JP5641299B2 - Motor control device and vehicle steering device - Google Patents

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Description

この発明は、ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置、およびそれを用いた車両用操舵装置に関する。ブラシレスモータは、たとえば、車両用操舵装置の駆動源として使用可能である。車両用操舵装置の一例は、電動パワーステアリング装置である。   The present invention relates to a motor control device for driving a brushless motor and a vehicle steering device using the motor control device. The brushless motor can be used, for example, as a drive source for a vehicle steering apparatus. An example of a vehicle steering device is an electric power steering device.

ブラシレスモータを駆動制御するためのモータ制御装置は、一般に、ロータの回転角を検出するための回転角センサの出力に応じてモータ電流の供給を制御するように構成されている。回転角センサとしては、一般的には、ロータ回転角(電気角)に対応した正弦波信号および余弦波信号を出力するレゾルバが用いられる。しかし、レゾルバは、高価であり、配線数が多く、また、設置スペースも大きい。そのため、ブラシレスモータを備えた装置のコスト削減および小型化が阻害されるという課題がある。   A motor control device for driving and controlling a brushless motor is generally configured to control the supply of motor current in accordance with the output of a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the rotor. As the rotation angle sensor, a resolver that outputs a sine wave signal and a cosine wave signal corresponding to the rotor rotation angle (electrical angle) is generally used. However, the resolver is expensive, has a large number of wires, and has a large installation space. Therefore, there exists a subject that the cost reduction and size reduction of an apparatus provided with the brushless motor are inhibited.

そこで、回転角センサを用いることなくブラシレスモータを駆動するセンサレス駆動方式が提案されている。センサレス駆動方式は、ロータの回転に伴う誘起電圧を推定することによって、磁極の位相(ロータの電気角)を推定する方式である。ロータ停止時および極低速回転時には、磁極の位相を推定できないので、別の方式で磁極の位相が推定される。具体的には、ステータに対してセンシング信号を注入し、このセンシング信号に対するモータの応答が検出される。このモータ応答に基づいて、ロータ回転位置が推定される。   Therefore, a sensorless driving method for driving a brushless motor without using a rotation angle sensor has been proposed. The sensorless driving method is a method for estimating the phase of the magnetic pole (electrical angle of the rotor) by estimating the induced voltage accompanying the rotation of the rotor. Since the phase of the magnetic pole cannot be estimated when the rotor is stopped and when rotating at a very low speed, the phase of the magnetic pole is estimated by another method. Specifically, a sensing signal is injected into the stator, and a motor response to the sensing signal is detected. Based on this motor response, the rotor rotational position is estimated.

特開2007-267549号公報JP 2007-267549 Gazette

上記のセンサレス駆動方式は、誘起電圧やセンシング信号を用いてロータの回転位置を推定し、その推定によって得られた回転位置に基づいてモータを制御するものである。しかし、この駆動方式は、いずれの用途にも適しているわけではなく、たとえば、車両の舵取り機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置その他の車両用操舵装置の駆動源として用いられるブラシレスモータの制御に適用するための手法は未だ確立されていない。そのため、別の方式によるセンサレス制御の実現が望まれている。   The above sensorless driving method estimates the rotational position of the rotor using an induced voltage or a sensing signal, and controls the motor based on the rotational position obtained by the estimation. However, this drive system is not suitable for any use. For example, a brushless motor used as a drive source of an electric power steering apparatus or other vehicle steering apparatus that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle. A method for applying to control has not been established yet. Therefore, realization of sensorless control by another method is desired.

そこで、この発明の目的は、回転角センサを用いない新たな制御方式でモータを制御することができるモータ制御装置、およびこのようなモータ制御装置を備えた車両用操舵装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a motor control device that can control a motor by a new control method that does not use a rotation angle sensor, and a vehicle steering device that includes such a motor control device. .

上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、ロータ(50)と、このロータに対向するステータ(55)とを備えたモータ(3)制御するためのモータ制御装置(5)であって、制御上の回転角である制御角(θ)に従う回転座標系の軸電流値(Iγ )で前記モータを駆動する電流駆動手段(31〜36B)と、前記制御角に加算すべき加算角(α)を演算する加算角演算手段(22,23)と、所定の演算周期毎に、前記加算角演算手段によって演算された加算角を制御角の前回値に加算することによって、制御角の今回値を求める制御角演算手段(26)と、前記モータの誘起電圧を推定し、推定された誘起電圧の二乗値(Σ)を演算する誘起電圧二乗値演算手段(28,37)と、前記誘起電圧二乗値演算手段によって演算された誘起電圧二乗値に基づいて前記加算角を補正する補正手段(38,39,41,43,44,60〜64,70,71)とを含む、モータ制御装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。 The invention of claim 1, wherein for achieving the above object, a rotor (50), a motor controller for controlling the motor (3) provided with a facing stator (55) to the rotor (5) A current driving means (31-36B) for driving the motor with an axis current value (I γ * ) of a rotating coordinate system in accordance with a control angle (θ C ) which is a control rotation angle, and the control angle An addition angle calculation means (22, 23) for calculating an addition angle (α) to be added, and an addition angle calculated by the addition angle calculation means for each predetermined calculation cycle is added to the previous value of the control angle. Control angle calculation means (26) for determining the current value of the control angle, and induced voltage square value calculation means (28,) for estimating the induced voltage of the motor and calculating the square value (Σ) of the estimated induced voltage. 37) and the induced voltage square value calculation means A motor control device including correction means ( 38, 39, 41, 43, 44, 60 to 64, 70, 71) for correcting the addition angle based on the calculated induced voltage square value. The alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.

この構成によれば、制御角に従う回転座標系(γδ座標系。以下「仮想回転座標系」といい、この仮想回転座標系の座標軸を「仮想軸」という。)の軸電流値(以下「仮想軸電流値」という。)によってモータが駆動される一方で、制御角は、演算周期毎に加算角を加算することによって更新される。これにより、制御角を更新しながら、すなわち、仮想回転座標系の座標軸(仮想軸)を更新しながら、仮想軸電流値でモータを駆動することによって、必要なトルクを発生させることができる。こうして、回転角センサを用いることなく、モータから適切なトルクを発生させることができる。すなわち、ロータの磁極方向に従う回転座標系(dq座標系)の座標軸と前記仮想軸とのずれ量(負荷角)が適値に導かれることによって、適切なトルクが発生する。   According to this configuration, the axis current value (hereinafter referred to as “virtual axis”) of the rotational coordinate system (γδ coordinate system, hereinafter referred to as “virtual rotational coordinate system”, which is referred to as “virtual axis”) according to the control angle. While the motor is driven by the "shaft current value"), the control angle is updated by adding the addition angle every calculation cycle. Thus, the necessary torque can be generated by driving the motor with the virtual axis current value while updating the control angle, that is, while updating the coordinate axis (virtual axis) of the virtual rotation coordinate system. Thus, an appropriate torque can be generated from the motor without using a rotation angle sensor. That is, an appropriate torque is generated by introducing a deviation amount (load angle) between the coordinate axis of the rotating coordinate system (dq coordinate system) and the virtual axis according to the magnetic pole direction of the rotor to an appropriate value.

さらに、この発明では、モータの誘起電圧が推定され、その二乗値(誘起電圧二乗値)に基づいて、加算角に補正が加えられる。誘起電圧二乗値は、モータの回転状態(とくにロータ角速度の大きさ)を反映している。したがって、モータ誘起電圧二乗値を用いることによって、加算角に対して、モータの回転状態に応じた適切な補正を施すことができ、これにより、モータを一層適切に制御することができる。 Furthermore, in the present invention, the induced voltage of the motor is estimated, and the addition angle is corrected based on the square value (induced voltage square value). The square value of the induced voltage reflects the rotational state of the motor (particularly the magnitude of the rotor angular velocity). Therefore, by using the square value of the motor induced voltage, it is possible to appropriately correct the addition angle according to the rotation state of the motor, and thereby to more appropriately control the motor.

とくに、車両用操舵装置に用いられるモータにおいては、ロータ角速度や発生トルクが著しく変化する。そこで、誘起電圧二乗値に基づいて加算角を補正することで、車両用操舵装置の駆動源としてのモータを適切に制御することができ、操舵フィーリングを向上できる In particular, in a motor used in a vehicle steering apparatus, the rotor angular velocity and the generated torque change remarkably. Therefore, by correcting the addition angle based on the square value of the induced voltage, it is possible to appropriately control the motor as the drive source of the vehicle steering apparatus, and to improve the steering feeling .

請求項2記載の発明は、前記加算角演算手段によって演算された加算角を所定の制限値で制限する加算角制限手段(24)をさらに含み、前記補正手段は、前記誘起電圧二乗値演算手段によって演算された誘起電圧二乗値に応じて、前記加算角制限手段における前記制限値を変更することにより、実質的に前記加算角を補正するように構成されている、請求項1記載のモータ制御装置である。 The invention according to claim 2 further includes addition angle limiting means (24) for limiting the addition angle calculated by the addition angle calculation means with a predetermined limit value, wherein the correction means is the induced voltage square value calculation means. 2. The motor control according to claim 1 , wherein the addition angle is substantially corrected by changing the limit value in the addition angle limiting means according to the square value of the induced voltage calculated by Device.

加算角に適切な制限を加えることによって、実際のロータの回転に比して過大な加算角が制御角に加算されることを抑制できる。これにより、適切にモータを制御することができる。さらに、この発明では、誘起電圧二乗値に基づいて制限値が変更される。前述のとおり、誘起電圧二乗値はロータ角速度に対応している。また、加算角は制御周期間における制御角の変化量であるから、回転座標系の角速度に対応している。したがって、誘起電圧二乗値に応じて制限値を補正することによって、ロータ角速度に応じて加算角を制限できる。これにより、より一層適切なモータ制御が可能になる。By adding an appropriate limit to the addition angle, it is possible to suppress an excessive addition angle from being added to the control angle as compared to the actual rotation of the rotor. Thereby, a motor can be controlled appropriately. Further, in the present invention, the limit value is changed based on the induced voltage square value. As described above, the induced voltage square value corresponds to the rotor angular velocity. Further, since the addition angle is a change amount of the control angle during the control cycle, it corresponds to the angular velocity of the rotating coordinate system. Therefore, by correcting the limit value according to the induced voltage square value, the addition angle can be limited according to the rotor angular velocity. This makes it possible to perform more appropriate motor control.
前記制限値は、たとえば、次式によって定められた上限値以下の範囲で定められることが好ましい。ただし、次式における「最大ロータ角速度」とは、電気角でのロータ角速度の最大値である。The limit value is preferably determined in a range equal to or less than an upper limit value determined by the following equation, for example. However, the “maximum rotor angular velocity” in the following equation is the maximum value of the rotor angular velocity in electrical angle.
制限値の上限値=最大ロータ角速度×演算周期Upper limit value = Maximum rotor angular speed x Calculation cycle
たとえば、モータの回転を所定の減速比の減速機構を介して車両用操舵装置の操舵軸に伝達している場合には、最大ロータ角速度は、最大操舵角速度(操舵軸の最大回転角速度)×減速比×極対数で与えられる。「極対数」とは、ロータが有する磁極対(N極とS極との対)の数である。For example, when the rotation of the motor is transmitted to the steering shaft of the vehicle steering device via a speed reduction mechanism with a predetermined reduction ratio, the maximum rotor angular velocity is the maximum steering angular velocity (maximum rotational angular velocity of the steering shaft) × deceleration It is given as ratio x number of pole pairs. The “number of pole pairs” is the number of magnetic pole pairs (pairs of N poles and S poles) that the rotor has.

請求項3記載の発明は、前記補正手段は、前記加算角制限手段によって制限された後の加算角に前記誘起電圧二乗値に応じたゲインを乗算することにより、前記加算角を補正する手段を含む、請求項記載のモータ制御装置である。
この構成では、誘起電圧二乗値に応じて制限値を補正することによって、ロータ角速度に応じて加算角を制限できる。さらに、加算角制限手段によって制限された後の加算角に前記誘起電圧二乗値に応じたゲインを乗算することによって、ロータ角速度に応じて加算角を補正できる。したがって、より適切なモータ制御が可能になる。
According to a third aspect of the invention, the correction means corrects the addition angle by multiplying the addition angle after being limited by the addition angle limiting means by a gain corresponding to the square value of the induced voltage. It is a motor control device of Claim 2 containing .
In this configuration, the addition angle can be limited according to the rotor angular velocity by correcting the limit value according to the square value of the induced voltage. Furthermore, the addition angle can be corrected according to the rotor angular velocity by multiplying the addition angle after being limited by the addition angle limiting means by a gain corresponding to the square value of the induced voltage. Therefore, more appropriate motor control becomes possible.

請求項4記載の発明は、前記補正手段は、前記加算角演算手段によって演算された加算角に前記誘起電圧二乗値に応じたゲインを乗算することにより、前記加算角を補正するように構成されている、請求項記載のモータ制御装置である。この構成では、誘起電圧二乗値に応じたゲインが加算角に乗じられることによって、加算角が補正される。したがって、前制御周期の制御角に今制御周期の加算角を加算して得られる今制御周期の制御角が、実質的に、誘起電圧二乗値に応じた補正を受けることになる。誘起電圧二乗値はロータ角速度に対応した値を有するので、結果的に、ロータ角速度に応じて制御角を補正できることになる。これにより、ロータ角速度に応じて制御角を適切に補正できる。
具体的には、誘起電圧二乗値が小さいほど小さくなる特性のゲインを加算角に乗じてもよい。これにより、ロータ角速度が遅い低速領域ほど加算角の絶対値が抑制されるので、駆動対象に与えられるモータトルクが小さくなる。たとえば、車両の舵取り機構に操舵補助力を与えるモータを制御する場合には、ステアリングホイール等の操作部材の操作初期における操舵補助力(アシストトルク)が抑制される。これにより、ステアリングホイール等を切り始めたときに良好な手応え感が得られる。
逆に、誘起電圧二乗値が大きいほど小さくなる特性のゲインを加算角に乗じてもよい。これにより、ロータ角速度が大きい高速領域ほど加算角が抑制されるので、駆動対象に与えられるモータトルクが小さくなる。たとえば、車両の舵取り機構に操舵補助力を与えるモータを制御する場合には、ステアリングホイール等の操作部材の操作速度が大きくなるほど操舵補助力が抑制される。これにより、いわゆるダンピング制御を行うことができ、ふらつき感を抑制できる。
The correction means may be configured to correct the addition angle by multiplying the addition angle calculated by the addition angle calculation means by a gain corresponding to the square value of the induced voltage. and it has a motor control device according to claim 1. In this configuration, the addition angle is corrected by multiplying the addition angle by a gain corresponding to the induced voltage square value. Therefore, the control angle of the current control cycle obtained by adding the addition angle of the current control cycle to the control angle of the previous control cycle is substantially corrected according to the square value of the induced voltage. Since the induced voltage square value has a value corresponding to the rotor angular velocity, the control angle can be corrected according to the rotor angular velocity. Thereby, the control angle can be appropriately corrected according to the rotor angular velocity.
Specifically, the addition angle may be multiplied by a gain that decreases as the induced voltage square value decreases. As a result, the absolute value of the addition angle is suppressed in a low speed region where the rotor angular speed is low, so that the motor torque applied to the drive target is reduced. For example, when controlling a motor that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle, a steering assist force (assist torque) at the initial operation of an operation member such as a steering wheel is suppressed. Thereby, when the steering wheel or the like is started, a good feeling of response can be obtained.
Conversely, a gain having a characteristic that becomes smaller as the induced voltage square value is larger may be multiplied by the addition angle. Accordingly, the addition angle is suppressed in the high speed region where the rotor angular velocity is large, and thus the motor torque applied to the drive target is reduced. For example, when controlling a motor that applies a steering assist force to the steering mechanism of the vehicle, the steering assist force is suppressed as the operation speed of an operation member such as a steering wheel increases. Thereby, what is called damping control can be performed and a feeling of wobbling can be suppressed.

請求項5記載の発明は、前記補正手段は、前記誘起電圧二乗値に応じてインターバル時間を設定し、前記加算角を低減補正する補正処理を前記インターバル時間が経過する度に所定時間実行するように構成されている、請求項記載のモータ制御装置である。
前記加算角の低減補正は、加算角に対して低減ゲイン(G α :0以上1未満の値)を乗じて加算角を補正することによって行われてもよい。誘起電圧二乗値が大きいほどインターバル時間を長く設定してもよい。これにより、誘起電圧二乗値が小さいほど低減ゲインの影響が大きくなるから、ロータ角速度が小さいときに、モータトルクを低減することができる。たとえば、モータの駆動対象の負荷トルクに対して、モータトルクと、モータトルク以外のトルク(外部入力トルク)とで対抗する場合には、モータトルクを低減することによって、外部入力トルクによる負担分が大きくなる。したがって、ロータ角速度が小さいときに外部入力トルクを大きくできる。たとえば、車両の舵取り機構に操舵補助力を与えるモータを制御する場合には、ステアリングホイール等の操作部材の操作初期における操舵補助力(アシストトルク)が抑制されることになる。これにより、ステアリングホイール等を切り始めたときに良好な手応え感が得られる。すなわち、ステアリング操作の速さに応じた適切な手応え感を実現できる。
According to a fifth aspect of the present invention, the correction means sets an interval time according to the square value of the induced voltage, and executes correction processing for reducing and correcting the addition angle for a predetermined time each time the interval time elapses. it is configured, a motor control device according to claim 1.
The addition angle reduction correction may be performed by correcting the addition angle by multiplying the addition angle by a reduction gain (G α : 0 or more and less than 1). The interval time may be set longer as the induced voltage square value is larger. As a result, the smaller the induced voltage square value, the greater the influence of the reduction gain. Therefore, when the rotor angular speed is small, the motor torque can be reduced. For example, when the motor torque and the torque other than the motor torque (external input torque) are opposed to the load torque to be driven by the motor, the burden due to the external input torque is reduced by reducing the motor torque. growing. Therefore, the external input torque can be increased when the rotor angular speed is low. For example, when controlling a motor that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle, a steering assist force (assist torque) at the initial operation of an operation member such as a steering wheel is suppressed. Thereby, when the steering wheel or the like is started, a good feeling of response can be obtained. That is, it is possible to realize an appropriate response feeling according to the speed of the steering operation.

請求項6記載の発明は、前記補正手段は、前記誘起電圧二乗値が第1所定値(C th1 )以上になると前記制限値を第1制限値に変更するように構成されている、請求項2または3記載のモータ制御装置である According to a sixth aspect of the present invention, the correction means is configured to change the limit value to a first limit value when the induced voltage square value is equal to or greater than a first predetermined value (C th1 ). The motor control device according to 2 or 3 .

請求項7記載の発明は、前記補正手段は、前記誘起電圧二乗値が第1所定値(C th1 )以上の状態が所定時間以上継続したときに前記制限値を第1制限値に変更するように構成されている、請求項2または3記載のモータ制御装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, the correction means changes the limit value to the first limit value when a state where the induced voltage square value is equal to or greater than a first predetermined value (C th1 ) continues for a predetermined time or longer. The motor control device according to claim 2 , wherein the motor control device is configured as follows.

求項8記載の発明は、前記補正手段は、前記誘起電圧二乗値が前記第1所定値よりも小さい第2所定値(C th2 )以下になると前記制限値を第2制限値に変更するように構成されている、請求項6または7記載のモータ制御装置である Invention Motomeko 8 wherein, said correction means changes the induced voltage square value and the second predetermined value smaller than the first predetermined value (C th2) and falls below the limit value to the second limit value It is a motor control apparatus of Claim 6 or 7 comprised as follows .

請求項9記載の発明は、ロータ(50)と、このロータに対向するステータ(55)とを備え、車両の舵取り機構(2)に駆動力を付与するためのモータ(3)を制御するためのモータ制御装置(5)であって、制御上の回転角である制御角(θ )に従う回転座標系の軸電流値(I γ )で前記モータを駆動する電流駆動手段(31〜36B)と、所定の演算周期毎に、制御角の前回値に加算角(α)を加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段(26)と、前記車両の操向のために操作される操作部材(10)に加えられる、操舵トルクを検出するための操舵トルク検出手段(1)と、操舵トルクの指示値である指示操舵トルクを設定する指示操舵トルク設定手段(21)と、前記操舵トルク検出手段によって検出される検出操舵トルクと、前記指示操舵トルク設定手段によって設定される指示操舵トルクとを用いて前記加算角を演算する加算角演算手段(22,23)と、前記モータの誘起電圧を推定し、推定された誘起電圧の二乗値(Σ)を演算する誘起電圧二乗値演算手段(28,37)と、前記誘起電圧二乗値が所定値(L th )以上のときには、前記電動モータのロータ角変位に応じたダンピングトルク指令値を生成し、前記指示操舵トルク設定手段によって設定された指示操舵トルクに前記ダンピングトルク指令値を加算することにより前記指示操舵トルクを補正することにより、実質的に前記加算角を補正する第1補正手段(60,61,62,63)と、前記誘起電圧二乗値が所定値未満のときには、前記誘起電圧二乗値に応じた加算角ゲインを生成し、当該加算角ゲインを加算角に乗算することにより、前記加算角を補正する第2補正手段(44,60,64)とを含む、モータ制御装置である。
この構成により、誘起電圧二乗値の大小に応じて、2種類の態様で加算角を補正できる。誘起電圧二乗値はロータ角速度に対応しているので、誘起電圧二乗値の大小に応じて加算角の補正態様を変更することにより、ロータ角速度に応じて適切な態様を選択して加算角を補正できる。これにより、一層適切なモータ制御が可能となる。
たとえば、誘起電圧二乗値が充分に大きいときには、推定誘起電圧から精度の高いロータ角変位を演算することができる。そこで、ロータ角変位を用いることによって、加算角を適切に補正することができる。一方、誘起電圧二乗値が小さいときには、推定誘起電圧を用いて求められるロータ角変位の精度は低い。そこで、このような場合には、誘起電圧二乗値に応じた加算角ゲインを乗じることによって加算角を補正できる。
The invention according to claim 9 includes a rotor (50) and a stator (55) facing the rotor, and controls a motor (3) for applying a driving force to the steering mechanism (2) of the vehicle. Current control means (31-36B) for driving the motor with an axial current value (I γ * ) of a rotating coordinate system according to a control angle (θ C ) which is a control rotation angle. ), And control angle calculation means (26) for obtaining the current value of the control angle by adding the addition angle (α) to the previous value of the control angle for each predetermined calculation cycle, and for steering the vehicle Steering torque detection means (1) for detecting steering torque applied to the operating member (10) to be operated, instruction steering torque setting means (21) for setting instruction steering torque that is an instruction value of steering torque, Detected by the steering torque detecting means Using the detected steering torque and the command steering torque set by the command steering torque setting unit, the angle calculation means (22, 23) for calculating the addition angle, and the induced voltage of the motor is estimated and estimated Induced voltage square value calculation means (28, 37) for calculating the square value (Σ) of the induced voltage, and when the induced voltage square value is equal to or greater than a predetermined value (L th ), the rotor angular displacement of the electric motor is A corresponding damping torque command value is generated, and the command steering torque is corrected by adding the damping torque command value to the command steering torque set by the command steering torque setting means. And a first correction means (60, 61, 62, 63) for correcting, and when the induced voltage square value is less than a predetermined value, an addition angle corresponding to the induced voltage square value It generates in, by multiplying the addition angle gain for the addition angle, and a second correction means for correcting (44,60,64) the addition angle, a motor control device.
With this configuration, the addition angle can be corrected in two types according to the magnitude of the induced voltage square value. Since the induced voltage square value corresponds to the rotor angular speed, the addition angle is corrected by selecting the appropriate mode according to the rotor angular speed by changing the correction mode of the added angle according to the magnitude of the induced voltage square value. it can. Thereby, more appropriate motor control becomes possible.
For example, when the induced voltage square value is sufficiently large, a highly accurate rotor angular displacement can be calculated from the estimated induced voltage. Therefore, the addition angle can be appropriately corrected by using the rotor angular displacement. On the other hand, when the induced voltage square value is small, the accuracy of the rotor angular displacement obtained using the estimated induced voltage is low. In such a case, the addition angle can be corrected by multiplying the addition angle gain corresponding to the square value of the induced voltage.

請求項10記載の発明は、ロータ(50)と、このロータに対向するステータ(55)とを備え、車両の舵取り機構(2)に駆動力を付与するためのモータ(3)を制御するためのモータ制御装置(5)であって、制御上の回転角である制御角(θThe invention according to claim 10 includes a rotor (50) and a stator (55) facing the rotor, and controls a motor (3) for applying a driving force to the steering mechanism (2) of the vehicle. Motor control device (5), which is a control angle (θ C )に従う回転座標系の軸電流値(I) Axis current value (I γγ * )で前記モータを駆動する電流駆動手段(31〜36B)と、所定の演算周期毎に、制御角の前回値に加算角を加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段(26)と、前記車両の操向のために操作される操作部材(10)に加えられる、操舵トルクを検出するための操舵トルク検出手段(1)と、操舵トルクの指示値である指示操舵トルクを設定する指示操舵トルク設定手段(21)と、前記操舵トルク検出手段によって検出される検出操舵トルクと、前記指示操舵トルク設定手段によって設定される指示操舵トルクとを用いて前記加算角を演算する加算角演算手段(22,23)と、前記モータの誘起電圧を推定し、推定された誘起電圧の二乗値(Σ)を演算する誘起電圧二乗値演算手段(28,37)と、保舵状態であるか否かを判定する保舵状態判定手段(27)と、前記操舵トルクの絶対値が所定のトルク閾値(E) And current angle control means (26 to 36B) for driving the motor, and control angle calculation means (26) for obtaining the current value of the control angle by adding the addition angle to the previous value of the control angle at every predetermined calculation cycle. ), A steering torque detecting means (1) for detecting a steering torque, which is applied to the operation member (10) operated for steering the vehicle, and an instruction steering torque which is an instruction value of the steering torque. Addition for calculating the addition angle using the instruction steering torque setting means (21) to be set, the detected steering torque detected by the steering torque detection means, and the instruction steering torque set by the instruction steering torque setting means An angle calculating means (22, 23), an induced voltage square value calculating means (28, 37) for estimating the induced voltage of the motor and calculating a square value (Σ) of the estimated induced voltage; The holding steering state determining means determines whether Luke (27), the absolute value of the predetermined torque threshold value of the steering torque (E th1th1 )を超えておりかつ前記誘起電圧二乗値が所定値(F) And the square of the induced voltage is a predetermined value (F thth )以下である状態が所定時間以上継続しているときにおいて、前記保舵状態判定手段によって保舵状態であると判定されているときには、前記加算角を低減補正する補正手段(44)とを含む、モータ制御装置である。And a correction means (44) for reducing and correcting the addition angle when the steering state determination means determines that the steering state is maintained when the following state continues for a predetermined time or more. The motor control device.
この構成では、ステアリングホイール等の操作部材を保持する保舵時において、モータトルクによって舵取り機構の変位が抑制されるので、運転者の操舵負担を低減できる。In this configuration, the displacement of the steering mechanism is suppressed by the motor torque at the time of steering to hold the operation member such as the steering wheel, so that the driver's steering burden can be reduced.

