JP5428634B2 - Control device for electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両の操舵系にモータによるアシスト力(操舵補助力)を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an electric power steering device that applies an assist force (steering assist force) by a motor to a steering system of a vehicle such as an automobile.
従来、この種の電動パワーステアリング装置の制御装置としては、車速センサを通じて検出される車速及びトルクセンサを通じて検出される操舵トルクに基づきモータを駆動制御するものがよく知られている。このモータの駆動力(回転力)が操舵補助力として歯車等からなる減速機構を介してステアリングシャフトあるいはラック軸に伝達される。これにより、ステアリング操作が補助される。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a control device for this type of electric power steering apparatus, one that drives and controls a motor based on a vehicle speed detected through a vehicle speed sensor and a steering torque detected through a torque sensor is well known. The driving force (rotational force) of this motor is transmitted as a steering assist force to the steering shaft or the rack shaft via a speed reduction mechanism including gears. This assists the steering operation.
モータは複数のスイッチング素子等からなるモータ駆動回路を通じてその駆動制御が行われるところ、何らかの原因により、例えばモータとモータ駆動回路のスイッチング素子との間に地絡等の故障が発生することが想定される。この場合には、モータ駆動回路の内部のインピーダンスが著しく低下した状態になるため、過電流がモータ駆動回路に発生し、当該回路を構成するスイッチング素子等が故障するおそれがある。このため、ソフトウェアあるいはハードロジックにより過電流を検出可能とし、過電流が検出された際には、モータ駆動回路等の保護動作としてスイッチング素子の駆動を停止したり、その駆動を制限したりするようにしたものが従来提案されている。 When the motor is driven and controlled through a motor drive circuit including a plurality of switching elements, it is assumed that a fault such as a ground fault occurs between the motor and the switching element of the motor drive circuit due to some cause. The In this case, since the internal impedance of the motor drive circuit is significantly reduced, an overcurrent is generated in the motor drive circuit, and there is a possibility that the switching elements and the like constituting the circuit will break down. For this reason, it is possible to detect overcurrent by software or hard logic, and when the overcurrent is detected, the drive of the switching element is stopped or the drive is limited as a protection operation of the motor drive circuit or the like. What has been proposed has been proposed.
例えば特許文献1の電動パワーステアリング装置の制御装置は、モータの端子間電圧及びバッテリ電圧に基づき地絡が発生しているおそれの有無を判定し、地絡が発生しているおそれがある旨判定された場合には、スイッチング素子の駆動を制限する。この後、当該制御装置は、先の地絡が発生しているおそれがある旨の判定の正誤を判定する。すなわち、モータの端子間電圧及びバッテリ電圧に基づき地絡が発生しているおそれの有無を再度判定し、ここで地絡が発生しているおそれはない旨判定される場合には、先の地絡が発生しているおそれがある旨の判定は誤りとしてスイッチング素子の駆動制限を解除する。これに対して、地絡が発生しているおそれがある旨判定される状態が所定時間にわたって継続する旨検出された場合には、地絡発生の蓋然性が高いとしてスイッチング素子の駆動を停止する。このようなスイッチング素子の駆動制限あるいは駆動停止を通じて、操舵フィーリング及びアシスト力の低下を抑制しつつスイッチング素子あるいはモータ駆動回路等が好適に保護される。
For example, the control device for the electric power steering apparatus disclosed in
ここで、特許文献1の制御装置において、地絡発生のおそれの有無は、正確には次の関係式で示される地絡検出条件の成立の有無に基づき判定される。
(Vm1+Vm2)−Vb<Vh
ただし、Vm1はモータの両端電圧のうち上流側(電源側)の電圧、Vm2は同じく下流側(グランド側)の電圧である。また、Vbはバッテリ電圧、Vhは地絡検出の有無を判定するべく設定される電圧判定閾値(検出スレッショルド電圧)である。
Here, in the control device of
(Vm1 + Vm2) −Vb <Vh
However, Vm1 is the voltage on the upstream side (power supply side) of the voltage across the motor, and Vm2 is the voltage on the downstream side (ground side). Vb is a battery voltage, and Vh is a voltage determination threshold (detection threshold voltage) set to determine whether or not a ground fault is detected.
当該制御装置は、前記関係式において、左辺の値((Vm1+Vm2)−Vb)が右辺の値(Vh)よりも小さい場合には地絡が発生しているおそれがあると判定し、同じく大きい場合には地絡が発生しているおそれはないと判定する。 When the value on the left side ((Vm1 + Vm2) −Vb) is smaller than the value on the right side (Vh) in the relational expression, the control device determines that there is a possibility that a ground fault has occurred. It is determined that there is no possibility that a ground fault has occurred.
ところが、こうした地絡発生の有無の判定方法を採用することにより、特許文献1の制御装置には、次のような問題があった。
すなわち、特許文献1の制御装置は、前述したように、地絡検出に対する信頼性を確保するために、前記関係式が成立する旨判定した場合には即時にスイッチング素子の駆動を停止するのではなく、まずスイッチング素子の駆動を制限する。そしてその後、前述の関係式が所定時間にわたって継続して成立する旨判定してはじめて地絡故障が発生しているとしてスイッチング素子の駆動を停止する。これに対して、スイッチング素子の駆動が制限されてから前記所定時間が経過するまでの間において、前記関係式が成立しない旨判定される場合には制御装置は先の地絡判定が誤っていたとして、スイッチング素子の駆動制限を解除する。
However, by adopting such a method for determining whether or not a ground fault has occurred, the control device of
That is, as described above, the control device of
このため、スイッチング素子の駆動が制限されてから前記所定時間が経過するまでの間において、何らかの原因で前記地絡検出条件から外れた場合には、制御装置は地絡事故が発生しているにもかかわらず正常である旨誤判定し、スイッチング素子の駆動制限を解除するおそれがある。そして地絡事故が本当に発生している場合には、モータ駆動回路に過電流が発生してそのスイッチング素子等が故障するおそれがある。 For this reason, when the drive of the switching element is limited until the predetermined time elapses, if the ground fault detection condition is deviated for some reason, the control device has a ground fault. Nevertheless, there is a risk of erroneously determining that it is normal and releasing the drive restriction of the switching element. If a ground fault accident has actually occurred, an overcurrent is generated in the motor drive circuit, and the switching element or the like may be damaged.
こうした誤判定の発生状況としては、例えばステアリングホイールがロックエンドまで回転操作された状態で、モータとモータ駆動回路のスイッチング素子との間に地絡等の故障が発生する場合が想定される。この場合、本来モータへ供給される電力(電流)がグランドへ供給される。すなわちモータへの給電経路が遮断されるため、当該モータの駆動を通じたステアリング操作の補助(アシスト)が行われなくなる。 As an occurrence state of such an erroneous determination, for example, a case where a fault such as a ground fault occurs between the motor and the switching element of the motor drive circuit in a state where the steering wheel is rotated to the lock end is assumed. In this case, power (current) originally supplied to the motor is supplied to the ground. That is, since the power supply path to the motor is interrupted, the steering operation is not assisted through driving the motor.
そして、ロックエンドに保持されていたステアリングホイールがその中立位置(直進位置)側へ逆回転された場合、当該操作に伴いモータに発生する逆起電圧が、モータの端子電圧として検出される。すなわち、制御装置は、ステアリングホイールの前述した逆回転に伴う操舵補助がなされている正常な状態であると誤判断する。モータの逆起電圧は、モータの回転数に比例するので、ステアリングホイールの操作速度によっては前述した電圧判定閾値(検出スレッショルド電圧Vh)よりも大きな値になるおそれがある。また、当該逆起電圧がモータの実際の端子電圧に加算されるかたちになることにより、前述した関係式が成立しなくなることも考えられる。 When the steering wheel held at the lock end is reversely rotated to the neutral position (straight forward position) side, a counter electromotive voltage generated in the motor in accordance with the operation is detected as a terminal voltage of the motor. In other words, the control device erroneously determines that the steering assist is in a normal state with the aforementioned reverse rotation of the steering wheel. Since the counter electromotive voltage of the motor is proportional to the number of rotations of the motor, there is a possibility that the value will be larger than the voltage determination threshold (detection threshold voltage Vh) described above depending on the operation speed of the steering wheel. It is also conceivable that the above-described relational expression is not established because the counter electromotive voltage is added to the actual terminal voltage of the motor.
このように、モータに発生する逆起電圧等に起因して、前述した地絡検出条件から外れる旨誤判定される状況が存在する。そして、地絡検出条件から外れた旨誤判定された場合であれ、スイッチング素子の駆動制限が即時に解除される。このため、スイッチング素子、ひいてはモータ駆動回路の保護が好適に行われない状況の発生が依然として懸念される。特許文献1の制御装置は、この点において未だ改善の余地を残すものであった。
As described above, there is a situation in which it is erroneously determined that the ground fault detection condition is not satisfied due to the counter electromotive voltage generated in the motor or the like. Even if it is erroneously determined that the ground fault detection condition is not satisfied, the drive restriction of the switching element is immediately released. For this reason, there is still concern about the occurrence of a situation in which the switching element and thus the motor drive circuit are not suitably protected. The control device of
なお、前述した逆起電圧に起因する地絡検出条件の誤判定の問題は、ステアリングホイールがロックエンドまで操作されている場合に限らず、例えば車両が縁石等へ乗り上げた場合、同じく段差等へ落ち込んだ場合、あるいは轍にタイヤがとられた場合等、ステアリングホイールの回転トルクに対してモータが逆回転する状況であれば同様に発生し得る。また地絡のみならず、モータ駆動回路の電源側及びグランド側のスイッチング素子(FET)等の短絡あるいは天絡等の故障が発生した場合も同様である。 In addition, the problem of the erroneous determination of the ground fault detection condition due to the back electromotive voltage described above is not limited to the case where the steering wheel is operated to the lock end. This can occur in the same way as long as the motor rotates in the reverse direction with respect to the rotational torque of the steering wheel, such as when the vehicle is depressed or a tire is taken on the heel. The same applies to not only a ground fault but also a failure such as a short circuit or a power fault in the switching elements (FETs) on the power supply side and ground side of the motor drive circuit.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、故障誤判定を抑制することにより当該故障検出に対する信頼性を高めつつ故障電流に対する保護機能の向上が図られる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the protection function against a fault current while improving the reliability of the fault detection by suppressing the fault erroneous determination. It is to provide a control device for a power steering device.
請求項1に記載の発明は、複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータの駆動を制御することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置において、電源電圧の理論値から推定される前記モータの推定端子電圧に基づき設定される故障検出条件が成立する旨判定される状態の継続をカウントする第1カウンタと、電源電圧の理論値に基づき設定される故障確定条件が成立する旨判定される状態の継続をカウントする第2カウンタと、電源電圧の理論値に基づき設定される制限解除条件が成立する旨判定される状態の継続をカウントする第3カウンタとを備え、前記第1カウンタの値に基づいて、前記故障検出条件が成立した状態が第1所定時間にわたって継続される旨判定される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を制限するとともに、前記故障検出条件が成立した状態が前記第1所定時間よりも長い第4所定時間にわたって継続される旨判定される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を停止し、前記停止された状態においては、前記故障確定条件が成立した状態が第2所定時間にわたって継続される旨判定される場合に、故障が発生している旨の判定を確定し、前記制限された状態においては、前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合であり、且つ前記第3カウンタの値に基づいて、前記制限解除条件が成立した状態が第3所定時間にわたって継続される旨判定される場合にのみ、前記スイッチング制御の実行の制限を解除することをその要旨とする。 According to the first aspect of the present invention, by controlling the drive of a motor that is operatively connected to a steering system of a vehicle through switching control of a plurality of switching elements, an electric motor that applies a steering assist force to assist the steering operation to the steering system. In a control device for a power steering apparatus, a first counter that counts a continuation of a state determined to satisfy a failure detection condition set based on an estimated terminal voltage of the motor estimated from a theoretical value of a power supply voltage ; A second counter that counts the continuation of the state determined to satisfy the failure determination condition set based on the theoretical value of the voltage, and a determination that the restriction cancellation condition set based on the theoretical value of the power supply voltage is satisfied state and a third counter for counting a continuation of the state, based on the value of the first counter, the fault detection condition is satisfied Together if it is determined that the substance is continued for a first predetermined time limit the execution of the switching control of the switching element, over a longer fourth predetermined time than the fault condition detection condition is satisfied the first predetermined time When it is determined that the switching element is to be continued, execution of switching control of the switching element is stopped, and in the stopped state, it is determined that the state in which the failure confirmation condition is satisfied is continued for a second predetermined time. In the restricted state, it is determined that the failure detection condition is not satisfied , and the value of the third counter is set to the value of the third counter. based on, only when the state where the restriction release condition is satisfied is determined that continues for a third predetermined time, the execution of the switching control To remove the restriction, and the gist thereof.
モータの端子電圧に基づき設定される故障検出条件の成立の有無に基づき故障検出を行う場合には、何らかの原因により発生するモータの逆起電圧が無視できない場合がある。すなわち、モータに発生する逆起電圧等に起因して、故障検出条件から外れる旨誤判定される状況が発生し得る。特に、故障検出条件が成立する旨判定される状態が一定時間にわたって検出される場合にはスイッチング制御の実行を制限するとともに、当該制限された状態で故障検出条件が非成立である旨判定される場合には、スイッチング制御の実行の制限を即時に解除するようにしたものにおいては、スイッチング素子等の保護が好適に行われないおそれがある。これは、故障検出条件から外れた旨誤判定された場合であれ、スイッチング制御の制限が即時に解除されることによる。すなわち、故障が本当に発生している場合には、スイッチング素子に故障電流が発生して当該スイッチング素子等が破壊されるおそれがある。 When the failure detection is performed based on whether or not the failure detection condition set based on the motor terminal voltage is satisfied, the back electromotive voltage of the motor generated for some reason cannot be ignored. That is, a situation in which it is erroneously determined that the failure detection condition is not satisfied may occur due to a back electromotive voltage generated in the motor or the like. In particular, when a state determined that the failure detection condition is satisfied is detected over a certain period of time, the execution of the switching control is limited, and it is determined that the failure detection condition is not satisfied in the limited state. In such a case, in the case where the restriction on the execution of the switching control is released immediately, the protection of the switching element or the like may not be suitably performed. This is because the restriction on the switching control is immediately released even if it is erroneously determined that the failure detection condition is not satisfied. That is, when a failure really occurs, a failure current may be generated in the switching element and the switching element or the like may be destroyed.
この点、本発明によれば、スイッチング制御の実行が制限された状態で故障検出条件が非成立である旨判定される場合には、モータの端子電圧に基づき設定される制限解除条件が成立する旨判定されるときにのみ、スイッチング制御の実行の制限が解除される。このため、当該スイッチング制御の実行が制限された状態で故障検出条件が非成立である旨判定される場合に、当該制限が即時に解除されることはない。したがって、故障誤判定が抑制されることにより、当該故障検出に対する信頼性を高めつつ故障電流に対する保護機能の向上が図られる。 In this regard, according to the present invention, when it is determined that the failure detection condition is not established in a state where the execution of the switching control is restricted, the restriction release condition set based on the motor terminal voltage is established. Only when the determination is made, the restriction on the execution of the switching control is released. For this reason, when it is determined that the failure detection condition is not satisfied in a state where the execution of the switching control is restricted, the restriction is not immediately released. Therefore, by suppressing failure erroneous determination, it is possible to improve the protection function against the failure current while improving the reliability of the failure detection.
請求項2に記載の発明は、複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータの駆動を制御することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置において、電源電圧の理論値から推定される前記モータの推定端子電圧に基づき設定される故障検出条件が成立する旨判定される状態が一定時間にわたって検出される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を制限するとともに、当該制限された状態で前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合には電源電圧の理論値に基づき設定される制限解除条件が成立する旨判定されるときにのみ、前記スイッチング制御の実行の制限を解除し、前記故障検出条件は、前記モータの実端子電圧が故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値以下であることを含み、当該電圧判定閾値は、電源電圧の理論値及び前記スイッチング素子のデューティ比に基づき推定されるその時々の前記モータの推定端子電圧に0より大きく且つ1以下の値である係数を乗じることにより一定の制御周期毎に算出される値であって、当該係数は、故障が発生した際を想定して設定される電源電圧の設定値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値に設定することをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, an electric motor that applies a steering assist force for assisting a steering operation to the steering system by controlling driving of a motor that is operatively connected to the steering system of the vehicle through switching control of a plurality of switching elements. In the control device of the power steering apparatus, when a state determined that a failure detection condition set based on the estimated terminal voltage of the motor estimated from the theoretical value of the power supply voltage is satisfied is detected over a certain period of time, In addition to restricting the execution of switching control of the switching element, if it is determined that the failure detection condition is not established in the restricted state, the restriction release condition set based on the theoretical value of the power supply voltage is satisfied only when it is fact determined to release the restriction of the execution of the switching control, the failure detection condition, the motor Wherein the actual terminal voltage of the motor is equal to or less than the reference serving as a reference voltage determination threshold of the presence or absence of failure, the voltage determination threshold, from time to time is estimated based on the theoretical value and the duty ratio of the switching element of the power supply voltage wherein a value calculated every predetermined control cycle by multiplying the estimated terminal is large and a value of 1 or less than 0 to the voltage coefficient of the motor, the coefficient is assumed to when a failure occurs the set value of the power supply voltage set as a boundary value, when the value of the actual power supply voltage is lower than the boundary value, and its gist that than when it is also the least boundary value is set to a large value To do.
本発明によれば、故障が発生した際に想定される電源電圧の値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値の係数が設定される。ここで、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、故障発生の蓋然性が高いといえる。そしてこの故障発生の蓋然性が高い状況において、係数の値が大きな値とされることにより、故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値の値も大きくなる。すなわち、故障検出領域が拡大されることになるので、故障を検出しやすい状態となる。このため、前述したモータの逆起電圧の発生に起因してモータの端子電圧が増大した場合であれ、故障検出条件からはずれにくくなる。したがって、故障誤判定が抑制される。故障検出に対する信頼性がいっそう高められる。 According to the present invention, when the value of the power supply voltage assumed when a failure occurs is used as a boundary value, and the actual power supply voltage value is less than the boundary value, the value is also greater than or equal to the boundary value. A larger coefficient is set. Here, when the actual power supply voltage value is less than the boundary value, it can be said that the probability of occurrence of a failure is high. In a situation where the probability of the occurrence of a failure is high, the value of the voltage determination threshold value that is a criterion for determining whether or not a failure has occurred is increased by increasing the coefficient value. That is, since the failure detection area is expanded, it becomes easy to detect a failure. For this reason, even when the terminal voltage of the motor increases due to the generation of the counter electromotive voltage of the motor described above, it is difficult to deviate from the failure detection condition. Therefore, faulty erroneous determination is suppressed. Reliability for failure detection is further enhanced.
請求項3に記載の発明は、複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータの駆動を制御することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置において、電源電圧の理論値から推定される前記モータの推定端子電圧に基づき設定される故障検出条件が成立する旨判定される状態が一定時間にわたって検出される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を制限するとともに、当該制限された状態で前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合には前記スイッチング制御の実行の制限を即時に解除するようにし、前記故障検出条件は、前記モータの実端子電圧が故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値以下であることを含み、当該電圧判定閾値は、電源電圧の理論値及び前記スイッチング素子のデューティ比に基づき推定されるその時々の前記モータの推定端子電圧に0より大きく且つ1以下の値である係数を乗じることにより一定の制御周期毎に算出される値であって、当該係数は、故障が発生した際を想定して設定される電源電圧の設定値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値に設定することをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, an electric motor for applying a steering assist force for assisting a steering operation to the steering system by controlling driving of a motor operatively connected to the steering system of the vehicle through switching control of a plurality of switching elements. In the control device of the power steering apparatus, when a state determined that a failure detection condition set based on the estimated terminal voltage of the motor estimated from the theoretical value of the power supply voltage is satisfied is detected over a certain period of time, Restricting the execution of the switching control of the switching element, and when it is determined that the failure detection condition is not satisfied in the restricted state, the restriction on the execution of the switching control is immediately released, failure detection conditions, the voltage determination threshold below which the actual terminal voltage of the motor becomes a criterion for the presence or absence of failure It includes that, the voltage determination threshold, the theoretical value and the coefficient is a given time of the large and a value of 1 or less than 0 to the estimated terminal voltage of the motor is estimated based on the duty ratio of the switching element of the power supply voltage a value is calculated for every predetermined control cycle by multiplying, the factor, the set value of the supply voltage fault is set assuming the time that occurred as a boundary value, the actual value of the supply voltage If it is less than the boundary value, the gist is to set it to a larger value than when it is equal to or more than the boundary value.
本発明によれば、スイッチング素子のスイッチング制御の実行が制限された状態で前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合に、当該スイッチング制御の実行の制限を即時に解除するようにした場合であれ、故障誤判定が抑制される。すなわち、故障が発生した際に想定される電源電圧の値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値の係数が設定される。ここで、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、故障発生の蓋然性が高いといえる。そしてこの故障発生の蓋然性が高い状況において、係数の値が大きな値とされることにより、故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値の値も大きくなる。すなわち、故障検出領域が拡大されることになるので、故障を検出しやすい状態となる。このため、前述したモータの逆起電圧の発生に起因してモータの端子電圧が増大した場合であれ、故障検出条件からはずれにくくなる。したがって、故障誤判定が抑制されることにより、当該故障検出に対する信頼性を高めつつ故障電流に対する保護機能の向上が図られる。 According to the present invention, when it is determined that the failure detection condition is not satisfied in a state where the execution of the switching control of the switching element is restricted, the restriction on the execution of the switching control is immediately released. Even if it is a case, faulty misjudgment is suppressed. That is, when the actual power supply voltage value is less than the boundary value with the value of the power supply voltage assumed when a failure occurs as a boundary value, the value is larger than that in the same case. A coefficient is set. Here, when the actual power supply voltage value is less than the boundary value, it can be said that the probability of occurrence of a failure is high. In a situation where the probability of the occurrence of a failure is high, the value of the voltage determination threshold value that is a criterion for determining whether or not a failure has occurred is increased by increasing the coefficient value. That is, since the failure detection area is expanded, it becomes easy to detect a failure. For this reason, even when the terminal voltage of the motor increases due to the generation of the counter electromotive voltage of the motor described above, it is difficult to deviate from the failure detection condition. Therefore, by suppressing failure erroneous determination, it is possible to improve the protection function against the failure current while improving the reliability of the failure detection.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記故障検出条件は、前記モータの端子と前記スイッチング素子との間の地絡故障を検出するべく設定されてなることをその要旨とする。このように、例えば地絡故障を検出してスイッチング素子を保護することもできる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for an electric power steering apparatus according to any one of the first to third aspects, the failure detection condition is a condition between the terminal of the motor and the switching element. Its gist is that it is set to detect a ground fault in the meantime. Thus, for example, a ground fault can be detected to protect the switching element.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記モータはブラシ付モータであることをその要旨とする。このように、ブラシ付モータを備えて構成される電動パワーステアリング装置の制御装置として構成することができる。 The gist of the fifth aspect of the present invention is the control device for an electric power steering apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the motor is a brush motor. Thus, it can comprise as a control apparatus of the electric power steering device comprised provided with the motor with a brush.
本発明によれば、地絡等の故障誤判定を抑制して当該故障検出に対する信頼性をよりいっそう高めることにより過電流保護機能の向上が図られる。 According to the present invention, it is possible to improve the overcurrent protection function by suppressing the erroneous determination of a fault such as a ground fault and further improving the reliability with respect to the detection of the fault.
以下、本発明をパワーアシストユニット及びその制御装置等がステアリングコラムに設けられる、いわゆるコラム型の電動パワーステアリング装置(EPS)に具体化した第1の実施形態を説明する。 Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in a so-called column-type electric power steering device (EPS) in which a power assist unit and its control device are provided in a steering column will be described.
<概略構成>
まず電動パワーステアリング装置の概略的な構成について説明する。図1に示すように、電動パワーステアリング装置1において、ステアリングホイール2と一体回転するステアリングシャフト3は、ステアリングホイール2側からコラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9及びピニオンシャフト10の順に連結されてなる。ピニオンシャフト10はこれに直交して設けられるラック軸5のラック部分5aに噛合されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ピニオンシャフト10及びラック部分5aからなるラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸5の両端に連結されたタイロッド11を介して図示しないナックルアームに伝達されることにより、転舵輪12の舵角が変更される。
<Outline configuration>
First, a schematic configuration of the electric power steering apparatus will be described. As shown in FIG. 1, in the electric
また、電動パワーステアリング装置1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置(パワーアシストユニット)13、及び操舵力補助装置13の作動を制御する電子制御装置(ECU)14を備えてなる。
In addition, the electric
操舵力補助装置13の駆動源であるモータ15は、歯車等からなる減速機構16を介してコラムシャフト8に作動連結されている。モータ15の回転力は減速機構16により減速されてこれがアシスト力として操舵系、正確にはコラムシャフト8に伝達される。電子制御装置14は、このアシスト力を次のようにして制御する。すなわち、電子制御装置14は、転舵輪12等に設けられる車速センサ17を通じて車速Vを取得する。また、電子制御装置14は、コラムシャフト8に設けられるトルクセンサ18及び舵角センサ19を通じて、ステアリングホイール2に印加される操舵トルクτ、及びステアリングホイール2の操舵角(回転角)θsを取得する。そして電子制御装置14は、これら車速V、操舵トルクτ、操舵角θsに基づき目標アシスト力を算出し、この算出される目標アシスト力を発生させるべくモータ15の給電制御を行う。このモータ15の給電制御を通じて操舵系に印加されるアシスト力が制御される。なお、本例では、モータ15として、ブラシ付モータが採用されている。ただし、ブラシレスモータを採用することも可能である。
A
<電気的な構成>
次に、電動パワーステアリング装置の電気的な構成について説明する。図2に示すように、電子制御装置14は、モータ制御信号を生成するマイクロコンピュータ20、及び当該モータ制御信号に基づきモータ15へ電力を供給するモータ駆動回路30を備えてなる。
<Electrical configuration>
Next, the electrical configuration of the electric power steering device will be described. As shown in FIG. 2, the
マイクロコンピュータ20は、CPU(Central Processing Unit)21、ROM(Read Only Memory)22、RAM(Random Access Memory)23を備えてなる。また、マイクロコンピュータ20は、第1のカウンタ24、第2のカウンタ25及び第3のカウンタ26を備えてなる。
The
ROM22には、CPU21が実行する各種の制御プログラム(アシスト制御プログラム及び地絡等の故障検出プログラムを含む)、各種のデータ、及び各種のアシストトルクマップ等が格納されている。このアシストトルクマップは操舵トルクτと当該操舵トルクτに対する最適な目標アシストトルクとの関係を定めたものであり、所定の車速域毎に作成されている。例えば低速域(0〜5Km/h)、中低速域(5〜20Km/h)、中高速域(20〜40Km/h)、高速域(40〜70Km/h以上)にそれぞれ対応したものが作成されている。アシストトルクマップは、車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められる。RAM23は、ROM22に書き込まれた各種の制御プログラムを展開してCPU21が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。
The
CPU21は、車速センサ17、トルクセンサ18、電源回路27、エンジン回転数センサ28及びモータ駆動回路30がそれぞれ図示しない入出力インターフェイスを介して接続されてなる。電源回路27は、電源ラインL1を介してバッテリBATのプラス端子に接続されるとともに、バッテリBATの電圧(例えば12V〜24V)を所定電圧(例えば5V)に変換してこれをマイクロコンピュータ20の各部に供給する。電源ラインL1上には、イグニッションスイッチIGが設けられている。イグニッションスイッチIGがオン(閉動作)されると電源ラインL1は導通状態となり、オフ(開動作)されると電源ラインL1は遮断状態となる。エンジン回転数センサ28は、エンジン(図示略)の回転数NEを検出する。
The
<モータ駆動回路>
モータ駆動回路30は、4個の電界効果トランジスタ(以下、「FET31〜34」という。)がモータ15に対してHブリッジ型に接続されてなる。具体的には、FET31,33の直列回路とFET32,34の直列回路とが並列に接続されている。両FET31,33間にはモータ15のプラス端子が電源ラインL2を介して接続されている。両FET32,34間にはモータ15のマイナス端子が電源ラインL3を介して接続されている。さらに、モータ15の両端子はそれぞれ図示しないモータ端子電圧検出回路を介してCPU21に接続されている。なお、各FET31〜34として、「200A(アンペア)−100ms」の耐電流性能を有するものが採用されている。すなわち、各FET31〜34のドレインに流れる電流とチャネル温度とが、FETを破壊しない程度に設定されている。また、各FET31〜34においては、それらにおける接合温度が素子を破壊しないように設定されている。
<Motor drive circuit>
The
電源ラインL3上にはモータリレー36が設けられている。モータリレー36は、図示しないリレー駆動回路を介してCPU21に接続されるとともに、CPU21からの開閉制御信号に基づいて開閉動作する。モータリレー36がオン(閉動作)すると電源ラインL3は導通状態となり、オフ(開動作)すると電源ラインL3は遮断状態となる。なお、各FET31〜34のゲートはそれぞれ図示しないPWM(パルス幅変調)駆動回路を介してCPU21に接続されている。各FET31〜34はそれぞれCPU21からPWM駆動回路を通じて供給されるモータ制御信号(PWM駆動信号)に基づきスイッチング動作する。
A
モータ駆動回路30の両端、具体的にはFET31,33の直列回路とFET32,34の直列回路との両端における接続部分は、それぞれ電源ラインL4,L5を介してバッテリBATのプラス端子及びマイナス端子(接地端子)に接続されている。電源ラインL4上には電源リレー37及びシャント抵抗38の直列回路が設けられている。当該シャント抵抗38の両端は図示しない過電流検出回路を介してCPU21に接続されている。電源リレー37は図示しないリレー駆動回路を介してCPU21に接続されるとともに、CPU21からの開閉制御信号に基づいて開閉動作する。電源リレー37がオン(閉動作)すると電源ラインL4は導通状態となり、オフ(開動作)すると電源ラインL4は遮断状態となる。電源ラインL5上にはシャント抵抗39が設けられるとともに、当該シャント抵抗39の両端は図示しないモータ制御電流検出回路を介してCPU21に接続されている。
The connecting portions at both ends of the
電源リレー37とシャント抵抗38との接続点は、電源ラインL6を介して、イグニッションスイッチIGと電源回路27との接続点に接続されている。このため、電源リレー37のオン状態においてはイグニッションスイッチIGのオンオフ状態に関わらず、マイクロコンピュータ20には電源ラインL6を介して動作電力が供給される。
A connection point between the
マイクロコンピュータ20(正確にはCPU21)は、FET31,34がオンのときはFET32,33がオフとなるように、逆にFET32,33がオンのときはFET31,34がオフとなるように、各FET31〜34をそれぞれオンオフ制御する。モータ駆動回路30において、FET31,34をオン、FET32,33をオフとすれば、モータ15のプラス端子はバッテリBATのプラス端子に接続され、モータ15のマイナス端子はバッテリBATのマイナス端子に接続されるので、モータ15は正方向に回転する。これに対して、FET31,34をオフ、FET32,33をオンとすれば、モータ15のプラス端子はバッテリBATのマイナス端子に接続され、モータ15のマイナス端子はバッテリBATのプラス端子に接続されるので、モータ15は逆方向に回転する。
The microcomputer 20 (precisely the CPU 21) is configured so that the
また、マイクロコンピュータ20(正確には、そのPWM駆動回路)は、トルクセンサ18により検出される操舵トルクτに応じたモータ電流を実現するデューティ比(各FET31〜34に対し通電すべき時間)のPWM駆動信号を生成し、これをモータ制御信号として各FET31〜34へ供給する。このモータ制御信号に基づく各FET31〜34のスイッチングを通じてモータ15が駆動することにより、操舵トルクτに応じたアシストトルクが発生する。
The microcomputer 20 (more precisely, its PWM drive circuit) has a duty ratio (time for energizing the FETs 31 to 34) to realize a motor current according to the steering torque τ detected by the
なお、イグニッションスイッチIGがオン操作されて、バッテリBATからの電力が電子制御装置14の各部へ供給されたとき、マイクロコンピュータ20は、アシスト起動条件の入力待機状態となる。すなわち、マイクロコンピュータ20は、エンジン回転数センサ28により検出されるエンジンの回転数NEが所定値(例えば470rpm)に達したとき、アシスト制御を起動する。マイクロコンピュータ20は、エンジンの回転数NEが所定値に達するまではアシスト起動条件の入力待機状態を維持する。
When the ignition switch IG is turned on and the electric power from the battery BAT is supplied to each part of the
なお、本例とは異なり、エンジン停止時にアシスト制御を実行する車両も存在するところ、このような車両に適用することも可能である。また、本例では、エンジンを駆動源とする車両への適用を想定しているものの、モータを駆動源とするEV(electric vehicle)若しくはEVモードを有する車両に適用することも可能である。そしてこれらの車両に適用する場合には、マイクロコンピュータ20は、エンジン回転数とは別の信号及び条件によってアシスト制御を起動する。ちなみに、EVモードとは、ガソリンを使用せず、バッテリによりモータのみを駆動させて走行する車両の走行モードをいう。
Unlike the present example, there are vehicles that execute assist control when the engine is stopped, and the present invention can also be applied to such vehicles. In this example, although application to a vehicle using an engine as a drive source is assumed, the present invention can also be applied to a vehicle having an EV (electric vehicle) or EV mode using a motor as a drive source. And when applying to these vehicles, the
さらに、電子制御装置14は、モータリレー36又は電源リレー37をオフすることにより過電流あるいは回生ロック等の発生を回避するフェールセーフ機能を備えている。回生ロックとは、各FET31〜34のうちいずれかのFETの短絡故障等によって、モータ15のコイルの両端子が相互に接続された状態となってモータ15に回生制動力が発生することにより、モータ15に作動連結されたステアリングホイール2が操舵困難になる現象をいう。
Further, the
例えば、前記モータ制御電流検出回路により検出される実際のモータ制御電流値が目標のモータ制御電流値よりも極端に増加し、各FET31〜34のうちいずれかのFETが短絡故障を起こしたと推定される場合、CPU21は電源リレー37をオフして電源ラインL4を瞬時に遮断する。これにより、モータ15の誤動作や損傷等が回避される(過電流保護機能)。モータ15とモータ駆動回路30の各FET31〜34との間に地絡故障が発生した場合も同様に前述の過電流保護機能が動作する。なお、この地絡故障の検出処理については、後に詳述する。
For example, it is presumed that the actual motor control current value detected by the motor control current detection circuit is extremely larger than the target motor control current value, and one of the
またこのとき、CPU21は電源リレー37をオフすると同時に、モータリレー36をオフして電源ラインL3を遮断する。これにより、モータ15の回生ロックが回避される。
At this time, the
<地絡故障の検出処理>
次に、モータ15とモータ駆動回路30の各FET31〜34との間に発生する地絡故障の検出処理について図4〜図8のフローチャートに従って説明する。これらフローチャートは、ROM22に格納された故障検出プログラムに基づき実行される。各フローチャートに示される処理は、イグニッションスイッチIGがオンされて動作電力が電子制御装置14の各部に供給されることを契機として、それぞれ並行して実行される。
<Ground fault detection process>
Next, detection processing for a ground fault occurring between the
また、本例では、図3に示されるように、モータ駆動回路30における上流側(電源PIG側)のモータ端子(プラス端子)に地絡故障が発生したものとする。この場合、同図に矢印で示されるように、電源PIGから供給される電流の経路は、「FET31→電源ラインL2→モータ15→電源ラインL3→グランド」という本来の電流経路ではなく、「FET31→電源ラインL2→地絡点P」という経路になる。
Further, in this example, as shown in FIG. 3, it is assumed that a ground fault has occurred in the motor terminal (plus terminal) on the upstream side (power supply PIG side) in the
さて、図4のフローチャートに示されるように、地絡検出処理の実行に際して、マイクロコンピュータ20は、まず検出スレッショルド電圧を算出する(ステップS101)。
検出スレッショルド電圧は、地絡故障等に起因してモータ駆動回路30等に発生する故障電流(ここでは、地絡電流)の有無を検出する際の基準となる値(電圧値)である。この検出スレッショルド電圧Vhは、次式により算出される。
Now, as shown in the flowchart of FIG. 4, when executing the ground fault detection process, the
The detected threshold voltage is a value (voltage value) serving as a reference when detecting the presence or absence of a fault current (here, ground fault current) generated in the
Vh=Vm×G
ただし、Vmは、モータ15のプラス端子電圧(推定値)及びマイナス端子電圧(推定値)の和の値(以下、「推定端子電圧和」という。)である。プラス端子電圧及びマイナス端子電圧の推定値は、電源電圧Vpig(理論値)に駆動側のFETのデューティ比(図3の例ではD2)を乗ずることにより得られる。Gは、検出スレッショルドゲイン(係数)である。検出スレッショルドゲインGは、1よりも小さな値に設定されるところ、本例では0.7に設定されている。
Vh = Vm × G
However, Vm is the sum of the plus terminal voltage (estimated value) and the minus terminal voltage (estimated value) of the motor 15 (hereinafter referred to as “estimated terminal voltage sum”). The estimated values of the positive terminal voltage and the negative terminal voltage are obtained by multiplying the power supply voltage Vpig (theoretical value) by the duty ratio of the driving FET (D2 in the example of FIG. 3). G is a detection threshold gain (coefficient). The detection threshold gain G is set to a value smaller than 1, but is set to 0.7 in this example.
なお、本例では、モータ15の推定端子電圧和Vmは、モータ15のプラス端子電圧Vm1の値とされる。これは、次の理由による。すなわち、地絡故障においては、モータ15の両端子のうち一方の電位が0mV近傍の値に低下するという故障モードの特性がある。このため、地絡故障の検出性を高めるために、あえて一方の電位を使用している。逆に、検出スレッショルド電圧Vhを本来のモータ15の両端子電圧の和(=Vm1+Vm2)に基づき算出するようにした場合には、地絡故障の検出に関して純粋な誤検出性が高まる。この観点からも、あえて一方の電位のみを使用している。
In this example, the estimated terminal voltage sum Vm of the
また、本例では、電源側のFET31のデューティ比をD2(%)とグランド側のFET34のデューティ比D1(%)との和の値に応じて、モータ15のプラス端子電圧Vm1、すなわち推定端子電圧和Vmの値を異ならせている。これはFET31,34のデューティ比D2,D1に応じて故障電流の有無を検出する際の基準となる好適な値が異なるからである。
In this example, the positive terminal voltage Vm1 of the
図9(a)に示されるように、「1.25<D1+D2」の関係が成立する場合、モータのプラス端子電圧Vm1及びマイナス端子電圧Vm2の値は次のようになる。なお、「1.25」は、「125%」を示す。 As shown in FIG. 9A, when the relationship of “1.25 <D1 + D2” is established, the values of the positive terminal voltage Vm1 and the negative terminal voltage Vm2 of the motor are as follows. “1.25” indicates “125%”.
・Vm1=Vpig
・Vm2=(1−D1)×Vpig
前述したように、本例ではプラス端子電圧Vm1を推定端子電圧和Vmとして使用するので、推定端子電圧和Vmは次のように表される。Vpigは、電源電圧(PIG電圧)である。
・ Vm1 = Vpig
・ Vm2 = (1-D1) × Vpig
As described above, since the plus terminal voltage Vm1 is used as the estimated terminal voltage sum Vm in this example, the estimated terminal voltage sum Vm is expressed as follows. Vpig is a power supply voltage (PIG voltage).
・Vm=Vpig
図9(b)に示されるように、「1≦D1+D2<1.25」の関係が成立する場合、モータのプラス端子電圧Vm1及びマイナス端子電圧Vm2の値は次のようになる。なお、「1」は、「100%」を示す。
・ Vm = Vpig
As shown in FIG. 9B, when the relationship of “1 ≦ D1 + D2 <1.25” is established, the values of the positive terminal voltage Vm1 and the negative terminal voltage Vm2 of the motor are as follows. Note that “1” indicates “100%”.
・Vm1=D2×Vpig
・Vm2=(1−D1)×Vpig
したがって、推定端子電圧和Vmは次のように表される。
・ Vm1 = D2 × Vpig
・ Vm2 = (1-D1) × Vpig
Therefore, the estimated terminal voltage sum Vm is expressed as follows.
・Vm=D2×Vpig
図9(c)に示されるように、「D1+D2<1」の関係が成立する場合、モータのプラス端子電圧Vm1及びマイナス端子電圧Vm2の値は次のようになる。なお、次の関係式において、「0.5」は係数であって、製品仕様等に応じて適宜変更される。
・ Vm = D2 × Vpig
As shown in FIG. 9C, when the relationship of “D1 + D2 <1” is established, the values of the positive terminal voltage Vm1 and the negative terminal voltage Vm2 of the motor are as follows. In the following relational expression, “0.5” is a coefficient, which is appropriately changed according to the product specifications and the like.
・Vm1=(1−D1+D2)×Vpig×0.5
・Vm2=(1−D1+D2)×Vpig×0.5
したがって、推定端子電圧和Vmは次のように表される。
・ Vm1 = (1−D1 + D2) × Vpig × 0.5
・ Vm2 = (1−D1 + D2) × Vpig × 0.5
Therefore, the estimated terminal voltage sum Vm is expressed as follows.
・Vm=(1−D1+D2)×Vpig×0.5
また、検出スレッショルド電圧Vhは、図10のグラフに示されるように、グランド側のFET34のデューティ比D1と電源側のFET31のデューティ比D2との和の値と、実際のプラス端子電圧Vm1及びマイナス端子電圧Vm2の和の値(以下、「実モータ端子電圧和Vadd」という。)との関数として表される。なお、当該グラフにおいて、横軸は「D1+D2」を、縦軸は実モータ端子電圧和Vaddである。また、当該グラフにおいて、上側の折れ線は「D1+D2」の値の変化に対する推定端子電圧和Vmの値の変化を示す。また、同じく下側の折れ線は、「D1+D2」の値の変化に対する検出スレッショルド電圧Vhの値の変化を示す。
・ Vm = (1−D1 + D2) × Vpig × 0.5
Further, as shown in the graph of FIG. 10, the detection threshold voltage Vh is the sum of the duty ratio D1 of the ground-
当該グラフに示されるように、「D1+D2<1」のとき、推定端子電圧和Vmの値は、「電源電圧Vpig×検出スレッショルドゲインG」の値以下をとる。また、「1≦D1+D2<1.25」のとき、推定端子電圧和Vmの値は、「電源電圧Vpig×検出スレッショルドゲインG」の値を超え、且つ電源電圧Vpig以下の値をとる。さらに、「1.25<D1+D2」のとき、推定端子電圧和Vmの値は、電源電圧Vpigの値と同じになる(一定)。 As shown in the graph, when “D1 + D2 <1”, the value of the estimated terminal voltage sum Vm is equal to or less than the value of “power supply voltage Vpig × detection threshold gain G”. When “1 ≦ D1 + D2 <1.25”, the value of the estimated terminal voltage sum Vm exceeds the value of “power supply voltage Vpig × detection threshold gain G” and takes a value equal to or lower than the power supply voltage Vpig. Further, when “1.25 <D1 + D2”, the value of the estimated terminal voltage sum Vm is the same as the value of the power supply voltage Vpig (constant).
検出スレッショルド電圧Vhは、前述した推定端子電圧和Vmよりも小さな値をとるとともに、当該推定端子電圧和Vmに沿うかたちで変化する。すなわち、当該グラフに示されるように、「D1+D2<1」のとき、検出スレッショルド電圧Vhの値は、「電源電圧Vpig×検出スレッショルドゲインG」の値よりも小さな値をとる。また、「1≦D1+D2<1.25」のときにも、検出スレッショルド電圧Vhの値は、「電源電圧Vpig×検出スレッショルドゲインG」の値よりも小さな値をとる。ただし、傾きは「D1+D2<1」の場合に比べて大きくなる。さらに、「1.25<D1+D2」のとき、検出スレッショルド電圧Vhの値は、「電源電圧Vpig×検出スレッショルドゲインG」の値と同じになる(一定)。 The detection threshold voltage Vh takes a value smaller than the estimated terminal voltage sum Vm described above, and changes along the estimated terminal voltage sum Vm. That is, as shown in the graph, when “D1 + D2 <1”, the value of the detection threshold voltage Vh is smaller than the value of “power supply voltage Vpig × detection threshold gain G”. Even when “1 ≦ D1 + D2 <1.25”, the value of the detection threshold voltage Vh is smaller than the value of “power supply voltage Vpig × detection threshold gain G”. However, the inclination is larger than in the case of “D1 + D2 <1”. Further, when “1.25 <D1 + D2”, the value of the detection threshold voltage Vh is the same as the value of “power supply voltage Vpig × detection threshold gain G” (constant).
そして当該グラフにおいて、下側の折れ線よりも下側の部分が、地絡検出領域とされている。すなわち、検出スレッショルド電圧Vhは、地絡故障の検出条件の一つであって、実モータ端子電圧和Vaddの値が、検出スレッショルド電圧Vhの値以下となる場合には、地絡故障が発生しているおそれがある旨判定される。 In the graph, a portion below the lower polygonal line is a ground fault detection region. That is, the detected threshold voltage Vh is one of the ground fault detection conditions, and when the value of the actual motor terminal voltage sum Vadd is less than or equal to the detected threshold voltage Vh, a ground fault occurs. It is determined that there is a possibility that
次に、先のステップS101の処理を通じて検出スレッショルド電圧Vhの算出を完了したマイクロコンピュータ20は、地絡検出条件の成立の有無を判断する(ステップS102)。マイクロコンピュータ20は、地絡検出条件が成立する旨判断した場合(ステップS102でYES)には、第1のカウンタ24を1だけカウントアップして(ステップS103)、処理を終了する。これに対し、マイクロコンピュータ20は、地絡検出条件が成立しない旨判断した場合(ステップS102でNO)には、第1のカウンタ24をクリア(リセット)して(ステップS104)、処理を終了する。
Next, the
この第1のカウンタ24の値は、地絡故障が発生しているおそれがあるかどうかの判断に使用される。すなわち、マイクロコンピュータ20は、所定の制御周期で図4のフローチャートで示される処理を繰り返す。そして先のステップS102における地絡検出条件が継続して成立する旨判断される場合には、当該処理が繰り返されるたびに第1のカウンタ24の値はインクリメントされる。このため、第1のカウンタ24の値が分かれば、マイクロコンピュータ20の制御周期(時間)に基づき、前述の地絡検出条件が最初に成立してからの経過時間を求めることが可能となる。地絡故障が発生しているおそれがあるとして設定される地絡検出条件がある程度の時間にわたって成立する旨判断される場合には、地絡故障が発生している蓋然性は高いといえる。
The value of the
ちなみに、本例では、前述した地絡検出条件として、以下に示す3つの条件が設定されている。これら条件がすべて成立する旨判定されてはじめて地絡故障が発生しているおそれがある旨判定される。 Incidentally, in this example, the following three conditions are set as the ground fault detection conditions described above. Only when it is determined that all these conditions are satisfied, it is determined that there is a possibility that a ground fault has occurred.
1.実モータ端子電圧和Vadd≦検出スレッショルド電圧Vh
2.D1+D2≧20%
3.モータ電流≦20A
なお、モータ電流は、モータ15に供給される電流であってその値は、モータ駆動回路30とグランドとの間に設けられたシャント抵抗39の両端間の電圧に基づき算出される。
1. Actual motor terminal voltage sum Vadd ≦ detection threshold voltage Vh
2. D1 + D2 ≧ 20%
3. Motor current ≤ 20A
The motor current is a current supplied to the
<故障判定>
次に、マイクロコンピュータ20は、地絡故障が発生していることについての確からしさを判定し、その判定結果に応じた保護機能を実行する。
<Failure judgment>
Next, the
すなわち、図5のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ20は、第1のカウンタ24の値及び第3のカウンタ26の値を読み込む(ステップS201)。なお、第3のカウンタ26の値の読み込み処理は、後述するステップS209における第3のカウンタ26の値の判断が行われる前であれば、その実行タイミングを適宜変更してもよい。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 5, the
次に、マイクロコンピュータ20は、第1のカウンタ24の値(正確には、当該値に基づき算出される時間)が、例えば1.6ms以上であるかどうかを判断する(ステップS202)。
Next, the
マイクロコンピュータ20は、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が、1.6ms以上である旨判断した場合には(ステップS202でYES)、地絡故障検出中である旨示すフラグをRAM23の所定領域にセットする(ステップS203)。
When the
次に、マイクロコンピュータ20は、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が、例えば10ms以上であるかどうかを検出する(ステップS204)。
マイクロコンピュータ20は、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が、例えば10ms以上である旨判断した場合には(ステップS204でYES)、地絡故障が発生している蓋然性が高いとして、各FET31〜34の駆動、すなわちモータ駆動回路30のPWM駆動を停止して(ステップS205)、処理を終了する。具体的には、各FET31〜34のデューティ比を0%とする。先の図3に示される例では、電源側のFET31及びグランド側のFET34のデューティ比をそれぞれ0%にする。
Next, the
If the
これに対し、マイクロコンピュータ20は、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が、例えば10ms未満である旨判断した場合には(ステップS204でNO)、各FET31〜34の駆動、すなわちモータ駆動回路30のPWM駆動を制限して(ステップS206)、処理を終了する。具体的には、各FET31〜34のデューティ比を制限する。先の図3に示される例では、電源側のFET31及びグランド側のFET34のデューティ比をそれぞれ30%に制限する。
On the other hand, when the
なお、先のステップS202の判断において、マイクロコンピュータ20は、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が、1.6ms以上ではない旨判断した場合には(ステップS202でNO)、地絡故障の検出判定に誤りのおそれがあるとして、PWM駆動制限の解除処理を実行する。なお、このPWM駆動制限の解除処理については、後に詳述する。
When the
<地絡確定処理>
また、マイクロコンピュータ20は、地絡故障が発生している旨の判定の正誤を再度確認した上で、地絡故障が発生している旨の判定を確定する地絡確定処理を所定の制御周期で実行する。
<Ground fault confirmation process>
In addition, the
<正誤判定処理>
すなわち、図6のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ20は、地絡故障が発生している旨の判定の正誤を再度確認するに際して、第1のカウンタ24の値に基づき、PWM駆動の停止の有無を判断する(ステップS301)。具体的には、先の図5のフローチャートのステップS204と同様の判断を行い、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が例えば10ms以上である旨判断される場合には、PWM駆動が停止されていると判断する。そしてマイクロコンピュータ20は、PWM駆動が停止されている旨判断される場合には(ステップS301でYES)、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値以下であるかどうかを判断する(ステップS302)。すなわち、当該ステップにおいて、マイクロコンピュータ20は、次の関係式の成立の有無の判断を通じて地絡故障の発生の有無を再度確認する。
<Correctness determination process>
That is, as shown in the flowchart of FIG. 6, the
・Vadd=Vm1+Vm2≦0.7×電源電圧Vpig
ただし、右辺の「0.7」は、地絡故障の発生の有無に対する誤判定を回避するために設定される値(係数)であって、「1」より小さな値とされる。
・ Vadd = Vm1 + Vm2 ≦ 0.7 × power supply voltage Vpig
However, “0.7” on the right side is a value (coefficient) set in order to avoid an erroneous determination regarding the presence or absence of the occurrence of a ground fault, and is a value smaller than “1”.
マイクロコンピュータ20は、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値以下である旨判断される場合には(ステップS302でYES)、第2のカウンタ25をインクリメントして(ステップS303)、処理を終了する。これに対して、マイクロコンピュータ20は、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値以下ではない旨判断される場合には(ステップS302でNO)、第2のカウンタ25の値をクリアして(ステップS304)、処理を終了する。
If the
第2のカウンタ25の値は、地絡故障が発生している旨確定するために使用される。すなわち、マイクロコンピュータ20は、所定の制御周期で図6のフローチャートで示される処理を繰り返す。そして先のステップS302における判断において、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値以下である旨継続して判断される場合には、当該処理が繰り返されるたびに第2のカウンタ25の値はインクリメントされる。このため、第2のカウンタ25の値が分かれば、マイクロコンピュータ20の制御周期(時間)に基づき、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値以下である旨最初に判断されてからの経過時間を求めることが可能となる。地絡故障が発生していない場合には、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値以下になることはない。このため、例えば実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値以下となる状態がある程度の時間継続すれば、地絡故障が発生しているといえる。
The value of the
<確定処理>
そして次に、図7のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ20は、地絡故障が発生している旨の判定を確定するに際して、まず第2のカウンタ25の値を読み込む(ステップS401)。
<Confirmation processing>
Then, as shown in the flowchart of FIG. 7, the
マイクロコンピュータ20は、第2のカウンタ25の値に基づき算出される時間が、例えば500ms以上ではない旨判断される場合には(ステップS402でNO)、地絡故障が発生している旨判定を確定することなく、処理を終了する。
If it is determined that the time calculated based on the value of the
これに対して、マイクロコンピュータ20は、第2のカウンタ25の値に基づき算出される時間が、例えば500ms以上である旨判断される場合には(ステップS402でYES)、地絡故障が発生している旨判定を確定して(ステップS403)、処理を終了する。
On the other hand, if the
なお、マイクロコンピュータ20は、地絡故障の発生している旨の判定を確定した場合には、モータ駆動回路30等の保護機能として、先の図2に示されるモータリレー36及び電源リレー37をそれぞれオフ(開動作)する。これにより、モータ15の誤動作及び損傷等が回避される。モータ15の回生ロック等も回避される。さらに、地絡故障が発生した旨を車室内に設けられる図示しないランプあるいはブザー等の作動を通じて報知することも可能である。
When the
<PWM駆動制限の解除処理>
次に、先の図5のフローチャートにおけるステップS202の判断において、マイクロコンピュータ20が、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が、1.6ms以上ではない旨判断した場合(ステップS202でNO)に実行されるPWM駆動制限の解除処理について説明する。
<PWM drive restriction release processing>
Next, in the determination of step S202 in the flowchart of FIG. 5, when the
さて、図8のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ20はまず、RAM23の所定領域に、地絡故障検出中である旨示すフラグがセットされた状態(オン状態)かどうかを判断する(ステップS501)。
As shown in the flowchart of FIG. 8, the
マイクロコンピュータ20は、地絡故障検出中である旨示すフラグがセットされた状態(オン状態)である旨判断される場合(ステップS501でYES)には、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値よりも大きな値であるかどうかを判断する(ステップS502)。すなわち、当該ステップにおいて、マイクロコンピュータ20は、次の関係式の成立の有無の判断を通じて地絡故障が発生していない旨再度確認する。
When the
・Vadd=Vm1+Vm2>0.7×電源電圧Vpig
ただし、右辺の「0.7」は、地絡故障の発生の有無に対する誤判定を回避するために設定される値(係数)であって、「1」より小さな値とされる。
・ Vadd = Vm1 + Vm2> 0.7 × power supply voltage Vpig
However, “0.7” on the right side is a value (coefficient) set in order to avoid an erroneous determination regarding the presence or absence of the occurrence of a ground fault, and is a value smaller than “1”.
マイクロコンピュータ20は、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値よりも大きな値である旨判断される場合には(ステップS502でYES)、地絡故障が発生していないとして、第3のカウンタ26をインクリメントして(ステップS503)、処理を終了する。これは、例えばモータ15のプラス端子側で地絡故障(本例では、短絡部の抵抗値は、0mΩとする。)が発生している場合、実モータ端子電圧和Vadd(=Vm1+Vm2)の値は、グランド電圧値に相当する値、例えば「0.1×Vpig」の値以下になる。すなわち、地絡故障が発生している場合には、実モータ端子電圧和Vaddが「0.7×電源電圧Vpig」の値よりも大きな値になることはないからである。
If the
これに対して、マイクロコンピュータ20は、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値よりも大きな値ではない旨判断される場合には(ステップS502でNO)、第3のカウンタ26の値をクリアして(ステップS504)、処理を終了する。
On the other hand, when the
第3のカウンタ26の値は、先の図5のフローチャートにおけるステップS202の判断において、地絡故障の検出判定に誤りのおそれがあると判断された場合(ステップS202でNO)に、当該判定が正しいかどうかを判定するために使用される。すなわち、マイクロコンピュータ20は、所定の制御周期で図8のフローチャートで示される処理を繰り返す。そして先のステップS502における判断において、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値よりも大きな値である旨継続して判断される場合には、当該処理が繰り返されるたびに第3のカウンタ26の値はインクリメントされる。このため、第3のカウンタ26の値が分かれば、マイクロコンピュータ20の制御周期(時間)に基づき、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値よりも大きな値である旨最初に判断されてからの経過時間を求めることが可能となる。地絡故障が発生している場合には、実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値よりも大きな値になることはない。このため、例えば実モータ端子電圧和Vaddの値が「0.7×電源電圧Vpig」の値よりも大きな値となる状態がある程度の時間継続すれば、地絡故障は発生していないといえる。
The value of the
そして前述したように、マイクロコンピュータ20は、先の図5のフローチャートにおけるステップS202において、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が、1.6ms以上ではない旨判断した場合には(ステップS202でNO)、PWM駆動制限の解除処理を実行する。
As described above, when the
すなわち、図5のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ20は、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が、1.6ms以上ではない旨判断した場合には(ステップS202でNO)、RAM23の所定領域に、地絡故障検出中である旨示すフラグがセットされた状態(オン状態)かどうかを判断する(ステップS207)。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 5, when the
マイクロコンピュータ20は、地絡故障検出中である旨示すフラグがセットされていない状態(オフ状態)である旨判断した場合(ステップS207でNO)には、PWM駆動制限を解除して(ステップS208)、処理を終了する。
When the
これに対して、マイクロコンピュータ20は、地絡故障検出中である旨示すフラグがセットされている状態(オン状態)である旨判断した場合(ステップS207でYES)には、第3のカウンタ26の値が、例えば100ms以上であるかどうかを判断する(ステップS209)。
On the other hand, when the
マイクロコンピュータ20は、第3のカウンタ26の値に基づき算出される時間が、例えば100ms以上ではない旨判断される場合には(ステップS209でNO)、先のステップS204へ処理を移行する。これに対して、マイクロコンピュータ20は、第3のカウンタ26の値が、例えば100ms以上である旨判断される場合には(ステップS209でYES)、地絡故障検出中である旨示すフラグをオフ状態とする(ステップS210)。そしてこの後、マイクロコンピュータ20は、PWM駆動制限を解除して(ステップS208)、処理を終了する。
If it is determined that the time calculated based on the value of the
なお、先のステップS209において、地絡故障が発生していない旨再判定する際の基準となる第3のカウンタ26の値に基づき算出される時間(100ms)は、各FET31〜34の耐電流性能(200A−100ms)に基づき設定される。これにより、各FET31〜34を確実に保護可能となる。
In the previous step S209, the time (100 ms) calculated based on the value of the
ここで、先の図5のフローチャートにおけるステップS202の判断において、マイクロコンピュータ20が、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が、1.6ms以上ではない旨判断した場合(ステップS202でNO)に、即時にPWM駆動制限を解除することも考えられる。しかし、この場合には、背景技術の欄にも記載したように、モータ15に発生する逆起電圧等に起因して、地絡事故が発生しているにもかかわらず、前述した地絡検出条件から外れる、正確には先の「1.実モータ端子電圧和Vadd≦検出スレッショルド電圧Vh」の関係式が成立しない旨誤判定される状況が存在する。先の図3に示される場合には、プラス端子電圧Vm1の値が増大することにより当該状況が発生し得る。そしてこれも前述したように、地絡検出条件から外れた旨誤判定された場合であれ、各FET31〜34の駆動制限(PWM制限)が即時に解除されるため、各FET31〜34、ひいてはモータ駆動回路30の保護が好適に行われない状況の発生が懸念される。
Here, in the determination of step S202 in the flowchart of FIG. 5, when the
この点、本例によれば、地絡検出条件から外れた場合(ステップS202でNO)に、即時にPWM駆動制限を解除するのではなく、再度の地絡判定処理を実行することにより、モータ15に発生する逆起電圧等に起因する誤判定が抑制される。すなわち、このような誤判定が発生する状況としては、前述したように、例えばロックエンドに保持されていたステアリングホイールがその中立位置(直進位置)側へ逆回転された場合が想定されるところ、当該ステアリング操作に伴いモータ15に逆起電圧が発生する時間はわずかであると考えられる。このため、地絡故障が発生していれば、モータ15の端子電圧は再びグランド電位まで低下する。したがって、地絡故障の判定期間中に、正常な端子電圧がある程度の時間にわたって検出されたときに、はじめて地絡故障は発生していないとして、PWM駆動制限を解除することにより、前述した逆起電圧の発生等に起因して正常と誤認識することを抑制することができる。
In this regard, according to this example, when the ground fault detection condition is not satisfied (NO in step S202), the motor is not immediately released from the PWM drive restriction, but by executing the ground fault determination process again, Incorrect determination due to a counter electromotive voltage generated in the
<実施の形態の効果>
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)PWM駆動制限を、正常と誤認識した瞬間に解除するのではなく、PWM駆動制限の解除条件(第3のカウンタ26の値に基づき算出される時間)を別途設け、正常と誤検出した場合に即時にPWM駆動制限を解除しないようにした。すなわち、ステアリングホイール2の逆回転による逆起電圧の発生は、長くは継続しないと想定される。すなわち実モータ端子電圧和Vaddの値が瞬間的に正常値になったとしても、本当に故障していれば、グランド電位まで再び低下する。これを見てPWM駆動制限を本当に解除するかどうかを判定することにより、逆起電圧に起因するPWM駆動制限の解除条件が成立する旨誤判定を抑制することができる。
<Effect of Embodiment>
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The PWM drive restriction is not canceled at the moment when it is erroneously recognized as normal, but a PWM drive restriction release condition (a time calculated based on the value of the third counter 26) is separately provided, so that it is erroneously detected as normal. In such a case, the PWM drive restriction is not immediately released. That is, it is assumed that the generation of the counter electromotive voltage due to the reverse rotation of the
(2)先のステップS209(図5参照)において、地絡故障が発生していない旨再判定する際の基準となる第3のカウンタ26の値に基づき算出される時間(100ms)は、各FET31〜34の耐電流性能に基づき設定するようにした。本例では、各FET31〜34の耐電流性能が200A−100msであるので、地絡故障が発生していない旨再判定する際の基準となる第3のカウンタ26の値に基づき算出される時間を100ms以上とした。これにより、各FET31〜34を確実に保護可能となる。
<第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。本例は、基本的には先の図1及び図2に示される構成と同様の構成を備えてなる。また、地絡検出処理の内容についても、基本的には先の図4〜図8のフローチャートに示される処理手順と同様である。
(2) In the previous step S209 (see FIG. 5), the time (100 ms) calculated based on the value of the
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This example basically has the same configuration as that shown in FIGS. Also, the contents of the ground fault detection process are basically the same as the processing procedure shown in the flowcharts of FIGS.
本例は、図11のフローチャートに示されるように、検出スレッショルド電圧Vhの算出処理(ステップS101)に先立ち、検出スレッショルドゲインGの設定処理(ステップS100)を実行する点で、前記第1の実施の形態と異なる。 In the present example, as shown in the flowchart of FIG. 11, the first embodiment is performed in that the detection threshold gain G setting process (step S100) is executed prior to the calculation process of the detection threshold voltage Vh (step S101). The form is different.
すなわち、ステップS100において、マイクロコンピュータ20は、図12(a)に示されるマップに基づき、電源電圧Vpigの値に応じて検出スレッショルドゲインGの値を設定する。具体的には、図12(b)の表に示されるように、マイクロコンピュータ20は、電源電圧Vpigの値が8V未満である場合には、検出スレッショルドゲインGの値を1.0とし、電源電圧Vpigの値が8V以上である場合には、検出スレッショルドゲインGの値を0.7とする。ちなみに、前記第1の実施の形態においては、検出スレッショルドゲインGの値は一律に0.7とされていた。なお、図12(a)に示されるマップは、ROM22(図2参照)に格納される。
That is, in step S100, the
この構成によれば、電源電圧Vpigの値が小さい領域(本例では、8V未満)における地絡検出領域が拡大される。換言すれば、地絡等の故障が発生した際に想定される電源電圧の値を境界値(本例では8V)として、実際の電源電圧Vpigの値が境界値未満である場合には、同じく境界値以上である場合よりも大きな値に、検出スレッショルドゲインGの値が設定される。すなわち、電源電圧Vpigの値が8V未満の領域においては、検出スレッショルドゲインGの値が大きくされる分、ステップS101で算出される検出スレッショルド電圧Vhの値が大きくなる。換言すれば、先の図3に示される下側の折れ線を上側へシフトする。このため、地絡故障をいっそう検出しやすい状態とすることができる。このため、前述した逆起電力の発生に起因して例えばプラス端子電圧Vm1の値が増大した場合であれ、地絡検出条件からはずれにくくなる。したがって、モータ15に発生する逆起電圧等に起因して、地絡事故が発生しているにもかかわらず、地絡検出条件から外れた旨誤判定することが抑制される。また、故障の検出精度が高められる。故障の早期検出も可能になる。
According to this configuration, the ground fault detection region in the region where the value of the power supply voltage Vpig is small (in this example, less than 8 V) is expanded. In other words, when the value of the power supply voltage assumed when a fault such as a ground fault occurs is assumed to be a boundary value (8 V in this example), The value of the detection threshold gain G is set to a larger value than the case where it is equal to or greater than the boundary value. That is, in the region where the value of the power supply voltage Vpig is less than 8V, the value of the detection threshold voltage Vh calculated in step S101 increases as the value of the detection threshold gain G increases. In other words, the lower broken line shown in FIG. 3 is shifted upward. For this reason, it can be set as the state which can detect a ground fault more easily. For this reason, even if the value of the positive terminal voltage Vm1 increases due to the generation of the counter electromotive force described above, it is difficult to deviate from the ground fault detection condition. Therefore, it is possible to suppress erroneous determination that the ground fault detection condition is not satisfied despite the occurrence of the ground fault due to the back electromotive voltage generated in the
なお、図12(b)に示される検出スレッショルドゲインGの値は適宜変更して設定してもよい。本例では、地絡故障が発生した場合には、電源電圧Vpigの値が例えば8V以下の値に低下することに基づき、電源電圧Vpigの値が8Vになったときを境として、検出スレッショルドゲインGの値を増大させている。 Note that the value of the detection threshold gain G shown in FIG. 12B may be changed and set as appropriate. In this example, when a ground fault occurs, the detection threshold gain is obtained when the value of the power supply voltage Vpig becomes 8 V based on the value of the power supply voltage Vpig being reduced to, for example, 8 V or less. The value of G is increased.
<他の実施の形態>
なお、前記両実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・本例では、地絡故障が発生した場合について説明したが、例えば天絡故障(FETと電源との間の短絡)等の検出に適用することも可能である。また、グランド側且つ非駆動側のFETの短絡故障の検出に適用することも可能である。故障判定条件等については、製品仕様等(マイクロコンピュータの内部抵抗、スイッチング素子性能、バッテリと電子制御装置との間のハーネス抵抗、モータと電子制御装置との間のハーネス抵抗等)に応じて適宜設定する。
<Other embodiments>
Note that both the above embodiments may be modified as follows.
In this example, the case where a ground fault has occurred has been described. However, for example, the present invention can also be applied to detection of a power fault (short circuit between the FET and the power supply). Further, the present invention can be applied to detection of a short-circuit fault in the ground side and non-drive side FETs. About failure judgment conditions, etc., as appropriate according to product specifications (microcomputer internal resistance, switching element performance, harness resistance between battery and electronic control device, harness resistance between motor and electronic control device, etc.) Set.
・前記第2の実施の形態では、前記第1の実施の形態を前提として構成したが、次のようにしてもよい。すなわち、先の図5のフローチャートにおけるステップS202の判断において、マイクロコンピュータ20は、第1のカウンタ24の値に基づき算出される時間が、1.6ms以上ではない旨判断した場合には(ステップS202でYES)、即時にPWM駆動制限を解除する(ステップS208)。この場合、図5のフローチャートにおけるステップS203、ステップS207、ステップS209、ステップS210の各処理、並びに図8のフローチャートに係る全ての処理を省略することができる。このため、マイクロコンピュータ20による故障検出処理に係る処理負担が軽減される。なお、このようにした場合であれ、図12(a)に示されるマップに基づき、電源電圧Vpigの値に応じて検出スレッショルドゲインGの値が設定されるので、前述した逆起電力の発生に起因して例えばプラス端子電圧Vm1の値が増大した場合であれ、地絡検出条件からはずれにくくなるという効果を得ることができる。したがって、モータ15に発生する逆起電圧等に起因して、地絡事故が発生しているにもかかわらず、地絡検出条件から外れた旨誤判定することが抑制される。
-In the said 2nd Embodiment, although it comprised on the premise of the said 1st Embodiment, you may make it as follows. That is, in the determination of step S202 in the flowchart of FIG. 5, when the
・本例では、第1〜第3のカウンタ24〜26のカウントアップ時の増分を「1」としたが、この増分は「1」以外の値でもよい。例えば第1〜第3のカウンタ24〜26の増分を、「2」あるいは「3」等の値に設定してもよい。また、第1〜第3のカウンタ24〜26のクリアについては、他のカウンタの状態によって、クリアまたは「1」あるいは「1」以外の値にカウントダウンするようにしてもよい。
In this example, the increment when the first to
<他の技術的思想>
次に、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・請求項1又は請求項3に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記制限解除条件は、前記モータの端子電圧が故障発生時には取り得ない電圧値となる状態が一定時間にわたって継続して検出されることを含んで設定されてなる電動パワーステアリング装置の制御装置。この構成によれば、故障検出条件から外れた旨の誤判定を好適に抑制することができる。
<Other technical ideas>
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment will be added below.
The control device for an electric power steering apparatus according to
1…電動パワーステアリング装置、15…モータ、31,32,33,34…FET(スイッチング素子)、20…マイクロコンピュータ(制御装置)。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
電源電圧の理論値から推定される前記モータの推定端子電圧に基づき設定される故障検出条件が成立する旨判定される状態の継続をカウントする第1カウンタと、
電源電圧の理論値に基づき設定される故障確定条件が成立する旨判定される状態の継続をカウントする第2カウンタと、
電源電圧の理論値に基づき設定される制限解除条件が成立する旨判定される状態の継続をカウントする第3カウンタとを備え、
前記第1カウンタの値に基づいて、前記故障検出条件が成立した状態が第1所定時間にわたって継続される旨判定される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を制限するとともに、前記故障検出条件が成立した状態が前記第1所定時間よりも長い第4所定時間にわたって継続される旨判定される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を停止し、
前記停止された状態においては、前記故障確定条件が成立した状態が第2所定時間にわたって継続される旨判定される場合に、故障が発生している旨の判定を確定し、
前記制限された状態においては、前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合であり、且つ前記第3カウンタの値に基づいて、前記制限解除条件が成立した状態が第3所定時間にわたって継続される旨判定される場合にのみ、前記スイッチング制御の実行の制限を解除する電動パワーステアリング装置の制御装置。 In a control device for an electric power steering device that applies a steering assist force for assisting a steering operation to the steering system by controlling driving of a motor operatively connected to the steering system of the vehicle through switching control of a plurality of switching elements.
A first counter that counts the continuation of the state determined to satisfy the failure detection condition set based on the estimated terminal voltage of the motor estimated from the theoretical value of the power supply voltage ;
A second counter that counts the continuation of the state determined to satisfy the failure determination condition set based on the theoretical value of the power supply voltage;
A third counter that counts the continuation of the state determined that the restriction release condition set based on the theoretical value of the power supply voltage is satisfied,
Based on the value of the first counter, when it is determined that the state where the failure detection condition is satisfied is continued for a first predetermined time, the switching control of the switching element is restricted , and the failure detection is performed. If it is determined that the condition is satisfied for a fourth predetermined time longer than the first predetermined time, the execution of the switching control of the switching element is stopped,
In the stopped state, when it is determined that the state where the failure determination condition is satisfied is continued for a second predetermined time, the determination that a failure has occurred is determined;
In the restricted state, it is determined that the failure detection condition is not satisfied , and the state in which the restriction release condition is satisfied is maintained for a third predetermined time based on the value of the third counter. A control device for an electric power steering device that releases the restriction on execution of the switching control only when it is determined that the operation is continued .
電源電圧の理論値から推定される前記モータの推定端子電圧に基づき設定される故障検出条件が成立する旨判定される状態が一定時間にわたって検出される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を制限するとともに、当該制限された状態で前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合には電源電圧の理論値に基づき設定される制限解除条件が成立する旨判定されるときにのみ、前記スイッチング制御の実行の制限を解除し、
前記故障検出条件は、前記モータの実端子電圧が故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値以下であることを含み、当該電圧判定閾値は、電源電圧の理論値及び前記スイッチング素子のデューティ比に基づき推定されるその時々の前記モータの推定端子電圧に0より大きく且つ1以下の値である係数を乗じることにより一定の制御周期毎に算出される値であって、当該係数は、故障が発生した際を想定して設定される電源電圧の設定値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値に設定する電動パワーステアリング装置の制御装置。 In a control device for an electric power steering device that applies a steering assist force for assisting a steering operation to the steering system by controlling driving of a motor operatively connected to the steering system of the vehicle through switching control of a plurality of switching elements.
When the state determined to satisfy the failure detection condition set based on the estimated terminal voltage of the motor estimated from the theoretical value of the power supply voltage is detected over a certain period of time, the switching control of the switching element is executed. In addition, when it is determined that the failure detection condition is not satisfied in the restricted state, only when it is determined that the restriction release condition set based on the theoretical value of the power supply voltage is satisfied, Release the restriction on the execution of the switching control,
The failure detection condition includes that the actual terminal voltage of the motor is equal to or lower than a voltage determination threshold value that is a determination criterion of whether or not a failure has occurred, and the voltage determination threshold value is a theoretical value of a power supply voltage and a duty ratio of the switching element. The estimated terminal voltage of the motor estimated at that time is multiplied by a coefficient that is greater than 0 and less than or equal to 1 and is calculated at a constant control cycle. the set value of the power supply voltage set by assuming the case that occurred as a boundary value, when the value of the actual power supply voltage is lower than the boundary value, a larger value than when it is also the least boundary value Control device for electric power steering device to be set.
電源電圧の理論値から推定される前記モータの推定端子電圧に基づき設定される故障検出条件が成立する旨判定される状態が一定時間にわたって検出される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を制限するとともに、当該制限された状態で前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合には前記スイッチング制御の実行の制限を即時に解除するようにし、
前記故障検出条件は、前記モータの実端子電圧が故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値以下であることを含み、当該電圧判定閾値は、電源電圧の理論値及び前記スイッチング素子のデューティ比に基づき推定されるその時々の前記モータの推定端子電圧に0より大きく且つ1以下の値である係数を乗じることにより一定の制御周期毎に算出される値であって、当該係数は、故障が発生した際を想定して設定される電源電圧の設定値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値に設定する電動パワーステアリング装置の制御装置。 In a control device for an electric power steering device that applies a steering assist force for assisting a steering operation to the steering system by controlling driving of a motor operatively connected to the steering system of the vehicle through switching control of a plurality of switching elements.
When the state determined to satisfy the failure detection condition set based on the estimated terminal voltage of the motor estimated from the theoretical value of the power supply voltage is detected over a certain period of time, the switching control of the switching element is executed. In addition to restricting, if it is determined that the failure detection condition is not satisfied in the restricted state, the restriction on execution of the switching control is immediately released,
The failure detection condition includes that the actual terminal voltage of the motor is equal to or lower than a voltage determination threshold value that is a determination criterion of whether or not a failure has occurred, and the voltage determination threshold value is a theoretical value of a power supply voltage and a duty ratio of the switching element. The estimated terminal voltage of the motor estimated at that time is multiplied by a coefficient that is greater than 0 and less than or equal to 1 and is calculated at a constant control cycle. the set value of the supply voltage set by assuming the case that occurred as a boundary value, when the value of the actual power supply voltage is lower than the boundary value, a larger value than when it is also the least boundary value Control device for electric power steering device to be set.
前記故障検出条件は、前記モータの端子と前記スイッチング素子との間の地絡故障を検出するべく設定されてなる電動パワーステアリング装置の制御装置。 In the control device of the electric power steering device according to any one of claims 1 to 3,
The control device for an electric power steering apparatus, wherein the failure detection condition is set to detect a ground fault between the motor terminal and the switching element.
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