JP5224032B2 - Steering control device - Google Patents

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Description

本発明は、車両の操舵補助用の交流モータを駆動制御するための操舵制御装置に関する。   The present invention relates to a steering control device for driving and controlling an AC motor for assisting steering of a vehicle.

従来、この種の操舵制御装置として、交流モータに出力させるアシストトルクの指令値をベクトル制御法のq軸電流指令値として決定すると共に、その交流モータの弱め界磁制御を行うためにベクトル制御法のd軸電流指令値を決定するものが知られている。ここで、ベクトル制御方法では、交流モータの界磁束方向をd軸といい、界磁束方向と直交する方向をq軸という。よって、d軸方向を向いたd軸電流は、交流モータの出力トルクには、直接、寄与せず、q軸方向を向いたq軸電流のみが交流モータの出力トルクに直接寄与する。また、弱め界磁制御は、交流モータの回転数が所定の基準回転数を超えて逆起電力が問題になる場合にのみ行われる。即ち、d軸電流は、ハンドルを急峻に操作して交流モータの回転数が所定の基準回転数を超えた場合にのみ流れる(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−153273号公報(段落[0026]、[0031],第1図,第2図)
Conventionally, as this type of steering control device, an assist torque command value to be output to an AC motor is determined as a q-axis current command value of the vector control method, and d of the vector control method is used to perform field weakening control of the AC motor. What determines an axial current command value is known. Here, in the vector control method, the field flux direction of the AC motor is referred to as the d-axis, and the direction orthogonal to the field flux direction is referred to as the q-axis. Therefore, the d-axis current directed in the d-axis direction does not directly contribute to the output torque of the AC motor, and only the q-axis current directed in the q-axis direction directly contributes to the output torque of the AC motor. The field weakening control is performed only when the rotational speed of the AC motor exceeds a predetermined reference rotational speed and the back electromotive force becomes a problem. That is, the d-axis current flows only when the steering wheel is sharply operated and the rotational speed of the AC motor exceeds a predetermined reference rotational speed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2007-153273 A (paragraphs [0026], [0031], FIGS. 1 and 2)

ところで、ベクトル制御法では、q軸電流及びd軸電流を、交流モータの相電流に変換するために、交流モータの電気角の情報が必要になる。しかしながら、交流モータに備えた回転位置センサの検出誤差により、交流モータの実際の電気角と、回転位置センサが検出した電気角とが正確に一致していない場合がある。図6には、交流モータの真の電気角に対するq−d座標系と、回転位置センサが真の電気角より誤差角αだけずれた誤検出を行った場合のq’−d’座標系とが示されている。ここで、回転位置センサが誤検出した電気角に基づいてd軸電流指令値Id*’を所定の値「Id*’1」に決定し、q軸電流指令値Iq*’を「0」に決定したとすると、そのd軸電流指令値Id*’をq−d座標系のq軸に投影して求められるq軸電流指令値Iq*1により、実際には交流モータに電流をq軸電流が通電されることになる。即ち、回転位置センサが誤検出していなければ通電されないはずのq軸電流が交流モータに通電され、d軸電流指令値Id*’に起因したアシストトルクが出力されることになる。そして、従来の操舵制御装置では、所定の条件が成立した場合に、q軸電流のみを電流制限し、d軸電流に対して電流制限を行っていなかったので、q軸電流のみが電流制限されたときに、アシストトルクに対するd軸電流指令値Id*’の影響度が高まり、操舵フィーリングに違和感を覚えることがあった。   By the way, in the vector control method, in order to convert the q-axis current and the d-axis current into the phase current of the AC motor, information on the electrical angle of the AC motor is required. However, there are cases where the actual electrical angle of the AC motor and the electrical angle detected by the rotational position sensor do not exactly match due to the detection error of the rotational position sensor provided in the AC motor. FIG. 6 shows a qd coordinate system for the true electrical angle of the AC motor, and a q′-d ′ coordinate system when the rotational position sensor makes a false detection with an error angle α shifted from the true electrical angle. It is shown. Here, the d-axis current command value Id * ′ is determined to be a predetermined value “Id * ′ 1” based on the electrical angle erroneously detected by the rotational position sensor, and the q-axis current command value Iq * ′ is set to “0”. If determined, the current is supplied to the AC motor in accordance with the q-axis current command value Iq * 1 obtained by projecting the d-axis current command value Id * ′ onto the q-axis of the qd coordinate system. Will be energized. That is, if the rotational position sensor is not erroneously detected, a q-axis current that should not be energized is energized to the AC motor, and assist torque resulting from the d-axis current command value Id * 'is output. In the conventional steering control device, when the predetermined condition is satisfied, only the q-axis current is limited and the current limitation is not performed on the d-axis current. Therefore, only the q-axis current is limited. In this case, the influence of the d-axis current command value Id * ′ on the assist torque is increased, and the steering feeling may be uncomfortable.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電流制限を行った場合に操舵フィーリングの違和感の発生を防ぐことが可能な操舵制御装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a steering control device capable of preventing the uncomfortable feeling of steering feeling when the current is limited.

上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係る操舵制御装置(40)は、車両(10)の操舵を補助する交流モータ(19)へのモータ駆動電流(Iu,Iv,Iw)をバッテリ(92)の出力から生成するインバータ回路(43)と、運転状況に応じて交流モータ(19)に出力させるアシストトルクの指令値をq軸電流指令値(Iq*)として決定すると共に、交流モータ(19)の逆起電力を抑えて弱め界磁制御を行うためのd軸電流指令値(Id*)を決定する電流指令値決定部(50)と、電流指令値決定部(50)が決定したq軸電流指令値(Iq*)を、所定の条件が成立した場合に制限するq軸電流制限部(83)とを備えた操舵制御装置(40)において、q軸電流制限部(83)によりq軸電流指令値(Iq*)が制限されたときに、その制限と同じ割合でd軸電流指令値(Id*)を制限するd軸電流制限部(84)を備えたところに特徴を有する。   In order to achieve the above object, the steering control device (40) according to the invention of claim 1 includes a motor drive current (Iu, Iv, Iw) to an AC motor (19) for assisting steering of the vehicle (10). Is determined as the q-axis current command value (Iq *), and the inverter torque (43) is generated from the output of the battery (92), and the assist torque command value to be output to the AC motor (19) according to the operation status. A current command value determining unit (50) for determining a d-axis current command value (Id *) for performing field-weakening control while suppressing back electromotive force of the AC motor (19) and a current command value determining unit (50) are determined. The q-axis current limiting unit (83) includes a q-axis current limiting unit (83) that limits the q-axis current command value (Iq *) when a predetermined condition is satisfied. Q-axis current command value (Iq ). If it is limited, having characterized in that with a d-axis current command value at the same rate as the restriction (d-axis current limiting unit (84 to limit the Id *)).

請求項2の発明は、請求項1に記載の操舵制御装置(40)において、バッテリ(92)の出力電圧(Vb)を検出するバッテリ出力電圧検出手段(81)と、バッテリ(92)の出力電圧(Vb)に応じて、交流モータ(19)に給電可能な最大許容電力(W*)を決定する最大許容電力決定手段(MAP2)と、最大許容電力決定手段(MAP2)が決定した最大許容電力をW*とし、q軸電流指令値をIq*とし、d軸電流指令値をId*とし、q軸電圧指令値をVq*とし、d軸電圧指令値をVd*とした場合に、W*<Iq*・Vq*+Id*・Vd*、の関係が成立したときに、γ=W*/(Iq*・Vq*+Id*・Vd*)、で求めた制限係数γをq軸及びd軸の電流指令値(Iq*,Id*)に乗じて、それらq軸及びd軸の電流指令値(Iq*,Id*)を制限する指令値制限部(82)とを備えたところに特徴を有する。   According to a second aspect of the present invention, in the steering control device (40) according to the first aspect, the battery output voltage detecting means (81) for detecting the output voltage (Vb) of the battery (92) and the output of the battery (92). Maximum allowable power determining means (MAP2) for determining the maximum allowable power (W *) that can be supplied to the AC motor (19) according to the voltage (Vb), and the maximum allowable power determined by the maximum allowable power determining means (MAP2) When power is W *, q-axis current command value is Iq *, d-axis current command value is Id *, q-axis voltage command value is Vq *, and d-axis voltage command value is Vd *, W When the relationship of * <Iq * · Vq * + Id * · Vd * is established, the limiting coefficient γ obtained by γ = W * / (Iq * · Vq * + Id * · Vd *) Multiplying the current command value (Iq *, Id *) of the shaft, these q-axis and d-axis And a command value limiter (82) for limiting the current command value (Iq *, Id *).

[請求項1の発明]
請求項1の構成によれば、交流モータの電気角の検出誤差によりd軸電流指令値に起因したq軸電流が実際に交流モータに通電されていても、所定の条件が成立してq軸電流指令値が制限された際には、そのq軸電流指令値の制限に連動してd軸電流指令値も制限されるので、d軸電流指令値に起因したq軸電流も制限される。これにより、アシストトルクに対するd軸電流指令値に起因したq軸電流の影響が抑えられ、操舵フィーリングの違和感の発生を防ぐことができる。
[Invention of Claim 1]
According to the configuration of the first aspect, even if the q-axis current resulting from the d-axis current command value is actually energized to the AC motor due to the detection error of the electrical angle of the AC motor, the predetermined condition is satisfied and the q-axis is satisfied. When the current command value is restricted, the d-axis current command value is also restricted in conjunction with the restriction of the q-axis current command value, so that the q-axis current resulting from the d-axis current command value is also restricted. Thereby, the influence of the q-axis current resulting from the d-axis current command value with respect to the assist torque can be suppressed, and the uncomfortable feeling of steering feeling can be prevented.

[請求項2の発明]
請求項2の構成によれば、バッテリの出力電圧に応じて決定した最大許容電力W*と、q軸電流指令値Iq*と、d軸電流指令値Id*と、q軸電圧指令値Vq*と、d軸電圧指令値をVd*との関係が、W*<Iq*・Vq*+Id*・Vd*、の関係になった場合には、γ=W*/(Iq*・Vq*+Id*・Vd*)、で求めた制限係数γを、q軸及びd軸の電流指令値に乗じて、それらq軸及びd軸の流指令値を制限する。これにより、バッテリから供給可能な電力を交流モータに有効活用することができる。
[Invention of claim 2]
According to the configuration of claim 2, the maximum allowable power W * determined according to the output voltage of the battery, the q-axis current command value Iq *, the d-axis current command value Id *, and the q-axis voltage command value Vq *. When the relationship between the d-axis voltage command value and Vd * is W * <Iq * · Vq * + Id * · Vd *, γ = W * / (Iq * · Vq * + Id * · Vd *) is multiplied by the q-axis and d-axis current command values to limit the q-axis and d-axis flow command values. Thereby, the electric power which can be supplied from a battery can be effectively utilized for an AC motor.

[第1実施形態]
以下、本発明の一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。図1には、電動パワーステアリング装置11を搭載した車両10が示されている。この電動パワーステアリング装置11は、車両10の左右方向に延びた転舵輪間シャフト13を備え、その転舵輪間シャフト13は、車両本体10Hに固定された筒形ハウジング15の内部に挿通されている。また、転舵輪間シャフト13の両端部は、タイロッド14,14を介して各転舵輪12,12に連結され、転舵輪間シャフト13が直動すると転舵輪12,12が転舵するようになっている。
[First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a vehicle 10 equipped with an electric power steering device 11. The electric power steering device 11 includes a steered wheel shaft 13 extending in the left-right direction of the vehicle 10, and the steered wheel shaft 13 is inserted into a cylindrical housing 15 fixed to the vehicle body 10H. . Moreover, the both ends of the shaft 13 between steered wheels are connected with each steered wheel 12 and 12 via the tie rods 14 and 14, and when the shaft 13 between steered wheels moves straight, the steered wheels 12 and 12 will steer. ing.

電動パワーステアリング装置11は、駆動源として交流モータ19(以下、単に「モータ19」という)を備えている。そのモータ19は、例えば、中空の筒形構造をなした3相交流モータであって、筒形ハウジング15内に固定され、そのモータ19の中心部を転舵輪間シャフト13が貫通している。そして、モータ19における筒形のロータ21の内面に固定されたボールナット22と、転舵輪間シャフト13の外面に形成されたボールネジ部23とが螺合し、ロータ21が回転するとボールネジ部23が直動する。なお、このモータ19には、ロータ21の回転位置θ2を検出するための回転位置センサ25が備えられている。また、モータ19におけるU,V,Wの相巻線は、例えばスター結線されている。そして、後述するインバータ回路43からのモータ駆動電流は、例えば、U,V,Wの相巻線の何れか1つの相巻線から残り2つの相巻線へと流れるか、或いは、U,V,Wの相巻線の何れか2つの相巻線から残り1つの相巻線へと流れるようになっている。   The electric power steering apparatus 11 includes an AC motor 19 (hereinafter simply referred to as “motor 19”) as a drive source. The motor 19 is, for example, a three-phase AC motor having a hollow cylindrical structure, which is fixed in the cylindrical housing 15, and the steered wheel shaft 13 passes through the center of the motor 19. Then, the ball nut 22 fixed to the inner surface of the cylindrical rotor 21 in the motor 19 and the ball screw portion 23 formed on the outer surface of the inter-steering wheel shaft 13 are screwed together, and when the rotor 21 rotates, the ball screw portion 23 is Move directly. The motor 19 is provided with a rotational position sensor 25 for detecting the rotational position θ2 of the rotor 21. The U, V, W phase windings in the motor 19 are, for example, star-connected. Then, a motor drive current from an inverter circuit 43 to be described later flows, for example, from any one of U, V, W phase windings to the remaining two phase windings, or U, V , W flow from any two phase windings to the remaining one phase winding.

転舵輪間シャフト13の一端部側にはラック24が形成され、操舵シャフト16の下端部に備えたピニオン18がこのラック24に噛合している。操舵シャフト16の上端部には、ハンドル17が取り付けられると共に、操舵シャフト16の中間部には、トルクセンサ27と舵角センサ26とが取り付けられている。そして、舵角センサ26によりハンドル17の操舵角θ1を検出し、トルクセンサ27により負荷トルクTfを検出している。また、転舵輪12の近傍には、その回転速度から車速Vを検出するための車速センサ28が設けられている。   A rack 24 is formed on one end side of the inter-steering wheel shaft 13, and a pinion 18 provided at a lower end portion of the steering shaft 16 is engaged with the rack 24. A handle 17 is attached to an upper end portion of the steering shaft 16, and a torque sensor 27 and a steering angle sensor 26 are attached to an intermediate portion of the steering shaft 16. Then, the steering angle sensor 26 detects the steering angle θ1 of the handle 17, and the torque sensor 27 detects the load torque Tf. Further, a vehicle speed sensor 28 for detecting the vehicle speed V from the rotational speed is provided in the vicinity of the steered wheel 12.

