JP2009090749A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
電動パワーステアリング装置において、特にトルクセンサの信号故障のうち中間的な故障であるオフセットやドリフトの故障を精度良く検出することを可能とする電動パワーステアリング装置に関する。 In particular, the present invention relates to an electric power steering device that can accurately detect an offset or drift failure that is an intermediate failure among signal failures of a torque sensor.
自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を、減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク(操舵補助トルク)を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデューティ比の調整で行っている。 An electric power steering device that biases an automobile or a vehicle steering device with an auxiliary load by the rotational force of a motor assists the steering shaft or rack shaft with a transmission mechanism such as a gear or a belt via a reduction gear. The load is energized. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of motor current in order to accurately generate assist torque (steering assist torque). In feedback control, the motor applied voltage is adjusted so that the difference between the current command value and the detected motor current value is small. Generally, the adjustment of the motor applied voltage is a duty ratio of PWM (pulse width modulation) control. It is done by adjusting.
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図8に示して説明すると、操向ハンドル1の軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4a及び4b、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に結合されている。軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ20が減速ギア3を介して軸2に結合されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット30には、バッテリ14からイグニションキー11を経て電力が供給され、コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出された車速Vとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Irefの演算を行い、演算された操舵補助指令値Irefに基いてモータ20に供給する電流を制御する。
Here, the general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 6. The
コントロールユニット30は主としてCPUで構成されるが、そのCPU内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと、図9のようになっている。
The
コントロールユニット30の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ10で検出されて入力される操舵トルクTは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器(図示せず)で位相補償され、位相補償された操舵トルクTが操舵補助指令値演算器32に入力される。又、車速センサ12で検出された車速Vも操舵補助指令値演算器32に入力される。操舵補助指令値演算器32は、入力された操舵トルクT及び車速Vに基いてモータ20に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Irefを算出する。なお、図示しない特性マップ(ルックアップテーブル)を参照して操舵補助指令値Irefを決定するようにしてもよい。
The function and operation of the
操舵補助指令値Irefは減算器30Aに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器34に入力され、減算器30Aで求められる偏差(Iref−i)は比例演算器35に入力され、その比例出力は加算器30Bに入力されると共にフィードバック系の特性を改善するための積分演算器36に入力される。微分補償器34及び積分演算器36の出力も加算器30Bに加算入力され、加算器30Bでの加算結果である電流指令値Eが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路37に入力される。モータ20のモータ電流値iはモータ電流検出回路38で検出され、モータ電流検出値iは減算器30Aに入力されてフィードバックされる。
The steering assist command value I ref is input to the
ここにおいて、従来、トルクセンサ10として、メイントルク信号TMとサブトルク信号TSとを出力する形式のものが使用されている。トルクセンサ10が故障した場合の安全対策のためであり、1つの信号出力では故障か否かを判断できないためである。そして、従来はメイントルク信号TMとサブトルク信号TSの差を監視して、その差が所定値以上の状態で所定時間継続した場合に異常確定と判断し、アシストをOFF又は制限するようにしている(特許文献1参照)。
Here, conventionally, the
上述のメイントルク信号TMとサブトルク信号TSとを出力する形式のトルクセンサとして、下記特許文献2に開示されているものがある。図10は、そのトルクセンサのトルク検出回路のブロック図である。トルク検出回路100はコネクタ129を介して図示しない制御装置に接続され、制御装置からは各回路要素に電源電圧V及び基準電圧Vrefがノイズフイルタ128を経て供給され、検出されたメイン検出トルク信号及びサブ検出トルク信号が制御装置に出力される。トルクを検出するブリッジ回路は、検出コイルL1と抵抗R1とが直列に接続された第1のアームと、検出コイルL2と抵抗R2とが直列に接続された第2のアームとから構成される。発振部121は電源電圧V及び基準電圧Vrefの供給を受けて所定周波数の交流電圧を出力する。出力された交流電圧は電流増幅部122で増幅され、増幅された交流電圧Voscが、検出コイルL1と抵抗R1とで構成されたブリッジ回路の第1のアーム、及び検出コイルL2と抵抗R2とで構成されたブリッジ回路の第2のアームに供給される。検出コイルL1及び検出コイルL2の両端に表れる電圧信号は、メイン増幅・全波整流部123において両検出コイルの差分の信号に変換されて増幅されると共に整流され、更にメイン平滑・中立調整部126で出力波形が調整された後、ノイズフイルタ128を経てメイン検出トルク信号として制御装置に出力される。
A torque sensor of a type that outputs the above-described main torque signal TM and sub torque signal TS is disclosed in
さらに、検出コイルL1及び検出コイルL2の両端に表れる電圧信号は、サブ増幅・全波整流部124において両検出コイルの差分の信号に変換されて増幅されると共に整流され、更にサブ平滑・中立調整部127で出力波形が調整された後、ノイズフイルタ128を経てサブ検出トルク信号として制御装置に出力される。
