JP2007320429A - Electric power steering apparatus - Google Patents
Electric power steering apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007320429A JP2007320429A JP2006152531A JP2006152531A JP2007320429A JP 2007320429 A JP2007320429 A JP 2007320429A JP 2006152531 A JP2006152531 A JP 2006152531A JP 2006152531 A JP2006152531 A JP 2006152531A JP 2007320429 A JP2007320429 A JP 2007320429A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- abnormality
- angle
- motor
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、操舵系に操舵補助力を付与する電動モータを有する操舵補助機構を備え、操舵補助機構の作動停止時のキックバック現象の発生を抑制する電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that includes a steering assist mechanism having an electric motor that applies a steering assist force to a steering system, and suppresses the occurrence of a kickback phenomenon when the operation of the steering assist mechanism is stopped.
従来の電動パワーステアリング装置として、操舵アシスト中にモータを停止するとき、当該モータの端子間を所定時間短絡することで、操舵系の捩れの戻り力が急激にステアリングホイールに作用する所謂キックバック現象の発生を抑制し、運転者の操舵負担を軽減するというものが知られている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、上記特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、操舵アシスト状態からマニュアルステアリングへの移行時に、操舵系の捩りの戻り力に起因する急激なハンドル戻りを抑制するだけであるので、ステアリングホイールは緩やかに中立位置に戻されることになり、上記キックバック現象の発生を完全に防止することはできない。
そこで、本発明は、操舵アシスト制御の解除時に、より適切にキックバックを抑制する電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
However, the electric power steering device described in
Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering device that more appropriately suppresses kickback when canceling steering assist control.
上記課題を解決するために、請求項1に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータを備える電動パワーステアリング装置であって、前記電動モータのモータ回転角を検出する回転角検出手段と、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、少なくとも前記操舵トルクに応じた操舵補助力を発生させるべく、前記モータ回転角を参照して前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と、前記回転角検出手段で検出したモータ回転角の異常を検出する異常検出手段とを備え、前記モータ制御手段は、前記異常検出手段で前記モータ回転角の異常を検出したとき、異常発生直前の前記電動モータの回転状態を維持するように前記モータ回転角の参照角度を変更する参照角度変更手段を備えることを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, an electric power steering apparatus according to
また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1に係る発明において、前記参照角度変更手段は、前記異常検出手段で前記モータ回転角の異常を検出したとき、異常発生直前のモータ回転角を前記参照角度に設定することを特徴としている。
さらに、請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2に係る発明において、前記参照角度変更手段は、異常発生直前の操舵系の捩れ力を基準値とし、現在の操舵系の捩れ力が前記基準値と同一符号且つ前記基準値以下であるとき、そのときの参照角度を保持することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the first aspect of the invention, wherein when the reference angle changing means detects an abnormality in the motor rotation angle by the abnormality detecting means, the motor rotation immediately before the occurrence of the abnormality is detected. An angle is set to the reference angle.
Furthermore, the electric power steering apparatus according to a third aspect is the invention according to the second aspect, wherein the reference angle changing means uses the twisting force of the steering system immediately before the occurrence of the abnormality as a reference value, and the current twisting force of the steering system is When the reference value is the same as the reference value and less than or equal to the reference value, the reference angle at that time is maintained.
また、請求項4に係る電動パワーステアリング装置は、請求項3に係る発明において、前記参照角度変更手段は、現在の操舵系の捩れ力が前記基準値と同一符号且つ前記基準値より大きいとき、前記参照角度を、そのときの参照角度に対してステアリング中立方向とは逆方向へ変更することを特徴としている。
さらに、請求項5に係る電動パワーステアリング装置は、請求項3又は4に係る発明において、前記参照角度変更手段は、現在の操舵系の捩れ力が前記基準値と異符号であるとき、前記参照角度を、そのときの参照角度に対してステアリング中立方向へ変更することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the third aspect of the invention, wherein the reference angle changing means has the same sign as the reference value and larger than the reference value when the current torsional force of the steering system is The reference angle is changed in a direction opposite to the steering neutral direction with respect to the reference angle at that time.
Furthermore, in the electric power steering apparatus according to
また、請求項6に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1〜5の何れか1項に係る発明において、前記参照角度変更手段は、前記異常検出手段で前記モータ回転角の異常を検出したとき、異常発生直前のモータ回転角速度を基準角速度とし、当該基準角速度に基づいて前記参照角度を設定することを特徴としている。
さらにまた、請求項7に係る電動パワーステアリング装置は、請求項6に係る発明において、前記参照角度変更手段は、前記基準角速度を徐々に減少させる基準角速度減少手段を備えることを特徴としている。
An electric power steering apparatus according to a sixth aspect is the invention according to any one of the first to fifth aspects, wherein the reference angle changing means detects the abnormality of the motor rotation angle by the abnormality detecting means. The motor rotation angular velocity immediately before the occurrence of abnormality is set as a reference angular velocity, and the reference angle is set based on the reference angular velocity.
Furthermore, the electric power steering apparatus according to a seventh aspect is characterized in that, in the invention according to the sixth aspect, the reference angle changing means includes a reference angular velocity reducing means for gradually reducing the reference angular velocity.
また、請求項8に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1〜7の何れか1項に係る発明において、前記モータ制御手段は、前記異常検出手段で前記モータ回転角の異常を検出したとき、前記電動モータの出力を徐々に減少させる徐変処理手段を備えることを特徴としている。
さらに、請求項9に係る電動パワーステアリング装置は、請求項8に係る発明において、前記徐変処理手段は、操舵系の捩れ力に応じて前記電動モータの出力の減少率を決定することを特徴としている。
An electric power steering apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the invention according to any one of the first to seventh aspects, wherein the motor control unit detects an abnormality in the motor rotation angle by the abnormality detection unit. A gradual change processing means for gradually decreasing the output of the electric motor is provided.
Furthermore, the electric power steering apparatus according to a ninth aspect is the invention according to the eighth aspect, wherein the gradual change processing means determines a reduction rate of the output of the electric motor in accordance with a torsional force of a steering system. It is said.
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、回転角検出手段で検出したモータ回転角の異常を検出したとき、モータ回転角の参照角度を異常発生直前の電動モータの回転状態を維持するように変更してモータの駆動制御を行うので、モータが反力によって戻ることを防止することができ、キックバック現象の発生を抑制することができるという効果が得られる。 According to the electric power steering device of the present invention, when the abnormality of the motor rotation angle detected by the rotation angle detection means is detected, the rotation angle of the electric motor immediately before the occurrence of the abnormality is maintained as the reference angle of the motor rotation angle. Since the drive control of the motor is performed by changing, it is possible to prevent the motor from returning due to the reaction force and to suppress the occurrence of the kickback phenomenon.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号1は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention.
