JP6445900B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

本発明は、電動モータによって操舵力をアシストする電動パワーステアリング(EPS:Electric Power Steering)装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering (EPS) device that assists steering force with an electric motor.

EPS装置においては、安全性や操作性の向上を図るため、一次故障が発生してもアシストを継続することが望まれる。この要求に応える冗長化技術として、例えば特許文献1に、電動モータのモータ巻線を二重化し、このモータ巻線に対して個別のインバータ回路から電流を供給する多相回転機の制御装置を用いた電動パワーステアリング装置が開示されている。特許文献1では、インバータ回路のスイッチ素子にオープン故障が生じた場合に、故障していないスイッチ素子を制御するとともに、正常なインバータ回路を制御することでトルクの低下を抑制しつつアシストを継続している。   In the EPS apparatus, in order to improve safety and operability, it is desired to continue assisting even if a primary failure occurs. As a redundancy technology that meets this requirement, for example, Patent Document 1 uses a control device for a multi-phase rotating machine that doubles a motor winding of an electric motor and supplies current from the individual inverter circuit to the motor winding. An electric power steering apparatus has been disclosed. In Patent Document 1, when an open failure occurs in a switch element of an inverter circuit, the non-failed switch element is controlled, and the assist is continued while suppressing a decrease in torque by controlling a normal inverter circuit. ing.

特許第4998836号公報Japanese Patent No. 4999836

しかしながら、同一構成の複数のインバータ回路を用いて電動モータを駆動すると、各インバータ回路中の対応する複数のスイッチ素子のスイッチングが同時になる。複数のスイッチ素子が同時にオン/オフすると、電圧変動によるスイッチングノイズが重畳されて大きくなり、EMC(Electromagnetic Compatibility)性能の悪化が懸念される。   However, when the electric motor is driven using a plurality of inverter circuits having the same configuration, switching of a plurality of corresponding switch elements in each inverter circuit is performed simultaneously. When a plurality of switch elements are simultaneously turned on / off, switching noise due to voltage fluctuation is superimposed and increased, and there is a concern that EMC (Electromagnetic Compatibility) performance is deteriorated.

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、同一構成の複数のインバータ回路を用いて電動モータを駆動する場合に、EMC性能の低下を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide electric power that can suppress a decrease in EMC performance when an electric motor is driven using a plurality of inverter circuits having the same configuration. The object is to provide a steering device.

本発明は、電動モータによって操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置であって、前記電動モータを第1スイッチ素子群の選択的なスイッチングにより駆動する第1のモータ駆動回路と、前記電動モータを前記第1スイッチ素子群と同一回路構成の第2スイッチ素子群の選択的なスイッチングにより駆動する第2のモータ駆動回路と、前記第1、第2のモータ駆動回路を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、イグニッションスイッチのオンによる前記電動パワーステアリング装置の起動時に、前記第1スイッチ素子群と前記第2スイッチ素子群を選択的に駆動し、駆動状態に応じて前記スイッチ素子を流れる電流を電流検出抵抗により検出することで、推定される電流と実際の検出信号とに基づいて初期診断を行い、第1及び第2のモータ駆動回路が異常なしと判定されると、これら第1及び第2のモータ駆動回路で前記電動モータを駆動して、前記第1スイッチ素子群と前記第2スイッチ素子群の対応するスイッチ素子を異なる位相の信号でスイッチング制御して前記電動モータを駆動する、ことを特徴とする。 The present invention is an electric power steering device that assists a steering force with an electric motor, wherein the electric motor is driven by selective switching of a first switch element group, and the electric motor is A second motor drive circuit that is driven by selective switching of a second switch element group having the same circuit configuration as the first switch element group, and a control device that controls the first and second motor drive circuits; The control device selectively drives the first switch element group and the second switch element group when the electric power steering apparatus is started by turning on an ignition switch, and a current flowing through the switch element according to a driving state Is detected by the current detection resistor, and an initial diagnosis is performed based on the estimated current and the actual detection signal. When beauty second motor drive circuit is determined that there is no abnormality, by driving the electric motor in the first and second motor drive circuit, corresponding of the second switching element group and the first switching element group The electric motor is driven by switching control of the switch element to be performed with signals of different phases.

