JP5427796B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

この発明は、操作者によるステアリングホイールへの操舵力を、操舵系を通じて車輪に伝達する際に、前記ステアリングホイールの軽い操舵力で車両が旋回できるようにする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 that enables a vehicle to turn with a light steering force of the steering wheel when a steering force applied to a steering wheel by an operator is transmitted to the wheel through a steering system.

操作者からステアリングホイールに加えられる操舵力は、前記ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトに設けられたトルクセンサにより検出される。前記トルクセンサにより検出された操舵力(操舵トルク)に基づいて、電動パワーステアリング装置では、制御装置が電動モータ(単に、モータともいう。)を駆動し、このモータの発生するアシストトルク(補助トルク)を、ウォームギア減速機構等を介して前記ステアリングシャフト(操舵系)に伝達することで前記操作者による前記ステアリングホイールの前記操舵力を低減させる。   A steering force applied to the steering wheel by the operator is detected by a torque sensor provided on a steering shaft connected to the steering wheel. Based on the steering force (steering torque) detected by the torque sensor, in the electric power steering device, the control device drives an electric motor (also simply referred to as a motor), and assist torque (auxiliary torque) generated by the motor. ) Is transmitted to the steering shaft (steering system) via a worm gear reduction mechanism or the like, thereby reducing the steering force of the steering wheel by the operator.

この場合、前記トルクセンサとしては、特許文献1及び特許文献2に示すように、入力軸と出力軸間をトーションバーで連結するとともに、前記入力軸及び出力軸に係合するコアを設け、前記入出力軸間にトルクが作用すると前記コアが変位し、前記コアの変位を検出コイルにて電気的に検出するようにしたもの、あるいは特許文献3及び特許文献4に示すように、ステアリングシャフトに磁歪膜を被覆し前記磁歪膜の磁気特性変化を検出する検出コイルを備え前記ステアリングシャフトに加えられたトルクを前記検出コイルにて電気的に検出するようにしたものが公知である。   In this case, as the torque sensor, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, the input shaft and the output shaft are connected by a torsion bar, and a core that engages the input shaft and the output shaft is provided. When torque acts between the input output shafts, the core is displaced, and the displacement of the core is electrically detected by a detection coil, or as shown in Patent Document 3 and Patent Document 4, It is known that a detection coil for covering a magnetostrictive film and detecting a magnetic characteristic change of the magnetostrictive film is provided so that torque applied to the steering shaft is electrically detected by the detection coil.

特許文献5には、トルクセンサが故障した場合に、車速が所定速度以上であるときには、前記モータによる操舵力のアシストを解除して手動操舵とし、前記車速が所定速度以下であるときには、操舵角センサの出力から計算した操舵角速度に応じてモータを制御するようにした技術が提案されている。   In Patent Document 5, when the torque sensor fails, when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed, the assist of the steering force by the motor is canceled and manual steering is performed. When the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined speed, the steering angle is A technique has been proposed in which a motor is controlled according to a steering angular velocity calculated from the output of a sensor.

特許第3055752号公報Japanese Patent No. 3055752 特許第2830992号公報Japanese Patent No. 2830992 特許第3964414号公報Japanese Patent No. 3964414 特許第4057552号公報Japanese Patent No. 4057552 特公平6−96389号公報Japanese Patent Publication No. 6-96389

従来、操舵トルクを検出するトルクセンサが故障した場合には、特許文献5に記載されているように、操舵角センサの出力から計算した操舵角速度に応じてモータを制御するようにしている。   Conventionally, when a torque sensor that detects steering torque fails, as described in Patent Document 5, the motor is controlled in accordance with the steering angular velocity calculated from the output of the steering angle sensor.

しかしながら、前記操舵角センサが付加されていない車両では、前記トルクセンサが故障して操舵トルクを検出できなくなった場合には、前記モータによる操舵力のアシストを解除せざるを得ない。   However, in a vehicle to which the steering angle sensor is not added, when the torque sensor fails and the steering torque cannot be detected, the assist of the steering force by the motor must be released.

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、トルクセンサが故障して前記トルクセンサにより操舵トルクを検出することができなくなった場合においても、モータによる操舵アシスト力を切り込み方向及び切り戻し方向の両方向に付与することを可能とし、特に、切り戻し時にステアリングホイール等の操作子を中立位置付近に戻し易くすることを可能とする電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such problems. Even when the torque sensor fails and the torque torque cannot be detected by the torque sensor, the steering assist force by the motor is changed in the cutting direction and An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can be applied in both directions of the switchback direction, and in particular, can easily return an operator such as a steering wheel to the vicinity of the neutral position at the time of switchback.

この発明に係る電動パワーステアリング装置は、
運転者が車両を操縦するために操作する操作子と、
前記車両の操舵系に発生するトルクを検出するトルク検出部と、
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
前記操舵系の回転軸にアシストトルクを付与するモータと、
前記操舵系の回転角を検出する回転角検出部と、
前記トルク検出部により検出された前記トルクに基づいて前記モータを駆動する電流を制御するモータ制御部と、
を備える電動パワーステアリング装置であって、
前記トルク検出部に異常が発生したかどうかを検出する異常検出部と、
前記回転角検出部が検出した前記回転角と前記モータを駆動する前記電流との関係を特性として記憶した記憶部と、を備え
前記モータ制御部は、
前記異常検出部により前記トルク検出部の異常が検出されたとき、前記操作子の操舵角(操作角ともいう。)が中立位置に近づく方向に変化する切り戻し時において、切り戻し角度が残った状態で切り込み方向のアシスト電流がゼロ値近傍となったときに前記回転角検出部により検出されている前記回転角を基準角度として切り戻し回転角を検出し、
前記切り戻し回転角と前記特性とに基づき、前記モータを駆動することを特徴とする。
The electric power steering apparatus according to the present invention is
An operator that the driver operates to steer the vehicle;
A torque detector for detecting torque generated in the steering system of the vehicle;
A vehicle speed detector for detecting the vehicle speed of the vehicle;
A motor for applying assist torque to the rotating shaft of the steering system;
A rotation angle detector for detecting a rotation angle of the steering system;
A motor control unit for controlling a current for driving the motor based on the torque detected by the torque detection unit;
An electric power steering apparatus comprising:
An abnormality detection unit for detecting whether an abnormality has occurred in the torque detection unit;
A storage unit that stores, as a characteristic, a relationship between the rotation angle detected by the rotation angle detection unit and the current that drives the motor, and the motor control unit includes:
When an abnormality of the torque detection unit is detected by the abnormality detection unit, a switchback angle remains at the time of switchback in which the steering angle (also referred to as an operation angle) of the operation element changes in a direction approaching a neutral position . In the state, when the assist current in the cutting direction becomes close to zero value, the rotation angle detected by the rotation angle detection unit is used as a reference angle to detect the return rotation angle,
The motor is driven based on the switching back rotation angle and the characteristic.

この発明によれば、切り戻し角度が残った状態で切り込み方向のアシスト電流がゼロ値近傍となったときに回転角検出部により検出されている回転角を基準角度として切り戻し回転角を検出し、前記切り戻し回転角と前記特性とに基づき、前記モータを駆動するようにしたので、操作子の操作角が中立位置に近づく方向にアシストが可能となり、切り戻し側での運転者による操作子の操舵力を低減して、操作子を中立位置付近に戻し易くすることができる。   According to the present invention, when the assist current in the cutting direction becomes close to the zero value with the switchback angle remaining, the switchback rotation angle is detected with the rotation angle detected by the rotation angle detector as the reference angle. Since the motor is driven based on the return rotation angle and the characteristics, the operation angle of the operator can be assisted in the direction approaching the neutral position, and the operator by the driver on the return side The steering force can be reduced and the operator can be easily returned to the vicinity of the neutral position.

この場合、前記切り戻し時における前記モータの駆動は、前記車速が所定車速以下のときに有効としてもよい。   In this case, the driving of the motor at the time of switching back may be effective when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed.

この発明によれば、車速が所定車速以下のときに切り戻し角度が残った状態で操作子を切り戻し方向に操作する場合には、SAT(セルフアライニングトルク)が弱いことに鑑み、この弱いときにもアシスト力がかかるようにしているので、切り戻し側での運転者の操舵力を低減することができる。   According to the present invention, when the operating element is operated in the return direction with the return angle remaining when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined vehicle speed, the weak SAT (self-aligning torque) is taken into consideration. Since the assist force is sometimes applied, the driver's steering force on the switchback side can be reduced.

なお、前記切り戻し時における前記モータの駆動電流に、前記車両の操舵性に応じた所定の係数を乗ずることが好ましい。   In addition, it is preferable to multiply the drive current of the motor at the time of the switch back by a predetermined coefficient corresponding to the steering performance of the vehicle.

すなわち、車両の操舵性は、個々の車両毎の負荷(車両の前軸荷重)の大きさによって変わるので、車両の操舵性に応じた係数を前記モータの駆動電流に乗じることで、車両の操舵性に応じた最適なアシストが可能となる。   In other words, the steering performance of the vehicle changes depending on the magnitude of the load (vehicle front axle load) for each individual vehicle. Therefore, by multiplying the driving current of the motor by a coefficient corresponding to the steering performance of the vehicle, the steering of the vehicle is performed. Optimum assistance according to the nature becomes possible.

なお、切り戻し角度に対応する前記操作子の操舵角が中立位置に近づくにつれて前記モータの電流を小さくするようにすることで、中立位置においてアシスト電流が略ゼロ値となり、過アシストを回避することができる。   The assist current becomes substantially zero at the neutral position by avoiding over-assist by making the motor current smaller as the steering angle of the operating element corresponding to the return angle approaches the neutral position. Can do.

また、前記切り戻し時において、前記操作子の操舵角が中立位置に達した場合には、前記切り戻し回転角をリセットすることで、以降の切り込み方向へのアシストを適切に行うことができる。   Further, when the steering angle of the operation element reaches a neutral position at the time of the switch back, the assist in the subsequent cut direction can be appropriately performed by resetting the switch back rotation angle.

この発明によれば、異常検出部によりトルク検出部の異常が検出されたとき、回転角検出部により検出されている回転角に対するモータを駆動する電流の特性に基づいて前記モータを駆動するようにしたので、例えば、トルクセンサが故障してトルクセンサにより操舵トルクを検出することができなくなった場合においても、操舵アシスト力を付与することができる。そして、切り戻し角度が残った状態で切り込み方向のアシスト電流がゼロ値近傍となったときに前記回転角検出部により検出されている回転角を基準角度として切り戻し回転角を検出し、前記切り戻し回転角と前記特性とに基づき、前記モータを駆動するようにしたので、操作子の操作角が中立位置に近づく方向にアシストが可能となり、切り戻し側での運転者による操作子の操舵力を低減して、操作子を中立位置付近に戻し易くすることができる。   According to the present invention, when the abnormality of the torque detection unit is detected by the abnormality detection unit, the motor is driven based on the characteristics of the current that drives the motor with respect to the rotation angle detected by the rotation angle detection unit. Therefore, for example, even when the torque sensor fails and the steering torque cannot be detected by the torque sensor, the steering assist force can be applied. Then, when the assist current in the cutting direction becomes close to a zero value with the switchback angle remaining, the switchback rotation angle is detected using the rotation angle detected by the rotation angle detector as a reference angle, and the switchover angle is detected. Since the motor is driven based on the return rotation angle and the characteristics, the operation angle of the operator can be assisted in the direction approaching the neutral position, and the steering force of the operator on the return side by the driver And the operator can be easily returned to the vicinity of the neutral position.

実施形態及び第1〜第3実施例に係る電動パワーステアリング装置の全体概略構成図である。1 is an overall schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment and first to third examples. 図1例の電動パワーステアリング装置中、ECU内の接続図である。FIG. 2 is a connection diagram in an ECU in the electric power steering apparatus of FIG. 1 example; 操舵角推定処理及び電流フェード処理の説明に供されるフローチャートである。It is a flowchart provided for description of a steering angle estimation process and a current fade process. 図4Aは、通常時アシスト処理で参照されるベースアシスト電流特性の説明図、図4Bは、異常時アシスト処理で参照されるベースアシスト電流特性の説明図である。4A is an explanatory diagram of a base assist current characteristic referred to in the normal assist process, and FIG. 4B is an explanatory diagram of a base assist current characteristic referred to in the abnormal assist process. 電流フェード特性の説明図である。It is explanatory drawing of a current fade characteristic. 連続操舵時間低減特性の説明図である。It is explanatory drawing of the continuous steering time reduction characteristic. 第1実施例に係る保舵時切り戻し電流フェード処理の中断処理の説明に供されるフローチャートである。It is a flowchart with which description of the interruption process of the steering return switchback current fade process which concerns on 1st Example is provided. 第1実施例に係る保舵時切り戻し電流フェード処理の中断処理の再開処理の説明に供されるフローチャートである。It is a flowchart with which description of the resumption process of the interruption process of the switchback current fade process at the time of a steering maintenance which concerns on 1st Example is provided. 第1実施例に係る保舵時アシスト特性の説明図である。It is explanatory drawing of the assist characteristic at the time of steering according to 1st Example. 第2実施例に係るモータ回転速度低減レシオ特性の説明図である。It is explanatory drawing of the motor rotational speed reduction ratio characteristic which concerns on 2nd Example. 第2実施例に係る車速レシオ特性の説明図である。It is explanatory drawing of the vehicle speed ratio characteristic which concerns on 2nd Example. 第2実施例に係る切り込み方向の切りすぎ抑制機能の説明図である。It is explanatory drawing of the excessive cut suppression function of the cutting direction which concerns on 2nd Example. 第3実施例に係る低速走行域切り戻し時操舵力低減処理の説明に供されるフローチャートである。It is a flowchart with which description of the steering force reduction process at the time of low speed travel area switchback concerning 3rd Example is carried out. 第3実施例に係る低速走行域切り戻し時操舵力低減特性の説明図である。It is explanatory drawing of the steering force reduction characteristic at the time of low speed travel area switchback concerning 3rd Example. 第3実施例に係るセンタレシオ特性の説明図である。It is explanatory drawing of the center ratio characteristic which concerns on 3rd Example. 従来のアシスト制御での運転者が必要な操舵力、この発明に係るアシスト制御での運転者が必要な操舵力、及びアシスト制御がない場合の運転者が必要な操舵力を比較する概略特性図である。Schematic characteristic diagram comparing the steering force required by the driver in the conventional assist control, the steering force required by the driver in the assist control according to the present invention, and the steering force required by the driver when there is no assist control It is.

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、車両に搭載されるこの実施形態に係る電動パワーステアリング装置10の全体概略構成図である。   FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus 10 according to this embodiment mounted on a vehicle.

図2は、図1の電動パワーステアリング装置10中、ECU(Electronic Control Unit:制御装置)22内の機能ブロック図である。   FIG. 2 is a functional block diagram in an ECU (Electronic Control Unit) 22 in the electric power steering apparatus 10 of FIG.

