JP5880874B2 - Vehicle steering control device - Google Patents

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Description

本発明は、操舵ハンドルの回動操作により入力される操作力を軽減するトルクを付与する三相の電動モータと、前記電動モータの回転角を取得する回転角取得手段と、前記操舵ハンドルの回動操作に対して前記電動モータによって付与される前記トルクを制御する制御量を演算し、この演算した制御量を用いて前記電動モータを駆動制御する制御手段とを備えた車両の操舵制御装置に関する。   The present invention includes a three-phase electric motor that applies torque that reduces an operation force input by a turning operation of a steering handle, a rotation angle acquisition unit that acquires a rotation angle of the electric motor, and a rotation of the steering handle. The present invention relates to a steering control device for a vehicle, comprising: a control unit that calculates a control amount for controlling the torque applied by the electric motor with respect to a dynamic operation; and a control unit that drives and controls the electric motor using the calculated control amount. .

従来から、例えば、下記特許文献1に示されているような、モータ制御装置及びこのモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置は知られている。この従来のモータ制御装置は、モータのいずれかの相に通電不良が発生した場合、この通電不良の発生した通電不良発生相以外の二相を通電相とし、各通電相に対して、通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を発生させるように電流制御を実行することにより、モータ制御信号の出力を継続するようになっている。又、この従来のモータ制御装置は、入力されるモータの回転角を補正(オフセット)する回転角補正制御部を備えており、通電不良発生相以外の二相を通電相とする二相駆動時には、電流制御における電流指令値と実電流値との間の位相のずれを補償すべく、電流制御の基礎となる回転角を補正するようになっている。これにより、通電不良の発生に伴う二相駆動時におけるモータの回転を円滑化して高い出力性能を確保できるようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a motor control device and an electric power steering device using the motor control device as shown in Patent Document 1 below are known. In this conventional motor control device, when an energization failure occurs in any phase of the motor, two energies other than the energization failure occurrence phase where the energization failure has occurred are set as energization phases, and an energization failure occurs for each energized phase. By executing the current control so as to generate a phase current that changes in a secant curve or a cosecant curve with a predetermined rotation angle corresponding to the generated phase as an asymptotic line, the output of the motor control signal is continued. ing. In addition, this conventional motor control device includes a rotation angle correction control unit that corrects (offsets) the rotation angle of the input motor, and at the time of two-phase driving in which two phases other than the conduction failure occurrence phase are used as the conduction phase. In order to compensate for the phase shift between the current command value and the actual current value in the current control, the rotation angle that is the basis of the current control is corrected. As a result, the motor can be smoothly rotated during the two-phase driving accompanying the occurrence of a failure in energization, and high output performance can be ensured.

特開2009−27905号公報JP 2009-27905 A

上記従来の装置(電動パワーステアリング装置)では、二相駆動時において、通電不良の発生に伴うモータ(電動モータ)の回転を円滑化して高い出力性能を確保すべく、モータの回転角(電気角)を補正(オフセット)するようになっている。ところで、電動モータの回転角(電気角)を補正する場合、その補正量を大きくすることによって電動モータの回転を円滑化することが可能となる。しかしながら、補正量を大きくし過ぎると、電動モータが出力するトルクが低下して、運転者が入力する操作力が増大してしまう。すなわち、二相駆動時において、補正量を用いて電動モータの回転角(電気角)を補正する場合には、電動モータの円滑な回転、言い換えれば、運転者が知覚する操舵フィーリングと、電動モータが出力するトルクを確保する、言い換えれば、運転者が入力する操作力の低減とは、互いに二律背反の関係にある。従って、補正量を用いて電動モータの回転角(電気角)を補正する場合には、良好な操舵フィーリングの確保と操作力の低減とを、最大限、両立することができる補正量を決定する必要がある。又、例えば、操作力を低減させるために、単に電動モータを大型化すると、車両の重量増加に伴う燃費の悪化を招いたり、回転部分の慣性増加に伴う操舵フィーリングの悪化を招くおそれもある。   In the above-described conventional device (electric power steering device), during two-phase driving, the rotation angle (electrical angle) of the motor is ensured in order to ensure high output performance by smoothing the rotation of the motor (electric motor) due to the occurrence of poor energization. ) Is corrected (offset). By the way, when correcting the rotation angle (electrical angle) of the electric motor, it is possible to smooth the rotation of the electric motor by increasing the correction amount. However, if the correction amount is increased too much, the torque output by the electric motor decreases, and the operating force input by the driver increases. That is, when correcting the rotation angle (electrical angle) of the electric motor using the correction amount during two-phase driving, smooth rotation of the electric motor, in other words, the steering feeling perceived by the driver, Ensuring the torque output by the motor, in other words, reducing the operating force input by the driver is in a trade-off relationship with each other. Therefore, when correcting the rotation angle (electrical angle) of the electric motor using the correction amount, a correction amount that can achieve the maximum compatibility between ensuring a good steering feeling and reducing the operating force is determined. There is a need to. In addition, for example, if the electric motor is simply enlarged in order to reduce the operating force, the fuel consumption may be deteriorated due to an increase in the weight of the vehicle, or the steering feeling may be deteriorated due to an increase in inertia of the rotating portion. .

本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的の一つは、電動モータを二相駆動する場合であっても、良好な操舵フィーリングの確保と操作力の低減とを両立させることができる車両の操舵制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to address the above-described problems, and one of its purposes is to ensure good steering feeling and reduce operating force even when the electric motor is driven in two phases. An object of the present invention is to provide a steering control device for a vehicle that can achieve both of these.

上記目的を達成するための本発明による車両の操舵制御装置は、三相の電動モータと、回転角取得手段と、制御手段とを備えている。前記三相の電動モータは、操舵ハンドルの回動操作により入力される操作力を軽減するトルクを付与するものである。前記回転角取得手段は、前記電動モータの回転角(電気角)を取得するものである。前記制御手段は、前記操舵ハンドルの回動操作に対して前記電動モータによって付与される前記トルクを制御する制御量を演算し、この演算した制御量を用いて前記電動モータを駆動制御するものである。   In order to achieve the above object, a vehicle steering control apparatus according to the present invention includes a three-phase electric motor, rotation angle acquisition means, and control means. The three-phase electric motor applies a torque that reduces an operation force input by a turning operation of the steering handle. The rotation angle acquisition means acquires a rotation angle (electrical angle) of the electric motor. The control means calculates a control amount for controlling the torque applied by the electric motor in response to the turning operation of the steering handle, and drives and controls the electric motor using the calculated control amount. is there.

本発明による車両の操舵制御装置の特徴の一つは、前記制御手段が、前記電動モータの各相のうちのいずれかに通電不良が発生した場合に、前記回転角検出手段によって取得された前記電動モータの前記回転角に補正量を加算することにより前記回転角を補正して前記制御量を演算し、前記通電不良の発生した相以外の相に通電する二相駆動により前記演算した前記制御量を用いて前記電動モータを駆動させて前記トルクの付与を継続するものであり、前記補正量が、前記操舵ハンドルの回動操作に伴って転舵輪を転舵させるときに発生する転舵負荷である負荷トルクと、前記補正量の関数として表されるものであって前記電動モータが発生するトルクの平均値の最大値との間の差を表す第1のトルク、及び、前記負荷トルクと、前記補正量の関数として表されるものであって前記補正量の加算による前記回転角の補正に伴って前記電動モータが発生するトルクに前記操舵ハンドルの回動操作方向に対して反転が生じる領域での反転トルクとの間の差を表す第2のトルクが一致するときの値として決定されることにある。この場合、前記第1のトルクを前記補正量のCOS関数として表わすことができ、前記第2のトルクを前記補正量のSIN関数として表すことができる。   One of the features of the vehicle steering control device according to the present invention is that the control means acquires the rotation angle detection means when the conduction failure occurs in any one of the phases of the electric motor. The control calculated by adding the correction amount to the rotation angle of the electric motor, calculating the control amount by correcting the rotation angle, and applying the current to a phase other than the phase in which the conduction failure has occurred. Steering load that is generated when the steered wheels are steered in accordance with the turning operation of the steering handle, wherein the electric motor is driven using the amount to continue the application of the torque. A first torque representing a difference between a load torque that is a function of the correction amount and a maximum value of an average value of torque generated by the electric motor, and the load torque , The correction amount Reversing torque in a region expressed as a function and in which the torque generated by the electric motor in association with the correction of the rotation angle by the addition of the correction amount is reversed with respect to the turning operation direction of the steering handle Is determined as a value when the second torques representing the difference between the two values coincide with each other. In this case, the first torque can be expressed as a COS function of the correction amount, and the second torque can be expressed as a SIN function of the correction amount.

又、これらの場合、前記制御手段は、前記転舵負荷の大きさの増加に伴って、前記補正量の大きさを前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値まで一様に増大させ、この補正量を付加して前記回転角を補正することができる。   Further, in these cases, the control means increases the magnitude of the correction amount to a value when the first torque and the second torque coincide with the increase in the magnitude of the steering load. The rotation angle can be corrected by uniformly increasing and adding this correction amount.

そして、これらの場合、前記補正量は、0.45(rad)から0.65(rad)の範囲内で、前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値に決定されるとよく、より好ましくは、前記補正量は、0.50(rad)から0.60(rad)の範囲内で、前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値に決定されるとよく、更に、具体的に、前記補正量は、前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値として、0.55(rad)に決定されるとよい。尚、この場合、角度の単位として「rad」に代えて「deg」を用いる場合には、前記補正量は、26(deg)から36(deg)の範囲内で、前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値に決定されるとよく、より好ましくは、前記補正量は、28(deg)から34(deg)の範囲内で、前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値に決定されるとよく、更に、具体的に、前記補正量は、前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値として、31(deg)に決定されるとよい。   In these cases, the correction amount is determined to be a value when the first torque and the second torque coincide with each other within a range of 0.45 (rad) to 0.65 (rad). More preferably, the correction amount is set to a value when the first torque and the second torque coincide with each other within a range of 0.50 (rad) to 0.60 (rad). More specifically, the correction amount may be determined to be 0.55 (rad) as a value when the first torque and the second torque coincide with each other. In this case, when “deg” is used instead of “rad” as a unit of angle, the correction amount is within the range of 26 (deg) to 36 (deg), and the first torque and the The value when the second torque coincides may be determined, and more preferably, the correction amount is within a range of 28 (deg) to 34 (deg), and the first torque and the second torque. More specifically, the correction amount may be determined as 31 (deg) as a value when the first torque and the second torque match. ).

これらによれば、通電不良の発生に伴い、電動モータを二相駆動により駆動させて操舵ハンドルの回動操作に対するトルクの付与を継続するときには、電動モータの回転角(電気角)を補正する補正量を、引っ掛かり感のない良好な操舵フィーリングと運転者によって入力される操作力の低減という二律背反事項を最大限に両立させるように、適切に定めることができる。これにより、電動モータを二相駆動により駆動させて、操舵ハンドルの回動操作により入力される操作力を軽減するためのトルク付与(アシスト制御)を継続する場合であっても、運転者は、違和感を覚え難い、極めて良好な操舵フィーリングを知覚しながら、操舵ハンドルを容易に回動操作することができる。   According to these, when the electric motor is driven by the two-phase drive and the torque is continuously applied to the turning operation of the steering handle in accordance with the occurrence of the energization failure, the correction for correcting the rotation angle (electrical angle) of the electric motor is performed. The amount can be appropriately determined so as to achieve the maximum trade-off between a good steering feeling without a feeling of catching and a reduction in operating force input by the driver. Thus, even when the electric motor is driven by two-phase driving and torque application (assist control) for reducing the operation force input by the turning operation of the steering handle is continued, the driver The steering wheel can be easily turned while perceiving a very good steering feeling that is difficult to remember.

又、このように、良好な操舵フィーリングと操作力の低減とを適切に両立させることができるため、電動モータの出力トルクを必要以上に増大させる必要がない。これにより、電動モータの出力トルクを増大させるためにシステムを肥大化させる必要がなく、その結果、車両の重量増加を抑制して燃費の悪化を防止することができる。更には、出力トルクを増大させるために電動モータを大型化する必要がないため、例えば、電動モータの回転部分の慣性増加に伴う操舵フィーリングの悪化を防止することができる。   In addition, as described above, it is possible to appropriately achieve both good steering feeling and reduction in operating force, so that it is not necessary to increase the output torque of the electric motor more than necessary. As a result, it is not necessary to enlarge the system in order to increase the output torque of the electric motor, and as a result, it is possible to suppress an increase in the weight of the vehicle and prevent deterioration in fuel consumption. Furthermore, since it is not necessary to increase the size of the electric motor in order to increase the output torque, it is possible to prevent, for example, deterioration of steering feeling due to an increase in inertia of the rotating portion of the electric motor.