Further, the voltage signals appearing at both ends of the detection coil L1 and the detection coil L2 are converted and amplified and rectified by the sub-amplification / full-
トルク検出回路100をメイン増幅・全波整流部123とメイン平滑・中立調整部126、及びサブ増幅・全波整流部124とサブ平滑・中立調整部127との2組設け、2組の検出トルク信号を出力するように構成されているのは、図示しない制御回路においてこれ等の2組の信号を比較することで、回路要素の故障等を検出するためである。また、トルク検出回路100には、サブ増幅・全波整流部124とサブ平滑・中立調整部127との間に監視部125が設けられている。監視部125は、検出コイルL1又はL2と抵抗R1又はR2との接触不良を接触抵抗の増加により検出するものである。
The
しかしながら、かかる従来のメイントルク信号とサブトルク信号との差による診断では、メイントルク信号とサブトルク信号のどちらかが正常であっても、モータによるアシストを停止ないしは制限していた。そのため、車重の大きい車両においては、上記診断でアシスト停止してしまうと、運転者の操舵力だけで、駐車場等での据え切りまたは低車速での操舵を行うのは困難となってしまうという問題があった。 However, in the diagnosis based on the difference between the conventional main torque signal and the sub torque signal, the assist by the motor is stopped or limited even if either the main torque signal or the sub torque signal is normal. Therefore, in a vehicle with a heavy vehicle weight, if the assist is stopped by the above diagnosis, it is difficult to perform a stationary operation in a parking lot or a steering at a low vehicle speed only by a driver's steering force. There was a problem.
本発明は、かかる従来技術における問題に鑑み為されたものであり、メイントルク信号、サブトルク信号の差が大きくなった場合でも、一定期間はパワーアシストを継続可能とした電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems in the prior art, and provides an electric power steering device capable of continuing power assist for a certain period even when a difference between a main torque signal and a sub torque signal becomes large. For the purpose.
本発明は、オフセットやドリフトの故障を精度良く検出することを可能とする電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、ステアリングに印加された操舵トルクに応じて二つのトルク信号を出力可能なトルクセンサと、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータと、前記二つのトルク信号のうちの選択されたトルク信号に基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値演算器、前記操舵補助指令値と前記モータの電流検出値とから演算される電流指令値に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動回路、及び前記操舵補助指令値演算器に入力される前記トルク信号を切り換える切換部を備えた制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサはトルク変化を電気信号として検出するブリッジ回路の各アームの中点どうしを短絡させる第1のスイッチング手段を備え、前記制御装置は、さらに、前記二つのトルク信号の差を監視し、その差が所定の閾値を超える期間が所定時間継続した場合に前記第1のスイッチング手段を短絡させる信号を前記トルクセンサに送って短絡させ、そのときの前記トルクセンサから出力される前記トルク信号を前記各トルク信号の各オフセット値とし、該オフセット値どうしを比較して大きくない方のオフセット値を持つトルク信号が前記操舵補助指令値に入力されるように前記切換部を切り換えるとともに、前記第1のスイッチング手段を開放とするように制御する異常診断手段を備えることによって達成される。
The present invention relates to an electric power steering apparatus capable of accurately detecting an offset or drift failure, and the above object of the present invention is to output two torque signals according to the steering torque applied to the steering. A torque sensor, a motor that applies a steering assist force to the steering mechanism, a steering assist command value calculator that calculates a steering assist command value based on a torque signal selected from the two torque signals, and the steering assist command value And a motor drive circuit that drives the motor based on a current command value calculated from the current detection value of the motor and a control unit that switches the torque signal input to the steering assist command value calculator In the electric power steering device comprising the device,
The torque sensor includes first switching means for short-circuiting the midpoints of the arms of the bridge circuit that detects a torque change as an electrical signal, and the control device further monitors a difference between the two torque signals, When a period in which the difference exceeds a predetermined threshold continues for a predetermined time, a signal for short-circuiting the first switching means is sent to the torque sensor to short-circuit the torque signal output from the torque sensor at that time. The switching unit is switched so that a torque signal having an offset value that is not larger than the offset values of the torque signals is input to the steering assist command value. This is achieved by providing abnormality diagnosis means for controlling the switching means to be opened.
