JP4858006B2 - Electric power steering control device - Google Patents
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Description
本発明は、ステアリング機構に操舵補助トルクを付与する電動モータの電流検出値のオフセット補正を行うことのできる電動パワーステアリング制御装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering control device capable of performing offset correction of a current detection value of an electric motor that applies steering assist torque to a steering mechanism.
自動車の操舵補助装置として、電動モータを用いてステアリング機構に操舵補助トルクを付与する電動パワーステアリング装置が利用されている。 As a steering assist device for an automobile, an electric power steering device that applies a steering assist torque to a steering mechanism using an electric motor is used.
ここで、当該電動パワーステアリング装置の概略構成について、図9に従って説明する。前記電動パワーステアリング装置は、ハンドル51の軸52の操舵トルクを検出するトルクセンサ53と、車の速度を検出する車速センサ54と、これらセンサの各検出信号に基づいて操舵補助トルクを演算する電動パワーステアリング制御装置(ECU)55と、ECU55からの出力信号に基づいて回転トルクを発生する電動モータ56と、発生した回転トルクをステアリング機構に伝える減速ギア57と、イグニッションキー58をオンにすることによってECU55に電流を供給する電源59と、ハンドル51の回転運動を車輪に伝えるためのユニバーサルジョイント60a、bおよびラック&ピニオン61、タイロッド62を備えて構成されている。
Here, a schematic configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. The electric power steering device includes a
ECU55は、図10に示すように、トルクセンサ53および車速センサ54から出力される信号に基づいて電流指令値Iを演算する電流指令値演算部71、電流指令値Iと後述する電流検出回路75によって検出された電流検出値iとの偏差電流ΔIを算出する加算器72、偏差電流ΔIがゼロとなるようなモータ制御信号を算出する電流制御部73、モータ制御信号に基づいて三相電流を電動モータ56に供給する駆動回路74、2つの電流センサを備えて三相電流のうちの1つを基準とした他の2つの電流値iを検出する電流検出回路75から構成されている。
As shown in FIG. 10, the ECU 55 includes a current command
このように構成されたECU55では、電流指令値Iと検出電流iとの偏差電流ΔIがゼロとなるようにフィードバック制御が行われることにより、アシスト制御が実現される。
In the
ここで、電流検出回路75を構成する2つの電流センサで検出される電流(電流検出値)にオフセット誤差があると、駆動回路74から出力される三相電流にも誤差が生じてしまう。この結果、電動モータ56がブラシモータである場合は、操舵補助トルクの左右差や、電流がゼロ付近でのリニアリティ劣化によってセンターフィールが悪化することとなる。ブラシレスモータの場合は、トルクリップルや異音が発生してしまう。これらは、いずれも操舵フィーリングに悪影響を与えてしまう。
Here, if there is an offset error in the current (current detection value) detected by the two current sensors constituting the
前記オフセット誤差は前記電流センサの個体差や温度変化などによって主に生ずるが、この温度変化に着目してオフセット誤差を補正する方法として、ECUの温度毎に対応した電流検出値のオフセット誤差を測定し、必要とする補正値を不揮発性メモリに記録、保持し、動作時に測定したECUの温度に対応する電流検出値のオフセット誤差を読み出ことにより、電流検出値のオフセット補正を行うものがある(例えば、特許文献1参照)。 The offset error is mainly caused by individual differences of the current sensors or temperature changes. As a method of correcting the offset error by paying attention to the temperature change, the offset error of the current detection value corresponding to each ECU temperature is measured. Some correction values are offset in the current detection values by recording and holding the required correction values in a nonvolatile memory and reading out the offset errors in the current detection values corresponding to the ECU temperature measured during operation. (For example, refer to Patent Document 1).
また、モータの駆動電流が略ゼロと見なせる状態における電流検出値をオフセット補正値とし、これに基づいて動作時における電流検出値のオフセット補正を行う学習オフセット補正機能を備えたものがある(例えば、特許文献2、3参照)。 In addition, there is one having a learning offset correction function that performs offset correction of the current detection value during operation based on the current detection value when the motor drive current can be regarded as substantially zero (for example, (See Patent Documents 2 and 3).