更に、転舵負荷(負荷トルク)の大きさの増加に伴って補正量を一様に第1のトルクと第2のトルクとが一致するときの値まで増加させるように実施することもできる。これにより、特に、転舵負荷(負荷トルク)が小さいときには、電動モータの回転角(電気角)を補正する補正量の大きさを小さくすることができるため、例えば、電動モータが発生するトルク反転の頻度を抑えることができ、トルク反転に伴う振動を効果的に抑制することができる。   Further, the correction amount can be uniformly increased to a value when the first torque and the second torque coincide with the increase in the magnitude of the steering load (load torque). Thereby, especially when the turning load (load torque) is small, the magnitude of the correction amount for correcting the rotation angle (electric angle) of the electric motor can be reduced. For example, torque inversion generated by the electric motor And the vibration associated with torque reversal can be effectively suppressed.

本発明に係る操舵制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the electric power steering apparatus to which the steering control apparatus which concerns on this invention is applied. 図1のEPSモータの構成及びd/q座標系を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structure and d / q coordinate system of the EPS motor of FIG. 図1の駆動回路を概略的に示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram schematically showing the drive circuit of FIG. 1. 図1の電子制御ユニットにより実行されるコンピュータプログラム処理(アシスト制御)を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram functionally representing computer program processing (assist control) executed by the electronic control unit of FIG. 1. 図4の第1電流制御演算部及び第2電流制御演算部を機能的に表す機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram functionally representing a first current control calculation unit and a second current control calculation unit in FIG. 4. 図4において、U相に通電不良が発生した場合の二相駆動によるアシスト制御を機能的に表す機能ブロック図である。In FIG. 4, it is a functional block diagram functionally representing assist control by two-phase driving when an energization failure occurs in the U phase. 図3において、U相に通電不良が発生した場合の駆動回路の切替状態を説明するための概略的な回路図である。FIG. 4 is a schematic circuit diagram for explaining a switching state of a drive circuit when a conduction failure occurs in the U phase in FIG. 3. 図4(図6)の第2電流制御演算部の電気角補正部によって電気角に加算される補正量を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the correction amount added to an electrical angle by the electrical angle correction | amendment part of the 2nd electric current control calculating part of FIG. 4 (FIG. 6). 図4(図6)の第2電流制御演算部の相電流演算部によって演算される相電流の電気波形を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the electric waveform of the phase current calculated by the phase current calculating part of the 2nd current control calculating part of FIG. 4 (FIG. 6). 二相駆動時において、電気角に補正量を加算しない(オフセットしない)場合すなわち電気角を補正しない場合のEPSモータの出力トルクと相電流指令値との関係を説明するためのグラフである。It is a graph for explaining the relationship between the output torque of the EPS motor and the phase current command value when the correction amount is not added to the electrical angle (not offset), that is, when the electrical angle is not corrected, in the two-phase drive. 二相駆動時において、電気角に補正量を加算する(オフセットする)場合すなわち電気角を補正する場合のEPSモータの出力トルクと相電流指令値との関係を説明するためのグラフである。6 is a graph for explaining a relationship between an output torque of an EPS motor and a phase current command value when a correction amount is added (offset) to an electrical angle, that is, when an electrical angle is corrected during two-phase driving. 二相駆動時において、電気角を補正して操舵ハンドルが回動操作される場合における負荷トルク、手入力トルク及び負担トルクの関係を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the relationship between the load torque, the manual input torque, and the burden torque when the steering angle is rotated by correcting the electrical angle during two-phase driving. 補正量最適値の決定を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating determination of the correction amount optimal value. 本発明の変形例を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the modification of this invention.

以下、本発明の実施形態に係る車両の操舵制御装置について図面を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る車両の操舵制御装置を適用可能な電動パワーステアリング装置10を概略的に示している。   Hereinafter, a vehicle steering control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an electric power steering apparatus 10 to which a vehicle steering control apparatus according to this embodiment can be applied.

この電動パワーステアリング装置10は、転舵輪としての左右前輪FW1,FW2を転舵させるために、運転者によって回動操作される操舵ハンドル11を備えている。操舵ハンドル11は、ステアリングシャフト12の上端に固定されており、ステアリングシャフト12の下端は、転舵ギアユニットUに接続されている。尚、操舵ハンドル11、ステアリングシャフト12及び転舵ギアユニットUを含む系を操舵系とも称呼する。   The electric power steering apparatus 10 includes a steering handle 11 that is turned by a driver to steer left and right front wheels FW1 and FW2 as steered wheels. The steering handle 11 is fixed to the upper end of the steering shaft 12, and the lower end of the steering shaft 12 is connected to the steered gear unit U. A system including the steering handle 11, the steering shaft 12, and the steered gear unit U is also referred to as a steering system.

転舵ギアユニットUは、例えば、ラックアンドピニオン式を採用したギアユニットであり、ステアリングシャフト12の下端に一体的に組み付けられたピニオンギア13の回転がラックバー14に伝達されるようになっている。又、転舵ギアユニットUには、運転者によって操舵ハンドル11に入力される操作力(より具体的には、操舵トルク)を軽減する(アシストする)ための電動モータ15(以下、この電動モータをEPSモータ15と称呼する。)が設けられている。そして、EPSモータ15が発生する出力トルク(より詳しくは、アシストトルク)がラックバー14に伝達されるようになっている。   The steered gear unit U is, for example, a gear unit adopting a rack and pinion type, and the rotation of the pinion gear 13 integrally assembled to the lower end of the steering shaft 12 is transmitted to the rack bar 14. Yes. The steered gear unit U has an electric motor 15 (hereinafter, this electric motor) for reducing (assisting) an operation force (more specifically, steering torque) input to the steering handle 11 by the driver. Is referred to as an EPS motor 15). An output torque (more specifically, assist torque) generated by the EPS motor 15 is transmitted to the rack bar 14.

ここで、電動パワーステアリング装置10に搭載されるEPSモータ15としては、三相DCブラシレスモータを採用する。すなわち、EPSモータ15は、図2に概略的に示すように、例えば、永久磁石からなるロータと、このロータを収容するステータ側に組み付けられた巻線U,V,W(U’,V’,W’)を備えている。そして、EPSモータ15においては、巻線U,V,W(U’,V’,W’)に対して後述する電気制御回路20の駆動回路25(インバータ回路)が接続されるようになっている。   Here, as the EPS motor 15 mounted on the electric power steering apparatus 10, a three-phase DC brushless motor is employed. That is, as schematically shown in FIG. 2, the EPS motor 15 includes, for example, a rotor made of a permanent magnet and windings U, V, W (U ′, V ′) assembled on the stator side that accommodates the rotor. , W ′). In the EPS motor 15, a drive circuit 25 (inverter circuit) of the electric control circuit 20 described later is connected to the windings U, V, W (U ′, V ′, W ′). Yes.

この構成により、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に伴うステアリングシャフト12の回転力がピニオンギア13を介してラックバー14に伝達されるとともに、EPSモータ15のアシストトルクがラックバー14に伝達される。これにより、ラックバー14は、ピニオンギア13からの回転力及びEPSモータ15のアシストトルクによって軸線方向に変位する。従って、ラックバー14の両端に接続された左右前輪FW1,FW2は、左右方向に転舵されるようになっている。   With this configuration, the rotational force of the steering shaft 12 accompanying the turning operation of the steering handle 11 by the driver is transmitted to the rack bar 14 via the pinion gear 13, and the assist torque of the EPS motor 15 is transmitted to the rack bar 14. Is done. As a result, the rack bar 14 is displaced in the axial direction by the rotational force from the pinion gear 13 and the assist torque of the EPS motor 15. Accordingly, the left and right front wheels FW1, FW2 connected to both ends of the rack bar 14 are steered in the left-right direction.

尚、本実施形態における電動パワーステアリング装置10は、EPSモータ15が転舵ギアユニットUのラックバー14にアシストトルクを伝達するラックアシストタイプとして実施する。しかし、その他の電動パワーステアリング装置10として、EPSモータ15がピニオンギア13にアシストトルクを伝達するピニオンアシストタイプや、EPSモータ15が所定の減速機構を介してステアリングシャフト12を形成するコラムメインシャフトにアシストトルクを伝達するコラムアシストタイプを採用して実施可能であることは言うまでもない。   In addition, the electric power steering apparatus 10 in this embodiment is implemented as a rack assist type in which the EPS motor 15 transmits assist torque to the rack bar 14 of the steered gear unit U. However, as another electric power steering apparatus 10, the EPS motor 15 is a pinion assist type in which assist torque is transmitted to the pinion gear 13, or the column main shaft in which the EPS motor 15 forms the steering shaft 12 via a predetermined reduction mechanism. Needless to say, a column assist type that transmits assist torque can be adopted.

次に、上述したEPSモータ15の作動を制御する電気制御装置20について説明する。電気制御装置20は、車速センサ21、操舵トルクセンサ22及び回転角検出手段としてのモータ回転角センサ23を備えている。車速センサ21は、車両の車速Vを検出し、この検出した車速Vに応じた信号を出力する。尚、車速Vについては、例えば、外部との通信を介して取得することも可能である。   Next, the electric control device 20 that controls the operation of the above-described EPS motor 15 will be described. The electric control device 20 includes a vehicle speed sensor 21, a steering torque sensor 22, and a motor rotation angle sensor 23 as a rotation angle detection means. The vehicle speed sensor 21 detects the vehicle speed V of the vehicle and outputs a signal corresponding to the detected vehicle speed V. The vehicle speed V can also be acquired through communication with the outside, for example.

操舵トルクセンサ22は、図1に示すように、ステアリングシャフト12に組み付けられていて、運転者が操舵ハンドル11を回動操作してステアリングシャフト12に入力する操舵トルクThを検出し、この検出した操舵トルクThに応じた信号を出力する。尚、操舵トルクセンサ22は、例えば、操舵ハンドル11が右方向に回動操作されたときの操舵トルクThを正の値として出力し、操舵ハンドル11が左方向に回動操作されたときの操舵トルクThを負の値として出力する。ここで、本実施形態においては、操舵トルクセンサ22として、例えば、2組のレゾルバセンサを採用して実施する。   As shown in FIG. 1, the steering torque sensor 22 is assembled to the steering shaft 12, detects the steering torque Th input by the driver to the steering shaft 12 by turning the steering handle 11, and detects this. A signal corresponding to the steering torque Th is output. The steering torque sensor 22 outputs, for example, a steering torque Th when the steering handle 11 is rotated to the right as a positive value, and the steering when the steering handle 11 is rotated to the left. Torque Th is output as a negative value. Here, in the present embodiment, for example, two sets of resolver sensors are employed as the steering torque sensor 22.

モータ回転角センサ23は、EPSモータ15に組み付けられていて、予め設定された基準回転位置からの回転角(電気角)Θを検出し、この電気角Θに応じた信号を出力する。ここで、本実施形態においては、モータ回転角センサ23は、図2に示すように、EPSモータ15のロータ(永久磁石)によって生じる磁界の方向と平行な方向(すなわち、N極方向)をd軸方向とし、EPSモータ15のステータにおけるU相方向を基準としたときのd軸の回転角を電気角Θとして検出する。尚、モータ回転角センサ23は、EPSモータ15の回転方向に関し、例えば、EPSモータ15が左右前輪FW1,FW2を右方向に転舵させるためにラックバー14に対してアシストトルクを付与するときの電気角Θを正の値として出力し、左右前輪FW1,FW2を左方向に転舵させるためにラックバー14に対してアシストトルクを付与するときの電気角Θを負の値として出力する。   The motor rotation angle sensor 23 is assembled to the EPS motor 15, detects a rotation angle (electrical angle) Θ from a preset reference rotational position, and outputs a signal corresponding to the electrical angle Θ. Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the motor rotation angle sensor 23 sets the direction parallel to the direction of the magnetic field generated by the rotor (permanent magnet) of the EPS motor 15 (that is, the N-pole direction) as d. The rotation angle of the d-axis with respect to the axial direction and the U-phase direction in the stator of the EPS motor 15 as a reference is detected as an electrical angle Θ. The motor rotation angle sensor 23 relates to the rotation direction of the EPS motor 15, for example, when the EPS motor 15 applies assist torque to the rack bar 14 in order to steer the left and right front wheels FW1, FW2 to the right. The electrical angle Θ is output as a positive value, and the electrical angle Θ when the assist torque is applied to the rack bar 14 in order to steer the left and right front wheels FW1, FW2 to the left is output as a negative value.

又、電気制御装置20は、図1に示すように、EPSモータ15の作動を制御する制御手段としての電子制御ユニット24を備えている。電子制御ユニット24は、CPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするものであり、EPSモータ15の作動を制御する。このため、電子制御ユニット24の入力側には、少なくとも、上記各センサ21〜23が接続されており、これらの各センサ21〜23によって検出された各検出値を用いて、後述するように、EPSモータ15の駆動を制御する。一方、電子制御ユニット24の出力側には、EPSモータ15を駆動させるための駆動回路25が接続されている。   Further, as shown in FIG. 1, the electric control device 20 includes an electronic control unit 24 as control means for controlling the operation of the EPS motor 15. The electronic control unit 24 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like as main components, and controls the operation of the EPS motor 15. For this reason, at least the sensors 21 to 23 are connected to the input side of the electronic control unit 24, and the detection values detected by the sensors 21 to 23 are used as described later. The driving of the EPS motor 15 is controlled. On the other hand, a drive circuit 25 for driving the EPS motor 15 is connected to the output side of the electronic control unit 24.