上記モータ19を駆動制御するために、本発明に係る操舵制御装置40が車両10に搭載されている。図2に示すように、操舵制御装置40には、インバータ回路43と信号処理回路44とが備えられている。また、操舵制御装置40は、イグニッションスイッチ94のオンにより、バッテリ92に導通接続されて起動する。   In order to drive and control the motor 19, a steering control device 40 according to the present invention is mounted on the vehicle 10. As shown in FIG. 2, the steering control device 40 includes an inverter circuit 43 and a signal processing circuit 44. Further, the steering control device 40 is activated by being connected to the battery 92 by turning on the ignition switch 94.

インバータ回路43は、バッテリ92の正極と負極(GND)との間に、U、V、Wの相回路43U,43V,43Wを備えた3相ブリッジ回路になっている。そのU相回路43Uには、上段側のスイッチUH、下段側のスイッチULとが直列接続して備えられ、それら両スイッチUH,ULの共通接続点から延びたU相出力線19Uに、モータ駆動電流Iuを検出するための電流センサSu(例えば、シャント抵抗)を介してモータ19のU相巻線が接続されている。これと同様に、V相回路43Vには、上段側のスイッチVH及び下段側のスイッチVLが備えられかつV相出力線19Vに電流センサSvを介してモータ19のV相巻線が接続されると共に、W相回路43Wには、上段側のスイッチWH及び下段側のスイッチWLが備えられかつW相出力線19Wに電流センサSwを介してモータ19のW相巻線が接続されている。また、スイッチ群UH,UL,VH,・・・は、例えば、Nチャンネル型のMOSFETで構成され、それらMOSFETのゲート端子が信号処理回路44に接続されている。   The inverter circuit 43 is a three-phase bridge circuit including U, V, and W phase circuits 43U, 43V, and 43W between a positive electrode and a negative electrode (GND) of the battery 92. The U-phase circuit 43U is provided with an upper-stage switch UH and a lower-stage switch UL connected in series, and a motor drive is connected to a U-phase output line 19U extending from a common connection point of both the switches UH and UL. A U-phase winding of the motor 19 is connected via a current sensor Su (for example, a shunt resistor) for detecting the current Iu. Similarly, the V-phase circuit 43V includes an upper-stage switch VH and a lower-stage switch VL, and the V-phase winding of the motor 19 is connected to the V-phase output line 19V via the current sensor Sv. At the same time, the W-phase circuit 43W includes an upper-stage switch WH and a lower-stage switch WL, and the W-phase winding of the motor 19 is connected to the W-phase output line 19W via the current sensor Sw. Further, the switch groups UH, UL, VH,... Are composed of, for example, N-channel MOSFETs, and the gate terminals of these MOSFETs are connected to the signal processing circuit 44.

信号処理回路44は、CPU45、記憶部46、A/Dコンバータ47、入力インターフェイス48及び出力インターフェイス49を備えている。CPU45には、入力インターフェイス48を介して車速センサ28及び舵角センサ26及び回転位置センサ25の検出信号が取り込まれると共に、A/Dコンバータ47を介してトルクセンサ27、電流センサSu,Sv,Sw、及び後述する電圧センサ81の検出信号が取り込まれている。そして、CPU45は、出力インターフェイス49を介してインバータ回路43のスイッチ群UH,UL,VH,・・・にオンオフ制御信号を出力して、インバータ回路43を制御している。   The signal processing circuit 44 includes a CPU 45, a storage unit 46, an A / D converter 47, an input interface 48 and an output interface 49. The CPU 45 receives the detection signals of the vehicle speed sensor 28, the steering angle sensor 26, and the rotational position sensor 25 through the input interface 48, and the torque sensor 27, current sensors Su, Sv, Sw through the A / D converter 47. , And a detection signal of a voltage sensor 81 described later is taken in. The CPU 45 outputs an on / off control signal to the switch groups UH, UL, VH,... Of the inverter circuit 43 via the output interface 49 to control the inverter circuit 43.

ここで、モータ駆動電流Iu,Iv,Iwは、インバータ回路43の上段側からモータ19の各相巻線を流れ、その後、インバータ回路43の下段側に流れる。具体的には、インバータ回路43のスイッチ群UH,UL,VH,・・・は、上段側のスイッチUH,VH,WHのうち何れか1つがオンしかつ下段側のスイッチUL,VL,WLのうち何れか2つがオンするパターンと、上段側のスイッチUH,VH,WHのうち何れか2つがオンしかつ下段側のスイッチUL,VL,WLのうち何れか1つがオンするパターンとがある。その一例として、図2のインバータ回路43における破線矢印は、例えばインバータ回路43のうち上段側ではV相のスイッチVHのみがオンしかつ下段側ではU相、W相のスイッチUL,WLのみがオンした場合のモータ駆動電流を示している。この場合、インバータ回路43の上段側から電流センサSvを介してモータ19のV相巻線にモータ駆動電流Ivが流れ込み、そのモータ駆動電流Ivがモータ19のU,W相巻線に分かれてモータ駆動電流Iu,Iwになる。それらのうちモータ駆動電流Iuは、電流センサSuを介してインバータ回路43の下段側に流れ込み、モータ駆動電流Iwは電流センサSwを介してインバータ回路43の下段側に流れ込む。そして、回転位置センサ25にて検出したロータ21の回転位置に応じて、CPU45が各スイッチ群UH,UL,VH,・・・のオンオフパターンを切り替えることで、モータ駆動電流Iu,Iv,Iwが相互に120度の位相がずれた3相交流電流になってモータ19に流される。   Here, the motor drive currents Iu, Iv, Iw flow through the respective phase windings of the motor 19 from the upper stage side of the inverter circuit 43 and then flow to the lower stage side of the inverter circuit 43. Specifically, the switch group UH, UL, VH,... Of the inverter circuit 43 is such that any one of the upper switches UH, VH, WH is turned on and the lower switches UL, VL, WL are turned on. There are a pattern in which any two of them are turned on and a pattern in which any two of the upper switches UH, VH, WH are turned on and any one of the lower switches UL, VL, WL is turned on. As an example, the broken line arrow in the inverter circuit 43 in FIG. 2 indicates that, for example, only the V-phase switch VH is on on the upper side of the inverter circuit 43 and only the U-phase and W-phase switches UL and WL are on on the lower side. In this case, the motor drive current is shown. In this case, the motor drive current Iv flows into the V-phase winding of the motor 19 from the upper stage side of the inverter circuit 43 through the current sensor Sv, and the motor drive current Iv is divided into the U and W-phase windings of the motor 19 to The drive currents Iu and Iw are obtained. Among them, the motor drive current Iu flows into the lower stage side of the inverter circuit 43 through the current sensor Su, and the motor drive current Iw flows into the lower stage side of the inverter circuit 43 through the current sensor Sw. Then, the CPU 45 switches the on / off pattern of each switch group UH, UL, VH,... According to the rotational position of the rotor 21 detected by the rotational position sensor 25, so that the motor drive currents Iu, Iv, Iw are changed. The three-phase alternating currents that are 120 degrees out of phase with each other are passed through the motor 19.