In the figure,
そして、出力軸2bに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント4を介してロアシャフト5に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント6を介してピニオンシャフト7に伝達される。このピニオンシャフト7に伝達された操舵力はステアリングギヤ8を介してタイロッド9に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ8は、ピニオンシャフト7に連結されたピニオン8aとこのピニオン8aに噛合するラック8bとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン8aに伝達された回転運動をラック8bで直進運動に変換している。
The steering force transmitted to the
ステアリングシャフト2の出力軸2bには、操舵補助力を出力軸2bに伝達する操舵補助機構10が連結されている。この操舵補助機構10は、出力軸2bに連結した減速ギヤ11と、この減速ギヤ11に連結されて操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータとしての3相ブラシレスモータ12とを備えている。
トルクセンサ3は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えばポテンショメータで検出するように構成されている。
A
The
また、3相ブラシレスモータ12は、図2に示すように、U相コイルLu、V相コイルLv及びW相コイルLwの一端が互いに接続されてスター結線とされ、各コイルLu、Lv及びLwの他端が操舵補助制御装置20に接続されて個別にモータ駆動電流Iu、Iv及びIwが供給される。また、3相ブラシレスモータ12は、ロータの回転位置を検出するレゾルバ、エンコーダ等で構成される回転角検出手段としてのロータ位置検出回路13を備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the three-phase
ロータ位置検出回路13は、所定の周波数を有する搬送波信号sinωtをレゾルバに供給して、この搬送波信号sinωtを正弦波sinθで振幅変調した波形を有する正弦波信号(sinωt・sinθ)及び搬送波信号sinωtを余弦波cosθで振幅変調した波形を有する余弦波信号(sinωt・cosθ)を発生させる。そして、これら正弦波信号(sinωt・sinθ)及び余弦波信号(sinωt・cosθ)をA/D変換すると共に、搬送波sinωtの例えば正のピーク時期(ピーク検出パルスPp)を検出し、ピーク検出パルスPpが検出される毎に図示しないモータ回転角算出処理を実行して、sinθ及びcosθを算出し、算出したsinθ及びcosθからモータ回転角(ロータ回転角)θを算出するようになっている。
The rotor
操舵補助制御装置20には、図2に示すように、トルクセンサ3で検出された操舵トルクT及び車速センサ21で検出された車速検出値Vsが入力されると共に、ロータ位置検出回路13で検出されたロータ回転角θが入力され、さらに3相ブラシレスモータ12の各相コイルLu、Lv及びLwに供給されるモータ駆動電流Iu、Iv及びIwを検出するモータ電流検出回路22から出力されるモータ駆動電流検出値Iud、Ivd及びIwdが入力される。
As shown in FIG. 2, the steering
この操舵補助制御装置20は、操舵トルクT、車速検出値Vs及びロータ回転角θに基づいて操舵補助目標電流値を演算して、モータ電圧指令値Vu、Vv及びVwを出力する例えばマイクロコンピュータで構成される制御演算装置23と、3相ブラシレスモータ12を駆動する電界効果トランジスタ(FET)で構成されるモータ駆動回路24と、制御演算装置23から出力される相電圧指令値Vu、Vv及びVwに基づいてモータ駆動回路24の電界効果トランジスタのゲート電流を制御するFETゲート駆動回路25とを備えている。この操舵補助制御装置20がモータ制御手段に対応している。
The steering
制御演算装置23は、図3に示すように、ベクトル制御の優れた特性を利用してベクトル制御d、q成分の電流指令値を決定した後、この電流指令値を各励磁コイルLu〜Lwに対応した各相電流指令値Iu*、Iv*及びIw*に変換して出力するベクトル制御相指令値算出回路30と、このベクトル制御装置指令値算出回路30から出力される各相電流指令値Iu*、Iv*及びIw*とモータ電流検出回路22で検出したモータ電流検出値Iud、Ivd及びIwdとで電流フィードバック処理を行う電流制御回路40とを備えている。
As shown in FIG. 3, the control
ベクトル相指令値算出回路30は、図3に示すように、トルクセンサ3で検出した操舵トルクTと車速センサ21で検出した車速Vsとが入力され、これらに基づいて操舵補助電流指令値IM *を算出する操舵補助電流指令値演算部31と、ロータ回転角検出回路13で検出したロータ回転角θをもとに制御角度(電気角θe及び電気角速度ωe)及び制御量(操舵補助電流指令値IM *の電流制限値)を出力する制御信号出力部32と、上記制御量で制限された操舵補助電流指令値IM *と電気角速度ωeとに基づいてd軸指令電流Id*を算出するd軸指令電流算出部34と、電気角θeに基づいてd軸電圧ed(θ)及びq軸電圧eq(θ)を算出するd−q軸電圧算出部35と、d軸電圧ed(θ)及びq軸電圧eq(θ)とd軸指令電流Id*と操舵補助電流指令値IM *とに基づいてq軸指令電流Iq*を算出するq軸指令電流算出部36と、d軸指令電流算出部34から出力されるd軸指令電流Id*とq軸指令電流算出部36から出力されるq軸指令電流Iq*とを3相電流指令値Iu*、Iv*及びIw*に変換する2相/3相変換部37とを備えている。
As shown in FIG. 3, the vector phase command
上述した操舵補助電流指令値演算部31は、操舵トルクT及び車速Vsをもとに図4に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値IM *を算出する。ここで、操舵補助電流指令値算出マップは、図4に示すように、横軸に操舵トルクTをとり、縦軸に操舵補助指令値IM *をとると共に、車速検出値Vをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクTが“0”からその近傍の設定値Ts1までの間は操舵補助指令値IM *が“0”を維持し、操舵トルクTが設定値Ts1を超えると最初は操舵補助指令値IM *が操舵トルクTの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクTが増加すると、その増加に対して操舵補助指令値IM *が急峻に増加するように設定され、この特性曲線が、車速が増加するに従って傾きが小さくなるように設定されている。
The steering assist current command
また、操舵補助指令値IM *には制限値が設けられており、この電流制限値は、通常時には通常制限値IMAX0に設定されている。そして、この電流制限値は、制御信号出力部32で変更可能となっており、当該制御信号出力部32から制御量として出力されるようになっている。
本実施形態において、制御信号出力部32から出力される制御量は、当該制御量を減少させることでモータが発生する操舵系の捩れ力が減少するようなものとし、ここではモータの電流制限値を用いているが、操舵系の捩れ力に乗算するゲイン(アシスト制御ゲイン)を用いることもできる。
Further, a limit value is provided for the steering assist command value I M * , and this current limit value is normally set to the normal limit value I MAX0 . The current limit value can be changed by the control
In the present embodiment, the control amount output from the control
また、電流制御回路40は、ベクトル制御相指令値算出部30から供給される電流指令値Iu*,Iv*,Iw*から電流検出回路22で検出した各相コイルLu、Lv、Lwに流れるモータ相電流検出値Iud、Ivd、Iwdを減算して各相電流誤差ΔIu、ΔIv、ΔIwを求める減算器41u、41v及び41wと、求めた各相電流誤差ΔIu、ΔIv、ΔIwに対して比例積分制御を行って指令電圧Vu、Vv、Vwを算出するPI制御部42と、算出された指令電圧Vu、Vv、Vwに基づいてモータ駆動回路24の電界効果トランジスタQua〜Qwbに対応するパルス幅変調(PWM)信号PWMua〜PWMwbを形成するPWM制御部43とを備えている。
Further, the
そして、PWM制御部43から出力されるパルス幅変調信号PWMua〜PWMwbがFETゲート駆動回路25に供給される。
このように、操舵トルクT及び車速検出値Vsに応じた操舵補助力を発生させるべく、ロータ回転角θを参照してモータを駆動制御する操舵補助力制御が行われる。ロータ回転角θの参照角度は制御信号出力部32から制御角度として出力されるものであって、本実施形態では、制御信号出力部32で後述する制御信号出力処理を実行し、操舵補助力制御の解除条件が成立していない場合には、制御角度を通常角度に設定し、これをもとにモータを駆動制御する。一方、操舵補助力制御の解除条件が成立している場合には、制御角度を通常角度に対して変更し、変更した制御角度をもとにモータを駆動制御する異常発生時制御を実施する。
Then, the pulse width modulation signals PWMua to PWMwb output from the
In this way, steering assist force control is performed in which the motor is driven and controlled with reference to the rotor rotation angle θ in order to generate the steering assist force according to the steering torque T and the vehicle speed detection value Vs. The reference angle of the rotor rotation angle θ is output as a control angle from the control
図5は、制御信号出力部32で実行される制御信号出力処理手順を示すフローチャートである。この制御信号出力処理は、所定時間毎のタイマ割込み処理として実行され、先ず、ステップS1で、制御信号出力部32は、操舵補助力制御の解除条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、異常発生時制御フラグFLが異常発生時制御を実施していることを意味する“1”にセットされているか否かを判定する。そして、FL=0であり解除条件が成立していない場合にはステップS2に移行し、FL=1であり解除条件が成立している場合には後述するステップS13に移行する。
FIG. 5 is a flowchart showing a control signal output processing procedure executed by the control
