JP6766445B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の操舵系に多相モータ巻線を二重化した多相モータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関して、二重化した多相モータ巻線に対して個別のモータ駆動部から電流を供給し、モータの巻線に故障（異常を含む）が生じた場合に、故障が生じた一方の巻線を特定し、故障した一方の巻線を除く正常な他方の巻線を電流駆動する際、正常な他方の巻線に供給する操舵補助指令値を故障が生じる以前の半分にすること、及び操舵補助指令値に加算される補償電流指令値は故障が生じる以前のまま維持することによって、トルクリップルが抑制された、安定な操舵フィーリングを実現することができる電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering device in which an assist force is applied to the steering system of a vehicle by a multi-phase motor in which the multi-phase motor windings are duplicated. When a failure (including an abnormality) occurs in the motor winding, identify one winding that has failed and select the normal other winding excluding the one that failed. When driving with current, the steering auxiliary command value supplied to the other normal winding is halved before the failure occurs, and the compensation current command value added to the steering auxiliary command value is maintained as it was before the failure occurred. The present invention relates to an electric power steering device capable of realizing a stable steering feeling in which torque ripple is suppressed.
従来技術として、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、操向ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０および操舵角θｈを検出する舵角センサ１４が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット１００には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット１００は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｒと車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の操舵補助指令値の演算を行い、操舵補助指令値に補償等を施した電圧制御値ＥａおよびＥｂによってモータ２０に供給する電流を制御する。なお、舵角センサ１４は必須のものではなく、配設されなくても良く、また、モータ２０に連結されたレゾルバ等の回転位置センサから操舵角θを取得することも可能である。コントロールユニット１００には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller Area Network）５０が接続されており、車速ＶｅｌはＣＡＮ５０から受信することも可能である。また、コントロールユニット１００には、ＣＡＮ５０以外の通信、アナログ／デジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ５１も接続可能である。 As a conventional technique, a general configuration of an electric power steering device will be described with reference to FIG. 1. The column shaft (steering shaft) 2 of the steering handle 1 has a reduction gear 3, universal joints 4a and 4b, a pinion rack mechanism 5, and the like. It is connected to the steering wheels 8L and 8R via the tie rods 6a and 6b and further via the hub units 7a and 7b. Further, the column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 for detecting the steering torque of the steering handle 1 and a steering angle sensor 14 for detecting the steering angle θh, and the motor 20 assists the steering force of the steering handle 1. Is connected to the column shaft 2 via the reduction gear 3. Power is supplied from the battery 13 to the control unit 100 that controls the electric power steering device, and an ignition key signal is input via the ignition key 11. The control unit 100 calculates the steering assist command value of the assist (steering assist) command based on the steering torque Tr detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vel detected by the vehicle speed sensor 12, and converts the steering assist command value into the steering assist command value. The current supplied to the motor 20 is controlled by the compensated voltage control values Ea and Eb. The steering angle sensor 14 is not essential and does not have to be arranged, and it is also possible to acquire the steering angle θ from a rotation position sensor such as a resolver connected to the motor 20. A CAN (Controller Area Network) 50 that exchanges various information about the vehicle is connected to the control unit 100, and the vehicle speed Vel can also be received from the CAN 50. Further, the control unit 100 can also be connected to a non-CAN 51 that transmits / receives communications other than the CAN 50, analog / digital signals, radio waves, and the like.
また、モータ２０には、３相モータ２０ａが配置され、図２に示すように、内周面に内方に突出形成されてスロットを形成する磁極となるステータ（図示しない）と、該ステータの内周側に回転自在に配置された、表面磁石型のロータ（図示しない）とを有するような、例えばＳＰＭモータ（Surface Permanent Magnet Motor）の構成を有する。そして、ステータのスロットに、２系統の多相モータ巻線となる第１の巻線Ｌ１と第２の巻線Ｌ２とが巻装されている。第１の巻線Ｌ１は、Ｕ相コイルＬ１ｕ、Ｖ相コイルＬ１ｖ及びＷ相コイルＬ１ｗの一端が互いに接続されてスター結線され、また第１のＵ相コイルＬ１ｕ、第１のＶ相コイルＬ１ｖ及び第１のＷ相コイルＬ１ｗの他端がコントロールユニット１００に接続されて、個別に第１のＵ相駆動電流Ｉ１ｕ、第１のＶ相駆動電流Ｉ１ｖ及び第１のＷ相駆動電流Ｉ１ｗが供給されている。同様に、第２の巻線Ｌ２は、Ｕ相コイルＬ２ｕ、Ｖ相コイルＬ２ｖ及びＷ相コイルＬ２ｗの一端が互いに接続されてスター結線され、第２のＵ相コイルＬ２ｕ、第２のＶ相コイルＬ２ｖ及び第２のＷ相コイルＬ２ｗの他端がコントロールユニット１００に接続されて、個別に第２のＵ相駆動電流Ｉ２ｕ、第２のＶ相駆動電流Ｉ２ｖ及び第２のＷ相駆動電流Ｉ２ｗが供給されている。 Further, a three-phase motor 20a is arranged in the motor 20, and as shown in FIG. 2, a stator (not shown) serving as a magnetic pole formed by projecting inward on the inner peripheral surface to form a slot, and a stator (not shown) of the stator It has, for example, a configuration of an SPM motor (Surface Permanent Magnet Motor) having a surface magnet type rotor (not shown) rotatably arranged on the inner peripheral side. A first winding L1 and a second winding L2, which are two systems of multi-phase motor windings, are wound in the slots of the stator. In the first winding L1, one ends of the U-phase coil L1u, the V-phase coil L1v and the W-phase coil L1w are connected to each other and star-connected, and the first U-phase coil L1u, the first V-phase coil L1v and The other end of the first W-phase coil L1w is connected to the control unit 100, and the first U-phase drive current I1u, the first V-phase drive current I1v, and the first W-phase drive current I1w are individually supplied. ing. Similarly, in the second winding L2, one ends of the U-phase coil L2u, the V-phase coil L2v and the W-phase coil L2w are connected to each other and star-connected, and the second U-phase coil L2u and the second V-phase coil are connected. The other ends of the L2v and the second W-phase coil L2w are connected to the control unit 100, and the second U-phase drive current I2u, the second V-phase drive current I2v, and the second W-phase drive current I2w are individually generated. It is being supplied.
また、３相モータ２０ａの内部には、モータの回転位置を検出するホール素子、またはレゾルバのような回転位置センサ（図示しない）が備えられ、この回転位置センサから生成される検出値が、モータ回転角検出部（図示しない）およびモータ電気角検出部（図示しない）に供給されて、それぞれモータ回転角θｍおよびモータ電気角θｅを検出することができる。コントロールユニット１００には、操舵トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｒ及び車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌが入力されるとともに、モータ回転角検出回路およびモータ電気角検出部から出力されるモータ回転角θｍおよびモータ電気角θｅが入力される。 Further, inside the three-phase motor 20a, a hall element for detecting the rotation position of the motor or a rotation position sensor (not shown) such as a resolver is provided, and the detection value generated from the rotation position sensor is the motor. It is supplied to the rotation angle detection unit (not shown) and the motor electric angle detection unit (not shown), and can detect the motor rotation angle θm and the motor electric angle θe, respectively. The steering torque Tr detected by the steering torque sensor 10 and the vehicle speed Vel detected by the vehicle speed sensor 12 are input to the control unit 100, and the motor rotation is output from the motor rotation angle detection circuit and the motor electric angle detection unit. The angle θm and the motor electric angle θe are input.
従来、、電動パワーステアリング装置に備えられた多相モータの多相モータ巻線を二重化し、二重化した多相モータ巻線に対して個別のインバータ部から電流を供給し、一方のインバータ部のスイッチング手段に導通不可となるオフ故障すなわちオープン故障、またはスイッチング手段が短絡となるショート故障が生じた場合でも、モータの駆動制御を継続することが可能な多相モータ制御装置、およびこれを搭載した電動パワーステアリング装置が知られており、例えば、特開２０１５−３９２５６号公報（特許文献１）、特開２０１４−１７６２１５号公報（特許文献２）および特開２００４−１００２４号公報（特許文献３）に開示されている。 Conventionally, the multi-phase motor windings of a multi-phase motor provided in an electric power steering device are duplicated, current is supplied from individual inverters to the duplicated multi-phase motor windings, and switching of one of the inverters is performed. A multi-phase motor control device capable of continuing motor drive control even in the event of an off failure in which the means cannot be conducted, that is, an open failure, or a short failure in which the switching means is short-circuited, and an electric motor equipped with the same. Power steering devices are known, and for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-39256 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-176215 (Patent Document 2), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-10024 (Patent Document 3) It is disclosed.
また、操舵系に操舵トルクに応じたアシスト力を付与するモータのモータコイルを２系統設け、その２系統のモータコイルのそれぞれに駆動電力を出力して、モータ駆動制御を備えた電動パワーステアリング装置において、２系統のいずれか一方の系統に故障が発生した場合、残りの他の系統に対して正常時の発熱量と同等もしくはそれ以下になるように、駆動電力の目標値である電流指令値を調節してモータ駆動を継続することによって、バックアップ制御中のモータ駆動電流を制限してモータ出力を抑えることができ、モータの発熱を抑えつつも、アシストを継続する装置が、特開２０１３−１５９１６５号公報（特許文献４）に開示されている。 In addition, an electric power steering device provided with motor drive control by providing two systems of motor coils of a motor that apply an assist force according to the steering torque to the steering system and outputting drive power to each of the two systems of motor coils. In, when one of the two systems fails, the current command value, which is the target value of the drive power, is equal to or less than the normal heat generation amount for the remaining other systems. By adjusting and continuing the motor drive, it is possible to limit the motor drive current during backup control and suppress the motor output, and a device that continues assist while suppressing the heat generation of the motor is available in JP2013- It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 159165 (Patent Document 4).
特許文献１〜３に記載された装置では、電動パワーステアリング装置における、二重化した多相モータ巻線を駆動する多相モータ駆動制御装置が故障した場合、多相モータ駆動制御装置に供給される電流指令値は、単に故障以前の１／２に低下するため、トルクリップルを抑制した、安定な操舵フィーリングを実現することは困難であるといわざるを得ない。 In the devices described in Patent Documents 1 to 3, the current supplied to the multi-phase motor drive control device when the multi-phase motor drive control device for driving the duplicated multi-phase motor windings in the electric power steering device fails. Since the command value is simply reduced to half of that before the failure, it must be said that it is difficult to realize a stable steering feeling with suppressed torque ripple.
また、特許文献４に記載された装置では、２系統のいずれか一方に故障が発生するというバックアップ制御中のモータ駆動電流を制限してモータ出力を抑える技術であり、モータの発熱が抑えられるものの、トルクリップルを抑制することを目的とした技術は開示されておらず、より安定な操舵フィーリングを実現するには、十分とはいえない。 Further, the device described in Patent Document 4 is a technique for limiting the motor drive current during backup control in which a failure occurs in one of the two systems to suppress the motor output, although the heat generation of the motor can be suppressed. , The technology aimed at suppressing torque ripple is not disclosed, and it cannot be said that it is sufficient to realize a more stable steering feeling.
本発明は上述のような事情に基づいてなされたものであり、本発明の目的は、二重化した多相モータ巻線に対して個別のモータ駆動部から電流を供給し、モータの巻線に故障（異常を含む）が生じた場合に、故障が生じた一方の巻線を特定し、故障した一方の巻線を除く正常な他方の巻線を電流駆動する際、正常な他方の巻線に供給する操舵補助指令値を故障が生じる以前の半分にすること、及び操舵補助指令値に加算される補償電流指令値は故障が生じる以前のまま維持することによって、トルクリップルが抑制された、安定な操舵フィーリングを実現することが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 based on the above circumstances, and an object of the present invention is to supply a current from a separate motor drive unit to a duplicated multi-phase motor winding to cause a failure in the motor winding. When (including abnormality) occurs, when one winding that has failed is identified and the other winding that is normal except for one winding that has failed is driven by current, the other winding that is normal is used. Torque ripple is suppressed and stable by halving the supplied steering assist command value before the failure occurs and maintaining the compensation current command value added to the steering assist command value as it was before the failure occurred. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device capable of realizing a comfortable steering feeling.
本発明は、第１のモータ駆動部および第２のモータ駆動部、並びに前記第１のモータ駆動部および前記第２のモータ駆動部によって駆動されるモータを有する電動パワーステアリング装置であって、前記モータは巻線が２重化された第１の巻線および第２の巻線を有し、操舵補助指令値は、第１のセンサ群によって検出された第１のデータ群に基づいて算出され、補償電流指令値は、前記第１のセンサ群によって検出された前記第１のデータ群、および第２のセンサ群によって検出された第２のデータ群に基づいて算出され、前記操舵補助指令値と前記補償電流指令値との加算値を正常時補償電流指令値とし、前記正常時補償電流指令値に基づいて第１の電流指令調整値を演算する第１の伝達関数部と、前記正常時補償電流指令値に基づいて第２の電流指令調整値を演算する第２の伝達関数部と、前記第１の巻線または前記第２の巻線の故障を検出する故障検出部と、故障時係数を０．３以上１未満の数とし、前記操舵補助指令値に前記故障時係数を掛けて算出された故障時操舵補助指令値と前記補償電流指令値とを加算した故障時電流指令値に基づいて、故障時電流指令調整値を生成する第３の伝達関数部を備え、前記第１の巻線かつ前記第２の巻線の故障が検出されていない正常時には、前記第１の電流指令値および前記第２の電流指令値に基づいて前記モータを駆動し、前記故障時には、前記故障時電流指令調整値に基づいて前記モータを駆動することによって、前記故障が検出された場合でも、トルクリップルを抑制した、安定な操舵フィーリングを有することにより達成される。 The present invention is an electric power steering device including a first motor drive unit and a second motor drive unit, and a motor driven by the first motor drive unit and the second motor drive unit. The motor has a first winding and a second winding in which the windings are duplicated, and the steering assist command value is calculated based on the first data group detected by the first sensor group. , The compensation current command value is calculated based on the first data group detected by the first sensor group and the second data group detected by the second sensor group, and the steering assist command value is calculated. The sum of the current and the compensation current command value is used as the normal compensation current command value, and the first transmission function unit that calculates the first current command adjustment value based on the normal compensation current command value, and the normal state A second transmission function unit that calculates a second current command adjustment value based on the compensation current command value, a failure detection unit that detects a failure of the first winding or the second winding, and a failure detection unit at the time of failure. The coefficient is set to a number of 0.3 or more and less than 1, and the failure current command value obtained by multiplying the steering assistance command value by the failure coefficient and adding the failure steering assistance command value and the compensation current command value is used. Based on this, a third transmission function unit that generates a failure current command adjustment value is provided, and when the failure of the first winding and the second winding is not detected, the first current command is generated. By driving the motor based on the value and the second current command value and driving the motor based on the failure current command adjustment value at the time of the failure, the torque is obtained even when the failure is detected. This is achieved by having a stable steering feeling that suppresses ripple.
本発明の上記目的は、前記操舵補助指令値を生成する操舵補助指令値演算部を備え、前記操舵補助指令値演算部は、前記正常時には、操舵トルクと正常時操舵補助指令値との対応を示す第１のアシストマップを用いて演算した前記正常時操舵補助指令値を前記操舵補助指令値とし、前記故障時には、前記操舵トルクと故障時操舵補助指令値との対応を示す第２のアシストマップを用いて演算した前記故障時操舵補助指令値を前記操舵補助指令値とし、前記第１のアシストマップは、前記操舵トルクの上昇に対して、第１の飽和トルクにおいて飽和する第１の飽和操舵補助指令値を有し、前記第２のアシストマップは、前記操舵トルクの上昇に対して、第２の飽和トルクにおいて飽和する第２の飽和操舵補助指令値を有し、車速が同じ場合、前記第１の飽和トルクは前記第２の飽和トルクより低く、かつ前記第１の飽和操舵補助指令値は前記第２の飽和操舵補助指令値より高く設定することよって、前記故障時における前記第１の操舵補助指令値が飽和するまでの変化は、前記正常時における前記第１の操舵補助指令値が飽和するまで緩やかに変化させることにより、
或いは前記第３の伝達関数部は、前記第１の伝達関数部の伝達関数、および前記第２の伝達関数部の伝達関数と、前記第１の電流指令値を前記第１の伝達関数部に供給することによって前記第１の巻線に発生する前記モータのトルクの第１の周波数特性と、前記第２の電流指令値を前記第２の伝達関数部に供給することによって、前記第２の巻線に発生する前記モータのトルクの第２の周波数特性と、前記故障電流指令調整値を前記第３の伝達関数部に供給することによって前記第１の巻線または前記第２の巻線に発生する前記モータのトルクの第３の周波数特性と、に基づいて算出された伝達関数を用いることにより、或いは前記第１の周波数特性をＧ1、前記第２の周波数特性をＧ2、前記第３の周波数特性をＧ1´、前記第１の伝達関数部の伝達関数をＣ1、および前記第２の伝達関数部の伝達関数をＣ2とし、前記第３の伝達関数部の伝達関数を
とすることにより、
或いは前記第３の伝達関数部の伝達関数Ｃa1が、２次の伝達関数または４次の伝達関数であることにより、
或いは前記第１のデータ群を前記操舵トルクおよび車速とし、かつ前記第２のデータ群をモータ電気角、ハンドル舵角およびセルフアライメントトルクとすることにより、より効果的に達成される。
The object of the present invention includes a steering assist command value calculation unit that generates the steering assist command value, and the steering assist command value calculation unit corresponds to the steering torque and the normal steering assist command value in the normal state. The normal steering assist command value calculated using the first assist map shown is used as the steering assist command value, and at the time of the failure, the second assist map showing the correspondence between the steering torque and the steering assist command value at the time of failure. The failure steering assist command value calculated using the above is used as the steering assist command value, and the first assist map is a first saturated steering that is saturated at the first saturation torque with respect to an increase in the steering torque. The second assist map has an auxiliary command value, and the second assist map has a second saturated steering auxiliary command value that is saturated at the second saturation torque with respect to the increase in the steering torque, and when the vehicle speed is the same, the said By setting the first saturation torque lower than the second saturation torque and the first saturation steering assist command value higher than the second saturation steering assist command value, the first saturation steering assist command value at the time of the failure occurs. The change until the steering assist command value is saturated is gradually changed until the first steering assist command value in the normal state is saturated.
Alternatively, the third transfer function unit transfers the transfer function of the first transfer function unit, the transfer function of the second transfer function unit, and the first current command value to the first transfer function unit. By supplying the first frequency characteristic of the torque of the motor generated in the first winding and the second current command value to the second transfer function unit, the second transfer function unit is supplied. By supplying the second frequency characteristic of the torque of the motor generated in the winding and the failure current command adjustment value to the third transfer function unit, the first winding or the second winding By using the transfer function calculated based on the third frequency characteristic of the generated torque of the motor, or by using the first frequency characteristic as G 1 , the second frequency characteristic as G 2 , and the second . The frequency characteristic of 3 is G 1 ′, the transfer function of the first transfer function unit is C 1 , the transfer function of the second transfer function unit is C 2, and the transfer function of the third transfer function unit is C 2.
By
Alternatively, the transfer function Ca 1 of the third transfer function unit is a second-order transfer function or a fourth-order transfer function.
Alternatively, it is more effectively achieved by using the first data group as the steering torque and the vehicle speed and the second data group as the motor electric angle, the steering angle and the self-alignment torque.
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、車両の操舵系に多相モータ巻線を二重化した多相モータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置において、二重化した多相モータ巻線に対して個別のモータ駆動部から電流を供給し、モータの巻線に故障が生じた場合に、故障が生じた一方の巻線を特定し、故障した一方の巻線を除く正常な他方の巻線を電流駆動する際、正常な他方の巻線に供給する操舵補助指令値を故障が生じる以前の半分にすること、及び操舵補助指令値に加算される補償電流指令値は故障が生じる以前のまま維持し、該加算された電流指令値を用いて多相モータを駆動することによって、故障が生じた場合でも、トルクリップルを抑制した、安定な操舵フィーリングを実現することが可能となる。 According to the electric power steering device of the present invention, in the electric power steering device in which the assist force by the multi-phase motor in which the multi-phase motor winding is duplicated is applied to the steering system of the vehicle, the duplicated multi-phase motor winding is used. On the other hand, when a current is supplied from an individual motor drive unit and a motor winding fails, one of the failed windings is identified, and the other normal winding excluding the failed winding. When driving the wire with current, the steering assist command value supplied to the other normal winding is halved before the failure occurs, and the compensation current command value added to the steering assistance command value is before the failure occurs. By keeping the value as it is and driving the multi-phase motor using the added current command value, it is possible to realize a stable steering feeling in which torque ripple is suppressed even if a failure occurs.
