JP2004064921A - Electric power steering apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering apparatus which utilizes the rotation angular velocity of a rotor obtained based on an output signal from a resolver to detect a steering angle, detects any failure in a steering angle sensor based on the detected steering angle, and controls a brushless motor based on a steering angle obtained based on an output signal from the resolver. <P>SOLUTION: In the electric power steering arrangement 10 which uses the three-phase brushless motor 19, the electrical angle of the brushless motor 19 is detected by the resolver, and any failure in the steering angle sensor 20d is detected based on the output of the resolver 23. The electrical angle of the brushless motor 19 is detected by the resolver 23, and the steering angle is detected based on the output of the resolver 23. If the steering angle is estimated to be in the vicinity of the maximum steering angle, a current passed through the brushless motor 19 is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に、自動車のステアリング装置において、モータの動力をステアリング系に付与して、運転者の操舵力負担を軽減する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、ハンドル操舵トルクを検出する操舵トルク検出部および、車速を検出する車速検出部等の出力する信号に基づき、モータ制御部により、モータを駆動制御し操舵力の軽減を行っている。そのモータにブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置は知られているところである。また、操舵トルク検出部と車速検出部に加えて、舵角を検出する舵角センサの出力に基づき、モータ制御部により、モータを駆動制御し操舵力の軽減を行うものもある。
【0003】
ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置は、ブラシとコミテータ間の電圧降下によるモータ出力の低下や変動がないため、安定した操舵補助力が得られる。また、モータの慣性モーメントが、ブラシ付きモータと比較して小さいため、高速直進時やハンドルの切り返し時に良好な操舵フィーリングが得られる。
【0004】
しかしながら、モータにブラシレスモータを用いた場合には、ブラシとコミテータに代わり、モータの回転角に応じてモータ電流の通電量を制御することが必要となるため、モータの回転角(電気角)を検出するモータ回転角検出部および、モータ電流検出部を設け、モータ回転角検出部およびモータ電流検出部の出力信号に基づいて、ブラシレスモータをPWM駆動制御する。ここで電気角とは、ロータのマグネットの位置から得られる角度であり、ロータの周囲に回転方向に沿ってN極とS極が交互に配列されるように4対のマグネットがある場合には、ロータの機械角90°すなわちロータの1/4回転が電気角360°に対応する。モータ回転角検出部は、例えば、レゾルバとRD変換部によって形成されている。レゾルバからの信号は、RD(レゾルバデジタル)変換部に連続的に供給される。RD変換部は、ブラシレスモータにおける回転子の固定子に対する角度(回転角)θを計算して、計算された角度θに対応する信号を出力する。また、RD変換部は、ブラシレスモータにおける回転子の固定子に対する回転角速度ωを計算して、計算された回転角速度ωに対応する信号を出力する。
【0005】
図15は、電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。操舵トルク検出部300と車速検出部301の出力がモータ制御部302に入力されるようになっている。また、モータ制御部302によって制御されるブラシレスモータ303には、ブラシレスモータ303の回転角を検出するためのレゾルバ304が取り付けられている。
【0006】
また、図16は、別の電動パワーステアリング装置のブロック構成図であり、この場合には、図15で示した構成に加えて舵角センサ305の出力もモータ制御部302に入力される構成となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電動パワーステアリング装置では、レゾルバからの出力に基づいてRD変換部により舵角を検出することができる回転子の角度および回転角速度を出力するにもかかわらず、その舵角をモータ制御に用いないか、あるいは図16で示したように、別に舵角センサを設けてその舵角センサからの舵角を検出してモータ制御に用いていた。また、その舵角センサの故障を検知する手段も設けられていなかった。そのため、舵角センサが故障したとき、その故障をしたことを判断することができないという問題点があった。
【0008】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、レゾルバからの出力信号に基づいて得られる回転子の回転角速度を利用して舵角を検出し、その舵角に基づいて舵角センサの故障を検出するようにし、また、レゾルバからの出力信号に基づいて得られる舵角に従ってブラシレスモータの制御を行う電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【0010】
第1の電動パワーステアリング装置(請求項1に対応)は、3相ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置において、ブラシレスモータの電気角をレゾルバによって検知し、レゾルバの出力に基づいて舵角センサの故障を検知することで特徴づけられる。
【0011】
第1の電動パワーステアリング装置によれば、3相ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置において、ブラシレスモータの電気角をレゾルバによって検知し、レゾルバの出力に基づいて舵角センサの故障を検知するため、確実に舵角センサの故障を判断することができる。
【0012】
第2の電動パワーステアリング装置(請求項2に対応)は、3相ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置において、ブラシレスモータの電気角をレゾルバによって検知し、レゾルバの出力に基づいて舵角を検出し、舵角が最大舵角近傍であることが推定された場合は、ブラシレスモータに流す電流を低減させることで特徴づけられる。
【0013】
第2の電動パワーステアリング装置によれば、3相ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置において、ブラシレスモータの電気角をレゾルバによって検知し、レゾルバの出力に基づいて舵角を検出し、舵角が最大舵角近傍であることが推定された場合は、ブラシレスモータに流す電流を低減させるため、モータ制御部での発熱を抑えることができ、良好な電動パワーステアリング装置の制御を行うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0015】
