JP5135819B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of continuing assist control without the steering becoming unstable even when an abnormality occurs in a booster circuit. <P>SOLUTION: When the booster circuit 25 is determined to be abnormal (NO at S101), an output voltage Vout at a connecting point c is determined to be a second voltage threshold value V<SB>2</SB>or lower (NO at S103), and a vehicle speed V of the vehicle is higher than a predetermined speed threshold value V<SB>0</SB>(20 km/h) or higher (YES at S105), a power supply voltage output circuit 30 adjusts the voltage duty ratio to gradually increase a power supply voltage Vin of a direct current power supply 20 from 0 V to 12 V and outputs it to an inverter 12. When the vehicle speed V of the vehicle is the predetermined threshold value V<SB>0</SB>or less (NO at S105), the power supply voltage output circuit 30 immediately outputs the power supply voltage Vin from the direct current power supply 20 to the inverter 20. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、電源電圧を昇圧する昇圧回路を備える電気式動力舵取装置に関するものである。   The present invention relates to an electric power steering apparatus including a booster circuit that boosts a power supply voltage.

従来より、電源電圧を昇圧する昇圧回路を備える電気式動力舵取装置として、下記特許文献1に示す、「電動パワーステアリング装置」が知られている。この電動パワーステアリング装置における昇圧回路は、アシスト力を出力するモータの回転角とこのモータに流す相電流値とに基づいて、直流電源からの電源電圧を昇圧する。また、各種センサの出力信号に基づいてシステムの異常が検出されると、昇圧回路の出力電力を時間経過とともに徐々に低減させることによりアシスト力を徐々に低減させてフェールセーフを図るようになっている。
特開2006−027511号公報
Conventionally, an “electric power steering device” shown in Patent Document 1 below is known as an electric power steering device including a booster circuit that boosts a power supply voltage. The booster circuit in the electric power steering apparatus boosts the power supply voltage from the DC power supply based on the rotation angle of the motor that outputs the assist force and the phase current value that flows through the motor. In addition, when a system abnormality is detected based on the output signals of various sensors, the assist power is gradually reduced by gradually reducing the output power of the booster circuit over time, thereby achieving fail-safety. Yes.
JP 2006-027511 A

しかしながら、例えば、昇圧回路内のFETが故障して当該昇圧回路に異常が生じると、モータに供給される駆動電圧が0(ゼロ)Vになり、ステアリングホイールによる操舵が全くアシストされないこととなる。上記特許文献1では、上述のような昇圧回路の異常は想定されていなかった。したがって、上述のような昇圧回路の異常によりステアリングホイールの操舵が重くなると、運転者、特に、高齢者や女性は、意図したハンドル角で切り込むことが非常に困難になる可能性がある。   However, for example, if an FET in the booster circuit fails and an abnormality occurs in the booster circuit, the drive voltage supplied to the motor becomes 0 (zero) V, and steering by the steering wheel is not assisted at all. In Patent Document 1, the above-described abnormality of the booster circuit is not assumed. Therefore, if steering of the steering wheel becomes heavy due to an abnormality in the booster circuit as described above, it may be very difficult for a driver, particularly an elderly person or a woman, to cut at the intended steering wheel angle.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、昇圧回路に異常が生じても操舵を不安定にすることなくアシスト制御を継続し得る電気式動力舵取装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide electric power that can continue assist control without destabilizing steering even if an abnormality occurs in the booster circuit. It is to provide a steering device.

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項1の電気式動力舵取装置では、車両に搭載される電源から供給される電源電圧を昇圧して出力する昇圧回路と、前記昇圧された電圧に基づく駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動電力の供給により制御されるモータと、前記昇圧回路の異常を検出する異常検出手段と、を備え、前記モータを駆動源として前記車両の操舵系にアシスト力を付与する電気式動力舵取装置であって、前記異常検出手段により前記昇圧回路が異常であると判定された場合には、前記電源電圧を、当該電源電圧より低い電圧から前記電源電圧まで徐々に増加させるように当該電圧のデューティ比を調整して、前記駆動回路に出力する電源電圧出力回路を有し、前記昇圧回路は、前記電源と前記駆動回路との間の電力供給経路に設けられており、前記電源電圧出力回路は、前記電源と前記駆動回路との間であって前記昇圧回路が設けられる前記電力供給経路と異なる経路に設けられることを技術的特徴とする。 In order to achieve the above object, in the electric power steering apparatus according to claim 1, the booster circuit boosts and outputs a power supply voltage supplied from a power supply mounted on a vehicle, and the booster A drive circuit for supplying drive power based on the voltage thus generated, a motor controlled by the supply of the drive power, and an abnormality detection means for detecting an abnormality in the booster circuit, wherein the motor is used as the drive source for the vehicle. An electric power steering apparatus that applies an assist force to the steering system of the engine, and when the abnormality detection means determines that the booster circuit is abnormal, the power supply voltage is a voltage lower than the power supply voltage. after adjusting the duty ratio of the voltage so as to gradually increase to the supply voltage, have a power supply voltage output circuit for outputting to said driving circuit, said boosting circuit, and said power supply and said drive circuit Is provided in the power supply path, the power supply voltage output circuit is technically a Rukoto provided a different path to the power supply path to the booster circuit is provided a between the power source and the drive circuit Features.

