JP5407106B2 - Motor drive control device and electric power steering device using the same - Google Patents

Motor drive control device and electric power steering device using the same Download PDF

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Description

本発明は、電動モータと、該電動モータを駆動制御するモータ駆動回路とを備えたモータ駆動制御装置及びこれを使用した電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a motor drive control device including an electric motor and a motor drive circuit that drives and controls the electric motor, and an electric power steering device using the motor drive control device.

従来のモータ駆動制御装置としては、例えば直流電源より大電流負荷に駆動電流を出力制御するリレー接点と、前記リレー接点の前記大電流負荷接続側とアース間に接続した平滑用のコンデンサと、前記リレー接点閉成前の所定時間の間に分圧抵抗で分圧された電圧で前記コンデンサに電荷を充電した後、前記前記リレー接点を閉成させる予備充電制御手段とを備え、前記予備充電制御手段は、前記コンデンサに前記所定時間電荷を充電した後に充電を遮断することにより、プリチャージ設定電圧に達した後での前記リレー接点のON後の飽和電圧よりも低い判定電圧で、前記コンデンサのリレー溶着時等異常状態を判断する充電電圧に影響を与えないようにした自動車用制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許第3750871号公報(第1頁、図2)
As a conventional motor drive control device, for example, a relay contact that outputs and controls a drive current to a large current load from a DC power supply, a smoothing capacitor connected between the large current load connection side of the relay contact and the ground, Pre-charge control means comprising: pre-charge control means for closing the relay contact after charging the capacitor with a voltage divided by a voltage dividing resistor during a predetermined time before the relay contact is closed. Means for charging the capacitor after charging for the predetermined time and then shutting off the charging, so that the determination voltage of the capacitor is lower than a saturation voltage after the relay contact is turned on after reaching the precharge setting voltage. There has been proposed an automobile control device that does not affect the charging voltage for determining an abnormal state such as during relay welding (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3750871 (first page, FIG. 2)

しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、直流電源装置よりリレー接点を通して負荷に動作電流を供給する際に、動作電流中のリップル成分を低減させる平滑用コンデンサに予め電荷を充電した後に、リレー接点を閉成して直流電源装置より負荷に動作電流を供給することでコンデンサへの突入電流を低減させることができるものであるが、コンデンサへのチャージ電圧は直流電源の電圧を分圧抵抗で分圧したものとなるので、直流電源の電圧変動に応じてコンデンサへのチャージ電圧が変動するもののその変動幅が小さく抑制されることから直流電源の電圧が高くなった場合に突入電流の発生を抑制することができないという未解決の課題がある。   However, in the conventional example described in Patent Document 1, when supplying an operating current from a DC power supply device to a load through a relay contact, a charge is previously charged to a smoothing capacitor that reduces a ripple component in the operating current. After that, the inrush current to the capacitor can be reduced by closing the relay contact and supplying the operating current to the load from the DC power supply device, but the charge voltage to the capacitor is the voltage of the DC power supply. Since the voltage is divided by the voltage dividing resistor, the charge voltage to the capacitor fluctuates according to the fluctuation of the voltage of the DC power supply, but the fluctuation width is suppressed to a small extent, so when the voltage of the DC power supply becomes high There is an unsolved problem that the generation of current cannot be suppressed.

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、コンデンサへのチャージ電圧を適正に保って突入電流の発生を確実に抑制することができるモータ駆動制御装置及びこれを使用した電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned unsolved problems of the conventional example, and a motor drive control device capable of reliably suppressing the occurrence of an inrush current by maintaining a proper charge voltage to the capacitor. And it aims at providing the electric power steering device which uses this.

上記目的を達成するために、請求項1に係るモータ駆動制御装置は、電動モータと、該電動モータを直流電源からの電力に基づいて駆動制御するモータ駆動回路とを備えたモータ駆動制御装置であって、
前記直流電源及び前記モータ駆動回路間に介挿された電源リレー回路と、該電源リレー回路と並列に接続されたプリチャージ回路とを備え、
前記プリチャージ回路は、前記電源リレー回路のモータ駆動回路側接点及び接地間に接続されたコンデンサと、前記電源リレー回路と並列に接続された、パルス幅変調信号によって駆動されるスイッチング素子及び当該スイッチング素子を前記パルス幅変調信号によって駆動するときに前記コンデンサに対するプリチャージ電圧を当該パルス幅変調信号によって制御可能な小さい値に設定された前記プリチャージ抵抗の直列回路と、前記コンデンサに対するプリチャージ電圧を前記直流電源の電源電圧に近づける前記パルス幅変調信号を前記スイッチング素子に出力するプリチャージ駆動部とを有することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a motor drive control device according to claim 1 is a motor drive control device comprising an electric motor and a motor drive circuit that controls the drive of the electric motor based on electric power from a DC power supply. There,
A power supply relay circuit interposed between the DC power supply and the motor drive circuit, and a precharge circuit connected in parallel with the power supply relay circuit,
The precharge circuit includes a capacitor connected between a contact on the motor drive circuit side of the power relay circuit and the ground, a switching element connected in parallel with the power relay circuit and driven by a pulse width modulation signal, and the switching a series circuit of the precharge resistors set the precharge voltage to a small value that can be controlled by the pulse width modulated signal to said capacitor when driving element by said pulse width modulated signal, the precharge voltage for the previous SL capacitor And a precharge drive unit that outputs the pulse width modulation signal that approximates the power supply voltage of the DC power supply to the switching element .

また、請求項2に係るモータ駆動制御装置は、請求項1に係る発明において、前記プリチャージ駆動部は、前記コンデンサに対するプリチャージ電圧を前記直流電源電圧に近づけるようにパルス幅変調信号の周波数及びデューティ比の少なくとも一方を予め設定するように構成されていることを特徴としている。
さらに、請求項3に係るモータ駆動制御装置は、請求項1に係る発明において、前記直流電源の電源電圧を検出する電源電圧検出部を有し、前記プリチャージ駆動部は、前記電源電圧検出部で検出した電源電圧に応じてパルス幅変調信号の周波数を突入電流抑制するように制御するように構成されていることを特徴としている。
The motor drive control device according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the pre-charge driver, the frequency of the pulse width modulated signal to approximate the precharged voltage to the capacitor to the DC supply voltage and It is characterized in that at least one of the duty ratios is set in advance.
Furthermore, the motor drive control device according to claim 3 has a power supply voltage detection unit that detects a power supply voltage of the DC power supply in the invention according to claim 1, and the precharge drive unit is provided with the power supply voltage detection unit. The frequency of the pulse width modulation signal is controlled so as to suppress the inrush current in accordance with the power supply voltage detected in (1).

さらにまた、請求項4に係るモータ駆動制御装置は、請求項1乃至3の何れかに係る発明において、前記プリチャージ駆動部は、前記パルス幅変調信号を前記スイッチング素子に出力する前に前記電源リレー回路の接点溶着が生じているか否かを診断する接点溶着診断を行ない、接点溶着診断後に前記パルス幅変調信号を前記スイッチング素子に出力してプリチャージ電圧が正常であるかを診断するプリチャージ電圧診断を行ない、プリチャージ電圧が所定値に達したときに前記電源リレー回路の接点を閉成してからリレーオープン故障を生じているか否かを診断するリレーオープン故障診断を行うように構成されていることを特徴としている。   Furthermore, the motor drive control device according to a fourth aspect is the invention according to any one of the first to third aspects, wherein the precharge driving unit outputs the power supply before outputting the pulse width modulation signal to the switching element. Precharge for diagnosing whether or not the contact welding of the relay circuit has occurred, and diagnosing whether the precharge voltage is normal by outputting the pulse width modulation signal to the switching element after the contact welding diagnosis It is configured to perform a voltage diagnosis and perform a relay open fault diagnosis for diagnosing whether a relay open fault has occurred after the contact of the power relay circuit is closed when the precharge voltage reaches a predetermined value. It is characterized by having.

なおさらに、請求項5に係る電動パワーステアリング装置は、電動モータで操舵系に対する操舵補助力を発生させ、該電動モータを駆動制御するモータ駆動制御装置として前記請求項1乃至4の何れか1つに記載のモータ駆動制御装置を適用したことを特徴としている。   Still further, an electric power steering apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the motor drive control apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the electric power steering apparatus generates a steering assist force for the steering system with an electric motor and controls the electric motor. The motor drive control device described in 1 is applied.

本発明によれば、プリチャージ駆動部で、コンデンサに電荷を充電するプリチャージ抵抗と直列に接続されたスイッチング素子をパルス幅変調信号で駆動するので、パルス幅変調信号の周波数及びデューティ比の少なくとも一方を変更することにより、コンデンサに充電するプリチャージ電圧を任意に調整することができ、電源電圧変動に応じて最適なプリチャージ電圧を設定して、突入電流を確実に抑制することができるという効果が得られる。   According to the present invention, the switching element connected in series with the precharge resistor that charges the capacitor with the charge is driven by the pulse width modulation signal in the precharge driving unit, so that at least the frequency and duty ratio of the pulse width modulation signal are driven. By changing one of them, the precharge voltage charged to the capacitor can be adjusted arbitrarily, and the optimum precharge voltage can be set according to the power supply voltage fluctuation, and the inrush current can be reliably suppressed. An effect is obtained.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に第1の実施形態を示す概略構成図であって、図中、1は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, in which 1 is a steering wheel, and a steering force applied to the steering wheel 1 from a driver is compared with an input shaft 2a. Is transmitted to a steering shaft 2 having an output shaft 2b. The steering shaft 2 has one end of the input shaft 2a connected to the steering wheel 1 and the other end connected to one end of the output shaft 2b via a steering torque sensor 3 as steering torque detecting means.

そして、出力軸2bに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント4を介してロアシャフト5に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント6を介してピニオンシャフト7に伝達される。
このピニオンシャフト7に伝達された操舵力はステアリングギヤ8を介してタイロッド9に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ8は、ピニオンシャフト7に連結されたピニオン8aとこのピニオン8aに噛合するラック8bとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン8aに伝達された回転運動をラック8bで直進運動に変換している。
The steering force transmitted to the output shaft 2 b is transmitted to the lower shaft 5 via the universal joint 4 and further transmitted to the pinion shaft 7 via the universal joint 6.
The steering force transmitted to the pinion shaft 7 is transmitted to the tie rod 9 via the steering gear 8 and steers steered wheels (not shown). Here, the steering gear 8 is configured in a rack and pinion type having a pinion 8a connected to the pinion shaft 7 and a rack 8b meshing with the pinion 8a, and the rotational motion transmitted to the pinion 8a is linearly moved by the rack 8b. It has been converted to movement.

