JP5471207B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両の操舵系にモータによるアシスト力(操舵補助力)を付与する電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus that applies an assist force (steering assist force) by a motor to a steering system of a vehicle such as an automobile.

従来、この種の電動パワーステアリング装置としては、車速センサを通じて検出される車速及びトルクセンサを通じて検出される操舵トルクに基づきモータを駆動制御するものがよく知られている。実際には、車速及び操舵トルクのみならず、レゾルバ等の回転角センサを通じて検出される操舵角をも加味してモータ制御が実行される。このモータの駆動力(回転力)が操舵補助力として歯車等からなる減速機構を介してステアリングシャフトあるいはラック軸に伝達されることにより、ステアリング操作が補助される。   2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of electric power steering apparatus, one that drives and controls a motor based on a vehicle speed detected through a vehicle speed sensor and a steering torque detected through a torque sensor is well known. Actually, the motor control is executed in consideration of not only the vehicle speed and the steering torque but also the steering angle detected through a rotation angle sensor such as a resolver. The driving force (rotational force) of this motor is transmitted as a steering assisting force to the steering shaft or the rack shaft via a speed reduction mechanism composed of gears or the like, thereby assisting the steering operation.

こうした電動パワーステアリング装置では、その動作電源として車載バッテリが使用される。この車載バッテリの電圧は様々な原因により変動するところ、当該電圧が低下した際には、電動パワーステアリング装置の電子制御装置にリセットがかかったり、回転角センサにおいて生成される信号の波形に乱れが発生したりするおそれがある。ちなみに、電子制御装置のリセットとは、当該電子制御装置が正常な動作をしなくなったときに、強制的に起動しなおすことをいう。   In such an electric power steering apparatus, an in-vehicle battery is used as an operating power source. The voltage of this in-vehicle battery fluctuates due to various causes. When the voltage drops, the electronic control device of the electric power steering device is reset or the waveform of the signal generated in the rotation angle sensor is disturbed. May occur. Incidentally, the resetting of the electronic control device means that the electronic control device is forcibly restarted when the electronic control device does not operate normally.

そこで、車載バッテリの電圧の低下に起因する電子制御装置のリセット、あるいは回転角センサにおいて生成される信号波形の乱れに起因する誤作動等を抑制するために、車載バッテリの電圧の低下が検出されるときには、モータへの供給電流(モータ電流)、正確にはステアリングの操作状態等に応じて設定される電流指令値を制限することが従来提案されている。すなわち、車載バッテリからの引き込み電流を低減することにより、車載バッテリのさらなる電圧低下が抑制される(例えば、特許文献1を参照。)。   Therefore, a decrease in the voltage of the in-vehicle battery is detected in order to suppress a reset of the electronic control device due to a decrease in the voltage of the in-vehicle battery or a malfunction due to disturbance of the signal waveform generated in the rotation angle sensor. In the past, it has been proposed to limit the current command value that is set in accordance with the current supplied to the motor (motor current), more precisely, depending on the operating state of the steering. That is, by reducing the current drawn from the in-vehicle battery, further voltage drop of the in-vehicle battery is suppressed (see, for example, Patent Document 1).

例えば図7のグラフにポイントA1で示されるように、モータ特性の最大値付近で操舵補助を実行している場合に、バッテリの電圧低下に伴うモータ電流の制限制御が実行されたときについて説明する。なお、当該グラフにおいて、横軸はモータ電流、縦軸はモータの回転数(モータ電圧)である。また当該グラフには、モータの特性(正確には、モータの消費電力)を示すモータ特性マップ、及び引き込み電流の特性を示す引き込み電流マップが併せて示されている。   For example, as shown by a point A1 in the graph of FIG. 7, when steering assist is executed near the maximum value of the motor characteristics, a case where the motor current limit control accompanying the battery voltage drop is executed will be described. . In the graph, the horizontal axis represents motor current, and the vertical axis represents motor rotation speed (motor voltage). The graph also shows a motor characteristic map showing the motor characteristics (more precisely, power consumption of the motor) and a drawn current map showing the drawn current characteristics.

この場合には、図7のグラフに矢印X1で示されるように、モータ電流(引き込み電流)の制限制御が実行されて、モータ電流がポイントA1で示される領域から当該ポイントA1よりも値の小さなポイントA1′で示される領域に抑えられる。これにより、モータ電力(モータの消費電力)が抑制されるとともに、引き込み電流の低減化が図られる。引き込み電流は、モータの消費電力に依存するからである。したがって、車載バッテリのさらなる電圧低下が抑制される。なお、電流制限制御に際して設定される電流値(電流指令値)は、車載バッテリの電圧状態に応じて直線的(リニア)に変化する。   In this case, as shown by the arrow X1 in the graph of FIG. 7, the motor current (pull-in current) limiting control is executed, and the motor current has a value smaller than the point A1 from the region indicated by the point A1. It is suppressed to the area indicated by the point A1 ′. As a result, the motor power (power consumption of the motor) is suppressed, and the pull-in current is reduced. This is because the drawn current depends on the power consumption of the motor. Therefore, further voltage drop of the in-vehicle battery is suppressed. Note that the current value (current command value) set in the current limiting control changes linearly according to the voltage state of the in-vehicle battery.

特開2005−297748号公報JP 2005-297748 A

ところが、前記従来の電動パワーステアリング装置には、次のような問題があった。すなわち、図7のグラフにおいて、モータ特性の最大値付近で操舵補助を実施していた場合であっても、前述のポイントA1で示される領域よりもモータ電流の値が小さなポイントA2で示される領域で操舵補助を実施していたときには、車載バッテリの電圧低下のさらなる抑制が困難となるおそれがある。すなわち、車載バッテリの電圧低下により、矢印X2で示されるようにモータ電流の制限を行ったとしても、モータ特性の最大値付近で電力を消費していることに変わりはない。したがって、この場合には、引き込み電流の低減化は図られず、ひいては車載バッテリのさらなる電圧低下の抑制も困難となる。   However, the conventional electric power steering apparatus has the following problems. That is, in the graph of FIG. 7, even when the steering assist is performed near the maximum value of the motor characteristic, the region indicated by the point A2 where the motor current value is smaller than the region indicated by the point A1 described above. When steering assist is being performed, there is a risk that it will be difficult to further suppress the voltage drop of the in-vehicle battery. That is, even if the motor current is limited as indicated by the arrow X2 due to the voltage drop of the in-vehicle battery, power is still consumed near the maximum value of the motor characteristics. Therefore, in this case, the pull-in current cannot be reduced, and as a result, it becomes difficult to further suppress the voltage drop of the in-vehicle battery.

また、図7のグラフにおいて、ポイントA3で示される領域、すなわちモータ特性の最大値に達していない領域で操舵補助を実行していた場合、引込み電流が小さい領域(すなわち、大きな電力を必要としない領域)であるにも関わらず、車載バッテリの電圧が低下したときにはモータ電流に制限が掛かる。このため、十分なアシスト力が得られないおそれがある。すなわち、前述のポイントA3で示されるような必要電力の小さなアシスト領域を有効に使用することができない状況の発生が懸念される。   In the graph of FIG. 7, when steering assist is executed in the region indicated by the point A3, that is, the region where the maximum value of the motor characteristics has not been reached, the region where the pull-in current is small (that is, no large power is required). Despite this, when the voltage of the in-vehicle battery decreases, the motor current is limited. For this reason, there is a possibility that sufficient assist force may not be obtained. In other words, there is a concern that a situation where the assist area with a small required power as shown by the above point A3 cannot be used effectively will be generated.

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電源電圧が低下した場合において、当該電圧の低下をより確実に抑制するとともに、アシスト可能領域を好適に維持することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to more reliably suppress a decrease in the voltage when the power supply voltage is decreased, and to suitably maintain the assistable region. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can perform the above-described operation.

請求項1に記載の発明は、昇圧制御を通じて昇圧される電源電圧を、複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータに印加することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する制御手段を備えてなる電動パワーステアリング装置において、前記制御手段による昇圧制御を通じて前記電源電圧を昇圧する昇圧回路と、車両のイグニッションスイッチが設けられる第1の電力供給経路と、当該第1の電力供給経路における前記イグニッションスイッチの電源側から分岐して前記昇圧回路に接続される第2の電力供給経路とを備え、前記制御手段は、前記電源電圧の値が特定の閾値以下に低下した旨判断される場合、前記第1及び第2の電力供給経路の電圧値を取得して、前記第1及び第2の電力供給経路の電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧の値に基づき、前記電源電圧が低下した場合における当該電源電圧のさらなる低下を抑制するための制限電力を求め、前記第2の電力供給経路の電圧値に基づき、前記昇圧回路の出力電力の最大許容値である最大許容電力を求め、前記制限電力及び前記最大許容電力のうち値の小さい方の値である最終許容電力を前記モータに印加するべく、前記昇圧回路の昇圧制御を通じて昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限することをその要旨とする。 The invention according to claim 1 assists a steering operation in the steering system by applying a power supply voltage boosted through the boost control to a motor operatively connected to the steering system of the vehicle through switching control of a plurality of switching elements. In an electric power steering apparatus comprising a control means for applying a steering assist force, a boost circuit that boosts the power supply voltage through boost control by the control means, and a first power supply path provided with an ignition switch for the vehicle, , the branch from the power supply side of the ignition switch at the first power supply path and a second power supply path connected to the booster circuit, wherein, the value of the supply voltage is specified threshold If it is determined that the drops below, to obtain the voltage value of the first and second power supply path, wherein Restriction for suppressing further reduction of the power supply voltage when the power supply voltage is lowered based on the value of the high-select voltage that is the larger voltage value of the voltage values of the first and second power supply paths The power is obtained, and based on the voltage value of the second power supply path, the maximum permissible power that is the maximum permissible value of the output power of the booster circuit is obtained, and the smaller one of the limited power and the maximum permissible power The gist is to limit the value of the boosted voltage to a value smaller than normal through the boost control of the booster circuit in order to apply the final allowable power as a value to the motor .

本発明によれば、モータ特性の最大値付近で操舵補助を実施していた場合であれ、電源電圧が低下した旨判断されるときには、電源電圧の昇圧制御を通じてモータ電力が通常時よりも小さな値に制限される。このため、電源電圧のさらなる低下がより確実に抑制される。ちなみに、モータ電流の制限を通じて電源電圧の低下を抑制することも考えられるところ、この場合には、モータ特性に対する操舵補助の実行領域によっては、モータ電流の制限の前後においてモータ特性の最大値付近で電力を消費していることに変わりはない状況も想定される。本発明によれば、このような状況の発生はない。また、前述したように、モータ電流を制限する場合と異なり、大きな電力を必要としない操舵補助領域については継続して操舵補助を実行することが可能となる。したがって、電源電圧が低下した場合において、当該電圧の低下をより確実に抑制するとともに、操舵補助可能領域(アシスト可能領域)を好適に維持することができる。   According to the present invention, even when steering assist is being performed in the vicinity of the maximum value of the motor characteristics, when it is determined that the power supply voltage has decreased, the motor power is set to a value smaller than that during normal operation through the boost control of the power supply voltage. Limited to For this reason, the further fall of a power supply voltage is suppressed more reliably. Incidentally, it is conceivable to suppress the power supply voltage drop by limiting the motor current. In this case, depending on the execution range of the steering assist for the motor characteristics, the motor characteristics may be near the maximum value before and after the motor current limit. It is assumed that there is no change in consuming electricity. According to the present invention, such a situation does not occur. Further, as described above, unlike the case where the motor current is limited, the steering assist can be continuously executed in the steering assist region that does not require a large amount of electric power. Therefore, when the power supply voltage is lowered, it is possible to more reliably suppress the drop in the voltage and to suitably maintain the steering assistable region (assistable region).

また、本発明は、上記に示すように、前記制御手段による昇圧制御を通じて電源電圧を昇圧する昇圧回路を備え、前記制御手段は、電源電圧の値が特定の閾値以下に低下した旨判断される場合、前記昇圧回路の出力電圧である昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限することにより、前記モータに印加される電力の値を通常時よりも小さな値に制限する。 In addition, as described above, the present invention includes a booster circuit that boosts the power supply voltage through the boosting control by the control means, and the control means determines that the value of the power supply voltage has fallen below a specific threshold value. If, by limiting the value of the boost voltage which is the output voltage the boost circuit to a normal value smaller than the time, that limits to a value smaller than the normal value of the power applied to the motor.

このため、昇圧回路により昇圧された電源電圧である昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限することにより、モータに印加される電力の値を通常値よりも小さな値に制限することができる。 For this reason, by limiting the value of the boosted voltage, which is the power supply voltage boosted by the booster circuit, to a value smaller than normal, the value of power applied to the motor can be limited to a value smaller than the normal value. it can.

また、本発明は、車両のイグニッションスイッチが設けられる第1の電力供給経路と、当該第1の電力供給経路における前記イグニッションスイッチの電源側から分岐して前記昇圧回路に接続される第2の電力供給経路とを備え、前記制御手段は、前記第1及び第2の電力供給経路の電圧値を取得して、これら電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧の値に基づき、前記モータへの印加が許容される許容電力の値を通常時よりも小さな値として求め、この求められる許容電力を前記モータへ印加するべく前記昇圧回路の昇圧制御を通じて前記昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限する。 The present invention also provides a first power supply path in which an ignition switch of a vehicle is provided, and a second power that is branched from the power supply side of the ignition switch in the first power supply path and connected to the booster circuit. And the control means acquires the voltage values of the first and second power supply paths, and based on the value of the high-select voltage that is the larger voltage value of these voltage values The value of the allowable power allowed to be applied to the motor is determined as a value smaller than normal, and the value of the boosted voltage is normally set through the boost control of the booster circuit to apply the required allowable power to the motor. that limits to a value smaller than time.

この構成によれば、第1及び第2の電力供給経路の電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧の値に基づき、モータへの印加が許容される許容電力の値を求めることにより、より好適に電源電圧の低下が抑制される。 According to this configuration , the allowable power value allowed to be applied to the motor is determined based on the value of the high-select voltage that is the larger voltage value of the voltage values of the first and second power supply paths. By determining, a decrease in power supply voltage is more preferably suppressed.

本発明によれば、電源電圧が低下した場合において、当該電圧の低下をより確実に抑制するとともに、アシスト可能領域を好適に維持することができる。   According to the present invention, when the power supply voltage is lowered, it is possible to more reliably suppress the drop in the voltage and to suitably maintain the assistable region.

電動パワーステアリング装置の概略構成図。The schematic block diagram of an electric power steering apparatus. 電動パワーステアリング装置の電気的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of an electric power steering device. 昇圧回路の回路図。The circuit diagram of a booster circuit. (a)は、電源電圧低下抑制制御部の機能ブロック図、(b)は制限電力算出用の特性マップ。(A) is a functional block diagram of a power supply voltage drop suppression control part, (b) is a characteristic map for limiting power calculation. 電力制限処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of an electric power restriction process. モータ電力の制限態様を示すグラフ。The graph which shows the restriction | limiting aspect of motor electric power. 従来のモータ電流の制限態様を示すグラフ。The graph which shows the restriction | limiting aspect of the conventional motor current.

以下、本発明をパワーアシストユニット及びその制御装置等がステアリングコラムに設けられる、いわゆるコラム型の電動パワーステアリング装置(EPS)に具体化した一実施の形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a so-called column-type electric power steering device (EPS) in which a power assist unit and its control device are provided in a steering column will be described.

<全体構成>
まず電動パワーステアリング装置の概略的な構成について説明する。図1に示すように、電動パワーステアリング装置1において、ステアリングホイール2と一体回転するステアリングシャフト3は、ステアリングホイール2側からコラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9及びピニオンシャフト10の順に連結されてなる。ピニオンシャフト10はこれに直交して設けられるラック軸5のラック部分5aに噛合されている。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、ピニオンシャフト10及びラック部分5aからなるラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸5の両端に連結されたタイロッド11を介して図示しないナックルアームに伝達されることにより、転舵輪12の舵角が変更される。
<Overall configuration>
First, a schematic configuration of the electric power steering apparatus will be described. As shown in FIG. 1, in the electric power steering apparatus 1, a steering shaft 3 that rotates integrally with the steering wheel 2 is connected in order of a column shaft 8, an intermediate shaft 9, and a pinion shaft 10 from the steering wheel 2 side. The pinion shaft 10 is meshed with a rack portion 5a of a rack shaft 5 provided orthogonal to the pinion shaft 10. The rotation of the steering shaft 3 accompanying the steering operation is converted into a reciprocating linear motion of the rack shaft 5 by the rack and pinion mechanism 4 including the pinion shaft 10 and the rack portion 5a. The reciprocating linear motion is transmitted to a knuckle arm (not shown) via tie rods 11 connected to both ends of the rack shaft 5, thereby changing the steering angle of the steered wheels 12.

また、電動パワーステアリング装置1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置(パワーアシストユニット)13、及び操舵力補助装置13の作動を制御する電子制御装置(ECU)14を備えてなる。   In addition, the electric power steering device 1 includes a steering force assist device (power assist unit) 13 that applies an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and an electronic control device that controls the operation of the steering force assist device 13 ( ECU) 14.

操舵力補助装置13の駆動源であるモータ15は、歯車等からなる減速機構16を介してコラムシャフト8に作動連結されている。モータ15の回転力は減速機構16により減速されてこれがアシスト力として操舵系、正確にはコラムシャフト8に伝達される。電子制御装置14は、このアシスト力を次のようにして制御する。すなわち、電子制御装置14は、転舵輪12等に設けられる車速センサ17を通じて車速Vを取得する。また、電子制御装置14は、コラムシャフト8に設けられるトルクセンサ18及び舵角センサ19を通じて、ステアリングホイール2に印加される操舵トルクτ、及びステアリングホイール2の操舵角(回転角)θsを取得する。そして電子制御装置14は、これら車速V、操舵トルクτ、操舵角θsに基づき目標アシスト力を算出し、この算出される目標アシスト力を発生させるべくモータ15の給電制御を行う。このモータ15の給電制御を通じて操舵系に印加されるアシスト力が制御される。なお、本例では、モータ15として、ブラシレスモータが採用される。   A motor 15 that is a driving source of the steering force assisting device 13 is operatively connected to the column shaft 8 via a speed reduction mechanism 16 formed of a gear or the like. The rotational force of the motor 15 is decelerated by the speed reduction mechanism 16 and this is transmitted as an assist force to the steering system, more precisely to the column shaft 8. The electronic control unit 14 controls the assist force as follows. That is, the electronic control unit 14 acquires the vehicle speed V through the vehicle speed sensor 17 provided on the steered wheels 12 and the like. Further, the electronic control unit 14 acquires the steering torque τ applied to the steering wheel 2 and the steering angle (rotation angle) θs of the steering wheel 2 through the torque sensor 18 and the steering angle sensor 19 provided on the column shaft 8. . The electronic control unit 14 calculates a target assist force based on the vehicle speed V, the steering torque τ, and the steering angle θs, and performs power supply control of the motor 15 to generate the calculated target assist force. The assist force applied to the steering system is controlled through the power supply control of the motor 15. In this example, a brushless motor is employed as the motor 15.

<電気的な構成>
次に、電動パワーステアリング装置の電気的な構成について説明する。
図2に示されるように、電子制御装置14は、モータ制御信号を生成するマイクロコンピュータ31と、当該マイクロコンピュータ31により生成されるモータ制御信号に基づいてモータ15に3相の駆動電力を供給する駆動回路32とを備えてなる。また、電子制御装置14は、マイクロコンピュータ31からの指令信号(昇圧制御信号)に基づき車載電源であるバッテリ41の直流電圧を昇圧してこれを駆動回路32に印加する昇圧回路42を備えてなる。昇圧回路42は、バッテリ41と駆動回路32との間の電力供給経路43上に設けられている。この昇圧回路42については後に詳述する。
<Electrical configuration>
Next, the electrical configuration of the electric power steering device will be described.
As shown in FIG. 2, the electronic control unit 14 supplies a three-phase drive power to the motor 15 based on the microcomputer 31 that generates the motor control signal and the motor control signal generated by the microcomputer 31. And a drive circuit 32. In addition, the electronic control device 14 includes a booster circuit 42 that boosts the DC voltage of the battery 41 that is a vehicle-mounted power source based on a command signal (boost control signal) from the microcomputer 31 and applies the boosted voltage to the drive circuit 32. . The booster circuit 42 is provided on a power supply path 43 between the battery 41 and the drive circuit 32. The booster circuit 42 will be described in detail later.

駆動回路32は、直列に接続された一対の電界効果型トランジスタ(FET)等のスイッチング素子を基本単位(アーム)として、各相に対応する3つのアームが並列接続されてなる周知のPWMインバータである。マイクロコンピュータ31により生成されるモータ制御信号は、駆動回路32を構成する各スイッチング素子のオンデューティを規定する。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加されて、同モータ制御信号に応答して各スイッチング素子がオン/オフすることにより、バッテリ41の直流電圧(正確には、昇圧回路42により昇圧された昇圧電圧)が三相(U,V,W)の駆動電力に変換されてモータ15に供給される。   The drive circuit 32 is a known PWM inverter in which three arms corresponding to each phase are connected in parallel with a switching unit such as a pair of field effect transistors (FET) connected in series as a basic unit (arm). is there. The motor control signal generated by the microcomputer 31 defines the on-duty of each switching element constituting the drive circuit 32. A motor control signal is applied to the gate terminal of each switching element, and each switching element is turned on / off in response to the motor control signal, whereby the DC voltage of the battery 41 (more precisely, the voltage is boosted by the booster circuit 42). The boosted voltage) is converted into three-phase (U, V, W) driving power and supplied to the motor 15.

マイクロコンピュータ31は、モータ15に供給される各相電流値Iu,Iv,Iwを検出する電流センサ33、及びモータ15の回転角θ(電気角)を検出する回転角センサ34が接続されてなる。マイクロコンピュータ31は、これら各センサを通じて検出されるモータ15の各相電流値Iu,Iv,Iw及び回転角θ並びに前述した操舵トルクτび車速Vに基づいて、目標アシスト力に対応する電流指令値を演算する。そしてマイクロコンピュータ31は、当該電流指令値及び実電流であるモータ15の各相電流値Iu,Iv,Iwに基づき電流フィードバック制御を行う。   The microcomputer 31 is connected to a current sensor 33 for detecting each phase current value Iu, Iv, Iw supplied to the motor 15 and a rotation angle sensor 34 for detecting the rotation angle θ (electrical angle) of the motor 15. . The microcomputer 31 determines a current command value corresponding to the target assist force based on the phase current values Iu, Iv, Iw and the rotation angle θ of the motor 15 detected through these sensors and the steering torque τ and the vehicle speed V described above. Is calculated. The microcomputer 31 performs current feedback control based on the current command value and each phase current value Iu, Iv, Iw of the motor 15 that is the actual current.

なお、バッテリ41と電子制御装置14との間の他の電力供給経路44上にはイグニッションスイッチ45が設けられている。このイグニッションスイッチ45がオンされることにより、バッテリ41の直流電圧が電子制御装置14の各部へ供給される。   An ignition switch 45 is provided on another power supply path 44 between the battery 41 and the electronic control unit 14. When the ignition switch 45 is turned on, the DC voltage of the battery 41 is supplied to each part of the electronic control unit 14.

<昇圧回路>
ここで、昇圧回路42の構成を詳細に説明する。図3に示すように、昇圧回路42は、昇圧用コイル51、整流用コンデンサ52、昇圧用コンデンサ53、第1のFET54及び第2のFET55を備えている。第1及び第2のFET54,55は、nチャネル形のMOSFETである。
<Boost circuit>
Here, the configuration of the booster circuit 42 will be described in detail. As shown in FIG. 3, the booster circuit 42 includes a booster coil 51, a rectifying capacitor 52, a booster capacitor 53, a first FET 54 and a second FET 55. The first and second FETs 54 and 55 are n-channel MOSFETs.

バッテリ41と駆動回路32との間の電力供給経路43上において、バッテリ41からの入力電圧印加点P1と駆動回路32への出力電圧印加点P2との間には、昇圧用コイル51と第2のFET55との直列回路が接続されている。第2のFET55のソースは昇圧用コイル51に接続され、同じくドレインは出力電圧印加点P2に接続されている。また、第2のFET55のゲートはマイクロコンピュータ31に接続されている。第2のFET55のソースとドレインとの間にはダイオード56が寄生している。   On the power supply path 43 between the battery 41 and the drive circuit 32, the boosting coil 51 and the second coil 51 are connected between the input voltage application point P1 from the battery 41 and the output voltage application point P2 to the drive circuit 32. A series circuit with the FET 55 is connected. The source of the second FET 55 is connected to the boosting coil 51, and the drain is connected to the output voltage application point P2. The gate of the second FET 55 is connected to the microcomputer 31. A diode 56 is parasitic between the source and drain of the second FET 55.

入力電圧印加点P1と昇圧用コイル51との接続点は整流用コンデンサ52を介して接地されている。出力電圧印加点P2と第2のFET55との接続点P3は昇圧用コンデンサ53を介して接地されている。この昇圧用コンデンサ53は昇圧用コイル51による昇圧電圧を平滑する。第1のFET54のドレインは昇圧用コイル51と第2のFET55との接続点P4に接続され、同じくソースは接地されている。また、第1のFET54のゲートはマイクロコンピュータ31に接続されている。第1のFET54のソースとドレインとの間にはダイオード57が寄生している。   A connection point between the input voltage application point P 1 and the boosting coil 51 is grounded via a rectifying capacitor 52. A connection point P 3 between the output voltage application point P 2 and the second FET 55 is grounded via a boosting capacitor 53. The boosting capacitor 53 smoothes the boosted voltage generated by the boosting coil 51. The drain of the first FET 54 is connected to a connection point P4 between the boosting coil 51 and the second FET 55, and the source is also grounded. The gate of the first FET 54 is connected to the microcomputer 31. A diode 57 is parasitic between the source and drain of the first FET 54.

マイクロコンピュータ31は、第1及び第2のFET54,55のゲートに所定のデューティ比を有する昇圧制御信号(パルス信号)を印加することにより、第1及び第2のFET54,55を交互にオンオフ制御する。すなわち、マイクロコンピュータ31は、図示しない電圧センサを通じて取得されるバッテリ41の電圧(正確には、後述するバッテリ41からの引き込み電圧であるPIG電圧Vpig)に基づき昇圧制御信号のデューティ比を設定する。マイクロコンピュータ31は、昇圧制御信号のデューティ比の設定を通じて第1及び第2のFET54,55のオンオフ時間を変化させることにより、昇圧回路42の出力電圧(昇圧電圧)Voutを制御する。なお、当該出力電圧Voutは、昇圧制御信号のデューティ比を大きな値にするほど高くなり、同じく小さな値にするほど低くなる。   The microcomputer 31 alternately turns on and off the first and second FETs 54 and 55 by applying a boost control signal (pulse signal) having a predetermined duty ratio to the gates of the first and second FETs 54 and 55. To do. That is, the microcomputer 31 sets the duty ratio of the boost control signal based on the voltage of the battery 41 (more precisely, the PIG voltage Vpig that is a pull-in voltage from the battery 41 described later) acquired through a voltage sensor (not shown). The microcomputer 31 controls the output voltage (boosted voltage) Vout of the booster circuit 42 by changing the on / off time of the first and second FETs 54 and 55 through setting the duty ratio of the boost control signal. The output voltage Vout increases as the duty ratio of the boost control signal increases, and decreases as the duty ratio decreases.

接続点P4における電圧は、第1のFET54のオフ時には昇圧用コイル51に発生する逆起電力がバッテリ41の電圧(正確には、後述するPIG電圧Vpig)に重畳された電圧となり、第1のFET54のオン時には接地電位となる。接続点P4の電圧は、第2のFET55のオン時に接続点P3に伝達される。この接続点P3において脈動的に変化する電圧及び電流は昇圧用コンデンサ53により平滑化される。このようにして昇圧回路42は、バッテリ41の直流電圧を昇圧して出力電圧(昇圧電圧)Voutを生成する。   The voltage at the connection point P4 is a voltage obtained by superimposing the back electromotive force generated in the boosting coil 51 on the voltage of the battery 41 (more precisely, the PIG voltage Vpig described later) when the first FET 54 is turned off. When the FET 54 is turned on, it becomes a ground potential. The voltage at the connection point P4 is transmitted to the connection point P3 when the second FET 55 is turned on. The voltage and current that change pulsatingly at the connection point P3 are smoothed by the boosting capacitor 53. In this way, the booster circuit 42 boosts the DC voltage of the battery 41 to generate the output voltage (boost voltage) Vout.

<マイクロコンピュータ>
次に、マイクロコンピュータ31の構成を詳細に説明する。
図2に示されるように、マイクロコンピュータ31は、操舵角速度演算部35、アシスト制御部36、及び電流制御部37、並びに電源電圧低下抑制制御部38及び昇圧制御部39を備えてなる。なお、マイクロコンピュータ31の各部は、マイクロコンピュータ31の図示しない不揮発性メモリに格納される各種の制御プログラムに基づく各種の演算機能をブロックとして示したものである。各部の演算結果などは図示しない揮発性メモリに一時的に格納される。以下、マイクロコンピュータ31の各部で実行される演算処理の概要を説明する。
<Microcomputer>
Next, the configuration of the microcomputer 31 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the microcomputer 31 includes a steering angular velocity calculation unit 35, an assist control unit 36, a current control unit 37, a power supply voltage drop suppression control unit 38, and a boost control unit 39. Each part of the microcomputer 31 shows various arithmetic functions based on various control programs stored in a nonvolatile memory (not shown) of the microcomputer 31 as a block. The calculation result of each part is temporarily stored in a volatile memory (not shown). Hereinafter, an outline of arithmetic processing executed in each part of the microcomputer 31 will be described.

操舵角速度演算部35は、回転角センサ34を通じて取得されるモータ15の回転角θを操舵角速度ωに変換する。
アシスト制御部36は、操舵トルクτ及び車速Vに操舵角速度ωを加味して、電流指令値I*を演算する。アシスト制御部36は、操舵トルクτ(正確には、その絶対値)が大きいほど、また車速Vが小さいほど、絶対値の大きな電流指令値I*を演算する。なお、アシスト制御部36は、マイクロコンピュータ31の図示しない記憶装置に格納されるアシストトルクマップに基づき電流指令値I*を算出する。当該アシストトルクマップは、車速V及び操舵トルクτ並びに目標アシスト力が関連付けられたマップであって、車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められる。
The steering angular velocity calculation unit 35 converts the rotation angle θ of the motor 15 acquired through the rotation angle sensor 34 into a steering angular velocity ω.
The assist control unit 36 calculates the current command value I * by adding the steering angular velocity ω to the steering torque τ and the vehicle speed V. The assist control unit 36 calculates a current command value I * having a larger absolute value as the steering torque τ (more precisely, its absolute value) is larger and as the vehicle speed V is smaller. The assist control unit 36 calculates a current command value I * based on an assist torque map stored in a storage device (not shown) of the microcomputer 31. The assist torque map is a map in which the vehicle speed V, the steering torque τ, and the target assist force are associated with each other, and is obtained in advance by experimental data using a vehicle model, a known theoretical calculation, or the like.

電流制御部37は、アシスト制御部36により算出される電流指令値I*、及び電流センサ33を通じて取得されるモータ15の各相電流値Iu,Iv,Iwとの差の値に基づき、所定のデューティ比を有するモータ制御信号を生成する。そして、電流制御部37は、当該モータ制御信号の各スイッチング素子(正確には、そのゲート端子)への供給を通じて、駆動回路32の駆動、ひいてはモータ15への電力の供給を制御する。   The current control unit 37 has a predetermined value based on a current command value I * calculated by the assist control unit 36 and a difference value between each phase current value Iu, Iv, Iw of the motor 15 acquired through the current sensor 33. A motor control signal having a duty ratio is generated. The current control unit 37 controls the driving of the drive circuit 32 and, consequently, the supply of power to the motor 15 through the supply of the motor control signal to each switching element (more precisely, its gate terminal).

電源電圧低下抑制制御部38は、バッテリ41からの引き込み電圧である電力供給経路43の電圧(以下、「PIG電圧Vpig」という。)、及び電力供給経路44におけるイグニッションスイッチ45の負荷側の電圧(以下、「IG電圧Vig」という。)を取り込み、これら電圧値に基づきバッテリ41の電圧の低下の有無を判定する。そして電源電圧低下抑制制御部38は、バッテリ41の電圧が低下している旨判定される場合に、当該バッテリ41の電圧のさらなる低下を抑制するべく、モータへの供給電力を制限する。すなわち、電源電圧低下抑制制御部38は、PIG電圧Vpig及びIG電圧Vigに基づき昇圧回路42の出力電力の値、換言すればモータ15における消費電力の値を演算する。なお、この電源電圧低下抑制制御部38については、後に詳述する。   The power supply voltage drop suppression control unit 38 is a voltage of the power supply path 43 (hereinafter referred to as “PIG voltage Vpig”), which is a drawing voltage from the battery 41, and a voltage on the load side of the ignition switch 45 in the power supply path 44 ( Hereinafter, it is referred to as “IG voltage Vig”), and whether or not the voltage of the battery 41 has decreased is determined based on these voltage values. When it is determined that the voltage of the battery 41 is decreasing, the power supply voltage decrease suppression control unit 38 limits the power supplied to the motor so as to suppress further decrease in the voltage of the battery 41. In other words, the power supply voltage drop suppression control unit 38 calculates the value of the output power of the booster circuit 42 based on the PIG voltage Vpig and the IG voltage Vig, in other words, the value of the power consumption in the motor 15. The power supply voltage drop suppression control unit 38 will be described in detail later.

昇圧制御部39は、操舵角速度演算部35を通じて算出される操舵角速度ω及び電源電圧低下抑制制御部38により算出される出力電力の値に基づき、昇圧制御信号のデューティ比を設定する。昇圧制御部39は、第1及び第2のFET54,55のオンオフ制御を通じて、出力電圧(昇圧電圧)Vout、ひいては駆動回路32及びモータ15への出力電力を制御する。   The boost control unit 39 sets the duty ratio of the boost control signal based on the steering angular velocity ω calculated through the steering angular velocity calculation unit 35 and the output power value calculated by the power supply voltage drop suppression control unit 38. The step-up control unit 39 controls the output voltage (step-up voltage) Vout and consequently the output power to the drive circuit 32 and the motor 15 through on / off control of the first and second FETs 54 and 55.

<電源電圧低下抑制制御部>
次に、電源電圧低下抑制制御部38について詳細に説明する。図4(a)に示すように、電源電圧低下抑制制御部38は、第1のマップ演算部61、ハイセレクト部62、第2のマップ演算部63、及びミニマムセレクト部64を備えてなる。
<Power supply voltage drop suppression control unit>
Next, the power supply voltage drop suppression control unit 38 will be described in detail. As shown in FIG. 4A, the power supply voltage drop suppression control unit 38 includes a first map calculation unit 61, a high selection unit 62, a second map calculation unit 63, and a minimum selection unit 64.

第1のマップ演算部61は、取り込んだPIG電圧Vpigに基づき最大許容電力Pmax、すなわち昇圧回路42の出力電力Poutの上限値を演算する。第1のマップ演算部61は、PIG電圧Vpigの低下の割合に応じて最大許容電力Pmaxの値を小さく設定する。   The first map calculation unit 61 calculates the maximum allowable power Pmax, that is, the upper limit value of the output power Pout of the booster circuit 42, based on the acquired PIG voltage Vpig. The first map calculation unit 61 sets the maximum allowable power Pmax to a small value in accordance with the rate of decrease in the PIG voltage Vpig.

本例では、第1のマップ演算部61は、マイクロコンピュータ31の図示しない記憶装置に格納される最大許容電力算出用のマップを参照してPIG電圧Vpigに対応する最大許容電力Pmaxを算出する。この最大許容電力算出用のマップは、PIG電圧Vpigと最大許容電力Pmaxとが関連付けられたものであって、車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められる。ここで、昇圧回路42の出力電力Poutは、昇圧回路42の発熱と大きな相関性がある。すなわち、出力電力Poutが大きい場合には、昇圧回路42の発熱の問題が懸念される。最大許容電力算出用のマップでは、この昇圧回路42の発熱の問題が顕著となる限界の出力電力Poutの値を踏まえて、PIG電圧Vpigに対する出力電力Poutの値が設定される。   In this example, the first map calculation unit 61 calculates a maximum allowable power Pmax corresponding to the PIG voltage Vpig with reference to a map for calculating a maximum allowable power stored in a storage device (not shown) of the microcomputer 31. The map for calculating the maximum allowable power is obtained by associating the PIG voltage Vpig with the maximum allowable power Pmax, and is obtained in advance by experimental data based on a vehicle model, a known theoretical calculation, or the like. Here, the output power Pout of the booster circuit 42 has a large correlation with the heat generation of the booster circuit 42. That is, when the output power Pout is large, there is a concern about the problem of heat generation in the booster circuit 42. In the map for calculating the maximum allowable power, the value of the output power Pout with respect to the PIG voltage Vpig is set based on the limit value of the output power Pout where the problem of heat generation of the booster circuit 42 becomes significant.

ハイセレクト部62は、取り込んだPIG電圧Vpigの値と、同じくIG電圧Vigの値とを比較し、これらのうち値の大きい方の電圧値をハイセレクト電圧値Vhiとして求める。   The high select unit 62 compares the value of the captured PIG voltage Vpig with the value of the IG voltage Vig, and obtains the larger voltage value as the high select voltage value Vhi.

第2のマップ演算部63は、ハイセレクト部62において求められるハイセレクト電圧値Vhiに基づき制限電力Plimの値を算出する。第2のマップ演算部63は、ハイセレクト電圧値Vhiの値が大きいほど制限電力Plimの値を大きな値に設定する。   The second map calculation unit 63 calculates the value of the limit power Plim based on the high select voltage value Vhi obtained by the high select unit 62. The second map calculation unit 63 sets the value of the limit power Plim to a larger value as the value of the high select voltage value Vhi is larger.

本例では、第2のマップ演算部63は、マイクロコンピュータ31の図示しない記憶装置に格納される制限電力算出用の特性マップを参照してハイセレクト電圧値Vhiに対応する制限電力Plimを算出する。図4(b)に示されるように、この制限電力算出用の特性マップMlimは、PIG電圧Vpigと最大許容電力Pmaxとが関連付けられたものであって、車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められる。同図に示されるように、制限電力算出用の特性マップMlimは、横軸をハイセレクト電圧値Vhi、縦軸を制限電力Plimとしたとき、ハイセレクト電圧値Vhiが増大するにつれて制限電力Plimの値が徐々に大きくなるように設定されている。制限電力Plimは、電源電圧(バッテリ41の電圧)が低下した場合において、当該電圧のさらなる低下を抑制するべく求められるものである。   In this example, the second map calculation unit 63 refers to a characteristic map for limiting power calculation stored in a storage device (not shown) of the microcomputer 31 to calculate the limiting power Plim corresponding to the high select voltage value Vhi. . As shown in FIG. 4B, this limit power calculation characteristic map Mlim is obtained by associating the PIG voltage Vpig with the maximum allowable power Pmax, and includes experimental data based on a vehicle model and well-known theoretical calculations. Etc. in advance. As shown in the figure, the characteristic map Mlim for limiting power calculation shows the limit power Plim as the high select voltage value Vhi increases, where the horizontal axis is the high select voltage value Vhi and the vertical axis is the limit power Plim. The value is set to gradually increase. The limit power Plim is required to suppress further reduction of the voltage when the power supply voltage (voltage of the battery 41) is reduced.

ミニマムセレクト部64は、第1のマップ演算部61により求められる最大許容電力Pmaxの値と、第2のマップ演算部63により求められる制限電力Plimの値とを比較し、これらのうち値の小さい方の電力値を最終許容電力Pfinとして算出する。   The minimum selection unit 64 compares the value of the maximum allowable power Pmax obtained by the first map computation unit 61 with the value of the limit power Plim obtained by the second map computation unit 63, and among these, the value is smaller. This power value is calculated as the final allowable power Pfin.

そして前述した昇圧制御部39は、昇圧回路42の出力電力Poutの値が、ミニマムセレクト部64により求められる最終許容電力Pfinの値となるように昇圧回路42の出力電圧Voutの値を制御する。すなわち、「Vout=Pfin/Iout」となるように、昇圧回路42の各スイッチング素子(FET)のスイッチングを制御する。ただし、Ioutは、昇圧回路42の出力電流である。   The step-up control unit 39 described above controls the value of the output voltage Vout of the step-up circuit 42 so that the value of the output power Pout of the step-up circuit 42 becomes the value of the final allowable power Pfin obtained by the minimum select unit 64. That is, switching of each switching element (FET) of the booster circuit 42 is controlled so that “Vout = Pfin / Iout”. Here, Iout is the output current of the booster circuit 42.

<電源電圧低下抑制制御>
前述したように、バッテリ41の電圧は様々な原因により変動するところ、当該電圧が低下した際には、電動パワーステアリング装置の制御に好ましくない状況の発生が懸念される。このため、本例では、バッテリ41の電圧が低下した旨判断されるときには、バッテリ41の電圧のさらなる低下を抑制するべく昇圧回路42の出力電力Poutが制限される。
<Power supply voltage drop suppression control>
As described above, the voltage of the battery 41 fluctuates due to various causes. When the voltage decreases, there is a concern that a situation unfavorable for the control of the electric power steering apparatus may occur. Therefore, in this example, when it is determined that the voltage of the battery 41 has decreased, the output power Pout of the booster circuit 42 is limited so as to suppress further decrease in the voltage of the battery 41.

次に、このような電源電圧低下抑制制御の処理手順を図5のフローチャートに従って説明する。当該フローチャートは、マイクロコンピュータ31の図示しない不揮発性メモリに格納される制御プログラムに従って実行される。なお、本例では、バッテリ41として、12V(満充電時)のものが採用されている。   Next, the processing procedure of such power supply voltage drop suppression control will be described with reference to the flowchart of FIG. The flowchart is executed in accordance with a control program stored in a nonvolatile memory (not shown) of the microcomputer 31. In this example, as the battery 41, a battery of 12V (when fully charged) is adopted.

さて、図5に示されるように、マイクロコンピュータ31は、バッテリ41の電圧の低下の有無を判断する(ステップS101)。すなわち、マイクロコンピュータ31は、ハイセレクト部62により求められるハイセレクト電圧値Vhiが第1の電圧判定閾値V1以下であるかどうかを判断する。第1の電圧判定閾値V1は、バッテリ41の電圧が低下しているか否かの判断基準となるものであって、満充電時のバッテリ41の電圧よりも小さな値に設定される。本例では、第1の電圧判定閾値V1は、9.7V(ボルト)に設定される。   Now, as shown in FIG. 5, the microcomputer 31 determines whether or not the voltage of the battery 41 has decreased (step S101). That is, the microcomputer 31 determines whether or not the high select voltage value Vhi obtained by the high select unit 62 is equal to or less than the first voltage determination threshold value V1. The first voltage determination threshold value V1 is a criterion for determining whether or not the voltage of the battery 41 is decreasing, and is set to a value smaller than the voltage of the battery 41 when fully charged. In the present example, the first voltage determination threshold value V1 is set to 9.7 V (volts).

マイクロコンピュータ31は、ハイセレクト電圧値Vhiが第1の電圧判定閾値V1以下である旨判断される場合(ステップS101でYES)には、電力制限演算を実行して(ステップS102)、処理を終了する。なお、電力制限演算とは、先の電源電圧低下抑制制御部38の第2のマップ演算部63による制限電力Pl imの算出処理に相当する。   If it is determined that the high-select voltage value Vhi is equal to or lower than the first voltage determination threshold value V1 (YES in step S101), the microcomputer 31 executes a power limit calculation (step S102) and ends the process. To do. The power limit calculation corresponds to a calculation process of the limit power Plim by the second map calculation unit 63 of the power supply voltage drop suppression control unit 38 described above.

これに対して、マイクロコンピュータ31は、ハイセレクト電圧値Vhiが第1の電圧判定閾値V1以下ではない旨判断した場合(ステップS101でNO)には、ステップS103へ処理を移行する。   On the other hand, if the microcomputer 31 determines that the high select voltage value Vhi is not equal to or less than the first voltage determination threshold value V1 (NO in step S101), the microcomputer 31 proceeds to step S103.

このステップS103において、マイクロコンピュータ31は、バッテリ41の電圧が十分であるかどうかを判断する。すなわち、マイクロコンピュータ31は、ハイセレクト電圧値Vhiが第2の電圧判定閾値V2以上であるかどうかを判断する。この第2の電圧判定閾値V2は、バッテリ41の電圧が十分であるか否かの判断基準となるものであって、満充電時のバッテリ41の電圧(本例では、12V)より小さく、かつ第1の電圧判定閾値V1よりも大きな値に設定される。本例では、第2の電圧判定閾値V2は、10.0Vに設定されている。   In step S103, the microcomputer 31 determines whether or not the voltage of the battery 41 is sufficient. That is, the microcomputer 31 determines whether or not the high select voltage value Vhi is greater than or equal to the second voltage determination threshold value V2. This second voltage determination threshold V2 is a criterion for determining whether or not the voltage of the battery 41 is sufficient, and is smaller than the voltage of the battery 41 at the time of full charge (12 V in this example), and A value larger than the first voltage determination threshold value V1 is set. In this example, the second voltage determination threshold value V2 is set to 10.0V.

マイクロコンピュータ31は、ハイセレクト電圧値Vhiが第2の電圧判定閾値V2以上である旨判断される場合(ステップS103でYES)には、バッテリ41の電圧が回復したとして、電力制限を解除して(ステップS104)、処理を終了する。電力制限が解除された状態においては、マイクロコンピュータ31は、電源電圧低下抑制制御部38により算出される最終許容電力Pfinを加味することなく、昇圧制御信号のデューティ比を設定する。   If the microcomputer 31 determines that the high-select voltage value Vhi is equal to or higher than the second voltage determination threshold value V2 (YES in step S103), the microcomputer 31 cancels the power limitation, assuming that the voltage of the battery 41 has recovered. (Step S104), the process ends. In the state where the power restriction is released, the microcomputer 31 sets the duty ratio of the boost control signal without taking into account the final allowable power Pfin calculated by the power supply voltage drop suppression control unit 38.

本例では、マイクロコンピュータ31は、電力制限が解除された状態においては、第1のマップ演算部61において求められる最大許容電力Pmaxを最終許容電力Pfinとする。バッテリ41の電圧が低下していない通常時においても同様である。そしてこの場合、マイクロコンピュータ31は、昇圧回路42の出力電力Poutの値が最終許容電力Pfin(ここでは、最大許容電力Pmax)を超えないように、昇圧回路42の昇圧制御(正確には、出力電圧Voutの制御)を実行する。これにより、通常時において、昇圧回路42はその発熱等から保護される。   In this example, the microcomputer 31 sets the maximum allowable power Pmax obtained by the first map calculation unit 61 as the final allowable power Pfin in a state where the power restriction is released. The same applies to the normal time when the voltage of the battery 41 is not lowered. In this case, the microcomputer 31 controls the booster circuit 42 so that the value of the output power Pout of the booster circuit 42 does not exceed the final allowable power Pfin (here, the maximum allowable power Pmax). (Control of voltage Vout). As a result, the booster circuit 42 is protected from heat generation and the like during normal operation.

これに対して、マイクロコンピュータ31は、ハイセレクト電圧値Vhiが第2の電圧判定閾値V2以上ではない旨判断した場合(ステップS103でNO)には、バッテリ41の電圧は回復していないとして処理を終了する。すなわち、電力制限を継続して実行する。   On the other hand, when the microcomputer 31 determines that the high select voltage value Vhi is not equal to or higher than the second voltage determination threshold value V2 (NO in step S103), the microcomputer 31 determines that the voltage of the battery 41 has not recovered. Exit. That is, the power limit is continuously executed.

以後、マイクロコンピュータ31は、所定の制御周期で前記ステップS101〜ステップS104の処理を繰り返す。
<電力制限の態様>
次に、バッテリ41の電圧が低下した場合に実行される昇圧回路42の出力電力Poutの制限処理について図6のグラフを参照しつつ詳細に説明する。なお、この図6のグラフは、先の図7のグラフに対応するものであって、基本的には同じものである。すなわち、図6のグラフにおいて、横軸はモータ電流、縦軸はモータの回転数(モータ電圧)である。また当該グラフには、モータの特性(正確には、モータの消費電力)を示すモータ特性マップ(モータ電流マップ)、引き込み電流の特性を示す引き込み電流マップ、及び電力制限マップが併せて示されている。図6に破線で示される電力制限マップは、先の最大許容電力Pmaxの値に対応する。
Thereafter, the microcomputer 31 repeats the processes of steps S101 to S104 at a predetermined control cycle.
<Power restriction mode>
Next, the process of limiting the output power Pout of the booster circuit 42 that is executed when the voltage of the battery 41 decreases will be described in detail with reference to the graph of FIG. The graph in FIG. 6 corresponds to the graph in FIG. 7 and is basically the same. That is, in the graph of FIG. 6, the horizontal axis represents the motor current, and the vertical axis represents the motor rotation speed (motor voltage). The graph also shows a motor characteristic map (motor current map) indicating motor characteristics (more precisely, motor power consumption), a drawn current map indicating drawn current characteristics, and a power limit map. Yes. The power limit map indicated by the broken line in FIG. 6 corresponds to the value of the previous maximum allowable power Pmax.

ここでは、電源電圧の低下時にモータ電流の制限制御を実行するようにした場合において、バッテリの電圧低下の抑制が困難となるおそれがある領域(図6におけるポイントA2で示される領域)で操舵補助を実行しているときについて説明する。このポイントA2で示される領域は、前述したように、モータ特性の最大値付近の領域である。   Here, in the case where the motor current limit control is executed when the power supply voltage is lowered, the steering assist is performed in a region (a region indicated by a point A2 in FIG. 6) in which it is difficult to suppress the battery voltage drop. Will be described. As described above, the area indicated by the point A2 is an area near the maximum value of the motor characteristics.

さて、バッテリ電圧の低下に伴い、モータ電力の制限、すなわち昇圧回路42の出力電力Poutの制限処理が実行された場合、電力制限マップは、図6に矢印Y1で示されるように、当該グラフに破線で示される状態から同じく実線で示される状態に変化する。すなわち、モータ電力が制限されることにより、図6のグラフにおいて、ポイントA2で示される領域で使用していたモータ電力がポイントA2′で示される領域に抑えられる。なお、このポイントA2′で示される領域は、ポイントA2で示される領域よりも、モータ電流及びモータ電圧(モータ回転数)の値が小さくなる領域である。また、電力制限後の電力制限マップは、先の制限電力Plimの値に対応する。   When the motor power limit, that is, the output power Pout limit process of the booster circuit 42 is executed as the battery voltage decreases, the power limit map is shown in the graph as indicated by the arrow Y1 in FIG. The state changes from the state indicated by the broken line to the state indicated by the solid line. That is, by limiting the motor power, the motor power used in the area indicated by the point A2 in the graph of FIG. 6 is suppressed to the area indicated by the point A2 ′. Note that the area indicated by the point A2 ′ is an area in which the values of the motor current and the motor voltage (motor rotation speed) are smaller than the area indicated by the point A2. The power limit map after the power limit corresponds to the value of the previous limit power Plim.

そしてモータ電力の制限により、引込み電流マップは、図6に矢印Y2で示されるように、引き込み電流のピーク値が制限されるように変化する。すなわち、引込み電流が低減されることにより、バッテリ41の電圧低下が抑制される。さらに、従来のモータ電流制限において、バッテリ電圧が低下した場合に使用できなかった領域、すなわち図6にポイントA3で示される領域(引込み電流が小さく、大きな電力を必要としない領域)についても、モータ電力を制限することにより、操舵補助の継続が可能となる。正確には、バッテリ41の電圧低下時にモータ電力を制限することにより、従来のモータ電流制限方式では使用することができなかった、図6にハッチングで示される領域A4についても使用することができる。   Due to the limitation of the motor power, the pull-in current map changes so that the peak value of the pull-in current is limited as indicated by the arrow Y2 in FIG. That is, the voltage drop of the battery 41 is suppressed by reducing the drawing current. Further, in the conventional motor current limitation, the motor cannot be used when the battery voltage decreases, that is, the region indicated by the point A3 in FIG. 6 (the region where the pull-in current is small and no large power is required). By limiting the electric power, the steering assist can be continued. To be precise, by limiting the motor power when the voltage of the battery 41 drops, the area A4 indicated by hatching in FIG. 6 that could not be used in the conventional motor current limiting method can also be used.

<実施の形態の効果>
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)マイクロコンピュータ31は、バッテリ41の電圧の値が特定の閾値以下に低下した旨判断される場合、モータ15に印加される電力の値を通常時よりも小さな値に制限するべく昇圧制御する。この構成によれば、モータ特性の最大値付近で操舵補助を実施していた場合であれ、バッテリ41の電圧が低下した旨判断されるときには、昇圧回路42の昇圧制御を通じてモータ電力が通常時よりも小さな値に制限される。このため、バッテリ41の電圧のさらなる低下がより確実に抑制される。ちなみに、前述したように、モータ電流の制限を通じて電源電圧の低下を抑制することも考えられるところ、この場合には、モータ特性に対する操舵補助の実行領域によっては、モータ電流の制限の前後においてモータ特性の最大値付近で電力を消費していることに変わりはない状況も想定される。本例によれば、このような状況の発生はない。また、これも前述したように、モータ電流を制限する場合と異なり、大きな電力を必要としない操舵補助領域については継続して操舵補助を実行することが可能となる。したがって、バッテリ41の電圧が低下した場合において、当該電圧の低下をより確実に抑制するとともに、操舵補助可能領域(アシスト可能領域)を好適に維持することができる。
<Effect of Embodiment>
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When it is determined that the voltage value of the battery 41 has fallen below a specific threshold, the microcomputer 31 controls the boosting so as to limit the value of the power applied to the motor 15 to a value smaller than normal. To do. According to this configuration, even when steering assist is being performed in the vicinity of the maximum value of the motor characteristics, when it is determined that the voltage of the battery 41 has decreased, the motor power is increased from the normal time through the boost control of the boost circuit 42. Are also limited to small values. For this reason, the further fall of the voltage of the battery 41 is suppressed more reliably. Incidentally, as described above, it is conceivable to suppress a decrease in the power supply voltage by limiting the motor current. In this case, depending on the execution range of the steering assist for the motor characteristics, the motor characteristics may be before and after the motor current is limited. It is also assumed that there is no change in consuming power near the maximum value of. According to this example, such a situation does not occur. Also, as described above, unlike the case where the motor current is limited, the steering assist can be continuously executed in the steering assist region that does not require large electric power. Therefore, when the voltage of the battery 41 decreases, the decrease in the voltage can be more reliably suppressed, and the steering assistable region (assistable region) can be suitably maintained.

(2)マイクロコンピュータ31は、電源電圧の値が特定の閾値以下に低下した旨判断される場合、昇圧回路42の出力電圧である昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限することにより、モータ15に印加される電力の値を通常値よりも小さな値に制限することができる。   (2) When it is determined that the value of the power supply voltage has fallen below a specific threshold, the microcomputer 31 limits the value of the boosted voltage, which is the output voltage of the booster circuit 42, to a value smaller than normal. The value of the power applied to the motor 15 can be limited to a value smaller than the normal value.

(3)マイクロコンピュータ31は、両電力供給経路43,44の電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧値Vhiの値に基づき、モータ15への印加が許容される許容電力(Pfin)の値を通常時よりも小さな値として求める。そしてマイクロコンピュータ31は、この求められる許容電力をモータ15へ印加するべく昇圧回路42の昇圧制御を通じて出力電圧(昇圧電圧)Voutの値を通常時よりも小さな値に制限する。   (3) The microcomputer 31 allows the allowable power to be applied to the motor 15 based on the value of the high select voltage value Vhi which is the larger voltage value of the voltage values of both the power supply paths 43 and 44. The value of (Pfin) is obtained as a smaller value than normal. The microcomputer 31 limits the value of the output voltage (boosted voltage) Vout to a value smaller than normal through the boost control of the booster circuit 42 so as to apply the required allowable power to the motor 15.

このように、両電力供給経路43,44の電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧値Vhiの値に基づき、モータ15への印加が許容される許容電力の値を求めることにより、より好適に電源電圧の低下を抑制することができる。   Thus, based on the value of the high select voltage value Vhi which is the larger voltage value of the voltage values of the both power supply paths 43 and 44, the value of the allowable power allowed to be applied to the motor 15 is obtained. As a result, it is possible to more suitably suppress a decrease in the power supply voltage.

(4)マイクロコンピュータ31は、ハイセレクト電圧値Vhiの値に応じて制限電力Plimの値を求めるための特性マップMlimを参照して制限電力Plim(ひいては最終許容電力Pfin)を求める。制限電力Plimの値をその都度演算により求めるようにした場合と異なり、マイクロコンピュータ31の演算負荷が軽減される。   (4) The microcomputer 31 obtains the limit power Plim (and thus the final allowable power Pfin) with reference to the characteristic map Mlim for obtaining the value of the limit power Plim in accordance with the value of the high select voltage value Vhi. Unlike the case where the value of the limit power Plim is obtained by calculation each time, the calculation load of the microcomputer 31 is reduced.

(5)マイクロコンピュータ31は、電力供給経路43の電圧値に基づき昇圧回路42への印加が許容される最大の電力である最大許容電力Pmaxの値を求める。そしてマイクロコンピュータ31は、当該最大許容電力Pmaxの値及びハイセレクト電圧値Vhiに基づき求められる制限電力Plimのうち値の小さい方の電力を、モータ15への印加が許容される最終的な電力である最終許容電力Pfinとして算出する。このように、モータ電力をより値の小さな電力とすることにより、バッテリ41の電圧低下が好適に抑制される。また、通常時には、モータ電力が最大許容電力Pmaxを超えないように昇圧回路42の出力電圧Voutを制御することにより、当該昇圧回路42を発熱等から保護することが可能になる。   (5) The microcomputer 31 calculates the value of the maximum allowable power Pmax that is the maximum power allowed to be applied to the booster circuit 42 based on the voltage value of the power supply path 43. Then, the microcomputer 31 uses, as a final power that is allowed to be applied to the motor 15, the smaller one of the limited power Plim obtained based on the value of the maximum allowable power Pmax and the high select voltage value Vhi. It is calculated as a certain final allowable power Pfin. Thus, the voltage drop of the battery 41 is suitably suppressed by setting the motor power to a power having a smaller value. Further, at normal times, by controlling the output voltage Vout of the booster circuit 42 so that the motor power does not exceed the maximum allowable power Pmax, the booster circuit 42 can be protected from heat generation or the like.

<他の実施の形態>
なお、前記実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・昇圧回路42の構成は、先の図3に示される構成に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
<Other embodiments>
The embodiment described above may be modified as follows.
The configuration of the booster circuit 42 is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and may be changed as appropriate.

・最大許容電力Pmaxの算出処理は省略してもよい。この場合、図4(a)に示される第1のマップ演算部61、及びミニマムセレクト部64は省略可能となる。すなわち、第2のマップ演算部63により求められる制限電力Plimの値が常に最終許容電力Pfinとされる。このようにした場合であれ、バッテリ41の電圧低下時には、そのさらなる低下を抑制することは可能である。   The calculation process of the maximum allowable power Pmax may be omitted. In this case, the first map calculation unit 61 and the minimum selection unit 64 shown in FIG. 4A can be omitted. That is, the value of the limit power Plim obtained by the second map calculation unit 63 is always set as the final allowable power Pfin. Even if it does in this way, when the voltage of the battery 41 falls, it is possible to suppress the further fall.

<他の技術的思想>
次に、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)請求項3に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御手段は、前記ハイセレクト電圧の値に応じて前記許容電力の値を求めるための特性マップを参照して前記許容電力を求める電動パワーステアリング装置。
<Other technical ideas>
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment will be added below.
(A) In the electric power steering apparatus according to claim 3, the control means is an electric motor for obtaining the permissible power with reference to a characteristic map for obtaining the permissible power value according to the value of the high-select voltage. Power steering device.

(ロ)請求項3又は前記(イ)項において、前記制御手段は、前記第2の電力供給経路の電圧値に基づき前記昇圧回路への印加が許容される最大の電力である最大許容電力の値を求め、当該最大許容電力の値及び前記ハイセレクト電圧に基づき求められる許容電力のうち値の小さい方の電力を前記モータへの印加が許容される最終的な電力の値として算出する電動パワーステアリング装置。   (B) In claim 3 or (a), the control means is configured to provide a maximum allowable power that is a maximum power allowed to be applied to the booster circuit based on a voltage value of the second power supply path. Electric power which calculates a value and calculates the electric power with the smaller value out of the allowable electric power determined based on the value of the maximum allowable electric power and the high select voltage as the final electric power allowed to be applied to the motor Steering device.

1…電動パワーステアリング装置、15…モータ、31…マイクロコンピュータ(制御手段)、
41…イグニッションスイッチ、42…昇圧回路、44…電力供給経路(第1の電力供給経路)、43…電力供給経路(第2の電力供給経路)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus, 15 ... Motor, 31 ... Microcomputer (control means),
DESCRIPTION OF SYMBOLS 41 ... Ignition switch, 42 ... Booster circuit, 44 ... Power supply path (1st power supply path), 43 ... Power supply path (2nd power supply path)

Claims (1)

昇圧制御を通じて昇圧される電源電圧を、複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータに印加することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する制御手段を備えてなる電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段による昇圧制御を通じて前記電源電圧を昇圧する昇圧回路と、
車両のイグニッションスイッチが設けられる第1の電力供給経路と、
当該第1の電力供給経路における前記イグニッションスイッチの電源側から分岐して前記昇圧回路に接続される第2の電力供給経路とを備え、
前記制御手段は、
前記電源電圧の値が特定の閾値以下に低下した旨判断される場合、
前記第1及び第2の電力供給経路の電圧値を取得して、
前記第1及び第2の電力供給経路の電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧の値に基づき、前記電源電圧が低下した場合における当該電源電圧のさらなる低下を抑制するための制限電力を求め、
前記第2の電力供給経路の電圧値に基づき、前記昇圧回路の出力電力の最大許容値である最大許容電力を求め、
前記制限電力及び前記最大許容電力のうち値の小さい方の値である最終許容電力を前記モータに印加するべく、前記昇圧回路の昇圧制御を通じて昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限する
電動パワーステアリング装置。
Control means for applying a steering assist force for assisting a steering operation to the steering system by applying a power supply voltage boosted through the boost control to a motor operatively connected to the steering system of the vehicle through switching control of a plurality of switching elements. In an electric power steering apparatus comprising:
A boosting circuit that boosts the power supply voltage through boosting control by the control means;
A first power supply path in which a vehicle ignition switch is provided;
A second power supply path branched from the power supply side of the ignition switch in the first power supply path and connected to the booster circuit;
The control means includes
When it is determined that the value of the power supply voltage has dropped below a specific threshold,
Obtaining voltage values of the first and second power supply paths;
In order to suppress a further decrease in the power supply voltage when the power supply voltage decreases based on the value of the high-select voltage that is the larger voltage value of the voltage values of the first and second power supply paths. Find the power limit of
Based on the voltage value of the second power supply path, obtain the maximum allowable power that is the maximum allowable value of the output power of the booster circuit,
In order to apply the final allowable power, which is the smaller value of the limit power and the maximum allowable power, to the motor, the boost voltage value is limited to a value smaller than normal through the boost control of the boost circuit.
Electric power steering device.
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JP6160601B2 (en) * 2014-12-02 2017-07-12 トヨタ自動車株式会社 Power system
JP6779604B2 (en) * 2015-09-30 2020-11-04 株式会社ミツバ Electric power steering device
JP7225567B2 (en) * 2018-05-22 2023-02-21 株式会社ジェイテクト angle calculator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3408642B2 (en) * 1994-10-31 2003-05-19 ユニシア ジェーケーシー ステアリングシステム株式会社 Power steering system for vehicles
JP3328595B2 (en) * 1998-12-28 2002-09-24 本田技研工業株式会社 Electric power steering device
JP4269165B2 (en) * 2004-04-12 2009-05-27 トヨタ自動車株式会社 Vehicle steering assist device
JP2007118932A (en) * 2005-09-27 2007-05-17 Nsk Ltd Electric power steering controlling device
JP5233160B2 (en) * 2007-05-11 2013-07-10 日本精工株式会社 Electric power steering device
JP2009012665A (en) * 2007-07-06 2009-01-22 Nsk Ltd Electric power steering device
JP5217653B2 (en) * 2008-06-09 2013-06-19 トヨタ自動車株式会社 Vehicle steering device

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