JP4899677B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両の操舵系にモータによる補助トルクを付与する電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric power steering device that applies an auxiliary torque by a motor to a steering system of a vehicle.
従来の車両に使用される電動パワーステアリング装置では、操舵者によって入力された操舵トルクをトルクセンサで検出し、この操舵トルクに応じた補助トルクをモータにより得てステアリングに補助トルクを付与し、操舵者が入力するステアリングの操舵力を軽減するような制御が行われている。また、このような制御に加え、電動パワーステアリング装置は、車両の速度、舵角などの車両を取り巻く外部環境も検出しており、これら検出結果に基づいて操舵者の操舵フィーリングを向上させる制御も実装されている。特に、舵角は、例えばハンドル戻り制御などに用いられ、当該ハンドル戻り制御は舵角に応じてハンドルの戻り方向に補助トルクを付加するような働きを有している。 In an electric power steering device used in a conventional vehicle, a steering torque input by a steering wheel is detected by a torque sensor, an auxiliary torque corresponding to the steering torque is obtained by a motor, and an auxiliary torque is applied to the steering, and steering is performed. Control is performed to reduce the steering force input by the user. In addition to such control, the electric power steering device also detects the external environment surrounding the vehicle, such as the speed and steering angle of the vehicle, and controls to improve the steering feeling of the steering based on these detection results. Has also been implemented. In particular, the steering angle is used for, for example, steering wheel return control, and the steering wheel return control has a function of adding auxiliary torque in the steering wheel return direction according to the steering angle.
このように、舵角は主に電動パワーステアリング装置における操舵フィーリングを向上させる制御に用いられる信号であり、当該舵角に関しては当該舵角を検出する舵角検出装置あるいは当該舵角を推定する信号処理装置の異常を検出する方法や、この異常に対する対策が種々知られている(例えば、特許文献1、2、3および4参照)。
Thus, the steering angle is a signal mainly used for control for improving the steering feeling in the electric power steering apparatus, and the steering angle detection device for detecting the steering angle or the steering angle is estimated with respect to the steering angle. Various methods for detecting an abnormality in a signal processing apparatus and countermeasures against this abnormality are known (see, for example,
特許文献1では、舵角の検出あるいは演算処理に係る装置などにおける断線や故障などの異常を検出するため、舵角検出手段である舵角センサで出力された値(相対舵角値)が所定の範囲に納まっているか否かを判定し、当該値が前記所定の範囲内に納まってない場合には、前記値を出力異常と判定する構成が示されている。
In
また、特許文献2では、ハンドル戻り制御部に入力される舵角信号を検出する、舵角検出装置などのセンサが、断線などによって異常が発生した場合、この異常を検出してハンドル戻り制御を無効化するものが示されている。
Moreover, in
さらに、特許文献3では、モータの回転角と舵角との偏差が比較基準値以上のときに異常であると診断して、異常と判定する場合には、モータ電流の制御に対する舵角の使用のみを直ちに禁止する構成が示されている。また、舵角を常に記憶して、異常と判定される場合には、異常判定される直前に記憶した前回の舵角をモータ電流の制御に用いるとともに、前記前回の舵角を徐々に低下させてモータ電流の制御への影響を徐々に減少していく構成も示されている。
Furthermore, in
また、特許文献4では、舵角変化に応じて各々位相の異なる、少なくとも3個の舵角センサを車両に付設し、当該舵角センサのそれぞれの出力状態から当該操舵センサの異常を検出する舵角検出装置が示されている。
しかしながら、特許文献1から3に記載の電動パワーステアリング装置では、舵角の検出に係る装置で異常が発生したと判定した場合、制御の一部分を停止させる構成であり、車両が走行している場合、その停止により操舵者の操舵フィーリングが急激に変化してしまい、操舵者がそれに対応し切れず車両が不安定な挙動となってしまうことが懸念され、また制御系の機能が縮小されてしまい操舵フィーリングを損なってしまうという問題があった。特に、特許文献3では、舵角を記憶して、異常判定される直前の舵角を用いて、その変化を徐々に行う構成が示されているが、結果的に操舵フィーリングを損なってしまう状態になることには変わりはなく、操舵フィーリング損失の抑制にはなっていない。
However, in the electric power steering devices described in
また、特許文献4では、複数の舵角センサを付設し異常を検出する構成であるが、構成が複雑になってしまい、コストが高くなってしまうという問題があった。 Moreover, in patent document 4, although it is the structure which attaches a some steering angle sensor and detects abnormality, there existed a problem that a structure will become complicated and cost will become high.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で、舵角検出手段あるいは舵角推定手段において異常発生して舵角あるいは舵角推定信号を出力できなくなった場合でも、操舵フィーリングが急激に変化することなく、且つ操舵フィーリング損失を抑制することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to make it impossible to output a steering angle or a steering angle estimation signal due to an abnormality in the steering angle detection means or the steering angle estimation means with a simple configuration. Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of suppressing steering feeling loss without causing a sudden change in steering feeling.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) ステアリングの舵角を検出する舵角検出手段と、モータを制御して当該ステアリングに補助トルクを付与する操舵制御駆動装置と、前記舵角検出手段の異常を判定する異常検出手段と、前記モータの回転角を検出するモータ角度検出手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記操舵制御駆動装置は、前記舵角検出手段により検出された舵角信号に係る舵角情報を算出するとともに、
当該舵角情報を記憶する信号記憶手段を備え、
前記異常検出手段が前記舵角検出手段の異常発生を検知した場合に、
前記信号記憶手段に記録された前記異常発生直前の舵角情報と、前記モータ角度検出手段により検出されたモータ角度信号とに基づいて、
前記モータを制御して稼動させ続けることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering, a steering control drive device for controlling the motor to apply auxiliary torque to the steering, an abnormality detection means for determining an abnormality of the steering angle detection means, In an electric power steering apparatus comprising motor angle detection means for detecting a rotation angle of the motor,
The steering control drive device calculates steering angle information related to the steering angle signal detected by the steering angle detection means,
Comprising signal storage means for storing the rudder angle information,
When the abnormality detection means detects the abnormality occurrence of the rudder angle detection means,
And the steering angle information of the abnormality occurrence immediately before recorded in the signal SL 憶 means, on the basis of the motor angle signal detected by the motor angle detecting means,
An electric power steering apparatus characterized in that the motor is continuously operated while being controlled.
(2) (1)に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記舵角情報は、前記舵角信号と前記モータ角度信号とにより算出された舵角中点信号であることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
(2) In the electric power steering device according to (1),
The electric power steering apparatus according to
(3) (1)または(2)に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記操舵制御駆動装置は、前記信号記憶手段に記憶された、所定時間における前記操舵情報の平均値を算出する信号演算処理手段を備え、
前記異常検出手段が前記舵角検出手段の異常発生を検知した場合に、
前記信号演算処理手段の算出結果に基づいて、
前記モータを制御して稼動させ続けることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
(3) In the electric power steering device according to (1) or (2),
The steering control drive device includes signal calculation processing means for calculating an average value of the steering information stored in the signal storage means for a predetermined time,
When the abnormality detection means detects the abnormality occurrence of the rudder angle detection means,
Based on the calculation result of the signal arithmetic processing means,
An electric power steering apparatus characterized in that the motor is continuously operated while being controlled.
(4) (1)から(3)のいずれか1つに記載の電動パワーステアリング装置において、
前記操舵制御駆動装置は、車両が停止するまで、あるいは前記異常検出手段が前記信号の異常発生から正常な状態に復帰したと判定するまで、
前記モータを制御して稼動させ続けることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The electric power steering system according to any one of (4) (1) (3),
The steering control drive device until the vehicle stops or until the abnormality detection means determines that the signal has returned to the normal state from the occurrence of the abnormality.
An electric power steering apparatus characterized in that the motor is continuously operated while being controlled.
本発明によれば、簡単な構成で、舵角検出手段あるいは舵角推定手段で異常が発生して、舵角あるいは舵角推定信号の信号が出力されなくなった場合でも、異常が発生する直前のこれら信号を記憶し、当該信号に基づいて、車両が停止するまで、または前記舵角検出手段または舵角推定手段が復旧するまでモータを制御して稼動させ続けるので、操舵フィーリングが急激に変化することなく、且つ操舵フィーリング損失を抑制することができる操舵を実現することができる。 According to the present invention, even when an abnormality occurs in the rudder angle detection means or the rudder angle estimation means and the signal of the rudder angle or the rudder angle estimation signal is not output with a simple configuration, immediately before the abnormality occurs. Since these signals are stored and the motor is controlled and operated until the vehicle stops or the steering angle detection means or the steering angle estimation means recovers based on the signals, the steering feeling changes rapidly. Steering that can suppress the steering feeling loss without performing the operation can be realized.
以下、本発明に係る実施形態について、図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示した図である。図2は、コントロールユニット30のアシスト制御の流れを示したブロック構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an electric power steering apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a block configuration diagram showing the flow of assist control of the
当該電動パワーステアリング装置では、図1に示すように、操向ハンドル1のコラム軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4a,4b、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に結合されている。コラム軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ20が減速ギア3を介してコラム軸2に結合されている。当該減速ギア3には、操向ハンドル1の舵角を検出する舵角センサ15が付設されている。また、当該モータ20には、モータの回転角度を検出する、例えばレゾルバなどのモータ角度検出回路42が装着されている(図2参照)。電動パワーステアリング装置を制御する操舵制御駆動装置であるコントロールユニット30には、バッテリ14からイグニションキー11およびリレー13を経て電力が供給される。また、コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルク信号Tと車速センサ12で検出された車速信号Vと舵角センサ15で検出された舵角信号θHと前記モータ角度検出回路で検出されたモータ角度信号θMが入力され、これら信号に基づいてアシスト指令の操舵補助指令値Iの演算を行い、演算された制御操舵補助指令値Iに基づいてモータ20に供給する電流(アシスト電流)を制御することによりアシスト制御を行っている。
In the electric power steering apparatus, as shown in FIG. 1, the
コントロールユニット30は主として、CPU、ROM、RAM、インターフェイス回路などから構成される。その内部においてROMなどに格納されているプログラムを読み込み、前記アシスト制御を実施している。
The
コントロールユニット30は、図2に示すように、操舵補助指令値演算器31と位相補償器32と最大電流制限部33とモータ駆動回路34とSATFeedBack補償器35と微分器36と収斂制御器37と慣性補償器38とハンドル戻り制御部40と舵角信号制御部41とモータ角速度演算部43とモータ角加速度演算部39と相対舵角演算部44と、減算器45と、加算器46a,46b,46cとを備えている。また、当該コントロールユニット30に入力される前記操舵トルク信号Tと前記車速信号Vと舵角信号θHとモータ角度信号θMなどの外部から入力される信号は、前記コントロールユニット30で演算処理できるように、例えば図示しないA/D変換器にてアナログ信号からデジタル信号に変換されている。なお、前記速度信号Vなどの信号は車両に搭載されているCANなどのデジタル通信回線を経由して、コントロールユニット30に入力されてもよい。また、これら信号は図示しない増幅器で増幅され、また図示しないローパスフィルタにて濾波処理が適宜施される。
As shown in FIG. 2, the
操舵者が操向ハンドル1を操作した結果生じる操舵トルク信号Tはトルクセンサ10によって検出され、増幅処理および濾波処置などが適宜施された後、操舵補助指令値演算部31に入力される。
A steering torque signal T generated as a result of the steering operator operating the steering handle 1 is detected by the
操舵補助指令値演算部31は入力された操舵トルク信号Tに基づいてモータに供給すべき制御操舵補助指令値Iを出力する。また、当該制御操舵補助指令値Iは当該操舵トルク信号Tが大きな値を示すほど大きな値となるように、例えば予め用意されたアシストマップを参照するなどして決定されるが、操舵安全性を考慮して、前記操舵補助指令値演算部31は前記操舵トルク信号Tが所定以上の値を示す場合、前記制御操舵補助指令値Iの出力を適正値に制限する。これにより、操舵者が入力するステアリングの操舵力を軽減するとともに車両挙動の安定化を図っている。
The steering assist command
前記操舵補助指令値演算器31で出力された前記制御操舵補助指令値Iは位相補償器32に入力される。前記位相補償器32は、前記制御操舵補助指令値Iに位相補償を施し、位相補償が施された制御操舵補助指令値IPを出力する。これにより、前記位相補償器32は、過渡特性を改善あるいは制御系の安定化を図る。
The control steering assist command value I output from the steering assist
一方、操舵トルク信号Tは、SATFeedBack補償器35と、微分器36とに入力される。
On the other hand, the steering torque signal T is input to the
前記SATFeedBack補償器35は、前記操舵トルク信号Tを入力とし、操向ハンドル1の操作を助ける方向に前記制御操舵補助指令値Iを補正し、操舵後の操向ハンドル1の戻りを改善する。また、前記微分器36では、前記操舵トルク信号Tを取り込み、当該操舵トルク信号Tの変動に応じて前記制御操舵補助指令値Iを補正し、モータ20による補助トルクの変動を抑制する。
The
収斂性補償器37は、モータ角速度演算部43で算出され出力されたモータ角速度ωMを入力とし、車両の収斂性を改善するために、操向ハンドル1の回転を妨げる方向に前記制御操舵補助指令値Iを補正して当該操向ハンドル1の振れ回る動作に対してブレーキをかけるようになっており、操舵後の当該操向ハンドル1の挙動を安定させる。
そして、前記慣性補償器38は、モータ角加速度演算部39で算出され出力されたモータ角加速度αMを入力とし、操向ハンドル1やピニオンラック機構5やモータ20や減速ギア3などの駆動系に係る慣性系の変動に応じて前記制御操舵補助指令値Iを補正して補助トルクの変動を抑制する。これにより、操舵者に駆動系の慣性が伝達しないように働き、操舵フィーリングを向上させている。
The
ここで、減算器45は、前記微分器36の出力をSATFeedBack補償器35の出力により減算処理する。さらに、当該減算器45の出力は、加算器46a,46bによって、収斂制御器37の出力と慣性補償器38の出力とを加算処理され、加算器46cに入力される。
Here, the
また、前記モータ角速度演算部43では、例えばレゾルバなどで構成されたモータ角度検出回路42からモータ角度信号θMを取り込み、当該モータ角度信号θMを、例えば微分処理などを施して、前記モータ角速度信号ωMを算出する。当該モータ角速度信号ωMはそれぞれハンドル戻り制御部40、前記モータ角加速度演算部39および前記収斂制御器37に入力される。
Further, the in motor angular
当該ハンドル戻り制御部40では、前記モータ角度速度信号ωMと、車速センサにより検出された車速信号Vと、後述する舵角信号制御部41の出力である信号Sとが入力され、より自然な操舵フィーリングを付与するため、車両の直進状態に対する前記操舵ハンドル1の舵角に応じて制御操舵補助指令値Iを補正している。より具体的には、当該ハンドル戻り制御部40は、主に前記信号Sに応じて出力を制御しており、当該信号Sが大きいと判断される場合には大きな補助トルクでハンドル戻し制御を行い、当該信号Sが小さいと判断される場合には小さな補助トルクでハンドル戻し制御を行う。また、当該ハンドル戻り制御部40の出力は、前記モータ角速度信号ωMと前記車速信号Vとに基づいて調整され、例えば前記車速Vが大きい場合には、前記信号Sが一定でも補助トルクが小さくなるように前記制御操舵補助指令値Iを補正する。これにより、操舵者に対し快適な操舵フィーリングを実現している。
In the steering wheel
上述した通り、前記モータ角速度演算部43では、前記モータ角度信号θMが入力され、例えば微分処理などを施して、前記モータ角速度信号ωMを算出し、前記ハンドル戻り制御部40と前記収斂制御器37と前記モータ角加速度演算部39とに出力している。また、前記モータ角加速度演算部39では、前記モータ角速度信号ωMが入力され、例えば微分処理などを施して、前記モータ角加速度αMを算出し、慣性補償器38に出力している。これら帰還構成により、フィードバック制御を実現している。
As described above, in the motor angular
また、相対舵角演算部44は、前記モータ角度信号θMを取り込み、舵角信号θHと等価に扱えるようにモータ20に付設されている減速ギア3の減速比を乗算して相対舵角信号θM´を算出し、その結果を舵角信号制御部41に出力する。
The relative steering
舵角信号制御部41は、前記舵角信号θHと前記相対舵角信号θM´とに基づいて演算処理を行い、その演算結果である信号Sをハンドル戻り制御部に出力する。
The steering angle
加算演算器46cは、加算器46bの出力と、ハンドル戻り制御部40の出力と前記制御操舵補助指令値IPとを加算処理して、この結果得られた出力を最大電流制限部33に入力している。当該最大電流制限部33はコントロールユニット30およびモータの過電流による損傷を防止するため、モータ20に入力される最大電流を適正値に制限する。
以上により、モータに供給される電流指令値Eがモータ駆動回路34に入力される。
As described above, the current command value E supplied to the motor is input to the
本実施形態では、モータ20としてブラシレスモータを使用する。ブラシレスモータのロータには、複数のN極とS極が円周に亙って交互に配置、固定されており、前記ロータを外包するように周方向に亙ってステータコイルが配置されている。また、ブラシレスモータには磁極位置検出素子としてホール素子が用いられており、当該ホール素子によって前記ロータの磁極の位相を検出し、検出された当該位相に応じて各々の前記ステータコイルに流す電流が選択的に切り替えられることにより回転トルクが得られる。
In the present embodiment, a brushless motor is used as the
前記モータ駆動回路34は前記電流の供給とその切り替えを行い、前記電流制御値Eが達成されるような動作を行う。これにより、モータ20による補助トルクを操舵系に付加するアシスト制御を実現している。
The
さらに、舵角信号制御部41について、図3を参照しながら詳細に説明する。図3は舵角信号制御装置41に係るブロック構成図である。
Further, the steering angle
本実施形態に係る舵角信号制御装置41は、舵角センサ異常検出部(異常検出手段)50と、舵角推定信号出力判定部51と、舵角中点出力部52と、加算器55と、減算器54a,54bと、乗算器53a,53bとを備えている。
The steering angle
前記舵角センサ異常検出部50は、舵角信号θHを取り込み、当該舵角信号θHから、舵角センサの故障や断線などの異常発生の検知を行う。この検知結果に基づき値Flg1を出力する。即ち、前記舵角センサ異常検出部50が正常と判定した場合には前記値Flg1に“1”をセットし、異常と判定した場合には当該値Flg1に“0”をセットして当該値Flg1を出力する。
The steering angle sensor
舵角推定信号出力判定部51は前記値Flg1が入力され、値Flg1が“1”の場合には値Flg2に“0”を、値Flg1が“0”の場合には値Flg2に“1”をセットして、当該値Flg2を出力する。なお、前記舵角センサ異常検出部50は、車両が停止するまで、あるいは前記操舵センサ異常検出部50が前記舵角センサ15の異常発生から正常な状態に復帰したと判定するまで、即ちコントロールユニット30に電源が投入され続ける限り、所定の周期で前記異常発生の検知を行っている。
The steering angle estimation signal
一方、減算器54aには前記舵角信号θHと前記相対舵角信号θM´が入力され、当該相対舵角信号θM´から前記舵角信号θHを減算処理して舵角中点信号θCを算出し、当該舵角中点信号θCを舵角中点出力部52に出力する。
On the other hand, the
当該舵角中点出力部52には、前記舵角中点信号θCと舵角センサ異常検出部50の出力である前記値Flg1が入力される。当該舵角中点出力部52は、これら信号に基づいて減算器54bに出力する値を決定するとともに、逐次入力される前記舵角中点信号θCを記憶する信号記憶部52aを備えている。当該信号記憶部52aは所定の周期で前記舵角中点信号θCを記憶している。この構成により、前記舵角中点出力部52では、値Flg1が“1”にセットされている場合には、信号記憶装置52aから今現在取り込まれ記憶された舵角中点信号θCが出力され、値Flg1が “0”の場合には、1周期前の舵角中点信号θC、即ち異常発生する直前の舵角中点信号θCが出力される。この出力結果は、減算器54bに入力され、当該減算器54bで、相対舵角信号θM´を前記舵角中点出力部52の出力により減算処理することにより、舵角推定信号θE,1を出力する。
The The steering angle
当該舵角推定信号θE,1は乗算器53bに入力され、値Flg2が乗算処理され、その結果が加算器55に入力される。一方、乗算器53aでは、舵角センサ15で検出された舵角信号θHと値Flg1を乗算処理して、その結果が加算器55に入力される。
The steering angle estimation signal θ E, 1 is input to the
前記加算器55では、乗算器53aの出力結果と乗算器53bの出力結果を加算処理して信号Sを算出し、当該信号Sをハンドル戻り制御部40に出力する。
The
次に、図4のフローチャートに従って、上述した構成における舵角信号制御部41の動作の流れについて説明する。
Next, the operation flow of the steering angle
舵角センサ異常検出部50が舵角センサの故障や断線などの異常が発生したかどうかを判定する(即ちS100)。異常発生を検知した場合、舵角信号θHがハンドル戻り制御部40に出力されないように出力を無効化する(即ちS110)とともに、舵角推定信号θE,1がハンドル戻り制御部40に出力されるように出力を有効化する(即ちS111)。ここで、舵角中点出力部52は、信号記憶部52aから異常発生した時点から1周期前の舵角中点信号θCを信号記憶部52aから取得し出力する(S112)。次に、当該舵角中点信号θCと相対舵角信号θM´とから舵角推定信号θE,1を算出し(S113)、ハンドル戻り制御部40へ出力する(S101)。これにより、異常発生が検出された場合、ハンドル戻り制御部40に、異常発生した時点から1周期前の舵角中点信号θCにより算出された舵角推定信号θE,1が入力される。
The steering angle sensor
また、異常を検知しない場合には、舵角信号θHがハンドル戻り制御部40に出力されるように出力を有効化する(即ちS120)とともに、舵角推定信号θE,1がハンドル戻り制御部40に出力されないように出力を無効化する(即ちS121)。ここで、舵角中点出力部52は、現時点の舵角中点信号θCを信号記憶部52aから取得し出力する(S122)。そして、当該舵角中点信号θCと相対舵角信号θM´とから舵角推定信号θE,1が算出される(S123)が、その出力が無効化されているため、当該舵角推定信号θE,1はハンドル戻り制御部40に出力されず、舵角センサで検出された舵角信号θHが直接ハンドル戻り制御部40に入力される。
Also, in the case of not detecting the abnormality, the steering angle signal theta H to enable the output to be outputted to the steering wheel
したがって、本実施形態によれば、コントロールユニット30は、舵角センサ15により検出された舵角信号θHとモータ角度検出回路42により検出されたモータ角度信号θMとにより舵角中点信号θCを算出するとともに、当該舵角中点信号θCを記憶する信号記憶部52aを備え、前記舵角センサ異常検出部50が前記舵角センサ15の異常発生を検知した場合に、前記信号記憶部52aに記憶された前記異常発生直前の舵角中点信号θCと、前記モータ角度信号θMとに基づいて、モータ20を制御して稼動させ続けるので、操舵フィーリングが急激に変化することがなく、また操舵フィーリング損失を抑制することができる安全で快適な操舵を実現することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、コントロールユニット30は、車両が停止するまで、または前記操舵センサ異常検出部50が前記舵角センサの異常発生から正常な状態に復帰したと判定するまで、モータ20を制御して稼動させ続けるので、操舵者が操舵ハンドル1を操舵する限り、操舵フィーリング損失を抑制でき、より安全で快適な操舵を実現することができる。
In addition, according to the present embodiment, the
(第2実施形態)
本発明に係る第1実施形態の変形例について図5、図6を参照して説明する。図5は、本実施形態に係る舵角信号制御部のブロック構成図であり、図6は舵角中点平均値算出部のブロック構成図である。本実施形態では、前述した第1実施形態の構成に、舵角中点平均値算出部を設けた構成である。
(Second Embodiment)
A modification of the first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block configuration diagram of the steering angle signal control unit according to the present embodiment, and FIG. 6 is a block configuration diagram of the steering angle midpoint average value calculation unit. In the present embodiment, the steering angle midpoint average value calculation unit is provided in the configuration of the first embodiment described above.
本実施形態では、図5に示すとおり、舵角信号制御部41´に、信号記憶部60aを備えた舵角中点平均値算出部60を設けている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the steering angle
前記舵角中点平均値算出部60における信号記憶部60aは、所定の周期で逐次入力される舵角中点信号θCを記憶している。前記舵角中点平均値算出部60は、図6に示すように、1周期前からN−1周期前までの遅延素子Z−1,Z−2,・・・,Z−n+1で構成されており、前記信号記憶部60aに記録された複数の舵角中点信号θCにおいて、値N(ただし値Nは自然数)に基づき、N−1周期前の舵角中点信号θCから異常発生した時点の舵角中点信号θCまで算出し、これら信号を総和して、値1/Nで乗算処理し、平均舵角中点信号θC´を算出して、当該平均舵角中点信号θC´を舵角中点出力部52´に出力する。なお、前記値Nは予め設定された値であり、外部から逐次変更可能な値となっている。
The steering angle midpoint average value signal storage unit 60a of the calculating unit 60 stores a steering angle midpoint signal theta C which is sequentially input in a predetermined cycle. As shown in FIG. 6, the steering angle midpoint average value calculation unit 60 includes delay elements Z −1 , Z −2 ,..., Z −n + 1 from one cycle before to N−1 cycles. is configured, in the signal storage unit a plurality of recorded in 60a steering angle midpoint signal theta C, based on the value N (where the value N is a natural number), N-1 cycle before the steering angle midpoint signal theta C To the steering angle midpoint signal θ C at the time of occurrence of an abnormality, and summing these signals and multiplying by a
前記舵角中点出力部52´は、前記平均舵角中点信号θC´と舵角センサ異常検出部50の出力である前記値Flg1が入力される。当該舵角中点出力部52´は、これら信号に基づいて減算器54bに出力する値を決定するとともに、逐次入力される前記平均舵角中点信号θC´を記憶する信号記憶部52´aを備えている。当該信号記憶部52´aは所定の周期で前記平均舵角中点信号θC´を記憶している。この構成により、前記舵角中点出力部52´では、値Flg1が“1”にセットされている場合には、信号記憶装置52´aから今現在取り込まれ記憶された平均舵角中点信号θC´が出力され、値Flg1が“0”の場合には、1周期前の平均舵角中点信号θC´、即ち異常発生する直前の舵角中点信号θC´が出力される。
それ以外の様態は、第1実施形態と同じである。
The steering angle
Other aspects are the same as in the first embodiment.
したがって、本実施形態によれば、第1実施形態と同じ作用効果を奏するが、特に、舵角中点を複数の舵角中点の平均値により算出するので、異常発生時により精度のよい舵角推定信号を算出してハンドル戻り制御部に出力でき、より操舵フィーリング損失を抑制することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the same operational effects as the first embodiment can be obtained, but in particular, since the steering angle midpoint is calculated from the average value of the plurality of steering angle midpoints, the steering accuracy is more accurate when an abnormality occurs. An angle estimation signal can be calculated and output to the steering wheel return control unit, and steering feeling loss can be further suppressed.
(第3実施例)
さらに、本発明に係る別の実施形態について図7従って説明する。図7は、本実施形態に係る舵角信号制御部のブロック構成図である。
第1実施形態とは違い、本実施形態に係る、図示しない電動パワーステアリング装置は舵角センサを備えていない構成であり、当該舵角センサ以外の検出手段で検出される信号、例えば操舵トルク信号Tや相対舵角信号θM´や車速信号Vの信号から舵角推定信号を算出してモータ20を制御してステアリングに補助トルクを付加している。
(Third embodiment)
Furthermore, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram of the steering angle signal control unit according to the present embodiment.
Unlike the first embodiment, the electric power steering apparatus (not shown) according to the present embodiment is not provided with a steering angle sensor, and is a signal detected by a detection means other than the steering angle sensor, for example, a steering torque signal. A steering angle estimation signal is calculated from T, a relative steering angle signal θ M ′, and a vehicle speed signal V, and the
この構成における舵角信号制御部141は、図7に示すように、センサ異常検出部150と、舵角推定信号算出部151と、舵角推定信号出力判定部152とを備えている。本実施形態における全体的なブロック構成図は、舵角センサ以外、基本的に図2に示した第1実施形態のものと同様であるので、全体的なブロック構成についての説明は省略する。
As shown in FIG. 7, the steering angle
前記センサ異常検出部150には、前記操舵トルク信号Tや前記相対舵角信号θM´や前記車速信号Vの信号が入力されており、これら信号の異常発生の検知を行う。この検知結果に基づき値Flg3を出力する。即ち、前記センサ異常検出部150が正常と判定した場合には前記値Flg3に“1”をセットし、一方異常と判定した場合には当該値Flg3に“0”をセットして当該値Flg3を前記舵角推定信号出力判定部152に出力する。
The sensor
また、前記舵角推定信号算出部151では、前記操舵トルク信号Tや前記相対舵角信号θM´や前記車速信号Vの信号から舵角推定信号θE,2を算出して、前記舵角推定信号出力判定部152に出力する。
In addition, the steering angle estimation
そして、前記舵角推定信号出力判定部152には、前記値Flg3と舵角推定信号θE,2が入力される。前記舵角推定信号出力判定部152は、これら信号に基づいてハンドル戻り制御部40に出力する信号S´を決定するとともに、逐次入力される前記舵角推定信号θE,2を記憶する信号記憶部150aを備えている。この構成により、前記舵角推定信号出力判定部152では、値Flg3が“1”にセットされている場合には、信号記憶装置152aで今現在取り込まれ記憶された前記舵角推定信号θE,2が前記信号S´にセットされ、一方値Flg3が “0”の場合には、1周期前の前記舵角推定信号θE,2、即ち異常発生する直前の前記舵角推定信号θE,2が前記信号S´にセットされる。これにより、前記信号S´が前記ハンドル戻り制御部40に入力される。
The steering angle estimation signal
したがって、本実施形態によれば、コントロールユニットは、舵角推定信号θE,2を記録する信号記憶部150aを備え、前記センサ異常検出部150が前記操舵トルク信号Tや前記相対舵角信号θM´や前記車速信号Vの信号の異常発生を検知した場合に、前記信号記録部152aに記憶された前記異常発生直前の舵角推定信号θE,2に基づき、前記モータ20を制御して稼動させ続けるので、操舵フィーリングが急激に変化することがなく、且つ操舵フィーリング損失を抑制することができる安全で快適な操舵を実現することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the control unit includes the signal storage unit 150a that records the steering angle estimation signal θ E, 2, and the sensor
また、本実施形態によれば、コントロールユニットは、車両が停止するまで、または前記操舵センサ異常検出部50が異常発生から正常な状態に復帰したと判定するまで、モータ20を制御して稼動させ続けるので、操舵者が操舵ハンドル1を操舵する限り、操舵フィーリング損失が抑制でき、より安全で快適な操舵を実現することができる。
Further, according to the present embodiment, the control unit controls and operates the
(第4実施形態)
本発明に係る第4実施形態について図8を参照して説明する。図8は、本実施形態に係る舵角信号制御部のブロック構成図である。本実施形態では、前述した第3実施形態の構成において、舵角中点平均値算出部260と舵角中点出力部252とを設けた構成である。なお、本実施形態に係る、図示しない電動パワーステアリング装置は、第3実施形態と同様に、舵角センサを備えていない構成であり、当該舵角センサ以外の検出手段で検出される信号、例えば操舵トルク信号Tや相対舵角信号θM´や車速信号Vの信号から舵角推定信号を算出してモータ20を制御してステアリングに補助トルクを付加している。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram of the steering angle signal control unit according to the present embodiment. In the present embodiment, in the configuration of the third embodiment described above, a steering angle midpoint average
本実施形態に係る舵角信号制御部241は、図8に示すように、舵角推定信号算出部151と、センサ異常検出部250と、舵角推定信号出力判定部251と、舵角中点平均値算出部260と、舵角中点出力部252と、加算器255と、減算器254a,254bと、乗算器253a,253bとを備えている。
As shown in FIG. 8, the steering angle
前記舵角推定信号算出部151では、操舵トルク信号Tと車速信号Vと相対舵角信号θM´とから舵角推定信号θE,2を算出して、前記乗算器253aと減算器254aに出力する。
The steering angle estimation
前記センサ異常検出部250は、前記操舵トルク信号Tと前記車速信号Vとを取り込み、これら信号から異常発生の検知を行う。この検知結果に基づき値Flg4を出力する。即ち、前記センサ異常検出部250が正常と判定した場合には前記値Flg4に“1”をセットし、一方異常と判定した場合には当該値Flg4に“0”をセットして当該値Flg4を出力する。
The sensor
舵角推定信号出力判定部251は前記値Flg4が入力され、値Flg4が“1”の場合には値Flg5に“0”を、値Flg4が“0”の場合には値Flg5に“1”をセットして、当該値Flg5を出力する。
The steering angle estimation signal
一方、減算器254aには前記舵角推定信号θE,2と前記相対舵角信号θM´が入力され、当該相対舵角信号θM´から前記舵角推定信号θE,2を減算処理して舵角中点推定信号θC,Eを算出し、当該舵角中点推定信号θC,Eを舵角中点平均値算出部260に出力する。
On the other hand, the subtracter 254a the steering angle estimation signal theta E, 2 and the relative steering angle signal theta M 'is inputted, the relative steering angle signal theta M' in the from the steering angle estimation signal theta E, 2 subtraction processing Then, the steering angle midpoint estimation signals θ C and E are calculated, and the steering angle midpoint estimation signals θC and E are output to the steering angle midpoint average
当該舵角中点平均値算出部260は、信号記憶部260aを備えている。当該信号記憶部260aは、所定の周期で逐次入力される舵角中点推定信号θC,Eを記憶している。前記舵角中点平均値算出部260は、第2実施形態と同じく(図6を参照)、1周期前からN−1周期前までの遅延素子Z−1,Z−2,・・・,Z−n+1で構成されており、前記信号記憶部260aに記録された複数の舵角中点推定信号θC,Eにおいて、値N(ただし値Nは自然数)に基づき、N−1周期前の舵角中点推定信号θC,Eから異常発生した時点の舵角中点信号θC,Eまで算出し、これら信号を総和して、値1/Nで乗算処理し、平均舵角中点推定信号θC,E´を算出して、当該平均舵角中点推定信号θC,E´を舵角中点出力部252に出力する。
The steering angle midpoint average
前記舵角中点出力部252は、前記平均舵角中点推定信号θC,E´とセンサ異常検出部250の出力である前記値Flg4が入力される。当該舵角中点出力部252は、これら信号に基づいて減算器254bに出力する値を決定するとともに、逐次入力される前記平均舵角中点推定信号θC,E´を記憶する信号記憶部252aを備えている。当該信号記憶部252aは所定の周期で前記平均舵角中点推定信号θC,E´を記憶している。この構成により、前記舵角中点出力部252では、値Flg4が“1”にセットされている場合には、信号記憶装置252aから今現在取り込まれ記憶された平均舵角中点推定信号θC,E´が出力され、値Flg4が“0”の場合には、1周期前の平均舵角中点推定信号θC,E´、即ち異常発生する直前の平均舵角中点推定信号θC,E´が出力される。この出力結果は、減算器254bに入力され、当該減算器254bで、前記相対舵角信号θM´を前記舵角中点出力部252の出力により減算処理することにより、舵角推定信号θE,3を出力する。
The steering angle
当該舵角推定信号θE,3は乗算器253bに入力され、値Flg5が乗算処理され、その結果が加算器255に入力される。一方、乗算器253aでは、前記舵角推定信号算出部151で検出された舵角推定信号θE,2と値Flg4を乗算処理して、その結果が加算器255に入力される。
The steering angle estimation signal θ E, 3 is input to the
前記加算器255では、乗算器253aの出力結果と乗算器253bの出力結果を加算処理して信号S´´を算出し、当該信号S´´をハンドル戻り制御部40に出力する。
The
この構成により、前記センサ異常検出部250が正常と判定した場合には、舵角推定信号算出部151が算出した舵角推定信号θE,2がハンドル戻り制御部40に出力され、一方異常と判定した場合には、異常発生する直前までに記憶されたN個の舵角中点推定信号θC,Eから平均舵角中点推定信号θC,E´を算出し、当該平均舵角中点推定信号θC,E´と相対舵角信号θM´とから舵角推定信号θE,3を算出してハンドル戻り制御部に出力する。
With this configuration, when the sensor
したがって、本実施形態によれば、第3実施形態と同じ作用効果を奏するが、特に、信号S´´を複数の舵角中点推定値の平均値により算出しているので、異常発生時により精度のよい舵角推定信号を算出してハンドル戻り制御部に出力でき、より操舵フィーリング損失を抑制することができるとともに、電動パワーステアリング制御装置の安定性を保つことができる。 Therefore, according to the present embodiment, the same effect as the third embodiment is obtained, but in particular, since the signal S ″ is calculated by an average value of a plurality of steering angle midpoint estimated values, An accurate steering angle estimation signal can be calculated and output to the steering wheel return control unit, and the steering feeling loss can be further suppressed, and the stability of the electric power steering control device can be maintained.
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の様態はこれら実施形態に限られるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、本実施形態では処理の大部分をソフトウエアにて行っているが、その一部またはすべてをFPGA(Field Programable Gate Array)などのハードウエアで実現してもよい。また、舵角を推定する信号として、操舵トルク信号Tや相対舵角信号θM´や車速信号Vを例示して説明したが、これに限らず、車輪速などを用いてもよい。 The description of the specific embodiments is finished above, but the aspect of the present invention is not limited to these embodiments, and modifications, improvements, and the like can be made as appropriate. For example, in the present embodiment, most of the processing is performed by software, but a part or all of the processing may be realized by hardware such as FPGA (Field Programmable Gate Array). In addition, the steering torque signal T, the relative steering angle signal θ M ′, and the vehicle speed signal V have been exemplified and described as signals for estimating the steering angle, but the present invention is not limited thereto, and wheel speeds may be used.
さらに、本実施形態では、ハンドル戻り制御部を例示して説明を行ったが、特にこれに限らず、舵角信号を取り込んで処理を行う種々の制御部、補償部にも適用可能である。 Furthermore, in the present embodiment, the steering wheel return control unit has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to various control units and compensation units that take in a steering angle signal and perform processing.
なお、本発明は電動パワーステアリング装置の形式(コラムタイプ、ピニオンタイプ、ラックタイプ)、モータの種類(ブラシ付き、ブラシレスなど)を問わず、全ての電動パワーステアリング装置に適用可能である。 The present invention is applicable to all electric power steering devices regardless of the type of electric power steering device (column type, pinion type, rack type) and the type of motor (with brush, brushless, etc.).
10 トルクセンサ
12 車速センサ
15 舵角センサ(舵角検出手段)
20 モータ
30 コントロールユニット(操舵制御駆動回路)
40 ハンドル戻り制御部
41,41´,141,241 舵角信号制御部
42 モータ角度検出回路(モータ角度検出手段)
50 舵角センサ異常検出部(異常検出手段)
51,152,251 舵角推定信号出力判定部
52,52´,252 舵角中点出力部
52a,52a´,60a,152a,260a,252a 信号記憶部(信号記憶手段)
60,260 舵角中点平均値算出部(信号演算処理手段)
150,250 センサ異常検出部
151 舵角推定信号算出部(舵角推定手段)
10
20
40 Steering wheel
50 Rudder angle sensor abnormality detection unit (abnormality detection means)
51, 152, 251 Steering angle estimation signal
60,260 Steering angle midpoint average value calculation unit (signal calculation processing means)
150, 250 Sensor
Claims (4)
前記操舵制御駆動装置は、前記舵角検出手段により検出された舵角信号に係る舵角情報を算出するとともに、
当該舵角情報を記憶する信号記憶手段を備え、
前記異常検出手段が前記舵角検出手段の異常発生を検知した場合に、
前記信号記憶手段に記録された前記異常発生直前の舵角情報と、前記モータ角度検出手段により検出されたモータ角度信号とに基づいて、
前記モータを制御して稼動させ続けることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering, a steering control drive device for controlling the motor to apply an auxiliary torque to the steering, an abnormality detection means for determining an abnormality of the steering angle detection means, In an electric power steering apparatus comprising a motor angle detection means for detecting a rotation angle,
The steering control drive device calculates steering angle information related to the steering angle signal detected by the steering angle detection means,
Comprising signal storage means for storing the rudder angle information,
When the abnormality detection means detects the abnormality occurrence of the rudder angle detection means,
And the steering angle information of the abnormality occurrence immediately before recorded in the signal SL 憶 means, on the basis of the motor angle signal detected by the motor angle detecting means,
An electric power steering apparatus characterized in that the motor is continuously operated while being controlled.
前記舵角情報は、前記舵角信号と前記モータ角度信号とにより算出された舵角中点信号であることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the steering angle information is a steering angle midpoint signal calculated from the steering angle signal and the motor angle signal.
前記操舵制御駆動装置は、前記信号記憶手段に記憶された、所定時間における前記操舵情報の平均値を算出する信号演算処理手段を備え、
前記異常検出手段が前記舵角検出手段の異常発生を検知した場合に、
前記信号演算処理手段の算出結果に基づいて、
前記モータを制御して稼動させ続けることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to claim 1 or 2,
The steering control drive device includes signal calculation processing means for calculating an average value of the steering information stored in the signal storage means for a predetermined time,
When the abnormality detection means detects the abnormality occurrence of the rudder angle detection means,
Based on the calculation result of the signal arithmetic processing means,
An electric power steering apparatus characterized in that the motor is continuously operated while being controlled.
前記操舵制御駆動装置は、車両が停止するまで、あるいは前記異常検出手段が前記信号の異常発生から正常な状態に復帰したと判定するまで、
前記モータを制御して稼動させ続けることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 3 ,
The steering control drive device until the vehicle stops or until the abnormality detection means determines that the signal has returned to the normal state from the occurrence of the abnormality.
An electric power steering apparatus characterized in that the motor is continuously operated while being controlled.
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