図1〜図4を参照して本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体的構成、機械的機構の要部構成、および電子回路ユニットのレイアウトを説明する。
【0016】
図1は、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全体構成図である。電動パワーステアリング装置10は、ステアリングホイール11に連結されるステアリング軸12等に対して補助用の操舵力(操舵トルク)を与えるように構成されている。ステアリング軸12の上端はステアリングホイール11に連結され、下端にはピニオンギヤ13が取り付けられている。ピニオンギヤ13に対して、これに噛み合うラックギヤ14aを設けたラック軸14が配置されている。ピニオンギヤ13とラックギヤ14aによってラック・ピニオン機構15が形成される。ラック軸14の両端にはタイロッド16が設けられ、各タイロッド16の外側端には前輪17が取り付けられる。上記ステアリング軸12に対し動力伝達機構18を介してブラシレスモータ19が設けられている。ブラシレスモータ19は、操舵トルクを補助する回転力(トルク)を出力し、この回転力を、動力伝達機構18を経由して、ステアリング軸12に与える。またステアリング軸12には操舵トルク検出部20が設けられている。操舵トルク検出部20は、運転者がステアリングホイール11を操作することによって生じる操舵トルクをステアリング軸12に加えたとき、ステアリング軸12に加わる当該操舵トルクを検出する。また、20bは舵角を検出する舵角センサであり、21は車両の車速を検出する車速検出部であり、22はコンピュータで構成される制御装置である。制御装置22は、操舵トルク検出部20から出力される操舵トルク信号Tと舵角センサ20dから出力される舵角信号と車速検出部21から出力される車速信号Vを取り入れ、操舵トルクに係る情報を舵角に係る情報と車速に係る情報に基づいて、ブラシレスモータ19の回転動作を制御する駆動制御信号SG1を出力する。またブラシレスモータ19には、レゾルバ等によって構成されるモータ回転角検出部23が付設されている。モータ回転角検出部23の回転角信号SG2は制御装置22にフィードバックされている。上記のラック・ピニオン機構15等は図1中で図示しないギヤボックス24に収納されている。
【0017】
上記において電動パワーステアリング装置10は、通常のステアリング系の装置構成に対し、操舵トルク検出部20、舵角センサ20d、車速検出部21、制御装置22、ブラシレスモータ19、動力伝達機構18を付加することによって構成されている。
【0018】
上記構成において、運転者がステアリングホイール11を操作して自動車の走行運転中に走行方向の操舵を行うとき、ステアリング軸12に加えられた操舵トルクに基づく回転力はラック・ピニオン機構15を介してラック軸14の軸方向の直線運動に変換され、さらにタイロッド16を介して前輪17の走行方向を変化させようとする。このときにおいて、同時に、ステアリング軸12に付設された操舵トルク検出部20は、ステアリングホイール11での運転者による操舵に応じた操舵トルクを検出して電気的な操舵トルク信号Tに変換し、この操舵トルク信号Tを制御装置22へ出力する。また、舵角センサ20dは、舵角を検出し舵角信号を制御装置22へ出力する。さらに、車速検出部21は、車両の車速を検出して車速信号Vに変換し、この車速信号Vを制御装置22へ出力する。制御装置22は、操舵トルク信号T、舵角信号および車速信号Vに基づいてブラシレスモータ19を駆動するためのモータ電流を発生する。モータ電流によって駆動されるブラシレスモータ19は、動力伝達機構18を介して補助操舵力をステアリング軸12に作用させる。以上のごとくブラシレスモータ19を駆動することにより、ステアリングホイール11に加えられる運転者による操舵力が軽減される。
【0019】
図2は、電動パワーステアリング装置10の機械的機構の要部と電気系の具体的構成を示す。ラック軸14の左端部および右端部の一部は断面で示されている。ラック軸14は、車幅方向(図2中左右方向)に配置される筒状ハウジング31の内部に軸方向へスライド可能に収容されている。ハウジング31から突出したラック軸14の両端にはボールジョイント32がネジ結合され、これらのボールジョイント32に左右のタイロッド16が連結されている。ハウジング31は、図示しない車体に取り付けるためのブラケット33を備えると共に、両端部にストッパ34を備えている。
【0020】
図2において、35はイグニションスイッチ、36は車載バッテリ、37は車両エンジンに付設された交流発電機(ACG)である。交流発電機37は車両エンジンの動作で発電を開始する。制御装置22に対してバッテリ36または交流発電機37から必要な電力が供給される。制御装置22はブラシレスモータ19に付設されている。また38はラック軸の移動時にストッパ34に当たるラックエンド。39はギヤボックスの内部を水、泥、埃等から保護するためのダストシール用ブーツである。
【0021】
図3は図2中のA−A線断面図である。図3では、ステアリング軸12の支持構造、操舵トルク検出部20、動力伝達機構18、ラック・ピニオン機構15の具体的構成と、ブラシレスモータ19および制御装置22のレイアウトとが明示される。
【0022】
図3において、上記ギヤボックス24を形成するハウジング24aにおいてステアリング軸13は2つの軸受け部41,42によって回転自在に支持されている。ハウジング24aの内部にはラック・ピニオン機構15と動力伝達機構18が収納され、さらに上部には操舵トルク検出部20が付設されている。ハウジング24aの上部開口はリッド43で塞がれ、リッド43はボルト44で固定されている。ステアリング軸13の下端部に設けられたピニオン13は軸受け部41,42の間に位置している。ラック軸14は、ラックガイド45で案内され、かつ圧縮されたスプリング46で付勢された当て部材47でピニオン13側へ押さえ付けられている。動力伝達機構18は、ブラシレスモータ19の出力軸に結合される伝動軸48に固定されたウォームギヤ49とステアリング軸12に固定されたウォームホイール50とによって形成される。操舵トルク検出部20は、ステアリング軸12の周りに配置される操舵トルク検出センサ20aから出力される検出信号を電気的に処理する電子回路部20bとから構成されている。操舵トルク検出センサ20aはリッド43に取り付けられている。
【0023】
図4は図3中のB−B線断面図である。図4ではブラシレスモータ19および制御装置22の内部の具体的構成が明示される。
【0024】
ブラシレスモータ19は、回転軸51に固定された永久磁石により成る回転子52と、回転子52の周囲に配置された固定子54とを備える。固定子54は固定子巻線53を備える。回転軸51は、2つの軸受け部55,56によって回転自在に支持される。回転軸51の先部はブラシレスモータ19の出力軸19aとなっている。ブラシレスモータ19の出力軸19aは、トルクリミッタ57を介して、回転動力が伝達されるように伝動軸48に結合されている。伝動軸48には前述の通りウォームギヤ49が固定され、これに噛み合うウォームホイール50が配置されている。回転軸51の後端部には、ブラシレスモータ19の回転子52の回転角(回転位置)を検出する前述のモータ回転角検出部(位置検出部)23が設けられる。モータ回転角検出部23は、回転軸51に固定された回転子23aと、この回転子23aの回転角を磁気的な作用を利用して検出する検出素子23bとから構成される。モータ回転角検出部23には例えばレゾルバが用いられる。固定子54の固定子巻線53にはモータ電流が供給される。以上のブラシレスモータ19の構成要素は、モータケース58の内部に配置される。
【0025】
図5は、前述の制御装置22のブロック構成図である。制御装置22は、モータ制御部100と積分部101と故障検出部102を備えている。また、故障検知部102には、故障表示部103が接続されている。モータ制御部100は、基本的には、図15,16,17において説明したものと同様である。そして、故障検知部102は、舵角センサの故障を判断したときは1を、故障を判断しないときはゼロを信号として出力するが、モータ制御部100は、その故障検知部102からの信号がゼロのときには、そのままの状態を保ち、故障検知部102からの入力が1のときには、舵角センサ20dの信号を遮断し、車速検出部21からの入力信号と、操舵トルク検出部20からの入力信号により制御がなされるように切り換えられる入力信号切換部104を備えている。
