JP2008013007A - Steering system of vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering system of a vehicle, which steering system can apply a steering assist force suitable for the steering operation of a steering wheel even when a steering angle detecting means is in trouble. <P>SOLUTION: When the steering angle θ of the steering wheel has exceeded a reference steering angle θa (S103: No), a basic assist current value Ias* is compared with an end current limiting value Iend. If Ias* is larger than Iend, the current limitation is carried out by Iend (S106). If Ias* is smaller than Iend, the current limitation is not carried out (S104). By this method, the current limitation of an electric motor by a small current value can be prevented. In determining Iend, a limitation current lower limit value Ilimit_low is compared with the electric motor actual current I when the steering angle θ has exceeded the reference steering angle θa. If ¾I¾>¾Ilimit_low¾, limit_low is used as Iend. If ¾I¾≤¾Ilimit_low¾, I is used as Iend. The most appropriate end current limitation value Iend can be determined by determining Iend as described above. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の操舵装置に係り、特に、電動パワーステアリング装置を備えた車両の操舵装置に関する。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus, and more particularly to a vehicle steering apparatus including an electric power steering apparatus.

電動パワーステアリング装置は、電動モータなどの電動アクチュエータと、この電動アクチュエータを駆動制御する制御手段を備えており、電動アクチュエータから発生する駆動力を操舵操作の操舵補助力として利用することにより、操舵操作性を向上することができるものである。操舵補助力として作用する電動アクチュエータの駆動力は、操舵ハンドルの操舵トルクが大きいほど大きく設定されるのが一般的である。また、操舵トルクはセルフアライニングトルクなどの外力の影響を受けて変化するが、この外力は操舵ハンドルの操舵角に応じて変化するので、操舵トルクは操舵角の大きさに応じて変化する。一般的には操舵角が大きくなるほど操舵トルクが大きくなる傾向にある。したがって、操舵角が大きくなるほど操舵補助力も大きくなり、これにより電動アクチュエータを駆動するための駆動電流値も大きくなる。   The electric power steering apparatus includes an electric actuator such as an electric motor and a control unit that controls driving of the electric actuator, and uses a driving force generated from the electric actuator as a steering assisting force of the steering operation. It is possible to improve the property. Generally, the driving force of the electric actuator acting as a steering assist force is set to be larger as the steering torque of the steering wheel is larger. The steering torque changes under the influence of an external force such as a self-aligning torque. Since the external force changes according to the steering angle of the steering wheel, the steering torque changes according to the magnitude of the steering angle. In general, the steering torque tends to increase as the steering angle increases. Therefore, as the steering angle increases, the steering assist force also increases, thereby increasing the drive current value for driving the electric actuator.

ところで、操舵ハンドルの操舵操作は左右の切込み操舵に限界点(ストロークエンド)があり、このストロークエンドでは、操舵機構に接続された転舵機構(ラックバーなど)に機械的ストッパ(ラックエンドストッパなど)が当接することによって操舵ハンドルのそれ以上の操舵が禁止される。このとき、操舵ハンドルの操舵角速度が大きい(つまり操舵ハンドルを素早く回している)場合は、ストロークエンド付近で電動アクチュエータに大きな回転トルクと大きな慣性力が発生するので、転舵機構が機械的ストッパに当接する際の衝撃力が大きくなる。   By the way, the steering operation of the steering wheel has a limit point (stroke end) for left and right infeed steering. At this stroke end, a mechanical stopper (rack end stopper, etc.) is added to the steering mechanism (rack bar, etc.) connected to the steering mechanism. ) Is prohibited from further steering of the steering wheel. At this time, when the steering wheel has a high steering angular velocity (that is, when the steering wheel is quickly turned), a large rotational torque and a large inertial force are generated in the electric actuator near the stroke end. The impact force at the time of contact increases.

上記衝撃力を緩和するため、特許文献1においては、操舵ハンドルの操舵角が最大操舵角(ストロークエンドにおける操舵角)に近い一定の操舵角以上となった場合に、そのときに電動アクチュエータに流れている電流値を制限電流値と決定し、上記一定の操舵角から最大操舵角までは、上記決定した制限電流値によって電動アクチュエータ(電動モータ)を駆動制御している。このような制御を行うことにより、上記一定の操舵角から最大操舵角までの操舵角領域にて操舵補助力が制限され、この領域における操舵ハンドルの回動抵抗がこの制御を行っていない場合と比較して大きくなり、操舵ハンドルを回し難くなる。その結果、操舵角速度が減少するとともに電動アクチュエータの回転トルクも減少し、ストロークエンドにおける衝撃力の低減を図ることができるというものである。
特開平01−233165号公報
In order to mitigate the impact force, in Patent Document 1, when the steering angle of the steering wheel becomes equal to or larger than a certain steering angle close to the maximum steering angle (steering angle at the stroke end), the current flows to the electric actuator. The current value is determined as the limit current value, and the electric actuator (electric motor) is driven and controlled by the determined limit current value from the constant steering angle to the maximum steering angle. By performing such control, the steering assist force is limited in the steering angle region from the constant steering angle to the maximum steering angle, and the steering wheel turning resistance in this region does not perform this control. Compared to this, it becomes larger and it becomes difficult to turn the steering wheel. As a result, the steering angular velocity is reduced and the rotational torque of the electric actuator is also reduced, so that the impact force at the stroke end can be reduced.
Japanese Patent Laid-Open No. 01-233165

特許文献1に記載の操舵装置は、操舵角に基づいて電動アクチュエータの電流制限を行う領域を決定しているために、操舵角センサなどの操舵角検出手段が故障した場合であっても、故障した操舵角検出手段により検出された操舵角に基づき電流制限を行う。したがって、操舵ハンドルの回動位置が中立位置に近い場合であっても操舵角検出手段の故障による誤検出によってストロークエンドに近いと判断されることも有り得る。このように判断されて電動アクチュエータの駆動電流が制限される場合は、中立位置付近における小さい電流値を制限電流値としてしまうため、電動アクチュエータからの操舵補助力が小さいものとなる。このため、中立位置付近から操舵限界位置までの広い操舵角領域内で操舵ハンドルを操舵操作するときの回動抵抗が大きくなって、軽快な操舵感が損なわれるおそれがある。特に据え切り時にこのようなことが起こると、据え切りすることができる範囲が狭くなってしまうことも起こり得る。また、電動パワーステアリング装置自体が故障しているものと勘違いするおそれがある。   Since the steering device described in Patent Document 1 determines a region where the electric actuator current is limited based on the steering angle, even if the steering angle detection unit such as the steering angle sensor fails, The current is limited based on the steering angle detected by the steering angle detection means. Therefore, even if the turning position of the steering wheel is close to the neutral position, it may be determined that the steering wheel is close to the stroke end due to erroneous detection due to a failure of the steering angle detecting means. When the drive current of the electric actuator is limited in such a manner, a small current value near the neutral position is set as the limit current value, and thus the steering assist force from the electric actuator is small. For this reason, the turning resistance when steering the steering wheel in a wide steering angle region from the vicinity of the neutral position to the steering limit position becomes large, and there is a possibility that a light steering feeling may be impaired. In particular, if this happens at the time of stationary, the range that can be stationary may be narrowed. Moreover, there is a possibility that the electric power steering device itself may be mistaken for a malfunction.

また上記の状況とは逆に、操舵角が実際には最大操舵角に近いのにも関わらず、誤検出によって未だ操舵角が最大操舵角よりもかなり小さい値として検出された場合には、電動アクチュエータの駆動電流が制限されないままストロークエンドにて転舵機構が機械的ストッパに衝突する事態を引き起こし、実質的に電流制限が行われていないことになる場合もある。   Contrary to the above situation, if the steering angle is actually close to the maximum steering angle but the steering angle is still detected as a value much smaller than the maximum steering angle due to erroneous detection, In some cases, the steering mechanism may collide with the mechanical stopper at the stroke end without limiting the driving current of the actuator, so that the current limitation is not substantially performed.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、操舵角検出手段が故障している場合においても操舵ハンドルの操舵操作に適度な操舵補助力を付与することができる車両の操舵装置を提供することを技術的課題とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and is a vehicle steering device that can apply an appropriate steering assist force to the steering operation of the steering wheel even when the steering angle detection means is out of order. It is a technical challenge to provide

上記課題を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルの操舵操作を補助するための操舵補助力を発生するアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備える車両の操舵装置において、前記制御手段は、前記アクチュエータが所定の操舵補助力を発生するように前記アクチュエータの目標制御量を決定する目標制御量決定手段と、前記操舵ハンドルの操舵角が所定の基準操舵角以上であって且つ前記目標制御量決定手段により決定した目標制御量が所定の基準制御量よりも大きい場合に、前記アクチュエータの制御量を所定の基準制御量に制限する制御量制限手段と、を備えるようにしたことにある。   In order to achieve the above object, a feature of the present invention is a vehicle steering apparatus including an actuator that generates a steering assist force for assisting a steering operation of a steering handle, and a control unit that controls driving of the actuator. The control means includes target control amount determination means for determining a target control amount of the actuator so that the actuator generates a predetermined steering assist force, and a steering angle of the steering wheel is equal to or greater than a predetermined reference steering angle. And a control amount limiting means for limiting the control amount of the actuator to a predetermined reference control amount when the target control amount determined by the target control amount determining means is larger than a predetermined reference control amount. It is to have done.

