JP2011088486A - Electric power steering device - Google Patents

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Kengo Takayama
健悟 高山
Hideyuki Yamaguchi
秀幸 山口
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NSK Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of reliably preventing a sense of congruity from being given to a driver without generating discontinuous output when differential compensation is made using a torque signal. <P>SOLUTION: Steering auxiliary control is usually performed based on a gain twice torque detection value obtained by multiplying a main torque detection value detected in a main torque detection part by n times, and the steering auxiliary control is performed based on the main torque detection value when the gain twice torque detection value is abnormal. When the gain twice torque detection value is abnormal, variable rate limiter processing for restricting the main torque detection value to a restriction value according to a variation amount of the main torque detection value in every predetermined period is performed by a torque restriction part. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵系に伝達されるトルクを検出し、検出したトルクに基づいて操舵系に対する操舵補助力を発生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 apparatus that detects torque transmitted to a steering system and generates a steering assist force for the steering system based on the detected torque.

この種の電動パワーステアリング装置としては、例えばトルクセンサからメイントルク信号をA/D変換したメイントルク入力値と、前記メイントルク信号を第1ゲイン倍した後にA/D変換したゲイン倍トルク入力値と、前記トルクセンサからのサブトルク信号とに基づいて、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータを制御する操舵補助力制御手段を有し、フェールセーフ機能を行うようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記メイントルク入力値を第2ゲイン倍するゲイン倍器と、前記ゲイン倍器の出力及び前記ゲイン倍トルク入力値を切り替えて前記操舵補助力制御装置に入力するスイッチ手段とを備えた電動パワーステアリング装置の制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As this type of electric power steering device, for example, a main torque input value obtained by A / D conversion of a main torque signal from a torque sensor, and a gain multiplied torque input value obtained by A / D conversion after multiplying the main torque signal by a first gain. And a steering assist force control means for controlling a motor that applies a steering assist force to the steering mechanism based on the sub-torque signal from the torque sensor, and an electric power steering apparatus that performs a fail-safe function. The control device includes a gain multiplier that multiplies the main torque input value by a second gain, and switch means that switches the output of the gain multiplier and the gain multiple torque input value to input to the steering assist force control device. A control device for an electric power steering device is known (for example, see Patent Document 1).

また、操舵系に対して入力される操舵トルクを検出して操舵トルク検出信号を出力する操舵トルク検出手段と、該操舵トルク検出手段から出力される操舵トルク検出信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路で増幅された増幅操舵トルク信号に基づいて前記操舵系に対して操舵補助力を付与する電動機を制御する操舵補助制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記増幅回路の異常を検出する増幅回路異常検出手段を備え、前記操舵補助制御手段は、前記増幅回路異常検出手段で増幅回路の異常を検出したときに当該増幅回路の増幅操舵トルク信号を使用することなく操舵補助制御を継続するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置も知られている。
(例えば、特許文献2参照)。
A steering torque detection means for detecting a steering torque input to the steering system and outputting a steering torque detection signal; an amplifier circuit for amplifying the steering torque detection signal output from the steering torque detection means; A control device for an electric power steering apparatus, comprising: a steering assist control unit that controls an electric motor that applies a steering assist force to the steering system based on an amplified steering torque signal amplified by an amplifier circuit; Amplifying circuit abnormality detecting means for detecting an abnormality is provided, and the steering assist control means detects steering abnormality without using the amplified steering torque signal of the amplifier circuit when the amplifier circuit abnormality detecting means detects abnormality of the amplifier circuit. There is also known a control device for an electric power steering device in which control is continued.
(For example, refer to Patent Document 2).

特開2002−308136号公報JP 2002-308136 A 特開2006−123775号公報JP 2006-123775 A

上記特許文献1及び2に記載の従来例にあっては、メイントルク信号を増幅回路で増幅したゲイン倍トルク検出信号をA/D変換したデジタル値でなるゲイン倍トルク検出信号が異常となったときに、メイントルク信号を使用して操舵補助制御を継続するものである。しかしながら、操舵補助制御に使用するメイントルク信号は、トルクセンサから入力されるメイントルク信号をA/D変換した後のメイントルク信号であるので、A/D変換の際にA/D変換器の分解能を最大限に活かすことができず、増幅回路で増幅したゲイン倍トルク信号に比べて分解能が粗くなる。このため、通常、トルク信号は、操舵補助指令値を演算する操舵補助指令値演算部に直接入力されると共に、ステアリングの中立点付近における制御の応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現するためにセンタ応答性制御部にも直接入力されており、このセンタ応答性制御部で、微分補償機能を発揮する際に、過補償となって、メイントルク信号が変化することにより不連続な補償値を出力してしまい、運転者に違和感を与えるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、トルク信号を用いて微分補償を行う際に、不連続な出力を生じることがなく、運転者に違和感を与えることを確実に防止す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目的としている。
In the conventional examples described in Patent Documents 1 and 2, the gain double torque detection signal including a digital value obtained by A / D converting the gain double torque detection signal obtained by amplifying the main torque signal by the amplifier circuit becomes abnormal. Sometimes, the steering assist control is continued using the main torque signal. However, since the main torque signal used for the steering assist control is the main torque signal after A / D conversion of the main torque signal input from the torque sensor, the A / D converter performs the A / D conversion. The resolution cannot be utilized to the maximum, and the resolution becomes coarser than that of the gain double torque signal amplified by the amplifier circuit. Therefore, normally, the torque signal is directly input to the steering assist command value calculation unit that calculates the steering assist command value, and the control responsiveness near the neutral point of the steering is improved to realize smooth and smooth steering. Therefore, it is also directly input to the center responsiveness control unit, and when the center responsiveness control unit performs the differential compensation function, it becomes overcompensation and discontinuous compensation by changing the main torque signal. There is an unsolved problem of outputting a value and giving the driver a sense of incongruity.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and when performing differential compensation using a torque signal, a discontinuous output is not generated and the driver feels uncomfortable. It is an object of the present invention to provide an electric power steering apparatus that can reliably prevent the occurrence of the problem.

上記目的を達成するために、一の形態に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に伝達されるトルクを検出してメイントルク検出信号を出力する少なくともメイントルク検出部を有するトルク検出装置と、前記メイントルク検出信号をn倍したゲイン倍トルク検出値を出力するゲイン倍トルク出力部と、該ゲイン倍トルク出力部の異常を検出するトルク異常判定部と、前記メイントルク検出信号を所定期間毎の当該メイントルク検出信号の変化量に応じて制限したトルク制限出力値を出力するトルク制限部と、前記トルク異常検出部で、前記ゲイン倍トルク出力部が正常であると判定されたときに、前記ゲイン倍トルク検出値を選択し、前記ゲイン倍トルク出力部が異常であると判定されたときに、前記トルク制限出力値を選択するトルク選択部と、前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータと、少なくとも前記トルク選択部で選択したトルク検出値に基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値制御部と、前記操舵補助指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ駆動制御部とを備えたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to an aspect includes a torque detection apparatus including at least a main torque detection unit that detects torque transmitted to a steering system and outputs a main torque detection signal; A gain double torque output unit that outputs a gain double torque detection value obtained by multiplying the main torque detection signal by n times, a torque abnormality determination unit that detects abnormality of the gain double torque output unit, and the main torque detection signal for each predetermined period When it is determined by the torque limiting unit that outputs a torque limit output value limited according to the amount of change in the main torque detection signal and the torque abnormality detection unit, the gain multiple torque output unit is normal, When a gain double torque detection value is selected and it is determined that the gain double torque output unit is abnormal, a torque limit output value is selected. A selection unit; an electric motor that generates a steering assist force for the steering system; a steering assist command value control unit that calculates a steering assist command value based on at least a torque detection value selected by the torque selection unit; And a motor drive control unit that drives and controls the electric motor based on a steering assist command value.

また、他の形態に係る電動パワーステアリング装置は、前記トルク選択部は、前記メイントルク検出信号及び前記ゲイン倍トルク検出値がそれぞれA/D変換されて入力され、前記A/D変換後のメイントルク検出値をn倍した値をメイントルク検出信号とするように構成されていることを特徴としている。
さらに、他の形態に係る電動パワーステアリング装置は、前記トルク制限部は、可変レートリミッタで構成されていることを特徴としている。
In the electric power steering apparatus according to another aspect, the torque selection unit receives the main torque detection signal and the gain multiplied torque detection value after A / D conversion, and inputs the main torque detection signal after the A / D conversion. A value obtained by multiplying the torque detection value by n is used as a main torque detection signal.
Furthermore, an electric power steering apparatus according to another aspect is characterized in that the torque limiting unit is configured by a variable rate limiter.

さらにまた、他の形態に係る電動パワーステアリング装置は、前記可変レートリミッタは、前記メイントルク検出信号の現在値から前記ゲイン倍数nに相当するn期間前のゲイン倍メイントルク検出値を減算した値をゲイン倍数nで除算して制限値を算出し、算出した制限値を前回の制限トルク出力値に加算して制限トルク出力値を算出するように構成されていることを特徴としている。
なおさらに、他の形態に係る電動パワーステアリング装置は、前記ゲイン倍トルク出力部は、ゲイン倍数nが前記A/D変換時の分解能を有効利用可能な値に設定されていることを特徴としている。
Furthermore, in the electric power steering apparatus according to another aspect, the variable rate limiter is a value obtained by subtracting a gain multiplied main torque detection value before n periods corresponding to the gain multiple n from the current value of the main torque detection signal. Is divided by a gain multiple n to calculate a limit value, and the calculated limit value is added to the previous limit torque output value to calculate the limit torque output value.
Still further, in the electric power steering apparatus according to another aspect, the gain multiple torque output unit is characterized in that the gain multiple n is set to a value that can effectively use the resolution at the time of the A / D conversion. .

