JP2010167879A - Steering device of vehicle - Google Patents

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Kohei Yanai
康平 梁井
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To excellently rotate an electric motor while preventing vibration when performing two-phase current-carrying drive when one phase of the electric motor causes a current-carrying failure. <P>SOLUTION: A two-phase current-carrying command part 117 arithmetically operates a command electric current for two-phase current-carrying based on a theoretical two-phase current-carrying current operation expression for generating steering assist torque which is not varied with respect to a change in an electrical angle θe by using two phases of not causing the current-carrying failure when the current-carrying failure to the electric motor 31 is caused only in one phase, a maximum electric current for regulating the upper limit current of the electric motor 31 and an ignition timing advance quantity for advancing the electrical angle θe in the two-phase current-carrying current operation expression. A steering angle ratio change command part 120 outputs a steering angle ratio change command to a steering angle ratio variable device when the electric motor 31 is brought into a vibrating state. Thus, a rotation position of the electric motor 31 is changed, and the vibration is stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置と舵角比可変装置とを備えた車両のステアリング装置に関する。   The present invention relates to a vehicle steering device including an electric power steering device and a steering angle ratio variable device.

従来から、電動モータを駆動制御して操舵アシストトルクをステアリング機構に付与する電動パワーステアリング装置と、操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変する舵角比可変装置とを備えたステアリング装置が知られている。こうしたステアリング装置は、例えば、特許文献１に提案されている。舵角比可変装置は、操舵ハンドルを上端に固定した入力操舵軸と、ラックバーに噛合するピニオンギヤを下端に固定した出力操舵軸との間に設けられ、入力操舵軸の回転角度に対する出力操舵軸の回転角度を連続的に変更できるようにしたものである。   Conventionally, an electric power steering device that drives and controls an electric motor to apply steering assist torque to a steering mechanism, and a steering angle ratio that varies a steering angle ratio that is a ratio of a steering angle of a steered wheel to a steering angle of a steering wheel A steering apparatus including a variable device is known. Such a steering apparatus is proposed in Patent Document 1, for example. The steering angle ratio variable device is provided between an input steering shaft having a steering handle fixed to the upper end and an output steering shaft having a pinion gear meshing with a rack bar fixed to the lower end, and an output steering shaft with respect to the rotation angle of the input steering shaft. The rotation angle can be continuously changed.

電動パワーステアリング装置は、操舵アシストトルクを出力するための電動モータをステアリングコラムあるいはラックバーに備え、操舵ハンドルに入力された操舵トルクに基づいて目標アシストトルクを設定し、設定された目標アシストトルクが得られるように、電動モータの通電量を制御するものである。電動モータとして３相モータを使用した電動パワーステアリング装置も一般化されている。３相モータを使用した場合、電力供給系統の断線、モータ駆動回路のスイッチング素子の故障等により、３相のうちの１相に通電不良が発生したケースであっても、正常な２相を使ってモータを駆動することができる。こうした３相モータの２相通電駆動技術は、例えば、特許文献２に提案されている。   The electric power steering apparatus includes an electric motor for outputting a steering assist torque in a steering column or a rack bar, sets a target assist torque based on the steering torque input to the steering handle, and the set target assist torque is As a result, the energization amount of the electric motor is controlled. An electric power steering apparatus using a three-phase motor as an electric motor has also been generalized. When using a three-phase motor, use a normal two phase even if a power failure occurs in one of the three phases due to disconnection of the power supply system, failure of the switching element of the motor drive circuit, etc. The motor can be driven. Such a two-phase energization driving technique for a three-phase motor has been proposed in Patent Document 2, for example.

特開２００６−２１５６２号公報JP 2006-21562 A 特開２００８−２１１９１１号公報JP 2008-211191 A

しかしながら、特許文献２に提案された電動パワーステアリング装置では、２相通電駆動時において、通電不良が発生していない２相に正弦波電流を流すため、モータ電気角の変化に伴ってトルクが大きく変動してしまう。これに対して、モータ電気角の変化に対して一定のトルクを発生するための２相通電用電流演算式を用いて通電制御すれば理論的にはトルク変動が生じない。この２相通電用電流演算式は、例えば、次のように表すことができる。

Figure 2010167879
この例は、Ｗ相が通電不良となったときのＶ相の電流演算式であり、Ｔは目標アシストトルク、ｅ0はトルク定数、θｅはモータ電気角を表す。また、Ｕ相は、Ｖ相を反転したもの（Ｉu＝−Ｉv）となる。 However, in the electric power steering device proposed in Patent Document 2, a sinusoidal current is passed through the two phases in which the energization failure has not occurred during the two-phase energization drive, so that the torque increases as the motor electrical angle changes. It will fluctuate. On the other hand, torque fluctuation does not theoretically occur if energization control is performed using a two-phase energization current calculation formula for generating a constant torque with respect to a change in motor electrical angle. This two-phase energization current calculation formula can be expressed, for example, as follows.
Figure 2010167879
 This example is a V-phase current calculation formula when the W-phase is poorly energized, where T is the target assist torque, e 0 is the torque constant, and θe is the motor electrical angle. In addition, the U phase is obtained by inverting the V phase (Iu = −Iv).

この２相通電用電流演算式によれば、電流値が特定の電気角において無限大になるため、各相の電流を予め設定した最大電流値以下に制限する必要がある。従って、電流波形は、図４（ａ）に示すようになる。このように最大電流の制限が加わると、図４（ｂ）に示すように、特定の電気角領域においてモータトルク不足が発生する。この結果、モータを良好に回転させることができない。   According to this two-phase energization current calculation formula, since the current value becomes infinite at a specific electrical angle, it is necessary to limit the current of each phase to a predetermined maximum current value or less. Therefore, the current waveform is as shown in FIG. When the maximum current is limited in this way, motor torque shortage occurs in a specific electrical angle region as shown in FIG. 4B. As a result, the motor cannot be rotated well.

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、電動パワーステアリング装置の３相モータの１相が通電不良となり２相通電駆動する場合であっても、モータを良好に回転させることにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problem, and even when one phase of a three-phase motor of an electric power steering apparatus is poorly energized and is driven by two-phase energization, the motor is rotated satisfactorily. There is.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、３相のモータを駆動制御して操舵アシストトルクをステアリング機構に付与する電動パワーステアリング装置と、操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変する舵角比可変装置とを備えた車両のステアリング装置において、
前記電動パワーステアリング装置は、前記モータの電気角を検出する電気角検出手段と、前記モータの各相への通電不良の発生を検出する通電不良検手段と、前記モータへの通電不良が１相だけ発生しているときに、通電不良が発生していない２相を使って前記モータの電気角の変化に対して変動しない操舵アシストトルクを出力するための理論上の２相通電用電流演算式と、前記モータの上限電流を規定する最大電流と、前記２相通電用電流演算式における前記モータの電気角を進める進角量とに基づいて、２相通電用の指令電流を演算し、演算した２相通電用の指令電流にて通電不良の発生していない２相に通電して前記モータを駆動制御する２相通電制御手段と、前記２相通電制御手段により前記モータが駆動制御されているときに、保舵状態であるか否かを判定する保舵状態判定手段と、前記２相通電制御手段により前記モータが駆動制御されているときに、前記モータが正回転と逆回転とを交互に繰り返す振動状態であるか否かを判定する振動状態判定手段と、前記保舵状態判定手段により保舵状態が検出され、かつ、前記振動状態判定手段により前記モータの振動状態が検出された場合、前記舵角比可変装置に対して舵角比の変更指令を出力する舵角比変更指令手段とを備えたことにある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized by an electric power steering device that drives and controls a three-phase motor to apply a steering assist torque to a steering mechanism, and a steering angle of a steering wheel with respect to a steering angle of a steering wheel In a steering apparatus for a vehicle provided with a steering angle ratio variable device that varies a steering angle ratio that is a ratio of
The electric power steering apparatus includes: an electrical angle detection unit that detects an electrical angle of the motor; a conduction failure detection unit that detects occurrence of a conduction failure in each phase of the motor; and a conduction failure to the motor in one phase. The theoretical current calculation formula for two-phase energization for outputting a steering assist torque that does not fluctuate with respect to the change in the electrical angle of the motor using the two phases in which the energization failure has not occurred And calculating a command current for two-phase energization based on the maximum current that defines the upper limit current of the motor and the advance amount of the electric angle of the motor in the two-phase energization current calculation formula The two-phase energization control means controls the motor by driving the two-phase energization with the two-phase energization command current, and the motor is driven and controlled by the two-phase energization control means. When A vibration state in which the motor repeats forward rotation and reverse rotation alternately when the motor is driven and controlled by the two-phase energization control means and the two-phase energization control means for determining whether or not the steering state is established. If the steering state is detected by the vibration state determination unit that determines whether or not the steering state is detected, and the vibration state of the motor is detected by the vibration state determination unit, the steering angle And a steering angle ratio change command means for outputting a steering angle ratio change command to the variable ratio device.

本発明のステアリング装置は、電動パワーステアリング装置と舵角比可変装置とを備えている。電動パワーステアリング装置は、３相モータの通電を制御することにより操舵アシストトルクをステアリング機構に付与する。例えば、操舵ハンドルに入力された操舵トルクに基づいて目標アシストトルクを設定し、目標アシストトルクが得られるようにモータの通電量を制御して運転者の操舵操作をアシストする。３相モータとしては、３相ブラシレスモータが好適である。電動パワーステアリング装置は、３相モータへの通電不良が発生した場合でも、正常な２相を使ってモータ駆動できるように、電気角検出手段、通電不良検手段、２相通電制御手段、保舵状態判定手段、振動状態判定手段、舵角比変更指令手段を備えている。   The steering device of the present invention includes an electric power steering device and a steering angle ratio variable device. The electric power steering device applies steering assist torque to the steering mechanism by controlling energization of the three-phase motor. For example, the target assist torque is set based on the steering torque input to the steering wheel, and the driver's steering operation is assisted by controlling the energization amount of the motor so as to obtain the target assist torque. A three-phase brushless motor is suitable as the three-phase motor. The electric power steering device has an electrical angle detection means, a conduction failure detection means, a two-phase conduction control means, a rudder so that the motor can be driven using two normal phases even when a conduction failure to a three-phase motor occurs. State determination means, vibration state determination means, and steering angle ratio change command means are provided.

通電不良検出手段によりモータへの通電不良が１相だけ発生していることが検出された場合、２相通電制御手段が正常な２相を使ってモータを駆動制御する。この場合、２相通電制御手段は、モータの電気角の変化に対して変動しない操舵アシストトルクを出力するための理論上の２相通電用電流演算式と、モータの上限電流を規定する最大電流（最大電流値）と、２相通電用電流演算式におけるモータの電気角を進める進角量とに基づいて、２相通電用の指令電流（指令電流値）を演算し、演算した２相通電用の指令電流にて通電不良の発生していない２相に通電してモータを駆動制御する。   When it is detected by the energization failure detecting means that only one phase of energization to the motor has occurred, the two-phase energization control means drives and controls the motor using two normal phases. In this case, the two-phase energization control means includes a theoretical two-phase energization current calculation formula for outputting a steering assist torque that does not fluctuate with respect to a change in the electrical angle of the motor, and a maximum current that defines the upper limit current of the motor. Based on the (maximum current value) and the advance amount by which the electrical angle of the motor is advanced in the current calculation formula for two-phase energization, a command current (command current value) for two-phase energization is calculated, and the calculated two-phase energization The motor is driven and controlled by energizing the two phases with no energization failure with the command current.

