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JP6684438B2 - Electric power steering device and power supply state switching method - Google Patents
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JP6684438B2 - Electric power steering device and power supply state switching method - Google Patents

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JP6684438B2 JP2016054018A JP2016054018A JP6684438B2 JP 6684438 B2 JP6684438 B2 JP 6684438B2 JP 2016054018 A JP2016054018 A JP 2016054018A JP 2016054018 A JP2016054018 A JP 2016054018A JP 6684438 B2 JP6684438 B2 JP 6684438B2
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Description

この発明は、操舵補助力(アシスト力)を電動モータによって発生させる電動パワーステアリング装置および電力供給状態切替方法に関する。   The present invention relates to an electric power steering device and a power supply state switching method for generating a steering assist force (assist force) by an electric motor.

下記特許文献1には、主電源と、補助電源とを備え、操舵速度の絶対値が所定値以下のときには、主電源のみからモータ駆動回路に電力を供給し、操舵速度の絶対値が所定値を超えたときには主電源および補助電源からモータ駆動回路に電力を供給する電動パワーステアリング装置(EPS:electric power steering)が開示されている。   In Patent Document 1 below, a main power supply and an auxiliary power supply are provided, and when the absolute value of the steering speed is less than or equal to a predetermined value, electric power is supplied to the motor drive circuit from only the main power supply, and the absolute value of the steering speed is at a predetermined value. There is disclosed an electric power steering device (EPS) that supplies electric power from a main power supply and an auxiliary power supply to a motor drive circuit when the electric power exceeds.

特開2009−78737号公報JP, 2009-78737, A

前記特許文献1記載の発明では、車庫入れや駐車時だけでなく、障害物を避けるために進路を急に変更したとき、山岳路において比較的急なカーブを曲がるとき等においても、主電源および補助電源からモータ駆動回路に電力を供給することができるようになる。しかしながら、雪道等の摩擦係数の小さい路面を走行しているときには、操舵速度が速くなりやすいので、大きな操舵補助力を必要としない状況においても、主電源および補助電源からモータ駆動回路に電力が供給されやすくなる。このため、前記特許文献1記載の発明では、無駄な電力が消費されやすいという問題がある。   In the invention described in Patent Document 1, the main power supply and the power supply are not only used when entering a garage or when parking, but also when a course is suddenly changed to avoid an obstacle or when turning a relatively steep curve in a mountain road. It becomes possible to supply power to the motor drive circuit from the auxiliary power supply. However, when traveling on a road surface having a small coefficient of friction such as a snow road, the steering speed is likely to be high, so even when a large steering assist force is not required, electric power is supplied from the main power supply and the auxiliary power supply to the motor drive circuit. It becomes easy to be supplied. Therefore, the invention described in Patent Document 1 has a problem that wasteful power is easily consumed.

この発明の目的は、無駄な電力の消費を抑制することができる電動パワーステアリング装置および電力供給状態切替方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an electric power steering device and a power supply state switching method capable of suppressing wasteful power consumption.

請求項1記載の発明は、電動モータ(18)に電力を供給するための駆動回路(52)と、前記駆動回路に電力を供給することが可能な主電源(31)および補助電源(44)と、前記主電源のみによって前記駆動回路に電力を供給する第1電力供給状態と、前記主電源および前記補助電源の両方を利用して前記駆動回路に電力を供給する第2電力供給状態とを切り替えるための切替回路(43)と、前記切替回路を制御する制御手段(33)とを含み、前記制御手段は、前記駆動回路の入力電圧と前記電動モータの回転数と前記電動モータに流れるモータ電流とを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得されたモータ電流に基づいて、前記電動モータによって発生しているモータトルクを実モータトルク(Tm)として演算する実モータトルク演算手段(33)と、前記取得手段によって取得された入力電圧およびモータ回転数に基づき、前記電動モータによって発生させることができる最大モータトルク(Tm―lim)を演算する最大モータトルク演算手段(33)と、前記駆動回路への電力供給状態が前記第1電力供給状態である場合において、前記最大モータトルクから前記実モータトルクを減算することにより得られる両者の差(ΔTm)が第1所定値α(α>0)未満になれば、前記駆動回路への電力供給状態が前記第2電力供給状態に切り替わるように前記切替回路を制御し前記駆動回路への電力供給状態が前記第2電力供給状態である場合において、前記差(ΔTm)が第2所定値β(β>0)以上になれば、前記駆動回路への電力供給状態が前記第1電力供給状態に切り替わるように前記切替回路を制御する手段(33)とを含む、電動パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。 The invention according to claim 1 is a drive circuit (52) for supplying electric power to an electric motor (18), and a main power supply (31) and an auxiliary power supply (44) capable of supplying electric power to the drive circuit. And a first power supply state in which power is supplied to the drive circuit only by the main power supply, and a second power supply state in which power is supplied to the drive circuit using both the main power supply and the auxiliary power supply. A switching circuit (43) for switching and a control means (33) for controlling the switching circuit, wherein the control means includes an input voltage of the drive circuit, a rotation speed of the electric motor, and a motor flowing in the electric motor. And a motor torque generated by the electric motor is calculated as an actual motor torque (Tm) on the basis of an acquisition unit that acquires a current and a motor current acquired by the acquisition unit. And Tatoruku calculating means (33), based on the input voltage and motor rotational speed obtained by the obtaining unit, the maximum motor torque calculation means for calculating a maximum motor torque (Tm-Lim) which can be generated by the electric motor ( 33) and when the power supply state to the drive circuit is the first power supply state, a difference (ΔTm) between the two obtained by subtracting the actual motor torque from the maximum motor torque is a first predetermined value. When the value is less than α (α> 0), the switching circuit is controlled so that the power supply state to the drive circuit is switched to the second power supply state, and the power supply state to the drive circuit is changed to the second power supply state . When the difference (ΔTm) is the second predetermined value β (β> 0) or more in the power supply state, the power supply state to the drive circuit is the first power supply state. An electric power steering system including means (33) for controlling the switching circuit so as to switch to a power supply state . In addition, although the alphanumeric characters in the parentheses represent corresponding constituent elements and the like in the embodiments described later, the scope of the present invention is not limited to the embodiments. The same applies in this section below.

切替回路が第1電力供給状態である場合において、最大モータトルク(Tm―lim)と実モータトルク(Tm)との差(ΔTm=Tm―lim−Tm)が第1所定値α以上である状態とは、電動モータから発生させることが可能な最大モータトルク(Tm―lim)よりも実モータトルク(Tm)が小さい状態であるので、発生可能な操舵補助力に余裕がある状態であると考えられる。そこで、このような場合には、切替回路は第2電力供給状態に切り替えられない。 A state in which the difference ( ΔTm = Tm− lim −Tm) between the maximum motor torque (Tm− lim ) and the actual motor torque (Tm) is equal to or larger than the first predetermined value α when the switching circuit is in the first power supply state. Is a state in which the actual motor torque (Tm) is smaller than the maximum motor torque (Tm- lim ) that can be generated from the electric motor, so it is considered that there is a margin in the steering assist force that can be generated. To be Therefore, in such a case, the switching circuit cannot switch to the second power supply state.

一方、切替回路が第1電力供給状態である場合において、差(ΔTm)が第1所定値α未満である状態とは、電動モータから発生させることが可能な最大モータトルクに対して実モータトルクが等しいかまたは近い状態であるので、発生可能な操舵補助力に余裕がない状態であると考えられる。そこで、このような場合には、切替回路が第2電力供給状態に切り替えられる。   On the other hand, when the switching circuit is in the first power supply state, the state in which the difference (ΔTm) is less than the first predetermined value α means that the actual motor torque is different from the maximum motor torque that can be generated from the electric motor. Are equal to or close to each other, it is considered that there is no margin in the steering assist force that can be generated. Therefore, in such a case, the switching circuit is switched to the second power supply state.

この構成では、切替回路が第1電力供給状態である場合において、発生可能な操舵補助力に余裕がある状態では、切替回路が第2電力供給状態に切り替えられないので、無駄な電力の消費を抑制することができる。
請求項2に記載の発明は、前記第2所定値βが前記第1所定値αよりも大きい、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置である。
With this configuration, when the switching circuit is in the first power supply state, the switching circuit cannot switch to the second power supply state when the steering assist force that can be generated has a margin. Can be suppressed.
The invention according to claim 2 is the electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the second predetermined value β is larger than the first predetermined value α.

請求項3に記載の発明は、前記駆動回路の入力電圧毎に、その入力電圧に応じた前記電動モータの回転数・トルク特性が記憶されている記憶手段をさらに含み、前記最大モータトルク演算手段は、前記記憶手段に記憶されている入力電圧毎の回転数・トルク特性のうち、前記取得手段によって取得された入力電圧に応じた回転数・トルク特性において、前記取得手段によって取得されたモータ回転数に対応するトルクを前記最大モータトルクとして演算するように構成されている、請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置である。   The invention according to claim 3 further includes storage means for storing, for each input voltage of the drive circuit, a rotation speed / torque characteristic of the electric motor according to the input voltage, and the maximum motor torque calculation means. Among the rotation speed / torque characteristics for each input voltage stored in the storage means, the motor rotation speed / torque characteristic corresponding to the input voltage acquired by the acquisition means is the motor rotation speed acquired by the acquisition means. The electric power steering system according to claim 1, wherein a torque corresponding to a number is calculated as the maximum motor torque.

請求項4に記載の発明は、前記補助電源はキャパシタからなる、請求項1、2および3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置である。
請求項5に記載の発明は、電動モータに電力を供給するための駆動回路と、前記駆動回路に電力を供給することが可能な主電源および補助電源と、前記主電源のみによって前記駆動回路に電力を供給する第1電力供給状態と、前記主電源および前記補助電源の両方を利用して前記駆動回路に電力を供給する第2電力供給状態とを切り替えるための切替回路とを含む電動パワーステアリング装置における電力供給状態切替方法であって、前記駆動回路の入力電圧と前記電動モータの回転数と前記電動モータに流れるモータ電流とを取得する第1ステップと、前記第1ステップによって取得されたモータ電流に基づいて、前記電動モータによって発生しているモータトルクを実モータトルクとして演算する第2ステップと、前記第1ステップによって取得された入力電圧およびモータ回転数に基づき、前記電動モータによって発生させることができる最大モータトルクを演算する第3ステップと、前記駆動回路への電力供給状態が前記第1電力供給状態である場合において、前記最大モータトルクから前記実モータトルクを減算することにより得られる両者の差が第1所定値α(α>0)未満になれば、前記駆動回路への電力供給状態が前記第2電力供給状態に切り替わるように前記切替回路を制御し前記駆動回路への電力供給状態が前記第2電力供給状態である場合において、前記差が第2所定値β(β>0)以上になれば、前記駆動回路への電力供給状態が前記第1電力供給状態に切り替わるように前記切替回路を制御する第4ステップとを含む、電力供給状態切替方法である。
The invention according to claim 4 is the electric power steering apparatus according to any one of claims 1, 2 and 3, wherein the auxiliary power source is a capacitor.
According to a fifth aspect of the present invention, a drive circuit for supplying electric power to the electric motor, a main power supply and an auxiliary power supply capable of supplying electric power to the drive circuit, and the drive circuit only by the main power supply Electric power steering including a first power supply state for supplying power and a switching circuit for switching between a second power supply state for supplying power to the drive circuit using both the main power supply and the auxiliary power supply A power supply state switching method in an apparatus, comprising: a first step of acquiring an input voltage of the drive circuit, a rotation speed of the electric motor, and a motor current flowing in the electric motor; and a motor acquired by the first step. based on the current, a second step of calculating a motor torque generated by the electric motor as an actual motor torque, the first step Based on the input voltage and motor rotational speed obtained Te, a third step of calculating the maximum motor torque can be generated by the electric motor, the power supply state to the drive circuit is in the first power supply state In this case, if the difference between the two obtained by subtracting the actual motor torque from the maximum motor torque is less than a first predetermined value α (α> 0) , the power supply state to the drive circuit is the second When the switching circuit is controlled so as to switch to the power supply state, and the power supply state to the drive circuit is the second power supply state, the difference cannot exceed the second predetermined value β (β> 0). For example, a fourth step of controlling the switching circuit so that the power supply state to the drive circuit is switched to the first power supply state , the power supply state switching method.

この方法では、請求項1に記載の発明と同様に、切替回路が第1電力供給状態である場合において、発生可能な操舵補助力に余裕がある状態では、切替回路が第2電力供給状態に切り替えられないので、無駄な電力の消費を抑制することができる。
請求項6に記載の発明は、前記第2所定値βは前記第1所定値αよりも大きい、請求項5に記載の電力供給状態切替方法である。
According to this method, as in the first aspect of the invention, when the switching circuit is in the first power supply state, the switching circuit is in the second power supply state when the steering assist force that can be generated has a margin. Since switching cannot be performed, it is possible to suppress wasteful power consumption.
The invention according to claim 6 is the power supply state switching method according to claim 5, wherein the second predetermined value β is larger than the first predetermined value α.

請求項7に記載の発明は、前記電動パワーステアリング装置は、前記駆動回路の入力電圧毎に、その入力電圧に応じた前記電動モータの回転数・トルク特性が記憶されている記憶手段をさらに含み、前記第3ステップは、前記記憶手段に記憶されている入力電圧毎の回転数・トルク特性のうち、前記第1ステップによって取得された入力電圧に応じた回転数・トルク特性において、前記第1ステップによって取得されたモータ回転数に対応するトルクを前記最大モータトルクとして演算する、請求項5または6に記載の電力供給状態切替方法である。   According to a seventh aspect of the present invention, the electric power steering apparatus further includes a storage unit that stores, for each input voltage of the drive circuit, a rotation speed / torque characteristic of the electric motor according to the input voltage. In the third step, among the rotation speed / torque characteristics for each input voltage stored in the storage means, in the rotation speed / torque characteristic according to the input voltage acquired in the first step, the first step is performed. 7. The power supply state switching method according to claim 5, wherein a torque corresponding to the motor rotation speed acquired in step is calculated as the maximum motor torque.

請求項8に記載の発明は、前記補助電源はキャパシタからなる、請求項5,6および7のいずれか一項に記載の電力供給状態切替方法である。   The invention according to claim 8 is the power supply state switching method according to any one of claims 5, 6 and 7, wherein the auxiliary power supply is composed of a capacitor.

図1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1の電動パワーステアリング装置の電気的構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the electric power steering device of FIG. 図3は、電源制御用ECU33によって実行される電力供給状態切替処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of a power supply state switching process executed by the power supply control ECU 33. 図4は、図3のステップS1で取得された入力電圧VDに対応したモータ回転数・トルク特性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing motor rotation speed / torque characteristics corresponding to the input voltage VD acquired in step S1 of FIG.

以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリング装置(EPS:electric power steering)1は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール2と、このステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と転舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
An electric power steering device (EPS) 1 includes a steering wheel 2 as a steering member for steering a vehicle, and a steering mechanism that steers the steered wheels 3 in association with the rotation of the steering wheel 2. 4 and a steering assist mechanism 5 for assisting the driver in steering. The steering wheel 2 and the steering mechanism 4 are mechanically connected via a steering shaft 6 and an intermediate shaft 7.

ステアリングシャフト6は、ステアリングホイール2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して相対回転可能に連結されている。
トーションバー10の近傍には、トルクセンサ11が配置されている。トルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に与えられた操舵トルクTを検出する。この実施形態では、トルクセンサ11によって検出される操舵トルクTは、たとえば、右方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、左方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクの大きさが大きくなるものとする。
The steering shaft 6 includes an input shaft 8 connected to the steering wheel 2 and an output shaft 9 connected to the intermediate shaft 7. The input shaft 8 and the output shaft 9 are rotatably connected to each other via a torsion bar 10.
A torque sensor 11 is arranged near the torsion bar 10. The torque sensor 11 detects the steering torque T applied to the steering wheel 2 based on the relative rotational displacement amount of the input shaft 8 and the output shaft 9. In this embodiment, as the steering torque T detected by the torque sensor 11, for example, the torque for steering to the right is detected as a positive value and the torque for steering to the left is determined as a negative value. It is assumed that the detected steering torque becomes larger as the absolute value thereof becomes larger.

転舵機構4は、ピニオン軸13と、転舵軸としてのラック軸14とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸14の各端部には、タイロッド15およびナックルアーム(図示略)を介して転舵輪3が連結されている。ピニオン軸13は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、ステアリングホイール2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端(図1では下端)には、ピニオン16が連結されている。   The steered mechanism 4 is a rack and pinion mechanism including a pinion shaft 13 and a rack shaft 14 as a steered shaft. The steered wheels 3 are connected to the respective ends of the rack shaft 14 via tie rods 15 and knuckle arms (not shown). The pinion shaft 13 is connected to the intermediate shaft 7. The pinion shaft 13 is adapted to rotate in association with steering of the steering wheel 2. A pinion 16 is connected to the tip (lower end in FIG. 1) of the pinion shaft 13.

ラック軸14は、自動車の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸14の軸方向の中間部には、ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。このピニオン16およびラック17によって、ピニオン軸13の回転がラック軸14の軸方向移動に変換される。ラック軸14を軸方向に移動させることによって、転舵輪3を転舵することができる。   The rack shaft 14 extends linearly in the left-right direction of the automobile. A rack 17 that meshes with the pinion 16 is formed at an intermediate portion in the axial direction of the rack shaft 14. The pinion 16 and the rack 17 convert the rotation of the pinion shaft 13 into the axial movement of the rack shaft 14. The steered wheels 3 can be steered by moving the rack shaft 14 in the axial direction.

ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13の回転は、ピニオン16およびラック17によって、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助用の電動モータ18と、電動モータ18の出力トルクを転舵機構4に伝達するための減速機構19とを含む。電動モータ18は、たとえば、3相ブラシレスモータからなる。電動モータ18には、電動モータ18の回転数Nを検出するための回転数センサ23が設けられている。
When the steering wheel 2 is steered (rotated), this rotation is transmitted to the pinion shaft 13 via the steering shaft 6 and the intermediate shaft 7. Then, the rotation of the pinion shaft 13 is converted into an axial movement of the rack shaft 14 by the pinion 16 and the rack 17. As a result, the steered wheels 3 are steered.
The steering assist mechanism 5 includes an electric motor 18 for steering assist, and a reduction mechanism 19 for transmitting the output torque of the electric motor 18 to the steering mechanism 4. The electric motor 18 is, for example, a three-phase brushless motor. The electric motor 18 is provided with a rotation speed sensor 23 for detecting the rotation speed N of the electric motor 18.

減速機構19は、ウォーム軸20と、このウォーム軸20と噛み合うウォームホイール21とを含むウォームギヤ機構からなる。ウォーム軸20は、電動モータ18によって回転駆動される。また、ウォームホイール21は、ステアリングシャフト6とは一体的に回転可能に連結されている。ウォームホイール21は、ウォーム軸20によって回転駆動される。   The reduction mechanism 19 is composed of a worm gear mechanism including a worm shaft 20 and a worm wheel 21 that meshes with the worm shaft 20. The worm shaft 20 is rotationally driven by the electric motor 18. The worm wheel 21 is rotatably connected to the steering shaft 6 integrally. The worm wheel 21 is rotationally driven by the worm shaft 20.

電動モータ18によってウォーム軸20が回転駆動されると、ウォームホイール21が回転駆動され、ステアリングシャフト6が回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ18によってウォーム軸20を回転駆動することによって、転舵輪3が転舵されるようになっている。   When the worm shaft 20 is rotationally driven by the electric motor 18, the worm wheel 21 is rotationally driven, and the steering shaft 6 rotates. The rotation of the steering shaft 6 is transmitted to the pinion shaft 13 via the intermediate shaft 7. The rotation of the pinion shaft 13 is converted into the axial movement of the rack shaft 14. As a result, the steered wheels 3 are steered. That is, the steered wheels 3 are steered by rotating the worm shaft 20 by the electric motor 18.

車両には、車速Vを検出するための車速センサ24が設けられている。トルクセンサ11によって検出される操舵トルクT、回転数センサ23によって検出される電動モータ18の回転数N、車速センサ24によって検出される車速V等は、EPS用ECU(ECU:Electronic Control Unit)12に入力される。EPS用ECU12は、これらの入力等に基づいて、電動モータ18を制御することにより、いわゆるアシスト制御を行う。   The vehicle is provided with a vehicle speed sensor 24 for detecting the vehicle speed V. The steering torque T detected by the torque sensor 11, the rotation speed N of the electric motor 18 detected by the rotation speed sensor 23, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 24, and the like are determined by the EPS ECU (ECU: Electronic Control Unit) 12. Entered in. The EPS ECU 12 controls the electric motor 18 based on these inputs or the like to perform so-called assist control.

EPS用ECU12内のモータ駆動回路52(図2参照)には、主電源31のみによって電力が供給される場合と、主電源31および補助電源装置32の両方を利用して電力が供給される場合とがある。補助電源装置32は、電源制御用ECU33によって制御される。EPS用ECU12と電源制御用ECU33とは通信線を介して接続されている。
図2は、電動パワーステアリング装置1の電気的構成を示す回路図である。
A case where electric power is supplied to the motor drive circuit 52 (see FIG. 2) in the EPS ECU 12 only by the main power supply 31 and a case where electric power is supplied by using both the main power supply 31 and the auxiliary power supply device 32. There is. The auxiliary power supply device 32 is controlled by the power supply control ECU 33. The EPS ECU 12 and the power supply control ECU 33 are connected via a communication line.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the electric power steering device 1.

EPS用ECU12は、マイクロコンピュータからなるモータ制御回路51と、モータ制御回路51によって制御され、電動モータ18に電力を供給するモータ駆動回路(インバータ回路)52とを含んでいる。EPS用ECU12には、電動モータ18に流れるモータ電流Imを検出するための電流センサ53の出力信号が入力される。電流センサ53によって検出されるモータ電流Imは、EPS用ECU12を介して、電源制御用ECU33に与えられる。   The EPS ECU 12 includes a motor control circuit 51 including a microcomputer and a motor drive circuit (inverter circuit) 52 that is controlled by the motor control circuit 51 and supplies electric power to the electric motor 18. The output signal of the current sensor 53 for detecting the motor current Im flowing through the electric motor 18 is input to the EPS ECU 12. The motor current Im detected by the current sensor 53 is given to the power supply control ECU 33 via the EPS ECU 12.

モータ制御回路51は、トルクセンサ11によって検出される操舵トルクTと、車速センサ24によって検出される車速Vと、回転数センサ23よって検出される回転数Nと、電流センサ53によって検出されるモータ電流Imとに基づいて、モータ駆動回路52を駆動制御する。具体的には、モータ制御回路51は、操舵トルクTと車速Vとに基づいて目標電流値を設定し、電動モータ18に流れるモータ電流Imが目標電流値と等しくなるように、モータ駆動回路52を駆動する。なお、回転数センサ23によって検出される回転数Nは、EPS用ECU12を介して、電源制御用ECU33に与えられる。   The motor control circuit 51 includes a steering torque T detected by the torque sensor 11, a vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 24, a rotation speed N detected by the rotation speed sensor 23, and a motor detected by the current sensor 53. The motor drive circuit 52 is drive-controlled based on the current Im. Specifically, the motor control circuit 51 sets a target current value based on the steering torque T and the vehicle speed V, so that the motor current Im flowing through the electric motor 18 becomes equal to the target current value. To drive. The rotation speed N detected by the rotation speed sensor 23 is given to the power supply control ECU 33 via the EPS ECU 12.

補助電源装置32は、主電源31に直列に接続されている。補助電源装置32は、リレー41と、充電回路42と、放電回路(切替回路)43と、補助電源としてのキャパシタ44とを含む。
リレー41は、主電源31の正極側端子と充電回路42との間に配置されている。リレー41と充電回路42との接続点をP1で示す。充電回路42は、キャパシタ44を充電するための回路である。充電回路42は、直列接続された一対のスイッチング素子42A,42Bと、これらのスイッチング素子42A,42Bの接続点P3と接続点P1との間に接続された昇圧コイル42Cとを含む。スイッチング素子42A,42Bは、nチャネル型MOSFETからなる。
The auxiliary power supply device 32 is connected to the main power supply 31 in series. The auxiliary power supply device 32 includes a relay 41, a charging circuit 42, a discharging circuit (switching circuit) 43, and a capacitor 44 as an auxiliary power supply.
The relay 41 is arranged between the positive electrode side terminal of the main power supply 31 and the charging circuit 42. A connection point between the relay 41 and the charging circuit 42 is indicated by P1. The charging circuit 42 is a circuit for charging the capacitor 44. The charging circuit 42 includes a pair of switching elements 42A and 42B connected in series, and a boosting coil 42C connected between a connection point P3 and a connection point P1 of these switching elements 42A and 42B. The switching elements 42A and 42B are composed of n-channel MOSFETs.

上段側のスイッチング素子42Aのソースが下段側のスイッチング素子42Bのドレインに接続されている。上段側のスイッチング素子42Aのドレインは、キャパシタ44の出力端子(接続点P2)に接続されている。下段側のスイッチング素子42Bのソースは接地されている。接続点P1は、キャパシタ44の入力端子(接続点P5)に接続されている。一対のスイッチング素子42A,42Bを交互にオンさせることにより、接続点P1における出力電圧(バッテリー電圧VB)を昇圧してキャパシタ44の出力端子に印加できるので、キャパシタ44を充電することができる。   The source of the upper switching element 42A is connected to the drain of the lower switching element 42B. The drain of the upper switching element 42A is connected to the output terminal (connection point P2) of the capacitor 44. The source of the lower switching element 42B is grounded. The connection point P1 is connected to the input terminal of the capacitor 44 (connection point P5). By alternately turning on the pair of switching elements 42A and 42B, the output voltage (battery voltage VB) at the connection point P1 can be boosted and applied to the output terminal of the capacitor 44, so that the capacitor 44 can be charged.

放電回路43は、充電回路42に直列に接続されている。放電回路43は、直列接続された一対のスイッチング素子43A,43Bからなる。スイッチング素子43A,43Bは、nチャネル型MOSFETからなる。上段側のスイッチング素子43Aのソースが下段側のスイッチング素子43Bのドレインに接続されている。上段側のスイッチング素子43Aのドレインは、キャパシタ44の出力端子(接続点P2)に接続されている。下段側のスイッチング素子43Bのソースはキャパシタ44の入力端子(接続点P5)に接続されている。一対のスイッチング素子43A,43Bの接続点P4は、EPS用ECU12内のモータ駆動回路52に接続されている。   The discharging circuit 43 is connected to the charging circuit 42 in series. The discharge circuit 43 includes a pair of switching elements 43A and 43B connected in series. The switching elements 43A and 43B are n-channel MOSFETs. The source of the upper switching element 43A is connected to the drain of the lower switching element 43B. The drain of the upper switching element 43A is connected to the output terminal (connection point P2) of the capacitor 44. The source of the lower switching element 43B is connected to the input terminal (connection point P5) of the capacitor 44. The connection point P4 of the pair of switching elements 43A and 43B is connected to the motor drive circuit 52 in the EPS ECU 12.

下段側のスイッチング素子43Bがオンで、上段側のスイッチング素子43Aがオフのときには、主電源31のみからモータ駆動回路52に電力が供給される。このように主電源31のみによってモータ駆動回路52に電力が供給される状態を「第1電力供給状態」という場合がある。
一方、下段側のスイッチング素子43Bがオフで、上段側のスイッチング素子43Aがオンのときには、キャパシタ44からモータ駆動回路52への放電が可能となる。これにより、主電源31およびキャパシタ44の両方からモータ駆動回路52に電力が供給される。また、下段側のスイッチング素子43Bと上段側のスイッチング素子43Aとを交互にオンさせると、両者のオン時間の比率によって、モータ駆動回路52に印加される電圧VDを変更することができる。このように下段側のスイッチング素子43Bをオフかつ上段側のスイッチング素子43Aをオンとさせたり、下段側のスイッチング素子43Bと上段側のスイッチング素子43Aとを交互にオンさせたりすることにより、主電源31およびキャパシタ44の両方を利用してモータ駆動回路52に電力が供給される状態を「第2電力供給状態」という場合がある。
When the lower switching element 43B is on and the upper switching element 43A is off, electric power is supplied to the motor drive circuit 52 only from the main power supply 31. The state in which electric power is supplied to the motor drive circuit 52 only by the main power supply 31 in this way may be referred to as the “first electric power supply state”.
On the other hand, when the lower switching element 43B is off and the upper switching element 43A is on, discharging from the capacitor 44 to the motor drive circuit 52 is possible. As a result, electric power is supplied to the motor drive circuit 52 from both the main power supply 31 and the capacitor 44. Further, when the switching element 43B on the lower stage side and the switching element 43A on the upper stage side are alternately turned on, the voltage VD applied to the motor drive circuit 52 can be changed depending on the ratio of the on times of both. In this way, the lower switching element 43B is turned off and the upper switching element 43A is turned on, or the lower switching element 43B and the upper switching element 43A are alternately turned on to turn on the main power supply. The state in which electric power is supplied to the motor drive circuit 52 by using both 31 and the capacitor 44 may be referred to as a "second electric power supply state".

モータ駆動回路52の入力電圧VDは、電圧センサ48によって検出される。電圧センサ48の検出値は、電源制御用ECU33に入力される。電源制御用ECU33には、イグニッションキーの状態を表すイグニッション状態検知信号(図示略)が入力する。
電源制御用ECU33は、マイクロコンピュータからなる。マイクロコンピュータは、CPUおよびそのプログラム等を記憶するメモリ(ROM,RAM,不揮発性メモリ等のメモリ)を備えている。不揮発性メモリ(図示略)には、モータ駆動回路52の入力電圧VD毎に、その入力電圧VDに応じた電動モータ18の回転数・トルク特性(N−T特性)が記憶されている。たとえば、不揮発性メモリ(図示略)には、モータ駆動回路52の入力電圧VDを電動モータ18への印可電圧として、電動モータ18への印可電圧を変化させた場合の、各印可電圧VDに対する電動モータ18の回転数・トルク特性(N−T特性)がその印可電圧VDに関連付けて記憶されている。
The input voltage VD of the motor drive circuit 52 is detected by the voltage sensor 48. The detection value of the voltage sensor 48 is input to the power supply control ECU 33. An ignition state detection signal (not shown) indicating the state of the ignition key is input to the power supply control ECU 33.
The power supply control ECU 33 is composed of a microcomputer. The microcomputer includes a CPU and a memory (a memory such as a ROM, a RAM, or a non-volatile memory) that stores the program thereof. A nonvolatile memory (not shown) stores, for each input voltage VD of the motor drive circuit 52, a rotation speed / torque characteristic (NT characteristic) of the electric motor 18 according to the input voltage VD. For example, in the nonvolatile memory (not shown), the input voltage VD of the motor drive circuit 52 is used as the applied voltage to the electric motor 18, and the applied voltage VD to the electric motor 18 is changed when the applied voltage is changed. The rotation speed / torque characteristic (NT characteristic) of the motor 18 is stored in association with the applied voltage VD.

電源制御用ECU33は、イグニッション状態検知信号に基づいてリレー41をオンオフ制御する。電源制御用ECU33は、電圧センサ48によって検出されるモータ駆動回路52の入力電圧VDと、回転数センサ23によって検出される電動モータ18の回転数Nと、電流センサ53によって検出されるモータ電流Imとに基づいて、第1電力供給状態と第2電力供給状態との間で電力供給状態を切り替える。   The power supply control ECU 33 controls ON / OFF of the relay 41 based on the ignition state detection signal. The power supply control ECU 33 receives the input voltage VD of the motor drive circuit 52 detected by the voltage sensor 48, the rotation speed N of the electric motor 18 detected by the rotation speed sensor 23, and the motor current Im detected by the current sensor 53. Based on, the power supply state is switched between the first power supply state and the second power supply state.

電力供給状態が第1電力供給状態に設定されているときには、電源制御用ECU33は、例えば、放電回路(切替回路)43内の下段側のスイッチング素子43Bをオンに設定し、上段側のスイッチング素子43Aをオフに設定する。また、電源制御用ECU33は、必要に応じて、充電回路42内の一対のスイッチング素子42A,42Bを交互にオンさせる。これにより、主電源31のみによってモータ駆動回路52に電力が供給されるとともに、必要に応じてキャパシタ44が充電される。   When the power supply state is set to the first power supply state, the power supply control ECU 33 sets, for example, the lower switching element 43B in the discharge circuit (switching circuit) 43 to ON and the upper switching element. Set 43A off. Further, the power supply control ECU 33 alternately turns on the pair of switching elements 42A and 42B in the charging circuit 42 as needed. As a result, electric power is supplied to the motor drive circuit 52 only by the main power supply 31, and the capacitor 44 is charged as needed.

電力供給状態が第2電力供給状態に設定されているときには、電源制御用ECU33は、充電回路42内の一対のスイッチング素子42A,42Bをオフ状態とする。また、電源制御用ECU33は、例えば、放電回路(切替回路)43内の上段側のスイッチング素子43Aをオンに設定し、下段側のスイッチング素子43Bをオフに設定する。これにより、主電源31およびキャパシタ44の両方によってモータ駆動回路52に電力が供給される。この場合、電源制御用ECU33は、放電回路43内の一対のスイッチング素子43A,43Bを交互にオンさせてもよい。   When the power supply state is set to the second power supply state, the power supply control ECU 33 turns off the pair of switching elements 42A and 42B in the charging circuit 42. In addition, the power supply control ECU 33 sets, for example, the upper switching element 43A in the discharge circuit (switching circuit) 43 to ON and the lower switching element 43B to OFF. As a result, electric power is supplied to the motor drive circuit 52 by both the main power supply 31 and the capacitor 44. In this case, the power supply control ECU 33 may alternately turn on the pair of switching elements 43A and 43B in the discharge circuit 43.

図3は、電源制御用ECU33によって実行される電力供給状態切替処理の手順を示すフローチャートである。図3の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
電源制御用ECU33は、電流センサ53によって検出されるモータ電流Im、電圧センサ48によって検出されるモータ駆動回路52の入力電圧VDおよび回転数センサ23によって検出されるモータ回転数Nを取得する(ステップS1)。電源制御用ECU33は、ステップS1で取得されたモータ電流Imに、電動モータ18のモータトルク定数Ktを乗算することにより、実モータトルクTm(=Kt・Im)を演算する(ステップS2)。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of a power supply state switching process executed by the power supply control ECU 33. The process of FIG. 3 is repeatedly executed every predetermined calculation cycle.
The power supply control ECU 33 acquires the motor current Im detected by the current sensor 53, the input voltage VD of the motor drive circuit 52 detected by the voltage sensor 48, and the motor rotation speed N detected by the rotation speed sensor 23 (step S1). The power supply control ECU 33 calculates the actual motor torque Tm (= Kt · Im) by multiplying the motor current Im acquired in step S1 by the motor torque constant Kt of the electric motor 18 (step S2).

次に、電源制御用ECU33は、入力電圧VDおよびモータ回転数NがそれぞれステップS1で取得された入力電圧VDおよびモータ回転数Nである場合に、電動モータ18から発生させることができる最大モータトルクTm―limを求める(ステップS3)。具体的には、図4に示すように、電源制御用ECU33は、不揮発性メモリ内の入力電圧VD毎のモータ回転数・トルク特性のうちのステップS1で取得された入力電圧VDに対応したモータ回転数・トルク特性(曲線S)において、ステップS1で取得されたモータ回転数Nに対応したトルクを最大モータトルクTm―limとして求める。 Next, when the input voltage VD and the motor rotation speed N are the input voltage VD and the motor rotation speed N acquired in step S1, respectively, the power supply control ECU 33 can generate the maximum motor torque that can be generated from the electric motor 18. Tm- lim is calculated (step S3). Specifically, as shown in FIG. 4, the power supply control ECU 33 controls the motor corresponding to the input voltage VD acquired in step S1 of the motor speed / torque characteristics for each input voltage VD in the nonvolatile memory. In the rotation speed / torque characteristic (curve S), the torque corresponding to the motor rotation speed N acquired in step S1 is obtained as the maximum motor torque Tm- lim .

次に、電源制御用ECU33は、状態判別用フラグFがセット(F=1)されているか否かを判別する(ステップS4)。状態判別用フラグFは、電力供給状態が第1電力供給状態に設定されているときにはリセット(F=0)され、電力供給状態が第2電力供給状態に設定されているときにはセット(F=1)されるフラグである。状態判別用フラグFの初期値は0である。   Next, the power supply control ECU 33 determines whether or not the state determination flag F is set (F = 1) (step S4). The state determination flag F is reset (F = 0) when the power supply state is set to the first power supply state, and set (F = 1) when the power supply state is set to the second power supply state. ) Flag. The initial value of the state determination flag F is 0.

状態判別用フラグFがリセット(F=0)されていると判別された場合には(ステップS4:NO)、つまり、電力供給状態が第1電力供給状態に設定されていると判別されたときには、電源制御用ECU33は、ステップS5に移行する。ステップS5では、電源制御用ECU33は、ステップS3で求めた最大モータトルクTm―limからステップS2で演算された実モータトルクTmを減算することによって得られる両者の差ΔTm(=Tm―lim−Tm)(図4参照)が第1所定値α(α>0)未満であるか否かを判別する。 When it is determined that the state determination flag F is reset (F = 0) (step S4: NO), that is, when it is determined that the power supply state is set to the first power supply state The power supply control ECU 33 moves to step S5. In step S5, the power supply control ECU 33 subtracts the actual motor torque Tm calculated in step S2 from the maximum motor torque Tm- lim obtained in step S3, and the difference ΔTm (= Tm- lim -Tm) between them. ) (See FIG. 4) is less than a first predetermined value α (α> 0).

前記差ΔTmが第1所定値α以上である場合には(ステップS5:NO)、電源制御用ECU33は、電力供給状態を切り替えることなく、今回の処理を終了する。したがって、この場合には、第1電力供給状態が維持されることになる。
前記ステップS5において、前記差ΔTm_が第1所定値α未満であると判別された場合には(ステップS5:YES)、電源制御用ECU33は、状態判別用フラグFをセット(F=1)した後(ステップS6)、電力供給状態を第2電力供給状態に切り替える(ステップS7)。これにより、主電源31およびキャパシタ44の両方によってモータ駆動回路52に電力が供給されるようになる。そして、電源制御用ECU33は、今回の処理を終了する。
When the difference ΔTm is equal to or larger than the first predetermined value α (step S5: NO), the power supply control ECU 33 ends the current process without switching the power supply state. Therefore, in this case, the first power supply state is maintained.
When it is determined in step S5 that the difference ΔTm_ is less than the first predetermined value α (step S5: YES), the power supply control ECU 33 sets the state determination flag F (F = 1). After that (step S6), the power supply state is switched to the second power supply state (step S7). As a result, electric power is supplied to the motor drive circuit 52 by both the main power supply 31 and the capacitor 44. Then, the power supply control ECU 33 ends the processing of this time.

前記ステップS4において、状態判別用フラグFがセット(F=1)されていると判別された場合には(ステップS4:YES)、つまり、電力供給状態が第2電力供給状態に設定されていると判別されたときには、電源制御用ECU33は、ステップS8に移行する。ステップS8では、電源制御用ECU33は、ステップS3で求めた最大モータトルクTm―limからステップS2で演算された実モータトルクTmを減算することによって得られる両者の差ΔTm(=Tm―lim−Tm)が第2所定値β(β>0)以上であるか否かを判別する。この実施形態では、第2所定値βは第1所定値αよりも大きな値(β>α)に設定されている。ただし、第2所定値βは第1所定値αと同じ値に設定されていてもよい。 When it is determined in step S4 that the state determination flag F is set (F = 1) (step S4: YES), that is, the power supply state is set to the second power supply state. If it is determined that, the power supply control ECU 33 proceeds to step S8. In step S8, the power supply control ECU 33 subtracts the actual motor torque Tm calculated in step S2 from the maximum motor torque Tm- lim obtained in step S3, and a difference ΔTm (= Tm- lim -Tm) between them. ) Is greater than or equal to the second predetermined value β (β> 0). In this embodiment, the second predetermined value β is set to a value (β> α) larger than the first predetermined value α. However, the second predetermined value β may be set to the same value as the first predetermined value α.

前記差ΔTmが第2所定値β未満である場合には(ステップS8:NO)、電源制御用ECU33は、電力供給状態を切り替えることなく、今回の処理を終了する。したがって、この場合には、第2電力供給状態が維持されることになる。
前記ステップS8において、前記差ΔTm_が第2所定値β以上であると判別された場合には(ステップS8:YES)、電源制御用ECU33は、状態判別用フラグFをリセット(F=0)した後(ステップS9)、電力供給状態を第1電力供給状態に切り替える(ステップS10)。これにより、主電源31のみによってモータ駆動回路52に電力が供給されるようになる。そして、電源制御用ECU33は、今回の処理を終了する。
When the difference ΔTm is less than the second predetermined value β (step S8: NO), the power supply control ECU 33 ends the current process without switching the power supply state. Therefore, in this case, the second power supply state is maintained.
When it is determined in step S8 that the difference ΔTm_ is greater than or equal to the second predetermined value β (step S8: YES), the power supply control ECU 33 resets the state determination flag F (F = 0). After that (step S9), the power supply state is switched to the first power supply state (step S10). As a result, electric power is supplied to the motor drive circuit 52 only by the main power supply 31. Then, the power supply control ECU 33 ends the processing of this time.

前記実施形態では、電力供給状態が第1電力供給状態である場合において、最大モータトルクTm―limから実モータトルクTmを減算することによって得られた両者の差ΔTm_が第1所定値α以上であるときには、電力供給状態は切り替えられない。電力供給状態が第1電力供給状態である場合に、差ΔTm_が第1所定値α未満になると、電力供給状態が第2電力供給状態に切り替えられる。 In the above embodiment, when the power supply state is in the first power supply state, the difference between them obtained by subtracting the actual motor torque Tm from the maximum motor torque Tm-Lim DerutaTm_ first predetermined value or more α , The power supply state cannot be switched. When the difference ΔTm_ is less than the first predetermined value α when the power supply state is the first power supply state, the power supply state is switched to the second power supply state.

電力供給状態が第1電力供給状態である場合において、差ΔTm_が所定値α以上である状態とは、電動モータ18から発生させることが可能な最大モータトルクよりも実モータトルクが小さい状態であるので、発生可能な操舵補助力に余裕がある状態であると考えられる。そこで、このような場合には、電力供給状態は第1電力供給状態に切り替えられない。このように、放電回路43が第1電力供給状態である場合において、発生可能な操舵補助力に余裕がある状態では、放電回路43が第2電力供給状態に切り替えられないので、無駄な電力の消費を抑制することができる。   When the power supply state is the first power supply state, the state in which the difference ΔTm_ is equal to or larger than the predetermined value α means that the actual motor torque is smaller than the maximum motor torque that can be generated from the electric motor 18. Therefore, it is considered that the steering assist force that can be generated has a margin. Therefore, in such a case, the power supply state cannot be switched to the first power supply state. As described above, when the discharge circuit 43 is in the first power supply state, the discharge circuit 43 cannot be switched to the second power supply state when the steering assist force that can be generated has a margin. Consumption can be suppressed.

一方、電力供給状態が第1電力供給状態である場合に、差ΔTm_が所定値α未満である状態とは、電動モータ18から発生させることが可能な最大モータトルクに対して実モータトルクが等しいかまたは近い状態であるので、発生可能な操舵補助力に余裕がない状態であると考えられる。そこで、このような場合には、電力供給状態が第2電力供給状態に切り替えられる。つまり、放電回路(切替回路)43が第2電力供給状態に切り替えられる。これにより、電力供給状態が第1電力供給状態である場合において、発生可能な操舵補助力に余裕がないときに、電力供給状態を第2電力供給状態に切り替えることができる。   On the other hand, when the power supply state is the first power supply state, the difference ΔTm_ being less than the predetermined value α means that the actual motor torque is the maximum motor torque that can be generated from the electric motor 18. Since they are equal to or close to each other, it is considered that there is no margin in the steering assist force that can be generated. Therefore, in such a case, the power supply state is switched to the second power supply state. That is, the discharge circuit (switching circuit) 43 is switched to the second power supply state. Accordingly, when the power supply state is the first power supply state, the power supply state can be switched to the second power supply state when the steering assist force that can be generated has no margin.

電力供給状態が第2電力供給状態である場合において、最大モータトルクTm―limから実モータトルクTmを減算することによって得られた両者の差ΔTm_が第2所定値β未満であるときには、電力供給状態は切り替えられない。電力供給状態が第2電力供給状態である場合に、差ΔTm_が第2所定値β以上になると、電力供給状態が第1電力供給状態に切り替えられる。つまり、電力供給状態が第2電力供給状態である場合において、発生可能な操舵補助力に余裕がある状態になると、電力供給状態が第1電力供給状態に切り替えられる。この実施形態では、第2所定値βは第1所定値αよりも大きな値に設定されているので、電力供給状態が第2電力供給状態である場合において、発生可能な操舵補助力に十分な余裕がある状態になったときに、電力供給状態を第1電力供給状態に切り替えることが可能となる。 When the power supply state is the second power supply state and the difference ΔTm_ between the two obtained by subtracting the actual motor torque Tm from the maximum motor torque Tm- lim is less than the second predetermined value β, the power is The supply status cannot be switched. When the difference ΔTm_ is equal to or larger than the second predetermined value β when the power supply state is the second power supply state, the power supply state is switched to the first power supply state. That is, when the power supply state is the second power supply state and the steering assist force that can be generated has a margin, the power supply state is switched to the first power supply state. In this embodiment, the second predetermined value β is set to a value larger than the first predetermined value α, so that when the power supply state is the second power supply state, it is sufficient for the steering assist force that can be generated. When there is a margin, it becomes possible to switch the power supply state to the first power supply state.

前述した実施形態では、補助電源はキャパシタから構成されているが、補助電源はキャパシタ以外の補助電源であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
In the above-described embodiment, the auxiliary power supply is composed of the capacitor, but the auxiliary power supply may be an auxiliary power supply other than the capacitor.
In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.

1…電動パワーステアリング装置、12…EPS用ECU、18…電動モータ、23…回転数センサ、31…主電源、32…補助電源装置、33…電源制御用ECU、44…キャパシタ(補助電源)、48…電圧センサ、51…モータ制御回路、52…モータ駆動回路、53…電流センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 12 ... EPS ECU, 18 ... Electric motor, 23 ... Rotation speed sensor, 31 ... Main power supply, 32 ... Auxiliary power supply device, 33 ... Power supply control ECU, 44 ... Capacitor (auxiliary power supply), 48 ... Voltage sensor, 51 ... Motor control circuit, 52 ... Motor drive circuit, 53 ... Current sensor

Claims (8)

