JP2009006985A - Electric power steering apparatus - Google Patents

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JP2009006985A JP2007339348A JP2007339348A JP2009006985A JP 2009006985 A JP2009006985 A JP 2009006985A JP 2007339348 A JP2007339348 A JP 2007339348A JP 2007339348 A JP2007339348 A JP 2007339348A JP 2009006985 A JP2009006985 A JP 2009006985A
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Tomoyasu Aoki
友保 青木
Shuji Endo
修司 遠藤
Tomomune Hisanaga
智宗 久永
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NSK Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering apparatus capable of accurately estimating steering torque by taking into consideration reaction from a road surface. <P>SOLUTION: This electric power steering apparatus has a first torque command value calculating means 31 that calculates a first torque command value on the basis of steering torque detected by a steering torque detecting means 14, a torque detecting part abnormality detecting means 33 that detects abnormality of the steering torque detecting means 14 and a self-aligning torque estimating means 321 that estimates self-aligning torque transmitted from the road surface side to a steering mechanism, and has a second torque command value calculating means 32 that calculates a torque command value on the basis of the self-aligning torque estimated by the self-aligning torque estimating means 321, and an abnormal time switching means 34 that selects the second torque command value calculating means instead of the first torque command value calculating means when detecting abnormality of the steering torque detecting means by the torque detecting part abnormality detecting means 33. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいてトルク指令値を演算するトルク指令値演算手段と、ステアリング機構に操舵補助力を与える電動モータと、前記トルク指令値に基づいて電動モータを制御するモータ制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention provides a torque command value calculating means for calculating a torque command value based on at least a steering torque, an electric motor for applying a steering assist force to a steering mechanism, and a motor control means for controlling the electric motor based on the torque command value. And an electric power steering apparatus.

従来、ステアリング装置として運転者がステアリングホイールを操舵する操舵トルクに応じて電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が普及している。
この種の電動パワーステアリング装置では、搭載対象車両が大型化することにより、電動パワーステアリング装置の高出力化が進み、モータトルクが増大すると共に大電流化が加速している。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering apparatus that applies a steering assist force to a steering mechanism by driving an electric motor in accordance with a steering torque that a driver steers a steering wheel has become widespread as a steering apparatus.
In this type of electric power steering apparatus, as the vehicle to be mounted increases in size, the output of the electric power steering apparatus increases, the motor torque increases, and the increase in current increases.

このように、電動パワーステアリング装置の高出力化が進むと、電動パワーステアリング装置を停止させた状態での手動操舵時の操舵トルクが大きくなって、操舵が困難となる状況となっている。
従来、操舵トルクセンサ等の異常が発生した場合、電動パワーステアリング装置を停止させて安全を確保するようにしていたが、手動操舵時の操舵トルクが大きくなりすぎて操舵が困難となっているので、操舵トルクセンサ等の異常が発生した場合でも電動モータを駆動制御して操舵補助力の発生を継続することが望まれている。
As described above, when the output of the electric power steering device is increased, the steering torque at the time of manual steering with the electric power steering device stopped is increased, and the steering becomes difficult.
Conventionally, when an abnormality occurs in the steering torque sensor or the like, the electric power steering device is stopped to ensure safety. However, since steering torque becomes too large during manual steering, steering becomes difficult. Even when an abnormality occurs in the steering torque sensor or the like, it is desired to continue the generation of the steering assist force by controlling the driving of the electric motor.

このため、従来、操舵トルクセンサが故障した場合に、操舵トルク推定手段で車速信号と操舵角信号とに基づいて操舵トルクを推定し、推定した操舵トルクに基づいて電動機の駆動制御をするようにした電動パワーステアリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許第3390333号公報(第1頁、図2)
For this reason, conventionally, when the steering torque sensor fails, the steering torque estimating means estimates the steering torque based on the vehicle speed signal and the steering angle signal, and controls the drive of the electric motor based on the estimated steering torque. Such an electric power steering device is known (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3390333 (first page, FIG. 2)

しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、車速信号と操舵角信号とに基づいて操舵トルクを推定し、推定した操舵トルクに基づいて電動モータの駆動制御をするので、推定した操舵トルクで運転者の手放しなどの操舵状態を正しく認識することができず、ステアリングホイールが勝手に切込んでしまうなど運転者の意に反する操舵状態となって、ただでさえ操舵トルクセンサの故障により電動パワーステアリング装置の異常を表す警報ランプが点灯して運転者に不安感を与えている状態なので、運転者により大きな違和感を与えるという未解決の課題がある。   However, in the conventional example described in Patent Document 1, the steering torque is estimated based on the vehicle speed signal and the steering angle signal, and the drive control of the electric motor is performed based on the estimated steering torque. Steering torque cannot be recognized correctly by the steering torque, and the steering wheel is turned into the steering wheel without permission. As a result, an alarm lamp indicating an abnormality of the electric power steering device is turned on to give the driver a sense of anxiety, and thus there is an unsolved problem of giving the driver a greater sense of discomfort.

しかも、操舵トルクの推定に、路面からの反力を考慮していないため、路面摩擦係数が低い等のトルク推定モデルで考慮されていない状態におちいると、正しくトルクを推定することができなくなるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、路面からの反力を考慮して操舵補助力の発生を継続することができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
Moreover, since the reaction force from the road surface is not considered in the estimation of the steering torque, the torque cannot be estimated correctly if it is not considered in the torque estimation model such as a low road surface friction coefficient. There are unresolved issues.
Accordingly, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and provides an electric power steering device capable of continuing the generation of the steering assist force in consideration of the reaction force from the road surface. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、請求項1に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて操舵補助トルク指令値を演算する第1のトルク指令値演算手段と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記電流指令値に基づいて前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電動パワーステアリング装置であって、前記操舵トルク検出手段の異常を検出するトルク検出部異常検出手段と、前記ステアリング機構に路面側から伝達されるセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段と、該セルフアライニングトルク推定手段で推定したセルフアライニングトルクに基づいてトルク指令値を演算する第2のトルク指令値演算手段と、前記トルク検出部異常検出手段で前記操舵トルク検出手段の異常を検出したときに、前記第1のトルク指令値演算手段に代えて前記第2のトルク指令値演算手段を選択する異常時切換手段とを備えていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention is based on steering torque detection means for detecting steering torque input to a steering mechanism, and at least steering torque detected by the steering torque detection means. A first torque command value calculating means for calculating a steering assist torque command value; an electric motor for generating a steering assist torque to be applied to the steering mechanism; and a motor control means for controlling the driving of the electric motor based on the current command value. An electric power steering apparatus comprising: a torque detection unit abnormality detecting unit that detects abnormality of the steering torque detecting unit; and a self-aligning unit that estimates a self-aligning torque transmitted from the road surface to the steering mechanism. Torque estimation means and a cell estimated by the self-aligning torque estimation means A second torque command value calculating means for calculating a torque command value based on the aligning torque; and when the abnormality of the steering torque detecting means is detected by the torque detector abnormality detecting means, the first torque command value An abnormality time switching means for selecting the second torque command value calculation means is provided instead of the calculation means.

この請求項1に係る発明では、セルフアライニングトルク推定手段で、路面からステアリンク機構に伝達さるセルフアライニングトルクを推定し、推定したセルフアライニングトルクに基づいて第2のトルク指令値演算手段でトルク指令値を演算し、操舵トルク検出手段の異常を検出したときに、異常時切換手段で操舵トルク検出手段からのトルク検出値の出力を停止すると共に、第1のトルク指令値演算手段に代えて第2のトルク指令値演算手段を選択することにより、路面から伝達されるセルフアライニングトルクを考慮した正確なトルク検出値を求めることができる。   In the first aspect of the invention, the self-aligning torque estimating means estimates the self-aligning torque transmitted from the road surface to the steering mechanism, and the second torque command value calculating means is based on the estimated self-aligning torque. When the torque command value is calculated and the abnormality of the steering torque detection means is detected, the abnormality switching means stops the output of the torque detection value from the steering torque detection means, and the first torque command value calculation means Instead, by selecting the second torque command value calculation means, it is possible to obtain an accurate torque detection value in consideration of the self-aligning torque transmitted from the road surface.

また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1に係る発明において、前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検出手段を有し、前記セルフアライニングトルク推定手段は前記操舵角に基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴としている。
この請求項2に係る発明では、操舵角に基づいてセルフアライニングトルクを推定するので、ステアリング機構の操舵状態に応じたセルフアライニングトルクを正確に検出することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus according to the first aspect of the present invention, further comprising a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering mechanism, and the self-aligning torque estimating means The self-aligning torque is estimated based on the above-described configuration.
In the invention according to claim 2, since the self-aligning torque is estimated based on the steering angle, the self-aligning torque according to the steering state of the steering mechanism can be accurately detected.

さらに、請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記ステアリンク機構の操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の車速を検出する車速検出手段とを有し、前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記操舵角及び前記車速に基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴としている。   Furthermore, the electric power steering apparatus according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, further comprising: a steering angle detection unit that detects a steering angle of the steer mechanism, and a vehicle speed detection unit that detects a vehicle speed of the vehicle. And the self-aligning torque estimating means is configured to estimate the self-aligning torque based on the steering angle and the vehicle speed.

この請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1に係る発明において、操舵角及び車速に基づいてセルフアライニングトルクを推定するので、車両の走行状態を加味してより正確なセルフアライニングトルクを推定することができる。
さらに、請求項4に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2又は3に係る発明において、前記車両の前輪に作用する横力を検出する横力検出手段を有し、前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記横力に基づいてセルフアライニングトルクを補正するように構成されていることを特徴としている。
The electric power steering apparatus according to claim 3 estimates the self-aligning torque on the basis of the steering angle and the vehicle speed in the invention according to claim 1, and therefore more accurate self-aligning in consideration of the running state of the vehicle. Torque can be estimated.
Furthermore, the electric power steering apparatus according to claim 4 is the invention according to claim 2 or 3, further comprising lateral force detecting means for detecting lateral force acting on a front wheel of the vehicle, and the self-aligning torque estimating means. Is configured to correct the self-aligning torque based on the lateral force.

この請求項4に係る発明では、横力に基づいてセルフアライニングトルクを補正するので、より正確なセルフアライニングトルクを推定することができる。
また、請求項5に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2乃至4の何れか1項に係る発明において、路面と車輪との間の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段を有し、前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記摩擦係数に基づいてセルフアライニングトルクを補正するように構成されていることを特徴としている。
In the invention according to claim 4, since the self-aligning torque is corrected based on the lateral force, a more accurate self-aligning torque can be estimated.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to any one of the second to fourth aspects, further comprising friction coefficient estimating means for estimating a friction coefficient between a road surface and a wheel, and the self-steering device. The aligning torque estimating means is configured to correct the self-aligning torque based on the friction coefficient.

この請求項5に係る発明では、摩擦係数に基づいてセルフアライニングトルクを補正するので、路面状態を加味してより正確なセルフアライニングトルクを推定することができる。
さらに、請求項6に係る電動パワーステアリング装置は、請求項5に係る発明において、制動時における車輪のロック傾向を検知したときに当該車輪の制動力を制御するアンチスキッド制御手段を有し、前記摩擦係数推定手段は、前記アンチスキッド制御手段の作動状態に基づいて前記摩擦係数を推定するように構成されていることを特徴としている。
In the invention according to claim 5, since the self-aligning torque is corrected based on the friction coefficient, the more accurate self-aligning torque can be estimated in consideration of the road surface condition.
Further, an electric power steering apparatus according to a sixth aspect of the invention according to the fifth aspect includes an anti-skid control means for controlling a braking force of the wheel when detecting a tendency of the wheel to lock during braking. The friction coefficient estimating means is configured to estimate the friction coefficient based on an operating state of the anti-skid control means.

この請求項6に係る発明では、アンチスキッド制御手段の作動状態に基づいて摩擦係数を推定するので、高精度に摩擦係数を推定することができる。
さらに、請求項7に係る電動パワーステアリング装置は、請求項5又は6に係る発明において、前記操舵角に応じて車両の規範ヨーレートを推定する規範ヨーレート推定手段と、車両の実ヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段とを有し、前記摩擦係数推定手段は、前記規範ヨーレートと前記実ヨーレートとの差分に基づいて前記摩擦係数を推定するように構成されていることを特徴としている。
In the invention according to claim 6, since the friction coefficient is estimated based on the operating state of the anti-skid control means, the friction coefficient can be estimated with high accuracy.
Further, an electric power steering apparatus according to a seventh aspect is the invention according to the fifth or sixth aspect, wherein the reference yaw rate estimating means for estimating the reference yaw rate of the vehicle according to the steering angle, and the actual yaw rate of the vehicle are detected. The friction coefficient estimating means is configured to estimate the friction coefficient based on a difference between the standard yaw rate and the actual yaw rate.