２相通電用電流演算式は、電気角検出手段により検出されるモータの電気角に応じた２相通電用の電流を設定するが、特定の電気角に接近するとき電流の大きさ（絶対値）が急激に増加し、その特定の電気角を通過すると、符号（電流の向き）が反転して電流の大きさ（絶対値）が減少していく。最大電流は、モータおよびモータ駆動回路を保護するために設定されている。従って、特定の電気角近傍領域において、２相通電用の電流は、その大きさ（絶対値）が最大電流に制限される。この電流制限により、モータで発生できるトルクが減少する。また、ステアリング機構には、操舵方向に対してタイヤを戻そうとする反対方向の力となる反力が発生する。従って、通電方向が反転する電気角近傍領域においてモータトルクが不足し、その位置からモータを回転できなくなるおそれがある。このため、運転者の大きな操舵力が必要となる。そこで、本発明においては、２相通電用電流演算式におけるモータの電気角を進めて指令電流を演算する。つまり、２相通電用電流演算式は、モータの電気角からモータに流す電流を求める演算式であるが、２相通電制御手段は、電気角検出手段により検出した実電気角をモータ回転方向に進角量だけ進めた電気角に対する電流を２相通電用電流演算式から演算し、最大電流制限を加えて指令電流を算出する。   The current calculation formula for two-phase energization sets the current for two-phase energization corresponding to the electrical angle of the motor detected by the electrical angle detection means, but the magnitude of the current (absolute value when approaching a specific electrical angle) ) Increases rapidly and passes through the specific electrical angle, the sign (current direction) is reversed and the current magnitude (absolute value) decreases. The maximum current is set to protect the motor and motor drive circuit. Therefore, the magnitude (absolute value) of the current for two-phase energization is limited to the maximum current in the region near the specific electrical angle. This current limitation reduces the torque that can be generated by the motor. In addition, a reaction force is generated in the steering mechanism, which is a force in the opposite direction to return the tire with respect to the steering direction. Therefore, the motor torque is insufficient in the region near the electrical angle where the energization direction is reversed, and the motor may not be able to rotate from that position. For this reason, a large steering force of the driver is required. Therefore, in the present invention, the command current is calculated by advancing the electrical angle of the motor in the current calculation formula for two-phase energization. In other words, the current calculation formula for two-phase energization is an arithmetic expression for obtaining the current flowing to the motor from the electric angle of the motor, but the two-phase energization control means sets the actual electric angle detected by the electric angle detection means in the motor rotation direction. The current for the electrical angle advanced by the advance amount is calculated from the current calculation formula for two-phase energization, and the command current is calculated by adding the maximum current limit.

２相通電用電流演算式における電気角を進めた場合、モータを電気角が増加する方向に駆動させるケースを考えると、電気角に対するモータトルク特性は、指令電流の通電方向が反転する特定電気角（進角量だけ進められている）より小さい電気角の位置でトルクが増加し、特定電気角を越えると、急激にトルクが減少して逆方向のトルクが発生するようになる。そして、電気角が大きくなるにしたがって逆方向のトルクが弱まり、正方向のトルクに転じて徐々に増大していく。従って、特定電気角を挟んで、反力よりも大きな操舵アシストトルクを発生できる過アシスト領域と、操舵方向に対して反対方向にトルクを発生する逆アシスト領域とが形成される。また、逆アシスト領域よりも電気角の大きくなる領域には、電気角の増加にしたがって操舵方向にトルクを増大させて過アシスト領域に至る不足アシスト領域が形成される。   Considering the case of driving the motor in the direction in which the electrical angle increases when the electrical angle in the two-phase energization current calculation formula is advanced, the motor torque characteristic with respect to the electrical angle is a specific electrical angle at which the energization direction of the command current is reversed. The torque increases at a position of a smaller electrical angle (which is advanced by the advance amount), and when it exceeds a specific electrical angle, the torque decreases rapidly and a torque in the reverse direction is generated. As the electrical angle increases, the torque in the reverse direction becomes weaker and gradually increases as it turns to the torque in the forward direction. Accordingly, an over-assist region where a steering assist torque larger than the reaction force can be generated and a reverse assist region where torque is generated in the opposite direction to the steering direction is formed across the specific electrical angle. In addition, in the region where the electrical angle is larger than the reverse assist region, a short assist region is formed in which the torque is increased in the steering direction as the electrical angle increases to reach the over assist region.

こうしたモータ特性においては、モータが不足アシスト領域で止まった場合、操舵方向に対してタイヤを戻そうとする反力によりモータが逆方向に回転する。そして、電気角が逆アシスト領域となる回転位置にまで戻されると、モータ自身の発生する逆方向のトルクにより、その回転位置をさらに過アシスト領域にまで逆回転させる。過アシスト領域にまで戻されると、モータは、反力に打ち勝つ大きな操舵方向のトルクを発生させ操舵方向に回転し、過アシスト領域で蓄えた運動エネルギーにより、逆アシスト領域と不足アシスト領域とを通過することができる。これにより、２相を使ってモータを良好に回転させることができる。尚、２相通電用電流演算式は、通電不良の相に応じた位相にて設定されるため、特定の電気角もそれに応じて異なる。   In such motor characteristics, when the motor stops in the shortage assist region, the motor rotates in the reverse direction due to a reaction force for returning the tire with respect to the steering direction. Then, when the electrical angle is returned to the rotational position that becomes the reverse assist region, the rotational position is further reversely rotated to the over assist region by the reverse torque generated by the motor itself. When the motor is returned to the over assist area, the motor generates a large torque in the steering direction that overcomes the reaction force, rotates in the steering direction, and passes through the reverse assist area and the insufficient assist area by the kinetic energy stored in the over assist area. can do. Thereby, a motor can be rotated favorably using two phases. Note that the current calculation formula for two-phase energization is set at a phase corresponding to the phase of the energization failure, and therefore the specific electrical angle varies accordingly.

このように、２相通電駆動時においては、過アシスト領域と逆アシスト領域とを設けることによりモータトルクが不足する電気角領域が存在してもモータを回転させることができるが、電気角が過アシスト領域と逆アシスト領域との境界となる位置で保舵された場合には、モータが正回転と逆回転とを交互に繰り返す振動状態が継続してしまうおそれがある。そこで、本発明においては、保舵状態判定手段が保舵状態（操舵角が変化していない状態）であるか否かを判定し、振動状態判定手段がモータが振動状態であるか否かを判定する。そして、保舵状態判定手段により保舵状態が検出され、かつ、振動状態判定手段によりモータの振動状態が検出された場合、舵角比変更指令手段が舵角比可変装置に対して舵角比の変更指令を出力する。舵角比変更装置は、操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変するものである。例えば、車速に応じて目標舵角比を設定する目標舵角比設定手段と、舵角比を変更する電気アクチュエータと、舵角比が目標舵角比となるように電気アクチュエータを駆動制御する舵角比制御手段とを備える。従って、舵角比変更装置は、舵角比変更指令手段から舵角比の変更指令を入力した場合には、操舵輪を転舵する。これに伴って電動パワーステアリング装置のモータの回転位置が変化する。従って、モータの電気角が過アシスト領域と逆アシスト領域との境界位置から外れモータの振動が停止する。   As described above, during the two-phase energization drive, the motor can be rotated even if there is an electrical angle region where the motor torque is insufficient by providing the over assist region and the reverse assist region. When the vehicle is steered at a position that is a boundary between the assist region and the reverse assist region, there is a possibility that the vibration state in which the motor alternately repeats normal rotation and reverse rotation may continue. Therefore, in the present invention, it is determined whether or not the steered state determining means is in the steered state (state in which the steering angle has not changed), and the vibration state determining means determines whether or not the motor is in a vibrating state. judge. When the steered state is detected by the steered state determining unit and the vibration state of the motor is detected by the vibrating state determining unit, the rudder angle ratio change command unit is configured to control the rudder angle ratio with respect to the rudder angle ratio variable device. The change command is output. The rudder angle ratio changing device varies the rudder angle ratio, which is the ratio of the steered wheel turning angle to the steering angle of the steering wheel. For example, a target rudder angle ratio setting unit that sets a target rudder angle ratio according to the vehicle speed, an electric actuator that changes the rudder angle ratio, and a rudder that drives and controls the electric actuator so that the rudder angle ratio becomes the target rudder angle ratio. Angle ratio control means. Therefore, the steering angle ratio changing device steers the steered wheels when the steering angle ratio change command is input from the steering angle ratio change command means. Along with this, the rotational position of the motor of the electric power steering apparatus changes. Therefore, the motor electrical angle deviates from the boundary position between the over-assist region and the reverse assist region, and the motor vibration stops.

この結果、本発明によれば、電動パワーステアリング装置の３相モータの１相が通電不良となり２相通電駆動する場合であってもモータを良好に回転させることができ、しかも、モータの振動を抑制して運転者に違和感を与えないようにすることができる。   As a result, according to the present invention, even when one phase of the three-phase motor of the electric power steering apparatus is poorly energized and driven in two-phase energization, the motor can be rotated satisfactorily, and the motor vibration can be reduced. It is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.

本発明の実施形態に係る車両のステアリング装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 操舵アシストＥＣＵのマイコン部の処理を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the process of the microcomputer part of steering assist ECU. ３相電流波形と、１相断線時のモータトルク特性を表すグラフである。It is a graph showing the motor torque characteristic at the time of a three-phase current waveform and a one-phase disconnection. ２相通電用電流演算式を用いた電流波形と、モータトルク特性を表すグラフである。It is a graph showing a current waveform using a current calculation formula for two-phase energization and motor torque characteristics. ２相通電用電流演算式を用いた電流波形を、進角を与えた場合と進角を与えない場合とで比較するグラフである。It is a graph which compares the current waveform using the current calculation formula for two-phase energization between the case where an advance angle is given and the case where no advance angle is given. ２相通電用電流演算式に進角を与えた場合のモータトルク特性を表すグラフである。It is a graph showing the motor torque characteristic at the time of giving an advance angle to the current calculation formula for two-phase energization. 加速区間と減速区間とを説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating an acceleration area and a deceleration area. トルクフィードバックにより減少するモータトルク特性の変化を表すグラフである。It is a graph showing the change of the motor torque characteristic which decreases by torque feedback. 逆アシスト領域を使って過アシスト領域に逆回転させる動作を説明するグラフである。It is a graph explaining the operation | movement which reversely rotates to an over assist area | region using a reverse assist area | region. 進角量の設定マップを表すグラフである。It is a graph showing the setting map of advance amount. 振動停止制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a vibration stop control routine. 舵角比変更ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a steering angle ratio change routine. 電気角と電気角速度と操舵角の推移を表すグラフであり、（ａ）は振動停止制御を行った場合のグラフ、（ｂ）は振動停止制御を行わない場合のグラフである。It is a graph showing transition of an electrical angle, an electrical angular velocity, and a steering angle, (a) is a graph at the time of performing vibration stop control, (b) is a graph at the time of not performing vibration stop control. 車速−係数マップを表すグラフである。It is a graph showing a vehicle speed-coefficient map.

以下、本発明の一実施形態に係る車両のステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両のステアリング装置の概略構成を表している。   A vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle steering apparatus according to the embodiment.

車両のステアリング装置は、運転者によって回動操作される操舵ハンドル１１を操舵軸１２に固定して備えている。操舵軸１２は、操舵ハンドル１１を上端に固定する操舵軸１２ａ（以下、入力操舵軸１２ａと呼ぶ）と、ピニオンギヤ１３を下端に固定する操舵軸１２ｂ（以下、出力操舵軸１２ｂと呼ぶ）とに、上下に２分割されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４のラック歯が噛み合っている。ラックバー１４は、左右方向（車幅方向）に延設され、その両端が、図示しないタイロッドを介して操舵輪としての左右前輪１５ａ，１５ｂのナックルと操舵可能に連結されている。従って、操舵ハンドル１１の回動は、操舵軸１２およびピニオンギヤ１３を介してラックバー１４に伝達されて、ラックバー１４を軸線方向に変位させて、左右前輪１５ａ，１５ｂを操舵する。このような操舵軸１２、ピニオンギヤ１３、ラックバー１４等によりステアリング機構が構成されている。   A vehicle steering apparatus includes a steering handle 11 that is turned by a driver and fixed to a steering shaft 12. The steering shaft 12 includes a steering shaft 12a (hereinafter referred to as an input steering shaft 12a) for fixing the steering handle 11 to the upper end, and a steering shaft 12b (hereinafter referred to as an output steering shaft 12b) for fixing the pinion gear 13 to the lower end. The upper and lower parts are divided into two. The pinion gear 13 meshes with the rack teeth of the rack bar 14. The rack bar 14 extends in the left-right direction (vehicle width direction), and both ends of the rack bar 14 are connected to the knuckle of the left and right front wheels 15a, 15b as steering wheels via a tie rod (not shown). Accordingly, the rotation of the steering handle 11 is transmitted to the rack bar 14 via the steering shaft 12 and the pinion gear 13, and the rack bar 14 is displaced in the axial direction to steer the left and right front wheels 15a and 15b. Such a steering shaft 12, pinion gear 13, rack bar 14 and the like constitute a steering mechanism.

２分割された操舵軸１２の入力操舵軸１２ａと出力操舵軸１２ｂとの間には、操舵ハンドル１１の操舵角に対する前輪（操舵輪）１５ａ，１５ｂの転舵角の比である舵角比を変更する舵角比可変機構２０が介装されている。舵角比可変機構２０は、入力操舵軸１２ａの下端部に一体回転するように接続された円筒状のケーシング２１を備えている。このケーシング２１内には、電動モータ２２が固定されている。電動モータ２２の出力軸２２ａは、ケーシング２１に回転可能に支持されていて、下端にて出力操舵軸１２ｂに一体回転可能に接続されている。電動モータ２２は、減速機構を内蔵していて、電動モータ２２の回転は減速されて出力軸２２ａに出力される。   A steering angle ratio, which is a ratio of the steering angles of the front wheels (steering wheels) 15a and 15b to the steering angle of the steering handle 11, is set between the input steering shaft 12a and the output steering shaft 12b of the steering shaft 12 divided in two. A steering angle ratio variable mechanism 20 to be changed is interposed. The steering angle ratio variable mechanism 20 includes a cylindrical casing 21 connected so as to rotate integrally with a lower end portion of the input steering shaft 12a. An electric motor 22 is fixed in the casing 21. An output shaft 22a of the electric motor 22 is rotatably supported by the casing 21, and is connected to the output steering shaft 12b so as to be integrally rotatable at the lower end. The electric motor 22 has a built-in speed reduction mechanism, and the rotation of the electric motor 22 is decelerated and output to the output shaft 22a.

電動モータ２２には、相対角センサ４３が設けられる。相対角センサ４３は、電動モータ２２の出力軸２２ａに組み付けられていて、出力操舵軸１２ｂのケーシング２１に対する回転角に応じた検出信号を出力する。この相対角センサ４３により検出される回転角の値を、以下、相対角Δθｖと呼ぶ。従って、出力操舵軸１２ｂの回転角は、操舵角θｈと相対角Δθｖとの和となる。   The electric motor 22 is provided with a relative angle sensor 43. The relative angle sensor 43 is assembled to the output shaft 22a of the electric motor 22 and outputs a detection signal corresponding to the rotation angle of the output steering shaft 12b with respect to the casing 21. The value of the rotation angle detected by the relative angle sensor 43 is hereinafter referred to as a relative angle Δθv. Therefore, the rotation angle of the output steering shaft 12b is the sum of the steering angle θh and the relative angle Δθv.

ラックバー１４には、操舵アシストトルクを出力して運転者の操舵ハンドルの回動操作を補助するパワーアシスト機構３０が設けられている。パワーアシスト機構３０は、電動モータ３１とボールねじ機構３２とを備えている。電動モータ３１の回転は、ボールねじ機構３２によってラックバー１４の軸線方向の運動に変換されてラックバー１４に伝達され、左右前輪１５ａ，１５ｂに転舵力を付与して運転者の操舵操作をアシストする。   The rack bar 14 is provided with a power assist mechanism 30 that outputs a steering assist torque to assist the driver in turning the steering handle. The power assist mechanism 30 includes an electric motor 31 and a ball screw mechanism 32. The rotation of the electric motor 31 is converted into an axial movement of the rack bar 14 by the ball screw mechanism 32 and transmitted to the rack bar 14, and a steering force is applied to the left and right front wheels 15a and 15b to allow the driver to perform a steering operation. Assist.

電動モータ３１は、３相ブラシレスモータが使用される。電動モータ３１には、回転制御に必要な回転角センサ４０が設けられる。この回転角センサ４０は、電動モータ３１内に組み込まれ、電動モータ３１の回転子の回転角度位置に応じた検出信号を出力する。この回転角センサ４０により検出される回転角の値を、以下、モータ回転角θｍと呼ぶ。モータ回転角θｍは、電動モータ３１の電気角θｅの計算に利用される。   As the electric motor 31, a three-phase brushless motor is used. The electric motor 31 is provided with a rotation angle sensor 40 necessary for rotation control. The rotation angle sensor 40 is incorporated in the electric motor 31 and outputs a detection signal corresponding to the rotation angle position of the rotor of the electric motor 31. Hereinafter, the value of the rotation angle detected by the rotation angle sensor 40 is referred to as a motor rotation angle θm. The motor rotation angle θm is used for calculating the electrical angle θe of the electric motor 31.

また、ステアリング機構内には、操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２が組み付けられている。操舵角センサ４１は、入力操舵軸１２ａに組み付けられていて、操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角、すなわち、操舵角に応じた検出信号を出力する。この操舵角センサ４１により検出される回転角の値を、以下、操舵角θｈと呼ぶ。操舵トルクセンサ４２は、出力操舵軸１２ｂに組み付けられており、出力操舵軸１２ｂに作用するトルク、すなわち、左右前輪１５ａ，１５ｂの操舵に伴う操舵トルクを表す検出信号を出力する。この操舵トルクセンサ４２により検出される操舵トルクの値を操舵トルクＴｒと呼ぶ。尚、操舵角θｈ、操舵トルクＴｒおよび相対角Δθｖは、正の値により右方向の角度およびトルクを表し、負の値により左方向の角度およびトルクを表すものとする。   A steering angle sensor 41 and a steering torque sensor 42 are assembled in the steering mechanism. The steering angle sensor 41 is assembled to the input steering shaft 12a, and outputs a detection signal corresponding to the rotation angle from the neutral position of the steering handle 11, that is, the steering angle. The value of the rotation angle detected by the steering angle sensor 41 is hereinafter referred to as a steering angle θh. The steering torque sensor 42 is assembled to the output steering shaft 12b, and outputs a detection signal representing torque acting on the output steering shaft 12b, that is, steering torque accompanying steering of the left and right front wheels 15a and 15b. The steering torque value detected by the steering torque sensor 42 is referred to as steering torque Tr. Note that the steering angle θh, the steering torque Tr, and the relative angle Δθv represent a right angle and torque by a positive value, and a left angle and torque by a negative value.

舵角比可変機構２０の電動モータ２２は、舵角比電子制御ユニット５０（以下、舵角比ＥＣＵ５０と呼ぶ）によって駆動制御される。舵角比ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として備えたマイコン部６０と、モータ駆動回路７０とから構成される。マイコン部６０は、図示しない入力インタフェースを介して操舵角センサ４１、相対角センサ４３、車速を検出する車速センサ４４を接続し、操舵角θｈを表す信号、相対角Δθｖを表す信号、車速ｖを表す信号を入力する。また、モータ駆動回路７０は、Ｈブリッジ回路やインバータ回路であって、マイコン部６０から出力されるＰＷＭ制御信号により内部のスイッチング素子のデューティ比が制御されて、電動モータ２２の通電量および回転方向を調整する。   The electric motor 22 of the steering angle ratio variable mechanism 20 is driven and controlled by a steering angle ratio electronic control unit 50 (hereinafter referred to as a steering angle ratio ECU 50). The steering angle ratio ECU 50 includes a microcomputer unit 60 including a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like as main parts, and a motor drive circuit 70. The microcomputer unit 60 connects a steering angle sensor 41, a relative angle sensor 43, and a vehicle speed sensor 44 for detecting a vehicle speed via an input interface (not shown), and outputs a signal representing the steering angle θh, a signal representing the relative angle Δθv, and the vehicle speed v. Input a signal to represent. The motor drive circuit 70 is an H-bridge circuit or an inverter circuit, and the duty ratio of the internal switching element is controlled by the PWM control signal output from the microcomputer unit 60, so that the energization amount and the rotation direction of the electric motor 22 are controlled. Adjust.

舵角比可変装置８０は、舵角比可変機構２０と舵角比ＥＣＵ５０と上述のセンサ類（操舵角センサ４１、相対角センサ４３、車速センサ４４）とにより構成される。舵角比可変装置８０により調整される舵角比は、入力操舵軸１２ａの回転した角度αに対する前輪１５ａ，１５ｂの転舵した角度βの比（β／α）を意味し、舵角比が大きいほど少ないハンドル操作で大きく前輪を転舵でき、舵角比が小さいほど前輪を転舵するのに大きなハンドル操作を必要とする。前輪１５ａ，１５ｂの転舵角δは、出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutから一義的に決まるため、入力操舵軸１２ａの回転角度（操舵角θｈ）に対する出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutの比（θout／θｈ）を制御することにより舵角比を制御することができる。また、出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutは、操舵角θｈと相対角Δθｖとの和に等しい。従って、舵角比ＥＣＵ５０による電動モータ２２の回転角制御により舵角比を目標値に制御することができる。   The steering angle ratio variable device 80 includes the steering angle ratio variable mechanism 20, the steering angle ratio ECU 50, and the above-described sensors (the steering angle sensor 41, the relative angle sensor 43, and the vehicle speed sensor 44). The steering angle ratio adjusted by the steering angle ratio variable device 80 means the ratio (β / α) of the turning angle β of the front wheels 15a, 15b to the rotation angle α of the input steering shaft 12a. The larger the wheel, the larger the front wheel can be steered with fewer steering operations, and the smaller the steering angle ratio, the larger the steering operation required to steer the front wheels. Since the turning angle δ of the front wheels 15a and 15b is uniquely determined from the rotation angle θout of the output steering shaft 12b, the ratio of the rotation angle θout of the output steering shaft 12b to the rotation angle (steering angle θh) of the input steering shaft 12a ( The steering angle ratio can be controlled by controlling [theta] out / [theta] h). Further, the rotation angle θout of the output steering shaft 12b is equal to the sum of the steering angle θh and the relative angle Δθv. Therefore, the steering angle ratio can be controlled to the target value by the rotation angle control of the electric motor 22 by the steering angle ratio ECU 50.

マイコン部６０は、入力した操舵角θｈおよび車速ｖを用いて、下記式の演算の実行により目標相対角Δθv＊を計算する。なお、下記式中の係数Ｋ１は予め決められた定数である。係数Ｋvは、マイコン部６０のＲＯＭ内に設けられた車速−係数マップ（図１４参照）を参照することにより、車速ｖが増加するに従って「１．０」より大きな所定値から「１．０」に徐々に減少する値に決定される。
Δθv＊＝Ｋ１・(Ｋv−１)・θｈ The microcomputer unit 60 calculates the target relative angle Δθv * by executing the calculation of the following equation using the input steering angle θh and the vehicle speed v. In addition, the coefficient K1 in the following formula is a predetermined constant. The coefficient Kv is referred to a vehicle speed-coefficient map (see FIG. 14) provided in the ROM of the microcomputer unit 60, so that the coefficient Kv increases from a predetermined value larger than “1.0” to “1.0” as the vehicle speed v increases. The value is gradually decreased.
Δθv * = K1 ・ (Kv−1) ・ θh

マイコン部６０は、算出した目標相対角Δθｖ＊と、相対角センサ４３から入力した実際の相対角Δθｖとの偏差（Δθｖ＊−Δθｖ）を演算し、偏差（Δθｖ＊−Δθｖ）に応じたフィードバック制御信号（ＰＷＭ制御信号）をモータ駆動回路７０に出力する。モータ駆動回路７０は、マイコン部６０から出力されたＰＷＭ制御信号により内部のスイッチング素子のデューティ比を調整して電動モータ２２を駆動し、操舵軸１２ｂを目標相対角Δθｖ＊まで回転させる。   The microcomputer unit 60 calculates a deviation (Δθv * −Δθv) between the calculated target relative angle Δθv * and the actual relative angle Δθv input from the relative angle sensor 43, and feedback according to the deviation (Δθv * −Δθv). A control signal (PWM control signal) is output to the motor drive circuit 70. The motor drive circuit 70 adjusts the duty ratio of the internal switching element by the PWM control signal output from the microcomputer unit 60 and drives the electric motor 22 to rotate the steering shaft 12b to the target relative angle Δθv *.

この状態では、操舵角（すなわち、操舵軸１２ａの基準回転位置からの回転角）がθｈであれば、操舵軸１２ｂの回転角はθｈ＋Δθｖ＊となり、左右前輪１５ａ，１５ｂはこの回転角θｈ＋Δθｖ＊に比例した切れ角だけ操舵される。したがって、車速ｖが小さいほど操舵ハンドル１１の回転に対して左右前輪１５ａ，１５ｂは大きく操舵される。すなわち、舵角比は、車速ｖが小さくなるに従って大きく、車両の小回り性能が良好になる。また、高速走行時における車両の走行安定性が良好になる。   In this state, if the steering angle (that is, the rotation angle from the reference rotation position of the steering shaft 12a) is θh, the rotation angle of the steering shaft 12b is θh + Δθv *, and the left and right front wheels 15a, 15b have this rotation angle θh + Δθv *. It is steered by a proportional turning angle. Accordingly, the lower the vehicle speed v, the larger the left and right front wheels 15a and 15b are steered with respect to the rotation of the steering handle 11. That is, the steering angle ratio increases as the vehicle speed v decreases, and the vehicle turning performance becomes better. Further, the running stability of the vehicle during high speed running is improved.