本発明によれば、同一構成の第1、第2のモータ駆動回路で電動モータを駆動する際に、第1、第2スイッチ素子群中の対応するスイッチ素子のオン/オフタイミングをずらして同時にスイッチングさせないようにできる。これによって、第1、第2のモータ駆動回路におけるスイッチ素子から発生するスイッチングノイズを小さくしてEMI(Electromagnetic Interference)対策を行うことができ、EMC性能の低下を抑制できる。   According to the present invention, when the electric motor is driven by the first and second motor drive circuits having the same configuration, the on / off timings of the corresponding switch elements in the first and second switch element groups are shifted simultaneously. It can be prevented from switching. As a result, the switching noise generated from the switch elements in the first and second motor drive circuits can be reduced to take a measure against EMI (Electromagnetic Interference), and the degradation of EMC performance can be suppressed.

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1における電動モータとモータ制御装置の回路図である。It is a circuit diagram of the electric motor and motor control apparatus in FIG. 図1に示した電動パワーステアリング装置の起動時の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement at the time of starting of the electric power steering apparatus shown in FIG. 図1に示した電動パワーステアリング装置の起動中の動作を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing an operation during startup of the electric power steering apparatus shown in FIG. 1. 図2に示した回路における電動モータの駆動コイルに供給される駆動信号の波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram of a drive signal supplied to a drive coil of an electric motor in the circuit shown in FIG. 2. 図2に示したモータ制御装置の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification of the motor control apparatus shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、EPS装置の概略構成を示しており、この装置はステアリングホイール10、操舵トルク検出センサ11、アシスト用の電動モータ12及びモータ制御装置13などを含んで構成されている。また、ステアリングシャフト14を内包するステアリングコラム15内には、上記操舵トルク検出センサ11及び減速機16が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an EPS device, which includes a steering wheel 10, a steering torque detection sensor 11, an assisting electric motor 12, a motor control device 13, and the like. The steering torque detection sensor 11 and the speed reducer 16 are provided in a steering column 15 that includes the steering shaft 14.

そして、車両の運転者がステアリング操作を行う際に、ステアリングシャフト14に発生する操舵トルクを操舵トルク検出センサ11によって検出し、操舵トルク信号S1と車速信号S2などに基づいて、モータ制御装置13で電動モータ12を駆動制御することにより、電動モータ12から走行状態に応じたステアリングアシスト力を発生させる。これによって、ステアリングシャフト14の先端に設けられたピニオンギア17が回転すると、ラック軸18が進行方向左右に水平移動することで、運転者のステアリング操作が車輪(タイヤ)20に伝達されて車両の向きを変える。   Then, when the driver of the vehicle performs a steering operation, the steering torque generated in the steering shaft 14 is detected by the steering torque detection sensor 11, and the motor control device 13 based on the steering torque signal S 1 and the vehicle speed signal S 2. By driving and controlling the electric motor 12, a steering assist force corresponding to the traveling state is generated from the electric motor 12. As a result, when the pinion gear 17 provided at the tip of the steering shaft 14 rotates, the rack shaft 18 moves horizontally to the left and right in the traveling direction, so that the driver's steering operation is transmitted to the wheels (tires) 20 and the vehicle. Change direction.

次に、アシスト用の電動モータ12とモータ制御装置13について図2により説明する。電動モータ12は、3相モータであり第1系統のU相コイルUa、V相コイルVa及びW相コイルWaと、第2系統のU相コイルUb、V相コイルVb及びW相コイルWbとを備え、それぞれが第1系統のモータ駆動回路21aと第2系統のモータ駆動回路21bで個別に駆動可能に構成されている。モータ駆動回路21aはインバータ回路22aとプリドライバ23aを含み、モータ駆動回路21bはインバータ回路22bとプリドライバ23bを含み、両モータ駆動回路21a,21bが制御装置として働くマイクロコンピュータ(CPU)24によって制御される。   Next, the assisting electric motor 12 and the motor control device 13 will be described with reference to FIG. The electric motor 12 is a three-phase motor and includes a first system U-phase coil Ua, a V-phase coil Va and a W-phase coil Wa, and a second system U-phase coil Ub, a V-phase coil Vb and a W-phase coil Wb. Each of them is configured to be individually drivable by the first system motor drive circuit 21a and the second system motor drive circuit 21b. The motor drive circuit 21a includes an inverter circuit 22a and a pre-driver 23a, and the motor drive circuit 21b includes an inverter circuit 22b and a pre-driver 23b. Both the motor drive circuits 21a and 21b are controlled by a microcomputer (CPU) 24 that functions as a control device. Is done.

