JP5267185B2 - Control device for electric power steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an electric power steering device capable of continuing the overheat protection of a motor and a control unit, when there is no need to stop an assist of steering wheel steering, without reaching dangerous behavior by failure and abnormality of a motor current detecting part, by carrying out overheat protection by using a motor terminal voltage and a motor current estimate value, even when a current detecting part causes failure. <P>SOLUTION: This control device of the electric power steering device performs a steering assist by driving the motor by a motor driving circuit based on a motor current command value by arithmetically operating the motor current command value based on a detecting value of steering torque and a motor current, and includes a motor current abnormality detecting part for detecting abnormality of the current detecting part of the motor current, and a motor current estimate value arithmetic operation part for estimating a motor current estimate value when detecting abnormality of the current detecting part. When detecting the abnormality of the current detecting part, the motor current estimate value is used instead of the detection value of the motor current for carrying out the overheat protection of the motor and the control unit. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特にモータ制御に必要なモータ電流検出部の異常又は故障が発生して正常なモータ電流を検出できない場合に、操舵補助を継続しながらモータの端子間の電圧値と電動パワーステアリング装置の抵抗値とにより算出するモータ電流推定値をモータ電流検出値の代わりに用いて、モータ及びコントロールユニットの過熱保護を行う電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an electric power steering device in which a steering assist force by a motor is applied to a steering system of an automobile or a vehicle, and in particular, an abnormality or failure of a motor current detection unit necessary for motor control occurs and is normal. When the motor current cannot be detected, the motor current estimated value calculated by the voltage value between the motor terminals and the resistance value of the electric power steering device while continuing the steering assist is used instead of the motor current detected value. The present invention also relates to a control device for an electric power steering device that performs overheat protection of a control unit.

自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。また、従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク(操舵補助のトルク)を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、モータ電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデュ−ティ比の調整で行っている。   An electric power steering device for energizing an automobile or vehicle steering device with an auxiliary load by the rotational force of a motor is an auxiliary load applied to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. It comes to be energized. In addition, the conventional electric power steering apparatus performs feedback control of the motor current in order to accurately generate assist torque (steering assist torque). In feedback control, the motor applied voltage is adjusted so that the difference between the motor current command value and the detected motor current value is small. In general, the adjustment of the motor applied voltage is a duty of PWM (pulse width modulation) control. -Adjusting the tee ratio.

ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図3に示して説明すると、操向ハンドル1のコラム軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4a及び4b、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に結合されている。コラム軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ20が減速ギア3を介してコラム軸2に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット30には、バッテリ14から電力が供給されると共に、イグニッションキー11からイグニッションキー信号が入力される。コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出された車速Vとに基づいてアシスト指令の操舵補助指令値Iの演算を行い、演算された操舵補助指令値Iに基づいてモータ20に供給する電流を制御する。   Here, the general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 3. The column shaft 2 of the steering handle 1 is connected to the steering wheel via the reduction gear 3, the universal joints 4 a and 4 b, and the pinion rack mechanism 5. Coupled to the tie rod 6. The column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque of the steering handle 1, and a motor 20 that assists the steering force of the steering handle 1 is connected to the column shaft 2 via the reduction gear 3. ing. The control unit 30 that controls the electric power steering apparatus is supplied with electric power from the battery 14 and also receives an ignition key signal from the ignition key 11. The control unit 30 calculates an assist command steering assist command value I based on the steering torque T detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12, and the calculated steering assist command value I is calculated. Is used to control the current supplied to the motor 20.

コントロールユニット30は主としてCPU(MPUやMCUを含む)で構成されるが、コントロールユニット30内部において実行される一般的な構成を示すと図4のようになる。   The control unit 30 is mainly composed of a CPU (including an MPU and MCU). A general configuration executed in the control unit 30 is shown in FIG.

コントロールユニット30の機能及び動作を図4を参照して説明すると、トルクセンサ10で検出されて入力される操舵トルクTは、操舵系の安定性を高めるために位相補償部31で位相補償され、位相補償された操舵トルクTAが操舵補助指令値演算部32に入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償部34に入力され、また、車速センサ12で検出された車速Vも操舵補助指令値演算部32に入力される。   The function and operation of the control unit 30 will be described with reference to FIG. 4. The steering torque T detected and input by the torque sensor 10 is phase-compensated by the phase compensator 31 in order to improve the stability of the steering system. The phase-compensated steering torque TA is input to the steering assist command value calculation unit 32 and is also input to the feedforward differential compensation unit 34 for increasing the response speed, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 is detected. Is also input to the steering assist command value calculator 32.