本発明によれば、ゲイン倍トルク出力部が異常となったときに、メイントルク検出値を利用して操舵補助制御を継続するが、このとき、トルク制限部で所定期間毎のメイントルク検出値の変化量に応じて制限した制限トルク出力値をトルク検出値とすることにより、トルク検出値の変化率を抑制して、トルク検出値に基づいて微分補償を行う場合に、連続的な補償値を算出して、運転者に違和感を与えることを確実に防止することができるという効果が得られる。   According to the present invention, when the gain double torque output unit becomes abnormal, the steering assist control is continued using the main torque detection value. At this time, the main torque detection value for each predetermined period is determined by the torque limiting unit. When the limited torque output value limited according to the amount of change is used as the torque detection value, the rate of change of the torque detection value is suppressed and differential compensation is performed based on the torque detection value. By calculating the above, it is possible to reliably prevent the driver from feeling uncomfortable.

本発明の第1の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing a 1st embodiment of the present invention. 図1のコントローラの具体的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration of the controller in FIG. 1. コントローラの具体的構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the specific structure of a controller. 図3のトルク信号切換部の具体的構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the specific structure of the torque signal switching part of FIG. 操舵補助電流指令値算出マップを示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows a steering auxiliary current command value calculation map. センタ応答性改善部の具体的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of a center response improvement part. コントローラで実行するトルク信号選択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 torque signal selection processing procedure performed with a controller. コントローラで実行する操舵補助制御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 steering assistance control processing procedure performed with a controller. 可変レートリミッタ機能の説明に供する信号波形図である。It is a signal waveform diagram with which it uses for description of a variable rate limiter function.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明による電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す概略構成図であって、図中、1は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は操舵トルク検出部としての操舵トルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a steering wheel, and a steering force applied by a driver to the steering wheel 1 is input. It is transmitted to a steering shaft 2 having a shaft 2a and an output shaft 2b. The steering shaft 2 has one end of the input shaft 2a connected to the steering wheel 1 and the other end connected to one end of the output shaft 2b via a steering torque sensor 3 as a steering torque detector.

そして、出力軸2bに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント4を介してロアシャフト5に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント6を介してピニオンシャフト7に伝達される。このピニオンシャフト7に伝達された操舵力はステアリングギヤ機構8を介してタイロッド9に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ機構8は、ピニオンシャフト7に連結されたピニオン8aとこのピニオン8aに噛合するラック軸8bとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン8aに伝達された回転運動をラック軸8bで直進運動に変換している。
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電動機としての例えば3相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。
The steering force transmitted to the output shaft 2 b is transmitted to the lower shaft 5 via the universal joint 4 and further transmitted to the pinion shaft 7 via the universal joint 6. The steering force transmitted to the pinion shaft 7 is transmitted to the tie rod 9 via the steering gear mechanism 8 to steer a steered wheel (not shown). Here, the steering gear mechanism 8 is configured in a rack and pinion type having a pinion 8a connected to the pinion shaft 7 and a rack shaft 8b meshing with the pinion 8a, and the rotational motion transmitted to the pinion 8a is transmitted to the rack shaft. In 8b, it is converted to a straight motion.
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 three-phase brushless motor as an electric motor that generates a steering assist force connected to the reduction gear 11. ing.

操舵トルクセンサ3は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、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、この捩れ角変位を非接触の磁気センサ等で検出するように構成されている。この操舵トルクセンサ3は、メイントルク検出部3M及びサブトルク検出部3Sを有する。これらメイントルク検出部3M及びサブトルク検出部3Sから出力されるメイントルク信号Tm及びサブトルク信号Tsが、バッテリーBからイグニッションスイッチIGを介して電力が供給されるコントローラ14に入力される。   The steering torque sensor 3 detects the steering torque applied to the steering wheel 1 and transmitted to the input shaft 2a. For example, the steering torque sensor 3 is a torsion bar (not shown) in which the steering torque is interposed between the input shaft 2a and the output shaft 2b. It is configured to convert to a torsional angular displacement and detect this torsional angular displacement with a non-contact magnetic sensor or the like. The steering torque sensor 3 includes a main torque detector 3M and a sub torque detector 3S. The main torque signal Tm and the sub torque signal Ts output from the main torque detection unit 3M and the sub torque detection unit 3S are input to the controller 14 to which electric power is supplied from the battery B through the ignition switch IG.

このコントローラ14には、操舵トルクTの他に車速センサ15で検出した車速検出値Vs、回転角センサ19で検出したモータ回転角θm及びモータ電流検出回路20で検出した電動モータ12に流れるモータ電流検出値Ia〜Icも入力され、入力されるトルク検出値T及び車速検出値Vsに応じた操舵補助力を電動モータ12で発生する操舵補助電流指令値Irefを算出し、算出した操舵補助指令値Irefとモータ電流検出値Imとにより、電動モータ12に供給する駆動電流をフィードバック制御処理すると共に、モータ角速度ωmに基づいて各種補償処理を行って、電動モータ12を駆動する補償後モータ電流指令値Iarefを算出する。
コントローラ14は、図2に示すように、操舵トルクセンサ3のメイントルク検出部3Mから出力されるメイントルク検出信号がノイズ除去用のローパフィルタ(LPF)16aを介して中央演算処理装置(CPU)17のA/D変換入力端子taに入力されている。
In addition to the steering torque T, the controller 14 includes a vehicle speed detection value Vs detected by the vehicle speed sensor 15, a motor rotation angle θm detected by the rotation angle sensor 19, and a motor current flowing in the electric motor 12 detected by the motor current detection circuit 20. The detection values Ia to Ic are also input, a steering assist current command value Iref for generating the steering assist force in the electric motor 12 according to the input torque detection value T and the vehicle speed detection value Vs is calculated, and the calculated steering assist command value Based on the Iref and the motor current detection value Im, the drive current supplied to the electric motor 12 is subjected to feedback control processing, and various compensation processing is performed based on the motor angular velocity ωm to drive the electric motor 12 after compensation. Iaref is calculated.
As shown in FIG. 2, the controller 14 receives a main torque detection signal output from the main torque detection unit 3M of the steering torque sensor 3 via a noise removing low-pass filter (LPF) 16a. It is input to 17 A / D conversion input terminals ta.

また、メイントルク検出部3Mから出力されるメイントルク検出信号は、ゲイン倍トルク出力部としての増幅回路18に供給されて、この増幅回路18でゲイン倍数n(nは1以上の整数)倍されたゲインn倍トルク信号がノイズ除去用のローパスフィルタ(LPF)16bを介して中央演算処理装置17のA/D変換入力端子tbに入力されている。
さらに、操舵トルクセンサ3のサブトルク検出部3Sから出力されるサブトルク検出信号Tsがノイズ除去用のローパスフィルタ16cを介して中央演算処理装置17のA/D変換入力端子tcに入力されている。
The main torque detection signal output from the main torque detection unit 3M is supplied to an amplification circuit 18 as a gain multiplication torque output unit, and is multiplied by a gain multiple n (n is an integer of 1 or more). The gain n-fold torque signal is input to the A / D conversion input terminal tb of the central processing unit 17 through a low-pass filter (LPF) 16b for noise removal.
Further, a sub-torque detection signal Ts output from the sub-torque detection unit 3S of the steering torque sensor 3 is input to the A / D conversion input terminal tc of the central processing unit 17 via the noise removing low-pass filter 16c.

さらに、中央演算処理装置17には車速センサ15から出力される車速検出値Vsが入力されているとともに、電動モータ12の回転角を検出するレゾルバ等の回転角センサ19で検出されたモータ回転角θmがA/D変換入力端子tdに入力されている。さらに、中央演算処理装置17には、モータ電流検出回路20で検出した電動モータ12に供給するモータ電流ImがA/D変換入力端子teに入力されている。   Further, the vehicle speed detection value Vs output from the vehicle speed sensor 15 is input to the central processing unit 17, and the motor rotation angle detected by the rotation angle sensor 19 such as a resolver that detects the rotation angle of the electric motor 12. θm is input to the A / D conversion input terminal td. Further, in the central processing unit 17, the motor current Im supplied to the electric motor 12 detected by the motor current detection circuit 20 is input to the A / D conversion input terminal te.

ここで、中央演算処理装置17の概略構成を図3に示す機能ブロック図について説明する。
すなわち、中央演算処理装置17は、A/D変換入力端子taに入力されるメイントルク検出信号TmをA/D変換するA/D変換器21aと、A/D変換入力端子tbに入力される増幅回路18から入力されるゲイン倍トルク検出信号TnmをA/D変換するA/D変換器21bと、A/D変換入力端子tcに入力されるサブトルク検出部3Sから入力されるサブトルク検出信号Tsが入力されるA/D変換器21cとを備えている。
Here, a schematic configuration of the central processing unit 17 will be described with reference to a functional block diagram shown in FIG.
That is, the central processing unit 17 is input to the A / D converter 21a for A / D converting the main torque detection signal Tm input to the A / D conversion input terminal ta and to the A / D conversion input terminal tb. An A / D converter 21b for A / D converting the gain double torque detection signal Tnm input from the amplifier circuit 18, and a sub torque detection signal Ts input from the sub torque detector 3S input to the A / D conversion input terminal tc. Is input to the A / D converter 21c.

また、中央演算処理装置17は、A/D変換器21a、21b及び21cでデジタル信号に変換されたメイントルク検出信号Tmd、ゲイン倍トルク検出信号Tnmd及びサブトルク検出信号Tsdが入力され、これらに基づいてトルクセンサ異常チェックを行うトルクセンサ異常チェック部22を有する。このトルクセンサ異常チェック部22は、メイントルク検出信号Tmd及びサブトルク検出信号Tsdの相関関係が正常である場合には、操舵トルクセンサ3が正常であると判断し、正常を表す例えば論理値“0”の異常信号Saを出力するとともに、ゲイン倍トルク検出信号Tnmdが許容トルク範囲内であるときに、メイントルク信号ゲインGmを0%に設定し、且つゲイン倍トルク信号ゲインGgを100%に設定し、ゲイン倍トルク検出信号Tnmdが許容トルク範囲外であるときに、メイントルク信号ゲインGmを100%に設定し、且つゲイン倍トルク信号ゲインGgを0%に設定する。また、メイントルク検出信号Tmd及びサブトルク検出信号Tsdの相関関係が正常であるが、ゲイン倍トルク検出信号Tnmdが異常である場合には、ゲイン倍トルク検出信号Tnmdの異常を表す例えば論理値“1”の異常信号Saを出力するとともに、メイントルク信号ゲインGmを100%に設定し、且つゲイン倍トルク信号ゲインGgを0%に設定する。さらに、メイントルク検出信号Tmd及びサブトルク検出信号Tsdの相関関係が異常であるときには操舵補助制御を禁止させる制御禁止信号を出力する。   Further, the central processing unit 17 receives the main torque detection signal Tmd, the gain double torque detection signal Tnmd, and the sub torque detection signal Tsd converted into digital signals by the A / D converters 21a, 21b, and 21c, and based on them. A torque sensor abnormality check unit 22 that performs a torque sensor abnormality check. When the correlation between the main torque detection signal Tmd and the sub torque detection signal Tsd is normal, the torque sensor abnormality check unit 22 determines that the steering torque sensor 3 is normal, for example, a logical value “0” indicating normality. "When the gain double torque detection signal Tnmd is within the allowable torque range, the main torque signal gain Gm is set to 0% and the gain double torque signal gain Gg is set to 100%. When the gain double torque detection signal Tnmd is outside the allowable torque range, the main torque signal gain Gm is set to 100%, and the gain double torque signal gain Gg is set to 0%. Further, when the correlation between the main torque detection signal Tmd and the sub torque detection signal Tsd is normal, but the gain double torque detection signal Tnmd is abnormal, for example, a logical value “1” indicating an abnormality of the gain double torque detection signal Tnmd. ", The main torque signal gain Gm is set to 100%, and the gain multiplied torque signal gain Gg is set to 0%. Further, when the correlation between the main torque detection signal Tmd and the sub torque detection signal Tsd is abnormal, a control prohibiting signal for prohibiting the steering assist control is output.

また、中央演算処理装置17は、A/D変換器21aから出力されるメイントルク検出信号Tmd及びA/D変換器21bから出力されるゲイン倍トルク検出信号Tnmdが入力されるとともに、トルク異常検出部としてのトルクセンサ異常チェック部22から出力されるメイントルク信号ゲインGm及びゲイン倍トルク信号ゲインGgが入力されるトルク信号切替部23を有する。このトルク信号切替部23は、図4に示すように、メイントルク検出信号Tmdを増幅回路18のゲインn倍に単位を合わせるn倍増幅部23aと、このn倍増幅部23aの出力にメイントルク検出信号ゲインGmを乗算するゲイン乗算部23bと、ゲイン倍トルク検出信号Tnmdにゲイン倍トルク信号ゲインGgを乗算するゲイン乗算部23cと、ゲイン乗算部23b及びゲイン乗算部23cの出力を加算する加算部23dと、この加算部23dの加算出力でなるトルク選択信号Tssが直接入力されるとともに、トルク選択信号Tssが可変レートリミッタ部23eを介して入力されるトルク選択部23fとを備えている。   The central processing unit 17 receives the main torque detection signal Tmd output from the A / D converter 21a and the gain double torque detection signal Tnmd output from the A / D converter 21b, and detects torque abnormality. A torque signal switching unit 23 to which a main torque signal gain Gm and a gain double torque signal gain Gg output from a torque sensor abnormality check unit 22 as a unit are input. As shown in FIG. 4, the torque signal switching unit 23 includes an n-times amplifying unit 23a that adjusts the unit of the main torque detection signal Tmd to a gain n-times of the amplifier circuit 18, and an output of the n-times amplifying unit 23a. A gain multiplier 23b that multiplies the detection signal gain Gm, a gain multiplier 23c that multiplies the gain double torque detection signal Tmdd by the gain double torque signal gain Gg, and an addition that adds the outputs of the gain multiplier 23b and the gain multiplier 23c 23d and a torque selection unit 23f to which the torque selection signal Tss as an addition output of the addition unit 23d is directly input and the torque selection signal Tss is input via the variable rate limiter unit 23e.

ここで、可変レートリミッタ部23eでは、加算部23dから出力されるトルク選択信号Tssを入力信号Tinとし、出力信号をToutとし、1つ前のサンプリング時の出力信号をTout−1とし、増幅回路18のゲイン倍数nに対応するn回前のサンプリング時の入力信号をTin−nとしたとき、下記(1)式で表される演算を行って出力信号Toutを算出してトルク選択部23fに出力する。
Tout=Tout−1+(Tin−Tin−n)/n …………(1)
Here, in the variable rate limiter unit 23e, the torque selection signal Tss output from the adder unit 23d is set as the input signal Tin, the output signal is set as Tout, and the output signal at the previous sampling is set as Tout −1. When the input signal at the time of sampling n times corresponding to the gain multiple n of 18 is Tin- n , the output signal Tout is calculated by performing the calculation represented by the following equation (1), and the torque selection unit 23f Output.
Tout = Tout −1 + (Tin−Tin −n ) / n (1)

また、トルク選択部23fでは、トルクセンサ異常チェック部22から入力される異常信号Saが論理値“0”であるときには加算部23dから直接入力されたトルク選択信号Tssを選択してトルク検出値Tとして出力し、論理値“1”であるときに可変レートリミッタ部23eの出力信号Toutを選択してトルク検出値Tとして出力する。
また、中央演算処理装置17は、トルク信号切替部23から出力されるトルク検出値Tが個別に入力される操舵補助指令値演算部24及びセンタ応答性改善部25と、回転角センサ19で検出したモータ回転角θmを微分してモータ角速度ωmを演算するモータ角速度演算部26と、このモータ角速度演算部26で演算したモータ角速度ωmに基づいて収斂性補償値Icを算出するヨーレート収斂性制御部27と、操舵補助指令値演算部24、センタ応答性改善部25及びヨーレート収斂性制御部27の出力を加算する加算部28とを備えている。
The torque selection unit 23f selects the torque selection signal Tss directly input from the addition unit 23d and selects the torque detection value T when the abnormality signal Sa input from the torque sensor abnormality check unit 22 is a logical value “0”. When the logical value is “1”, the output signal Tout of the variable rate limiter 23e is selected and output as the torque detection value T.
Further, the central processing unit 17 is detected by the steering assist command value calculation unit 24 and the center response improvement unit 25 to which the torque detection value T output from the torque signal switching unit 23 is individually input, and the rotation angle sensor 19. The motor angular velocity calculation unit 26 that calculates the motor angular velocity ωm by differentiating the motor rotation angle θm, and the yaw rate convergence control unit that calculates the convergence compensation value Ic based on the motor angular velocity ωm calculated by the motor angular velocity calculation unit 26 27 and an addition unit 28 for adding the outputs of the steering assist command value calculation unit 24, the center response improvement unit 25, and the yaw rate convergence control unit 27.

ここで、操舵補助指令値演算部24では、入力されるトルク検出値Tと、車速センサ15で検出した車速検出値Vsとに基づいて図5に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値Irefを算出して加算部28に出力する。
ここで、操舵補助指令値算出マップは、図5に示すように、横軸にトルク検出値Tをとり、縦軸に操舵補助電流指令値Irefをとると共に、車速Vs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、トルク検出値Tが“0”からその近傍の設定値Ts1までの間は操舵補助電流指令値Irefが“0”を維持し、トルク検出値Tが設定値Ts1を超えると最初は操舵補助電流指令値Irefがトルク検出値Tの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらにトルク検出値Tが増加すると、その増加に対して操舵補助電流指令値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Vs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。
Here, the steering assist command value calculation unit 24 refers to the steering assist current command value calculation map shown in FIG. 5 based on the input torque detection value T and the vehicle speed detection value Vs detected by the vehicle speed sensor 15. A steering assist current command value Iref is calculated and output to the adding unit 28.
Here, as shown in FIG. 5, the steering assist command value calculation map has a parabolic shape with the detected torque T on the horizontal axis, the steering assist current command value Iref on the vertical axis, and the vehicle speed Vs as a parameter. It is composed of a characteristic diagram represented by a curve. The steering assist current command value Iref is maintained at “0” while the torque detection value T is between “0” and a set value Ts1 in the vicinity thereof, and the torque detection value T is When the set value Ts1 is exceeded, initially, the steering assist current command value Iref increases relatively slowly as the torque detection value T increases, but when the torque detection value T further increases, the steering assist current command value increases. The value Iref is set so as to increase steeply, and this characteristic curve is set so that the inclination becomes smaller as the vehicle speed Vs increases.

また、センタ応答性改善部25は、ステアリングの中立点付近における制御の応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現するようになっており、例えば図6に示すように、操舵トルクセンサ3で検出したトルク検出値Tを差分計算部25aで、単位時間当たりの操舵トルク変化量を単位時間で除算することにより、トルク検出値Tを微分し、操舵トルク微分値T′をローパスフィルタ25bでフィルタ処理し、ローパスフィルタ25bのフィルタ出力を車速Vs感応の補償ゲイン部25cに供給して、車速検出値Vsに応じて変化される補償ゲインを乗算してセンタ応答性補償値Irを算出し、算出したセンタ応答性補償値Irを加算部28に出力する。   Further, the center responsiveness improvement unit 25 increases the control responsiveness near the neutral point of the steering to realize smooth and smooth steering. For example, as shown in FIG. The detected torque detection value T is differentiated by the difference calculation unit 25a and the amount of change in steering torque per unit time is divided by the unit time to differentiate the torque detection value T, and the steering torque differential value T ′ is filtered by the low-pass filter 25b. Then, the filter output of the low-pass filter 25b is supplied to the vehicle speed Vs-sensitive compensation gain unit 25c, and the center response compensation value Ir is calculated by multiplying by the compensation gain that changes according to the vehicle speed detection value Vs. The center responsiveness compensation value Ir is output to the adder 28.

ヨーレート収斂性制御部27は、モータ角速度ωmに基づいて車両のヨーレートを推定し、推定したヨーレート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収斂性制御値Icを算出し、算出した収斂性補償値Icを加算部28に出力する。
加算部28は、操舵補助電流指令補正値Iaref、センタ応答性補償値Ir、収斂性制御値Icを加算して、補償後操舵補助電流指令値Iref′を算出し、算出した補償後操舵補助電流指令値Iref′をロバスト安定化補償部29に供給する。
The yaw rate convergence control unit 27 estimates the yaw rate of the vehicle based on the motor angular velocity ωm, and in order to improve the convergence of the estimated yaw rate, the convergence control value for braking the operation of the steering wheel 1 swinging. Ic is calculated, and the calculated convergence compensation value Ic is output to the adder 28.
The adder 28 adds the steering assist current command correction value Iaref, the center response compensation value Ir, and the convergence control value Ic to calculate the compensated steering assist current command value Iref ′, and calculates the compensated steering assist current. The command value Iref ′ is supplied to the robust stabilization compensator 29.

このロバスト安定化補償部29は、sをラプラス演算子とする伝達関数G(s)=(s+a1・s+a2)/(s+b1・s+b)を有し、トルク検出値Tに含まれる慣性要素とバネ要素からなる共振系の共振周波数におけるピークを除去するようにし、制御系の安定性と応答性を阻害する共振周波数の位相のズレを補償する。このロバスト安定化補償部29の出力が加算部30に供給される。この加算部30には、モータ慣性補償部31でモータ角速度演算部26から入力されるモータ角速度ωmに基づいて算出されたモータ慣性補償値Iiが入力されている。 This robust stabilization compensator 29 has a transfer function G (s) = (s 2 + a 1 · s + a 2) / (s 2 + b 1 · s + b 2 ) with s as a Laplace operator, and is included in the detected torque value T. A peak at the resonance frequency of the resonance system composed of the inertia element and the spring element is removed to compensate for a phase shift of the resonance frequency that hinders the stability and responsiveness of the control system. The output of the robust stabilization compensator 29 is supplied to the adder 30. A motor inertia compensation value Ii calculated by the motor inertia compensation unit 31 based on the motor angular velocity ωm input from the motor angular velocity calculation unit 26 is input to the addition unit 30.

そして、加算部30の加算出力が電流指令値Itとしてd−q軸指令値演算部32に供給される。このd−q軸指令値演算部32では、回転角センサ19で検出したモータ回転角θmと、モータ角速度演算部26で算出したモータ角速度ωmとに基づいてd軸電流指令値Idref及びq軸電流指令値Iqrefを算出し、算出したd軸電流指令値Idref及びq軸電流指令値Iqrefを2相/3相変換部33で三相電流指令値Iaref、Ibref及びIcrefに変換して、減算部34a、34b及び34cに個別に供給する。これら減算部34a、34bオヨ及び34cには、モータ電流検出回路20で検出したモータ電流Ia、Ib及びIcが入力されており、両者の電流偏差ΔIa、ΔIb及びΔIcがPI(比例・積分)電流制御部35に供給されて、PI制御演算することにより、電圧指令値Varef、Vbref及びVcreを算出し、これら電圧指令値Varef、Vbref及びVcrefをモータ駆動回路40に出力する。   Then, the addition output of the addition unit 30 is supplied to the dq axis command value calculation unit 32 as the current command value It. In the dq axis command value calculation unit 32, the d axis current command value Idref and the q axis current are calculated based on the motor rotation angle θm detected by the rotation angle sensor 19 and the motor angular velocity ωm calculated by the motor angular velocity calculation unit 26. The command value Iqref is calculated, and the calculated d-axis current command value Idref and q-axis current command value Iqref are converted into three-phase current command values Iaref, Ibref, and Icref by the two-phase / three-phase conversion unit 33, and the subtraction unit 34a , 34b and 34c are supplied separately. The motor currents Ia, Ib, and Ic detected by the motor current detection circuit 20 are input to the subtractors 34a, 34b, and 34c, and their current deviations ΔIa, ΔIb, and ΔIc are PI (proportional / integral) currents. The voltage command values Varef, Vbref and Vcre are calculated by PI control calculation supplied to the control unit 35, and these voltage command values Varef, Vbref and Vcref are output to the motor drive circuit 40.

このモータ駆動回路40では、電圧指令値Varef、Vbref及びVcrefに基づいてパルス幅変調を行ってゲート駆動信号を形成し、形成したゲート駆動信号を例えば3相インバータ回路を構成する6つのスイッチング素子に供給することにより、3相インバータ回路で3相モータ電流Ia、Ib及びIcを形成し、これら3相モータ電流Ia、Ib及びIcを電動モータ12に出力する。
以上が中央演算処理装置17の機能ブロック図の説明であるが、中央演算処理装置17では、図示しないROMに格納されているトルク指令値選択処理プログラム及び操舵補助演算処理プログラムを実行することにより、モータ駆動回路40に対する電圧指令値Varef〜Vcrefを演算する。
In this motor drive circuit 40, pulse width modulation is performed based on the voltage command values Varef, Vbref and Vcref to form a gate drive signal, and the formed gate drive signal is applied to, for example, six switching elements constituting a three-phase inverter circuit. By supplying, three-phase motor currents Ia, Ib and Ic are formed by the three-phase inverter circuit, and these three-phase motor currents Ia, Ib and Ic are output to the electric motor 12.
The above is the description of the functional block diagram of the central processing unit 17, but in the central processing unit 17, by executing the torque command value selection processing program and the steering assist calculation processing program stored in the ROM (not shown), The voltage command values Varef to Vcref for the motor drive circuit 40 are calculated.

ここで、トルク指令値選択処理は、A/D変換器21a〜21cに対応するA/D変換機能のサンプリング周期毎のメインプログラムに対するタイマ割込処理として実行され、図7に示すように、先ず、ステップS1で、A/D変換されたメイントルク検出信号Tmd、ゲイン倍トルク検出信号Tnmd、サブトルク検出信号Tsdを読込み、次いでステップS2に移行して、メイントルク検出信号Tmd及びサブトルク検出信号Tsdの相関関係が正常であるか否かを判定し、その判定結果が異常であるときには、ステップS3に移行して、操舵補助制御を禁止する操舵補助禁止フラグを“1”にセットしてからトルク指令値選択処理を終了する。   Here, the torque command value selection process is executed as a timer interrupt process for the main program for each sampling period of the A / D conversion function corresponding to the A / D converters 21a to 21c. First, as shown in FIG. In step S1, the A / D converted main torque detection signal Tmd, the gain double torque detection signal Tnmd, and the sub torque detection signal Tsd are read. Then, the process proceeds to step S2, and the main torque detection signal Tmd and the sub torque detection signal Tsd It is determined whether or not the correlation is normal. If the determination result is abnormal, the process proceeds to step S3, and a torque command is set after setting a steering assist prohibition flag for prohibiting steering assist control to “1”. The value selection process ends.

また、ステップS2の判定結果が、メイントルク検出信号Tmd及びサブトルク検出信号Tsdの相関関係が正常であるときには、ステップS4に移行して、メイントルク検出信号Tmdとゲイン倍トルク検出信号Tnmdとの相関関係が正常であるか否かを判定し、相関関係が正常であるときには、操舵トルクセンサ3が正常であるものと判断してステップS5に移行する。   If the determination result in step S2 indicates that the correlation between the main torque detection signal Tmd and the sub-torque detection signal Tsd is normal, the process proceeds to step S4, where the correlation between the main torque detection signal Tmd and the gain multiplied torque detection signal Tmdd. It is determined whether or not the relationship is normal. If the correlation is normal, it is determined that the steering torque sensor 3 is normal, and the process proceeds to step S5.

このステップS5では、ゲイン倍トルク検出信号Tnmdの値が許容トルク範囲内(−Tp≦Tnmd≦+Tp)であるか否かを判定し、許容トルク範囲内であるときには、ステップS6に移行して、メイントルク検出信号ゲインGmを0%に設定し、且つゲイン倍トルク検出信号ゲインGgを100%に設定するとともに、異常フラグFaを正常であることを表す“0”にリセットしてからステップS9に移行する。   In this step S5, it is determined whether or not the value of the gain double torque detection signal Tnmd is within the allowable torque range (−Tp ≦ Tnmd ≦ + Tp). If it is within the allowable torque range, the process proceeds to step S6. The main torque detection signal gain Gm is set to 0%, the gain multiplied torque detection signal gain Gg is set to 100%, and the abnormality flag Fa is reset to “0” indicating normality, and then the process goes to step S9. Transition.

また、ステップS5の判定結果が、ゲイン倍トルク検出信号Tnmdの値が許容トルク範囲外(Tnmd<−Tp又はTnmd>+Tp)であるときには、ステップS7に移行して、メイントルク検出信号ゲインGmを100%に設定し、且つゲイン倍トルク検出信号ゲインGgを0%に設定するとともに、異常フラグFaを正常であることを表す“0”にリセットしてからステップS9に移行する。   On the other hand, if the determination result in step S5 is that the value of the gain multiple torque detection signal Tnmd is outside the allowable torque range (Tnmd <−Tp or Tnmd> + Tp), the process proceeds to step S7, and the main torque detection signal gain Gm is set. Then, the gain multiplied torque detection signal gain Gg is set to 0%, and the abnormality flag Fa is reset to “0” indicating normality, and then the process proceeds to step S9.

一方、前記ステップS4の判定結果がメイントルク検出信号Tmdとゲイン倍トルク検出信号Tnmdとの相関関係が異常であるときには、ステップS8に移行して、メイントルク信号ゲインGmを100%に設定し、且つゲイン倍トルク信号ゲインGgを0%に設定するとともに、異常フラグFaをゲイン倍トルク検出信号Tnmdの異常を表す“1”に設定してからステップS9に移行する。
ステップS9では、下記(2)式の演算を行ってトルク選択信号Tssを算出する。
Tss=n・Tmd・Gm+Tnmd・Gg …………(2)
On the other hand, when the correlation between the main torque detection signal Tmd and the gain multiple torque detection signal Tnmd is abnormal as a result of the determination in step S4, the process proceeds to step S8, the main torque signal gain Gm is set to 100%, Further, the gain double torque signal gain Gg is set to 0%, and the abnormality flag Fa is set to “1” indicating an abnormality of the gain double torque detection signal Tnmd, and then the process proceeds to step S9.
In step S9, the torque selection signal Tss is calculated by performing the calculation of the following equation (2).
Tss = n · Tmd · Gm + Tnmd · Gg (2)

次いで、ステップS10に移行して、算出したトルク選択信号Tssを入力信号Tinとして設定するとともに、図示しないRAMに形成した増幅回路18のゲイン倍数n段のソシフトレジスタ領域の最終段からTin−nを読出し、前述した(1)式の演算を行ってトルク出力信号Toutを算出する。
次いで、ステップS11に移行して、算出したトルク出力信号ToutをTout−1として図示しないRAMに形成したトルク出力信号記憶領域に更新記憶するとともに、入力信号Tinを増幅回路18のゲイン倍数n段のシフトレジスタ領域に格納してからステップS12に移行する。
Next, the process proceeds to step S10, where the calculated torque selection signal Tss is set as the input signal Tin, and Tin −n from the last stage of the so-shift register area of the gain multiple n stages of the amplification circuit 18 formed in the RAM (not shown). Is calculated, and the torque output signal Tout is calculated by performing the calculation of the above-described equation (1).
Next, the process proceeds to step S11, where the calculated torque output signal Tout is updated and stored in a torque output signal storage area formed in a RAM (not shown) as Tout -1 , and the input signal Tin is stored in the gain multiple n stage of the amplifier circuit 18. After the data is stored in the shift register area, the process proceeds to step S12.

このステップS12では、異常フラグFaが“1”にセットされているか否かを判定し、異常フラグFaが“0”にリセットされているときには、ステップS13に移行して、トルク選択信号Tssをトルク検出値Tとして図示しないRAMのトルク検出値記憶領域に更新記憶してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、異常フラグFaが“1”にセットされているときにはステップS14に移行する。   In this step S12, it is determined whether or not the abnormality flag Fa is set to “1”. When the abnormality flag Fa is reset to “0”, the process proceeds to step S13, and the torque selection signal Tss is changed to the torque. When the detected value T is updated and stored in the torque detected value storage area of the RAM (not shown), the timer interrupt process is terminated and the program returns to the predetermined main program. When the abnormality flag Fa is set to “1”, step S14 is performed. Migrate to

このステップS14では、ステップS9で算出したトルク出力信号Toutをトルク検出値Tとして図示しないRAMのトルク検出値記憶領域に更新記憶してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
この図7のトルク信号選択処理において、ステップS4の処理がトルク異常判定部に対応し、ステップS6〜S9及びS12〜S14の処理がトルク選択部に対応し、ステップS10及びS11の処理がトルク制限部に対応し、ステップS10の処理が可変レートリミッタに対応している。
In step S14, the torque output signal Tout calculated in step S9 is updated and stored in the torque detection value storage area of the RAM (not shown) as the torque detection value T, and then the timer interrupt process is terminated and the program returns to the predetermined main program. .
In the torque signal selection process of FIG. 7, the process of step S4 corresponds to the torque abnormality determination unit, the processes of steps S6 to S9 and S12 to S14 correspond to the torque selection unit, and the processes of steps S10 and S11 are torque limiting. The processing of step S10 corresponds to the variable rate limiter.

操舵補助制御処理は、図8に示すように、ステップS21で、RAMのトルク検出値記憶領域に記憶されているトルク検出値T、車速センサ15で検出した車速検出値Vs、回転角センサ19で検出したモータ回転角θm、モータ電流検出回路20で検出したモータ電流Ia〜Ic等の各種検出値を読込み、次いでステップS22に移行して、トルク検出値T及び車速検出値Vsに基づいて前述した図5に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値Irefを算出する。   As shown in FIG. 8, in the steering assist control process, in step S21, the torque detection value T stored in the torque detection value storage area of the RAM, the vehicle speed detection value Vs detected by the vehicle speed sensor 15, and the rotation angle sensor 19 are used. Various detection values such as the detected motor rotation angle θm and the motor currents Ia to Ic detected by the motor current detection circuit 20 are read, and then the process proceeds to step S22, where the above-mentioned is based on the torque detection value T and the vehicle speed detection value Vs. The steering assist current command value Iref is calculated with reference to the steering assist current command value calculation map shown in FIG.

次いで、ステップS23に移行して、前述したセンタ応答性改善部25に対応するセンタ応答性補償値算出処理を実行する。このセンタ応答性補償値算出処理は、単位時間当たりのトルク検出値Tの変化率すなわちトルク検出値Tを微分した操舵トルク微分値T′をローパスフィルタ処理し、フィルタ処理後の操舵トルク微分値T′に車速検出値Vsに応じて変化される補償ゲインGrを乗算してセンタ応答性補償値Ir(=Gr・T′)を算出する。   Next, the process proceeds to step S23, and the center response compensation value calculation process corresponding to the center response improvement unit 25 described above is executed. In this center response compensation value calculation process, the rate of change of the torque detection value T per unit time, that is, the steering torque differential value T ′ obtained by differentiating the torque detection value T is low-pass filtered, and the steering torque differential value T after filtering is processed. The center response compensation value Ir (= Gr · T ′) is calculated by multiplying ′ by a compensation gain Gr that is changed according to the vehicle speed detection value Vs.

次いで、ステップS24に移行して、モータ回転角θmを微分してモータ角速度ωmを算出し、次いで、ステップS25に移行して、算出したモータ角速度ωmに基づいてヨーレート収斂性制御値Ic及びモータ慣性補償値Iiを算出する。
次いで、ステップS26に移行して、操舵補助電流指令値Irefと、センタ応答性改善値Irと、ヨーレート収斂性制御値Icとを加算して補償後操舵補助電流指令値Iref′を算出し、次いでステップS27に移行して、算出した補償後操舵補助電流指令値Iref′に前述した伝達関数G(s)を乗算するロバスト安定化補償処理を行って補償後操舵補助電流指令値Iref″を算出する。
Next, the process proceeds to step S24, where the motor angular speed ωm is calculated by differentiating the motor rotation angle θm, and then the process proceeds to step S25, where the yaw rate convergence control value Ic and the motor inertia are based on the calculated motor angular speed ωm. A compensation value Ii is calculated.
Next, the routine proceeds to step S26, where the steering assist current command value Iref, the center response improvement value Ir, and the yaw rate convergence control value Ic are added to calculate a post-compensation steering assist current command value Iref ′. In step S27, a robust stabilization compensation process for multiplying the calculated post-compensation steering assist current command value Iref ′ by the transfer function G (s) described above is performed to calculate a post-compensation steering assist current command value Iref ″. .

次いで、ステップS28に移行して、補償後操舵補助電流指令値Iref″にモータ慣性補償値Iiを加算して電流指令値It(=Iref″+Ii)を算出する。
次いで、ステップS29に移行して、算出した電流指令値Itと、モータ回転角θm及びモータ角速度ωmとに基づいてd軸電流指令値Idref及びq軸電流指令値Iqrefを算出し、次いでステップS30に移行して、算出したd軸電流指令値Idref及びq軸電流指令値Iqrefを2相/3相変換処理して3相電流指令値Iaref、Ibref及びIcrefを算出する。
Next, the process proceeds to step S28, and the motor inertia compensation value Ii is added to the post-compensation steering assist current command value Iref ″ to calculate the current command value It (= Iref ″ + Ii).
Next, the process proceeds to step S29, where the d-axis current command value Idref and the q-axis current command value Iqref are calculated based on the calculated current command value It, the motor rotation angle θm and the motor angular velocity ωm, and then in step S30. Then, the calculated d-axis current command value Idref and q-axis current command value Iqref are subjected to a two-phase / three-phase conversion process to calculate three-phase current command values Iaref, Ibref, and Icref.

次いで、ステップS31に移行して、算出した3相電流指令値Iaref、Ibref及びIcrefからモータ電流検出値Ia、Ib及びIcを減算して電流偏差ΔIa、ΔIb及びΔIcを算出し、次いでステップS32に移行して、算出した電流偏差ΔIa、ΔIb及びΔIcをPI(比例・積分)制御処理して電圧指令値Varef、Vbref及びVcrefを算出する。
次いで、ステップS33に移行して、算出した電圧指令値Varef、Vbref及びVcrefをモータ駆動回路40に出力してから前記ステップS21に戻る。
この図8の操舵補助制御処理が操舵補助指令値制御部に対応している。
Next, the process proceeds to step S31, and motor current detection values Ia, Ib and Ic are subtracted from the calculated three-phase current command values Iaref, Ibref and Icref to calculate current deviations ΔIa, ΔIb and ΔIc, and then to step S32 Then, the calculated current deviations ΔIa, ΔIb, and ΔIc are subjected to PI (proportional / integral) control processing to calculate voltage command values Varef, Vbref, and Vcref.
Next, the process proceeds to step S33, and the calculated voltage command values Varef, Vbref, and Vcref are output to the motor drive circuit 40, and then the process returns to step S21.
The steering assist control process of FIG. 8 corresponds to the steering assist command value control unit.

次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両がイグニッションスイッチIGをオフ状態としてステアリングホイール1を操舵中立位置すなわち直進走行状態で停車しているものとする。
この車両の停車状態で、イグニッションスイッチIGをオン状態とすると、これに応じてバッテリーBから電源がコントローラ14に投入されて、中央演算処理装置17、モータ駆動回路40が動作状態となる。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
Now, it is assumed that the vehicle is stopped in a steering neutral position, that is, in a straight traveling state, with the ignition switch IG turned off.
When the ignition switch IG is turned on while the vehicle is stopped, the power is supplied from the battery B to the controller 14 accordingly, and the central processing unit 17 and the motor drive circuit 40 are put into operation.

このとき、操舵トルクセンサ3のメイントルク検出部3Mで検出されるメイントルク検出信号Tmとサブトルク検出部3Sで検出されるサブトルク検出信号Tsとの相関関係が正常であり、且つメイントルク検出値Tmと増幅回路18で算出されるゲイン倍トルク検出信号Tnmとの相関関係が正常である状態では、図7のトルク信号選択処理が実行されたときに、ステップS1、S2、S4を経てステップS5に移行し、ゲイン倍トルク検出信号Tnmdが許容範囲内すなわち−Tp≦Tnmd≦+Tpであるときには、ゲイン倍トルク検出信号Tnmdが正常であると判断されてテップS6に移行する。このステップS6では、メイントルク信号ゲインGmを0%に設定し、且つゲイン倍トルク信号ゲインGgを100%に設定するとともに、異常フラグFaを“0”にリセットする。
このため、ステップS9で算出されるトルク選択信号Tssとしては、ゲイン倍トルク検出信号Tnmdがそのまま選択されることになる。
At this time, the correlation between the main torque detection signal Tm detected by the main torque detection unit 3M of the steering torque sensor 3 and the sub torque detection signal Ts detected by the sub torque detection unit 3S is normal, and the main torque detection value Tm 7 and the gain double torque detection signal Tnm calculated by the amplifier circuit 18 are normal, when the torque signal selection process of FIG. 7 is executed, the process goes to steps S5 through S1, S2, and S4. When the gain double torque detection signal Tnmd is within the allowable range, that is, −Tp ≦ Tnmd ≦ + Tp, it is determined that the gain double torque detection signal Tnmd is normal, and the flow proceeds to step S6. In step S6, the main torque signal gain Gm is set to 0%, the gain multiple torque signal gain Gg is set to 100%, and the abnormality flag Fa is reset to “0”.
For this reason, as the torque selection signal Tss calculated in step S9, the gain double torque detection signal Tnmd is selected as it is.

そして、ステップS10で、トルク選択信号Tssを入力信号Tinとするとともに、RAMに形成されたシフトレジスタ領域の最終段からTim−nを読込んで、前述した(1)式の演算を行うことにより、出力トルク信号Toutを算出する。
そして、算出した出力トルク信号ToutをRAMに形成した出力トルク信号記憶領域に更新記憶するとともに、入力信号TinをRAMに形成したシフトレジスタ領域の初段に記憶し、各段を1つずつシフトする(ステップS11)。
In step S10, the torque selection signal Tss is used as the input signal Tin, and Tim −n is read from the final stage of the shift register area formed in the RAM, and the above-described calculation of the expression (1) is performed. An output torque signal Tout is calculated.
The calculated output torque signal Tout is updated and stored in the output torque signal storage area formed in the RAM, and the input signal Tin is stored in the first stage of the shift register area formed in the RAM, and each stage is shifted one by one ( Step S11).

また、異常フラグFaが“0”にリセットされているので、ステップS12からステップS13に移行して、トルク選択信号Tssがトルク検出値TとしてRAMに形成されたトルク検出値記憶領域に更新記憶され、タイマ割込処理が終了されて所定のメインプログラムに復帰する。
このように、増幅回路18から出力されるゲイン倍トルク検出信号Tnmdが正常であるときには、このゲイン倍トルク検出信号Tnmdがトルク検出値Tとして選択されるので、A/D変換機能の分解能を有効利用することができる。
Further, since the abnormality flag Fa is reset to “0”, the process proceeds from step S12 to step S13, and the torque selection signal Tss is updated and stored in the torque detection value storage area formed in the RAM as the torque detection value T. Then, the timer interrupt process is terminated and the process returns to the predetermined main program.
Thus, when the gain double torque detection signal Tnmd output from the amplifier circuit 18 is normal, the gain double torque detection signal Tnmd is selected as the torque detection value T, so that the resolution of the A / D conversion function is effective. Can be used.

そして、選択されたトルク検出値Tに基づいて図8に示す操舵補助制御処理で、操舵補助電流指令値Irefが算出されるとともに、センタ応答性改善値Irが算出され、両者が加算されるとともに、モータ回転角θmを微分したモータ角速度ωmに基づいて算出されるヨーレート収斂性制御値Icが加算されて操舵補助電流補償値Iref′が算出される(ステップS26)。
この操舵補助電流補償値Iref′にロバスト安定化処理によって伝達関数G(s)を乗算して補償後操舵補助電流指令値Iref″を算出し(ステップS27)、算出した補償後操舵補助電流指令値Iref″にモータ慣性補償値Iiを加算して電流指令値Itを算出する(ステップS28)。
Then, in the steering assist control process shown in FIG. 8 based on the selected torque detection value T, the steering assist current command value Iref is calculated, the center response improvement value Ir is calculated, and both are added. The yaw rate convergence control value Ic calculated based on the motor angular velocity ωm obtained by differentiating the motor rotation angle θm is added to calculate the steering assist current compensation value Iref ′ (step S26).
The steering assist current compensation value Iref ′ is multiplied by the transfer function G (s) by a robust stabilization process to calculate a compensated steering assist current command value Iref ″ (step S27), and the calculated aftercompensation steering assist current command value is calculated. A motor command value It is calculated by adding the motor inertia compensation value Ii to Iref ″ (step S28).

そして、電流指令値Itに基づいてd−q軸電流指令値算出処理を行って、d軸電流指令値Idref及びq軸電流指令値Iqrefを算出し(ステップS29)、算出したd軸電流指令値Idref及びq軸電流指令値Iqrefを2相/3相変換処理して3相モータ電流指令値Iaref、Ibref及びIcrefを算出する(ステップS30)
そして、算出した3相モータ電流指令値Iaref、Ibref及びIcrefからモータ電流検出回路20で検出したモータ電流Ia、Ib及びIcを個別に減算して電流偏差ΔIa、ΔIb及びΔIcを算出し(ステップS31)、算出した電流偏差ΔIa、ΔIb及びΔIcをPI制御演算処理することにより、電圧指令値Varef、Vbref及びVcrefを算出する(ステップS32)。
Then, a dq-axis current command value calculation process is performed based on the current command value It to calculate a d-axis current command value Idref and a q-axis current command value Iqref (step S29), and the calculated d-axis current command value The Idref and the q-axis current command value Iqref are subjected to 2-phase / 3-phase conversion processing to calculate the 3-phase motor current command values Iaref, Ibref, and Icref (step S30).
Then, current deviations ΔIa, ΔIb, and ΔIc are calculated by individually subtracting the motor currents Ia, Ib, and Ic detected by the motor current detection circuit 20 from the calculated three-phase motor current command values Iaref, Ibref, and Icref (step S31). ), The voltage command values Varef, Vbref, and Vcref are calculated by subjecting the calculated current deviations ΔIa, ΔIb, and ΔIc to PI control calculation processing (step S32).

そして、算出した電圧指令値Varef、Vbref及びVcrefをモータ駆動回路40に出力することにより、モータ駆動回路40で、電圧指令値Varef、Vbref及びVcrefに基づいてパルス幅変調を行ってゲート駆動信号を形成し、このゲート駆動信号でインバータを構成する6つのスイッチング素子を駆動制御することにより、3相モータ電流Ia、Ib及びIcを形成し、これら3相モータ電流Ia、Ib及びIcを電動モータ12に供給することにより、電動モータ12を回転駆動して、トルク検出値Tに応じた操舵補助力を発生させる。
この電動モータ12で発生した操舵補助力が減速ギヤ11を介してステアリングシャフトの出力軸2bに伝達されることにより、ステアリングホイール1を軽い操舵力で操舵することができる。
Then, by outputting the calculated voltage command values Varef, Vbref and Vcref to the motor drive circuit 40, the motor drive circuit 40 performs pulse width modulation based on the voltage command values Varef, Vbref and Vcref to generate a gate drive signal. The three-phase motor currents Ia, Ib and Ic are formed by driving and controlling the six switching elements constituting the inverter with the gate drive signal, and these three-phase motor currents Ia, Ib and Ic are generated by the electric motor 12. , The electric motor 12 is driven to rotate, and a steering assist force corresponding to the detected torque value T is generated.
The steering assist force generated by the electric motor 12 is transmitted to the output shaft 2b of the steering shaft via the reduction gear 11, so that the steering wheel 1 can be steered with a light steering force.

この操舵トルクセンサ3が正常な状態で、増幅回路18から出力されるゲイン倍トルク検出信号Tnmdが許容トルク範囲外となったときには、図7のトルク信号選択処理で、ステップS5からステップS7に移行して、メイントルク信号ゲインGmを100%に設定し、且つゲイン倍トルク信号ゲインGgを0%に設定される。このため、前記(2)式で算出されるトルク選択信号Tssがメイントルク検出信号Tmdをゲイン倍数n倍した信号がトルク選択信号Tssとして選択されることになり、異常フラグFaは“0”を継続するので、トルク選択信号Tssすなわちゲイン倍したメイントルク検出信号n・Tmdがトルク検出値TとしてRAMのトルク検出値記憶領域に更新記憶される。このトルク検出値Tに基づいて図8の操舵補助制御処理が実行される。   When the gain torque detection signal Tnmd output from the amplifier circuit 18 is outside the allowable torque range with the steering torque sensor 3 in a normal state, the process proceeds from step S5 to step S7 in the torque signal selection process of FIG. Then, the main torque signal gain Gm is set to 100%, and the gain multiplied torque signal gain Gg is set to 0%. Therefore, a signal obtained by multiplying the main torque detection signal Tmd by a gain multiple n is selected as the torque selection signal Tss as the torque selection signal Tss calculated by the equation (2), and the abnormality flag Fa is set to “0”. Therefore, the torque selection signal Tss, that is, the main torque detection signal n · Tmd multiplied by the gain is updated and stored in the torque detection value storage area of the RAM as the torque detection value T. Based on this torque detection value T, the steering assist control process of FIG.

さらに、メイントルク検出信号Tmdとサブトルク検出信号Tsdとの相関関係が正常である状態で、増幅回路18から出力されるゲイン倍トルク検出信号Tnmdが異常となった場合には、メイントルク検出信号Tmdとゲイン倍トルク検出信号Tnmdとの相関関係が崩れることになるので、図7のトルク信号選択処理で、ステップS4からステップS8に移行する。このステップS8では、メイントルク信号ゲインGmが100%に設定され、且つゲイン倍トルク信号ゲインGgが0%に設定されるとともに、異常フラグFaが“1”にセットされる。
このため、トルク選択信号Tssとしてはn倍されたメイントルク検出信号n・Tnmdが選択されることになり(ステップS9)、このトルク選択信号Tssが入力信号Tinとして設定されて、前記(1)式の可変レートリミッタを構成する演算が実行されて出力トルク信号Toutが算出される。
Further, when the correlation between the main torque detection signal Tmd and the sub torque detection signal Tsd is normal and the gain double torque detection signal Tnmd output from the amplifier circuit 18 becomes abnormal, the main torque detection signal Tmd And the gain multiplied torque detection signal Tnmd are lost, and the process proceeds from step S4 to step S8 in the torque signal selection process of FIG. In step S8, the main torque signal gain Gm is set to 100%, the gain multiplied torque signal gain Gg is set to 0%, and the abnormality flag Fa is set to “1”.
For this reason, the main torque detection signal n · Tnmd multiplied by n is selected as the torque selection signal Tss (step S9), the torque selection signal Tss is set as the input signal Tin, and the (1) The operation constituting the variable rate limiter of the equation is executed to calculate the output torque signal Tout.

そして、異常フラグFaが“1”にセットされているので、算出された出力トルク信号Toutがトルク検出値Tとして選択されてRAMのトルク検出値記憶領域に更新記憶され、このトルク検出値Tに基づいて図8に示す操舵補助制御処理が実行される。
このとき、トルク指令値選択処理で算出されるトルク検出値は、図9(a)〜(c)に示すようになり、入力信号となるn倍されたメイントルク信号n・Tmdでなる入力トルク信号Tinの急激な変化を抑制した出力トルク信号Toutを得ることができる。
Since the abnormality flag Fa is set to “1”, the calculated output torque signal Tout is selected as the torque detection value T and is updated and stored in the torque detection value storage area of the RAM. Based on this, the steering assist control process shown in FIG. 8 is executed.
At this time, the torque detection value calculated in the torque command value selection process is as shown in FIGS. 9A to 9C, and the input torque is the main torque signal n · Tmd multiplied by n as the input signal. An output torque signal Tout that suppresses a rapid change in the signal Tin can be obtained.

すなわち、ゲイン倍数nを例えば“4”に設定した場合について説明すると、入力トルク信号Tinの絶対値が、図9(a)で実線図示のように、時点t0で例えば“0”から“16”まで急激に変化し、この状態がA/D変換機能のサンプリング周期の2周期分継続してから急激に“0”に復帰した場合には、時点t0で、4サンプリング周期前の入力トルク信号Tin−nが“0”であり、前回の出力トルクTout−1も“0”であるので、破線図示の出力トル信号Toutは、
Tout=0+(16−0)/4=4
となる。
That is, for example, when the gain multiple n is set to “4”, for example, the absolute value of the input torque signal Tin is, for example, “0” to “16” at the time t0 as shown by the solid line in FIG. When this state continues for two sampling cycles of the A / D conversion function and then suddenly returns to “0”, the input torque signal Tin 4 sampling cycles before the time t0. Since −n is “0” and the previous output torque Tout −1 is also “0”, the output torque signal Tout shown in the broken line is
Tout = 0 + (16-0) / 4 = 4
It becomes.

次いで、時点t1では、Tinが“16”を継続しており、Tin−4はやはり“0”であるが、前回の出力トルク信号Tout−1が“4”であるので、出力トルク信号Toutは、
Tout=4+(16−0)/4=8
となる。
時点t2では、入力トルク信号Tinが“0”となり、4サンプリング周期前の入力トルク信号Tin−4も“0”であり、前回の出力トルク信号Tout−1が“8”であるので、出力トルク信号Toutは、
Tout=8+(0−0)/4=8
となる。
Next, at the time point t1, Tin continues to be “16” and Tin −4 is still “0”, but since the previous output torque signal Tout −1 is “4”, the output torque signal Tout is ,
Tout = 4 + (16-0) / 4 = 8
It becomes.
At time t2, the input torque signal Tin becomes “0”, the input torque signal Tin −4 before 4 sampling periods is also “0”, and the previous output torque signal Tout −1 is “8”. The signal Tout is
Tout = 8 + (0-0) / 4 = 8
It becomes.

時点t3でも時点t2と同様であるので、出力トルク信号Toutは“8”を継続し、時点t4では、前回の出力トルク信号Tout−1が“8”で、4サンプリング周期前の入力トルク信号Tin−4が“16”となるので、出力トルク信号Toutは、
Tout=8+(0−16)/4=4
となって、出力トルク信号Toutが破線図示のように減少する。
Since the time t3 is the same as the time t2, the output torque signal Tout continues to be “8”. At the time t4, the previous output torque signal Tout −1 is “8”, and the input torque signal Tin before the four sampling periods -4 is “16”, so the output torque signal Tout is
Tout = 8 + (0-16) / 4 = 4
Thus, the output torque signal Tout decreases as shown by the broken line.

同様に、時点t5でも時点t4と同様に、4サンプリング周期前の入力トルク信号Tin−4が“16”であるが、前回の出力トルク信号Tout−1が“4”であるので、出力トルク信号Toutは、
Tout=4+(0−16)/4=0
となって、出力トルク信号Toutが“0”に復帰する。
Similarly, at time t5, as in time t4, the input torque signal Tin- 4 before the four sampling periods is “16”, but the previous output torque signal Tout- 1 is “4”, so the output torque signal Tout is
Tout = 4 + (0-16) / 4 = 0
Thus, the output torque signal Tout returns to “0”.

このように、n倍したメイントルク検出信号Tmdでなる入力トルク信号Tinが急変しても、可変レートリミッタ機能を発揮させることにより、トルク検出値Tを緩やかに変化させることができる。このため、従来例のように微分処理を伴うセンタ応答性改善処理を行った場合に、そのセンタ応答性改善値が不連続な値となることを確実に防止することができ、メイントルク検出信号Tmdの分解能の粗さを補間し、分解能の粗さが操舵感に影響することを確実に抑制することができる。   In this way, even if the input torque signal Tin, which is the main torque detection signal Tmd multiplied by n, suddenly changes, the torque detection value T can be gradually changed by exhibiting the variable rate limiter function. For this reason, when the center response improvement process accompanied by the differentiation process is performed as in the conventional example, the center response improvement value can be reliably prevented from being a discontinuous value, and the main torque detection signal By interpolating the roughness of the resolution of Tmd, it is possible to reliably suppress the influence of the roughness of the resolution on the steering feeling.

また、n倍したメイントルク検出信号n・Tmdでなる入力トルク信号Tinが時点t2で実線図示のようにさらに、“20”増加した後、時点t3で“0”に復帰した場合が図9(b)であり、前述した図9(a)の場合に対して、時点t2で入力トルク信号Tinの増加に応じて“9”だけ増加し、その後、時点t3で入力トルク信号Tinが“0”に復帰することにより、出力トルク信号Toutは時点t2の値を保持し、その後時点t4以降で出力トルク信号Toutが順次減少して時点t6で“0”に復帰する。
この場合も、n倍したメイントルク検出信号Tmdでなる入力トルク信号Tinが急変しても、可変レートリミッタ機能を発揮させることにより、トルク検出値Tを緩やかに変化させることができ、メイントルク検出信号Tmdの分解能の粗さを補間し、分解能の粗さが操舵感に影響することを確実に抑制することができる。
Further, the case where the input torque signal Tin composed of the main torque detection signal n · Tmd multiplied by n is further increased by “20” as shown by the solid line at time t2 and then returned to “0” at time t3 as shown in FIG. b), with respect to the case of FIG. 9A described above, it increases by “9” according to the increase of the input torque signal Tin at the time point t2, and then the input torque signal Tin is “0” at the time point t3. , The output torque signal Tout maintains the value at the time point t2, and then the output torque signal Tout gradually decreases after the time point t4 and returns to “0” at the time point t6.
Also in this case, even if the input torque signal Tin, which is the main torque detection signal Tmd multiplied by n, suddenly changes, the torque detection value T can be gradually changed by exhibiting the variable rate limiter function, and the main torque detection By interpolating the roughness of the resolution of the signal Tmd, it is possible to reliably suppress the influence of the roughness of the resolution on the steering feeling.

さらに、入力トルク信号Tinが図9(c)で実線図示のように、時点t3で“0”には復帰せず、一旦減少した後さらに増加してから順次減少する場合には、出力トルク信号Toutが図9(c)で破線図示のように、入力トルク信号Tinの変化に追従しながら緩やかな変化となり、図9(a)及び(b)と同様に、n倍したメイントルク検出信号Tmdでなる入力トルク信号Tinが急変しても、可変レートリミッタ機能を発揮させることにより、トルク検出値Tを緩やかに変化させることができ、メイントルク検出信号Tmdの分解能の粗さを補間し、分解能の粗さが操舵感に影響することを確実に抑制することができる。
このように、可変レートリミッタ機能を発揮させることにより、図9(a)〜(c)から明らかなように、メイントルク信号Tndの変化率を抑制しながらメイントルク信号Tmdの変化に追従して応答性を確保することができる制限トルク出力値Toutを得ることができる。
Further, as shown by the solid line in FIG. 9C, when the input torque signal Tin does not return to “0” at the time point t3 but once decreases and then increases further, the output torque signal Tin As shown in the broken line in FIG. 9C, Tout changes gradually while following the change of the input torque signal Tin, and the main torque detection signal Tmd multiplied by n is obtained as in FIGS. 9A and 9B. Even if the input torque signal Tin is changed suddenly, the torque detection value T can be changed gently by exercising the variable rate limiter function, and the resolution resolution of the main torque detection signal Tmd is interpolated. It is possible to reliably suppress the roughness of the wheel from affecting the steering feeling.
As described above, by demonstrating the variable rate limiter function, it is possible to follow the change in the main torque signal Tmd while suppressing the rate of change in the main torque signal Tnd, as is apparent from FIGS. The limit torque output value Tout that can ensure responsiveness can be obtained.

また、メイントルク検出信号Tmdとサブトルク検出信号Tsdとの相関関係が正常ではない場合には、図7のトルク信号選択処理で、ステップS2からステップS3に移行して、操舵補助制御禁止フラグFsが“1”にセットされることにより、図8の操舵補助制御処理が実行されたときに、ステップS20で、処理を終了することになり、正確でないトルク検出値による操舵補助制御が禁止される。   If the correlation between the main torque detection signal Tmd and the sub torque detection signal Tsd is not normal, the process proceeds from step S2 to step S3 in the torque signal selection process of FIG. By setting to “1”, when the steering assist control process of FIG. 8 is executed, the process ends in step S20, and the steering assist control based on an inaccurate torque detection value is prohibited.

このように、上記実施形態によると、トルク信号選択処理によって、増幅回路18から出力されるゲイン倍トルク検出信号Tnmが正常であるときには、このゲイン倍トルク検出信号Tnmを使用して、A/D変換機能の分解能を有効利用することができ、ゲイン倍トルク検出信号Tnmが異常となったときに、分解能の粗いメイントルク検出信号Tmdを使用しても、可変レートリミッタ機能によってメイントルク検出信号Tmdの急変を抑制したトルク検出値Tを得ることができ、微分処理を伴うセンタ応答性改善処理などで不連続な値となることを確実に防止することができる。   Thus, according to the above embodiment, when the gain double torque detection signal Tnm output from the amplifier circuit 18 is normal by the torque signal selection process, the gain double torque detection signal Tnm is used to perform A / D. The resolution of the conversion function can be used effectively, and when the gain double torque detection signal Tnm becomes abnormal, the main torque detection signal Tmd is detected by the variable rate limiter function even if the main torque detection signal Tmd having a low resolution is used. The torque detection value T that suppresses a sudden change in the value can be obtained, and it is possible to reliably prevent a discontinuous value due to the center response improvement process accompanied by the differentiation process.

しかも、メイントルク検出信号Tmdの変化率の制限を、可変レートリミッタ機能を適用して行なうようにしたので、メイントルク検出信号Tmdの変化率を制限しながらメイントルク検出信号に追従した制限トルク出力値を得ることができる。
なお、上記実施形態では、メイントルク検出信号Tmdの変化率を制限するために可変レートリミッタを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、変化率の上限値を超えた場合に制限する通常のリミッタを適用することもできる。
Moreover, since the variable rate limiter function is applied to limit the rate of change of the main torque detection signal Tmd, the limit torque output that follows the main torque detection signal while limiting the rate of change of the main torque detection signal Tmd. A value can be obtained.
In the above embodiment, the case where the variable rate limiter is applied to limit the rate of change of the main torque detection signal Tmd has been described. However, the present invention is not limited to this, and the case where the upper limit value of the rate of change is exceeded. It is also possible to apply a normal limiter that restricts to.

また、上記実施形態においては、メイントルク信号Tmdとゲイン倍トルク検出信号Tnmdとを選択する場合にメイントルク信号ゲインGm及びゲイン倍トルク信号ゲインGgの何れか一方を0%、他方を100%に設定するようにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、選択スイッチで選択するようにしてもよい。
さらに、本発明は電動パワーステアリング装置の形式(コラムタイプ、ピニオンタイプ、ラックタイプ)、モータの種類(ブラシ付き、ブラシレス等)を問わず、全ての電動パワーステアリング装置に適用可能である。
In the above embodiment, when the main torque signal Tmd and the gain double torque detection signal Tnmd are selected, either the main torque signal gain Gm or the gain double torque signal gain Gg is set to 0% and the other is set to 100%. Although the case where the setting is made has been described, the present invention is not limited to this, and the selection switch may be used for selection.
Furthermore, the present invention can be applied to all electric power steering devices regardless of the type of electric power steering device (column type, pinion type, rack type) and the type of motor (with brush, brushless, etc.).

1…ステアリンクホイール、2…ステアリングシャフト、3…操舵トルクセンサ、8…ステアリングギヤ機構、12…電動モータ、13…操舵角センサ、14…コントローラ、15…車速センサ、18…増幅回路、19…回転角センサ、20…モータ電流検出回路、21a〜21c…A/D変換器、22…トルクセンサ異常チェック部、23…トルク信号切替部、24…操舵補助電流指令値演算部、25…センタ応答性改善部、26…モータ角速度演算部、27…ヨーレート収斂性制御部、28…加算部、29…ロバスト安定化補償部、30…加算部、31…d−q軸電流指令値演算部、32…2相/3相変換部、33…減算部、34…PI電流制御部、40…モータ駆動回路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering wheel, 2 ... Steering shaft, 3 ... Steering torque sensor, 8 ... Steering gear mechanism, 12 ... Electric motor, 13 ... Steering angle sensor, 14 ... Controller, 15 ... Vehicle speed sensor, 18 ... Amplifier circuit, 19 ... Rotational angle sensor, 20 ... motor current detection circuit, 21a to 21c ... A / D converter, 22 ... torque sensor abnormality check unit, 23 ... torque signal switching unit, 24 ... steering auxiliary current command value calculation unit, 25 ... center response Improvement unit, 26 ... motor angular velocity calculation unit, 27 ... yaw rate convergence control unit, 28 ... addition unit, 29 ... robust stabilization compensation unit, 30 ... addition unit, 31 ... dq axis current command value calculation unit, 32 ... 2 phase / 3 phase conversion unit, 33 ... subtraction unit, 34 ... PI current control unit, 40 ... motor drive circuit

Claims (5)

操舵系に伝達されるトルクを検出してメイントルク検出信号を出力する少なくともメイントルク検出部を有するトルク検出装置と、
前記メイントルク検出信号をn倍したゲイン倍トルク検出値を出力するゲイン倍トルク出力部と、
該ゲイン倍トルク出力部の異常を検出するトルク異常判定部と、
前記メイントルク検出信号を所定期間毎の当該メイントルク検出信号の変化量に応じて制限したトルク制限出力値を出力するトルク制限部と、
前記トルク異常検出部で、前記ゲイン倍トルク出力部が正常であると判定されたときに、前記ゲイン倍トルク検出値を選択し、前記ゲイン倍トルク出力部が異常であると判定されたときに、前記トルク制限出力値を選択するトルク選択部と、
前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータと、
少なくとも前記トルク選択部で選択したトルク検出値に基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値制御部と、
前記操舵補助指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ駆動制御部と
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 detection device having at least a main torque detection unit for detecting torque transmitted to the steering system and outputting a main torque detection signal;
A gain double torque output unit for outputting a gain double torque detection value obtained by multiplying the main torque detection signal by n times;
A torque abnormality determination unit for detecting an abnormality of the gain double torque output unit;
A torque limiter that outputs a torque limit output value in which the main torque detection signal is limited according to a change amount of the main torque detection signal for each predetermined period;
When the torque abnormality detecting unit determines that the gain double torque output unit is normal, the gain double torque detection value is selected, and when the gain double torque output unit is determined to be abnormal. A torque selector for selecting the torque limit output value;
An electric motor that generates a steering assist force for the steering system;
A steering assist command value controller that calculates a steering assist command value based on at least the torque detection value selected by the torque selector;
An electric power steering apparatus comprising: a motor drive control unit that drives and controls the electric motor based on the steering assist command value.
前記トルク選択部は、前記メイントルク検出信号及び前記ゲイン倍トルク検出値がそれぞれA/D変換されて入力され、前記A/D変換後のメイントルク検出値をn倍した値をメイントルク検出信号とするように構成されていることを特徴する請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The torque selection unit receives the main torque detection signal and the gain multiplied torque detection value after A / D conversion and inputs a value obtained by multiplying the main torque detection value after the A / D conversion by n. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is configured as follows. 前記トルク制限部は、可変レートリミッタで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 electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the torque limiting unit is configured by a variable rate limiter. 前記可変レートリミッタは、前記メイントルク検出信号の現在値から前記ゲイン倍数nに相当するn期間前のゲイン倍メイントルク検出値を減算した値をゲイン倍数nで除算して制限値を算出し、算出した制限値を前回の制限トルク出力値に加算して制限トルク出力値を算出するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。   The variable rate limiter calculates a limit value by dividing a value obtained by subtracting a gain multiplied main torque detection value before n periods corresponding to the gain multiple n from a current value of the main torque detection signal by a gain multiple n, The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the calculated limit value is added to the previous limit torque output value to calculate the limit torque output value. 前記ゲイン倍トルク出力部は、ゲイン倍数nが前記A/D変換時の分解能を有効利用可能な値に設定されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   5. The electric motor according to claim 1, wherein the gain multiple torque output unit is configured such that the gain multiple n is set to a value that can effectively use the resolution at the time of the A / D conversion. Power steering device.
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