JP2009173180A - Electric power steering device - Google Patents

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JP2009173180A JP2008014542A JP2008014542A JP2009173180A JP 2009173180 A JP2009173180 A JP 2009173180A JP 2008014542 A JP2008014542 A JP 2008014542A JP 2008014542 A JP2008014542 A JP 2008014542A JP 2009173180 A JP2009173180 A JP 2009173180A
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Tomoyasu Aoki
友保 青木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of minimizing an influence on steering assist, by detecting abnormality and corresponding to that before developing to CPU runway. <P>SOLUTION: An ECC function or a parity check function which is a failure detecting-error correcting function possessed by a hardware of a microcomputer is used for steering assisting control. When a memory of the microcomputer, an arithmetic logical unit (ALU), or a register detects a temporary failure such as a bit error temporary occurred, error correction is carried by an ECC function or a re-try processing. When the error detection-correction is executed, an electric motor 12 is controlled by using a torque instruction value Ir computed in previous sampling. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering device that applies a steering assist force to a steering system.

従来の電動パワーステアリング装置では、アシスト制御手段の異常を検出したとき、電動モータの回転制御を停止することでアシスト制御を停止し、異常発生時における走行安定性を確保している。
このような電動パワーステアリング装置としては、アシスト制御手段の異常を検出したときに電動モータの回転制御を中断し、その後、アシスト制御手段の異常が回復したとき、車両が停止中であるか直前に停止中であったことを条件に、アシスト制御手段による電動モータの回転制御を再開するというものが知られている(例えば、特許文献1参照)。ここでは、ウォッチドッグタイマを内蔵し、プログラムの暴走などマイクロコンピュータ部の正常及び異常を検出し、異常検出時にはCPUにリセット信号を出力して当該CPUを再スタートさせている。
特許第3412581号明細書
In the conventional electric power steering device, when an abnormality of the assist control means is detected, the assist control is stopped by stopping the rotation control of the electric motor, and the running stability when the abnormality occurs is ensured.
As such an electric power steering device, when abnormality of the assist control means is detected, the rotation control of the electric motor is interrupted, and then when the abnormality of the assist control means is recovered, the vehicle is stopped or immediately before It is known that the rotation control of the electric motor by the assist control means is restarted on the condition that the vehicle is stopped (for example, see Patent Document 1). Here, a watchdog timer is built in, and normality and abnormality of the microcomputer unit such as program runaway are detected, and when the abnormality is detected, a reset signal is output to the CPU to restart the CPU.
Japanese Patent No. 3412581

ところで、近年、電動パワーステアリング搭載車両の大型化に伴って電動パワーステアリング装置の高出力化が進み、モータトルクの増加・大電流化が加速している。
このような大型車両においては、アシスト制御を停止すると軽自動車等と比較して操舵が困難になるため、異常が発生しても操舵アシストを継続できることが望まれる。
しかしながら、上記特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、CPUが暴走してからでないと異常を検出することができないため、異常検出後に操舵アシストを維持することができない。
By the way, in recent years, with the increase in size of vehicles equipped with electric power steering, the output of electric power steering devices has increased, and the increase in motor torque and the increase in current have accelerated.
In such a large vehicle, since steering becomes difficult when the assist control is stopped as compared with a light vehicle or the like, it is desired that the steering assist can be continued even if an abnormality occurs.
However, in the electric power steering device described in Patent Document 1, since the abnormality cannot be detected unless the CPU runs away, the steering assist cannot be maintained after the abnormality is detected.

また、異常検出時にCPUをリセットするので、操舵アシストが完全に失われてしまう。このとき、徐々に操舵アシストを減じて停止させることもできない。
そこで、本発明は、CPU暴走に発展する前に異常を検出して対処することで、操舵アシストへの影響を最小限に抑えることができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
Further, since the CPU is reset when an abnormality is detected, steering assist is completely lost. At this time, the steering assist cannot be gradually reduced and stopped.
Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can minimize the influence on steering assist by detecting and dealing with an abnormality before developing into a CPU runaway.

上記課題を解決するために、請求項1に係る電動パワーステアリング装置は、転舵輪を転舵するステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリング機構に操舵補助力を付与する電動モータと、前記操舵トルクに基づいて電流指令値を演算し、演算した電流指令値に基づいて前記電動モータを制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置であって、
前記制御手段に発生する異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段で異常を検出したとき、当該異常を修正する異常修正手段とを備え、前記制御手段は、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前回までのサンプリングで演算した電流指令値をもとに前記電動モータを制御することを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, an electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a steering torque detection unit that detects a steering torque input to a steering mechanism that steers a steered wheel, and a steering assist force that is applied to the steering mechanism. An electric power steering apparatus comprising: an electric motor to be applied; and a control unit that calculates a current command value based on the steering torque and controls the electric motor based on the calculated current command value,
An abnormality detection means for detecting an abnormality occurring in the control means, and an abnormality correction means for correcting the abnormality when the abnormality detection means detects an abnormality, the control means correcting the abnormality by the abnormality correction means Is executed, the electric motor is controlled based on the current command value calculated in the previous sampling.

また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1に係る発明において、前記制御手段はマイクロコンピュータによって構成され、前記異常検出手段は、前記マイクロコンピュータが有するECC機能に基づいてデータのビットエラーを検出し、前記異常修正手段は、前記異常検出手段で異常を検出したとき、前記ECC機能を用いて前記ビットエラーを自動訂正するように構成されていることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus according to the first aspect of the invention, wherein the control means is constituted by a microcomputer, and the abnormality detection means is a bit of data based on an ECC function of the microcomputer. An error is detected, and the abnormality correcting means is configured to automatically correct the bit error using the ECC function when an abnormality is detected by the abnormality detecting means.

さらに、請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記制御手段はマイクロコンピュータによって構成され、前記異常検出手段は、前記マイクロコンピュータが有するパリティチェック機能に基づいてデータのビットエラーを検出し、前記異常修正手段は、前記異常検出手段で異常を検出したとき、異常を検出した部位の処理をリトライすることで前記ビットエラーを修正するように構成されていることを特徴としている。   Furthermore, the electric power steering apparatus according to a third aspect is the invention according to the first or second aspect, wherein the control means is constituted by a microcomputer, and the abnormality detecting means is based on a parity check function of the microcomputer. A bit error of data is detected, and the abnormality correcting means is configured to correct the bit error by retrying the process of the part where the abnormality is detected when the abnormality detecting means detects the abnormality. It is characterized by.

また、請求項4に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2又は3に係る発明において、少なくとも前記マイクロコンピュータのメモリ、演算器及びレジスタの何れかが前記異常検出手段を有することを特徴としている。
さらにまた、請求項5に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1〜4の何れか1項に係る発明において、前記制御手段は、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前回のサンプリングで演算した電流指令値を今回のサンプリングで出力される電流指令値として、前記電動モータを制御することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the second or third aspect of the present invention, at least one of the memory, the arithmetic unit, and the register of the microcomputer includes the abnormality detecting unit.
Furthermore, the electric power steering apparatus according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means performs the previous sampling when the abnormality correction is executed by the abnormality correction means. The electric motor is controlled by using the current command value calculated in step 1 as the current command value output in the current sampling.

また、請求項6に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1〜4の何れか1項に係る発明において、前記制御手段は、前回までのサンプリングで演算された電流指令値に基づいて、今回のサンプリングで出力される電流指令値を推定する電流指令値補完演算手段を有し、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前記電流指令値補完演算手段で推定した電流指令値に基づいて前記電動モータを制御することを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the control means is based on the current command value calculated in the previous sampling. A current command value complementary calculation means for estimating a current command value output by sampling, and when the abnormality correction is executed by the abnormality correction means, based on the current command value estimated by the current command value complement calculation means; The electric motor is controlled.

