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JP5057026B2 - Motor drive device - Google Patents

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JP5057026B2 JP2006345691A JP2006345691A JP5057026B2 JP 5057026 B2 JP5057026 B2 JP 5057026B2 JP 2006345691 A JP2006345691 A JP 2006345691A JP 2006345691 A JP2006345691 A JP 2006345691A JP 5057026 B2 JP5057026 B2 JP 5057026B2
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  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

本発明は、ブリッジ回路を備え、PWM制御により電動モータを駆動制御するモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor drive device that includes a bridge circuit and drives and controls an electric motor by PWM control.

従来から、電動モータの駆動装置としては、Hブリッジ回路、3相インバータ回路といったブリッジ回路が用いられる。ブリッジ回路は、スイッチング素子を備えた上アームと下アームとを直列接続したアーム回路を2組あるいは3組並列接続して構成され、各アーム回路の両端間に直流電源が供給される。そして、各アーム回路における上アームと下アームとの間から配線を引き出して電動モータに電力を供給するように構成される。スイッチング素子は、モータ制御回路からのPWM制御信号により所定のデューティ比でオンオフして電動モータに所望の電流を流す。こうしたブリッジ回路において、例えば、特許文献1に提案されているように、各アームに2つのスイッチング素子を並列接続して備えることにより電流容量不足を補うものが知られている。
特開2000−50422号
Conventionally, a bridge circuit such as an H bridge circuit or a three-phase inverter circuit is used as a drive device for an electric motor. The bridge circuit is configured by connecting two or three arm circuits in which an upper arm and a lower arm each having a switching element are connected in series, and DC power is supplied between both ends of each arm circuit. And it is comprised so that electric power may be supplied to an electric motor by extracting wiring from between the upper arm and lower arm in each arm circuit. The switching element is turned on / off at a predetermined duty ratio by a PWM control signal from the motor control circuit, and a desired current flows through the electric motor. In such a bridge circuit, for example, as proposed in Patent Document 1, there is known a circuit that compensates for a shortage of current capacity by providing each arm with two switching elements connected in parallel.
JP 2000-50422

ところで、車両内には、走行状態を制御したり運転者の運転操作を補助したりする種々の車両制御装置が設けられる。こうした車両制御装置のアクチュエータとしては、電動モータが使用されることが多い。車両制御装置で使われる電動モータを駆動制御するにあたっては、安全上、冗長設計がなされる。例えば、駆動系を全て二重にする構成、つまり、電動モータ、ブリッジ回路、モータ制御回路を全て2組設けた構成や、共通の電動モータに対してブリッジ回路、モータ制御回路を2組設けた構成などが考えられる。しかし、こうした冗長構成ではコストが高い。また、回路異常を検出する電圧モニタ回路や電流センサも2組必要となってくる。   By the way, various vehicle control devices are provided in the vehicle for controlling the driving state and assisting the driving operation of the driver. An electric motor is often used as an actuator of such a vehicle control device. When driving and controlling an electric motor used in a vehicle control device, a redundant design is made for safety. For example, a configuration in which all the drive systems are duplicated, that is, a configuration in which two sets of electric motors, bridge circuits, and motor control circuits are all provided, and two sets of bridge circuits and motor control circuits are provided for a common electric motor. Configuration etc. can be considered. However, such a redundant configuration is expensive. In addition, two sets of voltage monitoring circuits and current sensors for detecting circuit abnormality are required.

また、ブリッジ回路のスイッチング素子が故障した場合のバックアップ用として、予備のスイッチング素子を並列に追加した冗長設計を採用した場合には、バックアップが必要となったときに、その予備のスイッチング素子を確実に動作できる状態になっている必要がある。   In addition, if a redundant design with a spare switching element added in parallel is used for backup when a switching element in the bridge circuit fails, the spare switching element can be securely connected when backup is required. It is necessary to be in a state where it can be operated.

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、低コストで確実性の高いバックアップ機能を有する電動モータ駆動装置の提供を目的とする。   The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric motor drive device having a low-cost and highly reliable backup function.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、複数のスイッチング素子を並列接続したスイッチング素子群をそれぞれ有する上アームと下アームとを直列接続したアーム回路を複数並列接続して備え、上記各アーム回路の両端間に直流電源が供給されるとともに、上記各アーム回路における上アームと下アームとの間から電動モータへ電源供給するブリッジ回路と、上記ブリッジ回路の各スイッチング素子群にPWM制御信号を出力することにより上記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備えたモータ駆動装置において、上記電動モータの駆動制御中に上記並列接続された複数のスイッチング素子のうちPWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を選択的に切り替える切替手段を備え、上記モータ制御手段は、上記PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を切り替えるときには、上記並列に接続されたスイッチング素子のPWM制御におけるオン・オフタイミングを同期させることにある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a plurality of arm circuits each having an upper arm and a lower arm connected in series, each having a switching element group in which a plurality of switching elements are connected in parallel, are connected in parallel. DC power is supplied between both ends of the arm circuit, a bridge circuit for supplying power to the electric motor from between the upper arm and the lower arm in each arm circuit, and a PWM control signal to each switching element group of the bridge circuit And a motor control unit that controls the drive of the electric motor by outputting a motor, and outputs a PWM control signal among the plurality of switching elements connected in parallel during the drive control of the electric motor. a switching means for selectively switching the switching element to be, the motor control means, the P When switching the switching element of interest to output the M control signal is to synchronize the on-off timing in the PWM control of the switching elements connected to the parallel.

この発明においては、ブリッジ回路の各アームごとに複数のスイッチング素子が並列接続されたスイッチング素子群が設けられる。モータ制御手段は、このスイッチング素子群に対してPWM制御信号を出力する。この場合、切替手段が、並列接続された複数のスイッチング素子のうちPWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を選択的に切り替える。つまり、電動モータをPWM制御するために使用するスイッチング素子を切り替える。   In the present invention, a switching element group in which a plurality of switching elements are connected in parallel is provided for each arm of the bridge circuit. The motor control means outputs a PWM control signal to this switching element group. In this case, the switching means selectively switches the switching element that is the target for outputting the PWM control signal among the plurality of switching elements connected in parallel. That is, the switching element used for PWM control of the electric motor is switched.

並列接続された複数のスイッチング素子のうちモータ制御手段からPWM制御信号を入力したスイッチング素子は、オン・オフしてデューティ比に応じた電流を電動モータに流す。一方、PWM制御信号が入力されないスイッチング素子(選択されていないスイッチング素子)は、オフ状態を維持する。このスイッチング素子の切り替えは、電動モータの通常運転中に行われる。この通常運転中とは、異常が検出された状態での運転時や異常診断用の特殊運転時とは異なり、本来の目的での電動モータの駆動制御時を意味する。   Of the plurality of switching elements connected in parallel, the switching element to which the PWM control signal is input from the motor control means is turned on / off, and a current corresponding to the duty ratio is supplied to the electric motor. On the other hand, the switching elements to which the PWM control signal is not input (switching elements that are not selected) maintain the off state. The switching element is switched during normal operation of the electric motor. This normal operation means during the drive control of the electric motor for the original purpose, unlike the operation in the state where the abnormality is detected or the special operation for abnormality diagnosis.

従って、並列接続したスイッチング素子を通常運転中に切り替えて使用するため、各スイッチング素子の異常を通常運転中に検出することができる。この結果、スイッチング素子を確実にバックアップ可能な状態を維持することができる。また、モータ駆動回路として低コストに冗長回路を構成することができる。
また、PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を切り替えるとき、その切り替え前のスイッチング素子に出力されているPWM制御信号と、切り替え後のスイッチング素子に出力されるPWM制御信号とにおけるオン・オフタイミングを同期させるため、上アームと下アームとがともにオン状態(アーム短絡)になって貫通電流が流れてしまうことを防止できる。ここで「PWM制御信号におけるオン・オフタイミングを同期させる」とは、PWM制御の周期、制御周期の開始タイミングと終了タイミング、デューティ比を一致させることを意味する。
Therefore, since the switching elements connected in parallel are switched and used during normal operation, an abnormality of each switching element can be detected during normal operation. As a result, a state where the switching element can be reliably backed up can be maintained. In addition, a redundant circuit can be configured at a low cost as the motor drive circuit.
Further, when switching a switching element to which a PWM control signal is to be output, on / off of the PWM control signal output to the switching element before the switching and the PWM control signal output to the switching element after the switching Since the timing is synchronized, it is possible to prevent both the upper arm and the lower arm from being turned on (arm short circuit) and causing a through current to flow. Here, “synchronizing the on / off timing in the PWM control signal” means that the PWM control cycle, the start timing and end timing of the control cycle, and the duty ratio are matched.

本発明の他の特徴は、上記各アームに設けられるスイッチング素子群は、主スイッチング素子と副スイッチング素子とを並列接続して構成され、上記切替手段は、上記電動モータの通常運転中において、上記PWM制御信号を出力する対象を上記主スイッチング素子と副スイッチング素子とに交互に切り替えることにある。   Another feature of the present invention is that the switching element group provided in each arm is configured by connecting a main switching element and a sub-switching element in parallel, and the switching means is configured as described above during normal operation of the electric motor. The object of outputting the PWM control signal is to alternately switch the main switching element and the sub switching element.

この発明によれば、各アームに主スイッチング素子と副スイッチング素子とが並列接続され、通常運転中において、この2つのスイッチング素子が切替手段により交互に切り替えられる。つまり、PWM制御信号の出力対象が主スイッチング素子と副スイッチング素子とに交互に切り替えられる。従って、各スイッチング素子の異常を通常運転中に検出することができる。また、モータ駆動回路として低コストに冗長回路を構成することができる。
尚、主スイッチング素子と副スイッチング素子とを同等の性能(例えば、同じ電流容量)のもので構成しても、あるいは、副スイッチング素子を主スイッチング素子に比べて低い性能のもので構成してもどちらでもかまわない。
According to the present invention, the main switching element and the sub switching element are connected in parallel to each arm, and the two switching elements are alternately switched by the switching means during normal operation. That is, the output target of the PWM control signal is alternately switched between the main switching element and the sub switching element. Therefore, abnormality of each switching element can be detected during normal operation. In addition, a redundant circuit can be configured at a low cost as the motor drive circuit.
The main switching element and the sub switching element may be configured with the same performance (for example, the same current capacity), or the sub switching element may be configured with a lower performance than the main switching element. Either one does not matter.

本発明の他の特徴は、上記切替手段は、上記電動モータに流れる電流値あるいは電流制御値がゼロとなっているときに、上記PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を切り替えることにある。   Another feature of the present invention resides in that the switching means switches the switching element that is to output the PWM control signal when the current value or the current control value flowing through the electric motor is zero. .

この発明によれば、電動モータに流れる電流値あるいは電流制御値(モータ制御上における目標電流)がゼロになっているときに、PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子、つまり、PWM制御に使うスイッチング素子を切り替えるため、切り替え時にモータ電流の変動が生じなく電動モータが異常作動するおそれがない。また、切り替えられたスイッチング素子に大電流が突然流れるといったことがなく、スイッチング素子の損傷を防止して長期にわたって使用することができる。   According to the present invention, when the current value flowing through the electric motor or the current control value (target current in the motor control) is zero, the switching element that is the target of outputting the PWM control signal, that is, the PWM control. Since the switching element to be used is switched, the motor current does not vary at the time of switching, and there is no possibility that the electric motor operates abnormally. Further, a large current does not suddenly flow through the switched switching element, and the switching element can be prevented from being damaged and used for a long time.

本発明の他の特徴は、上記モータ制御手段は、上記PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を切り替えるときには、所定の設定時間だけ全てのスイッチング素子にオフ指令を出力することにある。   Another feature of the present invention resides in that the motor control means outputs an OFF command to all the switching elements for a predetermined set time when switching the switching elements to be output with the PWM control signal.

この発明によれば、スイッチング素子の応答特性、特にオン状態からオフ状態に切り替わるときの応答遅れが生じても、所定の設定時間だけ全てのスイッチング素子にオフ指令が出力されるため、上アームと下アームとがともにオン状態になって貫通電流が流れてしまうことを防止できる。   According to the present invention, even when a response delay occurs when switching from the ON state to the OFF state, an OFF command is output to all the switching elements for a predetermined set time. It is possible to prevent a through current from flowing due to both the lower arm being turned on.

本発明の他の特徴は、上記モータ制御手段は、上記主スイッチング素子にPWM制御信号を出力する場合と、上記副スイッチング素子にPWM制御信号を出力する場合とで、それぞれ独立したアーム短絡防止用のデットタイムを設定するとともに、上記PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を切り替えるときには、上記それぞれ独立して設定されたデットタイム以上の長さの設定時間だけ全てのスイッチング素子にオフ指令を出力することにある。   Another feature of the present invention is that the motor control means is for independently preventing arm short-circuiting when outputting a PWM control signal to the main switching element and when outputting a PWM control signal to the sub-switching element. In addition, when switching the switching element to which the PWM control signal is to be output, an OFF command is issued to all the switching elements for a set time longer than the dead time set independently. It is to output.

PWM制御においては、常時電流を流す通電方式が知られている。例えば、Hブリッジ回路においては、電動モータの正転駆動方向への通電と逆転駆動方向への通電とを高速周期で切り替え、その正転駆動方向の通電期間と逆転駆動方向の通電期間との比を調整することにより電動モータの回転を制御する方式、一般に常時PWM制御と呼ばれる通電方式が知られている。   In PWM control, an energization method in which a current is always supplied is known. For example, in an H-bridge circuit, the energization in the forward drive direction and the reverse drive direction of the electric motor are switched at a high speed cycle, and the ratio between the energization period in the forward drive direction and the energization period in the reverse drive direction. There is known a method for controlling the rotation of the electric motor by adjusting the angle, generally an energization method called constant PWM control.

こうした常時PWM制御を行う場合、駆動方向を切り替えるときのアーム短絡を防止するために、上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子との両方に対してオン信号を出力しないデットタイムが設けられる。しかし、主スイッチング素子と副スイッチング素子の応答特性が相違すると、PWM制御信号の出力対象となるスイッチング素子を切り替える時にアーム短絡が発生するおそれがある。   When such constant PWM control is performed, a dead time during which an ON signal is not output is provided to both the upper arm switching element and the lower arm switching element in order to prevent an arm short circuit when switching the drive direction. However, if the response characteristics of the main switching element and the sub switching element are different, an arm short circuit may occur when switching the switching element that is the output target of the PWM control signal.

そこで、この発明においては、主スイッチング素子のPWM制御信号を出力する場合と副スイッチング素子にPWM制御信号を出力する場合とで、それぞれ独立したアーム短絡防止用のデットタイムを設定するとともに、PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を切り替えるときには、それらのデットタイム以上の長さの設定時間だけ全てのスイッチング素子にオフ指令を出力することによりアーム短絡を防止する。   Therefore, in the present invention, an independent dead time for arm short-circuit prevention is set for each of the case of outputting the PWM control signal of the main switching element and the case of outputting the PWM control signal to the sub-switching element, and the PWM control. When switching a switching element to be a signal output target, an arm short circuit is prevented by outputting an OFF command to all the switching elements for a set time longer than the dead time.

本発明の他の特徴は、複数のスイッチング素子を並列接続したスイッチング素子群をそれぞれ有する上アームと下アームとを直列接続したアーム回路を複数並列接続して備え、上記各アーム回路の両端間に直流電源が供給されるとともに、上記各アーム回路における上アームと下アームとの間から電動モータへ電源供給するブリッジ回路と、上記ブリッジ回路の各スイッチング素子群にPWM制御信号を出力することにより上記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備えたモータ駆動装置において、上記各アームに設けられるスイッチング素子群は、主スイッチング素子と、上記主スイッチング素子に比べて電流容量の小さい副スイッチング素子とを並列接続して構成され、上記電動モータの通常運転中において、上記PWM制御信号を出力する対象を上記主スイッチング素子と副スイッチング素子とに交互に切り替える切替手段と、上記電動モータに流れる電流値あるいは電流制御値が基準電流値以上である場合、上記PWM制御信号の出力対象として上記副スイッチング素子が選択されることを規制する大電流時選択規制手段とを備えたことにある。 Another feature of the present invention is that a plurality of arm circuits each having an upper arm and a lower arm connected in series, each having a switching element group in which a plurality of switching elements are connected in parallel, are connected in parallel. The DC power is supplied, and a bridge circuit that supplies power to the electric motor from between the upper arm and the lower arm in each arm circuit, and a PWM control signal is output to each switching element group of the bridge circuit. In a motor drive device comprising a motor control means for driving and controlling an electric motor, the switching element group provided in each arm includes a main switching element and a sub-switching element having a smaller current capacity than the main switching element. The PWM control signal is configured in parallel connection during normal operation of the electric motor. And switching means for switching a target alternately with the main switching element and the sub-switching element for outputting, when the current value flowing to the electric motor or the current control value is the reference current value or more, as the output target of the PWM control signal in that the sub-switching element has a large current when selected regulating means for regulating to be selected.

