JP7371509B2 - Motor control devices, electric actuator products and electric power steering devices - Google Patents

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Description

本発明は、電動モータを制御するモータ制御装置、並びにこのモータ制御装置により制御されるモータを備える電動アクチュエータ製品及び電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that controls an electric motor, and an electric actuator product and an electric power steering device that include a motor controlled by the motor control device.

電動モータに大きな電流が流れ続けると、電源から電力を供給する電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度が上昇してそれらが焼損するおそれがある。また、部品の取り付けに用いられている半田が溶融して部品が落下するおそれがある。
下記特許文献1には、相電流の関数の時間平均の最大値に応じて制限値を漸減又は漸増させ、電流指令値を制限値で制限する技術が記載されている。
下記特許文献2には、モータ電流供給のための部品毎に、電流値と過熱保護係数との対応関係を特定する過熱保護特性を記憶しておき、部品を流れる電流に応じた過熱保護係数で電流上限値を漸減又は漸増させる技術が記載されている。
If a large current continues to flow through the electric motor, the temperature of the power supply line that supplies power from the power supply or the parts and wiring disposed near the power supply line increases, and there is a risk that they will burn out. Additionally, there is a risk that the solder used to attach the parts will melt and the parts will fall.
Patent Document 1 listed below describes a technique in which the current command value is limited by the limit value by gradually decreasing or increasing the limit value according to the maximum value of the time average of the phase current function.
In Patent Document 2 listed below, an overheat protection characteristic that specifies the correspondence between a current value and an overheat protection coefficient is stored for each component for motor current supply, and the overheat protection coefficient is determined according to the current flowing through the component. Techniques have been described to gradually decrease or increase the current limit.

特開2002-238293号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-238293 特開2014-093832号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-093832

電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度は、電源ラインを流れる電源電流の大きさに影響され、電源電流の大きさは、電源から駆動素子に印加される印加電圧や電動モータのモータ回転速度に応じて変動する。このため、上記特許文献1のように相電流に応じて設定した制限値で電流指令値を制限すると、不要に電動モータの出力が制限されることがある。
また上記特許文献2の技術は、実際の部品の温度に関わらず、部品を流れる電流に応じて電流上限値を漸減又は漸増させることにより部品の発熱量を抑制する。部品温度が周囲温度に依存することを考慮すると、部品温度を許容温度以下に抑えるには電流上限値にマージンを持たせる必要があり、不要に電動モータの出力が制限されることがある。
The temperature of parts and wiring placed in or near the power supply line is affected by the magnitude of the power supply current flowing through the power supply line, and the magnitude of the power supply current is influenced by the applied voltage applied from the power supply to the driving element and the electric motor. Varies depending on motor rotation speed. For this reason, if the current command value is limited by a limit value set according to the phase current as in Patent Document 1, the output of the electric motor may be unnecessarily limited.
Further, the technique disclosed in Patent Document 2 suppresses the heat generation amount of the component by gradually decreasing or increasing the current upper limit value according to the current flowing through the component, regardless of the actual temperature of the component. Considering that the component temperature depends on the ambient temperature, it is necessary to provide a margin for the current upper limit value in order to suppress the component temperature below the allowable temperature, which may unnecessarily limit the output of the electric motor.

このため、例えば、車両の電動パワーステアリング装置の電動モータの制御に用いると不要にアシストトルクが制限される。この結果、操向ハンドルをラックエンドまで操舵できなくなり、交差点を曲がりにくくなったり正確に駐車できなくなる等の操舵性能に問題をもたらすおそれがあった。
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、精度の高い電流上限値により過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度の上昇を抑制することを目的とする。
For this reason, when used, for example, to control an electric motor of an electric power steering device of a vehicle, assist torque is unnecessarily limited. As a result, the steering wheel cannot be steered to the rack end, which may cause problems in steering performance, such as difficulty in turning at intersections or inability to park accurately.
The present invention has been made with a focus on the above-mentioned problems, and uses a highly accurate current upper limit value to avoid excessive current limitation while suppressing the rise in temperature of components and wiring placed in or near the power supply line. The purpose is to

本発明の一態様によれば、電動モータを制御するモータ制御装置が与えられる。モータ制御装置は、電源と電動モータとの間に直列に接続されて、電源から出力される電源電流を電動モータに流す駆動電流に変換する駆動素子と、電動モータのモータ回転速度を検出する回転速度検出部と、駆動素子に印加される電圧をインバータ印加電圧として検出するインバータ印加電圧検出部と、電源から駆動素子までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度を検出する温度検出部と、駆動電流を制御するための電流指令値を演算する電流指令値演算部と、予め定めた複数の上限値以下に電源電流をそれぞれ制限するように電流指令値を制限するための複数の電流制限値を、少なくとも回転速度検出部が検出したモータ回転速度及びインバータ印加電圧検出部が検出したインバータ印加電圧に応じて各々決定する電流制限値決定部と、電流制限値決定部が決定した複数の電流制限値を補間して、温度検出部が検出した部品温度に応じた電流制限値を算出する電流制限値補間部と、電流制限値補間部が算出した電流制限値で制限された電流指令値に基づいて駆動素子を制御する素子制御部とを備える。 According to one aspect of the present invention, a motor control device for controlling an electric motor is provided. A motor control device includes a drive element that is connected in series between a power supply and an electric motor and converts the power supply current output from the power supply into a drive current that flows through the electric motor, and a rotation element that detects the motor rotation speed of the electric motor. A speed detection section, an inverter applied voltage detection section that detects the voltage applied to the drive element as the inverter applied voltage, and a temperature detection section that detects the temperature of components placed in or near the power supply line from the power supply to the drive element. a current command value calculation part that calculates a current command value for controlling the drive current, and a plurality of current command value calculation parts that limit the current command value so as to respectively limit the power supply current below a plurality of predetermined upper limit values. a current limit value determination unit that determines the current limit value in accordance with at least the motor rotation speed detected by the rotation speed detection unit and the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detection unit; and a plurality of current limit value determination units determined by the current limit value determination unit. A current limit value interpolation unit that interpolates the current limit value of , and calculates a current limit value according to the component temperature detected by the temperature detection unit, and a current command that is limited by the current limit value calculated by the current limit value interpolation unit. and an element control section that controls the drive element based on the value.

本発明の他の一形態によれば、上記のモータ制御装置と、モータ制御装置によって制御される電動モータと、を備える電動アクチュエータ製品が与えられる。
本発明の更なる他の一形態によれば、上記のモータ制御装置と、モータ制御装置によって制御される電動モータと、を備え、電動モータによって車両の操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置が与えられる。
According to another aspect of the present invention, there is provided an electric actuator product including the above motor control device and an electric motor controlled by the motor control device.
According to still another aspect of the present invention, the electric power source includes the above-mentioned motor control device and an electric motor controlled by the motor control device, and the electric motor provides a steering assist force to a steering system of a vehicle. A steering device is provided.

本発明によれば、精度の高い電流上限値により過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度の上昇を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the rise in temperature of the power supply line or components and wiring disposed in the vicinity thereof while avoiding excessive current limitation using a highly accurate current upper limit value.

実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an overview of an example of an electric power steering device according to an embodiment. 図1のコントローラの機能構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the controller in FIG. 1. FIG. 電源ライン又はその近傍に配置された部品の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of components arranged at or near a power supply line. q軸電流制限値の特性の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the characteristics of the q-axis current limit value. 駆動電流制限部の機能構成の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a drive current limiting section. 回転数入力処理部の機能構成の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a rotation speed input processing section. 電流制限値決定部の機能構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a current limit value determining section. 制限値決定部の機能構成の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a limit value determining section. (a)及び(b)は、制限値決定部80aで使用される制限値テーブルと変動値テーブル一例を示す図である。(a) and (b) are diagrams showing an example of a limit value table and a fluctuation value table used in the limit value determination unit 80a. (a)及び(b)は、制限値決定部80bで使用される制限値テーブルと変動値テーブル一例を示す図である。(a) and (b) are diagrams showing an example of a limit value table and a variation value table used by the limit value determination unit 80b. (a)及び(b)は、制限値決定部80cで使用される制限値テーブルと変動値テーブル一例を示す図である。(a) and (b) are diagrams showing an example of a limit value table and a fluctuation value table used by the limit value determination unit 80c. (a)は電流制限値補間部の機能構成の一例を示すブロック図であり、(b)及び(c)はq軸電流制限値の補間の説明図である。(a) is a block diagram showing an example of the functional configuration of a current limit value interpolation section, and (b) and (c) are explanatory diagrams of interpolation of the q-axis current limit value. q軸電流制限部の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a q-axis current limiting section. 実施形態のモータ制御方法の一例のフローチャートである。It is a flow chart of an example of a motor control method of an embodiment. 本発明によるモータ制御の実験結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing experimental results of motor control according to the present invention. 部品温度が50[℃]付近である範囲の拡大図である。It is an enlarged view of a range where the component temperature is around 50 [° C.]. 部品温度が60[℃]付近である範囲の拡大図である。It is an enlarged view of a range where the component temperature is around 60 [° C.]. 部品温度が80[℃]付近である範囲の拡大図である。It is an enlarged view of a range where the component temperature is around 80 [° C.].

本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構成、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that the embodiments of the present invention shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention. is not limited to the following: The technical idea of the present invention can be modified in various ways within the technical scope defined by the claims.

(構成)
以下の説明では、本発明の実施形態のモータ制御装置が、電動パワーステアリング装置において操舵補助力を発生する多相モータを駆動する場合を説明する。しかし、本発明の実施形態のモータ制御装置はこれに限定されるものではなく、多相モータを駆動する様々なモータ制御装置に適用することができる。
(composition)
In the following description, a case will be described in which a motor control device according to an embodiment of the present invention drives a polyphase motor that generates a steering assist force in an electric power steering device. However, the motor control device according to the embodiment of the present invention is not limited to this, and can be applied to various motor control devices that drive multiphase motors.

実施形態の電動パワーステアリング装置の構成例を図1に示す。操向ハンドル1のコラム軸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を経て操向車輪のタイロッド6に連結されている。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(電動モータ)20が減速ギア3を介してコラム軸2に連結されている。 FIG. 1 shows a configuration example of an electric power steering device according to an embodiment. A column shaft 2 of the steering handle 1 is connected to a tie rod 6 of a steering wheel via a reduction gear 3, universal joints 4A and 4B, and a pinion rack mechanism 5. The column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque of the steering handle 1, and a motor (electric motor) 20 that assists the steering force of the steering handle 1 is connected to the column shaft via a reduction gear 3. It is connected to 2.

パワーステアリング装置を制御するコントローラ(ECU:Electronic Control Unit)30には、直流電源であるバッテリ14から電力が供給されると共に、イグニションキー11からイグニションキー信号が入力され、コントローラ30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクThと車速センサ12で検出された車速Vhとに基づいて、アシストマップ等を用いてアシスト指令の操舵補助指令値の演算を行い、演算された操舵補助指令値に基づいてモータ20に供給する電流Iを制御する。 A controller (ECU: Electronic Control Unit) 30 that controls the power steering device is supplied with electric power from the battery 14 which is a DC power source, and receives an ignition key signal from the ignition key 11. Based on the steering torque Th detected by the vehicle speed sensor 12 and the vehicle speed Vh detected by the vehicle speed sensor 12, a steering assist command value of the assist command is calculated using an assist map etc., and based on the calculated steering assist command value. The current I supplied to the motor 20 is controlled.

このような構成の電動パワーステアリング装置において、操向ハンドル1から伝達された運転手のハンドル操作による操舵トルクThをトルクセンサ10で検出し、検出された操舵トルクThや車速Vhに基づいて算出される操舵補助指令値によってモータ20は駆動制御され、この駆動が運転手のハンドル操作の補助力(操舵補助力)として操舵系に付与され、運転手は軽い力でハンドル操作を行うことができる。つまり、ハンドル操作によって出力された操舵トルクThと車速Vhから操舵補助指令値を算出し、この操舵補助指令値に基づきモータ20をどのように制御するかによって、ハンドル操作におけるフィーリングの善し悪しが決まり、電動パワーステアリング装置の性能が大きく左右される。 In the electric power steering device having such a configuration, the steering torque Th transmitted from the steering wheel 1 by the driver's steering wheel operation is detected by the torque sensor 10, and is calculated based on the detected steering torque Th and the vehicle speed Vh. The drive of the motor 20 is controlled by the steering assist command value, and this drive is applied to the steering system as an assist force (steering assist force) for the driver's steering operation, allowing the driver to operate the steering wheel with a light force. In other words, the steering assist command value is calculated from the steering torque Th and vehicle speed Vh output by the steering wheel operation, and how the motor 20 is controlled based on this steering assist command value determines how good or bad the feeling is when operating the steering wheel. , the performance of the electric power steering device is greatly influenced.

コントローラ30は、例えば、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばCPU(Central Processing Unit)、やMPU(Micro-Processing Unit)であってよい。
記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを含んでよい。
以下に説明するコントローラ30の機能は、例えばプロセッサが、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
The controller 30 may include, for example, a computer including a processor and peripheral components such as a storage device. The processor may be, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro-Processing Unit).
The storage device may include any one of a semiconductor storage device, a magnetic storage device, and an optical storage device. The storage device may include memory such as a register, a cache memory, a ROM (Read Only Memory) used as a main storage device, and a RAM (Random Access Memory).
The functions of the controller 30 described below are realized, for example, by a processor executing a computer program stored in a storage device.