電動モータに電力を供給するための駆動回路と、
前記駆動回路に電力を供給することが可能な主電源および補助電源と、
前記主電源のみによって前記駆動回路に電力を供給する第1電力供給状態と、前記主電源および前記補助電源の両方を利用して前記駆動回路に電力を供給する第2電力供給状態とを切り替えるための切替回路と、
前記切替回路を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、
前記駆動回路の入力電圧と前記電動モータの回転数と前記電動モータに流れるモータ電流とを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得されたモータ電流に基づいて、前記電動モータによって発生しているモータトルクを実モータトルクとして演算する実モータトルク演算手段と、
前記取得手段によって取得された入力電圧およびモータ回転数に基づき、前記電動モータによって発生させることができる最大モータトルクを演算する最大モータトルク演算手段と、
前記駆動回路への電力供給状態が前記第1電力供給状態である場合において、前記最大モータトルクから前記実モータトルクを減算することにより得られる両者の差が第1所定値α(α>0)未満になれば、前記駆動回路への電力供給状態が前記第2電力供給状態に切り替わるように前記切替回路を制御し前記駆動回路への電力供給状態が前記第2電力供給状態である場合において、前記差が第2所定値β(β>0)以上になれば、前記駆動回路への電力供給状態が前記第1電力供給状態に切り替わるように前記切替回路を制御する手段とを含む、電動パワーステアリング装置。
A drive circuit for supplying electric power to the electric motor,
A main power supply and an auxiliary power supply capable of supplying power to the drive circuit;
To switch between a first power supply state in which power is supplied to the drive circuit only by the main power supply and a second power supply state in which power is supplied to the drive circuit using both the main power supply and the auxiliary power supply. Switching circuit of
And a control means for controlling the switching circuit,
The control means is
An acquisition unit that acquires the input voltage of the drive circuit, the rotation speed of the electric motor, and the motor current flowing in the electric motor;
An actual motor torque calculation means for calculating a motor torque generated by the electric motor as an actual motor torque based on the motor current acquired by the acquisition means;
A maximum motor torque calculation means for calculating a maximum motor torque that can be generated by the electric motor based on the input voltage and the motor rotation speed acquired by the acquisition means;
When the power supply state to the drive circuit is the first power supply state, the difference between the two obtained by subtracting the actual motor torque from the maximum motor torque is a first predetermined value α (α> 0). When it is less than, the switching circuit is controlled so that the power supply state to the drive circuit is switched to the second power supply state, and the power supply state to the drive circuit is the second power supply state. , A means for controlling the switching circuit so that the power supply state to the drive circuit is switched to the first power supply state when the difference becomes a second predetermined value β (β> 0) or more. Power steering device.
前記第2所定値βが前記第1所定値αよりも大きい、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering device according to claim 1, wherein the second predetermined value β is larger than the first predetermined value α. 前記駆動回路の入力電圧毎に、その入力電圧に応じた前記電動モータの回転数・トルク特性が記憶されている記憶手段をさらに含み、
前記最大モータトルク演算手段は、前記記憶手段に記憶されている入力電圧毎の回転数・トルク特性のうち、前記取得手段によって取得された入力電圧に応じた回転数・トルク特性において、前記取得手段によって取得されたモータ回転数に対応するトルクを前記最大モータトルクとして演算するように構成されている、請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置。
A storage unit that stores, for each input voltage of the drive circuit, a rotation speed / torque characteristic of the electric motor according to the input voltage;
The maximum motor torque calculation means is the acquisition means in the rotation speed / torque characteristics corresponding to the input voltage acquired by the acquisition means among the rotation speed / torque characteristics for each input voltage stored in the storage means. The electric power steering device according to claim 1 or 2, which is configured to calculate a torque corresponding to the motor rotation speed obtained by the above as the maximum motor torque.
前記補助電源はキャパシタからなる、請求項1、2および3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the auxiliary power source is a capacitor. 電動モータに電力を供給するための駆動回路と、前記駆動回路に電力を供給することが可能な主電源および補助電源と、前記主電源のみによって前記駆動回路に電力を供給する第1電力供給状態と、前記主電源および前記補助電源の両方を利用して前記駆動回路に電力を供給する第2電力供給状態とを切り替えるための切替回路とを含む電動パワーステアリング装置における電力供給状態切替方法であって、
前記駆動回路の入力電圧と前記電動モータの回転数と前記電動モータに流れるモータ電流とを取得する第1ステップと、
前記第1ステップによって取得されたモータ電流に基づいて、前記電動モータによって発生しているモータトルクを実モータトルクとして演算する第2ステップと、
前記第1ステップによって取得された入力電圧およびモータ回転数に基づき、前記電動モータによって発生させることができる最大モータトルクを演算する第3ステップと、
前記駆動回路への電力供給状態が前記第1電力供給状態である場合において、前記最大モータトルクから前記実モータトルクを減算することにより得られる両者の差が第1所定値α(α>0)未満になれば、前記駆動回路への電力供給状態が前記第2電力供給状態に切り替わるように前記切替回路を制御し前記駆動回路への電力供給状態が前記第2電力供給状態である場合において、前記差が第2所定値β(β>0)以上になれば、前記駆動回路への電力供給状態が前記第1電力供給状態に切り替わるように前記切替回路を制御する第4ステップとを含む、電力供給状態切替方法。
A drive circuit for supplying power to the electric motor, a main power supply and an auxiliary power supply capable of supplying power to the drive circuit, and a first power supply state in which power is supplied to the drive circuit only by the main power supply. And a switching circuit for switching between a second power supply state in which power is supplied to the drive circuit by using both the main power source and the auxiliary power source, and a power supply state switching method in an electric power steering apparatus. hand,
A first step of acquiring an input voltage of the drive circuit, a rotation speed of the electric motor, and a motor current flowing through the electric motor;
A second step of calculating a motor torque generated by the electric motor as an actual motor torque based on the motor current acquired in the first step;
A third step of calculating a maximum motor torque that can be generated by the electric motor based on the input voltage and the motor rotation speed acquired in the first step ;
When the power supply state to the drive circuit is the first power supply state, the difference between the two obtained by subtracting the actual motor torque from the maximum motor torque is a first predetermined value α (α> 0). When it is less than, the switching circuit is controlled so that the power supply state to the drive circuit is switched to the second power supply state, and the power supply state to the drive circuit is the second power supply state. And a fourth step of controlling the switching circuit to switch the power supply state to the drive circuit to the first power supply state when the difference becomes equal to or larger than a second predetermined value β (β> 0). , Power supply state switching method.
前記第2所定値βは前記第1所定値αよりも大きい、請求項5に記載の電力供給状態切替方法。   The power supply state switching method according to claim 5, wherein the second predetermined value β is larger than the first predetermined value α. 前記電動パワーステアリング装置は、前記駆動回路の入力電圧毎に、その入力電圧に応じた前記電動モータの回転数・トルク特性が記憶されている記憶手段をさらに含み、
前記第3ステップは、前記記憶手段に記憶されている入力電圧毎の回転数・トルク特性のうち、前記第1ステップによって取得された入力電圧に応じた回転数・トルク特性において、前記第1ステップによって取得されたモータ回転数に対応するトルクを前記最大モータトルクとして演算する、請求項5または6に記載の電力供給状態切替方法。
The electric power steering apparatus further includes a storage unit that stores, for each input voltage of the drive circuit, a rotation speed / torque characteristic of the electric motor according to the input voltage.
In the third step, among the rotation speed / torque characteristics for each input voltage stored in the storage means, in the rotation speed / torque characteristics corresponding to the input voltage acquired in the first step, the first step The power supply state switching method according to claim 5, wherein a torque corresponding to the motor rotation speed acquired by is calculated as the maximum motor torque.
前記補助電源はキャパシタからなる、請求項5,6および7のいずれか一項に記載の電力供給状態切替方法。   8. The power supply state switching method according to claim 5, wherein the auxiliary power source is a capacitor.
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