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、車両の操舵系に多相モータ巻線を二重化した多相モータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置において、二重化した多相モータ巻線に対して個別のモータ駆動部から電流を供給し、モータの巻線に故障（異常を含む）が生じた場合に、故障が生じた巻線を特定し、故障した一方の巻線を除く他方の巻線を電流駆動する際、正常な他方の巻線に供給する操舵補助指令値を故障が生じる以前の半分にすること、及び操舵補助指令値に加算される補償電流指令値は故障が生じる以前のまま維持し、該加算された電流指令値を用いて多相電動モータを駆動することによって、故障が生じた場合でも、トルクリップルを抑制した、安定な操舵フィーリングを実現することが可能となる。 According to the electric power steering device of the present invention, in the electric power steering device in which the assist force by the multi-phase motor in which the multi-phase motor winding is duplicated is applied to the steering system of the vehicle, the duplicated multi-phase motor winding is used. On the other hand, when current is supplied from individual motor drive units and a failure (including abnormality) occurs in the motor winding, the failed winding is identified, and the other one excluding the failed winding is excluded. When the winding is driven by current, the steering assist command value supplied to the other normal winding is halved before the failure occurs, and the compensation current command value added to the steering assistance command value is before the failure occurs. By keeping the value as it is and driving the multi-phase electric motor using the added current command value, it is possible to realize a stable steering feeling that suppresses torque ripple even if a failure occurs. Become.
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
コントロールユニット１００は主としてＣＰＵ（又はＭＰＵやＭＣＵ）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すような構成は、図３のようになっている。図３を参照してコントロールユニット１００の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｒ及び車速センサ１２からの車速Ｖｅｌは操舵補助指令値演算部１０１に入力され、アシストマップ（図示しない）を用いて操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐが演算される。例えば、コントロールユニット１００では、操舵トルクＴｒ及び車速Ｖｅｌをもとに予め設定された操舵補助指令値算出マップ（例えば、操舵補助指令値特性曲線のルックアップテーブル）のデータを操舵補助指令値演算部に格納し、操舵補助指令値算出マップを参照し、演算して、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐを電流指令値調整部１０２に供給する。 The control unit 100 is mainly composed of a CPU (or MPU or MCU), and a configuration showing a general function executed by a program inside the CPU is as shown in FIG. Explaining the function and operation of the control unit 100 with reference to FIG. 3, the steering torque Tr detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vel from the vehicle speed sensor 12 are input to the steering assist command value calculation unit 101, and the assist map ( The steering assist command value Iref_map is calculated using (not shown). For example, in the control unit 100, the steering assistance command value calculation unit uses the data of the steering assistance command value calculation map (for example, the lookup table of the steering assistance command value characteristic curve) set in advance based on the steering torque Tr and the vehicle speed Vel. The steering assist command value calculation map is referred to and calculated, and the steering assist command value Iref_map is supplied to the current command value adjusting unit 102.
操舵補助指令値算出マップにおける、操舵トルクＴｒと操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐとの関係については、所定の操舵トルク以下では、操舵トルクが増加するにつれて操舵補助指令値が増大するような曲線状特性を示し、該所定の操舵トルク以上では、車速Ｖｅｌに応じた上限値で飽和するような特性を示す。また、車速Ｖｅｌが増加するにつれて、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐが飽和する値が低下するように設定される。ただし、飽和する値はドライバーのフィールが車両挙動に合わせ低下しなく、一定でも良い。例えば、図４のような特性で表される。このような特性を有する操舵補助指令値演算部１０１により、車速が上昇するにつれてハンドルが適度に重くなるように設定され、その結果、快適な操舵フィーリングを得ることができる。なお、巻線の正常時には、実線Ａで表された特性を示すアシストマップを使用するが、巻線の故障時には、点線Ｂで表された特性を示すアシストマップに切り替えて、使用する。正常時のアシストマップの特性と故障時のアシストマップの特性を比較すると、故障時のアシストマップの特性の飽和する操舵補助指令値は、正常時のそれより低く設定されている。一方、故障時における操舵補助指令値が飽和するトルク（図４の点線Ｄ）については、正常時における操舵補助指令値が飽和するトルク（図４の点線Ｃ）により高く設定されている。その結果、故障時における飽和までの操舵補助指令値の変化は、正常時のそれよりやや緩やかな特性曲線として設定されている。 Regarding the relationship between the steering torque Tr and the steering assist command value Iref_map in the steering assist command value calculation map, a curved characteristic is shown in which the steering assist command value increases as the steering torque increases below a predetermined steering torque. When the steering torque is equal to or higher than the predetermined steering torque, the vehicle exhibits a characteristic of being saturated at an upper limit value according to the vehicle speed Vel. Further, as the vehicle speed Vel increases, the value at which the steering assist command value Iref_map is saturated decreases. However, the saturation value may be constant as the driver's feel does not decrease according to the vehicle behavior. For example, it is represented by the characteristics shown in FIG. The steering assist command value calculation unit 101 having such characteristics is set so that the steering wheel becomes appropriately heavier as the vehicle speed increases, and as a result, a comfortable steering feeling can be obtained. When the winding is normal, the assist map showing the characteristics represented by the solid line A is used, but when the winding fails, the assist map showing the characteristics represented by the dotted line B is switched and used. Comparing the characteristics of the assist map at the time of normal and the characteristics of the assist map at the time of failure, the saturated steering assist command value of the characteristics of the assist map at the time of failure is set lower than that at the time of normal. On the other hand, the torque at which the steering assist command value is saturated at the time of failure (dotted line D in FIG. 4) is set higher than the torque at which the steering assist command value at the time of normal saturation is saturated (dotted line C in FIG. 4). As a result, the change in the steering assist command value until saturation at the time of failure is set as a characteristic curve slightly gentler than that at the time of normal operation.
なお、操舵補助指令値演算部１０１に、マップの後（操舵補助指令値演算部１０１と電流指令値調整部１０２との間）に1次の位相進み補償、位相遅れ補償、２次の位相補償を直列に設けてもよい。 It should be noted that the steering assist command value calculation unit 101 is provided with primary phase lead compensation, phase delay compensation, and secondary phase compensation after the map (between the steering assist command value calculation unit 101 and the current command value adjustment unit 102). May be provided in series.
また、モータ電気角θｅ、ハンドル舵角θｈ、舵角トルクＴｒ、車速Ｖｅｌ、およびその他のデータが補償電流指令値演算部１０３に入力され、演算された補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐが電流指令値調整部１０２に入力される。 Further, motor electric angle θe, handle steering angle θh, steering angle torque Tr, vehicle speed Vel, and other data are input to the compensation current command value calculation unit 103, and the calculated compensation current command value Iref_comp is the current command value adjustment unit. It is input to 102.
また、モータ２０の電気角θｅは、操舵角に対応するものとなり、電気角θｅを時間微分して算出される電気角速度ｄθｅ／ｄｔは、操舵角速度に対応するものとなる。電流指令値調整部１０２は、電気角θｅをもとに演算された電気角速度ｄθｅ／ｄｔに基づいた操舵角速度ωが大きくなるにつれて、補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを減少させ、または操舵角速度ωが小さくなるにつれて、補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを増加させるように調整しても良い。さらに、車速Ｖｅｌを考慮して、同じ操舵角速度ωが入力された場合において、車速Ｖｅｌが大きい場合には補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを増加させ、車速Ｖｅｌが小さい場合には補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを減少させるように調整するようにしても良い。 Further, the electric angle θe of the motor 20 corresponds to the steering angle, and the electric angular velocity dθe / dt calculated by time-differentiating the electric angle θe corresponds to the steering angular velocity. The current command value adjusting unit 102 reduces the compensation current command value Iref_comp or decreases the steering angular velocity ω as the steering angular velocity ω based on the electric angular velocity dθe / dt calculated based on the electric angle θe increases. As a result, the compensation current command value Iref_comp may be adjusted to increase. Further, in consideration of the vehicle speed Vel, when the same steering angular velocity ω is input, the compensation current command value Iref_comp is increased when the vehicle speed Vel is large, and the compensation current command value Iref_comp is decreased when the vehicle speed Vel is small. It may be adjusted so as to allow.
また、その他で考慮する入力データとして、例えばセルフアライメントトルク（以下、ＳＡＴと記載する）が挙げられ、路面から操舵輪を介してステアリング機構（例えばラックバー）に入力される力として、操舵操作に対する抵抗力となるため、この力に基づいて推定したアシストトルクから補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを調整することができる。また、路面と操舵輪との摩擦などに起因する力であるＳＡＴが大きくなるにつれて、補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを増加するように調整するようにしても良い。また、車速センサ１２で検出した車速Ｖｅｌと舵角センサ１４で検出したハンドル操舵角θｈとからＳＡＴを推定してもよい。
また、モータ２０にはレゾルバ等の回転位置センサが取り付けられており、モータ回転角θｍおよびモータ電気角θｅを検出することができる。そして、回転位置センサからのモータ回転角θｍまたはモータ電気角θｅに基づいて、モータ２０の回転角速度であるモータ角速度ωを演算することができ、更に、モータ角速度ωに基づいて、モータ２０の回転角加速度であるモータ角加速度ω＊を演算することができる。補償電流指令値演算部１０３において、モータ角加速度ω＊に基づいて、慣性補償値ＩＮａを演算して、慣性補償値ＩＮａを加算するようにしても良い。こうして慣性補償値ＩＮａを加算された補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを用いた電動パワーステアリング装置では、モータ慣性を加減速させるトルクを操舵トルクＴｒから排除し、慣性感のない操舵感を得るすることができる。なお、具体的な構成については、補償電流指令値演算部１０３において、モータ回転角θｅを微分演算し、モータ角速度ωを演算するモータ角速度演算部、モータ角速度ωを微分演算し、モータ角加速度ω＊を演算するモータ角加速度演算部、モータ角加速度ω＊に基づいて慣性補償値ＩＮａを演算する慣性補償部を設け、さらに、モータ電気角θｅ、ハンドル舵角θｈ、操舵トルクＴｒ、車速Ｖｅｌ、およびその他のデータに基づいて演算された補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐに慣性補償値ＩＮａを加算する加算部を設けるようなものが挙げられる。
In addition, as input data to be considered in other cases, for example, self-alignment torque (hereinafter referred to as SAT) can be mentioned, and as a force input from the road surface to the steering mechanism (for example, rack bar) via the steering wheels, the steering operation is performed. Since it becomes a resistance force, the compensation current command value Iref_comp can be adjusted from the assist torque estimated based on this force. Further, the compensation current command value Iref_comp may be adjusted to increase as the SAT, which is a force caused by friction between the road surface and the steering wheel, increases. Further, the SAT may be estimated from the vehicle speed Vel detected by the vehicle speed sensor 12 and the steering angle θh detected by the steering angle sensor 14.