上記発明によれば、操舵角が所定の基準操舵角以上となったときに、目標制御量決定手段により決定されたアクチュエータの目標制御量を基準制御量と比較して、目標制御量が基準制御量よりも大きい場合に制御量を基準制御量に制限する。よって、基準制御量を比較的大きな値(例えば制御量を電動モータの電流値とした場合、操舵ハンドルの中立位置にて電動モータに流れる電流値よりも十分大きな電流値)に設定しておき、目標制御量が基準制御量よりも小さい場合には目標制御量決定手段により決定された目標制御量をそのままアクチュエータの制御量として用いることにより、制御量が小さい値で制限されるのを防ぐことができる。また、目標制御量が基準制御量よりも大きい場合には、アクチュエータの制御量は十分大きく設定された基準制御量に制限される。このように本発明は、操舵角の大小のみならず、アクチュエータの制御量の大小をも、操舵補助力を制限するか否かの判断の対象としているため、操舵角検出手段等が故障している場合においても操舵ハンドルの操舵操作に適度な操舵補助力を付与することができ、制限された制御量が小さすぎることによって軽快な操舵感が損なわれるなどの、操舵操作に関する悪影響を防止することができる。   According to the above invention, when the steering angle becomes equal to or larger than the predetermined reference steering angle, the target control amount of the actuator determined by the target control amount determining means is compared with the reference control amount, and the target control amount is determined as the reference control amount. When the amount is larger than the amount, the control amount is limited to the reference control amount. Therefore, the reference control amount is set to a relatively large value (for example, when the control amount is the current value of the electric motor, the current value sufficiently larger than the current value flowing through the electric motor at the neutral position of the steering wheel) When the target control amount is smaller than the reference control amount, the target control amount determined by the target control amount determining means is used as it is as the control amount of the actuator, thereby preventing the control amount from being limited by a small value. it can. When the target control amount is larger than the reference control amount, the control amount of the actuator is limited to the reference control amount that is set sufficiently large. As described above, according to the present invention, not only the magnitude of the steering angle but also the magnitude of the control amount of the actuator is a target for determining whether or not to limit the steering assist force. Even when the steering wheel is in a proper position, it is possible to apply an appropriate steering assist force to the steering operation of the steering wheel, and to prevent adverse effects on the steering operation such as impairing a light steering feeling due to the limited control amount being too small. Can do.

この場合、アクチュエータとして電動モータを用い、制御量を、電動モータに流れる電流値とすることができる。また、上記基準操舵角は、操舵ハンドルの一方の最大操舵角から他方の最大操舵角(lock to lock)までの操舵角領域で任意に設定することができるが、できるだけ最大操舵角に近い操舵角とするのがよい。たとえば、最大操舵角の9割程度の操舵角(最大操舵角が600°の場合には、基準操舵角は540°)とすることができる。また、操舵角が所定の基準操舵角以上となっているか否かを検出する手段としては、操舵角センサなどの操舵角検出手段が挙げられるが、角度そのものを判断するものでなく、操舵角が上記基準操舵角以上であるか否かを検出するもの(例えば検出スイッチなど)であればよい。   In this case, an electric motor is used as the actuator, and the control amount can be a current value flowing through the electric motor. The reference steering angle can be arbitrarily set in the steering angle region from one maximum steering angle of the steering wheel to the other maximum steering angle (lock to lock), but the steering angle is as close to the maximum steering angle as possible. It is good to do. For example, the steering angle can be set to about 90% of the maximum steering angle (when the maximum steering angle is 600 °, the reference steering angle is 540 °). Further, as a means for detecting whether or not the steering angle is equal to or larger than a predetermined reference steering angle, a steering angle detecting means such as a steering angle sensor can be cited, but it does not judge the angle itself, and the steering angle is What is necessary is just to detect whether it is more than the said reference | standard steering angle (for example, detection switch etc.).

前記制御手段は、前記操舵ハンドルの操舵角が前記基準操舵角となったときまたは前記操舵ハンドルの操舵角が前記基準操舵角以上となったときの前記アクチュエータの実制御量が所定の制限制御量以下である場合に、前記制限制御量を前記基準制御量に設定する基準制御量設定手段を備えるものであるとよい。操舵ハンドルの操舵角が基準操舵角と同じかまたはそれを越える程度に大きくなってもアクチュエータの実制御量が小さい場合は、操舵角が誤検出されている可能性がある。本発明ではこのような場合に基準制御量をそのときに検出した実制御量ではなく所定の制限制御量とする。したがって、制限制御量を基準制御量に設定した後は、操舵角がさらに大きくなっても目標制御量が上記制限制御量に達しない限りは制御量の制限がされず、目標制御量が上記制限制御量に達して初めてアクチュエータの制御量が制限制御量に制限される。よって、基準制御量として設定される制限制御量を適切な値に設定しておくことにより、小さい制御量でアクチュエータの駆動が制限されることを効果的に防止することができる。   The control means is configured such that an actual control amount of the actuator when a steering angle of the steering wheel becomes the reference steering angle or when a steering angle of the steering wheel becomes equal to or larger than the reference steering angle is a predetermined limit control amount. In the following cases, it is preferable to include a reference control amount setting means for setting the limit control amount to the reference control amount. If the actual control amount of the actuator is small even if the steering angle of the steering wheel becomes large enough to be equal to or exceeding the reference steering angle, the steering angle may be erroneously detected. In the present invention, in this case, the reference control amount is set to a predetermined limit control amount instead of the actual control amount detected at that time. Therefore, after the limit control amount is set to the reference control amount, the control amount is not limited as long as the target control amount does not reach the limit control amount even if the steering angle is further increased. Only after the control amount is reached, the control amount of the actuator is limited to the limit control amount. Therefore, by setting the limit control amount set as the reference control amount to an appropriate value, it is possible to effectively prevent the actuator drive from being limited by a small control amount.

上記制限制御量は、アクチュエータの電流を制限するときの制限値となり得るため、上述した従来の不具合を解消することができる程度に適切な値に設定されるのが好ましい。例えば、経験上、上記基準操舵角において必要な通常の操舵補助力を発生するための制御量を制限制御量とすることもできるし、また、予め実験などによって基準操舵角における必要な制御量を取得して、この取得した制御量を制限制御量とすることもできる。   Since the limit control amount can be a limit value when limiting the current of the actuator, it is preferable that the limit control amount is set to an appropriate value to the extent that the above-described conventional problems can be solved. For example, from experience, the control amount for generating the normal steering assist force required at the reference steering angle can be set as the limit control amount, or the necessary control amount at the reference steering angle can be determined in advance through experiments or the like. It is also possible to acquire and use the acquired control amount as the limit control amount.

