JP2003267247A

JP2003267247A - Electric power steering device

Info

Publication number: JP2003267247A
Application number: JP2002073044A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tsutsui; 敏雄筒井; Hiroyuki Kawada; 川田　　裕之
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: JP3885621B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of always supplying a proper output voltage to an electric motor and reducing the size of a boosting circuit by determining a state in which an element used in the boosting circuit may be heated beforehand and properly boosting a pressure. <P>SOLUTION: In this electric power steering device, a frequency (f) is set based on an electric motor torque directive value Ts and a q-axis assist current Iqf. When the electric motor torque directive value Ts is large or the q-axis assist current Iqf is large, the frequency (f) is set higher. The ON and OFF operation of a boosting switch is performed based on the frequency (f). Thus, an input voltage can be boosted without flowing a large current through an inductor. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車両に装
備される電動パワーステアリング装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering device mounted on an automobile vehicle.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、ハンド
ルを通してステアリング軸にかかる操舵トルクおよび車
速に応じてパワーアシスト電動機を駆動することにより
適正な操舵補助力を発生させている。そして、このパワ
ーアシスト電動機は車載コンピュータ（以下、「ＥＣ
Ｕ」とする）により制御されている。具体的には、操舵
トルク信号および車速信号に基づきパワーアシスト電動
機へ供給するアシスト電流を制御することにより行われ
ている。2. Description of the Related Art An electric power steering apparatus generates a proper steering assist force by driving a power assist electric motor according to a steering torque applied to a steering shaft through a steering wheel and a vehicle speed. And, this power assisted electric motor is installed in an in-vehicle computer (hereinafter referred to as "EC
U ”). Specifically, it is performed by controlling the assist current supplied to the power assist electric motor based on the steering torque signal and the vehicle speed signal.

【０００３】また、パワーアシスト電動機への電力の供
給は、バッテリや充電発電機からＥＣＵを介して行われ
ている。電力供給に際して、バッテリや充電発電機から
入力される入力電圧をＥＣＵ内の昇圧回路により昇圧し
てパワーアシスト電動機へ印加している。これは、高速
走行中の急転舵時の即応性等の種々の理由によるもので
ある。さらに、特開平８−１２７３５１号公報には、昇
圧回路を用いる理由として小電流によりパワーアシスト
電動機の小型化が可能となることが記載されている。Power is supplied to the power assist electric motor from a battery or a charging generator via the ECU. When power is supplied, an input voltage input from a battery or a charging generator is boosted by a booster circuit in the ECU and applied to the power assist electric motor. This is due to various reasons such as responsiveness at the time of sudden turning while traveling at high speed. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-127351 discloses that the power assist motor can be downsized with a small current as a reason for using the booster circuit.

【０００４】しかし、入力電圧を昇圧する際には、昇圧
回路に使用しているインダクタやスイッチング素子等が
発熱して回路の故障等を生ずるおそれがあった。However, when the input voltage is boosted, there is a risk that the inductor, switching element, etc. used in the booster circuit may generate heat, resulting in circuit failure or the like.

【０００５】この問題に対し、特開平８−１２７３５１
号公報には昇圧回路で使用している素子の温度を監視
し、その温度が所定値以上になった場合に昇圧する出力
電圧を下げることにより回路の故障等を防止することが
記載されている。To solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 8-127351
The publication describes that the temperature of an element used in a booster circuit is monitored, and when the temperature exceeds a predetermined value, the output voltage to be boosted is reduced to prevent a circuit failure or the like. .

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、使用してい
る素子の温度が所定値以上になった場合に出力電圧を下
げると、一時的に電動機へ供給する電力が非常に小さく
なる。これは操舵補助力に多大な影響を及ぼすことにな
る。従って、出力電圧を下げることなく、常に適正な出
力電圧を印加することが望まれる。However, if the output voltage is lowered when the temperature of the element being used exceeds a predetermined value, the electric power temporarily supplied to the electric motor becomes extremely small. This has a great influence on the steering assist force. Therefore, it is desirable to always apply an appropriate output voltage without lowering the output voltage.

【０００７】また、電動機がさらに大きなトルクを必要
とする場合には、昇圧回路に大電流が流れることになる
ため、昇圧回路が大型化する。具体的には、大電流が流
れるために素子等の発熱が大きくなり、その発熱に耐え
得る大きさのインダクタやスイッチング素子にせざるを
得ない。Further, when the electric motor requires a larger torque, a large current flows through the booster circuit, and the booster circuit becomes large. Specifically, since a large current flows, the amount of heat generated by an element or the like increases, and an inductor or a switching element having a size that can withstand the generated heat cannot but be used.

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みて為され
たものであり、事前に素子が発熱するおそれのある状況
を判断して適切に昇圧することにより、常に適切な出力
電圧を電動機へ供給することを可能とし、さらには昇圧
回路の小型化が可能な電動パワーステアリング装置を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and always determines an appropriate output voltage to an electric motor by judging in advance a situation in which the element may generate heat and appropriately boosting the voltage. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device capable of supplying the electric power and further reducing the size of the booster circuit.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者はこの
課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、
操舵状態、例えば電動機へのトルク指令値やｑ軸アシス
ト電流に応じて昇圧回路を制御する周波数を変更するこ
とにより素子等の発熱を抑制できることを思いつき、本
発明を完成するに至った。Therefore, the present inventor has diligently studied to solve this problem, and as a result of repeated trial and error,
The present invention has been completed based on the idea that it is possible to suppress heat generation of elements and the like by changing the frequency for controlling the booster circuit according to the steering state, for example, the torque command value to the electric motor or the q-axis assist current.

【００１０】すなわち、本発明の電動パワーステアリン
グ装置の電動機制御手段は、昇圧回路と、周波数信号設
定手段と、昇圧回路制御手段とを有することを特徴とす
る。That is, the electric motor control means of the electric power steering apparatus of the present invention is characterized by including a booster circuit, a frequency signal setting means, and a booster circuit control means.

【００１１】ここで、昇圧回路は、バッテリや充電発電
機である電力供給源から入力される入力電圧を昇圧した
出力電圧に変換しパワーアシスト電動機に印加する回路
である。具体的には、昇圧回路は、インダクタと、昇圧
用スイッチと、ダイオードとからなる。そして、昇圧用
スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作によりインダクタにてエネ
ルギーの蓄積と放出が繰り返され、ダイオードのカソー
ド側へ放出する際に高電圧が発生することにより昇圧が
可能となる。また、周波数信号設定手段は、操舵状態に
応じて周波数信号を設定する設定手段である。また、昇
圧回路制御手段は、昇圧回路を周波数信号に基づき制御
する制御手段である。具体的には、昇圧回路の昇圧用ス
イッチを周波数信号に基づきＯＮ・ＯＦＦ動作させる手
段である。Here, the booster circuit is a circuit that converts an input voltage input from a power supply source such as a battery or a charging generator into a boosted output voltage and applies it to the power assist electric motor. Specifically, the booster circuit includes an inductor, a booster switch, and a diode. Energy is repeatedly stored and released in the inductor by the ON / OFF operation of the boost switch, and a high voltage is generated when the energy is discharged to the cathode side of the diode, so that boosting is possible. The frequency signal setting means is a setting means for setting the frequency signal according to the steering state. The booster circuit control means is a control means for controlling the booster circuit based on the frequency signal. Specifically, it is means for turning on / off the boosting switch of the boosting circuit based on the frequency signal.

【００１２】これにより、操舵状態に応じて周波数を変
更することができるので、インダクタの発熱を抑制する
ことができる。その際には、出力電圧を下げることがな
いため、適切な操舵補助力を得ることができ操作性を維
持できる。また、インダクタの発熱を抑制できるので、
インダクタの小型化が可能となる。As a result, the frequency can be changed according to the steering state, so that heat generation of the inductor can be suppressed. At that time, since the output voltage is not lowered, an appropriate steering assist force can be obtained and operability can be maintained. Also, because the heat generation of the inductor can be suppressed,
It is possible to downsize the inductor.

【００１３】ここで、周波数の変更によりインダクタの
発熱が抑制できる理由について一例として図４、図１０
および図１１を参照して具体的に説明する。Here, as an example of the reason why the heat generation of the inductor can be suppressed by changing the frequency, FIG. 4 and FIG.
And it demonstrates concretely with reference to FIG.

【００１４】図４は、入力電圧を昇圧する際、すなわち
昇圧用スイッチをＯＮ・ＯＦＦ動作させるときのインダ
クタに流れる電流ＩＬの変化を示す。図４に示すよう
に、昇圧用スイッチのＯＮ動作（Ｔｏｎ）時、すなわち
エネルギーを蓄積している間は、インダクタに流れる電
流が増加する。一方、昇圧用スイッチのＯＦＦ動作（Ｔ
ｏｆｆ）時、すなわちエネルギーを放出している間は、
インダクタに流れる電流が減少する。また、図１０は、
インダクタに流れる電流に対するインダクタンスＬの関
係であるインダクタの直流重畳特性の代表例を示す。図
１０に示すように、ある電流値以上の場合にはインダク
タンスＬが低下する領域がある。この領域を特性飽和領
域という。FIG. 4 shows changes in the current IL flowing through the inductor when the input voltage is boosted, that is, when the boost switch is turned ON / OFF. As shown in FIG. 4, during the ON operation (Ton) of the boosting switch, that is, while energy is being accumulated, the current flowing through the inductor increases. On the other hand, the OFF operation (T
off), that is, while releasing energy,
The current flowing through the inductor is reduced. In addition, FIG.
A representative example of the DC superposition characteristics of the inductor, which is the relationship between the inductance L and the current flowing through the inductor, will be shown. As shown in FIG. 10, there is a region where the inductance L decreases when the current value exceeds a certain value. This region is called a characteristic saturation region.

【００１５】そして、図１１に、インダクタに流れる電
流について、昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作の周波
数が２０ｋＨｚ（周期＝５０μｓ）の場合を実線ａによ
り、４０ｋＨｚ（周期＝２５μｓ）の場合を破線ｂによ
り示す。ここで、周波数が２０ｋＨｚの場合の昇圧用ス
イッチのＯＮ動作をＴ１ｏｎと、ＯＦＦ動作をＴ１ｏｆ
ｆとし、周波数が４０ｋＨｚの場合の昇圧用スイッチの
ＯＮ動作をＴ２ｏｎと、ＯＦＦ動作をＴ２ｏｆｆとす
る。With respect to the current flowing in the inductor, the solid line a in FIG. 11 shows the case where the frequency of the ON / OFF operation of the boosting switch is 20 kHz (cycle = 50 μs), and the broken line b shows the case of 40 kHz (cycle = 25 μs). Indicated by. Here, the ON operation of the boosting switch when the frequency is 20 kHz is T1on, and the OFF operation is T1of.
When the frequency is 40 kHz, the ON operation of the boosting switch is T2on, and the OFF operation is T2off.

【００１６】まず、周波数が２０ｋＨｚの場合には、昇
圧用スイッチのＯＮ動作（Ｔ１ｏｎ）時にインダクタに
流れる電流が増加して特性飽和領域に達するため、イン
ダクタンスＬが減少する。その結果、インダクタに流れ
る電流はさらに増加し、インダクタの発熱を引き起こ
す。周波数が４０ｋＨｚの場合には、インダクタに流れ
る電流が特性飽和領域に達しないため、インダクタの発
熱を抑制できる。このように、周波数を高くすることに
よりインダクタの発熱を抑制できる。First, when the frequency is 20 kHz, the current flowing through the inductor increases to reach the characteristic saturation region when the boosting switch is turned on (T1on), and the inductance L decreases. As a result, the current flowing through the inductor further increases, causing heat generation in the inductor. When the frequency is 40 kHz, the current flowing through the inductor does not reach the characteristic saturation region, so that heat generation of the inductor can be suppressed. Thus, by raising the frequency, it is possible to suppress the heat generation of the inductor.