Further, a rotation position sensor such as a resolver is attached to the motor 20, and the motor rotation angle θm and the motor electric angle θe can be detected. Then, the motor angular velocity ω, which is the rotational angular velocity of the motor 20, can be calculated based on the motor rotational angle θm or the motor electric angle θe from the rotational position sensor, and further, the rotation of the motor 20 is based on the motor angular velocity ω. The motor angular velocity ω *, which is the angular velocity, can be calculated. The compensation current command value calculation unit 103 may calculate the inertia compensation value INa based on the motor angular acceleration ω * and add the inertia compensation value INa. In the electric power steering device using the compensation current command value Iref_comp to which the inertia compensation value INa is added, the torque for accelerating or decelerating the motor inertia can be eliminated from the steering torque Tr, and a steering feeling without a feeling of inertia can be obtained. .. Regarding the specific configuration, the compensation current command value calculation unit 103 differentially calculates the motor rotation angle θe, calculates the motor angular velocity ω, and differentially calculates the motor angular velocity ω to obtain the motor angular acceleration ω. A motor angular acceleration calculation unit that calculates * and an inertial compensation unit that calculates the inertial compensation value INa based on the motor angular acceleration ω * are provided, and further, the motor electric angle θe, handle steering angle θh, steering torque Tr, vehicle speed Vel, And other data, such as providing an adder for adding the inertial compensation value INa to the compensation current command value Iref_comp calculated based on the data.
さらに、補償電流指令値演算部１０３には、舵角トルクＴｒの時間微分を行い、舵角トルク微分値（ｄＴｒ／ｄｔ）を出力するトルク微分補償部（図示しない）を備えて、慣性補償電流設定手段としても機能するようにしてもよい。トルク信号Ｔｒの位相を位相進みの方向に補償するため、急操舵時にも鋭敏な操舵特性が得られるように改善される。また、このような位相補正を行えば、トルクリップルの低減により電動パワーステアリング装置に生じる振動や異音を抑制することができる。 Further, the compensation current command value calculation unit 103 is provided with a torque differential compensation unit (not shown) that performs time differentiation of the steering angle torque Tr and outputs a steering angle torque differential value (dTr / dt), and is provided with an inertial compensation current. It may also function as a setting means. Since the phase of the torque signal Tr is compensated in the direction of phase advance, it is improved so that a sharp steering characteristic can be obtained even during sudden steering. Further, if such phase correction is performed, vibration and abnormal noise generated in the electric power steering device can be suppressed by reducing the torque ripple.
さらに、車速Ｖｅｌおよび操舵トルクＴｒに基づいて、ステアリング機構に対する摩擦の補償をするための摩擦補償値Ｆｃを演算し、演算された摩擦補償値Ｆｃで電流指令値を補正するようにしてもよい。例えば、操舵トルクＴｒ及び車速Ｖｅｌを入力して摩擦補償値Ｆｃを出力する摩擦補償部（図示しない）を具備し、補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐ、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐ、さらに摩擦補償値Ｆｃを電流指令値調整部１０２に供給して、後述するが電流指令加算値Ｉｒｅｆの生成に反映してもよい。なお、具体的な摩擦補償部は、操舵トルクＴｒに基づいて摩擦補償演算値Ｆｏを演算する摩擦補償値演算部と、摩擦補償演算値Ｆｏに乗算する車速感応ゲインＧｖを演算するゲイン演算部と、摩擦補償演算値Ｆｏとゲイン演算部で演算された車速感応ゲインＧｖとの乗算を行う乗算部とで構成されており、ゲイン演算部は、車速Ｖｅｌに応じて決まる車速感応ゲインＧｖを演算する車速感応ゲイン演算部で構成されるような例を挙げることができる。このような構成に拠れば、摩擦補償部の乗算部は摩擦補償演算値Ｆｏと車速感応ゲインＧｖを乗算して得られた摩擦補償値Ｆｃ（＝Ｇｖ＊Ｆｏ）を出力することができる。そして、補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを生成する際、摩擦補償値Ｆｃを減算するような補償電流指令値演算部１０３を構成するようにすることによって、ステアリング機構における回転方向とは反対方向に駆動トルクが発生するように、補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを演算することができる。これによって、ステアリング機構における粘性感という効果を奏することができる。 Further, the friction compensation value Fc for compensating the friction with respect to the steering mechanism may be calculated based on the vehicle speed Vel and the steering torque Tr, and the current command value may be corrected by the calculated friction compensation value Fc. For example, a friction compensation unit (not shown) that inputs steering torque Tr and vehicle speed Vel and outputs friction compensation value Fc is provided, and compensation current command value Iref_comp, steering auxiliary command value Iref_map, and friction compensation value Fc are current commanded. It may be supplied to the value adjusting unit 102 and reflected in the generation of the current command addition value Iref, which will be described later. The specific friction compensation unit includes a friction compensation value calculation unit that calculates the friction compensation calculation value Fo based on the steering torque Tr, and a gain calculation unit that calculates the vehicle speed sensitive gain Gv to be multiplied by the friction compensation calculation value Fo. , It is composed of a multiplication unit that multiplies the friction compensation calculation value Fo and the vehicle speed sensitive gain Gv calculated by the gain calculation unit, and the gain calculation unit calculates the vehicle speed sensitive gain Gv determined according to the vehicle speed Vel. An example can be given in which the vehicle speed-sensitive gain calculation unit is configured. According to such a configuration, the multiplication unit of the friction compensation unit can output the friction compensation value Fc (= Gv * Fo) obtained by multiplying the friction compensation calculation value Fo by the vehicle speed sensitive gain Gv. Then, when the compensation current command value Iref_comp is generated, the drive torque is generated in the direction opposite to the rotation direction in the steering mechanism by configuring the compensation current command value calculation unit 103 that subtracts the friction compensation value Fc. The compensation current command value Iref_comp can be calculated so as to occur. As a result, the effect of viscous feeling in the steering mechanism can be achieved.
続いて、電流指令値調整部１０２以降の構成について説明する。まず、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐおよび補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐが電流指令値調整部１０２に入力され、第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１および第２の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２が演算される。第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１および第２の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２は、それぞれ第１の電流指令値制限部１０４ａおよび第２の電流指令値制限部１０４ｂに入力され、第１の電流制限指令値Ｉｒｅｆ１＿ｌｉｍおよび第２の電流制限指令値Ｉｒｅｆ２＿ｌｉｍが演算される。第１の電流制限指令値Ｉｒｅｆ１＿ｌｉｍおよび第２の電流制限指令値Ｉｒｅｆ２＿ｌｉｍが、それぞれ第１の電流制御演算部１０５ａおよび第２の電流制御演算部１０５ｂに入力され、第１の電流指令値Ｖｒｅｆ＿１および第２の電流指令値Ｖｒｅｆ＿２が演算される。そして、第１の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿１および第２の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿２が、それぞれ第１のモータ電流駆動部２３ａおよび第２の電流駆動部２３ｂに供給され、第１の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿１に基づいてＰＷＭが演算され、回転位置センサからのモータ角Ｉｓ＿１θeに同期して第１のＵ相駆動電流Ｉ１ｕ、第１のＶ相駆動電流Ｉ１ｖおよび第１のＷ相駆動電流Ｉ１ｗに変換される。また同様に、第２の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿２に基づいてＰＷＭが演算され、回転位置センサからのモータ角Ｉｓ＿２θeに同期して第２のＵ相駆動電流Ｉ２ｕ、第２のＶ相駆動電流Ｉ２ｖおよび第２のＷ相駆動電流Ｉ２ｗに変換され、３相モータ２０ａが駆動される。 Subsequently, the configuration after the current command value adjusting unit 102 will be described. First, the steering assist command value Iref_map and the compensation current command value Iref_comp are input to the current command value adjustment unit 102, and the first current command adjustment value Iref1 and the second current command adjustment value Iref2 are calculated. The first current command adjustment value Iref1 and the second current command adjustment value Iref2 are input to the first current command value limiting unit 104a and the second current command value limiting unit 104b, respectively, and the first current command value limiting unit value Iref1_lim and the second current limit command value Iref2_lim are calculated. The first current limit command value Iref1_lim and the second current limit command value Iref2_lim are input to the first current control calculation unit 105a and the second current control calculation unit 105b, respectively, and the first current command value Vref_1 and the second current limit command value Vref_1 The current command value Vref_2 of 2 is calculated. Then, the first voltage command value Vref_1 and the second voltage command value Vref_1 are supplied to the first motor current drive unit 23a and the second current drive unit 23b, respectively, based on the first voltage command value Vref_1. PWM is calculated and converted into a first U-phase drive current I1u, a first V-phase drive current I1v, and a first W-phase drive current I1w in synchronization with the motor angle Is_1θe from the rotation position sensor. Similarly, PWM is calculated based on the second voltage command value Vref_2, and the second U-phase drive current I2u, the second V-phase drive current I2v, and the second V-phase drive current I2v are synchronized with the motor angle Is_2θe from the rotation position sensor. It is converted into the W-phase drive current I2w of 2, and the three-phase motor 20a is driven.
なお、第１の電流指令値制限部１０４ａおよび第２の電流指令値制限部１０４ｂは、その入力される第１の電流制限指令値ｒｅｆ１＿ｌｉｍおよび第２の電流制限指令値Ｉｒｅｆ２＿ｌｉｍに基づいて、それぞれ、独立に電流フィードバック制御を実行する構成となっていても良い。 The first current command value limiting unit 104a and the second current command value limiting unit 104b are respectively based on the input first current limit command value ref1_lim and the second current limit command value Iref2_lim, respectively. It may be configured to execute the current feedback control independently.