本発明においては、各アームに主スイッチング素子と副スイッチング素子とが並列接続され、通常運転中において、この2つのスイッチング素子が切替手段により交互に切り替えられる。つまり、PWM制御信号の出力対象が主スイッチング素子と副スイッチング素子とに交互に切り替えられる。この場合、副スイッチング素子は、主スイッチング素子に比べて電流容量の小さいものが使用され低コスト化が図られる。そして、大電流時選択規制手段は、電動モータに流れる電流値あるいは電流制御値が基準電流値以上である場合、PWM制御信号の出力対象として副スイッチング素子が選択されることを規制する。従って、副スイッチング素子は、基準電流値以上の大電流が流れないため過電流保護される。この場合、PWM制御信号の出力対象として副スイッチング素子が選択されている状態から電流値が基準電流値以上にまで上昇したとき、副スイッチング素子の選択が解除されて主スイッチング素子が選択される。この結果、この発明によれば、低コスト化とスイッチング素子の過電流損傷防止とを両立することができる。   In the present invention, a main switching element and a sub switching element are connected in parallel to each arm, and these two switching elements are alternately switched by the switching means during normal operation. That is, the output target of the PWM control signal is alternately switched between the main switching element and the sub switching element. In this case, the auxiliary switching element having a smaller current capacity than that of the main switching element is used, and the cost can be reduced. The large current selection restricting means restricts selection of the sub switching element as an output target of the PWM control signal when the value of the current flowing through the electric motor or the current control value is equal to or greater than the reference current value. Accordingly, the sub-switching element is protected against overcurrent because a large current exceeding the reference current value does not flow. In this case, when the current value rises above the reference current value from the state in which the sub switching element is selected as the output target of the PWM control signal, the selection of the sub switching element is canceled and the main switching element is selected. As a result, according to the present invention, both cost reduction and prevention of overcurrent damage of the switching element can be achieved.

本発明の他の特徴は、複数のスイッチング素子を並列接続したスイッチング素子群をそれぞれ有する上アームと下アームとを直列接続したアーム回路を複数並列接続して備え、上記各アーム回路の両端間に直流電源が供給されるとともに、上記各アーム回路における上アームと下アームとの間から電動モータへ電源供給するブリッジ回路と、上記ブリッジ回路の各スイッチング素子群にPWM制御信号を出力することにより上記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備え、車両走行速度が小さいほど大きな操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置の電動モータを駆動制御するモータ駆動装置において、上記各アームに設けられるスイッチング素子群は、主スイッチング素子と、上記主スイッチング素子に比べて電流容量の小さい副スイッチング素子とを並列接続して構成され、上記電動モータの通常運転中において、上記PWM制御信号を出力する対象を上記主スイッチング素子と副スイッチング素子とに交互に切り替える切替手段と、上記車速が基準速度以下である場合に、上記PWM制御信号の出力対象として上記副スイッチング素子が選択されることを規制する低速時選択規制手段とを備えたことにある。 Another feature of the present invention is that a plurality of arm circuits each having an upper arm and a lower arm connected in series, each having a switching element group in which a plurality of switching elements are connected in parallel, are connected in parallel. The DC power is supplied, and a bridge circuit that supplies power to the electric motor from between the upper arm and the lower arm in each arm circuit, and a PWM control signal is output to each switching element group of the bridge circuit. And a motor control means for driving and controlling the electric motor, wherein the switching element provided in each arm in the motor driving apparatus for driving and controlling the electric motor of the electric power steering apparatus that generates a larger steering assist torque as the vehicle traveling speed decreases. group, a main switching element, electrostatic compared to the main switching element Is configured by parallel connection of the small sub-switching element capacity, in normal operation of the electric motor, and switching means for switching a target for outputting the PWM control signal to alternately and the main switching element and the sub-switching element, If the vehicle speed is less than the reference speed, to the sub-switching element as an output target of the PWM control signal has a low speed selection restriction means for restricting to be selected.

この発明は、電動パワーステアリング装置で操舵アシストトルクを発生する電動モータの駆動装置に適用したもので、モータ制御手段は、車両走行速度を検出する車速検出手段からの検出信号を入力し、車両走行速度が小さいほど大きな操舵アシストトルクを発生するように電動モータの電流制御値(目標電流)を演算し、この電流制御値に応じたPWM制御信号を出力する。   The present invention is applied to a drive device for an electric motor that generates steering assist torque with an electric power steering device. The motor control means inputs a detection signal from a vehicle speed detection means for detecting the vehicle travel speed, and the vehicle travel A current control value (target current) of the electric motor is calculated so that a larger steering assist torque is generated as the speed is lower, and a PWM control signal corresponding to the current control value is output.

各アームには、主スイッチング素子と副スイッチング素子とが並列接続され、通常運転中において、この2つのスイッチング素子が切替手段により交互に切り替えられる。つまり、PWM制御信号の出力対象が主スイッチング素子と副スイッチング素子とに交互に切り替えられる。この場合、副スイッチング素子は、主スイッチング素子に比べて電流容量の小さいものが使用され低コスト化が図られる。操舵アシストトルクは、操舵ハンドルが操作されたときに、その操作に対して補助力を与えるものであるが、車速が基準速度以下である場合には、大きな操舵トルクを発生する必要があり、電動モータに流す電流値も増大する。そこで、低速時選択規制手段は、車速が基準速度以下である場合には、PWM制御信号の出力対象として副スイッチング素子が選択されることを規制することにより、副スイッチング素子に大電流が流れることを防止する。この場合、PWM制御信号の出力対象として副スイッチング素子が選択されている状態から、車速が基準速度以下にまで低下したとき、副スイッチング素子の選択が解除されて主スイッチング素子が選択される。この結果、この発明によれば、低コスト化とスイッチング素子の過電流損傷防止とを両立することができる。   A main switching element and a sub-switching element are connected in parallel to each arm, and the two switching elements are alternately switched by the switching means during normal operation. That is, the output target of the PWM control signal is alternately switched between the main switching element and the sub switching element. In this case, the auxiliary switching element having a smaller current capacity than that of the main switching element is used, and the cost can be reduced. The steering assist torque gives an assisting force to the operation when the steering handle is operated. However, when the vehicle speed is lower than the reference speed, it is necessary to generate a large steering torque. The value of current flowing through the motor also increases. Therefore, when the vehicle speed is lower than the reference speed, the low speed selection restricting means restricts the selection of the sub switching element as the output target of the PWM control signal, so that a large current flows through the sub switching element. To prevent. In this case, when the sub-switching element is selected as the output target of the PWM control signal, when the vehicle speed falls below the reference speed, the sub-switching element is deselected and the main switching element is selected. As a result, according to the present invention, both cost reduction and prevention of overcurrent damage of the switching element can be achieved.

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図1は、第1実施形態としてのモータ駆動装置を備えた車両の電動パワーステアリング装置を概略的に示し、図2は、その電動パワーステアリング装置におけるモータ駆動装置を概略的に示している。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an electric power steering device for a vehicle provided with a motor driving device as a first embodiment, and FIG. 2 schematically shows a motor driving device in the electric power steering device.

この車両の電動パワーステアリング装置1は、大別すると、操舵ハンドル11の操舵により転舵輪を操舵する操舵機構10と、操舵機構10に組み付けられ操舵アシストトルクを発生する電動モータ15と、操舵ハンドル11の操舵状態に応じて電動モータ15の作動を制御する電子制御ユニット30とから構成される。この電子制御ユニット30は、本発明のモータ駆動装置に相当する。   The electric power steering apparatus 1 for a vehicle can be broadly divided into a steering mechanism 10 that steers steered wheels by steering a steering handle 11, an electric motor 15 that is assembled to the steering mechanism 10 and generates a steering assist torque, and a steering handle 11. The electronic control unit 30 controls the operation of the electric motor 15 in accordance with the steering state. The electronic control unit 30 corresponds to the motor drive device of the present invention.

操舵機構10は、操舵ハンドル11の回転操作により左右前輪FW1,FW2を操舵するための機構で、操舵ハンドル11を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト12を備える。このステアリングシャフト12の下端には、ピニオンギヤ13が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ13は、ラックバー14に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー14の両端には、図示しないタイロッドおよびナックルアームを介して左右前輪FW1,FW2が操舵可能に接続されている。左右前輪FW1,FW2は、ステアリングシャフト12の軸線回りの回転に伴うラックバー14の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。従って、操舵ハンドル11、ステアリングシャフト12、ラックアンドピニオン機構13,14、タイロッド、ナックルアーム等により操舵機構10が構成される。   The steering mechanism 10 is a mechanism for steering the left and right front wheels FW1 and FW2 by a rotating operation of the steering handle 11, and includes a steering shaft 12 connected so as to rotate integrally with the upper end of the steering handle 11. A pinion gear 13 is connected to the lower end of the steering shaft 12 so as to rotate integrally. The pinion gear 13 meshes with rack teeth formed on the rack bar 14 to constitute a rack and pinion mechanism. Left and right front wheels FW1, FW2 are steerably connected to both ends of the rack bar 14 via tie rods and knuckle arms (not shown). The left and right front wheels FW1 and FW2 are steered left and right in accordance with the axial displacement of the rack bar 14 accompanying the rotation of the steering shaft 12 around the axis. Accordingly, the steering mechanism 10 is constituted by the steering handle 11, the steering shaft 12, the rack and pinion mechanisms 13, 14, the tie rod, the knuckle arm, and the like.

ラックバー14には、操舵アシスト用の電動モータ15が組み付けられている。本実施形態においては、単相のブラシ付モータが使用される。電動モータ15の回転軸は、ボールねじ機構16を介してラックバー14に動力伝達可能に接続されていて、その回転により左右前輪FW1,FW2の操舵をアシストする。ボールねじ機構16は、減速機および回転−直線変換器として機能するもので、電動モータ15の回転を減速するとともに直線運動に変換してラックバー14に伝達する。また、電動モータ15をラックバー14に組み付けるのに代えて、電動モータ15をステアリングシャフト12に組み付けて、電動モータ15の回転を減速機を介してステアリングシャフト12に伝達して同シャフト12を軸線周りに駆動するように構成してもよい。   An electric motor 15 for steering assist is assembled to the rack bar 14. In the present embodiment, a single-phase brush motor is used. The rotating shaft of the electric motor 15 is connected to the rack bar 14 via the ball screw mechanism 16 so that power can be transmitted, and assists the steering of the left and right front wheels FW1, FW2 by the rotation. The ball screw mechanism 16 functions as a speed reducer and a rotation-linear converter. The ball screw mechanism 16 decelerates the rotation of the electric motor 15 and converts it into a linear motion and transmits it to the rack bar 14. Further, instead of assembling the electric motor 15 to the rack bar 14, the electric motor 15 is assembled to the steering shaft 12, and the rotation of the electric motor 15 is transmitted to the steering shaft 12 via the speed reducer so that the shaft 12 is axially connected. You may comprise so that it may drive around.

ステアリングシャフト12には、操舵トルクセンサ21が設けられる。操舵トルクセンサ21は、操舵ハンドル11の回動操作によってステアリングシャフト12に作用する操舵トルクに応じた信号を出力する。この操舵トルクセンサ21から出力される信号により検出される操舵トルクの値を、以下、操舵トルクThと呼ぶ。操舵トルクThは、正負の値により操舵ハンドル11の操作方向が識別される。本実施形態においては、操舵ハンドル11の右方向への操舵時における操舵トルクThを正の値で、操舵ハンドル11の左方向への操舵時における操舵トルクThを負の値で示す。従って、操舵トルクThの大きさは、その絶対値の大きさとなる。   A steering torque sensor 21 is provided on the steering shaft 12. The steering torque sensor 21 outputs a signal corresponding to the steering torque that acts on the steering shaft 12 by the turning operation of the steering handle 11. Hereinafter, the value of the steering torque detected by the signal output from the steering torque sensor 21 is referred to as steering torque Th. As for the steering torque Th, the operation direction of the steering wheel 11 is identified by a positive or negative value. In the present embodiment, the steering torque Th when the steering handle 11 is steered in the right direction is indicated by a positive value, and the steering torque Th when the steering handle 11 is steered in the left direction is indicated by a negative value. Therefore, the magnitude of the steering torque Th is the magnitude of its absolute value.

電動モータ15には、回転角センサ23が設けられる。この回転角センサ23は、電動モータ15内に組み込まれ、電動モータ15の回転子の回転角度位置に応じた検出信号を出力する。この回転角センサ23の検出信号は、電動モータ15の回転角および回転角速度の計算に利用される。一方、この電動モータ15の回転角は、操舵ハンドル11の操舵角に比例するものであるので、操舵ハンドル11の操舵角としても共通に用いられる。また、電動モータ15の回転角を時間微分した回転角速度は、操舵ハンドル11の操舵角速度に比例するものであるため、操舵ハンドル11の操舵角速度としても共通に用いられる。   The electric motor 15 is provided with a rotation angle sensor 23. The rotation angle sensor 23 is incorporated in the electric motor 15 and outputs a detection signal corresponding to the rotation angle position of the rotor of the electric motor 15. The detection signal of the rotation angle sensor 23 is used to calculate the rotation angle and rotation angular velocity of the electric motor 15. On the other hand, since the rotation angle of the electric motor 15 is proportional to the steering angle of the steering handle 11, it is commonly used as the steering angle of the steering handle 11. Further, the rotational angular velocity obtained by differentiating the rotational angle of the electric motor 15 with respect to time is proportional to the steering angular velocity of the steering handle 11, and thus is commonly used as the steering angular velocity of the steering handle 11.

以下、回転角センサ23の出力信号により検出される操舵ハンドル11の操舵角の値を操舵角θと呼び、その操舵角θを時間微分して得られる操舵角速度の値を操舵角速度ωと呼ぶ。尚、操舵角θおよび操舵角速度ωは、後述する電子制御回路40のマイコン41により演算される。
操舵角θは、正負の値により操舵ハンドル11の中立位置に対する右方向および左方向の舵角をそれぞれ表す。本実施形態においては、操舵ハンドル11の中立位置を「0」とし、中立位置に対する右方向への舵角を正の値で示し、中立位置に対する左方向への舵角を負の値で示す。
Hereinafter, the value of the steering angle of the steering wheel 11 detected by the output signal of the rotation angle sensor 23 is referred to as a steering angle θ, and the value of the steering angular velocity obtained by time differentiation of the steering angle θ is referred to as a steering angular velocity ω. Note that the steering angle θ and the steering angular velocity ω are calculated by the microcomputer 41 of the electronic control circuit 40 described later.
The steering angle θ represents the steering angle in the right direction and the left direction with respect to the neutral position of the steering handle 11 by using positive and negative values. In the present embodiment, the neutral position of the steering handle 11 is set to “0”, the steering angle in the right direction with respect to the neutral position is indicated by a positive value, and the steering angle in the left direction with respect to the neutral position is indicated by a negative value.