操舵制御装置40には、CPU45が記憶部46に記憶されたモータ制御プログラム(図示せず)を実行することで、図3のブロック線図で示した制御系が構成されている。同図のうち符号50は、電流指令値決定部であって、上記したモータ駆動電流Iu,Iv,Iwに対する電流指令値を、ベクトル制御方法におけるq軸電流指令値Iq*、d軸電流指令値Id*として出力する。   In the steering control device 40, the CPU 45 executes a motor control program (not shown) stored in the storage unit 46, whereby the control system shown in the block diagram of FIG. 3 is configured. In the figure, reference numeral 50 denotes a current command value determination unit, which is used to determine the current command values for the motor drive currents Iu, Iv, Iw as q-axis current command value Iq * and d-axis current command value in the vector control method. Output as Id *.

ここで、q軸電流及びd軸電流のうちq軸電流のみがモータ19の出力トルクに直接寄与するので、電流指令値決定部50は、q軸電流指令値Iq*をモータ19に出力させるアシストトルクの指令値として決定する。一方、d軸電流は、後に詳説するように、モータ19の逆起電力を低減させることができるので、電流指令値決定部50は、モータ19の回転数(回転速度)が所定の基準回転数以上になった場合に、d軸電流を通電して弱め界磁制御を行う。以下、q軸電流指令値Iq*を決定するための処理と、d軸電流指令値Id*を決定するための処理とに分けて説明する。   Here, since only the q-axis current of the q-axis current and the d-axis current directly contributes to the output torque of the motor 19, the current command value determination unit 50 assists the motor 19 to output the q-axis current command value Iq *. It is determined as a torque command value. On the other hand, since the d-axis current can reduce the counter electromotive force of the motor 19 as will be described in detail later, the current command value determination unit 50 determines that the rotational speed (rotational speed) of the motor 19 is a predetermined reference rotational speed. In such a case, field weakening control is performed by applying a d-axis current. Hereinafter, the process for determining the q-axis current command value Iq * and the process for determining the d-axis current command value Id * will be described separately.

q軸電流指令値Iq*は以下のようにして決定される。即ち、電流指令値決定部50は、トルクセンサ27にて検出した負荷トルクTfと記憶部46(図2参照)に記憶されたトルク−電流指令値マップ(図示せず)とに基づき、負荷トルクTfに応じたアシスト電流指令値(=Ix)を決定する。また、舵角センサ26にて検出した操舵角θ1を時間で微分して操舵角速度を求め、その操舵角速度と記憶部46に記憶した操舵角速度−電流指令値マップ(図示せず)とに基づき、操舵角速度に応じたダンパ用電流指令値(=Iy)を決定する。さらに、車速センサ28にて検出した車速Vと記憶部46に記憶した車速−ゲインマップ(図示せず)とからゲイン(=G1)を決定する。そして、アシスト電流指令値からダンパ用電流指令値を減算した値にゲインを乗じて、q軸電流指令値Iq*(=G1・(Ix−Iy))を決定する。   The q-axis current command value Iq * is determined as follows. That is, the current command value determining unit 50 is based on the load torque Tf detected by the torque sensor 27 and the torque-current command value map (not shown) stored in the storage unit 46 (see FIG. 2). An assist current command value (= Ix) corresponding to Tf is determined. Further, the steering angle θ1 detected by the steering angle sensor 26 is differentiated with respect to time to obtain a steering angular velocity, and based on the steering angular velocity and a steering angular velocity-current command value map (not shown) stored in the storage unit 46, A damper current command value (= Iy) corresponding to the steering angular velocity is determined. Further, the gain (= G1) is determined from the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 28 and the vehicle speed-gain map (not shown) stored in the storage unit 46. The q-axis current command value Iq * (= G1 · (Ix−Iy)) is determined by multiplying the value obtained by subtracting the damper current command value from the assist current command value.

なお、上記トルク−電流指令値マップは、例えば、負荷トルクTfが大きくなるに従ってアシスト電流指令値が大きくなるように設定されている。これにより、負荷トルクTfの増加分を、アシスト電流指令値に応じたモータ19のアシストトルクで低減させることができ、路面の摩擦係数に拘わらず、安定した操舵反力を感じながら運転者はステアリング操作を行うことができる。   The torque-current command value map is set such that, for example, the assist current command value increases as the load torque Tf increases. As a result, the increase in the load torque Tf can be reduced by the assist torque of the motor 19 according to the assist current command value, and the driver can feel the stable steering reaction force regardless of the friction coefficient of the road surface. The operation can be performed.

また、操舵角速度−電流指令値マップは、操舵角速度が大きくなるに従ってダンパ用電流指令値が大きくなるように設定されている。そして、このダンパ用電流指令値がアシスト電流指令値から減算されるので、ステアリング操作を急峻に行った場合に、操舵抵抗が大きくなり、ダンパ効果を奏する。   The steering angular velocity-current command value map is set so that the damper current command value increases as the steering angular velocity increases. Since this damper current command value is subtracted from the assist current command value, when the steering operation is performed steeply, the steering resistance increases, and a damper effect is produced.

さらに、車速−ゲインマップは、車速Vが大きくなるに従ってゲインが小さくなるように設定されている。これにより、車速Vが大きくなるに従ってモータ19のアシストトルクが低減し、高速時の急ステアリングが規制される一方、低速時には軽いステアリング操舵で車両10を大きく旋回させることができる。   Further, the vehicle speed-gain map is set so that the gain decreases as the vehicle speed V increases. As a result, the assist torque of the motor 19 decreases as the vehicle speed V increases, and sudden steering at high speed is restricted, while the vehicle 10 can be turned significantly by light steering at low speed.

d軸電流指令値Id*は以下のようにして決定される。即ち、電流指令値決定部50は、回転位置センサ25にて検出したモータ19の回転位置を時間微分してモータ19の単位時間当たりの回転数N(回転速度)を求めている。そして、その回転数Nと記憶部46に記憶した回転数−d軸電流指令値マップMAP1(図4(A)参照)とに基づいてd軸電流指令値Id*を決定する。ここで、回転数−d軸電流指令値マップMAP1では、モータ19の回転数Nが0から所定の基準回転数N1に至る間は、d軸電流指令値Id*が「0」であり、回転数Nが基準回転数N1以上になると、下記式(4)の関係を満たすように、回転数Nに対するd軸電流指令値Id*の値が設定されている。そして、d軸電流が下記式(4)の関係を満たした場合に、逆起電力がキャンセルされるので、逆起電力によるアシストトルクの低下又は回転数の低下を防ぐことができる。即ち、弱め界磁制御を行うことができる。   The d-axis current command value Id * is determined as follows. That is, the current command value determination unit 50 obtains the rotational speed N (rotational speed) per unit time of the motor 19 by differentiating the rotational position of the motor 19 detected by the rotational position sensor 25 with respect to time. Then, the d-axis current command value Id * is determined based on the rotation speed N and the rotation speed-d-axis current command value map MAP1 (see FIG. 4A) stored in the storage unit 46. Here, in the rotational speed-d-axis current command value map MAP1, the d-axis current command value Id * is “0” while the rotational speed N of the motor 19 reaches 0 to a predetermined reference rotational speed N1, When the number N becomes equal to or higher than the reference rotational speed N1, the value of the d-axis current command value Id * with respect to the rotational speed N is set so as to satisfy the relationship of the following formula (4). And when d-axis current satisfy | fills the relationship of following formula (4), since a counter electromotive force is canceled, the fall of the assist torque by the back electromotive force or the fall of a rotation speed can be prevented. That is, field weakening control can be performed.

詳細には、ベクトル制御方法において、q軸電流Iq、q軸電圧Vq、d軸電流Id、d軸電圧Vdの間には、以下(1)、(2)の公知な電圧電流方程式が成立する。
Vd=(Ra+p・Lq)・Id−ω・Lq・Iq ・・・(1)
Vq=ω・Ld・Id+(Ra+p・Lq)・Iq+ω・Ke ・・・(2)
Specifically, in the vector control method, the following known voltage-current equations (1) and (2) are established among the q-axis current Iq, the q-axis voltage Vq, the d-axis current Id, and the d-axis voltage Vd. .
Vd = (Ra + p · Lq) · Id−ω · Lq · Iq (1)
Vq = ω · Ld · Id + (Ra + p · Lq) · Iq + ω · Ke (2)

Ke:逆起電圧定数
Ld:d軸電機子巻線の自己インダクタンス
Lq:q軸電機子巻線の自己インダクタンス
Ra:電機子巻線抵抗
p :微分演算子
ω :モータの回転速度(回転数)
Ke: Counter electromotive voltage constant Ld: Self-inductance of d-axis armature winding Lq: Self-inductance of q-axis armature winding Ra: Armature winding resistance p: Differential operator ω: Motor rotation speed (number of rotations)

ここで、上記式(2)における第3項の「ω・Ke」は逆起電圧である。また、上記式(2)は、以下の式(3)のように変形することができる(式(3)における「A」は定数)。   Here, “ω · Ke” in the third term in the above formula (2) is a counter electromotive voltage. Moreover, the said Formula (2) can be deform | transformed like the following formula | equation (3) ("A" in Formula (3) is a constant).

Vq=A・Iq+ω(Ld・Id+Ke) ・・・(3)   Vq = A · Iq + ω (Ld · Id + Ke) (3)

この式(3)から明らかなように、逆起電圧をキャンセルするためには、次式(4)の関係を満たすd軸電流をモータ19に流せばよいことになる。   As is clear from this equation (3), in order to cancel the back electromotive voltage, a d-axis current satisfying the relationship of the following equation (4) may be supplied to the motor 19.

Id=−Ke/Ld ・・・(4)   Id = −Ke / Ld (4)

そこで、回転数−d軸電流指令値マップMAP1(図4(A)参照)には、モータ19の回転数Nが基準回転数N1以上になった場合に上記式(4)の関係に満たすように、回転数Nに対するd軸電流指令値Id*の値が設定されている。   Accordingly, the rotational speed-d-axis current command value map MAP1 (see FIG. 4A) satisfies the relationship of the above formula (4) when the rotational speed N of the motor 19 becomes equal to or higher than the reference rotational speed N1. In addition, the value of the d-axis current command value Id * with respect to the rotation speed N is set.

上記の如く決定されたq軸電流指令値Iq*、d軸電流指令値Id*に基づいて、以下のようにして、3相交流のモータ駆動電流Iu,Iv,Iwが生成される。即ち、図3に示すように、電流指令値決定部50が決定したq軸電流指令値Iq*は、q軸電流制限係数G10が乗じられ、後述するようにフィードバックされたq軸電流検出値Iqfと共にq軸用のPI制御器51qに取り込まれる。ここで、q軸電流制限係数G10及び次述するd軸電流制限係数G11は、通常は、共に「1」になっている。   Based on the q-axis current command value Iq * and the d-axis current command value Id * determined as described above, three-phase AC motor drive currents Iu, Iv, and Iw are generated as follows. That is, as shown in FIG. 3, the q-axis current command value Iq * determined by the current command value determination unit 50 is multiplied by the q-axis current limit coefficient G10, and the q-axis current detection value Iqf fed back as described later. At the same time, it is taken into the PI controller 51q for the q axis. Here, both the q-axis current limiting coefficient G10 and the d-axis current limiting coefficient G11 described below are normally “1”.

電流指令値決定部50が決定したd軸電流指令値Id*も同様に、d軸電流制限係数G11が乗じられ、後述するようにフィードバックされたd軸電流検出値Idfと共にd軸用のPI制御器51dに取り込まれる。それらq軸用及びd軸用の各PI制御器51q,51dは、それぞれPI制御を行ってq軸とd軸の電圧指令値Vq*,Vd*を演算する。すると、2−3相変換器(d−q逆変換器)52が、それらq軸とd軸の電圧指令値Vq*,Vd*をd−q逆変換して3相交流用の電流指令値Vu*,Vv*,Vw*を演算する。   Similarly, the d-axis current command value Id * determined by the current command value determination unit 50 is multiplied by the d-axis current limit coefficient G11, and the d-axis PI control is performed together with the d-axis current detection value Idf fed back as described later. Into the container 51d. The q-axis and d-axis PI controllers 51q and 51d respectively perform PI control to calculate q-axis and d-axis voltage command values Vq * and Vd *. Then, a 2-3 phase converter (dq reverse converter) 52 performs a dq reverse conversion on the q-axis and d-axis voltage command values Vq * and Vd * to provide a current command value for three-phase AC. Vu *, Vv *, Vw * are calculated.

そして、電流指令値Vu*,Vv*,Vw*に基づいて、3相交流のモータ駆動電流Iu,Iv,Iwが生成され、PWM制御部53がモータ駆動電流Iu,Iv,IwをPWM制御する。具体的には、PWM制御部53は、電流指令値Vu*,Vv*,Vw*と所定の三角波(図示せず)との交点からスイッチUH,UL,VH,・・・のオンオフするためのPWM指令値PWMu,PWMv,PWMwを生成してインバータ回路43のスイッチUH,UL,VH,・・・に付与する。これにより、インバータ回路43からモータ19へと3相交流のモータ駆動電流Iu,Iv,Iwが出力される。   Based on the current command values Vu *, Vv *, and Vw *, three-phase AC motor drive currents Iu, Iv, and Iw are generated, and the PWM control unit 53 performs PWM control on the motor drive currents Iu, Iv, and Iw. . Specifically, the PWM control unit 53 turns on and off the switches UH, UL, VH,... From the intersection of the current command values Vu *, Vv *, Vw * and a predetermined triangular wave (not shown). PWM command values PWMu, PWMv, PWMw are generated and applied to the switches UH, UL, VH,. As a result, three-phase AC motor drive currents Iu, Iv, and Iw are output from the inverter circuit 43 to the motor 19.