特許請求の範囲に記載の請求項2の電気式動力舵取装置では、車両に搭載される電源から供給される電源電圧を昇圧して出力する昇圧回路と、前記昇圧された電圧に基づく駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動電力の供給により制御されるモータと、前記昇圧回路の異常を検出する異常検出手段と、前記車両の車速を検出する車速センサと、を備え、前記モータを駆動源として前記車両の操舵系にアシスト力を付与する電気式動力舵取装置であって、前記異常検出手段により前記昇圧回路が異常であると判定された場合には、前記電源電圧を、当該電源電圧より低い電圧から前記電源電圧まで徐々に増加させるように当該電圧のデューティ比を調整して、前記駆動回路に出力する電源電圧出力回路を有し、前記電源電圧出力回路は、前記異常検出手段により前記昇圧回路が異常であると判定された場合であって、前記車速が所定の速度閾値よりも大きいとき、前記電源電圧を、当該電源電圧より低い電圧から前記電源電圧まで徐々に増加させるように当該電圧のデューティ比を調整して、前記駆動回路に出力し、前記車速が前記所定の速度閾値以下のとき、前記電源電圧を、即時に前記駆動回路に出力することを技術的特徴とする。 In the electric power steering apparatus according to claim 2, the booster circuit boosts and outputs the power supply voltage supplied from the power supply mounted on the vehicle, and the driving power based on the boosted voltage. comprising a driving circuit for supplying a motor controlled by the supply of the drive power, and abnormality detecting means for detecting an abnormality of the booster circuit, and a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed of said vehicle, driving the motor An electric power steering apparatus that applies assist force to the steering system of the vehicle as a source, and when the abnormality detecting means determines that the booster circuit is abnormal, the power supply voltage is by adjusting the duty ratio of the voltage so as to gradually increase from lower than the voltage a voltage to said power supply voltage, a power supply voltage output circuit for outputting to the driving circuit, the power supply voltage output circuit, said When it is determined by the normal detection means that the booster circuit is abnormal and the vehicle speed is greater than a predetermined speed threshold, the power supply voltage is gradually increased from a voltage lower than the power supply voltage to the power supply voltage. The duty ratio of the voltage is adjusted so as to increase and output to the drive circuit, and when the vehicle speed is equal to or less than the predetermined speed threshold, the power supply voltage is immediately output to the drive circuit. Features.

請求項1の発明では、異常検出手段により昇圧回路が異常であると判定された場合、電源電圧出力回路は、電源電圧を、当該電源電圧より低い電圧から電源電圧まで徐々に増加させるように当該電圧のデューティ比を調整して、駆動回路に出力する。特に、昇圧回路は、電源と駆動回路との間の電力供給経路に設けられており、電源電圧出力回路は、電源と駆動回路との間であって昇圧回路が設けられる電力供給経路と異なる経路に設けられている。
In the first aspect of the invention, when it is determined by the abnormality detection means that the booster circuit is abnormal, the power supply voltage output circuit is configured to gradually increase the power supply voltage from a voltage lower than the power supply voltage to the power supply voltage. The voltage duty ratio is adjusted and output to the drive circuit. In particular, the booster circuit is provided in a power supply path between the power supply and the drive circuit, and the power supply voltage output circuit is a path between the power supply and the drive circuit and different from the power supply path in which the booster circuit is provided. Is provided.

例えば、昇圧回路内のFETの故障等により当該昇圧回路に異常が生じ昇圧回路から駆動回路に出力される電圧が急に低下すると、操舵を補助するアシスト力が不足することとなり、ステアリングホイールの操舵が重くなってしまう。このような場合に電源電圧を即時に駆動回路に出力するとアシスト力が急に増加するので、一度重くなった操舵が急に軽くなってしまう。そうすると、重くなった操舵に対応しようとして、運転者が力を入れた場合には、ステアリングホイールが切れすぎてしまう等、操舵が不安定になる場合が想定される。   For example, if an abnormality occurs in the booster circuit due to a failure of the FET in the booster circuit and the voltage output from the booster circuit to the drive circuit suddenly decreases, the assist force for assisting steering becomes insufficient, and the steering wheel is steered. Becomes heavy. In such a case, if the power supply voltage is immediately output to the drive circuit, the assist force suddenly increases, and thus the steering once heavy is suddenly lightened. In this case, when the driver applies power to cope with the heavier steering, the steering may become unstable, for example, the steering wheel may be cut too much.

そこで、昇圧回路に異常が生じた場合には、昇圧回路システムとしてではなく電源直接駆動システムとして機能させるため、電源電圧を、当該電源電圧より低い電圧から電源電圧まで徐々に増加させるようにして駆動回路を介しモータに供給する。これにより、昇圧回路に異常が生じても、電源からの電圧をスムーズにモータに供給することにより上述のように操舵を不安定にすることなくアシスト制御を継続することができる。   Therefore, when an abnormality occurs in the booster circuit, the power supply voltage is gradually increased from a voltage lower than the power supply voltage to the power supply voltage in order to function as a power supply direct drive system rather than as a booster circuit system. Supply to the motor through the circuit. Thereby, even if an abnormality occurs in the booster circuit, the assist control can be continued without making the steering unstable as described above by smoothly supplying the voltage from the power source to the motor.

請求項2の発明では、異常検出手段により昇圧回路が異常であると判定された場合であって、車両の車速が所定の速度閾値よりも大きいとき、電源電圧を、当該電源電圧より低い電圧から電源電圧まで徐々に増加させるように当該電圧のデューティ比を調整して、駆動回路に出力し、車速が所定の速度閾値以下のとき、電源電圧を即時に前記駆動回路に出力する。   In the invention of claim 2, when it is determined by the abnormality detection means that the booster circuit is abnormal, and the vehicle speed of the vehicle is greater than a predetermined speed threshold, the power supply voltage is changed from a voltage lower than the power supply voltage. The duty ratio of the voltage is adjusted so as to gradually increase to the power supply voltage and output to the drive circuit. When the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined speed threshold, the power supply voltage is immediately output to the drive circuit.