駆動回路25は、図3に示すように、インバータ回路部25aとリレー回路部25bとから構成される。インバータ回路部25aは、バッテリ(電源)B及び平滑リアクトルSから電源リレーRdを介して、又は、キャパシタCから供給される直流電流を三相の交流電流に変換する三相インバータ回路を構成するものである。そして、インバータ回路部25aは、スター結線(Y結線)されたEPSモータ15の巻線U,V,W(U’,V’,W’)にそれぞれ対応したスイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32を有している。尚、本実施形態においては、巻線U,V,W(U’,V’,W’)がスター結線されたEPSモータ15を用いて実施するが、巻線U,V,W(U’,V’,W’)がデルタ結線されたEPSモータを用いて実施することも可能である。   As shown in FIG. 3, the drive circuit 25 includes an inverter circuit unit 25a and a relay circuit unit 25b. The inverter circuit unit 25a constitutes a three-phase inverter circuit that converts a direct current supplied from the battery (power source) B and the smoothing reactor S through the power relay Rd or from the capacitor C into a three-phase alternating current. It is. The inverter circuit unit 25a includes switching elements SW11, SW12, SW21, and SW22 corresponding to the windings U, V, and W (U ′, V ′, and W ′) of the EPS motor 15 that is star-connected (Y-connected). , SW31, SW32. In the present embodiment, the windings U, V, W (U ′, V ′, W ′) are implemented using the star motor-connected EPS motor 15, but the windings U, V, W (U ′) , V ′, W ′) can also be implemented using an EPS motor with a delta connection.

スイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32は、それぞれ、スイッチング素子SW11,SW21,SW31がHigh側(高電位側)、スイッチング素子SW12,SW22,SW32がLo側(低電位側)に対応するとともにEPSモータ15の3つの相であるU相、V相、W相にそれぞれ対応し、例えば、MOSFETにより構成される。又、インバータ回路部25aには、EPSモータ15に流れる電流を検出する電流センサ(シャント抵抗)J1,J2,J3が各相に設けられる。そして、これらの電流センサJ1,J2,J3によって検出された電流Iu,Iv,Iwを表す信号は、電子制御ユニット24の入力側に出力されるようになっている。   The switching elements SW11, SW12, SW21, SW22, SW31, and SW32 correspond to the switching element SW11, SW21, and SW31 on the High side (high potential side) and the switching elements SW12, SW22, and SW32 on the Lo side (low potential side), respectively. In addition, it corresponds to each of the three phases of the EPS motor 15, ie, the U phase, the V phase, and the W phase, and is configured by, for example, a MOSFET. The inverter circuit unit 25a is provided with current sensors (shunt resistors) J1, J2, J3 for detecting the current flowing through the EPS motor 15 in each phase. Signals representing the currents Iu, Iv, and Iw detected by these current sensors J1, J2, and J3 are output to the input side of the electronic control unit 24.

リレー回路部25bは、図3に示すように、EPSモータ15のU相、V相、W相(具体的には、巻線U,V,W(U’,V’,W’))にそれぞれ対応した相開放リレーR1,R2,R3を有している。相開放リレーR1,R2,R3は、それぞれ、インバータ回路部25aとEPSモータ15のU相、V相、W相(具体的には、巻線U,V,W(U’,V’,W’))との間の通電を許容又は遮断するメカリレーである。尚、相開放リレーR1,R2,R3としては、メカリレーに限定されるものではなく、例えば、半導体リレーを採用することも可能である。   As shown in FIG. 3, the relay circuit unit 25 b is connected to the U phase, V phase, and W phase of the EPS motor 15 (specifically, windings U, V, and W (U ′, V ′, W ′)). Each has a corresponding phase open relay R1, R2, R3. The phase open relays R1, R2, and R3 are respectively U phase, V phase, and W phase (specifically, windings U, V, and W (U ′, V ′, W) of the inverter circuit unit 25a and the EPS motor 15. It is a mechanical relay that allows or cuts off the electrical power to ')). Note that the phase open relays R1, R2, and R3 are not limited to mechanical relays, and for example, semiconductor relays may be employed.

このように構成される駆動回路25においては、電子制御ユニット24からの信号により、インバータ回路部25aがオン・オフ制御されるとともにリレー回路部25bが切替制御される。これにより、電子制御ユニット24がリレー回路部25bを構成する相開放リレーR1,R2,R3を通電を許容する状態(閉状態)に切り替え、インバータ回路部25aのスイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32のパルス幅を制御(PWM制御)することにより、バッテリB又はキャパシタCからEPSモータ15に対して三相の駆動電流を供給するようになっている。   In the drive circuit 25 configured as described above, the inverter circuit unit 25a is on / off controlled and the relay circuit unit 25b is switch-controlled by a signal from the electronic control unit 24. As a result, the electronic control unit 24 switches the phase open relays R1, R2, and R3 constituting the relay circuit unit 25b to a state in which energization is allowed (closed state), and the switching elements SW11, SW12, SW21, and SW22 of the inverter circuit unit 25a. , SW31, SW32 are controlled (PWM control) to supply a three-phase drive current from the battery B or capacitor C to the EPS motor 15.

一方、電子制御ユニット24が、リレー回路部25bを構成する相開放リレーR1,R2,R3のうちのいすれかの相開放リレーを通電を遮断する状態(開状態)に切り替えることにより、開状態に切り替えられた相開放リレー以外の閉状態にある相開放リレーを介してEPSモータ15に対して駆動電流を供給するようになっている。更に、電子制御ユニット24は、インバータ回路部25aのスイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32を全てオフ(開状態)に制御することにより、リレー回路部25bの相開放リレーR1,R2,R3の切替状態に関わらず、EPSモータ15に対して駆動電流を供給しないようになっている。   On the other hand, the electronic control unit 24 switches the phase open relay of any of the phase open relays R1, R2, and R3 constituting the relay circuit unit 25b to a state in which energization is cut off (open state). A drive current is supplied to the EPS motor 15 via a phase open relay in a closed state other than the phase open relay switched to. Further, the electronic control unit 24 controls all of the switching elements SW11, SW12, SW21, SW22, SW31, and SW32 of the inverter circuit unit 25a to be off (open state), so that the phase open relays R1 and R2 of the relay circuit unit 25b are controlled. The drive current is not supplied to the EPS motor 15 regardless of the switching state of R3.

次に、上記のように構成した電気制御装置20(より詳しくは、電子制御ユニット24)によるEPSモータ15の駆動制御、すなわち、アシスト制御について、電子制御ユニット24内にてコンピュータプログラム処理により実現される機能を表す図4の機能ブロック図を用いて説明する。電子制御ユニット24は、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に伴う負担を軽減するために、EPSモータ15の駆動を制御して適切なアシストトルクを付与する。このため、電子制御ユニット24は、図4に示すように、適切なアシストトルクを表すアシスト量を演算し、この演算したアシスト量に基づいてEPSモータ15を駆動制御するアシスト制御部30を備えている。   Next, drive control of the EPS motor 15 by the electric control device 20 (more specifically, the electronic control unit 24) configured as described above, that is, assist control, is realized by computer program processing in the electronic control unit 24. This will be described with reference to the functional block diagram of FIG. The electronic control unit 24 controls the driving of the EPS motor 15 and applies an appropriate assist torque in order to reduce the burden associated with the turning operation of the steering handle 11 by the driver. For this reason, as shown in FIG. 4, the electronic control unit 24 includes an assist control unit 30 that calculates an assist amount representing an appropriate assist torque, and drives and controls the EPS motor 15 based on the calculated assist amount. Yes.

アシスト制御部30は、図4に示すように、車速演算部31、トルク値演算部32、電流検出部33及び電気角演算部34を備えている。車速演算部31は、車速センサ21から出力された車速Vに応じた信号を入力し、車速Vを演算する。トルク値演算部32は、操舵トルクセンサ22から出力された操舵トルクThに応じた信号を入力し、操舵トルクThを演算する。電流検出部33は、駆動回路25に設けられた電流計J1,J2,J3から出力されたEPSモータ15のU相、V相、W相に流れる電流Iu,Iv,Iwに応じた信号を入力し、各相の電流Iu,Iv,Iwを検出する。電気角演算部34は、モータ回転角センサ23から出力されたEPSモータ15の回転角である電気角Θに応じた信号を入力し、電気角Θを演算する。   As shown in FIG. 4, the assist control unit 30 includes a vehicle speed calculation unit 31, a torque value calculation unit 32, a current detection unit 33, and an electrical angle calculation unit 34. The vehicle speed calculation unit 31 inputs a signal corresponding to the vehicle speed V output from the vehicle speed sensor 21 and calculates the vehicle speed V. The torque value calculation unit 32 inputs a signal corresponding to the steering torque Th output from the steering torque sensor 22 and calculates the steering torque Th. The current detection unit 33 inputs signals corresponding to the currents Iu, Iv, and Iw flowing in the U phase, V phase, and W phase of the EPS motor 15 output from the ammeters J1, J2, and J3 provided in the drive circuit 25. Then, currents Iu, Iv, and Iw of each phase are detected. The electrical angle calculation unit 34 inputs a signal corresponding to the electrical angle Θ, which is the rotation angle of the EPS motor 15, output from the motor rotation angle sensor 23, and calculates the electrical angle Θ.

又、アシスト制御部30は、アシスト電流指令値演算部35、第1電流制御演算部36、第2電流制御演算部37及びPWM変換部38を備えている。   The assist control unit 30 includes an assist current command value calculation unit 35, a first current control calculation unit 36, a second current control calculation unit 37, and a PWM conversion unit 38.

アシスト電流指令値演算部35は、車速演算部31から車速Vを入力するとともにトルク値演算部32から操舵トルクThを入力し、これら車速V及び操舵トルクThに基づいて、操舵系に付与すべき目標アシスト量(目標アシストトルク)Ta*を決定する。そして、アシスト電流指令値演算部35は、目標アシスト量Ta*が発生するように、駆動回路25を介してEPSモータ15を、所謂、ベクトル制御法に従って駆動制御する。ベクトル制御法は、EPSモータ15の三相における電流、電圧を、上述したように定義されるd軸方向の成分と、図2に示したように、このd軸方向(すなわち、磁界の方向)に直交する方向であるq軸方向の成分との二相における値に変換して扱う制御法である。尚、ベクトル制御法自体は周知であるため、三相における電流、電圧を二相に変換する点及び二相における電流、電圧を三相に変換する点については、その詳細な説明を省略する。   The assist current command value calculation unit 35 receives the vehicle speed V from the vehicle speed calculation unit 31 and the steering torque Th from the torque value calculation unit 32, and should be applied to the steering system based on the vehicle speed V and the steering torque Th. Determine the target assist amount (target assist torque) Ta *. Then, the assist current command value calculator 35 drives and controls the EPS motor 15 through the drive circuit 25 according to a so-called vector control method so that the target assist amount Ta * is generated. In the vector control method, the current and voltage in the three phases of the EPS motor 15 are set in the d-axis direction component defined as described above, and the d-axis direction (that is, the direction of the magnetic field) as shown in FIG. Is a control method in which it is converted into a two-phase value with a component in the q-axis direction, which is a direction orthogonal to. Since the vector control method itself is well known, detailed description of the point of converting current and voltage in three phases into two phases and the point of converting current and voltage in two phases into three phases will be omitted.

アシスト電流指令値演算部35は、決定した目標アシスト量Ta*に応じてd軸の目標電流Id*及びq軸の目標電流Iq*(以下、このq軸の目標電流Iq*を、特に、電流指令値irefとも称呼する。)を演算する。尚、本実施形態におけるEPSモータ15は、三相ブラシレスDCモータであるため、EPSモータ15が発生するトルク(アシストトルク)は、q軸の電流に比例する。従って、アシスト電流指令値演算部35は、d軸の目標電流Id*を「0」とするとともに、q軸の目標電流Iq*すなわち電流指令値irefが目標アシスト量Ta*に比例するように演算する。そして、アシスト電流指令値演算部35は、演算したd軸の目標Id*及びq軸の目標電流Iq*すなわち電流指令値irefを第1電流制御演算部36及び第2電流制御演算部37に出力する。   The assist current command value calculation unit 35 determines the d-axis target current Id * and the q-axis target current Iq * (hereinafter, the q-axis target current Iq *, in particular, the current according to the determined target assist amount Ta *. (Also referred to as command value iref). Since the EPS motor 15 in the present embodiment is a three-phase brushless DC motor, the torque (assist torque) generated by the EPS motor 15 is proportional to the q-axis current. Therefore, the assist current command value calculation unit 35 sets the d-axis target current Id * to “0” and calculates so that the q-axis target current Iq *, that is, the current command value iref is proportional to the target assist amount Ta *. To do. Then, the assist current command value calculation unit 35 outputs the calculated d-axis target Id * and q-axis target current Iq *, that is, the current command value iref, to the first current control calculation unit 36 and the second current control calculation unit 37. To do.

