JP4487988B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、操舵状態を検出し、該操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that detects a steering state and assists steering by generating an assist force according to the steering state by a motor.
従来の電気式動力舵取装置は、ステアリング軸に発生する操舵トルクをトルクセンサにより検出し、この検出した操舵トルクおよび他のセンサにより検出した車速等に基づいて、モータを駆動する駆動回路に出力する電流指令値を決定し、当該モータに所定のアシストトルクを発生させていた。 A conventional electric power steering apparatus detects a steering torque generated in a steering shaft by a torque sensor, and outputs it to a drive circuit for driving a motor based on the detected steering torque and a vehicle speed detected by other sensors. The current command value to be determined is determined, and a predetermined assist torque is generated in the motor.
即ち、ステアリングホイールに連結された入力軸と操舵機構に連結された出力軸とを相対回転可能に連結したトーションバー等のねじれ量から操舵トルクを検出し、この操舵トルク等に基づいてCPUにより電流指令値を演算し、操舵状態に応じたアシスト力をモータに発生させるアシスト制御をしていた。 That is, the steering torque is detected from the torsion amount of a torsion bar or the like in which the input shaft connected to the steering wheel and the output shaft connected to the steering mechanism are connected to each other so as to be relatively rotatable, and a current is generated by the CPU based on the steering torque. A command value is calculated, and assist control is performed to cause the motor to generate an assist force according to the steering state.
ところで、電気式動力舵取装置においては、操舵トルク、車速等に基づくアシスト制御のみならず、ステアリングホイールの操舵角を考慮した制御、例えばセルフアライニング制御を要求される場合もあり、かかる場合には、ステアリング軸の舵角センサにより検出される操舵角データをCPUに入力する必要がある。
しかしながら、従来の電気式動力舵取装置によると、ステアリング軸に取り付けられた舵角センサにより検出される操舵角データを、電気式動力舵取装置の制御装置とは別個に設けられた制御装置を介して受け取らなければならない。そのため、両制御装置間のデータ通信制御を別途設ける必要があるという問題や、当該データ通信の信頼性およびフェールセーフの確保等、種々の問題が発生し、操舵角に基づくアシスト制御は一般には困難であると考えられている。 However, according to the conventional electric power steering device, the control device provided separately from the control device of the electric power steering device is used for the steering angle data detected by the steering angle sensor attached to the steering shaft. Must be received through. For this reason, various problems such as the need to separately provide data communication control between both control devices and the reliability of the data communication and ensuring fail-safe occur, and assist control based on the steering angle is generally difficult. It is considered to be.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、操舵角に基づくアシスト制御をし得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、角度検出手段の異常を検出し得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an electric power steering apparatus capable of performing assist control based on a steering angle.
Another object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of detecting an abnormality of the angle detection means.
上記目的を達成するため、請求項1の電気式動力舵取装置では、
操舵状態を検出し、該操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置であって、
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記モータのアシスト力を所定の減速比で前記操舵機構軸に伝達する減速機と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第1の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第2の角度検出手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第2の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、
前記モータの回転角を検出または推定するモータ回転角検出推定手段と、
前記モータ回転角検出推定手段により検出または推定されたモータ回転角に基づいて前記ステアリング軸の回転角を推定するステアリング角度推定手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角と、がそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α10が、所定値α11以上所定値α12以下であり前記所定値α11が前記所定値α12以下の時、または前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角と、が互いに反対方向に回るときに、前記ステアリング軸の回転角から前記ステアリング軸の推定回転角を引いたものを前記ステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β10が、前記減速機のバックラッシュにより生じる偏差を前記ステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β11以上の時、それぞれ前記第1の角度検出手段に異常が生じたことを検出する第1の角度異常検出手段と、を備えることを技術的特徴とする。
In order to achieve the above object, in the electric power steering apparatus according to
An electric power steering device that detects a steering state and assists steering by generating an assist force according to the steering state by a motor,
An elastic member for connecting a steering shaft connected to the steering wheel and a steering mechanism shaft connected to the steering mechanism so as to be relatively rotatable;
A speed reducer that transmits the assist force of the motor to the steering mechanism shaft at a predetermined speed reduction ratio;
First angle detection means for detecting a rotation angle of the steering shaft;
Second angle detection means for detecting a rotation angle of the steering mechanism shaft;
The motor generated by the motor based on either the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means or the rotation angle of the steering mechanism shaft detected by the second angle detection means. Assist force determining means for determining the assist force;
Motor rotation angle detection estimating means for detecting or estimating the rotation angle of the motor;
Steering angle estimation means for estimating the rotation angle of the steering shaft based on the motor rotation angle detected or estimated by the motor rotation angle detection estimation means;
When the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotate in the same direction, the ratio α10 of both angles Is a predetermined value α11 or more and a predetermined value α12 or less , and when the predetermined value α11 is the predetermined value α12 or less , or the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means, and the steering angle estimation means When the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the above is rotated in the opposite direction, the rotation angle of the steering shaft minus the estimated rotation angle of the steering shaft is divided by the estimated rotation angle of the steering shaft. The ratio β10, which is a value obtained by reversing the sign, represents the deviation caused by the backlash of the reducer as the absolute value of the estimated rotation angle of the steering shaft When more than a predetermined value β11 is divided by, for a first angle abnormality detecting means for detecting that an abnormality occurs in each of the first angle detection means, technically characterized in that it comprises.
また、上記目的を達成するため、請求項2の発明では、
操舵状態を検出し、該操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置であって、
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記モータのアシスト力を所定の減速比で前記操舵機構軸に伝達する減速機と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第1の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第2の角度検出手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第2の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、
前記モータの回転角を検出または推定するモータ回転角検出推定手段と、
前記モータ回転角検出推定手段により検出または推定されたモータ回転角に基づいて前記ステアリング軸の回転角を推定するステアリング角度推定手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角とがそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α10が、所定値α11以上所定値α12以下であり前記所定値α11が前記所定値α12以下になる状態が所定時間継続したとき、または前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角とが互いに反対方向に回るときに、前記ステアリング軸の回転角から前記ステアリング軸の推定回転角を引いたものを前記ステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β10が、前記減速機のバックラッシュにより生じる偏差を前記ステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β11以上になる状態が所定時間継続したとき、それぞれ前記第1の角度検出手段に異常が生じたことを検出する第1の角度異常検出手段と、
を備えることを技術的特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
An electric power steering device that detects a steering state and assists steering by generating an assist force according to the steering state by a motor,
An elastic member for connecting a steering shaft connected to the steering wheel and a steering mechanism shaft connected to the steering mechanism so as to be relatively rotatable;
A speed reducer that transmits the assist force of the motor to the steering mechanism shaft at a predetermined speed reduction ratio;
First angle detection means for detecting a rotation angle of the steering shaft;
Second angle detection means for detecting a rotation angle of the steering mechanism shaft;
The motor generated by the motor based on either the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means or the rotation angle of the steering mechanism shaft detected by the second angle detection means. Assist force determining means for determining the assist force;
Motor rotation angle detection estimating means for detecting or estimating the rotation angle of the motor;
Steering angle estimation means for estimating the rotation angle of the steering shaft based on the motor rotation angle detected or estimated by the motor rotation angle detection estimation means;
When the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotate in the same direction, the ratio α10 of both angles is The steering shaft rotation angle detected when the state where the predetermined value α11 is equal to or greater than the predetermined value α12 and the predetermined value α11 is equal to or smaller than the predetermined value α12 continues for a predetermined time, When the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotates in a direction opposite to each other, a value obtained by subtracting the estimated rotation angle of the steering shaft from the rotation angle of the steering shaft The ratio β10, which is the value obtained by dividing the estimated rotation angle and reversing the sign, shows the deviation caused by the backlash of the reducer as the stearin. A first angle abnormality for detecting that an abnormality has occurred in each of the first angle detection means when a state where the value becomes equal to or greater than a predetermined value β11, which is a value divided by the absolute value of the estimated rotation angle of the shaft, continues for a predetermined time. Detection means;
It is a technical feature to have.
さらに、上記目的を達成するため、請求項3の発明では、
操舵状態を検出し、該操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置であって、
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記モータのアシスト力を所定の減速比で前記操舵機構軸に伝達する減速機と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第1の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第2の角度検出手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第2の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、
前記モータの回転角を検出または推定するモータ回転角検出推定手段と、
前記モータ回転角検出推定手段により検出または推定されたモータ回転角に基づいて前記ステアリング軸の回転角を推定するステアリング角度推定手段と、
前記第2の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角と、がそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α20が、所定値α21以上所定値α22以下であり前記所定値α21が前記所定値α22以下の時、または前記第2の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角と、が互いに反対方向に回るときに、前記ステアリング軸の回転角から前記ステアリング軸の推定回転角を引いたものを前記ステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β20が、前記減速機のバックラッシュにより生じる偏差を前記ステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β21以上の時、それぞれ前記第2の角度検出手段に異常が生じたことを検出する第2の角度異常検出手段と、を備えることを技術的特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, in the invention of claim 3,
An electric power steering device that detects a steering state and assists steering by generating an assist force according to the steering state by a motor,
An elastic member for connecting a steering shaft connected to the steering wheel and a steering mechanism shaft connected to the steering mechanism so as to be relatively rotatable;
A speed reducer that transmits the assist force of the motor to the steering mechanism shaft at a predetermined speed reduction ratio;
First angle detection means for detecting a rotation angle of the steering shaft;
Second angle detection means for detecting a rotation angle of the steering mechanism shaft;
The motor generated by the motor based on either the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means or the rotation angle of the steering mechanism shaft detected by the second angle detection means. Assist force determining means for determining the assist force;
Motor rotation angle detection estimating means for detecting or estimating the rotation angle of the motor;
Steering angle estimation means for estimating the rotation angle of the steering shaft based on the motor rotation angle detected or estimated by the motor rotation angle detection estimation means;
When the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotate in the same direction, the ratio α20 of both angles Is a predetermined value α21 or more and a predetermined value α22 or less , and when the predetermined value α21 is the predetermined value α22 or less , or the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection means, and the steering angle estimation means When the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the above is rotated in the opposite direction, the rotation angle of the steering shaft minus the estimated rotation angle of the steering shaft is divided by the estimated rotation angle of the steering shaft. The ratio β20, which is a value obtained by reversing the sign, represents the deviation caused by the backlash of the speed reducer as the absolute value of the estimated rotation angle of the steering shaft. When divided by the predetermined value or more β21 is the value, and the second angle abnormality detecting means for detecting that an abnormality in each of the second angle detecting means is generated, technically characterized in that it comprises for.
さらにまた、上記目的を達成するため、請求項4の発明では、
操舵状態を検出し、該操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置であって、
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記モータのアシスト力を所定の減速比で前記操舵機構軸に伝達する減速機と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第1の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第2の角度検出手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第2の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、
前記モータの回転角を検出または推定するモータ回転角検出推定手段と、
前記モータ回転角検出推定手段により検出または推定されたモータ回転角に基づいて前記ステアリング軸の回転角を推定するステアリング角度推定手段と、
前記第2の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角とがそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α20が、所定値α21以上所定値α22以下であり前記所定値α21が前記所定値α22以下になる状態が所定時間継続したとき、または前記第2の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角とが互いに反対方向に回るときに、前記ステアリング軸の回転角から前記ステアリング軸の推定回転角を引いたものを前記ステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β20が、前記減速機のバックラッシュにより生じる偏差を前記ステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β21以上になる状態が所定時間継続したとき、それぞれ前記第2の角度検出手段に異常が生じたことを検出する第2の角度異常検出手段と、
を備えることを技術的特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, in the invention of claim 4,
An electric power steering device that detects a steering state and assists steering by generating an assist force according to the steering state by a motor,
An elastic member for connecting a steering shaft connected to the steering wheel and a steering mechanism shaft connected to the steering mechanism so as to be relatively rotatable;
A speed reducer that transmits the assist force of the motor to the steering mechanism shaft at a predetermined speed reduction ratio;
First angle detection means for detecting a rotation angle of the steering shaft;
Second angle detection means for detecting a rotation angle of the steering mechanism shaft;
The motor generated by the motor based on either the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means or the rotation angle of the steering mechanism shaft detected by the second angle detection means. Assist force determining means for determining the assist force;
Motor rotation angle detection estimating means for detecting or estimating the rotation angle of the motor;
Steering angle estimation means for estimating the rotation angle of the steering shaft based on the motor rotation angle detected or estimated by the motor rotation angle detection estimation means;
When the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotate in the same direction, the ratio α20 of both angles is When the state where the predetermined value α21 is equal to or greater than the predetermined value α22 and is equal to or smaller than the predetermined value α22 continues for a predetermined time, or the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection means When the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimating means rotates in the opposite direction, a value obtained by subtracting the estimated rotation angle of the steering shaft from the rotation angle of the steering shaft The ratio β20, which is a value obtained by dividing the estimated rotation angle and reversing the sign, shows the deviation caused by the backlash of the reducer as the stearin. A second angle abnormality for detecting that an abnormality has occurred in the second angle detecting means when a state where the predetermined value β21, which is a value divided by the absolute value of the estimated rotation angle of the shaft, continues for a predetermined time Detection means;
It is a technical feature to have.
さらに、請求項5の発明では、請求項1または2において、前記所定値α11、所定値α12および所定値β11は、前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角または前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角に基づいて変化することを技術的特徴とする。 Further, according to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect , the predetermined value α11, the predetermined value α12, and the predetermined value β11 are the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detecting means or the steering. It is a technical feature that changes based on the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the angle estimation means.
さらにまた、請求項6の発明では、請求項3または4において、前記所定値α21、所定値α22および所定値β21は、前記第2の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角または前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角に基づいて変化することを技術的特徴とする。
Furthermore, in the invention of
請求項1の発明では、ステアリング軸と操舵機構軸とを弾性部材により相対回転可能に連結し、減速機によりモータのアシスト力を所定の減速比で操舵機構軸に伝達し、ステアリング軸の回転角を第1の角度検出手段により、また操舵機構軸の回転角を第2の角度検出手段により、それぞれ検出する。そして、アシスト力決定手段により、ステアリング軸の回転角および操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、モータにより発生させるアシスト力を決定し、また第1の角度検出手段により検出されたステアリング軸の回転角と、ステアリング角度推定手段により推定されたステアリング軸の推定回転角と、がそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α10が、所定値α11以上所定値α12以下であり所定値α11が所定値α12以下の時、または第1の角度検出手段により検出されたステアリング軸の回転角と、ステアリング角度推定手段により推定されたステアリング軸の推定回転角と、が互いに反対方向に回るときに、ステアリング軸の回転角からステアリング軸の推定回転角を引いたものをステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β10が、減速機のバックラッシュにより生じる偏差をステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β11以上の時、それぞれ第1の角度検出手段に異常が生じたことを検出する。これにより、ステアリング軸の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸の回転角と操舵機構軸の回転角とのいずれか一方から弾性部材のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイールの操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。また、第1の角度検出手段により、ステアリング軸の回転角とステアリング軸の推定回転角との比(α10、β10)を回転方向に応じて各々に設定された所定値(α10はα11以上α12以下、β10はβ11以上)と比較して検出するので、より正確に角度検出手段の異常を検出し得る効果もある。 According to the first aspect of the present invention, the steering shaft and the steering mechanism shaft are connected to each other so as to be relatively rotatable by the elastic member, and the assist force of the motor is transmitted to the steering mechanism shaft at a predetermined reduction ratio by the speed reducer. Is detected by the first angle detection means, and the rotation angle of the steering mechanism shaft is detected by the second angle detection means. Then, the assist force determining means determines the assist force generated by the motor based on one of the rotation angle of the steering shaft and the rotation angle of the steering mechanism shaft, and the steering detected by the first angle detection means. When the rotation angle of the shaft and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimating means rotate in the same direction, the ratio α10 of both angles is a predetermined value α11 or more and a predetermined value α12 or less and a predetermined value α11 When the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotate in opposite directions. The sign is inverted by subtracting the estimated rotation angle of the steering shaft from the rotation angle of the steering shaft and dividing it by the estimated rotation angle of the steering shaft. When the ratio β10, which is the value, is equal to or greater than a predetermined value β11, which is a value obtained by dividing the deviation caused by the backlash of the reduction gear by the absolute value of the estimated rotation angle of the steering shaft, an abnormality has occurred in each of the first angle detection means Detect that. As a result, the rotation angle of the steering shaft can be detected, and the torsion amount of the elastic member can be detected as the torsion angle from either the rotation angle of the steering shaft or the rotation angle of the steering mechanism shaft. Assist control can be performed in consideration of the steering angle of the steering wheel. Therefore, there is an effect that assist control based on the steering angle can be performed. Further, the first angle detection means sets a ratio (α10, β10) between the rotation angle of the steering shaft and the estimated rotation angle of the steering shaft according to the rotation direction (α10 is α11 or more and α12 or less). , Β10 is detected in comparison with β11 or more), so that there is an effect that the abnormality of the angle detection means can be detected more accurately.