なお、コントローラ30を、以下に説明する機能を実現するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、コントローラ30は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ30はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA:Field-Programmable Gate Array)等のプログラマブル・ロジック・デバイス(PLD:Programmable Logic Device)等を有していてもよい。
Note that the controller 30 may be formed of dedicated hardware for realizing the functions described below.
For example, the controller 30 may include a functional logic circuit set in a general-purpose semiconductor integrated circuit. For example, the controller 30 may include a programmable logic device (PLD) such as a field-programmable gate array (FPGA).

図2を参照して、実施形態のコントローラ30の機能構成の一例を説明する。コントローラ30は、操舵補助指令値演算部40と、電流指令値演算部41と、駆動電流制限部43と、減算器44及び45と、比例積分(PI:Proportional-Integral)制御部46と、デューティ(Duty)演算部47と、空間ベクトル変調部48と、PWM(Pulse Width Modulation)制御部49と、インバータ(INV)50と、3相/2相変換部51と、回転数演算部52を備え、モータ20をベクトル制御で駆動する。 An example of the functional configuration of the controller 30 according to the embodiment will be described with reference to FIG. 2. The controller 30 includes a steering assist command value calculation section 40, a current command value calculation section 41, a drive current limiting section 43, subtractors 44 and 45, a proportional-integral (PI) control section 46, and a duty control section 40. (Duty) calculation section 47, space vector modulation section 48, PWM (Pulse Width Modulation) control section 49, inverter (INV) 50, 3-phase/2-phase conversion section 51, and rotation speed calculation section 52. , the motor 20 is driven by vector control.

操舵補助指令値演算部40は、操舵トルクThや車速Vhに基づいてモータ20に供給する電流の制御目標値(アシスト指令)である操舵補助指令値Irefを決定する。
電流指令値演算部41は、操舵補助指令値Irefとモータ20のモータ回転速度Nrに基づいて、モータ20に供給する電流の目標電流である電流指令値をロータ回転座標系のq軸電流指令値Iq0及びd軸電流指令値Id0として算出する。電流指令値演算部41は、q軸電流指令値Iq0を駆動電流制限部43へ出力し、d軸電流指令値Id0を駆動電流制限部43と減算器45へ出力する。
The steering assist command value calculation unit 40 determines a steering assist command value Iref, which is a control target value (assist command) of the current supplied to the motor 20, based on the steering torque Th and the vehicle speed Vh.
The current command value calculation unit 41 converts the current command value, which is the target current of the current supplied to the motor 20, into the q-axis current command value of the rotor rotation coordinate system based on the steering assist command value Iref and the motor rotation speed Nr of the motor 20. Calculate as Iq0 and d-axis current command value Id0. The current command value calculation unit 41 outputs the q-axis current command value Iq0 to the drive current limiter 43, and outputs the d-axis current command value Id0 to the drive current limiter 43 and the subtracter 45.

駆動電流制限部43は、バッテリ14からインバータ50までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Tpの情報を取得する。
図3を参照して、電源ライン又はその近傍に配置された部品の一例を説明する。インバータ50は、バッテリ14に接続されて直流電力が供給される正極側の電源ラインLppと接地線である負極側の電源ラインLpnとの間に接続されるブリッジを備える。
The drive current limiter 43 acquires information on component temperatures Tp of components arranged on or near the power supply line from the battery 14 to the inverter 50.
With reference to FIG. 3, an example of components arranged on or near the power supply line will be described. The inverter 50 includes a bridge connected between a positive power line Lpp connected to the battery 14 and supplied with DC power, and a negative power line Lpn, which is a ground line.

ブリッジは、上アームの駆動素子(スイッチング素子)Q1、Q3及びQ5と、下アームの駆動素子(スイッチング素子)Q2、Q4及びQ6を備える。
バッテリ14から駆動素子Q1~Q6までの電源ラインLpp及びLpn又はその近傍には様々な部品が配置されている。例えば、電源ラインLppには電源電流を遮断するためのリレーRとチョークコイルLが接続されている。電源ラインの近傍とは、電源電流が流れることによる発熱及び熱伝導により、温度上昇が見込まれる範囲である。インバータ50の入力端子に接続されている電解コンデンサC及びその配線は、電源ライン近傍の部品の一例である。以下、電源ライン又はその近傍に配置された部品を「ECU部品」と表記する。
The bridge includes upper arm drive elements (switching elements) Q1, Q3, and Q5, and lower arm drive elements (switching elements) Q2, Q4, and Q6.
Various components are arranged on or near the power lines Lpp and Lpn from the battery 14 to the drive elements Q1 to Q6. For example, a relay R and a choke coil L for cutting off power supply current are connected to the power supply line Lpp. The vicinity of the power supply line is an area where the temperature is expected to rise due to heat generation and heat conduction caused by the flow of power supply current. The electrolytic capacitor C connected to the input terminal of the inverter 50 and its wiring are examples of components near the power supply line. Hereinafter, components placed on or near the power supply line will be referred to as "ECU components."

温度検出部53は、ECU部品のいずれかの部品温度Tpを検出し、検出信号をコントローラ30へ出力する。ECU部品のうち温度上昇又は度上昇速度が著しい部品温度を検出するように温度検出部53を配置して良い。
また、インバータ印加電圧検出部54は、インバータ50に印加される電圧(インバータ印加電圧)Vrを検出し、検出信号をコントローラ30へ出力する。
The temperature detection unit 53 detects the component temperature Tp of any of the ECU components and outputs a detection signal to the controller 30. The temperature detection unit 53 may be arranged to detect the temperature of a component whose temperature increases or whose rate of temperature increase is significant among the ECU components.
Further, the inverter applied voltage detection section 54 detects the voltage (inverter applied voltage) Vr applied to the inverter 50 and outputs a detection signal to the controller 30.

図2を参照する。駆動電流制限部43は、ECU部品の部品温度Tpと、モータ20のモータ回転速度Nrと、インバータ印加電圧Vrと、操舵補助指令値Irefとに基づいてq軸電流指令値Iq0を制限する。
具体的には、駆動電流制限部43は、バッテリ14が出力する電源電流が、部品温度Tpに応じた上限値以下になるように、q軸電流指令値Iq0を制限する。
See FIG. 2. The drive current limiter 43 limits the q-axis current command value Iq0 based on the component temperature Tp of the ECU component, the motor rotation speed Nr of the motor 20, the inverter applied voltage Vr, and the steering assist command value Iref.
Specifically, the drive current limiter 43 limits the q-axis current command value Iq0 so that the power supply current output by the battery 14 is equal to or less than an upper limit value depending on the component temperature Tp.

なお、駆動電流制限部43は、部品温度Tp、モータ回転速度Nr、インバータ印加電圧Vr及び操舵補助指令値Irefに加えて、d軸電流指令値Id0や、モータ20のモータ温度Tm、インバータ50の温度情報に応じてq軸電流指令値Iq0を制限してもよい。
駆動電流制限部43はq軸電流指令値Iq0を制限して得られた制限後q軸電流指令値Iq1を、減算器44へ出力する。駆動電流制限部43の詳細は後述する。
In addition to the component temperature Tp, motor rotational speed Nr, inverter applied voltage Vr, and steering assist command value Iref, the drive current limiter 43 controls the d-axis current command value Id0, the motor temperature Tm of the motor 20, and the The q-axis current command value Iq0 may be limited depending on the temperature information.
The drive current limiter 43 outputs the limited q-axis current command value Iq1 obtained by limiting the q-axis current command value Iq0 to the subtracter 44. Details of the drive current limiter 43 will be described later.

減算器44及び45は、モータ20からフィードバックされたモータ電流iq、idを制限後q軸電流指令値Iq1及びd軸電流指令値Id0からそれぞれ減じることにより、q軸偏差電流Δq及びd軸偏差電流Δdを算出する。q軸偏差電流Δq及びd軸偏差電流Δdは、PI制御部46に入力される。 The subtracters 44 and 45 subtract the motor currents iq and id fed back from the motor 20 from the limited q-axis current command value Iq1 and the d-axis current command value Id0, respectively, to obtain the q-axis deviation current Δq and the d-axis deviation current. Calculate Δd. The q-axis deviation current Δq and the d-axis deviation current Δd are input to the PI control unit 46.

PI制御部46は、q軸偏差電流Δq及びd軸偏差電流Δdを各々0とするような電圧指令値vq、vdを算出する。
デューティ演算部47は、電圧指令値vq、vdに基づいて、インバータ50のPWM制御におけるq軸デューティ指令値及びd軸デューティ指令値を演算する。空間ベクトル変調部48は、dq軸空間のq軸デューティ指令値及びd軸デューティ指令値を、三相デューティ指令値に変換してPWM制御部49に出力する。
The PI control unit 46 calculates voltage command values vq and vd that set the q-axis deviation current Δq and the d-axis deviation current Δd to 0, respectively.
Duty calculating section 47 calculates a q-axis duty command value and a d-axis duty command value in PWM control of inverter 50 based on voltage command values vq and vd. The space vector modulator 48 converts the q-axis duty command value and the d-axis duty command value in the dq-axis space into three-phase duty command values, and outputs the three-phase duty command values to the PWM control unit 49 .

PWM制御部49は、三相デューティ指令値に応じたデューティ比のPWM信号を、インバータ50の駆動素子Q1~Q6をそれぞれ駆動するゲート信号として生成する。
インバータ50は、PWM制御部49で生成されたゲート信号によって駆動され、モータ20にはq軸偏差電流Δq及びd軸偏差電流Δdが0になるような電流が供給される。
PWM control unit 49 generates a PWM signal with a duty ratio according to the three-phase duty command value as a gate signal for driving drive elements Q1 to Q6 of inverter 50, respectively.
The inverter 50 is driven by a gate signal generated by the PWM control unit 49, and the motor 20 is supplied with a current such that the q-axis deviation current Δq and the d-axis deviation current Δd become zero.

回転角度検出回路61は、モータ20のモータ角度(回転角)θを検出し、回転数演算部52は、モータ角度θの変化に基づいてモータ20の回転角速度ω及び回転速度Nrを算出する。
モータ温度取得部62は、モータ20のモータ温度Tmの温度情報を取得する。例えばモータ温度取得部62は、モータ温度Tmを直接検出してもよく、モータ20の印加電圧とモータ電流に基づいてモータ温度Tmを推定してもよい。
The rotation angle detection circuit 61 detects the motor angle (rotation angle) θ of the motor 20, and the rotation speed calculation unit 52 calculates the rotation angular velocity ω and the rotation speed Nr of the motor 20 based on the change in the motor angle θ.
The motor temperature acquisition unit 62 acquires temperature information about the motor temperature Tm of the motor 20. For example, the motor temperature acquisition unit 62 may directly detect the motor temperature Tm, or may estimate the motor temperature Tm based on the applied voltage and motor current of the motor 20.

続いて、駆動電流制限部43の詳細を説明する。上述の通り駆動電流制限部43は、バッテリ14が出力する電源電流が、ECU部品の部品温度Tpに応じた上限値以下になるように、q軸電流指令値Iq0を制限する。
具体的には、複数の部品温度Tp1、Tp2…、Tpnにおける電源電流の複数の上限値Ib1、Ib2…、Ibnをそれぞれ設定する。
Next, details of the drive current limiting section 43 will be explained. As described above, the drive current limiter 43 limits the q-axis current command value Iq0 so that the power supply current output by the battery 14 is equal to or less than the upper limit value depending on the component temperature Tp of the ECU component.
Specifically, a plurality of upper limit values Ib1, Ib2..., Ibn of the power supply current at a plurality of component temperatures Tp1, Tp2..., Tpn are respectively set.

例えば、部品温度TL、TM、THをTL<TM<THとなるように設定し、部品温度TpがTLである場合の上限値をIb1に設定し、部品温度TpがTMである場合の上限値をIb2に設定し、部品温度TpがTHである場合の上限値をIb3に設定する。 For example, the component temperatures TL, TM, and TH are set so that TL<TM<TH, the upper limit value when the component temperature Tp is TL is set to Ib1, and the upper limit value when the component temperature Tp is TM. is set to Ib2, and the upper limit when the component temperature Tp is TH is set to Ib3.

駆動電流制限部43は、モータ回転速度Nr及びインバータ印加電圧Vrに基づいて、上限値Ib1~Ibnの各々に対して、電源電流を上限値以下に制限するようにq軸電流指令値Iq0を制限するための複数のq軸電流制限値Iq_limc1、Iq_limc2…、Iq_limcnの各々を決定する。
上限値Ib1、Ib2…、Ibnが離散的に設定されている場合には、複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limcnは、離散的なq軸電流制限値の列になる。
The drive current limiter 43 limits the q-axis current command value Iq0 based on the motor rotational speed Nr and the inverter applied voltage Vr so as to limit the power supply current to the upper limit value or less for each of the upper limit values Ib1 to Ibn. Each of a plurality of q-axis current limit values Iq_limc1, Iq_limc2, . . . , Iq_limcn is determined.
When the upper limit values Ib1, Ib2, .

