JP2013159201A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転者の操舵操作に基づいてモータを駆動して操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that generates a steering assist torque by driving a motor based on a steering operation of a driver.
従来から、電動パワーステアリング装置は、ドライバーが操舵ハンドルに付与した操舵トルクをトルクセンサにより検出し、検出した操舵トルクに基づいて目標アシストトルクを計算する。そして、目標アシストトルクが得られるようにモータに流す電流を制御することにより、ドライバーの操舵操作をアシストする。こうしたモータの通電制御をアシスト制御と呼ぶ。 Conventionally, an electric power steering apparatus detects a steering torque applied to a steering wheel by a driver by a torque sensor, and calculates a target assist torque based on the detected steering torque. Then, the steering operation of the driver is assisted by controlling the current flowing through the motor so as to obtain the target assist torque. Such energization control of the motor is called assist control.
トルクセンサが故障した場合には、目標アシストトルクの計算ができなくなり、アシスト制御を行うことができない。これに対してトルクセンサの故障時においても操舵アシストを行う電動パワーステアリング装置が特許文献１，２において提案されている。特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置は、トルクセンサの故障が検出された場合、ステアリング機構に路面側から伝達されるセルフアライニングトルクを推定し、この推定したセルフアライニングトルクに基づいてトルク指令値を計算する。また、ＡＢＳ装置（アンチスキッド制御装置）の作動状況から、路面とタイヤとの摩擦係数μを推定し、この摩擦係数μに基づいて、摩擦係数μが大きいほどセルフアライニングトルクの推定値が大きくなるように補正している。
If the torque sensor fails, the target assist torque cannot be calculated and assist control cannot be performed. On the other hand,
また、特許文献２において提案された電動パワーステアリング装置は、前輪側の左右輪の車輪速を用いて推定した第１推定舵角と、後輪側の左右輪の車輪速を用いて推定した第２推定舵角とを平均して平均推定舵角を求め、この平均推定舵角と車速とに基づいて目標アシストトルクを計算する。また、第１推定舵角と第２推定舵角との差分を表す舵角差に基づいて、舵角差の大きさが大きくなるほど小さくなるスリップゲインを計算し、このスリップゲインを目標アシストトルクに乗算することにより、車輪のスリップ時に操舵アシストを小さくするようにしている。 In addition, the electric power steering apparatus proposed in Patent Document 2 is estimated using the first estimated steering angle estimated using the wheel speeds of the left and right wheels on the front wheel side and the wheel speeds of the left and right wheels on the rear wheel side. The average estimated rudder angle is obtained by averaging the two estimated rudder angles, and the target assist torque is calculated based on the average estimated rudder angle and the vehicle speed. In addition, based on the steering angle difference representing the difference between the first estimated steering angle and the second estimated steering angle, a slip gain that decreases as the steering angle difference increases is calculated, and this slip gain is used as the target assist torque. By multiplying, the steering assist is reduced when the wheel slips.
しかしながら、特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置においては、ブレーキ操作をしないとトルク指令値の補正量を求めることができないため実用性に欠ける。また、特許文献２に提案された電動パワーステアリング装置においては、そうした問題はないが、スリップの検出に改善の余地がある。特許文献２に提案された電動パワーステアリング装置においては、第１推定舵角と第２推定舵角とが、どちらも左右輪の車輪速センサにより検出された車輪速に基づいて計算されるが、車輪速の検出値は、一般に、路面凹凸等による外乱や車両状態の影響を受けやすい。このため、車輪がスリップしている状態であっても、第１推定舵角と第２推定舵角との値が一致してしまう可能性があり、この場合には、スリップを検出することができず過アシストになってしまう。
However, the electric power steering apparatus proposed in
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、トルクセンサの故障が検出されている場合に行うアシスト制御中において、車輪のスリップが発生したときに適正に操舵アシストを制限して操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、その結果、車輪のスリップを良好に解消することを目的とする。 The present invention has been made in order to cope with the above-mentioned problem. During the assist control performed when a torque sensor failure is detected, the steering assist is appropriately limited when the wheel slip occurs and steering is performed. The object is to suppress overcutting of the steering wheel and, as a result, to eliminate the wheel slip well.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ（２１）と、ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生するモータ（２０）と、前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段（７２）と、前記操舵トルクセンサの異常が検出されていない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量（Ｔａ＊）を設定し、前記操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する制御量設定手段（７０）と、前記制御量設定手段により設定された前記目標操舵アシスト制御量に従って前記モータを駆動制御するモータ制御手段（４０，６０）とを備えた電動パワーステアリング装置において、
実舵角を検出する実舵角検出手段（２２）と、前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を検出し、検出した車輪速に基づいて推定舵角を計算する推定舵角計算手段（８４）と、前記実舵角検出手段により検出された実舵角と、前記推定舵角計算手段により計算された推定舵角とに基づいて、車輪のスリップの判定指標となるスリップ指標を設定するスリップ指標設定手段（８５，８７，８９）と、前記操舵トルクセンサの異常が検出されて前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量が設定される場合、前記スリップ指標設定手段により設定されたスリップ指標の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限するアシスト制限手段（８３，８６，８８，９０）とを備えたことにある。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a steering torque sensor (21) for detecting a steering torque input from a steering handle to a steering shaft, and a motor for generating a steering assist torque provided in a steering mechanism ( 20), an abnormality detection means (72) for detecting an abnormality of the steering torque sensor, and when no abnormality of the steering torque sensor is detected, target steering is performed based on the steering torque detected by the steering torque sensor. When an assist control amount (Ta *) is set and an abnormality of the steering torque sensor is detected, a control amount setting means (70) for setting a target steering assist control amount using an alternative parameter different from the steering torque. ) And the drive control of the motor according to the target steering assist control amount set by the control amount setting means The electric power steering apparatus that includes a motor control means (40, 60),
An actual rudder angle detection means (22) for detecting an actual rudder angle, and the left and right wheel speeds of at least one of the front wheel side and the rear wheel side are detected, and an estimated rudder angle is calculated based on the detected wheel speed. Based on the estimated rudder angle calculation means (84), the actual rudder angle detected by the actual rudder angle detection means, and the estimated rudder angle calculated by the estimated rudder angle calculation means, When the slip index setting means (85, 87, 89) for setting the slip index and the steering torque sensor abnormality is detected, the target steering assist control amount is set using an alternative parameter different from the steering torque. Assist limit means (83, 8) for limiting the target steering assist control amount so that the target steering assist control amount decreases as the slip index set by the slip index setting means increases. Lies in having a 88, 90) and.
本発明においては、操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する。代替パラメータとしては、例えば、舵角を用いることができる。舵角を用いた場合には、舵角が大きいほど大きくなる目標操舵アシスト制御量を設定するとよい。また、他の代替パラメータとして、例えば、車両の横加速度を用いることもできる。 In the present invention, when an abnormality of the steering torque sensor is detected, the target steering assist control amount is set using an alternative parameter different from the steering torque. As an alternative parameter, for example, a steering angle can be used. When the rudder angle is used, a target steering assist control amount that increases as the rudder angle increases may be set. As another alternative parameter, for example, the lateral acceleration of the vehicle can be used.
こうした代替パラメータを用いて操舵アシストを付与する場合、車輪がスリップしていると過剰な操舵アシストが働いてしまう。そこで、本発明においては、スリップ指標設定手段が車輪のスリップの判定指標となるスリップ指標を設定し、アシスト制限手段がスリップ指標の増加に伴って目標操舵アシスト制御量が小さくなるように目標操舵アシスト制御量を制限する。このスリップ指標の設定を行うために、本発明においては、実舵角検出手段と推定舵角計算手段とを備えている。 When steering assist is applied using such alternative parameters, excessive steering assist works if the wheels are slipping. Therefore, in the present invention, the slip index setting means sets a slip index as a wheel slip determination index, and the assist limiting means sets the target steering assist control amount so that the target steering assist control amount decreases as the slip index increases. Limit the amount of control. In order to set the slip index, the present invention includes an actual rudder angle detecting means and an estimated rudder angle calculating means.
実舵角検出手段は、センサにより検出される実際の舵角である実舵角を検出する。実舵角は、例えば、ステアリングシャフトの回転角を検出するセンサ、モータの回転角を検出するセンサ、ラックバーのストロークを検出するセンサ、タイヤの切れ角を検出するセンサ等を使用して検出することができる。推定舵角計算手段は、前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を検出し、検出した車輪速に基づいて推定舵角を計算する。推定舵角は、例えば、左右輪の車輪速の和に対する、左右輪の車輪速の差の関数として表すことができる。スリップ指標設定手段は、実舵角と推定舵角とに基づいて車輪のスリップの判定指標となるスリップ指標を設定する。車輪のスリップが発生すると、実舵角と推定舵角とが異なる値をとるようになる。このため、実舵角と推定舵角との偏差の大きさからスリップの程度を判定でき、実舵角と推定舵角との偏差の変化率からスリップの発生タイミングを判定できる。何れも、車輪のスリップを判定する指標として使用することができる。この場合、スリップ指標が大きいほど、スリップの程度が大きい、あるいは、スリップの程度が急速に大きくなることを表している。従って、例えば、スリップ指標設定手段は、実舵角と推定舵角との偏差、あるいは、前記偏差の変化率に基づいてスリップ指標を設定するとよい。 The actual rudder angle detecting means detects an actual rudder angle that is an actual rudder angle detected by the sensor. The actual rudder angle is detected using, for example, a sensor that detects the rotation angle of the steering shaft, a sensor that detects the rotation angle of the motor, a sensor that detects the stroke of the rack bar, a sensor that detects the turning angle of the tire, and the like. be able to. The estimated rudder angle calculation means detects the wheel speed of the left and right wheels on at least one of the front wheel side and the rear wheel side, and calculates the estimated rudder angle based on the detected wheel speed. The estimated steering angle can be expressed, for example, as a function of the difference between the wheel speeds of the left and right wheels with respect to the sum of the wheel speeds of the left and right wheels. The slip index setting means sets a slip index serving as a wheel slip determination index based on the actual steering angle and the estimated steering angle. When wheel slip occurs, the actual rudder angle and the estimated rudder angle take different values. For this reason, the degree of slip can be determined from the magnitude of the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle, and the slip generation timing can be determined from the rate of change of the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle. Any of them can be used as an index for determining wheel slip. In this case, the greater the slip index, the greater the degree of slip or the greater the degree of slip. Therefore, for example, the slip index setting means may set the slip index based on the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle or the rate of change of the deviation.
本発明においては、スリップ指標を設定するにあたって、実舵角と推定舵角とに基づいているため、スリップの状態（スリップの程度や増加速度など）を適切に表した精度の高いスリップ指標を設定することができる。これにより、操舵アシストを適切に制限して操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、車輪のスリップを良好に解消することができる。また、代替パラメータを使って操舵アシストを行う場合には、スリップの発生を想定して予め目標操舵アシスト制御量を小さめに設定する必要があるが、本発明においては、スリップの検出精度が良好になるため、目標操舵アシスト制御量を大きめに設定することができる。 In the present invention, since the slip index is set based on the actual rudder angle and the estimated rudder angle, a highly accurate slip index that appropriately represents the slip state (such as the degree of slip and the increasing speed) is set. can do. Accordingly, it is possible to appropriately limit the steering assist, suppress excessive turning of the steering wheel, and satisfactorily eliminate wheel slip. In addition, when performing steering assist using alternative parameters, it is necessary to set the target steering assist control amount to be small in advance in consideration of the occurrence of slip, but in the present invention, the slip detection accuracy is good. Therefore, the target steering assist control amount can be set larger.
本発明の他の特徴は、前記スリップ指標設定手段（８５，８５４１）は、前記実舵角と前記推定舵角との偏差の変化率（Δθfs’，Δθrs’）の増加に伴って大きくなるスリップ指標（ＳＬ，ＳＬ１）を設定することにある。 Another feature of the present invention is that the slip index setting means (85, 8541) increases as the change rate (Δθfs ′, Δθrs ′) of the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases. The purpose is to set indices (SL, SL1).
車輪のスリップが発生した場合には、実舵角と推定舵角との偏差が増加する。従って、実舵角と推定舵角との偏差の変化率からスリップの開始タイミングを良好に検出することができる。つまり、実舵角と推定舵角との偏差が少ない段階であっても、スリップの開始を検出することができる。また、この偏差の変化率が大きいほど、急速にスリップの程度が大きくなってくると予想できる。そこで本発明は、スリップ指標設定手段が、舵角と推定舵角との偏差の変化率の増加に伴って大きくなるスリップ指標を設定する。この場合、舵角と推定舵角との偏差の変化率をスリップ指標として設定してもよいし、舵角と推定舵角との偏差の変化率にあわせて段階的に変化するスリップ指標、あるいは、舵角と推定舵角との偏差の変化率に比例したスリップ指標を設定してもよい。これにより、本発明によれば、スリップの検出が遅れないため、操舵アシストの制限を素早く開始することができ、操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、その結果、車輪のスリップを良好に解消することができる。 When wheel slip occurs, the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases. Therefore, the slip start timing can be satisfactorily detected from the rate of change in deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle. That is, the start of slip can be detected even when the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle is small. Moreover, it can be expected that the greater the rate of change of this deviation, the greater the degree of slip. Therefore, in the present invention, the slip index setting means sets a slip index that increases as the rate of change in deviation between the steering angle and the estimated steering angle increases. In this case, the rate of change in deviation between the rudder angle and the estimated rudder angle may be set as a slip index, a slip index that changes stepwise in accordance with the rate of change in deviation between the rudder angle and the estimated rudder angle, or A slip index proportional to the rate of change in deviation between the rudder angle and the estimated rudder angle may be set. Thus, according to the present invention, since the detection of slip is not delayed, it is possible to quickly start limiting the steering assist, suppress excessive turning of the steering wheel, and as a result, satisfactorily eliminate wheel slip. Can do.
本発明の他の特徴は、前記スリップ指標設定手段（８７）は、前記実舵角と前記推定舵角との偏差の変化率の増加に伴って大きくなる第１スリップ指標（ＳＬ１）を設定する第１スリップ指標設定部（８５４１）と、前記実舵角と前記推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなる第２スリップ指標（ＳＬ２）を設定する第２スリップ指標設定部（８５４２）とを備え、前記アシスト制限手段（８８）は、前記第１スリップ指標の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように、かつ、前記第２スリップ指標の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限することにある。 Another feature of the present invention is that the slip index setting means (87) sets a first slip index (SL1) that increases as the rate of change in deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases. A first slip index setting unit (8541), a second slip index setting unit (8542) for setting a second slip index (SL2) that increases with an increase in the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle. The assist limiting means (88) is configured so that the target steering assist control amount decreases as the first slip index increases, and the target steering assist increases as the second slip index increases. The target steering assist control amount is limited so that the control amount becomes small.
本発明においては、実舵角と推定舵角との偏差と、その偏差の変化率との両方に基づいて、目標操舵アシスト制御量を制限する。この場合、第１スリップ指標設定部が実舵角と推定舵角との偏差の変化率の増加に伴って大きくなる第１スリップ指標を設定し、第２スリップ指標設定部が実舵角と推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなる第２スリップ指標を設定する。そして、アシスト制限手段が、第１スリップ指標の増加に伴って目標操舵アシスト制御量が小さくなるように、かつ、第２スリップ指標の増加に伴って目標操舵アシスト制御量が小さくなるように目標操舵アシスト制御量を制限する。 In the present invention, the target steering assist control amount is limited based on both the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle and the rate of change of the deviation. In this case, the first slip index setting unit sets the first slip index that increases as the rate of change in deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases, and the second slip index setting unit estimates the actual steering angle. A second slip index that increases with an increase in deviation from the steering angle is set. Then, the assist limiting means makes the target steering so that the target steering assist control amount decreases as the first slip index increases, and the target steering assist control amount decreases as the second slip index increases. Limit the amount of assist control.
スリップの発生直後においては、実舵角と推定舵角との偏差が増加するため、この偏差の変化率が大きい。このため、第１スリップ指標によりスリップの開始タイミングを素早く検出することができる。その後は、偏差の変化率は小さくなるが、スリップが発生している状況であれば、実舵角と推定舵角との偏差は、スリップの程度に応じた値を維持する。このため、第２スリップ指標により、スリップが継続していることを検出することができる。従って、目標操舵アシスト制御量を、素早く、かつ、適切な期間のあいだ制限することができる。この結果、操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、車輪のスリップを良好に解消することができる。 Immediately after the occurrence of slip, the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle increases, so the rate of change of this deviation is large. For this reason, the start timing of slip can be quickly detected by the first slip index. Thereafter, the rate of change of the deviation becomes small, but if the slip is occurring, the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle maintains a value corresponding to the degree of slip. For this reason, it is possible to detect that the slip continues by using the second slip index. Therefore, the target steering assist control amount can be limited quickly and for an appropriate period. As a result, excessive turning of the steering wheel can be suppressed, and wheel slip can be satisfactorily eliminated.
本発明の他の特徴は、前記アシスト制限手段（８８）は、前記第１スリップ指標と前記第２スリップ指標とのうち、前記目標操舵アシスト制御量を制限する度合が大きい方のスリップ指標を使って前記目標操舵アシスト制御量を制限することにある。 Another feature of the present invention is that the assist limiting means (88) uses a slip index having a larger degree of limiting the target steering assist control amount among the first slip index and the second slip index. Thus, the target steering assist control amount is limited.
第１スリップ指標は、スリップの発生直後において大きな値となるが、その後は、スリップが生じていても小さな値となる。一方、第２スリップ指標は、スリップの発生直後は小さな値ではあるが、その後はスリップが生じている期間においてスリップの程度に応じた値をとる。このため、本発明によれば、スリップの発生直後は、第１スリップ指標の増加により目標操舵アシスト制御量を小さくし、その後は、第２スリップ指標の増加により目標操舵アシスト制御量を小さくする。従って、目標操舵アシスト制御量を、素早く、かつ、適切な期間のあいだ制限することができる。この結果、操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、車輪のスリップを良好に解消することができる。 The first slip index becomes a large value immediately after the occurrence of the slip, but thereafter becomes a small value even if the slip occurs. On the other hand, the second slip index is a small value immediately after the occurrence of the slip, but thereafter takes a value corresponding to the degree of slip during the period in which the slip occurs. Therefore, according to the present invention, immediately after the occurrence of slip, the target steering assist control amount is decreased by increasing the first slip index, and thereafter, the target steering assist control amount is decreased by increasing the second slip index. Therefore, the target steering assist control amount can be limited quickly and for an appropriate period. As a result, excessive turning of the steering wheel can be suppressed, and wheel slip can be satisfactorily eliminated.
本発明の他の特徴は、前記スリップ指標設定手段（８７，８９）は、前記実舵角と前記推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなるスリップ指標を設定することにある。 Another feature of the present invention resides in that the slip index setting means (87, 89) sets a slip index that increases as the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases.
実舵角と推定舵角との偏差を検出することで、車輪のスリップの程度を適切に検出することができる。従って、実舵角と推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなるスリップ指標を設定することにより、スリップの程度を適切に反映したスリップ指標が得られる。これにより、操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、車輪のスリップを良好に解消することができる。この場合、舵角と推定舵角との偏差をスリップ指標として設定してもよいし、舵角と推定舵角との偏差にあわせて段階的に変化するスリップ指標、あるいは、舵角と推定舵角との偏差に比例したスリップ指標を設定してもよい。 By detecting the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle, the degree of wheel slip can be appropriately detected. Therefore, a slip index that appropriately reflects the degree of slip can be obtained by setting a slip index that increases as the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle increases. Thereby, it is possible to suppress overcutting of the steering wheel and to satisfactorily eliminate wheel slip. In this case, the deviation between the rudder angle and the estimated rudder angle may be set as a slip index, or a slip index that changes stepwise according to the deviation between the rudder angle and the estimated rudder angle, or the rudder angle and the estimated rudder angle. A slip index proportional to the deviation from the corner may be set.
本発明の他の特徴は、前記スリップ指標が減少する場合には増加する場合に比べて、前記スリップ指標の変化量に対する前記目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比を小さくする変化勾配調整手段（Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６）を備えたことにある。また、前記第１スリップ指標あるいは前記第２スリップ指標が減少する場合には増加する場合に比べて、前記第１スリップ指標あるいは第２スリップ指標の変化量に対する前記目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比を小さくする変化勾配調整手段（Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６）を備えたことにある。 Another aspect of the present invention is a change gradient adjustment that reduces a ratio of a change amount of the target steering assist control amount restriction to a change amount of the slip indicator, as compared to a case where the slip indicator increases when compared with a decrease amount. Means (S23, S24, S25, S26) are provided. Further, when the first slip index or the second slip index decreases, the change in the limit of the target steering assist control amount with respect to the change amount of the first slip index or the second slip index is larger than when the first slip index or the second slip index increases. There is a change gradient adjusting means (S23, S24, S25, S26) for reducing the ratio of the amounts.
アシスト制限手段が、スリップ指標の増加にあわせて目標操舵アシスト制御量の制限を厳しくし（制御量を小さくし）、スリップ指標の減少にあわせて目標操舵アシスト制御量の制限を緩くする（制御量を大きくする）ように構成されている場合、スリップ指標の変化量に対する目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比によって、アシスト制限の応答性が決まる。車輪のスリップが発生した場合には、素早く操舵アシストを制限する必要があるため、スリップ指標の変化量に対する目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比を大きくすることが望まれるが、それと同じ比を使って（同じ応答性で）、スリップの減少にあわせて操舵アシストの制限を緩めると、急激に操舵アシストが増加する。この場合、トルク変動により操舵違和感をドライバーに与えてしまうことがある。 The assist limiting means tightens the target steering assist control amount more strictly (increases the control amount) in accordance with the increase in the slip index, and loosens the target steering assist control amount limitation in accordance with the decrease in the slip index (control amount). , The assist limit responsiveness is determined by the ratio of the change amount of the target steering assist control amount restriction to the slip index change amount. When wheel slip occurs, it is necessary to quickly limit the steering assist, so it is desirable to increase the ratio of the change amount of the target steering assist control amount limit to the change amount of the slip index. If the ratio is used (with the same responsiveness) and the limit on the steering assist is relaxed as the slip decreases, the steering assist increases rapidly. In this case, the driver may feel uncomfortable due to torque fluctuation.
そこで、本発明においては、変化勾配調整手段が、スリップ指標が減少する場合には増加する場合に比べて、スリップ指標の変化量に対する目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比を小さくする。これにより、車輪のスリップが発生した場合には、素早く操舵アシストを制限できるとともに、スリップが小さくなってくるときには、操舵アシスト制限をゆっくり緩めることができる。この結果、本発明によれば、スリップの解消と操舵違和感の低減とを両立させることができる。 Therefore, in the present invention, the change gradient adjusting means reduces the ratio of the change amount of the restriction of the target steering assist control amount to the change amount of the slip index, as compared with the case where the slip index increases when the slip index decreases. As a result, when wheel slip occurs, the steering assist can be quickly limited, and when the slip becomes small, the steering assist limit can be slowly relaxed. As a result, according to the present invention, it is possible to achieve both the elimination of the slip and the reduction of the steering discomfort.
本発明の他の特徴は、前記アシスト制限手段は、車速を表す車速情報を取得し、車速が小さい場合には大きい場合に比べて、前記目標操舵アシスト制御量の制限を緩めること（９１）にある。 Another feature of the present invention is that the assist limiting means acquires vehicle speed information representing a vehicle speed, and relaxes the limit of the target steering assist control amount when the vehicle speed is low compared to when the vehicle speed is high (91). is there.
一般に、舵角や舵角速度は、低車速ほど大きく高車速ほど小さくなる。このため、舵角偏差、および、舵角偏差の変化率に関しては、低車速ほど過剰に大きな値が出やすくなる。そこで、本発明においては、車速が小さい場合には大きい場合に比べて、目標操舵アシスト制御量の制限を緩める。これにより、低速走行時における過剰なアシスト制限を回避することができる。 Generally, the rudder angle and rudder angular speed are larger as the vehicle speed is lower and smaller as the vehicle speed is higher. For this reason, the steering angle deviation and the rate of change of the steering angle deviation tend to be excessively large as the vehicle speed decreases. Therefore, in the present invention, when the vehicle speed is low, the restriction on the target steering assist control amount is relaxed compared to when the vehicle speed is high. As a result, excessive assist limitation during low-speed traveling can be avoided.
尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。 In the above description, in order to help the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached in parentheses to the configurations of the invention corresponding to the embodiments. It is not limited to the embodiment defined by the reference numerals.