ステップS2では、制御信号出力部32は、ロータ位置検出回路13の異常を検出する異常検出処理を実施する。具体的には、図示しないモータ回転角算出処理で算出された正弦波sinθ及び余弦波cosθを読込み、sinθ及びcosθが正常であるか否かを判定する。ここで、(sinθ)2+(cosθ)2を演算し、(sinθ)2+(cosθ)2≠1である場合に異常であると判定したり、予め格納した異常判定用マップを参照し、sinθ及びcosθの組み合わせが所定の正常領域内に存在しない場合に異常であると判定したりする。
In step S <b> 2, the control
次に、ステップS3に移行して、制御信号出力部32は、前記ステップS2の判定結果をもとに、ロータ位置検出回路13が正常であるか否かを判断する。そして、正常であると判断した場合にはステップS4に移行し、異常であると判断した場合には後述するステップS10に移行する。
ステップS4では、制御信号出力部32は、ロータ位置検出回路13で検出したロータ回転角θ、及びロータ回転角θを微分して得られるロータ回転角速度θ′をメモリに保存する。
Next, the process proceeds to step S3, and the control
In step S4, the control
次に、ステップS5では、制御信号出力部32は、ロータ位置検出回路13以外(トルクセンサ3、車速センサ15等)の異常検出処理を実施し、ステップS6に移行する。
ステップS6では、制御信号出力部32は、前記ステップS5の判定結果をもとに、ロータ位置検出回路13以外も正常であるか否かを判断する。そして、正常であると判断した場合には、操舵補助力制御の解除条件が不成立であるものとしてステップS7に移行し、通常の操舵補助力制御を実施するための制御角度及び制御量を設定する。具体的には、前記ステップS4でメモリに保存した現在のロータ回転角θを電気角θeに変換すると共に、この電気角θeを微分して電気角速度ωeを算出し、これらを制御角度(通常角度)として設定する。また、予め設定された通常制限値IMAX0を制御量として設定する。
Next, in step S5, the control
In step S6, the control
次に、ステップS8に移行して、制御信号出力部32は、設定された制御角度及び制御量を出力して制御信号出力処理を終了する。
一方、前記ステップS6で、制御信号出力部32がロータ位置検出回路13以外に異常があると判断した場合には、ステップS9に移行して、ロータ位置検出回路13以外に異常が発生したときの操舵補助力制御(その他異常時処理)を実施してから制御信号出力処理を終了する。
Next, the process proceeds to step S8, where the control
On the other hand, if it is determined in step S6 that the control
ステップS10では、制御信号出力部32は、異常発生時制御フラグFLを、異常発生時における操舵補助力制御を実施することを意味する“1”にセットし、ステップS11に移行する。
ステップS11では、制御信号出力部32は、前記ステップS4でメモリに保存したロータ回転角θを電気角θeに変換すると共に、この電気角θeを微分して電気角速度ωeを算出し、これらを異常発生時制御の初期制御角度に設定してステップS12に移行する。
In step S10, the control
In step S11, the control
ステップS12では、制御信号出力部32は、通常制限値IMAX0を異常発生時制御の初期制御量に設定し、前記ステップS8に移行する。
ステップS13では、制御信号出力部32は、トルクセンサ3の異常検出処理を実施し、ステップS14に移行する。
ステップS14では、制御信号出力部32は、前記ステップS13の判定結果をもとに、トルクセンサ3が正常であるか否かを判定し、異常であると判断した場合にはステップS15に移行し、トルク異常時の操舵補助力制御を実施してから制御信号出力処理を終了する。
In step S12, the control
In step S13, the control
In step S14, the control
一方、前記ステップS14で、制御信号出力部32が、トルクセンサ3が正常であると判断した場合には、ステップS16に移行して、操舵トルクTを検出する。
次に、ステップS17で、制御信号出力部32は、操舵系の捩れ力に応じて制御角度の更新処理を実施する。本実施形態では、操舵補助力制御の解除条件が成立した時点での操舵系の捩れ力を基準とし、その基準値と現在の捩れ力との偏差及び符号に応じて制御角度を更新するものとする。
On the other hand, when the control
Next, in step S <b> 17, the control
基準値と現在の捩れ力とが同一符号であり、且つ基準値より現在の捩れ力の方が大きい場合には、制御角度をハンドルの中立方向とは逆方向に進める。また、基準値と現在の捩れ力とが同一符号であり、且つ基準値より現在の捩れ力の方が小さい場合には、制御角度を保持する。
また、操舵系の捩れ力が、操舵補助力制御の解除条件が成立してから一度でも0となった場合には、基準値を“0”に変更すると共に、その後は基準値“0”をもとに制御角度を更新する。このとき、操舵系の捩れ力の符号が異常発生時の基準値の符号に対して反転した場合には、制御角度をハンドルの中立方向に進めるものとする。
When the reference value and the current twisting force have the same sign and the current twisting force is larger than the reference value, the control angle is advanced in the direction opposite to the neutral direction of the handle. Further, when the reference value and the current twisting force have the same sign and the current twisting force is smaller than the reference value, the control angle is held.
In addition, when the torsional force of the steering system becomes zero even once after the release condition of the steering assist force control is satisfied, the reference value is changed to “0”, and thereafter the reference value “0” is changed. The control angle is updated based on the original. At this time, if the sign of the torsional force of the steering system is reversed with respect to the sign of the reference value when an abnormality occurs, the control angle is advanced in the neutral direction of the steering wheel.
ここで、制御角度を進める速度は、現在の捩れ力と基準値との偏差に応じて、図6に示すように決定する。つまり、現在の捩れ力と基準値との偏差が大きいほど、制御角度を進める速度を大きくする。なお、制御角度を進める速度には、所定のリミッタを設けるものとする。
次に、ステップS18で、制御信号出力部32は、制御量の更新(減少)処理を実施する。制御量の減少割合は、現在の捩れ力と基準値との偏差の絶対値に応じて、図7に示すように決定する。ここでは、現在の捩れ力と基準値との偏差の絶対値が大きいほど、制御量の減少割合を小さくして、異常発生時制御の制御時間が長くなるように設定する。
Here, the speed at which the control angle is advanced is determined as shown in FIG. 6 according to the deviation between the current twisting force and the reference value. That is, the greater the deviation between the current twisting force and the reference value, the greater the speed at which the control angle is advanced. A predetermined limiter is provided for the speed at which the control angle is advanced.
Next, in step S18, the control
なお、前記減少割合の低減の方法は、直線や2次曲線など様々な関数により決めることができる。また、制御量の減少割合を常に一定とすることもできる。
この制御量の減少処理は、操舵系の捩れ力が基準値より大きくなるように切り増し操舵中である場合及び保舵中には実行せず、制御量を保持するものとする。
The method for reducing the reduction ratio can be determined by various functions such as a straight line and a quadratic curve. In addition, the reduction rate of the control amount can be always constant.
This control amount reduction process is not executed when the steering system is turned up so that the torsional force of the steering system becomes larger than the reference value, and during steering, and the control amount is maintained.
次に、ステップS19で、制御信号出力部32は、制御量が所定の制御終了判定閾値(例えば、0)より大きいか否かを判定する。そして、制御量が“0”より大きいときには異常発生時制御を継続するものと判断して前記ステップS8に移行し、制御量が“0”以下であるときには、そのまま制御信号出力処理を終了する。
図5において、ステップS2及びS3の処理が異常検出手段に対応し、ステップS11及びS17の処理が参照角度変更手段に対応し、ステップS12及びS18の処理が徐変処理手段に対応している。
Next, in step S19, the control
In FIG. 5, the processes in steps S2 and S3 correspond to the abnormality detecting means, the processes in steps S11 and S17 correspond to the reference angle changing means, and the processes in steps S12 and S18 correspond to the gradual change processing means.
