JP2004338562A - Electric power steering controller - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や車両の操舵系に電動モータによるアシスト力を付与する電動パワーステアリング制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車や車両の電動パワーステアリング制御装置はステアリングホイール(ハンドル)の操作により、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクをトルクセンサにて検出し、その操舵トルクに基づいて電動モータの制御目標値である電流指令値、すなわち、アシスト制御量を演算するようにされている。そして、前記制御装置の電流フィードバック制御系にて、制御目標値である電流指令値と実際に電動モータに流れる電流の値(電流値)との差を制御値として求め、この制御値により、電動モータを制御してステアリングホイールの操舵力をアシストしている。この制御をアシスト制御という。
【0003】
従来の制御装置は、トルクセンサに異常があると判定されると、前記アシスト制御を停止させ、アシストの無い状態であるマニュアルステアにしている。例えば、このようにアシスト制御を行わない従来技術は、特許文献1に開示されている。
【0004】
しかし、トルクセンサ異常の判定がされて、電動モータへの電流供給が直ちに停止されると、ステアリングホイールの操舵力が重くなり、通常のアシスト制御がされている状態と比較して、操舵フィーリング(操舵感)が悪化する問題があった。そこで、この問題を解決するために、特許文献2の技術が提案されている。
【0005】
この開示された技術では、トルクセンサに異常があると、操舵角センサにてステアリングホイールの操舵角を検出し、この操舵角に応じて、電動モータに供給する目標電流値を算出し、この目標電流値に基づいて前記電動モータを制御するようにしている。
【0006】
ここで、電動パワーステアリング制御装置の概略を簡単に説明する。
図8は、一般的な従来の電動パワーステアリング制御装置の制御ブロックを示した図である。なお、同図において、点線で囲んだ制御ブロック内は、制御装置を構成するECU(電子制御装置)がアシスト制御プログラムにより機能する構成を示し、ハード構成を示すものではない。又、符号100は車両モデルを示しており、同車両モデル100は、同図に示す操舵角θと全反力Ttの反力特性を備える。なお、この反力特性は、ハンドル軸換算のものである。すなわち、この車両モデル100では、操舵角θのハンドル操作すると、同図に示す全反力Ttをハンドル軸換算で、運転者側に付与するものである。
【0007】
運転者は、後述するアシストトルクTaの補助を受けながら、ハンドル操作をすると、全反力TtとアシストトルクTaとの差分が操舵トルクThとしてトルクセンサ4にて検出される。
【0008】
トルクセンサ4が操舵トルクThを検出すると、同操舵トルクThをECU内のアシスト指令生成部300が、アシストマップを参照して、操舵トルクThに対応した目標電流値であるアシスト電流指令値I*を演算し、アシスト電流指令値I*を電流制御部400に供給する。電流制御部400はアシスト電流指令値I*に基づいて、アシスト電流Iをモータ500に出力すると、モータ500は、回転駆動してモータトルクTmを出力する。このモータトルクTmは、モータ500に連結された減速機600を介してハンドル軸(図示しない)に伝達され、アシストトルクTaとなって、操舵をアシストする。
【0009】
このアシスト制御が実行されている場合の、操舵角θと操舵トルクThの関係は、700の符号を付した操舵角−操舵トルク特性に示されている。
そして、上記構成の電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサ4が異常となり、アシスト制御を停止すると、マニュアル操作が実行されている場合の、操舵角θと操舵トルクThの関係は、800の符号を付した操舵角−操舵トルク特性(マニュアルステア特性)に示されている。
【0010】
上記のように、操舵トルクThと、操舵角θとの間には、操舵方向に関係したヒステリシスが存在する(例えば、図8における、車両モデル100の反力特性参照)。
【0011】
【特許文献1】
特開平6−92244号公報
【特許文献2】
特開2001−106099号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献2の技術では、このヒステリシスについてはなんら考慮されておらず、トルクセンサの異常時には、操舵角に応じて、電動モータに供給する目標電流値を算出し、この目標電流値に基づいて前記電動モータを制御するようにしている。このため、単に操舵角に基づいて、アシスト制御のための目標電流値を設定すると、不自然な操舵感、具体的には、バネ感が強い操舵感となる問題があった。
【0013】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、トルクセンサに異常があった場合においても、マニュアルステアと比較して操舵トルクを軽減し、操舵を容易にでき、さらに、不自然な操舵感がない電動パワーステアリング制御装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、操舵トルク検出手段が検出した操舵トルクに基づいてモータ制御量を生成し、同モータ制御量に基づいて、アシスト力を出力するようにモータを制御する電動パワーステアリング制御装置において、前記トルク検出手段の異常を判定する異常判定手段と、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記操舵角に基づいて操舵方向を判別する操舵方向判別手段と、前記判別結果及び前記操舵角に基づき、前記判別結果によりヒステリシス特性を持たせて、操舵角に基づくモータ制御量を算出するモータ制御量算出手段と、前記異常判定手段が、前記トルク検出手段の異常を判定した際に、前記操舵トルクに基づくモータ制御量に代えて、前記モータ制御量算出手段が算出したモータ制御量に基づいて前記モータを制御する制御手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置を要旨とするものである。
【0015】
請求項2の発明は、請求項1において、車両挙動を検出する車両挙動検出手段を備え、前記モータ制御量算出手段は、前記車両挙動に応じて、前記操舵角に基づくモータ制御量を変更することを特徴とする。
【0016】
請求項3の発明は、請求項2において、前記車両挙動検出手段は、車速を検出する車速検出手段であることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項2において、前記車両挙動検出手段は、車両に働く横加速度を検出する横加速度検出手段であることを特徴とする。
【0017】
請求項5の発明は、請求項2において、前記車両挙動検出手段は、車両に働くヨーレートを検出するヨーレート検出手段であることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、自動車(車両)に搭載した電動パワーステアリング制御装置に具体化した実施形態を図1〜図5を参照して説明する。
【0019】
図1は電動パワーステアリング制御装置の概略を示す。
ステアリングホイール(以下、ハンドル1という)に連結したハンドル軸2には、トーションバー3が設けられている。このトーションバー3には、トルクセンサ4が装着されている。そのセンサ出力はECU(電子制御装置)20へ供給される。そして、ハンドル軸2が回転してトーションバー3に力が加わると、加わった力に応じてトーションバー3が捩れ、その捩れ、即ちハンドル1にかかる操舵トルクThをトルクセンサ4が検出している。そのセンサ出力はECU20(電子制御装置)へ供給される。又、ハンドル1の操舵角θを検出するために、トーションバー3のハンドル軸2側に操舵角センサ17が設けられている。操舵角センサ17により、操作方向を含めて操舵角θが検出され、ハンドル1の操作状態を表す信号として、ECU20に出力される。
【0020】
トルクセンサ4は操舵トルク検出手段に相当し、操舵角センサ17は操舵角検出手段に相当する。
又、ハンドル軸2には減速機5が設けられている。この減速機5は電動モータ(以下、モータという)6の回転軸に取着したギア7と、同ギア7と噛合されハンドル軸2に固定されたギアとから構成されている。減速機5の出力側には、ピニオンシャフト8が固着されている。ピニオンシャフト8の先端には、ピニオン9が固着されるとともに、このピニオン9はラック10と噛合している。前記ラック10とピニオン9とによりラック&ピニオン機構11が構成されている。前記ラック10の両端には、タイロッド12が固設されており、そのタイロッド12の先端部にはナックル13が回動可能に連結されている。このナックル13には、タイヤとしての前輪14が固着されている。又、ナックル13の一端は、クロスメンバ15に回動可能に連結されている。
【0021】
ハンドル軸2、トーションバー3、減速機5、電動モータ6、ギア7、ピニオンシャフト8、ピニオン9、ラック10、ラック&ピニオン機構11、タイロッド12等によりステアリング機構が構成されている。
【0022】
従って、電動モータ6が回転すると、その回転数は減速機5によって減少されてラック10に伝達される。そして、ラック10は、タイロッド12を介してナックル13に設けられた前輪14の向きを変更して車両の進行方向を変えることができる。前輪14には、車速センサ16が設けられ、そのセンサ出力はECU20へ供給される。
【0023】
車速センサ16は、車速検出手段及び車両挙動検出手段に相当する。
(電気的構成)
次に電動パワーステアリング制御装置の電気的構成を図1に示す。
【0024】
トルクセンサ4は、ハンドル1の操舵トルクThを示す信号を出力している。操舵角センサ17は、ハンドル1の操舵角θを示す信号を出力している。車速センサ16は、その時の車速Vを示す前輪14の回転数に相対する検出信号を出力している。
【0025】
又、図2に示すように、ECU20には、電動モータ6に流れる駆動電流(モータ電流Im、モータ電流値に相当)を検出するモータ駆動電流センサ18が電気的に接続されており、モータ駆動電流センサ18からのモータ電流Im(モータ電流値)を示す信号が供給されている。
【0026】
ECU20は、制御手段としてのCPU21(中央処理装置)、ROM22及びRAM23を備えている。このROM22には、CPU21により実行される各種制御プログラムが格納されている。RAM23は、CPU21が演算処理を行うときの演算処理結果等を一時記憶する。
【0027】
CPU21は、前記各種センサからの検出信号を入力し、アシスト制御等の各種制御プログラムの処理を行う。そして、CPU21は、それらの検出信号に基づいた電流値(制御値)を演算し、さらに、この制御値に基づいてPWM演算を行って、その結果を駆動回路24に出力し、同駆動回路24を介して電動モータ6を駆動制御する。
【0028】
図2は、CPU21の機能ブロック図である。この実施形態ではCPU21内部は、プログラムで実行される機能を示している。例えば、位相補償器30は独立したハードウエアではなく、CPU21内部で実行される位相補償機能を示している。以下のCPU21内部の機能の説明では、「車速V」、「操舵トルクTh」、等の各種パラメータは、説明の便宜上、それらの対応する信号の意味として使用するものとする。
【0029】
ここで、トルクセンサ4が正常時に、CPU21が実行するアシスト制御(第1アシスト制御)の概要を説明する。
トルクセンサ4で検出した操舵トルクThは、電動パワーステアリング制御装置の安定性を高めるために、位相補償器30で位相補償され、位相補償された操舵トルクThが電流指令値演算部31に入力される。又、車速センサ16で検出された車速Vも電流指令値演算部31に入力される。電流指令値演算部31は、予めROM22に記憶されているアシストマップ(以下、第1アシストマップという)に基づいて、車速V、操舵トルクThに対応したアシスト電流指令値I*を演算し、アシスト電流指令値I*を電流制御部36に供給する。
【0030】
電流制御部36では、モータ駆動電流センサ18にて検出した実際のモータ電流(モータ駆動電流)Imとの差に相当する信号に基づいて、PI制御値やPID制御値を演算し、この制御値をPWM演算部37に出力する。PWM演算部37では、この制御値に応じたPWM演算を行い、その演算結果を駆動回路24に供給する。
【0031】
この結果、駆動回路24を介して電動モータ6を駆動制御することにより、電動モータ6による適正なアシスト力が得られる。
次に、トルクセンサ4が異常時に、CPU21が実行するアシスト制御(第2アシスト制御)を説明する。図3は、第2アシスト制御が行われる際のCPU21の機能ブロック図であり、CPU21内部はプログラムで実行される機能を示している。以下のCPU21内部の機能の説明では、「車速V」、「操舵角θ」等の各種パラメータは、説明の便宜上、それらの対応する信号の意味として使用するものとする。
【0032】
第2アシスト制御では、操舵角センサ17が検出した操舵角θは、CPU21の電流指令値演算部42及び微分器40に入力される。微分器40は、操舵角θを時間微分して、操舵角速度を算出し、操舵角速度を操舵方向判別部41に入力する。操舵方向判別部41は、操舵角速度に基づいて、操舵方向を判別し、その判別結果を電流指令値演算部42に入力する。操舵方向の判別は、具体的には、前回の制御周期にて入力した操舵角θと、今回の制御周期にて入力した操舵角θとの偏差の符号(正、又は負)により判別する。又、車速センサ16にて検出された車速Vは電流指令値演算部42に入力される。
【0033】
電流指令値演算部42は、予めROM22に記憶されているアシストマップ(以下、第2アシストマップという)の中で、操舵方向判別された結果に応じてマップを選択する。すなわち、第2アシストマップは、操舵方向が正方向のマップaと、操舵方向が負方向のマップbにて構成されており、操舵方向が正方向のときは、マップaを選択し、操舵方向が負方向のときは、マップbを選択する。
【0034】
そして、選択されたマップa,bに基づいて、操舵角θ、及び車速Vに対応したアシスト電流指令値I*を演算する。なお、本実施形態ではハンドル1を右に切ったときを正方向とし、左に切ったときを負方向としている。
【0035】
前記アシスト電流指令値I*は操舵角θに基づくモータ制御量に相当する。
各マップは、三次元マップであり、図3に示すように横軸を操舵角θ、縦軸をアシスト電流指令値I*としたとき、車速Vに応じたアシスト電流指令値I*が算出されるように設定されている。なお、負方向のマップbは、正方向のマップaよりも、操舵角−アシスト電流指令値曲線が右にシフトしている。
【0036】
ここでは、正方向のマップaについて説明する。負方向のマップbは、前述のように、右に所定の量(シフト量Δ)分、シフトしているだけのため、説明を省略する。なお、シフト量Δは、車速Vが同じの条件のときに、第1アシストマップに基づいて操舵トルクThで算出したアシスト電流指令値と、第2アシストマップに基づいて、前記操舵トルクThに対応する操舵角θで算出したアシスト電流指令値とが、一致若しくは、略一致するように、予め試験等により、設定されている。
【0037】
正方向のマップaは、正方向操舵時に、操舵角θが中立位置0(直進操舵位置)よりも右に位置する場合は、操舵角θが増加(図3において、横軸の右方向に位置)するほど、アシスト電流指令値I*は増加し、電動モータ6が正回転して正回転方向のモータトルクTmが増加するようになる。このとき、車速Vが低速よりも高速の方がアシスト電流指令値I*は、大きくなるように設定されている。
【0038】
又、正方向のマップaは、正方向操舵時に、操舵角θが中立位置0(直進操舵位置)よりも左に位置する場合は、操舵角θが減少(図3において、横軸の左方向に位置)するほど、アシスト電流指令値I*は減少し、電動モータ6が逆回転して、逆回転方向のモータトルクTmが増加するようになる。このとき、車速Vが低速よりも高速の方がアシスト電流指令値I*は小さくなるように設定されている。このように、操舵方向判別部41の操舵方向の判別結果に応じて、電流指令値演算部42はヒステリシス特性を持たせて、アシスト電流指令値I*を算出し、算出したアシスト電流指令値I*を電流制御部36に入力する。
【0039】
電流制御部36では、モータ駆動電流センサ18にて検出した実際のモータ電流(モータ駆動電流)Imとの差に相当する信号に基づいて、PI制御値やPID制御値を演算し、この制御値をPWM演算部37に出力する。PWM演算部37では、この制御値に応じたPWM演算を行い、その演算結果を駆動回路24に供給する。この結果、CPU21は、電流制御を行い、駆動回路24を介して電動モータ6を駆動制御することにより、電動モータ6によるアシスト力が得られる。
【0040】
(実施形態の作用)
次に、本実施形態の作用を図4及び図5を参照して説明する。
図4はアシスト制御プログラムのフローチャートであり、数ms毎の所定周期の割込でCPU21はこのプログラムを実行する。
【0041】
S10では、トルクセンサ4が異常か、否かを判定する。トルクセンサ4が異常か否かの判定は、トルクセンサ4からの検出信号の入力の有無(断線検出)や、同検出信号が所定閾値を超えたか否かに基づいて行う。トルクセンサ4が異常ではないと判定したときは、S70において、通常動作を行い、このプログラムを一旦終了する。
【0042】
S70の通常動作では、第1アシスト制御を実行し、すなわち、前述の第1アシストマップを使用して、トルクセンサ4が検出した操舵トルクThと、車速Vに基づいてアシスト電流指令値I*を算出し、このアシスト電流指令値I*に基づいて電動モータ6を駆動制御する。
【0043】
S10で、トルクセンサ4が異常であると判定すると、S20で操舵角θを検出し、S30では、操舵角θを時間微分して、操舵方向判別を行う(微分器40,操舵方向判別部41の機能)。続いて、S40では、第2アシストマップのうち、操舵方向判別の結果に応じたマップa又はマップbを選択する。すなわち、正方向操舵時には、マップaを選択し、負方向操舵時には、マップbを選択する。そして、S50では、選択したマップa,又はマップbに基づいて操舵角θ及び車速Vに依存したアシスト電流指令値I*を算出する。S60では、このアシスト電流指令値I*に基づいて電動モータ6を駆動制御し、このプログラムを一旦終了する。
【0044】
CPU21は、異常判定手段(S10)、操舵方向判別手段(S30)、モータ制御量算出手段(S50)、制御手段(S60)に相当する。
図5は、本実施形態の電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサ4が異常であり、操舵角センサ17が検出した操舵角θに基づいて第2アシスト制御をする場合の制御ブロックを示した概略図である。
【0045】
なお、本実施形態の電動パワーステアリング制御装置が搭載する車両の車両モデル100は、図8で説明した車両モデルと同様に、図5に示すように操舵角θと全反力Ttの反力特性を備えるものとする。
【0046】
トルクセンサ4が異常時の際にアシストトルクTaの補助を受ける場合、運転者がハンドル操作をすると、ECU20は、操舵角θと車速Vを入力して、操舵角θ及び車速Vに基づいて第2アシストマップの内、操舵方向に応じたマップa又はマップbにて、アシスト電流指令値I*を求める。そして、このアシスト電流指令値I*に基づいて、ECU20は電動モータ6を駆動制御することにより、モータトルクTmが得られる。このモータトルクTmは、電動モータ6に連結された減速機5を介してハンドル軸2に伝達され、アシストトルクTaとなって、操舵をアシストする。このとき、車両モデル100では、ハンドル操作をすると、操舵角θに応じた全反力Ttが付与されるが、全反力TtとアシストトルクTaとの差分が操舵に必要な操舵トルクThとなる。
【0047】
図5において、符号900で示す図は、本実施形態において、トルクセンサ4が異常時の場合に得られる操舵角−操舵トルク特性を示している。なお、図5において、符号1000で示す図は車両モデルにおいて、車速Vが変化したときの、全反力Ttと操舵角θの反力特性を示している。
【0048】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) 本実施形態の電動パワーステアリング制御装置のCPU21は、異常判定手段として、トルクセンサ4(トルク検出手段)の異常を判定するようにし、操舵方向判別手段として操舵角に基づいて操舵方向を判別するようにした。そして、CPU21は、モータ制御量算出手段として操舵方向の判別結果及び操舵角θに基づき、前記判別結果によりヒステリシス特性を持たせて、操舵角θに基づくモータ制御量を算出するようにした。さらに、CPU21は、トルクセンサ4が異常であるときに、制御手段として、操舵トルクThに基づくアシスト電流指令値(モータ制御量)に代えて、操舵角θに基づくアシスト電流指令値I*(モータ制御量)に基づいて電動モータ6を制御するようにした。
