JP4193108B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータの駆動力をステアリング機構に伝達して操舵補助する構成の電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両のステアリング機構に電動モータが発生するトルクを伝達することにより、操舵の補助を行う電動パワーステアリング装置が用いられている。電動モータは、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクや車速に応じて定められた目標電流に基づいて駆動制御されるようになっている。
操舵トルクを検出するトルクセンサやその信号伝送系に異常（トルクセンサ系故障）が生じると、電動モータを適切に制御することができず、操舵補助に支障をきたす。そこで、電動モータを制御するための電子制御ユニットは、トルクセンサ系故障の発生の有無を監視する異常検出処理を常時行い、異常が検出されると、フェールセーフ制御を実行するようになっている。
【０００３】
フェールセーフ制御の一つに、いわゆる延命制御がある。延命制御とは、トルクセンサが故障したときに、すぐに操舵補助を停止するのではなく、故障発生から一定時間前にホールドされた操舵トルク値をもとに、操舵補助力を制御する（特許文献１参照）。これにより、故障発生時におけるステアリング挙動を小さくすることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１２２１４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、トルクセンサ系故障時に発生し得るノイズが異常検出前に誤ってホールドされると、延命制御の初期において、絶対値の大きな操舵トルク値に対応した操舵補助が行われるおそれがある。たとえば、ホールドされた操舵トルク値が、電動モータの最大目標電流値に対応する値であるような場合には、運転者の意図に反する操舵（いわゆるセルフステア）または操舵補助がされるおそれがあり、異常発生時における操舵違和感が生じるおそれがある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、操舵状態検出手段に異常が発生したときの制御を適切に行うことができ、これにより、異常発生時における操舵フィーリングを改善することができる電動パワーステアリング装置を提供することである。
【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、電動モータ（Ｍ）の駆動力をステアリング機構（３）に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、操舵状態を検出し、操舵状態検出信号を出力する操舵状態検出手段（５）と、操舵方向を検出する操舵方向検出手段（６）と、上記操舵状態検出手段の異常の有無を判定する異常判定手段（２２）と、この異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する前に上記操舵状態検出手段が出力した操舵状態検出信号を記憶する記憶手段（２３）と、上記異常判定手段が操舵状態検出手段に異常が生じていないと判定しているときは、上記操舵状態検出手段が出力する操舵状態検出信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定し、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定しているときは、上記記憶手段に記憶された操舵状態検出信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定する駆動目標値設定手段（２１）と、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定したことに応答して、上記記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号に対応した操舵方向と、上記操舵方向検出手段が検出する操舵方向とが不一致であることを条件に、上記駆動目標値を強制的に零とすることによって上記電動モータを停止する停止制御手段（２４）とを含み、上記駆動目標値設定手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定したことに応答して、上記記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号に対応した操舵方向と、上記操舵方向検出手段が検出する操舵方向とが一致することを条件に、上記記憶手段に記憶された操舵状態検出信号に対応する駆動目標値を初期値とし、この駆動目標値の絶対値を漸減させていくように異常発生時における駆動目標値を変動させることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００８】
なお、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。
上記操舵状態検出手段は、ステアリング操作のための操作部材（たとえばステアリングホイール）に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサであってもよい。
また、上記異常判定手段は、操舵状態検出手段自体の異常および操舵状態検出手段の出力信号の伝達系の異常の有無を判定するものであることが好ましい。
【０００９】
さらに、上記記憶手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する直前（たとえば、直前の１つまたは複数の制御周期）に上記操舵状態検出手段が出力した操舵状態検出信号を記憶するものであることが好ましい。
上記駆動目標値設定手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定したことに応答して、上記記憶手段に記憶された操舵状態検出信号に対応する駆動目標値を初期値とし、この駆動目標値の絶対値を漸減させていくようにして、異常発生時における駆動目標値を変動させていくものである。これにより、異常発生時において、操舵補助力を徐々に低下させて電動モータを停止状態に導く延命制御を実現することができる。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、操舵状態検出手段に異常が生じたと判定されると、その異常が生じるより前に記憶手段に保持された操舵状態検出信号に基づき、駆動目標値が設定され、この駆動目標値に応じて電動モータが制御される。ただし、記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号に対応した操舵方向と、操舵方向検出手段（たとえば舵角センサ）が検出する操舵方向が不一致の時には、電動モータが停止される。これにより、異常発生時において、延命制御によって、運転者の意図に反する操舵または操舵補助がされることを防止でき、異常発生時における操舵フィーリングを改善できる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、電動モータ（Ｍ）の駆動力をステアリング機構（３）に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、操舵状態を検出し、操舵状態検出信号を出力する操舵状態検出手段（５）と、操舵方向を検出する操舵方向検出手段（６）と、上記操舵状態検出手段の異常の有無を判定する異常判定手段（２２）と、この異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する前に上記操舵状態検出手段が出力した操舵状態検出信号を記憶する記憶手段（２３）と、この記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号に対して所定の制限演算を施して、異常発生時に用いる異常時用操舵状態信号を生成する異常時用操舵状態信号生成手段（２５）と、上記異常判定手段が操舵状態検出手段に異常が生じていないと判定しているときは、上記操舵状態検出手段が出力する操舵状態検出信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定し、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定しているときは、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定する駆動目標値設定手段（２１）と、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定したことに応答して、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に対応した操舵方向と、上記操舵方向検出手段が検出する操舵方向とが不一致であることを条件に、上記駆動目標値を強制的に零とすることによって上記電動モータを停止する停止制御手段（２４）とを含み、上記駆動目標値設定手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定したことに応答して、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に対応した操舵方向と、上記操舵方向検出手段が検出する操舵方向とが一致することを条件に、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に対応する駆動目標値を初期値とし、この駆動目標値の絶対値を漸減させていくように駆動目標値を時間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である。
【００１２】
上記駆動目標値設定手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定したことに応答し、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に対応する駆動目標値を初期値として、この駆動目標値の絶対値を漸減させていくように当該駆動目標値を時間変化させていく。これにより、異常発生時において、操舵補助力を徐々に減少させて、電動モータを停止状態に導く延命制御を行うことができる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、異常発生前に記憶手段に記憶された操舵状態検出信号に対して所定の制限演算を施すことにより異常時用操舵状態信号が生成され、この異常時用操舵状態信号に基づいて、駆動目標値が設定されるようになっている。したがって、操舵状態検出手段またはその信号伝達系における故障発生時に、ノイズが発生し、このノイズが誤って操舵状態検出信号として記憶手段に保持された場合であっても、電動モータから過大な操舵補助力がステアリング機構に与えられることがなく、運転者の意図に反する操舵または操舵補助を回避することができる。
【００１４】
しかも、請求項１記載の発明の場合と同じく、異常時用操舵状態信号に対応した操舵方向と操舵方向検出手段が検出する操舵方向とが不一致のときは、電動モータを停止することとしているから、延命制御の際に、運転者の意思に反する方向への操舵または操舵補助がされることがなく、異常発生時における操舵フィーリングを改善することができる。
請求項３記載の発明は、上記記憶手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する前に上記操舵状態検出手段が複数の異なる時間に出力した操舵状態検出信号を記憶するものであり、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記記憶手段に記憶されている複数の操舵状態検出信号に対して所定の制限演算を施して、異常時用操舵状態信号を求めるものであることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１５】
この発明によれば、異常発生前の複数の時間における操舵状態検出信号が記憶手段に記憶され、この複数の操舵状態検出信号に所定の制限演算を施すことによって異常時用操舵状態信号が求められる。これにより、ノイズ等の影響を確実に排除して、適切な異常時用操舵状態信号を定めることができる。