第1電流制御演算部36は、d/q座標系における電流フィードバック制御(d/q軸電流F/B)の実行により、三相の相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を演算するものである。このため、第1電流制御演算部36は、EPSモータ15の三相に対して適切に電流が通電されている通常時において、各相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を演算し、三相によりEPSモータ15を駆動させるためにPWM変換部38に各相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を出力する。尚、通常時におけるEPSモータ15の駆動制御自体は、本発明に直接関係しないため、以下、簡単に説明しておく。   The first current control calculation unit 36 calculates three-phase phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * by executing current feedback control (d / q-axis current F / B) in the d / q coordinate system. Is. For this reason, the first current control calculation unit 36 calculates each phase voltage command value Vu *, Vv *, Vw * in a normal time when the current is properly supplied to the three phases of the EPS motor 15. In order to drive the EPS motor 15 by three phases, the phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * are output to the PWM converter 38. Note that the drive control of the EPS motor 15 in normal times is not directly related to the present invention, and will be described briefly below.

第1電流制御演算部36は、図5に示すように、三相/二相変換部361を備えている。三相/二相変換部361は、電流検出部33からEPSモータ15のU相、V相、W相に実際に流れた電流Iu,Iv,Iwを入力するとともに電気角演算部34から電気角Θを入力し、電気角Θを用いて実電流Iu,Iv,Iwを周知の変換行列に基づいてd/q座標における実電流Id,Iqに変換する。そして、q軸の実電流Iqは、アシスト電流指令値演算部35から出力された電流指令値irefすなわち目標電流Iq*とともに減算器362に入力され、d軸の実電流Idは、アシスト電流指令値演算部35から出力された目標電流Id*(Id*=0)とともに減算器363に入力される。   As shown in FIG. 5, the first current control calculation unit 36 includes a three-phase / two-phase conversion unit 361. The three-phase / two-phase conversion unit 361 inputs currents Iu, Iv, and Iw that actually flow in the U phase, V phase, and W phase of the EPS motor 15 from the current detection unit 33, and outputs an electrical angle from the electrical angle calculation unit 34. Θ is input, and actual currents Iu, Iv, Iw are converted into actual currents Id, Iq in d / q coordinates based on a known conversion matrix using electrical angle Θ. The q-axis actual current Iq is input to the subtractor 362 together with the current command value iref output from the assist current command value calculation unit 35, that is, the target current Iq *, and the d-axis actual current Id is the assist current command value. The target current Id * (Id * = 0) output from the calculation unit 35 is input to the subtracter 363.

減算器362は、入力した電流指令値irefすなわち目標電流Iq*とq軸の実電流Iqとの間のq軸電流偏差ΔIqを演算する。そして、減算器362は、演算したq軸電流偏差ΔIqをq軸のF/B制御部364に供給する。一方、減算器363は、入力した目標電流Id*とd軸の実電流Idとの間のd軸電流偏差ΔIdを演算する。そして、減算器363は、演算したd軸電流偏差ΔIdをd軸のF/B制御部365に供給する。   The subtractor 362 calculates the q-axis current deviation ΔIq between the input current command value iref, that is, the target current Iq * and the q-axis actual current Iq. Then, the subtracter 362 supplies the calculated q-axis current deviation ΔIq to the q-axis F / B control unit 364. On the other hand, the subtractor 363 calculates a d-axis current deviation ΔId between the input target current Id * and the d-axis actual current Id. Then, the subtracter 363 supplies the calculated d-axis current deviation ΔId to the d-axis F / B control unit 365.

F/B制御部364,365は、それぞれ、q軸の電流指令値irefすなわち目標電流Iq*に実電流Iqを追従させるとともにd軸の目標電流Id*に実電流Idを追従させるために、フィードバック制御を実行する。すなわち、F/B制御部364,365は、それぞれ、減算器362,363から入力したq軸電流偏差ΔIq及びd軸電流偏差ΔIdに所定のF/Bゲイン(PIゲイン)を乗ずることにより、q軸電圧指令値Vq*及びd軸電流指令値Vd*を演算する。そして、F/B制御部364,365は、それぞれ、演算したq軸電圧指令値Vq*及びd軸電圧指令値Vd*を二相/三相変換部366に供給する。   The F / B control units 364 and 365 are fed back in order to cause the actual current Iq to follow the q-axis current command value iref, that is, the target current Iq *, and to follow the actual current Id to the d-axis target current Id *. Execute control. That is, the F / B control units 364 and 365 respectively multiply the q-axis current deviation ΔIq and the d-axis current deviation ΔId input from the subtracters 362 and 363 by a predetermined F / B gain (PI gain) to obtain q The shaft voltage command value Vq * and the d-axis current command value Vd * are calculated. The F / B control units 364 and 365 then supply the calculated q-axis voltage command value Vq * and d-axis voltage command value Vd * to the two-phase / three-phase conversion unit 366, respectively.

二相/三相変換部366は、電気角演算部34から電気角Θを入力するとともに、F/B制御部364,365からq軸電圧指令値Vq*及びd軸電圧指令値Vd*を入力する。そして、二相/三相変換部366は、入力した電気角Θに基づいて、q軸電圧指令値Vq*及びd軸電圧指令値Vd*を三相の相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に変換する。   The two-phase / three-phase conversion unit 366 receives the electrical angle Θ from the electrical angle calculation unit 34 and also receives the q-axis voltage command value Vq * and the d-axis voltage command value Vd * from the F / B control units 364 and 365. To do. Then, the two-phase / three-phase converter 366 converts the q-axis voltage command value Vq * and the d-axis voltage command value Vd * into three-phase phase voltage command values Vu *, Vv *, Convert to Vw *.

このように、二相/三相変換部366によって三相の相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に変換されると、第1電流制御演算部36は、変換された相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*をPWM変換部38に出力する。PWM変換部38は、相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を入力し、入力した相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に基づいて目標デューティー比Du*,Dv*,Dw*を決定する。そして、PWM変換部38は、決定した目標デューティー比Du*,Dv*,Dw*に対応する駆動信号を駆動回路25に出力する。   As described above, when the two-phase / three-phase conversion unit 366 converts the three-phase phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw *, the first current control calculation unit 36 converts the converted phase voltage command value. Vu *, Vv *, and Vw * are output to the PWM converter 38. The PWM converter 38 inputs the phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw *, and based on the input phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw *, the target duty ratio Du *, Dv *, Dw *. To decide. Then, the PWM converter 38 outputs drive signals corresponding to the determined target duty ratios Du *, Dv *, Dw * to the drive circuit 25.

これにより、駆動回路25においては、出力された駆動信号すなわち目標デューティー比Du*,Dv*,Dw*に基づき、スイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32の開閉をPWM方式により切替制御することによって三相の相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を三相の交流電圧Iu,Iv,Iwに変換し、EPSモータ15に目標アシスト量Ta*と一致するアシストトルクを発生させる。   Thereby, in the drive circuit 25, switching control of switching elements SW11, SW12, SW21, SW22, SW31, and SW32 is switched by the PWM method based on the output drive signal, that is, the target duty ratio Du *, Dv *, Dw *. By converting the three-phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * into three-phase AC voltages Iu, Iv, and Iw, the EPS motor 15 generates assist torque that matches the target assist amount Ta *. .

ところで、EPSモータ15については、電流検出部33によって出力される各相の電流Iu,Iv,Iwや、電気角演算部34によって出力される電気角Θ及びこの電気角Θを時間微分した回転角速度dΘ/dt、各相のデューティー比Du*,Dv*,Dw*等に基づくことにより、巻線U,V,W(U’,V’,W’)の断線や駆動回路25の接点不良等に起因した通電不良相の有無を検出することができる。より詳しく、この通電不良相発生の検出では、例えば、X相(X=U,V,Wのうちのいずれか)の相電流iXが予め設定された所定電流値以下であり、かつ、回転角速度dΘ/dtが断線判定の対象範囲内である場合において、X相に対応するデューティー比DX*が所定電流値及び対象範囲内に対応する所定範囲内にない状態が継続するときに、X相に通電不良が発生したことが検出される。   By the way, for the EPS motor 15, the currents Iu, Iv, Iw of each phase output by the current detection unit 33, the electrical angle Θ output by the electrical angle calculation unit 34, and the rotational angular velocity obtained by time-differentiating the electrical angle Θ. Based on dΘ / dt, duty ratio Du *, Dv *, Dw * of each phase, wire breakage of windings U, V, W (U ′, V ′, W ′), contact failure of drive circuit 25, etc. It is possible to detect the presence / absence of a poorly energized phase caused by. More specifically, in the detection of the occurrence of an energized defective phase, for example, the phase current iX of the X phase (X = U, V, or W) is equal to or less than a predetermined current value set in advance, and the rotational angular velocity When dΘ / dt is within the target range of the disconnection determination, when the state where the duty ratio DX * corresponding to the X phase is not within the predetermined range corresponding to the predetermined current value and the target range continues to the X phase. It is detected that an energization failure has occurred.

そして、このようにX相に通電不良が発生した場合には、アシスト制御部30は、EPSモータ15を、所謂、二相駆動により駆動させるため、図4,5に示すように、第2電流制御演算部37及びPWM変換部38によって駆動信号を生成し、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に対してアシストトルク(アシスト量)の付与を継続する。ここで、以下の説明においては、図6に示すように、EPSモータ15のU相、V相、W相のうちのU相に通電不良が発生し、V相及びW相にのみ通電してEPSモータ15を駆動させる二相駆動を例示して説明する。   When the energization failure occurs in the X phase as described above, the assist control unit 30 drives the EPS motor 15 by so-called two-phase driving. A drive signal is generated by the control calculation unit 37 and the PWM conversion unit 38, and the assist torque (assist amount) is continuously applied to the turning operation of the steering handle 11 by the driver. Here, in the following description, as shown in FIG. 6, an energization failure occurs in the U phase of the EPS motor 15 among the U phase, the V phase, and the W phase, and only the V phase and the W phase are energized. A two-phase drive for driving the EPS motor 15 will be described as an example.

尚、このように、U相に通電不良が発生した場合には、駆動回路25を構成するインバータ回路部25aのスイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32のうち、通電不良の発生したU相に対応するスイッチング素子SW11,SW12がオフ(開状態)に維持される、或いは、図7に示すように、リレー回路部25bの相開放リレーR1,R2,R3のうち、通電不良の発生したU相に対応する相開放リレーR1が開状態に維持されて、EPSモータ15のU相に駆動電流が供給されないようになる。従って、図6に示すように、U相に対応して駆動回路25に設けられた電流センサJ1から信号が出力されず、その結果、電流検出部33は、U相に流れる電流Iuを、例えば、「0」として出力する。   As described above, when a power failure occurs in the U phase, a power failure has occurred among the switching elements SW11, SW12, SW21, SW22, SW31, SW32 of the inverter circuit unit 25a constituting the drive circuit 25. The switching elements SW11 and SW12 corresponding to the U-phase are kept off (open state), or, as shown in FIG. 7, the occurrence of poor conduction among the phase-opening relays R1, R2, and R3 of the relay circuit unit 25b. The phase open relay R1 corresponding to the U phase is maintained in the open state, so that no drive current is supplied to the U phase of the EPS motor 15. Therefore, as shown in FIG. 6, no signal is output from the current sensor J1 provided in the drive circuit 25 corresponding to the U phase, and as a result, the current detection unit 33 converts the current Iu flowing in the U phase to, for example, , “0” is output.

第2電流制御演算部37は、相電流フィードバック制御(相電流F/B)の実行により、各相電圧指令値Vu**,Vv**,Vw**を演算するものである。このため、第2電流制御演算部37は、図5に示すように、電気角補正部371を備えている。電気角補正部371は、二相駆動時の相電流フィードバック制御において、後述するように演算される相電流指令値iX*(=iv*(x)、又は、iw*(x))の位相を補正(オフセット)するものである。このため、電気角補正部371は、下記式1に従い、電気角演算部34から入力したEPSモータ15の電気角Θに補正量λを加算して補正した補正後電気角xを演算する。

Figure 0005880874
The second current control calculation unit 37 calculates the phase voltage command values Vu **, Vv **, and Vw ** by executing phase current feedback control (phase current F / B). Therefore, the second current control calculation unit 37 includes an electrical angle correction unit 371 as shown in FIG. The electrical angle correction unit 371 determines the phase of the phase current command value iX * (= iv * (x) or iw * (x)) calculated as described later in the phase current feedback control during the two-phase driving. Correction (offset) is performed. For this reason, the electrical angle correction unit 371 calculates a corrected electrical angle x corrected by adding the correction amount λ to the electrical angle Θ of the EPS motor 15 input from the electrical angle calculation unit 34 according to the following formula 1.
Figure 0005880874

ただし、前記式1中の補正量λは、トルク値演算部32から入力した操舵トルクThの方向や、電気角演算部34から入力した電気角Θの変化方向(或いは、回転角速度dΘ/dt)、すなわち、操舵方向に応じて決定されるものであり、例えば、操舵トルクThを用いた場合には下記式2により表される。

Figure 0005880874
尚、前記式2中の関数sign(Th)は、引数である操舵トルクThの値が正の値であれば「+1」、負の値であれば「−1」、「0」であれば「0」を出力するものである。又、前記式2中のλ0は、後に詳述する補正量最適値を表す。 However, the correction amount λ in the equation 1 is the direction of the steering torque Th input from the torque value calculation unit 32 or the change direction of the electrical angle Θ input from the electrical angle calculation unit 34 (or the rotational angular velocity dΘ / dt). That is, it is determined according to the steering direction. For example, when the steering torque Th is used, it is expressed by the following formula 2.
Figure 0005880874
The function sign (Th) in the expression 2 is “+1” if the value of the steering torque Th as an argument is a positive value, “−1” if it is a negative value, and “−1” if it is “0”. "0" is output. In addition, λ0 in the equation 2 represents an optimum correction amount that will be described in detail later.