パワーアシスト機構３０の電動モータ３１（３相ブラシレスモータ）は、操舵アシスト電子制御ユニット１００（以下、操舵アシストＥＣＵ１００と呼ぶ）によって駆動制御される。操舵アシストＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として備えたマイコン部１１０と、３相インバータ回路からなるモータ駆動回路１３０とから構成される。モータ駆動回路１３０には、電動モータ３１の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）ごとに流れる電流をそれぞれ検出し、その検出した電流値に対応した検出信号をマイコン部１１０に出力する電流センサ１３１を備えている。この測定された３相の電流値をモータ電流Ｉuvwと総称し、それぞれの相電流値をＩu，Ｉv，Ｉwにて表す。   The electric motor 31 (three-phase brushless motor) of the power assist mechanism 30 is driven and controlled by a steering assist electronic control unit 100 (hereinafter referred to as a steering assist ECU 100). The steering assist ECU 100 includes a microcomputer unit 110 having a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like as main parts, and a motor drive circuit 130 including a three-phase inverter circuit. The motor drive circuit 130 detects a current flowing in each phase (U phase, V phase, W phase) of the electric motor 31 and outputs a detection signal corresponding to the detected current value to the microcomputer unit 110. A sensor 131 is provided. The measured current values of the three phases are collectively referred to as motor current Iuvw, and the respective phase current values are represented by Iu, Iv, and Iw.

マイコン部１１０は、図示しない入力インタフェースを介して操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２、回転角センサ４０、電流センサ１３１、車速センサ４４を接続し、操舵角θｈを表す信号、操舵トルクＴｒを表す信号、モータ回転角θｍを表す信号、モータ電流Ｉuvwを表す信号、車速ｖを表す信号を入力する。そして、入力した検出信号に基づいて、運転者の操舵操作に応じた最適な操舵アシストトルクが得られるように電動モータ３１に流す指令電流（目標電流）を演算し、その指令電流が流れるようにモータ駆動回路１３０にＰＷＭ制御信号を出力する。モータ駆動回路１３０は、このＰＷＭ制御信号により３相インバータ回路を構成する各スイッチング素子のデューティ比が制御されて、電動モータ３１の通電量および回転方向を調整する。   The microcomputer unit 110 connects the steering angle sensor 41, the steering torque sensor 42, the rotation angle sensor 40, the current sensor 131, and the vehicle speed sensor 44 via an input interface (not shown), and represents a signal representing the steering angle θh and the steering torque Tr. A signal, a signal representing the motor rotation angle θm, a signal representing the motor current Iuvw, and a signal representing the vehicle speed v are input. Then, based on the input detection signal, a command current (target current) to be passed through the electric motor 31 is calculated so that an optimum steering assist torque corresponding to the driver's steering operation can be obtained, so that the command current flows. A PWM control signal is output to the motor drive circuit 130. The motor drive circuit 130 adjusts the energization amount and the rotation direction of the electric motor 31 by controlling the duty ratio of each switching element constituting the three-phase inverter circuit by this PWM control signal.

また、マイコン部１１０は、電動モータ３１へ電力供給する通電路における不良（通電不良）を各相ごとに区別して検出し、１相だけの通電不良を検出したとき、正常な２相を使って電動モータ３１を駆動する２相通電制御を行う機能を備えている。   In addition, the microcomputer unit 110 detects a failure (energization failure) in the energization path for supplying power to the electric motor 31 for each phase, and when only one phase energization failure is detected, the normal two phases are used. A function of performing two-phase energization control for driving the electric motor 31 is provided.

電動パワーステアリング装置２００は、パワーアシスト機構３０と操舵アシストＥＣＵ１００と上述のセンサ類（操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２、回転角センサ４０、電流センサ１３１、車速センサ４４）とにより構成される。また、電動パワーステアリング装置２００のマイコン部１１０は、舵角比可変装置８０のマイコン部６０と通信可能に接続され、互いに制御指令を授受できるようになっている。   The electric power steering apparatus 200 includes the power assist mechanism 30, the steering assist ECU 100, and the above-described sensors (the steering angle sensor 41, the steering torque sensor 42, the rotation angle sensor 40, the current sensor 131, and the vehicle speed sensor 44). Further, the microcomputer unit 110 of the electric power steering apparatus 200 is communicably connected to the microcomputer unit 60 of the steering angle ratio variable device 80, and can exchange control commands with each other.

次に、電動パワーステアリング装置２００におけるマイコン部１１０の機能について図２を用いて説明する。図２は、マイコン部１１０のプログラム制御により処理される機能を表す機能ブロック図である。マイコン部１１０は、電動モータ３１の各相への通電不良が検出されているか否かに応じてモータ制御形態を切り替える。電動モータ３１への通電が３相すべて正常であれば３相を使ったモータ制御（以下、３相通電制御と呼ぶ）を行い、１相の通電不良が検出されているときには通電不良が検出されていない２相を使ったモータ制御（以下、２相通電制御と呼ぶ）を行うように切り替える。また、２相以上の通電不良が検出されているときにはモータ駆動不能であるためモータ制御を停止する。   Next, functions of the microcomputer unit 110 in the electric power steering apparatus 200 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a functional block diagram showing functions processed by program control of the microcomputer unit 110. The microcomputer unit 110 switches the motor control mode in accordance with whether or not an energization failure to each phase of the electric motor 31 is detected. If all three phases are normally energized to the electric motor 31, motor control using three phases (hereinafter referred to as three-phase energization control) is performed, and when one-phase energization failure is detected, the energization failure is detected. The control is switched to perform motor control using two phases (hereinafter referred to as two-phase energization control). In addition, when energization failure of two or more phases is detected, the motor control is stopped because the motor cannot be driven.

図２に示すように、マイコン部１１０は、アシスト電流指令部１１１を備えている。アシスト電流指令部１１１は、操舵トルクセンサ４２から出力される操舵トルクＴｒ及び車速センサ４４から出力される車速ｖを入力して、基本アシストマップを参照することにより基本アシストトルクＴａｓを計算する。基本アシストマップは、操舵トルクＴｒの増加にしたがって増加するとともに車速ｖの増加にしたがって減少する基本アシストトルクＴａｓを設定記憶したものである。また、アシスト電流指令部１１１は、操舵角センサ４１により検出される操舵角θｈを入力し、基本アシストトルクＴａｓに対する補償値Ｔｒｔを計算する。補償値Ｔｒｔは、例えば、操舵角θｈに比例して大きくなる操舵軸１２の基本位置への復帰力と、操舵角θｈを時間微分した操舵速度ωに比例して大きくなる操舵軸１２の回転に対する抵抗力に対応した戻しトルクとの和として計算される。アシスト電流指令部１１１は、計算した基本アシストトルクＴａｓと補償値Ｔｒｔの和を目標アシストトルクＴ＊として設定し、この目標アシストトルクＴ＊をトルク定数で除算することにより、ｄ−ｑ座標系におけるｑ軸指令電流Ｉｑ＊を算出する。   As shown in FIG. 2, the microcomputer unit 110 includes an assist current command unit 111. The assist current command unit 111 receives the steering torque Tr output from the steering torque sensor 42 and the vehicle speed v output from the vehicle speed sensor 44, and calculates the basic assist torque Tas by referring to the basic assist map. The basic assist map is set and stored with a basic assist torque Tas that increases as the steering torque Tr increases and decreases as the vehicle speed v increases. The assist current command unit 111 receives the steering angle θh detected by the steering angle sensor 41 and calculates a compensation value Trt for the basic assist torque Tas. The compensation value Trt is, for example, for the return force to the basic position of the steering shaft 12 that increases in proportion to the steering angle θh and the rotation of the steering shaft 12 that increases in proportion to the steering speed ω obtained by time-differentiating the steering angle θh. Calculated as the sum of the return torque corresponding to the resistance force. The assist current command unit 111 sets the sum of the calculated basic assist torque Tas and the compensation value Trt as the target assist torque T *, and divides the target assist torque T * by the torque constant, thereby obtaining the dq coordinate system. A q-axis command current Iq * is calculated.

マイコン部１１０は、３相通電制御を行う場合には、電動モータ３１の回転方向をｑ軸とするとともに回転方向と直交する方向をｄ軸とするｄ−ｑ座標系で記述されるベクトル制御によって電動モータ３１の回転を制御する。ｄ軸電流は、電動モータ３１のトルクを発生させるように働かず、弱め界磁制御に使用される。本実施形態においては、アシスト電流指令部１１１は、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊をゼロ（Ｉｄ＊＝０）に設定する。   When performing three-phase energization control, the microcomputer unit 110 performs vector control described in a dq coordinate system in which the rotation direction of the electric motor 31 is the q axis and the direction orthogonal to the rotation direction is the d axis. The rotation of the electric motor 31 is controlled. The d-axis current does not work to generate torque of the electric motor 31 and is used for field weakening control. In the present embodiment, the assist current command unit 111 sets the d-axis command current Id * to zero (Id * = 0).

このように計算されたｑ軸指令電流Ｉｑ＊とｄ軸指令電流Ｉｄ＊は、フィードバック制御部１１２に出力される。フィードバック制御部１１２は、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊からｑ軸実電流Ｉｑを減算した偏差ΔＩｑを算出し、この偏差ΔＩｑを使った比例積分制御によりｑ軸実電流Ｉｑがｑ軸指令電流Ｉｑ＊に追従するようにｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を計算する。同様に、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊からｄ軸実電流Ｉｄを減算した偏差ΔＩｄを算出し、この偏差ΔＩｄを使った比例積分制御によりｄ軸実電流Ｉｄがｄ軸指令電流Ｉｄ＊に追従するようにｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を計算する。   The q-axis command current Iq * and the d-axis command current Id * calculated in this way are output to the feedback control unit 112. The feedback control unit 112 calculates a deviation ΔIq obtained by subtracting the q-axis actual current Iq from the q-axis command current Iq *, and the q-axis actual current Iq is converted into the q-axis command current Iq * by proportional-integral control using the deviation ΔIq. The q-axis command voltage Vq * is calculated so as to follow. Similarly, a deviation ΔId obtained by subtracting the d-axis actual current Id from the d-axis command current Id * is calculated, and the d-axis actual current Id follows the d-axis command current Id * by proportional-integral control using the deviation ΔId. D-axis command voltage Vd * is calculated.

ｑ軸実電流Ｉｑおよびｄ軸実電流Ｉｄは、電動モータ３１のコイルに実際に流れた３相電流の検出値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ−ｑ座標系の２相電流に変換したものである。この３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwからｄ−ｑ座標系の２相電流Ｉｄ，Ｉｑへの変換は、３相／２相座標変換部１１３によって行われる。３相／２相座標変換部１１３は、回転角変換部１１４から出力されるモータ電気角θｅを入力し、そのモータ電気角θｅに基づいて、電流センサ１３１から出力される３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ−ｑ座標系の２相電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。回転角変換部１１４は、回転角センサ４０から出力される回転角θｍに基づいて、モータ電気角θｅを算出する電気角検出手段である。以下、モータ電気角θｅを、単に、電気角θｅと呼ぶ。   The q-axis actual current Iq and the d-axis actual current Id are obtained by converting the detected values Iu, Iv, and Iw of the three-phase current actually flowing in the coil of the electric motor 31 into the two-phase current in the dq coordinate system. . Conversion from the three-phase currents Iu, Iv, Iw to the two-phase currents Id, Iq in the dq coordinate system is performed by the three-phase / 2-phase coordinate conversion unit 113. The three-phase / two-phase coordinate conversion unit 113 receives the motor electrical angle θe output from the rotation angle conversion unit 114, and the three-phase currents Iu and Iv output from the current sensor 131 based on the motor electrical angle θe. , Iw are converted into two-phase currents Id, Iq in the dq coordinate system. The rotation angle conversion unit 114 is an electrical angle detection unit that calculates the motor electrical angle θe based on the rotation angle θm output from the rotation angle sensor 40. Hereinafter, the motor electrical angle θe is simply referred to as an electrical angle θe.

