JP5272905B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of accurately estimating a steering torque in consideration of a reaction force from a road surface. <P>SOLUTION: The electric power steering device comprises a first torque command value calculating means 31 for calculating a first torque command value based on the steering torque detected by a steering torque detecting means 14, a torque detecting part abnormality detecting means 33 for detecting the abnormality of the steering torque detecting means 14, and a self-aligning torque estimating means 321 for estimating a self-aligning torque transmitted from the road surface side to a steering mechanism based on a wheel rotation speed. The electric power steering device is equipped with a second torque command value calculating means 32 for calculating the torque command value based on the self-aligning torque estimated by the self-aligning torque estimating means 321, and an abnormal time switching means 34 which 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)2010,JPO&amp;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与える操舵補助力を発生する電動モータと、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 relates to a torque command value calculating means for calculating a torque command value based on at least a steering torque, an electric motor for generating a steering assist force applied to a steering mechanism, and a motor for controlling the electric motor based on the torque command value. The present invention relates to an electric power steering apparatus including a control unit.

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に必要な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、手動操舵に必要な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 required for manual steering with the electric power steering device stopped is increased, and 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, but the steering torque necessary for manual steering becomes too large and steering becomes difficult. Therefore, it is desired to continue the generation of the steering assist force by controlling the driving of the electric motor even when an abnormality occurs in the steering torque sensor or the like.

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路面等のトルク推定モデルで考慮されていない状態に陥ると、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、路面から実際に発生した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 correctly estimated if the torque estimation model such as a road surface with a low road surface friction coefficient is not considered. There is an unresolved issue.
Accordingly, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and an electric power steering capable of continuing the generation of the steering assist force in consideration of the reaction force actually generated from the road surface. The object is to provide a device.

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第1の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、前記トルク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、車両の車輪回転速度を検出する車輪回転速度検出手段と、該車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて第2の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して前記モータ制御手段に第2のトルク指令値を出力する異常時切換手段とを備え、前記第2のトルク指令値演算手段は、前記車輪回転速度に基づいて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ゲインを乗算して前記第2のトルク指令値を演算するゲイン調整手段と、該ゲイン調整手段で演算した第2のトルク指令値を前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方とモータ角速度演算手段で算出したモータ角速度との少なくとも一方に基づいて制限するトルク制限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. First torque command value calculating means for calculating a first torque command value, an electric motor for generating a steering assist torque to be applied to the steering mechanism, and motor control for driving and controlling the electric motor based on the torque command value An electric power steering device comprising means,
Torque detection unit abnormality detection means for detecting abnormality of the torque detection means, wheel rotation speed detection means for detecting wheel rotation speed of the vehicle, and second rotation based on the wheel rotation speed detected by the wheel rotation speed detection means When an abnormality of the torque detection means is detected by a second torque command value calculation means for calculating a torque command value and the torque detection unit abnormality detection means, the first torque command value calculation means is replaced with the first torque command value calculation means. An abnormal time switching means for selecting a second torque command value calculation means and outputting a second torque command value to the motor control means , wherein the second torque command value calculation means determines the wheel rotation speed. Based on the self-aligning torque estimating means for estimating the self-aligning torque transmitted from the road surface side to the steering mechanism, and the self-aligning torque estimating means Gain adjusting means for calculating the second torque command value by multiplying the ruf aligning torque by gain, and wheel rotation detected by the wheel rotation speed detecting means for the second torque command value calculated by the gain adjusting means. Torque limiting means for limiting based on at least one of the vehicle speed calculated based on the speed and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and the motor angular speed calculated by the motor angular speed calculating means is provided .

この請求項1に係る発明では、第2のトルク指令値演算手段で、車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて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、車輪回転速度に基づいて路面反力を考慮した正確なトルク検出値を求めることができる。また、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回転速度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。   In the first aspect of the invention, when the second torque command value calculation means calculates the torque command value based on the wheel rotation speed detected by the wheel rotation speed detection means and detects an abnormality in the steering torque detection means. In addition, by selecting the second torque command value calculation means instead of the first torque command value calculation means by the abnormal time switching means, an accurate torque detection value considering the road surface reaction force based on the wheel rotational speed can be obtained. Can be sought. Moreover, the wheel rotational speed detecting means used in the antilock brake system or the like can be used, and the number of parts can be reduced.

また、請求項に係る発明では、ゲイン調整後の第2のトルク指令値を車速及びモータ角速度の少なくとも一方に基づいて制限することにより、高車速領域や高モータ角速度領域での制御出力異常を抑制することができる。
なおさらに、請求項に係る電動パワーステアリング装置は、請求項に係る発明において、前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報と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とに基づいて操舵状態を判定し、操舵状態の判定結果に基づいて操舵状態感応ゲインを調整する操舵状態ゲイン調整手段を有することを特徴としている。
In the invention according to claim 1 , the second torque command value after gain adjustment is limited based on at least one of the vehicle speed and the motor angular velocity, so that the control output abnormality in the high vehicle speed region and the high motor angular velocity region is prevented. Can be suppressed.
Still further, in the electric power steering device according to claim 2 , in the invention according to claim 1 , the gain adjusting means is estimated by the motor rotation information detected by the motor rotation information detecting means and the self-aligning torque estimating means. It is characterized by having a steering state gain adjusting means for determining the steering state based on the self-aligning torque and adjusting the steering state sensitive gain based on the determination result of the steering state.

この請求項に係る発明では、操舵状態に応じた最適な操舵状態感応ゲインを調整することができ、操舵状態に応じて最適な第2のトルク指令値を算出することができる。
また、請求項に係る電動パワーステアリング装置では、請求項1又は2に係る発明において、前記ゲイン調整手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方に基づいて車速感応ゲインを調整する車速ゲイン調整手段を有することを特徴としている。
According to the second aspect of the present invention, the optimum steering state sensitive gain according to the steering state can be adjusted, and the optimum second torque command value can be calculated according to the steering state.
According to a third aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the first or second aspect , the gain adjusting means detects the vehicle speed and the vehicle speed detected based on the wheel rotational speed detected by the wheel rotational speed detecting means. The vehicle speed gain adjusting means for adjusting the vehicle speed sensitive gain based on one of the vehicle speeds detected by the means is provided.

この請求項に係る発明では、車速に応じて車速感応ゲインを調整することができるので、車両の操舵フィーリングを向上させることができる。
さらに、請求項に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至3の何れか1つに係る発明において、前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報と前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度とに基づいて演算したセルフアライニングトルク演算値と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推定値との偏差に基づいてセルフアライニングトルクゲインを調整するセルフアライニングトルクゲイン調整手段を有することを特徴としている。
In the invention according to claim 3 , since the vehicle speed sensitive gain can be adjusted according to the vehicle speed, the steering feeling of the vehicle can be improved.
Furthermore, an electric power steering apparatus according to a fourth aspect is the invention according to any one of the first to third aspects, wherein the gain adjusting means includes motor rotation information detected by a motor rotation information detecting means and the wheel rotation speed. The self-aligning torque gain is adjusted based on the deviation between the self-aligning torque calculated based on the wheel rotational speed detected by the detecting means and the self-aligning torque estimated value estimated by the self-aligning torque estimating means. And a self-aligning torque gain adjusting means.

この請求項に係る発明では、セルフアライニングトルク設定手段で、モータ回転情報と車輪回転速度とに基づいて算出したセルフアライニングトルク演算値とセルフアライニングトルク推定値との偏差に基づいてセルフアライニングトルクゲインを設定するので、車輪速度に基づいて算出されるセルフアライニングトルク推定値に誤差を生じた場合に、その誤差を抑制することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the self-aligning torque setting means performs self-alignment based on a deviation between the self-aligning torque calculation value calculated based on the motor rotation information and the wheel rotation speed and the self-aligning torque estimated value. Since the aligning torque gain is set, when an error occurs in the estimated self-aligning torque calculated based on the wheel speed, the error can be suppressed.

さらにまた、請求項に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至4の何れか1つに係る発明において、前記ゲイン調整手段は、前記車輪速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて駆動輪スリップ状態を推定し、推定した駆動輪スリップ状態に基づいて駆動輪スリップ感応ゲインを調整する駆動輪スリップゲイン調整手段を有することを特徴としている。 Furthermore, the electric power steering apparatus according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4 , wherein the gain adjusting means is driven based on a wheel rotational speed detected by the wheel speed detecting means. Drive wheel slip gain adjusting means for estimating the wheel slip state and adjusting the drive wheel slip sensitive gain based on the estimated drive wheel slip state is provided.

この請求項に係る発明では、駆動輪スリップがセルフアライニングトルク推定値に影響を与える場合に、この駆動輪スリップの影響を抑制することができる。
なおさらに、請求項に係る電動パワーステアリング装置は、請求項に係る発明において、前記ゲイン調整手段は、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前記第2の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。
According to the fifth aspect of the present invention, when the driving wheel slip affects the estimated self-aligning torque, the influence of the driving wheel slip can be suppressed.
Still further, according to a sixth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the first aspect , the gain adjusting means multiplies the self-aligning torque estimated by the self-aligning torque estimating means by a gain smaller than one. The second torque command value is configured to be calculated.

この請求項に係る発明では、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。
また、請求項に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至6の何れか1つに係る発明において、前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定する車両横滑り角推定手段を有し、該車両横滑り角推定手段で推定した車両横滑り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。
In the invention according to the sixth aspect , since the torque command value is calculated by multiplying the self-aligning torque by a gain smaller than 1, an optimum torque command value corresponding to the reaction force from the road surface can be calculated.
The electric power steering apparatus according to a seventh aspect is the invention according to any one of the first to sixth aspects, wherein the self-aligning torque estimating means estimates a vehicle side slip angle based on the wheel rotation speed. Vehicle slip angle estimating means is included, and self-aligning torque is estimated based on the vehicle slip angle estimated by the vehicle skid angle estimating means.

この請求項に係る発明では、車輪回転速度に基づいて車両の車両横滑り角を推定し、推定した車両横滑り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、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。 In the invention according to claim 7 , the vehicle side slip angle of the vehicle is estimated based on the wheel rotational speed, and the self-aligning torque is estimated based on the estimated vehicle side slip angle. Accurate self-aligning torque can be estimated.

さらに、請求項に電動パワーステアリング装置は、請求項に係る発明において、前記車両横滑り角推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定し、推定した横滑り角をモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報に基づいて補正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 in claim 8, in the invention according to claim 7, before Symbol vehicle slip angle estimating means estimates the vehicle sideslip angle based on the wheel rotational speed, the motor rotates the slip angle estimated The present invention is characterized in that the correction is made based on the motor rotation information detected by the information detection means.

この請求項に係る発明では、車両の車輪回転速度に基づいて車両の横滑り角を推定し、推定した横滑り角をモータ回転情報に基づいて補正するので、車両の操舵状況に基づいてより正確な横滑り角を推定することができる。
さらにまた、請求項に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至6の何れか1つに係る発明において、前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度とモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報と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。
In the invention according to the eighth aspect , the side slip angle of the vehicle is estimated based on the wheel rotational speed of the vehicle, and the estimated side slip angle is corrected based on the motor rotation information. The side slip angle can be estimated.
Furthermore, the electric power steering apparatus according to claim 9, in the invention according to any one of claims 1 to 6, prior Symbol self-aligning torque estimating means, with the wheel rotational speed and the motor rotational information detecting means The self-aligning torque is estimated based on the detected motor rotation information.

この請求項に係る発明では、車両の左右の車輪回転速度とモータ回転情報とに基づいてセルフアライニングトルクを推定するので、車両の操舵状況に応じた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。
なおさらに、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、前記異常時切換手段は、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場合に、前記第1のトルク指令値から前記第2のトルク指令値に徐々に変化させることを特徴としている。
In the invention according to claim 9 , since the self-aligning torque is estimated based on the left and right wheel rotation speeds of the vehicle and the motor rotation information, more accurate self-aligning torque is estimated according to the steering state of the vehicle. Can do.
Still further, 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 abnormal time switching means is replaced with the first torque command value calculating means. When the second torque command value calculation means is selected, the first torque command value is gradually changed to the second torque command value.

この請求項10に係る発明では、第1のトルク指令値から第2のトルク指令値への切換え時にトルク指令値を徐々に変化させるので、電動モータで発生させる操舵補助力の急変を防止して、安定した操舵補助状態を継続することができる。 In the invention according to claim 10 , since the torque command value is gradually changed when switching from the first torque command value to the second torque command value, a sudden change in the steering assist force generated by the electric motor is prevented. Thus, a stable steering assist state can be continued.

本発明によれば、第2のトルク指令値演算手段で、車輪回転速度に基づいてトルク指令値を演算するので、操舵トルク検出手段の異常を検出したときに、路面状況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, since the torque command value is calculated based on the wheel rotational speed by the second torque command value calculation means, an accurate torque considering the road surface condition is detected when an abnormality of the steering torque detection means is detected. The detection value can be obtained, and the effect that the steering assist control can be continued without giving the driver a sense of incongruity even after the failure of the steering torque detecting means is obtained.

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. コントローラを構成する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 the self-aligning torque estimation part which comprises a controller. セルフアライニングトルク初期推定値算出マップを示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows a self-aligning torque initial estimated value calculation map. 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. 本発明の第2の実施形態を示す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 shows the 2nd Embodiment of this invention. 操舵状態感応ゲイン設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 steering state sensitive gain setting part. 操舵状態感応ゲイン設定部に適用する操舵状態感応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 steering state sensitive gain calculation map applied to a steering state sensitive gain setting part. 車速感応ゲイン設定部に適用する車速感応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 sensitive gain calculation map applied to a vehicle speed sensitive gain setting part. セルフアライニングトルクゲイン設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 gain setting part. 図11のセルフアライニングトルク演算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 the self-aligning torque calculating part of FIG. 図11のゲイン算出部に適用するセルフアライニングトルク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 self-aligning torque gain calculation map applied to the gain calculation part of FIG. 駆動輪スリップゲイン設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 driving wheel slip gain setting part. 駆動輪スリップゲイン設定部に適用する駆動輪スリップ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 driving wheel slip gain calculation map applied to a driving wheel slip gain setting part. トルク制限値設定部に適用する車速制限値算出マップ及びモータ角速度制限値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 limit value calculation map applied to a torque limit value setting part, and a motor angular speed limit value calculation map. 左側車輪のタイヤ径が大きい場合の車輪車両挙動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a wheel vehicle behavior in case the tire diameter of a left side wheel is large. 本発明の第2の実施形態の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 the microcomputer of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態を示す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 the self-aligning torque estimation part which shows the 3rd Embodiment of this invention. 実際のセルフアライニングトルクに対するセルフアライニングトルク初期推定値のヒステリシス特性を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the hysteresis characteristic of the self-aligning torque initial estimated value with respect to the actual self-aligning torque. 本発明の第4の実施形態を示すコントローラのブロック図である。It is a block diagram of a controller showing a 4th embodiment of the present invention. 第4の実施形態におけるセルフアライニングトルク推定部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 self-aligning torque estimation part in 4th Embodiment. 車両横滑り角算出マップを示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows a vehicle sideslip angle calculation map. セルフアライニングトルク初期推定値算出マップを示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows a self-aligning torque initial estimated value calculation map. 第3の実施形態を第2の実施形態に適用した場合の全体構成図である。It is a whole block diagram at the time of applying 3rd Embodiment to 2nd Embodiment. 第4の実施形態を第2の実施形態に適用した場合の全体構成図である。It is a whole block diagram at the time of applying 4th Embodiment to 2nd Embodiment.

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WL,WR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 WL and WR 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に連結した減速機構11と、この減速機構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。   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 speed reduction mechanism 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 speed reduction mechanism 11. .

また、減速機構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 torque sensor 14 as a steering torque detecting means is disposed in a housing 13 connected to the steering wheel 1 side of the speed reduction mechanism 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 torsional angular displacement, and this torsional angular displacement is detected by 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及び車輪回転速度センサ18L,18Rで検出した車両の左右の車輪回転速度VwL及びVwRも入力される。   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 rotational angle θ of the electric motor 12 detected at 17 and the wheel rotational speeds VwL and VwR of the left and right of the vehicle detected by the wheel rotational speed sensors 18L and 18R are also input.