【0026】
図5において、積分部101は、レゾルバ23からRD変換部23dによって得られる回転角速度信号を積分し、その積分値を故障検知部102に入力する。この回転角速度を積分した積分値により回転子の回転角度を得ることができる。
【0027】
図6は、故障検知部を示すブロック構成図である。故障検知部102は、入力部105、出力部106、CPU107、記憶部108を備えている。この故障検知部102では、予め舵角が最大になるまでハンドルをきり、そのハンドルをきるときの各舵角での舵角センサ20dからの舵角信号と、対応する各舵角での積分部101から得られる積分値を入力し、各舵角に対応する積分値を記憶部108に記憶させる。すなわち、記憶部108内の記憶領域109に、図7で示すような各積分値に対応する舵角のマップ109を作成する。図7で示すマップ109は、横軸が舵角、縦軸が積分値を示し、曲線C10が各積分値に対応する舵角のマップ109である。このマップにより、積分値が得られれば、その積分値に対応する舵角を求めることができる。故障検知部102は、積分部からの回転角速度の積分値の入力から、マップ109に従ってその積分値に対応する舵角を求め、その舵角と、舵角センサからの入力を比較し、例えば、差をとり、その差が所定値より小さければ、正常であることを判断し、正常値信号、例えばゼロをモータ制御部100と故障表示部103に出力し、その差が所定値より大きければ、故障と判断し、故障信号、例えば1をモータ制御部100と故障表示部103に出力する。ここでの所定値は、予め記憶部108の記憶領域110に記憶させてある。
【0028】
故障表示部103は、舵角センサ20dが故障かどうかを表示する装置であり、例えば、故障検知部102からの入力信号に基づいて点滅する発光ダイオードなどを設けたものである。その発光ダイオードは、故障検知部103からの信号がゼロのときには、点灯しない状態を保ち、故障検知部103からの入力が1のとき、点灯するようにすれば良い。それにより、発光ダイオードが点灯したとき、舵角センサが故障と判断することができる。
【0029】
次に本実施形態の作用について図8のフローチャートを用いて説明する。レゾルバ23からの出力をRD変換器23dにより変換し、回転角速度信号を積分部101に出力される(ステップST10)。積分部101においては、RD変換部23dの出力する回転角速度信号に基づき回転角速度の積分値が演算される(ステップST11)。
【0030】
その積分値から記憶部に記憶されたマップにより舵角を求め、故障検知部102の記憶部の記憶領域Aに一時記憶され(ステップST12)、舵角センサ20dからの出力が記憶部の記憶領域Bに一時記憶される(ステップST13)。記憶領域Aと記憶領域Bの値からCPUにより差が計算され(ステップST14)、差が記憶領域Cに記憶される(ステップST15)。その差と記憶部の記憶領域110に記憶された所定値とCPUにより比較する(ステップST16)。その結果、差が所定値より小さいときは、ゼロをモータ制御部100と故障表示部103に出力する(ステップST17)。そのとき、モータ制御部100はその状態を保つ。また、故障表示部103は、発光ダイオードは点灯しない。そして、再び、ステップST10に戻り、処理を行う。
【0031】
また、CPUにより比較した結果、差が所定値以上のときには、信号1をモータ制御部100と故障表示部103に出力する(ステップST18)。そのとき、モータ制御部100は入力信号切換部104が作動し、舵角センサ20dからの信号を遮断し、それと同時に、操舵トルク検出部20と車速検出部21での値による制御に切り替わる(ステップST19)。また、故障表示部103では、発光ダイオードが点灯する(ステップST20)。
【0032】
これにより、舵角センサ20dが故障したときも正常な制御を行うことができ、また、舵角センサ20dの故障を操作者に知らせることができる。
【0033】
次に、本発明の第2の実施形態に係る電動パワーステアリング装置を説明する。第2の実施形態では、図1で示した電動パワーステアリング装置において、舵角センサ20dを備えていない装置である。また、制御装置22は、次に述べるように一部変更される。
【0034】
図9で示すように制御装置22は、モータ制御部200と積分部201と舵角中立位置決定部202と舵角推定部203を備えており、モータ制御部200は、基本的には、図15,16において説明したものと同様であるが、記憶部204と比較部205と電流制限指示部206を備えている。記憶部204には、電流制限領域指定舵角を記憶し、比較部205は、舵角推定部203からの舵角と電流制限領域指定舵角を比較し、舵角が指定舵角以上の時には、電流制限指示部206により、モータ電流を制限指示する信号が送られる。
【0035】
図9において、積分部201は、レゾルバ23からRD変換部23dによって得られる回転角速度信号を積分し、その積分値を舵角推定部203に入力する。この回転角速度を積分した積分値により回転子の回転角度を得ることができる。
【0036】
舵角中立位置決定部202は、舵角中立位置を決定する。この決定部202には次の2つの具体例で示す2通りの方式がある。
【0037】
まず、第1の具体例を図10により説明する。舵角中立位置決定部202には、左前輪車輪速センサ207と右前輪車輪速センサ208からの信号が入力部209に入力される。入力された左右の前輪の車輪速信号は、比較部210により比較され、車速信号が異なるときは、出力部211から信号ゼロを出力し、車速信号が一致した場合には、1を出力する。
【0038】
図11は舵角推定部のブロック構成図である。舵角推定部203は、入力部212と出力部213とCPU214と記憶部215を備えている。舵角推定部203は、積分部201からの積分値と舵角中立位置決定部202からの値に基づいて、舵角を推定する。舵角推定部203には、舵角中立位置決定部202からの信号が1のときには、積分部201からの信号を記憶する中立時積分値記憶部216を有する。また、左の操舵したときに、最大のトルク値になるときの積分値を記憶する左最大積分値記憶部217と、左最大舵角を記憶した左最大舵角記憶部218を有し。また、右の操舵したときの、最大のトルク値になるときの積分値を記憶する右最大積分値記憶部219と、右最大舵角を記憶した右最大舵角記憶部220を有する。舵角推定は、積分部から入力された積分値と中立時積分値との差を求め、その差と最大積分値と中立時積分値の差との比により最大舵角に基づいて舵角を演算し、その値をモータ制御部に出力する。
【0039】
次に本実施形態の作用について図12のフローチャートにより説明する。レゾルバ23からの出力をRD変換器23dにより変換し、角速度信号を積分部201に出力される(ステップST30)。積分部201においては、RD変換部23の出力する角速度信号に基づき角速度の積分値が演算される(ステップST31)。
【0040】
その積分値が舵角推定部203の記憶部215の記憶領域Fに一時記憶され(ステップST32)、記憶部215の中立時積分値記憶部216に記憶された舵角中立位置での積分値との差を演算し、記憶される(ステップST33)。その差と左最大積分値記憶部217あるいは右最大積分値記憶部219に記憶された最大積分値と舵角中立位置での積分値の差との比が計算され、それにより、舵角が推定される(ステップST34)。舵角がモータ制御部200の比較部で電流制限領域舵角(所定値)と比較し(ステップST35)、その結果、舵角が所定値より小さいときは、電流制限指示部206は、そのままの状態を保つ。そのとき、モータ制御部200はその状態を保つ。
【0041】
また、比較部により比較した結果、舵角が所定値以上のときには、電流制限指示部206から電流制限指令が出力される(ステップST36)。そのとき、モータ電流は制限される。
【0042】
図13に舵角の変化とそのときの目標電流の変化を示す。図13(a)は、舵角の変化を示し、図13(b)は、その舵角に対応する目標電流の変化を示す。図13(b)において、目標電流は、舵角の増加に従って、曲線C20で示す変化をする。そして、本実施形態の電動パワーステアリング装置では、舵角が大きくなったとき、図の範囲R10と範囲R11において、実線C21,C22で示されるような目標電流となり、モータ電流は制限される。点線C23,C24は、従来の電動パワーステアリング装置での目標電流の変化である。