また、第１のモータ電流駆動部２３ａ、および第２のモータ電流駆動部２３ｂには周知のＰＷＭインバータが採用されている。そして、第１のモータ電流駆動部２３ａは、第１の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿１に対応する第１のＵ相コイルＬ１ｕ、第１のＶ相コイルＬ１ｖ、および第１のＷ相コイルＬ１ｗにそれぞれ印加される駆動波形のデューティ比を演算する。同様に、第２のモータ電流駆動部２３ｂは、第２の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿２に対応する第２のＵ相コイルＬ２ｕ、第２のＶ相コイルＬ２ｖ、および第２のＷ相コイルＬ２ｗにそれぞれ印加される駆動波形のデューティ比を演算する。このようにして、コントロールユニットＥＣＵ１００は、第１の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿１および第２の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿２に基づき、第１のモータ電流駆動部２３ａおよび第２のモータ電流駆動部２３ｂが出力する駆動電力を、それぞれ独立に、その対応する３相モータ２０ａの第１の巻線Ｌ１、および第２の巻線Ｌ２に供給する構成となっている。 Further, a well-known PWM inverter is adopted for the first motor current drive unit 23a and the second motor current drive unit 23b. Then, the first motor current drive unit 23a is applied to the first U-phase coil L1u, the first V-phase coil L1v, and the first W-phase coil L1w corresponding to the first voltage command value Vref_1, respectively. Calculate the duty ratio of the drive waveform. Similarly, the second motor current drive unit 23b applies to the second U-phase coil L2u, the second V-phase coil L2v, and the second W-phase coil L2w corresponding to the second voltage command value Vref_2, respectively. The duty ratio of the drive waveform to be generated is calculated. In this way, the control unit ECU 100 outputs the drive power output by the first motor current drive unit 23a and the second motor current drive unit 23b based on the first voltage command value Vref_1 and the second voltage command value Vref_2. Are independently supplied to the first winding L1 and the second winding L2 of the corresponding three-phase motor 20a.
第１の電流検出部２４ａおよび第２の電流検出部２４ｂは、ＨレベルまたはＬレベルの状態を示すデジタル信号を用いて故障検出部１０６に故障の状態を伝達する。 The first current detection unit 24a and the second current detection unit 24b transmit the failure state to the failure detection unit 106 using a digital signal indicating the H level or L level state.
そして、第１の電流検出部２４ａは、第１のＵ相駆動電流Ｉ１ｕ、第１のＶ相駆動電流Ｉ１ｖおよび第１のＷ相駆動電流Ｉ１ｗを検出し、第２の電流検出部２４ｂは、第２のＵ相駆動電流Ｉ２ｕ、第２のＶ相駆動電流Ｉ２ｖおよび第２のＷ相駆動電流Ｉ２ｗを検出する。そして、第１の電流検出部２４ａが故障を検出した場合、Ｌレベルの巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍを故障検出部１０６に伝達する。同様に、第２の電流検出部２４ｂが故障を検出した場合、Ｌレベルの巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍを故障検出部１０６に伝達する。故障検出部１０６は、Ｌレベルの巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍが入力された場合、第１のモータ駆動回路２３ａが駆動するモータの第１の巻線Ｌ１に故障が発生したと判断する。同様に、Ｌレベルの巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍが入力された場合、第２のモータ駆動回路２３ｂが駆動するモータの第２の巻線Ｌ２に故障が発生したと判断する。故障検出部１０６は、第１の巻線Ｌ１および第２の巻線Ｌ２がともに正常であるか、第１の巻線Ｌ１または第２の巻線Ｌ２のいずれが故障であるか、第１の巻線Ｌ１および第２の巻線Ｌ２がともに故障であるかを判断し、判断結果を判定信号ｊｕｄｇｅとして、電流指令値調整部１０２に伝達する。また、Ｈレベルによって巻線の正常を示す正常状態ｎｏｒｍａｌ、Ｈレベルによって巻線１の正常を示す巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍ、およびＨレベルによって巻線２の正常を示す巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍを電流指令値調整部１０２に伝達するようにしても良い。 Then, the first current detection unit 24a detects the first U-phase drive current I1u, the first V-phase drive current I1v, and the first W-phase drive current I1w, and the second current detection unit 24b The second U-phase drive current I2u, the second V-phase drive current I2v, and the second W-phase drive current I2w are detected. Then, when the first current detection unit 24a detects a failure, the L-level winding 1 normal / failure coil1_norm is transmitted to the failure detection unit 106. Similarly, when the second current detection unit 24b detects a failure, the L level winding 2 normal / failure coil2_norm is transmitted to the failure detection unit 106. The failure detection unit 106 determines that a failure has occurred in the first winding L1 of the motor driven by the first motor drive circuit 23a when the L-level winding 1 normal / failure coil1_norm is input. Similarly, when the L-level winding 2 normal / fault coil2_norm is input, it is determined that a fault has occurred in the second winding L2 of the motor driven by the second motor drive circuit 23b. The failure detection unit 106 determines whether the first winding L1 and the second winding L2 are both normal, or whether the first winding L1 or the second winding L2 is defective. It is determined whether both the winding L1 and the second winding L2 are faulty, and the determination result is transmitted to the current command value adjusting unit 102 as a determination signal judge. Further, the normal state normal indicating the normality of the winding according to the H level, the winding 1 normal / failure indicating the normality of the winding 1 according to the H level, coil1_norm, and the winding 2 normal / failure indicating the normality of the winding 2 according to the H level. The coil2_norm may be transmitted to the current command value adjusting unit 102.
そして、第１の巻線Ｌ１または第２の巻線Ｌ２のいずれかが故障である場合、電流指令値調整部１０２は、それぞれ第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１または第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２を生成することを中止する。例えば、第２の巻線が故障である場合、第２の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２を生成することを中止する。そして、巻線が正常であったときの半分にされた操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐおよび補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐに基づいて、正常時の第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１に代わる、故障時の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１＿ｉｒｇを生成し、第１の電流指令制限部１０４ａに出力する。また第１の巻線が故障である場合、第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１を生成することを中止する。そして、巻線が正常であったときの半分にされた操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐおよび補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐに基づいて、正常時の第２の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２に代わる、故障時の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２＿ｉｒｇを生成し、第２の電流指令制限部１０４ｂに出力する。なお、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐを巻線が正常であったときの半分にする際、係数Ｃmap（＝０．５）を設定し、巻線が異常になった際、係数Ｃmapを掛けて、巻線異常時の操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐを算出しても良い。 When either the first winding L1 or the second winding L2 is out of order, the current command value adjusting unit 102 sends the first current command adjustment value Iref1 or the first current command adjustment value Iref2, respectively. Stop generating. For example, if the second winding fails, the generation of the second current command adjustment value Iref2 is stopped. Then, based on the steering assist command value Iref_map and the compensation current command value Iref_comp, which are halved when the winding is normal, the current command adjustment at the time of failure replaces the first current command adjustment value Iref1 at normal time. The value Iref1_irg is generated and output to the first current command limiting unit 104a. If the first winding is out of order, the generation of the first current command adjustment value Iref1 is stopped. Then, based on the steering assist command value Iref_map and the compensation current command value Iref_comp, which are halved when the winding is normal, the current command adjustment at the time of failure replaces the second current command adjustment value Iref2 at normal time. The value Iref2_irg is generated and output to the second current command limiting unit 104b. When the steering assist command value Iref_map is halved when the winding is normal, a coefficient Cmap (= 0.5) is set, and when the winding becomes abnormal, the coefficient Cmap is multiplied to wind the winding. The steering assist command value Iref_map at the time of line abnormality may be calculated.
ここで、電流指令値調整部１０２の構成および機能を図５および図６に示すブロック図を用いて説明する。 Here, the configuration and function of the current command value adjusting unit 102 will be described with reference to the block diagrams shown in FIGS. 5 and 6.
故障検出部１０６が、第１の巻線Ｌ１および第２の巻線Ｌ２がともに正常であると判定した場合の電流指令値調整部１０２の構成を説明すると、加算ブロック３１は、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐと補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐとを加算した電流指令加算値Ｉｒｅｆをそれぞれ伝達関数Ｃ１の第１の伝達関数部３２ａおよび第２伝達関数部３２ｂに入力する。該加算したデータである電流指令加算値Ｉｒｅｆは、第１の伝達関数部３２ａおよび第２の伝達関数部３２ｂによって、それぞれ第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１および第２の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２に変換される。なお、摩擦補償部から供給される摩擦補償値Ｆｃを考慮する場合は、補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐ、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐ、さらに摩擦補償値Ｆｃを減算して、電流指令加算値Ｉｒｅｆの生成してもよい。 Explaining the configuration of the current command value adjusting unit 102 when the failure detecting unit 106 determines that both the first winding L1 and the second winding L2 are normal, the addition block 31 is a steering assist command value. The current command addition value Iref, which is the sum of the Iref_map and the compensation current command value Iref_comp, is input to the first transfer function unit 32a and the second transfer function unit 32b of the transfer function C1, respectively. The added data, the current command addition value Iref, is converted into the first current command adjustment value Iref1 and the second current command adjustment value Iref2 by the first transfer function unit 32a and the second transfer function unit 32b, respectively. Will be done. When considering the friction compensation value Fc supplied from the friction compensation unit, the compensation current command value Iref_comp, the steering assist command value Iref_map, and the friction compensation value Fc are subtracted to generate the current command addition value Iref. May be good.