インバータ回路22aは、駆動ライン25U,25V,25Wを介して電動モータ12のU相,V相及びW相をそれぞれ相毎に駆動する3組のスイッチ素子を備えた3相ブリッジ回路構成である。本例では、各スイッチ素子がNチャネル型MOSFET31〜36で構成されている。   The inverter circuit 22a has a three-phase bridge circuit configuration including three sets of switch elements that drive the U phase, the V phase, and the W phase of the electric motor 12 for each phase via the drive lines 25U, 25V, and 25W. In this example, each switch element is composed of N-channel MOSFETs 31-36.

MOSFET31,32は、バッテリBAに接続された電源ライン37と電流検出抵抗38の一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ライン25Uの一端が接続される。MOSFET33,34は、電源ライン37と電流検出抵抗38の一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ライン25Vの一端が接続される。また、MOSFET35,36は、電源ライン37と電流検出抵抗38の一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ライン25Wの一端が接続されている。電流検出抵抗38の他端は接地され、MOSFET31〜36の電流通路を流れる電流を検出してマイクロコンピュータ24に検出信号S3を供給する。
ここで、各MOSFET31〜36におけるソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードD1〜D6は寄生ダイオードである。
In the MOSFETs 31 and 32, the drain and source are connected in series between one end of the power supply line 37 and the current detection resistor 38 connected to the battery BA, and one end of the drive line 25U is connected to a common connection point. In the MOSFETs 33 and 34, the drain and the source are connected in series between one end of the power supply line 37 and the current detection resistor 38, and one end of the drive line 25V is connected to a common connection point. Further, in the MOSFETs 35 and 36, the drain and the source are connected in series between one end of the power supply line 37 and the current detection resistor 38, and one end of the drive line 25W is connected to a common connection point. The other end of the current detection resistor 38 is grounded, detects a current flowing through the current paths of the MOSFETs 31 to 36, and supplies a detection signal S3 to the microcomputer 24.
Here, the diodes D1 to D6 connected in the forward direction between the source and drain in the MOSFETs 31 to 36 are parasitic diodes.

プリドライバ23aは、インバータ回路22aにおける上流側駆動素子(上アーム)であるMOSFET31,33,35にそれぞれ対応するH側ドライバと、下流側駆動素子(下アーム)であるMOSFET32,34,36にそれぞれ対応するL側ドライバを備えている。これらH側ドライバとL側ドライバには、バッテリBAから電源電圧が供給される。各H側ドライバの出力端にはそれぞれ、MOSFET31,33,35のゲートが接続されて選択的にオン/オフ制御され、各L側ドライバの出力端にはそれぞれ、MOSFET32,34,36のゲートが接続されて選択的にオン/オフ制御される。   The pre-driver 23a is connected to the H-side driver corresponding to the MOSFETs 31, 33, and 35 that are upstream drive elements (upper arms) in the inverter circuit 22a, and to the MOSFETs 32, 34, and 36 that are downstream drive elements (lower arms), respectively. A corresponding L-side driver is provided. A power supply voltage is supplied from the battery BA to the H side driver and the L side driver. The gates of MOSFETs 31, 33, and 35 are connected to the output terminals of the H-side drivers, respectively, and are selectively controlled on / off. The gates of MOSFETs 32, 34, and 36 are respectively connected to the output terminals of the L-side drivers. Connected and selectively on / off controlled.

インバータ回路22bは、インバータ回路22aと同一回路構成であり、駆動ライン26U,26V,26Wを介して電動モータ12のU相,V相及びW相をそれぞれ相毎に駆動する3組のスイッチ素子を備えた3相ブリッジ回路構成である。本例では、各スイッチ素子がNチャネル型MOSFET41〜46で構成されている。   The inverter circuit 22b has the same circuit configuration as the inverter circuit 22a, and includes three sets of switch elements that drive the U phase, the V phase, and the W phase of the electric motor 12 for each phase via the drive lines 26U, 26V, and 26W. 3 is a three-phase bridge circuit configuration. In this example, each switch element is composed of N-channel MOSFETs 41 to 46.

