JP2014213719A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転者のステアリング操作を補助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 device that assists a driver's steering operation.
車両の操舵機構にモータの動力を付与することにより、運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置が知られている。通常、このような電動パワーステアリング装置は、モータに設けられたレゾルバからの信号に基づいてモータの回転角度を検出する制御装置を備えている。制御装置は、検出した回転角度に基づいてモータの駆動を制御する。 2. Description of the Related Art There is known an electric power steering device that assists a driver's steering operation by applying motor power to a vehicle steering mechanism. Usually, such an electric power steering apparatus includes a control device that detects a rotation angle of the motor based on a signal from a resolver provided in the motor. The control device controls driving of the motor based on the detected rotation angle.
特許文献１の電動パワーステアリング装置の制御装置は、モータの回転角度を正確に検出できる状態か否かを判断する。制御装置は、モータの回転角度を正確に検出できない状態にある場合、モータを駆動させず、モータの回転角度を正確に検出できる状態にある場合にのみ、モータを駆動させる。 The control device of the electric power steering device of Patent Document 1 determines whether or not the rotation angle of the motor can be accurately detected. The control device does not drive the motor when the rotation angle of the motor cannot be accurately detected, and drives the motor only when the rotation angle of the motor can be accurately detected.
ところで、特許文献１の電動パワーステアリング装置の制御装置は、モータの回転角度を正確に検出できる状態か否かの判断を、自身が起動した直後にのみ行う（特許文献１の第６図参照）。このため、車両の走行中にモータの回転角度を正確に検出できない状態となった場合、運転者のステアリング操作に応じて適切にモータの動力を操舵機構に付与することが難しい。 By the way, the control device of the electric power steering apparatus disclosed in Patent Document 1 determines whether or not the rotation angle of the motor can be accurately detected only immediately after starting itself (see FIG. 6 of Patent Document 1). . For this reason, when the rotation angle of the motor cannot be accurately detected while the vehicle is traveling, it is difficult to appropriately apply the power of the motor to the steering mechanism according to the steering operation of the driver.
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の走行状態によらずモータの回転角度を正確に検出できるか否かを判断できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide an electric power steering device that can determine whether or not the rotation angle of the motor can be accurately detected regardless of the running state of the vehicle. is there.
上記課題を解決するために、車両の操舵機構に付与する操舵補助力を生成するモータと、前記モータの回転角を算出する回転角センサと、前記回転角センサの検出結果に基づいて前記モータを制御する制御装置と、を備える電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記モータの制御中に、前記回転角センサの検出結果に変化がないことを認識した場合に、前記モータを第１の方向、及び当該第１の方向とは反対側の第２の方向に回転させるように制御し、前記回転角センサの検出結果の変化を前記モータが第１及び第２の方向の少なくとも一方に回転するように制御したときに検出できる場合には、前記モータによる操舵補助力の生成を継続し、前記回転角センサの検出結果の変化を検出できない場合には、前記モータによる操舵補助力の生成を停止することを要旨とする。 In order to solve the above problems, a motor that generates a steering assist force to be applied to a steering mechanism of a vehicle, a rotation angle sensor that calculates a rotation angle of the motor, and the motor based on a detection result of the rotation angle sensor. An electric power steering device comprising: a control device that controls the motor when the motor detects the change in the detection result of the rotation angle sensor during the control of the motor; Direction and a second direction opposite to the first direction, and the motor rotates a change in the detection result of the rotation angle sensor in at least one of the first and second directions. If it is possible to detect when the control is performed, the generation of the steering assist force by the motor is continued. If the change in the detection result of the rotation angle sensor cannot be detected, the motor And summarized in that it stops generating the steering assist force.
モータの回転角度の検出結果に変化がない状態は、回転角センサの不具合に起因する場合と、車輪が外力を受けることにより操舵機構が回転できなくなることに起因する場合との２つの場合が考えられる。回転角センサの不具合に起因する場合、モータを第１及び第２の方向に回転させても回転角センサの検出結果に変化はない。この場合、制御装置は、モータの回転角を正確に認識することができないので、それ以降のモータの制御を停止する。一方で、車輪が外力を受けることに起因する場合、モータは、第１又は第２の方向には回転することができる。この場合、回転角センサは正常であることから、制御装置は、回転角センサの検出結果に基づいてモータが第１又は第２の目標回転角まで回転したことを検出することができる。この場合、制御装置は、モータの回転角を正確に認識することができるので、それ以降のモータの制御を継続する。 There are two cases where there is no change in the detection result of the rotation angle of the motor: a case caused by a malfunction of the rotation angle sensor and a case caused by the steering mechanism becoming unable to rotate due to the wheel receiving external force. It is done. In the case of a malfunction of the rotation angle sensor, there is no change in the detection result of the rotation angle sensor even if the motor is rotated in the first and second directions. In this case, the control device cannot accurately recognize the rotation angle of the motor, and therefore stops the control of the motor thereafter. On the other hand, the motor can rotate in the first or second direction when the wheels are subjected to external force. In this case, since the rotation angle sensor is normal, the control device can detect that the motor has rotated to the first or second target rotation angle based on the detection result of the rotation angle sensor. In this case, since the control device can accurately recognize the rotation angle of the motor, the control of the motor thereafter is continued.
このように、制御装置は、車両の電源がオンとなった直後をはじめとして、車両の走行状態によらず、モータの制御中に回転角センサの検出結果に変化がないことを認識した場合に、モータの回転角度を正確に検出できるか否かを判断することができる。これにより、この構成の電動パワーステアリング装置は、モータの回転角が正確に検出できる場合には操舵機構への操舵補助力の付与の制御を継続し、正確に検出できない場合には操舵機構への操舵補助力の付与を停止することができる。 As described above, when the control device recognizes that there is no change in the detection result of the rotation angle sensor during the control of the motor regardless of the running state of the vehicle, including immediately after the vehicle is turned on. It can be determined whether or not the rotation angle of the motor can be accurately detected. As a result, the electric power steering apparatus with this configuration continues to control the application of the steering assist force to the steering mechanism when the rotation angle of the motor can be accurately detected, and to the steering mechanism when the rotation angle cannot be accurately detected. The application of the steering assist force can be stopped.
上記構成において、前記制御装置は、前記回転角センサの検出結果に変化がない場合には、その検出結果に基づいて前記モータを第１の方向に回転させるような第１の目標回転角と、前記モータを第２の方向に回転させるような第２の目標回転角とを算出し、当該算出した第１及び第２の目標回転角の少なくとも一方に前記モータを制御できるか否かを通じて、前記モータによる操舵補助力の生成の継続の有無を判断することが好ましい。 In the above configuration, when there is no change in the detection result of the rotation angle sensor, the control device has a first target rotation angle that rotates the motor in a first direction based on the detection result; A second target rotation angle that causes the motor to rotate in a second direction is calculated, and whether or not the motor can be controlled to at least one of the calculated first and second target rotation angles, It is preferable to determine whether or not the generation of the steering assist force by the motor is continued.
あらかじめ第１及び第２の目標回転角が決まっている場合、回転角センサの検出結果が決まっている目標回転角で変化がなくなると、制御装置は、モータによる操舵補助力の生成の継続の有無を判断することができない。その点、この構成によれば、検出結果に基づいて、第１及び第２の目標回転角を算出するので、より高い確率で、モータによる操舵補助力の生成の継続の有無を判断することができる。 When the first and second target rotation angles are determined in advance, if there is no change in the target rotation angle at which the detection result of the rotation angle sensor is determined, the control device determines whether or not the generation of the steering assist force by the motor is continued. Cannot be judged. In this respect, according to this configuration, since the first and second target rotation angles are calculated based on the detection result, it is possible to determine whether or not the generation of the steering assist force by the motor is continued with higher probability. it can.
上記構成において、前記制御装置は、前記モータを前記第２の方向に回転させるべく前記第２の目標回転角を複数個設定できるものであって、操舵機構に付与する操舵補助力を生成するために前記第１の方向に回転する前記モータの制御中に、前記回転角センサの検出結果に変化がない場合には、当該検出結果と前記第２の目標回転角との差分が小さくなるように、前記第２の目標回転角を算出することが好ましい。 In the above configuration, the control device can set a plurality of the second target rotation angles so as to rotate the motor in the second direction, and generates a steering assist force to be applied to the steering mechanism. If the detection result of the rotation angle sensor does not change during the control of the motor that rotates in the first direction, the difference between the detection result and the second target rotation angle is reduced. It is preferable to calculate the second target rotation angle.
この構成によれば、回転角センサの検出結果と第２の目標回転角との差分が小さいので、前記モータによる操舵補助力の生成の継続の有無を判断するのにかかる時間を抑制することができる。 According to this configuration, since the difference between the detection result of the rotation angle sensor and the second target rotation angle is small, it is possible to suppress the time taken to determine whether or not the generation of the steering assist force by the motor is continued. it can.
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、車両の走行状態によらず、モータの回転角度を正確に検出できるか否かを判断できる。 According to the electric power steering apparatus of the present invention, it can be determined whether or not the rotation angle of the motor can be accurately detected regardless of the traveling state of the vehicle.
以下、電動パワーステアリング装置の一実施形態について説明する。
＜電動パワーステアリング装置の概要＞
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１０は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構２０、および運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構３０、および操舵補助機構３０の作動を制御するＥＣＵ（電子制御装置）４０を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the electric power steering apparatus will be described.
<Outline of electric power steering device>
As shown in FIG. 1, an electric power steering device (EPS) 10 includes a steering mechanism 20 that steers steered wheels based on a driver's steering operation, a steering assist mechanism 30 that assists the driver's steering operation, and An ECU (electronic control unit) 40 that controls the operation of the steering assist mechanism 30 is provided.
操舵機構２０は、運転者により操作されるステアリングホイール２１、およびステアリングホイール２１と一体回転するステアリングシャフト２２を備えている。ステアリングシャフト２２は、ステアリングホイール２１の中心に連結されたコラムシャフト２２ａ、コラムシャフト２２ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト２２ｂ、およびインターミディエイトシャフト２２ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト２２ｃからなる。ピニオンシャフト２２ｃの下端部は、ピニオンシャフト２２ｃに交わる方向へ延びるラック軸２３（正確には、ラック歯が形成された部分２３ａ）に噛合されている。したがって、ステアリングシャフト２２の回転運動は、ピニオンシャフト２２ｃおよびラック軸２３からなるラックアンドピニオン機構２４によりラック軸２３の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸２３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド２５を介して左右の転舵輪２６，２６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪２６，２６の転舵角θｔａが変更される。転舵輪２６，２６の転舵角θｔａが変更されることにより車両の進行方向が変更される。 The steering mechanism 20 includes a steering wheel 21 that is operated by a driver, and a steering shaft 22 that rotates integrally with the steering wheel 21. The steering shaft 22 includes a column shaft 22a connected to the center of the steering wheel 21, an intermediate shaft 22b connected to the lower end portion of the column shaft 22a, and a pinion shaft 22c connected to the lower end portion of the intermediate shaft 22b. . A lower end portion of the pinion shaft 22c is meshed with a rack shaft 23 (more precisely, a portion 23a on which rack teeth are formed) extending in a direction intersecting with the pinion shaft 22c. Therefore, the rotational motion of the steering shaft 22 is converted into the reciprocating linear motion of the rack shaft 23 by the rack and pinion mechanism 24 including the pinion shaft 22 c and the rack shaft 23. The reciprocating linear motion, by being transferred respectively to the left and right steered wheels 26, 26 via tie rods 25 connected to both ends of the rack shaft 23, changes the steered angle theta ta of steered wheels 26, 26 Is done. The traveling direction of the vehicle is changed by changing the turning angle θ ta of the turning wheels 26 and 26.
操舵補助機構３０は、操舵補助力の発生源であるモータ３１を備えている。図３に示すように、モータ３１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つの相を有する三相交流モータのブラシレスモータである。モータ３１は、減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結されている。減速機構３２はモータ３１の回転を減速し、モータトルクをコラムシャフト２２ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト２２にモータトルクが操舵補助力（アシスト力）として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。また、モータ３１には、モータ３１の回転角θｍに応じて振幅値が変化する正弦波状の信号（正弦信号Ｓ＿ｓｉｎ及び余弦信号Ｓ＿ｃｏｓ）（以下、ＴＭＲ信号）を出力するＴＭＲセンサ３３が内蔵されている。 The steering assist mechanism 30 includes a motor 31 that is a source of steering assist force. As shown in FIG. 3, the motor 31 is a brushless motor of a three-phase AC motor having three phases of U phase, V phase, and W phase. The motor 31 is connected to the column shaft 22a via the speed reduction mechanism 32. The reduction mechanism 32 reduces the rotation of the motor 31 and transmits the motor torque to the column shaft 22a. That is, the motor torque is applied to the steering shaft 22 as a steering assist force (assist force), thereby assisting the driver's steering operation. In addition, the motor 31 includes a TMR sensor 33 that outputs sine wave signals (sine signal S_sin and cosine signal S_cos) (hereinafter referred to as TMR signal) whose amplitude value changes according to the rotation angle θ m of the motor 31. ing.
ＥＣＵ４０は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果を運転者の要求あるいは走行状態を示す情報として取得し、これら取得される各種の情報に応じて、モータ３１を制御する。各種のセンサとしては、たとえば車速センサ４１０、及びトルクセンサ４２０がある。車速センサ４１０は、車速（車両の走行速度）Ｖを検出する。トルクセンサ４２０は、コラムシャフト２２ａに設けられて、ステアリングホイール２１を介してステアリングシャフト２２に印加される操舵トルクＴｈを検出する。ＥＣＵ４０は、これらセンサを通じて取得される車速Ｖ、操舵トルクＴｈ、及びＴＭＲセンサ３３からのＴＭＲ信号に基づき、モータ３１を制御する。 ECU40 acquires the detection result of the various sensors provided in a vehicle as information which shows a driver | operator's request | requirement or driving | running | working state, and controls the motor 31 according to these various information acquired. Examples of various sensors include a vehicle speed sensor 410 and a torque sensor 420. The vehicle speed sensor 410 detects a vehicle speed (vehicle traveling speed) V. The torque sensor 420 is provided on the column shaft 22a, it detects the steering torque T h applied to the steering shaft 22 via the steering wheel 21. ECU40 the vehicle speed V is acquired through these sensors, on the basis of the TMR signal from the steering torque T h, and TMR sensor 33, controls the motor 31.
＜ＥＣＵの概略構成＞
つぎに、ＥＣＵのハードウェア構成を説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４０は、インバータ回路４１およびマイクロコンピュータ４２を備えている。
<Schematic configuration of ECU>
Next, the hardware configuration of the ECU will be described.
As shown in FIG. 2, the ECU 40 includes an inverter circuit 41 and a microcomputer 42.
インバータ回路４１は、マイクロコンピュータ４２により生成されるモータ駆動信号に基づいて、バッテリなどの直流電源から供給される直流電圧を三相交流電圧に変換する。当該変換された三相交流電圧は、各相の給電経路４４を介してモータ３１に供給される。各相の給電経路４４には電流センサ４５が設けられている。これら電流センサ４５は、各相の給電経路４４に生ずる実際の電流値Ｉを検出する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の給電経路４４および各相の電流センサ４５をそれぞれ１つにまとめて図示する。 The inverter circuit 41 converts a DC voltage supplied from a DC power source such as a battery into a three-phase AC voltage based on a motor drive signal generated by the microcomputer 42. The converted three-phase AC voltage is supplied to the motor 31 via the power supply path 44 of each phase. A current sensor 45 is provided in the power supply path 44 of each phase. These current sensors 45 detect an actual current value I generated in the power supply path 44 of each phase. In FIG. 2, for convenience of explanation, the power feeding path 44 for each phase and the current sensor 45 for each phase are collectively shown as one.
マイクロコンピュータ４２は、車速センサ４１０、トルクセンサ４２０、及びＴＭＲセンサ３３の検出結果をそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。マイクロコンピュータ４２は、これら取り込まれる検出結果、すなわち車速Ｖ、操舵トルクＴｈ、回転角θｍ、及び電流値Ｉに基づきモータ駆動信号（ＰＷＭ駆動信号）を生成する。 The microcomputer 42 takes in the detection results of the vehicle speed sensor 410, the torque sensor 420, and the TMR sensor 33 at a predetermined sampling period. The microcomputer 42 generates a motor drive signal (PWM drive signal) based on the detection results that are taken in, that is, the vehicle speed V, the steering torque T h , the rotation angle θ m , and the current value I.
＜マイクロコンピュータ＞
つぎに、マイクロコンピュータの機能的な構成を説明する。
図２に示すように、マイクロコンピュータ４２は、図示しない記憶装置に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の処理部を有している。マイクロコンピュータ４２は、これら処理部として、電流指令値演算部５１と、モータ駆動信号生成部５２と、を備えている。
<Microcomputer>
Next, a functional configuration of the microcomputer will be described.
As shown in FIG. 2, the microcomputer 42 has various processing units realized by executing a control program stored in a storage device (not shown). The microcomputer 42 includes a current command value calculation unit 51 and a motor drive signal generation unit 52 as these processing units.
電流指令値演算部５１は、車速Ｖ、及び操舵トルクＴｈをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる各種の情報に基づいて電流指令値Ｉ＊を演算する。電流指令値演算部５１は、操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、電流指令値Ｉ＊の絶対値をより大きな値に設定する。 Current command value calculating unit 51 captures the vehicle speed V, and the steering torque T h respectively, calculates the current command value I * based on these various information to be captured. Current command value computing part 51, the larger the absolute value of the steering torque T h is, or as the vehicle speed V is slow, and sets the absolute value of the current command value I * to a larger value.
モータ駆動信号生成部５２は、電流指令値Ｉ＊、および実際の電流値Ｉをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる情報に基づき実際の電流値Ｉが電流指令値Ｉ＊に追従するように電流のフィードバック制御を行う。モータ駆動信号生成部５２は、電流指令値Ｉ＊と実際の電流値Ｉとの偏差を求め、当該偏差を無くすようにモータ駆動信号を生成する。 The motor drive signal generation unit 52 takes in the current command value I * and the actual current value I, and based on the fetched information, current feedback control so that the actual current value I follows the current command value I *. I do. The motor drive signal generation unit 52 obtains a deviation between the current command value I * and the actual current value I, and generates a motor drive signal so as to eliminate the deviation.
＜電動パワーステアリング装置の異常検出機能＞
マイクロコンピュータ４２は、モータ駆動信号を生成しても、取り込む回転角θｍに変化がないこと、いわゆる異常を検出する異常検出機能を有している。当該機能の実現手段として、モータ駆動信号生成部５２は、異常判断部５３を備えている。異常判断部５３は、モータ３１の回転角θｍ、及び操舵トルクＴｈをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる情報に基づき、異常が電動パワーステアリング装置１０の不具合、特にＴＭＲセンサ３３の不具合に起因するものか、車輪が外力を受けることによりモータ３１が回転できなくなることに起因するものかを判断する。異常判断部５３は、異常が電動パワーステアリング装置１０の不具合に起因するものと判断した場合には、停止信号を生成する。一方、異常判断部５３は、異常が外力を受けることによりモータ３１が回転できなくなることに起因するものと判断した場合には、継続信号を生成する。
<Abnormality detection function of electric power steering device>
The microcomputer 42 also generates a motor drive signal, no change in the rotation angle theta m capture has an abnormality detection function for detecting the so-called abnormal. As means for realizing the function, the motor drive signal generation unit 52 includes an abnormality determination unit 53. The abnormality determination unit 53 takes in the rotation angle θ m of the motor 31 and the steering torque Th , respectively, and based on the taken-in information, the abnormality is caused by a malfunction of the electric power steering device 10, particularly a malfunction of the TMR sensor 33. Whether the motor 31 cannot rotate due to the wheels receiving an external force. The abnormality determination unit 53 generates a stop signal when determining that the abnormality is caused by the malfunction of the electric power steering apparatus 10. On the other hand, when the abnormality determination unit 53 determines that the abnormality is caused by the motor 31 being unable to rotate due to an external force, the abnormality determination unit 53 generates a continuation signal.
異常判断部５３のメモリ５４には、検出した回転角θｍ（モータ回転角検出値）、及び操舵トルクＴｈに対応付けられた通電パターン、及びモータ回転角目標値が記憶されている。図４に示されるモータ回転角検出値、通電パターン、及びモータ回転角目標値が対応付けられた情報は、操舵トルクＴｈからモータが正方向に回転するとともに、Ｕ相がモータ回転角の基準（０ｄｅｇ）、相順がＵ相、Ｖ相、Ｗ相である場合の情報である。異常判断部５３は、取り込む回転角θｍに変化がないことを検出した場合には、通電パターンに基づいて通電パターン信号を生成する。 Abnormal memory 54 of the decision unit 53, the rotation angle theta m detected (motor rotation angle detection value), and the energizing pattern associated with the steering torque T h, and the motor rotation angle target value is stored. Motor rotation angle detection value shown in FIG. 4, energization patterns, and information the motor rotation angle target value is associated, together with the motor from the steering torque T h is rotated in the forward direction, the reference U-phase of the motor rotational angle (0 deg), which is information when the phase order is the U phase, the V phase, and the W phase. Abnormality judging section 53, when it is detected that there is no change in the rotation angle theta m capturing generates a current pattern signal based on the energization pattern.
また、メモリ５４には、異常の判断にかかる処理において使用する各種の情報を一時的に記憶する記憶領域が設けられている。さらに、異常判断部５３には、異常の判断にかかる処理において使用するカウンタ５５が設けられている。なお、異常判断部５３における異常の判断にかかる処理は、後に詳述する。 In addition, the memory 54 is provided with a storage area for temporarily storing various types of information used in processing relating to abnormality determination. Further, the abnormality determination unit 53 is provided with a counter 55 used in processing related to abnormality determination. The processing relating to the determination of abnormality in the abnormality determination unit 53 will be described in detail later.
モータ駆動信号生成部５２は、通電パターン信号を認識すると、当該信号に基づいてモータ駆動信号を生成する。また、モータ駆動信号生成部５２は、停止信号を認識すると、それ以降のモータ駆動信号の生成を停止し、継続信号を認識すると、それ以降のモータ駆動信号の生成を継続する。 When recognizing the energization pattern signal, the motor drive signal generation unit 52 generates a motor drive signal based on the signal. Further, when the motor drive signal generation unit 52 recognizes the stop signal, the motor drive signal generation unit 52 stops generating the subsequent motor drive signal, and when recognizing the continuation signal, the motor drive signal generation unit 52 continues generating the subsequent motor drive signal.
＜異常判断部の判断処理＞
次に、異常判断部５３の判断処理について、図５のフローチャートに従って説明する。当該フローチャートは、ＴＭＲセンサ３３から取得するモータ３１の回転角θｍに変化がないことを条件に開始される。また、処理の開始時、異常判断部５３は、カウンタ５５をクリアする。
<Determination processing of the abnormality determination unit>
Next, the determination process of the abnormality determination unit 53 will be described with reference to the flowchart of FIG. The flowchart is started on condition that there is no change in the rotation angle theta m of the motor 31 obtained from TMR sensor 33. At the start of processing, the abnormality determination unit 53 clears the counter 55.
まず、異常判断部５３は、モータ回転角検出値（回転角θｍ）、及び入力されている操舵トルクの向きから、通電パターン、及びモータ回転角目標値を決定する（ステップＳ１）。そして、決定された通電パターンに基づいて、通電パターン信号を生成する（ステップＳ２）。 First, the abnormality determination unit 53 determines an energization pattern and a motor rotation angle target value from the detected motor rotation angle value (rotation angle θ m ) and the direction of the input steering torque (step S1). Then, an energization pattern signal is generated based on the determined energization pattern (step S2).
次に、異常判断部５３は、モータ３１の回転角θｍを再検出する（ステップＳ３）。そして、再検出したモータ３１の回転角θｍと先に決定したモータ回転角目標値との差分が、異常閾値以上か否かを判断する（ステップＳ４）。異常閾値は、予めメモリ５４に記憶されており、判断したい精度に基づく任意の値に設定される。すなわち、高い精度で異常判断を行いたい場合には、異常閾値をより小さい値に設定する。従って、異常閾値を０に近い値に設定すれば、高い精度で異常判断を行うことができる。 Next, abnormality determination unit 53 re-detects the rotation angle theta m of the motor 31 (step S3). The difference between the motor target rotation angle determined in the rotation angle theta m the previous motor 31 re detected, determines whether an abnormality threshold value or more (step S4). The abnormality threshold value is stored in advance in the memory 54, and is set to an arbitrary value based on the accuracy to be determined. That is, when it is desired to make an abnormality determination with high accuracy, the abnormality threshold is set to a smaller value. Therefore, if the abnormality threshold is set to a value close to 0, abnormality determination can be performed with high accuracy.
ステップＳ４でＹＥＳ、すなわち、再検出したモータ３１の回転角θｍと先に決定したモータ回転角目標値との差分が、異常閾値以上である場合には、カウンタをインクリメントする（ステップＳ５）。そして、カウンタ値が既定値以上か否かを判断する（ステップＳ６）。既定値は、予めメモリ５４に記憶されており、判断したい精度に基づく任意の値に設定される。すなわち、高い精度で異常判断を行いたい場合には、規定値をより大きい値に設定する。従って、規定値を大きくすればするほど、高い精度で異常判断を行うことができる。 YES in step S4, i.e., the difference between the motor target rotation angle determined in the rotation angle theta m the previous motor 31 re detected, if it is abnormal threshold or more, the counter is incremented (step S5). Then, it is determined whether or not the counter value is greater than or equal to a predetermined value (step S6). The predetermined value is stored in the memory 54 in advance, and is set to an arbitrary value based on the accuracy to be determined. That is, when it is desired to make an abnormality determination with high accuracy, the specified value is set to a larger value. Therefore, the larger the specified value is, the more accurately the abnormality can be determined.
ステップＳ６でＹＥＳ、すなわち、カウンタ値が既定値以上である場合には、停止信号を生成し（ステップＳ７）、当該処理を終了する。
なお、ステップＳ６でＮＯ、すなわち、カウンタ値が既定値より小さい場合には、処理をステップＳ２に移行する。
If YES in step S6, that is, if the counter value is greater than or equal to the predetermined value, a stop signal is generated (step S7), and the process ends.
If NO in step S6, that is, if the counter value is smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S2.
また、ステップＳ４でＮＯ、すなわち、再検出したモータ３１の回転角θｍと先に決定したモータ回転角目標値との差分が、異常閾値よりも小さい場合には、継続信号を生成し（ステップＳ８）、当該処理を終了する。 Further, NO in step S4, i.e., the difference between the motor target rotation angle determined in the rotation angle theta m the previous motor 31 re detected is less than the abnormality threshold value, generates a continuous signal (step S8), the process ends.
＜異常判断部の作用＞
異常判断部５３は、回転角θｍに変化がないことを検出すると、モータ３１が逆回転するように通電パターンを決定する。回転角θｍに変化がない要因が、車輪が外力を受けることに起因する場合、モータは、正方向又は負方向に回転することができる。すなわち、モータ３１を逆回転させた結果、検出した回転角θｍが回転角目標値であった場合には、回転角θｍに変化がない要因が、車輪が外力を受けることに起因するものと判断することができる。ひいては、ＴＭＲセンサ３３をはじめとして、電動パワーステアリング装置１０自体が正常である。従って、これ以降にモータ３１の制御を継続しても、適切にステアリングシャフト２２にアシスト力を付与することができる。
<Operation of abnormality determination unit>
Abnormality determination unit 53 detects that there is no change in the rotation angle theta m, determines the energization pattern so that the motor 31 is reversely rotated. When the factor that the rotation angle θ m does not change is due to the wheels receiving an external force, the motor can rotate in the positive direction or the negative direction. In other words, when the detected rotation angle θ m is the rotation angle target value as a result of reverse rotation of the motor 31, the factor that does not change the rotation angle θ m is due to the wheels receiving external force. It can be judged. As a result, the electric power steering apparatus 10 itself including the TMR sensor 33 is normal. Therefore, even if the control of the motor 31 is continued thereafter, the assist force can be appropriately applied to the steering shaft 22.
一方、回転角θｍに変化がない要因が、ＴＭＲセンサ３３をはじめとして、電動パワーステアリング装置１０自体の不具合に起因する場合、モータ３１を逆回転させても、検出した回転角θｍと回転角目標値とが一致しない。この場合、電動パワーステアリング装置１０は、適切にステアリングシャフト２２にアシスト力を付与することができないので、モータ３１の制御を停止する。 On the other hand, cause no change in the rotation angle theta m is, including the TMR sensor 33, be due to failure of the electric power steering apparatus 10 itself, even when rotated in reverse motor 31, the rotation angle theta m detected rotation The angle target value does not match. In this case, since the electric power steering device 10 cannot appropriately apply the assist force to the steering shaft 22, the control of the motor 31 is stopped.
このように、異常判断部５３は、車両の走行状態にかかわらず、モータ３１の回転角θｍを正確に検出できるか否かを判断できる。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
Thus, the abnormality determination unit 53, regardless of the running state of the vehicle, it is determined whether the rotational angle theta m of the motor 31 can be accurately detected.
As described above in detail, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
（１）ＥＣＵ４０は、ステアリングシャフト２２にアシスト力を付与しているモータ３１の回転角θｍの変化がないことを検出した場合には、モータ３１を逆方向に回転させる。そして、逆方向に回転したことを検出できるか否かを判断する。逆方向に回転したことを検出できる場合、モータ３１の回転角θｍの変化がない要因が、外力に起因する、すなわち、電動パワーステアリング装置１０の不具合に起因しないので、それ以降もモータ３１の制御を継続する。一方、ＥＣＵ４０は、モータ３１の回転角θｍの変化がない要因が、外力に起因しない、すなわち、電動パワーステアリング装置１０の不具合に起因する場合には、それ以降のモータ３１の制御を停止する。このように、ＥＣＵ４０は、車両の走行状態にかかわらず、モータ３１の回転角θｍを正確に検出できるか否かを判断できる。 (1) ECU 40, when detecting that no change in the rotation angle theta m of the motor 31 that applies assist force to the steering shaft 22 rotates the motor 31 in the reverse direction. And it is judged whether it can detect that it rotated in the reverse direction. If it can be detected that the motor 31 has rotated in the reverse direction, the reason why the rotation angle θ m of the motor 31 does not change is due to an external force, that is, not due to a malfunction of the electric power steering device 10. Continue control. Meanwhile, ECU 40 may cause no change in the rotation angle theta m of the motor 31 is not due to an external force, that is, when due to failure of the electric power steering apparatus 10 stops the control of the subsequent motor 31 . Thus, ECU 40, regardless of the running state of the vehicle, it is determined whether the rotational angle theta m of the motor 31 can be accurately detected.
（２）また、ＥＣＵ４０は、回転角θｍを正確に検出できるか否かの判断を通じて、回転角θｍを正確に検出できる場合には、モータ３１の制御を継続するので、ステアリングシャフト２２にアシスト力が付与されない状態を抑制することができる。 (2) Further, ECU 40, through accurately detectable is determined whether the rotational angle theta m, if it can accurately detect the rotation angle theta m Since the continued control of the motor 31, the steering shaft 22 A state where the assist force is not applied can be suppressed.
（３）あらかじめ、一義的にモータ回転角目標値が決まっている場合、そのモータ回転角目標値がモータ３１の回転角θｍである場合に、制御部は、回転角を正確に検出できるか否かを判断できない。その点、この構成によれば、ＥＣＵ４０は、検出したモータ３１の回転角θｍに基づいて、モータ３１を逆回転させる方向にモータ回転角目標値を設定する。これにより、ＥＣＵ４０は、より高い確率で、モータ３１の回転角θｍを正確に検出できるか否かを判断することができる。 (3) If the motor rotation angle target value is uniquely determined in advance, and if the motor rotation angle target value is the rotation angle θ m of the motor 31, can the controller accurately detect the rotation angle? I cannot judge whether or not. In this regard, according to this configuration, the ECU 40 sets the motor rotation angle target value in the direction in which the motor 31 is rotated in the reverse direction based on the detected rotation angle θ m of the motor 31. Thereby, ECU40 can judge whether rotation angle (theta) m of the motor 31 can be detected correctly with a higher probability.
（４）ＥＣＵ４０は、モータ回転角検出値に対してモータ３１を逆回転させる複数の通電パターンのうち、モータ回転角検出値と回転角目標値との差分が最小となる通電パターンを選択するようにした。これにより、他の通電パターンと比較して、モータ３１が回転角目標値に達するまでの時間が短い。従って、他の場合と比較して、ＥＣＵ４０が、回転角θｍを正確に検出できるか否かの判断にかかる時間が短縮される。 (4) The ECU 40 selects an energization pattern that minimizes the difference between the motor rotation angle detection value and the rotation angle target value from among a plurality of energization patterns that reversely rotate the motor 31 with respect to the motor rotation angle detection value. I made it. Thereby, compared with another electricity supply pattern, the time until the motor 31 reaches a rotation angle target value is short. Therefore, as compared with other cases, the time required for the ECU 40 to determine whether or not the rotation angle θ m can be accurately detected is shortened.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、異常判断部５３は、モータ３１の制御中に検出したモータ３１の回転角θｍに変化がないことに基づいて、通電パターン及びモータ回転角目標値を算出したが、正確にＴＭＲ信号（Ｓ＿ｓｉｎ，Ｓ＿ｃｏｓの全て）を認識できる場合には、上記実施形態における異常判断の処理を実行しなくてもよい。この場合、ＥＣＵ４０は、ＴＭＲ信号から回転角θｍを算出できるので、モータ３１の制御を通じて適切にアシスト力を付与することができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the abnormality determination unit 53 calculates the energization pattern and the motor rotation angle target value based on the fact that the rotation angle θ m of the motor 31 detected during the control of the motor 31 does not change. In the case where the TMR signal (all of S_sin and S_cos) can be recognized, the abnormality determination process in the above embodiment may not be executed. In this case, since the ECU 40 can calculate the rotation angle θ m from the TMR signal, the ECU 40 can appropriately apply the assist force through the control of the motor 31.
・上記実施形態では、モータ３１がアシスト力を付与するように制御されている最中について説明したが、モータ３１を制御できる状態であればよい。この場合、異常判断部５３は、モータ３１の回転角θｍに基づいて、モータ３１が正負の方向（第１及び第２の方向）に回転するように、通電パターン及びモータ回転角目標値を算出する。そして、通電パターンに基づいてモータ３１を制御する。このように構成すれば、上記実施形態の（１）と同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, while the motor 31 is being controlled so as to apply the assist force, any state in which the motor 31 can be controlled may be used. In this case, the abnormality determination unit 53 sets the energization pattern and the motor rotation angle target value based on the rotation angle θ m of the motor 31 so that the motor 31 rotates in the positive and negative directions (first and second directions). calculate. Then, the motor 31 is controlled based on the energization pattern. If comprised in this way, the effect similar to (1) of the said embodiment can be acquired.
・上記実施形態において、図４におけるステップＳ６の処理は省略してもよい。このように構成した場合でも、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態において、ＥＣＵ４０は、モータ回転角検出値とモータ回転角目標値との差分が最も小さくなるように通電パターンを決定したが、モータ３１が反対方向に回転すれば、モータ回転角検出値とモータ回転角目標値との差分が最も小さくなくてもよい。
-In above-mentioned embodiment, you may abbreviate | omit the process of step S6 in FIG. Even when configured in this manner, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.
In the above embodiment, the ECU 40 determines the energization pattern so that the difference between the motor rotation angle detection value and the motor rotation angle target value becomes the smallest, but if the motor 31 rotates in the opposite direction, the motor rotation angle detection The difference between the value and the motor rotation angle target value may not be the smallest.
・上記実施形態において、モータ３１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つの相を有する三相交流モータのブラシレスモータであったが、相の数は、３以上の整数であればよい。
・上記実施形態において、異常判断部５３は、モータ駆動信号生成部５２に対して独立して設けられてもよい。
In the above embodiment, the motor 31 is a brushless motor of a three-phase AC motor having three phases of U phase, V phase, and W phase, but the number of phases may be an integer of 3 or more.
In the above embodiment, the abnormality determination unit 53 may be provided independently of the motor drive signal generation unit 52.
・上記実施形態において、モータ３１の回転角センサとしてＴＭＲセンサ３３を採用したが、２つの正弦波状信号（Ｓ＿ｓｉｎ，Ｓ＿ｃｏｓ）を生成するセンサであればよい。
・上記実施形態では、ＥＣＵ４０は、車速、及び操舵トルクに基づき電流指令値Ｉ＊を算出したが、これらに加えてヨーレートなど他の車両パラメータを電流指令値Ｉ＊の算出に加えてもよい。
In the above embodiment, the TMR sensor 33 is used as the rotation angle sensor of the motor 31, but any sensor that generates two sinusoidal signals (S_sin, S_cos) may be used.
In the above embodiment, the ECU 40 calculates the current command value I * based on the vehicle speed and the steering torque. However, in addition to these, other vehicle parameters such as the yaw rate may be added to the calculation of the current command value I * .
・上記実施形態では、コラムシャフト２２ａに操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置１０に具体化したが、たとえばインターミディエイトシャフト２２ｂ、ピニオンシャフト２２ｃ、あるいはラック軸２３に操舵補助力を付与するタイプの電動パワーステアリング装置に具体化してもよい。 In the above-described embodiment, the electric power steering apparatus 10 that applies the steering assist force to the column shaft 22a is embodied. However, for example, a type that applies the steering assist force to the intermediate shaft 22b, the pinion shaft 22c, or the rack shaft 23 is used. It may be embodied in an electric power steering device.
１０…電動パワーステアリング装置、２０…操舵機構、３０…操舵補助機構、３１…モータ、３３…ＴＭＲセンサ、４０…ＥＣＵ、５１…電流指令値演算部、５２…モータ駆動信号生成部、５３…異常判断部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power steering apparatus, 20 ... Steering mechanism, 30 ... Steering assist mechanism, 31 ... Motor, 33 ... TMR sensor, 40 ... ECU, 51 ... Current command value calculating part, 52 ... Motor drive signal generation part, 53 ... Abnormality Judgment part.
Claims (3)
前記制御装置は、前記モータの制御中に、前記回転角センサの検出結果に変化がないことを認識した場合に、前記モータを第１の方向、及び当該第１の方向とは反対側の第２の方向に回転させるように制御し、前記回転角センサの検出結果の変化を前記モータが第１及び第２の方向の少なくとも一方に回転するように制御したときに検出できる場合には、前記モータによる操舵補助力の生成を継続し、前記回転角センサの検出結果の変化を検出できない場合には、前記モータによる操舵補助力の生成を停止する電動パワーステアリング装置。 A motor that generates a steering assist force applied to a steering mechanism of a vehicle, a rotation angle sensor that calculates a rotation angle of the motor, and a control device that controls the motor based on a detection result of the rotation angle sensor. ,
When the control device recognizes that there is no change in the detection result of the rotation angle sensor during the control of the motor, the control device moves the motor to the first direction and the first direction opposite to the first direction. 2 and when the change of the detection result of the rotation angle sensor can be detected when the motor is controlled to rotate in at least one of the first and second directions, An electric power steering apparatus that continues generation of steering assist force by a motor and stops generation of steering assist force by the motor when a change in detection result of the rotation angle sensor cannot be detected.
前記制御装置は、前記回転角センサの検出結果に変化がない場合には、その検出結果に基づいて前記モータを第１の方向に回転させるような第１の目標回転角と、前記モータを第２の方向に回転させるような第２の目標回転角とを算出し、当該算出した第１及び第２の目標回転角の少なくとも一方に前記モータを制御できるか否かを通じて、前記モータによる操舵補助力の生成の継続の有無を判断する電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The control device, when there is no change in the detection result of the rotation angle sensor, a first target rotation angle that rotates the motor in a first direction based on the detection result, and the motor in the first direction. A second target rotation angle that causes the motor to rotate in the direction of 2, and whether or not the motor can be controlled to at least one of the calculated first and second target rotation angles. An electric power steering device for determining whether or not force generation is continued.
前記制御装置は、前記モータを前記第２の方向に回転させるべく前記第２の目標回転角を複数個設定できるものであって、操舵機構に付与する操舵補助力を生成するために前記第１の方向に回転する前記モータの制御中に、前記回転角センサの検出結果に変化がない場合には、当該検出結果と前記第２の目標回転角との差分が小さくなるように、前記第２の目標回転角を算出する電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 2,
The control device can set a plurality of the second target rotation angles to rotate the motor in the second direction, and generates the steering assist force to be applied to a steering mechanism. When there is no change in the detection result of the rotation angle sensor during the control of the motor that rotates in the direction, the second target rotation angle is reduced so that the difference between the detection result and the second target rotation angle is small. Electric power steering device for calculating the target rotation angle of the motor.
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