本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、制御手段に一時的に発生するビットエラー等の異常を検出する異常検出機能、及び当該異常を修正する異常修正機能を設けるので、CPU暴走に発展する前の小さなエラーを検出し、これを訂正することができる。その結果、CPU暴走を防止して制御手段による演算処理を継続させることができ、操舵アシストを継続させることができる。   According to the electric power steering apparatus of the present invention, an abnormality detection function for detecting an abnormality such as a bit error temporarily generated in the control means and an abnormality correction function for correcting the abnormality are provided. A previous small error can be detected and corrected. As a result, the CPU runaway can be prevented, the arithmetic processing by the control means can be continued, and the steering assist can be continued.

また、上記異常修正を実施したサンプリングでは演算の遅延が発生するため、そのサンプリングの演算結果を破棄し、前回のサンプリングの演算結果を用いて電動モータを制御するので、遅延を抱えたまま演算を継続することに起因するシステム破綻等、操舵アシストへの影響を抑えて当該アシストを継続させることができる。   In addition, the sampling with the above error correction causes a calculation delay, so the calculation result of the sampling is discarded and the electric motor is controlled using the calculation result of the previous sampling. It is possible to continue the assist while suppressing the influence on the steering assist such as a system failure caused by continuing.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、符号SMはステアリング機構である。このステアリング機構SMは、ステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸2aと、この入力軸2aに図示しないトーションバーを介して連結された出力軸2bとを有するステアリングシャフト2を備えている。このステアリングシャフト2は、ステアリングコラム3に回転自在に内装され、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は図示しないトーションバーに連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, symbol SM denotes a steering mechanism. The steering mechanism SM has a steering shaft having an input shaft 2a to which a steering force applied from a driver is transmitted to the steering wheel 1 and an output shaft 2b connected to the input shaft 2a via a torsion bar (not shown). 2 is provided. The steering shaft 2 is rotatably mounted on the steering column 3, one end of the input shaft 2a is connected to the steering wheel 1, and the other end is connected to a torsion bar (not shown).

そして、出力軸2bに伝達された操舵力は、2つのヨーク4a,4bとこれらを連結する十字連結部4cとで構成されるユニバーサルジョイント4を介して中間シャフト5に伝達され、さらに、2つのヨーク6a,6bとこれらを連結する十字連結部6cとで構成されるユニバーサルジョイント6を介してピニオンシャフト7に伝達される。
このピニオンシャフト7に伝達された操舵力はステアリングギヤ機構8を介して左右のタイロッド9に伝達され、これらタイロッド9によって左右の転舵輪WL,WRを転舵させる。ここで、ステアリングギヤ機構8は、ギヤハウジング8a内に、ピニオンシャフト7に連結されたピニオン8bとこのピニオン8bに噛合するラック軸8cとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン8bに伝達された回転運動をラック軸8cで車幅方向の直進運動に変換して、タイロッド9に伝達する。
The steering force transmitted to the output shaft 2b is transmitted to the intermediate shaft 5 via the universal joint 4 composed of the two yokes 4a and 4b and the cross connecting portion 4c for connecting them, It is transmitted to the pinion shaft 7 through a universal joint 6 composed of yokes 6a and 6b and a cross connecting portion 6c for connecting them.
The steering force transmitted to the pinion shaft 7 is transmitted to the left and right tie rods 9 via the steering gear mechanism 8, and the left and right steered wheels WL and WR are steered by these tie rods 9. Here, the steering gear mechanism 8 is configured in a rack and pinion type having a pinion 8b connected to the pinion shaft 7 and a rack shaft 8c meshing with the pinion 8b in the gear housing 8a, and is transmitted to the pinion 8b. The rotational motion obtained is converted into a linear motion in the vehicle width direction by the rack shaft 8 c and transmitted to the tie rod 9.

ステアリングシャフト2の出力軸2bには、操舵補助力を出力軸2bに伝達する操舵補助機構10が連結されている。この操舵補助機構10は、出力軸2bに連結した減速ギヤ11と、この減速ギヤ11に連結された操舵補助力を発生する例えばブラシレスモータで構成される電動モータ12とを備えている。
また、減速ギヤ11のステアリングホイール1側に連接されたハウジング13内には、操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ14が配設されている。この操舵トルクセンサ14は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気変化や抵抗変化として検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。
A steering assist mechanism 10 for transmitting a steering assist force to the output shaft 2b is connected to the output shaft 2b of the steering shaft 2. The steering assist mechanism 10 includes a reduction gear 11 connected to the output shaft 2b, and an electric motor 12 composed of, for example, a brushless motor that generates a steering assist force connected to the reduction gear 11.
A steering torque sensor 14 serving as a steering torque detecting means is disposed in a housing 13 connected to the steering wheel 1 side of the reduction gear 11. The steering torque sensor 14 detects a steering torque applied to the steering wheel 1 and transmitted to the input shaft 2a. For example, a torsion bar (not shown) in which the steering torque is interposed between the input shaft 2a and the output shaft 2b. The torsional angular displacement is converted into a torsional angular displacement, the torsional angular displacement is detected as a magnetic change or a resistance change, and converted into an electrical signal.

そして、操舵トルクセンサ14から出力される操舵トルク検出値Tは、図2に示すように、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと称す)で構成されるコントローラ15に入力される。このコントローラ15には、トルク検出値Tの他に車速センサ16で検出した車速検出値V、電動モータ12に流れるモータ電流Iu〜Iw及びレゾルバ、エンコーダ等で構成される回転角センサ17で検出した電動モータ12の回転角θも入力される。   The steering torque detection value T output from the steering torque sensor 14 is input to a controller 15 constituted by a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer), as shown in FIG. In addition to the torque detection value T, the controller 15 detects the vehicle speed detection value V detected by the vehicle speed sensor 16, the motor currents Iu to Iw flowing through the electric motor 12, and the rotation angle sensor 17 constituted by a resolver, encoder, and the like. The rotation angle θ of the electric motor 12 is also input.

このコントローラ15では、入力されるトルク検出値T及び車速検出値Vに応じた操舵補助力を電動モータ12で発生させる操舵補助トルク指令値Irefを算出し、算出した操舵補助トルク指令値Irefに対して、回転角θに基づいて算出するモータ角速度ω及びモータ角加速度αに基づいた収斂性補償、慣性補償、セルフアライニングトルク補償等、各種補償処理を行ってからd−q軸電流指令値Id*,Iq*に変換する。 The controller 15 calculates a steering assist torque command value Iref that causes the electric motor 12 to generate a steering assist force according to the input torque detection value T and the vehicle speed detection value V, and with respect to the calculated steering assist torque command value Iref. After performing various compensation processes such as convergence compensation, inertia compensation, self-aligning torque compensation based on the motor angular velocity ω and motor angular acceleration α calculated based on the rotation angle θ, the dq axis current command value Id * , Iq * .

また、モータ電流Iu〜Iwを3相/2相変換してd−q軸モータ電流Id,Iqを算出する。そして、前記d−q軸電流指令値Id*,Iq*とd−q軸モータ電流Id,Iqとに基づいて電動モータ12に供給する駆動電流をフィードバック処理し、その結果を2相/3相変換して、電動モータ12を駆動制御するモータ電流Iu,Iv及びIwを出力する。 Further, the motor currents Iu to Iw are three-phase / two-phase converted to calculate dq-axis motor currents Id and Iq. The drive current supplied to the electric motor 12 is feedback-processed based on the dq-axis current command values Id * and Iq * and the dq-axis motor currents Id and Iq, and the result is expressed as two-phase / 3-phase. The motor currents Iu, Iv and Iw for driving and controlling the electric motor 12 are output after conversion.