しかしながら、特許文献1では、ECUの製造段階で、個体毎に各温度に対応する電流検出値のオフセット誤差をすべて細かに測定する必要があるため、タクトタイムが長くなるという問題があった。また、温度とオフセット補正値の関係を記録するため記憶容量が大きくなり、製造コストが増大する問題があった。
However, in
また、特許文献2および3では、アシスト制御の起動後において、モータの駆動電流をゼロと見なしてもよい機会が十分に得られるという保証がないため、オフセット誤差の補正を充分に行うことができない虞がある。また、ECUの温度変化によるオフセット誤差の補正に常に精度よく対応することができない問題がある。
また、誤学習をした場合にはその影響がそのままオフセット補正値に現れるため、これを防ぐために、安全装置として例えばリミッタを利用するのが一般的である。これにより、オフセット補正値に常に制限をかける状態となり、正常な学習状態でも、オフセット誤差が大きい場合にはオフセット補正値が制限されて補正が十分に行えない場合がある。そして、電流検出回路、或いはそれに付随する機能の異常により発生するオフセット誤差が存在する場合でも学習オフセット補正機能のみにより電流検出値のオフセット補正がなされるので、単にオフセット誤差が大きいとして異常な状態を区別して判断することができない虞がある。
Further, in Patent Documents 2 and 3, there is no guarantee that there will be a sufficient chance that the motor drive current may be regarded as zero after activation of the assist control, so that the offset error cannot be sufficiently corrected. There is a fear. Further, there is a problem that it is not always possible to accurately cope with the correction of the offset error due to the temperature change of the ECU.
In addition, in the case of mislearning, the effect appears as it is in the offset correction value. Therefore, in order to prevent this, for example, a limiter is generally used as a safety device. As a result, the offset correction value is always limited, and even in a normal learning state, if the offset error is large, the offset correction value may be limited and correction may not be performed sufficiently. Even if there is an offset error caused by an abnormality in the current detection circuit or a function associated therewith, the current detection value is corrected only by the learning offset correction function. There is a possibility that it cannot be distinguished and judged.
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化や個体差に係らず、簡易な構成で常に精度よくオフセット補正を行うことができるとともに、電流検出回路あるいは付随する機能の異常を判定することができる電動パワーステアリング制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its object is to always perform offset correction with a simple configuration with high accuracy regardless of temperature changes and individual differences, as well as a current detection circuit or an accompanying circuit. An object of the present invention is to provide an electric power steering control device capable of determining an abnormality of a function to be performed.
前述した目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置は、下記(1)〜(3)を特徴としている。 In order to achieve the above-described object, an electric power steering control device according to the present invention is characterized by the following (1) to (3).
(1) ステアリング機構に操舵補助トルクを付与する電動モータの駆動電流を検出して電流検出値を出力する電流検出手段と、当該電流検出値に含まれるオフセット誤差を補正するためのオフセット補正値を算出するオフセット補正手段とを備える電動パワーステアリング制御装置において、
当該電動パワーステアリング制御装置の温度を検出して温度信号を出力する温度検出手段を備え、
前記オフセット補正手段は、
当該温度信号と、当該温度信号によるオフセット誤差を補正するための温度オフセット補正値との関係を予め不揮発性メモリに記録するとともに、検出される温度信号に対応する温度オフセット補正値を当該関係に基づいて算出する温度オフセット補正手段と、
前記電動モータの駆動電流がゼロとみなせる状態の前記電流検出値に基づいてオフセット誤差を補正するための学習オフセット補正値を算出する学習オフセット補正手段とを備え、且つ
前記オフセット補正値は、
前記温度オフセット補正値と、前記学習オフセット補正値との合計からなることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
(2) 前記温度オフセット補正手段は、
少なくとも2点の、前記温度信号と前記温度オフセット補正値との関係を予め前記不揮発性メモリに記録して、
検出される温度信号が前記温度信号と異なる場合に、当該検出される温度に対応した温度オフセット補正値を前記関係に基づいた補間処理により算出することを特徴とする(1)に記載の電動パワーステアリング制御装置。
(3) 前記電動パワーステアリング制御装置は、
さらに、
前記学習オフセット補正値が所定の閾値より大きい場合に前記電流検出器の異常として判定する異常判定手段を備えることを特徴とする(1)または(2)に記載の電動パワーステアリング制御装置。
(1) Current detection means for detecting a drive current of an electric motor that applies steering assist torque to the steering mechanism and outputting a current detection value; and an offset correction value for correcting an offset error included in the current detection value. In an electric power steering control device comprising an offset correction means for calculating,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the electric power steering control device and outputting a temperature signal;
The offset correction means includes
A relationship between the temperature signal and a temperature offset correction value for correcting an offset error due to the temperature signal is recorded in the nonvolatile memory in advance, and a temperature offset correction value corresponding to the detected temperature signal is based on the relationship. Temperature offset correction means for calculating
Learning offset correction means for calculating a learning offset correction value for correcting an offset error based on the current detection value in a state where the driving current of the electric motor can be regarded as zero, and the offset correction value is
An electric power steering control device comprising the sum of the temperature offset correction value and the learning offset correction value.
(2) The temperature offset correction means includes:
At least two points, the relationship between the temperature signal and the temperature offset correction value is recorded in the nonvolatile memory in advance,
The electric power according to (1), wherein when the detected temperature signal is different from the temperature signal, a temperature offset correction value corresponding to the detected temperature is calculated by an interpolation process based on the relationship. Steering control device.
(3) The electric power steering control device includes:
further,
The electric power steering control device according to (1) or (2), further comprising abnormality determining means for determining that the current detector is abnormal when the learning offset correction value is greater than a predetermined threshold.
上記(1)に記載の電動パワーステアリング制御装置によれば、温度変化や個体差に係らず簡易な構成で常に精度よくオフセット補償をすることができる。温度オフセット補正手段は、温度変化や個体差に対応することができ、且つ学習オフセット手段の存在により大まかなオフセット補正でも構わないため、簡易な構成とすることができる。また、学習オフセット補正手段においてはモータ電流がゼロと見なせる機会が少なくても、温度オフセット補正手段によりオフセット補正の低下を抑制することができ、且つ学習オフセット補正値を微小な値とすることができ、誤学習による影響を抑制することができる。 According to the electric power steering control device described in (1) above, it is possible to always perform offset compensation with high accuracy with a simple configuration regardless of temperature changes and individual differences. The temperature offset correction means can cope with temperature changes and individual differences, and may be subjected to rough offset correction due to the existence of the learning offset means, so that it can have a simple configuration. In addition, even if the learning offset correction means has a small chance that the motor current can be regarded as zero, the temperature offset correction means can suppress a decrease in offset correction, and the learning offset correction value can be set to a minute value. , It is possible to suppress the influence of erroneous learning.
また、上記(2)に記載の電動パワーステアリング制御装置によれば、ECUの製造段階で、各温度に対応するオフセット誤差を個体ごとにすべて測定する必要がなく、タクトタイムが長くなることを回避することができる。
また、不揮発性メモリには少なくとも2点の温度信号に対応するオフセット補正値を記録するだけでよいので、記憶容量を少なくして製造コストを抑制することができる。
Further, according to the electric power steering control device described in (2) above, it is not necessary to measure all offset errors corresponding to each temperature in the manufacturing stage of the ECU, and it is avoided that the tact time is increased. can do.
Further, since it is only necessary to record offset correction values corresponding to at least two temperature signals in the nonvolatile memory, the storage cost can be reduced and the manufacturing cost can be suppressed.
さらに、上記(3)に記載の電動パワーステアリング制御装置によれば、学習オフセット補正値は微小な値とすることができるので、当該学習オフセット補正値が大きいと判断された場合に、電流検出回路、或いはそれに付随する機能に異常が発生したと判断することができる。 Furthermore, according to the electric power steering control device described in (3) above, since the learning offset correction value can be a minute value, when it is determined that the learning offset correction value is large, the current detection circuit Alternatively, it can be determined that an abnormality has occurred in a function associated therewith.
本発明によれば、温度変化や個体差に係らず、簡易な構成で常に精度よくオフセット補正を行うことができるとともに、危険挙動につながる誤学習を回避してより安全に学習オフセットができ、且つ、電流検出回路あるいは付随する機能の異常を判定することにより危険挙動を防止することができる。
また、本発明によれば、各温度に対応するオフセット誤差を個体ごとにすべて測定する必要がないので製造のタクトタイムが長くなることを回避でき、さらにメモリの記憶容量を少なくすることができるので、製造コストを抑制することができる。
According to the present invention, it is possible to always perform offset correction accurately with a simple configuration regardless of temperature changes and individual differences, and it is possible to more safely offset learning by avoiding erroneous learning that leads to dangerous behavior, and The dangerous behavior can be prevented by determining the abnormality of the current detection circuit or the accompanying function.
In addition, according to the present invention, since it is not necessary to measure all offset errors corresponding to each temperature for each individual, it is possible to avoid an increase in manufacturing tact time and to further reduce the storage capacity of the memory. The manufacturing cost can be suppressed.
以下、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置の実施形態について、図面に従って説明する。図1は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置(ECU)の概略的なハードウェア構成を示すブロック図である。なお、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、ECUに接続される温度センサ(温度検出手段)を備えること以外、前述の図9に示した従来構造と同様であるので、その構成についての図示および説明を省略する。 Embodiments of an electric power steering control device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic hardware configuration of an electric power steering control device (ECU) according to an embodiment of the present invention. The electric power steering apparatus according to the present embodiment is the same as the conventional structure shown in FIG. 9 except that the electric power steering apparatus includes a temperature sensor (temperature detection means) connected to the ECU. The description is omitted.
図1において、ECU1は、バス100、不揮発性メモリ109、A/Dコンバータ110、インタフェース(I/F)111、クロック発生回路112、CPU113、ROM114、RAM115、RDコンバータ116、PWMコントローラ117、モータ駆動回路118、温度センサ119、モータ電流検出回路120、121を備える構成である。
In FIG. 1, an
バス100は、A/Dコンバータ110、インタフェース111、クロック発生回路112、CPU113、ROM114及びRAM115などの相互間でデータの送受信を行う。
The
A/Dコンバータ110は、トルクセンサ4から出力される操舵トルク信号、モータ電流検出回路120、121から出力される電流検出値、RDコンバータ116から出力されるモータ回転角信号、モータ3の端子間電圧などをデジタル信号に変換する。
The A /
インタフェース111は、車速センサ2から出力される車速パルス信号をカウントし、デジタル信号に変換してバス100に出力する。
The
バス100に接続されるROM114は、モータ3の制御プログラム、後述するPWMコントローラ117の演算プログラム、フェイルセーフプログラムなどの制御プログラムを記憶するためのメモリとして使用され、RAM115はこれらのプログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。また、不揮発性メモリ109は、例えばEEPROMやフラッシュメモリなどにより構成され、これによりイグニッションキーがオフになった後においても、メモリ内に格納された内容を保持可能である。当該不揮発性メモリ109は、後述する温度オフセット補正部の補正テーブルなどのデータを記録するために用いられる。
A
PWMコントローラ117は、モータ3のトルクを表す信号をパルス幅変調してデューティ指令値パルス信号W、V、U、Wb、Vb、Ubに変換する。ここで、パルス信号W、V、Uは正相の三相信号を表し、パルス信号Wb、Vb、Ubは逆相の三相信号を表している。
The
モータ駆動回路118は、モータ3を駆動するW、U、V各相の電流を発生させるための3つのインバータ回路より構成されている。これらのインバータ回路は、それぞれ電源電圧と接地電位間にカスケード接続された2個のスイッチングトランジスタからなり、上段のスイッチングトランジスタのゲートには正相のデューティ指令値パルス信号W、V、Uを入力し、下段のスイッチングトランジスタには逆相のデューティ指令値パルス信号Wb、Vb、Ubを入力する。これによって上下各段のスイッチングトランジスタは相補動作し、交互にオン、オフ動作を繰り返して所望のパルス幅を有するモータ3の駆動電流Iu、Iv、Iwを生成する。なお、上下各段のスイッチングトランジスタが同時にオンにならないように、正相と逆相の各デューティ指令値パルス信号のW、V、UとWb、Vb、Ubのオン時間の前後には、両スイッチングトランジスタが共にオフになる時間(デッドタイム)が設けられている。これにより、カスケード接続された2個のスイッチングトランジスタが短絡することを回避できる。
The
RDコンバータ116は、励磁電流をレゾルバ31に与えるとともに、レゾルバ31からの出力信号を回転角信号としてA/Dコンバータ110に出力する。
The
モータ電流検出回路120、121は、抵抗などの電流−電圧変換素子から構成され、モータ3の駆動電流Iu、Iwを検出して、電流に応じた電圧を有する電流検出値を出力する。この電流検出値は、不図示の電源電圧補正回路によって電圧変動が補正され、増幅回路122,123によって増幅された後、A/Dコンバータ110でデジタル信号に変換される。
The motor
温度センサ119は、例えば、半導体センサや熱電対センサなどにより構成され、ECU1の温度に応じた電圧を有する温度信号を出力する。当該温度センサ119は、増幅回路に直接取り付けられていることが望ましいが、例えばFETなどのパワーモジュールに取り付けられたフェイルセーフ用の温度センサを用いてもよい。検出された温度信号は、A/Dコンバータ110によってデジタル信号に変換され、前記電流検出値のオフセット誤差における温度に係る補正を行うために利用される。
The
図2は、ECU1の機能的な概略構成を示すブロック図である。なお、ECU1では、ROM114に記録された制御プロラムが読み出され、CPU113で当該制御プロラムが実行されてアシスト制御が実現される。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional schematic configuration of the
図2において、トルクセンサ4から出力された操舵トルク信号は、A/D変換されてから電流指令値演算部11に入力される。電流指令値演算部11は、当該操舵トルク信号および車速信号に基づいて電流指令値を演算する。
In FIG. 2, the steering torque signal output from the torque sensor 4 is A / D converted and then input to the current command
電流指令値制御部12は、モータ3の回転数に基づいて電流指令値を制限してハンドル戻り補償とモータ3の最大電流を制御する。ハンドル戻り補償は、ハンドルを中立位置に復元させるための制御を行うものである。一般に、電動パワーステアリング装置では、減速ギアなどの影響によってセルフアライニングトルクが弱くなり易く、このためハンドルが中立位置に戻り難くなってしまう。そこで、レゾルバ31の回転角度信号の差分からモータ角速度を検出し、或いはセルフアライニングトルクの作用によってモータ3が回転させられる際のモータ3の端子間電圧とモータ駆動電流からモータ角速度を検出することにより、ハンドルを中立位置に復元させるための補償電流値を算出する。
The current command
ベクトル制御部13は、モータ角度に基づいてU、V、W各相の電流指令値を表す三相電流指令値Iを出力する。この電流指令値Iは加算器14に入力され、後述する電流検出値iと比較され、偏差ΔIを電流制御部15に出力する。
The
モータ電流検出回路120、121は、モータ3に供給されたU相およびW相の電流を検出し、電流値に応じた電圧を有する電流検出値を出力する。この電流検出値は、図1におけるアナログ増幅部122、123によって増幅され、A/Dコンバータ110でデジタル値に変換された後、さらにデジタル増幅部124によって増幅される。
The motor
このようにして増幅された電流検出値は、加算器16と、学習オフセット補正部30とに入力される。
The current detection value amplified in this way is input to the
一方、温度センサ119から出力された温度信号はA/D変換されて温度オフセット補正部20に入力される。温度オフセット補正部20は、入力された温度信号に基づき内部に備えた補正テーブルを参照して温度オフセット補正値を加算器16に出力する。
On the other hand, the temperature signal output from the
そして、学習オフセット補正部30は、電動パワーステアリング装置の動作状態が所定の条件に合致した場合の電流検出値、例えば、電動モータ3の駆動電流がゼロとみなせる状態の電流検出値に基づいて検出電流のオフセット誤差を補正するための学習を行い、当該学習により算出された学習オフセット補正値を加算器16及び異常判定部40に出力する。
Then, the learning offset
異常判定部40は、学習オフセット補正部30から出力されるオフセット補正値が所定の閾値を超えた場合に、モータ電流検出回路120、121又はそれに付随する機能が異常であると判定する。
The
加算器16は、U、W各相の電流検出値から温度オフセット補正値および学習オフセット補正値を減算し、補正後の電流検出値を出力する。
The
V相電流指定部17は、加算器16から出力されるV相電流検出値の利得をU相およびW相に合わせるための補正を行い、U、V、W各相の電流検出値iを出力する。
The V-phase current designating
このようにして補正が行われたU、V、W各相の電流検出値iは、加算器14において三相電流指令値Iと比較され、制御偏差ΔIが電流制御部15に出力される。電流制御部15は、制御偏差ΔIに基づいて比例制御および積分制御を組み合わせたPI制御を行いパルス幅変調された三相のデューティ指令値を算出して、駆動回路117に出力する。駆動回路117は、前記デューティ指令値に基づいて三相の駆動電流をモータ3に出力する。
The current detection values i of the U, V, and W phases corrected in this way are compared with the three-phase current command value I in the
なお、故障判断部18は、操舵トルク信号や電源電圧などを監視することにより、電動パワーステアリング装置の初期診断、フェイルセーフ処理を行うためのものである。例えば、故障判断部18においてモータ3やトルクセンサ4などの異常を検出した場合は、操舵補助トルクの漸減処理を行うように電流指令値演算部11に指示を与えることができる。
The
図3は、温度オフセット補正部20の機能的な概略構成を示すブロック図である。温度オフセット補正部20は、補正テーブル200と、補正テーブル更新部201と、温度オフセット算出部202と、を有する構成である。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional schematic configuration of the temperature offset
補正テーブル200は、温度信号と温度オフセット補正値との関係(組合せ)を記憶している。なお、当該補正テーブル200では、温度信号と温度オフセット補正値との組合せが少なくとも2点記録されていればよい。 The correction table 200 stores the relationship (combination) between the temperature signal and the temperature offset correction value. In the correction table 200, at least two combinations of the temperature signal and the temperature offset correction value may be recorded.
補正テーブル更新201部は、例えば図示しない操作入力装置と接続可能な構成となっており、当該操作入力装置を介して、製造時など、予め温度信号と温度オフセット補正値との組合せを補正テーブル200に入力する。また、当該補正テーブル更新部201により必要に応じてオフセット補正テーブル200の更新を行うことができので、温度変化や経年変化にかかわらず正確に温度オフセット補正値を適宜設定することができる。
The
温度オフセット算出部202は、補正テーブル200を参照して、入力された温度信号に対応する温度オフセット補正値を算出する。ここで、入力された温度信号が補正テーブル200に離散的に記録された温度信号のいずれにも一致しない場合には、予め記憶された温度信号と温度オフセット補正値との組合せにより、例えば最小自乗法などを用いて補間処理を行い(図4参照)、これにより入力された温度信号に対応する温度オフセット補正値を算出して、加算器16(図2参照)に出力する。なお、補間処理は、最小自乗法に限らず、スプライン補間、ベジェ曲線など種々の公知の補間処理方法を採用することができる。
The temperature offset
次に、このように構成された温度オフセット補正部20の動作について説明する。図5は、温度オフセット補正部20の動作を説明するためのフローチャートである。
Next, the operation of the temperature offset
温度オフセット算出部202は、温度センサ119から出力されたECU1の温度信号を取得すると(ステップS101)、補正テーブル200を参照して(ステップS102)、当該温度信号に対応する温度オフセット補正値を算出する(ステップS103)。
When the temperature offset
このとき、取得した温度信号が補正テーブル200に離散的に記録された温度のいずれにも一致しない場合は、予め記憶された温度信号と温度オフセット補正値の組合せに基づく補間処理により取得した温度信号に対応する温度オフセット補正値を算出する。 At this time, if the acquired temperature signal does not coincide with any of the temperatures discretely recorded in the correction table 200, the temperature signal acquired by the interpolation process based on the combination of the temperature signal stored in advance and the temperature offset correction value A temperature offset correction value corresponding to is calculated.
これにより、当該温度オフセット補正値が加算器16に出力される(ステップS104)。 As a result, the temperature offset correction value is output to the adder 16 (step S104).