フィードバック制御部１１２により算出されたｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とｄ軸指令電圧Ｖｄ＊は、２相／３相座標変換部１１５に出力される。２相／３相座標変換部１１５は、回転角変換部１１４から出力される電気角θｅに基づいて、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換して、その変換した３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をＰＷＭ信号発生部１１６に出力する。ＰＷＭ信号発生部１１６は、３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応したＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路１３０の各スイッチング素子に出力する。これにより電動モータ３１が駆動され、目標アシストトルクＴ＊に追従した操舵アシストトルクがステアリング機構に付与される。   The q-axis command voltage Vq * and the d-axis command voltage Vd * calculated by the feedback control unit 112 are output to the 2-phase / 3-phase coordinate conversion unit 115. The two-phase / three-phase coordinate conversion unit 115 converts the q-axis command voltage Vq * and the d-axis command voltage Vd * into the three-phase command voltages Vu * and Vv * based on the electrical angle θe output from the rotation angle conversion unit 114. , Vw *, and the converted three-phase command voltages Vu *, Vv *, Vw * are output to the PWM signal generator 116. The PWM signal generator 116 outputs a PWM control signal corresponding to the three-phase command voltages Vu *, Vv *, Vw * to each switching element of the motor drive circuit 130. As a result, the electric motor 31 is driven, and a steering assist torque that follows the target assist torque T * is applied to the steering mechanism.

次に、２相通電制御について説明する。電動モータ３１は、通常、図３（ａ）に示すように、電気角で１２０deg位相をずらした正弦波状の電流を３相に通電する。この場合には、電気角の変化に対して一定のモータトルクが得られる。しかし、３相のうちの１相が断線等により通電不良を生じると、図３（ｂ）に示すように、モータトルクは電気角に応じて大きく変動する。このため、操舵操作に引っ掛かりが発生する。   Next, two-phase energization control will be described. As shown in FIG. 3A, the electric motor 31 normally supplies a sine wave current having a phase difference of 120 deg in electrical angle in three phases. In this case, a constant motor torque can be obtained with respect to changes in the electrical angle. However, if one of the three phases is defective in energization due to disconnection or the like, the motor torque varies greatly depending on the electrical angle, as shown in FIG. For this reason, the steering operation is caught.

そこで、２相通電時には、モータ電気角の変化に対してモータトルクが一定となる２相通電用電流演算式を用いて指令電流を演算し、演算された指令電流で２相に通電すれば、理論的には一定のモータトルクが得られる。この２相通電用電流演算式は、次のように表すことができる。

Figure 2010167879
この例は、Ｗ相が通電不良となったときのＶ相の電流演算式であり、ｅ0はトルク定数を表す。また、Ｕ相は、Ｖ相を反転したもの（Ｉu＝−Ｉv）となる。 Therefore, at the time of two-phase energization, if the command current is calculated using the two-phase energization current calculation formula in which the motor torque is constant with respect to the change in the motor electrical angle, Theoretically, a constant motor torque can be obtained. This current calculation formula for two-phase energization can be expressed as follows.
Figure 2010167879
 This example is a V-phase current calculation formula when the W-phase is in poor conduction, and e 0 represents a torque constant. In addition, the U phase is obtained by inverting the V phase (Iu = −Iv).

この２相通電用電流演算式によれば、電気角θｅが９０degあるいは２７０degとなる回転位置において２相通電用の電流が無限大となるが、電動モータ３１やモータ駆動回路１３０を過電流から保護するために、マイコン部１１０には、電動モータ３１に流すことのできる最大電流が予め設定されている。従って、２相通電時における指令電流の電流波形は、図４（ａ）に示すようになる。図中、破線で囲んだ部分が電流制限の働いた領域である。尚、図４（ａ）は、１相の電流波形を表したもので、もう一方の相の電流波形は、この波形の符号を反転したものとなる。   According to the current calculation formula for two-phase energization, the current for two-phase energization is infinite at the rotational position where the electrical angle θe is 90 deg or 270 deg, but the electric motor 31 and the motor drive circuit 130 are protected from overcurrent. In order to do this, a maximum current that can be passed through the electric motor 31 is preset in the microcomputer unit 110. Accordingly, the current waveform of the command current during two-phase energization is as shown in FIG. In the figure, the area surrounded by the broken line is the area where the current limit is applied. FIG. 4A shows the current waveform of one phase, and the current waveform of the other phase is obtained by inverting the sign of this waveform.

このような電流を電動モータ３１に通電した場合、電動モータ３１で発生するトルクは図４（ｂ）に示すように、電流制限が働いた領域において減少してしまう。従って、その電気角近傍領域においてモータトルクが不足し、その位置から電動モータ３１を回転できなくなるおそれがある。このため、操舵操作に引っ掛かりが発生する。   When such an electric current is applied to the electric motor 31, the torque generated by the electric motor 31 decreases in a region where the current limit is applied as shown in FIG. Therefore, the motor torque is insufficient in the vicinity of the electrical angle, and the electric motor 31 may not be able to rotate from that position. For this reason, the steering operation is caught.

そこで、本実施形態においては、電気角θｅを予め設定した進角量θａだけモータ回転方向に進めて指令電流を演算する。つまり、２相通電用の電流を電気角θｅに対して進角量θａだけ前だしするように２相通電用電流演算式の電気角θｅを補正して演算し、この演算して得られた電流に最大電流制限を付加して指令電流を算出する。電気角を進めた指令電流は、図５に実線にて示すような波形となる。この例は、進角量θａを約２０degに設定している。   Therefore, in the present embodiment, the command current is calculated by advancing the electrical angle θe in the motor rotation direction by a preset advance amount θa. That is, the electric angle θe of the two-phase energization current calculation formula is corrected and calculated so that the current for two-phase energization is advanced by the advance amount θa with respect to the electric angle θe, and obtained by this calculation. The command current is calculated by adding a maximum current limit to the current. The command current with the advanced electrical angle has a waveform as shown by a solid line in FIG. In this example, the advance amount θa is set to about 20 deg.

このように電気角を進めて指令電流を設定すると、モータトルクは、図６に示すような特性となる。図中において、Ｔ０は、予め設定した走行条件下における、操舵方向とは反対方向にタイヤを戻そうとする反力を表している。従って、モータトルクが反力Ｔ０を越えれば、運転者の操舵力なしでも操舵可能であり、モータトルクが反力Ｔ０に満たなければ、その不足分だけ運転者の操舵力が必要となる。この図からわかるように、モータトルクが反力Ｔ０を越える電気角領域と、反力Ｔ０に満たない電気角領域とが存在する。以下、モータトルクが反力Ｔ０を越える電気角領域を過アシスト領域Ａと呼び、反力Ｔ０に満たない電気角領域を不足アシスト領域Ｂと呼ぶ。   When the command angle is set by advancing the electrical angle in this way, the motor torque has characteristics as shown in FIG. In the figure, T0 represents a reaction force for returning the tire in the direction opposite to the steering direction under preset traveling conditions. Therefore, if the motor torque exceeds the reaction force T0, the vehicle can be steered without the driver's steering force. If the motor torque does not reach the reaction force T0, the driver's steering force is required by the shortage. As can be seen from this figure, there are an electrical angle region where the motor torque exceeds the reaction force T0 and an electrical angle region where the motor torque is less than the reaction force T0. Hereinafter, an electrical angle region where the motor torque exceeds the reaction force T0 is referred to as an over assist region A, and an electrical angle region where the motor torque is less than the reaction force T0 is referred to as an insufficient assist region B.

また、不足アシスト領域Ｂ内には、モータトルクが操舵方向と逆方向に働く電気角領域も存在する。以下、不足アシスト領域Ｂを、モータトルクが操舵方向と同じ方向に働く電気角領域と、逆方向に働く電気角領域とに分けて説明する場合には、前者の電気角領域を不足アシスト正領域Ｂ１と呼び、後者の電気角領域を逆アシスト領域Ｂ２と呼ぶ。過アシスト領域Ａから逆アシスト領域Ｂ２に切り替わるポイントは、電動モータ３１の相電流の符号が反転する回転位置（電気角）となる。この例では、（９０deg−θａ）および（２７０deg−θａ）の電気角において過アシスト領域Ａから逆アシスト領域Ｂ２に切り替わる。   Further, in the shortage assist region B, there is also an electrical angle region where the motor torque works in the direction opposite to the steering direction. In the following, when the shortage assist region B is described separately as an electric angle region where the motor torque works in the same direction as the steering direction and an electric angle region where the motor torque works in the opposite direction, the former electric angle region is referred to as the short assist normal region. The latter electrical angle region is called a reverse assist region B2. The point at which the over assist area A is switched to the reverse assist area B2 is a rotational position (electrical angle) at which the sign of the phase current of the electric motor 31 is reversed. In this example, the over assist area A is switched to the reverse assist area B2 at electrical angles of (90 deg−θa) and (270 deg−θa).

本実施形態においては、モータトルク特性に、過アシスト領域Ａと逆アシスト領域Ｂ２とを設けることにより、これらの領域Ａ，Ｂ２を利用して引っ掛かりなく電動モータ３１を回転できるようにしている。以下、その理由を説明する。   In the present embodiment, the over assist region A and the reverse assist region B2 are provided in the motor torque characteristics, so that the electric motor 31 can be rotated without being caught using these regions A and B2. The reason will be described below.

電動モータ３１は、図７に示す回転方向に回転している場合、過アシスト領域Ａにおいて加速していき運動エネルギーを蓄える。そして、不足アシスト領域Ｂに入ると、今度は反力により減速していく。つまり、過アシスト領域Ａが加速区間となり、不足アシスト領域Ｂが減速区間となる。この場合、過アシスト領域Ａにおいて蓄えた運動エネルギーが、不足アシスト領域Ｂで失う運動エネルギーよりも大きければ、電動モータ３１は、引っ掛かりなく回転することができる。   When the electric motor 31 rotates in the rotation direction shown in FIG. 7, the electric motor 31 accelerates in the over assist region A and stores kinetic energy. Then, when entering the shortage assist region B, this time it is decelerated by the reaction force. That is, the over assist area A is an acceleration section, and the insufficient assist area B is a deceleration section. In this case, if the kinetic energy stored in the over assist area A is greater than the kinetic energy lost in the short assist area B, the electric motor 31 can rotate without being caught.

ただし、操舵速度（モータの回転速度）が遅い場合などでトルクフィードバックが応答してしまった場合には、図８に示すように、モータトルクが減少する。このため、過アシスト領域Ａが減少し、過アシスト領域Ａで十分に加速することができなくなる。十分な加速が得られないと、不足アシスト領域Ｂにおいてモータトルクと操舵力（運転者が操舵ハンドルに加えた操舵力）との合計が反力Ｔ０より小さい場合には、不足アシスト領域Ｂを通過しきれなくなり、反力により電動モータ３１が途中で逆回転する。例えば、図９に示す不足アシスト正領域Ｂ１の電気角θｓで停止し、その位置から矢印方向に逆戻りする。   However, when torque feedback responds, for example, when the steering speed (rotational speed of the motor) is low, the motor torque decreases as shown in FIG. For this reason, the over assist area A decreases, and the over assist area A cannot be sufficiently accelerated. If sufficient acceleration cannot be obtained, if the sum of the motor torque and the steering force (the steering force applied by the driver to the steering wheel) in the shortage assist region B is smaller than the reaction force T0, the shortage assist region B is passed. The electric motor 31 reversely rotates in the middle due to the reaction force. For example, it stops at the electrical angle θs of the short assist normal region B1 shown in FIG. 9, and returns from the position in the direction of the arrow.

この場合、電動モータ３１は、必ず逆アシスト領域Ｂ２にまで戻り、そこで操舵方向とは逆方向となるトルクを発生させ、そのトルクと反力との合力により、そのまま過アシスト領域Ａ内にまで一気に戻る。これにより、電動モータ３１は、過アシスト領域Ａにおいて正回転方向にトルクを発生させて加速を開始する。つまり、逆アシスト領域Ｂ２を使って電動モータ３１の回転位置（電気角θｅ）を過アシスト領域Ａにまで戻し、過アシスト領域Ａにおいて再度加速させる。そして、過アシスト領域Ａを通過中に蓄えた運動エネルギーを使って不足アシスト領域Ｂを通過する。これにより、引っ掛かりを発生させることなく電動モータ３１を操舵方向に回転させることができる。尚、過アシスト領域Ａに戻って再加速させても不足アシスト領域Ｂを通過できなかったときには、再度、逆アシスト領域Ｂ２を介して過アシスト領域Ａに戻るため、上述した動作を繰り返すことにより不足アシスト領域Ｂを通過できるようになる。   In this case, the electric motor 31 always returns to the reverse assist region B2, and generates torque that is in the opposite direction to the steering direction, and the combined force of the torque and the reaction force makes it into the over assist region A as it is. Return. As a result, the electric motor 31 starts to accelerate by generating torque in the forward rotation direction in the over assist region A. That is, the rotational position (electrical angle θe) of the electric motor 31 is returned to the over assist area A using the reverse assist area B2, and is accelerated again in the over assist area A. And it passes through the shortage assist area | region B using the kinetic energy stored while passing the overassist area | region A. FIG. Thereby, the electric motor 31 can be rotated in the steering direction without generating a catch. In addition, when it cannot pass through the short assist area B even if it returns to the over assist area A and re-accelerates, it returns to the over assist area A via the reverse assist area B2 again, so that it is insufficient by repeating the above-described operation. The assist area B can be passed.

こうした２相通電制御を行うマイコン部１１０の機能について、図２を用いて説明する。マイコン部１１０は、２相通電指令部１１７および通電不良検出部１１８を備えている。２相通電指令部１１７は、通電不良検出部１１８から１相の通電不良検出信号を入力したときに作動を開始する。   The function of the microcomputer unit 110 that performs such two-phase energization control will be described with reference to FIG. The microcomputer unit 110 includes a two-phase energization command unit 117 and an energization failure detection unit 118. The two-phase energization command unit 117 starts operating when a one-phase energization failure detection signal is input from the energization failure detection unit 118.

通電不良検出部１１８は、ＰＷＭ信号発生部１１６の出力するＰＷＭ制御信号と、操舵角センサ４１の出力する操舵角θｈと、電流センサ１３１の出力する３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとを入力して、電動モータ３１への通電不良を相別に区別して検出する。電動モータ３１への通電不良とは、電動モータ３１に良好に電力供給できない不良を意味し、例えば、モータ駆動回路１３０内の不良（特に、スイッチング素子の接点不良）、モータ駆動回路１３０から電動モータ３１への電力供給ラインの断線等に起因して発生する不良である。   The conduction failure detection unit 118 receives the PWM control signal output from the PWM signal generation unit 116, the steering angle θh output from the steering angle sensor 41, and the three-phase currents Iu, Iv, Iw output from the current sensor 131. Thus, a failure in energization of the electric motor 31 is detected separately for each phase. The failure in energization of the electric motor 31 means a failure in which electric power cannot be supplied satisfactorily. For example, a failure in the motor drive circuit 130 (particularly, a contact failure of the switching element), the motor drive circuit 130 to the electric motor. This is a failure caused by disconnection of the power supply line to 31.

通電不良検出部１１８は、例えば、電流センサ１３１により検出される相電流が予め設定した基準電流より小さいときに、操舵角θｈを時間微分して得られる操舵速度ωの大きさ（絶対値）が基準速度よりも小さく、かつ、ＰＷＭ制御信号により特定されるデューティ比（オンデューティ比）が基準デューティ比よりも大きいか否かを判断する。そして、操舵速度｜ω｜が基準速度よりも小さく、かつ、デューティ比が基準デューティ比よりも大きい場合には、その相に通電不良が発生していると判定する。つまり、操舵速度｜ω｜が小さく逆起電力の発生が少ない状態で、モータ駆動回路１３０に出力したＰＷＭ制御信号により本来流れるはずの相電流が流れない場合に通電不良と判定する。   For example, when the phase current detected by the current sensor 131 is smaller than a preset reference current, the conduction failure detection unit 118 has the magnitude (absolute value) of the steering speed ω obtained by time differentiation of the steering angle θh. It is determined whether the duty ratio is smaller than the reference speed and the duty ratio (on duty ratio) specified by the PWM control signal is larger than the reference duty ratio. When the steering speed | ω | is smaller than the reference speed and the duty ratio is larger than the reference duty ratio, it is determined that an energization failure has occurred in that phase. That is, in the state where the steering speed | ω | is small and the generation of the counter electromotive force is small, it is determined that the energization is defective when the phase current that should originally flow does not flow according to the PWM control signal output to the motor drive circuit 130.

通電不良検出部１１８は、こうした通電不良判定を各相毎に周期的に行い、通電不良が検出されていないあいだは通電正常信号を出力する。そして、通電不良を検出した場合には、通常正常信号に代えて通電不良相を特定する通電不良検出信号を出力する。また、通電不良検出部１１８は、通電不良を検出した場合、電動モータ３１の電力供給ラインに設けた遮断回路（図示略）の通電不良相に対応するスイッチにオフ信号を出力して、通電不良相の通電を遮断する。以下、通電不良検出部１１８の出力する信号（通電正常信号および通電不良相を特定する通電不良検出信号）を通電判定信号と呼ぶ。   The energization failure detection unit 118 periodically performs such energization failure determination for each phase, and outputs an energization normal signal while no energization failure is detected. Then, when an energization failure is detected, an energization failure detection signal for specifying an energization failure phase is output instead of the normal normal signal. In addition, when the energization failure detection unit 118 detects the energization failure, the energization failure is output to the switch corresponding to the energization failure phase of the cutoff circuit (not shown) provided in the power supply line of the electric motor 31, Shut off the energization of the phase. Hereinafter, signals output from the energization failure detection unit 118 (energization normality signal and energization failure detection signal specifying the energization failure phase) are referred to as energization determination signals.

２相通電指令部１１７は、通電不良検出部１１８から１相の通電不良検出信号を入力すると、２相通電用電流演算式と最大電流と進角量θａとに基づいて、２相通電用の指令電流Ｉu＊，Ｉv＊，Ｉw＊を計算する。この場合、通電不良相の指令電流は計算しない。２相通電用電流演算式は、アシスト電流指令部１１１が出力するｑ軸指令電流ｑ＊と、回転角変換部１１４が出力する電気角θｅとを使って次式のように表される。

Figure 2010167879
この例は、Ｗ相が通電不良となったときのＶ相の２相通電用電流演算式である。Ｕ相は、Ｖ相を反転したもの（Ｉu＝−Ｉv）となる。また、２相通電用電流演算式は、通電不良相に応じて位相が１２０degずれたものとなる。 When the two-phase energization command unit 117 receives a one-phase energization detection signal from the energization failure detection unit 118, the two-phase energization command unit 117 is used for two-phase energization based on the current calculation formula for two-phase energization, the maximum current, and the advance angle θa. The command currents Iu *, Iv *, Iw * are calculated. In this case, the command current for the poorly energized phase is not calculated. The current calculation formula for two-phase energization is expressed as follows using the q-axis command current q * output from the assist current command unit 111 and the electrical angle θe output from the rotation angle conversion unit 114.
Figure 2010167879
 This example is a V-phase two-phase energization current calculation formula when the W-phase has an energization failure. The U phase is an inverted version of the V phase (Iu = -Iv). In addition, the current calculation formula for two-phase energization is a phase that is shifted by 120 degrees depending on the energization failure phase.

この演算式と最大電流の制限とにより、２相通電用の指令電流は、図５において実線にて示す波形となる。尚、進角量θａは、一定値でも良いが、本実施形態においては、図１０に示すように、操舵トルクＴｒに応じた値に設定される。この例では、進角量の大きさ｜θａ｜は、操舵トルクＴｒがゼロとなる近傍においては、操舵トルクＴｒの増加にしたがって増加し、操舵トルクＴｒがゼロとなる近傍以外では一定値の２０degに設定される。従って、２相通電指令部１１７は、指令電流の演算にあたっては、操舵トルクセンサ２１から出力される操舵トルクＴｒを読み込んで行う。尚、操舵トルクＴｒが負の方向（左方向）に働く場合には、進角量θａも負の値となる。つまり、電気角が増加する側に電動モータ３１を回転させるときには、正の進角量θａを設定し、電気角が減少する側に電動モータ３１を回転させるときには、負の進角量θａを設定する。これにより、電動モータ３１を回転させる方向に電気角を進めることができる。   Due to this arithmetic expression and the limitation on the maximum current, the command current for two-phase energization has a waveform shown by a solid line in FIG. The advance amount θa may be a constant value, but in the present embodiment, as shown in FIG. 10, it is set to a value corresponding to the steering torque Tr. In this example, the magnitude of the advance angle | θa | increases as the steering torque Tr increases in the vicinity where the steering torque Tr becomes zero, and is a constant value of 20 degrees except in the vicinity where the steering torque Tr becomes zero. Set to Therefore, the two-phase energization command unit 117 reads the steering torque Tr output from the steering torque sensor 21 when calculating the command current. When the steering torque Tr works in a negative direction (left direction), the advance amount θa also takes a negative value. That is, when the electric motor 31 is rotated to the side where the electrical angle increases, the positive advance amount θa is set, and when the electric motor 31 is rotated to the side where the electrical angle decreases, the negative advance amount θa is set. To do. Thereby, an electrical angle can be advanced in the direction in which the electric motor 31 is rotated.

このように計算された２相通電用の指令電流Ｉu＊，Ｉv＊，Ｉw＊（３相のうち正常相となる２相に流す指令電流）は、２相通電用フィードバック制御部１１９に出力される。２相通電用フィードバック制御部１１９は、通電不良検出部１１８から１相の通電不良検出信号を入力すると作動を開始する。このとき通電不良検出信号は、フィードバック制御部１１２にも出力される。フィードバック制御部１１２は、通電不良検出信号を入力すると、その作動を停止する。従って、１相の通電不良が検出された場合には、ｄ−ｑ座標系による電流フィードバック制御に代わって、２相通電用の電流フィードバック制御が開始される。   The command currents Iu *, Iv *, and Iw * for two-phase energization calculated in this way (command currents that flow through the two phases that are normal among the three phases) are output to the feedback control unit 119 for two-phase energization. The The two-phase energization feedback control unit 119 starts operation when a one-phase energization failure detection signal is input from the energization failure detection unit 118. At this time, the energization failure detection signal is also output to the feedback control unit 112. The feedback control unit 112 stops its operation when receiving the energization failure detection signal. Therefore, when a one-phase energization failure is detected, current feedback control for two-phase energization is started instead of current feedback control using the dq coordinate system.

２相通電用フィードバック制御部１１９は、電流センサ１３１から出力される３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉw（３相のうち正常相となる２相に流れる実電流）を入力し、２相通電用の指令電流Ｉu＊，Ｉv＊，Ｉw＊（３相のうち正常相となる２相分の指令電流）との偏差ΔＩu，ΔＩv，ΔＩwを算出し、この偏差ΔＩu，ΔＩv，ΔＩwを使った比例積分制御により３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwが２相通電用の指令電流Ｉu＊，Ｉv＊，Ｉw＊に追従するように２相通電用の指令電圧Ｖu＊，Ｖv＊，Ｖw＊（３相のうち正常相となる２相分の指令電圧）を算出する。   The two-phase energization feedback control unit 119 inputs the three-phase currents Iu, Iv, and Iw (actual currents flowing in the two phases that are normal among the three phases) output from the current sensor 131 and are used for two-phase energization. Deviations ΔIu, ΔIv, ΔIw from command currents Iu *, Iv *, Iw * (command currents for two phases that are normal phases among the three phases) are calculated, and proportional integration using these deviations ΔIu, ΔIv, ΔIw By controlling, the three-phase currents Iu, Iv, Iw follow the command currents Iu *, Iv *, Iw * for two-phase energization, so that the command voltages Vu *, Vv *, Vw * for three-phase energization (three-phase Of these, the command voltage for the two phases that are normal phases) is calculated.

２相通電用フィードバック制御部１１９は、算出した２相通電用の指令電圧Ｖu＊，Ｖv＊，Ｖw＊をＰＷＭ信号発生部１１６に出力する。ＰＷＭ信号発生部１１６は、２相通電用の指令電圧Ｖu＊，Ｖv＊，Ｖw＊に対応したＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路１３０に出力する。これにより電動モータ３１が駆動され、目標アシストトルクＴ＊に追従した操舵アシストトルクがステアリング機構に付与される。この場合、２相通電用電流演算式の電気角θｅを進角量θａだけ進めているため、電動モータ３１の回転が引っかからず、良好な操舵アシストを行うことができる。   The two-phase energization feedback control unit 119 outputs the calculated two-phase energization command voltages Vu *, Vv *, and Vw * to the PWM signal generation unit 116. The PWM signal generator 116 outputs a PWM control signal corresponding to the command voltages Vu *, Vv *, Vw * for two-phase energization to the motor drive circuit 130. As a result, the electric motor 31 is driven, and a steering assist torque that follows the target assist torque T * is applied to the steering mechanism. In this case, since the electric angle θe of the two-phase energization current calculation formula is advanced by the advance amount θa, the rotation of the electric motor 31 is not caught and good steering assist can be performed.

ところで、電動モータ３１の２相通電時においては、上述したように電気角を進めることにより過アシスト領域Ａと逆アシスト領域Ｂ２とを設けて電動モータ３１を良好に回転させることができるが、電動モータ３１の電気角が過アシスト領域と逆アシスト領域との境界となる位置で保舵された場合には、電動モータ３１が正回転と逆回転とを交互に繰り返して振動状態となるおそれがある。そこで、本実施形態においては、そうした振動状態の継続を防止するために、マイコン部１１０に舵角比変更指令部１２０を備えている。   By the way, when the electric motor 31 is energized in two phases, the electric motor 31 can be rotated favorably by providing the over assist region A and the reverse assist region B2 by advancing the electrical angle as described above. When the electrical angle of the motor 31 is steered at a position that is a boundary between the over-assist region and the reverse assist region, the electric motor 31 may be alternately vibrated in a normal state and a reverse direction to be in a vibration state. . Therefore, in the present embodiment, in order to prevent such a vibration state from continuing, the microcomputer unit 110 includes a steering angle ratio change command unit 120.

舵角比変更指令部１２０は、通電不良検出部１１８から出力される通電判定信号と、操舵角センサ４１から出力される操舵角θｈを入力し、通電判定信号が通電不良検出信号となった場合に作動を開始する。   The steering angle ratio change command unit 120 receives the energization determination signal output from the energization failure detection unit 118 and the steering angle θh output from the steering angle sensor 41, and the energization determination signal becomes an energization failure detection signal. Start operation.

舵角比変更指令部１２０の機能については、図１１に示すフローチャートを使って説明する。このフローチャートは、舵角比変更指令部１２０の実行する振動停止制御ルーチンを表し、マイコン部１１０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、通電判定信号として通電不良検出信号が入力されているあいだ、所定の短い周期で繰り返し実行される。   The function of the steering angle ratio change command unit 120 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This flowchart represents a vibration stop control routine executed by the rudder angle ratio change command unit 120, and is stored as a control program in the ROM of the microcomputer unit 110, while the energization failure detection signal is input as the energization determination signal. It is repeatedly executed in a short cycle.

振動停止制御ルーチンが起動すると、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１１において、操舵角センサ４１により検出される操舵角θｈを読み込みメモリ（例えば、ＲＡＭ）に記憶する。続いて、ステップＳ１２において、操舵角θｈを時間で微分して操舵速度ωを算出し、メモリ（例えば、ＲＡＭ）に記憶する。振動停止制御ルーチンは所定の短い周期で繰り返されるため、操舵角θおよび操舵速度ωもその周期で逐次記憶されることになる。この場合、舵角比変更指令部１２０は、現時点から所定時間前までの設定期間（例えば、現時点の直近１秒間）における操舵角θおよび操舵速度ωを表す検出データを記憶保持し、それ以前の検出データを消去していく。   When the vibration stop control routine is started, the steering angle ratio change command unit 120 reads the steering angle θh detected by the steering angle sensor 41 and stores it in a memory (for example, RAM) in step S11. Subsequently, in Step S12, the steering speed θ is calculated by differentiating the steering angle θh with time, and stored in a memory (for example, RAM). Since the vibration stop control routine is repeated at a predetermined short cycle, the steering angle θ and the steering speed ω are also sequentially stored at that cycle. In this case, the steering angle ratio change command unit 120 stores and holds detection data representing the steering angle θ and the steering speed ω in a set period from the current time to a predetermined time before (for example, the latest 1 second at the current time), and before that The detection data is erased.

続いて、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１３において、操舵角θｈの推移に基づいて保舵状態か否かを判断する。例えば、記憶された設定期間分の操舵角データから、操舵角θｈの最大値（θｈmax）と最小値（θｈmin）とを抽出し、その差（θｈmax−θｈmin）が保舵判定値よりも小さい場合に保舵状態であると判定し、そうでない場合に保舵状態ではないと判定する。つまり、設定期間における操舵角θｈの変化量に基づいて、変化量が保舵判定値より小さい場合に保舵状態であると判定する。   Subsequently, in step S13, the steering angle ratio change command unit 120 determines whether or not the steering angle is maintained based on the transition of the steering angle θh. For example, when the maximum value (θhmax) and the minimum value (θhmin) of the steering angle θh are extracted from the stored steering angle data for the set period, and the difference (θhmax−θhmin) is smaller than the steering determination value It is determined that the vehicle is in the state of being held, and otherwise, it is determined that the vehicle is not in the state of being held. That is, based on the amount of change in the steering angle θh during the set period, it is determined that the steering is maintained when the amount of change is smaller than the steering determination value.

舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１３において保舵状態ではないと判定した場合には、ステップＳ１４において、舵角比変更フラグＦが「１」に設定されているか否かを判断する。この舵角比変更フラグＦは、舵角比変更指令が出力されているときに「１」に設定されるもので、振動停止制御ルーチンの起動時においては「０」に設定されている。従って、ここでは、Ｆ＝０であるため「Ｎｏ」と判定され、振動停止制御ルーチンを一旦終了する。振動停止制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。従って、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の処理が繰り返されることになる。   If the steering angle ratio change command unit 120 determines in step S13 that the steering angle is not maintained, it determines in step S14 whether the steering angle ratio change flag F is set to “1”. The steering angle ratio change flag F is set to “1” when the steering angle ratio change command is output, and is set to “0” when the vibration stop control routine is started. Therefore, here, since F = 0, it is determined as “No”, and the vibration stop control routine is temporarily ended. The vibration stop control routine is repeated at a predetermined short cycle. Therefore, the processes of steps S11, S12, S13, and S14 are repeated.

そして、ステップＳ１３において保舵状態であると判定されると、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１５において、電動モータ３１が振動状態となっているか否か、つまり、電動モータ３１が正回転と逆回転とを交互に繰り返す状態となっているか否かを判断する。この判断は、操舵速度ωの推移に基づいて行われる。振動状態であれば、操舵方向が右方向と左方向とに短い周期で交互に切り替わる。従って、設定期間内に記憶された操舵速度ωの符号がばらつくことになる。そこで、例えば、操舵速度ωが正の値となるデータ数（あるいは、負の値となるデータ数）が全体の５０％に近い所定範囲（例えば、４０％〜６０％）に入っている場合には振動状態であると判定し、そうでない場合には振動状態ではないと判定する。舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１５において、振動状態ではないと判定した場合には、振動停止制御ルーチンを一旦終了する。   If it is determined in step S13 that the steering is maintained, the steering angle ratio change command unit 120 determines whether or not the electric motor 31 is in a vibration state in step S15, that is, the electric motor 31 is rotated forward. And reverse rotation are determined alternately. This determination is made based on the transition of the steering speed ω. In the vibration state, the steering direction is switched alternately between the right direction and the left direction with a short cycle. Therefore, the sign of the steering speed ω stored within the set period varies. Therefore, for example, when the number of data for which the steering speed ω has a positive value (or the number of data for a negative value) falls within a predetermined range (for example, 40% to 60%) close to 50% of the whole. Is determined to be in a vibrating state, otherwise it is determined not to be in a vibrating state. If the rudder angle ratio change command unit 120 determines in step S15 that it is not in a vibration state, the vibration stop control routine is temporarily terminated.

電動モータ３１の電気角が、過アシスト領域と逆アシスト領域との境界となる位置で保舵された場合には、電動モータ３１が正回転と逆回転とを交互に繰り返して振動状態となる。こうした場合、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１５において、「Ｙｅｓ」と判定し、その処理をステップＳ１６に進める。舵角比変更指令部１２０は、このステップＳ１６において、舵角比可変装置８０のマイコン部６０に対して舵角比変更指令を出力して振動停止制御ルーチンを一旦終了する。この舵角比変更指令は、舵角比変更フラグＦを「１」に設定することにより行われる。   When the electric angle of the electric motor 31 is steered at a position that is a boundary between the over-assist region and the reverse assist region, the electric motor 31 is alternately vibrated in a normal state and a reverse direction and enters a vibration state. In such a case, the rudder angle ratio change command unit 120 determines “Yes” in step S15, and advances the process to step S16. In this step S16, the steering angle ratio change command unit 120 outputs a steering angle ratio change command to the microcomputer unit 60 of the steering angle ratio variable device 80, and once ends the vibration stop control routine. This steering angle ratio change command is issued by setting the steering angle ratio change flag F to “1”.

舵角比可変装置８０のマイコン部６０は、通常時においては、上述したように車速vに応じて設定される目標相対角Δθｖ＊が得られるように電動モータ２２を駆動制御するが、マイコン部１１０の舵角比変更指令部１２０から舵角比変更指令（Ｆ＝１）を入力した場合には、目標相対角Δθｖ＊を変更する。図１２は、舵角比可変装置８０のマイコン部６０の実行する舵角比変更ルーチンを表す。舵角比変更ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。マイコン部６０は、ステップＳ２１において、電動パワーステアリング装置２００のマイコン部１１０（舵角比変更指令部１２０）から出力される舵角比変更フラグＦを読み込み、舵角比変更フラグＦが「１」であるか否かを判断する。そして、舵角比変更フラグＦが「０」であれば、そのまま舵角比変更ルーチンを終了する。   The microcomputer unit 60 of the steering angle ratio variable device 80 controls the drive of the electric motor 22 so that the target relative angle Δθv * set according to the vehicle speed v is obtained as described above. When a steering angle ratio change command (F = 1) is input from the 110 steering angle ratio change command unit 120, the target relative angle Δθv * is changed. FIG. 12 shows a steering angle ratio change routine executed by the microcomputer unit 60 of the steering angle ratio variable device 80. The steering angle ratio changing routine is repeated at a predetermined short cycle. In step S21, the microcomputer unit 60 reads the steering angle ratio change flag F output from the microcomputer unit 110 (steering angle ratio change command unit 120) of the electric power steering apparatus 200, and the steering angle ratio change flag F is “1”. It is determined whether or not. If the steering angle ratio change flag F is “0”, the steering angle ratio change routine is finished as it is.

一方、舵角比変更フラグＦが「１」であれば、ステップＳ２２において、目標相対角Δθｖ＊に予め設定した振動停止用角度θvvだけ加算（減算してもよい）した角度を、あらたな目標相対角Δθｖ＊として設定する。従って、舵角比変更フラグＦが「０」から「１」に切り替わったときには、電動モータ２２が振動停止用角度θvvだけ回転することになる。この振動停止用角度θvvは、電動パワーステアリング装置２００の電動モータ３１の電気角が、所定角度（例えば、数十deg程度）変化するだけの微小角度に設定されている。従って、舵角比可変装置８０の電動モータ２２が振動停止用角度θvvだけ回転することにより、電動モータ３１のロータがステアリング機構を介して回されることになる。これにより、電動モータ３１の電気角が、過アシスト領域と逆アシスト領域との境界となる位置から外れて電動モータ３１の振動が停止する。尚、振動停止用角度θvvは、電動モータ３１の電気角の変化量が１８０degの整数倍とならないような値に設定される。   On the other hand, if the steering angle ratio change flag F is “1”, in step S22, an angle obtained by adding (subtracting) a preset vibration stop angle θvv to the target relative angle Δθv * may be set as a new target. Set as relative angle Δθv *. Accordingly, when the steering angle ratio change flag F is switched from “0” to “1”, the electric motor 22 rotates by the vibration stopping angle θvv. The vibration stopping angle θvv is set to a minute angle such that the electrical angle of the electric motor 31 of the electric power steering apparatus 200 changes by a predetermined angle (for example, about several tens of degrees). Therefore, when the electric motor 22 of the steering angle ratio variable device 80 rotates by the vibration stopping angle θvv, the rotor of the electric motor 31 is rotated via the steering mechanism. As a result, the electric angle of the electric motor 31 deviates from the position that is the boundary between the over-assist region and the reverse assist region, and the vibration of the electric motor 31 stops. The vibration stopping angle θvv is set to a value such that the change amount of the electric angle of the electric motor 31 is not an integral multiple of 180 degrees.

図１３は、電動モータ３１の電気角と電気角速度と操舵角の推移を示すもので、（ａ）は、本実施形態の振動停止制御を行った場合の波形、（ｂ）は振動停止制御を行っていない場合の波形を表す。図示するように、時刻ｔ１において、電動モータ３１の電気角が過アシスト領域と逆アシスト領域との境界となる位置で保舵されると電気角および電気角速度が振動する。しかし、振動停止制御を行った場合には、時刻ｔ２において、舵角比可変装置８０の作動により電動モータ３１の回転位置が電気角で数十degずらされるため、電動モータ３１の振動が停止する。   FIG. 13 shows the transition of the electrical angle, electrical angular velocity, and steering angle of the electric motor 31. (a) is a waveform when the vibration stop control of this embodiment is performed, and (b) is the vibration stop control. The waveform when not done is shown. As shown in the figure, when the electrical angle of the electric motor 31 is held at a position that becomes the boundary between the over-assist region and the reverse assist region at time t1, the electrical angle and the electrical angular velocity vibrate. However, when vibration stop control is performed, the rotation position of the electric motor 31 is shifted by several tens of degrees in electrical angle by the operation of the steering angle ratio variable device 80 at time t2, so that the vibration of the electric motor 31 stops. .

図１１の振動停止制御ルーチンの説明に戻る。振動停止制御ルーチンは、電動モータ３１の振動状態を検出して舵角比変更フラグＦを「１」に切り替えた後においても繰り返し実施される。舵角比変更フラグＦを「１」に切り替えた場合には、舵角比可変装置８０の作動により電動パワーステアリング装置２００の電動モータ３１の回転位置が変化するため、保舵状態であっても（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、電動モータ３１の振動が停止する。この場合、ステップＳ１５の判断は「Ｎｏ」となり、振動停止制御ルーチンを一旦終了する。そして、操舵ハンドル１１が回動操作されると、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１３において保舵状態ではないと判断して、その処理をステップＳ１４に進める。ステップＳ１４においては、舵角比変更フラグＦが「１」であるか否かについて判断される。この場合、舵角比変更フラグＦが「１」に設定されているため、続くステップＳ１７において、舵角比戻し指令を舵角比可変装置８０のマイコン部６０に出力して振動停止制御ルーチンを一旦終了する。この舵角比戻し指令は、舵角比変更フラグＦを「０」にリセットすることにより行われる。   Returning to the description of the vibration stop control routine of FIG. The vibration stop control routine is repeatedly executed even after the vibration state of the electric motor 31 is detected and the steering angle ratio change flag F is switched to “1”. When the steering angle ratio change flag F is switched to “1”, the rotational position of the electric motor 31 of the electric power steering device 200 is changed by the operation of the steering angle ratio variable device 80, so that even in the steering holding state. (S13: Yes), the vibration of the electric motor 31 is stopped. In this case, the determination in step S15 is “No”, and the vibration stop control routine is temporarily ended. When the steering handle 11 is turned, the rudder angle ratio change command unit 120 determines that the steering state is not maintained in step S13, and advances the process to step S14. In step S14, it is determined whether or not the steering angle ratio change flag F is “1”. In this case, since the steering angle ratio change flag F is set to “1”, in a subsequent step S17, a steering angle ratio return command is output to the microcomputer unit 60 of the steering angle ratio variable device 80, and the vibration stop control routine is executed. Exit once. This steering angle ratio return command is issued by resetting the steering angle ratio change flag F to “0”.

舵角比可変装置８０のマイコン部６０は、舵角比変更フラグＦが「０」にリセットされると、舵角比変更ルーチンにおけるステップＳ２１の判断が「Ｎｏ」となり、目標相対角Δθｖ＊に対する振動停止用角度θvvの加算補正を行わないようになる。従って、目標相対角Δθｖ＊がオリジナルの目標相対角Δθｖ＊に戻される。このため、電動モータ２２は、振動停止用角度θvvだけ逆方向に回転することになる。この場合、それに伴って電動パワーステアリング装置２００の電動モータ３１も回されることになるが、操舵ハンドル１１が回動操作されているため、電動モータ３１が上述の振動状態となる回転位置に戻ることはない。また、電動モータ２２の回転は、振動停止用角度θvvが微小角度であるため、運転者には何ら違和感を与えるものではない。   When the steering angle ratio change flag F is reset to “0”, the microcomputer unit 60 of the steering angle ratio variable device 80 determines “No” in step S21 in the steering angle ratio change routine, and the target relative angle Δθv * is determined. The addition correction of the vibration stopping angle θvv is not performed. Therefore, the target relative angle Δθv * is returned to the original target relative angle Δθv *. For this reason, the electric motor 22 rotates in the reverse direction by the vibration stopping angle θvv. In this case, the electric motor 31 of the electric power steering apparatus 200 is also rotated accordingly. However, since the steering handle 11 is rotated, the electric motor 31 returns to the rotation position where the vibration state is set. There is nothing. Further, the rotation of the electric motor 22 does not give the driver any uncomfortable feeling because the vibration stopping angle θvv is a minute angle.

以上説明した本実施形態の車両のステアリング装置によれば、電動パワーステアリング装置２００における電動モータ３１の１相の通電不良が発生した場合であっても、進角量θａを与えた２相通電制御を行うことにより、電動モータ３１を良好に回転させることができる。これにより、２相通電制御時における操舵操作フィーリングの低下を抑制することができる。また、電動モータ３１の電気角が過アシスト領域と逆アシスト領域との境界となる位置で保舵されて電動モータ３１が振動状態となる場合には、舵角比可変装置８０に舵角比変更指令を出力して電動モータ３１の電気角をずらすため、電動モータ３１の振動を停止させることができる。従って、運転者に違和感を与えないようにすることができる。   According to the vehicle steering apparatus of the present embodiment described above, the two-phase energization control that gives the advance amount θa even when the one-phase energization failure of the electric motor 31 in the electric power steering apparatus 200 occurs. By performing the above, the electric motor 31 can be rotated satisfactorily. Thereby, the fall of the steering operation feeling at the time of two-phase electricity supply control can be suppressed. Further, when the electric angle of the electric motor 31 is maintained at a position that is the boundary between the over-assist region and the reverse assist region, and the electric motor 31 is in a vibration state, the rudder angle ratio change device 80 changes the rudder angle ratio. Since the command is output to shift the electrical angle of the electric motor 31, the vibration of the electric motor 31 can be stopped. Therefore, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.

以上、本実施形態の車両のステアリング装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   As mentioned above, although the vehicle steering device of this embodiment was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the objective of this invention.

例えば、本実施形態においては、保舵状態あるいは振動状態を操舵角センサ４１により検出される操舵角θｈに基づいて判定しているが、回転角センサ４０により検出される回転角θｍあるいは回転角変換部１１４により検出される電気角θｅに基づいて判定するようにしてもよい。また、振動センサを別に設けて振動状態を検出するようにしてもよい。   For example, in the present embodiment, the steering holding state or the vibration state is determined based on the steering angle θh detected by the steering angle sensor 41, but the rotation angle θm detected by the rotation angle sensor 40 or the rotation angle conversion is determined. The determination may be made based on the electrical angle θe detected by the unit 114. Further, a vibration sensor may be provided separately to detect the vibration state.

また、本実施形態においては、電動モータ３１の発生するトルクをラックバー１４に付与するラックアシスト式の電動パワーステアリング装置を備えているが、電動モータの発生するトルクを操舵軸１２に付与するコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置を備えたものであってもよい。   In this embodiment, the rack assist type electric power steering device that applies the torque generated by the electric motor 31 to the rack bar 14 is provided, but the column that applies the torque generated by the electric motor to the steering shaft 12 is provided. An assist type electric power steering apparatus may be provided.

１１…操舵ハンドル、１２…操舵軸、２０…舵角比可変機構、２２…電動モータ、３０…パワーアシスト機構、３１…電動モータ、４０…回転角センサ、４１…操舵角センサ、４２…操舵トルクセンサ、４３…相対角センサ、４４…車速センサ、５０…舵角比ＥＣＵ、６０…マイコン部、１００…操舵アシストＥＣＵ、１１０…マイコン部、１１１…アシスト電流指令部、１１２…フィードバック制御部、１１３…３相／２相座標変換部、１１４…回転角変換部、１１５…２相／３相座標変換部、１１６…ＰＷＭ制御信号発生部、１１７…２相通電指令部、１１８…通電不良検出部、１１９…２相通電用フィードバック制御部、１２０…舵角比変更指令部、１３０…モータ駆動回路、１３１…電流センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Steering handle, 12 ... Steering shaft, 20 ... Steering angle ratio variable mechanism, 22 ... Electric motor, 30 ... Power assist mechanism, 31 ... Electric motor, 40 ... Rotation angle sensor, 41 ... Steering angle sensor, 42 ... Steering torque Sensor: 43 ... Relative angle sensor, 44 ... Vehicle speed sensor, 50 ... Steering angle ratio ECU, 60 ... Microcomputer unit, 100 ... Steering assist ECU, 110 ... Microcomputer unit, 111 ... Assist current command unit, 112 ... Feedback control unit, 113 ... 3 phase / 2 phase coordinate conversion unit, 114 ... rotation angle conversion unit, 115 ... 2 phase / 3 phase coordinate conversion unit, 116 ... PWM control signal generation unit, 117 ... 2 phase energization command unit, 118 ... energization failure detection unit DESCRIPTION OF SYMBOLS 119 ... Feedback control part for 2 phase electricity supply, 120 ... Steering angle ratio change command part, 130 ... Motor drive circuit, 131 ... Current sensor.

Claims (1)

３相のモータを駆動制御して操舵アシストトルクをステアリング機構に付与する電動パワーステアリング装置と、
操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変する舵角比可変装置と
を備えた車両のステアリング装置において、
前記電動パワーステアリング装置は、
前記モータの電気角を検出する電気角検出手段と、
前記モータの各相への通電不良の発生を検出する通電不良検手段と、
前記モータへの通電不良が１相だけ発生しているときに、通電不良が発生していない２相を使って前記モータの電気角の変化に対して変動しない操舵アシストトルクを出力するための理論上の２相通電用電流演算式と、前記モータの上限電流を規定する最大電流と、前記２相通電用電流演算式における前記モータの電気角を進める進角量とに基づいて、２相通電用の指令電流を演算し、演算した２相通電用の指令電流にて通電不良の発生していない２相に通電して前記モータを駆動制御する２相通電制御手段と、
前記２相通電制御手段により前記モータが駆動制御されているときに、保舵状態であるか否かを判定する保舵状態判定手段と、
前記２相通電制御手段により前記モータが駆動制御されているときに、前記モータが正回転と逆回転とを交互に繰り返す振動状態であるか否かを判定する振動状態判定手段と、
前記保舵状態判定手段により保舵状態が検出され、かつ、前記振動状態判定手段により前記モータの振動状態が検出された場合、前記舵角比可変装置に対して舵角比の変更指令を出力する舵角比変更指令手段と
を備えたことを特徴とする車両のステアリング装置。 An electric power steering device that drives and controls a three-phase motor to apply a steering assist torque to the steering mechanism;
In a vehicle steering apparatus comprising: a steering angle ratio variable device that varies a steering angle ratio that is a ratio of a steering angle of a steered wheel to a steering angle of a steering wheel.
The electric power steering device is
An electrical angle detection means for detecting an electrical angle of the motor;
An energization failure detection means for detecting the occurrence of energization failure to each phase of the motor;
Theory for outputting a steering assist torque that does not fluctuate with respect to changes in the electrical angle of the motor, using two phases in which no current failure has occurred, when there is only one phase of current failure in the motor. Two-phase energization based on the above two-phase energization current calculation formula, the maximum current that defines the upper limit current of the motor, and the advance amount of the electric angle of the motor in the two-phase energization current calculation formula 2-phase energization control means for energizing the motor to drive the motor by energizing the 2-phase in which energization failure does not occur with the calculated 2-phase energization command current;
When the motor is driven and controlled by the two-phase energization control means, the steering state determination means for determining whether or not the steering state is maintained;
Vibration state determination means for determining whether or not the motor is in a vibration state in which forward rotation and reverse rotation are alternately repeated when the motor is driven and controlled by the two-phase energization control means;
When the steering state is detected by the steering state determination unit and the vibration state of the motor is detected by the vibration state determination unit, a steering angle ratio change command is output to the steering angle ratio variable device. And a steering angle ratio change command means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017034882A (en) * 2015-08-03 2017-02-09 トヨタ自動車株式会社 Electric motor control device for vehicle

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