JP5023500B2 - Electric power steering device - Google Patents
Electric power steering device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5023500B2 JP5023500B2 JP2006017068A JP2006017068A JP5023500B2 JP 5023500 B2 JP5023500 B2 JP 5023500B2 JP 2006017068 A JP2006017068 A JP 2006017068A JP 2006017068 A JP2006017068 A JP 2006017068A JP 5023500 B2 JP5023500 B2 JP 5023500B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- value
- motor
- motor angular
- electric power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 128
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 83
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 68
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 44
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 8
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
この発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に、操舵トルクを検出するトルクセンサの故障等によりトルク検出値が異常値を示しても、操舵補助トルクを適正に制御できる制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering device, and more particularly, to an electric power steering device including a control device capable of appropriately controlling a steering assist torque even if a torque detection value shows an abnormal value due to a failure of a torque sensor for detecting a steering torque. Relates to the device.
車両用の電動パワーステアリング装置は、操向ハンドルと操舵機構とを連結するステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出し、検出された操舵トルクに基づいてモータの出力を制御し、モータの駆動力を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トルクを付与することにより、操向ハンドルの操舵トルクを適正に補助するように構成されているものが一般的である。 An electric power steering device for a vehicle detects a steering torque generated in a steering shaft that connects a steering handle and a steering mechanism, controls a motor output based on the detected steering torque, and generates a driving force of the motor. Generally, a steering assist torque is applied to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt to appropriately assist the steering torque of the steering handle.
図8は、このような電動パワーステアリング装置の構成の一例を説明する図である。操向ハンドル101のステアリングシャフト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に連結されている。ステアリングシャフト102には、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出するトルクセンサ107が設けられているほか、操舵トルクを補助するモータ108が減速ギア103を介して連結されている。
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the configuration of such an electric power steering apparatus. A
制御装置109は、モータ108の出力を制御するもので、トルクセンサ107で検出された操舵トルクと、図示しない車速センサで検出された車速、或いはホールセンサ110で検出されたモータの角速度等を入力として電流指令値を演算し、演算された電流指令値に基づいてモータを制御する。制御装置109はCPUで構成され、CPU内部の制御プログラムによりモータを制御し、適切な操舵補助トルクを発生させる。
The
図9は、上記した制御装置109の制御機能を説明するブロック図の一例を示す図である。トルクセンサ107で検出されたトルク検出値Tは、電流指令値演算部120に入力され、電流指令値Irが演算されて加算器121に出力される。加算器121では電流指令値Irと電流検出器124で検出されたモータ電流検出値imとの差(Ir−im)である電流制御値Eが演算され、電流制御部122に出力される。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a block diagram illustrating the control function of the
電流制御部122では電流制御値Eに基づいてデューテイ比Dが演算され、デューテイ比Dに対応したPWM信号(パルス幅信号)がモータ駆動部123に出力される。モータ駆動部123ではPWM信号に対応して、図示されていない半導体素子で構成されたHブリッジ回路を作動させ、モータ108を駆動する。モータ108に流れたモータ電流はモータ電流検出器124で検出され、検出されたモータ電流検出値imは加算器121に帰還入力され、フィードバック制御が行われる。
The
以上説明したような電動パワーステアリング装置では、トルクセンサが正常に作動し、操舵トルクが正確に検出されることを前提としてモータの制御が行われている。しかし、実際にはトルクセンサも故障することがあり、故障すると異常なトルク検出値が制御装置に入力され、運転者の意図しない異常な動作を引き起こすおそれがあるため、従来から種々の対策が講じられてきた。 In the electric power steering apparatus as described above, the motor is controlled on the assumption that the torque sensor operates normally and the steering torque is accurately detected. However, in actuality, the torque sensor may also fail, and if it fails, an abnormal torque detection value is input to the control device, which may cause an abnormal operation unintended by the driver. Has been.
例えば、図10は、上記課題を解決するように構成された制御装置の一例の、制御機能を説明するブロック図である。制御装置の演算器201は、操舵トルク演算器202、応答補償演算器203、モータ電流を演算する電流演算器204、トルクセンサ動作判定器205、加算器206、電流制御演算器207、及び選択器208を備えているほか、電源8からモータへの電力の供給又は遮断する断続器209が設けられている。
For example, FIG. 10 is a block diagram illustrating a control function of an example of a control device configured to solve the above problem. The
トルク検出値Tは、操舵トルク演算器202、応答補償演算器203、及びトルクセンサ動作判定器205に入力される。一方、電流演算器204には、モータ電流検出値Iが入力され、モータ電流検出値Iに基づいて電流演算値Ie が演算される。
The detected torque value T is input to the
操舵トルク演算器202ではトルク検出値Tに応じた操舵補助トルクが演算され、基本操舵トルク値T0 が出力される。応答補償演算器203では操舵時の応答補償に必要な補償力が演算され、応答補償値T1 が出力される。加算器206は基本操舵トルク値T0 と応答補償値T1 とを加算して操舵指令値T2 を演算し、電流制御演算器207に出力する。電流制御演算器207では、操舵指令値T2 と電流演算器204から出力された電流演算値Ie に基づいてモータに流れる電流をフィードバックし、操舵補助指令値TA (電流指令値と同じ)を演算して選択器208に出力する。
A
さらに、トルクセンサ動作判定器205では、所定の演算処理によりトルクセンサの異常の判定が常時実行されており、判定結果に応じて選択器切替信号S1 と断続器切替信号S2 とが出力される。
Further, in the torque sensor
次に、その動作を簡単に説明する。トルクセンサ動作判定器205では、トルク検出値Tの信号レベルを常時監視しているが、トルク検出値Tの信号レベルが所定の正常値の範囲から外れたときは、その検出時点からの経過時間を計測し、正常値の範囲から外れた状態が所定の時間ta の間継続したときは選択器208に選択器切替信号S1 が出力され、操舵補助指令値TA が遮断され、モータの駆動は停止される。
Next, the operation will be briefly described. The torque sensor
さらに、操舵補助指令値TA が遮断された時点から時間tb が経過したときは断続器209に断続器切替信号S2 が出力され、モータ電源が遮断される(特許文献1参照)。
Further, when the time tb elapses from the time when the steering assist command value TA is interrupted, the interrupter switching signal S2 is output to the
上記した制御方式においては、トルク検出値Tが正常値の範囲から外れた状態が検出されてから所定の時間ta が経過するまでは、異常なトルク検出値Tに基づいて演算された操舵補助指令値TA により決定されたデューティ比DのPWM信号によりモータが駆動されて、運転者の意図しない異常な操舵補助トルクが発生し、運転者に違和感を与えるおそれがあり、好ましくない。 In the above-described control method, the steering assist command calculated based on the abnormal torque detection value T until a predetermined time ta elapses after the state where the torque detection value T is out of the normal value range is detected. The motor is driven by the PWM signal having the duty ratio D determined by the value TA, and an abnormal steering assist torque unintended by the driver is generated, which may cause the driver to feel uncomfortable.
また、正常値の範囲から外れた状態が検出されてから所定の時間ta が経過すると、電流指令値Irが遮断されて操舵補助力が突然に零となるから、運転者が操向ハンドルを操作して大きなトルクを加えていたような場合は、運転者は突然にトルクが急変して操向ハンドルが重く感じられて好ましくない。 In addition, when a predetermined time ta elapses after the state outside the normal value range is detected, the current command value Ir is cut off and the steering assist force suddenly becomes zero, so that the driver operates the steering handle. When a large torque is applied, the driver suddenly changes the torque suddenly and feels that the steering wheel is heavy.
このような問題に対し、トルクセンサの電源電圧の低下や、瞬間停電などの重大な異常が発生したとき、フェールスイッチが作動して、保持しておいた異常発生直前のトルク検出値Tにゲインを乗じた値を用いて電流指令値Irを演算して制御を継続し、その後に電流指令値Irを徐々に減衰する制御を行い、操舵補助トルクが急激に変化しないようにした制御装置の制御方式がある(特許文献2参照)。 In response to such a problem, when a serious abnormality such as a decrease in the power voltage of the torque sensor or a momentary power failure occurs, the fail switch is activated, and the gain is added to the torque detection value T immediately before the occurrence of the abnormality. Control of the control device that calculates the current command value Ir using the value multiplied by, continues control, and then gradually attenuates the current command value Ir so that the steering assist torque does not change suddenly There is a method (see Patent Document 2).
この制御方式によれば、トルク検出値Tが正常値の範囲から外れると、その直前のトルク検出値Tに基づいて演算された電流指令値Irによりモータが駆動され、その後、電流指令値Irは徐々に減衰する制御が行われ、これによりモータ電流も漸減処理されるから、急激なトルクの変化は発生しない。
上記したように、従来の制御装置の制御方式では、トルクセンサに異常が発生したときは、異常発生直前のトルク検出値Tに基づいて電流指令値Irを演算し、その後、電流指令値Irを徐々に減衰する制御を行うことで、補助操舵トルクの急激な変化を抑制している。以下、この出願では、異常発生後に電流指令値Irを徐々に減衰する制御を「徐変処理」と呼ぶことにする。 As described above, in the control method of the conventional control device, when an abnormality occurs in the torque sensor, the current command value Ir is calculated based on the torque detection value T immediately before the abnormality occurs, and then the current command value Ir is calculated. By performing control that gradually attenuates, a sudden change in the auxiliary steering torque is suppressed. Hereinafter, in this application, control that gradually attenuates the current command value Ir after occurrence of an abnormality will be referred to as “gradual change processing”.
しかしながら、モータの回転数が高い時に「徐変処理」を行うと、運転者に違和感を感じさせる場合がある。例えば、運転者が短時間に急激な操舵を行うと、急激な操舵によりモータ角速度が高くなり、操舵補助トルクを発生させるのに必要なモータ電流を流せない領域が発生し、操舵補助トルクが不足する場合がある。 However, when the “gradual change process” is performed when the rotation speed of the motor is high, the driver may feel uncomfortable. For example, when the driver steers suddenly in a short time, the motor angular velocity increases due to sudden steering, and a region where the motor current necessary to generate the steering assist torque cannot be generated, and the steering assist torque is insufficient. There is a case.
このとき、運転者は不足した操舵補助トルクの分だけ大きな操舵トルクで操向ハンドルを操作するので、トルクセンサは過大なトルク検出値を出力することになる。このような状況においてトルクセンサに故障が発生し、トルク検出値に異常が検出された場合は、異常発生直前のトルク検出値Tは過大なトルクであるから、この過大なトルク検出値に基づいて操舵補助トルクを発生させるときは必要以上の操舵補助トルクを発生させることになり、運転者に違和感を与える場合があって好ましくないという問題があった。 At this time, the driver operates the steering handle with a steering torque that is larger by the insufficient steering assist torque, so the torque sensor outputs an excessive torque detection value. In such a situation, when a failure occurs in the torque sensor and an abnormality is detected in the torque detection value, the torque detection value T immediately before the occurrence of the abnormality is an excessive torque, and therefore, based on the excessive torque detection value. When the steering assist torque is generated, the steering assist torque is generated more than necessary, which may cause the driver to feel uncomfortable.
また、運転者が短時間に急激な操舵を行うと、モータの回転が追従できなくなり、短時間ではあるが運転者が意図した操舵方向と逆方向にモータが回転する時間がある。このため、制御装置に入力されるトルク検出値Tは運転者が意図した方向と逆方向の値となり、過大なトルクが発生してトルク検出値Tが異常値を示す。また、この後、モータは運転者が意図した方向に反転回転することになるが、モータの反転時はモータの角加速度が高くなり、異常値を示すという不都合があった。 In addition, if the driver steers abruptly in a short time, the rotation of the motor cannot follow, and there is a time in which the motor rotates in the direction opposite to the steering direction intended by the driver for a short time. For this reason, the torque detection value T input to the control device is a value in the direction opposite to the direction intended by the driver, excessive torque is generated, and the torque detection value T indicates an abnormal value. Further, after this, the motor rotates in the reverse direction in the direction intended by the driver. However, when the motor is reversed, the angular acceleration of the motor becomes high, and there is an inconvenience that an abnormal value is indicated.
この発明は上記課題を解決するもので、第1番目の発明の電動パワーステアリング装置は、車両の操舵系に操舵補助力を付与するモータと、操向ハンドルに作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、所定のタイミングでサンプリングされた前記トルクセンサのトルク検出値に基づいてモータ出力を制御する制御装置と、前記トルク検出値の異常を検出するトルク値異常検出手段とモータ角速度出力手段又はモータ角加速度出力手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、代替トルク値を記憶する記憶手段を備え、トルク検出値とモータ角速度又はモータ角加速度に応じたパラメータにより前記代替トルク値を算出し、前記代替トルク値を常時更新して記憶手段に記憶させて、前記トルク値異常検出手段によりトルク検出値の異常が検出された後は、前記トルク検出値に代えて前記代替トルク値に基づいてモータ出力を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である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems, and an electric power steering device according to a first aspect of the present invention is a motor for applying a steering assist force to a steering system of a vehicle and a torque sensor for detecting a steering torque acting on a steering handle. A control device that controls the motor output based on the torque detection value of the torque sensor sampled at a predetermined timing, a torque value abnormality detection means that detects abnormality of the torque detection value, a motor angular velocity output means, or a motor angle In the electric power steering apparatus including the acceleration output means , the control device includes a storage means for storing an alternative torque value, and calculates the alternative torque value by a parameter corresponding to the detected torque value and the motor angular velocity or motor angular acceleration. The alternative torque value is constantly updated and stored in the storage means, and the torque value abnormality detection means After the abnormality of the torque detection value is detected is an electric power steering apparatus characterized by controlling the motor output based on the substitute torque values in place of the torque detection value.
第2番目の発明の電動パワーステアリング装置は、車両の操舵系に操舵補助力を付与するモータと、操向ハンドルに作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、所定のタイミングでサンプリングされた前記トルクセンサのトルク検出値に基づいてモータ出力を制御する制御装置と、前記トルク検出値の異常を検出するトルク値異常検出手段とモータ角速度出力手段又はモータ角加速度出力手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、代替トルク値の演算に必要な値を記憶する記憶手段を備え、前記代替トルク値の演算に必要な値を常時更新して記憶手段に記憶させて、前記トルク値異常検出手段によりトルク検出値の異常が検出された後は、前記代替トルク値の演算に必要な値とモータ角速度又はモータ角加速度に応じたパラメータにより前記代替トルク値を算出し、前記トルク検出値に代えて前記代替トルク値に基づいてモータ出力を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である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus comprising: a motor that applies a steering assist force to a vehicle steering system; a torque sensor that detects a steering torque that acts on a steering handle; and the torque sampled at a predetermined timing. An electric power steering apparatus comprising: a control device that controls a motor output based on a torque detection value of a sensor; a torque value abnormality detection unit that detects abnormality of the torque detection value; and a motor angular velocity output unit or a motor angular acceleration output unit. The control device comprises storage means for storing a value necessary for the calculation of the alternative torque value, and constantly updates the value required for the calculation of the alternative torque value and stores the value in the storage means so that the torque value abnormality occurs. After the abnormality of the torque detection value is detected by the detection means, the value necessary for the calculation of the alternative torque value and the motor angular velocity or motor angle addition Parameter by calculating the substitute torque value corresponding to the time, an electric power steering apparatus characterized by controlling the motor output based on the substitute torque values in place of the torque detection value.
第3番目の発明の電動パワーステアリング装置は、第1番目又は第2番目のいずれかの発明の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、モータの出力を徐々に減少させる徐変処理手段を備え、前記トルク値異常検出手段によりトルク検出値の異常が検出された後は、前記徐変処理手段を作動させてモータ出力を徐々に減少させる制御を行うことを特徴とする動パワーステアリング装置である。An electric power steering apparatus according to a third aspect of the present invention is the electric power steering apparatus according to any one of the first and second aspects, wherein the control device includes a gradual change processing means for gradually decreasing the output of the motor. The dynamic power steering apparatus is characterized in that after the abnormality of the torque detection value is detected by the torque value abnormality detection means, the gradual change processing means is operated to control to gradually reduce the motor output. .
第4番目の発明の電動パワーステアリング装置は、第1番目乃至第3番目のいずれかの発明の電動パワーステアリング装置において、前記パラメータを異常検出直前の過去トルク検出値に乗算した修正トルク値を代替トルク値とす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。An electric power steering apparatus according to a fourth aspect of the invention is the electric power steering apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein a corrected torque value obtained by multiplying the previous torque detection value just before the abnormality detection by the parameter is substituted. An electric power steering apparatus characterized by having a torque value.
第5番目の発明の電動パワーステアリング装置は、第1番目乃至第4番目のいずれかの発明の電動パワーステアリング装置において、記載の前記パラメータは、前記モータ角速度又はモータ角加速度の増加に逆比例して減少す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。An electric power steering apparatus according to a fifth aspect is the electric power steering apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the parameter is inversely proportional to an increase in the motor angular velocity or the motor angular acceleration. This is an electric power steering device characterized in that it decreases.
第6番目の発明の電動パワーステアリング装置は、第1番目乃至第5番目のいずれかの発明の電動パワーステアリング装置において、前記パラメータは、前記モータ角速度又はモータ角加速度が所定値以下の場合は一定値とし、前記モータ角速度又はモータ角加速度が所定値を越える場合は前記モータ角速度又はモータ角加速度の増加に対して減少す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。An electric power steering apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the electric power steering apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the parameter is constant when the motor angular velocity or the motor angular acceleration is a predetermined value or less. When the motor angular velocity or the motor angular acceleration exceeds a predetermined value, the electric power steering device decreases as the motor angular velocity or the motor angular acceleration increases.
第7番目の発明の電動パワーステアリング装置は、第1番目乃至第3番目のいずれかの発明の電動パワーステアリング装置において、前記パラメータを異常検出直前の過去トルク検出値に減算した修正トルク値を代替トルク値とす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。An electric power steering device according to a seventh aspect of the invention is the electric power steering device according to any one of the first to third aspects, wherein the corrected torque value obtained by subtracting the parameter from the past torque detection value immediately before the abnormality detection is substituted. An electric power steering apparatus characterized by having a torque value.
第8番目の発明の電動パワーステアリング装置は、第1番目乃至第3番及び第7番目のいずれかの発明の電動パワーステアリング装置において、前記パラメータは、前記モータ角速度又はモータ角加速度の増加に比例して増大す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。An electric power steering apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the electric power steering apparatus according to any one of the first to third and seventh aspects, wherein the parameter is proportional to an increase in the motor angular velocity or the motor angular acceleration. Thus, the electric power steering apparatus increases in number.
第9番目の発明の電動パワーステアリング装置は、第1番目乃至第3番目、及び、7乃至8のいずれかの電動パワーステアリング装置において、前記パラメータは、前記モータ角速度又はモータ角加速度が所定値以下の場合は一定値とし、前記モータ角速度又はモータ角加速度が所定値を越える場合は前記モータ角速度又はモータ角加速度の増加に対して増加す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。An electric power steering apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the electric power steering apparatus according to any one of the first to third, and 7 to 8, wherein the parameter is such that the motor angular velocity or the motor angular acceleration is a predetermined value or less. In this case, the electric power steering apparatus has a constant value, and increases when the motor angular velocity or the motor angular acceleration exceeds a predetermined value.
以上説明したとおり、この発明の電動パワーステアリング装置によれば、制御装置は、トルクセンサに故障などが発生し、トルクセンサから出力されるトルク検出値に異常が発生したときは、速やかに異常なトルク値に代えて適切な代替トルク値に基づいてモータの出力を制御する。 As described above, according to the electric power steering device of the present invention, the control device quickly detects an abnormality when a failure occurs in the torque sensor and an abnormality occurs in the torque detection value output from the torque sensor. The motor output is controlled based on an appropriate alternative torque value instead of the torque value.
これにより、トルクセンサの故障などが発生しても、運転者に違和感を与えずに、適切な操舵トルクで操向ハンドルを操作できる、安全性の高い電動パワーステアリング装置を提供することができる。 As a result, it is possible to provide a highly safe electric power steering apparatus that can operate the steering handle with an appropriate steering torque without causing the driver to feel uncomfortable even if a torque sensor failure occurs.
以下、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置全体の概略構成は、先に図8を参照して説明した従来の構成と同様であるからここでは説明を省略し、制御装置の構成について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below. Since the schematic configuration of the entire electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention is the same as the conventional configuration described above with reference to FIG. 8, the description thereof will be omitted here and the configuration of the control apparatus will be described.
[第1の実施の形態]
図1は、この発明の第1の実施の形態の電動パワーステアリング装置の制御装置の制御機能を説明するブロック図である。制御装置10は、トルク値異常検出手段であるトルク値異常検出部23、代替トルク値出力手段であるトルク演算部24、モータ角速度出力手段であるモータ角速度推定部25、記憶手段である記憶装置26、電流指令値演算部27、徐変手段である徐変処理部28、加算器29、電流制御部31、モータ駆動部32から構成される。また、制御装置10には操舵トルクを検出してトルク検出値を出力するトルクセンサ21、操舵補助力を供給するモータ33、モータ電流を検出するモータ電流検出器34が接続される。なお、以下の説明では、モータ角速度出力手段としてモータ角速度推定部25を示してあるが、モータ角速度を直接検出するモータ角速度出力手段であってもよい。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a control function of a control device for an electric power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. The
また、モータ角速度出力手段に代えてモータ角加速度出力手段であってもよく、この場合は、モータ角速度推定部25をモータ角加速度推定部25と読み替えるものとする。モータ角加速度はモータ角速度を微分して得ることができる。
Further, instead of the motor angular velocity output means, motor angular acceleration output means may be used. In this case, the motor angular
また、後述する修正トルク値演算の複数の実施例では、モータ角速度を使用して修正トルク値を演算する実施例、モータ角加速度を使用して修正トルク値を演算する実施例が示されている。 Further, in a plurality of embodiments for calculating a corrected torque value to be described later, there are shown an embodiment for calculating a corrected torque value using a motor angular velocity and an embodiment for calculating a corrected torque value using motor angular acceleration. .
トルク値異常検出部23は、検出されたトルク検出値Tが異常か否かを判定するものであり、公知のトルク診断手段によりトルク値の異常を判定している。検出されたトルク検出値Tが異常であると判定されたときは異常検出信号Gをトルク演算部24、及び徐変処理部28に出力して異常処理を実行させる。
The torque value
モータ角速度推定部25は、公知の手法によりモータ角速度Ve の推定を行なう。トルク演算部24は、電流指令値演算部27に対してモータ33の駆動制御に用いる操舵トルク値Ta を出力するもので、トルクセンサ21から所定の時間間隔でサンプリングされるトルク検出値T、及びモータ角速度推定部25で推定されたモータ角速度Ve が入力される。
The motor angular
トルク値異常検出部23から異常検出信号Gが入力されていない場合、即ち、トルク検出値Tの異常が検出されていないときは、トルク演算部24は、トルクセンサ21から入力されたトルク検出値Tをそのまま操舵トルク値Ta として電流指令値演算部27に出力すると共に、トルクセンサ21から入力されたトルク検出値Tとモータ角速度推定部25で推定されたモータ角速度Ve に基づき修正トルク値Te を演算し、記憶装置26に記憶させる。
When the abnormality detection signal G is not input from the torque value
ここで、記憶装置26には所定の時間間隔で演算され出力される修正トルク値Te がその都度上書き記憶されるので、記憶されている修正トルク値Te は常時更新されている。修正トルク値Te の演算方法については、後述する。
Here, since the corrected torque value Te calculated and output at a predetermined time interval is overwritten and stored every time in the
一方、トルク値異常検出部23から異常検出信号Gが入力された場合、即ち、トルク検出値Tの異常が検出されたときは、トルク演算部24は異常値と判定されたトルク検出値Tに代え、記憶装置26に記憶されている修正トルク値Te を操舵トルク値Ta の代替トルク値として電流指令値演算部27に出力する。また、このときは、修正トルク値Te の演算は行わず、記憶装置26に記憶されている修正トルク値Te は更新されない。
On the other hand, when the abnormality detection signal G is input from the torque value
電流指令値演算部27は、トルク演算部24から出力される代替トルク値に基づいて、公知の手法によりモータの駆動制御を行う電流指令値Ir を演算し、徐変処理部28に出力する。
Based on the alternative torque value output from the
徐変処理部28は、トルク値異常検出部23から異常検出信号Gが入力された場合、即ち、トルク検出値Tの異常が検出されたときは、電流指令値演算部27から出力される電流指令値Ir を徐々に減衰する徐変処理を行ない、徐変処理された電流指令値Ir を加算器29へ出力する。
When the abnormality detection signal G is input from the torque value
また、トルク値異常検出部23から異常検出信号Gが入力されていない場合、即ち、トルク検出値Tの異常が検出されていないときは、徐変処理は行なわず、電流指令値Ir をそのまま加算器29へ出力する。
Further, when the abnormality detection signal G is not input from the torque value
加算器29は、電流指令値演算部27から出力される電流指令値Ir (徐変処理された電流指令値Ir を含む)と、モータ電流検出器34で検出されたモータ電流im とを減算し、電流制御部31に電流制御値Eとして出力する。
The
電流制御部31は、電流制御値Eに基づいてモータ駆動部32の半導体スイッチング素子を駆動するPWM信号のデューテイ比を演算してモータ駆動部32に出力する。モータ駆動部32は前記デューテイ比に基づいて半導体スイッチング素子で構成されたHブリッジ回路を作動させてモータ33を駆動する。
The
モータ33に流れるモータ電流im はモータ電流検出器34で検出され、加算器29に入力されてフィードバックされる。
A motor current im flowing through the
以上のとおり、トルク検出値Tに異常が検出されない場合はトルク検出値Tを操舵トルク値Ta として出力し、モータ33を駆動する。また、トルク検出値Tに異常が検出された場合は異常値であるトルク検出値Tに基づくモータ33の駆動を回避し、記憶装置26に記憶されている修正トルク値Te を操舵トルク値Ta の代替トルク値として出力し、モータ33を駆動し、さらに徐変処理部28により電流指令値Ir を徐々に減衰する徐変処理徐変処理が行われる。
As described above, when no abnormality is detected in the detected torque value T, the detected torque value T is output as the steering torque value Ta, and the
次に、トルク検出値の異常が検出された場合に、代替トルク値として使用される修正トルク値Te の演算について説明する。修正トルク値Te の演算手法には複数の実施例があるので、以下、順次説明する。 Next, calculation of the corrected torque value Te used as an alternative torque value when an abnormality in the detected torque value is detected will be described. Since there are a plurality of embodiments of the calculation method of the corrected torque value Te, description will be made sequentially below.
[修正トルク値演算の第1実施例]
修正トルク値演算の第1実施例は、トルク検出値Tと、モータ角速度Ve とに基づいて修正トルク値Te を演算するものであって、修正トルク値Te は、トルク検出値Tに、後述するモータ角速度Ve に対応した値のパラメータp1 を乗算する以下の式(1a)で算出される。
[First Embodiment of Corrected Torque Value Calculation]
In the first embodiment of the corrected torque value calculation, the corrected torque value Te is calculated based on the detected torque value T and the motor angular velocity Ve, and the corrected torque value Te is converted to the detected torque value T as will be described later. It is calculated by the following equation (1a) which multiplies the parameter p1 of the value corresponding to the motor angular velocity Ve.
Te =T×p1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1a)
ここで、トルク検出値Tには、前回のサンプリングで検出されたトルク検出値である過去トルクT0 が使用される。
Te = T × p1 (1a)
Here, as the torque detection value T, the past torque T0 which is the torque detection value detected in the previous sampling is used.
パラメータp1 の一例を図2の(1)に示す。モータ角速度Ve がVea以下の場合は、パラメータp1 は一定値(例えばp1 =1.0)とし、モータ角速度Ve がVeaを越える場合は、モータ角速度の増加に逆比例してパラメータp1 が減少するように一次関数で設定されている。なお、上記一次関数や閾値であるVeaは、車両や使用するモータ、その他の要因により最適値が異なるので、実施の際は車両搭載データ等を吟味して決定する。その際、第1実施例ではモータ角速度の増加に逆比例してパラメータpが一次関数に従って減少する例を示したが、一次関数以外の関数を用いてもよい。 An example of the parameter p1 is shown in (1) of FIG. When the motor angular velocity Ve is equal to or less than Vea, the parameter p1 is set to a constant value (for example, p1 = 1.0). When the motor angular velocity Ve exceeds Vea, the parameter p1 is decreased in inverse proportion to the increase of the motor angular velocity. Is set by a linear function. Note that the linear function and the threshold value Vea vary depending on the vehicle, the motor to be used, and other factors. At this time, in the first embodiment, an example is shown in which the parameter p decreases in accordance with the linear function in inverse proportion to the increase in the motor angular velocity, but a function other than the linear function may be used.
[修正トルク値演算の第2実施例]
修正トルク値演算の第2実施例は、トルク検出値Tとモータ角速度Ve 、或いはモータ角加速度Ae とに基づき修正トルク値Te を演算するものであって、修正トルク値Te は、トルク検出値Tに、予め設定された複数のパラメータ(例えば、p1 、p2 、p3 、〜pn )を乗算して複数の演算トルク値Te1、Te2、Te3、〜Tenを算出し、演算トルク値Te1、Te2、Te3、〜Tenの中で最小値、例えば最小値がTenであれば、Tenを修正トルク値Te とする。ここで、トルク検出値Tには、前回のサンプリングで検出されたトルク検出値である過去トルクT0 を使用する。
[Second Example of Corrected Torque Value Calculation]
In the second embodiment of the corrected torque value calculation, the corrected torque value Te is calculated based on the torque detection value T and the motor angular velocity Ve or the motor angular acceleration Ae. Are multiplied by a plurality of preset parameters (for example, p1, p2, p3, .about.pn) to calculate a plurality of calculated torque values Te1, Te2, Te3, .about.Ten, and calculated torque values Te1, Te2, Te3. , .About.Ten, if the minimum value, for example, the minimum value is Ten, Ten is set as the corrected torque value Te. Here, as the torque detection value T, the past torque T0 which is the torque detection value detected in the previous sampling is used.
[修正トルク値演算の第3実施例]
修正トルク値演算の第3実施例は、第1実施例で使用したモータ角速度Ve に代えてモータ角加速度Ae を使用する。即ち、トルク検出値Tと、モータ角速度Ve に基づいて推定演算したモータ角加速度Ae とに基づき修正トルク値Te を演算するが、この場合、修正トルク値Te の演算はトルク検出値Tに、後述するモータ角加速度Ae に対応した値のパラメータp2 を乗算する以下の式(1b)で算出する。
[Third Example of Corrected Torque Value Calculation]
In the third embodiment of the correction torque value calculation, the motor angular acceleration Ae is used in place of the motor angular velocity Ve used in the first embodiment. That is, the corrected torque value Te is calculated based on the detected torque value T and the motor angular acceleration Ae estimated and calculated based on the motor angular velocity Ve. In this case, the corrected torque value Te is calculated as the torque detected value T, which will be described later. The following equation (1b) is used to multiply the parameter p2 of the value corresponding to the motor angular acceleration Ae to be calculated.
Te =T×p2 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1b)
ここで、トルク検出値Tには、前回のサンプリングで検出されたトルク検出値である過去トルクT0 を使用する。
Te = T × p2 (1b)
Here, as the torque detection value T, the past torque T0 which is the torque detection value detected in the previous sampling is used.
パラメータp2 の一例を図2の(2)に示す。モータ角加速度Ae がAea以下の場合は、パラメータp2 は一定値(例えばp2 =1.0)とし、モータ角加速度Ae がAeaを越える場合は、モータ加角速度の増加に逆比例してパラメータp2 が減少するように一次関数で設定されている。 An example of the parameter p2 is shown in FIG. When the motor angular acceleration Ae is less than Aea, the parameter p2 is a constant value (for example, p2 = 1.0). When the motor angular acceleration Ae exceeds Aea, the parameter p2 is inversely proportional to the increase of the motor angular velocity. The linear function is set so as to decrease.
[修正トルク値演算の第4実施例]
修正トルク値演算の第4実施例は、前記第1実施例乃至第3実施例からの変形例であって、修正トルク値演算の第1乃至第3実施例と同じく、トルク検出値Tとモータ角速度Ve 、或いはモータ角加速度Ae とに基づき修正トルク値Te を演算するものであって、修正トルク値Te は、トルク検出値Tに、後述するパラメータp3 を乗算する以下の式(1c)で算出する。ここで、トルク検出値Tには、前回のサンプリングで検出されたトルク検出値である過去トルクT0 を使用する。
[Fourth Example of Corrected Torque Value Calculation]
The fourth embodiment of the corrected torque value calculation is a modification of the first to third embodiments, and the torque detection value T and the motor are the same as in the first to third embodiments of the corrected torque value calculation. The corrected torque value Te is calculated based on the angular velocity Ve or the motor angular acceleration Ae. The corrected torque value Te is calculated by the following equation (1c) that multiplies the torque detection value T by a parameter p3 described later. To do. Here, as the torque detection value T, the past torque T0 which is the torque detection value detected in the previous sampling is used.
Te =T×p3 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1c)
パラメータp3 には、前記した2つのパラメータp1 、p2 のうち、小さい方のパラメータp3 を使用する。
Te = T × p3 (1c)
As the parameter p3, the smaller one of the two parameters p1 and p2 is used.
或いは前記2つのパラメータp1 、p2 に重み付けをする以下の式(1d)で算出したパラメータp4
p4 =(p1 ×w1 +p2 ×w2 )・・・・・・・・・(1d)
但し、w1 、w2 は重み付け値
を使用して、修正トルク値Te を演算することもできる。
Alternatively, the parameter p4 calculated by the following equation (1d) for weighting the two parameters p1 and p2
p4 = (p1 × w1 + p2 × w2) (1d)
However, w1 and w2 can also be used to calculate the corrected torque value Te using weighted values.
なお、修正トルク値Te の演算を、トルク検出値Tと、モータ角速度Ve 或いはモータ角加速度Ae のいずれか一方或いは両方を使用して演算するようにしてもよい。 The correction torque value Te may be calculated using the torque detection value T and one or both of the motor angular velocity Ve and the motor angular acceleration Ae.
[修正トルク値演算の第5実施例]
修正トルク値演算の第5実施例では、修正トルク値Te を前回検出されたトルク検出値である過去トルク検出値Tからパラメータsを減算する以下の式(3)で算出する。
[Fifth Example of Corrected Torque Value Calculation]
In the fifth embodiment of the corrected torque value calculation, the corrected torque value Te is calculated by the following equation (3) in which the parameter s is subtracted from the past torque detected value T that is the previously detected torque detected value.
Te =T−s・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)。 Te = T−s (3).
パラメータsの一例を図2の(3)に示す。モータ角速度Ve の増加に比例してパラメータsは増大するように設定されている。なお、モータ角速度Ve がVeb以下の場合はパラメータsは一定値(例えばs=1.0)とし、モータ角速度Ve がVebを越えた後は増加するようにしてもよい。なお、上記比例定数や閾値であるVebは、車両や使用するモータ、その他の要因により最適値が異なるので、実施の際は車両搭載データ等を吟味して決定する。その際、上記第4実施例では、モータ角速度の増加に比例してパラメータsが増加する例を示したが、比例以外の関係で増加させてもよい。 An example of the parameter s is shown in (3) of FIG. The parameter s is set to increase in proportion to the increase of the motor angular velocity Ve. When the motor angular velocity Ve is equal to or less than Veb, the parameter s may be a constant value (for example, s = 1.0), and may be increased after the motor angular velocity Ve exceeds Veb. Note that Veb, which is the proportionality constant and the threshold value, is determined by examining vehicle-mounted data and the like since the optimum value varies depending on the vehicle, the motor used, and other factors. At this time, in the fourth embodiment, the example in which the parameter s increases in proportion to the increase in the motor angular velocity is shown, but it may be increased in a relationship other than the proportion.
なお、前記した修正トルク値演算の第3実施例に示すように、モータ角速度Ve に代えてモータ角加速度Ae を使用する場合は、パラメータsをモータ角加速度Ae の増加に比例して増大するように設定するとよい。 As shown in the third embodiment for calculating the corrected torque value, when the motor angular acceleration Ae is used instead of the motor angular velocity Ve, the parameter s is increased in proportion to the increase of the motor angular acceleration Ae. It is good to set to.
[修正トルク値演算の第6実施例]
修正トルク値演算の第6実施例では、図3に示すようにモータ角速度Ve がVecを越える場合は、修正トルク値Te を所定の制限値Toff に固定し、モータ角速度Ve がVec以下の場合はトルク検出値Tをそのまま修正トルク値Te とするものである。なお、上記閾値であるVecは、車両や使用するモータ、その他の要因により最適値が異なるので、実施の際は車両搭載データ等を吟味して決定する。また、モータ角速度Ve に代えてモータ角加速度Ae を使用することもできる。
[Sixth Example of Corrected Torque Value Calculation]
In the sixth embodiment of the corrected torque value calculation, as shown in FIG. 3, when the motor angular velocity Ve exceeds Vec, the corrected torque value Te is fixed to a predetermined limit value Toff, and when the motor angular velocity Ve is less than Vec. The torque detection value T is directly used as the corrected torque value Te. The threshold value Vec differs depending on the vehicle, the motor to be used, and other factors, and is determined by examining vehicle-mounted data and the like at the time of implementation. Further, the motor angular acceleration Ae can be used in place of the motor angular velocity Ve.
上記第1の実施の形態では、その第2乃至第6実施例で説明したように、モータ角速度推定部で推定したモータ角速度Ve 、或いはモータ角速度Ve を微分演算して得られたモータ角加速度Ae を使用して修正トルク値Te を演算により求めているが、モータ角速度Ve はモータ角速度と比例関係にあるモータ回転数Nから求めることができる。その際、モータ回転数Nは、ホールセンサを使用したモータ回転数検出器、レゾルバを使用したモータ回転数検出器、アングルセンサを使用したモータ回転数検出器などの公知のモータ回転数検出手段により検出すればよい。この他、直接モータ角速度を検出してもよい。 In the first embodiment, as described in the second to sixth embodiments, the motor angular velocity Ve estimated by the motor angular velocity estimating unit or the motor angular acceleration Ae obtained by differentiating the motor angular velocity Ve is calculated. Is used to calculate the corrected torque value Te, but the motor angular speed Ve can be determined from the motor rotational speed N that is proportional to the motor angular speed. At that time, the motor rotational speed N is measured by a known motor rotational speed detection means such as a motor rotational speed detector using a Hall sensor, a motor rotational speed detector using a resolver, or a motor rotational speed detector using an angle sensor. What is necessary is just to detect. In addition, the motor angular velocity may be directly detected.
また、モータ角加速度Ae は、前記手法により得られたモータ角速度Ve を微分する演算により求めることができる。 Further, the motor angular acceleration Ae can be obtained by an operation for differentiating the motor angular velocity Ve obtained by the above method.
さらに上記第1の実施の形態では、トルク検出値Tをサンプリングする都度、修正トルク値Te を演算し、記憶装置26に上書き更新記憶しているが、修正トルク値Te の演算に必要なトルク検出値Tとモータ角速度Ve 、或いはモータ角加速度Ae をサンプリングの都度記憶装置26に上書き更新して記憶しておき、トルク値異常検出部23によりトルク検出値Tの異常が検出された場合のみ、記憶装置26に記憶されたトルク検出値Tとモータ角速度Ve 、或いはモータ角加速度Ae から修正トルク値Te を演算するようにしてもよい。
Furthermore, in the first embodiment, each time the detected torque value T is sampled, the corrected torque value Te is calculated and overwritten and stored in the
[第2の実施の形態]
この発明の第2の実施の形態を説明する。第1の実施の形態では、トルク値異常検出部23によりトルク検出値Tに異常が検出された場合、トルク検出値Tが異常であると判定される直前の修正トルク値を代替トルク値としてモータ33の駆動制御を行っているが、第2の実施の形態では、修正トルク値Te をより適正な値とするために、トルク検出値Tが異常であると判定される直前のn個(nは自然数)の修正トルク値Te1〜Tenに基づいて演算される代替トルク値を用いてモータ33の駆動制御を行うものである。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, when an abnormality is detected in the torque detection value T by the torque value
第2の実施の形態では、記憶装置26に記憶される修正トルク値Te が複数(Te1〜Ten)あることと、トルク値異常検出部23によりトルク検出値Tに異常が検出された場合に、第1の実施の形態では修正トルク値Te をそのまま代替トルク値として使用しているが、第2の実施の形態では複数の修正トルク値Te (Te1〜Ten)から代替トルク値を演算して求めている点が異なる。
In the second embodiment, when there are a plurality of correction torque values Te (Te1 to Ten) stored in the
その他は第1の実施の形態と同様で、第2の実施の形態の制御装置の制御機能を説明するブロック図は、図1に示す第1の実施の形態の電動パワーステアリング装置の制御装置の制御機能を説明するブロック図と変らないので、第2の実施の形態の制御装置の制御機能を説明するブロック図については、図1に示すブロック図を流用して図示を省略し、また回路要素についても説明を省略して、その特徴部分について説明する。 Others are the same as in the first embodiment, and the block diagram for explaining the control function of the control device of the second embodiment is the same as that of the control device of the electric power steering device of the first embodiment shown in FIG. Since the block diagram for explaining the control function is the same as the block diagram for explaining the control function of the control device according to the second embodiment, the block diagram shown in FIG. A description of the characteristic part will be omitted.
通常時、トルク検出値Tに異常がないとき、即ちトルク値異常検出部23から異常信号Gが出力されていないときは、トルク演算部24は、トルクセンサ21から入力されたトルク検出値Tをそのまま操舵トルク値Ta として電流指令値演算部27に出力すると共に、トルク演算部24はトルクセンサ21から入力されたトルク検出値Tとモータ角速度推定部25で推定演算したモータ角速度Ve に基づいて修正トルク値Te を演算し、記憶装置26に記憶させる。
In normal times, when there is no abnormality in the torque detection value T, that is, when the abnormality signal G is not output from the torque value
ここで、記憶装置26には、修正トルク値Te が演算される都度、修正トルク値Te1、Te2、Te3、〜Ten、として順次記憶させる。修正トルク値Te の演算がn回を越え、修正トルク値Te(n+1)が演算されたときは、既に記憶されているTe1の上にTe2を上書記憶し、Te2の上にTe3を上書記憶し、以下同様にしてTenの上にTe(n+1)を上書記憶させる。このように記憶装置26の記憶内容を順次更新記憶させることで、最新のn個の修正トルク値Te を記憶させる。
Here, each time the corrected torque value Te is calculated, the
一方、トルク検出値Tに異常が検出されたとき、即ちトルク値異常検出部23から異常信号Gが出力されたときは、トルク演算部24は異常値と判定されたトルク検出値Tに代えて、代替トルク値を記憶装置26に記憶されている修正トルク値Te (Te1〜Ten)から演算で求め、演算で求めた代替トルク値を操舵トルク値Ta として電流指令値演算部27に出力する。また、このとき、修正トルク値Te(n+1)の演算は行わず、記憶装置26に記憶された修正トルク値Te (Te1〜Ten)は更新されない。
On the other hand, when an abnormality is detected in the torque detection value T, that is, when an abnormality signal G is output from the torque value
次に、トルク値異常検出部23でトルク検出値Tが異常であると判定されたときの、モータ33の駆動制御に使用する代替トルク値の演算手法について説明する。代替トルク値の演算手法は複数の実施例がある。以下、順次説明する。
Next, an alternative torque value calculation method used for drive control of the
[代替トルク値演算の第1実施例]
代替トルク値演算の第1実施例では、代替トルク値は、トルク検出値Tが異常であると判定される直前のn個(nは自然数)の修正トルク値Te1〜Tennの中で最もトルク中立(0Nm)に近い値を求め、代替トルク値とする。
[First embodiment of alternative torque value calculation]
In the first embodiment of the alternative torque value calculation, the alternative torque value is the most neutral torque among the n (n is a natural number) corrected torque values Te1 to Tenn immediately before it is determined that the torque detection value T is abnormal. A value close to (0 Nm) is obtained and set as an alternative torque value.
[代替トルク値演算の第2実施例]
代替トルク値演算の第2実施例では、代替トルク値は、n個の修正トルク値Te (Te1〜Ten)の算術平均を求める以下の式(2a)で算出する。
[Second Example of Alternative Torque Value Calculation]
In the second embodiment of the alternative torque value calculation, the alternative torque value is calculated by the following equation (2a) for calculating the arithmetic average of n corrected torque values Te (Te1 to Ten).
代替トルク値={Te1+Te2+Te3〜+Ten}/n・・・・・(2a)。
Alternative torque value = {
[代替トルク値演算の第3実施例]
代替トルク値演算の第3実施例では、代替トルク値は、n個の修正トルク値Te (Te1〜Ten)の重み付け平均法により算出する。例えば、修正トルク値Te の個数nがn=5の場合は、代替トルク値は、以下の式(2b−1)で算出される。
[Third embodiment of alternative torque value calculation]
In the third embodiment of the alternative torque value calculation, the alternative torque value is calculated by a weighted average method of n corrected torque values Te (Te1 to Ten). For example, when the number n of the corrected torque values Te is n = 5, the alternative torque value is calculated by the following equation (2b-1).
代替トルク値=(aTe1+bTe2+cTe3+dTe4+eTe5)
/(a+b+c+d+e)・・・・・・・・(2b−1)
ここでa、b、c、d、eは重みであり、重みa、b、c、d、eの間には以下の式(2b−2)の関係があるものとするが、これは一例である。
Alternative torque value = (aTe1 + bTe2 + cTe3 + dTe4 + eTe5)
/ (A + b + c + d + e) (2b-1)
Here, a, b, c, d, and e are weights, and the weights a, b, c, d, and e have the relationship of the following expression (2b-2). It is.
a<b<c<d<e・・・・・・・・・・・・・(2b−2)。 a <b <c <d <e (2b-2).
[代替トルク値演算の第4実施例]
代替トルク値演算の第4実施例では、代替トルク値は、n個の修正トルク値Te (Te1〜Ten)から最小二乗法により算出する。
[Fourth Embodiment of Alternative Torque Value Calculation]
In the fourth embodiment of the alternative torque value calculation, the alternative torque value is calculated from the n corrected torque values Te (Te1 to Ten) by the least square method.
この方法では、修正トルク値Te (Te1〜Ten)により一次式を作成し、修正トルク値Te(n+1)を推定して代替トルク値とする。ここで、修正トルク値Te(n+1)とは、実際にはトルク検出値Tが異常と判定されたため修正トルク値は演算されないが、最新のn個の修正トルク値から推定して求めた、もしもトルク検出値Tが異常と判定されなかったならば演算されたであろうと推定される修正トルク値である。 In this method, a linear expression is created from the corrected torque value Te (Te1 to Ten), and the corrected torque value Te (n + 1) is estimated to be used as an alternative torque value. Here, the corrected torque value Te (n + 1) is obtained by estimating from the latest n corrected torque values although the corrected torque value is not calculated because the detected torque value T is actually determined to be abnormal. If the detected torque value T is not determined to be abnormal, it is a corrected torque value that is estimated to have been calculated.
修正トルク値Te(n+1)を推定する1次式は以下の式(2c−1)で表され、係数a、bは以下の式(2c−2)で表される連立方程式から求められる。 The linear expression for estimating the corrected torque value Te (n + 1) is expressed by the following expression (2c-1), and the coefficients a and b are obtained from the simultaneous equations expressed by the following expression (2c-2). .
例えば、図4のように過去の時点t1 、t2 、t3 における修正トルク値がTe1、Te2、Te3の3サンプルの場合は、修正トルクの現在値Te4は、逆行列を利用して式(2c−3)のようになる。 For example, as shown in FIG. 4, when the corrected torque values at the past time points t1, t2, and t3 are three samples of Te1, Te2, and Te3, the current value Te4 of the corrected torque is expressed by the equation (2c− It becomes like 3).
実際の計算では、逆行列は予め計算することができ、式(2c−3)は式(2c−4)のように表される。 In actual calculation, the inverse matrix can be calculated in advance, and Expression (2c-3) is expressed as Expression (2c-4).
ここで、推定して得られた修正トルク値Te4を代替トルク値とする。 Here, the corrected torque value Te4 obtained by the estimation is used as an alternative torque value.
[代替トルク値演算の第5実施例]
代替トルク値演算の第5実施例では、代替トルク値は、n個の修正トルク値Te (Te1〜Ten)から(n−1)次式を作成し、修正トルクTe(n+1)を推定演算して代替トルク値とするものである。
[Fifth Example of Alternative Torque Value Calculation]
In the fifth embodiment of the alternative torque value calculation, the alternative torque value is calculated from the n corrected torque values Te (Te1 to Ten) by the following equation (n-1) to estimate the corrected torque Te (n + 1). The calculated torque is used as an alternative torque value.
n個の修正トルク値Te から(n−1)次式を作成して代替トルク値を算出する方法について説明する。例えば、図5のように過去の修正トルク値がTe1、Te2、Te3の3個であるときは、3個の修正トルク値Te1、Te2、Te3から2次式を作成して現在値Tepを予測するには、以下の式(2d−1)を使用する。 A method of calculating an alternative torque value by creating the following equation (n-1) from n corrected torque values Te will be described. For example, as shown in FIG. 5, when the past corrected torque values are Te1, Te2, Te3, a quadratic expression is created from the three corrected torque values Te1, Te2, Te3 to predict the current value Tep. For this purpose, the following equation (2d-1) is used.
係数a、b、cを算出するには、以下の式(2d−2)の連立方程式から求められる。 The coefficients a, b, and c are calculated from the following simultaneous equations (2d-2).
よって、修正トルクの現在値Te3は、以下の式(2d−3)で表される。 Therefore, the current value Te3 of the correction torque is expressed by the following equation (2d-3).
実際の計算では、逆行列は予め計算することができる。3個の修正トルク値Te1、Te2、Te3の場合の逆行列は、式(数2d−4)のようになる。 In actual calculation, the inverse matrix can be calculated in advance. The inverse matrix in the case of the three corrected torque values Te1, Te2, and Te3 is as shown in Expression (2d-4).
なお、上記した第2の実施の形態では、n個の修正トルク値Te (Te1〜Ten)は記憶装置26に上書き更新記憶されるが、修正トルク値Te の演算に必要なトルク検出値Tとモータ角速度Ve をそれぞれn個づつを記憶装置26に上書き更新記憶し、トルク値異常検出部23によりトルク検出値Tが異常であると判定されたときのみ、修正トルク値Te(Te1〜Ten)を演算し、代替トルク値を求めてもよい。
In the second embodiment described above, the n corrected torque values Te (Te1 to Ten) are overwritten and stored in the
[第3の実施の形態]
第3の実施の形態では、トルクセンサの故障などが発生した場合は、異常値であるトルク検出値Tによるモータ33の駆動制御を回避して代替トルク値を用いてモータ33の駆動制御し、さらに代替トルク値を予め設定された適切な操舵補助トルク値Td に徐々に近付けるように制御するように構成したものである。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, when a failure or the like of the torque sensor occurs, the drive control of the
図6は、この発明の第3の実施の形態の電動パワーステアリング装置の制御装置60の制御機能を説明するブロック図で、第1及び第2の実施の形態から徐変処理部28を除き、トルク演算部24の後段に、新たにトルク調整部35を配置したものである。その他の回路要素や部材の機能・動作は第1及び第2の実施の形態と同じであるから、同一回路要素、同一部材には同一符号を付して説明を省略し、第4の実施の形態の特徴部分の構成と動作について説明する。
FIG. 6 is a block diagram for explaining the control function of the
トルク調整部35には、その内部に記憶装置が備えられており、先に説明した適切な操舵補助トルク値Td が予め設定され、トルク調整部35の記憶装置に記憶されている。記憶させる適切な操舵補助トルク値Td は、その車種にとって適切な操舵補助トルクを供給できることが求められるから、実施の際は車両搭載データ等を吟味して決定するものとする。
The
トルク値異常検出部23から異常検出信号Gがトルク調整部35に入力されない場合、即ちトルク検出値Tの異常が検出されていないときは、トルク調整部35はトルク演算部24から入力された操舵トルク値Ta を、そのまま電流指令値演算部27に出力する。
When the abnormality detection signal G is not input from the torque value
一方、トルク値異常検出部23から異常検出信号Gがトルク調整部35に入力された場合、即ちトルク検出値Tの異常が検出されたときは、トルク調整部35はトルク演算部24から入力された操舵トルク値Ta を、徐々に記憶されている適切な操舵補助トルク値Td に近付ける調整を行なった上で、電流指令値演算部27に出力する。
On the other hand, when the abnormality detection signal G is input from the torque value
[第4の実施の形態]
図7は、この発明の第4の実施の形態の電動パワーステアリング装置の制御装置70の制御機能を説明するブロック図で、第1及び第2の実施の形態から徐変処理部28を除き、電流指令値演算部27の後段に、新たに記憶装置を備えた電流指令値調整部36を配置したものである。その他の回路要素や部材の機能・動作は第1及び第2の実施の形態と同じであるから、同一回路要素、同一部材には同一符号を付して説明を省略し、第5の実施の形態の特徴部分の構成と動作について説明する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram for explaining the control function of the
前記した第3の実施の形態では、トルク調整部35でトルクセンサの故障発生後の操舵補助トルク値を適切な値に調整している。しかし、これに代えて電流指令値調整部36に、予め設定された適切な電流指令値を記憶させた構成でも、同様にトルクセンサの故障発生後の操舵補助トルク値を適切な値に調整することができる。即ち、トルク値異常検出部23から異常検出信号Gが電流指令値調整部36に入力されない場合、即ちトルク検出値Tの異常が検出されていないときは、電流指令値調整部36は入力された電流指令値Irをそのまま加算器29に出力する。
In the above-described third embodiment, the
一方、トルク値異常検出部23から異常検出信号Gが電流指令値調整部36に入力された場合、即ちトルク検出値Tの異常が検出されたときは、電流指令値調整部36は電流指令値演算部27から入力された操舵トルク値Ta に対応する電流指令値Ir を、記憶されている適切な電流指令値に徐々に近付ける調整を行なった上で加算器29に出力する。
On the other hand, when the abnormality detection signal G is input from the torque value
以上説明したこの発明の実施の形態では、トルクセンサから入力されたトルク検出値とモータ角速度に基づき修正トルク値を演算し、或いはモータ角速度に代えて、モータ角加速度を使用して修正トルク値を演算している。モータ角加速度を使用するときは、運転者が急激な反対方向のハンドル操作を行ったような場合に、一時的にモータの慣性力により発生する操舵方向と反対方向の異常なトルクを検出することもできる。 In the embodiment of the present invention described above, the corrected torque value is calculated based on the detected torque value input from the torque sensor and the motor angular velocity, or the corrected torque value is calculated using the motor angular acceleration instead of the motor angular velocity. Arithmetic. When using motor angular acceleration, detect abnormal torque in the direction opposite to the steering direction temporarily generated by the inertia force of the motor when the driver suddenly operates the steering wheel in the opposite direction. You can also.
安全性の高い電動パワーステアリング装置であって、トルクセンサから出力されるトルク検出値に異常が発生したときは、速やかに異常なトルク検出値に代えて代替トルク値を用いてモータ制御を実行して適切な操舵トルクを発生させ、ハンドルの操作に違和感を与えることなく操向ハンドルの操作を行うことができる電動パワーステアリング装置を提供する。 This is an electric power steering device with high safety, and when an abnormality occurs in the detected torque value output from the torque sensor, the motor control is immediately executed using the alternative torque value instead of the abnormal torque detection value. An electric power steering device that generates an appropriate steering torque and can operate a steering handle without causing a sense of incongruity to the operation of the steering wheel is provided.
10、60、70 制御装置
21 トルクセンサ
23 トルク値異常検出部
24 トルク演算部
25 モータ角速度推定部
26 記憶装置
27 電流指令値演算部
28 徐変処理部
29 加算器
31 電流制御部
32 モータ駆動部
33 モータ
34 モータ電流検出器
35 トルク調整部
36 電流指令値調整部
10, 60, 70
Claims (9)
操向ハンドルに作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
所定のタイミングでサンプリングされた前記トルクセンサのトルク検出値に基づいてモータ出力を制御する制御装置と、
前記トルク検出値の異常を検出するトルク値異常検出手段と
モータ角速度出力手段又はモータ角加速度出力手段と
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、代替トルク値を記憶する記憶手段を備え、トルク検出値とモータ角速度又はモータ角加速度に応じたパラメータにより前記代替トルク値を算出し、前記代替トルク値を常時更新して記憶手段に記憶させて、前記トルク値異常検出手段によりトルク検出値の異常が検出された後は、前記トルク検出値に代えて前記代替トルク値に基づいてモータ出力を制御すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A motor for applying a steering assist force to the vehicle steering system;
A torque sensor for detecting a steering torque acting on the steering handle;
A control device for controlling a motor output based on a torque detection value of the torque sensor sampled at a predetermined timing;
Torque value abnormality detection means for detecting abnormality of the torque detection value;
An electric power steering apparatus comprising motor angular velocity output means or motor angular acceleration output means ,
The control device includes storage means for storing an alternative torque value, calculates the alternative torque value based on a torque detection value and a parameter corresponding to the motor angular velocity or motor angular acceleration, and constantly updates and stores the alternative torque value. The motor output is controlled based on the alternative torque value instead of the torque detection value after the torque value abnormality detecting means detects the abnormality of the torque detection value. Electric power steering device.