次に、電子制御ユニット30について図2を用いて説明する。
電子制御ユニット30(以下、ECU30と呼ぶ)は、電動モータ15の目標通電制御値を演算し、演算された目標通電制御値にて電動モータ15を駆動制御する電子制御回路40と、電子制御回路40からの制御指令により電動モータ15を駆動するモータ駆動回路45とを含んで構成される。電子制御回路40は本発明におけるモータ制御手段に相当し、モータ駆動回路45は本発明におけるブリッジ回路に相当する。
電子制御回路40は、CPU,ROM,RAM等からなるマイクロコンピュータ41(以下、マイコン41と呼ぶ)と、入出力インタフェース42と、マイコン41から出力されるPWM(Pulse Width Modulation)制御信号を増幅してモータ駆動回路45に供給するプリドライブ回路43とを備える。
Next, the electronic control unit 30 will be described with reference to FIG.
The electronic control unit 30 (hereinafter referred to as ECU 30) calculates a target energization control value of the electric motor 15, and drives the electric motor 15 with the calculated target energization control value, and an electronic control circuit And a motor drive circuit 45 that drives the electric motor 15 in accordance with a control command from 40. The electronic control circuit 40 corresponds to the motor control means in the present invention, and the motor drive circuit 45 corresponds to the bridge circuit in the present invention.
The electronic control circuit 40 amplifies a microcomputer 41 (hereinafter referred to as a microcomputer 41) composed of a CPU, ROM, RAM, etc., an input / output interface 42, and a PWM (Pulse Width Modulation) control signal output from the microcomputer 41. And a pre-drive circuit 43 that supplies the motor drive circuit 45.

入出力インタフェース42は、バスを介してマイコン41に接続されるとともに、操舵トルクセンサ21、車速センサ22、回転角センサ23、電流センサ46、モータ電圧検出回路47からの検出信号を入力し、マイコン41に対して読み込み可能な信号に変換する。また、入出力インタフェース42は、常開(ノーマル・オープン)型の電源リレー57に接続されていて、マイコン41からの指令に基づきこれらの導通状態を変更する信号を送出するようになっている。
車速センサ22は、車両の走行速度に応じた車速信号を出力する。この車速センサ22から出力される車速信号により検出される車速の値を、以下、車速vxと呼ぶ。電流センサ46、モータ電圧検出回路47については後述する。
The input / output interface 42 is connected to the microcomputer 41 via a bus and inputs detection signals from the steering torque sensor 21, the vehicle speed sensor 22, the rotation angle sensor 23, the current sensor 46, and the motor voltage detection circuit 47, and the microcomputer 41 is converted into a readable signal. The input / output interface 42 is connected to a normally open type power supply relay 57 and sends a signal for changing the conduction state based on a command from the microcomputer 41.
The vehicle speed sensor 22 outputs a vehicle speed signal corresponding to the traveling speed of the vehicle. The value of the vehicle speed detected from the vehicle speed signal output from the vehicle speed sensor 22 is hereinafter referred to as a vehicle speed vx. The current sensor 46 and the motor voltage detection circuit 47 will be described later.

ECU30は、バッテリ51と、エンジンの回転により発電するオルタネータ52とからなる電源装置50から電源供給される。バッテリ51としては、定格出力電圧が12Vの一般の車載バッテリが用いられる。   The ECU 30 is supplied with power from a power supply device 50 including a battery 51 and an alternator 52 that generates electric power by rotating the engine. As the battery 51, a general in-vehicle battery having a rated output voltage of 12V is used.

この電源装置50は、電動パワーステアリング装置1だけでなく他の車載電気負荷への電源供給も共通して行う。バッテリ51の電源端子(+端子)に接続される電源供給元ライン53には、イグニッションスイッチ60が接続される。ECU30は、このイグニッションスイッチ60の二次側から電子制御回路40に電源供給する制御電源供給ライン54と、イグニッションスイッチ60の一次側(電源側)から主にモータ駆動回路45に電源供給する駆動電源供給ライン55とを備える。   The power supply device 50 supplies power not only to the electric power steering device 1 but also to other in-vehicle electric loads. An ignition switch 60 is connected to the power supply source line 53 connected to the power supply terminal (+ terminal) of the battery 51. The ECU 30 includes a control power supply line 54 that supplies power to the electronic control circuit 40 from the secondary side of the ignition switch 60, and a drive power supply that supplies power to the motor drive circuit 45 mainly from the primary side (power side) of the ignition switch 60. And a supply line 55.

制御電源供給ライン54には、ダイオード56が設けられる。このダイオード56は、カソードを電子制御回路40側、アノードを電源装置50側に向けて設けられ、電源供給方向にのみ通電可能とする逆流防止素子である。駆動電源供給ライン55には、その途中に電源リレー57が設けられる。この電源リレー57は、電子制御回路40からの制御信号によりオンして電動モータ15への電力供給回路を形成するものである。   The control power supply line 54 is provided with a diode 56. The diode 56 is a backflow prevention element that is provided with the cathode facing the electronic control circuit 40 and the anode facing the power supply device 50 and can be energized only in the power supply direction. The drive power supply line 55 is provided with a power relay 57 in the middle thereof. The power supply relay 57 is turned on by a control signal from the electronic control circuit 40 to form a power supply circuit to the electric motor 15.

駆動電源供給ライン55には、この電源リレー57よりも負荷側において連結ライン58により制御電源供給ライン54と接続される。この連結ライン58は、制御電源供給ライン54におけるダイオード56と電子制御回路40との間に接続される。連結ライン58にはダイオード59が接続される。このダイオード59は、カソードを制御電源供給ライン54側、アノードを駆動電源供給ライン55側に向けて設けられ、駆動電源供給ライン55から制御電源供給ライン54に向けてのみ通電可能とする逆流防止素子である。このように構成された電源供給系においては、電源リレー57がオン状態とされたときには、イグニッションスイッチ60の状態にかかわらず、電子制御回路40およびモータ駆動回路45に電源が供給される構成となっている。   The drive power supply line 55 is connected to the control power supply line 54 via a connecting line 58 on the load side of the power relay 57. The connection line 58 is connected between the diode 56 and the electronic control circuit 40 in the control power supply line 54. A diode 59 is connected to the connecting line 58. The diode 59 is provided with a cathode facing the control power supply line 54 side and an anode facing the drive power supply line 55 side, and a backflow prevention element capable of energizing only from the drive power supply line 55 to the control power supply line 54. It is. In the power supply system configured as described above, when the power relay 57 is turned on, power is supplied to the electronic control circuit 40 and the motor drive circuit 45 regardless of the state of the ignition switch 60. ing.

モータ駆動回路45は、第1上アームA1と第1下アームA2とを直列接続した第1アーム回路Aと、第2上アームB1と第2下アームB2とを直列接続した第2アーム回路Bとを並列に接続してHブリッジ回路を構成したものである。第1アーム回路Aおよび第2アーム回路Bの一端は駆動電源供給ライン55に接続され、他端は電流センサ46を介して接地される。また、第1アーム回路Aにおける第1上アームA1と第1下アームA2との接続部と、第2アーム回路Bにおける第2上アームB1と第2下アームB2との接続部とから電動モータ15への電源供給ライン71,72が引き出されている。   The motor drive circuit 45 includes a first arm circuit A in which the first upper arm A1 and the first lower arm A2 are connected in series, and a second arm circuit B in which the second upper arm B1 and the second lower arm B2 are connected in series. Are connected in parallel to form an H-bridge circuit. One end of the first arm circuit A and the second arm circuit B is connected to the drive power supply line 55, and the other end is grounded via the current sensor 46. Further, the electric motor includes a connecting portion between the first upper arm A1 and the first lower arm A2 in the first arm circuit A and a connecting portion between the second upper arm B1 and the second lower arm B2 in the second arm circuit B. Power supply lines 71 and 72 to 15 are drawn out.

各アームA1,A2,B1,B2には、スイッチング素子が2組並列に設けられる。つまり、第1上アームA1には主スイッチング素子Qa1mと副スイッチング素子Qa1sが並列接続され、第1下アームA2には主スイッチング素子Qa2mと副スイッチング素子Qa2sが並列接続され、第2上アームB1には主スイッチング素子Qb1mと副スイッチング素子Qb1sが並列接続され、第2下アームB2には主スイッチング素子Qb2mと副スイッチング素子Qb2sが並列接続される。本実施形態においては、このスイッチング素子Qa1m,Qa1s,Qa2m,Qa2s,Qb1m,Qb1s,Qb2m,Qb2sとして、MOSFET(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor)を使用する。尚、図中に回路記号で示すように、MOSFETには構造上ダイオードが逆並列方向に寄生している。   Each arm A1, A2, B1, B2 is provided with two sets of switching elements in parallel. That is, the main switching element Qa1m and the sub switching element Qa1s are connected in parallel to the first upper arm A1, the main switching element Qa2m and the sub switching element Qa2s are connected in parallel to the first lower arm A2, and the second upper arm B1 is connected to the second upper arm B1. The main switching element Qb1m and the sub switching element Qb1s are connected in parallel, and the main switching element Qb2m and the sub switching element Qb2s are connected in parallel to the second lower arm B2. In the present embodiment, MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) are used as the switching elements Qa1m, Qa1s, Qa2m, Qa2s, Qb1m, Qb1s, Qb2m, and Qb2s. Incidentally, as indicated by circuit symbols in the figure, the MOSFET has a diode parasitically in an antiparallel direction due to its structure.

以下、並列接続された主副1対のスイッチング素子Qa1m,Qa1sをあわせて第1上スイッチング素子群Qa1と呼び、スイッチング素子Qa2m,Qa2sをあわせて第1下スイッチング素子群Qa2と呼び、スイッチング素子Qb1m,Qb1sをあわせて第2上スイッチング素子群Qb1と呼び、スイッチング素子Qb2m,Qb2sをあわせて第2下スイッチング素子群Qb2と呼ぶ。
また、第1上スイッチング素子群Qa1の一方のスイッチング素子であって主・副を特定しない場合には第1上スイッチング素子Qa1と呼び、第1下スイッチング素子群Qa2の一方のスイッチング素子であって主・副を特定しない場合には第1下スイッチング素子Qa2と呼び、第2上スイッチング素子群Qb1の一方のスイッチング素子であって主・副を特定しない場合には第2上スイッチング素子Qb1と呼び、第2下スイッチング素子群Qb2の一方のスイッチング素子であって主・副を特定しない場合には第2下スイッチング素子Qb2と呼ぶ。
また、これらのスイッチング素子Qa1m〜Qb2sを総称する場合には、単にスイッチング素子Qと呼ぶ。また、主スイッチング素子Qa1m,Qa2m,Qb1m,Qb2mを総称する場合には主スイッチング素子Qmと呼び、副スイッチング素子Qa1s,Qa2s,Qb1s,Qb2sを総称する場合には副スイッチング素子Qsと呼ぶ。
Hereinafter, the pair of main and sub switching elements Qa1m and Qa1s connected in parallel are collectively referred to as a first upper switching element group Qa1, and the switching elements Qa2m and Qa2s are collectively referred to as a first lower switching element group Qa2, and the switching element Qb1m , Qb1s are collectively referred to as a second upper switching element group Qb1, and the switching elements Qb2m, Qb2s are collectively referred to as a second lower switching element group Qb2.
Further, when one switching element of the first upper switching element group Qa1 and the main / sub is not specified, it is called the first upper switching element Qa1, and is one switching element of the first lower switching element group Qa2. When the main / sub is not specified, it is called the first lower switching element Qa2, and when it is one switching element of the second upper switching element group Qb1 and the main / sub is not specified, it is called the second upper switching element Qb1. In the case where one of the switching elements in the second lower switching element group Qb2 does not specify the main / sub, it is referred to as a second lower switching element Qb2.
In addition, when these switching elements Qa1m to Qb2s are collectively referred to, they are simply referred to as switching elements Q. The main switching elements Qa1m, Qa2m, Qb1m, and Qb2m are collectively referred to as the main switching element Qm, and the sub-switching elements Qa1s, Qa2s, Qb1s, and Qb2s are collectively referred to as the sub-switching element Qs.

尚、本第1実施形態においては、これらのスイッチング素子Qとして全て同一の仕様(電気的性能)のものを使用するが、例えば、主スイッチング素子Qm(Qa1m,Qa2m,Qb1m,Qb2m)に対して副スイッチング素子Qs(Qa1s,Qa2s,Qb1s,Qb2s)の仕様を変更した構成であってもよい。   In the first embodiment, these switching elements Q have the same specifications (electrical performance). For example, for the main switching elements Qm (Qa1m, Qa2m, Qb1m, Qb2m). The configuration may be such that the specifications of the sub switching element Qs (Qa1s, Qa2s, Qb1s, Qb2s) are changed.

全てのスイッチング素子Qa1m〜Qb2sのゲートは、それぞれ独立してプリドライブ回路43に接続される。また、スイッチング素子Qa1m,Qa1sのドレインは、スイッチング素子Qa2m,Qa2sのソースと接続され、スイッチング素子Qb1m,Qb1sのドレインは、スイッチング素子Qb2m,Qb2sのソースと接続される。スイッチング素子Qa1m,Qa1s,Qb1m,Qb1sのソースは、駆動電源供給ライン55に接続され、スイッチング素子Qa2m,Qa2s,Qb2m,Qb2sのドレインは電流センサ46を介して接地される。電流センサ46は、電動モータ15に流れる電流を検出する電流検出手段を構成するもので、例えば、ブリッジ回路と接地部との間にシャント抵抗を設け、このシャント抵抗の両端に現れる電圧によりモータ電流値を検出してマイコン41に供給する。以下、この電流センサ46から出力される信号により検出される電流の値を、実電流Ixと呼ぶ。   The gates of all the switching elements Qa1m to Qb2s are independently connected to the predrive circuit 43. The drains of switching elements Qa1m and Qa1s are connected to the sources of switching elements Qa2m and Qa2s, and the drains of switching elements Qb1m and Qb1s are connected to the sources of switching elements Qb2m and Qb2s. The sources of the switching elements Qa1m, Qa1s, Qb1m, and Qb1s are connected to the drive power supply line 55, and the drains of the switching elements Qa2m, Qa2s, Qb2m, and Qb2s are grounded via the current sensor 46. The current sensor 46 constitutes current detection means for detecting the current flowing through the electric motor 15. For example, a shunt resistor is provided between the bridge circuit and the grounding portion, and the motor current is generated by the voltage appearing at both ends of the shunt resistor. The value is detected and supplied to the microcomputer 41. Hereinafter, the value of the current detected by the signal output from the current sensor 46 is referred to as an actual current Ix.

電動モータ15への電源供給ライン71,72には、モータ電圧検出回路47が設けられる。このモータ電圧検出回路47は、第1上アームA1と第1下アームA2の接続部から引き出される電源供給ライン71を第1抵抗R1を介して電源(12V)と接続し、この第1抵抗R1と電源供給ライン71の接続点における電位信号V1(以下、この電圧値を第1検出電圧V1と呼ぶ)をマイコン41に供給する第1電位検出部471と、第2上アームB1と第2下アームB2の接続部から引き出される電源供給ライン72を第2抵抗R2を介して接地し、この第2抵抗R2と電源供給ライン72の接続点における電位信号V2(以下、この電圧値を第2検出電圧V2と呼ぶ)をマイコン41に供給する第2電位検出部472とを有する。この2つの抵抗R1,R2の抵抗値は、同一であり非常に高い値に設定される。このモータ電圧検出回路47は、電動モータ15の両端電圧を検出することにより、モータ駆動回路45におけるスイッチング素子Qの異常を検出する異常検出手段として機能するものである。   A motor voltage detection circuit 47 is provided on the power supply lines 71 and 72 to the electric motor 15. The motor voltage detection circuit 47 connects the power supply line 71 drawn from the connection portion between the first upper arm A1 and the first lower arm A2 to the power source (12V) via the first resistor R1, and this first resistor R1. And a first potential detector 471 for supplying a potential signal V1 (hereinafter referred to as a first detection voltage V1) to the microcomputer 41, a second upper arm B1 and a second lower arm. The power supply line 72 drawn out from the connection portion of the arm B2 is grounded via the second resistor R2, and a potential signal V2 at the connection point of the second resistor R2 and the power supply line 72 (hereinafter, this voltage value is second detected). And a second potential detector 472 that supplies the microcomputer 41 with a voltage V2). The resistance values of the two resistors R1 and R2 are the same and are set to very high values. The motor voltage detection circuit 47 functions as an abnormality detection means for detecting an abnormality of the switching element Q in the motor drive circuit 45 by detecting the voltage across the electric motor 15.