ステアリングシャフト2の出力軸2bには、操舵補助力を出力軸2bに伝達する操舵補助機構10が連結されている。この操舵補助機構10は、出力軸2bに連結した減速ギヤ11と、この減速ギヤ11に連結された操舵補助力を発生する直流モータでなる電動モータ13とを備えている。
操舵トルクセンサ3は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気信号で検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。
A steering assist mechanism 10 for transmitting a steering assist force to the output shaft 2b is connected to the output shaft 2b of the steering shaft 2. The steering assist mechanism 10 includes a reduction gear 11 connected to the output shaft 2 b and an electric motor 13 that is a DC motor that generates a steering assist force connected to the reduction gear 11.
The steering torque sensor 3 detects the steering torque applied to the steering wheel 1 and transmitted to the input shaft 2a. For example, the steering torque sensor 3 is a torsion bar (not shown) in which the steering torque is interposed between the input shaft 2a and the output shaft 2b. It is configured to convert to a torsional angular displacement, detect this torsional angular displacement with a magnetic signal, and convert it into an electrical signal.

この操舵トルクセンサ3から出力されるトルク検出値Tは、制御装置14に入力される。この制御装置14には、直流電源としてのバッテリ15からイグニッションスイッチ16を介して電源が供給されていると共に、トルク検出値Tの他に車速センサ17で検出した車速検出値Vsも入力され、入力されるトルク検出値T及び車速検出値Vsに応じた操舵補助力を電動モータ13で発生させる操舵補助電流指令値IM *を算出し、算出した操舵補助電流指令値IM *とモータ駆動電流Imとにより、電動モータ13に供給する駆動電流をフィードバック制御する。 The detected torque value T output from the steering torque sensor 3 is input to the control device 14. The control device 14 is supplied with power from a battery 15 as a DC power source via an ignition switch 16 and also receives a vehicle speed detection value Vs detected by a vehicle speed sensor 17 in addition to the torque detection value T. A steering assist current command value I M * for causing the electric motor 13 to generate a steering assist force corresponding to the detected torque detection value T and the vehicle speed detection value Vs is calculated, and the calculated steering assist current command value I M * and the motor drive current are calculated. The drive current supplied to the electric motor 13 is feedback-controlled by Im.

制御装置14は、図2に示すように、トルク検出値Tと車速検出値Vsとに基づいて所定の演算を行ってモータ駆動信号Ir及びモータ回転方向信号Dsを出力するマイクロコントロールユニット(以下、MCUと称す)101と、MCU101から出力されるモータ駆動信号Ir及びモータ回転方向信号Dsに基づいて電動モータ13を駆動するモータ駆動回路110と、バッテリ15に接続されてモータ駆動回路110への電源供給を制御する電源リレー回路120と、モータ駆動電流Imを検出するモータ電流検出回路130と、モータ端子電圧Vmとモータ電流検出回路130で検出したモータ駆動電流Imとに基づいてモータ角速度ωを推定するモータ角速度推定回路140とを備えている。   As shown in FIG. 2, the control device 14 performs a predetermined calculation based on the torque detection value T and the vehicle speed detection value Vs and outputs a motor drive signal Ir and a motor rotation direction signal Ds (hereinafter, referred to as a “micro control unit”). (Referred to as MCU) 101, a motor drive circuit 110 that drives the electric motor 13 based on the motor drive signal Ir and the motor rotation direction signal Ds output from the MCU 101, and a power source connected to the battery 15 to the motor drive circuit 110 The motor angular velocity ω is estimated based on the power supply relay circuit 120 that controls supply, the motor current detection circuit 130 that detects the motor drive current Im, the motor terminal voltage Vm, and the motor drive current Im detected by the motor current detection circuit 130. And a motor angular velocity estimation circuit 140 for performing the operation.

また、制御装置14は、電源リレー回路120と並列に接続され、電源リレー回路120のリレー接点121におけるモータ駆動回路110側にプリチャージ電圧Vpを供給するプリチャージ回路150と、起動時にイグニッションスイッチ16を介してバッテリ15に接続されて制御装置14内の制御電力を形成する電源回路160と、電源リレー回路120のリレー接点121におけるモータ駆動回路110側の接点電圧Vcを検出する接点電圧検出回路170とを備えている。   Further, the control device 14 is connected in parallel with the power relay circuit 120 and supplies a precharge voltage Vp to the motor drive circuit 110 side at the relay contact 121 of the power relay circuit 120, and the ignition switch 16 at the time of startup. And a contact voltage detection circuit 170 for detecting a contact voltage Vc on the motor drive circuit 110 side at the relay contact 121 of the power supply relay circuit 120. And.

ここで、モータ駆動回路110は、図2に示すように、バッテリ15のバッテリ電圧Vbが電源リレー回路120のリレー接点121を介して入力される4つのNPN形のトランジスタQ1〜Q4を有して電動モータ13に正逆転駆動するモータ駆動電流Imを供給するHブリッジ回路111と、このHブリッジ回路111の各トランジスタQ1〜Q4を駆動制御するゲート駆動回路112とを備えている。   Here, as shown in FIG. 2, the motor drive circuit 110 includes four NPN transistors Q1 to Q4 to which the battery voltage Vb of the battery 15 is input via the relay contact 121 of the power supply relay circuit 120. An H bridge circuit 111 that supplies a motor drive current Im for forward / reverse drive to the electric motor 13 and a gate drive circuit 112 that drives and controls the transistors Q1 to Q4 of the H bridge circuit 111 are provided.

ここで、ゲート駆動回路112は、後述するMCU101から出力されるモータ電流指令値Irとモータ回転方向信号Dsとが入力され、これらに基づいて対角となるトランジスタQ1及びQ3又はQ2及びQ4を駆動制御して電動モータ13を操舵トルク検出値Tに応じて回転駆動する。
また、電源リレー回路120は、バッテリ15に接続された常開のリレー接点121と、このリレー接点121を開閉するリレーコイル122と、リレーコイル122と並列に接続されたサージ吸収用のダイオード123とを有し、リレーコイル122の一端がスイッチング素子としてのNPN形のトランジスタ124を介してバッテリ15に接続され、他端が接地されている。
Here, the gate drive circuit 112 receives a motor current command value Ir and a motor rotation direction signal Ds output from the MCU 101, which will be described later, and drives the diagonal transistors Q1 and Q3 or Q2 and Q4 based on them. The electric motor 13 is driven to rotate according to the steering torque detection value T.
The power relay circuit 120 includes a normally open relay contact 121 connected to the battery 15, a relay coil 122 that opens and closes the relay contact 121, and a surge absorbing diode 123 connected in parallel with the relay coil 122. One end of the relay coil 122 is connected to the battery 15 via an NPN transistor 124 as a switching element, and the other end is grounded.

さらに、プリチャージ回路150は、電源リレー回路120のモータ駆動回路110側のリレー接点と接地との間に介挿された電解コンデンサ151と、この電解コンデンサ151とリレー接点121との接続点とバッテリ15側のリレー接点との間に接続されたスイッチング素子としてのNPN形のトランジスタ152、逆流阻止用ダイオード153及びプリチャージ抵抗154で構成される直列回路155とで構成されている。   Further, the precharge circuit 150 includes an electrolytic capacitor 151 interposed between a relay contact on the motor drive circuit 110 side of the power supply relay circuit 120 and the ground, a connection point between the electrolytic capacitor 151 and the relay contact 121, and a battery. It is composed of an NPN transistor 152 as a switching element connected to the relay contact on the 15th side, a series circuit 155 including a backflow prevention diode 153 and a precharge resistor 154.

そして、電源リレー回路120のトランジスタ124及びプリチャージ回路150のトランジスタ152が後述するMCU101で実行されるプリチャージ駆動処理によって形成されるリレー駆動信号SR及びパルス幅変調信号SPによって駆動制御される。
MCU101は、自己のプログラム暴走を監視するウォッチドッグタイマ(WDT)102を内蔵している。また、MCU101は、操舵トルク検出値T、車速検出値Vs、電流検出値Imに基づいてモータ駆動信号Irを生成し、このモータ駆動信号Irがモータ駆動回路110に入力される。
Then, the transistor 124 of the power supply relay circuit 120 and the transistor 152 of the precharge circuit 150 are driven and controlled by a relay drive signal SR and a pulse width modulation signal SP formed by a precharge drive process executed by the MCU 101 described later.
The MCU 101 includes a watch dog timer (WDT) 102 that monitors its own program runaway. Further, the MCU 101 generates a motor drive signal Ir based on the steering torque detection value T, the vehicle speed detection value Vs, and the current detection value Im, and the motor drive signal Ir is input to the motor drive circuit 110.

ここで、MCU101には、図2に示すように、操舵補助制御処理プログラム、異常検出処理プログラム等を格納するROM(リードオンリメモリ)103と、トルク検出値T、モータ駆動電流Im等の検出データや、MCU101で実行する操舵補助制御処理及びプリチャージ駆動処理の処理過程で必要とするデータや処理結果を記憶するRAM(ランダムアクセスメモリ)104とを内蔵している。   As shown in FIG. 2, the MCU 101 includes a ROM (read only memory) 103 for storing a steering assist control processing program, an abnormality detection processing program, and the like, and detection data such as a torque detection value T and a motor drive current Im. In addition, a RAM (Random Access Memory) 104 that stores data and processing results required during the steering assist control process and the precharge drive process executed by the MCU 101 is incorporated.

また、MCU101は、イグニッションスイッチ16がオン状態となってバッテリ15からバッテリ電圧Vbが供給されたときに、前述した操舵補助制御処理及びプリチャージ駆動処理を実行する。
操舵補助制御処理は、図3に示すように、先ず、ステップS1で、後述するプリチャージ駆動処理で、プリチャージ駆動処理が終了した否かを表すプリチャージ終了フラグFPがプリチャージ駆動終了を表す“1”にセットされているか否かを判定し、プリチャージ終了フラグFPが“0”にリセットされているときには、これが“1”にセットされるまで待機し、プリチャージ終了フラグFPが“1”にセットされているときにはステップS2に移行する。
Further, the MCU 101 executes the steering assist control process and the precharge drive process described above when the ignition switch 16 is turned on and the battery voltage Vb is supplied from the battery 15.
As shown in FIG. 3, in the steering assist control process, first, in step S1, a precharge end flag FP indicating whether or not the precharge drive process is completed in the precharge drive process described later represents the end of the precharge drive. It is determined whether or not it is set to “1”, and when the precharge end flag FP is reset to “0”, it waits until it is set to “1”, and the precharge end flag FP is set to “1”. When "" is set, the process proceeds to step S2.

このステップS2では、操舵トルクセンサ3で検出した操舵トルク検出値Tを読込み、次いでステップS3に移行して、車速センサ17で検出した車速検出値Vsを読込み、次いでステップS4に移行して、操舵トルク検出値T及び車速検出値Vsに基づいて図4に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して、モータ電流指令値となる操舵補助電流指令値IM *を算出する。 In this step S2, the steering torque detection value T detected by the steering torque sensor 3 is read, then the process proceeds to step S3, the vehicle speed detection value Vs detected by the vehicle speed sensor 17 is read, then the process proceeds to step S4, and the steering is performed. Based on the detected torque value T and the detected vehicle speed value Vs, a steering assist current command value I M * that is a motor current command value is calculated with reference to a steering assist current command value calculation map shown in FIG.