この請求項7に係る発明では、規範ヨーレートと実ヨーレートとの差分に基づいて摩擦係数を推定するので、高精度に摩擦係数を推定することができる。
さらにまた、請求項8に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2乃至7の何れか1項に係る発明において、前記操舵角検出手段は、車両の前輪左右の車輪速を検出する車輪速検出手段で検出した車輪速に基づいて操舵角を検出するように構成されていることを特徴としている。
In the invention according to claim 7, since the friction coefficient is estimated based on the difference between the standard yaw rate and the actual yaw rate, the friction coefficient can be estimated with high accuracy.
Furthermore, an electric power steering apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the invention according to any one of the second to seventh aspects, wherein the steering angle detecting means detects wheel speeds of left and right front wheels of the vehicle. The steering angle is detected on the basis of the wheel speed detected in (1).

この請求項8に係る発明では、前輪左右の車輪速に基づいて操舵角を検出するようにしているので、ステアリング機構に操舵角検出手段を設けることなく、アンチロックブレーキシステム等で使用されている車輪速検出手段を利用することができ、部品点数を減少させることができる。
なおさらに、請求項9に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2乃至7の何れか1項に係る発明において、前記操舵角検出手段は、車両の前輪左右の車輪速を検出する車輪速検出手段で検出した車輪速に基づいて算出された舵角と相対舵角とから操舵角を検出するように構成されていることを特徴としている。
In the invention according to claim 8, the steering angle is detected based on the left and right wheel speeds of the front wheels. Therefore, the steering mechanism is used in an antilock brake system or the like without providing a steering angle detecting means. Wheel speed detection means can be used, and the number of parts can be reduced.
Still further, an electric power steering apparatus according to a ninth aspect is the invention according to any one of the second to seventh aspects, wherein the steering angle detecting means detects wheel speeds of left and right front wheels of the vehicle. The steering angle is detected from the rudder angle and the relative rudder angle calculated on the basis of the wheel speed detected in step (b).

この請求項9に係る発明では、車両前輪左右の車輪速に基づいて舵角を算出し、算出した舵角と相対舵角とから操舵角を検出するので、操舵角の検出をより正確に行うことができる。
また、請求項10に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至9の何れか1つに係る発明において、前記第2のトルク指令値演算手段は、前記セルフアライニングトルク推定手段で推定したセルフアライニングトルクに1より小さいゲインを乗じてトルク指令値を演算するように構成されていることを特徴としている。
In the invention according to the ninth aspect, the steering angle is calculated based on the wheel speeds of the left and right front wheels of the vehicle, and the steering angle is detected from the calculated steering angle and the relative steering angle. Therefore, the steering angle is detected more accurately. be able to.
An electric power steering apparatus according to a tenth aspect is the invention according to any one of the first to ninth aspects, wherein the second torque command value calculation means is a self-estimation estimated by the self-aligning torque estimation means. A feature is that the torque command value is calculated by multiplying the aligning torque by a gain smaller than one.

この請求項10に係る発明では、セルフアライニングトルクに1より小さいゲインを乗じてトルク指令値を算出するので、路面からの反力に応じた最適なトルク指令値を演算することができる。   In the invention according to the tenth aspect, the torque command value is calculated by multiplying the self-aligning torque by a gain smaller than 1. Therefore, an optimum torque command value corresponding to the reaction force from the road surface can be calculated.

本発明によれば、第2のトルク指令値演算手段で、セルフアライニングトルク推定手段で推定したセルフアライニングトルクに基づいてトルク指令値を算出するようにしているので、操舵トルク検出手段の異常を検出したときに、路面から伝達されるセルフアライニングトルクを考慮した正確なトルク検出値を求めることができ、操舵トルク検出手段の故障後も操舵補助制御を運転者に違和感を与えることなく継続することができるという効果が得られる。   According to the present invention, the second torque command value calculating means calculates the torque command value based on the self-aligning torque estimated by the self-aligning torque estimating means. When the vehicle is detected, it is possible to obtain an accurate torque detection value that takes into account the self-aligning torque transmitted from the road surface, and the steering assist control can be continued without giving the driver a sense of incongruity even after the failure of the steering torque detection means. The effect that it can do is acquired.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に一実施形態を示す概略構成図であって、図中、SMはステアリング機構である。このステアリング機構SMは、ステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸2aとこの入力軸2aに図示しないトーションバーを介して連結された出力軸2bとを有するステアリングシャフト2を備えている。このステアリングシャフト2は、ステアリングコラム3に回転自在に内装され、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は図示しないトーションバーに連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, where SM is a steering mechanism. This steering mechanism SM has a steering shaft 2 having an input shaft 2a to which a steering force applied from a driver is transmitted to the steering wheel 1 and an output shaft 2b connected to the input shaft 2a via a torsion bar (not shown). It has. The steering shaft 2 is rotatably mounted on the steering column 3, one end of the input shaft 2a is connected to the steering wheel 1, and the other end is connected to a torsion bar (not shown).

そして、出力軸2bに伝達された操舵力は、2つのヨーク4a,4bとこれらを連結する十字連結部4cとで構成されるユニバーサルジョイント4を介して中間シャフト5に伝達され、さらに、2つのヨーク6a,6bとこれらを連結する十字連結部6cとで構成されるユニバーサルジョイント6を介してピニオンシャフト7に伝達される。このピニオンシャフト7に伝達された操舵力はステアリングギヤ機構8で車両幅方向の直進運動に変換されて左右のタイロッド9に伝達され、これらタイロッド9によって転舵輪Wを転舵させる。   The steering force transmitted to the output shaft 2b is transmitted to the intermediate shaft 5 via the universal joint 4 composed of the two yokes 4a and 4b and the cross connecting portion 4c for connecting them, It is transmitted to the pinion shaft 7 through a universal joint 6 composed of yokes 6a and 6b and a cross connecting portion 6c for connecting them. The steering force transmitted to the pinion shaft 7 is converted into a straight movement in the vehicle width direction by the steering gear mechanism 8 and transmitted to the left and right tie rods 9, and the steered wheels W are steered by these tie rods 9.

ステアリングシャフト2の出力軸2bには、操舵補助力を出力軸2bに伝達する操舵補助機構10が連結されている。この操舵補助機構10は、出力軸2bに連結した減速ギヤ11と、この減速ギヤ11に連結された操舵補助力を発生する電動機としての例えばブラシレスモータで構成される電動モータ12とを備えている。
また、減速ギヤ11のステアリングホイール1側に連接されたハウジング13内に操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ14が配設されている。この操舵トルクセンサ14は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を非接触の磁気センサで検出するように構成されている。
A steering assist mechanism 10 for transmitting a steering assist force to the output shaft 2b is connected to the output shaft 2b of the steering shaft 2. The steering assist mechanism 10 includes a reduction gear 11 connected to the output shaft 2b, and an electric motor 12 composed of, for example, a brushless motor as an electric motor that generates a steering assist force connected to the reduction gear 11. .
Further, a steering torque sensor 14 as a steering torque detecting means is disposed in a housing 13 connected to the steering wheel 1 side of the reduction gear 11. The steering torque sensor 14 detects a steering torque applied to the steering wheel 1 and transmitted to the input shaft 2a. For example, a torsion bar (not shown) in which the steering torque is interposed between the input shaft 2a and the output shaft 2b. The torsional angular displacement is converted into a non-contact magnetic sensor.

そして、操舵トルクセンサ14から出力される操舵トルク検出値Tは、図2に示すように、コントローラ15に入力される。このコントローラ15には、操舵トルクセンサ14からのトルク検出値Tの他に車速センサ16で検出した車速Vs、電動モータ12に流れるモータ電流Iu〜Iw及びレゾルバ、エンコーダ等で構成される回転角センサ17で検出した電動モータ12の回転角θ、ステアリングシャフト2の操舵角を検出する操舵角検出手段としての操舵角センサ18で検出した操舵角φも入力され、入力されるトルク検出値T及び車速検出値Vに応じた操舵補助力を電動モータ12で発生させる電流指令値としての操舵補助トルク指令値Irefを算出し、算出した操舵補助トルク指令値Irefに対して回転角θに基づいて算出するモータ角速度ω及びモータ角加速度αに基づいて各種補償処理を行ってからd−q軸電流指令値に変換した後2相/3相変換して3相電流指令値Iuref〜Iwrefを算出し、これら3相電流指令値Iuref〜Iwrefとモータ電流Iu〜Iwとに基づいて電動モータ12に供給する駆動電流をフィードバック制御処理して電動モータ12を駆動制御するモータ電流Iu、Iv及びIwを出力する。   The steering torque detection value T output from the steering torque sensor 14 is input to the controller 15 as shown in FIG. The controller 15 includes, in addition to the torque detection value T from the steering torque sensor 14, a vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 16, motor currents Iu to Iw flowing in the electric motor 12, a resolver, an encoder, and the like. The rotation angle θ of the electric motor 12 detected at 17 and the steering angle φ detected by the steering angle sensor 18 as a steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering shaft 2 are also input, and the input torque detection value T and vehicle speed are input. A steering assist torque command value Iref is calculated as a current command value for causing the electric motor 12 to generate a steering assist force corresponding to the detected value V, and is calculated based on the rotation angle θ with respect to the calculated steering assist torque command value Iref. Two-phase / three-phase conversion after performing various compensation processes based on motor angular velocity ω and motor angular acceleration α and then converting to dq axis current command value Thus, the three-phase current command values Iuref to Iwref are calculated, and the drive current supplied to the electric motor 12 based on the three-phase current command values Iuref to Iwref and the motor currents Iu to Iw is subjected to feedback control processing, and the electric motor 12 Motor currents Iu, Iv and Iw for controlling the driving of the motor are output.

すなわち、コントローラ15は、操舵トルクT及び車速Vsに基づいて電流指令値としての操舵補助トルク指令値Irefを演算する操舵補助トルク指令値演算部21と、このトルク指令値演算部21で演算した操舵補助トルク指令値Irefを補償するトルク指令値補償部22と、この指令値補償部22で補償された補償後操舵補助トルク指令値Iref′に基づいてd−q軸電流指令値を算出し、算出したd−q軸電流指令値を2相/3相変換して3相電流指令値Iuref、Ivref及びIwrefを算出するd−q軸電流指令値演算部23と、このd−q軸電流指令値演算部23から出力される電流指令値Iuref、Ivref及びIwrefとモータ電流検出値Iu、Iv及びIwとに基づいてモータ電流を生成して電動モータ12を駆動制御するモータ電流制御部24とで構成されている。   That is, the controller 15 calculates the steering assist torque command value Iref as a current command value based on the steering torque T and the vehicle speed Vs, and the steering calculated by the torque command value calculator 21. A torque command value compensation unit 22 for compensating the auxiliary torque command value Iref, and a dq axis current command value is calculated based on the post-compensation steering assist torque command value Iref ′ compensated by the command value compensation unit 22. The dq-axis current command value calculating unit 23 calculates the three-phase current command values Iuref, Ivref and Iwref by performing two-phase / three-phase conversion on the dq-axis current command value, and the dq-axis current command value. A motor current is generated based on the current command values Iuref, Ivref, and Iwref output from the calculation unit 23 and the motor current detection values Iu, Iv, and Iw to generate an electric motor. And a motor current control unit 24 that drives and controls the 12.