つぎに、故障検出部１０６が、第１の巻線Ｌ１または第２の巻線Ｌ２のいずれかが故障であると判定した場合について説明する。例として第２の巻線が故障である場合、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐは、巻線が正常時のときの半分にされて、加算ブロック３１に出力される。そして、加算ブロック３１は、半分にされた操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐと補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐとを加算し、該加算値を故障時電流指令加算値Ｉｒｅｆ＿ｉｒｇとして伝達関数Ｃa1の第３の伝達関数部３２ｃに入力する。そして、第３の伝達関数部３２ｃが、該加算した故障時電流指令加算値Ｉｒｅｆ＿ｉｒｇを故障時電流指令調整値Ｉｒｅｆａ１＿ｉｒｇに変換する。そして故障時電流指令調整値Ｉｒｅｆａ１＿ｉｒｇは第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１として第１の電流指令制限部１０４ａに出力される。なお、伝達関数Ｃ1、伝達関数Ｃ2および伝達関数Ｃa1については、それぞれスカラー値であっても良いし、実験で求めた入出力関係に基づいて決定しても良い。 Next, a case where the failure detection unit 106 determines that either the first winding L1 or the second winding L2 is a failure will be described. As an example, when the second winding is out of order, the steering assist command value Iref_map is halved from the normal winding and output to the addition block 31. Then, the addition block 31 adds the steering assist command value Iref_map halved and the compensation current command value Iref_comp, and uses the added value as the failure current command additional value Iref_irg as the third transfer function unit of the transfer function C a1 . Input to 32c. Then, the third transfer function unit 32c converts the added failure current command addition value Iref_irg into the failure current command adjustment value Iref1_irg. Then, the failure current command adjustment value Iref1_irg is output to the first current command limiting unit 104a as the first current command adjustment value Iref1. The transfer function C 1 , the transfer function C 2, and the transfer function C a 1 may be scalar values, respectively, or may be determined based on the input / output relationship obtained in the experiment.
次に、伝達関数Ｃa1の決定方法について説明する。まず第１の巻線Ｌ１および第２の巻線Ｌ２がともに正常であると判定した場合の３相モータ２０ａに生じるモータトルクＴｍは、図７のように模式的に表現することができる。伝達関数Ｇ1のブロック４１ａは、第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１を、第１の巻線Ｌ１に電流を供給することによって生じる第１のトルクに変換し、また、伝達関数Ｇ2のブロック４１ｂは第２の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２を、第２の巻線Ｌ２に電流を供給することによって生じる第２のトルクに変換する周波数伝達特性を有する。第１のトルクと第２のトルクとの加算値が３相モータ２０ａにトルクＴｍ生じるとする。ここで例えば、故障検出部１０６が第２の巻線Ｌ２が故障であると判定した場合について、図８を用いて説明する。図８の模式図においては、故障時電流指令調整値Ｉｒｅｆ＿ｉｒｇを第３の伝達関数部３２ｃに入力して、第３の伝達関数部３２ｃは故障時電流指令調整値Ｉｒｅｆａ１＿ｉｒｇに変換して、伝達関数Ｇ1´のブロック４１ｃに供給して、図７に示したと同様に３相モータ２０ａにトルクＴｍを生じさせることを表している。ここで、図７および図８において表現したブロック図を伝達関数によって、それぞれ数１および数２のように表現することができる。 Next, a method for determining the transfer function C a1 will be described. First, the motor torque Tm generated in the three-phase motor 20a when it is determined that both the first winding L1 and the second winding L2 are normal can be schematically expressed as shown in FIG. 7. The block 41a of the transfer function G 1 converts the first current command adjustment value Iref 1 into a first torque generated by supplying a current to the first winding L1, and the block 41b of the transfer function G 2 Has a frequency transfer characteristic that converts the second current command adjustment value Iref2 into a second torque generated by supplying a current to the second winding L2. It is assumed that the sum of the first torque and the second torque causes a torque Tm in the three-phase motor 20a. Here, for example, a case where the failure detection unit 106 determines that the second winding L2 is a failure will be described with reference to FIG. In the schematic diagram of FIG. 8, the failure current command adjustment value Iref_irg is input to the third transfer function unit 32c, and the third transfer function unit 32c converts the failure current command adjustment value Iref1_irg into the transfer function. It indicates that the current is supplied to the block 41c of G 1 ′ to generate a torque Tm in the three-phase motor 20a as shown in FIG. Here, the block diagrams represented in FIGS. 7 and 8 can be represented by transfer functions as in equations 1 and 2, respectively.
同様に、第１の巻線が故障である場合、伝達関数Ｃa２は数５のように決定することができる。なお、周波数伝達特性Ｇ２´については、片方（第１の巻線）の電流指令値の経路が絶たれ、２つの電流指令値による合成トルクが発生しないような接続関係において測定される特性であるとする。 Similarly, if the first winding is faulty, the transfer function C a2 can be determined as in Equation 5. Note that the frequency transfer characteristic G 2 'is a characteristic that is cut off the path of the current command value one (first winding), combined torque by two current command value is measured in the connection relationship that does not occur Suppose there is.
数４に拠れば、故障時電流指令調整値Ｉｒｅｆａ１＿ｉｒｇからモータトルクＴｍまでの経路の伝達関数は、正常時の電流指令加算値ＩｒｅｆからモータトルクＴｍまでの経路の伝達関数と等価の関係となる。第３の伝達関数部３２ｃの伝達関数Ｃａ１は、例えば、２次系伝達関数、４次系伝達関数のような安定な伝達関数の近似式で表現しても良い。また、伝達関数Ｃa２についても同様である。
According to Equation 4, the transfer function of the path from the failure current command adjustment value Irefa1_irg to the motor torque Tm has an equivalent relationship with the transfer function of the path from the normal current command addition value Iref to the motor torque Tm. The transfer function Ca1 of the third transfer function unit 32c may be expressed by an approximate expression of a stable transfer function such as a quadratic transfer function or a quaternary transfer function. The same applies to the transfer function C a2 .
以上、本発明に拠れば、図９に示すような作用・効果を得ることができる。図９の横軸および縦軸は、それぞれ時間〔ｓｅｃ〕および操舵トルク〔Ｎ・ｍ〕であり、本発明を採用しない従来の電動パワーステアリング装置の操舵トルクの時間変化を曲線Ａ（細線表示）によって、また本発明を採用する電動パワーステアリング装置の操舵トルクの時間変化を曲線Ｂ（太線表示）によって示す。曲線Ａの振動幅と曲線Ｂの振動幅とを比較すると、曲線Ｂの振動幅は、ほぼ１／２に抑制されていることを確認することができ、本発明の電動パワーステアリング装置においては、故障が生じた場合でも、トルクリップルを抑制した、安定な操舵フィーリングを実現することができる。 As described above, according to the present invention, the actions and effects shown in FIG. 9 can be obtained. The horizontal axis and the vertical axis of FIG. 9 are time [sec] and steering torque [Nm], respectively, and curve A (thin line display) shows the time change of steering torque of the conventional electric power steering device that does not adopt the present invention. The time change of the steering torque of the electric power steering device adopting the present invention is shown by curve B (thick line display). Comparing the vibration width of the curve A and the vibration width of the curve B, it can be confirmed that the vibration width of the curve B is suppressed to about 1/2. In the electric power steering device of the present invention, it can be confirmed. Even if a failure occurs, a stable steering feeling that suppresses torque ripple can be realized.
次に第２の実施形態について説明する。第１実施形態では、第１の巻線Ｌ１または第２の巻線Ｌ２に故障が検出された場合、故障検出部１０６が出力する判定信号ｊｕｄｇｅに応じて、故障が検出された一方の巻線を電流駆動することを停止し、また故障が検出されていない他方の巻線を電流駆動するために用いる電流指令値を生成する電流指令値調整部１０２の内部の伝達関数の切換えを行うことを説明した。第２の実施形態では、故障検出部１０６は、巻線の故障に関する情報として、各巻線の正常状態を示す信号である正常状態ｎｏｒｍａｌ、第１の巻線の正常を示す信号である巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍ、および第２の巻線の正常を示す信号である巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍを電流指令値調整回路１０２に出力する。これらの信号に応じて、電流指令値調整回路１０２に配置されたスイッチ群を開閉することによって、制御電流指令値調整部１０２の内部の伝達関数の切換えを行うことを説明する。第２の実施形態における電流指令値調整部１０２の内部、特にスイッチ郡の配置および接続の例を、図１０に示して説明を行う。なお、ここでは、伝達関数Ｃa2と伝達関数Ｃa1とは類似しており、伝達関数Ｃa2は伝達関数Ｃa1によって近似できるものと仮定する。 Next, the second embodiment will be described. In the first embodiment, when a failure is detected in the first winding L1 or the second winding L2, one winding in which the failure is detected according to the determination signal judge output by the failure detection unit 106. To stop the current drive and switch the internal transfer function of the current command value adjustment unit 102 that generates the current command value used to drive the other winding for which no failure has been detected. explained. In the second embodiment, the failure detection unit 106 uses the normal state normal, which is a signal indicating the normal state of each winding, and the winding 1 which is a signal indicating the normal state of the first winding, as information regarding the failure of the winding. The normal / failed coil1_norm and the winding 2 normal / failed coil2_norm, which are signals indicating the normality of the second winding, are output to the current command value adjusting circuit 102. It will be described that the transfer function inside the control current command value adjusting unit 102 is switched by opening and closing the switch group arranged in the current command value adjusting circuit 102 in response to these signals. An example of the arrangement and connection of the inside of the current command value adjusting unit 102, particularly the switch group, in the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the transfer function C a2 and the transfer function C a1 are similar, and the transfer function C a2 can be approximated by the transfer function C a1 .
先ず、各巻線が正常であることが検出されている状態、すなわち正常状態ｎｏｒｍａｌがＨレベルである場合、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐと補償電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐとを加算ブロック３１によって加算して、電流指令加算値Ｉｒｅｆを生成する。電流指令加算値Ｉｒｅｆは伝達関数Ｃ１を有する第１の伝達関数部３２ａと、伝達関数Ｃ２を有する第２の伝達関数部３２ｂとに入力される。そして、スイッチ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、およびスイッチ６３ｄをＯＦＦにして、スイッチ６１ａおよびスイッチ６１ｂをＯＮにして、第３の伝達関数部３２ｃへの信号経路を遮断する。また、スイッチ６１ｃをＯＦＦにして、第１の伝達関数部３２ａが演算した第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１を第１の電流指令値制限部１０４ａに出力する。同様に、スイッチ６２ａおよびスイッチ６２ｂをＯＮにし、スイッチ６２ｃをＯＦＦにして、第２の伝達関数部３２ｂが演算した第２の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２を第２の電流指令値制限部１０４ｂに出力する。この結果、図５に示したような接続関係が形成される。 First, when it is detected that each winding is normal, that is, when the normal state normal is H level, the steering assist command value Iref_map and the compensation current command value Iref_comp are added by the addition block 31, and the current command is given. Generate the added value Iref. The current command addition value Iref is input to the first transfer function unit 32a having the transfer function C1 and the second transfer function unit 32b having the transfer function C2. Then, the switches 63a, 63b, 63c, and the switch 63d are turned off, the switch 61a and the switch 61b are turned on, and the signal path to the third transfer function unit 32c is cut off. Further, the switch 61c is turned off, and the first current command adjustment value Iref1 calculated by the first transfer function unit 32a is output to the first current command value limiting unit 104a. Similarly, the switch 62a and the switch 62b are turned on, the switch 62c is turned off, and the second current command adjustment value Iref2 calculated by the second transfer function unit 32b is output to the second current command value limiting unit 104b. .. As a result, the connection relationship as shown in FIG. 5 is formed.
