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JP2007307940A - Electric power steering device - Google Patents

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Publication number
JP2007307940A
JP2007307940A JP2006136551A JP2006136551A JP2007307940A JP 2007307940 A JP2007307940 A JP 2007307940A JP 2006136551 A JP2006136551 A JP 2006136551A JP 2006136551 A JP2006136551 A JP 2006136551A JP 2007307940 A JP2007307940 A JP 2007307940A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brushless motor
rotor position
current
voltage
phase
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006136551A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kouya Yoshida
航也 吉田
Masaya Segawa
雅也 瀬川
Shigeki Nagase
茂樹 長瀬
Motoo Nakai
基生 中井
Ryuichi Maeda
隆一 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2006136551A priority Critical patent/JP2007307940A/en
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Abstract

【課題】操舵補助用のブラシレスモータの最適なロータ位置推定アルゴリズムを選択することができる電動パワーステアリング装置の提供。
【解決手段】操舵補助用のブラシレスモータに高周波電圧(又は高周波電流)を注入し、その応答電流(又は応答電圧)に基づき、ブラシレスモータのロータ位置を推定する第1推定手段(S8)と、検出した相電圧及び相電流に基づき、ロータ位置を推定する第2推定手段(S6)と、トルクセンサが検出した操舵トルク(S2)が、閾値以上であるか否かを判定する判定手段(S4)とを備え、判定手段が閾値以上でないと判定したときは、第1推定手段(S8)が推定したロータ位置に、判定手段が閾値以上であると判定したときは、第2推定手段(S6)が推定したロータ位置に基づき、ブラシレスモータを駆動する構成である。
【選択図】図3
An electric power steering apparatus capable of selecting an optimal rotor position estimation algorithm of a brushless motor for assisting steering is provided.
First estimation means (S8) for injecting a high-frequency voltage (or high-frequency current) into a brushless motor for assisting steering and estimating the rotor position of the brushless motor based on the response current (or response voltage); Based on the detected phase voltage and phase current, second estimation means (S6) for estimating the rotor position and determination means (S4) for determining whether the steering torque (S2) detected by the torque sensor is equal to or greater than a threshold value. ), And when the determination means determines that it is not greater than or equal to the threshold value, the rotor position estimated by the first estimation means (S8) is determined. When the determination means determines that it is equal to or greater than the threshold value, the second estimation means (S6) The brushless motor is driven based on the estimated rotor position.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用のブラシレスモータとを備え、ブラシレスモータの推定したロータ位置に基づき、また、トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた電流を流すように、ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置に関するものである。   The present invention includes a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering member of a vehicle, and a brushless motor for assisting steering, and is based on the estimated rotor position of the brushless motor and according to the steering torque detected by the torque sensor. The present invention relates to an electric power steering device that drives a brushless motor so as to allow a current to flow.

車両に装備される電動パワーステアリング装置は、車両の操舵力を電動モータにより補助するものであり、ハンドルが操舵軸を介して連結された舵取機構に、ハンドルに加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、舵取機構の動作を補助する電動モータとを設け、トルクセンサが検出した操舵トルクに応じて電動モータを駆動させることによりハンドルへの操作力を軽減するように構成してある。   An electric power steering device mounted on a vehicle assists the steering force of the vehicle with an electric motor, and detects a steering torque applied to the steering wheel to a steering mechanism connected to the steering wheel via a steering shaft. A torque sensor and an electric motor that assists the operation of the steering mechanism are provided, and the operation force to the steering wheel is reduced by driving the electric motor according to the steering torque detected by the torque sensor.

電動パワーステアリング装置が備える操舵補助用の電動モータには、高出力化に対応する為、近年、ブラシレスモータが採用されるようになって来ている。ブラシレスモータは、ロータに永久磁石を備え、ステータに回転磁界を発生させる波形形成回路を、ロータの(回転)位置に基づき制御することにより、ロータを回転させるモータであり、ブラシが無いので、ブラシによる損失、機械的なノイズ及びブラシによる電気的なノイズは発生しない。   In recent years, brushless motors have been adopted for steering assisting electric motors provided in the electric power steering apparatus in order to cope with higher output. A brushless motor is a motor that rotates a rotor by controlling a waveform forming circuit that includes a permanent magnet in the rotor and generates a rotating magnetic field in the stator based on the (rotation) position of the rotor. Loss, mechanical noise, and electrical noise from the brush do not occur.

ブラシレスモータには、ロータの位置を検出する為のセンサが必要であるが、ロータ位置を推定する制御アルゴリズムの開発により、ロータ位置センサを用いないセンサレス方式のブラシレスモータが採用されるようになって来ている。
ロータ位置を推定する制御アルゴリズムには、大別して2種類有る。その1つは、ブラシレスモータの電圧に重畳して高周波電圧(高周波電流)を注入し、その応答電流(応答電圧)の、ロータの永久磁石の磁束変化による振幅変化に基づき、ロータ位置を推定する方法である。他の1つは、ブラシレスモータの相電圧及び相電流に基づき、ロータ位置を推定する方法である。
A brushless motor requires a sensor to detect the position of the rotor, but with the development of a control algorithm that estimates the rotor position, a sensorless brushless motor that does not use the rotor position sensor has been adopted. It is coming.
There are roughly two types of control algorithms for estimating the rotor position. One is to inject a high-frequency voltage (high-frequency current) superimposed on the voltage of the brushless motor and estimate the rotor position based on the amplitude change of the response current (response voltage) due to the magnetic flux change of the permanent magnet of the rotor. Is the method. The other is a method for estimating the rotor position based on the phase voltage and phase current of the brushless motor.

特許文献1には、所定の駆動トルクにより直流モータの角加速度がほぼ一定であるように設定した駆動時間だけ、直流モータを駆動し、直流モータの駆動時間と駆動後の直流モータの発電電圧とにより、直流モータの駆動中の回転角を推定する直流モータの回転角および負荷トルク検出方法、直流モータ制御装置および電動式パワーステアリング装置が開示されている。   In Patent Document 1, the DC motor is driven for a driving time set so that the angular acceleration of the DC motor is substantially constant by a predetermined driving torque, and the driving time of the DC motor and the generated voltage of the DC motor after the driving are calculated. Discloses a DC motor rotation angle and load torque detection method, a DC motor control device, and an electric power steering device that estimate the rotation angle during driving of the DC motor.

また、非特許文献1には、ブラシレスモータに高周波電圧を注入することによりロータ位置を推定する方法の一例が記載されており、非特許文献2には、ブラシレスモータの検出した相電圧及び相電流に基づき、ロータ位置を推定する方法(オブザーバ法)の一例が記載されている。
特開平9−331693号公報 「回転高周波電圧印加によるSPM同期モータの新初期位置推定法」電気学会論文誌D,124巻11号,2004年 「拡張誘起電圧モデルに基づく突極型永久磁石同期モータのセンサレス制御」電気学会論文誌D,122巻12号,2002年
Non-Patent Document 1 describes an example of a method for estimating a rotor position by injecting a high-frequency voltage into a brushless motor. Non-Patent Document 2 describes a phase voltage and a phase current detected by the brushless motor. An example of a method for estimating the rotor position (observer method) is described.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-331693 “A New Initial Position Estimation Method for SPM Synchronous Motors by Rotating High-Frequency Voltage Application” IEICE Transactions D, Vol. "Sensorless control of salient pole type permanent magnet synchronous motor based on extended induced voltage model" IEICE Transactions D, Vol. 122, No. 12, 2002

上述したように、センサレス方式のブラシレスモータでは、推定アルゴリズムによりロータ位置を求めているが、モータの回転数及び出力トルクの大きさにより、推定したロータ位置の安定性が異なり、演算量及び演算精度も様々であり、最適なロータ位置推定アルゴリズムを選択する必要があるという問題がある。
例えば、ブラシレスモータに高周波電圧又は高周波電流を注入する方法では、注入される電圧又は電流が、ブラシレスモータの動作に悪影響を与える可能性があり、その為、この方法は、相電圧及び相電流に基づく方法を利用できない停止時及び低速回転時に利用するのが望ましい。
また、ロータ位置推定アルゴリズムが不具合に陥った場合、モータの挙動が不安定となり、操舵補助力が失われたり、最悪の場合には、モータがロックする事態を招く虞があるという問題がある。
As described above, in the sensorless brushless motor, the rotor position is obtained by the estimation algorithm. However, the stability of the estimated rotor position differs depending on the number of rotations of the motor and the output torque. However, there is a problem that it is necessary to select an optimal rotor position estimation algorithm.
For example, in a method of injecting a high-frequency voltage or high-frequency current into a brushless motor, the injected voltage or current can adversely affect the operation of the brushless motor. It is desirable to use the method based on stopping at low speed and low speed rotation.
In addition, when the rotor position estimation algorithm fails, there is a problem that the behavior of the motor becomes unstable and the steering assist force is lost, or in the worst case, the motor may be locked.

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第1〜4発明では、操舵補助用のブラシレスモータの最適なロータ位置推定アルゴリズムを選択することができる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。
第5発明では、操舵補助用のブラシレスモータのロータ位置推定アルゴリズムが不具合に陥った場合でも、モータの挙動不安定、操舵補助力消失及びモータのロックを招くことが無い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-described circumstances, and the first to fourth inventions provide an electric power steering apparatus that can select an optimal rotor position estimation algorithm for a brushless motor for steering assistance. The purpose is to do.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electric power steering device that does not cause unstable behavior of the motor, loss of steering assist force, and lock of the motor even when the rotor position estimation algorithm of the brushless motor for assisting steering is in trouble. For the purpose.

第1発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の単相又は複数相のブラシレスモータと、該ブラシレスモータの相電圧を検出する電圧検出手段と、前記ブラシレスモータの相電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータに高周波電圧(又は高周波電流)を注入し、その応答電流(又は応答電圧)に基づき、前記ブラシレスモータのロータ位置を推定する第1推定手段と、前記電圧検出手段及び電流検出手段が検出した相電圧及び相電流に基づき、前記ロータ位置を推定する第2推定手段とを備え、前記第1推定手段又は第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた電流を流すように、前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、前記トルクセンサが検出した操舵トルクが、閾値以上であるか否かを判定する判定手段を備え、該判定手段が閾値以上でないと判定したときは、前記第1推定手段が推定したロータ位置に、前記判定手段が閾値以上であると判定したときは、前記第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記ブラシレスモータを駆動するように構成してあることを特徴とする。   An electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering member of a vehicle, a single-phase or multiple-phase brushless motor for assisting steering, and a voltage that detects a phase voltage of the brushless motor. Detecting means; current detecting means for detecting a phase current of the brushless motor; and a high frequency voltage (or high frequency current) is injected into the brushless motor, and the rotor position of the brushless motor is based on the response current (or response voltage). First estimation means for estimating the rotor position, and second estimation means for estimating the rotor position based on the phase voltage and phase current detected by the voltage detection means and the current detection means, and the first estimation means or the second estimation means. Based on the rotor position estimated by the estimating means, the brushless motor is supplied such that a current corresponding to the steering torque detected by the torque sensor flows. In the electric power steering apparatus for driving the motor, a determination means for determining whether or not the steering torque detected by the torque sensor is equal to or greater than a threshold is provided. The brushless motor is configured to be driven based on the rotor position estimated by the second estimating means when the determining means determines that the rotor position estimated by the first estimating means is greater than or equal to a threshold value. It is characterized by.

第2発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の単相又は複数相のブラシレスモータと、該ブラシレスモータの相電圧を検出する電圧検出手段と、前記ブラシレスモータの相電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータに高周波電圧(又は高周波電流)を注入し、その応答電流(又は応答電圧)に基づき、前記ブラシレスモータのロータ位置を推定する第1推定手段と、前記電圧検出手段及び電流検出手段が検出した相電圧及び相電流に基づき、前記ロータ位置を推定する第2推定手段と、前記車両の速度を取得する車速取得手段とを備え、前記第1推定手段又は第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記トルクセンサが検出した操舵トルク、及び前記車速取得手段が取得した速度に応じた電流を流すように、前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、前記車速取得手段が取得した速度が、閾値以上であるか否かを判定する判定手段を備え、該判定手段が閾値以上でないと判定したときは、前記第1推定手段が推定したロータ位置に、前記判定手段が閾値以上であると判定したときは、前記第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記ブラシレスモータを駆動するように構成してあることを特徴とする。   An electric power steering apparatus according to a second aspect of the present invention is a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering member of a vehicle, a single-phase or multiple-phase brushless motor for assisting steering, and a voltage that detects a phase voltage of the brushless motor. Detecting means; current detecting means for detecting a phase current of the brushless motor; and a high frequency voltage (or high frequency current) is injected into the brushless motor, and the rotor position of the brushless motor is based on the response current (or response voltage). First estimation means for estimating the first position, second estimation means for estimating the rotor position based on the phase voltage and phase current detected by the voltage detection means and the current detection means, and vehicle speed acquisition means for acquiring the speed of the vehicle A steering torque detected by the torque sensor based on a rotor position estimated by the first estimating means or the second estimating means, In the electric power steering apparatus that drives the brushless motor so as to flow a current according to the speed acquired by the vehicle speed acquisition means, it is determined whether or not the speed acquired by the vehicle speed acquisition means is greater than or equal to a threshold value. Provided with a determination means, and when the determination means determines that it is not greater than or equal to the threshold value, the second estimation means includes the rotor position estimated by the first estimation means when the determination means determines that the value is greater than or equal to the threshold value. The brushless motor is configured to be driven based on the estimated rotor position.

第3発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の単相又は複数相のブラシレスモータと、該ブラシレスモータの相電圧を検出する電圧検出手段と、前記ブラシレスモータの相電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータに高周波電圧(又は高周波電流)を注入し、その応答電流(又は応答電圧)に基づき、前記ブラシレスモータのロータ位置を推定する第1推定手段と、前記電圧検出手段及び電流検出手段が検出した相電圧及び相電流に基づき、前記ロータ位置を推定する第2推定手段とを備え、前記第1推定手段又は第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた電流を流すように、前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、前記車両のエンジン回転数を取得する手段と、該手段が取得したエンジン回転数が、閾値以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、該判定手段が閾値以上でないと判定したときは、前記第1推定手段が推定したロータ位置に、前記判定手段が閾値以上であると判定したときは、前記第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記ブラシレスモータを駆動するように構成してあることを特徴とする。   An electric power steering apparatus according to a third aspect of the present invention is a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering member of a vehicle, a single-phase or multiple-phase brushless motor for assisting steering, and a voltage that detects a phase voltage of the brushless motor. Detecting means; current detecting means for detecting a phase current of the brushless motor; and a high frequency voltage (or high frequency current) is injected into the brushless motor, and the rotor position of the brushless motor is based on the response current (or response voltage). First estimation means for estimating the rotor position, and second estimation means for estimating the rotor position based on the phase voltage and phase current detected by the voltage detection means and the current detection means, and the first estimation means or the second estimation means. Based on the rotor position estimated by the estimating means, the brushless motor is supplied such that a current corresponding to the steering torque detected by the torque sensor flows. An electric power steering apparatus for driving the vehicle, comprising: means for acquiring the engine speed of the vehicle; and determination means for determining whether the engine speed acquired by the means is greater than or equal to a threshold value. When it is determined that the means is not equal to or greater than the threshold, the rotor position estimated by the first estimation means is based on the rotor position estimated by the second estimation means when the determination means is determined to be equal to or greater than the threshold, The brushless motor is configured to be driven.

第4発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の単相又は複数相のブラシレスモータと、該ブラシレスモータの相電圧を検出する電圧検出手段と、前記ブラシレスモータの相電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータに高周波電圧(又は高周波電流)を注入し、その応答電流(又は応答電圧)に基づき、前記ブラシレスモータのロータ位置を推定する第1推定手段と、前記電圧検出手段及び電流検出手段が検出した相電圧及び相電流に基づき、前記ロータ位置を推定する第2推定手段とを備え、前記第1推定手段又は第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた電流を流すように、前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、前記操舵部材の舵角を検出する手段と、該手段が検出した舵角が、閾値以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、該判定手段が閾値以上でないと判定したときは、前記第1推定手段が推定したロータ位置に、前記判定手段が閾値以上であると判定したときは、前記第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記ブラシレスモータを駆動するように構成してあることを特徴とする。   An electric power steering apparatus according to a fourth aspect of the present invention is a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering member of a vehicle, a single-phase or multiple-phase brushless motor for assisting steering, and a voltage that detects a phase voltage of the brushless motor. Detecting means; current detecting means for detecting a phase current of the brushless motor; and a high frequency voltage (or high frequency current) is injected into the brushless motor, and the rotor position of the brushless motor is based on the response current (or response voltage). First estimation means for estimating the rotor position, and second estimation means for estimating the rotor position based on the phase voltage and phase current detected by the voltage detection means and the current detection means, and the first estimation means or the second estimation means. Based on the rotor position estimated by the estimating means, the brushless motor is supplied such that a current corresponding to the steering torque detected by the torque sensor flows. In the electric power steering apparatus for driving the motor, the means includes: a means for detecting the steering angle of the steering member; and a determination means for determining whether the steering angle detected by the means is equal to or greater than a threshold value. Is determined to be not greater than or equal to the threshold value, the rotor position estimated by the first estimation means, and when the determination means is determined to be greater than or equal to the threshold value, based on the rotor position estimated by the second estimation means, The brushless motor is configured to be driven.

第5発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の単相又は複数相のブラシレスモータと、該ブラシレスモータの相電圧を検出する電圧検出手段と、前記ブラシレスモータの相電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータに高周波電圧(若しくは高周波電流)を注入し、その応答電流(若しくは応答電圧)に基づき、又は前記電圧検出手段及び電流検出手段が検出した相電圧及び相電流に基づき、前記ブラシレスモータのロータ位置を推定する推定手段とを備え、該推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた電流を流すように、前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、前記操舵部材の舵角を検出する手段と、該手段が検出した舵角に基づき、前記ロータ位置を演算する演算手段と、前記推定手段が推定したロータ位置、及び前記演算手段が演算したロータ位置の差を演算する手段と、該手段が演算した差が所定値以上であるか否かを判定する手段とを備え、該手段が所定値以上であると判定したときは、前記推定手段が異常であると判定し、前記演算手段が演算したロータ位置に基づき、前記ブラシレスモータを駆動するように構成してあることを特徴とする。   An electric power steering apparatus according to a fifth aspect of the present invention is a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering member of a vehicle, a single-phase or multiple-phase brushless motor for assisting steering, and a voltage that detects a phase voltage of the brushless motor. Detection means; current detection means for detecting a phase current of the brushless motor; and a high frequency voltage (or high frequency current) is injected into the brushless motor, and based on the response current (or response voltage), or the voltage detection means and Estimation means for estimating the rotor position of the brushless motor based on the phase voltage and phase current detected by the current detection means, and according to the steering torque detected by the torque sensor based on the rotor position estimated by the estimation means. In the electric power steering apparatus for driving the brushless motor so as to flow a current, Means for detecting the rudder angle of the rudder member, computing means for computing the rotor position based on the rudder angle detected by the means, the rotor position estimated by the estimating means, and the rotor position computed by the computing means Means for calculating the difference, and means for determining whether or not the difference calculated by the means is greater than or equal to a predetermined value. When the means is determined to be greater than or equal to the predetermined value, the estimation means is abnormal. It is determined that the brushless motor is driven based on the rotor position calculated by the calculation means.

第1発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、第1推定手段が、ブラシレスモータに注入した高周波電圧(又は高周波電流)の応答電流(又は応答電圧)に基づき、ロータ位置を推定し、第2推定手段が、検出した相電圧及び相電流に基づき、ロータ位置を推定する。トルクセンサが検出した操舵トルクが、閾値以上であるか否かを判定し、閾値以上でないと判定したときは、第1推定手段が推定したロータ位置に、閾値以上であると判定したときは、第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、ブラシレスモータを駆動するので、操舵補助用のブラシレスモータの最適なロータ位置推定アルゴリズムを選択することができる電動パワーステアリング装置を実現することができる。   According to the electric power steering apparatus of the first invention, the first estimating means estimates the rotor position based on the response current (or response voltage) of the high-frequency voltage (or high-frequency current) injected into the brushless motor, and the second The estimation means estimates the rotor position based on the detected phase voltage and phase current. It is determined whether or not the steering torque detected by the torque sensor is equal to or greater than a threshold value. When it is determined that the steering torque is not equal to or greater than the threshold value, the rotor position estimated by the first estimation means is determined to be equal to or greater than the threshold value. Since the brushless motor is driven based on the rotor position estimated by the second estimating means, it is possible to realize an electric power steering apparatus that can select an optimal rotor position estimation algorithm for a steering-assisting brushless motor.

第2発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、第1推定手段が、ブラシレスモータに注入した高周波電圧(又は高周波電流)の応答電流(又は応答電圧)に基づき、ロータ位置を推定し、第2推定手段が、検出した相電圧及び相電流に基づき、ロータ位置を推定する。車速取得手段が取得した速度が、閾値以上であるか否かを判定し、閾値以上でないと判定したときは、第1推定手段が推定したロータ位置に、閾値以上であると判定したときは、第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、ブラシレスモータを駆動するので、操舵補助用のブラシレスモータの最適なロータ位置推定アルゴリズムを選択することができる電動パワーステアリング装置を実現することができる。   According to the electric power steering apparatus of the second invention, the first estimating means estimates the rotor position based on the response current (or response voltage) of the high-frequency voltage (or high-frequency current) injected into the brushless motor, and the second The estimation means estimates the rotor position based on the detected phase voltage and phase current. It is determined whether or not the speed acquired by the vehicle speed acquisition means is equal to or greater than a threshold. When it is determined that the speed is not equal to or greater than the threshold, the rotor position estimated by the first estimation means is determined to be equal to or greater than the threshold. Since the brushless motor is driven based on the rotor position estimated by the second estimating means, it is possible to realize an electric power steering apparatus that can select an optimal rotor position estimation algorithm for a steering-assisting brushless motor.

第3発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、第1推定手段が、ブラシレスモータに注入した高周波電圧(又は高周波電流)の応答電流(又は応答電圧)に基づき、ロータ位置を推定し、第2推定手段が、検出した相電圧及び相電流に基づき、ロータ位置を推定する。取得したエンジン回転数が、閾値以上であるか否かを判定し、閾値以上でないと判定したときは、ブラシレスモータに注入した高周波電圧(又は高周波電流)の応答により第1推定手段が推定したロータ位置に、閾値以上であると判定したときは、検出した相電圧及び相電流により第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、ブラシレスモータを駆動するので、操舵補助用のブラシレスモータの最適なロータ位置推定アルゴリズムを選択することができる電動パワーステアリング装置を実現することができる。   According to the electric power steering apparatus of the third invention, the first estimating means estimates the rotor position based on the response current (or response voltage) of the high-frequency voltage (or high-frequency current) injected into the brushless motor, and the second The estimation means estimates the rotor position based on the detected phase voltage and phase current. It is determined whether or not the acquired engine speed is equal to or higher than a threshold value. When it is determined that the position is equal to or greater than the threshold value, the brushless motor is driven based on the rotor position estimated by the second estimating means based on the detected phase voltage and phase current. An electric power steering apparatus capable of selecting a position estimation algorithm can be realized.

第4発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、第1推定手段が、ブラシレスモータに注入した高周波電圧(又は高周波電流)の応答電流(又は応答電圧)に基づき、ロータ位置を推定し、第2推定手段が、検出した相電圧及び相電流に基づき、ロータ位置を推定する。検出した舵角が、閾値以上であるか否かを判定し、閾値以上でないと判定したときは、ブラシレスモータに注入した高周波電圧(又は高周波電流)の応答により第1推定手段が推定したロータ位置に、閾値以上であると判定したときは、検出した相電圧及び相電流により第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、ブラシレスモータを駆動するので、操舵補助用のブラシレスモータの最適なロータ位置推定アルゴリズムを選択することができる電動パワーステアリング装置を実現することができる。   According to the electric power steering apparatus of the fourth invention, the first estimating means estimates the rotor position based on the response current (or response voltage) of the high-frequency voltage (or high-frequency current) injected into the brushless motor, and the second The estimation means estimates the rotor position based on the detected phase voltage and phase current. It is determined whether or not the detected steering angle is greater than or equal to a threshold value, and when it is determined that the detected steering angle is not greater than or equal to the threshold value, the rotor position estimated by the first estimation means based on the response of the high frequency voltage (or high frequency current) injected into the brushless motor When the brushless motor is driven based on the rotor position estimated by the second estimating means based on the detected phase voltage and phase current when it is determined that the value is equal to or greater than the threshold value, the optimal rotor position of the brushless motor for steering assistance is determined. An electric power steering apparatus capable of selecting an estimation algorithm can be realized.

第5発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、検出した操舵部材の舵角に基づき、ロータ位置を演算し、推定したロータ位置、及び演算したロータ位置の差を演算し、演算した差が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上であると判定したときは、ロータ位置の推定手段が異常であると判定し、演算したロータ位置に基づき、ブラシレスモータを駆動するので、操舵補助用のブラシレスモータのロータ位置推定アルゴリズムが不具合に陥った場合でも、モータの挙動不安定、操舵補助力消失及びモータのロックを招くことが無い電動パワーステアリング装置を実現することができる。   According to the electric power steering apparatus of the fifth aspect of the invention, the rotor position is calculated based on the detected steering angle of the steering member, the difference between the estimated rotor position and the calculated rotor position is calculated, and the calculated difference is predetermined. If it is determined whether or not the value is equal to or greater than the predetermined value, and it is determined that the value is equal to or greater than the predetermined value, it is determined that the rotor position estimating means is abnormal, and the brushless motor is driven based on the calculated rotor position. Even when the rotor position estimation algorithm of the auxiliary brushless motor is in trouble, it is possible to realize an electric power steering device that does not cause unstable behavior of the motor, disappearance of steering auxiliary force, and lock of the motor.

以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態1の要部構成を示すブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、ハンドル(操舵部材(図示せず))に加えられたトルクを検出するトルクセンサ12が検出し出力したトルク検出信号が、インターフェイス回路11を介してマイクロコンピュータ(以下、マイコンと記載)19へ与えられ、車両の速度を検出する車速センサ20が検出し出力した速度信号が、インターフェイス回路21を介してマイコン19へ与えられる。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of the first embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention. In this electric power steering apparatus, a torque detection signal detected and output by a torque sensor 12 that detects torque applied to a handle (steering member (not shown)) is output to a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) via an interface circuit 11. And a speed signal detected and output by the vehicle speed sensor 20 that detects the speed of the vehicle is provided to the microcomputer 19 via the interface circuit 21.

また、ハンドルの舵角を検出する舵角センサ22が検出し出力した舵角信号が、インターフェイス回路23を介してマイコン19へ与えられ、車両のエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ25が検出し出力したエンジン回転数信号が、インターフェイス回路26を介してマイコン19へ与えられる。
尚、舵角センサ22は必要に応じて備えることとし、エンジン回転数信号は必要に応じてマイコン19へ与えられる。
Further, the steering angle signal detected and output by the steering angle sensor 22 for detecting the steering angle of the steering wheel is given to the microcomputer 19 via the interface circuit 23, and detected by the engine speed sensor 25 for detecting the engine speed of the vehicle. The output engine speed signal is supplied to the microcomputer 19 via the interface circuit 26.
The rudder angle sensor 22 is provided as necessary, and the engine speed signal is supplied to the microcomputer 19 as necessary.

マイコン19から出力されるリレー制御信号がリレー駆動回路15へ入力され、リレー駆動回路15は、リレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー接点15aをオン又はオフさせる。
マイコン19は、トルク検出信号、速度信号及び後述するモータ電流信号に基づき、メモリ18内のトルク/電流テーブル18aを参照することにより、操舵補助用のブラシレスモータ24に流すべき電流値である出力レベル指令値を作成する。マイコン19内のPWM制御部16は、作成された出力レベル指令値、及び後述するロータ位置に基づいてPWM演算し、PWM制御信号を作成して、モータ駆動回路13へ与える。
A relay control signal output from the microcomputer 19 is input to the relay drive circuit 15, and the relay drive circuit 15 turns the fail-safe relay contact 15a on or off according to the relay control signal.
The microcomputer 19 refers to a torque / current table 18a in the memory 18 based on a torque detection signal, a speed signal, and a motor current signal, which will be described later, thereby outputting an output level that is a current value to be supplied to the brushless motor 24 for assisting steering. Create a command value. The PWM control unit 16 in the microcomputer 19 performs a PWM calculation based on the generated output level command value and a rotor position to be described later, generates a PWM control signal, and supplies it to the motor drive circuit 13.

モータ駆動回路13は、フェイルセーフリレー接点15aを通じて、車載バッテリーPの電源電圧が印加され、与えられたPWM制御信号に基づき、三相正弦波電圧を作成してブラシレスモータ24を回転駆動させる。
ブラシレスモータ24に流れる各相電流は、モータ電流検出回路17により検出され、マイコン19に与えられ、ブラシレスモータ24の各相の端子電圧は、モータ電圧検出回路14により検出され、マイコン19に与えられる。
マイコン19は、与えられたブラシレスモータ24の各相電流及び各相電圧に基づき、ブラシレスモータ24のロータ位置を推定し、推定したロータ位置をPWM制御部16に与える。
The motor drive circuit 13 is applied with the power supply voltage of the in-vehicle battery P through the fail-safe relay contact 15a, generates a three-phase sine wave voltage based on the given PWM control signal, and rotates the brushless motor 24.
Each phase current flowing through the brushless motor 24 is detected by the motor current detection circuit 17 and given to the microcomputer 19, and the terminal voltage of each phase of the brushless motor 24 is detected by the motor voltage detection circuit 14 and given to the microcomputer 19. .
The microcomputer 19 estimates the rotor position of the brushless motor 24 based on the given phase current and voltage of the brushless motor 24, and gives the estimated rotor position to the PWM control unit 16.

図2は、ブラシレスモータ24、モータ駆動回路13、モータ電圧検出回路14及びモータ電流検出回路17の構成例を示すブロック図である。ブラシレスモータ24は、コイルA,B,Cの各一方の端子がスター結線されたステータ24aと、コイルA,B,Cが発生させる回転磁界により回転するロータ24bとを備えている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the brushless motor 24, the motor drive circuit 13, the motor voltage detection circuit 14, and the motor current detection circuit 17. The brushless motor 24 includes a stator 24a in which one terminal of each of the coils A, B, and C is star-connected, and a rotor 24b that is rotated by a rotating magnetic field generated by the coils A, B, and C.

モータ駆動回路13はスイッチング回路8を備え、スイッチング回路8は、正極側端子と接地端子との間に直列接続されたトランジスタQ1,Q2と、逆方向に直列接続されたダイオードD1,D2とが並列接続され、直列接続されたトランジスタQ3,Q4と、逆方向に直列接続されたダイオードD3,D4とが並列接続され、直列接続されたトランジスタQ5,Q6と、逆方向に直列接続されたダイオードD5,D6とが並列接続されている。   The motor drive circuit 13 includes a switching circuit 8. The switching circuit 8 includes transistors Q1 and Q2 connected in series between a positive terminal and a ground terminal and diodes D1 and D2 connected in series in the opposite direction in parallel. The transistors Q3 and Q4 connected in series and the diodes D3 and D4 connected in series in the reverse direction are connected in parallel. The transistors Q5 and Q6 connected in series and the diode D5 connected in series in the reverse direction are connected. D6 is connected in parallel.

トランジスタQ1,Q2の共通接続節点と、ダイオードD1,D2の共通接続節点とには、スター結線されたコイルAの他方の端子Uが接続され、トランジスタQ3,Q4の共通接続節点と、ダイオードD3,D4の共通接続節点とには、スター結線されたコイルBの他方の端子Vが接続され、トランジスタQ5,Q6の共通接続節点と、ダイオードD5,D6の共通接続節点とには、スター結線されたコイルCの他方の端子Wが接続されている。   The other connection terminal U of the star-connected coil A is connected to the common connection node of the transistors Q1, Q2 and the common connection node of the diodes D1, D2, and the common connection node of the transistors Q3, Q4 and the diode D3, The other terminal V of the star-connected coil B is connected to the common connection node of D4, and the star connection is made to the common connection node of the transistors Q5 and Q6 and the common connection node of the diodes D5 and D6. The other terminal W of the coil C is connected.

モータ駆動回路13はゲート制御回路9を備え、ゲート制御回路9は、マイコン19から三相正弦波電圧の各相毎のPWM制御信号を与えられ、与えられた各PWM制御信号に応じて、トランジスタQ1〜Q6の各ゲートをオン/オフする。その際、例えば、端子対U−V(コイルA,B),U−W(コイルA,C),V−W(コイルB,C),V−U(コイルB,A),W−U(コイルC,A),W−V(コイルC,B),U−V(コイルA,B)のように、ステータ24aに流れる電流の経路を切り換え、回転磁界を発生させる。   The motor drive circuit 13 includes a gate control circuit 9, and the gate control circuit 9 is supplied with a PWM control signal for each phase of the three-phase sine wave voltage from the microcomputer 19, and in accordance with each supplied PWM control signal, a transistor Each gate of Q1-Q6 is turned on / off. At that time, for example, terminal pairs U-V (coils A, B), U-W (coils A, C), V-W (coils B, C), V-U (coils B, A), W-U As in (coils C, A), W-V (coils C, B), and U-V (coils A, B), the path of the current flowing through the stator 24a is switched to generate a rotating magnetic field.

ロータ24bは、永久磁石を備えており、この回転磁界から回転力を受け回転する。ゲート制御回路9は、また、トランジスタQ1〜Q6のオン/オフをPWM制御することにより、ブラシレスモータ24の回転トルクを増減制御する。
ダイオードD1〜D6は、トランジスタQ1〜Q6のオン/オフにより発生するノイズを吸収する為のものである。
モータ電流検出回路17は、ブラシレスモータ24の端子U,V,Wに流れる各相電流を検出して、マイコン19に与え、モータ電圧検出回路14は、ブラシレスモータ24の端子U,V,Wの各相電圧を検出して、マイコン19に与える。
The rotor 24b includes a permanent magnet, and rotates by receiving a rotational force from the rotating magnetic field. The gate control circuit 9 also controls increase / decrease of the rotational torque of the brushless motor 24 by PWM control of on / off of the transistors Q1 to Q6.
The diodes D1 to D6 are for absorbing noise generated by turning on / off the transistors Q1 to Q6.
The motor current detection circuit 17 detects each phase current flowing through the terminals U, V, and W of the brushless motor 24 and applies it to the microcomputer 19. The motor voltage detection circuit 14 detects the terminals U, V, and W of the brushless motor 24. Each phase voltage is detected and applied to the microcomputer 19.

以下に、このような構成の電動パワーステアリング装置の、ブラシレスモータのロータ位置を推定する動作を、それを示す図3〜5のフローチャートを参照しながら説明する。
マイコン19は、ブラシレスモータのロータ位置を推定する際に、先ず、操舵トルクを読込み(S2)、読込んだ操舵トルクが所定トルク以上であるか否かを判定する(S4)。
Below, the operation | movement which estimates the rotor position of a brushless motor of the electric power steering apparatus of such a structure is demonstrated, referring the flowchart of FIGS. 3-5 which shows it.
When estimating the rotor position of the brushless motor, the microcomputer 19 first reads the steering torque (S2), and determines whether the read steering torque is equal to or greater than a predetermined torque (S4).

マイコン19は、読込んだ操舵トルクが所定トルク以上であれば(S4;YES)、ロータ位置推定アルゴリズムBを利用してロータ位置を推定し(S6)リターンする。読込んだ操舵トルクが所定トルク以上でなければ(S4;NO)、ロータ位置推定アルゴリズムAを利用してロータ位置を推定し(S8)リターンする。
電動パワーステアリング装置では、トルク変動及び効率が重要視される。従って、トルク変動を抑制する必要がある低トルク域では、応答電流が小さく、また、回転停止状態でも実行可能な高周波電圧(電流)注入法を、高効率であることが必要な高トルク域では、注入するエネルギーを抑制できるオブザーバ法を選択する。
If the read steering torque is equal to or greater than the predetermined torque (S4; YES), the microcomputer 19 estimates the rotor position using the rotor position estimation algorithm B (S6) and returns. If the read steering torque is not equal to or greater than the predetermined torque (S4; NO), the rotor position is estimated using the rotor position estimation algorithm A (S8), and the process returns.
In the electric power steering apparatus, torque fluctuation and efficiency are regarded as important. Therefore, in the low torque range where torque fluctuation needs to be suppressed, the response current is small, and the high frequency voltage (current) injection method that can be executed even when the rotation is stopped is used in the high torque range where high efficiency is required. Select an observer method that can suppress the injected energy.

マイコン19は、ロータ位置推定アルゴリズムBを利用してロータ位置を推定する際(S6)、先ず、モータ電流検出回路17が検出したブラシレスモータ24の各相電流、及びモータ電圧検出回路14が検出したブラシレスモータ24の各相の端子電圧を読込む(S10)。次いで、読込んだブラシレスモータ24の各相電流及び各相の端子電圧に基づき、状態又は外乱オブザーバ(観測器)によりロータ24bのN極位置を推定し(S12)リターンする。   When the microcomputer 19 estimates the rotor position using the rotor position estimation algorithm B (S6), first, each phase current of the brushless motor 24 detected by the motor current detection circuit 17 and the motor voltage detection circuit 14 detect it. The terminal voltage of each phase of the brushless motor 24 is read (S10). Next, based on the read phase currents of the brushless motor 24 and the terminal voltages of the respective phases, the state or disturbance observer (observer) estimates the N pole position of the rotor 24b (S12) and returns.

尚、マイコン19は、他のロータ位置推定アルゴリズムBを利用してロータ位置を推定する(S6)ことも可能である。
他のロータ位置推定アルゴリズムBでは、図4(b)に示すように、マイコン19は、先ず、モータ電流検出回路17が検出したブラシレスモータ24の各相電流、及びモータ電圧検出回路14が検出したブラシレスモータ24の各相の端子電圧を読込む(S14)。次いで、読込んだブラシレスモータ24の各相電流、各相の端子電圧から演算した次サンプル時の電流と、モータ電流検出回路17が検出したブラシレスモータ24の各相電流との差から、ロータ24bのN極位置を推定し(S16)リターンする。
The microcomputer 19 can also estimate the rotor position using another rotor position estimation algorithm B (S6).
In another rotor position estimation algorithm B, as shown in FIG. 4B, the microcomputer 19 first detects each phase current of the brushless motor 24 detected by the motor current detection circuit 17 and the motor voltage detection circuit 14. The terminal voltage of each phase of the brushless motor 24 is read (S14). Next, from the difference between the read current of each phase of the brushless motor 24 and the current of the next sample calculated from the terminal voltage of each phase and the current of each phase of the brushless motor 24 detected by the motor current detection circuit 17, the rotor 24 b The N pole position is estimated (S16) and the process returns.

マイコン19は、ロータ位置推定アルゴリズムAを利用してロータ位置を推定する際(S8)、先ず、ブラシレスモータ24の電圧に重畳して高周波電圧を注入し(S18)、注入した高周波電圧の応答電流をモータ電流検出回路17により測定する(S20)。次いで、測定した応答電流の、ロータ24bの永久磁石の磁束変化による振幅変化から、ロータ24bのN極位置を推定し(S22)リターンする。   When estimating the rotor position using the rotor position estimation algorithm A (S8), the microcomputer 19 first injects a high frequency voltage superimposed on the voltage of the brushless motor 24 (S18), and the response current of the injected high frequency voltage. Is measured by the motor current detection circuit 17 (S20). Next, the N pole position of the rotor 24b is estimated from the measured response current amplitude change due to the magnetic flux change of the permanent magnet of the rotor 24b (S22), and the process returns.

尚、マイコン19は、他のロータ位置推定アルゴリズムAを利用してロータ位置を推定する(S8)ことも可能である。
他のロータ位置推定アルゴリズムAでは、図5(b)に示すように、マイコン19は、先ず、ブラシレスモータ24の電圧に重畳して高周波電流を注入し(S24)、注入した高周波電流の応答電圧をモータ電圧検出回路14により測定する(S26)。次いで、測定した応答電圧の、ロータ24bの永久磁石の磁束変化による振幅変化から、ロータ24bのN極位置を推定し(S28)リターンする。
The microcomputer 19 can also estimate the rotor position using another rotor position estimation algorithm A (S8).
In the other rotor position estimation algorithm A, as shown in FIG. 5B, the microcomputer 19 first injects a high frequency current superimposed on the voltage of the brushless motor 24 (S24), and the response voltage of the injected high frequency current. Is measured by the motor voltage detection circuit 14 (S26). Next, the N pole position of the rotor 24b is estimated from the change in the amplitude of the measured response voltage due to the magnetic flux change of the permanent magnet of the rotor 24b (S28), and the process returns.

尚、上述した実施の形態では、操舵トルクを読込み(S2)、操舵トルクが所定トルク以上であれば(S4;YES)、ロータ位置推定アルゴリズムBを利用し(S6)、所定トルク以上でなければ(S4;NO)、ロータ位置推定アルゴリズムAを利用して(S8)いるが、他の操作状態の検出値を使用することも可能である。
例えば、車両の速度を読込み、車両の速度が所定速度以上であれば、ロータ位置推定アルゴリズムBを利用し、所定速度以上でなければ、ロータ位置推定アルゴリズムAを利用することも可能である。
In the embodiment described above, the steering torque is read (S2). If the steering torque is equal to or greater than the predetermined torque (S4; YES), the rotor position estimation algorithm B is used (S6). (S4; NO), the rotor position estimation algorithm A is used (S8), but it is also possible to use detection values of other operation states.
For example, if the vehicle speed is read and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed, the rotor position estimation algorithm B can be used, and if not higher than the predetermined speed, the rotor position estimation algorithm A can be used.

また、車両のエンジン回転数を読込み、エンジン回転数が所定回転数以上であれば、ロータ位置推定アルゴリズムBを利用し、所定回転数以上でなければ、ロータ位置推定アルゴリズムAを利用することも可能である。
また、ハンドルの舵角を読込み、ハンドルの舵角が所定角度以上であれば、ロータ位置推定アルゴリズムBを利用し、所定角度以上でなければ、ロータ位置推定アルゴリズムAを利用することも可能である。
It is also possible to read the engine speed of the vehicle and use the rotor position estimation algorithm B if the engine speed is equal to or higher than the predetermined speed, and use the rotor position estimation algorithm A if it is not higher than the predetermined speed. It is.
It is also possible to read the steering angle of the steering wheel and use the rotor position estimation algorithm B if the steering angle of the steering wheel is equal to or greater than a predetermined angle, and use the rotor position estimation algorithm A if the steering angle is not greater than the predetermined angle. .

(実施の形態2)
図6は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態2の動作を示すフローチャートである。この電動パワーステアリング装置の要部構成及びその他の動作は、実施の形態1で説明した要部構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。
マイコン19は、ロータ位置推定動作の故障判定を実行するに際して、先ず、図4,5のフローチャートが示すロータ位置推定動作により推定されたロータ位置を取得し(S30)、次いで、操舵トルク及び舵角を読込む(S32)。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the second embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention. The main configuration and other operations of the electric power steering apparatus are the same as the main configuration and operation described in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
When executing the failure determination of the rotor position estimation operation, the microcomputer 19 first obtains the rotor position estimated by the rotor position estimation operation shown in the flowcharts of FIGS. 4 and 5 (S30), and then the steering torque and the steering angle. Is read (S32).

マイコン19は、次に、読込んだ舵角、操舵トルク(S32)、及びブラシレスモータ24の図示しない減速機構のギヤ比に基づき、ブラシレスモータ24のロータ位置を演算する(S34)。次いで、取得したロータ位置推定値(S30)と、演算したロータ位置演算値(S34)との偏差を演算し(S36)、演算した偏差の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する(S38)。   Next, the microcomputer 19 calculates the rotor position of the brushless motor 24 based on the read steering angle, steering torque (S32), and the gear ratio of the reduction mechanism (not shown) of the brushless motor 24 (S34). Next, a deviation between the acquired rotor position estimated value (S30) and the calculated rotor position calculated value (S34) is calculated (S36), and it is determined whether or not the absolute value of the calculated deviation is greater than or equal to a threshold value (S36). S38).

マイコン19は、演算した偏差の絶対値が閾値以上でなければ(S38;NO)、ロータ位置推定動作は正常として、そのままリターンする。演算した偏差の絶対値が閾値以上であれば(S38;YES)、ロータ位置推定動作が故障していると判定し(S40)、演算したロータ位置演算値(S34)を利用してブラシレスモータ24を駆動するよう切替えて(S42)リターンする。   If the calculated absolute value of the deviation is not greater than or equal to the threshold value (S38; NO), the microcomputer 19 returns to the normal operation with the rotor position estimation operation being normal. If the calculated absolute value of the deviation is equal to or greater than the threshold value (S38; YES), it is determined that the rotor position estimation operation has failed (S40), and the brushless motor 24 is calculated using the calculated rotor position calculation value (S34). (S42) and return.

本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of embodiment of the electric power steering apparatus which concerns on this invention. 図1に示すブラシレスモータ、モータ駆動回路、モータ電圧検出回路及びモータ電流検出回路の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the brushless motor shown in FIG. 1, a motor drive circuit, a motor voltage detection circuit, and a motor current detection circuit. 本発明に係る電動パワーステアリング装置の、ブラシレスモータのロータ位置を推定する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which estimates the rotor position of a brushless motor of the electric power steering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電動パワーステアリング装置の、ブラシレスモータのロータ位置を推定する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which estimates the rotor position of a brushless motor of the electric power steering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電動パワーステアリング装置の、ブラシレスモータのロータ位置を推定する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which estimates the rotor position of a brushless motor of the electric power steering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電動パワーステアリング装置の、ロータ位置推定動作の故障を判定する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which determines the failure of rotor position estimation operation | movement of the electric power steering apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

9 ゲート制御回路、12 トルクセンサ、13 モータ駆動回路、14 モータ電圧検出回路、16 PWM制御部、17 モータ電流検出回路、18a トルク/電流テーブル、19 マイクロコンピュータ(マイコン)、20 車速センサ、22 舵角センサ、24 ブラシレスモータ、24a ステータ、24b ロータ、25 エンジン回転数センサ、A,B,C コイル、Q1〜Q6 トランジスタ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Gate control circuit, 12 Torque sensor, 13 Motor drive circuit, 14 Motor voltage detection circuit, 16 PWM control part, 17 Motor current detection circuit, 18a Torque / current table, 19 Microcomputer (microcomputer), 20 Vehicle speed sensor, 22 Rudder Angle sensor, 24 brushless motor, 24a stator, 24b rotor, 25 engine speed sensor, A, B, C coil, Q1-Q6 transistor

Claims (5)

車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の単相又は複数相のブラシレスモータと、該ブラシレスモータの相電圧を検出する電圧検出手段と、前記ブラシレスモータの相電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータに高周波電圧(又は高周波電流)を注入し、その応答電流(又は応答電圧)に基づき、前記ブラシレスモータのロータ位置を推定する第1推定手段と、前記電圧検出手段及び電流検出手段が検出した相電圧及び相電流に基づき、前記ロータ位置を推定する第2推定手段とを備え、前記第1推定手段又は第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた電流を流すように、前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサが検出した操舵トルクが、閾値以上であるか否かを判定する判定手段を備え、該判定手段が閾値以上でないと判定したときは、前記第1推定手段が推定したロータ位置に、前記判定手段が閾値以上であると判定したときは、前記第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記ブラシレスモータを駆動するように構成してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A torque sensor for detecting a steering torque applied to a steering member of the vehicle, a single-phase or multiple-phase brushless motor for assisting steering, a voltage detection means for detecting a phase voltage of the brushless motor, and a phase current of the brushless motor. Current detecting means for detecting; first estimating means for injecting a high frequency voltage (or high frequency current) into the brushless motor; and estimating a rotor position of the brushless motor based on the response current (or response voltage); and the voltage Second estimation means for estimating the rotor position based on the phase voltage and phase current detected by the detection means and the current detection means, and based on the rotor position estimated by the first estimation means or the second estimation means, In the electric power steering apparatus that drives the brushless motor so that a current corresponding to the steering torque detected by the torque sensor flows. Te,
A determination means for determining whether or not the steering torque detected by the torque sensor is equal to or greater than a threshold value. When the determination means determines that the steering torque is not equal to or greater than the threshold value, the rotor position estimated by the first estimation means is An electric power steering apparatus configured to drive the brushless motor based on the rotor position estimated by the second estimation unit when the determination unit determines that the value is greater than or equal to a threshold value.
車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の単相又は複数相のブラシレスモータと、該ブラシレスモータの相電圧を検出する電圧検出手段と、前記ブラシレスモータの相電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータに高周波電圧(又は高周波電流)を注入し、その応答電流(又は応答電圧)に基づき、前記ブラシレスモータのロータ位置を推定する第1推定手段と、前記電圧検出手段及び電流検出手段が検出した相電圧及び相電流に基づき、前記ロータ位置を推定する第2推定手段と、前記車両の速度を取得する車速取得手段とを備え、前記第1推定手段又は第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記トルクセンサが検出した操舵トルク、及び前記車速取得手段が取得した速度に応じた電流を流すように、前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、
前記車速取得手段が取得した速度が、閾値以上であるか否かを判定する判定手段を備え、該判定手段が閾値以上でないと判定したときは、前記第1推定手段が推定したロータ位置に、前記判定手段が閾値以上であると判定したときは、前記第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記ブラシレスモータを駆動するように構成してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A torque sensor for detecting a steering torque applied to a steering member of the vehicle, a single-phase or multiple-phase brushless motor for assisting steering, a voltage detection means for detecting a phase voltage of the brushless motor, and a phase current of the brushless motor. Current detecting means for detecting; first estimating means for injecting a high frequency voltage (or high frequency current) into the brushless motor; and estimating a rotor position of the brushless motor based on the response current (or response voltage); and the voltage Based on the phase voltage and the phase current detected by the detection means and the current detection means, the second estimation means for estimating the rotor position, and the vehicle speed acquisition means for acquiring the speed of the vehicle, the first estimation means or the first 2 Based on the rotor position estimated by the estimating means, the electric power corresponding to the steering torque detected by the torque sensor and the speed acquired by the vehicle speed acquiring means. As flow in the electric power steering apparatus for driving the brushless motor,
A determination unit that determines whether or not the speed acquired by the vehicle speed acquisition unit is equal to or greater than a threshold value. When the determination unit determines that the speed is not equal to or greater than the threshold value, the rotor position estimated by the first estimation unit is An electric power steering apparatus configured to drive the brushless motor based on the rotor position estimated by the second estimation unit when the determination unit determines that the value is greater than or equal to a threshold value.
車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の単相又は複数相のブラシレスモータと、該ブラシレスモータの相電圧を検出する電圧検出手段と、前記ブラシレスモータの相電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータに高周波電圧(又は高周波電流)を注入し、その応答電流(又は応答電圧)に基づき、前記ブラシレスモータのロータ位置を推定する第1推定手段と、前記電圧検出手段及び電流検出手段が検出した相電圧及び相電流に基づき、前記ロータ位置を推定する第2推定手段とを備え、前記第1推定手段又は第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた電流を流すように、前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、
前記車両のエンジン回転数を取得する手段と、該手段が取得したエンジン回転数が、閾値以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、該判定手段が閾値以上でないと判定したときは、前記第1推定手段が推定したロータ位置に、前記判定手段が閾値以上であると判定したときは、前記第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記ブラシレスモータを駆動するように構成してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A torque sensor for detecting a steering torque applied to a steering member of the vehicle, a single-phase or multiple-phase brushless motor for assisting steering, a voltage detection means for detecting a phase voltage of the brushless motor, and a phase current of the brushless motor. Current detecting means for detecting; first estimating means for injecting a high frequency voltage (or high frequency current) into the brushless motor; and estimating a rotor position of the brushless motor based on the response current (or response voltage); and the voltage Second estimation means for estimating the rotor position based on the phase voltage and phase current detected by the detection means and the current detection means, and based on the rotor position estimated by the first estimation means or the second estimation means, In the electric power steering apparatus that drives the brushless motor so that a current corresponding to the steering torque detected by the torque sensor flows. Te,
When it is determined that the means for acquiring the engine speed of the vehicle and the determination means for determining whether the engine speed acquired by the means is greater than or equal to a threshold, the determination means is not greater than or equal to the threshold. The brushless motor is configured to be driven based on the rotor position estimated by the second estimation unit when the determination unit determines that the determination unit is greater than or equal to a threshold at the rotor position estimated by the first estimation unit. An electric power steering device characterized by that.
車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の単相又は複数相のブラシレスモータと、該ブラシレスモータの相電圧を検出する電圧検出手段と、前記ブラシレスモータの相電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータに高周波電圧(又は高周波電流)を注入し、その応答電流(又は応答電圧)に基づき、前記ブラシレスモータのロータ位置を推定する第1推定手段と、前記電圧検出手段及び電流検出手段が検出した相電圧及び相電流に基づき、前記ロータ位置を推定する第2推定手段とを備え、前記第1推定手段又は第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた電流を流すように、前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、
前記操舵部材の舵角を検出する手段と、該手段が検出した舵角が、閾値以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、該判定手段が閾値以上でないと判定したときは、前記第1推定手段が推定したロータ位置に、前記判定手段が閾値以上であると判定したときは、前記第2推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記ブラシレスモータを駆動するように構成してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A torque sensor for detecting a steering torque applied to a steering member of the vehicle, a single-phase or multiple-phase brushless motor for assisting steering, a voltage detection means for detecting a phase voltage of the brushless motor, and a phase current of the brushless motor. Current detecting means for detecting; first estimating means for injecting a high frequency voltage (or high frequency current) into the brushless motor; and estimating a rotor position of the brushless motor based on the response current (or response voltage); and the voltage Second estimation means for estimating the rotor position based on the phase voltage and phase current detected by the detection means and the current detection means, and based on the rotor position estimated by the first estimation means or the second estimation means, In the electric power steering apparatus that drives the brushless motor so that a current corresponding to the steering torque detected by the torque sensor flows. Te,
When the means for detecting the steering angle of the steering member and the determination means for determining whether or not the steering angle detected by the means is equal to or greater than a threshold, The brushless motor is configured to be driven based on the rotor position estimated by the second estimating means when the determining means determines that the rotor position estimated by the first estimating means is greater than or equal to a threshold value. An electric power steering device characterized by being.
車両の操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の単相又は複数相のブラシレスモータと、該ブラシレスモータの相電圧を検出する電圧検出手段と、前記ブラシレスモータの相電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータに高周波電圧(若しくは高周波電流)を注入し、その応答電流(若しくは応答電圧)に基づき、又は前記電圧検出手段及び電流検出手段が検出した相電圧及び相電流に基づき、前記ブラシレスモータのロータ位置を推定する推定手段とを備え、該推定手段が推定したロータ位置に基づき、前記トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた電流を流すように、前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、
前記操舵部材の舵角を検出する手段と、該手段が検出した舵角に基づき、前記ロータ位置を演算する演算手段と、前記推定手段が推定したロータ位置、及び前記演算手段が演算したロータ位置の差を演算する手段と、該手段が演算した差が所定値以上であるか否かを判定する手段とを備え、該手段が所定値以上であると判定したときは、前記推定手段が異常であると判定し、前記演算手段が演算したロータ位置に基づき、前記ブラシレスモータを駆動するように構成してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A torque sensor for detecting a steering torque applied to a steering member of the vehicle, a single-phase or multiple-phase brushless motor for assisting steering, a voltage detection means for detecting a phase voltage of the brushless motor, and a phase current of the brushless motor. Current detection means to detect, and a high-frequency voltage (or high-frequency current) injected into the brushless motor, and the phase voltage and phase current detected based on the response current (or response voltage) or detected by the voltage detection means and the current detection means Based on the rotor position of the brushless motor, and based on the rotor position estimated by the estimation means, the brushless motor is configured to flow a current corresponding to the steering torque detected by the torque sensor. In the electric power steering device to drive,
Means for detecting the steering angle of the steering member, calculation means for calculating the rotor position based on the steering angle detected by the means, rotor position estimated by the estimation means, and rotor position calculated by the calculation means And a means for determining whether or not the difference calculated by the means is greater than or equal to a predetermined value. When the means is determined to be greater than or equal to a predetermined value, the estimation means is abnormal. The electric power steering apparatus is configured to drive the brushless motor based on the rotor position calculated by the calculation means.
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