MOSFET41,42は、バッテリBAに接続された電源ライン37と電流検出抵抗48の一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ライン26Uの一端が接続される。MOSFET43,44は、電源ライン37と電流検出抵抗48の一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ライン26Vの一端が接続される。また、MOSFET45,46は、電源ライン37と電流検出抵抗48の一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ライン26Wの一端が接続されている。電流検出抵抗48の他端は接地され、MOSFET41〜46の電流通路を流れる電流を検出してマイクロコンピュータ24に検出信号S4を供給する。
ここで、各MOSFET41〜46におけるソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードD7〜D12は寄生ダイオードである。
In the MOSFETs 41 and 42, the drain and source are connected in series between one end of the power supply line 37 and the current detection resistor 48 connected to the battery BA, and one end of the drive line 26U is connected to a common connection point. In the MOSFETs 43 and 44, the drain and the source are connected in series between one end of the power supply line 37 and the current detection resistor 48, and one end of the drive line 26V is connected to a common connection point. The MOSFETs 45 and 46 have a drain and a source connected in series between one end of the power supply line 37 and the current detection resistor 48, and one end of the drive line 26W is connected to a common connection point. The other end of the current detection resistor 48 is grounded, detects the current flowing through the current paths of the MOSFETs 41 to 46, and supplies the detection signal S4 to the microcomputer 24.
Here, the diodes D7 to D12 connected in the forward direction between the source and drain in the MOSFETs 41 to 46 are parasitic diodes.

プリドライバ23bは、インバータ回路22bにおける上流側駆動素子(上アーム)であるMOSFET41,43,45にそれぞれ対応するH側ドライバと、下流側駆動素子(下アーム)であるMOSFET42,44,46にそれぞれ対応するL側ドライバを備えている。これらH側ドライバとL側ドライバには、バッテリBAから電源電圧が供給される。各H側ドライバの出力端にはそれぞれ、MOSFET41,43,45のゲートが接続されて選択的にオン/オフ制御され、各L側ドライバの出力端にはそれぞれ、MOSFET42,44,46のゲートが接続されて選択的にオン/オフ制御される。   The pre-driver 23b is connected to the H-side drivers corresponding to the MOSFETs 41, 43, and 45, which are upstream drive elements (upper arms), and the MOSFETs 42, 44, and 46, which are downstream drive elements (lower arms), respectively, in the inverter circuit 22b. A corresponding L-side driver is provided. A power supply voltage is supplied from the battery BA to the H side driver and the L side driver. The gates of MOSFETs 41, 43, and 45 are connected to the output terminals of the H-side drivers, respectively, and are selectively controlled on / off. The gates of MOSFETs 42, 44, and 46 are respectively connected to the output terminals of the L-side drivers. Connected and selectively on / off controlled.

マイクロコンピュータ24には、操舵トルク信号S1、車速信号S2及び電流検出抵抗38,48の検出信号S3,S4などが入力され、モータ駆動回路21a,21bを制御して電動モータ12を駆動することにより、電動モータ12から車両の走行状態に応じたステアリングアシスト力を発生させる。   The microcomputer 24 receives the steering torque signal S1, the vehicle speed signal S2, and the detection signals S3 and S4 of the current detection resistors 38 and 48, and controls the motor drive circuits 21a and 21b to drive the electric motor 12. The steering assist force corresponding to the traveling state of the vehicle is generated from the electric motor 12.

次に、上記のような構成において、図3及び図4のフローチャートにより図1に示した電動パワーステアリング装置の動作を説明する。図3に示すように、イグニッションスイッチのオン(S11)をマイクロコンピュータ24が検出するとEPS装置が起動する(S12)。まず、マイクロコンピュータ24によってモータ駆動回路21a,21bの初期診断が行われ(S13)、回路異常の有無が判定される(S14)。初期診断では、例えばMOSFET31〜36,41〜46を選択的に駆動し、駆動状態に応じてMOSFETを流れる電流を電流検出抵抗38,48により検出することで、推定される電流と実際の検出信号S3,S4とに基づいて異常の有無が判定される。2つのモータ駆動回路21a,21bが異常なしと判定されると、これらモータ駆動回路21a,21bでアシスト用の電動モータ12を駆動して操舵力のアシストを行う(S15)。   Next, the operation of the electric power steering apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. As shown in FIG. 3, when the microcomputer 24 detects that the ignition switch is turned on (S11), the EPS device is activated (S12). First, the microcomputer 24 performs initial diagnosis of the motor drive circuits 21a and 21b (S13), and determines whether or not there is a circuit abnormality (S14). In the initial diagnosis, for example, the MOSFETs 31 to 36 and 41 to 46 are selectively driven, and the currents flowing through the MOSFETs are detected by the current detection resistors 38 and 48 according to the driving state, so that the estimated current and the actual detection signal are detected. Based on S3 and S4, the presence or absence of abnormality is determined. If it is determined that there is no abnormality in the two motor drive circuits 21a and 21b, the motor drive circuits 21a and 21b drive the assisting electric motor 12 to assist the steering force (S15).