マイコン41は、プリドライブ回路43を介してモータ駆動回路45のスイッチング素子QにPWM制御信号を出力する。このPWM制御信号は、オン信号とオフ信号とからなるパルス信号列で、パルス信号のオン期間にスイッチング素子Qがオン状態(導通状態)となる。マイコン41は、PWM制御信号におけるオン信号の出力されるデューティ比(オン時間/全体時間)を調整することにより電動モータ15に流す電流値を制御する。   The microcomputer 41 outputs a PWM control signal to the switching element Q of the motor drive circuit 45 via the predrive circuit 43. This PWM control signal is a pulse signal sequence composed of an on signal and an off signal, and the switching element Q is turned on (conductive state) during the on period of the pulse signal. The microcomputer 41 controls the current value that flows through the electric motor 15 by adjusting the duty ratio (ON time / total time) at which the ON signal is output in the PWM control signal.

マイコン41は、PWM制御信号を出力するに際して、各アームA1〜B2に設けられる主スイッチング素子Qmあるいは副スイッチング素子Qsの何れか一方に対してPWM制御信号を出力し、そのPWM制御信号の出力対象となるスイッチング素子Qm,Qsを交互に切り替える。つまり、主スイッチング素子Qmを用いて電動モータ15を駆動制御する主駆動系統と、副スイッチング素子Qsを用いて電動モータ15を駆動制御する副駆動系統との2つの駆動系統を備え、その駆動系統を切り替える。   When outputting the PWM control signal, the microcomputer 41 outputs the PWM control signal to either the main switching element Qm or the sub switching element Qs provided in each arm A1 to B2, and the output target of the PWM control signal The switching elements Qm and Qs are switched alternately. That is, there are provided two drive systems, a main drive system that drives and controls the electric motor 15 using the main switching element Qm, and a sub drive system that drives and controls the electric motor 15 using the sub switching element Qs. Switch.

主駆動系統が選択されている状態においては、モータ正転駆動時に、主スイッチング素子Qa1mと主スイッチング素子Qb2mとに対してPWM制御信号が出力され、モータ逆転駆動時に、主スイッチング素子Qb1mと主スイッチング素子Qa2mとに対してPWM制御信号が出力される。
一方、副駆動系が選択されている状態においては、モータ正転駆動時に、副スイッチング素子Qa1sと副スイッチング素子Qb2sとに対してPWM制御信号が出力され、モータ逆転駆動時に、副スイッチング素子Qb1sと副スイッチング素子Qa2sとに対してPWM制御信号が出力される。
In a state where the main drive system is selected, a PWM control signal is output to the main switching element Qa1m and the main switching element Qb2m during forward rotation of the motor, and the main switching element Qb1m and the main switching are driven during reverse rotation of the motor. A PWM control signal is output to the element Qa2m.
On the other hand, in a state where the sub drive system is selected, a PWM control signal is output to the sub switching element Qa1s and the sub switching element Qb2s during the forward rotation driving of the motor, and the sub switching element Qb1s A PWM control signal is output to the sub switching element Qa2s.

次に、ECU30の行う処理について説明する。
まず、ECU30が実行するアシスト制御処理について説明する。図3は、マイコン41により行われるアシスト制御ルーチンを表す。このアシスト制御ルーチンは、マイコン41のROM内に制御プログラムとして記憶され、イグニッションスイッチ60がオンされて所定の初期診断が完了すると起動し、短い周期で繰り返し実行される。
Next, processing performed by the ECU 30 will be described.
First, assist control processing executed by the ECU 30 will be described. FIG. 3 shows an assist control routine performed by the microcomputer 41. This assist control routine is stored as a control program in the ROM of the microcomputer 41, is activated when the ignition switch 60 is turned on and a predetermined initial diagnosis is completed, and is repeatedly executed in a short cycle.

本制御ルーチンが起動すると、マイコン41は、まず、ステップS11において、車速センサ22によって検出された車速vxと、操舵トルクセンサ21によって検出した操舵トルクThを読み込む。   When this control routine is activated, the microcomputer 41 first reads the vehicle speed vx detected by the vehicle speed sensor 22 and the steering torque Th detected by the steering torque sensor 21 in step S11.

続いて、図4に示すアシストトルクテーブルを参照して、入力した車速vxおよび操舵トルクThに応じて設定される基本アシストトルクTasを計算する(S12)。アシストトルクテーブルは、マイコン41のROM内に記憶されるもので、操舵トルクThの増加にしたがって基本アシストトルクTasも増加し、しかも、車速vxが低くなるほど大きな値となるように設定される。   Subsequently, with reference to the assist torque table shown in FIG. 4, a basic assist torque Tas set according to the input vehicle speed vx and steering torque Th is calculated (S12). The assist torque table is stored in the ROM of the microcomputer 41, and is set so that the basic assist torque Tas increases as the steering torque Th increases, and increases as the vehicle speed vx decreases.

尚、図4の特性グラフは、正領域すなわち右方向の操舵トルクThおよび基本アシストトルクTasの関係についてのみ示しているが、負領域すなわち左方向の操舵トルクThおよび基本アシストトルクTasに関しては、図4の特性グラフを原点を中心に点対称の位置に移動した関係になる。また、本実施形態では、基本アシストトルクTasをアシストトルクテーブルを用いて算出するようにしたが、アシストトルクテーブルに代えて操舵トルクThおよび車速vxに応じて変化する基本アシストトルクTasを定義した関数を用意しておき、その関数を用いて基本アシストトルクTasを計算するようにしてもよい。
また、基本アシストトルクTasの算出に関しては、必ずしも車速vxと操舵トルクThとの組み合わせから算出する必要はなく、少なくとも操舵状態に応じた検出信号に基づいて行えばよい。
The characteristic graph of FIG. 4 shows only the relationship between the positive region, that is, the steering torque Th in the right direction and the basic assist torque Tas, but the negative region, that is, the left direction steering torque Th and the basic assist torque Tas, 4 is moved to a point-symmetrical position around the origin. In the present embodiment, the basic assist torque Tas is calculated using the assist torque table, but a function that defines the basic assist torque Tas that changes according to the steering torque Th and the vehicle speed vx instead of the assist torque table. May be prepared, and the basic assist torque Tas may be calculated using the function.
Further, the calculation of the basic assist torque Tas is not necessarily calculated from the combination of the vehicle speed vx and the steering torque Th, and may be performed based on at least a detection signal corresponding to the steering state.

続いて、マイコン41は、ステップS13において、この基本アシストトルクTasに補償トルクを加算して目標トルクT*を算出する。この補償トルクは、必ずしも必要としないが、例えば、操舵角θに比例して大きくなるステアリングシャフト12の基本位置への復帰力と、操舵角速度ωに比例して大きくなるステアリングシャフト12の回転に対向する抵抗力に対応した戻しトルクとの和として計算する。この計算に当たっては、回転角センサ23にて検出した電動モータ15の回転角θおよび電動モータ15の角速度ωを入力して算出する。
次に、マイコン41は、ステップS14において、目標トルクT*を発生させるために必要な目標電流I*を計算する。目標電流I*は、目標トルクT*をトルク定数で除算することにより求められる。
Subsequently, in step S13, the microcomputer 41 calculates the target torque T * by adding the compensation torque to the basic assist torque Tas. Although this compensation torque is not necessarily required, for example, it opposes the return force to the basic position of the steering shaft 12 that increases in proportion to the steering angle θ and the rotation of the steering shaft 12 that increases in proportion to the steering angular velocity ω. It is calculated as the sum of the return torque corresponding to the resistance force. In this calculation, the rotation angle θ of the electric motor 15 detected by the rotation angle sensor 23 and the angular velocity ω of the electric motor 15 are input and calculated.
Next, in step S14, the microcomputer 41 calculates a target current I * necessary for generating the target torque T *. The target current I * is obtained by dividing the target torque T * by the torque constant.

続いて、マイコン41は、その処理をステップS15に進め、目標電流I*と実電流Ixとの偏差ΔIを算出し、この偏差ΔIに基づくPI制御(比例積分制御)により目標指令電圧V*を計算する。ステップS15の演算に用いられる実電流Ixは、電流センサ46により検出した電動モータ15に流れる電流値である。
目標指令電圧V*は、例えば、下記式により計算する。
V*=Kp・ΔI+Ki・∫ΔI dt
ここでKpは、PI制御における比例項の制御ゲイン、Kiは、PI制御における積分項の制御ゲインである。
Subsequently, the microcomputer 41 advances the process to step S15, calculates a deviation ΔI between the target current I * and the actual current Ix, and sets the target command voltage V * by PI control (proportional integral control) based on the deviation ΔI. calculate. The actual current Ix used for the calculation in step S15 is a current value flowing through the electric motor 15 detected by the current sensor 46.
The target command voltage V * is calculated by the following formula, for example.
V * = Kp · ΔI + Ki · ∫ΔI dt
Here, Kp is a control gain of a proportional term in PI control, and Ki is a control gain of an integral term in PI control.

そして、マイコン41は、ステップS16において、目標指令電圧V*に応じたPWM制御信号をプリドライブ回路43を介してモータ駆動回路45に出力する。この場合、目標指令電圧V*に応じたデューティ比のパルス列信号がPWM制御信号として出力される。例えば、正回転駆動であれば、第1上スイッチング素子Qa1と第2下スイッチング素子Qb2とが目標指令電圧V*に応じた同じデューティ比で同一タイミングでオン・オフ制御される。このとき、第1下スイッチング素子Qa2と第2上スイッチング素子Qb1とはオフ状態、つまりデューティ比0%に維持される。逆回転駆動であれば、第1下スイッチング素子Qa2と第2上スイッチング素子Qb1とが目標指令電圧V*に応じた同じデューティ比で同一タイミングでオン・オフ制御される。このとき、第1上スイッチング素子Qa1と第2下スイッチング素子Qb2とはオフ状態、つまりデューティ比0%に維持される。   In step S16, the microcomputer 41 outputs a PWM control signal corresponding to the target command voltage V * to the motor drive circuit 45 via the predrive circuit 43. In this case, a pulse train signal having a duty ratio corresponding to the target command voltage V * is output as a PWM control signal. For example, in the case of forward rotation driving, the first upper switching element Qa1 and the second lower switching element Qb2 are on / off controlled at the same timing with the same duty ratio according to the target command voltage V *. At this time, the first lower switching element Qa2 and the second upper switching element Qb1 are maintained in the off state, that is, the duty ratio is 0%. In the case of reverse rotation driving, the first lower switching element Qa2 and the second upper switching element Qb1 are on / off controlled at the same timing with the same duty ratio according to the target command voltage V *. At this time, the first upper switching element Qa1 and the second lower switching element Qb2 are maintained in the off state, that is, the duty ratio is 0%.

続いて、マイコン41は、ステップS17において、モータ駆動回路45(スイッチング素子Q)の異常チェックを行う。この異常チェックは、モータ電圧検出回路47により検出される電動モータ15の両端の電圧に基づいて行うことができる。
例えば、電動モータ15の正転駆動時において、第1上スイッチング素子Qa1と第2下スイッチング素子Qb2がPWM制御され、それらがオンされているときには、第1検出電圧V1は電源電圧と同じ12V、第2検出電圧V2は0Vとなる。また、電動モータ15の逆転駆動時において、第1下スイッチング素子Qa2と第2上スイッチング素子Qb1がPWM制御され、それらがオンされているときには、第1検出電圧V1は0V、第2検出電圧V2は12Vとなる。また、PWM制御のオフ期間においては、第1検出電圧V1、第2検出電圧V2ともに6Vとなる。
Subsequently, in step S <b> 17, the microcomputer 41 performs an abnormality check on the motor drive circuit 45 (switching element Q). This abnormality check can be performed based on the voltage across the electric motor 15 detected by the motor voltage detection circuit 47.
For example, when the electric motor 15 is driven forward, the first upper switching element Qa1 and the second lower switching element Qb2 are PWM-controlled, and when they are turned on, the first detection voltage V1 is 12V, which is the same as the power supply voltage, The second detection voltage V2 is 0V. When the electric motor 15 is driven in reverse rotation, the first lower switching element Qa2 and the second upper switching element Qb1 are PWM-controlled, and when they are turned on, the first detection voltage V1 is 0V and the second detection voltage V2 Becomes 12V. In the PWM control off period, both the first detection voltage V1 and the second detection voltage V2 are 6V.

そして、マイコン41は、出力したPWM制御信号に対して、想定される検出電圧が得られないときにスイッチング素子Qに異常が有ると判定する。例えば、電動モータ15を正転駆動する場合を考える。PWM制御信号がオフからオンに切り替わった時、第1検出電圧V1は、モータ駆動回路45が正常であれば6Vから12Vに変化するはずであるが、6Vから0Vに変化した場合には、第1上スイッチング素子Qa1がオープン故障していると判断できる。この場合、主駆動系統でモータ駆動していれば主スイッチング素子Qa1mがオープン故障、副駆動系統でモータ駆動していれば副スイッチング素子Qa1sがオープン故障していると判断できる。   Then, the microcomputer 41 determines that there is an abnormality in the switching element Q when an assumed detection voltage cannot be obtained with respect to the output PWM control signal. For example, consider a case where the electric motor 15 is driven to rotate forward. When the PWM control signal is switched from OFF to ON, the first detection voltage V1 should change from 6V to 12V if the motor drive circuit 45 is normal, but when the PWM control signal changes from 6V to 0V, 1 It can be determined that the switching element Qa1 has an open failure. In this case, if the motor is driven by the main drive system, it can be determined that the main switching element Qa1m has an open failure, and if the motor is driven by the sub drive system, the sub switching element Qa1s has an open failure.

また、PWM制御信号がオフからオンに切り替わった時、第2検出電圧V2は、モータ駆動回路45が正常であれば6Vから0Vに変化するはずであるが、6Vから12Vに変化した場合には、第2下スイッチング素子Qb2がオープン故障していると判断できる。この場合、主駆動系統でモータ駆動していれば主スイッチング素子Qb2mがオープン故障、副駆動系統でモータ駆動していれば副スイッチング素子Qb2sがオープン故障していると判断できる。   Further, when the PWM control signal is switched from OFF to ON, the second detection voltage V2 should change from 6V to 0V if the motor drive circuit 45 is normal. However, when the PWM control signal changes from 6V to 12V, It can be determined that the second lower switching element Qb2 has an open failure. In this case, if the motor is driven by the main drive system, it can be determined that the main switching element Qb2m has an open failure, and if the motor is driven by the sub drive system, the sub switching element Qb2s has an open failure.

同様にして電動モータ15の逆回転駆動時においては、第1下スイッチング素子Qa2と第2上スイッチング素子Qb1とのオープン故障も検出できる。また、モータ電圧検出回路47の検出信号により、本来検出されるべき電圧値との相違からスイッチング素子Qa1,Qa2,Qb1,Qb2のショート故障も検出することができる。
このようにステップS17の処理は、マイコン41からPWM制御信号の出力対象として選択されているスイッチング素子Qの異常を検出する異常検出手段を構成するものといえる。
Similarly, when the electric motor 15 is driven in reverse rotation, an open failure between the first lower switching element Qa2 and the second upper switching element Qb1 can also be detected. Further, the short-circuit failure of the switching elements Qa1, Qa2, Qb1, and Qb2 can be detected from the difference from the voltage value that should be detected by the detection signal of the motor voltage detection circuit 47.
Thus, it can be said that the process of step S17 constitutes an abnormality detecting means for detecting an abnormality of the switching element Q selected as the output target of the PWM control signal from the microcomputer 41.

こうしてステップS17が行われると本アシスト制御ルーチンを一旦終了する。本制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実行される。従って、本制御ルーチンの実行により、モータ駆動回路45のスイッチング素子Qのデューティ比がPWM制御により制御されて、運転者の操舵操作に応じた操舵アシストトルクが得られる。   When step S17 is thus performed, the assist control routine is temporarily terminated. This control routine is repeatedly executed at a predetermined short cycle. Therefore, by executing this control routine, the duty ratio of the switching element Q of the motor drive circuit 45 is controlled by the PWM control, and the steering assist torque according to the driver's steering operation is obtained.

次に、ECU30が実行する駆動系統切替制御処理について説明する。本実施形態においては、主スイッチング素子Qmを使用して電動モータ15に通電する主駆動系統と、副スイッチング素子Qsを使用して電動モータ15に通電する副駆動系統からなる2つの駆動系統を備え、この駆動系統切替制御処理により、主駆動系統と副駆動系統との系統切替を行う。図5は、マイコン41により行われる駆動系統切替制御ルーチンを表す。この制御ルーチンは、マイコン41のROM内に制御プログラムとして記憶され、上述したアシスト制御ルーチンと並行して短い周期で繰り返し実行される。   Next, drive system switching control processing executed by the ECU 30 will be described. In the present embodiment, there are provided two drive systems including a main drive system for energizing the electric motor 15 using the main switching element Qm and a sub-drive system for energizing the electric motor 15 using the sub switching element Qs. By this drive system switching control process, system switching between the main drive system and the sub drive system is performed. FIG. 5 shows a drive system switching control routine performed by the microcomputer 41. This control routine is stored as a control program in the ROM of the microcomputer 41, and is repeatedly executed in a short cycle in parallel with the above-described assist control routine.

本制御ルーチンが起動すると、マイコン41は、まず、ステップS21において、モータ駆動回路45の異常が検出されているか否かを判断する。このモータ駆動回路45の異常検出は、アシスト制御ルーチンのステップS17において行われており、このステップS21においては、その結果が参照される。異常が検出されている場合には、正常側の駆動系統が選択される。つまり、主駆動系統を構成する主スイッチング素子Qmの異常が検出されている場合には、PWM制御信号の出力対象が副駆動系を構成する副スイッチング素子Qsに設定される。逆に、副駆動系統を構成する副スイッチング素子Qsの異常が検出されている場合には、PWM制御信号の出力対象が主駆動系を構成する主スイッチング素子Qmに設定される。そして、PWM制御信号の出力対象が設定されると本制御ルーチンを抜ける。尚、駆動系統の選択によっても電動モータ15を駆動制御できないような異常の場合には、アシスト制御ルーチン、および、本駆動系統切替制御ルーチンが終了される。   When this control routine is activated, the microcomputer 41 first determines in step S21 whether or not an abnormality of the motor drive circuit 45 has been detected. The abnormality detection of the motor drive circuit 45 is performed in step S17 of the assist control routine, and the result is referred to in step S21. If an abnormality is detected, the normal drive system is selected. That is, when an abnormality of the main switching element Qm constituting the main drive system is detected, the output target of the PWM control signal is set to the sub switching element Qs constituting the sub drive system. On the other hand, when an abnormality of the sub switching element Qs constituting the sub drive system is detected, the output target of the PWM control signal is set to the main switching element Qm constituting the main drive system. When the output target of the PWM control signal is set, the present control routine is exited. Note that if the abnormality is such that the drive control of the electric motor 15 cannot be performed even by selection of the drive system, the assist control routine and the drive system switching control routine are ended.

このステップS21〜22の処理は、主駆動系統を構成する主スイッチング素子Qm、あるいは、副駆動系統を構成するスイッチング素子Qsの異常が検出された場合に、PWM制御信号の出力対象として異常が検出されていないスイッチング素子を選択する異常処理手段を構成するものである。   The processes in steps S21 to S22 are performed when an abnormality is detected in the main switching element Qm constituting the main drive system or the switching element Qs constituting the sub drive system. The abnormality processing means which selects the switching element which is not performed is comprised.

マイコン41は、ステップS21において、異常が検出されていないことが確認された場合には、その処理をステップS23に進め、フラグFが「1」に設定されているか否かを判断する。このフラグFは、本制御ルーチンの起動時においてはF=0に設定されている。従って、ここでは、その処理をステップS24に進めて、目標電流I*が設定電流Ia以上(I*≧Ia)か否かを判断する。目標電流I*が設定電流Ia以上でなければ、そのまま本制御ルーチンを抜ける。この目標電流I*は、アシスト制御ルーチンのステップS14において算出された電動モータ15へ通電すべき電流制御値である。また、設定電流Iaは、予め定めた電流値であって、後述する処理から分かるように駆動系統の切り替え頻度を設定するものとなる。   If it is confirmed in step S21 that no abnormality has been detected, the microcomputer 41 proceeds to step S23 to determine whether or not the flag F is set to “1”. This flag F is set to F = 0 when the control routine is started. Therefore, here, the process proceeds to step S24, and it is determined whether or not the target current I * is equal to or greater than the set current Ia (I * ≧ Ia). If the target current I * is not equal to or greater than the set current Ia, the control routine is exited as it is. This target current I * is a current control value for energizing the electric motor 15 calculated in step S14 of the assist control routine. The set current Ia is a predetermined current value, and sets the switching frequency of the drive system as can be understood from the processing described later.

本制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実施される。従って、異常が検出されていれば、正常側駆動系統がPWM制御信号の出力対象として設定され、異常が検出されていない間は、目標電流I*と設定電流Iaとの比較が繰り返される。そして、電動モータ15がアシスト制御処理により駆動制御され、目標電流I*が設定電流Ia以上となると、マイコン41は、ステップS25においてフラグFをF=1に設定し、本制御ルーチンを一旦終了する。   This control routine is repeatedly executed at a predetermined short cycle. Therefore, if an abnormality is detected, the normal drive system is set as an output target of the PWM control signal, and the comparison between the target current I * and the set current Ia is repeated while no abnormality is detected. When the electric motor 15 is driven and controlled by the assist control process and the target current I * becomes equal to or larger than the set current Ia, the microcomputer 41 sets the flag F to F = 1 in step S25 and temporarily ends this control routine. .

こうして、フラグFがF=1に設定されると、その後の処理においては、ステップS24に代えてステップS26の判断処理が行われる。マイコン41は、ステップS26において、目標電流I*がゼロ(I*=0)になったか否かを判断する。I*=0でない間は(S26:NO)、本制御ルーチンをそのまま抜け、上述した処理を繰り返す。そして、目標電流I*がゼロにまで低下すると(S26:YES)、その処理がステップS27に進められる。   Thus, when the flag F is set to F = 1, in the subsequent processing, the determination processing in step S26 is performed instead of step S24. In step S26, the microcomputer 41 determines whether or not the target current I * has become zero (I * = 0). While I * = 0 is not satisfied (S26: NO), the control routine is exited as it is, and the above-described processing is repeated. When the target current I * decreases to zero (S26: YES), the process proceeds to step S27.

マイコン41は、ステップS27において、駆動系統の切替指令を出力する。この切替指令は、マイコン41内の処理指令であり、アシスト制御ルーチンのステップS16において行われるPWM制御信号の出力対象を切り替える指令である。例えば、その時点において主駆動系統の主スイッチング素子Qmを使って電動モータ15を駆動制御している状況であれば、PWM制御信号の出力対象を副駆動系統の副スイッチング素子Qsに切り替える。逆に、副駆動系統の副スイッチング素子Qsを使って電動モータ15を駆動制御している状況であれば、PWM制御信号の出力対象を主駆動系統の主スイッチング素子Qmに切り替える。マイコン41は、切替指令を出力した後、ステップS28においてフラグFをF=0に設定し、本制御ルーチンを一旦終了する。   In step S27, the microcomputer 41 outputs a drive system switching command. This switching command is a processing command in the microcomputer 41, and is a command for switching the output target of the PWM control signal performed in step S16 of the assist control routine. For example, if the electric motor 15 is driven and controlled using the main switching element Qm of the main drive system at that time, the output target of the PWM control signal is switched to the sub switching element Qs of the sub drive system. Conversely, if the electric motor 15 is driven and controlled using the sub switching element Qs of the sub drive system, the output target of the PWM control signal is switched to the main switching element Qm of the main drive system. After outputting the switching command, the microcomputer 41 sets the flag F to F = 0 in step S28 and once ends this control routine.

従って、本制御ルーチンが繰り返されると、今度は、ステップS23の判断が「NO」となり、ステップS24において目標電流I*と基準電流Iとの比較が繰り返される。そして、目標電流I*が設定電流Ia以上となると(S24:YES)、上述したように、フラグFをF=1に設定し、目標電流I*がゼロになるまで待ってから電動モータ15の駆動系統を切り替える。   Therefore, when this control routine is repeated, the determination at step S23 is “NO”, and the comparison between the target current I * and the reference current I is repeated at step S24. When the target current I * becomes equal to or greater than the set current Ia (S24: YES), as described above, the flag F is set to F = 1, waits until the target current I * becomes zero, and then the electric motor 15 Switch the drive system.

図6は、この駆動系統切替制御ルーチンにより切り替わる駆動系統を目標電流I*の変化と対応させて表したものである。図示するように、本制御ルーチンの起動時(時刻t0)から目標電流I*が上昇して設定電流Iaに達すると(時刻t1)、フラグFがF=1に設定され、その後、目標電流I*が低下してゼロに達すると(時刻t2)、PWM制御信号の出力対象が切り替えられる。つまり、電動モータ15の駆動系統が切り替えられる。そして、再びフラグFがF=0に設定され、目標電流I*が設定電流Iaにまで上昇するのを待って(時刻t3)、フラグFがF=1に設定され、目標電流I*が低下してゼロに達した時点で(時刻t4)、PWM制御信号の出力対象が切り替えられる。   FIG. 6 shows the drive system switched by this drive system switching control routine in correspondence with the change in the target current I *. As shown in the figure, when the target current I * increases and reaches the set current Ia (time t1) from the start of this control routine (time t0), the flag F is set to F = 1, and then the target current I When * decreases and reaches zero (time t2), the output target of the PWM control signal is switched. That is, the drive system of the electric motor 15 is switched. Then, the flag F is set to F = 0 again, and waits for the target current I * to rise to the set current Ia (time t3). Then, the flag F is set to F = 1 and the target current I * decreases. When the value reaches zero (time t4), the output target of the PWM control signal is switched.

このように、本実施形態によれば、電動モータ15の通常運転中、つまり、アシスト制御中において、PWM制御信号の出力対象を交互に切り替える。つまり、モータ駆動回路45の各アームA1,A2,B1,B2ごとに並列接続された主スイッチング素子Qmと副スイッチング素子Qsとを選択的に切り替えて使用する。このため、アシスト制御中において、主スイッチング素子Qmと副スイッチング素子Qsとの両方の異常チェックを交互に行うことができる。従って、確実にスイッチング素子Qのバックアップ可能な状態を維持することができる。また、モータ駆動回路45として低コストに冗長回路を構成することができる。   As described above, according to the present embodiment, during the normal operation of the electric motor 15, that is, during the assist control, the output target of the PWM control signal is alternately switched. That is, the main switching element Qm and the sub switching element Qs connected in parallel for each arm A1, A2, B1, and B2 of the motor drive circuit 45 are selectively switched and used. For this reason, during the assist control, the abnormality check of both the main switching element Qm and the sub switching element Qs can be performed alternately. Therefore, it is possible to reliably maintain a backupable state of the switching element Q. In addition, a redundant circuit can be configured at low cost as the motor drive circuit 45.

更に、目標電流I*がゼロになっているときにPWM制御信号の出力対象を切り替えるため、切替時にモータ電流の変動が生じなく電動モータ15が異常作動するおそれがない。また、切り替えられたスイッチング素子Qに大電流が突然流れるといったことがなく、スイッチング素子Qの損傷を防止する。これにより、モータ駆動回路45を長期にわたって使用することができる。   Furthermore, since the output target of the PWM control signal is switched when the target current I * is zero, the motor current does not vary at the time of switching, and the electric motor 15 does not operate abnormally. In addition, a large current does not suddenly flow through the switched switching element Q, thereby preventing the switching element Q from being damaged. Thereby, the motor drive circuit 45 can be used over a long period of time.

しかも、PWM制御信号の出力対象の切り替えは、目標電流I*が設定電流Ia以上流れた後においてゼロにまで低下した都度、一回だけ行うようにしている。従って、目標電流I*=0のときに駆動系統が頻繁に切り替わってしまうことが無く、駆動システムの安定性を維持することができる。また、目標電流I*が設定電流Ia以上流れているときには、モータ駆動回路45の異常チェックを精度良く行うことができる。このため、PWM制御信号の出力対象の切替を有効に行うことができる。   In addition, the switching of the output target of the PWM control signal is performed only once every time the target current I * drops to zero after flowing over the set current Ia. Therefore, the drive system is not frequently switched when the target current I * = 0, and the stability of the drive system can be maintained. In addition, when the target current I * is greater than or equal to the set current Ia, the abnormality check of the motor drive circuit 45 can be accurately performed. For this reason, switching of the output object of a PWM control signal can be performed effectively.

尚、本実施形態においては、目標電流I*に基づいて駆動系統の切替タイミングを設定しているが、これに代えて、電流センサ46により検出される実際にモータ15に流れる実電流Ixに基づいて駆動系統の切替タイミングを設定してもよい。
従って、この第1実施形態においては、電動モータ15に流れる電流値あるいは電流制御値が設定電流値以上となった後においてゼロにまで低下したときに、PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子Qを切り替える切替手段を備えているものといえる。
In this embodiment, the drive system switching timing is set based on the target current I *, but instead, based on the actual current Ix actually flowing through the motor 15 detected by the current sensor 46. Then, the drive system switching timing may be set.
Therefore, in the first embodiment, when the current value flowing through the electric motor 15 or the current control value becomes equal to or higher than the set current value and then decreases to zero, the switching element that is the target of outputting the PWM control signal It can be said that switching means for switching Q is provided.

次に、第2実施形態のモータ駆動装置について説明する。この第2実施形態においては、モータ駆動回路45における副スイッチング素子Qs(Qa1s,Qa2s,Qb1s,Qb2s)として、主スイッチング素子Qm(Qa1m,Qa2m,Qb1m,Qb2m)よりも電流容量(連続負荷電流値)の小さいものを使用する。また、この第2実施形態は、第1実施形態の駆動系統切替制御に更に副スイッチング素子Qsの過電流損傷機能を追加したものであり、他の構成については第1実施形態と同じである。従って、ここでは第1実施形態と相違する部分、つまり、駆動系統切替制御処理について説明する。   Next, the motor drive device of 2nd Embodiment is demonstrated. In the second embodiment, the sub-switching element Qs (Qa1s, Qa2s, Qb1s, Qb2s) in the motor drive circuit 45 is more current capacity (continuous load current value) than the main switching element Qm (Qa1m, Qa2m, Qb1m, Qb2m). ) Is used. In the second embodiment, the overcurrent damage function of the sub switching element Qs is further added to the drive system switching control of the first embodiment, and other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, here, the part different from the first embodiment, that is, the drive system switching control process will be described.

図7は、この第2実施形態においてマイコン41により行われる駆動系統切替制御ルーチンを表す。この制御ルーチンは、第1実施形態の駆動系統切替制御ルーチンにステップS31〜S33の処理を追加したもので、マイコン41のROM内に制御プログラムとして記憶され、短い周期で繰り返し実行される。   FIG. 7 shows a drive system switching control routine performed by the microcomputer 41 in the second embodiment. This control routine is obtained by adding the processing of steps S31 to S33 to the drive system switching control routine of the first embodiment, is stored as a control program in the ROM of the microcomputer 41, and is repeatedly executed in a short cycle.

本制御ルーチンが起動されると、マイコン41は、ステップS21において、モータ駆動回路45の異常が検出されているか否かを判断し、異常が検出されている場合には、電動モータ15を駆動する駆動系統として正常側の駆動系統を選択する。一方、モータ駆動回路45の異常が検出されていない場合には(S21:NO)、ステップS31において、目標電流I*が基準電流Ib以上か否かを判断する。この基準電流Ibは、副スイッチング素子Qsの電流容量(連続通電が許容される上限電流値)以下の値に設定され、設定電流Iaよりも大きな値である。例えば、Ia=3A(アンペア)に対してIb=10A(アンペア)に設定される。そして、目標電流I*が基準電流Ib以上でなければ(S31:NO)、そのまま第1実施形態と同様の処理(S23〜S28)を行う。つまり、目標電流I*が設定電流Ia以上流れた後においてゼロにまで低下するたびに、PWM制御信号の出力対象を交互に切り替える。   When this control routine is started, the microcomputer 41 determines whether or not an abnormality of the motor drive circuit 45 is detected in step S21. If an abnormality is detected, the microcomputer 41 drives the electric motor 15. The normal drive system is selected as the drive system. On the other hand, if no abnormality is detected in the motor drive circuit 45 (S21: NO), it is determined in step S31 whether the target current I * is equal to or greater than the reference current Ib. This reference current Ib is set to a value equal to or smaller than the current capacity of the sub-switching element Qs (the upper limit current value that allows continuous energization), and is larger than the set current Ia. For example, Ib = 10A (ampere) is set for Ia = 3A (ampere). If the target current I * is not equal to or greater than the reference current Ib (S31: NO), the same processing (S23 to S28) as in the first embodiment is performed as it is. That is, every time the target current I * decreases to zero after flowing over the set current Ia, the output target of the PWM control signal is alternately switched.

アシスト制御中に必要アシストトルクが増大して目標電流I*が基準電流Ib以上になると、ステップS31の判断は「YES」となり、マイコン41は、その処理をステップS32に進める。このステップS32においては、現時点にて使用されている駆動系統が主駆動系統か否かについて判断される。PWM制御信号が主駆動系統の主スイッチング素子Qmに出力されている状況であれば、ステップS32の判断は「YES」となり、そのままステップS23からの処理が行われる。   If the required assist torque increases during the assist control and the target current I * becomes equal to or higher than the reference current Ib, the determination in step S31 is “YES”, and the microcomputer 41 advances the process to step S32. In step S32, it is determined whether or not the drive system currently used is the main drive system. If the PWM control signal is being output to the main switching element Qm of the main drive system, the determination in step S32 is “YES”, and the processing from step S23 is performed as it is.

一方、マイコン41は、ステップS32において、副駆動系統が使用されていると判断した場合には、副スイッチング素子Qsの過電流損傷を防止するために、ステップS33において、電動モータ15を駆動する駆動系統を副駆動系統から主駆動系統に切り替えるための切替指令を出力する。この切替指令は、マイコン41内の処理指令であり、これによりPWM制御信号の出力対象が副スイッチング素子Qsから主スイッチング素子Qmに切り替えられる。副駆動系統への切替処理が完了すると、上述したステップS23からの処理が行われる。従って、その後は、目標電流I*がゼロになった時点で副駆動系統に切り替えられることになる。   On the other hand, if the microcomputer 41 determines in step S32 that the sub-drive system is being used, the drive for driving the electric motor 15 in step S33 in order to prevent overcurrent damage to the sub-switching element Qs. A switching command for switching the system from the sub drive system to the main drive system is output. This switching command is a processing command in the microcomputer 41, and the output target of the PWM control signal is switched from the sub switching element Qs to the main switching element Qm. When the switching process to the sub drive system is completed, the process from step S23 described above is performed. Therefore, after that, when the target current I * becomes zero, the sub drive system is switched.

以上説明した第2実施形態のモータ駆動装置によれば、第1実施形態の効果に加えて、副スイッチング素子Qsとして主スイッチング素子Qmよりも電流容量の小さいものを使用しているため冗長設計の低コスト化を図ることができる。そして、目標電流I*が基準電流Ib以上となる場合には、電動モータ15を駆動する駆動系統として電流容量の大きな主駆動系統を強制的に選択するようにしているため、副スイッチング素子Qsの過電流損傷を防止することができる。従って、低コスト化と副スイッチング素子Qsの過電流保護とを両立することができる。尚、本制御ルーチンにおけるステップS31〜33の処理が、本発明の大電流時選択規制手段の行う処理に相当する。   According to the motor driving apparatus of the second embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, the sub-switching element Qs having a smaller current capacity than the main switching element Qm is used, so that the redundant design is achieved. Cost reduction can be achieved. When the target current I * is equal to or greater than the reference current Ib, the main drive system having a large current capacity is forcibly selected as the drive system for driving the electric motor 15, so that the sub-switching element Qs Overcurrent damage can be prevented. Therefore, it is possible to achieve both cost reduction and overcurrent protection of the sub switching element Qs. In addition, the process of step S31-33 in this control routine corresponds to the process which the selection control means at the time of large current of this invention performs.

次に、第2実施形態の変形例について説明する。この変形例は、第2実施形態における駆動系統切替制御ルーチンのステップS31に代えて、図8に示すステップS34の処理を行うものであり、他の構成については第2実施形態と同一である。   Next, a modification of the second embodiment will be described. In this modification, instead of step S31 of the drive system switching control routine in the second embodiment, the process of step S34 shown in FIG. 8 is performed, and other configurations are the same as those of the second embodiment.

この変形例においては、ステップS34において、車速センサにより検出される車速vxが予め設定された基準車速va以下であるか否かについて判断する。操舵ハンドル11に付与する基本アシストトルクTasは、上述したように、操舵トルクThおよび車速vxにより設定される。この場合、基本アシストトルクTasの大きさ(|Tas|)は、操舵トルクThの大きさ(|Th|)が大きいほど大きな値に設定され、車速vxが小さいほど大きな値に設定される。そして、電動モータ15に流す目標電流I*は、この基本アシストトルクTasの大きさ|Tas|に比例して増大する。   In this modification, it is determined in step S34 whether or not the vehicle speed vx detected by the vehicle speed sensor is equal to or lower than a preset reference vehicle speed va. As described above, the basic assist torque Tas applied to the steering handle 11 is set by the steering torque Th and the vehicle speed vx. In this case, the magnitude (| Tas |) of the basic assist torque Tas is set to a larger value as the magnitude (| Th |) of the steering torque Th is larger, and is set to a larger value as the vehicle speed vx is smaller. The target current I * passed through the electric motor 15 increases in proportion to the magnitude | Tas | of the basic assist torque Tas.

従って、電動モータ15に基準電流Ib以上の電流が流れないと推定できる基準車速vaを予め設定しておくことにより、現時点の検出車速vxと基準車速vaとを比較して電動モータ15に基準電流Ib以上の電流が流れる可能性があるか否かを判断することができる。つまり、車速vxが基準車速va以上であれば、操舵トルクThの大きさにかかわらずモータ電流が基準電流Ib未満であると判断することができ、車速vxが基準車速va未満であれば、操舵トルクThの大きさによってはモータ電流が基準電流Ib以上となる可能性があると判断できる。   Therefore, by setting in advance a reference vehicle speed va that can be estimated that a current equal to or greater than the reference current Ib does not flow in the electric motor 15, the current detected vehicle speed vx and the reference vehicle speed va are compared, and the reference current is supplied to the electric motor 15. It can be determined whether there is a possibility that a current of Ib or more flows. That is, if the vehicle speed vx is equal to or higher than the reference vehicle speed va, it can be determined that the motor current is less than the reference current Ib regardless of the magnitude of the steering torque Th. If the vehicle speed vx is less than the reference vehicle speed va, steering is performed. It can be determined that there is a possibility that the motor current becomes equal to or higher than the reference current Ib depending on the magnitude of torque Th.

そこで、マイコン41は、ステップS34において、車速vxが基準速度vaを上回っていると判断したときには(S34:NO)、そのまま第1、第2実施形態と同様の処理(S23〜S28)を行う。一方、ステップS34において、車速vxが基準速度va以下であると判断したときには(S34:YES)、ステップS32において、現時点にて使用されている駆動系統が主駆動系統か否かについて判断する。そして、主駆動系統が使用されていれば、そのままステップS23からの処理に移行し、副駆動系統が使用されていれば、ステップS33の処理に移行する。ステップS33においては、第2実施例と同様に、電動モータ15を駆動する駆動系統が副駆動系統から主駆動系統に切り替えられる。   Therefore, when the microcomputer 41 determines in step S34 that the vehicle speed vx exceeds the reference speed va (S34: NO), the microcomputer 41 performs the same processing (S23 to S28) as in the first and second embodiments. On the other hand, when it is determined in step S34 that the vehicle speed vx is equal to or lower than the reference speed va (S34: YES), it is determined in step S32 whether the drive system currently used is the main drive system. And if the main drive system is used, it will transfer to the process from step S23 as it is, and if the sub drive system is used, it will transfer to the process of step S33. In step S33, as in the second embodiment, the drive system for driving the electric motor 15 is switched from the sub drive system to the main drive system.

以上説明した第2実施形態の変形例においては、第2実施形態と同様に副スイッチング素子Qsに基準電流Ib以上の大電流が流れる可能性がある場合には、電動モータ15を駆動する駆動系統を副駆動系統から主駆動系統に切り替えるため副スイッチング素子Qsの過電流損傷を防止することができる。従って、低コスト化と副スイッチング素子Qsの過電流保護とを両立することができる。   In the modified example of the second embodiment described above, a drive system that drives the electric motor 15 when a large current greater than the reference current Ib may flow through the sub-switching element Qs as in the second embodiment. Is switched from the sub drive system to the main drive system, so that overcurrent damage of the sub switching element Qs can be prevented. Therefore, it is possible to achieve both cost reduction and overcurrent protection of the sub switching element Qs.

尚、本制御ルーチンにおけるステップS34,S32,S33の処理が、本発明の低速時選択規制手段の行う処理に相当する。
また、第2実施形態およびその変形例においても、目標電流I*に代えて、電流センサ46により検出される実際にモータ15に流れる実電流Ixに基づいて駆動系統の切替タイミングを設定してもよい。
In addition, the process of step S34, S32, S33 in this control routine is equivalent to the process which the selection control means at the time of low speed of this invention performs.
Also in the second embodiment and its modification, the drive system switching timing may be set based on the actual current Ix actually flowing through the motor 15 detected by the current sensor 46 instead of the target current I *. Good.

次に、第3実施形態のモータ駆動装置について説明する。この第3実施形態においても第2実施形態と同様に、モータ駆動回路45における副スイッチング素子Qs(Qa1s,Qa2s,Qb1s,Qb2s)として、主スイッチング素子Qm(Qa1m,Qa2m,Qb1m,Qb2m)よりも電流容量の小さいものが使用される。そして、この第3実施形態は、駆動系統切替制御処理のみが第2実施形態と相違する。従って、ここでは第2実施形態と相違する部分、つまり、駆動系統切替制御処理について説明する。   Next, the motor drive device of 3rd Embodiment is demonstrated. In the third embodiment, as in the second embodiment, the sub-switching element Qs (Qa1s, Qa2s, Qb1s, Qb2s) in the motor driving circuit 45 is more than the main switching element Qm (Qa1m, Qa2m, Qb1m, Qb2m). A device having a small current capacity is used. The third embodiment is different from the second embodiment only in the drive system switching control process. Therefore, here, the part different from the second embodiment, that is, the drive system switching control process will be described.

図9は、この第3実施形態においてマイコン41により行われる駆動系統切替制御ルーチンを表す。この制御ルーチンは、マイコン41のROM内に制御プログラムとして記憶され、短い周期で繰り返し実行される。   FIG. 9 shows a drive system switching control routine performed by the microcomputer 41 in the third embodiment. This control routine is stored as a control program in the ROM of the microcomputer 41 and is repeatedly executed in a short cycle.

本制御ルーチンが起動されると、マイコン41は、ステップS41において、モータ駆動回路45の異常が検出されているか否かを判断し、異常が検出されている場合には(S41:YES)、ステップS42において正常側の駆動系統を選択する。一方、モータ駆動回路45の異常が検出されていない場合には(S41:NO)、ステップS43において、フラグFsが「0」であるか否かを判断する。このフラグFsは、副駆動系統が選択されているときにFs=1に設定されるもので、本制御ルーチンの起動時にはFs=0に設定されている。従って、本制御ルーチンの起動時おいては、ステップS43の判断は「YES」となり、マイコン41は、その処理をステップS44に進める。尚、本制御ルーチンの開始時においては、PWM制御信号の出力対象として主駆動系統が選択される。   When this control routine is started, the microcomputer 41 determines whether or not an abnormality of the motor drive circuit 45 is detected in step S41. If an abnormality is detected (S41: YES), step S41 is performed. In S42, the normal drive system is selected. On the other hand, when the abnormality of the motor drive circuit 45 is not detected (S41: NO), it is determined whether or not the flag Fs is “0” in step S43. This flag Fs is set to Fs = 1 when the sub drive system is selected, and is set to Fs = 0 when the control routine is started. Therefore, at the start of this control routine, the determination in step S43 is “YES”, and the microcomputer 41 advances the process to step S44. At the start of this control routine, the main drive system is selected as the output target of the PWM control signal.

マイコン41は、このステップS44においてフラグFvが「0」であるか否かを判断する。フラグFvは、車速vxが上昇して基準速度vb以上になるとFv=1に設定されるもので、本制御ルーチンの起動時にはFv=0に設定されている。従って、本制御ルーチンの起動時においては、ステップS44の判断は「YES」となり、その処理をステップS45に進める。マイコン41は、ステップS45において、車速センサ22にて検出した車速vxが基準速度vb以上か否かについて判断する。本制御ルーチンの開始時においてはvx<vbであるためそのまま本制御ルーチンを一旦抜ける。本制御ルーチンは短い周期で繰り返し実行されることから、モータ駆動回路45の異常が検知されていない状況においては、車速vxの状態が判断されることになる。尚、この基準速度vbは、第2実施形態の基準速度vaと同様に、電動モータ15に基準電流Ib以上の電流が流れないと推定できる速度に設定される。   In step S44, the microcomputer 41 determines whether or not the flag Fv is “0”. The flag Fv is set to Fv = 1 when the vehicle speed vx increases and becomes equal to or higher than the reference speed vb, and is set to Fv = 0 when the control routine is started. Accordingly, when this control routine is started, the determination in step S44 is “YES”, and the process proceeds to step S45. In step S45, the microcomputer 41 determines whether the vehicle speed vx detected by the vehicle speed sensor 22 is equal to or higher than the reference speed vb. Since vx <vb at the start of this control routine, this control routine is temporarily exited. Since this control routine is repeatedly executed in a short cycle, the state of the vehicle speed vx is determined in a situation where no abnormality of the motor drive circuit 45 is detected. The reference speed vb is set to a speed at which it can be estimated that a current equal to or higher than the reference current Ib does not flow through the electric motor 15, similarly to the reference speed va of the second embodiment.

こうした判断が繰り返され、車速vxが基準速度vb以上になると(S45:YES)、次に、ステップS46においてPWM制御信号の出力対象を主駆動系統から副駆動系統に切り替える切替指令を出力する。この切替指令は、マイコン41内の処理指令であり、これによりアシスト制御により算出されたPWM制御信号の出力対象が主スイッチング素子Qmから副スイッチング素子Qsに切り替えられる。   When these determinations are repeated and the vehicle speed vx becomes equal to or higher than the reference speed vb (S45: YES), a switching command for switching the output target of the PWM control signal from the main drive system to the sub drive system is output in step S46. This switching command is a processing command in the microcomputer 41, and the output target of the PWM control signal calculated by the assist control is switched from the main switching element Qm to the sub switching element Qs.

続いて、ステップS47においてフラグFsをFs=1に設定し、ステップS48においてフラグFvをFv=1に設定する。次に、ステップS49において、異常チェックが完了したか否かを判断する。異常チェックは、上述したアシスト制御ルーチンのステップS17において実行されるもので、ここでは、ステップS46により切り替えられた副駆動系統の異常チェックが完了したか否かを判断する。   Subsequently, in step S47, the flag Fs is set to Fs = 1, and in step S48, the flag Fv is set to Fv = 1. Next, in step S49, it is determined whether or not the abnormality check has been completed. The abnormality check is executed in step S17 of the assist control routine described above. Here, it is determined whether or not the abnormality check of the sub-drive system switched in step S46 has been completed.

異常チェックが完了していない場合(S49:NO)には、そのまま本制御ルーチンを抜ける。そして、本制御ルーチンが繰り返されたときには、フラグFsがFs=1に設定されているため、ステップS43の判断は「NO」となり、ステップS44〜S48の処理が飛ばされて異常チェックの完了判断が繰り返される。つまり、副駆動系統の異常チェックの完了を待つのである。こうした判断が繰り返されて、副駆動系統の異常チェックの完了が確認されると(S49:YES)、次に、ステップS50において、PWM制御信号の出力対象を副駆動系統から主駆動系統に戻す切替指令を出力する。これにより、アシスト制御により算出されたPWM制御信号の出力対象が副スイッチング素子Qsから主スイッチング素子Qmに切り替えられる。   If the abnormality check is not completed (S49: NO), the control routine is exited as it is. When this control routine is repeated, since the flag Fs is set to Fs = 1, the determination in step S43 is “NO”, and the processing in steps S44 to S48 is skipped to determine whether the abnormality check is complete. Repeated. That is, it waits for completion of the abnormality check of the sub drive system. If these determinations are repeated and it is confirmed that the abnormality check of the sub drive system has been completed (S49: YES), then, in step S50, switching to return the PWM control signal output target from the sub drive system to the main drive system. Outputs a command. Thereby, the output target of the PWM control signal calculated by the assist control is switched from the sub switching element Qs to the main switching element Qm.

続いて、ステップS51においてフラグFsをFs=0に戻して本制御ルーチンを一旦抜ける。従って、本制御ルーチンが繰り返されたときには、フラグFsがFs=0に設定されているため、ステップS43の判断は「YES」となり、次に、ステップS44において、フラグFvがFv=0であるか否かの判断が行われる。この場合、Fv=1に設定されているため、マイコン41は、その処理をステップS52に進める。   Subsequently, in step S51, the flag Fs is returned to Fs = 0 and the present control routine is temporarily exited. Therefore, when this control routine is repeated, the flag Fs is set to Fs = 0, so that the determination in step S43 is “YES”. Next, in step S44, whether the flag Fv is Fv = 0. A determination is made whether or not. In this case, since Fv = 1 is set, the microcomputer 41 proceeds with the process to step S52.

ステップS52においては、車速vxがゼロか否かについて判断される。vx≠0であれば、本制御ルーチンをそのまま一旦抜ける。従って、車速vxがゼロになるまでのあいだ、この状態(S41→S43→S44→S52)が継続される。この状態においては、正駆動系統を使用して電動モータ15のアシスト制御が行われ、そこでモータ駆動回路45の異常チェックも同時に行われる。   In step S52, it is determined whether or not the vehicle speed vx is zero. If vx ≠ 0, this control routine is temporarily exited. Therefore, this state (S41 → S43 → S44 → S52) is continued until the vehicle speed vx becomes zero. In this state, the assist control of the electric motor 15 is performed using the positive drive system, and the abnormality check of the motor drive circuit 45 is simultaneously performed there.

ステップS52において車速vxの判断が繰り返され、車速vxがゼロになったことが確認されると、ステップS53においてフラグFvをFv=0に戻して本ルーチンが一旦終了される。従って、車速vxがゼロになった後は、フラグFsとフラグFvとはともに「0」の初期状態に戻されることとなり、起動時における処理と同様な処理が開始されることとなる。   When the determination of the vehicle speed vx is repeated in step S52 and it is confirmed that the vehicle speed vx has become zero, the flag Fv is returned to Fv = 0 in step S53, and this routine is once ended. Therefore, after the vehicle speed vx becomes zero, both the flag Fs and the flag Fv are returned to the initial state of “0”, and processing similar to the processing at the time of starting is started.

図10は、本駆動系統切替制御ルーチンにおける切替タイミングを表す。本制御ルーチンが起動した時刻t0においては正駆動系統が選択される。アシスト制御中においては、選択されている駆動系統の異常チェックが繰り返し行われる。そして、車速vxが上昇して基準速度vbに達すると(時刻t1)、正駆動系統から副駆動系統に切り替えられる。副駆動系統に切り替わった後、副駆動系統の異常チェックが完了した時点で正駆動系統に戻される。従って、異常チェックに必要な短い時間だけ副駆動系統が使用されることになる。そして、車速vxが一度ゼロになり(時刻t2)、その後、基準速度vbにまで上昇すると(時刻t3)、再度、正駆動系統から副駆動系統に切り替えられて副駆動系統の異常チェックが行われる。そして、副駆動系統の異常チェックが完了した時点で正駆動系統に戻される。   FIG. 10 shows the switching timing in this drive system switching control routine. The positive drive system is selected at time t0 when this control routine is started. During the assist control, an abnormality check of the selected drive system is repeatedly performed. When the vehicle speed vx increases and reaches the reference speed vb (time t1), the main drive system is switched to the sub drive system. After switching to the secondary drive system, the system is returned to the primary drive system when the abnormality check of the secondary drive system is completed. Therefore, the sub drive system is used for a short time required for the abnormality check. Then, when the vehicle speed vx once becomes zero (time t2) and then rises to the reference speed vb (time t3), the normal drive system is switched again to the sub drive system, and the sub drive system is checked for abnormality. . Then, when the abnormality check of the sub drive system is completed, it is returned to the positive drive system.

このように、第3実施形態においては、基本的には主駆動系統を使って電動モータ15を駆動制御し、車速vxがゼロの状態から基準速度vbにまで上昇したときにのみ副駆動系統に切り替えてその異常チェックを行い、副駆動系統の異常チェックが完了した時点で主駆動系統に戻すようにしている。従って、副駆動系統の使用頻度が極めて低くなり、電流容量の小さい副スイッチング素子Qsの発熱を防止することができる。また、副駆動系統への切り替え時においては、車速vxが基準速度vb以上となっているため、副駆動系統に大電流が流れることが無く、この点においても副スイッチング素子Qsの過電流損傷防止を図ることができる。   As described above, in the third embodiment, the electric motor 15 is basically driven and controlled using the main drive system, and only when the vehicle speed vx increases from the zero state to the reference speed vb, the sub drive system is used. The abnormality is checked by switching, and when the abnormality check of the sub-drive system is completed, it is returned to the main drive system. Therefore, the usage frequency of the sub drive system becomes extremely low, and the heat generation of the sub switching element Qs having a small current capacity can be prevented. Further, at the time of switching to the sub drive system, since the vehicle speed vx is equal to or higher than the reference speed vb, a large current does not flow through the sub drive system, and in this respect also, the overcurrent damage of the sub switching element Qs is prevented. Can be achieved.

この第3実施形態においては、主スイッチング素子Qmの選択されている期間に対して副スイッチング素子Qsが選択されている期間を短くする使用頻度調整手段を備えているともいえる。また、その使用頻度調整手段としては、車速がゼロの状態から基準速度にまで上昇したときにPWM制御信号の出力対象として副スイッチング素子Qsを所定期間だけ選択し、所定期間経過後にPWM制御信号の出力対象を主スイッチング素子Qmに戻すようにするものでもある。この所定期間は、副スイッチング素子Qsの異常チェックの実施可能な時間に設定してもよいし、異常チェックの完了が検出されるまでの期間であってもよい。   In the third embodiment, it can be said that the third embodiment includes a usage frequency adjusting unit that shortens the period in which the sub switching element Qs is selected with respect to the period in which the main switching element Qm is selected. Further, as the use frequency adjusting means, the sub switching element Qs is selected for a predetermined period as an output target of the PWM control signal when the vehicle speed increases from the zero state to the reference speed, and the PWM control signal The output object is also returned to the main switching element Qm. This predetermined period may be set to a time during which the abnormality check of the sub switching element Qs can be performed, or may be a period until the completion of the abnormality check is detected.

ところで、PWM制御には、電動モータ15に常時電流を流して制御するいわゆる常時PWM制御と呼ばれる制御方式がある。この常時PWM制御方式では、通常のPWM制御のようにスイッチング素子Qのオン期間とオフ期間との比を調整してモータ電流を制御するのではなく、電動モータ15に速い周期で正転駆動方向と逆転駆動方向とに交互に電流を流し、その正転駆動方向の通電期間と逆転駆動方向の通電期間との比率調整により電動モータ15の回転を制御するものである。例えば、第1上スイッチング素子Qa1と第2下スイッチング素子Qb2とをオン、第1下スイッチング素子Qa2と第2上スイッチング素子Qb1をオフして正転駆動方向に電流を流し、次に、第1上スイッチング素子Qa1と第2下スイッチング素子Qb2をオフ、第1下スイッチング素子Qa2と第2上スイッチング素子Qb1をオンして逆転駆動方向に電流を流すといった動作を速い周期で交互に繰り返す。   By the way, in the PWM control, there is a control method called so-called constant PWM control in which current is supplied to the electric motor 15 for control. In this constant PWM control method, the motor current is not controlled by adjusting the ratio of the ON period and the OFF period of the switching element Q as in normal PWM control, but the electric motor 15 is driven in the normal rotation drive direction at a fast cycle. Current is alternately passed in the reverse drive direction, and the rotation of the electric motor 15 is controlled by adjusting the ratio between the energization period in the forward drive direction and the energization period in the reverse drive direction. For example, the first upper switching element Qa1 and the second lower switching element Qb2 are turned on, the first lower switching element Qa2 and the second upper switching element Qb1 are turned off, and a current flows in the normal rotation driving direction. Operations such as turning off the upper switching element Qa1 and the second lower switching element Qb2, turning on the first lower switching element Qa2 and the second upper switching element Qb1, and flowing a current in the reverse driving direction are alternately repeated at a fast cycle.

この場合、駆動方向の切り替え時に、同じアーム回路側の上下のスイッチング素子(Qa1とQa2、あるいはQb1とQb2)が同時にオンしてアーム回路が短絡状態となる瞬間が存在してしまう。これは、スイッチング素子Qの応答遅れ(特に、オン状態からオフ状態になるまでの応答遅れ)によるものである。そこで、常時PWM制御においては、アーム短絡を防止するために、一方のスイッチング素子Qがオフして他方のスイッチング素子Qがオンするまでのディレイタイムが設けられている。このディレイタイムは、デットタイムと呼ばれている。   In this case, when switching the driving direction, there is a moment when the upper and lower switching elements (Qa1 and Qa2 or Qb1 and Qb2) on the same arm circuit side are simultaneously turned on and the arm circuit is short-circuited. This is due to the response delay of the switching element Q (particularly, the response delay from the on state to the off state). Therefore, in the constant PWM control, in order to prevent an arm short circuit, a delay time is provided until one switching element Q is turned off and the other switching element Q is turned on. This delay time is called dead time.

そこで、上述した各実施形態およびその変形例において、常時PWM方式を採用した場合には、デットタイムを設定する必要がある。ところが、主スイッチング素子Qmと副スイッチング素子Qsとの仕様を変えた場合、例えば、副スイッチング素子Qsを主スイッチング素子Qmよりも電流容量より小さなものを使用する場合等においては、両者の応答特性が異なるケースが生じる。図11は、応答特性の相違を表すもので、この例では、主スイッチング素子Qmの応答特性(A)に比べて副スイッチング素子Qsの応答特性(B)が劣る場合を示す。この場合、主駆動系統にて電動モータ15を駆動制御するときと副駆動系統にて電動モータ15を駆動制御するときとで共通のテッドタイムを設定してしまうと、そのテッドタイムが副駆動系統にて必要なテッドタイムtdsより短い場合にはアーム短絡が発生するおそれがある。   Therefore, in each of the above-described embodiments and modifications thereof, when the constant PWM method is employed, it is necessary to set a dead time. However, when the specifications of the main switching element Qm and the sub-switching element Qs are changed, for example, when the sub-switching element Qs having a smaller current capacity than the main switching element Qm is used, the response characteristics of both are Different cases arise. FIG. 11 shows the difference in response characteristics. In this example, the response characteristic (B) of the sub switching element Qs is inferior to the response characteristic (A) of the main switching element Qm. In this case, if a common ted time is set when the electric motor 15 is driven and controlled by the main drive system and when the electric motor 15 is driven and controlled by the sub drive system, the ted time becomes the sub drive system. If it is shorter than the required td time tds, there is a possibility that an arm short circuit may occur.

そこで、各実施形態およびその変形例において、常時PWM方式を採用する場合、主駆動系統にて電動モータ15を駆動制御するときには、主スイッチング素子Qmの応答特性に応じたデットタイムtdmを設定し、副駆動系統にて電動モータ15を駆動制御するときには、副スイッチング素子Qsの応答特性に応じたデットタイムtdsを設定する。   Therefore, in each embodiment and its modification, when the constant PWM method is employed, when the electric motor 15 is driven and controlled by the main drive system, a dead time tdm corresponding to the response characteristic of the main switching element Qm is set. When the electric motor 15 is driven and controlled by the sub drive system, the dead time tds corresponding to the response characteristic of the sub switching element Qs is set.

また、駆動系統を切り替えたときの最初のデットタイムtdcを、デットタイムtdm以上、かつ、テッドタイムtds以上に設定する。つまり、デットタイムtdcを2つのデットタイムtdm,tdsのうち長いほうの時間以上に設定する。例えば、副駆動系統にて電動モータ15を駆動する場合のデットタイムtdsが主駆動系統にて電動モータ15を駆動する場合のデットタイムtdmよりも長い場合には、駆動系統切り替え時のデットタイムtdcをデットタイムtds以上の長さに設定する。   The initial dead time tdc when the drive system is switched is set to the dead time tdm or more and the ted time tds or more. That is, the dead time tdc is set to be longer than the longer one of the two dead times tdm and tds. For example, when the dead time tds when the electric motor 15 is driven by the secondary drive system is longer than the dead time tdm when the electric motor 15 is driven by the main drive system, the dead time tdc at the time of switching the drive system Is set to a length equal to or longer than the dead time tds.

また、駆動系統を切り替えるときには、主駆動系統と副駆動系統とに出力するPWM制御信号のオン・オフタイミングを同期させる。つまり、PWM制御の周期、制御周期の開始タイミングと終了タイミング、デューティ比を一致させて、PWM制御信号の出力先を切り替える。   Further, when switching the drive system, the on / off timings of the PWM control signals output to the main drive system and the sub drive system are synchronized. That is, the output destination of the PWM control signal is switched by matching the PWM control cycle, the start timing and end timing of the control cycle, and the duty ratio.

図12は、このように設定されたPWM制御信号の出力状態を表す(図中の波形におけるハイレベル信号がスイッチング素子Qのオン信号、ローレベル信号がスイッチング素子Qのオフ信号)。図中の上4段が主駆動系統として使用される主スイッチング素子Qm(Qa1m,Qb2m,Qb1m,Qa2m)へ出力されるPWM信号であり、下4段が副駆動系統として使用される副スイッチング素子Qs(Qa1s,Qb2s,Qb1s,Qa2s)へ出力されるPWM信号である。このように、主駆動系統と副駆動系統とにおけるPWM制御信号のオン・オフタイミングを同期させてPWM制御信号の出力先を切り替えるとともに、適切なテッドタイムtdm、tds、tdcを設定することにより、駆動系統切り替え時におけるアーム短絡を防止できる。   FIG. 12 shows the output state of the PWM control signal set in this way (a high level signal in the waveform in the figure is an ON signal of the switching element Q, and a low level signal is an OFF signal of the switching element Q). The upper four stages in the figure are PWM signals output to the main switching element Qm (Qa1m, Qb2m, Qb1m, Qa2m) used as the main drive system, and the lower four stages are the sub switching elements used as the sub drive system. This is a PWM signal output to Qs (Qa1s, Qb2s, Qb1s, Qa2s). In this way, by synchronizing the on / off timing of the PWM control signal in the main drive system and the sub drive system and switching the output destination of the PWM control signal, and setting the appropriate ted times tdm, tds, tdc, It is possible to prevent an arm short circuit when switching the drive system.

デットタイムの切り替え制御については、例えば、図13に示すフローチャートに沿って行う。図13は、マイコン41により行われるデットタイム切替制御ルーチンを表すもので、マイコン41のROM内に制御プログラムとして記憶され、短い周期で繰り返し実行される。この制御ルーチンは、上述した第1〜第3実施形態および変形例において適用できるものである。   The dead time switching control is performed, for example, according to the flowchart shown in FIG. FIG. 13 shows a dead time switching control routine performed by the microcomputer 41. The dead time switching control routine is stored in the ROM of the microcomputer 41 as a control program and repeatedly executed in a short cycle. This control routine can be applied to the above-described first to third embodiments and modifications.

本制御ルーチンが起動されると、マイコン41は、ステップS61において、切替指令時であるか否かを判断する。つまり、主駆動系統から副駆動系統への切替指令時、あるいは、副駆動系統から主駆動系統への切替指令時が否かを判断する。切替指令時とは、切替指令が出力された後であって、まだ駆動系統を切り替えていない状況を意味する。切替指令時でなければ(S61:NO)、現在の使用されている駆動系統、つまり、PWM制御信号の出力対象となっている駆動系統に応じたデットタイムtdを設定する。   When this control routine is started, the microcomputer 41 determines in step S61 whether or not it is a switching command. That is, it is determined whether or not there is a switching command from the main drive system to the sub drive system or a switching command from the sub drive system to the main drive system. “At the time of switching command” means a state after the switching command is output and the drive system has not been switched yet. If it is not a switching command (S61: NO), a dead time td corresponding to the currently used drive system, that is, the drive system that is the output target of the PWM control signal is set.

この場合、主駆動系統が電動モータ15の駆動制御に使用されている状況においては、デットタイムtdを主駆動系統用のテッドタイムtdmに設定する(S63)。このステップS63にて設定されるデットタイムtdmは、主スイッチング素子Qmの応答特性に応じて設定されるもので、駆動方向(正転/逆転)を切り替えたときに主スイッチング素子Qa1mと主スイッチング素子Qa2m、および、主スイッチング素子Qb1mと主スイッチング素子Qb2mとがそれぞれ同時にオンしない時間に設定される。   In this case, in a situation where the main drive system is used for drive control of the electric motor 15, the dead time td is set to the ted time tdm for the main drive system (S63). The dead time tdm set in step S63 is set according to the response characteristics of the main switching element Qm. When the drive direction (forward / reverse) is switched, the main switching element Qa1m and the main switching element Qa2m and the time when main switching element Qb1m and main switching element Qb2m are not turned on simultaneously are set.

一方、副駆動系統が電動モータ15の駆動制御に使用されている状況においては、デットタイムtdを副駆動系統用のテッドタイムtdsに設定する(S64)。このステップS64にて設定されるデットタイムtdsは、副スイッチング素子Qsの応答特性に応じて設定されるもので、駆動方向(正転/逆転)を切り替えたときに副スイッチング素子Qa1sと副スイッチング素子Qa2s、および、副スイッチング素子Qb1sと副スイッチング素子Qb2sとが同時にオンしない時間に設定される。   On the other hand, in a situation where the sub drive system is used for drive control of the electric motor 15, the dead time td is set to the ted time tds for the sub drive system (S64). The dead time tds set in step S64 is set in accordance with the response characteristics of the sub switching element Qs. When the drive direction (forward / reverse) is switched, the sub switching element Qa1s and the sub switching element Qa2s and the time when the sub switching element Qb1s and the sub switching element Qb2s are not turned on simultaneously are set.

主スイッチング素子Qmに比べて副スイッチング素子Qsの応答性が劣る(オン状態からオフ状態に切り替わる応答遅れ時間が長い)場合には、デットタイムtdsをデットタイムtdmよりも長く設定し、逆の場合には、デットタイムtdsをデットタイムtdmよりも短く設定する。   When the responsiveness of the sub switching element Qs is inferior to the main switching element Qm (the response delay time for switching from the on state to the off state is long), the dead time tds is set longer than the dead time tdm, and vice versa. The dead time tds is set shorter than the dead time tdm.

本制御ルーチンは、所定の速い周期で繰り返される。そして、切替指令が出力されると、ステップS61の判断は「YES」となり、ステップS65において、デットタイムtdを系統切替時用のテッドタイムtdcに設定する。切替指令を受けてデットタイムtdを系統切替時用のテッドタイムtdcに切り替えた後は、次の切替指令が出力されるまでステップS61の判断は「NO」となり、その駆動系統に応じたデットタイムtdが設定される。
この結果、本制御ルーチンによれば、駆動系統の切替時においてもアーム回路の短絡を確実に防止することができる。
This control routine is repeated at a predetermined fast cycle. When the switching command is output, the determination in step S61 becomes “YES”, and in step S65, the dead time td is set to the ted time tdc for system switching. After the switch command is received and the dead time td is switched to the ted time tdc for system switching, the determination in step S61 is “NO” until the next switch command is output, and the dead time corresponding to the drive system. td is set.
As a result, according to this control routine, it is possible to reliably prevent a short circuit of the arm circuit even when the drive system is switched.

以上、本実施形態のモータ駆動装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、ブリッジ回路としてHブリッジ回路を用いているが、アーム回路を3組並列接続して備えた3相インバータ回路にも適用できるものである。
The motor driving device of the present embodiment has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
For example, in the present embodiment, an H bridge circuit is used as the bridge circuit, but the present invention can also be applied to a three-phase inverter circuit including three arm circuits connected in parallel.

また、本実施形態においては、各アームに2つのスイッチング素子を並列に設けたが、3つ以上のスイッチング素子を並列接続して、それらを順次切り替えるようにしてもよい。また、電流容量を補うために複数のスイッチング素子を並列接続したものを主スイッチング素子Qmあるいは副スイッチング素子Qsとして構成するようにしてもよい。   Further, in this embodiment, two switching elements are provided in parallel in each arm, but three or more switching elements may be connected in parallel and switched sequentially. Further, in order to supplement the current capacity, a plurality of switching elements connected in parallel may be configured as the main switching element Qm or the sub switching element Qs.

また、本実施形態においては、ハンドル操作をアシストする電動パワーステアリング装置に適用されるモータ駆動装置ついて説明したが、何らこれに限定されるものではなく、各種のアクチュエータとして使用される電動モータの駆動装置に適用できるものである。   In the present embodiment, the motor drive device applied to the electric power steering device that assists the steering operation has been described. It can be applied to a device.

本発明の実施形態に係るモータ駆動装置を備えた電動パワーステアリング装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an electric power steering device including a motor drive device according to an embodiment of the present invention. 電動パワーステアリング装置におけるモータ駆動装置の概略回路構成図である。It is a schematic circuit block diagram of the motor drive device in an electric power steering device. アシスト制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing an assist control routine. アシストトルクマップを表す特性図である。It is a characteristic view showing an assist torque map. 駆動系統切替制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a drive system switching control routine. 駆動系統の切替タイミングを説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the switching timing of a drive system. 第2実施形態における駆動系統切替制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the drive system switching control routine in 2nd Embodiment. 第2実施形態の変形例における駆動系統切替制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the drive system switching control routine in the modification of 2nd Embodiment. 第3実施形態における駆動系統切替制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the drive system switching control routine in 3rd Embodiment. 第3実施形態における駆動系統の切替タイミングを説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the switching timing of the drive system in 3rd Embodiment. スイッチング素子のオン・オフ状態を表し、特にオフ時における応答遅れ示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the ON / OFF state of a switching element, and shows the response delay especially at the time of OFF. PWM制御信号波形を表すグラフである。It is a graph showing a PWM control signal waveform. デットタイム切替制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a dead time switching control routine.

符号の説明Explanation of symbols

1…電動パワーステアリング装置、15…電動モータ、21…操舵トルクセンサ、22…車速センサ、30…電子制御ユニット(ECU)、40…電子制御回路、41…マイコン、43…プリドライブ回路、45…モータ駆動回路、46…電流センサ、47…モータ電圧検出回路、50…電源装置、A…第1アーム回路、B…第2アーム回路、A1…第1上アーム、A2…第1下アーム、B1…第2上アーム、B2…第2下アーム、Qa1m,Qa2m,Qb1m,Qb2m…主スイッチング素子、Qa1s,Qa2s,Qb1s,Qb2s…副スイッチング素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus, 15 ... Electric motor, 21 ... Steering torque sensor, 22 ... Vehicle speed sensor, 30 ... Electronic control unit (ECU), 40 ... Electronic control circuit, 41 ... Microcomputer, 43 ... Predrive circuit, 45 ... Motor drive circuit 46 ... Current sensor 47 ... Motor voltage detection circuit 50 ... Power supply device A ... First arm circuit B ... Second arm circuit A1 ... First upper arm A2 ... First lower arm B1 ... second upper arm, B2 ... second lower arm, Qa1m, Qa2m, Qb1m, Qb2m ... main switching element, Qa1s, Qa2s, Qb1s, Qb2s ... sub-switching element.

Claims (7)

複数のスイッチング素子を並列接続したスイッチング素子群をそれぞれ有する上アームと下アームとを直列接続したアーム回路を複数並列接続して備え、上記各アーム回路の両端間に直流電源が供給されるとともに、上記各アーム回路における上アームと下アームとの間から電動モータへ電源供給するブリッジ回路と、
上記ブリッジ回路の各スイッチング素子群にPWM制御信号を出力することにより上記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と
を備えたモータ駆動装置において、
上記電動モータの通常運転中に上記並列接続された複数のスイッチング素子のうちPWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を選択的に切り替える切替手段を備え、
上記モータ制御手段は、上記PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を切り替えるときには、上記並列に接続されたスイッチング素子のPWM制御におけるオン・オフタイミングを同期させることを特徴とするモータ駆動装置。
A plurality of arm circuits each having an upper arm and a lower arm each having a switching element group in which a plurality of switching elements are connected in parallel are connected in parallel, and DC power is supplied between both ends of each of the arm circuits. A bridge circuit for supplying power to the electric motor from between the upper arm and the lower arm in each arm circuit;
A motor drive device comprising: motor control means for driving and controlling the electric motor by outputting a PWM control signal to each switching element group of the bridge circuit;
A switching means for selectively switching a switching element to which a PWM control signal is output among the plurality of switching elements connected in parallel during normal operation of the electric motor;
The motor control device synchronizes on / off timings in the PWM control of the switching elements connected in parallel when switching the switching element to which the PWM control signal is output .
上記切替手段は、上記電動モータに流れる電流値あるいは電流制御値がゼロとなっているときに、上記PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を切り替えることを特徴とする請求項1記載のモータ駆動装置。 2. The motor according to claim 1, wherein the switching means switches a switching element to which the PWM control signal is output when a current value or a current control value flowing through the electric motor is zero. Drive device. 上記モータ制御手段は、上記PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を切り替えるときには、所定の設定時間だけ全てのスイッチング素子にオフ指令を出力することを特徴とする請求項1または請求項2記載のモータ駆動装置。 3. The motor control means outputs an OFF command to all the switching elements for a predetermined set time when switching the switching elements to be output with the PWM control signal. Motor drive device. 上記各アームに設けられるスイッチング素子群は、主スイッチング素子と副スイッチング素子とを並列接続して構成され、上記切替手段は、上記電動モータの通常運転中において、上記PWM制御信号を出力する対象を上記主スイッチング素子と副スイッチング素子とに交互に切り替えることを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか一項記載のモータ駆動装置。 The switching element group provided in each arm is configured by connecting a main switching element and a sub-switching element in parallel, and the switching means is a target for outputting the PWM control signal during normal operation of the electric motor. The motor driving device according to any one of claims 1 to 3, wherein the main switching element and the sub switching element are alternately switched . 上記モータ制御手段は、上記主スイッチング素子にPWM制御信号を出力する場合と、上記副スイッチング素子にPWM制御信号を出力する場合とで、それぞれ独立したアーム短絡防止用のデットタイムを設定するとともに、上記PWM制御信号を出力する対象となるスイッチング素子を切り替えるときには、上記それぞれ独立して設定されたデットタイム以上の長さの設定時間だけ全てのスイッチング素子にオフ指令を出力することを特徴とする請求項4記載のモータ駆動装置。 The motor control means sets an independent arm short-circuit prevention dead time when outputting a PWM control signal to the main switching element and when outputting a PWM control signal to the sub-switching element, When switching a switching element to which the PWM control signal is to be output, an OFF command is output to all switching elements for a set time longer than the dead time set independently of each other. Item 5. The motor driving device according to Item 4 . 複数のスイッチング素子を並列接続したスイッチング素子群をそれぞれ有する上アームと下アームとを直列接続したアーム回路を複数並列接続して備え、上記各アーム回路の両端間に直流電源が供給されるとともに、上記各アーム回路における上アームと下アームとの間から電動モータへ電源供給するブリッジ回路と、
上記ブリッジ回路の各スイッチング素子群にPWM制御信号を出力することにより上記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と
を備えたモータ駆動装置において、
上記各アームに設けられるスイッチング素子群は、主スイッチング素子と、上記主スイッチング素子に比べて電流容量の小さい副スイッチング素子とを並列接続して構成され、
上記電動モータの通常運転中において、上記PWM制御信号を出力する対象を上記主スイッチング素子と副スイッチング素子とに交互に切り替える切替手段と、
上記電動モータに流れる電流値あるいは電流制御値が基準電流値以上である場合、上記PWM制御信号の出力対象として上記副スイッチング素子が選択されることを規制する大電流時選択規制手段と
を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
A plurality of arm circuits each having an upper arm and a lower arm each having a switching element group in which a plurality of switching elements are connected in parallel are connected in parallel, and DC power is supplied between both ends of each of the arm circuits. A bridge circuit for supplying power to the electric motor from between the upper arm and the lower arm in each arm circuit;
Motor control means for driving and controlling the electric motor by outputting a PWM control signal to each switching element group of the bridge circuit;
In a motor drive device comprising:
The switching element group provided in each arm is configured by connecting in parallel a main switching element and a sub-switching element having a smaller current capacity than the main switching element,
During normal operation of the electric motor, switching means for alternately switching the target for outputting the PWM control signal to the main switching element and the sub switching element,
A large current selection restricting means for restricting selection of the sub switching element as an output target of the PWM control signal when a current value or a current control value flowing through the electric motor is equal to or greater than a reference current value;
A motor driving device comprising:
複数のスイッチング素子を並列接続したスイッチング素子群をそれぞれ有する上アームと下アームとを直列接続したアーム回路を複数並列接続して備え、上記各アーム回路の両端間に直流電源が供給されるとともに、上記各アーム回路における上アームと下アームとの間から電動モータへ電源供給するブリッジ回路と、
上記ブリッジ回路の各スイッチング素子群にPWM制御信号を出力することにより上記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と
を備え、車両走行速度が小さいほど大きな操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置の電動モータを駆動制御するモータ駆動装置において、
上記各アームに設けられるスイッチング素子群は、主スイッチング素子と、上記主スイッチング素子に比べて電流容量の小さい副スイッチング素子とを並列接続して構成され、
上記電動モータの通常運転中において、上記PWM制御信号を出力する対象を上記主スイッチング素子と副スイッチング素子とに交互に切り替える切替手段と、
上記車速が基準速度以下である場合に、上記PWM制御信号の出力対象として上記副スイッチング素子が選択されることを規制する低速時選択規制手段と
を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
A plurality of arm circuits each having an upper arm and a lower arm each having a switching element group in which a plurality of switching elements are connected in parallel are connected in parallel, and DC power is supplied between both ends of each of the arm circuits. A bridge circuit for supplying power to the electric motor from between the upper arm and the lower arm in each arm circuit;
Motor control means for driving and controlling the electric motor by outputting a PWM control signal to each switching element group of the bridge circuit;
A motor drive device for driving and controlling an electric motor of an electric power steering device that generates a larger steering assist torque as the vehicle traveling speed is lower,
The switching element group provided in each arm is configured by connecting in parallel a main switching element and a sub-switching element having a smaller current capacity than the main switching element,
During normal operation of the electric motor, switching means for alternately switching the target for outputting the PWM control signal to the main switching element and the sub switching element,
Low speed selection restriction means for restricting selection of the sub switching element as an output target of the PWM control signal when the vehicle speed is equal to or lower than a reference speed;
Motor driving apparatus characterized by comprising a.
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