以下、電源電流の上限値に応じてq軸電流制限値を計算する方法の一例を説明する。
モータ20および駆動回路の入力エネルギー、出力エネルギー、損失エネルギーの関係は次式(1)により与えられる。

Figure 0007371509000001
An example of a method for calculating the q-axis current limit value according to the upper limit value of the power supply current will be described below.
The relationship between the input energy, output energy, and loss energy of the motor 20 and the drive circuit is given by the following equation (1).
Figure 0007371509000001

上式(1)において、Ibはバッテリ14が出力する電源電流を表し、Rrは電圧が印加される部分の抵抗値(例えばモータ抵抗やインバータ内部抵抗など)を表し、Id及びIqはd軸電流及びq軸電流を表し、Ktはモータ20のトルク定数を表し、Plossは鉄損や摩擦などに起因する損失電力を表す。
上式(1)の電源電流Ibに電源電流の上限値Ib_limを代入してq軸電流について上式(1)を解くことにより、次式(2)に示すq軸電流制限値Iq_limの演算式を得る。
In the above formula (1), Ib represents the power supply current output by the battery 14, Rr represents the resistance value of the part to which voltage is applied (for example, motor resistance or inverter internal resistance, etc.), and Id and Iq represent the d-axis current. and q-axis current, Kt represents the torque constant of the motor 20, and Ploss represents power loss due to iron loss, friction, etc.
By substituting the power supply current upper limit value Ib_lim for the power supply current Ib in the above formula (1) and solving the above formula (1) for the q-axis current, the calculation formula for the q-axis current limit value Iq_lim shown in the following formula (2) is obtained. get.

Figure 0007371509000002
Figure 0007371509000002

いま、モータ20の回転角速度ωを回転速度Nを用いて表すと、演算式(2)の演算式は次式(3)の演算式に変形できる。 Now, when the rotational angular velocity ω of the motor 20 is expressed using the rotational speed N, the arithmetic expression (2) can be transformed into the following arithmetic expression (3).

Figure 0007371509000003
Figure 0007371509000003

一方で、q軸電流は操舵補助指令値Irefの最大値Iref_maxを超えることができないため、q軸電流制限値Iq_limは次式(4)の制限も受ける。 On the other hand, since the q-axis current cannot exceed the maximum value Iref_max of the steering assist command value Iref, the q-axis current limit value Iq_lim is also limited by the following equation (4).

Figure 0007371509000004
Figure 0007371509000004

図4を参照して、演算式(3)及び条件式(4)から得られるq軸電流制限値の特性の概要を説明する。
q軸電流制限値Iq_limはモータ回転速度Nに依存する特性を有する。モータ回転速度Nが比較的低い範囲(0≦N<N1)では、q軸電流制限値Iq_limは操舵補助指令値Irefの最大値Iref_maxと等しい。この範囲では、q軸電流制限値Iq_limはq軸電流の制限に寄与しない。
モータ回転速度Nが比較的高い範囲(N1≦N)では、モータ回転速度Nが高くなるのに従いq軸電流制限値Iq_limは漸減する。q軸電流制限値Iq_limがq軸電流指令値Iq0よりも小さくなると、q軸電流指令値Iq0はq軸電流制限値Iq_limへ制限される。
With reference to FIG. 4, an overview of the characteristics of the q-axis current limit value obtained from the arithmetic expression (3) and the conditional expression (4) will be explained.
The q-axis current limit value Iq_lim has a characteristic that depends on the motor rotation speed N. In a range where the motor rotational speed N is relatively low (0≦N<N1), the q-axis current limit value Iq_lim is equal to the maximum value Iref_max of the steering assist command value Iref. In this range, the q-axis current limit value Iq_lim does not contribute to limiting the q-axis current.
In a range where the motor rotational speed N is relatively high (N1≦N), the q-axis current limit value Iq_lim gradually decreases as the motor rotational speed N increases. When the q-axis current limit value Iq_lim becomes smaller than the q-axis current command value Iq0, the q-axis current command value Iq0 is limited to the q-axis current limit value Iq_lim.

本実施形態では、コントローラ30の処理負荷を抑えるために、演算式(3)及び条件式(4)に基づいて予め演算したq軸電流制限値のテーブルを作成して記憶装置に記憶しておく。
例えば、演算式(3)において上限値Ib_limをIb1~Ibnの各々に固定し、上限値Ib1~Ibn毎にテーブルを作成してよい。
In this embodiment, in order to reduce the processing load on the controller 30, a table of q-axis current limit values calculated in advance based on calculation formula (3) and conditional formula (4) is created and stored in the storage device. .
For example, in equation (3), the upper limit value Ib_lim may be fixed to each of Ib1 to Ibn, and a table may be created for each upper limit value Ib1 to Ibn.

駆動電流制限部43は、入力されたモータ回転速度Nrに応じてこれらのテーブルから各々q軸電流制限値を読み出し、読み出したq軸電流制限値に基づいて複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limcnの各々を決定する。例えば、駆動電流制限部43は、テーブルから読み出したq軸電流制限値を、インバータ印加電圧検出部54から入力したインバータ印加電圧Vrに応じて補正して複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limcnの各々を決定してもよい。
駆動電流制限部43は、複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limcnを、ECU部品の部品温度Tpに応じて補間することにより、部品温度Tpに応じたq軸電流制限値Iq_limを算出し、q軸電流指令値Iq0をq軸電流制限値Iq_lim以下に制限する。
The drive current limiter 43 reads each q-axis current limit value from these tables according to the input motor rotation speed Nr, and sets a plurality of q-axis current limit values Iq_limc1 to Iq_limcn based on the read q-axis current limit value. Determine each of the following. For example, the drive current limiter 43 corrects the q-axis current limit value read from the table according to the inverter applied voltage Vr input from the inverter applied voltage detector 54, and calculates the q-axis current limit values Iq_limc1 to Iq_limcn. Each may be determined.
The drive current limiter 43 calculates the q-axis current limit value Iq_lim according to the component temperature Tp by interpolating the plurality of q-axis current limit values Iq_limc1 to Iq_limcn according to the component temperature Tp of the ECU components, and calculates the q-axis current limit value Iq_lim according to the component temperature Tp. Limit the axis current command value Iq0 to below the q-axis current limit value Iq_lim.

図5を参照する。駆動電流制限部43は、回転数入力処理部70と、電流制限値決定部71と、電流制限値補間部72と、レートリミッタ73と、平滑化部74と、q軸電流制限部75を備える。
回転数入力処理部70は、回転数演算部52から入力されるモータ20の回転速度Nrを処理することにより、複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limcnの決定に使用する回転速度信号Nを生成する。
具体的には回転数入力処理部70は、操舵補助指令値Irefの符号とモータ回転速度の符号とを比較し、モータ電流の向きとモータの回転方向の向きとが等しいか否かを判定する。
See FIG. 5. The drive current limiter 43 includes a rotation speed input processor 70, a current limit value determiner 71, a current limit value interpolator 72, a rate limiter 73, a smoother 74, and a q-axis current limiter 75. .
The rotation speed input processing section 70 processes the rotation speed Nr of the motor 20 input from the rotation speed calculation section 52 to generate a rotation speed signal N used for determining the plurality of q-axis current limit values Iq_limc1 to Iq_limcn. do.
Specifically, the rotation speed input processing unit 70 compares the sign of the steering assist command value Iref and the sign of the motor rotation speed, and determines whether the direction of the motor current is equal to the direction of rotation of the motor. .

モータ電流の向きとモータの回転方向の向きとが異なる場合には、操向ハンドル1が切り戻し操舵状態である。この場合にはモータ電流の向きと逆起電力の向きによりモータ20は回生状態となる。このためバッテリ14から流れる電流が小さくなるかモータ20が発電状態となるため、電源電流を制限する必要は無い。 When the direction of the motor current and the direction of rotation of the motor are different, the steering handle 1 is in the reverse steering state. In this case, the motor 20 enters the regenerative state depending on the direction of the motor current and the direction of the back electromotive force. Therefore, the current flowing from the battery 14 becomes small or the motor 20 enters the power generation state, so there is no need to limit the power supply current.

したがって回転数入力処理部70は、操舵補助指令値Irefの符号とモータ回転速度の符号とが異なる場合には、回転速度信号Nとして回転速度0を出力する。上記のとおりモータ回転速度が0の場合には、q軸電流制限値Iq_limがq軸電流の制限に寄与しない。回転数入力処理部70は、モータ電流の向きとモータの回転方向の向きが異なる場合、回転速度信号Nを0に設定してq軸電流の制限を解除する。 Therefore, the rotation speed input processing section 70 outputs a rotation speed of 0 as the rotation speed signal N when the sign of the steering assist command value Iref and the sign of the motor rotation speed are different. As described above, when the motor rotation speed is 0, the q-axis current limit value Iq_lim does not contribute to limiting the q-axis current. If the direction of the motor current and the direction of rotation of the motor are different, the rotation speed input processing unit 70 sets the rotation speed signal N to 0 and cancels the restriction on the q-axis current.

図6を参照する。回転数入力処理部70は、符号判定部(sgn)70a及び70bと、操舵状態判定部70cと、絶対値算出部(abs)70dと、選択器70eを備える。
符号判定部70a及び70bは、回転数演算部52が算出したモータ20の回転速度Nrと、操舵補助指令値Irefの符号を判定する。符号判定部70a及び70bは、回転速度Nr及び操舵補助指令値Irefの符号を操舵状態判定部70cへ出力する。
See FIG. 6. The rotational speed input processing section 70 includes sign determination sections (sgn) 70a and 70b, a steering state determination section 70c, an absolute value calculation section (abs) 70d, and a selector 70e.
The sign determination units 70a and 70b determine the sign of the rotation speed Nr of the motor 20 calculated by the rotation speed calculation unit 52 and the steering assist command value Iref. The sign determination units 70a and 70b output the signs of the rotational speed Nr and the steering assist command value Iref to the steering state determination unit 70c.

操舵状態判定部70cは、回転速度Nr及び操舵補助指令値Irefの符号が等しいか否かに応じて、操向ハンドル1が切り増し操舵状態であるか切り戻し操舵状態であるかを判定する。具体的には、回転速度Nr及び操舵補助指令値Irefの符号が等しい場合に、操舵状態判定部70cは、操向ハンドル1が切り増し操舵状態であると判定する。回転速度Nr及び操舵補助指令値Irefの符号が異なる場合に、操舵状態判定部70cは、操向ハンドル1が切り戻し操舵状態であると判定する。 The steering state determination unit 70c determines whether the steering wheel 1 is in an additional steering state or a reverse steering state, depending on whether the signs of the rotational speed Nr and the steering assist command value Iref are equal. Specifically, when the signs of the rotational speed Nr and the steering assist command value Iref are equal, the steering state determination unit 70c determines that the steering wheel 1 is in the additional steering state. When the rotational speed Nr and the steering assist command value Iref have different signs, the steering state determination unit 70c determines that the steering wheel 1 is in the reverse steering state.

操向ハンドル1が切り増し操舵状態である場合に、操舵状態判定部70cは選択信号「1」を選択器70eに出力する。操向ハンドル1が切り戻し操舵状態である場合に、操舵状態判定部70cは選択信号「0」を選択器70eに出力する。
絶対値算出部70dは、回転速度Nrの絶対値|Nr|を算出する。操舵状態判定部70cが選択信号「1」を出力する場合、選択器70eは絶対値|Nr|を選択して回転速度信号Nとして出力する。操舵状態判定部70cが選択信号「0」を出力する場合、選択器70eは回転速度0を選択して回転速度信号Nとして出力する。
When the steering wheel 1 is in the additional steering state, the steering state determining section 70c outputs a selection signal "1" to the selector 70e. When the steering wheel 1 is in the reverse steering state, the steering state determination unit 70c outputs a selection signal "0" to the selector 70e.
The absolute value calculation unit 70d calculates the absolute value |Nr| of the rotational speed Nr. When the steering state determining unit 70c outputs the selection signal "1", the selector 70e selects the absolute value |Nr| and outputs it as the rotational speed signal N. When the steering state determination unit 70c outputs the selection signal "0", the selector 70e selects the rotation speed 0 and outputs it as the rotation speed signal N.

図5を参照する。電流制限値決定部71は、回転数入力処理部70が出力する回転速度信号N及びインバータ印加電圧検出部54が出力するインバータ印加電圧Vrに基づいて、複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limcnの値を決定する。
電流制限値決定部71は、回転速度信号N及びインバータ印加電圧Vrに加えて、d軸電流指令値Id0や、モータ20のモータ温度Tm、インバータ50の温度情報に応じて複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limcnを決定してもよい。
See FIG. 5. The current limit value determination unit 71 determines a plurality of q-axis current limit values Iq_limc1 to Iq_limcn based on the rotation speed signal N output by the rotation speed input processing unit 70 and the inverter applied voltage Vr output by the inverter applied voltage detection unit 54. Determine the value.
The current limit value determining unit 71 determines a plurality of q-axis current limits according to the d-axis current command value Id0, the motor temperature Tm of the motor 20, and the temperature information of the inverter 50, in addition to the rotational speed signal N and the inverter applied voltage Vr. Values Iq_limc1 to Iq_limcn may be determined.

図7に、電流制限値決定部71の機能構成の一例を示す。図7に示す電流制限値決定部71の例は、3個のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limc3を決定する。ただし、電流制限値決定部71が決定するq軸電流制限値の数は3個に限定されるものではなく、2個のq軸電流制限値を決定してもよく。4個以上のq軸電流制限値を決定してもよい。電流制限値決定部71は、制限値決定部80a、80b及び80cを備える。 FIG. 7 shows an example of the functional configuration of the current limit value determining section 71. The example of the current limit value determination unit 71 shown in FIG. 7 determines three q-axis current limit values Iq_limc1 to Iq_limc3. However, the number of q-axis current limit values determined by the current limit value determination unit 71 is not limited to three, and two q-axis current limit values may be determined. Four or more q-axis current limit values may be determined. The current limit value determining section 71 includes limit value determining sections 80a, 80b, and 80c.