2つのモータ駆動回路21a,21bを用いる通常アシスト状態では(S16)、マイクロコンピュータ24は、プリドライバ23a,23bに、例えばパルス幅変調信号(PWM信号)を出力する。プリドライバ23a,23b中の各H側ドライバとL側ドライバはそれぞれ、PWM信号に基づいて、インバータ回路22a中の各MOSFET31〜36のゲートにそれぞれPWM信号に基づく駆動信号を供給して選択的にオン/オフ制御する。電動モータ12を駆動ライン25U,25V,25Wを介してモータ駆動回路21aで3相駆動するとともに、駆動ライン26U,26V,26Wを介してモータ駆動回路21bで3相駆動する。そして、必要に応じてPWM信号のデューティを可変し、電動モータ12の出力トルクを制御することでアシスト力を変化させる。   In the normal assist state using the two motor drive circuits 21a and 21b (S16), the microcomputer 24 outputs, for example, a pulse width modulation signal (PWM signal) to the pre-drivers 23a and 23b. Each of the H-side drivers and L-side drivers in the pre-drivers 23a and 23b selectively supplies drive signals based on the PWM signals to the gates of the MOSFETs 31 to 36 in the inverter circuit 22a based on the PWM signals. ON / OFF control. The electric motor 12 is three-phase driven by the motor drive circuit 21a via the drive lines 25U, 25V and 25W, and is three-phase driven by the motor drive circuit 21b via the drive lines 26U, 26V and 26W. Then, the assist force is changed by changing the duty of the PWM signal as necessary and controlling the output torque of the electric motor 12.

この際、第1スイッチ素子群であるMOSFET31〜36と、第2スイッチ素子群であるMOSFET41〜46の対応するMOSFETが同時にスイッチングしないように、位相のずれた信号を供給してオン/オフ制御する。図5(a)に示すように、例えば第1系統のU相コイルUa、V相コイルVa及びW相コイルWaにそれぞれ、位相が120°ずれた電圧を印加する場合に、第2系統のU相コイルUb、V相コイルVb及びW相コイルWbにそれぞれ、図5(b)に示すような第1系統のU相コイルUa、V相コイルVa及びW相コイルWaと逆相の電圧を印加して電動モータ12を駆動する。   At this time, on / off control is performed by supplying a phase-shifted signal so that the MOSFETs 31 to 36 that are the first switch element group and the corresponding MOSFETs of the MOSFETs 41 to 46 that are the second switch element group do not switch simultaneously. . As shown in FIG. 5A, for example, when a voltage whose phase is shifted by 120 ° is applied to the U-phase coil Ua, the V-phase coil Va, and the W-phase coil Wa of the first system, A voltage having a phase opposite to that of the first phase U-phase coil Ua, V-phase coil Va and W-phase coil Wa as shown in FIG. 5B is applied to the phase coil Ub, V-phase coil Vb and W-phase coil Wb, respectively. Then, the electric motor 12 is driven.

このようにすることで、2つのモータ駆動回路21a,21bで電動モータ12を駆動する際に、MOSFET31〜36,41〜46中の対応するMOSFETのオン/オフタイミングをずらして同時にオン/オフさせないようにできる。従って、モータ駆動回路21a,21bにおけるMOSFETのスイッチングノイズを小さくしてEMI対策を行うことができ、EMC性能の低下を抑制できる。   In this way, when the electric motor 12 is driven by the two motor drive circuits 21a and 21b, the on / off timings of the corresponding MOSFETs in the MOSFETs 31 to 36 and 41 to 46 are shifted and not simultaneously turned on / off. You can Therefore, MOSFET switching noise in the motor drive circuits 21a and 21b can be reduced to take EMI countermeasures, and a decrease in EMC performance can be suppressed.

