JP2014100981A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
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、電動パワーステアリング装置の異常検出方法は、異常を検出する毎に異常カウンタを加算していき、故障判定値に達すると、電動パワーステアリング装置が故障していると判定して、電動モータへの通電を遮断している。又、異常カウンタが故障判定値に達する前に異常を検知できなかった場合には、即、正常であると判定して、異常カウンタを零に戻している。 Conventionally, an abnormality detection method for an electric power steering apparatus adds an abnormality counter each time an abnormality is detected, and determines that the electric power steering apparatus is out of order when the failure determination value is reached. Is turned off. If an abnormality cannot be detected before the abnormality counter reaches the failure determination value, it is immediately determined that the abnormality is normal, and the abnormality counter is returned to zero.
しかし、このような制御方法においては、異常を検出しているデータが、チャタリングを起こした場合など、即、故障判定がリセットされて、正常とみなされてしまう。 そのため、例えば、特許文献1に記載の電動パワーステアリング機構の制御装置では、異常カウンタが故障判定値に達すると、電動パワーステアリング機構が故障していると判定し、異常検出手段が、一旦、異常を検出しても、所定のサンプリング回数、連続して異常検出手段が正常を検出すると、故障判定手段が保持中の異常カウンタを零に戻している。 However, in such a control method, when the data in which an abnormality is detected causes chattering, the failure determination is immediately reset and regarded as normal. Therefore, for example, in the control device for the electric power steering mechanism described in Patent Document 1, when the abnormality counter reaches the failure determination value, it is determined that the electric power steering mechanism has failed, and the abnormality detection unit temporarily detects an abnormality. If the abnormality detecting means detects normality continuously for a predetermined number of sampling times, the failure determining means returns the abnormality counter being held to zero.
しかし、上記方法においても、異常を検出するサンプリング周期が一定の場合、路面からの外乱(例えば、居眠り防止や、はみ出し防止のための凹凸溝等)の周期が、異常を検出するサンプリング周期と同一だった場合、データが正常値であるにもかかわらず、故障判定手段が故障と判定して、アシストを停止するため、操舵フィーリングの低下を招く場合があった。 However, even in the above method, when the sampling period for detecting an abnormality is constant, the period of disturbance from the road surface (for example, a concave / convex groove for preventing dozing or preventing protrusion) is the same as the sampling period for detecting the abnormality. In such a case, although the data is a normal value, the failure determination means determines that there is a failure and stops the assist, which may cause a decrease in steering feeling.
本発明の目的は、確実に電動パワーステアリング装置の故障を検出し、間違った故障判定のため、操舵フィーリングが低下することを防止でき、操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can detect a failure of an electric power steering device reliably and prevent a steering feeling from being lowered due to an erroneous failure determination, and has a good steering feeling. is there.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、モータによって操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記モータに流れる実電流を検出する実電流検出手段と、前記操舵トルク検出手段から検出した操舵トルクと、前記車速検出手段から検出した車速からアシスト力を生成するアシスト力生成手段と、前記アシスト力生成手段から生成した指令値と、前記実電流検出手段から検出した実電流に基づいて、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより、操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、 を備えた電動パワーステアリング装置において、前記制御手段は、前記電動パワーステアリング装置が正常であるか、異常であるかを検出する異常検出手段と、前記異常検出手段が異常を検出する毎に、異常カウンタを加算していき、前記異常カウンタが故障判定値に達すると、前記電動パワーステアリング装置が故障していると判定する故障判定手段とを備え、前記異常検出手段は、ランダムなサンプリング周期を発生させる、ランダムサンプリング周期発生手段を有するとともに、前記ランダムサンプリング周期発生手段によって発生された、ランダムなサンプリング周期でサンプリングした所定のデータを所定の閾値と比較することにより、前記電動パワーステアリング装置の正常か、異常かを検出すること、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 provided to apply an assist force for assisting a steering operation to a steering system by a motor, and a steering torque detection for detecting a steering torque. Means, vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed, actual current detecting means for detecting the actual current flowing through the motor, steering torque detected from the steering torque detecting means, and assist force from the vehicle speed detected from the vehicle speed detecting means. Based on the command value generated from the assist force generation unit and the actual current detected from the actual current detection unit, the motor is driven as the drive source of the steering force assisting device. Control means for controlling the operation of the steering force assisting device by supplying electric power; and an electric power steering apparatus comprising: , An abnormality detection means for detecting whether the electric power steering device is normal or abnormal, and an abnormality counter is added each time the abnormality detection means detects an abnormality, and the abnormality counter Failure determination means for determining that the electric power steering apparatus has failed when the value is reached, the abnormality detection means includes random sampling period generation means for generating a random sampling period, and the random detection period The gist is to detect whether the electric power steering apparatus is normal or abnormal by comparing predetermined data generated by the sampling period generating means and sampled at random sampling periods with a predetermined threshold.
