JP2019172080A - Electric power steering device and management system for electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device and management system for electric power steering device Download PDF

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Abstract

To grasp a degree of deterioration of a transmission part in an electric power steering device with an inexpensive configuration.SOLUTION: An electric power steering device 100 comprises: a controller 60 which controls an electric motor 50 on the basis of a steering torque and a motor rotation angle detected by a torque sensor 51 and a rotation angle sensor 52; first and second transmission parts 41, 42 which transmit a torque acting on a steering shaft 20 and a torque of the electric motor 50 to a rack shaft 30; an estimation part 71 which estimates a state quantity of the first and second transmission parts 41, 42 on the basis of the steering torque and the motor rotation angle detected by the torque sensor 51 and the rotation angle sensor 52; and a degradation degree calculation part 72 which calculates a degree of degradation of the first and second transmission parts 41, 42 on teh basis of the state quantity estimated by the estimation part 71.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置、及び電動パワーステアリング装置の管理システムに関する。   The present invention relates to an electric power steering device and a management system for the electric power steering device.

車両用のステアリング装置として、特許文献1には、操舵補助トルクを発生する電動モータを備える電動パワーステアリング装置が開示されている。この電動パワーステアリング装置は、トーションバーに加えられるトルクを検出するトルクセンサと、電動モータの回転角を検出する回転角センサと、を備えており、電動モータは、トルクセンサ及び回転角センサにより検出されるトルク及び回転角に応じて制御される。電動モータが発生するトルクは、ウォームギア及びウォームホイールを介してピニオン軸に伝達され、更に、ピニオン軸のピニオン及びラックシャフトのラックを介してラックシャフトに伝達される。これにより、ラックシャフトがその軸方向に移動し、ドライバの操舵に応じた適切な操舵補助が実現される。   As a vehicle steering device, Patent Literature 1 discloses an electric power steering device including an electric motor that generates a steering assist torque. The electric power steering apparatus includes a torque sensor that detects torque applied to the torsion bar, and a rotation angle sensor that detects a rotation angle of the electric motor. The electric motor is detected by the torque sensor and the rotation angle sensor. It is controlled according to the torque and the rotation angle. Torque generated by the electric motor is transmitted to the pinion shaft through the worm gear and the worm wheel, and is further transmitted to the rack shaft through the pinion of the pinion shaft and the rack of the rack shaft. As a result, the rack shaft moves in the axial direction, and appropriate steering assistance according to the driver's steering is realized.

特開2016−179748号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-179748

電動パワーステアリング装置において、ウォームギア、ウォームホイール、ピニオン、ラック等のトルクを伝達する伝達部は、トルクの伝達により摩耗等の劣化を引き起こす。伝達部の劣化に伴って伝達部の粘性抵抗や等価抵抗等の機械的特性が変化するので、初期の操舵フィーリングを維持するためには、伝達部の劣化度に応じて、電動モータを制御するための制御パラメータを変化させる必要がある。   In an electric power steering apparatus, a transmission unit that transmits torque such as a worm gear, a worm wheel, a pinion, and a rack causes wear and the like to deteriorate due to the transmission of torque. The mechanical characteristics such as viscous resistance and equivalent resistance of the transmission unit change with the deterioration of the transmission unit. To maintain the initial steering feeling, the electric motor is controlled according to the degree of deterioration of the transmission unit. It is necessary to change the control parameters for

また、伝達部は、著しく劣化した場合には破損するおそれがある。そのため、伝達部の劣化度に基づいて、電動パワーステアリング装置の交換時期を管理することが望ましい。   Further, the transmission part may be damaged when it is significantly deteriorated. Therefore, it is desirable to manage the replacement time of the electric power steering device based on the degree of deterioration of the transmission unit.

このような理由から、電動パワーステアリング装置において、伝達部の劣化度を把握することが要求されている。   For these reasons, it is required to grasp the degree of deterioration of the transmission unit in the electric power steering apparatus.

伝達部の劣化度は、伝達部に作用するトルク、伝達部の変位速度、及び伝達部の変位量等の伝達部の状態量から算出されることがわかっている。そのため、伝達部の劣化度を把握する方法として、これらの状態量を検出するセンサを電動パワーステアリング装置に設けることが考えられる。   It is known that the degree of deterioration of the transmission unit is calculated from the amount of state of the transmission unit such as the torque acting on the transmission unit, the displacement speed of the transmission unit, and the amount of displacement of the transmission unit. For this reason, as a method of grasping the degree of deterioration of the transmission unit, it is conceivable to provide a sensor for detecting these state quantities in the electric power steering apparatus.

しかしながら、特許文献1に開示される電動パワーステアリング装置にこれらの状態量を検出するセンサを設けた場合には、電動モータの制御のためのトルクセンサ及び回転角センサとは別のセンサを電動パワーステアリング装置に設けることになる。そのため、センサの個数が増え、電動パワーステアリング装置のコストが増加する。   However, when the electric power steering apparatus disclosed in Patent Document 1 is provided with a sensor that detects these state quantities, a sensor other than the torque sensor and the rotation angle sensor for controlling the electric motor is connected to the electric power steering apparatus. It will be provided in the steering device. Therefore, the number of sensors increases and the cost of the electric power steering device increases.

本発明は、電動パワーステアリング装置における伝達部の劣化度を、安価な構成で把握することを目的とする。   An object of this invention is to grasp | ascertain the deterioration degree of the transmission part in an electric power steering apparatus with an inexpensive structure.

第1の発明は、ステアリングシャフトと、トーションバーと、トルク検出部と、電動モータと、回転角検出部と、電動モータを制御する制御部と、ステアリングシャフトに作用するトルク及び電動モータのトルクをラックシャフトに伝達する伝達部と、トルク検出部により検出される操舵トルク、及び回転角検出部により検出されるモータ回転角に基づいて、伝達部の状態量を推定する推定部と、推定部により推定された状態量に基づいて、伝達部の劣化度を算出する劣化度算出部と、を備える。   The first invention provides a steering shaft, a torsion bar, a torque detection unit, an electric motor, a rotation angle detection unit, a control unit for controlling the electric motor, a torque acting on the steering shaft, and a torque of the electric motor. A transmission unit that transmits to the rack shaft, an estimation unit that estimates a state quantity of the transmission unit based on a steering torque detected by the torque detection unit, and a motor rotation angle detected by the rotation angle detection unit; and an estimation unit A deterioration degree calculation unit that calculates a deterioration degree of the transmission unit based on the estimated state quantity.

第1の発明では、制御部による電動モータの制御のために検出される操舵トルク及びモータ回転角に基づいて、伝達部の状態量が推定される。そのため、電動モータの制御のための検出部と、伝達部の劣化度の算出のための検出部と、を共通化することができる。したがって、電動パワーステアリング装置の検出部の増加を防ぐことができる。   In the first invention, the state quantity of the transmission unit is estimated based on the steering torque and the motor rotation angle detected for the control of the electric motor by the control unit. Therefore, the detection unit for controlling the electric motor and the detection unit for calculating the deterioration degree of the transmission unit can be shared. Therefore, an increase in the detection unit of the electric power steering device can be prevented.

第2の発明は、舵角検出部を更に備え、推定部は、トルク検出部により検出される操舵トルク、回転角検出部により検出されるモータ回転角、及び前記舵角検出部により検出される舵角に基づいて伝達部の状態量を推定する。   The second aspect of the present invention further includes a steering angle detection unit, and the estimation unit is detected by the steering torque detected by the torque detection unit, the motor rotation angle detected by the rotation angle detection unit, and the steering angle detection unit. The state quantity of the transmission unit is estimated based on the steering angle.

第2の発明では、3つの検出量が推定部で用いられるため、2つの検出量のみが推定部で用いられる場合と比較して、状態量の推定に用いられるモデルを詳細に構築することができる。したがって、伝達部の状態量をより正確に推定することができ、伝達部の劣化度をより正確に把握することができる。   In the second invention, since three detection amounts are used in the estimation unit, it is possible to construct a model used for estimating the state amount in detail, compared with the case where only two detection amounts are used in the estimation unit. it can. Therefore, the state quantity of the transmission unit can be estimated more accurately, and the deterioration degree of the transmission unit can be grasped more accurately.

第3の発明は、推定部が、伝達部におけるトルクを状態量として推定し、劣化度算出部は、推定されたトルクに基づいて荷重の最大値を算出し、伝達部の劣化度を算出する。   In the third invention, the estimation unit estimates the torque in the transmission unit as a state quantity, and the deterioration degree calculation unit calculates the maximum value of the load based on the estimated torque, and calculates the deterioration degree of the transmission unit. .

第3の発明では、一時的な過大な荷重を受けることで生じる過大荷重劣化度を把握することができる。   In the third aspect of the invention, it is possible to grasp the degree of overload deterioration caused by receiving a temporary excessive load.

第4の発明は、推定部が、伝達部の変位速度及び変位量を状態量として更に推定し、劣化度算出部は、繰返し回数と許容繰返し回数とを算出し、算出した繰返し回数及び許容繰返し回数に基づいて伝達部の劣化度を算出する。   In the fourth aspect of the invention, the estimation unit further estimates the displacement speed and displacement amount of the transmission unit as state quantities, and the deterioration degree calculation unit calculates the number of repetitions and the allowable number of repetitions. Based on the number of times, the deterioration degree of the transmission unit is calculated.

第4の発明では、荷重を繰返し受けることで生じる繰返し荷重劣化度を把握することができる。   In the fourth invention, it is possible to grasp the degree of repeated load deterioration caused by repeatedly receiving a load.

第5の発明は、制御部が、劣化度算出部により算出された劣化度に基づいて、電動モータを制御するための制御パラメータを変化させる。   In the fifth invention, the control unit changes a control parameter for controlling the electric motor based on the deterioration degree calculated by the deterioration degree calculation unit.

第5の発明では、電動モータは、劣化度の変化に伴う伝達部の負荷の変化を見込んでトルクを発生するように制御される。したがって、操舵フィーリングを維持することができる。   In the fifth aspect of the invention, the electric motor is controlled so as to generate torque in anticipation of a change in the load of the transmission unit accompanying a change in the degree of deterioration. Therefore, the steering feeling can be maintained.

第6の発明は、算出された劣化度に基づいて、電動パワーステアリング装置の交換の要否を判定する判定部と、判定部が、電動パワーステアリング装置の交換が必要であると判定した場合に、電動パワーステアリング装置の交換時期が来たことを報知する報知部と、を備える。   In a sixth aspect of the present invention, when the determination unit that determines whether or not the electric power steering device needs to be replaced and the determination unit determine that the electric power steering device needs to be replaced based on the calculated degree of deterioration. And an informing unit for informing that it is time to replace the electric power steering device.

第6の発明では、電動パワーステアリング装置の交換の要否が、算出された劣化度に基づいて、判定される。したがって、電動パワーステアリング装置の交換時期をより適切に管理することができる。   In the sixth aspect of the invention, whether or not the electric power steering device needs to be replaced is determined based on the calculated degree of deterioration. Therefore, it is possible to more appropriately manage the replacement time of the electric power steering device.

本発明によれば、電動パワーステアリング装置における伝達部の劣化度を、安価な構成で把握することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deterioration degree of the transmission part in an electric power steering apparatus can be grasped | ascertained with an inexpensive structure.

図1は、本発明の第1実施形態に係る電動パワーステアリング装置及び管理システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an electric power steering apparatus and a management system according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1実施形態に係る電動パワーステアリング装置及び管理システムのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the electric power steering apparatus and management system according to the first embodiment of the present invention. 図3は、劣化度算出部の詳細を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating details of the deterioration degree calculation unit. 図4は、過大荷重劣化度算出部によって行われる処理を説明するためのフロー図である。FIG. 4 is a flowchart for explaining processing performed by the excessive load deterioration degree calculation unit. 図5は、繰返し荷重劣化度算出部によって行われる処理を説明するためのフロー図である。FIG. 5 is a flowchart for explaining processing performed by the repeated load deterioration degree calculation unit. 図6は、判定部によって行われる処理を説明するためのフロー図である。FIG. 6 is a flowchart for explaining processing performed by the determination unit. 図7は、本発明の第2実施形態に係る電動パワーステアリング装置及び管理システムの構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of an electric power steering apparatus and a management system according to the second embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

<第1実施形態>
まず、図1から図6を参照して、本発明の第1実施形態に係る電動パワーステアリング装置100、及び電動パワーステアリング装置100の管理システム1000について説明する。電動パワーステアリング装置100は、車両に搭載され、ドライバによるステアリングホイール10の操作(以下、「ステアリング操作」と称する)を補助する。管理システム1000は、電動パワーステアリング装置100の交換時期を管理する。
<First Embodiment>
First, the electric power steering apparatus 100 and the management system 1000 for the electric power steering apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The electric power steering apparatus 100 is mounted on a vehicle and assists the operation of the steering wheel 10 by a driver (hereinafter referred to as “steering operation”). The management system 1000 manages the replacement time of the electric power steering device 100.

図1に示すように、電動パワーステアリング装置100は、ステアリングホイール10に連結されるステアリングシャフト20と、ステアリングシャフト20の回転に伴って車輪1を転舵するラックシャフト30と、を備えている。ラックシャフト30は、ナックルアーム31を介して車輪1に連結されており、車輪1は、ラックシャフト30の変位によって転舵される。   As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus 100 includes a steering shaft 20 connected to the steering wheel 10 and a rack shaft 30 that steers the wheel 1 as the steering shaft 20 rotates. The rack shaft 30 is connected to the wheel 1 via the knuckle arm 31, and the wheel 1 is steered by the displacement of the rack shaft 30.

ステアリングシャフト20は、運転者によるステアリング操作に伴って回転する入力シャフト21と、ラックシャフト30を変位させる出力シャフト22と、入力シャフト21と出力シャフト22とを連結するトーションバー23と、により構成される。   The steering shaft 20 includes an input shaft 21 that rotates in response to a steering operation by a driver, an output shaft 22 that displaces the rack shaft 30, and a torsion bar 23 that connects the input shaft 21 and the output shaft 22. The

出力シャフト22とラックシャフト30とは、第1伝達部41を介して互いに連結されている。第1伝達部41は、出力シャフト22に設けられるピニオンギア41aと、ラックシャフト30に設けられるラックギア41bと、からなる。ピニオンギア41aとラックギア41bとは互いに噛み合っており、出力シャフト22のトルクは、ピニオンギア41a及びラックギア41bを介してラックシャフト30の軸方向の荷重に変換されてラックシャフト30に伝達される。これにより、ラックシャフト30は、伝達されるトルクによりその軸方向に変位し、車輪1を転舵する。   The output shaft 22 and the rack shaft 30 are connected to each other via the first transmission portion 41. The first transmission unit 41 includes a pinion gear 41 a provided on the output shaft 22 and a rack gear 41 b provided on the rack shaft 30. The pinion gear 41a and the rack gear 41b mesh with each other, and the torque of the output shaft 22 is converted into an axial load of the rack shaft 30 via the pinion gear 41a and the rack gear 41b and transmitted to the rack shaft 30. Thereby, the rack shaft 30 is displaced in the axial direction by the transmitted torque, and the wheel 1 is steered.

また、電動パワーステアリング装置100は、ステアリング操作に応じて駆動される電動モータ50を更に備える。電動モータ50の出力軸は、第2伝達部42を介してステアリングシャフト20の出力シャフト22に連結されている。   The electric power steering apparatus 100 further includes an electric motor 50 that is driven in accordance with a steering operation. The output shaft of the electric motor 50 is connected to the output shaft 22 of the steering shaft 20 via the second transmission portion 42.

第2伝達部42は、電動モータ50の出力軸に設けられるウォームシャフト42aと、出力シャフト22に設けられるウォームホイール42bと、からなる。ウォームシャフト42aとウォームホイール42bとは互いに噛み合っており、電動モータ50のトルクは、ウォームシャフト42a及びウォームホイール42bを通じて出力シャフト22に伝達される。電動モータ50から出力シャフト22に伝達されたトルクは、ピニオンギア41a及びラックギア41bを通じてラックシャフト30に更に伝達される。   The second transmission unit 42 includes a worm shaft 42 a provided on the output shaft of the electric motor 50 and a worm wheel 42 b provided on the output shaft 22. The worm shaft 42a and the worm wheel 42b mesh with each other, and the torque of the electric motor 50 is transmitted to the output shaft 22 through the worm shaft 42a and the worm wheel 42b. The torque transmitted from the electric motor 50 to the output shaft 22 is further transmitted to the rack shaft 30 through the pinion gear 41a and the rack gear 41b.

このように、電動パワーステアリング装置100は、電動モータ50のトルクを出力シャフト22を通じてラックシャフト30に伝達することによってステアリング操作を補助するいわゆるコラムタイプの電動パワーステアリング装置である。   As described above, the electric power steering apparatus 100 is a so-called column type electric power steering apparatus that assists the steering operation by transmitting the torque of the electric motor 50 to the rack shaft 30 through the output shaft 22.

電動モータ50は、制御部としてのコントローラ60によって制御される。コントローラ60は、演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)と、CPUにより実行される制御プログラム等を記憶するROM(Read−Only Memory)と、CPUの演算結果等を記憶するRAM(random access memory)と、を含むマイクロコンピュータで構成される。コントローラ60は、単一のマイクロコンピュータで構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。   The electric motor 50 is controlled by a controller 60 as a control unit. The controller 60 includes a CPU (Central Processing Unit) that performs arithmetic processing, a ROM (Read-Only Memory) that stores a control program executed by the CPU, and a RAM (Random Access Memory) that stores arithmetic results of the CPU. And a microcomputer including the above. The controller 60 may be composed of a single microcomputer or a plurality of microcomputers.

また、電動パワーステアリング装置100は、トーションバー23に作用する操舵トルクを検出するトルク検出部としてのトルクセンサ51と、電動モータ50の回転角を検出する回転角検出部としての回転角センサ52と、ステアリングホイール10の回転角(以下、「舵角」とも称する)を検出する舵角検出部としての舵角センサ53と、を更に備える。トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53から出力される信号は、コントローラ60に入力される。   In addition, the electric power steering apparatus 100 includes a torque sensor 51 as a torque detection unit that detects a steering torque acting on the torsion bar 23, and a rotation angle sensor 52 as a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the electric motor 50. And a steering angle sensor 53 as a steering angle detection unit for detecting a rotation angle of the steering wheel 10 (hereinafter also referred to as “steering angle”). Signals output from the torque sensor 51, the rotation angle sensor 52, and the steering angle sensor 53 are input to the controller 60.

図2に示すように、コントローラ60は、補助トルク算出部60aと、補正部60bと、電流目標値算出部60cと、を備えている。補助トルク算出部60aは、トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53から入力される信号に基づいて、ステアリング操作の補助に必要なトルク(以下、「補助トルク」と称する)を算出する。   As shown in FIG. 2, the controller 60 includes an auxiliary torque calculation unit 60a, a correction unit 60b, and a current target value calculation unit 60c. The auxiliary torque calculation unit 60 a calculates torque necessary for assisting the steering operation (hereinafter referred to as “auxiliary torque”) based on signals input from the torque sensor 51, the rotation angle sensor 52, and the steering angle sensor 53. .

補正部60bは、電動モータ50を制御するための制御パラメータに基づいて、算出された補助トルクを補正する。制御パラメータは、第1及び第2伝達部41,42の機械的特性(例えばフリクション)により決定される。したがって、第1及び第2伝達部41,42における負荷を見込んで電動モータ50を駆動させることができる。   The correction unit 60b corrects the calculated auxiliary torque based on a control parameter for controlling the electric motor 50. The control parameter is determined by mechanical characteristics (for example, friction) of the first and second transmission units 41 and 42. Therefore, it is possible to drive the electric motor 50 in anticipation of loads on the first and second transmission units 41 and 42.

電流目標値算出部60cは、補正された補助トルクに基づいて、電動モータ50に供給される電流の大きさの目標値を算出する。算出された電流目標値は、電流供給部61に入力され、電流供給部61から電動モータ50に、電流目標値に基づいた大きさの電流が供給される。   The current target value calculation unit 60c calculates a target value of the magnitude of the current supplied to the electric motor 50 based on the corrected auxiliary torque. The calculated current target value is input to the current supply unit 61, and a current having a magnitude based on the current target value is supplied from the current supply unit 61 to the electric motor 50.

このように、コントローラ60は、トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53によりそれぞれ検出される操舵トルク、モータ回転角及び舵角に応じて電動モータ50を制御する。したがって、所望の操舵フィーリングでのステアリング操作が可能になる。   Thus, the controller 60 controls the electric motor 50 according to the steering torque, the motor rotation angle, and the steering angle detected by the torque sensor 51, the rotation angle sensor 52, and the steering angle sensor 53, respectively. Therefore, a steering operation with a desired steering feeling is possible.

