JP2014208503A - 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。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.
一般に、電動パワーステアリング装置の制御装置は、トルクセンサにより生成されるセンサ信号に基づき操舵トルクを検出し、当該操舵トルクに応じて適切なアシスト力が操舵系に付与されるようにモータのトルクを制御する。このため、電動パワーステアリング装置では、適切なアシスト力を得るために、操舵トルクを安定的かつ精度良く検出することが要求される。この点、たとえば特許文献1の電動パワーステアリング装置は、2つのトルク信号を生成するトルクセンサを備えている。当該電動パワーステアリング装置によれば、2つのトルク信号のうち一方のトルク信号に異常が生じた場合であれ、残りの正常なトルク信号を利用することによりアシストを継続することができる。また、特許文献1には、残りの正常なトルク信号を利用してアシストを継続する際、アシスト力の最大値を抑えることが記載されている。 Generally, a control device for an electric power steering device detects a steering torque based on a sensor signal generated by a torque sensor, and applies a motor torque so that an appropriate assist force is applied to the steering system according to the steering torque. Control. For this reason, the electric power steering apparatus is required to stably and accurately detect the steering torque in order to obtain an appropriate assist force. In this regard, for example, the electric power steering apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a torque sensor that generates two torque signals. According to the electric power steering apparatus, even when an abnormality occurs in one of the two torque signals, the assist can be continued by using the remaining normal torque signal. Patent Document 1 describes that the maximum assist force is suppressed when assist is continued using the remaining normal torque signals.
ところが、残りの正常なトルク信号を使用してアシストを継続する場合にアシスト力を抑えるようにしたとき、つぎのような懸念がある。たとえば曲線路においては車両の旋回方向と反対方向に作用する横加速度に対抗してステアリングを保舵する必要があるところ、横加速度が増大するほど保舵するために必要とされるトルクが大きくなる。このため、アシスト力を抑えていることに起因して、アシスト力が不足することが懸念される。 However, when the assist force is suppressed when the remaining normal torque signal is used to continue the assist, there are the following concerns. For example, on a curved road, it is necessary to hold the steering against the lateral acceleration acting in the direction opposite to the turning direction of the vehicle, and the torque required to hold the steering increases as the lateral acceleration increases. . For this reason, there is a concern that the assist force is insufficient due to the suppression of the assist force.
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、車両に大きな横加速度が作用する走行状態において生じ得るアシスト力の不足を改善することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering device that can improve shortage of assist force that may occur in a traveling state in which a large lateral acceleration acts on a vehicle. It is to provide.
前記目的を達成し得る電動パワーステアリング装置は、車両の操舵系に付与するアシストカを発生するモータと、操舵系を構成するステアリングシャフトに作用する操舵トルクに応じて複数系統のセンサ信号を生成するトルクセンサと、前記センサ信号から得られる操舵トルクに基づき操舵系に付与するアシスト力に応じた制御量を演算し当該制御量に基づき前記モータを制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、正常なセンサ信号が1系統になった揚合、前記制御量の絶対値を正常なセンサ信号が1系統になる前よりも小さくするとともに、車両に作用する横加速度が大きくなるほど前記制御量の絶対値を大きくする。 An electric power steering apparatus that can achieve the above object is a torque that generates a plurality of sensor signals in accordance with a motor that generates an assist force applied to a steering system of a vehicle and a steering torque that acts on a steering shaft that constitutes the steering system. A sensor; and a control device that calculates a control amount corresponding to an assist force applied to the steering system based on a steering torque obtained from the sensor signal and controls the motor based on the control amount. The control device increases the lateral acceleration acting on the vehicle as the absolute value of the control amount becomes smaller than before the normal sensor signal becomes one system. The absolute value of the control amount is increased.
この構成によれば、正常なセンサ信号が1系統になった揚合、(同一の操舵状態および走行状態における)前記制御量の絶対値は正常なセンサ信号が1系統になる前よりも小さくされる。そして制御量が小さくなる分、操舵系に付与されるアシスト力は小さくなる。運転者は、ステアリング操作を通常よりも重たく感じることにより、正常なセンサ信号が1系統になったことを認識することが可能となる。 According to this configuration, the absolute value of the control amount (in the same steering state and running state) when the normal sensor signal becomes one system is made smaller than before the normal sensor signal becomes one system. The As the control amount decreases, the assist force applied to the steering system decreases. The driver can recognize that the normal sensor signal has become one system by feeling the steering operation heavier than usual.
しかしその反面、アシスト力が抑制されることにより、曲線路を走行する際などの車両に大きな横加速度が作用する走行状態においてはアシスト力が不足することが懸念される。曲線路においては車両の旋回方向と反対方向に作用する横加速度に対抗してステアリングを保舵する必要があるところ、横加速度が増大するほど保舵するために必要とされるトルク(保舵トルク)が大きくなるからである。 However, on the other hand, since the assist force is suppressed, there is a concern that the assist force is insufficient in a traveling state in which a large lateral acceleration acts on the vehicle such as when traveling on a curved road. On a curved road, it is necessary to hold the steering against the lateral acceleration acting in the direction opposite to the turning direction of the vehicle, and the torque required to hold the steering as the lateral acceleration increases (steering torque) ) Becomes larger.
そこで、正常なセンサ信号が1系統になった揚合、車両に作用する横加速度が大きくなるほど前記制御量の絶対値を大きくする。横加速度に応じて制御量を大きくする分だけアシスト力が増大される。すなわち、横加速度の増大に起因するアシスト力の不足分は、制御量の増大分に相当するアシスト力により補われる。したがって、車両に大きな横加速度が作用する走行状態において生じ得るアシスト力の不足が改善される。 Therefore, the absolute value of the control amount is increased as the lateral acceleration acting on the vehicle increases as the normal sensor signal becomes one system. The assist force is increased by increasing the control amount in accordance with the lateral acceleration. In other words, the shortage of assist force due to the increase in lateral acceleration is compensated by the assist force corresponding to the increase in control amount. Therefore, the shortage of assist force that can occur in a traveling state where a large lateral acceleration acts on the vehicle is improved.
上記の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、正常なセンサ信号が1系統になった場合、操舵角に応じて前記制御量の上限値および下限値を設定する制限処理を実行するとともに、前記横加速度が大きくなるほど前記制限処理後の制御量の絶対値を大きくするようにしてもよい。 In the electric power steering apparatus, when the normal sensor signal becomes one system, the control apparatus executes a limiting process for setting an upper limit value and a lower limit value of the control amount according to a steering angle, and The absolute value of the control amount after the limiting process may be increased as the lateral acceleration increases.
この構成によれば、正常なセンサ信号が1系統になった場合、操舵角に応じて前記制御量の上限値および下限値を設定する制限処理が実行されることにより、残る一系統の正常なセンサ信号に異常が生じた場合であれ、操舵系に付与されるアシスト力の大きさが所定の範囲に制限される。このため、操舵系に意図しないアシスト力が付与されることが抑制される。また、横加速度が大きくなるほど前記制限処理後の制御量の絶対値を大きくすることにより、当該横加速度の増大による制御量の増大が制限されることはない。このため、横加速度の増大に応じて積極的にアシスト力を増大させることができる。横加速度に応じた好適な操舵感触も得られる。 According to this configuration, when the normal sensor signal becomes one system, the limit processing for setting the upper limit value and the lower limit value of the control amount according to the steering angle is executed, so that the remaining one normal system signal is obtained. Even if an abnormality occurs in the sensor signal, the magnitude of the assist force applied to the steering system is limited to a predetermined range. For this reason, it is suppressed that the assist force which is not intended to a steering system is given. Further, by increasing the absolute value of the control amount after the limiting process as the lateral acceleration increases, the increase in the control amount due to the increase in the lateral acceleration is not limited. For this reason, the assist force can be positively increased in accordance with the increase in lateral acceleration. A suitable steering feel corresponding to the lateral acceleration can also be obtained.
上記の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、正常なセンサ信号が1系統になった場合、操舵角に応じて前記制御量の上限値および下限値を設定する制限処理を実行するとともに、前記横加速度が大きくなるほど前記制限処理前の制御量の絶対値を大きくするようにしてもよい。 In the electric power steering apparatus, when the normal sensor signal becomes one system, the control apparatus executes a limiting process for setting an upper limit value and a lower limit value of the control amount according to a steering angle, and The absolute value of the control amount before the limiting process may be increased as the lateral acceleration increases.