具体的には、請求項４に記載のように、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶された複数の操舵状態検出信号のうち絶対値が最小のものを上記異常時用操舵状態信号として定める絶対値最小値演算を行う絶対値最小値演算手段（Ｂ２，Ｅ２）を含むものであってもよい。
【００１６】
また、請求項５に記載のように、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶された複数の操舵状態検出信号のうちの中間値をもつものを上記異常時用操舵状態信号として定める中間値演算を行う中間値演算手段（Ｂ２，Ｅ２）を含むものであってもよい。
また、請求項６に記載のように、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶された複数の操舵状態検出信号の平均値を求め、この平均値を上記異常時用操舵状態信号として定める平均値演算を行う平均値演算手段（Ｂ２，Ｅ２）を含むものであってもよい。
【００１７】
請求項７記載の発明は、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号の絶対値と所定の上限値とを比較し、操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値以下であれば、当該操舵状態検出信号を異常時用操舵状態信号として定め、上記操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値を超えていれば、当該上限値に当該操舵状態検出信号の符号と同符号を付して異常時用操舵状態信号として定める手段（Ｃ２〜Ｃ６）を含むことを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１８】
この発明によれば、記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号の絶対値が所定の上限値を超えるかどうかが判定され、上限値以下であれば当該操舵状態検出信号を異常時用操舵状態信号と定めることにより、いわゆる延命制御が行われる。一方、操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値を超える時には、当該上限値に操舵状態検出信号の符号と同符号を付して異常時用操舵状態信号が求められる。これにより、異常時用操舵状態信号は、その絶対値が上記上限値を超えることがないから、異常発生時において、不所望な操舵または操舵補助がされることを防止できる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号の絶対値と所定の上限値とを比較し、操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値以下であれば、当該操舵状態検出信号を異常時用操舵状態信号として定め、上記操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値を超えていれば、操舵状態検出信号を１／ｎ倍（ただし、ｎは１より大きい数）して異常時用操舵状態信号として定める手段（Ｄ２〜Ｄ４）を含むことを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置である。
【００２０】
この発明によれば、記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号の絶対値が所定の上限値を超える時には、操舵状態検出信号を１／ｎ倍することによって異常時用操舵状態信号が求められる。これにより、異常発生時において、運転者の意図に反して不所望な操舵または操舵補助がされることを防止できる。
【００２１】
【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電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。操作部材としてのステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト２を介して、ステアリング機構３に機械的に伝達される。ステアリング機構３には、電動モータＭから操舵補助力が伝達されるようになっている。
【００２２】
ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ステアリング機構３側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバー４によって互いに連結されている。トーションバー４は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ５によって検出されるようになっている。
【００２３】
トルクセンサ５は、たとえば、入力軸２Ａと出力軸２Ｂとの回転方向の位置関係の変化に応じて変化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成されている。このトルクセンサ５の出力信号は、コントローラ１０（ＥＣＵ：電子制御ユニット）に入力されている。
コントローラ１０には、さらに、ステアリングホイール１の操舵角を検出する舵角センサ６、および当該電動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の各出力信号が入力されるようになっている。
【００２４】
コントローラ１０は、トルクセンサ５によって検出される操舵トルクおよび車速センサ７によって検出される車速に応じて電動モータＭの目標電流値を定め、操舵トルク等に応じた操舵補助力がステアリング機構３に与えられるように、電動モータＭを駆動制御する。
コントローラ１０は、マイクロコンピュータ２０と、このマイクロコンピュータ２０からの制御信号に基づいて電動モータＭを駆動するモータドライバ３０とを有している。
【００２５】
マイクロコンピュータ２０は、プログラム処理を実行することによって実現される複数の機能処理部を実質的に有している。具体的には、マイクロコンピュータ２０は、トルクセンサ５および車速センサ７の出力に基づいて、電動モータＭの目標電流値を設定する目標電流値設定部２１と、トルクセンサ５の出力を取り込んで、トルクセンサ５やその信号伝送路等における異常の有無を判定する異常判定部２２と、異常判定部２２が異常なしと判定しているときにトルクセンサ５が出力する操舵トルク値を時系列に従って複数個記憶する操舵トルク記憶部２３（メモリ）と、目標電流値設定部２１が設定する目標電流値を強制的に零として、電動モータＭを停止させる停止制御部２４とを備えている。停止制御部２４は、異常判定部２２が異常が発生したと判定したときに、操舵トルク記憶部２３が記憶している操舵トルク値である操舵トルク記憶値に対応した操舵方向と、舵角センサ６が検出している操舵方向とを比較し、２つの操舵方向が不一致であることを条件に、目標電流値を強制的に零とするように動作する。
【００２６】
図２は、目標電流値設定部２１の働きを説明するための図であり、操舵トルクに対する目標電流値の関係（アシスト特性）が示されている。操舵トルクは、たとえば右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、目標電流値は、電動モータＭから右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータＭから左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。
【００２７】
目標電流値は、操舵トルクの正の値に対しては正の値をとり、操舵トルクの負の値に対しては負の値をとる。操舵トルクが−Ｔ１〜Ｔ１の範囲（不感帯）の微小な値のときには、目標電流値は零とされる。また、目標電流値は、車速センサ７によって検出される車速が大きいほど、その絶対値が小さく設定されるようになっている。これにより、低速走行時には大きな操舵補助力を発生させることができ、高速走行時には操舵補助力を小さくすることができる。
【００２８】
図３は、所定の制御周期毎にマイクロコンピュータ２０が繰り返し実行する処理の内容を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２０は、トルクセンサ５が出力する操舵トルク信号および車速センサ７が出力する車速信号をそれぞれ取り込み（ステップＳ１，Ｓ２）、さらに、異常判定部２２において、操舵トルク検出値に基づく異常判定処理を実行する（ステップＳ３）。異常判定処理の結果、異常がないと判定されれば（ステップＳ４のＮＯ）、異常発生フラグをオフ状態とし（ステップＳ５）、その時の操舵トルク検出値を操舵トルク記憶部２３に記憶した後（ステップＳ６）、ステップＳ１，Ｓ２で取り込まれた操舵トルク検出値および車速に基づいて、目標電流値を設定する（ステップＳ７）。その後、設定された目標電流値に従って、モータドライバ３０が制御されることによって、目標電流値に対応した操舵補助力が電動モータＭからステアリング機構３に伝達される（ステップＳ８）。
【００２９】
一方、異常判定処理（ステップＳ３）の結果、トルクセンサ系の異常が生じていると判断されると（ステップＳ４のＹＥＳ）、異常発生フラグがオン状態かどうかが調べられ（ステップＳ９）、異常発生フラグがオフ状態であれば（ステップＳ９のＮＯ）、目標電流値の設定のための基礎となる異常時用操舵トルク値を演算する処理を行う（ステップＳ１０）。そして、異常発生フラグがオン状態に切り換えられ（ステップＳ１１）、ステップＳ１０で求められた異常時用操舵トルク値に基づいて、図２の特性に従い、目標電流値が設定される（ステップＳ７）。この設定された目標電流値に基づき、電動モータＭの駆動制御が実行される（ステップＳ８）。
【００３０】
ステップＳ９において異常発生フラグがオン状態であると判断されたとき、すなわち、前制御周期から引き続き異常状態が継続しているときには、異常時用操舵トルク値に基づいて目標電流値を定めるときのゲインがたとえば一定値だけ減少させられる（ステップＳ１２）。これにより、目標電流値設定部２１は、異常時用操舵トルク値に対して減少されたゲインを乗じ、その値を図２に示されたアシスト特性に適用することにより、目標電流値を求める。したがって、トルクセンサ系の異常状態が継続すると、制御周期毎にゲインが減少していき、目標電流値が零に導かれることになる。このようにして、トルクセンサ系の異常が発生した場合に、目標電流値の絶対値を漸減させて零に導き、電動モータＭを停止状態に至らせる延命制御が行われる。
【００３１】
図４は、異常時用操舵トルク値演算処理（図３のステップＳ１０）の一例を示すフローチャートである。操舵トルク記憶部２３から、異常判定部２２が異常ありと判定する直前の操舵トルク検出値である操舵トルク記憶値が読み出され（ステップＡ１）、停止制御部２４および目標電流値設定部２１に与えられる。
停止制御部２４は、舵角センサ６が検出している操舵方向と、操舵トルク記憶部２３から読み出された操舵トルク記憶値に対応する操舵補助方向（アシスト方向）とが一致しているかどうかを判断する（ステップＡ２）。２つの操舵方向が一致していれば（ステップＡ２のＹＥＳ）、目標電流値設定部２１は、操舵トルク記憶部２３から読み出された操舵トルク記憶値を異常時用操舵トルク値として設定する（ステップＡ３）。したがって、異常判定部２２が異常ありと判定する直前における操舵トルク検出値（正常時の検出値）に基づき、延命制御の際の目標電流値の最初の値が定められることになる。
【００３２】
一方、舵角センサ６によって検出される操舵方向と、操舵トルク記憶部２３から読み出された操舵トルク記憶値に対応する操舵補助方向（アシスト方向）とが不一致の場合には（ステップＡ２のＮＯ）、異常時用操舵トルク値に零が代入される。つまり、停止制御部２４は、目標電流値を強制的に零とする（ステップＡ４）。これにより、電動モータＭが停止されるから、操舵補助が行われなくなり、運転者が意図する方向と反対方向への操舵または操舵補助を防止することができる。その結果、異常発生時における操舵違和感を低減できる。
【００３３】
図５は、この発明の他の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。この図５において、上述の図１に示された各部と同様の機能を有する部分には図１の場合と同一の参照符号を付して示す。
この実施形態では、マイクロコンピュータ２０がプログラムを実行することによって実現される機能処理部として、制限演算部２５が備えられている。この制限演算部２５は、操舵トルク記憶部２３に時系列に従って記憶された複数の操舵トルク記憶値（トルクセンサ系の異常が検出される直前の時間的に連続する複数個の操舵トルク検出値）に基づき、所定の制限演算を行って、異常時用操舵トルク値を定め、この異常時用操舵トルク値を目標電流値設定部２１に与える。
【００３４】
マイクロコンピュータ２０は、上述の第１の実施形態の場合と同じく、図３に示すフローチャートに従う処理を制御周期毎に実行する。この場合に、異常時用操舵トルク値演算処理（図３のステップＳ１０）は、たとえば図６に示す内容の処理となる。
すなわち、操舵トルク記憶部２３から、異常判定部２２が異常ありと判定する直前の複数の操舵トルク検出値（たとえば、５ミリ秒前、１０ミリ秒前、および１５ミリ秒前の操舵トルク検出値）に対応する操舵トルク記憶値が読み出される（ステップＢ１）。制限演算部２５は、読み出された複数の操舵トルク記憶値のうち絶対値が最小のものを求める絶対値最小値演算、読み出された複数の操舵トルク記憶値のなかの中間的な値を有する操舵トルク記憶値を求める中間値演算処理、または読み出された複数の操舵トルク記憶値の平均値を求める平均値演算処理のいずれかを、制限演算として実行する（ステップＢ２）。このような制限演算により求められた演算値が、異常時用操舵トルク値として設定され（ステップＢ３）、目標電流値設定部２１において目標電流値を設定する際の操舵トルク値（延命制御の初期値）として用いられる。
【００３５】
このようにして、操舵トルク記憶部２３に記憶された操舵トルク記憶値をそのまま用いるのではなく、制限演算を施した値を異常時用操舵トルク値として用いるようにしているから、トルクセンサ系の異常に起因してノイズ等の異常な値が操舵トルク記憶部２３に記憶されている場合であっても、セルフステアが生じるような過大な値が異常時用操舵トルク値とされたり、運転者の意図に大幅に反する操舵補助が行われたりすることがなくなるので、異常発生時における操舵フィーリングを改善することができる。
【００３６】
図７は、異常時用操舵トルク値演算処理の別の例を説明するためのフローチャートである。まず、操舵トルク記憶部２３から、異常判定部２２がトルクセンサ系に異常が発生したと判定する直前の操舵トルク検出値に対応する操舵トルク記憶値が読み出される（ステップＣ１）。次に、制限演算部２５の働きにより、操舵トルク記憶部２３から読み出された操舵トルク記憶値の絶対値と、所定の上限値（＞０）とが大小比較される（ステップＣ２）。読み出された操舵トルク記憶値の絶対値が上限値以下であれば（ステップＣ２のＮＯ）、異常時用操舵トルク値として、その操舵トルク記憶値が設定される（ステップＣ３）。
【００３７】
もしも、操舵トルク記憶値の絶対値が上記上限値を上回っていると（ステップＣ２のＹＥＳ）、さらに、操舵トルク記憶値の符号が調べられる（ステップＣ４）。操舵トルク記憶値が正の符号を有する場合には、異常時用操舵トルク値として、正の値を有する上記上限値が設定される（ステップＣ５）。これに対して、操舵トルク記憶値の符号が負であれば（ステップＣ４のＮＯ）、上記上限値に対して負の符号を付した値を異常時用操舵トルク値として設定する（ステップＣ６）。
【００３８】
このように、トルクセンサ系の異常が生じた時には、所定の上限値を超えない範囲で操舵トルク記憶部２３に記憶された操舵トルク記憶値を異常時用操舵トルク値として用いて延命制御が行われる一方、操舵トルク記憶値が上記上限値を超える場合には、セルフステアや不所望な操舵補助を回避するために、異常時用操舵トルク値の絶対値を上記上限値に制限することとしている。これにより、トルクセンサ系の故障に起因するノイズ等の影響を排除して、異常発生時における操舵フィーリングを改善することができる。
【００３９】
図８は、異常時用操舵トルク値演算処理の他の例を示すフローチャートである。制限演算部２５は、操舵トルク記憶部２３から、異常判定部２２がトルクセンサ系の異常を検出する直前の操舵トルク検出値に対応した操舵トルク記憶値を読み出す（ステップＤ１）。この読み出された操舵トルク記憶値の絶対値が、所定の上限値と大小比較される（ステップＤ２）。操舵トルク記憶値の絶対値が上記上限値以下であれば（ステップＤ２のＮＯ）、異常時用操舵トルク値として上記読み出された操舵トルク記憶値が設定される（ステップＤ３）。
【００４０】
一方、操舵トルク記憶値の絶対値が上記上限値を超えるときには、上記操舵トルク記憶値に対して１／ｎ（ｎは１より大きい数）を乗じて、その値を異常時用操舵トルク値として設定する（ステップＤ４）。
このようにして、操舵トルク記憶値の絶対値が上限値を超えるときには、その値を１／ｎ倍することにより異常時用操舵トルク値を制限するようにしているから、トルクセンサ系の故障に起因するノイズのために、延命制御の初期においてセルフステアが生じたり過大な操舵補助がされたりすることがなく、操舵フィーリングを改善することができる。
【００４１】
図９は、異常時用操舵トルク値演算処理のさらに他の例を説明するためのフローチャートである。この例では、制限演算部２５によって操舵トルク記憶部２３から１つまたは複数個の操舵トルク記憶値（異常検出直前の操舵トルク検出値に対応するもの）が読み出され（ステップＥ１）、この読み出された操舵トルク記憶値に対して制限演算処理が実行される（ステップＥ２）。この制限演算処理は、絶対値最小値演算、中間値演算、平均値演算のいずれかであってもよいし、図７に示された処理であってもよいし、図８に示された処理であってもよい。
【００４２】
次に、停止制御部２４により、舵角センサ６によって検出される操舵方向と、制限演算処理後の異常時用操舵トルク値による操舵補助方向（アシスト方向）が一致するかどうかが判断される（ステップＥ３）。これらの方向が一致する場合には（ステップＥ３のＹＥＳ）、異常時用操舵トルク値として、上記制限値演算処理によって求められた演算値が設定される（ステップＥ４）。これに対して、操舵方向と操舵補助方向とが不一致の場合には（ステップＥ３のＮＯ）、異常時用操舵トルク値が強制的に零とされる（ステップＥ５）。
【００４３】
このようにして、操舵トルク記憶値に対して制限演算が行われるうえに、操舵方向と制限演算の演算値に対応した操舵補助方向とが不一致の場合には電動モータＭが直ちに停止されることになるから、トルクセンサ系の異常発生時における不所望な操舵または操舵補助を確実に回避することができる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、停止制御部２４は、異常時用操舵トルク値を零とする代わりに、目標電流値設定部２１が設定する目標電流値を零とする処理を行うものであってもよい。また、駆動目標値として、電流値の代わりに電圧値を用いてもよい。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】この発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】目標電流値設定部の働きを説明するための図であり、操舵トルクに対する目標電流値の関係（アシスト特性）が示されている。
【図３】制御周期毎にマイクロコンピュータが繰り返し実行する処理の内容を説明するためのフローチャートである。
【図４】異常時用操舵トルク値演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】この発明の第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】異常時用操舵トルク値演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】異常時用操舵トルク値演算処理の別の例を説明するためのフローチャートである。
【図８】異常時用操舵トルク値演算処理の他の例を示すフローチャートである。
【図９】異常時用操舵トルク値演算処理のさらに他の例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ステアリング機構
４ トーションバー
５ トルクセンサ
６ 舵角センサ
７ 車速センサ
１０ コントローラ
２０ マイクロコンピュータ
２１ 目標電流値設定部
２２ 異常判定部
２３ 操舵トルク記憶部
２４ 停止制御部
２５ 制限演算部
３０ モータドライバ
Ｍ 電動モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device configured to assist steering by transmitting a driving force of an electric motor to a steering mechanism.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electric power steering device that assists steering by transmitting torque generated by an electric motor to a steering mechanism of a vehicle has been used. The electric motor is driven and controlled based on a target current determined in accordance with a steering torque applied to the steering wheel and a vehicle speed.
If an abnormality (torque sensor system failure) occurs in the torque sensor that detects the steering torque or its signal transmission system, the electric motor cannot be appropriately controlled, which hinders steering assistance. Therefore, the electronic control unit for controlling the electric motor always performs an abnormality detection process for monitoring whether or not a torque sensor system failure has occurred, and executes fail-safe control when an abnormality is detected. .
[0003]
One of the fail-safe controls is so-called life extension control. Life extension control does not stop steering assistance immediately when a torque sensor breaks down, but controls steering assistance force based on the steering torque value held a certain time before the failure occurs (patent) Reference 1). Thereby, the steering behavior when a failure occurs can be reduced.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-122143 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if noise that may occur when the torque sensor system fails is erroneously held before abnormality detection, there is a risk that steering assistance corresponding to a steering torque value having a large absolute value may be performed at the initial stage of life extension control. For example, when the held steering torque value is a value corresponding to the maximum target current value of the electric motor, there is a risk that steering (so-called self-steering) or steering assistance contrary to the driver's intention may be performed. There is a risk that a steering discomfort may occur when an abnormality occurs.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electric power steering device that can appropriately perform control when an abnormality occurs in the steering state detection means, and thereby improve the steering feeling when the abnormality occurs. It is to be.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an electric power steering device for assisting steering by transmitting a driving force of an electric motor (M) to a steering mechanism (3), which detects a steering state. A steering state detection means (5) for outputting a steering state detection signal, a steering direction detection means (6) for detecting the steering direction, and an abnormality determination means (22) for determining whether or not the steering state detection means is abnormal. A storage means (23) for storing a steering state detection signal output by the steering state detection means before the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means; and the abnormality determination means detects the steering state. When it is determined that no abnormality has occurred in the means, a drive target value for controlling the electric motor is set based on the steering state detection signal output from the steering state detection means, and the abnormality determination is performed. Drive that sets a drive target value for controlling the electric motor based on a steering state detection signal stored in the storage means when the means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means The target value setting means (21) and the abnormality determination means determine that an abnormality has occurred in the steering state detection means. In response to On the condition that the steering direction corresponding to the steering state detection signal stored in the storage means and the steering direction detected by the steering direction detection means are inconsistent. By forcing the drive target value to zero Stop control means (24) for stopping the electric motor. The drive target value setting means responds to the steering state detection signal stored in the storage means in response to the abnormality determination means determining that an abnormality has occurred in the steering state detection means. On the condition that the steering direction and the steering direction detected by the steering direction detection means coincide with each other, the drive target value corresponding to the steering state detection signal stored in the storage means is set as an initial value, and the drive target value Vary the drive target value when an abnormality occurs so that the absolute value is gradually reduced. This is an electric power steering device.
[0008]
In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
The steering state detection means may be a torque sensor that detects a steering torque applied to an operation member (for example, a steering wheel) for steering operation.
The abnormality determination means preferably determines whether there is an abnormality in the steering state detection means itself and an abnormality in the transmission system of the output signal of the steering state detection means.
[0009]
Further, the storage means detects the steering state output by the steering state detection means immediately before the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means (for example, one or more control cycles immediately before). It is preferable to store a signal.
Up The drive target value setting means initializes a drive target value corresponding to the steering state detection signal stored in the storage means in response to the abnormality determination means determining that an abnormality has occurred in the steering state detection means. The absolute value of this drive target value is gradually decreased to vary the drive target value when an abnormality occurs. The Thereby, when an abnormality occurs, life extension control can be realized in which the steering assist force is gradually reduced to lead the electric motor to a stopped state.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, when it is determined that an abnormality has occurred in the steering state detection unit, the drive target value is set based on the steering state detection signal held in the storage unit before the abnormality occurs. The electric motor is controlled according to the drive target value. However, the electric motor is stopped when the steering direction corresponding to the steering state detection signal stored in the storage means and the steering direction detected by the steering direction detection means (for example, the steering angle sensor) do not match. As a result, when an abnormality occurs, By life extension control, It is possible to prevent steering or steering assistance contrary to the driver's intention, and to improve the steering feeling when an abnormality occurs.
[0011]
The invention according to claim 2 is an electric power steering device that assists steering by transmitting the driving force of the electric motor (M) to the steering mechanism (3), and detects a steering state and outputs a steering state detection signal. Steering state detection means (5), steering direction detection means (6) for detecting the steering direction, abnormality determination means (22) for determining the presence or absence of abnormality of the steering state detection means, and the abnormality determination means Storage means (23) for storing the steering state detection signal output from the steering state detection means before determining that an abnormality has occurred in the state detection means, and a predetermined value for the steering state detection signal stored in the storage means The abnormal state steering state signal generating means (25) for generating the abnormal state steering state signal to be used when an abnormality occurs, and the abnormality determining means are not abnormal in the steering state detecting means. Is determined, the drive target value for controlling the electric motor is set based on the steering state detection signal output from the steering state detection unit, and the abnormality determination unit abnormally detects the steering state detection unit. Drive target value for setting a drive target value for controlling the electric motor based on the abnormal steering state signal generated by the abnormal steering state signal generating means The setting means (21) and the abnormality determining means determine that an abnormality has occurred in the steering state detecting means. In response to On the condition that the steering direction corresponding to the abnormal steering state signal generated by the abnormal steering state signal generating means and the steering direction detected by the steering direction detecting means are inconsistent. By forcing the drive target value to zero Stop control means (24) for stopping the electric motor. Thus, the drive target value setting means responds to the fact that the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means, and is used for an abnormal time generated by the abnormality steering state signal generation means. Corresponding to the abnormal-time steering state signal generated by the abnormal-time steering state signal generating unit, on condition that the steering direction corresponding to the steering state signal matches the steering direction detected by the steering direction detection unit. The drive target value is set to the initial value, and the drive target value is changed with time so that the absolute value of the drive target value is gradually decreased. This is an electric power steering device.
[0012]
The drive target value setting means responds to the fact that the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means, and the abnormality-time steering state signal generated by the abnormality-time steering state signal generation means. The drive target value corresponding to is set as an initial value, and the drive target value is changed over time so that the absolute value of the drive target value is gradually decreased. The Thereby, when an abnormality occurs, life extension control can be performed in which the steering assist force is gradually reduced to lead the electric motor to a stopped state.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, the abnormal state steering state signal is generated by applying a predetermined limit calculation to the steering state detection signal stored in the storage means before the abnormality occurs, and this abnormal state steering state signal is generated. The drive target value is set based on the above. Therefore, even when a failure occurs in the steering state detection means or its signal transmission system, excessive noise is generated from the electric motor even if the noise is erroneously held in the storage means as the steering state detection signal. No force is applied to the steering mechanism, and steering or steering assistance contrary to the driver's intention can be avoided.
[0014]
In addition, as in the case of the invention described in claim 1, when the steering direction corresponding to the abnormal steering state signal and the steering direction detected by the steering direction detecting means do not match, the electric motor is stopped. , During life extension control, Steering feeling in the direction contrary to the driver's intention or steering assistance is not performed, and the steering feeling when an abnormality occurs can be improved.
According to a third aspect of the present invention, the storage means outputs steering state detection signals output by the steering state detection means at a plurality of different times before the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means. The abnormal-time steering state signal generation means obtains an abnormal-time steering state signal by performing a predetermined limit calculation on the plurality of steering state detection signals stored in the storage means. The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the electric power steering apparatus is an electric power steering apparatus.
[0015]
According to the present invention, the steering state detection signals at a plurality of times before the occurrence of the abnormality are stored in the storage means, and the abnormal state steering state signal is obtained by performing the predetermined limit calculation on the plurality of steering state detection signals. . As a result, it is possible to reliably eliminate the influence of noise or the like and to determine an appropriate abnormal state steering state signal.
Specifically, as described in claim 4, the abnormal-time steering state signal generation unit has a minimum absolute value among the plurality of steering state detection signals stored in the storage unit as the limit calculation. It may include absolute value minimum value calculation means (B2, E2) for performing absolute value minimum value calculation that defines a steering state signal for abnormality.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, the abnormal-time steering state signal generating means has a value having an intermediate value among the plurality of steering state detection signals stored in the storage means as the limit calculation. An intermediate value calculation means (B2, E2) for performing an intermediate value calculation determined as an abnormal-time steering state signal may be included.
According to a sixth aspect of the present invention, the abnormal-time steering state signal generation means obtains an average value of a plurality of steering state detection signals stored in the storage means as the limit calculation, and calculates the average value. An average value calculating means (B2, E2) for calculating an average value determined as the abnormal steering state signal may be included.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, the abnormal-time steering state signal generation means compares the absolute value of the steering state detection signal stored in the storage means with a predetermined upper limit value as the limit calculation, and performs steering. If the absolute value of the state detection signal is less than or equal to the upper limit value, the steering state detection signal is determined as an abnormal steering state signal, and if the absolute value of the steering state detection signal exceeds the upper limit value, the upper limit is determined. 3. The electric power steering apparatus according to claim 2, further comprising means (C2 to C6) for assigning the same sign as the sign of the steering state detection signal to determine the value as an abnormal state steering state signal.
[0018]
According to the present invention, it is determined whether or not the absolute value of the steering state detection signal stored in the storage means exceeds the predetermined upper limit value. By defining the signal, so-called life extension control is performed. On the other hand, when the absolute value of the steering state detection signal exceeds the upper limit value, the upper limit value is given the same sign as the sign of the steering state detection signal to obtain the abnormal state steering state signal. Thereby, since the absolute value of the steering state signal for abnormality does not exceed the upper limit value, it is possible to prevent undesired steering or steering assistance from being performed when abnormality occurs.
[0019]
According to an eighth aspect of the present invention, the abnormal-time steering state signal generation means compares the absolute value of the steering state detection signal stored in the storage means with a predetermined upper limit value as the limit calculation, and performs steering. If the absolute value of the state detection signal is less than or equal to the upper limit value, the steering state detection signal is determined as an abnormal state steering state signal, and if the absolute value of the steering state detection signal exceeds the upper limit value, the steering state 3. The electric power steering apparatus according to claim 2, further comprising means (D2 to D4) for setting the detection signal as 1 / n times (where n is a number larger than 1) and defining it as an abnormal steering state signal. is there.
[0020]
According to the present invention, when the absolute value of the steering state detection signal stored in the storage means exceeds the predetermined upper limit value, the steering state detection signal for an abnormality is obtained by multiplying the steering state detection signal by 1 / n. . Accordingly, it is possible to prevent undesired steering or steering assistance from being performed against the driver's intention when an abnormality occurs.
[0021]
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 block diagram showing an electrical configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. The steering torque applied to the steering wheel 1 as the operation member is mechanically transmitted to the steering mechanism 3 via the steering shaft 2. A steering assist force is transmitted from the electric motor M to the steering mechanism 3.
[0022]
The steering shaft 2 is divided into an input shaft 2A coupled to the steering wheel 1 side and an output shaft 2B coupled to the steering mechanism 3 side. The input shaft 2A and the output shaft 2B are connected to the torsion bar 4. Are connected to each other. The torsion bar 4 is twisted according to the steering torque, and the direction and amount of the twist are detected by the torque sensor 5.
[0023]
For example, the torque sensor 5 is configured by a magnetic sensor that detects a magnetic resistance that changes in accordance with a change in the positional relationship between the input shaft 2A and the output shaft 2B in the rotational direction. The output signal of the torque sensor 5 is input to the controller 10 (ECU: electronic control unit).
The controller 10 is further input with output signals of a steering angle sensor 6 that detects the steering angle of the steering wheel 1 and a vehicle speed sensor 7 that detects the vehicle speed of the vehicle on which the electric power steering device is mounted. It has become.
[0024]
The controller 10 determines a target current value of the electric motor M in accordance with the steering torque detected by the torque sensor 5 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 7, and a steering assist force corresponding to the steering torque or the like is given to the steering mechanism 3. The electric motor M is controlled to be driven.
The controller 10 includes a microcomputer 20 and a motor driver 30 that drives the electric motor M based on a control signal from the microcomputer 20.
[0025]
The microcomputer 20 substantially has a plurality of function processing units realized by executing program processing. Specifically, the microcomputer 20 takes in the output of the torque sensor 5 and the target current value setting unit 21 that sets the target current value of the electric motor M based on the outputs of the torque sensor 5 and the vehicle speed sensor 7. An abnormality determination unit 22 that determines whether there is an abnormality in the torque sensor 5 or its signal transmission path, and a plurality of steering torque values that the torque sensor 5 outputs when the abnormality determination unit 22 determines that there is no abnormality in time series. A steering torque storage unit 23 (memory) for storing the electric motor M, and a stop control unit 24 for forcing the target current value set by the target current value setting unit 21 to zero and stopping the electric motor M. When the abnormality determination unit 22 determines that an abnormality has occurred, the stop control unit 24 controls the steering direction corresponding to the steering torque stored value stored in the steering torque storage unit 23 and the steering angle sensor. 6 is compared with the steering direction detected, and the target current value is forced to be zero on condition that the two steering directions do not match.
[0026]
FIG. 2 is a diagram for explaining the function of the target current value setting unit 21, and shows the relationship (assist characteristic) of the target current value with respect to the steering torque. For the steering torque, for example, the torque for steering in the right direction is a positive value, and the torque for steering in the left direction is a negative value. The target current value is a positive value when a steering assist force for rightward steering is to be generated from the electric motor M, and is a negative value when a steering assist force for leftward steering is to be generated from the electric motor M. The value of
[0027]
The target current value takes a positive value for a positive value of the steering torque and takes a negative value for a negative value of the steering torque. When the steering torque is a minute value in the range (dead zone) of -T1 to T1, the target current value is set to zero. Further, the absolute value of the target current value is set to be smaller as the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 7 is higher. As a result, a large steering assist force can be generated during low-speed traveling, and the steering assist force can be reduced during high-speed traveling.
[0028]
FIG. 3 is a flowchart for explaining the contents of processing that is repeatedly executed by the microcomputer 20 every predetermined control cycle. The microcomputer 20 takes in the steering torque signal output from the torque sensor 5 and the vehicle speed signal output from the vehicle speed sensor 7 (steps S1 and S2), and the abnormality determination unit 22 performs abnormality determination processing based on the detected steering torque value. Is executed (step S3). As a result of the abnormality determination process, if it is determined that there is no abnormality (NO in step S4), the abnormality occurrence flag is turned off (step S5), and the steering torque detection value at that time is stored in the steering torque storage unit 23 ( In step S6), a target current value is set based on the detected steering torque value and the vehicle speed taken in steps S1 and S2 (step S7). Thereafter, the motor driver 30 is controlled according to the set target current value, whereby the steering assist force corresponding to the target current value is transmitted from the electric motor M to the steering mechanism 3 (step S8).
[0029]
On the other hand, if it is determined as a result of the abnormality determination process (step S3) that an abnormality has occurred in the torque sensor system (YES in step S4), it is checked whether the abnormality occurrence flag is on (step S9). If the generation flag is in the off state (NO in step S9), processing for calculating an abnormal-time steering torque value that is a basis for setting the target current value is performed (step S10). Then, the abnormality occurrence flag is switched to the on state (step S11), and the target current value is set according to the characteristics of FIG. 2 based on the abnormality steering torque value obtained in step S10 (step S7). Based on the set target current value, drive control of the electric motor M is executed (step S8).
[0030]
When it is determined in step S9 that the abnormality occurrence flag is in the on state, that is, when the abnormal state continues from the previous control cycle, the gain for determining the target current value based on the abnormal-time steering torque value Is decreased by a certain value, for example (step S12). Thereby, the target current value setting unit 21 obtains the target current value by multiplying the reduced steering torque value by the reduced gain and applying the value to the assist characteristic shown in FIG. Therefore, when the abnormal state of the torque sensor system continues, the gain decreases every control cycle, and the target current value is led to zero. In this way, when an abnormality occurs in the torque sensor system, life extension control is performed in which the absolute value of the target current value is gradually reduced to zero and the electric motor M is brought to a stop state.
[0031]
FIG. 4 is a flowchart showing an example of an abnormal-time steering torque value calculation process (step S10 in FIG. 3). A steering torque storage value that is a steering torque detection value immediately before the abnormality determination unit 22 determines that there is an abnormality is read from the steering torque storage unit 23 (step A1), and is sent to the stop control unit 24 and the target current value setting unit 21. Given.
The stop control unit 24 determines whether the steering direction detected by the steering angle sensor 6 matches the steering assist direction (assist direction) corresponding to the steering torque storage value read from the steering torque storage unit 23. Is determined (step A2). If the two steering directions match (YES in step A2), the target current value setting unit 21 sets the steering torque storage value read from the steering torque storage unit 23 as the abnormal-time steering torque value ( Step A3). Therefore, the initial value of the target current value in the life extension control is determined based on the steering torque detection value (detection value at normal time) immediately before the abnormality determination unit 22 determines that there is an abnormality.
[0032]
On the other hand, if the steering direction detected by the steering angle sensor 6 and the steering assist direction (assist direction) corresponding to the steering torque storage value read from the steering torque storage unit 23 do not match (NO in step A2) ), Zero is substituted for the abnormal-time steering torque value. That is, the stop control unit 24 forcibly sets the target current value to zero (step A4). Thereby, since the electric motor M is stopped, steering assistance is not performed, and steering or steering assistance in the direction opposite to the direction intended by the driver can be prevented. As a result, it is possible to reduce a feeling of steering discomfort when an abnormality occurs.
[0033]
FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of an electric power steering apparatus according to another embodiment of the present invention. 5, parts having functions similar to those of the respective parts shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
In this embodiment, a restriction calculation unit 25 is provided as a function processing unit realized by the microcomputer 20 executing a program. The limit calculation unit 25 stores a plurality of steering torque storage values stored in the steering torque storage unit 23 in time series (a plurality of steering torque detection values continuous in time immediately before the abnormality of the torque sensor system is detected). Based on the above, a predetermined limit calculation is performed to determine an abnormal steering torque value, and this abnormal steering torque value is given to the target current value setting unit 21.
[0034]
As in the case of the first embodiment described above, the microcomputer 20 executes the process according to the flowchart shown in FIG. 3 for each control cycle. In this case, the abnormality-time steering torque value calculation process (step S10 in FIG. 3) is, for example, a process having the contents shown in FIG.
That is, a plurality of detected steering torque values immediately before the abnormality determining unit 22 determines that there is an abnormality from the steering torque storage unit 23 (for example, the detected steering torque values before 5 milliseconds, 10 milliseconds, and 15 milliseconds). ) Is read (step B1). The limit calculation unit 25 calculates an absolute value minimum value for obtaining the smallest absolute value among the plurality of read steering torque storage values, and calculates an intermediate value among the plurality of read steering torque storage values. Either the intermediate value calculation process for obtaining the stored steering torque memory value or the average value calculation process for obtaining the average value of the plurality of read steering torque memory values is executed as the limit calculation (step B2). The calculated value obtained by such a limit calculation is set as an abnormal steering torque value (step B3), and a steering torque value (initial life extension control) when the target current value setting unit 21 sets the target current value. Value).
[0035]
Thus, the steering torque storage value stored in the steering torque storage unit 23 is not used as it is, but the value subjected to the limit calculation is used as the abnormal-time steering torque value. Even when an abnormal value such as noise is stored in the steering torque storage unit 23 due to an abnormality, an excessive value that causes self-steering is set as the abnormal-time steering torque value, or the driver Since steering assistance that is significantly contrary to the intention is not performed, the steering feeling at the time of occurrence of an abnormality can be improved.
[0036]
FIG. 7 is a flowchart for explaining another example of the abnormality-time steering torque value calculation processing. First, a steering torque storage value corresponding to the steering torque detection value immediately before the abnormality determination unit 22 determines that an abnormality has occurred in the torque sensor system is read from the steering torque storage unit 23 (step C1). Next, the absolute value of the steering torque storage value read from the steering torque storage unit 23 is compared with a predetermined upper limit value (> 0) by the function of the limit calculation unit 25 (step C2). If the absolute value of the read steering torque storage value is equal to or less than the upper limit value (NO in step C2), the steering torque storage value is set as the abnormal-time steering torque value (step C3).
[0037]
If the absolute value of the steering torque memory value exceeds the upper limit value (YES in step C2), the sign of the steering torque memory value is further examined (step C4). When the steering torque memory value has a positive sign, the upper limit value having a positive value is set as the steering torque value for abnormality (step C5). On the other hand, if the sign of the stored steering torque value is negative (NO in step C4), a value with a negative sign for the upper limit value is set as the abnormal-time steering torque value (step C6). .
[0038]
As described above, when an abnormality occurs in the torque sensor system, life extension control is performed using the steering torque storage value stored in the steering torque storage unit 23 as an abnormal-time steering torque value within a range not exceeding the predetermined upper limit value. On the other hand, when the steering torque memory value exceeds the upper limit value, the absolute value of the abnormal-time steering torque value is limited to the upper limit value in order to avoid self-steering and undesired steering assistance. . As a result, it is possible to eliminate the influence of noise and the like due to the failure of the torque sensor system and improve the steering feeling when an abnormality occurs.
[0039]
FIG. 8 is a flowchart illustrating another example of the abnormality-time steering torque value calculation process. The limit calculation unit 25 reads from the steering torque storage unit 23 a steering torque storage value corresponding to the steering torque detection value immediately before the abnormality determination unit 22 detects an abnormality in the torque sensor system (step D1). The absolute value of the read steering torque memory value is compared with a predetermined upper limit value (step D2). If the absolute value of the stored steering torque value is equal to or less than the upper limit value (NO in step D2), the read steering torque stored value is set as the abnormal-time steering torque value (step D3).
[0040]
On the other hand, when the absolute value of the steering torque memory value exceeds the upper limit value, the steering torque memory value is multiplied by 1 / n (n is a number larger than 1), and this value is used as the abnormal-time steering torque value. Set (step D4).
In this way, when the absolute value of the steering torque memory value exceeds the upper limit value, the value is multiplied by 1 / n to limit the abnormal-time steering torque value. Due to the noise caused, the steering feeling can be improved without the occurrence of self-steering or excessive steering assistance in the early stage of life extension control.
[0041]
FIG. 9 is a flowchart for explaining yet another example of the abnormality-time steering torque value calculation processing. In this example, one or more steering torque storage values (corresponding to the steering torque detection values immediately before the abnormality detection) are read from the steering torque storage unit 23 by the limit calculation unit 25 (step E1). A limit calculation process is executed on the stored steering torque memory value (step E2). This limit calculation process may be one of absolute value minimum value calculation, intermediate value calculation, and average value calculation, or may be the process shown in FIG. 7, or the process shown in FIG. It may be.
[0042]
Next, the stop control unit 24 determines whether or not the steering direction detected by the steering angle sensor 6 matches the steering assist direction (assist direction) based on the abnormal-time steering torque value after the limit calculation processing ( Step E3). If these directions match (YES in step E3), the calculated value obtained by the limit value calculating process is set as the steering torque value for abnormality (step E4). On the other hand, if the steering direction does not match the steering assist direction (NO in step E3), the abnormal-time steering torque value is forcibly set to zero (step E5).
[0043]
In this way, the limit calculation is performed on the stored steering torque value, and the electric motor M is immediately stopped when the steering direction and the steering assist direction corresponding to the calculated value of the limit calculation do not match. Therefore, it is possible to reliably avoid undesired steering or steering assistance when an abnormality occurs in the torque sensor system.
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, the stop control unit 24 may perform a process of setting the target current value set by the target current value setting unit 21 to zero instead of setting the steering torque value for abnormal time to zero. Further, a voltage value may be used as the drive target value instead of the current value. 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 block diagram showing an electrical configuration of an electric power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the function of a target current value setting unit, and shows a relationship (assist characteristic) of a target current value with respect to a steering torque.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the contents of processing that is repeatedly executed by the microcomputer for each control cycle;
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an abnormality steering torque value calculation process;
FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of an electric power steering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of an abnormality steering torque value calculation process;
FIG. 7 is a flowchart for explaining another example of an abnormal time steering torque value calculation process;
FIG. 8 is a flowchart showing another example of an abnormality steering torque value calculation process;
FIG. 9 is a flowchart for explaining still another example of the abnormality-time steering torque value calculation processing;
[Explanation of symbols]
1 Steering wheel
2 Steering shaft
3 Steering mechanism
4 Torsion bar
5 Torque sensor
6 Rudder angle sensor
7 Vehicle speed sensor
10 Controller
20 Microcomputer
21 Target current value setting section
22 Abnormality judgment part
23 Steering torque storage unit
24 Stop controller
25 Limit calculation part
30 Motor driver
M Electric motor

Claims (8)

電動モータの駆動力をステアリング機構に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
操舵状態を検出し、操舵状態検出信号を出力する操舵状態検出手段と、
操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、
上記操舵状態検出手段の異常の有無を判定する異常判定手段と、
この異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する前に上記操舵状態検出手段が出力した操舵状態検出信号を記憶する記憶手段と、
上記異常判定手段が操舵状態検出手段に異常が生じていないと判定しているときは、上記操舵状態検出手段が出力する操舵状態検出信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定し、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定しているときは、上記記憶手段に記憶された操舵状態検出信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定する駆動目標値設定手段と、
上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定したことに応答して、上記記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号に対応した操舵方向と、上記操舵方向検出手段が検出する操舵方向とが不一致であることを条件に、上記駆動目標値を強制的に零とすることによって上記電動モータを停止する停止制御手段とを含み、
上記駆動目標値設定手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定したことに応答して、上記記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号に対応した操舵方向と、上記操舵方向検出手段が検出する操舵方向とが一致することを条件に、上記記憶手段に記憶された操舵状態検出信号に対応する駆動目標値を初期値とし、この駆動目標値の絶対値を漸減させていくように異常発生時における駆動目標値を変動させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。An electric power steering device for assisting steering by transmitting a driving force of an electric motor to a steering mechanism,
Steering state detection means for detecting a steering state and outputting a steering state detection signal;
Steering direction detecting means for detecting the steering direction;
An abnormality determining means for determining whether the steering state detecting means is abnormal;
Storage means for storing a steering state detection signal output by the steering state detection means before the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means;
When the abnormality determining means determines that no abnormality has occurred in the steering state detecting means, a drive target value for controlling the electric motor is determined based on a steering state detection signal output from the steering state detecting means. When the abnormality determining unit determines that an abnormality has occurred in the steering state detecting unit, the driving for controlling the electric motor is performed based on the steering state detection signal stored in the storage unit. Drive target value setting means for setting a target value;
In response to determining that the abnormality has occurred in the steering state detection means, the steering direction corresponding to the steering state detection signal stored in the storage means, and the steering direction detection means to but provided that the steering direction detecting is mismatched, seen including a stop control means for stopping the electric motor by a forced zero the driving target value,
The drive target value setting means responds to the fact that the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means, and the steering direction corresponding to the steering state detection signal stored in the storage means On the condition that the steering direction detected by the steering direction detection means coincides with the drive target value corresponding to the steering state detection signal stored in the storage means as an initial value, and the absolute value of this drive target value An electric power steering device characterized in that the drive target value at the time of occurrence of an abnormality is varied so as to gradually decrease the power. 電動モータの駆動力をステアリング機構に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
操舵状態を検出し、操舵状態検出信号を出力する操舵状態検出手段と、
操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、
上記操舵状態検出手段の異常の有無を判定する異常判定手段と、
この異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する前に上記操舵状態検出手段が出力した操舵状態検出信号を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号に対して所定の制限演算を施して、異常発生時に用いる異常時用操舵状態信号を生成する異常時用操舵状態信号生成手段と、
上記異常判定手段が操舵状態検出手段に異常が生じていないと判定しているときは、上記操舵状態検出手段が出力する操舵状態検出信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定し、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定しているときは、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に基づいて上記電動モータの制御のための駆動目標値を設定する駆動目標値設定手段と、
上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定したことに応答して、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に対応した操舵方向と、上記操舵方向検出手段が検出する操舵方向とが不一致であることを条件に、上記駆動目標値を強制的に零とすることによって上記電動モータを停止する停止制御手段とを含み、
上記駆動目標値設定手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じていると判定したことに応答して、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に対応した操舵方向と、上記操舵方向検出手段が検出する操舵方向とが一致することを条件に、上記異常時用操舵状態信号生成手段が生成する異常時用操舵状態信号に対応する駆動目標値を初期値とし、この駆動目標値の絶対値を漸減させていくように駆 動目標値を時間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。An electric power steering device for assisting steering by transmitting a driving force of an electric motor to a steering mechanism,
Steering state detection means for detecting a steering state and outputting a steering state detection signal;
Steering direction detecting means for detecting the steering direction;
An abnormality determining means for determining whether the steering state detecting means is abnormal;
Storage means for storing a steering state detection signal output by the steering state detection means before the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means;
An abnormal time steering state signal generating means for performing a predetermined limit calculation on the steering state detection signal stored in the storage means to generate an abnormal time steering state signal used when an abnormality occurs;
When the abnormality determining means determines that no abnormality has occurred in the steering state detecting means, a drive target value for controlling the electric motor is determined based on a steering state detection signal output from the steering state detecting means. When the abnormality determining unit determines that an abnormality has occurred in the steering state detecting unit, the electric motor is operated based on the abnormal state steering state signal generated by the abnormal state steering state signal generating unit. Drive target value setting means for setting a drive target value for controlling the motor;
In response to the abnormality determining means determining that an abnormality has occurred in the steering state detecting means, a steering direction corresponding to the abnormality steering state signal generated by the abnormality steering state signal generating means, , on condition that the steering direction of the steering direction detection means for detecting it is a mismatch, seen including a stop control means for stopping the electric motor by a forced zero the driving target value,
The drive target value setting means responds to the fact that the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means, and the abnormal-time steering state generated by the abnormal-time steering state signal generation means A drive target corresponding to the abnormal-time steering state signal generated by the abnormal-time steering state signal generating means on condition that the steering direction corresponding to the signal and the steering direction detected by the steering-direction detecting means coincide with each other. value as the initial value, the electric power steering apparatus according to claim ejection varying the dynamic target time to go the absolute value is gradually decreased in the driving target value. 上記記憶手段は、上記異常判定手段が上記操舵状態検出手段に異常が生じたと判定する前に上記操舵状態検出手段が複数の異なる時間に出力した操舵状態検出信号を記憶するものであり、
上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記記憶手段に記憶されている複数の操舵状態検出信号に対して所定の制限演算を施して、異常時用操舵状態信号を求めるものであることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。The storage means stores steering state detection signals output by the steering state detection means at a plurality of different times before the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the steering state detection means.
The abnormal-time steering state signal generating means performs a predetermined limit calculation on the plurality of steering-state detection signals stored in the storage means to obtain an abnormal-time steering state signal. The electric power steering apparatus according to claim 2. 上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶された複数の操舵状態検出信号のうち絶対値が最小のものを上記異常時用操舵状態信号として定める絶対値最小値演算を行う絶対値最小値演算手段を含むことを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング装置。  The abnormal steering state signal generation means determines the minimum absolute value among the plurality of steering state detection signals stored in the storage means as the abnormal steering state signal as the limit calculation. 4. The electric power steering apparatus according to claim 3, further comprising absolute value minimum value calculating means for performing value calculation. 上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶された複数の操舵状態検出信号のうちの中間値をもつものを上記異常時用操舵状態信号として定める中間値演算を行う中間値演算手段を含むことを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング装置。  The abnormal-time steering state signal generating means, as the limit calculation, calculates an intermediate value that has an intermediate value among a plurality of steering state detection signals stored in the storage means as the abnormal-time steering state signal. 4. The electric power steering apparatus according to claim 3, further comprising intermediate value calculation means for performing the following. 上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶された複数の操舵状態検出信号の平均値を求め、この平均値を上記異常時用操舵状態信号として定める平均値演算を行う平均値演算手段を含むことを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング装置。  The abnormal-time steering state signal generation means obtains an average value of a plurality of steering state detection signals stored in the storage means as the limit calculation, and determines the average value as the abnormal-time steering state signal. 4. The electric power steering apparatus according to claim 3, further comprising average value calculation means for performing calculation. 上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号の絶対値と所定の上限値とを比較し、操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値以下であれば、当該操舵状態検出信号を異常時用操舵状態信号として定め、上記操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値を超えていれば、当該上限値に当該操舵状態検出信号の符号と同符号を付して異常時用操舵状態信号として定める手段を含むことを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。  The abnormal-time steering state signal generation unit compares the absolute value of the steering state detection signal stored in the storage unit with a predetermined upper limit value as the limit calculation, and the absolute value of the steering state detection signal is If the steering state detection signal is below the upper limit value, the steering state detection signal is determined as an abnormal state steering state signal, and if the absolute value of the steering state detection signal exceeds the upper limit value, the steering state detection signal is added to the upper limit value. 3. The electric power steering apparatus according to claim 2, further comprising means for assigning the same reference numerals as the reference numerals and defining the abnormality steering state signal. 上記異常時用操舵状態信号生成手段は、上記制限演算として、上記記憶手段に記憶されている操舵状態検出信号の絶対値と所定の上限値とを比較し、操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値以下であれば、当該操舵状態検出信号を異常時用操舵状態信号として定め、上記操舵状態検出信号の絶対値が上記上限値を超えていれば、操舵状態検出信号を１／ｎ倍（ただし、ｎは１より大きい数）して異常時用操舵状態信号として定める手段を含むことを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。  The abnormal-time steering state signal generation unit compares the absolute value of the steering state detection signal stored in the storage unit with a predetermined upper limit value as the limit calculation, and the absolute value of the steering state detection signal is If the steering state detection signal is below the upper limit, the steering state detection signal is determined as an abnormal steering state signal. If the absolute value of the steering state detection signal exceeds the upper limit, the steering state detection signal is multiplied by 1 / n times ( 3. The electric power steering apparatus according to claim 2, further comprising means for determining as an abnormal-time steering state signal by n being a number greater than 1).
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