操舵補助トルク指令値演算部21は、操舵トルクセンサ14から入力される操舵トルクTと車速センサ16から入力される車速Vsとに基づいて第1の操舵補助トルク指令値Iref1を演算する第1の操舵補助トルク指令値演算部31と、ステアリングシャフト2の操舵角φを検出する操舵角センサ18から入力される操舵角φ及び車速センサ16から入力される車速Vsに基づいて第2の操舵補助トルク指令値Iref2を演算する第2の操舵補助トルク指令値演算部32と、操舵トルクセンサ14の異常を検出するトルクセンサ異常検出部33と、該トルクセンサ異常検出部33から出力される異常検出信号に基づいて前記第1の操舵補助トルク指令値演算部31及び第2の操舵補助トルク指令値演算部32の何れかを選択する異常時切換手段としての指令値選択部34とを備えている。   The steering assist torque command value calculation unit 21 calculates a first steering assist torque command value Iref1 based on the steering torque T input from the steering torque sensor 14 and the vehicle speed Vs input from the vehicle speed sensor 16. A second steering assist torque based on the steering angle φ input from the steering assist torque command value calculation unit 31, the steering angle sensor 18 that detects the steering angle φ of the steering shaft 2, and the vehicle speed Vs input from the vehicle speed sensor 16. A second steering assist torque command value calculation unit 32 for calculating the command value Iref2, a torque sensor abnormality detection unit 33 for detecting abnormality of the steering torque sensor 14, and an abnormality detection signal output from the torque sensor abnormality detection unit 33 An abnormal time-out for selecting either the first steering assist torque command value calculator 31 or the second steering assist torque command value calculator 32 based on A command value selector 34 as a replacement means is provided.

第1の操舵補助トルク指令値演算部31は、操舵トルクT及び車速Vsをもとに図3に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して電流指令値でなる操舵補助トルク指令値Irefbを算出するトルク指令値算出部311と、このトルク指令値算出部311から出力される操舵補助トルク指令値Irefbの位相補償を行って位相補償値Irefb′を算出する位相補償部312と、操舵トルクセンサ14から入力される操舵トルクTに基づいてステアリング中立付近の制御の応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現するように、操舵トルクTを微分演算処理してアシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行うセンタ応答性改善指令値Irを算出するセンタ応答性改善部313と、位相補償部312の位相補償出力とセンタ応答性改善部313のセンタ応答性改善指令値Irとを加算して第1の操舵補助トルク指令値Iref1を算出する加算器314とを備えている。   The first steering assist torque command value calculation unit 31 refers to the steering assist torque command value calculation map shown in FIG. 3 based on the steering torque T and the vehicle speed Vs, and determines the steering assist torque command value Irefb that is a current command value. A torque command value calculation unit 311 to calculate, a phase compensation unit 312 that calculates a phase compensation value Irefb ′ by performing phase compensation of the steering assist torque command value Irefb output from the torque command value calculation unit 311, and a steering torque sensor Based on the steering torque T input from 14, the control responsiveness in the vicinity of the steering neutral is improved, and the steering torque T is differentially processed to ensure the stability in the assist characteristic dead zone so as to realize smooth and smooth steering. A center responsiveness improving unit 313 for calculating a center responsiveness improving command value Ir for compensating for static friction, and a phase compensating output and a center of the phase compensating unit 312. And an adder 314 for calculating a first steering assist torque command value Iref1 by adding the center response improving command value Ir of motor response improving unit 313.

ここで、トルク指令値算出部311で参照する操舵補助トルク指令値算出マップは、図3に示すように、横軸に操舵トルクTをとり、縦軸に操舵補助トルク指令値Irefbをとると共に、車速Vsをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクTが"0"からその近傍の設定値Ts1までの間は操舵補助トルク指令値Irefbが"0"を維持し、操舵トルクTが設定値Ts1を超えると最初は操舵補助トルク指令値Irefbが操舵トルクTの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクTが増加すると、その増加に対して操舵補助トルク指令値Irefbが急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速の増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。   Here, the steering assist torque command value calculation map referred to by the torque command value calculation unit 311 takes the steering torque T on the horizontal axis and the steering assist torque command value Irefb on the vertical axis, as shown in FIG. It consists of a characteristic diagram represented by a parabolic curve with the vehicle speed Vs as a parameter, and the steering assist torque command value Irefb is "0" while the steering torque T is between "0" and the set value Ts1 in the vicinity thereof. When the steering torque T exceeds the set value Ts1, initially, the steering assist torque command value Irefb increases relatively slowly as the steering torque T increases. However, when the steering torque T further increases, Thus, the steering assist torque command value Irefb is set so as to increase steeply, and this characteristic curve is set so that the inclination becomes smaller as the vehicle speed increases.

第2のトルク指令値演算部32は、操舵角センサ18からの操舵角φ及び車速Vsに基づいてセルフアライニングトルクSATを推定するセルフアライニングトルク推定部321と、このセルフアライニングトルク推定部321で推定したセルフアライニングトルクSATに“1”未満のゲインで増幅して第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出する増幅部322とで構成されている。   The second torque command value calculation unit 32 includes a self-aligning torque estimation unit 321 that estimates the self-aligning torque SAT based on the steering angle φ and the vehicle speed Vs from the steering angle sensor 18, and the self-aligning torque estimation unit. The amplifying unit 322 calculates the second steering assist torque command value Iref2 by amplifying the self-aligning torque SAT estimated at 321 with a gain less than “1”.

ここで、セルフアライニングトルク推定部321では、操舵角センサ18から入力される操舵角φに基づいて下記(1)式で表される車速センサ16から入力される車速Vsによってパラメータが変化される2次の伝達関数Tsatを有するセルフアライニングトルク推定モデルを使用して演算することにより、ステアリングギヤ機構8のラック軸に路面から入力されるセルフアライニングトルクSATを推定する。   Here, in the self-aligning torque estimation unit 321, the parameter is changed by the vehicle speed Vs input from the vehicle speed sensor 16 expressed by the following equation (1) based on the steering angle φ input from the steering angle sensor 18. By calculating using a self-aligning torque estimation model having a second-order transfer function Tsat, the self-aligning torque SAT input to the rack shaft of the steering gear mechanism 8 from the road surface is estimated.

Tsat=(c02+c1s+c2)/(s2+a1s+a2) …………(1)
ここで、a1,a2,c0,c1,c2は車速Vsによって変化される係数である。
Tsat = (c 0 s 2 + c 1 s + c 2 ) / (s 2 + a 1 s + a 2 ) (1)
Here, a 1 , a 2 , c 0 , c 1 , and c 2 are coefficients that are changed by the vehicle speed Vs.

セルフアライニングトルク推定モデルは、具体的には、図4に示すように、操舵角φをもとにノミナル値算出マップを参照して、セルフアライニングトルクのノミナル値SATnを算出するノミナル値算出部321aと、車速Vsをもとに車速ゲイン算出マップを参照して車速ゲインKvを算出するゲイン算出部321bと、ノミナル値算出部321aで算出したセルフアライニングトルクのノミナル値SATnと車速ゲイン算出部321bで算出した車速ゲインKvとを乗算する乗算器321cと、この乗算器321cの乗算出力をローパスフィルタ処理する1次のローパスフィルタ321dとで構成されている。   Specifically, as shown in FIG. 4, the self-aligning torque estimation model refers to a nominal value calculation map based on the steering angle φ, and calculates a nominal value SATn of the self-aligning torque. Unit 321a, gain calculation unit 321b that calculates vehicle speed gain Kv with reference to the vehicle speed gain calculation map based on vehicle speed Vs, nominal value SATn of self-aligning torque calculated by nominal value calculation unit 321a, and vehicle speed gain calculation A multiplier 321c that multiplies the vehicle speed gain Kv calculated by the unit 321b, and a primary low-pass filter 321d that performs low-pass filter processing on the multiplication output of the multiplier 321c.

ここで、ノミナル値算出マップは、図5に示すように、ステアリングホイール1が中立位置(直進走行位置)にあって操舵角φが“0”であるときにはセルフアライニングトルクのノミナル値SATnが“0”となり、この状態からステアリングホイール1を右切り(又は左切り)して操舵角φが正(又は負)方向に増加する場合には、操舵角φの増加に応じてノミナル値SATnが略直線的に正方向(又は負方向)に増加して、所定舵角φ1(−φ1)に達すると、ノミナル値SATnが正(又は負)のピークに達し、その後操舵角φの正(又は負)方向への増加に応じてノミナル値SATnが正方向(又は負方向)に減少するように特性曲線L1が設定されている。   Here, as shown in FIG. 5, when the steering wheel 1 is in the neutral position (straight traveling position) and the steering angle φ is “0”, the nominal value calculation map shows that the nominal value SATn of the self-aligning torque is “ In this state, when the steering wheel 1 is turned to the right (or left) and the steering angle φ increases in the positive (or negative) direction, the nominal value SATn is substantially reduced as the steering angle φ increases. When it increases linearly in the positive direction (or negative direction) and reaches a predetermined steering angle φ1 (−φ1), the nominal value SATn reaches a positive (or negative) peak, and then the steering angle φ is positive (or negative). The characteristic curve L1 is set so that the nominal value SATn decreases in the positive direction (or negative direction) in accordance with the increase in the) direction.

また、車速ゲイン算出マップは、図6に示すように、車速Vsが“0”であるときには車速ゲインKvも“0”となるが、車速Vsが“0”から増加すると車速ゲインKvが急激に増加し、その後車速Vsの増加に伴って緩やかに増加するように特性曲線L2が設定されている。   Further, as shown in FIG. 6, the vehicle speed gain calculation map shows that when the vehicle speed Vs is “0”, the vehicle speed gain Kv also becomes “0”, but when the vehicle speed Vs increases from “0”, the vehicle speed gain Kv increases abruptly. The characteristic curve L2 is set so as to increase and then gradually increase as the vehicle speed Vs increases.

また、トルクセンサ異常検出部33は、操舵トルクセンサ14で検出した操舵トルクTが入力され、この操舵トルクTが車両の走行時に所定時間以上変化しない状態が継続した場合、操舵トルクTが予め設定した天絡による異常設定値を超えた状態が所定時間以上継続した場合、操舵トルクTが予め設定した地絡による異常閾値未満の状態を所定時間以上継続した場合等の操舵トルクセンサ異常検出条件を満足した場合に、異常検出信号Saを例えば論理値“1”に設定し、上記操舵トルクセンサ異常検出条件を満足していないときに異常検出信号Saを論理値“0”に設定する。   The torque sensor abnormality detection unit 33 receives the steering torque T detected by the steering torque sensor 14, and the steering torque T is set in advance when the steering torque T continues to remain unchanged for a predetermined time when the vehicle travels. The steering torque sensor abnormality detection condition such as when the state exceeding the abnormal set value due to the power fault has continued for a predetermined time or more, or when the steering torque T has continued below the abnormal threshold value due to the preset ground fault for a predetermined time or longer, etc. When satisfied, the abnormality detection signal Sa is set to a logical value “1”, for example, and when the steering torque sensor abnormality detection condition is not satisfied, the abnormality detection signal Sa is set to a logical value “0”.

さらに、指令値選択部34は、トルクセンサ異常検出部33から出力される異常検出信号Saが論理値“0”であるときに、前述した第1のトルク指令値演算部31で演算した第1の操舵補助トルク指令値Iref1を選択し、異常検出信号Saが論理値“1”であるときに、前述した第2のトルク指令値演算部32で演算した第2の操舵補助トルク指令値Iref2を選択し、選択した第1のトルク指令値Iref1又は第2のトルク指令値Iref2をトルク指令値Irefとして後述する加算器46に出力する。   Further, the command value selection unit 34 calculates the first torque command value calculation unit 31 described above when the abnormality detection signal Sa output from the torque sensor abnormality detection unit 33 is a logical value “0”. When the steering assist torque command value Iref1 is selected and the abnormality detection signal Sa is the logical value “1”, the second steering assist torque command value Iref2 calculated by the second torque command value calculation unit 32 is used. The selected first torque command value Iref1 or second torque command value Iref2 is output to the adder 46 described later as the torque command value Iref.

指令値補償部22は、回転角センサ17で検出されるモータ回転角θを電気角θeに変換する電気角変換部40と、回転角センサ17で検出されるモータ回転角θを微分してモータ角速度ωを算出する角速度演算部41と、この角速度演算部41で算出されたモータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出する角加速度演算部42と、角速度演算部41で算出されたモータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償部43と、角加速度演算部42で算出されたモータ角加速度αに基づいて電動モータ12の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償部44とを少なくとも有する。   The command value compensation unit 22 differentiates the motor rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 17 and the electric angle conversion unit 40 that converts the motor rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 17 into the electric angle θe. An angular velocity calculator 41 that calculates an angular velocity ω, an angular acceleration calculator 42 that calculates a motor angular acceleration α by differentiating the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculator 41, and a motor calculated by the angular velocity calculator 41. A convergence compensator 43 that compensates the convergence of the yaw rate based on the angular velocity ω and a torque equivalent generated by the inertia of the electric motor 12 based on the motor angular acceleration α calculated by the angular acceleration calculator 42 are compensated. And an inertia compensator 44 for preventing deterioration of inertia or control responsiveness.