次に、巻線に故障が検出された、すなわち正常状態ｎｏｒｍａｌがＬレベルである場合、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐの出力先として、操舵補助指令値変換部１０２ａを選択する。また、スイッチ６１ａ、スイッチ６１ｂ、スイッチ６２ａ、およびスイッチ６２ｂをＯＦＦにして、第１の伝達関数部３２ａおよび第２の伝達関数部３２ｂへの信号経路を遮断する。また、正常状態ｎｏｒｍａｌの反転信号であるｎｏｒｍａｌ＿ｘを用いて、スイッチ６３ａおよび６３ｂをＯＮにすることによって、第３の伝達関数部３２ｃへの信号経路を形成する。この結果、故障時電流指令加算値Ｉｒｅｆ＿ｉｒｇが、第１の伝達関数部３２ａおよび第２の伝達関数部３２ｂに入力されない代わりに、第３の伝達関数部３２ｃに入力されるようにする。例えば、第２の巻線が故障を示し、かつ第１の巻線が正常を示すような場合、すなわち巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍがＬレベルで、かつ巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍがＨレベルである場合、巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍおよび巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍを用いて、スイッチ６３ｃをＯＮに、スイッチ６３ｄをＯＦＦにする。これによって、第３の伝達関数部３２ｃが出力する故障時電流指令調整値Ｉｒｅｆａ１＿ｉｒｇを第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１として、第１の電流指令値制限部１０４ａに供給することができる。なお、第２の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２が不安定とならないように、巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍの反転信号である巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍ＿ｘがＨレベルであることを用いて、スイッチ６２ｃをＯＮにし、第２の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２をＧＮＤレベルに固定する。同様に、第１の巻線が故障を示し、かつ第２の巻線が正常を示す、すなわち巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍがＨレベルで、かつ巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍがＬレベルである場合、巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍおよび巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍを用いて、スイッチ６３ｃをＯＦＦに、スイッチ６３ｄをＯＮにする。故障時電流指令調整値Ｉｒｅｆａ１＿ｉｒｇを第２の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２として、第２の電流指令値制限部１０４ｂに供給することができる。なお、第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１が不安定とならないように、巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍの反転信号である巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍ＿ｘがＨレベルであることを用いてスイッチ６１ｃをＯＮにし、第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１をＧＮＤレベルに固定する。なお、第１の巻線および第２の巻線がともに故障であると検出された場合、スイッチ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、およびスイッチ６３ｄをＯＦＦにし、スイッチ６１ａ、６１ｂ、６２ａ、およびスイッチ６２ｂをＯＦＦにし、スイッチ６１ｃおよびスイッチ６２ｃをＯＮにして、第１の伝達関数部３２ａ、第２の伝達関数部３２ｂおよび第３の伝達関数部３２ｃへの信号経路を遮断する。こうして、第１の巻線および第２の巻線への電流供給を停止するようにしても良い。 Next, when a failure is detected in the winding, that is, when the normal state normal is the L level, the steering assist command value conversion unit 102a is selected as the output destination of the steering assist command value Iref_map. Further, the switch 61a, the switch 61b, the switch 62a, and the switch 62b are turned off to block the signal path to the first transfer function unit 32a and the second transfer function unit 32b. Further, the signal path to the third transfer function unit 32c is formed by turning on the switches 63a and 63b by using the normal_x which is the inverted signal of the normal state normal. As a result, the fault current command addition value Iref_irg is input to the third transfer function unit 32c instead of being input to the first transfer function unit 32a and the second transfer function unit 32b. For example, when the second winding indicates a failure and the first winding indicates normal, that is, the winding 2 normal / fault coil2_norm is the L level and the winding 1 normal / fault coil1_norm is the H level. If, the winding 2 normal / fault coil2_norm and the winding 1 normal / fault coil1_norm are used to turn on the switch 63c and turn off the switch 63d. As a result, the failure current command adjustment value Iref1_irg output by the third transfer function unit 32c can be supplied to the first current command value limiting unit 104a as the first current command adjustment value Iref1. In order to prevent the second current command adjustment value Iref2 from becoming unstable, the switch 62c is set by using the fact that the winding 2 normal / fault coil2_norm_x, which is the inverted signal of the winding 2 normal / fault coil2_norm, is at the H level. Turn it on and fix the second current command adjustment value Iref2 to the GND level. Similarly, the first winding indicates failure and the second winding indicates normal, that is, winding 2 normal / fault coil2_norm is H level and winding 1 normal / fault coil1_norm is L level. In this case, the switch 63c is turned off and the switch 63d is turned on by using the winding 2 normal / fault coil2_norm and the winding 1 normal / fault coil1_norm. The failure current command adjustment value Irefa1_irg can be supplied to the second current command value limiting unit 104b as the second current command adjustment value Iref2. The switch 61c is turned on by using the fact that the winding 1 normal / fault coil1_norm_x, which is the inverted signal of the winding 1 normal / fault coil1_norm, is at the H level so that the first current command adjustment value Iref1 does not become unstable. Then, the first current command adjustment value Iref1 is fixed to the GND level. When it is detected that both the first winding and the second winding are faulty, the switches 63a, 63b, 63c and the switch 63d are turned off, and the switches 61a, 61b, 62a and the switch 62b are turned off. Then, the switch 61c and the switch 62c are turned on to block the signal path to the first transmission function unit 32a, the second transmission function unit 32b, and the third transmission function unit 32c. In this way, the current supply to the first winding and the second winding may be stopped.
なお、コントロールユニット１００では、第１の電流指令値制限部１０４ａ、第１の電流制御演算部１０５ａ、第１のモータ電流駆動部２３ａおよび第１の電流検出部２４ａからなる第１のモータ駆動回路が故障の時、または第２の電流指令値制限部２３ｂ、第２の電流制御演算部１０４ｂ、第２のモータ電流駆動部２３ｂおよび第２の電流検出部２４ｂからなる第２のモータ駆動回路が故障の時には、判定信号ｊｕｄｇｅを生成しても良い。よって、このような判定信号ｊｕｄｇｅに応じて、電流指令値調整部１０２が上述のような電流指令値調整部１０２の内部の伝達関数を切換える処理を行ってもよい。第１のモータ駆動回路または第２のモータ駆動回路に対応する各系統の電力供給路の故障の検出または判定を行い、上記と同様の処理を行っても良い。 In the control unit 100, a first motor drive circuit including a first current command value limiting unit 104a, a first current control calculation unit 105a, a first motor current driving unit 23a, and a first current detecting unit 24a. Is a failure, or a second motor drive circuit including a second current command value limiting unit 23b, a second current control calculation unit 104b, a second motor current driving unit 23b, and a second current detecting unit 24b In the event of a failure, a determination signal current may be generated. Therefore, the current command value adjusting unit 102 may perform the process of switching the internal transfer function of the current command value adjusting unit 102 as described above in response to such a determination signal judge. Failure of the power supply line of each system corresponding to the first motor drive circuit or the second motor drive circuit may be detected or determined, and the same processing as described above may be performed.
次に、第３の実施形態について説明する。第２の実施形態との相違は、図１１に示すように、第２の巻線が故障である場合、伝達関数Ｃa1を用い、第１の巻線が故障である場合、伝達関数Ｃa２を用いるように構成されているところにある。よって、第２の巻線が故障を示し、かつ第１の巻線が正常を示すような場合、すなわち巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍがＬレベルで、かつ巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍがＨレベルである場合、巻線２正常／故障ｃｏｉｌ2＿ｎｏｒｍの反転信号を用いて、スイッチ６３ａおよび６３ｂをＯＮにすることによって、第３の伝達関数部３２ｃへの信号経路を形成する。この結果、故障時電流指令加算値Ｉｒｅｆ＿ｉｒｇが、第１の伝達関数部３２ａおよび第２の伝達関数部３２ｂに入力されない代わりに、第３の伝達関数部３２ｃに入力されるようにする。そして、巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍおよび巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍを用いて、スイッチ６３ｃをＯＮに、スイッチ６３ｄをＯＦＦにする。これによって、第３の伝達関数部３２ｃが出力する故障時電流指令調整値Ｉｒｅｆａ１＿ｉｒｇを第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ１として、第１の電流指令値制限部１０４ａに供給することができる。 Next, a third embodiment will be described. The difference between the second embodiment, as shown in FIG. 11, when the second winding is faulty, using a transfer function C a1, when the first winding is faulty, the transfer function C a2 Is where it is configured to use. Therefore, when the second winding indicates a failure and the first winding indicates normal, that is, the winding 2 normal / fault coil2_norm is the L level and the winding 1 normal / fault coil1_norm is the H level. In the case of, the signal path to the third transmission function unit 32c is formed by turning on the switches 63a and 63b by using the inversion signal of the winding 2 normal / fault coil2_norm. As a result, the fault current command addition value Iref_irg is input to the third transfer function unit 32c instead of being input to the first transfer function unit 32a and the second transfer function unit 32b. Then, using the winding 2 normal / faulty coil2_norm and the winding 1 normal / faulty coil1_norm, the switch 63c is turned on and the switch 63d is turned off. As a result, the failure current command adjustment value Iref1_irg output by the third transfer function unit 32c can be supplied to the first current command value limiting unit 104a as the first current command adjustment value Iref1.
同様に、第１の巻線が故障を示し、かつ第２の巻線が正常を示す、すなわち巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍがＨレベルで、かつ巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍがＬレベルである場合、巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍの反転信号を用いて、スイッチ６４ａおよび６４ｂをＯＮにすることによって、第４の伝達関数部３２ｄへの信号経路を形成する。この結果、故障時電流指令加算値Ｉｒｅｆ＿ｉｒｇが、第１の伝達関数部３２ａおよび第２の伝達関数部３２ｂに入力されない代わりに、第３の伝達関数部３２ｄに入力されるようにする。そして、巻線２正常／故障ｃｏｉｌ２＿ｎｏｒｍおよび巻線１正常／故障ｃｏｉｌ１＿ｎｏｒｍを用いて、スイッチ６３ｃをＯＦＦに、スイッチ６３ｄをＯＮにする。これによって、第４の伝達関数部３２ｄが出力する故障時電流指令調整値Ｉｒｅｆａ１＿ｉｒｇ´を第１の電流指令調整値Ｉｒｅｆ２として、第２の電流指令値制限部１０４ｂに供給することができる。
以上説明した実施形態では、巻線が故障した際、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐを単に半分としたが、巻線が正常な際に算出された操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐに対して係数Ｃmap（０．３〜１．０）を掛けて、巻線が故障した際に使用する操舵補助指令値Ｉｒｅｆ＿ｍａｐとして調整してもよい。
Similarly, the first winding indicates failure and the second winding indicates normal, that is, winding 2 normal / fault coil2_norm is H level and winding 1 normal / fault coil1_norm is L level. In this case, the signal path to the fourth transmission function unit 32d is formed by turning on the switches 64a and 64b using the inversion signal of the winding 1 normal / fault coil1_norm. As a result, the fault current command addition value Iref_irg is input to the third transfer function unit 32d instead of being input to the first transfer function unit 32a and the second transfer function unit 32b. Then, using the winding 2 normal / fault coil2_norm and the winding 1 normal / fault coil1_norm, the switch 63c is turned off and the switch 63d is turned on. As a result, the failure current command adjustment value Irefa1_irg' output by the fourth transfer function unit 32d can be supplied to the second current command value limiting unit 104b as the first current command adjustment value Iref2.
In the embodiment described above, when the winding fails, the steering assist command value Iref_map is simply halved, but the coefficient Cmap (0.3) with respect to the steering assistance command value Iref_map calculated when the winding is normal. ~ 1.0) may be multiplied to adjust as the steering assist command value Iref_map to be used when the winding fails.
２０ モータ
２０ａ ３相モータ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ Ｕ相コイルＬ１ｕ、Ｖ相コイルＬ１ｖ、Ｗ相コイルＬ１ｗ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ Ｕ相コイルＬ２ｕ、Ｖ相コイルＬ２ｖ、Ｗ相コイルＬ２ｗ
２３ａ、２３ｂ 第１のモータ電流駆動部、第２のモータ電流駆動部
２４ａ、２４ｂ 第１の電流検出部、第２の電流検出部
３１ 加算ブロック
３２ａ、３２ｂ 第１の伝達関数部、第２の伝達関数部
３２ｃ 第３の伝達関数部
４１ａ、４１ｂ 伝達関数Ｇ１のブロック、伝達関数Ｇ２のブロック
４１ｃ 伝達関数Ｇ１´のブロック
１００ コントロールユニット
１０１ 操舵補助指令値演算部
１０２ 電流指令値調整部
１０３ 補償電流指令値演算部
１０４ａ、１０４ｂ 第１の電流指令値制限部、第２の電流指令値制限部
１０５ａ、１０５ｂ 第１の電流制御演算部、第２の電流制御演算部
１０６ 故障検出部
20 Motor 20a Three-phase motor 21a, 21b, 21c U-phase coil L1u, V-phase coil L1v, W-phase coil L1w
22a, 22b, 22c U-phase coil L2u, V-phase coil L2v, W-phase coil L2w
23a, 23b 1st motor current drive unit, 2nd motor current drive unit 24a, 24b 1st current detection unit, 2nd current detection unit 31 Addition block 32a, 32b 1st transmission function unit, 2nd Transmission function unit 32c Third transmission function units 41a, 41b Block of transmission function G1, block of transmission function G2 41c Block of transmission function G1'100 Control unit 101 Steering auxiliary command value calculation unit 102 Current command value adjustment unit 103 Compensation current Command value calculation unit 104a, 104b First current command value limiting unit, second current command value limiting unit 105a, 105b First current control calculation unit, second current control calculation unit 106 Failure detection unit 106
Claims (6)
前記モータは巻線が２重化された第１の巻線および第２の巻線を有し、
操舵補助指令値は、第１のセンサ群によって検出された第１のデータ群に基づいて算出され、
補償電流指令値は、前記第１のセンサ群によって検出された前記第１のデータ群、および第２のセンサ群によって検出された第２のデータ群に基づいて算出され、
前記操舵補助指令値と前記補償電流指令値との加算値を正常時補償電流指令値とし、
前記正常時補償電流指令値に基づいて第１の電流指令調整値を演算する第１の伝達関数部と、
前記正常時補償電流指令値に基づいて第２の電流指令調整値を演算する第２の伝達関数部と、
前記第１の巻線または前記第２の巻線の故障を検出する故障検出部と、
故障時係数を０．３以上１未満の数とし、
前記操舵補助指令値に前記故障時係数を掛けて算出された故障時操舵補助指令値と前記補償電流指令値とを加算した故障時電流指令値に基づいて、故障時電流指令調整値を生成する第３の伝達関数部を備え、
前記第１の巻線かつ前記第２の巻線の故障が検出されていない正常時には、前記第１の電流指令値および前記第２の電流指令値に基づいて前記モータを駆動し、
前記故障時には、前記故障時電流指令調整値に基づいて前記モータを駆動することによって、前記故障が検出された場合でも、トルクリップルを抑制した、安定な操舵フィーリングを有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 having a first motor drive unit and a second motor drive unit, and a motor driven by the first motor drive unit and the second motor drive unit.
The motor has a first winding and a second winding in which the windings are duplicated.
The steering assist command value is calculated based on the first data group detected by the first sensor group.
The compensation current command value is calculated based on the first data group detected by the first sensor group and the second data group detected by the second sensor group.
The sum of the steering assist command value and the compensation current command value is used as the normal compensation current command value.
A first transfer function unit that calculates a first current command adjustment value based on the normal compensation current command value, and
A second transfer function unit that calculates a second current command adjustment value based on the normal compensation current command value, and
A failure detection unit that detects a failure of the first winding or the second winding,
Set the failure coefficient to a number of 0.3 or more and less than 1.
A failure current command adjustment value is generated based on the failure current command value obtained by multiplying the steering assist command value by the failure coefficient and adding the failure steering assist command value and the compensation current command value. Equipped with a third transfer function unit
In the normal state where the failure of the first winding and the second winding is not detected, the motor is driven based on the first current command value and the second current command value.
At the time of the failure, the motor is driven based on the current command adjustment value at the time of the failure, so that even if the failure is detected, the electric motor has a stable steering feeling that suppresses torque ripple. Power steering device.
前記操舵補助指令値演算部は、
前記正常時には、操舵トルクと正常時操舵補助指令値との対応を示す第１のアシストマップを用いて演算した前記正常時操舵補助指令値を前記操舵補助指令値とし、
前記故障時には、前記操舵トルクと故障時操舵補助指令値との対応を示す第２のアシストマップを用いて演算した前記故障時操舵補助指令値を前記操舵補助指令値とし、
前記第１のアシストマップは、前記操舵トルクの上昇に対して、第１の飽和トルクにおいて飽和する第１の飽和操舵補助指令値を有し、
前記第２のアシストマップは、前記操舵トルクの上昇に対して、第２の飽和トルクにおいて飽和する第２の飽和操舵補助指令値を有し、
車速が同じ場合、前記第１の飽和トルクは前記第２の飽和トルクより低く、かつ前記第１の飽和操舵補助指令値は前記第２の飽和操舵補助指令値より高く設定することよって、前記故障時における前記第１の操舵補助指令値が飽和するまでの変化は、前記正常時における前記第１の操舵補助指令値が飽和するまで緩やかに変化させる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。 A steering assist command value calculation unit for generating the steering assist command value is provided.
The steering assist command value calculation unit
In the normal state, the normal steering assist command value calculated using the first assist map showing the correspondence between the steering torque and the normal steering assist command value is used as the steering assist command value.
At the time of the failure, the steering assist command value at the time of failure calculated by using the second assist map showing the correspondence between the steering torque and the steering assist command value at the time of failure is set as the steering assistance command value.
The first assist map has a first saturated steering assist command value that saturates at the first saturation torque with respect to the increase in steering torque.
The second assist map has a second saturated steering assist command value that saturates at the second saturation torque with respect to the increase in the steering torque.
When the vehicle speed is the same, the first saturation torque is lower than the second saturation torque, and the first saturation steering assist command value is set higher than the second saturation steering assist command value, whereby the failure. The electric power steering device according to claim 1, wherein the change until the first steering assist command value at the time is saturated is gradually changed until the first steering assist command value at the normal time is saturated.
前記第１の伝達関数部の伝達関数、および前記第２の伝達関数部の伝達関数と、
前記第１の電流指令値を前記第１の伝達関数部に供給することによって前記第１の巻線に発生する前記モータのトルクの第１の周波数特性と、
前記第２の電流指令値を前記第２の伝達関数部に供給することによって、前記第２の巻線に発生する前記モータのトルクの第２の周波数特性と、
前記故障電流指令調整値を前記第３の伝達関数部に供給することによって前記第１の巻線または前記第２の巻線に発生する前記モータのトルクの第３の周波数特性と、に基づいて算出された伝達関数を用いる請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。 The third transfer function unit is
The transfer function of the first transfer function unit and the transfer function of the second transfer function unit,
The first frequency characteristic of the torque of the motor generated in the first winding by supplying the first current command value to the first transfer function unit, and
By supplying the second current command value to the second transfer function unit, the second frequency characteristic of the torque of the motor generated in the second winding and the second frequency characteristic.
Based on the third frequency characteristic of the torque of the motor generated in the first winding or the second winding by supplying the failure current command adjustment value to the third transfer function unit. The electric power steering device according to claim 1 or 2, which uses the calculated transfer function.
前記第３の伝達関数部の伝達関数を
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 first frequency characteristic is G 1 , the second frequency characteristic is G 2 , the third frequency characteristic is G 1 ′, the transfer function of the first transfer function unit is C 1 , and the second. Let C 2 be the transfer function of the transfer function part.
The transfer function of the third transfer function part
The electric power steering device according to claim 3.
The electric power according to any one of claims 2 to 5, wherein the first data group is the steering torque and the vehicle speed, and the second data group is the motor electric angle, the steering angle and the self-alignment torque. Steering device.
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