前記請求項1〜請求項8記載のモータ制御装置は、モータによって駆動される駆動対象(2)に加えられる、モータトルク以外のトルク(T)を検出するためのトルク検出手段(1)と、前記駆動対象に作用させるべき指示トルク(T:モータトルク以外のトルクの指示値)を設定する指示トルク設定手段(21)とをさらに備えていてもよい
前記加算角演算手段は、たとえば、トルク検出手段によって検出される検出トルク(請求項9または10記載のモータ制御装置では操舵トルク検出手段によって検出される検出操舵トルク。以下、同様。)指示トルク(請求項9または10記載のモータ制御装置では指示操舵トルク設定手段によって設定される指示操舵トルク。以下、同様。)に一致させるべく、加算角を演算するように動作する。これにより、指示トルクに応じたトルク(モータトルク以外のトルク)が駆動対象に加えられる状態となるように、モータトルクが制御される。モータトルクは、ロータの磁極方向に従う回転座標系(dq座標系)の座標軸と前記仮想軸とのずれ量である負荷角に対応する。負荷角は、制御角とロータ角との差で表される。モータトルクの制御は、負荷角を調整することによって達成され、この負荷角の調整が加算角を制御することによって達成される。
The motor control device according to any one of claims 1 to 8 includes a torque detection means (1) for detecting a torque (T) other than the motor torque, which is applied to the drive target (2) driven by the motor. Instruction torque setting means (21) for setting instruction torque (T * : instruction value of torque other than motor torque) to be applied to the drive target may be further provided .
The addition angle calculation means, for example, is the detected torque detected by the torque detecting means (detected steering torque by the motor controller according to claim 9 or 10, wherein is detected by the steering torque detection means. Hereinafter the same.) The instruction The motor operates to calculate an addition angle so as to coincide with the torque (the command steering torque set by the command steering torque setting means in the motor control device according to claim 9 or 10; the same applies hereinafter) . As a result, the motor torque is controlled such that a torque (torque other than the motor torque) corresponding to the command torque is applied to the drive target. The motor torque corresponds to a load angle that is a deviation amount between the coordinate axis of the rotating coordinate system (dq coordinate system) according to the magnetic pole direction of the rotor and the virtual axis. The load angle is represented by the difference between the control angle and the rotor angle. Control of the motor torque is achieved by adjusting the load angle, and this adjustment of the load angle is achieved by controlling the addition angle.

一方、指示トルクと検出トルクとが比較され、その比較結果に応じて、加算角が増減される。これにより、たとえば、指示トルクと検出トルクとの大小関係に合致しない加算角が演算された場合に、このような加算角を妥当な値に補正することができる。
前記モータ制御装置は、モータの誘起電圧を推定し、推定された誘起電圧に基づいて、前記演算周期当たりの前記ロータの角変位(ロータ角速度相当値)を演算する角変位演算手段(30)をさらに含んでいてもよい。この場合に、前記補正手段は、前記角変位演算手段によって演算された角変位に基づいて定められる所定範囲内の値となるように前記加算角を補正する加算角補正手段(41)を含んでいてもよい。
On the other hand, the command torque and the detected torque are compared, and the addition angle is increased or decreased according to the comparison result. Thereby, for example, when an addition angle that does not match the magnitude relationship between the command torque and the detected torque is calculated, such an addition angle can be corrected to an appropriate value.
The motor control device estimates an induced voltage of the motor, and based on the estimated induced voltage, angular displacement calculating means (30) for calculating the angular displacement of the rotor per rotor cycle (equivalent value of the rotor angular velocity). Further, it may be included. In this case, the correction means includes addition angle correction means (41) for correcting the addition angle so as to be a value within a predetermined range determined based on the angular displacement calculated by the angular displacement calculation means. May be.

制御角は、演算周期間で加算角だけ変化する。つまり、演算周期当たりの制御角の変化は加算角に等しい。加算角が演算周期当たりのロータの角変位よりも大きいとき、負荷角が増加する。したがって、負荷角とモータトルクとに正の相関がある場合、負荷角の増加に応じてモータトルクが増加する。また、負荷角とモータトルクとに負の相関がある場合には、負荷角の増加に応じてモータトルクが減少する。このように、負荷角とモータトルクとの間には相関関係がある。   The control angle changes by the addition angle between calculation cycles. That is, the change in the control angle per calculation cycle is equal to the addition angle. When the addition angle is larger than the angular displacement of the rotor per calculation cycle, the load angle increases. Therefore, when there is a positive correlation between the load angle and the motor torque, the motor torque increases as the load angle increases. Further, when there is a negative correlation between the load angle and the motor torque, the motor torque decreases as the load angle increases. Thus, there is a correlation between the load angle and the motor torque.

駆動対象に対して全体として或るトルクを作用させるべき場合(たとえば、モータトルクによって不足のトルクが補われる場合)、モータトルクが増加することによって、駆動対象に加えられるモータトルク以外のトルクが減少するので、検出トルクが減少することになる。一方、モータトルクが減少すれば、駆動対象に加えられるモータトルク以外のトルクが増加するので、検出トルクが増加することになる。したがって、指示トルクと検出トルクとの大小関係と、演算周期当たりのロータ角変位と加算角との大小関係とが適切であれば、検出トルクを指示トルクへと近づけることができる。そこで、加算角補正手段は、検出トルクが指示トルクとの比較結果に応じて、ロータの角変位に基づいて定められる所定範囲の値となるように加算角を補正する。   When a certain torque is to be applied to the drive target as a whole (for example, when the insufficient torque is compensated for by the motor torque), the torque other than the motor torque applied to the drive target decreases as the motor torque increases. Therefore, the detected torque is reduced. On the other hand, if the motor torque decreases, the torque other than the motor torque applied to the drive target increases, so the detected torque increases. Therefore, if the magnitude relationship between the command torque and the detected torque and the magnitude relationship between the rotor angular displacement per calculation cycle and the addition angle are appropriate, the detected torque can be brought close to the command torque. Therefore, the addition angle correction means corrects the addition angle so that the detected torque becomes a value within a predetermined range determined based on the angular displacement of the rotor according to the comparison result with the command torque.

より具体的には、負荷角とモータトルクとに正の相関がある場合、前記加算角補正手段は、前記検出トルクが前記指示トルクよりも大きいときには、前記加算角を前記角変位演算手段によって演算された角変位以上の値に補正し、前記検出トルクが前記指示トルクよりも小さいときには、前記加算角を前記角変位演算手段によって演算された角変位以下の値に補正することが好ましい。   More specifically, when there is a positive correlation between the load angle and the motor torque, the addition angle correction means calculates the addition angle by the angular displacement calculation means when the detected torque is larger than the command torque. When the detected torque is smaller than the indicated torque, the added angle is preferably corrected to a value equal to or smaller than the angular displacement calculated by the angular displacement calculating means.

負荷角とモータトルクとに正の相関がある場合には、検出トルクが指示トルクよりも大きい場合には、演算周期当たりのロータ角変位よりも加算角が大きければ、検出トルクを指示トルクへと近づけることができる。そこで、加算角補正手段は、検出トルクが指示トルクよりも大きい場合において、加算角が演算周期当たりのロータ角変位よりも小さいときには、加算角を演算周期当たりのロータ角変位以上の値に補正する。また、検出トルクが指示トルクよりも小さい場合には、演算周期当たりのロータ角変位よりも加算角が小さければ、検出トルクを指示トルクへと近づけることができる。そこで、加算角補正手段は、検出トルクが指示トルクよりも小さい場合において、加算角が演算周期当たりのロータ角変位よりも大きいときには、加算角を演算周期当たりのロータ角変位以下の値に補正する。   When there is a positive correlation between the load angle and the motor torque, if the detected torque is greater than the command torque, the detected torque is converted to the command torque if the addition angle is greater than the rotor angular displacement per calculation cycle. You can get closer. Therefore, the addition angle correction means corrects the addition angle to a value greater than or equal to the rotor angular displacement per calculation cycle when the detected torque is larger than the command torque and the addition angle is smaller than the rotor angular displacement per calculation cycle. . When the detected torque is smaller than the command torque, the detected torque can be brought close to the command torque if the addition angle is smaller than the rotor angular displacement per calculation cycle. Therefore, the addition angle correction means corrects the addition angle to a value less than or equal to the rotor angular displacement per calculation cycle when the detected torque is smaller than the command torque and the addition angle is larger than the rotor angular displacement per calculation cycle. .

このようにして、検出トルクと指示トルクとの大小関係に応じて、加算角を妥当な値に補正することができるので、検出トルクを指示トルクに近づけるように、妥当な制御を行うことができる。
また、負荷角とモータトルクとに正の相関がある場合に、検出トルクが指示トルクよりも大きいときに、演算周期当たりのロータ角変位よりも加算角が過度に大きいと、加算角を適値に収束させるのに時間がかかる。また、検出トルクが指示トルクよりも小さいときに、演算周期当たりのロータ角変位よりも加算角が過度に小さいと、加算角を適値に収束させるのに時間がかかる。そこで、前記加算角補正手段は、前記検出トルクが前記指示トルクよりも大きいときには、前記加算角を前記角変位演算手段によって演算された角変位よりも所定の変化制限値だけ大きい値以下の値に補正し、前記検出トルクが前記指示トルクよりも小さいときには、前記加算角を前記角変位演算手段によって演算された角変位よりも所定の変化制限値だけ小さい値以上の値に補正することが好ましい。これにより、加算角が適値に収束しやすくなるので、制御の安定化を図ることができ、制御異常が生じたときでも正常状態への復帰を効果的に促すことができる。とくに、加算角の下限および上限の両方を演算周期当たりの角変位に応じて定めるようにすれば、一層妥当な制御を実現できる。
In this way, since the addition angle can be corrected to an appropriate value in accordance with the magnitude relationship between the detected torque and the command torque, it is possible to perform appropriate control so that the detected torque approaches the command torque. .
Also, when there is a positive correlation between the load angle and the motor torque, when the detected torque is larger than the command torque and the added angle is excessively larger than the rotor angular displacement per calculation cycle, the added angle is set to an appropriate value. It takes time to converge. Further, when the detected torque is smaller than the command torque, if the added angle is excessively smaller than the rotor angular displacement per calculation cycle, it takes time to converge the added angle to an appropriate value. Therefore, when the detected torque is greater than the command torque, the addition angle correction means reduces the addition angle to a value that is equal to or less than a value that is larger than the angular displacement calculated by the angular displacement calculation means by a predetermined change limit value. When the detected torque is smaller than the command torque, it is preferable that the added angle is corrected to a value equal to or greater than a value smaller than the angular displacement calculated by the angular displacement calculating means by a predetermined change limit value. As a result, the addition angle easily converges to an appropriate value, so that the control can be stabilized and the return to the normal state can be effectively promoted even when a control abnormality occurs. In particular, if both the lower limit and the upper limit of the addition angle are determined according to the angular displacement per calculation cycle, more appropriate control can be realized.

一方、負荷角とモータトルクとに負の相関がある場合、前記加算角補正手段は、前記検出トルクが前記指示トルクよりも小さいときには、前記加算角を前記角変位演算手段によって演算された角変位以上の値に補正し、前記検出トルクが前記指示トルクよりも大きいときには、前記加算角を前記角変位演算手段によって演算された角変位以下の値に補正することが好ましい。   On the other hand, when there is a negative correlation between the load angle and the motor torque, the addition angle correction means calculates the angular displacement calculated by the angular displacement calculation means when the detected torque is smaller than the command torque. When the detected torque is larger than the command torque, the added angle is preferably corrected to a value equal to or smaller than the angular displacement calculated by the angular displacement calculating means.

負荷角とモータトルクとに負の相関がある場合には、検出トルクが指示トルクよりも小さい場合に、演算周期当たりのロータ角変位よりも加算角が大きければ、検出トルクを指示トルクへと近づけることができる。そこで、加算角補正手段は、検出トルクが指示トルクよりも小さい場合において、加算角が演算周期当たりのロータ角変位よりも小さいときには、加算角を演算周期当たりのロータ角変位以上の値に補正する。また、検出トルクが指示トルクよりも大きい場合に、演算周期当たりのロータ角変位よりも加算角が小さければ、検出トルクを指示トルクへと近づけることができる。そこで、加算角補正手段は、検出トルクが指示トルクよりも大きい場合において、加算角が演算周期当たりのロータ角変位よりも大きいときには、加算角を演算周期当たりのロータ角変位以下の値に補正する。   When there is a negative correlation between the load angle and the motor torque, when the detected torque is smaller than the command torque, the detected torque is brought closer to the command torque if the addition angle is larger than the rotor angular displacement per calculation cycle. be able to. Therefore, the addition angle correction means corrects the addition angle to a value greater than or equal to the rotor angular displacement per calculation cycle when the detected torque is smaller than the command torque and the addition angle is smaller than the rotor angular displacement per calculation cycle. . Further, when the detected torque is larger than the command torque, the detected torque can be brought close to the command torque if the addition angle is smaller than the rotor angular displacement per calculation cycle. Therefore, the addition angle correction means corrects the addition angle to a value equal to or less than the rotor angular displacement per calculation period when the detected torque is larger than the command torque and the addition angle is larger than the rotor angular displacement per calculation period. .

このようにして、検出トルクと指示トルクとの大小関係に応じて、加算角を妥当な値に補正することができるので、検出トルクを指示トルクに近づけるように、妥当な制御を行うことができる。
また、負荷角とモータトルクとに負の相関がある場合に、検出トルクが指示トルクよりも小さいときに、演算周期当たりのロータ角変位よりも加算角が過度に大きいと、加算角を適値に収束させるのに時間がかかる。また、検出トルクが指示トルクよりも大きいときに、演算周期当たりのロータ角変位よりも加算角が過度に小さいと、加算角を適値に収束させるのに時間がかかる。そこで、前記加算角補正手段は、前記検出トルクが前記指示トルクよりも小さいときには、前記加算角を前記角変位演算手段によって演算された角変位よりも所定の変化制限値だけ大きい値以下の値に補正し、前記検出トルクが前記指示トルクよりも大きいときには、前記加算角を前記角変位演算手段によって演算された角変位よりも所定の変化制限値だけ小さい値以上の値に補正することが好ましい。これにより、加算角が適値に収束しやすくなるので、制御の安定化を図ることができ、制御異常が生じたときでも正常状態への復帰を効果的に促すことができる。とくに、加算角の下限および上限の両方を演算周期当たりの角変位に応じて定めることにより、一層妥当な制御を実現できる。
In this way, since the addition angle can be corrected to an appropriate value in accordance with the magnitude relationship between the detected torque and the command torque, it is possible to perform appropriate control so that the detected torque approaches the command torque. .
Also, when there is a negative correlation between the load angle and the motor torque, when the detected torque is smaller than the command torque and the added angle is excessively larger than the rotor angular displacement per calculation cycle, the added angle is set to an appropriate value. It takes time to converge. Further, when the detected torque is larger than the command torque, if the addition angle is excessively smaller than the rotor angular displacement per calculation cycle, it takes time to converge the addition angle to an appropriate value. Therefore, when the detected torque is smaller than the command torque, the addition angle correction means reduces the addition angle to a value equal to or smaller than a value larger than the angular displacement calculated by the angular displacement calculation means by a predetermined change limit value. When the detected torque is larger than the command torque, it is preferable that the added angle is corrected to a value equal to or larger than a value smaller than the angular displacement calculated by the angular displacement calculating means by a predetermined change limit value. As a result, the addition angle easily converges to an appropriate value, so that the control can be stabilized and the return to the normal state can be effectively promoted even when a control abnormality occurs. In particular, more appropriate control can be realized by determining both the lower limit and the upper limit of the addition angle according to the angular displacement per calculation cycle.

前記加算角演算手段は、前記検出トルクを前記指示トルクに近づけるように前記加算角を演算するフィードバック制御手段(22,23)を含むものであってもよい。
請求項1記載の発明は、車両の舵取り機構(2)に駆動力を付与するモータ(3)と、前記モータを制御するための、請求項1〜10のいずれか一項に記載のモータ制御装置(5)とを含む、車両用操舵装置である。この構成によれば、誘起電圧二乗値に応じてモータ制御のための加算角を適切に補正することができるので、車両用操舵装置の操舵性能を向上できる。
The addition angle calculation means may include feedback control means (22, 23) for calculating the addition angle so that the detected torque approaches the command torque.
Claim 1 1 the described invention, a motor (3) for applying a driving force to the vehicle steering mechanism (2), for controlling the motor, the motor according to any one of claims 1-10 It is a steering device for vehicles including a control device (5). According to this configuration, the addition angle for motor control can be appropriately corrected according to the square value of the induced voltage, so that the steering performance of the vehicle steering apparatus can be improved.

この場合に、前記トルク検出手段は、前記車両の操向のために操作される操作部材(10)に加えられる操舵トルク(モータトルク以外の外部入力トルクの一例)を検出するものであってもよい。また、前記指示トルク設定手段は、操舵トルクの目標値としての指示操舵トルクを設定するものであってもよい。そして、前記加算角演算手段は、前記指示トルク設定手段によって設定される指示操舵トルクと前記トルク検出手段によって検出される操舵トルクとの偏差に応じて前記加算角を演算するものであってもよい。   In this case, the torque detection means may detect a steering torque (an example of an external input torque other than the motor torque) applied to the operation member (10) operated for steering the vehicle. Good. The command torque setting means may set command steering torque as a target value of steering torque. The addition angle calculation means may calculate the addition angle in accordance with a deviation between the instruction steering torque set by the instruction torque setting means and the steering torque detected by the torque detection means. .

この構成によれば、指示操舵トルクが設定され、この指示操舵トルクと操舵トルク(検出値)との偏差に応じて前記加算角が演算される。これにより、操舵トルクが当該指示操舵トルクとなるように加算角が定められ、それに応じた制御角が定められることになる。したがって、指示操舵トルクを適切に定めておくことによって、モータから適切な駆動力を発生させて、これを舵取り機構に付与することができる。すなわち、ロータの磁極方向に従う回転座標系(dq座標系)の座標軸と前記仮想軸とのずれ量(負荷角)が指示操舵トルクに応じた値に導かれる。その結果、適切なトルクがモータから発生され、運転者の操舵意図に応じた駆動力を舵取り機構に付与できる。   According to this configuration, the command steering torque is set, and the addition angle is calculated according to the deviation between the command steering torque and the steering torque (detected value). Thus, the addition angle is determined so that the steering torque becomes the command steering torque, and the control angle corresponding to the addition angle is determined. Therefore, by appropriately determining the instruction steering torque, it is possible to generate an appropriate driving force from the motor and apply it to the steering mechanism. That is, the deviation (load angle) between the coordinate axis of the rotating coordinate system (dq coordinate system) and the virtual axis according to the magnetic pole direction of the rotor is led to a value corresponding to the command steering torque. As a result, an appropriate torque is generated from the motor, and a driving force according to the driver's steering intention can be applied to the steering mechanism.

前記モータ制御装置は、前記操作部材の操舵角を検出する操舵角検出手段(4)をさらに含み、前記指示トルク設定手段は、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角に応じて指示操舵トルクを設定するものであることが好ましい。この構成によれば、操作部材の操舵角に応じて指示操舵トルクが設定されるので、操舵角に応じた適切なトルクをモータから発生させることができ、運転者が操作部材に加える操舵トルクを操舵角に応じた値へと導くことができる。これにより、良好な操舵感を得ることができる。   The motor control device further includes a steering angle detection means (4) for detecting a steering angle of the operation member, and the instruction torque setting means is an instruction steering torque according to a steering angle detected by the steering angle detection means. Is preferably set. According to this configuration, since the instruction steering torque is set according to the steering angle of the operation member, an appropriate torque according to the steering angle can be generated from the motor, and the steering torque applied to the operation member by the driver can be increased. The value can be derived according to the steering angle. Thereby, a favorable steering feeling can be obtained.

前記指示トルク設定手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段(6)によって検出される当該車速に応じて指示操舵トルクを設定するものであってもよい。この構成によれば、車速に応じて指示操舵トルクが設定されるので、いわゆる車速感応制御を行うことができる。その結果、良好な操舵感を実現できる。たとえば、車速が大きいほど、すなわち、高速走行時ほど指示操舵トルクを小さく設定することより、すぐれた操舵感が得られる。   The command torque setting means may set the command steering torque according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means (6) for detecting the vehicle speed of the vehicle. According to this configuration, since the command steering torque is set according to the vehicle speed, so-called vehicle speed sensitive control can be performed. As a result, a good steering feeling can be realized. For example, an excellent steering feeling can be obtained by setting the command steering torque to be smaller as the vehicle speed is higher, that is, at higher speeds.

この発明の第1の実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the electric constitution of the electric power steering apparatus to which the motor control apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is applied. モータの構成を説明するための図解図である。It is an illustration figure for demonstrating the structure of a motor. 前記電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the electric power steering device. 操舵角に対する指示操舵トルクの特性例を示す図である。It is a figure which shows the example of a characteristic of the instruction | indication steering torque with respect to a steering angle. 操舵トルクリミッタの働きを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of a steering torque limiter. γ軸指示電流値の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of (gamma) axis instruction | command electric current value. 加算角リミッタの働きを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the effect | action of an addition angle limiter. 加算角ガードの働きを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the function of an addition angle guard. 加算角ガードの働きを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the function of an addition angle guard. 補正制御部等の働きを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the effect | action of a correction control part. 補正制御部等の働きの他の例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the other example of an operation | movement of a correction control part. 誘起電圧推定部の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of an induced voltage estimation part. 図11Aは加算角ゲインの特性例を示す図であり、図11Bは加算角ゲインの他の特性例を示す図である。11A is a diagram illustrating a characteristic example of the addition angle gain, and FIG. 11B is a diagram illustrating another characteristic example of the addition angle gain. 故障時トルク設定部の機能を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the function of a torque setting part at the time of a failure. 制御破綻時の加算角補正を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating addition angle correction | amendment at the time of control failure. 保舵判定処理の具体例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the specific example of a steering hold determination process. この発明の第2の実施形態に係るモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric power steering apparatus provided with the motor control apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図16Aはダンピングトルク指示値の設定例を説明するための特性図であり、図16Bは加算角ゲインの特性例を示す図である。FIG. 16A is a characteristic diagram for explaining a setting example of a damping torque instruction value, and FIG. 16B is a diagram showing a characteristic example of the addition angle gain. ダンピング制御部の働きを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the function of a damping control part. 漸増・漸減ゲイン、補正後のダンピングトルク指示値、および補正後の加算角ゲインの時間変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the time change of the gradual increase / decrease gain, the corrected damping torque instruction value, and the corrected addition angle gain. この発明の第3の実施形態に係るモータ制御装置が適用された車両用操舵装置の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the vehicle steering device with which the motor control apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention was applied. 加算角ゲイン生成部および積分項設定部等の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of an addition angle gain production | generation part, an integral term setting part, etc. 加算角の時間変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of an addition angle | corner. 誘起電圧二乗和に応じたインターバル時間の設定例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the example of a setting of the interval time according to the induced voltage square sum.

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施形態]
図1は、この発明の第1の実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置(車両用操舵装置の一例)の電気的構成を説明するためのブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、車両を操向するための操作部材としてのステアリングホイール10に加えられる操舵トルクTを検出するトルクセンサ1と、車両の舵取り機構2に減速機構7を介して操舵補助力を与えるモータ3(ブラシレスモータ)と、ステアリングホイール10の回転角である操舵角を検出する舵角センサ4と、モータ3を駆動制御するモータ制御装置5と、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の速度を検出する車速センサ6とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram for explaining an electrical configuration of an electric power steering device (an example of a vehicle steering device) to which a motor control device according to a first embodiment of the present invention is applied. This electric power steering apparatus includes a torque sensor 1 for detecting a steering torque T applied to a steering wheel 10 as an operation member for steering the vehicle, and a steering assist force via a speed reduction mechanism 7 to the steering mechanism 2 of the vehicle. The motor 3 (brushless motor) that gives the power, the steering angle sensor 4 that detects the steering angle that is the rotation angle of the steering wheel 10, the motor control device 5 that drives and controls the motor 3, and the electric power steering device are mounted. And a vehicle speed sensor 6 for detecting the speed of the vehicle.

モータ制御装置5は、トルクセンサ1が検出する操舵トルク、舵角センサ4が検出する操舵角および車速センサ6が検出する車速に応じてモータ3を駆動することによって、操舵状況および車速に応じた適切な操舵補助を実現する。
モータ3は、この実施形態では、三相ブラシレスモータであり、図2に図解的に示すように、界磁としてのロータ50と、このロータ50に対向するステータ55に配置されたU相、V相およびW相のステータ巻線51,52,53とを備えている。モータ3は、ロータの外部にステータを対向配置したインナーロータ型のものであってもよいし、筒状のロータの内部にステータを対向配置したアウターロータ型のものであってもよい。
The motor control device 5 drives the motor 3 according to the steering torque detected by the torque sensor 1, the steering angle detected by the steering angle sensor 4, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 6, thereby responding to the steering situation and the vehicle speed. Realize appropriate steering assistance.
In this embodiment, the motor 3 is a three-phase brushless motor. As schematically shown in FIG. 2, the rotor 50 as a field and a U-phase, V arranged in a stator 55 facing the rotor 50, V Phase and W phase stator windings 51, 52, 53. The motor 3 may be of an inner rotor type in which a stator is disposed facing the outside of the rotor, or may be of an outer rotor type in which a stator is disposed facing the inside of a cylindrical rotor.