また、本発明の上記目的は、ステアリングに印加された操舵トルクに応じて二つのトルク信号を出力可能なトルクセンサと、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータと、前記二つのトルク信号のうちの選択されたトルク信号に基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値演算器、前記操舵補助指令値と前記モータの電流検出値とから演算される電流指令値に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動回路、及び前記操舵補助指令値演算器に入力される前記トルク信号を切り換える切換部を備えた制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサはトルク変化を電気信号として検出するブリッジ回路の各アームの中点どうしを短絡させる第1のスイッチング手段を備え、前記制御装置は、さらに、前記二つのトルク信号の差を監視し、その差が所定の閾値を超える期間が所定時間継続した場合に前記第1のスイッチング手段を短絡させる信号を前記トルクセンサに送って短絡させ、そのときの前記トルクセンサから出力される前記トルク信号を前記各トルク信号の各オフセット値とし、該オフセット値のうちの予め選択した一方のオフセット値を補正値として出力するとともに、前記第1のスイッチング手段を開放とするように制御する異常診断手段と、前記切換部と前記操舵補助指令値演算器との間に配置され、前記異常診断手段から出力されたオフセット値によって前記トルク信号を補正する補正手段とを備えることによって達成される。
Further, the above-described object of the present invention is to provide a torque sensor capable of outputting two torque signals in accordance with a steering torque applied to the steering, a motor for providing a steering assist force to the steering mechanism, and one of the two torque signals. A steering assist command value calculator for calculating a steering assist command value based on the selected torque signal, and driving the motor based on a current command value calculated from the steering assist command value and a current detection value of the motor. An electric power steering apparatus comprising: a motor drive circuit; and a control device including a switching unit that switches the torque signal input to the steering assist command value calculator.
The torque sensor includes first switching means for short-circuiting the midpoints of the arms of the bridge circuit that detects a torque change as an electrical signal, and the control device further monitors a difference between the two torque signals, When a period in which the difference exceeds a predetermined threshold continues for a predetermined time, a signal for short-circuiting the first switching means is sent to the torque sensor to short-circuit the torque signal output from the torque sensor at that time. An abnormality diagnosing unit that controls each offset value of each torque signal, outputs one offset value selected in advance among the offset values as a correction value, and controls to open the first switching unit; It is arranged between the switching unit and the steering assist command value calculator, and is based on the offset value output from the abnormality diagnosis means. Is achieved by providing a correction means for correcting the torque signal.
さらに、本発明の上記目的は、前記第1のスイッチング手段が短絡されている間は、前記第1のスイッチング手段が短絡される直前の前記操舵補助指令値演算器に入力されていたトルク信号の記憶値に基づいてアシスト制御を行うことにより効果的に達成される。 Further, the object of the present invention is to provide a torque signal input to the steering assist command value calculator immediately before the first switching means is short-circuited while the first switching means is short-circuited. This is effectively achieved by performing the assist control based on the stored value.
またさらに、本発明の上記目的は、前記ブリッジ回路のいずれか一方のアームの所定のインピーダンス素子を短絡させる第2のスイッチング手段を備え、前記各アームの中点の端子どうしを短絡させる第1のスイッチング手段が正常に開放状態に復帰することを第2スイッチング手段を短絡させることで確認することによって効果的に達成される。 Still further, the object of the present invention is to provide a second switching means for short-circuiting a predetermined impedance element of any one arm of the bridge circuit, and a first circuit for short-circuiting terminals at the midpoint of each arm. It is effectively achieved by confirming that the switching means normally returns to the open state by short-circuiting the second switching means.
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、メイントルク信号とサブトルク信号の差による診断でオフセットやドリフトの異常と判定されても、すぐにアシスト停止とされず、オフセット値が大きくない方のトルク信号を用いるか、若しくは検出されたオフセット値(ドリフト分を含む。)で補正したトルク信号を用いてアシスト制御を継続できる。 According to the electric power steering apparatus of the present invention, even if it is determined that the offset or drift is abnormal by the diagnosis based on the difference between the main torque signal and the sub torque signal, the assist torque is not immediately stopped and the torque with the smaller offset value is not generated. The assist control can be continued using a signal or using a torque signal corrected with the detected offset value (including drift amount).
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、トルクセンサの信号故障のうち中間的な故障であるオフセットやドリフトの故障を精度良く検出することを可能とする電動パワーステアリング装置に関するものであり、メイントルク信号とサブトルク信号との差を監視し、その差が所定の値を超える期間が所定の時間継続した場合に、トルクセンサの検出電圧(たとえば、図10における検出コイルL1及び検出コイルL2の両端に表れる電圧信号)を強制的に等しくしてトルク中立状態を人為的に作り出し、その結果出力されるトルク信号(メイン及びサブ)をオフセット値(ドリフト分も含む。)とみなして、両者を比較し、オフセット値が大きい方を異常とみなし、オフセット値が大きくない方のトルク信号を用いてアシストを継続するようにしたものである(実施例1)。 An electric power steering apparatus according to the present invention relates to an electric power steering apparatus capable of accurately detecting an offset or drift failure, which is an intermediate failure among signal failures of a torque sensor, and a main torque signal. And the sub-torque signal are monitored, and when a period in which the difference exceeds a predetermined value continues for a predetermined time, the detected voltage of the torque sensor (for example, appears at both ends of the detection coil L1 and the detection coil L2 in FIG. 10). The voltage signal) is forcibly made equal to artificially create a torque neutral state, the torque signal (main and sub) output as a result is regarded as an offset value (including drift), and the two are compared. The one with the larger offset value is regarded as abnormal, and the assist is continued using the torque signal with the larger offset value. Those were Unishi (Example 1).
また、上記と同じ方法によってメイントルク信号(又はサブトルク信号)のオフセット値を検出し、そのオフセット値で補正したメイントルク信号(又はサブトルク信号)を用いてアシストを継続するようにしてもよい(実施例2)。なぜならば、もしメイントルク信号(又はサブトルク信号)が異常であると仮定しても、そのときのオフセット値を用いてメイントルク信号(又はサブトルク信号)を(応急的に)補正するので、短時間であれば正常な場合と結果的には同程度のアシストが可能になるからである。 Further, the offset value of the main torque signal (or sub torque signal) is detected by the same method as described above, and the assist may be continued using the main torque signal (or sub torque signal) corrected by the offset value (implementation). Example 2). This is because even if it is assumed that the main torque signal (or sub torque signal) is abnormal, the main torque signal (or sub torque signal) is corrected (emergency) using the offset value at that time. This is because, as a result, the same level of assist is possible as in the normal case.
以下、上記2つの実施例について図面に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the above two embodiments will be specifically described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置に使用するトルクセンサの出力特性の一例を示すものであり、メイントルク信号(Vtm)とサブトルク信号(Vts)が相反する方向に変化するクロス特性の例を示している。出荷時においては、トルク検出機構の機械的バラツキ、検出回路の素子の電気的なバラツキを補正し、図1中の点線で示す特性になるように調整している。 FIG. 1 shows an example of the output characteristics of a torque sensor used in the electric power steering apparatus according to the present invention. The cross characteristics of the main torque signal (Vtm) and the sub torque signal (Vts) change in opposite directions. An example is shown. At the time of shipment, the mechanical variation of the torque detection mechanism and the electrical variation of the elements of the detection circuit are corrected and adjusted so that the characteristic indicated by the dotted line in FIG.
しかしながら、実際に作動している場合には、使用環境の温度による回路素子の温度ドリフトの増大、あるいは経年変化による特性劣化により、出荷時の特性に対してズレを生じ、図の実線で示すような値にシフトすることが考えられる。Th=0、すなわちトルク中立状態のときのトルク信号(Vtm、Vts)がオフセット値(offs1、offs2)となる。 However, when it is actually operating, there is a deviation from the characteristics at the time of shipment due to an increase in the temperature drift of the circuit element due to the temperature of the usage environment or the deterioration of the characteristics due to aging, as shown by the solid line in the figure It is conceivable to shift to a correct value. Th = 0, that is, the torque signals (Vtm, Vts) in the torque neutral state are offset values (offs1, offs2).
図2は本発明に係る電動パワーステアリング装置に使用されるトルクセンサ10の模式図であり、図10に示す従来のトルクセンサのブリッジ回路の第1のアームの中点と第2のアームの中点との間に第1のスイッチング手段を挿入し、外部からのスイッチ短絡信号SW1によって短絡可能なように構成したものである。図2において、Z11は図10のR1に、Z12は図10のL1に、Z21は図10のR2に、Z22は図10のL2にそれぞれ対応している。他の構成には基本的な違いはない。第1のスイッチング手段としては、例えば、トランジスタやFET等が利用可能である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a
図3は本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例1の構成を示すブロック図である。図9に示す従来の電動パワーステアリング装置と異なる箇所は、前述の通りトルクセンサ10に第1のスイッチング手段が設けられていること、コントロールユニット(以下、制御装置という。)30内に、トルクセンサ10から出力されるメイントルク信号(Vtm)及びサブトルク信号(Vts)を監視し、異常発生の有無を診断して、異常発生と診断した場合はオフセット診断モードへ移行して前記の第1のスイッチング手段に対してスイッチ短絡信号SW1を与えるとともに、後述の切換部42に対して操舵補助指令値32へ入力するトルク信号を切り換えるためのトルク入力切換信号を与える異常診断手段41を備えていること、前記トルク入力切換信号によって操舵補助指令値32へ入力するトルク信号を切り換える切換部42、及びオフセット診断モードへ移行する直前のメイントルク信号を記憶しておくための記憶部43を備えている点である。それ以外の部分については同じでるので、図9と同じ符号を付けている。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention. 9 differs from the conventional electric power steering apparatus shown in FIG. 9 in that the
次に、図4に示すフローチャートを参照して、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例1の動作について説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
車両のイグニションキーがONされると、オフセット診断モードであるかが判断される(ステップS1)。デフォルトは通常モードになっているので、「NO」であるので、ステップS2に進み、異常診断手段41にそのときのメイントルク信号Vtmとサブトルク信号Vtsが読み込まれ(ステップS2、S3)、両者の差が演算される(ステップS4)。 When the ignition key of the vehicle is turned on, it is determined whether or not the offset diagnosis mode is set (step S1). Since the default is the normal mode, it is “NO”, so the process proceeds to step S2, and the abnormality diagnosis means 41 reads the main torque signal Vtm and the sub torque signal Vts at that time (steps S2 and S3). The difference is calculated (step S4).
差が所定値を超える期間が所定時間(たとえば1分間)継続した場合は何らかの異常が発生したものと診断し(ステップS5の“YES”)、オフセット診断モードに移行するとともに(ステップS6)、異常診断手段41から切換部42に対してトルク入力切換信号が与えられて、切換部42のスイッチがb側に切り換えられ、記憶部43に記憶されるメイントルク信号が切換直前の値にFIXされて、オフセット診断時トルクVtoffとして保持される(ステップS7)。一方、ステップS5において“NO”であればそのままアシストを継続し、また初めに戻って異常診断を行う。
If the time period during which the difference exceeds a predetermined value continues for a predetermined time (for example, 1 minute), it is diagnosed that some abnormality has occurred ("YES" in step S5), and shifts to the offset diagnosis mode (step S6). A torque input switching signal is given from the
オフセット診断モードに移行すると、ステップS1において“YES”となるので、ステップS8に進み、操舵補助指令値演算器32は、記憶部43に記憶されているオフセット診断時トルクVtoffに基づいて操舵補助指令値を算出し、それに基づいてステアリングのアシストを制御する。
When shifting to the offset diagnosis mode, “YES” is determined in the step S1, so the process proceeds to a step S8, where the steering assist
それと同時に、異常診断手段41からトルクセンサ10に対してスイッチ短絡信号SW1が出力され、第1のスイッチング手段が短絡される(ステップS9)。第1のスイッチング手段が短絡されると操舵トルクThは見かけ上0になるので、Vtm=offs1、Vts=offs2となる。offs1、offs2は異常診断手段41に入力され(ステップS10)、複数周期分の平均値がそれぞれ算出され(この平均値を“オフセット値”という。)、異常診断手段41内の図示しないメモリに格納される(ステップS11)。オフセット値がメモリに格納されるとスイッチ短絡信号SW1がOFFになり、第1のスイッチング手段が開放されて(ステップS12)、トルクセンサ10からは元のようにVtm及びVtsが出力される。それと同時にオフセット診断モードを解除し(ステップS13)、メモリに格納されているoffs1、offs2の比較が行われる(ステップS14)。メイントルク信号のオフセット値であるoffs1の方が大きい場合(ステップS15の“YES”)はメイントルク信号の方により大きな異常が発生したものと判断して、サブトルク信号(Vts)を用いてアシスト制御を行うべく、トルク入力切換信号によって切換部42のスイッチをb側からc側に切り換える(ステップS16)。一方、offs1の方が小さい場合は、サブトルク信号の方に異常が発生したものと判断して、メイントルク信号(Vtm)を用いてアシスト制御を行うべく、トルク入力切換信号によって切換部42のスイッチをb側からa側に切り換える(ステップS17)。
At the same time, a switch short circuit signal SW1 is output from the abnormality diagnosis means 41 to the
なお、以上の処理はあくまでも応急的な処理であるので、暫定的なアシスト制御に切り換えた後に、トルクセンサ系に異常が発生したことを運転者に報知する(ステップS18)。例えばアラームを鳴らすかランプを点滅させるような措置を採る。 Since the above process is an emergency process, the driver is informed that an abnormality has occurred in the torque sensor system after switching to provisional assist control (step S18). Take measures such as sounding an alarm or blinking a lamp.
また、上記ステップS12で短絡解除(開放)信号を送ったとしても、第1のスイッチング手段が常時短絡した状態で故障しているとオペアンプの2つの入力は常に同電位となり、トルク中立状態と同様となり、正常なアシストが出来なくなると同時に、この状態を制御装置側では異常と診断できないという問題がある。従って、第1のスイッチング手段が正常に開放されたことを確認する必要がある。 Even if the short circuit release (open) signal is sent in step S12, the two inputs of the operational amplifier are always at the same potential when the first switching means is always short-circuited and the same as in the torque neutral state. Thus, there is a problem that normal assist cannot be performed, and at the same time, this state cannot be diagnosed as abnormal on the control device side. Therefore, it is necessary to confirm that the first switching means has been normally opened.
そこで、図5に示すように、負荷Z11に並列に第2のスイッチング手段を接続し、第1のスイッチング手段を開放状態に戻す信号SW1を入力した後、第2のスイッチング手段にスイッチ動作チェック信号SW2を与えてZ11を短絡させ、検出部ブリッジ回路のインピーダンスのバランスを故意に大きく崩れさせ、正常使用範囲外のトルク出力信号となることを確認することにより、第1のスイッチング手段が正常開放されていることを確認することができる。 Therefore, as shown in FIG. 5, a second switching means connected in parallel to the load Z 11, after entering the signal SW1 to return the first switching means in the open state, the switch operation check to the second switching means giving a signal SW2 to short-circuit the Z 11, largely allowed collapsed deliberately balance impedance detector bridge circuit, by confirming that the normal use range of the torque output signal, normal first switching means It can be confirmed that it is open.
なお、第2のスイッチング手段をZ11に並列にではなく、第1のスイッチング手段に直列に2段のシリーズ構成とし冗長度UPを図っても良い。 Incidentally, rather than in parallel the second switching means Z 11, series may attempt to redundancy UP and series arrangement of two-stage to the first switching means.
または、第2のスイッチング手段を設けずに電動パワーステアリング装置のモータの回転の有無や車輪速左右差などからトルク中立状態ではないことを推定し、第1のスイッチング手段が正常に開放されていることを確認してもよい。 Alternatively, the second switching means is not provided, and it is estimated that the torque is not neutral from the presence / absence of rotation of the motor of the electric power steering apparatus or the left / right difference in wheel speed, and the first switching means is normally opened. You may confirm that.
図6は本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例2の構成を示すブロック図である。図3に示す実施例1の電動パワーステアリング装置と異なる箇所は、トルクセンサ10から出力されるメイントルク信号(Vtm)及びサブトルク信号(Vts)を監視し、異常発生の有無を診断して、異常発生と診断した場合はオフセット診断モードへ移行してメイントルク信号のオフセット値を取得した後に、そのオフセット値(補正値)によってメイントルク信号を補正する補正手段44を設け、補正後のメイントルク信号に基づいて操舵補助指令値を算出してアシスト制御を行う点である。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of
次に、図7に示すフローチャートを参照して、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例2の動作について説明する。 Next, the operation of the electric power steering apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
車両のイグニションキーがONされると、オフセット診断モードであるかが判断される(ステップS21)。デフォルトは通常モードになっているので、「NO」であるので、ステップS22に進み、異常診断手段41にそのときのメイントルク信号Vtmとサブトルク信号Vtsが読み込まれ(ステップS22、S23)、両者の差が演算される(ステップS24)。 When the ignition key of the vehicle is turned on, it is determined whether or not the offset diagnosis mode is set (step S21). Since the default is the normal mode, the answer is “NO”, so the process proceeds to step S22, and the main torque signal Vtm and the sub torque signal Vts at that time are read into the abnormality diagnosis means 41 (steps S22 and S23). The difference is calculated (step S24).