【0043】
このように、最大トルクの時の過大な電流が減少し、制御装置の発熱を抑えることができる。
【0044】
次に、第2の具体例を図14により説明する。舵角中立位置決定部202には、トルク判定部221と角速度判定部222があり、操舵トルク検出部20からの信号とRD変換部23dからの角速度信号が入力部223に入力される。舵角中立位置決定部202は、右方向でロック状態、すなわち、入力された操舵トルクが右方向の最大トルクで角速度がゼロであるときには、出力部224から2ビットの信号10を出力し、左方向でロック状態、すなわち、左方向の最大トルクで角速度がゼロであるときには、2ビット信号01を出力し、操舵トルクが右方向最大トルクと左方向最大トルクよりも小さく、角速度がゼロではないときには、出力部224から00を出力する。
【0045】
舵角推定部203は、図11で示した第1の具体例と同様であり、積分部201からの積分値と舵角中立位置決定部202からの値に基づいて、舵角を推定する。舵角推定部203には、舵角中立位置決定部202からの信号が10のときには、積分部からの信号を記憶する右最大積分値記憶部219と、舵角中立位置決定部202からの信号が01のときには、積分部201からの信号を記憶する左最大積分値記憶部217を有する。また、予め記憶部215に右最大舵角と左最大舵角が記憶されている。さらに、右最大積分値と左最大積分値との平均値を中立時積分値として記憶する中立時積分値記憶部216を有する。舵角推定は、積分部201から入力された積分値と中立時積分値記憶部216に記憶された中立時積分値の差を求め、その差と右操舵の場合は右最大積分値あるいは、左操舵の場合は左最大積分値と中立時積分値の差との比により右最大舵角あるいは左最大舵角に基づいて舵角を演算し、その値をモータ制御部200に出力する。
【0046】
舵角推定後のモータ制御部での作用は、第1の具体例と同様であるので説明を省略する。
【0047】
なお、本実施形態では、レゾルバからの出力をRD変換部により角速度を検出し、その角速度を積分することにより、回転角度を推定したが、RD変換部から出力される電気角により、回転子が一回転する毎に1パルス発生する構成とし、そのパルス数により、回転子の回転数を計数することにより回転角度を推定するようにしても良い。
【0048】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【0049】
3相ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置において、ブラシレスモータの電気角をレゾルバによって検知し、レゾルバの出力に基づいて舵角センサの故障を検知するため、確実に舵角センサの故障を判断することができる。
【0050】
3相ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置において、ブラシレスモータの電気角をレゾルバによって検知し、レゾルバの出力に基づいて舵角を検出し、舵角が最大舵角近傍であることが推定された場合は、ブラシレスモータに流す電流を低減させるため、モータ制御部での発熱を抑えることができ、良好な電動パワーステアリング装置の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】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全体構成図である。
【図2】電動パワーステアリング装置の機械的機構の要部と電気系の具体的構成を示す図である。
【図3】図2におけるA−A線断面図である。
【図4】図3におけるB−B線断面図である。
【図5】制御装置のブロック構成図である。
【図6】故障検知部を示すブロック構成図である。
【図7】各積分値に対応する舵角のマップを示すグラフである。
【図8】本実施形態の作用を説明するフローチャートである。
【図9】制御装置のブロック構成図である。
【図10】舵角中立位置決定部の第1の具体例を示す図である。
【図11】舵角推定部のブロック構成図である。
【図12】本実施形態の作用を説明するフローチャートである。
【図13】舵角の変化とそのときの目標電流の変化を示すグラフである。
【図14】舵角中立位置決定部の第2の具体例を示す図である。
【図15】従来の電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。
【図16】従来の別の電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
10     電動パワーステアリング装置
11     ステアリングホイール
12     ステアリング軸
18     動力伝達機構
19     ブラシレスモータ
20     操舵トルク検出部
20d    舵角センサ
22     制御装置
23     モータ回転角検出部(レゾルバ)
100    モータ制御部
101    積分部
102    故障検出部
103    故障表示部
104    入力信号切換部
200    モータ制御部
201    積分部
202    舵角中立位置決定部
203    舵角推定部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus, and more particularly, to an electric power steering apparatus that applies a motor power to a steering system in an automobile steering apparatus to reduce a driver's steering load.
[0002]
[Prior art]
The electric power steering apparatus controls driving of a motor by a motor control unit based on signals output from a steering torque detection unit that detects a steering wheel steering torque and a vehicle speed detection unit that detects a vehicle speed to reduce a steering force. I have. An electric power steering apparatus using a brushless motor as the motor is known. Further, in some cases, in addition to the steering torque detection unit and the vehicle speed detection unit, the motor control unit controls the driving of the motor based on the output of the steering angle sensor that detects the steering angle to reduce the steering force.
[0003]
The electric power steering device using the brushless motor does not cause a decrease or fluctuation in the motor output due to a voltage drop between the brush and the commutator, so that a stable steering assist force can be obtained. Further, since the moment of inertia of the motor is smaller than that of the motor with a brush, a good steering feeling can be obtained at the time of high-speed straight traveling or turning of the steering wheel.
