JP4178218B2

JP4178218B2 - Power steering device

Info

Publication number: JP4178218B2
Application number: JP2003006241A
Authority: JP
Inventors: 裕二狩集
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: JP2004217045A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ステアリング操作を補助するパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、ステアリング機構に結合されたパワーシリンダにオイルポンプから作動油を供給することによって、ステアリング操作の補助を行うパワーステアリング装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
オイルポンプは、電動モータによって駆動され、その電動モータの回転速度に応じた流量の作動油を送出する。また、ステアリング軸には、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてねじれを生じるトーションバーと、このトーションバーのねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧制御弁とが組み込まれている。油圧制御弁は、オイルポンプとパワーシリンダとの間の油圧系統に介装されていて、この油圧制御弁の開度およびオイルポンプからの作動油の流量に応じた操舵補助力がパワーシリンダから発生される。
【０００３】
電動モータの駆動制御は、たとえば、ステアリングホイールの舵角速度および車速に基づいて行われる。すなわち、ステアリングホイールに関連して設けられた舵角センサの出力信号に基づいて舵角速度が求められるとともに、車速センサによって車速が検出される。そして、舵角速度および車速に基づいて、電動モータの目標回転速度が設定され、その目標回転速度が達成されるように、電動モータに駆動電圧が供給される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２２８２６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
定格出力電圧が約１３．５ボルトのバッテリを搭載した車両に適用されるパワーステアリング装置では、電動モータは、その車載バッテリの発生電圧（バッテリ電圧）が約６．５ボルト以上で正常に動作するように設計されている。これに対し、舵角センサおよび車速センサは、バッテリ電圧が約９Ｖ未満に低下すると動作が不安定になる。このため、バッテリ電圧が６．５〜９Ｖに低下した状態では、舵角センサおよび車速センサからの異常な出力信号に基づいて電動モータの駆動制御が行われ、その結果、パワーステアリング装置の動作が不安定になるおそれがある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、電源電圧が舵角センサや車速センサの最低安定動作電圧未満に低下しても動作不安定な状態に陥らないパワーステアリング装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、電源（３）からの電圧供給を受けて、ステアリング機構（１）に操舵補助力を与えるために駆動される電動モータ（２９）と、上記電源からの電圧供給を受けて、上記電動モータの駆動制御のための情報を検出する情報検出手段（６，７）と、上記電源の発生電圧を検出する電源電圧検出手段（５２）と、この電源電圧検出手段の検出電圧が上記情報検出手段の最低安定動作電圧以上であるときには、上記情報検出手段によって検出される情報に基づいて上記電動モータを制御し、上記電源電圧検出手段の検出電圧が上記情報検出手段の最低安定動作電圧未満であるときには、上記情報検出手段によって検出される情報の変動範囲内の中間的な固定値に基づいて上記電動モータを駆動制御するモータ制御手段（５１）とを含むことを特徴とするパワーステアリング装置である。上記電動モータは、上記情報検出手段の最低安定動作電圧よりも低い電圧で安定した駆動を実現できる構成である。
【０００８】
括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
上記の構成によれば、電源の発生電圧（電源電圧）が情報検出手段の最低安定動作電圧未満に低下した状態では、情報検出手段が検出する情報に依存しない電動モータの駆動制御が行われる。よって、電源電圧が情報検出手段の最低安定動作電圧未満に低下し、電圧不足のために情報検出手段が動作不安定な状態になっても、電動モータが不安定な駆動状態に陥ることがない。
【０００９】
請求項２記載の発明は、電源（３）からの電圧供給を受けて、ステアリング機構に操舵補助力を与えるために駆動される電動モータ（２９）と、上記電源からの電圧供給を受けて、上記電動モータの駆動制御のための情報を検出する情報検出手段（６，７）と、上記電源の発生電圧を検出する電源電圧検出手段（５２）と、この電源電圧検出手段の検出電圧が上記情報検出手段の最低安定動作電圧以上であるときに、上記情報検出手段の異常を検出する電圧正常時異常検出手段（５１，Ｔ４）と、上記電源電圧検出手段の検出電圧が上記情報検出手段の最低安定動作電圧未満であるときに、上記情報検出手段の異常を検出する電圧低下時異常検出手段（５１，Ｔ１０）と、上記電圧正常時異常検出手段および電圧低下時異常検出手段が異常を検出していないときには、上記情報検出手段によって検出される情報に基づいて上記電動モータを制御し、上記電圧正常時異常検出手段または電圧低下時異常検出手段が異常を検出しているときには、上記情報検出手段によって検出される情報の変動範囲内の中間的な固定値に基づいて上記電動モータを駆動制御するモータ制御手段（５１，Ｔ６，Ｔ９）とを含むことを特徴とするパワーステアリング装置である。上記電動モータは、上記情報検出手段の最低安定動作電圧よりも低い電圧で安定した駆動を実現できる構成である。
【００１０】
この構成によれば、電源の発生電圧（電源電圧）が情報検出手段の最低安定動作電圧未満に低下した状態であって、かつ、電圧低下時異常検出手段が情報検出手段の異常を検出しているときには、情報検出手段が検出する情報に依存しない電動モータの駆動制御が行われる。よって、電動モータが不安定な駆動状態に陥ることがない。
上記パワーステアリング装置（請求項１または２に記載のパワーステアリング装置）は、電動モータにより駆動されるポンプ（２７）の発生油圧によって操舵補助力を発生させる電動油圧ポンプ式のパワーステアリング装置であってもよいし、電動モータの発生トルクを操舵補助力とする電動パワーステアリング装置であってもよい。
【００１１】
上記パワーステアリング装置が電動油圧ポンプ式のパワーステアリング装置である場合、上記情報検出手段は、上記ステアリング機構の舵角を検出する舵角センサ（６）と、当該パワーステアリング装置が搭載される車両の車速を検出する車速センサ（７）とを含むものであることが好ましく、さらには、上記モータ制御手段は、舵角の時間微分値に相当する舵角速度および車速をそれぞれ中間的な固定値として、それらの値に基づいて電動モータを駆動制御することにより、上記情報検出手段によって検出される情報に依存しない上記電動モータの駆動制御を達成するものであることが好ましい。これにより、低速走行時および高速走行時のいずれにおいても、応答性および安定性が適当なバランスで満たされた操舵補助を実現することができる。
さらには、請求項３に記載のように、上記情報検出手段は、上記ステアリング機構の舵角を検出する舵角センサ（６）と、当該パワーステアリング装置が搭載される車両の車速を検出する車速センサ（７）とを含み、上記モータ制御手段は、単位時間あたりの舵角変化量に相当する舵角速度および車速に基づいて上記電動モータを駆動制御するものであり、上記電圧正常時異常検出手段が上記舵角センサの異常を検出した場合には、舵角速度を中間的な固定値として、車速−目標回転速度特性に従って、上記車速センサにより検出される車速に応じた目標回転速度を設定し、その目標回転速度が達成されるように、上記電動モータに供給される駆動電圧を制御し、上記電圧正常時異常検出手段が上記車速センサの異常を検出した場合には、車速を中間的な固定値として、複数の舵角速度−目標回転速度特性の中から、当該中間的な固定値とされた車速に応じた舵角速度−目標回転速度特性を選択して、その選択した舵角速度−目標回転速度特性に従って、上記舵角センサにより検出された舵角に基づいて演算した舵角速度に応じた目標回転速度を設定し、その目標回転速度が達成されるように、上記電動モータに供給される駆動電圧を制御し、上記電圧正常時異常検出手段が上記舵角センサおよび上記車速センサの両方の異常を検出した場合には、舵角速度および車速をそれぞれ中間的な固定値として、それらの値に応じた一定の目標回転速度を設定し、その目標回転速度が達成されるように、上記電動モータに供給される駆動電圧を制御するものであってもよい。
【００１２】
また、上記パワーステアリング装置が電動パワーステアリング装置である場合には、上記情報検出手段は、上記ステアリング機構に入力された操舵トルクを検出するトルクセンサと、当該パワーステアリング装置が搭載される車両の車速を検出する車速センサとを含むものであることが好ましく、さらには、上記モータ制御手段は、操舵トルクおよび車速をそれぞれ中間的な固定値として、それらの値に基づいて電動モータを駆動制御することにより、上記情報検出手段によって検出される情報に依存しない上記電動モータの駆動制御を達成するものであることが好ましい。これにより、低速走行時および高速走行時のいずれにおいても、応答性および安定性が適当なバランスで満たされた操舵補助を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本的な構成を示す概念図である。このパワーステアリング装置は、車両のステアリング機構１に関連して設けられ、このステアリング機構１に操舵補助力を与えるためのものである。
【００１４】
ステアリング機構１は、運転者によって操作されるステアリングホイール１１と、このステアリングホイール１１に連結されたステアリング軸１２と、ステアリング軸１２の先端部に設けられたピニオンギヤ１３と、車両の左右方向に延びたラック軸１４とを備えている。ラック軸１４には、ラックギヤ部１４ａが形成されていて、このラックギヤ部１４ａにピニオンギヤ１３が噛合している。ラック軸１４の両端には、タイロッド１５がそれぞれ結合されており、このタイロッド１５は、それぞれ、操舵輪としての前左輪ＦＬおよび前右輪ＦＲを支持するナックルアーム１６に結合されている。ナックルアーム１６は、キングピン１７まわりに回動自在に設けられている。
【００１５】
この構成により、ステアリングホイール１１が操作されてステアリング軸１２が回転されると、この回転がピニオンギヤ１３およびラック軸１４によって車両の左右方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム１６のキングピン１７まわりの回動に変換されて、前左輪ＦＬおよび前右輪ＦＲの転舵が達成される。
ステアリング軸１２には、ステアリングホイール１１に加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてねじれを生じるトーションバー２１と、このトーションバー２１のねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧制御弁２２とが組み込まれている。油圧制御弁２２は、ステアリング機構１に操舵補助力を与えるパワーシリンダ２３に接続されている。パワーシリンダ２３は、ラック軸１４に一体的に設けられたピストン２３１と、ピストン２３１によって区画された一対のシリンダ室２３２，２３３とを有しており、シリンダ室２３２，２３３は、それぞれ、オイル供給／帰還路２４，２５を介して、油圧制御弁２２に接続されている。
【００１６】
また、油圧制御弁２２は、リザーバタンク２６およびオイルポンプ２７を通るオイル循環路２８の途中部に介装されている。オイルポンプ２７は、電動モータ２９によって駆動され、リザーバタンク２６に貯留されている作動油を汲み出して油圧制御弁２２に供給する。
ステアリングホイール１１が左方向Ｌへ回転操作されると、トーションバー２１にねじれが生じ、オイル供給／帰還路２５を介して、油圧制御弁２２からパワーシリンダ２３のシリンダ室２３３に作動油が供給される。すると、シリンダ室２３２，２３３間に油圧差が生じ、この油圧差によって、パワーシリンダ２３のピストン２３１が左方向へ移動する。これにより、ラック軸１４に左方向の操舵補助力が作用することになる。逆に、ステアリングホイール１１が右方向Ｒへ回転操作されたときには、オイル供給／帰還路２４を介して、油圧制御弁２２からパワーシリンダ２３のシリンダ室２３２に作動油が供給される。そして、シリンダ室２３２，２３３間に生じる油圧差によって、パワーシリンダ２３のピストン２３１が右方向へ移動し、ラック軸１４に右方向の操舵補助力が作用する。オイルポンプ２７から油圧制御弁２２に供給された作動油のうち、余剰分の作動油は、油圧制御弁２２からオイル循環路２８を介してリザーバタンク２６に帰還される。また、トーションバー２１にねじれがほとんど加わっていない状態では、油圧制御弁２２は、いわば平衡状態となり、作動油は、パワーシリンダ２３に供給されることなく、オイル循環路２８を循環する。
【００１７】
電動モータ２９の駆動電圧は、電源としての車載バッテリ３（電源）に接続された駆動回路４から供給される。たとえば、電動モータ２９が３相ＤＣブラシレスモータである場合、駆動回路４は、２個のパワー素子の直列回路を車載バッテリ３とアースとの間に３つ並列に接続したブリッジ回路からなる。駆動回路４の各パワー素子は、電子制御ユニット５から与えられる制御信号に応じてオン／オフし、そのパワー素子のオン／オフに応じた駆動電圧が、駆動回路４から電動モータ２９に供給される。
【００１８】
電子制御ユニット５は、車載バッテリ３からの電力供給を受けて動作するマイクロコンピュータ５１を備えている。マイクロコンピュータ５１は、ＣＰＵ、ＣＰＵのワークエリアなどを提供するＲＡＭ、およびＣＰＵの動作プログラムなどを記録したＲＯＭなどを含む。また、電子制御ユニット５は、車載バッテリ３の発生電圧（バッテリ電圧）を検出するバッテリ電圧検出回路５２を備えている。
電子制御ユニット５には、舵角センサ６（情報検出手段）、車速センサ７（情報検出手段）およびモータ角センサ８の出力信号が与えられるようになっている。舵角センサ６は、たとえば、ステアリング軸１２に関連して設けられていて、そのステアリング軸１２（ステアリングホイール１１）が一定角度回転する度にパルス信号を出力する。また、車速センサ７は、一定周期で車速を検出し、その検出した車速に応じた信号を出力する。モータ角センサ８は、たとえば、電動モータ２９のロータが一定角度回転する度にパルス信号を出力するものであってもよいし、ロータの回転位置に応じた信号を出力するものであってもよい。
【００１９】
マイクロコンピュータ５１は、舵角センサ６から与えられる信号に基づいて、単位時間あたりの舵角変化量に相当する舵角速度を演算する。また、モータ角センサ８から与えられる信号に基づいて、電動モータ２９の単位時間あたりの回転数（回転角）であるモータ回転速度を演算する。そして、マイクロコンピュータ５１は、バッテリ電圧検出回路５２で検出されたバッテリ電圧、舵角センサ６の出力信号に基づいて演算した舵角速度、および車速センサ７によって検出された車速に基づいて、電動モータ２９の目標回転速度を設定し、その設定した目標回転速度とモータ角センサ８の出力信号に基づいて演算したモータ回転速度との偏差に応じた制御信号を生成する。この制御信号が駆動回路４に与えられて、駆動回路４の各パワー素子がオン／オフし、そのパワー素子のオン／オフに応じた駆動電圧が駆動回路４から電動モータ２９に供給されることにより、電動モータ２９が目標回転速度で駆動される。
【００２０】
図２は、マイクロコンピュータ５１による目標回転速度の設定処理について説明するためのフローチャートである。マイクロコンピュータ５１は、まず、バッテリ電圧検出回路５２で検出されたバッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧（この実施形態では９ボルト）未満であるか否かを判断する（ステップＳ１）。
バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧未満でない場合、つまりバッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧以上であれば（ステップＳ１のＮＯ）、たとえば、予め用意された複数の舵角速度−目標回転速度特性の中から、車速センサ７によって検出された車速に応じた舵角速度−目標回転速度特性を選択し、その選択した舵角速度−目標回転速度特性に従って、舵角センサ６の出力信号に基づいて演算した舵角速度に応じた目標回転速度を設定する（ステップＳ２）。
【００２１】
舵角速度−目標回転速度特性は、図３に示すように、舵角速度が０から予め定められたしきい値ＳＶまでの範囲で、目標回転速度が下限値Ｒ１と上限値Ｒ２との間で単調に増加（この実施形態ではリニアに増加）するように定められている。これにより、素速いステアリング操作に対しては、目標回転速度が大きな値に設定され、良好な応答性でパワーシリンダ２３から操舵補助力が発生される。また、舵角速度−目標回転速度特性は、車速が大きいほど舵角速度に対する目標回転速度の増加の割合が小さくなるように定められている。これにより、車速が大きいほど目標回転速度は小さな値に設定されるので、低速走行時には、良好な応答性で操舵補助力を発生させることができる一方、高速走行時には、過剰な操舵補助による車両のふらつきなどを抑制することができる。
【００２２】
一方、バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧未満であれば（ステップＳ１のＹＥＳ）、マイクロコンピュータ５１は、舵角速度および車速をそれぞれの変動範囲内の中間的な固定値として、それらの値に応じた目標回転速度を設定する（ステップＳ３）。この実施形態では、舵角速度を２００ｄｅｇ／ｓとし、車速を８０ｋｍ／ｈとして、目標回転速度を舵角速度２００ｄｅｇ／ｓおよび車速８０ｋｍ／ｈに応じた値Ｒｆに設定する。
【００２３】
これにより、バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧未満に低下した状態では、舵角センサ６および車速センサ７の出力信号に基づいた電動モータ２９の制御は行われず、電動モータ２９が一定の目標回転速度Ｒｆで駆動されることになる。よって、バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧未満に低下し、電圧不足のために舵角センサ６または車速センサ７が動作不安定な状態になっても、電動モータ２９が不安定な駆動状態に陥ることがなく、低速走行時および高速走行時のいずれにおいても、ステアリングホイール１１の操舵に対する応答性および安定性が適当なバランスで満たされた操舵補助を実現することができる。
【００２４】
図４は、この発明の他の実施形態について説明するためのフローチャートである。この実施形態に係るパワーステアリング装置は、上述の実施形態に係るパワーステアリング装置とハードウエア構成（図１参照）はほぼ同じであるが、マイクロコンピュータ５１によって行われる処理（電動モータ２９の駆動制御）が異なる。
この実施形態では、マイクロコンピュータ５１は、まず、電圧低下状態フェールフラグおよび電圧正常状態フェールフラグを調べる。電圧低下状態フェールフラグおよび電圧正常状態フェールフラグは、たとえば、マイクロコンピュータ５１に内蔵されたＥＥＰＲＯＭに設けられている。電圧低下状態フェールフラグおよび電圧正常状態フェールフラグの両方がクリア状態（＝０）であれば（ステップＴ１，Ｔ２のＹＥＳ）、バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧（この実施形態では９ボルト）未満であるか否かを判断する（ステップＴ３）。
【００２５】
バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧以上であれば（ステップＴ３のＮＯ）、予め定める電圧正常状態用フェール検出基準に照らして、舵角センサ６および車速センサ７に異常が生じていないかどうかを検出する（ステップＴ４）。
舵角センサ６は、ステアリング軸１２（ステアリングホイール１１）が一定角度回転する度にハイレベルおよびローレベルがそれぞれ一定のパルス信号を出力するものであるから、舵角センサ６のセンサラインから正常時に入力されるパルス信号のハイレベルよりも高い信号が入力されていれば、舵角センサ６に異常が生じていると判断することができる。また、車速センサ７は、一定周期で車速を検出し、その検出した車速に応じた信号を出力するものであるから、車速センサ７のセンサラインからハイレベルの信号が一定時間以上続けて入力されていれば、車速センサ７に異常が生じていると判断することができる。
【００２６】
舵角センサ６および車速センサ７のいずれにも異常が生じていなければ（ステップＴ５のＮＯ）、操舵速度および車速に基づいて、通常のモータ駆動制御を行う（ステップＴ６）。すなわち、マイクロコンピュータ５１（電圧低下時異常検出手段、モータ制御手段）は、図３に示す複数の舵角速度−目標回転速度特性の中から、車速センサ７によって検出された車速に応じた舵角速度−目標回転速度特性を選択し、その選択したモータ制御マップに従って、舵角センサ６の出力信号に基づいて演算した舵角速度に応じた目標回転速度を設定する。そして、その目標回転速度が達成されるように、駆動回路４から電動モータ２９に供給される駆動電圧を制御する。
【００２７】
一方、舵角センサ６または車速センサ７の少なくとも一方の異常を検出すると（ステップＴ５のＹＥＳ）、その異常の内容を表すフェールコードがマイクロコンピュータ５１に内蔵されたＥＥＰＲＯＭに書き込まれる（ステップＴ７）。また、電圧正常状態フェールフラグがオン状態にされる（ステップＴ８）。そして、マイクロコンピュータ５１は、フェールセーフ制御を実行し、その異常なセンサから入力される信号に依存しない電動モータ２９の制御を行う（ステップＴ９）。たとえば、舵角センサ６の異常を検出した場合には、舵角速度を中間的な固定値（たとえば、２００ｄｅｇ／ｓ）として、図５に示すような車速−目標回転速度特性に従って、車速に応じた目標回転速度を設定し、その目標回転速度が達成されるように、駆動回路４から電動モータ２９に供給される駆動電圧を制御する。また、車速センサ７の異常を検出した場合には、車速を中間的な固定値（たとえば、８０ｋｍ／ｈ）として、図３に示す複数の舵角速度−目標回転速度特性の中から、その中間的な固定値とされた車速に応じた舵角速度−目標回転速度特性を選択して、その選択したモータ制御マップに従って、舵角センサ６の出力信号に基づいて演算した舵角速度に応じた目標回転速度を設定し、その目標回転速度が達成されるように、駆動回路４から電動モータ２９に供給される駆動電圧を制御する。さらに、舵角センサ６および車速センサ７の両方の異常を検出した場合には、舵角速度および車速をそれぞれ中間的な固定値として、それらの値に応じた一定の目標回転速度Ｒｆを設定し、その目標回転速度Ｒｆが達成されるように、駆動回路４から電動モータ２９に供給される駆動電圧を制御する。
【００２８】
バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧未満であれば（ステップＴ３のＹＥＳ）、予め定める電圧低下状態用フェール検出基準に照らして、舵角センサ６および車速センサ７の出力信号が異常かどうかを検出する（ステップＴ１０）。
バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧未満に低下している状態では、舵角センサ６および車速センサ７に異常が生じていなくても、動作が不安定になるために、舵角センサ６および車速センサ７から異常な信号が出力される蓋然性が高い。しかし、このとき舵角センサ６および車速センサ７から出力される異常信号は、舵角センサ６および車速センサ７に異常が生じた場合にマイクロコンピュータ５１に入力される異常信号とは異なり、Ｈｉｇｈ状態の電圧値（ハイレベル信号の値）が規格値以下である。そこで、バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧未満に低下している状態では、出力信号のＨｉｇｈ状態の電圧値が規格値以下であれば、舵角センサ６および車速センサ７の出力信号は異常であると判断し、バッテリ電圧の低下に起因するフェール状態を検出することができる。
【００２９】
舵角センサ６および車速センサ７のいずれの出力信号も正常であれば（ステップＴ１１のＮＯ）、操舵速度および車速に基づいて、通常のモータ駆動制御を行う（ステップＴ６）。また、舵角センサ６または車速センサ７の少なくとも一方の出力信号の異常を検出すると（ステップＴ１１のＹＥＳ）、電圧低下状態フェールフラグをオン状態にして（ステップＴ１２）、フェールセーフ制御を実行し、その異常なセンサから入力される信号に依存しない電動モータ２９の制御を行う（ステップＴ９）。このとき、舵角センサ６または車速センサ７の異常ではないから、マイクロコンピュータ５１に内蔵されたＥＥＰＲＯＭへのフェールコードの書込みは行われない。
【００３０】
電圧正常状態フェールフラグおよび電圧低下状態フェールフラグは、一旦オン状態にされると、その後、それぞれ電圧正常状態用復帰条件および電圧低下状態用復帰条件が満たされるまでクリア状態にされない。したがって、電圧正常状態フェールフラグまたは電圧低下状態フェールフラグがオン状態にされて、その後、電圧正常状態用復帰条件または電圧低下状態用復帰条件が満たされるまでの間に再び図４の処理が行われたときには、ステップＴ１またはＴ２からステップＴ９へと進み、フェールセーフ制御が実行されることになる。
【００３１】
なお、電圧正常状態用復帰条件と電圧低下状態用復帰条件とは異なり、たとえば、電圧正常状態フェールフラグは、車両のイグニッションキースイッチのオフ／オンを３回繰り返して、イグニッションキースイッチのオン直後の舵角センサ６および車速センサ７の出力信号が３回とも正常であればクリア状態にされるのに対し、電圧低下状態用フェール検出基準に従って検出されるフェール状態は舵角センサ６または車速センサ７の異常に起因したものでないから、電圧低下状態フェールフラグは、イグニッションキースイッチをオフからオンにして、そのオン直後の舵角センサ６および車速センサ７の出力信号が正常であれば直ちにクリア状態にされる。
【００３２】
以上のように、この実施形態によれば、バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧未満に低下した状態では、予め定める電圧低下状態用フェール判断基準に照らして、舵角センサ６および車速センサ７の出力信号が正常であるか異常であるかが判断され、舵角センサ６および車速センサ７の出力信号が正常であれば、舵角センサ６および車速センサ７の出力信号に基づいた電動モータ２９の制御（通常制御）が行われ、舵角センサ６または車速センサ７の少なくとも一方の出力信号が異常であれば、その異常な出力信号に依存しない電動モータ２９の制御（フェールセーフ制御）が行われる。
【００３３】
これにより、第１の実施形態と同様に、バッテリ電圧が舵角センサ６および車速センサ７の最低安定動作電圧未満に低下し、電圧不足のために舵角センサ６または車速センサ７が動作不安定な状態になっても、電動モータ２９が不安定な駆動状態に陥ることがなく、低速走行時および高速走行時のいずれにおいても、ステアリングホイール１１の操舵に対する応答性および安定性が適当なバランスで満たされた操舵補助を実現することができる。
【００３４】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することが可能である。たとえば、この発明は、上記の各実施形態で例にとった電動油圧ポンプ式のパワーステアリング装置に限らず、操舵トルクおよび車速などに基づいて電動モータを駆動制御し、この電動モータの発生トルクを操舵補助力としてステアリング機構に与える電動パワーステアリング装置に適用することもできる。
【００３５】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本的な構成を示す概念図である。
【図２】目標回転速度の設定処理について説明するためのフローチャートである。
【図３】舵角速度と目標回転速度との関係を示す特性図である。
【図４】この発明の他の実施形態について説明するためのフローチャートである。
【図５】車速と目標回転速度との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ステアリング機構
３車載バッテリ
５電子制御ユニット
６舵角センサ（情報検出手段）
７車速センサ（情報検出手段）
２７オイルポンプ
２９電動モータ
５１マイクロコンピュータ（モータ制御手段、電圧正常時異常検出手段）
５２バッテリ電圧検出回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power steering device that assists a steering operation.
[0002]
[Prior art]
For example, a power steering device that assists steering operation by supplying hydraulic oil from an oil pump to a power cylinder coupled to a steering mechanism is known (see, for example, Patent Document 1).
The oil pump is driven by an electric motor and sends out hydraulic oil at a flow rate corresponding to the rotational speed of the electric motor. The steering shaft has a torsion bar that twists according to the direction and magnitude of the steering torque applied to the steering wheel, and a hydraulic control that changes the opening according to the direction and magnitude of the twist of the torsion bar. Valve and built-in. The hydraulic control valve is interposed in the hydraulic system between the oil pump and the power cylinder, and a steering assist force is generated from the power cylinder according to the opening of the hydraulic control valve and the flow rate of hydraulic oil from the oil pump. Is done.
[0003]
The drive control of the electric motor is performed based on the steering angular speed and the vehicle speed of the steering wheel, for example. That is, the steering angular speed is obtained based on the output signal of the steering angle sensor provided in association with the steering wheel, and the vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor. Then, based on the steering angular speed and the vehicle speed, a target rotational speed of the electric motor is set, and a drive voltage is supplied to the electric motor so that the target rotational speed is achieved.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 7-228264 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a power steering device applied to a vehicle equipped with a battery having a rated output voltage of about 13.5 volts, the electric motor operates normally when the voltage generated by the in-vehicle battery (battery voltage) is about 6.5 volts or more. Designed to be In contrast, the steering angle sensor and the vehicle speed sensor become unstable when the battery voltage drops below about 9V. For this reason, in a state where the battery voltage is lowered to 6.5 to 9 V, drive control of the electric motor is performed based on abnormal output signals from the steering angle sensor and the vehicle speed sensor, and as a result, the operation of the power steering device is performed. May become unstable.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a power steering device that does not enter an unstable state even when the power supply voltage drops below the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor or the vehicle speed sensor.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes an electric motor (29) driven to receive a voltage supply from a power source (3) and to apply a steering assist force to the steering mechanism (1). Receiving information from the power supply and detecting information for driving control of the electric motor (6, 7); power supply voltage detecting means (52) for detecting the voltage generated by the power supply; When the detection voltage of the power supply voltage detection means is equal to or higher than the lowest stable operating voltage of the information detection means, the electric motor is controlled based on the information detected by the information detection means, and the detection of the power supply voltage detection means Information detected by the information detection means when the voltage is less than the lowest stable operating voltage of the information detection meansBased on an intermediate fixed value within the fluctuation range ofThe power steering apparatus includes motor control means (51) for driving and controlling the electric motor. The electric motor has a configuration capable of realizing stable driving at a voltage lower than the lowest stable operating voltage of the information detecting means.
[0008]
Alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to the above configuration, in the state where the generated voltage (power supply voltage) of the power source is lower than the lowest stable operating voltage of the information detection unit, the drive control of the electric motor independent of the information detected by the information detection unit is performed. Therefore, even if the power supply voltage drops below the lowest stable operating voltage of the information detection means and the information detection means becomes unstable due to insufficient voltage, the electric motor does not fall into an unstable driving state. .
[0009]
  The invention according to claim 2 receives the voltage supply from the power source (3), receives the voltage supply from the power source and the electric motor (29) that is driven to give a steering assist force to the steering mechanism, Information detection means (6, 7) for detecting information for drive control of the electric motor, power supply voltage detection means (52) for detecting the generated voltage of the power supply, and the detection voltage of the power supply voltage detection means When the voltage is equal to or higher than the lowest stable operating voltage of the information detection means, the voltage abnormality detection means (51, T4) for detecting abnormality of the information detection means and the detection voltage of the power supply voltage detection means are When the voltage is lower than the lowest stable operating voltage, the voltage drop abnormality detection means (51, T10) for detecting an abnormality of the information detection means, the voltage normal abnormality detection means and the voltage drop abnormality detection means are abnormal. If not, the electric motor is controlled based on the information detected by the information detection means. When the voltage normality abnormality detection means or the voltage drop abnormality detection means detects an abnormality, the information detection Information detected by meansBased on an intermediate fixed value within the fluctuation range ofThe power steering apparatus includes motor control means (51, T6, T9) for driving and controlling the electric motor. The electric motor has a configuration capable of realizing stable driving at a voltage lower than the lowest stable operating voltage of the information detecting means.
[0010]
According to this configuration, the generated voltage of the power supply (power supply voltage) is in a state where it is lower than the lowest stable operating voltage of the information detecting means, and the abnormality detecting means at the time of voltage drop detects the abnormality of the information detecting means. When it is, the drive control of the electric motor independent of the information detected by the information detection means is performed. Therefore, the electric motor does not fall into an unstable driving state.
The power steering device (the power steering device according to claim 1 or 2) is an electric hydraulic pump type power steering device that generates a steering assist force by a hydraulic pressure generated by a pump (27) driven by an electric motor. Alternatively, an electric power steering device that uses the generated torque of the electric motor as a steering assist force may be used.
[0011]
  When the power steering device is an electric hydraulic pump type power steering device, the information detecting means includes a steering angle sensor (6) for detecting a steering angle of the steering mechanism and a vehicle on which the power steering device is mounted. Preferably, the motor control means includes a vehicle speed sensor (7) for detecting the vehicle speed, and the motor control means sets the steering angular speed and the vehicle speed corresponding to the time differential value of the steering angle as intermediate fixed values, respectively. It is preferable to achieve drive control of the electric motor independent of the information detected by the information detection means by controlling the drive of the electric motor based on the value. As a result, it is possible to realize steering assistance in which responsiveness and stability are satisfied with an appropriate balance in both low-speed driving and high-speed driving.
Furthermore, as described in claim 3, the information detection means includes a steering angle sensor (6) for detecting a steering angle of the steering mechanism, and a vehicle speed for detecting a vehicle speed of the vehicle on which the power steering device is mounted. A motor (7), and the motor control means drives and controls the electric motor based on a steering angular speed and a vehicle speed corresponding to a steering angle change amount per unit time. When the abnormality of the rudder angle sensor is detected, the rudder angular speed is set as an intermediate fixed value, and the target rotational speed corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is set according to the vehicle speed-target rotational speed characteristic. When the drive voltage supplied to the electric motor is controlled so that the target rotational speed is achieved, and the abnormality detecting means at the time of normal voltage detects abnormality of the vehicle speed sensor, Is selected as an intermediate fixed value from among a plurality of rudder angular speed-target rotational speed characteristics, and the rudder angular speed-target rotational speed characteristic corresponding to the intermediate fixed value is selected, and the selected rudder is selected. In accordance with the angular velocity-target rotational speed characteristics, a target rotational speed is set according to the steering angular speed calculated based on the steering angle detected by the steering angle sensor, and the electric motor is set so that the target rotational speed is achieved. When the supplied drive voltage is controlled and the abnormality detection unit detects that both the steering angle sensor and the vehicle speed sensor are abnormal, the steering angular speed and the vehicle speed are set as intermediate fixed values, respectively. A constant target rotation speed corresponding to the value of the above may be set, and the drive voltage supplied to the electric motor may be controlled so that the target rotation speed is achieved.
[0012]
When the power steering device is an electric power steering device, the information detection means includes a torque sensor that detects a steering torque input to the steering mechanism, and a vehicle speed of a vehicle on which the power steering device is mounted. It is preferable that the motor control means includes a steering torque and a vehicle speed as intermediate fixed values, respectively, and by driving and controlling the electric motor based on those values, It is preferable to achieve drive control of the electric motor independent of the information detected by the information detection means. As a result, it is possible to realize steering assistance in which responsiveness and stability are satisfied with an appropriate balance in both low-speed driving and high-speed driving.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. This power steering device is provided in association with the steering mechanism 1 of the vehicle, and is for applying a steering assist force to the steering mechanism 1.
[0014]
The steering mechanism 1 includes a steering wheel 11 that is operated by a driver, a steering shaft 12 coupled to the steering wheel 11, a pinion gear 13 provided at a tip portion of the steering shaft 12, and a left-right direction of the vehicle. And a rack shaft 14. A rack gear portion 14a is formed on the rack shaft 14, and the pinion gear 13 is engaged with the rack gear portion 14a. Tie rods 15 are coupled to both ends of the rack shaft 14, and the tie rods 15 are coupled to knuckle arms 16 that support the front left wheel FL and the front right wheel FR as steering wheels, respectively. The knuckle arm 16 is rotatably provided around the kingpin 17.
[0015]
With this configuration, when the steering wheel 11 is operated and the steering shaft 12 is rotated, this rotation is converted into a linear motion along the left-right direction of the vehicle by the pinion gear 13 and the rack shaft 14. This linear motion is converted into rotation around the kingpin 17 of the knuckle arm 16, and the front left wheel FL and the front right wheel FR are steered.
The steering shaft 12 is twisted according to the direction and magnitude of the steering torque applied to the steering wheel 11, and the opening degree is changed according to the direction and magnitude of the twist of the torsion bar 21. A hydraulic control valve 22 is incorporated. The hydraulic control valve 22 is connected to a power cylinder 23 that applies a steering assist force to the steering mechanism 1. The power cylinder 23 has a piston 231 provided integrally with the rack shaft 14 and a pair of cylinder chambers 232 and 233 defined by the piston 231. The cylinder chambers 232 and 233 each supply oil. / It is connected to the hydraulic control valve 22 via the return paths 24 and 25.
[0016]
The hydraulic control valve 22 is interposed in the middle of an oil circulation path 28 that passes through the reservoir tank 26 and the oil pump 27. The oil pump 27 is driven by the electric motor 29, pumps out the hydraulic oil stored in the reservoir tank 26, and supplies it to the hydraulic control valve 22.
When the steering wheel 11 is rotated in the left direction L, the torsion bar 21 is twisted, and hydraulic oil is supplied from the hydraulic control valve 22 to the cylinder chamber 233 of the power cylinder 23 via the oil supply / return path 25. The Then, a hydraulic pressure difference is generated between the cylinder chambers 232 and 233, and the piston 231 of the power cylinder 23 moves leftward due to the hydraulic pressure difference. As a result, a steering assist force in the left direction acts on the rack shaft 14. Conversely, when the steering wheel 11 is rotated in the right direction R, hydraulic oil is supplied from the hydraulic control valve 22 to the cylinder chamber 232 of the power cylinder 23 via the oil supply / return path 24. The piston 231 of the power cylinder 23 moves to the right due to the hydraulic pressure difference generated between the cylinder chambers 232 and 233, and a steering assist force in the right direction acts on the rack shaft 14. Of the hydraulic fluid supplied from the oil pump 27 to the hydraulic control valve 22, surplus hydraulic fluid is returned from the hydraulic control valve 22 to the reservoir tank 26 via the oil circulation path 28. In a state where the torsion bar 21 is hardly twisted, the hydraulic control valve 22 is in an equilibrium state, and the hydraulic oil circulates in the oil circulation path 28 without being supplied to the power cylinder 23.
[0017]
The drive voltage of the electric motor 29 is supplied from the drive circuit 4 connected to the vehicle-mounted battery 3 (power supply) as a power supply. For example, when the electric motor 29 is a three-phase DC brushless motor, the drive circuit 4 is composed of a bridge circuit in which three series circuits of two power elements are connected in parallel between the in-vehicle battery 3 and the ground. Each power element of the drive circuit 4 is turned on / off according to a control signal given from the electronic control unit 5, and a drive voltage corresponding to the on / off of the power element is supplied from the drive circuit 4 to the electric motor 29. The
[0018]
The electronic control unit 5 includes a microcomputer 51 that operates by receiving power supplied from the in-vehicle battery 3. The microcomputer 51 includes a CPU, a RAM that provides a work area for the CPU, a ROM that records an operation program for the CPU, and the like. In addition, the electronic control unit 5 includes a battery voltage detection circuit 52 that detects a voltage generated by the in-vehicle battery 3 (battery voltage).
The electronic control unit 5 is supplied with output signals from the steering angle sensor 6 (information detection means), the vehicle speed sensor 7 (information detection means) and the motor angle sensor 8. The steering angle sensor 6 is provided in association with the steering shaft 12, for example, and outputs a pulse signal each time the steering shaft 12 (steering wheel 11) rotates by a certain angle. The vehicle speed sensor 7 detects the vehicle speed at a constant period and outputs a signal corresponding to the detected vehicle speed. The motor angle sensor 8 may output a pulse signal each time the rotor of the electric motor 29 rotates by a certain angle, or may output a signal corresponding to the rotational position of the rotor. .
[0019]
The microcomputer 51 calculates a steering angular velocity corresponding to the steering angle change amount per unit time based on the signal given from the steering angle sensor 6. Further, based on a signal given from the motor angle sensor 8, a motor rotation speed that is the number of rotations (rotation angle) per unit time of the electric motor 29 is calculated. Then, the microcomputer 51 uses the electric motor 29 based on the battery voltage detected by the battery voltage detection circuit 52, the steering angular speed calculated based on the output signal of the steering angle sensor 6, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 7. And a control signal corresponding to the deviation between the set target rotation speed and the motor rotation speed calculated based on the output signal of the motor angle sensor 8 is generated. This control signal is supplied to the drive circuit 4 so that each power element of the drive circuit 4 is turned on / off, and a drive voltage corresponding to the on / off of the power element is supplied from the drive circuit 4 to the electric motor 29. Thus, the electric motor 29 is driven at the target rotational speed.
[0020]
FIG. 2 is a flowchart for explaining the target rotation speed setting process by the microcomputer 51. The microcomputer 51 first determines whether or not the battery voltage detected by the battery voltage detection circuit 52 is less than the lowest stable operating voltage (9 volts in this embodiment) of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 (in this embodiment). Step S1).
If the battery voltage is not less than the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7, that is, if the battery voltage is equal to or higher than the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 (NO in step S1), for example, A steering angular speed-target rotational speed characteristic corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 7 is selected from a plurality of prepared steering angular speed-target rotational speed characteristics, and according to the selected steering angular speed-target rotational speed characteristic. Then, a target rotational speed corresponding to the steering angular speed calculated based on the output signal of the steering angle sensor 6 is set (step S2).
[0021]
As shown in FIG. 3, the steering angular speed-target rotational speed characteristic is monotonous between the lower limit value R1 and the upper limit value R2 in the range where the steering angular speed is from 0 to a predetermined threshold value SV. (In this embodiment, it increases linearly). Thereby, for a quick steering operation, the target rotational speed is set to a large value, and the steering assist force is generated from the power cylinder 23 with good responsiveness. Further, the steering angular speed-target rotational speed characteristic is determined such that the rate of increase of the target rotational speed with respect to the steering angular speed decreases as the vehicle speed increases. As a result, the target rotational speed is set to a smaller value as the vehicle speed increases, so that the steering assist force can be generated with good responsiveness when traveling at low speeds, while the vehicle is driven by excessive steering assistance during high speed traveling. Fluctuation and the like can be suppressed.
[0022]
On the other hand, if the battery voltage is less than the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 (YES in step S1), the microcomputer 51 sets the steering angular speed and the vehicle speed to intermediate fixed values within the respective fluctuation ranges. As a result, the target rotational speed corresponding to those values is set (step S3). In this embodiment, the steering angular speed is set to 200 deg / s, the vehicle speed is set to 80 km / h, and the target rotational speed is set to a value Rf corresponding to the steering angular speed 200 deg / s and the vehicle speed 80 km / h.
[0023]
As a result, in a state where the battery voltage has dropped below the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7, the electric motor 29 is not controlled based on the output signals of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7, and the electric The motor 29 is driven at a constant target rotational speed Rf. Therefore, even if the battery voltage drops below the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 and the steering angle sensor 6 or the vehicle speed sensor 7 becomes unstable due to insufficient voltage, the electric motor 29 Therefore, it is possible to realize steering assistance in which the response and stability of the steering wheel 11 with respect to the steering are satisfied with an appropriate balance in both low-speed driving and high-speed driving. it can.
[0024]
FIG. 4 is a flowchart for explaining another embodiment of the present invention. The power steering device according to this embodiment has substantially the same hardware configuration (see FIG. 1) as the power steering device according to the above-described embodiment, but the processing performed by the microcomputer 51 (drive control of the electric motor 29). Is different.
In this embodiment, the microcomputer 51 first checks the voltage drop state fail flag and the voltage normal state fail flag. The voltage drop state fail flag and the voltage normal state fail flag are provided, for example, in an EEPROM built in the microcomputer 51. If both the low voltage state failure flag and the normal voltage state failure flag are in the clear state (= 0) (YES in steps T1 and T2), the battery voltage is the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 (this It is determined whether the voltage is less than 9 volts in the embodiment (step T3).
[0025]
If the battery voltage is equal to or higher than the minimum stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 (NO in step T3), the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 are abnormal in light of a predetermined voltage normal state failure detection standard. Is detected (step T4).
The steering angle sensor 6 outputs a pulse signal having a constant high level and low level each time the steering shaft 12 (steering wheel 11) rotates by a certain angle. If a signal higher than the high level of the input pulse signal is input, it can be determined that an abnormality has occurred in the steering angle sensor 6. Further, since the vehicle speed sensor 7 detects the vehicle speed at a constant cycle and outputs a signal corresponding to the detected vehicle speed, a high level signal is continuously input from the sensor line of the vehicle speed sensor 7 for a predetermined time or more. If so, it can be determined that an abnormality has occurred in the vehicle speed sensor 7.
[0026]
If no abnormality has occurred in either the steering angle sensor 6 or the vehicle speed sensor 7 (NO in step T5), normal motor drive control is performed based on the steering speed and the vehicle speed (step T6). In other words, the microcomputer 51 (voltage drop abnormality detection means, motor control means) has a steering angular speed corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 7 among the plurality of steering angular speed-target rotational speed characteristics shown in FIG. A target rotational speed characteristic is selected, and a target rotational speed corresponding to the steering angular speed calculated based on the output signal of the steering angle sensor 6 is set according to the selected motor control map. And the drive voltage supplied to the electric motor 29 from the drive circuit 4 is controlled so that the target rotational speed is achieved.
[0027]
On the other hand, when an abnormality of at least one of the rudder angle sensor 6 or the vehicle speed sensor 7 is detected (YES in step T5), a fail code indicating the content of the abnormality is written in an EEPROM built in the microcomputer 51 (step T7). Further, the voltage normal state fail flag is turned on (step T8). Then, the microcomputer 51 performs fail-safe control and controls the electric motor 29 that does not depend on a signal input from the abnormal sensor (step T9). For example, when an abnormality is detected in the rudder angle sensor 6, the rudder angular speed is set to an intermediate fixed value (for example, 200 deg / s), and the vehicle speed according to the vehicle speed-target rotational speed characteristic as shown in FIG. A target rotation speed is set, and the drive voltage supplied from the drive circuit 4 to the electric motor 29 is controlled so that the target rotation speed is achieved. Further, when an abnormality is detected in the vehicle speed sensor 7, the vehicle speed is set to an intermediate fixed value (for example, 80 km / h), and a plurality of steering angular speed-target rotational speed characteristics shown in FIG. The target rotational speed corresponding to the steering angular speed calculated based on the output signal of the steering angle sensor 6 is selected according to the selected motor control map by selecting the steering angular speed-target rotational speed characteristic corresponding to the vehicle speed set to a fixed value. And the drive voltage supplied from the drive circuit 4 to the electric motor 29 is controlled so that the target rotational speed is achieved. Further, when abnormality is detected in both the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7, the steering angular speed and the vehicle speed are set as intermediate fixed values, respectively, and a constant target rotational speed Rf corresponding to those values is set. The drive voltage supplied from the drive circuit 4 to the electric motor 29 is controlled so that the target rotation speed Rf is achieved.
[0028]
If the battery voltage is less than the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 (YES in step T3), the outputs of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 in light of a predetermined voltage drop state failure detection standard. It is detected whether the signal is abnormal (step T10).
In a state where the battery voltage is lower than the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7, the operation becomes unstable even if there is no abnormality in the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7. The probability that abnormal signals are output from the rudder angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 is high. However, the abnormal signal output from the rudder angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 at this time is different from the abnormal signal input to the microcomputer 51 when an abnormality occurs in the rudder angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7. The voltage value (high level signal value) is less than the standard value. Therefore, in a state where the battery voltage is lower than the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7, if the voltage value of the high state of the output signal is less than the standard value, the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 is determined to be abnormal, and a failure state caused by a decrease in battery voltage can be detected.
[0029]
If the output signals of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 are both normal (NO in step T11), normal motor drive control is performed based on the steering speed and the vehicle speed (step T6). When an abnormality is detected in the output signal of at least one of the rudder angle sensor 6 or the vehicle speed sensor 7 (YES in step T11), the voltage drop state fail flag is turned on (step T12), fail safe control is executed, The electric motor 29 is controlled without depending on the signal input from the abnormal sensor (step T9). At this time, since the steering angle sensor 6 or the vehicle speed sensor 7 is not abnormal, the fail code is not written to the EEPROM built in the microcomputer 51.
[0030]
Once the normal voltage state fail flag and the low voltage state fail flag are turned on, they are not cleared until the normal voltage state return condition and the low voltage state return condition are satisfied. Therefore, the processing of FIG. 4 is performed again after the normal voltage state fail flag or the low voltage state fail flag is turned on and after the normal voltage state return condition or low voltage state return condition is satisfied. If this happens, the process proceeds from step T1 or T2 to step T9, and fail-safe control is executed.
[0031]
Note that, unlike the normal voltage condition return condition and the low voltage condition return condition, for example, the normal voltage fail flag indicates that the ignition key switch of the vehicle is repeatedly turned off / on three times and immediately after the ignition key switch is turned on. If the output signals of the rudder angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 are normal three times, it is cleared, whereas the fail state detected according to the voltage drop state fail detection standard is the rudder angle sensor 6 or the vehicle speed sensor 7. Therefore, the voltage drop state fail flag is immediately cleared when the ignition key switch is turned on and the output signals of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 immediately after the turning on are normal. Is done.
[0032]
As described above, according to this embodiment, in the state where the battery voltage has decreased below the minimum stable operation voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7, the steering angle is determined in light of the predetermined voltage reduction state failure determination criterion. If the output signals of the sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 are normal or abnormal, and if the output signals of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 are normal, the output signals of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 If the output signal of the steering angle sensor 6 or the vehicle speed sensor 7 is abnormal if the electric motor 29 is controlled based on the control (normal control), the control of the electric motor 29 that does not depend on the abnormal output signal ( Fail-safe control) is performed.
[0033]
As a result, as in the first embodiment, the battery voltage drops below the lowest stable operating voltage of the steering angle sensor 6 and the vehicle speed sensor 7, and the steering angle sensor 6 or the vehicle speed sensor 7 is unstable due to insufficient voltage. The electric motor 29 does not fall into an unstable drive state even when the vehicle is in a stable state, and the response and stability of the steering wheel 11 to the steering are in an appropriate balance during both low-speed driving and high-speed driving. Satisfactory steering assistance can be realized.
[0034]
As mentioned above, although two embodiment of this invention was described, this invention can be implemented with another form. For example, the present invention is not limited to the electric hydraulic pump type power steering device taken as an example in each of the above-described embodiments, and the electric motor is driven and controlled based on the steering torque and the vehicle speed. The present invention can also be applied to an electric power steering device applied to a steering mechanism as a steering assist force.
[0035]
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining processing for setting a target rotational speed.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a steering angular speed and a target rotational speed.
FIG. 4 is a flowchart for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a vehicle speed and a target rotation speed.
[Explanation of symbols]
1 Steering mechanism
3 Onboard battery
5 Electronic control unit
6 Rudder angle sensor (information detection means)
7 Vehicle speed sensor (information detection means)
27 Oil pump
29 Electric motor
51 Microcomputer (motor control means, voltage abnormality detection means)
52 Battery voltage detection circuit

Claims

An electric motor that is driven to receive a voltage supply from a power source and to provide a steering assist force to the steering mechanism;
Information detecting means for detecting information for drive control of the electric motor in response to voltage supply from the power source;
Power supply voltage detecting means for detecting the generated voltage of the power supply;
When the detection voltage of the power supply voltage detection means is equal to or higher than the lowest stable operating voltage of the information detection means, the electric motor is controlled based on the information detected by the information detection means, and the detection voltage of the power supply voltage detection means Motor control means for driving and controlling the electric motor based on an intermediate fixed value within the fluctuation range of information detected by the information detection means when the information detection means is less than the lowest stable operating voltage of the information detection means A power steering device characterized by that.

An electric motor that is driven to receive a voltage supply from a power source and to provide a steering assist force to the steering mechanism;
Information detecting means for detecting information for drive control of the electric motor in response to voltage supply from the power source;
Power supply voltage detecting means for detecting the generated voltage of the power supply;
When the detection voltage of the power supply voltage detection means is equal to or higher than the lowest stable operating voltage of the information detection means, a voltage normal abnormality detection means for detecting an abnormality of the information detection means,
A voltage drop abnormality detection means for detecting an abnormality of the information detection means when the detection voltage of the power supply voltage detection means is less than the lowest stable operating voltage of the information detection means;
When the normal voltage abnormality detecting means and the voltage drop abnormality detecting means do not detect abnormality, the electric motor is controlled based on information detected by the information detecting means, and the normal voltage abnormality detecting means or And a motor control unit that controls the driving of the electric motor based on an intermediate fixed value within a fluctuation range of information detected by the information detection unit when the voltage drop abnormality detection unit detects an abnormality. A power steering device characterized by that.

The information detection means includes a steering angle sensor that detects a steering angle of the steering mechanism, and a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed of a vehicle on which the power steering device is mounted,
The motor control means drives and controls the electric motor based on a steering angle speed and a vehicle speed corresponding to a steering angle change amount per unit time, and the voltage normal time abnormality detection means detects abnormality of the steering angle sensor. If detected, the steering angular speed is set to an intermediate fixed value, the target rotational speed corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is set according to the vehicle speed-target rotational speed characteristic, and the target rotational speed is achieved. As described above, when the drive voltage supplied to the electric motor is controlled and the abnormality detection unit detects that the voltage is normal, the vehicle speed is set to an intermediate fixed value, and a plurality of steering angular speeds − From the target rotational speed characteristics, a steering angular speed-target rotational speed characteristic corresponding to the intermediate fixed vehicle speed is selected, and according to the selected steering angular speed-target rotational speed characteristic, the Set a target rotational speed according to the steering angular speed calculated based on the steering angle detected by the steering angle sensor, and control the drive voltage supplied to the electric motor so that the target rotational speed is achieved, When the abnormality detecting means at the time of normal voltage detects abnormality of both the steering angle sensor and the vehicle speed sensor, the steering angular speed and the vehicle speed are set as intermediate fixed values, respectively, and a constant target rotation according to those values. 3. The power steering apparatus according to claim 2, wherein a speed is set, and a drive voltage supplied to the electric motor is controlled so that the target rotational speed is achieved.