この構成によれば、正常なセンサ信号が1系統になった場合、操舵角に応じて前記制御量の上限値および下限値を設定する制限処理が実行されることにより、残る一系統の正常なセンサ信号に異常が生じた場合であれ、操舵系に付与されるアシスト力の大きさが所定の範囲に制限される。このため、操舵系に意図しないアシスト力が付与されることが抑制される。また、横加速度が大きくなるほど前記制限処理前の制御量の絶対値を大きくすることにより、当該大きくされた制御量は前記制限処理を通じて制限され得る。この構成は、操舵感触よりも操舵安全性を優先させるときに好適である。 According to this configuration, when the normal sensor signal becomes one system, the limit processing for setting the upper limit value and the lower limit value of the control amount according to the steering angle is executed, so that the remaining one normal system signal is obtained. Even if an abnormality occurs in the sensor signal, the magnitude of the assist force applied to the steering system is limited to a predetermined range. For this reason, it is suppressed that the assist force which is not intended to a steering system is given. Further, by increasing the absolute value of the control amount before the limiting process as the lateral acceleration increases, the increased control amount can be limited through the limiting process. This configuration is suitable when steering safety is prioritized over steering feel.
上記の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記横加速度と当該横加速度に対する補償制御量との関係を規定するマップを記憶していて、正常なセンサ信号が1系統になった場合、前記マップに基づき得られる横加速度に応じた補償制御量を前記制御量に加算することによりその絶対値を大きくするようにしてもよい。 In the electric power steering device, the control device stores a map that defines a relationship between the lateral acceleration and a compensation control amount for the lateral acceleration, and when a normal sensor signal becomes one system, You may make it enlarge the absolute value by adding the compensation control amount according to the lateral acceleration obtained based on a map to the said control amount.
この構成によれば、マップ演算を通じて横加速度に応じた補償制御量を簡単に求めることができる。 According to this configuration, the compensation control amount corresponding to the lateral acceleration can be easily obtained through map calculation.
本発明によれば、車両に大きな横加速度が作用する走行状態において生じ得るアシスト力の不足を改善することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shortage of the assist force which may arise in the driving | running | working state which a big lateral acceleration acts on a vehicle can be improved.
以下、電動パワーステアリング装置の一実施の形態を説明する。
<EPSの概要>
図1に示すように、電動パワーステアリング装置(EPS)10は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構20、および運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構30、および操舵補助機構30の作動を制御するECU(電子制御装置)40を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the electric power steering apparatus will be described.
<Outline of EPS>
As shown in FIG. 1, an electric power steering device (EPS) 10 includes a steering mechanism 20 that steers steered wheels based on a driver's steering operation, a steering assist mechanism 30 that assists the driver's steering operation, and An ECU (electronic control unit) 40 that controls the operation of the steering assist mechanism 30 is provided.
操舵機構20は、運転者により操作されるステアリングホイール21、およびステアリングホイール21と一体回転するステアリングシャフト22を備えている。ステアリングシャフト22は、ステアリングホイール21の中心に連結されたコラムシャフト22a、コラムシャフト22aの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト22b、およびインターミディエイトシャフト22bの下端部に連結されたピニオンシャフト22cからなる。ピニオンシャフト22cの下端部は、ピニオンシャフト22cに交わる方向へ延びるラック軸23(正確には、ラック歯が形成された部分23a)に噛合されている。したがって、ステアリングシャフト22の回転運動は、ピニオンシャフト22cおよびラック軸23からなるラックアンドピニオン機構24によりラック軸23の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸23の両端にそれぞれ連結されたタイロッド25を介して左右の転舵輪26,26にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪26,26の転舵角θtaが変更される。転舵輪26,26の転舵角θtaが変更されることにより車両の進行方向が変更される。 The steering mechanism 20 includes a steering wheel 21 that is operated by a driver, and a steering shaft 22 that rotates integrally with the steering wheel 21. The steering shaft 22 includes a column shaft 22a connected to the center of the steering wheel 21, an intermediate shaft 22b connected to the lower end portion of the column shaft 22a, and a pinion shaft 22c connected to the lower end portion of the intermediate shaft 22b. . A lower end portion of the pinion shaft 22c is meshed with a rack shaft 23 (more precisely, a portion 23a on which rack teeth are formed) extending in a direction intersecting with the pinion shaft 22c. Therefore, the rotational motion of the steering shaft 22 is converted into the reciprocating linear motion of the rack shaft 23 by the rack and pinion mechanism 24 including the pinion shaft 22 c and the rack shaft 23. The reciprocating linear motion is transmitted to the left and right steered wheels 26 and 26 via tie rods 25 respectively connected to both ends of the rack shaft 23, whereby the steered angle θta of the steered wheels 26 and 26 is changed. The The traveling direction of the vehicle is changed by changing the turning angle θta of the turning wheels 26 and 26.
操舵補助機構30は、操舵補助力の発生源であるモータ31を備えている。モータ31としては、ブラシレスモータなどが採用される。モータ31は、減速機構32を介してコラムシャフト22aに連結されている。減速機構32はモータ31の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト22aに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト22にモータのトルクが操舵補助力(アシスト力)として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。 The steering assist mechanism 30 includes a motor 31 that is a source of steering assist force. As the motor 31, a brushless motor or the like is employed. The motor 31 is connected to the column shaft 22a via the speed reduction mechanism 32. The reduction mechanism 32 reduces the rotation of the motor 31 and transmits the reduced rotational force to the column shaft 22a. That is, the torque of the motor is applied to the steering shaft 22 as a steering assist force (assist force), thereby assisting the driver's steering operation.
ECU40は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果を運転者の要求あるいは走行状態を示す情報として取得し、これら取得される各種の情報に応じてモータ31を制御する。 ECU40 acquires the detection result of the various sensors provided in a vehicle as information which shows a driver | operator's request | requirement or driving | running | working state, and controls motor 31 according to these various information acquired.
各種のセンサとしては、たとえば車速センサ51、ステアリングセンサ52、トルクセンサ53、回転角センサ54および横加速度センサ55がある。
車速センサ51は、車速(車両の走行速度)Vを検出する。
Examples of the various sensors include a vehicle speed sensor 51, a steering sensor 52, a torque sensor 53, a rotation angle sensor 54, and a lateral acceleration sensor 55.
The vehicle speed sensor 51 detects a vehicle speed (vehicle traveling speed) V.
ステアリングセンサ52は、磁気式の回転角センサであってコラムシャフト22aに設けられて、操舵角θsを検出する。
トルクセンサ53もコラムシャフト22aに設けられている。トルクセンサ53は、図示しないセンサコア、およびホールICなどの2つのセンサ素子53a,53bを備えている。センサコアは、コラムシャフト22aの中間部に設けられたトーションバー53cの捻れに基づき変化する磁束を生成する。2つのセンサ素子53a,53bは、センサコアの周りにそれぞれ配置されている。ステアリングシャフト22にトルクが印加されてトーションバー53cが捻れると、2つのセンサ素子53a,53bにそれぞれ印加される磁束が変化する。2つのセンサ素子53a,53bは、磁束の変化に応じたセンサ信号Sa,Sbをそれぞれ生成する。
The steering sensor 52 is a magnetic rotation angle sensor and is provided on the column shaft 22a to detect the steering angle θs.
A torque sensor 53 is also provided on the column shaft 22a. The torque sensor 53 includes a sensor core (not shown) and two sensor elements 53a and 53b such as a Hall IC. The sensor core generates a magnetic flux that changes based on torsion of a torsion bar 53c provided at an intermediate portion of the column shaft 22a. The two sensor elements 53a and 53b are respectively arranged around the sensor core. When torque is applied to the steering shaft 22 and the torsion bar 53c is twisted, the magnetic flux applied to the two sensor elements 53a and 53b changes. The two sensor elements 53a and 53b generate sensor signals Sa and Sb corresponding to changes in magnetic flux, respectively.
回転角センサ54は、モータ31に設けられて、モータ31の回転角θmを検出する。
横加速度センサ55は、車両に作用する横加速度Gを検出する。横加速度とは、車両が旋回するとき進行方向(前後方向)に対する直交方向(左右方向)へ向けて作用する加速度をいう。
The rotation angle sensor 54 is provided in the motor 31 and detects the rotation angle θm of the motor 31.
The lateral acceleration sensor 55 detects a lateral acceleration G acting on the vehicle. Lateral acceleration refers to acceleration that acts in a direction orthogonal to the traveling direction (front-rear direction) (left-right direction) when the vehicle turns.
ECU40は、2つのセンサ素子53a,53bにより生成されるセンサ信号Sa,Sbに基づいて操舵トルクτを検出する。また、ECU40は車速V、操舵角θs、操舵トルクτ、回転角θmおよび横加速度G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操舵補助機構30に発生させるための駆動電力をモータ31に供給する。 The ECU 40 detects the steering torque τ based on the sensor signals Sa and Sb generated by the two sensor elements 53a and 53b. In addition, the ECU 40 calculates a target assist force based on the vehicle speed V, the steering angle θs, the steering torque τ, the rotation angle θm, and the lateral acceleration G, and generates driving power for causing the steering assist mechanism 30 to generate the target assist force. To supply.
<ECUの構成>
つぎに、ECUのハードウェア構成を説明する。
図2に示すように、ECU40は、駆動回路(インバータ回路)41およびマイクロコンピュータ42を備えている。
<Configuration of ECU>
Next, the hardware configuration of the ECU will be described.
As shown in FIG. 2, the ECU 40 includes a drive circuit (inverter circuit) 41 and a microcomputer 42.
駆動回路41は、マイクロコンピュータ42により生成される後述のモータ制御信号Scに基づいて、バッテリなどの直流電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。当該変換された三相交流電力は、各相の給電経路43を介してモータ31に供給される。各相の給電経路43には電流センサ44が設けられている。これら電流センサ44は、各相の給電経路43に生ずる実際の電流値Iを検出する。なお、図2では、説明の便宜上、各相の給電経路43および各相の電流センサ44をそれぞれ1つにまとめて図示する。 The drive circuit 41 converts DC power supplied from a DC power source such as a battery into three-phase AC power based on a motor control signal Sc described later generated by the microcomputer 42. The converted three-phase AC power is supplied to the motor 31 via the power supply path 43 of each phase. A current sensor 44 is provided in the power supply path 43 of each phase. These current sensors 44 detect an actual current value I generated in the power supply path 43 of each phase. In FIG. 2, for convenience of explanation, the power feeding path 43 for each phase and the current sensor 44 for each phase are shown together as one.
マイクロコンピュータ42は、車速センサ51、ステアリングセンサ52、トルクセンサ53、回転角センサ54、横加速度センサ55および電流センサ44の検出結果をそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。マイクロコンピュータ42は、これら取り込まれる検出結果、すなわち車速V、操舵角θs、操舵トルクτ(正確には、2つのセンサ信号Sa,Sb)、回転角θm、横加速度Gおよび実際の電流値Iに基づきモータ制御信号(PWM駆動信号)Scを生成する。 The microcomputer 42 takes in the detection results of the vehicle speed sensor 51, the steering sensor 52, the torque sensor 53, the rotation angle sensor 54, the lateral acceleration sensor 55, and the current sensor 44 at predetermined sampling periods. The microcomputer 42 converts these detected results, that is, the vehicle speed V, the steering angle θs, the steering torque τ (more precisely, the two sensor signals Sa and Sb), the rotation angle θm, the lateral acceleration G, and the actual current value I. Based on this, a motor control signal (PWM drive signal) Sc is generated.
<マイクロコンピュータ>
つぎに、マイクロコンピュータの機能的な構成を説明する。
マイクロコンピュータ42は、図示しない記憶装置に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の演算処理部を有している。
<Microcomputer>
Next, a functional configuration of the microcomputer will be described.
The microcomputer 42 has various arithmetic processing units realized by executing a control program stored in a storage device (not shown).
図2に示すように、マイクロコンピュータ42は、これら演算処理部として、操舵トルク演算部61、電流指令値演算部62、モータ制御信号生成部63および異常判定部64を備えている。 As shown in FIG. 2, the microcomputer 42 includes a steering torque calculation unit 61, a current command value calculation unit 62, a motor control signal generation unit 63, and an abnormality determination unit 64 as these calculation processing units.
操舵トルク演算部61は、トルクセンサ53において生成される2つのセンサ信号Sa,Sbに基づいて操舵トルクτを演算する。
電流指令値演算部62は、アシスト制御部71を備えている。アシスト制御部71は、操舵角θs、車速V、操舵トルクτおよび横加速度Gに基づき基本アシスト制御量Ias*を演算する。基本アシスト制御量Ias*は、操舵角θs、車速V、操舵トルクτおよび横加速度Gに応じた適切な大きさの目標アシスト力を発生させるための基礎成分である。電流指令値演算部62は、基本アシスト制御量Ias*に基づき各相の電流指令値I*を演算する。電流指令値I*は、モータ31に供給するべき電流を示す指令値である。
The steering torque calculator 61 calculates the steering torque τ based on the two sensor signals Sa and Sb generated by the torque sensor 53.
The current command value calculation unit 62 includes an assist control unit 71. The assist control unit 71 calculates a basic assist control amount Ias * based on the steering angle θs, the vehicle speed V, the steering torque τ, and the lateral acceleration G. The basic assist control amount Ias * is a basic component for generating a target assist force having an appropriate magnitude according to the steering angle θs, the vehicle speed V, the steering torque τ, and the lateral acceleration G. The current command value calculation unit 62 calculates the current command value I * of each phase based on the basic assist control amount Ias * . The current command value I * is a command value indicating a current to be supplied to the motor 31.
モータ制御信号生成部63は、電流指令値I*、実際の電流値Iおよびモータ31の回転角θmをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる情報に基づき実際の電流値Iが電流指令値I*に追従するように電流のフィードバック制御を行う。モータ制御信号生成部63は、電流指令値I*と実際の電流値Iとの偏差を求め、当該偏差を無くすようにモータ制御信号Scを生成する。駆動回路41を通じてモータ制御信号Scに応じた電流がモータ31に供給されることにより、モータ31は目標アシスト力(アシスト指令値)に応じた回転力を発生する。 The motor control signal generator 63 takes in the current command value I * , the actual current value I, and the rotation angle θm of the motor 31, and the actual current value I follows the current command value I * based on the fetched information. Thus, current feedback control is performed. The motor control signal generation unit 63 obtains a deviation between the current command value I * and the actual current value I, and generates a motor control signal Sc so as to eliminate the deviation. When a current corresponding to the motor control signal Sc is supplied to the motor 31 through the drive circuit 41, the motor 31 generates a rotational force corresponding to the target assist force (assist command value).
異常判定部64は、トルクセンサ53により生成される2つのセンサ信号Sa,Sb、ひいてはトルクセンサ53の異常の有無を検出する。異常判定部64は、たとえばつぎの(A),(B)の判定処理を通じて2つのセンサ信号Sa,Sbの異常の有無を検出する。 The abnormality determination unit 64 detects the presence or absence of abnormality of the two sensor signals Sa and Sb generated by the torque sensor 53 and, by extension, the torque sensor 53. The abnormality determination unit 64 detects the presence / absence of abnormality of the two sensor signals Sa and Sb through the following determination processes (A) and (B), for example.
(A)2つのセンサ信号Sa,Sb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処理。2つのセンサ信号Sa,Sbの値がそれぞれ正常時に取り得る値を逸脱していれば、その逸脱したセンサ信号Sa,Sbは異常である。 (A) A determination process as to whether or not the values of the two sensor signals Sa and Sb deviate from the values that can be taken at normal times. If the values of the two sensor signals Sa and Sb deviate from the values that can be taken at normal times, the deviated sensor signals Sa and Sb are abnormal.
(B)2つのセンサ信号Sa,Sbの値の比較判定処理、あるいは2つのセンサ信号Sa,Sbの単位時間あたりの変化量の比較判定処理。2つのセンサ信号Sa,Sbの値がそれぞれ正常であれば2つのセンサ信号Sa,Sbの値あるいは単位時間あたりの変化量は一致する。2つのセンサ信号Sa,Sbの少なくとも一方が異常であれば2つのセンサ信号Sa,Sbの値あるいは単位時間あたりの変化量は一致しない。 (B) A process for comparing and determining the values of the two sensor signals Sa and Sb, or a process for comparing and determining the amount of change per unit time of the two sensor signals Sa and Sb. If the values of the two sensor signals Sa and Sb are normal, the values of the two sensor signals Sa and Sb or the amount of change per unit time match. If at least one of the two sensor signals Sa and Sb is abnormal, the values of the two sensor signals Sa and Sb or the amount of change per unit time do not match.
異常判定部64は、2つのセンサ信号Sa,Sbについての異常有無の判定結果が異常を示すものであるとき、当該異常の状態を示す異常検出信号Strを生成する。
<アシスト制御の態様>
マイクロコンピュータ42は、異常判定部64により検出されるトルクセンサ53の異常発生の状態に応じてパワーアシスト制御を実行する。パワーアシスト制御には、通常のパワーアシスト制御(通常制御)、アシスト停止制御、およびアシスト継続制御の3つがある。
The abnormality determination unit 64 generates an abnormality detection signal Str indicating the abnormality state when the determination result of the presence or absence of abnormality for the two sensor signals Sa and Sb indicates abnormality.
<Aspect control mode>
The microcomputer 42 executes power assist control according to the abnormality occurrence state of the torque sensor 53 detected by the abnormality determination unit 64. There are three types of power assist control: normal power assist control (normal control), assist stop control, and assist continuation control.
マイクロコンピュータ42は、トルクセンサ53が正常、すなわち2つのセンサ素子53a,53bのいずれも正常である場合には通常制御を実行する。
マイクロコンピュータ42は、2つのセンサ素子53a,53bのいずれも異常である場合にはアシスト停止制御を実行する。すなわち、電流指令値演算部62は、異常検出信号Strに基づき2つのセンサ素子53a,53bがともに故障した旨判断される場合、電流指令値I*の出力を停止する。
The microcomputer 42 executes normal control when the torque sensor 53 is normal, that is, when the two sensor elements 53a and 53b are both normal.
The microcomputer 42 executes assist stop control when both of the two sensor elements 53a and 53b are abnormal. That is, when it is determined that both of the two sensor elements 53a and 53b have failed based on the abnormality detection signal Str, the current command value calculation unit 62 stops outputting the current command value I * .
マイクロコンピュータ42は、2つのセンサ素子53a,53bのいずれか一方のみが異常である場合には、バックアップ制御としてアシスト継続制御を実行する。すなわち、操舵トルク演算部61は、故障が発生していない他方のセンサ素子により生成される正常なセンサ信号を使用することにより、操舵トルクτの演算を続行する。電流指令値演算部62は、残る正常なセンサ信号を使用して算出される操舵トルクτに基づいて、電流指令値I*を演算する。当該電流指令値I*に基づきパワーアシスト制御が継続して実行される。 If only one of the two sensor elements 53a and 53b is abnormal, the microcomputer 42 executes assist continuation control as backup control. That is, the steering torque calculation unit 61 continues the calculation of the steering torque τ by using a normal sensor signal generated by the other sensor element in which no failure has occurred. The current command value calculator 62 calculates a current command value I * based on the steering torque τ calculated using the remaining normal sensor signal. The power assist control is continuously executed based on the current command value I * .
<アシスト制御部>
つぎに、アシスト制御部71について詳細に説明する。
図3に示すように、アシスト制御部71は、基本アシスト制御量演算部81、補償制御量演算部(横G感応制御量演算部)82、加算器83および制御量制限処理部84を備えている。
<Assist control unit>
Next, the assist control unit 71 will be described in detail.
As shown in FIG. 3, the assist control unit 71 includes a basic assist control amount calculation unit 81, a compensation control amount calculation unit (lateral G-sensitive control amount calculation unit) 82, an adder 83, and a control amount restriction processing unit 84. Yes.
<基本アシスト制御量演算部>
基本アシスト制御量演算部81は、操舵トルクτおよび車速Vに対応したアシスト力を発生させるための基礎成分である基本アシスト制御量Ias*を演算する。本例では、操舵トルクτ(操舵状態)および車速V(走行状態)が同じ場合であれ、通常制御時とアシスト継続制御時とでは操舵系に印加されるアシスト力が異なる。
<Basic assist control amount calculation unit>
The basic assist control amount calculation unit 81 calculates a basic assist control amount Ias * , which is a basic component for generating an assist force corresponding to the steering torque τ and the vehicle speed V. In this example, even if the steering torque τ (steering state) and the vehicle speed V (running state) are the same, the assist force applied to the steering system is different during normal control and during assist continuation control.
詳述すると、図4に示すように、基本アシスト制御量演算部81は、通常制御用の第1のアシストマップ91、アシスト継続制御用の第2のアシストマップ92、および切替部93を有している。 Specifically, as shown in FIG. 4, the basic assist control amount calculation unit 81 includes a first assist map 91 for normal control, a second assist map 92 for assist continuation control, and a switching unit 93. ing.
第1および第2のアシストマップ91,92は、いずれも操舵トルクτおよび車速Vに基づき基本アシスト制御量Ias*を演算するための車速感応型の三次元マップである。また、第1および第2のアシストマップ91,92は、いずれも操舵トルクτ(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が操舵系に付与されるように、より大きな値(絶対値)を有する基本アシスト制御量Ias*を演算する。ただし、操舵トルクτおよび車速Vがそれぞれ同じである場合、第1のアシストマップ91により得られる基本アシスト制御量Ias*は、第2のアシストマップ92により得られる基本アシスト制御量Ias*の約2倍以上の大きさになる。 The first and second assist maps 91 and 92 are both vehicle speed sensitive three-dimensional maps for calculating the basic assist control amount Ias * based on the steering torque τ and the vehicle speed V. Further, both the first and second assist maps 91 and 92 are configured such that a greater assist force is applied to the steering system as the steering torque τ (absolute value) is larger and the vehicle speed V is smaller. A basic assist control amount Ias * having a large value (absolute value) is calculated. However, when the steering torque τ and the vehicle speed V are the same, the basic assist control amount Ias * obtained by the first assist map 91 is about 2 of the basic assist control amount Ias * obtained by the second assist map 92. It will be more than double the size.
切替部93は、異常検出信号Strに基づき、2つのセンサ素子53a,53bの両方が正常である旨判断される場合、接点93cと接点93aとを接続して、第1のアシストマップ91により得られる基本アシスト制御量Ias*を加算器83へ供給する。また、切替部93は、異常検出信号Strに基づき、2つのセンサ素子53a,53bのいずれか一方のみが故障している旨判断される場合には、接点93cと接点93bとを接続して、第2のアシストマップ92により得られる基本アシスト制御量Ias*を加算器83へ供給する。 When it is determined that both of the two sensor elements 53a and 53b are normal based on the abnormality detection signal Str, the switching unit 93 connects the contact 93c and the contact 93a and obtains the first assist map 91. supplied to the adder 83 the basic assist control amount Ias * to be. Further, when it is determined that only one of the two sensor elements 53a and 53b has failed based on the abnormality detection signal Str, the switching unit 93 connects the contact 93c and the contact 93b, A basic assist control amount Ias * obtained by the second assist map 92 is supplied to the adder 83.
基本アシスト制御量演算部81は、正常なセンサ信号が1系統になった揚合、同一の操舵状態および走行状態における基本アシスト制御量Ias*の絶対値を正常なセンサ信号が1系統になる前よりも小さくするアシスト低減処理を実行する。基本アシスト制御量Ias*の絶対値が小さくなる分、操舵系に付与されるアシスト力は小さくなる。運転者は、ステアリング操作を通常よりも重たく感じることにより、正常なセンサ信号が1系統になったことを認識することが可能となる。 The basic assist control amount calculation unit 81 calculates the absolute value of the basic assist control amount Ias * in the same steering state and traveling state before the normal sensor signal becomes one system. Assist reduction processing is performed to make it smaller. As the absolute value of the basic assist control amount Ias * decreases, the assist force applied to the steering system decreases. The driver can recognize that the normal sensor signal has become one system by feeling the steering operation heavier than usual.
<補償制御量演算部>
補償制御量演算部82は、横加速度Gおよび異常検出信号Strをそれぞれ取り込む。補償制御量演算部82は、異常検出信号Strに基づき2つのセンサ信号Sa,Sbのうち一方のみに異常が検出された旨判断される場合、横加速度Gに応じた補償制御量Ig(横加速度感応制御量)を演算する。
<Compensation control amount calculation unit>
The compensation control amount calculation unit 82 takes in the lateral acceleration G and the abnormality detection signal Str, respectively. When it is determined that an abnormality is detected in only one of the two sensor signals Sa and Sb based on the abnormality detection signal Str, the compensation control amount calculation unit 82 compensates for the compensation control amount Ig (lateral acceleration according to the lateral acceleration G). (Sensitive control amount) is calculated.
図5に示すように、補償制御量演算部82は、横加速度Gと補償制御量Igとの関係を規定する補償制御量マップ94を有している。補償制御量マップ94は横軸を横加速度G、縦軸を補償制御量Igとするマップであって、補償制御量演算部82は補償制御量マップ94を使用して補償制御量Igを横加速度Gに応じて算出する。 As shown in FIG. 5, the compensation control amount calculation unit 82 has a compensation control amount map 94 that defines the relationship between the lateral acceleration G and the compensation control amount Ig. The compensation control amount map 94 is a map in which the horizontal axis is the lateral acceleration G and the vertical axis is the compensation control amount Ig. The compensation control amount calculation unit 82 uses the compensation control amount map 94 to convert the compensation control amount Ig into the lateral acceleration. Calculate according to G.
補償制御量マップ94は、つぎの観点に基づき設定されている。すなわち、路面から操舵系に入力される反力トルクは、車両に作用する横加速度Gと相関関係を有する。具体的には、車両に作用する横加速度Gが大きくなるほど反力トルクは大きくなる。このため、横加速度Gが大きくなるほど運転者は操舵に際してより大きな操舵トルクを要する。したがって、補償制御量マップ94は、横加速度Gの絶対値が大きくなるほど補償制御量Igの絶対値が大きくなるように設定されている。 The compensation control amount map 94 is set based on the following viewpoint. That is, the reaction torque input from the road surface to the steering system has a correlation with the lateral acceleration G acting on the vehicle. Specifically, the reaction torque increases as the lateral acceleration G acting on the vehicle increases. For this reason, as the lateral acceleration G increases, the driver requires a larger steering torque for steering. Therefore, the compensation control amount map 94 is set so that the absolute value of the compensation control amount Ig increases as the absolute value of the lateral acceleration G increases.
正確には、補償制御量マップ94は、横加速度Gの絶対値が規定値Gtに達するまでは、横加速度Gの絶対値が大きくなるほど補償制御量Igの絶対値が大きくなるように、かつ横加速度Gの絶対値が規定値Gtに達した以降は横加速度Gに関わらず補償制御量Igの値が上限値Iguで一定となるように設定されている。 Precisely, the compensation control amount map 94 indicates that the absolute value of the compensation control amount Ig increases as the absolute value of the lateral acceleration G increases until the absolute value of the lateral acceleration G reaches the specified value Gt. After the absolute value of the acceleration G reaches the specified value Gt, the value of the compensation control amount Ig is set to be constant at the upper limit value Igu regardless of the lateral acceleration G.
なお、補償制御量Igの符号は横加速度Gの符号に応じて決定される。すなわち、補償制御量マップ94は、横加速度Gが正の値である場合には補償制御量Igが正の方向へ増大するように、かつ横加速度Gが負の値である場合には補償制御量Igが負の方向へ増大するように設定されている。また、通常の走行時において車両に作用する横加速度Gの範囲はある程度想定することができるので、たとえば当該横加速度Gの取り得る範囲の最大値に基づき横加速度Gに対する規定値Gtを設定してもよい。また、横加速度Gの正負の向きは、操舵トルクτの正負の向きと逆向きになるように設定されている。そのため、ステアリングシャフト22に正の操舵トルクτを作用させて車両を旋回させる場合、車両には正の横加速度Gが作用することになる。 The sign of the compensation control amount Ig is determined according to the sign of the lateral acceleration G. That is, the compensation control amount map 94 is such that when the lateral acceleration G is a positive value, the compensation control amount Ig increases in a positive direction, and when the lateral acceleration G is a negative value, compensation control is performed. The amount Ig is set to increase in the negative direction. Further, since the range of the lateral acceleration G acting on the vehicle during normal traveling can be assumed to some extent, for example, a prescribed value Gt for the lateral acceleration G is set based on the maximum value of the range that the lateral acceleration G can take. Also good. Further, the positive / negative direction of the lateral acceleration G is set to be opposite to the positive / negative direction of the steering torque τ. Therefore, when the vehicle is turned by applying a positive steering torque τ to the steering shaft 22, a positive lateral acceleration G is applied to the vehicle.
補償制御量演算部82は、異常検出信号Strに基づき、2つのセンサ素子53a,53bのいずれか一方のみが故障している旨判断される場合、補償制御量マップ94により得られる補償制御量Igを加算器83へ供給する。 When it is determined that only one of the two sensor elements 53a and 53b has failed based on the abnormality detection signal Str, the compensation control amount calculation unit 82 obtains the compensation control amount Ig obtained from the compensation control amount map 94. Is supplied to the adder 83.
<加算器>
加算器83は、基本アシスト制御量演算部81により生成される基本アシスト制御量Ias*と、補償制御量演算部82により生成される補償制御量Igとを足し合わせる。加算器83は、補償制御量Igが足し合わせられた後の基本アシスト制御量Ias*を制御量制限処理部84へ供給する。
<Adder>
The adder 83 adds the basic assist control amount Ias * generated by the basic assist control amount calculation unit 81 and the compensation control amount Ig generated by the compensation control amount calculation unit 82. The adder 83 supplies the basic assist control amount Ias * after the compensation control amount Ig is added to the control amount restriction processing unit 84.
<制御量制限処理部>
制御量制限処理部84は、加算器83からの基本アシスト制御量Ias*、操舵角θsおよび異常検出信号Strを取り込む。制御量制限処理部84は、異常検出信号Strに基づき2つのセンサ信号Sa,Sbのうち一方のみに異常が検出された旨判断される場合、操舵角θsに応じて基本アシスト制御量Ias*の制限処理を実行する。
<Control amount restriction processing unit>
The control amount restriction processing unit 84 takes in the basic assist control amount Ias * , the steering angle θs, and the abnormality detection signal Str from the adder 83. When it is determined that an abnormality is detected in only one of the two sensor signals Sa and Sb based on the abnormality detection signal Str, the control amount restriction processing unit 84 sets the basic assist control amount Ias * according to the steering angle θs. Perform restriction processing.
図6に示すように、制御量制限処理部84は、操舵角θsと基本アシスト制御量Ias*との関係を規定する制御量制限マップ95を有している。制御量制限マップ95は横軸を操舵角θs、縦軸を基本アシスト制御量Ias*とするマップであって、制御量制限処理部84は制御量制限マップ95を使用して基本アシスト制御量Ias*を操舵角θsに応じて所定の範囲内に制限する。 As shown in FIG. 6, the control amount restriction processing unit 84 has a control amount restriction map 95 that defines the relationship between the steering angle θs and the basic assist control amount Ias * . The control amount restriction map 95 is a map in which the horizontal axis is the steering angle θs and the vertical axis is the basic assist control amount Ias * . The control amount restriction processing unit 84 uses the control amount restriction map 95 to control the basic assist control amount Ias. * Is limited within a predetermined range according to the steering angle θs.
制御量制限マップ95は、つぎの観点に基づき設定されている。すなわち、路面から操舵系に入力される外力である反力トルクは、ステアリングホイール21の操舵角θsと相関関係を有する。具体的には、操舵角θsの絶対値が大きくなるほど反力トルクは大きくなる。このため、操舵角θsの絶対値が大きくなるほど運転者は操舵に際してより大きな操舵トルクτを要する。したがって、制御量制限マップ95は、操舵角θsの絶対値が大きくなるほど基本アシスト制御量Ias*の絶対値が大きくなるように設定されている。すなわち、制御量制限マップ95は、操舵角θsが正の値である場合には基本アシスト制御量Ias*の上限値が正の方向へ増加し、操舵角θsが負の値である場合には基本アシスト制御量Ias*の下限値が負の方向へ増加するように設定されている。なお、ステアリングホイール21が中立位置に保持されているときの操舵角θsである0°付近の一定範囲において、基本アシスト制御量Ias*の上限値および下限値はそれぞれ一定値を有する。 The control amount restriction map 95 is set based on the following viewpoint. That is, the reaction force torque that is an external force input from the road surface to the steering system has a correlation with the steering angle θs of the steering wheel 21. Specifically, the reaction force torque increases as the absolute value of the steering angle θs increases. Therefore, as the absolute value of the steering angle θs increases, the driver requires a larger steering torque τ during steering. Therefore, the control amount restriction map 95 is set such that the absolute value of the basic assist control amount Ias * increases as the absolute value of the steering angle θs increases. That is, in the control amount restriction map 95, when the steering angle θs is a positive value, the upper limit value of the basic assist control amount Ias * increases in the positive direction, and when the steering angle θs is a negative value. The lower limit value of the basic assist control amount Ias * is set to increase in the negative direction. It should be noted that the upper limit value and the lower limit value of the basic assist control amount Ias * each have a constant value within a certain range near 0 ° which is the steering angle θs when the steering wheel 21 is held at the neutral position.
制御量制限処理部84は、操舵角θsが大きいときには操舵系に付与されるアシスト力があまり制限されないように、操舵角θsが小さいときには操舵系に付与されるアシスト力が大きく制限されて小さくなるように制限処理を実行する。残る一系統の正常なセンサ信号に異常が発生して当該センサ信号が検出されなくなった場合であれ、操舵系に付与されるアシスト力の大きさが所定範囲に制限されるため、操舵系に対して意図しないアシスト力が付与されることが抑制される。 The control amount restriction processing unit 84 greatly restricts and reduces the assist force applied to the steering system when the steering angle θs is small so that the assist force applied to the steering system is not so limited when the steering angle θs is large. The restriction process is executed as follows. Even if an abnormality occurs in the remaining one normal sensor signal and the sensor signal is no longer detected, the assist force applied to the steering system is limited to a predetermined range. It is suppressed that an unintended assist force is applied.
<電動パワーステアリング装置の動作>
つぎに、前述のように構成した電動パワーステアリング装置の動作を説明する。
<アシスト制御の処理手順>
まず、マイクロコンピュータ42によるパワーアシスト制御の処理手順を図7のフローチャートに従って説明する。当該フローチャートに係る各処理は、車両の電源がオンされたときに所定のサンプリング周期で実行される。
<Operation of electric power steering device>
Next, the operation of the electric power steering apparatus configured as described above will be described.
<Assist control procedure>
First, the processing procedure of power assist control by the microcomputer 42 will be described with reference to the flowchart of FIG. Each process according to the flowchart is executed at a predetermined sampling period when the power of the vehicle is turned on.
さて、図7のフローチャートに示すように、マイクロコンピュータ42は、異常判定部64を通じて2つのセンサ信号Sa,Sbの異常の有無を判断する(ステップS101)。 Now, as shown in the flowchart of FIG. 7, the microcomputer 42 determines whether or not the two sensor signals Sa and Sb are abnormal through the abnormality determination unit 64 (step S <b> 101).
マイクロコンピュータ42は、異常判定部64を通じて2つのセンサ信号Sa,Sbの少なくとも一に異常を検出すると(ステップS101でYES)、ステップS102へ処理を移行する。 When the microcomputer 42 detects an abnormality in at least one of the two sensor signals Sa and Sb through the abnormality determination unit 64 (YES in step S101), the microcomputer 42 proceeds to a process in step S102.
ステップS102において、マイクロコンピュータ42は、ステップS101で検出した異常検出の結果に基づいて、2つのセンサ信号Sa,Sbの出力要素である各センサ素子53a,53bの故障判定を実行する(ステップS103)。 In step S102, the microcomputer 42 performs failure determination of the sensor elements 53a and 53b, which are output elements of the two sensor signals Sa and Sb, based on the abnormality detection result detected in step S101 (step S103). .
マイクロコンピュータ42は、2つのセンサ素子53a,53bの両方が故障している旨判定される場合(ステップS103でYES)、アシスト停止制御を実行する(ステップS104)。すなわち、マイクロコンピュータ42は、速やかにパワーアシスト制御を停止してフェールセーフを図るために、操舵系に印加するアシスト力を漸次低減する。 If it is determined that both of the two sensor elements 53a and 53b have failed (YES in step S103), the microcomputer 42 executes assist stop control (step S104). That is, the microcomputer 42 gradually reduces the assist force applied to the steering system in order to quickly stop the power assist control and achieve failsafe.
これに対して、マイクロコンピュータ42は、先のステップS103において、2つのセンサ素子53a,53bのいずれか一方のみが故障している旨判定される場合(ステップS103でNO)には、アシスト継続制御を実行する(ステップS105)。 On the other hand, when it is determined in the previous step S103 that only one of the two sensor elements 53a and 53b has failed (NO in step S103), the microcomputer 42 performs the assist continuation control. Is executed (step S105).
すなわち、マイクロコンピュータ42は、故障判定されていない残りの正常なセンサ素子により生成されるセンサ信号(残存センサ信号)に基づいて操舵トルクτを検出し、当該操舵トルクτに基づきパワーアシスト制御を継続する。 That is, the microcomputer 42 detects the steering torque τ based on the sensor signal (residual sensor signal) generated by the remaining normal sensor elements that have not been determined to fail, and continues the power assist control based on the steering torque τ. To do.
なお、マイクロコンピュータ42は、先のステップS101において、2つのセンサ信号Sa,Sbのいずれにも異常がない、すなわち2つのセンサ信号Sa,Sbがいずれも正常である旨判断される場合(ステップS101でNO)、通常のパワーアシスト制御を実行する(ステップS106)。 The microcomputer 42 determines that there is no abnormality in the two sensor signals Sa and Sb in the previous step S101, that is, the two sensor signals Sa and Sb are both normal (step S101). NO), normal power assist control is executed (step S106).
<通常制御またはアシスト継続制御の処理手順>
つぎに、マイクロコンピュータ42による通常制御またはアシスト継続制御の処理手順を図8のフローチャートに従って説明する。当該フローチャートに係る各処理は、先の図7のフローチャートにおけるステップS105またはステップS106に処理が移行されたときに実行される。
<Procedure for normal control or assist continuation control>
Next, the processing procedure of normal control or assist continuation control by the microcomputer 42 will be described with reference to the flowchart of FIG. Each process according to the flowchart is executed when the process proceeds to step S105 or step S106 in the flowchart of FIG.
図8のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ42は、まず車速センサ51、ステアリングセンサ52およびトルクセンサ53などの各種のセンサにより生成される信号を読み込む(ステップS201)。 As shown in the flowchart of FIG. 8, the microcomputer 42 first reads signals generated by various sensors such as the vehicle speed sensor 51, the steering sensor 52, and the torque sensor 53 (step S201).
つぎにマイクロコンピュータ42は、各種のセンサにより生成される信号に基づいて、基本アシスト制御量Ias*を演算する(ステップS202)。
つぎにマイクロコンピュータ42は、ステップS202により算出される基本アシスト制御量Ias*に基づいて電流指令値I*を演算する(ステップS203)。
Next, the microcomputer 42 calculates a basic assist control amount Ias * based on signals generated by various sensors (step S202).
Next, the microcomputer 42 calculates the current command value I * based on the basic assist control amount Ias * calculated in step S202 (step S203).
つぎに、マイクロコンピュータ42は、電流指令値I*と実際の電流値Iとを使用した電流フィードバック制御の実行を通じて、モータ制御信号Scを演算する(ステップS204)。 Next, the microcomputer 42 calculates the motor control signal Sc through execution of current feedback control using the current command value I * and the actual current value I (step S204).
マイクロコンピュータ42は、モータ制御信号Scを駆動回路41に供給することにより、モータ31を駆動する(ステップS205)。
<基本アシスト制御量の演算処理手順>
つぎに、マイクロコンピュータ42による基本アシスト制御量Ias*の演算処理手順を図9および図10のフローチャートに従って説明する。これらフローチャートに係る各処理は、通常制御およびアシスト継続制御の実行時における図8のフローチャートのステップS202に処理が移行されたときに実行される。
The microcomputer 42 drives the motor 31 by supplying the motor control signal Sc to the drive circuit 41 (step S205).
<Basic assist control amount calculation processing procedure>
Next, the calculation processing procedure of the basic assist control amount Ias * by the microcomputer 42 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Each process according to these flowcharts is executed when the process is shifted to step S202 in the flowchart of FIG. 8 when the normal control and the assist continuation control are executed.
まず、通常制御の実行時の演算処理手順を説明する。
図9のフローチャートに示されるように、通常制御の実行時、マイクロコンピュータ42は第1のアシストマップ91に基づき基本アシスト制御量Ias*を演算し(ステップS301)、処理を終了する。
First, a calculation processing procedure at the time of executing normal control will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 9, when the normal control is executed, the microcomputer 42 calculates the basic assist control amount Ias * based on the first assist map 91 (step S301), and ends the process.
つぎに、アシスト継続制御の実行時の演算処理手順を説明する。
図10のフローチャートに示されるように、アシスト継続制御の実行時、マイクロコンピュータ42は第2のアシストマップ92に基づき基本アシスト制御量Ias*を演算する(ステップS401)。
Next, a calculation processing procedure when executing the assist continuation control will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 10, when executing the assist continuation control, the microcomputer 42 calculates the basic assist control amount Ias * based on the second assist map 92 (step S401).
つぎにマイクロコンピュータ42は、補償制御量マップ94に基づき補償制御量Igを演算し(ステップS402)、当該演算される補償制御量Igを先のステップS401において得られた基本アシスト制御量Ias*に加算する(ステップS403)。 Next, the microcomputer 42 calculates the compensation control amount Ig based on the compensation control amount map 94 (step S402), and the calculated compensation control amount Ig is used as the basic assist control amount Ias * obtained in the previous step S401. Add (step S403).
最後に、マイクロコンピュータ42は補償制御量Igが加算された後の基本アシスト制御量Ias*に対して横加速度Gに基づく制限処理を実行し(ステップS404)、処理を終了する。 Finally, the microcomputer 42 executes a limiting process based on the lateral acceleration G with respect to the basic assist control amount Ias * after the compensation control amount Ig is added (step S404), and ends the process.
<補償制御量演算部の作用>
アシスト継続制御が実行されている場合、横加速度Gに応じて補償制御量Igを基本アシスト制御量Ias*に加算することにより、つぎのような作用が得られる。
<Operation of compensation control amount calculation unit>
When the assist continuation control is executed, the following operation is obtained by adding the compensation control amount Ig to the basic assist control amount Ias * according to the lateral acceleration G.
残る1系統の正常なトルク信号を使用してアシストを継続する場合、第2のアシストマップ92が適用されるため、操舵系に付与されるアシスト力は通常よりも小さくなる。この状態で、車両がたとえば曲線路を走行する場合など、車両に対して大きな横加速度が作用するおそれがある。運転者は、車両の旋回方向と反対方向に作用する横加速度に対抗してステアリングを保舵する必要があるので、横加速度Gが増大するほど保舵するために必要とされるトルク(保舵トルク)が大きくなる。すなわち、より大きなアシスト力が必要とされる状況であるにもかかわらず、アシスト継続制御の実行中であるがゆえに操舵系に付与されるアシスト力が不足することが懸念される。 When the assist is continued using the remaining one normal torque signal, the second assist map 92 is applied, so that the assist force applied to the steering system is smaller than usual. In this state, for example, when the vehicle travels on a curved road, a large lateral acceleration may act on the vehicle. Since the driver needs to hold the steering against the lateral acceleration acting in the direction opposite to the turning direction of the vehicle, the torque required to hold the steering as the lateral acceleration G increases (steering (Torque) increases. That is, there is a concern that the assist force applied to the steering system may be insufficient because the assist continuation control is being executed, even though a larger assist force is required.
この点、本例ではアシスト継続制御の実行中においては、横加速度Gの増大に応じて基本アシスト制御量Ias*を増大させる。基本アシスト制御量Ias*が大きくなる分、モータ31のトルク、ひいては操舵系に印加されるアシスト力は増大する。すなわち、横加速度Gの増大に応じたアシスト力の不足分(その全部または一部)は、基本アシスト制御量Ias*の増大分である補償制御量Igに相当するアシスト力により補われる。したがって、車両に大きな横加速度Gが作用する走行状態において生じ得るアシスト力の不足を改善することができる。 In this regard, in this example, during the execution of the assist continuation control, the basic assist control amount Ias * is increased in accordance with the increase in the lateral acceleration G. As the basic assist control amount Ias * increases, the torque of the motor 31 and thus the assist force applied to the steering system increases. That is, the shortage (all or a part) of the assist force corresponding to the increase in the lateral acceleration G is compensated by the assist force corresponding to the compensation control amount Ig that is the increase of the basic assist control amount Ias * . Accordingly, it is possible to improve the shortage of assist force that may occur in a traveling state in which a large lateral acceleration G acts on the vehicle.
<実施の形態の効果>
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)マイクロコンピュータ42は、正常なセンサ信号が1系統になった揚合、基本アシスト制御量Ias*の絶対値を正常なセンサ信号が1系統になる前よりも小さくする。そしてこのとき、マイクロコンピュータ42は、車両に作用する横加速度Gが大きくなるほど基本アシスト制御量Ias*の絶対値を大きくする。基本アシスト制御量Ias*の絶対値が大きくされる分だけ操舵系に印加されるアシスト力は増大する。このため、車両に大きな横加速度Gが作用する走行状態において生じ得るアシスト力の不足が改善され、横加速度Gに応じた好適な操舵感が得られる。
<Effect of Embodiment>
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The microcomputer 42 makes the absolute value of the basic assist control amount Ias * smaller than before the normal sensor signal becomes one system, when the normal sensor signal becomes one system. At this time, the microcomputer 42 increases the absolute value of the basic assist control amount Ias * as the lateral acceleration G acting on the vehicle increases. The assist force applied to the steering system increases as the absolute value of the basic assist control amount Ias * increases. For this reason, the shortage of assist force that may occur in a traveling state in which a large lateral acceleration G acts on the vehicle is improved, and a suitable steering feeling corresponding to the lateral acceleration G is obtained.
(2)マイクロコンピュータ42は、正常なセンサ信号が1系統になった揚合、操舵角θsに応じて基本アシスト制御量Ias*の上限値および下限値を設定するアシスト制限処理を実行する。また、マイクロコンピュータ42は、車両に作用する横加速度Gが大きくなるほどアシスト制限処理前の基本アシスト制御量Ias*の絶対値を大きくする。具体的には、マイクロコンピュータ42は基本アシスト制御量演算部81により生成される基本アシスト制御量Ias*にその時々の横加速度Gに応じた補償制御量Igを加算する。ここで、補償制御量Igが加算された基本アシスト制御量Ias*の大きさが制御量制限マップ95により規定される上限値または下限値を超えることも考えられる。この場合、補償制御量Igが加算された基本アシスト制御量Ias*の大きさは制御量制限処理部84を通じて上限値以下かつ下限値以上の範囲に制限される。このため、操舵系に対して意図しないアシスト力が付与されることを抑制することが可能である。操舵安全性も確保される。 (2) The microcomputer 42 executes an assist limiting process for setting the upper limit value and the lower limit value of the basic assist control amount Ias * according to the lift and normal steering signal θs in which the normal sensor signal becomes one system. Further, the microcomputer 42 increases the absolute value of the basic assist control amount Ias * before the assist limiting process as the lateral acceleration G acting on the vehicle increases. Specifically, the microcomputer 42 adds the compensation control amount Ig corresponding to the lateral acceleration G at that time to the basic assist control amount Ias * generated by the basic assist control amount calculation unit 81. Here, it is also conceivable that the basic assist control amount Ias * to which the compensation control amount Ig is added exceeds the upper limit value or lower limit value defined by the control amount restriction map 95. In this case, the magnitude of the basic assist control amount Ias * to which the compensation control amount Ig is added is limited to a range below the upper limit value and above the lower limit value through the control amount restriction processing unit 84. For this reason, it is possible to prevent an unintended assist force from being applied to the steering system. Steering safety is also ensured.
(3)補償制御量演算部82は、補償制御量マップ94を使用して横加速度Gに対する補償制御量Igを演算する。このため、車両仕様などに応じて横加速度Gに対する補償制御量Igを簡単に設定することができる。 (3) The compensation control amount calculation unit 82 calculates the compensation control amount Ig for the lateral acceleration G using the compensation control amount map 94. For this reason, the compensation control amount Ig for the lateral acceleration G can be easily set in accordance with the vehicle specifications and the like.
<他の実施の形態>
なお、前記実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・本例において、制御量制限処理部84は、車速Vに基づき基本アシスト制御量Ias*の制限処理の要否を判定するようにしてもよい。たとえば制御量制限処理部84は、車速Vが所定の速度V0以上である場合には基本アシスト制御量Ias*の制限処理を実行し、車速Vが所定の速度V0未満である場合には基本アシスト制御量Ias*の制限処理を実行しない。
<Other embodiments>
In addition, you may implement the said embodiment as follows.
In this example, the control amount restriction processing unit 84 may determine whether or not the restriction processing of the basic assist control amount Ias * is necessary based on the vehicle speed V. For example, the control amount restriction processing unit 84 executes the restriction process of the basic assist control amount Ias * when the vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined speed V0, and the basic assist when the vehicle speed V is less than the predetermined speed V0. The restriction process of the control amount Ias * is not executed.
・本例では、マイクロコンピュータ42は、車両に作用する横加速度Gが大きくなるほどアシスト制限処理前の基本アシスト制御量Ias*の絶対値を大きくするようにしたが、つぎのようにしてもよい。 In this example, the microcomputer 42 increases the absolute value of the basic assist control amount Ias * before the assist limiting process as the lateral acceleration G acting on the vehicle increases, but may be as follows.
すなわち、図11に示すように、マイクロコンピュータ42は、車両に作用する横加速度Gが大きくなるほどアシスト制限処理後の基本アシスト制御量Ias*の絶対値を大きくする。具体的には、マイクロコンピュータ42(正確には、アシスト制御部71)は制御量制限処理部84を経た基本アシスト制御量Ias*にその時々の横加速度Gに応じた補償制御量Igを加算する。補償制御量Igが加算された基本アシスト制御量Ias*の大きさが制御量制限マップ95により規定される上限値または下限値を超える場合であれ、当該補償制御量Igが加算された基本アシスト制御量Ias*の大きさが制限されることはない。このため、横加速度Gに応じた補償制御量Igを積極的にアシスト力に反映させることが可能である。 That is, as shown in FIG. 11, the microcomputer 42 increases the absolute value of the basic assist control amount Ias * after the assist limiting process as the lateral acceleration G acting on the vehicle increases. Specifically, the microcomputer 42 (more precisely, the assist control unit 71) adds the compensation control amount Ig corresponding to the lateral acceleration G at that time to the basic assist control amount Ias * that has passed through the control amount restriction processing unit 84. . Even if the basic assist control amount Ias * to which the compensation control amount Ig is added exceeds the upper limit value or the lower limit value defined by the control amount restriction map 95, the basic assist control to which the compensation control amount Ig is added. The magnitude of the quantity Ias * is not limited. Therefore, the compensation control amount Ig corresponding to the lateral acceleration G can be positively reflected in the assist force.
・本例では、マイクロコンピュータ42は、2系統のセンサ信号のうち正常なセンサ信号が1系統になった揚合、操舵角θsに応じて基本アシスト制御量Ias*の上限値および下限値を設定するアシスト制限処理を実行するようにしたが、当該アシスト制限処理を行わないようにしてもよい。この場合、制御量制限処理部84を設ける必要はない。 In this example, the microcomputer 42 sets the upper limit value and the lower limit value of the basic assist control amount Ias * according to the lift when the normal sensor signal becomes one system out of the two sensor signals and the steering angle θs. The assist restriction process is executed, but the assist restriction process may not be performed. In this case, it is not necessary to provide the control amount restriction processing unit 84.
・本例では、2系統のセンサ信号Sa,Sbを生成するトルクセンサ53を採用したが、3系統あるいはそれ以上のセンサ信号を生成するものを採用してもよい。この場合であれ、複数系統のセンサ信号のうち正常なセンサ信号が1系統になった場合、基本アシスト制御量Ias*の絶対値を正常なセンサ信号が1系統になる前よりも小さくする。そしてこのとき、マイクロコンピュータ42は、車両に作用する横加速度Gが大きくなるほど基本アシスト制御量Ias*の絶対値を大きくする。 In this example, the torque sensor 53 that generates the two sensor signals Sa and Sb is used. However, a sensor that generates three or more sensor signals may be used. Even in this case, when the normal sensor signal among the plurality of sensor signals becomes one system, the absolute value of the basic assist control amount Ias * is made smaller than that before the normal sensor signal becomes one system. At this time, the microcomputer 42 increases the absolute value of the basic assist control amount Ias * as the lateral acceleration G acting on the vehicle increases.
<他の技術的思想>
次に、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)前記複数系統のセンサ信号において正常なセンサ信号が検出されない場合、前記制御装置は操舵系に対するアシスト力の付与を停止すべく前記モータを制御すること。この構成によれば、異常なセンサ信号に基づきアシスト力が付与されることを防止することができる。
<Other technical ideas>
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment will be added below.
(A) When a normal sensor signal is not detected in the sensor signals of the plurality of systems, the control device controls the motor to stop applying the assist force to the steering system. According to this configuration, it is possible to prevent the assist force from being applied based on an abnormal sensor signal.
10…電動パワーステアリング装置、22…ステアリングシャフト、31…モータ、42…マイクロコンピュータ(制御装置)、53…トルクセンサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power steering apparatus, 22 ... Steering shaft, 31 ... Motor, 42 ... Microcomputer (control apparatus), 53 ... Torque sensor.
Claims (4)
操舵系を構成するステアリングシャフトに作用する操舵トルクに応じて複数系統のセンサ信号を生成するトルクセンサと、
前記センサ信号から得られる操舵トルクに基づき操舵系に付与するアシスト力に応じた制御量を演算し当該制御量に基づき前記モータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、正常なセンサ信号が1系統になった揚合、前記制御量の絶対値を正常なセンサ信号が1系統になる前よりも小さくするとともに、車両に作用する横加速度が大きくなるほど前記制御量の絶対値を大きくする電動パワーステアリング装置。 A motor for generating an assist force applied to the steering system of the vehicle;
A torque sensor that generates sensor signals of a plurality of systems in response to a steering torque acting on a steering shaft constituting the steering system;
A control device that calculates a control amount according to the assist force applied to the steering system based on the steering torque obtained from the sensor signal and controls the motor based on the control amount;
The control device increases the lateral acceleration acting on the vehicle as the absolute value of the control amount becomes smaller than before the normal sensor signal becomes one system. An electric power steering device for increasing an absolute value of the control amount.
前記制御装置は、正常なセンサ信号が1系統になった場合、操舵角に応じて前記制御量の上限値および下限値を設定する制限処理を実行するとともに、前記横加速度が大きくなるほど前記制限処理後の制御量の絶対値を大きく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
When the normal sensor signal becomes one system, the control device executes a limit process for setting an upper limit value and a lower limit value of the control amount according to a steering angle, and the limit process increases as the lateral acceleration increases. An electric power steering device that increases the absolute value of the subsequent control amount.
前記制御装置は、正常なセンサ信号が1系統になった場合、操舵角に応じて前記制御量の上限値および下限値を設定する制限処理を実行するとともに、前記横加速度が大きくなるほど前記制限処理前の制御量の絶対値を大きく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
When the normal sensor signal becomes one system, the control device executes a limit process for setting an upper limit value and a lower limit value of the control amount according to a steering angle, and the limit process increases as the lateral acceleration increases. An electric power steering device that increases the absolute value of the previous control amount.
前記制御装置は、前記横加速度と当該横加速度に対する補償制御量との関係を規定するマップを記憶していて、正常なセンサ信号が1系統になった場合、前記マップに基づき得られる横加速度に応じた補償制御量を前記制御量に加算することによりその絶対値を大きくする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 3,
The control device stores a map that defines the relationship between the lateral acceleration and the compensation control amount for the lateral acceleration. When the normal sensor signal becomes one system, the lateral acceleration obtained based on the map is calculated. An electric power steering apparatus that increases an absolute value by adding a corresponding compensation control amount to the control amount.
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