JP5656016B2 - Vehicle steering control device - Google Patents

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Description

本発明は、運転者によって操作される操舵ハンドルを支持するステアリングシャフトと、操舵ハンドルの操作に対してアシストトルクを付与する電動モータと、ステアリングシャフトに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク取得手段と、操舵トルク取得手段によって取得された操舵トルクを用いて目標アシストトルクを算出し、同算出した目標アシストトルクに基づいて電動モータを駆動制御するアシスト制御手段とを備えた車両の操舵制御装置に関する。   The present invention relates to a steering shaft that supports a steering wheel operated by a driver, an electric motor that applies assist torque to the operation of the steering wheel, and steering torque acquisition means that detects steering torque input to the steering shaft. And an assist control means for calculating a target assist torque using the steering torque acquired by the steering torque acquisition means and drivingly controlling the electric motor based on the calculated target assist torque. .

従来から、例えば、下記特許文献1に示されているように、この種の電動パワーステアリング装置は広く知られている。この従来の電動パワーステアリング装置は、電動機と操舵トルクセンサと車速センサと操舵角センサと制御手段と電動機駆動手段と電動機電流検出手段とを備えている。そして、この従来の電動パワーステアリング装置においては、操舵トルクセンサが故障していると判定されると、制御手段が車速センサからの車速信号と操舵角センサからの操舵角信号とに基づいて操舵トルクを推定し、この推定した操舵トルクに基づいて電動機の駆動を制御するようになっている。   Conventionally, for example, as shown in Patent Document 1 below, this type of electric power steering apparatus is widely known. This conventional electric power steering apparatus includes an electric motor, a steering torque sensor, a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, control means, electric motor drive means, and electric motor current detection means. In this conventional electric power steering apparatus, when it is determined that the steering torque sensor has failed, the control means controls the steering torque based on the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor and the steering angle signal from the steering angle sensor. And the drive of the electric motor is controlled based on the estimated steering torque.

特開平11−59447号公報JP 11-59447 A

上記従来の電動パワーステアリング装置においては、操舵トルクセンサが故障した場合であっても、他のセンサによる検出値を用いて操舵トルクを推定することができ、この推定された操舵トルクに基づくことにより電動機の駆動を制御、すなわち、運転者による操舵ハンドルの操作に対してアシストトルクを継続して付与することができるようになっている。ところで、他のセンサによる検出値を用いて操舵トルクを推定する場合、当然ながら、操舵トルクによって検出される操舵トルクに比して、その精度は悪化するものと考えられる。したがって、上記従来の電動パワーステアリング装置のように、操舵トルクを他のセンサによる検出値を用いて推定しアシストトルクの付与を継続する場合には、操舵トルクセンサが正常であるときと同等に適切なアシストトルクを付与することが困難となる場合がある。   In the above-described conventional electric power steering apparatus, even if the steering torque sensor fails, the steering torque can be estimated using the detection values of other sensors, and based on the estimated steering torque, The driving of the electric motor is controlled, that is, the assist torque can be continuously applied to the operation of the steering wheel by the driver. By the way, when the steering torque is estimated using the detection value of another sensor, it is naturally considered that the accuracy is deteriorated as compared with the steering torque detected by the steering torque. Therefore, as in the case of the above-described conventional electric power steering device, when the steering torque is estimated using the detection values of other sensors and the assist torque is continuously applied, the steering torque sensor is appropriately equivalent to that when the steering torque sensor is normal. It may be difficult to apply a proper assist torque.

ここで、操舵トルクセンサ(操舵トルク取得手段)は複数(例えば、2つ)の異なるセンサを含んで構成される場合がある。この場合、操舵トルクセンサ(操舵トルク取得手段)を構成する何れかのセンサに異常が発生すると、一般に、操舵トルクセンサ(操舵トルク取得手段)全体が故障していると判定され、上記従来の電動パワーステアリング装置のように、故障と判定された操舵トルクセンサ(操舵トルク取得手段)によって検出された操舵トルク(操舵トルク)を採用しないようになる。しかしながら、この場合、操舵トルクセンサ(操舵トルク取得手段)を構成する複数のセンサのうち、正常に作動しているセンサも存在する場合がある。このため、より精度よくアシストトルクを付与する観点からすれば、操舵トルクセンサ(操舵トルク取得手段)を構成する複数のセンサのうち異常が発生しているセンサを精度よく特定し、異常の発生していない正常なセンサによって検出された値を用いて操舵トルクを決定してアシストトルクを継続して付与することが望まれる。   Here, the steering torque sensor (steering torque acquisition means) may include a plurality of (for example, two) different sensors. In this case, if an abnormality occurs in any of the sensors constituting the steering torque sensor (steering torque acquisition means), it is generally determined that the entire steering torque sensor (steering torque acquisition means) has failed, and the conventional electric motor Unlike the power steering device, the steering torque (steering torque) detected by the steering torque sensor (steering torque acquisition means) determined to be out of order is not adopted. However, in this case, among the plurality of sensors constituting the steering torque sensor (steering torque acquisition means), there may be a sensor that is operating normally. For this reason, from the viewpoint of applying the assist torque with higher accuracy, a sensor in which an abnormality has occurred among a plurality of sensors constituting the steering torque sensor (steering torque acquisition means) is identified with high accuracy, and an abnormality occurs. It is desired to continuously apply the assist torque by determining the steering torque using the value detected by the normal sensor that is not.

本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、トルクセンサを構成する複数のセンサの正常又は異常をそれぞれ正確に判別するとともに、正常なセンサによる検出値を用いてアシストトルクを付与することができる車両の操舵制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to cope with the above-described problems. The purpose of the present invention is to accurately determine whether each of a plurality of sensors constituting a torque sensor is normal or abnormal, and to use detection values from the normal sensors. Another object of the present invention is to provide a vehicle steering control device that can apply assist torque.

上記目的を達成するために、本発明による車両の操舵制御装置(本装置)は、ステアリングシャフトと、電動モータと、操舵トルク取得手段と、アシスト制御手段とを備える。前記ステアリングシャフトは、運転者によって操作される操舵ハンドルを支持する。前記電動モータは、前記操舵ハンドルの操作に対してアシストトルクを付与する。前記操舵トルク取得手段は、前記ステアリングシャフトに入力される操舵トルクを検出するための複数のセンサを含んで構成される。前記アシスト制御手段は、前記操舵トルク取得手段によって取得された操舵トルクを用いて目標アシストトルクを算出し、同算出した目標アシストトルクに基づいて前記電動モータを駆動制御する。これにより、運転者によって車両を旋回させるために操舵ハンドルを介してステアリングシャフトに入力される操舵トルクは、目標アシストトルクに相当するアシストトルクが電動モータによって付与されることにより、軽減される。   In order to achieve the above object, a vehicle steering control apparatus (this apparatus) according to the present invention includes a steering shaft, an electric motor, steering torque acquisition means, and assist control means. The steering shaft supports a steering handle operated by a driver. The electric motor applies assist torque to the operation of the steering wheel. The steering torque acquisition means includes a plurality of sensors for detecting steering torque input to the steering shaft. The assist control means calculates a target assist torque using the steering torque acquired by the steering torque acquisition means, and drives and controls the electric motor based on the calculated target assist torque. Thus, the steering torque input to the steering shaft via the steering handle for turning the vehicle by the driver is reduced by applying the assist torque corresponding to the target assist torque by the electric motor.

本装置の特徴の1つは、前記操舵トルク取得手段を構成する前記複数のセンサが、それぞれ、前記ステアリングシャフトに入力されるトルクの変動に起因して変化する同一の物理量を検出し、同検出した物理量に対応する信号を出力することにある。ここで、前記複数のセンサは、それぞれ、前記ステアリングシャフトに入力されるトルクの変動に起因して変化する磁束密度を前記物理量として検出するものであるとよく、この場合、前記磁束密度は、前記ステアリングシャフトに入力されるトルクの変動に起因した前記ステアリングシャフトの軸線回りにおける捩れによって変化するものであるとよい。これによれば、操舵トルク取得手段を構成する複数のセンサは、それぞれが検出した物理量(磁束密度)に対応する信号、すなわち、ステアリングシャフトに入力されるトルクの変動に対応したトルクを表す信号を出力することができる。   One of the features of this apparatus is that the plurality of sensors constituting the steering torque acquisition means detect the same physical quantity that changes due to fluctuations in the torque input to the steering shaft, respectively. It is to output a signal corresponding to the physical quantity. Here, each of the plurality of sensors may detect a magnetic flux density that changes due to a variation in torque input to the steering shaft as the physical quantity. In this case, the magnetic flux density It may be changed by torsion around the axis of the steering shaft due to variation in torque input to the steering shaft. According to this, the plurality of sensors constituting the steering torque acquisition means output a signal corresponding to the physical quantity (magnetic flux density) detected by each of the sensors, that is, a signal representing torque corresponding to the fluctuation of the torque input to the steering shaft. Can be output.

また、本装置の特徴の1つは、センサ信号出力手段を備えることにある。前記センサ信号出力手段は、前記電動モータを所定の条件により駆動させて前記ステアリングシャフトに入力されるトルクを変動させ、前記複数のセンサからそれぞれが検出した物理量に対応する前記信号を出力させる。この場合、前記操舵トルク取得手段によって取得された前記操舵トルクが異常であるか否かを判定する取得操舵トルク異常判定手段を備えている場合には、前記センサ信号出力手段は、前記取得操舵トルク異常判定手段によって前記操舵トルクが異常であると判定されたとき、前記複数のセンサのそれぞれに前記信号を出力させる。これらによれば、センサ信号出力手段は、常に、あるいは、所定の時間間隔により複数のセンサから信号を出力させたり、操舵トルク取得手段によって取得された操舵トルクが異常であると判定されたときに複数のセンサから信号を出力させることができる。   One of the features of this apparatus is that it includes a sensor signal output means. The sensor signal output means drives the electric motor under a predetermined condition to vary the torque input to the steering shaft, and outputs the signal corresponding to the physical quantity detected by each of the plurality of sensors. In this case, in the case of including an acquired steering torque abnormality determining unit that determines whether or not the steering torque acquired by the steering torque acquiring unit is abnormal, the sensor signal output unit is configured to output the acquired steering torque. When the abnormality determination means determines that the steering torque is abnormal, the signal is output to each of the plurality of sensors. According to these, the sensor signal output means always outputs signals from a plurality of sensors at predetermined time intervals, or when it is determined that the steering torque acquired by the steering torque acquisition means is abnormal. Signals can be output from a plurality of sensors.

このとき、前記ステアリングシャフトが、少なくとも、前記操舵ハンドルに連結された第1シャフトと、前記電動モータに連結された第2シャフトと、前記第1シャフトと前記第2シャフトとが軸線回りにて捩れ変形可能な弾性体を介して互いに軸線回りに相対的に回転可能に連結されていれば、前記センサ信号出力手段は、前記所定の条件として、前記第2シャフトを軸線回りにて回転させても前記第1シャフトに連結された前記操舵ハンドルを回転方向に変位させないように前記弾性体を捩れ変形させて前記ステアリングシャフトに入力されるトルクを変動させる条件により前記電動モータを駆動させる。さらに、より詳しくは、前記センサ信号出力手段は、前記所定の条件として、前記弾性体を介して互いに連結された前記第1シャフトと前記第2シャフトに対して、前記第2シャフトを介して前記弾性体を軸線回りにて捩り方向に振動させたときに前記第2シャフトのみが振動し、前記第1シャフトが振動しなくなる反共振周波数よりも大きく、かつ、前記第2シャフトを介して前記弾性体を軸線回りにて捩り方向に振動させたときに前記第2シャフトと前記第1シャフトとが共振して振動する共振周波数よりも小さい周波数によって前記ステアリングシャフトに入力されるトルクを変動させる条件により前記電動モータを駆動させる。   At this time, at least the first shaft connected to the steering handle, the second shaft connected to the electric motor, and the first shaft and the second shaft are twisted around the axis. The sensor signal output means may rotate the second shaft around the axis as the predetermined condition as long as the sensor signal output means is connected to be rotatable relative to each other via the deformable elastic body. The electric motor is driven under a condition in which the elastic body is twisted and deformed so as not to displace the steering handle connected to the first shaft in the rotational direction, and the torque input to the steering shaft is changed. More specifically, the sensor signal output means is configured such that, as the predetermined condition, the first shaft and the second shaft connected to each other via the elastic body with respect to the first shaft and the second shaft via the second shaft. When the elastic body is vibrated in the torsional direction around the axis, only the second shaft vibrates and the first shaft does not vibrate and has an anti-resonance frequency that is greater than the anti-resonance frequency. When the body is vibrated in the torsional direction around the axis, the torque input to the steering shaft is changed by a frequency smaller than the resonance frequency at which the second shaft and the first shaft resonate and vibrate. The electric motor is driven.

これらによれば、弾性体を適切に捩れ変形させる所定の条件により電動モータを駆動させて、第1シャフト、弾性体及び第2シャフトからなるステアリングシャフトに入力されるトルクを変動させ、複数のセンサから信号を出力させることができる。したがって、必要に応じて、センサ信号出力手段が複数のセンサから信号を出力させるときであっても、操舵ハンドルの変位を効果的に抑制することができるため、運転者が違和感を覚えることがない。   According to these, the electric motor is driven under a predetermined condition for appropriately twisting and deforming the elastic body, and the torque input to the steering shaft including the first shaft, the elastic body, and the second shaft is fluctuated, and a plurality of sensors Can output a signal. Therefore, even when the sensor signal output means outputs signals from a plurality of sensors as necessary, the displacement of the steering wheel can be effectively suppressed, so that the driver does not feel uncomfortable. .

また、本装置の特徴の1つは、異常発生センサ特定手段を備えていることにある。前記異常発生センサ特定手段は、前記センサ信号出力手段によって前記複数のセンサからそれぞれ前記信号が出力されると、出力された前記信号をそれぞれ前記ステアリングシャフトに入力されたトルクに変換し、同変換したトルクと前記所定の条件により前記電動モータを駆動させたときに前記ステアリングシャフトに入力されるトルクとして予め設定された判定トルクとを比較して、前記複数のセンサのうちで異常の発生しているセンサを特定する。これによれば、異常発生センサ特定手段は、複数のセンサのうち、的確に異常の発生しているセンサを特定することができる。言い換えれば、異常発生センサ特定手段は、複数のセンサのうち、的確に正常に作動しているセンサを特定することができる。また、この正常に作動しているセンサの出力を利用することにより、アシスト制御手段はアシストトルクを継続して付与することができる。   In addition, one of the features of the present apparatus is that an abnormality occurrence sensor specifying unit is provided. When the signal is output from the plurality of sensors by the sensor signal output unit, the abnormality occurrence sensor specifying unit converts the output signal into torque input to the steering shaft, and performs the same conversion. A torque is compared with a judgment torque set in advance as a torque input to the steering shaft when the electric motor is driven under the predetermined condition, and an abnormality has occurred in the plurality of sensors. Identify the sensor. According to this, the abnormality occurrence sensor specifying means can accurately specify a sensor in which an abnormality has occurred among a plurality of sensors. In other words, the abnormality occurrence sensor specifying means can specify a sensor that is operating normally properly among the plurality of sensors. Further, by using the output of the normally operating sensor, the assist control means can continuously apply the assist torque.

さらに、本装置の他の特徴の1つは、前記操舵トルク取得手段は、前記複数のセンサのうち、前記異常発生センサ特定手段によって異常の発生しているセンサとして特定されていないセンサが検出した物理量を用いて前記操舵トルクを取得し、前記アシスト制御手段は、前記操舵トルク取得手段によって前記取得された前記操舵トルクを用いて前記目標アシストトルクを算出し、同算出した目標アシストトルクに基づいて前記電動モータを駆動制御することにもある。これによれば、正常に作動しているセンサを特定し、このセンサからの信号を利用することにより、操舵トルク取得手段が正確な操舵トルクを取得することができる。したがって、アシスト制御手段は、この正確な操舵トルクを用いて適切な目標アシストトルクを算出することができるため、複数のセンサのうちで異常の発生しているセンサが存在していても、目標アシストトルクに基づく電動モータの駆動制御を継続することができる。   Furthermore, one of the other characteristics of the present apparatus is that the steering torque acquisition means is detected by a sensor that is not specified as an abnormal sensor by the abnormality occurrence sensor specifying means among the plurality of sensors. The steering torque is acquired using a physical quantity, and the assist control means calculates the target assist torque using the steering torque acquired by the steering torque acquisition means, and based on the calculated target assist torque. The electric motor may be driven and controlled. According to this, the steering torque acquisition means can acquire an accurate steering torque by specifying a normally operating sensor and using a signal from this sensor. Therefore, since the assist control means can calculate an appropriate target assist torque using this accurate steering torque, even if there is an abnormal sensor among a plurality of sensors, the target assist torque can be calculated. The drive control of the electric motor based on the torque can be continued.

本発明に係る操舵制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the electric power steering apparatus to which the steering control apparatus which concerns on this invention is applied. 図1のトルクセンサの構成を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the structure of the torque sensor of FIG. (a)〜(c)は、図2のトルクセンサにおける磁気ヨークの磁極爪と磁石の磁極との周方向の位置関係を説明するための概略図である。(A)-(c) is the schematic for demonstrating the positional relationship of the circumferential direction of the magnetic pole nail | claw of a magnetic yoke and the magnetic pole of a magnet in the torque sensor of FIG. 図1のトルクセンサによって検出された操舵トルクと目標アシストトルクとの関係を表すアシスト特性を示すグラフである。2 is a graph showing assist characteristics representing a relationship between a steering torque detected by a torque sensor of FIG. 1 and a target assist torque. 図1の電動パワーステアリング装置における反共振周波数及び共振周波数を説明するための検討モデル図である。FIG. 2 is an examination model diagram for explaining an anti-resonance frequency and a resonance frequency in the electric power steering apparatus of FIG. 1.

以下、本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置(以下、単に「本装置」とも称呼する。)について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a vehicle steering control device (hereinafter also simply referred to as “this device”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本装置が適用され得る電動パワーステアリング装置10の概略構成を示している。この電動パワーステアリング装置10は、転舵輪としての左右前輪FW1,FW2を転舵させるために、運転者によって回動操作される操舵ハンドル11を備えている。操舵ハンドル11はステアリングシャフト12の上端に固定されて支持されており、ステアリングシャフト12の下端は転舵ギアユニットUに接続されている。ステアリングシャフト12は、操舵ハンドル11を上端に連結したメインシャフト12aと、転舵ギアユニットUに連結されるピニオンシャフト12cと、メインシャフト12aとピニオンシャフト12cとをユニバーサルジョイント12d,12eを介して連結するインターミディエイトシャフト12bとから構成される。ここで、本実施形態において、メインシャフト12aは、操舵ハンドル11が連結された第1シャフトとしての入力側シャフト12a1と、インターミディエイトシャフト12bに連結される第2シャフトとしての出力側シャフト12a2とから形成される。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an electric power steering apparatus 10 to which the present apparatus can be applied. The electric power steering apparatus 10 includes a steering handle 11 that is turned by a driver to steer left and right front wheels FW1 and FW2 as steered wheels. The steering handle 11 is fixed and supported at the upper end of the steering shaft 12, and the lower end of the steering shaft 12 is connected to the steered gear unit U. The steering shaft 12 includes a main shaft 12a connected to the upper end of the steering handle 11, a pinion shaft 12c connected to the steered gear unit U, and the main shaft 12a and the pinion shaft 12c via universal joints 12d and 12e. And an intermediate shaft 12b. Here, in this embodiment, the main shaft 12a includes an input side shaft 12a1 as a first shaft to which the steering handle 11 is connected, and an output side shaft 12a2 as a second shaft connected to the intermediate shaft 12b. It is formed.

そして、ステアリングシャフト12、より具体的には、メインシャフト12aを形成する出力側シャフト12a2には、図示を省略する減速機構を介して電動モータ13が組み付けられている。なお、以下においては、電動モータ13を「EPSモータ13」と称呼する。EPSモータ13は、例えば、3相同期式永久磁石モータ(ブラシレスモータ)であり、減速機構を介してメインシャフト12aを形成する出力側シャフト12a2をその軸線回りに回転駆動する。これにより、EPSモータ13は、運転者によって操舵ハンドル11に入力される操作力(より具体的には、操舵トルク)を軽減するためのアシスト力(より具体的には、アシストトルク)を付与する。   The electric motor 13 is assembled to the steering shaft 12, more specifically, to the output side shaft 12 a 2 forming the main shaft 12 a via a reduction mechanism (not shown). Hereinafter, the electric motor 13 is referred to as “EPS motor 13”. The EPS motor 13 is, for example, a three-phase synchronous permanent magnet motor (brushless motor), and rotationally drives the output side shaft 12a2 forming the main shaft 12a around its axis via a speed reduction mechanism. Thereby, the EPS motor 13 gives an assist force (more specifically, assist torque) for reducing the operation force (more specifically, steering torque) input to the steering handle 11 by the driver. .

転舵ギアユニットUは、例えば、ラックアンドピニオン式を採用したギアユニットであり、ステアリングシャフト12(より具体的には、ピニオンシャフト12c)の下端に一体的に組み付けられたピニオンギア14の回転がラックバー15に伝達されるようになっている。この構成により、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に伴いステアリングシャフト12に入力された操舵トルクがピニオンギア14を介してラックバー15に伝達されるとともに、EPSモータ13によるアシストトルクがピニオンギア14を介してラックバー15に伝達される。これにより、ラックバー15はピニオンギア14からの操舵トルク及びアシストトルクによって軸線方向に変位し、ラックバー15の両端に接続された左右前輪FW1,FW2が左右方向に転舵されるようになっている。   The steered gear unit U is, for example, a gear unit adopting a rack and pinion type, and the rotation of the pinion gear 14 integrally assembled to the lower end of the steering shaft 12 (more specifically, the pinion shaft 12c) It is transmitted to the rack bar 15. With this configuration, the steering torque input to the steering shaft 12 in accordance with the turning operation of the steering handle 11 by the driver is transmitted to the rack bar 15 via the pinion gear 14, and the assist torque by the EPS motor 13 is transmitted to the pinion gear. 14 and transmitted to the rack bar 15. As a result, the rack bar 15 is displaced in the axial direction by the steering torque and the assist torque from the pinion gear 14, and the left and right front wheels FW1, FW2 connected to both ends of the rack bar 15 are steered in the left and right direction. Yes.

また、このように構成される電動パワーステアリング装置10に適用される本装置としての電気制御装置Cは、トルク取得手段としてのトルクセンサ20を備えている。トルクセンサ20は、図2に示すように、メインシャフト12aを形成する入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2との間に設けられて、操舵ハンドル11を介してステアリングシャフト12に入力される回転トルク(操舵トルクに相当)を検出する。トルクセンサ20は、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とを同軸上に相対回転可能に連結する弾性体としてのトーションバー21、入力側シャフト12a1の端部(又は、トーションバー21の一端部)に組み付けられる磁石22(硬磁性体)、出力側シャフト12a2の端部(又は、トーションバー21の他端部)に組み付けられる2個一組の磁気ヨーク23(軟磁性体)、及び、この一組の磁気ヨーク23A,23B(以下、まとめて磁気ヨーク23とも称呼する)間に生じる磁束密度を検出する複数(本実施形態においては2つ一組)のセンサとしての磁気センサ24A、24B(以下、まとめて磁気センサ24とも称呼する)等から構成される。   Moreover, the electric control device C as the present device applied to the electric power steering device 10 configured as described above includes a torque sensor 20 as a torque acquisition unit. As shown in FIG. 2, the torque sensor 20 is provided between the input side shaft 12 a 1 and the output side shaft 12 a 2 that form the main shaft 12 a, and is input to the steering shaft 12 via the steering handle 11. (Equivalent to steering torque) is detected. The torque sensor 20 includes a torsion bar 21 as an elastic body that connects the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2 so as to be relatively rotatable on the same axis, and an end portion of the input side shaft 12a1 (or one end portion of the torsion bar 21). A magnet 22 (hard magnetic body) assembled to the output side, a pair of magnetic yokes 23 (soft magnetic body) assembled to the end of the output side shaft 12a2 (or the other end of the torsion bar 21), and this one Magnetic sensors 24A and 24B (hereinafter referred to as a pair of sensors) that detect a magnetic flux density generated between a pair of magnetic yokes 23A and 23B (hereinafter also collectively referred to as magnetic yokes 23). , Collectively referred to as a magnetic sensor 24).

トーションバー21は、両端がそれぞれピンにより入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とに固定され、目的に応じた捩れ/トルク特性(具体的には、弾性又は剛性)に設定されている。これにより、ステアリングシャフト12すなわち入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とに回転トルクが加えられた場合、この回転トルクの作用によりトーションバー21が捩れ変形し、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2との間には、回転トルクの入力方向に入力された回転トルクの大きさに対応する相対角変位が生じる。   Both ends of the torsion bar 21 are fixed to the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2 by pins, respectively, and set torsion / torque characteristics (specifically, elastic or rigid) according to the purpose. Thus, when a rotational torque is applied to the steering shaft 12, that is, the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2, the torsion bar 21 is twisted and deformed by the action of the rotational torque, and the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2 In the meantime, a relative angular displacement corresponding to the magnitude of the rotational torque input in the rotational torque input direction occurs.

磁石22は、リング状に設けられていて、図3に概略的に示すように、周方向に複数のS極とN極とが交互に着磁されている。一組の磁気ヨーク23A,23Bは、図2及び図3に概略的に示すように、磁石22の外周に近接して配置される環状体であり、それぞれ磁石22のN極及びS極と同数の磁極爪23aが全周に等間隔に設けられている。この一組の磁気ヨーク23A,23Bは、互いに磁気爪23aが周方向にずれて交互に配置されるように、固定されるようになっている。   The magnet 22 is provided in a ring shape, and a plurality of S poles and N poles are alternately magnetized in the circumferential direction as schematically shown in FIG. The set of magnetic yokes 23A and 23B is an annular body disposed close to the outer periphery of the magnet 22 as schematically shown in FIGS. 2 and 3, and the same number as the N pole and S pole of the magnet 22, respectively. Magnetic pole claws 23a are provided at equal intervals on the entire circumference. The pair of magnetic yokes 23A and 23B are fixed so that the magnetic claws 23a are alternately arranged in the circumferential direction.

ここで、一組の磁気ヨーク23A,23Bと磁石22は、図3(b)に示すように、トーションバー21に捩れが生じていない状態(すなわち、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2との間に回転トルクが加わっていない状態)で、磁気ヨーク23A,23Bに設けられた磁気爪23aの中心と磁石22のS極とN極との境界とが一致するように配置されている。そして、このような組み付け状態においては、2個の磁気ヨーク23A,23Bの磁極爪23aは、磁石22の周上にて互いに隣接するS極とN極との間に形成される磁界内に同一の条件下によって位置しており、これらの磁極爪23aの基部を連絡する円環状のヨーク本体部に生じる磁束は同一となる。   Here, as shown in FIG. 3B, the pair of magnetic yokes 23A and 23B and the magnet 22 are not twisted in the torsion bar 21 (that is, between the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2). In a state where no rotational torque is applied between them, the centers of the magnetic claws 23a provided in the magnetic yokes 23A and 23B and the boundary between the S pole and the N pole of the magnet 22 are arranged to coincide with each other. In such an assembled state, the magnetic pole claws 23a of the two magnetic yokes 23A and 23B are identical in the magnetic field formed between the S and N poles adjacent to each other on the circumference of the magnet 22. The magnetic flux generated in the annular yoke body connecting the bases of the magnetic pole claws 23a is the same.

一方、磁石22が組み付けられた入力側シャフト12a1と一組の磁気ヨーク23A,23Bが組み付けられた出力側シャフト12a2との間にトーションバー21の捩れを伴って相対角変位が生じた場合、それぞれの磁気ヨーク23A,23Bの磁極爪23aと磁石22のS極及びN極との位相は、図3(a)又は図3(c)に示すように、互いに逆向きに変化する。このように位相変化が生じた場合、一方の磁気ヨーク23Aの磁極爪23aと他方の磁気ヨーク23Bの磁極爪23aとには、互いに逆の極性を有する磁力線が増加し、磁気ヨーク23A,23Bのヨーク本体にそれぞれ正負の磁束が発生する。このとき発生する磁束の正負は、磁石22と磁気ヨーク23A,23Bとの間、すなわち、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2との間に生じる相対角変位の向きに応じて定まり、正負の磁束密度はこの相対角変位の大きさに対応する。   On the other hand, when relative angular displacement occurs due to torsion of the torsion bar 21 between the input side shaft 12a1 assembled with the magnet 22 and the output side shaft 12a2 assembled with the pair of magnetic yokes 23A and 23B, respectively. The phases of the magnetic pole claws 23a of the magnetic yokes 23A and 23B and the S and N poles of the magnet 22 change in opposite directions as shown in FIG. 3 (a) or FIG. 3 (c). When the phase change occurs in this way, the magnetic field lines having opposite polarities increase in the magnetic pole claws 23a of one magnetic yoke 23A and the magnetic pole claws 23a of the other magnetic yoke 23B, and the magnetic yokes 23A and 23B Positive and negative magnetic fluxes are generated in the yoke body. The sign of the magnetic flux generated at this time is determined according to the direction of the relative angular displacement generated between the magnet 22 and the magnetic yokes 23A and 23B, that is, between the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2. The density corresponds to the magnitude of this relative angular displacement.

一組の磁気センサ24A,24Bは、図2に示すように、それぞれの磁気ヨーク23A,23Bの外側に配設された2個の集磁リング25A,25B(以下、まとめて集磁リング25とも称呼する。)のそれぞれに2箇所ずつ軸線方向にて対向するように形成された集磁突起25a間に設けられるエアギャップ内に挿入され、両磁気ヨーク23A,23B間に生じる磁束密度を検出する。ここで、磁気センサ24A,24Bとしては、例えば、ホール素子、ホールIC、磁気抵抗素子等を採用することができ、検出した磁束密度を電気信号(例えば電圧信号等)に変換して出力する。なお、磁気センサ24A,24Bは、磁気ヨーク23A,23Bに接触することなく、詳細な図示を省略するハウジングやコラムチューブ等に固定されている。   As shown in FIG. 2, the pair of magnetic sensors 24A and 24B includes two magnetic flux collecting rings 25A and 25B (hereinafter collectively referred to as the magnetic flux collecting ring 25) disposed outside the magnetic yokes 23A and 23B. The magnetic flux density generated between the magnetic yokes 23A and 23B is detected by being inserted into an air gap provided between the magnetic flux collecting projections 25a formed so as to face each other in the axial direction. . Here, as the magnetic sensors 24A and 24B, for example, a Hall element, a Hall IC, a magnetoresistive element, or the like can be adopted, and the detected magnetic flux density is converted into an electric signal (for example, a voltage signal) and output. Note that the magnetic sensors 24A and 24B are fixed to a housing, a column tube, or the like not shown in detail without contacting the magnetic yokes 23A and 23B.

それぞれの磁気センサ24(24A,24B)の出力は、集磁リング25(25A,25B)に対向する磁気ヨーク23(23A,23B)のヨーク本体内部における発生磁束によって変化し、これらの発生磁束は、上述したように、磁石22に対する磁気ヨーク23(23A,23B)の位相変化、言い換えれば、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2との間の相対角変位に対応する。したがって、それぞれの磁気センサ24(24A,24B)の出力は、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2に加えられ、相対角変位を生じさせる回転トルクの方向及び大きさに対応するものとなる。このため、トルクセンサ20は、それぞれの磁気センサ24(24A,24B)の出力変化に基づいて入力側シャフト12a1及び出力側シャフト12a2に加わる回転トルクT1,T2(操舵トルクに相当)を検出することができ、同検出した回転トルクT1,T2のそれぞれに対応する信号を出力することができる。なお、以下の説明においては、回転トルクT1、T2を、単に「回転トルクT」とも称呼する場合がある。   The output of each magnetic sensor 24 (24A, 24B) varies depending on the magnetic flux generated inside the yoke body of the magnetic yoke 23 (23A, 23B) facing the magnetism collecting ring 25 (25A, 25B). As described above, this corresponds to the phase change of the magnetic yoke 23 (23A, 23B) with respect to the magnet 22, in other words, the relative angular displacement between the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2. Accordingly, the output of each magnetic sensor 24 (24A, 24B) is applied to the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2, and corresponds to the direction and magnitude of the rotational torque that causes relative angular displacement. Therefore, the torque sensor 20 detects rotational torques T1 and T2 (corresponding to the steering torque) applied to the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2 based on the output change of each magnetic sensor 24 (24A, 24B). And signals corresponding to the detected rotational torques T1 and T2 can be output. In the following description, the rotational torques T1 and T2 may be simply referred to as “rotational torque T”.

また、電気制御装置Cは、図1に示すように、操舵角センサ26及び車速センサ27を備えている。操舵角センサ26は、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に伴うステアリングシャフト12の回転角としての操舵角θを検出し、この操舵角θに対応する信号を出力する。車速センサ27は、車両の車速Vを検出し、同検出した車速Vに対応する信号を出力する。   In addition, the electric control device C includes a steering angle sensor 26 and a vehicle speed sensor 27 as shown in FIG. The steering angle sensor 26 detects a steering angle θ as a rotation angle of the steering shaft 12 accompanying a turning operation of the steering handle 11 by the driver, and outputs a signal corresponding to the steering angle θ. The vehicle speed sensor 27 detects the vehicle speed V of the vehicle and outputs a signal corresponding to the detected vehicle speed V.

さらに、電気制御装置Cは、図1に示すように、EPSモータ13の作動を制御する電子制御ユニット28を備えている。電子制御ユニット28は、CPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするものであり、EPSモータ13の作動を制御する。このため、電子制御ユニット28の入力側には、上記各センサ20,26,27が接続されており、これら各センサ20,26,27によって検出された各検出値を用いてEPSモータ13の駆動を制御する。一方、電子制御ユニット28の出力側には、EPSモータ13を駆動させるための駆動回路29が接続されている。   Furthermore, as shown in FIG. 1, the electric control device C includes an electronic control unit 28 that controls the operation of the EPS motor 13. The electronic control unit 28 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like as main components, and controls the operation of the EPS motor 13. For this reason, the sensors 20, 26, 27 are connected to the input side of the electronic control unit 28, and the EPS motor 13 is driven using the detection values detected by the sensors 20, 26, 27. To control. On the other hand, a drive circuit 29 for driving the EPS motor 13 is connected to the output side of the electronic control unit 28.

次に、上記のように構成した電気制御装置C(より詳しくは、電子制御ユニット28)によるEPSモータ13の駆動制御(以下、この駆動制御を「アシスト制御」と称呼する。)について具体的に説明する。電子制御ユニット28は、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に伴う負担を軽減するために、EPSモータ13の駆動を制御して、すなわち、アシスト制御して、適切なアシストトルクを付与する。   Next, the drive control of the EPS motor 13 (hereinafter, this drive control is referred to as “assist control”) by the electric control device C (more specifically, the electronic control unit 28) configured as described above will be specifically described. explain. The electronic control unit 28 controls the driving of the EPS motor 13 in order to reduce the burden associated with the turning operation of the steering handle 11 by the driver, that is, performs assist control to apply an appropriate assist torque.

このため、電子制御ユニット28は、運転者が操舵ハンドル11を介して入力する操舵トルクTsを軽減するための目標アシストトルクTaを演算し、この演算した目標アシストトルクTaをEPSモータ13に発生させる。この目標アシストトルクTaを演算するにあたり、電子制御ユニット28は、トルクセンサ20によって検出された回転トルクT1,T2を用いて目標アシストトルクTaを演算する。具体的に例示すると、電子制御ユニット28は、所定のサンプリング周期によってトルクセンサ20(より具体的には、磁気センサ24A,24B)から回転トルクT1,T2に対応する出力信号を取得し、例えば、取得した出力信号によって表される回転トルクT1と回転トルクT2の偏差ΔTを算出する。そして、電子制御ユニット28は、例えば、算出した偏差ΔTが予め設定された所定値Tg以下であるか否かを判定し、偏差ΔTが所定値Tg以下である場合には、トルクセンサ20を構成する2つ磁気センサ24A,24Bの出力である回転トルクT1及び回転トルクT2がいずれも正常であるすなわちトルクセンサ20が正常であると判定する。   For this reason, the electronic control unit 28 calculates the target assist torque Ta for reducing the steering torque Ts input by the driver via the steering handle 11 and causes the EPS motor 13 to generate the calculated target assist torque Ta. . In calculating the target assist torque Ta, the electronic control unit 28 calculates the target assist torque Ta using the rotational torques T1 and T2 detected by the torque sensor 20. Specifically, the electronic control unit 28 acquires output signals corresponding to the rotational torques T1 and T2 from the torque sensor 20 (more specifically, the magnetic sensors 24A and 24B) at a predetermined sampling period. A deviation ΔT between the rotational torque T1 and the rotational torque T2 represented by the acquired output signal is calculated. For example, the electronic control unit 28 determines whether or not the calculated deviation ΔT is equal to or smaller than a predetermined value Tg that is set in advance. If the deviation ΔT is equal to or smaller than the predetermined value Tg, the electronic control unit 28 configures the torque sensor 20. It is determined that the rotational torque T1 and the rotational torque T2 that are the outputs of the two magnetic sensors 24A and 24B are normal, that is, the torque sensor 20 is normal.

このような判定処理によってトルクセンサ20を構成する2つ磁気センサ24A,24Bによって出力される回転トルクT1及び回転トルクT2がいずれも正常である場合には、電子制御ユニット28は、取得した回転トルクT1及び回転トルクT2のいずれか一方又は両方の平均値等をトルクセンサ20によって取得された操舵トルクTsとして決定して採用する。そして、電子制御ユニット28は、採用した操舵トルクTsの絶対値の増加に伴って増加する目標アシストトルクTaを演算する。なお、この場合、電子制御ユニット28は、例えば、図4に示すようなアシストトルクマップを参照して、上述したように採用した操舵トルクTsの絶対値に対応する目標アシストトルクTaを演算する。なお、アシストトルクマップは、代表的な車速Vごとに設定されるものであり、車速センサ27によって検出された車速Vの増大に伴って目標アシストトルクTaが相対的に小さくなり、車速Vの減少に伴って目標アシストトルクTaが相対的に大きくなるように設定されている。   If both the rotational torque T1 and the rotational torque T2 output by the two magnetic sensors 24A and 24B constituting the torque sensor 20 by the determination process are normal, the electronic control unit 28 acquires the acquired rotational torque. The average value of one or both of T1 and rotational torque T2 is determined and adopted as the steering torque Ts acquired by the torque sensor 20. Then, the electronic control unit 28 calculates a target assist torque Ta that increases as the absolute value of the adopted steering torque Ts increases. In this case, the electronic control unit 28 calculates the target assist torque Ta corresponding to the absolute value of the steering torque Ts adopted as described above with reference to the assist torque map as shown in FIG. 4, for example. The assist torque map is set for each representative vehicle speed V. As the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 27 increases, the target assist torque Ta becomes relatively small and the vehicle speed V decreases. Accordingly, the target assist torque Ta is set to be relatively large.

このように目標アシストトルクTaを演算すると、電子制御ユニット28は、演算した目標アシストトルクTaの大きさと予め定めた関係にあり、EPSモータ13に供給する電流を表すモータ電流指令値を決定する。そして、電子制御ユニット35は決定したモータ電流指令値を駆動回路29に供給し、駆動回路29は供給されたモータ電流指令値に相当する駆動電流をEPSモータ13に供給する。これにより、EPSモータ13が目標アシストトルクTaをラックバー15に伝達することができ、運転者は良好な操舵フィーリングを知覚しながら操舵ハンドル11を回動操作することができる。   When the target assist torque Ta is calculated in this way, the electronic control unit 28 determines a motor current command value representing a current to be supplied to the EPS motor 13 in a predetermined relationship with the calculated target assist torque Ta. Then, the electronic control unit 35 supplies the determined motor current command value to the drive circuit 29, and the drive circuit 29 supplies a drive current corresponding to the supplied motor current command value to the EPS motor 13. Thereby, the EPS motor 13 can transmit the target assist torque Ta to the rack bar 15, and the driver can turn the steering handle 11 while perceiving a good steering feeling.

一方、電子制御ユニット28は、上述したように算出した偏差ΔTが所定値Tgを超えている場合には、トルクセンサ20を構成する2つ磁気センサ24A及び磁気センサ24Bのうちの少なくとも一方に異常が発生しており、トルクセンサ20に異常が発生していると判定する。ところで、このようにトルクセンサ20に異常が発生している状況、より具体的には、磁気センサ24A及び磁気センサ24Bのうちの少なくとも一方に異常が発生している状況においては、何れの磁気センサ24に異常が発生しているかを特定しない限り、磁気センサ24A,24Bの出力である回転トルクT1及び回転トルクT2を用いて操舵トルクTsを決定することができない。そこで、電子制御ユニット28は、トルクセンサ20に異常が発生しているとき、何れの磁気センサ24に異常が発生しているかを特定する。以下、この特定を詳細に説明する。   On the other hand, when the deviation ΔT calculated as described above exceeds the predetermined value Tg, the electronic control unit 28 abnormally detects at least one of the two magnetic sensors 24A and 24B constituting the torque sensor 20. It is determined that an abnormality has occurred in the torque sensor 20. By the way, in such a situation where an abnormality has occurred in the torque sensor 20, more specifically, in a situation where an abnormality has occurred in at least one of the magnetic sensor 24A and the magnetic sensor 24B, The steering torque Ts cannot be determined using the rotational torque T1 and the rotational torque T2, which are the outputs of the magnetic sensors 24A and 24B, unless it is specified whether an abnormality has occurred in the sensor 24. Therefore, when an abnormality occurs in the torque sensor 20, the electronic control unit 28 specifies which magnetic sensor 24 is abnormal. Hereinafter, this specification will be described in detail.

上述したように、磁気センサ24A,24Bは、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2に相対角変位を生じさせると、加えられた回転トルクの方向及び大きさに対応する磁束密度、言い換えれば、回転トルクT1,T2をそれぞれ検出し、同検出した回転トルクT1,T2のそれぞれに対応する信号を出力することができる。したがって、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とに強制的に相対角変位を生じさせたときに、磁気センサ24A,24Bから出力される信号によって表される回転トルクT1,T2を確認すれば、異常の発生している磁気センサ24を特定することができる。   As described above, when the magnetic sensors 24A and 24B cause a relative angular displacement in the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2, the magnetic flux density corresponding to the direction and magnitude of the applied rotational torque, in other words, rotation Torques T1 and T2 can be detected, respectively, and signals corresponding to the detected rotational torques T1 and T2 can be output. Therefore, when the relative angular displacement is forcibly generated in the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2, the rotational torques T1 and T2 represented by the signals output from the magnetic sensors 24A and 24B are confirmed. It is possible to identify the magnetic sensor 24 in which an abnormality has occurred.

ところが、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とにおいては、入力側シャフト12a1が操舵ハンドル11に連結されており、出力側シャフト12a2が転舵ギアユニットUに連結されている。このため、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とに強制的に相対角変位を生じさせる場合には、この相対角変位の発生に起因する操舵ハンドル11の回動及び左右前輪FW1,FW2の転舵動作が生じないように、あるいは、生じても極めて小さくなるように、トーションバー21を捩れ変形させて相対角変位を生じさせる必要がある。   However, in the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2, the input side shaft 12a1 is connected to the steering handle 11, and the output side shaft 12a2 is connected to the steered gear unit U. For this reason, when the relative angular displacement is forcibly generated in the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2, the steering handle 11 is turned and the left and right front wheels FW1, FW2 are rotated due to the relative angular displacement. It is necessary to twist the torsion bar 21 to cause relative angular displacement so that the rudder operation does not occur or becomes extremely small even if it occurs.

ここで、このようにトーションバー21のような弾性体の捩れ変形を利用する場合には、弾性体を軸線回りにて捩り方向に振動させるためにEPSモータ13から付与される回転トルクTtを変動させる周波数(以下、この周波数を加振周波数と称呼する。)の大きさに依存して、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2との相対角変位の発生挙動が変化する。すなわち、弾性体の一端部側を小さな加振周波数で捩り方向に振動させる場合には、弾性体に捩れ変形が生じず、一端部側と他端部側とが一体的に振動し、加振周波数を増加させるほど一端部側と他端部側とに捩れ変形が生じる。この捩れ変形量は、加振周波数を増加させるほど小さくなる傾向がある。このような系においては、入力側シャフト12a1が振動(回転)しなくなり、出力側シャフト12a2のみが振動(回転)する周波数が存在する。以下、この時の加振周波数を特に「反共振周波数」と称呼する。そして、この反共振周波数から加振周波数を増加させ、ある程度加振周波数が大きくなると、一端部側と他端部側とが共振する周波数が存在する。以下、この時の加振周波数を特に「共振周波数」と称呼する。   Here, when the torsional deformation of the elastic body such as the torsion bar 21 is used as described above, the rotational torque Tt applied from the EPS motor 13 is fluctuated to vibrate the elastic body in the torsional direction around the axis. The generation behavior of the relative angular displacement between the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2 changes depending on the magnitude of the frequency to be applied (hereinafter, this frequency is referred to as an excitation frequency). That is, when one end portion of the elastic body is vibrated in the torsional direction with a small excitation frequency, the elastic body does not undergo torsional deformation, and the one end side and the other end side vibrate integrally and vibrate. As the frequency is increased, torsional deformation occurs on one end side and the other end side. This amount of torsional deformation tends to decrease as the excitation frequency is increased. In such a system, there is a frequency at which the input side shaft 12a1 does not vibrate (rotate) and only the output side shaft 12a2 vibrates (rotates). Hereinafter, the excitation frequency at this time is particularly referred to as “anti-resonance frequency”. When the excitation frequency is increased from this anti-resonance frequency and the excitation frequency is increased to some extent, there is a frequency at which the one end side and the other end side resonate. Hereinafter, the excitation frequency at this time is particularly referred to as “resonance frequency”.

このことを入力側シャフト12a1、トーションバー21及び出力側シャフト12a2について、図5に示すような検討モデルを用いて説明する。なお、この検討モデルにおいては、トーションバー21の弾性率(又は剛性率)をKtとするとともに、入力側シャフト12a1の剛性率(又は弾性率)をKcとする。また、EPSモータ13を駆動させることにより出力側シャフト12a2に付与される回転トルクTtに起因する出力側シャフト12a2の回転角をθmとするとともに、入力側シャフト12a1の回転角をθcとし、又、操舵ハンドル11の回転角をθwとする。さらに、出力側シャフト12a2の慣性モーメントをJm、入力側シャフト12a1の慣性モーメントをJc及び操舵ハンドル11の慣性モーメントをJwとする。   This will be described for the input side shaft 12a1, the torsion bar 21, and the output side shaft 12a2 using a study model as shown in FIG. In this study model, the elastic modulus (or rigidity) of the torsion bar 21 is Kt, and the rigidity (or elastic modulus) of the input side shaft 12a1 is Kc. Further, the rotational angle of the output side shaft 12a2 caused by the rotational torque Tt applied to the output side shaft 12a2 by driving the EPS motor 13 is set to θm, the rotational angle of the input side shaft 12a1 is set to θc, The rotation angle of the steering handle 11 is θw. Further, the inertia moment of the output side shaft 12a2 is Jm, the inertia moment of the input side shaft 12a1 is Jc, and the inertia moment of the steering handle 11 is Jw.

このようなモデルに対して、本願発明者は種々の実験を行うことにより、上記モデルにおける反共振周波数すなわちトーションバー21の一端部側のみが振動(回転)し、他端部側が振動(回転)しなくなる加振周波数を特定するとともに、上記モデルにおける共振周波数すなわちトーションバー21の一端部側と他端部側とが共振する加振周波数を特定した。なお、上記モデルにおける反共振周波数及び共振周波数は、上記各物性値、具体的には、トーションバー21の弾性率Kt、入力側シャフト12a1の剛性率(弾性率)Kc、出力側シャフト12a2の慣性モーメントJm、入力側シャフト12a1の慣性モーメントJc及び操舵ハンドル11の慣性モーメントJwを適宜設定することにより変化させることができる。また、上記のように特定される共振周波数については、反共振周波数から周波数を増加させたときに最初に出力側シャフト12a2と入力側シャフト12a1とに共振が発生する周波数であるとよい。   The inventor of the present application performs various experiments on such a model to vibrate (rotate) only the anti-resonance frequency in the above model, that is, one end side of the torsion bar 21, and vibrate (rotate) the other end side. In addition to specifying the excitation frequency that does not occur, the resonance frequency in the above model, that is, the excitation frequency at which one end side and the other end side of the torsion bar 21 resonate was specified. The anti-resonance frequency and the resonance frequency in the above model are the physical properties described above, specifically, the elastic modulus Kt of the torsion bar 21, the rigidity (elastic modulus) Kc of the input side shaft 12a1, and the inertia of the output side shaft 12a2. The moment Jm, the inertia moment Jc of the input side shaft 12a1 and the inertia moment Jw of the steering handle 11 can be changed by appropriately setting. Further, the resonance frequency specified as described above may be a frequency at which resonance first occurs in the output side shaft 12a2 and the input side shaft 12a1 when the frequency is increased from the antiresonance frequency.

ところで、加振周波数によってEPSモータ13による回転トルクTtを変動させるすなわち出力側シャフト12a2を捩り方向に振動させると入力側シャフト12a1も捩り方向に振動する。このため、入力側シャフト12a1に連結された操舵ハンドル11も回動方向に振動するようになる。   By the way, when the rotational torque Tt by the EPS motor 13 is changed by the excitation frequency, that is, when the output side shaft 12a2 is vibrated in the twisting direction, the input side shaft 12a1 is also vibrated in the twisting direction. For this reason, the steering handle 11 connected to the input side shaft 12a1 also vibrates in the turning direction.

したがって、異常の発生している磁気センサ24を特定するために入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とに強制的に相対角変位を生じさせるときに、操舵ハンドル11の回動及び左右前輪FW1,FW2の転舵動作が生じないように、あるいは、生じても極めて小さくなるようにするためには、EPSモータ13により出力側シャフト12a2に付与される回転トルクTtを上記反共振周波数よりも大きな周波数であり、かつ、上記共振周波数よりも小さな周波数で変動させればよい。これにより、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とを連結するトーションバー21を適切に捩れ変形させることができて、操舵ハンドル11の回動及び左右前輪FW1,FW2の転舵動作が生じないように、あるいは、生じても極めて小さくなるようにすることができる。   Accordingly, when the relative angular displacement is forcibly generated in the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2 in order to identify the magnetic sensor 24 in which an abnormality has occurred, the turning of the steering handle 11 and the left and right front wheels FW1, In order to prevent the steering operation of FW2 from occurring or to make it extremely small even if it occurs, the rotational torque Tt applied to the output side shaft 12a2 by the EPS motor 13 is a frequency larger than the anti-resonance frequency. And it may be varied at a frequency smaller than the resonance frequency. As a result, the torsion bar 21 connecting the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2 can be appropriately twisted and deformed so that the turning of the steering handle 11 and the turning operation of the left and right front wheels FW1, FW2 do not occur. Alternatively, even if it occurs, it can be made extremely small.

このため、電子制御ユニット28は、トルクセンサ20に異常が発生していると判定すると、まず、車両が直進状態により走行しているか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット28は、操舵角センサ26から出力された信号を入力して操舵角θ(操舵ハンドル11の回転角θwに相当)を取得するとともに、車速センサ27から出力された信号を入力して車速Vを取得する。そして、例えば、操舵角θの値が略「0」であり、かつ、車速Vの値が正の値であれば、車両が直進状態により走行していると判定することができる。そして、電子制御ユニット28は、このように車両が直進状態により走行していると判定した場合、上記反共振周波数よりも大きく、かつ、上記共振周波数よりも小さな周波数として予め設定された加振周波数(以下、「特定加振周波数」と称呼する。)で出力側シャフト12a2を捩り方向に振動させるように、駆動回路29を介してEPSモータ13を駆動させて出力側シャフト12a2に所定の大きさの回転トルクTtを変動させて付与させる。   Therefore, if the electronic control unit 28 determines that an abnormality has occurred in the torque sensor 20, it first determines whether or not the vehicle is traveling in a straight traveling state. That is, the electronic control unit 28 receives the signal output from the steering angle sensor 26 to acquire the steering angle θ (corresponding to the rotation angle θw of the steering handle 11), and inputs the signal output from the vehicle speed sensor 27. To obtain the vehicle speed V. For example, if the value of the steering angle θ is approximately “0” and the value of the vehicle speed V is a positive value, it can be determined that the vehicle is traveling straight. When the electronic control unit 28 thus determines that the vehicle is traveling in a straight traveling state, the excitation frequency that is set in advance as a frequency that is higher than the anti-resonance frequency and lower than the resonance frequency. The EPS motor 13 is driven via the drive circuit 29 so that the output side shaft 12a2 vibrates in the torsional direction (hereinafter referred to as “specific excitation frequency”), and the output side shaft 12a2 has a predetermined size. The rotational torque Tt is varied and applied.

このように、EPSモータ13が特定加振周波数によって所定の回転トルクTtを変動させて付与することにより、出力側シャフト12a2は捩れ方向に振動し、トーションバー21を介して連結された入力側シャフト12a1は振動しない。すなわち、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2との間には、強制的に相対角変位が生じる。これにより、トルクセンサ20を構成する2つの磁気センサ24A,24Bは、それぞれ、相対角変位に応じた回転トルクT1,T2を表す信号を電子制御ユニット28に出力する。   In this manner, the EPS motor 13 varies and applies the predetermined rotational torque Tt according to the specific excitation frequency, whereby the output side shaft 12a2 vibrates in the torsional direction and is connected via the torsion bar 21. 12a1 does not vibrate. That is, a relative angular displacement is forcibly generated between the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2. Thus, the two magnetic sensors 24A and 24B constituting the torque sensor 20 output signals representing the rotational torques T1 and T2 corresponding to the relative angular displacement to the electronic control unit 28, respectively.

電子制御ユニット28においては、磁気センサ24A,24Bから出力された信号を入力し、この信号によって表される回転トルクT1、T2を取得する。ここで、電子制御ユニット28は、特定加振周波数によってEPSモータ13を駆動させて所定の回転トルクTtを出力側シャフト12a2に付与した場合、トルクセンサ20(すなわち、磁気センサ24A,24B)が出力すべき回転トルクとして実験的に決定され得る判定トルクTrefを予め記憶している。これにより、電子制御ユニット28は、前記取得した回転トルクT1,T2と判定トルクTrefとをそれぞれ比較し、回転トルクT1及び回転トルクT2のうち、判定トルクTrefに略一致する側の回転トルクを出力した磁気センサ24が正常であると判定する。すなわち、判定トルクTrefと一致しない回転トルクTを出力した磁気センサ24が異常を発生した磁気センサ24であると特定する。   In the electronic control unit 28, signals output from the magnetic sensors 24A and 24B are input, and rotational torques T1 and T2 represented by these signals are acquired. Here, when the electronic control unit 28 drives the EPS motor 13 at a specific excitation frequency and applies a predetermined rotational torque Tt to the output side shaft 12a2, the torque sensor 20 (ie, the magnetic sensors 24A and 24B) outputs the torque. A determination torque Tref that can be experimentally determined as the rotational torque to be stored is stored in advance. Thus, the electronic control unit 28 compares the acquired rotational torques T1 and T2 with the determination torque Tref, and outputs the rotational torque on the side substantially equal to the determination torque Tref out of the rotational torque T1 and the rotational torque T2. The determined magnetic sensor 24 is determined to be normal. That is, the magnetic sensor 24 that outputs the rotational torque T that does not coincide with the determination torque Tref is specified as the magnetic sensor 24 in which an abnormality has occurred.

そして、このように、異常の発生した磁気センサ24を特定すると、電子制御ユニット28は、正常な磁気センサ24によって出力された回転トルクTを操舵トルクTsとして採用し、上述したアシスト制御を継続させる。この場合においては、正常な磁気センサ24から出力される回転トルクTすなわち操舵トルクTsは、直接的にステアリングシャフト12に入力されるトルクを検出したものであり、かつ、極めて精度が高く正確である。このため、正常な磁気センサ24によって出力された回転トルクTを用いたアシスト制御は、トルクセンサ20が正常であるとき(すなわち、2つの磁気センサ24A,24Bがともに正常であるとき)と同等の目標アシストトルクTaを演算することができる。   When the abnormal magnetic sensor 24 is identified in this way, the electronic control unit 28 adopts the rotational torque T output by the normal magnetic sensor 24 as the steering torque Ts, and continues the assist control described above. . In this case, the rotational torque T output from the normal magnetic sensor 24, that is, the steering torque Ts is obtained by directly detecting the torque input to the steering shaft 12, and is extremely accurate and accurate. . For this reason, the assist control using the rotational torque T output by the normal magnetic sensor 24 is equivalent to when the torque sensor 20 is normal (that is, when the two magnetic sensors 24A and 24B are both normal). The target assist torque Ta can be calculated.

したがって、電子制御ユニット28は演算した目標アシストトルクTaの大きさと予め定めた関係にあるモータ電流指令値を決定して駆動回路29に供給し、駆動回路29は供給されたモータ電流指令値に相当する駆動電流をEPSモータ13に供給することができる。これにより、トルクセンサ20に異常が発生した場合であっても、EPSモータ13が適切かつ正確な目標アシストトルクTaをラックバー15に伝達することができ、運転者は良好な操舵フィーリングを知覚しながら操舵ハンドル11を回動操作することができる。   Therefore, the electronic control unit 28 determines a motor current command value having a predetermined relationship with the calculated target assist torque Ta and supplies the motor current command value to the drive circuit 29. The drive circuit 29 corresponds to the supplied motor current command value. The driving current to be supplied can be supplied to the EPS motor 13. As a result, even if an abnormality occurs in the torque sensor 20, the EPS motor 13 can transmit an appropriate and accurate target assist torque Ta to the rack bar 15, and the driver perceives a good steering feeling. The steering handle 11 can be rotated while being operated.

以上の説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、トルクセンサ20に異常が発生した場合において、強制的に2つの磁気センサ24A,24Bから回転トルクT1,T2を表す信号を出力させて、これら出力された回転トルクT1,T2(出力信号)を用いて異常の発生した磁気センサ24を正確に特定することができる。このとき、EPSモータ13を反共振周波数よりも大きく、かつ、共振周波数よりも小さな特定加振周波数によって駆動させて出力側シャフト12a2に付与するトルクを変動させて出力側シャフト12a2を捩り方向に振動させることにより、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とに相対角変位を適切に生じさせる一方で、操舵ハンドル11の大きな回動及び左右前輪FW1,FW2の大きな転舵動作が生じさせないようにすることができる。これにより、電子制御ユニット28が2つの磁気センサ24A,24Bのうちの何れかに異常が発生しているか否かを特定する場合であっても、運転者が違和感を覚えることがない。   As can be understood from the above description, according to the above embodiment, when an abnormality occurs in the torque sensor 20, signals indicating the rotational torques T1 and T2 are forcibly output from the two magnetic sensors 24A and 24B. Thus, it is possible to accurately identify the magnetic sensor 24 in which an abnormality has occurred by using the output rotational torques T1 and T2 (output signals). At this time, the EPS motor 13 is driven at a specific excitation frequency that is higher than the anti-resonance frequency and lower than the resonance frequency, and the torque applied to the output side shaft 12a2 is varied to vibrate the output side shaft 12a2 in the torsional direction. As a result, the relative angular displacement is appropriately generated in the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2, while the large turning of the steering handle 11 and the large turning operation of the left and right front wheels FW1, FW2 are prevented from occurring. be able to. Thus, even when the electronic control unit 28 specifies whether or not an abnormality has occurred in one of the two magnetic sensors 24A and 24B, the driver does not feel uncomfortable.

さらに、異常の発生した磁気センサ24を特定する、言い換えれば、正常に作動している磁気センサ24を特定し、この正常な磁気センサ24による回転トルクTを操舵トルクTsとして採用することができる。これにより、トルクセンサ20に異常が発生した場合であっても、トルクセンサ20が正常であるとき(すなわち、2つの磁気センサ24A,24Bがともに正常であるとき)と同等の極めて適切なアシスト制御を継続させることができる。これにより、運転者が操舵ハンドル11を操作する際の負担を適切に軽減することができるとともに、運転者が良好な操舵フィーリングを知覚しながら操舵ハンドル11を回動操作することができて、極めて好適である。   Furthermore, the magnetic sensor 24 in which an abnormality has occurred can be specified, in other words, the magnetic sensor 24 that is operating normally can be specified, and the rotational torque T by the normal magnetic sensor 24 can be adopted as the steering torque Ts. As a result, even when an abnormality occurs in the torque sensor 20, extremely appropriate assist control equivalent to that when the torque sensor 20 is normal (that is, when the two magnetic sensors 24A and 24B are both normal). Can be continued. As a result, the burden when the driver operates the steering handle 11 can be reduced appropriately, and the driver can rotate the steering handle 11 while perceiving a good steering feeling. Very suitable.

本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。   The implementation of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、電子制御ユニット28が、トルクセンサ20に異常が発生した場合に、トルクセンサ20を構成する2つの磁気センサ24A,24Bの何れかに異常が発生しているか否かを判定するように実施した。これに対して、電子制御ユニット28が、トルクセンサ20に異常が発生しているか否かに関わらず、常に、あるいは、所定の時間間隔により、2つの磁気センサ24A,24Bの何れかに異常が発生しているか否かを判定するように実施することも可能である。これにより、常にトルクセンサ20(すなわち、2つの磁気センサ24A,24B)の作動状態を適切に監視することができ、常に適切なアシスト制御を実行することができる。   For example, in the above-described embodiment, when an abnormality occurs in the torque sensor 20, the electronic control unit 28 determines whether an abnormality has occurred in one of the two magnetic sensors 24A, 24B that constitute the torque sensor 20. It carried out to judge. On the other hand, regardless of whether or not an abnormality has occurred in the torque sensor 20, the electronic control unit 28 has an abnormality in one of the two magnetic sensors 24A and 24B at all times or at a predetermined time interval. It is also possible to determine whether or not it has occurred. Thereby, the operating state of the torque sensor 20 (that is, the two magnetic sensors 24A and 24B) can always be properly monitored, and appropriate assist control can always be executed.

また、上記実施形態においては、トルクセンサ20を複数のセンサとして2つの磁気センサ24A,24Bから構成するように実施した。この場合、トルクセンサ20を構成する磁気センサ24の数については、2つに限定されるものではなく、3つ以上の磁気センサ24を用いてトルクセンサ20を構成して実施可能であることはいうまでもない。この場合であっても、上記実施形態と同様に、異常の発生している磁気センサ24を的確に特定することができるため、上記実施形態と同様の効果が得られる。   Moreover, in the said embodiment, it implemented so that the torque sensor 20 might be comprised from two magnetic sensors 24A and 24B as a some sensor. In this case, the number of the magnetic sensors 24 constituting the torque sensor 20 is not limited to two, and the torque sensor 20 can be implemented using three or more magnetic sensors 24. Needless to say. Even in this case, similarly to the above-described embodiment, the magnetic sensor 24 in which an abnormality has occurred can be accurately identified, and thus the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

また、上記実施形態においては、電動パワーステアリング装置10におけるメインシャフト12a1を構成する出力側シャフト12a2に対してEPSモータ13を駆動力伝達可能に連結して、所謂、コラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置10を採用して実施した。この場合、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とに相対角変位を生じさせることができれば、EPSモータ13の配設位置は限定されるものではなく、例えば、ピニオンシャフト12cに対してEPSモータ13を駆動力伝達可能に連結する、所謂、ピニオンアシストタイプの電動パワーステアリング装置10を採用して実施したり、転舵ギアユニットUを構成するラックバー15に対してEPSモータ13を駆動力伝達可能に連結する、所謂、ラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置10を採用して実施することも可能である。これらの場合であっても、入力側シャフト12a1と出力側シャフト12a2とに確実に相対角変位を生じさせることができるため、上記実施形態と同様の効果が得られる。   In the above-described embodiment, the so-called column assist type electric power steering apparatus is configured such that the EPS motor 13 is connected to the output side shaft 12a2 constituting the main shaft 12a1 in the electric power steering apparatus 10 so as to transmit the driving force. 10 was employed. In this case, the arrangement position of the EPS motor 13 is not limited as long as the relative angular displacement can be generated between the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2. For example, the EPS motor 13 with respect to the pinion shaft 12c is not limited. The so-called pinion assist type electric power steering device 10 is used to transmit the driving force, and the EPS motor 13 can be transmitted to the rack bar 15 constituting the steered gear unit U. It is also possible to employ a so-called rack-assist type electric power steering device 10 that is connected to the vehicle. Even in these cases, since the relative angular displacement can be surely generated in the input side shaft 12a1 and the output side shaft 12a2, the same effect as the above embodiment can be obtained.

また、上記実施形態においては、トルクセンサ20が2つの磁気センサ24A,24Bから構成されるように実施した。この場合、トルクセンサ20が操舵トルクTsを出力できるように、ステアリングシャフト12に入力されるトルクの変動に起因して変化する物理量を検出するものであれば、例えば、捩れに伴う角度を検出する複数のレゾルバセンサ等、如何なる複数のセンサからトルクセンサ20が構成されてもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様に、トルクセンサ20を構成する複数のセンサの正常又は異常を正確に判定することができ、その結果、アシスト制御を適切に継続させることができる。   Moreover, in the said embodiment, it implemented so that the torque sensor 20 might be comprised from two magnetic sensors 24A and 24B. In this case, if a physical quantity that changes due to fluctuations in the torque input to the steering shaft 12 is detected so that the torque sensor 20 can output the steering torque Ts, for example, an angle associated with torsion is detected. The torque sensor 20 may be composed of any plurality of sensors such as a plurality of resolver sensors. Even in this case, the normality or abnormality of the plurality of sensors constituting the torque sensor 20 can be accurately determined as in the above embodiment, and as a result, the assist control can be continued properly.

さらに、上記実施形態においては、電動モータ13(EPSモータ13)を駆動させることによりアシストトルクを発生させる電動パワーステアリング装置10に本装置を適用して実施した。この場合、例えば、油圧機構等、電動モータ13(EPSモータ13)以外の駆動力によってアシストトルクを発生させるパワーステアリング装置に本装置を適用して実施可能であることは言うまでもない。このように、電動モータ13(EPSモータ13)以外の駆動源を採用する場合であっても、この駆動源を特定加振周波数で駆動させることが可能であれば、トルクセンサ20を構成する2つのセンサとしての磁気センサ24A,24Bに強制的に出力させることが可能であるため、上記実施形態と同様に、異常が発生している側の磁気センサ24を的確に特定することができる。したがって、上記実施形態と同様の効果が期待できる。   Furthermore, in the said embodiment, it implemented by applying this apparatus to the electric power steering apparatus 10 which generates the assist torque by driving the electric motor 13 (EPS motor 13). In this case, it is needless to say that the present apparatus can be applied to a power steering apparatus that generates assist torque by a driving force other than the electric motor 13 (EPS motor 13) such as a hydraulic mechanism. Thus, even when a drive source other than the electric motor 13 (EPS motor 13) is employed, the torque sensor 20 is configured if the drive source can be driven at a specific excitation frequency. Since the magnetic sensors 24A and 24B as the two sensors can be forcibly output, the magnetic sensor 24 on the side where an abnormality has occurred can be accurately identified as in the above embodiment. Therefore, the same effect as the above embodiment can be expected.

10…電動パワーステアリング装置、11…操舵ハンドル、12…ステアリングシャフト、12a…メインシャフト、12a1…入力側シャフト(第1シャフト)、12a2…出力側シャフト(第2シャフト)、12b…インターメディエイトシャフト、12c…ピニオンシャフト、12d,12e…ユニバーサルシャフト、13…EPSモータ(電動モータ)、14…ピニオンギア、15…ラックバー、20…トルクセンサ(トルク取得手段)、21…トーションバー(弾性体)、22…磁石、23A,23B…磁気ヨーク、24A,24B…磁気センサ(複数のセンサ)、25A,25B…集磁リング、26…操舵角センサ、27…車速センサ、28…電子制御ユニット、29…駆動回路、C…電気制御装置(操舵制御装置)、U…転舵ギアユニット   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power steering apparatus, 11 ... Steering handle, 12 ... Steering shaft, 12a ... Main shaft, 12a1 ... Input side shaft (first shaft), 12a2 ... Output side shaft (second shaft), 12b ... Intermediate shaft , 12c ... pinion shaft, 12d, 12e ... universal shaft, 13 ... EPS motor (electric motor), 14 ... pinion gear, 15 ... rack bar, 20 ... torque sensor (torque acquisition means), 21 ... torsion bar (elastic body) , 22 ... magnets, 23A, 23B ... magnetic yokes, 24A, 24B ... magnetic sensors (multiple sensors), 25A, 25B ... magnetic flux collecting rings, 26 ... steering angle sensor, 27 ... vehicle speed sensor, 28 ... electronic control unit, 29 ... Drive circuit, C ... Electric control device (steering control device), U ... Turning A unit

Claims (6)

運転者によって操作される操舵ハンドルを支持するステアリングシャフトと、前記操舵ハンドルの操作に対してアシストトルクを付与する電動モータと、前記ステアリングシャフトに入力される操舵トルクを検出するための複数のセンサを含んで構成される操舵トルク取得手段と、前記操舵トルク取得手段によって取得された操舵トルクを用いて目標アシストトルクを算出し、同算出した目標アシストトルクに基づいて前記電動モータを駆動制御するアシスト制御手段とを備えた車両の操舵制御装置であって、
前記操舵トルク取得手段を構成する前記複数のセンサは、それぞれ、前記ステアリングシャフトに入力されるトルクの変動に起因して変化する同一の物理量を検出し、同検出した物理量に対応する信号を出力するものであり、
前記電動モータを所定の条件により駆動させて前記ステアリングシャフトに入力されるトルクを変動させ、前記複数のセンサからそれぞれが検出した物理量に対応する前記信号を出力させるセンサ信号出力手段と、
前記センサ信号出力手段によって前記複数のセンサからそれぞれ前記信号が出力されると、出力された前記信号をそれぞれ前記ステアリングシャフトに入力されたトルクに変換し、同変換したトルクと前記所定の条件により前記電動モータを駆動させたときに前記ステアリングシャフトに入力されるトルクとして予め設定された判定トルクとを比較して、前記複数のセンサのうちで異常の発生しているセンサを特定する異常発生センサ特定手段とを備え
前記ステアリングシャフトは、少なくとも、
前記操舵ハンドルに連結された第1シャフトと、前記電動モータに連結された第2シャフトと、前記第1シャフトと前記第2シャフトとが軸線回りにて捩れ変形可能な弾性体を介して互いに軸線回りに相対的に回転可能に連結されて構成されるものであり、
前記弾性体は、同弾性体を軸線回りにて捩り方向に振動させるために前記電動モータから前記第2シャフトに付与されるトルクを変動させる加振周波数の大きさに依存して、一端部側が小さい加振周波数で捩り方向に振動させられる場合には捩れ変形が生じずに前記一端部と他端部とが一体的に振動し、前記加振周波数を増加させるほど前記一端部と前記他端部とに捩れ変形が生じ、かつ、前記加振周波数を増加させるほど前記捩れ変形の捩れ変形量が小さくなるものであり、
前記センサ信号出力手段は、
前記第2シャフトを軸線回りにて回転させても前記第1シャフトに連結された前記操舵ハンドルを回転方向に変位させないように前記弾性体を捩れ変形させて前記ステアリングシャフトに入力されるトルクを変動させる条件を所定の条件として前記電動モータを駆動させることを特徴とする車両の操舵制御装置。
A steering shaft for supporting a steering handle operated by a driver; an electric motor for applying assist torque to the operation of the steering handle; and a plurality of sensors for detecting steering torque input to the steering shaft. A steering torque acquisition unit configured to calculate a target assist torque using the steering torque acquired by the steering torque acquisition unit, and drive control of the electric motor based on the calculated target assist torque A vehicle steering control device comprising:
Each of the plurality of sensors constituting the steering torque acquisition means detects the same physical quantity that changes due to a change in torque input to the steering shaft, and outputs a signal corresponding to the detected physical quantity. Is,
Sensor signal output means for driving the electric motor according to a predetermined condition to vary the torque input to the steering shaft, and outputting the signal corresponding to the physical quantity detected by each of the plurality of sensors;
When the signals are output from the plurality of sensors by the sensor signal output means, the output signals are converted into torques input to the steering shaft, respectively, and the converted torque and the predetermined condition An abnormality occurrence sensor specification that compares a determination torque set in advance as a torque input to the steering shaft when the electric motor is driven and identifies a sensor in which an abnormality has occurred among the plurality of sensors and means,
The steering shaft is at least
The first shaft connected to the steering handle, the second shaft connected to the electric motor, and the first shaft and the second shaft are axially connected to each other via an elastic body that can be torsionally deformed around the axis. It is constituted by being connected so as to be relatively rotatable around,
The elastic body has one end side depending on the magnitude of the excitation frequency that varies the torque applied from the electric motor to the second shaft to vibrate the elastic body in the torsional direction around the axis. When it is vibrated in the torsional direction at a small excitation frequency, the one end and the other end vibrate integrally without causing torsional deformation, and the one end and the other end increase as the excitation frequency increases. And the amount of torsional deformation of the torsional deformation decreases as the excitation frequency is increased.
The sensor signal output means includes
The torque input to the steering shaft is fluctuated by torsionally deforming the elastic body so that the steering handle connected to the first shaft is not displaced in the rotational direction even when the second shaft is rotated around the axis. A vehicle steering control apparatus , wherein the electric motor is driven with a predetermined condition as a condition to be performed.
請求項1に記載した車両の操舵制御装置において、
前記操舵トルク取得手段によって取得された前記操舵トルクが異常であるか否かを判定する取得操舵トルク異常判定手段を備え、
前記センサ信号出力手段は、
前記取得操舵トルク異常判定手段によって前記操舵トルクが異常であると判定されたとき、前記複数のセンサのそれぞれに前記信号を出力させることを特徴とする車両の操舵制御装置。
In the vehicle steering control device according to claim 1,
An acquired steering torque abnormality determination unit that determines whether or not the steering torque acquired by the steering torque acquisition unit is abnormal;
The sensor signal output means includes
A vehicle steering control device, wherein when the acquired steering torque abnormality determining means determines that the steering torque is abnormal, the plurality of sensors output each of the signals.
請求項に記載した車両の操舵制御装置において、
前記センサ信号出力手段は、
前記弾性体を介して互いに連結された前記第1シャフトと前記第2シャフトに対して、前記第2シャフトを介して前記弾性体を軸線回りにて捩り方向に振動させたときに前記第2シャフトのみが振動し、前記第1シャフトが振動しなくなる反共振周波数よりも大きく、かつ、前記第2シャフトを介して前記弾性体を軸線回りにて捩り方向に振動させたときに前記第2シャフトと前記第1シャフトとが共振して振動する共振周波数よりも小さい周波数によって前記ステアリングシャフトに入力されるトルクを変動させる条件を前記所定の条件として前記電動モータを駆動させることを特徴とする車両の操舵制御装置。
In the vehicle steering control device according to claim 1 ,
The sensor signal output means includes
The second shaft when the elastic body is vibrated in the torsional direction around the axis with respect to the first shaft and the second shaft connected to each other via the elastic body. And the second shaft when the elastic body is vibrated in the torsional direction around the axis via the second shaft, and the anti-resonance frequency at which the first shaft does not vibrate. Steering a vehicle characterized in that the electric motor is driven with the condition that the torque input to the steering shaft is fluctuated by a frequency smaller than a resonance frequency at which the first shaft resonates and vibrates. Control device.
請求項1ないし請求項のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵制御装置において、
前記操舵トルク取得手段は、
前記複数のセンサのうち、前記異常発生センサ特定手段によって異常の発生しているセンサとして特定されていないセンサが検出した物理量を用いて前記操舵トルクを取得し、
前記アシスト制御手段は、
前記操舵トルク取得手段によって前記取得された前記操舵トルクを用いて前記目標アシストトルクを算出し、同算出した目標アシストトルクに基づいて前記電動モータを駆動制御することを特徴とする車両の操舵制御装置。
In the steering control device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3 ,
The steering torque acquisition means
Of the plurality of sensors, the steering torque is acquired using a physical quantity detected by a sensor not specified as a sensor in which an abnormality has occurred by the abnormality occurrence sensor specifying means,
The assist control means includes
The vehicle steering control apparatus, wherein the target assist torque is calculated using the steering torque acquired by the steering torque acquisition means, and the electric motor is driven and controlled based on the calculated target assist torque. .
請求項1ないし請求項のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵制御装置において、
前記複数のセンサは、それぞれ、
前記ステアリングシャフトに入力されるトルクの変動に起因して変化する磁束密度を前記物理量として検出することを特徴とする車両の操舵制御装置。
In the vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 4 ,
Each of the plurality of sensors is
A steering control apparatus for a vehicle, wherein a magnetic flux density that changes due to a fluctuation in torque input to the steering shaft is detected as the physical quantity.
請求項に記載した車両の操舵制御装置において、
前記磁束密度は、
前記ステアリングシャフトに入力されるトルクの変動に起因した前記ステアリングシャフトの軸線回りにおける捩れによって変化することを特徴とする車両の操舵制御装置。
In the vehicle steering control device according to claim 5 ,
The magnetic flux density is
A steering control device for a vehicle, wherein the steering control device changes due to torsion around an axis of the steering shaft due to fluctuations in torque input to the steering shaft.
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