本請求項の電動パワーステアリング装置では、電動パワーステアリング装置が正常であるか、異常であるかを検出する異常検出手段と、異常検出手段が異常を検出する毎に、異常カウンタを加算していき、異常カウンタが故障判定値に達すると、電動パワーステアリング装置が故障していると判定する故障判定手段を備えている。そして、異常検出手段は、ランダムなサンプリング周期を発生させる、ランダムサンプリング周期発生手段を有するとともに、ランダムサンプリング周期発生手段によって発生された、ランダムなサンプリング周期でサンプリングした所定のデータを所定の閾値と比較することにより、電動パワーステアリング装置の正常か、異常かを検出する構成とした。 In the electric power steering apparatus according to the present invention, an abnormality detection means for detecting whether the electric power steering apparatus is normal or abnormal, and an abnormality counter is added each time the abnormality detection means detects an abnormality. When the abnormality counter reaches the failure determination value, failure determination means for determining that the electric power steering device has failed is provided. The abnormality detection means has a random sampling period generation means for generating a random sampling period, and compares predetermined data generated by the random sampling period generation means and sampled at a random sampling period with a predetermined threshold value. By doing so, it is configured to detect whether the electric power steering device is normal or abnormal.
即ち、ランダムなサンプリング周期で検出したデータが正常だった場合は、そのままアシストを継続する。一方、ランダムなサンプリング周期で検出したデータが異常だった場合は、異常カウンタを加算していくと同時に、再び、ランダムなサンプリング周期でデータを検出していく。そのため、路面からの外乱の周期が、連続してサンプリング周期と同期し、異常を検出することはない。 That is, when the data detected at a random sampling period is normal, the assist is continued as it is. On the other hand, if the data detected in the random sampling period is abnormal, the abnormality counter is added and at the same time, the data is detected again in the random sampling period. Therefore, the period of disturbance from the road surface is continuously synchronized with the sampling period, and no abnormality is detected.
その結果、確実に電動パワーステアリング装置の故障を検出し、間違った故障判定のため、操舵フィーリングが低下することを防止でき、操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を提供することができる。 As a result, it is possible to reliably detect a failure of the electric power steering device and prevent the steering feeling from being lowered due to an erroneous failure determination, and to provide an electric power steering device with good steering feeling.
請求項2に記載の発明は、異常検出手段は、ランダムなサンプリング周期でサンプリングした所定のデータが異常値であった場合には、データ異常カウンタに、その時点のランダムなサンプリング周期を加算するとともに、データ異常カウンタが故障判定値以上の場合には、故障判定手段により故障確定フラグをセットするとともに、アシストを停止すること、を要旨とする。
In the invention according to
上記構成によれば、ランダムなサンプリング周期でサンプリングした所定のデータが異常値であった場合には、データ異常カウンタにその時点のランダムなサンプリング周期を加算するとともに、データ異常カウンタが故障判定値以上の場合には、故障判定手段により故障確定フラグをセットするとともに、アシストを停止する。その結果、所定のデータを、ランダムなサンプリング周期でサンプリングしていても、常に同じ故障確定時間で故障判定をすることができるので、確実に故障を検出することができる。 According to the above configuration, when the predetermined data sampled at a random sampling cycle is an abnormal value, the random sampling cycle at that time is added to the data abnormal counter, and the data abnormal counter is equal to or greater than the failure determination value. In this case, the failure determination means sets a failure confirmation flag and stops the assist. As a result, even when predetermined data is sampled at a random sampling period, a failure determination can always be made with the same failure determination time, so that a failure can be reliably detected.