操舵補助指令値演算部32は、入力された操舵トルクTA及び車速Vに基づいてモータ20に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Iを、メモリ32A内のアシストマップを参照して決定する。操舵補助指令値Iは減算部30Aに入力される。減算部30Aの偏差(I−Is)は比例演算部35に入力されると共に、フィードバック系の特性を改善するための積分補償部36に入力される。微分補償部34及び積分補償部36の出力も加算部30Bに加算入力され、加算部30Bでの加算結果であるモータ電流指令値Imが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路37に入力される。   The steering assist command value calculation unit 32 refers to the assist map in the memory 32A for the steering assist command value I, which is a control target value of the current supplied to the motor 20 based on the input steering torque TA and vehicle speed V. decide. The steering assist command value I is input to the subtraction unit 30A. The deviation (I-Is) of the subtractor 30A is input to the proportional calculator 35 and also to the integral compensator 36 for improving the characteristics of the feedback system. The outputs of the differential compensator 34 and the integral compensator 36 are also added to the adder 30B, and the motor current command value Im, which is the addition result of the adder 30B, is input to the motor drive circuit 37 as a motor drive signal.

モータ駆動回路37は、モータ20が2相モータの場合、駆動素子としての4個のFETをH状に結線したHブリッジ回路で構成されている。モータ20のモータ電流検出値Isはモータ電流検出回路38で検出され、モータ電流検出値Isは減算部30Aに入力されてフィードバックされる。なお、イグニッションキー11からのイグニッションキー信号を受けてコントロールユニット30は電源リレー13を駆動し、モータ駆動回路37に電力が供給される。また、モータ駆動回路37はモータ20が3相モータの場合には、6個のFETがブリッジ接続された3相ブリッジの構成となっている。   When the motor 20 is a two-phase motor, the motor drive circuit 37 is configured by an H bridge circuit in which four FETs as drive elements are connected in an H shape. The motor current detection value Is of the motor 20 is detected by the motor current detection circuit 38, and the motor current detection value Is is input to the subtraction unit 30A and fed back. In response to the ignition key signal from the ignition key 11, the control unit 30 drives the power supply relay 13 and power is supplied to the motor drive circuit 37. When the motor 20 is a three-phase motor, the motor drive circuit 37 has a three-phase bridge configuration in which six FETs are bridge-connected.

このような電動パワーステアリング装置では、モータ20に比較的大きな電流が通電されるため、このモータ20及びコントロールユニット30の発熱量が大きく、モータ20が発熱して発煙したり、破損するなどの不具合を誘発しかねない。   In such an electric power steering apparatus, since a relatively large current is applied to the motor 20, the heat generation amount of the motor 20 and the control unit 30 is large, and the motor 20 generates heat and emits smoke or breaks. May trigger.

かかる問題を解決する装置として、例えば特開平1−186468号公報(特許文献1)に示されるものがある。特許文献1に示される装置は、モータに所定時間以上連続して電流が流れた際に、モータ電流の所定時間毎の平均電流の大きさに応じてモータ電流の最大値を制限するモータ電流制限手段を設けている。また、特開昭63−180567号公報(特許文献2)に示される制御装置では、モータ電流目標値とモ−タ電流検出値の差によりパワー素子が短絡した場合などの異常時を検出するようにしており、異常が検出されたときには遮断手段によってモータ電流及び電磁クラッチの印加電圧を遮断するようにしている。更に、特開2002−87304号公報(特許文献3)に示される制御装置では、モータに流す電流の目標値を予め決定する目標決定手段と、モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、目標値と検出されたモータ電流に応じてモータに流すモータ電流をクローズドループ制御する第1のモータ制御処理及び目標値に応じてモータに流すモータ電流をオープンループ制御する第2のモータ制御処理を備えたモータ電流制御手段と、目標電流が所定値未満であるとき、検出されたモータ電流に異常がないか否かを判定し、異常判定時にモータ電流の制御を第2のモータ制御処理に切り換える異常検出手段とを設けている。   As an apparatus for solving such a problem, there is an apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-186468 (Patent Document 1). The device disclosed in Patent Document 1 is a motor current limiter that limits the maximum value of the motor current according to the magnitude of the average current of the motor current every predetermined time when a current flows through the motor continuously for a predetermined time or more. Means are provided. Further, the control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-180567 (Patent Document 2) detects an abnormal time such as when the power element is short-circuited due to the difference between the motor current target value and the motor current detection value. When an abnormality is detected, the motor current and the applied voltage of the electromagnetic clutch are cut off by the cut-off means. Furthermore, in the control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-87304 (Patent Document 3), target determination means for predetermining a target value of a current flowing through the motor, motor current detection means for detecting the motor current, target value A first motor control process for closed-loop control of the motor current flowing to the motor according to the detected motor current, and a second motor control process for open-loop control of the motor current flowed to the motor according to the target value When the motor current control means and the target current are less than a predetermined value, it is determined whether or not the detected motor current is abnormal, and the abnormality detection is performed to switch the control of the motor current to the second motor control process when the abnormality is determined. Means.

特開平1−186468号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-186468 特開昭63−180567号公報JP-A 63-180567 特開2002−87304号公報JP 2002-87304 A

しかしながら、特許文献1の装置では、モータ電流の最大値を制限するモータ電流制限手段を設けているので過大電流による過熱を防止することはできるが、電流検出手段が故障した場合の対策は講じられていない。また、特許文献2の装置では、パワー素子が短絡した場合などの異常時にモータ電流を遮断すると共に、電磁クラッチの印加電圧を遮断するようになっているので、パワー素子が短絡した場合などの異常に基づく過熱は防止することができる。しかし、パワー素子の短絡を検知するモータ電流測定手段が故障した場合には、確実に過熱を防止できない問題がある。更に、特許文献3に記載の装置では、モータ電流の異常判定に基づいてモータ制御処理を切り換えるようにしているが、モータ電流の異常を判定するモータ電流検出値異常検出手段が故障した場合には、モータ等が過熱する可能性がある。   However, since the apparatus of Patent Document 1 is provided with motor current limiting means for limiting the maximum value of the motor current, it can prevent overheating due to excessive current, but measures are taken when the current detection means fails. Not. Further, in the device of Patent Document 2, the motor current is cut off at the time of abnormality such as when the power element is short-circuited, and the applied voltage of the electromagnetic clutch is cut off, so that abnormality such as when the power element is short-circuited Overheating based on can be prevented. However, when the motor current measuring means that detects a short circuit of the power element fails, there is a problem that overheating cannot be reliably prevented. Furthermore, in the apparatus described in Patent Document 3, the motor control process is switched based on the motor current abnormality determination. However, when the motor current detection value abnormality detecting means for determining the motor current abnormality fails. The motor may overheat.

電流検出器等の電流検出系が異常又は故障した場合に、電動パワーステアリング装置がどのような動作を行うかを、図5のフローチャート及び図4を参照して説明する。   The operation of the electric power steering device when a current detection system such as a current detector is abnormal or fails will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 and FIG.

先ず運転者がハンドルを操舵すること(操舵開始)により、トルクセンサ10により検出された操舵トルクTがコントロールユニット30へ入力され、車速センサ12からの車速Vもコントロールユニット30へ入力される。コントロールユニット30は、入力された操舵トルクT及び車速Vに基づいてモータ電流指令値Imを算出し(ステップS50)、モータ電流を流してモータを駆動する(ステップS51)。これにより、モータ20の駆動によるアシストが発生し(ステップS52)、モータ電流検出回路38によりモータ20に流れているモータ電流検出値Isが検出され、モータ電流指令値Imとの偏差によるフィードバック制御が行われる。   First, when the driver steers the steering wheel (starting steering), the steering torque T detected by the torque sensor 10 is input to the control unit 30, and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 12 is also input to the control unit 30. The control unit 30 calculates a motor current command value Im based on the input steering torque T and vehicle speed V (step S50), and drives the motor by flowing the motor current (step S51). As a result, assist is generated by driving the motor 20 (step S52), the motor current detection value Is flowing in the motor 20 is detected by the motor current detection circuit 38, and feedback control based on deviation from the motor current command value Im is performed. Done.

ここで、操舵トルクT及び車速Vは一定であるが、モータ電流検出回路38の電流検出部が故障してモータ電流検出ゲインが低下し、モータ20に流れている電流をモータ電流検出回路38が小さく検出したとする(ステップS53)。コントロールユニット30はフィードバック制御を行っているので、モータ20の電流が少ないと判断し、モータ電流指令値Imの増加指令となる(ステップS54)。増加されたモータ電流指令値Imでモータ20が駆動されるので(ステップS55)、モータ20から発生するアシストが過剰なアシスト(アシスト過大)となる(ステップS56)。このようにアシスト過大の状況下で、運転者によるハンドルからの操舵トルクTの入力が行われるが、必要操舵力が低下しているために操舵トルクTは低下する(トルク抜け)(ステップS57)。なお、この時のモータ電流指令値Imとモータ電流検出値Isは同一であるとする。   Here, although the steering torque T and the vehicle speed V are constant, the current detection unit of the motor current detection circuit 38 breaks down, the motor current detection gain decreases, and the motor current detection circuit 38 It is assumed that the detection is small (step S53). Since the control unit 30 performs the feedback control, it is determined that the current of the motor 20 is small, and the motor current command value Im is increased (step S54). Since the motor 20 is driven with the increased motor current command value Im (step S55), the assist generated from the motor 20 becomes excessive assist (excessive assist) (step S56). In this way, under the condition of excessive assist, the driver inputs the steering torque T from the steering wheel. However, since the necessary steering force is reduced, the steering torque T is reduced (torque loss) (step S57). . Note that the motor current command value Im and the motor current detection value Is at this time are the same.

