JP2010195158A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ROM及びRAMを具備し、少なくとも操舵トルクに基づいて演算された電流指令値に基づいて、車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特にROM/RAM診断において、切替手段を持たずにROM/RAMを双方向で診断することが可能な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 apparatus that includes a ROM and a RAM and applies a steering assist force by a motor to a steering system of a vehicle based on at least a current command value calculated based on a steering torque. The present invention relates to an electric power steering apparatus capable of bidirectionally diagnosing ROM / RAM without having a switching means in ROM / RAM diagnosis.
一般的に、車両のステアリング装置をモータの回転力で操舵補助力(アシスト)を付与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操舵補助力を付与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、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。 2. Description of the Related Art Generally, an electric power steering apparatus that applies steering assist force (assist) to a steering apparatus of a vehicle by a rotational force of a motor is provided with a steering shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a reduction gear. Alternatively, a steering assist force is applied to the rack shaft. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of the motor current in order to accurately generate the 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. It is done by adjusting.
このような電動パワーステアリング装置の一般的な構成を、図5を参照して説明する。ハンドル1のコラム軸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に連結されている。コラム軸2には、ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられており、ハンドル1の操舵力をアシストするモータ20が、減速ギア3を介してコラム軸2に連結されている。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から電力が供給されると共に、イグニションキー11を経てイグニションキー信号が入力される。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とに基づいてアシスト指令の電流指令値(操舵補助指令値)Iの演算を行い、演算された電流指令値Iに基づいてモータ20に供給する電流を制御する。
A general configuration of such an electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. A
コントロールユニット30は主としてCPU(又はMPU(Micro Processor Unit)やMCU(Micro Controller Unit))、ROMやRAMのメモリ等で構成されるが、そのCPU内部においてプログラムで実施される一般的な機能を示すと、図6のようになっている。
The
図6を参照して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及び車速センサ12(若しくはCAN(Controller Area Network))からの車速Vは電流指令値演算部31に入力され、電流指令値演算部31において操舵トルクT及び車速Vに基づいて電流指令値Iref1が演算される。演算された電流指令値Iref1は操舵系の安定性を高めるための位相補償部32で位相補償され、位相補償された電流指令値Iref2が加算部33に入力される。また、操舵トルクTは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部35に入力され、微分補償された操舵トルクTAは加算部33に入力され、加算部33は電流指令値Iref2と操舵トルクTAを加算し、その加算結果である電流指令値Iref3を減算部34に加算入力する。
減算部34は、電流指令値Iref3とフィードバックされているモータ電流iとの偏差Iref4(=Iref3−i)を求め、偏差Iref4はPI制御部36でPI制御され、更にPWM制御部37に入力されてデューティを演算され、インバータ38を介してモータ20をPWM駆動する。モータ20のモータ電流値iはモータ電流検出手段21で検出され、減算部34に入力されてフィードバックされる。
The function and operation of the
The
次に、コントロールユニット30をマイクロコンピュータ(MCU)で構成した場合の例を、図7に示して説明する。マイクロコンピュータは、上述したフィードバック制御、フィードフォワード制御や比例演算等を行う制御演算処理手段であるCPU40の他に、制御プログラムやパラメータ等を格納しているROM41、CPU40からの演算結果等を一時的に記憶する主記憶装置としてRAM42を備えている。そして、CPU40は、入力手段43からの入力信号及びROM41から読込まれるプログラムやパラメータに基づいて演算処理を行い、CPU40の演算処理結果が、主記憶装置のRAM42を介して出力手段44に出力されるように構成されている。
Next, an example in which the
また、ROM41は不揮発性の記憶装置であり、データを書換える必要のないデータを格納する読込み専用のメモリである。つまり、上述したコントロールユニット30の場合では、トルク制御系(電流指令値演算部31、位相補償部32、微分補償部35等)、電流制御系(減算部34、PI制御部38、PWM制御部37、インバータ38等)、アシスト補助系(モータ電流検出手段21等)等の制御演算処理を行う演算制御プログラム及びその演算制御プログラムに用いるパラメータ等、変更することのないようなデータがROM41に格納されている。しかしながら、外部からの電気的な干渉や経年劣化等によりROM41やRAM42に格納されたデータに異常が発生する可能性があるため、ROM41及びRAM42のデータの異常を確実に検出する必要がある。
The
このような電動パワーステアリング装置において、駆動源であるモータ20には直流モータのほか、ブラシレスDCモータが用いられている。このようなモータに供給する電流は、上述のようにCPU40で演算され、演算に用いるプログラムや定数はROM41に格納され、変数等はRAM42に格納される。そして、ROM41やRAM42に異常が生じると演算結果も異常になり、モータ20に異常な電流が流れてしまう。そのため、ROM41及びRAM42の異常診断(故障診断を含む)を実施しているが、従来はROM異常診断プログラムとRAM異常診断プログラムは別々にROMに内蔵されており、ROM上でROM異常診断が実施されていた。
In such an electric power steering apparatus, a brushless DC motor is used in addition to a DC motor as the
しかしながら、ROM異常診断を実施する場合、ROM上にある診断プログラムを用いて異常診断プログラムを含むROM自身を診断するため、異常診断プログラム自体が異常状態である場合、正しくROMの異常を判定できないという問題がある。 However, when the ROM abnormality diagnosis is performed, the ROM itself including the abnormality diagnosis program is diagnosed using the diagnosis program on the ROM. Therefore, when the abnormality diagnosis program itself is in an abnormal state, the abnormality of the ROM cannot be correctly determined. There's a problem.
かかる問題を解決する手法として、特許第3659014号公報(特許文献1)に示される異常(故障)診断装置が提案されている。特許文献1に示される装置は、診断プログラムを2重化し、一方の診断プログラムが破壊されているような場合でも、他方の診断プログラムで異常を検出するようになっている。 As a technique for solving such a problem, an abnormality (fault) diagnostic apparatus disclosed in Japanese Patent No. 3659014 (Patent Document 1) has been proposed. The apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-260260 is configured to detect an abnormality with the other diagnostic program even when the diagnostic program is duplicated and one diagnostic program is destroyed.
しかしながら、特許文献1の診断装置では、同一の診断プログラムのため、ROMの全域をそれぞれの診断プログラムで合計2回診断する必要があり、車載機器など動作中にも診断を実施するようなシステムでは、非常に時間がかかるという問題がある。また、診断プログラムを2重に持たなければならないため、ROM容量が増大してしまう問題もある。 However, since the diagnostic device of Patent Document 1 has the same diagnostic program, it is necessary to diagnose the entire area of the ROM twice with each diagnostic program. There is a problem that takes a very long time. In addition, since the diagnostic program must be doubled, there is a problem that the ROM capacity increases.
本発明は上述のような事情によりなされたものであり、本発明の目的は、ROM容量を増大させることなく、ROM及びRAMの異常診断を双方向で診断することで、信頼性及び安全性の高い電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide reliable diagnosis and safety by diagnosing ROM and RAM abnormality bidirectionally without increasing the ROM capacity. The object is to provide a high electric power steering device.
本発明は、マイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータ内のROMに格納されたプログラム、パラメータ等に基づいて制御演算処理するCPUと、記憶領域を形成するRAMとを備え、前記CPUは前記ROM及びRAMと協働して、少なくとも操舵トルクに基づいて車両の操舵系に操舵補助力を付与するモータの電流指令値を演算し、前記電流指令値に基づいてアシスト制御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、前記ROMにROM異常診断プログラムを内蔵しており、異常診断時若しくはそれに先立って前記ROM異常診断プログラムを前記RAMに転送し、転送された前記ROM異常診断プログラムに基づいて前記ROMの異常を診断する異常診断機を具備することにより達成される。 The present invention includes a microcomputer, a CPU that performs control arithmetic processing based on a program, parameters, and the like stored in a ROM in the microcomputer, and a RAM that forms a storage area, and the CPU includes the ROM and the RAM; The present invention relates to an electric power steering apparatus that cooperates to calculate a current command value of a motor that applies a steering assist force to a vehicle steering system based on at least a steering torque, and performs assist control based on the current command value. The above-mentioned object is that the ROM abnormality diagnosis program is built in the ROM, the ROM abnormality diagnosis program is transferred to the RAM at the time of abnormality diagnosis or prior to the abnormality diagnosis, and the ROM of the ROM is based on the transferred ROM abnormality diagnosis program. This is achieved by providing an abnormality diagnosing machine for diagnosing an abnormality.
また、本発明の上記目的は、前記ROMが更にRAM異常診断プログラムを内蔵しており、前記異常診断時に、前記RAM異常診断プログラムに基づいて前記RAMの異常を診断することにより、或いは前記RAM異常診断プログラムは、前記RAMに転送された前記ROM異常診断プログラムの異常も診断することにより、より効果的に達成される。 Further, the above object of the present invention is that the ROM further includes a RAM abnormality diagnosis program, and at the time of abnormality diagnosis, the RAM abnormality diagnosis is performed based on the RAM abnormality diagnosis program, or the RAM abnormality The diagnosis program is achieved more effectively by diagnosing the abnormality of the ROM abnormality diagnosis program transferred to the RAM.
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、ROM/RAM診断において、電動パワーステアリング装置の動作中に、ROM/RAMの双方について切替手段を用いることなく異常検出を行っているので、異常診断プログラム自体が異常状態である場合でも正しく異常診断を実施することができ、その正確性が向上すると共に、短時間に判定することができる。 According to the electric power steering apparatus of the present invention, in the ROM / RAM diagnosis, the abnormality detection is performed for both the ROM / RAM without using the switching means during the operation of the electric power steering apparatus. Even in the abnormal state, the abnormality diagnosis can be performed correctly, the accuracy is improved, and the determination can be made in a short time.
電動パワーステアリング装置のモータに供給する電流の電流指令値はマイクロコンピュータのCPU(MPUやMCU等を含む)で演算され、演算に用いるプログラムや定数はROMに格納され、変数等はRAMに格納されており、ROMやRAMに異常が生じると演算結果も異常になり、モータに異常な電流が流れてしまうので、ROM及びRAMの異常診断(故障診断を含む)を実施する。異常診断はアシスト制御開始前の初期診断、アシスト制御実行中の常時診断で行うが、本発明はアシスト制御実施中の常時診断において、ROM/RAM双方向の異常診断を実施する。 The current command value of the current supplied to the motor of the electric power steering device is calculated by the CPU (including MPU and MCU) of the microcomputer, the programs and constants used for the calculation are stored in the ROM, and the variables are stored in the RAM. If an abnormality occurs in the ROM or RAM, the calculation result also becomes abnormal, and an abnormal current flows through the motor. Therefore, abnormality diagnosis (including failure diagnosis) of the ROM and RAM is performed. The abnormality diagnosis is performed by an initial diagnosis before the start of the assist control and a constant diagnosis during the execution of the assist control, but the present invention performs a ROM / RAM bi-directional abnormality diagnosis in the constant diagnosis during the execution of the assist control.
本発明では、異常診断(故障診断を含む)時若しくはそれに先立って、ROMに内蔵されたROM異常診断プログラムをRAMに転送し、別デバイスのRAM上からROM異常診断を実施する。また、ROMはRAM異常診断プログラムを内蔵しており、RAM異常診断プログラムはRAMの異常を診断すると共に、RAMに転送されたROM異常診断プログラム自体の異常診断を実施する。 In the present invention, at the time of abnormality diagnosis (including failure diagnosis) or prior thereto, the ROM abnormality diagnosis program built in the ROM is transferred to the RAM, and the ROM abnormality diagnosis is performed from the RAM of another device. The ROM incorporates a RAM abnormality diagnosis program. The RAM abnormality diagnosis program diagnoses the abnormality of the RAM and performs abnormality diagnosis of the ROM abnormality diagnosis program itself transferred to the RAM.
このようにROM異常診断及びRAM異常診断それぞれの診断プログラムが双方向に別々のデバイスから異常診断を実施するため、異常診断の正確性が一層向上する。また、一般的にはROM容量よりRAM容量が少ないため、ROM異常診断及びRAM異常診断を両方実施しても、ROM診断を2回実施する場合に比較しても短時間に異常診断を行うことができる。 As described above, since the diagnostic programs for the ROM abnormality diagnosis and the RAM abnormality diagnosis perform abnormality diagnosis from two separate devices in both directions, the accuracy of abnormality diagnosis is further improved. In addition, since the RAM capacity is generally smaller than the ROM capacity, even if both ROM abnormality diagnosis and RAM abnormality diagnosis are performed, the abnormality diagnosis can be performed in a shorter time than when the ROM diagnosis is performed twice. Can do.
以下に本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail 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のマイクロコンピュータ構成(制御装置)例を図7に対応させて示すブロック図であり、本発明のROM41は、ROM41の異常診断を実施するためのROM異常診断プログラム41Aと、RAM42の異常診断を実施するためのRAM異常診断プログラム41Bを内蔵している。ROM異常診断プログラム41A及びRAM異常診断プログラム41Bはそれぞれの診断周期で異常診断を実施するが、ROM41はサムチェックを行い、RAM42は書き込み値、読み込み値を診断する公知の診断手法(例えば特開平6−270823号公報、特開2004−133635号公報、特開2008−230529号公報等)を用いて異常診断されるようになっている。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a microcomputer configuration (control device) of an electric power steering apparatus according to the present invention corresponding to FIG. 7, and a
このような構成において、図2のフローチャートを参照して本発明の動作を説明する。 In such a configuration, the operation of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
図2は診断機能の動作例を示しており、イグニションキーがONになったときに(ステップS1)、ROM41、RAM42等の初期診断を行い(ステップS2)、初期診断がOKの場合(ステップS3)、図3に示すようにROM41が内蔵しているROM異常診断プログラム41AをRAM42に転送する(ステップS4)。ROM異常診断プログラム41AがRAM42に転送された後、車両の走行に伴ってアシスト制御を開始し(ステップS5)、アシスト制御実行中に所定周期でROM41、RAM42等の常時診断を行う(ステップS6)。そして、イグニションキーがOFFになるまでアシスト及び常時診断を継続し、イグニションキーがOFFになったときに(ステップS7)、終了条件を判定して終了するようになっている。
FIG. 2 shows an operation example of the diagnostic function. When the ignition key is turned on (step S1), initial diagnosis of the
なお、上記ステップS3において初期診断がNGとなった場合、上記ステップS6において常時診断がNGとなった場合にも、終了条件を判定して終了するようになっている。また、上記ステップS4におけるROM異常診断プログラム41AのRAM42への転送は、常時診断(ステップS6)の開始時に行うことも可能である。
It should be noted that when the initial diagnosis is NG in step S3 and when the normal diagnosis is NG in step S6, the end condition is determined and the process ends. In addition, the transfer of the ROM
ここにおいて、上記ステップS6の常時診断は図4に示すフローチャートに従って実施される。即ち、常時診断では先ずROM41に内蔵されているRAM異常診断プログラム41Bに従ってRAM42の異常診断を実施し(ステップS61)、その後、RAM42に転送されたROM異常診断プログラム41Aに従ってROM41の異常診断を実施し(ステップS62)、リターンする。
Here, the regular diagnosis in step S6 is performed according to the flowchart shown in FIG. That is, in the regular diagnosis, first, abnormality diagnosis of the
なお、ステップS61のRAM診断とステップS62のROM診断の順番は任意に変更可能である。 Note that the order of the RAM diagnosis in step S61 and the ROM diagnosis in step S62 can be arbitrarily changed.
1 ハンドル
2 コラム軸
3 減速ギア
10 トルクセンサ
11 イグニションキー
20 モータ
21 モータ電流検出手段
30 コントロールユニット
31 電流指令値演算部
32 位相補償部
35 微分補償部
36 PI制御部
37 PWM制御部
38 インバータ
40 CPU
41 ROM
41A ROM異常診断プログラム
41B RAM異常診断プログラム
42 RAM
43 入力手段
44 出力手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
41 ROM
41A ROM
43 Input means 44 Output means
Claims (3)
The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the RAM abnormality diagnosis program diagnoses an abnormality of the ROM abnormality diagnosis program transferred to the RAM.
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