JP2007008299A - Steering assist device for vehicle - Google Patents

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Takatoshi Saito
貴俊 斉藤
Eiji Kasai
栄治 河西
Masaharu Yamashita
正治 山下
Ippei Yamazaki
一平 山崎
Seiki Tashiro
盛己 田代
Masafumi Takahashi
雅文 高橋
Shuji Fujita
修司 藤田
Yoichi Fujinori
洋一 藤範
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To response to an abnormality of a rotation angle sensor and to eliminate the rotation angle sensor. <P>SOLUTION: A part of a steering shaft 12 is constituted of a torsion bar 12a, and rotation angles of both ends of the torsion bar 12a is detected by the rotation angle sensors 21, 22, so that steering torque given to the steering wheel 11 is detected. A steering assist force is given to a rack bar 14 from an electric motor 15 through a ball screw mechanism 16. The rotation of the electric motor 15 is detected by an rotation angle sensor 23. The rotation angles detected by either of the rotation angle sensors 22, 23 is mutually converted by using a conversion ratio between a pinion gear 13 and the rack bar 14, and a reduction ration of the ball screw mechanism 16. A conversion error caused by play of the ball screw mechanism 16 is corrected. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動モータを用いて操舵ハンドルの操舵操作をアシストする車両の操舵アシスト装置に関する。   The present invention relates to a vehicle steering assist device that assists a steering operation of a steering wheel using an electric motor.

従来から、例えば下記特許文献１に示されているように、操舵ハンドルの回動操作を電動モータの駆動力によってアシストする車両の操舵アシスト装置はよく知られている。この操舵アシスト装置においては、操舵ハンドルの回動操作によってステアリングシャフトを軸線回りに回転させ、このステアリングシャフトの回転をピニオンギヤによってラックバーの軸線方向の変位に変換し、ラックバーの軸線方向の変位によって転舵輪が転舵されるようになっている。一方、ラックバーは、ねじ送り機構を介して電動モータによって軸線方向に駆動制御されるようになっており、転舵輪は電動モータの回転力によっても転舵制御されるようになっている。そして、ステアリングシャフトの一部をトーションバーで構成するとともに、トーションバーの両端部に一対の回転角センサを設けておき、この一対の回転角センサによってそれぞれ検出された回転角を用いて操舵トルクを計算し、この計算した操舵トルクと、電動モータに組み付けられた回転角センサによって検出された電動モータの回転角とを用いて、電動モータを駆動制御して操舵トルクに応じてアシスト力を付与するようにしている。
特開平１０−３１００６６号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in Patent Document 1 below, for example, a steering assist device for a vehicle that assists a turning operation of a steering handle with a driving force of an electric motor is well known. In this steering assist device, the steering shaft is rotated about the axis by rotating the steering handle, and the rotation of the steering shaft is converted into the displacement in the axial direction of the rack bar by the pinion gear. The steered wheels are steered. On the other hand, the rack bar is driven and controlled in the axial direction by an electric motor through a screw feed mechanism, and the steered wheels are steered by the rotational force of the electric motor. A part of the steering shaft is constituted by a torsion bar, and a pair of rotation angle sensors are provided at both ends of the torsion bar, and the steering torque is obtained using the rotation angles respectively detected by the pair of rotation angle sensors. Using the calculated steering torque and the rotation angle of the electric motor detected by the rotation angle sensor assembled in the electric motor, drive control of the electric motor is performed and an assist force is applied according to the steering torque. I am doing so.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-310066

しかし、上記従来の装置においては、操舵ハンドルの回動操作をアシストするために、トーションバーの両端に設けた一対の回転角センサと、電動モータに組み付けられた回転角センサとの両方の回転角センサを必ず必要とする。また、いずれか一方の回転角センサに故障が生じた場合にも、操舵ハンドルの回動操作をアシストすることができない。   However, in the conventional apparatus described above, both the rotation angles of the pair of rotation angle sensors provided at both ends of the torsion bar and the rotation angle sensor assembled to the electric motor are used to assist the turning operation of the steering handle. A sensor is absolutely necessary. In addition, even when any one of the rotation angle sensors fails, the steering wheel turning operation cannot be assisted.

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、前記のような回転角センサを省略しても、また一方の回転角センサに故障が生じた場合にも、操舵ハンドルの回動操作をアシストすることができるようにした車両の操舵アシスト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 problem, and an object of the present invention is to provide a steering wheel even when the rotation angle sensor is omitted or when one of the rotation angle sensors fails. Another object of the present invention is to provide a vehicle steering assist device capable of assisting the turning operation.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータを備えるとともに、操舵ハンドルに上端にて接続されたステアリングシャフトの回転角を検出する回転角センサと、電動モータの回転角を検出する回転角センサとのうちの一方の回転角センサを備えた車両の操舵アシスト装置において、一方の回転角センサによって検出された回転角を用いて、他方の回転角センサによって検出されるべき回転角を計算する回転角計算手段を設けたことにある。   In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that a rotation angle sensor includes an electric motor for assisting a steering operation of a steering handle and detects a rotation angle of a steering shaft connected to the steering handle at an upper end. And a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the electric motor, in the vehicle steering assist device, the rotation angle detected by the one rotation angle sensor is used to rotate the other. A rotation angle calculation means for calculating the rotation angle to be detected by the angle sensor is provided.

この場合、例えば、ステアリングシャフトの回転角を検出する回転角センサのみを設けて、回転角計算手段が、この回転角センサによって検出された回転角を用いて、電動モータの回転角を計算するようにするとよい。具体的には、ステアリングシャフトに付与される操舵トルクを検出するために、ステアリングシャフトの一部をトーションバーで構成するとともに、トーションバーの両端部の回転角をそれぞれ検出する一対の回転角センサを設ける。そして、回転角計算手段は前記一対の回転角センサのうちの電動モータ側の回転角センサによって検出された回転角を用いて電動モータの回転角を計算し、制御手段が、前記一対の回転角センサによってそれぞれ検出された回転角を用いて算出される操舵トルクおよび前記回転角計算手段によって計算された電動モータの回転角を用いて電動モータの回転を制御する。   In this case, for example, only a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the steering shaft is provided, and the rotation angle calculation means calculates the rotation angle of the electric motor using the rotation angle detected by the rotation angle sensor. It is good to. Specifically, in order to detect the steering torque applied to the steering shaft, a part of the steering shaft is constituted by a torsion bar, and a pair of rotation angle sensors that respectively detect the rotation angles of both ends of the torsion bar are provided. Provide. Then, the rotation angle calculation means calculates the rotation angle of the electric motor using the rotation angle detected by the rotation angle sensor on the electric motor side of the pair of rotation angle sensors, and the control means calculates the pair of rotation angles. The rotation of the electric motor is controlled using the steering torque calculated using the rotation angles detected by the sensors and the rotation angle of the electric motor calculated by the rotation angle calculation means.

さらに具体的には、電動モータは、ステアリングシャフトに動力伝達可能に連結されるとともに、ステアリングシャフトの軸線周りの回転に連動して軸線方向に変位して転舵輪を転舵するラックバー上に配置されて、同ラックバーを軸線方向に駆動する。そして、回転角計算手段は、ステアリングシャフトの回転角からラックバーの軸線方向の変位量への変換比と、電動モータの回転角からラックバーの軸線方向の変位量への変換比とを用いて、回転角を計算する。   More specifically, the electric motor is connected to the steering shaft so that power can be transmitted, and is arranged on a rack bar that steers the steered wheels by being displaced in the axial direction in conjunction with rotation around the axis of the steering shaft. Then, the rack bar is driven in the axial direction. The rotation angle calculation means uses the conversion ratio from the rotation angle of the steering shaft to the displacement amount in the axial direction of the rack bar and the conversion ratio from the rotation angle of the electric motor to the displacement amount in the axial direction of the rack bar. Calculate the rotation angle.

このように構成した本発明の特徴においては、回転角計算手段が、ステアリングシャフトの回転角または電動モータの回転角の一方を計算するので、ステアリングシャフト側の回転角センサまたは電動モータ側の回転角センサを省略できる。これにより、操舵ハンドルの回動操作をアシストするために必要な回転角センサの数を減らすことができるので、車両の操舵アシスト装置の製造コストを低減することができる。   In the feature of the present invention configured as described above, the rotation angle calculation means calculates one of the rotation angle of the steering shaft or the rotation angle of the electric motor, so that the rotation angle sensor on the steering shaft side or the rotation angle on the electric motor side is calculated. Sensors can be omitted. As a result, the number of rotation angle sensors necessary for assisting the turning operation of the steering handle can be reduced, so that the manufacturing cost of the vehicle steering assist device can be reduced.

また、本発明の他の特徴は、操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータと、操舵ハンドルに上端にて接続されたステアリングシャフトの回転角を検出する第１回転角センサと、電動モータの回転角を検出する第２回転角センサとを備えた車両の操舵アシスト装置において、第1および第２回転角センサの異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段によって第1および第２回転角センサの一方の回転角センサの異常が検出されたとき、一方の回転角センサによって検出された回転角を用いて、他方の回転角センサによって検出されるべき回転角を計算する回転角計算手段を設けたことにある。   Another feature of the present invention is that the electric motor for assisting the steering operation of the steering handle, the first rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the steering shaft connected to the steering handle at the upper end, and the electric motor. In a vehicle steering assist device including a second rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the first and second rotation angle sensors, an abnormality detection means for detecting an abnormality in the first and second rotation angle sensors, and the first and second rotations by the abnormality detection means. Rotation angle calculation means for calculating a rotation angle to be detected by the other rotation angle sensor using the rotation angle detected by one rotation angle sensor when an abnormality of one rotation angle sensor of the angle sensor is detected It is in having established.

この場合も、例えば、ステアリングシャフトに付与される操舵トルクを検出するために、ステアリングシャフトの一部をトーションバーで構成するとともに、トーションバーの両端部の回転角をそれぞれ検出する一対の第１回転角センサを設ける。また、異常検出手段は、一対の第１回転角センサのうちの電動モータ側の回転角センサおよび第２回転角センサの異常を検出する。そして、制御手段は、異常検出手段によって異常が検出されなければ、一対の第１回転角センサによってそれぞれ検出された回転角を用いて算出される操舵トルクおよび第２回転角センサによって検出された電動モータの回転角を用いて電動モータの回転を制御し、異常検出手段によって異常が検出されれば、異常の検出された回転角センサによって検出されるべき回転角に代えて、回転角計算手段によって計算された回転角を用いて電動モータの回転を制御するようにする。   Also in this case, for example, in order to detect the steering torque applied to the steering shaft, a part of the steering shaft is constituted by a torsion bar, and a pair of first rotations that respectively detect the rotation angles of both ends of the torsion bar. An angle sensor is provided. The abnormality detection means detects an abnormality in the rotation angle sensor and the second rotation angle sensor on the electric motor side of the pair of first rotation angle sensors. If no abnormality is detected by the abnormality detection unit, the control unit calculates the steering torque calculated using the rotation angles detected by the pair of first rotation angle sensors and the electric motor detected by the second rotation angle sensor. If the rotation of the electric motor is controlled using the rotation angle of the motor and an abnormality is detected by the abnormality detection means, the rotation angle calculation means replaces the rotation angle to be detected by the rotation angle sensor where the abnormality is detected. The rotation of the electric motor is controlled using the calculated rotation angle.

また、この場合も、電動モータは、ステアリングシャフトに動力伝達可能に連結されるとともに、ステアリングシャフトの軸線周りの回転に連動して軸線方向に変位して転舵輪を転舵するラックバー上に配置されて、同ラックバーを軸線方向に駆動する。そして、回転角計算手段は、ステアリングシャフトの回転角からラックバーの軸線方向の変位量への変換比と、電動モータの回転角からラックバーの軸線方向の変位量への変換比とを用いて、回転角を計算する。   Also in this case, the electric motor is connected to the steering shaft so as to be able to transmit power, and is disposed on a rack bar that steers the steered wheels by being displaced in the axial direction in conjunction with rotation around the axis of the steering shaft. Then, the rack bar is driven in the axial direction. The rotation angle calculation means uses the conversion ratio from the rotation angle of the steering shaft to the displacement amount in the axial direction of the rack bar and the conversion ratio from the rotation angle of the electric motor to the displacement amount in the axial direction of the rack bar. Calculate the rotation angle.

このように構成した本発明の他の特徴においては、回転角計算手段が、異常の検出されない回転角センサによって検出された回転角を用いて、異常の検出された回転角センサによって検出されるべき回転角を計算する。したがって、ステアリングシャフト側の回転角センサまたは電動モータ側の回転角センサに異常が発生しても、操舵ハンドルの回動操作に対するアシスト制御を続行できる。   In another feature of the present invention configured as described above, the rotation angle calculation means should be detected by the rotation angle sensor in which the abnormality is detected, using the rotation angle detected by the rotation angle sensor in which no abnormality is detected. Calculate the rotation angle. Therefore, even if an abnormality occurs in the rotation angle sensor on the steering shaft side or the rotation angle sensor on the electric motor side, the assist control for the turning operation of the steering wheel can be continued.

また、本発明の他の特徴は、前述した発明において、電動モータの回転がボールねじ機構によってラックバーの軸線方向の変位に変換されるようになっている場合には、回転角計算手段は、さらに、ボールねじ機構のガタをも考慮して前記電動モータの回転角を計算するようにするとよい。これによれば、回転角計算手段によって計算される回転角の精度が向上し、より良好な制御が期待される。   Another feature of the present invention is that, in the above-described invention, when the rotation of the electric motor is converted into a displacement in the axial direction of the rack bar by the ball screw mechanism, the rotation angle calculation means includes: Furthermore, it is preferable to calculate the rotation angle of the electric motor in consideration of the backlash of the ball screw mechanism. According to this, the accuracy of the rotation angle calculated by the rotation angle calculation means is improved, and better control is expected.

さらに、本発明の他の特徴は、前述したラックバー、第１回転角センサおよび第２回転角センサを備えた車両の操舵アシスト装置において、第２回転角センサの軸倍角に対する第1回転センサの軸倍角の比と、ステアリングシャフトの回転角から前記ラックバーの軸線方向の変位量への変換比に、ラックバーの軸線方向の変位量から電動モータの回転角への変換比を乗算した値とが整数倍関係になるようにしたことにある。この場合、前記整数倍関係は、１対１であるとさらによい。これによれば、回転角計算手段による回転角の計算が簡単になるとともに、計算精度も向上する。   Furthermore, another feature of the present invention is that in the vehicle steering assist device including the rack bar, the first rotation angle sensor, and the second rotation angle sensor, the first rotation sensor with respect to the shaft multiple angle of the second rotation angle sensor. The ratio of the shaft angle multiplier and the conversion ratio from the rotation angle of the steering shaft to the displacement amount in the axial direction of the rack bar multiplied by the conversion ratio from the displacement amount in the axial direction of the rack bar to the rotation angle of the electric motor, Is an integer multiple relationship. In this case, the integer multiple relationship is further preferably 1: 1. This simplifies the calculation of the rotation angle by the rotation angle calculation means and improves the calculation accuracy.

ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明すると、図1は、本発明に係る操舵アシスト装置を適用した車両の操舵装置の全体概略図である。 a. First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall schematic diagram of a vehicle steering apparatus to which a steering assist device according to the present invention is applied.

この車両の操舵装置は、操舵ハンドル１１に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備え、同シャフト１２の下端にはピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されており、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２はステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に転舵される。   The vehicle steering apparatus includes a steering shaft 12 connected to a steering handle 11 so that an upper end thereof is integrally rotated. A pinion gear 13 is connected to a lower end of the shaft 12 so as to be integrally rotated. The pinion gear 13 meshes with rack teeth formed on the rack bar 14 to constitute a rack and pinion mechanism. Left and right front wheels FW1 and FW2 are connected to both ends of the rack bar 14 so that the left and right front wheels FW1 and FW2 can be steered. It is steered to.

ステアリングシャフト１２の中間には、その一部を構成するトーションバー１２ａがステアリングシャフト１２と一体的に軸線周りに回転するように介装されている。また、ラックバー１４の外周上には、図示しないラックハウジングに組み付けられた電動アクチュエータとしての電動モータ１５が配置されていている。この電動モータ１５は、３相ブラシレスモータで構成され、その回転時に、ボールねじ機構（ねじ送り機構）１６を介してラックバー１４を軸線方向に駆動する。   A torsion bar 12 a constituting a part of the steering shaft 12 is interposed between the steering shaft 12 and the steering shaft 12 so as to rotate integrally with the steering shaft 12. An electric motor 15 as an electric actuator assembled in a rack housing (not shown) is disposed on the outer periphery of the rack bar 14. The electric motor 15 is constituted by a three-phase brushless motor, and drives the rack bar 14 in the axial direction via a ball screw mechanism (screw feed mechanism) 16 when rotating.

また、車両の操舵装置は、回転角センサ２１，２２，２３、温度センサ２４、車速センサ２５、基板温度センサ２６、電子制御ユニット３０および駆動回路３１からなる電気制御回路装置も備えている。   The vehicle steering apparatus also includes an electric control circuit device including rotation angle sensors 21, 22, 23, a temperature sensor 24, a vehicle speed sensor 25, a substrate temperature sensor 26, an electronic control unit 30, and a drive circuit 31.

回転角センサ２１，２２，２３は、いずれもレゾルバで構成されている。回転角センサ２１，２２は、トーションバー１２ａの捩れ量を検出することによりステアリングシャフト１２に付与される操舵トルクを検出するために設けられたものである。回転角センサ２１は、トーションバー１２ａの上端側連結部に組み付けられて、トーションバー１２ａの上端部の軸線周りの基準位置からの回転角（電気角）θ１を検出する。回転角センサ２２は、トーションバー１２ａの下端側連結部に組み付けられて、トーションバー１２ａの下端部の軸線周りの基準位置からの回転角（電気角）θ２を検出する。回転角センサ２３は、電動モータ１５に組み付けられて、電動モータ１５の回転角（電気角）θｍを検出する。これらの回転角θ１，θ２，θｍは、それぞれ正により操舵ハンドル１１の右操舵に対応した回転方向を表すとともに、負により操舵ハンドル１１の左操舵に対応した回転方向を表し、絶対値により大きさを表している。   Each of the rotation angle sensors 21, 22, and 23 is configured by a resolver. The rotation angle sensors 21 and 22 are provided to detect the steering torque applied to the steering shaft 12 by detecting the torsion amount of the torsion bar 12a. The rotation angle sensor 21 is assembled to the upper end side coupling portion of the torsion bar 12a, and detects the rotation angle (electrical angle) θ1 from the reference position around the axis of the upper end portion of the torsion bar 12a. The rotation angle sensor 22 is assembled to the lower end side connecting portion of the torsion bar 12a, and detects the rotation angle (electrical angle) θ2 from the reference position around the axis of the lower end portion of the torsion bar 12a. The rotation angle sensor 23 is assembled to the electric motor 15 and detects the rotation angle (electric angle) θm of the electric motor 15. These rotation angles θ1, θ2, and θm each represent a rotation direction corresponding to the right steering of the steering handle 11 when positive, and represent a rotation direction corresponding to the left steering of the steering handle 11 when negative, and have an absolute value. Represents.

温度センサ２４は、電動モータ１５のハウジングに組み付けられ、同ハウジングの温度θｍを検出する。また、この温度センサ２４を電動モータ１５のハウジング以外の電動モータ１５の近傍に配置し、電動モータ１５の環境温度を検出するようにしてもよい。車速センサ２５は、車速Ｖを検出する。基板温度センサ２６は、電子制御ユニット３０および駆動回路３１の配置されている基板の温度Ｔｂを検出する。これらのセンサ２１〜２６は、電子制御ユニット３０に接続されている。   The temperature sensor 24 is assembled to the housing of the electric motor 15 and detects the temperature θm of the housing. Further, the temperature sensor 24 may be disposed in the vicinity of the electric motor 15 other than the housing of the electric motor 15 to detect the environmental temperature of the electric motor 15. The vehicle speed sensor 25 detects the vehicle speed V. The substrate temperature sensor 26 detects the temperature Tb of the substrate on which the electronic control unit 30 and the drive circuit 31 are arranged. These sensors 21 to 26 are connected to the electronic control unit 30.

電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなど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、図２に示す操舵アシストプログラム（図３の補正値学習プログラム、図４の第１回転角変換ルーチンおよび図５の第２回転角変換ルーチンを含む）を所定の短時間ごとに繰り返し実行する。この操舵アシストプログラムの繰り返し実行により、電子制御ユニット３０は、駆動回路３１を介して電動モータ１５を３相インバータ制御する。駆動回路３１は、電子制御ユニット３０に制御され、電動モータ１５に３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwを流して電動モータ１５を駆動制御する。また、駆動回路３１には電流センサ３１ａも内蔵されており、電流センサ３１ａは電動モータ１５に流れる３相電流３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出して電子制御ユニット３０に供給する。   The electronic control unit 30 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like as main components. The steering assist program shown in FIG. 2 (the correction value learning program in FIG. 3 and the first rotation angle conversion routine in FIG. 4). And the second rotation angle conversion routine of FIG. 5) are repeatedly executed every predetermined short time. By repeatedly executing this steering assist program, the electronic control unit 30 controls the electric motor 15 via the drive circuit 31 in a three-phase inverter. The drive circuit 31 is controlled by the electronic control unit 30 to drive and control the electric motor 15 by causing the three-phase currents Iu, Iv, and Iw to flow through the electric motor 15. The drive circuit 31 also includes a current sensor 31 a. The current sensor 31 a detects and supplies the three-phase currents Iu, Iv, and Iw flowing through the electric motor 15 to the electronic control unit 30.

次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。電子制御ユニット３０は、イグニッションスイッチの投入後、図２の操舵アシストプログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行する。この操舵アシストプログラムは、ステップＳ１０にて開始され、ステップＳ１１にて回転角センサ２２，２３の異常を診断する。この異常診断においては、例えば、回転角センサ２２，２３からの信号を入力して、回転角センサ２２，２３内およびその周辺回路の短絡、断線を診断する。なお、実際には、他のセンサ２１，２４〜２６の異常も診断されるが、本発明に直接関係しないので、それらの異常診断に関しては説明を省略する。そして、両回転センサ２２，２３に異常が発生していなければ、電子制御ユニット３０は、ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」すなわち異常なしと判定して、ステップＳ１３〜Ｓ１５の処理を実行する。   Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. The electronic control unit 30 repeatedly executes the steering assist program shown in FIG. 2 every predetermined short time after the ignition switch is turned on. This steering assist program is started at step S10, and abnormality of the rotation angle sensors 22 and 23 is diagnosed at step S11. In this abnormality diagnosis, for example, signals from the rotation angle sensors 22 and 23 are input to diagnose short circuits and disconnections in the rotation angle sensors 22 and 23 and their peripheral circuits. Actually, abnormalities of the other sensors 21, 24 to 26 are also diagnosed, but since they are not directly related to the present invention, explanations of those abnormal diagnoses are omitted. If no abnormality has occurred in both the rotation sensors 22 and 23, the electronic control unit 30 determines “Yes” in step S12, that is, no abnormality, and executes the processes of steps S13 to S15.

ステップＳ１３においては、回転角センサ２１，２２，２３から検出回転角θ１，θ２，θｍをそれぞれ入力するとともに、車速センサ２５から検出車速Ｖを入力する。ステップＳ１４においては、回転角θ１から回転角θ２を減算し、減算結果に予め決められた一定係数を乗算することにより、ステアリングシャフト１２に付与されている操舵トルクＴＲを計算する。なお、この操舵トルクＴＲも、正により操舵ハンドル１１の右操舵に対応したトルクの方向を表すとともに、負により操舵ハンドル１１の左操舵に対応したトルクの方向を表し、絶対値により大きさを表している。この操舵トルクＴＲの計算は、操舵トルクＴＲに比例した量の捩れがトーションバー１２ａに発生していることに基づく。ステップＳ１５においては、ボールねじ機構１６のガタに起因した回転角センサ２２、２３によって検出された回転角θ２，θｍ間の変換誤差αを学習するための補正値学習ルーチンを実行する。   In step S13, the detected rotation angles θ1, θ2, θm are input from the rotation angle sensors 21, 22, 23, respectively, and the detected vehicle speed V is input from the vehicle speed sensor 25. In step S14, the steering torque TR applied to the steering shaft 12 is calculated by subtracting the rotation angle θ2 from the rotation angle θ1 and multiplying the subtraction result by a predetermined constant coefficient. The steering torque TR also indicates the direction of the torque corresponding to the right steering of the steering handle 11 by positive, the direction of the torque corresponding to the left steering of the steering handle 11 by negative, and indicates the magnitude by an absolute value. ing. The calculation of the steering torque TR is based on the fact that a torsion bar 12a is twisted in an amount proportional to the steering torque TR. In step S15, a correction value learning routine for learning the conversion error α between the rotation angles θ2 and θm detected by the rotation angle sensors 22 and 23 caused by the backlash of the ball screw mechanism 16 is executed.

補正値学習ルーチンは、図３に詳細に示されているように、ステップＳ３０にて開始される。ステップＳ３０の開始後、電子制御ユニット３０は、タイマとの協働により前回のステップＳ３２以降の処理から所定時間が経過しているかを判定する。この判定は、ステップＳ３２以降の処理の頻度を下げるためである。所定時間の経過が判定されない場合には、ステップＳ３１にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ４４にてこの補正値学習ルーチンの実行を一旦終了する。   The correction value learning routine is started in step S30 as shown in detail in FIG. After the start of step S30, the electronic control unit 30 determines whether a predetermined time has elapsed since the previous step S32 or later in cooperation with the timer. This determination is for reducing the frequency of processing after step S32. If it is not determined that the predetermined time has elapsed, “No” is determined in step S31, and the execution of the correction value learning routine is temporarily ended in step S44.

一方、前回のステップＳ３２以降の処理から所定時間が経過している場合には、電子制御ユニット３０は、ステップＳ３１にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３２にて学習フラグＬＦＬが“０”であるか否かを判定する。この学習フラグＬＦＬは、“１”により学習中を表し、学習終了ごとに“０”に設定されるとともに、イグニッションスイッチの投入直後には“０”に設定されている。最初、この学習フラグＬＦＬは“０”に設定されているので、電子制御ユニット３０は、ステップＳ３２にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３３にて変換誤差の累算回数ｎおよび変換誤差の累算値ＳＵＭを「０」に設定するとともに、学習フラグＬＦＬを“１”に設定する。   On the other hand, if the predetermined time has elapsed since the previous processing in step S32, the electronic control unit 30 determines “Yes” in step S31, and the learning flag LFL is “0” in step S32. It is determined whether or not there is. The learning flag LFL indicates that learning is in progress by “1”, is set to “0” every time learning is completed, and is set to “0” immediately after the ignition switch is turned on. Initially, since the learning flag LFL is set to “0”, the electronic control unit 30 determines “Yes” in step S 32, and accumulates the conversion error accumulation count n and conversion error accumulation in step S 33. The arithmetic value SUM is set to “0”, and the learning flag LFL is set to “1”.

次に、電子制御ユニット３０は、ステップＳ３４にて、前記計算した操舵トルクＴＲの絶対値｜ＴＲ｜が予め決めた正の小さな所定値ＴＲo以上であるかを判定する。この判定は、操舵ハンドル１１が回動操作されていなく、操舵トルクＴＲがほぼ「０」であるときには、ボールねじ機構１６のガタによる回転角θ２，θｍ間の変換誤差αの測定が不能であるためである。また、電子制御ユニット３０は、ステップＳ３５にて、前記入力した回転角θ２の絶対値｜θ２｜が予め決めた正の小さな所定値θ２o以上であるかを判定する。この判定も、操舵ハンドル１１が回動操作されていなく、回転角θ２がほぼ「０」であるときには、ボールねじ機構１６のガタによる回転角θ２，θｍ間の変換誤差αの測定が不能であるためである。いま、操舵トルクＴＲの絶対値｜ＴＲ｜が所定値ＴＲo未満または回転角θ２の絶対値｜θ２｜が所定値θ２o未満であれば、ステップＳ３４，Ｓ３５のいずれかにて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４４にてこの補正値学習ルーチンの実行を終了する。   Next, in step S34, the electronic control unit 30 determines whether or not the calculated absolute value | TR | of the steering torque TR is equal to or greater than a predetermined small positive value TRo. In this determination, when the steering handle 11 is not rotated and the steering torque TR is substantially “0”, it is impossible to measure the conversion error α between the rotation angles θ2 and θm due to the backlash of the ball screw mechanism 16. Because. In step S35, the electronic control unit 30 determines whether the absolute value | θ2 | of the input rotation angle θ2 is equal to or larger than a predetermined small positive value θ2o. Also in this determination, when the steering handle 11 is not rotated and the rotation angle θ2 is substantially “0”, the conversion error α between the rotation angles θ2 and θm due to the backlash of the ball screw mechanism 16 cannot be measured. Because. If the absolute value | TR | of the steering torque TR is less than the predetermined value TRo or the absolute value | θ2 | of the rotation angle θ2 is less than the predetermined value θ2o, “No” is determined in either of steps S34 and S35. In step S44, the execution of the correction value learning routine is terminated.

一方、操舵トルクＴＲの絶対値｜ＴＲ｜が所定値ＴＲo以上かつ回転角θ２の絶対値｜θ２｜が所定値θ２o以上であれば、ステップＳ３４，Ｓ３５にて共に「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３６以降に進む。ステップＳ３６においては、ステアリングシャフト１２の回転角からラックバー１４の軸線方向の変位量への変換比（すなわちラックストローク比）を用いて、回転角θ２をラックストローク量ＲＳＴ（ラックバー１４の軸線方向の変位量）に変換する。ステップＳ３７においては、ラックバー１４の軸線方向の変位量から電動モータ１５の回転角への変換比（すなわち減速比の逆数）を用いて、ラックストローク量ＲＳＴを推定回転角θmcに変換する。なお、これらの変換比は、ピニオンギヤ１３とラックバー１４のラック歯との関係、およびボールねじ機構１６の構造によって予め決められた定数であり、電子制御ユニット３０内に予め記憶されている。   On the other hand, if the absolute value | TR | of the steering torque TR is equal to or greater than the predetermined value TRo and the absolute value | θ2 | of the rotation angle θ2 is equal to or greater than the predetermined value θ2o, both “Yes” are determined in steps S34 and S35. Proceed to step S36 and subsequent steps. In step S36, the rotation angle θ2 is converted into the rack stroke amount RST (the axial direction of the rack bar 14) using the conversion ratio (that is, the rack stroke ratio) from the rotation angle of the steering shaft 12 to the displacement amount in the axial direction of the rack bar 14. Displacement amount). In step S37, the rack stroke amount RST is converted into the estimated rotation angle θmc using the conversion ratio (that is, the reciprocal of the reduction ratio) from the displacement amount of the rack bar 14 in the axial direction to the rotation angle of the electric motor 15. These conversion ratios are constants determined in advance by the relationship between the pinion gear 13 and the rack teeth of the rack bar 14 and the structure of the ball screw mechanism 16, and are stored in the electronic control unit 30 in advance.

次に、電子制御ユニット３０は、ステップＳ３８にて、累算値ＳＵＭに、前記計算した推定回転角θmcと前記入力した回転角θｍとの差の絶対値｜θmc−θｍ｜を加算する。そして、ステップＳ３９にて累算回数ｎに「１」を加算して、ステップＳ４０にて累算回数ｎが予め決められた２以上の整数値Ｎ以上であるかを判定する。累算回数ｎが整数値Ｎ未満であれば、ステップＳ４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ４４にてこの補正値学習ルーチンの実行を一旦終了する。   Next, in step S38, the electronic control unit 30 adds the absolute value | θmc−θm | of the difference between the calculated estimated rotation angle θmc and the input rotation angle θm to the accumulated value SUM. In step S39, “1” is added to the accumulated number n, and in step S40, it is determined whether the accumulated number n is equal to or greater than a predetermined integer value N of 2 or more. If the cumulative number n is less than the integer value N, it is determined as “No” in step S40, and the execution of this correction value learning routine is once terminated in step S44.

一方、この補正値学習ルーチンが繰り返し実行されて、累算回数ｎが整数値Ｎに達すると、ステップＳ４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ４１にて累算値ＳＵＭを累算回数ｎで除算することにより変換誤差αとする。そして、ステップＳ４２にて、この変換誤差αを電子制御ユニット３０内の不揮発性メモリに記憶し、ステップＳ４３にて学習フラグＬＦＬを“０”に戻して、ステップＳ４４にてこの補正値学習ルーチンの実行を一旦終了する。したがって、この補正値学習ルーチンが次に実行された場合には、変換誤差αの新たな学習演算が行われ始める。   On the other hand, when this correction value learning routine is repeatedly executed and the accumulated number n reaches the integer value N, “Yes” is determined in step S40, and the accumulated value SUM is set to the accumulated number n in step S41. A conversion error α is obtained by division. In step S42, the conversion error α is stored in the non-volatile memory in the electronic control unit 30, the learning flag LFL is returned to “0” in step S43, and the correction value learning routine is updated in step S44. End execution once. Therefore, when this correction value learning routine is executed next, a new learning calculation of the conversion error α starts to be performed.

ふたたび、図２の操舵アシストプログラムに戻り、前記ステップＳ１５の補正値学習ルーチンの実行後、電子制御ユニット３０は、ステップＳ２４にて、アシスト電流テーブルを参照して、前記計算した操舵トルクＴおよび前記入力した車速Ｖに応じた目標アシスト電流値Ｉas＊を計算する。アシスト電流テーブルは、電子制御ユニット３０のＲＯＭ内に設けられたもので、図６に示すように、操舵トルクＴＲの増加に従って増加する目標アシスト電流値Ｉas＊を記憶している。また、この目標アシスト電流値Ｉas＊は、同一の操舵トルクＴＲに対して、車速Ｖが低くなるに従って大きな値を示す。なお、このアシスト電流テーブルを利用するのに代え、操舵トルクＴＲおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシスト電流値Ias＊を関数として予め記憶しておき、この関数を用いた演算の実行により操舵トルクＴＲおよび車速Ｖに応じた目標アシスト電流値Ｉas＊を計算するようにしてもよい。   Returning to the steering assist program of FIG. 2 again, after executing the correction value learning routine in step S15, the electronic control unit 30 refers to the assist current table in step S24, and calculates the calculated steering torque T and the A target assist current value Ias * corresponding to the input vehicle speed V is calculated. The assist current table is provided in the ROM of the electronic control unit 30, and stores a target assist current value Ias * that increases as the steering torque TR increases, as shown in FIG. In addition, the target assist current value Ias * increases as the vehicle speed V decreases with respect to the same steering torque TR. Instead of using this assist current table, the target assist current value Ias * that changes according to the steering torque TR and the vehicle speed V is stored in advance as a function, and the steering torque is calculated by executing the calculation using this function. The target assist current value Ias * corresponding to TR and the vehicle speed V may be calculated.

前記ステップＳ２４の処理後、電子制御ユニット３０は、ステップＳ２５にて、回転角センサ２３による検出回転角θｍ、温度センサ２４による検出温度Ｔｃ、基板温度センサ２６による検出温度Ｔｂ、および電流センサ３１ａによる検出駆動電流Ｉu，Ｉv，Ｉwを入力する。そして、これらの入力値θｍ，Ｔｃ，Ｔｂ，Ｉu，Ｉv，Ｉwを用いて、電動モータ１５のコイル温度を推定し、コイルの破壊を防止するために目標アシスト電流値Ｉas＊の上限を制限する。すなわち、コイルの推定温度が異常に高くなる場合には、前記ステップＳ２４にて計算された目標アシスト電流値Ｉas＊が小さな値または「０」に変更される。   After the process of step S24, the electronic control unit 30 detects the rotation angle θm detected by the rotation angle sensor 23, the detection temperature Tc detected by the temperature sensor 24, the detection temperature Tb detected by the substrate temperature sensor 26, and the current sensor 31a in step S25. Detection drive currents Iu, Iv, and Iw are input. Then, using these input values θm, Tc, Tb, Iu, Iv, and Iw, the coil temperature of the electric motor 15 is estimated, and the upper limit of the target assist current value Ias * is limited in order to prevent destruction of the coil. . That is, when the estimated temperature of the coil becomes abnormally high, the target assist current value Ias * calculated in step S24 is changed to a small value or “0”.

ここで、このコイル温度の推定演算について簡単に説明しておくと、基本的には、駆動電流Ｉu，Ｉv，Ｉwの２乗値を用いてコイルの発熱量を時間積分すると同時に、コイルの放熱および検出温度Ｔｃを考慮してコイルの温度を推定する。また、この温度推定においては、基板の検出温度Ｔｂの変化が考慮されるとともに、回転角θｍを微分することにより算出した角速度によって表される電動モータ１５の回転状態も考慮される。   Here, the estimation calculation of the coil temperature will be briefly described. Basically, the heat generation amount of the coil is time integrated using the square values of the drive currents Iu, Iv, and Iw, and at the same time, the heat dissipation of the coil is performed. The coil temperature is estimated in consideration of the detected temperature Tc. Further, in this temperature estimation, a change in the detected temperature Tb of the substrate is taken into consideration, and the rotation state of the electric motor 15 represented by the angular velocity calculated by differentiating the rotation angle θm is also taken into consideration.

前記ステップＳ２５の処理後、電子制御ユニット３０は、ステップＳ２６にて、前記入力値θｍ，Ｉu，Ｉv，Ｉwおよび前記計算した目標アシスト電流値Ias＊を用いて、駆動回路３１を介して電動モータ１５をインバータ制御することにより、電動モータ１５に目標アシスト電流値Ias＊に対応した駆動電流が流れるように制御する。この制御においては、検出駆動電流Ｉu，Ｉv，Ｉwは電動モータ１５に流れる駆動電流のフィードバック制御量として利用される。また、この制御処理においては、目標アシスト電流値Ias＊に対応した２相指令電流値を計算し、この計算した２相指令電流値に基づいて電動モータ１５を３相インバータ制御しており、これらの２相／３相変換処理のために、電動モータ１５の回転角θｍが利用されている。そして、ステップＳ２７にて、この操舵アシストプログラムの実行が終了される。   After the process of step S25, the electronic control unit 30 uses the input values θm, Iu, Iv, Iw and the calculated target assist current value Ias * in step S26 to drive the electric motor via the drive circuit 31. By performing inverter control 15, the electric motor 15 is controlled so that a drive current corresponding to the target assist current value Ias * flows. In this control, the detected drive currents Iu, Iv, and Iw are used as feedback control amounts for the drive current flowing through the electric motor 15. In this control process, a two-phase command current value corresponding to the target assist current value Ias * is calculated, and the electric motor 15 is controlled by a three-phase inverter based on the calculated two-phase command current value. The rotation angle θm of the electric motor 15 is used for the two-phase / three-phase conversion process. In step S27, the execution of the steering assist program is terminated.

この目標アシスト電流値Ias＊に応じた電動モータ１５の駆動制御により、電動モータ１５はボールねじ機構１６を介してラックバー１４を軸線方向に駆動する。一方、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作は、ステアリングシャフト１２およびピニオンギヤ１３を介してラックバー１４に伝達され、ラックバー１４を軸線方向に駆動する。これにより、運転者が操舵ハンドル１１を回動操作して左右前輪ＦＷ１,ＦＷ２を転舵しようとすると、電動モータ１５により前記運転者による操舵ハンドル１１の回動操作がアシストされる。この操舵アシスト制御においては、操舵トルクＴＲが大きくなるに従って目標アシスト電流値Ｉas＊は大きくなるので、運転者は小さな操舵力で左右前輪ＦＷ１,ＦＷ２を操舵することができる。また、車速Ｖが低くなるに従って目標アシスト電流値Ｉas＊は大きくなるので、高速走行時における車両の走行安定性が良好に保たれるとともに、低速走行時の車両の小回り性能も良好となる。   By the drive control of the electric motor 15 according to the target assist current value Ias *, the electric motor 15 drives the rack bar 14 in the axial direction via the ball screw mechanism 16. On the other hand, the turning operation of the steering handle 11 by the driver is transmitted to the rack bar 14 via the steering shaft 12 and the pinion gear 13 to drive the rack bar 14 in the axial direction. Thus, when the driver tries to turn the steering handle 11 to steer the left and right front wheels FW1, FW2, the electric motor 15 assists the driver in turning the steering handle 11. In this steering assist control, the target assist current value Ias * increases as the steering torque TR increases, so that the driver can steer the left and right front wheels FW1, FW2 with a small steering force. Further, as the vehicle speed V decreases, the target assist current value Ias * increases, so that the running stability of the vehicle during high-speed running is maintained well, and the turning performance of the vehicle during low-speed running is also good.

次に、回転角センサ２２，２３の一方のみに異常が発生した場合について説明する。まず、回転角センサ２３に異常が発生した場合について説明する。この場合、電子制御ユニット３０は、ステップＳ１２にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１６にて「Ｎｏ」すなわち両回転角センサには同時に異常が発生していないと判定し、ステップＳ１７にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１８にて、回転角センサ２１，２２から検出回転角θ１，θ２をそれぞれ入力するとともに、車速センサ２５から検出車速Ｖを入力する。そして、ステップＳ１９にて、前述したステップＳ１４と同様な処理により、ステアリングシャフト１２に付与されている操舵トルクＴＲを計算する。次に、ステップＳ２０にて、第１回転角変換ルーチンを実行する。   Next, a case where an abnormality has occurred in only one of the rotation angle sensors 22 and 23 will be described. First, a case where an abnormality has occurred in the rotation angle sensor 23 will be described. In this case, the electronic control unit 30 determines “No” in Step S12, determines “No” in Step S16, that is, determines that no abnormality has occurred in both rotation angle sensors at the same time, and determines “No” in Step S17. In step S18, the detected rotation angles θ1 and θ2 are input from the rotation angle sensors 21 and 22, respectively, and the detected vehicle speed V is input from the vehicle speed sensor 25. In step S19, the steering torque TR applied to the steering shaft 12 is calculated by the same processing as in step S14 described above. Next, in step S20, a first rotation angle conversion routine is executed.

第１回転角変換ルーチンは、図４に詳細に示されているように、ステップＳ５０にて開始される。ステップＳ５０の開始後、電子制御ユニット３０は、ステップＳ５１にて、前述した図３のステップＳ３６の処理と同様にして、回転角θ２をラックストローク量ＲＳＴ（ラックバー１４の軸線方向の変位量）に変換する。そして、ステップＳ５２にて、前述したステップＳ３７の処理と同様にして、ラックストローク量ＲＳＴを回転角センサ２３によって検出されるべき電動モータ１５の回転角θmに変換する。   The first rotation angle conversion routine is started in step S50, as shown in detail in FIG. After the start of step S50, in step S51, the electronic control unit 30 changes the rotation angle θ2 to the rack stroke amount RST (the displacement amount in the axial direction of the rack bar 14) in the same manner as the processing of step S36 in FIG. Convert to In step S52, the rack stroke amount RST is converted into the rotation angle θm of the electric motor 15 to be detected by the rotation angle sensor 23 in the same manner as the processing in step S37 described above.

次に、ステップＳ５３〜Ｓ５８の処理により、ボールねじ機構１６のガタによる変換回転角θｍの補正値ＯＦＦを決定する。この補正値ＯＦＦは、操舵ハンドル１１の回動操作時に、ボールねじ機構１６のガタに起因した変換誤差αに対応する。そして、ラックバー１４の左右方向へ変位によって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵する場合に、電動モータ１５も前記ラックバー１４の変位方向と同方向にラックバー１４を変位させるように回動する必要があるので、変換回転角θｍをさらに前記ラックバーの変位方向に対応した角度だけ増減させる必要がある。言い換えれば、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を右方向に転舵している場合には、正である変換回転角θｍに正である変換誤差αを加算する必要がある。逆に、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を左方向に転舵している場合には、負である変換回転角θｍから正である変換誤差αを減算する必要がある。   Next, the correction value OFF of the conversion rotation angle θm due to the backlash of the ball screw mechanism 16 is determined by the processing of steps S53 to S58. This correction value OFF corresponds to the conversion error α caused by the backlash of the ball screw mechanism 16 when the steering handle 11 is turned. When the left and right front wheels FW1 and FW2 are steered by displacement of the rack bar 14 in the left-right direction, the electric motor 15 also needs to be rotated so as to displace the rack bar 14 in the same direction as the rack bar 14 displacement direction. Therefore, it is necessary to increase or decrease the conversion rotation angle θm by an angle corresponding to the displacement direction of the rack bar. In other words, when the left and right front wheels FW1, FW2 are steered to the right, it is necessary to add a positive conversion error α to the positive conversion rotation angle θm. Conversely, when the left and right front wheels FW1, FW2 are steered leftward, it is necessary to subtract the positive conversion error α from the negative conversion rotation angle θm.

したがって、操舵トルクＴＲの絶対値｜ＴＲ｜が前記小さな所定値ＴＲo以上で、回転角θ２が予め決めた小さな正の所定値θ２o以上であれば、ステップＳ５３にて「Ｙｅｓ」、Ｓ５４にて「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップＳ５６にて補正値ＯＦＦは正の変換誤差αに設定される。また、操舵トルクＴＲの絶対値｜ＴＲ｜が前記小さな所定値ＴＲo以上で、回転角θ２が負の所定値−θ２o以下であれば、ステップＳ５３にて「Ｙｅｓ」、ステップＳ５４にて「Ｎｏ」、ステップＳ５５にて「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップＳ５８にて補正値ＯＦＦは負の変換誤差−αに設定される。さらに、操舵トルクＴＲの絶対値｜ＴＲ｜が前記小さな所定値ＴＲo未満または回転角θ２の絶対値｜θ２｜が所定値θ２o未満であれば、ステップＳ５３にて「Ｎｏ」またはステップＳ５４，Ｓ５５にて共に「Ｎｏ」と判定されて、ステップＳ５８にて補正値ＯＦＦは「０」に設定される。なお、前記補正値学習ルーチンによって変換誤差αが未だ計算されていない場合には、電子制御ユニット３０に予め記憶されている変換誤差αの初期値αoを用いる。   Therefore, if the absolute value | TR | of the steering torque TR is not less than the small predetermined value TRo and the rotation angle θ2 is not less than the predetermined small positive value θ2o, “Yes” in step S53, “ In step S56, the correction value OFF is set to a positive conversion error α. If the absolute value | TR | of the steering torque TR is equal to or larger than the small predetermined value TRo and the rotation angle θ2 is equal to or smaller than the negative predetermined value −θ2o, “Yes” in step S53 and “No” in step S54. In step S55, “Yes” is determined, and in step S58, the correction value OFF is set to a negative conversion error −α. Further, if the absolute value | TR | of the steering torque TR is less than the small predetermined value TRo or the absolute value | θ2 | of the rotation angle θ2 is less than the predetermined value θ2o, “No” is determined in step S53 or steps S54 and S55 are performed. Both are determined as “No”, and the correction value OFF is set to “0” in step S58. When the conversion error α has not yet been calculated by the correction value learning routine, the initial value αo of the conversion error α stored in advance in the electronic control unit 30 is used.

前記ステップＳ５６〜Ｓ５８の処理後、電子制御ユニット３０は、ステップＳ５９にて前記変換回転角θｍに補正値ＯＦＦを加算して、ステップＳ６０にて第１回転角変換ルーチンの実行を終了する。ふたたび、図２の操舵アシストプログラムの実行に戻り、ステップＳ２０の第１回転角変換ルーチンの実行後、電子制御ユニット３０は、回転角センサ２３による検出回転角θｍに代えて前記補正後の変換回転角θｍを用い、前述したステップＳ２４〜２６の処理により電動モータ１５を駆動制御する。したがって、この場合も、運転者による操舵操作は、操舵トルクＴＲおよび車速Ｖに応じてアシストされる。   After the processing in steps S56 to S58, the electronic control unit 30 adds the correction value OFF to the conversion rotation angle θm in step S59, and ends the execution of the first rotation angle conversion routine in step S60. Returning to the execution of the steering assist program of FIG. 2 again, after the execution of the first rotation angle conversion routine in step S20, the electronic control unit 30 replaces the detected rotation angle θm by the rotation angle sensor 23 with the corrected rotation after the correction. Using the angle θm, the drive of the electric motor 15 is controlled by the processing of steps S24 to S26 described above. Therefore, also in this case, the steering operation by the driver is assisted according to the steering torque TR and the vehicle speed V.

次に、回転角センサ２２のみに異常が発生した場合について説明する。この場合、電子制御ユニット３０は、ステップＳ１２にて「Ｎｏ」、ステップＳ１６にて「Ｎｏ」、ステップＳ１７にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２１にて、回転角センサ２１，２３から検出回転角θ１，θｍをそれぞれ入力するとともに、車速センサ２５から検出車速Ｖを入力する。そして、ステップＳ２２にて、第２回転角変換ルーチンを実行する。   Next, a case where an abnormality occurs only in the rotation angle sensor 22 will be described. In this case, the electronic control unit 30 determines “No” in step S12, “No” in step S16, “No” in step S17, and detects rotation from the rotation angle sensors 21 and 23 in step S21. The angles θ1 and θm are input, and the detected vehicle speed V is input from the vehicle speed sensor 25. In step S22, a second rotation angle conversion routine is executed.

第２回転角変換ルーチンは、図５に詳細に示されているように、ステップＳ７０にて開始される。ステップＳ７０の開始後、電子制御ユニット３０は、ステップＳ７１〜Ｓ７５の処理によりボールねじ機構１６のガタによる変換回転角θｍの補正値ＯＦＦを決定する。この場合には、前記とは逆に、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を右方向に転舵している場合には、正である検出回転角θｍから正である変換誤差αを減算する必要がある。逆に、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を左方向に転舵している場合には、負である検出回転角θｍに正である変換誤差αを加算する必要がある。しかし、この場合には、回転角θ２は未知であって操舵トルクＴＲが計算されていないので、検出回転角θｍのみを用いて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左右の転舵を判定する必要がある。   The second rotation angle conversion routine is started in step S70 as shown in detail in FIG. After the start of step S70, the electronic control unit 30 determines the correction value OFF of the conversion rotation angle θm due to the backlash of the ball screw mechanism 16 by the processes of steps S71 to S75. In this case, contrary to the above, when the left and right front wheels FW1, FW2 are steered in the right direction, it is necessary to subtract the positive conversion error α from the positive detected rotation angle θm. Conversely, when the left and right front wheels FW1, FW2 are steered leftward, it is necessary to add a positive conversion error α to the negative detected rotation angle θm. However, in this case, since the rotation angle θ2 is unknown and the steering torque TR is not calculated, it is necessary to determine the left and right steering of the left and right front wheels FW1, FW2 using only the detected rotation angle θm.

したがって、回転角θｍが予め決めた小さな正の所定値θmo以上であれば、ステップＳ７１にて「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップＳ７３にて補正値ＯＦＦは正の変換誤差αに設定される。また、回転角θｍが負の所定値−θmo以下であれば、ステップＳ７１にて「Ｎｏ」、ステップＳ７２にて「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップＳ７４にて補正値ＯＦＦは負の変換誤差−αに設定される。さらに、回転角θｍの絶対値｜θｍ｜が所定値θmo未満であれば、ステップＳ７１，Ｓ７２にて共に「Ｎｏ」と判定されて、ステップＳ７５にて補正値ＯＦＦは「０」に設定される。なお、前記補正値学習ルーチンによって変換誤差αが未だ計算されていない場合には、電子制御ユニット３０に予め記憶されている初期値αの初期値αoを用いる。前記ステップＳ７３〜Ｓ７５の処理後、電子制御ユニット３０は、ステップＳ７６にて検出回転角θｍから補正値ＯＦＦを減算する。   Therefore, if the rotation angle θm is equal to or larger than the predetermined small positive predetermined value θmo, “Yes” is determined in step S71, and the correction value OFF is set to a positive conversion error α in step S73. If the rotation angle θm is equal to or less than the negative predetermined value −θmo, “No” is determined in step S71 and “Yes” is determined in step S72, and the correction value OFF is a negative conversion error − in step S74. Set to α. Further, if the absolute value | θm | of the rotation angle θm is less than the predetermined value θmo, it is determined “No” in steps S71 and S72, and the correction value OFF is set to “0” in step S75. . When the conversion error α has not yet been calculated by the correction value learning routine, the initial value αo of the initial value α stored in advance in the electronic control unit 30 is used. After the processes in steps S73 to S75, the electronic control unit 30 subtracts the correction value OFF from the detected rotation angle θm in step S76.

次に、ステップＳ７７にて、前述したラックバー１４の軸線方向の変位量から電動モータ１５の回転角への変換比の逆数（すなわち減速比）を用いて、補正した回転角θｍをラックストローク量ＲＳＴ（ラックバー１４の軸線方向の変位量）に変換する。次に、ステップＳ７８にて、前述したステアリングシャフト１２の回転角からラックバー１４の軸線方向の変位量への変換比の逆数（すなわちラックストローク比の逆数）を用いて、ラックストローク量ＲＳＴを回転角θ２に変換する。そして、ステップＳ７９にて第２回転角変換ルーチンの実行を終了する。   Next, in step S77, using the reciprocal of the conversion ratio of the rack bar 14 in the axial direction to the rotation angle of the electric motor 15 (that is, the reduction ratio), the corrected rotation angle θm is changed to the rack stroke amount. Conversion to RST (amount of displacement of the rack bar 14 in the axial direction). Next, in step S78, the rack stroke amount RST is rotated using the reciprocal of the conversion ratio from the rotation angle of the steering shaft 12 to the displacement amount of the rack bar 14 in the axial direction (that is, the reciprocal of the rack stroke ratio). Convert to angle θ2. In step S79, the execution of the second rotation angle conversion routine is terminated.

ふたたび、図２の操舵アシストプログラムの実行に戻り、ステップＳ２２の第２回転角変換ルーチンの実行後、電子制御ユニット３０は、ステップＳ２３にて、前記ステップＳ１４の処理と同様に、前記入力した回転角θ１から前記変換した回転角θ２を減算することにより操舵トルクＴＲを計算する。電子制御ユニット３０は、回転角センサ２２による検出回転角θ２に代えて前記変換回転角θ２を用い、前述したステップＳ２４〜２６の処理により電動モータ１５を駆動制御する。したがって、この場合も、運転者による操舵操作は、操舵トルクＴＲおよび車速Ｖに応じてアシストされる。   Returning to the execution of the steering assist program in FIG. 2 again, after the execution of the second rotation angle conversion routine in step S22, the electronic control unit 30 performs the input rotation in step S23 in the same manner as the processing in step S14. The steering torque TR is calculated by subtracting the converted rotation angle θ2 from the angle θ1. The electronic control unit 30 uses the converted rotation angle θ2 in place of the detection rotation angle θ2 detected by the rotation angle sensor 22, and drives and controls the electric motor 15 by the processes in steps S24 to S26 described above. Therefore, also in this case, the steering operation by the driver is assisted according to the steering torque TR and the vehicle speed V.

さらに、回転角センサ２２，２３の両者に異常が発生した場合には、ステップＳ１２にて「Ｎｏ」、ステップＳ１６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２７にて操舵アシストプログラムの実行を終了する。したがって、この場合には、運転者による操舵操作は、電動モータ１５によってアシストされない。   Further, if an abnormality has occurred in both of the rotation angle sensors 22 and 23, “No” is determined in step S12, “Yes” is determined in step S16, and execution of the steering assist program is terminated in step S27. To do. Therefore, in this case, the steering operation by the driver is not assisted by the electric motor 15.

上記作動説明からも理解できるように、上記第１実施形態によれば、回転角センサ２２，２３のうちの一方に異常が発生した場合には、一方の回転角センサによって検出された回転角θ２（またはθｍ）を用いて、他方の回転角センサによって検出されるべき回転角θｍ（またはθ２）が変換計算される。そして、変換計算された回転角θｍ（またはθ２）を用いて電動モータ１５の作動が制御されるので、回転角センサ２２，２３の一方に異常が発生しても、操舵ハンドル１１の回動操作に対するアシスト制御を続行できる。また、前記回転角θｍ（またはθ２）の変換計算においては、ボールねじ機構１６のガタも考慮されるので、変換計算される回転角θｍ（またはθ２）の精度が向上し、より良好な制御が期待される。   As can be understood from the above description of operation, according to the first embodiment, when an abnormality occurs in one of the rotation angle sensors 22 and 23, the rotation angle θ2 detected by the one rotation angle sensor. Using (or θm), the rotation angle θm (or θ2) to be detected by the other rotation angle sensor is converted and calculated. Since the operation of the electric motor 15 is controlled using the rotation angle θm (or θ2) calculated by conversion, even if an abnormality occurs in one of the rotation angle sensors 22 and 23, the turning operation of the steering handle 11 is performed. Assist control for can continue. In addition, since the backlash of the ball screw mechanism 16 is taken into consideration in the conversion calculation of the rotation angle θm (or θ2), the accuracy of the rotation angle θm (or θ2) calculated for conversion is improved, and better control is performed. Be expected.

ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態に係る車両の操舵装置は、図１の回転角センサ２３を省略したものであり、電子制御ユニット３０は、図２の操舵アシストプログラムに代えて図７の操舵アシストプログラム（図４の第１回転角変換ルーチンを含む）を実行する。他の構成は、上記第１実施形態と同じである。 b. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the vehicle steering apparatus according to the second embodiment, the rotation angle sensor 23 of FIG. 1 is omitted, and the electronic control unit 30 replaces the steering assist program of FIG. 4 includes a first rotation angle conversion routine. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

次に、上記のように構成した第２実施形態の動作を説明すると、電子制御ユニット３０は、イグニッションスイッチの投入後、図７のステップＳ１００〜Ｓ１０７からなる操舵アシストプログラムの実行を所定の短時間ごとに繰り返し実行する。この操舵アシストプログラムのステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理は、図２のステップＳ１８〜Ｓ２０の処理と同様であり、これらのステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理により、回転角θ１，θ２および車速Ｖが入力され、操舵トルクＴＲおよび回転角θｍが計算される。なお、ステップＳ１０３の第１回転角変換ルーチンにおいては、予め実験により測定した変換誤差αを電子制御ユニット３０内の不揮発性メモリに記憶しておいて、この記憶しておいた変換誤差αを、回転角θｍの変換計算に用いる。また、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６の処理は、図２のステップＳ２４〜Ｓ２６の処理と同様であり、これらのステップＳ１０４〜Ｓ１０６の処理により、回転角θ１，θ２，θｍ、操舵トルクＴＲおよび車速Ｖを用いて電動モータ１５が駆動制御されて、上記第１実施形態の場合と同様に、操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシスト力が付与される。   Next, the operation of the second embodiment configured as described above will be described. After the ignition switch is turned on, the electronic control unit 30 executes the steering assist program consisting of steps S100 to S107 in FIG. Repeat every time. The processing of steps S101 to S103 of this steering assist program is the same as the processing of steps S18 to S20 in FIG. 2, and the rotation angles θ1 and θ2 and the vehicle speed V are input by the processing of steps S101 to S103, and steering is performed. Torque TR and rotation angle θm are calculated. In the first rotation angle conversion routine of step S103, the conversion error α measured in advance by experiment is stored in the nonvolatile memory in the electronic control unit 30, and the stored conversion error α is Used for conversion calculation of the rotation angle θm. Further, the processing of steps S104 to S106 is the same as the processing of steps S24 to S26 of FIG. 2, and the rotation angles θ1, θ2, θm, steering torque TR, and vehicle speed V are used by the processing of steps S104 to S106. The electric motor 15 is driven and controlled, and an assist force is applied to the turning operation of the steering handle 11 as in the case of the first embodiment.

その結果、この第２実施形態においては、上記第１実施形態の回転角センサ２３を省略しても、回転角センサ２２によって検出された回転角θ２を用いて、回転角センサ２３によって検出されるべき回転角θｍが変換計算される。そして、変換計算された回転角θｍを用いて電動モータ１５の作動が制御されるので、回転角センサ２３を省略しても、操舵ハンドル１１の回動操作に対するアシスト制御を行うことができる。したがって、上記第２実施形態によれば、車両の操舵装置の製造コストを低減できる。また、前記回転角θｍの変換計算においては、ボールねじ機構１６のガタも考慮されるので、変換計算される回転角θｍの精度が向上し、より良好な制御が期待される。   As a result, in the second embodiment, even if the rotation angle sensor 23 of the first embodiment is omitted, the rotation angle sensor 23 detects the rotation angle θ2 detected by the rotation angle sensor 22. The power rotation angle θm is converted and calculated. Since the operation of the electric motor 15 is controlled using the rotation angle θm calculated by conversion, assist control for the turning operation of the steering handle 11 can be performed even if the rotation angle sensor 23 is omitted. Therefore, according to the second embodiment, the manufacturing cost of the vehicle steering apparatus can be reduced. In addition, since the backlash of the ball screw mechanism 16 is taken into consideration in the conversion calculation of the rotation angle θm, the accuracy of the rotation angle θm calculated for conversion is improved, and better control is expected.

ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態に係る車両の操舵装置は、図１の回転角センサ２２を省略したものであり、電子制御ユニット３０は、図２の操舵アシストプログラムに代えて図８の操舵アシストプログラム（図５の第２回転角変換ルーチンを含む）を実行する。他の構成は、上記第１実施形態と同じである。 c. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the vehicle steering apparatus according to the third embodiment, the rotation angle sensor 22 of FIG. 1 is omitted, and the electronic control unit 30 replaces the steering assist program of FIG. 5 (including the second rotation angle conversion routine). Other configurations are the same as those in the first embodiment.

次に、上記のように構成した第３実施形態の動作を説明すると、電子制御ユニット３０は、イグニッションスイッチの投入後、図８のステップＳ１１０〜Ｓ１１７からなる操舵アシストプログラムの実行を所定の短時間ごとに繰り返し実行する。この操舵アシストプログラムのステップＳ１１１〜Ｓ１１３の処理は、図２のステップＳ２１〜Ｓ２３の処理と同様であり、これらのステップＳ１１１〜Ｓ１１３の処理により、回転角θ１，θｍおよび車速Ｖが入力され、回転角θ２および操舵トルクＴＲが計算される。なお、ステップＳ１１２の第２回転角変換ルーチンにおいては、予め実験により測定した変換誤差αを電子制御ユニット３０内の不揮発性メモリに記憶しておいて、この記憶しておいた変換誤差αを、回転角θ２の変換計算に用いる。また、ステップＳ１１４〜Ｓ１１６の処理は、図２のステップＳ２４〜Ｓ２６の処理と同様であり、これらのステップＳ１１４〜Ｓ１１６の処理により、回転角θ１，θ２，θｍ、操舵トルクＴＲおよび車速Ｖを用いて電動モータ１５が駆動制御されて、上記第１実施形態の場合と同様に、操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシスト力が付与される。   Next, the operation of the third embodiment configured as described above will be described. After the ignition switch is turned on, the electronic control unit 30 executes the steering assist program including steps S110 to S117 in FIG. 8 for a predetermined short time. Repeat every time. The processing of steps S111 to S113 of this steering assist program is the same as the processing of steps S21 to S23 of FIG. 2, and the rotation angles θ1 and θm and the vehicle speed V are input by the processing of steps S111 to S113, and the rotation is performed. The angle θ2 and the steering torque TR are calculated. In the second rotation angle conversion routine of step S112, the conversion error α measured in advance by experiment is stored in the nonvolatile memory in the electronic control unit 30, and the stored conversion error α is Used for conversion calculation of the rotation angle θ2. Further, the processing of steps S114 to S116 is the same as the processing of steps S24 to S26 of FIG. 2, and the rotation angles θ1, θ2, θm, steering torque TR, and vehicle speed V are used by the processing of steps S114 to S116. The electric motor 15 is driven and controlled, and an assist force is applied to the turning operation of the steering handle 11 as in the case of the first embodiment.

その結果、この第３実施形態においては、上記第１実施形態の回転角センサ２２を省略しても、回転角センサ２３によって検出された回転角θｍを用いて、回転角センサ２２によって検出されるべき回転角θ２が変換計算される。そして、変換計算された回転角θ２を用いて電動モータ１５の作動が制御されるので、回転角センサ２２を省略しても、操舵ハンドル１１の回動操作に対するアシスト制御を行うことができる。したがって、上記第３実施形態によれば、車両の操舵装置の製造コストを低減できる。また、前記回転角θ２の変換計算においては、ボールねじ機構１６のガタも考慮されるので、変換計算される回転角θ２の精度が向上し、より良好な制御が期待される。   As a result, in the third embodiment, even if the rotation angle sensor 22 of the first embodiment is omitted, the rotation angle sensor 22 detects the rotation angle θm detected by the rotation angle sensor 23. The power rotation angle θ2 is converted and calculated. Since the operation of the electric motor 15 is controlled using the rotation angle θ2 calculated by conversion, assist control for the turning operation of the steering handle 11 can be performed even if the rotation angle sensor 22 is omitted. Therefore, according to the third embodiment, the manufacturing cost of the vehicle steering apparatus can be reduced. In addition, since the backlash of the ball screw mechanism 16 is taken into consideration in the conversion calculation of the rotation angle θ2, the accuracy of the rotation angle θ2 calculated for conversion is improved, and better control is expected.

ｄ．変形例
さらに、本発明は上記第１ないし第３実施形態は、次のように変形することもできる。上記第１実施形態においては、変換誤差αを補正値学習ルーチンの実行によって計算するようにした。しかし、この補正学習ルーチンを省略して、この変換誤差αを予め実験により測定し、測定結果に基づく変換誤差αを電子制御ユニット３０内の不揮発性メモリに記憶しておき、この記憶した変換誤差αを常に利用するようにしてもよい。 d. In addition, the first to third embodiments of the present invention can be modified as follows. In the first embodiment, the conversion error α is calculated by executing the correction value learning routine. However, the correction learning routine is omitted, the conversion error α is measured in advance by experiment, and the conversion error α based on the measurement result is stored in the nonvolatile memory in the electronic control unit 30, and the stored conversion error α may always be used.

また、上記第１ないし第３実施形態においては、図４の第１および第２回転角変換ルーチンにて変換誤差αを用いてボールねじ機構１６のガタに伴う回転角の補正を行うようにした。しかし、ボールねじ機構１６のガタが小さく補正する必要がない場合には、変換誤差αを用いた回転角の補正を省略してもよい。この場合、図４のステップＳ５３〜Ｓ５９および図５のステップＳ７１〜Ｓ７６の処理を省略すればよい。   In the first to third embodiments, the rotation angle associated with the backlash of the ball screw mechanism 16 is corrected using the conversion error α in the first and second rotation angle conversion routines of FIG. . However, when the play of the ball screw mechanism 16 is small and correction is not necessary, correction of the rotation angle using the conversion error α may be omitted. In this case, steps S53 to S59 in FIG. 4 and steps S71 to S76 in FIG. 5 may be omitted.

また、上記第１ないし第３実施形態によれば、電動モータ１５によりラックバー１４を軸線方向に駆動することにより、操舵ハンドル１１の操舵操作をアシストするようにした。しかし、これに代えて、アシスト用の電動モータをステアリングシャフト１２の下部近傍に配置し、回転角センサ２２とピニオンギヤ１３の間の位置にてステアリングシャフト１２を回転駆動することにより、操舵ハンドル１１の操舵操作をアシストするようにしてもよい。この場合、回転運動と直線運動との変換機能をもつ前記ボールねじ機構１６を用いる必要がなくなるので、前記ボールねじ機構１６のガタ補正を必要としなくなる。   Further, according to the first to third embodiments, the steering operation of the steering handle 11 is assisted by driving the rack bar 14 in the axial direction by the electric motor 15. However, instead of this, an assisting electric motor is disposed in the vicinity of the lower portion of the steering shaft 12 and the steering shaft 12 is driven to rotate at a position between the rotation angle sensor 22 and the pinion gear 13, thereby You may make it assist steering operation. In this case, since it is not necessary to use the ball screw mechanism 16 having a function of converting between a rotary motion and a linear motion, it is not necessary to correct the backlash of the ball screw mechanism 16.

また、上記第１ないし第３実施形態において、回転角センサ２１，２２，２３の軸倍角、ピニオンギヤ１３とラックバー１４によるステアリングシャフト１２の回転角からラックバー１４の軸線方向の変位量への第１変換比、およびボールねじ機構１６によるラックバー１４の軸線方向の変位量から電動モータ１５の回転角への第２変換比を調整することにより、回転角センサ２３の軸倍角に対する両回転センサ２１，２２の軸倍角の比が、前記第１変換比に、前記第２変換比を乗算した値に等しく設定するようにするとよい。ここで、軸倍角とは、機械角に対する電気角の比を意味する。   In the first to third embodiments described above, the shaft angle multiplied by the rotation angle sensors 21, 22, 23, the rotation angle of the steering shaft 12 by the pinion gear 13 and the rack bar 14, and the displacement amount in the axial direction of the rack bar 14. By adjusting the first conversion ratio and the second conversion ratio from the displacement of the rack bar 14 in the axial direction by the ball screw mechanism 16 to the rotation angle of the electric motor 15, the both rotation sensors 21 with respect to the shaft multiple angle of the rotation angle sensor 23. , 22 may be set equal to a value obtained by multiplying the first conversion ratio by the second conversion ratio. Here, the shaft multiple angle means the ratio of the electrical angle to the mechanical angle.

具体的には、例えば、ステアリングシャフト１２の回転角からラックバー１４の軸線方向の変位量への第１変換比を４０mm／２πに設定する。この第１変換比４０mm／２πは、ステアリングシャフト１２が１回転するとき、ラックバー１４は軸線方向に４０mm変位することを意味する。ラックバー１４の軸線方向の変位量から電動モータ１５の回転角への第２変換比を２π／５mmに設定する。この変換比２π／５mmは、電動モータ１５が１回転するとき、ラックバー１４は軸線方向に５mm変位することを意味する。回転センサ２１，２２の軸倍角を８Ｘに設定する。回転角センサ２３の軸倍角を１Ｘに設定する。   Specifically, for example, the first conversion ratio from the rotation angle of the steering shaft 12 to the amount of displacement of the rack bar 14 in the axial direction is set to 40 mm / 2π. This first conversion ratio of 40 mm / 2π means that the rack bar 14 is displaced by 40 mm in the axial direction when the steering shaft 12 rotates once. The second conversion ratio from the amount of displacement of the rack bar 14 in the axial direction to the rotation angle of the electric motor 15 is set to 2π / 5 mm. This conversion ratio of 2π / 5 mm means that the rack bar 14 is displaced 5 mm in the axial direction when the electric motor 15 rotates once. The shaft double angle of the rotation sensors 21 and 22 is set to 8X. The shaft angle multiplier of the rotation angle sensor 23 is set to 1X.

この変形例によれば、回転角センサ２２，２３によって検出される回転角は同じになるので、図４の第１回転角補正ルーチン及び図５の第２回転角補正ルーチンにおける回転角の変換処理が不要となり、処理速度が速くなる。また、計算誤差を含まない回転角の流用が可能になり、制御精度も向上する。   According to this modification, the rotation angles detected by the rotation angle sensors 22 and 23 are the same. Therefore, the rotation angle conversion processing in the first rotation angle correction routine of FIG. 4 and the second rotation angle correction routine of FIG. Is unnecessary, and the processing speed is increased. In addition, a rotation angle that does not include a calculation error can be used, and control accuracy is improved.

さらに、前記のような軸倍角および変換比でなくても、回転角センサ２１，２２，２３の軸倍角、ピニオンギヤ１３とラックバー１４によるステアリングシャフト１２の回転角からラックバー１４の軸線方向の変位量への第１変換比、およびボールねじ機構１６によるラックバー１４の軸線方向の変位量から電動モータ１５の回転角への第２変換比を調整することにより、回転角センサ２３の軸倍角に対する両回転センサ２１，２２の軸倍角の比が、前記第１変換比に、前記第２変換比を乗算した値に対して整数倍または整数分の１に等しく設定するようにしても、ある程度の処理速度の高速化および制御精度の向上を図ることができる。   Further, the axial displacement of the rack bar 14 from the rotational angle of the rotation angle sensors 21, 22, 23, and the rotation angle of the steering shaft 12 by the pinion gear 13 and the rack bar 14, even if the shaft multiplication angle and the conversion ratio are not as described above. By adjusting the first conversion ratio to the amount and the second conversion ratio from the displacement of the rack bar 14 in the axial direction by the ball screw mechanism 16 to the rotation angle of the electric motor 15, the rotation angle sensor 23 with respect to the shaft multiple angle is adjusted. Even if the ratio of the shaft angle multiplier of both rotation sensors 21 and 22 is set equal to an integer multiple or a fraction of an integer with respect to a value obtained by multiplying the first conversion ratio by the second conversion ratio, a certain amount The processing speed can be increased and the control accuracy can be improved.

本発明の第１ないし第３実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。1 is an overall schematic diagram of a vehicle steering apparatus according to first to third embodiments of the present invention. 第１実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにより実行される操舵アシストプログラムのフローチャートである。2 is a flowchart of a steering assist program executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to the first embodiment. 図２の操舵アシストプログラム内にて実行される補正値学習ルーチンを詳細に示すフローチャートである。3 is a flowchart showing in detail a correction value learning routine executed in the steering assist program of FIG. 2. 図２および図７の操舵アシストプログラム内にて実行される第１回転角変換ルーチンを詳細に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 1st rotation angle conversion routine performed in the steering assist program of FIG. 2 and FIG. 7 in detail. 図２および図８の操舵アシストプログラム内にて実行される第２回転角変換ルーチンを詳細に示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing in detail a second rotation angle conversion routine executed in the steering assist program of FIGS. 2 and 8. FIG. 図１の電子制御ユニット内に設けられたアシスト電流テーブルに記憶されている操舵トルク、車速および目標アシスト電流値の関係を示すグラフである。2 is a graph showing the relationship between steering torque, vehicle speed, and target assist current value stored in an assist current table provided in the electronic control unit of FIG. 1. 第２実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにより実行される操舵アシストプログラムのフローチャートである。6 is a flowchart of a steering assist program executed by the electronic control unit of FIG. 1 according to the second embodiment. 第３実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにより実行される操舵アシストプログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the steering assist program which concerns on 3rd Embodiment and is performed by the electronic control unit of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、１３…ピニオンギヤ、１４…ラックバー、１５…電動モータ、２１，２２，２３…回転角センサ、２５…車速センサ、３０…電子制御ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Steering handle, 12 ... Steering shaft, 13 ... Pinion gear, 14 ... Rack bar, 15 ... Electric motor 21, 22, 23 ... Rotation angle sensor, 25 ... Vehicle speed sensor, 30 ... Electronic control unit

Claims (10)

操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータを備えるとともに、操舵ハンドルに上端にて接続されたステアリングシャフトの回転角を検出する回転角センサと、前記電動モータの回転角を検出する回転角センサとのうちの一方の回転角センサを備えた車両の操舵アシスト装置において、
前記一方の回転角センサによって検出された回転角を用いて、他方の回転角センサによって検出されるべき回転角を計算する回転角計算手段を設けたことを特徴とする車両の操舵アシスト装置。 A rotation angle sensor that includes an electric motor for assisting a steering operation of the steering handle, detects a rotation angle of a steering shaft connected to the steering handle at an upper end, and a rotation angle sensor that detects a rotation angle of the electric motor In a vehicle steering assist device including one of the rotation angle sensors,
A steering assist device for a vehicle, comprising: a rotation angle calculation means for calculating a rotation angle to be detected by the other rotation angle sensor using the rotation angle detected by the one rotation angle sensor. 操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータを備えるとともに、操舵ハンドルに上端にて接続されたステアリングシャフトの回転角を検出する回転角センサとを備えた車両の操舵アシスト装置において、
前記回転角センサによって検出された回転角を用いて、前記電動モータの回転角を計算する回転角計算手段を設けたことを特徴とする車両の操舵アシスト装置。 In a vehicle steering assist device including an electric motor for assisting a steering operation of the steering handle and a rotation angle sensor for detecting a rotation angle of a steering shaft connected to the steering handle at an upper end,
A steering assist device for a vehicle, comprising a rotation angle calculation means for calculating a rotation angle of the electric motor using a rotation angle detected by the rotation angle sensor. 操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータと、操舵ハンドルに上端にて接続されてその一部にトーションバーを含むステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに付与される操舵トルクを検出するために前記トーションバーの両端部の回転角をそれぞれ検出する一対の回転角センサとを備えた車両の操舵アシスト装置において、
前記一対の回転角センサのうちの前記電動モータ側の回転角センサによって検出された回転角を用いて、前記電動モータの回転角を計算する回転角計算手段と、
前記一対の回転角センサによってそれぞれ検出された回転角を用いて算出される操舵トルクおよび前記回転角計算手段によって計算された電動モータの回転角を用いて前記電動モータの回転を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする車両の操舵アシスト装置。 An electric motor for assisting a steering operation of the steering handle; a steering shaft connected to the steering handle at an upper end and including a torsion bar at a part thereof; and for detecting a steering torque applied to the steering shaft In a vehicle steering assist device including a pair of rotation angle sensors that respectively detect rotation angles at both ends of a torsion bar,
Rotation angle calculation means for calculating the rotation angle of the electric motor using the rotation angle detected by the rotation angle sensor on the electric motor side of the pair of rotation angle sensors;
Control means for controlling the rotation of the electric motor using the steering torque calculated using the rotation angles respectively detected by the pair of rotation angle sensors and the rotation angle of the electric motor calculated by the rotation angle calculation means; A steering assist device for a vehicle, comprising: 操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータと、操舵ハンドルに上端にて接続されたステアリングシャフトの回転角を検出する第１回転角センサと、電動モータの回転角を検出する第２回転角センサとを備えた車両の操舵アシスト装置において、
前記第1および第２回転角センサの異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段によって前記第1および第２回転角センサの一方の回転角センサの異常が検出されたとき、前記一方の回転角センサによって検出された回転角を用いて、他方の回転角センサによって検出されるべき回転角を計算する回転角計算手段を設けたことを特徴とする車両の操舵アシスト装置。 An electric motor for assisting the steering operation of the steering handle, a first rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the steering shaft connected to the upper end of the steering handle, and a second rotation angle for detecting the rotation angle of the electric motor In a vehicle steering assist device including a sensor,
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the first and second rotation angle sensors;
When an abnormality of one of the first and second rotation angle sensors is detected by the abnormality detecting means, the rotation angle detected by the one rotation angle sensor is used to detect the rotation angle of the other rotation angle sensor. A steering assist device for a vehicle, comprising a rotation angle calculation means for calculating a rotation angle to be detected. 操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータと、操舵ハンドルに上端にて接続されてその一部にトーションバーを含むステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに付与される操舵トルクを検出するために前記トーションバーの両端部の回転角をそれぞれ検出する一対の第１回転角センサと、操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータと、前記電動モータの回転角を検出する第２回転角センサと、前記一対の第1回転角センサによってそれぞれ検出された回転角を用いて算出される操舵トルクおよび前記第２回転角センサによって検出された電動モータの回転角を用いて前記電動モータの回転を制御する制御手段を備えた車両の操舵アシスト装置において、
前記一対の第１回転角センサのうちの前記電動モータ側の回転角センサおよび前記第２回転角センサの異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段によって前記一対の第１回転角センサのうちの前記電動モータ側の回転角センサおよび前記第２回転角センサの一方の回転角センサの異常が検出されたとき、前記一方の回転角センサによって検出された回転角を用いて、他方の回転角センサによって検出されるべき回転角を計算する回転角計算手段とを設け、
前記制御手段は、前記異常の検出された回転角センサによって検出されるべき回転角に代えて、前記回転角計算手段によって計算された回転角を用いて前記電動モータの回転を制御するようにしたことを特徴とする車両の操舵アシスト装置。 An electric motor for assisting a steering operation of the steering handle; a steering shaft connected to the steering handle at an upper end and including a torsion bar at a part thereof; and for detecting a steering torque applied to the steering shaft A pair of first rotation angle sensors for detecting rotation angles at both ends of the torsion bar; an electric motor for assisting a steering operation of the steering handle; and a second rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the electric motor; The rotation of the electric motor is controlled using the steering torque calculated using the rotation angles detected by the pair of first rotation angle sensors and the rotation angle of the electric motor detected by the second rotation angle sensor. In a vehicle steering assist device having a control means for
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the rotation angle sensor on the electric motor side and the second rotation angle sensor of the pair of first rotation angle sensors;
When the abnormality detection means detects an abnormality in one of the rotation angle sensors of the electric motor side and the second rotation angle sensor of the pair of first rotation angle sensors, the one rotation angle is detected. A rotation angle calculating means for calculating a rotation angle to be detected by the other rotation angle sensor using the rotation angle detected by the sensor;
The control means controls the rotation of the electric motor using the rotation angle calculated by the rotation angle calculation means instead of the rotation angle to be detected by the rotation angle sensor in which the abnormality is detected. A vehicle steering assist device. 前記ステアリングシャフトに動力伝達可能に連結され、前記ステアリングシャフトの軸線周りの回転に連動して軸線方向に変位して転舵輪を転舵するラックバーを備え、
前記電動モータは、前記ラックバー上に配置されて同ラックバーを軸線方向に駆動する請求項１ないし５のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵アシスト装置。 A rack bar is connected to the steering shaft so as to be capable of transmitting power, and is displaced in the axial direction in conjunction with rotation around the axis of the steering shaft to steer the steered wheels,
6. The vehicle steering assist device according to claim 1, wherein the electric motor is disposed on the rack bar and drives the rack bar in an axial direction. 前記回転角計算手段は、前記ステアリングシャフトの回転角から前記ラックバーの軸線方向の変位量への変換比と、前記電動モータの回転角から前記ラックバーの軸線方向の変位量への変換比とを用いて、前記回転角を計算する請求項６に記載した車両の操舵アシスト装置。   The rotation angle calculation means includes a conversion ratio from the rotation angle of the steering shaft to the displacement amount in the axial direction of the rack bar, and a conversion ratio from the rotation angle of the electric motor to the displacement amount in the axial direction of the rack bar. The steering assist device for a vehicle according to claim 6, wherein the rotation angle is calculated by using. 前記電動モータの回転はボールねじ機構によって前記ラックバーの軸線方向の変位に変換され、
前記回転角計算手段は、さらに、前記ボールねじ機構のガタをも考慮して前記電動モータの回転角を計算する請求項７に記載した車両の操舵アシスト装置。 The rotation of the electric motor is converted into an axial displacement of the rack bar by a ball screw mechanism,
The vehicle steering assist device according to claim 7, wherein the rotation angle calculation unit further calculates a rotation angle of the electric motor in consideration of a backlash of the ball screw mechanism. 前記ステアリングシャフトに動力伝達可能に連結され、前記ステアリングシャフトの軸線周りの回転に連動して軸線方向に変位して転舵輪を転舵するラックバーを備え、
前記電動モータは、前記ラックバー上に配置されて同ラックバーを軸線方向に駆動するように構成し、
前記第２回転角センサの軸倍角に対する前記第1回転センサの軸倍角の比と、前記ステアリングシャフトの回転角から前記ラックバーの軸線方向の変位量への変換比に、前記ラックバーの軸線方向の変位量から前記電動モータの回転角への変換比を乗算した値とが整数倍関係になるようにしたことを特徴とする請求項４または５に記載した車両の操舵アシスト装置。 A rack bar is connected to the steering shaft so as to be capable of transmitting power, and is displaced in the axial direction in conjunction with rotation around the axis of the steering shaft to steer the steered wheels,
The electric motor is disposed on the rack bar and configured to drive the rack bar in the axial direction.
The axial direction of the rack bar depends on the ratio of the axial multiplication angle of the first rotation sensor to the axial multiplication angle of the second rotation angle sensor and the conversion ratio from the rotation angle of the steering shaft to the displacement amount in the axial direction of the rack bar. The vehicle steering assist device according to claim 4 or 5, wherein a value obtained by multiplying a conversion ratio from the displacement amount to the rotation angle of the electric motor has an integer multiple relationship. 前記整数倍関係は、１対１である請求項９に記載した車両の操舵アシスト装置。
The vehicle steering assist device according to claim 9, wherein the integer multiple relationship is 1: 1.
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