請求項2の発明では、ステアリング軸と操舵機構軸とを弾性部材により相対回転可能に連結し、減速機によりモータのアシスト力を所定の減速比で操舵機構軸に伝達し、ステアリング軸の回転角を第1の角度検出手段により、また操舵機構軸の回転角を第2の角度検出手段により、それぞれ検出する。そして、アシスト力決定手段により、ステアリング軸の回転角および操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、モータにより発生させるアシスト力を決定し、また第1の角度検出手段により検出されたステアリング軸の回転角と、ステアリング角度推定手段により推定されたステアリング軸の推定回転角と、がそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α10が、所定値α11以上所定値α12以下であり所定値α11が所定値α12以下になる状態が所定時間継続したとき、または第1の角度検出手段により検出されたステアリング軸の回転角と、ステアリング角度推定手段により推定されたステアリング軸の推定回転角と、が互いに反対方向に回るときに、ステアリング軸の回転角からステアリング軸の推定回転角を引いたものをステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β10が、減速機のバックラッシュにより生じる偏差を前記ステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β11以上になる状態が所定時間継続したとき、それぞれ第1の角度検出手段に異常が生じたことを検出する。これにより、ステアリング軸の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸の回転角と操舵機構軸の回転角とのいずれか一方から弾性部材のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイールの操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。また、第1の角度検出手段により、ステアリング軸の回転角とステアリング軸の推定回転角との比(α10、β10)を回転方向に応じて各々に設定された所定値(α10はα11以上α12以下、β10はβ11以上)と比較し所定時間継続して検出するので、一層正確に角度検出手段の異常を検出し得る効果もある。 In the second aspect of the invention, the steering shaft and the steering mechanism shaft are connected to each other by an elastic member so as to be relatively rotatable, and the assist force of the motor is transmitted to the steering mechanism shaft at a predetermined reduction ratio by the speed reducer. Is detected by the first angle detection means, and the rotation angle of the steering mechanism shaft is detected by the second angle detection means. Then, the assist force determining means determines the assist force generated by the motor based on one of the rotation angle of the steering shaft and the rotation angle of the steering mechanism shaft, and the steering detected by the first angle detection means. When the rotation angle of the shaft and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimating means rotate in the same direction, the ratio α10 of both angles is a predetermined value α11 or more and a predetermined value α12 or less and a predetermined value α11 When the state in which the value becomes equal to or less than the predetermined value α12 continues for a predetermined time, or the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means When turning in opposite directions, the steering shaft rotation angle minus the estimated rotation angle of the steering shaft is A state in which the ratio β10, which is a value obtained by dividing by a constant rotation angle and reversing the sign, is equal to or greater than a predetermined value β11, which is a value obtained by dividing the deviation caused by the backlash of the reduction gear by the absolute value of the estimated rotation angle of the steering shaft. When the time continues, it is detected that an abnormality has occurred in the first angle detection means. As a result, the rotation angle of the steering shaft can be detected, and the torsion amount of the elastic member can be detected as the torsion angle from either the rotation angle of the steering shaft or the rotation angle of the steering mechanism shaft. Assist control can be performed in consideration of the steering angle of the steering wheel. Therefore, there is an effect that assist control based on the steering angle can be performed. Further, the first angle detection means sets a ratio (α10, β10) between the rotation angle of the steering shaft and the estimated rotation angle of the steering shaft according to the rotation direction (α10 is α11 or more and α12 or less). , Β10 is detected continuously for a predetermined time as compared with β11 or more), so that it is possible to detect an abnormality of the angle detection means more accurately.
請求項3の発明では、ステアリング軸と操舵機構軸とを弾性部材により相対回転可能に連結し、減速機によりモータのアシスト力を所定の減速比で操舵機構軸に伝達し、ステアリング軸の回転角を第1の角度検出手段により、また操舵機構軸の回転角を第2の角度検出手段により、それぞれ検出する。そして、アシスト力決定手段により、ステアリング軸の回転角および操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、モータにより発生させるアシスト力を決定し、また第2の角度検出手段により検出されたステアリング軸の回転角と、ステアリング角度推定手段により推定されたステアリング軸の推定回転角と、がそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α20が、所定値α21以上所定値α22以下であり所定値α21が所定値α22以下の時、または第2の角度検出手段により検出されたステアリング軸の回転角と、ステアリング角度推定手段により推定されたステアリング軸の推定回転角と、が互いに反対方向に回るときに、ステアリング軸の回転角からステアリング軸の推定回転角を引いたものをステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β20が、減速機のバックラッシュにより生じる偏差をステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β21以上の時、それぞれ第2の角度検出手段に異常が生じたことを検出する。これにより、ステアリング軸の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸の回転角と操舵機構軸の回転角とのいずれか一方から弾性部材のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイールの操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。また、第2の角度検出手段により、ステアリング軸の回転角とステアリング軸の推定回転角との比(α20、β20)を回転方向に応じて各々に設定された所定値(α20はα21以上α22以下、β20はβ21以上)と比較して検出するので、より正確に角度検出手段の異常を検出し得る効果もある。 In the third aspect of the invention, the steering shaft and the steering mechanism shaft are connected to each other by an elastic member so as to be relatively rotatable, and the assist force of the motor is transmitted to the steering mechanism shaft at a predetermined reduction ratio by the speed reducer. Is detected by the first angle detection means, and the rotation angle of the steering mechanism shaft is detected by the second angle detection means. The assist force determining means determines the assist force generated by the motor based on one of the rotation angle of the steering shaft and the rotation angle of the steering mechanism shaft, and the steering detected by the second angle detection means. When the rotation angle of the shaft and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimating means rotate in the same direction, the ratio α20 of both angles is a predetermined value α21 or more and a predetermined value α22 or less and a predetermined value α21 When the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotate in opposite directions. The sign is inverted by subtracting the estimated rotation angle of the steering shaft from the rotation angle of the steering shaft and dividing it by the estimated rotation angle of the steering shaft. When the ratio β20, which is the value, is equal to or greater than a predetermined value β21, which is a value obtained by dividing the deviation caused by the backlash of the reduction gear by the absolute value of the estimated rotation angle of the steering shaft, an abnormality has occurred in the second angle detection means, respectively. Detect that. As a result, the rotation angle of the steering shaft can be detected, and the torsion amount of the elastic member can be detected as the torsion angle from either the rotation angle of the steering shaft or the rotation angle of the steering mechanism shaft. Assist control can be performed in consideration of the steering angle of the steering wheel. Therefore, there is an effect that assist control based on the steering angle can be performed. Further, the second angle detection means sets a ratio (α20, β20) between the rotation angle of the steering shaft and the estimated rotation angle of the steering shaft according to the rotation direction (α20 is α21 or more and α22 or less). , Β20 is detected in comparison with β21 or more), so that it is possible to detect the abnormality of the angle detection means more accurately.
請求項4の発明では、ステアリング軸と操舵機構軸とを弾性部材により相対回転可能に連結し、減速機によりモータのアシスト力を所定の減速比で操舵機構軸に伝達し、ステアリング軸の回転角を第1の角度検出手段により、また操舵機構軸の回転角を第2の角度検出手段により、それぞれ検出する。そして、アシスト力決定手段により、ステアリング軸の回転角および操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、モータにより発生させるアシスト力を決定し、また第2の角度検出手段により検出されたステアリング軸の回転角と、ステアリング角度推定手段により推定されたステアリング軸の推定回転角と、がそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α20が、所定値α21以上所定値α22以下であり所定値α21が所定値α22以下になる状態が所定時間継続したとき、または第2の角度検出手段により検出されたステアリング軸の回転角と、ステアリング角度推定手段により推定されたステアリング軸の推定回転角と、が互いに反対方向に回るときに、ステアリング軸の回転角からステアリング軸の推定回転角を引いたものをステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β20が、減速機のバックラッシュにより生じる偏差をステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β21以上になる状態が所定時間継続したとき、それぞれ第2の角度検出手段に異常が生じたことを検出する。これにより、ステアリング軸の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸の回転角と操舵機構軸の回転角とのいずれか一方から弾性部材のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイールの操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。また、第2の角度検出手段により、ステアリング軸の回転角とステアリング軸の推定回転角との比(α20、β20)を回転方向に応じて各々に設定された所定値(α20はα21以上α22以下、β20はβ21以上)と比較し所定時間継続して検出するので、一層正確に第2の角度検出手段の異常を検出し得る効果もある。
In the invention of claim 4, the steering shaft and the steering mechanism shaft are connected to each other by an elastic member so as to be relatively rotatable, and the assist force of the motor is transmitted to the steering mechanism shaft at a predetermined reduction ratio by the speed reducer, so that the rotation angle of the steering shaft Is detected by the first angle detection means, and the rotation angle of the steering mechanism shaft is detected by the second angle detection means. The assist force determining means determines the assist force generated by the motor based on one of the rotation angle of the steering shaft and the rotation angle of the steering mechanism shaft, and the steering detected by the second angle detection means. When the rotation angle of the shaft and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimating means rotate in the same direction, the ratio α20 of both angles is a predetermined value α21 or more and a predetermined value α22 or less and a predetermined value α21 When the state in which the value is equal to or less than the predetermined value α22 continues for a predetermined time, or the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means When turning in opposite directions, the steering shaft rotation angle minus the estimated steering shaft rotation angle is the steering shaft rotation angle. A state in which the ratio β20, which is a value obtained by dividing by a constant rotation angle and reversing the sign, becomes equal to or greater than a predetermined value β21, which is a value obtained by dividing the deviation caused by the backlash of the reducer by the absolute value of the estimated rotation angle of the steering shaft for a predetermined time When the operation continues, it is detected that an abnormality has occurred in the second angle detection means. As a result, the rotation angle of the steering shaft can be detected, and the torsion amount of the elastic member can be detected as the torsion angle from either the rotation angle of the steering shaft or the rotation angle of the steering mechanism shaft. Assist control can be performed in consideration of the steering angle of the steering wheel. Therefore, there is an effect that assist control based on the steering angle can be performed. Further, the second angle detection means sets a ratio (α20, β20) between the rotation angle of the steering shaft and the estimated rotation angle of the steering shaft according to the rotation direction (α20 is α21 or more and α22 or less). , Β20 is detected continuously for a predetermined time compared to β21 or more), and there is an effect that the abnormality of the second angle detection means can be detected more accurately.
請求項5の発明では、所定値α11、所定値α12および所定値β11は、第1の角度検出手段により検出されたステアリング軸の回転角またはステアリング角度推定手段により推定されたステアリング軸の推定回転角に基づいて変化するので、ステアリング軸の回転角あるいは推定回転角の変化に動的に対応して、第1の角度検出手段の異常の有無を判断することができる。したがって、より一層正確に第1の角度検出手段の異常を検出し得る効果がある。 In the invention of claim 5 , the predetermined value α11, the predetermined value α12 and the predetermined value β11 are the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means or the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means. Therefore, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the first angle detection means in response to a change in the rotation angle of the steering shaft or the estimated rotation angle. Therefore, there is an effect that the abnormality of the first angle detection means can be detected more accurately.
請求項6の発明では、所定値α21、所定値α22および所定値β21は、第2の角度検出手段により検出されたステアリング軸の回転角またはステアリング角度推定手段により推定されたステアリング軸の推定回転角に基づいて変化するので、ステアリング軸の回転角あるいは推定回転角の変化に動的に対応して、第2の角度検出手段の異常の有無を判断することができる。したがって、より一層正確に第2の角度検出手段の異常を検出し得る効果がある。
In the invention of
以下、本発明の電気式動力舵取装置の実施形態について図を参照して説明する。なお、以下の各実施形態では、本発明の電気式動力舵取装置を自動車等の車両の電気式動力舵取装置に適用した例を挙げて説明する。 Hereinafter, an embodiment of an electric power steering apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, an example in which the electric power steering apparatus of the present invention is applied to an electric power steering apparatus for a vehicle such as an automobile will be described.
まず、本発明の電気式動力舵取装置の実施形態のベースとなる技術として、電気式動力舵取装置10の主な構成を図1に基づいて説明する。
First, the main configuration of the electric
図1に示すように、電気式動力舵取装置10は、主に、ステアリングホイール11、ステアリング軸12、ピニオン軸13、トーションバー14、角度センサ15、16、減速機17、ラックピニオン18、モータ回転角センサ19、モータM、ECU20等から構成されており、ステアリングホイール11による操舵状態を検出し、その操舵状態に応じたアシスト力をモータMにより発生させて操舵をアシストするものである。
As shown in FIG. 1, an electric
即ち、ステアリングホイール11にはステアリング軸12の一端側が連結され、このステアリング軸12の他端側にはトーションバー14の一端側が連結されている。またこのトーションバー14の他端側にはピニオン軸13の一端側が連結され、このピニオン軸13の他端側にはラックピニオン18のピニオンギアが連結されている。またステアリング軸12およびピニオン軸13には、それぞれの回転角(ステアリング角θ1、θ2)を絶対的あるいは相対的に検出可能な角度センサ15、16がそれぞれ設けられており、各々がECU20に電気的に接続されている。なおこれらの角度センサ15、16としては、例えばアブソリュートエンコーダ、レゾルバ等の絶対角度センサや、インクリメンタルエンコーダ等の相対角度センサが用いられる。
That is, one end side of the steering shaft 12 is connected to the steering wheel 11, and one end side of the
なお、トーションバー14の両端には、マニュアルストッパと呼ばれる機械的な回転制限部が構成されているため、トーションバー14のねじれ角は一定角度(例えば±6゜)で規制されている。これにより、ねじれ量の過剰増加によるトーションバー14の破損を防止している。
Since both ends of the
これにより、ステアリング軸12とピニオン軸13とをトーションバー14により相対回転可能に連結することができるとともに、ステアリング軸12の回転角(ステアリング角θ1 )を角度センサ15により、またピニオン軸13の回転角(ステアリング角θ2 )を角度センサ16により、それぞれ検出することができる。そのため、ステアリング軸12の回転角を角度センサ15によってステアリング角θ1 として検出することができるとともに、角度センサ15によるステアリング軸12のステアリング角θ1 と角度センサ16によるピニオン軸13のステアリング角θ2 との角度差(偏差)や角度比等からトーションバー14のねじれ量をねじれ角として検出することができる。
As a result, the steering shaft 12 and the
また、このピニオン軸13の途中には、モータMにより発生する駆動力を所定の減速比で伝達する減速機17が図略のギアを介して噛合されており、当該減速機17介してモータMの駆動力、つまりアシスト力をピニオン軸13に伝え得るように構成されている。さらにこのモータMにも、その回転角を検出し得るモータ回転角センサ19が設けられており、このモータ回転角センサ19もECU20に電気的に接続されている。このモータ回転角センサ19にも、例えばアブソリュートエンコーダ、レゾルバ等の絶対角度センサや、インクリメンタルエンコーダ等の相対角度センサが用いられる。
A
これにより、角度センサ15、16、モータ回転角センサ19により検出された回転角信号をECU20に送出することができるため、ECU20ではこれらの各回転角信号に基づいてモータMにより発生させるアシスト力を次述するように決定することができる。なお、ラックピニオン18の両側には、それぞれタイロッド等を介して図略の車輪が連結されている。
Thereby, since the rotation angle signals detected by the
次に、電気式動力舵取装置10を構成するECU20等の電気的構成および動作を図2に基づいて説明する。
図2に示すように、ECU20は、主に、アシストトルク決定手段21、電流制御手段23等により構成されており、具体的にはCPU、メモリ素子、各種インタフェイス回路等から構成されている。
Next, the electrical configuration and operation of the
As shown in FIG. 2, the
アシストトルク決定手段21は、角度センサ15により検出されたステアリング角θ1 と角度センサ16により検出されたステアリング角θ2 とに基づいて、モータMにより発生させるアシスト力を決定するものである。例えば、ステアリング角θ1、θ2の角度差(偏差)や角度比等に対応して予め設定されたアシスト電流指令IA *のマップや所定の演算処理等によって、アシスト電流指令IA *を求めている。
The assist
またアシストトルク決定手段21では、このようなステアリング角θ1、θ2の角度差等に対応して予め設定されたアシスト電流指令IA *のマップ等とは別に、ステアリング角θ1、θ2のいずれか一方からアシスト電流指令IA *を求め得るマップや所定の演算処理等を設けている。これにより、ステアリング角θ1 またはステアリング角θ2 のいずれか一方から、トーションバー14のねじれ量をねじれ角として検出することもできる。
Further, in the assist torque determining means 21, the steering angles θ 1 , θ 2 apart from the map of the assist current command I A * set in advance corresponding to such an angle difference between the steering angles θ 1 , θ 2, etc. A map for obtaining the assist current command I A * from either one of them, a predetermined calculation process, or the like is provided. Thereby, the twist amount of the
電流制御手段23は、アシストトルク決定手段21により決定されたアシスト電流指令IA *をモータMに流れる実電流IA に基づいて電圧に変換して電圧指令V* を出力するものである。即ち、電流制御手段23では、モータ電流検出手段27により検出されたモータMに流れる実電流IA を負帰還させることによって目標とする電圧指令V* を出力するように制御している。
The current control means 23 converts the assist current command I A * determined by the assist torque determination means 21 into a voltage based on the actual current I A flowing through the motor M, and outputs a voltage command V * . That is, the current control means 23 is controlled so as to output a voltage command V * as a target by negative feedback real current I A flowing through the motor M detected by the motor
モータ駆動手段25は、PWM回路24とスイッチング素子Q1〜Q4とにより構成されている。PWM回路24は、ECU20とは異なるハードウェアにより実現されるパルス幅変調回路で、電流制御手段23から出力される電圧指令V* に応じたパルス幅をもつパルス信号をU相、V相ごとに出力し得るように構成されている。これにより、出力側に接続されるスイッチング素子Q1〜Q4の各ゲートに対応するU相、V相のパルス信号を与えることができるので、パルス幅に応じてスイッチング素子Q1〜Q4をオンオフ動作させることにより、任意にモータMを駆動制御することができる。
The motor driving means 25 is constituted by a
このように本実施形態のベースとなる技術に係る電気式動力舵取装置10では、ステアリング軸12とピニオン軸13とをトーションバー14により相対回転可能に連結し、ステアリング軸12のステアリング角θ1 を角度センサ15により、またピニオン軸13のステアリング角θ2 を角度センサ16により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段21により、ステアリング軸12のステアリング角θ1 およびピニオン軸13のステアリング角θ2 の少なくとも一方に基づいて、モータMにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、ステアリング軸12のステアリング角θ1 を検出することができるとともに、ステアリング軸12のステアリング角θ1 とピニオン軸13のステアリング角θ2 との少なくとも一方からトーションバー14のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、例えばセルフアライニング制御を要求される場合等において、ステアリングホイール11の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。
As described above, in the electric
[第1改変例]
次に、このような電気式動力舵取装置10の第1の改変例(以下「第1改変例」という)に係る電気式動力舵取装置を図3および図4に基づいて説明する。
[First modification]
Next, an electric power steering apparatus according to a first modification example (hereinafter referred to as “first modification example”) of the electric
図3に示すように、第1改変例の電気式動力舵取装置では、角度センサ15により検出したステアリング角θ1 と角度センサ16により検出したステアリング角θ2 との偏差(θ1−θ2)であるトーションバー14のねじれ角ΔθH を演算手段33により求め、このねじれ角ΔθH に基づいてアシストトルク決定手段31によりアシスト電流指令IA *を算出する。この点が、本第1改変例のECUの電気的構成において、前述したECU20の電気的構成と異なる。したがって、第1改変例に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、前述の電気式動力舵取装置10と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図1を援用して説明する。
As shown in FIG. 3, in the electric power steering apparatus of the first modified example, the deviation (θ 1 −θ 2) between the steering angle θ 1 detected by the
図4に示すように、第1改変例では、アシストトルク決定手段31を位相補償部31aとアシスト電流演算部31bとにより構成する。これにより、アシストトルク決定手段31にステアリング軸12のステアリング角θ1 とピニオン軸13のステアリング角θ2 との偏差(θ1−θ2)、つまりトーションバー14のねじれ角ΔθH が入力されると、位相補償部31aによってトーションバー14のねじれ角ΔθH ついて位相補償した後、位相補償されたねじれ角ΔθH ’に基づいてアシスト電流演算部21bによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA *を算出する。ここで、位相補償部21aの((1+T2 ・S)/(1+T1 ・S))において、T1 、T2 はフィルタ定数を示し、Sは微分演算子を示す。
As shown in FIG. 4, in the first modification, the assist
このように第1改変例による電気式動力舵取装置では、ステアリング軸12とピニオン軸13とをトーションバー14により相対回転可能に連結し、ステアリング軸12のステアリング角θ1 を角度センサ15により、またピニオン軸13のステアリング角θ2 を角度センサ16により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段31により、ステアリング軸12のステアリング角θ1 とピニオン軸13のステアリング角θ2 との偏差(θ1−θ2)に基づいて、モータMにより発生させるアシスト力を決定する(図1、図3参照)。これにより、ステアリング軸12のステアリング角θ1 を検出することができるとともに、トーションバー14のねじれ量をねじれ角ΔθH として検出することができるので、例えばセルフアライニング制御を要求される場合等において、ステアリングホイール11の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、前述の電気式動力舵取装置10と同様、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。
In this way, the electric power steering apparatus according to a first modification example, relatively rotatably connected by a
[第2改変例]
次に、前述した電気式動力舵取装置10の第2の改変例(以下「第2改変例」という)に係る電気式動力舵取装置を図5および図6に基づいて説明する。
[Second modification]
Next, an electric power steering apparatus according to a second modification example (hereinafter referred to as “second modification example”) of the electric
図5に示すように、第2改変例に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ15、16のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段43を備え、この角度センサ異常検出手段43により、角度センサ15、16のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θに基づいてアシストトルク決定手段41によりアシスト電流指令IA *を算出する。この点が、本第2改変例のECUの電気的構成において、前述したECU20の電気的構成と異なる。したがって、第2改変例に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、前述の電気式動力舵取装置10と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図1を援用して説明する。なお、図5には、角度センサ16に異常を生じた場合の例が示されている。
As shown in FIG. 5, the electric power steering apparatus according to the second modified example includes an angle sensor
図5に示すように、第2改変例の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段43を備えており、この角度センサ異常検出手段43により角度センサ15、16の異常を検出し、検出信号をアシストトルク決定手段41に送出し得るように構成されている。角度センサ15、16の異常検出は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行され、角度センサ15、16から出力される回転角(ステアリング角θ1、θ2)の値が一定の範囲内(例えば0゜以上12゜以下)にあるか否かを監視することにより行われる。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
As shown in FIG. 5, the electric power steering apparatus of the second modified example includes an angle sensor
図6に示すように、アシストトルク決定手段41は、位相補償部41a(41c)とアシスト電流演算部41b(41d)とから構成され、角度センサ15、16から入力されるステアリング角θ1、θ2ごとに用意されている。即ち、角度センサ15、16のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令IA *を算出することができるように、ステアリング角θ1、θ2ごとに位相補償部41a、41cおよびアシスト電流演算部41b、41dが構成されている。
As shown in FIG. 6, the assist
これにより、例えば図5に示すように、角度センサ異常検出手段43により角度センサ16の異常が検出された場合には(図5に示す角度センサ16の×印)、正常な角度センサ15からステアリング角θ1 が入力されるので、位相補償部41aによりステアリング角θ1 について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ1 ’に基づいてアシスト電流演算部41bによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA *を算出する。ここで、位相補償部41a(41c)の((1+T2 ・S)/(1+T1 ・S))において、T1 、T2 はフィルタ定数を示し、Sは微分演算子を示す。
Thus, for example, as shown in FIG. 5, when an abnormality of the
一方、角度センサ異常検出手段43により角度センサ15の異常が検出された場合には、正常な角度センサ16からステアリング角θ2 が入力されるので、位相補償部41cによりステアリング角θ2 について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ2 ’に基づいてアシスト電流演算部41dによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA *を算出する。
On the other hand, when an abnormality of the
なお、アシスト電流演算部41b(41d)で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ1(θ2)からアシスト電流指令IA *を求めるものである。そのため、前述したアシスト電流演算部31bによるものよりも、算出されるアシスト電流指令IA *の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令IA *を求めてモータMによるアシスト力を発生させることができる点も、本第2改変例の電気式動力舵取装置の特徴である。
Note that the map used in the assist
このように第2改変例による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段43により、角度センサ15および角度センサ16のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段41は、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)に基づいてモータMにより発生させるアシスト力を決定する(図1、図5参照)。これにより、角度センサ15または角度センサ16のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)に基づいてアシスト力を決定することができる。したがって、一の角度センサに異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
As described above, in the electric power steering apparatus according to the second modification, when the angle sensor
[第3改変例]
次に、前述した電気式動力舵取装置10の第3の改変例(以下「第3改変例」という)に係る電気式動力舵取装置を図7および図8に基づいて説明する。
[Third Modification]
Next, an electric power steering apparatus according to a third modification example (hereinafter referred to as “third modification example”) of the electric
図7に示すように、第3改変例に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ15、16のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段53と、車速Vを検出または推定する車速センサ55と、を備え、この角度センサ異常検出手段53により、角度センサ15、16のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θと、車速センサ55により検出または推定された車速Vと、に基づいてアシストトルク決定手段51によりアシスト電流指令IA *を算出する。この点が、本第3改変例のECUの電気的構成において、前述したECU20の電気的構成と異なる。なお、図7には、角度センサ16に異常を生じた場合の例が示されている。
As shown in FIG. 7, in the electric power steering apparatus according to the third modified example, an angle sensor abnormality detecting means 53 for detecting abnormality of each of the
また、前述した第2改変例の電気式動力舵取装置の電気的構成と比較すると、車速センサ55を備え、この車速センサ55により検出または推定された車速Vにも基づいて、アシストトルク決定手段51によりアシスト電流指令IA *を算出する点が異なる。したがって、第3改変例に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、前述の電気式動力舵取装置10と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図1を援用して説明する。
Further, compared with the electrical configuration of the electric power steering apparatus of the second modified example described above, the vehicle is provided with a
図7に示すように、第3改変例の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段53と車速センサ55とを備えている。
この角度センサ異常検出手段53は、第2改変例で説明した角度センサ異常検出手段43と同様、角度センサ15、16の異常を検出し、検出信号をアシストトルク決定手段41に送出し得るように構成されている。例えば所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により、角度センサ15、16から出力される回転角(ステアリング角θ1、θ2)の値が一定の範囲内(例えば0゜以上20゜以下)にあるか否かを監視し、当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
As shown in FIG. 7, the electric power steering apparatus of the third modified example includes an angle sensor abnormality detection means 53 and a
The angle sensor abnormality detection means 53 can detect an abnormality of the
一方、車速センサ55は、車速Vを検出あるいは推定し得るもので、検出信号または推定信号をアシストトルク決定手段41に送出し得るように構成されている。車速Vの検出または推定も、角度センサ15、16の異常検出と同様、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行される。
On the other hand, the
図8に示すように、アシストトルク決定手段51は、位相補償部51a(51c)とアシスト電流演算部51b(51d)と車速補正ゲイン演算部51eと乗算器51fとから構成されている。このうち位相補償部51a(51c)およびアシスト電流演算部51b(51d)は、第2改変例で説明した位相補償部41a、41cおよびアシスト電流演算部41b、41dと同様、角度センサ15、16のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令IA0 * を算出することができるように、ステアリング角θ1、θ2ごとに用意されている。
As shown in FIG. 8, the assist torque determination means 51 includes a
また、車速補正ゲイン演算部51eには、車速センサ55により検出または推定された車速Vに対応して所定の特性、例えば一定以上の車速Vの増大に対し車速補正ゲインGV が減少する特性(0≦GV ≦1)を有する車速補正ゲインGV を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定されている。そして、車速補正ゲイン演算部51eから出力される車速補正ゲインGV は、乗算器51fを介してアシスト電流演算部51b(51d)から出力されるアシスト電流指令IA0 * と乗算処理されてアシスト電流指令IA *として出力される。つまり、車速に基づくアシスト電流指令IA *を出力している。
In addition, the vehicle speed correction
これにより、例えば図7に示すように、角度センサ異常検出手段53により角度センサ16の異常が検出された場合には(図7に示す角度センサ16の×印)、正常な角度センサ15からステアリング角θ1 が入力されるので、位相補償部51aおよびアシスト電流演算部51bによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA0 * を算出し、このアシスト電流指令IA0 * に車速補正ゲイン演算部51eによる車速Vに対応する車速補正ゲインGV を乗じてアシスト電流指令IA *を出力する。ここで、位相補償部51a(51c)の((1+T2 ・S)/(1+T1 ・S))において、T1 、T2 はフィルタ定数を示し、Sは微分演算子を示す。
Thus, for example, as shown in FIG. 7, when an abnormality of the
一方、角度センサ異常検出手段53により角度センサ15の異常が検出された場合には、正常な角度センサ16からステアリング角θ2 が入力されるので、位相補償部51cおよびアシスト電流演算部51dによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA0 * を算出し、このアシスト電流指令IA0 * に車速補正ゲイン演算部51eによる車速Vに対応する車速補正ゲインGV を乗じてアシスト電流指令IA *を出力する。
Map other hand, when an abnormality of the
なお、アシスト電流演算部51b(51d)で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ1(θ2)からアシスト電流指令IA0 * を求めるものである。そのため、前述したアシスト電流演算部31bによるものよりも、算出されるアシスト電流指令IA *の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令IA *を求めてモータMによるアシスト力を発生させることができる。
Note that the map used in the assist
このように第3改変例による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段53により、角度センサ15および角度センサ16のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段51は、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)と、車速センサ55により検出または推定された車速Vと、に基づいてモータMにより発生させるアシスト力を決定する(図1、図7参照)。これにより、角度センサ15または角度センサ16のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)に加えて車速Vにも基づいてモータMにより発生させるアシスト力を決定することができる。したがって、一の角度センサに異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
As described above, in the electric power steering apparatus according to the third modification, when the angle sensor
[第4改変例]
次に、前述した電気式動力舵取装置10の第4の改変例(以下「第4改変例」という)に係る電気式動力舵取装置を図9および図10に基づいて説明する。