差が所定値を超える期間が所定時間(たとえば1分間)継続した場合は何らかの異常が発生したものと診断し(ステップS25の“YES”)、オフセット診断モードに移行するとともに(ステップS26)、異常診断手段41から切換部42に対してトルク入力切換信号が与えられて、切換部42のスイッチがb側に切り換えられ、記憶部43に記憶されるメイントルク信号が切換直前の値にFIXされて、オフセット診断時トルクVtoffとして保持される(ステップS27)。一方、ステップS25において“NO”であればそのままアシストを継続し、また初めに戻って異常診断を行う。
If the period in which the difference exceeds a predetermined value continues for a predetermined time (for example, 1 minute), it is diagnosed that some abnormality has occurred ("YES" in step S25), and the offset diagnosis mode is entered (step S26). A torque input switching signal is given from the
オフセット診断モードに移行すると、ステップS21において“YES”となるので、ステップS28に進み、操舵補助指令値演算器32は、記憶部43に記憶されているオフセット診断時トルクVtoffに基づいて操舵補助指令値を算出し、それに基づいてステアリングのアシストを制御する。
When shifting to the offset diagnosis mode, “YES” is determined in the step S21, so that the process proceeds to a step S28, and the steering assist
それと同時に、異常診断手段41からトルクセンサ10に対してスイッチ短絡信号SW1が出力され、第1のスイッチング手段が短絡される(ステップS29)。第1のスイッチング手段が短絡されると操舵トルクThは見かけ上0になるので、Vtm=offs1、Vts=offs2となる。offs1、offs2は異常診断手段41に入力されるが、本実施例の場合は一方のみあればいいので、例えばoffs1を取得する(ステップS30)。これを複数周期分サンプリングして平均値を算出し(ステップS31。この平均値を“オフセット値”という。)、異常診断手段41内の図示しないメモリに格納する(ステップS32)。オフセット値がメモリに格納されるとスイッチ短絡信号SW1がOFFになり、第1のスイッチング手段が開放されて(ステップS33)、トルクセンサ10からは元のようにVtm及びVtsが出力される。それと同時にオフセット診断モードを解除し(ステップS34)、トルク入力切換信号によって切換部42のスイッチをb側からa側に切り換えるとともに、メモリに格納されているoffs1が補正手段44に入力され、offs1によって補正されたメイントルク信号(Vtm)によってアシスト制御が行われる(ステップS35)。
At the same time, the switch short-circuit signal SW1 is output from the
なお、以上の処理はあくまでも応急的な処理であるので、暫定的なアシスト制御に切り換えた後に、トルクセンサ系に異常が発生したことを運転者に報知する(ステップS36)。例えばアラームを鳴らすかランプを点滅させるような措置を採る。 Since the above process is an emergency process, the driver is notified that an abnormality has occurred in the torque sensor system after switching to provisional assist control (step S36). Take measures such as sounding an alarm or blinking a lamp.
10 トルクセンサ
12 車速センサ
20 モータ
30 制御装置
32 操舵補助指令値演算器
37 モータ駆動回路
38 モータ電流検出回路
41 異常診断手段
42 切換部
43 記憶部
44 補正手段
SW1 スイッチ短絡信号
SW2 スイッチ動作チェック信号
DESCRIPTION OF
Claims (4)
ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータと、
前記二つのトルク信号のうちの選択されたトルク信号に基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値演算器、前記操舵補助指令値と前記モータの電流検出値とから演算される電流指令値に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動回路、及び前記操舵補助指令値演算器に入力される前記トルク信号を切り換える切換部を備えた制御装置と、
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサはトルク変化を電気信号として検出するブリッジ回路の各アームの中点どうしを短絡させる第1のスイッチング手段を備え、
前記制御装置は、さらに、
前記二つのトルク信号の差を監視し、その差が所定の閾値を超える期間が所定時間継続した場合に前記第1のスイッチング手段を短絡させる信号を前記トルクセンサに送って短絡させ、そのときの前記トルクセンサから出力される前記トルク信号を前記各トルク信号の各オフセット値とし、該オフセット値どうしを比較して大きくない方のオフセット値を持つトルク信号が前記操舵補助指令値に入力されるように前記切換部を切り換えるとともに、前記第1のスイッチング手段を開放とするように制御する異常診断手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A torque sensor capable of outputting two torque signals according to the steering torque applied to the steering;
A motor for providing steering assist force to the steering mechanism;
A steering assist command value calculator for calculating a steering assist command value based on a torque signal selected from the two torque signals, a current command value calculated from the steering assist command value and the detected current value of the motor A motor drive circuit that drives the motor based on the control device, and a control device that includes a switching unit that switches the torque signal input to the steering assist command value calculator;
In the electric power steering apparatus with
The torque sensor includes first switching means for short-circuiting the midpoints of the arms of the bridge circuit that detects a torque change as an electrical signal;
The control device further includes:
The difference between the two torque signals is monitored, and when a period in which the difference exceeds a predetermined threshold continues for a predetermined time, a signal for short-circuiting the first switching means is sent to the torque sensor to short-circuit, The torque signal output from the torque sensor is used as each offset value of each torque signal, and a torque signal having an offset value that is not large by comparing the offset values is input to the steering assist command value. An electric power steering apparatus comprising: an abnormality diagnosing unit that switches the switching unit and controls the first switching unit to be open.
ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータと、
前記二つのトルク信号のうちの選択されたトルク信号に基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値演算器、前記操舵補助指令値と前記モータの電流検出値とから演算される電流指令値に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動回路、及び前記操舵補助指令値演算器に入力される前記トルク信号を切り換える切換部を備えた制御装置と、
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサはトルク変化を電気信号として検出するブリッジ回路の各アームの中点どうしを短絡させる第1のスイッチング手段を備え、
前記制御装置は、さらに、
前記二つのトルク信号の差を監視し、その差が所定の閾値を超える期間が所定時間継続した場合に前記第1のスイッチング手段を短絡させる信号を前記トルクセンサに送って短絡させ、そのときの前記トルクセンサから出力される前記トルク信号を前記各トルク信号の各オフセット値とし、該オフセット値のうちの予め選択した一方のオフセット値を補正値として出力するとともに、前記第1のスイッチング手段を開放とするように制御する異常診断手段と、
前記切換部と前記操舵補助指令値演算器との間に配置され、前記異常診断手段から出力されたオフセット値によって前記トルク信号を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A torque sensor capable of outputting two torque signals according to the steering torque applied to the steering;
A motor for providing steering assist force to the steering mechanism;
A steering assist command value calculator for calculating a steering assist command value based on a torque signal selected from the two torque signals, a current command value calculated from the steering assist command value and the detected current value of the motor A motor drive circuit that drives the motor based on the control device, and a control device that includes a switching unit that switches the torque signal input to the steering assist command value calculator;
In the electric power steering apparatus with
The torque sensor includes first switching means for short-circuiting the midpoints of the arms of the bridge circuit that detects a torque change as an electrical signal;
The control device further includes:
The difference between the two torque signals is monitored, and when a period in which the difference exceeds a predetermined threshold continues for a predetermined time, a signal for short-circuiting the first switching means is sent to the torque sensor to short-circuit, The torque signal output from the torque sensor is used as each offset value of each torque signal, and one of the offset values selected in advance is output as a correction value, and the first switching means is opened. An abnormality diagnosis means for controlling so that
A correction unit that is disposed between the switching unit and the steering assist command value calculator and corrects the torque signal by an offset value output from the abnormality diagnosis unit;
An electric power steering apparatus comprising:
While the first switching means is short-circuited, assist control is performed based on the stored value of the torque signal input to the steering assist command value calculator immediately before the first switching means is short-circuited. The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, characterized by the above.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102009688A (en) * | 2010-12-17 | 2011-04-13 | 江苏大学 | Brushless direct current motor-assisted electric power steering controller and control method thereof |
CN104656000A (en) * | 2013-11-22 | 2015-05-27 | 法国大陆汽车公司 | Short circuit in detection switch structure |
WO2020213180A1 (en) * | 2019-04-17 | 2020-10-22 | 三菱電機株式会社 | Redundant sensor device and method for determining abnormality in redundant sensor device |
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2007
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102009688A (en) * | 2010-12-17 | 2011-04-13 | 江苏大学 | Brushless direct current motor-assisted electric power steering controller and control method thereof |
CN102009688B (en) * | 2010-12-17 | 2013-03-20 | 江苏大学 | Control method of brushless direct current motor-assisted electric power steering controller |
CN104656000A (en) * | 2013-11-22 | 2015-05-27 | 法国大陆汽车公司 | Short circuit in detection switch structure |
WO2020213180A1 (en) * | 2019-04-17 | 2020-10-22 | 三菱電機株式会社 | Redundant sensor device and method for determining abnormality in redundant sensor device |
JP2020176885A (en) * | 2019-04-17 | 2020-10-29 | 三菱電機株式会社 | Redundant sensor device |
CN113661377A (en) * | 2019-04-17 | 2021-11-16 | 三菱电机株式会社 | Redundant system sensor device and method for determining abnormality of redundant system sensor device |
CN113661377B (en) * | 2019-04-17 | 2024-05-07 | 三菱电机株式会社 | Redundant system sensor device and abnormality determination method for redundant system sensor device |
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