操向ハンドルに作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
所定のタイミングでサンプリングされた前記トルクセンサのトルク検出値に基づいてモータ出力を制御する制御装置と、
前記トルク検出値の異常を検出するトルク値異常検出手段と
モータ角速度出力手段又はモータ角加速度出力手段と
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、代替トルク値の演算に必要な値を記憶する記憶手段を備え、前記代替トルク値の演算に必要な値を常時更新して記憶手段に記憶させて、前記トルク値異常検出手段によりトルク検出値の異常が検出された後は、前記代替トルク値の演算に必要な値とモータ角速度又はモータ角加速度に応じたパラメータにより前記代替トルク値を算出し、前記トルク検出値に代えて前記代替トルク値に基づいてモータ出力を制御すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A motor for applying a steering assist force to the vehicle steering system;
A torque sensor for detecting a steering torque acting on the steering handle;
A control device for controlling a motor output based on a torque detection value of the torque sensor sampled at a predetermined timing;
Torque value abnormality detection means for detecting abnormality of the torque detection value;
Motor angular velocity output means or motor angular acceleration output means;
In the electric power steering apparatus with
The control device includes storage means for storing a value necessary for calculating the alternative torque value, constantly updating the value required for calculating the alternative torque value and storing the value in the storage means, thereby detecting the torque value abnormality detection means. After the abnormality of the torque detection value is detected by the above, the alternative torque value is calculated based on the value necessary for the calculation of the alternative torque value and the parameter corresponding to the motor angular velocity or the motor angular acceleration, and the torque detection value is replaced. An electric power steering apparatus, wherein a motor output is controlled based on the alternative torque value .
を特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 The control device includes a gradual change processing means for gradually decreasing the output of the motor, and after detecting an abnormality in the torque detection value by the torque value abnormality detection means, operates the gradual change processing means to output the motor output. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 2, wherein a control for gradually decreasing the power is performed.
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a corrected torque value obtained by multiplying the parameter by a past torque detection value immediately before abnormality detection is corrected as an alternative torque value. .
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the parameter decreases in inverse proportion to an increase in the motor angular velocity or motor angular acceleration .
を特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 The parameter is a constant value when the motor angular velocity or motor angular acceleration is less than or equal to a predetermined value, and decreases when the motor angular velocity or motor angular acceleration exceeds a predetermined value with respect to an increase in the motor angular velocity or motor angular acceleration. the electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in <br/> that.
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein a corrected torque value obtained by subtracting the parameter from a past torque detection value immediately before abnormality detection is used as an alternative torque value. .
を特徴とする請求項1乃至3、及び7のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the parameter increases in proportion to an increase in the motor angular velocity or the motor angular acceleration .
を特徴とする請求項1乃至3、及び、7乃至8のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 The parameter is a constant value when the motor angular velocity or motor angular acceleration is less than or equal to a predetermined value, and increases with an increase in the motor angular velocity or motor angular acceleration when the motor angular velocity or motor angular acceleration exceeds a predetermined value. claims 1 to 3, characterized in <br/> that, and, the electric power steering device according to any one of 7 to 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006017068A JP5023500B2 (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006017068A JP5023500B2 (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Electric power steering device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007196829A JP2007196829A (en) | 2007-08-09 |
JP5023500B2 true JP5023500B2 (en) | 2012-09-12 |
Family
ID=38451862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006017068A Active JP5023500B2 (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Electric power steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5023500B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105209322A (en) * | 2014-01-17 | 2015-12-30 | 日本精工株式会社 | Electric Power Steering Device |
CN105473420A (en) * | 2013-10-10 | 2016-04-06 | 日本精工株式会社 | Electric power steering device |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101755695B1 (en) | 2011-06-10 | 2017-07-07 | 기아자동차주식회사 | Torque Sensor Diagnosis Method in Motor Driven Power Steering System |
JP6179098B2 (en) * | 2012-12-25 | 2017-08-16 | 株式会社ジェイテクト | Electric power steering device |
WO2014155441A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | 日本精工株式会社 | Electric power steering device |
JP6503638B2 (en) * | 2014-05-15 | 2019-04-24 | 日本精工株式会社 | Electric power steering device |
JP6503637B2 (en) * | 2014-05-15 | 2019-04-24 | 日本精工株式会社 | Electric power steering device |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2764737B2 (en) * | 1989-03-31 | 1998-06-11 | アイシン精機株式会社 | Power steering device |
JP3390333B2 (en) * | 1997-08-27 | 2003-03-24 | 本田技研工業株式会社 | Electric power steering device |
JP3463580B2 (en) * | 1998-10-21 | 2003-11-05 | トヨタ自動車株式会社 | Electric power steering device |
JP2003072580A (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-12 | Koyo Seiko Co Ltd | Motor-driven power steering device |
JP2003200842A (en) * | 2002-01-07 | 2003-07-15 | Koyo Seiko Co Ltd | Electric power steering system |
JP2004196128A (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Koyo Seiko Co Ltd | Electric power steering device |
JP4193108B2 (en) * | 2002-12-18 | 2008-12-10 | 株式会社ジェイテクト | Electric power steering device |
JP4105034B2 (en) * | 2003-05-23 | 2008-06-18 | 三菱電機株式会社 | Electric power steering control device |
JP4326883B2 (en) * | 2003-08-28 | 2009-09-09 | 日本精工株式会社 | Control device for electric power steering device |
JP4449464B2 (en) * | 2004-01-23 | 2010-04-14 | 日本精工株式会社 | Control device for electric power steering device |
-
2006
- 2006-01-26 JP JP2006017068A patent/JP5023500B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105473420A (en) * | 2013-10-10 | 2016-04-06 | 日本精工株式会社 | Electric power steering device |
CN105209322A (en) * | 2014-01-17 | 2015-12-30 | 日本精工株式会社 | Electric Power Steering Device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007196829A (en) | 2007-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5023500B2 (en) | Electric power steering device | |
EP2985205B1 (en) | Steering control device, and steering control method | |
US11260900B2 (en) | Vehicle control system, vehicle control method, and electric power steering system | |
EP1093992B1 (en) | Electric power steering unit for vehicle | |
JP5971426B2 (en) | Electric power steering device | |
JP5109342B2 (en) | Electric power steering device | |
JP5313729B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2008049914A (en) | Control apparatus of electric power steering device | |
EP2527229A2 (en) | Electric power steering system | |
JP4356456B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
EP2426031B1 (en) | Electric power steering system | |
EP1852330A1 (en) | Controller of electric power steering device | |
WO2003066415A1 (en) | Electric power steering apparatus control apparatus | |
JP4326883B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP2008006997A (en) | Control method and device for electric power steering device | |
JP2006282172A (en) | Electric power steering device | |
JP4821272B2 (en) | Electric power steering device | |
WO2017115410A1 (en) | Vehicle steering control device | |
JP6107148B2 (en) | Vehicle steering control device and vehicle steering control method | |
JP4375558B2 (en) | Variable transmission ratio steering device | |
JP5166820B2 (en) | Steering device | |
KR100795102B1 (en) | A return control apparatus of eps system | |
KR20080104872A (en) | Method for controlling steering of vehicle and electric power steering apparatus therefor | |
JP2017043114A (en) | Electric power steering device | |
JP2008087662A (en) | Electric power steering device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090119 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20110222 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110701 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111024 |
|
RD12 | Notification of acceptance of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7432 Effective date: 20111215 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20111215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120522 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120604 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150629 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5023500 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |