JP2009012637A - Control device for electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のステアリング機構に対し、モータにより操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に、車両に対するステアリングホイールの左右の取り付け位置を判定し、その判定結果を用いて前記モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric power steering apparatus in which a steering assist force is applied by a motor to a steering mechanism of a vehicle, and in particular, the left and right mounting positions of a steering wheel with respect to the vehicle are determined, and the determination result is determined. The present invention relates to a control device for an electric power steering device that uses the motor to control the motor.
通常、自動車には、右ハンドルと左ハンドルとの2種類のステアリングホイール(以下、ハンドルともいう)の取り付け形態があり、ステアリング機構に対して操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置にも、右ハンドル仕様のものと、左ハンドル仕様のものとがある。
このように自動車へのステアリングホイールの取り付け位置に応じて電動パワーステアリング装置についても右ハンドル仕様、左ハンドル仕様のものを生産する場合、この生産数は、右ハンドル車及び左ハンドル車の生産数に影響を受けることから、生産コスト及び管理コスト等の点で不利となっている。
In general, an automobile has two types of steering wheels (hereinafter also referred to as steering wheels), which are a right steering wheel and a left steering wheel, and an electric power steering device that applies a steering assist force to the steering mechanism is also provided on the right side. There are a handle type and a left handle type.
In this way, when producing electric power steering devices with right-hand drive specifications and left-hand drive specifications according to the mounting position of the steering wheel on the vehicle, this number of production is the number of right-hand drive vehicles and left-hand drive vehicles. Since it is affected, it is disadvantageous in terms of production cost and management cost.
この無駄なコストの削減を図るため、電動パワーステアリング装置の機械部分に関して、ステアリングホイールの取り付け位置の共用化が図られている。このようにステアリングホイールの取り付け位置の共用化を図るようにした場合、モータ取り付け位置に関して物理的な制限を受けることから、モータ位置を左右対象に設計せざるを得ず、ステアリングホイールの取り付け位置が右である場合と左である場合とで、モータ回転方向が反転することになる。
このため、モータとして例えば、単相のブラシ付きDCモータが使用されており、モータ電流供給の正負をコネクタ部分で入れ替える等の単純な物理的変換により、コントローラのソフトウェアを変更せずに左右共用に対応可能にしたものが提案されている。
In order to reduce this useless cost, the mounting position of the steering wheel is shared with respect to the mechanical part of the electric power steering apparatus. When the steering wheel mounting position is shared in this way, the motor mounting position is physically limited, so the motor position must be designed for the left and right targets, and the steering wheel mounting position is The motor rotation direction is reversed between the right side and the left side.
For this reason, for example, a single-phase brushed DC motor is used as the motor, and it can be shared between the left and right without changing the controller software by simple physical conversion such as switching the positive and negative of the motor current supply at the connector part. What has been made available is proposed.
また、多相制御のブラシレスモータを用いた場合には、コントローラのソフトウェアを変更せずに、モータ電流供給の正負をコネクタ部分で入れ替える等といった単純な物理的変換で対応することは困難である。このため、電動パワーステアリング装置を、車両に搭載する際に、ステアリングホイールの左右の取り付け位置の判定に寄与する車両情報を車両から取得し、取得した車両情報に基づいて左右の取り付け位置の違いを吸収するための制御パラメータを算出し、この制御パラメータを用いてモータの駆動制御を行うことで、ソフトウェアの変更を伴うことなく左右共用に対応できるようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
しかしながら、上述のように車両搭載時に車両情報を車両から取得するようにした場合、この車両情報を、車両毎に予め個別に用意しておく必要がある。また、この車両情報から得た制御パラメータを所定の記憶領域に記憶し、この記憶領域に記憶した制御パラメータを用いてモータの駆動制御を行うようにしているため、何らかによって、記憶領域の記憶情報が破壊されたり、或いは、記憶領域の制御パラメータが破壊されたりした場合には、これ以後、モータの駆動制御を行うことは困難である。 However, when vehicle information is acquired from a vehicle when the vehicle is mounted as described above, it is necessary to prepare the vehicle information separately for each vehicle in advance. Further, since the control parameters obtained from the vehicle information are stored in a predetermined storage area, and the drive control of the motor is performed using the control parameters stored in the storage area, the storage area is stored in some way. If the information is destroyed or the control parameter of the storage area is destroyed, it is difficult to perform motor drive control thereafter.
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、ステアリングホイールの左右の取り付け位置を容易に判断し、この判断結果を用いてモータの駆動制御を行うことにより左右の取り付け位置に関わらず容易且つ的確にモータの駆動制御を行うことの可能な電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional unsolved problems, and by easily determining the left and right mounting positions of the steering wheel, and using this determination result to perform motor drive control. It is an object of the present invention to provide a control device for an electric power steering device capable of easily and accurately performing motor drive control regardless of the left and right mounting positions.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、車両のステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータと、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する制御手段と、前記車両のステアリングホイールの左右取り付け位置判定を行う取り付け位置判定手段と、を有し、前記制御手段は、前記取り付け位置判定手段での判定結果にしたがって前記モータを駆動する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記取り付け位置判定手段は、前記モータに対し、前記左右取り付け位置判定用の予め設定した判定動作を行わせるための通電を行う通電手段と、当該通電手段での通電に伴う、前記左右取り付け位置判定用の予め設定した制御パラメータの変化状況に基づいて前記左右取り付け位置を判定する判定手段と、を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a control device for an electric power steering apparatus according to claim 1 of the present invention includes a steering torque detecting means for detecting a steering torque input to a steering mechanism of a vehicle, and a steering assist to the steering mechanism. A motor for applying force, a control means for driving the motor in accordance with the steering torque detected by the steering torque detection means, and an attachment position determination means for determining the left and right attachment position of the steering wheel of the vehicle. The control means is a control device for an electric power steering device that drives the motor in accordance with a determination result of the attachment position determination means, wherein the attachment position determination means is for determining the left and right attachment positions with respect to the motor. An energizing means for energizing to perform a predetermined determination operation; and Due to electrostatic, it is characterized in that it comprises a determining means for the right and left mounting position based on the change status of the control parameter set in advance for determining the left and right mounting position.
