JP4449464B2 - Control device for electric power steering device - Google Patents

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Description

本発明は、電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に、トルクセンサが異常になった場合に代替値を用いた制御を継続でき、また、トルクセンサの故障を確実に検出できる電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an electric power steering device, and more particularly, to an electric power steering device that can continue control using an alternative value when a torque sensor becomes abnormal and can reliably detect a failure of the torque sensor. The present invention relates to a control device.

自動車のステアリング装置をモータの回転力で操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。このような電動パワーステアリング装置の簡単な構成を図11に示し、説明する。操向ハンドル101の軸102は減速ギア103、ユニバーサルジョイント104a及び104b、ピニオンラック機構105を経て操向車輪のタイロッド106に結合されている。軸102には,操向ハンドル101の操舵トルクを検出するトルクセンサ107が設けられており、操向ハンドル101の操舵力を補助するモータ108が減速ギア103を介して軸102に連結されている。そして電動パワーステアリング装置のモータ制御はトルクセンサ107の検出したトルク値や図示しない車速センサから検出された車速、或いはホールセンサ110などで検出したモータの回転角度などを入力値としてコントロールユニット109で制御される。コントロールユニット109は主としてCPUで内部においてプログラムでモータ制御が実行される。   An electric power steering device that applies a steering assist force to a steering device of an automobile by the rotational force of a motor is a steering assist force applied to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. Is supposed to be granted. A simple configuration of such an electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. A shaft 102 of the steering handle 101 is connected to a tie rod 106 of a steering wheel via a reduction gear 103, universal joints 104a and 104b, and a pinion rack mechanism 105. The shaft 102 is provided with a torque sensor 107 that detects the steering torque of the steering handle 101, and a motor 108 that assists the steering force of the steering handle 101 is connected to the shaft 102 via the reduction gear 103. . The motor control of the electric power steering device is controlled by the control unit 109 using the torque value detected by the torque sensor 107, the vehicle speed detected by a vehicle speed sensor (not shown), the rotation angle of the motor detected by the hall sensor 110, etc. as input values. Is done. The control unit 109 is mainly a CPU, and motor control is executed by a program inside.

このような構成の電動パワーステアリング装置のモータ108を制御するモータの制御ブロック図の一例を図12に示す。図12において、トルクセンサ107で検出されたトルク値を入力して電流指令値算出部120で電流指令値Irefを算出し、モータ電流の検出値との差を減算部121で算出し、電流制御部122でデュティー比を決定し、モータ駆動部123はデュティー比に従ったPWM制御を実行してモータ108を駆動する。   FIG. 12 shows an example of a control block diagram of a motor for controlling the motor 108 of the electric power steering apparatus having such a configuration. In FIG. 12, the torque value detected by the torque sensor 107 is input, the current command value calculation unit 120 calculates the current command value Iref, the difference from the detected motor current value is calculated by the subtraction unit 121, and current control is performed. The duty ratio is determined by the unit 122, and the motor driving unit 123 drives the motor 108 by executing PWM control according to the duty ratio.

このような電動パワーステアリング装置では、トルクセンサ107の検出したトルク値が正しく検出されることを前提として電動パワーステアリング装置の制御が実行されている。しかし、実際にはトルクセンサ107にも故障が発生し、異常なトルクの検出値が入力されたときに、ハンドル操作に対して異常な動作を引起こすおそれがあるので、従来より種々の対策が施されてきた。   In such an electric power steering apparatus, control of the electric power steering apparatus is executed on the assumption that the torque value detected by the torque sensor 107 is correctly detected. However, in actuality, when the torque sensor 107 also fails and an abnormal torque detection value is input, there is a risk of causing an abnormal operation with respect to the handle operation. Has been applied.

例えば、特許文献1においては、図13のような制御方式を採用してトルクセンサの出力したトルク値の異常に対応している。トルクセンサの出力したトルク値が異常になったとき、一定時間(tA)異常が継続すると、トルク値に基く電流制御演算の出力値である補助操舵力指令値を遮断してしまう。異常がさらに長く一定時間(tB)継続するとモータ駆動の電源を遮断するという制御方式である。このような制御方式において、トルクセンサが地絡故障を発生し、トルクセンサの出力であるトルク値が零になったような場合のトルク値とモータ電流の関係を図14に示す。この制御方式の場合、判定時間tAの間、異常になったトルクセンサの出力値を基に計算するのでモータの発生するトルクも異常となり、ハンドルが運転手の意図としない動きをしてしまう。さらに、異常が判定時間(tB)以上継続するとモータ電源を遮断するため、ハンドルに大きなトルクを加えていた場合、トルクが急変して好ましくない。   For example, in Patent Document 1, a control method as shown in FIG. 13 is adopted to deal with an abnormality in the torque value output from the torque sensor. When the torque value output from the torque sensor becomes abnormal, if the abnormality continues for a certain time (tA), the auxiliary steering force command value that is the output value of the current control calculation based on the torque value is cut off. This is a control method in which the motor drive power supply is shut off when the abnormality continues for a longer period of time (tB). FIG. 14 shows the relationship between the torque value and the motor current when the torque sensor has a ground fault in such a control system and the torque value, which is the output of the torque sensor, becomes zero. In the case of this control method, since the calculation is performed based on the output value of the abnormal torque sensor during the determination time tA, the torque generated by the motor also becomes abnormal, and the steering wheel moves unintended by the driver. Furthermore, if the abnormality continues for the determination time (tB) or longer, the motor power supply is shut off. Therefore, if a large torque is applied to the handle, the torque changes suddenly, which is not preferable.

別の対応策として特許文献2のような制御方式がある。特許文献2はトルクセンサの電源の電圧低下や瞬断などの重大な異常が発生すると、フェールスイッチが開放し、トルクセンサの出力であるトルク値としてフェールスイッチが開放する前のトルク値を保持し、その保持した値に出力ゲインを乗じることによって補助操舵力の指令値を求めている。また、その後の補助操舵力を徐々に減衰する制御するので補助操舵力が急変することはない。特許文献2の制御方式を用いた場合のトルクセンサ地絡故障時のトルクセンサの出力であるトルク値とモータ電流の関係を図15示す。故障発生から故障検出までの間、モータに負の最大電流が流れるが、故障検出後は故障発生直前のトルクから徐々にモータ電流を減少させるので特許文献1のような急激なトルクの変化は発生しない。   As another countermeasure, there is a control method as in Patent Document 2. In Patent Document 2, when a serious abnormality such as a voltage drop or a momentary interruption of the torque sensor power supply occurs, the fail switch is opened, and the torque value that is the torque sensor output before the fail switch is opened is held. The auxiliary steering force command value is obtained by multiplying the held value by the output gain. Further, since the subsequent auxiliary steering force is controlled to gradually attenuate, the auxiliary steering force does not change suddenly. FIG. 15 shows the relationship between the torque value, which is the output of the torque sensor when the ground fault of the torque sensor fails, and the motor current when the control method of Patent Document 2 is used. The maximum negative current flows through the motor from the occurrence of the failure to the detection of the failure. However, since the motor current is gradually decreased from the torque immediately before the occurrence of the failure after the failure is detected, a sudden torque change as in Patent Document 1 occurs. do not do.

しかし、図16のようなトルク値がチャタリングを起こしながら地絡故障を発生した場合は、トルクセンサの出力値をAD変換器でサンプリングすると黒丸のような値をサンプリングする可能性がある。これらの値が地絡検出閾値以下にならなければ地絡発生と検出できず、そのまま制御を続行する。そして地絡検出後、故障発生直前のトルク値から徐々にモータ電流を減少させるが、チャタリングを生じて不安定なトルク値から徐々にモータ電流を減少させるため、最悪の場合、故障直前のトルクと逆向きのトルクから減少が開始されて好ましくない。   However, when a ground fault occurs while the torque value as shown in FIG. 16 causes chattering, a value such as a black circle may be sampled when the output value of the torque sensor is sampled by the AD converter. If these values do not fall below the ground fault detection threshold, it cannot be detected that a ground fault has occurred, and the control is continued as it is. After the ground fault is detected, the motor current is gradually decreased from the torque value immediately before the occurrence of the failure, but chattering is caused to gradually decrease the motor current from the unstable torque value. Since the decrease starts from the reverse torque, it is not preferable.