図6は、学習オフセット補正部30の機能的概略構成を示すブロック図である。学習オフセット補正部30は、学習条件判定部301と、オフセット推定部302と、オフセット補正部303とを有する構成である。
FIG. 6 is a block diagram showing a functional schematic configuration of the learning offset
学習条件判定部301は、複数の学習条件に基づいてオフセット補正の学習を実行するか否かを判断する。学習条件判定部301がオフセット補正の学習を行うと判断すると、電流指令値をデューティ比50%に固定するためのデューティ比50%指令を電流制御部15に出力するとともに、学習実行を表す状態フラグをオフセット推定部302に出力する。なお、当該デューティ比を50%に固定することにより、モータ3への電流をゼロにすることができ、これによりオフセット誤差を精度よく検出することが可能となる。
The learning
オフセット推定部302は、学習条件判定部301がオフセット補正の学習を行うと判断した場合に、デューティ比50%出力時における電流検出値を読み取り、オフセット誤差を推定する。このようにしてオフセット誤差の推定を実行したオフセット推定部302は、所定の状態フラグとともに、オフセット推定値をオフセット補正部303に出力する。
When the learning
オフセット補正部303は、オフセット推定部302から状態フラグとオフセット推定値を入力して従前の学習オフセット補正値を新たな学習オフセット推定値に更新するとともに、更新した学習オフセット補正値を、図2に示した加算器16および異常判定部40に出力する。なお、温度オフセット補正値の存在により、学習オフセット補正値は微小な値となり、学習オフセット補正部30は温度オフセット補正部20で補正しきれなかったオフセット補正を行う働きを有する。
The offset
異常判定部40は、学習オフセット補正部30から出力されるオフセット補正値が所定の閾値を超えた場合に、モータ電流検出回路120、121、又はそれに付随する機能が異常であると判定する。図7は、異常判定部40の動作を説明するためのフローチャートである。
The
まず、ステップS201において、学習オフセット補正部30から学習オフセット補正値を入力する。
First, in step S <b> 201, a learning offset correction value is input from the learning offset
次いで、入力した学習オフセット補正値を所定の閾値と比較し、閾値より大きいか否かを判定する(ステップS202)。 Next, the input learning offset correction value is compared with a predetermined threshold value, and it is determined whether or not it is larger than the threshold value (step S202).
判定の結果、学習オフセット補正値が閾値より大きい場合は、電流検出回路120、121、又はそれに付随する機能に異常があると判断する(ステップS203)。
If the learning offset correction value is larger than the threshold value as a result of the determination, it is determined that there is an abnormality in the
これにより、電流検出回路120、121などに異常が生じたと判断することができる。なお、前記閾値は外部から設定変更可能な値であり、状況に応じて柔軟に変更できる。
Thereby, it can be determined that an abnormality has occurred in the
したがって、本発明に係る実施形態の電動パワーステアリング制御装置によれば、モータの電流検出値におけるオフセット誤差の温度補正を行って温度オフセット補正値を出力する温度オフセット補正部20と、オフセット補正の学習を行って学習オフセット補正値を出力する学習オフセット補正部30とを備え、電流検出値からこれら温度オフセット補正値および学習オフセット補正値を減算することにより、温度変化や個体差に係らず常に精度よくオフセット補正を行うことができる。また、温度オフセット補正部20による補正を大まかに実施したとしても、学習オフセット補正部30で微調整を実施するので、精度よくオフセット補正を行うことができる。さらに、学習オフセット補正部30がオフセット補正のための学習の機会が少ない場合でも、温度オフセット補正部20の存在によりオフセット補正の低下を抑制することができる。
Therefore, according to the electric power steering control device of the embodiment of the present invention, the temperature offset
図8は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の効果を示す例であり、図8(a)は、本発明を適用しない場合の操舵トルクの変動を示し、図8(b)は、本発明を適用した場合を示す。このように、本発明によって操舵時の変動トルクを大幅に低減できることが判る。 FIG. 8 is an example showing the effect of the electric power steering control device according to the embodiment of the present invention. FIG. 8A shows the fluctuation of the steering torque when the present invention is not applied, and FIG. Indicates a case where the present invention is applied. Thus, it can be seen that the present invention can greatly reduce the fluctuation torque during steering.
また、本発明に係る実施形態の温度オフセット補正部20は、不揮発性メモリに記録した複数の温度信号と温度オフセット補正値との組合せに基づいた補間処理により、検出した温度信号に対応する温度オフセット補正値を算出するので、ECUの製造段階で温度とオフセット補正値との特性を多数回測定する必要がなく、タクトタイムが長くなることを回避することができる。加えて、オフセット補正値を記録するための記憶容量を少なくすることができ、コスト増大を防ぐことが可能となる。
In addition, the temperature offset
また、本発明に係る実施形態の学習オフセット補正部30は、温度オフセット補正部20と補完的に動作することにより学習オフセット補正値を微小な値とすることができるので、誤学習による影響を抑制して、オフセット補正を行うことができる。
In addition, the learning offset
さらに、本発明に係る実施形態の電動パワーステアリング制御装置によれば、学習オフセット補正値を所定の閾値を比較し、閾値より大きい場合に異常を判定することにより、電流検出回路の異常な状態、又はそれに付随する機能の異常を判断することができる。 Furthermore, according to the electric power steering control device of the embodiment according to the present invention, the learning offset correction value is compared with a predetermined threshold value, and when it is larger than the threshold value, the abnormal state of the current detection circuit is determined, Or abnormality of the function accompanying it can be judged.