これにより、高速走行している車両に搭載されている昇圧回路が異常を生じたために電源電圧を駆動回路に出力する場合には、電源電圧が駆動回路に即時に出力されることなく徐々に出力されるので、高速走行時の操舵が上述のように不安定になることがない。   As a result, when the power supply voltage is output to the drive circuit because an abnormality has occurred in the booster circuit mounted on the vehicle running at high speed, the power supply voltage is gradually output without being immediately output to the drive circuit. Therefore, steering during high-speed traveling does not become unstable as described above.

一方、低速走行している車両に搭載されている昇圧回路が異常を生じたために電源電圧を駆動回路に出力する場合には、電源電圧が駆動回路に即時に出力される。低速走行時では、上述のように駆動回路に出力される電圧の変動によりアシスト力が急変してステアリングホイールが切れすぎてしまったとしても、高速走行時の場合と比較して車両の挙動には影響が少ない。そこで、低速走行時では、迅速にアシスト力を発生させるために、電源電圧を駆動回路に即時に出力する。
したがって、昇圧回路に異常が生じても、上述のように操舵を不安定にすることなくアシスト制御を継続することができる。
On the other hand, when a power supply voltage is output to the drive circuit because an abnormality has occurred in a booster circuit mounted on a vehicle traveling at a low speed, the power supply voltage is immediately output to the drive circuit. When driving at low speeds, even if the steering force suddenly changes due to fluctuations in the voltage output to the drive circuit as described above and the steering wheel cuts too much, the vehicle behavior is less than that when driving at high speeds. There is little influence. Therefore, during low-speed traveling, the power supply voltage is immediately output to the drive circuit in order to generate the assist force quickly.
Therefore, even if an abnormality occurs in the booster circuit, the assist control can be continued without making the steering unstable as described above.

以下、本発明を昇圧回路を備える電気式動力舵取装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、電気式動力舵取装置1は、車両の操舵系にアシスト力を付与する駆動源としてのモータ2と、このモータ2を制御するECU3とを備えている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an electric power steering apparatus including a booster circuit will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus 1 includes a motor 2 as a drive source that applies assist force to a steering system of a vehicle, and an ECU 3 that controls the motor 2.

ステアリングホイール(ステアリング)4は、ステアリングシャフト5を介してラックアンドピニオン機構6に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト5の回転は、ラックアンドピニオン機構6にてラックの往復直線運動に変換され図略の操舵輪に伝達される。本実施形態の電気式動力舵取装置1は、モータ2がラックと同軸に配置された所謂ラック型EPSであり、モータ2が発生するアシストトルクは、ボール送り機構(図示略)を介してラックに伝達される。そして、ECU3は、このモータ2が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する。   The steering wheel (steering) 4 is connected to a rack and pinion mechanism 6 via a steering shaft 5, and the rotation of the steering shaft 5 accompanying the steering operation is converted into a reciprocating linear movement of the rack by the rack and pinion mechanism 6. Then, it is transmitted to an unillustrated steering wheel. The electric power steering apparatus 1 according to the present embodiment is a so-called rack type EPS in which a motor 2 is arranged coaxially with a rack, and assist torque generated by the motor 2 is transmitted to the rack via a ball feed mechanism (not shown). Is transmitted to. And ECU3 controls the assist force given to a steering system by controlling the assist torque which this motor 2 generate | occur | produces.

図2に示すように、ECU3は、モータ制御信号を出力するマイコン11と、モータ制御信号に基づいてモータ2に駆動電力を供給する駆動回路として機能するインバータ12とを備えている。尚、本実施形態のモータ2はブラシレスモータであり、インバータ12は、モータ制御信号に基づいて三相(U,V,W)の駆動電力を供給する。   As shown in FIG. 2, the ECU 3 includes a microcomputer 11 that outputs a motor control signal and an inverter 12 that functions as a drive circuit that supplies drive power to the motor 2 based on the motor control signal. The motor 2 of this embodiment is a brushless motor, and the inverter 12 supplies three-phase (U, V, W) driving power based on the motor control signal.

マイコン11には、操舵トルクτを検出するためのトルクセンサ14、及び車両の車速Vを検出するための車速センサ15が接続されており(図1参照)、マイコン11は、入力された操舵トルクτ及び車速Vに基づいて操舵系に付与するアシスト力、即ちモータ2が発生するアシストトルクを決定する。   A torque sensor 14 for detecting the steering torque τ and a vehicle speed sensor 15 for detecting the vehicle speed V of the vehicle are connected to the microcomputer 11 (see FIG. 1). The microcomputer 11 receives the input steering torque. Based on τ and the vehicle speed V, an assist force applied to the steering system, that is, an assist torque generated by the motor 2 is determined.

また、マイコン11には、モータ2に通電される電流値を検出するための電流センサ17,18、及びモータ2の回転角(電気角)θを検出するための回転角センサ19が接続されており、マイコン11は、これら各センサの出力信号に基づいてモータ2の各相電流値Iu,Iv,Iw、及びその回転角θを検出する。そして、マイコン11は、この検出された各相電流値Iu,Iv,Iw及び回転角θに基づいて、モータ2に上記決定されたアシストトルクを発生させるべくモータ制御信号を出力する。   Further, the microcomputer 11 is connected with current sensors 17 and 18 for detecting a current value supplied to the motor 2 and a rotation angle sensor 19 for detecting a rotation angle (electrical angle) θ of the motor 2. The microcomputer 11 detects the phase current values Iu, Iv, Iw of the motor 2 and the rotation angle θ based on the output signals of these sensors. The microcomputer 11 outputs a motor control signal to cause the motor 2 to generate the determined assist torque based on the detected phase current values Iu, Iv, Iw and the rotation angle θ.

