JP5862135B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
その結果、簡素な構成にて確実に異常を検出し、モータロックを防止することができる。
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と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。
そして、本実施形態のトルクセンサ14は、その磁束変化に伴い変動する各センサ素子14a、14bの出力電圧を、それぞれセンサ信号Sa,SbとしてECU11に出力する構成となっている。
図2に示すように、ECU11は、モータ制御信号を出力するマイコン17と、そのモータ制御信号に基づいて、EPSアクチュエータ10の駆動源であるモータ12に駆動電力を供給する駆動回路18とを備えている。
本実施形態のモータ制御装置は、三角波δ((図4)(A)参照)を搬送波とした周知のPWM制御を実行することにより、そのモータ制御を実行する。また、モータの各相電流値Iu、Iv、Iwを検出するための各相電流センサ18u、18v、18wについては、各スイッチングアームの低電位側(接地側)に設ける構成が一般的となっている(図3参照)。そして、モータ12の各相電流値Iu、Iv、Iwは、その三角波δに基づくタイミングで周期的に取得される各相電流センサ18u、18v、18wの出力値に基づいて検出される。
図2に示すように、本実施形態のECU11では、マイコン17には、EPS1に何らかの異常が生じた場合に、該異常の態様を特定するための異常判定部31が設けられている。そして、マイコン17は、この異常判定部31により判定された異常の態様に応じて、モータ12の制御モードを変更する。
本実施形態では、三相のうちの一相が通電不良相となっても、通電不良相以外の残る二相によってアシスト制御を継続できる。しかし、通電不良相以外の残る二相のうちの一相が、該通電不良相と短絡した場合には、モータがロック状態になるため、その状態を正確に検出し、システムの安定的な停止を図り、安全な電動パワーステアリング装置を構成している。
マイコン17は、IG(イグニッションスイッチ)がオンしているか否かを判定する(ステップS101)。そして、IGがオンしている場合(ステップS101:YES)には、ステップS102に移行する。一方、IGがオンしていない場合(ステップS101:NO)には、ステップS101に戻り、IGがオンするまで、この処理を繰り返す。
マイコン17は、モータのU相通電不良判定を行う(ステップS201)。次に、マイコン17は、モータのV相通電不良判定を行う(ステップS202)。更に、マイコン17は、モータのW相通電不良判定を行う(ステップS203)。
ステップS508)。そして、マイコン17は、短絡異常確定用タイマTrもリセット(Tr=0、ステップS509)して、処理を終わる。
本発明によれば、マイコン17は、通電不良発生相以外の二相を通電相とするアシスト力を発生中に、通電不良発生相が、通電不良発生相以外の二相のうちの一相と短絡状態となったと判定した場合には、アシスト力の発生を停止することとした。
その結果、簡素な構成にて確実に異常を検出し、モータロックを確実に防止することにより、システムの安定的な停止が図れ、安全な電動パワーステアリング装置を提供できる。
・上記実施形態では、本発明を、コラム型のEPSに具体化したが、本発明は、ピニオン型やラックアシスト型のEPSに適用してもよい。
3:ステアリングシャフト、3a:コラムシャフト、
3b:インターミディエイトシャフト、3c:ピニオンシャフト、
4:ラックアンドピニオン機構、5:ラック軸、6:タイロッド、7:転舵輪、
10:EPSアクチュエータ(操舵力補助装置)、11:ECU、12:モータ、
13:減速機構、14:トルクセンサ、14a、14b:センサ素子、
15:車速センサ、16:トーションバー、17:マイコン、18:駆動回路、
18u、18v、18w:電流センサ(電流検出手段)、
21a、21b、21c、21d、21e、21f:FET(パワーMOSFET)、
22u、22v、22w:接続点、23:電流指令値演算部、
24:モータ制御信号生成部、25:3相/2相変換部、26d、26q:減算器、
27d、27q:F/B制御部、28:2相/3相変換部、30:PWM変換部、
31:異常判定部、32:微分器、
τ:操舵トルク、Sa,Sb:センサ信号、V:車速、θ:モータ回転角、
ω:モータ回転角速度、ω0、ω1:モータ回転角速度の所定値、
Iu、Iv、Iw:各相電流値、I0:所定電流値、
Ixo:オフセット電流値、Ixr:各電流センサの出力値、
Id*:d軸電流指令値、Iq*:q軸電流指令値、
Id:d軸電流値、Iq:q軸電流値、
ΔId:d軸電流偏差、ΔIq:q軸電流偏差、
Ith:相電流所定値、
Iuu:U相山読み電流値、Iul:U相谷読み電流値、
Ivu:V相山読み電流値、Ivl:V相谷読み電流値、
Iwu:W相山読み電流値、Iwl:W相谷読み電流値、
Vd*:d軸電圧指令値、Vq*:q軸電圧指令値、
Vu*,Vv*,Vw*:電圧指令値、
αu,αv,αw:duty指令値、αLo、αHi :duty指令値閾値、
Vb:車載電源、V0:所定電圧、δ:三角波(搬送波)、
Dx(x=U,V,W):duty指令値、
P:三角波δが谷となるタイミング、Q:三角波δが山となるタイミング、
Str:異常信号、Stm:異常検出信号、
IG:イグニッションスイッチ、
FLGX(X=U,V,W):モータのX相通電不良フラグ、
FLGU:モータのU相通電不良フラグ、
FLGV:モータのV相通電不良フラグ、
FLGW:モータのW相通電不良フラグ、
MOD:制御モードフラグ、
FLGJ0:短絡異常判定のための前提条件判定フラグ、
FLGJ1:短絡異常検出フラグ、
FLGJ2:短絡異常確定フラグ、
FLGAISC:半導体素子の異常を検出するフラグ、
k:短絡異常確定用積算カウンタ、ks:所定値、
Tr:短絡異常確定用タイマ、Trs:所定値
Claims (1)
- 三相ブラシレス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、
前記三相ブラシレスモータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、
前記モータの回転角からモータ回転角速度を演算するモータ回転角速度演算手段と、
前記三相ブラシレスモータに流れる実電流を検出する電流検出手段と、
車両の速度を検出する車速検出手段と、
操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
前記操舵トルク及び車速に対応した前記アシスト力を発生させるべく前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、
前記三相ブラシレスモータの何れかの相に通電不良が発生した場合に、通電不良の発生した相を判定可能な異常判定手段を備え、
前記制御手段は、前記異常判定手段より何れかの相に前記通電不良が検出された場合には、通電不良発生相以外の二相を通電相とする前記アシスト力を発生させる電動パワーステアリング装置において、
前記異常判定手段は、前記通電不良発生相以外の二相を通電相とする前記アシスト力を発生中に、通電不良発生相が、前記通電不良発生相以外の二相のうちの一相と短絡状態となることを判定する短絡判定手段を備えるとともに、
前記短絡判定手段は、前記モータ回転角速度が所定のモータ回転角速度以下、且つ、前記三相の少なくとも一相が通電不良発生相であり、且つ、前記電流検出手段により検出される前記通電不良発生相の山読み、又は谷読み電流値の絶対値が所定の電流値以上の場合には、短絡状態と判定し、前記短絡判定手段が、短絡状態と判定した場合には、前記制御手段は、前記アシスト力の発生を停止すること、
を特徴とした電動パワーステアリング装置。
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