ここで、補正値λは、図8に示すように、引数が操舵トルクThである場合には、操舵トルクThの値が負の値であるときには「−λ0」となり、値が「0」であるときには「0」となり、値が正の値であるときには「+λ0」となる。又、引数が回転角速度dΘ/dtである場合にも、補正値λは、図8に示すように、回転角速度dΘ/dtの値が負の値であるときには「−λ0」となり、値が「0」であるときには「0」となり、値が正の値であるときには「+λ0」となる。そして、電気角補正部371は、補正後電気角xを演算すると、演算した補正後電気角xを相電流演算部372に供給する。   Here, as shown in FIG. 8, when the argument is the steering torque Th, the correction value λ becomes “−λ0” when the value of the steering torque Th is a negative value, and the value is “0”. In some cases, it is “0”, and when the value is positive, it is “+ λ0”. Also, when the argument is the rotational angular velocity dΘ / dt, the correction value λ is “−λ0” when the rotational angular velocity dΘ / dt is a negative value, as shown in FIG. When it is “0”, it is “0”, and when the value is positive, it is “+ λ0”. When the electrical angle correction unit 371 calculates the corrected electrical angle x, the electrical angle correction unit 371 supplies the calculated corrected electrical angle x to the phase current calculation unit 372.

相電流演算部372は、二相駆動時に、通電不良相に対応する所定の電気角Θ(回転角)を除いて、目標アシスト量Ta*すなわち電流指令値iref(q軸の目標電流Iq*)に対応するq軸の実電流IqがEPSモータ15に発生するように、相電流指令値iX*を演算するものである。具体的に説明すると、本実施形態においては通電不良がU相に発生した場合を想定するため、相電流演算部372は、U相を除く非故障相であるV相又はW相に流す相電流指令値iX*を演算する。この場合、上述したように、通電不良の発生したU相は電気的に切り離されており、V相の相電流とW相の相電流は、キルヒホッフの法則からも明らかなように、互いに絶対値が等しく符号が反転した相電流となる。従って、本実施形態においては、相電流演算部372は、例示的にV相電流を基準とし、すなわち、V相を制御相として、下記式3に従って相電流指令値iv*(x)を演算する。ここで、相電流指令値iv*(x)は、周期2πの周期関数であり、以下の説明においては0≦x<2πについて示す。尚、W相を制御相とした場合には、下記式4に従って相電流指令値iw*(x)を演算することができる。

Figure 0005880874
Figure 0005880874
The phase current calculation unit 372 excludes a predetermined electrical angle Θ (rotation angle) corresponding to a current-carrying phase during two-phase driving, and a target assist amount Ta *, that is, a current command value iref (q-axis target current Iq *). The phase current command value iX * is calculated so that the q-axis actual current Iq corresponding to is generated in the EPS motor 15. More specifically, in the present embodiment, in order to assume a case in which an energization failure occurs in the U phase, the phase current calculation unit 372 causes the phase current to flow in the V phase or W phase, which is a non-failure phase excluding the U phase. Calculates the command value iX *. In this case, as described above, the U phase in which the energization failure has occurred is electrically disconnected, and the phase current of the V phase and the phase current of the W phase are absolute values of each other, as is apparent from Kirchhoff's law. Are equal to each other and the phase current is reversed. Therefore, in the present embodiment, the phase current calculation unit 372 illustratively uses the V phase current as a reference, that is, uses the V phase as a control phase, and calculates the phase current command value iv * (x) according to the following Equation 3. . Here, the phase current command value iv * (x) is a periodic function having a period of 2π, and in the following description, 0 ≦ x <2π is indicated. When the W phase is the control phase, the phase current command value iw * (x) can be calculated according to the following equation 4.
Figure 0005880874
Figure 0005880874

ここで、前記式3中のirefは、アシスト電流指令値演算部35から供給される電流指令値を表し、前記式3中のimaxは、V相に通電可能な電流の最大値を表す。又、前記式3中のxは、電気角補正部371から供給される補正後電気角を表す。更に、前記式3にて補正後電気角xの範囲を決定するθ1は、後述する式9により表わされるものである。これにより、U相に通電不良が発生した場合に、前記式3によって表される相電流指令値iv*(x)(或いは、前記式4によって表される相電流指令値iw*(x))に従う電流波形は、図9に示すように、電気角Θの「π/2(90deg)」と「3π/2(270deg)」とを漸近線とする正割曲線状に変化するものとなる。このように、制御相の相電流指令値iX*として、相電流指令値iv*(x)又は相電流指令値iw*(x)を演算すると、相電流演算部372は、演算した相電流指令値iX*すなわち相電流指令値iv*(x)又は相電流指令値iw*(x)を減算器374に供給する。   Here, iref in Equation 3 represents a current command value supplied from the assist current command value calculator 35, and imax in Equation 3 represents a maximum value of current that can be supplied to the V phase. Further, x in Equation 3 represents a corrected electrical angle supplied from the electrical angle correction unit 371. Furthermore, θ1 that determines the range of the corrected electrical angle x in the above equation 3 is represented by equation 9 described later. As a result, when an energization failure occurs in the U phase, the phase current command value iv * (x) expressed by the above equation 3 (or the phase current command value iw * (x) expressed by the above equation 4). As shown in FIG. 9, the current waveform according to the equation changes into a secant curve having asymptotic lines of “π / 2 (90 deg)” and “3π / 2 (270 deg)” of the electrical angle Θ. Thus, when the phase current command value iv * (x) or the phase current command value iw * (x) is calculated as the phase current command value iX * of the control phase, the phase current calculation unit 372 calculates the calculated phase current command. The value iX *, that is, the phase current command value iv * (x) or the phase current command value iw * (x) is supplied to the subtractor 374.

又、第2電流制御演算部37は、制御相選択部373を備えている。制御相選択部373は、通電不良の発生した相(本実施形態においては、U相)以外の残る二相(V相及びW相)のうちの一相(V相又はW相)を制御相として選択する。そして、制御相選択部373は、制御相と選択した相(V相又はW相)の実相電流iX(=Iv又はIw)を電流検出部33から取得して減算器374に供給する。   Further, the second current control calculation unit 37 includes a control phase selection unit 373. The control phase selection unit 373 controls one phase (V phase or W phase) of the remaining two phases (V phase and W phase) other than the phase (U phase in this embodiment) in which the energization failure has occurred. Choose as. Then, the control phase selection unit 373 acquires the actual phase current iX (= Iv or Iw) of the control phase and the selected phase (V phase or W phase) from the current detection unit 33 and supplies it to the subtractor 374.

減算器374は、入力した相電流指令値iX*すなわち相電流指令値iv*(x)又は相電流指令値iw*(x)から実相電流iX(=Iv又はIw)を減算することにより、相電流偏差ΔiXを演算する。そして、減算器374は、演算した相電流偏差ΔiXをF/B制御部375に供給する。   The subtractor 374 subtracts the actual phase current iX (= Iv or Iw) from the input phase current command value iX *, that is, the phase current command value iv * (x) or the phase current command value iw * (x). The current deviation ΔiX is calculated. Then, the subtractor 374 supplies the calculated phase current deviation ΔiX to the F / B control unit 375.

F/B制御部375は、相電流指令値iX*すなわち相電流指令値iv*(x)又は相電流指令値iw*(x)に実相電流iX(=Iv又はIw)を追従させるために、フィードバック制御を実行する。すなわち、F/B制御部375は、減算器374から入力した相電流偏差ΔiXに所定のF/Bゲイン(PIケイン)を乗ずることにより、制御相(V相又はW相)についての相電圧指令値VX*(=VV*又はVW*)を演算する。そして、F/B制御部375は、演算した相電圧指令値VX*(=VV*又はVW*)を相電圧指令値演算部376に供給する。   The F / B control unit 375 makes the actual phase current iX (= Iv or Iw) follow the phase current command value iX *, that is, the phase current command value iv * (x) or the phase current command value iw * (x). Execute feedback control. That is, the F / B control unit 375 multiplies the phase current deviation ΔiX input from the subtractor 374 by a predetermined F / B gain (PI cane) to thereby obtain a phase voltage command for the control phase (V phase or W phase). Calculate the value VX * (= VV * or VW *). Then, the F / B control unit 375 supplies the calculated phase voltage command value VX * (= VV * or VW *) to the phase voltage command value calculation unit 376.

相電圧指令値演算部376は、制御相(V相又はW相)についての相電圧指令値VX*(=VV*又はVW*)に基づいて各相電圧指令値Vu**,Vv**,Vw**を演算する。すなわち、通電不良の発生した相は通電不能であり、二相駆動時の各通電相の位相はπ/2ずれることになる。従って、通電不良の発生した相の相電圧指令値は「0」となり、残る二つの通電相の相電圧指令値は、制御相についての相電圧指令値VX*の符号を反転することにより演算可能となる。このため、本実施形態においては、U相に通電不良が発生しており、制御相としてV相を選択するため、相電圧指令値演算部376は、各相電圧指令値Vu**,Vv**,Vw**をVu**=0、Vv**=VX*(=VV*)、Vw**=−VX*(=VV*)と演算する。   The phase voltage command value calculation unit 376 calculates the phase voltage command values Vu **, Vv **, Vv **, Vv **, based on the phase voltage command value VX * (= VV * or VW *) for the control phase (V phase or W phase). Calculate Vw **. That is, the phase in which the energization failure has occurred cannot be energized, and the phase of each energized phase during two-phase driving is shifted by π / 2. Therefore, the phase voltage command value of the phase where the conduction failure has occurred is “0”, and the phase voltage command values of the remaining two conduction phases can be calculated by inverting the sign of the phase voltage command value VX * for the control phase. It becomes. For this reason, in this embodiment, an energization failure has occurred in the U phase, and the V phase is selected as the control phase. Therefore, the phase voltage command value calculation unit 376 has the phase voltage command values Vu ** and Vv *. * And Vw ** are calculated as Vu ** = 0, Vv ** = VX * (= VV *), and Vw ** = − VX * (= VV *).

このように、相電圧指令演算部376によって各相電圧指令値Vu**,Vv**,Vw**が演算されると、第2電流制御演算部37は、演算された各相電圧指令値Vu**,Vv**,Vw**をPWM変換部38に出力する。PWM変換部38においては、第1電流制御演算部36から相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*が出力された場合と同様に、相電圧指令値Vu**,Vv**,Vw**に基づいて目標デューティー比Du*,Dv*,Dw*を決定する。そして、PWM変換部38は、決定した目標デューティー比Du*,Dv*,Dw*に対応する駆動信号を駆動回路25に出力する。   Thus, when each phase voltage command value Vu **, Vv **, Vw ** is calculated by the phase voltage command calculation unit 376, the second current control calculation unit 37 calculates the calculated each phase voltage command value. Vu **, Vv **, and Vw ** are output to the PWM converter 38. In the PWM conversion unit 38, the phase voltage command values Vu **, Vv **, Vw * are the same as when the phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * are output from the first current control calculation unit 36. Based on *, target duty ratios Du *, Dv *, and Dw * are determined. Then, the PWM converter 38 outputs drive signals corresponding to the determined target duty ratios Du *, Dv *, Dw * to the drive circuit 25.

これにより、駆動回路25においては、出力された駆動信号すなわち目標デューティー比Du*,Dv*,Dw*に基づき、スイッチング素子SW21,SW22,SW31,SW32の開閉をPWM方式により切替制御することによって相電圧指令値Vu**,Vv**,Vw**を三相の交流電圧Iu(=0),Iv,Iwに変換し、EPSモータ15に目標アシスト量Ta*と一致するアシストトルクを発生させる。   Thus, in the drive circuit 25, the switching of the switching elements SW21, SW22, SW31, and SW32 is controlled by the PWM method based on the output drive signal, that is, the target duty ratios Du *, Dv *, and Dw *. The voltage command values Vu **, Vv **, Vw ** are converted into three-phase AC voltages Iu (= 0), Iv, Iw, and the EPS motor 15 generates assist torque that matches the target assist amount Ta *. .

ところで、上述したように、第2電流制御演算部37においては、電気角補正部371がEPSモータ15の電気角Θに補正量λ(補正量最適値λ0)を加算して補正後電気角xを演算する。以下、電気角Θを補正するために加算される補正量λ及び補正量最適値λ0について、具体的に説明する。   As described above, in the second current control calculation unit 37, the electrical angle correction unit 371 adds the correction amount λ (correction amount optimum value λ0) to the electrical angle Θ of the EPS motor 15, and the corrected electrical angle x Is calculated. Hereinafter, the correction amount λ and the correction amount optimum value λ0 that are added to correct the electrical angle Θ will be described in detail.

上述したように、二相駆動時においては、電気角補正部371が補正後電気角xを演算し、この補正後電気角xを用いて相電流演算部372が目標アシスト量Ta*すなわち電流指令値irefに対応するq軸の実電流IqがEPSモータ15に発生するように、相電流指令値iX*を演算する。このように、補正後電気角xを用いて相電流指令値iX*を演算し、相電流フィードバック制御を実行する場合には、二相駆動時におけるEPSモータ15の回転を円滑化することができ、運転者が操舵ハンドル11を回動操作する際に、所謂、引っ掛かり感のない良好な操舵フィーリングを知覚することができる。   As described above, during the two-phase driving, the electrical angle correction unit 371 calculates the corrected electrical angle x, and the phase current calculation unit 372 uses the corrected electrical angle x to cause the target current amount Ta *, that is, the current command. The phase current command value iX * is calculated so that the q-axis actual current Iq corresponding to the value iref is generated in the EPS motor 15. As described above, when the phase current command value iX * is calculated using the corrected electrical angle x and the phase current feedback control is executed, the rotation of the EPS motor 15 during the two-phase driving can be smoothed. When the driver rotates the steering handle 11, a so-called good steering feeling without a feeling of catching can be perceived.

このことを説明するにあたり、今、電気角補正部371が電気角Θを補正しない場合、すなわち、相電流演算部372が電気角演算部34から出力された電気角Θをそのまま用いて相電流指令値iX*を演算し、相電流フィードバック制御が実行される状況を想定する。図9に示したように、二相駆動時において演算される相電流指令値iX*の電流波形は、その原理上、例えば、U相に通電不良が発生すると、電気角Θでπ/2(90deg)と3π/2(270deg)が漸近線となり、無限大の電流が必要となる。しかし、現実には、EPSモータ15には定格電流値が存在し、又、各相の電流を制限する必要もあるため、無限大の電流をEPSモータ15に流すことは不能である。従って、上述したように、U相に通電不良が発生した場合には、制御相であるV相の電気角Θでπ/2(90deg)と3π/2(270deg)近傍の相電流ivを、V相に通電可能な電流の最大値imaxによって制限する。   In explaining this, now, when the electrical angle correction unit 371 does not correct the electrical angle Θ, that is, the phase current calculation unit 372 uses the electrical angle Θ output from the electrical angle calculation unit 34 as it is, the phase current command Assume a situation where the value iX * is calculated and phase current feedback control is executed. As shown in FIG. 9, the current waveform of the phase current command value iX * calculated at the time of two-phase driving is based on the principle, for example, when a conduction failure occurs in the U phase, the electrical angle Θ is π / 2 ( 90 deg) and 3π / 2 (270 deg) are asymptotic lines, and an infinite current is required. However, in reality, the EPS motor 15 has a rated current value, and it is necessary to limit the current of each phase, so that it is impossible to pass an infinite current to the EPS motor 15. Therefore, as described above, when a conduction failure occurs in the U phase, the phase current iv in the vicinity of π / 2 (90 deg) and 3π / 2 (270 deg) at the electrical angle Θ of the V phase that is the control phase, It is limited by the maximum current value imax that can be applied to the V phase.

ところが、このように、例えば、制御相であるV相の相電流ivを制限すると、図10に示すように、EPSモータ15が発生する出力トルクが制限されて低下する。その結果、EPSモータ15が付与するアシストトルクが不足する(或いは、アシストトルクがゼロとなる)状況が生じ得る。そして、このアシストトルクが不足する状況では、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に合わせてEPSモータ15の電気角Θがπ/2(90deg)と3π/2(270deg)近傍に差し掛かると、転舵輪である左右前輪FW1,FW2を転舵させるときに発生する転舵負荷が大きくなる、より具体的には、操舵ハンドル11の回動操作に必要な操作力(操作トルクTh)が大きくなるために、運転者は引っ掛かり感を覚える。   However, for example, when the phase current iv of the V phase that is the control phase is limited, the output torque generated by the EPS motor 15 is limited and reduced as shown in FIG. As a result, there may occur a situation where the assist torque provided by the EPS motor 15 is insufficient (or the assist torque becomes zero). In the situation where the assist torque is insufficient, the electric angle Θ of the EPS motor 15 approaches π / 2 (90 deg) and 3π / 2 (270 deg) in accordance with the turning operation of the steering handle 11 by the driver. The steering load generated when the left and right front wheels FW1 and FW2 that are the steered wheels are steered increases. More specifically, the operation force (operation torque Th) necessary for the turning operation of the steering handle 11 is large. To become a driver, the driver feels caught.

これに対し、電気角補正部371が、EPSモータ15の回転方向に補正量λを加算して、EPSモータ15の電気角Θを補正する、より詳しくは、電気角Θの位相を補正量λだけ進める側にオフセットして補正すると、図11に示すように、EPSモータ15の回転方向に出力トルクが増加するトルク増加領域と、EPSモータ15の回転方向に対して出力トルクが反転するトルク反転領域とを意図的に出現させることができる。尚、図11においては、補正量λ=20degとした場合を例示的に示している。   On the other hand, the electrical angle correction unit 371 corrects the electrical angle Θ of the EPS motor 15 by adding the correction amount λ to the rotational direction of the EPS motor 15. More specifically, the phase of the electrical angle Θ is corrected by the correction amount λ. When the offset is corrected to the forward side, the torque increase region where the output torque increases in the rotational direction of the EPS motor 15 and the torque reversal where the output torque reverses with respect to the rotational direction of the EPS motor 15 as shown in FIG. Areas can appear intentionally. FIG. 11 shows an example in which the correction amount λ = 20 deg.

そして、このようなトルク増加領域とトルク反転領域とを意図的に出現させることにより、トルク増加領域ではEPSモータ15の回転運動にエネルギーを蓄えることができてEPSモータ15の回転を操舵方向に加速させることができる。一方、トルク反転領域では、逆に、EPSモータ15の回転を減速させ、電気角Θをトルク増加領域方向に戻すエネルギーを蓄えることができる。従って、例えば、EPSモータ15の操舵方向への回転(電気角Θ)がトルク増加領域からトルク反転領域に入ることによって減速され、回転に勢いがなくなって、出力トルクが低下するアシスト低下領域を飛び越えることができないときには、EPSモータ15は操舵方向とは逆方向に回転されて再びトルク増加領域に戻される。   Then, by intentionally appearing such a torque increase region and a torque reversal region, energy can be stored in the rotational motion of the EPS motor 15 in the torque increase region, and the rotation of the EPS motor 15 is accelerated in the steering direction. Can be made. On the other hand, in the torque reversal region, conversely, energy that decelerates the rotation of the EPS motor 15 and returns the electrical angle Θ toward the torque increase region can be stored. Therefore, for example, the rotation (electrical angle Θ) of the EPS motor 15 in the steering direction is decelerated by entering the torque reversal region from the torque increasing region, and the momentum of the rotation is lost, so that the assist decreasing region where the output torque decreases is exceeded. When this is not possible, the EPS motor 15 is rotated in the direction opposite to the steering direction and returned to the torque increase region again.

これにより、EPSモータ15は、戻されたトルク増加領域で操舵方向に回転するエネルギーを蓄えて回転に勢いを付け、勢いが不足すれば、再びトルク反転領域からトルク増加領域に戻され、再度トルク増加領域で操舵方向に回転するエネルギーを蓄えて回転に勢いを付けることができる。このようなトルク増加領域とトルク反転領域との間を繰り返し行き来することにより、EPSモータ15は、その慣性によってアシスト低下領域を飛び越えることが可能となり、運転者によって知覚される引っ掛かり感を低減することができる。   As a result, the EPS motor 15 accumulates energy that rotates in the steering direction in the returned torque increase region and gives momentum to the rotation. If the momentum is insufficient, the EPS motor 15 returns from the torque reversal region to the torque increase region again, Energy that rotates in the steering direction in the increase region can be stored to give momentum to the rotation. By repeatedly moving between the torque increasing region and the torque reversing region, the EPS motor 15 can jump over the assist lowering region due to its inertia and reduce the feeling of catch perceived by the driver. Can do.

ところで、上述したようなアシスト低下領域の飛び越え、言い換えれば、引っ掛かり感を確実に防止するためには、電気角Θに加算する補正量λを大きくすれば、トルク増加領域とトルク反転領域とを確実に出現させることができて有効である。一方で、電気角Θに加算する補正量λを大きくし過ぎると、後述するように、EPSモータ15が発生可能なトルクが低下するために、運転者が入力する操作力(操舵トルクTh)が増大するという背反が生じる。このため、引っ掛かり感の防止と操作力の低減とは、互いに二律背反の関係にあると言える。   By the way, in order to surely prevent the above-described assist lowering region from being jumped over, in other words, to securely catch, the torque increasing region and the torque reversing region can be surely increased by increasing the correction amount λ added to the electrical angle Θ. It is effective to be able to appear. On the other hand, if the correction amount λ to be added to the electrical angle Θ is excessively increased, as will be described later, the torque that can be generated by the EPS motor 15 decreases, so that the operating force (steering torque Th) input by the driver is reduced. There is a contradiction that increases. For this reason, it can be said that the prevention of the feeling of catch and the reduction of the operating force are in a trade-off relationship with each other.

すなわち、通常時に比して電流制限に伴う最大出力が制限される二相駆動状態であっても、転舵負荷が小さいときには、EPSモータ15が発生できるトルクに余裕があるために、例えば、引っ掛かり感の防止を優先して補正量λを大きく設定することが可能である。しかしながら、転舵負荷が増大してEPSモータ15が発生できるトルクに余裕がなくなる状況では、引っ掛かり感の防止を優先して補正量λを大きく設定すると、運転者が入力する操舵トルクThが増大してしまい、負担を強いる可能性がある。   That is, even in a two-phase drive state in which the maximum output accompanying the current limitation is limited compared to the normal time, when the steering load is small, there is a margin in the torque that the EPS motor 15 can generate. It is possible to set the correction amount λ large with priority given to prevention of feeling. However, in a situation where the steering load increases and there is no margin in the torque that can be generated by the EPS motor 15, if the correction amount λ is set large in order to prioritize prevention of a feeling of catching, the steering torque Th input by the driver increases. It may cause a burden.

従って、引っ掛かり感の防止と操作力の低減とを最大限に両立させることができる補正量λ、より詳しくは、補正量最適値λ0を決定する必要がある。このため、本願発明者は、以下に詳細に説明するように、補正量λ(補正量最適値λ0)を決定した。   Therefore, it is necessary to determine the correction amount λ that can achieve both the prevention of the feeling of catching and the reduction of the operating force, more specifically, the correction amount optimal value λ0. For this reason, the inventor of the present application has determined the correction amount λ (correction amount optimal value λ0) as described in detail below.

上述した図11のようなトルク増加領域とトルク反転領域とが出現するときに、EPSモータ15が発生するトルクTout(以下、発生トルクToutと称呼する。)は、下記式5によって表すことができる。尚、発生トルクToutは、周期πの周期関数であり、以下の説明においては(π/2)−λ≦θ<(3π/2)−λについて示す。

Figure 0005880874
ただし、前記式5中のKtは、Kt=Th/irefで決定されるトルク定数を表す。 When the torque increasing region and the torque reversal region as shown in FIG. 11 appear, the torque Tout generated by the EPS motor 15 (hereinafter referred to as generated torque Tout) can be expressed by the following equation (5). . The generated torque Tout is a periodic function of a period π, and in the following description, (π / 2) −λ ≦ θ <(3π / 2) −λ is shown.
Figure 0005880874
However, Kt in Equation 5 represents a torque constant determined by Kt = Th / iref.

この場合、EPSモータ15が発生するトルクの平均値Tavg(以下、発生トルク平均値Tavgと称呼する。)は、下記式6に示すように、発生トルクToutを電気角Θで積分したものと考えることができる。

Figure 0005880874
ここで、上述したように、前記式1に従って電気角Θに補正量λを加算した補正後電気角xを計算する。このため、発生トルク平均値Tavgの演算については、発生トルクToutがπ(180deg)の周期を持っているため、下記式7に示すように、−π/2〜π/2の範囲においてxについて積分して平均化すれば良い。
Figure 0005880874
尚、前記式7中の電流指令値irefの最大値iref(max)及びθ1の各変数は、下記式8及び式9により定義される。
Figure 0005880874
Figure 0005880874
In this case, the average value Tavg of torque generated by the EPS motor 15 (hereinafter referred to as generated torque average value Tabg) is considered to be obtained by integrating the generated torque Tout by the electrical angle Θ, as shown in the following formula 6. be able to.
Figure 0005880874
Here, as described above, the corrected electrical angle x obtained by adding the correction amount λ to the electrical angle Θ is calculated according to the equation 1. For this reason, in the calculation of the generated torque average value Tabg, since the generated torque Tout has a cycle of π (180 deg), as shown in the following equation 7, x is in the range of −π / 2 to π / 2. Integrate and average.
Figure 0005880874
Each variable of the maximum value iref (max) and θ1 of the current command value iref in the equation 7 is defined by the following equations 8 and 9.
Figure 0005880874
Figure 0005880874

ところで、前記式7からも明らかなように、EPSモータ15の発生トルク平均値Tavgは、補正量λの関数として表すことができる。このことは、図11にて説明したように、補正量λを用いて電気角Θを補正すると、トルク増加領域とトルク反転領域とが出現することからも理解することができる。そして、前記式7に従って補正量λのCOS関数として演算される発生トルク平均値Tavgにおいて、その最大値Tavg(max)は、電流指令値irefに最大値iref(max)を代入するとともに、又、前記式9に従ってθ1=π/6となるため、下記式10により表すことができる。

Figure 0005880874
By the way, as is clear from the equation 7, the average torque value Tavg generated by the EPS motor 15 can be expressed as a function of the correction amount λ. This can also be understood from the fact that when the electrical angle Θ is corrected using the correction amount λ, a torque increasing region and a torque reversal region appear as described with reference to FIG. In the generated torque average value Tabg calculated as the COS function of the correction amount λ according to the equation 7, the maximum value Tavg (max) is substituted with the maximum value iref (max) for the current command value iref, and Since θ1 = π / 6 according to Equation 9, it can be expressed by Equation 10 below.
Figure 0005880874

今、転舵負荷TL(以下、負荷トルクTLとも称呼する。)が一定であるとすると、電流指令値irefが最大値iref(max)で飽和した状態で、運転者が操舵ハンドル11を回動操作して転舵輪である左右前輪FW1,FW2を転舵させるために必要な第1のトルクとしての操舵トルクTh1(以下、手入力トルクTh1と称呼する。)は、下記式11に従って演算することができる。

Figure 0005880874
ただし、この場合、上述したように、アシスト電流指令値演算部35によって演算される電流指令値irefは運転者が操舵ハンドル11を介して入力する操舵トルクThすなわち手入力トルクTh1の関数となる。このため、二相駆動状態におけるEPSモータ15の出力トルクが負荷トルクTLに対して十分な余裕があるときには、通常時と同様に電流指令値iref(出力トルク)と転舵トルクTLとがバランスするポイントで操舵トルクTh(すなわち手入力トルクTh1)が決定される。一方で、負荷トルクTLが二相駆動時における出力上限である前記式10により表される最大値Tavg(max)を上回る場合には、電流指令値irefが最大値iref(max)で飽和して固定されるため、発生トルク平均値Tavgは、補正量λに応じた最大値Tavg(max)となる。 Now, assuming that the steering load TL (hereinafter also referred to as load torque TL) is constant, the driver turns the steering wheel 11 while the current command value iref is saturated at the maximum value iref (max). Steering torque Th1 (hereinafter referred to as manual input torque Th1) as a first torque necessary to operate and steer the left and right front wheels FW1 and FW2 that are steered wheels is calculated according to the following formula 11. Can do.
Figure 0005880874
However, in this case, as described above, the current command value iref calculated by the assist current command value calculation unit 35 is a function of the steering torque Th input by the driver via the steering handle 11, that is, the manual input torque Th1. For this reason, when the output torque of the EPS motor 15 in the two-phase drive state has a sufficient margin with respect to the load torque TL, the current command value iref (output torque) and the steering torque TL are balanced as in the normal case. The steering torque Th (that is, the manual input torque Th1) is determined at the point. On the other hand, when the load torque TL exceeds the maximum value Tavg (max) expressed by the above equation 10 that is the upper limit of output during two-phase driving, the current command value iref is saturated at the maximum value iref (max). Since it is fixed, the generated torque average value Tabg is the maximum value Tavg (max) corresponding to the correction amount λ.

ところで、上述したように、EPSモータ15がある程度の回転数(回転速度)で回転しているときには、トルク増加領域での加速により、トルク反転領域を飛び越えることができる。しかし、EPSモータ15の回転数(回転速度)が低下すると、トルク増加領域とトルク反転領域の間の電気角Θで負荷トルクTLと釣り合って停止してしまう可能性がある。   By the way, as described above, when the EPS motor 15 rotates at a certain rotational speed (rotational speed), the torque reversal region can be jumped by acceleration in the torque increase region. However, if the rotational speed (rotational speed) of the EPS motor 15 decreases, there is a possibility that the electric motor Θ between the torque increasing region and the torque reversing region stops in balance with the load torque TL.

具体的に、図12を用いて説明すると、今、a.安定点でEPSモータ15の回転が停止したとする。このa.安定点においては、EPSモータ15の出力トルクと手入力トルクTh1との和と負荷トルクTLとが釣り合う。このa.安定点において、運転者が図12にて右方向に操舵しようとすると、EPSモータ15の出力トルクが減少するため、この出力トルクの減少分を運転者が手入力トルクTh1(操舵トルクTh)によって補いながら、b.トルク反転点まで電気角Θを進める必要がある。ここで、以下の説明においては、a.安定点からb.トルク反転点に到達するまでに必要な第2のトルクとしての操舵トルクThを負担トルクTh2と称呼する。   Specifically, with reference to FIG. Assume that the rotation of the EPS motor 15 stops at a stable point. This a. At the stable point, the sum of the output torque of the EPS motor 15 and the manual input torque Th1 is balanced with the load torque TL. This a. When the driver tries to steer in the right direction in FIG. 12 at the stable point, the output torque of the EPS motor 15 decreases. Therefore, the driver decreases the output torque by the manual input torque Th1 (steering torque Th). Supplementing, b. It is necessary to advance the electrical angle Θ to the torque reversal point. Here, in the following description, a. From the stable point b. The steering torque Th as the second torque necessary until reaching the torque reversal point is referred to as a burden torque Th2.

負担トルクTh2が入力されることにより、EPSモータ15の電気角Θがトルク反転領域内に入ると、上述したように、一旦逆方向に加速し、図12に示すc.加速開始点まで戻る。そして、再び、操舵方向(図12にて右方向)に回転を開始するが、このときのEPSモータ15の出力トルクの大きさは負荷トルクTLの大きさよりも大きいため、EPSモータ15は慣性(勢い)により、トルク反転領域を飛び越えて回転を継続することができる。   When the electric torque Θ of the EPS motor 15 enters the torque reversal region by inputting the burden torque Th2, as described above, the acceleration is once accelerated in the reverse direction, and c. Return to the acceleration start point. Then, rotation starts again in the steering direction (rightward in FIG. 12). Since the magnitude of the output torque of the EPS motor 15 at this time is larger than the magnitude of the load torque TL, the EPS motor 15 is inertial ( By virtue of the momentum), the rotation can be continued beyond the torque reversal region.

すなわち、EPSモータ15の回転が停止したとしても、a.安定点からb.トルク反転点に進むことさえできれば、トルク反転領域を飛び越えて回転を継続することができる。そして、このようにEPSモータ15の回転を継続させるために必要な負担トルクTh2が大きいと、結果として、運転者が引っ掛かり感を覚えるような操舵フィーリングとなってしまう。この場合、図12に示すように、補正量λが大きいほど、電気角Θでb.トルク反転点がa.安定点に向けて(図12にて左方向)に移動する、言い換えれば、電気角Θの位相を進めるため、負担トルクTh2は小さくなる。   That is, even if the rotation of the EPS motor 15 is stopped, a. From the stable point b. As long as it can proceed to the torque reversal point, the rotation can be continued beyond the torque reversal region. If the burden torque Th2 necessary for continuing the rotation of the EPS motor 15 is large as described above, a steering feeling that makes the driver feel like being caught becomes a result. In this case, as shown in FIG. 12, the larger the correction amount λ, the b. Torque reversal point is a. To move toward the stable point (leftward in FIG. 12), in other words, to advance the phase of the electrical angle Θ, the burden torque Th2 is reduced.

ここで、トルク反転点においてEPSモータ15が出力トルクTrev(以下、反転トルクTrevと称呼する。)を出力するとすると、負担トルクTh2は、下記式12に従って演算することができる。

Figure 0005880874
ただし、反転トルクTrevは、下記式13に従って補正量λのSIN関数として表すことができる。
Figure 0005880874
Here, if the EPS motor 15 outputs the output torque Trev (hereinafter referred to as reverse torque Trev) at the torque reversal point, the burden torque Th2 can be calculated according to the following equation 12.
Figure 0005880874
However, the reverse torque Trev can be expressed as a SIN function of the correction amount λ according to the following equation (13).
Figure 0005880874

ところで、前記式10,11によって表される手入力トルクTh1と前記式12,13によって表される負担トルクTh2とを対比すると、手入力トルクTh1は補正量λのCOS関数として表されるために補正量λの増大に伴って増加する傾向を示す一方で、負担トルクTh2は補正量λのSIN関数として表されるために補正量λの増大に伴って減少する傾向を示す。このため、任意の負荷トルク(転舵負荷)TLが与えられたときに、補正量λの変化に対する手入力トルクTh1及び負担トルクTh2をプロットすると、図13に示すようになる。   By the way, when the manual input torque Th1 expressed by the expressions 10 and 11 is compared with the burden torque Th2 expressed by the expressions 12 and 13, the manual input torque Th1 is expressed as a COS function of the correction amount λ. While the load torque Th2 is expressed as a SIN function of the correction amount λ, it shows a tendency to decrease as the correction amount λ increases while the correction amount λ increases. For this reason, when an arbitrary load torque (steering load) TL is given, the manually input torque Th1 and the burden torque Th2 with respect to the change in the correction amount λ are plotted as shown in FIG.

図13において、補正量λ(オフセット)を20degとする「A」においては、手入力トルクTh1に比して負担トルクTh2が大きいため、EPSモータ15が回転状態を維持している間は小さな手入力トルクTh1により操舵ハンドル11を回動操作することができる。しかし、EPSモータ15の回転が停止した状態から再び操舵するとき(すなわち、図12におけるa.安定点からb.トルク反転点まで進むとき)には、大きな負担トルクTh2を入力する必要があり、操舵ハンドル11の回動操作において運転者は引っ掛かり感を覚え易くなる。   In FIG. 13, in “A” in which the correction amount λ (offset) is 20 degrees, the burden torque Th2 is larger than the manual input torque Th1, so that the small hand is maintained while the EPS motor 15 is maintained in the rotating state. The steering handle 11 can be turned by the input torque Th1. However, when steering is again performed from the state where the rotation of the EPS motor 15 is stopped (that is, when advancing from a. Stable point to b. Torque reversal point in FIG. 12), it is necessary to input a large burden torque Th2. In the turning operation of the steering handle 11, the driver can easily feel a catching feeling.

一方、図13において、補正量λ(オフセット量)を略31degとする「B」においては、手入力トルクTh1と負担トルクTh2とが等しくなる。このため、EPSモータ15が回転状態にあるときには、上記「A」の場合に比して手入力トルクTh1が大きくなる分、運転者は操舵ハンドル11の回動操作に重さを感じる。しかしながら、EPSモータ15の回転中(操舵ハンドル11の回動操作中)と、EPSモータ15の回転が停止した状態から再び操舵するとき(すなわち、図12におけるa.安定点からb.トルク反転点まで進むとき)とでは、運転者は、ほぼ同じ重さを感じるために引っ掛かり感を覚え難くなる。   On the other hand, in FIG. 13, at “B” where the correction amount λ (offset amount) is approximately 31 degrees, the manual input torque Th1 and the burden torque Th2 are equal. For this reason, when the EPS motor 15 is in a rotating state, the driver feels that the turning operation of the steering handle 11 is heavy because the manual input torque Th1 is larger than that in the case of “A”. However, when the EPS motor 15 is rotating (during the turning operation of the steering handle 11), and when the steering is started again from the state where the rotation of the EPS motor 15 is stopped (that is, from a. Stable point to b. Torque reversal point in FIG. 12). ), The driver feels almost the same weight, making it difficult to remember.

このため、上記「B」における補正量λは、前記式10〜式13を用いて、下記式14に示すように1つの最適値に決定することが可能となる。

Figure 0005880874
Therefore, the correction amount λ in the above “B” can be determined as one optimum value as shown in the following equation 14 using the equations 10 to 13.
Figure 0005880874

ただし、実際の電動パワーステアリング装置10に設けられるモータ回転角センサ23は、通常、検出誤差を有して電気角Θを検出する。このため、補正量λについては、上述したアシスト制御を実施する上で許容されるモータ回転角センサ23の検出誤差、言い換えれば、モータ回転角センサ23の検出精度を勘案して、前記式14に従って決定される補正量最適値λ0=0.55radを含む範囲を設定することが適切である。具体的には、補正量λとして許容される範囲として、0.45rad<λ<0.65radに設定することが好ましく、モータ回転角センサ23がより高い検出精度を有している場合には0.50rad<λ<0.60radに設定することがより好ましい。   However, the motor rotation angle sensor 23 provided in the actual electric power steering apparatus 10 usually detects the electrical angle Θ with a detection error. For this reason, with respect to the correction amount λ, the detection error of the motor rotation angle sensor 23 that is allowed in performing the assist control described above, in other words, the detection accuracy of the motor rotation angle sensor 23 is taken into account, according to the above-described equation (14). It is appropriate to set a range including the determined correction amount optimum value λ0 = 0.55 rad. Specifically, the allowable range of the correction amount λ is preferably set to 0.45 rad <λ <0.65 rad, and 0 when the motor rotation angle sensor 23 has higher detection accuracy. More preferably, 50 rad <λ <0.60 rad is set.

尚、角度の単位として「rad」に代えて「deg」を用いる場合には、近似値として補正量最適値λ0=31degとなる。そして、補正量λの設定範囲は、26deg<λ<36degに設定することが好ましく、モータ回転角センサ23の検出精度が高い場合には28deg<λ<34degに設定することがより好ましい。   When “deg” is used instead of “rad” as the unit of angle, the correction amount optimum value λ0 = 31 deg is obtained as an approximate value. The setting range of the correction amount λ is preferably set to 26 deg <λ <36 deg, and more preferably 28 deg <λ <34 deg when the detection accuracy of the motor rotation angle sensor 23 is high.

以上の説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、二相駆動時におけるEPSモータ15の電気角Θを補正する補正量λ(最適補正量λ0)を、引っ掛かり感の抑制と操作力(操舵トルクTh)の低減という二律背反事項を最大限に両立させるように、適切に定めることができる。これにより、EPSモータ15を二相駆動により駆動させてアシスト制御を継続する場合であっても、運転者は、違和感を覚え難い、極めて良好な操舵フィーリングを知覚しながら、操舵ハンドル11を回動操作することができる。   As can be understood from the above description, according to the above embodiment, the correction amount λ (optimum correction amount λ0) for correcting the electrical angle Θ of the EPS motor 15 during the two-phase driving is set to suppress the catching feeling and the operation force. Appropriate determination can be made so as to maximize the trade-off between reducing the (steering torque Th). As a result, even when the EPS motor 15 is driven by two-phase driving and assist control is continued, the driver does not feel uncomfortable and turns the steering wheel 11 while perceiving a very good steering feeling. Can be operated.

又、このように、引っ掛かり感の抑制と操作力(操舵トルクTh)の低減とを適切に両立させることができるため、EPSモータ15の出力トルクを必要以上に増大させる必要がない。これにより、EPSモータ15の出力トルクを増大させるために電動パワーステアリング装置10のシステムを肥大化させる必要がなく、例えば、車両の重量増加を抑制して燃費の悪化を防止することができる。更には、出力トルクを増大させるためにEPSモータ15を大型化する必要がないため、例えば、EPSモータ15の回転部分の慣性増加に伴う操舵フィーリングの悪化を防止することができる。   In addition, since it is possible to appropriately achieve both the suppression of the feeling of catching and the reduction of the operating force (steering torque Th), it is not necessary to increase the output torque of the EPS motor 15 more than necessary. Thereby, it is not necessary to enlarge the system of the electric power steering apparatus 10 in order to increase the output torque of the EPS motor 15, and for example, an increase in the weight of the vehicle can be suppressed and deterioration of fuel consumption can be prevented. Furthermore, since it is not necessary to increase the size of the EPS motor 15 in order to increase the output torque, for example, it is possible to prevent deterioration in steering feeling due to an increase in inertia of the rotating portion of the EPS motor 15.

<変形例>
上記実施形態においては、図8に示したように、操舵トルクThや回転角速度dΘ/dtに対して常に一定の補正量λ(補正量最適値λ0)を電気角Θに加算して補正するように実施した。ところで、電気角Θの補正は、操舵トルクThや、電流指令値irefの大きさから推定することができる転舵負荷TL(負荷トルクTL)が大きいときに必要となる。このため、上記実施形態のように常に一定の補正量λ(補正量最適値λ0)を電気角Θに加算することに代えて、転舵負荷TL(負荷トルクTL)の大きさ(すなわち、操舵トルクThの大きさや電流指令値irefの大きさ)の増加に伴って補正量λを一様に補正量最適値λ0まで増加させるように実施することも可能である。この場合においては、特に、転舵負荷TL(負荷トルクTL)が小さいときに電気角Θを補正する補正量λの大きさを小さくすることができるため、例えば、上述したようなトルク反転の頻度を抑えることができ、トルク反転に伴う振動を効果的に抑制することが可能である。その他の効果については、上記実施形態と同様である。
<Modification>
In the above embodiment, as shown in FIG. 8, a constant correction amount λ (correction amount optimum value λ0) is always added to the electrical angle Θ to correct the steering torque Th and the rotational angular velocity dΘ / dt. Implemented. Incidentally, the correction of the electrical angle Θ is necessary when the steering load TL (load torque TL) that can be estimated from the steering torque Th and the magnitude of the current command value iref is large. Therefore, instead of always adding a constant correction amount λ (correction amount optimal value λ0) to the electrical angle Θ as in the above embodiment, the magnitude of the steering load TL (load torque TL) (that is, steering) The correction amount λ can be increased uniformly to the correction amount optimum value λ0 as the torque Th increases or the current command value iref increases. In this case, in particular, since the magnitude of the correction amount λ for correcting the electrical angle Θ can be reduced when the steering load TL (load torque TL) is small, for example, the frequency of torque reversal as described above. The vibration associated with torque reversal can be effectively suppressed. Other effects are the same as in the above embodiment.

本発明の実施にあたっては、上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、上記実施形態及び変形例においては、モータ回転角センサ23から出力された電気信号を用いて電気角演算部34が電気角Θを演算するように実施した。この場合、EPSモータ15の電気角Θ(回転角)を直接的に検出することに代えて、又は、加えて、例えば、車両に搭載されている他のセンサによる検出値を用いてEPSモータ15の電気角Θ(回転角)を推定したり、或いは、他の制御によって演算された演算値を用いてEPSモータ15の電気角Θ(回転角)を推定したりして実施することも可能である。このように、EPSモータ15の電気角Θ(回転角)を推定して実施する場合であっても、例えば、上述したように、適切に範囲設定された補正量λを用いて電気角Θを補正することができるため、上記実施形態及び変形例と同等の効果が期待できる。   For example, in the embodiment and the modification described above, the electrical angle calculation unit 34 calculates the electrical angle Θ using the electrical signal output from the motor rotation angle sensor 23. In this case, instead of or directly in addition to directly detecting the electrical angle Θ (rotation angle) of the EPS motor 15, for example, the EPS motor 15 is detected using a detection value obtained by another sensor mounted on the vehicle. It is also possible to estimate the electrical angle Θ (rotation angle) of the EPS motor 15 or to estimate the electrical angle Θ (rotation angle) of the EPS motor 15 using a calculated value obtained by other control. is there. Thus, even when the electrical angle Θ (rotation angle) of the EPS motor 15 is estimated and implemented, for example, as described above, the electrical angle Θ is set using the correction amount λ that is appropriately set. Since it can correct | amend, the effect equivalent to the said embodiment and modification can be anticipated.

FW1,FW2…左右前輪、10…電動パワーステアリング装置、11…操舵ハンドル、12…ステアリングシャフト、13…ピニオンギア、14…ラックバー、15…EPSモータ、20…電気制御装置、21…車速センサ、22…操舵トルクセンサ、23…モータ回転角センサ、24…電子制御ユニット、25…駆動回路、30…アシスト制御部、31…車速演算部、32…トルク値演算部、33…電流検出部、34…電気角演算部、35…アシスト電流指令値演算部、36…第1電流制御演算部、37…第2電流制御演算部、371…電気角補正部、372…相電流演算部、373…制御相選択部、38…PWM変換部、U…転舵ギアユニット   FW1, FW2 ... front left and right wheels, 10 ... electric power steering device, 11 ... steering handle, 12 ... steering shaft, 13 ... pinion gear, 14 ... rack bar, 15 ... EPS motor, 20 ... electric control device, 21 ... vehicle speed sensor, DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ... Steering torque sensor, 23 ... Motor rotation angle sensor, 24 ... Electronic control unit, 25 ... Drive circuit, 30 ... Assist control part, 31 ... Vehicle speed calculating part, 32 ... Torque value calculating part, 33 ... Current detection part, 34 ... Electrical angle calculation unit, 35 ... Assist current command value calculation unit, 36 ... First current control calculation unit, 37 ... Second current control calculation unit, 371 ... Electrical angle correction unit, 372 ... Phase current calculation unit, 373 ... Control Phase selector, 38 ... PWM converter, U ... steering gear unit

Claims (6)

操舵ハンドルの回動操作により入力される操作力を軽減するトルクを付与する三相の電動モータと、前記電動モータの回転角を取得する回転角取得手段と、前記操舵ハンドルの回動操作に対して前記電動モータによって付与される前記トルクを制御する制御量を演算し、この演算した制御量を用いて前記電動モータを駆動制御する制御手段とを備えた車両の操舵制御装置において、
前記制御手段は、
前記電動モータの各相のうちのいずれかに通電不良が発生した場合に、前記回転角検出手段によって取得された前記電動モータの前記回転角に補正量を加算することにより前記回転角を補正して前記制御量を演算し、前記通電不良の発生した相以外の相に通電する二相駆動により前記演算した前記制御量を用いて前記電動モータを駆動させて前記トルクの付与を継続するものであり、
前記補正量は、
前記操舵ハンドルの回動操作に伴って転舵輪を転舵させるときに発生する転舵負荷である負荷トルクと、前記補正量の関数として表されるものであって前記電動モータが発生するトルクの平均値の最大値との間の差を表す第1のトルク、及び、
前記負荷トルクと、前記補正量の関数として表されるものであって前記補正量の加算による前記回転角の補正に伴って前記電動モータが発生するトルクに前記操舵ハンドルの回動操作方向に対して反転が生じる領域での反転トルクとの間の差を表す第2のトルク
が一致するときの値として決定されることを特徴とする車両の操舵制御装置。
For a three-phase electric motor that applies torque to reduce the operating force input by the steering handle turning operation, a rotation angle obtaining means for obtaining the rotation angle of the electric motor, and the steering handle turning operation A vehicle steering control device comprising: a control unit that calculates a control amount for controlling the torque applied by the electric motor; and a control unit that drives and controls the electric motor using the calculated control amount.
The control means includes
When an energization failure occurs in any one of the phases of the electric motor, the rotation angle is corrected by adding a correction amount to the rotation angle of the electric motor acquired by the rotation angle detection means. The control amount is calculated, and the electric motor is driven using the calculated control amount by two-phase driving to energize phases other than the phase where the energization failure has occurred, and the application of the torque is continued. Yes,
The correction amount is
The load torque, which is a turning load generated when turning the steered wheels in accordance with the turning operation of the steering handle, and the torque generated by the electric motor, which is expressed as a function of the correction amount. A first torque representing a difference between the average maximum value, and
It is expressed as a function of the load torque and the correction amount, and the torque generated by the electric motor in association with the correction of the rotation angle by adding the correction amount is relative to the turning operation direction of the steering handle. Thus, the vehicle steering control device is determined as a value when the second torque representing a difference from the reverse torque in a region where the reverse occurs.
請求項1に記載した車両の操舵制御装置において、
前記第1のトルクは前記補正量のCOS関数として表わされ、
前記第2のトルクは前記補正量のSIN関数として表わされることを特徴とする車両の操舵制御装置。
In the vehicle steering control device according to claim 1,
The first torque is expressed as a COS function of the correction amount,
The vehicle steering control device, wherein the second torque is expressed as a SIN function of the correction amount.
請求項1又は請求項2に記載した車両の操舵制御装置において、
前記制御手段は、
前記転舵負荷の大きさの増加に伴って、前記補正量の大きさを前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値まで一様に増大させ、この補正量を付加して前記回転角を補正することを特徴する車両の操舵制御装置。
In the vehicle steering control device according to claim 1 or 2,
The control means includes
As the turning load increases, the correction amount is uniformly increased to a value when the first torque and the second torque match, and this correction amount is added. Then, the vehicle steering control device corrects the rotation angle.
請求項1ないし請求項3のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵制御装置において、
前記補正量は、
0.45(rad)から0.65(rad)の範囲内で、前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値に決定されることを特徴とする車両の操舵制御装置。
In the steering control device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The correction amount is
A vehicle steering control device characterized in that the value is determined when the first torque and the second torque coincide with each other within a range of 0.45 (rad) to 0.65 (rad). .
請求項4に記載した車両の操舵制御装置において、
前記補正量は、
0.50(rad)から0.60(rad)の範囲内で、前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値に決定されることを特徴とする車両の操舵制御装置。
The vehicle steering control device according to claim 4,
The correction amount is
A vehicle steering control device characterized in that the value is determined when the first torque and the second torque coincide with each other within a range of 0.50 (rad) to 0.60 (rad). .
請求項1ないし請求項5のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵制御装置において、
前記補正量は、
前記第1のトルクと前記第2のトルクとが一致するときの値として、0.55(rad)に決定されることを特徴とする車両の操舵制御装置。
In the vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 5,
The correction amount is
A steering control device for a vehicle, wherein a value when the first torque and the second torque coincide with each other is determined to be 0.55 (rad).
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