尚、本実施形態では、マイコン11は、相電流値Iu,Iv,Iwをd/q変換し、d−q座標系における電流制御、詳しくは、q軸電流値がアシストトルクの目標値となるq軸電流指令値に追従するように制御する。そして、マイコン11は、このd−q座標系における電流制御に基づき決定されたモータ制御信号をインバータ12に出力する。   In the present embodiment, the microcomputer 11 performs d / q conversion on the phase current values Iu, Iv, and Iw, and controls the current in the dq coordinate system. Specifically, the q-axis current value becomes the target value of the assist torque. Control is performed so as to follow the q-axis current command value. Then, the microcomputer 11 outputs a motor control signal determined based on the current control in the dq coordinate system to the inverter 12.

また、図2及び図3に示すように、電気式動力舵取装置1は、電源電圧Vinを昇圧してインバータ12に出力する昇圧回路25を備えており、この昇圧回路25は、直流電源(バッテリー)20とインバータ12との間の電力供給経路に設けられている。そして、昇圧回路25は、プリドライバ11aに制御されることにより直流電源20の電源電圧Vinを、例えば、12Vから27Vに昇圧してインバータ12に出力する。なお、プリドライバ11a及び後述するFETドライブ11bは、マイコン11の一部の機能を便宜上ブロックとして表したものである。   As shown in FIGS. 2 and 3, the electric power steering apparatus 1 includes a booster circuit 25 that boosts the power supply voltage Vin and outputs the boosted voltage to the inverter 12. The booster circuit 25 includes a DC power source ( Battery) 20 and the power supply path between the inverter 12. Then, the booster circuit 25 is controlled by the pre-driver 11 a to boost the power supply voltage Vin of the DC power supply 20 from 12 V to 27 V, for example, and output it to the inverter 12. Note that the pre-driver 11a and the FET drive 11b, which will be described later, represent some functions of the microcomputer 11 as blocks for convenience.

また、直流電源20と昇圧回路25との間には、リレー29が設けられており、このリレー29を駆動することにより、直流電源20から昇圧回路25への電圧の供給を停止する。   Further, a relay 29 is provided between the DC power supply 20 and the booster circuit 25, and driving the relay 29 stops the supply of voltage from the DC power supply 20 to the booster circuit 25.

図3に示すように、本実施形態の昇圧回路25は、FET26a,26b、コイル27、及びコンデンサ28により構成されている。コイル27は、一端がリレー29を介し直流電源20に接続されるとともに他端がFET26aの一端に接続されており、FET26aの他端は接地されている。また、コイル27とFET26aと間の接続点aは、FET26bの一端に接続されており、FET26bの他端は、インバータ12に接続されている。そして、FET26bとインバータ12との間の接続点bは、コンデンサ28を介して接地されている。   As shown in FIG. 3, the booster circuit 25 of the present embodiment includes FETs 26 a and 26 b, a coil 27, and a capacitor 28. One end of the coil 27 is connected to the DC power source 20 via the relay 29, and the other end is connected to one end of the FET 26a. The other end of the FET 26a is grounded. The connection point a between the coil 27 and the FET 26 a is connected to one end of the FET 26 b, and the other end of the FET 26 b is connected to the inverter 12. The connection point b between the FET 26 b and the inverter 12 is grounded via the capacitor 28.

また、各FET26a,26bのゲート端子は、プリドライバ11aに接続されており、このプリドライバ11aは、各FET26a,26bのゲート端子に制御信号を印加することにより、各FET26a,26bをオン/オフ制御する。   The gate terminals of the FETs 26a and 26b are connected to the pre-driver 11a. The pre-driver 11a turns on / off the FETs 26a and 26b by applying a control signal to the gate terminals of the FETs 26a and 26b. Control.

FET26aのオン/オフ制御により、接続点aにおける電圧は、FET26aのオフ時にコイル27に発生する逆起電力が電源電圧Vinに重畳された電圧となり、FET26aがオン時に接地電位となる。そして、この電圧がFET26bのオン時に接続点bに伝達される。そして、昇圧回路25は、接続点bにおいて脈動的に変化する電圧・電流をコンデンサ28にて平滑化する。このようにして昇圧回路25は、直流電源20の電圧を昇圧した出力電圧Voutを出力する。インバータ12の電圧を直流電源20に回生する場合には、FET26bがプリドライバ11aによりオン制御される。   By the on / off control of the FET 26a, the voltage at the connection point a becomes a voltage obtained by superimposing the back electromotive force generated in the coil 27 on the power supply voltage Vin when the FET 26a is off, and becomes the ground potential when the FET 26a is on. This voltage is transmitted to the connection point b when the FET 26b is turned on. The booster circuit 25 smoothes the voltage / current that changes pulsatingly at the connection point b by the capacitor 28. In this way, the booster circuit 25 outputs the output voltage Vout obtained by boosting the voltage of the DC power supply 20. When the voltage of the inverter 12 is regenerated to the DC power source 20, the FET 26b is on-controlled by the pre-driver 11a.