次に、第1の実施形態の動作について、図8に示すタイムチャートをもとに説明する。図8において、Aは操舵系の捩れ力、Bは制御角度である。
今、自車両が右カーブ路を保舵状態で旋回走行中であり、トルクセンサ3等に異常が発生しておらず操舵補助力制御の解除条件が成立していないものとする。この場合には、制御信号出力部32は、図5のステップS3でロータ位置検出回路13が正常であると判断してステップS4に移行し、ロータ回転角θ及びロータ回転角速度θ′をメモリに保存する。また、トルクセンサ3や車速センサ15も正常であることから、ステップS6からステップS7に移行するので、通常の操舵補助力制御が実行される。
Next, the operation of the first embodiment will be described based on the time chart shown in FIG. In FIG. 8, A is the torsional force of the steering system, and B is the control angle.
Now, it is assumed that the host vehicle is turning on a right curve road while being steered, no abnormality has occurred in the
したがって、操舵演算装置23は、トルクセンサ3で検出した操舵トルクT、車速センサ15で検出した車速Vs及びロータ位置検出回路13で検出したロータ回転角θに基づいて、各相電流指令値Iu*、Iv*及びIw*を演算し、この各相電流指令値Iu*、Iv*及びIw*とモータ電流検出回路22で検出したモータ電流検出値Iud、Ivd及びIwdとで電流フィードバック処理を行って、相電圧指令Vu、Vv及びVwを算出する。そして、その相電圧指令Vu、Vv及びVwに基づいて算出したPWM信号PWMua〜PWMwbをFETゲート駆動回路25へ出力する。
FETゲート駆動回路25は、上記PWM信号に基づいて、モータ駆動回路24の電界効果トランジスタのゲート電流を制御する。その結果、3相ブラシレスモータ12の発生トルクが減速ギヤ11を介してステアリングシャフト2の回転トルクに変換されて、運転者の操舵力がアシストされる。
Therefore, the steering
The FET
この状態から、図8の時刻t1でロータ位置検出回路13に異常が発生し、操舵保助力制御の解除条件が成立したものとする。この場合には、操舵演算装置13は、図5のステップS3でロータ位置検出回路13に異常が発生していると判断して、ステップS10に移行し、異常発生時制御フラグFL=1にセットする。そして、前回のサンプリング処理においてメモリに保存したロータ回転角θをもとに得られる電気角θe及び電気角速度ωeを初期制御角度に設定すると共に電流制限値IMAX0を初期制御量に設定し、これらを出力する。これにより、異常発生直前のロータ回転角θをもとに算出された電気角θe及び電気角速度ωeに基づいて操舵補助力制御が実施される。
From this state, it is assumed that an abnormality has occurred in the rotor
したがって、ロータ回転角は異常発生直前のロータ回転角に固定され、ロータの回転状態が異常発生直前のロータの回転状態に維持される。
その後、運転者が右方向に切り増し操舵を行い、時刻t1から時刻t2の間で、操舵系の捩れ力が、基準値となる時刻t1での捩れ力と同一符号且つ基準値より大きくなったものとすると、ステップS17で、制御信号出力部32は、現在の操舵系の捩れ力と基準値との偏差に応じて、図6に示す速度で制御角度を進める。つまり、図8に示すように、時刻t1から時刻t2の間で制御角度は徐々に増加することになる。また、運転者は切り増し操舵中であるので、ステップS18では、制御量の減少処理は行われない。そして、このようにして更新された制御角度及び制御量に基づいて異常発生時の制御補助力制御が継続される。
Therefore, the rotor rotation angle is fixed to the rotor rotation angle immediately before the occurrence of the abnormality, and the rotation state of the rotor is maintained at the rotation state of the rotor immediately before the occurrence of the abnormality.
After that, the driver increased the steering angle to the right and steered, and between time t1 and time t2, the torsional force of the steering system became the same value as the torsional force at time t1 as the reference value and was larger than the reference value. If it is assumed, in step S17, the control
また、時刻t2から時刻t3の間で、操舵系の捩れ力が、基準値と同一符号且つ基準値以下となったものとすると、ステップS17で、制御信号出力部32は、時刻t2での制御角度を保持する。また、ステップS18では、制御信号出力部32は、現在の操舵系の捩れ力と基準値との偏差の絶対値に応じて、図7に示す減少割合で制御量である電流制限値を減少する。そして、このようにして設定された制御角度及び制御量に基づいて異常発生時の制御補助力制御が継続される。
If the torsional force of the steering system becomes the same sign as the reference value and less than or equal to the reference value between time t2 and time t3, the control
このように、操舵系の捩れ力に応じた操舵角度の変更処理及び制御量の減少処理を繰り返し、時刻t4で操舵系の捩れ力が0となると基準値が0に変更される。その後、操舵系の捩れ力の符号が反転して時刻t1での基準値と異符号となると、現在の捩れ力と基準値“0”との偏差に応じて、図6に示す速度で制御角度がハンドルの中立方向に進められることになる。
そして、制御量が制御終了判定閾値以下となると、ステップS19でNoと判定され、異常発生時の操舵補助力制御が終了されて、マニュアルステアリングに移行する。
In this manner, the steering angle changing process and the control amount reducing process according to the torsional force of the steering system are repeated, and the reference value is changed to 0 when the torsional force of the steering system becomes 0 at time t4. Thereafter, when the sign of the torsional force of the steering system is reversed and becomes different from the reference value at time t1, the control angle is changed at the speed shown in FIG. 6 according to the deviation between the current torsional force and the reference value “0”. Will be advanced in the neutral direction of the handle.
When the control amount becomes equal to or less than the control end determination threshold, it is determined No in step S19, the steering assist force control at the time of occurrence of abnormality is ended, and the process proceeds to manual steering.
ところで、図9に示すように、ステアリングホイールを操舵している状態で、操舵補助機構10に異常が発生するなどにより時刻t0で操舵補助力制御が解除された場合、本実施形態のような異常発生時制御を行わないと、図9(b)に示すように、モータによる操舵補助トルクが急になくなるため、タイヤの捩れ等、操舵系の弾性変形の戻り力により、ステアリングシャフトに対してこれを中立位置に戻そうとする力が作用する、所謂キックバック現象が生じる。このとき、図9(a)の実線に示すように、運転者による手入力トルクが小さい場合、図9(c)の実線に示すように、急激なハンドル戻りが発生する。また、この急激なハンドル戻りを回避して、図9(c)の破線に示すような保舵状態を確保するためには、図9(a)の破線に示すように、運転者による大きな手入力トルクが急激に必要となり、運転者の操舵負担が大きくなってしまう。
そこで、上記運転者の操舵負担を軽減するために、操舵アシスト中にモータを停止するとき、当該モータの端子間を所定時間短絡することでキックバック現象の発生を抑制するというものが知られている。
Incidentally, as shown in FIG. 9, when the steering assist force control is canceled at time t0 due to an abnormality occurring in the steering assist
Therefore, in order to reduce the driver's steering burden, it is known that when the motor is stopped during the steering assist, the occurrence of the kickback phenomenon is suppressed by short-circuiting the terminals of the motor for a predetermined time. Yes.
しかしながら、この場合、図10の時刻t0で操舵補助機構10に異常が発生してモータを停止させる必要が生じたとき、操舵系の捩りの戻り力に起因する急激なハンドル戻りを抑制するだけであるので、運転者による修正操舵を行わないと、図10(c)の実線に示すようにステアリングホイールは緩やかに中立位置に戻されることになる。したがって、このハンドル戻りを回避して、図10(c)の破線に示すような保舵状態を確保するためには、運転者による手入力トルクが必要不可欠である。このとき、図10(b)に示すように操舵補助トルクは緩やかに低下しているため、図10(a)の破線に示すように、急激な手入力トルクが必要としないが、上述した図9の場合と同様に大きな手入力トルクが必要となる。
これに対して、本実施形態では、異常発生時に通常の操舵補助力制御を解除する場合には、操舵系の捩れ力に応じて、異常発生直前のモータ回転角を維持するようにモータ回転角の参照角度を変更するので、キックバック現象の発生を効果的に抑制することができる。
However, in this case, when an abnormality occurs in the steering assist
In contrast, in the present embodiment, when normal steering assist force control is canceled when an abnormality occurs, the motor rotation angle is maintained so as to maintain the motor rotation angle immediately before the occurrence of the abnormality according to the twisting force of the steering system. Therefore, the occurrence of the kickback phenomenon can be effectively suppressed.
図11は、本実施形態における効果を説明するタイムチャートである。図11において、(a)は運転者による手入力トルク、(b)は操舵アシストトルク、(c)はモータ制御角度、(d)はアシスト制御量、(e)はステアリング角度である。
この図11に示すように、時刻t11で何らかの異常が発生して通常の操舵補助力制御の解除条件が成立した場合、時刻t12まで異常発生時の操舵補助力制御を行う。このとき、異常発生直前の制御角度を初期制御角度として設定し、操舵系の捩れ力が基準値と同一符号且つ基準値より小さい場合には、そのときの制御角度を保持してロータ回転角を異常発生直前のロータ回転角に固定するので、ハンドル角度の急変を防止するという作用を得ることができる。
FIG. 11 is a time chart for explaining the effect in the present embodiment. In FIG. 11, (a) is a manual input torque by the driver, (b) is a steering assist torque, (c) is a motor control angle, (d) is an assist control amount, and (e) is a steering angle.
As shown in FIG. 11, when some abnormality occurs at time t11 and the normal steering assist force release condition is satisfied, the steering assist force control when the abnormality occurs is performed until time t12. At this time, the control angle immediately before the occurrence of the abnormality is set as the initial control angle, and when the twisting force of the steering system has the same sign as the reference value and smaller than the reference value, the control angle at that time is maintained and the rotor rotation angle is set. Since it is fixed at the rotor rotation angle immediately before the occurrence of the abnormality, it is possible to obtain an effect of preventing a sudden change in the handle angle.
また、操舵系の捩れ力が基準値と同一符号且つ基準値より大きい場合には、ステアリング中立方向とは逆方向に制御角度を進めるので、マニュアルステアリングへの移行に伴って必要とされる操舵負担が軽減され、図9及び図10に示すような保舵状態を維持するための大きな手入力トルクが不要となる。
さらに、異常発生後、操舵系の捩れ力が0となった後は、制御角度をステアリング中立方向に進めてモータの通電を停止するようにするため、速やかにマニュアルステアリングに移行することができる。
Also, if the torsional force of the steering system has the same sign as the reference value and is greater than the reference value, the control angle is advanced in the direction opposite to the steering neutral direction, so the steering burden required for shifting to manual steering is required. Is reduced, and a large manual input torque for maintaining the steered state as shown in FIGS. 9 and 10 becomes unnecessary.
Further, after the occurrence of abnormality, after the torsional force of the steering system becomes zero, the control angle is advanced in the steering neutral direction to stop the energization of the motor, so that it is possible to promptly shift to manual steering.
このように、異常発生後も操舵アシストトルクを操舵系の捩れ力(運転者による手入力トルク)に応じて付与することができる。その結果、異常発生時に操舵アシストトルクが急になくなることを防止することができ、急激なハンドル戻りを確実に防止することができる。
したがって、上記第1の実施形態では、回転角検出手段で検出したモータ回転角の異常を検出したとき、モータ回転角の参照角度を異常発生直前の電動モータの回転状態を維持するように変更してモータの駆動制御を行うので、モータが反力によって戻ることを防止することができ、キックバック現象の発生を抑制することができる。特に、車両重量が重いなどによりマニュアルステアリングにおける操舵系の捩れ力が大きい車両であるほど、その効果は大きい。
Thus, even after the occurrence of an abnormality, the steering assist torque can be applied according to the twisting force of the steering system (manual input torque by the driver). As a result, it is possible to prevent the steering assist torque from suddenly disappearing when an abnormality occurs, and it is possible to reliably prevent sudden steering wheel return.
Therefore, in the first embodiment, when the abnormality of the motor rotation angle detected by the rotation angle detection means is detected, the reference angle of the motor rotation angle is changed so as to maintain the rotation state of the electric motor immediately before the occurrence of the abnormality. Thus, the motor drive control is performed, so that the motor can be prevented from returning due to the reaction force, and the occurrence of the kickback phenomenon can be suppressed. In particular, the effect is greater as the vehicle has a greater torsional force in the steering system during manual steering due to heavy vehicle weight.
また、異常発生直前のモータ回転角を参照角度に設定するので、ロータ回転角を異常発生直前のロータ回転角に固定することでハンドル角度の急変を防止するという作用を得ることができ、適切にキックバック現象の発生を抑制することができる。
さらに、異常発生直前の操舵系の捩れ力を基準値とし、現在の操舵系の捩れ力が前記基準値と同一符号且つ前記基準値以下であるとき、そのときの参照角度を保持するので、異常発生直前のモータ回転角を維持して適切にハンドル戻りを抑制することができる。
In addition, since the motor rotation angle immediately before the occurrence of the abnormality is set as the reference angle, by fixing the rotor rotation angle to the rotor rotation angle immediately before the occurrence of the abnormality, an effect of preventing a sudden change in the handle angle can be obtained. The occurrence of the kickback phenomenon can be suppressed.
Furthermore, when the torsional force of the steering system immediately before the occurrence of the abnormality is set as a reference value, and the current torsional force of the steering system has the same sign as the reference value and is equal to or less than the reference value, the reference angle at that time is maintained. Steering wheel return can be appropriately suppressed while maintaining the motor rotation angle immediately before the occurrence.
また、現在の操舵系の捩れ力が前記基準値と同一符号且つ前記基準値より大きいとき、前記参照角度を、そのときの参照角度に対してステアリング中立方向とは逆方向へ変更するので、運転者の切り増し操舵の負担を軽減して、マニュアルステアリングへの移行の際の大きな手入力トルクを不要とすることができる。
さらにまた、現在の操舵系の捩れ力が前記基準値と異符号であるとき、前記参照角度を、そのときの参照角度に対してステアリング中立方向へ変更するので、保舵状態及び切り増し操舵状態では電動モータの通電を継続し、運転者の手入力トルクがなくなってから電動モータの通電を解除していくことができ、適切な異常発生時制御を実施することができる。
Further, when the current torsional force of the steering system has the same sign as the reference value and is larger than the reference value, the reference angle is changed to the direction opposite to the steering neutral direction with respect to the reference angle at that time. It is possible to reduce the burden of a person's additional steering and to eliminate the need for a large manual input torque when shifting to manual steering.
Furthermore, when the current torsional force of the steering system is different from the reference value, the reference angle is changed to the steering neutral direction with respect to the reference angle at that time. Then, the energization of the electric motor can be continued, the energization of the electric motor can be released after the manual input torque of the driver is lost, and the appropriate abnormality occurrence control can be performed.
また、前記異常検出手段でモータ回転角の異常を検出したとき、前記電動モータの出力を徐々に減少させるので、操舵補助力が急激に0になることを防止することができる。
さらに、操舵系の捩れ力に応じて前記電動モータの出力の減少率を決定するので、操舵系の捩れ力が大きいほど当該減少率を小さくして、異常発生時制御の継続時間を長く設定することができる。
なお、上記第1の実施形態においては、異常発生直前のロータ回転角に基づいて所期制御角度を設定する場合について説明したが、異常発生前の所定時間におけるロータ回転角の平均値に基づいて所期制御角度を設定することもできる。
In addition, when the abnormality detecting means detects an abnormality in the motor rotation angle, the output of the electric motor is gradually reduced, so that the steering assist force can be prevented from suddenly becoming zero.
Further, since the reduction rate of the output of the electric motor is determined according to the torsional force of the steering system, the decrease rate is decreased as the torsional force of the steering system is increased, and the duration of the control when the abnormality occurs is set longer. be able to.
