JP2004196128A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータの駆動力をステアリング機構に伝達して操舵補助する構成の電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、車両のステアリング機構に電動モータが発生するトルクを伝達することにより、操舵の補助を行う電動パワーステアリング装置が用いられている。電動モータは、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクや車速に応じて定められた目標電流に基づいて駆動制御されるようになっている。
操舵トルクを検出するトルクセンサやその信号伝送系に異常(トルクセンサ系故障)が生じると、電動モータを適切に制御することができず、操舵補助に支障をきたす。そこで、電動モータを制御するための電子制御ユニットは、トルクセンサ系故障の発生の有無を監視する異常検出処理を常時行い、異常が検出されると、フェールセーフ制御を実行するようになっている。
【0003】
フェールセーフ制御の一つに、いわゆる延命制御がある。延命制御とは、トルクセンサが故障したときに、すぐに操舵補助を停止するのではなく、故障発生から一定時間前にホールドされた操舵トルク値をもとに、操舵補助力を制御する(特許文献1参照)。これにより、故障発生時におけるステアリング挙動を小さくすることができる。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−122143号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、トルクセンサ系故障時に発生し得るノイズが異常検出前に誤ってホールドされると、延命制御の初期において、絶対値の大きな操舵トルク値に対応した操舵補助が行われるおそれがある。たとえば、ホールドされた操舵トルク値が、電動モータの最大目標電流値に対応する値であるような場合には、運転者の意図に反する操舵(いわゆるセルフステア)または操舵補助がされるおそれがあり、異常発生時における操舵違和感が生じるおそれがある。
【0006】
そこで、この発明の目的は、操舵状態検出手段に異常が発生したときの制御を適切に行うことができ、これにより、異常発生時における操舵フィーリングを改善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である。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、電動モータ(M)の駆動力をステアリング機構(3)に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、操舵状態を検出し、操舵状態検出信号を出力する操舵状態検出手段(5)と、上記操舵状態検出手段の異常の有無を判定する異常判定手段(22)と、この異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する前に上記操舵状態検出手段が出力した操舵状態検出信号を記憶する記憶手段(23)と、この記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号に対して所定の制限演算を施して、異常発生時に用いる異常時用操舵状態信号を生成する異常時用操舵状態信号生成手段(25)と、上記異常判定手段が操舵状態検出手段に異常が生じていないと判定しているときは、上記操舵状態検出手段が出力する操舵状態検出信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定し、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定しているときは、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定する駆動目標値設定手段(21)とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【0008】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
上記操舵状態検出手段は、ステアリング操作のための操作部材(たとえばステアリングホイール)に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサであってもよい。
また、上記異常判定手段は、操舵状態検出手段自体の異常および操舵状態検出手段の出力信号の伝達系の異常の有無を判定するものであることが好ましい。
【0009】
さらに、上記記憶手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する直前(たとえば、直前の1つまたは複数の制御周期)に上記操舵状態検出手段が出力した操舵状態検出信号を記憶するものであることが好ましい。
上記駆動目標値設定手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定したことに応答し、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に対応する駆動目標値を初期値として、この駆動目標値の絶対値を漸減させていくように当該駆動目標値を時間変化させていく手段を含むものであることが好ましい。これにより、異常発生時において、操舵補助力を徐々に減少させて、電動モータを停止状態に導く延命制御を行うことができる。
【0010】
請求項1記載の発明によれば、異常発生前に記憶手段に記憶された操舵状態検出信号に対して所定の制限演算を施すことにより異常時用操舵状態信号が生成され、この異常時用操舵状態信号に基づいて、駆動目標値が設定されるようになっている。したがって、操舵状態検出手段またはその信号伝達系における故障発生時に、ノイズが発生し、このノイズが誤って操舵状態検出信号として記憶手段に保持された場合であっても、電動モータから過大な操舵補助力がステアリング機構に与えられることがなく、運転者の意図に反する操舵または操舵補助を回避することができる。これにより、異常発生時における操舵フィーリングを改善することができる。
【0011】
請求項2記載の発明は、上記記憶手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する前に上記操舵状態検出手段が複数の異なる時間に出力した操舵状態検出信号を記憶するものであり、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記記憶手段に記憶されている複数の操舵状態検出信号に対して所定の制限演算を施して、異常時用操舵状態信号を求めるものであることを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置である。
【0012】
この発明によれば、異常発生前の複数の時間における操舵状態検出信号が記憶手段に記憶され、この複数の操舵状態検出信号に所定の制限演算を施すことによって異常時用操舵状態信号が求められる。これにより、ノイズ等の影響を確実に排除して、適切な異常時用操舵状態信号を定めることができる。
具体的には、請求項3に記載のように、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶された複数の操舵状態検出信号のうち絶対値が最小のものを上記異常時用操舵状態信号として定める絶対値最小値演算を行う絶対値最小値演算手段(B2,E2)を含むものであってもよい。
【0013】
また、請求項4に記載のように、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶された複数の操舵状態検出信号のうちの中間値をもつものを上記異常時用操舵状態信号として定める中間値演算を行う中間値演算手段(B2,E2)を含むものであってもよい。
また、請求項5に記載のように、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶された複数の操舵状態検出信号の平均値を求め、この平均値を上記異常時用操舵状態信号として定める平均値演算を行う平均値演算手段(B2,E2)を含むものであってもよい。
【0014】
請求項6記載の発明は、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号の絶対値と所定の上限値とを比較し、操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値以下であれば、当該操舵状態検出信号を異常時用操舵状態信号として定め、上記操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値を超えていれば、当該上限値に当該操舵状態検出信号の符号と同符号を付して異常時用操舵状態信号として定める手段(C2〜C6)を含むことを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置である。
【0015】
この発明によれば、記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号の絶対値が所定の上限値を超えるかどうかが判定され、上限値以下であれば当該操舵状態検出信号を異常時用操舵状態信号と定めることにより、いわゆる延命制御が行われる。一方、操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値を超える時には、当該上限値に操舵状態検出信号の符号と同符号を付して異常時用操舵状態信号が求められる。これにより、異常時用操舵状態信号は、その絶対値が上記上限値を超えることがないから、異常発生時において、不所望な操舵または操舵補助がされることを防止できる。
【0016】
請求項7記載の発明は、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号の絶対値と所定の上限値とを比較し、操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値以下であれば、当該操舵状態検出信号を異常時用操舵状態信号として定め、上記操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値を超えていれば、操舵状態検出信号を1/n倍(ただし、nは1より大きい数)して異常時用操舵状態信号として定める手段(D2〜D4)を含むことを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置である。
【0017】
この発明によれば、記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号の絶対値が所定の上限値を超える時には、操舵状態検出信号を1/n倍することによって異常時用操舵状態信号が求められる。これにより、異常発生時において、運転者の意図に反して不所望な操舵または操舵補助がされることを防止できる。
上記請求項1〜7の発明は、さらに、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定しているときに、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に対応した操舵方向と、操舵方向検出手段(舵角センサ6)が検出する操舵方向とが不一致であることを条件に、上記電動モータを停止する停止制御手段(24)を含んでいてもよい。これにより、運転者の意思に反する方向への操舵または操舵補助がされることがなく、異常発生時における操舵フィーリングをさらに改善することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。操作部材としてのステアリングホイール1に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト2を介して、ステアリング機構3に機械的に伝達される。ステアリング機構3には、電動モータMから操舵補助力が伝達されるようになっている。
【0019】
ステアリングシャフト2は、ステアリングホイール1側に結合された入力軸2Aと、ステアリング機構3側に結合された出力軸2Bとに分割されていて、これらの入力軸2Aおよび出力軸2Bは、トーションバー4によって互いに連結されている。トーションバー4は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ5によって検出されるようになっている。
【0020】
トルクセンサ5は、たとえば、入力軸2Aと出力軸2Bとの回転方向の位置関係の変化に応じて変化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成されている。このトルクセンサ5の出力信号は、コントローラ10(ECU:電子制御ユニット)に入力されている。
コントローラ10には、さらに、ステアリングホイール1の操舵角を検出する舵角センサ6、および当該電動パワーステアリング装置が搭載される車両の車速を検出する車速センサ7の各出力信号が入力されるようになっている。
【0021】
コントローラ10は、トルクセンサ5によって検出される操舵トルクおよび車速センサ7によって検出される車速に応じて電動モータMの目標電流値を定め、操舵トルク等に応じた操舵補助力がステアリング機構3に与えられるように、電動モータMを駆動制御する。
コントローラ10は、マイクロコンピュータ20と、このマイクロコンピュータ20からの制御信号に基づいて電動モータMを駆動するモータドライバ30とを有している。
【0022】
マイクロコンピュータ20は、プログラム処理を実行することによって実現される複数の機能処理部を実質的に有している。具体的には、マイクロコンピュータ20は、トルクセンサ5および車速センサ7の出力に基づいて、電動モータMの目標電流値を設定する目標電流値設定部21と、トルクセンサ5の出力を取り込んで、トルクセンサ5やその信号伝送路等における異常の有無を判定する異常判定部22と、異常判定部22が異常なしと判定しているときにトルクセンサ5が出力する操舵トルク値を時系列に従って複数個記憶する操舵トルク記憶部23(メモリ)と、目標電流値設定部21が設定する目標電流値を強制的に零として、電動モータMを停止させる停止制御部24とを備えている。停止制御部24は、異常判定部22が異常が発生したと判定したときに、操舵トルク記憶部23が記憶している操舵トルク値である操舵トルク記憶値に対応した操舵方向と、舵角センサ6が検出している操舵方向とを比較し、2つの操舵方向が不一致であることを条件に、目標電流値を強制的に零とするように動作する。
【0023】
マイクロコンピュータ20には、さらに、制限演算部25が備えられている。この制限演算部25は、操舵トルク記憶部23に時系列に従って記憶された複数の操舵トルク記憶値(トルクセンサ系の異常が検出される直前の時間的に連続する複数個の操舵トルク検出値)に基づき、所定の制限演算を行って、異常時用操舵トルク値を定め、この異常時用操舵トルク値を目標電流値設定部21に与える。
【0024】
図2は、目標電流値設定部21の働きを説明するための図であり、操舵トルクに対する目標電流値の関係(アシスト特性)が示されている。操舵トルクは、たとえば右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、目標電流値は、電動モータMから右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータMから左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。
【0025】
目標電流値は、操舵トルクの正の値に対しては正の値をとり、操舵トルクの負の値に対しては負の値をとる。操舵トルクが−T1〜T1の範囲(不感帯)の微小な値のときには、目標電流値は零とされる。また、目標電流値は、車速センサ7によって検出される車速が大きいほど、その絶対値が小さく設定されるようになっている。これにより、低速走行時には大きな操舵補助力を発生させることができ、高速走行時には操舵補助力を小さくすることができる。
【0026】
図3は、所定の制御周期毎にマイクロコンピュータ20が繰り返し実行する処理の内容を説明するためのフローチャートである。マイクロコンピュータ20は、トルクセンサ5が出力する操舵トルク信号および車速センサ7が出力する車速信号をそれぞれ取り込み(ステップS1,S2)、さらに、異常判定部22において、操舵トルク検出値に基づく異常判定処理を実行する(ステップS3)。異常判定処理の結果、異常がないと判定されれば(ステップS4のNO)、異常発生フラグをオフ状態とし(ステップS5)、その時の操舵トルク検出値を操舵トルク記憶部23に記憶した後(ステップS6)、ステップS1,S2で取り込まれた操舵トルク検出値および車速に基づいて、目標電流値を設定する(ステップS7)。その後、設定された目標電流値に従って、モータドライバ30が制御されることによって、目標電流値に対応した操舵補助力が電動モータMからステアリング機構3に伝達される(ステップS8)。
【0027】
一方、異常判定処理(ステップS3)の結果、トルクセンサ系の異常が生じていると判断されると(ステップS4のYES)、異常発生フラグがオン状態かどうかが調べられ(ステップS9)、異常発生フラグがオフ状態であれば(ステップS9のNO)、目標電流値の設定のための基礎となる異常時用操舵トルク値を演算する処理を行う(ステップS10)。そして、異常発生フラグがオン状態に切り換えられ(ステップS11)、ステップS10で求められた異常時用操舵トルク値に基づいて、図2の特性に従い、目標電流値が設定される(ステップS7)。この設定された目標電流値に基づき、電動モータMの駆動制御が実行される(ステップS8)。
【0028】
ステップS9において異常発生フラグがオン状態であると判断されたとき、すなわち、前制御周期から引き続き異常状態が継続しているときには、異常時用操舵トルク値に基づいて目標電流値を定めるときのゲインがたとえば一定値だけ減少させられる(ステップS12)。これにより、目標電流値設定部21は、異常時用操舵トルク値に対して減少されたゲインを乗じ、その値を図2に示されたアシスト特性に適用することにより、目標電流値を求める。したがって、トルクセンサ系の異常状態が継続すると、制御周期毎にゲインが減少していき、目標電流値が零に導かれることになる。このようにして、トルクセンサ系の異常が発生した場合に、目標電流値の絶対値を漸減させて零に導き、電動モータMを停止状態に至らせる延命制御が行われる。
【0029】
図4は、異常時用操舵トルク値演算処理の内容を説明するためのフローチャートである。制限演算部25は、操舵トルク記憶部23から、異常判定部22が異常ありと判定する直前の複数の操舵トルク検出値(たとえば、5ミリ秒前、10ミリ秒前、および15ミリ秒前の操舵トルク検出値)に対応する操舵トルク記憶値を読み出す(ステップB1)。そして、制限演算部25は、読み出された複数の操舵トルク記憶値のうち絶対値が最小のものを求める絶対値最小値演算、読み出された複数の操舵トルク記憶値のなかの中間的な値を有する操舵トルク記憶値を求める中間値演算処理、または読み出された複数の操舵トルク記憶値の平均値を求める平均値演算処理のいずれかを、制限演算として実行する(ステップB2)。このような制限演算により求められた演算値が、異常時用操舵トルク値として設定され(ステップB3)、目標電流値設定部21において目標電流値を設定する際の操舵トルク値(延命制御の初期値)として用いられる。
【0030】
このようにして、操舵トルク記憶部23に記憶された操舵トルク記憶値をそのまま用いるのではなく、制限演算を施した値を異常時用操舵トルク値として用いるようにしているから、トルクセンサ系の異常に起因してノイズ等の異常な値が操舵トルク記憶部23に記憶されている場合であっても、セルフステアが生じるような過大な値が異常時用操舵トルク値とされたり、運転者の意図に大幅に反する操舵補助が行われたりすることがなくなるので、異常発生時における操舵フィーリングを改善することができる。
【0031】
図5は、異常時用操舵トルク値演算処理の別の例を説明するためのフローチャートである。まず、操舵トルク記憶部23から、異常判定部22がトルクセンサ系に異常が発生したと判定する直前の操舵トルク検出値に対応する操舵トルク記憶値が読み出される(ステップC1)。次に、制限演算部25の働きにより、操舵トルク記憶部23から読み出された操舵トルク記憶値の絶対値と、所定の上限値(>0)とが大小比較される(ステップC2)。読み出された操舵トルク記憶値の絶対値が上限値以下であれば(ステップC2のNO)、異常時用操舵トルク値として、その操舵トルク記憶値が設定される(ステップC3)。
【0032】
もしも、操舵トルク記憶値の絶対値が上記上限値を上回っていると(ステップC2のYES)、さらに、操舵トルク記憶値の符号が調べられる(ステップC4)。操舵トルク記憶値が正の符号を有する場合には、異常時用操舵トルク値として、正の値を有する上記上限値が設定される(ステップC5)。これに対して、操舵トルク記憶値の符号が負であれば(ステップC4のNO)、上記上限値に対して負の符号を付した値を異常時用操舵トルク値として設定する(ステップC6)。
【0033】
このように、トルクセンサ系の異常が生じた時には、所定の上限値を超えない範囲で操舵トルク記憶部23に記憶された操舵トルク記憶値を異常時用操舵トルク値として用いて延命制御が行われる一方、操舵トルク記憶値が上記上限値を超える場合には、セルフステアや不所望な操舵補助を回避するために、異常時用操舵トルク値の絶対値を上記上限値に制限することとしている。これにより、トルクセンサ系の故障に起因するノイズ等の影響を排除して、異常発生時における操舵フィーリングを改善することができる。
【0034】
図6は、異常時用操舵トルク値演算処理の他の例を示すフローチャートである。制限演算部25は、操舵トルク記憶部23から、異常判定部22がトルクセンサ系の異常を検出する直前の操舵トルク検出値に対応した操舵トルク記憶値を読み出す(ステップD1)。この読み出された操舵トルク記憶値の絶対値が、所定の上限値と大小比較される(ステップD2)。操舵トルク記憶値の絶対値が上記上限値以下であれば(ステップD2のNO)、異常時用操舵トルク値として上記読み出された操舵トルク記憶値が設定される(ステップD3)。
【0035】
一方、操舵トルク記憶値の絶対値が上記上限値を超えるときには、上記操舵トルク記憶値に対して1/n(nは1より大きい数)を乗じて、その値を異常時用操舵トルク値として設定する(ステップD4)。
このようにして、操舵トルク記憶値の絶対値が上限値を超えるときには、その値を1/n倍することにより異常時用操舵トルク値を制限するようにしているから、トルクセンサ系の故障に起因するノイズのために、延命制御の初期においてセルフステアが生じたり過大な操舵補助がされたりすることがなく、操舵フィーリングを改善することができる。
【0036】
図7は、異常時用操舵トルク値演算処理のさらに他の例を説明するためのフローチャートである。この例では、制限演算部25によって操舵トルク記憶部23から1つまたは複数個の操舵トルク記憶値(異常検出直前の操舵トルク検出値に対応するもの)が読み出され(ステップE1)、この読み出された操舵トルク記憶値に対して制限演算処理が実行される(ステップE2)。この制限演算処理は、絶対値最小値演算、中間値演算、平均値演算のいずれかであってもよいし、図5に示された処理であってもよいし、図6に示された処理であってもよい。
【0037】
次に、停止制御部24により、舵角センサ6によって検出される操舵方向と、制限演算処理後の異常時用操舵トルク値による操舵補助方向(アシスト方向)が一致するかどうかが判断される(ステップE3)。これらの方向が一致する場合には(ステップE3のYES)、異常時用操舵トルク値として、上記制限値演算処理によって求められた演算値が設定される(ステップE4)。これに対して、操舵方向と操舵補助方向とが不一致の場合には(ステップE3のNO)、異常時用操舵トルク値が強制的に零とされる(ステップE5)。
【0038】
このようにして、操舵トルク記憶値に対して制限演算が行われるうえに、操舵方向と制限演算の演算値に対応した操舵補助方向とが不一致の場合には電動モータMが直ちに停止されることになるから、トルクセンサ系の異常発生時における不所望な操舵または操舵補助を確実に回避することができる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、停止制御部24は、異常時用操舵トルク値を零とする代わりに、目標電流値設定部21が設定する目標電流値を零とする処理を行うものであってもよい。また、駆動目標値として、電流値の代わりに電圧値を用いてもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図2】目標電流値設定部の働きを説明するための図であり、操舵トルクに対する目標電流値の関係(アシスト特性)が示されている。
【図3】制御周期毎にマイクロコンピュータが繰り返し実行する処理の内容を説明するためのフローチャートである。
【図4】異常時用操舵トルク値演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図5】異常時用操舵トルク値演算処理の別の例を説明するためのフローチャートである。
【図6】異常時用操舵トルク値演算処理の他の例を示すフローチャートである。
【図7】異常時用操舵トルク値演算処理のさらに他の例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
2 ステアリングシャフト
3 ステアリング機構
4 トーションバー
5 トルクセンサ
6 舵角センサ
7 車速センサ
10 コントローラ
20 マイクロコンピュータ
21 目標電流値設定部
22 異常判定部
23 操舵トルク記憶部
24 停止制御部
25 制限演算部
30 モータドライバ
M 電動モータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device configured to transmit driving force of an electric motor to a steering mechanism to assist steering.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering device that assists steering by transmitting a torque generated by an electric motor to a steering mechanism of a vehicle has been used. The drive of the electric motor is controlled based on a target current determined according to a steering torque applied to the steering wheel and a vehicle speed.
When an abnormality (torque sensor system failure) occurs in the torque sensor that detects the steering torque or its signal transmission system, the electric motor cannot be controlled appropriately, and the steering assist is hindered. Therefore, the electronic control unit for controlling the electric motor always performs abnormality detection processing for monitoring the occurrence of a failure in the torque sensor system, and executes fail-safe control when an abnormality is detected. .
[0003]
One of the fail-safe controls is a so-called life extension control. The life extension control is not to stop the steering assist immediately when the torque sensor fails, but to control the steering assist force based on the steering torque value held a predetermined time before the occurrence of the failure (Patent Reference 1). Thus, the steering behavior at the time of occurrence of a failure can be reduced.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-122143 A [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if noise that may occur at the time of failure of the torque sensor system is erroneously held before abnormality detection, steering assistance corresponding to a steering torque value having a large absolute value may be performed at the beginning of life extension control. For example, when the held steering torque value is a value corresponding to the maximum target current value of the electric motor, there is a possibility that steering (so-called self-steering) or steering assist contrary to the driver's intention is performed. There is a possibility that a feeling of strange steering may occur when an abnormality occurs.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of appropriately performing control when an abnormality occurs in a steering state detecting unit, thereby improving a steering feeling when an abnormality occurs. It is to be.
[0007]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
According to an embodiment of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus for transmitting a driving force of an electric motor (M) to a steering mechanism (3) to assist in steering, and detects a steering state. A steering state detecting means (5) for outputting a steering state detection signal; an abnormality determining means (22) for determining whether or not the steering state detecting means is abnormal; and an abnormality determining means for determining whether the steering state detecting means is abnormal. Storage means (23) for storing the steering state detection signal output by the steering state detection means before it is determined that the steering state has occurred; and performing a predetermined limit operation on the steering state detection signal stored in the storage means. An abnormal steering state signal generating means (25) for generating an abnormal steering state signal used when an abnormality occurs, and the abnormality determining means determining that the steering state detecting means has no abnormality. Sets a drive target value for controlling the electric motor based on a steering state detection signal output by the steering state detection means, and determines that the abnormality has occurred in the steering state detection means. A driving target value setting means (21) for setting a driving target value for controlling the electric motor based on the abnormal steering state signal generated by the abnormal steering state signal generating means; An electric power steering device characterized by including:
[0008]
It should be noted that the alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components and the like in embodiments described later. Hereinafter, the same applies in this section.
The steering state detecting means may be a torque sensor that detects a steering torque applied to an operation member (for example, a steering wheel) for steering operation.
Further, it is preferable that the abnormality determination means determines whether there is an abnormality in the steering state detection means itself and whether there is an abnormality in a transmission system of an output signal of the steering state detection means.
[0009]
Further, the storage means may detect the steering state detected by the steering state detection means immediately before the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means (for example, one or more immediately preceding control cycles). Preferably, it stores signals.
The drive target value setting means is responsive to the abnormality determination means determining that an abnormality has occurred in the steering state detection means, and the abnormal state steering state signal generation means generates the abnormal state steering state signal generation means. It is preferable to include means for changing the drive target value over time so that the absolute value of the drive target value is gradually reduced with the drive target value corresponding to the initial value as the initial value. Thus, when an abnormality occurs, it is possible to perform life extension control for gradually reducing the steering assist force and leading the electric motor to a stop state.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, an abnormal-time steering state signal is generated by performing a predetermined limit operation on the steering-state detection signal stored in the storage unit before the occurrence of the abnormality. The drive target value is set based on the state signal. Therefore, when a failure occurs in the steering state detection means or its signal transmission system, noise is generated, and even if this noise is erroneously held in the storage means as the steering state detection signal, excessive steering assist from the electric motor is generated. No force is applied to the steering mechanism, and steering or steering assist contrary to the driver's intention can be avoided. Thereby, the steering feeling at the time of occurrence of an abnormality can be improved.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, the storage unit outputs a steering state detection signal output at a plurality of different times by the steering state detection unit before the abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred in the steering state detection unit. The abnormal state steering state signal generating means obtains an abnormal state steering state signal by performing a predetermined limit operation on the plurality of steering state detection signals stored in the storage means. The electric power steering apparatus according to
[0012]
According to the present invention, the steering state detection signals at a plurality of times before the occurrence of the abnormality are stored in the storage means, and the steering state signal for an abnormal state is obtained by performing a predetermined limit operation on the plurality of steering state detection signals. . This makes it possible to reliably eliminate the influence of noise and the like and determine an appropriate abnormal-state steering state signal.
Specifically, as in the third aspect, the abnormal-state steering state signal generating means includes, as the limit operation, a minimum absolute value of the plurality of steering state detection signals stored in the storage means. It may include absolute value minimum value calculating means (B2, E2) for performing absolute value minimum value calculation to determine the absolute value steering condition signal.
[0013]
Further, as in the fourth aspect, the abnormal-state steering state signal generating means may include, as the limit operation, a signal having an intermediate value among a plurality of steering state detection signals stored in the storage means. It may include an intermediate value calculation means (B2, E2) for performing an intermediate value calculation defined as the abnormal state steering state signal.
Further, as described in
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, the abnormal state steering state signal generating means compares the absolute value of the steering state detection signal stored in the storage means with a predetermined upper limit value as the limit calculation. If the absolute value of the state detection signal is equal to or less than the upper limit, the steering state detection signal is determined as the abnormal state steering state signal. If the absolute value of the steering state detection signal exceeds the upper limit, the upper limit is set. 2. The electric power steering apparatus according to
[0015]
According to the present invention, it is determined whether or not the absolute value of the steering state detection signal stored in the storage means exceeds a predetermined upper limit value. By determining the signal, a so-called life extension control is performed. On the other hand, when the absolute value of the steering state detection signal exceeds the upper limit, the upper limit is given the same sign as that of the steering state detection signal, and the abnormal state steering state signal is obtained. Accordingly, since the absolute value of the abnormal state steering state signal does not exceed the upper limit value, it is possible to prevent undesired steering or steering assist from being performed when an abnormality occurs.
[0016]
According to a seventh aspect of the present invention, the abnormal state steering state signal generating means compares the absolute value of the steering state detection signal stored in the storage means with a predetermined upper limit value as the limit calculation. If the absolute value of the state detection signal is equal to or less than the upper limit, the steering state detection signal is determined as the abnormal state steering state signal.If the absolute value of the steering state detection signal exceeds the upper limit, the steering state is determined. 2. The electric power steering apparatus according to
[0017]
According to the present invention, when the absolute value of the steering state detection signal stored in the storage means exceeds the predetermined upper limit, the steering state detection signal for abnormal time is obtained by multiplying the steering state detection signal by 1 / n. . This can prevent undesired steering or steering assist from being performed against the driver's intention when an abnormality occurs.
The invention according to any one of
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of an electric power steering apparatus according to one embodiment of the present invention. A steering torque applied to a
[0019]
The steering
[0020]
The
The
[0021]
The
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the target current
[0025]
The target current value has a positive value for a positive value of the steering torque, and has a negative value for a negative value of the steering torque. When the steering torque is a small value in the range (dead zone) of -T1 to T1, the target current value is set to zero. The absolute value of the target current value is set to decrease as the vehicle speed detected by the
[0026]
FIG. 3 is a flowchart for explaining the contents of processing repeatedly executed by the
[0027]
On the other hand, as a result of the abnormality determination process (step S3), when it is determined that the torque sensor system is abnormal (YES in step S4), it is checked whether the abnormality occurrence flag is on (step S9), and the abnormality is determined. If the occurrence flag is in the OFF state (NO in step S9), a process of calculating an abnormal-time steering torque value serving as a basis for setting the target current value is performed (step S10). Then, the abnormality occurrence flag is switched to the ON state (step S11), and a target current value is set in accordance with the characteristics of FIG. 2 based on the abnormality-time steering torque value obtained in step S10 (step S7). The drive control of the electric motor M is executed based on the set target current value (step S8).
[0028]
When it is determined in step S9 that the abnormality occurrence flag is in the ON state, that is, when the abnormality state continues from the previous control cycle, the gain for determining the target current value based on the abnormality-time steering torque value Is reduced by, for example, a fixed value (step S12). Accordingly, the target current
[0029]
FIG. 4 is a flowchart for explaining the content of the abnormal-time steering torque value calculation processing. The
[0030]
In this way, instead of using the steering torque stored value stored in the steering
[0031]
FIG. 5 is a flowchart for explaining another example of the abnormal-time steering torque value calculation processing. First, a steering torque storage value corresponding to a detected steering torque value immediately before the abnormality determination unit 22 determines that an abnormality has occurred in the torque sensor system is read from the steering torque storage unit 23 (step C1). Next, the absolute value of the steering torque storage value read from the steering
[0032]
If the absolute value of the stored steering torque value exceeds the upper limit value (YES in step C2), the sign of the stored steering torque value is further checked (step C4). If the stored steering torque value has a positive sign, the upper limit value having a positive value is set as the abnormal-time steering torque value (step C5). On the other hand, if the sign of the stored steering torque value is negative (NO in step C4), a value with a negative sign with respect to the upper limit is set as the abnormal-time steering torque value (step C6). .
[0033]
As described above, when an abnormality occurs in the torque sensor system, the life extension control is performed using the steering torque storage value stored in the steering
[0034]
FIG. 6 is a flowchart illustrating another example of the abnormal-time steering torque value calculation processing. The
[0035]
On the other hand, when the absolute value of the steering torque storage value exceeds the upper limit, the steering torque storage value is multiplied by 1 / n (n is a number greater than 1), and the value is used as the abnormal-time steering torque value. It is set (step D4).
In this way, when the absolute value of the steering torque storage value exceeds the upper limit, the value is multiplied by 1 / n to limit the abnormal-time steering torque value. Due to the noise caused, self-steering does not occur in the early stage of life extension control and excessive steering assistance is not provided, and the steering feeling can be improved.
[0036]
FIG. 7 is a flowchart for explaining still another example of the abnormal-time steering torque value calculation processing. In this example, one or a plurality of steering torque storage values (corresponding to a steering torque detection value immediately before abnormality detection) are read from the steering
[0037]
Next, the
[0038]
In this way, the limit calculation is performed on the stored steering torque value, and when the steering direction does not match the steering assist direction corresponding to the calculated value of the limit calculation, the electric motor M is immediately stopped. Therefore, undesired steering or steering assist when an abnormality occurs in the torque sensor system can be reliably avoided.
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention can be embodied in other forms. For example, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of an electric power steering device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation of a target current value setting unit, and shows a relationship (assist characteristic) of a target current value with respect to a steering torque.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the contents of processing repeatedly executed by the microcomputer for each control cycle.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an abnormal-time steering torque value calculation process.
FIG. 5 is a flowchart for explaining another example of the abnormal-time steering torque value calculation processing.
FIG. 6 is a flowchart illustrating another example of an abnormal-time steering torque value calculation process.
FIG. 7 is a flowchart for explaining still another example of the abnormal-time steering torque value calculation processing.
[Explanation of symbols]
Claims (7)
操舵状態を検出し、操舵状態検出信号を出力する操舵状態検出手段と、
上記操舵状態検出手段の異常の有無を判定する異常判定手段と、
この異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する前に上記操舵状態検出手段が出力した操舵状態検出信号を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号に対して所定の制限演算を施して、異常発生時に用いる異常時用操舵状態信号を生成する異常時用操舵状態信号生成手段と、
上記異常判定手段が操舵状態検出手段に異常が生じていないと判定しているときは、上記操舵状態検出手段が出力する操舵状態検出信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定し、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定しているときは、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定する駆動目標値設定手段とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。An electric power steering device that transmits a driving force of an electric motor to a steering mechanism to assist in steering,
Steering state detection means for detecting a steering state and outputting a steering state detection signal;
Abnormality determining means for determining the presence or absence of an abnormality in the steering state detecting means;
Storage means for storing a steering state detection signal output by the steering state detection means before the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means;
An abnormal steering state signal generating means for performing a predetermined limit operation on the steering state detection signal stored in the storage means to generate an abnormal steering state signal used when an abnormality occurs;
When the abnormality determination means determines that no abnormality has occurred in the steering state detection means, a drive target value for controlling the electric motor is determined based on a steering state detection signal output by the steering state detection means. When the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means, the electric power is controlled based on the abnormality-time steering state signal generated by the abnormality-time steering state signal generation means. A drive target value setting unit for setting a drive target value for controlling the motor.
上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記記憶手段に記憶されている複数の操舵状態検出信号に対して所定の制限演算を施して、異常時用操舵状態信号を求めるものであることを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置。The storage means stores a steering state detection signal output at a plurality of different times by the steering state detection means before the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means,
The abnormal state steering state signal generating means performs a predetermined limit operation on the plurality of steering state detection signals stored in the storage means to obtain an abnormal state steering state signal. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
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