JP5991264B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本開示は、電動パワーステアリング装置に関する。 The present disclosure relates to an electric power steering apparatus.
従来から、複数対の磁極をもつロータと、夫々電気角で60度離れて円周上に巻装された2組の3相巻線をもつステータを有するACサーボモータと、前記各3相巻線に夫々、個別に3相交流電流を供給する制御装置一式を2台用いて二重冗長構成としたことを特徴とするACサーボモータ駆動装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、通常運転時は、2組の3相巻線に通電して、それらによる合成トルクをモータに発生させている。 Conventionally, an AC servo motor having a rotor having a plurality of pairs of magnetic poles, a stator having two sets of three-phase windings wound on the circumference at 60 degrees apart from each other, and each of the three-phase windings. 2. Description of the Related Art An AC servo motor drive device is known that has a double redundant configuration using two sets of control devices that individually supply three-phase alternating currents to the wires (see, for example, Patent Document 1). . In this apparatus, during normal operation, two sets of three-phase windings are energized to generate a resultant torque in the motor.
また、モータの作動により制動力を発生するディスクブレーキ本体と、モータの3相巻線とバッテリとの間に介装されコントローラからのパルス信号に応じて位相の異なる電流を生成し該電流を前記3相巻線の各巻線に供給してモータを作動するモータドライバとを備え、モータドライバは、前記パルス信号によりオンオフするスイッチング素子を2個直列接続してなる直列素子体を、前記3相巻線の各巻線にそれぞれ対応して3組有し、該3組の直列素子体をバッテリの極間に介装して構成される電動ディスクブレーキ装置であって、各組の前記直列素子体の2個のスイッチング素子が同時にオンしないように設けられるデッドタイム時に前記3相巻線の電圧を計測し、この計測電圧値に基づいて故障を検出する電動ディスクブレーキ装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, a disc brake main body that generates a braking force by the operation of the motor, a three-phase winding of the motor, and a battery, which generate currents having different phases according to a pulse signal from the controller, A motor driver that operates the motor by supplying each of the three-phase windings, and the motor driver includes a series element body formed by connecting two switching elements that are turned on and off by the pulse signal in series. There are three sets corresponding to each winding of the wire, and the electric disk brake device is configured by interposing the three sets of series element bodies between the poles of the battery, An electric disc brake device that measures the voltage of the three-phase winding during a dead time provided so that two switching elements are not turned on at the same time, and detects a failure based on the measured voltage value Known (e.g., see Patent Document 2).
また、直流電力を3相交流電力に変換するインバータと、このインバータの3相交流出力端子に3相出力線を介して接続される永久磁石同期電動機と、前記インバータと前記永久磁石同期電動機との間の前記3相出力線を開放する開放手段と、通常時に前記開放手段を閉成させ、前記インバータの故障を検出した際に前記開放手段を開放する制御手段とを有する電気車制御装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。 An inverter that converts DC power into three-phase AC power, a permanent magnet synchronous motor that is connected to a three-phase AC output terminal of the inverter via a three-phase output line, and the inverter and the permanent magnet synchronous motor An electric vehicle control device having an opening means for opening the three-phase output line in between and a control means for closing the opening means in a normal state and opening the opening means when a failure of the inverter is detected is known. (For example, see Patent Document 3).
しかしながら、上記の特許文献1に記載の構成では、通常時は、2組の3相巻線に定格の2分の1の稼働で通電して、それらによる合成トルクをモータに発生させているので、一方の系統に異常が突発的に発生した場合、一時的にアシストトルクが大きく(50%)低下する虞がある。
However, in the configuration described in
そこで、本開示は、異常に伴うアシストトルクの一時的な低下を低減することが可能な態様で2系統の巻線の異常の有無を判定することができる電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。 Therefore, the present disclosure aims to provide an electric power steering device that can determine whether or not there is an abnormality in the two windings in a manner that can reduce a temporary decrease in assist torque associated with the abnormality. .
本開示の一局面によれば、第1系統の巻線と、第2系統の巻線とを備え、アシストトルクを発生するアシストモータと、
前記アシストモータの第1系統の巻線を通電する第1系統の駆動回路と、
前記アシストモータの第2系統の巻線を通電する第2系統の駆動回路と、
前記第1系統の駆動回路を介した前記第1系統の巻線に対する複数の第1通電経路であって、通電状態が順次切り替わることで前記アシストモータの回転トルクを発生させる複数の第1通電経路と、
前記第2系統の駆動回路を介した前記第2系統の巻線に対する複数の第2通電経路であって、通電状態が順次切り替わることで前記アシストモータの回転トルクを発生させる複数の第2通電経路と、
前記第1系統の駆動回路及び前記第2系統の駆動回路を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記複数の第1通電経路の通電状態を順次切り替えつつ、前記複数の第2通電経路のうちの、前記複数の第1通電経路のうちの通電中の第1通電経路に対応する第2通電経路に対して、前記通電中の第1通電経路における通電方向と同一方向で異常検知用の通電を行うことで前記第2通電経路における異常の有無を判定する、電動パワーステアリング装置が提供される。
According to one aspect of the present disclosure, an assist motor that includes a first-system winding and a second-system winding and generates assist torque;
A first-system drive circuit for energizing the first-system winding of the assist motor;
A second drive circuit for energizing the second winding of the assist motor;
A plurality of first energization paths for the windings of the first system via the first system drive circuit, wherein a plurality of first energization paths for generating rotational torque of the assist motor by sequentially switching the energization state. When,
A plurality of second energization paths for the windings of the second system via the drive circuit of the second system, and a plurality of second energization paths that generate rotational torque of the assist motor by sequentially switching the energization state. When,
A control device for controlling the drive circuit of the first system and the drive circuit of the second system,
The control device corresponds to a first energization path that is energized among the plurality of first energization paths among the plurality of second energization paths while sequentially switching energization states of the plurality of first energization paths. An electric power steering device that determines whether or not there is an abnormality in the second energization path by performing energization for abnormality detection in the same direction as the energization direction in the first energization path during energization with respect to the second energization path Is provided.
本開示によれば、異常に伴うアシストトルクの一時的な低下を低減することが可能な態様で2系統の巻線の異常の有無を判定することができる電動パワーステアリング装置が得られる。 According to the present disclosure, it is possible to obtain an electric power steering apparatus that can determine whether or not there is an abnormality in the two windings in a manner that can reduce a temporary decrease in assist torque associated with the abnormality.