制限値決定部80aは、q軸電流制限値Iq_limc1を決定する。q軸電流制限値Iq_limc1は、ECU部品の部品温度TpがTLである場合に、上限値Ib1以下に電源電流を制限するためのq軸電流指令値Iq0の制限値である。
例えば、上限値Ib1として、実施形態の電動パワーステアリング装置が許容する最大電源電流を設定してよい。この場合、q軸電流制限値Iq_limc1は、ECU部品の部品温度TpがTLである場合だけでなく、部品温度TpがTLより低い場合の制限値としても使用してよい。
The limit value determination unit 80a determines the q-axis current limit value Iq_limc1. The q-axis current limit value Iq_limc1 is a limit value of the q-axis current command value Iq0 for limiting the power supply current to below the upper limit value Ib1 when the component temperature Tp of the ECU component is TL.
For example, the maximum power supply current allowed by the electric power steering device of the embodiment may be set as the upper limit value Ib1. In this case, the q-axis current limit value Iq_limc1 may be used not only when the component temperature Tp of the ECU component is TL, but also as a limit value when the component temperature Tp is lower than TL.

制限値決定部80bは、q軸電流制限値Iq_limc2を決定する。q軸電流制限値Iq_limc2は、部品温度TpがTMである場合に、上限値Ib1よりも小さい上限値Ib2以下に電源電流を制限するためのq軸電流指令値Iq0の制限値である。
例えば、上限値Ib2は、上限値Ib1の電源電流が流れる場合よりもECU部品の消費電力が約1/2になるように設定してもよい。例えば上限値Ib2をIb1×5/7に設定してよい。
The limit value determination unit 80b determines the q-axis current limit value Iq_limc2. The q-axis current limit value Iq_limc2 is a limit value of the q-axis current command value Iq0 for limiting the power supply current to below the upper limit value Ib2, which is smaller than the upper limit value Ib1, when the component temperature Tp is TM.
For example, the upper limit value Ib2 may be set so that the power consumption of the ECU components is approximately 1/2 that when the power supply current of the upper limit value Ib1 flows. For example, the upper limit value Ib2 may be set to Ib1×5/7.

制限値決定部80cは、q軸電流制限値Iq_limc3を決定する。q軸電流制限値Iq_limc3は、部品温度TpがTHである場合に、上限値Ib2よりも小さい上限値Ib3以下に電源電流を制限するためのq軸電流指令値Iq0の制限値である。
例えば、上限値Ib3は、最大負荷時の保舵やラックエンドまでの操舵に最低限必要な電源電流に設定してよい。例えば上限値Ib3をIb1×3/7に設定してよい。この場合、q軸電流制限値Iq_limc3は、ECU部品の部品温度TpがTHである場合だけでなく、部品温度TpがTHより高い場合の制限値としても使用してよい。
The limit value determination unit 80c determines the q-axis current limit value Iq_limc3. The q-axis current limit value Iq_limc3 is a limit value of the q-axis current command value Iq0 for limiting the power supply current to below the upper limit value Ib3, which is smaller than the upper limit value Ib2, when the component temperature Tp is TH.
For example, the upper limit value Ib3 may be set to the minimum power supply current required for steering at maximum load and steering to the rack end. For example, the upper limit value Ib3 may be set to Ib1×3/7. In this case, the q-axis current limit value Iq_limc3 may be used not only when the component temperature Tp of the ECU component is TH, but also as a limit value when the component temperature Tp is higher than TH.

図8は、制限値決定部80aの機能構成の一例を示す。制限値決定部80aは、制限値テーブル読出部81と、変動値テーブル読出部82と、リミッタ83と、減算器84と、乗算器85と、係数乗算器86と、加算器87と、リミッタ88を備える。 FIG. 8 shows an example of the functional configuration of the limit value determining section 80a. The limit value determining section 80a includes a limit value table reading section 81, a variation value table reading section 82, a limiter 83, a subtracter 84, a multiplier 85, a coefficient multiplier 86, an adder 87, and a limiter 88. Equipped with.

制限値テーブル読出部81は、電源電流を上限値Ib1以下に制限するためのq軸電流制限値を、回転速度信号Nに対応付けた制限値テーブルを記憶する。
制限値テーブル読出部81は、回転数入力処理部70が出力する回転速度信号Nに応じて制限値テーブルからq軸電流制限値を読み出し、読み出したq軸電流制限値をq軸電流基準制限値Iq_limbとして出力する。
The limit value table reading unit 81 stores a limit value table in which the q-axis current limit value for limiting the power supply current to below the upper limit value Ib1 is associated with the rotational speed signal N.
The limit value table reading unit 81 reads the q-axis current limit value from the limit value table according to the rotation speed signal N output by the rotation speed input processing unit 70, and sets the read q-axis current limit value as the q-axis current reference limit value. Output as Iq_limb.

図9の(a)は、電源電流を上限値Ib1以下に制限するためのq軸電流制限値のテーブルの一例を示す。太実線が、回転速度信号Nに応じたq軸電流制限値のテーブルを示しており、上限値Ib_limをIb1に固定し、インバータ印加電圧Vrを所定の基準電圧Vrefに固定して、演算式(3)及び条件式(4)に基づいて予め演算される。基準電圧Vrefは例えばインバータ50の許容印加電圧の下限値であってよい。
すなわち、各回転速度信号Nにおいて次式(5)及び(6)に応じて制限値Iq_limを予め演算することによって制限値テーブルを作成する。
FIG. 9A shows an example of a table of q-axis current limit values for limiting the power supply current to below the upper limit value Ib1. The thick solid line shows a table of q-axis current limit values according to the rotational speed signal N, and the upper limit value Ib_lim is fixed to Ib1, the inverter applied voltage Vr is fixed to a predetermined reference voltage Vref, and the calculation formula ( 3) and conditional expression (4). The reference voltage Vref may be, for example, the lower limit of the allowable applied voltage of the inverter 50.
That is, a limit value table is created by calculating a limit value Iq_lim in advance for each rotational speed signal N according to the following equations (5) and (6).

Figure 0007371509000005
Figure 0007371509000005

実際の回路では、演算式(3)及び条件式(4)に含まれているd軸電流が変動する。このため、制限値テーブルを作成する際には、複数のd軸電流Id=0、Id1、Id2及びId3におけるq軸電流制限値のテーブルをそれぞれ演算する。細実線、破線、1点鎖線、2点鎖線が、d軸電流Id=0、Id1、Id2及びId3におけるq軸電流制限値のテーブルを示す。
そして、各回転速度信号Nにおいて流れるd軸電流Idの範囲を予測し、保護性能とモータ20のトルク性能とのトレードオフを考慮しつつ、回転速度信号Nに応じてこれらのテーブルを選択又はテーブル間を補間して、太実線の制限値テーブルを作成する。
In an actual circuit, the d-axis current included in arithmetic expression (3) and conditional expression (4) varies. Therefore, when creating a limit value table, a table of q-axis current limit values for a plurality of d-axis currents Id=0, Id1, Id2, and Id3 is calculated, respectively. The thin solid line, the broken line, the one-dot chain line, and the two-dot chain line indicate a table of q-axis current limit values at d-axis current Id=0, Id1, Id2, and Id3.
Then, the range of the d-axis current Id flowing in each rotational speed signal N is predicted, and these tables are selected or set according to the rotational speed signal N while considering the trade-off between protection performance and torque performance of the motor 20. A limit value table with a thick solid line is created by interpolating between the values.

図8を参照する。実際の回路では、操舵状態や車両状態によってインバータ印加電圧Vrが変動する。このため、インバータ印加電圧Vrに応じてq軸電流基準制限値Iq_limbを補正する。インバータ印加電圧Vrが高いほど、電源電流の消費が少なくなるためq軸電流の制限が緩和される。
変動値テーブル読出部82は、インバータ印加電圧Vrと基準電圧Vrefとの基準偏差ΔVに対するq軸電流制限値の変動値ΔIq_limと回転速度信号Nとを対応付けた変動値テーブルを記憶する。
Refer to FIG. In an actual circuit, the inverter applied voltage Vr varies depending on the steering state and vehicle state. Therefore, the q-axis current reference limit value Iq_limb is corrected according to the inverter applied voltage Vr. The higher the inverter applied voltage Vr is, the less power supply current is consumed, and the restriction on the q-axis current is relaxed.
The fluctuation value table reading unit 82 stores a fluctuation value table in which the rotational speed signal N is associated with the fluctuation value ΔIq_lim of the q-axis current limit value with respect to the standard deviation ΔV between the inverter applied voltage Vr and the reference voltage Vref.

図9の(b)は、変動値テーブルの一例を示す。図9の(b)に示す変動値テーブルは、演算式(3)において上限値Ib_limをIb1に固定し、d軸電流を0[A]に固定して、インバータ印加電圧を(Vref+ΔV)に設定した場合のq軸電流制限値からインバータ印加電圧をVrefに設定した場合のq軸電流制限値を減算した差分を予め演算して作成する。
すなわち、各回転速度信号Nにおいて次式(7)に応じて変動値ΔIq_limを予め演算することによって変動値テーブルを作成する。
FIG. 9(b) shows an example of a variation value table. In the fluctuation value table shown in (b) of FIG. 9, the upper limit value Ib_lim is fixed to Ib1 in calculation formula (3), the d-axis current is fixed to 0 [A], and the inverter applied voltage is set to (Vref + ΔV). The difference is calculated in advance by subtracting the q-axis current limit value when the inverter applied voltage is set to Vref from the q-axis current limit value when the inverter applied voltage is set to Vref.
That is, a fluctuation value table is created by calculating a fluctuation value ΔIq_lim in advance for each rotational speed signal N according to the following equation (7).

Figure 0007371509000006
Figure 0007371509000006

図8を参照する。変動値テーブル読出部82は、回転数入力処理部70が出力する回転速度信号Nに応じて変動値テーブルから変動値ΔIq_limを読み出し、読み出した変動値ΔIq_limを乗算器85へ出力する。
リミッタ83は、インバータ印加電圧Vrの上限値を制限し、減算器84は上限値が制限されたインバータ印加電圧Vrと基準電圧Vrefとの偏差電圧(Vr-Vref)を算出する。
乗算器85及び係数乗算器86は、変動値テーブルから読み出された変動値ΔIq_limに、偏差電圧(Vr-Vref)と係数Gv(=1/ΔV)とを乗算して、補正値ΔIq_lim×Gv×(Vr-Vref)を算出する。
Refer to FIG. The variation value table reading unit 82 reads the variation value ΔIq_lim from the variation value table according to the rotation speed signal N output by the rotation speed input processing unit 70 and outputs the read variation value ΔIq_lim to the multiplier 85.
The limiter 83 limits the upper limit of the inverter applied voltage Vr, and the subtracter 84 calculates a deviation voltage (Vr-Vref) between the inverter applied voltage Vr, whose upper limit is limited, and the reference voltage Vref.
The multiplier 85 and the coefficient multiplier 86 multiply the fluctuation value ΔIq_lim read from the fluctuation value table by the deviation voltage (Vr-Vref) and the coefficient Gv (=1/ΔV) to obtain a correction value ΔIq_lim×Gv. Calculate ×(Vr−Vref).

加算器87は、補正値ΔIq_lim×Gv×(Vr-Vref)を加算することによりq軸電流基準制限値Iq_limbを補正して、q軸電流制限値Iq_limc1=Iq_limb+ΔIq_lim×Gv×(Vr-Vref)を算出する。
リミッタ88は、q軸電流制限値Iq_limc1の上限値を制限して電流制限値補間部72へ出力する。
The adder 87 corrects the q-axis current reference limit value Iq_limb by adding the correction value ΔIq_lim×Gv×(Vr-Vref), so that the q-axis current limit value Iq_limc1=Iq_limb+ΔIq_lim×Gv×(Vr-Vref). calculate.
The limiter 88 limits the upper limit value of the q-axis current limit value Iq_limc1 and outputs it to the current limit value interpolation unit 72.

なお、演算式(3)から明らかなように、q軸電流制限値は、トルク定数Kt、抵抗値Rr、d軸電流Idによっても変動する。トルク定数Ktはモータ温度Tmによって変動し、抵抗値Rrはモータ温度Tmやインバータ50の温度によって変動する。
したがって、制限値決定部80aは、モータ温度Tmや、インバータ50の温度及びd軸電流Idを更に用いて、q軸電流基準制限値Iq_limbを補正してもよい。
Note that, as is clear from equation (3), the q-axis current limit value also varies depending on the torque constant Kt, the resistance value Rr, and the d-axis current Id. The torque constant Kt varies depending on the motor temperature Tm, and the resistance value Rr varies depending on the motor temperature Tm and the temperature of the inverter 50.
Therefore, the limit value determination unit 80a may further use the motor temperature Tm, the temperature of the inverter 50, and the d-axis current Id to correct the q-axis current reference limit value Iq_limb.