また、図2及び図3に示すように、電気式動力舵取装置1は、後述するように昇圧回路25が異常であると判定された場合に電源電圧Vinをインバータ12に出力する電源電圧出力回路30を備えており、この電源電圧出力回路30は、FETドライブ11b及びFET31により構成されている。FET31は、その一端が直流電源20に接続されるとともに他端がインバータ12に接続されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the electric power steering apparatus 1 outputs a power supply voltage Vin to the inverter 12 when it is determined that the booster circuit 25 is abnormal as will be described later. The power supply voltage output circuit 30 includes an FET drive 11b and an FET 31. The FET 31 has one end connected to the DC power supply 20 and the other end connected to the inverter 12.

また、FET31のゲート端子は、FETドライブ11bに接続されており、このFETドライブ11bは、接続点bとインバータ12との間の接続点cの電圧、及び車速Vに基づきFET31のゲート端子に制御信号を印加することにより、FET31をオン/オフ制御する。なお、FETドライブ11bによりFET31を制御する課程については後述する図4に示すフローチャートにて詳細に説明する。   The gate terminal of the FET 31 is connected to the FET drive 11b. The FET drive 11b is controlled to the gate terminal of the FET 31 based on the voltage at the connection point c between the connection point b and the inverter 12 and the vehicle speed V. By applying a signal, the FET 31 is on / off controlled. The process of controlling the FET 31 by the FET drive 11b will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.

次に、本実施形態に係る電圧印加制御における演算処理の流れを図4に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップS101において、昇圧回路25は正常であるか否かについて判定される。ここで、接続点cにおける出力電圧Voutが第1の電圧閾値Vよりも大きい場合には、昇圧回路25は正常であると判定されて(S101でYES)、ステップS102にて、昇圧処理がなされる。この昇圧処理により、上述のように昇圧回路25により27Vに昇圧された出力電圧Voutがインバータ12に出力される。
Next, the flow of arithmetic processing in the voltage application control according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, in step S101, it is determined whether or not the booster circuit 25 is normal. Here, when the output voltage Vout at node c is greater than the first voltage threshold V 1 was, the booster circuit 25 is judged to be normal (YES at S101), at step S102, the boost processing Made. By this boosting process, the output voltage Vout boosted to 27 V by the boosting circuit 25 as described above is output to the inverter 12.

一方、例えば、昇圧回路25のFET26a或いはFET26bの故障により、接続点cにおける出力電圧Voutが第1の電圧閾値V以下になった場合には、昇圧回路25は正常でないと判定されて(S101でNO)、ステップS102における昇圧処理とは異なり、以下に示すステップに従って制御される。なお、本実施形態においては、上記第1の電圧閾値Vは、例えば、直流電源20の電源電圧Vinよりも大きな20Vに設定されている。また、このステップS101は、特許請求の範囲に記載の「異常検出手段」に相当し得るものである。 On the other hand, for example, by FET26a or FET26b failure of the booster circuit 25, the output voltage Vout at node c is when it becomes the first voltage threshold value V 1 or less, the step-up circuit 25 is determined not to be normal (S101 NO), unlike the step-up process in step S102, the control is performed according to the following steps. In the present embodiment, the first voltage threshold V 1 was, for example, it is set to a larger 20V than the power supply voltage Vin of the DC power supply 20. Further, this step S101 can correspond to “abnormality detection means” described in the claims.

上述のような異常時においては、まず、ステップS103にて、接続点cにおける出力電圧Voutが第2の電圧閾値V2よりも大きいか否かについて判定される。なお、本実施形態においては、上記第2の電圧閾値V2は、直流電源20の電源電圧Vinと等しい12Vに設定されている。 In an abnormal state as described above, first, at step S103, the output voltage Vout at node c is determined whether greater than the second voltage threshold V 2. In the present embodiment, the second voltage threshold V 2 is set to 12 V, which is equal to the power supply voltage Vin of the DC power supply 20.

ここで、接続点cにおける出力電圧Voutが上記第2の電圧閾値V2よりも大きい場合には(S103でYES)、ステップS104にて即時印加処理がなされる。この処理では、電源電圧出力回路30により、直流電源20の電源電圧Vinが、即時に昇圧回路25から出力される電圧に重畳してインバータ12に出力される。 If the output voltage Vout at the connection point c is larger than the second voltage threshold V 2 (YES in S103), an immediate application process is performed in step S104. In this process, the power supply voltage Vin of the DC power supply 20 is immediately superimposed on the voltage output from the booster circuit 25 and output to the inverter 12 by the power supply voltage output circuit 30.

このように即時印加処理を行う理由は、接続点cにおける出力電圧Voutが上記第2の電圧閾値V2よりも大きい場合、電源電圧Vinを即時に昇圧回路25から出力される電圧に重畳してインバータ12に出力しても、インバータ12に入力される電圧の変動が少ないため、上述のようにアシスト力が急変することなく操舵が不安定になることがないからである。 The reason why the immediate application processing is performed in this manner is that when the output voltage Vout at the connection point c is larger than the second voltage threshold V 2 , the power supply voltage Vin is immediately superimposed on the voltage output from the booster circuit 25. This is because even if the voltage is output to the inverter 12, there is little fluctuation in the voltage input to the inverter 12, so that the steering force does not become unstable without sudden change of the assist force as described above.

一方、コンデンサ28に蓄えられていた電圧が放電されて接続点cにおける出力電圧Voutが上記第2の電圧閾値V2以下になると(S103でNO)、ステップS105にて、車両の車速Vが所定の速度閾値Vよりも大きいか否かについて判定される。なお、本実施形態においては、上記所定の速度閾値Vは、20km/hに設定されている。 On the other hand, when the voltage stored in the capacitor 28 is discharged and the output voltage Vout at the connection point c becomes equal to or lower than the second voltage threshold value V 2 (NO in S103), the vehicle speed V of the vehicle is predetermined in step S105. a determination is made whether greater than the velocity threshold V 0 which. In the present embodiment, the predetermined speed threshold V 0 is set to 20 km / h.