請求項3に記載の発明は、異常検出手段は、操舵トルク検出手段、車速検出手段、及び実電流検出手段の異常を検出すること、を要旨とする。 The gist of the invention described in claim 3 is that the abnormality detecting means detects abnormality of the steering torque detecting means, the vehicle speed detecting means, and the actual current detecting means.
上記構成によれば、電動パワーステアリング装置の操舵フィーリング向上に必要な
操舵トルク、車速、及び実電流の異常を確実に検出することができる。
According to the above configuration, it is possible to reliably detect an abnormality in the steering torque, the vehicle speed, and the actual current necessary for improving the steering feeling of the electric power steering apparatus.
本発明によれば、確実に電動パワーステアリング装置の故障を検出し、間違った故障判定のため、操舵フィーリングが低下することを防止でき、操舵フィーリングの良い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 reliably detect a failure of the electric power steering device and prevent the steering feeling from being lowered due to an erroneous failure determination, and to provide an electric power steering device with good steering feeling. it can.
以下、コラム型の電動パワーステアリング装置(以下、EPSという)に具体化した本発明の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EPS1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と連結されている。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8、インターミディエイトシャフト9、及びピニオンシャフト10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11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12の舵角が変更されるようになっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention embodied in a column-type electric power steering apparatus (hereinafter referred to as EPS) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the EPS 1 of the present embodiment, a steering shaft 3 to which a
また、EPS1は、モータ21を駆動源として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24(操舵力補助装置)と、EPSアクチュエータ24の作動を制御するECU27とを備えている。
The EPS 1 controls the EPS actuator 24 (steering force assisting device) as a steering force assisting device that applies assisting force for assisting the steering operation to the steering system using the
本実施形態のEPSアクチュエータ24は、コラム型のEPSアクチュエータであり、その駆動源であるモータ21は、減速機構23を介してコラムシャフト8と駆動連結されている。そして、同モータ21の回転を減速機構23により減速してコラムシャフト8に伝達することによって、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
一方、ECU27には、車速センサ25(車速検出手段)、トルクセンサ26(操舵トルク検出手段)、及びモータ回転角センサ22が接続されており、ECU27は、これら各センサの出力信号に基づいて、車速V、操舵トルクτ、及びモータ回転角θmを検出する。
On the other hand, a vehicle speed sensor 25 (vehicle speed detection means), a torque sensor 26 (steering torque detection means), and a motor
次に、本実施形態のEPS1における電気的構成について説明する。
図2は、本実施形態のEPS1の制御ブロック図である。同図に示すように、ECU27は、モータ制御信号を出力するマイコン29(制御手段)と、そのモータ制御信号に基づいて、EPSアクチュエータ24の駆動源であるモータ21に三相の駆動電力を供給する駆動回路40、及びモータ21に通電されるU相電流値Iu、V相電流値Iv、及びW相電流値Iwを検出するための電流センサ(実電流検出手段)30u、30v、及び30wとを備えている。
Next, an electrical configuration in the EPS 1 of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the EPS 1 of the present embodiment. As shown in the figure, the ECU 27 supplies three-phase drive power to a
駆動回路40は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位(アーム)として各相に対応する3つのアームを並列接続してなる公知のPWMインバータ(図示せず)である。また、マイコン29の出力するモータ制御信号は、モータ駆動回路40を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するものとなっている。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、モータ制御信号に応答して、各スイッチング素子がオン/オフすることにより、バッテリ28の電源電圧に基づく三相のモータ駆動電力を生成して、モータ21へと出力する構成になっている。
The
ECU27には、モータ21のモータ回転角θmを検出するためのモータ回転角センサ22が接続されている。そして、マイコン29は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ21の各相電流値Iu、Iv、Iw、及びモータ回転角θm、並びに上記操舵トルクτ、及び車速Vに基づいて、駆動回路40にモータ制御信号を出力する。