また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記取り付け位置判定手段は、前記左右取り付け位置判定の判定結果を記憶するための記憶手段を有し、前記左右取り付け位置判定を車両搭載時に行ってその判定結果を前記記憶手段に格納し、前記制御手段は、前記記憶手段に前記判定結果が記憶された後は、前記記憶手段に記憶された判定結果を用いて前記モータを駆動することを特徴としている。
また、請求項3に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記記憶手段から正常な判定結果を得ることができるかどうかを検出する記憶状況検出手段を有し、前記取り付け位置判定手段は、前記記憶状況検出手段で正常な判定結果を得ることができないと判定されるとき、前記左右取り付け位置判定を新たに行い、前記制御手段は、前記左右取り付け位置判定手段により得た新たな判定結果を用いて前記モータを駆動することを特徴としている。
Further, in the control device for the electric power steering apparatus according to
In addition, the control device for the electric power steering apparatus according to claim 3 includes a storage state detection unit that detects whether a normal determination result can be obtained from the storage unit, and the attachment position determination unit includes: When it is determined that a normal determination result cannot be obtained by the storage state detection means, the left / right attachment position determination is newly performed, and the control means uses the new determination result obtained by the left / right attachment position determination means. And driving the motor.
また、請求項4に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記記憶状況検出手段は、イグニッションスイッチが投入されたときに前記記憶状況を検出することを特徴としている。
さらに、請求項5に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記制御パラメータは、前記モータの回転方向、前記モータに通電される電流の通電方向及び前記モータが発生するトルクのトルク発生方向の少なくとも何れか1つであることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control device for an electric power steering apparatus, wherein the storage state detecting means detects the storage state when an ignition switch is turned on.
Furthermore, in the control device for an electric power steering apparatus according to claim 5, the control parameters include at least a rotation direction of the motor, a current supply direction of a current supplied to the motor, and a torque generation direction of a torque generated by the motor. It is any one of them.
本発明の請求項1に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、モータを駆動してステアリングホイールの左右取り付け位置を判定するための判定動作を行わせ、モータが判定動作した場合の、左右取り付け位置判定用の各種制御パラメータの変化状況に基づいて左右取り付け位置を判定するようにしたから、左右取り付け位置の判定を行う際には、外部からの情報等を必要とすることなく、電動パワーステアリング装置の制御装置単体で判断することができ、左右取り付け位置の判定を容易に行うことができる。 The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1 of the present invention performs a determination operation for driving the motor to determine the left and right mounting position of the steering wheel, and the left and right mounting position when the motor performs the determination operation. Since the left and right mounting positions are determined based on the change state of various control parameters for determination, the electric power steering device does not require external information or the like when determining the left and right mounting positions. Therefore, it is possible to easily determine the left and right mounting positions.
また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、取り付け位置判定手段での判定結果を記憶手段に記憶するようにし、取り付け位置を判定した後には、記憶手段で記憶している判定結果を用いてモータを駆動するようにしていることから、不要な、取り付け位置判定を行うことを回避することができ、その分処理負荷軽減を図ることができる。
また、請求項3に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、記憶手段から、左右取り付け位置の判定結果を正常に獲得できるかどうかを判断し、正常に獲得できないと判断されるときには、再度取り付け位置判定を行い、この新たな判定結果を用いてモータを駆動することから、記憶手段やここに記憶されている判定結果のデータが壊れた場合であっても、モータの駆動制御を継続して行うことができる。
In addition, the control device for the electric power steering apparatus according to
In addition, the control device for the electric power steering apparatus according to claim 3 determines whether or not the determination result of the left and right mounting positions can be normally acquired from the storage means. Since the determination is performed and the motor is driven using the new determination result, even if the storage means or the determination result data stored therein is broken, the drive control of the motor is continuously performed. be able to.
また、請求項4に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、イグニッションスイッチが投入されたときに記憶手段の判定結果の記憶状況を検出するようにしているから、走行開始前に常に記憶状況の検出を行うことになって、常に正常な判定結果を用いて操舵補助制御を行うことができ、信頼性をより向上させることができる。
さらに、請求項5に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、制御パラメータとして、モータの回転方向、モータに通電される電流の通電方向、モータが発生するトルクのトルク発生方向等を検出するから、ステアリングホイールの取り付け位置に応じて的確に操舵補助制御を行うことができる。
In addition, since the control device for the electric power steering apparatus according to claim 4 detects the storage status of the determination result of the storage means when the ignition switch is turned on, it always detects the storage status before the start of traveling. As a result, the steering assist control can always be performed using a normal determination result, and the reliability can be further improved.
Furthermore, since the control device of the electric power steering device according to claim 5 detects the rotation direction of the motor, the energization direction of the current energized to the motor, the torque generation direction of the torque generated by the motor, and the like as the control parameters. Steering assist control can be accurately performed according to the mounting position of the steering wheel.
以下、本発明の実施の形態を図明に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、1は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は操舵トルクを検出するトルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes a steering wheel. A steering force applied to the steering wheel 1 from a driver is transmitted to a
出力軸2bに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント4を介してロアシャフト5に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント6を介してピニオンシャフト7に伝達される。このピニオンシャフト7に伝達された操舵力はステアリングギヤ8を介してタイロッド9に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ8は、ピニオンシャフト7に連結されたピニオン8aとこのピニオン8aに噛合するラック8bとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン8aに伝達された回転運動をラック8bで直進運動に変換している。
The steering force transmitted to the
ステアリングシャフト2の出力軸2bには、操舵補助力を出力軸2bに伝達する操舵補助機構10が連結されている。この操舵補助機構10は、出力軸2bに連結した減速ギヤ11と、この減速ギヤ11に連結された操舵補助力を発生するモータとしての例えばブラシレスモータで構成される電動モータ12とを備えている。
トルクセンサ3は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を抵抗変化や磁気変化に変換して検出するように構成されている。
A
The torque sensor 3 detects the steering torque applied to the steering wheel 1 and transmitted to the
このトルクセンサ3で検出された操舵トルクTは、パワーステアリング装置を制御する例えばMCU(Micro Controller Unit)を含んで構成されるコントロールユニット20に入力され、このコントロールユニット20には、車速センサ21で検出された車速Vも入力され、コントロールユニット20は、操舵トルクT及び車速Vに応じた操舵補助力を電動モータ12で発生させるための操舵補助指令値Imを算出し、この操舵補助指令値Imに応じた電流値を電動モータ12に供給することで、操舵トルクT及び車速Vに応じた操舵補助力を発生させる。
また、このコントロールユニット20には、バッテリ25から電力が供給されると共に、イグニッションスイッチ26の操作に応じてイグニッション信号が供給され、コントロールユニット20では、イグニッション信号をうけて、前記操舵補助指令値Imの演算を開始する。
The steering torque T detected by the torque sensor 3 is input to a
The
図2は、コントロールユニット20の機能構成の一例を示すブロック図であって、コントロールユニット20は、前記操舵補助指令値Imの演算処理を行う制御部30と、この制御部30によって駆動制御されるインバータ回路等で構成されるモータ駆動回路40とを備えている。トルクセンサ3からの操舵トルクT及び車速センサ21からの車速Vは、指令値算出部31に入力され、指令値算出部31ではこれらに基づき、操舵トルクT及び車速Vに応じた操舵補助力を発生するための操舵補助指令値Imを算出し、これをモータ制御部32に出力する。モータ制御部32ではモータ電流検出回路22で検出した電動モータ12への供給電流であるモータ電流iと操舵補助指令値ImとからPI制御等を行い、例えばさらにPWM制御を行ってモータ駆動回路40によって電動モータ12を駆動する。
電動モータ12には、レゾルバやホール素子等の回転センサ23が設けられており、回転センサ23で検出した電動モータ12の角度θはセルフチェック部33に入力される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the
The
このセルフチェック部33は、トルクセンサ3からの操舵トルクT、車速センサ21からの車速V、モータ電流検出回路22からのモータ電流i、回転センサ23からのモータの回転角θを入力し、この電動パワーステアリング装置が車両に搭載された時点で、各種センサの検出信号に基づきステアリングホイール1の左右の取り付け位置判定用のセルフチェックを行って、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置を検出する。さらにセルフチェック部33は、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置に基づいて、操舵補助制御に用いる制御パラメータを設定し、これをパラメータ記憶部34に記憶する。このパラメータ記憶部34は不揮発性のメモリで構成され、イグニッションスイッチ26がオフ状態となった場合であっても、その記憶情報を保存可能に構成される。また、パラメータ記憶部34へ所定の制御パラメータを記憶した後は、操舵補助制御処理を実行するときに、パラメータ記憶部34及びその記憶情報の異常チェックを行い、異常がなければ、このパラメータ記憶部34に記憶された制御パラメータを、操舵補助制御処理で用いる制御パラメータとして設定し、異常がある場合には、上記セルフチェックを行って左右取り付け位置判定を行い、その判定結果に基づいて制御パラメータを決定し、この制御パラメータを、操舵補助制御処理で用いる制御パラメータとして設定する。
The self-
そして、前記指令値算出部31及び駆動部32は、セルフチェック部33で検出した制御パラメータを用いて、前記操舵補助指令値Imの算出を行う。
このセルフチェック部33でのセルフチェックは、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置判定に関与する制御パラメータを予め設定したパラメータ値にセットした状態で通電し、その時の各センサ類の挙動からパラメータ値のセルフチェックを行う。
なお、この通電は、入力される操舵トルクTに関係なく行われ、ステアリングホイール1が動かない程度の短い時間であり、且つ、各種センサにおいて計測可能な時間、実行され、予め設定した左右の取り付け位置判定のセルフチェック用のセルフチェック動作(判
定動作)を行わせるため、断続的に通電を行って電動モータ12を断続的に駆動する。
The command value calculation unit 31 and the
The self-check in the self-
This energization is performed regardless of the input steering torque T, and is performed for a short period of time that the steering wheel 1 does not move and is measurable by various sensors. In order to perform a self-check operation (determination operation) for the self-check of the position determination, the
また、このセルフチェックを、製造ラインにおいて、電動パワーステアリング装置が車両に搭載されたときの初回のみ及び、この初回のセルフチェックによる制御パラメータが格納される、不揮発性メモリからなるパラメータ記憶部34そのもの又はその記憶情報である制御パラメータに異常があるときの、イグニッションスイッチ26がオン状態となった後ステアリングホイール1が操作されるまでの間にのみ、つまり、ステアリングホイール1を、運転者が通常使用する状況外でのみ実行するようにしてもよい。この場合、通常、ステアリングホイール1の操作は行われないことから、セルフチェック用の通電を、ステアリングホイール1が動く程度の長時間であっても行うことが可能となる。よって、より長い期間における各種センサからの検出信号を用いて各種制御パラメータを設定することで、各種制御パラメータをより的確に設定することができる。
In addition, the self-check is performed only when the electric power steering device is mounted on the vehicle in the production line, and the
そして、セルフチェック部33では、セルフチェック動作を行わせたときの各センサの検出信号に基づき、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置を判断し、この判断結果と、この判断結果に応じた各種制御パラメータのパラメータ値とを、操舵補助制御に用いるパラメータ値として設定し、これをパラメータ記憶部34に格納する。
前記制御パラメータとしては、電動モータ12の回転方向、すなわち通電制御方向で特定される回転方向、回転センサ23の検出信号に基づく回転方向、トルクセンサ3におけるトルクの発生方向、すなわち操舵トルクTの正値又は負値に基づく回転方向、電動モータ12へ供給するモータ電流の電流方向等がある。
Then, the self-
As the control parameter, the rotation direction of the
つまり、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置が異なる場合、操舵に応じたアシストを行う際の電動モータ12の回転方向が逆となるため、ステアリングホイール1を例えば右操舵した場合に、この右操舵をアシストするための操舵補助力を発生する電動モータ12の回転方向が右回転か左回転かに合わせて、電動モータ12の回転角度を検出するための回転センサ23の検出パルスのカウント方向や、トルクセンサ3で検出される操舵トルクTの検出信号が左右何れの方向に作用するトルクであるか、電動モータ12に供給するモータ電流の電流方向も考慮する必要がある。したがって、これら制御パラメータを、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置に応じて設定する必要がある。
That is, when the left and right mounting positions of the steering wheel 1 are different, the rotation direction of the
前記セルフチェックは次の手順で行う。
ここで、電動モータ12の制御方向を右回転として通電制御を行い、電動モータ12がこの通電により実際に右方向に回転する状態で、この電動モータ12の回転角を検出する回転センサ23の検出信号に基づき、制御部30側で、電動モータ12が左方向に回転していると誤認識して通電制御を行った場合、電動モータ12の実際の回転方向と、制御部30側で認識する電動モータ12の回転方向とが異なるため、電動モータ12は通電制御通りには作動せず、回転センサ23で検出される回転角θが、通電制御で期待している角度相当とはならない。したがって、回転角θを参照することによって、回転センサ23の検出信号に基づいて検出される電動モータ12の回転方向と電動モータの通電方向とが異なることがわかる。
The self-check is performed according to the following procedure.
Here, energization control is performed by setting the control direction of the
つまり、コントロールユニット20での、電動モータ12を回転させるための制御方向の一方をA方向、他方をB方向とし、電動モータ12の実際の回転方向を検出する回転センサ23の検出信号の一方の回転方向をX方向、他方の回転方向をY方向とし、A方向及びX方向を右回転、B方向及びY方向を左回転であると仮定して電動モータ12を通電制御した場合に、電動モータ12をA方向に所定量だけ回転させるための通電制御を行った場合に、回転センサ23の検出信号に基づき、電動モータ12が、X方向に前記所定量相当回転したと判断されるときには、電動モータ12の通電制御方向と回転センサ23の検出信号の回転方向とが一致しており、電動モータ12の回転方向Aと回転センサ23の検出信号の回転方向Xとが対応しているみなすことができる。
逆に、回転センサ23の検出信号から、電動モータ12が右方向に前記所定量相当だけ回転したと判断されないときには、電動モータ12の通電方向と回転センサ23の検出信号の回転方向とが異なっていることから、電動モータ12の回転方向Aと回転センサ23の検出信号の回転方向Xとは対応していないとみなすことができる。
That is, one of the control directions for rotating the
Conversely, when it is not determined from the detection signal of the
したがって、例えば、まず、電動モータ12の回転方向Aが右回転、回転センサ23の検出信号の回転方向Xが右回転であると仮定して、電動モータ12を駆動制御する。この駆動制御を行うことにより、回転センサ23の検出信号に基づく電動モータ12の回転方向及び回転量が、電動モータ12の回転制御方向及び駆動制御量相当であるか否かを判断する。そして、回転センサ23に基づく電動モータ12の回転状況が、回転制御方向及び駆動制御量相当であるとき、電動モータ12の回転方向A及び回転センサ23の回転方向Xが右回転相当であるという仮定は正しいと判断する。逆に、回転センサ23に基づく電動モータ12の回転方向及び回転量が、電動モータ12の駆動制御量相当でないと判断されるときには、電動モータ12の回転方向A及び回転センサ23の回転方向Xが右回転相当であるという仮定は誤りであると判断する。
Therefore, for example, first, the
同様に、電動モータ12の回転方向Aが右回転、回転センサ23の検出信号の回転方向Xが左回転であると仮定して電動モータ12を駆動制御し、このときの回転センサ23の検出信号に基づく電動モータ12の回転方向及び回転量が、電動モータ12の駆動制御方向及び駆動制御量相当であると判断されるとき、電動モータ12の回転方向A及び回転センサ23の回転方向Yが右回転相当であるという仮定は正しいと判断し、電動モータ12の駆動制御方向及び駆動制御量相当でないときには、電動モータ12の回転方向Aは右回転、回転センサ23の回転方向Xは左回転であるという仮定は誤りであると判断する。
Similarly, the
同様に、電動モータ12の回転方向Bが右回転、回転センサ23の検出信号の回転方向Xが右回転であると仮定し、さらに電動モータ12の回転方向Bが右回転、回転センサ23の検出信号の回転方向Yが右回転であると仮定して、それぞれの結果を得る。
そして、正しいと判断された仮定に基づき、電動モータ12の回転方向と回転センサ23の検出信号の回転方向とを対応付ける。
Similarly, it is assumed that the rotation direction B of the
Then, the rotation direction of the
つまり、電動モータ12の回転方向A及び回転センサ23の回転方向Xが右回転相当であるという仮定が正しいとき、電動モータ12を回転方向Aに回転させるための通電制御を行ったときの電動モータ12の回転状況は、回転センサ23の検出信号の回転方向Xで表されることを対応付ける。
したがって、上述の電動モータ12の回転方向と、回転センサ23の検出信号の回転方向とが取り得る各組み合わせを左右取り付け位置判定用のチェックパターンとして予め設定しておく。
That is, when the assumption that the rotation direction A of the
Therefore, each combination that can be taken by the rotation direction of the
そして、セルフチェック時には、各チェックパターンにしたがって電動モータ12を動作させ、電動モータ12が正常動作するか否かを判断する。そして、正常動作するときのチェックパターン、すなわち、電動モータ12の回転方向A又Bと、回転センサ23の回転方向X又はYとの対応をセルフチェック結果として得る。
同様の手順で、トルクセンサ3の回転方向を判断することができる。
Then, during the self-check, the
The rotational direction of the torque sensor 3 can be determined by the same procedure.
つまり、ステアリングホイール1が操舵されていない状態で、電動モータ12を動作させると、ステアリングシャフト2にトルクが作用するため、これがトルクセンサ3で検出される。したがって、電動モータ12をA方向及びB方向の何れか一方向に通電制御したときの、トルクセンサ3で検出される操舵トルクTが、電動モータ12の通電方向及び通電制御量相当であるかを判断することにより、操舵トルクTの検出信号の回転方向と電動モータ12の駆動制御の回転方向とを対応付ける。トルクセンサ3の場合も、操舵トルクTの検出信号の回転方向と電動モータ12の駆動制御の回転方向との組み合わせをチェックパターンとして予め設定しておき、このチェックパターンにしたがって電動モータ12を駆動して、操舵トルクTの検出信号に基づいて仮定が正しいかどうかを判断する。そして、正常動作した、電動モータ12の通電制御の回転方向と、操舵トルクTの検出信号の回転方向との組み合わせをセルフチェック結果として得る。
That is, when the
なお、この方法においては、トルクセンサ3からステアリングホイール1までの慣性力に対してトルクセンサ3の感度が十分でない場合等には、電動モータ12への通電に伴うトルクセンサ3の回転方向を検出し得るために十分なトルク信号をトルクセンサ3から得ることができない可能性もある。このような場合には、トルク信号を微分した値を用いて方向判断を行うようにすればよい。また、ステアリングシャフト2のトルクセンサ3よりも上流側、すなわちステアリングホイール1側にステアリングアングルセンサを設けることによって、その検出信号からステアリングシャフト2の回転方向、すなわちトルクセンサ3の回転方向を検出することができる。よって、ステアリングシャフト2のトルクセンサ3よりもステアリングホイール1側の比較的トルクセンサ3寄りの位置であり、且つ、電動モータ12に対してステアリングホイール1が動かない程度の通電を行った場合のステアリングシャフト2の比較的微小な回動を検出可能な位置に、ステアリングアングルセンサ等の、ステアリングシャフト2の回動を検出可能なセンサを設け、このステアリングアングルセンサ等で検出されるステアリングシャフト2の回転方向に基づいてトルクセンサ3の回転方向を検出するようにしてもよく、また、ステアリングアングルセンサ等のステアリングシャフト2の回転方向検出用のセンサとトルクセンサ3とを併用してもよく、このように複数のセンサを併用することでより確実に回転方向を検出することができる。
In this method, when the sensitivity of the torque sensor 3 is not sufficient with respect to the inertial force from the torque sensor 3 to the steering wheel 1, the rotational direction of the torque sensor 3 accompanying the energization of the
モータ電流検出回路22で検出される電動モータ12へのモータ電流iの電流方向についても、同様の手順で判断することができる。
つまり、電動モータ12を目的とする回転方向例えば右方向に通電制御したときに、回転センサ23の検出信号が右方向に制御量相当変化したとき、このときのモータ電流iの電流方向は右方向に回転させる場合の電流方向であると判断することができる。逆に、電動モータ12を右方向に駆動制御したにも関わらず回転センサ23の検出信号が左方向に駆動制御量相当だけ変化した場合には、電動モータ2の電流方向が逆であると判断することができる。
The current direction of the motor current i to the
That is, when the
したがって、この場合も、電動モータ12の目的とする回転方向に応じた通電制御方向と、回転センサ23の検出信号に基づく回転方向とが取り得る組み合わせを、チェックパターンとして予め設定しておき、電動モータ12の通電制御時の、回転センサ23の検出信号の回転方向及びその駆動量が、電動モータ12の回転方向及びの駆動制御量と一致するとき、電動モータ12の駆動制御時の回転方向と、通電方向、つまり、モータ電流iの電流方向とを対応付ける。
Therefore, also in this case, combinations that can be taken by the energization control direction corresponding to the target rotation direction of the
そして、このようにして設定した、電動モータ12の通電制御方向と、回転センサ23の検出信号及び操舵トルクTの回転方向、モータ電流iの電流方向との対応に基づいて、ステアリングホイール1が左右何れに取り付けられているかを判断する。この判断は、ステアリングホイール1が右に取り付けられているとき、及び左に取り付けられているときのそれぞれの場合に、各制御パラメータが取り得る値の組み合わせを予め設定しておき、対応する組み合わせから、左右何れにとりつけられているかを判断する。
Then, based on the correspondence between the energization control direction of the
そして、この左右取り付け位置の判断結果と、取り付け位置が右又は左である場合の、電動モータ12の通電方向や、操舵トルクTの正及び負値と操舵方向との対応、回転センサ23の検出信号すなわちパルス信号の加減算と電動モータ12の回転方向との対応等、操舵補助制御を行う際に、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置が異なることに伴って考慮すべき各種制御パラメータのパラメータ値を設定し、これをパラメータ記憶部34に記憶する。そして、このようにして設定した制御パラメータのパラメータ値に基づいて操舵補助制御を行う。
Then, the determination result of the left and right mounting positions, the energization direction of the
次に、上記実施の形態の動作を、制御部30での処理手順の一例を示す図3のフローチャートに基づいて説明する。
この演算処理は、電動パワーステアリング装置の制御装置が車両に搭載されたときにまず制御部30で実行され、これ以後は、イグニッションスイッチ26がオン状態となったときに実行される。
Next, the operation of the above embodiment will be described based on the flowchart of FIG. 3 showing an example of the processing procedure in the control unit 30.
This calculation process is first executed by the control unit 30 when the control device of the electric power steering apparatus is mounted on the vehicle, and thereafter, it is executed when the
まず、電動パワーステアリング装置が車両に搭載されると、制御部30では、予め設定した初期化処理を実行し(ステップS1)、ステアリングホイール1の左右取り付け位置及びこれに応じた制御パラメータがパラメータ記憶部34に記憶されているか、また、記憶されている場合にはその制御パラメータのデータが壊れていないかどうかを判断する(ステップS2)。この判断は、パラメータ記憶部34を参照することにより行い、例えば、一般的なサムチェックや、パラメータ記憶部34の記憶例えば、一般的なサムチェックや、パラメータ記憶部34の記憶領域を複数に分割し、同じデータを書き込み、相互チェックを行うことにより検出する。
First, when the electric power steering apparatus is mounted on the vehicle, the control unit 30 executes a preset initialization process (step S1), and the left and right mounting positions of the steering wheel 1 and control parameters corresponding thereto are stored as parameters. It is determined whether the data is stored in the
このとき、この電動パワーステアリング制御装置を車両に搭載したとき等、制御パラメータが設定されていない場合には、制御パラメータを設定するためのセルフチェックを行う。具体的には、上述のように、電動モータ12を断続的に駆動し、左右取り付け位置判定のためのセルフチェック用の動作を行わせ(ステップS3a)、所定の記憶領域に予め格納されているチェックパターンにしたがって電動モータ12の通電制御における回転方向と、回転センサ23の検出信号及び操舵トルクTの回転方向、モータ電流iの電流方向とを対応付け、これら対応付けに基づいて、予め保持している対応情報から、ステアリングホイール1が左右何れに取り付けられているかを判断する(ステップS3b)。
At this time, when the control parameter is not set, such as when the electric power steering control device is mounted on a vehicle, a self-check for setting the control parameter is performed. Specifically, as described above, the
そして、特定した右又は左の取り付け位置に基づいて、ステアリングホイール1が右側に配置されているときすなわち右ハンドルの場合には、右ハンドル時の操舵補助制御を正常に行うための各種制御パラメータのパラメータ値を設定し、左ハンドルの場合には、左ハンドル時に操舵補助制御を正常に行うためのパラメータ値を設定する(ステップS4〜ステップS6)。
そして、このようにして設定した制御パラメータのパラメータ値をパラメータ記憶部34に記憶する(ステップS7)。
これによって、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置によって異なる制御パラメータの設定が終了したことから、以後、通常の操舵補助制御処理を実行開始する。
Based on the specified right or left mounting position, when the steering wheel 1 is disposed on the right side, that is, in the case of the right steering wheel, various control parameters for normally performing steering assist control at the right steering wheel are set. A parameter value is set, and in the case of a left steering wheel, a parameter value for normally performing steering assist control when the left steering wheel is set is set (steps S4 to S6).
Then, the parameter value of the control parameter set in this way is stored in the parameter storage unit 34 (step S7).
As a result, the setting of the control parameters that differ depending on the left and right attachment positions of the steering wheel 1 is completed, so that the normal steering assist control process is subsequently started.
すなわち、トルクセンサ3からの操舵トルクT、モータ電流検出回路22からのモータ電流i、回転センサ23の回転角θ、車速センサ21からの車速V等各種センサの検出信号を読込み(ステップS11)、これらについて公知の故障診断を行い、操舵補助制御を実行可能な状態であるか、また、これらセンサ検出信号が本来取り得る正常な範囲内の値であるか等といった診断を行う(ステップS12)。この判断結果が正常であれば、イグニッションスイッチ26が停止状態であるかを判断し(ステップS13)、イグニッションスイッチ26が停止状態でなければ(ステップS14)、操舵トルクT及び車速Vに基づいて、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生させるためのモータ駆動制御処理を公知の手順で実行して電動モータ12を駆動制御するための操舵補助指令値Imを算出し、この操舵補助指令値Imに対してモータ電流iをフィードバックしてモータ駆動電流I*を算出する(ステップS15)。このとき、設定されている左右の位置に応じた制御パラメータにしたがって、各種検出信号の回転方向等を判断する。
That is, the detection signals of various sensors such as the steering torque T from the torque sensor 3, the motor current i from the motor
そして、このモータ指令電流I*をモータ駆動回路40に対して出力してから(ステップS15)、ステップS11に戻り引き続き操舵補助力制御を実行する。
この状態から何らかのセンサの異常を検出したとき(ステップS13)、また、イグニッションスイッチ26がオフ状態に切り換えられたときには(ステップS14)、ステップS16に移行し、操舵補助力制御における電動モータ12の制御信号であるモータ駆動電流I*を“0”にリセットし、操舵補助力制御を停止する。
After this motor command current I * is output to the motor drive circuit 40 (step S15), the process returns to step S11 and the steering assist force control is continuously executed.
When any sensor abnormality is detected from this state (step S13) or when the
この状態から、再度イグニッションスイッチ26が操作された場合には、まず初期化処理を行い(ステップS1)、この場合、制御パラメータが既に設定され、パラメータ記憶部34に記憶されていることから(ステップS2)からステップS8に移行し、不揮発性メモリで構成されるパラメータ記憶部34が正常であるか否か、また、パラメータ記憶部34に記憶されている制御パラメータのデータ自体が壊れていないか等を判断する。
When the
そして、正常な制御パラメータを獲得することができると判断されるときには、ステップS9に移行し、パラメータ記憶部34に格納されている配置位置が右又は左の場合の各種制御パラメータのパラメータ値を読み出す。
そして、以後、上記と同様の手順で、このパラメータ値を用いてモータ指令電流I*を算出し、これをモータ駆動回路40に出力する。
When it is determined that normal control parameters can be acquired, the process proceeds to step S9, and parameter values of various control parameters when the arrangement position stored in the
Thereafter, the motor command current I * is calculated using this parameter value and output to the motor drive circuit 40 in the same procedure as described above.
一方、パラメータ記憶部34の異常或いは制御パラメータの異常が検出された場合には、ステップS8からステップS3aに移行し、上記と同様の手順で再度セルフチェックを実行して、左右の取り付け位置を特定しこれに応じた制御パラメータのパラメータ値を特定する。このとき、パラメータ記憶部34が正常であるならば、パラメータ記憶部34に記憶するようにしてもよい。
そして、以後、上記と同様に特定したパラメータ値を用いて操舵補助制御を実行する。
On the other hand, if an abnormality in the
Thereafter, steering assist control is executed using the parameter values specified in the same manner as described above.
このように、電動パワーステアリング装置の制御装置を車両に搭載した時点で、セルフチェック処理を行って、各種センサの検出状況から、ステアリングホイール1の配置位置が左右の何れであるかを判断するようにしており、このセルフチェックは、外部からの情報を必要とすることなく、制御装置内で保持する情報や、制御装置で検出可能な情報をもとに実行することができる。したがって、この電動パワーステアリング装置が搭載される車両の、ステアリングホイール1の配置位置を判断するための、この車両用の判断情報等を予め設定しておく必要はなく、ステアリングホイール1の配置位置の判断を容易に行うことができる。 As described above, when the control device for the electric power steering apparatus is mounted on the vehicle, the self-check process is performed to determine whether the position of the steering wheel 1 is on the left or right from the detection status of various sensors. The self-check can be executed based on information held in the control device and information detectable by the control device without requiring external information. Therefore, there is no need to set in advance determination information for the vehicle for determining the position of the steering wheel 1 in a vehicle on which the electric power steering apparatus is mounted. Judgment can be made easily.
電動モータ12としては、単相のブラシ付き直流モータや、多相制御のブラシレスモータ等、何れのモータであっても適用することができるが、特に、電動モータ12として多相制御のブラシレスモータを用いた場合には、配線の接続を変更する等物理的な変更を行うことで対応することができないが、上述のように、左右の取り付け位置を判定しこれに応じた制御パラメータを設定することで、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置の相違相当を解消することができ、しかも、外部からの情報等を必要とすることなく制御装置単体で実現することができることから、有効である。
As the
また、通常、一旦車両に取り付けられたステアリングホイール1の配置位置は、変更されることはないから、制御装置を車両に搭載した時点で、特定した左右の取り付け位置及び制御パラメータをパラメータ記憶部34に記憶しておき、これ以後、この記憶した情報を用いて操舵補助制御を行うことによって、操舵補助制御を行う都度、左右取り付け位置判定及び制御パラメータ特定を行う必要がなく、その分、処理負荷を軽減することができる。
Normally, the position of the steering wheel 1 once attached to the vehicle is not changed. Therefore, when the control device is mounted on the vehicle, the specified left and right attachment positions and control parameters are stored in the
また、このように、パラメータ記憶部34に記憶した情報を用いて操舵補助制御を行う場合、何らかによって、パラメータ記憶部34や、これに記憶されているデータ自体が壊れる可能性があり、仮に壊れた場合には、この記憶情報を用いることができないか或いは誤った情報を用いることになるため、正常に操舵補助制御を行うことができない可能性がある。しかしながら、操舵補助制御処理を実行する都度、パラメータ記憶部34や、記憶情報のデータ自体が正常であるか否かを判断し、正常でない場合には再度セルフチェックを行って、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置を新たに検出すると共に、これに応じた制御パラメータを獲得するようにしているから、誤った記憶情報を用いて操舵補助制御が実行されることを確実に回避することができると共に、仮に、記憶情報が保存されていない場合であっても新たに獲得した制御パラメータ等を用いることで確実に操舵補助制御を行うことができる。
In addition, when the steering assist control is performed using the information stored in the
また、イグニッションスイッチ26がオン状態となったときに、パラメータ記憶部34及びその記憶情報が正常であるかを判断するようにしていることから、すなわち、走行開始時に常に判断されることになって、誤った制御パラメータに基づいて操舵補助制御が行われることを走行開始時にその都度判断することになり、信頼性をより向上させることができる。
なお、上記実施の形態においては、ステアリングホイール1の配置位置が左右のそれぞれである場合に、各制御パラメータのパラメータ値が取り得る組み合わせからなる対応情報を予め設定しておき、これに基づいて左右の配置位置を判断する場合について説明したが、これに限るものではなく、各種センサの検出信号に基づいてステアリングホイール1の配置関係によって異なる制御パラメータの取り得る値を、順次特定するようにしてもよい。
Further, when the
In the above embodiment, when the steering wheel 1 is disposed on the left and right, correspondence information including combinations that can be taken by the parameter values of the control parameters is set in advance, and the left and right are determined based on the correspondence information. However, the present invention is not limited to this, and values that can be taken by different control parameters depending on the arrangement relationship of the steering wheel 1 are sequentially specified based on detection signals from various sensors. Good.
例えば、セルフチェックを行うに当たり、コントロールユニット20側で電動モータ12に対する駆動方向を予め決定しておき、このコントロールユニット20側で決めた方向の駆動を行ったときに、電動モータ12の回転信号、つまり回転センサ23の検出信号をモニタし、モータ駆動回路40と電動モータ12の回転方向に関わる制御パラメータを特定する。また、電動モータ12は、減速ギヤ11を介してステアリングシャフト2つまりステアリングホイール1に接続されており、ステアリングシャフト2の回転方向は、トルクセンサ3を通じでコントロールユニット20に入力されるので、このセルフチェック時にモータ駆動回路40とステアリングホイール1の回転方向に関わる制御パラメータを特定する。
このようにセルフチェック時のモータ駆動回路40の動作を基準に各種センサの方向をモニタすることで、制御パラメータを特定してもよい。
For example, when performing the self-check, the drive direction for the
In this way, the control parameter may be specified by monitoring the direction of various sensors based on the operation of the motor drive circuit 40 during the self-check.
また、上記実施の形態においては、制御パラメータとして、通電制御方向で特定される電動モータ12の回転方向、回転センサ23の検出信号に基づく回転方向、トルクセンサ3におけるトルクの発生方向、電動モータ12へ供給するモータ電流の電流方向等を設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動パワーステアリング装置の構成に応じて、ステアリングホイール1の左右の取り付け位置に応じて変更する必要のある要素を制御パラメータとして設定すればよい。
Moreover, in the said embodiment, as a control parameter, the rotation direction of the
上記実施の形態において、トルクセンサ3が操舵トルク検出手段に対応し、電動モータ12がモータに対応し、コントロールユニット20が制御手段に対応している。また、図3のステップS3a〜ステップS4の処理が取り付け位置判定手段に対応し、ステップS3aの処理が通電手段に対応し、ステップS3bの処理が判定手段に対応している。また、パラメータ記憶部34が記憶手段に対応し、図3のステップS8の処理が記憶状況検出手段に対応している。
In the above embodiment, the torque sensor 3 corresponds to the steering torque detection means, the
1 ステアリングホイール
2 ステアリングシャフト
3 トルクセンサ
12 電動モータ
20 コントロールユニット
21 車速センサ
31 指令値算出部
32 モータ制御部
33 セルフチェック部
34 パラメータ記憶部
40 モータ駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータと、
前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する制御手段と、
前記車両のステアリングホイールの左右取り付け位置判定を行う取り付け位置判定手段と、を有し、
前記制御手段は、前記取り付け位置判定手段での判定結果にしたがって前記モータを駆動する電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記取り付け位置判定手段は、
前記モータに対し、前記左右取り付け位置判定用の予め設定した判定動作を行わせるための通電を行う通電手段と、
当該通電手段での通電に伴う、前記左右取り付け位置判定用の予め設定した制御パラメータの変化状況に基づいて前記左右取り付け位置を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。 Steering torque detection means for detecting steering torque input to the steering mechanism of the vehicle;
A motor for applying a steering assist force to the steering mechanism;
Control means for driving the motor in accordance with the steering torque detected by the steering torque detection means;
Mounting position determination means for determining the left and right mounting position of the steering wheel of the vehicle,
In the control device for the electric power steering device that drives the motor according to the determination result in the attachment position determination unit,
The attachment position determination means includes
Energization means for energizing the motor to perform a predetermined determination operation for determining the left and right attachment positions;
A determination means for determining the left and right mounting position based on a change state of a preset control parameter for determining the left and right mounting position accompanying the energization by the energization means. Control device.
前記制御手段は、前記記憶手段に前記判定結果が記憶された後は、前記記憶手段に記憶された判定結果を用いて前記モータを駆動することを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The attachment position determination means has storage means for storing the determination result of the left and right attachment position determination, performs the left and right attachment position determination when mounted on a vehicle, and stores the determination result in the storage means,
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein after the determination result is stored in the storage unit, the control unit drives the motor using the determination result stored in the storage unit. Control device.
前記取り付け位置判定手段は、前記記憶状況検出手段で正常な判定結果を得ることができないと判定されるとき、前記左右取り付け位置判定を新たに行い、
前記制御手段は、前記左右取り付け位置判定手段により得た新たな判定結果を用いて前記モータを駆動することを特徴とする請求項2記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 Storage status detection means for detecting whether a normal determination result can be obtained from the storage means;
The attachment position determination means newly performs the left and right attachment position determination when it is determined that the storage condition detection means cannot obtain a normal determination result,
3. The control device for an electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the control means drives the motor using a new determination result obtained by the left and right attachment position determination means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007177383A JP2009012637A (en) | 2007-07-05 | 2007-07-05 | Control device for electric power steering device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012103091A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Nsk Ltd | Angle sensor and electric power steering device |
-
2007
- 2007-07-05 JP JP2007177383A patent/JP2009012637A/en active Pending
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JP2012103091A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Nsk Ltd | Angle sensor and electric power steering device |
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