一方、ステップS14で回路異常有りと判定された場合には、マイクロコンピュータ24で1つのモータ駆動回路のみが異常か否かを判定する(S17)。そして、モータ駆動回路21a,21bの一方に故障が検出されると、故障していない他方のモータ駆動回路で電動モータ12を駆動して操舵力のアシストを継続させる(S18)。このアシスト制限状態では、アシストトルクは半分程度になる(S19)。   On the other hand, if it is determined in step S14 that there is a circuit abnormality, the microcomputer 24 determines whether only one motor drive circuit is abnormal (S17). When a failure is detected in one of the motor drive circuits 21a and 21b, the electric motor 12 is driven by the other motor drive circuit that has not failed to continue assisting the steering force (S18). In this assist limited state, the assist torque is about half (S19).

ステップS17で両モータ駆動回路21a,21bに回路異常有りと判定された場合には、電動モータ12の駆動を停止し(S20)、アシスト停止状態とする(S21)。
なお、アシスト制限状態やアシスト停止状態になったときには、マイクロコンピュータ24は、モータ駆動回路21aまたは21bが故障していることを、警告ランプやブザー等により車両の運転者に報知して修理を促すようにする。
If it is determined in step S17 that both the motor drive circuits 21a and 21b have a circuit abnormality, the drive of the electric motor 12 is stopped (S20), and the assist stop state is set (S21).
When the assist limit state or the assist stop state is entered, the microcomputer 24 informs the driver of the vehicle that the motor drive circuit 21a or 21b has failed by a warning lamp or a buzzer, etc., and prompts repair. Like that.

次に、図4のフローチャートに示すように、EPS装置が起動中の場合には(S31)、初期診断に代えて常時診断を行う(S32)。常時診断では、電流検出抵抗38,48による検出信号S3,S4に加えて、例えば操舵トルク信号S1と車速信号S2を用い、これらの信号S1,S2に基づいてアシストトルクを算出する。この算出したアシストトルクが得られるようにモータ駆動回路21a,21bを制御し、PWM信号のデューティを可変して電動モータ12を駆動することにより、電動モータ12から走行状態に応じたステアリングアシスト力を発生させる。回路異常の有無や、1つの回路の異常か2つの回路の異常かなどに応じた各アシスト状態(通常アシスト状態、アシスト制限状態、アシスト停止状態)の制御は、上述した起動時と同様である。そして、イグニッションスイッチがオフになるまでステップS32からS40の動作を繰り返す。   Next, as shown in the flowchart of FIG. 4, when the EPS device is being activated (S31), a diagnosis is always performed instead of the initial diagnosis (S32). In the normal diagnosis, in addition to the detection signals S3 and S4 by the current detection resistors 38 and 48, for example, the steering torque signal S1 and the vehicle speed signal S2 are used, and the assist torque is calculated based on these signals S1 and S2. The motor driving circuits 21a and 21b are controlled so that the calculated assist torque is obtained, and the duty of the PWM signal is varied to drive the electric motor 12, whereby the steering assist force corresponding to the traveling state is obtained from the electric motor 12. generate. The control of each assist state (normal assist state, assist limit state, assist stop state) according to the presence or absence of a circuit abnormality or abnormality of one circuit or two circuits is the same as that at the time of startup described above. . And the operation | movement of step S32 to S40 is repeated until an ignition switch turns off.

上記のような構成によれば、通常動作時(複数のインバータ回路を用いて電動モータを駆動する場合)には同一回路構成のMOSFET31〜36とMOSFET41〜46における対応するMOSFETを異なる位相の信号でスイッチング制御し、MOSFETのオン/オフタイミングをずらすことができる。また、一次故障が発生したときには、故障していない方のモータ駆動回路でトルクをほぼ半分に下げてアシストを継続できる。   According to the above configuration, during normal operation (when an electric motor is driven using a plurality of inverter circuits), the MOSFETs 31 to 36 having the same circuit configuration and the corresponding MOSFETs in the MOSFETs 41 to 46 are transmitted with signals having different phases. Switching control can be performed to shift the on / off timing of the MOSFET. Further, when a primary failure occurs, the assist can be continued by reducing the torque to approximately half by the motor drive circuit that is not in failure.