A motor
以下に示す各制御ブロックは、マイコン29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。マイコン29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
図2に示すように、マイコン29は、外部信号である、モータ21の各相電流値Iu、Iv、Iw、モータ回転角θm、操舵トルクτ、及び車速Vをインターフェース部33を介して、所定のサンプリング周期でマイコン29の内部に取り込んでいる。 尚、詳細には、インターフェース部33は、デジタル信号を取り込むI/Oポートと、アナログ値をデジタル値に変換するA/D変換器で構成されている。
As shown in FIG. 2, the
更に、マイコン29は、モータ21を制御するq軸電流指令値Iq*を演算するIq*電流指令値演算部31(アシスト力生成手段)と、アシストの継続、中断を判断する故障判定部32(異常検出部、及びランダムサンプリング周期発生部を含む、故障判定手段、異常検出手段、ランダムサンプリング周期発生手段)と、駆動回路40を制御するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部44と、を備えている。
Furthermore, the
マイコン29は、インターフェース部33から入力された各相電流値Iud、Ivd、及びIwdをd/q座標系に写像することにより(d/q変換)、同d/q座標系における電流フィードバック制御を実行する。そして、駆動回路40を構成するFETのオン/オフタイミングを決定するDUTY指令値をPWM出力部38で生成し、そのDUTY指令値に基づいてゲートオン/オフ信号の出力を実行する。
The
電流指令値演算部31には、トルクセンサ26により検出された操舵トルクτd、及び車速センサ25により検出された車速Vgが入力される。電流指令値演算部31は、その操舵トルクτd及び車速Vgに基づいて、アシストトルクの制御目標であるq軸電流指令値Iq*を、操舵トルク/q軸電流指令値マップより決定する。
尚、操舵トルク/q軸電流指令値マップは、同じ操舵トルクの場合、車速Vgが小さいほど、大きなq軸電流指令値Iq*を決定するように構成されている。
The steering torque τd detected by the
The steering torque / q-axis current command value map is configured to determine a larger q-axis current command value Iq * as the vehicle speed Vg is smaller for the same steering torque.
故障判定部32には、トルクセンサ26により検出された操舵トルクτd、車速センサ25により検出された車速Vg、モータ回転角センサ22により検出されたモータ回転角θmd、及び電流センサ30u、30v、30wにより検出されたモータ21の各相電流値Iud、Ivd、Iwdが入力される。これらの車両の状態量は、故障判定部32に含まれる異常検出部によって、ランダムの周期で個別にサンプリングされ、異常閾値と比較することによって、異常が検出される。
The
そして、故障判定部32にて、故障が確定された場合には、故障確定フラグFLG1がセットされ、故障確定フラグFLG1が電流指令値演算部31、及びモータ制御信号生成部44に入力されることにより、アシストが中断される構成となっている。
また、故障判定部32には、ランダムなサンプリング周期を発生させる、ランダムサンプリング周期発生部が含まれている。ランダムサンプリング周期発生部は、マイコン29により、乱数を発生させてランダムサンプリング周期を生成する。
When the
Further, the
モータ制御信号生成部44は、d/q変換演算部34、q軸PID制御部35、d軸PID制御部36、d/q逆変換演算部37、及びPWM出力部38で構成されている。
The motor control
d/q変換演算部34に入力されたU相電流値Iud、V相電流値Ivd、及びW相電流値Iwdは、d/q変換され、q軸電流値Iq、及びd軸電流値Idとなる。そして、q軸電流値Iqは、減算器53に入力される。減算器53は、Iq*電流指令値演算部31から出力されたq軸電流指令値Iq*から、q軸電流値Iqを減算したq軸偏差電流値ΔIqをq軸PID制御部35に入力する。そして、q軸PID制御部35で演算されたq軸電圧指令値Vq*は、d/q逆変換演算部37に入力される。
The U-phase current value Iud, the V-phase current value Ivd, and the W-phase current value Iwd input to the d / q
一方、d/q変換演算部34で変換されたd軸電流値Idは、減算器54に入力される。減算器54は、d軸電流指令値Id*(Id*=0)から、d軸電流値Idを減算したd軸偏差電流値ΔIdをd軸PID制御部36に入力する。d軸PID制御部36で演算されたd軸電圧指令値Vd*は、d/q逆変換演算部37に入力される。
On the other hand, the d-axis current value Id converted by the d / q
d/q逆変換演算部37に入力されたq軸電圧指令値Vq*、及びd軸電圧指令値Vd*は、d/q逆変換演算部37により、U相電圧指令値Vu*、V相電圧指令値Vv*、及びW相電圧指令値Vw*に変換されPWM出力部38に入力される。
The q-axis voltage command value Vq * and the d-axis voltage command value Vd * input to the d / q reverse
次に、従来技術における異常を検出するサンプリング周期が一定の場合の異常検出方法を、図5の異常出力データの概略説明図を用いて説明する。図5の横軸は時間軸(ms)であり、縦軸は所定の検出器の出力データである。
そして、出力データが異常閾値(L11)より大きくなって、異常時(L22)になると、その状態を 所定回数計測する。詳述すると、マイコン29は、異常出力データを、一定のサンプリング周期(T1s:6ms)で数回サンプリング(3回:t1、t2、t3)し、サンプリングしている間、出力データが異常の場合には、故障判定部32が、故障と判定して、故障確定フラグFLG1をセットし、アシストを中断する。
Next, an abnormality detection method when the sampling period for detecting an abnormality in the prior art is constant will be described with reference to a schematic explanatory diagram of abnormality output data in FIG. The horizontal axis of FIG. 5 is a time axis (ms), and the vertical axis is output data of a predetermined detector.