この場合、前記基準制御量決定手段は、前記操舵ハンドルの操舵角が前記基準操舵角となったときまたは前記操舵ハンドルの操舵角が前記基準操舵角以上となったときの前記アクチュエータの実制御量が所定の制限制御量よりも大きい場合に、前記実制御量を前記基準制御量とするものであるとよい。操舵ハンドルの操舵角が基準操舵角と同じかまたはそれよりも大きくなったときにアクチュエータの実制御量が制限制御量を越えるほど大きくなっていれば、操舵角は正常に検出されたものと考えられる。本発明ではこのような場合に実制御量を基準制御量に設定する。したがって、この実制御量を基準制御量に設定した後さらに操舵角が大きくなって目標制御量が基準制御量より大きくなった場合に、アクチュエータの制御量が基準制御量に制限される。これにより、ストロークエンドの手前でアクチュエータの制御量を制限し、ストロークエンドにおける転舵機構と機械的ストッパとの衝突の際の衝撃力を緩和することができる。なお、基準制御量に設定する実制御量は、操舵ハンドルの操舵角が基準操舵角となったときのアクチュエータの実制御量、あるいは、操舵ハンドルの操舵角が基準操舵角以下である状態から基準操舵角以上である状態になったときのアクチュエータの実制御量とするのがよい。   In this case, the reference control amount determining means is configured to determine the actual control amount of the actuator when the steering angle of the steering wheel becomes the reference steering angle or when the steering angle of the steering wheel becomes equal to or larger than the reference steering angle. Is greater than a predetermined limit control amount, the actual control amount may be the reference control amount. If the actual control amount of the actuator exceeds the limit control amount when the steering angle of the steering wheel is equal to or larger than the reference steering angle, the steering angle is considered to have been detected normally. It is done. In the present invention, the actual control amount is set to the reference control amount in such a case. Therefore, after the actual control amount is set as the reference control amount, when the steering angle becomes larger and the target control amount becomes larger than the reference control amount, the actuator control amount is limited to the reference control amount. Thereby, the control amount of the actuator can be limited before the stroke end, and the impact force at the time of the collision between the steering mechanism and the mechanical stopper at the stroke end can be reduced. Note that the actual control amount set as the reference control amount is the reference value from the actual control amount of the actuator when the steering angle of the steering wheel becomes the reference steering angle, or from the state where the steering angle of the steering wheel is equal to or less than the reference steering angle. It is preferable to set the actual control amount of the actuator when the steering angle is equal to or greater than the steering angle.

(第一実施形態)
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態に係り、運転者による操舵操作に対してアシスト機能を有する装置である電動パワーステアリング装置を備えた車両の操舵装置の全体概略図である。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall schematic diagram of a vehicle steering apparatus including an electric power steering apparatus which is an apparatus having an assist function with respect to a steering operation by a driver according to an embodiment of the present invention.

この車両の操舵装置は、操舵ハンドル11に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト12を備え、同シャフト12の下端にはピニオンギヤ13が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ13は、ラックバー14に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー14の両端には左右前輪FW1,FW2が操舵可能に接続されており、左右前輪FW1,FW2は、ステアリングシャフト12の軸線回りの回転に伴うラックバー14の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。ラックバー14には、操舵アシスト用の電動モータ15が組み付けられている。電動モータ15は、操舵ハンドル11の操舵操作を補助するためのアシストトルクTas(操舵補助力)を発生する。このアシストトルクTasは、減速器を構成するボールねじ機構16によって減速(高出力化)されるとともに直線駆動力に変換される。そして、変換された直線駆動力がラックバー14に付与される。   The vehicle steering apparatus includes a steering shaft 12 connected to a steering handle 11 so that an upper end thereof is integrally rotated. A pinion gear 13 is connected to a lower end of the shaft 12 so as to be integrally rotated. The pinion gear 13 meshes with rack teeth formed on the rack bar 14 to constitute a rack and pinion mechanism. Left and right front wheels FW1 and FW2 are steerably connected to both ends of the rack bar 14, and the left and right front wheels FW1 and FW2 are left and right according to the axial displacement of the rack bar 14 as the steering shaft 12 rotates about the axis. Steered to. An electric motor 15 for steering assist is assembled to the rack bar 14. The electric motor 15 generates an assist torque Tas (steering assist force) for assisting the steering operation of the steering handle 11. The assist torque Tas is decelerated (higher output) and converted into a linear driving force by the ball screw mechanism 16 constituting the decelerator. Then, the converted linear driving force is applied to the rack bar 14.

電動モータ15は、電気制御装置20によってその作動が制御される。電気制御装置20は、操舵トルクセンサ21、操舵角センサ22、車速センサ23および電流センサ24を備えている。操舵トルクセンサ21は、ステアリングシャフト12に組み付けられていて、運転者が操舵ハンドル11を操舵操作することにより入力される入力トルクを操舵トルクTとして検出する。なお、操舵トルクTは、操舵ハンドルが右方向に回動されているときに検出される操舵トルクを正の値で表し、左方向に回動されているときに検出される操舵トルクを負の値で表す。   The operation of the electric motor 15 is controlled by the electric control device 20. The electric control device 20 includes a steering torque sensor 21, a steering angle sensor 22, a vehicle speed sensor 23, and a current sensor 24. The steering torque sensor 21 is assembled to the steering shaft 12 and detects, as the steering torque T, input torque that is input when the driver steers the steering handle 11. The steering torque T represents a positive value of the steering torque detected when the steering handle is rotated in the right direction, and the negative value of the steering torque detected when the steering handle is rotated in the left direction. Expressed by value.

操舵角センサ22もステアリングシャフト12に組み付けられていて、操舵ハンドル11の操舵操作によって生じるステアリングシャフト12の回転角度に基づいて操舵ハンドル11の操舵角θを検出する。なお、操舵角θは、中立位置を「0」とし、右方向の回転角を正の値で表すとともに、左方向の回転角を負の値でそれぞれ表す。車速センサ23は、車速Vを検出して出力する。電流センサ24は、電動モータ15に流れている実電流値Iを検出して出力する。なお、実電流値Iは、電動モータ15が操舵ハンドル11を右方向に回転させるように操舵補助力を発生しているときに電動モータ15に流れる電流値を正の値で表すとともに、電動モータ15が操舵ハンドル11を左方向に回転させるように操舵補助力を発生しているときに電動モータ15に流れる電流値を負の値で表す。   The steering angle sensor 22 is also assembled with the steering shaft 12 and detects the steering angle θ of the steering handle 11 based on the rotation angle of the steering shaft 12 generated by the steering operation of the steering handle 11. Note that the steering angle θ has a neutral position “0”, the right rotation angle is represented by a positive value, and the left rotation angle is represented by a negative value. The vehicle speed sensor 23 detects and outputs the vehicle speed V. The current sensor 24 detects and outputs the actual current value I flowing through the electric motor 15. The actual current value I represents a current value flowing through the electric motor 15 as a positive value when the electric motor 15 generates a steering assist force so as to rotate the steering handle 11 in the right direction. A current value that flows through the electric motor 15 when the steering assist force is generated so that the steering wheel 15 rotates the steering wheel 11 in the left direction is represented by a negative value.

また、電気制御装置20は、操舵トルクセンサ21、操舵角センサ22、車速センサ23および電流センサ24に接続された電子制御ユニット25を備えている。電子制御ユニット25は、CPU,ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とし、図2のアシスト制御プログラムを実行することにより、駆動回路26を介して電動モータ15を駆動制御する。駆動回路26は、電子制御ユニット25によって指定されるアシスト電流(駆動電流)Iasを電動モータ15に流す。   Further, the electric control device 20 includes an electronic control unit 25 connected to the steering torque sensor 21, the steering angle sensor 22, the vehicle speed sensor 23, and the current sensor 24. The electronic control unit 25 controls the electric motor 15 via the drive circuit 26 by executing the assist control program shown in FIG. The drive circuit 26 passes an assist current (drive current) Ias specified by the electronic control unit 25 to the electric motor 15.

次に、上記のように構成した本実施形態の動作について説明する。電子制御ユニット25は、イグニッションスイッチの投入により、アシスト制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。アシスト制御プログラムの実行は図2のステップS100にて開始し、ステップS101にて操舵トルクセンサ21から操舵トルクTを、操舵角センサ22から操舵角θを、車速センサ23から車速Vを入力する。次いで、電子制御ユニット25は、ステップS102にてアシスト電流テーブルを参照して、前記入力した操舵トルクTおよび車速Vに応じた基本アシスト電流値(目標制御量)Ias*を決定する。   Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. The electronic control unit 25 starts to repeatedly execute the assist control program every predetermined short time by turning on the ignition switch. The execution of the assist control program is started in step S100 of FIG. 2, and in step S101, the steering torque T is input from the steering torque sensor 21, the steering angle θ is input from the steering angle sensor 22, and the vehicle speed V is input from the vehicle speed sensor 23. Next, in step S102, the electronic control unit 25 refers to the assist current table and determines a basic assist current value (target control amount) Ias * corresponding to the input steering torque T and vehicle speed V.