ところで、第1及び第2伝達部41,42の粘性抵抗や等価抵抗等の機械的特性は、第1及び第2伝達部41,42の劣化に伴って変化する。そのため、所望の操舵フィーリングを維持するためには、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を把握し、劣化度に基づいて、補正部60bにおける制御パラメータを変更する必要がある。   By the way, the mechanical characteristics such as the viscous resistance and equivalent resistance of the first and second transmission parts 41 and 42 change as the first and second transmission parts 41 and 42 deteriorate. Therefore, in order to maintain a desired steering feeling, it is necessary to grasp the degree of deterioration of the first and second transmission units 41 and 42 and change the control parameter in the correction unit 60b based on the degree of deterioration.

また、第1及び第2伝達部41,42が著しく劣化した場合には、電動パワーステアリング装置100の交換が望ましい。電動パワーステアリング装置100の交換時期を適切に管理するためには、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を把握する必要がある。   Further, when the first and second transmission units 41 and 42 are significantly deteriorated, it is desirable to replace the electric power steering device 100. In order to appropriately manage the replacement time of the electric power steering apparatus 100, it is necessary to grasp the degree of deterioration of the first and second transmission units 41 and 42.

電動パワーステアリング装置100では、後述の構成により第1及び第2伝達部41,42の劣化度を把握することによって、所望の操舵フィーリングを維持すると共に、電動パワーステアリング装置100の交換時期を管理している。以下、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を把握するための構成、操舵フィーリングを維持するための構成、及び電動パワーステアリング装置100の交換時期を管理するための構成について、詳述する。   In the electric power steering device 100, the desired steering feeling is maintained and the replacement time of the electric power steering device 100 is managed by grasping the degree of deterioration of the first and second transmission parts 41 and 42 by the configuration described later. is doing. Hereinafter, a configuration for grasping the degree of deterioration of the first and second transmission units 41, 42, a configuration for maintaining the steering feeling, and a configuration for managing the replacement timing of the electric power steering device 100 will be described in detail. Describe.

まず、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を把握するための構成について、図1から図5を参照して説明する。   First, the structure for grasping | ascertaining the degradation degree of the 1st and 2nd transmission parts 41 and 42 is demonstrated with reference to FIGS.

図1に示すように、電動パワーステアリング装置100は、第1及び第2伝達部41,42の状態量を推定する推定部71と、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を算出する劣化度算出部72と、を備えている。推定部71及び劣化度算出部72は、コントローラ60と同様に、マイクロコンピュータで構成される。推定部71及び劣化度算出部72は、コントローラ60を構成するマイクロコンピュータで構成されていてもよいし、コントローラ60を構成するマイクロコンピュータとは別のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。   As shown in FIG. 1, the electric power steering device 100 calculates an estimation unit 71 that estimates the state quantities of the first and second transmission units 41 and 42 and the degree of deterioration of the first and second transmission units 41 and 42. A deterioration degree calculation unit 72. Similar to the controller 60, the estimation unit 71 and the deterioration degree calculation unit 72 are configured by a microcomputer. The estimation unit 71 and the deterioration degree calculation unit 72 may be configured by a microcomputer that configures the controller 60, or may be configured by a microcomputer that is different from the microcomputer that configures the controller 60.

図2に示すように、推定部71は、トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53から入力される信号に基づいて、第1及び第2伝達部41,42に作用するトルク、第1及び第2伝達部41,42の変位速度及び変位量を状態量として推定する。これらのトルク、変位速度及び変位量を状態量として推定する方法については、後述する。   As shown in FIG. 2, the estimation unit 71 is configured to generate torques acting on the first and second transmission units 41 and 42 based on signals input from the torque sensor 51, the rotation angle sensor 52, and the rudder angle sensor 53. The displacement speed and displacement amount of the first and second transmission units 41 and 42 are estimated as state quantities. A method for estimating these torque, displacement speed, and displacement as state quantities will be described later.

劣化度算出部72は、推定されたトルク、変位速度及び変位量に基づいて、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を算出する。第1及び第2伝達部41,42の劣化には、一時的な過大な荷重を受けることで生じる過大荷重劣化と、荷重を繰り返し受けることで生じる繰返し荷重劣化と、があり、劣化度算出部72は、過大荷重劣化度と繰返し荷重劣化度との両方を算出する。   The deterioration level calculation unit 72 calculates the deterioration levels of the first and second transmission units 41 and 42 based on the estimated torque, displacement speed, and displacement amount. The deterioration of the first and second transmission parts 41 and 42 includes an excessive load deterioration caused by receiving a temporary excessive load and a repeated load deterioration caused by repeatedly receiving a load. 72 calculates both the excessive load deterioration degree and the repeated load deterioration degree.

具体的には、劣化度算出部72は、図3に示すように、過大荷重劣化度を算出する過大荷重劣化度算出部72aと、繰返し荷重劣化度を算出する繰返し荷重劣化度算出部72bと、を備えている。以下では、過大荷重劣化度算出部72a及び繰返し荷重劣化度算出部72bによって行われる処理について、詳述する。   Specifically, as shown in FIG. 3, the deterioration degree calculation unit 72 includes an overload deterioration degree calculation unit 72a that calculates an overload deterioration degree, and a repeated load deterioration degree calculation unit 72b that calculates a repeated load deterioration degree. It is equipped with. Below, the process performed by the excessive load deterioration degree calculation part 72a and the repeated load deterioration degree calculation part 72b is explained in full detail.

ここでは、第1伝達部41のピニオンギア41aの劣化度を算出する処理について説明する。第1伝達部41のラックギア41b、並びに第2伝達部42のウォームシャフト42a及びウォームホイール42bの劣化度を算出する処理については、ピニオンギア41aの劣化度を算出する処理と略同じであるため、省略する。   Here, a process for calculating the degree of deterioration of the pinion gear 41a of the first transmission unit 41 will be described. The process for calculating the degree of deterioration of the rack gear 41b of the first transmission part 41 and the worm shaft 42a and the worm wheel 42b of the second transmission part 42 is substantially the same as the process for calculating the degree of deterioration of the pinion gear 41a. Omitted.

まず、図4を参照して、過大荷重劣化度算出部72aによって行われる処理について説明する。   First, the process performed by the excessive load deterioration degree calculation unit 72a will be described with reference to FIG.

ステップS401では、推定部71により推定されたトルクを取得する。ステップS402では、取得されたトルクに基づいて、ピニオンギア41aの歯に作用する荷重を算出する。具体的には、取得されたトルクをピニオンギア41aの基準ピッチ円の半径で除すことによって、歯に作用する荷重を算出する。算出された荷重は、基準ピッチ円上の円周力に相当する。基準ピッチ円の直径は、ピニオンギア41aの仕様によって定まる値であり、既知である。   In step S401, the torque estimated by the estimating unit 71 is acquired. In step S402, a load acting on the teeth of the pinion gear 41a is calculated based on the acquired torque. Specifically, the load acting on the teeth is calculated by dividing the acquired torque by the radius of the reference pitch circle of the pinion gear 41a. The calculated load corresponds to the circumferential force on the reference pitch circle. The diameter of the reference pitch circle is a value determined by the specifications of the pinion gear 41a and is known.

ステップS403では、算出された荷重のデータを、不図示の記憶部に記憶する。記憶部には、過去に算出された荷重のデータが記憶されており、ステップS403では、算出された荷重のデータが記憶部に更に記憶される。   In step S403, the calculated load data is stored in a storage unit (not shown). The storage unit stores data of loads calculated in the past. In step S403, the calculated load data is further stored in the storage unit.

ステップS404では、記憶部に記憶された複数の荷重のデータに基づいて、ピニオンギア41aの歯に作用した荷重の最大値を算出する。算出された荷重の最大値は、ピニオンギア41aの歯に一時的に加えられる過大な荷重に相当し、例えば、車輪1が縁石等の障害物に乗り上げて衝撃を受けたときにピニオンギア41aに加えられる荷重である。   In step S404, the maximum value of the load acting on the teeth of the pinion gear 41a is calculated based on a plurality of load data stored in the storage unit. The maximum value of the calculated load corresponds to an excessive load temporarily applied to the teeth of the pinion gear 41a. For example, when the wheel 1 rides on an obstacle such as a curb and receives an impact, the pinion gear 41a The applied load.

ステップS405では、算出された荷重の最大値に基づいて、ピニオンギア41aの過大荷重劣化度を算出する。具体的には、算出された荷重の最大値を、ピニオンギア41aの歯の曲げ強さで除すことにより歯の曲げに起因する過大荷重劣化度を算出すると共に、算出された荷重の最大値を、ピニオンギア41aの歯面強さで除すことにより歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度を算出する。   In step S405, the excessive load deterioration degree of the pinion gear 41a is calculated based on the calculated maximum value of the load. Specifically, the calculated maximum value of the load is calculated by dividing the maximum value of the calculated load by the bending strength of the teeth of the pinion gear 41a to calculate the degree of excessive load deterioration due to the bending of the teeth. Is divided by the tooth surface strength of the pinion gear 41a to calculate an overload deterioration degree due to tooth surface damage.

ピニオンギア41aの歯の曲げ強さは、ピニオンギア41aの仕様から例えばルイスの式によって算出される値であり、既知である。また、ピニオンギア41aの歯面強さは、ピニオンギア41aの仕様から例えばヘルツの式によって算出される値であり、既知である。   The bending strength of the teeth of the pinion gear 41a is a value calculated from the specification of the pinion gear 41a by, for example, the Lewis formula, and is known. Further, the tooth surface strength of the pinion gear 41a is a value calculated from the specifications of the pinion gear 41a by, for example, the Hertz formula, and is known.

以上により、過大荷重劣化度が算出され、過大荷重劣化度算出部72aにおける処理が終了する。   As described above, the overload deterioration degree is calculated, and the process in the overload deterioration degree calculation unit 72a ends.

次に、図5を参照して、繰返し荷重劣化度算出部72bによって行われる処理について説明する。   Next, processing performed by the repeated load deterioration degree calculation unit 72b will be described with reference to FIG.

ステップS501では、推定部71により推定されたトルク、変位速度及び変位量を取得する。取得される変位速度及び変位量は、それぞれ、ピニオンギア41aの周方向における変位速度及び変位量、すなわちピニオンギア41aの回転速度及び回転角度である。   In step S501, the torque, the displacement speed, and the displacement amount estimated by the estimation unit 71 are acquired. The obtained displacement speed and displacement amount are respectively the displacement speed and displacement amount in the circumferential direction of the pinion gear 41a, that is, the rotation speed and rotation angle of the pinion gear 41a.

ステップS502では、取得されたトルクに基づいて、ピニオンギア41aの歯に作用する荷重の平均値を算出する。具体的には、図4に示すステップS402,S403と同様に、歯に作用する荷重を算出し、荷重のデータを記憶部に記憶する。その後、記憶部に記憶された複数の荷重のデータに基づいて、ピニオンギア41aの歯に作用した荷重の平均値を算出する。算出された荷重の平均値は、ピニオンギア41aの歯に繰り返し加えられる荷重の平均値である。   In step S502, an average value of loads acting on the teeth of the pinion gear 41a is calculated based on the acquired torque. Specifically, as in steps S402 and S403 shown in FIG. 4, the load acting on the teeth is calculated, and the load data is stored in the storage unit. Thereafter, an average value of loads acting on the teeth of the pinion gear 41a is calculated based on a plurality of load data stored in the storage unit. The calculated average value of the load is an average value of the load repeatedly applied to the teeth of the pinion gear 41a.

ステップS503では、取得された回転速度に基づいて、ピニオンギア41aの回転速度の平均値を算出する。具体的には、まず、取得された回転速度を不図示の記憶部に記憶する。記憶部には、過去に取得された回転速度のデータが記憶されており、取得された回転速度のデータが記憶部に更に記憶される。次に、記憶部に記憶された複数の回転速度のデータに基づいて、ピニオンギア41aの回転速度の平均値を算出する。   In step S503, an average value of the rotation speeds of the pinion gear 41a is calculated based on the acquired rotation speed. Specifically, first, the acquired rotation speed is stored in a storage unit (not shown). The storage unit stores rotational speed data acquired in the past, and the acquired rotational speed data is further stored in the storage unit. Next, an average value of the rotational speeds of the pinion gear 41a is calculated based on a plurality of rotational speed data stored in the storage unit.

ステップS504では、算出された荷重の平均値と回転速度の平均値とに基づいて、歯の曲げ強さに対する許容繰返し回数と歯面強さに対する許容繰返し回数とを算出する。歯の曲げ強さに対する許容繰返し回数は、ピニオンギア41aの仕様、荷重の平均値及び回転速度の平均値から例えばルイスの式によって算出される。また、歯面強さに対する許容繰返し回数は、ピニオンギア41aの仕様、荷重の平均値及び回転速度の平均値から例えばヘルツの式によって算出される。   In step S504, based on the calculated average value of the load and the average value of the rotation speed, an allowable number of repetitions for the bending strength of the teeth and an allowable number of repetitions for the tooth surface strength are calculated. The allowable number of repetitions for the bending strength of the teeth is calculated by, for example, the Lewis equation from the specification of the pinion gear 41a, the average value of the load, and the average value of the rotation speed. Further, the allowable number of repetitions for the tooth surface strength is calculated by, for example, the Hertz formula from the specification of the pinion gear 41a, the average value of the load, and the average value of the rotation speed.

ステップS505では、取得された回転角度に基づいて、ピニオンギア41aがラックギア41bと噛み合った回数(以下、「繰返し回数」と称する)を算出する。具体的には、取得された回転角度を累積し、回転角度の累積値からピニオンギア41aの回転回数を算出することにより、繰返し回数を算出する。   In step S505, the number of times that the pinion gear 41a meshes with the rack gear 41b (hereinafter referred to as “repetition number”) is calculated based on the acquired rotation angle. Specifically, the number of repetitions is calculated by accumulating the acquired rotation angles and calculating the number of rotations of the pinion gear 41a from the accumulated value of the rotation angles.

ステップS506では、歯の曲げ強さに対する許容繰返し回数と、歯面強さに対する許容繰返し回数と、繰返し回数と、に基づいて、ピニオンギア41aの繰返し荷重劣化度を算出する。具体的には、算出された繰返し回数を、算出された歯の曲げ強さに対する許容繰返し回数で除すことにより、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度を算出する。また、算出された繰返し回数を、算出された歯面強さに対する許容繰返し回数で除すことにより、歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度を算出する。   In step S506, the degree of repeated load deterioration of the pinion gear 41a is calculated based on the allowable number of repetitions for the bending strength of the teeth, the allowable number of repetitions for the tooth surface strength, and the number of repetitions. Specifically, the degree of repeated load deterioration due to tooth bending is calculated by dividing the calculated number of repetitions by the allowable number of repetitions for the calculated bending strength of the teeth. Further, the degree of repeated load deterioration due to tooth surface damage is calculated by dividing the calculated number of repetitions by the allowable number of repetitions for the calculated tooth surface strength.

以上により、繰返し荷重劣化度が算出され、繰返し荷重劣化度算出部72bにおける処理が終了する。   As described above, the repeated load deterioration degree is calculated, and the process in the repeated load deterioration degree calculation unit 72b ends.

このように、電動パワーステアリング装置100では、推定部71により推定されたトルク、変位速度及び変位量に基づいて、第1及び第2伝達部41,42の劣化度が算出される。推定部71は、トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53によりそれぞれ検出される操舵トルク、モータ回転角及び舵角に基づいて、第1及び第2伝達部41,42におけるトルク、変位速度及び変位量を推定する。   As described above, in the electric power steering apparatus 100, the degree of deterioration of the first and second transmission units 41 and 42 is calculated based on the torque, the displacement speed, and the displacement amount estimated by the estimation unit 71. Based on the steering torque, the motor rotation angle, and the steering angle detected by the torque sensor 51, the rotation angle sensor 52, and the steering angle sensor 53, the estimation unit 71 generates torque and displacement in the first and second transmission units 41, 42, respectively. Estimate speed and displacement.

検出される操舵トルク、モータ回転角及び舵角は、ステアリング操作の状況や、障害物への乗り上げといった車両の運転状況に応じて変化する。そのため、劣化度算出部72は、ステアリング操作の状況や車両の運転状況に応じて劣化度を算出する。したがって、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を高い精度で把握することができる。   The detected steering torque, motor rotation angle, and steering angle vary depending on the status of the steering operation and the driving status of the vehicle such as getting on an obstacle. Therefore, the deterioration degree calculation unit 72 calculates the deterioration degree according to the state of the steering operation or the driving state of the vehicle. Therefore, it is possible to grasp the degree of deterioration of the first and second transmission units 41 and 42 with high accuracy.

また、トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53によりそれぞれ検出される操舵トルク、モータ回転角及び舵角は、コントローラ60による電動モータ50の制御に用いられる。すなわち、第1及び第2伝達部41,42の状態量は、コントローラ60による電動モータ50の制御のために検出される操舵トルク、モータ回転角及び舵角に基づいて、推定される。したがって、電動モータ50の制御のための検出部とは別の検出部を電動パワーステアリング装置100に設けることなく、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を算出することができる。これにより、電動パワーステアリング装置100の検出部としてのセンサの増加を防ぐことができ、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を、安価な構成で把握することができる。   Further, the steering torque, the motor rotation angle, and the steering angle detected by the torque sensor 51, the rotation angle sensor 52, and the steering angle sensor 53, respectively, are used for the control of the electric motor 50 by the controller 60. That is, the state quantities of the first and second transmission units 41 and 42 are estimated based on the steering torque, the motor rotation angle, and the steering angle detected for the control of the electric motor 50 by the controller 60. Therefore, the degree of deterioration of the first and second transmission units 41 and 42 can be calculated without providing the electric power steering apparatus 100 with a detection unit different from the detection unit for controlling the electric motor 50. Thereby, increase of the sensor as a detection part of the electric power steering apparatus 100 can be prevented, and the deterioration degree of the 1st and 2nd transmission parts 41 and 42 can be grasped | ascertained with an inexpensive structure.

次に、電動パワーステアリング装置100の操舵フィーリングを維持するための構成について、図2を参照して説明する。   Next, a configuration for maintaining the steering feeling of the electric power steering apparatus 100 will be described with reference to FIG.

図2に示すように、劣化度算出部72によって算出された第1及び第2伝達部41,42の劣化度は、コントローラ60の補正部60bに入力される。補正部60bは、入力される劣化度に基づいて制御パラメータを変化させる。   As shown in FIG. 2, the deterioration levels of the first and second transmission units 41 and 42 calculated by the deterioration level calculation unit 72 are input to the correction unit 60 b of the controller 60. The correction unit 60b changes the control parameter based on the input deterioration level.

前述のように、劣化度算出部72は、ステアリング操作の状況や車両の運転状況に応じて劣化度を算出することができる。そのため、制御パラメータを、ステアリング操作の状況や車両の運転状況に応じて変化させることができる。したがって、劣化に伴う第1及び第2伝達部41,42における負荷を見込んで電動モータ50のトルクを適切に発生させることができ、操舵フィーリングを維持することができる。   As described above, the deterioration degree calculation unit 72 can calculate the deterioration degree according to the state of the steering operation or the driving state of the vehicle. Therefore, the control parameter can be changed according to the steering operation situation or the vehicle driving situation. Therefore, it is possible to appropriately generate the torque of the electric motor 50 in anticipation of loads on the first and second transmission parts 41 and 42 due to deterioration, and to maintain the steering feeling.

次に、電動パワーステアリング装置100の交換時期を管理するための構成について、図1及び図2を参照して詳述する。   Next, a configuration for managing the replacement time of the electric power steering apparatus 100 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

図1に示すように、管理システム1000は、劣化度算出部72により算出された劣化度に基づいて電動パワーステアリング装置100の交換の要否を判定する判定部81と、判定部81による判定結果に基づいて作動する報知部82と、を備えている。判定部81は、コントローラ60と同様に、マイクロコンピュータで構成される。報知部82は、車両に搭載される。報知部82は、運転者が視認可能な装置、例えば文字表示装置やランプであってもよいし、音によって運転者に報知するブザーやスピーカであってもよい。   As illustrated in FIG. 1, the management system 1000 includes a determination unit 81 that determines whether or not the electric power steering apparatus 100 needs to be replaced based on the deterioration level calculated by the deterioration level calculation unit 72, and a determination result by the determination unit 81. And a notification unit 82 that operates based on the above. Similar to the controller 60, the determination unit 81 is configured by a microcomputer. The notification unit 82 is mounted on the vehicle. The notification unit 82 may be a device visually recognized by the driver, for example, a character display device or a lamp, or may be a buzzer or a speaker that notifies the driver by sound.

図6を参照して、判定部81によって行われる処理について説明する。ここでは、第1伝達部41のピニオンギア41aの劣化度に基づく判定処理について説明する。第1伝達部41のラックギア41b、並びに第2伝達部42のウォームシャフト42a及びウォームホイール42bの劣化度に基づく判定処理については、ピニオンギア41aの劣化度に基づく判定処理と略同じであるため、省略する。   Processing performed by the determination unit 81 will be described with reference to FIG. Here, the determination process based on the deterioration degree of the pinion gear 41a of the first transmission unit 41 will be described. Since the determination process based on the deterioration degree of the rack gear 41b of the first transmission part 41 and the worm shaft 42a and the worm wheel 42b of the second transmission part 42 is substantially the same as the determination process based on the deterioration degree of the pinion gear 41a, Omitted.

ステップS601では、劣化度算出部72により算出された劣化度を取得する。取得する劣化度は、ピニオンギア41aの歯の曲げ及び歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度、並びに歯の曲げ及び歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度である。   In step S601, the deterioration level calculated by the deterioration level calculation unit 72 is acquired. The degree of deterioration to be acquired is the degree of excessive load deterioration caused by the bending of the pinion gear 41a and the tooth surface, and the degree of repeated load deterioration caused by the bending of the tooth and the tooth surface.

ステップS602では、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度が予め定められた第1閾値を超えたか否かを判定する。第1閾値は、例えば「1」である。歯の曲げに起因する過大荷重劣化度が1を超えることは、ステップS404(図4参照)により算出された荷重の最大値が、ピニオンギア41aの歯の曲げ強さを超えることと同義である。   In step S602, it is determined whether or not the excessive load deterioration level resulting from the bending of the tooth exceeds a predetermined first threshold value. The first threshold is “1”, for example. The degree of overload degradation caused by tooth bending exceeding 1 is synonymous with the fact that the maximum load value calculated in step S404 (see FIG. 4) exceeds the bending strength of the teeth of the pinion gear 41a. .

ステップS602にて、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度が第1閾値を超えたと判定した場合には、ステップS606に進む。ステップS602にて、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度が第1閾値を超えていないと判定した場合には、ステップS603に進む。   If it is determined in step S602 that the degree of overload deterioration due to tooth bending has exceeded the first threshold, the process proceeds to step S606. If it is determined in step S602 that the degree of overload deterioration due to tooth bending does not exceed the first threshold, the process proceeds to step S603.

ステップS603では、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度が予め定められた第2閾値を超えたか否かを判定する。第2閾値は、例えば「1」である。歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度が1を超えることは、ステップS404(図4参照)により算出された荷重の最大値が、ピニオンギア41aの歯面強さを超えることと同義である。   In step S603, it is determined whether or not the excessive load deterioration level due to the tooth surface damage exceeds a predetermined second threshold value. The second threshold is “1”, for example. The degree of overload degradation due to tooth surface damage exceeding 1 is synonymous with the fact that the maximum load value calculated in step S404 (see FIG. 4) exceeds the tooth surface strength of the pinion gear 41a. .

ステップS603にて、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度が第2閾値を超えたと判定した場合には、ステップS606に進む。ステップS603にて、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度が第2閾値を超えていないと判定した場合には、ステップS604に進む。   If it is determined in step S603 that the degree of overload degradation due to tooth surface damage has exceeded the second threshold, the process proceeds to step S606. If it is determined in step S603 that the degree of overload deterioration due to tooth surface damage does not exceed the second threshold value, the process proceeds to step S604.

ステップS604では、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が予め定められた第3閾値を超えたか否かを判定する。第3閾値は、例えば「1」である。歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が1を超えることは、ステップS505(図5参照)にて算出された繰返し回数が、ステップS504(図5参照)にて算出された歯の曲げ強さに対する許容繰返し回数を超えることと同義である。   In step S604, it is determined whether or not the repeated load deterioration due to the bending of the teeth exceeds a predetermined third threshold. The third threshold is “1”, for example. When the degree of repeated load deterioration due to tooth bending exceeds 1, the number of repetitions calculated in step S505 (see FIG. 5) is equal to the bending strength of the teeth calculated in step S504 (see FIG. 5). Is equivalent to exceeding the allowable number of repetitions for.

ステップS604にて、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が第3閾値を超えたと判定した場合には、ステップS606に進む。ステップS604にて、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が第3閾値を超えていないと判定した場合には、ステップS605に進む。   If it is determined in step S604 that the repeated load deterioration due to tooth bending has exceeded the third threshold, the process proceeds to step S606. If it is determined in step S604 that the repeated load deterioration due to tooth bending does not exceed the third threshold, the process proceeds to step S605.

ステップS605では、歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度が予め定められた第4閾値を超えたか否かを判定する。第4閾値は、例えば「1」である。歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度が1を超えることは、ステップS505(図5参照)にて算出された繰返し回数が、ステップS504(図5参照)にて算出された歯面強さに対する許容繰返し回数を超えることと同義である。   In step S605, it is determined whether or not the degree of repeated load deterioration due to tooth surface damage exceeds a predetermined fourth threshold value. The fourth threshold is “1”, for example. The degree of repeated load deterioration due to tooth surface damage exceeding 1 indicates that the number of repetitions calculated in step S505 (see FIG. 5) is the tooth surface strength calculated in step S504 (see FIG. 5). Is equivalent to exceeding the allowable number of repetitions for.

ステップS605にて、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が第4閾値を超えたと判定した場合には、ステップS606に進む。ステップS605にて、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が第3閾値を超えていないと判定した場合には、ステップS601に戻る。   If it is determined in step S605 that the degree of repeated load deterioration due to tooth bending has exceeded the fourth threshold value, the process proceeds to step S606. If it is determined in step S605 that the degree of repeated load deterioration due to tooth bending does not exceed the third threshold, the process returns to step S601.

ステップS606では、報知部82を作動させる信号を出力する。これにより、報知部82は作動し、電動パワーステアリング装置100の交換が必要であることを運転者に報知する。報知部82を作動させる信号を出力後、判定部81によって行われる処理が終了する。   In step S606, a signal for operating the notification unit 82 is output. Thereby, the notification unit 82 operates and notifies the driver that the electric power steering device 100 needs to be replaced. After outputting the signal for operating the notification unit 82, the process performed by the determination unit 81 ends.

管理システム1000では、劣化度算出部72によって算出された劣化度に基づいて、電動パワーステアリング装置100の交換の要否が判定され、交換時期が管理される。前述のように、劣化度算出部72は、ステアリング操作の状況や車両の運転状況に応じて劣化度を算出することができるため、電動パワーステアリング装置100の交換時期をより適切に管理することができる。   In the management system 1000, the necessity of replacement of the electric power steering apparatus 100 is determined based on the deterioration degree calculated by the deterioration degree calculation unit 72, and the replacement time is managed. As described above, the deterioration degree calculation unit 72 can calculate the deterioration degree according to the state of the steering operation or the driving state of the vehicle, so that the replacement timing of the electric power steering apparatus 100 can be managed more appropriately. it can.

次に、推定部71によって行われる処理を説明する。推定部71は、拡張オブザーバによる数式モデルを利用し、制御入力値である電流供給部61に指令する電流値と、出力値として検出される操舵トルク、モータ回転角、舵角との入出力関係に基づいて第1及び第2伝達部41,42の状態量を推定する。   Next, the process performed by the estimation part 71 is demonstrated. The estimation unit 71 uses a mathematical model by an extended observer, and an input / output relationship between a current value commanded to the current supply unit 61 that is a control input value and a steering torque, a motor rotation angle, and a steering angle detected as an output value. Is used to estimate the state quantities of the first and second transmission units 41 and 42.

推定部71による状態量の推定方法について、表1、表2に示す記号を参照して詳細に説明する。表1は、電動パワーステアリング装置100の主な諸元を示す表であり、表2は、電動パワーステアリング装置100における主な変数を示す表である。   A state quantity estimation method by the estimation unit 71 will be described in detail with reference to symbols shown in Tables 1 and 2. Table 1 is a table showing main specifications of the electric power steering apparatus 100, and Table 2 is a table showing main variables in the electric power steering apparatus 100.

Figure 2019172080
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Figure 2019172080
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電動パワーステアリング装置100における状態方程式は、次の式(1−1)で表される。   The state equation in the electric power steering apparatus 100 is expressed by the following equation (1-1).

Figure 2019172080
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また、電動パワーステアリング装置100における出力方程式は、次の式(1−2)で表される。   Moreover, the output equation in the electric power steering apparatus 100 is represented by the following equation (1-2).

Figure 2019172080
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式(1−1)及び式(1−2)に拡張オブザーバ理論を適用すると、次の式(1−3)及び式(1−4)が得られる。   When the extended observer theory is applied to the equations (1-1) and (1-2), the following equations (1-3) and (1-4) are obtained.

Figure 2019172080
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式(1−3)及び式(1−4)の拡張システムモデルに対し、次の式(1−5)で示されるオブザーバを構築する。   For the extended system models of Expression (1-3) and Expression (1-4), an observer represented by the following Expression (1-5) is constructed.

Figure 2019172080
Figure 2019172080

式(1−5)を用いることにより、時々刻々変化する観測量y及び制御量uから、状態量及び外乱zの成分、並びにその微分値z’の成分を推定することができる。   By using the equation (1-5), it is possible to estimate the state quantity and the component of the disturbance z and the component of the differential value z ′ thereof from the observation quantity y and the control quantity u that change from moment to moment.

ピニオンギア41aからラックギア41bに伝達するトルクの推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、舵角に基づいて、具体的には次の式(1−6)により算出される。   The estimated value of the torque transmitted from the pinion gear 41a to the rack gear 41b is based on the motor rotation angle, the motor rotation angular velocity, the motor rotation angular acceleration, and the steering angle from among the estimated z and z ′ components. It is calculated by the following equation (1-6).

Figure 2019172080
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また、ピニオンギア41aの回転角度の推定値及び回転速度の推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角及びモータ回転角速度に基づいて、具体的には次の式(1−7)及び式(1−8)により算出される。   Further, the estimated value of the rotation angle and the estimated value of the rotation speed of the pinion gear 41a are based on the motor rotation angle and the motor rotation angular speed among the estimated components of z and z ′, specifically, 1-7) and the formula (1-8).

Figure 2019172080
Figure 2019172080

また、ウォームシャフト42aからウォームホイール42bに伝達するトルクの推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角速度及びモータ回転角加速度に基づいて、具体的には次の式(1−9)により算出される。   Further, the estimated value of the torque transmitted from the worm shaft 42a to the worm wheel 42b is based on the motor rotation angular velocity and the motor rotation angular acceleration from among the estimated z and z ′ components. 1-9).

Figure 2019172080
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また、ウォームシャフト42aの回転角度の推定値及び回転速度の推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角及びモータ回転角速度に基づいて、具体的には次の式(1−10)及び式(1−11)により算出される。   Further, the estimated value of the rotation angle and the estimated value of the rotation speed of the worm shaft 42a are based on the motor rotation angle and the motor rotation angular speed from among the estimated z and z ′ components. 1-10) and the formula (1-11).

Figure 2019172080
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以上により、第1及び第2伝達部41,42におけるトルク、変位速度及び変位量が推定される。   As described above, the torque, the displacement speed, and the displacement amount in the first and second transmission units 41 and 42 are estimated.

以上の本実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。   According to the above embodiment, the following effects are obtained.

電動パワーステアリング装置100では、電動モータ50の制御に用いられるトルク、回転角及び舵角に基づいて、第1及び第2伝達部41,42の状態量が推定される。したがって、電動モータ50の制御のための検出部と、第1及び第2伝達部41,42の劣化度の算出のための検出部と、を共通化することができる。したがって、電動パワーステアリング装置100の検出部としてのセンサの増加を防ぐことができ、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を、安価な構成で把握することができる。   In the electric power steering apparatus 100, the state quantities of the first and second transmission units 41 and 42 are estimated based on the torque, the rotation angle, and the steering angle used for controlling the electric motor 50. Therefore, the detection unit for controlling the electric motor 50 and the detection unit for calculating the degree of deterioration of the first and second transmission units 41 and 42 can be shared. Therefore, an increase in the number of sensors as detection units of the electric power steering apparatus 100 can be prevented, and the degree of deterioration of the first and second transmission units 41 and 42 can be grasped with an inexpensive configuration.

また、劣化度算出部72は、推定部71により推定されたトルクに基づいて荷重の最大値を算出し、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を算出する。したがって、一時的な過大な荷重を受けることで生じる過大荷重劣化度を把握することができる。   Further, the deterioration degree calculation unit 72 calculates the maximum value of the load based on the torque estimated by the estimation unit 71 and calculates the deterioration degree of the first and second transmission units 41 and 42. Therefore, it is possible to grasp the degree of excessive load deterioration caused by receiving a temporary excessive load.

また、劣化度算出部72は、推定部71により推定されたトルク、変位速度及び変位量に基づいて繰返し回数と許容繰返し回数とを算出し、算出した繰返し回数及び許容繰返し回数に基づいて、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を算出する。したがって、荷重を繰り返し受けることで生じる繰返し荷重劣化度を把握することができる。   Further, the deterioration degree calculating unit 72 calculates the number of repetitions and the allowable number of repetitions based on the torque, the displacement speed, and the amount of displacement estimated by the estimation unit 71, and based on the calculated number of repetitions and the allowable number of repetitions, The degree of deterioration of the first and second transmission units 41 and 42 is calculated. Therefore, it is possible to grasp the degree of repeated load deterioration caused by repeatedly receiving the load.

また、コントローラ60は、劣化度算出部72により算出された劣化度に基づいて、電動モータ50を制御するための制御パラメータを変化させる。したがって、劣化に伴う第1及び第2伝達部41,42における負荷の変化を見込んでトルクを発生するように電動モータ50を制御することができ、操舵フィーリングを維持することができる。   Further, the controller 60 changes a control parameter for controlling the electric motor 50 based on the deterioration degree calculated by the deterioration degree calculation unit 72. Therefore, it is possible to control the electric motor 50 so as to generate torque in anticipation of load changes in the first and second transmission parts 41 and 42 due to deterioration, and it is possible to maintain the steering feeling.

また、判定部81は、劣化度算出部72によって算出された劣化度に基づいて、電動パワーステアリング装置100の交換の要否を判定する。したがって、電動パワーステアリング装置100の交換時期をより適切に管理することができる。   In addition, the determination unit 81 determines whether or not the electric power steering apparatus 100 needs to be replaced based on the deterioration degree calculated by the deterioration degree calculation unit 72. Therefore, the replacement time of the electric power steering device 100 can be managed more appropriately.

なお、電動パワーステアリング装置100では、舵角が舵角センサ53により検出され第1及び第2伝達部41,42の状態量の推定に用いられているが、舵角センサ53により検出した舵角を用いることなく、第1及び第2伝達部41,42の状態量を推定することもできる。この場合には、式(1−2)及び式(1−4)に代えて、次の式(1−2’)及び式(1−4’)を用いる。   In the electric power steering apparatus 100, the steering angle is detected by the steering angle sensor 53 and used for estimating the state quantities of the first and second transmission units 41 and 42, but the steering angle detected by the steering angle sensor 53 is used. It is also possible to estimate the state quantities of the first and second transmission units 41 and 42 without using. In this case, the following formula (1-2 ') and formula (1-4') are used instead of formula (1-2) and formula (1-4).

Figure 2019172080
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Figure 2019172080
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検出した舵角を第1及び第2伝達部41,42の状態量の推定に用いる場合には、舵角を検出することなく第1及び第2伝達部41,42の状態量を推定する場合と比較して、状態量の推定に用いられるモデルを詳細に構築することができる。したがって、第1及び第2伝達部41,42の状態量をより正確に推定することができ、第1及び第2伝達部41,42の劣化度をより正確に把握することができる。   When the detected steering angle is used for estimating the state quantities of the first and second transmission units 41 and 42, the state quantities of the first and second transmission units 41 and 42 are estimated without detecting the steering angle. Compared with, a model used for estimation of the state quantity can be constructed in detail. Therefore, the state quantities of the first and second transmission units 41 and 42 can be estimated more accurately, and the degree of deterioration of the first and second transmission units 41 and 42 can be grasped more accurately.

<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る電動パワーステアリング装置200について、図7を参照して説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を主に説明し、第1実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第1実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, an electric power steering apparatus 200 according to a second embodiment will be described with reference to FIG. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same or equivalent configurations as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. Description is omitted.

電動パワーステアリング装置200は、電動モータ50のトルクを、出力シャフト22とは別のシャフトを通じてラックシャフト30に伝達することによってステアリング操作を補助するいわゆるデュアルピニオンタイプの電動パワーステアリング装置である。   The electric power steering device 200 is a so-called dual pinion type electric power steering device that assists the steering operation by transmitting the torque of the electric motor 50 to the rack shaft 30 through a shaft different from the output shaft 22.

図7に示すように、電動パワーステアリング装置200では、電動モータ50の出力軸は、出力シャフト22とは独立して設けられるピニオンシャフト222に第2伝達部242を介して連結されている。   As shown in FIG. 7, in the electric power steering apparatus 200, the output shaft of the electric motor 50 is connected to a pinion shaft 222 provided independently of the output shaft 22 via a second transmission unit 242.

第2伝達部242は、電動モータ50の出力軸に設けられるウォームシャフト42aと、ピニオンシャフト222に設けられるウォームホイール242bと、からなる。電動モータ50のトルクは、ウォームシャフト42a及びウォームホイール242bを通じてピニオンシャフト222に伝達される。   The second transmission unit 242 includes a worm shaft 42 a provided on the output shaft of the electric motor 50 and a worm wheel 242 b provided on the pinion shaft 222. The torque of the electric motor 50 is transmitted to the pinion shaft 222 through the worm shaft 42a and the worm wheel 242b.

ピニオンシャフト222は、第3伝達部243を介してラックシャフト30と連結されている。第3伝達部243は、ピニオンシャフト222に設けられるピニオンギア243aと、ラックギア41bと、からなる。ピニオンシャフト222のトルクは、ピニオンギア243a及びラックギア41bを介してラックシャフト30の軸方向の荷重に変換されてラックシャフト30に伝達される。   The pinion shaft 222 is connected to the rack shaft 30 via the third transmission portion 243. The third transmission unit 243 includes a pinion gear 243a provided on the pinion shaft 222 and a rack gear 41b. The torque of the pinion shaft 222 is converted into an axial load of the rack shaft 30 via the pinion gear 243a and the rack gear 41b and transmitted to the rack shaft 30.

また、電動パワーステアリング装置200は、電動パワーステアリング装置100と同様に、コントローラ60と、推定部71と、劣化度算出部72と、を備えている。コントローラ60及び劣化度算出部72の構成及び動作については、第1実施形態と略同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。   Similarly to the electric power steering device 100, the electric power steering device 200 includes a controller 60, an estimation unit 71, and a deterioration degree calculation unit 72. Since the configurations and operations of the controller 60 and the deterioration degree calculation unit 72 are substantially the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.

次に、推定部71によって行われる処理を説明する。推定部71は、拡張オブザーバによる数式モデルを利用し、制御入力値である電流供給部61に指令する電流値と、出力値として検出される操舵トルク、モータ回転角、舵角との入出力関係に基づいて第1、第2及び第3伝達部41,242,43の状態量を推定する。   Next, the process performed by the estimation part 71 is demonstrated. The estimation unit 71 uses a mathematical model by an extended observer, and an input / output relationship between a current value commanded to the current supply unit 61 that is a control input value and a steering torque, a motor rotation angle, and a steering angle detected as an output value. Is used to estimate the state quantities of the first, second, and third transmission units 41, 242, and 43.

第2実施形態における推定部71による状態量の推定方法について、表1及び表2に示す記号に加えて、表3及び表4に示す記号を参照して詳細に説明する。表3は、電動パワーステアリング装置200の諸元のうち表1に示されていない諸元を示す表である。表4は、電動パワーステアリング装置200の変数のうち表2に示されていない変数を示す表である。   The state quantity estimation method by the estimation unit 71 in the second embodiment will be described in detail with reference to symbols shown in Tables 3 and 4 in addition to symbols shown in Tables 1 and 2. Table 3 is a table showing specifications not shown in Table 1 among the specifications of the electric power steering apparatus 200. Table 4 is a table showing variables that are not shown in Table 2 among the variables of the electric power steering apparatus 200.

Figure 2019172080
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Figure 2019172080
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電動パワーステアリング装置200における状態方程式は、次の式(2−1)で表される。   The state equation in the electric power steering apparatus 200 is expressed by the following equation (2-1).

Figure 2019172080
Figure 2019172080

また、電動パワーステアリング装置200における出力方程式は、次の式(2−2)で表される。   Moreover, the output equation in the electric power steering apparatus 200 is expressed by the following equation (2-2).

Figure 2019172080
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式(2−1)及び式(2−2)に拡張オブザーバ理論を適用すると、次の式(2−3)及び式(2−4)が得られる。   When the extended observer theory is applied to the equations (2-1) and (2-2), the following equations (2-3) and (2-4) are obtained.

Figure 2019172080
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式(2−3)及び式(2−4)の拡張システムモデルに対し、次の式(2−5)で示されるオブザーバを構築する。   With respect to the extended system models of Expression (2-3) and Expression (2-4), an observer represented by the following Expression (2-5) is constructed.

Figure 2019172080
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式(2−5)を用いることにより、時々刻々変化する観測量y及び制御量uから、状態量及び外乱zの成分、並びにその微分値z’の成分を推定することができる。   By using Expression (2-5), it is possible to estimate the component of the state quantity and the disturbance z and the component of the differential value z ′ from the observed quantity y and the controlled quantity u that change from moment to moment.

ピニオンギア41aからラックギア41bに伝達するトルクの推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、舵角に基づいて、具体的には次の式(2−6−1)により算出される。   The estimated value of the torque transmitted from the pinion gear 41a to the rack gear 41b is based on the motor rotation angle, the motor rotation angular velocity, the motor rotation angular acceleration, and the steering angle from among the estimated z and z ′ components. It is calculated by the following equation (2-6-1).

Figure 2019172080
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ピニオンギア243aからラックギア41bに伝達するトルクの推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、舵角に基づいて、具体的には次の式(2−6−2)により算出される。   The estimated value of torque transmitted from the pinion gear 243a to the rack gear 41b is based on the motor rotation angle, the motor rotation angular velocity, the motor rotation angular acceleration, and the rudder angle among the estimated z and z ′ components. It is calculated by the following equation (2-6-2).

Figure 2019172080
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また、ピニオンギア243aの回転角度の推定値及び回転速度の推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角及びモータ回転角速度に基づいて、具体的には次の式(2−7)及び式(2−8)により算出される。   Further, the estimated value of the rotation angle and the estimated value of the rotation speed of the pinion gear 243a are based on the motor rotation angle and the motor rotation angular speed among the estimated z and z ′ components, specifically, 2-7) and the formula (2-8).

Figure 2019172080
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また、ウォームシャフト42aからウォームホイール242bに伝達するトルクの推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角速度及びモータ回転角加速度に基づいて、具体的には次の式(2−9)により算出される。   Further, the estimated value of the torque transmitted from the worm shaft 42a to the worm wheel 242b is based on the motor rotation angular velocity and the motor rotation angular acceleration from among the estimated z and z ′ components, and specifically, 2-9).

Figure 2019172080
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また、ウォームシャフト42aの回転角度の推定値及び回転速度の推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角及びモータ回転角速度に基づいて、具体的には次の式(2−10)及び式(2−11)により算出される。   Further, the estimated value of the rotation angle and the estimated value of the rotation speed of the worm shaft 42a are based on the motor rotation angle and the motor rotation angular speed from among the estimated z and z ′ components. 2-10) and the formula (2-11).

Figure 2019172080
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以上により、第1、第2及び第3伝達部41,242,243におけるトルク、変位速度及び変位量が推定される。   As described above, the torque, the displacement speed, and the displacement amount in the first, second, and third transmission units 41, 242, and 243 are estimated.

以上の本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。   According to the above embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

なお、電動パワーステアリング装置200では、舵角を舵角センサ53により検出し第1、第2及び第3伝達部41,242,243の状態量の推定に用いているが、検出した舵角を用いることなく、第1、第2及び第3伝達部41,242、243の状態量を推定することもできる。この場合には、式(2−2)及び式(2−4)に代えて、次の式(2−2’)及び式(2−4’)を用いる。   In the electric power steering apparatus 200, the rudder angle is detected by the rudder angle sensor 53 and used to estimate the state quantities of the first, second and third transmission units 41, 242, 243. Without using, it is also possible to estimate the state quantities of the first, second and third transmission units 41, 242, and 243. In this case, instead of the formula (2-2) and the formula (2-4), the following formula (2-2 ') and formula (2-4') are used.

Figure 2019172080
Figure 2019172080

Figure 2019172080
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以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。   Hereinafter, the configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention will be described together.

電動パワーステアリング装置100,200は、ステアリング操作に伴って回転するステアリングシャフト20と、ステアリングシャフト20の一部を構成するトーションバー23と、トーションバー23に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサ51と、車輪1を転舵するラックシャフト30を変位させる電動モータ50と、電動モータ50の回転角を検出する回転角センサ52と、トルクセンサ51により検出される操舵トルク、及び回転角センサ52により検出されるモータ回転角に応じて電動モータ50を制御するコントローラ60と、ステアリングシャフト20に作用するトルク及び電動モータ50のトルクをラックシャフト30に伝達する第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243と、トルクセンサ51により検出される操舵トルク、及び回転角センサ52により検出されるモータ回転角に基づいて、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の状態量を推定する推定部71と、推定部71により推定された状態量に基づいて、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度を算出する劣化度算出部72と、を備える。   The electric power steering apparatus 100, 200 includes a steering shaft 20 that rotates in accordance with a steering operation, a torsion bar 23 that constitutes a part of the steering shaft 20, and a torque sensor 51 that detects a steering torque that acts on the torsion bar 23. The electric motor 50 that displaces the rack shaft 30 that steers the wheel 1, the rotation angle sensor 52 that detects the rotation angle of the electric motor 50, the steering torque that is detected by the torque sensor 51, and the rotation angle sensor 52 that is detected. A controller 60 that controls the electric motor 50 according to the motor rotation angle, a first transmission unit 41 that transmits torque acting on the steering shaft 20 and torque of the electric motor 50 to the rack shaft 30, a second transmission unit 42, 242 and the third transmission part 243 and the torque sensor 5 An estimation unit that estimates the state quantities of the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 based on the steering torque detected by the rotation angle sensor and the motor rotation angle detected by the rotation angle sensor 52. 71 and a deterioration level calculation unit 72 that calculates the deterioration level of the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 based on the state quantity estimated by the estimation unit 71. .

この構成では、コントローラ60による電動モータ50の制御のために検出される操舵トルク及びモータ回転角に基づいて、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の状態量が推定される。そのため、電動モータ50の制御のためのセンサと、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度の算出のためのセンサと、を共通化することができる。したがって、電動パワーステアリング装置100,200のセンサの増加を防ぐことができ、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度を、安価な構成で把握することができる。   In this configuration, the state quantities of the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 are based on the steering torque and the motor rotation angle detected for the control of the electric motor 50 by the controller 60. Is estimated. Therefore, the sensor for controlling the electric motor 50 and the sensor for calculating the degree of deterioration of the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 can be shared. . Therefore, an increase in the sensors of the electric power steering devices 100 and 200 can be prevented, and the degree of deterioration of the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 can be grasped with an inexpensive configuration. Can do.

また、電動パワーステアリング装置100,200は、舵角を検出する舵角センサ53を更に備え、推定部71は、トルクセンサ51により検出される操舵トルク、回転角センサ52により検出されるモータ回転角、及び舵角センサ53により検出される舵角に基づいて第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の状態量を推定する。   The electric power steering devices 100 and 200 further include a steering angle sensor 53 that detects the steering angle, and the estimation unit 71 detects the steering torque detected by the torque sensor 51 and the motor rotation angle detected by the rotation angle sensor 52. Based on the steering angle detected by the steering angle sensor 53, the state quantities of the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 are estimated.

この構成では、3つの検出量が推定部71で用いられるため、2つの検出量のみが推定部71で用いられる場合と比較して、状態量の推定に用いられるモデルを詳細に構築することができる。したがって、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の状態量をより正確に推定することができ、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度をより正確に把握することができる。   In this configuration, since the three detection amounts are used by the estimation unit 71, it is possible to construct a model used for estimating the state amount in detail, compared to the case where only the two detection amounts are used by the estimation unit 71. it can. Accordingly, the state quantities of the first transmission unit 41, the second transmission units 42, 242, and the third transmission unit 243 can be estimated more accurately, and the first transmission unit 41, the second transmission units 42, 242, and the third transmission amount can be estimated. The degree of deterioration of the transmission unit 243 can be grasped more accurately.

また、電動パワーステアリング装置100,200では、推定部71は、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243におけるトルクを状態量として推定し、劣化度算出部72は、推定部71により推定されたトルクに基づいて荷重の最大値を算出し、算出した荷重の最大値に基づいて第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度を算出する。   In the electric power steering devices 100 and 200, the estimation unit 71 estimates the torque in the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 as a state quantity, and the deterioration degree calculation unit 72 The maximum value of the load is calculated based on the torque estimated by the estimation unit 71, and the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 are deteriorated based on the calculated maximum value of the load. Calculate the degree.

この構成では、一時的な過大な荷重を受けることで生じる過大荷重劣化度を把握することができる。   With this configuration, it is possible to grasp the degree of excessive load deterioration caused by receiving a temporary excessive load.

また、電動パワーステアリング装置100,200では、推定部71は、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の変位速度及び変位量を状態量として更に推定し、劣化度算出部72は、推定された変位量に基づいて繰返し回数を算出すると共に推定されたトルクと変位速度とに基づいて許容繰返し回数を算出し、算出した繰返し回数及び許容繰返し回数に基づいて第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度を算出する。   In the electric power steering devices 100 and 200, the estimation unit 71 further estimates the displacement speed and displacement amount of the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 as state quantities, and deteriorates. The degree calculation unit 72 calculates the number of repetitions based on the estimated amount of displacement, calculates an allowable number of repetitions based on the estimated torque and displacement speed, and calculates the number of repetitions based on the calculated number of repetitions and the allowable number of repetitions. The degree of deterioration of the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 is calculated.

この構成では、荷重を繰返し受けることで生じる繰返し荷重劣化度を把握することができる。   With this configuration, it is possible to grasp the degree of repeated load deterioration caused by repeatedly receiving a load.

また、電動パワーステアリング装置100,200では、コントローラ60は、劣化度算出部72により算出された劣化度に基づいて、電動モータ50を制御するための制御パラメータを変化させる。   In the electric power steering devices 100 and 200, the controller 60 changes the control parameter for controlling the electric motor 50 based on the deterioration degree calculated by the deterioration degree calculation unit 72.

この構成では、電動モータ50は、劣化度の変化に伴う第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の負荷の変化を見込んでトルクを発生するように制御される。したがって、操舵フィーリングを維持することができる。   In this configuration, the electric motor 50 is controlled so as to generate torque in anticipation of changes in the loads of the first transmission unit 41, the second transmission units 42 and 242, and the third transmission unit 243 accompanying a change in the degree of deterioration. . Therefore, the steering feeling can be maintained.

また、本実施形態は、電動パワーステアリング装置100,200を管理する管理システム1000に係る。管理システム1000は、劣化度算出部72により算出された劣化度に基づいて、電動パワーステアリング装置100,200の交換の要否を判定する判定部81と、判定部81が、電動パワーステアリング装置100,200の交換が必要であると判定した場合に、電動パワーステアリング装置100,200の交換時期が来たことを報知する報知部82と、を備える。   In addition, the present embodiment relates to a management system 1000 that manages the electric power steering devices 100 and 200. The management system 1000 includes a determination unit 81 that determines whether or not the electric power steering devices 100 and 200 need to be replaced based on the deterioration level calculated by the deterioration level calculation unit 72, and the determination unit 81 includes the electric power steering device 100. , 200 when it is determined that replacement is required, and a notification unit 82 that notifies that the replacement timing of the electric power steering devices 100, 200 has come.

この構成では、電動パワーステアリング装置100,200の交換の要否が、算出された劣化度に基づいて判定される。したがって、電動パワーステアリング装置100,200の交換時期をより適切に管理することができる。   In this configuration, whether or not the electric power steering devices 100 and 200 need to be replaced is determined based on the calculated degree of deterioration. Therefore, the replacement time of the electric power steering devices 100 and 200 can be managed more appropriately.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment only showed a part of application example of this invention, and the meaning which limits the technical scope of this invention to the specific structure of the said embodiment. Absent.

例えば、電動パワーステアリング装置100はコラムタイプの電動パワーステアリング装置を前提としているが、シングルピニオンタイプの電動パワーステアリング装置であってもよい。   For example, although the electric power steering device 100 is based on a column type electric power steering device, it may be a single pinion type electric power steering device.

また、電動パワーステアリング装置100,200の劣化度算出部72は、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度と、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度と、の少なくとも1つを算出するように構成されていてもよい。   Further, the deterioration degree calculation unit 72 of the electric power steering devices 100 and 200 includes an overload deterioration degree caused by tooth bending, an overload deterioration degree caused by tooth surface damage, and a repeated load caused by tooth bending. It may be configured to calculate at least one of the degree of deterioration and the degree of repeated load deterioration due to tooth surface damage.

また、電動パワーステアリング装置100の推定部71は、第1伝達部41及び第2伝達部42の少なくとも一方の状態量を推定するように構成されていてもよく、劣化度算出部72は、第1伝達部41及び第2伝達部42の少なくとも一方の劣化度を算出するように構成されていてもよい。同様に、電動パワーステアリング装置200の推定部71は、第1伝達部41、第2伝達部242及び第3伝達部243の少なくとも1つの状態量を推定するように構成されていてもよく、劣化度算出部72は、第1伝達部41、第2伝達部242及び第3伝達部243の少なくとも1つの劣化度を算出するように構成されていてもよい。   Further, the estimation unit 71 of the electric power steering apparatus 100 may be configured to estimate at least one state quantity of the first transmission unit 41 and the second transmission unit 42, and the deterioration degree calculation unit 72 The degree of deterioration of at least one of the first transmission unit 41 and the second transmission unit 42 may be calculated. Similarly, the estimation unit 71 of the electric power steering apparatus 200 may be configured to estimate at least one state quantity of the first transmission unit 41, the second transmission unit 242, and the third transmission unit 243. The degree calculation unit 72 may be configured to calculate at least one degree of deterioration of the first transmission unit 41, the second transmission unit 242, and the third transmission unit 243.

また、電動パワーステアリング装置100,200の補正部60bは、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度と、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度と、の少なくとも1つに基づいて制御パラメータを変更するように構成されていてもよい。   In addition, the correction unit 60b of the electric power steering devices 100 and 200 includes an overload deterioration degree due to tooth bending, an overload deterioration degree due to tooth surface damage, and a repeated load deterioration degree due to tooth bending. Further, the control parameter may be changed based on at least one of the degree of repeated load deterioration caused by tooth surface damage.

また、電動パワーステアリング装置100,200の判定部81は、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度と、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度と、の少なくとも1つに基づいて電動パワーステアリング装置100,200の交換の要否を判定するように構成されていてもよい。   Further, the determination unit 81 of the electric power steering devices 100 and 200 includes an overload deterioration degree due to tooth bending, an overload deterioration degree due to tooth surface damage, and a repeated load deterioration degree due to tooth bending. Further, it may be configured to determine whether or not the electric power steering devices 100 and 200 need to be replaced based on at least one of the degree of repeated load deterioration caused by the tooth surface damage.

また、電動パワーステアリング装置100の第1及び第2伝達部41、42の少なくとも一方は、ベルト式の伝達機構であってもよい。同様に、電動パワーステアリング装置200の第1、第2及び第3伝達部41、242,243の少なくとも1つは、ベルト式の伝達機構であってもよい。   Further, at least one of the first and second transmission units 41 and 42 of the electric power steering apparatus 100 may be a belt-type transmission mechanism. Similarly, at least one of the first, second, and third transmission units 41, 242, and 243 of the electric power steering apparatus 200 may be a belt-type transmission mechanism.

管理システム1000の報知部82は、車両に搭載される形態に限られず、車両から離れて設けられていてもよく、例えば管理センターといった場所に設けられていてもよい。この場合には、管理センターにおいても電動パワーステアリング装置100,200の交換時期を管理することができる。   The notification unit 82 of the management system 1000 is not limited to the form mounted on the vehicle, and may be provided away from the vehicle, for example, at a place such as a management center. In this case, it is possible to manage the replacement time of the electric power steering devices 100 and 200 also in the management center.

1・・・車輪、20・・・ステアリングシャフト、23・・・トーションバー、30・・・ラックシャフト、41・・・第1伝達部、42・・・第2伝達部、50・・・電動モータ、51・・・トルクセンサ(トルク検出部)、52・・・回転角センサ(回転角検出部)、53・・・舵角センサ(舵角検出部)、60・・・コントローラ(制御部)、71・・・推定部、72・・・劣化度算出部、81・・・判定部、82・・・報知部、100,200・・・電動パワーステアリング装置、242・・・第2伝達部、243・・・第3伝達部、1000・・・管理システム   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wheel, 20 ... Steering shaft, 23 ... Torsion bar, 30 ... Rack shaft, 41 ... 1st transmission part, 42 ... 2nd transmission part, 50 ... Electricity Motor: 51 ... Torque sensor (torque detector), 52 ... Rotation angle sensor (rotation angle detector), 53 ... Steer angle sensor (steer angle detector), 60 ... Controller (controller) , 71... Estimating unit, 72... Deterioration degree calculating unit, 81... Determining unit, 82 ... Notifying unit, 100, 200 ... Electric power steering device, 242 ... Second transmission , 243 ... third transmission unit, 1000 ... management system

Claims (6)

ステアリング操作に伴って回転するステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトの一部を構成するトーションバーと、
前記トーションバーに作用する操舵トルクを検出するトルク検出部と、
車輪を転舵するラックシャフトを変位させる電動モータと、
前記電動モータの回転角を検出する回転角検出部と、
前記トルク検出部により検出される操舵トルク、及び前記回転角検出部により検出されるモータ回転角に応じて前記電動モータを制御する制御部と、
前記ステアリングシャフトに作用するトルク及び前記電動モータのトルクを前記ラックシャフトに伝達する伝達部と、
前記トルク検出部により検出される操舵トルク、及び前記回転角検出部により検出されるモータ回転角に基づいて、前記伝達部の状態量を推定する推定部と、
前記推定部により推定された状態量に基づいて、前記伝達部の劣化度を算出する劣化度算出部と、を備えることを特徴とする
電動パワーステアリング装置。
A steering shaft that rotates in accordance with the steering operation;
A torsion bar constituting a part of the steering shaft;
A torque detector for detecting a steering torque acting on the torsion bar;
An electric motor that displaces the rack shaft that steers the wheels;
A rotation angle detector for detecting a rotation angle of the electric motor;
A control unit for controlling the electric motor according to a steering torque detected by the torque detection unit and a motor rotation angle detected by the rotation angle detection unit;
A transmission unit that transmits torque acting on the steering shaft and torque of the electric motor to the rack shaft;
An estimation unit that estimates a state quantity of the transmission unit based on a steering torque detected by the torque detection unit and a motor rotation angle detected by the rotation angle detection unit;
An electric power steering apparatus comprising: a deterioration degree calculation unit that calculates a deterioration degree of the transmission unit based on the state quantity estimated by the estimation unit.
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置であって、
舵角を検出する舵角検出部を更に備え、
前記推定部は、前記トルク検出部により検出される操舵トルク、前記回転角検出部により検出されるモータ回転角、及び前記舵角検出部により検出される舵角に基づいて前記伝達部の状態量を推定することを特徴とする
電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to claim 1,
A steering angle detector for detecting the steering angle;
The estimation unit is a state quantity of the transmission unit based on a steering torque detected by the torque detection unit, a motor rotation angle detected by the rotation angle detection unit, and a steering angle detected by the steering angle detection unit. An electric power steering apparatus characterized by estimating
請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置であって、
前記推定部は、前記伝達部におけるトルクを状態量として推定し、
前記劣化度算出部は、前記推定部により推定されたトルクに基づいて荷重の最大値を算出し、算出した荷重の最大値に基づいて前記伝達部の劣化度を算出することを特徴とする
電動パワーステアリング装置。
The electric power steering device according to claim 1 or 2,
The estimation unit estimates the torque in the transmission unit as a state quantity,
The deterioration degree calculation unit calculates a maximum load value based on the torque estimated by the estimation unit, and calculates a deterioration degree of the transmission unit based on the calculated maximum load value. Power steering device.
請求項3に記載の電動パワーステアリング装置であって、
前記推定部は、前記伝達部の変位速度及び変位量を状態量として更に推定し、
前記劣化度算出部は、推定された変位量に基づいて繰返し回数を算出すると共に推定されたトルクと変位速度とに基づいて許容繰返し回数を算出し、算出した繰返し回数及び許容繰返し回数に基づいて前記伝達部の劣化度を算出することを特徴とする
電動パワーステアリング装置。
The electric power steering device according to claim 3,
The estimation unit further estimates a displacement speed and a displacement amount of the transmission unit as a state quantity,
The deterioration degree calculation unit calculates the number of repetitions based on the estimated displacement amount, calculates an allowable number of repetitions based on the estimated torque and displacement speed, and based on the calculated number of repetitions and the allowable number of repetitions An electric power steering apparatus characterized by calculating a deterioration degree of the transmission unit.
請求項1から4のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置であって、
前記制御部は、前記劣化度算出部により算出された劣化度に基づいて、前記電動モータを制御するための制御パラメータを変化させることを特徴とする
電動パワーステアリング装置。
The electric power steering device according to any one of claims 1 to 4,
The electric power steering apparatus, wherein the control unit changes a control parameter for controlling the electric motor based on the deterioration degree calculated by the deterioration degree calculation unit.
請求項1から5のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置を管理する管理システムであって、
前記劣化度算出部により算出された劣化度に基づいて、前記電動パワーステアリング装置の交換の要否を判定する判定部と、
前記判定部が、前記電動パワーステアリング装置の交換が必要であると判定した場合に、前記電動パワーステアリング装置の交換時期が来たことを報知する報知部と、を備えることを特徴とする
電動パワーステアリング装置の管理システム。
A management system for managing the electric power steering device according to any one of claims 1 to 5,
A determination unit that determines whether or not the electric power steering device needs to be replaced based on the deterioration level calculated by the deterioration level calculation unit;
An electric power comprising: a notifying unit for notifying that it is time to replace the electric power steering device when the determining unit determines that the electric power steering device needs to be replaced. Steering device management system.
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