[Fourth modification]
Next, an electric power steering apparatus according to a fourth modification example (hereinafter referred to as “fourth modification example”) of the electric
図9に示すように、第4改変例に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ15、16のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段63と、ステアリングホイール11の角速度(dθS/dt)を推定するステアリング角速度推定手段65と、を備え、この角度センサ異常検出手段63により、角度センサ15、16のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θと、ステアリング角速度推定手段65により推定されたステアリングホイール11の角速度(dθS/dt)と、に基づいてアシストトルク決定手段61によりアシスト電流指令IA *を算出する。この点が、本第4改変例のECUの電気的構成において、前述のECU20の電気的構成と異なる。なお、図9には、角度センサ16に異常を生じた場合の例が示されている。
As shown in FIG. 9, in the electric power steering apparatus according to the fourth modified example, the angle sensor abnormality detecting means 63 for detecting the abnormality of each of the
また、前述した第2改変例の電気式動力舵取装置の電気的構成を比較すると、ステアリング角速度推定手段65を備え、このステアリング角速度推定手段65により推定されたステアリングホイール11の角速度(dθS/dt)にも基づいて、アシストトルク決定手段61によりアシスト電流指令IA *を算出する点が異なる。したがって、第4改変例に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、前述の電気式動力舵取装置10と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図1を援用して説明する。
Further, comparing the electrical configuration of the electric power steering apparatus of the second modified example described above, the steering angular velocity estimating means 65 is provided, and the angular velocity (dθ S / The difference is that the assist current command I A * is calculated by the assist torque determination means 61 based on dt). Therefore, the mechanical configuration of the electric power steering apparatus according to the fourth modified example is the same as that of the electric
図9に示すように、第4改変例の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段63とステアリング角速度推定手段65とを備えている。
この角度センサ異常検出手段63は、第2改変例で説明した角度センサ異常検出手段43と同様、角度センサ15、16の異常を検出し、検出信号をアシストトルク決定手段41に送出し得るように構成されており、例えば所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により、角度センサ15、16から出力される回転角(ステアリング角θ1、θ2)の値が一定の範囲内(例えば0゜以上20゜以下)にあるか否かを監視する。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
As shown in FIG. 9, the electric power steering apparatus of the fourth modified example includes an angle sensor
The angle sensor abnormality detection means 63 can detect an abnormality of the
一方、ステアリング角速度推定手段65は、ステアリングホイール11のステアリング角速度(dθS/dt)を推定し得るもので、例えば角度センサ15により検出したステアリング角θ1の単位時間当たりの角度変動量から推定した推定信号をアシストトルク決定手段41に送出し得るように構成されている。このステアリング角速度(dθS/dt)の推定も、角度センサ15、16の異常検出と同様、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行される。
On the other hand, the steering angular velocity estimation means 65 can estimate the steering angular velocity (dθ S / dt) of the steering wheel 11, and is estimated from the amount of angular variation per unit time of the steering angle θ 1 detected by the
図10に示すように、アシストトルク決定手段61は、位相補償部61a(61c)とアシスト電流演算部61b(61d)とステアリング角速度補正ゲイン演算部61e、乗算器61fとから構成されている。このうち位相補償部61a(61c)およびアシスト電流演算部61b(61d)は、第3改変例で説明した位相補償部51a、51cおよびアシスト電流演算部51b、51dと、それぞれ同様であるので、ここではこれらの説明を省略する。
As shown in FIG. 10, the assist
また、ステアリング角速度補正ゲイン演算部61eには、ステアリング角速度推定手段65により推定されたステアリング角速度(dθS/dt)に対応して所定の特性、例えばステアリング角速度(dθS/dt)の増大に対しステアリング角速度補正ゲインGS が増加する特性(0≦GS ≦1)を有するステアリング角速度補正ゲインGS を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定されている。そして、ステアリング角速度補正ゲイン演算部61eから出力されるステアリング角速度補正ゲインGS は、乗算器61fを介してアシスト電流演算部61b(61d)から出力されるアシスト電流指令IA0 * と乗算処理されてアシスト電流指令IA *として出力される。つまり、ステアリング角速度に基づくアシスト電流指令IA *を出力する。
Further, the steering angular velocity
これにより、例えば図9に示すように、角度センサ異常検出手段63により角度センサ16の異常が検出された場合には(図9に示す角度センサ16の×印)、正常な角度センサ15からステアリング角θ1 が入力されるので、位相補償部61aおよびアシスト電流演算部61bによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA0 * を算出し、このアシスト電流指令IA0 * にステアリング角速度補正ゲイン演算部61eによるステアリング角速度(dθS/dt)に対応するステアリング角速度補正ゲインGS を乗じてアシスト電流指令IA *を出力する。ここで、位相補償部61a(61c)の((1+T2 ・S)/(1+T1 ・S))において、T1 、T2 はフィルタ定数を示し、Sは微分演算子を示す。
Thus, for example, as shown in FIG. 9, when an abnormality of the
一方、角度センサ異常検出手段63により角度センサ15の異常が検出された場合には、正常な角度センサ16からステアリング角θ2 が入力されるので、位相補償部61cおよびアシスト電流演算部61dによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA0 * を算出し、このアシスト電流指令IA0 * にステアリング角速度補正ゲイン演算部61eによるステアリング角速度(dθS/dt)に対応するステアリング角速度補正ゲインGS を乗じてアシスト電流指令IA *を出力する。
Map other hand, when an abnormality of the
なお、アシスト電流演算部61b(61d)で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ1(θ2)からアシスト電流指令IA0 * を求めるものである。そのため、前述したアシスト電流演算部31bによるものよりも、算出されるアシスト電流指令IA * の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令IA *を求めてモータMによるアシスト力を発生させることができる。
The map used in the assist
このように第4改変例による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段63により、角度センサ15および角度センサ16のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段61は、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)と、ステアリング角速度推定手段65により推定されたステアリングホイール11のステアリング角速度(dθS/dt)と、に基づいてモータMにより発生させるアシスト力を決定する(図1、図9参照)。これにより、角度センサ15または角度センサ16のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)に加えてステアリング角速度(dθS/dt)にも基づいてモータMにより発生させるアシスト力を決定するので、ステアリングホイール11の角速度(dθS/dt)に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度センサに異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
As described above, in the electric power steering apparatus according to the fourth modification, when the angle sensor
[第5改変例]
次に、前述した電気式動力舵取装置10の第5の改変例(以下「第5改変例」という)に係る電気式動力舵取装置を図11および図12に基づいて説明する。
[Fifth modification]
Next, an electric power steering apparatus according to a fifth modification example (hereinafter referred to as “fifth modification example”) of the electric
図11に示すように、第5改変例に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ15、16のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段73と、ステアリングホイール11の角速度(dθS/dt)を推定するステアリング角速度推定手段75と、車速Vを検出または推定する車速センサ77と、を備え、この角度センサ異常検出手段73により、角度センサ15、16のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θと、ステアリング角速度推定手段75により推定されたステアリングホイール11の角速度(dθS/dt)と、車速センサ77により検出または推定された車速Vと、に基づいてアシストトルク決定手段71によりアシスト電流指令IA *を算出する。この点が、本第5改変例のECUの電気的構成において、前述のECU20の電気的構成と異なる。なお、図11には、角度センサ16に異常を生じた場合の例が示されている。
As shown in FIG. 11, in the electric power steering apparatus according to the fifth modification, the angle sensor abnormality detecting means 73 for detecting the abnormality of each of the
また、前述した第3改変例、4による電気式動力舵取装置の電気的構成と比較すると、第3改変例による車速センサ55(図7参照)と第4改変例によるステアリング角速度推定手段65(図9参照)とを共に備えた実施形態が、本第5改変例であることがわかる。即ち、第3改変例による車速センサ55は、本第5改変例による車速センサ77に対応し、また第4改変例によるステアリング角速度推定手段65は、本第5改変例によるステアリング角速度推定手段75に対応する。
Compared with the electrical configuration of the electric power steering apparatus according to the third modified example 4 described above, the vehicle speed sensor 55 (see FIG. 7) according to the third modified example and the steering angular velocity estimating means 65 (see FIG. 7) according to the fourth modified example. It can be seen that the embodiment including both of FIG. 9 is the fifth modified example. In other words, the
したがって、本第5改変例では、第4、第4改変例を組み合わせたことにより構成が異なる点を重点的に説明し、第4、第4改変例と実質的に同一であることから重複する点については、それらの説明を省略する。また、第5改変例に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、前述した電気式動力舵取装置10と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図1を援用して説明する。
Therefore, in the fifth modified example, the difference in configuration due to the combination of the fourth and fourth modified examples will be described with emphasis and overlapping since it is substantially the same as the fourth and fourth modified examples. About the point, those description is abbreviate | omitted. Moreover, since the mechanical configuration of the electric power steering apparatus according to the fifth modification is the same as that of the electric
図11に示すように、第5改変例の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段73とステアリング角速度推定手段75と車速センサ77とを備えている。角度センサ異常検出手段73は、第3、第3改変例で説明した角度センサ異常検出手段43、53と同様で、異常検出信号をアシストトルク決定手段71に送出し得るように構成されている。検出タイミング等も第3、第3改変例で説明した角度センサ異常検出手段43、53と同様である。
As shown in FIG. 11, the electric power steering apparatus of the fifth modified example includes an angle sensor abnormality detection means 73, a steering angular speed estimation means 75, and a
ステアリング角速度推定手段75は、ステアリングホイール11のステアリング角速度(dθS/dt)を推定し得るもので、第3改変例で説明したステアリング角速度推定手段65と同様に、推定信号をアシストトルク決定手段71に送出し得るように構成されている。推定タイミング等も第3改変例で説明したステアリング角速度推定手段65と同様である。
The steering angular speed estimating means 75 can estimate the steering angular speed (dθ S / dt) of the steering wheel 11 and, similar to the steering angular speed estimating means 65 described in the third modified example, the estimated signal is used as the assist
車速センサ77も、第3改変例で説明した車速センサ55と同様、車速Vを検出あるいは推定し得るもので、検出信号または推定信号をアシストトルク決定手段71に送出し得るように構成されている。推定タイミング等も第2改変例で説明した車速センサ55と同様である。
Similarly to the
図12に示すように、アシストトルク決定手段71は、位相補償部71a(71c)とアシスト電流演算部71b(71d)とステアリング角速度補正ゲイン演算部71eと車速補正ゲイン演算部71f、乗算器71gとから構成されている。このうち位相補償部71a(71c)およびアシスト電流演算部71b(71d)は、第3改変例、4で説明した位相補償部51a、51c、61a、61cおよびアシスト電流演算部51b、51d、61b、61dと同様、角度センサ15、16のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令IA0 * を算出することができるように、ステアリング角θ1、θ2ごとに用意されている。
As shown in FIG. 12, the assist torque determination means 71 includes a
また、ステアリング角速度補正ゲイン演算部71eは、第4改変例で説明したステアリング角速度補正ゲイン演算部61eと同様、ステアリング角速度推定手段75により推定されたステアリング角速度(dθS/dt)に対応して所定の特性を有するステアリング角速度補正ゲインGS を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定され、ステアリング角速度補正ゲイン演算部71eから出力されるステアリング角速度補正ゲインGS は、乗算器71gに入力される。
Similarly to the steering angular velocity correction
さらに、車速補正ゲイン演算部71fは、第3改変例で説明した車速補正ゲイン演算部51eと同様、車速センサ77により検出または推定された車速Vに対応して所定の特性を有する車速補正ゲインGV を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定され、車速補正ゲイン演算部71fから出力される車速補正ゲインGV も、乗算器71gに入力される。
Further, the vehicle speed correction
即ち、乗算器71gには、アシスト電流演算部71b(71d)から出力されるアシスト電流指令IA0 * と、ステアリング角速度補正ゲイン演算部71eから出力されるステアリング角速度補正ゲインGS と、車速補正ゲイン演算部71fから出力される車速補正ゲインGV と、の三種類の情報が入力されるので、これらを乗算処理しアシスト電流指令IA *として出力する。つまり、アシストトルク決定手段71は、ステアリング角速度および車速に基づくアシスト電流指令IA *を出力する。
That is, the
これにより、例えば図11に示すように、角度センサ異常検出手段73により角度センサ16の異常が検出された場合には(図11に示す角度センサ16の×印)、正常な角度センサ15からステアリング角θ1 が入力されるので、位相補償部71aおよびアシスト電流演算部71bによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA0 * を算出し、このアシスト電流指令IA0 * にステアリング角速度補正ゲイン演算部71eによるステアリング角速度(dθS/dt)に対応するステアリング角速度補正ゲインGS と、車速補正ゲイン演算部71fによる車速Vに対応する車速補正ゲインGV と、を乗じてアシスト電流指令IA *を出力する。ここで、位相補償部71a(71c)の((1+T2 ・S)/(1+T1 ・S))において、T1 、T2 はフィルタ定数を示し、Sは微分演算子を示す。
Thus, for example, as shown in FIG. 11, when the abnormality of the
一方、角度センサ異常検出手段73により角度センサ15の異常が検出された場合には、正常な角度センサ16からステアリング角θ2 が入力されるので、位相補償部71cおよびアシスト電流演算部71dによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA0 * を算出し、このアシスト電流指令IA0 * にステアリング角速度補正ゲイン演算部71eによるステアリング角速度(dθS/dt)に対応するステアリング角速度補正ゲインGS と、車速補正ゲイン演算部71fによる車速Vに対応する車速補正ゲインGV と、を乗じてアシスト電流指令IA *を出力する。
Map other hand, when an abnormality of the
なお、アシスト電流演算部71b(71d)で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ1(θ2)からアシスト電流指令IA0 * を求めるものである。そのため、前述したアシスト電流演算部31bによるものよりも、算出されるアシスト電流指令IA * の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令IA *を求めてモータMによるアシスト力を発生させることができる。
Note that the map used in the assist
このように第5改変例による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段73により、角度センサ15および角度センサ16のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段71は、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)と、車速センサ77により検出または推定された車速Vと、ステアリング角速度推定手段75により推定されたステアリングホイール11のステアリング角速度(dθS/dt)と、に基づいてモータMにより発生させるアシスト力を決定する(図1、図11参照)。これにより、角度センサ15または角度センサ16のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)に加えて車速Vおよびステアリング角速度(dθS/dt)にも基づいてモータMにより発生させるアシスト力を決定するので、ステアリングホイール11の角速度(dθS/dt)に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、より適切なアシスト制御をし得る効果がある。
As described above, in the electric power steering apparatus according to the fifth modification, when the angle sensor
[第6改変例]
次に、このような電気式動力舵取装置10の第6の改変例(以下「第6改変例」という)に係る電気式動力舵取装置を図13および図14に基づいて説明する。
[Sixth modification]
Next, an electric power steering apparatus according to a sixth modification example (hereinafter referred to as “sixth modification example”) of the electric
図13に示すように、第6改変例に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ15、16のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段83により、角度センサ15、16のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θに基づいてアシストトルク決定手段81によりアシスト電流指令IA1 * を算出するばかりでなく、出力制限ゲイン演算部85および乗算器87により、時間の経過とともにモータMにより発生させるアシスト力を徐々に減少させる。この点が、本第6改変例のECUの電気的構成において、前述のECU20の電気的構成と異なる。したがって、第6改変例に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、前述の電気式動力舵取装置10と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図1を援用して説明する。なお、図13には、角度センサ16に異常を生じた場合の例が示されている。
As shown in FIG. 13, in the electric power steering apparatus according to the sixth modified example, either one of the
図13に示すように、第6改変例の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段83と出力制限ゲイン演算部85とを備えている。
角度センサ異常検出手段83は、第2改変例で説明した角度センサ異常検出手段43と同様に、角度センサ15、16の異常を検出するとともに、検出信号をアシストトルク決定手段81と出力制限ゲイン演算部85に送出し得るように構成されている。角度センサ15、16の異常検出は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行され、角度センサ15、16から出力される回転角(ステアリング角θ1、θ2)の値が一定の範囲内(例えば0゜以上20゜以下)にあるか否かを監視することにより行われる。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
As shown in FIG. 13, the electric power steering apparatus of the sixth modified example includes an angle sensor abnormality detection means 83 and an output limit
Similar to the angle sensor abnormality detection means 43 described in the second modification, the angle sensor abnormality detection means 83 detects an abnormality of the
出力制限ゲイン演算部85は、角度センサ異常検出手段83により、角度センサ15、16のいずれか一方に異常を検出した場合、乗算部87に出力する出力制限ゲインの値を時間の経過とともに減少させ得るよう構成されている。即ち、角度センサ異常検出手段83から異常検出信号が入力されると、例えば、その入力された時間(故障発生時)から所定時間tの経過後から、それまでは値「1」を設定していた出力制限ゲインGT を徐々に減少させて乗算部87に出力するように構成されている(1≧GT ≧0)。
When the angle sensor abnormality detection means 83 detects an abnormality in one of the
乗算部87は、アシストトルク決定手段81から出力されるアシスト電流指令IA1 * と、出力制限ゲイン演算部85から出力される出力制限ゲインGT とを乗算処理して電流制御手段23に出力し得るように構成されている。これにより、出力制限ゲイン演算部85から出力される出力制限ゲインGT の値を制御することによってアシストトルク決定手段81から出力されるアシスト電流指令IA1 * に対し、出力制御されたアシスト電流指令IA *を出力することが可能となる。
Multiplying
図14に示すように、アシストトルク決定手段81は、第2改変例で説明したアシストトルク決定手段41と同様に、位相補償部81a(81c)とアシスト電流演算部81b(81d)とから構成され、角度センサ15、16から入力されるステアリング角θ1、θ2ごとに用意されている。即ち、角度センサ15、16のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令IA1 * を算出することができるように、ステアリング角θ1、θ2ごとに位相補償部81a、81cおよびアシスト電流演算部81b、81dが構成されている。
As shown in FIG. 14, the assist
これにより、例えば図13に示すように、角度センサ異常検出手段83により角度センサ16の異常が検出された場合には(図13に示す角度センサ16の×印)、アシストトルク決定手段81および出力制限ゲイン演算部85に異常検出信号が入力される。このため、アシストトルク決定手段81には、正常な角度センサ15からステアリング角θ1 が入力されるので、位相補償部81aによりステアリング角θ1 について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ1 ’に基づいてアシスト電流演算部81bによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA1 * を算出し、乗算部87に出力する。ここで、位相補償部81a(81c)の((1+T2 ・S)/(1+T1 ・S))において、T1 、T2 はフィルタ定数を示し、Sは微分演算子を示す。
Thus, for example, as shown in FIG. 13, when the abnormality of the
また、出力制限ゲイン演算部85では、角度センサ異常検出手段83から異常検出信号が入力されると、乗算部87に出力していた出力制限ゲインGT の値を、故障発生時から計時して所定経過時間tから徐々に減少させる処理を行う。これにより、乗算部87から電流制御手段23に出力されるアシスト電流指令IA *は、当該所定時間tの経過後から徐々に絞られる出力制御がされる。
Further, when an abnormality detection signal is input from the angle sensor abnormality detection means 83, the output restriction
一方、角度センサ異常検出手段83により角度センサ15の異常が検出された場合には、正常な角度センサ16からステアリング角θ2 が入力されるので、位相補償部81cによりステアリング角θ2 について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ2 ’に基づいてアシスト電流演算部81dによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA1 * を算出し乗算部87に出力するが、この場合も角度センサ16の異常が検出された場合と同様に、出力制限ゲイン演算部85により出力される出力制限ゲインGT が徐々に減少するので、乗算部87から電流制御手段23に出力されるアシスト電流指令IA *は、当該所定時間tの経過後から徐々に絞られる。
On the other hand, when an abnormality of the
なお、アシスト電流演算部81b(81d)で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ1(θ2)からアシスト電流指令IA0 * を求めるものである。そのため、前述したアシスト電流演算部31bによるものよりも、算出されるアシスト電流指令IA1 * の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令IA1 * を求めてモータMによるアシスト力を発生させることができる。
Note that the map used in the assist
このように第6改変例による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段83により、角度センサ15および角度センサ16のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段81により決定された、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)に基づいてモータMにより発生させるアシスト力を、出力制限ゲイン演算部85および乗算部87により、時間の経過とともに徐々に減少させる(図1、図13参照)。これにより、角度センサ15または角度センサ16のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)に基づいてアシスト力を決定することができるとともに、時間の経過とともにアシスト力を徐々に減少させるので、徐々に重くなる操舵感を介して故障等の発生を運転者に知らせることができる。したがって、角度センサ15、16に異常が生じても、適切なアシスト制御をしながら、運転者に角度センサの異常を告知し得る効果がある。
As described above, in the electric power steering apparatus according to the sixth modified example, when an abnormality is detected in one of the
[第7改変例]
次に、このような電気式動力舵取装置10の第7の改変例(以下「第7改変例」という)に係る電気式動力舵取装置を図15および図16に基づいて説明する。
[Seventh modification]
Next, an electric power steering apparatus according to a seventh modification example (hereinafter referred to as “seventh modification example”) of the electric
図15に示すように、第7改変例に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ15、16のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段93により、角度センサ15、16のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θに基づいてアシストトルク決定手段91によりアシスト電流指令IA1 * を算出するばかりでなく、出力電流最大値制限演算部97および出力電流最大値制限手段95により、時間の経過とともにモータMにより発生させるアシスト力の最大値を徐々に減少させる。この点が、本第7改変例のECUの電気的構成において、前述のECU20の電気的構成と異なる。したがって、第7改変例に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、前述の電気式動力舵取装置10と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図1を援用して説明する。なお、図15には、角度センサ16に異常を生じた場合の例が示されている。
As shown in FIG. 15, in the electric power steering apparatus according to the seventh modified example, either one of the
図15に示すように、第7改変例の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段93と出力電流最大値制限手段95と出力電流最大値制限演算部97とを備えている。
角度センサ異常検出手段93は、第2改変例で説明した角度センサ異常検出手段43と同様に、角度センサ15、16の異常を検出するとともに、検出信号をアシストトルク決定手段81と出力電流最大値制限演算部97に送出し得るように構成されている。角度センサ15、16の異常検出は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行され、角度センサ15、16から出力される回転角(ステアリング角θ1、θ2)の値が一定の範囲内(例えば0゜以上20゜以下)にあるか否かを監視することにより行われる。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
As shown in FIG. 15, the electric power steering apparatus of the seventh modified example includes an angle sensor abnormality detection means 93, an output current maximum value restriction means 95, and an output current maximum value
Similarly to the angle sensor abnormality detection means 43 described in the second modification, the angle sensor abnormality detection means 93 detects an abnormality of the
出力電流最大値制限演算部97は、角度センサ異常検出手段93により、角度センサ15、16のいずれか一方に異常を検出した場合、出力電流最大値制限手段95に出力する出力電流最大値Imax を時間の経過とともに減少させ得るよう構成されている。即ち、角度センサ異常検出手段93から異常検出信号が入力されると、例えば、その入力された時間(故障発生時)から所定時間tの経過後から、それまでは値「1」を設定していた出力電流最大値Imax を徐々に減少させて出力電流最大値制限手段95に出力するように構成されている(1≧Imax ≧0)。
The output current maximum value
出力電流最大値制限手段95は、アシストトルク決定手段91から出力されるアシスト電流指令IA1 * が、出力電流最大値制限演算部97から出力される出力電流最大値Imax を超えないように出力制限し得るように構成されている。これにより、出力電流最大値制限演算部97から出力される出力電流最大値Imax を制御することによって、アシストトルク決定手段91から出力されるアシスト電流指令IA1 * に対し、出力制御することが可能となる。
The output current maximum
図16に示すように、アシストトルク決定手段91は、第2改変例で説明したアシストトルク決定手段41と同様に、位相補償部91a(91c)とアシスト電流演算部91b(91d)とから構成され、角度センサ15、16から入力されるステアリング角θ1、θ2ごとに用意されている。即ち、角度センサ15、16のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令IA1 * を算出することができるように、ステアリング角θ1 、θ2 ごとに位相補償部91a、91cおよびアシスト電流演算部91b、91dが構成されている。
As shown in FIG. 16, the assist torque determination means 91 is composed of a
これにより、例えば図15に示すように、角度センサ異常検出手段93により角度センサ16の異常が検出された場合には(図15に示す角度センサ16の×印)、アシストトルク決定手段91および出力電流最大値制限演算部97に異常検出信号が入力される。このため、アシストトルク決定手段91には、正常な角度センサ15からステアリング角θ1 が入力されるので、位相補償部91aによりステアリング角θ1 について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ1 ’に基づいてアシスト電流演算部91bによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA1 * を算出し、出力電流最大値制限手段95に出力する。ここで、位相補償部91a(91c)の((1+T2 ・S)/(1+T1 ・S))において、T1 、T2 はフィルタ定数を示し、Sは微分演算子を示す。
Thus, for example, as shown in FIG. 15, when the abnormality of the
また、出力電流最大値制限演算部97では、角度センサ異常検出手段93から異常検出信号が入力されると、出力電流最大値制限手段95に出力していた出力電流最大値Imax を、故障発生時から計時して所定経過時間tから徐々に減少させる処理を行う。これにより、出力電流最大値Imax 、即ち電流制御手段23に出力されるアシスト電流指令IA *の両極方向の上限値は、当該所定時間tの経過後から徐々に絞られる制御がされるので、ステアリングホイール11を左右に深く切込んだときに与えられるアシスト力が制限される。
In addition, when the abnormality detection signal is input from the angle sensor
一方、角度センサ異常検出手段93により角度センサ15の異常が検出された場合には、正常な角度センサ16からステアリング角θ2 が入力されるので、位相補償部91cによりステアリング角θ2 について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ2 ’に基づいてアシスト電流演算部91dによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA1 * を算出し出力電流最大値制限手段95に出力する。しかし、この場合も角度センサ16の異常が検出された場合と同様に、出力電流最大値制限演算部97により出力される出力電流最大値Imax が当該所定時間tの経過後から徐々に絞られるので、ステアリングホイール11を左右に深く切込んだときに与えられるアシスト力が制限される。
On the other hand, when an abnormality of the
なお、アシスト電流演算部91b(91d)で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ1(θ2)からアシスト電流指令IA0 * を求めるものである。そのため、前述したアシスト電流演算部31bによるものよりも、算出されるアシスト電流指令IA * の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令IA *を求めてモータMによるアシスト力を発生させることができる。
Note that the map used in the assist current calculation unit 91b (91d), predetermined calculation processing, and the like determine the assist current command I A0 * from one normal steering angle θ 1 (θ 2 ). For this reason, the accuracy of the calculated assist current command I A * may be lower than that by the assist
このように第7改変例による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段93により、角度センサ15および角度センサ16のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段91により決定された、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)に基づいてモータMにより発生させるアシスト力の最大値を、出力電流最大値制限手段95および出力電流最大値制限演算部97により、時間の経過とともに徐々に減少させる(図1、図15参照)。これにより、角度センサ15または角度センサ16のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)に基づいてアシスト力を決定することができるとともに、時間の経過とともにアシスト力の最大値を徐々に減少させるので、左右の深い切込み時に急に重くなる操舵感を介して故障等の発生を運転者に知らせることができる。したがって、角度センサ15、16に異常が生じても、適切なアシスト制御をしながら、運転者に角度センサの異常を告知し得る効果がある。
As described above, in the electric power steering apparatus according to the seventh modified example, when an abnormality is detected in one of the
[第8改変例]
次に、このような電気式動力舵取装置10の第8の改変例(以下「第8改変例」という)に係る電気式動力舵取装置を図15に基づいて説明する。
[Eighth Modification]
Next, an electric power steering apparatus according to an eighth modification example (hereinafter referred to as “eighth modification example”) of the electric
第8改変例による電気式動力舵取装置は、前述した第7改変例の電気式動力舵取装置を構成する出力電流最大値制限演算部97の特性に変更を加えた点が第7改変例のものと相違する。したがって、他の構成部分は第7改変例の電気式動力舵取装置と実質的に同一の構成を採るため、それらの説明を省略し、また必要に応じて図1を援用して説明する。
The electric power steering apparatus according to the eighth modified example is that the characteristic of the output current maximum value
第8改変例による電気式動力舵取装置は、出力電流最大値制限演算部97により出力される出力電流最大値Imax を経過時間tにかかわらず、常に零(Imax =0)に設定する。このように構成することにより、角度センサ異常検出手段93により、角度センサ15および角度センサ16のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段91により決定された、正常な他方により検出されたステアリング角θ1(θ2)に基づいてモータMにより発生させるアシスト力の最大値を、出力電流最大値制限手段95および出力電流最大値制限演算部97により、時間の経過にかかわらず零に減少させる(図1参照)。つまり、角度センサ異常検出手段93により、角度センサ15および角度センサ16のいずれか一方に異常を検出した場合、モータMによるアシスト力の発生を直ちに中止する。これにより、モータMによるアシスト制御が解除されるので、予定外のアシスト制御の発生を防止することができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
The electric power steering apparatus according to the eighth modification always sets the output current maximum value I max output by the output current maximum value
[第9改変例]
次に、このような電気式動力舵取装置10の第9の改変例(以下「第9改変例」という)に係る電気式動力舵取装置を図17および図18に基づいて説明する。
[Ninth modification]
Next, an electric power steering apparatus according to a ninth modification example (hereinafter referred to as “ninth modification example”) of the electric
図17に示すように、第9改変例の電気式動力舵取装置では、角度センサ15により検出したステアリング角θ1 と角度センサ16により検出したステアリング角θ2 との偏差(θ1−θ2)であるトーションバー14のねじれ角ΔθH を演算手段113により求め、また車速センサ115により車速Vを検出または推定し、ねじれ角ΔθH と車速Vとに基づいてアシストトルク決定手段111によりアシスト電流指令IA *を算出する。この点が、本第9改変例のECUの電気的構成において、第1前述CU20の電気的構成と異なる。
As shown in FIG. 17, in the electric power steering apparatus of the ninth modified example, the deviation (θ 1 −θ 2) between the steering angle θ 1 detected by the
つまり、第9改変例による電気式動力舵取装置は、図3を参照して説明した第1改変例による電気式動力舵取装置の構成に車速センサ115を加え、この車速センサ115による車速Vにも基づいてアシストトルク決定手段111によりアシスト電流指令IA *を算出するものである。したがって、第9改変例に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、前述の電気式動力舵取装置10と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図1を援用して説明する。
That is, the electric power steering apparatus according to the ninth modification adds the
図17に示すように、車速センサ115は、車速Vを検出あるいは推定し得るもので、検出信号または推定信号をアシストトルク決定手段111に送出し得るように構成されている。車速Vの検出または推定は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行される。
As shown in FIG. 17, the
図18に示すように、第9改変例では、アシストトルク決定手段111を位相補償部111aとアシスト電流演算部111bと車速補正ゲイン演算部111cと乗算部111dにより構成する。これにより、アシストトルク決定手段111にステアリング軸12のステアリング角θ1 とピニオン軸13のステアリング角θ2 との偏差(θ1−θ2)、つまりトーションバー14のねじれ角ΔθH が入力されると、位相補償部111aによってトーションバー14のねじれ角ΔθH ついて位相補償した後、位相補償されたねじれ角ΔθH ’に基づいてアシスト電流演算部111bによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令IA0 * を算出する。ここで、位相補償部111aの((1+T2 ・S)/(1+T1 ・S))において、T1 、T2 はフィルタ定数を示し、Sは微分演算子を示す。
As shown in FIG. 18, in the ninth modification, the assist
一方、車速補正ゲイン演算部111cには、車速センサ115により検出または推定された車速Vに対応して所定の特性、例えば一定以上の車速Vの増大に対し車速補正ゲインGV が減少する特性(0≦GV ≦1)を有する車速補正ゲインGV を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定されている。そして、車速補正ゲイン演算部111cから出力される車速補正ゲインGV は、乗算器111dを介してアシスト電流演算部111bから出力されるアシスト電流指令IA0 * と乗算処理されてアシスト電流指令IA *として出力される。つまり、車速に基づくアシスト電流指令IA *を出力している。
On the other hand, the vehicle speed correction
このように第9改変例による電気式動力舵取装置では、アシストトルク決定手段111は、ステアリング軸12のステアリング角θ1 およびピニオン軸13のステアリング角θ2 の少なくとも一方に加え、車速センサ115により検出または推定された車速Vにも基づいて、モータMにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、車速Vに対応したアシスト制御をすることができるので、例えば、停車時や低速走行時には中速走行時よりもアシスト力を大きく設定し、高速走行時には中速走行時よりもアシスト力を小さく設定することができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果に加え、車速Vに応じたアシスト制御をし得る効果もある。
As described above, in the electric power steering apparatus according to the ninth modified example, the assist
[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態に係る電気式動力舵取装置を図19〜図21に基づいて説明する。
[First Embodiment]
Next, an electric power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS .
図19に示すように、第1実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ15、16のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段123に加えて、モータMの回転角を検出または推定するモータ回転角センサ19と、モータ回転角センサ19により検出または推定したモータ回転角に基づいてステアリング軸12の回転角を推定するステアリング角度推定手段127と、を備え、角度センサ15により検出したステアリング軸12の回転角(以下、本第1実施形態において「ステアリング検出角」という)と、ステアリング角度推定手段127により推定したステアリング軸12の回転角(以下、本第1実施形態において「ステアリング推定角」という)との偏差が所定値以上の時、角度センサ15に異常が生じたことを検出する。この点が、本第1実施形態のECUの電気的構成において、前述したECU20の電気的構成と異なる。
As shown in FIG. 19, in the electric power steering apparatus according to the first embodiment, the rotation angle of the motor M is detected in addition to the angle sensor abnormality detection means 123 that detects the abnormality of each of the
また、前述した第2改変例の電気式動力舵取装置の電気的構成と比較すると、モータ回転角センサ19とステアリング角度推定手段127とを備え、このモータ回転角センサ19により検出または推定されたモータ回転角に基づいてステアリング推定角をステアリング角度推定手段127により推定し、これを角度センサ異常検出手段123に入力する点が異なる。したがって、第1実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、前述の電気式動力舵取装置10と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図1を援用して説明する。なお、アシストトルク決定手段121は、図5および図6に示すアシストトルク決定手段41と実質的に同一の構成を採っているので、その説明を省略する。
Further, as compared with the electrical configuration of the electric power steering apparatus of the second modified example described above, the motor
図19に示すように、第1実施形態による電気式動力舵取装置は、モータ回転角センサ19と角度センサ異常検出手段123とステアリング角度推定手段127とを備えている。モータ回転角センサ19は、既に図1を参照して説明したように、モータMの回転角を検出し得るもので、例えばアブソリュートエンコーダ、レゾルバ等の絶対角度センサ、あるいはインクリメンタルエンコーダ等の相対角度センサが用いられる。
As shown in FIG. 19, the electric power steering apparatus according to the first embodiment includes a motor
なお、モータ回転角センサ19によりモータMの回転角を検出する場合のほか、例えば次式(1)、(2)に示す電圧方程式により、モータMの回転角を推定しても良い。
In addition to the case where the rotation angle of the motor M is detected by the motor
ここで、式(1)において、ωはモータMの角速度(rad/sec)、VはモータMに対する印加電圧(V)、RはモータMの内部抵抗(Ω)、LはモータMのインダクタンス(H)、IはモータMに流れるモータ電流(A)、KeはモータMによる逆起電力定数、をそれぞれ示す。また式(2)において、θはモータMの回転角を示し、モータMの角速度ωを時間積分したものである。 Here, in Expression (1), ω is an angular velocity (rad / sec) of the motor M, V is an applied voltage (V) to the motor M, R is an internal resistance (Ω) of the motor M, and L is an inductance ( H) and I are motor currents (A) flowing through the motor M, and Ke is a counter electromotive force constant by the motor M. In equation (2), θ represents the rotation angle of the motor M, and is the time integral of the angular velocity ω of the motor M.
これにより、モータ回転角センサ19を備えない場合であっても、モータMの回転角を推定して求めることができるので、部品点数の削減につながり、コストの低減に貢献することができる。
Thereby, even if it is a case where the motor
角度センサ異常検出手段123は、図20に示す角度センサの異常検出処理により、角度センサ15、16の異常を検出し得るものである。この角度センサの異常検出処理は、例えば5ミリ秒間隔に発生する割り込み処理によって行われるものである。なお、図20には、角度センサ15についての異常検出処理の流れを示しているが、角度センサ16についての異常検出処理の流れも、図20に示すものと同様に処理される。したがって、以下、図20を参照して角度センサ15の異常検出処理の流れを説明するが、角度センサ16の異常検出処理も同様に行われることに留意されたい。
The angle sensor abnormality detection means 123 can detect abnormality of the
図20に示すように、角度センサ15の異常検出処理では、まずステップS101により、角度センサ15によるステアリング角θ1(n)の取り込み処理を行う。次にステップS103により、サブルーチンであるステアリング角推定処理を行って、ステアリング角θS(n)を取得する。このステアリング角推定処理の詳細は後述する(図21参照)。なお、θ1やθS等の後に付されている括弧内のnは、第n回目に検出あるいは推定されたステアリング角であることを表す添字である(以下、本実施形態および他の各実施形態において同じ)。
As shown in FIG. 20, in the abnormality detection process of the
続くステップS105では、ステアリング角推定処理(S103)により取得したステアリング角θS(n)と角度センサ15により検出したステアリング角θ1(n)との偏差(絶対値)を求め、その偏差が所定値θ0 以上であるか否かを判断する処理を行う。そして、当該偏差が所定値θ0 以上であれば(S105でYes)、角度センサ15に異常を生じた可能性があるので、ステップS107に処理を移行して異常タイマtcのカウントアップ処理(tc=tc+1)を行う。一方、当該偏差が所定値θ0 以上でなければ(S105でNo)、角度センサ15は正常である可能性があるので、ステップS109に処理を移行して異常タイマtcのクリア処理(tc=0)を行う。
In the following step S105, a deviation (absolute value) between the steering angle θ S (n) acquired by the steering angle estimation process (S103) and the steering angle θ 1 (n) detected by the
ステップS107またはステップS109による処理が終了すると、ステップS111により、異常タイマtcで途中でクリアされることなくカウントアップされ続けてから所定時間T(例えば300ミリ秒〜600ミリ秒)が経過しているか否か、つまり異常タイマtcの値が所定値以上に到達しているか否かの判断を行う。この判断により、異常タイマtcが所定時間T続けてカウントアップされている場合には(S111でYes)、角度センサ15に異常が生じているものと判断できるため、ステップS113により角度センサ15の異常発生を運転者に通知する処理を行う。
When the processing in step S107 or step S109 is completed, whether or not a predetermined time T (for example, 300 milliseconds to 600 milliseconds) has elapsed since the abnormality timer tc continues to be counted up without being cleared halfway in step S111. It is determined whether or not the value of the abnormality timer tc has reached a predetermined value or more. As a result of this determination, if the abnormality timer tc is counted up for a predetermined time T (Yes in S111), it can be determined that an abnormality has occurred in the
一方、ステップS113により、異常タイマtcが所定時間T続けてカウントアップされていないと判断した場合には(S111でNo)、角度センサ15には異常が生じていないものと判断できるため、再びステップS101に処理を移行して上述した一連の角度センサ15の異常検出処理を行う。
On the other hand, if it is determined in step S113 that the abnormality timer tc has not been counted up for a predetermined time T (No in S111), since it can be determined that no abnormality has occurred in the
また、ステップS107、S109、S111による各処理を削除して、ステップS105によるYesの判断処理の直後にステップS113を置き、またステップS105による処理によりNoの判断をした場合にはステップS101に処理を移行するように、当該異常検出処理の流れを変更しても良い。これにより、所定時間の経過を待つことなく、即座にステップS113により角度センサ15(角度センサ16)の異常発生通知を行うことができるので、異常検出処理の高速化を期待することができる。 Also, the processes in steps S107, S109, and S111 are deleted, and step S113 is placed immediately after the Yes determination process in step S105. If the determination in step S105 is No, the process proceeds to step S101. You may change the flow of the said abnormality detection process so that it may transfer. Thus, since the abnormality occurrence notification of the angle sensor 15 (angle sensor 16) can be immediately performed in step S113 without waiting for the elapse of a predetermined time, it is possible to expect an increase in the abnormality detection process.
ここで、ステップS103のサブルーチンによるステアリング角推定処理の流れを図21を参照して説明する。
図21に示すように、ステアリング角推定処理では、まずステップS151により、本処理が1回目であるか否かを判断する。本処理が1回目にあたる場合には(ステップS151でYes)、前回演算したステアリング角θS(n-1)を記憶していないため、ステップS153、S155、S157、S159によってステアリング角の初期値θS(1)を演算する処理を行う。
Here, the flow of the steering angle estimation process by the subroutine of step S103 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 21, in the steering angle estimation process, first, in step S151, it is determined whether or not this process is the first time. When this processing is the first time (Yes in step S151), the steering angle θ S (n−1) calculated last time is not stored, so that the initial value θ of the steering angle is obtained in steps S153, S155, S157, and S159. Processing for calculating S (1) is performed.
即ち、ステップS153では、角度センサ15によりステアリング角θ1(1)を取り込み、続くステップS155では、角度センサ16によりステアリング角θ2(1)を取り込み、さらにステップS157では、モータ回転角センサ19によりモータMの回転角θM(1)を取り込む処理を、それぞれ順次行う。
That is, in step S153, the steering angle θ 1 (1) is captured by the
そして、ステップS153によるステアリング角θ1(1)およびステップS155によるステアリング角θ2(1)の平均値として、現在のステアリング角を演算し、これをステアリング角の初期値θS(1)として記憶する。なお、ステアリング角θS(1)は、θS(1)=(θ1(1)+θ2(1))/2である。 Then, the current steering angle is calculated as an average value of the steering angle θ 1 (1) at step S153 and the steering angle θ 2 (1) at step S155, and this is stored as the initial value θ S (1) of the steering angle. To do. The steering angle θ S (1) is θ S (1) = (θ 1 (1) + θ 2 (1)) / 2.
一方、既に本処理を行っている場合には(ステップS151でNo)、前回演算したステアリング角θS(n-1)を記憶しているので、ステップS161に移行して、θS(n)=θS(n-1)+(θM(n)−θM(n-1))/Gによりステアリング推定角θS(n)を算出する。ここで、θM(n)は今回のモータ回転角、θM(n-1)は前回のモータ回転角を示し、またGは、図1に示す減速機17による減速比を示す。なお、このステップS161によるステアリング角の演算処理は、ステアリング角度推定手段127によって行われる。
このようなステップS151〜S161の一連の処理を終了すると、前述した角度センサ15の異常検出処理に戻り、ステップS105に処理を移行する。
On the other hand, if this processing has already been performed (No in step S151), since the steering angle θ S (n−1) calculated last time is stored, the process proceeds to step S161, and θ S (n). = θ S (n-1) + (θ M (n) -θ M (n-1)) / G by calculating the steering estimated angle θ S (n). Here, θ M (n) represents the current motor rotation angle, θ M (n−1) represents the previous motor rotation angle, and G represents the reduction ratio by the
When such a series of steps S151 to S161 is completed, the process returns to the above-described abnormality detection process of the
以上説明したように、第1実施形態の電気式動力舵取装置によると、ステアリング軸12とピニオン軸13とをトーションバー14により相対回転可能に連結し、ステアリング軸12の回転角を角度センサ15により、またピニオン軸13の回転角を角度センサ16により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段121により、ステアリング軸12の回転角およびピニオン軸13の回転角の少なくとも一方に基づいて、モータMにより発生させるアシスト力を決定し、また角度センサ15(または角度センサ16)により検出されたステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))と、ステアリング角度推定手段127により推定されたステアリング推定角θS(n)と、の偏差が所定値θ0 以上の時、角度センサ15(または角度センサ16)に異常が生じたことを角度センサ異常検出手段123によって検出する。
As described above, according to the electric power steering ToSo location of the first embodiment, relatively rotatably connected by a
これにより、ステアリング軸12の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸12の回転角とピニオン軸13の回転角との少なくとも一方からトーションバー14のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイール11の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。また、ステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))とステアリング推定角θS(n)との偏差|θ1(n)−θS(n)|(または|θ2(n)−θS(n)|)から角度センサ15(または角度センサ16)に異常が生じたことを検出することができるので、角度センサ15(または角度センサ16)の異常を検出し得る効果もある。
Accordingly, the rotation angle of the steering shaft 12 can be detected, and the torsion amount of the
また、第1実施形態の電気式動力舵取装置によると、ステアリング軸12とピニオン軸13とをトーションバー14により相対回転可能に連結し、ステアリング軸12の回転角を角度センサ15により、またピニオン軸13の回転角を角度センサ16により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段121により、ステアリング軸12の回転角およびピニオン軸13の回転角の少なくとも一方に基づいて、モータMにより発生させるアシスト力を決定し、また角度センサ15(または角度センサ16)により検出されたステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))と、ステアリング角度推定手段127により推定されたステアリング推定角θS(n)と、の偏差|θ1(n)−θS(n)|(または|θ2(n)−θS(n)|)が所定値θ0 以上になる状態が所定時間T継続したとき、角度センサ15(または角度センサ16)に異常が生じたことを角度センサ異常検出手段123によって検出する。
Further, according to the electric power steering ToSo location of the first embodiment, relatively rotatably connected by a
これにより、ステアリング軸12の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸12の回転角とピニオン軸13の回転角との少なくとも一方からトーションバー14のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイール11の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。また、ステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))とステアリング推定角θS(n)との偏差|θ1(n)−θS(n)|(または|θ2(n)−θS(n)|)を所定時間T継続して検出するので、さらに正確に角度センサ15(または角度センサ16)の異常を検出し得る効果もある。
Accordingly, the rotation angle of the steering shaft 12 can be detected, and the torsion amount of the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る電気式動力舵取装置を図22および図23に基づいて説明する。なお、この第2実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項1〜6に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
[Second Embodiment]
Next, an electric power steering apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. The electric power steering apparatus according to the second embodiment corresponds to the electric power steering apparatus according to
第2実施形態による電気式動力舵取装置では、前述した第1実施形態の電気式動力舵取装置を構成する角度センサ異常検出手段123による異常検出処理に変更を加えて、角度センサ15(または角度センサ16)により検出したステアリング軸12の回転角(以下、本第2実施形態において「ステアリング検出角」という)と、ステアリング角度推定手段127により推定したステアリング軸12の回転角(以下、本第2実施形態において「ステアリング推定角」という)と、の比に基づいて、角度センサ15(または角度センサ16)の異常を検出する。この点が第1実施形態のものと相違する。したがって、他の構成部分は第1実施形態の電気式動力舵取装置と実質的に同一の構成を採るため、それらの説明を省略し、また必要に応じて図1および図19を援用して説明する。 In the electric power steering apparatus according to the second embodiment, a change is made to the abnormality detection process by the angle sensor abnormality detection means 123 constituting the electric power steering apparatus of the first embodiment described above, and the angle sensor 15 (or The rotation angle of the steering shaft 12 detected by the angle sensor 16) (hereinafter referred to as “steering detection angle” in the second embodiment) and the rotation angle of the steering shaft 12 estimated by the steering angle estimating means 127 (hereinafter referred to as the present embodiment). In the second embodiment, an abnormality of the angle sensor 15 (or the angle sensor 16) is detected based on the ratio of the “steering estimated angle”). This point is different from that of the first embodiment. Therefore, since the other components have substantially the same configuration as that of the electric power steering apparatus of the first embodiment, the description thereof is omitted, and FIGS. 1 and 19 are used as necessary. explain.
図22に示すように、第2実施形態による電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段123(図19)において、以下の異常検出処理を行う。この角度センサの異常検出処理も、第1実施形態による異常検出処理と同様、例えば5ミリ秒間隔に発生する割り込み処理によって行われる。なお、以下、角度センサ15の異常検出処理の流れを説明するが、角度センサ16の異常検出処理も同様に行われることに留意されたい。
As shown in FIG. 22, the electric power steering apparatus according to the second embodiment performs the following abnormality detection process in the angle sensor abnormality detection means 123 (FIG. 19). The abnormality detection processing of the angle sensor is also performed by interrupt processing that occurs at intervals of 5 milliseconds, for example, as in the abnormality detection processing according to the first embodiment. Note that the flow of the abnormality detection process of the
まず、ステップS201により、角度センサ15によるステアリング角θ1(n)の取り込み処理を行う。次にステップS203により、サブルーチンであるステアリング角推定処理を行ってステアリング角θS(n)を取得する。このステアリング角推定処理の詳細は後述する(図23参照)。
First, in step S201, the steering angle θ 1 (n) is captured by the
次にステップS205により、ステアリング検出角θ1(n)とステアリング推定角θS(n)との回転方向が同一方向であるか否かを判断する。即ち、ステアリング角θ1(n)の回転方向とステアリング角θS(n)の回転方向とが、同一方向であるか反対方向であるかによって、異常判定に用いるパラメータ(例えばステアリング角比α、ステアリング偏差角比β)を変更することにより、より正確に角度センサ15の異常を検出することができるため、角度センサ15により検出したステアリング検出角θ1(n)とステアリング角推定処理により推定したステアリング推定角θS(n)とを乗算することにより求められる符号(正または負)により、回転が同一方向であるか否かをステップS207により判断する処理を行っている。
Next, in step S205, it is determined whether or not the rotation direction of the steering detection angle θ 1 (n) and the steering estimation angle θ S (n) are the same direction. That is, depending on whether the rotation direction of the steering angle θ 1 (n) and the rotation direction of the steering angle θ S (n) are the same direction or the opposite direction, parameters (for example, steering angle ratio α, Since the abnormality of the
そして、このステップS205により同一方向であると判断すると(ステップS205でYes)、ステップS207に移行してステアリング角比αを求める演算処理、つまりステアリング検出角θ1(n)をステアリング推定角θS(n)で割ることにより両者の比αを算出する。なお、このステアリング角比αは、特許請求の範囲(請求項1または2)に記載の「比α10」に相当するもので、角度センサ16の場合には、特許請求の範囲(請求項3または4)に記載の「比α20」に相当するものである。
If it is determined in step S205 that the directions are the same (Yes in step S205), the process proceeds to step S207 to calculate the steering angle ratio α, that is, the steering detection angle θ 1 (n) is calculated as the estimated steering angle θ S. The ratio α of both is calculated by dividing by (n). The steering angle ratio α corresponds to the “ratio α10” described in the claims (
次のステップS209により、第1所定値α1および第2所定値α2を後述する所定の演算処理により求め、この第1、第2所定値α1、α2で挟まれた範囲内に、ステアリング検出角θ1(n)とステアリング推定角θS(n)との比αが収まっているか否か(α2≦α≦α1)を続くステップS211により判断する。このステップS211による判断処理によって、当該範囲内に比αがあれば(S211でYes)、角度センサ15は正常である可能性があるので、ステップS215に処理を移行して異常タイマtcのクリア処理(tc=0)を行い、再びステップS201に処理を戻す。なお、この第1所定値α1および第2所定値α2は、特許請求の範囲(請求項1、2、5)に記載の「所定値α11」および「所定値α12」にそれぞれ相当するもので、角度センサ16の場合には、特許請求の範囲(請求項3、4、6)に記載の「所定値α21」および「所定値α22」にそれぞれ相当するものである。
In the next step S209, the first predetermined value α1 and the second predetermined value α2 are obtained by a predetermined calculation process to be described later, and the steering detection angle θ is within the range between the first and second predetermined values α1 and α2. Whether the ratio α between 1 (n) and the estimated steering angle θ S (n) is within the range (α2 ≦ α ≦ α1) is determined in the subsequent step S211. If it is determined in step S211 that the ratio α is within the range (Yes in S211), the
一方、当該範囲内に比αがなければ(S211でNo)、角度センサ15に異常を生じた可能性があるので、ステップS213に処理を移行して異常タイマtcのカウントアップ処理(tc=tc+1)を行い、さらにステップS217により異常タイマtcで途中でクリアされることなくカウントアップされ続けてから所定時間Tが経過しているか否か、つまり異常タイマtcの値が所定値以上に到達しているか否かの判断を行う。この判断により、異常タイマtcが所定時間T続けてカウントアップされている場合には(S217でYes)、角度センサ15に異常が生じているものと判断できるため、ステップS219により角度センサ15の異常発生を運転者に通知する処理を行う。そして、当該一連の異常検出処理の終了する。
On the other hand, if the ratio α is not within the range (No in S211), there is a possibility that an abnormality has occurred in the
また、ステップS205により同一方向ではない、つまりステアリング検出角θ1(n)とステアリング推定角θS(n)との回転方向が反対であると判断すると(ステップS205でNo)、ステップS221に移行してステアリング偏差角比βを求める演算処理、つまりステアリング検出角θ1(n)からステアリング推定角θS(n)を引いたものをステアリング推定角θS(n)で割って符号反転することにより(β=−(θ1(n)−θS(n))/θS(n))、ステアリング偏差角比βを算出する。なお、このステアリング偏差角比βは、特許請求の範囲(請求項1、2)に記載の「比β10」に相当するもので、角度センサ16の場合には、特許請求の範囲(請求項3、4)に記載の「比β20」に相当するものである。
If it is determined in step S205 that they are not in the same direction, that is, the rotation direction of the steering detection angle θ 1 (n) and the estimated steering angle θ S (n) is opposite (No in step S205), the process proceeds to step S221. processing, i.e. to sign inversion by dividing minus the steering estimated angle θ S (n) from the steering detection angle θ 1 (n) in the steering estimated angle θ S (n) which is determining the steering deviation angle ratio β and (Β = − (θ 1 (n) −θ S (n)) / θ S (n)) to calculate the steering deviation angle ratio β. The steering deviation angle ratio β corresponds to the “ratio β10” described in the claims (
そして、ステップS223により、第1所定値β1を後述する所定の演算処理により求め、この第1所定値β1よりもステップS221により求めたステアリング偏差角比βの方が小さいか否かをステップS225により判断する。このステップS225による判断処理によって、第1所定値β1よりもステアリング偏差角比βの方が小さいと判断できれば(S225でYes)、角度センサ15は正常である可能性があるので、ステップS229に処理を移行して異常タイマtcのクリア処理(tc=0)を行い、再びステップS201に処理を戻す。なお、この第1所定値β1は、特許請求の範囲(請求項1、2、5)に記載の「所定値β11」に相当するもので、角度センサ16の場合には、特許請求の範囲(請求項3、4、6)に記載の「所定値β21」に相当するものである。
Then, in step S223, the first predetermined value β1 is obtained by a predetermined calculation process to be described later, and whether or not the steering deviation angle ratio β obtained in step S221 is smaller than the first predetermined value β1 is determined in step S225. to decide. If it can be determined that the steering deviation angle ratio β is smaller than the first predetermined value β1 by the determination processing in step S225 (Yes in S225), the
一方、第1所定値β1よりもステアリング偏差角比βの方が小さいと判断できなければ(S225でNo)、角度センサ15に異常を生じた可能性があるので、ステップS227に処理を移行して異常タイマtcのカウントアップ処理(tc=tc+1)を行い、さらにステップS231により異常タイマtcで途中でクリアされることなくカウントアップされ続けてから所定時間T(例えば300ミリ秒〜600ミリ秒)が経過しているか否か、つまり異常タイマtcの値が所定値以上に到達しているか否かの判断を行う。この判断により、異常タイマtcが所定時間T続けてカウントアップされている場合には(S231でYes)、角度センサ15に異常が生じているものと判断できるため、ステップS219により角度センサ15の異常発生を運転者に通知する処理を行う。そして、当該一連の異常検出処理の終了する。
On the other hand, if it cannot be determined that the steering deviation angle ratio β is smaller than the first predetermined value β1 (No in S225), there is a possibility that an abnormality has occurred in the
ここで、ステップS203のサブルーチンによるステアリング角推定処理の流れを図23を参照して説明する。
図23に示すように、このステアリング角推定処理は、図21を参照して説明した第1実施形態によるステアリング角推定処理とほぼ同様の処理を行っている。即ち、図23に示すステップS251、S253、S255、S257、S259、S263は、図21に示すステップS151、S153、S155、S157、S159、S161に、それぞれ対応するもので、処理内容も実質的に同一であり、本第2実施形態によるステアリング角推定処理では、ステップS263の前にステップS261による処理が追加されている点が、第1実施形態によるステアリング角推定処理と異なるところである。
Here, the flow of the steering angle estimation process by the subroutine of step S203 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 23, this steering angle estimation process is performed in substantially the same manner as the steering angle estimation process according to the first embodiment described with reference to FIG. That is, steps S251, S253, S255, S257, S259, and S263 shown in FIG. 23 correspond to steps S151, S153, S155, S157, S159, and S161 shown in FIG. The steering angle estimation process according to the second embodiment is the same as the steering angle estimation process according to the first embodiment, except that the process at step S261 is added before step S263.
図23に示すように、まずステップS251により、本処理が1回目であるか否かを判断し、本処理が1回目にあたる場合には(ステップS251でYes)、ステップS153、S155、S157、S159によってステアリング角の初期値θS(1)を演算する処理を行う。 As shown in FIG. 23, first, in step S251, it is determined whether or not this processing is the first time. If this processing is the first time (Yes in step S251), steps S153, S155, S157, and S159 are performed. To calculate the steering angle initial value θ S (1).
ステップS253では、角度センサ15によりステアリング角θ1(1)を取り込み、続くステップS255では、角度センサ16によりステアリング角θ2(1)を取り込み、さらにステップS257では、モータ回転角センサ19によりモータMの回転角θM(1)を取り込む。そして、ステアリング角θ1(1)およびステアリング角θ2(1)の平均値として、現在のステアリング角を演算し、これをステアリング角の初期値θS(1)として記憶する(θS(1)=(θ1(1)+θ2(1))/2)。
In step S253, the steering angle θ 1 (1) is captured by the
一方、既に本処理を行っている場合には(ステップS251でNo)、前回演算したステアリング角θS(n-1)を記憶しているので、ステップS261に移行して、モータ回転角センサ19によりモータ回転角θM(n)を取り込み、さらにステップS263によって、θS(n)=θS(n-1)+(θM(n)−θM(n-1))/Gによりステアリング推定角θS(n)を算出する。ここで、θM(n)は今回のモータ回転角、θM(n-1)は前回のモータ回転角を示し、またGは、図1に示す減速機17による減速比を示す。なお、このステップS263によるステアリング角の演算処理は、ステアリング角度推定手段127によって行われる。
このようなステップS251〜S263の一連の処理を終了すると、前述した角度センサ15の異常検出処理に戻り、ステップS205に処理を移行する。
On the other hand, if this processing has already been performed (No in step S251), since the steering angle θ S (n−1) calculated last time is stored, the process proceeds to step S261, where the motor
When such a series of steps S251 to S263 is completed, the process returns to the above-described abnormality detection process of the
なお、ステップS213、S215、S217による各処理は、特許請求の範囲(請求項2、4)に記載の「比αxxが、〜になる状態が所定時間継続したとき」(xxは10または20)に相当するものである。またステップS227、S229、S231による各処理は、特許請求の範囲(請求項2、4)に記載の「比βxxが、〜になる状態が所定時間継続したとき」(xxは10または20)に相当するものである。
In addition, each process by step S213, S215, S217 is as described in a claim (
また、ステップS213、S215、S217による各処理を削除して、ステップS211によるNoの判断処理の直後にステップS219を置き、またステップS211による処理によりYesの判断をした場合にはステップS201に処理を移行するように、当該異常検出処理の流れを変更しても良い。さらにステップS227、S229、S231による各処理を削除して、ステップS225によるNoの判断処理の直後にステップS219を置き、またステップS225による処理によりYesの判断をした場合にはステップS201に処理を移行するように、当該異常検出処理の流れを変更しても良い。 In addition, the processes in steps S213, S215, and S217 are deleted, and step S219 is placed immediately after the No determination process in step S211. If the determination in step S211 determines Yes, the process proceeds to step S201. You may change the flow of the said abnormality detection process so that it may transfer. Further, the processes in steps S227, S229, and S231 are deleted, and step S219 is placed immediately after the No determination process in step S225. If the determination in step S225 is Yes, the process proceeds to step S201. As such, the flow of the abnormality detection process may be changed.
これにより、所定時間の経過を待つことなく、即座にステップS219により角度センサ15(角度センサ16)の異常発生通知を行うことができるので、異常検出処理の高速化を期待することができる。 As a result, it is possible to immediately notify the occurrence of abnormality of the angle sensor 15 (angle sensor 16) in step S219 without waiting for the elapse of a predetermined time, so that the speed of the abnormality detection process can be expected.
さらに、ステップS205により、ステアリング検出角θ1(n)とステアリング推定角θS(n)との回転方向が同一方向であるか否かを判断する処理を行っているが、異常検出処理全体を簡素かつ高速化する観点から、ステップS205、S221、S223、S225、S227、S229、S231による各処理を削除しても良い。 Further, in step S205, a process of determining whether or not the rotation direction of the steering detection angle θ 1 (n) and the steering estimation angle θ S (n) is the same direction is performed. From the viewpoint of simplifying and increasing the speed, the processes in steps S205, S221, S223, S225, S227, S229, and S231 may be deleted.
ここで、ステップS209で行う「第1、第2所定値α1、α2の演算」およびステップS223で行う「第1所定値β1の演算」について、説明する。
上述した角度センサ15、16には、機械的に生じ得る減速機17のバックラッシュやトーションバー14のねじれ角を要因とする「検出誤差」を生じ得ることから、角度センサ15、16により検出されるステアリング角θ1、θ2には、ある所定値以下の偏差を有することがわかっている。そのため、本第2実施形態では、ステップS209により第1所定値α1および第2所定値α2、ステップS223により第1所定値β1を、それぞれ演算することによって、当該偏差による影響を吸収している。
Here, “calculation of the first and second predetermined values α1 and α2” performed in step S209 and “calculation of the first predetermined value β1” performed in step S223 will be described.
The above-described
以下、これらの所定値α1、α2、β1の算出方法について説明する。
まず、減速機17のバックラッシュ等により生じる偏差(所定値)をΔθ0 (Δθ0 >0)とすると、|θ1(n)−θS(n)|≦Δθ0 を満たす。
ここで、実際に生じ得る偏差をΔθとすると、θ1(n)=θS(n)+Δθであるから、ステアリング検出角θ1(n)とステアリング推定角θS(n)との回転方向が同一方向、即ちθ1(n)・θS(n)>0のとき、θ1(n)=θS(n)+Δθの両辺をθS(n)で割ると、次の式(3)が得られる。また角度センサ15、16が正常であれば、−Δθ0 ≦Δθ≦Δθ0 の関係を満たしているので、式(3)は次の式(4)に変形することができる。
Hereinafter, a method of calculating these predetermined values α1, α2, and β1 will be described.
First, assuming that a deviation (predetermined value) caused by backlash of the
Here, assuming that the deviation that can actually occur is Δθ, θ 1 (n) = θ S (n) + Δθ, and therefore the rotation direction between the steering detection angle θ 1 (n) and the estimated steering angle θ S (n) Are in the same direction, that is, θ 1 (n) · θ S (n)> 0, both sides of θ 1 (n) = θ S (n) + Δθ are divided by θ S (n) to obtain the following equation (3 ) Is obtained. Further, if the
したがって、角度センサ15、16が正常であるか否かは、次の式(5)による判定閾値α1、α2によって判断することができる。
Therefore, whether or not the
一方、ステアリング検出角θ1(n)とステアリング推定角θS(n)との回転方向が反対方向、即ちθ1(n)・θS(n)<0のとき、θ1(n)=θS(n)+Δθの両辺をθS(n)で割ると、次の式(6)、(7)が得られる。
ここで、角度センサ15、16が正常であれば、θS(n)<0(θ1(n)>0)のときにはΔθ=θ1(n)−θS(n)>0よりΔθ≦Δθ0 を満足するので、式(6)、(7)は次の式(8)に変形できる。同様に、θS(n)>0(θ1(n)<0)のときも、次式(8)が得られる。
On the other hand, when the rotation direction of the steering detection angle θ 1 (n) and the estimated steering angle θ S (n) is opposite, that is, θ 1 (n) · θ S (n) <0, θ 1 (n) = When both sides of θ S (n) + Δθ are divided by θ S (n), the following equations (6) and (7) are obtained.
Here, if the
したがって、角度センサ15、16が正常であるか否かは、次の式(9)による判定閾値β1によって判断することができる。
Therefore, whether or not the
このようにして所定値α1、α2、β1は演算されるので、これらの所定値は、角度センサ15(または角度センサ16)により検出されたステアリング検出角またはステアリング角度推定手段127により推定されたステアリング推定角に基づいて変化する。つまり、ステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))あるいはステアリング推定角θS(n)の変化に動的に対応して、角度センサ15(または角度センサ16)の異常の有無を判断することができる。なお、上述したΔθ0 は、トーションバー14のマニュアルストッパを考慮して、例えば12゜(±6゜)に設定されている。
Since the predetermined values α1, α2, and β1 are thus calculated, these predetermined values are detected by the steering angle detected by the angle sensor 15 (or the angle sensor 16) or the steering angle estimating means 127. It changes based on the estimated angle. That is, whether the angle sensor 15 (or the angle sensor 16) is abnormal in response to a change in the steering detection angle θ 1 (n) (or θ 2 (n)) or the estimated steering angle θ S (n). Can be judged. Note that Δθ 0 described above is set to 12 ° (± 6 °), for example, in consideration of the manual stopper of the
以上説明したように、第2実施形態の電気式動力舵取装置によると、ステアリング軸12とピニオン軸13とをトーションバー14により相対回転可能に連結し、ステアリング軸12の回転角を角度センサ15により、またピニオン軸13の回転角を角度センサ16により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段121により、ステアリング軸12の回転角およびピニオン軸13の回転角の少なくとも一方に基づいて、モータMにより発生させるアシスト力を決定し、また角度センサ15(または角度センサ16)により検出されたステアリング軸12の回転角θ1(n)(またはθ2(n))と、ステアリング角度推定手段127により推定されたステアリング軸12の推定回転角θS(n)と、の比α(α10)が、所定値α1(α11)以上所定値α2(α12)以下の時、角度センサ15(または角度センサ16)に異常が生じたことを検出する。
As described above, according to the electric power steering ToSo location of the second embodiment, relative rotatably connected by a
これにより、ステアリング軸12の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸12の回転角とピニオン軸13の回転角との少なくとも一方からトーションバー14のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイール11の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。また、ステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))とステアリング推定角θS(n)との比α(α10)から、角度センサ15(または角度センサ16)に異常が生じたことを検出することができるので、角度センサ15(または角度センサ16)の異常を検出し得る効果もある。
Accordingly, the rotation angle of the steering shaft 12 can be detected, and the torsion amount of the
また、第2実施形態の電気式動力舵取装置によると、ステアリング軸12とピニオン軸13とをトーションバー14により相対回転可能に連結し、ステアリング軸12の回転角を角度センサ15により、またピニオン軸13の回転角を角度センサ16により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段121により、ステアリング軸12の回転角およびピニオン軸13の回転角の少なくとも一方に基づいて、モータMにより発生させるアシスト力を決定し、また角度センサ15(または角度センサ16)により検出されたステアリング軸12の回転角θ1(n)(またはθ2(n))と、ステアリング角度推定手段127により推定されたステアリング軸12の推定回転角θS(n)と、の比α(α10)が、所定値α1(α11)以上所定値α2(α12)以下になる状態が所定時間T継続したとき、角度センサ15(または角度センサ16)に異常が生じたことを検出する。
Further, according to the electric power steering ToSo location of the second embodiment, relative rotatably connected by a
これにより、ステアリング軸12の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸12の回転角とピニオン軸13の回転角との少なくとも一方からトーションバー14のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイール11の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。また、角度センサ15(または角度センサ16)により、ステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))とステアリング推定角θS(n)との比α(α10)を所定時間T継続して検出するので、さらに正確に角度センサ15(または角度センサ16)の異常を検出し得る効果もある。
Accordingly, the rotation angle of the steering shaft 12 can be detected, and the torsion amount of the
さらに、第2実施形態の電気式動力舵取装置(請求項1または請求項3に記載の電気式動力舵取装置に相当)によると、ステアリング軸12とピニオン軸13とをトーションバー14により相対回転可能に連結し、ステアリング軸12の回転角を角度センサ15により、またピニオン軸13の回転角を角度センサ16により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段121により、ステアリング軸12の回転角およびピニオン軸13の回転角の少なくとも一方に基づいて、モータMにより発生させるアシスト力を決定し、また角度センサ15(または角度センサ16)により検出されたステアリング軸12の回転角θ1(n)()またはθ2(n))と、ステアリング角度推定手段127により推定されたステアリング軸12の推定回転角θS(n)と、がそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α(α10)が、所定値α1(α11)以上所定値α2(α12)以下の時、または角度センサ15(または角度センサ16)より検出されたステアリング軸12の回転角と、ステアリング角度推定手段127により推定されたステアリング軸12の推定回転角θS(n)と、が互いに反対方向に回るときに比β1(β10)が、所定値β1(β11)以上の時、それぞれ角度センサ15(または角度センサ16)に異常が生じたことを検出する。
Furthermore, according to the electric power steering apparatus of the second embodiment (corresponding to the electric power steering apparatus according to
これにより、ステアリング軸12の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸12の回転角とピニオン軸13の回転角との少なくとも一方からトーションバー14のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイール11の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。また、角度センサ15(または角度センサ16)により、ステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))とステアリング推定角θS(n)との比α(α10、β10)を回転方向に応じて各々に設定された所定値α1(α11)、α2(α12)、β(β11)と比較して検出するので、より正確に角度検出手段の異常を検出し得る効果もある。
Accordingly, the rotation angle of the steering shaft 12 can be detected, and the torsion amount of the
さらにまた、第2実施形態の電気式動力舵取装置(請求項2または請求項4に記載の電気式動力舵取装置に相当)によると、ステアリング軸12とピニオン軸13とをトーションバー14により相対回転可能に連結し、ステアリング軸12の回転角を角度センサ15により、またピニオン軸13の回転角を角度センサ16により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段121により、ステアリング軸12の回転角およびピニオン軸13の回転角の少なくとも一方に基づいて、モータMにより発生させるアシスト力を決定し、また角度センサ15(または角度センサ16)により検出されたステアリング軸12の回転角θ1(n)(またはθ2(n))と、ステアリング角度推定手段127により推定されたステアリング軸12の推定回転角θS(n)と、がそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α(α10)が、所定値α1(α11)以上所定値α2(α12)以下になる状態が所定時間継続したとき、または角度センサ15(または角度センサ16)より検出されたステアリング軸12の回転角と、ステアリング角度推定手段127により推定されたステアリング軸12の推定回転角θS(n)と、が互いに反対方向に回るときに比β1(β10)が、所定値β1(β11)以上になる状態が所定時間継続したとき、それぞれ角度センサ15(または角度センサ16)に異常が生じたことを検出する。
Furthermore, according to the electric power steering apparatus of the second embodiment (corresponding to the electric power steering apparatus according to
これにより、ステアリング軸12の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸12の回転角とピニオン軸13の回転角との少なくとも一方からトーションバー14のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイール11の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。また、角度センサ15(または角度センサ16)により、ステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))とステアリング推定角θS(n)との比α(α10、β10)を回転方向に応じて各々に設定された所定値α1(α11)、α2(α12)、β(β11)と比較し所定時間継続して検出するので、一層正確に角度検出手段の異常を検出し得る効果もある。
Accordingly, the rotation angle of the steering shaft 12 can be detected, and the torsion amount of the
また、第2実施形態の電気式動力舵取装置(請求項5または請求項6に記載の電気式動力舵取装置に相当)によると、所定値α1(α11、α21)、α2(α12、α22)、β1(β11、β21)は、角度センサ15(または角度センサ16)により検出されたステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))またはステアリング角度推定手段127により推定されたステアリング推定角θS(n)に基づいて変化するので、ステアリング検出角θ1(n)(またはθ2(n))あるいはステアリング推定角θS(n)の変化に動的に対応して、角度センサ15(または角度センサ16)の異常の有無を判断することができる。したがって、より一層正確に角度センサ15(または角度センサ16)の異常を検出し得る効果がある。 Further, according to the electric power steering apparatus of the second embodiment (corresponding to the electric power steering apparatus according to claim 5 or 6 ), predetermined values α1 (α11, α21), α2 (α12, α22). ), Β1 (β11, β21) is the steering detection angle θ 1 (n) (or θ 2 (n)) detected by the angle sensor 15 (or angle sensor 16) or the steering angle estimated by the steering angle estimation means 127. since changes based on the estimated angle θ S (n), dynamically in response to changes in the steering detection angle θ 1 (n) (or θ 2 (n)) or the steering estimated angle θ S (n), the angle Whether or not the sensor 15 (or the angle sensor 16) is abnormal can be determined. Therefore, there is an effect that the abnormality of the angle sensor 15 (or the angle sensor 16) can be detected more accurately.
10 電気式動力舵取装置
11 ステアリングホイール
12 ステアリング軸
13 ピニオン軸 (操舵機構軸)
14 トーションバー (弾性部材)
15 角度センサ (第1の角度検出手段)
16 角度センサ (第2の角度検出手段)
18 ラックピニオン (操舵機構)
19 モータ回転角センサ (モータ回転角検出推定手段)
20 ECU
21、31、41、51、61、71、81、91、111、121、131
アシストトルク決定手段(アシスト力決定手段)
23 電流制御手段
25 モータ駆動手段
27 モータ電流検出手段
43、53、63、73、83、93、123、133
角度センサ異常検出手段(異常検出手段)
55、77 車速センサ (車速検出推定手段)
65、75 ステアリング角速度推定手段
85 出力制限ゲイン演算部
95 出力電流最大値制限手段
97 出力電流最大値制限演算部
127 ステアリング角度推定手段
M モータ
θ1 ステアリング軸の回転角
θ2 ピニオン軸の回転角 (操舵機構軸の回転角)
ΔθH トーションバーねじれ角(偏差)
DESCRIPTION OF
14 Torsion bar (elastic member)
15 Angle sensor (first angle detection means)
16 Angle sensor (second angle detection means)
18 rack and pinion (steering mechanism)
19 Motor rotation angle sensor (Motor rotation angle detection estimation means)
20 ECU
21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 111, 121, 131
Assist torque determination means (assist force determination means)
23 Current control means 25 Motor drive means 27 Motor current detection means 43, 53, 63, 73, 83, 93, 123, 133
Angle sensor abnormality detection means (abnormality detection means)
55, 77 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection estimation means)
65, 75 Steering angular velocity estimating means 85 Output limit
Δθ H Torsion bar twist angle (deviation)
Claims (6)
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記モータのアシスト力を所定の減速比で前記操舵機構軸に伝達する減速機と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第1の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第2の角度検出手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第2の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、
前記モータの回転角を検出または推定するモータ回転角検出推定手段と、
前記モータ回転角検出推定手段により検出または推定されたモータ回転角に基づいて前記ステアリング軸の回転角を推定するステアリング角度推定手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角と、がそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α10が、所定値α11以上所定値α12以下であり前記所定値α11が前記所定値α12以下の時、または前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角と、が互いに反対方向に回るときに、前記ステアリング軸の回転角から前記ステアリング軸の推定回転角を引いたものを前記ステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β10が、前記減速機のバックラッシュにより生じる偏差を前記ステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β11以上の時、それぞれ前記第1の角度検出手段に異常が生じたことを検出する第1の角度異常検出手段と、
を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。 An electric power steering device that detects a steering state and assists steering by generating an assist force according to the steering state by a motor,
An elastic member for connecting a steering shaft connected to the steering wheel and a steering mechanism shaft connected to the steering mechanism so as to be relatively rotatable;
A speed reducer that transmits the assist force of the motor to the steering mechanism shaft at a predetermined speed reduction ratio;
First angle detection means for detecting a rotation angle of the steering shaft;
Second angle detection means for detecting a rotation angle of the steering mechanism shaft;
The motor generated by the motor based on either the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means or the rotation angle of the steering mechanism shaft detected by the second angle detection means. Assist force determining means for determining the assist force;
Motor rotation angle detection estimating means for detecting or estimating the rotation angle of the motor;
Steering angle estimation means for estimating the rotation angle of the steering shaft based on the motor rotation angle detected or estimated by the motor rotation angle detection estimation means;
When the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotate in the same direction, the ratio α10 of both angles Is a predetermined value α11 or more and a predetermined value α12 or less , and when the predetermined value α11 is the predetermined value α12 or less , or the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means, and the steering angle estimation means When the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the above is rotated in the opposite direction, the rotation angle of the steering shaft minus the estimated rotation angle of the steering shaft is divided by the estimated rotation angle of the steering shaft. The ratio β10, which is a value obtained by reversing the sign, represents the deviation caused by the backlash of the reducer as the absolute value of the estimated rotation angle of the steering shaft When more than a predetermined value β11 is divided by a first angle abnormality detecting means for detecting that an abnormality occurs in each of the first angle detection means,
An electric power steering apparatus comprising:
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記モータのアシスト力を所定の減速比で前記操舵機構軸に伝達する減速機と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第1の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第2の角度検出手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第2の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、
前記モータの回転角を検出または推定するモータ回転角検出推定手段と、
前記モータ回転角検出推定手段により検出または推定されたモータ回転角に基づいて前記ステアリング軸の回転角を推定するステアリング角度推定手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角とがそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α10が、所定値α11以上所定値α12以下であり前記所定値α11が前記所定値α12以下になる状態が所定時間継続したとき、または前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角とが互いに反対方向に回るときに、前記ステアリング軸の回転角から前記ステアリング軸の推定回転角を引いたものを前記ステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β10が、前記減速機のバックラッシュにより生じる偏差を前記ステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β11以上になる状態が所定時間継続したとき、それぞれ前記第1の角度検出手段に異常が生じたことを検出する第1の角度異常検出手段と、
を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。 An electric power steering device that detects a steering state and assists steering by generating an assist force according to the steering state by a motor,
An elastic member for connecting a steering shaft connected to the steering wheel and a steering mechanism shaft connected to the steering mechanism so as to be relatively rotatable;
A speed reducer that transmits the assist force of the motor to the steering mechanism shaft at a predetermined speed reduction ratio;
First angle detection means for detecting a rotation angle of the steering shaft;
Second angle detection means for detecting a rotation angle of the steering mechanism shaft;
The motor generated by the motor based on either the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means or the rotation angle of the steering mechanism shaft detected by the second angle detection means. Assist force determining means for determining the assist force;
Motor rotation angle detection estimating means for detecting or estimating the rotation angle of the motor;
Steering angle estimation means for estimating the rotation angle of the steering shaft based on the motor rotation angle detected or estimated by the motor rotation angle detection estimation means;
When the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotate in the same direction, the ratio α10 of both angles is The steering shaft rotation angle detected when the state where the predetermined value α11 is equal to or greater than the predetermined value α12 and the predetermined value α11 is equal to or smaller than the predetermined value α12 continues for a predetermined time, When the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotates in a direction opposite to each other, a value obtained by subtracting the estimated rotation angle of the steering shaft from the rotation angle of the steering shaft The ratio β10, which is the value obtained by dividing the estimated rotation angle and reversing the sign, shows the deviation caused by the backlash of the reducer as the stearin. A first angle abnormality for detecting that an abnormality has occurred in each of the first angle detection means when a state where the value becomes equal to or greater than a predetermined value β11, which is a value divided by the absolute value of the estimated rotation angle of the shaft, continues for a predetermined time. Detection means;
An electric power steering apparatus comprising:
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記モータのアシスト力を所定の減速比で前記操舵機構軸に伝達する減速機と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第1の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第2の角度検出手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第2の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、
前記モータの回転角を検出または推定するモータ回転角検出推定手段と、
前記モータ回転角検出推定手段により検出または推定されたモータ回転角に基づいて前記ステアリング軸の回転角を推定するステアリング角度推定手段と、
前記第2の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角と、がそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α20が、所定値α21以上所定値α22以下であり前記所定値α21が前記所定値α22以下の時、または前記第2の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角と、が互いに反対方向に回るときに、前記ステアリング軸の回転角から前記ステアリング軸の推定回転角を引いたものを前記ステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β20が、前記減速機のバックラッシュにより生じる偏差を前記ステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β21以上の時、それぞれ前記第2の角度検出手段に異常が生じたことを検出する第2の角度異常検出手段と、
を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。 An electric power steering device that detects a steering state and assists steering by generating an assist force according to the steering state by a motor,
An elastic member for connecting a steering shaft connected to the steering wheel and a steering mechanism shaft connected to the steering mechanism so as to be relatively rotatable;
A speed reducer that transmits the assist force of the motor to the steering mechanism shaft at a predetermined speed reduction ratio;
First angle detection means for detecting a rotation angle of the steering shaft;
Second angle detection means for detecting a rotation angle of the steering mechanism shaft;
The motor generated by the motor based on either the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means or the rotation angle of the steering mechanism shaft detected by the second angle detection means. Assist force determining means for determining the assist force;
Motor rotation angle detection estimating means for detecting or estimating the rotation angle of the motor;
Steering angle estimation means for estimating the rotation angle of the steering shaft based on the motor rotation angle detected or estimated by the motor rotation angle detection estimation means;
When the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotate in the same direction, the ratio α20 of both angles Is a predetermined value α21 or more and a predetermined value α22 or less , and when the predetermined value α21 is the predetermined value α22 or less , or the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection means, and the steering angle estimation means When the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the above is rotated in the opposite direction, the rotation angle of the steering shaft minus the estimated rotation angle of the steering shaft is divided by the estimated rotation angle of the steering shaft. The ratio β20, which is a value obtained by reversing the sign, represents the deviation caused by the backlash of the speed reducer as the absolute value of the estimated rotation angle of the steering shaft. When more than a predetermined value β21 is divided by a second angle abnormality detecting means for detecting that an abnormality occurs in each of the second angle detecting means,
An electric power steering apparatus comprising:
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記モータのアシスト力を所定の減速比で前記操舵機構軸に伝達する減速機と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第1の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第2の角度検出手段と、
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第2の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、
前記モータの回転角を検出または推定するモータ回転角検出推定手段と、
前記モータ回転角検出推定手段により検出または推定されたモータ回転角に基づいて前記ステアリング軸の回転角を推定するステアリング角度推定手段と、
前記第2の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角とがそれぞれ同一方向に回るときに両角度の比α20が、所定値α21以上所定値α22以下であり前記所定値α21が前記所定値α22以下になる状態が所定時間継続したとき、または前記第2の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角と、前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角とが互いに反対方向に回るときに、前記ステアリング軸の回転角から前記ステアリング軸の推定回転角を引いたものを前記ステアリング軸の推定回転角で割って符号反転した値である比β20が、前記減速機のバックラッシュにより生じる偏差を前記ステアリング軸の推定回転角の絶対値で割った値である所定値β21以上になる状態が所定時間継続したとき、それぞれ前記第2の角度検出手段に異常が生じたことを検出する第2の角度異常検出手段と、を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。 An electric power steering device that detects a steering state and assists steering by generating an assist force according to the steering state by a motor,
An elastic member for connecting a steering shaft connected to the steering wheel and a steering mechanism shaft connected to the steering mechanism so as to be relatively rotatable;
A speed reducer that transmits the assist force of the motor to the steering mechanism shaft at a predetermined speed reduction ratio;
First angle detection means for detecting a rotation angle of the steering shaft;
Second angle detection means for detecting a rotation angle of the steering mechanism shaft;
The motor generated by the motor based on either the rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection means or the rotation angle of the steering mechanism shaft detected by the second angle detection means. Assist force determining means for determining the assist force;
Motor rotation angle detection estimating means for detecting or estimating the rotation angle of the motor;
Steering angle estimation means for estimating the rotation angle of the steering shaft based on the motor rotation angle detected or estimated by the motor rotation angle detection estimation means;
When the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection means and the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation means rotate in the same direction, the ratio α20 of both angles is When the state where the predetermined value α21 is equal to or greater than the predetermined value α22 and is equal to or smaller than the predetermined value α22 continues for a predetermined time, or the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection means When the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimating means rotates in the opposite direction, a value obtained by subtracting the estimated rotation angle of the steering shaft from the rotation angle of the steering shaft The ratio β20, which is a value obtained by dividing the estimated rotation angle and reversing the sign, shows the deviation caused by the backlash of the reducer as the stearin. A second angle abnormality for detecting that an abnormality has occurred in the second angle detection means when a state where the value becomes equal to or greater than a predetermined value β21, which is a value divided by the absolute value of the estimated rotation angle of the shaft, continues for a predetermined time. And an electric power steering apparatus.
前記第1の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角または前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角に基づいて変化することを特徴とする請求項1または2に記載の電気式動力舵取装置。 The predetermined value α11, the predetermined value α12, and the predetermined value β11 are:
3. The method according to claim 1, wherein the steering angle changes based on a rotation angle of the steering shaft detected by the first angle detection unit or an estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation unit. The electric power steering apparatus as described.
前記第2の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角または前記ステアリング角度推定手段により推定された前記ステアリング軸の推定回転角に基づいて変化することを特徴とする請求項3または4に記載の電気式動力舵取装置。 The predetermined value α21, the predetermined value α22, and the predetermined value β21 are:
5. The method according to claim 3, wherein the steering angle changes based on the rotation angle of the steering shaft detected by the second angle detection unit or the estimated rotation angle of the steering shaft estimated by the steering angle estimation unit. The electric power steering apparatus as described.
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