以下、本発明の実施形態に係る電動パワー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電動パワーステアリング装置１の概略構成を表している。
Hereinafter, an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an electric
この電動パワーステアリング装置１は、操舵ハンドル１１の操舵操作により転舵輪を転舵するステアリング機構１０と、ステアリング機構１０に組み付けられ操舵アシストトルクを発生するモータ２０と、操舵ハンドル１１の操作状態に応じてモータ２０の作動を制御する電子制御ユニット１００とを主要部として備えている。以下、電子制御ユニット１００をアシストＥＣＵ１００と呼ぶ。
The electric
ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１の回転操作により左右前輪Ｗfl，Ｗfrを転舵するための機構で、操舵ハンドル１１を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備える。このステアリングシャフト１２の下端には、ピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたギヤ部１４ａと噛み合って、ラックバー１４とともにラックアンドピニオン機構を構成する。
The
ラックバー１４は、ギヤ部１４ａがラックハウジング１６内に収納され、その左右両端がラックハウジング１６から露出してタイロッド１７と連結される。このラックバー１４のタイロッド１７との連結部には、ストロークエンドを構成するストッパ１８が形成され、このストッパ１８とラックハウジング１６の端部との当接によりラックバー１４の左右動ストロークが機械的に規制されている。左右のタイロッド１７の他端は、左右前輪Ｗfl，Ｗfrに設けられたナックル１９に接続される。こうした構成により、左右前輪Ｗfl，Ｗfrは、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。
The
ステアリングシャフト１２には減速ギヤ２５を介してモータ２０が組み付けられている。モータ２０は、その回転により減速ギヤ２５を介してステアリングシャフト１２をその軸中心に回転駆動して、操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシスト力を付与する。
A
ステアリングシャフト１２には、操舵ハンドル１１と減速ギヤ２５との中間位置に操舵トルクセンサ２１と舵角センサ２２が組みつけられている。操舵トルクセンサ２１は、例えば、ステアリングシャフト１２の中間部に介装されたトーションバー（図示略）の捩れ角度をレゾルバ等により検出し、この捩れ角に基づいて操舵ハンドル１１からステアリングシャフト１２に入力された操舵トルクＴｒを検出する。操舵トルクＴｒは、正負の値により操舵ハンドル１１の操作方向が識別される。例えば、操舵ハンドル１１の右方向への操舵時における操舵トルクＴｒを正の値で、操舵ハンドル１１の左方向への操舵時における操舵トルクＴｒを負の値で示す。尚、本実施形態においては、トーションバーの捩れ角度をレゾルバにより検出するが、ＭＲセンサ等の他の回転角センサにより検出することもできる。
A
また、舵角センサ２２は、ステアリングシャフト１２における操舵トルクセンサ２１と減速ギヤ２５との中間位置に設けられ、舵角θｓを検出する。後述するように、舵角については、舵角センサ２２より検出した検出舵角と、車輪速に基づいて計算により推定した推定舵角とを用いるため、この舵角センサ２２により検出された舵角θｓを実舵角θｓと呼ぶ。舵角は、正負の値により操舵方向が識別され、例えば、右方向の舵角を正の値で、左方向の舵角を負の値で示す。本実施形態においては、舵角センサ２２は、ステアリングシャフト１２の回転角を検出するが、実舵角に対応する物理量であるモータ２０の回転角や左右前輪Ｗfl，Ｗfrの切れ角などを検出するように構成してもよい。また、ラックバー１４の軸線方向の変位ストロークを検出するように構成してもよい。
The
次に、アシストＥＣＵ１００について説明する。アシストＥＣＵ１００は、図２に示すように、モータ２０の目標制御量を演算し、演算された目標制御量に応じたスイッチ駆動信号を出力する電子制御回路５０と、電子制御回路５０から出力されたスイッチ駆動信号にしたがってモータ２０に通電するモータ駆動回路４０とを含んで構成される。
Next, the assist
モータ２０としては、種々のものを採用することができる。例えば、ＤＣブラシレスモータを使用する場合には、モータ駆動回路４０としては３相インバータを使用すればよく、ブラシ付モータを使用する場合には、モータ駆動回路４０としてはＨブリッジ回路を使用するとよい。本実施形態においては、ＤＣブラシレスモータを使用するものとして説明する。
電子制御回路５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと、各種の入出力インタフェースと、モータ駆動回路４０にスイッチ駆動信号を供給するスイッチ駆動回路等を備えている。
The
電子制御回路５０は、その機能に着目すると、目標アシストトルクＴａ＊を計算する目標アシストトルク計算部７０と、目標アシストトルクＴａ＊に応じた電流がモータ２０に流れるようにモータ通電量を計算してモータ通電量に応じたスイッチ駆動信号をモータ駆動回路４０に出力するモータ制御部６０とを備えている。各機能部における処理は、マイコンにより、それぞれ所定の短い周期で繰り返し実行される。
Focusing on the function, the
目標アシストトルク計算部７０は、正常時アシストトルク計算部７１と、異常時アシストトルク計算部８０と、異常検出部７２と、制御切替部７３とを備えている。正常時アシストトルク計算部７１は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailを入力し、異常判定フラグＦfailが「０」である場合に、目標アシストトルクＴａ１を計算し、異常判定フラグＦfailが「１」である場合には、その計算処理を停止する演算ブロックである。異常時アシストトルク計算部８０は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailを入力し、異常判定フラグＦfailが「１」である場合に、目標アシストトルクＴａ２を計算し、異常判定フラグＦfailが「０」である場合には、その計算処理を停止する演算ブロックである。
The target assist
異常検出部７２は、操舵トルクセンサ２１の異常の有無を判定し、異常無しと判定している場合には、異常判定フラグＦfailを「０」に設定し、異常有りと判定している場合には、異常判定フラグＦfailを「１」に設定し、設定した異常判定フラグＦfailを正常時アシストトルク計算部７１と異常時アシストトルク計算部８０と制御切替部７３とに出力する。
The
制御切替部７３は、正常時アシストトルク計算部７１により計算された目標アシストトルクＴａ１と異常時アシストトルク計算部８０により計算された目標アシストトルクＴａ２とを入力して、異常判定フラグＦfailが「０」の場合には、目標アシストトルクＴａ１を選択し、異常判定フラグＦfailが「１」の場合には、目標アシストトルクＴａ２を選択する。そして、選択した目標アシストトルクＴａ１（またはＴａ２）を目標アシストトルクＴａ＊に設定して、目標アシストトルクＴａ＊をモータ制御部６０に出力する。
The
目標アシストトルク計算部７０の各機能部の詳細については後述する。
Details of each functional unit of the target assist
モータ制御部６０は、電流フィードバック制御部６１とＰＷＭ信号発生部６２とを備えている。電流フィードバック制御部６１は、制御切替部７３から出力された目標アシストトルクＴａ＊を入力し、目標アシストトルクＴａ＊をモータ２０のトルク定数で除算することにより、目標アシストトルクＴａ＊を発生させるために必要な目標電流Ｉ＊を計算する。そして、モータ駆動回路４０に設けられた電流センサ４１により検出されるモータ電流Ｉｍ（実電流Ｉｍと呼ぶ）を読み込み、目標電流Ｉ＊と実電流Ｉｍとの偏差を計算し、この偏差を使った比例積分制御により実電流Ｉｍが目標電流Ｉ＊に追従するように目標電圧Ｖ＊を計算する。そして、目標電圧Ｖ＊に対応したＰＷＭ制御信号（スイッチ駆動信号）をモータ駆動回路（インバータ）４０のスイッチング素子に出力する。これにより、モータ２０が駆動され、目標アシストトルクＴａ＊に追従したアシストトルクがステアリング機構１０に付与される。
The
尚、本実施形態においては、ＤＣブラシレスモータを使用しているため、電流フィードバック制御部６１は、モータ２０に設けたモータ回転角センサ２３により検出されるモータ回転角θｍを入力し、このモータ回転角θｍを電気角に変換して、電気角に基づいて目標電流の位相を制御する。
In this embodiment, since a DC brushless motor is used, the current
次に、目標アシストトルク計算部７０の各機能部について詳細説明する。正常時アシストトルク計算部７１は、車速センサ２４により検出される車速Ｖと、操舵トルクセンサ２１により検出される操舵トルクＴｒとを入力して、図３に示す正常時アシストマップを参照して目標アシストトルクＴａ１を計算する。正常時アシストマップは、正常時アシストトルク計算部７１に記憶されており、代表的な複数の車速Ｖごとに、操舵トルクＴｒと目標アシストトルクＴａ１との関係を設定した関係付けデータであり、操舵トルクＴｒの大きさ（絶対値）が大きくなるほど大きくなり、かつ、車速Ｖが大きくなるほど小さくなる目標アシストトルクＴａ１を設定する特性を有する。目標アシストトルクＴａ１は、操舵トルクＴｒの方向に働くように計算される。
Next, each functional unit of the target assist
尚、目標アシストトルクＴａ１の計算にあたっては、各種の補償トルクを目標アシストトルクＴａ１に付加するようにしてもよい。例えば、ステアリング機構１０における摩擦力分を補償する摩擦補償トルクを付加しても良い。また、摩擦分に加えて粘性分を補償する摩擦粘性補償トルクを付加するようにしてもよい。
In calculating the target assist torque Ta1, various compensation torques may be added to the target assist torque Ta1. For example, a friction compensation torque that compensates for the frictional force in the
正常時アシストトルク計算部７１は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailが「０」である場合に、こうした計算処理を所定の短い周期で繰り返し実行し、計算結果である目標アシストトルクＴａ１を制御切替部７３に出力する。
When the abnormality determination flag Ffail output from the
異常検出部７２は、操舵トルクセンサ２１の異常の有無を判定する。操舵トルクセンサ２１は、ステアリングシャフト１２の途中に設けられたトーションバーの捩れ角度を検出することにより操舵トルクを計算できるようにしたもので、トーションバーの一端の回転角度と他端の回転角度との角度差から捩れ角度を検出する。操舵トルクセンサ２１は、回転角度を検出するためにレゾルバやＭＲセンサ等の回転角センサを備え、操舵トルクＴｒに対応する捩れ角度の計算値に加えて、回転角センサの検出信号もアシストＥＣＵ１００に出力する。尚、回転角センサの検出信号のみをアシストＥＣＵ１００に出力し、アシストＥＣＵ１００で操舵トルクを計算するようにしてもよい。
The
操舵トルクセンサ２１に設けられた回転角センサは、回転角に応じた電圧信号を出力する。従って、出力信号の電圧値が適正範囲から外れている場合には、回転角センサに断線や短絡が発生したと考えられる。また、例えば、レゾルバのように出力電圧が正弦波状に周期的に変化する回転角センサを使用している場合には、出力電圧が一定値に固定されている場合等においても、断線や短絡が発生したと考えられる。
The rotation angle sensor provided in the
異常検出部７２は、回転角センサの出力電圧に基づいて、上記のように操舵トルクセンサ２１の異常を検出する（異常の有無を判定する）。そして、操舵トルクセンサ２１の異常判定結果にしたがって、異常判定フラグＦfailを「１」（異常あり）または「０」（異常なし）に設定する。
The
次に、異常時アシストトルク計算部８０について説明する。上述した正常時アシストトルク計算部７１は、操舵トルクＴｒに基づいて目標アシストトルクＴａ１を計算するが、操舵トルクセンサ２１が故障した場合には、目標アシストトルクＴａ１を計算することができない。そこで、異常時アシストトルク計算部８０は、操舵トルクセンサ２１の異常が検出された場合に、正常時アシストトルク計算部７１に代わって、目標アシストトルクＴａ２を計算する。
Next, the abnormality assist
異常時アシストトルク計算部８０については、複数の実施形態を説明する。
A plurality of embodiments of the abnormal assist
＜第１実施形態＞
異常時アシストトルク計算部８０は、図４に示すように、基本アシストトルク計算部８１と、アシスト制限計算部８２と、アシスト制限部８３とを備えている。基本アシストトルク計算部８１は、車速センサ２４により検出される車速Ｖと、舵角センサ２２により検出される実舵角θｓとを入力し、図５に示す異常時基本アシストマップを参照して、基本アシストトルクＴbaseを計算する。異常時基本アシストマップは、基本アシストトルク計算部８１に記憶されており、代表的な複数の車速Ｖごとに、実舵角θｓと基本アシストトルクＴbaseとの関係を設定した関係付けデータであり、実舵角θｓの大きさ（絶対値）が大きくなるほど大きくなり、かつ、車速Ｖが大きくなるほど大きくなる基本アシストトルクＴbaseを設定する特性を有する。基本アシストトルクＴbaseは、実舵角θｓと同じ符号に設定される。従って、実舵角θｓが右方向であれば、右操舵方向に働く基本アシストトルクＴbaseが設定され、実舵角θｓが左方向であれば、左操舵方向に働く基本アシストトルクＴbaseが設定される。基本アシストトルク計算部８１は、計算した基本アシストトルクＴbaseをアシスト制限部８３に出力する。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 4, the abnormal assist
アシスト制限計算部８２は、推定舵角計算部８４と、スリップ指標設定部８５と、ゲイン設定部８６とから構成される。推定舵角計算部８４は、左前輪車輪速センサ２６により検出される左前輪車輪速Ｖflと、右前輪車輪速センサ２７により検出される右前輪車輪速Ｖfrと、左後輪車輪速センサ２８により検出される左後輪車輪速Ｖrlと、右後輪車輪速センサ２９により検出される右後輪車輪速Ｖrrとを入力し、二通りの推定舵角を計算する。この二通りの推定舵角の一つは、左前輪車輪速Ｖflと右前輪車輪速Ｖfrとから計算される推定舵角θｆであり、他の一つは、左後輪車輪速Ｖrlと右後輪車輪速Ｖrrとから計算される推定舵角θｒである。以下、推定舵角θｆを前輪側推定舵角θｆと呼び、推定舵角θｒを後輪側推定舵角θｒと呼ぶ。
The assist limit calculation unit 82 includes an estimated rudder
前輪側推定舵角θｆは、次式（１）により計算され、後輪側推定舵角θｒは、次式（２）により計算される。ここでは、前輪側推定舵角θｆ、後輪側推定舵角θｒは、ステアリングシャフト回りに換算した舵角としている。
車輪速センサ２６〜２９により検出される車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrにはノイズが含まれているため、推定舵角計算部８４は、車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrあるいは推定舵角θｆ，θｒに対してノイズ除去フィルタ処理を行うようにするとよい。
Since the wheel speeds Vfl, Vfr, Vrl, and Vrr detected by the wheel speed sensors 26 to 29 include noise, the estimated rudder
推定舵角計算部８４は、計算した前輪側推定舵角θｆと後輪側推定舵角θｒとをスリップ指標設定部８５に出力する。スリップ指標設定部８５は、図７に示すように、舵角偏差計算部８５１と、偏差変化率計算部８５２と、スリップ指標出力部８５３とから構成される。舵角偏差計算部８５１は、前輪側偏差計算部８５１１と後輪側偏差計算部８５１２とから構成されている。
The estimated rudder
前輪側偏差計算部８５１１は、舵角センサ２２により検出される実舵角θｓと、推定舵角計算部８４により計算された前輪側推定舵角θｆとを入力し、実舵角θｓの絶対値｜θｓ｜と前輪側推定舵角θｆの絶対値｜θｆ｜との偏差である前輪側舵角偏差Δθfsを計算する（Δθfs＝（｜｜θｓ｜−｜θｆ｜｜））。また、後輪側偏差計算部８５１２は、舵角センサ２２により検出される実舵角θｓと、推定舵角計算部８４により計算された後輪側推定舵角θｒとを入力し、実舵角θｓの絶対値｜θｓ｜と後輪側推定舵角θｒの絶対値｜θｒ｜との偏差である後輪側舵角偏差Δθrsを計算する（Δθrs＝（｜｜θｓ｜−｜θｒ｜｜））。
The front wheel side
舵角偏差計算部８５１は、計算した前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとを偏差変化率計算部８５２に出力する。偏差変化率計算部８５２は、前輪側偏差変化率計算部８５２１と後輪側偏差変化率計算部８５２２とから構成されている。前輪側偏差変化率計算部８５２１は、前輪側舵角偏差Δθfsを微分演算することにより、前輪側舵角偏差Δθfsの時間に対する変化率である前輪側偏差変化率Δθfs’を計算する。後輪側偏差変化率計算部８５２２は、後輪側舵角偏差Δθrsを微分演算することにより、後輪側舵角偏差Δθrsの時間に対する変化率である後輪側偏差変化率Δθrs’を計算する。
The steering angle
偏差変化率計算部８５２は、計算した前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とをスリップ指標出力部８５３に出力する。スリップ指標出力部８５３は、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とに基づいて、予め定められた規則に沿ってスリップ指標ＳＬを設定して出力する。例えば、スリップ指標出力部８５３は、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とのうち、大きな値となる方をスリップ指標ＳＬに設定して出力する。つまり、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とを比較し、前輪側偏差変化率Δθfs’が後輪側偏差変化率Δθrs’よりも大きい場合には、前輪側偏差変化率Δθfs’をスリップ指標ＳＬに設定し（ＳＬ←θfs’）、逆に、後輪側偏差変化率Δθrs’が前輪側偏差変化率Δθfs’よりも大きい場合には、後輪側偏差変化率Δθrs’をスリップ指標ＳＬに設定する（ＳＬ←Δθrs’）。
Deviation change
あるいは、スリップ指標出力部８５３は、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’との平均値（（Δθfs’＋Δθrs’）／２）を計算し、その平均値をスリップ指標ＳＬに設定するようにしてもよい。あるいは、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とを掛け合わせた値（Δθfs’・Δθrs’）を計算し、その値をスリップ指標ＳＬに設定するようにしてもよい。
Alternatively, the slip
前後左右輪の何れかにスリップが発生していると、前後左右輪の旋回中心は同一とならなくなり、その結果、前輪側舵角偏差Δθfsおよび後輪側舵角偏差Δθrsが大きくなる。従って、この前輪側舵角偏差Δθfs、後輪側舵角偏差Δθrsが大きいほどスリップの程度が大きいと判断することができる。車輪がスリップしているときには、スリップしていないときと同じ力で操舵アシストを行うと過アシストとなり、操舵ハンドルを切り過ぎやすくなってしまい、スリップを助長してしまうことにもなる。従って、このスリップ状態に移行するタイミングを素早く捉えて、操舵アシストを制限する必要がある。 If slip occurs in any of the front, rear, left and right wheels, the turning centers of the front, rear, left and right wheels are not the same, and as a result, the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs increase. Accordingly, it can be determined that the greater the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs, the greater the degree of slip. When the wheel is slipping, if the steering assist is performed with the same force as when the wheel is not slipping, the wheel is over-assisted, the steering wheel is easily turned too much, and the slip is promoted. Therefore, it is necessary to quickly grasp the timing of shifting to the slip state and limit the steering assist.
そこで、本実施形態においては、前輪側舵角偏差Δθfsの変化率である前輪側偏差変化率Δθfs’と、後輪側舵角偏差Δθrsの変化率である後輪側偏差変化率Δθrs’とに基づいて、グリップ状態（タイヤが路面に対してスリップしていない状態）からスリップ状態に移行するタイミングを素早く検知する。そのために、スリップ指標設定部８５においては、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とを使って、スリップの判定指標となるスリップ指標ＳＬを設定している。
Therefore, in the present embodiment, the front wheel side deviation change rate Δθfs ′, which is the change rate of the front wheel side steering angle deviation Δθfs, and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′, which is the change rate of the rear wheel side steering angle deviation Δθrs. Based on this, the timing at which the grip state (the tire is not slipping on the road surface) to the slip state is quickly detected. For this purpose, the slip
グリップ状態からスリップ状態への移行時においては、舵角偏差が増加する、つまり、舵角偏差の変化率が正の値となる。そこで、本実施形態においては、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とについては、偏差が増加方向に変化している場合（変化率が正の値となる場合）において、スリップ指標ＳＬを上記のように設定し、偏差が減少方向に変化している場合（変化率の値が負となる場合）においては、スリップ指標ＳＬをゼロに設定する。従って、スリップ指標ＳＬは、スリップの増加する速度が大きいほど大きくなる指標を表している。 At the time of transition from the grip state to the slip state, the steering angle deviation increases, that is, the rate of change of the steering angle deviation becomes a positive value. Therefore, in the present embodiment, the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′ are when the deviation changes in the increasing direction (when the change rate becomes a positive value). When the slip index SL is set as described above and the deviation is changing in the decreasing direction (when the rate of change is negative), the slip index SL is set to zero. Accordingly, the slip index SL represents an index that increases as the speed at which the slip increases.
スリップ指標出力部８５３は、スリップ指標ＳＬを設定すると、スリップ指標ＳＬをゲイン設定部８６に出力する。ゲイン設定部８６は、スリップ指標ＳＬを入力し、図８に示すゲインマップを参照して、アシスト制限ゲインＫを計算する。ゲインマップは、ゲイン設定部８６に記憶されており、スリップ指標ＳＬが基準値ＳＬref以下となる範囲においては、アシスト制限ゲインＫを１に設定し（Ｋ＝１．０）、スリップ指標ＳＬが基準値ＳＬrefを超える範囲において、スリップ指標ＳＬが大きくなるほど小さくなるアシスト制限ゲインＫを設定する特性を有している。ゲイン設定部８６は、計算したアシスト制限ゲインＫをアシスト制限部８３に出力する。
When the slip
アシスト制限部８３は、基本アシストトルク計算部から出力された基本アシストトルクＴbaseと、アシスト制限計算部８２から出力されたアシスト制限ゲインＫを入力し、基本アシストトルクＴbaseにアシスト制限ゲインＫを乗算することにより、目標アシストトルクＴａ２を求める（Ｔａ２＝Ｋ×Ｔbase）。アシスト制限部８３は、その計算結果である目標アシストトルクＴａ２を制御切替部７３に出力する。
The
この電動パワーステアリング装置１によれば、操舵トルクセンサ２１が故障した場合であっても、正常時アシストトルク計算部７１に代わって異常時アシストトルク計算部８０が目標アシストトルクＴａ＊を計算するため、操舵アシストを継続することができる。この場合、異常時アシストトルク計算部８０においては、車速Ｖと実舵角θｓとに基づいて基本アシストトルクＴbaseを設定し、更に、実舵角θｓと推定舵角θｆ，θｒとの偏差の変化率に基づいてスリップ指標ＳＬを設定する。そして、スリップ指標ＳＬを基本アシストトルクＴbaseに乗算することで、スリップ指標ＳＬが大きくなるにしたがって操舵アシストが小さくなるような目標アシストトルクＴａ＊を計算する。これにより、スリップの開始を素早く検出して操舵アシストを制限することができ、過アシストによる操舵ハンドル１１の切り過ぎを防止することができる。
According to this electric
また、このようなアシスト制限を行う場合に、実舵角θｓと推定舵角θｆ，θｒとの偏差の変化率に基づいてスリップ指標ＳＬを設定しているため、適切にスリップ状態に移行するタイミングを捉えることができる。つまり、推定舵角同士の偏差（｜｜θｆ｜−｜θｒ｜｜）の変化率を使ってスリップを判定した場合には、２つの推定舵角θｆ，θｒのそれぞれに含まれる誤差により、適切な偏差の変化率を検出することが難しいが、本実施形態においては、推定舵角同士ではなく、実舵角θｓと推定舵角θｆ、θｒとの偏差を用いているため、偏差の変化率によりスリップ状態に移行するタイミング適切に捉えることができる。 Further, when such assist limitation is performed, the slip index SL is set based on the rate of change in deviation between the actual steering angle θs and the estimated steering angles θf and θr, and therefore the timing for appropriately shifting to the slip state. Can be captured. That is, when the slip is determined using the change rate of the deviation (|| θf | − | θr ||) between the estimated rudder angles, the error is included in each of the two estimated rudder angles θf and θr. However, in this embodiment, since the deviation between the actual steering angle θs and the estimated steering angles θf and θr is used instead of the estimated steering angles, the deviation change rate is used. Therefore, it is possible to appropriately grasp the timing for shifting to the slip state.
また、スリップ指標ＳＬの計算にあたっては、２通りの偏差の変化率（Δθfs’，Δθrs’）を使っているため、適切にスリップの開始を検出することができる。この場合、操舵アシストを制限する度合が大きくなる方の変化率をスリップ指標ＳＬに設定すれば、一層素早くスリップの開始を検出することができる。また、変化率の平均値を使ってスリップ指標ＳＬを設定するようにした場合には、一層正確なスリップの開始を検出することができる。 Further, since the slip change rate SL is calculated using the two deviation change rates (Δθfs ′, Δθrs ′), the start of the slip can be detected appropriately. In this case, if the rate of change in which the degree of limiting the steering assist is increased is set in the slip index SL, the start of slip can be detected more quickly. Further, when the slip index SL is set using the average value of the change rates, it is possible to detect the start of slip more accurately.
また、操舵トルクセンサ２１の故障時におけるアシスト制御においては、スリップの発生を想定した場合、目標アシストトルクＴａ＊をあまり大きくできないが、本実施形態においては、素早くスリップの開始を検出することができるため、目標アシストトルクＴａ＊を大きめに設定することができ、操舵フィーリングが良好になる。
Further, in the assist control when the
＜第２実施形態＞
次に、異常時アシストトルク計算部８０の第２実施形態について説明する。第２実施形態にかかる異常時アシストトルク計算部８０は、第１実施形態のスリップ指標設定部８５、ゲイン設定部８６に代えスリップ指標設定部８７、ゲイン設定部８８を設けたもので、他の構成は第１実施形態と同一である（図４参照）。スリップ指標設定部８７は、図９に示すように、舵角偏差計算部８５１と、偏差変化率計算部８５２と、スリップ指標出力部８５４とから構成される。舵角偏差計算部８５１と偏差変化率計算部８５２とについては、第１実施形態と同一である。以下、第１実施形態と異なる構成のみについて説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the abnormality assist
スリップ指標出力部８５４は、第１スリップ指標出力部８５４１と、第２スリップ指標出力部８５４２とから構成される。第１スリップ指標出力部８５４１は、第１実施形態のスリップ指標出力部８５３と同様の処理を行う。つまり、偏差変化率計算部８５２から前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とを入力し、そのうちの大きい方の偏差変化率をスリップ指標ＳＬに設定する。あるいは、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’との平均値をスリップ指標ＳＬに設定する。あるいは、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とを掛け合わせた値をスリップ指標ＳＬに設定する。
The slip
この第１スリップ指標出力部８５４１により設定されたスリップ指標ＳＬを第１スリップ指標ＳＬ１と呼ぶ。第１スリップ指標出力部８５４１は、第１スリップ指標ＳＬ１をゲイン設定部８８に出力する。
The slip index SL set by the first slip
第２スリップ指標出力部８５４２は、実舵角と推定舵角との偏差に相当するスリップ指標を設定する。上述したように、前後左右輪の何れかにスリップが発生していると、前後左右輪の旋回中心は同一とならなくなり、その結果、前輪側舵角偏差Δθfsおよび後輪側舵角偏差Δθrsが大きくなる。従って、この前輪側舵角偏差Δθfs、後輪側舵角偏差Δθrsが大きいほどスリップの程度が大きいと判断することができる。そこで、第２スリップ指標出力部８５４２は、前輪側舵角偏差Δθfs、後輪側舵角偏差Δθrsに基づいて、スリップの程度を表す第２スリップ指標ＳＬを設定する。
The second slip
例えば、第２スリップ指標出力部８５４２は、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとのうち、大きな値となる方を第２スリップ指標ＳＬ２に設定する。あるいは、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとの平均値（（Δθfs＋Δθrs）／２）を計算し、その平均値を第２スリップ指標ＳＬ２に設定する。あるいは、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとを掛け合わせた値（Δθfs・Δθrs）を計算し、その値を第２スリップ指標ＳＬ２に設定するようにしてもよい。第２スリップ指標出力部８５４２は、設定した第２スリップ指標ＳＬ２をゲイン設定部８８に出力する。
For example, the second slip
ゲイン設定部８８は、第１スリップ指標ＳＬ１と第２スリップ指標ＳＬ２とを入力する。ゲイン設定部８８は、図９に示すように、第１ゲイン設定部８８１と第２ゲイン設定部８８２とゲイン統合部８８３とを備えている。第１ゲイン設定部８８１は、第１実施形態のゲイン設定部８６と同様に、図８に示すゲインマップ（第１ゲインマップと呼ぶ）を記憶しており、この第１ゲインマップを参照して、第１スリップ指標ＳＬ１に対応する第１アシスト制限ゲインＫ１を計算する。第１ゲイン設定部８８１は、計算結果である第１アシスト制限ゲインＫ１をゲイン統合部８８３に出力する。
The
第２ゲイン設定部８８２は、図１０に示す第２ゲインマップを記憶しており、この第２ゲインマップを参照して、第２スリップ指標ＳＬ２に対応する第２アシスト制限ゲインＫ２を計算する。この第２ゲインマップは、第２スリップ指標ＳＬが基準値ＳＬ２ref以下となる範囲においては、第２アシスト制限ゲインＫ２を１に設定し（Ｋ２＝１．０）、第２スリップ指標ＳＬ２が基準値ＳＬ２refを超える範囲において、第２スリップ指標ＳＬ２が大きくなるほど小さくなる第２アシスト制限ゲインＫ２を設定する特性を有している。第２ゲイン設定部８８２は、計算結果である第２アシスト制限ゲインＫ２をゲイン統合部８８３に出力する。
The second
ゲイン統合部８８３は、第１アシスト制限ゲインＫ１と第２アシスト制限ゲインＫ２とを入力し、アシスト制限部８３に出力する最終的なアシスト制限ゲインＫを設定する。例えば、ゲイン統合部８８３は、第１アシスト制限ゲインＫ１と第２アシスト制限ゲインＫ２とのうち、小さな値となる方をアシスト制限ゲインＫに設定する。つまり、アシスト制限の度合を大きくする方の制限ゲインを選択してアシスト制限ゲインＫに設定する。
The
尚、ゲイン統合部８８３は、第１アシスト制限ゲインＫ１と第２アシスト制限ゲインＫ２との平均値をアシスト制限ゲインＫに設定するようにしてもよい。あるいは、ゲイン統合部８８３は、第１アシスト制限ゲインＫ１と第２アシスト制限ゲインＫ２との積をアシスト制限ゲインＫに設定するようにしてもよい。
The
ゲイン統合部８８３は、計算結果であるアシスト制限ゲインＫをアシスト制限部８３に出力する。
The
この第２実施形態においては、実舵角と推定舵角との偏差の変化率から第１スリップ指標ＳＬ１を設定し、実舵角と推定舵角との偏差から第２スリップ指標ＳＬ２を設定する。この第１スリップ指標ＳＬ１と第２スリップ指標ＳＬ２とは単位が異なるため、それらを単純に比較することができない。そこで、各スリップ指標ＳＬ１，ＳＬ２に対応する第１アシスト制限ゲインＫ１と第２アシスト制限ゲインＫ２とを計算する。これにより、第１アシスト制限ゲインＫ１と第２アシスト制限ゲインＫ２とをスリップ指標として捉えることができる。この場合、制御ゲインＫ１，Ｋ２が小さいほどスリップ指標が大きいものとして考えればよい。そして、両アシスト制限ゲインＫ１，Ｋ２に基づいて、最終的なアシスト制限ゲインＫを設定する。 In the second embodiment, the first slip index SL1 is set from the rate of change in deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle, and the second slip index SL2 is set from the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle. . Since the first slip index SL1 and the second slip index SL2 have different units, they cannot be simply compared. Therefore, the first assist limit gain K1 and the second assist limit gain K2 corresponding to the slip indexes SL1 and SL2 are calculated. Thereby, the first assist limit gain K1 and the second assist limit gain K2 can be regarded as slip indexes. In this case, the smaller the control gains K1 and K2, the larger the slip index may be considered. Then, a final assist limit gain K is set based on both assist limit gains K1 and K2.
スリップの発生直後においては、実舵角と推定舵角との偏差が増加するため、この偏差の変化率が大きい。このため、第１スリップ指標ＳＬ１が第２スリップ指標ＳＬ２より大きくなり、アシスト制限の度合の大きい方となる第１アシスト制限ゲインＫ１が選択される。その後は、偏差の変化率は小さくなるが、スリップが発生している状況であれば、実舵角と推定舵角との偏差は、スリップの程度に応じた値を維持するため、第２スリップ指標ＳＬ２が第１スリップ指標ＳＬ１より大きくなり、アシスト制限の度合の大きい方となる第２アシスト制限ゲインＫ２が選択される。このように、第２実施形態においては、第１スリップ指標ＳＬ１の増加に伴って目標操舵アシスト制御量が小さくなるように、かつ、第２スリップ指標ＳＬ２の増加に伴って目標操舵アシスト制御量が小さくなるように目標操舵アシスト制御量を制限する。 Immediately after the occurrence of slip, the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle increases, so the rate of change of this deviation is large. For this reason, the first slip index SL1 is greater than the second slip index SL2, and the first assist limit gain K1 that is the greater degree of assist limit is selected. Thereafter, the rate of change of the deviation becomes small, but if the slip is occurring, the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle maintains a value corresponding to the degree of slip, so the second slip The second assist limit gain K2 is selected so that the index SL2 is larger than the first slip index SL1 and the degree of assist limitation is larger. As described above, in the second embodiment, the target steering assist control amount decreases as the first slip index SL1 increases, and the target steering assist control amount decreases as the second slip index SL2 increases. The target steering assist control amount is limited so as to decrease.
従って、第２実施形態によれば、第１スリップ指標ＳＬ１を使ってスリップの開始を素早く検出して操舵アシストを制限するだけでなく、第２スリップ指標ＳＬ２を使ってスリップが継続している期間中において操舵アシストを制限することができる。図１１は、第１実施形態と第２実施形態におけるアシスト量（目標アシストトルクＴａ＊）の推移の違いを表すグラフである。第１実施形態、第２実施形態ともに、時刻ｔ１において、舵角偏差の変化率が基準値を超えるとアシスト制限を開始し、時刻ｔ２において、アシスト量がゼロ、つまり、操舵アシストが停止される。そして、第１実施形態においては、舵角偏差の増加方向の変化率が所定値まで低下した時刻ｔ３から操舵アシストが再開される。一方、第２実施形態においては、時刻ｔ３においても、舵角偏差が大きいため、依然として操舵アシストの停止状態が継続し、舵角偏差が小さくなった時刻ｔ４から操舵アシストを再開する。 Therefore, according to the second embodiment, not only the start of the slip is quickly detected using the first slip index SL1 and the steering assist is limited, but also the period during which the slip continues using the second slip index SL2. The steering assist can be limited during the operation. FIG. 11 is a graph showing a difference in transition of the assist amount (target assist torque Ta *) between the first embodiment and the second embodiment. In both the first embodiment and the second embodiment, the assist limitation is started when the change rate of the steering angle deviation exceeds the reference value at time t1, and the assist amount is zero, that is, the steering assist is stopped at time t2. . In the first embodiment, the steering assist is resumed from time t3 when the rate of change in the increasing direction of the steering angle deviation is reduced to a predetermined value. On the other hand, in the second embodiment, since the steering angle deviation is large at time t3, the steering assist is still stopped and the steering assist is resumed from time t4 when the steering angle deviation is small.
第１実施形態においては、スリップが解消される途中で操舵アシストが開始されてしまう可能性があるが、第２実施形態においては、操舵アシストの停止を更に適切に維持させることができるため、より効果的にスリップを解消することができる。また、アシスト停止期間の設定は、第２ゲインマップの設定やゲイン統合部８８３の処理によって任意に設定することができるため、スリップ解消機能と操舵アシスト機能とを良好に働かせることができる。
In the first embodiment, there is a possibility that the steering assist may be started in the middle of the elimination of the slip. However, in the second embodiment, since the stop of the steering assist can be maintained more appropriately, more Slip can be effectively eliminated. Moreover, since the setting of the assist stop period can be arbitrarily set by setting the second gain map or the processing of the
＜第３実施形態＞
次に、異常時アシストトルク計算部８０の第３実施形態について説明する。第３実施形態にかかる異常時アシストトルク計算部８０は、第１実施形態のスリップ指標設定部８５、ゲイン設定部８６に代え、スリップ指標設定部８９、ゲイン設定部９０を設けたもので、他の構成は第１実施形態と同一である（図４参照）。スリップ指標設定部８９は、図１２に示すように、舵角偏差計算部８５１と、スリップ指標出力部８５５とから構成される。舵角偏差計算部８５１は第１実施形態と同一である。スリップ指標出力部８５５は、第２実施形態の第２スリップ指標出力部８５４２と同様の処理を行う。ゲイン設定部９０は、第２実施形態の第２ゲイン設定部８８２と同様の処理を行う。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the abnormality assist
この第３実施形態のスリップ指標設定部８９においては、実舵角と推定舵角との偏差に相当するスリップ指標ＳＬを設定して出力する。例えば、スリップ指標出力部８５５は、舵角偏差計算部８５１により計算された前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとを入力し、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとのうち、大きな値となる方を、スリップ指標ＳＬに設定する。あるいは、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとの平均値（（Δθfs＋Δθrs）／２）を計算し、その平均値をスリップ指標ＳＬに設定するようにしてもよい。あるいは、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとを掛け合わせた値（Δθfs・Δθrs）を計算し、その値をスリップ指標ＳＬに設定するようにしてもよい。スリップ指標出力部８５５は、設定したスリップ指標ＳＬをゲイン設定部９０に出力する。
In the slip
ゲイン設定部９０は、図８に示すゲインマップを記憶しており、このゲインマップを参照して、スリップ指標ＳＬに対応するアシスト制限ゲインＫを計算し、計算結果であるアシスト制限ゲインＫをアシスト制限部８３に出力する。
The
この第３実施形態においては、実舵角と推定舵角との偏差の変化率を用いずに、実舵角と推定舵角との偏差に相当するスリップ指標ＳＬを設定し、スリップ指標ＳＬが大きくなるほど小さくなるアシスト制限ゲインＫを設定する。従って、スリップが発生している期間にわたって操舵アシストを制限することができる。しかも、推定舵角θｆ，θｒ同士の偏差を用いずに、実舵角θｓと推定舵角θｆ，θｒとの偏差に応じたスリップ指標ＳＬを設定しているため、推定舵角θｆ，θｒに含まれる誤差の影響が少なく、適切にスリップ状態を検出することができる。これにより、過アシストを防止して、操舵ハンドル１１の切り過ぎを抑制することができる。この結果、スリップを効果的に解消することができる。
In the third embodiment, a slip index SL corresponding to the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle is set without using the rate of change in deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle. An assist limit gain K that decreases as the value increases is set. Therefore, the steering assist can be limited over a period during which slip occurs. Moreover, since the slip index SL corresponding to the deviation between the actual steering angle θs and the estimated steering angles θf, θr is set without using the deviation between the estimated steering angles θf, θr, the estimated steering angles θf, θr are set. The influence of the included error is small, and the slip state can be detected appropriately. Thereby, over-assist can be prevented and excessive turning of the
次に、上記３つの実施形態に適用できる変形例について説明する。 Next, modified examples applicable to the above three embodiments will be described.
＜第１変形例＞
上記各実施形態においては、スリップ検出時に操舵アシストを制限する手法として、基本アシストトルクＴbaseにアシスト制限ゲインＫを乗じるようにしている。しかし、操舵アシストの制限については、目標アシストトルクＴａ＊の上限値を低減させることにより実施することもできる。例えば、ゲイン設定部８６，８８，９０の処理を以下のように変更する。尚、この処理は、アシスト制限ゲインを設定する処理ではなく、目標アシストトルクＴａ＊の上限値を設定する処理であるため、以下、ゲイン設定部８６，８８，９０を上限値設定部８６，８８，９０と呼ぶ。
<First Modification>
In each of the above embodiments, as a method of limiting the steering assist when the slip is detected, the basic assist torque Tbase is multiplied by the assist limiting gain K. However, the limitation of the steering assist can be implemented by reducing the upper limit value of the target assist torque Ta *. For example, the processing of the
第１，第３実施形態の変形例に対応する上限値設定部８６，９０は、図１３に示す上限値マップを記憶し、この上限値マップを参照して、スリップ指標ＳＬに対応する上限値Ｔlimを計算する。この上限値マップは、スリップ指標ＳＬが基準値ＳＬref以下となる範囲においては、目標アシストトルクＴａ＊の上限値Ｔａlimを基本上限値Ｔａlim０（スリップが検出されていないときの上限値）に設定し、スリップ指標ＳＬが基準値ＳＬrefを超える範囲において、スリップ指標ＳＬが大きくなるほど小さくなる上限値Ｔａlimを設定する特性を有している。上限値設定部８６，９０は、計算結果である上限値Ｔａlimをアシスト制限部８３に出力する。
The upper limit
また、第２実施形態の変形例に対応する上限値設定部８８は、図示しない第１上限値マップと第２上限値マップとを記憶し、第１上限値マップを参照して第１スリップ指標ＳＬ１から第１上限値Ｔａlim１を設定し、第２上限値マップを参照して第２スリップ指標ＳＬ２から第２上限値Ｔａlim２を設定する。第１上限値マップと第２上限値マップとは、図１３に示す上限値マップと同様の特性を有するもので、横軸を、第１上限値マップにおいては第１スリップ指標ＳＬ１とし、第２上限値マップにおいては第２スリップ指標ＳＬ２とすればよい。上限値設定部８８は、第１上限値Ｔａlim１と第２上限値Ｔａlim２とに基づいて、上限値Ｔａlimを設定する。例えば、第１上限値Ｔａlim１と第２上限値Ｔａlim２とのうち、小さい方の値を上限値Ｔａlimに設定する。あるいは、第１上限値Ｔａlim１と第２上限値Ｔａlim２との平均値を上限値Ｔａlimに設定するようにしてもよい。上限値設定部８８は、計算結果である上限値Ｔａlimをアシスト制限部８３に出力する。
The upper limit
アシスト制限部８３は、基本アシストトルクＴbaseと上限値Ｔａlimとを比較し、基本アシストトルクＴbaseが上限値Ｔａlimを越えない場合には、基本アシストトルクＴbaseを目標アシストトルクＴａ２に設定し（Ｔａ２←Ｔbase）、基本アシストトルクＴbaseが上限値Ｔａlimを越えている場合には、上限値Ｔａlimを目標アシストトルクＴａ２に設定する（Ｔａ２←Ｔａlim）。従って、スリップ指標ＳＬに応じて適切に操舵アシストを制限することができる。
The
＜第２変形例＞
この第２変形例においては、アシスト制限ゲインＫを車速に応じて可変にする機能を追加したものである。異常時アシストトルク計算部８０は、図１４に示すように、車速可変係数乗算部９１を備えている。車速可変係数乗算部９１は、ゲイン設定部８６（８８，９０）により計算されたアシスト制限ゲインＫと車速センサ２４に検出された車速Ｖとを入力する。車速可変係数乗算部９１は、図１５に示す車速ゲインマップを記憶しており、車速ゲインマップを参照して、車速Ｖに応じた車速ゲインＫｖを計算する。車速ゲインマップは、車速Ｖが基準値Ｖref以下となる範囲においては、車速ゲインＫｖを一定の基準値Ｋｖ０に設定し、車速Ｖが基準値Ｖrefを超える範囲において、車速Ｖが大きくなるほど小さくなる車速ゲインＫｖを設定する特性を有している。
<Second Modification>
In the second modification, a function for making the assist limit gain K variable according to the vehicle speed is added. As shown in FIG. 14, the abnormal-time assist
車速可変係数乗算部９１は、ゲイン設定部８６（８８，９０）により計算されたアシスト制限ゲインＫに車速ゲインＫｖを乗算した値を最終的なアシスト制限ゲインＫに設定して（Ｋ←Ｋｖ・Ｋ）、アシスト制限部８３に出力する。
The vehicle speed variable
一般に、舵角や舵角速度は、低車速ほど大きく高車速ほど小さくなる。また、上述した式（１），（２）からわかるように、低車速ほど、車輪速変動に対して推定舵角感度が大きい。このため、舵角偏差、および、舵角偏差の変化率に関しては、低車速ほど過剰に大きな値が算出されやすくなる。そこで、第２変形例においては、車速ゲインＫｖを使ってアシスト制限を補正することにより、低速走行時における目標操舵アシスト制御量の制限を緩める。これにより、低速走行時の過剰なアシスト制限を回避することができる。 Generally, the rudder angle and rudder angular speed are larger as the vehicle speed is lower and smaller as the vehicle speed is higher. Further, as can be seen from the above formulas (1) and (2), the lower the vehicle speed, the greater the estimated steering angle sensitivity with respect to the wheel speed fluctuation. For this reason, regarding the steering angle deviation and the rate of change of the steering angle deviation, an excessively large value is easily calculated at a lower vehicle speed. Therefore, in the second modification, the limitation of the target steering assist control amount during low-speed traveling is relaxed by correcting the assist limitation using the vehicle speed gain Kv. As a result, it is possible to avoid excessive assist limitation during low-speed traveling.
尚、この第２変形例においては、アシスト制限ゲインＫに車速ゲインＫｖを乗算してアシスト制限を補正しているが、第１変形例を組み合わせて、上限値Ｔlimに車速ゲインＫｖを乗算してアシスト制限を補正するようにしてもよい（Ｔlim←Ｋｖ・Ｔlim）。 In the second modification, the assist restriction is corrected by multiplying the assist restriction gain K by the vehicle speed gain Kv. However, by combining the first modification, the upper limit value Tlim is multiplied by the vehicle speed gain Kv. The assist limit may be corrected (Tlim ← Kv · Tlim).
＜第３変形例＞
上述した各実施形態においては、２つの推定舵角θｆ，θｒを計算し、この２つの推定舵角θｆ，θｒに基づいて、それぞれ舵角偏差Δθfs，Δθrs、および、偏差変化率Δθfs’，Δθrs’を計算する構成であるが、何れか一方だけを計算するように構成するようにしてもよい。例えば、推定舵角計算部８４において前輪側推定舵角θｆのみを計算し、舵角偏差計算部８５１において前輪側舵角偏差Δθfsのみを計算し、偏差変化率計算部８５２において前輪側偏差変化率Δθfs’のみを計算するようにしてもよい。あるいは、推定舵角計算部８４において後輪側推定舵角θｒのみを計算し、舵角偏差計算部８５１において後輪側舵角偏差Δθrsのみを計算し、偏差変化率計算部８５２において後輪側偏差変化率Δθrs’のみを計算するようにしてもよい。この場合、第１実施形態におけるスリップ指標出力部８５３は、何れか一方の偏差変化率に応じたスリップ指標ＳＬを出力すればよい。また、第２実施形態における第１スリップ指標出力部８５４１は何れか一方の偏差変化率に応じた第１スリップ指標ＳＬ１を出力し、第２スリップ指標出力部８５４２は何れか一方の舵角偏差に応じた第２スリップ指標ＳＬ２を出力すればよい。また、第３実施形態におけるスリップ指標出力部８５５は、何れか一方の舵角偏差に応じたスリップ指標ＳＬを出力すればよい。
<Third Modification>
In each of the above-described embodiments, the two estimated steering angles θf and θr are calculated, and the steering angle deviations Δθfs and Δθrs and the deviation change rates Δθfs ′ and Δθrs are calculated based on the two estimated steering angles θf and θr, respectively. 'Is calculated, but only one of them may be calculated. For example, the estimated steering
＜第４変形例＞
上述した各実施形態においては、スリップ指標ＳＬに応じて設定されるアシスト制限ゲインＫを使って操舵アシストを制限している。このため、例えば、アシスト制限ゲインＫがゼロ（Ｋ＝０）の状態、つまり、操舵アシストを停止している状態から、スリップ指標ＳＬが急に少なくなってアシスト制限ゲインＫが急に増加することがある。このとき、操舵操作中であると、操舵アシストの変化によりドライバーに違和感を与えてしまう。そこで、第４変形例においては、アシスト制限ゲインＫが一旦ゼロにまで低下した場合には、その後ゲインマップで設定されるアシスト制限ゲインＫが増加しても、少なくとも設定時間だけはアシスト制限ゲインＫをゼロに維持し、基本アシストトルクＴbaseがゼロに戻ったタイミングでアシスト制限トルクを通常値（ゲインマップによる値）に復帰させる処理を加えたものである。
<Fourth Modification>
In each of the embodiments described above, the steering assist is limited using the assist limit gain K that is set according to the slip index SL. Therefore, for example, from the state where the assist limit gain K is zero (K = 0), that is, the state where the steering assist is stopped, the slip index SL suddenly decreases and the assist limit gain K increases rapidly. There is. At this time, if the steering operation is being performed, the driver feels uncomfortable due to a change in the steering assist. Therefore, in the fourth modified example, when the assist limit gain K once decreases to zero, even if the assist limit gain K set in the gain map is increased thereafter, the assist limit gain K is at least set only for a set time. Is maintained at zero, and a process for returning the assist limit torque to the normal value (value based on the gain map) at the timing when the basic assist torque Tbase returns to zero is added.
図１６は、ゲイン設定部８６が行うゲイン復帰処理ルーチンを表すフローチャートである。尚、ここでは、第１実施形態に適用した変形例について説明するが、第２，第３実施形態においても同様に適用することができる。ゲイン設定部８６は、上述したようにゲインマップを参照してスリップ指標ＳＬに応じたアシスト制限ゲインＫを計算するとともに、このゲイン復帰処理ルーチンを所定の短い周期で繰り返し実行する。 FIG. 16 is a flowchart illustrating a gain return processing routine performed by the gain setting unit 86. In addition, although the modified example applied to 1st Embodiment is demonstrated here, it can apply similarly in 2nd, 3rd embodiment. As described above, the gain setting unit 86 calculates the assist limit gain K corresponding to the slip index SL with reference to the gain map, and repeatedly executes this gain return processing routine at a predetermined short period.
ゲイン設定部８６は、ステップＳ１１において、直前回（１演算周期前）に計算したアシスト制限ゲインＫ(n-1)がゼロであり、かつ、今回、ゲインマップを参照して計算したアシスト制限ゲインＫ(n)がゼロでないか否かを判断する。つまり、操舵アシストを停止させている状態（Ｋ＝０）から、スリップ指標ＳＬが減少して復帰状態（０＜Ｋ＜１）に移行したか否かを判断する。ゲイン設定部８６は、ステップＳ１１の条件が満たされていない場合には、本ルーチンを一旦終了する。この場合、ゲイン設定部８６は、アシスト制限ゲインＫ(n)をアシスト制限部８３に出力する。
In step S11, the gain setting unit 86 determines that the assist limit gain K (n-1) calculated immediately before (one calculation cycle before) is zero, and this time, the assist limit gain calculated with reference to the gain map. It is determined whether K (n) is not zero. That is, it is determined whether or not the slip index SL has decreased from the state in which the steering assist is stopped (K = 0) to the return state (0 <K <1). The gain setting unit 86 once ends this routine when the condition of step S11 is not satisfied. In this case, the gain setting unit 86 outputs the assist limit gain K (n) to the
ゲイン設定部８６は、こうした処理を繰り返し、ステップＳ１１において「Ｙｅｓ」と判断すると、続くステップＳ１２において、設定時間継続されたか否かを判断する。つまり、ステップＳ１１において最初に「Ｙｅｓ」と判断されてから、設定時間のあいだ継続して「Ｙｅｓ」と判断されているか否かを判断する。設定時間継続していない場合は（Ｓ１２：Ｎｏ）、ステップＳ１３において、アシスト制限ゲインＫ(n)をゼロに設定して本ルーチンを一旦終了する。つまり、ゲインマップから算出されるアシスト制限ゲインＫ(n)はゼロにならないが、強制的にアシスト制限ゲインＫ(n)をゼロに設定する。従って、アシスト制限部８３には、ゼロに設定されたアシスト制限ゲインＫ(n)が出力される。従って、まだ操舵アシストは再開されない。
When the gain setting unit 86 repeats such processing and determines “Yes” in step S11, the gain setting unit 86 determines in step S12 whether the set time has been continued. That is, it is determined whether or not “Yes” is continuously determined for a set time after “Yes” is first determined in step S11. If the set time has not been continued (S12: No), in step S13, the assist limit gain K (n) is set to zero, and this routine is terminated once. That is, the assist limit gain K (n) calculated from the gain map does not become zero, but the assist limit gain K (n) is forcibly set to zero. Accordingly, the assist limit gain K (n) set to zero is output to the assist
ゲイン設定部８６は、こうした処理を繰り返す。そして、ステップＳ１２において、「Ｙｅｓ」と判断された場合には、ステップＳ１４において、基本アシストトルクＴbaseがゼロ（Ｔbase＝０）であるか否かを判断する。基本アシストトルクＴbaseがゼロでない場合は、ステップＳ１３において、強制的にアシスト制限ゲインＫ(n)をゼロに設定する。従って、まだ操舵アシストは、再開されない。 The gain setting unit 86 repeats such processing. If “Yes” is determined in step S12, it is determined in step S14 whether or not the basic assist torque Tbase is zero (Tbase = 0). If the basic assist torque Tbase is not zero, the assist limit gain K (n) is forcibly set to zero in step S13. Therefore, the steering assist is not resumed yet.
一方、基本アシストトルクＴbaseがゼロである場合は、ステップＳ１５において、ゲインマップから算出される値をアシスト制限ゲインＫ(n)に設定する。つまり、この時点になって、ゲインマップを参照して計算されるアシスト制限ゲインＫ(n)が採用される。従って、アシスト制限部８３は、このアシスト制限ゲインＫ(n)に応じたアシスト制限を行う。
On the other hand, if the basic assist torque Tbase is zero, in step S15, the value calculated from the gain map is set as the assist limit gain K (n). That is, at this point, the assist limit gain K (n) calculated with reference to the gain map is employed. Therefore, the
このように第４変形例によれば、スリップ指標ＳＬが増加して操舵アシストを停止した（Ｋ＝０）後は、少なくとも設定時間だけは操舵アシスト停止状態を維持するという第１条件、および、基本アシストトルクＴbaseがゼロであるという第２条件の２つを満足しないあいだは、アシスト制限ゲインＫを強制的にゼロに維持して操舵アシストを停止する。そして、上記２つの条件を満足したときに、アシスト制限ゲインＫの設定方法を通常時のものに戻して、スリップ指標ＳＬに応じた値に設定する。従って、スリップ状態が解除されたときであっても、急に操舵アシストが変動することがなくドライバーに違和感を与えない。 As described above, according to the fourth modification, after the slip index SL increases and the steering assist is stopped (K = 0), the first condition that the steering assist stop state is maintained at least for the set time, and While the second condition that the basic assist torque Tbase is zero is not satisfied, the assist limit gain K is forcibly maintained at zero and the steering assist is stopped. When the above two conditions are satisfied, the assist limit gain K setting method is returned to the normal one and set to a value corresponding to the slip index SL. Therefore, even when the slip state is released, the steering assist does not change suddenly, and the driver does not feel uncomfortable.
尚、この第４変形例においては、２つの条件を設定しているが、第１条件だけ、あるいは、第２条件だけを設定してもよい。また、アシスト制限ゲインＫや基本アシストトルクＴbaseにおける「ゼロ」とは完全なゼロのみを意味しているのではなく、実質的なゼロ、つまり、ゼロとみなせる程度のゼロ近傍値を含むものである。 In the fourth modification, two conditions are set, but only the first condition or only the second condition may be set. Further, “zero” in the assist limit gain K and the basic assist torque Tbase does not mean only complete zero, but includes substantially zero, that is, a value near zero that can be regarded as zero.
＜第５変形例＞
スリップ指標が増加しているときには、早く操舵アシストを低下させるとスリップ解消効果を高めることができ、また、スリップ指標が減少しているときには、ゆっくり操舵アシストを復帰（増加）させたほうが、トルク変動による操舵違和感を低減することができる。そこで、第５変形例においては、スリップ指標の変動幅に対するアシスト制限ゲインＫの変動幅を、スリップ指標が増加しているときと減少しているときとで異なるように設定する。
<Fifth Modification>
When the slip index is increasing, lowering the steering assist earlier can increase the slip cancellation effect, and when the slip index is decreasing, the torque fluctuation is better when the steering assist is returned (increased) more slowly. It is possible to reduce the uncomfortable feeling caused by steering. Therefore, in the fifth modification, the variation range of the assist limit gain K with respect to the variation range of the slip index is set to be different between when the slip index is increasing and when the slip index is decreasing.
図１７は、ゲイン設定部８６が行うアシスト制限ゲイン設定ルーチンを表すフローチャートである。尚、ここでは、第１実施形態に適用した変形例について説明するが、第２，第３実施形態においても同様に適用することができる。ゲイン設定部８６は、アシスト制限ゲイン設定ルーチンを所定の短い周期で繰り返し実行する。 FIG. 17 is a flowchart showing an assist limit gain setting routine performed by the gain setting unit 86. In addition, although the modified example applied to 1st Embodiment is demonstrated here, it can apply similarly in 2nd, 3rd embodiment. The gain setting unit 86 repeatedly executes an assist limit gain setting routine at a predetermined short cycle.
ゲイン設定部８６は、ステップＳ２１において、直前回（１演算周期前）に計算したアシスト制限ゲインＫ(n-1)が１では無いか否かを判断する。アシスト制限ゲインＫ(n-1)が１である場合（Ｋ(n-1)＝１．０）には、ステップＳ２２において、ゲインマップを参照して、スリップ指標設定部８５で今回計算されたスリップ指標ＳＬ(n)に基づいてアシスト制限ゲインＫ(n)を設定して本ルーチンを一旦終了する。こうした処理が繰り返され、スリップ指標ＳＬが増加して、ステップＳ２１の判断が「Ｎｏ」となると、つまり、直前回（１演算周期前）に計算したアシスト制限ゲインＫ(n-1)が１では無くなると、ゲイン設定部８６は、ステップＳ２３において、スリップ指標設定部８５で今回計算されたスリップ指標ＳＬ(n)から直前回（１演算周期前）計算されたスリップ指標ＳＬ(n-1)を引いた値（ＳＬ(n)−ＳＬ(n-1)）が正の値であるか否かを判断する。つまり、スリップ指標ＳＬが増加しているか否かを判断する。
In step S21, the gain setting unit 86 determines whether or not the assist limit gain K (n-1) calculated immediately before (one calculation cycle before) is not 1. When the assist limit gain K (n-1) is 1 (K (n-1) = 1.0), the slip
ゲイン設定部８６は、ステップＳ２３において、「Ｙｅｓ」、つまり、スリップ指標ＳＬが増加していると判断した場合には、ステップＳ２４において、変化勾配αを第１変化勾配α１に設定し、逆に、ステップＳ２３において、「Ｎｏ」、つまり、スリップ指標ＳＬが減少していると判断した場合（変化していない場合も含む）には、ステップＳ２５において、変化勾配αを第２変化勾配α２に設定する。 If the gain setting unit 86 determines “Yes” in step S23, that is, if the slip index SL is increasing, the gain setting unit 86 sets the change gradient α to the first change gradient α1 in step S24. In Step S23, when it is determined that “No”, that is, the slip index SL is decreasing (including the case where the slip index SL has not changed), the change gradient α is set to the second change gradient α2 in Step S25. To do.
第１変化勾配α１は、図１８に示すように、アシスト制限ゲインＫを減少させるときの減少度合、つまり、スリップ指標ＳＬの増加幅に対するアシスト制限ゲインＫの減少幅の比を表し、第２変化勾配α２は、アシスト制限ゲインＫを増加させるときの増加度合、つまり、スリップ指標ＳＬの減少幅に対するアシスト制限ゲインＫの増加幅の比を表す。この場合、第１変化勾配α１は、第２変化勾配α２よりも大きな値に設定されている。 As shown in FIG. 18, the first change gradient α1 represents the degree of decrease when the assist limit gain K is decreased, that is, the ratio of the decrease width of the assist limit gain K to the increase width of the slip index SL. The gradient α2 represents the degree of increase when the assist limit gain K is increased, that is, the ratio of the increase width of the assist limit gain K to the decrease width of the slip index SL. In this case, the first change gradient α1 is set to a larger value than the second change gradient α2.
続いて、ゲイン設定部８６は、ステップＳ２６において、直前回に計算されたアシスト制限ゲインＫ(n-1)から、スリップ指標ＳＬの1演算周期あたりの変化量（ＳＬ(n)−ＳＬ(n-1)）に変化勾配αを乗算した値を引くことにより、今回の演算周期におけるアシスト制限ゲインＫ(n)を計算する。計算式で表せば、次式の通りである。
Ｋ(n)＝Ｋ(n-1)−α（ＳＬ(n)−ＳＬ(n-1)）
Subsequently, in step S26, the gain setting unit 86 calculates the change amount (SL (n) −SL (n) per one calculation cycle of the slip index SL from the assist limit gain K (n−1) calculated immediately before. -1)) is subtracted by a value obtained by multiplying the change gradient α, thereby calculating the assist limit gain K (n) in the current calculation cycle. This can be expressed by the following formula.
K (n) = K (n-1) -α (SL (n) -SL (n-1))
ステップＳ２６で計算されたアシスト制限ゲインＫ(n)が０〜１．０の範囲に入らなくなることも考えられるため、ゲイン設定部８６は、ステップＳ２７〜Ｓ３０の処理を実行する。ゲイン設定部８６は、ステップＳ２７において、上記計算結果であるアシスト制限ゲインＫ(n)が負の値になっているか否かを判断し、負の値である場合には、ステップＳ２８において、アシスト制限ゲインＫ(n)をゼロに設定する（Ｋ(n)＝０）。また、負の値でなければ、ステップＳ２９において、アシスト制限ゲインＫ(n)が１より大きな値になっているかを判断し、１より大きな値である場合には、ステップＳ３０において、アシスト制限ゲインＫ(n)を１に設定する（Ｋ(n)＝１．０）。アシスト制限ゲインＫ(n)が０〜１．０の範囲に入っている場合（Ｓ２７：Ｎｏ）、アシスト制限ゲインＫ(n)をステップＳ２６で計算された値とする。 Since it may be considered that the assist limit gain K (n) calculated in step S26 is not in the range of 0 to 1.0, the gain setting unit 86 executes the processes of steps S27 to S30. In step S27, the gain setting unit 86 determines whether or not the assist limit gain K (n), which is the above calculation result, is a negative value. The limiting gain K (n) is set to zero (K (n) = 0). If it is not a negative value, it is determined in step S29 whether the assist limit gain K (n) is a value greater than 1. If the value is greater than 1, the assist limit gain is determined in step S30. K (n) is set to 1 (K (n) = 1.0). When the assist limit gain K (n) is in the range of 0 to 1.0 (S27: No), the assist limit gain K (n) is set to the value calculated in step S26.
ゲイン設定部８６は、こうしてアシスト制限ゲインＫ(n)を設定すると本ルーチンを一旦終了する。そして、所定の短い周期で同様の処理を繰り返す。 The gain setting unit 86 once ends the routine when the assist limit gain K (n) is set in this way. Then, similar processing is repeated at a predetermined short cycle.
この第５変形例によれば、スリップ指標が減少している場合には、増加している場合に比べて、アシスト制限を変化させる度合（変化速度）を小さくする。例えば、第１実施形態に適用すれば、舵角偏差の増加方向の変化率が減少している場合には、増加している場合に比べて、アシスト制限を変化させる度合を小さくする。また、第３実施形態に適用すれば、舵角偏差が減少している場合には、増加している場合に比べて、アシスト制限を変化させる度合を小さくする。また、第２実施形態に適用すれば、両方の特性を備えたものとなる。つまり、舵角偏差の増加方向の変化率が減少している場合、および、舵角偏差が減少している場合には、それらが増加している場合に比べて、アシスト制限を変化させる度合を小さくする。従って、第５変形例によれば、スリップの解消と操舵違和感の低減とを両立させることができる。 According to the fifth modification, when the slip index is decreasing, the degree (change speed) for changing the assist limit is made smaller than when the slip index is increasing. For example, when applied to the first embodiment, when the rate of change in the increasing direction of the rudder angle deviation is decreasing, the degree to which the assist restriction is changed is made smaller than when increasing. Further, when applied to the third embodiment, when the steering angle deviation is reduced, the degree to which the assist restriction is changed is made smaller than when the steering angle deviation is increasing. Further, when applied to the second embodiment, both characteristics are provided. In other words, when the rate of change in the increasing direction of the rudder angle deviation is decreasing, and when the rudder angle deviation is decreasing, the degree to which the assist limit is changed compared to when the rudder angle deviation is increasing. Make it smaller. Therefore, according to the fifth modified example, it is possible to achieve both the elimination of the slip and the reduction of the steering discomfort.
以上、複数の実施形態および変形例にかかる電動パワーステアリング装置１について説明したが、本発明は上記実施形態および変形例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。
Although the electric
例えば、変形例を複数組み合わせることもできる。例えば、第４変形例および第５変形例においては、アシスト制限ゲインＫを使って操舵アシストの制限を行っているが、第１変形例を組み合わせて、上限値Ｔlimを使って操舵アシストの制限を行うようにすることもできる。この場合には、アシスト制限ゲインＫ(n)，Ｋ(n-1)に代えて上限値Ｔlim(n)，Ｔlim(n-1)を用いればよい。また、「Ｋ＝１」を「Ｔａlim＝Ｔａlim０」に置き換え、「Ｋ＝０」を「Ｔａlim＝０」に置き換えればよい。 For example, a plurality of modifications can be combined. For example, in the fourth modification and the fifth modification, the steering assist is limited using the assist limit gain K. However, the steering assist is limited using the upper limit value Tlim in combination with the first modification. You can also do it. In this case, upper limit values Tlim (n) and Tlim (n-1) may be used instead of the assist limit gains K (n) and K (n-1). Further, “K = 1” may be replaced with “Talim = Talim0”, and “K = 0” may be replaced with “Talim = 0”.
また、本実施形態においては、操舵トルクの代替パラメータとして実舵角θｓを用いて基本アシストトルクＴbaseを計算しているが、実舵角θｓに代えて推定舵角を用いることもできる。また、操舵トルクの代替パラメータとして舵角を用いずに、車両に働く横加速度を用いることもできる。この場合、横加速度が大きくなるほど大きくなる目標操舵アシスト量（例えば、基本アシストトルクＴbase）を設定するとよい。横加速度は、センサにより検出してもよいし演算により求めるようにしてもよい。 In the present embodiment, the basic assist torque Tbase is calculated using the actual steering angle θs as an alternative parameter of the steering torque. However, the estimated steering angle can be used instead of the actual steering angle θs. Further, lateral acceleration acting on the vehicle can be used as an alternative parameter of the steering torque without using the steering angle. In this case, a target steering assist amount (for example, basic assist torque Tbase) that increases as the lateral acceleration increases may be set. The lateral acceleration may be detected by a sensor or may be obtained by calculation.
また、本実施形態においては、スリップ指標ＳＬが基準値ＳＬrefを超えた範囲において、アシスト制限ゲインＫをスリップ指標ＳＬの増加にともなってリニアに低下させるようにしているが、これに代えて、アシスト制限ゲインＫを段階的に低下させる構成であってもよい。例えば、アシスト制限ゲインＫをスリップ指標ＳＬの増加にともなって二段階に変化させるようにしてもよい。 In the present embodiment, the assist limit gain K is linearly decreased as the slip index SL increases in a range where the slip index SL exceeds the reference value SLref. A configuration in which the limiting gain K is decreased stepwise may be used. For example, the assist limit gain K may be changed in two steps as the slip index SL increases.
また、本実施形態においては、舵角偏差、あるいは、舵角偏差の変化率をスリップ指標ＳＬに設定しているが、これに代えて、舵角偏差、あるいは、舵角偏差の変化率の増加に伴って段階的に大きくなるスリップ指標を設定するようにしてもよい。 In this embodiment, the rudder angle deviation or the rate of change of the rudder angle deviation is set in the slip index SL, but instead, the rudder angle deviation or the rate of change of the rudder angle deviation is increased. Accordingly, a slip index that increases stepwise may be set.
また、本実施形態においては、基本アシストトルクＴbaseは、車速に応じて特性を切り替えているが、車速応答させないようにしてもよい。また、基本アシストトルクＴbaseは、舵角速度に応じて変化する補償トルク、例えば、ステアリング機構１０における摩擦力分を補償する摩擦補償トルクや粘性分を補償する粘性補償トルクを付加するようにしてもよい。
Further, in this embodiment, the basic assist torque Tbase has its characteristics switched according to the vehicle speed, but it may not be made to respond to the vehicle speed. Further, the basic assist torque Tbase may be added with a compensation torque that changes according to the steering angular speed, for example, a friction compensation torque that compensates for the frictional force in the
また、本実施形態においては、舵角センサ２２および車輪速センサ２６〜２９を備えて実舵角および車輪速を検出しているが、これらのセンサを備えずに、車両内に設けられた他の車両ＥＣＵ（例えば、車両姿勢制御ＥＣＵ）が検出した実舵角および車輪速を表す情報を通信ラインを介して取得するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、モータ２０の発生するトルクをステアリングシャフト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について説明したが、モータ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であってもよい。
In the present embodiment, the column assist type electric power steering device that applies the torque generated by the
１…電動パワーステアリング装置、１０…ステアリング機構、１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、２０…モータ、２１…操舵トルクセンサ、２２…舵角センサ、２４…車速センサ、２６〜２９…車輪速センサ、４０…モータ駆動回路、５０…電子制御回路、６０…モータ制御部、７０…目標アシストトルク計算部、７１…正常時アシストトルク計算部、７２…異常検出部、７３…制御切替部、８０…異常時アシストトルク計算部、８１…基本アシストトルク計算部、８２…アシスト制限計算部、８３…アシスト制限部、８４…推定舵角計算部、８５，８７，８９…スリップ指標設定部、８６，８８，９０…ゲイン設定部（上限値設定部）、９１…車速可変係数乗算部、１００…電子制御ユニット（アシストＥＣＵ）、８５１…舵角偏差計算部、８５２…偏差変化率計算部、８５３，８５４，８５５…スリップ指標出力部、８８１…第１ゲイン設定部、８８２…第２ゲイン設定部、８８３…ゲイン統合部、８５１１…前輪側偏差計算部、８５１２…後輪側偏差計算部、８５２１…前輪側偏差変化率計算部、８５２２…後輪側偏差変化率計算部、８５４１…第１スリップ指標出力部、８５４２…第２スリップ指標出力部、Ｆfail…異常判定フラグ、Ｋ，Ｋ１，Ｋ２…アシスト制限ゲイン、Ｋｖ…車速ゲイン、ＳＬ，ＳＬ１，ＳＬ２…スリップ指標、Ｔａ＊…目標アシストトルク、Ｔａ１…目標アシストトルク、Ｔａ２…目標アシストトルク、Ｔｒ…操舵トルク、Ｖ…車速、Ｖfl…左前輪車輪速、Ｖfr…右前輪車輪速、Ｖrl…左後輪車輪速、Ｖrr…右後輪車輪速、α…変化勾配、Δθfs…前輪側舵角偏差、Δθrs…後輪側舵角偏差、Δθfs’…前輪側偏差変化率、Δθrs’…後輪側偏差変化率、θｆ…前輪側推定舵角、θｒ…後輪側推定舵角、θｓ…実舵角。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生するモータと、
前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段と、
前記操舵トルクセンサの異常が検出されていない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量を設定し、前記操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する制御量設定手段と、
前記制御量設定手段により設定された前記目標操舵アシスト制御量に従って前記モータを駆動制御するモータ制御手段と
を備えた電動パワーステアリング装置において、
実舵角を検出する実舵角検出手段と、
前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を検出し、検出した車輪速に基づいて推定舵角を計算する推定舵角計算手段と、
前記実舵角検出手段により検出された実舵角と、前記推定舵角計算手段により計算された推定舵角とに基づいて、車輪のスリップの判定指標となるスリップ指標を設定するスリップ指標設定手段と、
前記操舵トルクセンサの異常が検出されて前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量が設定される場合、前記スリップ指標設定手段により設定されたスリップ指標の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限するアシスト制限手段と
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering torque sensor for detecting a steering torque input from the steering handle to the steering shaft;
A motor provided in the steering mechanism for generating steering assist torque;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the steering torque sensor;
When an abnormality of the steering torque sensor is not detected, a target steering assist control amount is set based on the steering torque detected by the steering torque sensor, and when an abnormality of the steering torque sensor is detected, A control amount setting means for setting a target steering assist control amount using an alternative parameter different from the steering torque;
An electric power steering apparatus comprising: motor control means for driving and controlling the motor according to the target steering assist control amount set by the control amount setting means;
An actual rudder angle detecting means for detecting an actual rudder angle;
An estimated rudder angle calculating means for detecting the wheel speeds of the left and right wheels on at least one of the front wheel side and the rear wheel side, and calculating an estimated rudder angle based on the detected wheel speed;
Slip index setting means for setting a slip index as a wheel slip determination index based on the actual steering angle detected by the actual steering angle detection means and the estimated steering angle calculated by the estimated steering angle calculation means When,
When an abnormality of the steering torque sensor is detected and the target steering assist control amount is set using an alternative parameter different from the steering torque, the target is increased as the slip index set by the slip index setting means increases. An electric power steering apparatus comprising: an assist limiting unit that limits the target steering assist control amount so that the steering assist control amount becomes small.
前記実舵角と前記推定舵角との偏差の変化率の増加に伴って大きくなる第１スリップ指標を設定する第１スリップ指標設定部と、
前記実舵角と前記推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなる第２スリップ指標を設定する第２スリップ指標設定部とを備え、
前記アシスト制限手段は、
前記第１スリップ指標の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように、かつ、前記第２スリップ指標の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限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。 The slip index setting means includes
A first slip index setting unit that sets a first slip index that increases as the rate of change in deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle increases;
A second slip index setting unit that sets a second slip index that increases with an increase in deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle;
The assist limiting means is
The target steering assist control is performed such that the target steering assist control amount decreases as the first slip index increases, and the target steering assist control amount decreases as the second slip index increases. 3. The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the amount is limited.
前記第１スリップ指標と前記第２スリップ指標とのうち、前記目標操舵アシスト制御量を制限する度合が大きい方のスリップ指標を使って前記目標操舵アシスト制御量を制限することを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング装置。 The assist limiting means is
The target steering assist control amount is limited by using a slip index having a larger degree of limiting the target steering assist control amount among the first slip index and the second slip index. 3. The electric power steering device according to 3.
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