コントローラ15では操舵トルクセンサ14が正常である状態では、入力されるトルク検出値T及び車速検出値Vs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第1の操舵補助トルク指令値Iref1を算出し、算出した操舵補助トルク指令値Iref1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電動モータ12を駆動制御する。また、操舵トルクセンサ14が異常であるときには、左右の従動輪の車輪回転速度VwL及VwRに基づいて第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。   In the state where the steering torque sensor 14 is normal in the controller 15, the first steering assist torque as a current command value for causing the electric motor 12 to generate a steering assist force corresponding to the input torque detection value T and the vehicle speed detection value Vs. The command value Iref1 is calculated, and various compensation processes are performed on the calculated steering assist torque command value Iref1 based on the motor angular velocity ω and the motor angular acceleration α calculated based on the rotation angle θ, and then the electric motor 12 is driven and controlled. To do. When the steering torque sensor 14 is abnormal, the second steering assist torque command value Iref2 is calculated based on the wheel rotational speeds VwL and VwR of the left and right driven wheels, and the second steering assist torque command value Iref2 is calculated. Based on this, drive control of the electric motor 12 is performed.

すなわち、コントローラ15は、図2に示すように、回転角センサ17で検出したモータ回転角θに基づいてモータ角速度ω及びモータ角加速度αを演算する回転情報演算部20と、操舵補助トルク指令値を演算する操舵補助トルク指令値演算部21と、この操舵補助トルク指令値演算部21で演算したトルク指令値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′の最大電流を制限する電流制限部23と、この電流制限部23で電流制限された補償後操舵補助トルク指令値Iref″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駆動回路24とで構成されている。   That is, as shown in FIG. 2, the controller 15 includes a rotation information calculation unit 20 that calculates a motor angular velocity ω and a motor angular acceleration α based on the motor rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 17, and a steering assist torque command value. The steering assist torque command value calculator 21 for calculating the torque, the torque command value compensator 22 for compensating the torque command value Iref calculated by the steering assist torque command value calculator 21, and the command value compensator 22 compensated for the torque command value Iref. A current limiting unit 23 that limits the maximum current of the post-compensation steering assist torque command value Iref ′, and a motor current is generated based on the post-compensation steering assist torque command value Iref ″ that is current limited by the current limiting unit 23 to generate electric current. The motor driving circuit 24 controls the driving of the motor 12.

回転情報演算部20は、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を算出するモータ角速度演算部201と、このモータ角速度演算部201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を算出するモータ角加速度演算部202とを備えている。   The rotation information calculation unit 20 differentiates the motor rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 17 to calculate the motor angular velocity ω, and the motor angular velocity ω calculated by the motor angular velocity calculation unit 201. A motor angular acceleration calculation unit 202 for differentiating and calculating the motor angular acceleration α.

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、左右の車輪回転速度を検出する車輪回転速度センサ18から入力される車輪回転速度VwL及びVwR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、指令値選択部34で選択した指令値の急激な変化を抑制するレートリミット35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 command value Iref2 is calculated based on the wheel rotation speeds VwL and VwR input from the steering assist torque command value calculation unit 31 and the wheel rotation speed sensor 18 that detects the left and right wheel rotation speeds. Steering assist torque command value calculation unit 32, torque sensor abnormality detection unit 33 for detecting abnormality of the steering torque sensor 14, and the first steering based on the abnormality detection signal output from the torque sensor abnormality detection unit 33. A command value selection unit serving as an abnormal time switching means for selecting one of the auxiliary torque command value calculation unit 31 and the second steering assist torque command value calculation unit 32 4, and a suppressing rate limit 35 an abrupt change in the command value selected by the command value selecting unit 34.

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2中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. 2 based on the steering torque T and the vehicle speed Vs, and the steering assist torque command value Irefb that is a current command value. A torque command value calculation unit 311 that calculates the phase, a phase compensation unit 312 that calculates the 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 the steering torque Based on the steering torque T input from the sensor 14, the steering torque T is differentiated to improve the control responsiveness near the neutral position of the steering wheel and realize smooth and smooth steering. A center response improvement unit 313 for calculating a center response improvement command value Ir for ensuring and compensating for static friction; and a phase compensation output of the phase compensation 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 printer 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2中に示すように、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. And a characteristic diagram represented by a parabolic curve with the vehicle speed Vs as a parameter.

第2のトルク指令値演算部32は、ステアリング機構に路面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してのセルフアライニングトルク推定部32A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を算出するゲイン調整手段としての増幅部32Bとで構成されている。   The second torque command value calculation unit 32 includes a self-aligning torque estimation unit 32A as self-aligning torque estimation means for estimating the self-aligning torque transmitted from the road surface to the steering mechanism, and the self-aligning torque estimation unit. The amplifying unit 32B is a gain adjusting unit that amplifies the self-aligning torque SAT estimated at 321 with a gain less than “1” and calculates a second steering assist torque command value Iref2.

セルフアライニングトルク推定部32Aは、図3に示すように、車輪回転速度センサ18L及び18Rから入力される車輪回転速度VwL及びVwRに基づいてセルフアライニングトルク初期推定値SATiを推定するセルフアライニングトルク(SAT)初期推定部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初期推定値SATiのノイズを除去するローパスフィルタ322と、車輪回転速度センサ18L及び18Rから入力される車輪回転速度VwL及びVwRを加算する加算器323と、車輪回転速度VwL及びVwRの加算値の1/2を算出して車速相当値Vs′を算出する平均値算出部324と、この平均値算出部324で算出した車速相当値Vs′に基づいてローパスフィルタ322から出力されるノイズ除去されたセルフアライニングトルク初期推定値SAT′の位相補正を行ってセルフアライニングトルク推定値SATを算出する位相補正部325とを備えている。   As shown in FIG. 3, the self-aligning torque estimating unit 32A estimates the self-aligning torque initial estimated value SATi based on the wheel rotational speeds VwL and VwR input from the wheel rotational speed sensors 18L and 18R. Torque (SAT) initial estimation unit 321, low-pass filter 322 for removing noise of self-aligning torque initial estimated value SATi estimated by self-aligning torque estimation unit 321, and wheel rotational speed sensors 18L and 18R are input. An adder 323 that adds the wheel rotation speeds VwL and VwR, an average value calculation unit 324 that calculates 1/2 of the addition value of the wheel rotation speeds VwL and VwR to calculate the vehicle speed equivalent value Vs ′, and this average value calculation Based on the vehicle speed equivalent value Vs ′ calculated by the unit 324, the low-pass filter 3 And a phase correcting section 325 that calculates a self aligning torque estimation value SAT performs phase correction of the noise reduction is output from the 2 self aligning torque initial estimate SAT '.

ここで、セルフアライニングトルク初期推定部321では、車輪回転速度センサ18L及び18Rで検出された車輪回転速度VwL及びVwRに基づいて下記(1)式の演算を行って、車速に応じた左右の車輪回転速度差ΔVwを算出する。
ΔVw=(VwL−VwR)/{(VwL+VwR)/2} …………(1)
Here, the self-aligning torque initial estimation unit 321 performs the calculation of the following equation (1) based on the wheel rotation speeds VwL and VwR detected by the wheel rotation speed sensors 18L and 18R, and the left and right according to the vehicle speed are calculated. A wheel rotation speed difference ΔVw is calculated.
ΔVw = (VwL−VwR) / {(VwL + VwR) / 2} (1)

次いで、左右の車輪回転速度差ΔVwをもとに、図4に示すセルフアライニングトルク算出マップを参照してセルフアライニングトルクSATiを算出する。
このセルフアライニングトルク算出マップは、図4に示すように、左右車輪回転速度差ΔVwが零である状態即ち直進走行状態では、セルフアライニングトルクSATが“0”であり、これより左右の車輪回転速度差ΔVwが正値即ち右旋回状態となると、セルフアライニングトルクSATが増加し、その後左右の車輪回転速度差ΔVwが所定値ΔVw1以上となると、左右車輪回転速度差ΔVの増加に応じてセルフアライニングトルクSATの増加率が徐々に低下する特性線に設定され、同様に、セルフアライニングトルクSATが“0”より左右車輪回転速度差ΔVwが所定値−ΔV1となるまでは減少し、左右車輪回転速度差−ΔVw1を越えるとセルフアライニングトルクSATの減少率が徐々に減少する特性曲線に設定されている。
Next, based on the left and right wheel rotational speed difference ΔVw, the self-aligning torque SATi is calculated with reference to the self-aligning torque calculation map shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the self-aligning torque calculation map shows that the self-aligning torque SAT is “0” in the state where the left and right wheel rotational speed difference ΔVw is zero, that is, the straight traveling state. When the rotational speed difference ΔVw becomes a positive value, that is, when the vehicle turns to the right, the self-aligning torque SAT increases. When the left and right wheel rotational speed difference ΔVw becomes equal to or greater than the predetermined value ΔVw1, the left and right wheel rotational speed difference ΔV increases. Therefore, the rate of increase of the self-aligning torque SAT is set to a characteristic line that gradually decreases. Similarly, the self-aligning torque SAT decreases from “0” until the left and right wheel rotational speed difference ΔVw becomes a predetermined value −ΔV1. The characteristic curve is such that the rate of decrease of the self-aligning torque SAT gradually decreases when the difference between the left and right wheel rotational speeds -ΔVw1 is exceeded.

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としてレートリミッタ35でトルク指令値Irefの急激な変化を抑制してから後述する加算器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 set as the torque command value Iref, and a rapid change in the torque command value Iref is suppressed by the rate limiter 35, and then output to an adder 46 described later. To do.

指令値補償部22は、回転情報演算部20のモータ角速度演算部201で演算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、回転情報演算部20のモータ角加速度演算部202で演算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 compensator 22 includes a convergence compensator 43 that compensates for the convergence of the yaw rate based on the motor angular velocity ω calculated by the motor angular velocity calculator 201 of the rotation information calculator 20, and a motor angle of the rotation information calculator 20. At least an inertia compensation unit 44 that compensates for the torque equivalent generated by the inertia of the electric motor 12 based on the motor angular acceleration α calculated by the acceleration calculation unit 202 and prevents deterioration of the sense of inertia or control responsiveness.

ここで、収斂性補償部43は、モータ角速度演算部201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。
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が加算器46で前述した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′が電流制限部23に出力される。
Here, the convergence compensation unit 43 receives the motor angular velocity ω calculated by the motor angular velocity calculation unit 201 and applies a brake to the operation of the steering wheel 1 swinging in order to improve the yaw convergence of the vehicle. As shown in FIG. 5, the convergence value Ic is calculated by multiplying the motor angular velocity ω by the convergence control gain Kc.
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 ′. The value Iref ′ is output to the current limiting unit 23.

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が正常状態であるものとすると、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.
Now, 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、回転情報演算部20モータ角速度演算部201で演算されるモータ角速度ω及びモータ角加速度演算部202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, both the motor angular velocity ω calculated by the motor angular velocity calculating unit 201 of the rotation information calculating unit 20 and the motor angular acceleration α calculated by the motor angular acceleration calculating unit 202 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 also “0”, the command compensation value Icom is also “0”. The post-compensation steering assist torque command value Iref ′ output from the adder 46 is also “0”.

このため、電流制限部23から出力される補償後操舵補助トルク指令値Iref″も“0”となり、モータ駆動回路24から出力されるモータ駆動電流も“0”を継続して電動モータ12が停止状態を継続する。
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。
For this reason, the post-compensation steering assist torque command value Iref "output from the current limiting unit 23 is also" 0 ", the motor drive current output from the motor drive circuit 24 is also" 0 ", and the electric motor 12 is stopped. Continue state.
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。
このため、加算器46から操舵補助トルク指令値Irefがそのまま電流制限部23に供給され、この電流制限部23から最大値が制限された補償後操舵補助トルク指令値Iref″がモータ駆動回路24に出力される。
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”.
Therefore, the steering assist torque command value Iref is directly supplied from the adder 46 to the current limiter 23, and the compensated steering assist torque command value Iref ″ whose maximum value is limited is supplied from the current limiter 23 to the motor drive circuit 24. Is output.

したがって、モータ駆動回路24から補償後操舵補助トルク指令値Iref″に応じたモータ駆動電流が電動モータ12に出力されて、この電動モータ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。
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WL,WRが転舵されて、軽い操舵トルクで転舵輪WL,WRを転舵することができる。
Therefore, a motor drive current corresponding to the post-compensation steering assist torque command value Iref ″ is output from the motor drive circuit 24 to the electric motor 12, and the electric motor 12 is rotationally driven, and a steering assist force corresponding to the steering torque T is obtained. Occur.
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, the left and right steered wheels WL and WR are steered via the tie rods 9 after being converted into a linear motion in the vehicle width direction, and the steered wheels WL and WR 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、回転情報演算部20のモータ角速度演算部201で演算されるモータ角速度ω及びモータ角加速度演算部202で演算されるモータ角加速度αが増加する。これにより、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。このように、指令値補償部22で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 velocity ω calculated by the motor angular velocity calculation unit 201 of the rotation information calculation unit 20 and the motor angular acceleration α calculated by the motor angular acceleration calculation unit 202 increase. As a result, the command value compensation unit 22 calculates the convergence compensation value Ic and the inertia compensation value Ii, and adds them to calculate the command compensation value Icom, which is supplied to the adder 46, whereby the steering assist torque. The command compensation value Icom is added to the command value Iref to calculate a post-compensation steering assist torque command value Iref ′. In this way, the command value compensation unit 22 performs the command value compensation process, and the center response improvement unit 313 of the first steering assist torque command value calculation unit 31 performs differential calculation processing of the steering torque T to assist characteristics. Stability is ensured in the dead zone and static friction is compensated, and the phase compensation unit 312 performs phase compensation on the first steering assist torque command value Iref1.

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.

このとき、第2の操舵補助トルク指令値演算部32では、左右の車輪WL及びWRの車輪回転速度VwL及びVwRを車輪回転速度センサ18L及び18Rで検出し、検出した車輪回転速度VwL及びVwRがセルフアライニングトルク推定部32Aに供給される。このため、セルフアライニングトルク推定部32Aの平均値算出部324で車速相当値Vs′が算出されるとともに、セルフアライニングトルク初期推定部321で、左右の車輪回転速度VwL及びVwRに基づいて前記(1)式の演算を行なって車輪回転速度差ΔVwを算出し、算出した車輪回転速度差ΔVwをもとに図4のセルフアライニングトルク算出マップを参照してセルフアライニングトルク初期推定値SATiを推定する。   At this time, in the second steering assist torque command value calculation unit 32, the wheel rotation speeds VwL and VwR of the left and right wheels WL and WR are detected by the wheel rotation speed sensors 18L and 18R, and the detected wheel rotation speeds VwL and VwR are detected. It is supplied to the self-aligning torque estimation unit 32A. Therefore, the vehicle speed equivalent value Vs ′ is calculated by the average value calculation unit 324 of the self-aligning torque estimation unit 32A, and the self-aligning torque initial estimation unit 321 calculates the vehicle speed based on the left and right wheel rotational speeds VwL and VwR. Calculation of the formula (1) is performed to calculate the wheel rotational speed difference ΔVw, and based on the calculated wheel rotational speed difference ΔVw, the self-aligning torque initial estimated value SATi is referred to with reference to the self-aligning torque calculation map of FIG. Is estimated.

そして、推定したセルフアライニングトルク初期推定値SATiに対してローパスフィルタ322でローパスフィルタ処理されることにより、ノイズが除去されたセルフアライニングトルク初期推定値SATi′が得られ、このセルフアライニングトルク初期推定値SATi′に位相補正部325で車速相当値Vs′によって位相補正を行なうことにより、セルフアライニングトルク推定値を演算し、さらにゲイン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。   Then, the estimated self-aligning torque initial estimated value SATi is low-pass filtered by the low-pass filter 322 to obtain a self-aligning torque initial estimated value SATi ′ from which noise is removed. This self-aligning torque The initial estimated value SATi ′ is subjected to phase correction by the vehicle speed equivalent value Vs ′ by the phase correction unit 325 to calculate a self-aligning torque estimated value, and further multiplied by the gain K to obtain the second steering assist torque command value Iref2. Is calculated.

この車両の走行中で、直進走行状態にあるときには、前記(1)式で算出される車輪回転速度差ΔVwが“0”であることからセルフアライニングトルク初期推定値SATiも“0”となって、電動モータ12は停止状態を維持する。
しかしながら、直進走行状態からステアリングホイール1を操舵して旋回走行状態に移行すると、その旋回走行状態の旋回半径に応じて左右の車輪回転速度VwL及びVwRに差を生じる。このため、車輪回転速度差ΔVwは、車速Vsが低い状態では、分子となる左右の車輪回転速度VwL及びVwRの差が極めて小さいことから比較的小さな値となって、セルフアライニングトルク初期推定部321で図4のセルフアライニングトルク初期推定値算出マップを参照して算出されるセルフアライニングトルク初期推定値SATiが比較的小さい値となる。このセルフアライニングトルク初期推定値SATiがローパスフィルタ322でローパス処理され、位相補正部325で車速相当値Vs′による位相補正が行なわれることにより、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。
When the vehicle is traveling and is in a straight traveling state, since the wheel rotational speed difference ΔVw calculated by the equation (1) is “0”, the self-aligning torque initial estimated value SATi is also “0”. Thus, the electric motor 12 maintains the stopped state.
However, when the steering wheel 1 is steered from the straight traveling state to shift to the turning traveling state, there is a difference between the left and right wheel rotational speeds VwL and VwR according to the turning radius of the turning traveling state. Therefore, the wheel rotational speed difference ΔVw becomes a relatively small value because the difference between the left and right wheel rotational speeds VwL and VwR, which are numerators, is extremely small when the vehicle speed Vs is low. At 321, the self-aligning torque initial estimated value SATi calculated with reference to the self-aligning torque initial estimated value calculation map of FIG. 4 becomes a relatively small value. This self-aligning torque initial estimated value SATi is low-pass processed by the low-pass filter 322, and the phase correction unit 325 performs phase correction by the vehicle speed equivalent value Vs', so that the rack shaft of the steering gear mechanism 8 is moved from the road surface when the vehicle is traveling. The input self-aligning torque SAT can be accurately estimated.

そして、この推定されたセルフアライニングトルク推定値SATを増幅部32B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、レートリミッタ35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′を電流制限部23に供給し、この最大電流が制限された補償後補助トルク指令値Iref″をモータ駆動回路24に供給することにより、このモータ駆動回路24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 estimated value SAT is amplified by the amplifying unit 32B, thereby calculating a second steering assist torque command value Iref2 in consideration of the self-aligning torque SAT. This is a command value selecting unit 34. Is supplied to the adder 46 via the rate limiter 35, and the compensated steering assist torque command value Iref ′ obtained by adding the command compensation value Icom by the adder 46 is supplied to the current limiter 23. By supplying the compensated auxiliary torque command value Iref ″ with a limited current to the motor drive circuit 24, the motor drive circuit 24 generates a steering assist force in consideration of the self-aligning torque SAT, and continues the steering assist control. can do.

また、車両の車速Vsが速い場合には、左右の車輪回転速度VwL及びVwRの差が大きな値となることから、前記(1)式で算出される車輪回転速度差ΔVwが大きな値となり、これに応じて、セルフアライニングトルク初期推定部321で図4のセルフアライニングトルク初期推定値算出マップを参照して算出されるセルフアライニングトルク初期推定値SATiが比較的大きい値となる。このセルフアライニングトルク初期推定値SATiがローパスフィルタ322でローパス処理され、位相補正部325で車速相当値Vs′による位相補正が行なわれることにより、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。   Further, when the vehicle speed Vs of the vehicle is high, the difference between the left and right wheel rotation speeds VwL and VwR becomes a large value, so the wheel rotation speed difference ΔVw calculated by the equation (1) becomes a large value. Accordingly, the self-aligning torque initial estimation unit 321 refers to the self-aligning torque initial estimated value calculation map of FIG. 4 and the self-aligning torque initial estimated value SATi is a relatively large value. This self-aligning torque initial estimated value SATi is low-pass processed by the low-pass filter 322, and the phase correction unit 325 performs phase correction by the vehicle speed equivalent value Vs', so that the rack shaft of the steering gear mechanism 8 is moved from the road surface when the vehicle is traveling. The input self-aligning torque SAT can be accurately estimated.

そして、この推定されたセルフアライニングトルク推定値SATを増幅部32B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、レートリミッタ35を介して加算器46に供給される。したがって、モータ駆動回路24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 estimated value SAT is amplified by the amplifying unit 32B, thereby calculating a second steering assist torque command value Iref2 in consideration of the self-aligning torque SAT. This is a command value selecting unit 34. To the adder 46 via the rate limiter 35. Therefore, the steering assist force can be generated in the motor drive circuit 24 in consideration of the self-aligning torque SAT, and the steering assist control can be continued.

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32A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 estimating unit 32A 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.

また、他のアンチロックブレーキシステムに使用される車輪回転速度センサ18L及び18Rを使用してセルフアライニングトルク初期推定値SATiを算出するので、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。
さらにまた、上記第1の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、回転情報演算部20、操舵補助トルク指令値演算部21、指令値補償部22、電流制限部23、モータ駆動回路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5に示す操舵トルクセンサ異常検出処理及び図6に示す操舵補助制御処理を実行するようにすればよい。
In addition, since the self-aligning torque initial estimated value SATi is calculated using the wheel rotational speed sensors 18L and 18R used in other anti-lock braking systems, the increase in the number of parts is suppressed and the cost is reduced. Can do.
Furthermore, in the first embodiment, the case where the controller 15 is configured by hardware has been described. However, the present invention is not limited to this, and a microcomputer is applied to the rotation information calculation unit 20, steering assist. The functions of the torque command value calculation unit 21, the command value compensation unit 22, the current limiting unit 23, and the motor drive circuit can be processed by software. In this case, the microcomputer may execute the steering torque sensor abnormality detection process shown in FIG. 5 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5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. 5, 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6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、車輪回転速度センサ18L,18R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5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. 6, 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 wheel rotation speed sensors 18L and 18R are read, and then the process proceeds to step S12, and the sensor abnormality flag Fa set in the torque sensor abnormality detection process of FIG. 5 is set to “1”. 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 aforementioned steering assist torque command value calculation map, 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S16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S19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 S16, 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 S19 described later.

一方、前記ステップS12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、車輪回転速度VwL及びVwRに基づいて前記(1)式の車輪回転速度差ΔVwを算出する。そして、算出した車輪回転速度差ΔVwに基づいて図4に示すセルフアライニングトルク算出マップを参照して、セルフアライニングトルク初期推定値SATiを算出し、このセルフアライニングトルク初推定値SATiをローパスフィルタ処理及び位相補正処理してセルフアライニングトルク推定値SATを算出する。次いで、ステップS18に移行して、算出したセルフアライニングトルク推定値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してからステップS19に移行する。   On the other hand, if the determination result of step S12 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 wheel rotational speeds VwL and VwR are set. Based on this, the wheel rotational speed difference ΔVw in the equation (1) is calculated. Then, based on the calculated wheel rotation speed difference ΔVw, the self-aligning torque initial estimated value SATi is calculated with reference to the self-aligning torque calculation map shown in FIG. 4, and the self-aligning torque initial estimated value SATi is low-passed. A self-aligning torque estimated value SAT is calculated through filter processing and phase correction processing. Next, the process proceeds to step S18 to calculate a second steering assist torque command value Iref2 by multiplying the calculated self-aligning torque estimated value SAT by a gain K less than “1”, and this is calculated as the steering assist torque command value. After being updated and stored in the torque command value storage area of the storage device such as RAM described above as Iref, the process proceeds to step S19.

また、ステップS19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S20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S21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S22に移行する。   In step S19, the motor rotational angle θ is differentiated to calculate the motor angular velocity ω, then the process proceeds to step S20, the motor angular speed ω is differentiated to calculate the motor angular acceleration α, and then the process proceeds to step S21. 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 S22.

このステップS22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S23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S21及びS22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S24に移行する。   In step S22, 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 S23 where it is stored in a 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 S21 and S22 to the steering assist torque command value Iref, and the process proceeds to step S24.

このステップS24では、算出した補償後操舵補助トルク指令値Iref′に対して最大値制限処理を行なって制限後トルク補助指令値Iref″を算出し、次いでステップS25に移行して、算出した制限後トルク補助指令値Iref″をモータ駆動回路24に出力して、電動モータ12を駆動する。   In step S24, a maximum value limiting process is performed on the calculated post-compensation steering assist torque command value Iref ′ to calculate a post-limit torque assist command value Iref ″. The torque assist command value Iref ″ is output to the motor drive circuit 24 to drive the electric motor 12.

この図5の処理がトルク検出部異常検出手段に対応し、図6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及びS18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S19〜S25の処理がモータ制御手段に対応している。   The process of FIG. 5 corresponds to the torque detection unit abnormality detection means. In the process of FIG. 6, the process of step S12 corresponds to the abnormality time switching means, and the processes of steps S13 to S16 are the first torque command value calculation means. The processing of steps S17 and S18 corresponds to the second torque command value calculation means, and the processing of steps S19 to S25 corresponds to the motor control means.

このように、マイクロコンピュータで、図5のトルクセンサ異常検出処理及び図6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6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を算出する。また、操舵トルクセンサ14が異常であるときには図6の操舵補助制御処理におけるステップS17及びS18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。   As described above, when the torque sensor abnormality detection process of FIG. 5 and the steering assist control process of FIG. 6 are executed by the microcomputer, the steering of FIG. 6 is performed when the steering torque sensor 14 is normal as in the above-described embodiment. The first steering assist torque command value Iref1 is calculated by executing the processes of steps S13 to S16 in the assist control process. Further, when the steering torque sensor 14 is abnormal, the process of steps S17 and S18 in the steering assist control process of FIG. 6 is executed to calculate the second steering assist torque command value Iref2, whereby the rack of the steering gear mechanism 8 is obtained. The self-aligning torque SAT, which is a reaction force from the road surface input to the shaft, is estimated, and the estimated self-aligning torque SAT is multiplied by a gain K less than “1” to obtain a second steering assist torque command value Iref2. calculate.

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、車輪回転速度VwL及びVwR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。このため、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ことができる。   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 occurs, the self-aligning torque SAT is estimated based on the wheel rotational speeds VwL and VwR, and the estimated self-aligning torque SAT is multiplied by a gain K less than “1” to obtain a second steering assist torque command. The value Iref2 is calculated. Therefore, even when the steering torque sensor 14 changes from a normal state to an abnormal state, it is possible to continue the optimal steering assist control in consideration of the road surface reaction force based on the second steering assist torque command value Iref2. it can.

次に、本発明の第2の実施形態を図7〜図13について説明する。
この第2の実施形態では、第2の操舵補助トルク指令値演算部32のゲイン調整手段となる増幅器32Bに代えて複数の調整部を有するゲイン調整部を適用するようにしたものである。 なお、この第2の実施形態では、回転センサ17を含んで回転情報演算部20が構成され、車輪回転速度センサ18が前輪の左右輪の車輪速度VwFL,VwFR及び後輪の左右輪の車輪速度VwRL,VwRRを検出し、左側の車輪速度VwFL及びVwRLの平均値を左側車輪速度VwLとし、右側の車輪速度VwFR及びVwRRの平均値を右側車輪速度VwRとしている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, a gain adjustment unit having a plurality of adjustment units is applied in place of the amplifier 32B serving as a gain adjustment unit of the second steering assist torque command value calculation unit 32. In the second embodiment, the rotation information calculation unit 20 is configured including the rotation sensor 17, and the wheel rotation speed sensor 18 includes the wheel speeds VwFL and VwFR of the front left and right wheels and the wheel speeds of the left and right wheels of the rear wheel. VwRL and VwRR are detected, the average value of the left wheel speeds VwFL and VwRL is defined as the left wheel speed VwL, and the average value of the right wheel speeds VwFR and VwRR is defined as the right wheel speed VwR.

この第2の実施形態では、図7に示すように、第2の操舵補助トルク指令値演算部32が、上述した図3の構成を有するセルフアライニングトルク推定部32Aと、このセルフアライニングトルク推定部32Aで推定したセルフアライニングトルクSATにゲインを乗算して第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出するゲイン調整手段としてのゲイン調整部32Cと、ゲイン調整部32Cでゲイン調整されたセルフアライニングトルクを制限するトルク制限手段としてのトルク制限部32Dとで構成されている。   In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the second steering assist torque command value calculation unit 32 includes a self-aligning torque estimation unit 32A having the configuration shown in FIG. 3 and the self-aligning torque. The gain adjusting unit 32C as gain adjusting means for calculating the second steering assist torque command value Iref2 by multiplying the self-aligning torque SAT estimated by the estimating unit 32A by the gain, and the self adjusted by the gain adjusting unit 32C. The torque limiting unit 32D is a torque limiting unit that limits the aligning torque.

ゲイン調整部32Cは、操舵状態ゲイン調整部36、車速ゲイン調整部37、セルフアライニングトルクゲイン調整部38、及び駆動輪スリップゲイン調整部39を有する。
操舵状態ゲイン調整部36は、セルフアライニングトルク推定部32Aから出力されるセルフアライニングトルク推定値SAT及びモータ角速度演算部201で算出されたモータ角速度ωが入力されて、これらに基づいて切増し状態、切戻し状態及び保舵状態の何れの操舵状態かを検出し、検出した操舵状態に応じた操舵状態ゲインK0を設定する操舵状態ゲイン設定部36Aと、この操舵状態ゲイン設定部36Aで設定された操舵状態ゲインK0をセルフアライニングトルク推定部32Aから出力されるセルフアライニングトルク推定値SATに乗算してゲイン倍出力Iref3を出力するゲイン乗算部36Bとで構成されている。
The gain adjusting unit 32C includes a steering state gain adjusting unit 36, a vehicle speed gain adjusting unit 37, a self-aligning torque gain adjusting unit 38, and a driving wheel slip gain adjusting unit 39.
The steering state gain adjustment unit 36 receives the self-aligning torque estimated value SAT output from the self-aligning torque estimation unit 32A and the motor angular velocity ω calculated by the motor angular velocity calculation unit 201, and increases based on these values. A steering state gain setting unit 36A that detects a steering state of a steering state, a switchback state, and a steered state, and sets a steering state gain K0 according to the detected steering state, and is set by the steering state gain setting unit 36A The steering state gain K0 is multiplied by the self-aligning torque estimation value SAT output from the self-aligning torque estimation unit 32A, and a gain multiplication unit 36B that outputs a gain multiple output Iref3 is configured.

ここで、操舵状態ゲイン設定部36Aの具体的構成は、図8に示すように、セルフアライニングトルク推定値SATとモータ角速度ωとが入力されて、切増し状態、切戻し状態及び保舵状態を判定する操舵状態判定部361と、この操舵状態判定部361の判定結果とモータ角速度ωとに基づいて操舵状態ゲインK0を算出する操舵状態ゲイン算出部362とを有する。   Here, as shown in FIG. 8, the specific configuration of the steering state gain setting unit 36A is that the self-aligning torque estimated value SAT and the motor angular velocity ω are input, and the increased state, the reverted state, and the steered state. And a steering state gain calculation unit 362 that calculates a steering state gain K0 based on the determination result of the steering state determination unit 361 and the motor angular velocity ω.

操舵状態判定部361は、セルフアライニングトルク推定値SATの符号とモータ角速度ωの符号が一致するときに切増し状態であると判定し、セルフアライニングトルク推定値SATの符号とモータ加速度ωの符号が不一致であるときに切戻し状態であると判定し、モータ角速度ωの絶対値|ω|が設定値ωt以下であるときには保舵状態であると判定する。   When the sign of the self-aligning torque estimated value SAT and the sign of the motor angular velocity ω coincide with each other, the steering state determining unit 361 determines that the steering state is increasing, and the sign of the self-aligning torque estimated value SAT and the motor acceleration ω When the signs do not match, it is determined that the switch-back state is established, and when the absolute value | ω |

操舵状態ゲイン算出部362は、入力される操舵状態及びモータ角速度ωに基づいて図9に示す操舵状態ゲイン算出マップを参照して操舵状態ゲインK0を算出する。操舵状態ゲイン算出マップは、図9に示すように、操舵状態が保舵状態であるときには、モータ角速度ωの値にかかわらず所定ゲインK0hを維持するように特性線Lhが設定され、操舵状態が切増し状態であるときには、モータ角速度ωが零から所定値ω1迄の間で所定ゲインK0hより大きいな値の所定ゲインK0iを維持し、モータ角速度ωが所定値ω1を超えるとモータ角速度ωの増加に伴ってゲインが比較的大きな勾配で増加するように特性線Liが設定され、操舵状態が切戻し状態であるときには、モータ角速度ωが零から所定値ω1迄の間で所定ゲインK0hより小さな値の所定ゲインK0dを維持し、モータ角速度ωが所定値ω1を超えるとモータ角速度ωの増加に伴ってゲインが比較的小さな勾配で減少するように特性線Ldが設定されている。   The steering state gain calculation unit 362 calculates a steering state gain K0 with reference to the steering state gain calculation map shown in FIG. 9 based on the input steering state and motor angular velocity ω. As shown in FIG. 9, in the steering state gain calculation map, when the steering state is the steering holding state, the characteristic line Lh is set so as to maintain the predetermined gain K0h regardless of the value of the motor angular velocity ω. When the motor angular speed ω is in the increased state, the predetermined gain K0i that is larger than the predetermined gain K0h is maintained between the motor angular speed ω and the predetermined value ω1, and when the motor angular speed ω exceeds the predetermined value ω1, the motor angular speed ω increases. Accordingly, when the characteristic line Li is set so that the gain increases with a relatively large gradient and the steering state is the switchback state, the motor angular speed ω is a value smaller than the predetermined gain K0h between zero and the predetermined value ω1. When the motor angular speed ω exceeds the predetermined value ω1, the characteristic line Ld is set so that the gain decreases with a relatively small gradient as the motor angular speed ω increases. It has been determined.

また、車速ゲイン調整部37は、車速感応ゲインK1を算出する車速ゲイン算出部37Aと、この車速ゲイン設定値部37Aで設定された車速感応ゲインK1を操舵状態ゲイン調整部36から出力されるゲイン倍出力Iref3に車速感応ゲインK1を乗算してゲイン倍出力Iref4を出力するゲイン乗算部37Bとで構成されている。
車速ゲイン算出部37Aは、入力される車速Vsに基づいて図10に示す車速感応ゲイン算出マップを参照して車速感応ゲインK1を算出する。ここで、車速感応ゲイン算出マップは、図10に示すように、車速Vsが零から所定値Vs1迄の間では所定値Kvを維持し、車速Vsが所定値Vs1を超えると、車速Vsの増加に応じて比較的大きな勾配でゲインが減少し、車速Vsが所定値Vs1より大きい所定値Vs2を超えると、車速Vsの増加に応じて比較的小さな勾配でゲインが減少するように特性線Lvが設定されている。
Further, the vehicle speed gain adjusting unit 37 outputs a vehicle speed gain calculating unit 37A for calculating the vehicle speed sensitive gain K1, and a gain output from the steering state gain adjusting unit 36 for the vehicle speed sensitive gain K1 set by the vehicle speed gain setting value unit 37A. A gain multiplication unit 37B that multiplies the double output Iref3 by a vehicle speed sensitive gain K1 and outputs a gain double output Iref4.
The vehicle speed gain calculation unit 37A calculates a vehicle speed sensitive gain K1 with reference to the vehicle speed sensitive gain calculation map shown in FIG. 10 based on the input vehicle speed Vs. Here, as shown in FIG. 10, the vehicle speed sensitive gain calculation map maintains the predetermined value Kv when the vehicle speed Vs is between zero and the predetermined value Vs1, and when the vehicle speed Vs exceeds the predetermined value Vs1, the vehicle speed Vs increases. The characteristic line Lv is such that when the vehicle speed Vs exceeds a predetermined value Vs2 greater than the predetermined value Vs1, the gain decreases with a relatively small gradient as the vehicle speed Vs increases. Is set.

セルフアライニングトルクゲイン調整部38は、セルフアライニングトルク演算値SAToを算出して補正ゲインK2を設定するセルフアライニングトルクゲイン設定部38Aと、このセルフアライニングトルクゲイン設定部38Aで設定されたセルフアライニングトルクゲインK2をゲイン倍出力Iref4に乗算するゲイン乗算部38Bとで構成されている。   The self-aligning torque gain adjusting unit 38 is set by the self-aligning torque gain setting unit 38A that calculates the self-aligning torque calculation value SATo and sets the correction gain K2, and the self-aligning torque gain setting unit 38A. The gain multiplier 38B is configured to multiply the self-aligning torque gain K2 by the gain multiple output Iref4.

セルフアライニングトルクゲイン設定部38Aは、図11に示すように、4輪車輪速センサ18から入力される4輪の車輪回転速度VwFL〜VwRRとモータ角度θとに基づいて車両モデルを用いてセルフアライニングトルク演算値SAToを算出するセルフアライニングトルク演算部381と、前述したセルフアライニングトルク推定部32で推定したセルフアライニングトルク推定値SATからセルフアライニングトルク演算部381で算出したセルフアライニングトルク演算値SAToを減算する減算器382と、この減算器382の減算出力を絶対値化してセルフアライニングトルク偏差ΔSAT(=|SAT−SATo|)を算出する絶対値演算部383と、この絶対値演算部383で算出したセルフアライニングトルク偏差ΔSATに基づいて図12に示すセルフアライニングトルクゲイン算出マップを参照してセルフアライニングトルクゲインK2を算出するゲイン算出部384とを備えている。   As shown in FIG. 11, the self-aligning torque gain setting unit 38A uses the vehicle model based on the four-wheel wheel speeds VwFL to VwRR inputted from the four-wheel wheel speed sensor 18 and the motor angle θ. A self-aligning torque calculation unit 381 for calculating an aligning torque calculation value SATo and a self-aligning torque calculation unit 381 calculated from the self-aligning torque estimation value SAT estimated by the self-aligning torque estimation unit 32 described above. A subtractor 382 for subtracting the lining torque calculation value SATo, an absolute value calculation unit 383 for converting the subtraction output of the subtractor 382 into an absolute value and calculating a self-aligning torque deviation ΔSAT (= | SAT−SATo |); Self-aligning torque deviation ΔS calculated by the absolute value calculator 383 Based on the T and a gain calculation unit 384 that calculates a self aligning torque gain K2 by referring to the self-aligning torque gain calculating map shown in FIG. 12.

ここで、セルフアライニングトルク演算部381は、4輪の車輪回転速度VwFL〜VwRRの平均値を車速Vとして算出すると共に、モータ角度θを推定操舵角θとして、車両諸元定数を下記(2)式で表される車両モデルとなる車両横方向の運動方程式(状態方程式)に代入し、下記(3)式で表されるセルフアライニングトルク演算値算出式(出力式)を用いることで、セルフアライニングトルク演算値SAToを算出する。   Here, the self-aligning torque calculation unit 381 calculates the average value of the wheel rotation speeds VwFL to VwRR of the four wheels as the vehicle speed V, sets the motor angle θ as the estimated steering angle θ, and sets the vehicle specification constant as (2 By substituting in the equation of motion (state equation) in the lateral direction of the vehicle, which is the vehicle model represented by equation (1), and using the self-aligning torque calculation value equation (output equation) represented by equation (3) below, A self-aligning torque calculation value SATo is calculated.

Figure 0005272905
Figure 0005272905

車両諸元定数
m:車両質量
I:車両慣性モーメント
lf:車両重心点と前軸間の距離
lr:車両重心点と後軸間の距離
Kf:前輪タイヤのコーナリングパワー
Kr:後輪タイヤのコーナリングパワー
V:車速
N:オーバーオール舵角比
θ:推定操舵角
δf:実舵角(δf=θ/N)
β:車両重心点の横滑り角
γ:ヨーレート
ε:トレール
Vehicle specification constant m: Vehicle mass I: Vehicle inertia moment lf: Distance between vehicle center of gravity and front axle rr: Distance between vehicle center of gravity and rear axle Kf: Cornering power of front tire Kr: Cornering power of rear tire V: Vehicle speed N: Overall steering angle ratio θ: Estimated steering angle δf: Actual steering angle (δf = θ / N)
β: Side slip angle of vehicle center of gravity γ: Yaw rate ε: Trail

Figure 0005272905
Figure 0005272905

上記演算を行うために、セルフアライニングトルク演算部381の具体的構成は、図12に示すように構成されている。
すなわち、推定操舵角としてのモータ角度θが1/Nを乗算する乗算器381aに入力されて実舵角δfを算出する。この乗算器381aから出力される実舵角δfが、前述した(2)式の係数b11を乗算する乗算器381bに供給され、この乗算器381bの出力が加算器381cに供給される。この加算器381cの加算出力は積分器381dに入力されて積分されることにより、車両重心点の横滑り角βを算出し、算出された車両重心点の横滑り角βが前記(3)式の係数C11を乗算する乗算器381eに供給されるとともに、前記(2)式の係数a11を乗算する乗算器381f及び前記(2)式の係数a21を乗算する乗算器381gに供給される。そして、乗算器381f及び後述する乗算器381nの乗算出力が加算器381cに供給されて、乗算器381bの乗算出力に加算されることにより、横滑り角速度β′が算出される。この横滑り角速度β′が積分器381dで積分されて横滑り角度βが算出される。
In order to perform the above calculation, a specific configuration of the self-aligning torque calculation unit 381 is configured as shown in FIG.
That is, the motor angle θ as the estimated steering angle is input to a multiplier 381a that multiplies 1 / N to calculate the actual steering angle δf. Actual steering angle δf output from the multiplier 381a is supplied to a multiplier 381b for multiplying the coefficients b 11 of the aforementioned (2), the output of the multiplier 381b is supplied to the adder 381 c. The added output of the adder 381c is input to the integrator 381d and integrated to calculate the side slip angle β of the vehicle center of gravity, and the calculated side slip angle β of the vehicle center of gravity is the coefficient of the equation (3). is supplied to a multiplier 381e for multiplying the C 11, it is supplied to a multiplier 381g for multiplying the multiplier 381f and the (2) the coefficient of formula a 21 is multiplied by a coefficient a 11 of the (2) equation. Then, the multiplication outputs of the multiplier 381f and a multiplier 381n, which will be described later, are supplied to the adder 381c and added to the multiplication output of the multiplier 381b, thereby calculating the side slip angular velocity β ′. The side slip angular velocity β ′ is integrated by the integrator 381d to calculate the side slip angle β.

一方、乗算器381aから出力される実舵角δfが、前記(2)式の係数b21を乗算する乗算器381hに供給され、この乗算器381hから出力される乗算出力が加算器381iに供給され、この加算器381iの加算出力が積分器381jに供給されて積分されることにより、ヨーレートγが算出される。そして、算出されたヨーレートγが前記(3)式の係数c12を乗算する乗算器381kに供給されるとともに、前記(2)式の係数a22を乗算する乗算器381m及び前記(2)式の係数a12を乗算する乗算器381nに供給される。 On the other hand, the actual steering angle δf output from the multiplier 381a is supplied to the multiplier 381h that multiplies the coefficient b 21 of the equation (2), and the multiplication output output from the multiplier 381h is supplied to the adder 381i. Then, the addition output of the adder 381i is supplied to the integrator 381j and integrated, whereby the yaw rate γ is calculated. Then, the calculated yaw rate γ is supplied to the multiplier 381k that multiplies the coefficient c 12 of the equation (3), and the multiplier 381m that multiplies the coefficient a 22 of the equation (2) and the equation (2). It is supplied to a multiplier 381n for multiplying the coefficients a 12 in.

そして、乗算器381mの乗算出力及び前述した乗算器381gの乗算出力が加算器381iに供給されて、乗算器381hの乗算出力に加算されてヨー角加速度γ′が算出され、このヨー角加速度γ′が積分器381jで積分されてヨーレートγが算出される。
さらに、乗算器381aから出力される実舵角δfが、前記(3)式の係数d11を乗算する乗算器381oに供給され、この乗算器381oから出力される乗算出力と、前述した乗算器381e及び381kから出力される乗算出力とが加算器381pで加算されてセルフアライニングトルク演算値SAToが算出される。
Then, the multiplication output of the multiplier 381m and the multiplication output of the multiplier 381g are supplied to the adder 381i and added to the multiplication output of the multiplier 381h to calculate the yaw angular acceleration γ ′. 'Is integrated by the integrator 381j to calculate the yaw rate γ.
Furthermore, actual steering angle δf output from the multiplier 381a is, the equation (3) is supplied to the coefficient d 11 to the multiplier 381O for multiplying of the multiplication output outputted from the multiplier 381O, the multiplier mentioned above The multiplication outputs output from 381e and 381k are added by an adder 381p to calculate a self-aligning torque calculation value SATo.

また、ゲイン算出部384では、絶対値演算部383から出力されるセルフアライニングトルク偏差の絶対値|ΔSAT|をもとに図13に示すセルフアライニングトルクゲイン算出マップを参照してセルフアライニングトルクゲインK2を算出する。
ここで、セルフアライニングトルクゲイン算出マップは、図13に示すように、セルフアライニングトルク偏差の絶対値|ΔSAT|が0から設定値ΔSAT1迄の間ではセルフアライニングトルク偏差の絶対値|ΔSAT|の増加に応じて比較的緩やかな勾配でセルフアライニングトルクゲインK2が減少し、セルフアライニングトルク偏差の絶対値|ΔSAT|が設定値ΔSAT1を超えて設定値ΔSAT2に達するまでの間は比較的急な勾配でセルフアライニングトルクゲインK2が減少し、設定値SAT2を超えると、セルフアライニングトルク偏差の絶対値|ΔSAT|の増加に応じて比較的緩やかな勾配でセルフアライニングトルクゲインK2が減少するように特性線Lsが設定されている。
Further, the gain calculation unit 384 refers to the self-aligning torque gain calculation map shown in FIG. 13 based on the absolute value | ΔSAT | of the self-aligning torque deviation output from the absolute value calculation unit 383. Torque gain K2 is calculated.
Here, as shown in FIG. 13, the self-aligning torque gain calculation map has an absolute value | ΔSAT of the self-aligning torque deviation when the absolute value | ΔSAT | of the self-aligning torque deviation is between 0 and the set value ΔSAT1. The self-aligning torque gain K2 decreases with a relatively gentle slope in accordance with the increase of |, and the comparison is made until the absolute value | ΔSAT | of the self-aligning torque deviation exceeds the set value ΔSAT1 and reaches the set value ΔSAT2. When the self-aligning torque gain K2 decreases at a steep slope and exceeds the set value SAT2, the self-aligning torque gain K2 has a relatively gentle slope as the absolute value | ΔSAT | of the self-aligning torque deviation increases. The characteristic line Ls is set so as to decrease.

駆動輪スリップゲイン調整部39は、車輪速センサ18で検出された車輪速度VwL及びVwRに基づいて駆動輪スリップゲインK3を設定する駆動輪スリップゲイン設定部39Aと、この駆動輪スリップゲイン設定部39Aで設定された駆動輪スリップゲインK3をゲイン倍出力Iref5に乗算するゲイン乗算部39Bとで構成されている。
駆動輪スリップゲイン設定部39Aは、図14に示すように、車輪速センサ18で検出された前輪の左右車輪速度VwFL及びVwFRと後輪の左右車輪速度VwRL及びVwRRが入力され、前輪の左右車輪速度VwFL及びVwFRを加算する加算部391と、この加算部391の加算出力に2分の1を乗算して前輪平均値VwFを算出する乗算器392と、後輪の左右車輪速度VwRL及びVwRRを加算する加算部393と、この加算部393の加算出力に2分の1を乗算して後輪平均値VwRを算出する乗算器394と、乗算器392から出力される前輪平均値VwFから乗算部394から出力される後輪平均値VwRを減算して駆動輪車輪速偏差ΔVwを算出する減算部395と、この減算部395から出力される駆動輪車輪速偏差ΔVwを絶対値化する絶対値回路396と、この絶対値回路396から出力される駆動輪車輪速偏差の絶対値|ΔVw|に基づいて駆動輪スリップ感応ゲインK4を算出するゲイン算出部397とを備えている。
The drive wheel slip gain adjustment unit 39 sets a drive wheel slip gain K3 based on the wheel speeds VwL and VwR detected by the wheel speed sensor 18, and the drive wheel slip gain setting unit 39A. And a gain multiplication unit 39B that multiplies the gain multiple output Iref5 by the drive wheel slip gain K3 set in (1).
As shown in FIG. 14, the driving wheel slip gain setting unit 39A receives the left and right wheel speeds VwFL and VwFR of the front wheels and the left and right wheel speeds VwRL and VwRR detected by the wheel speed sensor 18, and the left and right wheels of the front wheels are input. An adder 391 that adds the speeds VwFL and VwFR, a multiplier 392 that multiplies the addition output of the adder 391 by one half to calculate the front wheel average value VwF, and the left and right wheel speeds VwRL and VwRR of the rear wheels. An addition unit 393 for adding, a multiplier 394 for multiplying the addition output of the addition unit 393 by one half to calculate the rear wheel average value VwR, and a multiplication unit from the front wheel average value VwF output from the multiplier 392 A subtraction unit 395 that calculates a driving wheel wheel speed deviation ΔVw by subtracting the rear wheel average value VwR output from 394, and a driving wheel wheel speed output from the subtraction unit 395. An absolute value circuit 396 that converts the difference ΔVw into an absolute value, and a gain calculation unit 397 that calculates a drive wheel slip sensitive gain K4 based on the absolute value | ΔVw | of the drive wheel wheel speed deviation output from the absolute value circuit 396; It has.

ここで、ゲイン算出部397は、入力される駆動輪車輪速偏差ΔVwの絶対値|ΔVw|に基づいて図13に示す駆動輪スリップ感応ゲイン算出マップを参照して駆動輪スリップ感応ゲインK3を算出する。この駆動輪スリップ感応ゲイン算出マップは、図15に示すように、駆動輪車輪速偏差ΔVwの絶対値|ΔVw|が0から増加するに応じて駆動輪スリップゲインK3が徐々に減少するように二次曲線でなる特性線Lwが設定されている。   Here, the gain calculation unit 397 calculates the drive wheel slip sensitivity gain K3 with reference to the drive wheel slip sensitivity gain calculation map shown in FIG. 13 based on the absolute value | ΔVw | of the input drive wheel wheel speed deviation ΔVw. To do. As shown in FIG. 15, this driving wheel slip sensitive gain calculation map is such that the driving wheel slip gain K3 gradually decreases as the absolute value | ΔVw | of the driving wheel wheel speed deviation ΔVw increases from zero. A characteristic line Lw consisting of a next curve is set.

また、トルク制限部32Dは、トルク制限値設定部40と、このトルク制限値設定部40で設定されたトルク制限値Tlimでゲイン倍出力Iref6を制限して第2の操舵補助トルク指令値Iref2を出力するリミッタ部41とを備えている。
トルク制限値設定部40は、車速Vs及びモータ角速度ωが入力され、車速Vsに基づいて図16(a)に示す車速制限値算出マップを参照して車速制限値Limvを算出すると共に、モータ角速度ωに基づいて図16(b)に示すモータ角速度制限値算出マップを参照してモータ角速度制限値Limmを算出し、車速制限値Limv及びモータ角速度制限値Limmを比較して何れか小さい値を制限値Limとしてリミッタ部41に出力する。
Further, the torque limiting unit 32D limits the gain double output Iref6 by the torque limit value setting unit 40 and the torque limit value Tlim set by the torque limit value setting unit 40, thereby obtaining the second steering assist torque command value Iref2. And a limiter unit 41 for outputting.
The torque limit value setting unit 40 receives the vehicle speed Vs and the motor angular speed ω, calculates the vehicle speed limit value Limv based on the vehicle speed Vs with reference to the vehicle speed limit value calculation map shown in FIG. Based on ω, the motor angular speed limit value Limm is calculated with reference to the motor angular speed limit value calculation map shown in FIG. 16B, and the vehicle speed limit value Limv and the motor angular speed limit value Limm are compared to limit any smaller value. The value Lim is output to the limiter unit 41.

ここで、車速制限値算出マップは、図16(a)に示すように、車速Vsが零から所定値Vs3に達するまでの間は最大制限値Limmaxを維持し、車速Vsが所定値Vs3を超えると車速Vsの増加に応じて緩やかな円弧を描きながら車速制限値Limvが減少する特性線Lv1が設定されている。
また、モータ角速度制限値算出マップは、図16(b)に示すように、モータ角速度ωが零から運転者の操舵又は路面反力によって発生する設定角速度ω2に達する迄の間は最大制限値Limmaxを維持し、モータ角速度ωが設定角速度ω2を超えると、モータ角速度ωの増加に伴って比較的大きな勾配でモータ角速度制限値Limmが減少する特性線Lωが設定されている。
Here, as shown in FIG. 16A, the vehicle speed limit value calculation map maintains the maximum limit value Limmax until the vehicle speed Vs reaches a predetermined value Vs3 from zero, and the vehicle speed Vs exceeds the predetermined value Vs3. A characteristic line Lv1 is set in which the vehicle speed limit value Limv decreases while a gentle arc is drawn in accordance with the increase in the vehicle speed Vs.
Further, as shown in FIG. 16 (b), the motor angular velocity limit value calculation map shows a maximum limit value Limmax until the motor angular velocity ω reaches zero from the zero to the set angular velocity ω2 generated by the driver's steering or road reaction force. When the motor angular velocity ω exceeds the set angular velocity ω2, the characteristic line Lω is set such that the motor angular velocity limit value Limm decreases with a relatively large gradient as the motor angular velocity ω increases.

次に、上記第2の実施形態の動作を説明する。
操舵トルクセンサ14が正常である場合には、前述した第1の実施形態と同様に、トルクセンサ異常検出部33で論理値“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。このため、操舵トルクセンサ14で検出した操舵トルクTに応じた操舵補助制御が行われて、電動モータ12から操舵トルクTに応じた操舵補助力が発生され、これが減速機構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WL,WRが転舵されて、軽い操舵トルクで転舵輪WL,WRを転舵することができる。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
When the steering torque sensor 14 is normal, the torque sensor abnormality detection unit 33 outputs the abnormality detection signal Sa having the logical value “0” to the command value selection unit 34, as in the first embodiment. . 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. For this reason, steering assist control according to the steering torque T detected by the steering torque sensor 14 is performed, and a steering assist force according to the steering torque T is generated from the electric motor 12, which is transmitted via the speed reduction mechanism 11 to the steering wheel. By transmitting the steering force from 1 to the transmitted steering shaft 2, the steering force and the steering assist force are converted into a linear motion in the vehicle width direction by the steering gear mechanism 8, and the left and right steered wheels via the tie rod 9. WL and WR are steered, and steered wheels WL and WR can be steered with light steering torque.

一方、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。   On the other hand, when the steering torque sensor 14 is in an abnormal state while the vehicle is running and the torque sensor abnormality detection unit 33 enters a state where the steering torque T satisfies the steering torque sensor abnormality detection condition, 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.

この第2の操舵補助トルク指令値演算部32では、セルフアライニングトルク推定部32で、前述した第1の実施形態と同様に、車輪速センサ18から出力される左右の車輪速度VwL及びVwRに基づいてセルフアライニングトルク推定値SAT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推定値SATに対して、ゲイン調整部32Cで各種ゲイン調整が行われる。   In the second steering assist torque command value calculation unit 32, the self-aligning torque estimation unit 32 sets the left and right wheel speeds VwL and VwR output from the wheel speed sensor 18 in the same manner as in the first embodiment described above. Based on this, a self-aligning torque estimated value SAT is calculated. Various gain adjustments are performed on the calculated self-aligning torque estimated value SAT by the gain adjusting unit 32C.

すなわち、操舵状態ゲイン調整部36では、ステアリングホイール1の操舵状態が切増し状態、切戻し状態及び保舵状態の何れであるかを判定する。この場合の判定は、セルフアライニングトルク推定地SATの符号とモータ角速度ωの符号とが一致するか否かで切増し状態であるか切戻し状態であるかを判定し、モータ角速度ωの絶対値|ω|が設定角速度ωt以下であるときに保舵状態であると判定する。   In other words, the steering state gain adjustment unit 36 determines whether the steering state of the steering wheel 1 is in the increased state, the return state, or the steered state. In this case, the determination is made based on whether or not the sign of the self-aligning torque estimated place SAT and the sign of the motor angular speed ω coincide with each other. When the value | ω | is equal to or less than the set angular velocity ωt, it is determined that the steering is maintained.

そして、判定された操舵状態に応じて図9の特性線Li、Ld及びLhの何れかが選択され、選択された特性線に基づいてモータ角速度ωから操舵状態感応ゲインK0が設定される。このため、ステアリングホイール1の操舵状態が保舵状態であるときには操舵状態感応ゲインK0が所定値K0hを維持することにより、保舵状態に応じた中立値の操舵状態ゲインK0を設定することができる。このため、操舵状態ゲインK0がセルフアライニングトルク推定部32Aから出力されるセルフアライニングトルク推定値SATに操舵状態ゲインKOを乗算して保舵状態に最適なゲイン倍出力Iref3を得ることができる。   Then, any one of the characteristic lines Li, Ld, and Lh in FIG. 9 is selected according to the determined steering state, and the steering state sensitive gain K0 is set from the motor angular velocity ω based on the selected characteristic line. Therefore, when the steering state of the steering wheel 1 is the steered state, the steering state sensitive gain K0 maintains the predetermined value K0h, so that the neutral steering state gain K0 corresponding to the steered state can be set. . For this reason, the steering state gain K0 can be multiplied by the steering state gain KO and the self-aligning torque estimated value SAT output from the self-aligning torque estimation unit 32A to obtain a gain doubled output Iref3 that is optimal for the steered state. .

一方、上記操舵状態での車速Vsに基づいて車速感応ゲイン設定部37Aで図10に示す車速感応ゲイン設定マップを参照して車速感応ゲインK1が設定され、設定された車速感応ゲインK1がゲイン乗算部37Bでゲイン倍出力Iref3に乗算されてゲイン倍出力Iref4(=Iref3*K1)が算出され、このゲイン倍出力Iref4が出力される。   On the other hand, the vehicle speed sensitive gain K1 is set by the vehicle speed sensitive gain setting unit 37A with reference to the vehicle speed sensitive gain setting map shown in FIG. 10 based on the vehicle speed Vs in the steering state, and the set vehicle speed sensitive gain K1 is multiplied by the gain. The unit 37B multiplies the gain double output Iref3 to calculate the gain double output Iref4 (= Iref3 * K1), and outputs this gain double output Iref4.

すなわち、車速Vsが設定車速Vs1より小さい場合には、比較的大きな車速感応ゲインK1が設定されることにより、据え切り時等の大きな操舵補助力を発生する第2の操舵補助力を発生させる第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出することができる。
また、車速Vsが設定車速Vs1を超えている場合には、車速Vsの増加に応じて車速感応ゲインK1が比較的大きな減少率で減少することになり、車速Vsが設定車速Vs2を超える場合には、車速Vsの増加に応じて比較的小さな減少率で減少することになり、車速Vsに応じてセルフアライニングトルク推定値SATが最適化されて第2の操舵補助トルク指令値Iref2が算出され、操舵フィーリングを向上させることができる。
That is, when the vehicle speed Vs is smaller than the set vehicle speed Vs1, a relatively large vehicle speed sensitive gain K1 is set, thereby generating a second steering assist force that generates a large steering assist force such as when the vehicle is stationary. 2 steering assist torque command value Iref2 can be calculated.
Further, when the vehicle speed Vs exceeds the set vehicle speed Vs1, the vehicle speed sensitive gain K1 decreases with a relatively large decrease rate as the vehicle speed Vs increases, and when the vehicle speed Vs exceeds the set vehicle speed Vs2. Decreases at a relatively small decrease rate as the vehicle speed Vs increases, and the second self-aligning torque command value Iref2 is calculated by optimizing the self-aligning torque estimated value SAT according to the vehicle speed Vs. Steering feeling can be improved.

また、セルフアライニングトルクゲイン設定部38Aでは、セルフアライニングトルク演算部381で、モータ角度θ及び4輪の車輪速VwFL〜VwRRに基づいて車両モデルを利用してセルフアライニングトルク演算値SAToを算出する。そして、減算器382で、算出したセルフアライニングトルク演算値SAToとセルフアライニングトルク推定部32Aで推定したセルフアライニングトルク推定値SATとの偏差ΔSATを算出し、算出した偏差ΔSATを絶対値演算部383で絶対値化して絶対値|ΔSAT|を算出する。そして、ゲイン算出部384で、算出した絶対値|ΔSAT|に基づいて図13に示すセルフアライニングトルクゲイン算出マップを参照してセルフアライニングトルクゲインK2を算出する。   In the self-aligning torque gain setting unit 38A, the self-aligning torque calculation unit 381 calculates the self-aligning torque calculation value SATo using the vehicle model based on the motor angle θ and the wheel speeds VwFL to VwRR of the four wheels. calculate. Then, a subtractor 382 calculates a deviation ΔSAT between the calculated self-aligning torque calculation value SATo and the self-aligning torque estimation value SAT estimated by the self-aligning torque estimation unit 32A, and calculates the calculated deviation ΔSAT as an absolute value calculation. The absolute value | ΔSAT | is calculated by making it an absolute value in the unit 383. Then, the gain calculating unit 384 calculates the self-aligning torque gain K2 with reference to the self-aligning torque gain calculation map shown in FIG. 13 based on the calculated absolute value | ΔSAT |.

そして、算出したセルフアライニングトルクゲインK2がゲイン乗算部38Bでゲイン乗算部37Bから出力されるゲイン倍出力Iref4に乗算されてゲイン倍出力Iref5(=Iref4*K2)を算出し、このゲイン倍出力Iref5が出力される。
このため、何れかのタイヤがパンクして応急タイヤを装着したり、タイヤの空気圧のバラツキが生じたり、左右輪の摩耗度合いが異なることにより、左右輪でタイヤ外径が異なる場合や、左右の一方側が雪路、凍結路、轍、水溜まり等の低摩擦係数路面となり、他方側が乾燥路面等の高摩擦係数路面となる所謂スプリットμ路を走行する場合では車両の左右で車輪速度差を生じることになる。
Then, the calculated self-aligning torque gain K2 is multiplied by the gain multiplication output Iref4 output from the gain multiplication unit 37B by the gain multiplication unit 38B to calculate the gain multiplication output Iref5 (= Iref4 * K2), and this gain multiplication output Iref5 is output.
For this reason, if one of the tires is punctured and an emergency tire is installed, the tire pressure varies, or the wear degree of the left and right wheels is different, the outer diameter of the left and right wheels is different, When traveling on a so-called split μ road where one side is a low friction coefficient road surface such as a snowy road, a frozen road, a dredging, or a puddle, and the other side is a high friction coefficient road surface such as a dry road surface, a wheel speed difference occurs between the left and right sides of the vehicle. become.

このように、車両の左右で車輪速度差を生じた場合、例えば図17に示すように、車両の左輪側のタイヤ外径が右輪側のタイヤ外径より大きい場合には、車両に矢印Aで示すように時計方向のヨー運動を生じることから、車両を直進走行させるには、ステアリングホイール1を矢印Bで示すように、左操舵して保舵トルクを与える必要がある。
しかしながら、車両左側の車輪速度VwLが右側の車輪速度VwRに比較して速いので、セルフアライニングトルク推定部32Aでは、右旋回状態と誤判断することになり、右旋回走行を補助するようなセルフアライニングトルク推定値SATが算出される。このため、このセルフアライニングトルク推定値SATを第2の操舵補助トルク指令値Iref2とした場合には、電動モータ12で、右操舵を補助する逆方向の操舵補助力が発生される制御異常状態となってしまう。
Thus, when a wheel speed difference occurs between the left and right sides of the vehicle, for example, as shown in FIG. 17, when the tire outer diameter on the left wheel side of the vehicle is larger than the tire outer diameter on the right wheel side, the arrow A Since the yaw motion in the clockwise direction is generated as shown by, in order to drive the vehicle straight, it is necessary to steer the steering wheel 1 to the left as shown by the arrow B to give the steering torque.
However, since the wheel speed VwL on the left side of the vehicle is faster than the wheel speed VwR on the right side, the self-aligning torque estimation unit 32A erroneously determines that the vehicle is turning right, and assists in turning right. A self-aligning torque estimated value SAT is calculated. For this reason, when the self-aligning torque estimated value SAT is set to the second steering assist torque command value Iref2, the control abnormal state in which a reverse steering assist force that assists the right steering is generated by the electric motor 12 is generated. End up.

このとき、セルフアライニングトルクゲイン設定部38Aでは、モータ角度θ及び4輪の車輪速度VwFL〜VwRRに基づいて車両モデルを利用してセルフアライニングトルク演算値SAToを算出する。このセルフアライニングトルク演算値SAToはモータ角θが“0”であるので、図12に示すセルフアライニングトルク演算部381の乗算器381aで算出される実舵角δfも“0”となる。このように実舵角Δfが“0”となるため、セルフアライニングトルク演算部381で算出されるセルフアライニングトルク演算値SAToも“0”となり、減算器382から出力されるセルフアライニングトルク推定値SATとの間の偏差ΔSATが増加し、絶対値演算部383で演算される絶対値|ΔSAT|が増加することになる。このため、図13を参照して算出されるセルフアライニングトルクゲインK2が偏差ΔSATの絶対値|ΔSAT|の増加に応じて減少する。   At this time, the self-aligning torque gain setting unit 38A calculates the self-aligning torque calculation value SATo using the vehicle model based on the motor angle θ and the wheel speeds VwFL to VwRR of the four wheels. Since the motor angle θ of the self-aligning torque calculation value SATo is “0”, the actual steering angle δf calculated by the multiplier 381a of the self-aligning torque calculation unit 381 shown in FIG. 12 is also “0”. Since the actual steering angle Δf becomes “0” in this way, the self-aligning torque calculation value SATo calculated by the self-aligning torque calculation unit 381 also becomes “0”, and the self-aligning torque output from the subtractor 382. The deviation ΔSAT from the estimated value SAT increases, and the absolute value | ΔSAT | calculated by the absolute value calculator 383 increases. Therefore, the self-aligning torque gain K2 calculated with reference to FIG. 13 decreases as the absolute value | ΔSAT | of the deviation ΔSAT increases.

したがって、ゲイン乗算部38Bで、ゲイン乗算部37Bから出力されるゲイン倍出力Iref4にセルフアライニングトルクゲインK2が乗算されるので、ゲイン乗算部38Bから出力されるゲイン倍出力Iref5が減少することになり、結果的に第2の操舵補助トルク指令値Iref2が減少し、電動モータ12で発生する逆方向の操舵補助力が抑制される。   Therefore, since the gain multiplying unit 38B multiplies the gain multiplying output Iref4 output from the gain multiplying unit 37B by the self-aligning torque gain K2, the gain multiplying output Iref5 output from the gain multiplying unit 38B decreases. As a result, the second steering assist torque command value Iref2 decreases, and the steering assist force in the reverse direction generated by the electric motor 12 is suppressed.

一方、例えば左輪側が、低摩擦係数路面で、右輪側が高摩擦係数路面であるスプリットμ路を走行する場合には、上記タイヤ外径が異なる場合と同様に、左輪側の駆動輪の車輪速度が増加することにより、左輪の車輪速度VwLが右輪の車輪速度VwRに比較して速くなる。しかしながら、このスプリットμ路の走行状態では、右輪側の駆動輪のグリップ力が左輪側の駆動輪のグリップ力に比べて大きくなるので、車両に反時計方向のヨー運動が発生する。このため、車両を直進走行させるには、運転者がステアリングホイール1を右操舵して保舵トルクを発生させることになる。   On the other hand, for example, when traveling on a split μ road where the left wheel side is a low friction coefficient road surface and the right wheel side is a high friction coefficient road surface, the wheel speed of the drive wheel on the left wheel side is the same as when the tire outer diameter is different. Is increased, the wheel speed VwL of the left wheel becomes faster than the wheel speed VwR of the right wheel. However, in the traveling state on the split μ road, the grip force of the drive wheel on the right wheel side is larger than the grip force of the drive wheel on the left wheel side, and thus the yaw motion in the counterclockwise direction is generated in the vehicle. For this reason, in order to drive the vehicle straight, the driver steers the steering wheel 1 to the right to generate a steering torque.

このとき、セルフアライニングトルク推定部32Aで推定されるセルフアライニングトルク推定値SATは、左輪の車輪速度VwLが右輪の車輪速度VwRよりも速いので、右旋回状態と判断されて、運転者の保舵トルクを補助する方向となる。
このため、セルフアライニングトルク推定値SATを抑制する必要はないことになるが、左輪側の駆動輪が低摩擦係数路面を走行するので、車輪速度が急増することになり、左右の車輪速度差ΔVwが急増して、この分セルフアライニングトルク推定値SATも実際のセルフアライニングトルクより大きな値となる。したがって、そのままでは第2の操舵補助トルク指令値Iref2が大きな値となって、電動モータ12で発生する操舵補助力が過多となるセルフステア状態となる。
At this time, the self-aligning torque estimated value SAT estimated by the self-aligning torque estimating unit 32A is determined to be in the right-turning state because the wheel speed VwL of the left wheel is faster than the wheel speed VwR of the right wheel. It becomes the direction which assists a person's steering torque.
For this reason, it is not necessary to suppress the self-aligning torque estimated value SAT, but since the driving wheel on the left wheel side runs on the low friction coefficient road surface, the wheel speed rapidly increases, and the difference between the left and right wheel speeds ΔVw increases rapidly, and accordingly, the self-aligning torque estimated value SAT becomes larger than the actual self-aligning torque. Therefore, the second steering assist torque command value Iref2 becomes a large value as it is, and a self-steering state in which the steering assist force generated by the electric motor 12 becomes excessive is brought about.

この場合には、セルフアライニングトルクゲイン算出部38Aで算出されるセルフアライニングトルク推定値SATとセルフアライニングトルク演算値SAToとの偏差ΔSATの絶対値|ΔSAT|が大きな値となる。この結果、ゲイン算出部384で、図13を参照して算出されるセルフアライニングトルクゲインK2がより小さい値となって、このセルフアライニングトルクゲインK2がゲイン乗算部38Bでゲイン倍出力Iref4に乗算されてゲイン倍出力Iref5(=Iref4*K2)が算出される。これによって、第2の操舵補助トルク指令値Iref2が減少されて、保舵トルクに見合う値に調整される。この結果、電動モータ12で発生する操舵補助力がセルフステアを抑制して適正値に制御される。したがって、運転者に違和感を与えることなく、適正な操舵補助制御を行うことができる。   In this case, the absolute value | ΔSAT | of the deviation ΔSAT between the estimated self-aligning torque value SAT calculated by the self-aligning torque gain calculation unit 38A and the calculated self-aligning torque value SATo becomes a large value. As a result, the self-aligning torque gain K2 calculated with reference to FIG. 13 in the gain calculation unit 384 becomes a smaller value, and this self-aligning torque gain K2 becomes the gain multiplied output Iref4 in the gain multiplication unit 38B. Multiplication is performed to calculate a gain doubled output Iref5 (= Iref4 * K2). As a result, the second steering assist torque command value Iref2 is decreased and adjusted to a value commensurate with the steering holding torque. As a result, the steering assist force generated by the electric motor 12 is controlled to an appropriate value while suppressing self-steer. Therefore, appropriate steering assist control can be performed without causing the driver to feel uncomfortable.

また、発進時に、駆動輪スリップを生じると、駆動輪の車輪速度が増加することにより、左右の車輪速度VwL,VwRも増加する。このため、前述した(1)式で算出される左右の車輪回転速度差ΔVwが実際の車輪回転速度差より大きくなって、図4に示すセルフアライニングトルク算出マップを参照して算出されるセルフアライニングトルク推定値SATが実際のセルフアライニングトルクより大きな値に設定されることがある。この場合には、第2の操舵補助トルク指令値Iref2も増加することから、電動モータ12で運転者の意図しない操舵補助力を発生するセルフステア状態となる。   Further, when driving wheel slip occurs at the time of starting, the wheel speeds of the driving wheels increase, so that the left and right wheel speeds VwL and VwR also increase. For this reason, the left and right wheel rotational speed difference ΔVw calculated by the above-described equation (1) becomes larger than the actual wheel rotational speed difference, and the self calculated by referring to the self-aligning torque calculation map shown in FIG. The aligning torque estimated value SAT may be set to a value larger than the actual self-aligning torque. In this case, since the second steering assist torque command value Iref2 also increases, the electric motor 12 enters a self-steer state in which a steering assist force not intended by the driver is generated.

このため、駆動輪スリップゲイン設定部39Aで、駆動輪スリップ率を算出し、算出した駆動輪スリップ率に基づいて図15に示す駆動輪スリップゲイン算出マップを参照することにより、駆動輪スリップ率が増加するにつれて減少する駆動輪スリップゲインK3を算出し、算出した駆動輪スリップゲインK3をゲイン乗算器39Bでゲイン倍出力Iref5に乗算することによりゲイン倍出力Iref6(=Iref5*K3)を算出することにより、駆動輪スリップによるセルフステア状態を抑制する。   For this reason, the driving wheel slip gain setting unit 39A calculates the driving wheel slip ratio and refers to the driving wheel slip gain calculation map shown in FIG. 15 on the basis of the calculated driving wheel slip ratio. A drive wheel slip gain K3 that decreases as it increases is calculated, and a gain multiplier output Iref6 (= Iref5 * K3) is calculated by multiplying the calculated drive wheel slip gain K3 by the gain multiplier 39B to the gain multiple output Iref5. Thus, the self-steering state due to the drive wheel slip is suppressed.

さらに、車速Vs及びモータ角速度ωがトルク制限部32Dのトルク制限値設定部40に入力されることにより、車速Vsに基づいて図16(a)の車速制限値算出マップを参照して車速Vsが高い領域でセルフステアによる制御出力や制御異常出力の出力を制限する車速制限値Limvを算出すると共に、モータ角速度ωに基づいて図16(b)のモータ角速度制限値算出マップを参照してモータ角速度ωが運転者の操舵又は路面反力よって発生する速度以上となったときに、セルフステアによる制御出力や制御異常出力の出力を制限するモータ角速度制限値Limmを算出する。   Further, when the vehicle speed Vs and the motor angular speed ω are input to the torque limit value setting unit 40 of the torque limiter 32D, the vehicle speed Vs is determined based on the vehicle speed Vs with reference to the vehicle speed limit value calculation map of FIG. A vehicle speed limit value Limv that limits the output of the control output and control abnormality output by self-steering in a high region is calculated, and the motor angular speed is referred to the motor angular speed limit value calculation map of FIG. 16B based on the motor angular speed ω. When ω becomes equal to or higher than the speed generated by the driver's steering or road surface reaction force, a motor angular speed limit value Limm for limiting the output of the control output by the self-steer and the control abnormality output is calculated.

したがって、車速Vsが高い領域では車速制限値Limvが小さい値となることにより、第2の操舵補助トルク指令値Iref2が車速制限値Limvに制限され、電動モータ12で発生する操舵補助力も小さい値に制限される。同様に、モータ角速度ωが運転者の操舵や路面反力によって発生する速度ω2以上となるとモータ角速度制限値Limmがモータ角速度ωの増加に応じて徐々に小さい値となることにより、第2の操舵補助トルク指令値Iref2がモータ角速度制限値Limmに制限され、電動モータ12で発生する操舵補助力が制限される。この結果、高車速領域やモータ角速度ωが速い領域では制御異常出力状態である可能性が高いので第2の操舵補助トルク指令値Iref2を制限することにより、制御出力異常を抑制することができる。   Therefore, when the vehicle speed Vs is high, the vehicle speed limit value Limv becomes a small value, whereby the second steering assist torque command value Iref2 is limited to the vehicle speed limit value Limv, and the steering assist force generated by the electric motor 12 is also small. Limited. Similarly, when the motor angular speed ω becomes equal to or higher than the speed ω2 generated by the driver's steering or road reaction force, the motor angular speed limit value Limm gradually decreases as the motor angular speed ω increases, so that the second steering The auxiliary torque command value Iref2 is limited to the motor angular velocity limit value Limm, and the steering assist force generated by the electric motor 12 is limited. As a result, since there is a high possibility of a control abnormality output state in a high vehicle speed region or a region where the motor angular velocity ω is high, it is possible to suppress the control output abnormality by limiting the second steering assist torque command value Iref2.

なお、上記第2の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、回転情報演算部20、操舵補助トルク指令値演算部21、指令値補償部22、電流制限部23、モータ駆動回路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5に示す操舵トルクセンサ異常検出処理及び図18に示す操舵補助制御処理を実行するようにすればよい。   In the second 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 rotation information calculation unit 20 and the steering assist torque are applied by applying a microcomputer. The functions of the command value calculation unit 21, the command value compensation unit 22, the current limiting unit 23, and the motor drive circuit can be processed by software. As processing in this case, the microcomputer may execute the steering torque sensor abnormality detection processing shown in FIG. 5 and the steering assist control processing shown in FIG.

ここで、操舵補助制御処理は、図18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S31で、操舵トルクセンサ14、車速センサ16、回転角センサ17、車輪回転速度センサ18L,18R等の各種センサの検出値を読込み、次いでステップS32に移行して、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S33に移行して、モータ角速度ωを微分してモータ角速度αを算出してからステップS34に移行する。   Here, as shown in FIG. 18, the steering assist control process is executed as a timer interrupt process every predetermined time (for example, 1 msec). First, in step S31, the steering torque sensor 14, the vehicle speed sensor 16, and the rotation angle sensor are executed. 17, the detection values of various sensors such as the wheel rotation speed sensors 18L, 18R are read, then the process proceeds to step S32, the motor rotation angle θ is differentiated to calculate the motor angular speed ω, and then the process proceeds to step S33. After the motor angular speed ω is differentiated to calculate the motor angular speed α, the process proceeds to step S34.

このステップS34では、図5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S35〜S38に移行する。
これらステップS35〜ステップS38では、前述した第1の実施形態における図6のステップS13〜ステップS16と同様の処理を行って第1の操舵補助トルク指令値Iref1を算出し、算出した第1の操舵補助トルク指令値Iref1を操舵補助トルク指令値Irefとして所定の指令値記憶領域に更新記憶してからステップS50に移行する。
In this step S34, it is determined whether or not the sensor abnormality flag Fa set in the torque sensor abnormality detection process of FIG. 5 is set to “1”, and when the sensor abnormality flag Fa is reset to “0”. The process proceeds to steps S35 to S38.
In these steps S35 to S38, processing similar to that in steps S13 to S16 in FIG. 6 in the first embodiment described above is performed to calculate the first steering assist torque command value Iref1, and the calculated first steering is calculated. After the auxiliary torque command value Iref1 is updated and stored in the predetermined command value storage area as the steering auxiliary torque command value Iref, the process proceeds to step S50.

また、上記ステップS34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S39に移行し、前述した第1の実施形態におけるステップS17と同様の処理を行ってセルフアライニングトルク推定値SATを算出する。
次いで、ステップS40に移行して、算出したセルフアライニングトルク推定値SATとモータ角速度ωとに基づいて切増し状態、切戻し状態及び保舵状態の何れの操舵状態であるかを判定し、判定された操舵状態に応じて図9の操舵状態感応ゲイン算出マップを参照して操舵状態感応ゲインK0を算出する。
If the determination result of step S34 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 S39. The first embodiment described above. The same processing as step S17 is performed to calculate the self-aligning torque estimated value SAT.
Next, the process proceeds to step S40, where it is determined whether the steering state is the increased state, the reverted state, or the steered state based on the calculated self-aligning torque estimated value SAT and the motor angular velocity ω. The steering state sensitive gain K0 is calculated with reference to the steering state sensitive gain calculation map of FIG.

次いで、ステップS41に移行して、算出した操舵状態感応ゲインK0を前記ステップS39で算出したセルフアライニングトルク推定値SATに乗算してゲイン倍出力Iref3(=SAT*K0)を算出する。
次いで、ステップS42に移行して、車速Vsに基づいて図10に示す車速感応ゲイン算出マップを参照して車速感応ゲインK1を算出し、次いでステップS43に移行して、算出した車速感応ゲインK1をゲイン倍出力Iref3に乗算してゲイン倍出力Iref4(=Iref3*K1)を算出する。
Next, the process proceeds to step S41, and the gain double output Iref3 (= SAT * K0) is calculated by multiplying the calculated steering state sensitive gain K0 by the estimated self-aligning torque SAT calculated in step S39.
Next, the process proceeds to step S42, the vehicle speed sensitive gain K1 is calculated based on the vehicle speed Vs with reference to the vehicle speed sensitive gain calculation map shown in FIG. 10, and then the process proceeds to step S43, where the calculated vehicle speed sensitive gain K1 is obtained. The gain double output Iref4 (= Iref3 * K1) is calculated by multiplying the gain double output Iref3.

次いで、ステップS44に移行して、4輪の車輪速度VwFL〜VwRRとモータ角度θとに基づいて車両モデルを利用して前述した(2)及び(3)式の演算を行ってセルフアライニングトルク演算値SAToを算出し、算出したセルフアライニングトルク演算値SAToと前記ステップS39で算出したセルフアライニングトルク推定値SATとの偏差ΔSATを算出し、算出した偏差ΔSATの絶対値|ΔSAT|に基づいて図13に示すセルフアライニングトルクゲイン算出マップを参照してセルフアライニングトルクゲインK2を算出する。   Next, the process proceeds to step S44, and the self-aligning torque is calculated by performing the calculations of the above-described equations (2) and (3) using the vehicle model based on the wheel speeds VwFL to VwRR of the four wheels and the motor angle θ. A calculated value SATo is calculated, a deviation ΔSAT between the calculated self-aligning torque calculated value SATo and the estimated self-aligning torque SAT calculated in step S39 is calculated, and based on the absolute value | ΔSAT | of the calculated deviation ΔSAT. The self-aligning torque gain K2 is calculated with reference to the self-aligning torque gain calculation map shown in FIG.

次いで、ステップS45に移行して、算出したセルフアライニングトルクゲインK2をゲイン倍出力Iref4に乗算してゲイン倍出力Iref5(=Iref4*K2)を算出する。
次いで、ステップS46に移行して、4輪車輪速度VwFL〜VwRRに基づいて前述した駆動輪スリップ率ΔVwを算出し、その絶対値|ΔVw|に基づいて図15の駆動輪スリップゲイン算出マップを参照して駆動輪スリップゲインK3を算出する。
Next, the process proceeds to step S45, and the gain double output Iref5 (= Iref4 * K2) is calculated by multiplying the calculated self aligning torque gain K2 by the gain double output Iref4.
Next, the process proceeds to step S46, where the aforementioned drive wheel slip ratio ΔVw is calculated based on the four-wheel wheel speeds VwFL to VwRR, and the drive wheel slip gain calculation map of FIG. 15 is referred to based on the absolute value | ΔVw | Then, the drive wheel slip gain K3 is calculated.

次いで、ステップS47に移行して、算出した駆動輪スリップゲインK3をゲイン倍出力Iref5に乗算してゲイン倍出力Iref6(=Iref5*K3)を算出する。
次いで、ステップS48に移行して、車速Vsに基づいて図16(a)に示す車速制限値算出マップを参照して車速制限値Limvを算出すると共に、モータ角速度ωに基づいて図16(b)に示すモータ角速度制限値算出マップを参照してモータ角速度制限値Limmを算出し、算出した車速制限値Limv及びモータ角速度制限値Limmのうち何れか小さい値を制限値Limとして設定する。
Next, the process proceeds to step S47, and the gain double output Iref6 (= Iref5 * K3) is calculated by multiplying the calculated drive wheel slip gain K3 by the gain double output Iref5.
Next, the process proceeds to step S48, where the vehicle speed limit value Limv is calculated based on the vehicle speed Vs with reference to the vehicle speed limit value calculation map shown in FIG. 16A, and based on the motor angular speed ω, as shown in FIG. The motor angular speed limit value Limm is calculated with reference to the motor angular speed limit value calculation map shown in FIG. 5 and the smaller one of the calculated vehicle speed limit value Limv and motor angular speed limit value Limm is set as the limit value Lim.

次いで、ステップS49に移行して、設定された制限値Limでゲイン倍出力Iref6を制限して第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出し、算出した第2の操舵補助トルク指令値Iref2を操舵補助トルク指令値Irefとして所定の指令値記憶領域に更新記憶してからステップS50に移行する。
このステップS50では、モータ角速度ωに収斂性ゲインKcを乗算して収斂性補償値Ic(=Kc*ω)を算出し、次いでステップS51に移行して、モータ角加速度αに基づいて慣性補償値Tiを算出する。
Next, the process proceeds to step S49, the gain multiplication output Iref6 is limited by the set limit value Lim to calculate the second steering assist torque command value Iref2, and the calculated second steering assist torque command value Iref2 is steered. After updating and storing the auxiliary torque command value Iref in a predetermined command value storage area, the process proceeds to step S50.
In this step S50, a convergence compensation value Ic (= Kc * ω) is calculated by multiplying the motor angular velocity ω by the convergence gain Kc, and then the routine proceeds to step S51, where the inertia compensation value is based on the motor angular acceleration α. Ti is calculated.

次いで、ステップS52に移行して、指令値記憶領域に記憶されている操舵補助トルク指令値Irefに収斂性補償値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′を算出する。
次いで、ステップS53に移行して、算出した補償後操舵補助トルク指令値Iref′を最大電流制限処理して、制限後操舵補助トルク指令値Iref″を算出し、次いでステップS54に移行して、算出した制限後操舵補助トルク指令値Iref″をモータ愚答回路24に出力して、電動モータ12を駆動してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
Subsequently, the process proceeds to step S52, and the post-compensation steering assist torque command value Iref ′ is calculated by adding the convergence compensation value Ic and the inertia compensation value Ii to the steering assist torque command value Iref stored in the command value storage area. To do.
Next, the process proceeds to step S53, where the calculated post-compensation steering assist torque command value Iref ′ is subjected to the maximum current limiting process to calculate the post-limit steering assist torque command value Iref ″, and then the process proceeds to step S54. The post-restricted steering assist torque command value Iref ″ is output to the motor response circuit 24, the electric motor 12 is driven, the timer interruption process is terminated, and the process returns to the predetermined main program.

この図6の処理において、ステップS34の処理が異常時切換手段に対応し、ステップS35〜S38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S39〜S49の処理が第2のトルク指令値演算手段に対応し、このうちステップS40〜S49の処理がゲイン調整手段に対応し、S50〜S54の処理がモータ制御手段に対応している。
このように、マイクロコンピュータで、図5のトルクセンサ異常検出処理及び図18の操舵補助制御処理を実行することにより、前述した第2の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18の操舵補助制御処理におけるステップS35〜S38の処理を実行して、第1の操舵補助トルク指令値Iref1を算出する。また、操舵トルクセンサ14が異常であるときには図18の操舵補助制御処理におけるステップS39〜S49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に種々のゲイン調整を行って第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出する。
In the process of FIG. 6, the process of step S34 corresponds to the abnormal time switching means, the processes of steps S35 to S38 correspond to the first torque command value calculation means, and the processes of steps S39 to S49 are the second torque. Corresponding to the command value calculating means, among these, the processing of steps S40 to S49 corresponds to the gain adjusting means, and the processing of S50 to S54 corresponds to the motor control means.
As described above, when the torque sensor abnormality detection process of FIG. 5 and the steering assist control process of FIG. 18 are executed by the microcomputer, the steering torque sensor 14 is normal as in the second embodiment described above. The process of steps S35 to S38 in the steering assist control process of 18 is executed to calculate the first steering assist torque command value Iref1. Further, when the steering torque sensor 14 is abnormal, the process of steps S39 to S49 in the steering assist control process of FIG. 18 is executed to calculate the second steering assist torque command value Iref2, whereby the rack of the steering gear mechanism 8 is obtained. A self-aligning torque SAT that is a reaction force from the road surface input to the shaft is estimated, and various gain adjustments are performed on the estimated self-aligning torque SAT to calculate a second steering assist torque command value Iref2.

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、車輪回転速度VwL及びVwR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にゲイン調整を行って第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、さらに車両の操舵状態や走行状態に応じたゲイン調整を行ってより最適な操舵補助制御を継続することができる。   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 occurs, the self-aligning torque SAT is estimated based on the wheel rotation speeds VwL and VwR, and the second self-aligning torque command value Iref2 is calculated by adjusting the gain of the estimated self-aligning torque SAT. For this reason, even when the steering torque sensor 14 changes from a normal state to an abnormal state, the road surface reaction force is considered based on the second steering assist torque command value Iref2, and the vehicle steering state and traveling state are further changed. A more optimal steering assist control can be continued by performing a corresponding gain adjustment.

また、上記第2の実施形態においては、車速ゲイン調整、操舵状態ゲイン調整、セルフアライニングトルクゲイン調整及び駆動輪スリップゲイン調整を行う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、必要に応じて上記各調整の何れか1つを選択するか又は複数を選択して組み合わせるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、車速感応ゲイン調整部37で車速Vsに基づいて車速感応ゲインK1を算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、4輪の車輪速VwFL〜VwRRの平均値又は従動輪の車輪速の平均値を車速として適用するようにしても良い。
In the second embodiment, the case where the vehicle speed gain adjustment, the steering state gain adjustment, the self-aligning torque gain adjustment, and the drive wheel slip gain adjustment are described has been described. However, the present invention is not limited to this and is necessary. Depending on the above, any one of the above adjustments may be selected, or a plurality may be selected and combined.
In the above embodiment, the vehicle speed sensitive gain adjusting unit 37 calculates the vehicle speed sensitive gain K1 based on the vehicle speed Vs. However, the present invention is not limited to this, and the four wheel speeds VwFL to VwRR are not limited thereto. You may make it apply an average value or the average value of the wheel speed of a driven wheel as a vehicle speed.

次に、本発明の第3の実施形態を図19及び図20について説明する。
この第3の実施形態では、前述した第1及び第2の実施形態におけるセルフアライニングトルク初期推定部321で推定したセルフアライニングトルク初期推定値SATiに対してモータ角速度ωに基づく角速度補正値で補正するようにしたものである。
すなわち、第3の実施形態では、回転情報演算部20で演算されたモータ角速度ωを角速度ゲインKhysが設定された増幅器326に供給してヒステリシス補正値Ahysを算出し、算出したヒステリシス補正値Ahysをセルフアライニングトルク初期推定部321及びローパスフィルタ322間に介装した加算器327に供給して、セルフアライニングトルク初期推定値SATiのヒステリシス特性を補正する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment, an angular velocity correction value based on the motor angular velocity ω with respect to the self-aligning torque initial estimated value SATi estimated by the self-aligning torque initial estimating unit 321 in the first and second embodiments described above. This is to be corrected.
That is, in the third embodiment, the motor angular velocity ω calculated by the rotation information calculating unit 20 is supplied to the amplifier 326 in which the angular velocity gain Khys is set to calculate the hysteresis correction value Ahys, and the calculated hysteresis correction value Ahys is calculated. This is supplied to an adder 327 interposed between the self-aligning torque initial estimation unit 321 and the low-pass filter 322 to correct the hysteresis characteristic of the self-aligning torque initial estimated value SATi.

前述した第1及び第2の実施形態では、実際に車両に生じるセルフアライニングトルクSATとセルフアライニングトルク初期推定部321で推定したセルフアライニングトルク初期推定値SATiとの関係は、図20で破線図示のように、比較的大きなヒステリシス特性を有することになる。このため、上記第2の実施形態では、モータ角速度ωに基づいてヒステリシス補正値Ahysを算出し、このヒステリシス補正値Ahysをセルフアライニングトルク初期推定値SATiに加算するので、ヒステリシス特性がモータ角速度すなわち舵角速度に応じて補正されることにより、図20で実線図示のようにヒステリシス特性の幅を狭くしてより正確なセルフアライニングトルク初期推定値SATiを算出することができる。   In the first and second embodiments described above, the relationship between the self-aligning torque SAT actually generated in the vehicle and the self-aligning torque initial estimated value SATi estimated by the self-aligning torque initial estimating unit 321 is shown in FIG. As shown by the broken line, it has a relatively large hysteresis characteristic. For this reason, in the second embodiment, the hysteresis correction value Ahys is calculated based on the motor angular velocity ω, and this hysteresis correction value Ahys is added to the self-aligning torque initial estimated value SATi. By correcting in accordance with the steering angular speed, the hysteresis characteristic width can be narrowed as shown by the solid line in FIG. 20 to calculate the more accurate self-aligning torque initial estimated value SATi.

次に、本発明の第4の実施形態を図21〜図24に基づいて説明する。
この第4の実施形態では、セルフアライニングトルク推定値を車輪回転速度VwL及びVwRから直接的に算出する場合に代えて、車輪回転速度VwL及びVwRに基づいて車両横滑り角βを推定し、推定した車両横滑り角βに基づいてセルフアライニングトルク初期推定値SATiを算出するようにしたものである。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the fourth embodiment, instead of directly calculating the self-aligning torque estimated value from the wheel rotational speeds VwL and VwR, the vehicle side slip angle β is estimated based on the wheel rotational speeds VwL and VwR, and the estimation is performed. The self-aligning torque initial estimated value SATi is calculated based on the vehicle side slip angle β.

すなわち、第4の実施形態では、図21に示すように、セルフアライニングトルク推定部32Aに車輪回転速度VwL及びVwRの他にモータ回転角θ及びモータ角速度ωが供給されている。そして、セルフアライニングトルク推定値部32Aが図22に示す構成を有する。
このセルフアライニングトルク推定部32Aは、左右の車輪回転速度VwL及びVwRに基づいて車両横滑り角βを推定する横滑り角推定部328と、モータ回転角θが入力されて角度変化量Δθを算出する角度変化量演算部329と、この角度変化量演算部329で演算された角度変化量Δθが入力される滑り角補正ゲインKslpが設定された増幅器330と、この増幅器330で算出した滑り角補正値Aslpを横滑り角推定部328で推定した横滑り角βに加算してタイヤ捩じり量による補正を行なう加算器331と、前述した第2の実施形態と同様の増幅器326及び加算器327とを備えている。
That is, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 21, the motor rotation angle θ and the motor angular speed ω are supplied to the self-aligning torque estimation unit 32A in addition to the wheel rotation speeds VwL and VwR. The self-aligning torque estimated value unit 32A has the configuration shown in FIG.
This self-aligning torque estimation unit 32A calculates a side slip angle estimation unit 328 that estimates the vehicle side slip angle β based on the left and right wheel rotation speeds VwL and VwR, and calculates the angle change amount Δθ by inputting the motor rotation angle θ. An angle change amount calculation unit 329, an amplifier 330 in which a slip angle correction gain Kslp to which the angle change amount Δθ calculated by the angle change amount calculation unit 329 is input, and a slip angle correction value calculated by the amplifier 330 are set. An adder 331 that corrects the amount of tire twist by adding Aslp to the skid angle β estimated by the skid angle estimator 328, and an amplifier 326 and an adder 327 similar to those of the second embodiment described above are provided. ing.

ここで、横滑り角推定部328は、第1の実施形態で前述した(1)式の演算を行なって車輪回転速度差ΔVwを算出し、算出した車輪回転速度差ΔVwをもとに図23に示す車両横滑り角算出マップを参照して車両横滑り角βを推定する。車両横滑り角算出マップは、図23に示すように、横軸に車輪回転速度差ΔVwをとり、縦軸に車両横滑り角βをとった実車の測定値から求められる特性線図で表され、車輪回転速度差ΔVwがゼロ近傍であるときには、比較的緩やかな勾配となり、これより車輪回転速度差ΔVwが大きくなると比較的急峻な勾配となる特性曲線Lが設定されている。   Here, the skid angle estimation unit 328 calculates the wheel rotation speed difference ΔVw by performing the calculation of the above-described equation (1) in the first embodiment, and based on the calculated wheel rotation speed difference ΔVw in FIG. The vehicle side slip angle β is estimated with reference to the vehicle side slip angle calculation map shown. As shown in FIG. 23, the vehicle side slip angle calculation map is represented by a characteristic diagram obtained from a measured value of an actual vehicle with the wheel rotational speed difference ΔVw on the horizontal axis and the vehicle side slip angle β on the vertical axis. A characteristic curve L is set such that when the rotational speed difference ΔVw is near zero, a relatively gentle gradient is obtained, and when the wheel rotational speed difference ΔVw is larger than this, a relatively steep slope is set.

一方、セルフアライニングトルク初期推定部321では車両横滑り角βをもとに図24に示すセルフアライニングトルク初期推定値算出マップを参照してセルフアライニングトルク初期推定値SATiを推定する。このセルフアライニングトルク初期推定値算出マップは、図24に示すように、横軸に車両横滑り角βをとり、縦軸にセルフアライニングトルク初期推定値SATiをとった実車の測定値から求められる特性線図で表され、車速相当値Vs′をパラメータとして車速相当値Vs′が大きな値となるに応じて傾斜角が大きくなる線形区間Lsとこの線形区間Lsの両端から延長する飽和区間Laとでなる特性線が設定されている。   On the other hand, the self-aligning torque initial estimation unit 321 estimates the self-aligning torque initial estimated value SATi with reference to the self-aligning torque initial estimated value calculation map shown in FIG. 24 based on the vehicle side slip angle β. As shown in FIG. 24, this self-aligning torque initial estimated value calculation map is obtained from the measured values of the actual vehicle with the vehicle sideslip angle β on the horizontal axis and the self-aligning torque initial estimated value SATi on the vertical axis. A linear section Ls in which the inclination angle increases as the vehicle speed equivalent value Vs ′ becomes a large value using the vehicle speed equivalent value Vs ′ as a parameter, and a saturation section La extending from both ends of the linear section Ls. The characteristic line is set.

この第3の実施形態によると、第2の操舵補助トルク指令値演算部32を構成するセルフアライニングトルク推定部32Aで、従動輪の左右の車輪回転速度VwL及びVwRの車輪回転速度差ΔVwをもとに、図23に示す車両横滑り角算出マップを参照して、車両横滑り角βを算出し、算出した車両横滑り角βを、モータ回転角θの角度変化量Δθに基づく滑り角補正値Aslpで補正することにより、タイヤの捩じり量による誤差分を補正して車両横滑り角βの推定精度を高めることができる。 According to the third embodiment, the self-aligning torque estimation unit 32A constituting the second steering assist torque command value calculation unit 32 calculates the wheel rotation speed difference ΔVw between the left and right wheel rotation speeds VwL and VwR of the driven wheel. Based on the vehicle side slip angle calculation map shown in FIG. 23, the vehicle side slip angle β is calculated, and the calculated vehicle side slip angle β is converted to the slip angle correction value Aslp based on the angle change amount Δθ of the motor rotation angle θ. As a result of the correction, the error due to the torsion amount of the tire can be corrected to improve the estimation accuracy of the vehicle side slip angle β.

そして、セルフアライニングトルク初期推定部321で、推定した横滑り角βをもとに図24に示すセルフアライニングトルク初期推定値算出マップを参照してセルフアライニングトルク初期推定値SATiを推定し、このとき車速相当値Vs′に応じた傾きの特性線を選択することにより、車速相当値Vs′に応じた最適なセルフアライニングトルク初期推定値SATiを推定することができる。   Then, the self-aligning torque initial estimation unit 321 estimates the self-aligning torque initial estimated value SATi with reference to the self-aligning torque initial estimated value calculation map shown in FIG. 24 based on the estimated skid angle β, At this time, the optimum self-aligning torque initial estimated value SATi corresponding to the vehicle speed equivalent value Vs ′ can be estimated by selecting a characteristic line of inclination corresponding to the vehicle speed equivalent value Vs ′.

そして、推定したセルフアライニングトルク初期推定値SATiを前述した第3の実施形態と同様にモータ角速度ωに基づくヒステリシス補正値Ahysで補正することにより、ヒステリシス特性を補正してより正確なセルフアライニングトルク初期推定値SATiを推定することができ、このセルフアライニングトルク初期推定値SATiに“1”以下のゲインKを乗じて第2の操舵補助トルク指令値Iref2を算出するので、高精度の補助操舵トルク指令値Iref2を算出することができる。   Then, the estimated self-aligning torque initial estimated value SATi is corrected with the hysteresis correction value Ahys based on the motor angular velocity ω as in the above-described third embodiment, thereby correcting the hysteresis characteristic and more accurate self-aligning. The torque initial estimated value SATi can be estimated, and the second steering assist torque command value Iref2 is calculated by multiplying the self-aligning torque initial estimated value SATi by a gain K equal to or less than “1”. The steering torque command value Iref2 can be calculated.

なお、上記第4の実施形態においては、セルフアライニングトルク初期推定部321に車輪回転速度VwL及びVwRに基づいて算出した車速相当値Vs′を供給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、車速センサ16で検出した車速Vsをセルフアライニングトルク初期推定部321に供給するようにしてもよい。
同様に、上記第1〜第4の実施形態においては、セルフアライニングトルク推定部32Aを構成する位相補正部325に車輪回転速度VwL及びVwRに基づいて算出した車速相当値Vs′を供給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、車速センサ16で検出した車速Vsを供給するようにしてもよい。
In the fourth embodiment, the case where the vehicle speed equivalent value Vs ′ calculated based on the wheel rotation speeds VwL and VwR is supplied to the self-aligning torque initial estimation unit 321 has been described. However, the present invention is not limited to this. Instead, the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 16 may be supplied to the self-aligning torque initial estimation unit 321.
Similarly, in the first to fourth embodiments, the vehicle speed equivalent value Vs ′ calculated based on the wheel rotation speeds VwL and VwR is supplied to the phase correction unit 325 constituting the self-aligning torque estimation unit 32A. However, the present invention is not limited to this, and the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 16 may be supplied.

また、上記第3の実施形態及び第4の実施形態を前述した第2の実施形態に適用した場合の全体構成図は、図25及び図26に示すようになり、セルフアライニングトルク推定部32Aの入力を変更すれば良いものである。   Further, the overall configuration diagram when the third embodiment and the fourth embodiment are applied to the second embodiment described above is as shown in FIGS. 25 and 26, and the self-aligning torque estimation unit 32A. You can change the input of.

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、WL,WR…転舵輪、10…操舵補助機構、11…減速機構、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16…回転角センサ、18L,18R…車輪回転速度センサ、20…回転情報演算部、201…モータ角速度演算部、212…モータ角加速度演算部、21…操舵補助トルク指令値演算部、22…指令値補償部、23…電流制限部、24…モータ駆動回路、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、32A…セルフアライニングトルク推定部、32B…増幅部、32C…ゲイン調整部、32D…トルク制限部、321…セルフアライニングトルク初期推定部、322…ローバスフィルタ、324…平均値演算部、325…位相補正部、326…増幅器、327…加算器、328…横滑り角推定部、329…角度変化量演算部、330…増幅器、33…トルクセンサ異常検出部、34…指令値選択部、36…操舵状態ゲイン調整部、37…車速感応ゲイン調整部、38…セルフアライニングトルクゲイン調整部、38A…セルフアライニングトルクゲイン設定部、38B…ゲイン乗算部、381…セルフアライニングトルク演算部、382…減算器、383…絶対値演算部、384…ゲイン算出部、39…駆動輪スリップゲイン調整部、40…トルク制限値設定部、41…リミッタ部、43…収斂性補償部、44…慣性補償部、45,46…加算器   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, WL, WR ... steered wheel, 10 ... steering assist mechanism, 11 ... deceleration mechanism, 12 ... electric motor, 14 ... steering torque sensor, 15 ... controller, 16 ... vehicle speed sensor 16 ... rotation angle sensor, 18L, 18R ... wheel Rotational speed sensor 20 ... Rotation information calculation unit 201 ... Motor angular velocity calculation unit 212 ... Motor angular acceleration calculation unit 21 ... Steering assist torque command value calculation unit 22 ... Command value compensation unit 23 ... Current limit unit 24 ... Motor drive circuit, 31 ... first steering assist torque command value calculation unit, 311 ... torque command value calculation unit, 312 ... complementary 313 ... Center response improvement part, 314 ... Adder, 32 ... Second steering assist torque command value calculation part, 32A ... Self-aligning torque estimation part, 32B ... Amplification part, 32C ... Gain adjustment part, 32D ... Torque limiter 321 ... Self-aligning torque initial estimator 322 ... Robas filter 324 ... Average value calculator 325 ... Phase corrector 326 ... Amplifier 327 ... Adder 328 ... Side slip angle estimator 329 ... An angle change amount calculation unit, 330 ... Amplifier, 33 ... Torque sensor abnormality detection unit, 34 ... Command value selection unit, 36 ... Steering state gain adjustment unit, 37 ... Vehicle speed sensitive gain adjustment unit, 38 ... Self-aligning torque gain adjustment 38A ... Self-aligning torque gain setting unit 38B ... Gain multiplying unit 381 ... Self-aligning torque calculating unit 382 ... Calculator: 383: Absolute value calculation unit, 384: Gain calculation unit, 39: Drive wheel slip gain adjustment unit, 40: Torque limit value setting unit, 41: Limiter unit, 43: Convergence compensation unit, 44 ... Inertia compensation unit 45, 46 ... adders

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第1の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、前記トルク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、
車両の車輪回転速度を検出する車輪回転速度検出手段と、
該車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて第2の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して前記モータ制御手段に第2のトルク指令値を出力する異常時切換手段とを備え、
前記第2のトルク指令値演算手段は、前記車輪回転速度に基づいて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ゲインを乗算して前記第2のトルク指令値を演算するゲイン調整手段と、該ゲイン調整手段で演算した第2のトルク指令値を前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方とモータ角速度演算手段で算出したモータ角速度との少なくとも一方に基づいて制限するトルク制限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 first 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 the steering mechanism; and a motor control unit that drives and controls the electric motor based on the torque command value.
A torque detector abnormality detecting means for detecting an abnormality of the torque detecting means;
Wheel rotation speed detection means for detecting the wheel rotation speed of the vehicle;
Second torque command value calculation means for calculating a second torque command value based on the wheel rotation speed detected by the wheel rotation speed detection means;
When the abnormality of the torque detection means is detected by the torque detection unit abnormality detection means, the motor control means is selected by selecting the second torque command value calculation means instead of the first torque command value calculation means. And an abnormal time switching means for outputting the second torque command value,
The second torque command value calculating means includes self-aligning torque estimating means for estimating self-aligning torque transmitted from the road surface side to the steering mechanism based on the wheel rotation speed, and the self-aligning torque estimating means. Gain adjusting means for calculating the second torque command value by multiplying the self-aligning torque estimated in step 1 by gain, and detecting the second torque command value calculated by the gain adjusting means by the wheel rotation speed detecting means. Torque limiting means for limiting based on at least one of the vehicle speed calculated based on the wheel rotational speed and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and the motor angular speed calculated by the motor angular speed calculating means. It shall be the electric power steering apparatus.
前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報と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とに基づいて操舵状態を判定し、操舵状態の判定結果に基づいて操舵状態感応ゲインを調整する操舵状態ゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項に記載の電動パワーステアリング装置。 The gain adjusting means determines the steering state based on the motor rotation information detected by the motor rotation information detecting means and the self-aligning torque estimated by the self-aligning torque estimating means, and based on the determination result of the steering state 2. The electric power steering apparatus according to claim 1 , further comprising steering state gain adjusting means for adjusting a steering state sensitive gain. 前記ゲイン調整手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方に基づいて車速感応ゲインを調整する車速ゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置。 The gain adjusting means has vehicle speed gain adjusting means for adjusting a vehicle speed sensitive gain based on one of the vehicle speed calculated based on the wheel rotational speed detected by the wheel rotational speed detecting means and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means. The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2 , wherein 前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報と前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度とに基づいて演算したセルフアライニングトルク演算値と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推定値との偏差に基づいてセルフアライニングトルクゲインを調整するセルフアライニングトルクゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 The gain adjustment means includes a self-aligning torque calculation value calculated based on the motor rotation information detected by the motor rotation information detection means and the wheel rotation speed detected by the wheel rotation speed detection means, and the self-aligning torque estimation means. according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a self-aligning torque gain adjusting means for adjusting the self-aligning torque gain based in the deviation between the estimated self aligning torque estimated value Electric power steering device. 前記ゲイン調整手段は、前記車輪速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて駆動輪スリップ状態を推定し、推定した駆動輪スリップ状態に基づいて駆動輪スリップ感応ゲインを調整する駆動輪スリップゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項1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。 The gain adjusting means estimates a driving wheel slip state based on the wheel rotational speed detected by the wheel speed detecting means, and adjusts a driving wheel slip sensitive gain based on the estimated driving wheel slip state. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 4 , further comprising means. 前記ゲイン調整手段は、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前記第2の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に記載の電動パワーステアリング装置。 The gain adjusting means is configured to calculate the second torque command value by multiplying the self-aligning torque estimated by the self-aligning torque estimating means by a gain smaller than 1. Item 4. The electric power steering device according to Item 1 . 前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定する車両横滑り角推定手段を有し、該車両横滑り角推定手段で推定した車両横滑り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乃至6の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 The self-aligning torque estimating means includes vehicle side-slip angle estimating means for estimating a vehicle side-slip angle based on the wheel rotational speed, and the self-aligning torque based on the vehicle side-slip angle estimated by the vehicle side-slip angle estimating means. The electric power steering apparatus according to claim 1 , wherein the electric power steering apparatus is configured to estimate 前記車両横滑り角推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定し、推定した横滑り角をモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報に基づいて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に記載の電動パワーステアリング装置。 The vehicle side slip angle estimating means is configured to estimate a vehicle side slip angle based on the wheel rotation speed, and to correct the estimated side slip angle based on motor rotation information detected by the motor rotation information detecting means. The electric power steering apparatus according to claim 7 . 前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度とモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報と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乃至6の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 The self-aligning torque estimating means, according to claim 1, characterized in that it is configured to estimate the self aligning torque on the basis of the the motor rotation information detected by the wheel rotational speed and the motor rotational information detecting means The electric power steering device according to any one of 1 to 6 . 前記異常時切換手段は、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場合に、前記第1のトルク指令値から前記第2のトルク指令値に徐々に変化させ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 abnormal time switching means changes from the first torque command value to the second torque command value when the second torque command value calculation means is selected instead of the first torque command value calculation means. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 9 , wherein the electric power steering apparatus is gradually changed.
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