電動パワーステアリング装置に関連した車両用操舵装置10の一例を概略的に示す全体図である。
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、車両用操舵装置10の一例を概略的に示す全体図である。車両用操舵装置10は、運転者が操作するステアリングホイール11を含むステアリングコラム12を備える。ステアリングコラム12は、ステアリングホイール11の回転軸となるステアリングシャフト14を回転可能に支持する。ステアリングシャフト14は、ゴムカップリング13等を介して中間シャフト(インターミディエイトシャフト)16に接続される。中間シャフト16はピニオンシャフト(出力軸)に接続され、ステアリングギアボックス31内でピニオンシャフトのピニオン17がステアリングラック(ラックバー)18に噛合される。ステアリングラック18の両端には、それぞれタイロッド19の一端が接続されると共に各タイロッド19の他端にはナックルアーム等(図示せず)を介して転舵輪(図示せず)が接続されている。また、中間シャフト16又はステアリングシャフト14には、ステアリングホイール11の操舵角に応じた信号を発生する舵角センサ26や、ステアリングシャフト14に付与される操舵トルクに応じた信号を発生するトルクセンサ15が設けられる。尚、トルクセンサ15は、例えば、トーションバーで結合された中間シャフト16(入力軸)とピニオンシャフト(出力軸)にそれぞれ設けられ、これらの軸の回転角度差に基づいてトルクを検出する計2個のレゾルバセンサから構成されてもよい。
FIG. 1 is an overall view schematically showing an example of a
尚、図1に示す車両用操舵装置10の構成はあくまで一例であり、車両用操舵装置10の構成自体は、後述の電動パワーステアリング装置20を備える限り、任意であってよい。
The configuration of the
車両用操舵装置10は、電動パワーステアリング装置20を備える。電動パワーステアリング装置20は、操舵補助用のアクチュエータ22(以下、「アシストモータ22」という)を備える。アシストモータ22は、例えば3相ブラシレスモータで構成されてよい。アシストモータ22は、ステアリングギアボックス31内にステアリングラック18と同軸に設けられてよい。例えば、アシストモータ22は、ボールねじナットを介してステアリングラック18に噛合されてよい。アシストモータ22は、その駆動力によりステアリングラック18の移動を助勢する。即ち、アシストモータ22の作動時、ロータの回転によりボールねじナットが回転し、これにより、ステアリングラック18を軸方向移動に移動(助勢)させる。電動パワーステアリング装置20の機械的な構成自体は、アシストモータ22の配置場所を含め、任意であってよい。例えば、アシストモータ22は、ステアリングシャフト(ピニオンシャフト等)に噛合されてもよいし、油圧装置を介して助成力を伝達してもよい。電動パワーステアリング装置20のアシストモータ22は、後述のECU80により制御される。アシストモータ22の制御態様については、後述する。
The
図2は、ECU80における入出力の一例を示す図である。車両用操舵装置10は、以下で説明する各種制御を行うECU80を備える。ECU80は、マイクロコンピュータによって構成されており、例えば、CPU、制御プログラムを格納するROM、演算結果等を格納する読書き可能なRAM、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイス等を有する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of input / output in the
ECU80は、操舵システムを統括する単一のECUにより実現されてもよいし、2つ以上のECUにより協動して実現されてもよい。ECU80には、以下で説明する各種制御を実現するための情報ないしデータが入力される。例えば、ECU80には、トルクセンサ15、回転角センサ24、舵角センサ26、車速センサ(図示せず)等から各種のセンサ値が所定周期毎に入力されてよい。また、ECU80には、後述するU−V、V−W及びW−U通電経路のそれぞれに流れる電流を検出する電流センサが接続又は内蔵される。また、ECU80には、制御対象としてアシストモータ22が接続されている。
The ECU 80 may be realized by a single ECU that controls the steering system, or may be realized in cooperation with two or more ECUs. The ECU 80 receives information or data for realizing various controls described below. For example, various sensor values may be input to the
ECU80は、トルクセンサ15や回転角センサ24等の出力信号に基づいて、アシストモータ22で発生させるべきアシストトルク(アシスト力)に関する目標値を決定する。アシストトルクに関する目標値は、電流や電圧等を含む任意の物理量であってよく、例えば、アシストモータ22に印加するアシストモータ電流値(モータ駆動デューティ)であってよい。アシストトルクに関する目標値は、任意の態様で決定されてもよい。例えば、アシストトルクに関する目標値は、運転者による操舵トルクの増加に応じてアシストトルクが大きくなるように決定され、車速が大きい場合は小さい場合よりアシストトルクが小さくなるように決定されてもよい。また、アシストモータ22に印加されるアシストモータ電流値は、アシストモータ22(ロータ)の回転角度を検出する回転角センサ24の出力信号に基づいてフィードバック制御されてよい。
The
図3は、電動パワーステアリング装置20に係る電力供給系の概要の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an outline of a power supply system according to the electric
図3に示すように、アシストモータ22には、第1インバータ71及び第2インバータ72が並列に接続される。尚、第1インバータ71及び第2インバータ72は、それぞれ、第1系統の駆動回路及び第2系統の駆動回路の一例である。第1インバータ71及び第2インバータ72は、それぞれ、電源電圧(+B)に接続される。尚、電源電圧は、車載バッテリやオルタネータ等であってよい。
As shown in FIG. 3, a
第1インバータ71は、6個のスイッチング素子S1乃至S6で構成される3相ブリッジ回路を含んでよい。スイッチング素子S1乃至S6は、トランジスタ等の任意のスイッチング素子であってよい。第1インバータ71に印加される直流電流は、3相ブリッジ回路により3相交流電力に変換される。第1インバータ71のスイッチング素子S1乃至S6は、マイコン81及び第1プリドライバIC82により制御される。具体的には、マイコン81は、アシストトルクに関する目標値を決定し、第1プリドライバIC82は、その目標値に対応するスイッチングパターン(目標値に対応するデューティのスイッチングパターン)をスイッチング素子S1乃至S6に印加する。
The
同様に、第2インバータ72は、6個のスイッチング素子S7乃至S12で構成される3相ブリッジ回路を含んでよい。スイッチング素子S7乃至S12は、トランジスタ等の任意のスイッチング素子であってよい。第2インバータ72に印加される直流電流は、3相ブリッジ回路により3相交流電力に変換される。第2インバータ72のスイッチング素子S7乃至S12は、マイコン81及び第2プリドライバIC83により制御される。具体的には、マイコン81は、アシストトルクに関する目標値を決定し、第2プリドライバIC83は、その目標値に対応するスイッチングパターンをスイッチング素子S7乃至S12に印加する。尚、第1プリドライバIC82及び第2プリドライバIC83は、一体化されてもよい。
Similarly, the
尚、図3に示す例では、第1インバータ71、第2インバータ72、マイコン81、第1プリドライバIC82、第2プリドライバIC83及び電源回路84は、ECU80の構成要素である。但し、ECU80は、その他の構成要素を含んでもよいし、一部が外部に設けられてもよい。例えば、第1インバータ71及び第2インバータ72は、ECU80の外部に設けられてもよい。更に、ECU80は、アシストモータ22と一体的にモジュール化されるものであってもよい。
In the example illustrated in FIG. 3, the
第1インバータ71と電源電圧の間には、第1スイッチ73が設けられる。第1スイッチ73は、図3に示すように、リレー式のスイッチ(機械的なスイッチ)であってもよく、或いは、トランジスタ等のような半導体のスイッチング素子であってもよい。
A
同様に、第2インバータ72と電源電圧の間には、第2スイッチ74が設けられる。第2スイッチ74は、図3に示すように、リレー式のスイッチ(機械的なスイッチ)であってもよく、或いは、トランジスタ等のような半導体のスイッチング素子であってもよい。第1スイッチ73及び第2スイッチ74は、第1インバータ71及び第2インバータ7に対応して、電源電圧に並列に接続される。尚、第1スイッチ73及び第2スイッチ74は、省略されてもよい。
Similarly, a
尚、第1インバータ71及び第2インバータ72と電源電圧の間には、任意的な構成としてDC−DCコンバータ90が接続されてもよい。DC−DCコンバータ90は、電源電圧を昇圧して、第1インバータ71及び第2インバータ72側に出力する。DC−DCコンバータ90は、任意の構成であってよく、例えば同期整流型の非絶縁型DC/DCコンバータであってよい。
Note that a DC-
また、第1インバータ71とアシストモータ22の間には、開放リレー71u,71v,71wが設けられてよい。尚、開放リレー71u,71v,71wは、機械的なリレーに代えて、半導体スイッチング素子により実現されてもよい。開放リレー71u,71v,71wは、基本的には(例外について後述)、アシストモータ22の動作中は閉じた状態に維持される。また、第2インバータ72とアシストモータ22の間には、開放リレー72u,72v,72wが設けられてよい。尚、開放リレー72u,72v,72wは、機械的なリレーに代えて、半導体スイッチング素子により実現されてもよい。開放リレー72u,72v,72wは、基本的には(例外について後述)、アシストモータ22の動作中は閉じた状態に維持される。
Further,
図4は、アシストモータ22の構成の一例と共に、第1インバータ71及び第2インバータ72とアシストモータ22との間の接続態様の一例を示す図である。尚、図4においては、電源回路84等の図示が省略されている。また、図4において、各端子U1は、互いに電気的に接続されており、各端子V1は、互いに電気的に接続されており、各端子W1は、互いに電気的に接続されている。同様に、図4において、各端子U2は、互いに電気的に接続されており、各端子V2は、互いに電気的に接続されており、各端子W2は、互いに電気的に接続されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of the
アシストモータ22は、図4に示すように、2系統の巻線(2重巻構成)を有する。具体的には、アシストモータ22は、互いに独立した第1系列の巻線と第2系統の巻き線とを含む。例えば、第1系列の巻線と第2系統の巻き線とは、それぞれ、アシストモータ22のステータに巻回される。尚、巻き方は、任意であり、例えば集中巻、分布巻ないし重ね巻のような巻き方が採用されてもよい。
As shown in FIG. 4, the
第1系列の巻線は、第1インバータ71を介して通電されるU相コイルU−V1と、V相コイルV−W1と、W相コイルW−U1とを含む。第2系列の巻線は、第2インバータ72を介して通電されるU相コイルU−V2と、V相コイルV−W2と、W相コイルW−U2とを含む。尚、図4に示す例では、第1系列の巻線と第2系統の巻き線は、それぞれ、スター結線で構成されているが、デルタ結線のような他の構成であってもよい。U相コイルU−V1、V相コイルV−W1、W相コイルW−U1、及び、U相コイルU−V2、V相コイルV−W2、W相コイルW−U2は、全て同一の特性(例えばインダクタンス等)のコイルから形成されてよい。以下では、U相コイルU−V1、V相コイルV−W1、W相コイルW−U1、及び、U相コイルU−V2、V相コイルV−W2、W相コイルW−U2は、全て同一の特性のコイルであるとして説明を続ける。
The first series of windings include a U-phase coil U-V1, a V-phase coil V-W1, and a W-phase coil W-U1 that are energized via
図4に示す構成によれば、第1インバータ71及び第2インバータ72がアシストモータ22に並列に接続されているので、第1インバータ71及び第2インバータ72のうちのいずれか一方を作動させるだけで、アシストモータ22を作動させることができる。
According to the configuration shown in FIG. 4, since the
第1インバータ71を作動させる場合、マイコン81は、上述の如くアシストモータ22で発生させるべきアシストトルクに関する目標値を決定すると、第1スイッチ73をオンとし且つ第2スイッチ74をオフとすると共に、第1プリドライバIC82を介して、目標値に対応するスイッチングパターンをスイッチング素子S1乃至S6に印加する。かかるスイッチングパターンがスイッチング素子S1乃至S6に印加されると、スイッチング素子S1乃至S6がスイッチングパターンに従ってオン/オフし、U1−V1通電経路(端子U1及び端子V1間の経路)、V1−W1通電経路(端子V1及び端子W1間の経路)及びW1−U1通電経路(端子W1及び端子U1間の経路)の各通電状態が順次切り替わる。
When operating the
第2インバータ72を作動させる場合、マイコン81は、上述の如くアシストモータ22で発生させるべきアシストトルクに関する目標値を決定すると、第1スイッチ73をオフとし且つ第2スイッチ74をオンとすると共に、第2プリドライバIC83を介して、目標値に対応するスイッチングパターンをスイッチング素子S7乃至S12に印加する。かかるスイッチングパターンがスイッチング素子S7乃至S12に印加されると、スイッチング素子S7乃至S12がスイッチングパターンに従ってオン/オフし、U2−V2通電経路(端子U2及び端子V2間の経路)、V2−W2通電経路(端子V2及び端子W2間の経路)及びW2−U2通電経路(端子W2及び端子U2間の経路)の各通電状態が順次切り替わる。
When operating the
また、図4に示す構成によれば、第1インバータ71及び第2インバータ72は、双方が同時に作動することも可能である。この場合、マイコン81は、第1スイッチ73をオンとし且つ第2スイッチ74をオンとすると共に、アシストトルクに関する目標値を決定し、その目標値を所定比率で分配した分配目標値を、第1プリドライバIC82及び第2プリドライバIC83に与える。例えば、第1インバータ71及び第2インバータ72を1:9の比率で作動させる場合、目標値の10%に対応するスイッチングパターンをスイッチング素子S1乃至S6に印加すると共に、目標値の90%に対応するスイッチングパターンをスイッチング素子S7乃至S12に印加する。この際、第1インバータ71に係るU1−V1通電経路、V1−W1通電経路及びW1−U1通電経路を流れる電流と、第2インバータ72に係るU2−V2通電経路、V2−W2通電経路及びW2−U2通電経路を流れる電流とは、互いに独立して流されるが、これらが協動して回転磁界を形成する。これにより、全体として、目標値の100%が実現されるような通電が実行されることになる。
Moreover, according to the structure shown in FIG. 4, both the
尚、第1インバータ71及び第2インバータ72は、好ましくは、同一の定格であり、単独でアシストトルクの最大値(設計で意図される最大値)を発生させることができる能力を備える。即ち、第1インバータ71及び第2インバータ72は、いずれも、単独の作動時に、アシストトルクの最大値を発生させることができる。尚、アシストトルクの最大値は、アシストトルクに関する目標値の取りうる最大値に対応する。以下では、第1インバータ71及び第2インバータ72が同一の定格であり、単独でアシストトルクの最大値を発生させることができる能力を備えることを前提として、説明を続ける。
The
図5は、アシストモータ22のU相コイルと、V相コイルと、W相コイルに対する通電パターンの一例を示す図である。ここでは、U相コイルとは、U相コイルU−V1及びU相コイルU−V2の全体(合計)を指し、V相コイル及びW相コイルについても同様である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of energization patterns for the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil of the
図5に示す例では、U相コイルの通電パターンは、機械角で0〜360度の範囲で示され、120度の正方向通電と、60度の非通電と、120度の負方向通電と、60度の非通電の繰り返しからなる。V相コイル及びW相コイルの通電パターンについても同様である。但し、U相コイル、V相コイル及びW相コイルの通電パターンは、互いに対して120度ずつずらされる。 In the example shown in FIG. 5, the energization pattern of the U-phase coil is shown in a mechanical angle range of 0 to 360 degrees, 120 degrees positive direction energization, 60 degrees non-energization, and 120 degrees negative direction energization. , Consisting of 60 degree de-energization. The same applies to the energization patterns of the V-phase coil and the W-phase coil. However, the energization patterns of the U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil are shifted by 120 degrees with respect to each other.
尚、図5において、期間t1においては、U相端子からV相端子方向の通電が実現され、期間t2においては、U相端子からW相端子方向の通電が実現され、期間t3においては、V相端子からW相端子方向の通電が実現され、期間t4においては、V相端子からU相端子方向の通電が実現され、期間t5においては、W相端子からU相端子方向の通電が実現され、期間t6においては、W相端子からV相端子方向の通電が実現される。 In FIG. 5, energization in the direction from the U-phase terminal to the V-phase terminal is realized in the period t1, and in the period t2, energization in the direction from the U-phase terminal to the W-phase terminal is realized. Energization in the direction from the phase terminal to the W-phase terminal is realized, energization in the direction from the V-phase terminal to the U-phase terminal is realized in the period t4, and energization in the direction from the W-phase terminal to the U-phase terminal is realized in the period t5. In the period t6, energization in the direction from the W-phase terminal to the V-phase terminal is realized.
図6は、アシストモータ22の第1系統の巻線(U相コイルU−V1、V相コイルV−W1及びW相コイルW−U1)に対する通電パターンの一例を示す図である。図7は、アシストモータ22の第2系統の巻線(U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2)に対する通電パターンの一例を示す図である。尚、第1系統の巻線に対する通電パターンと第2系統の巻線に対する通電パターンとを足し合わせると、図5に示した通電パターン(合計の通電パターン)になる。尚、図6及び図7に示す通電パターンは、機械角で0〜360度の範囲で示されており、機械角360度毎に同一のパターンが周期的に発生するものとする。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an energization pattern for the first system windings of the assist motor 22 (U-phase coil U-V1, V-phase coil V-W1, and W-phase coil W-U1). FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an energization pattern for the second system winding (the U-phase coil U-V2, the V-phase coil V-W2, and the W-phase coil W-U2) of the
アシストモータ22の第1系統の巻線に対する通電パターンと、アシストモータ22の第2系統の巻線に対する通電パターンとは、図6及び図7に示すように、交互に発生する。図6及び図7に示す例では、第1系統の巻線は、アシストモータ22のロータの機械角0〜180度の範囲を受け持ち、第2系統の巻線は、アシストモータ22のロータの機械角180〜360度の範囲を受け持つ。
The energization pattern for the first system winding of the
より具体的には、第1系統の巻線に対する通電パターンについて、期間t1においては、U相端子(U1)からV相端子(V1)方向の通電が実現され、期間t2においては、U相端子(U1)からW相端子(W1)方向の通電が実現され、期間t3においては、V相端子(V1)からW相端子(W1)方向の通電が実現され、期間t4においては、V相端子(V1)からU相端子(U1)方向の通電が実現され、期間t5においては、W相端子(W1)からU相端子(U1)方向の通電が実現され、期間t6においては、W相端子(W1)からV相端子(V1)方向の通電が実現される。期間t1〜t6における第1系統の巻線に対する通電パターンは、目標値(アシストモータ22で発生させるべきアシストトルクに関する目標値)の100%が実現されるような通電パターンとされる。期間t7〜t12までは、第1系統の巻線には通電が実行されない。但し、異常検知時には、後述の如く、異常検知用に非常に僅かな通電が実行される。 More specifically, with respect to the energization pattern for the first-system winding, energization in the direction from the U-phase terminal (U1) to the V-phase terminal (V1) is realized in the period t1, and the U-phase terminal in the period t2. Energization in the direction from the (U1) to the W-phase terminal (W1) is realized, and in the period t3, energization in the direction from the V-phase terminal (V1) to the W-phase terminal (W1) is realized, and in the period t4, the V-phase terminal Energization in the direction from the (V1) to the U-phase terminal (U1) is realized, and in the period t5, energization in the direction from the W-phase terminal (W1) to the U-phase terminal (U1) is realized, and in the period t6, the W-phase terminal Energization in the direction from the (W1) to the V-phase terminal (V1) is realized. The energization pattern for the windings of the first system in the periods t1 to t6 is an energization pattern that realizes 100% of the target value (target value related to assist torque to be generated by the assist motor 22). From period t7 to t12, energization is not performed for the windings of the first system. However, at the time of abnormality detection, as will be described later, very little energization is performed for abnormality detection.
第2系統の巻線に対する通電パターンについて、期間t1〜t6までは、第2系統の巻線には通電が実行されない。但し、異常検知時には、後述の如く、異常検知用に非常に僅かな通電が実行される。期間t7においては、U相端子(U2)からV相端子(V2)方向の通電が実現され、期間t8においては、U相端子(U2)からW相端子(W2)方向の通電が実現され、期間t9においては、V相端子(V2)からW相端子(W2)方向の通電が実現され、期間t10においては、V相端子(V2)からU相端子(U2)方向の通電が実現され、期間t11においては、W相端子(W2)からU相端子(U2)方向の通電が実現され、期間t12においては、W相端子(W2)からV相端子(V2)方向の通電が実現される。期間t7〜t12における第1系統の巻線に対する通電パターンは、目標値(アシストモータ22で発生させるべきアシストトルクに関する目標値)の100%が実現されるような通電パターンとされる。 About the energization pattern with respect to the winding of the 2nd system, energization is not performed to the winding of the 2nd system until the period t1-t6. However, at the time of abnormality detection, as will be described later, very little energization is performed for abnormality detection. In the period t7, energization in the direction from the U phase terminal (U2) to the V phase terminal (V2) is realized, and in the period t8, energization in the direction from the U phase terminal (U2) to the W phase terminal (W2) is realized. In the period t9, energization in the direction from the V-phase terminal (V2) to the W-phase terminal (W2) is realized, and in period t10, energization in the direction from the V-phase terminal (V2) to the U-phase terminal (U2) is realized. In the period t11, energization in the direction from the W-phase terminal (W2) to the U-phase terminal (U2) is realized, and in period t12, energization in the direction from the W-phase terminal (W2) to the V-phase terminal (V2) is realized. . The energization pattern for the windings of the first system in the period t7 to t12 is an energization pattern that realizes 100% of the target value (target value related to assist torque to be generated by the assist motor 22).
尚、図6及び図7に示す例では、アシストモータ22の第1系統の巻線と第2系統の巻線に対する通電の切り替え周期は、機械角で180度毎であるが、切り替え周期は、180度に限定されず、任意である。また、切り替え周期は、動的に可変されてもよい。また、第1系統の巻線に対する通電時間と第2系統の巻線に対する通電時間とが周期的に同一である必要は無く、一方が他方より長く通電される態様で切換えが実現されてもよい。
In the example shown in FIGS. 6 and 7, the switching period of energization for the first system winding and the second system winding of the
図8は、マイコン81により実行される異常検知処理の一例を示すフローチャートである。図8に示す処理ルーチンは、例えばアシストトルクに関する目標値がゼロより大きい間、定期的に実行されてよい。例えば、図8に示す処理ルーチンは、第1系統の巻線に対する通電期間(例えば、図6のt1〜t6の期間)毎に実行されてもよい。以下では、第1系統の巻線に対する異常検知処理の一例を説明するが、第2系統の巻線に対する異常検知処理についても同様であってよい(第1系統と第2系統との間の関係が逆になるだけである)。この場合、同様に、第1系統の巻線に対する異常検知処理は、第2系統の巻線に対する通電期間(例えば、図6のt7〜t12の期間)毎に実行されてもよい。 FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of an abnormality detection process executed by the microcomputer 81. The processing routine shown in FIG. 8 may be periodically executed while the target value related to the assist torque is larger than zero, for example. For example, the processing routine shown in FIG. 8 may be executed every energization period (for example, the period from t1 to t6 in FIG. 6) for the windings of the first system. Hereinafter, an example of the abnormality detection process for the winding of the first system will be described, but the same may be applied to the abnormality detection process for the winding of the second system (relationship between the first system and the second system). Is just the opposite). In this case, similarly, the abnormality detection process for the winding of the first system may be executed every energization period (for example, the period from t7 to t12 in FIG. 6) for the winding of the second system.
ステップ800では、第1系統の巻線に対してU相端子(U1)からV相端子(V1)方向の通電(U1−V1通電経路への通電)が実行中であるか否かを判定する。例えば、図6で示す例では、期間t1内であるか否かを判定する。U1−V1通電経路への通電中である場合は、ステップ802に進み、それ以外の場合は、U1−V1通電経路への通電に対する待ち状態となる。
In
ステップ802では、異常検知用通電として、第2系統の巻線に対してU相端子(U2)からV相端子(V2)方向の通電(U2−V2通電経路への通電)を実行する。異常検知用通電は、異常検知に必要な最小限の通電であってよい。例えば、異常検知用通電パターンは、目標値(アシストモータ22で発生させるべきアシストトルクに関する目標値)の30%相当以下、より好ましくは目標値の20%相当以下、最も好ましくは目標値の10%相当以下が実現されるような通電パターンとされる。これは、異常検知用通電によってもアシストトルクが発生するため、かかるアシストトルクの発生によるアシストトルクの意図しない増加(変動)を防止するためである。但し、かかる異常検知用通電によるアシストトルクの増加を見越して、第1系統の巻線に対するU相端子(U1)からV相端子(V1)方向の通電パターンは、目標値の100%未満が実現されるような通電パターンに補正されてもよい。このとき、第1系統の巻線に対するU相端子(U1)からV相端子(V1)方向の通電パターンは、第1系統と第2系統の全体で目標値の100%が実現されるような通電パターンに補正されてもよい。
In
U2−V2通電経路への異常検知用の通電中は、好ましくは、第2インバータ72への又は第2インバータ72からのW相端子(W2)を介した電流の流れを防止するために、開放リレー72w(図4参照)は開放される。
During energization for anomaly detection in the U2-V2 energization path, preferably open to prevent current flow to or from the
ステップ803では、上記ステップ802の異常検知用通電時に得られる電流センサ値に基づいて、第2系統の巻線における異常の有無を判定する。尚、ここでの異常は、主に第2系統の巻線(U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2)の断線である。第2系統の巻線の断線は、U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2においてそれぞれ独立して起こりうる。電流センサ値に基づく異常判定方法は、任意であるが、一例については後述する。
In
ステップ804では、第1系統の巻線に対してV相端子(V1)からW相端子(W1)方向の通電(V1−W1通電経路への通電)が実行中であるか否かを判定する。例えば、図6で示す例では、期間t3内であるか否かを判定する。V1−W1通電経路への通電中である場合は、ステップ806に進み、それ以外の場合は、V1−W1通電経路への通電に対する待ち状態となる。
In
ステップ806では、異常検知用通電として、第2系統の巻線に対してV相端子(V2)からW相端子(W2)方向の通電(V2−W2通電経路への通電)を実行する。同様に、V2−W2通電経路への異常検知用通電は、異常検知に必要な最小限の通電であってよい。また、同様に、V2−W2通電経路への異常検知用の通電中は、好ましくは、第2インバータ72への又は第2インバータ72からのU相端子(U2)を介した電流の流れを防止するために、開放リレー72u(図4参照)は開放される。
In
ステップ807では、上記ステップ806の異常検知用通電時に得られる電流センサ値に基づいて、第2系統の巻線における異常の有無を判定する。電流センサ値に基づく異常判定方法は、任意であるが、一例については後述する。
In
ステップ808では、第1系統の巻線に対してW相端子(W1)からU相端子(U1)方向の通電(W1−U1通電経路への通電)が実行中であるか否かを判定する。例えば、図6で示す例では、期間t5内であるか否かを判定する。W1−U1通電経路への通電中である場合は、ステップ810に進み、それ以外の場合は、W1−U1通電経路への通電に対する待ち状態となる。
In
ステップ810では、異常検知用通電として、第2系統の巻線に対してW相端子(W2)からU相端子(U2)方向の通電(W2−U2通電経路への通電)を実行する。同様に、W2−U2通電経路への異常検知用通電は、異常検知に必要な最小限の通電であってよい。同様に、W2−U2通電経路への異常検知用の通電中は、好ましくは、第2インバータ72への又は第2インバータ72からのV相端子(V2)を介した電流の流れを防止するために、開放リレー72v(図4参照)は開放される。
In
ステップ812では、上記ステップ810の異常検知用通電時に得られる電流センサ値に基づいて、第2系統の巻線における異常の有無を判定する。電流センサ値に基づく異常判定方法は、任意であるが、一例については後述する。
In step 812, the presence / absence of abnormality in the winding of the second system is determined based on the current sensor value obtained when the abnormality detection energization in
尚、図8に示す処理の結果、第2系統の巻線(U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2)の少なくともいずれか1つに異常が検出された場合は、第1系統の巻線に対する通電状態が維持されてよい。即ち、第1系統の巻線に対する通電から第2系統の巻線に対する通電への切り替えが実行されず、第1系統の巻線に対する通電が継続されてよい。例えば、図6及び図7に示した例において、期間t7から期間t12においても、期間t1から期間t6と同様の通電パターンが第1系統の巻線に対して付与されてよい。これにより、異常のある第2系統の巻線へ通電切り替え時に生じうるアシストトルクの一時的な低下を低減することができる。 As a result of the processing shown in FIG. 8, an abnormality is detected in at least one of the second windings (U-phase coil U-V2, V-phase coil V-W2, and W-phase coil W-U2). In such a case, the energization state for the windings of the first system may be maintained. That is, switching from energization of the first system winding to energization of the second system winding may not be performed, and energization of the first system winding may be continued. For example, in the example shown in FIGS. 6 and 7, the energization pattern similar to that from the period t1 to the period t6 may be applied to the first system windings from the period t7 to the period t12. Thereby, the temporary fall of the assist torque which may arise at the time of energization switching to the winding of the 2nd system with an abnormality can be reduced.
次に、図8のステップ803、ステップ807及びステップ812の処理で使用されてもよい異常判定方法の一例について説明する。ここでは、U2−V2通電経路に流れる電流を検出する電流センサと、V2−W2通電経路に流れる電流を検出する電流センサと、W2−U2通電経路に流れる電流を検出する電流センサとを用いた異常判定方法の一例について説明する。尚、これらの電流センサは、第2インバータ72に内蔵されてよい。尚、同様に、以下では、第1系統の巻線に対する異常判定方法の一例を説明するが、第2系統の巻線に対する異常判定方法についても同様であってよい。
Next, an example of an abnormality determination method that may be used in the processing of
図9(A)は、上記ステップ802での異常検知用通電時における第2系統の巻き線(U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2)の等価回路を示し、図9(B)は、上記ステップ806での異常検知用通電時に第2系統の巻き線の等価回路を示し、図9(C)は、上記ステップ810での異常検知用通電時に第2系統の巻き線の等価回路を示す。
FIG. 9A shows an equivalent circuit of the second-system winding (the U-phase coil U-V2, the V-phase coil V-W2, and the W-phase coil W-U2) when the abnormality detection energization in
上記ステップ802での異常検知用通電時、即ち、U相端子(U2)からV相端子(V2)への通電(U2−V2通電経路への通電)時は、図9(A)に示す等価回路が形成される。第2系統の巻き線の正常時(U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2のいずれにも断線がないとき)は、電流は、U相端子(U2)からV相端子(V2)へとU相コイルU−V2を介して流れると共に、U相端子(U2)からV相端子(V2)へと、直列接続されたV相コイルV−W2及びW相コイルW−U2を介して流れる。このとき、U相端子(U2)及びV相端子(V2)間の合成抵抗Ru−vは、以下の通りである。
Ru−v=(R1+R2+R3)/{R1×(R2+R3)} 式(1)
ここで、R1,R2及びR3は、それぞれ、U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2の抵抗線分を表す。
一方、U相コイルU−V2が断線している場合は、電流は、U相端子(U2)からV相端子(V2)へとU相コイルU−V2を介して流れず、U相端子(U2)からV相端子(V2)へと、直列接続されたV相コイルV−W2及びW相コイルW−U2を介してのみ流れる。従って、このときの合成抵抗Ru−vは、以下の通りである。
Ru−v=R2+R3 式(2)
他方、U相コイルU−V2に異常が無く、V相コイルV−W2及び/又はW相コイルW−U2が断線している場合は、電流は、U相端子(U2)からV相端子(V2)へと、直列接続されたV相コイルV−W2及びW相コイルW−U2を介して流れず、U相端子(U2)からV相端子(V2)へとU相コイルU−V2を介してのみ流れる。従って、このときの合成抵抗Ru−vは、以下の通りである。
Ru−v=R1 式(3)
従って、上記ステップ803では、U相端子(U2)とV相端子(V2)の間の電圧Vu−v(制御値又は検出値)と、U2−V2通電経路に流れる電流を検出する電流センサのセンサ値Iu−vとに基づいて、合成抵抗Ru−v(=Vu−v/Iu−v)を算出し、算出した合成抵抗Ru−vが、式(1)、式(2)及び式(3)のいずれの合成抵抗Ru−vに対応するかをチェックすればよい。式(1)に対応する場合は、U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2のいずれにも断線がない、即ち正常であると判定することができる。尚、この場合は、図8のステップ804以降の処理は省略してもよい。算出した合成抵抗Ru−vが式(2)に対応する場合は、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2に異常は無く、U相コイルU−V2に異常(断線)があると判断することができる。この場合も、図8のステップ804以降の処理は省略してよい。他方、算出した合成抵抗Ru−vが式(3)に対応する場合は、U相コイルU−V2に異常はなく、V相コイルV−W2及び/又はW相コイルW−U2に異常(断線)があると判断することができる。V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2のいずれに断線が有るかについては、以下で説明するように、その後の上記ステップ807等の処理で判明する。但し、どのコイルに異常があるかを特定する必要が無い場合は、図8のステップ804以降の処理は省略してもよい。
At the time of abnormality detection energization in
Ru−v = (R1 + R2 + R3) / {R1 × (R2 + R3)} Formula (1)
Here, R1, R2, and R3 represent resistance line segments of the U-phase coil U-V2, the V-phase coil V-W2, and the W-phase coil W-U2, respectively.
On the other hand, when the U-phase coil U-V2 is disconnected, current does not flow from the U-phase terminal (U2) to the V-phase terminal (V2) via the U-phase coil U-V2, and the U-phase terminal ( It flows only from U2) to V-phase terminal (V2) via V-phase coil V-W2 and W-phase coil W-U2 connected in series. Therefore, the combined resistance Ru-v at this time is as follows.
Ru-v = R2 + R3 Formula (2)
On the other hand, when there is no abnormality in the U-phase coil U-V2 and the V-phase coil V-W2 and / or the W-phase coil W-U2 is disconnected, the current is supplied from the U-phase terminal (U2) to the V-phase terminal ( V2) does not flow through the V-phase coil V-W2 and W-phase coil W-U2 connected in series, and the U-phase coil U-V2 is connected from the U-phase terminal (U2) to the V-phase terminal (V2). Flows only through. Therefore, the combined resistance Ru-v at this time is as follows.
