JP5754088B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.
従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置(EPS)があり、このようなEPSは、レイアウト自由度が高く、且つエネルギー消費量が小さいという特徴を有している。そのため、近年では、小型車両から大型車両までの幅広い車種において、その採用が進められている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an electric power steering device (EPS) using a motor as a drive source as a power steering device for a vehicle. Such EPS has a feature that a layout has a high degree of freedom and energy consumption is small. ing. Therefore, in recent years, the adoption has been promoted in a wide range of vehicle types from small vehicles to large vehicles.
さて、従来、EPSでは、そのパワーアシスト制御を実行する情報処理装置(マイコン等の電子制御装置)において、数多くの異常判定処理(診断処理)が行なわれている。例えば、マイコンは、CPU及びメモリ(RAM及びROM)、並びに各種の電子回路(A/D変換等)により構成されるが、その起動時(イグニッションON時)には、実行プログラム及びその作業データの格納領域となるメモリが正常であることを確認するためのイニシャルチェックが行なわれる(例えば、特許文献1参照)。また、起動後においても、同マイコン及びその制御下にある各種電子回路が正常に機能しているか否かが監視される。そして、その異常判定処理において、何らかの異常を検知した場合には、速やかにフェールセーフを図ることにより、高い信頼性及び安全性を確保する構成となっている。 Conventionally, in EPS, many abnormality determination processes (diagnostic processes) are performed in an information processing apparatus (electronic control apparatus such as a microcomputer) that executes the power assist control. For example, a microcomputer is composed of a CPU, a memory (RAM and ROM), and various electronic circuits (A / D conversion, etc.). When the microcomputer is started up (when the ignition is ON), an execution program and its work data An initial check is performed to confirm that the memory serving as the storage area is normal (see, for example, Patent Document 1). Even after startup, it is monitored whether the microcomputer and various electronic circuits under its control are functioning normally. And in the abnormality determination process, when some abnormality is detected, it is configured to ensure high reliability and safety by promptly fail-safe.
しかしながら、近年、EPSにおいては、より優れた操舵フィーリングの実現を図るべく、様々な補償制御が実行されるようになっており、これに伴うメモリの大容量化によって、上記イニシャルチェックに要する時間が長くなっている。また、起動後の機能チェックは、例えば、パワーアシスト制御を実行するマイコン(メインマイコン)から独立した監視用マイコンを設けることで行なわれるが、この場合、メインマイコンは、その監視用マイコンから送られる試験演算をリアルタイムで実行しなければならない。そして、更に、このような監視用マイコンを含め、新たな監視回路(異常判定回路)を設けることで、メインマイコンには、その監視回路が正常に機能しているか否かを監視する必要性が生ずる等、その異常判定を実行するために要求される処理能力は増大の一途を辿っており、これが製造コストを押し上げる一因にもなっている。 However, in recent years, in EPS, various compensation controls are executed in order to achieve a better steering feeling, and the time required for the initial check is increased due to the increase in the memory capacity associated therewith. Is getting longer. In addition, the function check after activation is performed, for example, by providing a monitoring microcomputer independent of the microcomputer (main microcomputer) that executes power assist control. In this case, the main microcomputer is sent from the monitoring microcomputer. Test calculations must be performed in real time. Further, by providing a new monitoring circuit (abnormality determination circuit) including such a monitoring microcomputer, the main microcomputer needs to monitor whether or not the monitoring circuit functions normally. For example, the processing capability required to execute the abnormality determination has been steadily increasing, and this has also contributed to increase the manufacturing cost.
加えて、数多くの監視回路を設けることで、その構成要素の増加に伴う故障発生率の上昇が顕著になるとともに、ひいては、その多岐にわたる異常判定の実行により、本来、EPSの運用上、何ら影響のない些細な事象をも異常と判定してしまう可能性がある。そして、これが故障としてカウントされることにより、その故障発生率が更に引き上げられる等といった問題を抱えており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。 In addition, by providing a large number of monitoring circuits, the increase in the failure occurrence rate due to the increase in the number of constituent elements becomes remarkable, and as a result, there is no influence on the operation of EPS due to the execution of various abnormality determinations. There is a possibility that even a trivial event without a mark will be judged as abnormal. And since this is counted as a failure, there is a problem that the failure occurrence rate is further raised. In this respect, there is still room for improvement.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、構成簡素且つ信頼性の高い異常判定を行なうことのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can perform abnormality determination with a simple configuration and high reliability.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記アシスト力に対応したモータトルクを発生させるべくモータ制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づく駆動電力を前記モータに供給する駆動回路とを備えてなり、前記制御信号出力手段は、検出される操舵トルクに基づき目標アシスト力に相当する電流指令値を演算して電流フィードバック演算を実行することにより前記モータ制御信号を生成する電動パワーステアリング装置において、前記モータは、三相のモータコイルとして、U相コイル、V相コイル、及びW相コイルを有しており、前記U相コイル、前記V相コイル、及び前記W相コイルが互いに結線されていない非結線のブラシレスモータであるとともに、前記制御手段は、前記U相コイル、前記V相コイル、及び前記W相コイルに対応して独立に設けられた三つの駆動回路と、同一の前記電流フィードバック演算を実行する独立した二つの前記制御信号出力手段とを備え、前記駆動回路は、前記モータ制御信号に基づきオン/オフする一対のスイッチング素子を直列に接続してなる二つのスイッチングアームを並列に接続することにより形成されるものであって、前記各スイッチングアームは、それぞれ対応する前記各制御信号出力手段の出力する前記モータ制御信号に基づき独立に作動するとともに、前記各制御信号出力手段における前記電流フィードバック演算の演算結果が同一である場合に同期して作動し、前記各制御信号出力手段は、前記各制御信号出力手段における前記電流フィードバック演算の演算結果に相違が生じた場合に前記電流フィードバック演算の基礎となる電流偏差が上昇することにより発生する過大偏差を監視することにより異常判定を行うこと、を要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
即ち、各制御信号出力手段の実行する電流フィードバック演算は同一、且つその基礎となる状態量の検出対象物も共通であることから、二つの制御系に異常がない限り、その演算結果もまた同一である。従って、上記構成によっても、各制御信号出力手段が単独で制御を行なう場合と同様に、各スイッチングアームを同期して作動させることができる。 That is, the current feedback calculation executed by each control signal output means is the same, and the detection object of the basic state quantity is also common, so that the calculation result is also the same unless there is an abnormality in the two control systems. It is. Therefore, also with the above configuration, each switching arm can be operated in synchronism as in the case where each control signal output means performs control independently.
一方、これら二つの制御系に何らかの異常が発生した場合には、各制御信号出力手段の実行する電流フィードバック演算の結果に相違が生ずることになる。これにより、各駆動回路の動作は、その正誤を問わず、少ない通電量を示す側のモータ制御信号に従うことになり、その結果、より大きな通電量を示すモータ制御信号を出力した側においては、その電流フィードバック演算の基礎となる電流偏差が上昇することになる。従って、その過大な電流偏差の発生を監視することにより、簡素な構成にて、信頼性の高い異常判定を行なうことができる。 On the other hand, when any abnormality occurs in these two control systems, a difference occurs in the result of the current feedback calculation executed by each control signal output means. As a result, the operation of each drive circuit follows the motor control signal on the side showing a small energization amount regardless of the correctness, and as a result, on the side outputting the motor control signal showing a larger energization amount, The current deviation, which is the basis of the current feedback calculation, increases. Therefore, by monitoring the occurrence of the excessive current deviation, it is possible to make a reliable abnormality determination with a simple configuration.
とりわけ、各制御信号出力手段において生じた異常が、そのパワーアシスト制御の実行に影響を与えるような場合、その影響は、必ず、少なくとも何れか一方の電流偏差に現れる。従って、その異常の検知後、パワーアシスト制御の実行を停止するならば、上述のような起動時におけるメモリのイニシャルチェック等、各制御信号出力手段を構成する情報処理装置(マイコン等の電子制御装置)に関するその他の異常判定制御(監視回路)を廃して、この電流偏差に基づく異常判定に代えることが可能になる。その結果、その起動時間の短縮のみならず、その情報処理装置に要求される処理能力が低下することによるコストダウン、及び回路規模の縮小による故障発生率の低減を図ることができるようになる。 In particular, when an abnormality occurring in each control signal output means affects the execution of the power assist control, the influence always appears in at least one of the current deviations. Therefore, if the execution of the power assist control is stopped after detecting the abnormality, an information processing device (electronic control device such as a microcomputer) that constitutes each control signal output means such as the initial check of the memory at the time of startup as described above. It is possible to eliminate the other abnormality determination control (monitoring circuit) related to ()) and replace it with an abnormality determination based on this current deviation. As a result, not only the start-up time can be shortened, but also the cost can be reduced by reducing the processing capability required for the information processing apparatus, and the failure rate can be reduced by reducing the circuit scale.
加えて、上記のように、異常発生時においても、各駆動回路の動作は、より少ない通電量を示す方のモータ制御信号に従うため、これにより、その異常時における過大アシストの発生を防止することができる。特に、一方のモータ制御信号が、逆方向にアシスト力を付与させるべき旨を示すものとなった場合には、各スイッチングアームにおける電源側のスイッチング素子、及び接地側のスイッチング素子が、それぞれ同時にオン/オフする、即ち、所謂「上段全オン」「下段全オン」となる。従って、上記構成によれば、逆アシストの発生を防止して、より高い信頼性及び安全性を確保することができるようになる。 In addition, as described above, even when an abnormality occurs, the operation of each drive circuit follows the motor control signal that indicates a smaller energization amount, thereby preventing the occurrence of excessive assist at the time of the abnormality. Can do. In particular, when one motor control signal indicates that the assist force should be applied in the opposite direction, the switching element on the power supply side and the switching element on the ground side in each switching arm are turned on simultaneously. / Off, that is, so-called “upper all on” and “lower all on”. Therefore, according to the said structure, generation | occurrence | production of reverse assist can be prevented and higher reliability and safety | security can be ensured now.
請求項2に記載の発明は、前記各制御信号出力手段のそれぞれに対応して独立に設けられた二系統の電流センサを備えること、を要旨とする。
上記構成によれば、その電流検出過程において生じた異常もまた上記電流偏差として現れる。従って、当該電流検出過程の異常判定についても、その電流偏差に基づく異常判定に代えることが可能となり、その結果、更なる構成の簡素化及び信頼性の向上を図ることができる。
The gist of the invention described in claim 2 is that it comprises two systems of current sensors provided independently corresponding to each of the control signal output means.
According to the above configuration, an abnormality that occurs in the current detection process also appears as the current deviation. Therefore, the abnormality determination in the current detection process can be replaced with the abnormality determination based on the current deviation. As a result, the configuration can be further simplified and the reliability can be improved.
請求項3に記載の発明は、前記制御手段には、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出可能な独立した二系統のセンサ信号が入力されるとともに、前記各制御信号出力手段は、それぞれに対応する前記センサ信号により検出される操舵トルクに基づいて、それぞれが独立して電流指令値を演算すること、を要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, two independent sensor signals capable of detecting a steering torque transmitted to the steering system are input to the control means, and each of the control signal output means includes Based on the steering torque detected by the sensor signal corresponding to, each of them independently calculates a current command value.
上記構成によれば、操舵トルク検出過程において生じた異常もまた上記電流偏差として現れる。従って、当該操舵トルク検出過程の異常判定についても、その電流偏差に基づく異常判定に代えることが可能となり、その結果、更なる構成の簡素化及び信頼性の向上を図ることができる。 According to the above configuration, an abnormality that occurs in the steering torque detection process also appears as the current deviation. Therefore, the abnormality determination in the steering torque detection process can be replaced with the abnormality determination based on the current deviation, and as a result, further simplification of the configuration and improvement of reliability can be achieved.
請求項4に記載の発明は、前記各制御信号出力手段のそれぞれに対応して独立に設けられた二つのモータ回転角センサを備えること、を要旨とする。
上記構成によれば、モータ回転角検出過程において生じた異常もまた上記電流偏差として現れる。従って、当該モータ回転角検出過程の異常判定についても、その電流偏差に基づく異常判定に代えることが可能となり、その結果、更なる構成の簡素化及び信頼性の向上を図ることができる。
The gist of the invention described in claim 4 is that it comprises two motor rotation angle sensors provided independently for each of the control signal output means.
According to the above configuration, an abnormality that has occurred in the motor rotation angle detection process also appears as the current deviation. Therefore, the abnormality determination in the motor rotation angle detection process can be replaced with the abnormality determination based on the current deviation. As a result, the configuration can be further simplified and the reliability can be improved.
請求項5に記載の発明は、前記制御手段は、前記異常判定により異常と判定した場合には、前記操舵系にアシスト力を付与するためのパワーアシスト制御を停止すること、を要旨とする。 The gist of the invention described in claim 5 is that the control means stops power assist control for applying assist force to the steering system when it is determined to be abnormal by the abnormality determination.
上記構成によれば、速やかにモータを停止させてフェールセーフを図ることができる。 According to the said structure, a motor can be stopped rapidly and a fail safe can be aimed at.
本発明によれば、構成簡素且つ信頼性の高い異常判定を行なうことが可能な電動パワーステアリング装置を提供することにある。 According to the present invention, it is an object to provide an electric power steering apparatus capable of performing abnormality determination with a simple configuration and high reliability.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置(EPS)1において、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト3は、コラムシャフト3a、インターミディエイトシャフト3b、及びピニオンシャフト3cを連結してなる。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド6を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪7の舵角、即ち車両の進行方向が変更されるようになっている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the electric power steering apparatus (EPS) 1 of this embodiment, a steering shaft 3 to which a steering 2 is fixed is connected to a rack shaft 5 via a rack and pinion mechanism 4. The rotation of the steering shaft 3 accompanying the steering operation is converted into a reciprocating linear motion of the rack shaft 5 by the rack and pinion mechanism 4. The steering shaft 3 of this embodiment is formed by connecting a column shaft 3a, an
また、EPS1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのEPSアクチュエータ10と、該EPSアクチュエータ10の作動を制御する制御手段としてのECU11とを備えている。
Further, the
本実施形態のEPSアクチュエータ10は、駆動源であるモータ12が減速機構13を介してコラムシャフト3aと駆動連結された所謂コラム型のEPSアクチュエータとして構成されている。尚、本実施形態では、減速機構13には、周知のウォーム&ホイールが採用されている。そして、EPSアクチュエータ10は、モータ12の回転を減速してコラムシャフト3aに伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
The
一方、ECU11には、トルクセンサ14及び車速センサ15が接続されている。本実施形態では、トルクセンサ14は、コラムシャフト3aの途中に設けられたトーションバー16と、同トーションバー16の捩れに基づいて、ステアリングシャフト3を介して伝達される操舵トルクτを検出可能なセンサ信号(Sa,Sb)を出力する独立した二つのセンサユニット14a,14bとを備えて構成されている。
On the other hand, a torque sensor 14 and a
尚、このようなトルクセンサは、例えば、トーションバー16の捩れに基づき磁束変化を生ずるセンサコア(図示略)の径方向外側に、検出要素となる各センサユニット14a,14bとして、複数個のホールICを配置することにより形成可能である(例えば、特開2003−149062号公報参照)。そして、本実施形態のECU11は、このトルクセンサ14により検出される操舵トルクτ(τa,τb)、及び車速センサ15により検出される車速Vに基づいて、EPSアクチュエータ10の駆動源であるモータ12が発生するアシストトルクを制御することにより、そのパワーアシスト制御を実行する。
Such a torque sensor includes, for example, a plurality of Hall ICs as sensor units 14a and 14b serving as detection elements on the radially outer side of a sensor core (not shown) that generates a magnetic flux change due to torsion of the torsion bar 16. Can be formed (see, for example, JP-A-2003-149062). Then, the ECU 11 of the present embodiment uses the motor 12 that is a drive source of the
次に、本実施形態のEPSの電気的構成について説明する。
図2に示すように、本実施形態では、EPSアクチュエータ10の駆動源であるモータ12には、三相(U,V,W)の各モータコイル12u,12v,12wが互いに結線されていない非結線のブラシレスモータが採用されている。そして、ECU11は、その各相のモータコイル12u,12v,12wに対して、それぞれ独立に正弦波通電を行なうことにより、同モータ12に三相の駆動電力を供給する構成となっている。
Next, the electrical configuration of the EPS of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the motor 12 that is the drive source of the
詳述すると、本実施形態のECU11は、制御信号出力手段として独立に設けられた二つのマイコン21(21a,21b)と、各相のモータコイル12u,12v,12wに対応してそれぞれ独立に設けられた3つの駆動回路22u,22v,22wとを備えている。
Specifically, the ECU 11 of the present embodiment is provided independently corresponding to the two microcomputers 21 (21a, 21b) provided independently as the control signal output means and the
本実施形態では、各駆動回路22u,22v,22wには、4つのスイッチング素子SW1〜SW4をHブリッジ状に接続してなる周知のPWMインバータが採用されている。そして、これらの各駆動回路22u,22v,22wが、上記各マイコン21(21a,21b)の出力するモータ制御信号Smcu,Smcv,Smcwに基づいて車載電源(バッテリー)の直流電力を三相の駆動電力に変換し、モータ12へと出力する構成となっている。
In the present embodiment, each of the
具体的には、各駆動回路22u,22v,22wは、直列に接続された一対のスイッチング素子SW1,SW3及びSW2,SW4を基本単位(スイッチングアーム)として、その二つのスイッチングアームSA1,SA2を並列に接続することにより形成される。尚、本実施形態では、これらの各スイッチング素子SW1〜SW4には、パワーMOSFETが用いられている。そして、各スイッチングアームSA1,SA2は、当該各スイッチングアームSA1,SA2を構成する二つのスイッチング素子の接続点、即ちスイッチング素子SW1,SW3の接続点P1及びSW2,SW4の接続点P2を出力部として、その対応する各相のモータコイル12u,12v,12wに接続されている。
Specifically, each of the
即ち、上記各マイコン21(21a,21b)の出力するモータ制御信号Smcu,Smcv,Smcwは、各駆動回路22u,22v,22wを構成する各スイッチング素子SW1〜SW4のオン/オフ状態(各スイッチングアームSA1,SA2のDuty)を規定するものとなっている。そして、そのモータ制御信号Smcu,Smcv,Smcwに応答して各スイッチング素子SW1〜SW4がオン/オフすることにより、各相のモータコイル12u,12v,12wに対し、その位相が2/3πずつずれた三相(U,V,W)の正弦波通電が行われる。
That is, the motor control signals Smcu, Smcv, Smcw output from the microcomputers 21 (21a, 21b) are turned on / off (switching arms) of the switching elements SW1 to SW4 constituting the
さらに詳述すると、本実施形態では、各マイコン21(21a,21b)は、上記トルクセンサ14を構成する二つのセンサユニット14a,14bの出力するセンサ信号Sa,Sbに基づいて(図1参照)、それぞれ独立に、その操舵系(ステアリングシャフト3)を介して伝達される操舵トルクτを検出する。具体的には、マイコン21aは、センサユニット14aのセンサ信号Saに基づいて操舵トルクτaを検出し、マイコン21bは、センサユニット14bのセンサ信号Sbに基づいて操舵トルクτbを検出する。
More specifically, in this embodiment, each microcomputer 21 (21a, 21b) is based on sensor signals Sa, Sb output from the two sensor units 14a, 14b constituting the torque sensor 14 (see FIG. 1). Independently, the steering torque τ transmitted through the steering system (the steering shaft 3) is detected. Specifically, the
また、本実施形態では、各相のモータコイル12u,12v,12wと各駆動回路22u,22v,22wとの間の電力供給経路には、各マイコン21a,21bに対応する独立した二系統の電流センサが設けられている。そして、各マイコン21a,21bは、その対応する電流センサを用いて、それぞれ独立に各相電流値Iu,Iv,Iwを検出する。
In the present embodiment, two independent currents corresponding to the
具体的には、マイコン21aは、電流センサ23ua,23va,23waの出力信号に基づいて各相電流値Iu_a,Iv_a,Iw_aを検出する。そして、マイコン21bは、電流センサ23ub,23vb,23wbの出力信号に基づいて各相電流値Iu_b,Iv_b,Iw_bを検出する。
Specifically, the
更に、本実施形態のモータ12には、各マイコン21a,21bに対応する独立した二つのモータ回転角センサ(モータレゾルバ24a,24b)が設けられている。そして、各マイコン21a,21bは、その対応するモータレゾルバ24a,24bを用いて、それぞれ独立にモータ回転角θm(θm_a,θm_b)を検出する。
Furthermore, the motor 12 of this embodiment is provided with two independent motor rotation angle sensors (motor resolvers 24a and 24b) corresponding to the
具体的には、マイコン21aは、モータレゾルバ24aの出力信号に基づいてモータ回転角θm_aを検出する。そして、マイコン21bは、モータレゾルバ24bの出力信号に基づいてモータ回転角θm_bを検出する。
Specifically, the
また、本実施形態では、各マイコン21(21a,21b)は、上記のように独立して検出した操舵トルクτ(τa、τb)、及び車速Vに基づいて、それぞれ独立に、その目標アシスト力に対応する電流指令値を演算する。尚、本実施形態では、車速Vについては、車内ネットワーク(図示略)を介して共通の値が各マイコン21(21a,21b)に入力される。更に、各マイコン21(21a,21b)は、その独立に演算した電流指令値、及び上記独立に検出した各相電流値Iu(Iu_a,Iu_b),Iv(Iv_a,Iv_b),Iw(Iw_a,Iw_b)並びにモータ回転角θm(θm_a,θm_b)に基づいて、電流フィードバック演算を実行する。そして、その電流フィードバック演算の実行により生成したモータ制御信号Smcu(Smcu_a,Smcu_b),Smcv(Smcv_a,Smcv_b),Smcw(Smcw_a,Smcw_b)を各駆動回路22u,22v,22wに出力する。
Further, in the present embodiment, each microcomputer 21 (21a, 21b) independently generates its target assist force based on the steering torque τ (τa, τb) detected independently as described above and the vehicle speed V. The current command value corresponding to is calculated. In the present embodiment, for the vehicle speed V, a common value is input to each microcomputer 21 (21a, 21b) via an in-vehicle network (not shown). Further, each microcomputer 21 (21a, 21b) has its independently calculated current command value and each independently detected phase current value Iu (Iu_a, Iu_b), Iv (Iv_a, Iv_b), Iw (Iw_a, Iw_b). ) And the motor rotation angle θm (θm_a, θm_b), current feedback calculation is executed. Then, motor control signals Smcu (Smcu_a, Smcu_b), Smcv (Smcv_a, Smcv_b), Smcw (Smcw_a, Smcw_b) generated by executing the current feedback calculation are output to the
具体的には、図3に示すように、各マイコン21は、その電流指令値演算部31において、上記操舵トルクτ及び車速Vに基づき目標アシスト力に対応する電流指令値Iq*を演算すると、次に二相/三相変換部32において、その電流指令値Iq*に基づきU,V,Wの各相電流指令値Iu*,Iv*,Iw*を生成する。そして、各相に対応して設けられた3つの減算器33u,33v,33wにおいて、それぞれ、その対応する各相電流指令値Iu*,Iv*,Iw*から実際の相電流値Iu,Iv,Iwを減算することにより、各相の電流偏差ΔIu,ΔIv,ΔIwを演算する。
Specifically, as shown in FIG. 3, each
尚、本実施形態では、上記電流指令値Iq*は、d/q座標系のq軸電流指令値として演算される(d軸電流指令値はゼロ)。そして、本実施形態の電流指令値演算部31は、操舵トルクτが大きいほど、また車速Vが小さいほど、より大きなアシスト力を発生させるような電流指令値Iq*を演算する。 In the present embodiment, the current command value Iq * is calculated as a q-axis current command value in the d / q coordinate system (d-axis current command value is zero). The current command value calculation unit 31 of the present embodiment calculates a current command value Iq * that generates a larger assist force as the steering torque τ is larger and the vehicle speed V is smaller.
次に、上記各減算器33u,33v,33wにおいて演算された各相の電流偏差ΔIu,ΔIv,ΔIwは、それぞれ、その対応する相のF/B制御部(フィードバック制御部)34u,34v,34wに入力される。そして、各F/B制御部34u,34v,34wは、その入力される電流偏差ΔIu,ΔIv,ΔIw及び所定のフィードバックゲイン(比例:P、積分:I)に基づくフィードバック演算を実行することにより、各相の相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を演算する。
Next, the current deviations ΔIu, ΔIv, ΔIw of the phases calculated in the subtracters 33u, 33v, 33w are respectively F / B control units (feedback control units) 34u, 34v, 34w of the corresponding phases. Is input. Each F /
具体的には、各F/B制御部34u,34v,34wは、それぞれ、その入力される電流偏差ΔIu,ΔIv,ΔIwに比例ゲインを乗ずることにより得られる比例成分、及び当該電流偏差ΔIu,ΔIv,ΔIwの積分値に積分ゲインを乗ずることにより得られる積分成分を演算する。そして、これらの比例成分及び積分成分を加算することにより、各相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を演算する。
Specifically, each of the F /
次に、これら各相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*は、各相に対応して設けられたモータ制御信号出力部(35u,35v,35w)に入力される。具体的には、U相の相電圧指令値Vu*はU相モータ制御信号出力部35uに入力され、V相の相電圧指令値Vv*はV相モータ制御信号出力部35vに入力され、W相の相電圧指令値Vw*はW相モータ制御信号出力部35wに入力される。そして、各マイコン21は、これら各相モータ制御信号出力部(35u,35v,35w)において生成した各相のモータ制御信号Smcu,Smcv,Smcwを出力する構成となっている。
Next, these phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * are input to motor control signal output units (35u, 35v, 35w) provided corresponding to the respective phases. Specifically, the U-phase phase voltage command value Vu * is input to the U-phase motor control
図2に示すように、本実施形態のECU11には、上記各駆動回路22u,22v,22wに対応する3つのプリドライバ36(36u,36v,36w)が設けられており、上記各マイコン21(21a,21b)が出力するモータ制御信号Smcu(Smcu_a,Smcu_b),Smcv(Smcv_a,Smcv_b),Smcw(Smcw_a,Smcw_b)は、それぞれ、これらの各プリドライバ36に入力される。そして、各プリドライバ36(36u,36v,36w)は、その入力されるモータ制御信号Smcu(Smcu_a,Smcu_b),Smcv(Smcv_a,Smcv_b),Smcw(Smcw_a,Smcw_b)に基づいて、その対応する各駆動回路22u,22v,22wを構成する各スイッチング素子SW1〜SW4にゲート駆動電圧を印加する。
As shown in FIG. 2, the ECU 11 of the present embodiment is provided with three pre-drivers 36 (36u, 36v, 36w) corresponding to the
ここで、本実施形態では、上記のように各駆動回路22u,22v,22wを構成する二列のスイッチングアームSA1,SA2は、それぞれ、上記各マイコン21a,21bの何れかと関連付けられている。具体的には、スイッチングアームSA1は、マイコン21aに関連付けられており、スイッチングアームSA2は、マイコン21bに関連付けられている。そして、上記各プリドライバ36(36u,36v,36w)は、それぞれ、その各スイッチングアームSA1,SA2に関連付けられた各マイコン21a,21bが出力するモータ制御信号Smcu(Smcu_a,Smcu_b),Smcv(Smcv_a,Smcv_b),Smcw(Smcw_a,Smcw_b)のみに基づいて、当該各スイッチングアームSA1,SA2を構成する各スイッチング素子SW1〜SW4に対するゲート駆動電圧の出力を実行する。
Here, in this embodiment, as described above, the two rows of switching arms SA1 and SA2 constituting each of the
詳述すると、U相プリドライバ36uは、マイコン21aの出力するモータ制御信号Smcu_aに基づいて、その対応する駆動回路22uのスイッチングアームSA1(を構成する各スイッチング素子SW1,SW3)にゲート駆動電圧を出力する。そして、マイコン21bの出力するモータ制御信号Smcu_bに基づいて、同駆動回路22uのスイッチングアームSA2(を構成する各スイッチング素子SW2,SW4)にゲート駆動電圧を出力する。
More specifically, the
同様に、V相プリドライバ36vは、マイコン21aの出力するモータ制御信号Smcv_aに基づいて、その対応する駆動回路22vのスイッチングアームSA1にゲート駆動電圧を出力し、マイコン21bの出力するモータ制御信号Smcv_bに基づいて、同駆動回路22vのスイッチングアームSA2にゲート駆動電圧を出力する。そして、W相プリドライバ36wは、マイコン21aの出力するモータ制御信号Smcw_aに基づいて、その対応する駆動回路22wのスイッチングアームSA1にゲート駆動電圧を出力し、マイコン21bの出力するモータ制御信号Smcw_bに基づいて、同駆動回路22wのスイッチングアームSA2にゲート駆動電圧を出力する。
Similarly, the V-
そして、本実施形態では、これにより、上記各駆動回路22u,22v,22wを構成する二列のスイッチングアームSA1,SA2が、それぞれ、その対応するマイコン21a,21bの出力するモータ制御信号Smcu_a,Smcv_a,Smcw_a、又はモータ制御信号Smcu_b,Smcv_b,Smcw_bに基づいて、独立に作動する構成となっている。
In this embodiment, the two rows of switching arms SA1 and SA2 constituting each of the
即ち、本実施形態のEPS1では、そのパワーアシスト制御を実行するための電流フィードバック演算に用いる主な状態量(操舵トルクτ、相電流値Iu,Iv,Iw、モータ回転角θm)の検出及び同電流フィードバック演算の実行、並びに各相のモータコイル12u,12v,12wに対する電圧印加までの各過程が独立した二重系となっている。また、これら二つの制御系は、それぞれ独立ではあるものの、その基礎となる状態量の検出対象物(トーションバー16及びモータ12)が共通であり、且つその実行する電流フィードバック演算は同一である。
That is, in the
従って、その各制御系が正常である限り、各マイコン21a,21bの制御対象を、それぞれ、各駆動回路22u,22v,22wを構成する二列のスイッチングアームSA1,SA2の一方のみに限定しても、正常に当該各駆動回路22u,22v,22wの作動を制御することが可能である。
Therefore, as long as each control system is normal, the control target of each
つまり、二つのマイコン21a,21bが実行する電流フィードバック演算は同一、且つその基礎となる状態量の検出対象物も共通であることから、これら二つの制御系に異常がない限り、その演算結果は同一となる。そして、本実施形態では、これら各マイコン21a,21bに対応する各スイッチングアームSA1,SA2が、その入力されるモータ制御信号(Smcu_a,Smcv_a,Smcw_a又はSmcu_b,Smcv_b,Smcw_b)に基づき同期して作動することにより、当該各マイコン21a,21bが単独で制御する場合と同様の電力供給を行う構成となっている。
In other words, the current feedback calculation executed by the two
一方、これら二つの制御系に何らかの異常が発生し、各マイコン21a,21bの実行する電流フィードバック演算の結果に相違が生じた場合、各駆動回路22u,22v,22wの動作は、その正誤を問わず、より小さな通電量を発生させるべきモータ制御信号を出力する側に従うことになる。
On the other hand, when some abnormality occurs in these two control systems and a difference occurs in the result of the current feedback calculation executed by each of the
即ち、各駆動回路22u,22v,22wによる電力供給は、その二つのスイッチングアームSA1,SA2の一方において電源側のスイッチング素子がオンとなり、他方において接地側のスイッチング素子(例えば、スイッチング素子SW1)がオンとなることにより行われる(図2参照、例えば、スイッチング素子SW1,SW3がオン)。従って、その通電時間は、これら二つのスイッチングアームSA1,SA2のうち、よりオン時間が短い方に従うことになり、その結果、より長くスイッチングアームSA1,SA2をオン作動させるべき旨のモータ制御信号を出力した側では、当該電流フィードバック演算の基礎となる電流偏差(ΔIu,ΔIv,ΔIw)が上昇することになる。
That is, the power supply by each
そして、本実施形態では、各マイコン21a,21bが、その過大な電流偏差の発生を監視することにより、システム(上記二つの制御系により実現されたEPSシステム)の異常判定を実行する。
In the present embodiment, the
詳述すると、図3に示すように、各マイコン21(21a,21b)には、異常判定部40が設けられており、同異常判定部40には各マイコン21が実行する電流フィードバック演算の基礎となる各相の電流偏差ΔIu,ΔIv,ΔIwが入力される。そして、本実施形態の異常判定部40は、これら各相の電流偏差ΔIu,ΔIv,ΔIwの過大を監視することにより、その異常判定を実行する。
More specifically, as shown in FIG. 3, each microcomputer 21 (21 a, 21 b) is provided with an
また、異常判定部40は、その異常判定によりシステムの異常を検知した場合には、同異常判定部40が存在する側のマイコン21(例えば、マイコン21a)及び他方側のマイコン21(例えば、マイコン21b)の双方の各相モータ制御信号出力部(35u,35v,35w)に対し、その異常の発生を示す異常検知信号S_trを出力する。そして、本実施形態では、この異常検知信号S_trに基づいて、各相モータ制御信号出力部(35u,35v,35w)が、モータ駆動を停止すべきモータ制御信号を出力、即ちそのパワーアシスト制御を停止することにより、速やかに、フェールセーフを図る構成となっている。
In addition, when the
具体的には、図4のフローチャートに示すように、各マイコン21(21a,21b)は、上記電流フィードバック演算の基礎となる各相の電流偏差ΔIu,ΔIv,ΔIwを所定の閾値I1と比較することにより、その過大偏差の発生を監視する(ステップ101〜ステップ103)。更に、これらの各ステップにおいて、過大偏差が生じていないと判定した場合(ステップ101〜ステップ103:全てNO)には、続いて、他のマイコン21から異常検知信号S_trの入力があるか否かを判定する(ステップ104)。そして、異常検知信号S_trの入力がない場合(ステップ104:NO)には、システムは正常であると判定して、そのモータ駆動を継続する(ステップ105)。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 4, each microcomputer 21 (21a, 21b) compares the current deviation ΔIu, ΔIv, ΔIw of each phase, which is the basis of the current feedback calculation, with a predetermined threshold value I1. Thus, the occurrence of the excessive deviation is monitored (step 101 to step 103). Further, when it is determined that an excessive deviation has not occurred in each of these steps (
一方、上記ステップ101〜ステップ103の何れかにおいて、過大偏差の発生を検出した場合(ΔIu>I1,ステップ101:YES、又はΔIv>I1,ステップ102:YES、若しくはΔIw>I1,ステップ103:YES)には、システムに異常が発生したと判定する。そして、その異常の発生を示す異常検知信号S_trを他のマイコン21に出力して(ステップ106)、モータ駆動を停止、即ちパワーアシスト制御の実行を停止する(ステップ107)。同様に、上記ステップ104において、他のマイコン21から異常検知信号S_trの入力があった場合(ステップ104:YES)にも、モータ駆動を停止する(ステップ107)。
On the other hand, when the occurrence of an excessive deviation is detected in any one of
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)ECU11は、モータ制御信号出力手段として、同一の電流フィードバック演算を実行する独立した二つのマイコン21a,21bを備える。また、各駆動回路22u,22v,22wを構成する二列のスイッチングアームSA1,SA2は、それぞれ、上記各マイコン21a,21bの何れかと関連付けられるとともに、その関連付けられた各マイコン21a,21bの出力するモータ制御信号Smcu(Smcu_a,Smcu_b),Smcv(Smcv_a,Smcv_b),Smcw(Smcw_a,Smcw_b)のみに基づいて、独立に作動する。そして、各マイコン21a,21bは、その電流フィードバック演算における過大な電流偏差の発生を監視することにより、システムの異常判定を実行する。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) The ECU 11 includes two
即ち、各マイコン21a,21bの実行する電流フィードバック演算は同一、且つその基礎となる状態量の検出対象物も共通であることから、二つの制御系に異常がない限り、その演算結果もまた同一である。従って、上記構成によっても、各マイコン21a,21bが単独で制御を行なう場合と同様に、各スイッチングアームSA1,SA2を同期して作動させることができる。
That is, the current feedback calculation executed by each of the
一方、これら二つの制御系に何らかの異常が発生した場合には、各マイコン21a,21bの実行する電流フィードバック演算の結果に相違が生ずることになる。これにより、各駆動回路22u,22v,22wの動作は、その正誤を問わず、少ない通電量を示す側のモータ制御信号に従うことになり、その結果、より大きな通電量を示すモータ制御信号を出力した側においては、その電流フィードバック演算の基礎となる電流偏差が上昇することになる。従って、その過大な電流偏差の発生を監視することにより、簡素な構成にて、信頼性の高い異常判定を行なうことができる。
On the other hand, when any abnormality occurs in these two control systems, a difference occurs in the result of the current feedback calculation executed by each of the
とりわけ、各マイコン21a,21bにおいて生じた異常が、そのパワーアシスト制御の実行に影響を与えるような場合、その影響は、必ず、少なくとも何れか一方の上記電流偏差に現れる。従って、その異常の検知後、パワーアシスト制御の実行を停止するならば、上述のような起動時におけるメモリのイニシャルチェック等、各マイコン21a,21bに関するその他の異常判定制御(監視回路)を廃して、この電流偏差に基づく異常判定に代えることが可能になる。その結果、その起動時間の短縮のみならず、各マイコン21a,21bに要求される処理能力が低下することによるコストダウン、及び回路規模の縮小による故障発生率の低減を図ることができるようになる。
In particular, when an abnormality occurring in each of the
加えて、上記のように、異常発生時においても、各駆動回路22u,22v,22wの動作は、より少ない通電量を示す方のモータ制御信号に従うため、これにより、その異常時における過大アシストの発生を防止することができる。特に、一方のモータ制御信号が、逆方向にアシスト力を付与させるべき旨を示すものとなった場合には、各スイッチングアームSA1,SA2の電源側のスイッチング素子SW1,SW2、及び接地側のスイッチング素子SW1,SW2が、それぞれ同時にオン/オフする、即ち、所謂「上段全オン」「下段全オン」となる。従って、上記構成によれば、逆アシストの発生を防止して、より高い信頼性及び安全性を確保することができるようになる。
In addition, as described above, even when an abnormality occurs, the operation of each of the
(2)各相のモータコイル12u,12v,12wと各駆動回路22u,22v,22wとの間の電力供給経路には、各マイコン21a,21bに対応する独立した二系統の電流センサが設けられる。そして、各マイコン21a,21bは、その対応する電流センサを用いて、それぞれ独立に各相電流値Iu,Iv,Iwを検出する。
(2) Two independent current sensors corresponding to the
上記構成によれば、その電流検出過程において生じた異常もまた上記電流偏差として現れる。従って、当該電流検出過程の異常判定についても、その電流偏差に基づく異常判定に代えることが可能となり、その結果、更なる構成の簡素化及び信頼性の向上を図ることができる。 According to the above configuration, an abnormality that occurs in the current detection process also appears as the current deviation. Therefore, the abnormality determination in the current detection process can be replaced with the abnormality determination based on the current deviation. As a result, the configuration can be further simplified and the reliability can be improved.
(3)各マイコン21a,21bは、トルクセンサ14から入力される独立した二系統のセンサ信号Sa,Sbに基づいて、それぞれ独立に操舵トルクτa,τbを検出する。そして、その操舵トルクτ(τa,τb)に基づいて、目標アシスト力に相当する電流指令値Iq*を演算する。
(3) Each of the
上記構成によれば、操舵トルク検出過程において生じた異常もまた上記電流偏差として現れる。従って、当該操舵トルク検出過程の異常判定についても、その電流偏差に基づく異常判定に代えることが可能となり、その結果、更なる構成の簡素化及び信頼性の向上を図ることができる。 According to the above configuration, an abnormality that occurs in the steering torque detection process also appears as the current deviation. Therefore, the abnormality determination in the steering torque detection process can be replaced with the abnormality determination based on the current deviation, and as a result, further simplification of the configuration and improvement of reliability can be achieved.
(4)モータ12には、各マイコン21a,21bに対応する独立した二つのモータ回転角センサ(モータレゾルバ24a,24b)が設けられる。そして、各マイコン21a,21bは、その対応するモータレゾルバ24a,24bを用いて、それぞれ独立にモータ回転角θm(θm_a,θm_b)を検出する。
(4) The motor 12 is provided with two independent motor rotation angle sensors (motor resolvers 24a and 24b) corresponding to the
上記構成によれば、モータ回転角検出過程において生じた異常もまた上記電流偏差として現れる。従って、当該モータ回転角検出過程の異常判定についても、その電流偏差に基づく異常判定に代えることが可能となり、その結果、更なる構成の簡素化及び信頼性の向上を図ることができる。 According to the above configuration, an abnormality that has occurred in the motor rotation angle detection process also appears as the current deviation. Therefore, the abnormality determination in the motor rotation angle detection process can be replaced with the abnormality determination based on the current deviation. As a result, the configuration can be further simplified and the reliability can be improved.
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、本発明を所謂コラム型のEPSに具体化した。しかし、これに限らず、所謂ピニオン型やラックアシスト型のEPSに具体化してもよい。
In addition, you may change each said embodiment as follows.
In the above embodiment, the present invention is embodied in a so-called column type EPS. However, the present invention is not limited to this, and a so-called pinion type or rack assist type EPS may be used.
・上記実施形態では、操舵トルクτを検出可能なセンサ信号Sa,Sbを出力する独立した二つのセンサユニット14a,14bを備えたトルクセンサ14を用いることとした。しかし、これに限らず、独立した二つのトルクセンサを設けて、それぞれの信号を対応する各マイコン21a,21bに入力する構成としてもよい。
In the above embodiment, the torque sensor 14 including the two independent sensor units 14a and 14b that output the sensor signals Sa and Sb that can detect the steering torque τ is used. However, the present invention is not limited to this, and two independent torque sensors may be provided to input respective signals to the
・上記実施形態では、独立した二系統の電流センサを設け、各マイコン21a,21bが、その対応する電流センサを用いて、それぞれ独立に各相電流値Iu,Iv,Iwを検出することとした。しかし、これに限らず、各マイコン21a,21bが共通の相電流値Iu,Iv,Iwを用いる構成としてもよい。
In the above embodiment, two independent current sensors are provided, and each
・また、上記実施形態では、各マイコン21a,21bは、トルクセンサ14から入力される独立した二系統のセンサ信号Sa,Sbに基づいて、それぞれ独立に操舵トルクτ(τa,τb)を検出することとした。しかし、これに限らず、各マイコン21a,21bが操舵トルクτとして共通の値を用いる構成としてもよい。
In the above embodiment, the
・更に、上記実施形態では、モータ12には、各マイコン21a,21bに対応する独立した二つのモータ回転角センサ(モータレゾルバ24a,24b)が設けられ、各マイコン21a,21bは、その対応するモータレゾルバ24a,24bを用いて、それぞれ独立にモータ回転角θm(θm_a,θm_b)を検出することとした。しかし、これに限らず、各マイコン21a,21bがモータ回転角θmとして共通の値を用いる構成としてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the motor 12 is provided with two independent motor rotation angle sensors (motor resolvers 24a and 24b) corresponding to the
ただし、電流偏差に基づく異常判定をもってシステムの異常判定とするならば、上記実施形態に示されるように、二系統の独立した電流センサ、独立した二つのモータ回転角センサを設けるとともに、操舵トルクτを検出可能な独立した二系統のセンサ信号Sa,Sbが入力されるようにする。そして、各マイコン21a,21bが、それぞれ独立に各相電流値Iu,Iv,Iw(Iu_a,Iv_a,Iw_a及びIu_b,Iv_b,Iw_b)並びにモータ回転角θm(θm_a,θm_b)、モータ回転角θm(θm_a,θm_b)、及び操舵トルクτ(τa,τb)を検出する方が望ましい。
However, if the abnormality determination based on the current deviation is determined as the abnormality determination of the system, as shown in the above embodiment, two independent current sensors and two independent motor rotation angle sensors are provided, and the steering torque τ Two independent sensor signals Sa and Sb are detected. Then, the
即ち、このように、パワーアシスト制御を実行するための電流フィードバック演算に用いる主な状態量の検出、及びその実行、並びにモータ12への電圧印加までの各過程を独立した二重系とすることで、アシスト力付与を実行する上で主要となる構成に生じた異常は、全て電流偏差として現れることになる。その結果、その他の異常判定制御(監視回路)を廃止して構成簡素を図りつつ、高い信頼性を確保することができるのである。 In other words, in this way, the detection of the main state quantities used for the current feedback calculation for executing the power assist control, the execution thereof, and the respective processes up to the voltage application to the motor 12 are made an independent dual system. Thus, any abnormality that has occurred in the main configuration for executing the assist force application will appear as a current deviation. As a result, it is possible to secure high reliability while simplifying the configuration by eliminating other abnormality determination control (monitoring circuit).
・上記実施形態では、各マイコン21(21a,21b)におけるモータ制御信号出力部(35u,35v,35w)を各相毎に設けることとしたが(図3参照)、これらを一つにまとめた構成に具体化してもよい。 In the embodiment described above, the motor control signal output unit (35u, 35v, 35w) in each microcomputer 21 (21a, 21b) is provided for each phase (see FIG. 3), but these are combined into one. It may be embodied in a configuration.
・また、上記実施形態では、各マイコン21(21a,21b)と各駆動回路22u,22v,22wとの間に介在されるプリドライバ36(36u,36v,36w)を各相毎に設けることとした(図2参照)。しかし、これに限らず、各マイコン21a,21bと当該各マイコン21a,21bに関連付けられた各スイッチングアームSA1,SA2に対応して2つのプリドライバを用いる構成としてもよく、最小公倍数である6つのプリドライバを用いる構成としてもよい。
In the above embodiment, the pre-drivers 36 (36u, 36v, 36w) interposed between the microcomputers 21 (21a, 21b) and the
・上記実施形態では、各マイコン21は、目標アシスト力に対応する電流指令値Iq*を三相の各相電流指令値Iu*,Iv*,Iw*に変換することで、U,V,Wの各相毎に、その電流フィードバック演算の実行によるモータ制御信号の出力、及びその電流偏差ΔIu,ΔIv,ΔIwの監視に基づく異常判定を実行することとした。しかし、これに限らず、d/q座標系における電流フィードバック演算の結果に基づいて、各相のモータ制御信号を生成する。そして、図5に示すように、そのd/q座標系における電流フィードバック演算の基礎となるq軸電流偏差ΔIqを所定の閾値I2と比較し(ステップ201)、その過大偏差の発生を監視することにより、そのシステムの異常判定を実行する構成としてもよい。このような構成としても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。尚、同図中、ステップ202〜ステップ205の処理内容は、図4中、ステップ104〜ステップ207の処理内容と同一であるため、その説明は省略する。
In the above embodiment, each
・上記実施形態では、各マイコン21(21a,21b)に異常判定部40を設けることで同マイコン21が異常判定手段を構成することとした。しかし、これに限らず、その異常判定手段を独立に設ける構成としてもよい。但し、構成の簡素化及びそれに伴う利益の享受(回路規模縮小による故障発生率の低減等)という観点からみた場合、上記実施形態に示される構成の方が、より好適であることはいうまでもない。
In the above embodiment, each microcomputer 21 (21a, 21b) is provided with the
1…電動パワーステアリング装置(EPS)、2…ステアリング、3…ステアリングシャフト、10…EPSアクチュエータ、11…ECU、12…モータ、12u,12v,12w…モータコイル、14…トルクセンサ、14a,14b…センサユニット、21(21a,21b)…マイコン、22u,22v,22w…駆動回路、SW1〜SW4…スイッチング素子、SA1,SA2…スイッチングアーム、23ua,23ub、23va,23vb、23wa,23wb…電流センサ、24a,24b…モータレゾルバ、31…電流指令値演算部、32…二相/三相変換部、33u,33v,33w…減算器、34u,34v,34w…F/B制御部、35u…U相モータ制御信号出力部、35v…V相モータ制御信号出力部、35w…W相モータ制御信号出力部、36…プリドライバ、36u…U相プリドライバ、36v…V相プリドライバ、36w…W相プリドライバ、40…異常判定部、Sa,Sb…センサ信号、τ(τa,τb)…操舵トルク、θm(θa,θb)…モータ回転角、Iq*…電流指令値、Iu*,Iv*,Iw*…相電流指令値、Iu(Iu_a,Iu_b),Iv(Iv_a,Iv_b),Iw(Iw_a,Iw_b)…相電流値、Vu*,Vv*,Vw*…相電圧指令値、ΔIu,ΔIv,ΔIw,ΔIq…電流偏差、I1,I2…閾値、Smcu(Smcu_a,Smcu_b),Smcv(Smcv_a,Smcv_b),Smcw(Smcw_a,Smcw_b)…モータ制御信号、S_tr…異常検知信号。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記モータは、三相のモータコイルとして、U相コイル、V相コイル、及びW相コイルを有しており、前記U相コイル、前記V相コイル、及び前記W相コイルが互いに結線されていない非結線のブラシレスモータであるとともに、
前記制御手段は、前記U相コイル、前記V相コイル、及び前記W相コイルに対応して独立に設けられた三つの駆動回路と、同一の前記電流フィードバック演算を実行する独立した二つの前記制御信号出力手段とを備え、
前記駆動回路は、前記モータ制御信号に基づきオン/オフする一対のスイッチング素子を直列に接続してなる二つのスイッチングアームを並列に接続することにより形成されるものであって、
前記各スイッチングアームは、それぞれ対応する前記各制御信号出力手段の出力する前記モータ制御信号に基づき独立に作動するとともに、前記各制御信号出力手段における前記電流フィードバック演算の演算結果が同一である場合に同期して作動し、
前記各制御信号出力手段は、前記各制御信号出力手段における前記電流フィードバック演算の演算結果に相違が生じた場合に前記電流フィードバック演算の基礎となる電流偏差が上昇することにより発生する過大偏差を監視することにより異常判定を行うこと、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering force assisting device for applying an assist force to the steering system using a motor as a drive source; and a control means for controlling the operation of the steering force assisting device, wherein the control means generates a motor torque corresponding to the assist force. Control signal output means for outputting a motor control signal to be generated, and a drive circuit for supplying drive power based on the motor control signal to the motor, wherein the control signal output means is adapted to detect detected steering torque. In the electric power steering device that generates the motor control signal by calculating a current command value corresponding to the target assist force based on the current feedback calculation,
The motor has a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil as three-phase motor coils, and the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil are not connected to each other. A non-wired brushless motor,
The control means includes three drive circuits provided independently for the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil, and two independent controls that execute the same current feedback calculation. Signal output means,
The drive circuit is formed by connecting in parallel two switching arms formed by connecting a pair of switching elements that are turned on / off based on the motor control signal in series,
Each of the switching arms operates independently based on the motor control signal output by the corresponding control signal output means, and the current feedback calculation results in the control signal output means are the same. Operates synchronously,
Wherein the control signal output means, an excessive deviation of the current deviation difference in calculation results of the current feedback calculation in each of the control signal output means underlying said current feedback computation when generated occurs by raising An electric power steering apparatus characterized by performing abnormality determination by monitoring.
前記各制御信号出力手段のそれぞれに対応して独立に設けられた二系統の電流センサを備えること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
An electric power steering apparatus comprising two current sensors provided independently corresponding to each of the control signal output means.
前記制御手段には、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出可能な独立した二系統のセンサ信号が入力されるとともに、
前記各制御信号出力手段は、それぞれに対応する前記センサ信号により検出される操舵トルクに基づいて、それぞれが独立して電流指令値を演算すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to claim 1 or 2,
Two independent sensor signals that can detect steering torque transmitted to the steering system are input to the control means,
Each of the control signal output means independently calculates a current command value based on the steering torque detected by the corresponding sensor signal;
An electric power steering device.
前記各制御信号出力手段のそれぞれに対応して独立に設けられた二つのモータ回転角センサを備えること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 3,
An electric power steering apparatus comprising two motor rotation angle sensors provided independently corresponding to each of the control signal output means.
前記制御手段は、前記異常判定により異常と判定した場合には、前記操舵系にアシスト力を付与するためのパワーアシスト制御を停止すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 4,
The control means stops power assist control for applying assist force to the steering system when it is determined abnormal by the abnormality determination;
An electric power steering device.
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