各相のステータ巻線51,52,53の方向にU軸、V軸およびW軸をとった三相固定座標(UVW座標系)が定義される。また、ロータ50の磁極方向にd軸(磁極軸)をとり、ロータ50の回転平面内においてd軸と直角な方向にq軸(トルク軸)をとった二相回転座標系(dq座標系。実回転座標系)が定義される。dq座標系は、ロータ50とともに回転する回転座標系である。dq座標系では、q軸電流のみがロータ50のトルク発生に寄与するので、d軸電流を零とし、q軸電流を所望のトルクに応じて制御すればよい。ロータ50の回転角(ロータ角)θは、U軸に対するd軸の回転角である。dq座標系は、ロータ角θに従う実回転座標系である。このロータ角θを用いることによって、UVW座標系とdq座標系との間での座標変換を行うことができる。 Three-phase fixed coordinates (UVW coordinate system) are defined in which the U, V, and W axes are taken in the direction of the stator windings 51, 52, and 53 of each phase. Also, a two-phase rotational coordinate system (dq coordinate system) in which the d axis (magnetic pole axis) is taken in the magnetic pole direction of the rotor 50 and the q axis (torque axis) is taken in the direction perpendicular to the d axis in the rotation plane of the rotor 50. The actual rotating coordinate system) is defined. The dq coordinate system is a rotating coordinate system that rotates with the rotor 50. In the dq coordinate system, since only the q-axis current contributes to the torque generation of the rotor 50, the d-axis current may be set to zero and the q-axis current may be controlled according to the desired torque. A rotation angle (rotor angle) θ M of the rotor 50 is a rotation angle of the d-axis with respect to the U-axis. dq coordinate system is an actual rotating coordinate system that rotates in accordance with the rotor angle theta M. With the use of the rotor angle theta M, coordinate conversion may be made between the UVW coordinate system and the dq coordinate system.

一方、この実施形態では、制御上の回転角を表す制御角θが導入される。制御角θは、U軸に対する仮想的な回転角である。この制御角θに対応する仮想的な軸をγ軸とし、このγ軸に対して90°進んだ軸をδ軸として、仮想二相回転座標系(γδ座標系。仮想回転座標系)を定義する。制御角θがロータ角θに等しいとき、仮想回転座標系であるγδ座標系と実回転座標系であるdq座標系とが一致する。すなわち、仮想軸としてのγ軸は実軸としてのd軸と一致し、仮想軸としてのδ軸は実軸としてのq軸と一致する。γδ座標系は、制御角θに従う仮想回転座標系である。UVW座標系とγδ座標系との座標変換は、制御角θを用いて行うことができる。 On the other hand, in this embodiment, a control angle θ C representing a control rotation angle is introduced. The control angle θ C is a virtual rotation angle with respect to the U axis. A virtual axis corresponding to the control angle θ C is a γ-axis, and an axis advanced by 90 ° with respect to the γ-axis is a δ-axis, and a virtual two-phase rotational coordinate system (γδ coordinate system, virtual rotational coordinate system) is defined. Define. When the control angle θ C is equal to the rotor angle θ M , the γδ coordinate system, which is a virtual rotation coordinate system, matches the dq coordinate system, which is an actual rotation coordinate system. That is, the γ-axis as the virtual axis matches the d-axis as the real axis, and the δ-axis as the virtual axis matches the q-axis as the real axis. γδ coordinate system is an imaginary rotating coordinate system that rotates in accordance with the control angle theta C. Coordinate conversion between the UVW coordinate system and the γδ coordinate system can be performed using the control angle θ C.

制御角θとロータ角θとの差を負荷角θ(=θ−θ)と定義する。
制御角θに従ってγ軸電流Iγをモータ3に供給すると、このγ軸電流Iγのq軸成分(q軸への正射影)がロータ50のトルク発生に寄与するq軸電流Iとなる。すなわち、γ軸電流Iγとq軸電流Iとの間に、次式(1)の関係が成立する。
=Iγ・sinθ …(1)
再び図1を参照する。モータ制御装置5は、マイクロコンピュータ11と、このマイクロコンピュータ11によって制御され、モータ3に電力を供給する駆動回路(インバータ回路)12と、モータ3の各相のステータ巻線に流れる電流を検出する電流検出部13とを備えている。
A difference between the control angle θ C and the rotor angle θ M is defined as a load angle θ L (= θ C −θ M ).
When the γ-axis current I γ is supplied to the motor 3 according to the control angle θ C, the q-axis component of the γ-axis current I γ (orthographic projection onto the q-axis) contributes to the q-axis current I q that contributes to the torque generation of the rotor 50. Become. That is, the relationship of the following formula (1) is established between the γ-axis current I γ and the q-axis current I q .
I q = I γ · sin θ L (1)
Refer to FIG. 1 again. The motor control device 5 detects a current flowing in a microcomputer 11, a drive circuit (inverter circuit) 12 that is controlled by the microcomputer 11 and supplies electric power to the motor 3, and a stator winding of each phase of the motor 3. And a current detection unit 13.

電流検出部13は、モータ3の各相のステータ巻線51,52,53に流れる相電流I,I,I(以下、総称するときには「三相検出電流IUVW」という。)を検出する。これらは、UVW座標系における各座標軸方向の電流値である。
マイクロコンピュータ11は、CPUおよびメモリ(ROMおよびRAMなど)を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、操舵トルクリミッタ20と、指示操舵トルク設定部21と、トルク偏差演算部22と、PI(比例積分)制御部23と、加算角リミッタ24と、制御破綻監視部25と、制御角演算部26と、保舵判定部27と、誘起電圧推定部28と、回転角推定部29と、ロータ角変位演算部30と、指示電流値生成部31と、電流偏差演算部32と、PI制御部33と、γδ/αβ変換部34Aと、αβ/UVW変換部34Bと、PWM(Pulse Width Modulation)制御部35と、UVW/αβ変換部36Aと、αβ/γδ変換部36Bと、誘起電圧二乗和演算部37と、補正制御部38と、ゲイン生成部39と、トルク偏差監視部40と、加算角ガード41と、故障検知部42と、ゲイン乗算部43と、加算角補正部44とが含まれている。
The current detection unit 13 uses phase currents I U , I V , I W (hereinafter, collectively referred to as “three-phase detection current I UVW ”) flowing through the stator windings 51, 52, 53 of each phase of the motor 3. To detect. These are current values in the coordinate axis directions in the UVW coordinate system.
The microcomputer 11 includes a CPU and a memory (such as a ROM and a RAM), and functions as a plurality of function processing units by executing a predetermined program. The plurality of function processing units include a steering torque limiter 20, an instruction steering torque setting unit 21, a torque deviation calculation unit 22, a PI (proportional integration) control unit 23, an addition angle limiter 24, and a control failure monitoring unit. 25, a control angle calculation unit 26, a steering determination unit 27, an induced voltage estimation unit 28, a rotation angle estimation unit 29, a rotor angular displacement calculation unit 30, a command current value generation unit 31, and a current deviation calculation Unit 32, PI control unit 33, γδ / αβ conversion unit 34A, αβ / UVW conversion unit 34B, PWM (Pulse Width Modulation) control unit 35, UVW / αβ conversion unit 36A, and αβ / γδ conversion unit 36B, induced voltage sum of squares calculation unit 37, correction control unit 38, gain generation unit 39, torque deviation monitoring unit 40, addition angle guard 41, failure detection unit 42, gain multiplication unit 43, and addition And a corner correction unit 44. .

指示操舵トルク設定部21は、舵角センサ4によって検出される操舵角と、車速センサ6によって検出される車速とに基づいて、指示操舵トルクTを設定する。たとえば、図4に示すように、操舵角が正の値(右方向へ操舵した状態)のとき指示操舵トルクTは正の値(右方向へのトルク)に設定され、操舵角が負の値(左方向へ操舵した状態)のとき指示操舵トルクTは負の値(左方向へのトルク)に設定される。そして、操舵角の絶対値が大きくなるに従って、その絶対値が大きくなるように(図4の例では非線型に大きくなるように)指示操舵トルクTが設定される。ただし、所定の上限値(正の値。たとえば、+6Nm)および下限値(負の値。たとえば−6Nm)の範囲内で指示操舵トルクTの設定が行われる。また、指示操舵トルクTは、車速が大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定される。すなわち、車速感応制御が行われる。 The command steering torque setting unit 21 sets the command steering torque T * based on the steering angle detected by the steering angle sensor 4 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 6. For example, as shown in FIG. 4, when the steering angle is a positive value (a state of steering to the right), the command steering torque T * is set to a positive value (torque to the right), and the steering angle is negative. The instruction steering torque T * is set to a negative value (torque in the left direction) when the value is in the state (steered in the left direction). Then, the command steering torque T * is set so that the absolute value of the steering angle increases as the absolute value of the steering angle increases (in a non-linear manner in the example of FIG. 4). However, the command steering torque T * is set within a predetermined upper limit value (positive value, for example, +6 Nm) and lower limit value (negative value, for example, −6 Nm). Further, the command steering torque T * is set such that the absolute value thereof decreases as the vehicle speed increases. That is, vehicle speed sensitive control is performed.

指示操舵トルク設定部21は、舵角センサ4の故障時に指示操舵トルクTを設定する故障時トルク設定部21Aを有している。故障時トルク設定部21Aは、所定の指示トルク絶対値T(>0。たとえばT=2Nm)に対して、正符号「+」または負符号「−」を付与することにより、指示操舵トルクT(=+Tまたは−T)を設定する。いずれの符号を付与するかは、ロータ角変位演算部30によって演算されるロータ角変位Δθ、またはトルクセンサ1によって検出される操舵トルクTに基づいて決定される。こうして定められた指示操舵トルクTは、舵角センサ4の故障時に用いられる。 The command steering torque setting unit 21 has a fault torque setting unit 21A that sets the command steering torque T * when the steering angle sensor 4 is faulty. The failure time torque setting unit 21A gives a plus sign “+” or a minus sign “−” to a predetermined command torque absolute value T 0 (> 0, for example, T 0 = 2Nm), thereby giving a command steering torque. Set T * (= + T 0 or -T 0 ). Which sign is given is determined based on the rotor angular displacement Δθ calculated by the rotor angular displacement calculating unit 30 or the steering torque T detected by the torque sensor 1. The command steering torque T * determined in this way is used when the steering angle sensor 4 fails.

舵角センサ4の故障の有無は、故障検知部42によって検出される。故障検知部42は、たとえば、舵角センサ4の信号線に表れる信号を監視し、舵角センサ4の断線故障、短絡故障その他の故障を検出するように構成されている。故障検知部42は、舵角センサ4の故障を検知すると、指示操舵トルク設定部21に故障発生を通知する。故障発生が通知されると、指示操舵トルク設定部21は、故障時トルク設定部21Aが設定する指示操舵トルクTを出力する。 The presence or absence of a failure in the steering angle sensor 4 is detected by the failure detection unit 42. For example, the failure detection unit 42 is configured to monitor a signal appearing on the signal line of the steering angle sensor 4 and detect a disconnection failure, a short-circuit failure, or other failure of the steering angle sensor 4. When the failure detection unit 42 detects a failure of the steering angle sensor 4, the failure detection unit 42 notifies the instruction steering torque setting unit 21 of the occurrence of the failure. When the occurrence of the failure is notified, the command steering torque setting unit 21 outputs the command steering torque T * set by the fault torque setting unit 21A.

操舵トルクリミッタ20は、トルクセンサ1の出力を所定の上限飽和値+Tmax(+Tmax>0。たとえば+Tmax=7Nm)と下限飽和値−Tmax(−Tmax<0。たとえば−Tmax=−7Nm)との間に制限する。具体的には、操舵トルクリミッタ20は、図5に示すように、上限飽和値+Tmaxと下限飽和値−Tmaxの間では、トルクセンサ1の検出操舵トルクTをそのまま出力する。また、操舵トルクリミッタ20は、トルクセンサ1の検出操舵トルクTが上限飽和値+Tmax以上であれば、上限飽和値+Tmaxを出力する。そして、操舵トルクリミッタ20は、トルクセンサ1の検出操舵トルクTが下限飽和値−Tmax以下であれば、下限飽和値−Tmaxを出力する。飽和値+Tmaxおよび−Tmaxは、トルクセンサ1の出力信号が安定な領域(信頼性のある領域)の境界を画定するものである。つまり、トルクセンサ1の出力信号は、上限飽和値Tmaxを超える区間、および下限飽和値−Tmaxを下回る区間では不安定であり、実際の操舵トルクに対応しなくなる。換言すれば、飽和値+Tmax,−Tmaxは、トルクセンサ1の出力特性に応じて定められる。 The steering torque limiter 20 outputs the output of the torque sensor 1 to a predetermined upper limit saturation value + T max (+ T max > 0. For example, + T max = 7 Nm) and a lower limit saturation value −T max (−T max <0. For example, −T max = -7 Nm). Specifically, as shown in FIG. 5, the steering torque limiter 20 outputs the detected steering torque T of the torque sensor 1 as it is between the upper limit saturation value + T max and the lower limit saturation value −T max . Further, the steering torque limiter 20 outputs the upper limit saturation value + T max when the detected steering torque T of the torque sensor 1 is equal to or higher than the upper limit saturation value + T max . Then, the steering torque limiter 20, the detected steering torque T from the torque sensor 1 is equal to or lower than the lower saturation value -T max, and outputs the lower saturation value -T max. The saturation values + T max and −T max define the boundary of the region (reliable region) where the output signal of the torque sensor 1 is stable. That is, the output signal of the torque sensor 1 is unstable in a section exceeding the upper limit saturation value T max and a section lower than the lower limit saturation value −T max and does not correspond to the actual steering torque. In other words, the saturation values + T max and −T max are determined according to the output characteristics of the torque sensor 1.

トルク偏差演算部22は、指示操舵トルク設定部21によって設定される指示操舵トルクTとトルクセンサ1によって検出され、操舵トルクリミッタ20による制限処理を受けた操舵トルクT(以下、区別するために「検出操舵トルクT」という。)との偏差(トルク偏差)ΔT(=T−T)を求める。PI制御部23は、このトルク偏差ΔTに対するPI演算を行う。すなわち、トルク偏差演算部22およびPI制御部23によって、検出操舵トルクTを指示操舵トルクTに導くためのトルクフィードバック制御手段が構成されている。PI制御部23は、トルク偏差ΔTに対するPI演算を行うことで、制御角θに対する加算角αを演算する。したがって、前記トルクフィードバック制御手段は、加算角αを演算する加算角演算手段を構成している。 The torque deviation calculation unit 22 is detected by the command steering torque T * set by the command steering torque setting unit 21 and the steering torque T detected by the torque sensor 1 and subjected to the limiting process by the steering torque limiter 20 (hereinafter, for distinction). A deviation (torque deviation) ΔT (= T * −T) from “detected steering torque T” is obtained. The PI control unit 23 performs a PI calculation on the torque deviation ΔT. That is, the torque deviation calculation unit 22 and the PI control unit 23 constitute torque feedback control means for guiding the detected steering torque T to the command steering torque T * . The PI control unit 23 calculates the addition angle α for the control angle θ C by performing PI calculation for the torque deviation ΔT. Therefore, the torque feedback control means constitutes an addition angle calculation means for calculating the addition angle α.

より具体的には、PI制御部23は、比例要素23aと、積分要素23bと、加算器23cとを備えている。ただし、Kは比例ゲイン、Kは積分ゲイン、1/sは積分演算子である。比例要素23aによって比例積分演算の比例項(比例演算値)が求められ、積分要素23bによって比例積分演算の積分項(積分演算値)が求められる。これらの演算結果(比例項および積分項)が加算器23cで加算されることによって、加算角αが求められる。 More specifically, the PI control unit 23 includes a proportional element 23a, an integral element 23b, and an adder 23c. However, K P is a proportional gain, K I is an integral gain, 1 / s is an integration operator. The proportional element (proportional calculation value) of the proportional integral calculation is obtained by the proportional element 23a, and the integral term (integral calculation value) of the proportional integral calculation is obtained by the integral element 23b. These calculation results (proportional term and integral term) are added by the adder 23c, whereby the addition angle α is obtained.

加算角リミッタ24は、PI制御部23によって求められた加算角αに対して制限を加える加算角制限手段である。より具体的には、加算角リミッタ24は、所定の上限値UL(正の値)と下限値LL(負の値)との間の値に加算角αを制限する。上限値ULおよび下限値LLは、制限値ωmax(ωmax>0)に基づいて定められる。この制限値ωmaxは、この実施形態では、補正制御部38によって、第1制限値ωmax1と第2制限値ωmax2(ωmax1>ωmax2>0)との2種類に設定されるようになっている。いずれの制限値ωmax1,ωmax2も、たとえば、最大操舵角速度に基づいて定められる上限値以下に設定される。最大操舵角速度とは、ステアリングホイール10の操舵角速度として想定され得る最大値であり、たとえば、800deg/sec程度である。 The addition angle limiter 24 is addition angle limiting means for limiting the addition angle α obtained by the PI control unit 23. More specifically, the addition angle limiter 24 limits the addition angle α to a value between a predetermined upper limit value UL (positive value) and a lower limit value LL (negative value). The upper limit value UL and the lower limit value LL are determined based on the limit value ω maxmax > 0). In this embodiment, the limit value ω max is set to two types of the first limit value ω max1 and the second limit value ω max2max1 > ω max2 > 0) by the correction control unit 38. It has become. Both of the limit values ω max1 and ω max2 are set to an upper limit value or less determined based on the maximum steering angular velocity, for example. The maximum steering angular velocity is a maximum value that can be assumed as the steering angular velocity of the steering wheel 10 and is, for example, about 800 deg / sec.

最大操舵角速度のときのロータ50の電気角の変化速度(電気角での角速度。最大ロータ角速度)は、次式(2)のとおり、最大操舵角速度と、減速機構7の減速比と、ロータ5
0の極対数との積で与えられる。極対数とは、ロータ50が有する磁極対(N極とS極との対)の個数である。
最大ロータ角速度=最大操舵角速度×減速比×極対数 …(2)
制御角θの演算間(演算周期)におけるロータ50の電気角変化量の最大値(ロータ角変化量最大値)は、次式(3)のとおり、最大ロータ角速度に演算周期を乗じた値となる。
The change speed of the electrical angle of the rotor 50 at the maximum steering angular speed (the angular speed at the electrical angle. The maximum rotor angular speed) is expressed by the following formula (2): the maximum steering angular speed, the reduction ratio of the speed reduction mechanism 7, the rotor 5
It is given as the product of the number of pole pairs of zero. The number of pole pairs is the number of magnetic pole pairs (pairs of N poles and S poles) that the rotor 50 has.
Maximum rotor angular speed = Maximum steering angular speed x Reduction ratio x Number of pole pairs (2)
The maximum value of the electrical angle change amount of the rotor 50 (the maximum value of the rotor angle change amount) during the calculation (control cycle) of the control angle θ C is a value obtained by multiplying the maximum rotor angular velocity by the calculation cycle as shown in the following equation (3). It becomes.

ロータ角変化量最大値=最大ロータ角速度×演算周期
=最大操舵角速度×減速比×極対数×演算周期 …(3)
このロータ角変化量最大値が一演算周期間で許容される制御角θの最大変化量である。そこで、前記ロータ角変化量最大値を制限値ωmaxの上限値とすればよい。この上限値以下に定められる制限値ωmax(ωmax=ωmax1またはωmax=ωmax2)を用いて、加算角αの上限値ULおよび下限値LLは、それぞれ次式(4)(5)で表すことができる。
Maximum value of rotor angle change = Maximum rotor angular speed x Calculation cycle
= Maximum steering angular velocity x reduction ratio x number of pole pairs x calculation cycle (3)
The rotor angle variation maximum value is the maximum variation of the control angle theta C that is permitted within one calculation cycle. Therefore, the rotor angle change maximum value may be set as the upper limit value of the limit value ω max . Using the limit value ω maxmax = ω max1 or ω max = ω max2 ) determined below this upper limit value, the upper limit value UL and the lower limit value LL of the addition angle α are expressed by the following equations (4) and (5), respectively. Can be expressed as

UL=+ωmax …(4)
LL=−ωmax …(5)
加算角リミッタ24による制限処理後の加算角αには、ゲイン乗算部43において加算角ゲインGαが乗じられ、さらに、加算角補正部44によって必要時に補正が施される。この加算角補正部44から出力される加算角αが、制御角演算部26の加算器26Aにおいて、制御角θの前回値θ(n-1)(nは今演算周期の番号)に加算される(Z−1は信号の前回値を表す)。ただし、制御角θの初期値は予め定められた値(たとえば零)である。
UL = + ω max (4)
LL = −ω max (5)
The addition angle α after the limit processing by the addition angle limiter 24 is multiplied by the addition angle gain G α in the gain multiplication unit 43, and further, the addition angle correction unit 44 corrects it when necessary. In the adder 26A of the control angle calculation unit 26, the addition angle α output from the addition angle correction unit 44 becomes the previous value θ C (n−1) (n is the number of the current calculation cycle) of the control angle θ C. It is added (Z- 1 represents the previous value of the signal). However, the initial value of the control angle θ C is a predetermined value (for example, zero).

制御角演算部26は、制御角θの前回値θ(n-1)に加算角補正部44から与えられる加算角αを加算する加算器26Aを含む。すなわち、制御角演算部26は、所定の演算周期毎に制御角θを演算する。そして、前演算周期における制御角θを前回値θ(n-1)とし、これを用いて今演算周期における制御角θである今回値θ(n)を求める。
制御破綻監視部25は、制御角θが収束しなくなる状態が生じたときに、制御破綻が発生したと判定する。たとえば、制御破綻監視部25は、トルクセンサ1が出力する操舵トルクTの絶対値が所定の閾値(たとえば7Nm)以上である状態が所定時間以上継続すると、制御破綻が発生したと判定するものであってもよい。この状況は、たとえば、モータ3に供給される電流が不足していて、いずれの制御角θにおいても、指示操舵トルクTを達成できない場合に生じる。また、制御破綻監視部25は、加算角リミッタ24から生成される加算角αを監視し、加算角αの絶対値が前記制限値ωmaxよりも小さな加算角しきい値(たとえば、制限値ωmaxの8割程度の値)に達したかどうかを監視するものであってもよい。この場合、たとえば、制御破綻監視部25は、加算角絶対値|α|が当該加算角しきい値以上の状態が所定時間継続すると、制御破綻が生じたと判定する。この状況は、たとえば、モータ3に供給される電流が不足していて、いずれの制御角θにおいても、指示操舵トルクTを達成できない場合に生じる。制御破綻監視部25は、こうして、制御破綻が発生したと判定すると、そのことを加算角補正部44に通知する。
The control angle calculation unit 26 includes an adder 26A that adds the addition angle α given from the addition angle correction unit 44 to the previous value θ C (n−1) of the control angle θ C. That is, the control angle calculation unit 26 calculates the control angle θ C every predetermined calculation cycle. Then, the control angle θ C in the previous calculation cycle is set as the previous value θ C (n−1), and the current value θ C (n), which is the control angle θ C in the current calculation cycle, is obtained.
The control failure monitoring unit 25 determines that a control failure has occurred when a state occurs in which the control angle θ C does not converge. For example, the control failure monitoring unit 25 determines that a control failure has occurred when a state where the absolute value of the steering torque T output from the torque sensor 1 is equal to or greater than a predetermined threshold (for example, 7 Nm) continues for a predetermined time. There may be. This situation, for example, have insufficient current supplied to the motor 3, in any of the control angle theta C, occurs when it is not possible to achieve the command steering torque T *. Further, the control failure monitoring unit 25 monitors the addition angle α generated from the addition angle limiter 24, and an addition angle threshold (for example, a limit value ω) whose absolute value of the addition angle α is smaller than the limit value ω max. It may be monitored whether or not the maximum value of 80% is reached. In this case, for example, the control failure monitoring unit 25 determines that a control failure has occurred when the addition angle absolute value | α | is equal to or greater than the addition angle threshold for a predetermined time. This situation, for example, have insufficient current supplied to the motor 3, in any of the control angle theta C, occurs when it is not possible to achieve the command steering torque T *. When the control failure monitoring unit 25 determines that a control failure has occurred in this manner, the control failure monitoring unit 25 notifies the addition angle correction unit 44 of this.

誘起電圧推定部28は、モータ3の回転によって生じる誘起電圧を推定するものである。そして、回転角推定部29は、誘起電圧推定部28によって推定された誘起電圧に基づいて、ロータ50の回転角の推定値(推定回転角)θを演算するものである。誘起電圧推定部28および回転角推定部29の具体例については、後述する。
ロータ角変位演算部30は、演算周期間の推定回転角θの変化量を求めることによって、演算周期当たりのロータ50の角変位Δθ(ロータ角速度に相当する値)を求める。
The induced voltage estimation unit 28 estimates an induced voltage generated by the rotation of the motor 3. Then, the rotational angle estimation unit 29, based on the induced voltage estimated by the induced voltage estimation unit 28, and thereby calculates the estimated value of the rotation angle of the rotor 50 (the estimated rotation angle) theta E. Specific examples of the induced voltage estimation unit 28 and the rotation angle estimation unit 29 will be described later.
The rotor angular displacement calculation unit 30, by determining the amount of change in the estimated rotational angle theta E between calculation cycle to obtain the angular displacement Δθ of the rotor 50 in the calculation cycle (a value corresponding to the rotor angular speed).