【００１７】この周波数信号は電動機トルク指令値に基
づき設定するとよい。ここで、電動機トルク指令値と
は、操舵トルク信号および車速信号に基づきパワーアシ
スト電動機が要するトルクの指令値である。この電動機
トルク指令値が大きい場合には、昇圧回路のインダクタ
に大電流が流れるため、特性飽和領域に達する可能性が
ある。This frequency signal may be set based on the motor torque command value. Here, the electric motor torque command value is a command value of the torque required by the power assist electric motor based on the steering torque signal and the vehicle speed signal. When the electric motor torque command value is large, a large current flows through the inductor of the booster circuit, which may reach the characteristic saturation region.

【００１８】従って、電動機トルク指令値が大きい場合
に周波数を高く設定し、インダクタの発熱を確実に抑制
できる。その結果、出力電圧を下げることがないため、
適切な操舵補助力を得ることができ操作性を維持でき
る。また、インダクタの発熱を抑制できるので、インダ
クタの小型化が可能となる。Therefore, when the motor torque command value is large, the frequency can be set high and the heat generation of the inductor can be surely suppressed. As a result, the output voltage is not lowered,
An appropriate steering assist force can be obtained and operability can be maintained. Moreover, since the heat generation of the inductor can be suppressed, the size of the inductor can be reduced.

【００１９】また、周波数信号はｑ軸アシスト電流に基
づき設定するとよい。この場合には、電動機制御手段、
いわゆるＥＣＵは、アシスト電流検出手段と、ｑ軸アシ
スト電流算出手段とを有する必要がある。The frequency signal may be set based on the q-axis assist current. In this case, the motor control means,
The so-called ECU needs to have an assist current detecting means and a q-axis assist current calculating means.

【００２０】ここで、アシスト電流検出手段は、パワー
アシスト電動機へ供給されるアシスト電流を検出する検
出手段である。また、ｑ軸アシスト電流算出手段は、ア
シスト電流に基づきｑ軸アシスト電流を算出する算出手
段である。なお、ｑ軸アシスト電流は、三相のアシスト
電流を二相（ｑ軸とｄ軸）に変換した場合の等価な電流
のうち一方の電流である。このｑ軸アシスト電流が大き
い場合には、昇圧回路のインダクタに大電流が流れるお
それがあり、特性飽和領域に達する可能性がある。Here, the assist current detecting means is a detecting means for detecting the assist current supplied to the power assist electric motor. Further, the q-axis assist current calculating means is a calculating means for calculating the q-axis assist current based on the assist current. The q-axis assist current is one of the equivalent currents when the three-phase assist current is converted into two-phase (q-axis and d-axis). When the q-axis assist current is large, a large current may flow through the inductor of the booster circuit, and the characteristic saturation region may be reached.

【００２１】従って、ｑ軸アシスト電流が大きい場合に
周波数を高くすることができるため、インダクタの発熱
を確実に抑制できる。その結果、出力電圧を下げること
がないため、適切な操舵補助力を得ることができ操作性
を維持できる。また、インダクタの発熱を抑制できるの
で、インダクタの小型化が可能となる。Therefore, since the frequency can be increased when the q-axis assist current is large, the heat generation of the inductor can be surely suppressed. As a result, since the output voltage is not lowered, an appropriate steering assist force can be obtained and operability can be maintained. Moreover, since the heat generation of the inductor can be suppressed, the size of the inductor can be reduced.

【００２２】また、周波数信号はインダクタの温度に基
づき設定するとよい。この場合には、電動機制御手段、
いわゆるＥＣＵは、インダクタ温度監視手段を有する必
要がある。ここで、インダクタ温度監視手段は、昇圧回
路に使用しているインダクタの温度を監視する温度監視
手段である。The frequency signal may be set based on the temperature of the inductor. In this case, the motor control means,
The so-called ECU needs to have an inductor temperature monitoring means. Here, the inductor temperature monitoring means is a temperature monitoring means for monitoring the temperature of the inductor used in the booster circuit.

【００２３】従って、発熱原因であるインダクタの温度
に基づき周波数を変更できるので、電圧を降下させるこ
となく発熱を抑制できる。また、インダクタの小型化が
可能となる。Therefore, since the frequency can be changed based on the temperature of the inductor which is the cause of heat generation, heat generation can be suppressed without lowering the voltage. Further, the inductor can be downsized.

【００２４】また、周波数信号は素子の温度に基づき設
定するとよい。この場合には、電動機制御手段、いわゆ
るＥＣＵは、素子温度監視手段を有する必要がある。こ
こで、素子温度監視手段は、昇圧回路に使用している素
子の温度を監視する温度監視手段である。なお、素子に
は、昇圧用スイッチやダイオード、さらには後述する降
圧用スイッチ等がある。The frequency signal may be set based on the temperature of the element. In this case, the electric motor control means, so-called ECU, must have the element temperature monitoring means. Here, the element temperature monitoring means is a temperature monitoring means for monitoring the temperature of the element used in the booster circuit. The elements include a step-up switch, a diode, and a step-down switch described later.

【００２５】従って、発熱原因である素子の温度に基づ
き周波数を変更できるので、電圧を降下させることなく
発熱を抑制できる。そして、発熱による故障を防止でき
る。Therefore, since the frequency can be changed based on the temperature of the element that is the cause of heat generation, heat generation can be suppressed without lowering the voltage. Further, it is possible to prevent a failure due to heat generation.

【００２６】また、周波数信号は可聴周波数以外の値を
設定するとよい。これにより、騒音を防止できる。The frequency signal may be set to a value other than the audible frequency. Thereby, noise can be prevented.

【００２７】[0027]

【発明の実施の形態】次に、実施形態を挙げ、本発明の
電動パワーステアリング装置をより詳しく説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the electric power steering apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.

【００２８】（全体構成）図１に示すように、本発明の
電動パワーステアリング装置は、ＥＣＵ１６と、パワー
アシスト電動機１４と、位置検出装置１５と、操舵トル
ク検出装置１７と、車速検出装置１１と、バッテリ１２
と、充電発電機１３とからなる。なお、本実施形態では
パワーアシスト電動機１４として三相ブラシレスモータ
を用いている。(Overall Structure) As shown in FIG. 1, an electric power steering apparatus according to the present invention includes an ECU 16, a power assist electric motor 14, a position detecting device 15, a steering torque detecting device 17, and a vehicle speed detecting device 11. , Battery 12
And a charging generator 13. In this embodiment, a three-phase brushless motor is used as the power assist electric motor 14.

【００２９】ＥＣＵ１６は、マイコン６と、昇降圧回路
１と、昇降圧駆動回路２と、入力電圧検出回路４と、出
力電圧検出回路３と、電動機駆動回路５と、アシスト電
流検出回路７と、操舵トルク検出回路９とから構成され
る。The ECU 16 includes a microcomputer 6, a step-up / down circuit 1, a step-up / down drive circuit 2, an input voltage detection circuit 4, an output voltage detection circuit 3, an electric motor drive circuit 5, an assist current detection circuit 7, It is composed of a steering torque detection circuit 9.

【００３０】まず、操舵トルク検出装置１７によりステ
アリング軸にかかる操舵トルクが検出される。検出され
た操舵トルクに基づき、操舵トルク検出回路９により操
舵トルク信号が生成される。操舵トルク検出装置７と操
舵トルク検出回路９が操舵トルク検出手段である。ま
た、車速検出手段である車速検出装置１１により車両の
速度を検出して車速信号が生成される。そして、操舵ト
ルク信号と車速信号とに基づき三相ブラシレスモータ１
４に指令されるトルク値（以下「電動機トルク指令値」
という）がマイコン６の電動機トルク指令値算出手段に
より算出される。さらに、算出された電動機トルク指令
値に基づき三相ブラシレスモータ１４に供給される電流
に相当する出力信号がマイコン６の電動機制御手段によ
り生成される。First, the steering torque detecting device 17 detects the steering torque applied to the steering shaft. A steering torque signal is generated by the steering torque detection circuit 9 based on the detected steering torque. The steering torque detecting device 7 and the steering torque detecting circuit 9 are steering torque detecting means. A vehicle speed signal is generated by detecting the speed of the vehicle by the vehicle speed detecting device 11 which is a vehicle speed detecting means. Then, based on the steering torque signal and the vehicle speed signal, the three-phase brushless motor 1
4 commanded torque value (hereinafter "motor torque command value")
Is calculated by the motor torque command value calculation means of the microcomputer 6. Further, an output signal corresponding to the current supplied to the three-phase brushless motor 14 is generated by the motor control means of the microcomputer 6 based on the calculated motor torque command value.

【００３１】一方、電力供給源であるバッテリ１２や充
電発電機１３から入力される入力電圧は昇降圧回路１に
より昇圧される。昇降圧回路１の制御は、マイコン６か
らの指令信号に基づき昇降圧駆動回路２により行われ
る。そして、昇圧された出力電圧と供給電流に相当する
出力信号とに基づき電動機駆動回路５により三相ブラシ
レスモータ１４に相電流が供給される。そして、三相ブ
ラシレスモータ１４が駆動し、操舵補助力を発生させ
る。On the other hand, the input voltage input from the battery 12 or the charging generator 13 which is the power supply source is boosted by the step-up / down circuit 1. The buck-boost circuit 1 is controlled by the buck-boost drive circuit 2 based on a command signal from the microcomputer 6. Then, based on the boosted output voltage and the output signal corresponding to the supply current, the electric motor drive circuit 5 supplies the phase current to the three-phase brushless motor 14. Then, the three-phase brushless motor 14 is driven to generate a steering assist force.

【００３２】なお、入力電圧検出回路４は昇降圧回路１
に入力される電圧を検出し、出力電圧検出回路３は昇降
圧回路１から出力される電圧を検出し、位置検出装置１
５は三相ブラシレスモータ１４の位置信号を検出する。The input voltage detection circuit 4 is the step-up / down circuit 1
The voltage input to the position detecting device 1 and the output voltage detecting circuit 3 detects the voltage output from the step-up / down circuit 1.
5 detects the position signal of the three-phase brushless motor 14.

【００３３】（マイコン６の電動機制御手段による電動
機駆動回路５への出力信号の生成処理）次に、マイコン
６による電動機駆動回路５への出力信号の生成処理につ
いて、図２を参照して説明する。(Process of Generating Output Signal to Motor Driving Circuit 5 by Motor Control Unit of Microcomputer 6) Next, a process of generating an output signal to the motor driving circuit 5 by the microcomputer 6 will be described with reference to FIG. .

【００３４】生成された電動機トルク指令値Ｔｓがトル
ク電流変換部６０１に送られ、トルク電流指令値Ｒｉｑ
＊が出力される。このトルク電流指令値Ｒｉｑ＊は、後
述するｑ軸アシスト電流Ｉｑｆと比較部６１０にて比較
される。その結果、ｑ軸電流差ΔＩｑ（＝｜Ｒｉｑ＊−
Ｉｑｆ｜）がある場合は、ＰＩ制御部６０２にて比例積
分制御を受けて補正され、ｑ軸アシスト電圧Ｖｑ＊が出
力される。The generated motor torque command value Ts is sent to the torque current converter 601 and the torque current command value Riq is sent.
* Is output. The torque current command value Riq * is compared with a q-axis assist current Iqf, which will be described later, in the comparison unit 610. As a result, the q-axis current difference ΔIq (= | Riq * −
If there is Iqf |), the PI control unit 602 receives proportional-integral control to correct it, and the q-axis assist voltage Vq * is output.