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の様態はこれら実施形態に限られるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、本実施形態では処理の大部分をソフトウエアにて行っているが、その一部またはすべてをFPGA(Field Programable Gate Array)などのハードウエアで実現してもよい。 The description of the specific embodiments is finished above, but the aspect of the present invention is not limited to these embodiments, and modifications, improvements, and the like can be made as appropriate. For example, in the present embodiment, most of the processing is performed by software, but a part or all of the processing may be realized by hardware such as FPGA (Field Programmable Gate Array).
なお、本発明は電動パワーステアリング装置の形式(コラムタイプ、ピニオンタイプ、ラックタイプ)、モータの種類(ブラシ付き、ブラシレスなど)を問わず、電動モータを有する全ての電動パワーステアリング装置に適用可能である。 The present invention can be applied to all electric power steering devices having an electric motor regardless of the type (column type, pinion type, rack type) of the electric power steering device and the type of motor (with brush, brushless, etc.). is there.
1 ECU
3 電動モータ
20 温度オフセット補正部(温度オフセット補正手段)
30 学習オフセット補正部(学習オフセット補正手段)
40 異常判定部
109 不揮発性メモリ
119 温度センサ(温度検出手段)
120、121 電流検出器
1 ECU
3
30 Learning offset correction unit (learning offset correction means)
40
120, 121 Current detector
Claims (3)
当該電動パワーステアリング制御装置の温度を検出して温度信号を出力する温度検出手段を備え、
前記オフセット補正手段は、
当該温度信号と、当該温度信号によるオフセット誤差を補正するための温度オフセット補正値との関係を予め不揮発性メモリに記録するとともに、検出される温度信号に対応する温度オフセット補正値を当該関係に基づいて算出する温度オフセット補正手段と、
前記電動モータの駆動電流がゼロとみなせる状態の前記電流検出値に基づいてオフセット誤差を補正するための学習オフセット補正値を算出する学習オフセット補正手段とを備え、且つ
前記オフセット補正値は、
前記温度オフセット補正値と、前記学習オフセット補正値との合計からなることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 Current detection means for detecting a drive current of an electric motor that applies steering assist torque to the steering mechanism and outputting a current detection value, and an offset for calculating an offset correction value for correcting an offset error included in the current detection value In an electric power steering control device comprising a correction means,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the electric power steering control device and outputting a temperature signal;
The offset correction means includes
A relationship between the temperature signal and a temperature offset correction value for correcting an offset error due to the temperature signal is recorded in the nonvolatile memory in advance, and a temperature offset correction value corresponding to the detected temperature signal is based on the relationship. Temperature offset correction means for calculating
Learning offset correction means for calculating a learning offset correction value for correcting an offset error based on the current detection value in a state where the driving current of the electric motor can be regarded as zero, and the offset correction value is
An electric power steering control device comprising the sum of the temperature offset correction value and the learning offset correction value.
少なくとも2点の、前記温度信号と前記温度オフセット補正値との関係を予め前記不揮発性メモリに記録して、
検出される温度信号が前記温度信号と異なる場合に、当該検出される温度に対応した温度オフセット補正値を前記関係に基づいた補間処理により算出することを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング制御装置。 The temperature offset correction means includes
At least two points, the relationship between the temperature signal and the temperature offset correction value is recorded in the nonvolatile memory in advance,
The electric power according to claim 1, wherein when the detected temperature signal is different from the temperature signal, a temperature offset correction value corresponding to the detected temperature is calculated by interpolation processing based on the relationship. Steering control device.
さらに、
前記学習オフセット補正値が所定の閾値より大きい場合に前記電流検出器の異常として判定する異常判定手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の電動パワーステアリング制御装置。 The electric power steering control device includes:
further,
3. The electric power steering control device according to claim 1, further comprising an abnormality determination unit that determines that the current detector is abnormal when the learning offset correction value is larger than a predetermined threshold value. 4.
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