【0049】
この結果、操舵方向に応じてヒステリシス特性をもったアシスト電流指令値I*にて、電動モータ6が駆動されて、アシストトルクを出力することができる。このため、トルクセンサ4が異常となっても、操舵方向によっては、不自然な操舵感となることがなく、自然な操舵感を得ることができる。
【0050】
(2) 本実施形態では、車速センサ16(車両挙動検出手段、車速検出手段を備え、CPU21は、車速Vに応じて、操舵角θに基づくアシスト電流指令値I*(モータ制御量)を変更するようにした。
【0051】
この結果、車速Vに応じて、必要なアシストトルクTaを出力することができる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
【0052】
(1) 前記実施形態では、車両挙動検出手段として、車速センサ16としたが、図6に示すように、横加速度センサ50としてもよい。この場合、車両に働く横加速度の場合にもヒステリシスが存在する。
【0053】
すなわち、図4の符号1000で示す反力特性では、車速Vが大の場合と小の場合とで、操舵角θと全反力Ttと特性線の傾き量が異なる。一方、横加速度Gにおいても、横加速度Gが大きくなるほど、操舵角θと全反力Ttと特性線の傾き量が大きくなる。なお、図4では、説明の便宜上、符号1000で示す特性図を代用している。
【0054】
従って、電流指令値演算部42で使用するマップa,bは、操舵角θ、横加速度G、アシスト電流指令値I*からなる三次元マップを使用する。この三次元マップは、予め試験等に基づいて設定されており、ROM22に予め記憶するものとする。横加速度センサ50は車両挙動検出手段及び横加速度検出手段に相当する。
【0055】
(2) 前記実施形態では、前記実施形態では、車両挙動検出手段として、車速センサ16としたが、図7に示すように、ヨーレイトセンサ60としてもよい。この場合、車両に働く横加速度の場合にもヒステリシスが存在する。
【0056】
すなわち、図4の符号1000で示す反力特性では、車速Vが大の場合と小の場合とで、操舵角θと全反力Ttと特性線の傾き量が異なる。一方、ヨーレイトYにおいても、ヨーレイトYが大きくなるほど、操舵角θと全反力Ttと特性線の傾き量が大きくなる。なお、図4では、説明の便宜上、符号1000で示す特性図を代用している。
【0057】
従って、電流指令値演算部42で使用するマップa,bは、操舵角θ、ヨーレイトY、アシスト電流指令値I*からなる三次元マップを使用する。この三次元マップは、予め試験等に基づいて設定されており、ROM22に予め記憶するものとする。ヨーレイトセンサ60は車両挙動検出手段及びヨーレート検出手段に相当する。
【0058】
(3) 前記実施形態では、操舵トルクThと車速Vに応じて、車速感応のアシスト制御を行うようにしたが、操舵トルクThのみに応じてアシスト制御を行うようにしてもよい。
【0059】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1乃至請求項5の発明によれば、トルクセンサに異常があった場合においても、マニュアルステアと比較して操舵トルクを軽減し、操舵を容易にでき、さらに、不自然な操舵感がない効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における電動パワーステアリング制御装置の概略図。
【図2】同じくトルクセンサが正常時のCPU21の機能ブロック図。
【図3】同じくトルクセンサが異常時の場合のCPU21の機能ブロック図。
【図4】アシスト制御プログラムのフローチャート。
【図5】トルクセンサが異常時にアシスト制御をする場合の制御ブロック図。
【図6】他の実施形態の図3相当図。
【図7】他の実施形態の図3相当図。
【図8】従来の電動パワーステアリング制御装置の制御ブロック図。
【符号の説明】
1…ステアリングホイール(ハンドル)
4…トルクセンサ(操舵トルク検出手段)
16…車速センサ(車両挙動検出手段、車速検出手段)
17…操舵角センサ(操舵角検出手段)
21…CPU(異常判定手段、操舵方向判別手段、モータ制御量算出手段、制御手段)
50…横加速度センサ(車両挙動検出手段、横加速度検出手段)
60…ヨーレイトセンサ(車両挙動検出手段、ヨーレート検出手段)
θ…操舵角
G…横加速度
V…車速
Th…操舵トルク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering control device for applying an assisting force by an electric motor to a steering system of an automobile or a vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering control device of an automobile or a vehicle detects a steering torque generated on a steering shaft by operating a steering wheel (handle) with a torque sensor, and determines a control target value of the electric motor based on the steering torque. A current command value, that is, an assist control amount is calculated. Then, in a current feedback control system of the control device, a difference between a current command value, which is a control target value, and a value of a current (current value) actually flowing through the electric motor is obtained as a control value. It controls the motor to assist the steering force of the steering wheel. This control is called assist control.
[0003]
In the conventional control device, when it is determined that the torque sensor is abnormal, the assist control is stopped, and manual steering is performed in a state where there is no assist. For example, a conventional technique that does not perform the assist control in this way is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163873.
[0004]
However, if it is determined that the torque sensor is abnormal and the current supply to the electric motor is immediately stopped, the steering force of the steering wheel becomes heavy, and the steering feeling is reduced as compared with the state where the normal assist control is performed. (Steering feeling) is degraded. Then, in order to solve this problem, the technique of Patent Document 2 has been proposed.
[0005]
According to the disclosed technology, when there is an abnormality in the torque sensor, the steering angle of the steering wheel is detected by the steering angle sensor, and a target current value to be supplied to the electric motor is calculated in accordance with the steering angle. The electric motor is controlled based on a current value.
[0006]
Here, the outline of the electric power steering control device will be briefly described.
FIG. 8 is a diagram showing control blocks of a general conventional electric power steering control device. Note that, in the figure, a control block surrounded by a dotted line shows a configuration in which an ECU (electronic control device) constituting the control device functions according to an assist control program, and does not show a hardware configuration.
[0007]
When the driver operates the steering wheel while receiving assistance from the assist torque Ta described later, the difference between the total reaction force Tt and the assist torque Ta is detected by the
[0008]
When the
[0009]
The relationship between the steering angle θ and the steering torque Th when this assist control is being executed is shown in the steering angle-steering torque characteristic denoted by
When the
[0010]
As described above, there is a hysteresis related to the steering direction between the steering torque Th and the steering angle θ (for example, see the reaction force characteristic of the
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-6-92244 [Patent Document 2]
JP 2001-106099 A
[Problems to be solved by the invention]
In the technique of Patent Document 2, this hysteresis is not considered at all, and when the torque sensor is abnormal, a target current value to be supplied to the electric motor is calculated according to the steering angle, and based on the target current value. The electric motor is controlled. Therefore, if the target current value for the assist control is simply set based on the steering angle, there is a problem that an unnatural steering feeling, specifically, a steering feeling with a strong spring feeling is obtained.
[0013]
The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to reduce the steering torque as compared with manual steering even when the torque sensor is abnormal, thereby facilitating the steering, Another object of the present invention is to provide an electric power steering control device that does not have an unnatural steering feeling.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 generates a motor control amount based on the steering torque detected by the steering torque detecting means, and outputs an assist force based on the motor control amount. In the electric power steering control device that controls the motor as described above, abnormality determination means for determining abnormality of the torque detection means, steering angle detection means for detecting a steering angle of a steering wheel, and a steering direction based on the steering angle. A steering direction discriminating means for discriminating; a motor control amount calculating means for calculating a motor control amount based on the steering angle by giving a hysteresis characteristic based on the discrimination result based on the discrimination result and the steering angle; However, when it is determined that the torque detection means is abnormal, instead of the motor control amount based on the steering torque, the motor control amount calculation means The electric power steering control apparatus characterized by comprising a control means for controlling the motor based on the motor control amount that issued it is an gist.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, there is provided a vehicle behavior detecting means for detecting a vehicle behavior, wherein the motor control amount calculating means changes a motor control amount based on the steering angle according to the vehicle behavior. It is characterized by the following.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the vehicle behavior detecting means is a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed.
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, the vehicle behavior detecting means is a lateral acceleration detecting means for detecting a lateral acceleration acting on the vehicle.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect, the vehicle behavior detecting means is a yaw rate detecting means for detecting a yaw rate acting on the vehicle.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an electric power steering control device mounted on an automobile (vehicle) will be described with reference to FIGS.
[0019]
FIG. 1 schematically shows an electric power steering control device.
A
[0020]
The
Further, a
[0021]
A steering mechanism is constituted by the handle shaft 2, the
[0022]
Therefore, when the
[0023]
The
(Electrical configuration)
Next, the electric configuration of the electric power steering control device is shown in FIG.
[0024]
The
[0025]
As shown in FIG. 2, the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
FIG. 2 is a functional block diagram of the
[0029]
Here, an outline of the assist control (first assist control) executed by the
The steering torque Th detected by the
[0030]
The
[0031]
As a result, by controlling the drive of the
Next, assist control (second assist control) executed by the
[0032]
In the second assist control, the steering angle θ detected by the
[0033]
The current command
[0034]
Then, an assist current command value I * corresponding to the steering angle θ and the vehicle speed V is calculated based on the selected maps a and b. In the present embodiment, turning the steering wheel 1 rightward is defined as a positive direction, and turning leftward is defined as a negative direction.
[0035]
The assist current command value I * corresponds to a motor control amount based on the steering angle θ.
Each map is a three-dimensional map. As shown in FIG. 3, when the horizontal axis is the steering angle θ and the vertical axis is the assist current command value I *, the assist current command value I * corresponding to the vehicle speed V is calculated. Is set to In the map b in the negative direction, the steering angle-assist current command value curve is shifted to the right as compared with the map a in the positive direction.
[0036]
Here, the map a in the forward direction will be described. As described above, since the map b in the negative direction is shifted rightward by a predetermined amount (shift amount Δ), the description is omitted. The shift amount Δ corresponds to the assist current command value calculated based on the steering torque Th based on the first assist map and the steering torque Th based on the second assist map when the vehicle speed V is the same. It is set in advance by a test or the like so that the assist current command value calculated at the steering angle θ to be made matches or substantially matches.
[0037]
In the forward direction map a, when the steering angle θ is located to the right of the neutral position 0 (straight forward steering position) during forward steering, the steering angle θ increases (in FIG. ), The assist current command value I * increases, the
[0038]
The forward direction map a indicates that the steering angle θ decreases when the steering angle θ is located to the left of the neutral position 0 (straight forward steering position) during forward steering (in FIG. 3, the leftward direction of the horizontal axis). , The assist current command value I * decreases, the
[0039]
The
[0040]
(Operation of the embodiment)
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a flowchart of the assist control program, and the
[0041]
In S10, it is determined whether or not the
[0042]
In the normal operation of S70, the first assist control is executed, that is, the assist current command value I * is determined based on the steering torque Th detected by the
[0043]
If it is determined in S10 that the
[0044]
The
FIG. 5 is a schematic diagram showing a control block in the case where the
[0045]
The
[0046]
When the driver operates the steering wheel when the assist of the assist torque Ta is received when the
[0047]
In FIG. 5, a diagram indicated by a
[0048]
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
[0049]
As a result, the
[0050]
(2) In the present embodiment, the
[0051]
As a result, a necessary assist torque Ta can be output according to the vehicle speed V.
In addition, this embodiment may be changed as follows.
[0052]
(1) In the above embodiment, the
[0053]
That is, in the reaction force characteristic indicated by
[0054]
Therefore, the maps a and b used by the current command
[0055]
(2) In the above embodiment, the
[0056]
That is, in the reaction force characteristic indicated by
[0057]
Therefore, the maps a and b used by the current command
[0058]
(3) In the above embodiment, the vehicle speed-responsive assist control is performed according to the steering torque Th and the vehicle speed V. However, the assist control may be performed only according to the steering torque Th.
[0059]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first to fifth aspects of the present invention, even when the torque sensor is abnormal, the steering torque can be reduced as compared with manual steering, and steering can be facilitated. The effect is that there is no unnatural steering feeling.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an electric power steering control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of the
FIG. 3 is a functional block diagram of a
FIG. 4 is a flowchart of an assist control program.
FIG. 5 is a control block diagram when assist control is performed when the torque sensor is abnormal.
FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 3 of another embodiment.
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 3 of another embodiment.
FIG. 8 is a control block diagram of a conventional electric power steering control device.
[Explanation of symbols]
1. Steering wheel (handle)
4: Torque sensor (steering torque detecting means)
16 Vehicle speed sensor (vehicle behavior detecting means, vehicle speed detecting means)
17. Steering angle sensor (steering angle detecting means)
21 CPU (abnormality determining means, steering direction determining means, motor control amount calculating means, control means)
50: lateral acceleration sensor (vehicle behavior detecting means, lateral acceleration detecting means)
60 ... Yaw rate sensor (vehicle behavior detecting means, yaw rate detecting means)
θ: steering angle G: lateral acceleration V: vehicle speed Th: steering torque
Claims (5)
前記トルク検出手段の異常を判定する異常判定手段と、
ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵角に基づいて操舵方向を判別する操舵方向判別手段と、
前記判別結果及び前記操舵角に基づき、前記判別結果によりヒステリシス特性を持たせて、操舵角に基づくモータ制御量を算出するモータ制御量算出手段と、
前記異常判定手段が、前記トルク検出手段の異常を判定した際に、前記操舵トルクに基づくモータ制御量に代えて、前記モータ制御量算出手段が算出したモータ制御量に基づいて前記モータを制御する制御手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。An electric power steering control device that generates a motor control amount based on the steering torque detected by the steering torque detection unit and controls the motor to output an assist force based on the motor control amount,
Abnormality determination means for determining abnormality of the torque detection means;
Steering angle detection means for detecting a steering angle of the steering wheel;
Steering direction determining means for determining a steering direction based on the steering angle,
A motor control amount calculating unit that calculates a motor control amount based on the steering angle by giving a hysteresis characteristic based on the determination result based on the determination result and the steering angle;
When the abnormality determination unit determines that the torque detection unit is abnormal, the abnormality determination unit controls the motor based on the motor control amount calculated by the motor control amount calculation unit instead of the motor control amount based on the steering torque. An electric power steering control device comprising control means.
前記モータ制御量算出手段は、前記車両挙動に応じて、前記操舵角に基づくモータ制御量を変更することを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング制御装置。A vehicle behavior detecting means for detecting a vehicle behavior,
2. The electric power steering control device according to claim 1, wherein the motor control amount calculation unit changes a motor control amount based on the steering angle according to the vehicle behavior.
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