例えば、上記の変動値テーブルと同様に、トルク定数Ktや抵抗値Rr、d軸電流Idの偏差に対するq軸電流制限値の変動値と回転速度信号Nとを対応付けたテーブルを演算式(3)にもとづいて予め演算して記憶しておき、回転速度信号Nに応じてテーブルから変動値を読み出す。
一方で、モータ温度Tmやインバータ50の温度に基づいて、トルク定数Ktや抵抗値Rrを算出し、トルク定数Ktや、抵抗値Rr、d軸電流Idとこれらの基準値との偏差を算出する。テーブルから読み出した変動値にこれらの偏差を乗じて補正値を求め、補正値をq軸電流基準制限値Iq_limbに加えて、q軸電流基準制限値Iq_limbを補正してよい。
For example, similar to the above fluctuation value table, a table that associates the rotational speed signal N with the fluctuation value of the q-axis current limit value with respect to the deviation of the torque constant Kt, the resistance value Rr, and the d-axis current Id is created using the calculation formula (3 ) is calculated and stored in advance based on the rotational speed signal N, and the fluctuation value is read out from the table in accordance with the rotational speed signal N.
On the other hand, the torque constant Kt and resistance value Rr are calculated based on the motor temperature Tm and the temperature of the inverter 50, and the deviation between the torque constant Kt, resistance value Rr, and d-axis current Id and these reference values is calculated. . A correction value may be obtained by multiplying the fluctuation value read from the table by these deviations, and the correction value may be added to the q-axis current reference limit value Iq_limb to correct the q-axis current reference limit value Iq_limb.

制限値決定部80b及び80cも、制限値決定部80aと同様の構成を有する。ただし、制限値決定部80b及び80cが記憶する制限値テーブル及び変動値テーブルは、制限値決定部80aが記憶する制限値テーブル及び変動値テーブルと異なっている。 Limit value determining sections 80b and 80c also have the same configuration as limit value determining section 80a. However, the limit value table and the variation table stored by the limit value determination units 80b and 80c are different from the limit value table and the variation value table stored by the limit value determination unit 80a.

図10の(a)は、制限値決定部80bの制限値テーブル読出部81に記憶される制限値テーブルを示す。図10の(a)の制限値テーブルは、電源電流を上限値Ib2以下に制限するためのq軸電流制限値のテーブルである。
図9の(a)のテーブルと同様に、太実線が、回転速度信号Nに応じたq軸電流制限値のテーブルを示しており、細実線、破線、1点鎖線、2点鎖線が、d軸電流Id=0、Id1、Id2及びId3におけるq軸電流制限値のテーブルを示す。図11の(a)のテーブルも同様である。
(a) of FIG. 10 shows a limit value table stored in the limit value table reading section 81 of the limit value determining section 80b. The limit value table in FIG. 10(a) is a table of q-axis current limit values for limiting the power supply current to below the upper limit value Ib2.
Similar to the table in FIG. 9(a), the thick solid line shows the table of q-axis current limit values according to the rotational speed signal N, and the thin solid line, broken line, one-dot chain line, and two-dot chain line indicate the table of d A table of q-axis current limit values for axis current Id=0, Id1, Id2, and Id3 is shown. The same applies to the table in FIG. 11(a).

これらのテーブルは、上限値Ib_limをIb2に固定し、インバータ印加電圧Vrを所定の基準電圧Vrefに固定して、図9の(a)のテーブルと同様に演算される。
図10の(b)は、制限値決定部80bの変動値テーブル読出部82に記憶される変動値テーブルを示す。図10の(b)に示す変動値テーブルは、上限値Ib_limをIb2に固定して、図9の(b)の変動値テーブルと同様に演算される。
These tables are calculated in the same way as the table in FIG. 9A, with the upper limit value Ib_lim fixed at Ib2 and the inverter applied voltage Vr fixed at a predetermined reference voltage Vref.
FIG. 10(b) shows a fluctuation value table stored in the fluctuation value table reading section 82 of the limit value determination section 80b. The fluctuation value table shown in FIG. 10(b) is calculated in the same way as the fluctuation value table shown in FIG. 9(b), with the upper limit value Ib_lim fixed at Ib2.

図11の(a)は、制限値決定部80cの制限値テーブル読出部81に記憶される制限値テーブルを示す。図11の(a)の制限値テーブルは、電源電流を上限値Ib3以下に制限するためのq軸電流制限値のテーブルである。
これらのテーブルは、上限値Ib_limをIb3に固定し、インバータ印加電圧Vrを所定の基準電圧Vrefに固定して、図9の(a)のテーブルと同様に演算される。
図11の(b)は、制限値決定部80cの変動値テーブル読出部82に記憶される変動値テーブルを示す。図11の(b)に示す変動値テーブルは、上限値Ib_limをIb3に固定して、図9の(b)の変動値テーブルと同様に演算される。
(a) of FIG. 11 shows a limit value table stored in the limit value table reading section 81 of the limit value determining section 80c. The limit value table in FIG. 11(a) is a table of q-axis current limit values for limiting the power supply current to below the upper limit value Ib3.
These tables are calculated in the same way as the table in FIG. 9A, with the upper limit value Ib_lim fixed at Ib3 and the inverter applied voltage Vr fixed at a predetermined reference voltage Vref.
FIG. 11(b) shows a fluctuation value table stored in the fluctuation value table reading section 82 of the limit value determination section 80c. The fluctuation value table shown in FIG. 11(b) is calculated in the same manner as the fluctuation value table shown in FIG. 9(b), with the upper limit value Ib_lim fixed at Ib3.

図5を参照する。電流制限値補間部72は、電流制限値決定部71が決定した複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limcnを、温度検出部53が検出した部品温度Tpに応じて補間し、部品温度Tpに応じたq軸電流制限値Iq_lim0として出力する。
図12に示す電流制限値補間部72の例は、図7に示す電流制限値決定部71に対応して、3個のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limc3を補間してq軸電流制限値Iq_lim0を算出する。
See FIG. 5. The current limit value interpolation unit 72 interpolates the plurality of q-axis current limit values Iq_limc1 to Iq_limcn determined by the current limit value determination unit 71 according to the component temperature Tp detected by the temperature detection unit 53, and It is output as the q-axis current limit value Iq_lim0.
The example of the current limit value interpolation unit 72 shown in FIG. 12 corresponds to the current limit value determination unit 71 shown in FIG. Calculate.

電流制限値補間部72は、補間値算出部90及び91と、選択部92を備える。
補間値算出部90は、部品温度TpがTL以上TM以下の範囲にある際のq軸電流制限値を、q軸電流制限値Iq_limc1及びq軸電流制限値Iq_limc2を補間して算出する。
図12の(b)を参照する。補間値算出部90は、部品温度TpがTLである場合にはq軸電流制限値Iq_limc1を出力する。部品温度TpがTMである場合にはq軸電流制限値Iq_limc2を出力する。部品温度TpがTLより大きくTM未満である場合には、q軸電流制限値Iq_limc1とq軸電流制限値Iq_limc2との間を、温度検出部53が検出した部品温度Tpで補間して得られる補間値を出力する。
The current limit value interpolation section 72 includes interpolation value calculation sections 90 and 91 and a selection section 92.
The interpolated value calculation unit 90 calculates the q-axis current limit value when the component temperature Tp is in the range from TL to TM by interpolating the q-axis current limit value Iq_limc1 and the q-axis current limit value Iq_limc2.
Refer to FIG. 12(b). The interpolated value calculation unit 90 outputs the q-axis current limit value Iq_limc1 when the component temperature Tp is TL. When the component temperature Tp is TM, the q-axis current limit value Iq_limc2 is output. When the component temperature Tp is greater than TL and less than TM, interpolation obtained by interpolating between the q-axis current limit value Iq_limc1 and the q-axis current limit value Iq_limc2 by the component temperature Tp detected by the temperature detection unit 53 is performed. Output the value.

補間値算出部91は、部品温度TpがTM以上TH以下の範囲にある際のq軸電流制限値を、q軸電流制限値Iq_limc2及びq軸電流制限値Iq_limc3を補間して算出する。
図12の(c)を参照する。補間値算出部91は、部品温度TpがTMである場合にはq軸電流制限値Iq_limc2を出力する。部品温度TpがTHである場合にはq軸電流制限値Iq_limc3を出力する。部品温度TpがTMより大きくTH未満である場合には、q軸電流制限値Iq_limc2とq軸電流制限値Iq_limc3との間を、温度検出部53が検出した部品温度Tpで補間して得られる補間値を出力する。
なお、補間値算出部90及び91は、線形補間により補間値を算出してもよく、非線形関数を用いて補間値を算出してもよい。
The interpolated value calculation unit 91 calculates the q-axis current limit value when the component temperature Tp is in the range from TM to TH by interpolating the q-axis current limit value Iq_limc2 and the q-axis current limit value Iq_limc3.
Refer to FIG. 12(c). The interpolated value calculation unit 91 outputs the q-axis current limit value Iq_limc2 when the component temperature Tp is TM. When the component temperature Tp is TH, the q-axis current limit value Iq_limc3 is output. When the component temperature Tp is greater than TM and less than TH, interpolation obtained by interpolating between the q-axis current limit value Iq_limc2 and the q-axis current limit value Iq_limc3 by the component temperature Tp detected by the temperature detection unit 53 is performed. Output the value.
Note that the interpolation value calculation units 90 and 91 may calculate the interpolation value by linear interpolation, or may calculate the interpolation value using a nonlinear function.

選択部92は、複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limc3のうちの最大値Iq_limc1及び最小値Iq_limc3、並びに補間値算出部90及び91の出力のうち何れかを、温度検出部53が検出した部品温度Tpに応じて選択し、部品温度Tpに応じたq軸電流制限値Iq_lim0として出力する。
具体的には、部品温度TpがTL未満の場合に選択部92は最大値Iq_limc1をq軸電流制限値Iq_lim0として選択する。
The selection unit 92 selects one of the maximum value Iq_limc1 and the minimum value Iq_limc3 of the plurality of q-axis current limit values Iq_limc1 to Iq_limc3, and the outputs of the interpolation value calculation units 90 and 91, from the component detected by the temperature detection unit 53. It is selected according to the temperature Tp and output as the q-axis current limit value Iq_lim0 according to the component temperature Tp.
Specifically, when the component temperature Tp is less than TL, the selection unit 92 selects the maximum value Iq_limc1 as the q-axis current limit value Iq_lim0.

部品温度TpがTL以上TM未満の場合に、選択部92は補間値算出部90の出力をq軸電流制限値Iq_lim0として選択する。部品温度TpがTM以上TH未満の場合に、選択部92は補間値算出部91の出力をq軸電流制限値Iq_lim0として選択する。部品温度TpがTH以上の場合に選択部92は最小値Iq_limc3をq軸電流制限値Iq_lim0として選択する。 When the component temperature Tp is greater than or equal to TL and less than TM, the selection unit 92 selects the output of the interpolation value calculation unit 90 as the q-axis current limit value Iq_lim0. When the component temperature Tp is greater than or equal to TM and less than TH, the selection unit 92 selects the output of the interpolation value calculation unit 91 as the q-axis current limit value Iq_lim0. When the component temperature Tp is equal to or higher than TH, the selection unit 92 selects the minimum value Iq_limc3 as the q-axis current limit value Iq_lim0.

なお、本実施形態では、部品温度TpがTL未満の範囲においてq軸電流制限値Iq_lim0をq軸電流制限値Iq_limc1に固定し、部品温度TpがTHより高い範囲においてq軸電流制限値Iq_lim0をq軸電流制限値Iq_limc3に固定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。電流制限値補間部72は、複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limc3に基づく外挿によって、部品温度TpがTL未満又はTH以上の範囲におけるq軸電流制限値Iq_lim0を算出してもよい。 In this embodiment, the q-axis current limit value Iq_lim0 is fixed to the q-axis current limit value Iq_limc1 in the range where the component temperature Tp is less than TL, and the q-axis current limit value Iq_lim0 is fixed to q-axis current limit value Iq_limc1 in the range where the component temperature Tp is higher than TH. Although the shaft current limit value Iq_limc3 is fixed, the present invention is not limited thereto. The current limit value interpolation unit 72 may calculate the q-axis current limit value Iq_lim0 in a range where the component temperature Tp is less than TL or greater than or equal to TH by extrapolation based on the plurality of q-axis current limit values Iq_limc1 to Iq_limc3.

図5を参照する。レートリミッタ73は、q軸電流制限値Iq_lim0の過渡的な変動を緩和する。
操向ハンドル1の操舵状態が切り増し操舵状態と切り戻し操舵状態との間で切り替わると、回転数入力処理部70が回転速度信号Nを切り替えるために、q軸電流制限値Iq_lim0の値が急激に変化する。この結果、q軸電流制限値の出力値の急激な変化が発生したりチャタリングが発生するおそれがある。
レートリミッタ73は、q軸電流制限値Iq_lim0の過渡的な変動を緩和して得られるq軸電流制限値Iq_lim1を生成して、平滑化部74へ出力する。
See FIG. 5. The rate limiter 73 alleviates transient fluctuations in the q-axis current limit value Iq_lim0.
When the steering state of the steering wheel 1 is switched between the additional steering state and the reverse steering state, the value of the q-axis current limit value Iq_lim0 suddenly changes because the rotational speed input processing unit 70 switches the rotational speed signal N. Changes to As a result, there is a possibility that a sudden change in the output value of the q-axis current limit value or chattering may occur.
The rate limiter 73 generates a q-axis current limit value Iq_lim1 obtained by alleviating transient fluctuations in the q-axis current limit value Iq_lim0, and outputs it to the smoothing unit 74.