すなわち、コントローラ15は、操舵トルクT及び車速Vに基づいて操舵補助トルク指令値Irefを演算する操舵補助トルク指令値演算部21と、算出された操舵補助トルク指令値Irefを補償する指令値補償部22と、この指令値補償部22で補償されたトルク指令値Iref´に対して補完演算処理を施す補完演算部23と、補完演算後のトルク指令値Irに基づいてd−q軸電流指令値Id*,Iq*を算出し、これら指令電流に基づいてモータ電流Iu〜Iwを生成するモータ電流制御部24とを備えている。 That is, the controller 15 includes a steering assist torque command value calculation unit 21 that calculates a steering assist torque command value Iref based on the steering torque T and the vehicle speed V, and a command value compensation unit that compensates the calculated steering assist torque command value Iref. 22, a complementary calculation unit 23 that performs a complementary calculation process on the torque command value Iref ′ compensated by the command value compensation unit 22, and a dq-axis current command value based on the torque command value Ir after the complementary calculation. The motor current control unit 24 calculates Id * and Iq * and generates motor currents Iu to Iw based on these command currents.

操舵補助トルク指令値演算部21では、先ず、トルク指令値演算部41で、操舵トルクT及び車速Vをもとに図3に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して電流指令値となる操舵補助トルク指令値Irefを算出する。
この操舵補助トルク指令値算出マップは、図3に示すように、横軸に操舵トルクTをとり、縦軸に操舵補助トルク指令値Irefをとると共に、車速Vをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクTが“0”からその近傍の設定値Ts1までの間は操舵補助トルク指令値Irefが“0”を維持し、操舵トルクTが設定値Ts1を超えると最初は操舵補助トルク指令値Irefが操舵トルクTの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクTが増加すると、その増加に対して操舵補助トルク指令値Irefが急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速の増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。
In the steering assist torque command value calculation unit 21, first, the torque command value calculation unit 41 refers to the steering assist torque command value calculation map shown in FIG. 3 based on the steering torque T and the vehicle speed V to obtain a current command value. A steering assist torque command value Iref is calculated.
As shown in FIG. 3, the steering assist torque command value calculation map is a parabolic curve with the steering torque T on the horizontal axis, the steering assist torque command value Iref on the vertical axis, and the vehicle speed V as a parameter. The steering assist torque command value Iref is maintained at “0” while the steering torque T is between “0” and a set value Ts1 in the vicinity thereof, and the steering torque T is set at the set value Ts1. When it exceeds, the steering assist torque command value Iref increases relatively slowly with the increase of the steering torque T, but when the steering torque T further increases, the steering assist torque command value Iref increases sharply with the increase. The characteristic curve is set so that the inclination becomes smaller as the vehicle speed increases.

そして、位相補償部42で、上記操舵補助トルク指令値Irefに対して位相補償を行い、位相補償後の操舵補助トルク指令値Irefを後述する加算器38に出力する。また、トルク微分回路43では、操舵トルクTを微分して操舵トルク変化率ΔTを算出し、これを後述する加算器38に出力する。
指令値補償部22は、回転角センサ17で検出されるモータ回転角θを微分してモータ角速度ωを算出する角速度演算部31と、この角速度演算部31で算出されたモータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出する角加速度演算部32と、角速度演算部31で算出されたモータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償部33と、角加速度演算部32で算出されたモータ角加速度αに基づいて電動モータ12の慣性により発生するトルク相当分を補償して、慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償部34と、セルフアライニングトルク(SAT)を推定するSAT推定フィードバック部35と、を少なくとも有する。
Then, the phase compensation unit 42 performs phase compensation on the steering assist torque command value Iref, and outputs the steering assist torque command value Iref after phase compensation to an adder 38 described later. Further, the torque differentiating circuit 43 differentiates the steering torque T to calculate the steering torque change rate ΔT and outputs it to the adder 38 described later.
The command value compensator 22 differentiates the motor rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 17 to calculate the motor angular velocity ω, and differentiates the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculator 31. The angular acceleration calculation unit 32 that calculates the motor angular acceleration α, the convergence compensation unit 33 that compensates for the convergence of the yaw rate based on the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculation unit 31, and the angular acceleration calculation unit 32 An inertia compensation unit 34 that compensates for the torque equivalent generated by the inertia of the electric motor 12 on the basis of the motor angular acceleration α and prevents deterioration of the feeling of inertia or control responsiveness, and a self-aligning torque (SAT) And a SAT estimation feedback unit 35 for estimation.

ここで、収斂性補償部33は、角速度演算部31で算出されたモータ角速度ωが入力され、車両のヨーの収斂性を改善するためにステアリングホイール1が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、収斂性補償値Icを算出する。
また、SAT推定フィードバック部35は、操舵トルクT、モータ角速度ω、モータ角加速度α及び操舵補助トルク指令値演算部21で算出した操舵補助トルク指令値Irefが入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクSATを推定演算する。
Here, the convergence compensation unit 33 receives the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculation unit 31 and applies a brake to the operation in which the steering wheel 1 swings in order to improve the yaw convergence of the vehicle. Thus, the convergence compensation value Ic is calculated.
Further, the SAT estimation feedback unit 35 receives the steering torque T, the motor angular velocity ω, the motor angular acceleration α, and the steering assist torque command value Iref calculated by the steering assist torque command value calculation unit 21, and based on these, the self-aligning is performed. The torque SAT is estimated and calculated.

このセルフアライニングトルクSATを算出する原理は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を図4に示して説明する。
すなわち、ドライバがステアリングホイール1を操舵することによって操舵トルクTが発生し、その操舵トルクTに従って電動モータ12がアシストトルクTmを発生する。その結果、車輪Wが転舵され、反力としてセルフアライニングトルクSATが発生する。また、その際、電動モータ12の慣性J及び摩擦(静摩擦)Frによってステアリングホイール1の操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記(1)式のような運動方程式が得られる。
The principle of calculating the self-aligning torque SAT will be described with reference to FIG. 4 showing the state of torque generated between the road surface and the steering.
That is, when the driver steers the steering wheel 1, a steering torque T is generated, and the electric motor 12 generates an assist torque Tm according to the steering torque T. As a result, the wheel W is steered and a self-aligning torque SAT is generated as a reaction force. Further, at that time, torque serving as a steering resistance of the steering wheel 1 is generated by the inertia J and friction (static friction) Fr of the electric motor 12. Considering the balance of these forces, the following equation of motion can be obtained:

J・α+Fr・sign(ω)+SAT=Tm+T ………(1)   J · α + Fr · sign (ω) + SAT = Tm + T (1)

ここで、上記(1)式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、セルフアライニングトルクSATについて解くと下記(2)式が得られる。   Here, when the above equation (1) is Laplace transformed with the initial value zero and the self-aligning torque SAT is solved, the following equation (2) is obtained.

SAT(s)=Tm(s)+T(s)−J・α(s)−Fr・sign(ω(s)) ………(2)   SAT (s) = Tm (s) + T (s) −J · α (s) −Fr · sign (ω (s)) (2)

上記(2)式から分かるように、電動モータ12の慣性J及び静摩擦Frを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ω、回転角加速度α、アシストトルクTm及び操舵トルクTよりセルフアライニングトルクSATを推定することができる。ここで、アシストトルクTmは操舵補助トルク指令値Irefに比例するので、アシストトルクTmに代えて操舵補助トルク指令値Irefを適用する。   As can be seen from the above equation (2), the inertia J and static friction Fr of the electric motor 12 are obtained in advance as constants, so that the self-aligning torque is obtained from the motor angular velocity ω, rotational angular acceleration α, assist torque Tm, and steering torque T. The SAT can be estimated. Here, since the assist torque Tm is proportional to the steering assist torque command value Iref, the steering assist torque command value Iref is applied instead of the assist torque Tm.

そして、慣性補償部34で算出された慣性補償値Ii及びSAT推定フィードバック部35で算出されたセルフアライニングトルクSATが加算器36で加算され、この加算器36の加算出力と収斂性補償部33で算出された収斂性補償値Icとが加算器37で加算されて指令補償値Icomが算出され、この指令補償値Icomが操舵補助トルク指令値演算部21から出力される操舵補助トルク指令値Irefに加算器38で加算されて補償後トルク指令値Iref´が算出され、この補償後トルク指令値Iref´が補完演算部23に出力される。   Then, the inertia compensation value Ii calculated by the inertia compensation unit 34 and the self-aligning torque SAT calculated by the SAT estimation feedback unit 35 are added by the adder 36, and the addition output of the adder 36 and the convergence compensation unit 33 are added. Is added by an adder 37 to calculate a command compensation value Icom, and this command compensation value Icom is output from the steering assist torque command value calculation unit 21. Is added by the adder 38 to calculate a post-compensation torque command value Iref ′, and this post-compensation torque command value Iref ′ is output to the complementary calculation unit 23.

補完演算部23は、後述する一時故障検出信号Sが入力され、その一時故障検出信号Sに応じて電動モータ12の電流指令値を補完演算するものである。ここで、一時故障検出信号Sは、マイコンのメモリやレジスタ、演算器(ALU)内でビットエラー(ビット化け)等の一時故障を検出したか否かを意味する信号であり、マイコンの部位毎に実装された故障検出・訂正機能によって出力されるものである。   The complementary calculation unit 23 receives a temporary failure detection signal S, which will be described later, and performs a complementary calculation on the current command value of the electric motor 12 in accordance with the temporary failure detection signal S. Here, the temporary failure detection signal S is a signal that indicates whether or not a temporary failure such as a bit error (bit corruption) has been detected in the microcomputer memory, register, or arithmetic unit (ALU). Is output by the fault detection / correction function implemented in the above.

図5は、補完演算部23の具体的構成を示すブロック図である。この図5に示すように、補完演算部23では、一時故障検出信号Sの入力によってスイッチAの切り替えが行われるようになっている。
すなわち、スイッチAは、一時故障が発生していないことを意味する論理値“0”の一時故障検出信号Sが入力されているときには、実線で示す状態となっており、一時故障が発生していることを意味する論理値“1”の一時故障検出信号Sが入力されると、破線で示す状態へ切り替わるようになっている。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a specific configuration of the complementary calculation unit 23. As shown in FIG. 5, in the complementary calculation unit 23, the switch A is switched by the input of the temporary failure detection signal S.
That is, the switch A is in a state indicated by a solid line when a temporary failure detection signal S having a logical value “0” indicating that a temporary failure has not occurred, and the temporary failure has occurred. When a temporary failure detection signal S having a logical value “1”, which means that there is an error, is input, the state is switched to a state indicated by a broken line.

このような構成により、補完演算部23は、論理値“0”の一時故障検出信号Sが入力されているときには、加算器38で算出された補償後トルク指令値Iref´をそのまま補完演算後のトルク指令値Irとして、モータ電流制御部24へ出力する。
一方、補完演算部23は、論理値“1”の一時故障検出信号Sが入力されているときには、今回のサンプリングで演算された補償後トルク指令値Iref´を破棄し、前回のサンプリングで使用したトルク指令値Irを今回のサンプリングの演算結果として、モータ電流制御部24へ出力する。
With such a configuration, when the temporary failure detection signal S having the logical value “0” is input, the complement calculating unit 23 directly uses the compensated torque command value Iref ′ calculated by the adder 38 after the complement calculation. The torque command value Ir is output to the motor current control unit 24.
On the other hand, when the temporary failure detection signal S having the logical value “1” is input, the complementary calculation unit 23 discards the compensated torque command value Iref ′ calculated in the current sampling and used it in the previous sampling. The torque command value Ir is output to the motor current control unit 24 as the current sampling calculation result.

また、モータ電流制御部24は、電動モータ12の各相コイルLu、Lv及びLwに供給されるモータ電流Iu、Iv及びIwを検出するモータ電流検出器60と、トルク指令値Irからd−q軸電流指令値Id*,Iq*を算出する電流指令値算出部61と、モータ電流Iu、Iv及びIwをd−q軸モータ電流Id,Iqに変換する3相/2相変換部62と、d−q軸電流指令値Id*,Iq*からd−q軸モータ電流Id,Iqを個別に減算して各相電流偏差ΔId,ΔIqを求める減算器61d,61qと、各相電流偏差ΔId,ΔIqに対して比例積分制御を行って電圧指令値Vd,Vqを算出する電流制御部63と、当該電圧指令値Vd,Vqが入力されて、3相の電圧指令値Vu,Vv,Vwが算出される2相/3相変換部64と、これら電圧指令値Vu、Vv及びVwに基づいてデューティ演算を行って各相のデューティ比を算出するデューティ比演算部65とを備えている。 Further, the motor current control unit 24 includes a motor current detector 60 that detects motor currents Iu, Iv, and Iw supplied to the phase coils Lu, Lv, and Lw of the electric motor 12, and a dQ from the torque command value Ir. A current command value calculation unit 61 for calculating shaft current command values Id * and Iq * , a three-phase / two-phase conversion unit 62 for converting motor currents Iu, Iv and Iw to dq-axis motor currents Id and Iq, Subtractors 61d and 61q for individually subtracting dq axis motor currents Id and Iq from dq axis current command values Id * and Iq * to obtain respective phase current deviations ΔId and ΔIq, and respective phase current deviations ΔId, A current control unit 63 that calculates voltage command values Vd and Vq by performing proportional-integral control on ΔIq, and the voltage command values Vd and Vq are input to calculate three-phase voltage command values Vu, Vv, and Vw. 2-phase / 3-phase converter 64 These voltage command values Vu, and a duty ratio calculation unit 65 for calculating the duty of each phase ratio by performing the duty operation on the basis of the Vv and Vw.

さらに、モータ電流制御部24は、デューティ比演算部65から出力されるデューティ比に基づいてパルス幅変調を行ってパルス幅変調信号を求め、このパルス幅変調信号に基づいて3相モータ電流Iu、Iv及びIwを電動モータ12に出力するインバータ66を備えている。   Further, the motor current control unit 24 performs pulse width modulation based on the duty ratio output from the duty ratio calculation unit 65 to obtain a pulse width modulation signal, and based on the pulse width modulation signal, the three-phase motor current Iu, An inverter 66 that outputs Iv and Iw to the electric motor 12 is provided.

次に、マイコンの部位毎に実装される故障検出機能について説明する。
マイコンに発生する故障は、半導体接合の故障、回路短絡、断線等、マイコンのハードウェアの内部的要因によって固定的に発生する永久故障と、電磁ノイズ、温度変化、振動等、マイコンのハードウェアの外部的要因によって一時的に発生する一時故障との2種類に大きく分けられる。
永久故障は、マイコンのハードウェアの物理的破壊であるため、故障検出後、リトライ等を実施しても回復する可能性は低く、故障した回路を切り離し、冗長回路で代替制御を実施する等の対処が必要となるが、一時故障は回復の可能性が高い。
Next, a failure detection function implemented for each part of the microcomputer will be described.
The failure that occurs in the microcomputer is a permanent failure that occurs fixedly due to internal factors of the hardware of the microcomputer, such as a semiconductor junction failure, circuit short circuit, disconnection, etc., and electromagnetic noise, temperature change, vibration, etc. There are two types of temporary failures that occur temporarily due to external factors.
Permanent failure is a physical destruction of the hardware of the microcomputer, so it is unlikely that it will be recovered even if a retry is performed after the failure is detected, such as disconnecting the failed circuit and implementing alternative control with a redundant circuit. Although it is necessary to deal with it, a temporary failure is likely to be recovered.

マイコン等の演算制御装置の信頼性を向上させることは、電動パワーステアリング装置の信頼性を向上させるうえで非常に重要である。マイコンの信頼性を向上させる技術として、一時故障の代表例であるビットエラーを検出するパリティチェック機能、及び当該ビットエラーを検出・訂正するECC(Error Correction Code)機能が知られている。
パリティチェック機能は、データに付与されたエラー訂正符号であるパリティビットをチェックすることで、データのビットエラーの検出を可能とする機能である。
Improving the reliability of an arithmetic control device such as a microcomputer is very important for improving the reliability of an electric power steering device. As techniques for improving the reliability of a microcomputer, a parity check function for detecting a bit error, which is a representative example of a temporary failure, and an ECC (Error Correction Code) function for detecting and correcting the bit error are known.
The parity check function is a function that enables detection of a bit error in data by checking a parity bit that is an error correction code added to the data.

また、ECC機能は、データのビットエラーを検出すると共に、そのビットエラーの自動訂正を可能とする機能である。具体的には、通常のデータ及び当該データをエラー訂正するためのエラーコレクションコード(ECC)を記憶するメモリアレイ部と、上記データをECCに基づいてエラー訂正するECC回路とを少なくとも有し、メモリアレイ内の一部のデータが破壊されても、ECC回路によって正しいデータに回復するというものである。   The ECC function is a function that detects a bit error in the data and enables automatic correction of the bit error. Specifically, it has at least a memory array unit for storing normal data and an error correction code (ECC) for error correction of the data, and an ECC circuit for error correction of the data based on the ECC, and a memory Even if a part of the data in the array is destroyed, it is recovered to correct data by the ECC circuit.

本実施形態では、マイコン内のメモリが誤りECC等を用いた誤り訂正機能を有すると共に、マイコン内のレジスタ及び演算器(ALU)がパリティ等を用いた誤り検出機能を有する構成とする。
すなわち、本実施形態におけるマイコンのメモリは、データ入出力端子より入力された書込みデータのECCを形成し、このECCを書込みデータと共にメモリアレイに格納する。そして、データの読み出し時には、メモリアレイから読み出したデータとECCとに基づいて、ECC回路がデータのチェックを行い、データにエラーが発生しているときにはこれを訂正して正しいデータをデータ入出力端子より出力する。
In this embodiment, the memory in the microcomputer has an error correction function using error ECC or the like, and the register and the arithmetic unit (ALU) in the microcomputer have an error detection function using parity or the like.
In other words, the memory of the microcomputer according to the present embodiment forms an ECC of the write data input from the data input / output terminal, and stores this ECC together with the write data in the memory array. When reading data, the ECC circuit checks the data based on the data read from the memory array and the ECC, and corrects the data when an error has occurred in the data. Output more.

また、ECC回路でエラービットの検出及び訂正がなされると、一時故障検出信号Sが形成されて所定の出力端子から上述した補完演算部23へ出力されるように構成されている。
なお、メモリは、不特定の箇所で一時的にデータエラーが発生するソフトエラーと呼ばれる一時故障が起きやすい回路であるため、複数の故障検出、誤り訂正機能を実装するものとする。
Further, when an error bit is detected and corrected by the ECC circuit, a temporary failure detection signal S is formed and output from a predetermined output terminal to the above-described complementary calculation unit 23.
Note that the memory is a circuit that is prone to a temporary failure called a soft error in which a data error temporarily occurs at an unspecified location, and therefore a plurality of failure detection and error correction functions are implemented.

図6は、メモリの故障検出・訂正処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップS1で、ECCチェックを行い、次いでステップS2で、前記ステップS1のチェック結果によりデータにビットエラーが発生しているか否かを判定する。そして、このステップS2で異常が発生していると判定したときには、ステップS3に移行して、ECC機能を用いてビットエラーの自動訂正を行うと共に、一時故障検出信号S=1を補完演算部23に対して出力し、ステップS4に移行する。
FIG. 6 is a flowchart showing a memory failure detection / correction processing procedure.
First, an ECC check is performed in step S1, and then in step S2, it is determined whether or not a bit error has occurred in the data based on the check result in step S1. When it is determined in step S2 that an abnormality has occurred, the process proceeds to step S3, where the bit error is automatically corrected using the ECC function, and the temporary failure detection signal S = 1 is complemented. Are transferred to step S4.

また、前記ステップS2で、ECCチェックによりデータにビットエラーが発生していないと判定したときには、後述するステップS6に移行する。
ステップS4では、ECC機能による自動訂正が完了したか否かを判定し、自動訂正が正常に行われなかったと判定した場合にはステップS5に移行し、自動訂正が正常終了したと判定した場合には後述するステップS6に移行する。
If it is determined in step S2 that no bit error has occurred in the data due to the ECC check, the process proceeds to step S6 described later.
In step S4, it is determined whether or not the automatic correction by the ECC function is completed. If it is determined that the automatic correction is not normally performed, the process proceeds to step S5, and if it is determined that the automatic correction is normally completed. Shifts to step S6 to be described later.

ステップS5では、データに異常が発生していることを示す異常信号を出力してから、故障検出・訂正処理を終了する。
また、ステップS6では、パリティチェックを行い、データのパリティビットを参照する。次いでステップS7で、前記ステップS6のチェック結果によりデータにビットエラーが発生しているか否かを判定する。そして、このステップS7で異常が発生していると判定したときには、ステップS8に移行して、メモリへの操作命令(Read/Write)をリトライすると共に、一時故障検出信号S=1を補完演算部23に対して出力し、ステップS9に移行する。
In step S5, after outputting an abnormality signal indicating that an abnormality has occurred in the data, the failure detection / correction process is terminated.
In step S6, a parity check is performed to refer to the parity bit of the data. Next, in step S7, it is determined whether or not a bit error has occurred in the data based on the check result in step S6. If it is determined in step S7 that an abnormality has occurred, the process proceeds to step S8 to retry the operation instruction (Read / Write) to the memory, and to add the temporary failure detection signal S = 1 to the complementary calculation unit. 23, and the process proceeds to step S9.

ステップS9では、上記リトライ処理が完了したか否かを判定し、リトライが正常に行われず、データエラーの訂正が完了していないと判定した場合には前記ステップS5に移行し、リトライが正常終了してデータエラーの訂正が適正に行われたと判定した場合にはステップS10に移行する。
また、前記ステップS7で、パリティチェック結果によりデータにビットエラーが発生していないと判定したときには、そのままステップS10に移行する。
In step S9, it is determined whether or not the retry process has been completed. If it is determined that the retry is not normally performed and the correction of the data error is not completed, the process proceeds to step S5, and the retry is normally completed. If it is determined that the data error has been corrected properly, the process proceeds to step S10.
If it is determined in step S7 that no bit error has occurred in the data based on the parity check result, the process proceeds to step S10.

そして、ステップS10では、データが正常であることを示す正常信号を出力してから、故障検出・訂正処理を終了する。
これにより、メモリのデータに1ビットエラーが発生している場合には、ECC機能を用いてエラーを自動訂正し、ECC機能では訂正できない多ビットエラーが発生している場合には、メモリへの操作命令をリトライすることでエラー訂正を施すことになる。
In step S10, a normal signal indicating that the data is normal is output, and then the failure detection / correction process is terminated.
As a result, when a 1-bit error has occurred in the memory data, the error is automatically corrected using the ECC function, and when a multi-bit error that cannot be corrected by the ECC function has occurred, Error correction is performed by retrying the operation command.

なお、この図6において、ステップS1、S2、S6及びS7の処理が異常検出手段に対応し、ステップS3及びS8の処理が異常修正手段に対応している。
また、マイコンの演算器(ALU)は実際に命令を実行する回路、レジスタは当該演算器で実行するデータを一時保存する回路であり、それぞれパリティチェック機能(異常検出手段)によってビットエラー等の一時故障が検出される。なお、パリティビットを利用したデータエラーの検出方法は良く知られているため、ここでは詳細な説明は省略する。
In FIG. 6, the processes in steps S1, S2, S6 and S7 correspond to the abnormality detecting means, and the processes in steps S3 and S8 correspond to the abnormality correcting means.
An arithmetic unit (ALU) of the microcomputer is a circuit that actually executes an instruction, and a register is a circuit that temporarily stores data to be executed by the arithmetic unit. Temporary errors such as bit errors can be detected by a parity check function (abnormality detection means). A fault is detected. Since a method for detecting a data error using a parity bit is well known, detailed description thereof is omitted here.

そして、このパリティチェック機能により、レジスタでエラーが検出された場合には、メモリからデータを再読込みして処理をリトライし、演算器(ALU)でエラーが検出された場合には、レジスタからデータを再読込みして処理をリトライするものとする。なお、上記各リトライ処理が異常修正手段に対応している。
また、レジスタや演算器(ALU)においてエラー検出・リトライが実施された場合にも、論理値“1”の一時故障検出信号Sが補完演算部23に対して出力される。
すなわち、これら演算器(ALU)及びレジスタでは、故障検出・訂正処理として、図6におけるステップS1〜S4を除いた処理が行われることになる。
If an error is detected in the register by this parity check function, the data is re-read from the memory and the process is retried. If an error is detected in the arithmetic unit (ALU), the data is read from the register. Shall be re-read and processing should be retried. Each retry process corresponds to the abnormality correcting means.
In addition, even when error detection / retry is performed in a register or an arithmetic unit (ALU), a temporary failure detection signal S having a logical value “1” is output to the complementary operation unit 23.
That is, in these arithmetic units (ALUs) and registers, processing except steps S1 to S4 in FIG. 6 is performed as failure detection / correction processing.

次に、コントローラ15での動作を図7のフローチャートを参照して説明する。
まず、トルクセンサ14からの操舵トルクT、車速センサ16からの車速V、回転センサ17からのモータ回転角θを読込む(ステップS101)。
Next, the operation of the controller 15 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the steering torque T from the torque sensor 14, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 16, and the motor rotation angle θ from the rotation sensor 17 are read (step S101).

次いで、入力した操舵トルクT及び車速Vに基づき図3に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して操舵トルクT及び車速Vに応じた操舵補助トルク指令値Irefを算出する(ステップS102)。また、回転センサ17からのモータ回転角θに基づいて角速度演算部31において電動モータ12の角速度ωを演算し、角加速度演算部32において角加速度αを演算する(ステップS103)。   Next, a steering assist torque command value Iref corresponding to the steering torque T and the vehicle speed V is calculated with reference to the steering assist torque command value calculation map shown in FIG. 3 based on the input steering torque T and the vehicle speed V (step S102). Further, the angular velocity calculation unit 31 calculates the angular velocity ω of the electric motor 12 based on the motor rotation angle θ from the rotation sensor 17, and the angular acceleration calculation unit 32 calculates the angular acceleration α (step S103).

次いで、操舵トルクT、操舵補助トルク指令値Iref、モータ角速度ω及びモータ角加速度αをもとに、前記(2)式の演算を行ってセルフアライニングトルクSATを検出する(ステップS104)。   Next, based on the steering torque T, the steering assist torque command value Iref, the motor angular velocity ω, and the motor angular acceleration α, the calculation of the equation (2) is performed to detect the self-aligning torque SAT (step S104).

次いで、モータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償値Icを算出すると共に、モータ角加速度αに基づいて電動モータ12の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償値Iiを算出し(ステップS105)、収斂性補償値Ic、慣性補償値Ii及びセルフアライニングトルクSATを加算して補償値Icomを算出する(ステップS106)。   Next, a convergence compensation value Ic for compensating the convergence of the yaw rate is calculated based on the motor angular velocity ω, and the inertial feeling or the torque equivalent generated by the inertia of the electric motor 12 is compensated based on the motor angular acceleration α. An inertia compensation value Ii that prevents deterioration of control responsiveness is calculated (step S105), and a compensation value Icom is calculated by adding the convergence compensation value Ic, the inertia compensation value Ii, and the self-aligning torque SAT (step S106). .

こうして算出した補償値Icomを操舵補助トルク指令値Irefに加算して、補償後操舵補助トルク指令値Iref′を算出する(ステップS107)。
そして、算出した補償後操舵補助トルク指令値Iref′に対して補完演算処理を行い、補完演算後のトルク指令値Irを算出する(ステップS108)。ここでは、メモリ、レジスタ、演算器(ALU)の何れかでデータエラーが発生しており、論理値“1”の一時故障検出信号Sが入力されているときには、前回のサンプリングで使用したトルク指令値Irを補完演算後のトルク指令値Irとして設定し、データエラーが発生しておらず、論理値“0”の一時故障検出信号Sが入力されているときには、今回のサンプリングで演算した補償後操舵補助トルク指令値Iref′を補完演算後のトルク指令値Irとして設定する。
The compensation value Icom thus calculated is added to the steering assist torque command value Iref to calculate a post-compensation steering assist torque command value Iref ′ (step S107).
Then, a complementary calculation process is performed on the calculated post-compensation steering assist torque command value Iref ′ to calculate a torque command value Ir after the complementary calculation (step S108). Here, when a data error has occurred in any of the memory, register, and arithmetic unit (ALU), and the temporary failure detection signal S having a logical value “1” is input, the torque command used in the previous sampling is used. When the value Ir is set as the torque command value Ir after the complementary calculation, and no data error has occurred, and the temporary failure detection signal S having the logical value “0” is input, after the compensation calculated by the current sampling The steering assist torque command value Iref ′ is set as the torque command value Ir after the complement calculation.

次に、このトルク指令値Irに基づいてd軸電流指令値Id*を算出すると共に、q軸電流指令値Iq*を算出し(ステップS109)、次いでd−q軸電流指令値Id*,Iq*から、モータ電流Iu、Iv及びIwを3相/2相変換することで求められるd−q軸モータ電流Id,Iqを個別に減算して各相電流偏差ΔId,ΔIqを算出する(ステップS110)。 Next, the d-axis current command value Id * is calculated based on the torque command value Ir, the q-axis current command value Iq * is calculated (step S109), and then the dq-axis current command values Id * and Iq are calculated. Each phase current deviation ΔId, ΔIq is calculated by subtracting the dq axis motor currents Id, Iq obtained from the motor currents Iu, Iv, Iw by three-phase / 2-phase conversion from * (step S110). ).

そして、これら電流偏差ΔId及びΔIqに対してPI制御処理を行って電圧指令値Vd及びVqを算出し(ステップS111)、最後に、電圧指令値Vd及びVqを2相/3相変換することで求められる電圧指令値Vu、Vv及びVwをパルス幅変調してパルス幅変調信号を形成し、形成したパルス幅変調信号をインバータ66に出力する(ステップS112)。   Then, PI control processing is performed on these current deviations ΔId and ΔIq to calculate voltage command values Vd and Vq (step S111). Finally, the voltage command values Vd and Vq are converted into two-phase / 3-phase. The obtained voltage command values Vu, Vv, and Vw are subjected to pulse width modulation to form a pulse width modulation signal, and the formed pulse width modulation signal is output to the inverter 66 (step S112).

これにより、インバータ66から3相のモータ駆動電流Iu、Iv及びIwが電動モータ12に出力され、電動モータ12が駆動制御されることにより、操舵トルクT及び車速Vに応じた最適な操舵補助力を発生し、この操舵補助力を、減速ギヤ11を介してステアリングシャフト2に伝達する。   Thereby, three-phase motor drive currents Iu, Iv, and Iw are output from the inverter 66 to the electric motor 12, and the electric motor 12 is driven and controlled, so that the optimum steering assist force according to the steering torque T and the vehicle speed V is obtained. The steering assist force is transmitted to the steering shaft 2 via the reduction gear 11.

このとき、マイコンのメモリ、レジスタ及び演算器(ALU)でデータエラーが発生していない場合には、補完演算処理部23で、今回のサンプリングで演算された補償後操舵補助トルク指令値Iref′を補完演算後のトルク指令値Irとして採用し、そのトルク指令値Irに基づいて電動モータ12を駆動制御する。そのため、通常の操舵補助制御が実施されて、運転者のステアリングホイール1の操舵操作を的確に補助することができる。   At this time, if no data error occurs in the memory, register, and arithmetic unit (ALU) of the microcomputer, the complementary arithmetic processing unit 23 obtains the post-compensation steering assist torque command value Iref ′ calculated by the current sampling. The torque command value Ir after the complement calculation is adopted, and the electric motor 12 is driven and controlled based on the torque command value Ir. Therefore, normal steering assist control is performed, and the driver's steering operation of the steering wheel 1 can be accurately assisted.

この状態から、例えばメモリ内で1ビットエラーが発生すると、図6に示す故障検出・訂正処理において、ECCチェックによりデータエラーが発生していると判定されると共に、ECC機能を用いて当該1ビットエラーを自動訂正する。このとき、一時故障検出信号S=1が形成されて、これが補完演算処理部23に対して出力される。   From this state, for example, if a 1-bit error occurs in the memory, it is determined in the failure detection / correction process shown in FIG. 6 that a data error has occurred due to the ECC check, and the 1-bit error is detected using the ECC function. Automatically correct errors. At this time, a temporary failure detection signal S = 1 is formed and output to the complementary calculation processing unit 23.

このため、補完演算処理部23で、前回のサンプリングで使用したトルク指令値Irがそのまま今回のトルク指令値Irとして設定される。そして、このトルク指令値Irに基づいて電動モータ12が駆動制御される。   For this reason, in the complementary calculation processing unit 23, the torque command value Ir used in the previous sampling is set as the current torque command value Ir as it is. The electric motor 12 is driven and controlled based on the torque command value Ir.

このように、CPU暴走に発展する前の小さなエラーであるビットエラー等の一時故障を検出し、これを訂正するので、CPU暴走を防止して操舵補助制御の演算処理を継続させることができる。
また、データエラーの検出・訂正を実施したサンプリングでは演算の遅延が発生することから、当該エラー検出・訂正を実施したサンプリングでは、前回のサンプリングの演算結果を用いて操舵補助制御を継続する。これにより、上記遅延を抱えたまま演算を継続することに起因するシステムの破綻を防止することができるなど、アシストへの影響を最小限に抑えて当該アシストを継続することができる。
As described above, since a temporary failure such as a bit error which is a small error before the CPU runaway is detected and corrected, the CPU runaway can be prevented and the arithmetic processing of the steering assist control can be continued.
In addition, since the calculation delay occurs in the sampling in which the data error is detected and corrected, the steering assist control is continued using the calculation result of the previous sampling in the sampling in which the error detection and correction is performed. As a result, it is possible to continue the assist while minimizing the influence on the assist, such as preventing a system failure caused by continuing the calculation with the delay.

リトライ等の訂正機能による遅延時間は、モータの制御に対して短時間であるため、前回のトルク指令値を用いて制御を行っても、モータから出力されるアシストトルクはほとんど変化しない。したがって、運転者に違和感を与えることなく操舵アシストを継続することができる。   Since the delay time due to the correction function such as retry is short for the control of the motor, the assist torque output from the motor hardly changes even when the control is performed using the previous torque command value. Accordingly, the steering assist can be continued without causing the driver to feel uncomfortable.

ところで、ビットエラー等の一時故障を検出するという方法として、同じ演算を2系統で実施して結果を比較するという方法が知られている。しかしながら、この場合、演算結果の不一致を検出することはできるものの、どちらの演算結果が正しいかを判定できないため、アシストを継続することができない。   By the way, as a method of detecting a temporary failure such as a bit error, a method of performing the same operation in two systems and comparing the results is known. However, in this case, although it is possible to detect a mismatch between the calculation results, it is not possible to determine which calculation result is correct, and thus the assist cannot be continued.

そこで、3系統の演算を実施して多数決を取ることで正しい演算結果を選定し、アシストを継続することが考えられるが、この場合、演算負荷が大きくなってしまう。
これに対して、本実施形態では、マイコンのハードウェアが持つ故障検出・訂正機能を用いるので、演算負荷を大きくすることなくデータエラーを検出・訂正することができ、マイコンの信頼性を向上させることができる。
Therefore, it is conceivable that the correct calculation result is selected by carrying out three systems of calculations and taking a majority decision, and the assist is continued. In this case, however, the calculation load becomes large.
On the other hand, in this embodiment, since the failure detection / correction function of the microcomputer hardware is used, a data error can be detected / corrected without increasing the calculation load, thereby improving the reliability of the microcomputer. be able to.

そして、上記故障検出・訂正機能を電動パワーステアリング装置の制御に利用することで、電動パワーステアリング装置の信頼性も向上させることができる。
また、一時故障を検出する異常検出手段としてECC機能を適用することで、データに1ビットエラーが発生している場合には、このECC機能を用いてビットエラーの自動訂正を行うことができる。
And the reliability of an electric power steering apparatus can also be improved by utilizing the said failure detection and correction function for control of an electric power steering apparatus.
In addition, by applying an ECC function as an abnormality detection means for detecting a temporary failure, if a 1-bit error has occurred in the data, the bit error can be automatically corrected using this ECC function.

さらに、一時故障を検出する異常検出手段としてパリティチェック機能を適用することで、複雑な演算を必要とすることなく、データのビットエラーを検出することができる。
ここで、図7の処理が制御手段に対応し、このうちステップS102の処理が操舵補助トルク指令値演算部21に対応し、ステップS103〜S106の処理が指令値補償部22に対応し、ステップS108の処理が補完演算部23に対応し、ステップS109〜S112の処理がモータ電流制御部24に対応している。
Furthermore, by applying a parity check function as an abnormality detection means for detecting a temporary failure, it is possible to detect a bit error in data without requiring a complicated calculation.
Here, the process of FIG. 7 corresponds to the control means, of which the process of step S102 corresponds to the steering assist torque command value calculation unit 21, the processes of steps S103 to S106 correspond to the command value compensation unit 22, The process of S108 corresponds to the complementary calculation unit 23, and the processes of steps S109 to S112 correspond to the motor current control unit 24.

なお、上記実施形態においては、マイコンのメモリ、レジスタ、演算器(ALU)の何れかのエラー検出・訂正を実施したとき、補完演算部23で、前回のサンプリングで使用したトルク指令値Irを今回のトルク指令値Irとして出力する場合について説明したが、前回のトルク指令値と前々回のトルク指令値とに基づいて補完演算するなど、前回までのサンプリングで演算したトルク指令値に基づいて今回のトルク指令値を推定演算し、これを出力するようにしてもよい。すなわち、補完演算部23を、図8に示すような構成としてもよい。この図8に示す補完演算部23が、電流指令値補完演算手段に対応している。   In the above embodiment, when any error detection / correction of the memory, register, or arithmetic unit (ALU) of the microcomputer is performed, the complementary operation unit 23 uses the torque command value Ir used in the previous sampling this time. The torque command value Ir is output as the current torque command value Ir. However, the current torque command value is calculated based on the torque command value calculated in the previous sampling, such as a complementary calculation based on the previous torque command value and the previous torque command value. The command value may be estimated and calculated and output. That is, the complementary calculation unit 23 may be configured as shown in FIG. The complementary calculation unit 23 shown in FIG. 8 corresponds to current command value complementary calculation means.

さらにまた、上記実施形態においては、ステアリングシャフトに減速機構を介して電動モータを連結したコラム形式の電動パワーステアリング装置に本発明を適用した場合について説明したが、ステアリングギヤ機構に減速機構を介して電動モータを連結するピニオン形式の電動パワーステアリング装置やラック軸に減速機を介して電動モータを連結するラック形式の電動パワーステアリング装置にも本発明を適用することができる。   Furthermore, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a column-type electric power steering apparatus in which an electric motor is connected to a steering shaft via a speed reduction mechanism has been described. The present invention can also be applied to a pinion type electric power steering apparatus that connects an electric motor or a rack type electric power steering apparatus that connects an electric motor to a rack shaft via a speed reducer.

なおさらに、上記実施形態においては、本発明をブラシレスモータに適用した場合について説明したが、ブラシ付きモータに適用することもできる。この場合、例えば、モータの逆起電力からモータ角速度ωを推定すればよい。   Furthermore, although the case where the present invention is applied to a brushless motor has been described in the above embodiment, the present invention can also be applied to a motor with a brush. In this case, for example, the motor angular velocity ω may be estimated from the back electromotive force of the motor.

本発明の実施形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the controller in this embodiment. 操舵補助トルク指令値算出マップである。It is a steering assist torque command value calculation map. セルフアライニングトルクの説明に供する模式図である。It is a schematic diagram with which it uses for description of the self-aligning torque. 補完演算部の具体的構成を示すブロック図ある。It is a block diagram which shows the specific structure of a complement calculating part. 誤り訂正処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an error correction processing procedure. コントローラの処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of a controller. 補完演算部の他の例を示すブロック図ある。It is a block diagram which shows the other example of a complement calculating part.

符号の説明Explanation of symbols

SM…ステアリング機構、1…ステアリングホイール、2…ステアリングシャフト、3…ステアリングコラム、4,6…ユニバーサルジョイント、5…中間シャフト、8…ステアリングギヤ、10…操舵補助機構、11…減速ギヤ、12…電動モータ、14…操舵トルクセンサ、15…コントローラ、16…車速センサ、17…回転センサ、21…操舵補助トルク指令値演算部、22…指令値補償部、23…補完演算部、24…モータ電流制御部   SM ... steering mechanism, 1 ... steering wheel, 2 ... steering shaft, 3 ... steering column, 4, 6 ... universal joint, 5 ... intermediate shaft, 8 ... steering gear, 10 ... steering assist mechanism, 11 ... reduction gear, 12 ... Electric motor, 14 ... steering torque sensor, 15 ... controller, 16 ... vehicle speed sensor, 17 ... rotation sensor, 21 ... steering assist torque command value calculation unit, 22 ... command value compensation unit, 23 ... complementation calculation unit, 24 ... motor current Control unit

Claims (6)

転舵輪を転舵するステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリング機構に操舵補助力を付与する電動モータと、前記操舵トルクに基づいて電流指令値を演算し、演算した電流指令値に基づいて前記電動モータを制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置であって、
前記制御手段に発生する異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段で異常を検出したとき、当該異常を修正する異常修正手段とを備え、前記制御手段は、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前回までのサンプリングで演算した電流指令値をもとに前記電動モータを制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Steering torque detection means for detecting a steering torque input to a steering mechanism for turning steered wheels; an electric motor for applying a steering assist force to the steering mechanism; and a current command value based on the steering torque; An electric power steering device having control means for controlling the electric motor based on the calculated current command value,
An abnormality detection means for detecting an abnormality occurring in the control means, and an abnormality correction means for correcting the abnormality when the abnormality detection means detects an abnormality, the control means correcting the abnormality by the abnormality correction means Is executed, the electric motor is controlled based on the current command value calculated by the previous sampling.
前記制御手段はマイクロコンピュータによって構成され、前記異常検出手段は、前記マイクロコンピュータが有するECC機能に基づいてデータのビットエラーを検出し、前記異常修正手段は、前記異常検出手段で異常を検出したとき、前記ECC機能を用いて前記ビットエラーを自動訂正するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The control means is constituted by a microcomputer, the abnormality detection means detects a data bit error based on an ECC function of the microcomputer, and the abnormality correction means detects an abnormality by the abnormality detection means. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the bit error is automatically corrected using the ECC function. 前記制御手段はマイクロコンピュータによって構成され、前記異常検出手段は、前記マイクロコンピュータが有するパリティチェック機能に基づいてデータのビットエラーを検出し、前記異常修正手段は、前記異常検出手段で異常を検出したとき、異常を検出した部位の処理をリトライすることで前記ビットエラーを修正するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置。   The control means is constituted by a microcomputer, the abnormality detection means detects a data bit error based on a parity check function of the microcomputer, and the abnormality correction means detects an abnormality by the abnormality detection means. 3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the bit error is corrected by retrying processing of a part where an abnormality is detected. 少なくとも前記マイクロコンピュータのメモリ、演算器及びレジスタの何れかが前記異常検出手段を有することを特徴とする請求項2又は3に記載の電動パワーステアリング装置。   4. The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein at least one of a memory, an arithmetic unit, and a register of the microcomputer includes the abnormality detection unit. 前記制御手段は、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前回のサンプリングで演算した電流指令値を今回のサンプリングで出力される電流指令値として、前記電動モータを制御することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   When the abnormality correction is performed by the abnormality correction unit, the control unit controls the electric motor using the current command value calculated in the previous sampling as a current command value output in the current sampling. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 4. 前記制御手段は、前回までのサンプリングで演算された電流指令値に基づいて、今回のサンプリングで出力される電流指令値を推定する電流指令値補完演算手段を有し、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前記電流指令値補完演算手段で推定した電流指令値に基づいて前記電動モータを制御することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   The control means includes a current command value complement calculation means for estimating a current command value output in the current sampling based on the current command value calculated in the previous sampling, and the abnormality correction means corrects the abnormality. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein when the operation is executed, the electric motor is controlled based on a current command value estimated by the current command value complement calculation means. .
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