また、電流センサSu,Sv,Swは、3相交流のモータ駆動電流Iu,Iv,Iwに対する電流検出値Iuf,Ivf,Iwfを求め、3−2相変換器(d−q変換器)54に取り込む。電流検出値Iuf,Ivf,Iwfは、3−2相変換器(d−q変換器)54でq軸電流検出値Iqf,d軸電流検出値Idfにd−q変換される。そして、前記したq軸用のPI制御器51qにq軸電流検出値Iqfがフィードバックされ、d軸用のPI制御器51dにd軸電流検出値Idfがフィードバックされる。   Further, the current sensors Su, Sv, Sw obtain current detection values Iuf, Ivf, Iwf for the three-phase AC motor drive currents Iu, Iv, Iw, and send them to the 3-2-2 phase converter (dq converter) 54. take in. The current detection values Iuf, Ivf, and Iwf are dq converted into a q-axis current detection value Iqf and a d-axis current detection value Idf by a 3-2 phase converter (dq converter) 54. The q-axis current detection value Iqf is fed back to the q-axis PI controller 51q, and the d-axis current detection value Idf is fed back to the d-axis PI controller 51d.

なお、モータ19の回転位置センサ25が検出したロータ21の回転位置θ2は、電気角変換部58にて電気角θrmに変換されてから、3−2相変換器54及び2−3相変換器52におけるd−q変換及びd−q逆変換に用いられている。   The rotational position θ2 of the rotor 21 detected by the rotational position sensor 25 of the motor 19 is converted into the electrical angle θrm by the electrical angle converter 58, and then the 3-2 phase converter 54 and the 2-3 phase converter. 52 for dq conversion and dq reverse conversion.

本実施形態の操舵制御装置40では、例えば、ハンドル17を限界まで切って端当て状態になった場合に、モータ19が出力するアシストトルクを制限するために、上記したq軸電流制限係数G10の値を、通常時の「1」から「1未満」の所定の値(例えば、0.5)に変更する。何故なら、ハンドル17が端当て状態になって転舵輪12が転舵しないにも拘わらず、モータ19がアシストトルクを出力すると、そのアシストトルクによって操舵系の機械構造部品が変形する虞があるからである。そこで、操舵制御装置40に備えた端当て検出部85がハンドル17の端当てを検出すると、q軸電流制限部83が上記q軸電流制限係数G10の値を「1未満」の所定の値(例えば、0.5)に変更して、q軸電流指令値Iq*を制限する。   In the steering control device 40 of the present embodiment, for example, in order to limit the assist torque output by the motor 19 when the steering wheel 17 is turned to the limit and the end state is reached, the q-axis current limiting coefficient G10 described above is used. The value is changed from a normal value “1” to a predetermined value (eg, 0.5). This is because if the steering wheel 12 is in the end contact state and the steered wheels 12 do not steer, if the motor 19 outputs an assist torque, the assist torque may cause deformation of mechanical structural parts of the steering system. It is. Therefore, when the end contact detection unit 85 provided in the steering control device 40 detects the end contact of the steering wheel 17, the q-axis current limiting unit 83 sets the value of the q-axis current limit coefficient G10 to a predetermined value (less than 1) ( For example, the q-axis current command value Iq * is limited to 0.5).

なお、端当て検出部85は、例えば、下記(1)〜(3)の3つの端当て判定要件を全て満たしていることを条件にして「端当て状態である」と判定することができる。(1)q軸電流検出値Iqfの変化量が、予め設定された閾値より大きいこと、(2)負荷トルクTfが、予め設定された閾値より大きいこと、(3)操舵角速度が、予め設定された閾値より大きいこと。   In addition, the end contact detection part 85 can determine with "it is an end contact state" on condition that all the following 3 end contact determination requirements of (1)-(3) are satisfy | filled, for example. (1) The amount of change in the q-axis current detection value Iqf is greater than a preset threshold, (2) the load torque Tf is greater than a preset threshold, and (3) the steering angular velocity is preset. Greater than the threshold value.

さて、本実施形態では、q軸電流制限部83によるq軸電流指令値Iq*の制限と連動して、d軸電流制限部84がd軸電流指令値Id*を制限するようになっている。具体的には、d軸電流制限部84は、上記d軸電流制限係数G11の値を、上記q軸電流制限係数G10と同じ値に変更する。   In the present embodiment, the d-axis current limiting unit 84 limits the d-axis current command value Id * in conjunction with the limitation of the q-axis current command value Iq * by the q-axis current limiting unit 83. . Specifically, the d-axis current limiting unit 84 changes the value of the d-axis current limiting coefficient G11 to the same value as the q-axis current limiting coefficient G10.

また、本実施形態では、バッテリ92の残量が低下した場合に、指令値制限部82がq軸及びd軸の電流指令値Iq*,Id*を制限する。具体的には、指令値制限部82は、電圧センサ81が検出したバッテリ92の出力電圧を取得し、モータ19に給電可能な最大許容電力を図5に示したバッテリ電圧−モータ許容電力マップMAP2(本発明の「最大許容電力決定手段」に相当する)に基づいて決定する。そのバッテリ電圧−モータ許容電力マップMAP2は、バッテリ92の出力電圧Vbが第1の基準電圧Vb1以上であった場合には、モータ許容電力W*が、モータ19自体の最大電力W1になるように設定されている。   In the present embodiment, when the remaining amount of the battery 92 decreases, the command value limiter 82 limits the q-axis and d-axis current command values Iq * and Id *. Specifically, the command value limiter 82 acquires the output voltage of the battery 92 detected by the voltage sensor 81, and the maximum allowable power that can be supplied to the motor 19 is shown in the battery voltage-motor allowable power map MAP2 shown in FIG. (Corresponding to “maximum allowable power determining means” of the present invention). The battery voltage-motor allowable power map MAP2 indicates that when the output voltage Vb of the battery 92 is equal to or higher than the first reference voltage Vb1, the motor allowable power W * becomes the maximum power W1 of the motor 19 itself. Is set.

また、バッテリ92の出力電圧Vbが第1の基準電圧Vb1より小さくなった場合には、バッテリ92の出力電圧Vbの低下に比例してモータ許容電力W*も徐々に小さくなり、バッテリ92の出力電圧Vbが第2の基準電圧Vb2より小さくなると、モータ許容電力W*が「0」になるように設定されている。   Further, when the output voltage Vb of the battery 92 becomes smaller than the first reference voltage Vb1, the motor allowable power W * gradually decreases in proportion to the decrease of the output voltage Vb of the battery 92, and the output of the battery 92 When the voltage Vb becomes smaller than the second reference voltage Vb2, the motor allowable power W * is set to “0”.

そして、指令値制限部82は、最大許容電力W*、q軸電流指令値Iq*、d軸電流指令値Id*、q軸電圧指令値Vq*、d軸電圧指令値Vd*の間に下記式(5)の関係が成立するか否かを判別し、成立した場合には、下記式(6)から制限係数γを演算する。そして、q軸電流制限係数G10及びd軸電流制限係数G11の値を、制限係数γに変更し、これにより、モータ19の消費電力を制限する。   Then, the command value limiter 82 includes the following among the maximum allowable power W *, the q-axis current command value Iq *, the d-axis current command value Id *, the q-axis voltage command value Vq *, and the d-axis voltage command value Vd *. It is determined whether or not the relationship of the formula (5) is established, and if it is established, the limiting coefficient γ is calculated from the following formula (6). Then, the values of the q-axis current limiting coefficient G10 and the d-axis current limiting coefficient G11 are changed to the limiting coefficient γ, thereby limiting the power consumption of the motor 19.