例えばレートリミッタ73は、今回の制御周期で入力したq軸電流制限値Iq_lim0から前回の制御周期で出力したq軸電流制限値Iq_lim1を減算して得られる差分が、正値の立ち上がり閾値RISE_RATEよりも大きい場合には、前回の制御周期で出力したq軸電流制限値Iq_lim1と立ち上がり閾値RISE_RATEとの和を、q軸電流制限値Iq_lim1として出力する。 For example, the rate limiter 73 determines that the difference obtained by subtracting the q-axis current limit value Iq_lim1 output in the previous control cycle from the q-axis current limit value Iq_lim0 input in the current control cycle is greater than the positive rising threshold RISE_RATE. If it is larger, the sum of the q-axis current limit value Iq_lim1 output in the previous control cycle and the rising threshold RISE_RATE is output as the q-axis current limit value Iq_lim1.

またレートリミッタ73は、今回の制御周期で入力したq軸電流制限値Iq_lim0から前回の制御周期で出力したq軸電流制限値Iq_lim1を減算して得られる差分が、負値の立ち下がり閾値FALL_RATEよりも小さい場合には、前回の制御周期で出力したq軸電流制限値Iq_lim1と立ち下がり閾値FALL_RATEとの和を、q軸電流制限値Iq_lim1として出力する。 In addition, the rate limiter 73 determines that the difference obtained by subtracting the q-axis current limit value Iq_lim1 output in the previous control cycle from the q-axis current limit value Iq_lim0 input in the current control cycle is greater than the negative falling threshold FALL_RATE. If the current limit value Iq_lim1 is also small, the sum of the q-axis current limit value Iq_lim1 output in the previous control cycle and the falling threshold value FALL_RATE is output as the q-axis current limit value Iq_lim1.

今回の制御周期で入力したq軸電流制限値Iq_lim0から前回の制御周期で出力したq軸電流制限値Iq_lim1を減算して得られる差分が、立ち下がり閾値FALL_RATE以上立ち上がり閾値RISE_RATE以下の場合には、入力したq軸電流制限値Iq_lim0をそのままq軸電流制限値Iq_lim1として出力する。 If the difference obtained by subtracting the q-axis current limit value Iq_lim1 output in the previous control cycle from the q-axis current limit value Iq_lim0 input in the current control cycle is greater than or equal to the falling threshold FALL_RATE and less than the rising threshold RISE_RATE, The input q-axis current limit value Iq_lim0 is output as is as the q-axis current limit value Iq_lim1.

平滑化部74は、q軸電流制限値Iq_lim1を平滑化することにより、回転速度信号Nの切り替え時のq軸電流制限値の出力値の急激な変化を緩和し、チャタリングを除去する。
例えば、平滑化部74は、q軸電流制限値Iq_lim1の時間加重平均値を算出するフィルタであってよい。平滑化部74は、q軸電流制限値Iq_lim1を平滑化して得られた最終的なq軸電流制限値Iq_limを、q軸電流制限部75へ出力する。
The smoothing unit 74 smoothes the q-axis current limit value Iq_lim1, thereby alleviating a sudden change in the output value of the q-axis current limit value when the rotational speed signal N is switched, and eliminating chattering.
For example, the smoothing unit 74 may be a filter that calculates a time-weighted average value of the q-axis current limit value Iq_lim1. The smoothing unit 74 outputs the final q-axis current limit value Iq_lim obtained by smoothing the q-axis current limit value Iq_lim1 to the q-axis current limit unit 75.

q軸電流制限部75は、電流指令値演算部41から出力されるq軸電流指令値Iq0を、q軸電流制限値Iq_lim以下の値に制限する。q軸電流制限部75は、q軸電流指令値Iq0を制限して得られる制限後q軸電流指令値Iq1を出力する。
図13を参照する。q軸電流制限部75は、符号反転器100と、比較器101及び102と、選択器103及び104を備える。
The q-axis current limiter 75 limits the q-axis current command value Iq0 output from the current command value calculator 41 to a value equal to or less than the q-axis current limit value Iq_lim. The q-axis current limiter 75 outputs a limited q-axis current command value Iq1 obtained by limiting the q-axis current command value Iq0.
See FIG. 13. The q-axis current limiter 75 includes a sign inverter 100, comparators 101 and 102, and selectors 103 and 104.

比較器101は、q軸電流指令値Iq0と正値のq軸電流制限値Iq_limとを比較する。q軸電流指令値Iq0が正値のq軸電流制限値Iq_lim以上の場合、比較器101は、選択信号「1」を選択器103に出力する。q軸電流指令値Iq0が正値のq軸電流制限値Iq_lim未満の場合、比較器101は、選択信号「0」を選択器103に出力する。 Comparator 101 compares q-axis current command value Iq0 and positive q-axis current limit value Iq_lim. When the q-axis current command value Iq0 is greater than or equal to the positive q-axis current limit value Iq_lim, the comparator 101 outputs a selection signal “1” to the selector 103. When the q-axis current command value Iq0 is less than the positive q-axis current limit value Iq_lim, the comparator 101 outputs a selection signal “0” to the selector 103.

符号反転器100は、q軸電流制限値Iq_limの符号を反転して負値のq軸電流制限値(-Iq_lim)を出力する。比較器102は、q軸電流指令値Iq0と負値のq軸電流制限値(-Iq_lim)とを比較する。q軸電流指令値Iq0が負値のq軸電流制限値(-Iq_lim)以下の場合、比較器102は、選択信号「1」を選択器104に出力する。q軸電流指令値Iq0が負値のq軸電流制限値(-Iq_lim)より大きいの場合、比較器102は、選択信号「0」を選択器104に出力する。 The sign inverter 100 inverts the sign of the q-axis current limit value Iq_lim and outputs a negative q-axis current limit value (-Iq_lim). Comparator 102 compares q-axis current command value Iq0 and a negative q-axis current limit value (-Iq_lim). When the q-axis current command value Iq0 is less than or equal to the negative q-axis current limit value (-Iq_lim), the comparator 102 outputs a selection signal “1” to the selector 104. When the q-axis current command value Iq0 is larger than the negative q-axis current limit value (-Iq_lim), the comparator 102 outputs a selection signal “0” to the selector 104.

比較器101が選択信号「1」を出力する場合(すなわちq軸電流指令値Iq0が正値のq軸電流制限値Iq_lim以上の場合)、選択器103はq軸電流制限値Iq_limを選択して選択器104に出力する。
比較器101が選択信号「0」を出力する場合(すなわちq軸電流指令値Iq0が正値のq軸電流制限値Iq_lim未満の場合)、選択器103はq軸電流指令値Iq0を選択して選択器104に出力する。
When the comparator 101 outputs the selection signal "1" (that is, when the q-axis current command value Iq0 is greater than or equal to the positive q-axis current limit value Iq_lim), the selector 103 selects the q-axis current limit value Iq_lim. Output to selector 104.
When the comparator 101 outputs the selection signal "0" (that is, when the q-axis current command value Iq0 is less than the positive q-axis current limit value Iq_lim), the selector 103 selects the q-axis current command value Iq0. Output to selector 104.

比較器102が選択信号「1」を出力する場合(すなわちq軸電流指令値Iq0が負値のq軸電流制限値(-Iq_lim)以下の場合)、選択器104は負値のq軸電流制限値(-Iq_lim)を選択して制限後q軸電流指令値Iq1として出力する。
比較器102が選択信号「0」を出力する場合(すなわちq軸電流指令値Iq0が負値のq軸電流制限値(-Iq_lim)より大きいの場合)、選択器104は選択器103の出力を選択して制限後q軸電流指令値Iq1として出力する。以上により、制限後q軸電流指令値Iq1は、正値のq軸電流制限値(Iq_lim)以下及び負値のq軸電流制限値(-Iq_lim)以上の値に制限される。
When the comparator 102 outputs the selection signal "1" (that is, when the q-axis current command value Iq0 is less than or equal to the negative q-axis current limit value (-Iq_lim)), the selector 104 outputs the negative q-axis current limit value. The value (-Iq_lim) is selected and output as the limited q-axis current command value Iq1.
When the comparator 102 outputs the selection signal "0" (that is, when the q-axis current command value Iq0 is larger than the negative q-axis current limit value (-Iq_lim)), the selector 104 outputs the output of the selector 103. Select and output as the limited q-axis current command value Iq1. As described above, the limited q-axis current command value Iq1 is limited to a value that is less than or equal to the positive q-axis current limit value (Iq_lim) and greater than or equal to the negative q-axis current limit value (-Iq_lim).

なお、バッテリ14は特許請求の範囲に記載される電源の一例である。コントローラ30、温度検出部53、インバータ印加電圧検出部54、回転角度検出回路61及びモータ温度取得部62は、特許請求の範囲に記載されるモータ制御装置の一例である。回転角度検出回路61及び回転数演算部52は、特許請求の範囲に記載される回転速度検出部の一例である。制限値テーブル及び変動値テーブルは、特許請求の範囲に記載される第1テーブル及び第2テーブルの一例である。制限値テーブル及び変動値テーブルを多項式等で近似し、近似式として第1記憶部及び第2記憶部に記憶しても良い。比例積分制御部46と、デューティ演算部47と、空間ベクトル変調部48と、PWM制御部49は、特許請求の範囲に記載される素子制御部の一例である。 Note that the battery 14 is an example of a power source described in the claims. The controller 30, the temperature detection section 53, the inverter applied voltage detection section 54, the rotation angle detection circuit 61, and the motor temperature acquisition section 62 are an example of a motor control device described in the claims. The rotation angle detection circuit 61 and the rotation speed calculation section 52 are examples of a rotation speed detection section described in the claims. The limit value table and the variation value table are examples of the first table and the second table described in the claims. The limit value table and the variation value table may be approximated by polynomials or the like and stored as approximate expressions in the first storage section and the second storage section. The proportional integral control section 46, the duty calculation section 47, the space vector modulation section 48, and the PWM control section 49 are examples of the element control section described in the claims.

(動作)
図14を参照して、実施形態のモータ制御方法の一例を説明する。
ステップS1において回転角度検出回路61と回転数演算部52は、モータ20の回転速度Nrを検出する。
ステップS2においてインバータ印加電圧検出部54は、インバータ50への印加電圧であるインバータ印加電圧Vrを検出する。
(motion)
An example of the motor control method according to the embodiment will be described with reference to FIG. 14.
In step S1, the rotation angle detection circuit 61 and the rotation speed calculation unit 52 detect the rotation speed Nr of the motor 20.
In step S2, the inverter applied voltage detection unit 54 detects the inverter applied voltage Vr, which is the voltage applied to the inverter 50.

ステップS3において温度検出部53は、ECU部品のいずれかの部品温度Tpを検出する。
ステップS4において電流指令値演算部41は、q軸電流指令値Iq0及びd軸電流指令値Id0を算出する。
In step S3, the temperature detection section 53 detects the component temperature Tp of any of the ECU components.
In step S4, the current command value calculation unit 41 calculates the q-axis current command value Iq0 and the d-axis current command value Id0.

ステップS5において電流制限値決定部71は、回転数入力処理部70が出力する回転速度信号N及びインバータ印加電圧検出部54が検出したインバータ印加電圧Vrに基づいて、複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limcnの各々を決定する。
ステップS6において電流制限値補間部72は、複数のq軸電流制限値Iq_limc1~Iq_limcnを補間して、温度検出部53が検出したECU部品の部品温度Tpに応じたq軸電流制限値Iq_lim0を算出する。
In step S5, the current limit value determination unit 71 determines a plurality of q-axis current limit values Iq_limc1 based on the rotation speed signal N output by the rotation speed input processing unit 70 and the inverter applied voltage Vr detected by the inverter applied voltage detection unit 54. .about.Iq_limcn.
In step S6, the current limit value interpolation unit 72 interpolates the plurality of q-axis current limit values Iq_limc1 to Iq_limcn to calculate the q-axis current limit value Iq_lim0 according to the component temperature Tp of the ECU component detected by the temperature detection unit 53. do.

ステップS7においてレートリミッタ73は、q軸電流制限値Iq_lim0の過渡的な変動を緩和して得られるq軸電流制限値Iq_lim1を生成し、平滑化部74は、q軸電流制限値Iq_lim1を平滑化して得られるq軸電流制限値Iq_limを生成する。q軸電流制限部75は、q軸電流指令値Iq0をq軸電流制限値Iq_limで制限することにより、制限後q軸電流指令値Iq1を演算する。
ステップS8においてコントローラ30は、d軸電流指令値Id0と制限後q軸電流指令値Iq1に基づいてモータ20を駆動する。
In step S7, the rate limiter 73 generates a q-axis current limit value Iq_lim1 obtained by alleviating transient fluctuations in the q-axis current limit value Iq_lim0, and the smoothing unit 74 smoothes the q-axis current limit value Iq_lim1. The q-axis current limit value Iq_lim obtained by The q-axis current limiter 75 calculates the limited q-axis current command value Iq1 by limiting the q-axis current command value Iq0 by the q-axis current limit value Iq_lim.
In step S8, the controller 30 drives the motor 20 based on the d-axis current command value Id0 and the limited q-axis current command value Iq1.