アシスト電流テーブルは、電子制御ユニット25のROM内に記憶されていて、図4に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、操舵トルクTに依存して複数の基本アシスト電流値Ias*が記憶されている。図からわかるように、基本アシスト電流値Ias*は、操舵トルクTが正方向に増加するに従って非線形的に増加し、所定の操舵トルクTに達すると一定の値となる。また、操舵トルクTが負方向に増加するに従って非線形的に減少(負方向に増加)し、所定の操舵トルクTに達すると一定の値となる。基本アシスト電流値Ias*は、同一の操舵トルクTに対して、車速Vが低いほど大きい。なお、このアシスト電流テーブルを利用するのに代えて、操舵トルクTおよび車速Vに応じて変化する基本アシスト電流値Ias*を関数により予め定義しておき、同関数を利用して基本アシスト電流値Ias*を計算するようにしてもよい。   The assist current table is stored in the ROM of the electronic control unit 25. As shown in FIG. 4, a plurality of basic assist current values Ias * depend on the steering torque T for each of a plurality of representative vehicle speed values. Is remembered. As can be seen from the figure, the basic assist current value Ias * increases nonlinearly as the steering torque T increases in the positive direction, and becomes a constant value when the steering torque T reaches the predetermined steering torque T. Further, it decreases nonlinearly (increases in the negative direction) as the steering torque T increases in the negative direction, and when the steering torque T reaches a predetermined steering torque T, it becomes a constant value. The basic assist current value Ias * increases as the vehicle speed V decreases with respect to the same steering torque T. Instead of using the assist current table, a basic assist current value Ias * that changes according to the steering torque T and the vehicle speed V is defined in advance by a function, and the basic assist current value is calculated using the function. Ias * may be calculated.

電子制御ユニット25は、ステップS102にて基本アシスト電流値Ias*を決定した後、ステップS103にて操舵角θの絶対値|θ|が基準操舵角θaの絶対値|θa|未満であるかを判定する。基準操舵角θaは、電動モータ15に流れる電流値を所定値に制限することを考慮する必要があるかを判断するための閾値となる角度である。この基準操舵角θaは、操舵ハンドルの操舵可能な操舵角領域内で任意に決定することができるが、最大操舵角(ストロークエンドにおける操舵角)θmaxに近い操舵角に設定するのがよい。例えば、θmaxが600°である場合、θaを500°前後に設定することができる。このステップS103において、|θ|が|θa|未満と判定した場合はステップS104に進み、|θ|が|θa|以上と判定した場合はステップS105に進む。   After determining the basic assist current value Ias * in step S102, the electronic control unit 25 determines whether the absolute value | θ | of the steering angle θ is less than the absolute value | θa | of the reference steering angle θa in step S103. judge. The reference steering angle θa is an angle serving as a threshold for determining whether it is necessary to consider limiting the value of the current flowing through the electric motor 15 to a predetermined value. The reference steering angle θa can be arbitrarily determined within a steerable steering angle region of the steering handle, but is preferably set to a steering angle close to the maximum steering angle (steering angle at the stroke end) θmax. For example, when θmax is 600 °, θa can be set around 500 °. If it is determined in step S103 that | θ | is less than | θa |, the process proceeds to step S104. If | θ | is determined to be greater than or equal to | θa |, the process proceeds to step S105.

ステップS104に進んだ場合は、|θ|が|θa|未満であり、操舵角θが最大操舵角θmaxから離れた操舵角であることが想定される。したがって、この場合には、転舵機構が機械的ストッパに衝突するときの衝撃力を緩和することを考慮する必要がなく、そのため電動モータ15の電流制限を行う必要もない。よって、ステップS104では、アシスト電流テーブルから求めた基本アシスト電流値Ias*をそのままアシスト電流Iasに設定する。続いて電子制御ユニット25は、ステップS107にて、電動モータ15にアシスト電流Iasが流れるように駆動回路26に指示する。これにより駆動回路26は電動モータ15にアシスト電流Iasを供給する。電動モータ15は与えられたアシスト電流Iasに応じた駆動力を出力し、この駆動力が操舵補助力として作用する。そして、ステップS108に進んでこのプログラムの実行を終了する。   When the process proceeds to step S104, it is assumed that | θ | is less than | θa |, and that the steering angle θ is a steering angle away from the maximum steering angle θmax. Therefore, in this case, it is not necessary to consider reducing the impact force when the turning mechanism collides with the mechanical stopper, and therefore it is not necessary to limit the current of the electric motor 15. Therefore, in step S104, the basic assist current value Ias * obtained from the assist current table is set as the assist current Ias as it is. Subsequently, the electronic control unit 25 instructs the drive circuit 26 so that the assist current Ias flows through the electric motor 15 in step S107. As a result, the drive circuit 26 supplies the assist current Ias to the electric motor 15. The electric motor 15 outputs a driving force corresponding to the applied assist current Ias, and this driving force acts as a steering assist force. Then, the process proceeds to step S108 and the execution of this program is terminated.

一方、ステップS103の判定において|θ|が|θa|以上であると判定してステップS105に進んだ場合は、操舵角θが最大操舵角θmaxに近づいていることが予想される。このとき、操舵角センサ22が正常であって、検出された操舵角θが正しいのであれば、真に操舵角θが最大操舵角θmaxに近づいているので、電動モータ15の電流制限を行って転舵機構と機械的ストッパとが当接するときの衝撃力を緩和する必要がある。しかし、操舵角センサ22が故障していて、検出された操舵角θが間違っている場合は、本当は操舵角θが最大操舵角θmaxとはほど遠いのに、操舵角θを最大操舵角θmaxに近い操舵角と誤って検出しているに過ぎない。このような場合に電動モータ15の電流制限をすると、中立位置に近い操舵角であるにも関わらず電動モータ15の電流制限が行われる事態が生じる。   On the other hand, if it is determined in step S103 that | θ | is equal to or larger than | θa | and the process proceeds to step S105, it is expected that the steering angle θ is approaching the maximum steering angle θmax. At this time, if the steering angle sensor 22 is normal and the detected steering angle θ is correct, since the steering angle θ is truly approaching the maximum steering angle θmax, the current of the electric motor 15 is limited. It is necessary to mitigate the impact force when the steering mechanism and the mechanical stopper come into contact with each other. However, if the steering angle sensor 22 is malfunctioning and the detected steering angle θ is incorrect, the steering angle θ is close to the maximum steering angle θmax even though the steering angle θ is actually far from the maximum steering angle θmax. It is merely misdetected as a steering angle. In such a case, if the current limitation of the electric motor 15 is performed, a situation occurs in which the current limitation of the electric motor 15 is performed regardless of the steering angle close to the neutral position.

従来(上記特許文献1)においては、操舵角θが基準操舵角θaとなったときに電動モータに流れている実電流を制限電流値とし、基準操舵角θaよりも大きい操舵角領域ではこの制限電流値により電動モータの駆動を制御している。このような制御を上記の事態において適用すると、操舵角が中立位置に近いときに電動モータ15に流れている小さい電流値が制限電流とされてしまうので、電動モータ15から与えられる操舵補助力も小さいものとなる。さらに、中立位置に近い操舵角から最大操舵角までの広い操舵角領域において電動モータ15の電流制限が行われてしまう。したがって、幅広い操舵角領域において小さな操舵補助力しか得ることができないため、アシスト不足になってドライバーの回動操作に負担をかけ、快適な操舵感を損なう場合がある。特に、据え切り動作においては多大な操舵補助力が必要であるのに、上記のような場合には電動モータ15から僅かな操舵補助力しか得ることができないので、実質的に据え切りの範囲が狭くなることも起こり得る。   In the prior art (Patent Document 1), the actual current flowing through the electric motor when the steering angle θ becomes the reference steering angle θa is set as a limiting current value, and this limitation is applied in a steering angle region larger than the reference steering angle θa. The drive of the electric motor is controlled by the current value. When such control is applied in the above situation, a small current value flowing through the electric motor 15 when the steering angle is close to the neutral position is set as the limiting current, and therefore the steering assist force applied from the electric motor 15 is also small. It will be a thing. Furthermore, the current limitation of the electric motor 15 is performed in a wide steering angle region from the steering angle close to the neutral position to the maximum steering angle. Accordingly, since only a small steering assist force can be obtained in a wide steering angle region, there is a case where the assist is insufficient and a burden is imposed on the driver's turning operation, and a comfortable steering feeling may be impaired. In particular, since a large steering assist force is required in the stationary operation, only a small steering assist force can be obtained from the electric motor 15 in the above case. Narrowing can also occur.