In the first embodiment, the case where the desired control angle is set based on the rotor rotation angle immediately before the occurrence of the abnormality has been described. However, based on the average value of the rotor rotation angle for a predetermined time before the occurrence of the abnormality. The desired control angle can also be set.
次に、本発明における第2の実施形態について説明する。
この第2の実施形態は、異常発生直前のモータ回転角速度を維持するように制御角度を変更するようにしたものである。
図12は、第2の実施形態における制御信号出力部32で実行される制御信号出力処理手順を示すフローチャートであり、前述した図5の制御信号出力処理において、ステップS10の後にロータ回転角速度θ′が所定の閾値より大きいか否かを判定するステップS31と、ステップS31でYESのとき異常発生直前のロータ回転角速度θ′に応じて初期制御角度を設定するステップS32とを追加し、ステップS16の後にロータ回転角速度θ′が所定の閾値より大きいか否かを判定するステップS33と、ステップS33でYESのときモータ角速度減算処理を行うステップS34と、モータ角速度減算処理の結果に基づいて制御角度を更新するステップS35とを追加したことを除いては図5と同様の処理を行うため、同一処理を行う部分には同一符号を付し、処理の異なる部分を中心に説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, the control angle is changed so as to maintain the motor rotational angular velocity immediately before the occurrence of the abnormality.
FIG. 12 is a flowchart showing a control signal output processing procedure executed by the control
ステップS31で、制御信号出力部32は、前記ステップS4で保存したロータ回転角速度θ′が所定の角速度閾値θ′THより大きいか否かを判定し、θ′≦θ′THであるときには前記ステップS11に移行し、θ′>θ′THであるときにはステップS32に移行する。ここで、角速度閾値θ′THは、運転者が保舵状態にあると判断することができる程度の値に設定する。
ステップS32では、制御信号出力部32は、前記ステップS4で保存したロータ回転角速度θ′を基準角速度とし、これに基づいて電気角θe及び電気角速度ωeを設定し、前記ステップS12に移行する。具体的には、ロータ回転角速度が、前記ステップS4で保存した異常発生直前のロータ回転角速度θ′に一致するように電気角θeを設定する。
In step S31, the control
In step S32, the control
また、ステップS33では、制御信号出力部32は、ロータ回転角速度θ′(基準角速度)が所定の角速度閾値θ′THより大きいか否かを判定し、θ′≦θ′THであるときには前記ステップS17に移行し、θ′>θ′THであるときにはステップS34に移行する。
ステップS34では、制御信号出力部32は、基準角速度を減少させるモータ角速度減算処理を行う。このモータ角速度減算処理は、操舵系の捩れ力をもとに図13に示す減少率算出マップを参照して基準角速度の減少率を算出し、その減少率で基準角速度を減少する。
In step S33, the control
In step S34, the control
図13に示す減少率算出マップは、横軸に操舵系の捩れ力、縦軸に基準角速度の減少率をとり、異常発生時の操舵補助力制御開始時における操舵系の捩れ力の方向を正とし、操舵系の捩れ力が大きいほど前記減少率が小さくなるように設定されている。なお、減少率の低減の方法は、直線や2次曲線など様々な関数によって決めることができる。また、減少率を一定とすることもできる。 The reduction rate calculation map shown in FIG. 13 has the steering system torsional force on the horizontal axis and the reference angular velocity reduction rate on the vertical axis, and the direction of the steering system torsional force at the start of steering assist force control when an abnormality occurs is The reduction rate is set to be smaller as the torsional force of the steering system is larger. Note that the method of reducing the reduction rate can be determined by various functions such as a straight line and a quadratic curve. Further, the reduction rate can be made constant.
また、本実施形態では、図13に示す減少率算出マップを参照して基準角速度の減少率を算出する場合について説明したが、図14に示すような減少率算出マップを参照することもできる。図14の減少率算出マップは、横軸に車速Vs、縦軸に基準角速度の減少率をとり、車速Vsが速くなるほど基準角速度の減少率が大きくなるように設定されている。 In the present embodiment, the case of calculating the reduction rate of the reference angular velocity with reference to the reduction rate calculation map shown in FIG. 13 has been described, but a reduction rate calculation map as shown in FIG. 14 can also be referred to. The reduction rate calculation map of FIG. 14 is set so that the vehicle speed Vs is taken on the horizontal axis and the reference angular velocity reduction rate is taken on the vertical axis, and the reference angular speed reduction rate increases as the vehicle speed Vs increases.
なお、このステップS34のモータ角速度減算処理は、手入力トルクが一定値以上であるときには実行せず、基準角速度を保持するものとする。
ステップS35では、制御信号出力部32は、前記ステップS34のモータ角速度減算処理で更新した基準角速度に基づいて電気角θe及び電気角速度ωeを更新し、前記ステップS8に移行する。
図12において、ステップS34の処理が基準角速度減少手段に対応している。
The motor angular velocity subtraction process in step S34 is not executed when the manual input torque is equal to or greater than a certain value, and the reference angular velocity is maintained.
In step S35, the control
In FIG. 12, the process of step S34 corresponds to the reference angular velocity reducing means.
次に、第2の実施形態の動作について、図15のタイムチャートをもとに説明する。図15において、(a)は運転者による手入力トルク、(b)は操舵アシストトルク、(c)はモータ制御角速度、(d)はアシスト制御量、(e)はステアリング角度である。
運転者が比較的急な操舵を行っているときに、時刻t21で何らかの異常が発生して通常の操舵補助力制御の解除条件が成立した場合、制御信号出力部32は、図12のステップS31からステップS32に移行して、異常発生直前のロータ回転角速度θ′を基準角速度に設定し、この基準角速度を維持するように電気角θe及び電気角速度ωeを設定する。そして、この電気角θe及び電気角速度ωeに基づいて異常発生時の操舵補助力制御が開始される。
Next, the operation of the second embodiment will be described based on the time chart of FIG. In FIG. 15, (a) is a manual input torque by the driver, (b) is a steering assist torque, (c) is a motor control angular velocity, (d) is an assist control amount, and (e) is a steering angle.
When the driver is steering relatively suddenly, if any abnormality occurs at time t21 and the normal steering assist force release condition is satisfied, the control
このように、異常発生直前のロータ回転角速度に基づいて制御角度を設定するので、異常発生時に急激なモータ制御角速度変化が発生することを抑制することができ、ハンドルの急激な角加速度変化が発生することを抑制することができる。
その後は、ステップS34のモータ角速度減算処理にて基準角速度が図13に示す減少率で減少され、逐次減少される基準角速度に基づいて更新される電気角θe及び電気角速度ωeで異常発生時の操舵補助力制御が継続される。
As described above, since the control angle is set based on the rotor rotational angular velocity immediately before the occurrence of the abnormality, it is possible to suppress a sudden change in the angular velocity of the motor control when the abnormality occurs, and a sudden change in the angular acceleration of the handle occurs. Can be suppressed.
Thereafter, the reference angular velocity is decreased at the reduction rate shown in FIG. 13 in the motor angular velocity subtraction process in step S34, and steering is performed when an abnormality occurs at the electrical angle θe and the electrical angular velocity ωe that are updated based on the sequentially decreased reference angular velocity. Auxiliary force control is continued.
そして、時刻t22で手入力トルクが一定値α以上となると、基準角速度が保持される。したがって、図15(c)に示すようにモータ制御角速度は保持され、ステアリング角度は図15(e)に示すように一定の速度で増加することになる。
ステアリング角度が運転者の意図した角度に近づいたことにより、時刻t23で運転者が手入力トルクを弱め、時刻t24で手入力トルクが一定値αより小さくなると、ステップS34のモータ角速度減算処理にて基準角速度の減少制御が再開される。
When the manual input torque becomes equal to or greater than the constant value α at time t22, the reference angular velocity is maintained. Accordingly, the motor control angular velocity is maintained as shown in FIG. 15 (c), and the steering angle is increased at a constant velocity as shown in FIG. 15 (e).
When the steering angle approaches the angle intended by the driver, the driver weakens the manual input torque at time t23, and when the manual input torque becomes smaller than the constant value α at time t24, the motor angular velocity subtraction process in step S34 is performed. The reference angular velocity reduction control is resumed.
その後、ロータ回転角速度θ′(基準角速度)が所定の角速度閾値θ′TH以下となると、制御信号出力部32は、ステップS33でNoと判定し、ステップS17の制御角度更新処理及びステップS18の制御量減少処理を施す。したがって、図15(d)に示すように、アシスト制御量は徐々に低下していくことになる。これに伴って、図15(b)に示すように、操舵補助トルクも徐々に低下し、時刻t25で操舵補助トルク(制御量)が0となるとマニュアルステアリングに完全に移行する。
Thereafter, when the rotor rotational angular velocity θ ′ (reference angular velocity) becomes equal to or smaller than the predetermined angular velocity threshold θ ′ TH , the control
このように、上記第2の実施形態では、異常発生直前のモータ回転角速度を基準角速度とし、当該基準角速度に基づいてモータ回転角の参照角度を設定するので、通常の操舵補助力制御が解除されたときのハンドルの急激な角加速度変化が発生することを抑制することができる。
また、前記基準角速度を徐々に低下させるので、ステアリング角度の変化率を徐々に低下することができ、操舵における違和感を抑制することができると共に車両の走行安定性の向上を図ることができる。
なお、上記第2の実施形態においては、異常発生直前のロータ回転角速度に基づいて所期制御角度を設定する場合について説明したが、異常発生前の所定時間におけるロータ回転角速度の平均値に基づいて所期制御角度を設定することもできる。
As described above, in the second embodiment, the motor rotation angular velocity immediately before the occurrence of the abnormality is set as the reference angular velocity, and the reference angle of the motor rotation angle is set based on the reference angular velocity, so that the normal steering assist force control is canceled. It is possible to suppress a sudden change in angular acceleration of the steering wheel when it occurs.
In addition, since the reference angular velocity is gradually reduced, the rate of change of the steering angle can be gradually reduced, a sense of incongruity in steering can be suppressed, and the running stability of the vehicle can be improved.
In the second embodiment, the case where the intended control angle is set based on the rotor rotational angular velocity immediately before the occurrence of the abnormality has been described. However, based on the average value of the rotor rotational angular velocity for a predetermined time before the occurrence of the abnormality. The desired control angle can also be set.
次に、本発明における第3の実施形態について説明する。
この第3の実施形態は、異常発生直前のモータ回転角を所定時間保持するように制御角度を固定するようにしたものである。
すなわち、第3の実施形態の制御信号出力部32では、前述した第1の実施形態における図5の制御信号出力処理において、ステップS17の制御角度の更新処理を削除し、それ以外は図5と同様の処理を実行する。
本実施形態では、制御量として前述した電流制限値に代えてアシスト制御ゲインを適用するものとする。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, the control angle is fixed so that the motor rotation angle immediately before the occurrence of abnormality is maintained for a predetermined time.
That is, in the control
In the present embodiment, an assist control gain is applied as the control amount instead of the above-described current limit value.
このアシスト制御ゲインは、例えば、PI制御部42における比例積分制御に対して乗算するゲインとし、通常時はゲイン=1に設定し、ステップS18の制御量の減算処理で1より小さい値に減少制御するものとする。ここで、アシスト制御ゲインの減少率は、前述した図7に示すように直線や二次曲線など様々な関数によって決定することができる。
This assist control gain is, for example, a gain that is multiplied with the proportional-integral control in the
次に、第3の実施形態の動作について、図16に示すタイムチャートをもとに説明する。図16において、(a)はアシストトルク、(b)はモータ制御角度、(c)はアシスト制御ゲイン、(d)はステアリング角度である。
時刻t31で、何らかの異常が発生して通常の操舵補助力制御の解除条件が成立した場合、制御信号出力部32は、ステップS11で、異常発生直前のモータ回転角θに基づいて電気角θe及び電気角速度ωeを設定し、異常発生時の操舵補助力制御を開始する。これにより、異常発生直前のモータ回転角θが保持される。
Next, the operation of the third embodiment will be described based on the time chart shown in FIG. In FIG. 16, (a) is an assist torque, (b) is a motor control angle, (c) is an assist control gain, and (d) is a steering angle.
If any abnormality occurs at time t31 and the normal steering assist force control cancellation condition is satisfied, the control
その後は、この異常発生時の操舵補助力制御を終了するまで制御角度の更新処理を行わないことから、図16(b)に示すように、モータ制御角度は異常発生直前のモータ回転角θに基づいて設定された制御角度に固定される。
一方、時刻t31以降は、制御信号出力部32は、ステップS18で制御量の減少処理を実行し、図7に示す減少割合で制御量を減少していく。したがって、図10(c)に示すように、アシスト制御ゲインは時刻t31から徐々に低下し、これに伴って、操舵補助力も徐々に低下していくことになる。これにより、ステアリング角度は、アシスト制御ゲインの低下に伴って、図10(d)に示すように徐々に中立位置に戻されることになる。
After that, the control angle update process is not performed until the steering assist force control at the time of occurrence of the abnormality is terminated, so that the motor control angle is set to the motor rotation angle θ immediately before the occurrence of the abnormality as shown in FIG. The control angle is fixed based on the control angle.
On the other hand, after time t31, the control
このとき、アシスト制御ゲインの減少率は、操舵系の捩れ力と基準値(異常発生時の操舵系の捩れ力)との偏差の絶対値が大きいほど、アシスト制御ゲインの減少率が小さく設定されて操舵補助力の減少が抑制されるので、例えば車両重量が重いなどにより操舵系の捩れ力が大きい車両であっても、効果的にハンドル戻りを抑制することができる。
そして、時刻t32で制御量(アシスト制御ゲイン)が0となると、異常発生時の操舵補助力制御を終了し、マニュアルステアリングに移行する。
At this time, the reduction rate of the assist control gain is set to be smaller as the absolute value of the deviation between the twisting force of the steering system and the reference value (the torsional force of the steering system when an abnormality occurs) is larger. Therefore, even if the vehicle has a large twisting force of the steering system due to, for example, a heavy vehicle weight, the steering wheel return can be effectively suppressed.
Then, when the control amount (assist control gain) becomes 0 at time t32, the steering assist force control at the time of occurrence of abnormality is terminated, and the process shifts to manual steering.
このように、上記第3の実施形態では、異常発生時には、モータ回転角の参照角度を異常発生直前の参照角度に固定すると共に、操舵系の捩れ力に応じて電動モータの出力を徐々に減少させるので、比較的簡易な構成で急激にハンドルが戻されることを防止することができる。
なお、上記各実施形態においては、異常発生時の制御角度を初期制御角度に設定する場合について説明したが、予め設定された任意の角度に設定することもできる。
Thus, in the third embodiment, when an abnormality occurs, the reference angle of the motor rotation angle is fixed to the reference angle immediately before the occurrence of the abnormality, and the output of the electric motor is gradually reduced according to the torsional force of the steering system. Therefore, it is possible to prevent the handle from being suddenly returned with a relatively simple configuration.
In each of the above embodiments, the case where the control angle at the time of occurrence of an abnormality is set to the initial control angle has been described, but it may be set to an arbitrary angle set in advance.
また、上記各実施形態においては、異常発生時におけるアシストトルクが0近傍である場合には、キックバックの影響が小さいと判断して異常発生時制御を行わないようにすることもできる。
さらに、上記各実施形態においては、電動モータとして3相ブラシレスモータを適用する場合について説明したが、ブラシモータシステムを適用することもできる。この場合、操舵角センサの検出値からモータ回転角及びモータ回転角速度を算出したり、モータの逆起電力からモータ回転角及びモータ回転角速度を推定したりすればよい。
Further, in each of the above embodiments, when the assist torque at the time of occurrence of abnormality is near 0, it is possible to determine that the influence of kickback is small and not to perform control at the time of occurrence of abnormality.