指示電流値生成部31は、制御上の回転角である前記制御角θに対応する仮想回転座標系であるγδ座標系の座標軸(仮想軸)に流すべき電流値を指示電流値として生成するものである。具体的には、γ軸指示電流値Iγ およびδ軸指示電流値Iδ (以下、これらを総称するときには「二相指示電流値Iγδ 」という。)を生成する。指示電流値生成部31は、γ軸指示電流値Iγ を有意値とする一方で、δ軸指示電流値Iδ を零とする。より具体的には、指示電流値生成部31は、トルクセンサ1によって検出される検出操舵トルクTに基づいてγ軸指示電流値Iγ を設定する。 The command current value generation unit 31 generates a current value to be passed through the coordinate axis (virtual axis) of the γδ coordinate system, which is a virtual rotation coordinate system corresponding to the control angle θ C that is a control rotation angle, as the command current value. Is. Specifically, a γ-axis command current value I γ * and a δ-axis command current value I δ * (hereinafter referred to as “two-phase command current value I γδ * ”) are generated. The command current value generation unit 31 sets the γ-axis command current value I γ * to a significant value, and sets the δ-axis command current value I δ * to zero. More specifically, the command current value generation unit 31 sets the γ-axis command current value I γ * based on the detected steering torque T detected by the torque sensor 1.

検出操舵トルクTに対するγ軸指示電流値Iγ の設定例は、図6に示されている。検出操舵トルクTが零付近の領域には不感帯NRが設定されている。γ軸指示電流値Iγ は、不感帯NRの外側の領域で急峻に立ち上がり、所定のトルク以上でほぼ一定値となるように設定される。これにより、運転者がステアリングホイール10を操作していないときには、モータ3への通電が停止され、不必要な電力消費が抑制される。 A setting example of the γ-axis command current value I γ * with respect to the detected steering torque T is shown in FIG. A dead zone NR is set in a region where the detected steering torque T is near zero. The γ-axis command current value I γ * rises steeply in a region outside the dead zone NR, and is set to be a substantially constant value above a predetermined torque. Thereby, when the driver is not operating the steering wheel 10, the energization to the motor 3 is stopped, and unnecessary power consumption is suppressed.

電流偏差演算部32は、指示電流値生成部31によって生成されるγ軸指示電流値Iγ に対するγ軸検出電流Iγの偏差Iγ −Iγと、δ軸指示電流値Iδ (=0)に対するδ軸検出電流Iδの偏差Iδ −Iδとを演算する。γ軸検出電流Iγおよびδ軸検出電流Iδは、αβ/γδ変換部36Bから偏差演算部32に与えられるようになっている。 The current deviation calculation unit 32 includes a deviation I γ * −I γ of the γ-axis detection current I γ with respect to the γ-axis command current value I γ * generated by the command current value generation unit 31 and a δ-axis command current value I δ *. A deviation I δ * −I δ of the δ-axis detection current I δ with respect to (= 0) is calculated. The γ-axis detection current I γ and the δ-axis detection current I δ are supplied from the αβ / γδ conversion unit 36B to the deviation calculation unit 32.

UVW/αβ変換部36Aは、電流検出部13によって検出されるUVW座標系の三相検出電流IUVW(U相検出電流I、V相検出電流IおよびW相検出電流I)を二相固定座標系であるαβ座標系の二相検出電流IαおよびIβ(以下総称するときには「二相検出電流Iαβ」という。)に変換する。αβ座標系は、図2に示すように、ロータ50の回転中心を原点として、ロータ50の回転平面内にα軸およびこれに直交するβ軸(図2の例ではU軸と同軸)を定めた固定座標系である。αβ/γδ変換部36Bは、二相検出電流Iαβをγδ座標系の二相検出電流IγおよびIδ(以下総称するときには「二相検出電流Iγδ」という。)に変換する。これらが電流偏差演算部32に与えられるようになっている。αβ/γδ変換部36Bにおける座標変換には、制御角演算部26で演算される制御角θが用いられる。 The UVW / αβ conversion unit 36A outputs the three-phase detection current I UVW (the U-phase detection current I U , the V-phase detection current I V and the W-phase detection current I W ) of the UVW coordinate system detected by the current detection unit 13. The two-phase detection currents I α and I β (hereinafter collectively referred to as “two-phase detection current I αβ ”) in the αβ coordinate system which is a phase-fixed coordinate system are converted. As shown in FIG. 2, the αβ coordinate system defines the α axis and the β axis (in the example of FIG. 2, coaxial with the U axis) orthogonal to the rotation axis of the rotor 50 with the rotation center of the rotor 50 as the origin. It is a fixed coordinate system. The αβ / γδ converter 36B converts the two-phase detection current I αβ into two-phase detection currents I γ and I δ (hereinafter collectively referred to as “two-phase detection current I γδ ”) in the γδ coordinate system. These are supplied to the current deviation calculation unit 32. For the coordinate conversion in the αβ / γδ conversion unit 36B, the control angle θ C calculated by the control angle calculation unit 26 is used.

PI制御部33は、電流偏差演算部32によって演算された電流偏差に対するPI演算を行うことにより、モータ3に印加すべき二相指示電圧Vγδ (γ軸指示電圧Vγ およびδ軸指示電圧Vδ )を生成する。この二相指示電圧Vγδ が、γδ/αβ変換部34Aに与えられる。
γδ/αβ変換部34Aは、二相指示電圧Vγδ をαβ座標系の二相指示電圧Vαβ に変換する。この座標変換には、制御角演算部26で演算された制御角θが用いられる。二相指示電圧Vαβ は、α軸指示電圧Vα およびβ軸指示電圧Vβ からなる。αβ/UVW変換部34Bは、二相指示電圧Vαβ に対して座標変換演算を行うことによって、三相指示電圧VUVW を生成する。三相指示電圧VUVW は、U相指示電圧V 、V相指示電圧V およびW相指示電圧V からなる。この三相指示電圧VUVW は、PWM制御部35に与えられる。
The PI control unit 33 performs a PI calculation on the current deviation calculated by the current deviation calculation unit 32 to thereby provide a two-phase command voltage V γδ * (γ-axis command voltage V γ * and δ-axis command to be applied to the motor 3. Voltage V δ * ). This two-phase command voltage V γδ * is supplied to the γδ / αβ conversion unit 34A.
The γδ / αβ converter 34A converts the two-phase command voltage V γδ * into a two-phase command voltage V αβ * in the αβ coordinate system. For this coordinate conversion, the control angle θ C calculated by the control angle calculation unit 26 is used. The two-phase command voltage V αβ * is composed of an α-axis command voltage V α * and a β-axis command voltage V β * . The αβ / UVW conversion unit 34B generates a three-phase instruction voltage V UVW * by performing a coordinate conversion operation on the two-phase instruction voltage V αβ * . The three-phase command voltage V UVW * includes a U-phase command voltage V U * , a V-phase command voltage V V *, and a W-phase command voltage V W * . The three-phase instruction voltage V UVW * is given to the PWM control unit 35.

PWM制御部35は、U相指示電圧V 、V相指示電圧V およびW相指示電圧V にそれぞれ対応するデューティのU相PWM制御信号、V相PWM制御信号およびW相PWM制御信号を生成し、駆動回路12に供給する。
駆動回路12は、U相、V相およびW相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がPWM制御部35から与えられるPWM制御信号によって制御されることにより、三相指示電圧VUVW に相当する電圧がモータ3の各相のステータ巻線51,52、53に印加されることになる。
The PWM control unit 35 includes a U-phase PWM control signal, a V-phase PWM control signal, and a W-phase PWM having a duty corresponding to the U-phase instruction voltage V U * , the V-phase instruction voltage V V *, and the W-phase instruction voltage V W * , respectively. A control signal is generated and supplied to the drive circuit 12.
The drive circuit 12 includes a three-phase inverter circuit corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase. The power elements constituting the inverter circuit are controlled by a PWM control signal supplied from the PWM control unit 35, so that a voltage corresponding to the three-phase instruction voltage V UVW * becomes a stator winding 51, 52 for each phase of the motor 3. , 53 is applied.

電流偏差演算部32およびPI制御部33は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、モータ3に流れるモータ電流が、指示電流値生成部31によって設定される二相指示電流値Iγδ に近づくように制御される。
誘起電圧二乗和演算部37は、誘起電圧推定部28によって求められる推定誘起電圧の二乗和を求める。誘起電圧推定部28は、たとえば、α軸推定誘起電圧E^αおよびβ軸推定誘起電圧E^βを求める。この場合に、誘起電圧二乗和演算部37は、誘起電圧二乗和Σ=E^α +E^β (≧0)を演算する。
The current deviation calculation unit 32 and the PI control unit 33 constitute a current feedback control unit. By the function of this current feedback control means, the motor current flowing through the motor 3 is controlled so as to approach the two-phase command current value I γδ * set by the command current value generation unit 31.
The induced voltage sum-of-squares calculation unit 37 obtains the sum of squares of the estimated induced voltage obtained by the induced voltage estimation unit 28. The induced voltage estimation unit 28 calculates, for example, an α-axis estimated induced voltage E ^ α and a β-axis estimated induced voltage E ^ β . In this case, the induced voltage square sum calculation unit 37 calculates the induced voltage square sum Σ = E ^ α 2 + E ^ β 2 (≧ 0).

保舵判定部27は、誘起電圧二乗和演算部37によって演算される誘起電圧二乗和Σに基づいて、保舵状態か否かを判定する。保舵状態とは、運転者がステアリングホイール10をほとんど回転しない状態で保持している操舵状態である。保舵判定部27は、保舵状態か否かの判定結果を加算角補正部44に与える。
加算角補正部44は、制御破綻監視部25から制御破綻の発生が通知されたときに、加算角αを補正する働きを担う。具体的には、加算角補正部44は、所定の基本値B(0<B<ωmax)に対して正符号「+」もしくは負符号「−」を付与した値、または零を加算角αとして設定する。加算角補正部44は、保舵判定部27によって保舵状態であると判定されているときは、加算角αを零とする。保舵状態でないときは、加算角補正部44は、基本値Bに対して操舵トルクTに応じた符号を付して加算角目標値αを設定し、この加算角目標値αに向けて加算角αを漸次的に変化させる。制御破綻が発生していないときは、ゲイン乗算部43が生成する加算角αは、加算角補正部44による補正を受けることなく、そのまま制御角演算部26に与えられる。
The steering holding determination unit 27 determines whether or not the vehicle is in the steering holding state based on the induced voltage square sum Σ calculated by the induced voltage square sum calculation unit 37. The steered state is a steered state in which the driver holds the steering wheel 10 in a state of hardly rotating. The steering holding determination unit 27 gives the addition angle correction unit 44 the determination result as to whether or not the steering holding state is established.
The addition angle correction unit 44 has a function of correcting the addition angle α when the control failure monitoring unit 25 is notified of the occurrence of a control failure. Specifically, the addition angle correction unit 44 adds a positive sign “+” or a negative sign “−” to a predetermined basic value B (0 <B <ω max ), or adds zero to the addition angle α. Set as. The addition angle correction unit 44 sets the addition angle α to zero when the steering determination unit 27 determines that the steering state is maintained. When the steering angle is not maintained, the addition angle correction unit 44 sets the addition angle target value α * by adding a sign corresponding to the steering torque T to the basic value B, and toward the addition angle target value α * . Thus, the addition angle α is gradually changed. When the control failure has not occurred, the addition angle α generated by the gain multiplication unit 43 is directly supplied to the control angle calculation unit 26 without being corrected by the addition angle correction unit 44.

補正制御部38は、誘起電圧二乗和Σに基づき、加算角ガード41による処理を行うか否かを判断し、さらに、加算角リミッタ24における制限値ωmaxを切り換える。
トルク偏差監視部40は、トルク偏差演算部22によって演算されるトルク偏差ΔTの符号を監視することにより、指示操舵トルクTと検出操舵トルクTとの大小関係を判定する。その判定結果は、加算角ガード41に与えられるようになっている。
The correction control unit 38 determines whether or not to perform the processing by the addition angle guard 41 based on the induced voltage square sum Σ, and further switches the limit value ω max in the addition angle limiter 24.
The torque deviation monitoring unit 40 determines the magnitude relationship between the command steering torque T * and the detected steering torque T by monitoring the sign of the torque deviation ΔT calculated by the torque deviation calculation unit 22. The determination result is given to the addition angle guard 41.

加算角ガード41は、PI制御部23が生成する加算角αに対して加算角ガード処理を施すためのものである。加算角ガード処理とは、PI制御部23によって生成された加算角αが、指示操舵トルクTと検出操舵トルクTとの大小関係と矛盾する場合に、この矛盾を解消するように加算角αを補正する処理である。より具体的には、加算角ガード41は、必要時において、ロータ角変位演算部30によって求められるロータ角変位Δθに基づいて加算角αを補正する。ロータ角変位Δθは、ロータ角速度に相当するので、加算角ガード41による処理は、ロータ角速度に応じて加算角αを補正する処理にほかならない。 The addition angle guard 41 is for performing an addition angle guard process on the addition angle α generated by the PI control unit 23. In the addition angle guard process, when the addition angle α generated by the PI control unit 23 conflicts with the magnitude relationship between the command steering torque T * and the detected steering torque T, the addition angle α is set so as to eliminate this contradiction. Is a process of correcting the above. More specifically, the addition angle guard 41 corrects the addition angle α based on the rotor angular displacement Δθ obtained by the rotor angular displacement calculation unit 30 when necessary. Since the rotor angular displacement Δθ corresponds to the rotor angular velocity, the process by the addition angle guard 41 is nothing but the process of correcting the addition angle α according to the rotor angular velocity.

ゲイン生成部39は、誘起電圧二乗和Σに応じた加算角ゲインGαを生成する。この加算角ゲインGαが、ゲイン乗算部43において、加算角リミッタ24から出力される加算角αに乗じられる。この乗算後の加算角α、または加算角補正部44が生成する加算角αが、制御角演算部26に与えられる。
図3は、前記電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。ただし、説明を簡単にするために、加算角ガード41、加算角リミッタ24、ゲイン乗算部43および加算角補正部44の機能は省略してある。
The gain generation unit 39 generates an addition angle gain G α corresponding to the induced voltage square sum Σ. The addition angle gain is multiplied by the addition angle α output from the addition angle limiter 24 in the gain multiplier 43. The addition angle α after multiplication or the addition angle α generated by the addition angle correction unit 44 is given to the control angle calculation unit 26.
FIG. 3 is a control block diagram of the electric power steering apparatus. However, in order to simplify the description, the functions of the addition angle guard 41, the addition angle limiter 24, the gain multiplication unit 43, and the addition angle correction unit 44 are omitted.

指示操舵トルクTと検出操舵トルクTとの偏差(トルク偏差)ΔTに対するPI制御(Kは比例係数、Kは積分係数、1/sは積分演算子である。)によって、加算角αが生成される。この加算角αが制御角θの前回値θ(n-1)に対して加算されることによって、制御角θの今回値θ(n)=θ(n-1)+αが求められる。このとき、制御角θとロータ50の実際のロータ角θとの偏差が負荷角θ=θ−θとなる。 Command steering torque T * and the deviation (torque deviation) of the detected steering torque T PI control for the [Delta] T (K P is a proportionality coefficient, K I is an integration coefficient, 1 / s is an integration operator.) By the addition angle α Is generated. It is obtained by adding the addition the addition angle alpha control angle theta previous value of C θ C (n-1) , the current value of the control angle θ C θ C (n) = θ C (n-1) + α is Desired. At this time, the deviation between the control angle θ C and the actual rotor angle θ M of the rotor 50 is the load angle θ L = θ C −θ M.

したがって、制御角θに従うγδ座標系(仮想回転座標系)のγ軸(仮想軸)にγ軸指示電流値Iγ に従ってγ軸電流Iγが供給されると、q軸電流I=Iγsinθとなる。このq軸電流Iがロータ50の発生トルクに寄与する。すなわち、モータ3のトルク定数Kをq軸電流I(=Iγsinθ)に乗じた値が、アシストトルクT(=K・Iγsinθ)として、減速機構7を介して、舵取り機構2に伝達される。このアシストトルクTを舵取り機構2からの負荷トルクTから減じた値が、運転者がステアリングホイール10に与えるべき操舵トルクTである。この操舵トルクTがフィードバックされることによって、この操舵トルクTを指示操舵トルクTに導くように系が動作する。つまり、検出操舵トルクTを指示操舵トルクTに一致させるべく、加算角αが求められ、それに応じて制御角θが制御される。 Accordingly, when the γ-axis current I γ is supplied according to the γ-axis command current value I γ * to the γ-axis (virtual axis) of the γδ coordinate system (virtual rotation coordinate system) according to the control angle θ C , the q-axis current I q = I γ sinθ L This q-axis current I q contributes to the torque generated by the rotor 50. That is, the value obtained by multiplying the torque constant K T of the motor 3 to the q-axis current I q (= I γ sinθ L ) is, as the assist torque T A (= K T · I γ sinθ L), via a speed reduction mechanism 7 And transmitted to the steering mechanism 2. A value obtained by subtracting the assist torque TA from the load torque TL from the steering mechanism 2 is the steering torque T that the driver should apply to the steering wheel 10. As the steering torque T is fed back, the system operates so as to guide the steering torque T to the command steering torque T * . That is, in order to make the detected steering torque T coincide with the command steering torque T * , the addition angle α is obtained, and the control angle θ C is controlled accordingly.

このように制御上の仮想軸であるγ軸に電流を流す一方で、指示操舵トルクTと検出操舵トルクTとの偏差ΔTに応じて求められる加算角αで制御角θを更新していくことにより、負荷角θが変化し、この負荷角θに応じたトルクがモータ3から発生するようになっている。これにより、操舵角および車速に基づいて設定される指示操舵トルクTに応じたトルクをモータ3から発生させることができるので、操舵角および車速に対応した適切な操舵補助力を舵取り機構2に与えることができる。すなわち、操舵角の絶対値が大きいほど操舵トルクが大きく、かつ、車速が大きいほど操舵トルクが小さくなるように、操舵補助制御が実行される。 In this way, while a current is passed through the γ axis, which is a virtual axis for control, the control angle θ C is updated with the addition angle α obtained according to the deviation ΔT between the command steering torque T * and the detected steering torque T. by going, the load angle theta L is changed, the torque corresponding to the load angle theta L is adapted to generate from the motor 3. As a result, a torque corresponding to the command steering torque T * set based on the steering angle and the vehicle speed can be generated from the motor 3, so that an appropriate steering assist force corresponding to the steering angle and the vehicle speed can be applied to the steering mechanism 2. Can be given. That is, the steering assist control is executed such that the steering torque increases as the absolute value of the steering angle increases, and the steering torque decreases as the vehicle speed increases.

このようにして、回転角センサを用いることなくモータ3を適切に制御して、適切な操舵補助を行うことができる電動パワーステアリング装置を実現できる。これにより、構成を簡単にすることができ、コストの削減を図ることができる。
この実施形態では、負荷角θとモータトルク(アシストトルク)とが正の相関を有する領域で負荷角θが調整されるように、加算角αが制御される。具体的には、q軸電流I=Iγsinθであるから、−90°≦θ≦90°となるように、加算角αが制御される。むろん、負荷角θとモータトルク(アシストトルク)とが負の相関を有する領域で負荷角θが調整されるように、加算角αを制御することもできる。この場合、90°≦θ≦270°となるように、加算角αが制御される。PI制御部23のゲインを正にすれば正の相関領域での制御となり、PI制御部23のゲインを負にすれば負の相関領域での制御となる。
In this way, an electric power steering apparatus that can appropriately control the motor 3 without using a rotation angle sensor and perform appropriate steering assistance can be realized. Thereby, a structure can be simplified and cost reduction can be aimed at.
In this embodiment, as the load angle theta L is adjusted in a region having a load angle theta L and the motor torque (assist torque) Tadashi Toga correlation, the addition angle α is controlled. Specifically, since the q-axis current I q = I γ sinθ L , the addition angle α is controlled so that −90 ° ≦ θ L ≦ 90 °. Of course, as the load angle theta L in a region where the load angle theta L and the motor torque (assist torque) has a negative correlation is adjusted, it is also possible to control the addition angle alpha. In this case, the addition angle α is controlled so that 90 ° ≦ θ L ≦ 270 °. When the gain of the PI control unit 23 is positive, control is performed in a positive correlation region, and when the gain of the PI control unit 23 is negative, control is performed in a negative correlation region.

図7は、加算角リミッタ24の働きを説明するためのフローチャートである。加算角リミッタ24は、PI制御部23によって求められ加算角ガード41によって補正された加算角αを上限値ULと比較し(ステップS1)、加算角αが上限値ULを超えている場合(ステップS1:YES)には、上限値ULを加算角αに代入する(ステップS2)。したがって、制御角θに対して上限値UL(=+ωmax)が加算されることになる。 FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the addition angle limiter 24. The addition angle limiter 24 compares the addition angle α obtained by the PI control unit 23 and corrected by the addition angle guard 41 with the upper limit value UL (step S1), and when the addition angle α exceeds the upper limit value UL (step S1). In S1: YES, the upper limit value UL is substituted for the addition angle α (step S2). Therefore, the upper limit value UL (= + ω max ) is added to the control angle θ C.

PI制御部23によって求められ加算角ガード41によって補正された加算角αが上限値UL以下であれば(ステップS1:NO)、加算角リミッタ24は、さらに、その加算角αを下限値LLと比較する(ステップS3)。そして、その加算角αが下限値未満であれば(ステップS3:YES)、下限値LLを加算角αに代入する(ステップS4)。したがって、制御角θに対して下限値LL(=−ωmax)が加算されることになる。 If the addition angle α obtained by the PI control unit 23 and corrected by the addition angle guard 41 is equal to or smaller than the upper limit value UL (step S1: NO), the addition angle limiter 24 further sets the addition angle α as the lower limit value LL. Compare (step S3). If the addition angle α is less than the lower limit value (step S3: YES), the lower limit value LL is substituted for the addition angle α (step S4). Therefore, the lower limit LL (= −ω max ) is added to the control angle θ C.

PI制御部23によって求められ加算角ガード41によって補正された加算角αが下限値LL以上上限値UL以下(ステップS3:NO)であれば、その加算角αがそのまま制御角θへの加算のために用いられる。
このようにして、加算角αを上限値ULと下限値LLとの間に制限することができるので、制御の安定化を図ることができる。より具体的には、電流不足時や制御開始時に制御不安定状態(アシスト力が不安定な状態)が発生しても、この状態から安定な制御状態への遷移を促すことができる。
Corrected addition angle α is less than the lower limit LL or the upper limit UL by the addition angle guard 41 obtained by the PI control unit 23: if (step S3 NO), the addition of the addition angle α is directly to the control angle theta C Used for.
In this way, the addition angle α can be limited between the upper limit value UL and the lower limit value LL, so that the control can be stabilized. More specifically, even if a control unstable state (a state where the assist force is unstable) occurs when the current is insufficient or the control is started, the transition from this state to the stable control state can be promoted.

図8Aは、加算角ガード処理を説明するためのフローチャートである。ただし、負荷角θとモータトルク(アシストトルク)とが正の相関を有する領域で負荷角θが調整されるように、加算角αが制御される場合の処理例が示されている。
トルク偏差監視部40は、トルク偏差演算部22によって演算されるトルク偏差ΔTの符号を監視しており、指示操舵トルクTと検出操舵トルクTとの大小関係に関する情報を加算角ガード41に与える。
FIG. 8A is a flowchart for explaining the addition angle guard process. However, as the load angle theta L and the motor torque (assist torque) load angle theta L in the area having a positive correlation transgressions are adjusted, the addition angle α is processing example is shown if you controlled.
The torque deviation monitoring unit 40 monitors the sign of the torque deviation ΔT calculated by the torque deviation calculation unit 22, and provides the addition angle guard 41 with information regarding the magnitude relationship between the command steering torque T * and the detected steering torque T. .

検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きいとき(ステップS11:YES)、加算角ガード41は、PI制御部23によって求められた加算角αが、ロータ角変位演算部30によって求められた演算周期当たりのロータ角変位Δθよりも小さいかどうかを判断する(ステップS12)。この判断が肯定されると、加算角ガード41は、加算角αにロータ角変位Δθを代入する(ステップS13)。すなわち、加算角αがロータ角変位Δθに補正される。加算角αがロータ角変位Δθ以上であれば(ステップS12:NO)、加算角ガード41は、さらに、加算角αを、ロータ角変位Δθよりも所定の変化制限値A(A>0。たとえばA=7deg)だけ大きな値(Δθ+A)と比較する(ステップS14)。加算角αが当該値(Δθ+A)よりも大きいときには(ステップS14:YES)、加算角ガード41は、加算角αに当該値(Δθ+A)を代入する(ステップS15)。加算角αが当該値(Δθ+A)以下であれば(ステップS14:NO)、加算角αの補正は行われない。 When the detected steering torque T is greater than the command steering torque T * (step S11: YES), the addition angle guard 41 has the addition angle α obtained by the PI control unit 23 obtained by the rotor angular displacement calculation unit 30. It is determined whether it is smaller than the rotor angular displacement Δθ per calculation cycle (step S12). If this determination is affirmed, the addition angle guard 41 substitutes the rotor angular displacement Δθ for the addition angle α (step S13). That is, the addition angle α is corrected to the rotor angular displacement Δθ. If the addition angle α is greater than or equal to the rotor angular displacement Δθ (step S12: NO), the addition angle guard 41 further sets the addition angle α to a predetermined change limit value A (A> 0 from the rotor angular displacement Δθ. For example, A large value (Δθ + A) by A = 7 deg is compared (step S14). When the addition angle α is larger than the value (Δθ + A) (step S14: YES), the addition angle guard 41 substitutes the value (Δθ + A) for the addition angle α (step S15). If the addition angle α is equal to or smaller than the value (Δθ + A) (step S14: NO), the addition angle α is not corrected.