(実験結果)
以下、図15~図18を参照して、本実施形態のモータ制御装置による実験結果を示す。実験は、温度TH、TM、及びTLをそれぞれ、TH=80[℃]、TM=60[℃]、TL=50にそれぞれ設定し、ラックエンドの一方において低中速操舵で端当てを反復して行った。
また、部品温度Tpが温度TL以下である場合の電源電流の上限値をIb1に設定し、部品温度Tpが温度TMである場合の上限値をIb1×(5/7)に設定し、部品温度Tpが温度TH以上である場合の上限値をIb1×(3/7)に設定した。
(Experimental result)
Below, with reference to FIGS. 15 to 18, experimental results using the motor control device of this embodiment will be shown. In the experiment, the temperatures TH, TM, and TL were set to TH = 80 [°C], TM = 60 [°C], and TL = 50, respectively, and end contact was repeated with low-medium speed steering at one end of the rack. I went.
In addition, the upper limit value of the power supply current when the component temperature Tp is below the temperature TL is set to Ib1, and the upper limit value when the component temperature Tp is the temperature TM is set to Ib1 × (5/7), The upper limit when Tp is equal to or higher than the temperature TH was set to Ib1×(3/7).

細破線が操舵補助指令値Irefを示し、細実線が制限後q軸電流指令値Iq1を示し、太実線が電源電流Ibを示し、1点鎖線がECU部品の部品温度Tpを示し、太破線がモータ20のモータ回転速度を示す。
図15を参照する。電源電流が、Ib1からIb1×(3/7)へ徐々に制限されることにより、ECU部品の温度上昇が緩やかになり、ECU部品の温度上昇が徐々に抑えられていることが確認できる。
The thin broken line shows the steering assist command value Iref, the thin solid line shows the limited q-axis current command value Iq1, the thick solid line shows the power supply current Ib, the one-dot chain line shows the component temperature Tp of the ECU parts, and the thick broken line shows the The motor rotation speed of the motor 20 is shown.
See FIG. 15. It can be confirmed that the power supply current is gradually limited from Ib1 to Ib1×(3/7), so that the temperature rise of the ECU parts becomes gradual, and the temperature rise of the ECU parts is gradually suppressed.

図16は、ECU部品の部品温度Tpが50[℃]付近である範囲の拡大図である。
部品温度Tpが50[℃]以下である間、電源電流は上限値Ib1付近まで大きくなるが、部品温度Tpが50[℃]付近を超えると、電源電流が徐々に制限されることが確認できる。
FIG. 16 is an enlarged view of a range where the component temperature Tp of the ECU components is around 50 [° C.].
It can be confirmed that while the component temperature Tp is below 50 [°C], the power supply current increases to around the upper limit value Ib1, but when the component temperature Tp exceeds around 50 [°C], the power supply current is gradually restricted. .

また、電源電流が大きいときは制限後q軸電流指令値Iq1が制限され、電源電流が小さい又は回生状態にある時は、制限後q軸電流指令値Iq1が最大値Iref_maxまで増大していることが確認できる。
このため、部品温度Tpの上昇によって電源電流が制限されても、低中速操舵ではあるが最大のq軸電流Iref_maxが出力され、ラックエンドまでの操舵が可能になる。
Additionally, when the power supply current is large, the q-axis current command value Iq1 after limitation is limited, and when the power supply current is small or in a regenerative state, the q-axis current command value Iq1 after limitation increases to the maximum value Iref_max. can be confirmed.
Therefore, even if the power supply current is limited due to an increase in the component temperature Tp, the maximum q-axis current Iref_max is output, although it is low-medium speed steering, and steering to the rack end is possible.

図17は、ECU部品の部品温度Tpが60[℃]付近である範囲の拡大図である。
部品温度Tpが60[℃]以下である間、上限値Ib1×(5/7)以上の電源電流が供給されていたが、部品温度Tpが60[℃]以上になると、電源電流が徐々にIb1×(5/7)以下に制限されることが確認できる。これにより、部品温度Tpの上昇も徐々に抑えられていることが確認できる。
FIG. 17 is an enlarged view of a range in which the component temperature Tp of the ECU components is around 60 [° C.].
While the component temperature Tp was below 60[℃], a power supply current equal to or higher than the upper limit value Ib1×(5/7) was supplied, but when the component temperature Tp exceeded 60[℃], the power supply current gradually decreased. It can be confirmed that it is limited to Ib1×(5/7) or less. This confirms that the rise in component temperature Tp is also gradually suppressed.

また、電源電流が大きいときは制限後q軸電流指令値Iq1が制限され、電源電流が小さい又は回生状態にある時は、制限後q軸電流指令値Iq1が最大値Iref_maxまで増大していることが確認できる。
このため、部品温度Tpの上昇によって電源電流が制限されても、低中速操舵ではあるが最大のq軸電流Iref_maxが出力され、ラックエンドまでの操舵が可能になる。
Additionally, when the power supply current is large, the q-axis current command value Iq1 after limitation is limited, and when the power supply current is small or in a regenerative state, the q-axis current command value Iq1 after limitation increases to the maximum value Iref_max. can be confirmed.
Therefore, even if the power supply current is limited due to an increase in the component temperature Tp, the maximum q-axis current Iref_max is output, although it is low-medium speed steering, and steering to the rack end is possible.

図18は、ECU部品の部品温度Tpが80[℃]付近である範囲の拡大図である。
部品温度Tpが80[℃]付近になると、電源電流がIb1×(3/7)以下に制限されることが確認できる。部品温度Tpの上昇も横ばいになっており、ECU部品の温度上昇が抑えられていることが確認できる。
FIG. 18 is an enlarged view of a range where the component temperature Tp of the ECU components is around 80 [° C.].
It can be confirmed that when the component temperature Tp becomes around 80 [° C.], the power supply current is limited to Ib1×(3/7) or less. The increase in the component temperature Tp has also leveled off, confirming that the temperature increase in the ECU components has been suppressed.

また、電源電流が大きいときは制限後q軸電流指令値Iq1が制限され、電源電流が小さい又は回生状態にある時は、制限後q軸電流指令値Iq1が最大値Iref_maxまで増大していることが確認できる。
このため、部品温度Tpの上昇によって電源電流が制限されても、低中速操舵ではあるが最大のq軸電流Iref_maxが出力され、ラックエンドまでの操舵が可能になる。
Additionally, when the power supply current is large, the q-axis current command value Iq1 after limitation is limited, and when the power supply current is small or in a regenerative state, the q-axis current command value Iq1 after limitation increases to the maximum value Iref_max. can be confirmed.
Therefore, even if the power supply current is limited due to an increase in the component temperature Tp, the maximum q-axis current Iref_max is output, although it is low-medium speed steering, and steering to the rack end is possible.

(実施形態の効果)
(1)モータ20を制御するモータ制御装置は、電源であるバッテリ14とモータ20との間に直列に接続されて、バッテリ14から出力される電源電流をモータ20に流す駆動電流に変換する駆動素子Q1~Q6と、モータ20のモータ回転速度を検出する回転角度検出回路61及び回転数演算部52と、インバータ50への印加電圧であるインバータ印加電圧を検出するインバータ印加電圧検出部54と、バッテリ14から駆動素子Q1~Q6までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度を検出する温度検出部53と、駆動電流を制御するための電流指令値を演算する電流指令値演算部41と、予め定めた複数の上限値以下に電源電流をそれぞれ制限するように電流指令値を制限するための複数の電流制限値を、少なくとも回転角度検出回路61及び回転数演算部52が検出したモータ回転速度及びインバータ印加電圧検出部54が検出したインバータ印加電圧に応じて決定する電流制限値決定部71と、電流制限値決定部71が決定した複数の電流制限値を補間して、温度検出部53が検出した部品温度に応じた電流制限値を算出する電流制限値補間部72を備える。比例積分制御部46、デューティ演算部47、空間ベクトル変調部48、及びPWM制御部49は、電流制限値補間部72が算出した電流制限値で制限された電流指令値に基づいて駆動素子Q1~Q6を制御する。
(Effects of embodiment)
(1) The motor control device that controls the motor 20 is connected in series between the battery 14 as a power source and the motor 20, and is a drive device that converts the power supply current output from the battery 14 into a drive current that flows through the motor 20. Elements Q1 to Q6, a rotation angle detection circuit 61 and a rotation speed calculation unit 52 that detect the motor rotation speed of the motor 20, and an inverter applied voltage detection unit 54 that detects the inverter applied voltage that is the voltage applied to the inverter 50. A temperature detection section 53 that detects the component temperature of components arranged on or near the power supply line from the battery 14 to the drive elements Q1 to Q6, and a current command value calculation section that calculates a current command value for controlling the drive current. 41 and a plurality of current limit values for limiting the current command value so as to respectively limit the power supply current to below a plurality of predetermined upper limit values, at least the rotation angle detection circuit 61 and the rotation speed calculation unit 52 have detected. A current limit value determining unit 71 determines the motor rotation speed and the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detecting unit 54, and temperature detection is performed by interpolating the plurality of current limit values determined by the current limit value determining unit 71. A current limit value interpolation unit 72 is provided that calculates a current limit value according to the component temperature detected by the unit 53. The proportional-integral control unit 46, the duty calculation unit 47, the space vector modulation unit 48, and the PWM control unit 49 control the drive elements Q1 to Q1 based on the current command value limited by the current limit value calculated by the current limit value interpolation unit 72. Controls Q6.

これにより、電源電流の上限値を設定しておき、電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Tpに応じて電源電流の上限値を設定しておき、検出した部品温度Tpに対応する上限値以下に電源電流が制限されるようにモータ20の駆動電流を制御できる。このため、精度の高い上限値により過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Tpの上昇を抑制できる。
例えば電動モータによって車両の操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の場合、操向ハンドル1をラックエンドまで操舵できるように制御しつつ、部品温度Tpの上昇を抑制できる。
また、複数の電流制限値を補間することにより、部品温度Tpに応じて連続的に変化する電流制限値を算出できる。これにより操舵者に意識されないように徐々に電源電流を制限できる。
With this, the upper limit value of the power supply current is set in advance, and the upper limit value of the power supply current is set in accordance with the component temperature Tp of the component placed on or near the power supply line, and the upper limit value of the power supply current is set in advance in accordance with the component temperature Tp of the component placed in the power supply line or its vicinity. The drive current of the motor 20 can be controlled so that the power supply current is limited to below the upper limit value. For this reason, it is possible to suppress an increase in the component temperature Tp of components disposed on or near the power supply line while avoiding excessive current restriction using the highly accurate upper limit value.
For example, in the case of an electric power steering device that uses an electric motor to apply steering assist force to the steering system of a vehicle, it is possible to control the steering wheel 1 so that it can be steered to the rack end while suppressing a rise in component temperature Tp.
Further, by interpolating a plurality of current limit values, it is possible to calculate a current limit value that continuously changes depending on the component temperature Tp. This allows the power supply current to be gradually restricted without the driver being aware of it.

(2)電流制限値決定部71は、モータ回転速度とインバータ印加電圧に応じて予め演算された電流制限値を記憶したテーブルから読み出した電流制限値に基づいて複数の電流制限値の各々を決定してよい。
電流制限値を予め演算してテーブルに格納しておくことで、コントローラ30の処理負荷を抑えることができる。
(2) The current limit value determining unit 71 determines each of the plurality of current limit values based on the current limit value read from a table storing current limit values calculated in advance according to the motor rotation speed and the inverter applied voltage. You may do so.
By calculating the current limit value in advance and storing it in a table, the processing load on the controller 30 can be reduced.

(3)電流制限値は、インバータ印加電圧と電源電流に基づく入力電力と、モータ回転速度、電流指令値に基づく出力電力と、損失電力と、の間に成立する関係に従って予め演算してテーブルに格納してよい。
このように電流制限値を演算することにより、正確に電源電流を制限できる。
(3) The current limit value is calculated in advance according to the relationship established between the input power based on the inverter applied voltage and power supply current, the motor rotation speed, the output power based on the current command value, and the power loss. May be stored.
By calculating the current limit value in this way, the power supply current can be accurately limited.

(4)電流制限値決定部71は、所定のインバータ印加電圧におけるモータ回転速度に応じた電流制限値を記憶した制限値テーブルを備え、回転角度検出回路61及び回転数演算部52が検出したモータ回転速度に応じて制限値テーブルから読み出した電流制限値を、インバータ印加電圧検出部54が検出したインバータ印加電圧に応じて補正することにより複数の電流制限値の各々を決定してよい。
これにより、インバータ印加電圧の変動に応じて電源電流を正確に制限できる。
(4) The current limit value determining unit 71 includes a limit value table storing current limit values corresponding to the motor rotation speed at a predetermined inverter applied voltage, and includes a limit value table that stores current limit values corresponding to the motor rotation speed at a predetermined inverter applied voltage. Each of the plurality of current limit values may be determined by correcting the current limit value read from the limit value table according to the rotation speed according to the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detection section 54.
Thereby, the power supply current can be accurately limited according to fluctuations in the voltage applied to the inverter.

(5)電流制限値決定部71は、インバータ印加電圧と基準電圧との基準偏差に対する電流制限値の変動値とモータ回転速度とを対応付けた変動値テーブルを備え、回転角度検出回路61及び回転数演算部52が検出したモータ回転速度に応じて変動値テーブルから読み出した変動値と、インバータ印加電圧検出部54が検出したインバータ印加電圧とに応じて、回転角度検出回路61及び回転数演算部52が検出したモータ回転速度に応じて制限値テーブルから読み出した制限値を補正することにより、複数の電流制限値の各々を決定してよい。
インバータ印加電圧の偏差に対する電流制限値の変動値を予め演算してテーブルに格納しておくことで、インバータ印加電圧の変動に応じた補正処理の負荷を抑えることができる。
(5) The current limit value determination unit 71 includes a variation table that associates the variation value of the current limit value with the motor rotation speed with respect to the standard deviation between the inverter applied voltage and the reference voltage, and the rotation angle detection circuit 61 and the rotation The rotation angle detection circuit 61 and the rotation speed calculation section are configured according to the fluctuation value read from the fluctuation value table according to the motor rotation speed detected by the numerical calculation section 52 and the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detection section 54. Each of the plurality of current limit values may be determined by correcting the limit value read from the limit value table according to the motor rotational speed detected by 52.
By calculating the variation value of the current limit value with respect to the deviation of the inverter applied voltage in advance and storing it in a table, it is possible to suppress the load of correction processing according to the variation of the inverter applied voltage.

(6)電流制限値補間部72は、部品温度Tpに応じて複数の電流制限値の間の補間値を算出する1以上の補間値算出部90及び91と、補間値算出部90及び91が算出した補間値、並びに複数の電流制限値の最大値及び最小値のいずれかを部品温度Tpに応じて選択する選択部92を備えてよい。
これにより、部品温度Tpに応じて複数の電流制限値の補間値を算出できる。
(6) The current limit value interpolation unit 72 includes one or more interpolation value calculation units 90 and 91 that calculate interpolated values between a plurality of current limit values according to the component temperature Tp, and interpolation value calculation units 90 and 91. A selection unit 92 may be provided that selects the calculated interpolated value and either the maximum value or the minimum value of the plurality of current limit values according to the component temperature Tp.
Thereby, interpolated values of a plurality of current limit values can be calculated according to the component temperature Tp.

(7)電流指令値演算部41は、駆動電流を制御するためのq軸電流指令値及びd軸電流指令値を演算し、電流制限値決定部71はq軸電流指令値を制限するための電流制限値を決定してよい。
電源電流が上限値以下に制限されるようにq軸電流指令値を制御することにより、過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Tpの上昇を抑制できる。
(7) The current command value calculation section 41 calculates the q-axis current command value and the d-axis current command value for controlling the drive current, and the current limit value determination section 71 calculates the q-axis current command value and the d-axis current command value for controlling the drive current. A current limit value may be determined.
By controlling the q-axis current command value so that the power supply current is limited to the upper limit value or less, it is possible to suppress the rise in component temperature Tp of components placed in or near the power supply line while avoiding excessive current restriction. .

(8)電流制限値決定部71は、さらに少なくともモータ20の温度情報及びインバータ50の駆動素子の温度情報に応じて電流制限値を決定してよい。
これにより、モータ20の温度によるトルク定数や抵抗値の変化や、駆動素子の温度による抵抗値の変化を考慮することができ、より正確に電源電流を制限できる。
(8) The current limit value determination unit 71 may further determine the current limit value according to at least the temperature information of the motor 20 and the temperature information of the drive elements of the inverter 50.
Thereby, changes in the torque constant and resistance value due to the temperature of the motor 20 and changes in the resistance value due to the temperature of the driving element can be taken into consideration, and the power supply current can be more accurately restricted.

(9)駆動電流制限部43は、駆動電流の向きとモータ20の回転方向に応じて、駆動電流の制限を解除してよい。
これにより、モータ20が回生状態となる場合(例えば操向ハンドル1が切り戻し操舵状態である場合等)に、不要な電流制限を解除することができる。
(9) The drive current limiter 43 may release the limit on the drive current depending on the direction of the drive current and the rotational direction of the motor 20.
Thereby, when the motor 20 is in the regenerative state (for example, when the steering wheel 1 is in the reverse steering state), unnecessary current restriction can be canceled.

1…操向ハンドル、2…コラム軸、3…減速ギア、4A、4B…ユニバーサルジョイント、5…ピニオンラック機構、6…タイロッド、10…トルクセンサ、11…イグニションキー、12…車速センサ、14…バッテリ、20…モータ、30…コントローラ、40…操舵補助指令値演算部、41…電流指令値演算部、43…駆動電流制限部、44、45、84…減算器、46…比例積分制御部、47…デューティ演算部、48…空間ベクトル変調部、49…PWM制御部、50…インバータ、52…回転数演算部、53…温度検出部、54…インバータ印加電圧検出部、61…回転角度検出回路、62…モータ温度取得部、70…回転数入力処理部、70a、70b…符号判定部、70c…操舵状態判定部、70d…絶対値算出部、70e、103、104…選択器、71…電流制限値決定部、72…電流制限値補間部、73…レートリミッタ、74…平滑化部、75…q軸電流制限部、80a、80b、80c…制限値決定部、81…制限値テーブル読出部、82…変動値テーブル読出部、83、88…リミッタ、85…乗算器、86…係数乗算器、87…加算器、90、91…補間値算出部、92…選択部、100…符号反転器、101、102…比較器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Steering handle, 2... Column shaft, 3... Reduction gear, 4A, 4B... Universal joint, 5... Pinion rack mechanism, 6... Tie rod, 10... Torque sensor, 11... Ignition key, 12... Vehicle speed sensor, 14... Battery, 20... Motor, 30... Controller, 40... Steering assist command value calculation section, 41... Current command value calculation section, 43... Drive current limiting section, 44, 45, 84... Subtractor, 46... Proportional integral control section, 47... Duty calculation section, 48... Space vector modulation section, 49... PWM control section, 50... Inverter, 52... Rotation speed calculation section, 53... Temperature detection section, 54... Inverter applied voltage detection section, 61... Rotation angle detection circuit , 62...Motor temperature acquisition section, 70...Rotational speed input processing section, 70a, 70b...Sign determination section, 70c...Steering state determination section, 70d...Absolute value calculation section, 70e, 103, 104...Selector, 71...Current Limit value determination section, 72... Current limit value interpolation section, 73... Rate limiter, 74... Smoothing section, 75... Q-axis current limit section, 80a, 80b, 80c... Limit value determination section, 81... Limit value table reading section , 82... Fluctuation value table reading section, 83, 88... Limiter, 85... Multiplier, 86... Coefficient multiplier, 87... Adder, 90, 91... Interpolation value calculation section, 92... Selection section, 100... Sign inverter , 101, 102... comparator

Claims (10)

電動モータを制御するモータ制御装置であって、
電源と前記電動モータとの間に直列に接続されて、前記電源から出力される電源電流を前記電動モータに流す駆動電流に変換する駆動素子と、
前記電動モータのモータ回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記駆動素子に印加される電圧をインバータ印加電圧として検出するインバータ印加電圧検出部と、
前記電源から前記駆動素子までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度を検出する温度検出部と、
前記駆動電流を制御するための電流指令値を演算する電流指令値演算部と、
予め定めた複数の上限値以下に前記電源電流をそれぞれ制限するように前記電流指令値を制限するための複数の電流制限値を、少なくとも前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度及び前記インバータ印加電圧検出部が検出した前記インバータ印加電圧に応じて各々決定する電流制限値決定部と、
前記電流制限値決定部が決定した前記複数の電流制限値を補間して、前記温度検出部が検出した前記部品温度に応じた電流制限値を算出する電流制限値補間部と、
前記電流制限値補間部が算出した前記電流制限値で制限された前記電流指令値に基づいて前記駆動素子を制御する素子制御部と、
を備え
前記電流制限値決定部は、前記モータ回転速度と前記インバータ印加電圧とに応じて予め演算された前記電流制限値を記憶した制限値記憶部から読み出した電流制限値に基づいて、前記複数の電流制限値の各々を決定することを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device that controls an electric motor,
a drive element connected in series between a power source and the electric motor to convert a power supply current output from the power source into a drive current flowing to the electric motor;
a rotational speed detection unit that detects a motor rotational speed of the electric motor;
an inverter applied voltage detection unit that detects the voltage applied to the drive element as an inverter applied voltage;
a temperature detection unit that detects a component temperature of a component disposed on or near a power supply line from the power supply to the drive element;
a current command value calculation unit that calculates a current command value for controlling the drive current;
A plurality of current limit values for limiting the current command value such that the power supply current is respectively limited to a plurality of predetermined upper limit values or less are determined at least at the motor rotation speed and the inverter detected by the rotation speed detection section. a current limit value determination unit that determines each according to the inverter applied voltage detected by the applied voltage detection unit;
a current limit value interpolation unit that interpolates the plurality of current limit values determined by the current limit value determination unit to calculate a current limit value according to the component temperature detected by the temperature detection unit;
an element control unit that controls the drive element based on the current command value limited by the current limit value calculated by the current limit value interpolation unit;
Equipped with
The current limit value determining unit determines the plurality of currents based on a current limit value read from a limit value storage unit that stores the current limit value calculated in advance according to the motor rotation speed and the inverter applied voltage. A motor control device characterized in that each of the limit values is determined .
前記制限値記憶部は、前記インバータ印加電圧と前記電源電流に基づく入力電力と、前記モータ回転速度、前記電流指令値に基づく出力電力と、損失電力との間に成立する関係に従って予め演算された前記電流制限値を記憶していることを特徴とする請求項に記載のモータ制御装置。 The limit value storage unit has a limit value calculated in advance according to a relationship established between the input power based on the inverter applied voltage and the power supply current, the motor rotation speed, the output power based on the current command value, and power loss. The motor control device according to claim 1 , wherein the current limit value is stored. 前記制限値記憶部は、所定の前記インバータ印加電圧における前記モータ回転速度に応じた前記電流制限値を記憶した第1テーブルを備え、
前記電流制限値決定部は、前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度に応じて前記第1テーブルから読み出した電流制限値を、前記インバータ印加電圧検出部が検出した前記インバータ印加電圧に応じて補正することにより前記複数の電流制限値の各々を決定する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。
The limit value storage unit includes a first table storing the current limit value according to the motor rotation speed at a predetermined voltage applied to the inverter,
The current limit value determination unit determines the current limit value read from the first table according to the motor rotation speed detected by the rotation speed detection unit, and the current limit value read out from the first table according to the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detection unit. determining each of the plurality of current limit values by correcting the current limit values;
The motor control device according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記制限値記憶部は、前記インバータ印加電圧と基準電圧との基準偏差に対する前記電流制限値の変動値と前記モータ回転速度とを対応付けた第2テーブルを備え、
前記電流制限値決定部は、前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度に応じて前記第2テーブルから読み出した前記変動値と、前記インバータ印加電圧検出部が検出した前記インバータ印加電圧とに応じて、前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度に応じて前記第1テーブルから読み出した電流制限値を補正することにより、前記複数の電流制限値の各々を決定する、
ことを特徴とする請求項に記載のモータ制御装置。
The limit value storage unit includes a second table that associates a variation value of the current limit value with respect to a standard deviation between the inverter applied voltage and a reference voltage and the motor rotation speed,
The current limit value determination section is configured to calculate the fluctuation value read from the second table according to the motor rotation speed detected by the rotation speed detection section and the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detection section. determining each of the plurality of current limit values by correcting the current limit value read from the first table according to the motor rotation speed detected by the rotation speed detection unit;
The motor control device according to claim 3 , characterized in that:
前記電流制限値補間部は、
前記部品温度に応じて前記複数の電流制限値の間の補間値を算出する1以上の補間値算出部と、
前記補間値算出部が算出した補間値、並びに前記複数の電流制限値の最大値及び最小値のいずれかを前記部品温度に応じて選択する選択部と、
を備えることを特徴とする請求項1~のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The current limit value interpolation unit is
one or more interpolated value calculation units that calculate interpolated values between the plurality of current limit values according to the component temperature;
a selection unit that selects the interpolation value calculated by the interpolation value calculation unit and either a maximum value or a minimum value of the plurality of current limit values according to the component temperature;
The motor control device according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that it comprises:
前記駆動電流を制御するためのq軸電流指令値及びd軸電流指令値を演算する電流指令値演算部を更に備え、
前記電流制限値決定部は、前記q軸電流指令値を制限するための電流制限値を決定することを特徴とする請求項1~のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
further comprising a current command value calculation unit that calculates a q-axis current command value and a d-axis current command value for controlling the drive current,
The motor control device according to claim 1 , wherein the current limit value determination unit determines a current limit value for limiting the q-axis current command value.
前記電流制限値決定部は、さらに少なくとも前記電動モータの温度情報及び前記駆動素子の温度情報に応じて前記複数の電流制限値の各々を決定することを特徴とする請求項1~のいずれか一項に記載のモータ制御装置。 7. The current limit value determination unit further determines each of the plurality of current limit values according to at least temperature information of the electric motor and temperature information of the drive element. The motor control device according to item 1. 前記駆動電流の向きと前記電動モータの回転方向に応じて、前記駆動電流の制限を解除する、ことを特徴とする請求項1~のいずれか一項に記載のモータ制御装置。 The motor control device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the restriction on the drive current is canceled depending on the direction of the drive current and the rotation direction of the electric motor. 請求項1~の何れか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置によって制御される電動モータと、
を備えることを特徴とする電動アクチュエータ製品。
A motor control device according to any one of claims 1 to 8 ,
an electric motor controlled by the motor control device;
An electric actuator product comprising:
請求項1~の何れか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置によって制御される電動モータと、
を備え、前記電動モータによって車両の操舵系に操舵補助力を付与することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A motor control device according to any one of claims 1 to 8 ,
an electric motor controlled by the motor control device;
An electric power steering device comprising: an electric power steering device, wherein the electric motor applies a steering assist force to a steering system of a vehicle.
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