【００３５】また、磁化電流指令値Ｉｄ＊は、後述する
ｄ軸アシスト電流Ｉｄｆと比較部６０９にて比較され
る。その結果、ｄ軸電流差ΔＩｄ（＝｜Ｉｄ＊−Ｉｄｆ
｜）がある場合は、ＰＩ制御部６０３にて比例積分制御
を受けて補正され、ｄ軸アシスト電圧Ｖｄ＊が出力され
る。ここで、ｑ軸アシスト電圧Ｖｑ＊とｄ軸アシスト電
圧Ｖｄ＊は、三相ブラシレスモータ１４への指令値とし
ての直交座標系の電圧である。Further, the magnetizing current command value Id * is compared with a d-axis assist current Idf, which will be described later, in the comparing section 609. As a result, the d-axis current difference ΔId (= | Id * −Idf
If there is a |, the PI control unit 603 receives proportional-integral control for correction, and the d-axis assist voltage Vd * is output. Here, the q-axis assist voltage Vq * and the d-axis assist voltage Vd * are voltages on the orthogonal coordinate system as command values to the three-phase brushless motor 14.

【００３６】そして、ｑ軸アシスト電圧Ｖｑ＊およびｄ
軸アシスト電圧Ｖｄ＊は、三相変換部（ｄｑ逆変換部）
６０４にて三相の相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換され、
パルス幅変調部（ＰＷＭ）６０５に出力される。パルス
幅変調部６０５により出力されたパルス電流に基づき、
電動機駆動回路５（図１に示す）が作動してＵ相、Ｖ相
およびＷ相の各導線を介して三相ブラシレスモータ１４
を給電状態にする。Then, the q-axis assist voltage Vq * and d
The shaft assist voltage Vd * is calculated by the three-phase conversion unit (dq inverse conversion unit).
At 604, it is converted into three-phase voltage Vu, Vv, Vw,
It is output to the pulse width modulation unit (PWM) 605. Based on the pulse current output by the pulse width modulator 605,
The electric motor drive circuit 5 (shown in FIG. 1) is activated to drive the three-phase brushless motor 14 through the U-phase, V-phase, and W-phase conductors.
To the power supply state.

【００３７】この間、三相ブラシレスモータ１４に接続
された位置検出装置（回転角センサ）１５（図１に示
す）により検出された位置検出信号は、電気角演算回路
６１２に出力される。そして、電気角演算回路６１２に
より、位置検出信号に基づき三相ブラシレスモータ１４
の電気角（角度）が算出され、電気信号として二相変換
部（ｄｑ変換部）６０８に出力される。ここで、角度を
括弧書きとしたのは、三相ブラシレスモータ１４の電気
角と実際の角度（あるいは回転角）との間には相関関係
があり、電気角と角度とは三相ブラシレスモータ１４の
構成等により異なるが、互いに変換可能であるため、包
括的な文言の角度の具体例として電気角を用いた。During this period, the position detection signal detected by the position detection device (rotation angle sensor) 15 (shown in FIG. 1) connected to the three-phase brushless motor 14 is output to the electrical angle calculation circuit 612. Then, the electrical angle calculation circuit 612 determines the three-phase brushless motor 14 based on the position detection signal.
Is calculated and output as an electric signal to the two-phase conversion unit (dq conversion unit) 608. Here, the angle in parentheses indicates that there is a correlation between the electrical angle of the three-phase brushless motor 14 and the actual angle (or rotation angle), and the electrical angle and the angle are the three-phase brushless motor 14 The electrical angle is used as a specific example of the comprehensive word angle because it can be converted from each other, although it depends on the configuration and the like.

【００３８】そして、アシスト電流検出手段であるアシ
スト電流検出回路７（図１に示す）により、電動機駆動
回路５から三相ブラシレスモータ１４に供給される相電
流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ（以下「アシスト電流」という）が
検出され、アシスト電流信号が生成される。アシスト電
流信号と電気角演算回路６１２から出力された電気信号
とに基づき、ｑ軸アシスト電流算出手段およびｄ軸アシ
スト電流算出手段である二相変換部（ｄｑ変換部）６０
８にて二相の電流に変換される。変換される電流は、ｑ
軸アシスト電流Ｉｑｆおよびｄ軸アシスト電流Ｉｄｆで
ある。これらｑ軸アシスト電流Ｉｑｆおよびｄ軸アシス
ト電流Ｉｄｆが、上述のとおり比較部６０９、６１０に
出力されることで、フィードバックして三相ブラシレス
モータ１４の制御を行っている。Phase currents Iu, Iv, Iw (hereinafter referred to as "assist current") supplied from the motor drive circuit 5 to the three-phase brushless motor 14 by the assist current detection circuit 7 (shown in FIG. 1) serving as assist current detection means. ") Is detected and an assist current signal is generated. Based on the assist current signal and the electrical signal output from the electrical angle calculation circuit 612, a two-phase conversion unit (dq conversion unit) 60 that is a q-axis assist current calculation unit and a d-axis assist current calculation unit.
At 8, it is converted into a two-phase current. The converted current is q
The axis assist current Iqf and the d-axis assist current Idf. The q-axis assist current Iqf and the d-axis assist current Idf are output to the comparison units 609 and 610 as described above, and are fed back to control the three-phase brushless motor 14.

【００３９】（昇降圧回路１の基本動作）次に、昇降圧
回路１の動作について、図３を参照して説明する。(Basic Operation of Buck-Boost Circuit 1) Next, the operation of the buck-boost circuit 1 will be described with reference to FIG.

【００４０】昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作によりイ
ンダクタ１０１にてエネルギーが蓄積され、ＯＦＦ動作
によりエネルギーが放出される。この繰り返しによりダ
イオード１０４のカソード側に放出の際の高電圧が発生
することで昇圧が可能となる。Energy is accumulated in the inductor 101 by the ON operation of the boosting switch 102, and energy is released by the OFF operation. By repeating this, a high voltage at the time of discharging is generated on the cathode side of the diode 104, which enables boosting.

【００４１】すなわち、昇圧用スイッチ１０２がＯＮ動
作するとインダクタ１０１に短絡電流が流れ、昇圧用ス
イッチ１０２がＯＦＦ動作するとインダクタ１０１に流
れる電流が遮断される。インダクタ１０１に流れる電流
が遮断されると、この電流の遮断による磁束の変化を妨
げるように、ダイオード１０４のカソード側に高電圧が
繰り返し発生する。発生した電圧がコンデンサ１０５で
平滑され、出力電圧Ｖｏが電動機駆動回路５に出力され
る。これを昇圧チョッパ方式といい、広く一般に知られ
ている。なお、この場合の降圧用スイッチ１０３は通常
ＯＦＦ動作状態であるので、電流はダイオード１０４を
通ることになる。なお、本実施形態においては、便宜上
ダイオード１０４を図中に記載して説明しているが、こ
れは昇圧スイッチング素子１０２にＭＯＳ−ＦＥＴを使
用することにより、ＭＯＳ−ＦＥＴに構成される寄生ダ
イオードでも同じであることの説明は省略する。That is, when the boost switch 102 is turned on, a short-circuit current flows through the inductor 101, and when the boost switch 102 is turned off, the current flowing through the inductor 101 is cut off. When the current flowing through the inductor 101 is cut off, a high voltage is repeatedly generated on the cathode side of the diode 104 so as to prevent a change in magnetic flux due to the cutoff of the current. The generated voltage is smoothed by the capacitor 105, and the output voltage Vo is output to the motor drive circuit 5. This is called a boost chopper method and is widely known. Since the step-down switch 103 in this case is normally in the OFF operation state, the current passes through the diode 104. In the present embodiment, the diode 104 is described in the figure for the sake of convenience, but it is possible to use a MOS-FET for the step-up switching element 102 so that a parasitic diode configured as a MOS-FET can be used. The description of being the same is omitted.

【００４２】ここで、昇圧用スイッチ１０２および降圧
用スイッチ１０３のＯＮ・ＯＦＦ動作は、マイコン６の
昇降圧回路制御手段からの指令信号に基づき昇降圧回路
駆動回路２により行われる。このマイコン６からの指令
信号は、パルス波であって、所定周波数のデューティー
値を示す信号である。一般に、昇圧用スイッチ１０２の
デューティー値が大きい場合には昇圧割合が大きくな
り、デューティー値が小さい場合には昇圧割合が小さく
なる。The ON / OFF operation of the step-up switch 102 and the step-down switch 103 is performed by the step-up / step-down circuit drive circuit 2 based on a command signal from the step-up / step-down circuit control means of the microcomputer 6. The command signal from the microcomputer 6 is a pulse wave and is a signal indicating a duty value of a predetermined frequency. Generally, when the duty ratio of the boosting switch 102 is large, the boosting ratio is large, and when the duty value is small, the boosting ratio is small.

【００４３】なお、降圧用スイッチ１０３がＯＮ動作す
ると、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏの電圧が大きい方
から小さい方へ電流が流れる。すなわち、入力電圧Ｖｉ
ｎが大きい場合には、電流がダイオードを介さずに降圧
用スイッチ１０３を通じて、インダクタ１０１側からコ
ンデンサ１０５側へ流れる。一方、入力電圧Ｖｉｎが小
さい場合には逆流することになる。通常は、入力電圧Ｖ
ｉｎが小さいので逆流することになる。When the step-down switch 103 is turned on, a current flows from the larger input voltage Vin to the smaller output voltage Vo. That is, the input voltage Vi
When n is large, the current flows from the inductor 101 side to the capacitor 105 side through the step-down switch 103 without passing through the diode. On the other hand, when the input voltage Vin is small, it will flow backward. Normally, the input voltage V
Since in is small, it will flow backwards.

【００４４】次に、図４は、入力電圧Ｖｉｎを昇圧する
際、すなわち昇圧用スイッチ１０２をＯＮ・ＯＦＦ動作
させるときのインダクタ１０１に流れる電流ＩＬの変化
を示す。昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作（Ｔｏｎ）
時、すなわちエネルギーを蓄積している間は、インダク
タ１０１に流れる電流が増加する。一方、昇圧用スイッ
チ１０２のＯＦＦ動作（Ｔｏｆｆ）時、すなわちエネル
ギーを放出している間は、インダクタ１０１に流れる電
流が減少する。Next, FIG. 4 shows changes in the current IL flowing through the inductor 101 when the input voltage Vin is boosted, that is, when the boosting switch 102 is turned ON / OFF. ON operation of the boost switch 102 (Ton)
At time, that is, while energy is being accumulated, the current flowing through the inductor 101 increases. On the other hand, during the OFF operation (Toff) of the boost switch 102, that is, while the energy is being released, the current flowing through the inductor 101 decreases.

【００４５】次に昇降圧回路１の制御方法について具体
的に説明する。Next, the method of controlling the step-up / down circuit 1 will be specifically described.

【００４６】（目標昇圧電圧の設定による制御）本発明
の特徴部分である昇降圧回路１の制御方法について説明
する。(Control by Setting Target Boost Voltage) A control method of the step-up / down circuit 1 which is a characteristic part of the present invention will be described.