ここで、車両が高速走行しており、車速Vが上記所定の速度閾値V(20km/h)よりも大きい場合には(S105でYES)、ステップS106にて漸増印加処理がなされる。この処理では、電源電圧出力回路30により、直流電源20の電源電圧Vinが、0(ゼロ)Vから12Vまで徐々に増加するように当該電圧のデューティ比を調整されて、スムーズにインバータ12に出力される。 Here, when the vehicle is traveling at a high speed and the vehicle speed V is greater than the predetermined speed threshold value V 0 (20 km / h) (YES in S105), a gradual increase application process is performed in step S106. In this process, the power supply voltage output circuit 30 adjusts the duty ratio of the DC power supply 20 so that the power supply voltage Vin of the DC power supply 20 gradually increases from 0 (zero) V to 12 V, and outputs it to the inverter 12 smoothly. Is done.

上記デューティ比の調整について、図5および図6を用いて詳細に説明する。電源電圧出力回路30は、FETドライブ11bにより、FET31のゲート端子に制御信号を印加して当該FET31をオン/オフすることにより、直流電源20の電源電圧Vinのデューティ比を調整し、この調整された電圧をスムーズにインバータ12に出力する。   The adjustment of the duty ratio will be described in detail with reference to FIGS. The power supply voltage output circuit 30 adjusts the duty ratio of the power supply voltage Vin of the DC power supply 20 by applying a control signal to the gate terminal of the FET 31 and turning on / off the FET 31 by the FET drive 11b. The output voltage is smoothly output to the inverter 12.

具体的には、図5に示すように、一周期の時間t1の間にFET31をオン状態にする時間(オン時間)をt2とすると、オン時間t2を、0(ゼロ)から一周期の時間t1に相当する時間まで徐々に大きくすることで、電源電圧Vinのデューティ比(t2/t1×100)が0(ゼロ)%から100%まで調整される。これにより、直流電源20からの電源電圧Vinが0(ゼロ)Vから12Vまで徐々に増加するようにしてスムーズにインバータ12に出力される。   Specifically, as shown in FIG. 5, when the time (ON time) for turning on the FET 31 during one cycle time t1 is t2, the ON time t2 is changed from 0 (zero) to one cycle time. By gradually increasing the time until the time corresponding to t1, the duty ratio (t2 / t1 × 100) of the power supply voltage Vin is adjusted from 0 (zero)% to 100%. As a result, the power supply voltage Vin from the DC power supply 20 is smoothly output to the inverter 12 so as to gradually increase from 0 (zero) V to 12 V.

本実施形態において、上述のようなデューティ比の調整は、例えば、図6に示すように、電源電圧出力回路30からの出力電圧を、0.3Sec(秒)までは0(ゼロ)Vから直線的に増加させ、0.3Sec(秒)以上では12Vに維持するように、オン時間t2を変更することにより行われる。   In the present embodiment, the duty ratio is adjusted as described above, for example, as shown in FIG. 6, the output voltage from the power supply voltage output circuit 30 is linear from 0 (zero) V up to 0.3 Sec (seconds). The on-time t2 is changed so that the voltage is increased and maintained at 12 V at 0.3 Sec (seconds) or more.

一方、車両が低速走行しており、車速Vが上記所定の速度閾値V以下の場合には(S105でNO)、上述したステップS104における即時印加処理がなされ、電源電圧出力回路30により、直流電源20の電源電圧Vinが、即時にインバータ12に出力される。なお、上記ステップS104における即時印加処理では、オン時間t2=一周期の時間t1に変更することにより、デューティ比が常に100%に調整されている。 On the other hand, when the vehicle is traveling at a low speed and the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined speed threshold value V 0 (NO in S105), the immediate application process in step S104 described above is performed, and the power supply voltage output circuit 30 The power supply voltage Vin of the power supply 20 is immediately output to the inverter 12. In the immediate application process in step S104, the duty ratio is always adjusted to 100% by changing the on time t2 to the time t1 of one cycle.

このように本実施形態に係る電気式動力舵取装置1では、昇圧回路25が異常であると判定され(S101でNO)、かつ、接続点cにおける出力電圧Voutが上記第2の電圧閾値V2以下と判定された場合であって(S103でNO)、車両の車速Vが上記所定の速度閾値V(20km/h)よりも大きいとき(S105でYES)、電源電圧出力回路30は、直流電源20からの電源電圧Vinを、0(ゼロ)Vから12Vまで徐々に増加させるように当該電圧のデューティ比を調整してインバータ12に出力し、車両の車速Vが上記所定の速度閾値V以下のとき(S105でNO)、電源電圧出力回路30は、直流電源20からの電源電圧Vinを、即時にインバータ12に出力する。 Thus, in the electric power steering apparatus 1 according to the present embodiment, it is determined that the booster circuit 25 is abnormal (NO in S101), and the output voltage Vout at the connection point c is the second voltage threshold V. When it is determined that the vehicle speed V is 2 or less (NO in S103) and the vehicle speed V of the vehicle is greater than the predetermined speed threshold V 0 (20 km / h) (YES in S105), the power supply voltage output circuit 30 The duty ratio of the voltage is adjusted so that the power supply voltage Vin from the DC power supply 20 is gradually increased from 0 (zero) V to 12 V and output to the inverter 12, and the vehicle speed V of the vehicle is set to the predetermined speed threshold V. When it is 0 or less (NO in S105), the power supply voltage output circuit 30 immediately outputs the power supply voltage Vin from the DC power supply 20 to the inverter 12.

これにより、高速走行している車両に搭載されている昇圧回路25のFET26a或いは26bの故障等により当該昇圧回路25に異常が生じた場合には、昇圧回路システムとしてではなく電源直接駆動システムとして機能させるために、直流電源20からの電源電圧Vinを、当該電源電圧Vinである12Vより低い電圧、例えば0(ゼロ)Vから12Vまで徐々に増加させるようにしてインバータ12を介しモータ2に供給することができる。   As a result, when an abnormality occurs in the booster circuit 25 due to a failure of the FET 26a or 26b of the booster circuit 25 mounted on the vehicle traveling at a high speed, the function as a power source direct drive system, not as a booster circuit system. Therefore, the power supply voltage Vin from the DC power supply 20 is supplied to the motor 2 through the inverter 12 so as to gradually increase from a voltage lower than 12V, which is the power supply voltage Vin, for example, from 0 (zero) V to 12V. be able to.

したがって、昇圧回路25に異常が生じても、直流電源20からの電源電圧Vinをスムーズにモータ2に供給することにより、上述のように操舵を不安定にすることなくアシスト制御を継続することができる。   Therefore, even if an abnormality occurs in the booster circuit 25, the assist control can be continued without making the steering unstable as described above by smoothly supplying the power supply voltage Vin from the DC power supply 20 to the motor 2. it can.

一方、低速走行している車両に搭載されている昇圧回路25が異常を生じたために直流電源20の電源電圧Vinをインバータ12に出力する場合には、電源電圧Vinがインバータ12に即時に出力される。低速走行時では、上述のようにインバータ12に出力される電圧の変動によりアシスト力が急変してステアリングホイール4が切れすぎてしまったとしても、高速走行時の場合と比較して車両の挙動には影響が少ない。そこで、低速走行時では、迅速にアシスト力を発生させるために、電源電圧Vinを即時にモータ2に供給する。   On the other hand, when the power supply voltage Vin of the DC power supply 20 is output to the inverter 12 because an abnormality has occurred in the booster circuit 25 mounted on the vehicle traveling at a low speed, the power supply voltage Vin is immediately output to the inverter 12. The Even when the assist force suddenly changes due to the fluctuation of the voltage output to the inverter 12 as described above and the steering wheel 4 is cut too much during low-speed driving, the behavior of the vehicle is compared with that during high-speed driving. Has little effect. Therefore, during low-speed traveling, the power supply voltage Vin is immediately supplied to the motor 2 in order to quickly generate assist force.

したがって、昇圧回路25に異常が生じても、直流電源20からの電源電圧Vinを、モータ2に車速Vに応じてスムーズに供給するかあるいは即時に供給することにより、上述のように操舵を不安定にすることなくアシスト制御を継続することができる。   Therefore, even if an abnormality occurs in the booster circuit 25, the power supply voltage Vin from the DC power supply 20 is supplied smoothly to the motor 2 in accordance with the vehicle speed V, or is supplied immediately, so that steering is not performed as described above. Assist control can be continued without stabilization.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果が得られる。
(1)図4のステップS106における漸増印加処理では、図6に示すように電源電圧Vinのデューティ比を調整して、この調整された電圧をインバータ12に出力することに限らず、適宜FET31をオン状態にする時間(オン時間t2)を変更することにより電源電圧Vinのデューティ比を調整して、この調整された電圧をインバータ12に出力するようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, You may actualize as follows, and even in that case, the effect | action and effect equivalent to or more than the said embodiment are acquired.
(1) In the gradual increase application process in step S106 of FIG. 4, the duty ratio of the power supply voltage Vin is adjusted as shown in FIG. 6, and this adjusted voltage is not output to the inverter 12, but the FET 31 is appropriately set. The duty ratio of the power supply voltage Vin may be adjusted by changing the time for turning on (on time t2), and the adjusted voltage may be output to the inverter 12.

(2)ステップS101或いはステップS103における判定処理では、接続点cにおける電圧だけでなく、昇圧回路25内の複数箇所の電圧をも考慮して、判定処理を行うようにしてもよい。 (2) In the determination process in step S101 or step S103, the determination process may be performed in consideration of not only the voltage at the connection point c but also the voltages at a plurality of locations in the booster circuit 25.

(3)図4のステップS105における判定処理を廃止してもよい。この場合、ステップS103において接続点cにおける出力電圧Voutが上記第2の電圧閾値V2以下であると判定されると(S103でNO)、車速Vにかかわらず、ステップS106における漸増印加処理を行うようにしてもよい。 (3) The determination process in step S105 of FIG. 4 may be abolished. Performs this case, the output voltage Vout at node c is determined to be the second voltage threshold value V 2 less in step S103 (NO in S103), irrespective of the vehicle speed V, the incremental application process in step S106 You may do it.

(4)図4のステップS103及びS105における判定処理を廃止してもよい。この場合、昇圧回路25は正常でないと判定されると(S101でNO)、ステップS106における漸増印加処理を行うようにしてもよい。 (4) The determination process in steps S103 and S105 of FIG. 4 may be abolished. In this case, if it is determined that the booster circuit 25 is not normal (NO in S101), the gradual increase application process in step S106 may be performed.

本発明の実施形態に係る電気式動力舵取装置の構成を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing the composition of the electric power steering device concerning the embodiment of the present invention. 電気式動力舵取装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of an electric power steering device. 電源電圧出力回路及び昇圧回路の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of a power supply voltage output circuit and a booster circuit. 本実施形態に係る電圧印加制御における演算処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the arithmetic processing in the voltage application control which concerns on this embodiment. FETドライブにより電源電圧のデューティ比を調整する一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example which adjusts the duty ratio of a power supply voltage by FET drive. 図4の漸増印加処理に用いられる出力電圧の時間変化の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a time change of an output voltage used in the gradual increase application process of FIG. 4.

符号の説明Explanation of symbols

1…電気式動力舵取装置
2…モータ
3…ECU
11…マイコン
11a…プリドライバ
11b…FETドライブ
12…インバータ(駆動回路)
15…車速センサ
20…直流電源
25…昇圧回路
26a、26b、31…FET
27…コイル
28…コンデンサ
30…電源電圧出力回路
a、b、c…接続点
V…車速
…所定の速度閾値
Vin…電源電圧
Vout…出力電圧
…第1の電圧閾値
…第2の電圧閾値
t1…一周期の時間
t2…オフ時間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device 2 ... Motor 3 ... ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Microcomputer 11a ... Pre-driver 11b ... FET drive 12 ... Inverter (drive circuit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Vehicle speed sensor 20 ... DC power supply 25 ... Booster circuit 26a, 26b, 31 ... FET
27 ... coil 28 ... condenser 30 ... power supply voltage output circuit a, b, c ... connection point V ... vehicle speed V 0 ... predetermined speed threshold Vin ... supply voltage Vout ... output voltage V 1 ... first voltage threshold V 2 ... first Voltage threshold of 2 t1 time of one cycle t2 off time

Claims (2)

車両に搭載される電源から供給される電源電圧を昇圧して出力する昇圧回路と、
前記昇圧された電圧に基づく駆動電力を供給する駆動回路と、
前記駆動電力の供給により制御されるモータと、
前記昇圧回路の異常を検出する異常検出手段と、を備え、
前記モータを駆動源として前記車両の操舵系にアシスト力を付与する電気式動力舵取装置であって、
前記異常検出手段により前記昇圧回路が異常であると判定された場合には、前記電源電圧を、当該電源電圧より低い電圧から前記電源電圧まで徐々に増加させるように当該電圧のデューティ比を調整して、前記駆動回路に出力する電源電圧出力回路を有し、
前記昇圧回路は、前記電源と前記駆動回路との間の電力供給経路に設けられており、
前記電源電圧出力回路は、前記電源と前記駆動回路との間であって前記昇圧回路が設けられる前記電力供給経路と異なる経路に設けられることを特徴とする電気式動力舵取装置。
A booster circuit that boosts and outputs a power supply voltage supplied from a power supply mounted on the vehicle;
A drive circuit for supplying drive power based on the boosted voltage;
A motor controlled by the supply of the driving power;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the booster circuit,
An electric power steering apparatus that applies assist force to the steering system of the vehicle using the motor as a drive source,
When the abnormality detection unit determines that the booster circuit is abnormal, the duty ratio of the voltage is adjusted so that the power supply voltage is gradually increased from a voltage lower than the power supply voltage to the power supply voltage. Te, have a power supply voltage output circuit for outputting to said driving circuit,
The booster circuit is provided in a power supply path between the power supply and the drive circuit,
The power supply voltage output circuit, an electric power steering apparatus according to claim Rukoto the booster circuit A is provided in a different path as the power supply path that is provided between the power source and the drive circuit.
車両に搭載される電源から供給される電源電圧を昇圧して出力する昇圧回路と、
前記昇圧された電圧に基づく駆動電力を供給する駆動回路と、
前記駆動電力の供給により制御されるモータと、
前記昇圧回路の異常を検出する異常検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速センサと、を備え、
前記モータを駆動源として前記車両の操舵系にアシスト力を付与する電気式動力舵取装置であって、
前記異常検出手段により前記昇圧回路が異常であると判定された場合には、前記電源電圧を、当該電源電圧より低い電圧から前記電源電圧まで徐々に増加させるように当該電圧のデューティ比を調整して、前記駆動回路に出力する電源電圧出力回路を有し、
前記電源電圧出力回路は、前記異常検出手段により前記昇圧回路が異常であると判定された場合であって、前記車速が所定の速度閾値よりも大きいとき、前記電源電圧を、当該電源電圧より低い電圧から前記電源電圧まで徐々に増加させるように当該電圧のデューティ比を調整して、前記駆動回路に出力し、前記車速が前記所定の速度閾値以下のとき、前記電源電圧を、即時に前記駆動回路に出力することを特徴とする電気式動力舵取装置。
A booster circuit that boosts and outputs a power supply voltage supplied from a power supply mounted on the vehicle;
A drive circuit for supplying drive power based on the boosted voltage;
A motor controlled by the supply of the driving power;
An abnormality detection means for detecting an abnormality of the booster circuit;
And a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed of said vehicle,
An electric power steering apparatus that applies assist force to the steering system of the vehicle using the motor as a drive source,
When the abnormality detection unit determines that the booster circuit is abnormal, the duty ratio of the voltage is adjusted so that the power supply voltage is gradually increased from a voltage lower than the power supply voltage to the power supply voltage. A power supply voltage output circuit for outputting to the drive circuit,
The power supply voltage output circuit is configured such that the power supply voltage is lower than the power supply voltage when the abnormality detection means determines that the booster circuit is abnormal and the vehicle speed is greater than a predetermined speed threshold. The duty ratio of the voltage is adjusted so as to gradually increase from the voltage to the power supply voltage, and output to the drive circuit. When the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined speed threshold, the power supply voltage is immediately you and outputs to the circuit electric power steering apparatus.
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