特開2000−318633号公報JP 2000-318633 A 特開2000−329628号公報JP 2000-329628 A

トルクセンサの出力であるトルク値が異常になったとき、従来の制御方式ではトルクセンサが故障と検出するまでの間、異常なトルク値に基いて制御するためにモータの出力トルクが異常になる。また、異常なトルク値の代わりに代替値を使用する場合でも、適切な代替値が算出されていない問題があった。その結果、トルクセンサの出力が異常になるとハンドルが運転手の意図としない動きをしてしまい、運転手にハンドル操作の違和感を与える問題があった。また、故障期間中、モータに異常電流が流れるため、故障検出時間を長く取れず、その結果、トルクセンサの故障検出に関して誤検出を生ずる問題があった。   When the torque value, which is the output of the torque sensor, becomes abnormal, in the conventional control method, the output torque of the motor becomes abnormal because control is performed based on the abnormal torque value until the torque sensor detects failure. . Further, even when a substitute value is used instead of an abnormal torque value, there is a problem that an appropriate substitute value is not calculated. As a result, when the output of the torque sensor becomes abnormal, the steering wheel moves unintended by the driver, and there is a problem that the driver feels uncomfortable with the steering wheel operation. Further, since an abnormal current flows through the motor during the failure period, the failure detection time cannot be made long, and as a result, there is a problem that erroneous detection is caused with respect to the failure detection of the torque sensor.

本発明は上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、トルクセンサの出力値が異常になった場合でも、トルクセンサの出力値の代わりに代替値を用いることによって、トルクセンサ故障の誤検出を防止できる程度に長く故障検出期間を確保しながら、ハンドル操作に違和感を与えず、安全なハンドル操作を確保できるような電動パワーステアリング装置の制御装置であって、トルク異常検出手段が複数存在する場合でも、トルクセンサの出力値と異常時に用いる代替値との切替えを安全にできる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in the circumstances as described above, and the object of the present invention is to use an alternative value instead of the output value of the torque sensor even when the output value of the torque sensor becomes abnormal. A control device for an electric power steering device that ensures a safe handle operation without giving a sense of incongruity to the handle operation while ensuring a failure detection period long enough to prevent erroneous detection of a torque sensor failure. An object of the present invention is to provide a control device for an electric power steering apparatus that can safely switch between an output value of a torque sensor and an alternative value used in the event of an abnormality even when there are a plurality of detection means.

本発明は、車両の操舵系に操舵補助力を付与するようにしたモータと、ハンドルに作用する操舵力を検出するトルクセンサとを備え、前記トルクセンサの出力値に基いて前記モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものであり、本発明の上記目的は、前記トルクセンサの出力値に基いて前記トルクセンサの異常を検出する複数のトルク異常検出手段と、前記トルクセンサの出力値が異常になる前の過去の正常なトルクセンサの出力値に基き代替値を算出する代替値算出手段と、前記複数のトルク異常検出手段が1つでも単独で継続して異常と判定する期間が所定時間T1以上であるとき、前記トルクセンサが故障であるとの判定を確定するトルク故障検出手段とを備え、前記複数のトルク異常検出手段の1つでも異常と判定したとき、前記トルクセンサの出力値の代わりに前記代替値に基いて前記モータを制御し、前記代替値に基き前記モータを制御しているときに、前記複数のトルク異常検出手段の全てが正常と判定したとき、前記代替値に代えて前記トルクセンサの出力値を用いて制御することにより達成され、前記トルク故障検出手は、段前記代替値が所定時間T2の間に更新されないとき、前記トルクセンサが故障であるとの判定を確定することにより、より効果的に達成される。 The present invention includes a motor that applies a steering assist force to a steering system of a vehicle, and a torque sensor that detects a steering force acting on a steering wheel, and controls the motor based on an output value of the torque sensor. The present invention relates to a control device for an electric power steering device, and the object of the present invention is to provide a plurality of torque abnormality detection means for detecting abnormality of the torque sensor based on an output value of the torque sensor, and an output value of the torque sensor. A substitute value calculating means for calculating a substitute value based on the past output value of a normal torque sensor before the abnormality becomes abnormal, and a period in which at least one of the plurality of torque abnormality detecting means continues to be judged as abnormal. when the predetermined time T1 or more, and a torque failure detection means for the torque sensor is determined it determines that the failure, even one of said plurality of torque abnormality detector different When determining that, when the motor is controlled based on the alternative value instead of the output value of the torque sensor, and the motor is controlled based on the alternative value, all of the plurality of torque abnormality detection means Is achieved by controlling using the output value of the torque sensor instead of the substitute value, and the torque failure detector detects that the substitute value is not updated during a predetermined time T2. This is achieved more effectively by establishing a determination that the torque sensor is faulty.

本発明は、車両の操舵系に操舵補助力を付与するようにしたモータと、ハンドルに作用する操舵力を検出するトルクセンサとを備え、前記トルクセンサの出力値に基いて前記モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものであり、前記複数のトルク異常検出手段が一つでも単独で継続して異常と判定する期間が所定時間T1以上であるとき、前記トルクセンサが故障であるとの判定を確定することによって達成される。   The present invention includes a motor that applies a steering assist force to a steering system of a vehicle, and a torque sensor that detects a steering force acting on a steering wheel, and controls the motor based on an output value of the torque sensor. The present invention relates to a control device for an electric power steering device, and when the time period during which at least one of the plurality of torque abnormality detection means continues to determine abnormality is a predetermined time T1 or more, the torque sensor is in failure. This is achieved by confirming the determination.

本発明は、車両の操舵系に操舵補助力を付与するようにしたモータと、ハンドルに作用する操舵力を検出するトルクセンサとを備え、前記トルクセンサの出力値に基いて前記モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものであり、前記トルクセンサの出力値に基いて前記トルクセンサの異常を検出する複数のトルク異常検出手段を備え、前記複数のトルク異常検出手段の少なくとも一つでも異常であると判定する期間が継続して所定時間T3以上であるとき、前記トルクセンサが故障であるとの判定を確定することによって達成される。   The present invention includes a motor that applies a steering assist force to a steering system of a vehicle, and a torque sensor that detects a steering force acting on a steering wheel, and controls the motor based on an output value of the torque sensor. The present invention relates to a control device for an electric power steering device, comprising a plurality of torque abnormality detection means for detecting abnormality of the torque sensor based on an output value of the torque sensor, and at least one of the plurality of torque abnormality detection means. This is achieved by confirming the determination that the torque sensor is in failure when the period for determining that it is abnormal continues for a predetermined time T3 or longer.

複数のトルク異常検出手段が存在する場合、一つでも異常と判定すれば、代替値を用いて制御し、逆に、トルクセンサの出力値で制御するように復帰する場合は、全てのトルク異常検出手段が正常となった場合に、代替値からトルクセンサの出力値に切り替えるので、瞬時でも異常なトルク値で制御されることは無く、安全な制御を確保できる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供できる。また、代替値が所定時間の間に更新されないとき、トルクセンサが故障であるとの判定することにより、代替値による制御が長時間継続することはないので、安全な制御を確保できる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供できる。   When there are multiple torque abnormality detection means, if any one of them is determined to be abnormal, control is performed using the alternative value, and conversely, when returning to control with the output value of the torque sensor, all torque abnormalities are detected. When the detection means becomes normal, the value is switched from the substitute value to the output value of the torque sensor, so that the control device for the electric power steering device that can ensure safe control without being controlled with an abnormal torque value even instantaneously. Can be provided. In addition, when the substitute value is not updated during a predetermined time, it is determined that the torque sensor is faulty, so that the control by the substitute value does not continue for a long time. A control device of the apparatus can be provided.

また、代替値制御を実行しない場合においても、複数のトルク異常検出手段が異常と判定するが、単独では異常である期間が長時間継続しない場合でも、複数のトルク異常検出手段の出力を組み合わせると異常である期間が長期間継続する場合は、言い換えると、複数のトルク異常検出手段の少なくとも一つでも異常であると判定する期間が長時間継続する場合は、トルクセンサが故障であるとの判定を確定するのでチャタリングのようなトルクセンサ故障でも確実に検出でき、安全な制御を確保できる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供できる。   Further, even when the substitute value control is not executed, the plurality of torque abnormality detection units determine that the abnormality is abnormal, but even when the abnormal period alone does not continue for a long time, the outputs of the plurality of torque abnormality detection units are combined. If the abnormal period continues for a long time, in other words, if at least one of the plurality of torque abnormality detection means is determined to be abnormal, the determination that the torque sensor is faulty Therefore, it is possible to provide a control device for an electric power steering device that can reliably detect a torque sensor failure such as chattering and ensure safe control.

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
まず、トルク異常検出手段が一つ存在する場合について説明し、その後で本発明に係る複数のトルク異常検出手段が存在する場合の実施例について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, a case where there is one torque abnormality detection means will be described, and then an embodiment where a plurality of torque abnormality detection means according to the present invention will be described.

図1は本発明の一実施例を示す制御ブロック図である。トルクセンサ107で検出されたトルク値が直接、電流指令値算出部120に入力されずに、トルク入力処理部10に入力され、その出力値が電流指令値算出部120に入力される。電流指令値算出部120で電流指令値Irefを算出し、モータ電流の検出値との差を減算部121で算出し、電流制御部122でデュティー比を決定し、モータ駆動部123はデュティー比に従ったPWM制御を実行してモータ108を駆動する。   FIG. 1 is a control block diagram showing an embodiment of the present invention. The torque value detected by the torque sensor 107 is not directly input to the current command value calculation unit 120 but is input to the torque input processing unit 10, and the output value is input to the current command value calculation unit 120. The current command value calculation unit 120 calculates the current command value Iref, the difference from the detected motor current value is calculated by the subtraction unit 121, the current control unit 122 determines the duty ratio, and the motor drive unit 123 sets the duty ratio. According to the PWM control, the motor 108 is driven.

トルク入力処理部10は、トルクセンサ107が出力したトルク値が正常の場合は、そのトルク値が電流指令値算出部120に入力されるように動作し、トルク値が異常の場合は代替値を算出して、その代替値を電流指令値算出部120に入力する。   When the torque value output from the torque sensor 107 is normal, the torque input processing unit 10 operates so that the torque value is input to the current command value calculation unit 120. When the torque value is abnormal, the torque input processing unit 10 sets an alternative value. The alternative value is calculated and input to the current command value calculation unit 120.

トルク入力処理部10はトルク異常検出手段10−1と代替値算出手段10−2と選択スイッチ10−4から構成される。トルク故障検出手段10−3はトルクセンサの出力値が異常になり、異常が一定時間継続したら故障と見なす。リミッタ11はトルク故障検出手段10−3が故障と判断したらモータ電流を徐々に減少させる(斬減処理)ためにリミッタ値を絞り込む機能を有している。なお、トルク故障検出手段10−3は必ずしもトルク入力処理部10に組み込まれている必要はない。この実施例では、トルク異常検出手段10−1の出力結果を利用しているのでトルク故障検出手段10−3をトルク入力処理部10に組み込んでいる。また、モータ電流を徐々に減少させる方法はリミッタ11に限定されるものではない。例えば、電流指令値算出部120の出力である電流指令値IrefにゲインGを乗して、そのゲインGを1から0に減少するようにすれば、G・Irefの値はIrefから徐々に0に向かって減少する。   The torque input processing unit 10 includes a torque abnormality detection unit 10-1, an alternative value calculation unit 10-2, and a selection switch 10-4. The torque failure detection means 10-3 considers a failure if the output value of the torque sensor becomes abnormal and the abnormality continues for a certain time. The limiter 11 has a function of narrowing down the limiter value in order to gradually reduce the motor current (cut-off process) when the torque failure detection means 10-3 determines that a failure has occurred. The torque failure detection means 10-3 is not necessarily incorporated in the torque input processing unit 10. In this embodiment, since the output result of the torque abnormality detection means 10-1 is used, the torque failure detection means 10-3 is incorporated in the torque input processing unit 10. Further, the method of gradually decreasing the motor current is not limited to the limiter 11. For example, if the current command value Iref, which is the output of the current command value calculation unit 120, is multiplied by the gain G and the gain G is decreased from 1 to 0, the value of G · Iref gradually decreases from Iref to 0. Decrease towards

トルク入力処理部10の動作を図2のフローチャートを参照して説明する。トルクセンサ107の出力値であるトルク値TをAD変換器を介して読み込む(S1)。次に、トルク値Tが正常か異常かを判定する(S2)。正常異常の判定値Trefは種々考えられるが、例えば正常なトルク値では有り得ない閾値以上或いは以下の値を示したら異常とする。或いは不連続に急変した場合は異常とする。トルク値の異常としては出力電圧が零、或いは電源電圧に固定してしまったり、オフセット異常((T+α)とαだけバイアスされた形になる異常)やトルクアンプ異常((K・T)となる異常、オペアンプの故障)が考えられる。トルク値Tが異常でなければ異常検出カウンタをクリアする(S3)。   The operation of the torque input processing unit 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. The torque value T, which is the output value of the torque sensor 107, is read through the AD converter (S1). Next, it is determined whether the torque value T is normal or abnormal (S2). Various normal / abnormal determination values Tref are conceivable. For example, if a normal torque value is greater than or less than a threshold that is not possible, it is determined to be abnormal. Or, if it changes suddenly, it is considered abnormal. Torque value abnormalities include zero output voltage or a fixed power supply voltage, offset abnormalities (abnormalities that are biased by (T + α) and α), and torque amplifier abnormalities ((KT)). Abnormal or operational amplifier failure). If the torque value T is not abnormal, the abnormality detection counter is cleared (S3).

この異常検出カウンタはトルク値Tの異常を検出した場合カウントするもので、一度でも検出したからといって直ちにトルクセンサの故障とは断定しない。後述するように異常検出カウンタのカウント数が設定値以上になった場合初めてトルクセンサ故障と判定する。次に過去トルク値更新ルーチンを呼び出して、図3に示すように直前nサンプル、例えば5サンプルの値T1,T2,T3,T4,T5を更新する(S4)。そして、トルク値は異常でないので、トルク値をトルク入力処理部10としてトルク値Tを算出する(S5)。トルク値Tが異常でないので電流指令値算出部120は代替値でなくトルク値Tに基き電流指令値Irefを算出する。   This abnormality detection counter is counted when an abnormality in the torque value T is detected, and even if it is detected even once, it is not immediately determined that the torque sensor has failed. As will be described later, a torque sensor failure is determined only when the count value of the abnormality detection counter becomes equal to or greater than a set value. Next, the past torque value update routine is called to update the values T1, T2, T3, T4, and T5 of the previous n samples, for example, 5 samples as shown in FIG. 3 (S4). Since the torque value is not abnormal, the torque value T is calculated using the torque value as the torque input processing unit 10 (S5). Since the torque value T is not abnormal, the current command value calculation unit 120 calculates the current command value Iref based on the torque value T, not the substitute value.

一方、S2において、トルク値Tが異常と判定されると、異常検出カウンタが1回カウントアップされる(S6)。次に、異常検出カウンタのカウント値Nが設定値以上か判定する(S7)。カウント値が設定値以上の場合、トルクセンサの故障と判定する。カウント値が設定値以下の場合はトルクセンサの故障とは判定しない。ただし、トルク値は異常であるので、そのトルク値Tをトルクセンサの出力値として電流指令値算出部120には使用できない。よって、トルク値Tの代わりに代替値を設定する必要がある(S8)。   On the other hand, if it is determined in S2 that the torque value T is abnormal, the abnormality detection counter is counted up once (S6). Next, it is determined whether the count value N of the abnormality detection counter is equal to or greater than a set value (S7). If the count value is greater than or equal to the set value, it is determined that the torque sensor is malfunctioning. If the count value is less than or equal to the set value, it is not determined that the torque sensor has failed. However, since the torque value is abnormal, the torque value T cannot be used for the current command value calculation unit 120 as the output value of the torque sensor. Therefore, it is necessary to set an alternative value instead of the torque value T (S8).

ここで、代替値は過去のトルク値から予測される現在の正常なトルク値である必要があり、代替値の算出方法がいくつか存在する。代替値は過去の正常なトルク値のnサンプルを用いて算出される。ただし、nは自然数である。例えば、図4に示すように過去正常なトルク値の5サンプルの値を基に予想される現在値を求め、それを代替値にする(S11)。つまり、過去の5サンプルのトルク値を平均して、平均値Tm=(T1+T2+T3+T4+T5)/5を代替値としても良い。その他の代替値の算出方法については、後で詳しく説明する。ここで、過去の正常なトルク値を使用すると述べたが、それは先ほどのS4のステップである過去トルク値更新ルーチンによって確保されている。   Here, the substitute value needs to be the current normal torque value predicted from the past torque value, and there are several methods for calculating the substitute value. The substitute value is calculated using n samples of past normal torque values. However, n is a natural number. For example, as shown in FIG. 4, an expected current value is obtained based on the values of five samples of past normal torque values, and is used as an alternative value (S11). In other words, the torque values of the past five samples are averaged, and the average value Tm = (T1 + T2 + T3 + T4 + T5) / 5 may be used as the substitute value. Other alternative value calculation methods will be described in detail later. Here, it is described that the normal torque value in the past is used, but this is ensured by the past torque value update routine which is the step of S4.

そして、異常なトルク値の代わりに、代替値をトルク値として入れ替える(S9)。そして、トルクセンサの出力値として、この代替値が電流指令値算出部120に入力される(S5)。この代替値によってモータが制御されることにより、異常なトルク値で制御された場合に発生していたモータの出力トルクを回避することができる。   Then, the substitute value is replaced as the torque value instead of the abnormal torque value (S9). And this alternative value is input into the electric current command value calculation part 120 as an output value of a torque sensor (S5). By controlling the motor with this alternative value, it is possible to avoid the output torque of the motor that was generated when the motor was controlled with an abnormal torque value.

そして、もうひとつ重要なことは、トルクセンサが故障であると判定する前であっても、異常なトルク値を制御に使用せず、代替値を用いて制御することである。従来はトルクセンサの故障と判定してから代替値を代入してモータの制御を実行していたために、故障と判定する前は異常なトルク値に基いて制御され、異常なモータの出力トルクが発生されハンドル操作に違和感を与えていた。   Another important point is that even before it is determined that the torque sensor is in failure, the abnormal torque value is not used for control, but is controlled using an alternative value. Conventionally, the motor was controlled by substituting an alternative value after it was determined that the torque sensor had failed, so before the failure was determined, control was performed based on the abnormal torque value, and the abnormal motor output torque was It was generated and the handle operation was uncomfortable.

トルクセンサの異常が継続すると、トルク値は異常と判定されて(S2)、異常検出カウンタがカウントされ、カウント値が増加する(S6)。このトルクセンサの異常がさらに継続して、異常検出カウンタのカウント値が設定値Nを越えるとトルクセンサ故障と判定する(S7)。トルクセンサ故障と判定されるとモータ電流の徐々に減少させる制御を実行してモータの出力トルクの急激な変化を防止する(S10)。モータ電流を徐々に減衰させる方法としては、代替値は一定のままにして電流指令値算出部120の出力にリミッタ11を設けて、リミッタ11のリミッタ値を徐々に絞るようにしてモータ電流を徐々に減衰させても良いし、或いは代替値のトルク値を徐々に減少させてモータ電流を徐々に減衰させても良い。   If the abnormality of the torque sensor continues, it is determined that the torque value is abnormal (S2), the abnormality detection counter is counted, and the count value is increased (S6). If the abnormality of the torque sensor further continues and the count value of the abnormality detection counter exceeds the set value N, it is determined that the torque sensor has failed (S7). If it is determined that the torque sensor has failed, a control for gradually decreasing the motor current is executed to prevent a sudden change in the output torque of the motor (S10). As a method of gradually attenuating the motor current, the alternative value is kept constant, the limiter 11 is provided at the output of the current command value calculation unit 120, and the limiter value of the limiter 11 is gradually reduced to gradually reduce the motor current. The motor current may be gradually attenuated by gradually decreasing the alternative torque value.

図5は、本実施例のトルク入力処理部10を用いて、トルクセンサの出力値が突然零になった場合のトルクセンサの出力であるトルク値とモータ電流との関係を表わした図を示す。トルク値が突然零になっても異常なトルク値の代わりに代替値を直ちに使用するので、モータ電流はトルク値が異常になる直前の値を維持する。そして、トルクセンサ故障と判定するまでモータ電流は直前の値を維持してトルクセンサ故障と判定された後はモータ電流が徐々に減衰する。従来の制御方法による結果の図14や図15と比較すると、モータ電流はトルク値が異常になる直前の極性と逆になったりせずハンドル操作に違和感を与えることはない。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the torque value that is the output of the torque sensor and the motor current when the output value of the torque sensor suddenly becomes zero, using the torque input processing unit 10 of the present embodiment. . Even if the torque value suddenly becomes zero, the substitute value is immediately used instead of the abnormal torque value, so that the motor current maintains the value immediately before the torque value becomes abnormal. The motor current maintains the previous value until it is determined that the torque sensor has failed, and the motor current gradually attenuates after it is determined that the torque sensor has failed. Compared with FIG. 14 and FIG. 15 of the results obtained by the conventional control method, the motor current does not reverse the polarity immediately before the torque value becomes abnormal, and the steering operation does not feel uncomfortable.

図6は、本実施例のトルク入力処理部10を用いて、トルクセンサの出力値がチャタリングを発生して故障した場合のトルクセンサの出力であるトルク値(最悪のケース)とモータ電流との関係を表わした図を示す。トルク値がチャタリングを発生して、トルク値が異常と判定されると、過去の正常なトルク値を用いて代替値を算出し、その代替値に基いてモータ電流は制御される。よって、モータ電流はチャタリングを発生させる直前のモータ電流と大きく異なることのない電流を出力する。さらに、故障検出後はモータ電流を徐々に減衰させている。この結果と従来の制御方式で制御した結果の図16と比較する。従来の制御方式の場合はモータ電流がトルクセンサ出力異常となる前と逆極性のモータ電流を発生して、その後乱高下するなど運転手にとって好ましくない結果になっている。また、故障検出後、モータ電流を徐々に減衰させるのは良いが、その減衰直前のモータ電流がやはり逆極性の電流から減衰する結果になっているので好ましくない。明らかに本実施例の制御方式の方が最悪のケースであってもハンドル操舵に好ましい制御になっている。 FIG. 6 shows the torque value (worst case) that is the output of the torque sensor when the output value of the torque sensor malfunctions due to chattering using the torque input processing unit 10 of this embodiment, and the motor current. The figure showing the relationship is shown. If the torque value causes chattering and it is determined that the torque value is abnormal, a substitute value is calculated using a past normal torque value, and the motor current is controlled based on the substitute value. Therefore, the motor current is output that is not significantly different from the motor current immediately before the chattering is generated. Furthermore, the motor current is gradually attenuated after the failure is detected. This result is compared with FIG. 16 which is a result of control by the conventional control method. In the case of the conventional control method, a motor current having a polarity opposite to that before the motor current becomes an abnormality in the torque sensor output is generated, and then the result is unfavorable for the driver. Although it is preferable to gradually attenuate the motor current after the failure is detected, it is not preferable because the motor current immediately before the attenuation is attenuated from the current having the opposite polarity. Obviously, the control method of this embodiment is more preferable for steering the steering wheel even in the worst case.

以上がトルク異常検出手段が一つ存在する場合について説明である。次に、トルク異常検出手段が複数存在する場合の代替値制御について図7を参照して説明する。図1の制御ブロック図と図7の制御ブロック図で異なるところは、トルク入力処理部10の構成とトルクセンサがトルクセンサ107の他にトルクセンサ107Aが追加されているところである。つまり、トルクセンサが主トルクセンサ107と副トルクセンサ107Aの二重系から構成されている。   The above is a description of the case where there is one torque abnormality detection means. Next, alternative value control when there are a plurality of torque abnormality detection means will be described with reference to FIG. The difference between the control block diagram of FIG. 1 and the control block diagram of FIG. 7 is that the torque sensor 107 A is added to the configuration of the torque input processing unit 10 and the torque sensor in addition to the torque sensor 107. That is, the torque sensor is composed of a dual system of the main torque sensor 107 and the sub torque sensor 107A.

まず、トルク異常検出手段が複数の、例えば、3種類のトルク異常検出手段10−1A,10−1B、10−1Cから構成されている実施例について説明する。トルク異常検出手段10−1Aは主トルクセンサの値が正常か異常かを検出するものである。その検出原理は、正常ならば、その出力であるトルク値Tmは1〜4Vの間の値を出力するので、0〜1V或いは4〜5Vの出力は異常とする。なお、この制御電源電圧は0〜5Vである。同じように、トルク異常検出手段10−1Bは副トルクセンサの出力であるトルク値Tsが正常か異常かを検出するものである。その検出原理は正常ならば、その出力値は1〜4Vの間の値を出力するので、0〜1V或いは4〜5Vの出力は異常とする。 First, an embodiment will be described in which the torque abnormality detection means is composed of a plurality of, for example, three types of torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B , 10-1C. Torque abnormality detection means 10-1A detects whether the value of the main torque sensor is normal or abnormal. If the detection principle is normal, the output torque value Tm outputs a value between 1 and 4V, so that the output of 0 to 1V or 4 to 5V is abnormal. The control power supply voltage is 0-5V. Similarly, the torque abnormality detection means 10-1B detects whether the torque value Ts that is the output of the sub torque sensor is normal or abnormal. If the detection principle is normal, the output value is a value between 1 and 4V, so that the output of 0 to 1V or 4 to 5V is abnormal.

次に、トルク異常検出手段10−1Cは主トルクセンサ107の出力であるトルク値Tmと副トルクセンサ107Aの出力値であるトルク値Tsは、本来同じトルク値を示すはずであるので、両トルク値の偏差ΔTr=|Tm−Ts|が所定値以上であれば異常と判定するものである。トルク値Tmとトルク値Tsとを用いて異常を検出する方法として、その他に、図示しないが、トルク値Tmとトルク値Tsが正常であれば、Tm+Ts=一定値、或いは、Tm−Ts=一定値などの特性を生かした異常検出の方法などもあり、それらの方法を用いても良い。   Next, since the torque abnormality detection means 10-1C should originally show the same torque value, the torque value Tm that is the output of the main torque sensor 107 and the torque value Ts that is the output value of the sub torque sensor 107A, both torques If the value deviation ΔTr = | Tm−Ts | is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that there is an abnormality. As another method for detecting an abnormality using the torque value Tm and the torque value Ts, although not shown, if the torque value Tm and the torque value Ts are normal, Tm + Ts = constant value or Tm−Ts = constant. There are anomaly detection methods that make use of characteristics such as values, and these methods may be used.

異常と判定する時間は1サイクルでも異常なトルク値を使用しないので、CPUによる演算における1サイクルであり、例えば、1ms程度で判定している。なお、トルク異常検出手段10−1A,10−1B,10−1Cの出力は、異常の場合「1」とし、正常の場合「0」出力とする。   Since the abnormal torque value is not used even for one cycle, the time for determining the abnormality is one cycle in the calculation by the CPU. For example, the determination is made in about 1 ms. Note that the output of the torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C is “1” when abnormal, and “0” when normal.

そして、選択スイッチ10−4はOR部10−5とAND部10−7によって制御されており、OR部10−5が「1」を出力したら、即ちトルク異常検出手段10−1A,10−1B,10−1Cの内一つでも異常と判定したら、選択スイッチ10−4は代替値を選択して、その代替値が電流指令値算出部120へ送られる。   The selection switch 10-4 is controlled by the OR unit 10-5 and the AND unit 10-7. When the OR unit 10-5 outputs "1", that is, the torque abnormality detecting means 10-1A, 10-1B. , 10-1C, the selection switch 10-4 selects an alternative value, and the alternative value is sent to the current command value calculation unit 120.

一方、AND部10−7が「1」を出力したら選択スイッチ10−4はトルクセンサ107の検出値であるトルク値Tmを選択する。即ち、異常検出手段10−1A,10−1B,10−1Cの全ての出力が正常「0」を出力すると、NOT部10−6A,10−6B,10−6Cで反転されて、AND部10−7の入力は全て「1」となり、よってAND部10−7の出力は「1」となって、選択スイッチ10−4はトルク値Tmを選択する。   On the other hand, when the AND unit 10-7 outputs “1”, the selection switch 10-4 selects a torque value Tm that is a detection value of the torque sensor 107. That is, when all the outputs of the abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C output normal "0", they are inverted by the NOT units 10-6A, 10-6B, 10-6C, and the AND unit 10 The inputs of −7 are all “1”, so the output of the AND section 10-7 is “1”, and the selection switch 10-4 selects the torque value Tm.

このような制御方式を取ったのは、安全のためであり、トルクセンサの出力であるトルク値を、一つのトルク異常検出手段でも異常と判定したら、代替値で電動パワーステアリング装置を制御し、逆に、代替値からトルクセンサの出力であるトルク値へ制御を復帰する条件は全てのトルク異常検出手段が正常と判定したことを条件とすれば電動パワーステアリング装置の制御の安全を確保できるからである。   The reason why such a control method is adopted is for safety, and if the torque value that is the output of the torque sensor is determined to be abnormal even by one torque abnormality detection means, the electric power steering device is controlled with an alternative value, On the contrary, if the condition for returning the control from the substitute value to the torque value that is the output of the torque sensor is that all the torque abnormality detection means are determined to be normal, the control of the electric power steering device can be secured safely. It is.

以上の説明は、トルクセンサの出力値によって異常と判定された場合であるが、トルク値異常は制御に使用するトルク値を代替値に代えれば電動パワーステアリング装置の制御を代替値で続行可能の場合である。しかし、トルク値異常が所定時間T1、例えば、30ms程度継続すれば、それはトルクセンサなどの重大な故障と判断して制御する必要がある。   The above explanation is a case where it is determined that there is an abnormality based on the output value of the torque sensor. However, if the torque value used for the control is replaced with an alternative value, the control of the electric power steering apparatus can be continued with the alternative value. Is the case. However, if the torque value abnormality continues for a predetermined time T1, for example, about 30 ms, it is necessary to determine that it is a serious failure of the torque sensor and control.

以下、図7を参照してトルクセンサの故障の判定について説明する。図7において、トルクセンサの故障はトルク故障検出手段10−3によって実現されている。トルク故障検出手段10−3は、複数のトルク異常検出手段10−1A,10−1B,10−1Cからの出力をそれぞれ遅れ部(以下、TDと記す)10−3A,10−3B,10−3Cに入力し、TD10−3A,10−3B,10−3Cのそれぞれの出力をOR部10−3に入力し、OR部10−3Dの出力が、故障の判定結果となる。TDは制御装置としてCPUを用いている場合はカウンターなどで実現される。 Hereinafter, the determination of the failure of the torque sensor will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the failure of the torque sensor is realized by the torque failure detection means 10-3. The torque failure detection means 10-3 outputs the outputs from the plurality of torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C, respectively, as lag portions (hereinafter referred to as TD) 10-3A , 10-3B, 10-. 3C, the outputs of TDs 10-3A, 10-3B, and 10-3C are input to the OR unit 10-3, and the output of the OR unit 10-3D becomes a failure determination result. TD is realized by a counter or the like when a CPU is used as a control device.

故障検出手段10−3Aは、トルク異常検出手段10−1Aの出力である異常「1」が一定時間、例えば、所定時間T1である30ms以上継続したら、当該トルクセンサが故障であるとの判定を確定する。同じように、故障検出手段10−3Bは、トルク異常検出手段10−1Bの出力である異常「1」が単独で一定時間、例えば、所定時間T1である30ms継続したら、当該トルクセンサが故障であるとの判定を確定する。故障検出手段10−3Cは、トルク異常検出手段10−1Cの出力である異常「1」が一定時間、例えば、所定時間T1である40ms継続したら、当該トルクセンサが故障であるとの判定を確定する。そして、OR部10−3Dにおいて、TD10−3A,10−3B,10−3Cの一つでも「1」を出力すれば「1」を出力し、トルクセンサが故障であるとの判定を確定する。   The failure detection means 10-3A determines that the torque sensor is in failure when the abnormality “1”, which is the output of the torque abnormality detection means 10-1A, continues for a certain period of time, for example, a predetermined time T1 of 30 ms or more. Determine. Similarly, if the abnormality “1”, which is the output of the torque abnormality detecting means 10-1B, continues for a certain period of time, for example, 30 ms, which is the predetermined time T1, the failure detecting means 10-3B is in trouble. Confirm that there is. The failure detection means 10-3C determines that the torque sensor is in failure when the abnormality “1”, which is the output of the torque abnormality detection means 10-1C, continues for a certain time, for example, the predetermined time T1 of 40 ms. To do. In the OR section 10-3D, if any one of the TDs 10-3A, 10-3B, and 10-3C outputs “1”, “1” is output, and the determination that the torque sensor is in failure is confirmed. .

つまり、トルク異常検出手段10−1A、10−1B,10−1Cの中のトルク異常検出手段の一つでも単独で継続して異常であるとする期間が所定時間以上であるときトルクセンサの故障を判定を確定する。なお、TDの設定時間T1はトルクセンサ異常の検出原理によって異なるので、TD10−3A,10−3B,10−3Cの設定時間T1はそれぞれ異なっても良い。   That is, when one of the torque abnormality detection means in the torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C continues to be abnormal independently for a predetermined time or more, the torque sensor has failed. Confirm the decision. Since the TD setting time T1 varies depending on the detection principle of the torque sensor abnormality, the TDs 10-3A, 10-3B, and 10-3C may have different setting times T1.

次に、トルクセンサを故障と判定する条件としてトルク異常検出手段が異常と判定する時間が一定時間継続した場合について説明したが、それ以外にもトルクセンサの故障と判定しなければならない現象が存在する。この現象を図8を参照して説明する。   Next, as a condition for determining that the torque sensor is in failure, the case where the time that the torque abnormality detecting means determines that abnormality has continued for a certain period of time has been described, but there are other phenomena that must be determined as failure of the torque sensor. To do. This phenomenon will be described with reference to FIG.

トルク異常検出手段10−1Aは主トルクセンサ107のトルク値Tmの異常を判定しており、その検出原理は、出力が1〜4Vでは正常「0」で、0〜1V或いは4〜5Vは異常「1」と判定する。また、トルク異常検出手段10−1Cは主トルクセンサ107と副トルクセンサ107Aの出力値Tsとの偏差ΔTr=|Tm−Ts|が所定値以上になると異常と判定する。   Torque abnormality detection means 10-1A determines abnormality of the torque value Tm of the main torque sensor 107, and the detection principle is normal "0" when the output is 1 to 4V, and 0 to 1V or 4 to 5V is abnormal. It is determined as “1”. Further, the torque abnormality detection means 10-1C determines that the abnormality is detected when the deviation ΔTr = | Tm−Ts | between the output value Ts of the main torque sensor 107 and the sub torque sensor 107A is equal to or greater than a predetermined value.

このような検出原理の基に、主トルクセンサ107の出力ケーブルが断線故障、或いはコネクタ故障を起こした場合を想定する。出力ケーブルが断線する場合、断線時前後の100ms程度の短い時間を観察すると、トルク入力部10に入力されるトルクセンサ107の出力値Tmは0Vと5Vの間を非常に短時間の繰り返しでハンチング現象を発生する。その一例が図8のタイムチャートである。トルク異常検出手段10−1Aは、トルク値Tmが0から5Vの間を上下するチャタリングのため、0〜1Vで異常「1」、1〜4Vで正常「0」、4〜5Vで異常「1」の判定基準に従って図8(A)のような出力をする。   Based on such a detection principle, a case is assumed where the output cable of the main torque sensor 107 has a disconnection failure or a connector failure. When the output cable is disconnected, observing a short time of about 100 ms before and after the disconnection, the output value Tm of the torque sensor 107 input to the torque input unit 10 is hunting between 0V and 5V in a very short repetition. The phenomenon occurs. One example is the time chart of FIG. Torque abnormality detection means 10-1A is chattering in which the torque value Tm goes up and down between 0 and 5V. Therefore, the abnormality is "1" at 0 to 1V, normal "0" at 1 to 4V, and abnormality "1" at 4 to 5V. The output shown in FIG.

一方、トルク異常検出手段10−1Cは、例えば、副トルクセンサ107Aがトルク値として中立点である2.5Vの場合、主トルクセンサのトルク値Tmが2.5V付近を上下すると正常「0」で、0V、或いは5Vに近づくと異常「1」を出力する。従って、トルク異常検出手段10−1Cの出力は図8(B)のようになり、図8(A)の「1」、「0」信号とは互い違いの「1」、「0」信号となる。そして、偏差ΔTrに対する許容値が大きいと、図8に示すように、トルク異常検出手段10−1Aが異常から正常に切り替わる前にトルク異常検出手段10−1Cが正常から異常となり、長時間、例えば、50ms程度の間、全てのトルク異常検出手段10−1A,10−1B,10−1Cが正常になることはなく、代替値制御が長時間50ms継続される。   On the other hand, when the torque value Tm of the main torque sensor goes up and down around 2.5V, for example, when the sub torque sensor 107A is 2.5V which is a neutral point as the torque value, the torque abnormality detecting means 10-1C is normal “0”. Therefore, when the voltage approaches 0V or 5V, an abnormality “1” is output. Accordingly, the output of the torque abnormality detection means 10-1C is as shown in FIG. 8B, and becomes “1” and “0” signals which are alternately different from the “1” and “0” signals in FIG. 8A. . If the tolerance for the deviation ΔTr is large, as shown in FIG. 8, the torque abnormality detection means 10-1C changes from normal to abnormal before the torque abnormality detection means 10-1A switches from abnormality to normal, for example, for a long time. For about 50 ms, all the torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C do not become normal, and the alternative value control is continued for 50 ms for a long time.

この現象をハンドル操作に置き換えると、高速走行で左にハンドルを切った時の代替値に基いて制御されることが継続され、右にハンドルを切る必要がある時、アシストが左向きのまま継続されることを意味する。これは好ましくない現象である。よって、トルクセンサを故障と判定してマニュアル操作などの次善の制御方式に切り替えるべきである。   When this phenomenon is replaced with steering wheel operation, control continues based on the substitute value when the steering wheel is turned to the left at high speed, and when it is necessary to turn the steering wheel to the right, the assist is continued to the left. Means that. This is an undesirable phenomenon. Therefore, the torque sensor should be determined to be faulty and switched to the next best control method such as manual operation.

このような現象に対応するためのトルク故障検出手段について図9を参照して説明する。トルク入力処理部10にはトルク故障検出手段10−3Y、及びトルク故障検出手段10−3Zが追加されている。   A torque failure detection means for coping with such a phenomenon will be described with reference to FIG. Torque failure detection means 10-3Y and torque failure detection means 10-3Z are added to the torque input processing unit 10.

まず、比較部10−3EとTD10−3Fとから構成されるトルク故障検出手段10−3Yについて説明する。電流指令値算出部120への入力値と代替値算出手段10−2の出力である代替値とを比較部10−3Eで比較して、代替値が更新されているか否かを判定する。そして、比較部10−3Eの比較結果がTD10−3Fに入力され、その代替値がTD10−3Fが設定する所定時間T2、例えば、50ms以上更新されていなければトルクセンサが故障であるとの判定を確定する。   First, the torque failure detection means 10-3Y comprised of the comparison unit 10-3E and TD10-3F will be described. The comparison value 10-3E compares the input value to the current command value calculation unit 120 and the substitution value output from the substitution value calculation unit 10-2, and determines whether or not the substitution value has been updated. Then, if the comparison result of the comparison unit 10-3E is input to the TD10-3F and the substitute value is not updated for a predetermined time T2 set by the TD10-3F, for example, 50 ms or more, it is determined that the torque sensor is in failure. Confirm.

次に、TD10−3Gから構成されるトルク故障検出手段10−3Zについて説明する。代替値選択の指令を示すOR部10−5の出力がTD10−3Gに入力される。そして、代替値を継続して選択する期間が、TD10−3Gが設定する所定時間T3、例えば、60ms以上継続したら、トルクセンサが故障であるとの判定を確定する。言い換えれば、代替値制御が長時間継続したらトルクセンサが故障であると判定することを意味する。トルク故障検出手段10−3Zとトルク故障検出手段10−3との違いは、トルク故障検出手段10−3の方は、トルク異常検出手段10−1A,10−1B,10−1Cのうち一つでも単独で異常である期間が長期間T1継続したら、トルクセンサが故障であるとの判定を確定する。一方、トルク故障検出手段10−3Zの方は、トルク異常検出手段10−1A,10−1B,10−1Cは、チャタリング状態の異常のように、単独では異常である期間は短時間であるが、組み合わせると異常が長期間継続するトルクセンサの故障を検出できる違いがある。 Next, the torque failure detection means 10-3Z composed of TD10-3G will be described. An output of the OR unit 10-5 indicating a substitute value selection command is input to the TD 10-3G. And if the period which continues and selects an alternative value continues for the predetermined time T3 which TD10-3G sets, for example, 60 ms or more, determination that a torque sensor is out of order will be decided. In other words, if the alternative value control continues for a long time, it means that the torque sensor is determined to be faulty. The difference between the torque failure detection means 10-3Z and the torque failure detection means 10-3 is that the torque failure detection means 10-3 is one of the torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C. However, if the period of abnormality alone is continued for a long period of time T1, the determination that the torque sensor is faulty is confirmed. On the other hand, the torque failure detection means 10-3Z has a shorter period of time when the torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C are abnormal independently, such as an abnormality in the chattering state. When combined, there is a difference that a failure of the torque sensor in which the abnormality continues for a long time can be detected.

なお、OR部10−3Hは、全てのトルクセンサの故障検出結果を集約するためのもので、本実施例ではトルク故障検出手段10−3とトルク故障検出手段10−3Y及び10−3Zの故障判定結果が入力される。

The OR unit 10-3H is for collecting failure detection results of all torque sensors. In this embodiment, the failure of the torque failure detection means 10-3 and the torque failure detection means 10-3Y and 10-3Z. The determination result is input.

このようにして、トルクセンサからの配線が断線する場合などに発生する特殊な故障現象も確実に検出してトルクセンサからのトルク値に代わる代替値制御が長時間継続することなく、トルクセンサが故障の場合はマニュアル制御などへの安全な制御で電動パワーステアリング装置を制御することが可能となる。   In this way, a special failure phenomenon that occurs when the wiring from the torque sensor is disconnected is reliably detected, and the alternative value control that replaces the torque value from the torque sensor does not continue for a long time. In the case of a failure, it becomes possible to control the electric power steering device with safe control such as manual control.

なお、以上の説明では、代替値として、過去トルクの平均値を用いた場合について説明したが、過去トルク値に重み付けをしたり、最小2乗法によって求めた代替値などを用いても本発明を適用することは可能である。   In the above description, the case where the average value of the past torque is used as the substitute value has been described. However, the present invention can be applied even if the past torque value is weighted or the substitute value obtained by the least square method is used. It is possible to apply.

以上の発明では代替値制御を実施した場合について説明したが、代替値制御を実行しない場合の第2の発明について、図10を参照して説明する。   In the above invention, the case where the alternative value control is performed has been described, but the second invention when the alternative value control is not executed will be described with reference to FIG.

トルクセンサの故障は代替値制御を実行しなくても発生するし、それらを確実に検出する必要がある。しかし、従来は、図10におけるトルク故障検出手段10−3、即ち、TD10−3A,10−3B,10−3Cを用いたトルク故障検出手段がそれぞれ単独で異常であることが長時間継続した場合、例えば時間T1以上継続した場合は、トルクセンサが故障であるとの判定を確定していた。しかし、図8を用いて説明したような、複数のトルク異常検出手段10−1A,10−1B,10−1Cが、チャタリングのように、単独のトルク異常検出手段では異常である期間は短時間であるが、トルク異常検出手段10−1A,10−1B,10−1Cを組み合わせると異常である期間が長期間継続してしまう異常を、代替値制御とは関係なく、従来はトルクセンサの故障として検出できなかった。   Torque sensor failures occur without executing alternative value control, and it is necessary to detect them reliably. However, conventionally, when the torque failure detection means 10-3 in FIG. 10, that is, the torque failure detection means using the TDs 10-3A, 10-3B, and 10-3C, is independently abnormal for a long time. For example, if the torque sensor continues for more than time T1, the determination that the torque sensor is in failure has been confirmed. However, as described with reference to FIG. 8, the plurality of torque abnormality detection units 10-1A, 10-1B, and 10-1C have a short period during which the single torque abnormality detection unit is abnormal like chattering. However, when the torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C are combined, the abnormality that the abnormality period continues for a long time is not related to the alternative value control, and the conventional torque sensor failure Could not be detected.

しかし、図10に示すように、トルク異常検出手段10−1A,10−1B,10−1C、及び、OR部10−5、及び、TD10−3Gを組み合わせることによって、複数のトルク異常検出手段が、チャタリングのように、単独では異常である期間は短時間であるが、トルク異常検出手段10−1A,10−1B,10−1Cを組み合わせると異常である期間が長期間、例えば、所定期間T3以上継続してしまう異常を確実に検出して、トルクセンサの故障と確定できる効果を得ることができる。   However, as shown in FIG. 10, by combining the torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C, the OR unit 10-5, and the TD10-3G, a plurality of torque abnormality detection means can be obtained. Like chattering, the period that is abnormal by itself is short, but when the torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C are combined, the period that is abnormal is long, for example, the predetermined period T3. It is possible to reliably detect an abnormality that continues as described above and obtain an effect that can be determined as a failure of the torque sensor.

従って、第2の発明を用いれば、代替値制御に関係なく、複数のトルク異常検出手段が、チャタリングのように、単独では異常である期間は短時間であるが、複数のトルク異常検出手段を組み合わせると異常である期間が長期間継続してしまう異常、言い換えると、複数のトルク異常検出手段の少なくとも一つでも異常であると判定する期間が所定時間以上継続してしまう異常を確実に検出して、トルクセンサの故障と確定でき、さらには、その故障に対応した制御を実行することにより、フィーリングの良いハンドル操作が可能な電動パワーステアリング装置の制御装置を提供できる効果がある。   Therefore, if the second aspect of the invention is used, the plurality of torque abnormality detection means are independent for a short period of time, such as chattering, where the plurality of torque abnormality detection means are abnormal independently, but the plurality of torque abnormality detection means When combined, it reliably detects an abnormality that lasts for a long period of time, in other words, an abnormality that causes at least one of the plurality of torque abnormality detection means to be judged to be abnormal for a predetermined time or longer. Thus, there is an effect that it is possible to provide a control device for an electric power steering device that can be determined as a failure of the torque sensor and that can perform a steering operation with a good feeling by executing control corresponding to the failure.

電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。It is a control block diagram of an electric power steering device. トルク入力処理部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a torque input process part. 過去トルク値の更新動作のフローチャートである。It is a flowchart of the update operation | movement of a past torque value. 過去トルク値から予想される現在値を代替値として代入するフローチャートである。It is a flowchart which substitutes the present value estimated from the past torque value as a substitute value. トルクセンサ地絡故障時のモータ電流の出力結果を示す図である。It is a figure which shows the output result of the motor current at the time of a torque sensor ground fault failure. トルクセンサがチャタリング現象を起こした故障時のモータ電流の出力結果を示す図である。It is a figure which shows the output result of the motor current at the time of the failure which caused the chattering phenomenon in the torque sensor. 本発明に係る複数トルク異常検出手段を備えた制御ブロック図である。It is a control block diagram provided with the multiple torque abnormality detection means which concerns on this invention. トルクセンサ異常時の各トルク異常検出手段の出力タイムチャートである。It is an output time chart of each torque abnormality detection means at the time of a torque sensor abnormality. 本発明に係る代替値制御を用いたトルクセンサ故障検出手段を備えた制御ブロック図である。It is a control block diagram provided with a torque sensor failure detection means using alternative value control according to the present invention. 本発明に係る代替値制御を用いないトルクセンサ故障検出手段を備えた制御ブロック図である。It is a control block diagram provided with a torque sensor failure detection means that does not use alternative value control according to the present invention. 電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an electric power steering apparatus. 従来の電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the conventional electric power steering device. トルクセンサ地絡故障対応の従来の電動パワーステアリング装置の制御ブロック図であるIt is a control block diagram of the conventional electric power steering device corresponding to a torque sensor ground fault トルクセンサ地絡故障時の従来の制御によるモータ電流の出力結果を示す図であるIt is a figure which shows the output result of the motor current by the conventional control at the time of a torque sensor ground fault failure トルクセンサ地絡故障時の従来の改善した制御によるモータ電流の出力結果を示す図である。It is a figure which shows the output result of the motor current by the conventional improved control at the time of a torque sensor ground fault failure. トルクセンサチャタリング故障時の従来の制御によるモータ電流の出力結果を示す図である。It is a figure which shows the output result of the motor current by the conventional control at the time of a torque sensor chattering failure.

符号の説明Explanation of symbols

10 トルク入力処理部
10−1 トルク異常検出手段
10−1A,10−1B,10−1C トルク異常検出手段
10−2 代替値算出手段
10−3、10−3Y,10−3Z トルク故障検出手段
10−4 選択スイッチ
10−5、10−3H OR部
10−6 NOT部
10−7 AND部
10−3A,10−3B,10−3C,10−3F,10−3G 遅れ部(TD)
10−3E 比較部
11 リミッタ
107 トルクセンサ
108 モータ
120 電流指令値算出部
121 減算部
122 電流制御部
123 モータ駆動部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Torque input process part 10-1 Torque abnormality detection means 10-1A, 10-1B, 10-1C Torque abnormality detection means 10-2 Alternative value calculation means 10-3, 10-3Y, 10-3Z Torque failure detection means 10 -4 Selection switch 10-5, 10-3H OR section 10-6 NOT section 10-7 AND section 10-3A, 10-3B, 10-3C, 10-3F, 10-3G Delay section (TD)
10-3E Comparison unit 11 Limiter 107 Torque sensor 108 Motor 120 Current command value calculation unit 121 Subtraction unit 122 Current control unit 123 Motor drive unit

Claims (4)

車両の操舵系に操舵補助力を付与するようにしたモータと、ハンドルに作用する操舵力を検出するトルクセンサとを備え、前記トルクセンサの出力値に基いて前記モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記トルクセンサの出力値に基いて前記トルクセンサの異常を検出する複数のトルク異常検出手段と、前記トルクセンサの出力値が異常になる前の過去の正常なトルクセンサの出力値に基き代替値を算出する代替値算出手段と、前記複数のトルク異常検出手段が1つでも単独で継続して異常と判定する期間が所定時間T1以上であるとき、前記トルクセンサが故障であるとの判定を確定するトルク故障検出手段とを備え、前記複数のトルク異常検出手段の1つでも異常と判定したとき、前記トルクセンサの出力値の代わりに前記代替値に基いて前記モータを制御し、前記代替値に基き前記モータを制御しているときに、前記複数のトルク異常検出手段の全てが正常と判定したとき、前記代替値に代えて前記トルクセンサの出力値を用いて制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。 An electric power steering apparatus comprising: a motor that applies a steering assist force to a steering system of a vehicle; and a torque sensor that detects a steering force acting on a steering wheel, and controls the motor based on an output value of the torque sensor. A plurality of torque abnormality detecting means for detecting abnormality of the torque sensor based on the output value of the torque sensor, and the output of the past normal torque sensor before the output value of the torque sensor becomes abnormal. When the substitute value calculating means for calculating the substitute value based on the value and the time period during which at least one of the plurality of torque abnormality detecting means continues to be determined to be abnormal is the predetermined time T1 or more, the torque sensor has failed. and a torque fault detection means for determining determines that there, when it is determined that even one abnormality in the plurality of torque abnormality detecting means, an output of said torque sensor When the motor is controlled based on the alternative value and the motor is controlled based on the alternative value, when it is determined that all of the plurality of torque abnormality detection means are normal, the alternative value is set. Instead, a control device for an electric power steering device, wherein control is performed using an output value of the torque sensor. 前記トルク故障検出手段は、前記代替値が所定時間T2の間に更新されないとき、前記トルクセンサが故障であるとの判定を確定する請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 2. The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the torque failure detection means determines that the torque sensor is in failure when the substitute value is not updated during a predetermined time T <b> 2. 車両の操舵系に操舵補助力を付与するようにしたモータと、ハンドルに作用する操舵力を検出するトルクセンサとを備え、前記トルクセンサの出力値に基いて前記モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記トルクセンサの出力値に基いて前記トルクセンサの異常を検出する複数のトルク異常検出手段を備え、前記複数のトルク異常検出手段が1つでも単独で継続して異常と判定する期間が所定時間T1以上であるとき、前記トルクセンサが故障であるとの判定を確定することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。 An electric power steering apparatus comprising: a motor that applies a steering assist force to a steering system of a vehicle; and a torque sensor that detects a steering force acting on a steering wheel, and controls the motor based on an output value of the torque sensor. The control device includes a plurality of torque abnormality detection means for detecting abnormality of the torque sensor based on an output value of the torque sensor, and even if one of the plurality of torque abnormality detection means continues independently, it is determined as abnormal. A control device for an electric power steering device, wherein when the time period to perform is equal to or greater than a predetermined time T1, the determination that the torque sensor is in failure is fixed. 車両の操舵系に操舵補助力を付与するようにしたモータと、ハンドルに作用する操舵力を検出するトルクセンサとを備え、前記トルクセンサの出力値に基いて前記モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記トルクセンサの出力値に基いて前記トルクセンサの異常を検出する複数のトルク異常検出手段を備え、前記複数のトルク異常検出手段の少なくとも1つでも異常であると判定する期間が継続して所定時間T3以上であるとき、前記トルクセンサが故障であるとの判定を確定することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。 An electric power steering apparatus comprising: a motor that applies a steering assist force to a steering system of a vehicle; and a torque sensor that detects a steering force acting on a steering wheel, and controls the motor based on an output value of the torque sensor. In the control device, a plurality of torque abnormality detection means for detecting abnormality of the torque sensor based on an output value of the torque sensor, and a period for determining that at least one of the plurality of torque abnormality detection means is abnormal Is determined for the failure of the torque sensor when the predetermined time T3 is equal to or longer than the predetermined time T3.
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