【００４７】まず、マイコン６の目標昇圧電圧設定手段
により、出力電圧Ｖｏの目標値である目標昇圧電圧Ｖｔ
が操舵状態に応じて設定される。目標昇圧電圧Ｖｔは、
例えば電動機トルク指令値Ｔｓに基づき設定される。電
動機トルク指令値Ｔｓに基づき設定される目標昇圧電圧
Ｖｔを図５に示す。電動パワーステアリング装置におい
て、ハンドルを急操舵する際は、三相ブラシレスモータ
１４の回転力（追従性）を引き出さなければならない。
そのため、三相ブラシレスモータ１４に印加する電圧は
より高い電圧が必要となる。なお、ハンドルを急操舵す
る際には、電動機トルク指令値Ｔｓは比較的小さい。ま
た、ハンドルを据え切りする際は、三相ブラシレスモー
タ１４のトルクが必要となり、大きい電流を流すが、こ
の時にモータ１４の回転力は必要としないため目標昇圧
電圧Ｖｔは小さく設定される。First, the target boost voltage setting means of the microcomputer 6 causes the target boost voltage Vt, which is the target value of the output voltage Vo.
Is set according to the steering state. The target boost voltage Vt is
For example, it is set based on the electric motor torque command value Ts. The target boost voltage Vt set based on the electric motor torque command value Ts is shown in FIG. In the electric power steering apparatus, when the steering wheel is steered, the rotational force (following ability) of the three-phase brushless motor 14 must be extracted.
Therefore, the voltage applied to the three-phase brushless motor 14 needs to be higher. The electric motor torque command value Ts is relatively small when the steering wheel is steered. Further, when the steering wheel is stationary, the torque of the three-phase brushless motor 14 is required, and a large current is passed, but at this time, since the rotational force of the motor 14 is not required, the target boosted voltage Vt is set small.

【００４８】次に、バッテリ１２や充電発電機１３から
入力される入力電圧Ｖｉｎを設定された目標昇圧電圧Ｖ
ｔまで昇圧することができる昇圧用スイッチ１０２のデ
ューティー値（以下「昇圧デューティー値」という）の
指令信号が生成される。ここで、入力電圧Ｖｉｎは車両
の状態（電気負荷の変動等）により変動することは周知
である。従って、マイコン６は、変動する入力電圧Ｖｉ
ｎと設定された目標昇圧電圧Ｖｔに基づき昇圧デューテ
ィー値の指令信号を決定する。なお、昇圧デューティー
値とは１周期における昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作
時間の割合を意味する。Next, the target boosted voltage V to which the input voltage Vin input from the battery 12 or the charging generator 13 is set is set.
A command signal of a duty value of the boosting switch 102 (hereinafter referred to as “boosting duty value”) capable of boosting to t is generated. Here, it is well known that the input voltage Vin varies depending on the state of the vehicle (variation of electric load, etc.). Therefore, the microcomputer 6 controls the fluctuating input voltage Vi.
The command signal of the boost duty value is determined based on the target boost voltage Vt set as n. The step-up duty value means a ratio of ON operation time of the step-up switch 102 in one cycle.

【００４９】ここで、入力電圧Ｖｉｎ、目標昇圧電圧Ｖ
ｔおよび昇圧デューティー値との関係について説明す
る。Here, the input voltage Vin and the target boosted voltage V
The relationship between t and the boost duty value will be described.

【００５０】昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作時のイン
ダクタ１０１から流れる電流変化率Ｉａを数１に示す。
Ｌはインダクタ１０１のインダクタンス値である。The change rate Ia of the current flowing from the inductor 101 when the boosting switch 102 is turned on is shown in Equation 1.
L is the inductance value of the inductor 101.

【００５１】[0051]

【数１】Ｉａ＝ｄｉ／ｄｔ＝Ｖｉｎ／Ｌまた、昇圧用スイッチ１０２のＯＦＦ動作時のインダク
タ１０１から流れる電流変化率Ｉｂを数２に示す。## EQU1 ## Ia = di / dt = Vin / L Further, the rate of change Ib of the current flowing from the inductor 101 when the boosting switch 102 is turned off is shown in Equation 2.

【００５２】[0052]

【数２】Ｉｂ＝ｄｉ／ｄｔ＝（Ｖｏ−Ｖｉｎ）／Ｌそして、昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作時間Ｔｏｎと
ＯＦＦ動作時間Ｔｏｆｆが等しい場合には、Ｉａ＝Ｉｂ
となる。すなわち、数３に示すようになる。## EQU00002 ## Ib = di / dt = (Vo-Vin) / L Then, when the ON operation time Ton and the OFF operation time Toff of the boosting switch 102 are equal, Ia = Ib
Becomes That is, it becomes as shown in Formula 3.

【００５３】[0053]

【数３】Ｉａ＊Ｔｏｎ＝Ｉｂ＊ＴｏｆｆＶｉｎ＊Ｔｏｎ＝（Ｖｏ−Ｖｉｎ）＊Ｔｏｆｆここで、入力電圧Ｖｉｎを１０Ｖ、目標昇圧電圧Ｖｔを
２５Ｖの場合の昇圧デューティー値を算出すると、数４
のようになる。なお、Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ＝１とする。ま
た、ダイオード１０４による電圧降下分および配線抵抗
による損失は考慮しないものとする。## EQU3 ## Ia * Ton = Ib * Toff Vin * Ton = (Vo-Vin) * Toff Here, when the boost duty value when the input voltage Vin is 10 V and the target boost voltage Vt is 25 V is calculated,
become that way. Note that Ton + Toff = 1. Further, the voltage drop due to the diode 104 and the loss due to the wiring resistance are not considered.

【００５４】[0054]

【数４】Ｔｏｎ＝｛（２５−１０）／１０｝＊（１−Ｔｏｎ）Ｔｏｎ＝０．６＝６０％従って、この場合には昇圧デューティー値６０％の指令
信号が生成される。つまり、昇圧用スイッチ１０２の駆
動周波数およびインダクタンスＬの値が固定の場合に
は、入力電圧Ｖｉｎと目標昇圧電圧Ｖｔにより昇圧デュ
ーティー値は一義的に定まることになる。この関係をマ
ップ表にしたものを図７に示す。## EQU00004 ## Ton = {(25-10) / 10} * (1-Ton) Ton = 0.6 = 60% Therefore, in this case, the command signal with the boost duty value of 60% is generated. That is, when the driving frequency of the boosting switch 102 and the value of the inductance L are fixed, the boosting duty value is uniquely determined by the input voltage Vin and the target boosting voltage Vt. FIG. 7 shows a map table of this relationship.

【００５５】次に、マイコン６により生成された指令信
号が昇降圧駆動回路２に出力される。出力された信号に
基づき昇降圧駆動回路２により昇圧用スイッチ１０２お
よび降圧用スイッチ１０３が駆動する。Next, the command signal generated by the microcomputer 6 is output to the step-up / down drive circuit 2. The step-up / down drive circuit 2 drives the step-up switch 102 and the step-down switch 103 based on the output signal.

【００５６】このように昇降圧回路１を制御することに
より、以下の効果を有する。By controlling the step-up / down circuit 1 in this way, the following effects are obtained.

【００５７】電動機トルク指令値Ｔｓが大きい場合に
は、昇降圧回路１に大電流が流れるおそれがある。この
ような場合に、マイコン６の目標昇圧電圧設定手段は目
標昇圧電圧Ｖｔを小さく設定することできる。そのた
め、昇降圧回路１には大電流が流れず、インダクタ１０
１、昇圧用スイッチ１０２や降圧用スイッチ１０３等の
発熱を抑制することができる。When the electric motor torque command value Ts is large, a large current may flow in the step-up / down circuit 1. In such a case, the target boosted voltage setting means of the microcomputer 6 can set the target boosted voltage Vt small. Therefore, a large current does not flow in the buck-boost circuit 1 and the inductor 10
1, it is possible to suppress heat generation of the boost switch 102, the step-down switch 103, and the like.

【００５８】また、本実施形態では電動機トルク指令値
Ｔｓに基づき目標昇圧電圧Ｖｔを設定したが、ｑ軸アシ
スト電流Ｉｑｆに基づき設定してもよい。その際の目標
昇圧電圧Ｖｔを図６に示す。ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが
大きい程、目標昇圧電圧Ｖｔは小さく設定される。ｑ軸
アシスト電流Ｉｑｆが大きい場合には、昇降圧回路１に
大電流が流れているおそれがある。このような場合に目
標昇圧電圧Ｖｔを小さく設定することができる。そのた
め、昇降圧回路１には大電流が流れなくなり、インダク
タ１０１、昇圧用スイッチ１０２や降圧用スイッチ１０
３等の発熱を抑制することができる。Although the target boost voltage Vt is set based on the electric motor torque command value Ts in the present embodiment, it may be set based on the q-axis assist current Iqf. The target boosted voltage Vt at that time is shown in FIG. The larger the q-axis assist current Iqf, the smaller the target boosted voltage Vt is set. When the q-axis assist current Iqf is large, a large current may flow through the step-up / down circuit 1. In such a case, the target boosted voltage Vt can be set small. Therefore, a large current does not flow in the step-up / down circuit 1, and the inductor 101, the step-up switch 102, and the step-down switch 10
It is possible to suppress the heat generation such as 3.

【００５９】また、マイコン６は、電動機トルク指令値
Ｔｓに基づき得られた目標昇圧電圧Ｖｔとｑ軸アシスト
電流Ｉｑｆに基づき得られた目標昇圧電圧Ｖｔのうち、
小さい方を目標昇圧電圧Ｖｔとして設定してもよい。Further, the microcomputer 6 selects the target boosted voltage Vt obtained based on the electric motor torque command value Ts and the target boosted voltage Vt obtained based on the q-axis assist current Iqf.
The smaller one may be set as the target boosted voltage Vt.

【００６０】なお、図５および図６に示す電動機トルク
指令値Ｔｓ若しくはｑ軸アシスト電流Ｉｑｆに基づく目
標昇圧電圧Ｖｔの対応をより細分化したり、マップ間を
補間したりすることもできる。これにより、より快適な
操舵性を実現できる。Incidentally, the correspondence of the target boosted voltage Vt based on the motor torque command value Ts or the q-axis assist current Iqf shown in FIGS. 5 and 6 can be further subdivided, and the maps can be interpolated. As a result, more comfortable steerability can be realized.

【００６１】また、入力電圧Ｖｉｎと目標昇圧電圧Ｖｔ
と昇圧デューティー値との関係を示す図７のようなマッ
プ表を予め設定しておく必要は必ずしもないが、マップ
表を用いることによりマイコン６による昇圧デューティ
ー値の算出時間が短縮できる。なお、マップ間の補間や
マップ数についてはより細分化することもできる。Further, the input voltage Vin and the target boosted voltage Vt
It is not always necessary to preset the map table as shown in FIG. 7 showing the relationship between the boost duty value and the boost duty value, but it is possible to shorten the calculation time of the boost duty value by the microcomputer 6 by using the map table. The interpolation between maps and the number of maps can be subdivided.

【００６２】また、目標昇圧電圧Ｖｔが変更され、その
変化率が所定値以上となった場合に、ソフトウエアによ
り昇圧する際の応答性を鈍化させるか、若しくはハード
ウエアにより昇圧の変化を徐変させるとよい。このよう
にすることで、操舵補助力を急変させないため、違和感
なく快適にハンドル操舵可能となる。Further, when the target boosted voltage Vt is changed and the rate of change becomes equal to or higher than a predetermined value, the responsiveness at the time of boosting is slowed down by software, or the change in boosting is gradually changed by hardware. You should let me. By doing so, since the steering assist force is not suddenly changed, it is possible to comfortably and steer the steering wheel.

【００６３】また、指令信号の周波数は可聴周波数以外
の値とすることで、騒音が防止できる。Noise can be prevented by setting the frequency of the command signal to a value other than the audible frequency.

【００６４】（昇圧デューティー値の設定による制御）
本発明の特徴部分である昇降圧回路１の制御方法につい
て説明する。(Control by setting boosting duty value)
A method of controlling the step-up / down circuit 1 which is a characteristic part of the present invention will be described.

【００６５】まず、マイコン６により、出力電圧Ｖｏの
目標値である目標昇圧電圧Ｖｔが電動機トルク指令値Ｔ
ｓに基づき設定される。次に、バッテリ１２や充電発電
機１３から入力される入力電圧Ｖｉｎを設定された目標
昇圧電圧Ｖｔまで昇圧することができる昇圧デューティ
ー値がマイコン６の基準デューティー値算出手段により
算出される。入力電圧Ｖｉｎと目標昇圧電圧Ｖｔと昇圧
デューティー値の関係を図７に示す。この昇圧デューテ
ィー値を基準昇圧デューティー値とする。First, the microcomputer 6 sets the target boost voltage Vt, which is the target value of the output voltage Vo, to the motor torque command value T.
It is set based on s. Next, the reference duty value calculation means of the microcomputer 6 calculates a boost duty value capable of boosting the input voltage Vin input from the battery 12 or the charging generator 13 to the set target boost voltage Vt. FIG. 7 shows the relationship between the input voltage Vin, the target boost voltage Vt, and the boost duty value. This boost duty value is used as a reference boost duty value.

【００６６】一方、マイコン６のｑ軸デューティー値算
出手段によりによりｑ軸アシスト電流Ｉｑｆに応じてｑ
軸昇圧デューティー値が算出される。この関係を図８に
示す。On the other hand, the q-axis duty factor calculating means of the microcomputer 6 causes q-axis assist current Iqf to change to q.
A shaft boost duty value is calculated. This relationship is shown in FIG.

【００６７】そして、マイコン６のデューティー値比較
判定手段によりｑ軸昇圧デューティー値と基準昇圧デュ
ーティー値のうち小さい方が判定される。判定された昇
圧デューティー値を最大デューティー値Ｔｍａｘとす
る。また、目標昇圧電圧Ｖｔに制御するデューティー値
を指令信号として指令デューティー値設定手段により生
成される。生成された指令信号が昇降圧駆動回路２に出
力される。出力された信号に基づき昇降圧駆動回路２に
より昇圧用スイッチ１０２および降圧用スイッチ１０３
が駆動する。Then, the smaller of the q-axis boost duty value and the reference boost duty value is determined by the duty value comparison / determination means of the microcomputer 6. The determined boost duty value is set as the maximum duty value Tmax. Further, it is generated by the command duty value setting means using the duty value for controlling the target boosted voltage Vt as a command signal. The generated command signal is output to the buck-boost drive circuit 2. Based on the output signal, the step-up / down drive circuit 2 causes the step-up switch 102 and the step-down switch 103 to operate.
Is driven.

【００６８】このように昇圧デューティー値の最大値を
制限することでインダクタ１０１に過剰な電流を流すこ
とがなく、発熱を抑制できる。なお、図５、図７および
図８に示すマップ間の補間やマップ数についてはより細
分化することもできる。By thus limiting the maximum value of the boosting duty value, it is possible to suppress heat generation without causing an excessive current to flow through the inductor 101. Note that the interpolation between maps and the number of maps shown in FIGS. 5, 7, and 8 can be subdivided.

【００６９】ここで、本実施形態の代表的なマイコン６
の処理について図９のフローチャートを用いて説明す
る。Here, a typical microcomputer 6 of the present embodiment
The process will be described with reference to the flowchart of FIG.

【００７０】入力電圧検出回路４により検出された入力
電圧Ｖｉｎを読み込む（ステップＳ１）。一方、操舵ト
ルク信号および車速信号に基づき電動機トルク指令値Ｔ
ｓを算出する（ステップＳ２）。そして、アシスト電流
検出回路７の出力信号および電気角演算回路６１２の電
気信号に基づき二相変換部（ｄｑ変換部）６０８により
二相の電流に変換された電流の一方であるｑ軸アシスト
電流Ｉｑｆを算出する（ステップＳ３）。続いて、算出
した電動機トルク指令値Ｔｓに基づき目標昇圧電圧Ｖｔ
を設定する（ステップＳ４）。入力電圧Ｖｉｎおよび目
標昇圧電圧Ｖｔに基づき基準昇圧デューティー値を算出
する。また、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆに基づき昇圧デュ
ーティー値を算出する。そして、そのうち小さい方を最
大デューティー値Ｔｍａｘとして設定する（ステップＳ
５）。そして、出力電圧検出回路３により検出された出
力電圧Ｖｏを読み込む（ステップＳ６）。The input voltage Vin detected by the input voltage detection circuit 4 is read (step S1). On the other hand, based on the steering torque signal and the vehicle speed signal, the electric motor torque command value T
s is calculated (step S2). Then, the q-axis assist current Iqf, which is one of the currents converted into the two-phase current by the two-phase conversion unit (dq conversion unit) 608 based on the output signal of the assist current detection circuit 7 and the electric signal of the electric angle calculation circuit 612. Is calculated (step S3). Then, based on the calculated electric motor torque command value Ts, the target boosted voltage Vt
Is set (step S4). A reference boost duty value is calculated based on the input voltage Vin and the target boost voltage Vt. Further, the boost duty value is calculated based on the q-axis assist current Iqf. Then, the smaller one is set as the maximum duty value Tmax (step S
5). Then, the output voltage Vo detected by the output voltage detection circuit 3 is read (step S6).

【００７１】続いて、出力電圧Ｖｏと目標昇圧電圧Ｖｔ
を比較し、一致すれば処理は終了し、現在の昇圧の状態
が維持される（ステップＳ７：Ｙ）。しかし、異なる場
合、すなわち目標昇圧電圧が変更された場合は、変更さ
れた目標昇圧電圧Ｖｔが出力電圧Ｖｏより大きいか小さ
いかにより処理が異なるため、その比較を行う（ステッ
プ８）。変更された目標昇圧電圧Ｖｔが出力電圧Ｖｏよ
り大きい場合（ステップＳ８：Ｙ）、現在指令されてい
る昇圧デューティー値Ｔｃを所定値減少させる（ステッ
プＳ１０）。一方、変更された目標昇圧電圧Ｖｔが出力
電圧Ｖｏより小さい場合（ステップＳ８：Ｎ）、昇圧デ
ューティー値Ｔｃを所定値増加させる（ステップＳ
９）。そして、変更された昇圧デューティー値Ｔｃと算
出された最大デューティー値Ｔｍａｘと比較し、一致す
るならば処理は終了し、その昇圧デューティー値Ｔｃに
より昇圧される（ステップＳ１１）。一致しなければ、
出力電圧Ｖｏと目標昇圧電圧Ｖｔが一致するかを比較
し、一致するならばこの場合も処理は終了し、その目標
昇圧電圧Ｖｔに基づき昇圧される（ステップＳ１２）。
しかし、一致しなければ、ステップＳ８に戻り、昇圧デ
ューティー値の変更処理を行う。Then, the output voltage Vo and the target boosted voltage Vt
Are compared, and if they match, the process ends, and the current boosted state is maintained (step S7: Y). However, if they are different, that is, if the target boosted voltage is changed, the processing is different depending on whether the changed target boosted voltage Vt is larger or smaller than the output voltage Vo, and the comparison is performed (step 8). When the changed target boost voltage Vt is higher than the output voltage Vo (step S8: Y), the boost duty value Tc currently commanded is decreased by a predetermined value (step S10). On the other hand, when the changed target boost voltage Vt is smaller than the output voltage Vo (step S8: N), the boost duty value Tc is increased by a predetermined value (step S).
9). Then, the changed boosting duty value Tc is compared with the calculated maximum duty value Tmax, and if they match, the process ends, and the boosting duty value Tc is used for boosting (step S11). If they do not match,
The output voltage Vo and the target boosted voltage Vt are compared to see if they match, and if they match, the process ends in this case as well, and boosting is performed based on the target boosted voltage Vt (step S12).
However, if they do not match, the process returns to step S8 and the process of changing the boost duty value is performed.

【００７２】（三相ブラシレスモータ１４の発電時にお
ける降圧処理の制御）本発明の特徴部分である昇降圧回
路１の制御方法について説明する。(Control of Step-Down Processing During Power Generation of Three-Phase Brushless Motor 14) A method of controlling the step-up / step-down circuit 1 which is a feature of the present invention will be described.

【００７３】三相ブラシレスモータ１４は、車両および
操舵状態によっては逆起電力を発生する状態（発電状
態）になることがある。そこで、発電状態になった場
合、図３に示した降圧用スイッチ１０３をＯＮ動作させ
ることで、回生エネルギーとしてバッテリ１２へ戻すこ
とができる。発電状態は、目標昇圧電圧Ｖｔと出力電圧
Ｖｏを比較発電検出手段により比較して判定される。す
なわち、出力電圧Ｖｏが目標昇圧電圧Ｖｔより所定値超
えた場合を発電状態と判定する。The three-phase brushless motor 14 may be in a state of generating a back electromotive force (power generation state) depending on the vehicle and the steering state. Therefore, in the case of the power generation state, by turning on the step-down switch 103 shown in FIG. 3, it can be returned to the battery 12 as regenerative energy. The power generation state is determined by comparing the target boosted voltage Vt and the output voltage Vo by the comparison power generation detection means. That is, when the output voltage Vo exceeds the target boosted voltage Vt by a predetermined value, the power generation state is determined.

【００７４】パワーアシスト電動機が発電する場合に
は、昇圧された電圧を平滑するために用いているコンデ
ンサ１０５（図３に示す）に発電された電圧がかかるこ
とになる。このような場合に、降圧用スイッチ１０３を
ＯＮ動作させることで、コンデンサ１０５に発電された
電圧がかからなくなるため、コンデンサ１０５の耐圧を
必要以上に上げることがなくない。そのため、コンデン
サ１０４を小型化できる。ただし、降圧用スイッチ１０
３のＯＮ動作は、昇圧用スイッチ１０２のＯＦＦ動作時
に行う必要がある。昇圧用スイッチ１０２と降圧用スイ
ッチ１０３が同時にＯＮ動作すると、コンデンサ１０５
に蓄えられている三相ブラシレスモータ１４に印加する
電圧が短絡状態になり、ハンドル操舵に違和感を生じさ
せる。また、発電状態の場合には、昇圧用スイッチ１０
２に過大な電流が流れることになり、昇降圧回路１が故
障する原因となるためである。この動作は、マイコン６
により同時にＯＮ動作することを禁止することができ
る。なお、ハードウエアにより同時にＯＮ動作すること
を禁止することも可能であり、マイコン６が誤動作した
場合にも故障を防止することができる。When the power assisted motor generates power, the generated voltage is applied to the capacitor 105 (shown in FIG. 3) used for smoothing the boosted voltage. In such a case, by turning on the step-down switch 103, the voltage generated in the capacitor 105 is not applied, so that the withstand voltage of the capacitor 105 cannot be increased more than necessary. Therefore, the capacitor 104 can be downsized. However, the step-down switch 10
The ON operation of No. 3 needs to be performed when the boosting switch 102 is in the OFF operation. When the step-up switch 102 and the step-down switch 103 are simultaneously turned on, the capacitor 105
The voltage applied to the three-phase brushless motor 14 stored in the short-circuited state becomes a short-circuited state, which causes an uncomfortable feeling in steering the steering wheel. In the case of power generation, the boost switch 10
This is because an excessive current will flow in 2 and cause a failure of the step-up / down circuit 1. This operation is performed by the microcomputer 6
Therefore, it is possible to prohibit the simultaneous ON operation. It is also possible to prohibit simultaneous ON operation by hardware, and it is possible to prevent a failure even when the microcomputer 6 malfunctions.

【００７５】（周波数の設定による制御）本発明の特徴
部分である昇降圧回路１の制御方法について説明する。(Control by Setting Frequency) A method of controlling the step-up / down circuit 1 which is a characteristic part of the present invention will be described.

【００７６】まず、マイコン６の周波数信号設定手段に
より、昇圧用スイッチ１０２を駆動する周波数ｆが電動
機トルク指令値Ｔｓに基づき設定される。電動機トルク
指令値Ｔｓに基づき設定される周波数ｆを図１２に示
す。この周波数ｆは、昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作
時間（Ｔｏｎ）とＯＦＦ動作時間（Ｔｏｆｆ）の和（Ｐ
ＷＭ周期）の逆数である。次に、入力電圧Ｖｉｎを所定
の電圧まで昇圧することができる昇圧デューディー値が
算出される。そして、設定された周波数ｆと算出された
昇圧デューティー値に基づき指令信号が生成される。生
成された指令信号が昇降圧回路制御手段により昇降圧駆
動回路２に出力される。出力された信号に基づき昇降圧
駆動回路２により昇圧用スイッチ１０２および降圧用ス
イッチ１０３を駆動し、入力電圧Ｖｉｎが昇圧される。First, the frequency signal setting means of the microcomputer 6 sets the frequency f for driving the boosting switch 102 based on the electric motor torque command value Ts. The frequency f set based on the electric motor torque command value Ts is shown in FIG. This frequency f is the sum (P) of the ON operation time (Ton) and the OFF operation time (Toff) of the boost switch 102.
WM cycle). Next, a boosting duty value capable of boosting the input voltage Vin to a predetermined voltage is calculated. Then, the command signal is generated based on the set frequency f and the calculated boost duty value. The generated command signal is output to the buck-boost drive circuit 2 by the buck-boost circuit control means. Based on the output signal, the step-up / down drive circuit 2 drives the step-up switch 102 and the step-down switch 103 to step up the input voltage Vin.

【００７７】従って、電動機トルク指令値Ｔｓが大きい
場合には、周波数ｆを高く設定することができる。その
ため、昇降圧回路１には大電流が流れず、インダクタ１
０１の発熱を抑制することができる。その際には、出力
電圧Ｖｏを下げることがないため、適切な操舵補助力を
得ることができ操作性を維持できる。また、インダクタ
１０１の発熱を抑制できるので、インダクタ１０１の小
型化が可能となる。Therefore, when the motor torque command value Ts is large, the frequency f can be set high. Therefore, a large current does not flow in the buck-boost circuit 1 and the inductor 1
The heat generation of 01 can be suppressed. At that time, since the output voltage Vo is not lowered, an appropriate steering assist force can be obtained and operability can be maintained. Moreover, since the heat generation of the inductor 101 can be suppressed, the size of the inductor 101 can be reduced.

【００７８】ここで、周波数ｆの変更によりインダクタ
１０１の発熱が抑制できる理由については上述したとお
りである。The reason why the heat generation of the inductor 101 can be suppressed by changing the frequency f is as described above.

【００７９】また、本実施形態では電動機トルク指令値
Ｔｓに基づき周波数ｆを設定したが、ｑ軸アシスト電流
Ｉｑｆに基づき設定してもよい。その際の周波数ｆを図
１３に示す。ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが大きい程、周波
数ｆが高く設定される。この場合には、昇降圧回路１に
大電流が流れるおそれがあるためインダクタ１０１の発
熱を引き起こす。従って、周波数ｆを高くすることによ
り、出力電圧Ｖｏを下げることがなくインダクタ１０１
の発熱を抑制できる。Although the frequency f is set based on the electric motor torque command value Ts in this embodiment, it may be set based on the q-axis assist current Iqf. The frequency f at that time is shown in FIG. The larger the q-axis assist current Iqf, the higher the frequency f is set. In this case, a large current may flow through the step-up / down circuit 1, causing the inductor 101 to generate heat. Therefore, by increasing the frequency f, the inductor 101 is prevented from decreasing the output voltage Vo.
Can suppress the heat generation.

【００８０】また、インダクタ１０１の温度ＴＬをイン
ダクタ温度監視手段により検出して、その温度に基づき
周波数ｆを設定してもよい。ここで、この場合に用いら
れる昇降圧回路１を図１７に示す。図３に示す昇降圧回
路１と同一のものは同一符号を示す。昇降圧回路１は、
さらに、サーミスタ等の温度センサ１０７を有する。温
度センサ１０７はインダクタ１０１の近傍に設置され
る。そして、検出された温度がマイコン６に入力され、
温度演算処理される。インダクタ１０１の温度ＴＬに適
切な周波数ｆを図１４に示す。インダクタ１０１の温度
ＴＬが高い程、周波数ｆが高く設定される。Further, the temperature TL of the inductor 101 may be detected by the inductor temperature monitoring means and the frequency f may be set based on the temperature. Here, the step-up / down circuit 1 used in this case is shown in FIG. The same parts as those in the step-up / down circuit 1 shown in FIG. The buck-boost circuit 1 is
Further, it has a temperature sensor 107 such as a thermistor. The temperature sensor 107 is installed near the inductor 101. Then, the detected temperature is input to the microcomputer 6,
Temperature calculation processing is performed. A frequency f suitable for the temperature TL of the inductor 101 is shown in FIG. The higher the temperature TL of the inductor 101, the higher the frequency f is set.

【００８１】ここで、この場合のマイコン６の処理につ
いて図１８のフローチャートを用いて説明する。Now, the processing of the microcomputer 6 in this case will be described with reference to the flowchart of FIG.

【００８２】まず、周波数ｆの初期値を設定する（ステ
ップＳ３１）。例えば、２０ｋＨｚと設定する。次に、
温度センサ１０７により検出されたインダクタ１０１の
温度ＴＬを読み込む（ステップＳ３２）。その温度ＴＬ
が条件式「−４０≦ＴＬ≦８５」を満たすか否かを判定
する（ステップＳ３３）。条件式を満たす場合には、周
波数ｆは初期値のまま維持される。すなわち、周波数２
０ｋＨｚで駆動する。条件式を満たさない場合には、イ
ンダクタ１０１の温度ＴＬに応じて図１４の表に基づき
周波数ｆ１を算出する（ステップＳ３４）。周波数ｆと
して周波数ｆ１が再設定される（ステップＳ３５）。First, the initial value of the frequency f is set (step S31). For example, it is set to 20 kHz. next,
The temperature TL of the inductor 101 detected by the temperature sensor 107 is read (step S32). Its temperature TL
Determines whether or not the conditional expression “−40 ≦ TL ≦ 85” is satisfied (step S33). When the conditional expression is satisfied, the frequency f is maintained at the initial value. That is, frequency 2
Drive at 0 kHz. When the conditional expression is not satisfied, the frequency f1 is calculated based on the table of FIG. 14 according to the temperature TL of the inductor 101 (step S34). The frequency f1 is reset as the frequency f (step S35).

【００８３】従って、インダクタ１０１の過昇温状態を
マイコン６にて判定することで、出力電圧Ｖｏを下げる
ことなくインダクタ１０１の発熱を抑制できる。Therefore, by determining the excessive temperature rise state of the inductor 101 by the microcomputer 6, it is possible to suppress the heat generation of the inductor 101 without lowering the output voltage Vo.

【００８４】また、昇圧用スイッチ１０２の温度Ｔｃま
たは降圧用スイッチ１０３の温度Ｔｄを素子温度監視手
段により検出して、その温度に基づき周波数ｆを設定し
てもよい。昇圧用スイッチ１０２や降圧用スイッチは、
ＯＮ・ＯＦＦ動作が激しいと発熱を起こすことになる。
すなわち、周波数ｆが高いと発熱する。ここで、この場
合に用いられる昇降圧回路１を図１７に示す。昇降圧回
路１は、さらに、温度センサ１０６、１０７を有する。
温度センサ１０６は、昇圧用スイッチ１０２の近傍に設
置される。温度センサ１０８は、降圧用スイッチ１０３
の近傍に設置される。そして、検出された温度がマイコ
ン６に入力され、温度演算処理される。昇圧用スイッチ
１０２の温度Ｔｃに適切な周波数ｆを図１５に示す。ま
た、降圧用スイッチ１０３の温度Ｔｄに適切な周波数ｆ
を図１６に示す。スイッチの温度が高い程、周波数ｆが
低く設定される。従って、スイッチング損失を低減する
ことができる。The temperature Tc of the step-up switch 102 or the temperature Td of the step-down switch 103 may be detected by the element temperature monitoring means, and the frequency f may be set based on the temperature. The step-up switch 102 and the step-down switch are
If the ON / OFF operation is intense, heat will be generated.
That is, when the frequency f is high, heat is generated. Here, the step-up / down circuit 1 used in this case is shown in FIG. The step-up / down circuit 1 further includes temperature sensors 106 and 107.
The temperature sensor 106 is installed near the boost switch 102. The temperature sensor 108 is a step-down switch 103.
Will be installed near the. Then, the detected temperature is input to the microcomputer 6 and subjected to temperature calculation processing. A frequency f suitable for the temperature Tc of the boost switch 102 is shown in FIG. Further, the frequency f suitable for the temperature Td of the step-down switch 103 is
Is shown in FIG. The higher the switch temperature, the lower the frequency f is set. Therefore, switching loss can be reduced.

【００８５】ここで、昇圧用スイッチ１０２の温度Ｔｃ
に基づき周波数ｆが設定される場合のマイコン６の処理
について図１９のフローチャートを用いて説明する。Here, the temperature Tc of the boost switch 102
The processing of the microcomputer 6 when the frequency f is set based on the above will be described with reference to the flowchart of FIG.

【００８６】まず、周波数ｆの初期値を設定する（ステ
ップＳ４１）。例えば、２０ｋＨｚと設定する。次に、
温度センサ１０６により検出された昇圧用スイッチ１０
２の温度Ｔｃを読み込む（ステップＳ４２）。その温度
Ｔｃが条件式「−４０≦Ｔｃ≦１２０」を満たすか否か
を判定する（ステップＳ４３）。条件を満たす場合に
は、周波数ｆは初期値のまま維持される。すなわち、周
波数２０ｋＨｚで駆動する。条件式を満たさない場合に
は、昇圧用スイッチ１０２の検出温度Ｔｃに応じて図１
５の表に基づき周波数ｆ１を算出する（ステップＳ４
４）。算出された周波数ｆ１が初期値ｆ以下の場合は、
周波数ｆは初期値のまま維持される（ステップＳ４
５）。そうでなければ、周波数ｆとして周波数ｆ１が再
設定される（ステップＳ４６）。First, the initial value of the frequency f is set (step S41). For example, it is set to 20 kHz. next,
Boosting switch 10 detected by temperature sensor 106
The temperature Tc of 2 is read (step S42). It is determined whether the temperature Tc satisfies the conditional expression “−40 ≦ Tc ≦ 120” (step S43). When the condition is satisfied, the frequency f is maintained at the initial value. That is, it is driven at a frequency of 20 kHz. When the conditional expression is not satisfied, the temperature of the boost switch 102 is detected according to the detected temperature Tc of FIG.
The frequency f1 is calculated based on the table of step 5 (step S4).
4). When the calculated frequency f1 is less than or equal to the initial value f,
The frequency f is maintained at the initial value (step S4).
5). Otherwise, the frequency f1 is reset as the frequency f (step S46).

【００８７】従って、昇圧用スイッチ１０２および降圧
用スイッチ１０３の過昇温状態をマイコン６にて判定す
ることで、出力電圧Ｖｏを下げることなくインダクタ１
０１の発熱を抑制できる。Therefore, by determining the excessive temperature rise state of the step-up switch 102 and the step-down switch 103 by the microcomputer 6, the inductor 1 can be operated without lowering the output voltage Vo.
The heat generation of 01 can be suppressed.

【００８８】また、周波数ｆは可聴周波数以外の値とす
ることで、騒音が防止できる。Noise can be prevented by setting the frequency f to a value other than the audible frequency.

【００８９】なお、周波数ｆを高くしすぎると制御が困
難となるため、周波数ｆの上限値を定めておき、それ以
下の範囲で変更するようにするとよい。その際には、目
標昇圧電圧Ｖｔの設定や昇圧デューティー値の設定等に
より発熱を抑制するとよい。Since control becomes difficult if the frequency f is set too high, it is advisable to set an upper limit value of the frequency f and change it within the range below that. In that case, heat generation may be suppressed by setting the target boost voltage Vt, setting the boost duty value, and the like.

【００９０】（昇圧用スイッチ１０２の動作と降圧用ス
イッチ１０３の動作の同期制御）本発明の特徴部分であ
る昇降圧回路１の制御方法について説明する。(Synchronous Control of Operation of Step-Up Switch 102 and Step-Down Switch 103) A method of controlling the step-up / step-down circuit 1 which is a characteristic part of the present invention will be described.

【００９１】本実施形態の制御方法は、降圧用スイッチ
１０３を積極的にＯＮ動作させることに特徴がある。す
なわち、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが所定値より大きい場
合には、昇圧用スイッチ１０２の動作と降圧用スイッチ
１０３の動作を同期制御する。この同期制御とは、昇圧
用スイッチ１０２のＯＮ動作時に降圧用スイッチ１０３
をＯＦＦ動作させ、または昇圧用スイッチ１０２のＯＦ
Ｆ動作時に降圧用スイッチ１０３をＯＮ動作させるよう
する制御である。また、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが所定
値より小さい場合には、昇圧用スイッチ１０２のＯＮ・
ＯＦＦ動作とは無関係に降圧用スイッチ１０３をＯＦＦ
動作させるように制御する。そして、マイコン６によ
り、昇降圧回路１の昇圧用スイッチ１０２および降圧用
スイッチ１０３をこのように動作させるための指令信号
が生成される。生成された指令信号が昇降圧駆動回路２
に出力される。出力された信号に基づき昇降圧駆動回路
２により昇圧用スイッチ１０２および降圧用スイッチ１
０３を駆動し、入力電圧Ｖｉｎが昇圧される。The control method of this embodiment is characterized in that the step-down switch 103 is positively turned on. That is, when the q-axis assist current Iqf is larger than the predetermined value, the operation of the step-up switch 102 and the step-down switch 103 are synchronously controlled. This synchronous control means the step-down switch 103 when the step-up switch 102 is turned on.
Is turned off, or OF of the boost switch 102 is turned off.
The control is such that the step-down switch 103 is turned on during the F operation. When the q-axis assist current Iqf is smaller than the predetermined value, the boost switch 102 is turned on.
The step-down switch 103 is turned off regardless of the OFF operation
Control to operate. Then, the microcomputer 6 generates a command signal for operating the step-up switch 102 and the step-down switch 103 of the step-up / step-down circuit 1 in this way. The generated command signal is the buck-boost drive circuit 2
Is output to. A step-up / down switch 102 and a step-down switch 1 are driven by a step-up / down drive circuit 2 based on the output signal.
03 is driven, and the input voltage Vin is boosted.

【００９２】しかし、降圧用スイッチ１０３がＯＮ動作
すると、通常は電流が逆流することになる。そこで、電
流が逆流しない状態を判断して同期制御を行わなければ
ならない。However, when the step-down switch 103 is turned on, the current normally flows backward. Therefore, it is necessary to determine the state in which the current does not flow backward and perform the synchronous control.

【００９３】ここで、同期制御を行った場合でも電流を
逆流させない状態について図２０および図２１を参照し
て説明する。Now, the state in which the current is not reversed even when the synchronous control is performed will be described with reference to FIGS. 20 and 21.

【００９４】図２０は、操舵補助力が小さい場合、すな
わちｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが小さい場合におけるイン
ダクタ１０１に流れる電流ＩＬの変化を示す。昇圧用ス
イッチ１０２のＯＮ動作（Ｔｓ＿ｏｎ）時、すなわちエ
ネルギーを蓄積している間は、インダクタ１０１に流れ
る電流が増加する。一方、昇圧用スイッチ１０２のＯＦ
Ｆ動作（Ｔｓ＿ｏｆｆ）時、すなわちエネルギーを放出
している間は、インダクタ１０１に流れる電流が減少す
る。そして、昇圧用スイッチ１０２のＯＮ・ＯＦＦ動作
は所定の周期（ＰＷＭ周期）で繰り返されている。この
場合に同期制御を行うと、昇圧用スイッチ１０２のＯＦ
Ｆ動作（Ｔｓ＿ｏｆｆ）時に降圧用スイッチ１０３がＯ
Ｎ動作するため、インダクタ１０１に電流が流れていな
い時間（Ｔｒ）には電流が逆流することになる。すなわ
ち、出力電圧Ｖｏが降下することになる。FIG. 20 shows a change in the current IL flowing through the inductor 101 when the steering assist force is small, that is, when the q-axis assist current Iqf is small. During the ON operation (Ts_on) of the boost switch 102, that is, while energy is being accumulated, the current flowing through the inductor 101 increases. On the other hand, the OF of the boost switch 102
During the F operation (Ts_off), that is, while releasing energy, the current flowing through the inductor 101 decreases. The ON / OFF operation of the boost switch 102 is repeated at a predetermined cycle (PWM cycle). If synchronous control is performed in this case, the OF
During the F operation (Ts_off), the step-down switch 103 is O
Since the N operation is performed, the current flows backward during the time (Tr) when the current does not flow in the inductor 101. That is, the output voltage Vo drops.

【００９５】このことから、電流を逆流させないで同期
制御を行うには、インダクタ１０１に電流が流れていな
い時間（Ｔｒ）を０にすればよいことが分かる。すなわ
ち、図２１に示すように、インダクタ１０１に常に電流
が流れている場合には、同期制御を行ったとしても逆流
することがない。なお、図２１は、ｑ軸アシスト電流Ｉ
ｑｆが大きくなった場合におけるインダクタ１０１に流
れる電流ＩＬの変化を示す。また、Ｔｄ＿ｏｎは降圧用
スイッチ１０３のＯＮ動作を、Ｔｄ＿ｏｆｆは降圧用ス
イッチ１０３のＯＦＦ動作を示す。From this, it is understood that the time (Tr) during which no current flows in the inductor 101 may be set to 0 in order to perform the synchronous control without causing the current to flow backward. That is, as shown in FIG. 21, when the current always flows through the inductor 101, the current does not flow backward even if the synchronous control is performed. 21 shows the q-axis assist current I.
The change in the current IL flowing through the inductor 101 when qf becomes large is shown. Further, Td_on represents an ON operation of the step-down switch 103, and Td_off represents an OFF operation of the step-down switch 103.

【００９６】そして、同期制御を行った場合には、昇降
圧回路１の発熱を抑制できるのであるが、その理由につ
いて説明する。When the synchronous control is performed, the heat generation of the step-up / down circuit 1 can be suppressed. The reason for this will be described.

【００９７】降圧用スイッチ１０３がＯＦＦ動作した場
合は、電流が逆流しないので、電流はインダクタ１０１
側からコンデンサ１０５側へ流れる。そして、降圧用ス
イッチ１０３がＯＮ動作した場合には、電流はダイオー
ド１０４を通らずに、降圧用スイッチ１０３を通ること
になる。ここで、ダイオード１０４の消費電力Ｐｄと降
圧用スイッチ１０３のＯＮ動作時の消費電力Ｐｍを数５
に示す。When the step-down switch 103 is turned off, the current does not flow backward, so that the current flows in the inductor 101.
Side to the condenser 105 side. Then, when the step-down switch 103 is turned on, the current passes through the step-down switch 103 without passing through the diode 104. Here, the power consumption Pd of the diode 104 and the power consumption Pm during the ON operation of the step-down switch 103 are given by
Shown in.

【００９８】[0098]

【数５】Ｐｄ＝（ダイオードの順方向電圧）＊（電流）Ｐｍ＝（電流）²＊（第２スイッチのＯＮ抵抗）一般に、ダイオード１０４の消費電力Ｐｄよりも降圧用
スイッチ１０３のＯＮ動作時の消費電力Ｐｍの方が小さ
い。従って、ダイオード１０４の発熱よりも降圧用スイ
ッチ１０３の発熱の方が小さいので、昇降圧回路１全体
として発熱を抑制することができる。## EQU00005 ## Pd = (diode forward voltage) * (current) Pm = (current) ² * (ON resistance of the second switch) Generally, when the step-down switch 103 is ON than the power consumption Pd of the diode 104. Power consumption Pm is smaller. Therefore, the heat generation of the step-down switch 103 is smaller than the heat generation of the diode 104, and the heat generation of the entire step-up / down circuit 1 can be suppressed.

【００９９】従って、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが所定値
より大きい場合には、同期制御を行うことにより、昇降
圧回路１の発熱を抑制できる。すなわち、電流がダイオ
ード１０４を通過しないで、ダイオード１０４より消費
電力の小さい降圧用スイッチ１０３を通過するので、ダ
イオード１０４の発熱を抑制できる。また、逆流しない
で確実に昇圧することできる。Therefore, when the q-axis assist current Iqf is larger than the predetermined value, the heat generation of the buck-boost circuit 1 can be suppressed by performing the synchronous control. That is, the current does not pass through the diode 104, but passes through the step-down switch 103 whose power consumption is smaller than that of the diode 104, so that the heat generation of the diode 104 can be suppressed. Further, it is possible to surely increase the pressure without backflow.

【０１００】図２２に、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが最大
時のインダクタ１０１に流れる電流ＩＬの変化を示す。
この状態においても、同期制御を行った場合に、逆流し
ないで昇降圧回路１の発熱を抑制することができること
は明らかである。FIG. 22 shows a change in the current IL flowing through the inductor 101 when the q-axis assist current Iqf is maximum.
Even in this state, when the synchronous control is performed, it is clear that the buck-boost circuit 1 can be prevented from generating heat without backflow.

【０１０１】また、本実施形態ではｑ軸アシスト電流Ｉ
ｑｆに基づき同期制御を行うこととしたが、入力電圧Ｖ
ｉｎに基づき行ってもよい。すなわち、入力電圧Ｖｉｎ
が所定電圧以上の場合に同期制御を行う。入力電圧Ｖｉ
ｎが大きい場合には昇圧の割合が小さいため逆流のおそ
れがある。そのため、逆流しない場合にのみ同期制御を
行い、確実に昇圧すると共に昇降圧回路１の発熱を抑制
することができる。In this embodiment, the q-axis assist current I
Although the synchronous control is performed based on qf, the input voltage V
You may perform based on in. That is, the input voltage Vin
Is greater than or equal to a predetermined voltage, synchronous control is performed. Input voltage Vi
When n is large, the rate of boosting is small, so there is a risk of backflow. Therefore, it is possible to perform the synchronous control only when the backflow does not occur, to reliably boost the voltage and to suppress the heat generation of the step-up / down circuit 1.

【０１０２】また、昇圧用スイッチ１０２のＯＮ・ＯＦ
Ｆ動作時間（ＰＷＭ周期）におけるＯＮ動作（Ｔｓ＿ｏ
ｎ）時間の割合が所定値より大きい場合に、同期制御を
行う。従って、上述の入力電圧Ｖｉｎやｑ軸アシスト電
流Ｉｑｆに基づく場合よりもより広範囲に同期制御を行
うことができるため、昇降圧回路１の発熱をさらに抑制
でできる。Further, ON / OFF of the boost switch 102
ON operation (Ts_o) during F operation time (PWM cycle)
n) When the time ratio is larger than a predetermined value, synchronous control is performed. Therefore, the synchronous control can be performed in a wider range than the case based on the input voltage Vin and the q-axis assist current Iqf described above, and thus the heat generation of the step-up / down circuit 1 can be further suppressed.

【０１０３】ここで、本実施形態のマイコン６の処理の
一例について図２３のフローチャートを用いて説明す
る。Here, an example of the processing of the microcomputer 6 of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

【０１０４】入力電圧検出回路４により検出された入力
電圧Ｖｉｎを読み込む（ステップＳ４１）。一方、操舵
トルク信号および車速信号に基づき電動機トルク指令値
Ｔｓを算出する（ステップＳ４２）。算出した電動機ト
ルク指令値Ｔｓに基づき昇圧用スイッチ１０２のデュー
ティー値を算出する（ステップＳ４３）。続いて、アシ
スト電流検出回路７の出力信号および電気角演算回路６
１２の電気信号に基づき二相変換部（ｄｑ変換部）６０
８により二相の電流に変換された電流の一方であるｑ軸
アシスト電流Ｉｑｆを算出する（ステップＳ４４）。The input voltage Vin detected by the input voltage detection circuit 4 is read (step S41). On the other hand, the electric motor torque command value Ts is calculated based on the steering torque signal and the vehicle speed signal (step S42). The duty value of the boost switch 102 is calculated based on the calculated electric motor torque command value Ts (step S43). Then, the output signal of the assist current detection circuit 7 and the electrical angle calculation circuit 6
Two-phase converter (dq converter) 60 based on 12 electrical signals
The q-axis assist current Iqf, which is one of the currents converted into the two-phase current by 8 is calculated (step S44).

【０１０５】続いて、入力電圧Ｖｉｎが１６Ｖ以下であ
るかを判定する（ステップＳ４５）。この条件を満たす
場合は、さらに、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが３５Ａ以上
であるかを判定する（ステップＳ４６）。この条件も満
たす場合には、同期制御を開始する条件が整ったと判断
し、同期制御を開始する（ステップＳ４８）。入力電圧
Ｖｉｎが１６Ｖ以下でない場合（ステップＳ４５：Ｎ）
およびｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが３５Ａ以上でない場合
（ステップＳ４６：Ｎ）には、算出された昇圧用スイッ
チ１０２のデューティー値が所定値より大きいかを判定
する（ステップＳ４７）。この所定値とは、入力電圧Ｖ
ｉｎやｑ軸アシスト電流Ｉｑｆに基づき設定されたデュ
ーティー値に相当するものである。この関係を図２４に
示す。例えば、入力電圧が８Ｖであって、ｑ軸アシスト
電流Ｉｑｆが２５Ａ以上の場合の所定値は６０となる。
その判定の結果、この条件を満たす場合（ステップＳ４
７：Ｙ）には、同期制御を開始する（ステップＳ４
８）。そうでない場合には、同期制御を停止して、処理
を終了する（ステップＳ４９）。Then, it is determined whether the input voltage Vin is 16 V or less (step S45). When this condition is satisfied, it is further determined whether the q-axis assist current Iqf is 35 A or more (step S46). If this condition is also satisfied, it is determined that the condition for starting the synchronous control is satisfied, and the synchronous control is started (step S48). When the input voltage Vin is not 16 V or less (step S45: N)
If the q-axis assist current Iqf is not equal to or higher than 35 A (step S46: N), it is determined whether the calculated duty value of the boost switch 102 is larger than a predetermined value (step S47). This predetermined value is the input voltage V
This corresponds to the duty value set based on the in and the q-axis assist current Iqf. This relationship is shown in FIG. For example, when the input voltage is 8 V and the q-axis assist current Iqf is 25 A or more, the predetermined value is 60.
As a result of the determination, if this condition is satisfied (step S4)
7: Y), synchronous control is started (step S4).
8). If not, the synchronous control is stopped and the process ends (step S49).

【０１０６】図２５は、入力電圧Ｖｉｎとｑ軸アシスト
電流ＩｑｆとステップＳ４７の比較対象である所定値
（デューティー値に相当）との関係を示す。実線は、同
期制御を行った場合にでも電流が逆流しない状態を示
す。領域ａは、入力電圧Ｖｉｎが１６Ｖ以下であって、
ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが３５Ａ以上の場合である。す
なわち、図２３のステップＳ４５およびＳ４６の条件を
満たす場合に相当する領域である。FIG. 25 shows the relationship between the input voltage Vin, the q-axis assist current Iqf, and the predetermined value (corresponding to the duty value) to be compared in step S47. The solid line shows the state where the current does not flow backward even when the synchronous control is performed. In the region a, the input voltage Vin is 16 V or less,
This is the case where the q-axis assist current Iqf is 35 A or more. That is, the area corresponds to the case where the conditions of steps S45 and S46 of FIG. 23 are satisfied.

【０１０７】なお、図２４に示すマップ表のマップ間の
補間やマップ数についてはより細分化することもでき
る。The interpolation between the maps in the map table shown in FIG. 24 and the number of maps can be subdivided.

【０１０８】[0108]

【発明の効果】本発明の電動パワーステアリング装置に
よれば、昇降圧回路に使用している素子が発熱するおそ
れのある状況を事前に判断して適切に昇圧することによ
り、常に適切な出力電圧を電動機へ供給することを可能
とし、さらには昇圧回路の小型化が可能な電動パワース
テアリング装置を提供することを目的とする。According to the electric power steering apparatus of the present invention, the output voltage can be always maintained at an appropriate level by appropriately judging the situation in which the element used in the step-up / down circuit may generate heat and boosting the voltage appropriately. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device capable of supplying the electric power to the electric motor and further downsizing the booster circuit.

[Brief description of drawings]

【図１】本発明の電動パワーステアリング装置の全体構
成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an electric power steering apparatus of the present invention.

【図２】マイコンによる電動機駆動回路への出力信号の
生成処理を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a process of generating an output signal to an electric motor drive circuit by a microcomputer.

【図３】本発明の昇降圧回路を示す電気回路図である。FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a step-up / down circuit of the present invention.

【図４】昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作時にインダ
クタに流れる電流の変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a change in a current flowing through an inductor during ON / OFF operation of a boost switch.

【図５】電動機トルク指令値に基づく目標昇圧電圧を示
す表である。FIG. 5 is a table showing target boosted voltages based on electric motor torque command values.

【図６】ｑ軸アシスト電流に基づく目標昇圧電圧を示す
表である。FIG. 6 is a table showing target boosted voltages based on q-axis assist current.

【図７】入力電圧と目標昇圧電圧に対する最大デューテ
ィー値を示す表である。FIG. 7 is a table showing maximum duty values with respect to an input voltage and a target boost voltage.

【図８】ｑ軸アシスト電流に基づく最大デューディー値
を示す表である。FIG. 8 is a table showing maximum duty values based on q-axis assist current.

【図９】昇圧デューディー値の設定による制御方法にお
けるマイコンの処理を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing processing of a microcomputer in a control method by setting a boosted duty value.

【図１０】インダクタの直流重畳特性を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a DC superimposition characteristic of an inductor.

【図１１】周波数の設定による制御方法における昇圧用
スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作時にインダクタに流れる電
流の変化を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a change in a current flowing through the inductor during ON / OFF operation of the boost switch in the control method by setting the frequency.

【図１２】電動機トルク指令値に基づく周波数を示す表
である。FIG. 12 is a table showing frequencies based on electric motor torque command values.

【図１３】ｑ軸アシスト電流に基づく周波数を示す表で
ある。FIG. 13 is a table showing frequencies based on q-axis assist current.

【図１４】インダクタの温度に基づく周波数を示す表で
ある。FIG. 14 is a table showing frequencies based on the temperature of the inductor.

【図１５】昇圧用スイッチの温度に基づく周波数を示す
表である。FIG. 15 is a table showing frequencies based on the temperature of the boost switch.

【図１６】降圧用スイッチの温度に基づく周波数を示す
表である。FIG. 16 is a table showing frequencies based on the temperature of the step-down switch.

【図１７】昇降圧回路を示す電気回路図である。FIG. 17 is an electric circuit diagram showing a step-up / down circuit.

【図１８】周波数の設定による制御方法におけるマイコ
ンの処理を示すフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart showing the processing of the microcomputer in the control method by setting the frequency.

【図１９】周波数の設定による制御方法における他のマ
イコンの処理を示すフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart showing the processing of another microcomputer in the control method by setting the frequency.

【図２０】昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作時にイン
ダクタに流れる電流の変化を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing changes in the current flowing through the inductor when the boost switch is turned ON / OFF.

【図２１】昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作時にイン
ダクタに流れる電流の変化を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing changes in the current flowing through the inductor when the boost switch is turned on and off.

【図２２】昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作時にイン
ダクタに流れる電流の変化を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing changes in the current flowing through the inductor when the boost switch is turned on and off.

【図２３】同期制御方法におけるマイコンの処理を示す
フローチャートである。FIG. 23 is a flowchart showing the processing of the microcomputer in the synchronous control method.

【図２４】入力電圧とｑ軸アシスト電流に基づく所定値
を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing a predetermined value based on an input voltage and a q-axis assist current.

【図２５】入力電圧とｑ軸アシスト電流と所定値との関
係を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a relationship among an input voltage, a q-axis assist current, and a predetermined value.

[Explanation of symbols]

１・・・昇降圧回路２・・・昇降圧駆動回路５・・・電動機駆動回路６・・・マイコン７・・・アシスト電流検出回路９・・・操舵トルク検出回路１２・・・バッテリ１３・・・充電発電機１４・・・三相ブラシレスモータ１６・・・ＥＣＵ１０１・・・インダクタ１０２・・・昇圧用スイッチ１０３・・・降圧用スイッチ１０４・・・ダイオード１０５・・・コンデンサ１０６、１０７、１０８・・・温度センサ 1 ・・・ Buck-boost circuit 2 ... Buck-boost drive circuit 5 ... Motor drive circuit 6 ... Microcomputer 7 Assist current detection circuit 9 Steering torque detection circuit 12 ... Battery 13 ・・・ Charging generator 14 ・・・ Three-phase brushless motor 16 ... ECU 101 ... Inductor 102 ... Step-up switch 103 ・・・ Step-down switch 104 ... Diode 105 ・・・ Capacitor 106, 107, 108 ... Temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６２Ｄ 137:00 Ｂ６２Ｄ 137:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC50 DA15 DA23 DA64 DA67 EC22 EC24 3D033 CA13 CA16 CA20 CA21 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) B62D 137: 00 B62D 137: 00 F term (reference) 3D032 CC50 DA15 DA23 DA64 DA67 EC22 EC24 3D033 CA13 CA16 CA20 CA21

Claims

[Claims]

1. A power assist motor for assisting a steering force, steering torque detecting means for detecting a steering torque applied to a steering shaft to generate a steering torque signal, and vehicle speed for detecting a vehicle speed to generate a vehicle speed signal. Detecting means, electric motor torque command value calculating means for calculating a command value of torque required by the power assist electric motor based on the steering torque signal and the vehicle speed signal, and an electric motor controlling the power assist electric motor based on the electric motor torque command value. In an electric power steering apparatus having a control means and an electric power supply source for supplying drive power to the power assist electric motor via the electric motor control means, the electric motor control means controls the input voltage input from the electric power supply source. A booster circuit that converts the boosted output voltage and applies it to the power-assisted motor, depending on the steering state Frequency signal setting means for setting a wavenumber signal, an electric power steering apparatus of the step-up circuit and having a boosting circuit control means for controlling on the basis of the frequency signal.

2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the frequency signal is set based on the electric motor torque command value.

3. The electric motor control means further includes an assist current detecting means for detecting an assist current supplied to the power assist electric motor and a q-axis assist current which is an equivalent current obtained by converting the assist current into two phases. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising: a q-axis assist current calculating unit that calculates the frequency signal, wherein the frequency signal is set based on the q-axis assist current.

4. The electric motor control means further includes inductor temperature monitoring means for monitoring the temperature of an inductor used in the booster circuit, and the frequency signal is set based on the temperature of the inductor. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein

5. The electric motor control means further comprises element temperature monitoring means for monitoring the temperature of an element used in the booster circuit, and the frequency signal is set based on the temperature of the element. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein

6. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the frequency signal setting means sets the frequency signal to a value other than an audible frequency.