ここで、収斂性補償部43は、車速センサ16で検出した車速Vs及び角速度演算部41で算出されたモータ角速度ωが入力され、車両のヨーの収斂性を改善するためにステアリングホイール1が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、モータ角速度ωに車速Vsに応じて変更される収斂性制御ゲインKcを乗じて収斂性補償値Icを算出する。   Here, the convergence compensation unit 43 receives the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 16 and the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculation unit 41, and the steering wheel 1 swings in order to improve the yaw convergence of the vehicle. A convergence convergence compensation value Ic is calculated by multiplying the motor angular velocity ω by a convergence control gain Kc that is changed according to the vehicle speed Vs so as to apply a brake to the turning operation.

そして、慣性補償部44で算出された慣性補償値Iiと収斂性補償部43で算出された収斂性補償値Icとが加算器45で加算されて指令補償値Icomが算出され、この指令補償値Icomが操舵補助トルク指令値演算部21から出力される操舵補助トルク指令値Irefに加算器46で加算されて補償後操舵補助トルク指令値Iref′が算出され、この補償後操舵補助トルク指令値Iref′がd−q軸電流指令値演算部23に出力される。   Then, the inertia compensation value Ii calculated by the inertia compensation unit 44 and the convergence compensation value Ic calculated by the convergence compensation unit 43 are added by the adder 45 to calculate the command compensation value Icom, and this command compensation value Icom is added to the steering assist torque command value Iref output from the steering assist torque command value calculation unit 21 by the adder 46 to calculate a compensated steering assist torque command value Iref ′, and this compensated steering assist torque command value Iref is calculated. 'Is output to the dq-axis current command value calculation unit 23.

また、d−q軸電流指令値演算部23は、補償後操舵補助トルク指令値Iref′とモータ角速度ωとに基づいてd軸電流指令値Idrefを算出するd軸電流指令値算出部51と、電気角変換部40から出力される電気角θe、角速度演算部41から出力されるモータ角速度ωに基づいてd−q軸誘起電圧モデルEMF(Electro Magnetic Force)のd軸EMF成分ed(θ)及びq軸EMF成分eq(θ)を算出する誘起電圧モデル算出部52と、この誘起電圧モデル算出部52から出力されるd軸EMF成分ed(θ)及びq軸EMF成分eq(θ)とd軸電流指令値算出部51から出力されるd軸電流指令値Idrefと補償後操舵補助トルク指令値Iref′とモータ角速度ωとに基づいてq軸電流指令値Iqrefを算出するq軸電流指令値算出部53と、d軸電流指令値算出部51から出力されるd軸電流指令値Idrefとq軸電流指令値算出部53から出力されるq軸電流指令値Iqrefとを3相電流指令値Iuref、Ivref及びIwrefに変換する2相/3相変換部54とを備えている。   Further, the dq-axis current command value calculation unit 23 calculates a d-axis current command value Idref based on the compensated steering assist torque command value Iref ′ and the motor angular velocity ω, Based on the electrical angle θe output from the electrical angle conversion unit 40 and the motor angular velocity ω output from the angular velocity calculation unit 41, a dq EMF component ed (θ) of a dq axis induced voltage model EMF (Electro Magnetic Force) and Induced voltage model calculation unit 52 for calculating q-axis EMF component eq (θ), d-axis EMF component ed (θ), q-axis EMF component eq (θ) and d-axis output from this induced voltage model calculation unit 52 A q-axis current command value Iqref is calculated based on the d-axis current command value Idref output from the current command value calculation unit 51, the post-compensation steering assist torque command value Iref ′, and the motor angular velocity ω. Q-axis current command value calculation unit 53, d-axis current command value Idref output from d-axis current command value calculation unit 51, and q-axis current command value Iqref output from q-axis current command value calculation unit 53. And a two-phase / three-phase converter 54 for converting into three-phase current command values Iuref, Ivref and Iwref.

モータ電流制御部24は、電動モータ12の各相コイルLu、Lv及びLwに供給されるモータ電流Iu、Iv及びIwを検出するモータ電流検出部60と、d−q軸電流指令値演算部23の2相/3相変換部54から入力される電流指令値Iuref,Ivref及びIwrefからモータ電流検出部60で検出したモータ電流Iu、Iv及びIwを個別に減算して各相電流偏差ΔIu、ΔIv及びΔIwを求める減算器61u、61v及び61wと、求めた各相電流偏差ΔIu、ΔIv及びΔIwに対して比例積分制御を行って電圧指令値Vu、Vv及びVwを算出するPI電流制御部62とを備えている。   The motor current control unit 24 includes a motor current detection unit 60 that detects motor currents Iu, Iv, and Iw supplied to the phase coils Lu, Lv, and Lw of the electric motor 12, and a dq-axis current command value calculation unit 23. The motor currents Iu, Iv, and Iw detected by the motor current detector 60 are individually subtracted from the current command values Iuref, Ivref, and Iwref that are input from the two-phase / three-phase converter 54 of each phase, and current deviations ΔIu, ΔIv for each phase And subtractors 61u, 61v, and 61w for calculating ΔIw, and a PI current control unit 62 for calculating voltage command values Vu, Vv, and Vw by performing proportional integral control on the obtained phase current deviations ΔIu, ΔIv, and ΔIw. It has.

また、モータ電流制御部24は、PI電流制御部62から出力される電圧指令値Vu、Vv及びVwが入力されて、これら電圧指令値Vu、Vv及びVwに基づいてデューティ演算を行って電動モータ12の各相のデューティ比を算出してパルス幅変調(PWM)信号でなるインバータ制御信号を形成するパルス幅変調部63と、このパルス幅変調部63から出力されるインバータ制御信号に基づいて3相モータ電流Ia、Ib及びIcを形成して電動モータ12に出力するインバータ64とを備えている。   The motor current control unit 24 receives the voltage command values Vu, Vv, and Vw output from the PI current control unit 62, performs a duty calculation based on the voltage command values Vu, Vv, and Vw, and performs an electric motor. The pulse width modulation unit 63 that calculates the duty ratio of each phase of 12 and forms an inverter control signal composed of a pulse width modulation (PWM) signal, and 3 based on the inverter control signal output from the pulse width modulation unit 63 And an inverter 64 that generates phase motor currents Ia, Ib, and Ic and outputs them to the electric motor 12.

次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、操舵トルクセンサ14が正常状態にあるものとすると、トルク指令値演算部21に設けられたトルクセンサ異常検出部33において操舵トルクセンサ14で検出した操舵トルクTがトルクセンサ異常検出条件を満足しないことにより、論理値“0”の異常検出信号Saが指令値選択部34に出力される。このため、指令値選択部34で第1の操舵補助トルク指令値演算部31が選択されて、この第1の操舵補助トルク指令値演算部31から出力される第1の操舵補助トルク指令値Iref1が操舵補助トルク指令値Irefとして加算器46に出力される。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
Assuming that the steering torque sensor 14 is in a normal state, the steering torque T detected by the steering torque sensor 14 in the torque sensor abnormality detection unit 33 provided in the torque command value calculation unit 21 satisfies the torque sensor abnormality detection condition. By not doing so, an abnormality detection signal Sa having a logical value “0” is output to the command value selector 34. Therefore, the first steering assist torque command value calculator 31 is selected by the command value selector 34, and the first steering assist torque command value Iref1 output from the first steering assist torque command value calculator 31 is selected. Is output to the adder 46 as the steering assist torque command value Iref.

このとき、車両がステアリングホイール1を直進状態の中立位置として停車しているものとする。この状態でステアリングホイール1が操舵されていない場合には、操舵トルクセンサ14で検出される操舵トルクTが“0”であり、車速Vsも“0”であるので、第1の操舵補助トルク指令値演算部31のトルク指令値算出部311で操舵トルクT及び車速Vsをもとに操舵補助トルク指令値算出マップを参照したときに操舵補助トルク指令値Irefbが“0”となり、第1の操舵補助トルク指令値Iref1も“0”となる。   At this time, it is assumed that the vehicle is stopped with the steering wheel 1 in a neutral position in a straight traveling state. When the steering wheel 1 is not being steered in this state, the steering torque T detected by the steering torque sensor 14 is “0”, and the vehicle speed Vs is also “0”. When the torque command value calculation unit 311 of the value calculation unit 31 refers to the steering assist torque command value calculation map based on the steering torque T and the vehicle speed Vs, the steering assist torque command value Irefb becomes “0”, and the first steering The auxiliary torque command value Iref1 is also “0”.

このとき、電動モータ12も停止しているため、指令値補償部22の角速度演算部41で演算されるモータ角速度ω及び角加速度演算部42で演算されるモータ角加速度αが共に“0”であるので、収斂性補償部43で算出される収斂性補償値Ic及び慣性補償部44で算出される慣性補償値Iiも“0”となるため、指令補償値Icomも“0”となり、加算器46から出力される補償後操舵補助トルク指令値Iref′も“0”となる。   At this time, since the electric motor 12 is also stopped, the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculating unit 41 of the command value compensating unit 22 and the motor angular acceleration α calculated by the angular acceleration calculating unit 42 are both “0”. Since the convergence compensation value Ic calculated by the convergence compensation unit 43 and the inertia compensation value Ii calculated by the inertia compensation unit 44 are both “0”, the command compensation value Icom is also “0”. The post-compensation steering assist torque command value Iref ′ output from 46 is also “0”.

このため、d−q軸電流指令値演算部23で算出される3相電流指令値Iuref、Ivref及びIwrefも零となり、電動モータ12が停止しているので、モータ電流検出部60で検出されるモータ電流Iu、Iv及びIwも“0”となるので、減算器61u、61v及び61wから出力される電流偏差ΔIu、ΔIv及びΔIwも“0”となるため、PI電流制御部62から出力される電圧指令値Vu、Vv及びVwも“0”となり、パルス幅変調部63からのインバータ制御信号の出力が停止され、インバータ64が停止していることにより、電動モータ12に供給するモータ電流Iu、Iv及びIwも“0”を継続して電動モータ12が停止状態を継続する。   For this reason, the three-phase current command values Iuref, Ivref, and Iwref calculated by the dq-axis current command value calculation unit 23 are also zero, and the electric motor 12 is stopped, so that it is detected by the motor current detection unit 60. Since the motor currents Iu, Iv, and Iw are also “0”, the current deviations ΔIu, ΔIv, and ΔIw that are output from the subtractors 61u, 61v, and 61w are also “0”, and thus are output from the PI current control unit 62. The voltage command values Vu, Vv and Vw are also “0”, the output of the inverter control signal from the pulse width modulation unit 63 is stopped, and the inverter 64 is stopped, so that the motor current Iu supplied to the electric motor 12 Iv and Iw continue to be “0”, and the electric motor 12 continues to be stopped.

この車両の停車状態で、ステアリングホイール1を操舵して所謂据え切りを行うと、これに応じて操舵トルクセンサ14で検出される操舵トルクTが比較的大きな値となることにより、第1の操舵補助トルク指令値演算部31で算出される操舵補助トルク指令値Iref1が操舵トルクTに応じて急増する。   When the vehicle is stopped and the steering wheel 1 is steered to perform a so-called stationary operation, the steering torque T detected by the steering torque sensor 14 becomes a relatively large value in response to this, so that the first steering is performed. The steering assist torque command value Iref1 calculated by the assist torque command value calculation unit 31 increases rapidly according to the steering torque T.

この状態でも電動モータ12が停止しているので、モータ角速度ω及びモータ角加速度αも“0”を継続し、指令値補償部22の収斂性補償部43で算出される収斂性補償値Ic及び慣性補償部44で算出される慣性補償値Iiも“0”を維持し、指令補償値Icomも“0”となる。   Even in this state, since the electric motor 12 is stopped, the motor angular velocity ω and the motor angular acceleration α also continue to be “0”, and the convergence compensation value Ic calculated by the convergence compensation unit 43 of the command value compensation unit 22 and The inertia compensation value Ii calculated by the inertia compensation unit 44 is also maintained at “0”, and the command compensation value Icom is also “0”.

このため、加算器36から操舵補助トルク指令値Irefがそのままd−q軸電流指令値演算部23に供給され、このd−q軸電流指令値演算部23から操舵補助トルク指令値Irefに応じた3相電流指令値Iuref、Ivref及びIwrefがモータ電流制御部24に出力される。   Therefore, the steering assist torque command value Iref is supplied as it is from the adder 36 to the dq axis current command value calculation unit 23, and the dq axis current command value calculation unit 23 responds to the steering assist torque command value Iref. Three-phase current command values Iuref, Ivref and Iwref are output to the motor current control unit 24.

したがって、減算器61u、61v及び61wから3相電流指令値Iuref、Ivbref及びIwrefがそのまま電流偏差ΔIu、ΔIv及びΔIwとして出力され、これが電流制御部62でPI制御されてから電圧指令値Vu、Vv及びVwに変換されてパルス幅変調部63に供給されることにより、このパルス幅変調部63からインバータ制御信号が出力され、これがインバータ64に供給されることにより、このインバータ64から三相モータ電流Ia、Ib及びIcが出力されて、電動モータ12が回転駆動され、操舵トルクTに応じた操舵補助力を発生する。   Accordingly, the three-phase current command values Iuref, Ivbref, and Iwref are output as they are as current deviations ΔIu, ΔIv, and ΔIw from the subtractors 61u, 61v, and 61w, and the voltage command values Vu, Vv after the PI control is performed by the current control unit 62. And Vw and supplied to the pulse width modulation unit 63, an inverter control signal is output from the pulse width modulation unit 63, and this is supplied to the inverter 64, whereby the three-phase motor current is output from the inverter 64. Ia, Ib, and Ic are output, the electric motor 12 is rotationally driven, and a steering assist force corresponding to the steering torque T is generated.

この電動モータ12で発生された操舵補助力は、減速機構11を介してステアリングホイール1からの操舵力が伝達されたステアリングシャフト2に伝達されることにより、操舵力及び操舵補助力がステアリングギヤ機構8で車幅方向の直線運動に変換されてタイロッド9を介して左右の転舵輪Wが転舵されて、軽い操舵トルクで転舵輪Wを転舵することができる。   The steering assist force generated by the electric motor 12 is transmitted to the steering shaft 2 to which the steering force from the steering wheel 1 is transmitted via the speed reduction mechanism 11, whereby the steering force and the steering assist force are transmitted to the steering gear mechanism. 8 is converted into a linear motion in the vehicle width direction, and the left and right steered wheels W are steered via the tie rods 9, and the steered wheels W can be steered with light steering torque.

そして、電動モータ12が駆動制御されることにより、指令値補償部22の角速度演算部41で算出されるモータ角速度ω及び角加速度演算部でモータ角加速度αが増加することにより、指令値補償部22で収斂性補償値Ic及び慣性補償値Iiが算出され、これらが加算されて指令補償値Icomが算出され、これが加算器46に供給されることにより、操舵補助トルク指令値Irefに指令補償値Icomが加算されて補償後操舵補助トルク指令値Iref′が算出されることにより、指令値補償処理が行われると共に、第1の操舵補助トルク指令値演算部31のセンタ応答性改善部313で、操舵トルクTを微分演算処理してアシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行い、位相補償部312で第1の操舵補助トルク指令値Iref1に対して位相補償を行う。   When the electric motor 12 is driven and controlled, the motor angular acceleration ω calculated by the angular velocity calculating unit 41 of the command value compensating unit 22 and the motor angular acceleration α increased by the angular acceleration calculating unit, whereby the command value compensating unit 22, the convergence compensation value Ic and the inertia compensation value Ii are calculated, and these are added to calculate the command compensation value Icom, which is supplied to the adder 46, whereby the command compensation value is added to the steering assist torque command value Iref. Icom is added to calculate a post-compensation steering assist torque command value Iref ′, so that command value compensation processing is performed, and the center responsiveness improvement unit 313 of the first steering assist torque command value calculation unit 31 The steering torque T is subjected to differential calculation processing to ensure stability in the assist characteristic dead zone and to compensate for static friction, and the phase compensation unit 312 performs the first steering assist torque command value I. Phase compensation is performed on ref1.

また、車両を発進させた場合には、車速センサ16で検出する車速Vsの増加に応じて、第1の操舵補助トルク指令値演算部31におけるトルク指令値算出部311で算出される操舵補助トルク指令値Irefbが減少することにより、車両の走行状態に応じた最適な操舵補助トルク指令値Iref1が設定されて、車両の走行状態に応じた最適な操舵補助制御が行われる。   When the vehicle is started, the steering assist torque calculated by the torque command value calculation unit 311 in the first steering assist torque command value calculation unit 31 according to the increase in the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 16. As the command value Irefb decreases, the optimum steering assist torque command value Iref1 corresponding to the vehicle running state is set, and the optimum steering assistance control corresponding to the vehicle running state is performed.

ところが、車両の走行中に、操舵トルクセンサ14が異常状態となって、トルクセンサ異常検出部33で、操舵トルクTが操舵トルクセンサ異常検出条件を満足する状態となると、このトルクセンサ異常検出部33から論理値“1”の異常検出信号Saが指令値選択部34に出力されることにより、この指令値選択部34で上述した第1の操舵補助トルク指令値演算部31に代えて第2の操舵補助トルク指令値演算部32が選択される。   However, when the steering torque sensor 14 is in an abnormal state while the vehicle is running and the steering torque T satisfies the steering torque sensor abnormality detection condition in the torque sensor abnormality detection unit 33, the torque sensor abnormality detection unit. When the abnormality detection signal Sa having the logical value “1” is output from 33 to the command value selection unit 34, the command value selection unit 34 replaces the first steering assist torque command value calculation unit 31 described above with a second value. The steering assist torque command value calculation unit 32 is selected.

このため、セルフアライニングトルク推定部321のノミナル値算出部321aで、操舵角φをもとに図5のノミナル値算出マップを参照してステアリングギヤ機構8のラック軸に路面から入力されるセルフアライニングトルクのノミナル値SATnが算出されると共に、車速ゲイン算出部321bで車速Vsをもとに図6に示す車速ゲイン算出マップを参照して車速ゲインKvが算出される。そして、算出されたセルフアライニングトルクのノミナル値SATnと車速ゲインKvとが乗算器321cで乗算され、この乗算器321cの乗算出力がローパスフィルタ321dでローパスフィルタ処理されることにより、セルフアライニングトルクSATが推定され、このセルフアライニングトルクSATに増幅部322で“1”未満のゲインKを乗算することにより、第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出する。   Therefore, the nominal value calculation unit 321a of the self-aligning torque estimation unit 321 refers to the nominal value calculation map of FIG. 5 based on the steering angle φ, and the self input to the rack shaft of the steering gear mechanism 8 from the road surface. The nominal value SATn of the aligning torque is calculated, and the vehicle speed gain Kv is calculated by the vehicle speed gain calculation unit 321b with reference to the vehicle speed gain calculation map shown in FIG. 6 based on the vehicle speed Vs. Then, the nominal value SATn of the calculated self-aligning torque and the vehicle speed gain Kv are multiplied by the multiplier 321c, and the multiplication output of the multiplier 321c is low-pass filtered by the low-pass filter 321d, whereby the self-aligning torque is obtained. The SAT is estimated, and the second steering assist torque command value Iref2 is calculated by multiplying the self-aligning torque SAT by a gain K less than “1” by the amplifying unit 322.

このとき、車両が停止している状態では、車速センサ16で検出される車速Vsが“0”であるので、車速ゲイン算出部321bで算出される車速ゲインKvが“0”となるため、ノミナル値算出部321aで算出されるセルフアライニングトルクのノミナル値SATnが比較的大きな値であっても、乗算器321cの出力は“0”となり、ローパスフィルタ321dから出力されるセルフアライニングトルクSATも“0”となり、増幅部322から出力される第2の操舵補助トルク指令値Iref2が“0”となる。このため、車両停車時の据え切り状態では、運転者がステアリングホイール1を操舵しても、電動モータ12が停止状態を維持し、操舵補助力を発生することはできない。   At this time, since the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 16 is “0” when the vehicle is stopped, the vehicle speed gain Kv calculated by the vehicle speed gain calculation unit 321b is “0”. Even if the nominal value SATn of the self-aligning torque calculated by the value calculating unit 321a is a relatively large value, the output of the multiplier 321c is “0”, and the self-aligning torque SAT output from the low-pass filter 321d is also The second steering assist torque command value Iref2 output from the amplifying unit 322 becomes “0”. For this reason, in the stationary state when the vehicle is stopped, even if the driver steers the steering wheel 1, the electric motor 12 remains in the stopped state, and the steering assist force cannot be generated.

しかしながら、車両が発進状態となった状態で、ステアリングホイール1を操舵した場合には、車両の発進による車速Vsの僅かな増加であっても、車速ゲイン算出部321bで算出される車速ゲインKvが急激に増加すると共に、転舵輪Wに作用する路面摩擦力が低下することにより、ステアリングホイール1を操舵することが可能となり、ステアリングホイール1を操舵することにより、操舵角センサ18で検出される操舵角φが中立位置より例えば正方向に増加すると、これに応じてノミナル値算出部321aから操舵角φに応じた正のセルフアライニングトルクのノミナル値SATnが出力され、これに車速ゲイン算出部321bで算出される車速ゲインKvが乗算器321cで乗算され、その乗算出力がローパスフィルタ321dでローバス処理されることにより、車両走行時にステアリングギヤ機構8のラック軸に路面から入力されるセルフアライニングトルクSATを正確に推定することができる。   However, when the steering wheel 1 is steered in a state where the vehicle is in a starting state, the vehicle speed gain Kv calculated by the vehicle speed gain calculating unit 321b is not increased even if the vehicle speed Vs is slightly increased due to the start of the vehicle. As the road surface frictional force acting on the steered wheels W decreases rapidly, the steering wheel 1 can be steered, and the steering detected by the steering angle sensor 18 by steering the steering wheel 1. When the angle φ increases, for example, in the positive direction from the neutral position, a nominal value SATn of the positive self-aligning torque corresponding to the steering angle φ is output from the nominal value calculation unit 321a accordingly, and a vehicle speed gain calculation unit 321b is output thereto. Is multiplied by a multiplier 321c, and the multiplication output is obtained by a low-pass filter 321d. By performing the low bus process, it is possible to accurately estimate the self-aligning torque SAT input from the road surface to the rack shaft of the steering gear mechanism 8 when the vehicle is traveling.

そして、この推定されたセルフアライニングトルクSATを増幅部322で増幅することにより、セルフアライニングトルクSATを考慮した第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出し、これが指令値選択部34を介して加算器46に供給されるので、この加算器46で指令補償値Icomを加算した補償後操舵補助トルク指令値Iref′をd−q軸電流指令値演算部23に供給し、このd−q軸電流指令値演算部23で算出された3相電流指令値Iuref、Ivref及びIwrefをモータ電流制御部24に供給することにより、このモータ電流制御部24で、モータ電流検出部60で検出したモータ電流Iu、Iv及びIwに基づいてフィードバック制御を行うことにより、モータ電流Ia、Ib及びIcを電動モータ12に供給して、電動モータ12でセルフアライニングトルクSATを考慮した操舵補助力を発生させ、操舵補助制御を継続することができる。   Then, the estimated self-aligning torque SAT is amplified by the amplifying unit 322, thereby calculating a second steering assist torque command value Iref2 in consideration of the self-aligning torque SAT, and this is transmitted via the command value selecting unit 34. Therefore, the compensated steering assist torque command value Iref ′ obtained by adding the command compensation value Icom by the adder 46 is supplied to the dq axis current command value calculation unit 23, and this dq By supplying the three-phase current command values Iuref, Ivref and Iwref calculated by the shaft current command value calculation unit 23 to the motor current control unit 24, the motor current control unit 24 detects the motor detected by the motor current detection unit 60. By performing feedback control based on the currents Iu, Iv, and Iw, the motor currents Ia, Ib, and Ic are changed to the electric motor 12. Supplying to, to generate steering assist force in consideration of the self aligning torque SAT by the electric motor 12, it is possible to continue the steering assist control.

このように上記実施形態によると、操舵トルクセンサ14が異常状態となったときに、セルフアライニングトルク推定部321で路面からの反力を推定して、反力に応じて必要な第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出し、この第2の操舵補助トルク指令値Iref2に基づいて電動モータ12を駆動制御するので、電動モータ12で路面からの反力に応じた操舵補助力を発生することができ、操舵トルクセンサ14が異常となった後も操舵に必要な操舵補助制御を継続することができる。したがって、路面からの反力を考慮しているので、路面摩擦係数が低い降雨路、凍結路、積雪路等を走行する場合でも、操舵角φの変化に応じて最適な操舵補助力を発生させることができる。   As described above, according to the above embodiment, when the steering torque sensor 14 is in an abnormal state, the self-aligning torque estimation unit 321 estimates the reaction force from the road surface, and the second force required according to the reaction force. Since the steering assist torque command value Iref2 is calculated and the electric motor 12 is driven and controlled based on the second steering assist torque command value Iref2, the steering assist force corresponding to the reaction force from the road surface is generated by the electric motor 12. The steering assist control necessary for steering can be continued even after the steering torque sensor 14 becomes abnormal. Therefore, since the reaction force from the road surface is taken into account, even when traveling on a rainy road, a frozen road, a snowy road, etc. with a low road surface friction coefficient, an optimal steering assist force is generated according to the change in the steering angle φ. be able to.

なお、上記実施形態においては、ステアリングホイール1を操舵したときの操舵角φを操舵角センサ18で検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、アンチロックブレーキシステムやトラクション制御システム等で使用されている左右前輪の車輪速を検出する車輪速センサの車輪速VFL及びVFRを利用して操舵角φを検出するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the steering angle φ when the steering wheel 1 is steered is detected by the steering angle sensor 18 is not limited to this, but is not limited thereto, and an anti-lock brake system or a traction control system. The steering angle φ may be detected using the wheel speeds V FL and V FR of a wheel speed sensor that detects the wheel speeds of the left and right front wheels used in the above.

すなわち、車両の左右前輪の車輪速VFL及びVFRを検出し、これら前輪車輪速VFL及びVFRに基づいて下記(2)式の演算を行うことにより、操舵角φを算出するようにしてもよい。
sin(2φ)=kF(VFL−VFR)/(VFL+VFR) ……(2)
ここで、kFは定数である。
That is, the steering angle φ is calculated by detecting the wheel speeds V FL and V FR of the left and right front wheels of the vehicle, and performing the calculation of the following equation (2) based on the front wheel speeds V FL and V FR. May be.
sin (2φ) = k F (V FL −V FR ) / (V FL + V FR ) (2)
Here, k F is a constant.

このように、車輪速VFL及びVFRに基づいて操舵角φを算出する場合には、前述した実施形態のように操舵角センサ18を設ける必要がなく、他の制御システムで使用する車輪速センサを利用することができるので、部品点数の増加を抑制して、コストを低減することができる。さらに、車輪速から推定された操舵角φに回転角センサ17で検出されたモータの回転角θを相対舵角として加算して操舵角φを求めることもできる。 Thus, when the steering angle φ is calculated based on the wheel speeds V FL and V FR , it is not necessary to provide the steering angle sensor 18 as in the above-described embodiment, and the wheel speed used in other control systems is not necessary. Since the sensor can be used, an increase in the number of parts can be suppressed and the cost can be reduced. Further, the steering angle φ can be obtained by adding the rotation angle θ of the motor detected by the rotation angle sensor 17 as a relative steering angle to the steering angle φ estimated from the wheel speed.

また、上記実施形態においては、セルフアライニングトルク推定部321で、操舵角φ及び車速Vsに基づいてセルフアライニングトルクSATを推定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、操舵角φのみに基づいてセルフアライニングトルクSATを推定するようにしてもよい。   In the above embodiment, the case where the self-aligning torque estimator 321 estimates the self-aligning torque SAT based on the steering angle φ and the vehicle speed Vs has been described. However, the present invention is not limited to this. The self-aligning torque SAT may be estimated based only on the angle φ.

さらに、上記実施形態においては、車速ゲインKvを車速Vsが“0”であるときに“0”となるように設定した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車速Vsが“0”であるときに、車速ゲインKvを所定値に固定すると共に、操舵角φを微分した操舵角速度ωφを算出し、この操舵角速度ωφに応じた角速度ゲインKωを設定して、車速ゲインKv及び角速度ゲインKωを乗算してゲインを設定するようにしてもよい。この場合には、車速ゲインKv及び操舵角速度ゲインKωを乗算した値が車両の停止時に転舵輪Wが転舵される直前程度のトルク指令値を発生する値に設定しておくことで、比較的軽い操舵力で据え切りすることが可能となる。   Further, in the above embodiment, the case where the vehicle speed gain Kv is set to be “0” when the vehicle speed Vs is “0” has been described, but the present invention is not limited to this, and the vehicle speed Vs is “ When the vehicle speed gain Kv is fixed to a predetermined value, the steering angular velocity ωφ obtained by differentiating the steering angle φ is calculated, the angular velocity gain Kω corresponding to the steering angular velocity ωφ is set, and the vehicle speed gain Kv and The gain may be set by multiplying by the angular velocity gain Kω. In this case, the value obtained by multiplying the vehicle speed gain Kv and the steering angular velocity gain Kω is set to a value that generates a torque command value about immediately before the steered wheels W are steered when the vehicle is stopped. It becomes possible to stand up with a light steering force.

同様に、車両の走行時にも操舵角速度ゲインKωを設定して、操舵角速度ωφに応じた第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出するようにすることにより、操舵トルクセンサ14が異常状態となった状態でも、ステアリングホイール1の操舵状態に応じた最適な操舵補助制御を継続することが可能となる。   Similarly, the steering torque sensor 14 is in an abnormal state by setting the steering angular velocity gain Kω and calculating the second steering assist torque command value Iref2 corresponding to the steering angular velocity ωφ even when the vehicle is traveling. Even in such a state, it is possible to continue the optimal steering assist control according to the steering state of the steering wheel 1.

さらに、上記実施形態においては、d−q軸電流指令値演算部23に2相/3相変換部54を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、2相/3相変換部54を省略し、これに代えてモータ電流検出部60の出力側に3相/2相変換部を設け、d軸電流Id及びq軸電流Iqに変換し、2つの減算部でd軸電流指令値Idref及びq軸電流指令値Iqrefとモータのd軸電流Id及びq軸電流Iqとの偏差を算出するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the dq-axis current command value calculation unit 23 is provided with the two-phase / three-phase conversion unit 54 has been described. The conversion unit 54 is omitted, and a three-phase / two-phase conversion unit is provided on the output side of the motor current detection unit 60 instead of the conversion unit 54 to convert the d-axis current Id and the q-axis current Iq, and the two subtraction units perform d-axis The deviation between the current command value Idref and the q-axis current command value Iqref and the d-axis current Id and the q-axis current Iq of the motor may be calculated.

さらにまた、上記実施形態においては、コントローラ15をハードウェアで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュータを適用して操舵補助トルク指令値演算部21、指令値補償部22、d−q軸電流指令値演算部23及びモータ電流制御部24の減算器61u〜61w、PI電流制御部62、パルス幅変調部63の機能をソフトウェアで処理することもできる。この場合の処理としては、マイクロコンピュータで図7に示す操舵トルクセンサ異常検出処理及び図8に示す操舵補助制御処理を実行するようにすればよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the controller 15 is configured by hardware has been described. However, the present invention is not limited to this, and the steering assist torque command value calculation unit 21, command value compensation is applied by applying a microcomputer. The functions of the subtractor 61u to 61w, the PI current control unit 62, and the pulse width modulation unit 63 of the unit 22, the dq axis current command value calculation unit 23, and the motor current control unit 24 can be processed by software. In this case, the microcomputer may execute the steering torque sensor abnormality detection process shown in FIG. 7 and the steering assist control process shown in FIG.

ここで、操舵トルクセンサ異常検出処理は、図7に示すように、所定時間(例えば1msec)毎にタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS1で、操舵トルクセンサ14で検出した操舵トルクTを読込み、次いでステップS2に移行して、読込んだ操舵トルクTが前述したトルクセンサ異常検出部33に設定されたトルクセンサ異常検出条件を満足するか否かを判定し、トルクセンサ異常検出条件を満足しない場合には、操舵トルクセンサ14が正常であると判断してステップS3に移行し、トルクセンサ異常フラグFaを操舵トルクセンサ14が正常であることを表す“0”にリセットしてからタイマ割込処理を終了し、トルクセンサ異常検出条件を満足した場合には、操舵トルクセンサ14が異常であると判断してステップS4に移行し、トルクセンサ異常フラグFaを操舵トルクセンサ14が異常であることを表す“1”にセットしてからタイマ割込処理を終了する。   Here, as shown in FIG. 7, the steering torque sensor abnormality detection process is executed as a timer interruption process every predetermined time (for example, 1 msec). First, the steering torque T detected by the steering torque sensor 14 in step S1. Then, the process proceeds to step S2, where it is determined whether or not the read steering torque T satisfies the torque sensor abnormality detection condition set in the torque sensor abnormality detection unit 33, and the torque sensor abnormality detection condition is determined. Is satisfied, the steering torque sensor 14 is determined to be normal, the process proceeds to step S3, and the torque sensor abnormality flag Fa is reset to “0” indicating that the steering torque sensor 14 is normal. When the timer interrupt process is completed and the torque sensor abnormality detection condition is satisfied, it is determined that the steering torque sensor 14 is abnormal, and step S Migrated, the torque sensor malfunction flag Fa steering torque sensor 14 is completed timer interrupt processing is set to "1" indicating that it is an abnormal.

また、操舵補助制御処理は、図8に示すように、所定時間(例えば1msec)毎にタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS11で、操舵トルクセンサ14、車速センサ16、回転角センサ17、操舵角センサ18、モータ電流検出部60等の各種センサの検出値を読込み、次いでステップS12に移行して、図7のトルクセンサ異常検出処理で設定されたセンサ異常フラグFaが“1”にセットされているか否かを判定し、センサ異常フラグFaが“0”にリセットされているときにはステップS13に移行する。このステップS13では、操舵トルクTをもとに前述した図3に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して操舵補助トルク指令値Irefbを算出してからステップS14に移行する。   Further, as shown in FIG. 8, the steering assist control process is executed as a timer interrupt process every predetermined time (for example, 1 msec). First, in step S11, the steering torque sensor 14, the vehicle speed sensor 16, and the rotation angle sensor 17 are executed. Then, the detection values of various sensors such as the steering angle sensor 18 and the motor current detection unit 60 are read, and then the process proceeds to step S12, where the sensor abnormality flag Fa set in the torque sensor abnormality detection process of FIG. It is determined whether or not it is set, and when the sensor abnormality flag Fa is reset to “0”, the process proceeds to step S13. In step S13, the steering assist torque command value Irefb is calculated based on the steering torque T with reference to the steering assist torque command value calculation map shown in FIG. 3, and then the process proceeds to step S14.

このステップS14では、算出した操舵補助トルク指令値Irefbに対して位相補償処理を行って位相補償後操舵補助トルク指令値Irefb′を算出し、次いでステップS15に移行して、操舵トルクTを微分してセンタ応答性改善指令値Irを算出し、次いでステップS15に移行して、位相補償後操舵補助トルク指令値Irefb′にセンタ応答性改善指令値Irを加算して第1の操舵補助トルク指令値Iref1(=Irefb′+Ir)を算出し、これを操舵補助トルク指令値IrefとしてRAM等の記憶装置のトルク指令値記憶領域に更新記憶してから後述するステップS22に移行する。   In step S14, a phase compensation process is performed on the calculated steering assist torque command value Irefb to calculate a post-phase compensation steering assist torque command value Irefb '. Then, the process proceeds to step S15 to differentiate the steering torque T. The center responsiveness improvement command value Ir is calculated, and then the process proceeds to step S15, where the center responsiveness improvement command value Ir is added to the phase-compensated steering assist torque command value Irefb 'to obtain the first steering assist torque command value. Iref1 (= Irefb ′ + Ir) is calculated and updated as a steering assist torque command value Iref in a torque command value storage area of a storage device such as a RAM, and then the process proceeds to step S22 described later.

一方、前記ステップS11の判定結果が、センサ異常フラグFaが“1”にセットされているときには、操舵トルクセンサ14が異常であると判断してステップS17に移行し、操舵角φをもとに前述した図5のノミナル値算出マップを参照してセルフアライニングトルクのノミナル値SATnを算出し、次いでステップS18に移行して、車速Vsをもとに前述した図6の車速ゲイン算出マップを参照して車速ゲインKvを算出し、次いでステップS19に移行して、セルフアライニングトルクのノミナル値SATnに車速ゲインKvを乗算し、さらにステップS20に移行して乗算値Kv×SATnをローパスフィルタ処理してセルフアライニングトルクSATを算出してからステップS21に移行する。   On the other hand, when the determination result of step S11 indicates that the sensor abnormality flag Fa is set to “1”, it is determined that the steering torque sensor 14 is abnormal, and the process proceeds to step S17, where the steering angle φ is determined. The self-aligning torque nominal value SATn is calculated with reference to the above-described nominal value calculation map of FIG. 5, and then the process proceeds to step S18 to refer to the above-described vehicle speed gain calculation map of FIG. 6 based on the vehicle speed Vs. Then, the vehicle speed gain Kv is calculated, and then the process proceeds to step S19 where the nominal value SATn of the self-aligning torque is multiplied by the vehicle speed gain Kv, and the process proceeds to step S20 where the multiplied value Kv × SATn is low-pass filtered. After calculating the self-aligning torque SAT, the process proceeds to step S21.

このステップS21では、セルフアライニングトルクSATに “1”未満のゲインK
を乗算して第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出し、これを操舵補助トルク指令値Irefとして前述したRAM等の記憶装置のトルク指令値記憶領域に更新記憶する。
また、ステップS22では、モータ回転角θを微分してモータ角速度ωを算出し、次いでステップS23に移行して、モータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出し、次いでステップS24に移行して、収斂性補償部43と同様にモータ角速度ωに車速Vsに応じて設定された補償係数Kcを乗算して収斂性補償値Icを算出してからステップS25に移行する。
In this step S21, the self-aligning torque SAT is gain K less than “1”.
The second steering assist torque command value Iref2 is calculated, and this is updated and stored in the torque command value storage area of the storage device such as the RAM described above as the steering assist torque command value Iref.
In step S22, the motor rotational angle θ is differentiated to calculate the motor angular velocity ω, then the process proceeds to step S23, the motor angular speed ω is differentiated to calculate the motor angular acceleration α, and then the process proceeds to step S24. Then, similarly to the convergence compensation unit 43, the motor angular speed ω is multiplied by the compensation coefficient Kc set according to the vehicle speed Vs to calculate the convergence compensation value Ic, and then the process proceeds to step S25.

このステップS25では、慣性補償部44と同様に、モータ角加速度αに基づいて慣性補償値Iiを算出し、次いでステップS26に移行して、RAM等の記憶装置のトルク指令値記憶領域に記憶された操舵補助トルク指令値IrefにステップS24及びS25で算出した収斂性補償値Ic及び慣性補償値Iiを加算して補償後操舵補助トルク指令値Iref′を算出してからステップS27に移行する。   In step S25, similar to the inertia compensation unit 44, the inertia compensation value Ii is calculated based on the motor angular acceleration α, and then the process proceeds to step S26 and stored in the torque command value storage area of a storage device such as a RAM. Then, the post-compensation steering assist torque command value Iref ′ is calculated by adding the convergence compensation value Ic and the inertia compensation value Ii calculated in steps S24 and S25 to the steering assist torque command value Iref, and then the process proceeds to step S27.

このステップS27では、算出した補償後操舵補助トルク指令値Iref′にd−q軸電流指令値演算部23と同様のd−q軸電流指令値演算処理を実行してd軸電流指令値Idref及びq軸電流指令値Iqrefを算出し、次いでステップS28に移行して2相/3相変換処理を行ってモータ電流指令値Iuref〜Iwrefを算出する。   In this step S27, a dq-axis current command value calculation process similar to that of the dq-axis current command value calculation unit 23 is performed on the calculated post-compensation steering assist torque command value Iref ′, and the d-axis current command value Idref and The q-axis current command value Iqref is calculated, and then the process proceeds to step S28 to perform a two-phase / three-phase conversion process to calculate motor current command values Iuref to Iwref.

次いで、ステップS29に移行して、モータ電流指令値Iuref〜Iwrefからモータ電流Iu〜Iwを減算して電流偏差ΔIu〜ΔIwを算出し、次いでステップS30に移行して、電流偏差ΔIu〜ΔIwについてPI制御処理を行って電圧指令値Vu〜Vwを算出し、次いでステップS31に移行して算出した電圧指令値Vu〜Vwに基づいてパルス幅変調処理を行ってインバータゲート信号を形成し、次いでステップS32に移行して、形成したインバータゲート信号をインバータ64に出力してから操舵補助制御処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。   Next, the process proceeds to step S29, where the motor currents Iu to Iw are subtracted from the motor current command values Iuref to Iwref to calculate the current deviations ΔIu to ΔIw, and then the process proceeds to step S30, where PI for the current deviations ΔIu to ΔIw. Control processing is performed to calculate voltage command values Vu to Vw, and then the process proceeds to step S31 to perform pulse width modulation processing based on the calculated voltage command values Vu to Vw to form an inverter gate signal, and then to step S32 Then, after the formed inverter gate signal is output to the inverter 64, the steering assist control process is terminated and the process returns to the predetermined main program.

この図7の処理がトルク検出部異常検出手段に対応し、図8の処理において、ステップS12の処理が異常時切換手段に対応し、ステップS13〜S16の処理が第1のトルク指令値演算手段に対応し、ステップS17〜S21の処理が第2のトルク指令値演算手段に対応し、ステップS22〜S30の処理がモータ制御手段に対応している。   The process of FIG. 7 corresponds to the torque detection unit abnormality detection means. In the process of FIG. 8, the process of step S12 corresponds to the abnormal time switching means, and the processes of steps S13 to S16 are the first torque command value calculation means. The processing of steps S17 to S21 corresponds to the second torque command value calculation means, and the processing of steps S22 to S30 corresponds to the motor control means.

このように、マイクロコンピュータで、図7のトルクセンサ異常検出処理及び図8の操舵補助制御処理を実行することにより、前述した実施形態と同様に操舵トルクセンサ14が正常であるときには図8の操舵補助制御処理におけるステップS13〜S16の処理を実行して、第1の操舵補助トルク指令値Iref1を算出し、操舵トルクセンサ14が異常であるときには図8の操舵補助制御処理におけるステップS17〜S21の処理を実行して第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出することにより、ステアリングギヤ機構8のラック軸に入力される路面からの反力でなるセルフアライニングトルクSATを推定し、推定したセルフアライニングトルクSATに“1”未満のゲインKを乗算して第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出する。このため、操舵トルクセンサ14が正常である場合には第1の操舵補助トルク指令値Iref1に基づいて電動モータ12が駆動制御されて、正確な操舵補助制御を行い、操舵トルクセンサ14に異常が発生した場合には、操舵角φ及び車速Vsに基づいてセルフアライニングトルクSATを推定し、推定したセルフアライニングトルクSATに“1”未満のゲインKを乗算して第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出するので、操舵トルクセンサ14が正常な状態から異常な状態となった場合にも、第2の操舵補助トルク指令値Iref2に基づいて路面反力を考慮した最適な操舵補助制御を継続するとこができる。   As described above, when the torque sensor abnormality detection process of FIG. 7 and the steering assist control process of FIG. 8 are executed by the microcomputer, the steering of FIG. 8 is performed when the steering torque sensor 14 is normal as in the above-described embodiment. Steps S13 to S16 in the auxiliary control process are executed to calculate the first steering assist torque command value Iref1, and when the steering torque sensor 14 is abnormal, steps S17 to S21 in the steering assist control process of FIG. By executing the processing and calculating the second steering assist torque command value Iref2, the self-aligning torque SAT, which is the reaction force from the road surface input to the rack shaft of the steering gear mechanism 8, is estimated, and the estimated self A second steering assist torque command value Ire is obtained by multiplying the aligning torque SAT by a gain K less than “1”. 2 is calculated. For this reason, when the steering torque sensor 14 is normal, the electric motor 12 is driven and controlled based on the first steering assist torque command value Iref1 to perform accurate steering assist control. If it has occurred, the self-aligning torque SAT is estimated based on the steering angle φ and the vehicle speed Vs, and the estimated self-aligning torque SAT is multiplied by a gain K less than “1” to obtain a second steering assist torque command. Since the value Iref2 is calculated, even when the steering torque sensor 14 changes from a normal state to an abnormal state, optimal steering assist control in consideration of the road surface reaction force is performed based on the second steering assist torque command value Iref2. You can do this if you continue.

また、上記実施形態においては、本発明をブラシレスモータに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ブラシ付きモータに適用する場合には、図9に示すように、角速度演算部41でモータ電流検出部60から出力されるモータ電流検出値Im及び端子電圧検出部70から出力されるモータ端子電圧Vmに基づいて下記(4)式の演算を行ってモータ角速度ωを算出すると共に、d−q軸電流指令値演算部23を省略して補償後操舵補助トルク指令値Iref′を直接モータ電流制御部24に供給し、さらにモータ電流制御部24を夫々1つの減算部61、PI電流制御部62で構成し、さらにインバータ64をHブリッジ回路71に変更すればよい。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a brushless motor has been described. However, the present invention is not limited to this, and when applied to a motor with a brush, as shown in FIG. Based on the motor current detection value Im output from the motor current detection unit 60 and the motor terminal voltage Vm output from the terminal voltage detection unit 70 in the unit 41, the calculation of the following equation (4) is performed to calculate the motor angular velocity ω. At the same time, the dq-axis current command value calculation unit 23 is omitted, and the compensated steering assist torque command value Iref ′ is directly supplied to the motor current control unit 24. Further, the motor current control unit 24 is divided into one subtraction unit 61, What is necessary is just to comprise with the PI current control part 62, and also to change the inverter 64 into the H bridge circuit 71.

ω=(Vm−Im・Rm)/K0 …………(4)
ここで、Rmはモータ巻線抵抗、K0はモータの起電力定数である。
ω = (Vm−Im · Rm) / K 0 (4)
Here, Rm is the motor winding resistance, and K 0 is the electromotive force constant of the motor.

さらに、上記実施形態においては、操舵角φ及び車速Vsに基づいてセルフアライニングトルクSATを推定しているが、セルフアライニングトルク推定部321にて、このセルフアライニングトルクSATを、前輪に作用する横力Fyや、路面と車輪との間の摩擦係数μに基づいて補正するようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the self-aligning torque SAT is estimated based on the steering angle φ and the vehicle speed Vs. The self-aligning torque estimator 321 applies this self-aligning torque SAT to the front wheels. You may make it correct | amend based on the lateral force Fy to perform, and the friction coefficient (mu) between a road surface and a wheel.

先ず、図10に示すように、車両の前輪に作用する横力Fyを横力センサ19から入力し、この横力Fyに基づいて、セルフアライニングトルクSATを補正するようにしてもよい。すなわち、ノミナル値算出部321aにて、セルフアライニングトルクのノミナル値SATnを補正したり、増幅部322にて、セルフアライニングトルクSATを増幅するゲインを補正することにより、横力Fyが大きいほど、セルフアライニングトルクSATを大きくする。これにより、より正確にセルフアライニングトルクSATを推定することができる。   First, as shown in FIG. 10, a lateral force Fy acting on the front wheel of the vehicle may be input from the lateral force sensor 19, and the self-aligning torque SAT may be corrected based on the lateral force Fy. That is, as the lateral force Fy increases, the nominal value calculation unit 321a corrects the nominal value SATn of the self-aligning torque, or the amplification unit 322 corrects the gain for amplifying the self-aligning torque SAT. The self-aligning torque SAT is increased. Thereby, the self-aligning torque SAT can be estimated more accurately.

