JP2005161947A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置のうち、特に電動機の動力を操舵機構に作用させることによりドライバの操舵力を軽減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 apparatus, in particular, an electric power steering apparatus that reduces the steering force of a driver by applying the power of an electric motor to a steering mechanism.
従来の電動パワーステアリング装置として特許文献1に記載の技術が開示されている。この公報において、電動パワーステアリング装置はエンジンの駆動が検出されない場合であっても、車速センサの検出する車速が所定値以上の場合には電動機を継続して駆動して操舵アシストを行っている。
例えば車庫から大きく舵を切りながら発進するような場合にあっては、車速が0に近く車速センサの検出する車速が所定値以下であるため、操舵アシストが行われず運転者の操舵負荷が増大するという問題がある。 For example, in the case of starting from a garage while largely turning the rudder, the vehicle speed is close to 0 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is equal to or less than a predetermined value, so steering assist is not performed and the driver's steering load increases. There is a problem.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電動パワーステアリング装置において、車速センサの検出する車速が所定値以下であっても操舵アシストを行うことが可能な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 paying attention to the above problems, and provides an electric power steering device capable of performing steering assist even in a case where the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is equal to or less than a predetermined value. For the purpose.
電動パワーステアリング装置において、イグニション信号検出手段によりイグニション信号が検出され、エンジン回転信号検出手段によりエンジン回転が検出されない場合であって、且つ車速信号検出手段によって所定値以上の車速が検出されるときは、エンジン回転信号検出手段の異常と判定して、この異常を不揮発性メモリに記憶し、イグニション信号検出手段によりイグニション信号が検出され、且つ不揮発性メモリにエンジン回転信号検出手段の異常が記憶されているときは、電動機制御手段により電動機を駆動制御することとした。 In the electric power steering apparatus, when the ignition signal is detected by the ignition signal detection means and the engine rotation is not detected by the engine rotation signal detection means, and when a vehicle speed of a predetermined value or more is detected by the vehicle speed signal detection means The engine rotation signal detecting means is determined to be abnormal, the abnormality is stored in the nonvolatile memory, the ignition signal is detected by the ignition signal detecting means, and the abnormality of the engine rotation signal detecting means is stored in the nonvolatile memory. When the motor is in operation, the motor is controlled by the motor control means.
よって、例えば車庫から大きく舵を切りながら発進する場合のように車速センサの検出する車速が所定値以下の場合であっても、操舵アシストを行うことができる。 Therefore, steering assist can be performed even when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is equal to or less than a predetermined value, for example, when the vehicle is started from a garage with a large rudder.
以下、本発明の電動パワーステアリング装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing the electric power steering apparatus of the present invention will be described based on Example 1 shown in the drawings.
まず、本実施例の電動パワーステアリング装置を説明するにあたり、電動パワーステアリング装置の全体構成について説明する。 First, in describing the electric power steering apparatus of the present embodiment, the overall configuration of the electric power steering apparatus will be described.
図1は本実施例における電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
まず、構成について説明すると、ステアリングホイール1は、入力軸側ステアリングシャフト2a、出力軸側ステアリングシャフト2b、ユニバーサルジョイント3、中間シャフト4及びユニバーサルジョイント5を介してピニオン軸6に連結されている。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electric power steering apparatus according to the present embodiment.
First, the configuration will be described. The steering wheel 1 is connected to the
このピニオン軸6の下端部は、水平に延びるラック軸7に噛合し、該ラック軸7とピニオン軸6によりラックアンドピニオン機構を構成している。ラック軸の両端部は、各々タイロッド8a、8bを介して操舵輪(図示せず)に接続され、ラック軸7が水平方向に移動することで左右の車輪が操舵されるようになっている。
The lower end portion of the
ステアリングシャフト2aにはステアリングホイール1の操舵トルクを検出するトルクセンサ9が設けられ、該ステアリングホイール1の操舵力を補助するアシストモータ10が減速器11を介してステアリングシャフト2bに結合されている。
The
コントロールユニット12は、バッテリ13からイグニションスイッチ14を介して電力が供給され、トルクセンサ9で算出された操舵トルク、エンジン回転数センサ16で算出されたエンジン回転数及び車速センサ15で検出された車速に基づいてモータ駆動電流(指示電流)を求め、該指令電流値に基づいてアシストモータ10に供給する電流を制御する。
The
図2は、本実施例におけるコントロールユニット12内の構成を表すブロック図である。
アシストトルク算出手段120は、トルクセンサ9で算出された操舵トルク、エンジン回転数センサ16で算出されたエンジン回転数及び車速センサ15で検出された車速に基づいて、モータ駆動電流のベースとなる基本アシストトルク(またはアシスト電流)をマップ等より算出する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration inside the
The assist torque calculating
車速算出手段121は、車速センサ15において検出された車速信号に基づいて車速を算出する。
The vehicle speed calculation means 121 calculates the vehicle speed based on the vehicle speed signal detected by the
エンジン回転数算出手段122は、エンジン回転数センサ16において検出されたエンジン回転信号により、エンジン回転数を算出する。
The engine speed calculation means 122 calculates the engine speed based on the engine speed signal detected by the
指示電流算出手段123は、アシストトルク算出手段120において求められた基本アシストトルクを用いてモータ駆動用の指示電流I*を算出する。
The command
PWM DUTY決定手段124は、指示電流算出手段123において算出された指示電流I*と、モータ電流検出手段126において算出されたモータ電流に基づきPWM DUTYを算出する。
The PWM
異常検出手段125は、検出された各信号に基づいてシステムの異常を検出し、異常を検出した場合はパワー素子駆動手段127及び電流リミット設定手段130に駆動禁止信号を出力する。
The
モータ電流検出手段126は、モータ電流検出抵抗の両端電圧よりモータ電流を検出する。 The motor current detection means 126 detects the motor current from the voltage across the motor current detection resistor.
パワー素子駆動手段127は、PWM DUTY決定手段124において決定したPWM DUTYに従って、Hブリッジ回路129のHブリッジを構成するパワー素子(FET)129a,129b,129c,129dをON-OFFする駆動信号を出力する。
The power element driving means 127 outputs a drive signal for turning on and off the power elements (FETs) 129a, 129b, 129c, and 129d constituting the H bridge of the
モータ電流検出抵抗128は、アシストモータ10に供給される電流を電圧変換し、モータ電流検出手段126に出力する。
The motor
Hブリッジ回路129において、パワー素子(FET)129a,129b,129c,129dのON-OFFによりバッテリ電圧13を、例えば右に切る場合は、パワー素子129c,アシストモータ10,パワー素子129b,GND間に印加し、指示電流I*に応じた電流を通電する。
In the H-
電流リミット設定手段130は、異常検出手段125において異常が検出された場合に、指示電流I*に対し出力制限を加える。
The current
不揮発性メモリ131は、異常検出手段125における異常の内容を記憶する。詳細については後述する。
The
(エンジン回転信号検出異常をメモリに記憶する制御)
図3は、エンジン回転信号の検出異常を不揮発性メモリ131に記憶する制御内容を表すフローチャートである。
(Control to store engine rotation signal detection abnormality in memory)
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of control for storing the detection abnormality of the engine rotation signal in the
ステップ201において、イグニッションスイッチ14がONであるかどうかを判定する。ONのときはステップ202へ進み、それ以外はイグニッションスイッチ14がONするまでステップを繰り返す。
In
ステップ202において、エンジン回転数センサ16の異常履歴が有るかどうかを判定する。履歴有の場合はステップ203へ進み、履歴が無い場合はステップ204へ進む。
In
ステップ203において、制御開始フラグをセットし、ステップ205へ進む。
In
ステップ204において、エンジン回転数センサ16の異常履歴が無いため制御開始フラグをクリアして、ステップ205へ進む。
In
ステップ205において、エンジン回転数センサ16からの信号に基づき、エンジン回転数が完爆判定値を超え、エンジンが始動したかどうかを確認する。エンジンが始動した場合はステップ206へ進む。それ以外はステップ207へ進む。
In
ステップ206において、制御開始フラグをセットし、ステップ209へ進む。
In
ステップ207において、操舵トルクが規定値以上であるかどうかを判定する。規定値以上のときはステップ206へ進み、それ以外はステップ208へ進む。
In
ステップ208において、制御開始フラグがセットされているかどうかを判定する。フラグがセットされている場合はステップ209へ進み、それ以外はステップ216へ進む。
In
ステップ209において、アシストトルクを算出し、ステップ210へ進む。
In
ステップ210において、モータ目標電流を算出し、ステップ211へ進む。
In
ステップ211において、エンジン回転数センサ16の異常履歴があるかどうかを判定する。異常履歴があるときはステップ212へ進み、それ以外はステップ213へ進む。
In
ステップ212において、リミッタ処理を行い、ステップ213へ進む。尚、リミッタ処理の詳細については後述する。
In
ステップ213において、モータ電流の読込みを行い、ステップ214へ進む。
In
ステップ214において、モータ電圧を算出し、ステップ215へ進む。
In
ステップ215において、モータ電圧(PWM出力)を出力し、ステップ216へ進む。
In
ステップ216において、エンジン回転数センサ16の異常判断を行い、ステップ217へ進む。尚、異常判断については、所定値以上の車速が出ているにも係わらずエンジン回転信号に異常が検出されるときにエンジン回転数センサ16の異常と判定する。
In
ステップ217において、エンジン回転数センサ16の異常があるかどうかを確認する。異常があるときはステップ218へ進み、それ以外はステップ220へ進む。
In
ステップ218において、エンジン回転数センサ異常履歴を不揮発性メモリ131へ書込み、ステップ219へ進む。
In
ステップ219において、制御開始フラグをセットし、ステップ222へ進む。
In
ステップ220において、エンジン回転数センサ16の異常履歴が有るかどうかを判定する。異常履歴が有る場合はステップ221へ進み、それ以外はステップ222へ進む。
In
ステップ221において、エンジン回転数センサ16の異常履歴を消去し、ステップ222へ進む。
In
ステップ222において、イグニションスイッチ14が0FFであるかどうかを判定する。イグニションスイッチ14がOFFの場合はステップ223へ進み、それ以外はステップ205へ進む。
In
ステップ223において、制御終了処理を行い、本制御フローを終了する。
In
図4は、エンジン回転信号の検出異常を不揮発性メモリ131に記憶する制御内容を表すタイムチャートである。
時刻t1において、イグニションスイッチがONする。
FIG. 4 is a time chart showing the control contents for storing the detection abnormality of the engine rotation signal in the
At time t1, the ignition switch is turned on.
時刻t2において、エンジン回転数が完爆判定値を超え、エンジン始動が確認されると、制御開始フラグをセットする。制御開始フラグがセットされると、アシストトルクを算出後、モータ目標電流を算出する。エンジン回転数センサ16の異常履歴が無いため、モータ電流を読み込みモータ電圧を出力する。
At time t2, when the engine speed exceeds the complete explosion determination value and engine start is confirmed, a control start flag is set. When the control start flag is set, the motor target current is calculated after calculating the assist torque. Since there is no abnormality history of the
時刻t3において、エンジン回転数センサ16に異常が確認されると、エンジン回転数センサ16の異常履歴を不揮発性メモリ131に記憶し、エンジン回転数センサ異常フラグを1にする。このとき、イグニッションスイッチがOFFとなるまでは、操舵アシスト制御は継続され、後述するリミッタ処理が行われる。
When an abnormality is confirmed in the
時刻t4において、イグニションスイッチ14がOFFとなる。このとき、不揮発性メモリ131にエンジン回転数センサ16の異常履歴が記憶されているため、制御開始フラグをクリアする。
At time t4, the
時刻t5において、不揮発性メモリ131にエンジン回転数センサ16の異常履歴が記憶されている状態で、再度イグニションスイッチがONとなる。よって、制御開始フラグをセットする。
At time t5, the ignition switch is turned on again with the abnormality history of the
時刻t6において、アシストトルクを算出後、モータ目標電流を算出する。エンジン回転数センサ16の異常履歴が記憶されているため、リミッタ処理を行った後、モータ電流を読み込みモータ電圧を出力する。
At time t6, after calculating the assist torque, the motor target current is calculated. Since the abnormality history of the
(リミッタ処理)
図5は、エンジン回転数センサ16の異常が記憶された場合におけるリミッタ処理の内容を表すタイムチャートである。
時刻t2において、エンジン回転数が正常に検出されているため、電流制限値を正常時のリミッタ値であるモータ電流第1リミッタ値に設定している。
(Limiter processing)
FIG. 5 is a time chart showing the content of the limiter process when the abnormality of the
At time t2, since the engine speed is detected normally, the current limit value is set to the motor current first limiter value that is the limiter value at the normal time.
時刻t3において、エンジン回転信号に異常が検出された場合、不揮発性メモリ131に異常を記憶する。このとき、電流制限値をモータ電流第1リミッタ値よりも低いモータ電流第2リミッタ値に設定する。すなわち、エンジン回転信号に異常が検出される状況には、
(状況1)エンジン回転センサの断線等により実際はエンジン回転しているにも係わらずエンジン回転が検出されない場合
(状況2)実際にエンジンが回転していないためにエンジン回転が検出されない場合
が想定される。
If an abnormality is detected in the engine rotation signal at time t3, the abnormality is stored in the
(Situation 1) When engine rotation is not detected even though the engine is actually rotating due to disconnection of the engine rotation sensor, etc. (Situation 2) It is assumed that engine rotation is not detected because the engine is not actually rotating. The
(状況2)のように実際にエンジンが回転していない場合にはバッテリ13に蓄電することができない。そのため、エンジン回転が検出されない場合はアシストモータ10に出力制限を与えないと、アシストモータ10による消費電力が大きすぎた場合にバッテリ13の蓄電量が不足する虞がある。
When the engine is not actually rotating as in (Situation 2), the
そこで、不揮発性メモリ131にエンジン回転信号の異常が記憶されている場合は、アシストモータ10に加える駆動制御信号のリミッタ値を、異常が記憶される前のリミッタ値であるモータ電流第1リミッタ値よりも低いモータ電流第2リミッタ値とすることとした。よって、バッテリ13の蓄電量を保護することが可能となり、安定した操舵アシスト制御を達成することができる。
Therefore, when the abnormality of the engine rotation signal is stored in the
以上説明したように、実施例1の電動パワーステアリング装置にあっては、イグニションスイッチON後にエンジン回転数センサ16によりエンジン回転が検出されず、且つ所定値以上の車速が検出されるときは、エンジン回転信号の異常と判断する。そして、エンジン回転信号の異常と判断した場合は、この異常を不揮発性メモリ131に記憶し、次回イグニションスイッチON時にエンジン回転信号異常履歴がある場合は、エンジンの状況に係わらず操舵アシストの制御開始フラグを1にして、操舵アシスト制御を行うこととした。
As described above, in the electric power steering apparatus according to the first embodiment, when the engine speed is not detected by the
よって、エンジン回転が検出されない状況であっても、操舵アシストを行うことが可能となり、運転者の操舵力の軽減を図ることができる。 Therefore, even when the engine rotation is not detected, the steering assist can be performed, and the driver's steering force can be reduced.
また、エンジン回転異常履歴を記憶しない場合は、車速が所定値以上にならないとエンジン回転信号の異常と判定できず操舵アシストを行うことができない。これに対し、本実施例のように不揮発性メモリ131にエンジン回転異常履歴を記憶させることで、次回イグニションスイッチON後に車速が所定値以下の場合であっても前回の異常判定結果に基づいて操舵アシストを行うことができる。これにより、例えば車庫から発進するときのように微速であるが大きな操舵力が必要な状況において操舵アシストを行うことができる(請求項1に対応)。
In addition, when the engine rotation abnormality history is not stored, it is not possible to determine that the engine rotation signal is abnormal unless the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, and steering assist cannot be performed. On the other hand, by storing the engine rotation abnormality history in the
また、不揮発性メモリ131にエンジン回転信号の異常が記憶されている場合は、アシストモータ10に加える駆動制御信号のリミッタ値を、異常が記憶される前のリミッタ値であるモータ電流第1リミッタ値よりも低いモータ電流第2リミッタ値とすることとした。
When the abnormality of the engine rotation signal is stored in the
よって、バッテリ13の蓄電量を保護することが可能となり、安定した操舵アシスト制御を達成することができる(請求項3に対応)。
Therefore, it is possible to protect the amount of electricity stored in the
尚、不揮発性メモリ131にエンジン回転信号の異常が記憶されていない場合であっても、所定値以上の車速が検出された場合は、操舵アシスト制御を行ってもよい。これにより、エンジン回転数センサ16に異常が発生した後、初めてエンジン始動する場合の様に、エンジン回転信号の異常が記憶されていない場合であっても、操舵アシストを行うことが可能となり、運転者の操舵力を軽減することができる(請求項2に対応)。
Note that even when the abnormality of the engine rotation signal is not stored in the
また、不揮発性メモリ131にエンジン回転信号に異常が記憶されていない場合であっても、操舵トルクが規定値以上となった場合には操舵アシストを行うこととしてもよい。
Further, even when no abnormality is stored in the engine rotation signal in the
また、エンジン回転信号の異常の記憶にあっては、不揮発性メモリ131の代わりにバックアップメモリを用いてもよい。
Further, a backup memory may be used instead of the
1 ステアリングホイール
2a 入力軸側ステアリングシャフト
2b 出力軸側ステアリングシャフト
3 ユニバーサルジョイント
4 中間シャフト
5 ユニバーサルジョイント
6 ピニオン軸
7 ラック軸
8a,8b タイロッド
9 トルクセンサ
10 アシストモータ
11 減速器
12 コントロールユニット
13 バッテリ
14 イグニションスイッチ
15 車速センサ
16 エンジン回転数センサ
17 ワーニングランプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記操舵機構に発生する操舵トルクに基づき前記電動機に電動機制御信号を出力する電動機制御手段と、
イグニッション信号を検出するイグニション信号検出手段と、
エンジン回転信号を検出するエンジン回転信号検出手段と、
トルクセンサ信号を検出するトルクセンサ信号検出手段と、
車速信号を検出する車速信号検出手段と、
前記トルクセンサ信号と前記車速信号から、モータ駆動電流のベースとなるアシストトルクを算出するアシストトルク算出手段と、
前記アシストトルクからモータ駆動用の指示電流を算出する指示電流算出手段と、
装置の異常を検出したとき、この異常を記憶する不揮発性メモリと、
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記イグニション信号検出手段によりイグニション信号が検出され、前記エンジン回転信号検出手段によりエンジン回転が検出されない場合であって、且つ前記車速信号検出手段によって所定値以上の車速が検出されるときは、前記エンジン回転信号検出手段の異常と判定して、この異常を前記不揮発性メモリに記憶し、
前記イグニション信号検出手段によりイグニション信号が検出され、且つ前記不揮発性メモリにエンジン回転信号検出手段の異常が記憶されているときは、前記電動機制御手段により電動機を駆動制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric motor for applying a steering assist force to the steering mechanism;
Motor control means for outputting a motor control signal to the motor based on a steering torque generated in the steering mechanism;
Ignition signal detecting means for detecting an ignition signal;
Engine rotation signal detecting means for detecting the engine rotation signal;
Torque sensor signal detection means for detecting a torque sensor signal;
Vehicle speed signal detecting means for detecting a vehicle speed signal;
An assist torque calculating means for calculating an assist torque serving as a base of a motor driving current from the torque sensor signal and the vehicle speed signal;
An instruction current calculating means for calculating an instruction current for driving the motor from the assist torque;
A non-volatile memory for storing the abnormality when an abnormality of the device is detected;
In the electric power steering apparatus with
When the ignition signal is detected by the ignition signal detection means and the engine rotation is not detected by the engine rotation signal detection means, and the vehicle speed signal detection means detects a vehicle speed of a predetermined value or more, the engine It is determined that the rotation signal detection unit is abnormal, and this abnormality is stored in the nonvolatile memory.
When the ignition signal is detected by the ignition signal detection means and an abnormality of the engine rotation signal detection means is stored in the non-volatile memory, the electric motor is driven and controlled by the electric motor control means. Steering device.
前記エンジン回転信号検出手段によりエンジン回転が検出されず、前記不揮発性メモリに前記エンジン回転信号検出手段の異常が記憶されていないときであって、前記車速検出手段により所定値以上の車速が検出されるとき、前記電動機制御手段により電動機を駆動制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1,
The engine speed is not detected by the engine speed signal detecting means, and the abnormality of the engine speed signal detecting means is not stored in the nonvolatile memory, and the vehicle speed detecting means detects a vehicle speed equal to or higher than a predetermined value. In this case, the electric power steering apparatus controls driving of the electric motor by the electric motor control means.
前記イグニション信号検出手段によりイグニション信号が検出され、且つ前記不揮発性メモリに前記エンジン回転信号検出手段の異常が記憶されているとき、前記電動機制御手段は前記電動機に与える駆動制御信号に出力制限を加え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 or 2,
When an ignition signal is detected by the ignition signal detection means and an abnormality of the engine rotation signal detection means is stored in the nonvolatile memory, the motor control means imposes an output restriction on the drive control signal applied to the motor. An electric power steering device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP (1) | JP2005161947A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100646395B1 (en) | 2005-12-05 | 2006-11-14 | 주식회사 만도 | Method for fail-safe control of electronic power steering |
CN111344213A (en) * | 2017-11-17 | 2020-06-26 | 三菱电机株式会社 | Rotation detecting device |
-
2003
- 2003-12-01 JP JP2003402150A patent/JP2005161947A/en not_active Abandoned
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