JP5326264B2 - モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
更に、突発的に生ずる過大電流の流入について対処するならば、例えば、直流電源と駆動回路との間に昇圧装置が設けられた構成であれば、当該昇圧装置を用いた電力制限、即ち駆動回路に入力される入力電圧を制限する手法でも、特段の問題は生じない。ところが、二相駆動時の引き込み発生要因は、その特徴的な通電方法に起因する激しい電力量の変動にある。そのため、上記のような昇圧装置における電力制限では、その電力量の変動に追従することができない。しかしながら、上記構成によれば、こうした激しい電力量の変動にも速やかに追従することが可能である。その結果、より効果的に引き込みの発生を抑制することができるようになる。
上記構成によれば、更なる追従性の向上が可能になる。
上記構成によれば、より適切な電力制限が可能になる。
即ち、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置においては、モータの出力性能、及びその回転の円滑さが操舵フィーリングに与える影響は極めて大きい。この点、上記構成によれば、二相駆動時においても、ステアリング操作に対する追従性に優れ、且つ引っかかり感のない良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。また、電源電圧の低下や各種誤検出等の問題の発生を抑えて、安定的なアシスト力付与の継続が可能になる。
図1は、本実施形態のEPS1の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール(ステアリング)2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック5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3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック5の往復直線運動に変換される。そして、このラック5の往復直線運動により転舵輪6の舵角が変更されるようになっている。
図2は、本実施形態のEPSの制御ブロック図である。同図に示すように、ECU11は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段としてのマイコン17と、EPSアクチュエータ10の駆動源であるモータ12と直流電源である車載電源(バッテリ)19との間の電力供給経路Lpの途中に設けられた駆動回路18とを備えている。そして、駆動回路18は、マイコン17の出力するモータ制御信号に基づいて、モータ12に三相の駆動電力を供給する構成となっている。
図2に示すように、本実施形態のECU11では、マイコン17には、EPS1に何らかの異常が生じた場合に、該異常の態様を特定するための異常判定部31が設けられている。そして、ECU11(マイコン17)は、この異常判定部31により特定(判定)された異常の態様に応じて、モータ12の制御モードを変更する。
− 電流指令自体が略「0」である場合
この点を踏まえ、本実施形態では、先ず、判定対象であるX相の相電流値Ixを所定値Ithと比較することにより、当該相電流値Ixが「0」であるか否かを判定する。そして、断線時以外に相電流値Ixが「0」若しくは「0に近い値」をとる上記二つのケースに該当するか否かを判定し、当該二つのケースに該当しない場合には、X相に断線が発生したものと判定する。
図7のフローチャートに示すように、マイコン17は、先ず何らかの異常が発生したか否かを判定し(ステップ201)、異常が発生したと判定した場合(ステップ201:YES)には、続いてその異常が制御系の異常であるか否かを判定する(ステップ202)。次に、ステップ202において、制御の異常が発生したと判定した場合(ステップ202:YES)、現在の制御モードが二相駆動モードであるか否かを判定し(ステップ203)、二相駆動モードではない場合(ステップ203:NO)には、当該制御系の異常が、通電不良相の発生であるか否かを判定する(ステップ204)。そして、通電不良相が発生したと判定した場合(ステップ204:YES)には、当該通電不良相以外の残る二相を通電相とするモータ制御信号の出力を実行する(二相駆動モード、ステップ205)。
次に、本実施形態における二相駆動時の引き込み抑制制御の態様について詳述する。
上述のように、本実施形態では、通電不良相の発生時には、当該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ駆動を継続すべく、その通電不良発生相に応じた所定の回転角θA,θBを漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流指令値を演算し、その相電流指令値に基づく相電流フィードバック制御を実行する(図5参照)。
そして、線間電圧は、各相の印加電圧の振幅の二倍であることから、接地電位に対応する「50」を基準として、上記(4)式に基づくduty制限値αlimにより規定される上記制限範囲内(50±αlim)に各duty指令値αu,αv,αwを制限することにより、駆動回路18に供給される電力量を電力制限値Plim(絶対値)内に抑えることができる。その結果、引き込みを抑制して、電源電圧V1の低下等といった問題の発生を抑えることができるようになる。
図10のフローチャートに示すように、Duty制限値演算部42は、先ず二相駆動モードであるか否かを判定し(ステップ401)、二相駆動モードである場合には、続いて相電流値Ixが「0」又は入力電圧Vinが「0」であるか否かを判定する(ステップ402)。そして、相電流値Ixが「0」ではなく、且つ入力電圧Vinが「0」ではない場合(ステップ402:NO)には、上記(4)式に基づきduty制限値αlimを演算し(ステップ403)、当該duty制限値αlimをDuty制限部41に出力する(ステップ404)。
次に、上記電力制限の作用について説明する。図11は、制御相として選択された相電流及び当該相のdutyの推移を示す波形図、図12は、駆動回路に供給される電力量の推移を示す波形図である。
(1)マイコン17は、二相駆動時には、駆動回路18に供給される電力量を制限する。
即ち、突発的に生ずる過大電流の流入について対処するならば、例えば、車載電源19と駆動回路18との間に設けられた昇圧装置20における電力制限、即ち駆動回路18に入力される入力電圧Vinを制限する構成でも、特段の問題は生じない。ところが、二相駆動時の引き込み発生要因は、その特徴的な通電方法に起因する激しい電力量の変動にある。そのため、上記のような昇圧装置20における電力制限では、その電力量の変動に追従することができない。しかしながら、上記構成によれば、こうした激しい電力量の変動にも速やかに追従することが可能である。従って、より効果的に引き込みの発生を抑制することができるようになる、
(4)電圧制限は、Duty制限により行われる。これにより、更なる追従性の向上が可能になる。
即ち、二相駆動時、入力電圧Vinは、通電相となる二相の線間電圧に相当し、相電流値Ixは、駆動回路18への入力電流に近似するため、これら基づいて、駆動回路18に供給される電力量を略正確に演算することができる。つまり、駆動回路18への入力電流を検出するためのセンサを必要としない。従って、上記構成によれば、簡素な構成にて精度よく電力制限を行うことができるようになる。
・本実施形態では、本発明を電動パワーステアリング装置(EPS)に具体化したが、EPS以外の用途に用いられるモータ制御装置に具体化してもよい。
・本実施形態では、電力制限は、相電流値Ixに基づき行われることとした。しかし、これに限らず、直接的に駆動回路への入力電流を検出する構成としてもよい。
Claims (5)
- モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段と、
モータと直流電源との間の電力供給経路の途中に設けられて前記モータ制御信号に基づき三相の駆動電力を出力する駆動回路と、
前記モータの各相に生じた通電不良を検出可能な異常検出手段と、を備え、
前記モータ制御信号出力手段は、前記通電不良の発生時には、その通電不良発生相以外の二相を通電相として前記モータ制御信号の出力を実行するモータ制御装置において、
前記モータ制御信号出力手段は、
前記通電不良の発生時には、前記各通電相に対し、前記通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正割曲線状又は余割曲線状に変化する相電流を通電すべく電流指令値を演算する電流指令値演算部と、
前記電流指令値及び前記モータの回転角に基づく電流制御を実行することにより相電圧指令値を演算する相電圧指令値演算部と、
前記相電圧指令値に基づき前記モータ制御信号を生成するPWM変換部と、を有し、
前記各通電相に印加すべき相電圧を制限することにより前記駆動回路に入力される電力量を前記直流電源から大量の電流が引き出される引き込みの発生を抑制するように予め設定された所定値以下に制限する電力制限を行うこと、を特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記駆動回路は、前記モータ制御信号として入力されるパルス信号のDuty比に基づきオン/オフするスイッチング素子により構成され、前記相電圧の制限は、前記Duty比を制限することにより行われること、を特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1又は請求項2の何れか一項に記載のモータ制御装置において、
前記駆動回路に印加される入力電圧を検出する検出手段を備え、
前記電力制限は、相電流値及び前記入力電圧に基づき行われること、を特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜請求項3の何れか一項に記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御信号出力手段は、前記検出される入力電圧に基づいて前記電力制限すべき所定値を決定すること、を特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか一項に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置。
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