ここで、操舵補助電流指令値算出マップは、図4に示すように、横軸に操舵トルク検出値Tをとり、縦軸に操舵補助電流指令値IM *をとり、車速検出値Vsをパラメータとした特性線図で構成され、横軸に操舵トルク検出値Tをとり、縦軸に操舵補助電流指令値IM *をとると共に、車速検出値Vsをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルク検出値Tが“0”からその近傍の設定値Ts1までの間は操舵補助電流指令値IM *が“0”を維持し、操舵トルク検出値Tが設定値Ts1を超えると最初は操舵補助電流指令値IM *が操舵トルク検出値Tの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルク検出値Tが増加すると、その増加に対して操舵補助電流指令値IM *が急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速検出値Vsの増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。 Here, as shown in FIG. 4, the steering assist current command value calculation map takes the steering torque detection value T on the horizontal axis, the steering assist current command value I M * on the vertical axis, and the vehicle speed detection value Vs as a parameter. The horizontal axis represents the steering torque detection value T, the vertical axis represents the steering assist current command value I M * , and the parabolic curve with the vehicle speed detection value Vs as a parameter. The steering assist current command value I M * is maintained at “0” while the steering torque detection value T is between “0” and the set value Ts1 in the vicinity thereof, and the steering torque detection value T is When the set value Ts1 is exceeded, initially, the steering assist current command value I M * increases relatively slowly with respect to the increase in the steering torque detection value T. However, when the steering torque detection value T further increases, set to the steering assist current command value I M * is increased sharply It is, are set so that the inclination becomes smaller with the increase of the characteristic curve vehicle speed detection value Vs.

次いで、ステップS5に移行して、モータ角速度推定回路140で推定したモータ角速度ωを読込み、次いでステップS6に移行して、モータ角速度ωに慣性ゲインKiを乗算して、モータ慣性を加減速させるトルクを操舵トルクTrから排除し、慣性感のない操舵感覚を得るための慣性補償制御用の慣性補償値Ii(=Ki・ω)を算出すると共に、操舵補助電流指令値IM *の絶対値に摩擦係数ゲインKfを乗算して、動力伝達部や電動モータの摩擦が操舵力に影響することを排除するため摩擦補償制御用の摩擦補償値If(=Kf・IM *)を算出する。ここで、摩擦補償値Ifの符号は操舵トルクTの符号とこの操舵トルクTにより操舵の切り増し/切り戻しを判定する操舵方向信号とに基づいて決定する。 Next, the processing proceeds to step S5, reads the motor angular velocity omega estimated by the motor angular speed estimating circuit 140, and then proceeds to step S6, by multiplying the inertia gain K i to the motor angular velocity omega, is the motor inertia acceleration The inertia compensation value I i (= K i · ω) for inertia compensation control for eliminating the torque from the steering torque Tr and obtaining a steering sensation without inertia is calculated, and the steering assist current command value I M * is calculated. The friction compensation value I f (= K f · I M * for friction compensation control is used to eliminate the influence of the friction of the power transmission unit and the electric motor on the steering force by multiplying the absolute value by the friction coefficient gain K f . ) Is calculated. Here, the sign of the friction compensation value If is determined on the basis of the sign of the steering torque T and the steering direction signal for determining whether the steering is increased / returned based on the steering torque T.

次いで、ステップS7に移行して、操舵トルクTを微分演算処理してアシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行うセンタ応答性改善指令値Irを算出し、ステップS8に移行して、算出した慣性補償値Ii、摩擦補償値If及びセンタ応答性改善指令値Irを操舵補助電流指令値IM *に加算して操舵補助電流補償値IM *′(=IM *+Ii+If+Ir)を算出し、次いでステップS9に移行して、操舵補助電流補償値IM *′を微分してフィードフォワード制御用の微分値Idを算出する。 Then, the processing proceeds to step S7, to ensure stability of the steering torque T by the differential operation processing to assist characteristic dead band, and calculates the center response improving command value I r to compensate the static friction, the process proceeds to step S8 The calculated inertia compensation value I i , friction compensation value If and center response improvement command value I r are added to the steering assist current command value I M * to obtain the steering assist current compensation value I M * ′ (= I M * + I i + I f + I r ) is calculated, and then the process proceeds to step S9, where the steering assist current compensation value I M * ′ is differentiated to calculate a differential value Id for feedforward control.

次いで、ステップS10に移行して、モータ電流検出回路130からモータ駆動電流Imを読込み、次いでステップS11に移行して、操舵補助電流補償値IM *′からモータ駆動電流Imを減算して電流偏差ΔIを算出し、次いでステップS12に移行して、電流偏差ΔIを比例演算処理して比例補償制御用の比例値ΔIpを算出し、次いでステップS13に移行して、電流偏差ΔIを積分演算処理して積分補償制御用の積分値ΔIiを算出し、次いでステップS14に移行して、微分値Id、比例値ΔIp及び積分値ΔIiを加算することによりモータ駆動電流Ir(=Id+ΔIp+ΔIi)を算出してからステップS15に移行する。 Next, the process proceeds to step S10, where the motor drive current Im is read from the motor current detection circuit 130, and then the process proceeds to step S11, where the current deviation is obtained by subtracting the motor drive current Im from the steering assist current compensation value I M * '. ΔI is calculated, and then the process proceeds to step S12 where the current deviation ΔI is proportionally calculated to calculate a proportional value ΔIp for proportional compensation control, and then the process proceeds to step S13, where the current deviation ΔI is integrated and calculated. Then, the integral value ΔIi for integral compensation control is calculated, and then the process proceeds to step S14, and the motor drive current Ir (= Id + ΔIp + ΔIi) is calculated by adding the differential value Id, the proportional value ΔIp, and the integral value ΔIi. The process proceeds to step S15.

このステップS15では、前記ステップS14で算出したモータ駆動電流Irと操舵トルク検出値Tの符号に基づいて決定するモータ回転方向信号Dsとをモータ駆動回路110に出力してから前記ステップS1に戻る。
また、プリチャージ駆動処理は、図5に示すように、先ず、ステップS21で、処理を開始してから所定時間t1が経過したか否かを判定し、所定時間t1が経過していないときにはこれが経過するまで待機し、所定時間t1が経過したときには、ステップS22に移行して、プリチャージ回路150のトランジスタ152に対してプリチャージ抵抗154を必要最小限の抵抗値RMINとすることができる比較的低所定周波数のパルス幅変調信号SPの出力を開始する。
In step S15, the motor drive direction Ir calculated in step S14 and the motor rotation direction signal Ds determined based on the sign of the steering torque detection value T are output to the motor drive circuit 110, and then the process returns to step S1.
Further, as shown in FIG. 5, in the precharge driving process, first, in step S21, it is determined whether or not a predetermined time t1 has elapsed from the start of the process. The process waits until the predetermined time t1 elapses. When the predetermined time t1 has elapsed, the process proceeds to step S22, and the comparison can be made so that the precharge resistor 154 can have the necessary minimum resistance value R MIN for the transistor 152 of the precharge circuit 150. The output of a pulse width modulation signal SP having a predetermined low frequency is started.

次いで、ステップS23に移行して、パルス幅変調信号SPの出力を開始してから所定時間t2が経過したか否かを判定し、所定時間t2が経過していないときにはこれが経過するまで待機し、所定時間t2が経過したときにはステップS24に移行して、電源リレー回路120のスイッチング素子124に対して高レベルのリレー駆動信号SRを出力してからステップS25に移行する。 Next, the process proceeds to step S23, where it is determined whether or not the predetermined time t2 has elapsed since the start of the output of the pulse width modulation signal SP. When the predetermined time t2 has not elapsed, the process waits until this elapses. When the predetermined time t2 has elapsed, the process proceeds to step S24, and the high level relay drive signal SR is output to the switching element 124 of the power supply relay circuit 120, and then the process proceeds to step S25.

このステップS25では、プリチャージ回路150へのパルス幅変調信号SPの出力を停止し、次いでステップS26に移行し、初期化処理で“0”にリセットされているプリチャージ終了フラグFPを“1”にセットしてからプリチャージ駆動処理を終了する。
この図5のプリチャージ駆動処理がプリチャージ駆動部に対応している。
次に、上記第1の実施形態の動作を説明する。
In step S25, the output of the pulse width modulation signal SP to the precharge circuit 150 is stopped, and then the process proceeds to step S26 where the precharge end flag FP that has been reset to “0” by the initialization process is set to “1”. Then, the precharge driving process is terminated.
The precharge drive process in FIG. 5 corresponds to the precharge drive unit.
Next, the operation of the first embodiment will be described.

今、車両が停止していて、イグニッションスイッチ16がオフ状態であるものとする。この状態では、電源回路160にバッテリ15のバッテリ電圧Vbが供給されているが、イグニッションスイッチ16がオフ状態であるので、制御装置14内への電力の供給を停止しており、MCU101は動作を停止している。このため、電源リレー回路120のトランジスタ124がオフ状態となって、リレーコイル122が非付勢状態であり、リレー接点121が開成されていると共に、プリチャージ回路150のトランジスタ152もオフ状態となって、電源リレー回路120のリレー接点121におけるモータ駆動回路110側へのプリチャージ電圧Vpの供給を停止している。   Now, it is assumed that the vehicle is stopped and the ignition switch 16 is off. In this state, the battery voltage Vb of the battery 15 is supplied to the power supply circuit 160, but since the ignition switch 16 is in the OFF state, the supply of power into the control device 14 is stopped, and the MCU 101 operates. It has stopped. For this reason, the transistor 124 of the power supply relay circuit 120 is turned off, the relay coil 122 is in a non-energized state, the relay contact 121 is opened, and the transistor 152 of the precharge circuit 150 is also turned off. Thus, the supply of the precharge voltage Vp to the motor drive circuit 110 side at the relay contact 121 of the power supply relay circuit 120 is stopped.

したがって、モータ駆動回路110にバッテリ電圧Vbが供給されないと共に、MCU101で操舵補助制御処理及びプリチャージ駆動処理は実行されないので、モータ駆動回路110のHブリッジ回路111の各トランジスタQ1〜Q4は共にオフ状態に制御されて、電動モータ13への直流電力の供給が停止されて電動モータ13は回転停止状態にあり、この電動モータ13による操舵補助力の発生は停止されている。この状態では、ステアリングホイール1は運転者から伝達された操舵力のみによって回転される。   Therefore, since the battery voltage Vb is not supplied to the motor drive circuit 110 and the steering assist control process and the precharge drive process are not executed by the MCU 101, the transistors Q1 to Q4 of the H bridge circuit 111 of the motor drive circuit 110 are all in the off state. Thus, the supply of DC power to the electric motor 13 is stopped and the electric motor 13 is in a rotation stop state, and the generation of the steering assist force by the electric motor 13 is stopped. In this state, the steering wheel 1 is rotated only by the steering force transmitted from the driver.

この操舵補助停止状態で、イグニッションスイッチ16をオン状態とすると、これに応じて電源回路160から制御装置14内に制御電力が供給され、これによってMCU101が作動状態となる。
このため、MCU101で図3の操舵補助制御処理及び図5のプリチャージ駆動処理が実行開始されるが、初期化処理でプリチャージ終了フラグFPが“0”にリセットされるので、操舵補助制御処理では、ステップS1からそのままタイマ割込処理を終了することになり、モータ駆動回路110へモータ駆動信号Ir及び回転方向信号Dsは出力されず、モータ駆動回路110は停止状態を維持する。
When the ignition switch 16 is turned on in the steering assist stop state, the control power is supplied from the power supply circuit 160 into the control device 14 accordingly, and the MCU 101 is activated.
Therefore, the MCU 101 starts executing the steering assist control process of FIG. 3 and the precharge drive process of FIG. 5, but the precharge end flag FP is reset to “0” by the initialization process. In step S1, the timer interrupt process is terminated as it is, and the motor drive signal Ir and the rotation direction signal Ds are not output to the motor drive circuit 110, and the motor drive circuit 110 maintains the stopped state.

一方、プリチャージ駆動処理では、図6に示すように、時点T1でイグニッションスイッチ16が図6(a)に示すようにオン状態となると、この時点T1から所定時間t1が経過した時点T2でプリチャージ回路150のNTNトランジスタ152に対してプリチャージ抵抗154の抵抗値Rを最小とする比較的低周波数のパルス幅変調信号SPの出力を開始する。   On the other hand, in the precharge driving process, as shown in FIG. 6, when the ignition switch 16 is turned on at time T1, as shown in FIG. 6A, the precharge is performed at time T2 when a predetermined time t1 has elapsed from time T1. The output of a relatively low frequency pulse width modulation signal SP that minimizes the resistance value R of the precharge resistor 154 to the NTN transistor 152 of the charge circuit 150 is started.

このパルス幅変調信号SPがプリチャージ回路150のNTNトランジスタ152のゲートに供給されると、このNTNトランジスタ152がオン・オフを繰り返すことにより、電解コンデンサ151にバッテリ電圧Vbに基づいて電荷が充電される。このため、電源リレー回路120のモータ駆動回路側接点電圧Vcが図6(d)に示すようにプリチャージ抵抗154及び電解コンデンサ151の容量で決まる時定数で徐々に増加し、バッテリ電圧Vbに対してパルス幅変調信号SPの周波数及びプリチャージ抵抗154の抵抗値Rによって決まるバッテリ電圧Vbより低いプリチャージ電圧Vpまで増加し、時点T3でプリチャージ電圧Vpに達すると以後、プリチャージ電圧Vpを維持する。   When this pulse width modulation signal SP is supplied to the gate of the NTN transistor 152 of the precharge circuit 150, the NTN transistor 152 is repeatedly turned on and off, so that the electrolytic capacitor 151 is charged based on the battery voltage Vb. The For this reason, the motor drive circuit side contact voltage Vc of the power supply relay circuit 120 gradually increases with a time constant determined by the capacities of the precharge resistor 154 and the electrolytic capacitor 151 as shown in FIG. Increase to a precharge voltage Vp lower than the battery voltage Vb determined by the frequency of the pulse width modulation signal SP and the resistance value R of the precharge resistor 154. When the precharge voltage Vp is reached at time T3, the precharge voltage Vp is maintained thereafter. To do.

その後、時点T2から所定時間t2が経過した時点T4で電源リレー回路120のNTNトランジスタ124に対して高レベルのリレー駆動信号SRが出力されて、リレーコイル122にバッテリ15から通電されることにより、このリレーコイル122が付勢されてリレー接点121が図6(c)に示すように閉成される。
このため、電源リレー回路120のリレー接点121を介してバッテリ電圧Vbがモータ駆動回路110に供給されることにより、このモータ駆動回路110が動作可能状態となる。このとき、リレー接点121のバッテリ15側のバッテリ電圧Vbと、モータ駆動回路110側のプリチャージ電圧Vpとの電位差が小さい状態となるので、リレー接点121を通じて電解コンデンサ151に流れる突入電流を小さい値に抑制することができ、リレー接点121の接点溶着を確実に防止することができる。
Thereafter, a high level relay drive signal SR is output to the NTN transistor 124 of the power supply relay circuit 120 at a time T4 when a predetermined time t2 has elapsed from the time T2, and the relay coil 122 is energized from the battery 15, The relay coil 122 is energized and the relay contact 121 is closed as shown in FIG.
For this reason, when the battery voltage Vb is supplied to the motor drive circuit 110 via the relay contact 121 of the power supply relay circuit 120, the motor drive circuit 110 becomes operable. At this time, since the potential difference between the battery voltage Vb on the battery 15 side of the relay contact 121 and the precharge voltage Vp on the motor drive circuit 110 side is small, the inrush current flowing to the electrolytic capacitor 151 through the relay contact 121 is a small value. Therefore, contact welding of the relay contact 121 can be reliably prevented.

しかも、プリチャージ回路150のトランジスタ152に供給されるパルス幅変調信号SPの周波数がプリチャージ抵抗154の抵抗値Rを小さくする値に設定されているので、電解コンデンサ151に充電する際の時定数を小さくすることができると共に、プリチャージ電圧Vpを高くすることができ、電源リレー回路120のリレー接点121における両端の電位差を小さくして電源リレー回路120のリレー接点121を通じる突入電流を確実に抑制することができる。   In addition, since the frequency of the pulse width modulation signal SP supplied to the transistor 152 of the precharge circuit 150 is set to a value that decreases the resistance value R of the precharge resistor 154, the time constant when charging the electrolytic capacitor 151 is set. And the precharge voltage Vp can be increased, and the potential difference between both ends of the relay contact 121 of the power supply relay circuit 120 can be reduced to ensure the inrush current through the relay contact 121 of the power supply relay circuit 120. Can be suppressed.

因みに、図5に示すプリチャージ駆動処理でプリチャージ回路150のトランジスタ152に出力するパルス幅変調信号SPの周波数が低い場合には、電源リレー回路120がリレー接点121におけるモータ駆動回路110側の接点電圧Vcにおけるリレー接点121が開成状態から閉成状態に変化したときの電圧変化は、図7(a)に示すように、プリチャージ回路150によるプリチャージ電圧Vpが比較的低い状態(例えば4V)からバッテリ電圧Vb(例えば12V)に変化することになるため、両者の電位差が比較的大きいことにより図7(c)に示す従来例の分圧抵抗を使用したプリチャージ回路での突入電流よりは小さいが比較的大きな44A程度の突入電流が生じる。ここで、従来例の分圧抵抗を使用したプリチャージ回路では、図7(c)に示すように、プリチャージ電圧Vpがかなり低い状態(例えば2V)からバッテリ電圧Vb(例えば12V)に変化することにより、かなり大きな56A程度の突入電流を生じることになり、バッテリ電圧Vbが高くなったときに、プリチャージ電圧Vpの増加が少ないので、突入電流によるリレー接点121の接点溶着を生じる可能性がある。   Incidentally, when the frequency of the pulse width modulation signal SP output to the transistor 152 of the precharge circuit 150 in the precharge driving process shown in FIG. 5 is low, the power supply relay circuit 120 is a contact on the motor drive circuit 110 side in the relay contact 121. The voltage change when the relay contact 121 at the voltage Vc changes from the open state to the closed state is a state where the precharge voltage Vp by the precharge circuit 150 is relatively low (for example, 4 V) as shown in FIG. To a battery voltage Vb (for example, 12V), the potential difference between the two is relatively large, so that the inrush current in the precharge circuit using the conventional voltage dividing resistor shown in FIG. A small but relatively large inrush current of about 44 A occurs. Here, in the precharge circuit using the voltage dividing resistor of the conventional example, as shown in FIG. 7C, the precharge voltage Vp changes from a considerably low state (for example, 2V) to the battery voltage Vb (for example, 12V). As a result, a considerably large inrush current of about 56 A is generated, and when the battery voltage Vb becomes high, the increase in the precharge voltage Vp is small. is there.

しかしながら、本実施形態では、パルス幅変調信号SPの周波数を調整できるので、これにより、リレー接点121が開成状態から閉成状態に変化したときの電圧変化は、図7(b)に示すように、プリチャージ回路150によるプリチャージ電圧Vpを比較的高い状態(例えば8V)からバッテリ電圧Vb(例えば12V)に変化することになり、両者の電位差が少ないので、突入電流は15A程度に抑制することができ、リレー接点121の接点溶着を確実に防止することができる。   However, in this embodiment, since the frequency of the pulse width modulation signal SP can be adjusted, the voltage change when the relay contact 121 changes from the open state to the closed state as shown in FIG. 7B. The precharge voltage Vp by the precharge circuit 150 is changed from a relatively high state (for example, 8V) to the battery voltage Vb (for example, 12V), and since the potential difference between the two is small, the inrush current is suppressed to about 15A. Thus, contact welding of the relay contact 121 can be reliably prevented.

一方、時点T4の直後にプリチャージ回路150のトランジスタ152に対するパルス幅変調信号SPの出力が停止されると共に、プリチャージ終了フラグFPが“1”にセットされる。
このように、プリチャージ終了フラグFPが“1”にセットされると、図3に示す操舵補助制御処理で、ステップS1からステップS2に移行して、操舵トルクセンサ3から操舵トルクTを読込み、次いで車速センサ17から車速検出値Vを読込み(ステップS3)、操舵トルクTと車速検出値Vとに基づいて図4に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値IM *を算出する(ステップS4)。
On the other hand, immediately after time T4, the output of the pulse width modulation signal SP to the transistor 152 of the precharge circuit 150 is stopped and the precharge end flag FP is set to “1”.
As described above, when the precharge end flag FP is set to “1”, the steering assist control process shown in FIG. 3 shifts from step S1 to step S2, and the steering torque T is read from the steering torque sensor 3. Next, the vehicle speed detection value V is read from the vehicle speed sensor 17 (step S3), and the steering auxiliary current command value I M is referred to based on the steering torque T and the vehicle speed detection value V with reference to the steering auxiliary current command value calculation map shown in FIG. * Is calculated (step S4).

一方、モータ角速度推定回路140で推定したモータ角速度ωを読込み(ステップS5)、このモータ角速度ωに基づいて慣性補償制御用の慣性補償値Iiを算出すると共に、摩擦補償制御用の摩擦補償値Ifを算出し(ステップS6)、さらに操舵トルクTを微分演算してセンタ応答性改善指令値Irを算出し(ステップS7)、これら慣性補償値Ii、摩擦補償値If及びセンタ応答性改善補償値Irを操舵補助電流指令値IM *に加算して操舵補助電流補償値IM *′を算出する(ステップS8)。 On the other hand, the motor angular velocity ω estimated by the motor angular velocity estimation circuit 140 is read (step S5), the inertia compensation value I i for inertia compensation control is calculated based on the motor angular velocity ω, and the friction compensation value for friction compensation control is calculated. calculating the I f (step S6), and further the steering torque T differential operation to calculate a center response improving command value I r (step S7), and these inertia compensation value I i, friction compensation value I f and the center response The steering assist current compensation value I M * ′ is calculated by adding the performance improvement compensation value I r to the steering assist current command value I M * (step S8).

そして、操舵補助電流補償値IM *′を微分演算処理してフィードフォワード制御における微分補償制御用の微分値Idを算出し(ステップS9)、次いで、モータ駆動電流Imを読込み(ステップS10)、次いで、操舵補助電流補償値IM *′からモータ電流検出値Imを減算して電流偏差ΔIを算出し(ステップS11)、算出した電流偏差ΔIを比例演算処理して比例補償制御用の比例値ΔIpを算出すると共に、積分演算処理して積分補償制御用の積分値ΔIiを算出し(ステップS12,S13)、次いで、微分値Id、比例値ΔIp及び積分値ΔIiを加算してモータ駆動信号Irを算出する(ステップS14)。 The steering assist current compensation value I M * ′ is differentiated to calculate a differential value Id for differential compensation control in the feedforward control (step S9), and then the motor drive current Im is read (step S10). Next, the motor current detection value Im is subtracted from the steering assist current compensation value I M * ′ to calculate a current deviation ΔI (step S11), and the calculated current deviation ΔI is subjected to proportional calculation processing to obtain a proportional value for proportional compensation control. In addition to calculating ΔIp, integral calculation processing is performed to calculate an integral value ΔIi for integral compensation control (steps S12 and S13), and then the differential value Id, the proportional value ΔIp, and the integral value ΔIi are added to obtain the motor drive signal Ir. Is calculated (step S14).

そして、算出したモータ駆動信号Ir及び操舵トルクTの符号に基づいて決定した回転方向信号Dsをモータ駆動回路110のゲート駆動回路112に出力することにより、モータ駆動回路110から電動モータ13に駆動電流を供給して、この電動モータ13でステアリングホイール1に作用された操舵トルクに応じた操舵補助力を発生させ、この操舵補助力が減速ギヤ11を介して出力軸2bに伝達される。   Then, by outputting the rotation direction signal Ds determined based on the calculated motor drive signal Ir and the sign of the steering torque T to the gate drive circuit 112 of the motor drive circuit 110, the drive current from the motor drive circuit 110 to the electric motor 13 is output. , The steering assist force corresponding to the steering torque applied to the steering wheel 1 is generated by the electric motor 13, and the steering assist force is transmitted to the output shaft 2 b via the reduction gear 11.

このとき、車両が停車している状態でステアリングホイール1を操舵する所謂据え切り状態では、図4に示す操舵補助電流指令値算出マップの特性線の勾配が大きいことにより、小さい操舵トルクTで大きな操舵補助電流指令値IM *を算出するので、電動モータ13で大きな操舵補助力を発生して軽い操舵を行うことができる。
一方、車両が発進して、所定車速以上となると、図4に示す操舵補助電流指令値算出マップの特性線の勾配が小さくなることにより、大きな操舵トルクTでも小さな操舵補助電流指令値IM *を算出するので、電動モータ13で発生する操舵補助力が小さくなり、ステアリングホイール1の操舵が軽くなりすぎることを抑制して最適な操舵を行うことができる。
At this time, in a so-called stationary state in which the steering wheel 1 is steered while the vehicle is stopped, the characteristic curve of the steering assist current command value calculation map shown in FIG. Since the steering assist current command value I M * is calculated, a large steering assist force can be generated by the electric motor 13 to perform light steering.
On the other hand, when the vehicle starts and exceeds the predetermined vehicle speed, the gradient of the characteristic line of the steering assist current command value calculation map shown in FIG. 4 becomes smaller, so that even if the steering torque T is large, a small steering assist current command value I M * Therefore, the steering assist force generated by the electric motor 13 is reduced, and the steering of the steering wheel 1 can be suppressed from becoming too light and optimal steering can be performed.

なお、上記第1の実施形態においては、プリチャージ駆動処理で、前記プリチャージ抵抗の抵抗値を小さくして時定数を小さくすると共に、プリチャージ電圧を高くするようにパルス幅変調信号SPの周波数を設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、パルス幅変調信号SPのデューティ比を設定するようにしてもよく、パルス幅変調信号SPの周波数及びデューティ比の双方を設定するようにしてもよい。 In the above first embodiment, the pre-charge driving process, as well as reduce the time constant to reduce the resistance value of the pre-charge resistor, a pulse width modulated signal SP so as to increase the pre-charge voltage Although the case of setting the frequency has been described, the present invention is not limited to this, and the duty ratio of the pulse width modulation signal SP may be set, and both the frequency and the duty ratio of the pulse width modulation signal SP are set. You may make it do.

次に、本発明の第2の実施形態を図8〜図10について説明する。
この第2の実施形態は、バッテリ電圧Vbを検出して、検出したバッテリ電圧Vbに基づいてプリチャージ電圧Vpを設定するようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、MCU101で実行するプリチャージ駆動処理が図8に示すように、前述した第1の実施形態における図5のプリチャージ駆動処理において、ステップS21の前にバッテリ電圧Vbを読込むステップ31と、読込んだバッテリ電圧Vbをもとに図9に示す周波数設定マップを参照してプリチャージ回路150のトランジスタ152に供給するパルス幅変調信号SPの周波数fを設定するステップ32とが介挿されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, the battery voltage Vb is detected, and the precharge voltage Vp is set based on the detected battery voltage Vb.
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 8, the precharge driving process executed by the MCU 101 is the battery voltage Vb before step S21 in the precharge driving process of FIG. 5 in the first embodiment described above. And a step of setting the frequency f of the pulse width modulation signal SP supplied to the transistor 152 of the precharge circuit 150 with reference to the frequency setting map shown in FIG. 9 based on the read battery voltage Vb. 32 is inserted.

ここで、図9の周波数設定マップは、バッテリ電圧を横軸に、周波数を縦軸にとった特性線図で構成され、バッテリ電圧Vbが基準電圧Vbnであるときに周波数fが中間周波数fMとなり、バッテリ電圧が基準電圧Vbnから増減することに応じて周波数fも中間周波数fMから増減するように設定されている。
また、ステップS22で設定された周波数fのパルス幅変調信号SPをプリチャージ回路150のトランジスタ152に出力するようにされていることを除いては図5と同様の処理を実行し、図6との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
Here, the frequency setting map of FIG. 9 is composed of a characteristic diagram with the battery voltage on the horizontal axis and the frequency on the vertical axis. When the battery voltage Vb is the reference voltage Vbn, the frequency f is the intermediate frequency f M. Thus, the frequency f is set so as to increase or decrease from the intermediate frequency f M as the battery voltage increases or decreases from the reference voltage Vbn.
Further, the same processing as in FIG. 5 is executed except that the pulse width modulation signal SP having the frequency f set in step S22 is output to the transistor 152 of the precharge circuit 150, and FIG. The corresponding step numbers are assigned the same step numbers, and detailed descriptions thereof are omitted.

この図8の処理がプリチャージ駆動部に対応している。
この第2の実施形態によると、イグニッションスイッチ16がオフ状態からオン状態となって、電源回路160にバッテリ電圧Vbが供給されることにより、この電源回路160から出力される作動電圧によってMCU101が作動開始されたときに、図8のプリチャージ駆動処理が実行開始され、そのときのバッテリ電圧Vbを読込み(ステップS31)、次いで読込んだバッテリ電圧Vbをもとに、図9の周波数設定マップを参照してバッテリ電圧Vbに応じたパルス幅変調信号SPの周波数を設定する。
The process of FIG. 8 corresponds to the precharge drive unit.
According to the second embodiment, the ignition switch 16 is switched from the OFF state to the ON state, and the battery voltage Vb is supplied to the power supply circuit 160, whereby the MCU 101 is operated by the operation voltage output from the power supply circuit 160. 8 is started, the precharge driving process of FIG. 8 is started, the battery voltage Vb at that time is read (step S31), and then the frequency setting map of FIG. 9 is read based on the read battery voltage Vb. The frequency of the pulse width modulation signal SP corresponding to the battery voltage Vb is set with reference.

すなわち、バッテリ電圧Vbが正常値Vbn(例えば12V)である場合には、パルス幅変調信号SPの周波数fは中間周波数fMに設定されるが、バッテリ電圧Vbが正常値Vbnより高い場合には、周波数fが中間周波数fMより高い高周波数fHに設定され、逆にバッテリ電圧Vbが正常値Vbnより低い場合には、周波数fが中間値fMより低い低周波数fLに設定される。 That is, when the battery voltage Vb is normal value Vbn (e.g. 12V) is the frequency f of the pulse width modulated signal SP is set to the intermediate frequency f M, if the battery voltage Vb is higher than the normal value Vbn is , the frequency f is set to an intermediate frequency f M higher high frequency f H, when the battery voltage Vb is lower than the normal value Vbn the contrary, the frequency f is set to an intermediate value f lower than the M lower frequency f L .

したがって、バッテリ電圧Vbが正常値Vbnである場合には前述した第1の実施形態と同様の中間周波数fMに設定されるので、第1の実施形態と同様に電源リレー回路120のリレー接点121のバッテリ15側及びモータ駆動回路110側の電位差を低くして突入電流を確実に抑制することができる。
この状態からバッテリ電圧Vbが正常値Vbnより高い電圧Vbhとなると、このバッテリ電圧Vbhをもとに図9に示す周波数設定マップを参照することにより、中間周波数fMより高い高周波数fHに設定される。
Therefore, when the battery voltage Vb is the normal value Vbn, the intermediate frequency f M is set to be the same as that of the first embodiment described above, so that the relay contact 121 of the power relay circuit 120 is the same as in the first embodiment. The potential difference between the battery 15 side and the motor drive circuit 110 side can be lowered to reliably suppress the inrush current.
When the battery voltage Vb from this state is higher voltages Vbh than the normal value Vbn, by referring to the frequency setting map shown in FIG. 9 this battery voltage Vbh based, set at an intermediate frequency f M higher high frequency f H Is done.

このため、高周波数fHのパルス幅変調信号SPがプリチャージ回路150のトランジスタ152に供給されるので、このトランジスタ152を通じて得られるプリチャージ電圧Vpが図10(a)に実線の直線L11で示すようにバッテリ電圧Vbに応じて高くなる。
この結果、電源リレー回路120のリレー接点121のバッテリ15側及びモータ駆動回路110側の電位差が小さくなり、この電源リレー回路120のリレーコイル122が付勢されてリレー接点121が閉成されるときに、リレー接点121を流れる突入電流を大幅に低下させて、この突入電流を図10(b)で実線の直線L21で示すようにバッテリ電圧Vbの変化にかかわらず十数A程度の略一定値とすることができ、リレー接点121の溶着を確実に防止することができる。
Therefore, since the pulse width modulation signal SP having the high frequency f H is supplied to the transistor 152 of the precharge circuit 150, the precharge voltage Vp obtained through the transistor 152 is indicated by a solid line L11 in FIG. Thus, it becomes higher according to the battery voltage Vb.
As a result, the potential difference between the battery contact 15 side and the motor drive circuit 110 side of the relay contact 121 of the power relay circuit 120 is reduced, and the relay coil 122 of the power relay circuit 120 is energized and the relay contact 121 is closed. In addition, the inrush current flowing through the relay contact 121 is greatly reduced, and this inrush current is a substantially constant value of about a dozen A regardless of the change in the battery voltage Vb as shown by the solid line L21 in FIG. 10B. Thus, welding of the relay contact 121 can be reliably prevented.

同様にバッテリ電圧Vbが正常値Vbnより低い電圧Vblとなると、このバッテリ電圧Vblをもとに図9に示す周波数設定マップを参照することにより、中間周波数fMより低い低周波数fLに設定され、電源リレー回路120のリレー接点121のバッテリ15側及びモータ駆動回路110側の電位差が突入電流を防止する最適状態に維持することができる。 Similarly, when the battery voltage Vb becomes a voltage Vbl lower than the normal value Vbn, the low frequency f L lower than the intermediate frequency f M is set by referring to the frequency setting map shown in FIG. 9 based on the battery voltage Vbl. In addition, the potential difference between the battery contact 15 side and the motor drive circuit 110 side of the relay contact 121 of the power supply relay circuit 120 can be maintained in an optimum state that prevents an inrush current.

因みに、プリチャージ回路に分圧抵抗を使用した従来例では、プリチャージ電圧Vpが図10(a)で一点鎖線図示の直線L12で示すように、バッテリ電圧Vbの変化に対してプリチャージ電圧Vpの変化が小さいので、図10(b)で一点鎖線図示の直線L22で示すようにバッテリ電圧Vbが増加するに応じて突入電流が増加してしまい、リレー接点121の接点溶着を生じる可能性がある。   Incidentally, in the conventional example in which a voltage dividing resistor is used in the precharge circuit, the precharge voltage Vp is changed with respect to the change of the battery voltage Vb as shown by a straight line L12 shown by a one-dot chain line in FIG. Therefore, the inrush current increases as the battery voltage Vb increases, as shown by the dashed line L22 in FIG. 10B, and there is a possibility that contact welding of the relay contact 121 occurs. is there.

しかしながら、上記第2の実施形態では、バッテリ電圧Vbの増加に応じてプリチャージ電圧Vpも増加して、両者の電位差を適正に維持することができることから、突入電流を確実に抑制することができる。
次に、本発明の第3の実施形態を図11について説明する。
この第3の実施形態では、プリチャージ駆動処理を行っている間に電源リレー回路120のリレー接点121の接点溶着診断、プリチャージ電圧診断及びリレーオープン故障診断を行うようにしたものである。
However, in the second embodiment, the precharge voltage Vp increases as the battery voltage Vb increases, and the potential difference between the two can be maintained appropriately. Therefore, the inrush current can be reliably suppressed. .
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, contact welding diagnosis, precharge voltage diagnosis, and relay open failure diagnosis of the relay contact 121 of the power supply relay circuit 120 are performed during the precharge driving process.

すなわち、第3の実施形態では、図11に示すように、前述した第1の実施形態における図5のプリチャージ駆動処理において、ステップS21の判定結果が所定時間t1を経過しているものであるときに、ステップS40に移行して、後述する接点溶着診断フラグFD1が“0”にリセットされているか否かを判定し、これが“0”にリセットされているときには正常であると判断してそのまま前記ステップS22に移行し、“1”にセットされているときには異常であると判断してプリチャージ駆動処理を終了する。   That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 11, in the precharge driving process of FIG. 5 in the first embodiment described above, the determination result in step S21 has passed a predetermined time t1. When the process proceeds to step S40, it is determined whether or not a contact welding diagnosis flag FD1 to be described later is reset to “0”, and when this is reset to “0”, it is determined that it is normal. The process proceeds to step S22, and when it is set to “1”, it is determined that there is an abnormality, and the precharge driving process is terminated.

また、ステップS21の判定結果が所定時間t1を経過していないものであるときに、ステップS41に移行して、電源リレー回路120のリレー接点121におけるモータ駆動回路110側の接点電圧Vcを読込む。
次いでステップS42に移行して、読込んだ接点電圧Vcが溶着判断閾値Vcth未満であるか否かを判定する接点溶着診断を行ない、Vc<Vcthであるときには接点溶着が生じていないものと判断してステップS43に移行して接点溶着診断フラグFD1を“0”にリセットしてから前記ステップS21に戻り、Vc≧Vcthであるときには接点溶着が生じているものと判断してステップS44に移行し、接点溶着診断フラグFD1を“1”に設定してから前記ステップS21に戻る。
When the determination result in step S21 is that the predetermined time t1 has not elapsed, the process proceeds to step S41, and the contact voltage Vc on the motor drive circuit 110 side in the relay contact 121 of the power supply relay circuit 120 is read. .
Next, the process proceeds to step S42, and contact welding diagnosis is performed to determine whether or not the read contact voltage Vc is less than the welding determination threshold value Vcth. When Vc <Vcth, it is determined that no contact welding has occurred. Then, the process proceeds to step S43, the contact welding diagnosis flag FD1 is reset to “0”, and then the process returns to step S21. When Vc ≧ Vcth, it is determined that contact welding has occurred, and the process proceeds to step S44. After the contact welding diagnosis flag FD1 is set to “1”, the process returns to step S21.

また、ステップS23の判定結果が所定時間t2を経過していないものであるときに、ステップS45に移行して、電源リレー回路120のリレー接点121におけるモータ駆動回路110側の接点電圧Vcを読込み、次いでステップS46に移行して、読込んだ接点電圧Vcが最小電圧閾値VMIN及び最大電圧閾値VMAXの範囲内であるか否かを判定することにより、プリチャージ回路150が正常であるか否かを診断する。 When the determination result in step S23 is that the predetermined time t2 has not elapsed, the process proceeds to step S45, and the contact voltage Vc on the motor drive circuit 110 side in the relay contact 121 of the power supply relay circuit 120 is read. Next, the process proceeds to step S46, and it is determined whether or not the precharge circuit 150 is normal by determining whether or not the read contact voltage Vc is within the range of the minimum voltage threshold V MIN and the maximum voltage threshold V MAX. Diagnose.

この判定結果が、VMIN≦Vc≦VMAXであるときにはプリチャージ回路150が正常であるものと判断してステップS47に移行し、プリチャージ電圧診断フラグFD2を“0”にリセットしてからステップS23に戻り、Vc<VMINであるときにはプリチャージ回路150が故障しているものと判断してステップS48に移行し、プリチャージ電圧診断フラグFD2を“1”にセットしてから前記ステップS23に戻る。 If this determination result is V MIN ≦ Vc ≦ V MAX, it is determined that the precharge circuit 150 is normal, the process proceeds to step S47, and after the precharge voltage diagnosis flag FD2 is reset to “0”, the step is performed. Returning to S23, when Vc <V MIN, it is determined that the precharge circuit 150 has failed, and the process proceeds to step S48, the precharge voltage diagnosis flag FD2 is set to “1”, and then the process proceeds to step S23. Return.

さらに、ステップS26の次にステップS49を設け、このステップS49で、リレー接点121を閉成するリレー駆動信号SRを出力してから所定時間t3を経過したか否かを判定し、所定時間t3を経過したときにはプリチャージ駆動処理を終了し、所定時間t3が経過していないときにはステップS50に移行して、再度電源リレー回路120のリレー接点121におけるモータ駆動回路110側の接点電圧Vcを読込んでからステップS51に移行する。   Further, after step S26, step S49 is provided. In step S49, it is determined whether or not a predetermined time t3 has elapsed since the relay drive signal SR for closing the relay contact 121 is output, and the predetermined time t3 is set. When the predetermined time t3 has not elapsed, the process proceeds to step S50, and the contact voltage Vc on the motor drive circuit 110 side at the relay contact 121 of the power relay circuit 120 is read again. The process proceeds to step S51.

このステップS51では、接点電圧Vcがバッテリ電圧Vbの許容下限値VbL以上であるか否かを判定するリレーオープン故障診断を行ない、接点電圧Vcがバッテリ電圧Vbの許容下限値VbL以上であるときにはリレー接点121が閉成してリレーオープン故障が生じていないものと判断してステップS52に移行し、リレーオープン故障診断フラグFD3を“0”にリセットしてから前記ステップS49に戻る。 In step S51, the contact voltage Vc is subjected to relay open failure diagnosis equal to or larger than the allowable lower limit Vb L of the battery voltage Vb, the contact voltage Vc is larger than the allowable lower limit Vb L of the battery voltage Vb In some cases, it is determined that the relay contact 121 is closed and no relay open failure has occurred, the process proceeds to step S52, the relay open failure diagnosis flag FD3 is reset to "0", and then the process returns to step S49.

また、接点電圧Vcがバッテリ電圧Vbの許容下限値VbL未満であるときにはリレー接点121が閉成せず、リレーオープン故障しているものと判断してステップS53に移行し、リレーオープン故障診断フラグFD3を“1”にセットしてから前記ステップS49に戻る。
なお、図示しないが、MCU101で各種診断フラグFD1〜FD3を収集して、接点溶着診断フラグFD1が“1”にセットされているときには、接点溶着状態であることを表す警報表示を運転者の視認範囲内に表示し、プリチャージ電圧診断フラグFD2が“1”にセットされているときにはプリチャージ回路150の故障を表す警告表示を運転者の視認範囲内に表示し、リレーオープン故障診断フラグFD3が“1”にセットされているきいにはリレー接点121のオープン故障を表す警告表示を運転者の視認範囲内に表示する警告表示処理を実行する。
When the contact voltage Vc is less than the allowable lower limit value Vb L of the battery voltage Vb, it is determined that the relay contact 121 is not closed and a relay open failure has occurred, and the process proceeds to step S53, where the relay open failure diagnosis flag FD3 Is set to “1”, and the process returns to step S49.
Although not shown, when the MCU 101 collects various diagnostic flags FD1 to FD3 and the contact welding diagnosis flag FD1 is set to “1”, an alarm display indicating the contact welding state is displayed to the driver. When the precharge voltage diagnosis flag FD2 is set to "1", a warning display indicating a failure of the precharge circuit 150 is displayed within the driver's visual recognition range, and the relay open failure diagnosis flag FD3 is When the threshold is set to “1”, a warning display process for displaying a warning display indicating an open failure of the relay contact 121 within the visual recognition range of the driver is executed.

次に、上記第3の実施形態の動作を説明する。
今、イグニッションスイッチ16をオン状態とすることにより、電源回路160にバッテリ電圧Vbが供給されてMCU101が各種処理を実行開始すると、先ず、図11に示すプリチャージ駆動処理で、イグニッションスイッチ16がオン状態となってから所定時間t1が経過するまでの間で、ステップS41〜S44の接点溶着診断処理を実行し、図12に示すように、所定時間t1が経過するまでの間に、電源リレー回路120のリレー接点121におけるモータ駆動回路110側の接点電圧Vcが溶着判断閾値Vcth未満で略“0”であるときにはリレー接点121に接点溶着が発生していないものと判断して接点溶着診断フラグFD1を“0”にリセットする。この場合には、MCU101で実行する警告処理では何ら警告表示は行われない。
Next, the operation of the third embodiment will be described.
Now, by turning on the ignition switch 16, when the battery voltage Vb is supplied to the power supply circuit 160 and the MCU 101 starts executing various processes, first, the ignition switch 16 is turned on in the precharge driving process shown in FIG. The contact welding diagnosis process in steps S41 to S44 is executed until the predetermined time t1 elapses after the state is reached, and as shown in FIG. 12, the power relay circuit is activated until the predetermined time t1 elapses. When the contact voltage Vc on the motor drive circuit 110 side of the 120 relay contacts 121 is less than the welding determination threshold value Vcth and is substantially “0”, it is determined that no contact welding has occurred at the relay contact 121 and the contact welding diagnosis flag FD1. Is reset to “0”. In this case, no warning is displayed in the warning process executed by the MCU 101.

ところが、前回のプリチャージ駆動処理及び操舵補助制御処理時にリレー接点121に突入電流等の過電流が流れてリレー接点121が溶着して閉成したままとなると、ステップS41〜S44の接点溶着診断処理を行ったときに、接点電圧Vcが溶着状態にもよるが略“0”ではなくバッテリ電圧Vbと等しいかこれに近い状態となり、溶着判断閾値Vcth以上となるので、ステップS42からステップS44に移行して接点溶着診断フラグFD1を“1”にセットする。   However, if an overcurrent such as an inrush current flows through the relay contact 121 during the previous precharge drive process and steering assist control process and the relay contact 121 is welded and remains closed, the contact welding diagnosis process of steps S41 to S44. However, the contact voltage Vc is not substantially “0”, but is equal to or close to the battery voltage Vb, depending on the welding state, and is equal to or higher than the welding determination threshold value Vcth. Therefore, the process proceeds from step S42 to step S44. Then, the contact welding diagnosis flag FD1 is set to “1”.

このため、MCU101の警告処理で、リレー接点121の溶着異常を表す警告表示を運転者の視認範囲内に表示することにより、運転者がリレー接点121の溶着が発生したことを認識することができる。
一方、プリチャージ回路150のトランジスタ152にパルス幅変調信号SPを出力した時点T2から所定時間t2が経過するまでの間に、図12に示すように、ステップS45〜S48のプリチャージ電圧診断処理が実行され、接点電圧Vcを読込んで、この接点電圧Vcが略0Vであるときにはプリチャージ回路150のトランジスタ152がオフ状態を維持するか又はプリチャージ回路150内又はバッテリ接続系統の断線により、プリチャージ回路150が全く動作していないプリチャージ回路150の故障であると判断して、プリチャージ電圧診断フラグFD2を“1”にセットする。
For this reason, in the warning processing of the MCU 101, the warning display indicating the welding abnormality of the relay contact 121 is displayed within the visual recognition range of the driver, so that the driver can recognize that the welding of the relay contact 121 has occurred. .
On the other hand, as shown in FIG. 12, the precharge voltage diagnosis process in steps S45 to S48 is performed from the time T2 when the pulse width modulation signal SP is output to the transistor 152 of the precharge circuit 150 until the predetermined time t2 elapses. When the contact voltage Vc is read and the contact voltage Vc is approximately 0 V, the precharge circuit 150 is maintained in the off state or the precharge circuit 150 or the battery connection system is disconnected due to disconnection. It is determined that the precharge circuit 150 is not operating at all, and the precharge voltage diagnosis flag FD2 is set to “1”.

同様に、プリチャージ電圧診断処理で、接点電圧Vcが略バッテリ電圧Vbであるときには、プリチャージ回路150のトランジスタ152がオフ状態に反転せず、オン状態を維持する異常状態が発生したか、トランジスタ152から電解コンデンサ151までの間に天絡が発生してプリチャージ回路150が正常に動作しないものと判断して、プリチャージ電圧診断フラグFD2を“1”にセットする。   Similarly, in the precharge voltage diagnosis process, when the contact voltage Vc is substantially the battery voltage Vb, the transistor 152 of the precharge circuit 150 is not inverted to the off state, and an abnormal state that maintains the on state has occurred, or the transistor It is determined that a power fault occurs between 152 and the electrolytic capacitor 151 and the precharge circuit 150 does not operate normally, and the precharge voltage diagnosis flag FD2 is set to “1”.

このようにプリチャージ電圧診断処理で、プリチャージ電圧診断フラグFD2が“1”にセットされると、この場合もMCU101の警告処理で、運転者の視認範囲内に警告表示が行われて運転者にプリチャージ回路150の故障を認識させることができる。
さらに、プリチャージ回路150によるプリチャージが終了して電源リレー回路120のトランジスタ124に高レベルのリレー駆動信号SRを出力して、リレー接点121を閉成した時点T4からステップS49〜S53のリレーオープン故障処理が実行される。
As described above, when the precharge voltage diagnosis flag FD2 is set to “1” in the precharge voltage diagnosis process, the warning display is performed within the driver's visual recognition range in the warning process of the MCU 101 also in this case. Can recognize the failure of the precharge circuit 150.
Further, when the precharge by the precharge circuit 150 is completed and a high level relay drive signal SR is output to the transistor 124 of the power supply relay circuit 120 to close the relay contact 121, the relay open of steps S49 to S53 is performed. Fault handling is performed.

このとき、リレー接点121が正常に閉成されている場合には、接点電圧Vcがバッテリ電圧Vbとなるので、この接点電圧Vcが許容下限値未満に低下することはないので、リレーオープン故障診断フラグFD3が“0”にリセットされる。
しかしながら、リレー接点121が閉成されない状態となると、リレー接点121を通じてのバッテリ電圧Vbの供給が遮断されることにより、プリチャージ回路150のトランジスタ152に対するパルス幅変調信号SPの供給が継続されている間は、接点電圧Vcがプリチャージ電圧Vpを維持するが、トランジスタ152へのパルス幅変調信号SPの供給が停止されると、モータ駆動回路110でHブリッジ回路111が駆動されたときに、電解コンデンサ151に充電されている電荷が放電されることにより、接点電圧Vcが略“0”まで低下して許容下限値VbL未満となる。このため、リレーオープン故障診断フラグFD3が“1”にセットされて、MCU101の警告処理で、運転者の視認範囲内に警告表示が行われる。この状態では、モータ駆動回路110にバッテリ電圧Vbを供給することができないので、電動モータ13を駆動することができず、操舵補助制御は中止される。
At this time, when the relay contact 121 is normally closed, the contact voltage Vc becomes the battery voltage Vb, so that the contact voltage Vc does not drop below the allowable lower limit value. The flag FD3 is reset to “0”.
However, when the relay contact 121 is not closed, the supply of the battery voltage Vb through the relay contact 121 is cut off, so that the supply of the pulse width modulation signal SP to the transistor 152 of the precharge circuit 150 is continued. In the meantime, the contact voltage Vc maintains the precharge voltage Vp, but when the supply of the pulse width modulation signal SP to the transistor 152 is stopped, the motor drive circuit 110 drives the H bridge circuit 111 to perform electrolysis. As the electric charge charged in the capacitor 151 is discharged, the contact voltage Vc decreases to substantially “0” and becomes less than the allowable lower limit value Vb L. For this reason, the relay open failure diagnosis flag FD3 is set to “1”, and warning display is performed within the driver's viewing range in the warning processing of the MCU 101. In this state, since the battery voltage Vb cannot be supplied to the motor drive circuit 110, the electric motor 13 cannot be driven, and the steering assist control is stopped.

しかしながら、このリレーオープン故障が発生したときには、電源リレー回路120を通じてモータ駆動回路110への通電は遮断されるが、プリチャージ回路150を通じてモータ駆動回路110にバッテリ電圧Vbを供給することは可能であるので、プリチャージ駆動処理で、リレーオープン故障診断フラグFD3が“1”にセットされたときに、プリチャージ回路150のトランジスタ152に対して比較的低周波数のパルス幅変調信号SPを供給することにより、このプリチャージ回路150を介して必要最低限の駆動電力をモータ駆動回路110に供給することができ、マニュアル操舵よりは少ない操舵力でステアリングホイール1を操舵することが可能となり、この状態で修理工場等に回送し制御装置14の交換を依頼することができる。   However, when this relay open failure occurs, the power supply to the motor drive circuit 110 is cut off through the power relay circuit 120, but the battery voltage Vb can be supplied to the motor drive circuit 110 through the precharge circuit 150. Therefore, by supplying a relatively low frequency pulse width modulation signal SP to the transistor 152 of the precharge circuit 150 when the relay open failure diagnosis flag FD3 is set to “1” in the precharge driving process. The minimum required drive power can be supplied to the motor drive circuit 110 via the precharge circuit 150, and the steering wheel 1 can be steered with less steering force than manual steering. Request to replace the control device 14 by forwarding to a factory etc. It can be.

なお、上記第1〜第3の実施形態においては、プリチャージ駆動処理で、プリチャージ回路150のトランジスタ152に供給するパルス幅変調信号SPの周波数fを変化させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、パルス幅変調信号SPの周波数fを一定としてデューティ比を変更するようにしてもよく、周波数及びデューティ比の双方を変更するようにしてもよい。   In the first to third embodiments, the case where the frequency f of the pulse width modulation signal SP supplied to the transistor 152 of the precharge circuit 150 is changed in the precharge driving process has been described. However, the present invention is not limited to this. Instead, the duty ratio may be changed with the frequency f of the pulse width modulation signal SP being constant, or both the frequency and the duty ratio may be changed.

また、上記第1〜第3の実施形態においては、電源リレー回路120及びプリチャージ回路150のスイッチング素子としてPNPトランジスタ124及び152を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、PNPトランジスタ、電界効果トランジスタ、リレー等の他の任意のスイッチング素子を適用することができる。
さらに、上記第1〜第3の実施形態においては、モータ駆動回路110として直流の電動モータ13を駆動するHブリッジ回路111を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ13として多相ブラシレスモータを適用した場合に、モータ駆動回路110としてインバータ回路を適用し、これに応じてMCU101の操舵補助制御処理で、操舵トルクに基づいて多相ブラシレスモータに対する各相電圧指令値を生成し、この各相電圧指令値とブラシレスモータの駆動電流検出値との偏差を算出して電流フィードバック処理するようにすればよい。
In the first to third embodiments, the case where the PNP transistors 124 and 152 are applied as the switching elements of the power relay circuit 120 and the precharge circuit 150 has been described. However, the present invention is not limited to this. Any other switching element such as a PNP transistor, a field effect transistor, or a relay can be applied.
Furthermore, in the first to third embodiments, the case where the H bridge circuit 111 that drives the DC electric motor 13 is applied as the motor drive circuit 110 has been described. However, the present invention is not limited to this. When a multiphase brushless motor is applied as the motor 13, an inverter circuit is applied as the motor drive circuit 110, and in response to this, in the steering assist control processing of the MCU 101, each phase voltage command for the multiphase brushless motor is based on the steering torque. A value is generated, and a deviation between the voltage command value of each phase and the detected drive current value of the brushless motor is calculated, and current feedback processing may be performed.

さらにまた、上記第1〜第3の実施形態においては、プリチャージ回路150のスイッチング素子をバッテリ15側に配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、プリチャージ抵抗154と電解コンデンサ151との間に接続するようにしてもよく、さらにはプリチャージ抵抗154に代えてプリチャージコイルを適用するようにしてもよい。   In the first to third embodiments, the switching element of the precharge circuit 150 is disposed on the battery 15 side. However, the present invention is not limited to this, and the precharge resistor 154 and the electrolytic circuit are not limited thereto. A precharge coil may be applied instead of the precharge resistor 154.

なおさらに、上記第1〜第3の実施形態においては、プリチャージ駆動部をMCU101で実行するプリチャージ処理で行うソフトウェアで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、プリチャージ駆動部をタイマ、三角波発生回路、設定電圧発生回路、電圧比較回路等のハードウェアで構成するようにしてもよい。
また、上記第1〜第3の実施形態においては、MCU101で操舵補助制御処理及びプリチャージ駆動処理の双方を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、MCU以外の演算処理装置を適用することもでき、さらには操舵補助制御処理及びプリチャージ駆動処理を別個の演算処理装置で実行するようにしてもよい。
Furthermore, in the first to third embodiments, the case where the precharge driving unit is configured by software performed by the precharge process executed by the MCU 101 has been described. However, the present invention is not limited to this. The drive unit may be configured by hardware such as a timer, a triangular wave generation circuit, a set voltage generation circuit, and a voltage comparison circuit.
In the first to third embodiments, the case where both the steering assist control process and the precharge drive process are executed by the MCU 101 has been described. However, the present invention is not limited to this, and calculation processes other than the MCU are performed. A device may be applied, and the steering assist control process and the precharge drive process may be executed by separate processing units.

さらに、上記第1〜第3の実施形態においては、コラムシャフト部に操舵補助機構10を設けた所謂コラム形電動パワーステアリング装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステアリングギヤ8に操舵補助機構を設ける所謂ラック形電動パワーステアリング装置にも本発明を適用することができ、さらには電動パワーステアリング装置以外の電動ブレーキ装置、パワーウィンドウ装置等の車載装置や他の電動モータを使用した駆動機器に本発明を適用することができる。   Furthermore, in the first to third embodiments, the case where the present invention is applied to a so-called column-type electric power steering apparatus in which the steering assist mechanism 10 is provided in the column shaft portion has been described. However, the present invention is not limited to this. Instead, the present invention can also be applied to a so-called rack-type electric power steering device in which a steering assist mechanism is provided in the steering gear 8, and further, an in-vehicle device such as an electric brake device other than the electric power steering device, a power window device, etc. The present invention can be applied to drive devices using other electric motors.

本発明の一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing one embodiment of the present invention. 図1の制御装置の具体的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of the control apparatus of FIG. MCUで実行する操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the steering assistance control processing procedure performed with MCU. 操舵補助電流指令値算出マップを示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows a steering auxiliary current command value calculation map. MCUで実行するプリチャージ駆動処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the precharge drive processing procedure performed by MCU. 第1の実施形態における動作の説明に供する信号波形図である。It is a signal waveform diagram with which it uses for description of the operation | movement in 1st Embodiment. 周波数を変更したときの接点電圧及び突入電流を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows a contact voltage and inrush current when a frequency is changed. 本発明の第2の実施形態を表すMCUのプリチャージ駆動処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the precharge drive processing procedure of MCU showing the 2nd Embodiment of this invention. バッテリ電圧と周波数との関係を示す周波数設定マップを示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the frequency setting map which shows the relationship between a battery voltage and a frequency. 第2の実施形態における動作の説明に供する特性線図である。It is a characteristic diagram with which it uses for description of the operation | movement in 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施形態を表すMCUのプリチャージ駆動処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the precharge drive processing procedure of MCU showing the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施形態における動作の説明に供する信号波形図である。It is a signal waveform diagram with which it uses for description of the operation | movement in 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…ステアリングホイール、2…ステアリングシャフト、3…操舵トルクセンサ、8…ステアリングギヤ、10…操舵補助機構、13…電動モータ、14…制御装置、15…バッテリ、16…イグニッションスイッチ、17…車速センサ、101…MCU、110…モータ駆動回路、111…Hブリッジ回路、112…ゲート駆動回路、120…電源リレー回路、121…リレー接点、122…リレーコイル、124…トランジスタ、130…モータ電流検出回路、140…モータ角速度推定回路、150…プリチャージ回路、151…電解コンデンサ、152…トランジスタ、154…プリチャージ抵抗、155…直列回路、160…電源回路、170…接点電圧検出回路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering wheel, 2 ... Steering shaft, 3 ... Steering torque sensor, 8 ... Steering gear, 10 ... Steering assist mechanism, 13 ... Electric motor, 14 ... Control device, 15 ... Battery, 16 ... Ignition switch, 17 ... Vehicle speed sensor , 101 ... MCU, 110 ... motor drive circuit, 111 ... H bridge circuit, 112 ... gate drive circuit, 120 ... power relay circuit, 121 ... relay contact, 122 ... relay coil, 124 ... transistor, 130 ... motor current detection circuit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 140 ... Motor angular velocity estimation circuit, 150 ... Precharge circuit, 151 ... Electrolytic capacitor, 152 ... Transistor, 154 ... Precharge resistor, 155 ... Series circuit, 160 ... Power supply circuit, 170 ... Contact voltage detection circuit

Claims (5)

電動モータと、該電動モータを直流電源からの電力に基づいて駆動制御するモータ駆動回路とを備えたモータ駆動制御装置であって、
前記直流電源及び前記モータ駆動回路間に介挿された電源リレー回路と、該電源リレー回路と並列に接続されたプリチャージ回路とを備え、
前記プリチャージ回路は、前記電源リレー回路のモータ駆動回路側接点及び接地間に接続されたコンデンサと、前記電源リレー回路と並列に接続された、パルス幅変調信号によって駆動されるスイッチング素子及び当該スイッチング素子を前記パルス幅変調信号によって駆動するときに前記コンデンサに対するプリチャージ電圧を当該パルス幅変調信号によって制御可能な小さい値に設定された前記プリチャージ抵抗の直列回路と、前記コンデンサに対するプリチャージ電圧を前記直流電源の電源電圧に近づける前記パルス幅変調信号を前記スイッチング素子に出力するプリチャージ駆動部とを有することを特徴とするモータ駆動制御装置。
A motor drive control device comprising: an electric motor; and a motor drive circuit that drives and controls the electric motor based on electric power from a DC power source,
A power supply relay circuit interposed between the DC power supply and the motor drive circuit, and a precharge circuit connected in parallel with the power supply relay circuit,
The precharge circuit includes a capacitor connected between a contact on the motor drive circuit side of the power relay circuit and the ground, a switching element connected in parallel with the power relay circuit and driven by a pulse width modulation signal, and the switching a series circuit of the precharge resistors set the precharge voltage to a small value that can be controlled by the pulse width modulated signal to said capacitor when driving element by said pulse width modulated signal, the precharge voltage for the previous SL capacitor And a precharge drive unit that outputs the pulse width modulation signal that approximates the power supply voltage of the DC power supply to the switching element .
前記プリチャージ駆動部は、プリチャージ電圧を前記直流電源電圧に近づけるようにパルス幅変調信号の周波数及びデューティ比の少なくとも一方を予め設定するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動制御装置。 The precharge driving unit, to claim 1, characterized in that is configured to preset at least one of the frequency and duty ratio of the pulse width modulation signal so as to approach the precharged voltage to the DC power supply voltage The motor drive control device described. 前記直流電源の電源電圧を検出する電源電圧検出部を有し、前記プリチャージ駆動部は、前記電源電圧検出部で検出した電源電圧に応じてパルス幅変調信号の周波数を、突入電流を抑制するように制御するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動制御装置。   A power supply voltage detection unit configured to detect a power supply voltage of the DC power supply, wherein the precharge drive unit suppresses the frequency of the pulse width modulation signal and the inrush current according to the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit; The motor drive control device according to claim 1, wherein the motor drive control device is configured to be controlled as described above. 前記プリチャージ駆動部は、前記パルス幅変調信号を前記スイッチング素子に出力する前に前記電源リレー回路の接点溶着が生じているか否かを診断する接点溶着診断を行ない、接点溶着診断後に前記パルス幅変調信号を前記スイッチング素子に出力してプリチャージ電圧が正常であるかを診断するプリチャージ電圧診断を行ない、プリチャージ電圧が所定値に達したときに前記電源リレー回路の接点を閉成してからリレーオープン故障を生じているか否かを診断するリレーオープン故障診断を行うように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のモータ駆動制御装置。   The precharge driving unit performs contact welding diagnosis for diagnosing whether or not contact welding of the power relay circuit has occurred before outputting the pulse width modulation signal to the switching element, and after the contact welding diagnosis, the pulse width A precharge voltage diagnosis is performed to output a modulation signal to the switching element to diagnose whether the precharge voltage is normal. When the precharge voltage reaches a predetermined value, the contact of the power relay circuit is closed. The motor drive control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the motor drive control device is configured to perform relay open failure diagnosis for diagnosing whether or not a relay open failure has occurred. 電動モータで操舵系に対する操舵補助力を発生させ、該電動モータを駆動制御するモータ駆動制御装置として前記請求項1乃至4の何れか1つに記載のモータ駆動制御装置を適用したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。   The motor drive control device according to any one of claims 1 to 4 is applied as a motor drive control device that generates a steering assist force for a steering system with an electric motor and controls the drive of the electric motor. Electric power steering device.
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