JP2012254649A - Electric power steering device - Google Patents

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Harutaka Tamaizumi
晴天 玉泉
Hirokazu Masugami
浩和 桝上
Isao Namikawa
勲 並河
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device which can perform continuous and stable steering operation even at an abnormality of a torque sensor.SOLUTION: When the abnormality of the steering torque sensor is detected, motor torque equivalent to an assist force target value based on an axial force operated from lateral G and a yaw rate in place of the steering torque sensor is generated, and assist control is continued by executing the supply of drive power. As a result, since the assist force target value based on the axial force operated from the lateral G and the yaw rate is generated, a change or the like of a road face status can sufficiently be transmitted to a driver, and steering feeling can be improved.

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.

従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置(EPS)がある。通常、このようなEPSでは、トルクセンサにより、その操舵系に入力される操舵トルクが検出されており、該操舵トルクに基づいて、操舵系に付与すべきアシスト力目標値が演算される。そして、そのアシスト力目標値に相当するモータトルクを発生させるべく、モータに対する駆動電力の供給を通じて、その作動が制御される構成となっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, power steering apparatuses for vehicles include an electric power steering apparatus (EPS) using a motor as a drive source. Normally, in such EPS, a steering torque input to the steering system is detected by a torque sensor, and an assist force target value to be applied to the steering system is calculated based on the steering torque. The operation is controlled through supply of drive power to the motor so as to generate motor torque corresponding to the assist force target value.

ところが、このような構成では、そのトルクセンサに異常が生じた場合には、上記操舵トルクに基づくパワーアシスト制御は実行できなくなる。そこで、従来、ステアリングセンサにより検出される操舵角に基づいて、その代替的なアシスト力目標値を演算する方法が提案されている。   However, in such a configuration, when an abnormality occurs in the torque sensor, the power assist control based on the steering torque cannot be executed. Therefore, conventionally, a method for calculating the alternative assist force target value based on the steering angle detected by the steering sensor has been proposed.

例えば、特許文献1には、その操舵角及び操舵方向の判定結果に基づく、アシスト力目標値の算出にヒステリシス特性を持たせる方法が開示されている。また、特許文献2には、操舵角に対応する係数を操舵速度に乗ずることにより、そのアシスト力目標値を演算する方法が開示されている。そして、これにより、トルクセンサ異常時においても、好適にアシスト力を付与することが可能な構成になっている。   For example, Patent Document 1 discloses a method of giving hysteresis characteristics to the calculation of the assist force target value based on the determination result of the steering angle and steering direction. Patent Document 2 discloses a method for calculating the assist force target value by multiplying the steering speed by a coefficient corresponding to the steering angle. As a result, the assist force can be suitably applied even when the torque sensor is abnormal.

特開2004−338562号公報JP 2004-338562 A 特開2004−114755号公報JP 2004-114755 A

しかしながら、これら従来の方法は、何れも上記操舵トルクに基づくアシスト力目標値を、代替する目標値を演算する位置づけにあり、トルクセンサによる実トルクの検出ができない状態になることで、路面状況の変化等が適切にアシスト力に反映されないという問題があり、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, all of these conventional methods are positioned to calculate an alternative target value for the assist force target value based on the steering torque, and the actual torque cannot be detected by the torque sensor. There has been a problem that changes and the like are not properly reflected in the assist force, and in this respect, there is still room for improvement.

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り、その目的は、トルクセンサの異常時においても、継続して安定したステアリング操作を行なう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 an object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of continuously performing a stable steering operation even when a torque sensor is abnormal. It is in.