また、操舵角センサ22が正常であるときでも、例えば切込み操舵中に一旦操舵を止め、そこから再度切り込み方向に操舵を行う場合には、操舵角θが基準操舵角θaに達したときにも操舵トルクが十分大きくならず、連続的に切込み操舵を行った場合と比較して、電動モータに流れる実電流が小さくなる場合がある。この場合は、この小さい電流値を制限電流値に設定してしまい、その後の切り込み操舵が困難になってしまう場合もある。   Even when the steering angle sensor 22 is normal, for example, when the steering is temporarily stopped during the turning steering and then steered again in the cutting direction, the steering angle θ reaches the reference steering angle θa. The steering torque is not sufficiently large, and the actual current flowing through the electric motor may be smaller than in the case where continuous steering is performed. In this case, this small current value is set as the limit current value, and the subsequent turning steering may become difficult.

上記不具合を解消するために、本実施形態では、ステップS103にて|θ|が|θa|以上であると判定してもすぐに電動モータ15の電流制限を行うのではなく、ステップS105にて、操舵トルクTおよび車速Vに基づいて決定される基本アシスト電流値Ias*が、所定のエンド電流制限値Iend以下であるかを判定し、この判定結果に基づいて電流制限を行うか否かを決定している。このエンド電流制限値Iendの決定方法については後述するが、ステップS103の比較により操舵角センサ22が故障しているか否かを判断することができる程度の大きさであるか、あるいはそのエンド電流値で電動モータ15を駆動しているときに転舵機構が機械的ストッパに衝突しても、衝撃力がさほど大きくならない程度の大きさに設定することができる。例えば、予め操舵角θが基準操舵角θaとなるときに電動モータ15に流れる標準的な電流値を調査しておき、この電流値をエンド電流制限値Iendとすることができる。   In order to solve the above problem, in the present embodiment, even if it is determined in step S103 that | θ | is equal to or larger than | θa |, current limitation of the electric motor 15 is not performed immediately, but in step S105. Then, it is determined whether the basic assist current value Ias * determined based on the steering torque T and the vehicle speed V is equal to or less than a predetermined end current limit value Iend, and whether or not the current limit is performed based on the determination result. Has been decided. A method for determining the end current limit value Iend will be described later. The end current limit value Iend is determined so as to determine whether or not the steering angle sensor 22 is out of order by comparison in step S103, or the end current value is determined. Thus, even when the steering mechanism collides with the mechanical stopper while the electric motor 15 is being driven, the impact force can be set to a size that does not increase so much. For example, a standard current value flowing through the electric motor 15 when the steering angle θ becomes the reference steering angle θa is investigated in advance, and this current value can be used as the end current limit value Iend.

ステップS105にて基本アシスト電流値Ias*がエンド電流制限値Iend以下であると判定した場合は、判定の対象とされた基本アシスト電流値Ias*が、操舵角θが基準操舵角θa以上である場合に決定される基本アシスト電流値Ias*としては小さい値であると判断できる。このような場合は、操舵角センサ22が故障していて、操舵角θが誤検出されている可能性がある。また、誤検出していないにしても、この程度の電流値で電動モータ15を駆動しているときに転舵機構が機械的ストッパに衝突したとしても、衝撃力はさほど大きくないと考えられる。したがって、この場合には電動モータ15の電流制限は行わず、ステップS104に進んで電動モータのアシスト電流Iasを基本アシスト電流値Ias*に設定する。その後、ステップS107に進んで、電動モータ15にアシスト電流Iasが流れるように駆動回路26に指示する。これにより駆動回路26は電動モータ15にアシスト電流Iasを供給する。電動モータ15は与えられたアシスト電流Iasに応じた駆動力を出力し、この駆動力が操舵補助力として作用する。そして、ステップS108に進んでこのプログラムの実行を終了する。   When it is determined in step S105 that the basic assist current value Ias * is equal to or less than the end current limit value Iend, the basic assist current value Ias * that is the object of determination is such that the steering angle θ is greater than or equal to the reference steering angle θa. It can be determined that the basic assist current value Ias * determined in this case is a small value. In such a case, there is a possibility that the steering angle sensor 22 is out of order and the steering angle θ is erroneously detected. Even if no erroneous detection is made, even if the turning mechanism collides with the mechanical stopper while the electric motor 15 is driven with such a current value, it is considered that the impact force is not so great. Therefore, in this case, the current limitation of the electric motor 15 is not performed, and the process proceeds to step S104 to set the assist current Ias of the electric motor to the basic assist current value Ias *. Thereafter, the process proceeds to step S107, and the drive circuit 26 is instructed so that the assist current Ias flows through the electric motor 15. As a result, the drive circuit 26 supplies the assist current Ias to the electric motor 15. The electric motor 15 outputs a driving force corresponding to the applied assist current Ias, and this driving force acts as a steering assist force. Then, the process proceeds to step S108 and the execution of this program is terminated.

一方、ステップS105にて基本アシスト電流値Ias*がエンド電流制限値Iend以上であると判定した場合には、この操舵角センサ22が正常に働いて正確な操舵角θを検出しており、決定された基本アシスト電流値Ias*で電動モータ15を駆動しているときに転舵機構が機械的ストッパに衝突したときには衝撃力が大きくなるものと考えられる。したがって、この場合にはステップS106に進んで電動モータ15のアシスト電流Iasをエンド電流制限値Iendに設定する。その後、ステップS107に進んで、電動モータ15にアシスト電流Ias(=エンド電流制限値Iend)が流れるように駆動回路26に指示する。これにより駆動回路26は電動モータ15にアシスト電流Iasを供給する。電動モータ15は与えられたアシスト電流Iasに応じた駆動力を出力し、この駆動力が操舵補助力として作用する。このように、ステップS105からステップS106に進む場合には、電動モータ15のアシスト電流Iasがエンド電流制限値Iendに制限された状態で電動モータ15が駆動する。そして、ステップS108に進んでこのプログラムの実行を終了する。   On the other hand, if it is determined in step S105 that the basic assist current value Ias * is greater than or equal to the end current limit value Iend, the steering angle sensor 22 operates normally to detect the accurate steering angle θ and is determined. When the electric motor 15 is driven with the basic assist current value Ias *, the impact force is considered to increase when the steering mechanism collides with the mechanical stopper. Accordingly, in this case, the process proceeds to step S106, and the assist current Ias of the electric motor 15 is set to the end current limit value Iend. Thereafter, the process proceeds to step S107, and the drive circuit 26 is instructed so that the assist current Ias (= end current limit value Iend) flows through the electric motor 15. As a result, the drive circuit 26 supplies the assist current Ias to the electric motor 15. The electric motor 15 outputs a driving force corresponding to the applied assist current Ias, and this driving force acts as a steering assist force. As described above, when the process proceeds from step S105 to step S106, the electric motor 15 is driven in a state where the assist current Ias of the electric motor 15 is limited to the end current limit value Iend. Then, the process proceeds to step S108 and the execution of this program is terminated.

以上の説明からわかるように、本実施形態においては、操舵角θが基準操舵角θa以上(S103:No)であって且つアシスト電流テーブルにより決定した基本アシスト電流値Ias*がエンド電流制限値Iendよりも大きい(S105:No)場合に、電動モータ15のアシスト電流Iasをエンド電流制限値Iendに制限し(S106)、操舵角θが基準操舵角θa以上(S103:No)であって且つ基本アシスト電流値Ias*がエンド電流制限値Iend以下(S105:Yes)である場合に、電動モータ15に電流制限は行わずに基本アシスト電流値Ias*をアシスト電流Iasに設定している(S104)。このため、操舵角θが基準操舵角θaよりも大きい操舵角領域であっても、アシスト電流が小さいときには電動モータ15の電流制限を行わないようにして、アシスト不足となることを防ぐことができる。   As can be seen from the above description, in the present embodiment, the steering angle θ is equal to or greater than the reference steering angle θa (S103: No), and the basic assist current value Ias * determined by the assist current table is the end current limit value Iend. (S105: No), the assist current Ias of the electric motor 15 is limited to the end current limit value Iend (S106), the steering angle θ is equal to or greater than the reference steering angle θa (S103: No), and the basic When the assist current value Ias * is equal to or less than the end current limit value Iend (S105: Yes), the basic assist current value Ias * is set to the assist current Ias without limiting the current to the electric motor 15 (S104). . For this reason, even if the steering angle θ is larger than the reference steering angle θa, the current limitation of the electric motor 15 is not performed when the assist current is small, so that insufficient assist can be prevented. .

アシスト制御プログラムにおいて、ステップS105およびステップS106にて用いるエンド電流制限値Iendは予め実験などにより決定する固定値でもよいが、本実施形態においては、状況に応じて適切なエンド電流制限値Iendを設定できるよう、図3のエンド電流決定プログラムにより決定される。このエンド電流決定プログラムは、電子制御ユニット25が所定の短時間ごとに繰り返し実行しており、図3のステップS200にて開始され、ステップ201にて操舵角センサ22からの操舵角θおよび電流センサ24からの実電流Iがそれぞれ入力される。次いで、電子制御ユニット25は、ステップS202にて操舵角θの絶対値|θ|が基準操舵角θaの絶対値|θa|よりも大きいかを判定する。|θ|が|θa|よりも大きいと判定した場合はステップS203に進む。|θ|が|θa|以下であると判定した場合はステップS208に進む。   In the assist control program, the end current limit value Iend used in step S105 and step S106 may be a fixed value determined in advance by experiments or the like, but in this embodiment, an appropriate end current limit value Iend is set according to the situation. This is determined by the end current determination program of FIG. The end current determination program is repeatedly executed by the electronic control unit 25 every predetermined short time. The end current determination program is started in step S200 of FIG. The actual current I from 24 is input. Next, the electronic control unit 25 determines whether or not the absolute value | θ | of the steering angle θ is larger than the absolute value | θa | of the reference steering angle θa in step S202. If it is determined that | θ | is larger than | θa |, the process proceeds to step S203. If it is determined that | θ | is equal to or smaller than | θa |, the process proceeds to step S208.

ステップS202にて|θ|が|θa|以下であると判定してステップS208に進む場合は、現在の操舵角θがストロークエンドにおける最大操舵角θmaxから離れていて、電動モータ15のアシスト電流を所定の電流値に制限する必要のない領域と考えられる。したがって、ステップS208にてエンドフラグEFLGを0に設定する。ここで、エンドフラフEFLGは、エンド電流制限値Iendを電動モータ15に流し得る最大の電流値Imax未満の所定の電流値に設定する必要があることを示すフラグである。続いて、ステップS209にてエンド電流制限値Iendを最大電流値Imaxに設定する。そして、ステップS210にてこのエンド電流決定プログラムの実行を終了する。なお、エンド電流制限値Iendを最大電流値Imaxに設定するということは、実質的に電動モータ15の電流制限がないことと同じことである。   If it is determined in step S202 that | θ | is equal to or smaller than | θa | and the process proceeds to step S208, the current steering angle θ is away from the maximum steering angle θmax at the stroke end, and the assist current of the electric motor 15 is calculated. It is considered that the region does not need to be limited to a predetermined current value. Therefore, the end flag EFLG is set to 0 in step S208. Here, the end flag EFLG is a flag indicating that the end current limit value Iend needs to be set to a predetermined current value less than the maximum current value Imax that can flow through the electric motor 15. Subsequently, in step S209, the end current limit value Iend is set to the maximum current value Imax. In step S210, the execution of the end current determination program is terminated. Note that setting the end current limit value Iend to the maximum current value Imax is substantially the same as not having a current limit of the electric motor 15.

一方、ステップS202にて|θ|が|θa|よりも大きいと判定してステップS203に進む場合は、現在の操舵角θがストロークエンドにおける最大操舵角θmaxに近づいていて、エンド電流制限値IendをImax未満の所定の値に設定する必要がある場合である。この場合は、まずステップS203にてエンドフラグEFLGが0であるかを判定する。エンドフラグEFLGが0である場合は、次のステップS204にてエンドフラグEFLGを1に設定する。   On the other hand, if it is determined in step S202 that | θ | is larger than | θa | and the process proceeds to step S203, the current steering angle θ approaches the maximum steering angle θmax at the stroke end, and the end current limit value Iend is reached. Is set to a predetermined value less than Imax. In this case, it is first determined whether or not the end flag EFLG is 0 in step S203. If the end flag EFLG is 0, the end flag EFLG is set to 1 in the next step S204.

次に、電子制御ユニットは、ステップS205にて、電流センサ24が検出した電動モータ15の現在の実電流Iの絶対値|I|が、制限電流下限値Ilimit_lowの絶対値|Ilimit_low|よりも大きいかを判定する。ここで、制限電流下限値Ilimit_lowは、電動モータ15が制限される場合であっても最低限電動モータ15に流す電流値である。よって、電動モータ15の電流制限によって軽快な操舵感が損なわれることのないような大きさに設定される。例えば、本実施形態においては、Ilimit_lowは図6に示す操舵角と駆動電流との関係を示すグラフから決定される。   Next, in step S205, the electronic control unit determines that the absolute value | I | of the current current I of the electric motor 15 detected by the current sensor 24 is larger than the absolute value | Ilimit_low | of the limit current lower limit value Ilimit_low. Determine whether. Here, the limit current lower limit value Ilimit_low is a current value that flows through the electric motor 15 at a minimum even when the electric motor 15 is limited. Accordingly, the size is set such that the light steering feeling is not impaired by the current limitation of the electric motor 15. For example, in this embodiment, Ilimit_low is determined from the graph showing the relationship between the steering angle and the drive current shown in FIG.

図6は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置が搭載された車両について、操舵ハンドルを中立位置から右切り側の最大操舵角θmaxまで回し、さらに左切り側の最大操舵角−θmaxまで回し、再び中立位置まで戻したときの、操舵角θと電動モータ15に流れる実電流Iとの関係(操舵角−実電流特性線)を示したもので、図の曲線Aは最大積載時の操舵角−実電流特性曲線、図の曲線Bは最小積載時の操舵角−実電流特性曲線である。ここで、最大操舵角θmaxは600°(−θmax=−600°)とし、電流制限を行う基準となる基準操舵角θaは500°(−θa=−500°)とする。   FIG. 6 shows a vehicle equipped with the electric power steering apparatus according to the present embodiment. The steering handle is turned from the neutral position to the maximum right steering angle θmax, and further to the maximum left steering angle −θmax. The relationship between the steering angle θ and the actual current I flowing through the electric motor 15 (steering angle-actual current characteristic line) when returning to the neutral position again is shown, and the curve A in the figure shows the steering angle at the maximum loading. -Actual current characteristic curve, curve B in the figure is the steering angle at the time of minimum loading-actual current characteristic curve. Here, the maximum steering angle θmax is 600 ° (−θmax = −600 °), and the reference steering angle θa serving as a reference for current limitation is 500 ° (−θa = −500 °).

そして、本実施形態においては、2つの操舵角−実電流特性曲線のうち、最小積載時の特性曲線Bにおける基準操舵角θaのときの実電流と、基準操舵角−θaのときの実電流との絶対値が大きい方の電流値を制限電流下限値Ilimit_lowとする。この例では、特性曲線Bにおいて、基準操舵角θaのときの実電流は43Aであり、基準操舵角−θaのときの実電流は−50Aであるので、±Ilimit_lowは±50Aに設定される。なお、このような設定の仕方はあくまで一例であり、その他の方法、例えば最大積載時における基準操舵角θaのときの実電流をIlimit_lowとしてもよいし、基準操舵角θaの前後の操舵角のときの実電流の値をIlimit_lowとしてもよい。あるいは経験上導かれる値をIlimit_lowとしてもよい。   In the present embodiment, of the two steering angle-actual current characteristic curves, the actual current at the reference steering angle θa and the actual current at the reference steering angle −θa in the characteristic curve B at the minimum load The current value having a larger absolute value is defined as a limit current lower limit value Ilimit_low. In this example, in the characteristic curve B, the actual current at the reference steering angle θa is 43 A, and the actual current at the reference steering angle −θa is −50 A. Therefore, ± Ilimit_low is set to ± 50 A. This setting method is merely an example, and other methods, for example, the actual current at the reference steering angle θa at maximum loading may be Ilimit_low, or when the steering angle is before and after the reference steering angle θa. The actual current value may be Ilimit_low. Alternatively, a value derived from experience may be Ilimit_low.

図3のステップS205においては、上記のようにして設定されたIlimit_lowの絶対値|Ilimit_low|と実電流値Iの絶対値|I|とを比較する。このステップにて|I|が|Ilimit_low|よりも大きいと判定した場合はステップS206に進み、|I|が|Ilimit_low|以下と判定した場合はステップS207に進む。   In step S205 in FIG. 3, the absolute value | Ilimit_low | of Ilimit_low set as described above is compared with the absolute value | I | of the actual current value I. If it is determined in this step that | I | is greater than | Ilimit_low |, the process proceeds to step S206. If | I | is determined to be equal to or smaller than | Ilimit_low |, the process proceeds to step S207.

制限電流下限値Ilimit_lowは、本実施形態では上記したように基準操舵角θaのときの実電流に基づいて定められている。したがって、基準操舵角θaよりも大きい操舵角領域では、そのときの電動モータ15の実電流IはIlimit_lowよりも大きいはずである。したがって、ステップS205にて|I|が|Ilimit_low|よりも大きいと判定する場合は、操舵角センサ22が正常に働いていて、検出された操舵角θは正しいものと想定される。この場合は、ステップS206にてそのときに実測された実電流値Iをエンド電流制限値Iendに設定する。そして、ステップS210にてこのエンド制限電流決定プログラムの実行を終了する。   In the present embodiment, the limit current lower limit value Ilimit_low is determined based on the actual current at the reference steering angle θa as described above. Therefore, in the steering angle region larger than the reference steering angle θa, the actual current I of the electric motor 15 at that time should be larger than Ilimit_low. Therefore, when it is determined in step S205 that | I | is larger than | Ilimit_low |, it is assumed that the steering angle sensor 22 is operating normally and the detected steering angle θ is correct. In this case, the actual current value I actually measured at that time is set as the end current limit value Iend in step S206. In step S210, the end limit current determination program is terminated.

一方、ステップS205にて|I|が|Ilimit_low|以下と判定した場合は、電動モータ15に流れる実電流Iが本来流れているべきである電流よりも小さいので、操舵角センサ22が故障などして正確な操舵角が検出されていない場合(特に操舵角が実際の角度よりも大きく検出される場合)であると想定される。あるいは、操舵角センサ22は正常に働いているけれども、運転者が操舵操作の途中で一旦操舵を停止し(この段階で操舵トルクが0になるためアシスト電流も低くなる)、その後に再び操舵を開始するような操舵操作をしたために、基準操舵角θaにおける電動モータ15のアシスト電流が上がりきらずに低くなっている場合が想定される。いずれの場合にも、そのときの実電流で電流を制限すると、その後の操舵ハンドルの回動操作をする上で運転者に大きな負担をかけることになる。そこで、この場合には、ステップS207にて制限電流下限値Ilimit_lowをエンド電流制限値Iendに設定する。そして、ステップS210にてこのエンド制限決定プログラムの実行を終了する。なお、ステップS203にてエンドフラグEFLGが0ではない、すなわち1であると判定した場合は、既にIendが上述のようにして所定の値に決定されている状態と判断できるので、この場合は新たにIendを決定することなく、ステップS210に進んでこのプログラムを終了する。   On the other hand, if it is determined in step S205 that | I | is equal to or smaller than | Ilimit_low |, the actual current I flowing through the electric motor 15 is smaller than the current that should be flowing, so that the steering angle sensor 22 may malfunction. Therefore, it is assumed that the correct steering angle is not detected (in particular, the steering angle is detected to be larger than the actual angle). Alternatively, although the steering angle sensor 22 is operating normally, the driver temporarily stops the steering in the middle of the steering operation (the steering torque becomes zero at this stage, so the assist current also decreases), and then the steering is performed again. Since the steering operation is started, it is assumed that the assist current of the electric motor 15 at the reference steering angle θa is low without being increased. In either case, if the current is limited by the actual current at that time, a great burden is placed on the driver in the subsequent turning operation of the steering wheel. Therefore, in this case, the limit current lower limit value Ilimit_low is set to the end current limit value Iend in step S207. In step S210, the execution of the end restriction determination program is terminated. If it is determined in step S203 that the end flag EFLG is not 0, that is, 1, it can be determined that Iend has already been determined to a predetermined value as described above. Without determining Iend, the process proceeds to step S210 to end the program.

このようなエンド電流決定プログラムを実行することにより、図2のステップS105における判定で基本アシスト電流値Ias*と比較されるエンド電流制限値Iendが決定される。具体的には、操舵角θが基準操舵角θaより大きくなったとき(ステップS202:Yes)の電動モータ15に流れている実電流Iの絶対値が制限電流下限値Ilimit_lowの絶対値よりも小さいとき(ステップS205:No)にはエンド電流制限値Iendは実電流Iよりも大きい制限電流下限値Ilimit_lowとされる(ステップS207)。また、操舵角θが基準操舵角θaより大きくなったとき(ステップS202:Yes)の電動モータ15に流れている実電流Iの絶対値が制限電流下限値Ilimit_lowの絶対値以上であるとき(ステップS205:Yes)にはエンド電流制限値Iendは制限電流下限値Ilimit_low以上の電流値である実電流Iとされる(ステップS206)。つまり、制限電流下限値Ilimit_lowは、電動モータ15が電流制限されているときであっても最低限流れる電流であり、この値以下の電流値で電動モータ15の電流が制限されることはない。よって、小さな電流値で電動モータが電流制限されて、軽快な操舵感が損なわれたり、運転者に余分な負担をかけることはない。なお、ステップS202の判定は、操舵角θが基準操舵角θaとなったとき、または、操舵角θが基準操舵角θa以上になったときを判断基準にしてもよい。同様に、ステップS205の判定は、|I|が|Ilimit_low|となったとき、または、|I|が|Ilimit_low|以上となったときを判断基準にしてもよい。   By executing such an end current determination program, the end current limit value Iend to be compared with the basic assist current value Ias * is determined in the determination in step S105 of FIG. Specifically, the absolute value of the actual current I flowing through the electric motor 15 when the steering angle θ is larger than the reference steering angle θa (step S202: Yes) is smaller than the absolute value of the limit current lower limit value Ilimit_low. At this time (step S205: No), the end current limit value Iend is set to a limit current lower limit value Ilimit_low larger than the actual current I (step S207). When the steering angle θ is larger than the reference steering angle θa (step S202: Yes), the absolute value of the actual current I flowing through the electric motor 15 is equal to or larger than the absolute value of the limit current lower limit value Ilimit_low (step). In S205: Yes, the end current limit value Iend is set to the actual current I which is a current value equal to or greater than the limit current lower limit value Ilimit_low (step S206). That is, the limit current lower limit value Ilimit_low is a minimum current that flows even when the electric motor 15 is current-limited, and the current of the electric motor 15 is not limited by a current value less than this value. Therefore, the electric motor is current-limited with a small current value, so that a light steering feeling is not impaired and an extra burden is not imposed on the driver. Note that the determination in step S202 may be based on the determination when the steering angle θ becomes the reference steering angle θa or when the steering angle θ becomes equal to or greater than the reference steering angle θa. Similarly, the determination in step S205 may be based on when | I | becomes | Ilimit_low | or when | I | becomes greater than or equal to | Ilimit_low |.

図5は、上述のように電動モータ15の電流値を制御した場合における、操舵角θと電動モータ15に流れる実電流Iとの関係を示すグラフである。図からわかるように操舵角センサ22が正常である場合(「正常時」のグラフ)には、基準操舵角θaにおける電動モータ15に流れる実電流値Iは制限電流下限値Ilimit_lowよりも大きくなっている。このため、基準操舵角θaよりも大きな操舵角領域では、そのときの実電流(Im)がエンド電流制限値Iendとされ、この電流値により電動モータ15に流れる電流が制限される。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the steering angle θ and the actual current I flowing through the electric motor 15 when the current value of the electric motor 15 is controlled as described above. As can be seen, when the steering angle sensor 22 is normal (“normal” graph), the actual current value I flowing through the electric motor 15 at the reference steering angle θa is larger than the limit current lower limit value Ilimit_low. Yes. For this reason, in the steering angle region larger than the reference steering angle θa, the actual current (Im) at that time is the end current limit value Iend, and the current flowing through the electric motor 15 is limited by this current value.

一方、操舵角センサ22が故障している場合、特に操舵角センサ22が実際の操舵角よりも小さい値を検出する場合(「異常時」のグラフ)には、基準操舵角θaにおける電動モータ15に流れる実電流値Iは制限電流下限値Ilimit_lowよりも小さくなる。このような場合はエンド電流制限値Iendが制限電流下限値Ilimit_lowに設定される。したがって、操舵角センサ22により検出される操舵角θが基準操舵角θaよりも大きい操舵領域においても(例えば図における操舵角θ1)、基本アシストマップに基づいて決定される基本アシスト電流値Ias*が制限電流下限値Ilimit_low(=Iend)になるまで電流制限は行われない。そして、基本アシスト電流値Ias*が制限電流下限値Ilimit_lowに達して初めて電流制限が行われる。 On the other hand, when the steering angle sensor 22 is out of order, particularly when the steering angle sensor 22 detects a value smaller than the actual steering angle (“abnormality” graph), the electric motor 15 at the reference steering angle θa. The actual current value I flowing through the current becomes smaller than the limit current lower limit value Ilimit_low. In such a case, the end current limit value Iend is set to the limit current lower limit value Ilimit_low. Therefore, even in a steering region where the steering angle θ detected by the steering angle sensor 22 is larger than the reference steering angle θa (for example, the steering angle θ 1 in the figure), the basic assist current value Ias * determined based on the basic assist map. Current limit is not performed until the limit current lower limit value Ilimit_low (= Iend). The current limit is performed only when the basic assist current value Ias * reaches the limit current lower limit value Ilimit_low.

このように、本実施形態の車両の操舵装置において、電動モータ15が電流制限されているときは、少なくとも制限電流下限値Ilimit_lowだけの電流は流れるようにされている。よって、電動モータ15の制限電流が低すぎることによって生じる不具合を防止することができる。また、操舵角θが基準操舵角θaに達したときに電動モータ15に流れる実電流値に応じてエンド制限電流値Iendを決定しているため、状況に応じて適切なエンド制限電流値を設定することができる。   As described above, in the vehicle steering apparatus of the present embodiment, when the electric motor 15 is current-limited, a current of at least the limit current lower limit value Ilimit_low flows. Therefore, the malfunction which arises when the limiting current of the electric motor 15 is too low can be prevented. Further, since the end limit current value Iend is determined according to the actual current value flowing through the electric motor 15 when the steering angle θ reaches the reference steering angle θa, an appropriate end limit current value is set according to the situation. can do.

また、本実施形態においては、制限電流下限値Ilimit_lowは、図6に示すように操舵角θの絶対値|θ|が基準操舵角θaの絶対値|θa|となったときに電動モータ15に流れる実電流に基づいて決定されている。このように制限電流下限値Ilimit_lowを決定することにより、幅広い領域において(特に最小積載時においては図6に示すように操舵角θが−500°〜約570°操舵角領域において)、小さい電流値で電動モータが電流制限されるのを効果的に防止することができる。また、最小積載時のみならず、最大積載時においても操舵角θが約−440度〜約390°の広い範囲で電流制限されるのを防止することができる。このように、車両の運転状態が変化しても電動モータが電流制限されない領域を幅広く確保することができる。   In the present embodiment, the limit current lower limit value Ilimit_low is applied to the electric motor 15 when the absolute value | θ | of the steering angle θ becomes the absolute value | θa | of the reference steering angle θa, as shown in FIG. It is determined based on the actual current that flows. By determining the limit current lower limit value Ilimit_low in this way, a small current value can be obtained in a wide range (especially in the range of a steering angle θ of −500 ° to about 570 ° as shown in FIG. 6 at the time of minimum loading). Thus, it is possible to effectively prevent the electric motor from being current limited. Further, it is possible to prevent the current from being limited in a wide range of the steering angle θ of about −440 degrees to about 390 degrees not only at the time of minimum loading but also at the time of maximum loading. In this way, it is possible to ensure a wide area where the electric motor is not current limited even if the driving state of the vehicle changes.

本発明の実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。1 is an overall schematic diagram of a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1の電子制御ユニットにより実行されるアシスト制御プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the assist control program performed by the electronic control unit of FIG. 図1の電子制御ユニットにより実行されるエンド電流決定プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the end current determination program executed by the electronic control unit of FIG. 操舵トルクと基本アシスト電流値との関係を示す基本アシストマップである。It is a basic assist map showing the relationship between steering torque and basic assist current value. 本発明の実施形態において、操舵角と電動モータに流れる実電流との関係を示すグラフである。In embodiment of this invention, it is a graph which shows the relationship between a steering angle and the actual electric current which flows into an electric motor. 制限電流下限値Ilimit_lowを決定するための操舵角−実電流特性曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the steering angle-actual current characteristic curve for determining limiting current lower limit Ilimit_low.

符号の説明Explanation of symbols

11…操舵ハンドル、15…電動モータ(アクチュエータ)、20…電気制御装置、21…操舵トルクセンサ、22…操舵角センサ、23…車速センサ、24…電流センサ、25…電子制御ユニット(制御手段)、26…駆動回路、Ias*…基本アシスト電流値(目標制御量)、Ias…駆動電流、Iend…エンド電流制限値(基準制御量)、Ilimit_low…制限電流下限値(制限制御量)、I…実電流値、Imax…最大電流値、θa…基準操舵角、θmax…最大操舵角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Steering handle, 15 ... Electric motor (actuator), 20 ... Electric control device, 21 ... Steering torque sensor, 22 ... Steering angle sensor, 23 ... Vehicle speed sensor, 24 ... Current sensor, 25 ... Electronic control unit (control means) , 26 ... drive circuit, Ias * ... basic assist current value (target control amount), Ias ... drive current, Iend ... end current limit value (reference control amount), Ilimit_low ... limit current lower limit value (limit control amount), I ... Actual current value, Imax: Maximum current value, θa: Reference steering angle, θmax: Maximum steering angle

Claims (4)

操舵ハンドルの操舵操作を補助するための操舵補助力を発生するアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備える車両の操舵装置において、
前記制御手段は、
前記アクチュエータが所定の操舵補助力を発生するように前記アクチュエータの目標制御量を決定する目標制御量決定手段と、
前記操舵ハンドルの操舵角が所定の基準操舵角以上であって且つ前記目標制御量決定手段により決定した目標制御量が所定の基準制御量よりも大きい場合に、前記アクチュエータの制御量を所定の基準制御量に制限する制御量制限手段と、
を備えることを特徴とする、車両の操舵装置。
In a vehicle steering apparatus, comprising: an actuator that generates a steering assist force for assisting a steering operation of the steering handle; and a control unit that controls driving of the actuator.
The control means includes
Target control amount determination means for determining a target control amount of the actuator so that the actuator generates a predetermined steering assist force;
When the steering angle of the steering wheel is equal to or larger than a predetermined reference steering angle and the target control amount determined by the target control amount determining means is larger than the predetermined reference control amount, the control amount of the actuator is set to a predetermined reference amount. A control amount limiting means for limiting the control amount;
A vehicle steering apparatus comprising:
請求項1に記載の車両の操舵装置において、
前記制御手段は、前記操舵ハンドルの操舵角が前記基準操舵角となったときまたは前記操舵ハンドルの操舵角が前記基準操舵角以上となったときの前記アクチュエータの実制御量が所定の制限制御量以下である場合に、前記制限制御量を前記基準制御量に設定する基準制御量設定手段を備えることを特徴とする、車両の操舵装置。
The vehicle steering apparatus according to claim 1,
The control means is configured such that an actual control amount of the actuator when a steering angle of the steering wheel becomes the reference steering angle or when a steering angle of the steering wheel becomes equal to or larger than the reference steering angle is a predetermined limit control amount. A vehicle steering apparatus comprising reference control amount setting means for setting the limit control amount to the reference control amount when:
請求項1または2に記載の車両の操舵装置において、
前記基準制御量設定手段は、前記操舵ハンドルの操舵角が前記基準操舵角となったときまたは前記操舵ハンドルの操舵角が前記基準操舵角以上となったときの前記アクチュエータの実制御量が所定の制限制御量よりも大きい場合に、前記実制御量を前記基準制御量に設定することを特徴とする、車両の操舵装置。
The vehicle steering system according to claim 1 or 2,
The reference control amount setting means is configured so that an actual control amount of the actuator when a steering angle of the steering handle becomes the reference steering angle or when a steering angle of the steering handle becomes equal to or larger than the reference steering angle is a predetermined amount. The vehicle steering apparatus, wherein the actual control amount is set to the reference control amount when the control amount is larger than the limit control amount.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の車両の操舵装置において、
前記アクチュエータは電動モータであり、
前記制御量は前記電動モータに流れる電流値であることを特徴とする、車両の操舵装置。
The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The actuator is an electric motor;
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the control amount is a value of a current flowing through the electric motor.
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