JP2005029001A

JP2005029001A - Electric power steering device

Info

Publication number: JP2005029001A
Application number: JP2003196201A
Authority: JP
Inventors: Tomomune Hisanaga; 智宗久永; Kenichi Shimada; 賢一島田
Original assignee: NSK Ltd; NSK Steering Systems Co Ltd
Current assignee: NSK Ltd; NSK Steering Systems Co Ltd
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2005-02-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device for which a failure diagnosis for a motor system is performed before an ignition key is turned on in order to solve problems that failures under an initial state of the motor system cannot surely be detected unless steering is performed, and which can avoid danger from being exerted on a vehicle due to a failure of the motor system. <P>SOLUTION: This electric power steering device performs an assistance for a steering mechanism by controlling a motor which provides a steering assisting force to the steering mechanism based on a current control value which is calculated from a steering assistance commanding value being calculated by a calculating means based on a steering torque generated on a steering shaft, and a current value of the motor. In the electric power steering device, the failure diagnosis for the motor system is performed before the assistance. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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モータによる操舵補助力を付与してアシストするようにした電動パワーステアリング装置に関し、特にモータ系の充分な（確実な）故障診断をステアリングのアシストを行う前（例えばドライバの乗車前）に実施するようにした電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク（操舵補助トルク）を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流制御値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデュ−ティ比の調整で行っている。
【０００３】
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図２に示して説明すると、ハンドル１の軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５を経て走行車輪のタイロッド６に結合されている。軸２には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介して軸２に結合されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１４からイグニションキー１１及びリレー１３を経て電力が供給され、コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴ、車速センサ１２で検出された車速Ｖに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基いてモータ２０に供給する電流を制御する。なお、図２では、モータ２０と減速ギア３との間にクラッチ機構を具備しない電動パワーステアリング装置を示しているが、クラッチ機構を具備した電動パワーステアリング装置も存在する。
【０００４】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵで構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図３のようになる。
【０００５】
コントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出されて入力される操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器３１で位相補償され、位相補償された操舵トルクＴＡが操舵補助指令値演算器３２に入力される。また、車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵補助指令値演算器３２に入力される。操舵補助指令値演算器３２は入力された操舵トルクＴＡ及び車速Ｖに基いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉを、予め設定されているデータテーブル又は関数式を用いて決定する。操舵補助指令値Ｉは減算器３０Ａに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器３４に入力され、減算器３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算器３５に入力されると共に、フィードバック系の特性を改善するための積分演算器３６に入力される。微分補償器３４及び積分演算器３６の出力も加算器３０Ｂに加算入力され、加算器３０Ｂでの加算結果である電流制御値Ｅが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路３７に入力される。モータ２０のモータ電流値ｉはモータ電流検出回路３８で検出され、検出されたモータ電流値ｉは減算器３０Ａに入力されてフィードバックされる。
【０００６】
上述のような一般的な電動パワーステアリング装置では、モータ２０としてブラシレスモータを使用することが多く、ブラシレスモータはモータを制御するために例えばホールセンサでモータの回転位置を検出するようになっている。そして、モータ２０及びその駆動系（以下、「モータ系」とする）が故障すると、アシスト動作ができなくなり、円滑な運転ができないため、モータ系の故障診断を行うようにしている。モータ系の故障診断は一般的に図４に示すように、イグニションキー１１のオン後（ステップＳ１）、モータ系の初期診断を行い（ステップＳ２）、ＯＫか否かを判定して（ステップＳ３）、ＯＫでない場合はアシスト停止とする。そして、初期診断がＯＫの場合にはコントロールユニット３０によるアシストを開始し（ステップＳ４）、その後にモータ系の故障を診断するようにしている（ステップＳ５）。故障診断の結果、異常がなければ通常のアシストを行い（ステップＳ５、Ｓ６）、上記ステップＳ５にリターンして上記動作を繰り返す。また、上記ステップＳ６で故障と判定された場合には、アシストを停止する。
【０００７】
また、助手席シートへの乗員の着座状態を検知する重量センサの初期診断方法として、特開２００２−２５０７７６（特許文献１）が提案されている。更に、ポテンショの断線や短絡のみならず、モータ部の故障やモータアクチュエータの軸のロック状態の有無を診断する装置として、特開２０００−２３６６８５（特許文献２）が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２５０７７６
【０００９】
【特許文献２】
特開２０００−２３６６８５
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなモータ系故障検出システムでは、モータ系が初期状態において故障している場合に重大な問題がある。即ち、故障診断として、イグニションキーオン後に初期診断を行っているが、モータを回転させないため確実な診断を行うことができず、モータ回転による充分（確実）な診断はアシスト中にのみ実施されるため、モータ系の故障検出が遅れてしまい、車両の走行中等に、制御されないアシストが行われるという問題がある。例えばホールセンサでは、止まっているモータの位置が正確かを診断するだけで、全パターンを確認していないという問題がある。
【００１１】
また、特許文献１及び２はいずれも電動パワーステアリング装置の故障診断ではない。
【００１２】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、操舵しなければモータ系の初期状態の故障を検出できない場合が生じてしまう問題を解決するため、モータ系の故障診断をイグニションキーのオン前に実施するようにし、モータ系の故障によって車両に危険を及ぼすことを回避できるようにした電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算手段で演算された操舵補助指令値と、モータの電流値とから演算した電流制御値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与える前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関するもので、本発明の上記目的は、モータ系の故障診断を前記アシストの前に実施することによって達成される。
【００１４】
また、本発明の上記目的は、前記モータ系の故障診断をドライバの乗車前に実施することにより、或いはトリガによって前記モータ系を駆動することにより、或いは前記トリガを、ドアの開閉信号、遠隔操作のエンジンスタータ信号、遠隔操作のドアロック解除信号又はキー入力信号とすることにより、より効果的に達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
ハンドルとモータがクラッチ等を介さず機械的に連結された電動パワーステアリング装置では、アシスト用のブラシレスモータを回転させるとハンドルが動いてしまう。イグニションキーオン後の初期診断中に勝手にハンドルが動いてしまうと、ドライバにとって危険であるため、モータを回転させる必要のある診断（ホールセンサの全パターンによる診断など）は、従来初期診断中に充分に行うことができなかった。
【００１６】
また、電動パワーステアリング装置では、アシスト用モータとしてブラシ付きモータが用いられることも多く、ブラシ付きモータでは経年変化によって、ブラシと整流子との間に酸化皮膜が形成され、この酸化皮膜は、モータを回転させてブラシと整流子を擦ることによって除去することができる。しかし、酸化皮膜がモータ端子間の抵抗を増大させるため、モータの初期診断がＮＧになることがある。この場合、電動パワーステアリング装置はアシストしないため、ドライバがマニュアルステアリングで操舵しない限り酸化皮膜は除去されない。アシスト開始前に大きな電流を流して診断を行えば、酸化皮膜の影響を受けないことが知られているが、モータが回転してしまうため電流を流すことができない。
【００１７】
このため本発明では、ブラシレスモータ又はブラシ付きモータを利用した電動パワーステアリングシステムがアシストを開始する前（例えばドライバの乗車前）に、トリガ信号に基づいてモータ系の故障診断を行うようにする。即ち、従来アシスト開始後にしかできなかった充分な故障診断を初期診断として行う。具体的には、モータを回転させなければできない診断や、診断を実行することによってモータが回転してしまう診断を初期診断で行う。そのため、本発明によれば、ドライバに違和感なくモータ系の初期状態の故障を検出することができ、また、制御されないアシストによって車両へ危険を及ぼすことを回避することができる。
【００１８】
３相４極のブラシレスＤＣモータでは、機械角で１８０度（電気角で３６０度）回転させればホールセンサ信号を全パターン検出することができる。歯車比を例えば１５：１とするとハンドルは１２度動き、ドライバに違和感を与えてしまう。また、ブラシ付きモータの酸化皮膜の影響を受けないように大きな電流を流して初期診断するときも、数ミリ秒間しか電流を流さないため、ハンドルはほとんど動かない。しかし、ハンドルを握った状態ではドライバに違和感を与えてしまうため、本発明のようにトリガ信号に基づいて診断を行うことは有益である。
【００１９】
トリガ信号として、ドアの開閉信号、遠隔操作のエンジンスタータ信号、遠隔操作のドアロック解除信号又はキー入力信号等がある。キー入力信号等は、低速ＬＡＮやＬＩＮなどの車内ＬＡＮから簡単に情報を得ることができる。
【００２０】
以下に、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明の制御フロー図であり、乗車時のドアの開閉信号をトリガ信号として入力し（ステップＳ１０）、トリガ信号に基づいてモータ系の駆動を行う（ステップＳ１１）。その後にモータ系の故障診断を行い（ステップＳ１２）、ＯＫの場合（ステップＳ１３）にイグニションキーをオンし（ステップＳ１４）、アシストを開始する（ステップＳ１５）。これにより、ドライバが操舵をするときには初期診断を完了することができる。故障診断はブラシモータの場合、モータに酸化皮膜の影響を受けない大きな電流を流して行う。故障診断で故障（ＮＧ）と判断された場合にはアシストを停止する。
【００２２】
モータ系故障の初期診断（ステップＳ１２）の例として、ブラシレスＤＣモータのロータ位置を検出するために用いているホールセンサ及びそのインタフェース回路の故障診断方法の例を説明する。ブラシレスＤＣモータのホールセンサの出力信号１〜３の論理表は、モータ位置に対して下記表１のようになっている。例えばモータが位置Ａにいるときには、センサ出力信号１の論理値は「Ｌ」であり、センサ出力信号２及び３の論理値はいずれも「Ｈ」である。
【００２３】
【表１】

ここで、モータが回転すると、モータ位置はＡ→Ｂ→Ｃのように移行して行くが、モータ位置Ａ，Ｂではセンサ出力信号１は元々「Ｌ」であるため、正常と認識される。そして、モータ位置がＣとなったとき、センサ出力信号１が「Ｌ」、センサ出力信号２が「Ｌ」、センサ出力信号３が「Ｈ」となり、表１の論理値と異なっていることを検出してフェールとする。
【００２４】
また、別の診断例として、モータが回転すると、モータ位置はＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄのように移行して行くが、モータ位置がＤになったとき、センサ出力信号１〜３が全て「Ｈ」となる。ここにおいて、センサ出力信号１〜３が全て同じ論理値になることはないので、異常検出とする。
【００２５】
更に、イグニションキーがＯＮする前にモータ系の初期診断を行う具体的な実施例を説明する。
【００２６】
イグニションキーがＯＮする前に例えばドアの開閉信号などの車両側からのトリガにて、モータを片側に電気角で３６０度回転させて全てのホールセンサパターンを確認し、異常がないかを検出する。３相４極のブラシレスＤＣモータでは電気角３６０度のとき機械角は１８０度であり、ギア比を１５と設定すると、ハンドル上では１２度回転することとなる。１２度回転させるとドライバに違和感を与えるため、実際にドライバがハンドルに手を当てる前にこの初期診断を終わらせる。
【００２７】
上記以外の初期診断の例として、モータを電気角にて片側に１８０度回転させ、その後反対方向に３６０度回転させ、全てのホールセンサパターンを確認する。これにより、上記設定でハンドルが両側に６度ずつ回転するため、ドライバへの違和感を緩和することができる。電気角で全周分（３６０度）を診断しようとする場合、電気角で±１８０度で良いことになり、機械角に変換すると±９０度となり、ギア比が１５であるとすると、±９０度÷１５＝±６度の回転となる。
【００２８】
上記診断例はいずれもモータが回転しなければ異常を検出することができず、停止した状態では正常と認識してしまう場合であることが分かる。また、実際には、モータ位置検出の故障診断では数ミリ秒以上の検出時間を設けており、故障と確定するまでの間、異常なセンサ出力信号で制御が行われることになる。
【００２９】
近年、シートベルトを締めなければエンジンが始動しない、ライトをオンオフしなければエンジンが始動しないなどのように一定の手順を踏まなければエンジンを始動させない盗難防止装置が装着されている車両もあり、このような盗難防止装置が装着されている車両にあっては、キーを「ＡＣＣ」まで回す、ハンドルを少し動かす、エンジンを始動するという手順に設定すれば、アシスト開始前の初期診断でモータを回転させた診断を行うことができる。この場合、ドライバがハンドルを動かしてモータを回転させるため、ホールセンサの診断や酸化皮膜の除去などを行うことができる。
【００３０】
また、アシストを開始した後は通常の診断を行い（ステップＳ１６）、ＮＧの場合（ステップＳ１７）にはアシストを停止し、ＯＫの場合（ステップＳ１７）には通常のアシストを行う（ステップＳ１８）。通常の診断では、モータを回転させてステアリングアシストを行うことであり、異常となったとき、制御されないアシストとなってしまう。しかしながら、本発明によれば、ドライバの乗車前の実際にドライバがハンドルを握っていないときに、ドアの開閉信号等に基づいて診断を行うため、このような状態を未然に防止することができる。
【００３１】
上述の例ではトリガ信号を乗車時のドアの開閉信号としているが、遠隔操作のエンジンスタータの信号、遠隔操作のドアロック解除の信号、キー入力信号であっても良い。
【００３２】
また、上述の例ではクラッチ機構を具備しない電動パワーステアリング装置を挙げているが、クラッチ機構を具備した電動パワーステアリング装置ではクラッチを遮断しておけば、ドライバに何も気付かれないうちに動的初期診断を行うことができる。更に、上述ではブラシレスＤＣモータを例にして説明しているが、「クラッチ機構付き＋ブラシ付きＤＣモータ」の電動パワーステアリング装置においても本発明を適用でき、上記初期診断のタイミングで、クラッチを遮断して意図的にブラシ付きＤＣモータを回転させ、ブラシ付きＤＣモータで特性悪化の原因となる整流子の酸化皮膜を除去する制御は、本来のモータ電流特性に復帰させる手段として有用である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明では、電動パワーステアリングシステムがアシストを開始する前（ドライバの乗車前）に、モータ系の故障診断を行うようにしている。そのため、ドライバに違和感なくモータ系の初期状態の故障を検出することができ、また、制御されないアシストによって車両へ危険を及ぼすことを回避することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の故障診断の制御フロー図である。
【図２】電動パワーステアリングの一般例を示す機構図である。
【図３】コントロールユニットの一般的な内部構成を示すブロック図である。
【図４】従来の故障診断の制御フロー図である。
【符号の説明】
１０トルクセンサ
１２車速センサ
２０モータ
３０コントロールユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device that assists a steering system of an automobile or a vehicle by applying a steering assist force by a motor, and in particular, before performing steering assist for sufficient (certain) failure diagnosis of the motor system. The present invention relates to an electric power steering device (for example, before a driver's boarding).
[0002]
[Prior art]
An electric power steering device for energizing an automobile or vehicle steering device with an auxiliary load by the rotational force of a motor is an auxiliary load applied to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. It comes to be energized. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of motor current in order to accurately generate assist torque (steering assist torque). The feedback control adjusts the motor applied voltage so that the difference between the current control value and the motor current detection value becomes small. The adjustment of the motor applied voltage is generally performed by a PWM (pulse width modulation) control duty. This is done by adjusting the tee ratio.
[0003]
Here, the general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 2. The shaft 2 of the handle 1 is connected to a tie rod 6 of a traveling wheel via a reduction gear 3,

universal joints

4 a and 4 b, and a pinion rack mechanism 5. Has been. The shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque of the handle 1, and a motor 20 that assists the steering force of the handle 1 is coupled to the shaft 2 via the reduction gear 3. Electric power is supplied from a battery 14 via an ignition key 11 and a relay 13 to a control unit (ECU) 30 that controls the power steering device. The control unit 30 detects the steering torque T detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed sensor 12. The steering assist command value I of the assist command is calculated on the basis of the vehicle speed V detected in step S1, and the current supplied to the motor 20 is controlled based on the calculated steering assist command value I. Although FIG. 2 shows an electric power steering device that does not include a clutch mechanism between the motor 20 and the reduction gear 3, there is an electric power steering device that includes a clutch mechanism.
[0004]
The control unit 30 is mainly composed of a CPU, and FIG. 3 shows general functions executed by a program inside the CPU.
[0005]
The function and operation of the control unit 30 will be described. The steering torque T detected and input by the torque sensor 10 is phase-compensated by the phase compensator 31 in order to improve the stability of the steering system, and the phase-compensated steering torque. TA is input to the steering assist command value calculator 32. The vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 is also input to the steering assist command value calculator 32. The steering assist command value calculator 32 calculates a steering assist command value I, which is a control target value of the current supplied to the motor 20, based on the input steering torque TA and vehicle speed V, by using a preset data table or function formula. To determine. The steering assist command value I is input to the subtractor 30A, and is also input to the feedforward differential compensator 34 for increasing the response speed. The deviation (Ii) of the subtractor 30A is input to the proportional calculator 35. At the same time, it is input to an integration calculator 36 for improving the characteristics of the feedback system. The outputs of the differential compensator 34 and the integral calculator 36 are also added to the adder 30B, and the current control value E, which is the addition result of the adder 30B, is input to the motor drive circuit 37 as a motor drive signal. The motor current value i of the motor 20 is detected by the motor current detection circuit 38, and the detected motor current value i is input to the subtractor 30A and fed back.
[0006]
In the general electric power steering apparatus as described above, a brushless motor is often used as the motor 20, and the brushless motor detects the rotational position of the motor with, for example, a hall sensor in order to control the motor. . When the motor 20 and its drive system (hereinafter referred to as “motor system”) fail, the assist operation cannot be performed and smooth operation cannot be performed. Therefore, failure diagnosis of the motor system is performed. As shown in FIG. 4, the motor system failure diagnosis is generally performed after the ignition key 11 is turned on (step S1), the motor system initial diagnosis is performed (step S2), and it is determined whether or not it is OK (step S3). ) If it is not OK, the assist is stopped. If the initial diagnosis is OK, the assist by the control unit 30 is started (step S4), and then a motor system failure is diagnosed (step S5). If there is no abnormality as a result of the failure diagnosis, normal assistance is performed (steps S5 and S6), the process returns to step S5 and the above operation is repeated. If it is determined in step S6 that there is a failure, the assist is stopped.
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-250776 (Patent Document 1) has been proposed as an initial diagnosis method of a weight sensor that detects a seating state of a passenger on a passenger seat. Furthermore, as a device for diagnosing not only the disconnection or short circuit of the potentiometer but also the failure of the motor unit and the shaft lock state of the motor actuator, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-236665 (Patent Document 2) has been proposed.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-250776
[0009]
[Patent Document 2]
JP 2000-236685 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the motor system failure detection system as described above has a serious problem when the motor system has failed in the initial state. That is, as the failure diagnosis, the initial diagnosis is performed after the ignition key is turned on. However, since the motor is not rotated, the reliable diagnosis cannot be performed, and the sufficient (reliable) diagnosis by the motor rotation is performed only during the assist. There is a problem that undetected assist is performed during the traveling of the vehicle because the failure detection of the motor system is delayed. For example, the Hall sensor has a problem in that all patterns are not confirmed only by diagnosing whether the position of the stopped motor is accurate.
[0011]
Neither Patent Document 1 nor 2 is a failure diagnosis of the electric power steering apparatus.
[0012]
The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to solve the problem that the failure of the initial state of the motor system cannot be detected unless the steering is performed. It is an object of the present invention to provide an electric power steering apparatus in which diagnosis is performed before an ignition key is turned on, and a danger to a vehicle due to a motor system failure can be avoided.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides the motor for applying a steering assist force to a steering mechanism based on a current control value calculated from a steering assist command value calculated by a calculation means based on a steering torque generated in a steering shaft and a current value of the motor. The above object of the present invention is achieved by performing a motor system failure diagnosis before the assist.
[0014]
Further, the object of the present invention is to carry out a fault diagnosis of the motor system before boarding a driver, or to drive the motor system by a trigger, or to use the trigger as a door open / close signal, remote control. This is achieved more effectively by using an engine starter signal, a door lock release signal for remote operation or a key input signal.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In an electric power steering apparatus in which a handle and a motor are mechanically coupled without a clutch or the like, the handle moves when the assisting brushless motor is rotated. If the steering wheel moves without permission during the initial diagnosis after the ignition key is turned on, it is dangerous for the driver, so the diagnosis that requires the motor to rotate (such as the diagnosis by all patterns of the hall sensor) is sufficient during the conventional initial diagnosis. Could not be done.
[0016]
Moreover, in an electric power steering apparatus, a motor with a brush is often used as an assisting motor. In a motor with a brush, an oxide film is formed between the brush and the commutator due to secular change, and this oxide film is Can be removed by rotating and rubbing the brush and commutator. However, since the oxide film increases the resistance between the motor terminals, the initial diagnosis of the motor may be NG. In this case, since the electric power steering apparatus does not assist, the oxide film is not removed unless the driver steers by manual steering. It is known that if a diagnosis is performed by supplying a large current before the start of the assist, it is known that the motor is not affected by the oxide film, but the current cannot be supplied because the motor rotates.
[0017]
For this reason, in the present invention, before the electric power steering system using the brushless motor or the motor with the brush starts assisting (for example, before the driver gets on), the failure diagnosis of the motor system is performed based on the trigger signal. That is, a sufficient fault diagnosis that can only be performed after the start of assist is performed as an initial diagnosis. Specifically, the diagnosis that cannot be performed without rotating the motor or the diagnosis that the motor rotates by executing the diagnosis is performed as the initial diagnosis. Therefore, according to the present invention, it is possible to detect a failure in the initial state of the motor system without feeling uncomfortable for the driver, and it is possible to avoid danger to the vehicle due to uncontrolled assist.
[0018]
In a three-phase, four-pole brushless DC motor, if the mechanical angle is rotated 180 degrees (electrical angle 360 degrees), the Hall sensor signal can be detected in all patterns. If the gear ratio is 15: 1, for example, the handle moves 12 degrees, giving the driver a feeling of strangeness. Also, when conducting an initial diagnosis by passing a large current so as not to be affected by the oxide film of the brushed motor, the current flows only for a few milliseconds, so the handle hardly moves. However, since the driver feels uncomfortable when the handle is held, it is beneficial to perform the diagnosis based on the trigger signal as in the present invention.
[0019]
Examples of the trigger signal include a door opening / closing signal, a remote operation engine starter signal, a remote operation door lock release signal, or a key input signal. Information such as a key input signal can be easily obtained from an in-vehicle LAN such as a low-speed LAN or LIN.
[0020]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a control flow diagram of the present invention, in which a door opening / closing signal during boarding is input as a trigger signal (step S10), and the motor system is driven based on the trigger signal (step S11). Thereafter, failure diagnosis of the motor system is performed (step S12). If OK (step S13), the ignition key is turned on (step S14), and assist is started (step S15). Thus, the initial diagnosis can be completed when the driver steers. In the case of a brush motor, fault diagnosis is performed by passing a large current that is not affected by the oxide film to the motor. If the failure diagnosis determines that a failure (NG) is detected, the assist is stopped.
[0022]
As an example of the initial diagnosis (step S12) of the motor system failure, an example of the failure diagnosis method for the Hall sensor used for detecting the rotor position of the brushless DC motor and its interface circuit will be described. The logical table of the output signals 1 to 3 of the Hall sensor of the brushless DC motor is as shown in Table 1 below with respect to the motor position. For example, when the motor is at position A, the logical value of sensor output signal 1 is “L”, and the logical values of

sensor output signals

2 and 3 are both “H”.
[0023]
[Table 1]

Here, when the motor rotates, the motor position shifts from A → B → C. However, since the sensor output signal 1 is originally “L” at the motor positions A and B, it is recognized as normal. When the motor position is C, the sensor output signal 1 is “L”, the sensor output signal 2 is “L”, and the sensor output signal 3 is “H”, which are different from the logical values in Table 1. Detect and fail.
[0024]
As another diagnosis example, when the motor rotates, the motor position shifts in the order of A → B → C → D. When the motor position becomes D, the sensor output signals 1 to 3 are all “ H ". Here, since the sensor output signals 1 to 3 do not all have the same logical value, it is determined that an abnormality has been detected.
[0025]
Further, a specific embodiment for performing an initial diagnosis of the motor system before the ignition key is turned on will be described.
[0026]
Before the ignition key is turned on, for example, by a trigger from the vehicle side such as a door opening / closing signal, the motor is rotated 360 degrees in electrical angle on one side to check all hall sensor patterns and detect whether there is any abnormality . In a three-phase, four-pole brushless DC motor, when the electrical angle is 360 degrees, the mechanical angle is 180 degrees. When the gear ratio is set to 15, the mechanical angle rotates 12 degrees on the handle. Since the driver feels uncomfortable when rotated 12 degrees, this initial diagnosis is ended before the driver actually touches the handle.
[0027]
As an example of initial diagnosis other than the above, the motor is rotated 180 degrees to one side with an electrical angle, and then rotated 360 degrees in the opposite direction, and all Hall sensor patterns are confirmed. As a result, the handle rotates 6 degrees on both sides with the above setting, so that the driver feels uncomfortable. When trying to diagnose the entire circumference (360 degrees) in electrical angle, ± 180 degrees may be sufficient in electrical angle, ± 90 degrees when converted to mechanical angle, and if the gear ratio is 15, ± 90 Degree ÷ 15 = ± 6 degrees of rotation.
[0028]
In any of the above diagnosis examples, it can be understood that an abnormality cannot be detected unless the motor rotates, and that it is recognized as normal in a stopped state. In practice, a detection time of several milliseconds or more is provided for failure diagnosis of motor position detection, and control is performed with an abnormal sensor output signal until the failure is determined.
[0029]
In recent years, some vehicles are equipped with anti-theft devices that do not start the engine unless certain steps are taken, such as the engine will not start unless the seat belt is tightened, the engine will not start unless the light is turned on and off, If the vehicle is equipped with such an anti-theft device, set the procedure to turn the key to “ACC”, move the handle a little, or start the engine. Rotated diagnosis can be performed. In this case, since the driver moves the handle to rotate the motor, the hall sensor can be diagnosed and the oxide film can be removed.
[0030]
Further, after starting the assist, normal diagnosis is performed (step S16), the assist is stopped in the case of NG (step S17), and the normal assist is performed in the case of OK (step S17) (step S18). . In normal diagnosis, the motor is rotated and steering assist is performed. When an abnormality occurs, the assist becomes uncontrolled. However, according to the present invention, when the driver does not actually hold the steering wheel before the driver gets on, the diagnosis is performed based on the door open / close signal or the like, so that such a state can be prevented. .
[0031]
In the above-described example, the trigger signal is a door opening / closing signal at the time of boarding, but it may be a remote operation engine starter signal, a remote operation door unlock signal, or a key input signal.
[0032]
In the above example, an electric power steering device without a clutch mechanism is mentioned. However, in an electric power steering device with a clutch mechanism, if the clutch is disengaged, the dynamic power can be obtained before the driver notices anything. An initial diagnosis can be made. Furthermore, although the above description has been given by taking a brushless DC motor as an example, the present invention can also be applied to an electric power steering device of “with clutch mechanism + DC motor with brush”, and the clutch is disconnected at the timing of the initial diagnosis. Thus, the control for intentionally rotating the brushed DC motor and removing the oxide film of the commutator that causes the deterioration of the characteristics in the brushed DC motor is useful as a means for restoring the original motor current characteristics.
[0033]
【The invention's effect】
In the present invention, before the electric power steering system starts assisting (before the driver gets on), a failure diagnosis of the motor system is performed. Therefore, there is an advantage that it is possible to detect a failure in the initial state of the motor system without feeling uncomfortable for the driver, and it is possible to avoid danger to the vehicle due to uncontrolled assist.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control flow diagram of failure diagnosis of the present invention.
FIG. 2 is a mechanism diagram showing a general example of electric power steering.
FIG. 3 is a block diagram showing a general internal configuration of a control unit.
FIG. 4 is a control flow diagram of conventional failure diagnosis.
[Explanation of symbols]
10 Torque sensor 12 Vehicle speed sensor 20 Motor 30 Control unit

Claims

Controlling the motor that gives steering assisting force to the steering mechanism based on the current control value calculated from the steering assist command value calculated by the calculating means based on the steering torque generated in the steering shaft and the current value of the motor; In the electric power steering apparatus adapted to assist, an electric power steering apparatus is characterized in that a fault diagnosis of a motor system is performed before the assist.

The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the failure diagnosis of the motor system is performed before a driver gets on.

The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the motor system is driven by a trigger.

The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the trigger is a door opening / closing signal, a remote engine starter signal, a remote door unlock signal or a key input signal.