Ru-v = R1 Formula (3)
Therefore, in
上記ステップ806での異常検知用通電時、即ち、V相端子(V2)からW相端子(W2)への通電(V2−W2通電経路への通電)時は、図9(B)に示す等価回路が形成される。第2系統の巻き線の正常時(U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2のいずれにも断線がないとき)は、電流は、V相端子(V2)からW相端子(W2)へとV相コイルV−W2を介して流れると共に、V相端子(V2)からW相端子(W2)へと、直列接続されたU相コイルU−V2及びW相コイルW−U2を介して流れる。
At the time of abnormality detection energization in
V相コイルV−W2が断線している場合は、電流は、V相端子(V2)からW相端子(W2)へとV相コイルV−W2を介して流れず、V相端子(V2)からW相端子(W2)へと、直列接続されたU相コイルU−V2及びW相コイルW−U2を介してのみ流れる。このとき、V相端子(V2)及びW相端子(W2)間の合成抵抗Rv−wは、以下の通りである。
Rv−w=R1+R3 式(4)
但し、U相コイルU−V2の断線が既に判明している場合、電流は全く流れないことになる。
他方、V相コイルV−W2に異常が無く、U相コイルU−V2及び/又はW相コイルW−U2が断線している場合は、電流は、V相端子(V2)からW相端子(W2)へと、直列接続されたU相コイルU−V2及びW相コイルW−U2を介して流れず、V相端子(V2)からW相端子(W2)へとV相コイルV−W2を介してのみ流れる。従って、このときの合成抵抗Rv−wは、以下の通りである。
Rv−w=R2 式(5)
従って、上記ステップ807では、V相端子(V2)とW相端子(W2)の間の電圧Vv−w(制御値又は検出値)と、V2−W2通電経路に流れる電流を検出する電流センサのセンサ値Iv−wとに基づいて、合成抵抗Rv−w(=Vv−w/Iv−w)を算出し、算出した合成抵抗Rv−wが、式(4)及び式(5)のいずれの合成抵抗Rv−wに対応するかをチェックすればよい。式(4)に対応する場合は、U相コイルU−V2及びW相コイルW−U2に異常は無く、V相コイルV−W2に異常(断線)があると判断することができる。この場合も、図8のステップ808以降の処理は省略してもよい。他方、算出した合成抵抗Rv−wが式(5)に対応する場合は、V相コイルV−W2に異常が無く、U相コイルU−V2及び/又はW相コイルW−U2に異常(断線)があると判断することができる。この場合、上記ステップ803でU相コイルU−V2に異常が無いと判定されているときは、W相コイルW−U2に異常(断線)があると判断することができる。上記ステップ803でU相コイルU−V2に異常があると判定されているときは、W相コイルW−U2の異常の有無を判定するために、図8のステップ808以降の処理は実行されてよい。また、V2−W2通電経路への通電時に、V2−W2通電経路に電流が全く流れない場合(U相コイルU−V2及びV相コイルV−W2に異常がある場合)も、W相コイルW−U2の異常の有無を判定するために、図8のステップ808以降の処理は実行されてよい。
When the V-phase coil V-W2 is disconnected, current does not flow from the V-phase terminal (V2) to the W-phase terminal (W2) via the V-phase coil V-W2, but the V-phase terminal (V2). To the W-phase terminal (W2) through only the U-phase coil U-V2 and the W-phase coil W-U2 connected in series. At this time, the combined resistance Rv-w between the V-phase terminal (V2) and the W-phase terminal (W2) is as follows.
Rv−w = R1 + R3 Formula (4)
However, when the disconnection of the U-phase coil U-V2 is already known, no current flows.
On the other hand, when there is no abnormality in the V-phase coil V-W2 and the U-phase coil U-V2 and / or the W-phase coil W-U2 is disconnected, the current is supplied from the V-phase terminal (V2) to the W-phase terminal ( W2) does not flow through U-phase coil U-V2 and W-phase coil W-U2 connected in series, and V-phase coil V-W2 is connected from V-phase terminal (V2) to W-phase terminal (W2). Flows only through. Accordingly, the combined resistance Rv-w at this time is as follows.
Rv−w = R2 Formula (5)
Therefore, in the
上記ステップ810での異常検知用通電時、即ち、W相端子(W2)からU相端子(U2)への通電(W2−U2通電経路への通電)時は、図9(C)に示す等価回路が形成される。第2系統の巻き線の正常時(U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2のいずれにも断線がないとき)は、電流は、W相端子(W2)からU相端子(U2)へとW相コイルW−U2を介して流れると共に、W相端子(W2)からU相端子(U2)へと、直列接続されたU相コイルU−V2及びV相コイルV−W2を介して流れる。
At the time of abnormality detection energization in
W相コイルW−U2が断線している場合は、電流は、W相端子(W2)からU相端子(U2)へとW相コイルW−U2を介して流れず、W相端子(W2)からU相端子(U2)へと、直列接続されたU相コイルU−V2及びV相コイルV−W2を介してのみ流れる。このとき、W相端子(W2)及びU相端子(U2)間の合成抵抗Rw−uは、以下の通りである。
Rw−u=R1+R2 式(6)
但し、U相コイルU−V2及び/又はV相コイルV−W2の断線が既に判明している場合、電流は全く流れないことになる。
他方、W相コイルW−U2に異常が無く、U相コイルU−V2及び/又はV相コイルV−W2が断線している場合は、電流は、W相端子(W2)からU相端子(U2)へと、直列接続されたU相コイルU−V2及びV相コイルV−W2を介して流れず、W相端子(W2)からU相端子(U2)へとW相コイルW−U2を介してのみ流れる。従って、このときの合成抵抗Rw−uは、以下の通りである。
Rw−u=R3 式(7)
従って、上記ステップ812では、W相端子(W2)とU相端子(U2)の間の電圧Vw−u(制御値又は検出値)と、W2−U2通電経路に流れる電流を検出する電流センサのセンサ値Iw−uとに基づいて、合成抵抗Rw−u(=Vw−u/Iw−u)を算出し、算出した合成抵抗Rw−uが、式(6)及び式(7)のいずれの合成抵抗Rw−uに対応するかをチェックすればよい。式(6)に対応する場合は、U相コイルU−V2及びV相コイルV−W2に異常は無く、W相コイルW−U2に異常(断線)があると判断することができる。また、式(7)に対応する場合は、W相コイルW−U2に異常がないと判断することができる。
When the W-phase coil W-U2 is disconnected, current does not flow from the W-phase terminal (W2) to the U-phase terminal (U2) via the W-phase coil W-U2, but the W-phase terminal (W2). To the U-phase terminal (U2) only through the U-phase coil U-V2 and the V-phase coil V-W2 connected in series. At this time, the combined resistance Rw-u between the W-phase terminal (W2) and the U-phase terminal (U2) is as follows.
Rw−u = R1 + R2 Formula (6)
However, when the disconnection of the U-phase coil U-V2 and / or the V-phase coil V-W2 is already known, no current flows.
On the other hand, when there is no abnormality in the W-phase coil W-U2 and the U-phase coil U-V2 and / or the V-phase coil V-W2 is disconnected, the current is supplied from the W-phase terminal (W2) to the U-phase terminal ( U2) does not flow through the U-phase coil U-V2 and V-phase coil V-W2 connected in series, and the W-phase coil W-U2 is connected from the W-phase terminal (W2) to the U-phase terminal (U2). Flows only through. Therefore, the combined resistance Rw-u at this time is as follows.
Rw−u = R3 Formula (7)
Accordingly, in step 812, the voltage Vw-u (control value or detection value) between the W-phase terminal (W2) and the U-phase terminal (U2) and the current sensor that detects the current flowing through the W2-U2 energization path are displayed. Based on the sensor value Iw-u, a combined resistance Rw-u (= Vw-u / Iw-u) is calculated, and the calculated combined resistance Rw-u is determined by any one of the expressions (6) and (7). It may be checked whether it corresponds to the combined resistance Rw-u. When it corresponds to the equation (6), it can be determined that there is no abnormality in the U-phase coil U-V2 and the V-phase coil V-W2, and there is an abnormality (disconnection) in the W-phase coil W-U2. Moreover, when corresponding to Formula (7), it can be determined that there is no abnormality in the W-phase coil W-U2.
このように図8に示す処理によれば、アシストモータ22の第1系統の巻線に対する通電中に、第2系統の巻線に対して異常検知用通電を行うことで、第2系統の巻線の異常の有無を、アシストモータ22の第1系統の巻線に対する通電によるアシストトルク発生中に判定することができる。これにより、第2系統の巻線の異常が検出された場合には、第1系統の巻線に対する通電を継続することで(第2系統の巻線への通電の切り替えを行わないことで)、第2系統の巻線の異常に起因したアシストトルクの一時的な低下を低減することができる。
As described above, according to the processing shown in FIG. 8, the abnormality detection energization is performed on the second system winding while the
ところで、異常検知用の通電時の電圧(Vu−v、Vv−w、Vw−u)が小さすぎると、ノイズの影響が相対的に大きくなり、上述の合成抵抗Rの算出値の信頼性が悪くなり、異常判定精度が悪くなる。他方、異常検知用の通電時の電圧が大きすぎると、アシストモータ22のアシストトルクに対する影響が大きくなる。例えば、目標値(アシストモータ22で発生させるべきアシストトルクに関する目標値)の50%が実現されるような通電パターンで異常検知用通電を行う場合、異常検知用通電時に目標値の150%が実現され、アシストトルクが急増する。他方、かかる急増を防ぐために、目標値の50%が実現されるような通電パターンで異常検知用通電を行う場合、第1系統の巻線に対する通電パターンを目標値の50%が実現されるような通電パターンに補正する構成も可能である。しかしながら、かかる構成では、第2系統の巻線に異常があると、第1系統の巻線に対する通電パターンを目標値の100%が実現されるような通電パターンに戻すまで、目標値の50%しか実現されずに、アシストトルクの低下が一時的に生じる。
By the way, if the voltages (Vu−v, Vv−w, Vw−u) at the time of energization for detecting an abnormality are too small, the influence of noise becomes relatively large, and the reliability of the calculated value of the combined resistance R described above is high. It becomes worse and the abnormality determination accuracy becomes worse. On the other hand, when the voltage at the time of energization for abnormality detection is too large, the influence on the assist torque of the
この点、図8に示す処理によれば、第2系統の巻線に対して異常検知用通電は、異常検知に必要な最小限の通電とされる。ここで、異常検知に必要な最小限の通電は、異常判定精度と、アシストモータ22のアシストトルクに対する影響との兼ね合いから適合されてもよい。例えば、上述の如く、異常検知用通電パターンは、目標値(アシストモータ22で発生させるべきアシストトルクに関する目標値)の30%相当以下、より好ましくは目標値の20%相当以下、最も好ましくは目標値の10%相当以下が実現されるような通電パターンとされる。これにより、第2系統の巻線に対する異常検知を可能としつつ、異常発生に伴う又は異常検知用通電に伴うアシストモータ22のアシストトルクの変動を低減することができる。
In this regard, according to the process shown in FIG. 8, the abnormality detection energization is the minimum energization necessary for the abnormality detection with respect to the windings of the second system. Here, the minimum energization necessary for abnormality detection may be adapted from the balance between the abnormality determination accuracy and the influence of the
また、図8に示す処理によれば、異常検知用通電時に、開放リレー72u,72v,72wのうちの所定の開放リレーのみが開放される。例えばU2−V2通電経路への通電時には、W相に係る開放リレー72wが開放される。これにより、U2−V2通電経路への異常検知用通電時に第2インバータ72からの又は第2インバータ72へのW相端子(W2)を介した電流の流れが発生しないので、合成抵抗Ru−vの算出精度を高めることができ、異常判定精度を高めることができる。また、同様に、V2−W2通電経路への通電時には、U相に係る開放リレー72uが開放されるので、合成抵抗Rv−wの算出精度を高めることができ、異常判定精度を高めることができる。また、同様に、W2−U2通電経路への通電時は、V相に係る開放リレー72vが開放されるので、合成抵抗Rw−uの算出精度を高めることができ、異常判定精度を高めることができる。
Moreover, according to the process shown in FIG. 8, only the predetermined open relay of the
尚、図8に示す処理では、一例として、異常検知用通電として、U相端子(U2)からV相端子(V2)方向の通電(U2−V2通電経路への通電)、V相端子(V1)からW相端子(W1)方向の通電(V1−W1通電経路への通電)、及び、第2系統の巻線に対してW相端子(W2)からU相端子(U2)方向の通電(W2−U2通電経路への通電)が、この順番で実行されているが、実行順序は任意であってよい。 In the process shown in FIG. 8, as an example, abnormality detection energization includes energization in the direction from the U-phase terminal (U2) to the V-phase terminal (V2) (energization to the U2-V2 energization path), and the V-phase terminal (V1). ) In the direction of the W-phase terminal (W1) (energization in the V1-W1 energization path), and energization in the direction of the U-phase terminal (U2) from the W-phase terminal (W2) to the windings of the second system ( The energization of the W2-U2 energization path) is executed in this order, but the execution order may be arbitrary.
また、図8に示す処理では、一例として、異常検知用通電は、U相端子(U2)からV相端子(V2)方向の通電(U2−V2通電経路への通電)、V相端子(V1)からW相端子(W1)方向の通電(V1−W1通電経路への通電)、及び、第2系統の巻線に対してW相端子(W2)からU相端子(U2)方向の通電(W2−U2通電経路への通電)により実現されているが、他の方向の通電によっても異常検知は可能である。例えば、第1系統の巻線に対してV相端子(V1)からU相端子(U1)方向の通電(U1−V1通電経路への通電)が実行中(図6の期間t4参照)に、第2系統の巻線に対してV相端子(V2)からU相端子(U2)方向の通電(U2−V2通電経路への通電)が、異常検知用通電として、実行されてもよい。また、第1系統の巻線に対してW相端子(W1)からV相端子(V1)方向の通電(V1−W1通電経路への通電)が実行中(図6の期間t6参照)に、第2系統の巻線に対してW相端子(W2)からV相端子(V2)方向の通電(V2−W2通電経路への通電)が、異常検知用通電として、実行されてもよい。また、第1系統の巻線に対してU相端子(U1)からW相端子(W1)方向の通電(W1−U1通電経路への通電)が実行中(図6の期間t2参照)に、第2系統の巻線に対してU相端子(U2)からW相端子(W2)方向の通電(W2−U2通電経路への通電)が、異常検知用通電として、実行されてもよい。 Further, in the process shown in FIG. 8, for example, the abnormality detection energization includes energization in the direction from the U-phase terminal (U2) to the V-phase terminal (V2) (energization to the U2-V2 energization path), V-phase terminal (V1). ) In the direction of the W-phase terminal (W1) (energization in the V1-W1 energization path), and energization in the direction of the U-phase terminal (U2) from the W-phase terminal (W2) to the windings of the second system ( This is realized by energization of the W2-U2 energization path), but the abnormality can be detected by energization in the other direction. For example, during energization in the direction from the V-phase terminal (V1) to the U-phase terminal (U1) (energization to the U1-V1 energization path) is being performed on the winding of the first system (see period t4 in FIG. 6). The energization in the direction from the V-phase terminal (V2) to the U-phase terminal (U2) (energization to the U2-V2 energization path) may be executed as the abnormality detection energization for the windings of the second system. In addition, while energization in the direction from the W-phase terminal (W1) to the V-phase terminal (V1) (energization to the V1-W1 energization path) is being performed on the winding of the first system (see period t6 in FIG. 6), Energization in the direction from the W-phase terminal (W2) to the V-phase terminal (V2) (energization to the V2-W2 energization path) may be executed as the abnormality detection energization for the windings of the second system. In addition, while energization in the direction from the U-phase terminal (U1) to the W-phase terminal (W1) (energization to the W1-U1 energization path) is being performed on the winding of the first system (see period t2 in FIG. 6), Energization in the direction from the U-phase terminal (U2) to the W-phase terminal (W2) (energization to the W2-U2 energization path) may be performed as abnormality detection energization for the second-system winding.
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。 Although each embodiment has been described in detail above, it is not limited to a specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims. It is also possible to combine all or a plurality of the components of the above-described embodiments.
例えば、図5乃至図7に示す例では、簡易的に矩形波形の通電パターンを示しているが、アシストモータ22のU相コイルと、V相コイルと、W相コイルの各相電流が互いに120度位相がずれた正弦波波形となるような通電パターンが使用されてもよい。
For example, in the examples shown in FIGS. 5 to 7, a rectangular waveform energization pattern is simply shown, but the phase currents of the U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil of the
また、図5乃至図7に示すパターンは、通電パターンとして説明したが、スイッチング素子S1乃至S6、及び、スイッチング素子S7乃至S12に対して印加されるスイッチングパターンと考えることもできる。この場合、プラス側のパルス波形は、上アームのスイッチング素子のオン信号と考え、マイナス側のパルス波形は、下アームのスイッチング素子のオン信号と考えてよい。この際、パルス波形の高さ(振幅)は、目標値の100%が実現されるようなデューティに対する割合を表すものと考えてよい。 Moreover, although the patterns shown in FIGS. 5 to 7 have been described as energization patterns, they can also be considered as switching patterns applied to the switching elements S1 to S6 and the switching elements S7 to S12. In this case, the plus-side pulse waveform may be considered as an on signal of the upper arm switching element, and the minus side pulse waveform may be considered as an on signal of the lower arm switching element. At this time, the height (amplitude) of the pulse waveform may be considered to represent a ratio to the duty at which 100% of the target value is realized.
また、上述した実施例では、U2−V2通電経路の電流を検出する電流センサ、V2−W2通電経路の電流を検出する電流センサ、及び、W2−U2通電経路の電流を検出する電流センサが使用されているが、これらに代えて、第2系統の各相の巻線(U相コイルU−V2、V相コイルV−W2及びW相コイルW−U2)を流れる電流を検出する電流センサが使用されてもよい。 In the embodiment described above, a current sensor that detects the current in the U2-V2 energization path, a current sensor that detects the current in the V2-W2 energization path, and a current sensor that detects the current in the W2-U2 energization path are used. However, instead of these, a current sensor for detecting a current flowing through the winding of each phase of the second system (U-phase coil U-V2, V-phase coil V-W2 and W-phase coil W-U2) is provided. May be used.
また、上述した実施例では、アシストモータ22は3相モータであるが、3相以外のモータであってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施例では、アシストモータ22の第1系統の巻線に対する通電パターンと、アシストモータ22の第2系統の巻線に対する通電パターンとは、図6及び図7に示すように、互いにオーバーラップせずに交互に発生する。しかしながら、アシストモータ22の第1系統の巻線に対する通電パターンと、アシストモータ22の第2系統の巻線に対する通電パターンとは、互いにオーバーラップしながら交互に発生してもよい。この場合、オーバーラップ期間中を利用して、異常検知を行うことも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the energization pattern for the first system winding of the
10 車両用操舵装置
11 ステアリングホイール
12 ステアリングコラム
13 ゴムカップリング
14 ステアリングシャフト
15 トルクセンサ
16 中間シャフト
17 ピニオン
18 ステアリングラック
19 タイロッド
20 電動パワーステアリング装置
22 アシストモータ
24 回転角センサ
26 舵角センサ
71 第1インバータ
72 第2インバータ
73 第1スイッチ
74 第2スイッチ
80 ECU
81 マイコン
90 DC−DCコンバータ
DESCRIPTION OF
81
Claims (4)
前記アシストモータの第1系統の巻線を通電する第1系統の駆動回路と、
前記アシストモータの第2系統の巻線を通電する第2系統の駆動回路と、
前記第1系統の駆動回路を介した前記第1系統の巻線に対する複数の第1通電経路であって、通電状態が順次切り替わることで前記アシストモータの回転トルクを発生させる複数の第1通電経路と、
前記第2系統の駆動回路を介した前記第2系統の巻線に対する複数の第2通電経路であって、通電状態が順次切り替わることで前記アシストモータの回転トルクを発生させる複数の第2通電経路と、
前記第1系統の駆動回路及び前記第2系統の駆動回路を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記複数の第1通電経路の通電状態を順次切り替えつつ、前記複数の第2通電経路のうちの、前記複数の第1通電経路のうちの通電中の第1通電経路に対応する第2通電経路に対して、前記通電中の第1通電経路における通電方向と同一方向で異常検知用の通電を行うことで前記第2通電経路における異常の有無を判定する、電動パワーステアリング装置。 An assist motor having a first system winding and a second system winding and generating assist torque;
A first-system drive circuit for energizing the first-system winding of the assist motor;
A second drive circuit for energizing the second winding of the assist motor;
A plurality of first energization paths for the windings of the first system via the first system drive circuit, wherein a plurality of first energization paths for generating rotational torque of the assist motor by sequentially switching the energization state. When,
A plurality of second energization paths for the windings of the second system via the drive circuit of the second system, and a plurality of second energization paths that generate rotational torque of the assist motor by sequentially switching the energization state. When,
A control device for controlling the drive circuit of the first system and the drive circuit of the second system,
The control device corresponds to a first energization path that is energized among the plurality of first energization paths among the plurality of second energization paths while sequentially switching energization states of the plurality of first energization paths. An electric power steering device that determines whether or not there is an abnormality in the second energization path by performing energization for abnormality detection in the same direction as the energization direction in the first energization path during energization with respect to the second energization path .
前記第1系統の駆動回路は、第1インバータを含み、
前記第2系統の駆動回路は、第2インバータを含み、
前記複数の第1通電経路は、前記アシストモータのU相,V相,W相の各端子間に形成されるU−V通電経路、V−W通電経路及びW−U通電経路を含み、
前記複数の第2通電経路は、前記アシストモータのU相,V相,W相の各端子間に形成されるU−V通電経路、V−W通電経路及びW−U通電経路を含み、
前記制御装置は、前記第1系統の巻線に係るU−V通電経路の通電中に、前記第2系統の巻線に係るU−V通電経路に対して前記異常検知用の通電を行い、前記第1系統の巻線に係るV−W通電経路の通電中に、前記第2系統の巻線に係るV−W通電経路に対して前記異常検知用の通電を行い、前記第1系統の巻線に係るW−U通電経路の通電中に、前記第2系統の巻線に係るW−U通電経路に対して前記異常検知用の通電を行う、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 The assist motor is a three-phase motor, and the windings of the first system and the second system are respectively three-phase windings,
The first system drive circuit includes a first inverter;
The second system drive circuit includes a second inverter;
The plurality of first energization paths include a U-V energization path, a V-W energization path, and a W-U energization path formed between the U-phase, V-phase, and W-phase terminals of the assist motor,
The plurality of second energization paths include a U-V energization path, a V-W energization path, and a W-U energization path formed between the U-phase, V-phase, and W-phase terminals of the assist motor,
The control device energizes the abnormality detection power to the U-V energization path related to the winding of the second system during energization of the U-V energization path related to the winding of the first system, During the energization of the VW energization path related to the winding of the first system, the abnormality detection energization is performed to the VW energization path related to the winding of the second system, and the first system during energization of W-U current path of the windings to energize for the abnormality detection against W-U current path according to the winding of the second system, the electric power steering apparatus according to claim 1 .
前記制御装置は、前記第1系統の巻線に係るU−V通電経路の通電中に、前記第2系統の巻線に係るU−V通電経路に対して前記異常検知用の通電を行う際は、前記複数の開放スイッチのうちのW相の開放スイッチを開放し、
前記第1系統の巻線に係るV−W通電経路の通電中に、前記第2系統の巻線に係るV−W通電経路に対して前記異常検知用の通電を行う際は、前記複数の開放スイッチのうちのU相の開放スイッチを開放し、
前記第1系統の巻線に係るW−U通電経路の通電中に、前記第2系統の巻線に係るW−U通電経路に対して前記異常検知用の通電を行う際は、前記複数の開放スイッチのうちのV相の開放スイッチを開放する、請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 Between the second-system drive circuit and the U-phase, V-phase, and W-phase terminals of the second system, U-phase, V-phase, and W-phase open switches are respectively included.
When the control device energizes the abnormality detection power to the U-V energization path related to the winding of the second system during energization of the U-V energization path related to the winding of the first system Opens a W-phase opening switch among the plurality of opening switches,
During energization of the VW energization path related to the winding of the second system during energization of the VW energization path related to the winding of the first system, Open the U-phase release switch among the release switches,
During energization of the W-U energization path related to the winding of the second system during energization of the W-U energization path related to the winding of the first system, The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the V-phase opening switch among the opening switches is opened.
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