W*<Iq*・Vq*+Id*・Vd* ・・・(5)
γ=W*/(Iq*・Vq*+Id*・Vd*)・・・(6)
W * <Iq * · Vq * + Id * · Vd * (5)
γ = W * / (Iq * · Vq * + Id * · Vd *) (6)

本実施形態の構成に関する説明は以上であり、次に本実施形態の作用効果について説明する。車両10のイグニッションスイッチ94をオンすると、操舵制御装置40がバッテリ92から電力を受けて作動する。そして、ハンドル17を操舵すると、その操舵を補助するためにモータ19がアシストトルクを出力する。このとき、操舵制御装置40は、運転状況に係る情報として舵角センサ26,トルクセンサ27,車速センサ28の検出結果を取り込み、それら検出結果に基づいてアシストトルクの指令値としてのq軸電流指令値Iq*を決定する。そして、q軸電流指令値Iq*に対応した3相交流のモータ駆動電流Iu,Iv,Iwがインバータ回路43で生成されてモータ19に通電されてアシストトルクが出力される。   The description related to the configuration of the present embodiment has been described above, and the function and effect of the present embodiment will be described next. When the ignition switch 94 of the vehicle 10 is turned on, the steering control device 40 operates by receiving electric power from the battery 92. When the steering wheel 17 is steered, the motor 19 outputs an assist torque to assist the steering. At this time, the steering control device 40 takes in the detection results of the steering angle sensor 26, the torque sensor 27, and the vehicle speed sensor 28 as information relating to the driving situation, and based on these detection results, a q-axis current command as a command value of the assist torque. The value Iq * is determined. Then, three-phase AC motor drive currents Iu, Iv, and Iw corresponding to the q-axis current command value Iq * are generated by the inverter circuit 43, and the motor 19 is energized to output assist torque.

上記の如くq軸電流指令値Iq*は運転状況に応じて変更されるが、通常、d軸電流指令値Id*は、「0」に設定されている。そして、ハンドル17を急峻に切った場合には、d軸電流指令値Id*が、「0」以外の値になる。具体的には、ハンドル17を急峻に切ると、それに追従したアシストトルクを出力するためのモータ19の回転数が大きくなる。そして、モータ19は、基準回転数N1を超えると逆起電力の影響により、アシストトルクが急激に低下し始める(図4(B)の破線参照)。そこで、本実施形態では、モータ19の回転数が基準回転数N1を超えた場合に、図4(A)に示した回転数−d軸電流指令値マップMAP1に基づいてd軸電流指令値Id*を「0」以外の値に設定して弱め界磁制御を行う。これにより、モータ19の逆起電力が抑えられて、アシストトルクの低下を緩和させることができる。   As described above, the q-axis current command value Iq * is changed according to the operation state, but the d-axis current command value Id * is normally set to “0”. When the handle 17 is sharply turned, the d-axis current command value Id * becomes a value other than “0”. Specifically, when the handle 17 is sharply turned, the rotation speed of the motor 19 for outputting the assist torque following the steering wheel 17 increases. When the motor 19 exceeds the reference rotational speed N1, the assist torque begins to decrease rapidly due to the influence of the counter electromotive force (see the broken line in FIG. 4B). Therefore, in the present embodiment, when the rotational speed of the motor 19 exceeds the reference rotational speed N1, the d-axis current command value Id is based on the rotational speed-d-axis current command value map MAP1 shown in FIG. Set field * to a value other than “0” to perform field weakening control. Thereby, the counter electromotive force of the motor 19 is suppressed, and the reduction of the assist torque can be mitigated.

さて、ハンドル17が限界まで切られて端当て状態になると、アシストトルクを抑えて操舵系の機械部品を保護するために、q軸電流制限部83がq軸電流指令値Iq*を制限する。すると、d軸電流制限部84がq軸電流制限部83に連動してd軸電流指令値Id*を制限する。即ち、弱め界磁制御を行っている間に、所定の条件が成立してq軸電流指令値Iq*が制限されると、q軸電流指令値Iq*の制限に連動してd軸電流指令値Id*も制限される。従って、モータ19の電気角の検出誤差によりd軸電流指令値Id*に起因したq軸電流が実際にモータ19に通電されていても、所定の条件が成立してq軸電流指令値が制限された際には、そのd軸電流指令値に起因したq軸電流も制限される。これにより、アシストトルクに対するd軸電流指令値Id*に起因したq軸電流の影響が抑えられ、操舵フィーリングの違和感の発生を防ぐことができる。   Now, when the handle 17 is cut to the limit and is in the abutting state, the q-axis current limiter 83 limits the q-axis current command value Iq * in order to suppress the assist torque and protect the mechanical parts of the steering system. Then, the d-axis current limiter 84 limits the d-axis current command value Id * in conjunction with the q-axis current limiter 83. That is, when the q-axis current command value Iq * is limited while the field weakening control is performed and the predetermined condition is satisfied, the d-axis current command value Id is linked to the limitation of the q-axis current command value Iq *. * Also restricted. Therefore, even if the q-axis current resulting from the d-axis current command value Id * is actually energized to the motor 19 due to the electrical angle detection error of the motor 19, the predetermined condition is satisfied and the q-axis current command value is limited. When this is done, the q-axis current resulting from the d-axis current command value is also limited. As a result, the influence of the q-axis current due to the d-axis current command value Id * with respect to the assist torque can be suppressed, and the uncomfortable feeling of steering feeling can be prevented.

ところで、バッテリ92の残容量が低下した場合、操舵制御装置40は、バッテリ92からモータ19に給電可能な最大許容電力を抑えて、バッテリ92の容量低下速度を抑える。そのために、操舵制御装置40の指令値制限部82は、バッテリ92の出力電圧Vbに応じて最大許容電力W*を決定する。そして、最大許容電力W*と、q軸電流指令値Iq*と、d軸電流指令値Id*と、q軸電圧指令値Vq*と、d軸電圧指令値をVd*とが、下記式(7)の関係になった場合には、指令値制限部82が下記式(8)で求めた制限係数γを、q軸及びd軸の電流指令値Iq*,Id*に乗じてそれら電流指令値Iq*,Id*を制限する。これにより、バッテリ92の容量低下速度を抑えつつ、バッテリ92が供給可能な電力をモータ19に有効活用することができる。   By the way, when the remaining capacity of the battery 92 decreases, the steering control device 40 suppresses the maximum allowable power that can be supplied from the battery 92 to the motor 19, and suppresses the capacity decrease rate of the battery 92. Therefore, the command value limiter 82 of the steering control device 40 determines the maximum allowable power W * according to the output voltage Vb of the battery 92. The maximum allowable power W *, the q-axis current command value Iq *, the d-axis current command value Id *, the q-axis voltage command value Vq *, and the d-axis voltage command value Vd * are expressed by the following formula ( 7), the command value limiter 82 multiplies the q-axis and d-axis current command values Iq * and Id * by the limit coefficient γ determined by the following equation (8) to give these current commands. The values Iq * and Id * are limited. As a result, the electric power that can be supplied by the battery 92 can be effectively utilized for the motor 19 while suppressing the capacity reduction rate of the battery 92.

W*<Iq*・Vq*+Id*・Vd* ・・・(7)
γ=W*/(Iq*・Vq*+Id*・Vd*)・・・(8)
W * <Iq * · Vq * + Id * · Vd * (7)
γ = W * / (Iq * · Vq * + Id * · Vd *) (8)

以上のように、本実施形態の操舵制御装置40によれば、操舵フィーリングの違和感の発生を防ぐことができると共に、バッテリ92が供給可能な電力をモータ19に有効活用することができる。   As described above, according to the steering control device 40 of the present embodiment, it is possible to prevent an uncomfortable feeling of steering feeling and to effectively use the electric power that can be supplied by the battery 92 for the motor 19.

[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.

(1)前記第1実施形態の操舵制御装置40が駆動制御するモータ19は、転舵輪12,12の間の転舵輪間シャフト13にボールネジ機構を介して連結されていたが、ステアリングシャフトにギヤ連結されたモータを駆動制御する操舵制御装置に本発明を適用してもよい。   (1) The motor 19 driven and controlled by the steering control device 40 according to the first embodiment is connected to the inter-steering wheel shaft 13 between the steered wheels 12 and 12 via a ball screw mechanism. The present invention may be applied to a steering control device that drives and controls a connected motor.

(2)本発明に係るq軸電流制限部は、複数の条件のうち少なくとも1つの条件が成立した場合に、q軸電流指令値Iq*の制限を行うようにしてもよい。例えば、第1実施形態においてハンドル17が端当て状態になるか、或いは、インバータ回路43が基準温度を超えるかの何れかの条件が成立した場合に、q軸電流制限部83がq軸電流指令値Iq*を制限する構成にしてもよい。   (2) The q-axis current limiting unit according to the present invention may limit the q-axis current command value Iq * when at least one of a plurality of conditions is satisfied. For example, in the first embodiment, the q-axis current limiting unit 83 sets the q-axis current command when the handle 17 is brought into a contact state or the inverter circuit 43 exceeds the reference temperature. It may be configured to limit the value Iq *.

(3)上記した例以外にq軸電流指令値Iq*が制限される場合としては、例えば、異常発生時のフェールセーフによる電流制限を行う場合や、氷結した路面等のように路面μが小さいために、ハンドル17の操舵に必要なアシスト力が「0」又は極めて小さい値の場合が挙げられる。   (3) Other than the above example, the q-axis current command value Iq * is limited, for example, when the current is limited by fail-safe when an abnormality occurs, or when the road surface μ is small such as an icing road surface Therefore, there is a case where the assist force necessary for steering the handle 17 is “0” or an extremely small value.

本発明の一実施形態に係る車両の概念図The conceptual diagram of the vehicle which concerns on one Embodiment of this invention. 操舵制御装置の回路図Circuit diagram of steering control device 操舵制御装置のブロック図Steering control device block diagram (A)回転数−d軸電流指令値マップの概念図,(B)回転数に対するアシストトルクの最大値の関係を示したグラフ(A) Conceptual diagram of rotation speed-d-axis current command value map, (B) Graph showing the relationship between the maximum value of the assist torque and the rotation speed バッテリ電圧−モータ許容電力マップの概念図Conceptual diagram of battery voltage-motor allowable power map 回転位置センサが交流モータの電気角を誤検出した場合を示した概念図Conceptual diagram showing the case where the rotational position sensor erroneously detects the electrical angle of the AC motor

符号の説明Explanation of symbols

10 車両
11 電動パワーステアリング装置
17 ハンドル
19 モータ(交流モータ)
25 回転位置センサ
40 操舵制御装置
43 インバータ回路
44 信号処理回路
50 電流指令値決定部
81 電圧センサ
82 軸電流制限部
83 q軸電流制限部
84 d軸電流制限部
92 バッテリ
Id* d軸電流指令値
Iq* q軸電流指令値
Iu,Iv,Iw モータ駆動電流
MAP2 モータ許容電力マップ(最大許容電力決定手段)
W* モータ許容電力
γ 制限係数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 11 Electric power steering apparatus 17 Handle 19 Motor (AC motor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 25 Rotational position sensor 40 Steering control apparatus 43 Inverter circuit 44 Signal processing circuit 50 Current command value determination part 81 Voltage sensor 82 Axis current limiting part 83 q-axis current limiting part 84 d-axis current limiting part 92 Battery Id * d-axis current command value Iq * q-axis current command value Iu, Iv, Iw Motor drive current MAP2 Motor allowable power map (maximum allowable power determining means)
W * Motor allowable power γ Limit factor

Claims (2)

車両の操舵を補助する交流モータへのモータ駆動電流をバッテリの出力から生成するインバータ回路と、
運転状況に応じて前記交流モータに出力させるアシストトルクの指令値をq軸電流指令値として決定すると共に、前記交流モータの逆起電力を抑えて弱め界磁制御を行うためのd軸電流指令値を決定する電流指令値決定部と、
前記電流指令値決定部が決定した前記q軸電流指令値を、所定の条件が成立した場合に制限するq軸電流制限部とを備えた操舵制御装置において、
前記q軸電流制限部により前記q軸電流指令値が制限されたときに、その制限と同じ割合で前記d軸電流指令値を制限するd軸電流制限部を備えたことを特徴とする操舵制御装置。
An inverter circuit that generates a motor drive current to an AC motor for assisting steering of the vehicle from the output of the battery;
A command value for assist torque to be output to the AC motor is determined as a q-axis current command value according to an operating condition, and a d-axis current command value for performing field-weakening control while suppressing back electromotive force of the AC motor is determined. A current command value determination unit for
In a steering control device comprising a q-axis current limiting unit that limits the q-axis current command value determined by the current command value determination unit when a predetermined condition is satisfied,
A steering control comprising a d-axis current limiting unit that limits the d-axis current command value at the same rate as the limit when the q-axis current command value is limited by the q-axis current limiting unit. apparatus.
前記バッテリの出力電圧を検出するバッテリ出力電圧検出手段と、
前記バッテリの出力電圧に応じて、前記交流モータに給電可能な最大許容電力を決定する最大許容電力決定手段と、
前記最大許容電力決定手段が決定した最大許容電力をW*とし、前記q軸電流指令値をIq*とし、前記d軸電流指令値をId*とし、q軸電圧指令値をVq*とし、d軸電圧指令値をVd*とした場合に、
W*<Iq*・Vq*+Id*・Vd*
、の関係が成立したときに、
γ=W*/(Iq*・Vq*+Id*・Vd*)
、で求めた制限係数γを前記q軸及びd軸の電流指令値に乗じて、それらq軸及びd軸の電流指令値を制限する指令値制限部とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。
Battery output voltage detecting means for detecting the output voltage of the battery;
Maximum allowable power determining means for determining the maximum allowable power that can be supplied to the AC motor according to the output voltage of the battery;
The maximum allowable power determined by the maximum allowable power determining means is W *, the q-axis current command value is Iq *, the d-axis current command value is Id *, the q-axis voltage command value is Vq *, d When the shaft voltage command value is Vd *,
W * <Iq * · Vq * + Id * · Vd *
When the relationship is established,
γ = W * / (Iq * · Vq * + Id * · Vd *)
And a command value limiter for multiplying the q-axis and d-axis current command values by the limit coefficient γ determined in (1) and (2) to limit the q-axis and d-axis current command values. The steering control device according to 1.
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