[0004]
However, when a brushless motor is used as the motor, it is necessary to control the amount of motor current supplied according to the rotation angle of the motor instead of the brush and commutator. A motor rotation angle detection unit and a motor current detection unit to be detected are provided, and PWM drive control of the brushless motor is performed based on output signals from the motor rotation angle detection unit and the motor current detection unit. Here, the electrical angle is an angle obtained from the position of the magnet of the rotor, and when there are four pairs of magnets around the rotor so that N poles and S poles are alternately arranged along the rotational direction. The mechanical angle of 90 ° of the rotor, that is, 回 転 rotation of the rotor corresponds to the electrical angle of 360 °. The motor rotation angle detection unit is formed by, for example, a resolver and an RD conversion unit. The signal from the resolver is continuously supplied to an RD (resolver digital) converter. The RD converter calculates an angle (rotation angle) θ of the rotor with respect to the stator in the brushless motor, and outputs a signal corresponding to the calculated angle θ. Further, the RD conversion unit calculates a rotational angular velocity ω of the rotor of the brushless motor with respect to the stator, and outputs a signal corresponding to the calculated rotational angular velocity ω.
[0005]
FIG. 15 is a block diagram of the electric power steering apparatus. Outputs of the steering torque detection unit 300 and the vehicle speed detection unit 301 are input to the motor control unit 302. The brushless motor 303 controlled by the motor control unit 302 is provided with a resolver 304 for detecting the rotation angle of the brushless motor 303.
[0006]
FIG. 16 is a block diagram of another electric power steering device. In this case, in addition to the configuration shown in FIG. 15, the output of the steering angle sensor 305 is also input to the motor control unit 302. Has become.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electric power steering device, the steering angle is controlled by the motor control despite the fact that the RD conversion unit outputs the rotor angle and the rotation angular speed that can detect the steering angle based on the output from the resolver. Or a separate steering angle sensor is provided as shown in FIG. 16, and the steering angle from the steering angle sensor is detected and used for motor control. Further, there is no means for detecting a failure of the steering angle sensor. Therefore, when the steering angle sensor fails, there is a problem that it is impossible to determine that the steering angle sensor has failed.
[0008]
An object of the present invention is to solve the above problem by detecting a steering angle using a rotational angular velocity of a rotor obtained based on an output signal from a resolver, and detecting a failure of a steering angle sensor based on the steering angle. It is another object of the present invention to provide an electric power steering device that detects a signal and controls a brushless motor in accordance with a steering angle obtained based on an output signal from a resolver.
[0009]
Means and action for solving the problem
The electric power steering apparatus according to the present invention is configured as follows to achieve the above object.
[0010]
A first electric power steering device (corresponding to claim 1) is an electric power steering device using a three-phase brushless motor, wherein an electric angle of the brushless motor is detected by a resolver, and a steering angle sensor of the steering angle sensor is detected based on an output of the resolver. It is characterized by detecting a failure.
[0011]
According to the first electric power steering device, in the electric power steering device using the three-phase brushless motor, the electric angle of the brushless motor is detected by the resolver, and the failure of the steering angle sensor is detected based on the output of the resolver. Thus, the failure of the steering angle sensor can be reliably determined.
[0012]
A second electric power steering device (corresponding to claim 2) is an electric power steering device using a three-phase brushless motor, wherein an electric angle of the brushless motor is detected by a resolver, and a steering angle is detected based on an output of the resolver. However, when it is estimated that the steering angle is near the maximum steering angle, it is characterized by reducing the current flowing through the brushless motor.
[0013]
According to the second electric power steering device, in the electric power steering device using the three-phase brushless motor, the electric angle of the brushless motor is detected by the resolver, and the steering angle is detected based on the output of the resolver. When it is estimated that the steering angle is near the maximum steering angle, the current flowing through the brushless motor is reduced, so that heat generation in the motor control unit can be suppressed, and good control of the electric power steering device can be performed.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0015]
The overall configuration of the electric power steering apparatus according to the present invention, the main configuration of the mechanical mechanism, and the layout of the electronic circuit unit will be described with reference to FIGS.
[0016]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electric power steering device according to a first embodiment of the present invention. The electric power steering device 10 is configured to apply an auxiliary steering force (steering torque) to a steering shaft 12 and the like connected to a steering wheel 11. An upper end of the steering shaft 12 is connected to the steering wheel 11, and a pinion gear 13 is attached to a lower end. A rack shaft 14 provided with a rack gear 14a that meshes with the pinion gear 13 is disposed. A rack and pinion mechanism 15 is formed by the pinion gear 13 and the rack gear 14a. Tie rods 16 are provided at both ends of the rack shaft 14, and a front wheel 17 is attached to an outer end of each tie rod 16. A brushless motor 19 is provided for the steering shaft 12 via a power transmission mechanism 18. The brushless motor 19 outputs a torque (torque) for assisting the steering torque, and applies the torque to the steering shaft 12 via the power transmission mechanism 18. The steering shaft 12 is provided with a steering torque detector 20. The steering torque detector 20 detects the steering torque applied to the steering shaft 12 when the steering torque generated by the driver operating the steering wheel 11 is applied to the steering shaft 12. Reference numeral 20b denotes a steering angle sensor that detects a steering angle, reference numeral 21 denotes a vehicle speed detection unit that detects the vehicle speed of the vehicle, and reference numeral 22 denotes a control device formed of a computer. The control device 22 receives the steering torque signal T output from the steering torque detection unit 20, the steering angle signal output from the steering angle sensor 20d, and the vehicle speed signal V output from the vehicle speed detection unit 21, and obtains information on the steering torque. A drive control signal SG1 for controlling the rotation operation of the brushless motor 19 is output based on the information on the steering angle and the information on the vehicle speed. Further, the brushless motor 19 is provided with a motor rotation angle detection unit 23 constituted by a resolver or the like. The rotation angle signal SG2 of the motor rotation angle detection unit 23 is fed back to the control device 22. The rack and pinion mechanism 15 and the like are housed in a gear box 24 not shown in FIG.
[0017]
In the above description, the electric power steering device 10 adds a steering torque detection unit 20, a steering angle sensor 20d, a vehicle speed detection unit 21, a control device 22, a brushless motor 19, and a power transmission mechanism 18 to a normal steering system configuration. It is constituted by that.
[0018]
In the above configuration, when the driver operates the steering wheel 11 to perform steering in the traveling direction during traveling of the automobile, the rotational force based on the steering torque applied to the steering shaft 12 is transmitted via the rack and pinion mechanism 15. It is converted into the linear motion of the rack shaft 14 in the axial direction, and further attempts to change the running direction of the front wheel 17 via the tie rod 16. At this time, at the same time, the steering torque detector 20 attached to the steering shaft 12 detects the steering torque according to the steering by the driver on the steering wheel 11 and converts it into an electric steering torque signal T. The steering torque signal T is output to the control device 22. The steering angle sensor 20d detects the steering angle and outputs a steering angle signal to the control device 22. Further, the vehicle speed detection unit 21 detects the vehicle speed of the vehicle, converts the vehicle speed into a vehicle speed signal V, and outputs the vehicle speed signal V to the control device 22. The control device 22 generates a motor current for driving the brushless motor 19 based on the steering torque signal T, the steering angle signal, and the vehicle speed signal V. The brushless motor 19 driven by the motor current applies an auxiliary steering force to the steering shaft 12 via the power transmission mechanism 18. By driving the brushless motor 19 as described above, the driver's steering force applied to the steering wheel 11 is reduced.
[0019]
FIG. 2 shows a main part of a mechanical mechanism of the electric power steering apparatus 10 and a specific configuration of an electric system. A part of the left end and the right end of the rack shaft 14 is shown in cross section. The rack shaft 14 is accommodated in a cylindrical housing 31 arranged in the vehicle width direction (the left-right direction in FIG. 2) so as to be slidable in the axial direction. Ball joints 32 are screw-connected to both ends of the rack shaft 14 protruding from the housing 31, and the left and right tie rods 16 are connected to these ball joints 32. The housing 31 includes a bracket 33 for attaching to a vehicle body (not shown), and also includes stoppers 34 at both ends.
[0020]
2, reference numeral 35 denotes an ignition switch, 36 denotes a vehicle-mounted battery, and 37 denotes an alternating current generator (ACG) attached to a vehicle engine. The AC generator 37 starts power generation by the operation of the vehicle engine. The controller 22 is supplied with necessary power from the battery 36 or the AC generator 37. The control device 22 is attached to the brushless motor 19. Reference numeral 38 denotes a rack end that contacts the stopper 34 when the rack shaft moves. Reference numeral 39 denotes a dust sealing boot for protecting the inside of the gear box from water, mud, dust and the like.
[0021]
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 clearly shows the support structure of the steering shaft 12, the specific configuration of the steering torque detector 20, the power transmission mechanism 18, the rack and pinion mechanism 15, and the layout of the brushless motor 19 and the control device 22.
[0022]
In FIG. 3, a steering shaft 13 is rotatably supported by two bearing portions 41 and 42 in a housing 24a forming the gear box 24. A rack and pinion mechanism 15 and a power transmission mechanism 18 are housed inside the housing 24a, and a steering torque detector 20 is additionally provided at an upper portion. The upper opening of the housing 24a is closed by a lid 43, and the lid 43 is fixed by bolts 44. The pinion 13 provided at the lower end of the steering shaft 13 is located between the bearings 41 and 42. The rack shaft 14 is guided by a rack guide 45 and is pressed toward the pinion 13 by a contact member 47 urged by a compressed spring 46. The power transmission mechanism 18 is formed by a worm gear 49 fixed to a transmission shaft 48 connected to an output shaft of the brushless motor 19 and a worm wheel 50 fixed to the steering shaft 12. The steering torque detection unit 20 includes an electronic circuit unit 20b that electrically processes a detection signal output from a steering torque detection sensor 20a disposed around the steering shaft 12. The steering torque detection sensor 20a is attached to the lid 43.
[0023]
FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 4 shows a specific configuration inside the brushless motor 19 and the control device 22.
[0024]
The brushless motor 19 includes a rotor 52 made of a permanent magnet fixed to a rotation shaft 51 and a stator 54 disposed around the rotor 52. The stator 54 includes a stator winding 53. The rotating shaft 51 is rotatably supported by the two bearing portions 55 and 56. The tip of the rotating shaft 51 is the output shaft 19a of the brushless motor 19. The output shaft 19a of the brushless motor 19 is connected to a transmission shaft 48 via a torque limiter 57 so that rotational power is transmitted. As described above, the worm gear 49 is fixed to the transmission shaft 48, and the worm wheel 50 that meshes with the worm gear 49 is disposed. At the rear end of the rotation shaft 51, the above-described motor rotation angle detection unit (position detection unit) 23 that detects the rotation angle (rotation position) of the rotor 52 of the brushless motor 19 is provided. The motor rotation angle detection unit 23 includes a rotor 23a fixed to the rotation shaft 51, and a detection element 23b that detects the rotation angle of the rotor 23a using a magnetic effect. For example, a resolver is used for the motor rotation angle detection unit 23. Motor current is supplied to the stator winding 53 of the stator 54. The above components of the brushless motor 19 are arranged inside the motor case 58.
[0025]
FIG. 5 is a block diagram of the control device 22 described above. The control device 22 includes a motor control unit 100, an integration unit 101, and a failure detection unit 102. Further, a failure display unit 103 is connected to the failure detection unit 102. The motor control unit 100 is basically the same as that described with reference to FIGS. When the failure detection unit 102 determines that the steering angle sensor has failed, the failure detection unit 102 outputs 1 when the failure is not determined. When the failure detection unit 102 does not determine the failure, the motor control unit 100 outputs a signal from the failure detection unit 102. When the value is zero, the state is maintained as it is. When the input from the failure detection unit 102 is 1, the signal of the steering angle sensor 20d is cut off, and the input signal from the vehicle speed detection unit 21 and the input from the steering torque detection unit 20 are input. An input signal switching unit 104 that is switched so as to be controlled by a signal is provided.
[0026]
In FIG. 5, an integrating unit 101 integrates a rotational angular velocity signal obtained from a resolver 23 by an RD conversion unit 23 d and inputs the integrated value to a failure detection unit 102. The rotation angle of the rotor can be obtained from the integrated value obtained by integrating the rotation angular velocity.
[0027]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a failure detection unit. The failure detection unit 102 includes an input unit 105, an output unit 106, a CPU 107, and a storage unit 108. In the failure detection unit 102, the steering wheel is turned in advance until the steering angle is maximized, and the steering angle signal from the steering angle sensor 20d at each steering angle when the steering wheel is turned is integrated with the integration unit at each corresponding steering angle. The integrated value obtained from 101 is input, and the integrated value corresponding to each steering angle is stored in the storage unit 108. That is, a map 109 of the steering angle corresponding to each integral value as shown in FIG. 7 is created in the storage area 109 in the storage unit 108. In the map 109 shown in FIG. 7, the horizontal axis indicates the steering angle and the vertical axis indicates the integrated value, and the curve C10 is the map 109 of the steering angle corresponding to each integrated value. If an integrated value is obtained from this map, a steering angle corresponding to the integrated value can be obtained. The failure detection unit 102 obtains a steering angle corresponding to the integral value from the input of the integral value of the rotational angular velocity from the integration unit according to the map 109, and compares the steering angle with the input from the steering angle sensor. Take the difference, if the difference is smaller than a predetermined value, determine that it is normal, output a normal value signal, for example, zero to the motor control unit 100 and the failure display unit 103, if the difference is larger than the predetermined value, It determines that a failure has occurred, and outputs a failure signal, for example, 1 to the motor control unit 100 and the failure display unit 103. The predetermined value here is stored in the storage area 110 of the storage unit 108 in advance.
[0028]
The failure display unit 103 is a device that displays whether or not the steering angle sensor 20d has failed, and includes, for example, a light emitting diode that blinks based on an input signal from the failure detection unit 102, and the like. The light emitting diode may be kept off when the signal from the failure detection unit 103 is zero, and may be lit when the input from the failure detection unit 103 is 1. Thereby, when the light emitting diode is turned on, it is possible to determine that the steering angle sensor is out of order.
[0029]
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The output from the resolver 23 is converted by the RD converter 23d, and the rotation angular velocity signal is output to the integration section 101 (step ST10). Integrator 101 calculates an integral value of the rotational angular velocity based on the rotational angular velocity signal output from RD converter 23d (step ST11).
[0030]
The steering angle is obtained from the integrated value using the map stored in the storage unit, and is temporarily stored in the storage area A of the storage unit of the failure detection unit 102 (step ST12), and the output from the steering angle sensor 20d is stored in the storage area of the storage unit. B is temporarily stored (step ST13). A difference is calculated by the CPU from the values of the storage areas A and B (step ST14), and the difference is stored in the storage area C (step ST15). The CPU compares the difference with a predetermined value stored in the storage area 110 of the storage unit (step ST16). As a result, when the difference is smaller than the predetermined value, zero is output to the motor control unit 100 and the failure display unit 103 (step ST17). At that time, the motor control unit 100 keeps that state. In the failure display unit 103, the light emitting diode does not light up. Then, the process returns to step ST10 again to perform the processing.
[0031]
If the difference is equal to or larger than the predetermined value as a result of comparison by the CPU, signal 1 is output to motor control unit 100 and failure display unit 103 (step ST18). At this time, the motor control unit 100 operates the input signal switching unit 104 to cut off the signal from the steering angle sensor 20d, and at the same time, switches to the control based on the values of the steering torque detection unit 20 and the vehicle speed detection unit 21 (step ST19). In the failure display section 103, the light emitting diode is turned on (step ST20).
[0032]
Thus, normal control can be performed even when the steering angle sensor 20d fails, and the operator can be notified of the failure of the steering angle sensor 20d.
[0033]
Next, an electric power steering device according to a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the electric power steering apparatus shown in FIG. 1 does not include the steering angle sensor 20d. Further, the control device 22 is partially modified as described below.
[0034]
As shown in FIG. 9, the control device 22 includes a motor control unit 200, an integration unit 201, a steering angle neutral position determination unit 202, and a steering angle estimation unit 203. 15 and 16, but includes a storage unit 204, a comparison unit 205, and a current limit instruction unit 206. The storage unit 204 stores the current limiting area designated steering angle, and the comparison unit 205 compares the steering angle from the steering angle estimation unit 203 with the current limiting area designated steering angle. When the steering angle is equal to or larger than the designated steering angle, A signal for instructing the motor current to be limited is sent by the current limitation instructing unit 206.
[0035]
In FIG. 9, an integrating unit 201 integrates a rotation angular velocity signal obtained from the resolver 23 by an RD conversion unit 23 d and inputs the integrated value to a steering angle estimation unit 203. The rotation angle of the rotor can be obtained from the integrated value obtained by integrating the rotation angular velocity.
[0036]
The steering angle neutral position determination unit 202 determines a steering angle neutral position. The determining unit 202 has two methods shown in the following two specific examples.
[0037]
First, a first specific example will be described with reference to FIG. Signals from the front left wheel speed sensor 207 and the front right wheel speed sensor 208 are input to the steering angle neutral position determination unit 202 to the input unit 209. The input wheel speed signals of the left and right front wheels are compared by the comparing unit 210. When the vehicle speed signals are different, a signal zero is output from the output unit 211, and when the vehicle speed signals match, 1 is output.
[0038]
FIG. 11 is a block diagram of the steering angle estimation unit. The steering angle estimation unit 203 includes an input unit 212, an output unit 213, a CPU 214, and a storage unit 215. The steering angle estimating unit 203 estimates the steering angle based on the integrated value from the integrating unit 201 and the value from the steering angle neutral position determining unit 202. The steering angle estimating unit 203 has a neutral integration value storage unit 216 that stores the signal from the integrating unit 201 when the signal from the steering angle neutral position determining unit 202 is 1. Further, when the steering wheel is steered to the left, it has a left maximum integration value storage unit 217 for storing an integration value when a maximum torque value is obtained, and a left maximum steering angle storage unit 218 for storing a left maximum steering angle. Further, it has a right maximum integration value storage section 219 for storing an integration value when the maximum torque value is obtained when the right steering is performed, and a right maximum steering angle storage section 220 for storing the right maximum steering angle. The steering angle estimation calculates the difference between the integral value input from the integration unit and the neutral integration value, and calculates the steering angle based on the maximum steering angle by the ratio of the difference to the difference between the maximum integration value and the neutral integration value. Calculate and output the value to the motor control unit.
[0039]
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The output from resolver 23 is converted by RD converter 23d, and the angular velocity signal is output to integrator 201 (step ST30). Integrator 201 calculates an integral value of the angular velocity based on the angular velocity signal output from RD converter 23 (step ST31).
[0040]
The integrated value is temporarily stored in the storage area F of the storage section 215 of the steering angle estimating section 203 (step ST32), and the integrated value at the neutral position of the steering angle stored in the neutral integrated value storage section 216 of the storage section 215 is stored. Is calculated and stored (step ST33). The ratio of the difference to the difference between the maximum integration value stored in the left maximum integration value storage unit 217 or the right maximum integration value storage unit 219 and the integration value at the neutral position of the steering angle is calculated, whereby the steering angle is estimated. Is performed (step ST34). The steering angle is compared with the current limiting area steering angle (predetermined value) by the comparing unit of the motor control unit 200 (step ST35). As a result, if the steering angle is smaller than the predetermined value, the current limiting instruction unit 206 keeps the current steering angle as it is. Keep state. At that time, the motor control unit 200 keeps that state.
[0041]
When the steering angle is equal to or larger than the predetermined value as a result of the comparison by the comparing unit, a current limiting command is output from the current limiting instruction unit 206 (step ST36). At that time, the motor current is limited.
[0042]
FIG. 13 shows a change in the steering angle and a change in the target current at that time. FIG. 13A illustrates a change in the steering angle, and FIG. 13B illustrates a change in the target current corresponding to the steering angle. In FIG. 13B, the target current changes as indicated by a curve C20 as the steering angle increases. Then, in the electric power steering apparatus of the present embodiment, when the steering angle increases, the target current as shown by the solid lines C21 and C22 is obtained in the range R10 and the range R11 in the figure, and the motor current is limited. Dotted lines C23 and C24 show changes in the target current in the conventional electric power steering device.
[0043]
As described above, the excessive current at the time of the maximum torque is reduced, and the heat generation of the control device can be suppressed.
[0044]
Next, a second specific example will be described with reference to FIG. The steering angle neutral position determination unit 202 includes a torque determination unit 221 and an angular velocity determination unit 222. A signal from the steering torque detection unit 20 and an angular velocity signal from the RD conversion unit 23d are input to the input unit 223. The steering angle neutral position determining unit 202 outputs a 2-bit signal 10 from the output unit 224 when the locked state is in the right direction, that is, when the input steering torque is the maximum torque in the right direction and the angular velocity is zero, In the locked state in the direction, that is, when the angular velocity is zero at the maximum torque in the left direction, a 2-bit signal 01 is output, and when the steering torque is smaller than the maximum torque in the right direction and the maximum torque in the left direction, and , And 00 from the output unit 224.
[0045]
The steering angle estimating unit 203 is similar to the first specific example shown in FIG. 11, and estimates the steering angle based on the integrated value from the integrating unit 201 and the value from the steering angle neutral position determining unit 202. When the signal from the steering angle neutral position determining unit 202 is 10, the steering angle estimating unit 203 stores a signal from the right maximum integration value storing unit 219 that stores a signal from the integrating unit, and a signal from the steering angle neutral position determining unit 202. Is 01, a left maximum integrated value storage unit 217 for storing the signal from the integration unit 201 is provided. Further, the right maximum steering angle and the left maximum steering angle are stored in the storage unit 215 in advance. Further, a neutral time integral value storage unit 216 is provided which stores an average value of the right maximum integral value and the left maximum integral value as a neutral time integral value. The steering angle estimation calculates the difference between the integration value input from the integration unit 201 and the neutral integration value stored in the neutral integration storage unit 216, and in the case of right steering, calculates the difference between the difference and the right maximum integration value or the left. In the case of steering, the steering angle is calculated based on the right maximum steering angle or the left maximum steering angle based on the ratio of the difference between the left maximum integration value and the neutral integration value, and the value is output to the motor control unit 200.
[0046]
The operation of the motor control unit after the estimation of the steering angle is the same as that of the first specific example, and thus the description is omitted.
[0047]
In the present embodiment, the rotation angle is estimated by detecting the angular velocity of the output from the resolver by the RD conversion unit and integrating the angular velocity, but the rotor is determined by the electrical angle output from the RD conversion unit. One rotation may be generated for each rotation, and the rotation angle may be estimated by counting the number of rotations of the rotor based on the number of pulses.
[0048]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, the present invention has the following effects.
[0049]
In an electric power steering device using a three-phase brushless motor, the electrical angle of the brushless motor is detected by a resolver, and the failure of the steering angle sensor is detected based on the output of the resolver. be able to.
[0050]
In an electric power steering device using a three-phase brushless motor, the electric angle of the brushless motor is detected by a resolver, and the steering angle is detected based on the output of the resolver, and it is estimated that the steering angle is near the maximum steering angle. In this case, since the current flowing through the brushless motor is reduced, heat generation in the motor control unit can be suppressed, and excellent control of the electric power steering device can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electric power steering device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of a mechanical mechanism of the electric power steering device and a specific configuration of an electric system.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3;
FIG. 5 is a block diagram of a control device.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a failure detection unit.
FIG. 7 is a graph showing a map of a steering angle corresponding to each integral value.
FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the present embodiment.
FIG. 9 is a block diagram of a control device.
FIG. 10 is a diagram illustrating a first specific example of a steering angle neutral position determination unit.
FIG. 11 is a block diagram of a steering angle estimation unit.
FIG. 12 is a flowchart illustrating the operation of the present embodiment.
FIG. 13 is a graph showing a change in the steering angle and a change in the target current at that time.
FIG. 14 is a diagram illustrating a second specific example of the steering angle neutral position determination unit.
FIG. 15 is a block diagram of a conventional electric power steering device.
FIG. 16 is a block diagram of another conventional electric power steering apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Electric power steering device
11 Steering wheel
12 Steering axis
18 Power transmission mechanism
19 Brushless motor
20 Steering torque detector
20d steering angle sensor
22 Control device
23 Motor rotation angle detector (resolver)
100 Motor control unit
101 Integrator
102 Failure detection unit
103 Failure display section
104 Input signal switching section
200 Motor control unit
201 Integrator
202 Steering angle neutral position determination unit
203 Steering angle estimator

Claims (2)

3相ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置において、
前記ブラシレスモータの電気角をレゾルバによって検知し、
前記レゾルバの出力に基づいて舵角センサの故障を検知することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In an electric power steering device using a three-phase brushless motor,
The electrical angle of the brushless motor is detected by a resolver,
An electric power steering apparatus, wherein a failure of a steering angle sensor is detected based on an output of the resolver.
3相ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置において、
前記ブラシレスモータの電気角をレゾルバによって検知し、
前記レゾルバの出力に基づいて舵角を検出し、
前記舵角が最大舵角近傍であることが推定された場合は、前記ブラシレスモータに流す電流を低減させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In an electric power steering device using a three-phase brushless motor,
The electrical angle of the brushless motor is detected by a resolver,
Detecting a steering angle based on the output of the resolver,
An electric power steering apparatus, wherein when it is estimated that the steering angle is near the maximum steering angle, a current flowing through the brushless motor is reduced.
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