When the output data becomes larger than the abnormality threshold (L11) and becomes abnormal (L22), the state is measured a predetermined number of times. More specifically, the
次に、本実施形態の異常検出方法を、図4の、一定のサンプリング周期と、路面からの外乱の周期が同一となった場合の、出力データの概略説明図を用いて説明する。
図4の横軸も図5と同様に、時間軸(ms)であり、縦軸も所定の検出器の出力データである。図5との差異は、図4では、出力データ(L2)が連続して、異常閾値(L1)より大きくない場合があることである。図から明白なように、一定のサンプリング周期(T1s:6ms)の時のみ、出力データが異常閾値より大きい値(E1点、E2点、E3点:t1、t2、t3)となっている。これは、異常を検出する一定のサンプリング周期が、路面からの外乱の周期と同期しているためである。
Next, the abnormality detection method of the present embodiment will be described with reference to the schematic explanatory diagram of output data in the case where the constant sampling period and the period of disturbance from the road surface are the same in FIG.
The horizontal axis in FIG. 4 is the time axis (ms) as in FIG. 5, and the vertical axis is the output data of a predetermined detector. The difference from FIG. 5 is that in FIG. 4, the output data (L2) may be continuous and not larger than the abnormal threshold value (L1). As is clear from the figure, the output data is larger than the abnormal threshold value (E1, E2, E3 points: t1, t2, t3) only at a fixed sampling period (T1s: 6 ms). This is because a certain sampling period for detecting an abnormality is synchronized with a period of disturbance from the road surface.
このような場合、一定のサンプリング周期(T1s:6ms)を、ランダムなサンプリング周期(Trs1:3ms、Trs2:5ms、Trs3:6ms)に変更すると、路面からの外乱の周期との同期がずれるため、出力データが正常値(N1点、N2点、N3点、:t4、t5、t6)となる。尚、出力データが異常値(N4点、t7)となるのは、偶然、ランダムなサンプリング周期(Trs4:4ms)が、一定のサンプリング周期(T1s)と同様、路面からの外乱の周期と同期したときのみである。 In such a case, if the constant sampling period (T1s: 6 ms) is changed to a random sampling period (Trs1: 3 ms, Trs2: 5 ms, Trs3: 6 ms), the synchronization with the period of disturbance from the road surface is shifted. The output data becomes normal values (N1, N2, N3 points: t4, t5, t6). It should be noted that the output data becomes an abnormal value (N4 point, t7). Coincidentally, the random sampling period (Trs4: 4 ms) is synchronized with the period of disturbance from the road surface as with the constant sampling period (T1s). Only when.
次に、本実施形態のマイコン29による異常検出部、ランダムサンプリング周期発生部、及び故障判定部の処理手順について図3に基づいて説明する。
最初に、マイコン29は、ランダムサンプリング周期Trsが経過したか否かを判定する(ステップS101)。そして、マイコン29は、ランダムサンプリング周期Trsが経過した場合(ステップS101:YES)には、ランダムサンプリング周期Trsで、所定の装置のランダムサンプリング周期TrsでサンプリングしたデータD1を読み込む(ステップS102)。
Next, the processing procedure of the abnormality detection unit, random sampling period generation unit, and failure determination unit by the
First, the
次に、マイコン29は、所定の装置のランダムサンプリング周期TrsでサンプリングしたデータD1が異常か否かを判定する(ステップS103)。そして、マイコン29は、所定の装置のランダムサンプリング周期TrsでサンプリングしたデータD1が異常の場合(ステップS103:YES)には、データ異常カウンタ1CTR1に、ランダムサンプリング周期Trsを加算(CTR1=CTR1+Trs、ステップS104)する。尚、ステップS101からステップS104、及びステップS108が異常検出手段である。
Next, the
次に、マイコン29は、データ異常カウンタ1CTR1が、データ異常カウンタ1の故障判定値CTR1s以上か否かを判定する(ステップS105)。そして、マイコン29は、データ異常カウンタ1CTR1が、データ異常カウンタ1の故障判定値CTR1s以上の場合(CTR1≧CTR1s、ステップS105:YES)には、故障確定フラグFLG1をセット(FLG1=「1」、ステップS106)する。更に、マイコン29は、ランダムサンプリング周期発生部で、次回のランダムサンプリング周期Trsを決定(ステップS107)、し、処理を終わる。尚、ステップS105、及びステップS106が故障判定手段であり、ステップS107がランダムサンプリング周期発生手段である。
Next, the
そして、マイコン29は、データ異常カウンタ1CTR1が、データ異常カウンタ1の故障判定値CTR1s以上でない場合(CTR1<CTR1s、ステップS105:NO)には、ランダムサンプリング周期発生部で、次回のランダムサンプリング周期Trsを決定(ステップS107)し、処理を終わる。
If the data abnormality counter 1CTR1 is not equal to or greater than the failure determination value CTR1s of the data abnormality counter 1 (CTR1 <CTR1s, step S105: NO), the
次に、マイコン29は、所定の装置のランダムサンプリング周期TrsでサンプリングしたデータD1が異常でない場合(ステップS103:NO)には、データ異常カウンタ1CTR1をリセット(CTR1=「0」、ステップS108)し、ステップS105に移行する。又、マイコン29は、ランダムサンプリング周期Trsが経過していない場合(ステップS101:NO)には、何もしないで処理を終わる。
Next, the
次に、上記のように構成された本実施形態のEPS1の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、電動パワーステアリング装置が正常であるか、異常であるかを検出する異常検出手段と、異常検出手段が異常を検出する毎に、異常カウンタを加算していき、異常カウンタが故障判定値に達すると、電動パワーステアリング装置が故障していると判定する故障判定手段を備えている。そして、異常検出手段は、ランダムなサンプリング周期を発生させる、ランダムサンプリング周期発生手段を有するとともに、ランダムサンプリング周期発生手段によって発生された、ランダムなサンプリング周期でサンプリングした所定のデータを所定の閾値と比較することにより、前記電動パワーステアリング装置の正常か、異常かを検出する構成とした。
Next, the operation and effect of the EPS 1 of the present embodiment configured as described above will be described.
In the present embodiment, an abnormality detection unit that detects whether the electric power steering apparatus is normal or abnormal, and an abnormality counter is added each time the abnormality detection unit detects an abnormality, and the abnormality counter fails. When the determination value is reached, a failure determination means for determining that the electric power steering apparatus has failed is provided. The abnormality detection means has a random sampling period generation means for generating a random sampling period, and compares predetermined data generated by the random sampling period generation means and sampled at a random sampling period with a predetermined threshold value. By doing so, it is configured to detect whether the electric power steering apparatus is normal or abnormal.
即ち、ランダムなサンプリング周期で検出したデータが正常だった場合は、そのままアシストを継続する。一方、ランダムなサンプリング周期で検出したデータが異常だった場合は、異常カウンタを加算していくと同時に、再び、ランダムなサンプリング周期でデータを検出していく。そのため、路面からの外乱の周期が、連続してサンプリング周期と同期し、異常を検出することはない。 That is, when the data detected at a random sampling period is normal, the assist is continued as it is. On the other hand, if the data detected in the random sampling period is abnormal, the abnormality counter is added and at the same time, the data is detected again in the random sampling period. Therefore, the period of disturbance from the road surface is continuously synchronized with the sampling period, and no abnormality is detected.
その結果、確実に電動パワーステアリング装置の故障を検出し、間違った故障判定のため、操舵フィーリングが低下することを防止でき、操舵フィーリングの向上が図れる。 As a result, it is possible to reliably detect a failure of the electric power steering apparatus and to prevent the steering feeling from being lowered due to an erroneous failure determination, thereby improving the steering feeling.
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を電動パワーステアリング装置に具体化したが、本発明を伝達比可変装置や駆動力配分装置に適用してもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the present invention is embodied in an electric power steering device, but the present invention may be applied to a transmission ratio variable device and a driving force distribution device.
・本実施形態では、本発明をコラムアシストEPSに具体化したが、本発明をラックアシストEPSやピニオンアシストEPSに適用してもよい。 In the present embodiment, the present invention is embodied in the column assist EPS, but the present invention may be applied to a rack assist EPS or a pinion assist EPS.
・本実施形態では、本発明を異常検出状態量として、操舵トルク、車速、モータ回転角、及び実電流に具体化したが、電源電圧、モータ端子電圧に適用してもよい。 In the present embodiment, the present invention is embodied as a steering torque, a vehicle speed, a motor rotation angle, and an actual current as an abnormality detection state quantity, but may be applied to a power supply voltage and a motor terminal voltage.
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、4:ラックアンドピニオン機構、5:ラック軸、
8:コラムシャフト、9:インターミディエイトシャフト、10:ピニオンシャフト、11:タイロッド、12:転舵輪、21:モータ、
22:モータ回転角センサ、23:減速機構、
24:EPSアクチュエータ(操舵力補助装置)、
25:車速センサ(車速検出手段)、26:トルクセンサ(操舵トルク検出手段)、27:ECU、28:バッテリ、29:マイコン(制御手段)、
30u、30v、30w:電流センサ(実電流検出手段)、
31:電流指令値演算部(アシスト力生成手段)、
32:故障判定部(異常検出部、及びランダムサンプリング周期発生部を含む、故障判定手段、異常検出手段、ランダムサンプリング周期発生手段)、
33:インターフェース部、
34:d/q変換演算部、35:q軸PID制御部、36:d軸PID制御部、
37:d/q逆変換演算部、38:PWM出力部、40:駆動回路、
44:モータ制御信号生成部、53、54:減算器、
V:車速、Vg:車速(サンプリング後の車速)、
τ:操舵トルク、τd:操舵トルク(サンプリング後の操舵トルク)、
θm:モータ回転角、θmd:モータ回転角(サンプリング後のモータ回転角)、
Iu、Iv、Iw:各相電流値、
Iud、Ivd、Iwd:各相電流値(サンプリング後の各相電流値)、
Iq*:q軸電流指令値、Iq:q軸電流値、ΔIq:q軸偏差電流値、
Id*:d軸電流指令値、Id:d軸電流値、ΔId:d軸偏差電流値、
Vq*:q軸電圧指令値、Vd*:d軸電圧指令値、
Vu*、Vv*、Vw*:各相電圧指令値、
Trs:ランダムサンプリング周期、
T1s:一定のサンプリング周期(実施の一形態)、
Trs1、Trs2、Trs3、Trs4:ランダムサンプリング周期(実施の一形態)、
D1:所定の装置のランダムサンプリング周期でサンプリングしたデータ、
CTR1:データ異常カウンタ、CTR1s:データ異常カウンタの故障判定値、
FLG1:故障確定フラグ、
L1、L11:異常閾値、L2、L22:出力データ、
t1、t2、t3:一定周期のサンプリング時間、
t4、t5、t6、t7:ランダム周期のサンプリング時間、
E1、E2、E3:一定周期のサンプリング周期でサンプリングした出力データ、
N1、N2、N3,N4:ランダム周期のサンプリング周期でサンプリングした出力データ
1: Electric power steering device (EPS), 2: Steering,
3: Steering shaft, 4: Rack and pinion mechanism, 5: Rack shaft,
8: column shaft, 9: intermediate shaft, 10: pinion shaft, 11: tie rod, 12: steered wheel, 21: motor,
22: Motor rotation angle sensor, 23: Deceleration mechanism,
24: EPS actuator (steering force assist device),
25: vehicle speed sensor (vehicle speed detection means), 26: torque sensor (steering torque detection means), 27: ECU, 28: battery, 29: microcomputer (control means),
30u, 30v, 30w: current sensor (actual current detecting means),
31: Current command value calculation unit (assist force generation means),
32: Failure determination unit (including failure detection unit, abnormality detection unit, random sampling cycle generation unit, including abnormality detection unit and random sampling cycle generation unit),
33: Interface part,
34: d / q conversion calculation unit, 35: q-axis PID control unit, 36: d-axis PID control unit,
37: d / q inverse conversion calculation unit, 38: PWM output unit, 40: drive circuit,
44: Motor control signal generator, 53, 54: Subtractor,
V: vehicle speed, Vg: vehicle speed (vehicle speed after sampling),
τ: steering torque, τd: steering torque (steering torque after sampling),
θm: motor rotation angle, θmd: motor rotation angle (motor rotation angle after sampling),
Iu, Iv, Iw: current value of each phase,
Iud, Ivd, Iwd: each phase current value (each phase current value after sampling),
Iq *: q-axis current command value, Iq: q-axis current value, ΔIq: q-axis deviation current value,
Id *: d-axis current command value, Id: d-axis current value, ΔId: d-axis deviation current value,
Vq *: q-axis voltage command value, Vd *: d-axis voltage command value,
Vu *, Vv *, Vw *: Voltage command values for each phase,
Trs: random sampling period,
T1s: constant sampling period (one embodiment),
Trs1, Trs2, Trs3, Trs4: random sampling period (one embodiment),
D1: data sampled at a random sampling period of a predetermined device,
CTR1: data abnormality counter, CTR1s: failure judgment value of data abnormality counter,
FLG1: Failure confirmation flag,
L1, L11: Abnormal threshold value, L2, L22: Output data,
t1, t2, t3: sampling time of a fixed period,
t4, t5, t6, t7: random period sampling time,
E1, E2, E3: Output data sampled at a fixed sampling period,
N1, N2, N3, N4: Output data sampled at a random sampling period
Claims (3)
操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記モータに流れる実電流を検出する実電流検出手段と、
前記操舵トルク検出手段から検出した操舵トルクと、前記車速検出手段から検出した車速からアシスト力を生成するアシスト力生成手段と、
前記アシスト力生成手段から生成した指令値と、前記実電流検出手段から検出した実電流に基づいて、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより、操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記電動パワーステアリング装置が正常であるか、異常であるかを検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段が異常を検出する毎に、異常カウンタを加算していき、前記異常カウンタが故障判定値に達すると、前記電動パワーステアリング装置が故障していると判定する故障判定手段とを備え、
前記異常検出手段は、ランダムなサンプリング周期を発生させる、ランダムサンプリング周期発生手段を有するとともに、前記ランダムサンプリング周期発生手段によって発生された、ランダムなサンプリング周期でサンプリングした所定のデータを所定の閾値と比較することにより、前記電動パワーステアリング装置の正常か、異常かを検出すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering force assisting device provided to apply an assisting force to assist the steering operation to the steering system by the motor;
Steering torque detection means for detecting steering torque;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
An actual current detecting means for detecting an actual current flowing through the motor;
An assist force generating means for generating an assist force from the steering torque detected from the steering torque detecting means and the vehicle speed detected from the vehicle speed detecting means;
Based on the command value generated from the assist force generating means and the actual current detected from the actual current detecting means, the driving force is supplied to the motor that is the driving source of the steering force assisting device, thereby providing the steering force. Control means for controlling the operation of the auxiliary device;
In the electric power steering apparatus with
The control means detects whether the electric power steering device is normal or abnormal, and an abnormality detection means;
A failure determination unit that increments an abnormality counter each time the abnormality detection unit detects an abnormality, and determines that the electric power steering device has failed when the abnormality counter reaches a failure determination value; ,
The abnormality detection means includes a random sampling period generation means for generating a random sampling period, and compares predetermined data generated by the random sampling period generation means and sampled at a random sampling period with a predetermined threshold value. Detecting whether the electric power steering device is normal or abnormal,
An electric power steering device.
を特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 When the predetermined data sampled at the random sampling period is an abnormal value, the abnormality detection means adds a random sampling period at that time to the data abnormality counter, and the data abnormality counter fails. In the case of a determination value or more, the failure determination means sets a failure determination flag and stops the assist,
The electric power steering apparatus according to claim 1.
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 The abnormality detection means detects an abnormality of the steering torque detection means, the vehicle speed detection means, and the actual current detection means;
The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein
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