ここで、トルク抜けの状態でモータ電流指令値Imが算出され(ステップS58)、算出されたモータ電流指令値Imでモータを駆動することにより(ステップS59)、アシスト不足となる(ステップS60)。そして、アシスト不足によりハンドルからの操舵トルクTが増加した上(ステップS61)、モータ電流検出回路38の電流検出部が故障してモータ電流検出ゲインが低下し、モータ20に流れている電流をモータ電流検出回路38が小さく検出したため(ステップS53),モータ電流指令値Imの増加指令となる(ステップS54)。   Here, the motor current command value Im is calculated with the torque missing (step S58), and the motor is driven with the calculated motor current command value Im (step S59), resulting in insufficient assistance (step S60). Then, the steering torque T from the steering wheel increases due to insufficient assistance (step S61), the current detection unit of the motor current detection circuit 38 breaks down, the motor current detection gain decreases, and the current flowing through the motor 20 is reduced to the motor. Since the current detection circuit 38 detects a small value (step S53), the motor current command value Im is increased (step S54).

このようなアシスト過不足の事象がごく短時間に何回も繰り返し発生するため、運転者はハンドルが振動していると認識してしまう。この状態は、モータ電流検出回路38の電流検出部が故障してモータ電流検出ゲインが低下し、モータ20に流れている電流をモータ電流検出回路38が小さく検出した状態であるため、モータ電流検出値Isよりも実際のモータ電流が大きく流れることになるので、モータ20及びコントロールユニット30が過熱してしまう問題がある。   Such an event of excessive / insufficient assistance repeatedly occurs in a very short time, so that the driver recognizes that the steering wheel vibrates. This state is a state in which the current detection unit of the motor current detection circuit 38 has failed and the motor current detection gain has decreased, and the motor current detection circuit 38 has detected the current flowing in the motor 20 small. Since the actual motor current flows larger than the value Is, there is a problem that the motor 20 and the control unit 30 are overheated.

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、電流検出部が故障した場合でも、モータの端子電圧とモータ電流推定値を用いて過熱保護を行うことにより、モータ電流検出部の故障や異常で危険な挙動になることがなく、ハンドル操舵のアシストを停止する必要がない場合には、モータ及びコントロールユニットの過熱保護を継続することが可能な電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above. The object of the present invention is to provide a motor by performing overheat protection using the motor terminal voltage and the estimated motor current even when the current detection unit fails. If there is no dangerous behavior due to failure or abnormality of the current detection unit and it is not necessary to stop the steering assist, it is possible to continue the overheating protection of the motor and control unit. It is to provide a control device.

本発明は、操舵トルク及びモータ電流の検出値に基づいてモータ電流指令値を演算し、前記モータ電流指令値に基づき、モータ駆動回路によってモータを駆動し、操舵アシストを行う電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記モータ電流を検出する電流検出部の異常を、前記モータ電流の前記検出値及び前記モータ電流指令値に基づいて、検出するモータ電流異常検出部と、前記電流検出部の前記異常が検出されたときにモータ電流推定値をモータ端子間電圧及び前記電動パワーステアリング装置の最小保証温度時の抵抗に基づいて推定するモータ電流推定値演算部とを具備し、前記電流検出部の前記異常が検出されたときには、前記モータ電流推定値を前記モータ電流の前記検出値の代わりに、過熱保護用電流として用いて、前記モータ及びコントロールユニットの過熱保護を行うことにより達成される。 The present invention calculates a motor current command value based on a detected value of a steering torque and a motor current, drives a motor by a motor drive circuit based on the motor current command value, and controls an electric power steering device that performs steering assist. The present invention relates to an apparatus, wherein the object of the present invention is to detect abnormality of a current detection unit that detects the motor current based on the detected value of the motor current and the motor current command value, when the abnormality of the current detector is detected, and a motor current estimated value calculating unit that estimates, based the motor current estimated value to a minimum guaranteed temperature at the resistor voltage and the electric power steering system motor terminal , when the abnormality of the current detector is detected, the motor current estimated value in place of the detected value of the motor current, overheat protection Used as the current is achieved by performing a thermal protection of the motor and the control unit.

また、本発明の上記目的は、前記異常が所定時間継続したときに、前記モータ電流異常検出部が前記電流検出部の故障と判定することにより、或いは前記故障が判定されたとき、前記モータ電流を遮断して前記操舵アシストを停止することにより、より効果的に達成される。
The above-described object of the present invention, when the front Symbol abnormality continues for a predetermined time, by the motor current abnormality detection unit determines that a failure of the current detection unit, or when the fault is determined, the motor This is achieved more effectively by cutting off the current and stopping the steering assist.

本発明の電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、モータ電流検出部が異常又は故障した場合においても、モータ端子電圧値と電動パワーステアリング装置の抵抗値とにより算出されるモータ電流推定値を用いて過熱保護を行うようにしているので、モータ電流検出回路を含んだ電流検出部の故障で危険な挙動になることがなく、ハンドル操舵のアシストを停止する必要がない場合には、モータ及びコントロールユニットの過熱保護を継続して行うことができる。   According to the control device for the electric power steering device of the present invention, even when the motor current detection unit is abnormal or failed, the estimated motor current value calculated from the motor terminal voltage value and the resistance value of the electric power steering device is used. If the current detection unit including the motor current detection circuit does not cause dangerous behavior and there is no need to stop the steering assist, the motor and control Unit overheating protection can be continued.

本発明によるパワーステアリング装置の制御装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the control apparatus of the power steering apparatus by this invention. 本発明の制御動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of control operation | movement of this invention. 一般的なパワーステアリング装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a general power steering apparatus. 従来のパワーステアリング装置におけるモータ制御系の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the motor control system in the conventional power steering apparatus. 従来のパワーステアリング装置におけるモータ電流検出回路に異常が発生した場合の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example when abnormality generate | occur | produces in the motor current detection circuit in the conventional power steering apparatus.

本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、モータ電流検出回路を含む電流検出部が異常又は故障してモータ電流検出値に異常がある場合で、且つ危険な挙動になることがなく、ハンドル操舵のアシストを停止する必要がない場合には、モータ端子間電圧と電動パワーステアリング装置の最小保証温度時の抵抗値とにより、モータやコントロールユニットの過熱保護を行う。   The control device for the electric power steering apparatus according to the present invention is a case where the current detection unit including the motor current detection circuit is abnormal or malfunctions and the motor current detection value is abnormal, and there is no dangerous behavior. When it is not necessary to stop the steering assist, overheat protection of the motor and the control unit is performed based on the voltage between the motor terminals and the resistance value at the minimum guaranteed temperature of the electric power steering device.

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の構成例を図3に対応させて示すブロック図であり、同一構成箇所には同一符合を付して説明を省略するが、モータ電流指令値演算部33は図4に記載されている位相補償部31、操舵補助指令値演算部32、メモリ32A、微分補償部34、比例演算部35、積分補償部36等を含んでおり、モータ電流指令値Imを演算して出力する。モータ電流指令値演算部33は、操舵トルクT、車速V、モータ電流検出値Is及び過熱保護用電流Ihに基づいてモータ電流指令値Imを演算する。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the present invention corresponding to FIG. 3. The same reference numerals are given to the same components, and the description thereof is omitted, but the motor current command value calculator 33 is described in FIG. A phase compensation unit 31, a steering assist command value computation unit 32, a memory 32A, a differential compensation unit 34, a proportional computation unit 35, an integral compensation unit 36, etc., and computes and outputs a motor current command value Im. . The motor current command value calculation unit 33 calculates a motor current command value Im based on the steering torque T, the vehicle speed V, the motor current detection value Is, and the overheat protection current Ih.

本発明では、モータ20の端子間電圧Vmtを検出するモータ端子間電圧検出部39と、モータ電流指令値Im及びモータ電流検出値Isに基づいてモータ電流の異常を検出するモータ電流異常検出部42と、モータ電流異常検出部42からの検出値異常信号DA及びモータ端子間電圧Vmtに基づいてモータ電流推定値Ipを演算するモータ電流推定値演算部41と、モータ電流異常検出部42からの回路故障信号CAに基づいてモータ電流等を遮断するモータ電流遮断部43と、モータ電流検出値Is及びモータ電流推定値Ipに基づいてモータ電流指令値Imsを演算するモータ電流制限演算部44とを設けている。   In the present invention, a motor terminal voltage detection unit 39 that detects the terminal voltage Vmt of the motor 20 and a motor current abnormality detection unit 42 that detects a motor current abnormality based on the motor current command value Im and the motor current detection value Is. A motor current estimated value calculation unit 41 that calculates a motor current estimated value Ip based on the detected value abnormality signal DA from the motor current abnormality detection unit 42 and the motor terminal voltage Vmt, and a circuit from the motor current abnormality detection unit 42 A motor current cut-off unit 43 that cuts off the motor current and the like based on the failure signal CA, and a motor current limit calculation unit 44 that calculates the motor current command value Ims based on the detected motor current value Is and the estimated motor current value Ip are provided. ing.

モータ電流異常検出部42が、モータ電流検出回路38で検出されたモータ電流値Isが正常であると判定した場合には、モータ電流検出値Isを過熱保護用電流Ih=Isとしてモータ電流指令値演算部33に入力し、通常のアシスト動作を行う。また、モータ電流異常検出部42が、モータ電流検出回路38で検出されたモータ電流値Isが異常であると判定した場合には、更に電流検出部が異常(一部の部品故障程度であり、アシスト可能状態)であるか若しくは故障(アシスト不能状態)であるかを経過時間の計測で判定する。モータ電流異常検出部42は、電流検出部が異常と判定した場合には検出値異常信号DAを出力し、電流検出部が故障と判定した場合には回路故障信号CAを出力する。   When the motor current abnormality detection unit 42 determines that the motor current value Is detected by the motor current detection circuit 38 is normal, the motor current detection value Is is set as the overheat protection current Ih = Is, and the motor current command value is set. It inputs into the calculating part 33 and performs normal assist operation | movement. In addition, when the motor current abnormality detection unit 42 determines that the motor current value Is detected by the motor current detection circuit 38 is abnormal, the current detection unit is further abnormal (about some component failure, Whether it is an assistable state) or a failure (assistless state) is determined by measuring elapsed time. The motor current abnormality detection unit 42 outputs a detection value abnormality signal DA when the current detection unit determines that there is an abnormality, and outputs a circuit failure signal CA when the current detection unit determines that there is a failure.

モータ電流異常検出部42がモータ電流検出部の異常と判定した場合、検出値異常信号DAはモータ電流推定値演算部41に入力され、モータ電流推定値演算部41はモータ端子間電圧Vmtとモータ電流推定値演算部41に記憶されている電動パワーステアリング装置の最小保証温度時の抵抗値Rmとにより、モータ電流推定値Ipを下記(1)式によって求める。

Ip=Vmt/Rm ・・・(1)
バラツキを考慮し、最小保証温度時の抵抗値を設定すると、最小保証温度時の抵抗値Rmは最小保証温度時のモータライン抵抗(ハーネス)+最小保証温度時のモータ端子間抵抗となる。

モータ電流推定値Ipは過熱保護用電流Ihとしてモータ電流指令値演算部33に入力される。つまり、モータ電流異常検出部42が正常と判定しているときは、モータ電流検出値Isと共にモータ電流検出値Isが過熱保護用電流Ihとしてモータ電流指令値演算部33に入力され、モータ電流検出値Isと共にモータ電流異常検出部42が異常と判定したときは、モータ電流推定値Ipが過熱保護用電流Ihとしてモータ電流指令値演算部33に入力される。フィードバック制御は常にモータ電流検出値Isを使用して行うが、モータ及びコントロールユニットの異常過熱を防止するための過熱保護は、例えば特開平1−186468号公報(特許文献1)に開示されている方法を基本としているが、本発明では、正常時はモータ電流検出値Isを使用して行うが、異常時はモータ電流推定値Ipを使用して行うように変更する。
When the motor current abnormality detection unit 42 determines that the motor current detection unit is abnormal, the detection value abnormality signal DA is input to the motor current estimation value calculation unit 41, and the motor current estimation value calculation unit 41 calculates the motor terminal voltage Vmt and the motor. Based on the resistance value Rm at the minimum guaranteed temperature of the electric power steering device stored in the estimated current value calculation unit 41, the estimated motor current value Ip is obtained by the following equation (1).

Ip = Vmt / Rm (1)
When the resistance value at the minimum guaranteed temperature is set in consideration of variation, the resistance value Rm at the minimum guaranteed temperature is the motor line resistance (harness) at the minimum guaranteed temperature + the resistance between the motor terminals at the minimum guaranteed temperature.

The estimated motor current value Ip is input to the motor current command value calculation unit 33 as the overheat protection current Ih. That is, when the motor current abnormality detection unit 42 determines that the motor current is normal, the motor current detection value Is together with the motor current detection value Is is input to the motor current command value calculation unit 33 as the overheat protection current Ih to detect the motor current. When the motor current abnormality detection unit 42 determines that there is an abnormality together with the value Is, the motor current estimated value Ip is input to the motor current command value calculation unit 33 as the overheat protection current Ih. Although feedback control is always performed using the motor current detection value Is, overheat protection for preventing abnormal overheating of the motor and the control unit is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-186468 (Patent Document 1). Although the method is based, in the present invention, the motor current detection value Is is used when normal, but the motor current estimated value Ip is used when abnormal.

また、モータ電流異常検出部42が電流検出部の故障と判定した場合には、モータ電流遮断部43に回路故障信号CAを入力し、モータ電流遮断部43によってモータ20への電流供給等を遮断し、アシストを停止する。例えばリレー接点13がオフされ、モータ駆動回路37への電流供給が遮断される。   Further, when the motor current abnormality detection unit 42 determines that the current detection unit has failed, the circuit failure signal CA is input to the motor current cutoff unit 43, and the motor current cutoff unit 43 cuts off the current supply to the motor 20 and the like. And stop assist. For example, the relay contact 13 is turned off, and the current supply to the motor drive circuit 37 is interrupted.

本発明の動作例を図2のフローチャートを参照して説明する。   An operation example of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.

先ずハンドルの操舵によりトルクセンサ10より操舵トルクTがモータ電流指令値演算部33に入力されると共に、車速センサ12より車速Vも入力され(ステップS10)、モータ電流指令値Imが演算され(ステップS11)、モータ駆動回路37によりモータ20が駆動され、モータ電流検出値Isがモータ電流検出回路38で検出される(ステップS12)。   First, the steering torque T is input from the torque sensor 10 to the motor current command value calculation unit 33 by steering the steering wheel, and the vehicle speed V is also input from the vehicle speed sensor 12 (Step S10), and the motor current command value Im is calculated (Step S10). S11) The motor 20 is driven by the motor drive circuit 37, and the motor current detection value Is is detected by the motor current detection circuit 38 (step S12).

モータ電流異常検出部42はモータ電流指令値Im及びモータ電流検出値Isに基づいて下記(2)式により、電流検出系が異常か否かを判定する(ステップS13)。なお、(2)式における“A”は所定値である。

|Im−Is| > A ・・・(2)

上記(2)式が成立しない場合、つまり |Im−Is|≦Aの場合にはモータ電流検出値Isが正常であるので、内蔵のモータ電流検出値異常カウンタをクリアし(ステップS30)、更にモータ電流指令値Imが所定値D以上であるか否かを判定する(ステップS31)。モータ電流指令値Imが所定値D以上であれば内蔵している過熱保護カウンタのカウントダウン「−1」を行い(ステップS32)、正常なモータ電流検出値Isを過熱保護用電流Ih=Isとしてモータ電流指令値演算部33に入力し(ステップS33)、リターンする。また、上記ステップS31において、モータ電流指令値Imが所定値Dよりも小さい場合は、正常なモータ電流検出値Isを過熱保護用電流Ih=Isとしてモータ電流指令値演算部33に入力し(ステップS33)、リターンする。なお、この場合もモータ電流指令値Imは、操舵トルクT、車速V及びモータ電流検出値Isに基づいてモータ電流指令値Imが演算され、これによりアシストが行われる(過熱保護は含まない)。

一方、上記ステップS13において、前記(2)式が成立する場合、つまり |Im−Is|>Aの場合にはモータ電流検出値Isが異常であるので、モータ電流検出値異常カウンタをカウントアップ「+1」し(ステップS14)、モータ電流検出値異常カウンタの計数値が所定値B以上になっているか否かを判定する(ステップS15)。
The motor current abnormality detection unit 42 determines whether or not the current detection system is abnormal based on the motor current command value Im and the motor current detection value Is according to the following equation (2) (step S13). Note that “A” in equation (2) is a predetermined value.

| Im-Is |> A (2)

If the above equation (2) does not hold, that is, if | Im−Is | ≦ A, the motor current detection value Is is normal, so the built-in motor current detection value abnormality counter is cleared (step S30), and further It is determined whether or not the motor current command value Im is equal to or greater than a predetermined value D (step S31). If the motor current command value Im is equal to or greater than the predetermined value D, the built-in overheat protection counter counts down “−1” (step S32), and the normal motor current detection value Is is set as the overheat protection current Ih = Is. The current command value calculation unit 33 is input (step S33), and the process returns. If the motor current command value Im is smaller than the predetermined value D in step S31, the normal motor current detection value Is is input as the overheat protection current Ih = Is to the motor current command value calculation unit 33 (step S31). S33), return. In this case as well, the motor current command value Im is calculated based on the steering torque T, the vehicle speed V, and the motor current detection value Is, thereby assisting (not including overheat protection).

On the other hand, if the above equation (2) is satisfied in step S13, that is, if | Im−Is |> A, the motor current detection value Is is abnormal, so the motor current detection value abnormality counter is counted up. +1 "(step S14), and it is determined whether or not the count value of the motor current detection value abnormality counter is equal to or greater than a predetermined value B (step S15).

上記ステップS15においてモータ電流検出値異常カウンタの計数値が所定値Bよりも小さい場合には、故障が未だ確定していない状態であるので過熱保護カウンタをカウントアップ「+1」し(ステップS16)、過熱保護カウンタの計数値が所定値C以上であるか否かを判定する(ステップS17)。過熱保護カウンタの計数値が所定値Cよりも小さい場合には、未だアシストを継続できると判断して上記ステップS33に移行して、アシストを継続する。   If the count value of the motor current detection value abnormality counter is smaller than the predetermined value B in step S15, the overheat protection counter is incremented by "+1" (step S16) since the failure has not yet been determined. It is determined whether or not the count value of the overheat protection counter is equal to or greater than a predetermined value C (step S17). When the count value of the overheat protection counter is smaller than the predetermined value C, it is determined that the assist can be continued, and the process proceeds to step S33, where the assist is continued.

上記ステップS17において、過熱保護カウンタの計数値が所定値C以上と判定された場合には検出値異常信号DAを出力し、モータ電流推定値演算部41に入力する(ステップS18)。モータ電流推定値演算部41は更にモータ端子間電圧検出部39からモータ端子間電圧Vmtを入力し(ステップS19)、メモリに記憶されている最小保証温度時の抵抗値Rmを入力し(ステップS20)、下記(3)式でモータ電流推定値Ipを求める(ステップS22)。

Ip=Vmt/Rm ・・・(3)

上記(3)式で推定されたモータ電流推定値Ipは過熱保護用電流Ih=Ipとしてモータ電流指令値演算部33に入力され(ステップS23)、その後にリターンする。なお、この場合もモータ電流指令値Imは、操舵トルクT、車速V及びモータ電流検出値Isに基づいて演算され、これによりアシストが行われる(過熱保護は含まない)。
In step S17, when it is determined that the count value of the overheat protection counter is equal to or greater than the predetermined value C, the detected value abnormality signal DA is output and input to the motor current estimated value calculation unit 41 (step S18). The motor current estimated value calculation unit 41 further inputs the motor terminal voltage Vmt from the motor terminal voltage detection unit 39 (step S19), and inputs the resistance value Rm at the minimum guaranteed temperature stored in the memory (step S20). ), The motor current estimated value Ip is obtained by the following equation (3) (step S22).

Ip = Vmt / Rm (3)

The estimated motor current value Ip estimated by the above equation (3) is input to the motor current command value calculation unit 33 as the overheat protection current Ih = Ip (step S23), and then returns. In this case as well, the motor current command value Im is calculated based on the steering torque T, the vehicle speed V, and the motor current detection value Is, thereby assisting (not including overheat protection).

一方、上記ステップS15においてモータ電流検出値異常カウンタの計数値が所定値B以上の場合には、アシストを継続できないような電流検出系の故障と判定する。従って、モータ電流異常検出部42は回路故障信号CAを出力し(ステップS40)、モータ電流遮断部43を作動させてモータ電流を遮断させると共に(ステップS41)、ワーニングランプを点灯し(ステップS42)、更にリレーをオフし(ステップS43)、アシストを停止する(ステップS44)。   On the other hand, if the count value of the motor current detection value abnormality counter is greater than or equal to the predetermined value B in step S15, it is determined that the current detection system has failed so that assist cannot be continued. Therefore, the motor current abnormality detection unit 42 outputs the circuit failure signal CA (step S40), operates the motor current cut-off unit 43 to cut off the motor current (step S41), and turns on the warning lamp (step S42). Further, the relay is turned off (step S43), and the assist is stopped (step S44).

1 操向ハンドル
3 減速ギア
10 トルクセンサ
12 車速センサ
13 電源リレー
14 バッテリ
30 コントロールユニット
31 位相補償部
32 操舵補助指令値演算部
33 モータ電流指令値演算部
34 微分補償部
35 比例演算部
36 積分補償部
37 モータ駆動回路
38 モータ電流検出回路
39 モータ端子間電圧検出部
41 モータ電流推定値演算部
42 モータ電流異常検出部
43 モータ電流遮断部
44 モータ電流制限演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering handle 3 Reduction gear 10 Torque sensor 12 Vehicle speed sensor 13 Power supply relay 14 Battery 30 Control unit 31 Phase compensation part 32 Steering assistance command value calculation part 33 Motor current command value calculation part 34 Differential compensation part 35 Proportional calculation part 36 Integral compensation Unit 37 motor drive circuit 38 motor current detection circuit 39 motor terminal voltage detection unit 41 motor current estimated value calculation unit 42 motor current abnormality detection unit 43 motor current cutoff unit 44 motor current limit calculation unit

Claims (3)

操舵トルク及びモータ電流の検出値に基づいてモータ電流指令値を演算し、前記モータ電流指令値に基づき、モータ駆動回路によってモータを駆動し、操舵アシストを行う電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記モータ電流を検出する電流検出部の異常を、前記モータ電流の前記検出値及び前記モータ電流指令値に基づいて、検出するモータ電流異常検出部と、
前記電流検出部の前記異常が検出されたときにモータ電流推定値をモータ端子間電圧及び前記電動パワーステアリング装置の最小保証温度時の抵抗に基づいて推定するモータ電流推定値演算部とを具備し、
前記電流検出部の前記異常が検出されたときには、前記モータ電流推定値を前記モータ電流の前記検出値の代わりに、過熱保護用電流として用いて、前記モータ及びコントロールユニットの過熱保護を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
In a control device for an electric power steering apparatus that calculates a motor current command value based on a detected value of a steering torque and a motor current, drives a motor by a motor drive circuit based on the motor current command value, and performs steering assist.
A motor current abnormality detection unit for detecting an abnormality of the current detection unit for detecting the motor current based on the detection value of the motor current and the motor current command value ;
When the said current detector abnormality is detected, and a motor current estimated value calculating unit that estimates, based the motor current estimated value to a minimum guaranteed temperature at the resistor voltage and the electric power steering system motor terminal And
When the abnormality of the current detector is detected, the motor current estimated value in place of the detected value of the motor current, using as overheat protection current, to perform overheat protection of the motor and the control unit A control device for an electric power steering device.
前記異常が所定時間継続したときに、前記モータ電流異常検出部が前記電流検出部の故障と判定する請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1 , wherein when the abnormality continues for a predetermined time, the motor current abnormality detection unit determines that the current detection unit is faulty. 前記故障が判定されたとき、前記モータ電流を遮断して前記操舵アシストを停止する請求項2に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The control device for an electric power steering apparatus according to claim 2 , wherein when the failure is determined, the motor current is cut off and the steering assist is stopped.
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