従って、インバータ回路中のMOSFETがオン/オフするタイミングを分散させることでEMI対策を行うことができ、EMC性能の低下を抑制できる。また、一次故障が発生した場合に、EPS装置のアシストが急停止してステアリング操作が急に重くなるのを抑制できるので、安全性や操作性の向上を図れる。しかも、通常動作時に、2つのモータ駆動回路21a,21bで電動モータ12を駆動するので、モータ駆動回路21a,21bを構成する各素子の定格が低くても良く、コストの低減も図れる。   Therefore, it is possible to take measures against EMI by distributing the timings when the MOSFETs in the inverter circuit are turned on / off, and it is possible to suppress a decrease in EMC performance. In addition, when a primary failure occurs, the assist of the EPS device can be prevented from suddenly stopping and the steering operation from becoming suddenly heavy, so that safety and operability can be improved. Moreover, since the electric motor 12 is driven by the two motor drive circuits 21a and 21b during normal operation, the rating of each element constituting the motor drive circuits 21a and 21b may be low, and the cost can be reduced.

図6は、図2に示したモータ制御装置の変形例を示している。図2では2つのモータ駆動回路21a,21bを1つのマイクロコンピュータ24で制御するようにした。これに対し、本変形例では制御装置として2系統のマイクロコンピュータ24a,24bを設け、マイクロコンピュータ24aでプリドライバ23aを制御し、マイクロコンピュータ24bでプリドライバ23bを制御するようにしている。これらマイクロコンピュータ24a,24bにはそれぞれ、操舵トルク信号S1、車速信号S2及び電流検出抵抗38,48の検出信号S3,S4などが入力され、相互にデータの授受を行い、連携してモータ駆動回路21a,21bを制御するようにしている。   FIG. 6 shows a modification of the motor control device shown in FIG. In FIG. 2, the two motor drive circuits 21 a and 21 b are controlled by one microcomputer 24. On the other hand, in this modification, two systems of microcomputers 24a and 24b are provided as control devices, the pre-driver 23a is controlled by the microcomputer 24a, and the pre-driver 23b is controlled by the microcomputer 24b. The microcomputers 24a and 24b are respectively input with the steering torque signal S1, the vehicle speed signal S2, and the detection signals S3 and S4 of the current detection resistors 38 and 48, exchange data with each other, and cooperate with each other to drive the motor drive circuit. 21a and 21b are controlled.

このようなモータ制御装置の構成であっても、基本的には図2に示したモータ制御装置と同様な動作を行うことができ、実質的に同じ作用効果が得られる。   Even with such a configuration of the motor control device, basically the same operation as that of the motor control device shown in FIG. 2 can be performed, and substantially the same operational effects can be obtained.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。例えば、第1系統と第2系統のモータ駆動回路から出力される信号の位相が逆相の場合(180°ずらす場合)を例に取って説明したが、第1、第2スイッチ素子群中の対応するスイッチ素子が同時にオンまたはオフしなければ良いので、信号の位相をずらすだけでも良い。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the case where the phases of the signals output from the motor drive circuits of the first system and the second system are opposite in phase (when shifted by 180 °) has been described as an example, but in the first and second switch element groups, Since the corresponding switch elements do not have to be turned on or off at the same time, the signal phase may be shifted.

また、2つのモータ駆動回路で電動モータを駆動する場合について説明したが、3つ以上のモータ駆動回路で電動モータを駆動するモータ制御装置にも同様にして適用できるのはもちろんである。
更に、マイクロコンピュータに、電流検出抵抗の検出信号を入力してモータ駆動回路の診断動作を制御するようにしたが、これに加えて車両の周囲温度やモータ制御装置の基板温度などを考慮するようにしても良い。
更にまた、スイッチ素子が電界効果トランジスタを例に取ったが、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの他の半導体素子でも同様に適用可能である。
Although the case where the electric motor is driven by two motor drive circuits has been described, it is needless to say that the present invention can be similarly applied to a motor control device that drives an electric motor by three or more motor drive circuits.
Furthermore, the detection signal of the current detection resistor is input to the microcomputer to control the diagnosis operation of the motor drive circuit. In addition to this, the ambient temperature of the vehicle, the substrate temperature of the motor control device, etc. should be taken into consideration. Anyway.
Furthermore, although the field effect transistor is taken as an example of the switch element, other semiconductor elements such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be similarly applied.

12…電動モータ、13…モータ制御装置、21a,21b…モータ駆動回路、22a,22b…インバータ回路、23a,23b…プリドライバ、24,24a,24b…マイクロコンピュータ(制御装置)、31〜36…MOSFET(第1スイッチ素子群)、41〜46…MOSFET(第2スイッチ素子群)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Electric motor, 13 ... Motor control device, 21a, 21b ... Motor drive circuit, 22a, 22b ... Inverter circuit, 23a, 23b ... Pre-driver, 24, 24a, 24b ... Microcomputer (control device), 31-36 ... MOSFET (first switch element group), 41 to 46... MOSFET (second switch element group)

Claims (5)

電動モータによって操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置であって、
前記電動モータを第1スイッチ素子群の選択的なスイッチングにより駆動する第1のモータ駆動回路と、前記電動モータを前記第1スイッチ素子群と同一回路構成の第2スイッチ素子群の選択的なスイッチングにより駆動する第2のモータ駆動回路と、前記第1、第2のモータ駆動回路を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、イグニッションスイッチのオンによる前記電動パワーステアリング装置の起動時に、前記第1スイッチ素子群と前記第2スイッチ素子群を選択的に駆動し、駆動状態に応じて前記スイッチ素子を流れる電流を電流検出抵抗により検出することで、推定される電流と実際の検出信号とに基づいて初期診断を行い、第1及び第2のモータ駆動回路が異常なしと判定されると、これら第1及び第2のモータ駆動回路で前記電動モータを駆動して、前記第1スイッチ素子群と前記第2スイッチ素子群の対応するスイッチ素子を異なる位相の信号でスイッチング制御して前記電動モータを駆動する、ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
An electric power steering device that assists the steering force with an electric motor,
A first motor driving circuit for driving the electric motor by selective switching of the first switch element group, and a selective switching of the second switch element group having the same circuit configuration as the first switch element group. A second motor drive circuit that is driven by the controller, and a control device that controls the first and second motor drive circuits,
The control device selectively drives the first switch element group and the second switch element group when the electric power steering apparatus is started by turning on an ignition switch, and a current flowing through the switch element according to a driving state Is detected by the current detection resistor, and an initial diagnosis is performed based on the estimated current and the actual detection signal. When the first and second motor drive circuits are determined to be normal, the first and second Driving the electric motor with a second motor drive circuit, and driving the electric motor by switching control the corresponding switch elements of the first switch element group and the second switch element group with signals of different phases; An electric power steering device.
前記制御装置は更に、前記第1、第2のモータ駆動回路の一方が故障した場合に、他方のモータ駆動回路で前記電動モータを駆動して前記操舵力のアシストを継続させることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The controller is further characterized in that when one of the first and second motor drive circuits fails, the electric motor is driven by the other motor drive circuit to continue assisting the steering force. The electric power steering apparatus according to claim 1. 前記第1のモータ駆動回路は、前記第1スイッチ素子群を有する第1インバータ回路と、前記第1スイッチ素子群を選択的にオン/オフ制御する第1プリドライバとを含み、前記第2のモータ駆動回路は、前記第2スイッチ素子群を有する第2インバータ回路と、前記第2スイッチ素子群を選択的にオン/オフ制御する第2プリドライバとを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置。   The first motor drive circuit includes a first inverter circuit having the first switch element group, and a first pre-driver that selectively controls on / off of the first switch element group. The motor drive circuit includes a second inverter circuit having the second switch element group and a second pre-driver that selectively controls on / off of the second switch element group. 2. The electric power steering apparatus according to 2. 前記制御装置は、前記第1、第2プリドライバを制御するマイクロコンピュータを備えることを特徴とする請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。   4. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the control device includes a microcomputer that controls the first and second pre-drivers. 前記制御装置は、前記第1プリドライバを制御する第1マイクロコンピュータと、この第1マイクロコンピュータと連携し、前記第2プリドライバを制御する第2マイクロコンピュータとを備えることを特徴とする請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。   The control device includes: a first microcomputer that controls the first pre-driver; and a second microcomputer that controls the second pre-driver in cooperation with the first microcomputer. 3. The electric power steering device according to 3.
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