一方、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さいとき(ステップS11:NO。ステップS16:YES)、加算角ガード41は、PI制御部23によって求められた加算角αがロータ角変位Δθよりも大きいかどうかを判断する(ステップS17)。この判断が肯定されると、加算角ガード41は、加算角αにロータ角変位Δθを代入し(ステップS13)、加算角αをロータ角変位Δθに補正する。加算角αがロータ角変位Δθ以下であれば(ステップS17:NO)、加算角ガード41は、さらに、加算角αを、ロータ角変位Δθよりも前記変化制限値Aだけ小さな値(Δθ−A)と比較する(ステップS18)。加算角αが当該値(Δθ−A)よりも小さいときには(ステップS18:YES)、加算角ガード41は、加算角αに当該値(Δθ−A)を代入する(ステップS19)。加算角αが当該値(Δθ−A)以上であれば(ステップS18:NO)、加算角αの補正は行われない。 On the other hand, when the detected steering torque T is smaller than the command steering torque T * (step S11: NO, step S16: YES), the addition angle guard 41 has the addition angle α obtained by the PI control unit 23 so that the rotor angular displacement Δθ. It is judged whether it is larger than (step S17). If this determination is affirmative, the addition angle guard 41 substitutes the rotor angular displacement Δθ for the addition angle α (step S13), and corrects the addition angle α to the rotor angular displacement Δθ. If the addition angle α is equal to or smaller than the rotor angular displacement Δθ (step S17: NO), the addition angle guard 41 further reduces the addition angle α by a value (Δθ−A) smaller than the rotor angular displacement Δθ by the change limit value A. ) (Step S18). When the addition angle α is smaller than the value (Δθ−A) (step S18: YES), the addition angle guard 41 substitutes the value (Δθ−A) for the addition angle α (step S19). If the addition angle α is equal to or greater than the value (Δθ−A) (step S18: NO), the addition angle α is not corrected.

また、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTに等しいとき(ステップS11およびステップS16の判断がいずれも否定)、加算角αの補正は行われない。
加算角αは、演算周期間の制御角θの変化量であり、γδ座標軸の演算周期当たりの角変位(ロータ角速度に相当する。)に等しい。よって、加算角αが演算周期当たりのロータ角変位Δθよりも大きければ負荷角θが大きくなり、加算角αがロータ角変位Δθよりも小さければ負荷角θが小さくなる。そして、負荷角θとモータトルク(アシストトルク)とに正の相関がある場合には、負荷角θが大きくなればモータトルクが大きくなり、負荷角θが小さくなればモータトルクが小さくなる。
Further, when the detected steering torque T is equal to the command steering torque T * (determinations in steps S11 and S16 are both negative), the addition angle α is not corrected.
The addition angle α is the amount of change in the control angle θ C during the calculation cycle, and is equal to the angular displacement (corresponding to the rotor angular velocity) per calculation cycle of the γδ coordinate axis. Therefore, the addition angle α is greater if the load angle theta L is larger than the rotor angular displacement Δθ in the calculation cycle, the addition angle α is the load angle theta L is smaller than the rotor angular displacement Δθ is reduced. When there is a positive correlation to the load angle theta L and the motor torque (assist torque), the motor torque becomes larger the larger the load angle theta L is smaller motor torque becomes smaller load angle theta L is Become.

一方、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きい場合とは、モータトルク(アシストトルク)が不足している状態である。したがって、モータトルクを増加させるために、負荷角θを増加させればよい。つまり、加算角αがロータ角変位Δθ以上であれば、検出操舵トルクTを指示操舵トルクTに近づけることができる。そこで、この実施形態では、図8AのステップS11〜S13の処理によって、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きい場合に、加算角αをロータ角変位Δθ以上に制限する加算角ガード処理が行われる。換言すれば、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きいにも拘わらず、加算角αがロータ角変位Δθ未満であれば、制御の目的に合致せず、矛盾が生じている。たとえば、PI制御部23の応答性によっては、このような状況が生じ得る。そこで、このような場合には、加算角αをロータ角変位Δθ以上の値(この実施形態ではロータ角変位Δθに等しい値)に補正することとしている。むろん、加算角αをロータ角変位Δθよりも大きい値(たとえば所定値(変化制限値Aよりも小さな値)だけ大きな値)に補正してもよい。 On the other hand, the case where the detected steering torque T is larger than the command steering torque T * is a state where the motor torque (assist torque) is insufficient. Therefore, in order to increase the motor torque by increasing the load angle theta L. That is, if the addition angle α is equal to or greater than the rotor angular displacement Δθ, the detected steering torque T can be brought close to the command steering torque T * . Therefore, in this embodiment, when the detected steering torque T is larger than the command steering torque T * by the processing of steps S11 to S13 in FIG. 8A, the addition angle guard processing is performed to limit the addition angle α to the rotor angular displacement Δθ or more. Is done. In other words, even if the detected steering torque T is larger than the command steering torque T * , if the addition angle α is less than the rotor angular displacement Δθ, it does not match the purpose of the control and a contradiction occurs. For example, such a situation may occur depending on the responsiveness of the PI control unit 23. In such a case, the addition angle α is corrected to a value equal to or larger than the rotor angular displacement Δθ (in this embodiment, a value equal to the rotor angular displacement Δθ). Of course, the addition angle α may be corrected to a value larger than the rotor angular displacement Δθ (for example, a value larger by a predetermined value (a value smaller than the change limit value A)).

同様に考察すると、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さい場合とは、モータトルク(アシストトルク)が過剰となっている状態である。したがって、モータトルクを減少させるために、負荷角θを減少させればよい。つまり、加算角αがロータ角変位Δθ以下であれば、検出操舵トルクTを指示操舵トルクTに近づけることができる。そこで、この実施形態では、図8AのステップS16,S17およびS13の処理によって、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さい場合に、加算角αをロータ角変位Δθ以下に制限する加算角ガード処理が行われる。換言すれば、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さいにも拘わらず、加算角αがロータ角変位Δθを超えていれば、制御の目的に合致せず、矛盾が生じている。たとえば、PI制御部23の応答性によっては、このような状況が生じ得る。そこで、このような場合には、加算角αをロータ角変位Δθ以下の値(この実施形態ではロータ角変位Δθに等しい値)に補正することとしている。むろん、加算角αをロータ角変位Δθよりも小さい値(たとえば所定値(変化制限値Aよりも小さな値)だけ小さな値)に補正してもよい。 Similarly, when the detected steering torque T is smaller than the instruction steering torque T * , the motor torque (assist torque) is excessive. Therefore, in order to reduce the motor torque, it is sufficient to reduce the load angle theta L. That is, if the addition angle α is equal to or less than the rotor angular displacement Δθ, the detected steering torque T can be brought close to the command steering torque T * . Therefore, in this embodiment, when the detected steering torque T is smaller than the command steering torque T * by the processing in steps S16, S17, and S13 in FIG. 8A, the addition angle that limits the addition angle α to the rotor angular displacement Δθ or less. Guard processing is performed. In other words, even if the detected steering torque T is smaller than the command steering torque T * , if the addition angle α exceeds the rotor angular displacement Δθ, it does not match the purpose of the control and a contradiction occurs. For example, such a situation may occur depending on the responsiveness of the PI control unit 23. In such a case, the addition angle α is corrected to a value equal to or smaller than the rotor angular displacement Δθ (a value equal to the rotor angular displacement Δθ in this embodiment). Of course, the addition angle α may be corrected to a value smaller than the rotor angular displacement Δθ (for example, a value smaller by a predetermined value (a value smaller than the change limit value A)).

さらにこの実施形態では、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きい場合(ステップS11:YES)において、加算角αがロータ角変位Δθに変化制限値Aを加算した値よりも大きいときは(ステップS12:NO。ステップS14:YES)、加算角αをΔθ+Aに補正することとしている(ステップS15)。これは、演算周期当たりのロータ角変位Δθよりも加算角αが過度に大きいと、加算角αを適値に収束させるのに時間がかかるからである。また、検出トルクTが指示トルクTよりも小さい場合において、(ステップS16:YES)において、加算角αがロータ角変位Δθから変化制限値Aを減算した値よりも小さいときは(ステップS17:NO。ステップS18:YES)、加算角αをΔθ−Aに補正することとしている(ステップS19)。これは、演算周期当たりのロータ角変位Δθよりも加算角αが過度に小さいと、加算角を適値に収束させるのに時間がかかる。このような補正を行うことにより、加算角αが適値に収束しやすくなるから、制御の安定化を図ることができ、制御異常が生じたときでも正常状態への復帰を効果的に促すことができる。 Furthermore, in this embodiment, when the detected steering torque T is larger than the command steering torque T * (step S11: YES), when the addition angle α is larger than the value obtained by adding the change limit value A to the rotor angular displacement Δθ. (Step S12: NO, Step S14: YES), the addition angle α is corrected to Δθ + A (Step S15). This is because if the addition angle α is excessively larger than the rotor angular displacement Δθ per calculation cycle, it takes time to converge the addition angle α to an appropriate value. When the detected torque T is smaller than the command torque T * (step S16: YES), when the addition angle α is smaller than the value obtained by subtracting the change limit value A from the rotor angular displacement Δθ (step S17: NO: Step S18: YES), the addition angle α is corrected to Δθ−A (Step S19). This is because if the addition angle α is excessively smaller than the rotor angular displacement Δθ per calculation cycle, it takes time to converge the addition angle to an appropriate value. By performing such correction, the addition angle α easily converges to an appropriate value, so that the control can be stabilized and the return to the normal state can be effectively promoted even when a control abnormality occurs. Can do.

このように、図8Aのガード処理では、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きいときには、Δθ+A≧α≧Δθの範囲に加算角αが制限され、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さいときには、Δθ≧α≧Δθ−Aの範囲に加算角αが制限される。こうして、加算角αは、ロータ角変位Δθに応じた妥当な値をとることができる。 8A, when the detected steering torque T is larger than the command steering torque T * , the addition angle α is limited to the range of Δθ + A ≧ α ≧ Δθ, and the detected steering torque T is changed to the command steering torque T. When smaller than * , the addition angle α is limited to a range of Δθ ≧ α ≧ Δθ−A. In this way, the addition angle α can take a reasonable value according to the rotor angular displacement Δθ.

負荷角θとモータトルク(アシストトルク)とが負の相関を有する領域で負荷角θが調整されるように、加算角αが制御される場合の加算角ガード処理の例を図8Bに示す。図8Bにおいて、図8Aに示された各ステップと同様の処理が行われるステップには、図8A中と同一参照符号を付して示す。
図8Bに示す処理では、検出操舵トルクTと指示操舵トルクTとの大小関係に応じた処理が、図8Aの処理とは逆になっている。すなわち、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さいとき(ステップS11A:YES)、加算角ガード41は、加算角αが、ロータ角変位Δθよりも小さいかどうかを判断する(ステップS12)。この判断が肯定されると、加算角ガード41は、加算角αにロータ角変位Δθを代入する(ステップS13)。すなわち、加算角αがロータ角変位Δθに補正される。加算角αがロータ角変位Δθ以上であれば(ステップS12:NO)、加算角ガード41は、さらに、加算角αを、ロータ角変位よりも変化制限値Aだけ大きな値(Δθ+A)と比較する(ステップS14)。加算角αが当該値(Δθ+A)よりも大きいときには(ステップS14:YES)、加算角ガード41は、加算角αに当該値(Δθ+A)を代入する(ステップS15)。加算角αが当該値(Δθ+A)以下であれば(ステップS14:NO)、加算角αの補正は行われない。
As the load angle theta L and the motor torque and (assist torque) is the load angle theta L in the area having a negative correlation is adjusted, the example of the addition angle guard process when the addition angle α is controlled in FIG. 8B Show. In FIG. 8B, steps in which the same processing as that shown in FIG. 8A is performed are denoted by the same reference numerals as in FIG. 8A.
In the process shown in FIG. 8B, the process according to the magnitude relationship between the detected steering torque T and the command steering torque T * is opposite to the process in FIG. 8A. That is, when the detected steering torque T is smaller than the command steering torque T * (step S11A: YES), the addition angle guard 41 determines whether the addition angle α is smaller than the rotor angular displacement Δθ (step S12). . If this determination is affirmed, the addition angle guard 41 substitutes the rotor angular displacement Δθ for the addition angle α (step S13). That is, the addition angle α is corrected to the rotor angular displacement Δθ. If the addition angle α is greater than or equal to the rotor angular displacement Δθ (step S12: NO), the addition angle guard 41 further compares the addition angle α with a value (Δθ + A) that is larger than the rotor angular displacement by the change limit value A. (Step S14). When the addition angle α is larger than the value (Δθ + A) (step S14: YES), the addition angle guard 41 substitutes the value (Δθ + A) for the addition angle α (step S15). If the addition angle α is equal to or smaller than the value (Δθ + A) (step S14: NO), the addition angle α is not corrected.

一方、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きいとき(ステップS11A:NO。ステップS16A:YES)、加算角ガード41は、加算角αがロータ角変位Δθよりも大きいかどうかを判断する(ステップS17)。この判断が肯定されると、加算角ガード41は、加算角αにロータ角変位Δθを代入し(ステップS13)、加算角αをロータ角変位Δθに補正する。加算角αがロータ角変位Δθ以下であれば(ステップS17:NO)、加算角ガード41は、さらに、加算角αを、ロータ角変位Δθよりも前記変化制限値Aだけ小さな値(Δθ−A)と比較する(ステップS18)。加算角αが当該値(Δθ−A)よりも小さいときには(ステップS18:YES)、加算角ガード41は、加算角αに当該値(Δθ−A)を代入する(ステップS19)。加算角αが当該値(Δθ−A)以上であれば(ステップS18:NO)、加算角αの補正は行われない。 On the other hand, when the detected steering torque T is larger than the command steering torque T * (step S11A: NO, step S16A: YES), the addition angle guard 41 determines whether or not the addition angle α is larger than the rotor angular displacement Δθ. (Step S17). If this determination is affirmative, the addition angle guard 41 substitutes the rotor angular displacement Δθ for the addition angle α (step S13), and corrects the addition angle α to the rotor angular displacement Δθ. If the addition angle α is equal to or smaller than the rotor angular displacement Δθ (step S17: NO), the addition angle guard 41 further reduces the addition angle α by a value (Δθ−A) smaller than the rotor angular displacement Δθ by the change limit value A. ) (Step S18). When the addition angle α is smaller than the value (Δθ−A) (step S18: YES), the addition angle guard 41 substitutes the value (Δθ−A) for the addition angle α (step S19). If the addition angle α is equal to or greater than the value (Δθ−A) (step S18: NO), the addition angle α is not corrected.

また、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTに等しいとき(ステップS11AおよびステップS16Aの判断がいずれも否定)、加算角αの補正は行われない。
負荷角θとモータトルク(アシストトルク)とに負の相関がある場合には、負荷角θが大きくなればモータトルクが小さくなり、負荷角θが小さくなればモータトルクが大きくなる。
Further, when the detected steering torque T is equal to the command steering torque T * (the determinations in steps S11A and S16A are both negative), the addition angle α is not corrected.
If there is a negative correlation to the load angle theta L and the motor torque (assist torque), the motor torque is decreased the greater the load angle theta L is the load angle theta L is familiar motor torque increases if smaller.

一方、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さい場合とは、モータトルク(アシストトルク)が過剰な状態である。したがって、モータトルクを減少させるために、負荷角θを増加させればよい。つまり、加算角αがロータ角変位Δθ以上であれば、検出操舵トルクTを指示操舵トルクTに近づけることができる。そこで、この実施形態では、図8BのステップS11A〜S13の処理によって、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さい場合に、加算角αをロータ角変位Δθ以上に制限する加算角ガード処理が行われる。換言すれば、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さいにも拘わらず、加算角αがロータ角変位Δθ未満であれば、制御の目的に合致せず、矛盾が生じている。そこで、このような場合には、加算角αをロータ角変位Δθ以上の値(この実施形態ではロータ角変位Δθに等しい値)に補正することとしている。むろん、加算角αをロータ角変位Δθよりも大きい値(たとえば所定値(変化制限値Aよりも小さな値)だけ大きな値)に補正してもよい。 On the other hand, when the detected steering torque T is smaller than the command steering torque T * , the motor torque (assist torque) is excessive. Therefore, in order to reduce the motor torque by increasing the load angle theta L. That is, if the addition angle α is equal to or greater than the rotor angular displacement Δθ, the detected steering torque T can be brought close to the command steering torque T * . Therefore, in this embodiment, when the detected steering torque T is smaller than the command steering torque T * by the processing in steps S11A to S13 in FIG. 8B, the addition angle guard processing is performed to limit the addition angle α to the rotor angular displacement Δθ or more. Is done. In other words, although the detected steering torque T is smaller than the command steering torque T * , if the addition angle α is less than the rotor angular displacement Δθ, it does not match the purpose of the control and a contradiction occurs. In such a case, the addition angle α is corrected to a value equal to or larger than the rotor angular displacement Δθ (in this embodiment, a value equal to the rotor angular displacement Δθ). Of course, the addition angle α may be corrected to a value larger than the rotor angular displacement Δθ (for example, a value larger by a predetermined value (a value smaller than the change limit value A)).

同様に考察すると、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きい場合とは、モータトルク(アシストトルク)が不足している状態である。したがって、モータトルクを増加させるために、負荷角θを減少させればよい。つまり、加算角αがロータ角変位Δθ以下であれば、検出操舵トルクTを指示操舵トルクTに近づけることができる。そこで、この実施形態では、図8BのステップS16A,S17およびS13の処理によって、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きい場合に、加算角αをロータ角変位Δθ以下に制限する加算角ガード処理が行われる。換言すれば、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きいにも拘わらず、加算角αがロータ角変位Δθを超えていれば、制御の目的に合致せず、矛盾が生じている。そこで、このような場合には、加算角αをロータ角変位Δθ以下の値(この実施形態ではロータ角変位Δθに等しい値)に補正することとしている。むろん、加算角αをロータ角変位Δθよりも小さい値(たとえば所定値(変化制限値Aよりも小さな値)だけ小さな値)に補正してもよい。 Similarly, when the detected steering torque T is larger than the command steering torque T * , the motor torque (assist torque) is insufficient. Therefore, in order to increase the motor torque, it is sufficient to reduce the load angle theta L. That is, if the addition angle α is equal to or less than the rotor angular displacement Δθ, the detected steering torque T can be brought close to the command steering torque T * . Therefore, in this embodiment, when the detected steering torque T is larger than the command steering torque T * by the processing of steps S16A, S17, and S13 in FIG. 8B, the addition angle α is limited to the rotor angular displacement Δθ or less. Guard processing is performed. In other words, even if the detected steering torque T is larger than the command steering torque T * , if the addition angle α exceeds the rotor angular displacement Δθ, it does not match the purpose of the control and a contradiction occurs. In such a case, the addition angle α is corrected to a value equal to or smaller than the rotor angular displacement Δθ (a value equal to the rotor angular displacement Δθ in this embodiment). Of course, the addition angle α may be corrected to a value smaller than the rotor angular displacement Δθ (for example, a value smaller by a predetermined value (a value smaller than the change limit value A)).

さらに図8Bの処理では、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さい場合(ステップS11A:YES)において、加算角αがロータ角変位Δθに変化制限値Aを加算した値よりも大きいときは(ステップS12:NO。ステップS14:YES)、加算角αをΔθ+Aに補正することとしている(ステップS15)。これは、演算周期当たりのロータ角変位Δθよりも加算角αが過度に大きいと、加算角αを適値に収束させるのに時間がかかるからである。また、検出トルクTが指示トルクTよりも大きい場合において、(ステップS16A:YES)において、加算角αがロータ角変位Δθから変化制限値Aを減算した値よりも小さいときは(ステップS17:NO。ステップS18:YES)、加算角αをΔθ−Aに補正することとしている(ステップS19)。これは、演算周期当たりのロータ角変位Δθよりも加算角αが過度に小さいと、加算角を適値に収束させるのに時間がかかる。このような補正を行うことにより、加算角αが適値に収束しやすくなるから、制御の安定化を図ることができ、制御異常が生じたときでも正常状態への復帰を効果的に促すことができる。 8B, when the detected steering torque T is smaller than the command steering torque T * (step S11A: YES), the addition angle α is larger than the value obtained by adding the change limit value A to the rotor angular displacement Δθ. (Step S12: NO, step S14: YES), the addition angle α is corrected to Δθ + A (step S15). This is because if the addition angle α is excessively larger than the rotor angular displacement Δθ per calculation cycle, it takes time to converge the addition angle α to an appropriate value. When the detected torque T is larger than the command torque T * (step S16A: YES), when the addition angle α is smaller than the value obtained by subtracting the change limit value A from the rotor angular displacement Δθ (step S17: NO: Step S18: YES), the addition angle α is corrected to Δθ−A (Step S19). This is because if the addition angle α is excessively smaller than the rotor angular displacement Δθ per calculation cycle, it takes time to converge the addition angle to an appropriate value. By performing such correction, the addition angle α easily converges to an appropriate value, so that the control can be stabilized and the return to the normal state can be effectively promoted even when a control abnormality occurs. Can do.

このような処理が行われることによって、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも小さいときには、Δθ+A≧α≧Δθの範囲に加算角αが制限され、検出操舵トルクTが指示操舵トルクTよりも大きいときには、Δθ≧α≧Δθ−Aの範囲に加算角αが制限される。こうして、加算角αは、ロータ角変位Δθに応じた妥当な値をとることができる。 By performing such processing, when the detected steering torque T is smaller than the commanded steering torque T * , the addition angle α is limited to the range of Δθ + A ≧ α ≧ Δθ, and the detected steering torque T becomes the commanded steering torque T *. Is larger than that, the addition angle α is limited to a range of Δθ ≧ α ≧ Δθ−A. In this way, the addition angle α can take a reasonable value according to the rotor angular displacement Δθ.

図9Aは、補正制御部38等の働きを説明するためのフローチャートである。補正制御部38は、誘起電圧二乗和演算部37によって演算される誘起電圧二乗和Σ(=E^α +E^β )を取得し(ステップS21)、この誘起電圧二乗和Σを補正実施閾値Cth1(たとえば、Cth1=30)と比較する(ステップS22)。
誘起電圧二乗和Σが補正実施閾値Cth1以上のときは(ステップS22:YES)、補正実施フラグを「オン」とし(ステップS23)、制限値ωmaxを第1制限値ωmax1(たとえば、ωmax1=35度)に設定する(ステップS24)。この制限値ωmax(=ωmax1)を用いて、加算角リミッタ24による制限処理(図7参照)が実行される(ステップS25)。さらに、補正実施フラグが「オン」であるので(ステップS26:YES)、加算角ガード41による加算角ガード処理(図8Aおよび図8B参照)が実行される(ステップS27)。
FIG. 9A is a flowchart for explaining the operation of the correction control unit 38 and the like. The correction control unit 38 acquires the induced voltage square sum Σ (= E ^ α 2 + E ^ β 2 ) calculated by the induced voltage square sum calculating unit 37 (step S21), and corrects the induced voltage square sum Σ. It is compared with a threshold value C th1 (for example, C th1 = 30) (step S22).
When the induced voltage square sum Σ is equal to or greater than the correction execution threshold C th1 (step S22: YES), the correction execution flag is set to “ON” (step S23), and the limit value ω max is set to the first limit value ω max1 (for example, ω max1 = 35 degrees) (step S24). Using this limit value ω max (= ω max1 ), a limit process (see FIG. 7) by the addition angle limiter 24 is executed (step S25). Further, since the correction execution flag is “ON” (step S26: YES), the addition angle guard process (see FIGS. 8A and 8B) by the addition angle guard 41 is executed (step S27).

一方、誘起電圧二乗和Σが補正実施閾値Cth1未満のときは(ステップS22:NO)、補正制御部38は、さらに、誘起電圧二乗和Σを補正非実施閾値Cth2(<Cth1。たとえば、Cth2=15)と比較する(ステップS28)。誘起電圧二乗和Σが補正非実施閾値Cth2以下のときは、補正実施フラグを「オフ」とし(ステップS29)、制限値ωmaxを第2制限値ωmax2(<ωmax1。たとえば、ωmax2=17度)に設定する(ステップS30)。この制限値ωmax(=ωmax2)を用いて、加算角リミッタ24による制限処理(図7参照)が実行される(ステップS25)。この場合、補正実施フラグが「オフ」であるので(ステップS26:NO)、加算角ガード41による加算角ガード処理が省略される。 On the other hand, when the induced voltage square sum Σ is less than the correction execution threshold value C th1 (step S22: NO), the correction control unit 38 further converts the induced voltage square sum Σ into a corrected non-execution threshold value C th2 (<C th1 . , C th2 = 15) (step S28). When the induced voltage square sum Σ is equal to or less than the correction non-execution threshold C th2 , the correction execution flag is set to “off” (step S29), and the limit value ω max is set to the second limit value ω max2 (<ω max1 . For example, ω max2. = 17 degrees) (step S30). Using this limit value ω max (= ω max2 ), a limit process (see FIG. 7) by the addition angle limiter 24 is executed (step S25). In this case, since the correction execution flag is “OFF” (step S26: NO), the addition angle guard process by the addition angle guard 41 is omitted.

誘起電圧二乗和Σが補正実施閾値Cth1よりも小さく、かつ、補正非実施閾値Cth2よりも大きいときには(ステップS28:NO)、補正実施フラグはそのときの値(オンまたはオフ)に保持され、制限値ωmaxもそのときの値に保持される。したがって、その制限値ωmaxに応じた加算角リミッタ処理(ステップS25)が実行され、補正実施フラグの値に応じて、加算角ガード処理(ステップS27)の実施/非実施が判断される(ステップS26)。 When the induced voltage square sum Σ is smaller than the correction execution threshold C th1 and larger than the correction non-execution threshold C th2 (step S28: NO), the correction execution flag is held at the value (ON or OFF) at that time. The limit value ω max is also held at that value. Therefore, the addition angle limiter process (step S25) according to the limit value ω max is executed, and whether or not the addition angle guard process (step S27) is performed is determined according to the value of the correction execution flag (step S27). S26).