図1に示すように、電動パワーステアリング装置10は、基本的には、ステアリングホイール12(運転者が車両を操縦するために操作する操作子)からステアリングシャフト14を介して転舵輪16に至る操舵系(ステアリング系)18と、この操舵系18の回転軸に設けられて内部に操舵角センサ19を備え前記回転軸のトルクTrと操舵角(操作角ともいう。)θsとを検出するトルクセンサ(トルクセンサ及び操舵角センサともいう。)20と、トルクセンサ20からの出力等に基づいてアシストトルクTaを決定するECU22と、このECU22によって駆動されるブラシレスモータである電動モータ(以下、モータともいう。)24と、このモータ24の出力を減速し前記操舵系18の回転軸にアシストトルクTaとして伝達する減速伝達機構26と、を備える。なお、モータ24は、ブラシ付きモータであってもよい。 As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus 10 basically steers from the steering wheel 12 (operator operated by the driver to steer the vehicle) to the steered wheels 16 via the steering shaft 14. Torque sensor which is provided on a rotating shaft of the steering system 18 and has a steering angle sensor 19 therein and detects torque Tr and steering angle (also referred to as operation angle ) θs of the rotating shaft . (Also referred to as a torque sensor and a steering angle sensor) 20, an ECU 22 that determines an assist torque Ta based on an output from the torque sensor 20, and the like, and an electric motor (hereinafter referred to as a motor) that is a brushless motor driven by the ECU 22. 24) and the output of the motor 24 is decelerated and transmitted as an assist torque Ta to the rotating shaft of the steering system 18. Provided that the reduction transmission mechanism 26. The motor 24 may be a brush motor.

トルクセンサ20は、それぞれが操舵系18の回転軸である入力軸41と出力軸42が内部でトーションバーにより連結され、図示しないハウジングに支持された2個の検出コイル(不図示)が、入出力軸41、42に係合している円筒状のコア(不図示)を囲むように配設された公知の構成を備える(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   In the torque sensor 20, an input shaft 41 and an output shaft 42, each of which is a rotation shaft of the steering system 18, are connected by a torsion bar inside, and two detection coils (not shown) supported by a housing (not shown) are inserted. A known configuration is provided so as to surround a cylindrical core (not shown) engaged with the output shafts 41 and 42 (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

操舵角センサ19は、入力軸41の回転角を操舵角θsとして検出する公知の構成を備える(例えば、特許文献1参照)。   The steering angle sensor 19 has a known configuration that detects the rotation angle of the input shaft 41 as the steering angle θs (see, for example, Patent Document 1).

トルクセンサ20は、トーションバーや円筒状のコアを利用しない磁歪膜センサを用いた公知の構成を備えるようにしてもよい(例えば、特許文献3、又は特許文献4参照)。   The torque sensor 20 may have a known configuration using a magnetostrictive film sensor that does not use a torsion bar or a cylindrical core (see, for example, Patent Document 3 or Patent Document 4).

なお、操舵角センサ19を含まないトルクセンサであっても、操舵系18の回転角を検出する操舵角センサが別途設けられている場合、例えば、車両の旋回時の横滑り抑制制御等が行われる車両では、この別途設けられた操舵角センサを利用して、この発明を適用することができる。   Even if the torque sensor does not include the steering angle sensor 19, if a steering angle sensor for detecting the rotation angle of the steering system 18 is separately provided, for example, side slip suppression control during turning of the vehicle is performed. In a vehicle, the present invention can be applied by using the separately provided steering angle sensor.

トルクセンサ20及び操舵角センサ19の出力信号であるトルクTr及び操舵角θsの各信号は、ハーネス91を通じて、前記トルクTrがECU22のトルク検出回路72に供給され、前記操舵角θsが操舵角速度算出部74に供給される。   The torque Tr and steering angle θs signals output from the torque sensor 20 and the steering angle sensor 19 are supplied to the torque detection circuit 72 of the ECU 22 through the harness 91, and the steering angle θs is calculated as a steering angular velocity. Supplied to the unit 74.

ステアリングシャフト14は、それぞれが回転軸である、ステアリングホイール12に一体結合されたメインステアリングシャフト15と、このメインステアリングシャフト15に対してユニバーサルジョイント46を介して結合された入力軸41と、ラック&ピニオン機構28のピニオン30が設けられた出力軸42と、が連結された構成とされている。   The steering shaft 14 includes a main steering shaft 15 integrally coupled to the steering wheel 12, each of which is a rotating shaft, an input shaft 41 coupled to the main steering shaft 15 via a universal joint 46, a rack & The output shaft 42 provided with the pinion 30 of the pinion mechanism 28 is connected.

入力軸41と出力軸42が軸受48a、48b、48cによって支持されており、出力軸42の下端部にピニオン30が設けられている。ピニオン30は、車幅方向に往復動可能なラック軸50のラック歯50aに噛合する。ラック軸50の両端には、タイロッド52を介して左右の前輪である転舵輪16が連結されている。   The input shaft 41 and the output shaft 42 are supported by bearings 48 a, 48 b and 48 c, and the pinion 30 is provided at the lower end portion of the output shaft 42. The pinion 30 meshes with the rack teeth 50a of the rack shaft 50 that can reciprocate in the vehicle width direction. The steered wheels 16 that are the left and right front wheels are connected to both ends of the rack shaft 50 via tie rods 52.

上述した操舵系18は、より詳細には、ステアリングホイール12からステアリングシャフト14(メインステアリングシャフト15、ユニバーサルジョイント46、入力軸41、ピニオン30が設けられた出力軸42)、ラック歯50aを有するラック軸50、タイロッド52、及び転舵輪16を含む構成とされている。   More specifically, the steering system 18 described above includes a rack having the steering wheel 12 to the steering shaft 14 (the main steering shaft 15, the universal joint 46, the input shaft 41, the output shaft 42 provided with the pinion 30), and rack teeth 50a. The shaft 50, the tie rod 52, and the steered wheel 16 are included.

この構成により、ステアリングホイール12の操舵時に通常のラック&ピニオン式の転舵操作が可能であり、ステアリングホイール12を操作して転舵輪16を転舵させ車両の向きを変えることができる。ここで、ラック軸50、ラック歯50a、タイロッド52は、操舵系18中の転舵機構を構成する。   With this configuration, a normal rack and pinion type steering operation can be performed when the steering wheel 12 is steered, and the steering wheel 12 can be operated to steer the steered wheels 16 and change the direction of the vehicle. Here, the rack shaft 50, the rack teeth 50 a, and the tie rod 52 constitute a steering mechanism in the steering system 18.

上述したように、電動パワーステアリング装置10は、ステアリングホイール12による操舵力を軽減するための操舵アシスト力(操舵補助力であって、単にアシスト力ともいう。)を供給するモータ24を備えており、このモータ24の回転軸25に固着されたウォームギア54が、出力軸42の中間部の軸受48bの下側に設けられたウォームホィールギア56に噛合している。ウォームギア54とウォームホィールギア56とにより減速伝達機構26が構成される。   As described above, the electric power steering apparatus 10 includes the motor 24 that supplies a steering assist force (a steering assist force, also simply referred to as an assist force) for reducing the steering force by the steering wheel 12. The worm gear 54 fixed to the rotating shaft 25 of the motor 24 meshes with a worm wheel gear 56 provided on the lower side of the bearing 48b in the intermediate portion of the output shaft 42. The worm gear 54 and the worm wheel gear 56 constitute the speed reduction transmission mechanism 26.

回転軸25と一体的に回転するモータ24の回転子23の回転角θrm(モータ機械角ともいう。)が、回転角検出部としてのレゾルバ58により回転子23の回転角θr(モータ電気角ともいう。)として検出されハーネス92を通じてECU22の回転子回転角検出回路(後述するモータ機械角θrmを算出するモータ機械角算出回路として機能する。)76に供給される。なお、レゾルバ58は、相対角検出センサであるが、レゾルバ58に代えて絶対角検出センサのロータリエンコーダを採用することもできる。回転角θrm(モータ機械角)と回転角θr(モータ電気角)との違いについては後述する。   A rotation angle θrm (also referred to as a motor mechanical angle) of the rotor 23 of the motor 24 that rotates integrally with the rotation shaft 25 is converted into a rotation angle θr (also referred to as a motor electrical angle) of the rotor 23 by a resolver 58 as a rotation angle detector. And is supplied to a rotor rotation angle detection circuit (functioning as a motor mechanical angle calculation circuit for calculating a motor mechanical angle θrm described later) 76 of the ECU 22 through the harness 92. The resolver 58 is a relative angle detection sensor, but a rotary encoder of an absolute angle detection sensor may be employed instead of the resolver 58. The difference between the rotation angle θrm (motor mechanical angle) and the rotation angle θr (motor electrical angle) will be described later.

ECU22は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、CPU(中央処理装置)、メモリであるROM(EEPROMも含む。)及びRAM(ランダムアクセスメモリ)、その他、A/D変換器、D/A変換器等の入出力装置、計時手段としてのタイマ(計時部)等を有しており、CPUがROMに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部(機能実現手段)、たとえば制御部、演算部、処理部等として機能する。   The ECU 22 is a computer including a microcomputer, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (including EEPROM) and a RAM (Random Access Memory), and other A / D converters, D / A converters, and the like. Input / output device, a timer (timer) as a time measuring means, etc., and when the CPU reads and executes a program recorded in the ROM, various function realizing parts (function realizing means) such as a control part, Functions as an arithmetic unit, a processing unit, and the like.

この実施形態において、ECU22は、後述する各種の特性(マップを含む)、プログラム等が記憶されるメモリとしての記憶部78を有し、前記のトルク検出回路72、操舵角速度算出部74、回転子回転角検出回路76として機能する他、異常検出部80、車両停止状態検出部82、モータ制御部84、及び計時部85等として機能する。   In this embodiment, the ECU 22 includes a storage unit 78 as a memory for storing various characteristics (including maps), programs, and the like, which will be described later, and includes the torque detection circuit 72, the steering angular velocity calculation unit 74, and the rotor. In addition to functioning as the rotation angle detection circuit 76, it functions as an abnormality detection unit 80, a vehicle stop state detection unit 82, a motor control unit 84, a time measuring unit 85, and the like.

トルク検出回路72は、トルクセンサ20の2つの検出コイル(不図示)からハーネス91を通じて出力されるトルクTrに関連する信号の差動信号からトルクTrに対応する信号(理解の便宜のために、トルクTrという。)を生成して、モータ制御部84に供給する。   The torque detection circuit 72 is a signal corresponding to the torque Tr from the differential signal of the signal related to the torque Tr output from the two detection coils (not shown) of the torque sensor 20 through the harness 91 (for convenience of understanding, Torque Tr) is generated and supplied to the motor control unit 84.

回転子回転角検出回路76は、レゾルバ58から供給された回転角θr(モータ電気角)からモータ24の回転子23の回転に対応する回転角(モータ機械角)θrmを算出(検出)してモータ制御部84に供給するとともに、操舵角速度算出部74に供給する。   The rotor rotation angle detection circuit 76 calculates (detects) a rotation angle (motor mechanical angle) θrm corresponding to the rotation of the rotor 23 of the motor 24 from the rotation angle θr (motor electrical angle) supplied from the resolver 58. While supplying to the motor control part 84, it supplies to the steering angular velocity calculation part 74. FIG.

操舵角速度算出部74は、正常動作している操舵角センサ19から操舵角(ステアリングシャフト14の舵角、ステアリング角又はハンドル角ともいう。)θsが供給されている場合には、その操舵角センサ19からハーネス91を通じて出力される操舵角θsを微分して操舵角速度θs´(θs´=dθs/dt:dは微分演算子、tは時間。)を生成してモータ制御部84に供給する。   The steering angular velocity calculation unit 74, when a steering angle (also referred to as a steering angle, steering angle, or steering angle of the steering shaft 14) θs is supplied from the steering angle sensor 19 that is operating normally, the steering angle sensor. The steering angle θs output from 19 through the harness 91 is differentiated to generate a steering angular velocity θs ′ (θs ′ = dθs / dt: d is a differential operator, t is time), and is supplied to the motor control unit 84.

一方、操舵角センサ19に異常が発生したときあるいは元々操舵角センサ19が設けられていない車両において、操舵角速度算出部74は、レゾルバ58の回転角θrに基づき回転子回転角検出回路76により算出されるモータ機械角θrmから算出した推定操舵角θscを時間微分して推定操舵角速度θsc´(θsc´=dθsc/dt:dは微分演算子、tは時間。)を算出する。   On the other hand, when an abnormality occurs in the steering angle sensor 19 or in a vehicle that is not originally provided with the steering angle sensor 19, the steering angular velocity calculation unit 74 is calculated by the rotor rotation angle detection circuit 76 based on the rotation angle θr of the resolver 58. The estimated steering angular velocity θsc ′ (θsc ′ = dθsc / dt: d is a differential operator, and t is time) is obtained by time differentiation of the estimated steering angle θsc calculated from the motor mechanical angle θrm.

異常検出部80は、トルク検出回路72の出力であるトルクTr及び操舵角センサ19の出力である操舵角θsを監視することで、トルクセンサ20の端子とハーネス91との間のヒュージング不良、ハーネス91の開放(ハーネス91の断線)あるいはハーネス91間内での短絡、トルク検出回路72内の差動増幅器等の異常、例えば、出力が0ボルトに固定されるあるいは0〜5ボルト以外の電圧が出力される等の異常を検出したとき、異常検出信号Sabをモータ制御部84及び操舵角速度算出部74に供給する。   The abnormality detection unit 80 monitors the torque Tr, which is the output of the torque detection circuit 72, and the steering angle θs, which is the output of the steering angle sensor 19, so that the fusing failure between the terminal of the torque sensor 20 and the harness 91, Opening of harness 91 (disconnection of harness 91), short circuit between harnesses 91, abnormality of differential amplifier in torque detection circuit 72, for example, output is fixed at 0 volts or voltage other than 0-5 volts Is detected, the abnormality detection signal Sab is supplied to the motor control unit 84 and the steering angular velocity calculation unit 74.

ECU22のモータ制御部84及び車両停止状態検出部82には、さらに、前後輪若しくはトランスミッションの回転数から車速Vsを検出する車速センサ86の出力、すなわち車速Vsがハーネス94を通じて供給される。   The motor control unit 84 and the vehicle stop state detection unit 82 of the ECU 22 are further supplied through the harness 94 with the output of the vehicle speed sensor 86 that detects the vehicle speed Vs from the rotation speed of the front and rear wheels or the transmission, that is, the vehicle speed Vs.

さらにまた、ECU22の車両停止状態検出部82及びモータ制御部84には、パーキングブレーキ88のブレーキ作動信号Sbがハーネス95を通じて供給される。   Furthermore, the brake operation signal Sb of the parking brake 88 is supplied through the harness 95 to the vehicle stop state detection unit 82 and the motor control unit 84 of the ECU 22.

実際上、車速Vs並びにブレーキ作動信号Sb等の信号は、CAN(コントローラエリアネットワーク)等の車内ネットワークを通じてECU22に供給される。車内ネットワークではなく、いわゆるポイントツーポイント配線システムにより接続してもよい。   In practice, signals such as the vehicle speed Vs and the brake operation signal Sb are supplied to the ECU 22 through an in-vehicle network such as CAN (controller area network). You may connect by what is called a point-to-point wiring system instead of an in-vehicle network.

パーキングブレーキ88のブレーキ作動信号Sbを検出したとき、あるいは車速Vsがゼロ値となったことを検出したとき、車両停止状態検出部82は、モータ制御部84に対して車両停止検出信号Sstopを供給する。   When the brake operation signal Sb of the parking brake 88 is detected, or when it is detected that the vehicle speed Vs has reached zero, the vehicle stop state detection unit 82 supplies the vehicle stop detection signal Sstop to the motor control unit 84. To do.

モータ制御部84は、アシストトルクTaに対応するモータ24のアシスト電流Iaを決定する際、トルクTr及び操舵角速度θs´の他、回転子23の回転角(モータ機械角)θrm、推定操舵角θsc、推定操舵角速度θsc´、異常検出信号Sab、車速Vs、及びブレーキ作動信号Sb等に基づき、記憶部78(特性記憶部)に記憶されている特性(後述する。)を参照し、かつプログラムを実行して決定し、決定したアシスト電流Iaをハーネス93を通じてモータ24の各相の固定子のコイルに供給する。   When the motor control unit 84 determines the assist current Ia of the motor 24 corresponding to the assist torque Ta, in addition to the torque Tr and the steering angular velocity θs ′, the rotation angle (motor mechanical angle) θrm of the rotor 23 and the estimated steering angle θsc. Based on the estimated steering angular velocity θsc ′, the abnormality detection signal Sab, the vehicle speed Vs, the brake operation signal Sb, and the like, a characteristic (described later) stored in the storage unit 78 (characteristic storage unit) is referred to, and the program is executed. The assist current Ia thus determined is supplied to the stator coil of each phase of the motor 24 through the harness 93.

モータ24は、供給されたアシスト電流Iaに応じたアシストトルクTaを発生し、減速伝達機構26を通じて出力軸42に付与することでステアリングシャフト14に操舵アシスト力を発生させる。   The motor 24 generates an assist torque Ta corresponding to the supplied assist current Ia and applies it to the output shaft 42 through the deceleration transmission mechanism 26 to generate a steering assist force on the steering shaft 14.

基本的には以上のように構成されかつ動作するこの実施形態の電動パワーステアリング装置10の特徴的な動作についてフローチャート等を参照して以下に説明する。   The characteristic operation of the electric power steering apparatus 10 of this embodiment that is basically configured and operates as described above will be described below with reference to flowcharts and the like.

図3は、この実施形態に係る電動パワーステアリング装置10の動作説明に供されるフローチャートである。このフローチャートによる処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the electric power steering apparatus 10 according to this embodiment. The process according to this flowchart is repeatedly executed every predetermined time.

ECU22は、トルクセンサ20や操舵角センサ19の異常・正常に係わらず、ステップS1〜S3において、操舵角推定処理(推定操舵角算出処理)を行う。   The ECU 22 performs a steering angle estimation process (estimated steering angle calculation process) in steps S1 to S3 regardless of whether the torque sensor 20 or the steering angle sensor 19 is abnormal.

ステップS1において、回転子回転角検出回路76は、レゾルバ58により検出されている回転角θr(回転子23の電気角)を積算し、モータ電気角θreを算出する。   In step S1, the rotor rotation angle detection circuit 76 integrates the rotation angle θr (electric angle of the rotor 23) detected by the resolver 58, and calculates the motor electric angle θre.

次いで、回転子回転角検出回路76は、ステップS2において、次の(1)式に示すように、算出したモータ電気角θreにレゾルバ58の極対数を乗算して、回転子23(回転軸25)の回転角であるモータ機械角θrmを算出し(モータ機械角θrmに換算し)、モータ制御部84及び操舵角速度算出部74に供給する。   Next, in step S2, the rotor rotation angle detection circuit 76 multiplies the calculated motor electrical angle θre by the number of pole pairs of the resolver 58 as shown in the following equation (1) to obtain the rotor 23 (rotation shaft 25). ) Is calculated (converted to the motor mechanical angle θrm) and supplied to the motor control unit 84 and the steering angular velocity calculation unit 74.

モータ機械角=モータ電気角×レゾルバ極対数
θrm=θre×レゾルバ極対数 …(1)
Motor mechanical angle = motor electrical angle × resolver pole pair number θrm = θre × resolver pole pair number (1)

次に、モータ制御部84及び/又は回転子回転角検出回路76は、ステップS3において、次の(2)式に示すように、算出したモータ機械角θrmをステアリングシャフト14の操舵角(推定操舵角)θscに換算する。   Next, in step S3, the motor control unit 84 and / or the rotor rotation angle detection circuit 76 uses the calculated motor mechanical angle θrm as the steering angle (estimated steering) of the steering shaft 14 as shown in the following equation (2). Angle) Converted to θsc.

推定操舵角=モータ機械角×(モータ24の回転軸と操舵系18の回転軸の比率)=モータ機械角×減速伝達機構26の減速比
θsc=θrm×減速伝達機構26の減速比 …(2)
Estimated steering angle = motor mechanical angle × (ratio of rotational axis of motor 24 to rotational axis of steering system 18) = motor mechanical angle × reduction ratio of deceleration transmission mechanism 26 θsc = θrm × reduction ratio of deceleration transmission mechanism 26 (2 )

減速伝達機構26の減速比は、この実施形態では、値1/20に設定している。すなわち、この実施形態では、モータ機械角θrmの360[deg]が、ステアリングホイール12(出力軸42)の回転を推定する推定操舵角θscでは、18(=360/20)[deg]に換算される。同様に、1秒間当たりのモータ24の回転子23の回転数であるモータ回転速度N、例えば、N=2[rps]は、ステアリングホイール12(出力軸42)の回転速度(推定操舵回転速度)Nscでは、Nsc=0.1(=2/20)[rps]に対応する。 In this embodiment, the speed reduction ratio of the speed reduction transmission mechanism 26 is set to 1/20. That is, in this embodiment, 360 [deg] of the motor mechanical angle θrm is converted to 18 (= 360/20) [deg] at the estimated steering angle θsc that estimates the rotation of the steering wheel 12 (output shaft 42). The Similarly, the motor rotation speed N, which is the rotation speed of the rotor 23 of the motor 24 per second, for example, N = 2 [rps] is the rotation speed (estimated steering rotation speed) of the steering wheel 12 (output shaft 42). Nsc corresponds to Nsc = 0.1 (= 2/20) [rps].

そして、ステアリングホイール12(出力軸42)の推定操舵回転速度Nsc=0.1[rps]は、推定操舵角速度θsc´では、θsc´=36(0.1[rps]×360[deg])[deg/s]に対応する。したがって、モータ回転速度Nと、推定操舵角速度(回転角速度)θsc´とは一意に対応する。例えば、モータ回転速度NがN=2[rps]は、推定操舵角速度θsc´のθsc´=36[deg/s]に対応する。   The estimated steering rotational speed Nsc = 0.1 [rps] of the steering wheel 12 (output shaft 42) is θsc ′ = 36 (0.1 [rps] × 360 [deg]) [ deg / s]. Therefore, the motor rotational speed N and the estimated steering angular speed (rotational angular speed) θsc ′ uniquely correspond to each other. For example, a motor rotation speed N of N = 2 [rps] corresponds to θsc ′ = 36 [deg / s] of the estimated steering angular velocity θsc ′.

なお、モータ回転速度N及び推定操舵回転速度Nscは、モータ制御部84により算出される。   The motor rotation speed N and the estimated steering rotation speed Nsc are calculated by the motor control unit 84.

図1に示すように、ステアリングホイール12に固定されたステアリングシャフト14と一体的に回転する出力軸42の回転により、出力軸42に軸が固着されたウォームホィールギア56が一体的に回転するとウォームギア54が回転し、ウォームギア54が回転すると、ウォームギア54に固着されているモータ24の回転軸25(回転子23)が一体的に回転し、回転子23の回転がレゾルバ58により検出されるので、結果として、レゾルバ58による回転角θrに基づき、ステアリングホイール12の回転角である操舵角θsを推定した推定操舵角θscを算出(検出)することができる。   As shown in FIG. 1, when the output shaft 42 that rotates integrally with the steering shaft 14 fixed to the steering wheel 12 rotates together with the worm wheel gear 56 that is fixed to the output shaft 42, the worm gear rotates. When the worm gear 54 is rotated, the rotating shaft 25 (rotor 23) of the motor 24 fixed to the worm gear 54 is integrally rotated, and the rotation of the rotor 23 is detected by the resolver 58. As a result, the estimated steering angle θsc obtained by estimating the steering angle θs, which is the rotation angle of the steering wheel 12, can be calculated (detected) based on the rotation angle θr by the resolver 58.

なお、操舵角θs及び推定操舵角θscは、ステアリングホイール12の右回転が正で左回転が負とされ、直進状態(θs=θsc=0[deg])から右折する場合には、運転者は、まず、ステアリングホイール12を右回転させて切り込んだ後、左回転させて切り戻して、直進状態に戻る。従って、基本的には、直進状態から右折して直進状態に戻る場合には、右回転が切り込み方向、左回転が切り戻し方向となる。   Note that the steering angle θs and the estimated steering angle θsc are set so that the right turn of the steering wheel 12 is positive and the left rotation is negative, and the driver makes a right turn from a straight traveling state (θs = θsc = 0 [deg]). First, the steering wheel 12 is rotated to the right and cut, and then turned to the left and turned back to return to the straight traveling state. Therefore, basically, when turning right from the straight traveling state and returning to the straight traveling state, the right rotation is the cutting direction and the left rotation is the returning direction.

一方、直進状態(θs=θsc=0[deg])から左折する場合には、まず、左回転で切り込んだ後、右回転で切り戻して、直進状態に戻る。従って、基本的には、直進状態から左折して直進状態に戻る場合には、左回転が切り込み方向、右回転が切り戻し方向となる。   On the other hand, when making a left turn from the straight traveling state (θs = θsc = 0 [deg]), first, the left turn is performed, then the right turn is performed, and then the straight traveling state is restored. Therefore, basically, when turning left from the straight traveling state and returning to the straight traveling state, the left rotation is the cutting direction, and the right rotation is the switching back direction.

このように、直進状態(ステアリングホイール12の中立状態)から右方向にステアリングホイール12が回転される場合の操舵角θs(推定操舵角θsc)は、正の値となり、直進状態(ステアリングホイール12の中立状態)から左方向にステアリングホイール12が回転される場合の操舵角θs(推定操舵角θsc)は、負の値となり、角度の大小を考察する場合に、正負の符号があると、煩雑となるので、以下の説明においては、注記しない場合には、直進状態から右折して直進状態に戻る場合を例(操舵アシスト特性の座標上では、第1象限を対象)として説明する。この場合、操舵角θs及び推定操舵角θscともに正の値を採る。   Thus, the steering angle θs (estimated steering angle θsc) when the steering wheel 12 is rotated rightward from the straight traveling state (neutral state of the steering wheel 12) becomes a positive value, and the straight traveling state (the steering wheel 12 of the steering wheel 12). The steering angle θs (estimated steering angle θsc) when the steering wheel 12 is rotated in the left direction from the neutral state is a negative value. When considering the magnitude of the angle, if there is a positive / negative sign, it is complicated. Therefore, in the following description, unless otherwise noted, a case where the vehicle turns right from the straight traveling state and returns to the straight traveling state will be described as an example (on the coordinates of the steering assist characteristic, the first quadrant). In this case, both the steering angle θs and the estimated steering angle θsc take positive values.

上述したステップS1〜S3の手順により、操舵角センサ19及びトルクセンサ20が、仮に異常状態となったときにおいても、この実施形態では、レゾルバ58により検出される回転角θrに基づき、回転子回転角検出回路76、操舵角速度算出部74、及びモータ制御部84により操舵角θs[deg]が推定された推定操舵角θsc[deg]及び推定操舵角速度θsc´[deg/s]を求めることができる。   In this embodiment, even if the steering angle sensor 19 and the torque sensor 20 become abnormal due to the procedure of steps S1 to S3 described above, in this embodiment, the rotor rotation is performed based on the rotation angle θr detected by the resolver 58. The estimated steering angle θsc [deg] and the estimated steering angular velocity θsc ′ [deg / s] from which the steering angle θs [deg] is estimated by the angle detection circuit 76, the steering angular velocity calculation unit 74, and the motor control unit 84 can be obtained. .

なお、モータ24を回転させてステアリングホイール12に付与する操舵アシスト力は、基本的には、操舵角θs又は推定操舵角θscの変化している方向に付与すればよいこととなる。   Note that the steering assist force applied to the steering wheel 12 by rotating the motor 24 may basically be applied in the direction in which the steering angle θs or the estimated steering angle θsc is changing.

次に、ステップS4において、異常検出部80から異常検出信号Sabが供給されたかどうかが検出される。このステップS4において、モータ制御部84は、トルクセンサ20及び操舵角センサ19に係る異常検出信号Sabを検出したとき、ステップS5以降の処理を実行する。なお、図1に示す操舵角センサ19内蔵型のトルクセンサ20では、ハーネス91の開放あるいは短絡等により電源の供給が停止され、操舵角センサ19とトルクセンサ20の出力が、同時に異常状態になる場合が多い。   Next, in step S4, it is detected whether or not the abnormality detection signal Sab is supplied from the abnormality detection unit 80. In step S4, when the motor control unit 84 detects the abnormality detection signal Sab related to the torque sensor 20 and the steering angle sensor 19, the motor control unit 84 executes the processing after step S5. In the torque sensor 20 with a built-in steering angle sensor 19 shown in FIG. 1, the supply of power is stopped by opening or shorting the harness 91, and the outputs of the steering angle sensor 19 and the torque sensor 20 are in an abnormal state at the same time. There are many cases.

ステップS4において、モータ制御部84が異常検出信号Sabを検出しなかった場合には、ステップS21において通常処理(通常時アシスト処理)を行う。この通常処理では、トルクセンサ20及び操舵角センサ19が正常であるので、従来通りの操舵アシスト力の付与動作を行う。   In step S4, when the motor control unit 84 does not detect the abnormality detection signal Sab, normal processing (normal assist processing) is performed in step S21. In this normal process, since the torque sensor 20 and the steering angle sensor 19 are normal, a conventional steering assist force application operation is performed.

この場合、モータ制御部84は、記憶部78に予め記憶されている図4Aに示す、車速Vsをパラメータとした操舵トルクTr[kgfcm]に対するベースアシスト電流Ia[A]の特性(ベースアシスト電流特性又はベースアシスト特性ともいう。)101を参照(検索)し、基本的には、車速が低くなるほど大きくなるベースアシスト電流Iaを算出してモータ24を駆動する。   In this case, the motor control unit 84 has characteristics (base assist current characteristics) of the base assist current Ia [A] with respect to the steering torque Tr [kgfcm] with the vehicle speed Vs as a parameter shown in FIG. Alternatively, it is also referred to as a base assist characteristic.) 101 is referred (searched), and basically the base assist current Ia that increases as the vehicle speed decreases is calculated to drive the motor 24.

一方、ステップS4において、モータ制御部84が、トルクセンサ20等が異常になった異常検出信号Sabを検出したとき、ステップS5での異常時アシスト処理が実行される。   On the other hand, in step S4, when the motor control unit 84 detects the abnormality detection signal Sab in which the torque sensor 20 or the like has become abnormal, the abnormality assist process in step S5 is executed.

ステップS5において、モータ制御部84は、記憶部78に予め記憶されている図4Bに示す推定操舵角θscに対するベースアシスト電流Ia[A]の特性(ベースアシスト電流特性又はベースアシスト特性ともいう。)102を参照(検索)して、ベースアシスト電流Iaを算出し、このベースアシスト電流Iaに基づきモータ24を駆動する。   In step S5, the motor control unit 84 characteristics of the base assist current Ia [A] with respect to the estimated steering angle θsc shown in FIG. 4B stored in advance in the storage unit 78 (also referred to as base assist current characteristics or base assist characteristics). The base assist current Ia is calculated by referring to (searching) 102, and the motor 24 is driven based on the base assist current Ia.

ベースアシスト電流特性102は、マップとして記憶部78に記憶しておいてもよく、算出式で記憶部78に記憶しておいてもよい。マップとして記憶部78に離散的に記憶しておく場合、間の値は、補間により求めることが好ましい。   The base assist current characteristic 102 may be stored in the storage unit 78 as a map, or may be stored in the storage unit 78 using a calculation formula. When the data are stored in the storage unit 78 discretely as a map, the value between them is preferably obtained by interpolation.

図4Bから分かるように、ベースアシスト電流特性102は、推定操舵角θsc[deg]が、0[deg]から不感帯対応操舵角θd[deg](0〜10[deg]程度の値とされるが、この実施形態では、10[deg]に設定している。)までの中立位置近傍では、Ia=0[A]とされ(アシスト電流Iaを流さない領域とされ)、不感帯対応操舵角θd[deg]以上では、推定操舵角θscの増加に応じて増加させ(略比例して増加させ)、それ以上の推定操舵角θscでは、増加の割合を減少させて、推定操舵角θscが、180[deg]近傍以上では、一定の値を採る(ベースアシスト電流Iaの値が飽和する)特性に設定している。   As can be seen from FIG. 4B, in the base assist current characteristic 102, the estimated steering angle θsc [deg] is a value from 0 [deg] to a dead zone corresponding steering angle θd [deg] (about 0 to 10 [deg]). In this embodiment, it is set to 10 [deg].) In the vicinity of the neutral position up to 10 [deg], Ia = 0 [A] is set (a region where the assist current Ia does not flow), and the dead zone corresponding steering angle θd [ deg] or higher, and the estimated steering angle θsc is increased in accordance with the increase of the estimated steering angle θsc (increased approximately proportionally). In the vicinity of [deg], the characteristic is set to take a constant value (the value of the base assist current Ia is saturated).

このように、この実施形態では、異常検出信号Sabを検出したときの異常時においても、ベースアシスト電流特性102に基づくアシスト電流Iaを流して所定の操舵アシスト制御が行えるようにしている。ただし、異常時における操舵アシスト制御は暫定的なアシスト処理であり、後述するように種々の制限を課すようにしている。   As described above, in this embodiment, even when an abnormality is detected when the abnormality detection signal Sab is detected, the assist current Ia based on the base assist current characteristic 102 is supplied to perform predetermined steering assist control. However, the steering assist control at the time of abnormality is a provisional assist process, and various restrictions are imposed as described later.

以上のように、この実施形態に係る電動パワーステアリング装置10は、操舵系18に発生するトルクTrを検出するトルク検出部としてのトルクセンサ20と、操舵系18の回転軸である出力軸42にアシストトルクTaを付与するモータ24と、モータ24の回転子23の回転角θrを検出する回転角検出部としてのレゾルバ58と、トルクセンサ20にて検出されたトルクTrに基づいて、モータ24を駆動する電流を制御するモータ制御部84と、を備える電動パワーステアリング装置10であって、トルクセンサ20やトルク検出回路72に異常が発生したかどうかを検出する異常検出部80を備え、モータ制御部84は、異常検出部80によりトルクセンサ20あるいはトルク検出回路72の異常が検出されたとき、レゾルバ58により検出された回転角θrの積算値であるモータ電気角θreに基づいてモータ機械角θrmを算出することで、推定操舵角θscを算出し{上記(2)式参照}、この推定操舵角θscに対してベースアシスト電流特性102を参照して、ベースアシスト電流Ia[A]を算出し、このベースアシスト電流Iaに基づきモータ24を駆動するように制御している。   As described above, the electric power steering apparatus 10 according to this embodiment includes the torque sensor 20 as a torque detection unit that detects the torque Tr generated in the steering system 18 and the output shaft 42 that is the rotation axis of the steering system 18. Based on the motor 24 for applying the assist torque Ta, the resolver 58 as a rotation angle detection unit for detecting the rotation angle θr of the rotor 23 of the motor 24, and the torque Tr detected by the torque sensor 20, An electric power steering apparatus 10 that includes a motor control unit 84 that controls a drive current, and includes an abnormality detection unit 80 that detects whether or not an abnormality has occurred in the torque sensor 20 or the torque detection circuit 72, and motor control When the abnormality detection unit 80 detects an abnormality in the torque sensor 20 or the torque detection circuit 72, the unit 84 resolves the resolver 5. By calculating the motor mechanical angle θrm based on the motor electrical angle θre that is an integrated value of the rotation angle θr detected by the above, the estimated steering angle θsc is calculated {see the above formula (2)}, and this estimated steering angle θsc Referring to the base assist current characteristic 102, the base assist current Ia [A] is calculated, and the motor 24 is controlled to be driven based on the base assist current Ia.

このようにモータ24を駆動制御することで、たとえトルクセンサ20又はトルク検出回路72の異常が検出され、トルクセンサ20により操舵トルクTrを検出することができなくなった異常時においても、モータ24のアシストトルクTaによりステアリングホイール12に操舵アシスト力を付与することができる。   By controlling the drive of the motor 24 in this way, even if an abnormality in the torque sensor 20 or the torque detection circuit 72 is detected and the steering torque Tr cannot be detected by the torque sensor 20, the motor 24 A steering assist force can be applied to the steering wheel 12 by the assist torque Ta.

なお、トルクセンサ20が正常状態であるときには、トルクセンサ20の出力が略ゼロ値であって、車速センサ86での車速Vsの検出値が略等速度である状態が所定時間継続したとき、レゾルバ58の出力である回転角θrに対応する推定操舵角θscをゼロ値(θsc=0[deg])として記憶内容を更新する中点(中立状態)補正処理を適宜行うように構成されている。   When the torque sensor 20 is in a normal state, when the output of the torque sensor 20 has a substantially zero value and the detected value of the vehicle speed Vs at the vehicle speed sensor 86 is at a substantially constant speed, the resolver is The intermediate steering (neutral state) correction process for updating the stored content with the estimated steering angle θsc corresponding to the rotation angle θr as the output of 58 as a zero value (θsc = 0 [deg]) is appropriately performed.

また、回転子回転角検出回路76を利用した操舵アシスト力の付与は、暫定的な処理であるので、異常検出部80がトルクセンサ20等の異常を検出したときには、音声あるいは表示等により、当該異常対応の操舵力アシスト処理を行っていることを操作者(運転手)に伝達する。これにより操作者(運転者)は、モータ24の回転子23の回転角θrを用いて暫定的な電動パワーステアリングによるアシスト力を利用して、当該車両を安全な場所まで運転することができる。   In addition, since the provision of the steering assist force using the rotor rotation angle detection circuit 76 is a provisional process, when the abnormality detection unit 80 detects an abnormality in the torque sensor 20 or the like, it is The operator (driver) is informed that the steering force assist process corresponding to the abnormality is being performed. Thereby, the operator (driver) can drive the vehicle to a safe place by using the assist force by the provisional electric power steering using the rotation angle θr of the rotor 23 of the motor 24.

この暫定的な電動パワーステアリングによるアシスト力は、トルクセンサ20等が正常状態のステップS21の通常アシスト処理に対して種々の制限を課している。   The assist force by the provisional electric power steering imposes various restrictions on the normal assist process in step S21 in which the torque sensor 20 and the like are in a normal state.

この制限の一つとして、まず、ステップS6〜S9の電流フェード処理について説明する。   As one of the restrictions, first, the current fade process in steps S6 to S9 will be described.

図5は、記憶部78に記憶されている電流フェード処理に供される切り込み電流フェード特性(切り込み時電流フェード特性ともいう。)103と、切り戻し電流フェード特性(切り戻し時電流フェード特性ともいう。)104の例を示すとともに、図4Bのベースアシスト電流特性102の一部を再掲している。なお、以下、理解の便宜のために、図5中の第1象限の特性(横軸の0[deg]から正の方向の大きい値に向かう右方向への切り込み方向と、正の方向から0[deg]方向の小さい値に向かう切り戻し方向とに係る特性)により説明する。   FIG. 5 shows a cut-in current fade characteristic (also referred to as a cut-in current fade characteristic) 103 used for a current fade process stored in the storage unit 78, and a switch-back current fade characteristic (also referred to as a switch-back current fade characteristic). .) The example 104 is shown, and a part of the base assist current characteristic 102 of FIG. 4B is shown again. In the following, for the convenience of understanding, the characteristics of the first quadrant in FIG. 5 (the cutting direction in the right direction from 0 [deg] on the horizontal axis toward the large value in the positive direction, and 0 from the positive direction) (Characteristics related to the return direction toward a small value in the [deg] direction).

ステップS6において、アシスト電流Iaが通電中であってステアリングホイール12が切り込み時中であるかどうかが、上記した推定操舵角θscの微分値である推定操舵角速度θsc´から判定される。なお、推定操舵角速度θsc´は、操舵角速度算出部74又はモータ制御部84により算出される。   In step S6, it is determined from the estimated steering angular velocity θsc ′ that is a differential value of the estimated steering angle θsc whether the assist current Ia is being energized and the steering wheel 12 is being turned. The estimated steering angular velocity θsc ′ is calculated by the steering angular velocity calculator 74 or the motor controller 84.

切り込み中である場合には、切り込み電流フェード特性103に沿ってアシスト電流Iaを決定してモータ24を駆動制御する。   When the cutting is in progress, the assist current Ia is determined along the cutting current fade characteristic 103 and the motor 24 is driven and controlled.

図5において、同一の推定操舵角θscにおいて、一点鎖線で示した切り込み電流フェード特性103が実線で示しているベースアシスト電流特性102よりアシスト量(アシスト電流Ia)を少なくしている理由は、切り込み過ぎを防止するためである。ステアリングホイール12を同一方向に切り続けている場合には、モータ制御部84は、切り始めからの時間{(同一方向の)連続操舵時間trという。}を計時部85により計時し、図6に示す連続操舵時間低減特性105を参照してレシオ(連続操舵低減レシオ、又は連続操舵低減比率という。)Rc{Rcは、1(低減なし)〜0(アシスト電流Iaをゼロ値にする。)までの値を採る。}を算出する。 5, Oite the same estimated steering angle [theta] s c, reason for the cut current fading characteristic 103 shown by a chain line is reduced assist amount than the base assist current characteristic 102 is shown by a solid line (assist current Ia) Is to prevent excessive cutting. When the steering wheel 12 is continuously turned in the same direction, the motor control unit 84 refers to the time from the start of turning {the continuous steering time tr (in the same direction). } Is measured by the timer 85 and the ratio (referred to as a continuous steering reduction ratio or a continuous steering reduction ratio) Rc {Rc is 1 (no reduction) to 0 with reference to the continuous steering time reduction characteristic 105 shown in FIG. The values up to (assum the assist current Ia to zero) are taken. } Is calculated.

連続操舵中が検出された場合には、ベースアシスト電流特性102上で推定操舵角θscにより算出されるアシスト電流Iaに対し、連続操舵時間trに対応する連続操舵低減レシオRcが掛け合わされて、次の(3)式に示すように、フェード(低減)されたアシスト電流Iaとされる。
Ia←Ia×Rc …(3)
When continuous steering is detected, the assist current Ia calculated by the estimated steering angle θsc on the base assist current characteristic 102 is multiplied by the continuous steering reduction ratio Rc corresponding to the continuous steering time tr , and then As shown in the equation (3), the assist current Ia is faded (reduced).
Ia ← Ia × Rc (3)

3)式の右辺のIaがベースアシスト電流特性102上でのベースアシスト電流、左辺のIaが切り込み電流フェード特性103上でのフェード(低減)されたベースアシスト電流を意味する。 In the equation ( 3), Ia on the right side of the equation means base assist current on the base assist current characteristic 102, and Ia on the left side means faded (reduced) base assist current on the cut-in current fade characteristic 103.

連続操舵時間低減特性105の連続操舵低減レシオRcは、この例では、1秒(1[s])で、アシスト電流Iaが10%ずつ低減される特性にしているので、10[s]以上、同一方向に切り続けられることが検出されるとアシスト電流Iaは、ゼロ値にされる。   In this example, the continuous steering reduction ratio Rc of the continuous steering time reduction characteristic 105 is such that the assist current Ia is reduced by 10% in 1 second (1 [s]). When it is detected that cutting continues in the same direction, the assist current Ia is set to zero.

このように、ステップS7の切り込み電流フェード処理において、同一方向に連続切り込み操舵している場合には、ベースアシスト電流特性102よりもアシスト量(アシスト電流Ia)を少なくる切り込み電流フェード特性103としてアシストするようにしている。 Thus, in the current fading process cuts step S7, if the continuous feed steering in the same direction as the cut current fading characteristic 103 you reduce the assist amount (assist current Ia) than the base assist current characteristic 102 I try to assist.

さらに、切り込み時の過アシスト電流を防止するため、推定操舵角θscが閾値操舵角θscth以上の値となったときには、アシスト電流Iaを許容最大アシスト電流Iamaxに制限する{図5中の座標点106(θscth,Iamax)参照}。   Further, in order to prevent over-assist current at the time of turning, when the estimated steering angle θsc is equal to or larger than the threshold steering angle θscth, the assist current Ia is limited to the allowable maximum assist current Iamax {coordinate point 106 in FIG. (See θscth, Iamax)}.

次いで、ステップS8において、推定操舵角速度θsc´(θsc´=dθsc/dt)が略ゼロ値(θsc´≒0[deg/s])、この実施形態では、閾値操舵角速度θsc´th(絶対値)が、例えば、θsc´th=7.2[deg/s](推定操舵回転速度Nsc=0.02[rps]換算、モータ回転速度N=0.4[rps]換算)以下の値になったかどうかを判定し(θsc´≦θsc´th=7.2)、このステップS8の判定が肯定的となった場合には、切り戻し時のステアリングホイール12の戻りを促進するため、ステップS9の切り戻し電流フェード処理を実行する。 Then, in step S8, the estimated steering angular velocity θsc'(θsc' = dθsc / dt) is substantially zero value (θsc' ≒ 0 [deg / s ]), in this embodiment, the threshold steering angular Shitasc'th (absolute value ) Is, for example, a value equal to or smaller than θsc′th = 7.2 [deg / s] (converted to estimated steering rotation speed Nsc = 0.02 [rps], converted to motor rotation speed N = 0.4 [rps]). (Θsc ′ ≦ θsc′th = 7.2), and if the determination in step S8 is affirmative, in order to promote the return of the steering wheel 12 at the time of switching back, A switchback current fade process is executed.

ステップS9の切り戻し電流フェード処理実行中には、図5の切り戻し電流フェード特性104に沿ってアシスト電流Iaを決定してモータ24を駆動制御する。   During execution of the switchback current fade process in step S9, the assist current Ia is determined along the switchback current fade characteristic 104 of FIG.

この切り戻し電流フェード特性104は、推定操舵角速度θsc´が閾値操舵角速度θsc´th以下の値になったときの推定操舵角θsc=θsc1でのアシスト電流Ia=Ia1{座標点107(θsc1,Ia1)}から、計時部85により計時される1秒程度の時間でアシスト電流Ia(図5例では、Ia=Ia1)をゼロ値まで徐々に、例えば比例的かつ自動的に減衰させる特性である。このとき、切り戻し電流フェード特性104において、推定操舵角θscが左方向に切り戻されているのは、走行中の車両に働く、ステアリングホイール12(操舵系18)を直進方向(中立位置)に戻そうとする力、いわゆるSAT(Self Aligning Torque)による。 This switch-back current fade characteristic 104 indicates that the assist current Ia = Ia1 {coordinate point 107 (θsc1, Ia1) at the estimated steering angle θsc = θsc1 when the estimated steering angular velocity θsc ′ is equal to or less than the threshold steering angular velocity θsc′th. )}, The assist current Ia (Ia = Ia1 in the example of FIG. 5) is gradually attenuated to a zero value, for example, proportionally and automatically, in a time of about 1 second counted by the timing unit 85. At this time, in the switchback current fade characteristic 104, the estimated steering angle θsc is switched back to the left so that the steering wheel 12 (steering system 18 ) acting on the traveling vehicle is moved straight (neutral position). It depends on the force to return, so-called SAT (Self Aligning Torque).

このように、操舵系18の回転軸である出力軸42の推定操舵角速度θsc´を算出する操舵角速度算出部74又はモータ制御部84を備え、モータ制御部84は、ステアリングの切り込み時に、操舵角速度算出部74により算出される推定操舵角速度θsc´の絶対値がゼロ値近傍(一例としては、上述したように、閾値操舵角速度θsc´th=7.2[deg/s])になったとき、モータ24を駆動するアシスト電流Iaを切り戻し電流フェード特性104{この特性104の勾配は、個々の車両毎の負荷(車両の前軸荷重)、車速Vs、路面状態等に応じて変化する。}に沿ってフェードすることで、過アシスト電流を防止することができる。   As described above, the steering angular velocity calculation unit 74 or the motor control unit 84 that calculates the estimated steering angular velocity θsc ′ of the output shaft 42 that is the rotation axis of the steering system 18 is provided. When the absolute value of the estimated steering angular velocity θsc ′ calculated by the calculation unit 74 is close to zero (for example, as described above, the threshold steering angular velocity θsc′th = 7.2 [deg / s]), The assist current Ia for driving the motor 24 is switched back and the current fade characteristic 104 {the gradient of this characteristic 104 changes according to the load (front axle load of the vehicle), the vehicle speed Vs, the road surface condition, and the like. }, The over-assist current can be prevented.

もちろん、トルクセンサ20に付設される操舵角センサ19あるいはトルクセンサ20とは単独に設けられている操舵角センサが正常状態である場合には、それら操舵角センサ19等の出力である操舵角θsを微分することで操舵角速度θs´を算出して電流フェード処理を行うことができる。   Of course, when the steering angle sensor 19 attached to the torque sensor 20 or the steering angle sensor provided independently of the torque sensor 20 is in a normal state, the steering angle θs that is the output of the steering angle sensor 19 or the like. Is differentiated to calculate the steering angular velocity θs ′ and the current fade process can be performed.

なお、車両停止状態検出部82は、車速センサ86により検出されている車速Vs[km/h]がVs=0、あるいはパーキングブレーキ88の作動によるブレーキ作動信号Sbの少なくともいずれか一方を検出したときには、モータ制御部84に対して車両停止検出信号Sstopを供給する。このとき、モータ制御部84は、アシスト電流Iaをゼロ値とすることで、不必要に操舵アシスト力を付与しないようにすることができる。   When the vehicle speed Vs [km / h] detected by the vehicle speed sensor 86 detects at least one of Vs = 0 and the brake operation signal Sb due to the operation of the parking brake 88, the vehicle stop state detection unit 82 detects The vehicle stop detection signal Sstop is supplied to the motor control unit 84. At this time, the motor control unit 84 can prevent the steering assist force from being unnecessarily applied by setting the assist current Ia to a zero value.

パーキングブレーキ88が解除されていて、駆動輪がエンジン等によって回転している状態、例えば、サービス工場等で車両をリフトアップして、駆動輪が空転している状態においては、いわゆるセルフステアとならないように、車速センサ86により検出される車速VsがVs=0のとき、アシスト電流Iaを供給しないようにすることも、この発明に含まれる。   When the parking brake 88 is released and the drive wheels are rotated by an engine or the like, for example, when the vehicle is lifted up at a service factory or the like and the drive wheels are idling, so-called self-steering is not achieved. As described above, the present invention includes that the assist current Ia is not supplied when the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 86 is Vs = 0.

以上説明したように、上述した実施形態によれば、トルクセンサ20が故障してトルクセンサ20により操舵トルクTrを検出することができなくなった場合においても、モータ24のレゾルバ58等によ検出されるモータ24の回転子23の回転角θrを利用して操舵角θs及び操舵角速度θs´を推定した、推定操舵角θsc及び推定操舵角速度θsc´を用いて、モータ24による所定の操舵アシスト力を付与することができる。 As described above, according to the embodiment described above, in a case where it becomes impossible to detect the steering torque Tr by the torque sensor 20 torque sensor 20 has failed also, Ri by the resolver 58 of the motor 24 detected The steering angle θs and the steering angular velocity θs ′ are estimated using the rotation angle θr of the rotor 23 of the motor 24, and the predetermined steering assist force by the motor 24 is used using the estimated steering angle θsc and the estimated steering angular velocity θsc ′. Can be granted.

[第1実施例](保舵時アシスト機能)
上述した実施形態によれば、図5に例として示した切り戻し電流フェード特性104によりアシスト電流Iaが減少し、ステアリングホイール12の戻りが促進されるようになる。しかし、推定操舵角速度θsc´が略ゼロ値である状態を継続しているステアリングホイール12の保舵時(保舵中)において、上述した図5の切り戻し電流フェード特性104に示す切り戻し電流フェード処理を実行すると、保舵中のアシスト時間が短くなってしまう。
[First embodiment] (Assist function during steering)
According to the above-described embodiment, the assist current Ia is reduced by the switch-back current fade characteristic 104 shown as an example in FIG. 5, and the return of the steering wheel 12 is promoted. However, when the steering wheel 12 is kept in a state where the estimated steering angular velocity θsc ′ is substantially zero (during the steering), the switching current fade shown in the switching current fade characteristic 104 in FIG. 5 described above. When the process is executed, the assist time during steering is shortened.

運転者が保舵を望み、かつSATが大きい場合には、切り戻し電流フェード処理を実行すると、運転者はステアリングホイール12にかけている操舵保舵力をさらに大きくする必要があるため、アシストを継続して、保舵時の運転者による保舵力を低減させることが好ましい。   When the driver desires to hold the steering wheel and the SAT is large, when the switchback current fading process is executed, the driver needs to further increase the steering holding force applied to the steering wheel 12, so the assist is continued. Thus, it is preferable to reduce the steering force by the driver at the time of steering.

そこで、この第1実施例では、保舵時の運転者の保舵力を低減させる、換言すれば、保舵時に適切なアシスト力を継続するような機能を実現している。   Therefore, in the first embodiment, a function of reducing the driver's steering force at the time of steering, in other words, continuing an appropriate assisting force at the time of steering is realized.

次に、図7、図8のフローチャート及び図9の特性図を参照して第1実施例に係る保舵時アシスト機能について説明する。   Next, the steering assist function according to the first embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 7 and 8 and the characteristic diagram of FIG.

なお、図7のフローチャートは、図3のフローチャート中のステップS9の「切り戻し電流フェード処理」の詳細処理を示し、図8のフローチャートは、図7のフローチャート中のステップS9dの「保舵解除処理」の詳細処理を示している。また、図9の特性図は、理解の便宜のために、図5の特性図中、第1象限の部分を拡大して表示している。 The flowchart of FIG. 7 shows the detailed process of the “ switchback current fade process” in step S9 in the flowchart of FIG. 3, and the flowchart of FIG. 8 shows the “ steering cancellation process in step S9d of the flowchart of FIG. The detailed processing is shown. Further, in the characteristic diagram of FIG. 9, for the convenience of understanding, the portion of the first quadrant is enlarged and displayed in the characteristic diagram of FIG.

上述したステップS8の判定において、推定操舵角速度θsc´が閾値操舵角速度θsc´th=7.2[deg/s]以下の値になったときに、ステップS9において切り戻し電流フェード処理が開始される。そこで、図7のステップS9aでは切り戻し電流フェード処理中であるか否かが判定され、処理中であれば、図5を参照して説明した切り戻し電流フェード処理(計時部85により計時される1秒程度の時間でアシスト電流Iaをゼロ値まで徐々に自動的に減衰させる処理)を継続する。   When the estimated steering angular velocity θsc ′ becomes equal to or smaller than the threshold steering angular velocity θsc′th = 7.2 [deg / s] in the determination in step S8 described above, the switchback current fade process is started in step S9. . Therefore, in step S9a in FIG. 7, it is determined whether or not the switchback current fade process is being performed. If the switchback process is being performed, the switchback current fade process described with reference to FIG. The process of automatically and gradually attenuating the assist current Ia to zero value is continued in a time of about 1 second.

この第1実施例では、切り戻し電流フェード処理の継続中に、ステップS9bにおいて、保舵継続判定条件が成立しているか否かが監視される。ここで、保舵継続判定条件とは、操舵角速度θsc´が保舵継続中とみなされる比較的小さな値である閾値操舵角速度θsc´tha(例として、θsc´tha=3.6[deg/s])以下の値になっている状態であって、かつステップS9aでの切り戻し電流フェード処理が開始されてからの時間(保舵継続時間)tk(計時部85により計時される。)が所定時間Tkth(上記切り戻し電流フェード処理の所定時間である1秒程度より短い閾値時間で閾値保舵継続時間ともいう。)、例えばTkth=500[ms]を継続したか否かにより判定される{(θsc´≦θsc´tha)が所定時間Tkth以上継続}。   In the first embodiment, while the switchback current fade process is continuing, it is monitored in step S9b whether or not the steering continuation determination condition is satisfied. Here, the steering continuation determination condition is a threshold steering angular velocity θsc′tha (for example, θsc′tha = 3.6 [deg / s), which is a relatively small value at which the steering angular velocity θsc ′ is regarded as continuing steering. ]) It is in the state of the following value, and the time (steering duration time) tk (timed by the time measuring unit 85) from the start of the switchback current fade process in step S9a is predetermined. It is determined by whether or not the time Tkth (threshold steering continuation time is shorter than a predetermined time of about 1 second, which is the predetermined time of the switchback current fading process), for example, whether Tkth = 500 [ms] is continued { (Θsc ′ ≦ θsc′tha) continues for a predetermined time Tkth or more}.

ステップS9bの判定が肯定的となったとき、すなわち、図9中、座標点107において、切り戻し電流フェード特性104に基づく切り戻し電流フェード処理が開始されてからTkth=500[ms]経った時点において、かつ、推定操舵角速度θsc´が保舵とみなす閾値操舵角速度θsc´tha=3.6[deg/s]以下の値になっていたとき(図9中、座標点108参照)、ステップS9cにおいて、保舵継続中であると判定し、切り戻し電流フェード処理を中断する。   When the determination in step S9b is affirmative, that is, when Tkth = 500 [ms] has elapsed since the start of the return current fade process based on the return current fade characteristic 104 at the coordinate point 107 in FIG. And the estimated steering angular velocity θsc ′ is a value equal to or less than a threshold steering angular velocity θsc′tha = 3.6 [deg / s] that is regarded as steering retention (see coordinate point 108 in FIG. 9), step S9c. , It is determined that the steering is being continued, and the switchback current fade process is interrupted.

このとき、計時部85での切り戻し電流フェード処理に定められた1秒間の計時が、上記の閾値保舵継続時間Tkth=500[ms]計時した時点(座標点108)で中断される(図9参照)。   At this time, the time measurement for one second determined in the switching back current fading process in the time measuring unit 85 is interrupted at the time point (coordinate point 108) when the above-mentioned threshold keeping duration Tkth = 500 [ms] is measured (FIG. 5). 9).

切り戻し電流フェード処理中の、この時点(ステップS9bの判定が肯定的となり、ステップS9cの処理を中断した時点)でのアシスト電流Iaを、図9に示す座標点108(θsc2,Iak)における保舵アシスト電流Iakとしている。   The assist current Ia at this point in time during the switchback current fade process (when the determination in step S9b becomes affirmative and the process in step S9c is interrupted) is maintained at the coordinate point 108 (θsc2, Iak) shown in FIG. The rudder assist current Iak is set.

切り戻し電流フェード処理の保舵継続判定に基づく中断により、そのステップS9cにおいて、アシスト電流Iaが保舵アシスト電流Iakとして記憶部78に保持される。また、このときの推定操舵角θscが推定操舵角θsc2として記憶部78に保持される。   Due to the interruption based on the steering continuation determination of the switchback current fade process, the assist current Ia is retained in the storage unit 78 as the steering assisted current Iak in step S9c. Further, the estimated steering angle θsc at this time is held in the storage unit 78 as the estimated steering angle θsc2.

この第1実施例では、切り戻し電流フェード処理の保舵継続判定に基づく中断処理は、図9に示す切り戻し電流フェード特性104上の座標点108の位置で実行される。   In the first embodiment, the interruption process based on the steering continuation determination of the switchback current fade process is executed at the position of the coordinate point 108 on the switchback current fade characteristic 104 shown in FIG.

座標点108での保舵アシスト電流Iakは、基本的には、次のステップS9dの処理で説明する保舵解除条件が成立するまでモータ24に供給され、運転者の保舵状態をアシストする。このようにアシストすることにより、運転者によるステアリングホイール12の保舵時(一定曲率半径での車両の旋回時)の保舵力を低減させることができる。   The steering assist current Iak at the coordinate point 108 is basically supplied to the motor 24 until the steering cancellation condition described in the next step S9d is satisfied, and assists the driver's steering state. By assisting in this way, it is possible to reduce the steering force when the driver steers the steering wheel 12 (when the vehicle turns with a constant radius of curvature).

次に、この中断処理の解除処理、換言すれば、保舵解除処理がステップS9dで実行される。   Next, a cancellation process of this interruption process, in other words, a steering cancellation process is executed in step S9d.

図8は、ステップS9dの保舵解除処理の詳細フローチャートを示している。   FIG. 8 shows a detailed flowchart of the steering hold releasing process in step S9d.

ステップS9d1において、保舵継続判定条件成立による切り戻し電流フェード処理の中断中であるか否かが判定される。   In step S9d1, it is determined whether or not the switchback current fade process is interrupted due to establishment of the steering continuation determination condition.

最初の判定では、ステップS9cの切り戻し電流フェード処理の中断処理が実行されているので、ステップS9d1の判定は肯定的となり、次に、ステップS9d2において、保舵解除条件が成立しているか否かが判定される。   In the first determination, since the interruption process of the switchback current fade process in step S9c is executed, the determination in step S9d1 becomes affirmative. Next, in step S9d2, whether or not the steering cancellation condition is satisfied. Is determined.

保舵解除条件成立判定条件は、座標点108での推定操舵角θsc2から推定操舵角θscが徐々に小さくなって(ステアリングホイール12が中立位置に戻されて)、かつ戻し判定操舵角Δθsc、例えば、Δθsc=10[deg]以上の値となったときに(θsc≦θsc2−Δθsc)、運転者によるステアリングホイール12の保舵状態が解除されたと判定する。 The condition for determining whether or not to hold the steering hold condition is that the estimated steering angle θsc gradually decreases from the estimated steering angle θsc2 at the coordinate point 108 (the steering wheel 12 is returned to the neutral position), and the return determination steering angle Δθsc is For example, when Δθsc = 10 [deg] or more (θsc ≦ θsc2−Δθsc) , it is determined that the steering state of the steering wheel 12 by the driver is released.

この判定が、図9の座標点110の位置で成立した場合には、ステップS9d3において、切り戻し電流フェード処理を再開するので、図9の一点鎖線で示す特性のように、自動的にアシスト電流Iaが低減される。   When this determination is established at the position of the coordinate point 110 in FIG. 9, the switching current fading process is resumed in step S9d3, so that the assist current is automatically set as indicated by the dashed line in FIG. Ia is reduced.

以上説明したように、上述した第1実施例によれば、異常検出部80によりトルク検出部(トルクセンサ20やトルク検出回路72及びその間のハーネス91)の異常が検出されたとき、回転角検出部としてのレゾルバ58により検出されているモータ24の回転子23の回転角θrに基づく推定操舵角θscによりベースアシスト電流特性102から算出されるベースアシスト電流Iaによりモータ24を駆動しようとし、駆動した際、回転子23の回転角θrに基づき算出される推定操舵角速度(回転子回転角速度)θsc´の絶対値|θsc´|が所定値である閾値操舵角速度θsc´th(=7.2[deg/s])以下になったときに(図5、図9の座標点107参照)、モータ24を駆動するベースアシスト電流Iaを低減する処理である切り戻し時電流フェード処理を開始し、切り戻し時電流フェード処理を開始した後、推定回転角速度θsc´の絶対値|θsc´|が所定値である閾値操舵角速度θsc´tha以下の状況が所定時間(上記の例では、閾値保舵継続時間Tkth=500[ms])継続する場合には、座標点108に示すように、アシスト電流Iaを低減する処理である切り戻し時電流フェード処理を中断するようにしたので、いわゆる保舵時において適切なアシスト力を付与することができる。   As described above, according to the first embodiment described above, when an abnormality of the torque detection unit (the torque sensor 20, the torque detection circuit 72, and the harness 91 therebetween) is detected by the abnormality detection unit 80, the rotation angle is detected. The motor 24 is driven by the base assist current Ia calculated from the base assist current characteristic 102 based on the estimated steering angle θsc based on the rotation angle θr of the rotor 23 of the motor 24 detected by the resolver 58 as a unit. At this time, a threshold steering angular velocity θsc′th (= 7.2 [deg] where the absolute value | θsc ′ | of the estimated steering angular velocity (rotor rotational angular velocity) θsc ′ calculated based on the rotation angle θr of the rotor 23 is a predetermined value. / S]) is a process of reducing the base assist current Ia for driving the motor 24 when the following condition is reached (see the coordinate point 107 in FIGS. 5 and 9). After starting the current fading process at the time of switching back and starting the current fading process at the time of switching back, the situation where the absolute value | θsc ′ | of the estimated rotational angular velocity θsc ′ is a predetermined value or less is a predetermined time or less. (In the above example, the threshold steering continuation time Tkth = 500 [ms]) When continuing, as indicated by the coordinate point 108, the switching-back current fading process, which is a process of reducing the assist current Ia, is interrupted. Since it did in this way, suitable assist force can be provided at the time of what is called steering.

そして、アシスト電流Iaの低減を停止した保舵アシスト時において、推定操舵角θscが、徐々に小さくなって(ステアリングホイール12が中立位置に戻されて)、推定操舵角θscの戻り量が、戻し判定操舵角Δθsc[deg](所定値)以上の値となったとき(座標点110参照)、すなわち、第1の保舵解除条件成立条件が成立した場合には、運転者による保舵状態が解除されたと判定し、電流を低減する処理の中断を再開するようにしたので、保舵が必要でなくなったときに、アシスト力を低減することができる。 At the time of steering assist when the reduction of the assist current Ia is stopped , the estimated steering angle θsc is gradually decreased (the steering wheel 12 is returned to the neutral position), and the return amount of the estimated steering angle θsc is When the return determination steering angle Δθsc [deg] (predetermined value) is reached (see coordinate point 110), that is, when the first condition for holding the steering release condition is satisfied, the steering state by the driver Since it is determined that has been released and the interruption of the process of reducing the current is resumed, the assist force can be reduced when the steering is no longer necessary.

また、アシスト電流Iaの低減を停止した保舵アシスト時において、推定操舵角速度(推定回転角速度)θsc´の絶対値が所定値である保舵解除判定閾値操舵角速度θsc´th1以上の値になった場合、すなわち第2の保舵解除条件成立条件が成立した場合にも、切り戻し時電流フェード処理の中断を再開するようにしたので、保舵が必要でなくなったときに、アシスト力を小さくすることができる。   Further, at the time of the steering assist when the reduction of the assist current Ia is stopped, the absolute value of the estimated steering angular velocity (estimated rotational angular velocity) θsc ′ becomes a value equal to or higher than the steering cancellation determination threshold steering angular velocity θsc′th1, which is a predetermined value. In this case, that is, even when the second condition for canceling the steering hold condition is satisfied, the interruption of the current fading process at the time of switching back is resumed, so that the assist force is reduced when the steering is no longer necessary. be able to.

[第2実施例](切り込みすぎ抑制機能)
上述したように、推定操舵角θscに応じて、アシスト量(アシスト特性)を決定し、切り込み時電流フェード処理、切り戻し時電流フェード処理、並びに保舵判定処理等によりフェードを調整しているが、例えば、高μ路(μは摩擦係数)でアシスト量(アシスト特性)を決定した後に、推定操舵角θscに対する必要アシスト量のバランス(均衡)の異なる低μ路で操舵操作を行うと、逆に切り込みすぎてしまう場合がある。このように推定操舵角θscと必要なアシスト量のバランスは路面の摩擦係数μの大小と密接に関係している。
[Second Embodiment] (Overcut control function)
As described above, the assist amount (assist characteristic) is determined according to the estimated steering angle θsc, and the fade is adjusted by the current fading process at the time of cutting, the current fading process at the time of switching back, the steering determination process, and the like. For example, after determining the assist amount (assist characteristic) on a high μ road (μ is a friction coefficient), if the steering operation is performed on a low μ road having a different balance (balance) of the required assist amount with respect to the estimated steering angle θsc, May cut too much. As described above, the balance between the estimated steering angle θsc and the necessary assist amount is closely related to the magnitude of the friction coefficient μ of the road surface.

そこで、この第2実施例では、ステップ7の切り込み電流フェード処理時において、低μ路での切り込みすぎは、過多状態となったアシスト量を制限すればよいとの考察のもと、モータ制御部84は、アシスト電流Iaに対して、モータ24のモータ回転速度N[rps]に応じたレシオ(モータ回転速度低減レシオ、又はモータ回転速度低減比率という。)Rmを算出する。 Therefore, in the second embodiment, at the time of incision current fade processing in step S 7, cut too much at the low μ road, based on considerations of the may be limiting the assist amount became excessive state, the motor control The unit 84 calculates a ratio Rm (referred to as a motor rotation speed reduction ratio or a motor rotation speed reduction ratio) corresponding to the motor rotation speed N [rps] of the motor 24 with respect to the assist current Ia.

図10は、この第2実施例に係るモータ回転速度低減レシオRmの特性(モータ回転速度低減特性)112を示している。   FIG. 10 shows a characteristic (motor rotational speed reduction characteristic) 112 of the motor rotational speed reduction ratio Rm according to the second embodiment.

モータ回転速度NがN=0〜2[rps](推定操舵角速度θsc´では、θsc´=0〜36[deg/s])までは、モータ回転速度低減レシオRmの値は、1(低減なし。)とし、モータ回転速度NがN=2〜7[rps](θsc´=36〜126[deg/s])では、モータ回転速度低減レシオRmの値が1から0まで比例的に低減する特性となっている。   Until the motor rotational speed N is N = 0 to 2 [rps] (θsc ′ = 0 to 36 [deg / s] at the estimated steering angular speed θsc ′), the value of the motor rotational speed reduction ratio Rm is 1 (no reduction). )), And the motor rotational speed N is N = 2 to 7 [rps] (θsc ′ = 36 to 126 [deg / s]), the value of the motor rotational speed reduction ratio Rm is proportionally reduced from 1 to 0. It is a characteristic.

モータ回転速度低減レシオRmは、運転者のステアリングホイール12の推定操舵角速度を検出し、推定操舵角速度が大きい場合には、切り込み過ぎを抑制するためにアシスト電流Iaを低減補正するための係数である。   The motor rotation speed reduction ratio Rm is a coefficient for detecting and correcting the estimated steering angular speed of the steering wheel 12 of the driver and reducing and correcting the assist current Ia in order to suppress excessive cutting when the estimated steering angular speed is large. .

なお、モータ回転速度低減レシオRmは、図10のモータ回転速度低減特性112で減少させる場合には、アシストが必要な低速走行時において、所望のアシスト力を確保できなくなる可能性があるため、車速Vsが低速になるほど、モータ回転速度低減特性112の横軸の引数、すなわちモータ回転速度Nの増加を防止することを目的として、横軸の引数となるモータ回転速度Nに、図11に示す、車速レシオRvをかけるように制御する。車速レシオRvは、例えば、停止状態から車速VsがVs=10[km/h]程度までは、0.25程度の値とし、車速Vs=10〜50[km/h]程度までは、値0.9程度まで略直線的に増加する値とし、車速Vs=50〜80[km/h]までで値を0.9程度から1(低減なし)にする特性(車速特性)114に設定している。   Note that when the motor rotation speed reduction ratio Rm is reduced by the motor rotation speed reduction characteristic 112 in FIG. 10, there is a possibility that a desired assist force cannot be ensured during low-speed traveling that requires assistance. For the purpose of preventing an increase in the horizontal axis argument of the motor rotation speed reduction characteristic 112, that is, the motor rotation speed N, as the Vs becomes lower, the motor rotation speed N as the horizontal axis argument is shown in FIG. Control is performed so that the vehicle speed ratio Rv is applied. The vehicle speed ratio Rv is, for example, a value of about 0.25 when the vehicle speed Vs is about Vs = 10 [km / h] from the stop state, and is 0 when the vehicle speed Vs is about 10 to 50 [km / h]. It is set to a characteristic (vehicle speed characteristic) 114 that increases from approximately 0.9 to 1 (no reduction) when the vehicle speed Vs = 50 to 80 [km / h]. Yes.

すなわち、図12に模式的に示すように、モータ制御部84は、車速Vsに対し、図11の車速特性114を参照して車速レシオRvを決定した後、モータ回転速度N[rps]に車速レシオRvを乗算器111でかけた補正後のモータ回転速度(以下、補正モータ回転速度という。)Ns[rps]で、図10のモータ回転速度低減特性112を参照してモータ回転速度低減レシオRmを決定する。 That is, as schematically shown in FIG. 12, the motor control unit 84 determines the vehicle speed ratio Rv with reference to the vehicle speed characteristic 114 of FIG. 11 with respect to the vehicle speed Vs, and then sets the vehicle speed to the motor rotational speed N [rps]. A motor rotation speed after correction obtained by multiplying the ratio Rv by the multiplier 111 (hereinafter referred to as a correction motor rotation speed) Ns [rps], with reference to the motor rotation speed reduction characteristic 112 of FIG. decide.

ベースアシスト電流特性102で得られるベースアシスト電流Iaに、このモータ回転速度低減レシオRmをかけた値の補正後のベースアシスト電流Ia(Ia←Ia×Rm)に対し、上述した切り込み電流フェード処理を行う。   For the base assist current Ia (Ia ← Ia × Rm) after correction of the value obtained by multiplying the base assist current Ia obtained by the base assist current characteristic 102 by the motor rotation speed reduction ratio Rm, the above-described cutting current fade process is performed. Do.

このように制御すれば、高車速時の切り込みすぎの抑制と、低車速時のアシスト力の確保を両立することができる。これにより高μ路と低μ路を両立できるアシスト制御が可能となる。   By controlling in this way, it is possible to achieve both suppression of excessive cutting at high vehicle speeds and securing of assist force at low vehicle speeds. As a result, it is possible to perform assist control capable of achieving both a high μ road and a low μ road.

なお、転舵輪16等の車輪からの外乱の入力等によりステアリングホイール12の操舵角θsが切り込みすぎてしまう場合にも、モータ回転速度低減レシオRmを用いることで、切り込みすぎを抑制することが可能となり、いわゆる外乱耐性(外乱タフネス)を確保することもできる。   Even when the steering angle θs of the steering wheel 12 is cut too much due to an input of disturbance from the wheels such as the steered wheels 16, it is possible to suppress overcutting by using the motor rotation speed reduction ratio Rm. Thus, the so-called disturbance tolerance (disturbance toughness) can be secured.

以上説明したように、上述した第2実施例によれば、運転者が車両を操縦するために操作する操作子としてのステアリングホイール12と、前記車両の操舵系18に発生するトルクTrを検出するトルク検出部としてのトルクセンサ20と、前記車両の車速Vsを検出する車速検出部としての車速センサ86と、操舵系18の回転軸としての出力軸42にアシストトルクを付与するモータ24と、操舵系18の回転角を検出する回転角検出部としてのレゾルバ58と、トルクセンサ20により検出されたトルクTrに基づいてモータ24を駆動する電流(アシスト電流)Iaを制御するモータ制御部84と、を備える電動パワーステアリング装置10であって、トルクセンサ20等に異常が発生したかどうかを検出する異常検出部80と、レゾルバ58が検出した回転角θrとモータ24を駆動する電流Iaとの関係を特性102として記憶した記憶部78と、を備え、モータ制御部84は、異常検出部80によりトルクセンサ20等の異常が検出されたとき、レゾルバ58により検出されている回転角θrと特性102とに基づいてモータ24を駆動し、駆動する際、回転角θrに基づき算出される推定操舵角速度(回転角速度)θsc´に対応するモータ回転速度Nが大きくなるに従いモータ24を駆動する電流Iaを小さくするようにモータ回転速度低減レシオRm(図10参照)を導入して制御している。   As described above, according to the second embodiment described above, the torque Tr generated in the steering wheel 12 as an operator operated by the driver to steer the vehicle and the steering system 18 of the vehicle is detected. A torque sensor 20 as a torque detection unit, a vehicle speed sensor 86 as a vehicle speed detection unit for detecting the vehicle speed Vs of the vehicle, a motor 24 for applying assist torque to the output shaft 42 as a rotating shaft of the steering system 18, and steering A resolver 58 as a rotation angle detection unit for detecting the rotation angle of the system 18, a motor control unit 84 for controlling a current (assist current) Ia for driving the motor 24 based on the torque Tr detected by the torque sensor 20, An electric power steering apparatus 10 comprising: an abnormality detection unit 80 that detects whether an abnormality has occurred in the torque sensor 20 or the like; A storage unit 78 that stores the relationship between the rotation angle θr detected by the Luba 58 and the current Ia that drives the motor 24 as the characteristic 102, and the motor control unit 84 uses the abnormality detection unit 80 to detect abnormality of the torque sensor 20 and the like. Is detected, the motor 24 is driven on the basis of the rotational angle θr detected by the resolver 58 and the characteristic 102. When the motor 24 is driven, an estimated steering angular velocity (rotational angular velocity) θsc ′ calculated based on the rotational angle θr is driven. The motor rotation speed reduction ratio Rm (see FIG. 10) is introduced and controlled so as to reduce the current Ia for driving the motor 24 as the motor rotation speed N corresponding to.

この第2実施例によれば、異常検出部80によりトルクセンサ20等の異常が検出されたとき、レゾルバ58により検出されている回転角θrと特性102とに基づいてモータ24を駆動し、駆動する際、回転角θrに基づき算出されるモータ回転速度N{推定操舵角速度(回転角速度)θsc´}が大きくなるに従いモータ24を駆動する電流Iaを小さくするよう制御したので、トルクセンサ20が異常のときに、切り込み方向において切り込み過ぎを防止しつつ適切なアシスト力を付与することができる。   According to the second embodiment, when an abnormality such as the torque sensor 20 is detected by the abnormality detection unit 80, the motor 24 is driven based on the rotation angle θr detected by the resolver 58 and the characteristic 102, and is driven. In this case, since the motor rotation speed N {estimated steering angular speed (rotational angular speed) θsc '} calculated based on the rotational angle θr is controlled to decrease the current Ia for driving the motor 24, the torque sensor 20 is abnormal. In this case, an appropriate assist force can be applied while preventing excessive cutting in the cutting direction.

この場合、モータ制御部84は、レゾルバ58により検出されているモータ回転速度Nを、車速Vsが所定車速(図11例では、略80[km/h])より小さくなるに従い小さくなるように車速レシオRvにより補正し、補正モータ回転速度Ns(図12参照)と特性102とに基づいて、モータ24を駆動するようにする、換言すれば、車速Vsが所定車速より小さくなるに従い、モータ24を駆動する電流Iaの引数としてのモータ回転速度N{推定操舵角速度(回転角速度)θsc´}が小さくなる補正モータ回転速度Ns(補正回転角速度)を用いて、モータ24を駆動するようにしたので、操舵力がより必要となる所定車速以下でのアシスト力を確保することができる。   In this case, the motor control unit 84 reduces the motor rotation speed N detected by the resolver 58 so as to decrease as the vehicle speed Vs becomes lower than a predetermined vehicle speed (approximately 80 [km / h] in the example of FIG. 11). Correction is made by the ratio Rv, and the motor 24 is driven based on the corrected motor rotation speed Ns (see FIG. 12) and the characteristic 102. In other words, as the vehicle speed Vs becomes lower than the predetermined vehicle speed, the motor 24 is driven. Since the motor 24 is driven using the corrected motor rotational speed Ns (corrected rotational angular speed) that decreases the motor rotational speed N {estimated steering angular speed (rotational angular speed) θsc '} as an argument of the current Ia to be driven. It is possible to secure an assist force at a predetermined vehicle speed or less where a steering force is more necessary.

この第2実施例によれば、トルクセンサ20等が故障して操舵トルクTrを検出することができなくなった場合においても、モータ24のモータ回転速度N{推定操舵角速度(回転角速度)θsc´}に基づきモータ24による操舵アシスト力を切り込み方向及び切り戻し方向の両方向に付与することができ、特に、切り込み方向において、モータ回転速度N{推定操舵角速度(回転角速度)θsc´}が大きくなるに従いアシスト力が小さくなるように制御しているので切り込み過ぎを防止しつつ適切なアシスト力を付与することができる。   According to the second embodiment, even when the torque sensor 20 or the like fails and the steering torque Tr cannot be detected, the motor rotation speed N of the motor 24 {estimated steering angular velocity (rotational angular velocity) θsc '} The steering assist force by the motor 24 can be applied in both the cutting direction and the return direction, and in particular, assisting as the motor rotation speed N {estimated steering angular velocity (rotational angular velocity) θsc '} increases in the cutting direction. Since the force is controlled to be small, an appropriate assist force can be applied while preventing excessive cutting.

[第3実施例](極低速走行域切り戻し時操舵力低減機能)
図5又は図9を参照して説明した切り戻し電流フェード特性104に基づく切り戻し電流フェード処理によりアシスト電流Iaがゼロ値となったときに、未だ推定操舵角θscがゼロ値とならずに、右方向の推定操舵角θscが残っていた場合(図5と図9例では、値の異なる残留推定操舵角θscrが残っている。)、換言すれば、左方向への切り戻し角度が残った状態で右方向(切り込み方向)のアシスト電流Iaがゼロ値又はゼロ値近傍となったときに、車速VsがVs=Vs1=20[km/h]程度以下の極低速走行時には、SATによるステアリングホイール12(操舵系18)を直進方向(中立位置)に戻そうとする力が弱く、運転者による切り戻しの操舵力(操舵トルク)が多く必要になる。
[Third embodiment] (Steering force reduction function when switching back to an extremely low speed traveling region)
When the assist current Ia becomes zero by the switchback current fade process based on the switchback current fade characteristic 104 described with reference to FIG. 5 or FIG. 9, the estimated steering angle θsc is not yet zero. When the estimated steering angle θsc in the right direction remains (in the example of FIGS. 5 and 9, the remaining estimated steering angle θscr having a different value remains), in other words, the switchback angle in the left direction remains. When the assist current Ia in the right direction (cutting direction) becomes zero or close to zero in the state, the vehicle speed Vs is Vs = Vs1 = 20 [km / h] or less, and the steering wheel is driven by SAT. The force to return 12 (steering system 18 ) to the straight traveling direction (neutral position) is weak, and a large amount of steering force (steering torque) for switching back by the driver is required.

そこで、この第3実施例では、切り戻し電流フェード特性104に基づく電流フェード処理によりアシスト電流Iaがゼロ値となったときに、未だ推定操舵角θscがゼロ値とならずに、右方向の推定操舵角θscが残っていた場合(残留推定操舵角θscrともいう。)においても、ステアリングホイール12(操舵系18)に対して切り戻し側のアシスト力を付与できるようにする。   Therefore, in the third embodiment, when the assist current Ia becomes zero by current fading processing based on the switching back current fade characteristic 104, the estimated steering angle θsc is not yet zero, but the right direction is estimated. Even when the steering angle θsc remains (also referred to as a residual estimated steering angle θscr), it is possible to apply the assist force on the return side to the steering wheel 12 (steering system 18).

次に、図13のフローチャート及び図14、図15の特性図を参照して第3実施例に係る極低速走行域切り戻し時操舵力低減機能について説明する。   Next, referring to the flowchart of FIG. 13 and the characteristic diagrams of FIGS. 14 and 15, the steering force reduction function at the time of switching back to the extremely low speed traveling area according to the third embodiment will be described.

そこで、図3のステップS9の処理後の図13のステップS10において、モータ制御部84により切り戻し電流フェード特性104に基づく切り戻し電流フェード処理が終了したか否かが、アシスト電流Iaの値により判定される。   Therefore, in step S10 of FIG. 13 after the process of step S9 of FIG. 3, whether or not the switchback current fade process based on the switchback current fade characteristic 104 is completed by the motor control unit 84 is determined by the value of the assist current Ia. Determined.

すなわち、アシスト電流Iaが略ゼロ値(Ia≒0)になってステップS10の判定が肯定的となり、推定操舵角θscが、不感帯対応操舵角θd以上残っていた場合には(図5例、図9例では、残留推定操舵角θscrが残っている。)、ステップS11において、モータ制御部84により車速Vsが極低車速Vs1(Vs1≒20[km/h])を下回っている(Vs<Vs1)か否かが判定される。なお、極低車速Vs1は、車種により5〜20[km/h]内の値に設定してもよい。   That is, when the assist current Ia becomes substantially zero (Ia≈0) and the determination in step S10 becomes affirmative, and the estimated steering angle θsc remains more than the dead zone corresponding steering angle θd (FIG. 5 example, FIG. In the nine examples, the remaining estimated steering angle θscr remains.) In step S11, the vehicle speed Vs is lower than the extremely low vehicle speed Vs1 (Vs1≈20 [km / h]) by the motor control unit 84 (Vs <Vs1). ) Or not. The extremely low vehicle speed Vs1 may be set to a value within 5 to 20 [km / h] depending on the vehicle type.

下回っていない場合には(ステップS11:NO)、SATが働くので、再びステップS1に戻る。このとき、ステップS1、S2、S3、S4(YES)、ステップS5、ステップS6(NO)の後、再びステップS10の判定に戻る。   If not below (step S11: NO), the SAT is activated, so the process returns to step S1 again. At this time, after steps S1, S2, S3, S4 (YES), step S5, and step S6 (NO), the process returns to the determination of step S10 again.

一方、車速Vsが極低車速Vs1を下回っていて、ステップS11の判定が肯定的となったとき、ステップS12において、推定操舵角θsc=θsc3(残留切り戻し角という。)を基準角度θf[deg]にリセットする(図14参照)。   On the other hand, when the vehicle speed Vs is lower than the extremely low vehicle speed Vs1 and the determination in step S11 is affirmative, in step S12, the estimated steering angle θsc = θsc3 (referred to as a residual return angle) is set as the reference angle θf [deg. ] (See FIG. 14).

次いで、ステップS13において、ステップS1〜ステップS3の処理と同様にして、切り戻し方向の切り戻し推定操舵角(切り戻し回転角又は切り戻し角度ともいう。)θscを算出する。 Next, in step S13, in the same manner as in steps S1 to S3, a switchback estimated steering angle (also referred to as switchback rotation angle or switchback angle) θsc in the switchback direction is calculated.

次に、ステップS14において、ベースアシスト電流特性102を参照し、切り戻し推定操舵角θscに対応する切り戻し側のアシスト電流Iaを算出する。   Next, in step S14, the base assist current characteristic 102 is referred to, and the switchback-side assist current Ia corresponding to the switchback estimated steering angle θsc is calculated.

次いで、ステップS15において、推定操舵角θscの絶対値|θsc|が閾値推定操舵角θsc4(図15参照)を通過する値になっているか否かを比較判定する。閾値推定操舵角θsc4は、一例として、θsc4≒30[deg]に設定される。   Next, in step S15, it is compared and determined whether or not the absolute value | θsc | of the estimated steering angle θsc is a value that passes the threshold estimated steering angle θsc4 (see FIG. 15). As an example, the threshold estimated steering angle θsc4 is set to θsc4≈30 [deg].

ステップS15の判定が否定的である範囲では(ステップS15:NO)、図14に一点鎖線で示す特性120に沿う切り戻し方向のアシスト電流Ia(ステップS14で算出)が付与されステップS17においてモータ24が駆動される。   In a range in which the determination in step S15 is negative (step S15: NO), the assist current Ia in the switchback direction (calculated in step S14) along the characteristic 120 shown by the one-dot chain line in FIG. Is driven.

その一方、ステップS15の判定が肯定的である場合には、次に、ステップS16において、図15に特性118で示すセンタレシオ(中立位置戻し用比率)RnをステップS14で算出した補正前のアシスト電流Iaに乗算した補正後のアシスト電流Ia(Ia←Ia×Rn)を算出する。   On the other hand, if the determination in step S15 is affirmative, then, in step S16, the center ratio (neutral position return ratio) Rn indicated by the characteristic 118 in FIG. 15 is calculated in step S14 before correction. A corrected assist current Ia (Ia ← Ia × Rn) obtained by multiplying the current Ia is calculated.

すなわち、センタレシオRnは、中立位置(センタ)を乗り超えてアシスト力を付与しないようにするために、図14の特性123に示すように、閾値推定操舵角θsc4より切り戻し推定操舵角θscの絶対値が小さくなった場合には、アシスト電流Iaを徐々にゼロ値とするために補正前のアシスト電流Iaにかけられる比率(特性)である。   In other words, the center ratio Rn exceeds the neutral position (center) so as not to apply the assist force, as shown by the characteristic 123 in FIG. 14, the switchback estimated steering angle θsc is calculated from the threshold estimated steering angle θsc4. This is the ratio (characteristic) that can be applied to the uncorrected assist current Ia in order to gradually reduce the assist current Ia to zero when the absolute value becomes smaller.

次いで、ステップS17において、上述したステップS14で算出されたアシスト電流Ia(特性120)又はステップS16で補正されたアシスト電流Ia(Ia←Ia×Rn)(特性123)によりモータ24を駆動する。   Next, in step S17, the motor 24 is driven by the assist current Ia (characteristic 120) calculated in step S14 described above or the assist current Ia (Ia ← Ia × Rn) (characteristic 123) corrected in step S16.

この切り戻し時において、ステアリングホイール12の操舵角が中立位置に達した場合、切り戻し回転角θscをリセットすることで、以降の切り込み方向及び切り戻し方向へのアシストをベースアシスト特性102により適切に行うことができる。   When the steering angle of the steering wheel 12 reaches the neutral position at the time of the switch back, the base assist characteristic 102 can appropriately assist the subsequent cut direction and switch back direction by resetting the switch back rotation angle θsc. It can be carried out.

図13のフローチャートのように制御すれば、切り戻し角度が残った状態(残留切り戻し角θsc3)で切り込み方向のアシスト電流Iaがゼロ値近傍となったときであっても、切り戻し側へのアシストが可能となり、かつ切り戻し側に過剰にアシストされることが防止される。   If the control is performed as in the flowchart of FIG. 13, even when the assist current Ia in the cutting direction is close to the zero value in the state where the switchback angle remains (residual switchback angle θsc3), Assist is possible, and excessive assistance to the switchback side is prevented.

以上説明したように、上述した第実施例によれば、運転者が車両を操縦するために操作する操作子としてのステアリングホイール12と、車両の操舵系18に発生するトルクTrを検出するトルク検出部としてのトルクセンサ20と、車両の車速Vsを検出する車速検出部としての車速センサ86と、操舵系18の回転軸としての出力軸42にアシストトルクを付与するモータ24と、操舵系18の回転角θrを検出する回転角検出部としてのレゾルバ58と、トルクセンサ20により検出されたトルクTrに基づいてモータ24を駆動する電流Iaを制御するモータ制御部84と、を備える電動パワーステアリング装置10であって、トルクセンサ20等に異常が発生したかどうかを検出する異常検出部80と、レゾルバ58が検出した回転角θrとモータ24を駆動する電流Iaとの関係を特性102として記憶した記憶部78と、を備え、モータ制御部84は、異常検出部80によりトルクセンサ20等の異常が検出されたとき、ステアリングホイール12の操舵角が中立位置に近づく方向に変化する切り戻し時において、切り戻し角度が残った状態(残留推定操舵角θscr=残留切り戻し角θsc3)で切り込み方向のアシスト電流Iaがゼロ値近傍となったとき(ステップS10:YES)にレゾルバ58により検出されている回転角θrを基準角度θfとして切り戻し回転角θscを検出し、切り戻し回転角θscと特性102とに基づき、切り込み方向とは逆方向の切り戻し方向にモータ24を駆動する(このとき電流フェード処理を行ってもよい。)。 As described above, according to the third embodiment described above, the torque for detecting the torque Tr generated in the steering wheel 12 as an operator operated by the driver to steer the vehicle and the steering system 18 of the vehicle. A torque sensor 20 as a detection unit, a vehicle speed sensor 86 as a vehicle speed detection unit that detects a vehicle speed Vs of the vehicle, a motor 24 that applies assist torque to an output shaft 42 as a rotation shaft of the steering system 18, and the steering system 18 An electric power steering system comprising: a resolver 58 as a rotation angle detection unit that detects the rotation angle θr of the motor; and a motor control unit 84 that controls a current Ia that drives the motor 24 based on the torque Tr detected by the torque sensor 20. The abnormality detection unit 80 that detects whether or not an abnormality has occurred in the torque sensor 20 or the like, and the resolver 58 are detected. A storage unit 78 that stores the relationship between the rotation angle θr and the current Ia that drives the motor 24 as the characteristic 102, and the motor control unit 84 detects when an abnormality such as the torque sensor 20 is detected by the abnormality detection unit 80. At the time of switching back when the steering angle of the steering wheel 12 changes toward the neutral position, the assist current Ia in the cutting direction is zero when the switching back angle remains (remaining estimated steering angle θscr = residual switching back angle θsc3). When it is close to the value (step S10: YES), the rotation angle θr detected by the resolver 58 is used as the reference angle θf to detect the return rotation angle θsc, and the inversion is performed based on the return rotation angle θsc and the characteristic 102. The motor 24 is driven in a reverse direction opposite to the direction (current fading process may be performed at this time).

このように、残留切り戻し角θsc3が残った状態で切り込み方向のアシスト電流Iaがゼロ値近傍となったときにレゾルバ58により検出されている推定操舵角θscを基準角度θfとして切り戻し回転角θscを検出し、切り戻し回転角θscと特性102とに基づき、切り込み方向とは逆方向の切り戻し方向にモータ24を駆動するようにしたので、ステアリングホイール12の操作角が中立位置に近づく方向にアシストが可能となり、切り戻し側での運転者によるステアリングホイール12の操舵力を低減して、ステアリングホイール12を中立位置付近に戻し易くすることができる。   As described above, the estimated steering angle θsc detected by the resolver 58 when the assist current Ia in the cutting direction becomes close to the zero value in the state where the remaining switchback angle θsc3 remains, the switchback rotation angle θsc as the reference angle θf. Since the motor 24 is driven in the reversing direction opposite to the incising direction based on the reversing rotation angle θsc and the characteristic 102, the operation angle of the steering wheel 12 approaches the neutral position. Assist is possible, and the steering force of the steering wheel 12 by the driver on the switchback side can be reduced, and the steering wheel 12 can be easily returned to the vicinity of the neutral position.

この場合、前記切り戻し時におけるモータ24の駆動は、車速Vsが所定車速である極低車速Vs1以下のときに有効にしているので、SAT(セルフアライニングトルク)が弱い状態においても、切り戻し側での運転者の操舵力を低減することができる。   In this case, since the driving of the motor 24 at the time of switching back is enabled when the vehicle speed Vs is equal to or lower than the extremely low vehicle speed Vs1, which is a predetermined vehicle speed, switching is performed even when the SAT (self-aligning torque) is weak. The driver's steering force on the side can be reduced.

なお、切り戻し時におけるモータ24の駆動電流Iaに、前記車両の操舵性に応じた所定の係数を乗ずることが好ましい。車両の操舵性は、個々の車両毎の負荷(車両の前軸荷重)の大きさによって変わるので、車両の操舵性に応じた係数をモータ24の駆動電流Iaに乗じることで、車両の操舵性に応じた最適なアシストが可能となる。車両の前軸加重が標準の前軸加重より大きい場合には、1より大きい係数とし、小さい場合には、1より小さい係数とすることが好ましい。この係数の乗算処理は、ステップS14の電流Iaの算出時に補正処理として行えばよい。   It is preferable to multiply the drive current Ia of the motor 24 at the time of switching back by a predetermined coefficient corresponding to the steering performance of the vehicle. Since the steering performance of the vehicle varies depending on the magnitude of the load for each individual vehicle (vehicle front axle load), the vehicle steering performance can be obtained by multiplying the driving current Ia of the motor 24 by a coefficient corresponding to the steering performance of the vehicle. Optimal assistance according to the situation becomes possible. When the vehicle front axle weight is larger than the standard front axle weight, a coefficient larger than 1 is preferable, and when it is smaller, a coefficient smaller than 1 is preferable. The coefficient multiplication process may be performed as a correction process when calculating the current Ia in step S14.

なお、図15のセンタレシオRnを用いて説明したように、切り戻し角度θscに対応するステアリングホイール12の操舵角が中立位置に近づくにつれて、モータ24の電流Iaが小さくなるように制御することで、中立位置近傍においてアシスト電流Iaが略ゼロ値となり、過アシストを回避することができる。   As described with reference to the center ratio Rn in FIG. 15, the current Ia of the motor 24 is controlled to decrease as the steering angle of the steering wheel 12 corresponding to the switchback angle θsc approaches the neutral position. In the vicinity of the neutral position, the assist current Ia has a substantially zero value, and over-assist can be avoided.

また、切り戻し時において、ステアリングホイール12の操舵角が中立位置に達した場合には、増加してきた切り戻し回転角θscをリセットすることで、以降の切り込み方向へのアシストを図5のベースアシスト特性102により適切に行うことができる。   In addition, when the steering angle of the steering wheel 12 reaches the neutral position at the time of switching back, the assist in the subsequent cutting direction is reset by resetting the increased switching back rotation angle θsc so that the base assist shown in FIG. The characteristic 102 can be appropriately performed.

[実施形態及び第1〜第3実施例による運転者の操舵力と、トルクセンサ20が正常な場合の運転者の操舵力と、アシスト制御がない場合の操舵力(手動操舵による操舵力)との概略的な比較]
例えば、車速VsがVs=30[km/h]程度の速度で交差点を右折するようなステアリングホイール12の操舵操作をしたときに、電動パワーステアリング装置10のトルクセンサ20が正常な場合(ステップS21の通常制御)には、ステアリングホイール12の操舵角θs[deg]に対する運転者の操舵力(操舵トルク)は、図16中、最も低レベルの一点鎖線で示す操舵トルク特性(操舵力特性)132に示すようになる。
[The steering force of the driver according to the embodiment and the first to third examples, the steering force of the driver when the torque sensor 20 is normal, and the steering force when there is no assist control (steering force by manual steering) Schematic comparison]
For example, when a steering operation of the steering wheel 12 is performed such that the vehicle speed Vs turns right at an intersection at a speed of about Vs = 30 [km / h], the torque sensor 20 of the electric power steering device 10 is normal (step S21). In the normal control of FIG. 16, the steering force (steering torque) of the driver with respect to the steering angle θs [deg] of the steering wheel 12 is the steering torque characteristic (steering force characteristic) 132 indicated by the one-dot chain line at the lowest level in FIG. As shown.

一方、トルクセンサ20が異常となって暫定的なアシスト制御をしなかった場合、すなわち手動操舵の場合には、図16の破線で示す操舵トルク特性130に示すように、運転者の操舵力(操舵トルク)が、正常な場合の操舵トルク特性132の4倍程度(推定操舵角θscが150[deg]程度時)の大きさが必要になってしまう。   On the other hand, when the torque sensor 20 becomes abnormal and the provisional assist control is not performed, that is, in the case of manual steering, as shown in the steering torque characteristic 130 indicated by the broken line in FIG. (Steering torque) is required to be about four times the steering torque characteristic 132 when the steering torque is normal (when the estimated steering angle θsc is about 150 [deg]).

これに対して、上述した実施形態、実施例1〜3によるレゾルバ58等(操舵角センサ19が正常であれば操舵角センサ19)を利用した暫定的なアシスト制御(レゾルバアシスト制御ともいう。)によれば、正常な場合の操舵トルク特性132の2.5倍程度の操舵力(操舵トルク)の増加にとどめることができる操舵トルク特性134とされる。換言すれば、レゾルバアシスト制御による操舵トルク特性134は、操舵アシスト制御を行わない場合の手動操舵の操舵トルク特性130に比較して、不感帯対応操舵角θdを上回る推定操舵角θscの大部分の範囲で、概ね、30[%]程度、アシスト力を低減することができる。 On the other hand, provisional assist control (also referred to as resolver assist control) using the resolver 58 and the like according to the above-described embodiment and Examples 1 to 3 (the steering angle sensor 19 if the steering angle sensor 19 is normal). According to this, the steering torque characteristic 134 can be set to increase the steering force (steering torque) about 2.5 times the steering torque characteristic 132 in the normal case. In other words, the steering torque characteristic 134 by the resolver assist control has a larger range of the estimated steering angle θsc that exceeds the dead zone corresponding steering angle θd as compared with the steering torque characteristic 130 of the manual steering when the steering assist control is not performed. Thus, the assist force can be reduced by approximately 30%.

なお、この発明は、上述した実施形態、第1実施例〜第3実施例に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。   In addition, this invention is not restricted to embodiment mentioned above, 1st Example-3rd Example, Of course, based on the description content of this specification, various structures can be taken.

10…電動パワーステアリング装置 18…操舵系
20…トルクセンサ 24…ブラシレスモータ
25…回転軸 58…回転子回転角検出部
74…操舵角速度検出部 78…記憶部
80…異常検出部 82…車両停止状態検出部
84…モータ制御部 86…車速検出部
101、102…特性
Ia…電流 Iamax…電流制限値
Rc…連続操舵低減レシオ Rm…モータ回転速度低減レシオ
Rn…センタレシオ Rv…車速レシオ
Ta…アシストトルク Tr…トルク
Vs…車速
θd…不感帯対応操舵角 θf…基準角度
θr…回転角(モータ電気角) θre…モータ電気角
θrm…モータ機械角 θs…操舵角
θsc…推定操舵角(切り戻し推定操舵角)
θsc3…残留切り戻し角 θscth…閾値操舵角
θs´…操舵角速度 θsc´…推定操舵角速度
θsc´th…閾値操舵角速度
θsc´th1…保舵解除判定閾値操舵角速度
θscr…残留推定操舵角 Δθsc…戻し判定操舵角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power steering apparatus 18 ... Steering system 20 ... Torque sensor 24 ... Brushless motor 25 ... Rotating shaft 58 ... Rotor rotation angle detection part 74 ... Steering angular velocity detection part 78 ... Memory | storage part 80 ... Abnormality detection part 82 ... Vehicle stop state Detection unit 84 ... motor control unit 86 ... vehicle speed detection unit 101, 102 ... characteristic Ia ... current Iamax ... current limit value Rc ... continuous steering reduction ratio Rm ... motor rotation speed reduction ratio Rn ... center ratio Rv ... vehicle speed ratio Ta ... assist torque Tr ... Torque Vs ... Vehicle speed θd ... Dead zone compatible steering angle θf ... Reference angle θr ... Rotation angle (motor electrical angle) θre ... Motor electrical angle θrm ... Motor mechanical angle θs ... Steering angle θsc ... Estimated steering angle (switchback estimated steering angle) )
[theta] sc3 ... residual return angle [theta] scth ... threshold steering angle [theta] s '... steering angular velocity [theta] sc' ... estimated steering angular velocity [theta] sc'th ... threshold steering angular velocity θsc'th1 Steering angle

Claims (5)

運転者が車両を操縦するために操作する操作子と、
前記車両の操舵系に発生するトルクを検出するトルク検出部と、
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
前記操舵系の回転軸にアシストトルクを付与するモータと、
前記操舵系の回転角を検出する回転角検出部と、
前記トルク検出部により検出された前記トルクに基づいて前記モータを駆動する電流を制御するモータ制御部と、
を備える電動パワーステアリング装置であって、
前記トルク検出部に前記トルクを検出することができない異常が発生したかどうかを前記トルク検出部により検出された前記トルクの信号を監視して検出する異常検出部と、
前記回転角検出部が検出した前記回転角と前記モータを駆動する前記電流との関係を特性として記憶した記憶部と、を備え
前記モータ制御部は、
前記異常検出部により前記トルク検出部の異常が検出されたとき、前記操作子の操舵角が中立位置に近づく方向に変化する切り戻し時において、切り戻し角度が残った状態で切り込み方向のアシスト電流がゼロ値近傍となったときに前記回転角検出部により検出されている前記回転角を基準角度として切り戻し回転角を検出し、
前記切り戻し回転角と前記特性とに基づき、前記モータを駆動する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
An operator that the driver operates to steer the vehicle;
A torque detector for detecting torque generated in the steering system of the vehicle;
A vehicle speed detector for detecting the vehicle speed of the vehicle;
A motor for applying assist torque to the rotating shaft of the steering system;
A rotation angle detector for detecting a rotation angle of the steering system;
A motor control unit for controlling a current for driving the motor based on the torque detected by the torque detection unit;
An electric power steering apparatus comprising:
An abnormality detection unit that monitors and detects the torque signal detected by the torque detection unit to determine whether or not an abnormality in which the torque cannot be detected has occurred in the torque detection unit ;
A storage unit that stores, as a characteristic, a relationship between the rotation angle detected by the rotation angle detection unit and the current that drives the motor, and the motor control unit includes:
When an abnormality of the torque detection unit is detected by the abnormality detection unit, an assist current in the cutting direction with the switchback angle remaining at the time of switchback in which the steering angle of the operation element changes in a direction approaching a neutral position When the rotation angle is near the zero value, the rotation angle detected by the rotation angle detection unit is used as a reference angle to detect the return rotation angle,
The electric power steering apparatus, wherein the motor is driven based on the return rotation angle and the characteristic.
請求項1記載の電動パワーステアリング装置において、
前記切り戻し時における前記モータの駆動は、前記車速が所定車速以下のときに有効とする
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,
The electric power steering device according to claim 1, wherein the driving of the motor at the time of switching back is effective when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed.
請求項1又は2記載の電動パワーステアリング装置において、
前記切り戻し時における前記モータの駆動電流に、前記車両の操舵性に応じた所定の係数を乗ずる
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 apparatus according to claim 1 or 2,
An electric power steering apparatus characterized by multiplying a drive current of the motor at the time of switching back by a predetermined coefficient corresponding to the steering performance of the vehicle.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記切り戻し時において、前記操作子の操舵角が中立位置に近づくにつれて前記モータの電流を小さくする
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 electric power steering device according to claim 1, wherein the current of the motor is reduced as the steering angle of the operating element approaches a neutral position at the time of switching back.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記切り戻し時において、前記操作子の操舵角が中立位置に達した場合には、前記切り戻し回転角をリセットする
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 4,
When the steering angle of the operation element reaches a neutral position at the time of the switchback, the switchback rotation angle is reset.
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