Furthermore, in each said embodiment, although the case where a three-phase brushless motor was applied as an electric motor was demonstrated, a brush motor system can also be applied. In this case, the motor rotation angle and the motor rotation angular velocity may be calculated from the detection value of the steering angle sensor, or the motor rotation angle and the motor rotation angular velocity may be estimated from the back electromotive force of the motor.
1…ステアリングホイール、2…ステアリングシャフト、3…トルクセンサ、10…操舵補助機構、11…減速ギヤ、12…3相ブラシレスモータ、13…ロータ位置検出回路、20…操舵補助制御装置、21…車速センサ、31…操舵補助電流指令値演算部、32…制御信号出力部、34…d軸指令電流算出部、35…d−q軸電圧算出部、36…q軸指令電流算出部、37…2相/3相変換部、42…PI制御部、43…PWM制御部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記電動モータのモータ回転角を検出する回転角検出手段と、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、少なくとも前記操舵トルクに応じた操舵補助力を発生させるべく、前記モータ回転角を参照して前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と、前記回転角検出手段で検出したモータ回転角の異常を検出する異常検出手段とを備え、前記モータ制御手段は、前記異常検出手段で前記モータ回転角の異常を検出したとき、異常発生直前の前記電動モータの回転状態を維持するように前記モータ回転角の参照角度を変更する参照角度変更手段を備える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 apparatus including an electric motor that applies a steering assist force to reduce a steering burden on a driver to a steering system,
Rotation angle detection means for detecting the motor rotation angle of the electric motor, steering torque detection means for detecting steering torque, and at least referring to the motor rotation angle to generate a steering assist force corresponding to the steering torque. Motor control means for driving and controlling the electric motor; and abnormality detection means for detecting an abnormality in the motor rotation angle detected by the rotation angle detection means. The motor control means is configured to detect the motor rotation angle by the abnormality detection means. An electric power steering apparatus comprising reference angle changing means for changing a reference angle of the motor rotation angle so as to maintain the rotation state of the electric motor immediately before the occurrence of the abnormality when the abnormality is detected.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006152531A JP4910486B2 (en) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | Electric power steering device |
US12/303,039 US20090240389A1 (en) | 2006-05-31 | 2007-05-25 | Electric power steering apparatus |
PCT/JP2007/060725 WO2007139030A1 (en) | 2006-05-31 | 2007-05-25 | Electric power steering device |
EP07744159A EP2026458A1 (en) | 2006-05-31 | 2007-05-25 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006152531A JP4910486B2 (en) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | Electric power steering device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007320429A true JP2007320429A (en) | 2007-12-13 |
JP4910486B2 JP4910486B2 (en) | 2012-04-04 |
Family
ID=38853597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006152531A Expired - Fee Related JP4910486B2 (en) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | Electric power steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4910486B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009276098A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Nsk Ltd | Steering angle detecting device for vehicle and electric power steering apparatus using this |
JP2011109769A (en) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Jtekt Corp | Motor control unit and vehicular steering device |
WO2015141253A1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 | Electric power steering device and electric power steering device control device |
JP2019119417A (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-22 | 株式会社デンソー | Electric power steering device |
CN111247736A (en) * | 2017-10-23 | 2020-06-05 | 通用电气公司 | System and method for preventing demagnetization of permanent magnets in an electric machine |
CN112332747A (en) * | 2020-10-12 | 2021-02-05 | 南京信息工程大学 | Rapid fault diagnosis control method for position square wave signal of switched reluctance motor |
JP2021022976A (en) * | 2019-07-25 | 2021-02-18 | 三菱電機株式会社 | Rotation angle estimation device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04161857A (en) * | 1990-10-25 | 1992-06-05 | Komatsu Ltd | Driving control apparatus for resolver |
JPH1144555A (en) * | 1997-07-28 | 1999-02-16 | Yaskawa Electric Corp | Data conversion circuit |
JP2001128482A (en) * | 1999-10-22 | 2001-05-11 | Yamaha Motor Co Ltd | Method and device for detecting abnormality of dc commutatorless motor |
JP2003337006A (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-28 | Toyota Motor Corp | Rotational angle detector using resolver and controller using the same |
JP2005351848A (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Kayaba Ind Co Ltd | Electric power steering system |
-
2006
- 2006-05-31 JP JP2006152531A patent/JP4910486B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04161857A (en) * | 1990-10-25 | 1992-06-05 | Komatsu Ltd | Driving control apparatus for resolver |
JPH1144555A (en) * | 1997-07-28 | 1999-02-16 | Yaskawa Electric Corp | Data conversion circuit |
JP2001128482A (en) * | 1999-10-22 | 2001-05-11 | Yamaha Motor Co Ltd | Method and device for detecting abnormality of dc commutatorless motor |
JP2003337006A (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-28 | Toyota Motor Corp | Rotational angle detector using resolver and controller using the same |
JP2005351848A (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Kayaba Ind Co Ltd | Electric power steering system |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009276098A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Nsk Ltd | Steering angle detecting device for vehicle and electric power steering apparatus using this |
JP2011109769A (en) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Jtekt Corp | Motor control unit and vehicular steering device |
WO2015141253A1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 | Electric power steering device and electric power steering device control device |
JPWO2015141253A1 (en) * | 2014-03-19 | 2017-04-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Electric power steering device and control device for electric power steering device |
US9862408B2 (en) | 2014-03-19 | 2018-01-09 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Electric power steering device and electric power steering device control device |
CN111247736A (en) * | 2017-10-23 | 2020-06-05 | 通用电气公司 | System and method for preventing demagnetization of permanent magnets in an electric machine |
JP2021500848A (en) * | 2017-10-23 | 2021-01-07 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Systems and methods to prevent demagnetization of permanent magnets in electromechanical machines |
JP7235756B2 (en) | 2017-10-23 | 2023-03-08 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | System and method for preventing demagnetization of permanent magnets in electrical machines |
CN111247736B (en) * | 2017-10-23 | 2023-11-21 | 通用电气公司 | System and method for preventing permanent magnet demagnetization in an electric machine |
JP2019119417A (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-22 | 株式会社デンソー | Electric power steering device |
JP2021022976A (en) * | 2019-07-25 | 2021-02-18 | 三菱電機株式会社 | Rotation angle estimation device |
CN112332747A (en) * | 2020-10-12 | 2021-02-05 | 南京信息工程大学 | Rapid fault diagnosis control method for position square wave signal of switched reluctance motor |
CN112332747B (en) * | 2020-10-12 | 2022-05-20 | 南京信息工程大学 | Rapid fault diagnosis control method for position square wave signals of switched reluctance motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4910486B2 (en) | 2012-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2907729B1 (en) | Electric Power Steering Apparatus | |
US8272474B2 (en) | Electric power steering system | |
JP5440846B2 (en) | Motor control device and vehicle steering device | |
WO2010001579A1 (en) | Motor control device and vehicle-steering device comprising same | |
JP5532295B2 (en) | Motor control device and vehicle steering device | |
JP6115368B2 (en) | Steering device | |
JP5408469B2 (en) | Motor control device | |
JP2004040883A (en) | Electric power steering arrangement | |
JP2006335252A (en) | Electric power steering device | |
JP4910486B2 (en) | Electric power steering device | |
JP5018240B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2018047884A (en) | Steering device | |
US11091196B2 (en) | Steering control device | |
JP5556219B2 (en) | Electric power steering device | |
JP5570401B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2008230580A (en) | Electric power steering device | |
JP2010184547A (en) | Electric power steering apparatus | |
JP5244031B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP2009046005A (en) | Electric power steering device | |
JP5233083B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2020005388A (en) | Motor control method and motor controller | |
JP2010208592A (en) | Vehicular steering device | |
JP5880874B2 (en) | Vehicle steering control device | |
JP2009023582A (en) | Electric power steering device | |
JP2006337208A (en) | Electric power steering device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20090130 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090216 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20101022 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20101022 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111011 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20111216 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111220 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4910486 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |