JP2012025262A - Electric power steering device - Google Patents

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勲 並河
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of stably continuing steering torque detection and power assist control even after there is one remaining normal sensor signal.SOLUTION: A microcomputer 21 detects steering torque τ' based on the other remaining sensor signal when the normal sensor signal remains even after abnormality is caused in either of respective sensor signals Sa, Sb that a torque sensor outputs. The microcomputer 21 includes an abnormality determination during continuation part 30 that carries out the abnormality determination of the remaining sensor signal when carrying out continuous control with the steering torque τ' as a base. The abnormality determination during continuation part 30 carries out abnormality determination by comparing a sign of a differential value Δθ between a steering angle θs (θs') as a first rotation angle closer to a steering side than to a torsion bar and a second rotation angle θp closer to a steered wheel side than to the torsion bar with the sign of the steering torque τ'.

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。   The present invention relates to an electric power steering apparatus.

通常、電動パワーステアリング装置(EPS)は、ステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捻れに基づき操舵系に伝達される操舵トルクを検出することにより、そのパワーアシスト制御を実行する。そして、従来、そのトルク検出手段を構成するトルクセンサには、ホールIC等の磁気検出素子をセンサ要素とすることにより、上記トーションバーの捻れに応じて、そのセンサ信号の出力レベル(出力電圧)が変化するように構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。   Usually, an electric power steering device (EPS) executes its power assist control by detecting a steering torque transmitted to a steering system based on torsion of a torsion bar provided in the middle of the steering shaft. Conventionally, in a torque sensor constituting the torque detection means, a magnetic detection element such as a Hall IC is used as a sensor element, so that the output level (output voltage) of the sensor signal according to the torsion bar twisting. Is configured to change (see, for example, Patent Document 1).

即ち、このような磁気式のトルクセンサには、トーションバーの両端に一対の巻線型レゾルバを配置する所謂ツインレゾルバのトルクセンサとの比較において、構成簡素且つ小型という利点がある。また、容易にセンサ要素を増やすことが可能であることから、そのセンサ信号の多重化により、高い検出精度を確保することができる。更に、何れかのセンサ信号に異常が発生した後においても、正常なセンサ信号が残存する限り、その残存するセンサ信号に基づいて、安定的に操舵トルクを検出することができる。尚、特定のセンサ信号についての異常判定は、例えば、その出力レベルが明らかに適正範囲を超えるものであるか否かにより行うことができる。そして、これにより、その操舵トルク検出過程(トルクセンサやその信号配線等)に異常が生じた後においてもパワーアシスト制御を継続して、運転者の利便性を高めることができる。   In other words, such a magnetic torque sensor has an advantage that the configuration is simple and small in comparison with a so-called twin resolver torque sensor in which a pair of wound resolvers are arranged at both ends of a torsion bar. In addition, since it is possible to easily increase the number of sensor elements, high detection accuracy can be ensured by multiplexing the sensor signals. Further, even after an abnormality occurs in any sensor signal, as long as a normal sensor signal remains, the steering torque can be detected stably based on the remaining sensor signal. Note that the abnormality determination for a specific sensor signal can be performed, for example, based on whether or not the output level clearly exceeds the appropriate range. Thus, even after an abnormality occurs in the steering torque detection process (torque sensor, signal wiring thereof, etc.), the power assist control can be continued to improve the convenience for the driver.

特開2003−149062号公報JP 2003-149062 A 特開2009−255645号公報JP 2009-255645 A

しかしながら、実際のトルクセンサに備えられるセンサ要素数は、多くの場合、その性能と経済合理性とのバランスから「二つ」となっている。そして、上記操舵トルク検出過程の異常判定において、その要求される判定精度を確保するためには、完全な異常値を示す場合を除けば、少なくとも二系統のセンサ信号を必要とする(例えば、特許文献2参照)。このため、従来、上記のような残存するセンサ信号を用いた操舵トルクの検出、及びパワーアシスト制御の継続もまた、その操舵系に対するアシスト付与を停止するまでの暫定的なもの留めざるを得ないのが実情であり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。   However, the number of sensor elements provided in an actual torque sensor is “two” in many cases due to the balance between its performance and economic rationality. In order to ensure the required determination accuracy in the abnormality determination in the steering torque detection process, at least two systems of sensor signals are required except for the case of showing a complete abnormal value (for example, patents) Reference 2). For this reason, conventionally, the detection of the steering torque using the remaining sensor signal as described above and the continuation of the power assist control are also tentative until the assist application to the steering system is stopped. However, there was still room for improvement in this respect.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、残存する正常なセンサ信号が一つとなった後においても、安定的に、その操舵トルク検出及びパワーアシスト制御を継続することのできる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 to solve the above problems, and its purpose is to stably detect the steering torque and perform power assist control even after the remaining normal sensor signal becomes one. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can continue the operation.

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、ステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捻れに応じて出力レベルが変化する複数のセンサ信号を出力するトルクセンサと、前記センサ信号に基づき操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記操舵トルクに基づいて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、前記各センサ信号の異常を判定する異常判定手段とを備え、前記トルク検出手段は、前記各センサ信号の何れかに異常が生じた後においても、正常な前記センサ信号が残存する場合には、その残存するセンサ信号に基づいて前記操舵トルクを検出する電動パワーステアリング装置において、前記ステアリングシャフトにおける前記トーションバーよりもステアリング側の第1回転角を検出する第1回転角検出手段と、前記ステアリングシャフトにおける前記トーションバーよりも転舵輪側の第2回転角を検出する第2回転角検出手段と、残存する前記センサ信号が一つとなった場合に、該センサ信号に基づき検出される操舵トルクの符号と前記第1回転角及び第2回転角の差分値の符号とを比較することにより、その残存するセンサ信号の異常を判定する第2異常判定手段と、を備えること、を要旨とする。   In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 1 is directed to a steering force assisting device that applies an assisting force to a steering system using a motor as a drive source, and torsion of a torsion bar provided in the middle of the steering shaft. A torque sensor that outputs a plurality of sensor signals whose output levels change in response, a torque detector that detects a steering torque based on the sensor signal, and a control that controls the operation of the steering force assisting device based on the steering torque. And an abnormality determining means for determining an abnormality of each sensor signal, wherein the torque detecting means has a normal sensor signal remaining even after an abnormality occurs in any of the sensor signals. In the electric power steering apparatus for detecting the steering torque based on the remaining sensor signal, the steering shaft First rotation angle detection means for detecting a first rotation angle on the steering side of the torsion bar; and second rotation angle detection means for detecting a second rotation angle of the steered wheel side of the steering shaft with respect to the torsion bar. When the remaining sensor signal becomes one, by comparing the sign of the steering torque detected based on the sensor signal with the sign of the difference value between the first rotation angle and the second rotation angle, The gist of the present invention is to include second abnormality determination means for determining abnormality of the remaining sensor signal.

即ち、トーションバーよりもステアリング側の第1回転角と当該トーションバーよりも転舵輪側の第2回転角との差分値は、操舵トルク検出の基礎となるトーションバーの捻れ(角)に相当する。従って、上記構成によれば、残存するセンサ信号が一つとなった後においても、精度よく、当該残存するセンサ信号の異常を判定することができる。その結果、安定的に、その残存するセンサ信号を基礎とした操舵トルク検出及びパワーアシスト制御を継続することができるようになる。   That is, the difference value between the first rotation angle on the steering side with respect to the torsion bar and the second rotation angle on the steered wheel side with respect to the torsion bar corresponds to the twist (angle) of the torsion bar that is the basis for detecting the steering torque. . Therefore, according to the above configuration, it is possible to accurately determine abnormality of the remaining sensor signal even after the remaining sensor signal becomes one. As a result, steering torque detection and power assist control based on the remaining sensor signal can be stably continued.

請求項2に記載の発明は、前記第2回転角検出手段は、モータレゾルバにより検出されるモータ回転角を換算することにより前記第2回転角を検出し、第1回転角検出手段は、前記モータレゾルバよりも検出精度の荒いステアリングセンサにより前記第1回転角を検出するものであって、前記第2異常判定手段は、前記第1回転角の変化に基づき操舵状態の切替判定を実行するとともに、その切替タイミングにおいて該第1回転角を前記第2回転角に一致させるべく補正すること、を要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, the second rotation angle detection means detects the second rotation angle by converting a motor rotation angle detected by a motor resolver, and the first rotation angle detection means The first rotation angle is detected by a steering sensor having a detection accuracy rougher than that of a motor resolver, and the second abnormality determination means executes a steering state switching determination based on a change in the first rotation angle. The gist is to correct the first rotation angle so as to coincide with the second rotation angle at the switching timing.

即ち、検出精度の荒いステアリングセンサを第1回転角検出手段として用いることで、その検出精度の荒らさに起因する第1回転角検出の遅れによって、当該第1回転角と第2回転角との差分値、即ちトーションバーの捻れ角に相当する値に誤差が生ずる可能性がある。しかしながら、上記構成によれば、その検出精度の粗さに起因した第1回転角検出の立ち上がりの遅れを補正して、精度よく残存するセンサ信号の異常を判定することができる。   That is, by using a steering sensor with a rough detection accuracy as the first rotation angle detection means, a difference between the first rotation angle and the second rotation angle due to a delay in the detection of the first rotation angle due to the rough detection accuracy. There is a possibility that an error occurs in the value, that is, the value corresponding to the twist angle of the torsion bar. However, according to the above configuration, it is possible to accurately determine the abnormality of the remaining sensor signal by correcting the delay in the rise of the first rotation angle detection due to the roughness of the detection accuracy.

本発明によれば、残存する正常なセンサ信号が一つとなった後においても、安定的に、その操舵トルク検出及びパワーアシスト制御を継続することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することにある。   According to the present invention, there is provided an electric power steering apparatus capable of stably continuing the steering torque detection and the power assist control even after the remaining normal sensor signal becomes one. .

電動パワーステアリング装置(EPS)の概略構成図。The schematic block diagram of an electric power steering device (EPS). EPSの制御ブロック図。The control block diagram of EPS. 残存するセンサ信号が一つとなった後における当該残存するセンサ信号についての異常判定の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the abnormality determination about the said remaining sensor signal after the remaining sensor signal becomes one.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置(EPS)1において、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト3は、コラムシャフト3a、インターミディエイトシャフト3b、及びピニオンシャフト3cを連結してなる。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド6を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪7の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the electric power steering apparatus (EPS) 1 of the present embodiment, a steering shaft 3 to which a steering 2 is fixed is connected to a rack shaft 5 via a rack and pinion mechanism 4, and the steering The rotation of the steering shaft 3 accompanying the operation is converted into a reciprocating linear motion of the rack shaft 5 by the rack and pinion mechanism 4. The steering shaft 3 of this embodiment is formed by connecting a column shaft 3a, an intermediate shaft 3b, and a pinion shaft 3c. Then, the reciprocating linear motion of the rack shaft 5 accompanying the rotation of the steering shaft 3 is transmitted to a knuckle (not shown) via tie rods 6 connected to both ends of the rack shaft 5, whereby the steering angle of the steered wheels 7. That is, the traveling direction of the vehicle is changed.

また、EPS1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのEPSアクチュエータ10と、該EPSアクチュエータ10の作動を制御する制御手段としてのECU11とを備えている。   Further, the EPS 1 includes an EPS actuator 10 as a steering force assisting device that applies an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and an ECU 11 as a control unit that controls the operation of the EPS actuator 10. .

本実施形態のEPSアクチュエータ10は、駆動源であるモータ12が減速機構13を介してコラムシャフト3aと駆動連結された所謂コラム型のEPSアクチュエータとして構成されている。尚、本実施形態では、モータ12には、三相(U,V,W)の駆動電力の供給により回転するブラシレスモータが採用されている。そして、EPSアクチュエータ10は、モータ12の回転を減速してコラムシャフト3aに伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。   The EPS actuator 10 of the present embodiment is configured as a so-called column-type EPS actuator in which a motor 12 that is a drive source is drivingly connected to a column shaft 3 a via a speed reduction mechanism 13. In the present embodiment, the motor 12 employs a brushless motor that rotates by supplying three-phase (U, V, W) driving power. The EPS actuator 10 is configured to apply the motor torque as an assist force to the steering system by decelerating the rotation of the motor 12 and transmitting it to the column shaft 3a.

一方、ECU11には、トルクセンサ14、車速センサ15、及びステアリングセンサ(操舵角センサ)16が接続されている。そして、ECU11は、これら各センサの出力信号に基づいて、操舵トルクτ、及び車速V、並びに第1回転角としての操舵角θsを検出する。   On the other hand, a torque sensor 14, a vehicle speed sensor 15, and a steering sensor (steering angle sensor) 16 are connected to the ECU 11. The ECU 11 detects the steering torque τ, the vehicle speed V, and the steering angle θs as the first rotation angle based on the output signals of these sensors.

詳述すると、本実施形態では、コラムシャフト3aの途中、詳しくは、上記EPSアクチュエータ10を構成する減速機構13よりもステアリング2側にトーションバー17が設けられている。そして、本実施形態のトルクセンサ14は、このトーションバー17の捻れに基づいて、ステアリングシャフト3を介して伝達される操舵トルクτを検出可能なセンサ信号Sa,Sbを出力するセンサ素子14a,14bを備えて構成されている。   More specifically, in the present embodiment, the torsion bar 17 is provided in the middle of the column shaft 3a, more specifically, on the steering 2 side with respect to the speed reduction mechanism 13 constituting the EPS actuator 10. The torque sensor 14 of the present embodiment outputs sensor signals Sa and Sb that can detect the steering torque τ transmitted through the steering shaft 3 based on the twist of the torsion bar 17. It is configured with.

尚、このようなトルクセンサは、例えば、上記従来文献1に示されるように、トーションバー17の捻れに基づき磁束変化を生ずるセンサコア(図示略)の外周に、二つの磁気検出素子(本実施形態ではホールIC)を上記各センサ素子14a,14bとして配置することにより形成することが可能である。   Such a torque sensor includes, for example, two magnetic detection elements (this embodiment) on the outer periphery of a sensor core (not shown) that generates a magnetic flux change based on torsion of the torsion bar 17, as shown in the above-mentioned conventional document 1. Then, the Hall IC) can be formed by arranging the sensor elements 14a and 14b.

即ち、回転軸であるステアリングシャフト3に対するトルク入力によりトーションバー17が捻れることで、その各センサ素子14a,14bを通過する磁束が変化する。そして、本実施形態のトルクセンサ14は、その磁束変化に伴い変動する各センサ素子14a,14bの出力レベル(電圧)を、それぞれセンサ信号Sa,Sbとして、ECU11に出力する構成となっている。   That is, when the torsion bar 17 is twisted by torque input to the steering shaft 3 that is the rotating shaft, the magnetic flux passing through the sensor elements 14a and 14b changes. The torque sensor 14 according to the present embodiment is configured to output the output levels (voltages) of the sensor elements 14a and 14b, which fluctuate with changes in the magnetic flux, to the ECU 11 as sensor signals Sa and Sb, respectively.

また、本実施形態のステアリングセンサ16は、トルクセンサ14よりもステアリング2側においてコラムシャフト3aに固定された回転子18と、該回転子18の回転に伴う磁束変化を検出するセンサ素子(ホールIC)19とを備えた磁気式の回転角センサにより構成されている。   The steering sensor 16 according to the present embodiment includes a rotor 18 fixed to the column shaft 3a on the steering 2 side of the torque sensor 14, and a sensor element (Hall IC) that detects a change in magnetic flux accompanying the rotation of the rotor 18. ) 19 and a magnetic rotation angle sensor.

そして、ECU11は、これら検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、当該目標アシスト力をEPSアクチュエータ10に発生させるべく、その駆動源であるモータ12への駆動電力の供給を通じて、該EPSアクチュエータ10の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する構成となっている。   Then, the ECU 11 calculates a target assist force based on each detected state quantity, and through the supply of drive power to the motor 12 that is the drive source in order to cause the EPS actuator 10 to generate the target assist force. The operation of the EPS actuator 10, that is, the assist force applied to the steering system is controlled.

次に、本実施形態のEPSにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図2に示すように、ECU11は、モータ制御信号を出力するマイコン21と、そのモータ制御信号に基づいてEPSアクチュエータ10の駆動源であるモータ12に駆動電力を供給する駆動回路22とを備えている。
Next, an aspect of assist control in the EPS of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the ECU 11 includes a microcomputer 21 that outputs a motor control signal, and a drive circuit 22 that supplies drive power to a motor 12 that is a drive source of the EPS actuator 10 based on the motor control signal. Yes.

本実施形態では、ECU11には、モータ12に通電される実電流値Iを検出するための電流センサ23、及びモータ回転角θmを検出するためのモータレゾルバ24(モータ回転角センサ、図1参照)が接続されている。そして、マイコン21は、上記各車両状態量、並びにこれら電流センサ23及びモータレゾルバ24により検出されるモータ12の実電流値I及びモータ回転角θmに基づいて、駆動回路22に出力するモータ制御信号を生成する。   In the present embodiment, the ECU 11 includes a current sensor 23 for detecting the actual current value I supplied to the motor 12 and a motor resolver 24 (motor rotation angle sensor, see FIG. 1) for detecting the motor rotation angle θm. ) Is connected. The microcomputer 21 outputs a motor control signal to the drive circuit 22 based on the vehicle state quantities and the actual current value I of the motor 12 and the motor rotation angle θm detected by the current sensor 23 and the motor resolver 24. Is generated.

尚、以下に示す各制御ブロックは、マイコン21が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、同マイコン21は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。   Each control block shown below is realized by a computer program executed by the microcomputer 21. Then, the microcomputer 21 detects each state quantity at a predetermined sampling period, and generates a motor control signal by executing each arithmetic processing shown in the following control blocks every predetermined period.

詳述すると、本実施形態のマイコン21は、上記トルクセンサ14の出力する各センサ信号Sa,Sbに基づいて操舵トルクτを検出するトルク検出手段としての操舵トルク検出部25と、その操舵トルクτに基づいて、目標アシスト力に対応する電流指令値I*を演算する電流指令値演算部26と、その電流指令値I*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部27とを備えている。   More specifically, the microcomputer 21 of the present embodiment includes a steering torque detector 25 serving as torque detection means for detecting the steering torque τ based on the sensor signals Sa and Sb output from the torque sensor 14, and the steering torque τ. Based on the current command value I * corresponding to the target assist force, and a motor control signal output unit 27 that outputs a motor control signal based on the current command value I *. ing.

本実施形態の電流指令値演算部26には、操舵トルク検出部25において検出された操舵トルクτとともに、車速センサ15により検出される車速Vが入力される。そして、同電流指令値演算部26は、その操舵トルクτ(の絶対値)が大きいほど、また車速Vが小さいほど、より大きな目標アシスト力に対応した電流指令値I*を演算するようになっている。   A vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 15 is input to the current command value calculation unit 26 of the present embodiment together with the steering torque τ detected by the steering torque detection unit 25. The current command value calculation unit 26 calculates a current command value I * corresponding to a larger target assist force as the steering torque τ (absolute value) is larger and the vehicle speed V is smaller. ing.

また、モータ制御信号出力部27には、この電流指令値演算部26が出力する電流指令値I*とともに、電流センサ23により検出された実電流値I、及びモータレゾルバ24により検出されたモータ回転角θmが入力される。そして、モータ制御信号出力部27は、この電流指令値I*に実電流値Iを追従させるべくフィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を演算する。   The motor control signal output unit 27 includes the current command value I * output from the current command value calculation unit 26, the actual current value I detected by the current sensor 23, and the motor rotation detected by the motor resolver 24. The angle θm is input. The motor control signal output unit 27 calculates a motor control signal by executing feedback control so that the actual current value I follows the current command value I *.

具体的には、本実施形態の電流センサ23は、実電流値Iとして、その各相電流値Iu,Iv,Iwを検出する。そして、モータ制御信号出力部27は、その各相電流値Iu,Iv,Iwをd/q座標系のd,q軸電流値に変換(d/q変換)することにより、上記の電流フィードバック制御を実行する。   Specifically, the current sensor 23 of the present embodiment detects each phase current value Iu, Iv, Iw as the actual current value I. The motor control signal output unit 27 converts the phase current values Iu, Iv, and Iw into d and q axis current values in the d / q coordinate system (d / q conversion), thereby performing the current feedback control. Execute.

即ち、上記電流指令値演算部26は、電流指令値I*としてq軸電流指令値を演算し(d軸電流指令値は「0」)、モータ制御信号出力部27は、そのd/q座標系の各軸電流指令値に軸電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行する。そして、モータ制御信号出力部27は、その電流フィードバック制御により得られる各軸電圧指令値を三相の交流座標系に写像(d/q逆変換)することにより得られる各相電圧指令値(Vu*,Vv*,Vw*)に基づいてモータ制御信号を生成する。   That is, the current command value calculation unit 26 calculates the q-axis current command value as the current command value I * (d-axis current command value is “0”), and the motor control signal output unit 27 calculates the d / q coordinate. Current feedback control is executed so that the shaft current value follows each shaft current command value of the system. The motor control signal output unit 27 maps each phase voltage command value (Vu) obtained by mapping (d / q reverse conversion) each axis voltage command value obtained by the current feedback control to a three-phase AC coordinate system. *, Vv *, Vw *) to generate a motor control signal.

本実施形態では、このようにして生成されたモータ制御信号が、マイコン21から駆動回路22へと出力されることにより、三相の駆動電力がモータ12へと供給される。そして、これにより、その操舵トルクτに対応したアシスト力が操舵系に付与されるようになっている。   In the present embodiment, the motor control signal generated in this way is output from the microcomputer 21 to the drive circuit 22, so that three-phase drive power is supplied to the motor 12. As a result, an assist force corresponding to the steering torque τ is applied to the steering system.

(センサ信号異常検出後の継続制御及び残存センサ信号の異常判定)
次に、本実施形態におけるセンサ信号異常検出後の継続制御、及び当該継続制御時における残存センサ信号の異常判定の態様について説明する。
(Continuous control after sensor signal abnormality detection and judgment of residual sensor signal abnormality)
Next, a description will be given of the continuation control after the detection of the sensor signal abnormality in the present embodiment and the manner of abnormality determination of the remaining sensor signal at the time of the continuation control.

上記のように、本実施形態のトルクセンサ14には、そのセンサ素子(14a,14b)に磁気検出素子(ホールIC)を用いた磁気式のトルクセンサが採用されている。そして、本実施形態の操舵トルク検出部25は、このトルクセンサ14が出力する二系統のセンサ信号Sa,Sbを用いた補正処理(温度特性や温度特性や空間磁束密度分布の歪み等)を行なうことにより、高精度な操舵トルクτの検出が可能となっている。   As described above, the torque sensor 14 of the present embodiment employs a magnetic torque sensor using a magnetic detection element (Hall IC) as the sensor element (14a, 14b). The steering torque detector 25 of the present embodiment performs correction processing (temperature characteristics, temperature characteristics, distortion of spatial magnetic flux density distribution, etc.) using the two sensor signals Sa and Sb output from the torque sensor 14. Thus, the steering torque τ can be detected with high accuracy.

また、本実施形態の操舵トルク検出部25には、上記トルクセンサ14から入力されるセンサ信号Sa,Sbの異常を判定する異常判定手段としての機能が備えられている。
具体的には、本実施形態の操舵トルク検出部25は、トルクセンサ14から入力された各センサ信号Sa,Sbについて、その値が、それぞれ正常時に取り得る値を逸脱するものであるか否かの判定、並びに両者の値及び単位時間の変化量等の比較判定を行なうことにより、これら各センサ信号Sa,Sbの異常を判定する(例えば、特許文献2参照)。
In addition, the steering torque detector 25 of the present embodiment is provided with a function as an abnormality determining means for determining an abnormality of the sensor signals Sa and Sb input from the torque sensor 14.
Specifically, the steering torque detector 25 of the present embodiment determines whether or not the values of the sensor signals Sa and Sb input from the torque sensor 14 deviate from the values that can be taken at normal times. And the comparison of both values and the amount of change in unit time are performed to determine whether the sensor signals Sa and Sb are abnormal (see, for example, Patent Document 2).

ここで、本実施形態の操舵トルク検出部25は、これら各センサ信号Sa,Sbの何れかに異常が生じた後においても、正常なセンサ信号が残存する場合には、その残存する他方のセンサ信号に基づいて操舵トルクτ´を検出する。尚、このようなケースとしては、各センサ信号Sa,Sbの何れかが明らかな異常値を示す一方、他方の値は正常な範囲内にある場合が挙げられる。そして、本実施形態では、この残存するセンサ信号に基づき検出される操舵トルクτ´を基礎として、上記パワーアシスト制御が継続されるようになっている(継続制御)。   Here, when a normal sensor signal remains even after an abnormality has occurred in any one of these sensor signals Sa and Sb, the steering torque detection unit 25 of the present embodiment, the other remaining sensor. A steering torque τ ′ is detected based on the signal. As such a case, there is a case where one of the sensor signals Sa and Sb shows an obvious abnormal value, while the other value is within a normal range. In the present embodiment, the power assist control is continued on the basis of the steering torque τ ′ detected based on the remaining sensor signal (continuous control).

また、本実施形態のマイコン21は、このような継続制御の実行時において、その残存するセンサ信号の異常判定を実行する第2異常判定部としての継続時異常判定部30を備えている。   Moreover, the microcomputer 21 of this embodiment is provided with the continuation abnormality determination part 30 as a 2nd abnormality determination part which performs abnormality determination of the remaining sensor signal at the time of execution of such continuation control.

詳述すると、継続時異常判定部30には、上記ステアリングセンサ16により検出された上記トーションバー17よりもステアリング2側の第1回転角としての操舵角θsが入力される。また、継続時異常判定部30には、上記操舵トルク検出部25が実行する異常判定の結果を示す異常判定信号Str1、及び上記残存するセンサ信号に基づいて検出された操舵トルクτ´が入力される。更に、継続時異常判定部30には、モータレゾルバ24により検出されたモータ回転角θmが入力されるようになっており、同継続時異常判定部30は、このモータ回転角θmを換算することにより、上記トーションバー17よりも転舵輪7側の第2回転角θpを検出する。尚、本実施形態の継続時異常判定部30において、モータ回転角θmは、換算演算部31に入力され、同換算演算部31は、そのモータ回転角θmに対し、モータ12とともにEPSアクチュエータ10を構成する減速機構13(図1参照)のギヤ比を乗ずることにより、当該モータ回転角θmを上記第2回転角θpに換算する。そして、本実施形態の継続時異常判定部30は、これら各状態量(及び制御信号)に基づいて、その残存するセンサ信号についての異常判定を実行する(第2異常判定)。   Specifically, the continuation abnormality determination unit 30 receives the steering angle θs as the first rotation angle on the steering 2 side with respect to the torsion bar 17 detected by the steering sensor 16. Further, the abnormality determination unit 30 at the time of continuous input receives the abnormality determination signal Str1 indicating the result of the abnormality determination performed by the steering torque detection unit 25 and the steering torque τ ′ detected based on the remaining sensor signal. The In addition, the motor abnormality angle θm detected by the motor resolver 24 is input to the continuation abnormality determination unit 30. The continuation abnormality determination unit 30 converts the motor rotation angle θm. Thus, the second rotation angle θp closer to the steered wheel 7 than the torsion bar 17 is detected. In the continuation abnormality determination unit 30 of the present embodiment, the motor rotation angle θm is input to the conversion calculation unit 31, and the conversion calculation unit 31 operates the EPS actuator 10 together with the motor 12 with respect to the motor rotation angle θm. The motor rotation angle θm is converted into the second rotation angle θp by multiplying the gear ratio of the speed reduction mechanism 13 (see FIG. 1). Then, the continuation abnormality determination unit 30 of the present embodiment performs an abnormality determination on the remaining sensor signal based on each of these state quantities (and control signals) (second abnormality determination).

さらに詳述すると、継続時異常判定部30において、第1回転角として入力される操舵角θs(後述する補正後の操舵角θs´)、及び上記換算演算部31において検出された第2回転角θpは、減算器32に入力される。そして、本実施形態の継続時異常判定部30には、この減算器32において演算される差分値(Δθ=θs´−θp)及び上記残存するセンサ信号に基づいて検出された操舵トルクτ´に基づいて、その残存するセンサ信号の異常を判定する異常判定部33が設けられている。   More specifically, in the continuation abnormality determination unit 30, a steering angle θs (corrected steering angle θs ′ described later) input as the first rotation angle, and the second rotation angle detected by the conversion calculation unit 31. θp is input to the subtractor 32. Then, the continuation abnormality determination unit 30 of the present embodiment uses the difference value (Δθ = θs′−θp) calculated by the subtractor 32 and the steering torque τ ′ detected based on the remaining sensor signal. Based on this, an abnormality determining unit 33 is provided for determining an abnormality of the remaining sensor signal.

具体的には、本実施形態の異常判定部33は、その差分値Δθの符号と上記残存するセンサ信号に基づき検出された操舵トルクτ´の符号とを比較する。そして、両者の符号が異なる場合に、その残存するセンサ信号は異常であると判定するように構成されている。   Specifically, the abnormality determination unit 33 of the present embodiment compares the sign of the difference value Δθ with the sign of the steering torque τ ′ detected based on the remaining sensor signal. And when both code | symbols differ, it is comprised so that it may determine with the remaining sensor signal being abnormal.

即ち、トーションバー17よりもステアリング2側の第1回転角として検出される操舵角θs(θs´)と当該トーションバー17よりも転舵輪7側の第2回転角θpとの差分値Δθは、操舵トルク検出の基礎となるトーションバー17の捻れ(角)に相当する。そして、本実施形態では、正常時、その差分値Δθの符号と操舵トルクτ(τ´)の符号とが一致するようになっている。従って、両者の符号が不同であることをもって、その残存するセンサ信号は異常であると判定することができる。   That is, the difference value Δθ between the steering angle θs (θs ′) detected as the first rotation angle on the steering 2 side of the torsion bar 17 and the second rotation angle θp on the steered wheel 7 side of the torsion bar 17 is This corresponds to the twist (corner) of the torsion bar 17 which is the basis for detecting the steering torque. In the present embodiment, the sign of the difference value Δθ and the sign of the steering torque τ (τ ′) coincide with each other in the normal state. Therefore, it can be determined that the remaining sensor signal is abnormal when the signs of both are not the same.

本実施形態の継続時異常判定部30は、この異常判定部33による異常判定の結果を異常判定信号Str2として、上記電流指令値演算部26に出力する。そして、本実施形態では、その異常判定信号Str2が、残存するセンサ信号の異常を示すものである場合、電流指令値演算部26が出力する電流指令値I*を漸減することにより、そのパワーアシスト制御を停止する構成となっている。   The continuation abnormality determination unit 30 of the present embodiment outputs the result of the abnormality determination by the abnormality determination unit 33 to the current command value calculation unit 26 as the abnormality determination signal Str2. In the present embodiment, when the abnormality determination signal Str2 indicates an abnormality of the remaining sensor signal, the current assist value I * output from the current instruction value calculation unit 26 is gradually decreased to reduce the power assist. The control is stopped.

ここで、通常、ステアリングセンサ16に要求される検出精度は、モータレゾルバ24の検出精度と比較して、かなり低い(粗い)ものとなっている。このため、例えば、その回転子18(図1参照)とステアリングシャフト3(コラムシャフト3a)との間に隙間がある等、多くのステアリングセンサ16には回転ガタが存在する。   Here, normally, the detection accuracy required for the steering sensor 16 is considerably lower (coarse) than the detection accuracy of the motor resolver 24. For this reason, for example, there is a gap between the rotor 18 (see FIG. 1) and the steering shaft 3 (column shaft 3a).

しかしながら、上記のようにステアリングセンサ16を第1回転角検出手段として用いる場合には、その回転ガタの影響により、第1回転角として検出される操舵角θsと第2回転角θpとの差分値Δθ、即ちトーションバー17の捻れ角に相当する値に誤差が生ずる可能性がある。   However, when the steering sensor 16 is used as the first rotation angle detection means as described above, the difference value between the steering angle θs detected as the first rotation angle and the second rotation angle θp due to the effect of the rotation play. There is a possibility that an error occurs in Δθ, that is, a value corresponding to the twist angle of the torsion bar 17.

即ち、高い検出精度を有するモータレゾルバ24を用いて第2回転角検出手段を構成することにより、ステアリングシャフト3の回転と略同時に、そのトーションバー17よりも転舵輪7側の第2回転角θpを検出することができる。しかし、ステアリングセンサ16には上記回転ガタが存在するため、ステアリングシャフト3が回転しても、その回転ガタが詰まるまで、回転子18は回転しない。このため、当該ステアリングセンサ16が検出する操舵角θsについては、その変化の立ち上がりが、上記モータレゾルバ24により検出されるモータ回転角θmを基礎とする第2回転角θpよりも遅れることになり、その結果、トーションバー17の捻れ角に相当する両者の差分値Δθとして、実際の値よりも大きな値が演算されるおそれがある。   That is, by configuring the second rotation angle detection means using the motor resolver 24 having high detection accuracy, the second rotation angle θp on the steered wheel 7 side with respect to the torsion bar 17 substantially simultaneously with the rotation of the steering shaft 3. Can be detected. However, since the above-mentioned rotation play exists in the steering sensor 16, even if the steering shaft 3 rotates, the rotor 18 does not rotate until the rotation play is clogged. For this reason, with respect to the steering angle θs detected by the steering sensor 16, the rise of the change is delayed from the second rotation angle θp based on the motor rotation angle θm detected by the motor resolver 24. As a result, a value larger than the actual value may be calculated as the difference value Δθ between the two corresponding to the twist angle of the torsion bar 17.

そこで、図2に示すように、本実施形態の継続時異常判定部30には、このようなステアリングセンサ16に存在する回転ガタの影響を排除すべく操舵角θsを補正する補正演算部34が設けられている。そして、この補正演算部34において補正された後の操舵角θs´を基礎として、その第2回転角θpとの差分値Δθを演算し、当該差分値Δθに基づく異常判定を行うことにより、高い判定精度を確保する構成となっている。   Therefore, as shown in FIG. 2, the continuation abnormality determination unit 30 of the present embodiment includes a correction calculation unit 34 that corrects the steering angle θs so as to eliminate the influence of the rotation play existing in the steering sensor 16. Is provided. Then, based on the steering angle θs ′ corrected by the correction calculation unit 34, the difference value Δθ with respect to the second rotation angle θp is calculated, and an abnormality determination based on the difference value Δθ is performed. The configuration ensures the accuracy of determination.

詳述すると、本実施形態の継続時異常判定部30には、ステアリング操作の状態(操舵状態)の切替判定を実行する切替判定部35が設けられており、上記補正演算部34には、この切替判定部35による判定結果が、切替信号S_cnとして入力される。そして、本実施形態の補正演算部34は、その操舵状態の切替タイミングにおいて、第1回転角である操舵角θsを第2回転角θpに一致させるべく補正する。   More specifically, the continuation abnormality determination unit 30 of the present embodiment is provided with a switching determination unit 35 that performs switching determination of the steering operation state (steering state). The correction calculation unit 34 includes the switching determination unit 35. The determination result by the switching determination unit 35 is input as the switching signal S_cn. Then, the correction calculator 34 of the present embodiment corrects the steering angle θs, which is the first rotation angle, to coincide with the second rotation angle θp at the switching timing of the steering state.

即ち、ステアリング操作には、舵角(の絶対値)を増加させる方向にステアリング2を操作する「切り込み」、反対に舵角を減少させる方向に操作する「切り戻し」、及びその舵角を維持する「保舵」の、大別して3つの状態がある。そして、上記回転ガタの影響は、その操舵状態が「切り込み」又は「切り戻し」に切り替わることにより顕在化する。   That is, in steering operation, “cutting” in which the steering 2 is operated in the direction to increase the steering angle (absolute value thereof), “turnback” in which the steering angle is decreased in the opposite direction, and the steering angle is maintained. There are three main states of "Holding". The influence of the rotation play becomes apparent when the steering state is switched to “cut” or “turn back”.

つまり、「切り込み」又は「切り戻し」が持続する状態にある場合、上記回転ガタは、その操舵方向において、既に詰まった状態にある。しかしながら、その操舵方向が反転、或いは「保舵」から「切り込み」又は「切り戻し」に切り替わることで、その新たな操舵方向には、上記回転ガタが存在することになる。   That is, when the “cutting” or “cutback” is in a continuous state, the rotation play is already clogged in the steering direction. However, when the steering direction is reversed or switched from “steering” to “cutting” or “turning back”, the above-described rotation play exists in the new steering direction.

この点を踏まえ、本実施形態の切替判定部35は、こうした操舵状態の「切り込み」又は「切り戻し」への切替を判定する。具体的には、本実施形態の切替判定部35には、第1回転角としての操舵角θsが入力されるとともに、同切替判定部35は、前回の演算周期において入力された操舵角θsの値を前回値θs_bとして記憶領域35aに保持する。そして、各演算周期において入力される操舵角θs及びその前回値θs_bに基づいて、当該操舵角θsの変化(増減)を監視することにより、その操舵状態の切替判定を実行し、その判定結果を切替信号S_cnとして補正演算部34に出力する。   Based on this point, the switching determination unit 35 of the present embodiment determines whether the steering state is switched to “cut” or “switch back”. Specifically, the steering angle θs as the first rotation angle is input to the switching determination unit 35 of the present embodiment, and the switching determination unit 35 determines the steering angle θs input in the previous calculation cycle. The value is held in the storage area 35a as the previous value θs_b. Then, based on the steering angle θs and the previous value θs_b input in each calculation cycle, the change (increase / decrease) in the steering angle θs is monitored, and the switching determination of the steering state is executed. It outputs to the correction | amendment calculating part 34 as switching signal S_cn.

一方、補正演算部34には、第1回転角としての操舵角θs、及び上記切替信号S_cnととともに、上記換算演算部31において検出された第2回転角θpが入力される。そして、本実施形態の補正演算部34は、その切替信号S_cnに示される操舵状態の切替タイミングにおいて存在する第1回転角としての操舵角θsと第2回転角θpとの差分を、その切替タイミングにおいて操舵角θsと第2回転角θpとを一致させるオフセット値θ0として演算する(θ0=θs−θp)。   On the other hand, the correction rotation unit 34 receives the second rotation angle θp detected by the conversion calculation unit 31 together with the steering angle θs as the first rotation angle and the switching signal S_cn. And the correction | amendment calculating part 34 of this embodiment uses the difference of steering angle (theta) s as a 1st rotation angle and 2nd rotation angle (theta) p which exist in the switching timing of the steering state shown by the switching signal S_cn to the switching timing. Is calculated as an offset value θ0 that matches the steering angle θs and the second rotation angle θp (θ0 = θs−θp).

即ち、操舵角θs(の変化)に基づく切替判定により検知される操舵状態の切替タイミングは、そのステアリングセンサ16に存在する回転ガタが詰まり回転子18が回転した瞬間である。従って、この切替タイミングにおける第1回転角としての操舵角θsと第2回転角θpとの差分こそが、その回転ガタの存在による操舵角検出の遅れであり、この差分をオフセット値θ0として操舵角θsから減算することにより、その操舵状態の切替タイミングにおいて、その補正後の操舵角θs´を第2回転角θpと一致させることができる。そして、本実施形態では、これにより、その回転ガタの影響を排除して、精度よく、その異常判定を行うことが可能となっている。   In other words, the switching timing of the steering state detected by the switching determination based on the steering angle θs (change) is the moment when the rotation 18 existing in the steering sensor 16 is clogged and the rotor 18 rotates. Therefore, the difference between the steering angle θs as the first rotation angle and the second rotation angle θp at this switching timing is the delay in the detection of the steering angle due to the presence of the rotation play, and this difference is used as the offset value θ0 to determine the steering angle. By subtracting from θs, it is possible to make the corrected steering angle θs ′ coincide with the second rotation angle θp at the switching timing of the steering state. In the present embodiment, this makes it possible to accurately determine the abnormality by eliminating the influence of the rotation play.

本実施形態の補正演算部34は、このようにして演算したオフセット値θ0を、その記憶領域34aに保持するとともに、演算周期毎に当該オフセット値θ0を読み出すことにより、その操舵角θsの補正を実行する。そして、補正演算部34は、その入力される切替信号S_cnが操舵状態の切替タイミングを示す毎に、新たなオフセット値θ0を演算するとともに、当該新たなオフセット値θ0により、その記憶領域34aに保持する値を更新するようになっている。   The correction calculation unit 34 of the present embodiment holds the offset value θ0 calculated in this manner in the storage area 34a and reads the offset value θ0 every calculation cycle, thereby correcting the steering angle θs. Execute. Then, every time the input switching signal S_cn indicates the switching timing of the steering state, the correction calculation unit 34 calculates a new offset value θ0 and holds it in the storage area 34a with the new offset value θ0. Value to be updated.

次に、上記のように構成された本実施形態の継続時異常判定部による残存センサ信号の異常判定の処理手順について説明する。
図3のフローチャートに示すように、本実施形態の継続時異常判定部30は、各状態量を取得すると(ステップ101)、先ず上記操舵トルク検出部25が出力する異常判定信号Str1に基づいて、上記トルクセンサ14が出力する各センサ信号Sa,Sbのうちの何れかに異常が生じた後の継続制御の実行中であるか否かを判定する(ステップ102)。そして、異常発生後の継続制御の実行中であると判定した場合(ステップ102:YES)には、続いてモータレゾルバ24により検出されたモータ回転角θmを換算することにより、そのステアリングシャフト3におけるトーションバー17よりも転舵輪7側の第2回転角θpを検出する(ステップ103)。尚、上記ステップ102において、異常発生後の継続制御の実行中ではないと判定した場合(ステップ102:NO)には、ステップ103以降の処理は実行しない。
Next, a description will be given of an abnormality determination process of the remaining sensor signal by the continuous abnormality determination unit of the present embodiment configured as described above.
As shown in the flowchart of FIG. 3, when the continuation abnormality determination unit 30 of the present embodiment acquires each state quantity (step 101), first, based on the abnormality determination signal Str1 output from the steering torque detection unit 25, It is determined whether or not the continuous control is being executed after an abnormality has occurred in any of the sensor signals Sa and Sb output from the torque sensor 14 (step 102). If it is determined that the continuous control after the occurrence of an abnormality is being executed (step 102: YES), the motor rotation angle θm detected by the motor resolver 24 is subsequently converted, so that the steering shaft 3 A second rotation angle θp closer to the steered wheel 7 than the torsion bar 17 is detected (step 103). If it is determined in step 102 that the continuous control after the occurrence of abnormality is not being executed (step 102: NO), the processing after step 103 is not executed.

次に、継続時異常判定部30は、ステアリングセンサ16により検出される第1回転角としての操舵角θsの変化(増減)に基づいて操舵状態の切替判定を実行し(ステップ104)、当該操舵状態の切替タイミングであるか否かを判定する(ステップ105)。そして、操舵状態の切替タイミングであると判定した場合(ステップ105:YES)には、操舵角θsから上記第2回転角θpを減ずることにより新たなオフセット値θ0を演算し、当該新たなオフセット値θ0により、その保持する値を更新する(θ0=θs−θp、ステップ106)。そして、継続時異常判定部30は、第1回転角としての操舵角θsから上記オフセット値θ0を減ずることにより同操舵角θsを補正する(θs´=θs−θ0、ステップ107)。   Next, the continuation abnormality determination unit 30 performs the steering state switching determination based on the change (increase / decrease) in the steering angle θs as the first rotation angle detected by the steering sensor 16 (step 104), and the steering It is determined whether or not it is a state switching timing (step 105). If it is determined that it is the switching timing of the steering state (step 105: YES), a new offset value θ0 is calculated by subtracting the second rotation angle θp from the steering angle θs, and the new offset value is calculated. The held value is updated by θ0 (θ0 = θs−θp, step 106). Then, the continuation abnormality determination unit 30 corrects the steering angle θs by subtracting the offset value θ0 from the steering angle θs as the first rotation angle (θs ′ = θs−θ0, step 107).

尚、上記ステップ105において、切替タイミングではないと判定した場合(ステップ105:NO)には、上記ステップ106における新たなオフセット値θ0の演算及び更新は実行しない。そして、継続時異常判定部30は、その保持するオフセット値θ0を用いて、上記ステップ107の補正演算を実行する。   When it is determined in step 105 that it is not the switching timing (step 105: NO), the calculation and update of the new offset value θ0 in step 106 are not executed. Then, the continuation abnormality determination unit 30 executes the correction calculation in step 107 using the offset value θ0 held therein.

次に、継続時異常判定部30は、その補正後の操舵角θs´と第2回転角θpの差分値Δθを演算し(Δθ=θs´−θp、ステップ108)、更にその差分値Δθの符号と残存するセンサ信号に基づき検出された操舵トルクτ´、即ち継続制御の基礎となる操舵トルクτ´の符号とが同一であるか否かを判定する(ステップ109)。そして、その差分値Δθの符号と操舵トルクτ´の符号とが同一である場合には、当該操舵トルクτ´を検出する際に基礎とした「残存するセンサ信号」は正常であると判定し(ステップ110)、両者の符号が同一でない場合には、当該「残存するセンサ信号」に異常があると判定する(ステップ111)。   Next, the continuation abnormality determination unit 30 calculates a difference value Δθ between the corrected steering angle θs ′ and the second rotation angle θp (Δθ = θs′−θp, step 108), and further calculates the difference value Δθ. It is determined whether or not the sign and the sign of the steering torque τ ′ detected based on the remaining sensor signal, that is, the sign of the steering torque τ ′ that is the basis of the continuous control are the same (step 109). If the sign of the difference value Δθ and the sign of the steering torque τ ′ are the same, it is determined that the “residual sensor signal” based on the detection of the steering torque τ ′ is normal. (Step 110) If the two codes are not the same, it is determined that the “remaining sensor signal” is abnormal (Step 111).

そして、本実施形態の継続時異常判定部30は、これら上記ステップ110又はステップ111における判定結果を、異常判定信号Str2として電流指令値演算部26に出力する(ステップ112)。   Then, the continuation abnormality determination unit 30 of the present embodiment outputs the determination result in step 110 or step 111 to the current command value calculation unit 26 as the abnormality determination signal Str2 (step 112).

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)マイコン21(操舵トルク検出部25)は、トルクセンサ14が出力する各センサ信号Sa,Sbの何れかに異常が生じた後においても、正常なセンサ信号が残存する場合には、その残存する他方のセンサ信号に基づいて操舵トルクτ´を検出する。また、マイコン21は、この残存するセンサ信号に基づき検出される操舵トルクτ´を基礎とする継続制御の実行時において、その残存するセンサ信号の異常判定を実行する継続時異常判定部30を備える。そして、継続時異常判定部30は、トーションバー17よりもステアリング2側の第1回転角としての操舵角θs(θs)´とトーションバー17よりも転舵輪7側の第2回転角θpとの差分値Δθの符号と、上記操舵トルクτ´の符号とを比較することにより、その異常判定を実行する。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) The microcomputer 21 (steering torque detector 25) determines that if a normal sensor signal remains even after an abnormality has occurred in any of the sensor signals Sa and Sb output from the torque sensor 14, The steering torque τ ′ is detected based on the other remaining sensor signal. In addition, the microcomputer 21 includes a continuation abnormality determination unit 30 that performs abnormality determination of the remaining sensor signal when executing the continuous control based on the steering torque τ ′ detected based on the remaining sensor signal. . Then, the continuation abnormality determination unit 30 calculates the steering angle θs (θs) ′ as the first rotation angle on the steering 2 side with respect to the torsion bar 17 and the second rotation angle θp on the steered wheel 7 side with respect to the torsion bar 17. The abnormality determination is performed by comparing the sign of the difference value Δθ with the sign of the steering torque τ ′.

即ち、トーションバー17よりもステアリング2側の第1回転角として検出される操舵角θs(θs´)と当該トーションバー17よりも転舵輪7側の第2回転角θpとの差分値Δθは、操舵トルク検出の基礎となるトーションバー17の捻れ(角)に相当する。従って、上記構成によれば、残存するセンサ信号が一つとなった後においても、精度よく、当該残存するセンサ信号の異常を判定することができる。その結果、安定的に、その残存するセンサ信号を基礎とした操舵トルク検出及びパワーアシスト制御を継続することができるようになる。   That is, the difference value Δθ between the steering angle θs (θs ′) detected as the first rotation angle on the steering 2 side of the torsion bar 17 and the second rotation angle θp on the steered wheel 7 side of the torsion bar 17 is This corresponds to the twist (corner) of the torsion bar 17 which is the basis for detecting the steering torque. Therefore, according to the above configuration, it is possible to accurately determine abnormality of the remaining sensor signal even after the remaining sensor signal becomes one. As a result, steering torque detection and power assist control based on the remaining sensor signal can be stably continued.

(2)継続時異常判定部30は、ステアリングセンサ16により検出される第1回転角としての操舵角θsの変化(増減)に基づいて操舵状態の切替判定を実行する。そして、その操舵状態の切替タイミング(「切り込み」又は「切り戻し」に切り替わるタイミング)において、第1回転角である操舵角θsを第2回転角θpに一致させるべく補正する。   (2) The continuation abnormality determination unit 30 executes the steering state switching determination based on the change (increase / decrease) in the steering angle θs as the first rotation angle detected by the steering sensor 16. Then, at the switching timing of the steering state (timing to switch to “cutting” or “switching back”), the steering angle θs that is the first rotation angle is corrected so as to coincide with the second rotation angle θp.

即ち、通常、ステアリングセンサ16に要求される検出精度は、モータレゾルバ24の検出精度と比較して、かなり低い(粗い)。それ故、多くのステアリングセンサ16には回転ガタが存在する。そして、上記のようにステアリングセンサ16を第1回転角検出手段として用いる場合には、その回転ガタの影響による操舵角検出の遅れによって、第1回転角として検出される操舵角θsと第2回転角θpとの差分値Δθ、即ちトーションバー17の捻れ角に相当する値に誤差が生ずる可能性がある。   That is, normally, the detection accuracy required for the steering sensor 16 is considerably lower (coarse) than the detection accuracy of the motor resolver 24. Therefore, many steering sensors 16 have rotational play. When the steering sensor 16 is used as the first rotation angle detection means as described above, the steering angle θs detected as the first rotation angle and the second rotation due to the delay of the steering angle detection due to the effect of the rotation play. There is a possibility that an error occurs in the difference value Δθ from the angle θp, that is, the value corresponding to the twist angle of the torsion bar 17.

しかしながら、上記のように、操舵角θsに基づき判定した操舵状態の切替タイミング、つまり検出精度の粗いステアリングセンサ16により検出された同操舵角θsの変化が立ち上がるタイミングで、その値をより検出精度の高い第2回転角の値に一致させることにより、回転ガタの影響を排除して、精度よく、その異常判定を行うことができる。   However, as described above, the steering state switching timing determined based on the steering angle θs, that is, the timing at which the change in the steering angle θs detected by the steering sensor 16 having a rough detection accuracy rises, the value is detected more accurately. By making it coincide with a high second rotation angle value, it is possible to eliminate the influence of the rotation play and accurately determine the abnormality.

(3)マイコン21は、残存するセンサ信号の異常であると判定した場合には、そのパワーアシスト制御を停止すべく制御する。これにより、速やかにフェールセーフを図ることができる。   (3) If the microcomputer 21 determines that the remaining sensor signal is abnormal, the microcomputer 21 performs control to stop the power assist control. Thereby, fail safe can be achieved promptly.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、本発明を所謂コラム型のEPS1に具体化したが、本発明は、所謂ピニオン型やラックアシスト型のEPSに適用してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the present invention is embodied in a so-called column type EPS 1, but the present invention may be applied to a so-called pinion type or rack assist type EPS.

・上記実施形態では、トルクセンサ14は、二系統のセンサ信号Sa,Sbを出力することとした。しかし、これに限らず、本発明は、三系統以上の独立したセンサ信号を出力するトルクセンサを備えるものにおいて、そのトルクセンサの故障後においても正常な前記センサ信号が残存する場合に適用してもよい。   In the above embodiment, the torque sensor 14 outputs two sensor signals Sa and Sb. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a case where a torque sensor that outputs three or more independent sensor signals is provided and the normal sensor signal remains even after the failure of the torque sensor. Also good.

・上記実施形態では、第1回転角としての操舵角θs(θs)´とトーションバー17よりも転舵輪7側の第2回転角θpとの差分値Δθの符号と、上記操舵トルクτ´の符号とを比較することにより、その異常判定を実行することとした。しかし、これに限らず、操舵トルクτ´の変化を監視し、当該操舵トルクτ´の変化量の符号と上記差分値Δθの符号との比較に基づいて、その異常判定を実行する構成としてもよい。   In the above embodiment, the sign of the difference value Δθ between the steering angle θs (θs) ′ as the first rotation angle and the second rotation angle θp closer to the steered wheel 7 than the torsion bar 17 and the steering torque τ ′ The abnormality determination is performed by comparing the sign. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to monitor the change in the steering torque τ ′ and execute the abnormality determination based on the comparison between the sign of the amount of change in the steering torque τ ′ and the sign of the difference value Δθ. Good.

・上記実施形態では、トーションバー17よりも転舵輪7側の第2回転角θpは、モータレゾルバ24により検出されるモータ回転角θmを換算することにより検出することとした。しかし、これに限らず、例えば、ブラシ付き直流モータを駆動源とする場合等には、車輪速(後輪車輪速)から推定する等としてもよい。   In the above embodiment, the second rotation angle θp closer to the steered wheel 7 than the torsion bar 17 is detected by converting the motor rotation angle θm detected by the motor resolver 24. However, the present invention is not limited to this. For example, when a DC motor with a brush is used as a drive source, it may be estimated from the wheel speed (rear wheel speed).

尚、車輪速に基づく舵角推定については、次式を用いるとよい。
θt=(2×WB×(Wl−Wr))/(RW×(Wl+Wr))×(180/π)
但し、上式中、「θt」は、転舵輪の舵角、「WB」は車両のホイールベース長、「RW」は車両のトレッド長、そして「Wl」「Wr」がそれぞれ左右の車輪速(後輪車輪速)である。
In addition, about the rudder angle estimation based on a wheel speed, it is good to use following Formula.
θt = (2 × WB × (W1−Wr)) / (RW × (W1 + Wr)) × (180 / π)
However, in the above equation, “θt” is the steering angle of the steered wheels, “WB” is the wheelbase length of the vehicle, “RW” is the tread length of the vehicle, and “Wl” and “Wr” are the left and right wheel speeds ( Rear wheel speed).

・上記実施形態では、第1回転角検出手段を構成するステアリングセンサ16が回転ガタを有するものとして、その影響を排除すべく、第1回転角として検出される操舵角θsを補正することとした。しかし、これに限らず、ステアリングセンサ16が顕著な回転ガタを有していない場合であっても、同ステアリングセンサ16の検出精度が第2回転角検出手段を構成するモータレゾルバ24の検出精度よりも荒いものについては、同様の補正を行う。即ち、操舵角θsに基づき操舵状態の切替判定を実行しその切替タイミングにおいて、第1回転角である操舵角θsを第2回転角θpに一致させるべく補正すればよい。これにより、その検出精度の粗さに起因した第1回転角検出の立ち上がりの遅れを補正して、精度よく残存するセンサ信号の異常を判定することができる。   In the above embodiment, it is assumed that the steering sensor 16 constituting the first rotation angle detection means has a rotation backlash, and the steering angle θs detected as the first rotation angle is corrected to eliminate the influence. . However, the present invention is not limited to this, and even when the steering sensor 16 does not have a noticeable rotational play, the detection accuracy of the steering sensor 16 is higher than the detection accuracy of the motor resolver 24 constituting the second rotation angle detection means. For rough ones, the same correction is performed. That is, the steering state switching determination is executed based on the steering angle θs, and at the switching timing, the steering angle θs that is the first rotation angle may be corrected so as to coincide with the second rotation angle θp. As a result, it is possible to accurately determine the abnormality of the remaining sensor signal by correcting the delay in the rise of the first rotation angle detection due to the roughness of the detection accuracy.

・また、ステアリングセンサ16がモータレゾルバ24と同等の検出精度を有する場合には、上記のような第1回転角としての操舵角θsの補正は行わなくともよい。
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
If the steering sensor 16 has detection accuracy equivalent to that of the motor resolver 24, the steering angle θs as the first rotation angle as described above need not be corrected.
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be described together with effects.

(イ)前記制御手段は、残存する一のセンサ信号が異常と判定された場合には、アシスト力の付与を停止すべく制御すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。これにより、速やかにフェールセーフを図ることができる。   (A) The electric power steering apparatus characterized in that the control means controls to stop the application of the assist force when it is determined that the remaining one sensor signal is abnormal. Thereby, fail safe can be achieved promptly.

(ロ)前記制御手段は、前記アシスト力の停止制御においては、該アシスト力を漸次低減すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。これにより、トルク変動を抑えて良好な操舵フィーリングを実現することができる。   (B) In the electric power steering apparatus, the control means gradually reduces the assist force in the stop control of the assist force. Thereby, a favorable steering feeling can be realized while suppressing torque fluctuation.

(ハ)前記トルクセンサは、二系統の前記センサ信号を出力すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。このような構成に適用することで、より顕著な効果を得ることができる。   (C) The electric power steering device, wherein the torque sensor outputs two systems of the sensor signals. By applying to such a configuration, a more remarkable effect can be obtained.

1…電動パワーステアリング装置(EPS)、2…ステアリング、3…ステアリングシャフト、3a…コラムシャフト、7…転舵輪、10…EPSアクチュエータ、11…ECU、12…モータ、14…トルクセンサ、14a,14b…センサ素子、16…ステアリングセンサ、17…トーションバー、18…回転子、21…マイコン、22…駆動回路、24…モータレゾルバ、25…操舵トルク検出部、26…電流指令値演算部、27…モータ制御信号出力部、30…継続時異常判定部、31…換算演算部、32…減算器、33…異常判定部、34…補正演算部、34a…記憶領域、35…切替判定部、35a…記憶領域、I*…電流指令値、I…実電流値、τ,τ´…操舵トルク、Sa,Sb…センサ信号、θs,θs´…操舵角(第1回転角)、θs_b…前回値、θp…第2回転角、θm…モータ回転角、Δθ…差分値、S_cn…切替信号、θ0…オフセット値、Str1,Str2…異常判定信号。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus (EPS), 2 ... Steering, 3 ... Steering shaft, 3a ... Column shaft, 7 ... Steering wheel, 10 ... EPS actuator, 11 ... ECU, 12 ... Motor, 14 ... Torque sensor, 14a, 14b DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Sensor element, 16 ... Steering sensor, 17 ... Torsion bar, 18 ... Rotor, 21 ... Microcomputer, 22 ... Drive circuit, 24 ... Motor resolver, 25 ... Steering torque detection part, 26 ... Current command value calculation part, 27 ... Motor control signal output unit, 30 ... continuous abnormality determination unit, 31 ... conversion calculation unit, 32 ... subtractor, 33 ... abnormality determination unit, 34 ... correction calculation unit, 34a ... storage area, 35 ... switch determination unit, 35a ... Storage area, I *: current command value, I: actual current value, τ, τ ′: steering torque, Sa, Sb: sensor signal, θs, θs ′: steering angle (first rotation angle), θ s_b: previous value, θp: second rotation angle, θm: motor rotation angle, Δθ: difference value, S_cn: switching signal, θ0: offset value, Str1, Str2 ... abnormality determination signal.

Claims (2)

モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、ステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捻れに応じて出力レベルが変化する複数のセンサ信号を出力するトルクセンサと、前記センサ信号に基づき操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記操舵トルクに基づいて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、前記各センサ信号の異常を判定する異常判定手段とを備え、前記トルク検出手段は、前記各センサ信号の何れかに異常が生じた後においても、正常な前記センサ信号が残存する場合には、その残存するセンサ信号に基づいて前記操舵トルクを検出する電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングシャフトにおける前記トーションバーよりもステアリング側の第1回転角を検出する第1回転角検出手段と、
前記ステアリングシャフトにおける前記トーションバーよりも転舵輪側の第2回転角を検出する第2回転角検出手段と、
残存する前記センサ信号が一つとなった場合に、該センサ信号に基づき検出される操舵トルクの符号と前記第1回転角及び第2回転角の差分値の符号とを比較することにより、その残存するセンサ信号の異常を判定する第2異常判定手段と、を備えること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
A steering force assisting device that applies assist force to the steering system using a motor as a drive source, a torque sensor that outputs a plurality of sensor signals whose output levels change according to torsion of a torsion bar provided in the middle of the steering shaft, Torque detection means for detecting steering torque based on the sensor signal, control means for controlling the operation of the steering force assisting device based on the steering torque, and abnormality determination means for determining abnormality of each sensor signal. The torque detecting means detects the steering torque based on the remaining sensor signal when the normal sensor signal remains even after an abnormality occurs in any of the sensor signals. In the power steering device,
First rotation angle detection means for detecting a first rotation angle on the steering side of the steering shaft relative to the torsion bar;
Second rotation angle detection means for detecting a second rotation angle on the steered wheel side of the torsion bar in the steering shaft;
When the number of the remaining sensor signals becomes one, the sign of the steering torque detected based on the sensor signal is compared with the sign of the difference value between the first rotation angle and the second rotation angle, so that the remaining Second abnormality determination means for determining abnormality of the sensor signal to be performed,
An electric power steering device.
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第2回転角検出手段は、モータレゾルバにより検出されるモータ回転角を換算することにより前記第2回転角を検出し、第1回転角検出手段は、前記モータレゾルバよりも検出精度の荒いステアリングセンサにより前記第1回転角を検出するものであって、
前記第2異常判定手段は、前記第1回転角の変化に基づき操舵状態の切替判定を実行するとともに、その切替タイミングにおいて該第1回転角を前記第2回転角に一致させるべく補正すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The second rotation angle detection means detects the second rotation angle by converting a motor rotation angle detected by a motor resolver, and the first rotation angle detection means has a steering with coarser detection accuracy than the motor resolver. A first rotation angle is detected by a sensor;
The second abnormality determination means performs a steering state switching determination based on a change in the first rotation angle, and corrects the first rotation angle to coincide with the second rotation angle at the switching timing; An electric power steering device.
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