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(12)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(10)と、前記モータ(12)に対する駆動電力の供給を通じて、前記操舵力補助装置(10)の作動を制御する制御手段(11)と、車両の横Gを検出する横Gセンサ(18)と、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ(19)と、前記操舵系に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ(14)と、前記操舵トルクセンサ(14)の異常を検出する異常検出手段(21)と、を備え、前記制御手段(11)は、前記操舵トルクに基づくアシスト力目標値に相当するモータトルクを発生させるべく、前記駆動電力の供給を実行するとともに、前記操舵トルクセンサ(14)の異常が検出された場合には、前記操舵トルクセンサ(14)に替えて、前記横G及び前記ヨーレートから演算される軸力に基づくアシスト力目標値に相当するモータトルクを発生させるべく、前記駆動電力の供給を実行すること、を要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to a steering force assisting device (10) that applies an assist force to a steering system using a motor (12) as a drive source, and a drive for the motor (12). Control means (11) for controlling the operation of the steering force assisting device (10) through supply of electric power, a lateral G sensor (18) for detecting the lateral G of the vehicle, and a yaw rate sensor (19 for detecting the yaw rate of the vehicle) ), A steering torque sensor (14) for detecting a steering torque input to the steering system, and an abnormality detection means (21) for detecting an abnormality of the steering torque sensor (14), the control means ( 11) In order to generate a motor torque corresponding to an assist force target value based on the steering torque, the drive power is supplied and an abnormality of the steering torque sensor (14) is detected. In the case where it is determined, instead of the steering torque sensor (14), supply of the driving power is performed so as to generate a motor torque corresponding to an assist force target value based on the axial force calculated from the lateral G and the yaw rate. The gist is to execute.

請求項1の電動パワーステアリング装置によれば、操舵トルクセンサの異常が検出された場合には、操舵トルクセンサに替えて、横G及びヨーレートから演算される軸力に基づくアシスト力目標値に相当するモータトルクを発生させ、駆動電力の供給を実行することによりアシスト制御を継続することができる。
また、横G及びヨーレートから演算される軸力に基づくアシスト力目標値を発生させているので、路面状況の変化等を適切にアシストに反映することができ、アシストの過不足防止が図れる。
According to the electric power steering device of the first aspect, when an abnormality of the steering torque sensor is detected, it corresponds to the assist force target value based on the axial force calculated from the lateral G and the yaw rate instead of the steering torque sensor. The assist control can be continued by generating the motor torque to be executed and supplying the drive power.
In addition, since the assist force target value based on the axial force calculated from the lateral G and the yaw rate is generated, a change in road surface condition and the like can be appropriately reflected in the assist, and the excess or deficiency of the assist can be prevented.

これにより、請求項1の電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサの異常が検出された場合には、操舵トルクセンサに替えて、横G及びヨーレートから演算される軸力に基づくアシスト力目標値を生成することとしたので、路面状況の変化等を適切にアシストに反映することができ、アシストの過不足を防止することができる。
その結果、より安定的にアシスト力付与を継続することができる。
Thus, the electric power steering apparatus according to the first aspect of the present invention provides the assist force target value based on the axial force calculated from the lateral G and the yaw rate, instead of the steering torque sensor, when an abnormality of the steering torque sensor is detected. Since it is generated, a change in the road surface condition or the like can be appropriately reflected in the assist, and an excessive or insufficient assist can be prevented.
As a result, it is possible to continue providing the assist force more stably.

本発明によれば、トルクセンサの異常時においても、継続して安定したステアリング操作を行なう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ができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electric power steering apparatus capable of continuously performing a stable steering operation even when the torque sensor is abnormal.

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. 代替アシスト制御部の構成図。The block diagram of an alternative assist control part. 軸力演算部のフローチャート図。The flowchart figure of an axial force calculating part. 軸力/代替アシスト制御量生成のマップ図。The map figure of axial force / alternative assist control amount generation.

以下、本発明をコラム型の電動パワーステアリング装置に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。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a column-type electric power steering apparatus 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.

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。   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、ブラシレスDCモータが採用されている。但し、モータ12には、ブラシ付きの直流モータを採用しても勿論よい。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 driving source is drivingly connected to a column shaft 3 a via a speed reduction mechanism 13. In the present embodiment, a brushless DC motor is adopted as the motor 12. However, the motor 12 may of course employ a brushed DC motor. 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、横Gセンサ18及びヨーレートセンサ19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、車速V、横G及びヨーレートγを検出する。   On the other hand, the ECU 11 is connected with a torque sensor 14, a vehicle speed sensor 15, a lateral G sensor 18 and a yaw rate sensor 19. The ECU 11 detects the steering torque τ, the vehicle speed V, the lateral G, and the yaw rate γ based on the output signals of these sensors.

本実施形態のトルクセンサ14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である。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16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16の捩れに基づいて、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。   The torque sensor 14 of the present embodiment is a magnetic torque sensor using a magnetic detection element (Hall IC) as the sensor element (14a, 14b). In the present embodiment, a torsion bar 16 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 16. It is configured with.

尚、このようなトルクセンサは、例えば、トーションバー16の捩れに基づき磁束変化が生ずるセンサコア(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 (in this embodiment, a Hall IC) on the outer periphery of a sensor core (not shown) in which magnetic flux changes due to torsion of the torsion bar 16, and each of the sensor elements 14a. , 14b can be formed.

即ち、回転軸であるステアリングシャフト3のトルク入力によりトーションバー16が捩れることで、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 16 is twisted by the torque input of 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 voltages of the sensor elements 14a and 14b, which fluctuate with the change in magnetic flux, to the ECU 11 as sensor signals Sa and Sb, respectively.

本実施形態では、トルク検出手段としてのECU11は、このトルクセンサ14、詳しくはその出力要素としての各センサ素子14a、14bが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。そして、ECU11は、その操舵トルクτ及び車速センサ15により検出される車速Vに基づき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に駆動電力を供給することにより、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。   In the present embodiment, the ECU 11 as torque detecting means detects the steering torque τ based on the sensor signals Sa and Sb output from the torque sensor 14, more specifically, the sensor elements 14a and 14b as output elements. The ECU 11 calculates a target assist force based on the steering torque τ and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 15, and drives the motor 12 as a drive source to generate the target assist force in the EPS actuator 10. By supplying power, 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は、本実施形態のEPSの制御ブロック図である。同図に示すように、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.
FIG. 2 is a control block diagram of the EPS of this embodiment. As shown in the figure, 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. ing.

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27、及びモータ12の回転角θmを検出するための回転角センサ17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27及び回転角センサ17の出力信号に基づき、検出されたモータ12の
実電流値I及び回転角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 is connected to a current sensor 27 for detecting an actual current value I supplied to the motor 12 and a rotation angle sensor 17 for detecting the rotation angle θm of the motor 12. Then, the microcomputer 21 controls the drive circuit 22 based on the detected actual current value I and the rotation angle θm of the motor 12 based on the vehicle state quantities and the output signals of the current sensor 27 and the rotation angle sensor 17. A motor control signal to be output 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 at every predetermined period.

詳述すると、マイコン21は、モータ12に対する電力供給の目標値である電流指令値I*を演算する電流指令値演算部23と、電流指令値演算部23により算出された電流指令値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24とを備えている。   More specifically, the microcomputer 21 calculates a current command value calculation unit 23 that calculates a current command value I *, which is a target value for power supply to the motor 12, and a current command value I * calculated by the current command value calculation unit 23. And a motor control signal output unit 24 for outputting a motor control signal.

電流指令値演算部23には、上記アシスト力目標値の基礎成分としての基本アシスト制御量Ias*を演算する基本アシスト制御部26が設けられており、本実施形態では、この基本アシスト制御部26には、車速V及び操舵トルクτが入力されるようになっている。   The current command value calculation unit 23 is provided with a basic assist control unit 26 for calculating a basic assist control amount Ias * as a basic component of the assist force target value. In this embodiment, the basic assist control unit 26 is provided. Is input with a vehicle speed V and a steering torque τ.

ここで、本実施形態では、トルクセンサ14の出力信号Sa,Sbは、マイコン21に設けられた操舵トルク検出部25に入力されるようになっており、基本アシスト制御部26には、同操舵トルク検出部25において各出力信号Sa,Sbに基づき検出される操舵トルクτが入力されるようになっている。そして、基本アシスト制御部26は、当該操舵トルクτの絶対値が大きいほど、また、車速Vが小さいほど、より大きなアシスト力を付与すべき旨の基本アシスト制御量Ias*を演算する構成となっている。   Here, in the present embodiment, the output signals Sa and Sb of the torque sensor 14 are input to a steering torque detection unit 25 provided in the microcomputer 21, and the basic assist control unit 26 receives the same steering. A steering torque τ detected on the basis of the output signals Sa and Sb in the torque detector 25 is input. The basic assist control unit 26 is configured to calculate a basic assist control amount Ias * indicating that a larger assist force should be applied as the absolute value of the steering torque τ is larger and the vehicle speed V is smaller. ing.

また、本実施形態では、上記操舵トルク検出部25には、トルクセンサ14の出力信号Sa,Sbに基づき、同トルクセンサ14の異常を検出する異常検出手段としての機能が備えられている。そして、電流指令値演算部23は、その異常検出機能により、通常状態と判定される場合、即ち、トルクセンサ14が正常に作動している通常時には、この基本アシスト制御量Ias*に基づく値を、上記電流指令値I*として、モータ制御信号出力部24に出力する構成となっている。   Further, in the present embodiment, the steering torque detector 25 is provided with a function as an abnormality detection means for detecting an abnormality of the torque sensor 14 based on the output signals Sa and Sb of the torque sensor 14. The current command value calculation unit 23 calculates a value based on the basic assist control amount Ias * when the abnormality detection function determines that the current state is the normal state, that is, when the torque sensor 14 is operating normally. The current command value I * is output to the motor control signal output unit 24.

モータ制御信号出力部24には、この電流指令値演算部23が出力する電流指令値I*とともに、電流センサ27により検出された実電流値I、及び回転角センサ17により検出されたモータ12の回転角θmが入力される。そして、モータ制御信号出力部24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 24 includes the current command value I * output from the current command value calculation unit 23, the actual current value I detected by the current sensor 27, and the motor 12 detected by the rotation angle sensor 17. The rotation angle θm is input. The motor control signal output unit 24 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用いられている。そして、モータ制御信号出力部24は、実電流値Iとして検出されたモータ12の相電流値(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、上記電流フィードバック制御を行う。   Specifically, in the present embodiment, a brushless motor that rotates by supplying three-phase (U, V, W) driving power is used as the motor 12. The motor control signal output unit 24 converts the phase current value (Iu, Iv, Iw) of the motor 12 detected as the actual current value I into d and q axis current values in the d / q coordinate system (d / q The current feedback control is performed by performing conversion.

即ち、電流指令値I*は、q軸電流指令値として、モータ制御信号出力部24に入力され、モータ制御信号出力部24は、回転角センサ17により検出された回転角θmに基づいて、相電流値(Iu,Iv,Iw)をd/q変換する。また、モータ制御信号出力部24は、そのd、q軸電流値及びq軸電流指令値に基づいて、d、q軸電圧指令値を演算する。そして、そのd、q軸電圧指令値をd/q逆変換することにより、相電圧指令値(Vu*,Vv*,Vw*)を演算し、当該相電圧指令値に基づいて、モータ制御信号を生成する。   That is, the current command value I * is input to the motor control signal output unit 24 as a q-axis current command value, and the motor control signal output unit 24 is based on the rotation angle θm detected by the rotation angle sensor 17. The current values (Iu, Iv, Iw) are d / q converted. The motor control signal output unit 24 calculates the d and q-axis voltage command values based on the d and q-axis current values and the q-axis current command value. Then, the d and q axis voltage command values are inversely converted by d / q to calculate the phase voltage command values (Vu *, Vv *, Vw *), and the motor control signal is calculated based on the phase voltage command values. Is generated.

このようにして生成されたモータ制御信号は、マイコン21から駆動回路22へと出力され、同駆動回路22により当該モータ制御信号に基づく、三相の駆動電力がモータ12へと供給される。そして、その操舵トルクτに基づく、アシスト力目標値としての電流指令値I*に相当するモータトルクが発生することにより、当該アシスト力目標値に対応するアシスト力が操舵系に付与される構成となっている。   The motor control signal generated in this way is output from the microcomputer 21 to the drive circuit 22, and the drive circuit 22 supplies three-phase drive power to the motor 12 based on the motor control signal. And, by generating a motor torque corresponding to the current command value I * as the assist force target value based on the steering torque τ, an assist force corresponding to the assist force target value is applied to the steering system. It has become.

(トルクセンサ異常時のアシスト継続制御)
次に、本実施形態のEPSにおけるトルクセンサ異常時のアシスト継続制御について説明する。
図2に示すように、本実施形態の電流指令値演算部23には、上記基本アシスト制御部26に加え、トルクセンサ異常時にアシスト継続制御を行う代替アシスト制御部28が設けられている。
(Assist continuation control when torque sensor is abnormal)
Next, assist continuation control when the torque sensor is abnormal in the EPS of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the current command value calculation unit 23 of the present embodiment is provided with an alternative assist control unit 28 that performs assist continuation control when the torque sensor is abnormal, in addition to the basic assist control unit 26.

具体的には、代替アシスト制御部28は、横Gセンサにて検出された横Gと、ヨーレートセンサにて検出されたヨーレートγとを入力する。そして、代替アシスト制御部28は、横Gとヨーレートより軸力(F、後述する)を演算し、軸力に対応した代替アシスト制御量Ibs*を出力する。   Specifically, the alternative assist control unit 28 inputs the lateral G detected by the lateral G sensor and the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor. The alternative assist control unit 28 calculates an axial force (F, which will be described later) from the lateral G and the yaw rate, and outputs an alternative assist control amount Ibs * corresponding to the axial force.

詳述すると、代替アシスト制御部28は、図3で表された軸力(F)演算部30と、軸力/代替アシスト制御量生成マップ31で構成される。
まず、軸力(F)演算部30の詳細を図4を用いて説明する。ステップS101で、マイコン21は、車両の前輪と後輪、即ちホイールベース間の距離lを一時記憶装置(マイコン内ROM、図略)から読み込む。次に、ステップS102で、マイコン21は、車両の重心から後輪までの距離lrをマイコン内ROMから読み込む。
More specifically, the alternative assist control unit 28 includes the axial force (F) calculation unit 30 and the axial force / alternative assist control amount generation map 31 shown in FIG.
First, details of the axial force (F) calculation unit 30 will be described with reference to FIG. In step S101, the microcomputer 21 reads the distance l between the front and rear wheels of the vehicle, that is, the wheel base, from the temporary storage device (ROM in microcomputer, not shown). Next, in step S102, the microcomputer 21 reads the distance lr from the center of gravity of the vehicle to the rear wheel from the ROM in the microcomputer.

次に、ステップS103で、マイコン21は、車両の重量mをマイコン内ROMから読み込む。次に、ステップS104で、マイコン21は、車両の重心回りの回転方向のイナーシャIをマイコン内ROMから読み込む。次に、ステップS105で、マイコン21は、軸力ゲインKをマイコン内ROMから読み込む。軸力への変換ゲインKは、トレール量ξ、ナックルアーム長lnにより決まる値であり、通常、K=ξ/lnの関係に設定される。   Next, in step S103, the microcomputer 21 reads the vehicle weight m from the microcomputer ROM. Next, in step S104, the microcomputer 21 reads the inertia I in the rotational direction around the center of gravity of the vehicle from the ROM in the microcomputer. Next, in step S105, the microcomputer 21 reads the axial force gain K from the microcomputer ROM. The conversion gain K to axial force is a value determined by the amount of trail ξ and the knuckle arm length ln, and is usually set to a relationship of K = ξ / ln.

次に、ステップS106で、マイコン21は、横Gセンサにて検出された横Gを取り込む。次に、ステップS107で、マイコン21は、ヨーレートセンサにて検出されたヨーレートγを取り込む。   Next, in step S106, the microcomputer 21 captures the lateral G detected by the lateral G sensor. Next, in step S107, the microcomputer 21 takes in the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor.

そして、ステップS108で、マイコン21は、式(1)で軸力Fを演算する。
F=K/l×(lr×m×横G+I×γ) 式(1)
次に、ステップS109で、マイコン21は、軸力Fを軸力/代替アシスト制御量生成マップ31に出力して、処理を終える。
In step S108, the microcomputer 21 calculates the axial force F using equation (1).
F = K / l × (lr × m × lateral G + I × γ) Formula (1)
Next, in step S109, the microcomputer 21 outputs the axial force F to the axial force / alternative assist control amount generation map 31 and ends the process.

次に、軸力/代替アシスト制御量生成マップ31を図5を用いて説明する。
当該軸力/代替アシスト制御量生成マップ31は、横軸に、軸力(F)を、縦軸に代替アシスト制御量Ibs*を表わしている。軸力/代替アシスト制御量生成マップ31は、軸力(F)が+方向に大きくなるに従って、代替アシスト制御量Ibs*も+方向に直線的に大きくなるように構成されている。そして、軸力/代替アシスト制御量生成マップ31から出力された代替アシスト制御量Ibs*は切替制御部29(後述する)に入力される。
Next, the axial force / alternative assist control amount generation map 31 will be described with reference to FIG.
The axial force / alternative assist control amount generation map 31 represents the axial force (F) on the horizontal axis and the alternative assist control amount Ibs * on the vertical axis. The axial force / alternative assist control amount generation map 31 is configured such that as the axial force (F) increases in the + direction, the alternative assist control amount Ibs * also increases linearly in the + direction. Then, the substitute assist control amount Ibs * output from the axial force / substitute assist control amount generation map 31 is input to the switching control unit 29 (described later).

ここで、本実施形態の電流指令値演算部23は、上記異常検出手段としての操舵トルク検出部25により、トルクセンサ14の異常が検出された場合には、上記基本アシスト制御部26により演算される基本アシスト制御量Ias*を基礎成分とした電流指令値I*の演算を停止する。そして、その電流指令値演算の基礎成分を上記代替アシスト制御部28により演算される代替アシスト制御量Ibs*に切り替えて、当該電流指令値I*の演算を実行するように構成されている。   Here, the current command value calculation unit 23 of the present embodiment is calculated by the basic assist control unit 26 when an abnormality of the torque sensor 14 is detected by the steering torque detection unit 25 as the abnormality detection means. The calculation of the current command value I * using the basic assist control amount Ias * as a basic component is stopped. The basic component of the current command value calculation is switched to the alternative assist control amount Ibs * calculated by the alternative assist control unit 28, and the current command value I * is calculated.

更に、詳述すると、本実施形態の電流指令値演算部23には、切替制御部29が設けられており、上記基本アシスト制御部26により演算される基本アシスト制御量Ias*、及び上記代替アシスト制御部28により演算される代替アシスト制御量Ibs*は、この切替制御部29に入力される。   More specifically, the current command value calculation unit 23 of the present embodiment is provided with a switching control unit 29, and the basic assist control amount Ias * calculated by the basic assist control unit 26 and the alternative assist. The substitute assist control amount Ibs * calculated by the control unit 28 is input to the switching control unit 29.

また、同切替制御部29には、上記異常検出手段としての操舵トルク検出部25の出力する異常検出信号Strが入力されるようになっている。そして、切替制御部29は、その入力される異常検出信号Strがトルクセンサ14の異常を示すものである場合には、その出力する制御信号を、基本アシスト制御量Ias*から代替アシスト制御量Ibs*に切り替える。そして、電流指令値演算部23は、この切替制御部29の出力する制御信号に基づいて、モータ制御信号出力部24における、電流制御の目標値としての電流指令値I*の演算を実行する。   The switching control unit 29 is input with an abnormality detection signal Str output from the steering torque detection unit 25 as the abnormality detection means. When the input abnormality detection signal Str indicates that the torque sensor 14 is abnormal, the switching control unit 29 changes the output control signal from the basic assist control amount Ias * to the alternative assist control amount Ibs. Switch to *. Then, the current command value calculation unit 23 calculates a current command value I * as a target value for current control in the motor control signal output unit 24 based on the control signal output from the switching control unit 29.

即ち、本実施形態のECU11は、トルクセンサ14の異常時には、通常時におけるアシスト力目標値相当のモータトルクを発生させるための電力供給を停止する。そして、そのモータ12に対する駆動電力の供給形態を、横Gとヨーレートより軸力を演算し、軸力に対応した軸力/代替アシスト制御量生成マップから得られるアシスト力に基づいた電力供給に切り替える。   That is, when the torque sensor 14 is abnormal, the ECU 11 according to the present embodiment stops power supply for generating a motor torque corresponding to the assist force target value in a normal state. Then, the driving power supply form for the motor 12 is switched to power supply based on the assist force obtained from the axial force / alternate assist control amount generation map corresponding to the axial force by calculating the axial force from the lateral G and the yaw rate. .

このような構成とすることで、そのトルクセンサ14の異常により、操舵トルクが検出不能な状態においても、そのステアリング操作に応じて操舵系をモータ駆動することが可能になる。そして、本実施形態では、横Gとヨーレートより得られる軸力に応じてアシスト制御量を生成しているので、路面状況の変化等をアシスト力へ反映させることができ、アシストの過不足を防止することができる。その結果、トルクセンサ14の異常時においても、安定的にアシスト力付与を継続することができる。   With such a configuration, even when the steering torque cannot be detected due to an abnormality of the torque sensor 14, the steering system can be motor-driven according to the steering operation. In this embodiment, since the assist control amount is generated according to the axial force obtained from the lateral G and the yaw rate, changes in road surface conditions and the like can be reflected in the assist force, preventing excessive or insufficient assist. can do. As a result, the assist force can be stably applied even when the torque sensor 14 is abnormal.

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。
マイコン21は、操舵トルクセンサ14の異常が検出された場合には、操舵トルクセンサ14に替えて、横Gとヨーレートより得られる軸力に基づくアシスト力目標値に相当するモータトルクを発生させ、駆動電力の供給を実行することによりアシスト制御を継続する(アシスト継続制御)。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
When an abnormality of the steering torque sensor 14 is detected, the microcomputer 21 generates a motor torque corresponding to the assist force target value based on the axial force obtained from the lateral G and the yaw rate, instead of the steering torque sensor 14. The assist control is continued by executing the drive power supply (assist continuation control).

上記構成によれば、横Gとヨーレートより得られる軸力に基づくアシスト力目標値を生成することとしたので、路面状況の変化等をアシスト力へ反映させることができ、アシストの過不足を防止することができる。その結果、より安定的にアシスト力付与を継続することができる。   According to the above configuration, since the assist force target value based on the axial force obtained from the lateral G and the yaw rate is generated, changes in road surface conditions and the like can be reflected in the assist force, preventing excessive or insufficient assist. can do. As a result, it is possible to continue providing the assist force more stably.

なお、上記各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、軸力/代替アシスト制御量生成マップは、軸力が+方向に大きくなるに従って、代替アシスト制御量も+方向に直線的に大きくなるように構成したが、非線形状に大きくなるように構成してもよい。
In addition, you may change each said embodiment as follows.
In the above embodiment, the axial force / alternative assist control amount generation map is configured so that the alternative assist control amount increases linearly in the + direction as the axial force increases in the + direction. You may comprise so that it may become.

・上記実施形態では、通常軸力ゲインKはK=ξ/lnに設定することとしたが、路面情況または車速に応じて可変としてもよい。 In the above embodiment, the normal axial force gain K is set to K = ξ / ln, but may be variable according to the road surface condition or the vehicle speed.

・上記各実施形態では、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 each of the above embodiments, 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.

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、
3b:インターミディエイトシャフト、3c:ピニオンシャフト、
4:ラックアンドピニオン機構、5:ラック軸、6:タイロッド、7:転舵輪、
10:EPSアクチュエータ、11:ECU、12:モータ、13:減速機構、
14:トルクセンサ、14a,14b:センサ素子、15:車速センサ、
16:トーションバー、17:回転角センサ、18:横Gセンサ、
19:ヨーレートセンサ、
21:マイコン、22:駆動回路、23:電流指令値演算部、
24:モータ制御信号出力部、25:操舵トルク検出部、26:基本アシスト制御部、
27:電流センサ(電流検出器)、28:代替アシスト制御部、29:切替制御部、
30:軸力(F)演算部、31:軸力/代替アシスト制御量生成マップ、
τ:操舵トルク、Sa,Sb:センサ信号、V:車速、G:横G、θm:回転角、
γ:ヨーレート、F:軸力、
I*:電流指令値、I:実電流値、Ias*:基本アシスト制御量、
Ibs*:代替アシスト制御量、Iu,Iv,Iw:相電流値、
Vu*,Vv*,Vw*:相電圧指令値、Str:異常検出信号、
L:ホイールベース間の距離、lr:車両の重心から後輪までの距離、
m:車両の重量、I:車両の重心回りの回転方向のイナーシャ、K:軸力ゲイン、
ξ:トレール量、ln:ナックルアーム長
1: Electric power steering device (EPS), 2: Steering,
3: Steering shaft, 3a: Column shaft,
3b: Intermediate shaft, 3c: Pinion shaft,
4: rack and pinion mechanism, 5: rack shaft, 6: tie rod, 7: steered wheel,
10: EPS actuator, 11: ECU, 12: motor, 13: deceleration mechanism,
14: torque sensor, 14a, 14b: sensor element, 15: vehicle speed sensor,
16: Torsion bar, 17: Rotation angle sensor, 18: Lateral G sensor,
19: Yaw rate sensor
21: Microcomputer, 22: Drive circuit, 23: Current command value calculation unit,
24: motor control signal output unit, 25: steering torque detection unit, 26: basic assist control unit,
27: current sensor (current detector), 28: alternative assist control unit, 29: switching control unit,
30: Axial force (F) calculation unit, 31: Axial force / alternative assist control amount generation map,
τ: steering torque, Sa, Sb: sensor signal, V: vehicle speed, G: lateral G, θm: rotation angle,
γ: yaw rate, F: axial force,
I *: current command value, I: actual current value, Ias *: basic assist control amount,
Ibs *: alternative assist control amount, Iu, Iv, Iw: phase current value,
Vu *, Vv *, Vw *: Phase voltage command value, Str: Abnormality detection signal,
L: Distance between wheelbases, lr: Distance from vehicle center of gravity to rear wheel,
m: vehicle weight, I: inertia in rotational direction around the center of gravity of the vehicle, K: axial force gain,
ξ: Trail amount, ln: Knuckle arm length

Claims (1)

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、
前記モータに対する駆動電力の供給を通じて、前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、
車両の横Gを検出する横Gセンサと、
車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、
前記操舵系に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記操舵トルクに基づくアシスト力目標値に相当するモータトルクを発生させるべく、前記駆動電力の供給を実行するとともに、
前記操舵トルクセンサの異常が検出された場合には、前記操舵トルクセンサに替えて、前記横G及び前記ヨーレートから演算される軸力に基づくアシスト力目標値に相当するモータトルクを発生させるべく、
前記駆動電力の供給を実行すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
A steering force assist device that applies assist force to the steering system using a motor as a drive source;
Control means for controlling the operation of the steering force assisting device through supply of driving power to the motor;
A lateral G sensor for detecting the lateral G of the vehicle;
A yaw rate sensor for detecting the yaw rate of the vehicle;
A steering torque sensor for detecting a steering torque input to the steering system;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the steering torque sensor,
The control means executes the supply of the driving power so as to generate a motor torque corresponding to an assist force target value based on the steering torque,
When abnormality of the steering torque sensor is detected, instead of the steering torque sensor, to generate a motor torque corresponding to an assist force target value based on an axial force calculated from the lateral G and the yaw rate,
Performing the drive power supply;
An electric power steering device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10407091B2 (en) 2015-04-30 2019-09-10 Denso Corporation Electric power steering control apparatus

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US9828023B2 (en) 2015-03-31 2017-11-28 Honda Motor Co., Ltd. Electric power steering device
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