また、図11に示すように、路面と車輪(タイヤ)との間の摩擦係数μを入力し、この摩擦係数μに基づいて、セルフアライニングトルクSATを補正するようにしてもよい。すなわち、ノミナル値算出部321aにて、セルフアライニングトルクのノミナル値SATnを補正したり、増幅部322にて、セルフアライニングトルクSATを増幅するゲインを補正することにより、摩擦係数μが大きいほど、セルフアライニングトルクのノミナル値SATnを大きくする。これにより、路面状態を加味してより正確にセルフアライニングトルクSATを推定することができる。   In addition, as shown in FIG. 11, a friction coefficient μ between the road surface and the wheel (tire) may be input, and the self-aligning torque SAT may be corrected based on the friction coefficient μ. That is, the nominal value calculation unit 321a corrects the nominal value SATn of the self-aligning torque, or the amplification unit 322 corrects the gain for amplifying the self-aligning torque SAT, so that the friction coefficient μ increases. The nominal value SATn of the self-aligning torque is increased. Thereby, the self-aligning torque SAT can be estimated more accurately in consideration of the road surface condition.

摩擦係数μは、制動時における車輪のロック傾向を検知したときに車輪の制動力を制御するABS装置(アンチスキッド制御装置)の作動状態から推定したり、又はABS装置が摩擦係数μを推定する構成であれば、その推定済みの摩擦係数μを読込めばよい。すなわち、ロック傾向を検知した時点の制動力が小さいほど、あるいはその時点の車輪減速度が大きいほど、路面と車輪との間の摩擦係数μが小さいと推定する。これにより、高精度に摩擦係数μを推定することができるので、結果としてより正確にセルフアライニングトルクSATを推定することができる。   The friction coefficient μ is estimated from the operating state of an ABS device (anti-skid control device) that controls the braking force of the wheel when a tendency to lock the wheel during braking is detected, or the ABS device estimates the friction coefficient μ. In the case of the configuration, the estimated friction coefficient μ may be read. That is, it is estimated that the friction coefficient μ between the road surface and the wheel is smaller as the braking force at the time of detecting the locking tendency is smaller or the wheel deceleration at that time is larger. As a result, the friction coefficient μ can be estimated with high accuracy, and as a result, the self-aligning torque SAT can be estimated more accurately.

さらに、操舵角φに応じて車両の規範ヨーレートγMを推定すると共に、ヨーレートセンサによって車両の実ヨーレートγRを検出し、これら規範ヨーレートγMと実ヨーレートγRとの差分Δγに基づいて摩擦係数μを推定してもよい。すなわち、規範ヨーレートγMと実ヨーレートγRとの差分Δγが小さいほど、路面と車輪との間の摩擦係数μが大きいと推定する。これにより、高精度に摩擦係数μを推定することができるので、結果としてより正確にセルフアライニングトルクSATを推定することができる。 Further, the standard yaw rate γ M of the vehicle is estimated according to the steering angle φ, the actual yaw rate γ R of the vehicle is detected by the yaw rate sensor, and friction is performed based on the difference Δγ between the standard yaw rate γ M and the actual yaw rate γ R. The coefficient μ may be estimated. That is, it is estimated that the smaller the difference Δγ between the reference yaw rate γ M and the actual yaw rate γ R is, the larger the friction coefficient μ between the road surface and the wheel is. As a result, the friction coefficient μ can be estimated with high accuracy, and as a result, the self-aligning torque SAT can be estimated more accurately.

他にも、操舵角、ヨーレート、横加速度、車速などに基づいて路面と車輪との間の摩擦係数μを推定してもよい。   In addition, the friction coefficient μ between the road surface and the wheel may be estimated based on the steering angle, the yaw rate, the lateral acceleration, the vehicle speed, and the like.

本発明の第1の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an electric power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明に係るコントローラの具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific example of the controller which concerns on this invention. 車速をパラメータとした操舵補助トルク指令値との関係を示す操舵補助トルク指令値算出マップを示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the steering assist torque command value calculation map which shows the relationship with the steering assist torque command value which uses vehicle speed as a parameter. セルフアライニングトルク推定部の具体的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of a self aligning torque estimation part. 操舵角とセルフアライニングトルクのノミナル値との関係を表すノミナル値算出マップを示す特性線図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a nominal value calculation map representing a relationship between a steering angle and a nominal value of self-aligning torque. 車速と車速ゲインとの関係を表す車速ゲイン算出マップを示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the vehicle speed gain calculation map showing the relationship between a vehicle speed and a vehicle speed gain. マイクロコンピュータで実行するトルクセンサ異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the torque sensor abnormality detection process procedure performed with a microcomputer. マイクロコンピュータで実行する操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the steering assistance control processing procedure performed with a microcomputer. 本発明をブラシ付きモータを適用した場合の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment at the time of applying the motor with a brush to this invention. 横力に基づいてセルフアライニングトルクを補正する場合の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment in the case of correct | amending self-aligning torque based on a lateral force. 摩擦係数に基づいてセルフアライニングトルクを補正する場合の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment in the case of correct | amending self-aligning torque based on a friction coefficient.

符号の説明Explanation of symbols

SM…ステアリング機構、1…ステアリングホイール、2…ステアリングシャフト、2a…入力軸、2b…出力軸、3…ステアリングコラム、4,6…ユニバーサルジョイント、5…中間シャフト、8…ステアリングギヤ機構、9…タイロッド、W…転舵輪、10…操舵補助機構、11…減速ギヤ、12…電動モータ、14…操舵トルクセンサ、15…コントローラ、16…車速センサ、17…回転角センサ、18…操舵角センサ、21…操舵補助トルク指令値演算部、22…指令値補償部、23…d−q軸電流指令値演算部、24…モータ電流制御部、31…第1の操舵補助トルク指令値演算部、311…トルク指令値算出部、312…位相補償部、313…センタ応答性改善部、314…加算器、32…第2の操舵補助トルク指令値演算部、33…トルクセンサ異常検出部、34…指令値選択部、321…セルフアライニングトルク推定部、322…増幅部、41…角速度演算部、42…角加速度演算部、43…収斂性補償部、44…慣性補償部、45,46…加算器、60…モータ電流検出部、61u〜61w…減算部、62…PI電流制御部、63…パルス幅変調部、64…インバータ   SM ... steering mechanism, 1 ... steering wheel, 2 ... steering shaft, 2a ... input shaft, 2b ... output shaft, 3 ... steering column, 4, 6 ... universal joint, 5 ... intermediate shaft, 8 ... steering gear mechanism, 9 ... Tie rod, W ... steered wheel, 10 ... steering assist mechanism, 11 ... reduction gear, 12 ... electric motor, 14 ... steering torque sensor, 15 ... controller, 16 ... vehicle speed sensor, 17 ... rotation angle sensor, 18 ... steering angle sensor, DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Steering assist torque command value calculating part, 22 ... Command value compensation part, 23 ... dq-axis current command value calculating part, 24 ... Motor current control part, 31 ... 1st steering assist torque command value calculating part, 311 ... torque command value calculation unit, 312 ... phase compensation unit, 313 ... center response improvement unit, 314 ... adder, 32 ... second steering assist torque command value calculation 33 ... Torque sensor abnormality detection unit, 34 ... Command value selection unit, 321 ... Self-aligning torque estimation unit, 322 ... Amplification unit, 41 ... Angular velocity calculation unit, 42 ... Angular acceleration calculation unit, 43 ... Convergence compensation unit, 44 ... inertia compensation unit, 45, 46 ... adder, 60 ... motor current detection unit, 61u to 61w ... subtraction unit, 62 ... PI current control unit, 63 ... pulse width modulation unit, 64 ... inverter

Claims (10)

ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて操舵補助トルク指令値を演算する第1のトルク指令値演算手段と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記電流指令値に基づいて前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電動パワーステアリング装置であって、
前記操舵トルク検出手段の異常を検出するトルク検出部異常検出手段と、前記ステアリング機構に路面側から伝達されるセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段と、該セルフアライニングトルク推定手段で推定したセルフアライニングトルクに基づいてトルク指令値を演算する第2のトルク指令値演算手段と、前記トルク検出部異常検出手段で前記操舵トルク検出手段の異常を検出したときに、前記第1のトルク指令値演算手段に代えて前記第2のトルク指令値演算手段を選択する異常時切換手段とを備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Steering torque detection means for detecting a steering torque input to the steering mechanism; first torque command value calculation means for calculating a steering assist torque command value based on at least the steering torque detected by the steering torque detection means; An electric power steering apparatus comprising: an electric motor that generates a steering assist torque to be applied to a steering mechanism; and a motor control unit that drives and controls the electric motor based on the current command value.
Torque detection unit abnormality detection means for detecting abnormality of the steering torque detection means, self-aligning torque estimation means for estimating self-aligning torque transmitted from the road surface side to the steering mechanism, and self-aligning torque estimation means When the abnormality of the steering torque detecting means is detected by the second torque command value calculating means for calculating the torque command value on the basis of the self-aligning torque estimated in step 1 and the torque detecting portion abnormality detecting means, An electric power steering apparatus comprising: an abnormality switching unit that selects the second torque command value calculation means instead of the torque command value calculation means.
前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検出手段を有し、
前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記操舵角に基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering mechanism;
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the self-aligning torque estimating unit is configured to estimate a self-aligning torque based on the steering angle.
前記ステアリンク機構の操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の車速を検出する車速検出手段とを有し、
前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記操舵角及び前記車速に基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steer mechanism, and vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the vehicle,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the self-aligning torque estimating means is configured to estimate a self-aligning torque based on the steering angle and the vehicle speed.
前記車両の前輪に作用する横力を検出する横力検出手段を有し、
前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記横力に基づいてセルフアライニングトルクを補正するように構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電動パワーステアリング装置。
Lateral force detection means for detecting lateral force acting on the front wheels of the vehicle;
The electric power steering apparatus according to claim 2 or 3, wherein the self-aligning torque estimating means is configured to correct the self-aligning torque based on the lateral force.
路面と車輪との間の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段を有し、
前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記摩擦係数に基づいてセルフアライニングトルクを補正するように構成されていることを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
A friction coefficient estimating means for estimating a friction coefficient between the road surface and the wheel;
5. The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the self-aligning torque estimating unit is configured to correct the self-aligning torque based on the friction coefficient. 6. .
制動時における車輪のロック傾向を検知したときに当該車輪の制動力を制御するアンチスキッド制御手段を有し、
前記摩擦係数推定手段は、前記アンチスキッド制御手段の作動状態に基づいて前記摩擦係数を推定するように構成されていることを特徴とする請求項5に記載の電動パワーステアリング装置。
Having anti-skid control means for controlling the braking force of the wheel when detecting the tendency of the wheel to lock during braking,
6. The electric power steering apparatus according to claim 5, wherein the friction coefficient estimating means is configured to estimate the friction coefficient based on an operating state of the anti-skid control means.
前記操舵角に応じて車両の規範ヨーレートを推定する規範ヨーレート推定手段と、車両の実ヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段とを有し、
前記摩擦係数推定手段は、前記規範ヨーレートと前記実ヨーレートとの差分に基づいて前記摩擦係数を推定するように構成されていることを特徴とする請求項5又は6に記載の電動パワーステアリング装置。
A standard yaw rate estimation unit that estimates a standard yaw rate of the vehicle according to the steering angle; and an actual yaw rate detection unit that detects an actual yaw rate of the vehicle;
The electric power steering apparatus according to claim 5 or 6, wherein the friction coefficient estimating means is configured to estimate the friction coefficient based on a difference between the reference yaw rate and the actual yaw rate.
前記操舵角検出手段は、車両の前輪左右の車輪速を検出する車輪速検出手段で検出した車輪速に基づいて操舵角を検出するように構成されていることを特徴とする請求項2乃至7の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   8. The steering angle detecting means is configured to detect a steering angle based on a wheel speed detected by a wheel speed detecting means for detecting a wheel speed of left and right front wheels of the vehicle. The electric power steering device according to any one of the above. 前記操舵角検出手段は、車両の前輪左右の車輪速を検出する車輪速検出手段で検出した車輪速に基づいて算出された舵角と相対舵角とから操舵角を検出するように構成されていることを特徴とする請求2乃至7の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   The steering angle detection means is configured to detect a steering angle from a steering angle and a relative steering angle calculated based on a wheel speed detected by a wheel speed detection means for detecting a wheel speed of the left and right front wheels of the vehicle. The electric power steering apparatus according to any one of claims 2 to 7, wherein the electric power steering apparatus is provided. 前記第2のトルク指令値演算手段は、前記セルフアライニングトルク推定手段で推定したセルフアライニングトルクに1より小さいゲインを乗じてトルク指令値を演算するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   The second torque command value calculating means is configured to calculate a torque command value by multiplying the self-aligning torque estimated by the self-aligning torque estimating means by a gain smaller than 1. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 9.
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