このように、この実施形態では、誘起電圧二乗和Σが補正実施閾値Cth1以上になると補正実施フラグがオンされ、制限値ωmaxが比較的大きな第1制限値ωmax1に設定される。一方、誘起電圧二乗和Σが補正非実施閾値Cth2以下になると補正実施フラグがオフされ、制限値ωmaxが比較的小さな第2制限値ωmax2に設定される。誘起電圧二乗和Σが比較的大きく、したがって、ロータ角速度が比較的高速であるときは、ロータ角変位Δθ(ロータ角速度相当値)の信頼性が高い。そこで、制限値ωmaxを大きくすることにより大きな加算角αを許容する一方で、加算角ガード41によるガード処理によってロータ角変位Δθ(ロータ角速度相当値)に基づいて加算角αが補正される。また、誘起電圧二乗和Σが比較的小さく、したがって、ロータ角速度が低速であるときは、ロータ角変位Δθの信頼性が低い。そこで、制限値ωmaxを小さくすることにより加算角αを制限する一方で、加算角ガード41による加算角ガード処理が無効化される。 Thus, in this embodiment, when the induced voltage square sum Σ becomes equal to or greater than the correction execution threshold C th1 , the correction execution flag is turned on, and the limit value ω max is set to the relatively large first limit value ω max1 . On the other hand, when the induced voltage square sum Σ becomes equal to or less than the correction non-execution threshold C th2 , the correction execution flag is turned off, and the limit value ω max is set to a relatively small second limit value ω max2 . When the induced voltage square sum Σ is relatively large and therefore the rotor angular velocity is relatively high, the reliability of the rotor angular displacement Δθ (the value corresponding to the rotor angular velocity) is high. Therefore, while increasing the limit value ω max to allow a large addition angle α, the addition angle α is corrected based on the rotor angular displacement Δθ (the rotor angular velocity equivalent value) by the guard process by the addition angle guard 41. In addition, when the induced voltage square sum Σ is relatively small and therefore the rotor angular velocity is low, the reliability of the rotor angular displacement Δθ is low. Therefore, the addition angle guard processing by the addition angle guard 41 is invalidated while the addition angle α is limited by reducing the limit value ω max .

加算角αに対する制限値ωmaxが大きく設定されると、制御周期間における制御角θの変化量が大きくなるから、制御角θがトルク偏差ΔTに対応する適値に収束しにくくなり、制御破綻が生じやすくなる。そこで、この場合には、加算角ガード41による加算角ガード処理が介入することによって、ロータ角変位Δθに対応した妥当な範囲に加算角αが抑制される。これにより、制御破綻を抑制できる。加算角αに対する制限値ωmaxが小さく設定される低速回転時には、制御角θの変化量が小さくなるので、トルク偏差ΔTに対応する適値へと制御角θを導くことが容易であるため、制御破綻が生じにくい。このように、この実施形態によれば、制御破綻を抑制または防止することができるので、優れた操舵フィーリングを実現することができる。 If the limit value ω max for the addition angle α is set to be large, the amount of change in the control angle θ C during the control cycle increases, so that the control angle θ C is less likely to converge to an appropriate value corresponding to the torque deviation ΔT. Control breakdown tends to occur. Therefore, in this case, the addition angle α is suppressed to an appropriate range corresponding to the rotor angular displacement Δθ by intervening the addition angle guard process by the addition angle guard 41. Thereby, control failure can be suppressed. At the time of low speed rotation where the limit value ω max for the addition angle α is set to be small, the amount of change in the control angle θ C is small, so that it is easy to guide the control angle θ C to an appropriate value corresponding to the torque deviation ΔT. Therefore, control failure is unlikely to occur. Thus, according to this embodiment, control failure can be suppressed or prevented, so that excellent steering feeling can be realized.

また、補正実施フラグのオン/オフおよび制限値ωmaxの切り換え判定のための閾値Cth1,Cth2を二種類用いて、切り換えに対してヒステリシスを付与しているから、制御態様が頻繁に切り換わることがない。これにより、制御の安定化を図ることができるので、一層良好な操舵フィーリングを実現することができる。
図9Bは、補正制御部38等の働きの他の例を説明するためのフローチャートである。図9Bにおいて、図9Aに示された各ステップと同様の処理が行われるステップには、図9A中と同一参照符号を付して示す。
In addition, since two types of threshold values C th1 and C th2 for switching on / off of the correction execution flag and limit value ω max are used to provide hysteresis for switching, the control mode is frequently switched. There is no change. Thereby, since stabilization of control can be aimed at, a much better steering feeling can be realized.
FIG. 9B is a flowchart for explaining another example of the operation of the correction control unit 38 and the like. In FIG. 9B, steps in which processing similar to that in each step shown in FIG. 9A is performed are denoted by the same reference numerals as in FIG. 9A.

図9Bに示す処理では、ステップS22Aの処理が図9AのステップS22の処理と異なっている。ステップS21では、補正制御部38は、誘起電圧二乗和演算部37によって演算される誘起電圧二乗和Σ(=E^α +E^β )を取得する。ステップS22Aでは、補正制御部38は、ステップS21で取得された誘起電圧二乗和Σが補正実施閾値Cth1(たとえば、Cth1=30)以上の状態が所定時間Ta以上継続しているか否かを判別する。 In the process shown in FIG. 9B, the process in step S22A is different from the process in step S22 in FIG. 9A. In step S21, the correction control unit 38 obtains the induced voltage square sum Σ (= E ^ α 2 + E ^ β 2 ) calculated by the induced voltage square sum calculation unit 37. In step S22A, the correction control unit 38 determines whether or not the state where the induced voltage square sum Σ acquired in step S21 is equal to or greater than the correction execution threshold C th1 (for example, C th1 = 30) continues for a predetermined time Ta or more. Determine.

前述したように、回転角推定部29は、誘起電圧推定部28によって推定された誘起電圧に基づいて、ロータ50の回転角の推定値(推定回転角)θを演算する。ロータ角変位演算部30は、演算周期間の推定回転角θの変化量を求めることによって、演算周期当たりのロータ50の角変位Δθ(ロータ角速度に相当する値)を求める。前記所定時間Taは、ロータ50の角変位Δθ(ロータ角速度相当値)を演算するために用いられる2つの推定回転角θの演算間隔(この実施形態では、推定回転角θの演算周期)以上の時間に設定される。この実施形態では、前記所定時間Taは、推定回転角θの演算周期に相当する時間に設定される。 As described above, the rotational angle estimation unit 29, based on the induced voltage estimated by the induced voltage estimation unit 28 calculates the estimated value of the rotation angle of the rotor 50 (the estimated rotation angle) theta E. The rotor angular displacement calculation unit 30, by determining the amount of change in the estimated rotational angle theta E between calculation cycle to obtain the angular displacement Δθ of the rotor 50 in the calculation cycle (a value corresponding to the rotor angular speed). The predetermined time Ta has two operation interval of the estimated rotational angle theta E used to calculate the angular displacement Δθ of the rotor 50 (the rotor angular velocity equivalent value) (in this embodiment, the calculation cycle of the estimated rotational angle theta E) The above time is set. In this embodiment, the predetermined time Ta is set to a time corresponding to the calculation period of the estimated rotational angle theta E.

ステップS22Aにおいて、誘起電圧二乗和Σが補正実施閾値Cth1以上の状態が所定時間Ta以上継続していると判別された場合には(ステップS22A:YES)、ステップS23に移行する。一方、誘起電圧二乗和Σが補正実施閾値Cth1以上の状態が所定時間Ta以上継続していないと判別された場合には(ステップS22A:NO)、ステップS28に移行する。 If it is determined in step S22A that the state where the induced voltage square sum Σ is equal to or greater than the correction execution threshold C th1 continues for a predetermined time Ta or longer (step S22A: YES), the process proceeds to step S23. On the other hand, when it is determined that the state where the induced voltage square sum Σ is not more than the correction execution threshold C th1 has not continued for the predetermined time Ta or more (step S22A: NO), the process proceeds to step S28.

つまり、図9Bの処理においては、誘起電圧二乗和Σが補正実施閾値Cth1以上の状態が所定時間Ta以上継続しているときに、ロータ角変位Δθ(ロータ角速度相当値)の信頼性が高いと判定される。そこで、制限値ωmaxを大きくすることにより大きな加算角αを許容する一方で、加算角ガード41によるガード処理によってロータ角変位Δθ(ロータ角速度相当値)に基づいて加算角αが補正される。 That is, in the process of FIG. 9B, when the state where the induced voltage square sum Σ is equal to or greater than the correction execution threshold C th1 continues for a predetermined time Ta or more, the reliability of the rotor angular displacement Δθ (the rotor angular velocity equivalent value) is high. It is determined. Therefore, while increasing the limit value ω max to allow a large addition angle α, the addition angle α is corrected based on the rotor angular displacement Δθ (the rotor angular velocity equivalent value) by the guard process by the addition angle guard 41.

一方、誘起電圧二乗和Σが補正実施閾値Cth1以上の状態が所定時間Ta以上継続していないときに、ロータ角変位Δθの信頼性が低いと判定される。そこで、制限値ωmaxを小さくすることにより加算角αを制限する一方で、加算角ガード41による加算角ガード処理が無効化される。
図10は、誘起電圧推定部28の構成を説明するためのブロック図である。誘起電圧推定部28は、二相検出電流Iαβと二相指示電圧Vαβ とに基づいて、モータ3の誘起電圧を推定する。より具体的には、誘起電圧推定部28は、モータ3の数学モデルであるモータモデルに基づき、モータ3の誘起電圧を外乱として推定する外乱オブザーバとしての形態を有している。モータモデルは、たとえば、(R+pL)−1と表すことができる。ただし、Rは電機子巻線抵抗、Lはαβ軸インダクタンス、pは微分演算子である。モータ3には、二相指示電圧Vαβ と誘起電圧Eαβ(α軸誘起電圧Eαおよびβ軸誘起電圧Eβ)とが印加されると考えることができる。
On the other hand, it is determined that the reliability of the rotor angular displacement Δθ is low when the state where the induced voltage square sum Σ is not longer than the correction execution threshold C th1 does not continue for the predetermined time Ta or longer. Therefore, the addition angle guard processing by the addition angle guard 41 is invalidated while the addition angle α is limited by reducing the limit value ω max .
FIG. 10 is a block diagram for explaining the configuration of the induced voltage estimation unit 28. The induced voltage estimation unit 28 estimates the induced voltage of the motor 3 based on the two-phase detection current I αβ and the two-phase command voltage V αβ * . More specifically, the induced voltage estimation unit 28 has a form as a disturbance observer that estimates the induced voltage of the motor 3 as a disturbance based on a motor model that is a mathematical model of the motor 3. The motor model can be expressed as, for example, (R + pL) −1 . Here, R is an armature winding resistance, L is an αβ axis inductance, and p is a differential operator. It can be considered that the two-phase command voltage V αβ * and the induced voltage E αβ (α-axis induced voltage E α and β-axis induced voltage E β ) are applied to the motor 3.

誘起電圧推定部28は、二相検出電流Iαβを入力としてモータ電圧を推定する逆モータモデル(モータモデルの逆モデル)65と、この逆モータモデル65によって推定されるモータ電圧と二相指示電圧Vαβ との偏差を求める電圧偏差演算部66とで構成することができる。電圧偏差演算部66は、二相指示電圧Vαβ に対する外乱を求めることになるが、図10から明らかなとおり、この外乱は誘起電圧Eαβに相当する推定値E^αβ(α軸誘起電圧推定値E^αおよびβ軸誘起電圧推定値E^β(以下、まとめて「推定誘起電圧E^αβ」という。)になる。逆モータモデル65は、たとえば、R+pLで表される。 The induced voltage estimation unit 28 receives the two-phase detection current I αβ as an input and estimates a motor voltage, which is an inverse motor model (inverse model of the motor model) 65, a motor voltage estimated by the inverse motor model 65, and a two-phase indication voltage A voltage deviation calculation unit 66 for obtaining a deviation from V αβ * may be used. The voltage deviation calculator 66 obtains a disturbance with respect to the two-phase indication voltage V αβ * . As is apparent from FIG. 10, this disturbance is an estimated value E ^ αβ (α-axis induced voltage corresponding to the induced voltage E αβ. The estimated value E ^ α and the β-axis induced voltage estimated value E ^ β (hereinafter collectively referred to as “estimated induced voltage E ^ αβ ”) The reverse motor model 65 is represented by R + pL, for example.

誘起電圧Eαβは、次式(6)で表すことができる。ただし、Kは誘起電圧定数、θはロータ角、ωはロータ角速度である。 The induced voltage E αβ can be expressed by the following equation (6). However, KE is an induced voltage constant, θ M is a rotor angle, and ω is a rotor angular velocity.

Figure 0005641299
Figure 0005641299

したがって、推定誘起電圧E^αβが求まれば、次式(7)に従って、推定回転角θが求まる。この演算が、回転角推定部29によって行われる。 Therefore, if the estimated induced voltage E ^ .alpha..beta is obtained, according to the following equation (7), is obtained estimated rotational angle theta E. This calculation is performed by the rotation angle estimation unit 29.

Figure 0005641299
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また、誘起電圧二乗和演算部37は、推定誘起電圧に基づき、次式(8)の演算を行うことにより、誘起電圧二乗和Σを求める。
Σ=E^α +E^β ……(8)
図11Aは、ゲイン生成部39が生成する加算角ゲインの特性例を示す図である。ゲイン生成部39は、0以上1以下の加算角ゲインGαを生成する。図11Aの例では、誘起電圧二乗和Σの増加に応じて単調に増加する特性に従って加算角ゲインGαが設定される。より具体的には、誘起電圧二乗和Σが0から所定値までの低値域では、加算角ゲインGαは1未満の比較的小さな一定値とされる。さらに、誘起電圧二乗和Σが前記所定値以上の範囲では、加算角ゲインGαは、前記一定値から1まで単調(図11Aの例ではリニア)に増加する特性に従って設定される。
The induced voltage sum of squares calculation unit 37 calculates the induced voltage square sum Σ by performing the calculation of the following equation (8) based on the estimated induced voltage.
Σ = E ^ α 2 + E ^ β 2 ...... (8)
FIG. 11A is a diagram illustrating a characteristic example of the addition angle gain generated by the gain generation unit 39. The gain generation unit 39 generates an addition angle gain G α that is 0 or more and 1 or less. In the example of FIG. 11A, the addition angle gain is set according to a characteristic that monotonously increases as the induced voltage square sum Σ increases. More specifically, in the low value range where the induced voltage square sum Σ is from 0 to a predetermined value, the addition angle gain G α is a relatively small constant value less than 1. Further, in the range where the induced voltage square sum Σ is greater than or equal to the predetermined value, the addition angle gain G α is set according to a characteristic that increases monotonously (in the example of FIG. 11A) from the constant value to 1.

このようにして設定された加算角ゲインGαは、ゲイン乗算部43において、加算角α(加算角リミッタ処理および加算角ガード処理後の加算角)に乗算される。これにより、誘起電圧二乗和Σが小さく、したがって、ロータ角速度が小さいときほど、加算角αの絶対値が抑制される。その結果、ステアリングホイール10を切り始めたときに、モータ3の発生トルク(アシストトルク)を抑制できるから、良好な手応え感を運転者に与えることができる。 Thus the addition angle gain G alpha which is set, in the gain multiplication unit 43, is multiplied by the addition angle alpha (addition angle after the addition angle limiter processing and the addition angle guard process). Accordingly, the absolute value of the addition angle α is suppressed as the induced voltage square sum Σ is smaller and therefore the rotor angular velocity is smaller. As a result, when the steering wheel 10 is started to be turned, the generated torque (assist torque) of the motor 3 can be suppressed, so that a good feeling of response can be given to the driver.

図11Bは、ゲイン生成部39が生成する加算角ゲインGαの他の特性例を示す図である。図11Bの例では、誘起電圧二乗和Σの増加に応じて単調に減少する特性に従って加算角ゲインGαが設定される。より具体的には、誘起電圧二乗和Σが0から所定値までの低値域では、加算角ゲインGαは1とされる。さらに、誘起電圧二乗和Σが前記所定値以上の範囲では、加算角ゲインGαは、1から単調(図11Bの例ではリニア)に減少する特性に従って設定される。 11B is a diagram showing another example of the characteristic of the addition angle gain G alpha gain generating unit 39 generates. In the example of FIG. 11B, the addition angle gain is set according to a characteristic that monotonously decreases as the induced voltage square sum Σ increases. More specifically, the addition angle gain is set to 1 in the low value region where the induced voltage square sum Σ is from 0 to a predetermined value. Furthermore, in the range where the induced voltage square sum Σ is equal to or greater than the predetermined value, the addition angle gain G α is set according to a characteristic that decreases from 1 to monotonously (linear in the example of FIG. 11B).

このようにして設定された加算角ゲインGαは、ゲイン乗算部43において、加算角α(加算角リミッタ処理および加算角ガード処理後の加算角)に乗算される。これにより、誘起電圧二乗和Σが大きく、したがって、ロータ角速度が大きいときほど、加算角αの絶対値が抑制される。これにより、ロータ角速度が速いときほどモータトルク(アシストトルク)を抑制できるから、モータ3の慣性回転等を抑制するためのダンピング制御を行うことができる。これにより、ふらつき感を抑制できるので、優れた操舵フィーリングを実現できる。 Thus the addition angle gain G alpha which is set, in the gain multiplication unit 43, is multiplied by the addition angle alpha (addition angle after the addition angle limiter processing and the addition angle guard process). As a result, the induced voltage square sum Σ is large, and therefore the absolute value of the addition angle α is suppressed as the rotor angular velocity is larger. As a result, the motor torque (assist torque) can be suppressed as the rotor angular speed increases, so that damping control for suppressing inertial rotation and the like of the motor 3 can be performed. Thereby, since a feeling of wobbling can be suppressed, an excellent steering feeling can be realized.

図12は、故障時トルク設定部21Aの機能を説明するためのフローチャートである。故障時トルク設定部21Aは、誘起電圧二乗和演算部37から誘起電圧二乗和Σを取得し(ステップS31)、この誘起電圧二乗和Σを所定の閾値Dth(たとえば、Dth=30)と比較する(ステップS32)。誘起電圧二乗和Σが閾値Dthよりも大きく(ステップS32:NO)、したがって、ロータ角変位演算部30によって演算されるロータ角変位Δθ(ロータ角速度相当値)の精度が充分に高いときには、故障時トルク設定部21Aは、ロータ角変位Δθの符号に基づいて、操舵方向を判定する(ステップS33)。 FIG. 12 is a flowchart for explaining the function of the failure time torque setting unit 21A. The fault torque setting unit 21A obtains the induced voltage square sum Σ from the induced voltage square sum computing unit 37 (step S31), and uses the induced voltage square sum Σ as a predetermined threshold D th (for example, D th = 30). Compare (step S32). If the induced voltage square sum Σ is larger than the threshold value D th (step S32: NO), and therefore the accuracy of the rotor angular displacement Δθ (rotor angular velocity equivalent value) calculated by the rotor angular displacement calculating unit 30 is sufficiently high, a failure occurs. The hour torque setting unit 21A determines the steering direction based on the sign of the rotor angular displacement Δθ (step S33).

一方、誘起電圧二乗和Σが閾値Dth以下であり(ステップS32:YES)、したがって、ロータ角変位の精度が低いときには、ロータ角変位Δθに基づいて操舵方向を適切に判定することができない。そこで、故障時トルク設定部21Aは、一定周期(たとえば、0.1秒)毎に、一定時間(たとえば0.05秒)だけ指示電流値Iγδ をオフする(零にする)制御(オン/オフ制御)を実行する(ステップS34)。その一方で、故障時トルク設定部21Aは、指示電流値Iγδ をオフしたとき(零としたとき)の操舵トルクTを取得し、その取得した操舵トルクTの符号に基づいて、操舵方向を判定する(ステップS35)。 On the other hand, when the induced voltage square sum Σ is equal to or less than the threshold value D th (step S32: YES), therefore, when the accuracy of the rotor angular displacement is low, the steering direction cannot be appropriately determined based on the rotor angular displacement Δθ. Therefore, the failure torque setting unit 21A controls (turns on) the command current value I γδ * for a fixed time (for example, 0.05 seconds) for a fixed time (for example, 0.1 seconds). / OFF control) is executed (step S34). On the other hand, the failure time torque setting unit 21A acquires the steering torque T when the command current value I γδ * is turned off (set to zero), and based on the sign of the acquired steering torque T, the steering direction Is determined (step S35).

こうして、ロータ角変位Δθまたは操舵トルクTに基づいて操舵方向が判断されると(ステップS33,S35)、故障時トルク設定部21Aは、所定の目標絶対値T(たとえば2Nm)に正符号「+」または負符号「−」を付して指示操舵トルクTを生成する(ステップS36)。すなわち、ロータ角変位Δθに基づいて指示操舵トルクTを生成するときには、ロータ角変位Δθと同符号を目標絶対値Tに付して指示操舵トルクT(=+Tまたは−T)が生成される。同様に、操舵トルクTに基づいて指示操舵トルクTを生成するときには、検出された操舵トルクTと同符号を目標絶対値Tに付して指示操舵トルクT(=+Tまたは−T)が生成される。故障検知部42が舵角センサ4の故障を検知したときには、このようにして生成される指示操舵トルクTがトルク偏差演算部22に与えられる。 Thus, when the steering direction is determined based on the rotor angular displacement Δθ or the steering torque T (steps S33, S35), the failure torque setting unit 21A adds a plus sign “2” to the predetermined target absolute value T 0 (for example, 2 Nm). An instruction steering torque T * is generated with “+” or a minus sign “−” (step S36). That is, when the command steering torque T * is generated based on the rotor angular displacement Δθ, the same sign as the rotor angular displacement Δθ is attached to the target absolute value T 0 and the command steering torque T * (= + T 0 or −T 0 ). Is generated. Similarly, when the command steering torque T * is generated based on the steering torque T, the same sign as the detected steering torque T is attached to the target absolute value T 0 and the command steering torque T * (= + T 0 or −T 0 ) is generated. When the failure detection unit 42 detects a failure of the steering angle sensor 4, the command steering torque T * generated in this way is given to the torque deviation calculation unit 22.

なお、ステップS34におけるオン/オフ制御に代えて、指示電流値Iγδ に1未満のゲイン(たとえば、0.5)を乗じてモータトルクを周期的に低減させる処理を行ってもよい。また、指示電流値Iγδ を漸次的に減少させてもよい。いずれの場合でも、モータトルク(アシストトルク)が一時的に低減されるので、トルクセンサ1によって検出される操舵トルクTは、運転者がステアリングホイール10に加えている操舵トルクの方向を明確に表すことになる。したがって、モータトルクを一時的に低減したときの操舵トルクTを用いることによって、操舵方向に応じて、適切な指示操舵トルクTを生成することができる。むろん、指示電流値Iγδ を低減する以外にも、たとえば、指示電圧値Vαβ を一時的に低減することによって、モータトルク(アシストトルク)を低減させてもよい。 Instead of the on / off control in step S34, a process of periodically reducing the motor torque by multiplying the command current value I γδ * by a gain (for example, 0.5) less than 1 may be performed. Further, the command current value I γδ * may be gradually decreased. In any case, since the motor torque (assist torque) is temporarily reduced, the steering torque T detected by the torque sensor 1 clearly represents the direction of the steering torque applied to the steering wheel 10 by the driver. It will be. Therefore, by using the steering torque T when the motor torque is temporarily reduced, it is possible to generate an appropriate instruction steering torque T * according to the steering direction. Of course, besides reducing the command current value I γδ * , the motor torque (assist torque) may be reduced by temporarily reducing the command voltage value V αβ * , for example.

図13は、制御破綻監視部25、保舵判定部27および加算角補正部44の働きを説明するためのフローチャートである。制御破綻監視部25は、たとえば、操舵トルク絶対値|T|が第1トルク閾値Eth1(たとえば、Eth1=7Nm)を超えており、かつ、誘起電圧二乗和Σが所定の閾値Fth(たとえば、Fth=15)以下の状態が一定時間(たとえば0.03秒)以上継続すると、制御破綻が生じていると判断する(ステップS41)。操舵トルク絶対値|T|が第1トルク閾値Eth1を超えた状態が継続する場合とは、モータトルク(アシストトルク)の不足状態が継続している場合である。たとえば、電流値が不足していて、制御角θを適切なアシストトルクを発生する値へと収束させることができない場合が相当する。ただし、このような場合でも、誘起電圧二乗和Σが充分に大きく、したがって、ロータ角変位Δθ(ロータ角速度相当値)の信頼性が充分であれば、加算角ガード41による加算角ガード処理によって、加算角αを適切な範囲に保つことができる。そこで、制御破綻監視部25は、操舵トルク絶対値|T|に関する条件と、誘起電圧二乗和Σに関する条件との両方を判断することにより、制御破綻が生じているかどうかを判断する。 FIG. 13 is a flowchart for explaining the functions of the control failure monitoring unit 25, the steering determination unit 27, and the addition angle correction unit 44. For example, the control failure monitoring unit 25 has a steering torque absolute value | T | exceeding a first torque threshold value E th1 (for example, E th1 = 7 Nm), and the induced voltage square sum Σ is a predetermined threshold value F th ( For example, if the state of F th = 15) or less continues for a certain time (for example, 0.03 seconds) or longer, it is determined that a control failure has occurred (step S41). The case where the state where the steering torque absolute value | T | exceeds the first torque threshold value E th1 continues is a case where the shortage state of the motor torque (assist torque) continues. For example, there is a case where the current value is insufficient and the control angle θ C cannot be converged to a value that generates an appropriate assist torque. However, even in such a case, if the induced voltage square sum Σ is sufficiently large and therefore the reliability of the rotor angular displacement Δθ (the value corresponding to the rotor angular velocity) is sufficient, the addition angle guard 41 performs the addition angle guard process. The addition angle α can be kept in an appropriate range. Therefore, the control failure monitoring unit 25 determines whether or not a control failure has occurred by determining both the condition relating to the steering torque absolute value | T | and the condition relating to the induced voltage square sum Σ.

ステップS41の条件が充足されると、制御破綻監視部25は、破綻検出フラグをオン状態に設定する(ステップS42)。一方、制御破綻監視部25は、ステップS41の条件が充足されない場合において、破綻検出フラグがオン状態のときには、操舵トルク絶対値|T|が第2トルク閾値Eth2(<Eth1。たとえば、Eth2=6Nm)未満であることを条件に(ステップS43:YES)、破綻検出フラグをオフ状態とする(ステップS44)。 When the condition of step S41 is satisfied, the control failure monitoring unit 25 sets the failure detection flag to the on state (step S42). On the other hand, the control failure monitoring unit 25 determines that the steering torque absolute value | T | is equal to the second torque threshold value E th2 (<E th1 . On the condition that it is less than ( th2 = 6Nm) (step S43: YES), the failure detection flag is turned off (step S44).

加算角補正部44は、破綻検出フラグがオフのときは(ステップS45:NO)、以下の処理を行わず、ゲイン乗算部43からの加算角αをそのまま制御角演算部26に与える。破綻検出フラグがオンのときは(ステップS45:YES)、加算角補正部44は、保舵判定部27の判定結果を取得し、保舵状態か否かを判断する(ステップS46)。保舵状態のときには(ステップS46:NO)、加算角補正部44は、加算角αを0に補正する(ステップS47)。これにより、制御角θが変化しなくなるから、モータ3は、ロータ回転を抑制するトルクを発生する。これにより、制御破綻状態であっても、運転者による保舵を補助でき、運転者の操舵負担を軽減できる。また、制御角θが変化しないようにモータ3からトルクが発生されるので、不快な振動の発生を抑制できる。もしも、保舵時に有意な(零以外の)加算角αが設定されると、モータ3は、保舵をアシストするトルクを発生する状態と、保舵のためのトルクとは逆方向へのトルクを発生する状態とを繰り返し、これにより、振動が生じるおそれがある。保舵時に加算角αを零にすることにより、このような振動を抑制または防止できる。 When the failure detection flag is off (step S45: NO), the addition angle correction unit 44 does not perform the following processing and supplies the addition angle α from the gain multiplication unit 43 to the control angle calculation unit 26 as it is. When the failure detection flag is on (step S45: YES), the addition angle correction unit 44 acquires the determination result of the steering determination unit 27 and determines whether or not the steering state is maintained (step S46). When in the steered state (step S46: NO), the addition angle correction unit 44 corrects the addition angle α to 0 (step S47). As a result, the control angle θ C does not change, and the motor 3 generates torque that suppresses rotor rotation. Thereby, even if it is a control failure state, a driver | operator's steering maintenance can be assisted and a driver | operator's steering burden can be eased. Further, since the control angle theta C the torque is generated by the motor 3 so as not to change, it is possible to suppress the generation of unpleasant vibrations. If a significant (non-zero) addition angle α is set at the time of steering, the motor 3 generates a torque for assisting the steering and a torque in a direction opposite to the torque for the steering. In such a case, vibration may occur. Such vibration can be suppressed or prevented by setting the addition angle α to zero during steering.

保舵状態でないときには(ステップS46:YES)、加算角補正部44は、操舵トルクTの正負を判定する(ステップS48)。操舵トルクTが零または正の値であるとき(ステップS48:YES)、加算角補正部44は、所定の基本値B(>0。たとえばB=5度)に正符号を付して(すなわち、基本値Bをそのまま用いて)、加算角目標値α(=+B)を設定する(ステップS49)。操舵トルクTが負の値であるとき(ステップS47:NO)、加算角補正部44は、前記基本値Bに負符号を付して、加算角目標値α(=−B)を設定する(ステップS50)。そして、加算角補正部44は、現在の加算角αが加算角目標値αに漸次的に近づくように、加算角αを漸増または漸減させる(ステップS51)。こうして、制御破綻のときにも、操舵トルクTの方向に応じて加算角αを設定できるので、妥当な操舵補助を継続することができる。 When not in the steering holding state (step S46: YES), the addition angle correction unit 44 determines whether the steering torque T is positive or negative (step S48). When the steering torque T is zero or a positive value (step S48: YES), the addition angle correction unit 44 adds a positive sign to the predetermined basic value B (> 0, for example, B = 5 degrees) (that is, B = 5 degrees). The basic value B is used as it is), and the addition angle target value α * (= + B) is set (step S49). When the steering torque T is a negative value (step S47: NO), the addition angle correction unit 44 attaches a negative sign to the basic value B and sets the addition angle target value α * (= −B). (Step S50). Then, the addition angle correction unit 44 gradually increases or decreases the addition angle α so that the current addition angle α gradually approaches the addition angle target value α * (step S51). Thus, even when the control fails, the addition angle α can be set according to the direction of the steering torque T, so that appropriate steering assistance can be continued.

なお、加算角目標値αを設定するときに用いる基本値Bは、一定値である必要はなく、たとえば、誘起電圧二乗和Σの値に応じて可変設定される変数であってもよい。たとえば、誘起電圧二乗和Σに対する基本値Bのマップを作成しておき、このマップに従って基本値を可変設定してもよい。この処理は、図13のステップS45〜S51の処理の代わりに用いることができる。基本値Bは、たとえば、誘起電圧二乗和Σが大きいほど大きくなる特性に従って可変設定されてもよい。 The basic value B used when setting the addition angle target value α * does not have to be a constant value, and may be a variable that is variably set according to the value of the induced voltage square sum Σ, for example. For example, a map of the basic value B for the induced voltage square sum Σ may be created, and the basic value may be variably set according to this map. This process can be used in place of the processes in steps S45 to S51 in FIG. For example, the basic value B may be variably set according to a characteristic that increases as the induced voltage square sum Σ increases.

図14は、保舵判定部27による保舵判定処理の具体例を説明するためのフローチャートである。保舵判定部27は、保舵状態であると判定すると保舵判定フラグをオン状態とし、保舵状態でないと判定すると保舵判定フラグをオフ状態とする。加算角補正部44は、保舵判定フラグのオン/オフに基づいて、保舵状態かどうかを判断することになる。
保舵判定部27は、保舵判定フラグがオフ状態で、かつ、誘起電圧二乗和Σが閾値Gth(>0。たとえばGth=10)よりも小さいかどうかを判断する(ステップS61)。この判断が肯定されると、保舵判定部27は、カウンタC1が閾値Hthよりも大きいかどうかを判断する(ステップS62)。カウンタC1は、ステップS61の条件が成立する継続時間を計測するためのカウンタである。閾値Hthは、たとえば、時間に換算して0.1秒程度に相当する値とされてもよい。カウンタC1の値が閾値Hth以下のときは(ステップS62:NO)、保舵判定部27は、カウンタC1をインクリメントする(ステップS63)。カウンタC1の値が閾値Hthを超えると(ステップS62:YES)、保舵判定部27は、保舵判定フラグをオン状態とする(ステップS64)。このようにして、誘起電圧二乗和Σが小さく、したがって、ロータ角速度が小さい状態が継続したときに、保舵状態であると判定され、保舵判定フラグがオン状態とされる。
FIG. 14 is a flowchart for explaining a specific example of the steering determination process by the steering determination unit 27. The steering determination unit 27 turns the steering determination flag on when it determines that it is in the steering state, and sets the steering determination flag off when it determines that it is not in the steering state. The addition angle correction unit 44 determines whether or not the steering holding state is on the basis of whether the steering holding determination flag is on or off.
The steerage determination unit 27 determines whether or not the steerage determination flag is in an off state and the induced voltage square sum Σ is smaller than a threshold value G th (> 0, eg, G th = 10) (step S61). If this determination is positive, the steering determination unit 27 determines whether or not the counter C1 is larger than the threshold value H th (step S62). The counter C1 is a counter for measuring the duration time for which the condition of step S61 is established. The threshold value H th may be a value corresponding to about 0.1 seconds in terms of time, for example. When the value of the counter C1 is equal to or less than the threshold value H th (step S62: NO), the steering keeping determination unit 27 increments the counter C1 (step S63). When the value of the counter C1 exceeds the threshold value H th (step S62: YES), the steering determination unit 27 turns the steering determination flag on (step S64). In this way, when the induced voltage square sum Σ is small and therefore the state where the rotor angular speed is low continues, it is determined that the steering is held and the steering determination flag is turned on.

次に、保舵判定部27は、カウンタC2をクリアする(ステップS65)。カウンタC2は、次に説明する保舵判定フラグオフ条件(ステップS66)の継続時間を計測するためのカウンタである。
ステップS61において、保舵判定フラグがオン状態であるか、または誘起電圧二乗和Σが閾値Gth以上であると判断されると、ステップS62〜S65の処理が省かれる。
Next, the steering retention determination unit 27 clears the counter C2 (step S65). The counter C2 is a counter for measuring the duration time of the steering determination flag off condition (step S66) described below.
If it is determined in step S61 that the steering determination flag is on or the induced voltage square sum Σ is greater than or equal to the threshold value G th , the processes in steps S62 to S65 are omitted.

保舵判定部27は、さらに、保舵判定フラグオフ条件の成否を判断する(ステップS66)。具体的には、操舵トルク絶対値|T|が閾値Jth(たとえば、Jth=7Nm)よりも大きく、かつ、保舵判定フラグがオン状態であるかどうかが判断される。この判断が肯定されると(ステップS66:YES)、保舵判定部27は、カウンタC2が閾値Kthよりも大きいかどうかを判断する(ステップS67)。閾値Kthは、たとえば、時間に換算して0.03秒程度に相当する値とされてもよい。カウンタC2の値が閾値Kth以下のときは(ステップS67:NO)、保舵判定部27は、カウンタC2をインクリメントする(ステップS68)。カウンタC2の値が閾値Kthを超えると(ステップS67:YES)、保舵判定部27は、保舵判定フラグをオフ状態とする(ステップS69)。このようにして、保舵判定フラグがオンされているときに、操舵トルク絶対値|T|が大きい状態が継続したときには、運転者の操舵意思があり、したがって、保舵状態でないと判定され、保舵判定フラグがオフされる。この後、カウンタC1がクリアされる(ステップS70)。 The steerage determination unit 27 further determines whether or not the steerage determination flag off condition is satisfied (step S66). Specifically, it is determined whether the steering torque absolute value | T | is larger than a threshold value J th (for example, J th = 7 Nm) and the steering determination flag is in an on state. If an affirmative determination is made (step S66: YES), maintenance determination unit 27, the counter C2 is determined whether greater than the threshold value K th (step S67). The threshold value K th may be a value corresponding to about 0.03 seconds in terms of time, for example. When the value of the counter C2 is equal to or smaller than the threshold K th (Step S67: NO), maintenance determination unit 27 increments the counter C2 (step S68). When the value of the counter C2 exceeds the threshold value K th (Step S67: YES), maintenance determination unit 27 may be turned off maintenance determination flag (step S69). In this way, when the steering determination flag is turned on and the steering torque absolute value | T | continues to be large, it is determined that the driver has a steering intention and is not in the steering holding state. The steering retention determination flag is turned off. Thereafter, the counter C1 is cleared (step S70).

[第2の実施形態]
図15は、この発明の第2の実施形態に係るモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。この図15において、前述の図1に示された各部の対応部分には同一参照符号を付して示し、以下では、第1の実施形態との相違点を主として説明する。この第2の実施形態では、マイクロコンピュータ11は、機能処理部として、ダンピング制御部60と、ダンピングトルク生成部61と、トルク指示値加算部62と、ゲイン乗算部63と、ゲイン補正部64とを有している。
[Second Embodiment]
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering device including a motor control device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 15, the same reference numerals are given to the corresponding parts of the respective parts shown in FIG. 1, and differences from the first embodiment will be mainly described below. In the second embodiment, the microcomputer 11 includes a damping control unit 60, a damping torque generation unit 61, a torque instruction value addition unit 62, a gain multiplication unit 63, and a gain correction unit 64 as function processing units. have.

ダンピングトルク生成部61は、ダンピング制御のためのダンピングトルク指示値を生成する。このダンピングトルク指示値は、ゲイン乗算部63においてゲインを乗じられた後に、トルク指示値加算部62に与えられる。トルク指示値加算部62は、指示操舵トルク設定部21が設定する指示操舵トルクに、前記ゲイン乗算後のダンピングトルク指示値を加算する。この加算結果が、ダンピング制御のための補正がされた指示操舵トルクTとして、トルク偏差演算部22に供給される。 The damping torque generation unit 61 generates a damping torque instruction value for damping control. The damping torque instruction value is multiplied by the gain in the gain multiplication section 63 and then given to the torque instruction value adding section 62. The torque command value adding unit 62 adds the damping torque command value after the gain multiplication to the command steering torque set by the command steering torque setting unit 21. The addition result is supplied to the torque deviation calculation unit 22 as the command steering torque T * corrected for damping control.

ダンピング制御部60は、ゲイン乗算部63に対して漸増・漸減ゲインξ(0≦ξ≦1)を設定し、ゲイン補正部64に対して、当該漸増・漸減ゲインξを与える。ゲイン乗算部63は、ダンピングトルク指示値に対して漸増・漸減ゲインξを乗じる。ゲイン補正部64は、ゲイン生成部39が生成する加算角ゲインGαに対して、漸増・漸減ゲインξに応じた補正を加える。具体的には、たとえば、補正後の加算角ゲインGα′は、Gα′=ξ+Gα(1−ξ)で表される。この補正後の加算角ゲインGα′が、ゲイン乗算部43において加算角αに乗じられる。ダンピング制御部60は、誘起電圧二乗和Σに基づいて、ダンピング制御の態様を二種類に切り換える。第1の態様は、ダンピングトルク生成部61が生成するダンピングトルク指示値に基づくダンピング制御を行う態様である。第2の態様は、ゲイン生成部39が生成する加算角ゲインGαを用いてダンピング制御を行う態様である。ダンピング制御部60は、漸増・漸減ゲインξを漸次的に変更することにより、前記第1および第2の態様の間で、ダンピング制御の態様を漸次的に切り換える。 The damping control unit 60 sets a gradually increasing / gradually decreasing gain ξ (0 ≦ ξ ≦ 1) to the gain multiplying unit 63 and gives the gradually increasing / gradually decreasing gain ξ to the gain correcting unit 64. The gain multiplication unit 63 multiplies the damping torque instruction value by a gradual increase / decrease gain ξ. The gain correction unit 64 applies correction corresponding to the gradual increase / decrease gain ξ to the addition angle gain G α generated by the gain generation unit 39. Specifically, for example, the corrected addition angle gain G α ′ is represented by G α ′ = ξ + G α (1−ξ). The corrected addition angle gain G α ′ is multiplied by the addition angle α in the gain multiplier 43. The damping control unit 60 switches between two types of damping control modes based on the induced voltage square sum Σ. A 1st aspect is an aspect which performs the damping control based on the damping torque instruction | indication value which the damping torque production | generation part 61 produces | generates. The second mode is a mode for performing the damping control using the addition angle gain G alpha gain generating unit 39 generates. The damping control unit 60 gradually changes the damping control mode between the first and second modes by gradually changing the gradual increase / decrease gain ξ.

図16Aは、ダンピングトルク生成部61が生成するダンピングトルク指示値の設定例を説明するための特性図である。ダンピングトルク生成部61は、たとえば、ロータ角変位Δθ(ロータ角速度相当値)に対するダンピングトルク指示値を設定したマップの形態を有していてもよい。図16Aの例では、ロータ角変位Δθが零のときにダンピングトルク指示値は零とされ、ロータ角変位Δθの正の領域ではダンピングトルク指示値は正の値とされ、ロータ角変位Δθの負の領域ではダンピングトルク指示値は負の値とされている。また、ロータ角変位Δθの絶対値が大きくなるに従って、ダンピングトルク指示値の絶対値が単調に大きくなっている。これにより、ステアリングホイール10の操作速度が速いときほどダンピングトルク指示値の絶対値が大きくなる。このようなダンピングトルク指示値が、指示操舵トルク設定部21が設定する指示操舵トルクに加算されるので、ロータ角変位Δθの絶対値が大きいほど、指示操舵トルクTの絶対値が大きくなる。これにより、モータトルク(アシストトルク)が低減され、ダンピング制御が実現される。 FIG. 16A is a characteristic diagram for explaining a setting example of a damping torque instruction value generated by the damping torque generation unit 61. The damping torque generation unit 61 may have, for example, a map form in which a damping torque instruction value for the rotor angular displacement Δθ (rotor angular velocity equivalent value) is set. In the example of FIG. 16A, when the rotor angular displacement Δθ is zero, the damping torque instruction value is zero. In the positive region of the rotor angular displacement Δθ, the damping torque instruction value is a positive value, and the rotor angular displacement Δθ is negative. In this area, the damping torque instruction value is a negative value. Further, as the absolute value of the rotor angular displacement Δθ increases, the absolute value of the damping torque instruction value increases monotonously. Thereby, the absolute value of the damping torque instruction value increases as the operation speed of the steering wheel 10 increases. Since such a damping torque command value is added to the command steering torque set by the command steering torque setting unit 21, the absolute value of the command steering torque T * increases as the absolute value of the rotor angular displacement Δθ increases. Thereby, motor torque (assist torque) is reduced and damping control is realized.

図16Bは、ゲイン生成部39が生成する加算角ゲインGαの特性例を示す図である。図16Bの例では、誘起電圧二乗和Σの増加に応じて単調に減少する特性に従って加算角ゲインGαが設定されている。より具体的には、誘起電圧二乗和Σが0から所定値までの低値域では、加算角ゲインは1とされる。さらに、誘起電圧二乗和Σが前記所定値以上の範囲では、加算角ゲインは、1から単調(図16Bの例ではリニア)に減少する特性に従って設定される。 FIG. 16B is a diagram illustrating a characteristic example of the addition angle gain G α generated by the gain generation unit 39. In the example of FIG. 16B, the addition angle gain is set according to a characteristic that monotonously decreases as the induced voltage square sum Σ increases. More specifically, the addition angle gain is set to 1 in the low value region where the induced voltage square sum Σ is from 0 to a predetermined value. Further, in the range where the induced voltage square sum Σ is greater than or equal to the predetermined value, the addition angle gain is set according to a characteristic that decreases from 1 to monotonously (linear in the example of FIG. 16B).

このようにして設定された加算角ゲインGαが加算角α(加算角リミッタ処理および加算角ガード処理後の加算角)に乗算される。これにより、誘起電圧二乗和Σが大きく、したがって、ロータ角速度が大きいときほど、加算角αの絶対値が抑制される。これにより、ロータ角速度が速いときほどモータトルクを抑制できるから、モータ3の慣性回転等を抑制するためのダンピング制御を行うことができる。これにより、ふらつき感を抑制できるから、優れた操舵フィーリングを実現できる。 Thus the addition angle gain G alpha which is set is multiplied by the addition angle alpha (addition angle after the addition angle limiter processing and the addition angle guard process). As a result, the induced voltage square sum Σ is large, and therefore the absolute value of the addition angle α is suppressed as the rotor angular velocity is larger. Thereby, since the motor torque can be suppressed as the rotor angular speed is higher, the damping control for suppressing the inertial rotation or the like of the motor 3 can be performed. Thereby, since a feeling of wobbling can be suppressed, an excellent steering feeling can be realized.

図17は、ダンピング制御部60の働きを説明するためのフローチャートである。ダンピング制御部60は、誘起電圧二乗和演算部37が演算した誘起電圧二乗和Σを取得し(ステップS81)、閾値Lth(>0。たとえばLth=30)と比較する(ステップS82)。
誘起電圧二乗和Σが閾値Lth以上であり(ステップS82:YES)、したがって、ロータ角変位Δθ(ロータ角速度相当値)の信頼性が充分であるときは、ダンピング制御部60は、ダンピングトルク生成部61を用いたダンピング制御(前記第1の態様)を有効化し、ゲイン生成部39によるダンピング制御(前記第2の態様)を無効化する。具体的には、ダンピングトルク生成部61はロータ角変位Δθに応じたダンピングトルク指示値を生成し(ステップS83)、ダンピング制御部60は漸増・漸減ゲインξの目標値を1とする(ステップS84)。漸増・漸減ゲインξは、ゲイン乗算部63においてダンピングトルク指示値に乗じられる。ゲイン補正部64による補正後の加算角ゲインGα′は、前述のとおり、Gα′=ξ+Gα(1−ξ)である。ξ=1のとき、ダンピングトルク生成部61が生成するダンピングトルク指示値が完全に有効となり、また、Gα′=ξ=1となるので、ゲイン生成部39が生成する加算角ゲインGαが完全に無効となる。
FIG. 17 is a flowchart for explaining the operation of the damping control unit 60. The damping control unit 60 acquires the induced voltage square sum Σ calculated by the induced voltage square sum calculation unit 37 (step S81) and compares it with a threshold value L th (> 0, for example, L th = 30) (step S82).
When the induced voltage square sum Σ is equal to or greater than the threshold value L th (step S82: YES), and therefore the reliability of the rotor angular displacement Δθ (the rotor angular velocity equivalent value) is sufficient, the damping control unit 60 generates the damping torque. The damping control using the unit 61 (the first mode) is validated, and the damping control (the second mode) by the gain generation unit 39 is invalidated. Specifically, the damping torque generation unit 61 generates a damping torque instruction value corresponding to the rotor angular displacement Δθ (step S83), and the damping control unit 60 sets the target value of the gradually increasing / gradually decreasing gain ξ to 1 (step S84). ). The gradually increasing / decreasing gain ξ is multiplied by the damping torque instruction value in the gain multiplier 63. As described above, the addition angle gain G α ′ corrected by the gain correction unit 64 is G α ′ = ξ + G α (1−ξ). When ξ = 1, the damping torque instruction value generated by the damping torque generation unit 61 is completely valid, and G α ′ = ξ = 1. Therefore, the addition angle gain G α generated by the gain generation unit 39 is It becomes completely invalid.

一方、誘起電圧二乗和Σが閾値Lth未満であり(ステップS82:NO)、したがって、ロータ角変位Δθ(ロータ角速度相当値)の信頼性が不充分であるときは、ダンピング制御部60は、ダンピングトルク生成部61を用いたダンピング制御(前記第1の態様)を無効化し、ゲイン生成部39によるダンピング制御(前記第2の態様)を有効化する。具体的には、ゲイン生成部39は誘起電圧二乗和Σに応じた加算角ゲインGαを生成し(ステップS85)、ダンピング制御部60は、漸増・漸減ゲインξの目標値を0とする(ステップS86)。ξ=0のとき、ダンピングトルク生成部61が生成するダンピングトルク指示値は完全に無効となる。また、ゲイン補正部64による補正後の加算角ゲインGα′=ξ+Gα(1−ξ)=Gαとなるから、ゲイン生成部39が生成する加算角ゲインGαが完全に有効となる。 On the other hand, when the induced voltage square sum Σ is less than the threshold value L th (step S82: NO), and therefore the reliability of the rotor angular displacement Δθ (the rotor angular velocity equivalent value) is insufficient, the damping control unit 60 The damping control (the first mode) using the damping torque generation unit 61 is invalidated, and the damping control (the second mode) performed by the gain generation unit 39 is enabled. Specifically, the gain generation unit 39 generates the addition angle gain G α corresponding to the induced voltage square sum Σ (step S85), and the damping control unit 60 sets the target value of the gradually increasing / gradually decreasing gain ξ to 0 ( Step S86). When ξ = 0, the damping torque instruction value generated by the damping torque generation unit 61 is completely invalid. Further, since the gain correction unit addition angle corrected by 64 gain G α '= ξ + G α (1-ξ) = G α, the addition angle gain G alpha to gain generator 39 generates becomes fully effective.

こうして漸増・漸減ゲインξの目標値が設定されると(ステップS84,S86)、ダンピング制御部60は、漸増・漸減ゲインξに対してローパスフィルタ(LPF)処理を実行する(ステップS87)。ローパスフィルタ処理とは、漸増・漸減ゲインξを、その目標値に向けて、或る時定数で漸次的に変化(漸増または漸減)させる処理である。これにより、最終的な漸増・漸減ゲインξが、0と1との間で定められる。この漸増・漸減ゲインξがゲイン乗算部63およびゲイン補正部64に与えられ、この漸増・漸減ゲインξを用いて、ダンピングトルク指示値および加算角ゲインGαに対して補正が加えられる(ステップS88)。 When the target value of the gradual increase / gradual decrease gain ξ is thus set (steps S84 and S86), the damping control unit 60 executes a low-pass filter (LPF) process on the gradual increase / gradual decrease gain ξ (step S87). The low-pass filter process is a process of gradually changing (gradually increasing or decreasing) the gradual increase / decrease gain ξ toward a target value with a certain time constant. As a result, the final gradual increase / decrease gain ξ is determined between 0 and 1. The gradual increase, gradual decrease gain xi] is given to the gain multiplication unit 63 and the gain correction unit 64, using the incremental-decreasing gain xi], the correction is applied to the damping torque command value and the addition angle gain G alpha (step S88 ).

図18は、漸増・漸減ゲイン、補正後のダンピングトルク指示値、および補正後の加算角ゲインGα′の時間変化の例を示す図である。時刻t1において、誘起電圧二乗和Σが閾値Lth以下の状態から閾値Lthよりも大きな状態に切り換わると、漸増・漸減ゲインξは、0から漸増して1まで増加する。そして、時刻t2において、誘起電圧二乗和Σが閾値Lthよりも大きな状態から閾値Lth以下の状態に切り換わると、漸増・漸減ゲインξは、1から漸減して0まで減少する。これに応じて、漸増・漸減ゲインξが乗じられたダンピングトルク指示値は、時刻t1からの期間に、0からダンピングトルク生成部61が生成した値まで漸増し、時刻t2からの期間に、ダンピングトルク生成部61が生成した値から0まで漸減する。さらに、補正後の加算角ゲインGα′は、時刻t1からの期間に、1から補正前の加算角ゲインGαまで漸減する。また、補正後の加算角ゲインGα′は、時刻t2からの期間に、補正前の加算角ゲインGαから1まで漸増する。 FIG. 18 is a diagram illustrating an example of temporal changes of the gradually increasing / decreasing gain, the corrected damping torque instruction value, and the corrected addition angle gain G α ′. At time t1, when the induced voltage square sum Σ switches from a state below the threshold value L th to a state larger than the threshold value L th , the gradually increasing / gradually decreasing gain ξ gradually increases from 0 and increases to 1. At time t2, when the induced voltage square sum Σ switches from a state where the induced voltage square sum Σ is larger than the threshold value L th to a state where the induced voltage is less than the threshold value L th , the gradually increasing / gradually decreasing gain ξ gradually decreases from 1 and decreases to 0. Accordingly, the damping torque instruction value multiplied by the gradually increasing / gradually decreasing gain ξ gradually increases from 0 to the value generated by the damping torque generating unit 61 during the period from time t1, and during the period from time t2. The torque generator 61 gradually decreases from the value generated by the torque generator 61 to zero. Further, the corrected addition angle gain G α ′ gradually decreases from 1 to the uncorrected addition angle gain G α during the period from time t1. The corrected addition angle gain G α ′ gradually increases from the uncorrected addition angle gain G α to 1 during the period from time t2.

このように、この実施形態によれば、誘起電圧二乗和Σが大きく、したがって、ロータ角変位Δθ(ロータ角速度相当値)の信頼性が高いときには、ロータ角変位Δθに基づいて定められるダンピングトルク指示値を用いてダンピング制御が行われる。その一方で、誘起電圧二乗和Σが小さく、したがって、ロータ角変位Δθの信頼性が低いときには、誘起電圧二乗和Σに基づいて定められる加算角ゲインGαを用いてダンピング制御が実行される。これにより、ロータ角速度に応じて適切なダンピング制御を行うことができる。 Thus, according to this embodiment, when the induced voltage square sum Σ is large and therefore the reliability of the rotor angular displacement Δθ (the rotor angular velocity equivalent value) is high, the damping torque instruction determined based on the rotor angular displacement Δθ. Damping control is performed using the value. On the other hand, when the induced voltage square sum Σ is small and therefore the reliability of the rotor angular displacement Δθ is low, damping control is executed using the addition angle gain G α determined based on the induced voltage square sum Σ. Thereby, appropriate damping control can be performed according to the rotor angular velocity.

しかも、漸増・漸減ゲインξを漸次的に変化させることによって、ダンピングトルク指示値を用いたダンピング制御と、加算角ゲインGαを用いたダンピング制御との切り換わりを漸次的に生じさせることができる。これにより、モータトルク(アシストトルク)の急変を抑制することができるから、ダンピング制御の態様の変化に伴う違和感を緩和できる。 Moreover, it is possible by changing the increasing-decreasing gain ξ progressively, causing a damping control using the damping torque command value, the switching of the damping control using the addition angle gain G alpha incrementally . Thereby, since the sudden change of motor torque (assist torque) can be suppressed, the uncomfortable feeling accompanying the change of the aspect of damping control can be relieved.

なお、図15では図示を省略したが、この第2の実施形態においても、第1の実施形態の場合と同様に、故障検知部42および故障時トルク設定部21Aが備えられていてもよい。
[第3の実施形態]
図19は、この発明の第3の実施形態に係るモータ制御装置が適用された車両用操舵装置の構成を説明するためのブロック図である。この図19において、前述の図1に示された各部に対応する部分には、同一参照符号を付して示し、以下では、第1の実施形態との相違点を主として説明する。
Although not shown in FIG. 15, the second embodiment may include the failure detection unit 42 and the failure torque setting unit 21 </ b> A as in the case of the first embodiment.
[Third Embodiment]
FIG. 19 is a block diagram for explaining a configuration of a vehicle steering apparatus to which a motor control device according to a third embodiment of the present invention is applied. In FIG. 19, parts corresponding to the respective parts shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the differences from the first embodiment will be mainly described below.

この実施形態では、マイクロコンピュータ11の機能処理部として、加算角αに乗じる加算角ゲインGαを生成する加算角ゲイン生成部70と、PI制御部23における積分項の値を変更する積分項設定部71とが備えられている。ただし、これらは、いずれか一方が設けられればよい。
加算角ゲイン生成部70は、誘起電圧二乗和Σに応じて可変設定されるインターバル時間で所定の実行時間(たとえば0.005秒)に渡って一定の加算角ゲインGα(0<Gα<1。たとえば、Gα=0.9)をゲイン乗算部43に与える。また、積分項設定部71は、前記実行時間中に、PI制御部23における積分項の前回値を変更する。より具体的には、積分項前回値に対して前記加算角ゲインGαを乗じた値を新たな積分項前回値として設定する。インターバル時間は、たとえば、0.001秒〜1秒の範囲で設定されることが好ましい。ただし、乗算部43における加算角ゲインGαの乗算と、積分項設定部71における積分項前回値の変更とは、いずれか一方が行われればよい。
In this embodiment, as a function processing unit of the microcomputer 11, an addition angle gain generation unit 70 that generates an addition angle gain G α that is multiplied by the addition angle α, and an integration term setting that changes the value of the integration term in the PI control unit 23. Part 71 is provided. However, any one of these may be provided.
The addition angle gain generation unit 70 is a constant addition angle gain G α (0 <G α <0) over a predetermined execution time (for example, 0.005 seconds) with an interval time variably set according to the induced voltage square sum Σ. 1. For example, G α = 0.9) is given to the gain multiplier 43. Further, the integral term setting unit 71 changes the previous value of the integral term in the PI control unit 23 during the execution time. More specifically, a value obtained by multiplying the previous integral term value by the addition angle gain is set as a new previous integral term value. The interval time is preferably set in the range of 0.001 second to 1 second, for example. However, the multiplication of the addition angle gain G alpha in multiplier 43, and the change of the integral term immediately preceding value of the integral term setting unit 71, either one may if performed.

図20は、加算角ゲイン生成部70および積分項設定部71等の動作を説明するためのフローチャートである。加算角ゲイン生成部70は、誘起電圧二乗和演算部37によって演算される誘起電圧二乗和Σに応じたインターバル時間を設定する(ステップS91)。そして、加算角ゲイン生成部70は、時間経過を計測するカウンタの値が前記実行時間以下かどうかを判断する(ステップS92)。カウンタの値が実行時間以下であれば(ステップS92:YES)、加算角ゲイン生成部70は、1よりも小さい一定の加算角ゲインGαを生成する。この加算角ゲインGαがゲイン乗算部43において加算角αに乗じられる(ステップS93)。加算角ゲインGαを加算角αに乗じる代わりに、積分項設定部71において、積分項前回値として、前制御周期の演算において求められた積分項に加算角ゲインGαを乗じた値を代入してもよい(ステップS94)。この後、前記カウンタがインクリメントされて(ステップS95)、今周期の処理を終える。 FIG. 20 is a flowchart for explaining operations of the addition angle gain generation unit 70, the integral term setting unit 71, and the like. The addition angle gain generation unit 70 sets an interval time corresponding to the induced voltage square sum Σ calculated by the induced voltage square sum calculation unit 37 (step S91). Then, the addition angle gain generation unit 70 determines whether the value of the counter that measures the passage of time is equal to or less than the execution time (step S92). If the value of the counter is less than the execution time (step S92: YES), the addition angle gain generator 70 generates a constant addition angle gain G alpha less than 1. The addition angle gain is multiplied by the addition angle α in the gain multiplier 43 (step S93). Substituted instead of multiplying the addition angle gain G alpha addition angle alpha, the integral term setting unit 71, as the integral term previous value, the value obtained by multiplying the addition angle gain G alpha to the integral term obtained in the calculation of the previous control cycle You may do (step S94). Thereafter, the counter is incremented (step S95), and the processing of the current cycle is finished.

一方、カウンタの計測値が前記実行時間を超えているときには(ステップS92:NO)、加算角ゲイン生成部70は、さらに、カウンタの計測値が前記インターバル時間および前記実行時間の和以下かどうかを判断する(ステップS96)。この判断が肯定されると(ステップS96:YES)、カウンタをインクリメントして(ステップS95)、今周期の処理を終える。カウンタの計測値が前記インターバル時間および前記実行時間の和を超えると(ステップS96:NO)、カウンタを0にリセットし(ステップS97)、今周期の処理を終える。   On the other hand, when the measured value of the counter exceeds the execution time (step S92: NO), the addition angle gain generation unit 70 further determines whether the measured value of the counter is less than or equal to the sum of the interval time and the execution time. Judgment is made (step S96). If this determination is affirmed (step S96: YES), the counter is incremented (step S95), and the processing of this cycle is finished. When the measured value of the counter exceeds the sum of the interval time and the execution time (step S96: NO), the counter is reset to 0 (step S97), and the processing of this cycle is finished.

図21は、具体的な動作例を説明するための図であり、制御角演算部26に供給される加算角αの時間変化の一例が示されている。「実行時間」に該当する期間中には、加算角αに対して1未満の加算ゲインGαが乗じられるか、または、PI制御部23における積分項に1未満の加算角ゲインGαが乗じられる。「実行時間」に該当しない期間は、「インターバル時間」に該当する期間である。この期間には、加算角ゲインGαによる加算角αまたは積分項の補正が行われないので、加算角αは、比較的大きな値に保持される。こうして、インターバル時間毎の間欠的な補正処理によって、加算角αが低減補正されることにより、モータトルク(アシストトルク)が低減補正されることになる。 FIG. 21 is a diagram for explaining a specific operation example, and shows an example of a time change of the addition angle α supplied to the control angle calculation unit 26. During a period corresponding to the “execution time”, the addition angle α is multiplied by an addition gain G α less than 1, or the integral term in the PI control unit 23 is multiplied by an addition angle gain G α less than 1. It is done. The period not corresponding to the “execution time” is a period corresponding to the “interval time”. This period, the correction of the addition angle alpha or the integral term by the addition angle gain G alpha not performed, the addition angle alpha is maintained at a relatively large value. In this way, the motor torque (assist torque) is reduced and corrected by the correction of the addition angle α being reduced by the intermittent correction processing for each interval time.

図22は、誘起電圧二乗和Σに応じたインターバル時間の設定例を示す特性図である。この例では、誘起電圧二乗和Σの増加に伴って、インターバル時間が単調に増加する特性とされている。これにより、ステアリングホイール10の回転角速度が速いほどインターバル時間が長くなり、モータトルク(アシストトルク)が低減補正されることになる。これにより、いわゆるダンピング制御を実現して、ふらつき感を低減することができる。なお、誘起電圧二乗和Σが零のとき、インターバル時間を正の値としてもよいし、零としてもよい。   FIG. 22 is a characteristic diagram showing an example of setting the interval time according to the induced voltage square sum Σ. In this example, the interval time monotonously increases as the induced voltage square sum Σ increases. As a result, the faster the rotational angular velocity of the steering wheel 10, the longer the interval time, and the motor torque (assist torque) is corrected to be reduced. Thereby, what is called damping control is implement | achieved and wobbling feeling can be reduced. When the induced voltage square sum Σ is zero, the interval time may be a positive value or zero.

図22には、誘起電圧二乗和Σに応じてインターバル時間を連続的に変化させる例を示したが、たとえば、誘起電圧二乗和Σが所定の閾値以下のときに第1のインターバル時間を設定して加算角αを実質的に低減補正するようにしてもよい。この場合に、誘起電圧二乗和Σが前記閾値よりも大きいときは、前記第1のインターバル時間よりも長い第2のインターバル時間を設定するか、またはインターバル時間を設定しないようにしてもよい。これにより、誘起電圧二乗和Σが閾値よりも大きいときは、絶対値の大きな加算角αが制御角θの演算のために用いられることになる。 FIG. 22 shows an example in which the interval time is continuously changed according to the induced voltage square sum Σ. For example, when the induced voltage square sum Σ is equal to or less than a predetermined threshold, the first interval time is set. Thus, the addition angle α may be substantially reduced and corrected. In this case, when the induced voltage square sum Σ is larger than the threshold value, a second interval time longer than the first interval time may be set or the interval time may not be set. Thus, when the induced voltage square sum Σ is larger than the threshold value, the addition angle α having a large absolute value is used for the calculation of the control angle θ C.

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、α軸誘起電圧推定値E^αおよびβ軸誘起電圧推定値E^βの二乗和Σを用いているが、たとえば、d軸誘起電圧推定値およびq軸誘起電圧推定値の二乗和を用いたり、γ軸誘起電圧推定値およびδ軸誘起電圧推定値の二乗和を用いたりしてもよい。また、誘起電圧二乗和をそのまま用いる代わりに、誘起電圧二乗和の平方根を用いてもよい。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, the square sum Σ of the α-axis induced voltage estimated value E ^ α and the β-axis induced voltage estimated value E ^ β is used. For example, the d-axis induced voltage estimated value and the q-axis induced voltage The sum of squares of estimated values may be used, or the sum of squares of estimated γ-axis induced voltage and estimated δ-axis voltage may be used. Further, instead of using the induced voltage square sum as it is, the square root of the induced voltage square sum may be used.

また、前述の実施形態では、誘起電圧の推定のために、検出電流および指示電圧を用いているが、検出電流の代わりに指示電流を用いてもよいし、指示電圧の代わりに検出電圧を用いてもよい。
また、前述の実施形態では、ロータ角変位Δθだけでなくトルク偏差ΔTにも基づいて加算角αを補正しているが、トルク偏差ΔTに基づく加算角αの補正は省いてもよい。具体的には、加算角ガード41は、ロータ角変位Δθを用いて、Δθ−A≦α≦Δθ+Aの範囲に加算角αを制限するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the detection current and the instruction voltage are used for estimating the induced voltage. However, the instruction current may be used instead of the detection current, or the detection voltage is used instead of the instruction voltage. May be.
In the above-described embodiment, the addition angle α is corrected based on not only the rotor angular displacement Δθ but also the torque deviation ΔT. However, the correction of the addition angle α based on the torque deviation ΔT may be omitted. Specifically, the addition angle guard 41 may limit the addition angle α to a range of Δθ−A ≦ α ≦ Δθ + A using the rotor angular displacement Δθ.

また、前述の実施形態では、回転角センサを備えずに、専らセンサレス制御によってモータ3を駆動する構成について説明したが、レゾルバ等の回転角センサを備え、この回転角センサの故障時に前述のようなセンサレス制御を行う構成としてもよい。これにより、回転角センサの故障時にもモータ3の駆動を継続できるから、操舵補助を継続できる。
この場合、回転角センサを用いるときには、指示電流値生成部31において、操舵トルクおよび車速に応じて、所定のアシスト特性に従ってδ軸指示電流値Iδ を発生させるようにすればよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the motor 3 is driven exclusively by sensorless control without the rotation angle sensor has been described. However, the rotation angle sensor such as a resolver is provided, and when the rotation angle sensor fails, as described above. It is good also as a structure which performs a sensorless control. Thereby, since the drive of the motor 3 can be continued even when the rotation angle sensor fails, the steering assist can be continued.
In this case, when using the rotation angle sensor, the command current value generation unit 31 may generate the δ-axis command current value I δ * according to the predetermined assist characteristic according to the steering torque and the vehicle speed.

さらに、前述の実施形態では、電動パワーステアリング装置にこの発明が適用された例について説明したが、この発明は、電動ポンプ式油圧パワーステアリング装置のためのモータの制御や、パワーステアリング装置以外にも、ステア・バイ・ワイヤ(SBW)システム、可変ギヤレシオ(VGR)ステアリングシステムその他の車両用操舵装置に備えられたブラシレスモータの制御のために用いることができる。むろん、車両用操舵装置に限らず、他の用途のモータの制御のためにも本発明のモータ制御装置を適用できる。   Further, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the electric power steering apparatus has been described. However, the present invention is not limited to the motor control for the electric pump type hydraulic power steering apparatus or the power steering apparatus. It can be used for control of a brushless motor provided in a steer-by-wire (SBW) system, a variable gear ratio (VGR) steering system and other vehicle steering devices. Of course, the motor control device of the present invention can be applied not only to the vehicle steering device but also to control a motor for other purposes.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

1…トルクセンサ、3…モータ、5…モータ制御装置、11…マイクロコンピュータ、26…制御角演算部、43…ゲイン乗算部、44…加算角補正部、50…ロータ、51,52,53…ステータ巻線、55…ステータ、62…トルク指示値加算部、63…ゲイン乗算部、64…ゲイン補正部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Torque sensor, 3 ... Motor, 5 ... Motor control apparatus, 11 ... Microcomputer, 26 ... Control angle calculating part, 43 ... Gain multiplication part, 44 ... Addition angle correction part, 50 ... Rotor, 51, 52, 53 ... Stator winding, 55 ... stator, 62 ... torque command value addition unit, 63 ... gain multiplication unit, 64 ... gain correction unit

Claims (11)

ロータと、このロータに対向するステータとを備えたモータを制御するためのモータ制御装置であって、
制御上の回転角である制御角に従う回転座標系の軸電流値で前記モータを駆動する電流駆動手段と、
前記制御角に加算すべき加算角を演算する加算角演算手段と、
所定の演算周期毎に、前記加算角演算手段によって演算された加算角を制御角の前回値に加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段と、
前記モータの誘起電圧を推定し、推定された誘起電圧の二乗値を演算する誘起電圧二乗値演算手段と、
前記誘起電圧二乗値演算手段によって演算された誘起電圧二乗値に基づいて前記加算角を補正する補正手段とを含む、モータ制御装置。
A rotor, a motor control device for control the motor having a stator that faces the rotor,
Current driving means for driving the motor with an axial current value of a rotating coordinate system according to a control angle that is a control rotation angle;
An addition angle calculation means for calculating an addition angle to be added to the control angle;
Control angle calculation means for obtaining the current value of the control angle by adding the addition angle calculated by the addition angle calculation means to the previous value of the control angle for each predetermined calculation cycle;
An induced voltage square value calculation means for estimating an induced voltage of the motor and calculating a square value of the estimated induced voltage;
And a correction unit that corrects the addition angle based on an induced voltage square value calculated by the induced voltage square value calculation unit.
前記加算角演算手段によって演算された加算角を所定の制限値で制限する加算角制限手段をさらに含み、
前記補正手段は、前記誘起電圧二乗値演算手段によって演算された誘起電圧二乗値に応じて、前記加算角制限手段における前記制限値を変更することにより、実質的に前記加算角を補正するように構成されている、請求項1記載のモータ制御装置。
An addition angle limiting means for limiting the addition angle calculated by the addition angle calculation means with a predetermined limit value;
The correction means substantially corrects the addition angle by changing the limit value in the addition angle limiting means according to the induced voltage square value calculated by the induced voltage square value calculation means. The motor control device according to claim 1, which is configured .
前記補正手段は、前記加算角制限手段によって制限された後の加算角に前記誘起電圧二乗値に応じたゲインを乗算することにより、前記加算角を補正する手段を含む、請求項記載のモータ制御装置。 The motor according to claim 2 , wherein the correction unit includes a unit that corrects the addition angle by multiplying the addition angle after being limited by the addition angle limitation unit by a gain according to the square value of the induced voltage. Control device. 前記補正手段は、前記加算角演算手段によって演算された加算角に前記誘起電圧二乗値に応じたゲインを乗算することにより、前記加算角を補正するように構成されている、請求項記載のモータ制御装置。 It said correcting means, by multiplying the gain in accordance with the induced voltage squared value for the addition angle that is calculated by the addition angle calculation unit, the addition angle is configured to correct the, according to claim 1, wherein Motor control device. 前記補正手段は、前記誘起電圧二乗値に応じてインターバル時間を設定し、前記加算角を低減補正する補正処理を前記インターバル時間が経過する度に所定時間実行するように構成されている、請求項記載のモータ制御装置。 The correction means is configured to set an interval time according to the square value of the induced voltage and to execute a correction process for reducing and correcting the addition angle for a predetermined time each time the interval time elapses. The motor control device according to 1 . 前記補正手段は、前記誘起電圧二乗値が第1所定値以上になると前記制限値を第1制限値に変更するように構成されている、請求項2または3記載のモータ制御装置。 4. The motor control device according to claim 2 , wherein the correction unit is configured to change the limit value to a first limit value when the induced voltage square value becomes equal to or greater than a first predetermined value . 5. 前記補正手段は、前記誘起電圧二乗値が第1所定値以上の状態が所定時間以上継続したときに前記制限値を第1制限値に変更するように構成されている、請求項2または3記載のモータ制御装置。 Wherein the correction means, the induced voltage squared value is configured at or above the first predetermined value changes the limit value when the predetermined time or longer in the first limit value, according to claim 2 or 3, wherein Motor control device. 前記補正手段は、前記誘起電圧二乗値が前記第1所定値よりも小さい第2所定値以下になると前記制限値を第2制限値に変更するように構成されている、請求項6または7記載のモータ制御装置。 Wherein the correction means, the induced voltage squared value is configured to change the limit value and equal to or less than a second predetermined value smaller than the first predetermined value to the second limit value, according to claim 6 or 7, wherein Motor control device. ロータと、このロータに対向するステータとを備え、車両の舵取り機構に駆動力を付与するためのモータを制御するためのモータ制御装置であって、
制御上の回転角である制御角に従う回転座標系の軸電流値で前記モータを駆動する電流駆動手段と、
所定の演算周期毎に、制御角の前回値に加算角を加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段と、
前記車両の操向のために操作される操作部材に加えられる、操舵トルクを検出するための操舵トルク検出手段と、
操舵トルクの指示値である指示操舵トルクを設定する指示操舵トルク設定手段と、
前記操舵トルク検出手段によって検出される検出操舵トルクと、前記指示操舵トルク設定手段によって設定される指示操舵トルクとを用いて前記加算角を演算する加算角演算手段と、
前記モータの誘起電圧を推定し、推定された誘起電圧の二乗値を演算する誘起電圧二乗値演算手段と、
前記誘起電圧二乗値が所定値以上のときには、前記電動モータのロータ角変位に応じたダンピングトルク指令値を生成し、前記指示操舵トルク設定手段によって設定された指示操舵トルクに前記ダンピングトルク指令値を加算することにより前記指示操舵トルクを補正することにより、実質的に前記加算角を補正する第1補正手段と、
前記誘起電圧二乗値が所定値未満のときには、前記誘起電圧二乗値に応じた加算角ゲインを生成し、当該加算角ゲインを加算角に乗算することにより、前記加算角を補正する第2補正手段とを含む、モータ制御装置。
A motor control device for controlling a motor for providing a driving force to a steering mechanism of a vehicle, comprising a rotor and a stator facing the rotor,
Current driving means for driving the motor with an axial current value of a rotating coordinate system according to a control angle that is a control rotation angle;
Control angle calculation means for obtaining the current value of the control angle by adding the addition angle to the previous value of the control angle for each predetermined calculation cycle;
Steering torque detection means for detecting steering torque applied to an operating member operated for steering the vehicle;
Command steering torque setting means for setting command steering torque which is a command value of steering torque;
An addition angle calculation means for calculating the addition angle using a detected steering torque detected by the steering torque detection means and an instruction steering torque set by the instruction steering torque setting means;
An induced voltage square value calculation means for estimating an induced voltage of the motor and calculating a square value of the estimated induced voltage;
When the induced voltage square value is equal to or greater than a predetermined value, a damping torque command value corresponding to the rotor angular displacement of the electric motor is generated, and the damping torque command value is set to the command steering torque set by the command steering torque setting means. A first correction means for substantially correcting the addition angle by correcting the command steering torque by adding;
When the induced voltage square value is less than a predetermined value, a second correction unit corrects the addition angle by generating an addition angle gain corresponding to the induced voltage square value and multiplying the addition angle gain by the addition angle gain. And a motor control device.
ロータと、このロータに対向するステータとを備え、車両の舵取り機構に駆動力を付与するためのモータを制御するためのモータ制御装置であって、
制御上の回転角である制御角に従う回転座標系の軸電流値で前記モータを駆動する電流駆動手段と、
所定の演算周期毎に、制御角の前回値に加算角を加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段と、
前記車両の操向のために操作される操作部材に加えられる、操舵トルクを検出するための操舵トルク検出手段と、
操舵トルクの指示値である指示操舵トルクを設定する指示操舵トルク設定手段と、
前記操舵トルク検出手段によって検出される検出操舵トルクと、前記指示操舵トルク設定手段によって設定される指示操舵トルクとを用いて前記加算角を演算する加算角演算手段と、
前記モータの誘起電圧を推定し、推定された誘起電圧の二乗値を演算する誘起電圧二乗値演算手段と
保舵状態であるか否かを判定する保舵状態判定手段と、
前記操舵トルクの絶対値が所定のトルク閾値を超えておりかつ前記誘起電圧二乗値が所定値以下である状態が所定時間以上継続しているときにおいて、前記保舵状態判定手段によって保舵状態であると判定されているときには、前記加算角を低減補正する補正手段とを含む、モータ制御装置。
A motor control device for controlling a motor for providing a driving force to a steering mechanism of a vehicle, comprising a rotor and a stator facing the rotor,
Current driving means for driving the motor with an axial current value of a rotating coordinate system according to a control angle that is a control rotation angle;
Control angle calculation means for obtaining the current value of the control angle by adding the addition angle to the previous value of the control angle for each predetermined calculation cycle;
Steering torque detection means for detecting steering torque applied to an operating member operated for steering the vehicle;
Command steering torque setting means for setting command steering torque which is a command value of steering torque;
An addition angle calculation means for calculating the addition angle using a detected steering torque detected by the steering torque detection means and an instruction steering torque set by the instruction steering torque setting means;
An induced voltage square value calculation means for estimating an induced voltage of the motor and calculating a square value of the estimated induced voltage ;
A steered state judging means for judging whether or not the steered state,
When the absolute value of the steering torque exceeds a predetermined torque threshold and the state where the induced voltage square value is equal to or less than a predetermined value continues for a predetermined time or longer, the steered state determination means causes the And a correction unit that reduces and corrects the addition angle when determined to be present .
車両の舵取り機構に駆動力を付与するモータと、A motor for applying a driving force to the steering mechanism of the vehicle;
前記モータを制御するための、請求項1〜10のいずれか一項に記載のモータ制御装置とを含む、車両用操舵装置。A vehicle steering apparatus including the motor control apparatus according to claim 1 for controlling the motor.
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