JP4857991B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering apparatus capable of suppressing a peak torque to be transmitted to a torque transmission member when the apparatus reaches the steering limit position without adding any separate steering angle sensor or the like. <P>SOLUTION: The electric power steering apparatus has an electric motor 12 for generating a steering assist torque to a steering mechanism and a motor control part 24 for controlling the electric motor 12 by a pulse-width modulating signal in accordance with a current command value corresponding to a steering torque. The motor control part 24 has a motor torque detection part 67 detecting a motor torque of the electric motor 12, a motor torque change rate detection part 68 calculating the change rate of the detected motor torque, and a duty ratio limiting part 64 fixing a duty ratio of the pulse-width modulating signal to a predetermined value for limiting a torque transmitted to a torque transmitting member disposed between a steering shaft of a steering mechanism and a steering road wheel when a calculated torque change rate is not less than a threshold value for judging a steering limit position. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、ステアリング機構に操舵補助力を与える電動モータと、前記電流指令値に基づいて電動モータを制御するモータ制御部とを備えた電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention includes a current command value calculation unit that calculates a current command value based on at least a steering torque, an electric motor that applies a steering assist force to a steering mechanism, and a motor control unit that controls the electric motor based on the current command value And an electric power steering apparatus.

従来、ステアリング装置として運転者がステアリングホイールを操舵する操舵トルクに応じて電動モータ駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が普及している。
一般に、ステアリング機構では、ステアリングホイールを中立位置から左及び右の何れの操舵方向に操舵を続けると、ステアリングホイールの操作量がその最大値に相当する最大舵角に達すると、ステアリング機構がメカニカルストッパに当接してそれ以上の操舵ができない操舵限界位置となる。このような操舵限界位置となって、メカニカルストッパに当接する状態となることを所謂端当てと称している。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a steering device, an electric power steering device that applies a steering assist force to a steering mechanism by driving an electric motor in accordance with a steering torque for a driver to steer a steering wheel has been widespread.
In general, in a steering mechanism, if the steering wheel is continuously steered in either the left or right steering direction from the neutral position, when the steering wheel operation amount reaches a maximum steering angle corresponding to the maximum value, the steering mechanism is mechanically stopped. It becomes a steering limit position where it cannot touch any further. Such a steering limit position is referred to as a so-called end pad.

そして、ステアリングホイールが素早く操作される場合即ち操舵速度が大きい場合には、電動パワーステアリング装置で発生する操舵補助力も大きくなり、端当ての際に生じる衝撃力が大きなものとなり、その結果、ステアリング機構の耐久性が低下したり、操舵操作において運転者が不快感を覚えたりすることがある。
このため、従来、端当て時の衝撃を緩和するように構成された電動パワーステアリング装置として、舵角が最大舵角近傍の所定舵角を超えると電動機の操舵補助トルクを低減補正するアンローダ補正部を有し、このアンローダ補正部は、操舵速度が速いほど前記補助操舵トルクの低減補正量を増大修正することを特徴とする電動パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 When the steering wheel is operated quickly, that is, when the steering speed is high, the steering assist force generated by the electric power steering device is also increased, and the impact force generated at the time of end contact is increased, resulting in a steering mechanism. The durability of the vehicle may decrease, or the driver may feel uncomfortable during the steering operation.
For this reason, conventionally, as an electric power steering device configured to relieve impact at the time of end contact, an unloader correction unit that reduces and corrects the steering assist torque of the motor when the rudder angle exceeds a predetermined rudder angle near the maximum rudder angle There is known an electric power steering device in which the unloader correction unit increases and corrects the reduction correction amount of the auxiliary steering torque as the steering speed increases (see, for example, Patent Document 1).

また、操舵輪が所定の最大舵角に接近して減衰開始舵角を超えたことが検出された場合に、電動モータの駆動力を減衰させる減衰手段と、操舵輪の負荷及び操舵輪の操舵速度に応じて前記減衰開始舵角を設定する減衰開始舵角設定手段とを備えた電気式パワーステアリング装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
ところが、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、最大舵角近傍において操舵補助トルクの低減補正量を増大修正するようにしているので、舵角を検出するセンサが必要となると共に、操舵速度が速い場合には、電動機の慣性により、必ずしも端当て時の衝撃を十分に緩和することができないという未解決の課題がある。 In addition, when it is detected that the steered wheel approaches the predetermined maximum steering angle and exceeds the attenuation start steering angle, a damping unit that attenuates the driving force of the electric motor, the load on the steering wheel, and the steering wheel steering There is also known an electric power steering device including an attenuation start steering angle setting unit that sets the attenuation start steering angle according to speed (for example, see Patent Document 2).
However, in the conventional example described in Patent Document 1, the reduction correction amount of the steering assist torque is increased and corrected in the vicinity of the maximum steering angle, so that a sensor for detecting the steering angle is required, When the steering speed is high, there is an unresolved problem that the impact at the time of end contact cannot always be sufficiently mitigated due to the inertia of the electric motor.

また、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、操舵輪の負荷及び操舵輪の操舵速度に応じて減衰開始舵角を設定するので、操舵速度が高速である場合には、最大舵角と減衰開始舵角との差を大きくする（電動モータの駆動力を減衰させる時点を早める）ことで、モータ慣性によって端当て時に大きな衝撃が発生することを防止することが可能となるものであるが、操舵輪の操舵速度を検出するセンサが必要になると共に、ステアリングホイールを最大舵角近傍から中立位置へ向かって切り戻す場合には、電動モータの駆動力の減衰により、操舵補助力が不十分となって操舵フィーリングが悪化するという未解決の課題がある。   Further, in the conventional example described in Patent Document 2, since the attenuation start steering angle is set according to the load on the steered wheel and the steering speed of the steered wheel, the maximum rudder is obtained when the steering speed is high. By increasing the difference between the angle and the attenuation start steering angle (accelerating the time when the driving force of the electric motor is attenuated), it is possible to prevent a large impact from being generated at the time of end contact due to the motor inertia. However, a sensor for detecting the steering speed of the steered wheel is required, and when the steering wheel is turned back from the vicinity of the maximum steering angle toward the neutral position, the steering assist force is reduced due to the attenuation of the driving force of the electric motor. There is an unsolved problem that the steering feeling becomes worse due to insufficiency.

これらの未解決の課題を解決するために、機械的に端当ての衝撃を低減することが考えられている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３に記載の発明では、電動モータから操舵輪への操舵力伝達系の途中であって、電動モータから伝えられるトルクが作用する部分に、該部分に作用するトルクが所定値に達した場合に当該トルクの伝達を制限するトルクリミッタを設けることにより、操舵輪がステアリングエンドに達した時等、操舵輪の操舵動作が急激に停止した場合に瞬間的に増加する電動モータの回転エネルギによるトルクをトルクリミッタにより制限し、所定値以上のトルクの操舵輪側への電動を阻止して大きな衝撃力の発生を防止するようにしている。
特開２００１−２５３３５６号公報（第１頁、図２、図７） 特開２００１−３０９３３号公報（第１頁、図２、図３） 特開２０００−３３５４３１号公報（第１頁、図２、図３） In order to solve these unsolved problems, it is considered to mechanically reduce the impact of the end pad (see, for example, Patent Document 3). In the invention described in Patent Document 3, the torque acting on the part reaches the predetermined value in the middle of the steering force transmission system from the electric motor to the steered wheel where the torque transmitted from the electric motor acts. In this case, by providing a torque limiter that limits the transmission of the torque, the rotational energy of the electric motor that increases instantaneously when the steering operation of the steering wheel stops suddenly, such as when the steering wheel reaches the steering end. Is limited by a torque limiter to prevent the generation of a large impact force by preventing electric power to the steering wheel side with a torque of a predetermined value or more.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-253356 (first page, FIG. 2, FIG. 7) JP 2001-30933 A (first page, FIG. 2, FIG. 3) JP 2000-335431 A (first page, FIG. 2, FIG. 3)

ところで、端当て時やタイヤが縁石に当接した時のように操舵限界位置に達した時の衝撃荷重が及ぼす影響のうち、ステアリングシャフトとステアリングギヤとの間に介挿されたトルク伝達部材としての中間シャフトに与える影響が大きな問題となり、この中間シャフトの耐久性が低下するという問題がある。
上記各従来例にあっては、ステアリング機構がメカニカルストッパに当接する端当て時やタイヤが縁石等に当接した時などの操舵限界位置となった時の衝撃を緩和できるものであるが、第１及び第２の従来例のようにソフトウェアによる対策では、ステアリングホイールの絶対角度情報を使用するため、高精度の舵角センサ又は絶対舵角推定機能が必要となり、横滑り防止装置用の低精度の舵角センサを流用することはできず、高価な舵角センサや絶対舵角推定機能を必要とするので、製造コストが嵩むという未解決の課題がある。 By the way, as a torque transmission member inserted between the steering shaft and the steering gear among the effects of the impact load when reaching the steering limit position, such as when the tire is in contact with the curb or at the end, The effect on the intermediate shaft is a big problem, and there is a problem that the durability of the intermediate shaft is lowered.
In each of the above conventional examples, the impact can be mitigated when the steering mechanism reaches the steering limit position, such as when the steering mechanism is in contact with the mechanical stopper or when the tire is in contact with the curbstone, etc. In the countermeasures by software as in the first and second conventional examples, since the absolute angle information of the steering wheel is used, a highly accurate rudder angle sensor or an absolute rudder angle estimation function is required. Since the steering angle sensor cannot be used and an expensive steering angle sensor or an absolute steering angle estimation function is required, there is an unsolved problem that the manufacturing cost increases.

また、第３の従来例のように、端当て時の衝撃を、トルクリミッタを使用して機械的に防止するには、トルクリミッタを組込む必要があり、同様に製造コストが嵩むという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、別途舵角センサやトルクリミッタ等を追加することなく、端当て時やタイヤが縁石等に当接した時などの操舵限界位置となった時に中間シャフト等のトルク伝達部材に伝達される衝撃力を緩和することができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。 Further, as in the third conventional example, in order to mechanically prevent the impact at the time of end application using the torque limiter, it is necessary to incorporate the torque limiter, which is unresolved that the manufacturing cost similarly increases. There are challenges.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and without adding a steering angle sensor, a torque limiter, etc., the tire is brought into contact with the curb stone, etc. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can alleviate an impact force transmitted to a torque transmission member such as an intermediate shaft when the steering limit position is reached.

上記目的を達成するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記ステアリング機構のステアリングシャフトに与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記電流指令値に基づいて前記電動モータをパルス幅変調信号によって駆動制御するモータ制御部とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記モータ制御部は、前記電動モータと前記ステアリングシャフト間に発生しているモータトルクを検出するモータトルク検出部と、該モータトルク検出部で検出したモータトルクの変化率を演算するモータトルク変化率検出部と、該モータトルク変化率検出部で演算したモータトルクの変化率が操舵限界を判断する閾値以上であるときにデューティ比制限条件を満足したものと判断して前記パルス幅変調信号のデューティ比を前記ステアリング機構の前記ステアリングシャフト及び転舵輪間のトルク伝達部材に伝達されるトルクを抑制する所定値に固定するデューティ比制限部とを有することを特徴としている。   To achieve the above object, an electric power steering apparatus according to claim 1 is based on a steering torque detector that detects a steering torque input to a steering mechanism, and at least a steering torque detected by the steering torque detector. A current command value calculation unit that calculates a current command value, an electric motor that generates a steering assist torque to be applied to the steering shaft of the steering mechanism, and the electric motor is driven and controlled by a pulse width modulation signal based on the current command value An electric power steering apparatus including a motor control unit, wherein the motor control unit detects a motor torque generated between the electric motor and the steering shaft, and the motor torque detection unit Motor torque change rate detector that calculates the rate of change of motor torque detected in When the motor torque change rate calculated by the motor torque change rate detection unit is equal to or higher than a threshold for determining the steering limit, it is determined that the duty ratio limiting condition is satisfied, and the duty ratio of the pulse width modulation signal is And a duty ratio limiting unit that fixes the torque transmitted to the torque transmission member between the steering shaft and the steered wheels of the steering mechanism to a predetermined value.

また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記モータトルク検出部は、前記電動モータの駆動電流を検出する駆動電流検出部と、前記電動モータの回転角加速度を検出する回転角加速度検出部と、前記駆動電流検出部で検出したモータ駆動電流と前記回転角加速度検出部で検出した回転角加速度から前記電動モータと前記ステアリングシャフトとの間に発生しているトルクを演算するモータトルク演算部とを備えていることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the first aspect of the invention, wherein the motor torque detecting unit includes a driving current detecting unit that detects a driving current of the electric motor, and a rotational angular acceleration of the electric motor. Is generated between the electric motor and the steering shaft based on a rotational angular acceleration detecting unit for detecting the motor driving current detected by the driving current detecting unit and a rotational angular acceleration detected by the rotational angular acceleration detecting unit. And a motor torque calculation unit for calculating torque.

さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記モータトルク検出部は、前記電動モータの出力軸から前記ステアリングシャフトに至る間のトルク伝達軸に配設した磁歪式トルクセンサで構成されていることを特徴としている。
さらにまた、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、前記デューティ比制限部は、前記モータトルクの変化率が閾値以上で、且つ前記モータトルク検出部で検出したモータトルクの絶対値が所定値以上であるときにデューティ比制限条件を満足したものと判断してデューティ比を前記所定値に固定するように構成されていることを特徴としている。 Furthermore, the electric power steering apparatus according to a third aspect is the invention according to the first aspect, wherein the motor torque detecting unit is provided with a magnetostriction disposed on a torque transmission shaft between the output shaft of the electric motor and the steering shaft. It is characterized by comprising a type torque sensor.
Furthermore, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the duty ratio limiting unit has a rate of change of the motor torque equal to or greater than a threshold value and the motor torque detection. When the absolute value of the motor torque detected by the unit is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the duty ratio restriction condition is satisfied and the duty ratio is fixed to the predetermined value.

なおさらに、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至３の何れか１つに係る発明において、前記デューティ比制限部は、前記モータトルクの変化率が閾値以上で、且つ前記モータトルク検出部で検出したモータトルクの絶対値が所定値以上である状態を所定時間以上継続したときにデューティ比制限条件を満足したものと判断して前記デューティ比を前記所定値に固定するように構成されていることを特徴としている。   Still further, according to a fifth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to any one of the first to third aspects, the duty ratio limiting unit may be configured such that the rate of change of the motor torque is not less than a threshold value and the motor When the state where the absolute value of the motor torque detected by the torque detector is equal to or greater than a predetermined value is continued for a predetermined time or longer, it is determined that the duty ratio limiting condition is satisfied, and the duty ratio is fixed to the predetermined value. It is characterized by being composed.

また、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記デューティ比制限部は、前記デューティ比制限条件を満足したものと判断し、且つ前記モータトルクの変化率の符号とモータトルク演算値の符号とが一致した場合に、前記デューティ比を前記所定値に固定するように構成されていることを特徴としている。   An electric power steering apparatus according to a sixth aspect is the invention according to any one of the first to fifth aspects, wherein the duty ratio limiting unit determines that the duty ratio limiting condition is satisfied, and When the sign of the motor torque change rate and the sign of the motor torque calculation value coincide, the duty ratio is configured to be fixed to the predetermined value.

さらに、請求項７に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記電動モータのモータ角速度を検出するモータ角速度検出手段を備え、前記デューティ比制限部は、前記デューティ比制限条件を満足したものと判断し、且つ前記モータ角速度検出手段で検出したモータ角速度が所定値以上である場合に、前記デューティ比を前記所定値に固定するように構成されていることを特徴としている。   Furthermore, an electric power steering apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the invention according to any one of the first to fifth aspects, further comprising motor angular velocity detection means for detecting a motor angular velocity of the electric motor, wherein the duty ratio limiting unit is When the motor angular velocity detected by the motor angular velocity detecting means is greater than or equal to a predetermined value, the duty ratio is fixed to the predetermined value. It is characterized by that.

さらにまた、請求項８に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記電動モータのモータ角速度を検出するモータ角速度検出手段を備え、前記デューティ比制限部は、前記デューティ比制限条件を満足したものと判断し、且つ前記モータ角速度検出手段で所定時間前に検出したモータ角速度が所定値以上である場合に、前記デューティ比を前記所定値に固定するように構成されていることを特徴としている。   Furthermore, an electric power steering apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the invention according to any one of the first to fifth aspects, further comprising motor angular velocity detection means for detecting a motor angular velocity of the electric motor, and the duty ratio limiting unit. Determines that the duty ratio limiting condition is satisfied, and fixes the duty ratio to the predetermined value when the motor angular speed detected by the motor angular speed detecting means is equal to or greater than a predetermined value. It is characterized by being configured.

なおさらに、請求項９に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至８の何れか１つの発明において前記デューティ比制限部は、デューティ比を前記所定値に固定してから所定時間が経過したときにデューティ比の前記所定値への固定を解除するように構成されていることを特徴としている。
また、請求項１０に係る電動パワーステアリング装置は、請求項９に係る発明において、前記デューティ比の前記所定値への固定を解除する所定時間はモータ角速度に基づいて設定されることを特徴としている。 Still further, according to a ninth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to any one of the first to eighth aspects, when the duty ratio limiting unit has fixed the duty ratio to the predetermined value, a predetermined time has elapsed. The duty ratio is fixedly released to the predetermined value.
According to a tenth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the ninth aspect, the predetermined time for releasing the fixation of the duty ratio to the predetermined value is set based on a motor angular velocity. .

さらに、請求項１１に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至１０の何れか１つに係る発明において、車速を検出する車速検出手段を有し、前記デューティ比制限部は、前記操舵限界を判断する閾値を前記車速検出手段で検出した車速の増加に応じて増加させる閾値設定手段を備えていることを特徴としている。
さらにまた、請求項１２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至１１の何れか１つに係る発明において、前記モータ制御部は、前記パルス幅変調信号によって駆動されて電動モータにモータ電流を供給するインバータを有し、前記デューティ比制限部は、前記デューティ比制限条件を満足したときに前記インバータの上アーム及び下アームの何れか一方を同時にオン状態として電磁ブレーキモードに制御するようにしたことを特徴としている。 Furthermore, an electric power steering apparatus according to an eleventh aspect is the invention according to any one of the first to tenth aspects, further comprising vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, wherein the duty ratio limiting unit is configured to reduce the steering limit. Threshold value setting means for increasing the threshold value to be determined according to the increase in the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means is provided.
Furthermore, the electric power steering apparatus according to claim 12 is the invention according to any one of claims 1 to 11, wherein the motor control unit is driven by the pulse width modulation signal to supply a motor current to the electric motor. The duty ratio limiting unit controls an electromagnetic brake mode by simultaneously turning on one of the upper arm and the lower arm of the inverter when the duty ratio limiting condition is satisfied. It is characterized by that.

なおさらに、請求項１３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至１２の何れか１つの発明において、前記ステアリング機構のトルク伝達部材は、ステアリングシャフトにプレス成形によって製作されたヨークを有するジョイントを介して接続された中間シャフトを有することを特徴としている。
また、請求項１４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至１３の何れか１つの発明において、前記ステアリング機構は、ステアリングギヤのラックストロークエンドに緩衝材を備えていることを特徴としている。 Still further, according to a thirteenth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to any one of the first to twelfth aspects, the torque transmission member of the steering mechanism includes a joint having a yoke manufactured by press molding on the steering shaft. And having an intermediate shaft connected thereto.
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the steering mechanism includes a shock absorber at a rack stroke end of the steering gear.

本発明によれば、モータトルク検出部で検出したモータトルクの変化率が操舵限界位置を判断する閾値以上であるときに、デューティ比制限条件を満足したものと判断して前記パルス幅変調信号のデューティ比を前記ステアリング機構の前記ステアリングシャフト及び転舵輪間のトルク伝達部材に伝達されるトルクを抑制する所定値に固定するようにしたので、ステアリングシャフト及びステアリングギヤ間に介挿された中間シャフト等のトルク伝達部材に過大なトルクが伝達される前に電動モータで発生する操舵補助トルクを制限することができ、別途舵角センサやトルクリミッタ等を設けることなく、端当り時やタイヤが縁石に当接した時などの操舵限界位置に達した時にトルク伝達部材に伝達される衝撃力を確実に抑制することができるという効果が得られる。   According to the present invention, when the rate of change of the motor torque detected by the motor torque detector is equal to or greater than the threshold for determining the steering limit position, it is determined that the duty ratio limiting condition is satisfied, and the pulse width modulation signal Since the duty ratio is fixed to a predetermined value for suppressing the torque transmitted to the torque transmission member between the steering shaft and the steered wheels of the steering mechanism, the intermediate shaft inserted between the steering shaft and the steering gear, etc. It is possible to limit the steering assist torque generated by the electric motor before excessive torque is transmitted to the torque transmission member, and without the need for a separate steering angle sensor, torque limiter, etc. The impact force transmitted to the torque transmission member when the steering limit position is reached such as when it comes into contact can be reliably suppressed. The effect is obtained that.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に一実施形態を示す概略構成図であって、図中、ＳＭはステアリング機構である。このステアリング機構ＳＭは、ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸２ａとこの入力軸２ａに図示しないトーションバーを介して連結された出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２を備えている。このステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３に回転自在に内装され、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は図示しないトーションバーに連結されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, where SM is a steering mechanism. This steering mechanism SM has a steering shaft 2 having an input shaft 2a to which a steering force applied from a driver is transmitted to the steering wheel 1 and an output shaft 2b connected to the input shaft 2a via a torsion bar (not shown). It has. The steering shaft 2 is rotatably mounted on the steering column 3, one end of the input shaft 2a is connected to the steering wheel 1, and the other end is connected to a torsion bar (not shown).

そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、２つのヨーク４ａ，４ｂとこれらを連結する十字連結部４ｃとで構成されるユニバーサルジョイント４を介して中間シャフト５に伝達され、さらに、２つのヨーク６ａ，６ｂとこれらを連結する十字連結部６ｃとで構成されるユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。
このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介して左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、図２に示すように、ギヤハウジング８ａ内に、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ｂとこのピニオン８ｂに噛合するラック軸８ｃとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ｂに伝達された回転運動をラック軸８ｃで直進運動に変換している。 The steering force transmitted to the output shaft 2b is transmitted to the intermediate shaft 5 via the universal joint 4 composed of the two yokes 4a and 4b and the cross connecting portion 4c for connecting them, It is transmitted to the pinion shaft 7 through a universal joint 6 composed of yokes 6a and 6b and a cross connecting portion 6c for connecting them.
The steering force transmitted to the pinion shaft 7 is transmitted to the left and right tie rods 9 via the steering gear 8, and steered wheels (not shown) are steered by these tie rods 9. Here, as shown in FIG. 2, the steering gear 8 is configured in a rack and pinion type having a pinion 8b connected to the pinion shaft 7 and a rack shaft 8c meshing with the pinion 8b in a gear housing 8a. The rotary motion transmitted to the pinion 8b is converted into a straight motion by the rack shaft 8c.

そして、ラック軸８ｃの両端にボールジョイント９ａを介してタイロッド９が連結されていると共に、ギヤハウジング８ａのラック軸８ｃを覆う筒状部８ｄの内周面にラック軸８ｃが操舵限界位置即ちラックストロークエンドに達したときに、ラック軸８ｃに取付けたボールジョイント９ａの内側端面に形成した緩衝部材８ｅが当接するストッパ部材８ｆが形成されている。   The tie rod 9 is connected to both ends of the rack shaft 8c via ball joints 9a, and the rack shaft 8c is positioned at the steering limit position, that is, the rack, on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 8d that covers the rack shaft 8c of the gear housing 8a. When the stroke end is reached, a stopper member 8f is formed on which the buffer member 8e formed on the inner end surface of the ball joint 9a attached to the rack shaft 8c comes into contact.

ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結された操舵補助力を発生する電動機としての例えばブラシレスモータで構成される電動モータ１２とを備えている。
また、減速ギヤ１１のステアリングホイール１側に連接されたハウジング１３内に操舵トルクセンサ１４が配設されている。この操舵トルクセンサ１４は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を非接触の磁気センサで検出するように構成されている。 A steering assist mechanism 10 for transmitting a steering assist force to the output shaft 2b is connected to the output shaft 2b of the steering shaft 2. The steering assist mechanism 10 includes a reduction gear 11 connected to the output shaft 2b, and an electric motor 12 composed of, for example, a brushless motor as an electric motor that generates a steering assist force connected to the reduction gear 11. .
A steering torque sensor 14 is disposed in a housing 13 connected to the steering wheel 1 side of the reduction gear 11. The steering torque sensor 14 detects a steering torque applied to the steering wheel 1 and transmitted to the input shaft 2a. For example, a torsion bar (not shown) in which the steering torque is interposed between the input shaft 2a and the output shaft 2b. The torsional angular displacement is converted into a torsional angular displacement, and this torsional angular displacement is detected by a non-contact magnetic sensor.

そして、操舵トルクセンサ３から出力される操舵トルク検出値Ｔは、図３に示すように、コントローラ１５に入力される。このコントローラ１５には、トルク検出値Ｔの他に車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖ、電動モータ１２に流れるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗ及びレゾルバ、エンコーダ等で構成される回転角センサ１７で検出した電動モータ１２の回転角θも入力され、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生させる操舵補助トルク指令値ＩM *を算出し、算出した操舵補助指令値ＩM *に対して回転角θに基づいて算出するモータ角速度ω及びモータ角加速度αに基づいて各種補償処理を行ってからｄ−ｑ軸指令値に変換した後２相／３相変換して３相電流指令値Ｉｕ*〜Ｉｗ*を算出し、これら３相電流指令値Ｉｕ*〜Ｉｗ*とモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗとに基づいて電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御処理して電動モータ１２を駆動制御するモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを出力する。 The steering torque detection value T output from the steering torque sensor 3 is input to the controller 15 as shown in FIG. In addition to the torque detection value T, the controller 15 detects the vehicle speed detection value V detected by the vehicle speed sensor 16, the motor currents Iu to Iw flowing through the electric motor 12, and the rotation angle sensor 17 constituted by a resolver, an encoder, and the like. The rotation angle θ of the electric motor 12 is also input, and the steering assist torque command value I M * for causing the electric motor 12 to generate a steering assist force corresponding to the input torque detection value T and vehicle speed detection value V is calculated. After performing various compensation processes on the steering assist command value I M * based on the motor angular velocity ω and the motor angular acceleration α calculated based on the rotation angle θ, the phase is converted into a dq axis command value and then two-phase / 3 phase transformation to the three-phase current command value Iu * ~Iw * is calculated, Fidoba the drive current supplied to the electric motor 12 on the basis of the these three-phase current command value Iu * ~Iw * and the motor current Iu~Iw And click control process for outputting a motor current Iu, Iv and Iw for driving and controlling the electric motor 12.

すなわち、コントローラ１５は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて操舵補助トルク指令値ＩM *を演算するトルク指令値演算部２１と、このトルク指令値演算部２１で算出した操舵補助トルク指令値ＩM *を補償する指令値補償部２２と、この指令値補償部２２で補償された補償後トルク指令値ＩM *′に基づいてｄ−ｑ軸電流指令値を算出するｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３と、このｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３から出力される指令電流に基づいてモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを生成するモータ電流制御部２４とで構成されている。 That is, the controller 15 calculates the steering assist torque command value I M * based on the steering torque T and the vehicle speed V, and the steering assist torque command value I calculated by the torque command value calculation unit 21. a command value compensating unit 22 that compensates for M *, d-q-axis current command calculating the d-q axis current command value based on the command value compensated torque command value is compensated by the compensation section 22 I M * ' A value calculation unit 23 and a motor current control unit 24 that generates motor currents Iu to Iw based on the command current output from the dq-axis current command value calculation unit 23 are configured.

操舵補助トルク指令値演算部２１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖをもとに図４に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して電流指令値でなる操舵補助トルク指令値ＩM*を算出する。
この操舵補助トルク指令値算出マップは、図４に示すように、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸に操舵補助トルク指令値ＩM *をとると共に、車速Ｖをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクＴが“０”からその近傍の設定値Ｔｓ１までの間は操舵補助トルク指令値ＩM *が“０”を維持し、操舵トルクＴが設定値Ｔｓ１を超えると最初は操舵補助指令値ＩM *が操舵トルクＴの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクＴが増加すると、その増加に対して操舵補助トルク指令値ＩM *が急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速の増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。 The steering assist torque command value calculation unit 21 calculates a steering assist torque command value IM * that is a current command value with reference to the steering assist torque command value calculation map shown in FIG. 4 based on the steering torque T and the vehicle speed V. .
As shown in FIG. 4, the steering assist torque command value calculation map has a parabolic shape with the steering torque T on the horizontal axis, the steering assist torque command value I M * on the vertical axis, and the vehicle speed V as a parameter. It is composed of a characteristic diagram represented by a curve, and the steering assist torque command value I M * is maintained at “0” while the steering torque T is between “0” and a set value Ts1 in the vicinity thereof, and the steering torque T is When the set value Ts1 is exceeded, initially, the steering assist command value I M * increases relatively gently with respect to the increase in the steering torque T, but when the steering torque T further increases, the steering assist torque command value with respect to the increase. I M * is set so as to increase steeply, and this characteristic curve is set so that the inclination becomes smaller as the vehicle speed increases.

指令値補償部２２は、回転角センサ１７で検出されるモータ回転角θを微分してモータ角速度ωを算出する角速度演算部３１と、この角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出する角加速度演算部３２と、角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償部３３と、角加速度演算部３２で算出されたモータ角加速度αに基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償部３４と、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を推定するＳＡＴ推定フィードバック部３５とを少なくとも有する。   The command value compensator 22 differentiates the motor rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 17 to calculate the motor angular velocity ω, and differentiates the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculator 31. The angular acceleration calculation unit 32 that calculates the motor angular acceleration α, the convergence compensation unit 33 that compensates for the convergence of the yaw rate based on the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculation unit 31, and the angular acceleration calculation unit 32 Based on the motor angular acceleration α, the inertia compensator 34 that compensates for the torque equivalent generated by the inertia of the electric motor 12 to prevent the deterioration of the feeling of inertia or control responsiveness, and the self-aligning torque (SAT) are estimated. And at least a SAT estimation feedback unit 35.

ここで、収斂性補償部３３は、車速センサ１６で検出した車速Ｖ及び角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωが入力され、車両のヨーの収斂性を改善するためにステアリングホイール１が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、モータ角速度ωに車速Ｖに応じて変更される収斂性制御ゲインＫｖを乗じて収斂性補償値Ｉｃを算出する。   Here, the convergence compensation unit 33 receives the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 16 and the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculation unit 31, and the steering wheel 1 shakes to improve the yaw convergence of the vehicle. A convergence compensation value Ic is calculated by multiplying the motor angular velocity ω by a convergence control gain Kv that is changed according to the vehicle speed V so as to apply a brake to the turning operation.

また、ＳＡＴ推定フィードバック部３５は、操舵トルクＴ、角速度ω、角加速度α及び操舵補助トルク指令値演算部２１で算出した操舵補助電流指令値ＩM *が入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴを推定演算する。このセルフアライニングトルクＳＡＴを算出する原理は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を図５に示して説明する。すなわち、ドライバがステアリングホイール１を操舵することによって操舵トルクＴが発生し、その操舵トルクＴに従って電動モータ１２がアシストトルクＴｍを発生する。その結果、車輪Ｗが転舵され、反力としてセルフアライニングトルクＳＡＴが発生する。また、その際、電動モータ１２の慣性Ｊ及び摩擦（静摩擦）Ｆｒによってステアリングホイール１の操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記（１）式のような運動方程式が得られる。
J・α+ Fr・sign(ω) + SAT = Tm + T …（１）
ここで、上記（１）式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、セルフアライニングトルクＳＡＴについて解くと下記（２）式が得られる。
SAT(s) = Tm(s) + T(s) − J・α(s) + Fr・sign(ω(s)) …（２） Further, the SAT estimation feedback unit 35 receives the steering torque T, the angular velocity ω, the angular acceleration α, and the steering assist current command value I M * calculated by the steering assist torque command value calculation unit 21, and based on these, the self-aligning is performed. The torque SAT is estimated and calculated. The principle of calculating the self-aligning torque SAT will be described with reference to FIG. 5 showing the state of torque generated between the road surface and the steering. That is, when the driver steers the steering wheel 1, a steering torque T is generated, and the electric motor 12 generates an assist torque Tm according to the steering torque T. As a result, the wheel W is steered and a self-aligning torque SAT is generated as a reaction force. Further, at that time, torque serving as a steering resistance of the steering wheel 1 is generated by the inertia J and friction (static friction) Fr of the electric motor 12. Considering the balance of these forces, the following equation of motion can be obtained:
J ・ α + Fr ・ sign (ω) + SAT = Tm + T (1)
Here, when the above equation (1) is Laplace transformed with the initial value zero and the self-aligning torque SAT is solved, the following equation (2) is obtained.
SAT (s) = Tm (s) + T (s) − J · α (s) + Fr · sign (ω (s)) (2)

上記（２）式から分かるように、電動モータ１２の慣性Ｊ及び静摩擦Ｆｒを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ω、回転角加速度α、アシストトルクＴｍ及び操舵トルクＴよりセルフアライニングトルクＳＡＴを推定することができる。ここで、アシストトルクＴｍは操舵補助電流指令値ＩM *に比例するので、アシストトルクＴｍに代えて操舵補助電流指令値ＩM *を適用する。 As can be seen from the above equation (2), the inertia J and static friction Fr of the electric motor 12 are obtained in advance as constants, so that the self-aligning torque is obtained from the motor angular velocity ω, rotational angular acceleration α, assist torque Tm, and steering torque T. The SAT can be estimated. Here, the assist torque Tm is proportional to the steering assist current command value I M *, to apply a steering assist current command value I M * in place of the assist torque Tm.

そして、慣性補償部３４で算出された慣性補償値Ｉｉ及びＳＡＴ推定フィードバック部３５で算出されたセルフアライニングトルクＳＡＴが加算器３６で加算され、この加算器３６の加算出力と収斂性補償部３３で算出された収斂性補償値Ｉｃとが加算器３７で加算されて指令補償値Ｉｃｏｍが算出され、この指令補償値Ｉｃｏｍが操舵補助トルク指令値演算部２１から出力される操舵補助トルク指令値ＩM *に加算器３８で加算されて補償後トルク指令値ＩM *′が算出され、この補償後トルク指令値ＩM *′がｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３に出力される。 Then, the inertia compensation value Ii calculated by the inertia compensation unit 34 and the self-aligning torque SAT calculated by the SAT estimation feedback unit 35 are added by the adder 36, and the addition output of the adder 36 and the convergence compensation unit 33 are added. Is added by the adder 37 to calculate a command compensation value Icom, and this command compensation value Icom is output from the steering assist torque command value calculation unit 21. The compensated torque command value I M * ′ is calculated by adding to M * by the adder 38, and this compensated torque command value I M * ′ is output to the dq axis current command value calculation unit 23.

また、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３は、補償後操舵補助トルク指令値ＩM *′とモータ角速度ωとに基づいてｄ軸目標電流Ｉｄ*を算出するｄ軸目標電流算出部５１と、モータ回転角θ及びモータ角速度ωに基づいてｄ−ｑ軸誘起電圧モデルＥＭＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｏｒｃｅ）のｄ軸ＥＭＦ成分ｅd(θ)及びｑ軸ＥＭＦ成分ｅq(θ)を算出する誘起電圧モデル算出部５２と、この誘起電圧モデル算出部５２から出力されるｄ軸ＥＭＦ成分ｅｄ(θ)及びｑ軸ＥＭＦ成分ｅｑ(θ)とｄ軸目標電流算出部５１から出力されるｄ軸目標電流Ｉｄ*と補償後操舵補助トルク指令値ＩM *′とモータ角速度ωとに基づいてｑ軸目標電流Ｉｑ*を算出するｑ軸目標電流算出部５３と、ｄ軸目標電流算出部５１から出力されるｄ軸目標電流Ｉｄ*とｑ軸目標電流算出部５３から出力されるｑ軸目標電流Ｉｑ*とを３相電流指令値Ｉｕ*、Ｉｖ*及びＩｗ*に変換する２相／３相変換部５４とを備えている。 Further, the dq axis current command value calculation unit 23 includes a d axis target current calculation unit 51 that calculates a d axis target current Id * based on the compensated steering assist torque command value I M * ′ and the motor angular velocity ω. , An induced voltage model calculation for calculating a d-axis EMF component ed (θ) and a q-axis EMF component eq (θ) of a dq-axis induced voltage model EMF (Electro Magnetic Force) based on the motor rotation angle θ and the motor angular velocity ω. Unit 52, d-axis EMF component ed (θ) and q-axis EMF component eq (θ) output from this induced voltage model calculation unit 52, and d-axis target current Id * output from d-axis target current calculation unit 51 A q-axis target current calculation unit 53 that calculates a q-axis target current Iq * based on the post-compensation steering assist torque command value I M * ′ and the motor angular velocity ω, and d output from the d-axis target current calculation unit 51 Axis target current Id * and q axis A two-phase / three-phase converter 54 that converts the q-axis target current Iq * output from the target current calculator 53 into three-phase current command values Iu * , Iv *, and Iw * is provided.

モータ電流制御部２４は、電動モータ１２の各相コイルＬｕ、Ｌｖ及びＬｗに供給されるモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを検出するモータ電流検出部６０と、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３の２相／３相変換部５４から入力される電流指令値Ｉｕ*，Ｉｖ*及びＩｗ*からモータ電流検出部６０で検出したモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを個別に減算して各相電流偏差ΔＩｕ、ΔＩｖ及びΔＩｗを求める減算器６１ｕ、６１ｖ及び６１ｗと求めた各相電流偏差ΔＩｕ、ΔＩｖ及びΔＩｗに対して比例積分制御を行って電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗを算出するＰＩ電流制御部６２とを備えている。 The motor current control unit 24 includes a motor current detection unit 60 that detects motor currents Iu, Iv, and Iw supplied to the phase coils Lu, Lv, and Lw of the electric motor 12, and a dq-axis current command value calculation unit 23. Each phase current deviation is obtained by individually subtracting the motor currents Iu, Iv and Iw detected by the motor current detector 60 from the current command values Iu * , Iv * and Iw * input from the two-phase / three-phase converter 54. Subtractors 61u, 61v, and 61w for obtaining ΔIu, ΔIv, and ΔIw, and a PI current control unit that calculates voltage command values Vu, Vv, and Vw by performing proportional-integral control on the obtained phase current deviations ΔIu, ΔIv, and ΔIw. 62.

また、モータ電流制御部２４は、ＰＩ電流制御部６２から出力される電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗが入力されて、これら電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗに基づいてデューティ演算を行って各相のデューティ比ＤｕB、ＤｖB及びＤｗBを算出すると共に、デューティ比ＤｕB、ＤｖB及びＤｗBを所定値例えば３％に制限した制限デューティ比ＤｕL、ＤｖL及びＤｗLを算出し、これらを後述する選択信号形成部６９から入力される選択信号ＳＬによって選択するデューティ比制限部としてのデューティ演算／制限演算部６４ｕ、６４ｖ及び６４ｗを備えている。 Further, the motor current control unit 24 receives the voltage command values Vu, Vv, and Vw output from the PI current control unit 62, performs a duty calculation based on these voltage command values Vu, Vv, and Vw, and performs each phase. The duty ratios Du B , Dv B and Dw B are calculated, and the duty ratios Du B , Dv B and Dw B are limited to a predetermined value, for example, 3%, and the limit duty ratios Du L , Dv L and Dw L are calculated, Duty calculation / limitation calculation units 64u, 64v, and 64w are provided as duty ratio limiting units for selecting them according to a selection signal SL input from a selection signal forming unit 69 described later.

ここで、ディーティ演算／制限演算部６４ｕは、図３に示すように、ＰＩ電流制御部６２から出力される電圧指令値Ｖｕに基づいて正負のデューティ比ＤｕBを演算するデューティ比演算部６４ａと、このデューティ比演算部６４ａで算出されたデューティ比ＤｕBを所定値例えば３％に制限するリミッタ６４ｂと、デューティ比演算部６４ａから出力されるテューティ比ＤｕB及びリミッタ６４ｂから出力される制限デューティ比ＤｕLが入力され、これらを入力される選択信号ＳＬが論理値“０”であるときにデューティ比ＤｕBを選択し、論理値“１”であるときに制限デューティ比ＤｕLを選択する選択スイッチ部６４ｃとで構成されている。また、他のデューティ演算／制限演算部６４ｖ及び６４ｗも上記デューティ演算／制限演算部６４ｕと同様の構成を有する。 Here, the duty calculation / limit calculation unit 64u includes a duty ratio calculation unit 64a that calculates a positive / negative duty ratio Du B based on the voltage command value Vu output from the PI current control unit 62, as shown in FIG. The limiter 64b that limits the duty ratio Du B calculated by the duty ratio calculation unit 64a to a predetermined value, for example, 3%, the duty ratio Du B that is output from the duty ratio calculation unit 64a, and the limit duty that is output from the limiter 64b When the ratio Du L is input, and the selection signal SL to which the ratio Du L is input is the logical value “0”, the duty ratio Du B is selected, and when the selection signal SL is the logical value “1”, the limited duty ratio Du L is selected. And a selection switch section 64c. The other duty calculation / limit calculation units 64v and 64w have the same configuration as the duty calculation / limit calculation unit 64u.

さらに、モータ電流制御部２４は、デューティ演算／制限演算部６４ｕ、６４ｖ及び６４ｗから出力されるデューティ比に基づいてパルス幅変調を行ってパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調部６５と、このパルス幅変調部６５から出力される選択パルス幅変調信号が入力されて３相モータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを電動モータ１２に出力するインバータ６６と、モータ電流検出部６０で検出したモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗと角加速度演算部３２で演算される回転角加速度αとに基づいてモータトルクＴｍａを検出するモータトルク検出部６７と、このモータトルク検出部６７で検出したモータトルクＴｍａを微分してモータトルク変化率ΔＴｍａを演算するモータトルク変化率検出部としての微分回路６８と、この微分回路６８で演算したモータトルク変化率ΔＴｍａが操舵限界を判断する閾値ΔＴｔｈ未満であるときに論理値“０”の選択信号ＳＬを出力し、閾値ΔＴｔｈ以上であるときに論理値“１”の選択信号ＳＬを出力する選択信号形成部６９とを備えている。   Further, the motor current control unit 24 performs a pulse width modulation based on the duty ratio output from the duty calculation / limit calculation units 64u, 64v, and 64w, and outputs a pulse width modulation signal, An inverter 66 that outputs the three-phase motor currents Iu, Iv, and Iw to the electric motor 12 by receiving the selection pulse width modulation signal output from the pulse width modulation unit 65, and the motor current Iu detected by the motor current detection unit 60, A motor torque detector 67 for detecting the motor torque Tma based on Iv and Iw and the rotational angular acceleration α calculated by the angular acceleration calculator 32, and the motor torque Tma detected by the motor torque detector 67 are differentiated. A differentiation circuit 68 as a motor torque change rate detection unit for calculating the motor torque change rate ΔTma, and the differentiation circuit 68 When the calculated motor torque change rate ΔTma is less than the threshold value ΔTth for determining the steering limit, a selection signal SL having a logical value “0” is output, and when the calculated motor torque change rate ΔTma is greater than or equal to the threshold value ΔTth, the selection signal SL having a logical value “1” is output. And a selection signal forming unit 69 for outputting.

ここで、モータトルク検出部６７は、モータ電流検出部６０で検出されたモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗをｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑに変換する３相／２相変換部６７ａと、この３相／２相変換部６７ａで変換したｑ軸電流Ｉｑと、角加速度演算部３２で演算される回転角加速度αから下記（３）式の演算を行ってモータトルクＴｍａを算出するモータトルク演算部６７ｂとを備えている。
Ｔｍａ= Ｋｔ・Ｉｑ−Ｊｍ・α ……（３）
ここで、Ｋｔはモータのトルク定数、Ｊｍはモータのロータ部の慣性モーメントである。 Here, the motor torque detection unit 67 includes a three-phase / two-phase conversion unit 67a that converts the motor currents Iu, Iv, and Iw detected by the motor current detection unit 60 into a d-axis current Id and a q-axis current Iq, Motor torque calculation for calculating the motor torque Tma by calculating the following equation (3) from the q-axis current Iq converted by the three-phase / two-phase conversion unit 67a and the rotational angular acceleration α calculated by the angular acceleration calculation unit 32 Part 67b.
Tma = Kt · Iq−Jm · α (3)
Here, Kt is the torque constant of the motor, and Jm is the moment of inertia of the rotor portion of the motor.

また、選択信号形成部６９は、微分回路６８で算出したモータトルク変化率ΔＴｍａがステアリングギヤ８のラック軸８ｃがラックストロークエンドに達するか又はタイヤが縁石等に接触してこれ以上の転舵ができない操舵限界位置となったときに生じる通常の操舵では発生することがない大きな傾きのモータトルクを判別する閾値ΔＴｔｈ（例えば１５０Nm／ｓｅｃ）以上であるか否かを判定し、ΔＴｍａ＜ΔＴｔｈであるときにはラックストロークエンドに達していないものと判断して論理値“０”の選択信号ＳＬを出力し、ΔＴｍａ≧ΔＴｔｈであるときにはラックストロークエンドに達したものと判断じて論理値“１”の選択信号ＳＬを出力する。   Further, the selection signal forming unit 69 has a motor torque change rate ΔTma calculated by the differentiation circuit 68 so that the rack shaft 8c of the steering gear 8 reaches the rack stroke end or the tire contacts the curb or the like so that further turning is possible. It is determined whether or not a threshold value ΔTth (for example, 150 Nm / sec) that determines a motor torque having a large inclination that does not occur in normal steering that occurs when the steering limit position cannot be reached, and ΔTma <ΔTth. Sometimes it is determined that the rack stroke end has not been reached, and a selection signal SL having a logical value “0” is output. When ΔTma ≧ ΔTth, it is determined that the rack stroke end has been reached and a logical value “1” is selected. The signal SL is output.

ここで、ラック軸８ｃが操舵限界位置に到達したときのモータトルク演算部６７ｂから出力されるモータトルク波形は、図６に示すように、時点ｔ１でラック軸８ｃが操舵限界位置となったものとすると、ラック軸８ｃの車幅方向の移動が停止され、これによってピニオンシャフト７、ユニバーサルジョイント６、中間シャフト５、ユニバーサルジョイント４、ステアリングシャフト２の出力軸２ｂを介し、さらに減速ギヤ１１を介して電動モータ１２の回転が停止されるので、電動モータ１２に供給されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが急増し、且つモータの慣性モーメントによるトルクが加わることにより、モータトルクＴｍａが通常の操舵では発生しないような大きな傾きで増加し（図６の例では１７５Nm／ｓｅｃ程度）、その後過電流保護回路の動作によってモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが徐々に減少されることにより、モータトルクＴｍａが徐々に減少する。このため、モータトルク変化率ΔＴｍａの閾値ΔTｔｈを所定値（例えば１５０Nm／ｓｅｃ程度）に設定することにより、操舵限界位置を確実に検出することができる。   Here, when the rack shaft 8c reaches the steering limit position, the motor torque waveform output from the motor torque calculation unit 67b is that at which the rack shaft 8c reaches the steering limit position at time t1, as shown in FIG. Then, the movement of the rack shaft 8c in the vehicle width direction is stopped, whereby the pinion shaft 7, the universal joint 6, the intermediate shaft 5, the universal joint 4, and the output shaft 2b of the steering shaft 2 are further passed through the reduction gear 11. Since the rotation of the electric motor 12 is stopped, the motor currents Iu to Iw supplied to the electric motor 12 increase rapidly, and the torque due to the moment of inertia of the motor is applied, so that the motor torque Tma is not generated in normal steering. (In the example of FIG. 6, it is about 175 Nm / sec) and then overcurrent protection By the motor current Iu~Iw is gradually reduced by the operation of the road, the motor torque Tma is gradually decreased. For this reason, the steering limit position can be reliably detected by setting the threshold value ΔTth of the motor torque change rate ΔTma to a predetermined value (for example, about 150 Nm / sec).

次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両の走行を開始するために、イグニッションスイッチＩＧをオン状態とすることにより、コントローラ１５に電源が投入されて、操舵補助制御処理が実行開始される。
このため、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルクＴ、車速センサ１６で検出した車速Ｖ、モータ電流検出部６０ｕ〜６０ｗで検出したモータ電流検出値Ｉｕ〜Ｉｗ、回転角センサ１７で検出したモータ回転角θがコントローラ１５に供給される。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
Now, in order to start traveling of the vehicle, by turning on the ignition switch IG, the controller 15 is powered on and the steering assist control process is started.
Therefore, the steering torque T detected by the steering torque sensor 14, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 16, the motor current detection values Iu to Iw detected by the motor current detection units 60 u to 60 w, the motor rotation detected by the rotation angle sensor 17. The angle θ is supplied to the controller 15.

したがって、操舵補助トルク指令値演算部２１で、操舵トルクＴと車速Ｖとに基づいて図４に示す操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助トルク指令値ＩM *を算出する。
一方、回転角センサ１７で検出したモータ回転角θが角速度演算部３１に入力されてモータ角速度ωが算出され、このモータ角速度ωが角加速度演算部３２に入力されてモータ角加速度αが算出される。 Therefore, the steering assist torque command value calculation unit 21 calculates the steering assist torque command value I M * based on the steering torque T and the vehicle speed V with reference to the steering assist command value calculation map shown in FIG.
On the other hand, the motor rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 17 is input to the angular velocity calculation unit 31 to calculate the motor angular velocity ω, and the motor angular velocity ω is input to the angular acceleration calculation unit 32 to calculate the motor angular acceleration α. The

そして、収斂性補償部３３でモータ角速度ωに基づいて収斂性補償値Ｉｃが算出され、慣性補償部３４でモータ角加速度に基づいて慣性補償値Ｉｉが算出され、さらにＳＡＴ推定フィードバック部３５でモータ角速度ω及びモータ角加速度αに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴが算出され、これらが加算器３６及び３７で加算されて指令値補償値Ｉｃｏｍが算出され、これが加算器３８で操舵補助トルク指令値ＩM *に加算されて補償後操舵補助トルク指令値補償値ＩM *′が算出される。 Then, the convergence compensation unit 33 calculates the convergence compensation value Ic based on the motor angular velocity ω, the inertia compensation unit 34 calculates the inertia compensation value Ii based on the motor angular acceleration, and the SAT estimation feedback unit 35 further calculates the motor. The self-aligning torque SAT is calculated based on the angular velocity ω and the motor angular acceleration α, and these are added by the adders 36 and 37 to calculate the command value compensation value Icom. The adder 38 calculates the steering assist torque command value I. M * summed with the compensated steering assist torque command value compensation value I M * 'in is calculated.

そして、算出された補償後操舵補助トルク指令値補償値ＩM *′がｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３に供給される。 このとき、車両が停止状態にあって、ステアリングホイール１が操舵されていない状態では、操舵トルクセンサ１４で検出される操舵トルクＴが“０”であり、車速センサ１６で検出される車速Ｖも“０”であるので、操舵補助トルク指令値演算部２１で算出される操舵補助トルク指令値ＩM *も“０”となっている。また、角速度演算部３２で演算される回転角加速度αも“０”となっている。 Then, the calculated post-compensation steering assist torque command value compensation value I M * ′ is supplied to the dq axis current command value calculation unit 23. At this time, when the vehicle is stopped and the steering wheel 1 is not steered, the steering torque T detected by the steering torque sensor 14 is “0”, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 16 is also Since it is “0”, the steering assist torque command value I M * calculated by the steering assist torque command value calculation unit 21 is also “0”. The rotational angular acceleration α calculated by the angular velocity calculation unit 32 is also “0”.

一方、電動モータ１２が停止状態にあるので、モータ電流検出部６０で検出したモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗも“０”であり、このモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを３相／２相変換部６７ａで変換したｑ軸電流Ｉｑも“０”となる。このため、モータトルク検出部６７で検出されるモータトルクＴｍａも“０”となり、微分回路６８で演算されるモータトルク変化率ΔＴｍａも“０”であり、これが選択信号形成部６９に供給され、モータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ未満であるので、論理値“０”の選択信号ＳＬがデューティ演算／制限演算部６４ｕ〜６４ｗに出力される。このため、デューティ演算／制限演算部６４ｕ〜６４ｗでデューティ比演算部６４ａから出力されるデューティ比ＤｕB〜ＤｗBが選択されて、これらデューティ比ＤｕB〜ＤｗBがパルス幅変調部６５に入力されることにより、このパルス幅変調部６５からインバータ６６を構成する上アーム部及び下アーム部の各スイッチング素子のゲートを駆動するパルス幅変調信号がインバータ６６に供給される。 On the other hand, since the electric motor 12 is in a stopped state, the motor currents Iu to Iw detected by the motor current detection unit 60 are also “0”, and the motor currents Iu to Iw are converted by the three-phase / two-phase conversion unit 67a. The q-axis current Iq is also “0”. Therefore, the motor torque Tma detected by the motor torque detector 67 is also “0”, the motor torque change rate ΔTma calculated by the differentiation circuit 68 is also “0”, and this is supplied to the selection signal forming unit 69. Since the motor torque change rate ΔTma is less than the threshold value ΔTth, a selection signal SL having a logical value “0” is output to the duty calculation / limit calculation units 64u to 64w. Therefore, the duty ratios Du B to Dw B output from the duty ratio calculation unit 64 a are selected by the duty calculation / limitation calculation units 64 u to 64 w, and these duty ratios Du B to Dw B are input to the pulse width modulation unit 65. Thus, a pulse width modulation signal for driving the gates of the switching elements of the upper arm portion and the lower arm portion constituting the inverter 66 is supplied from the pulse width modulation portion 65 to the inverter 66.

このとき、前述したように、補償後操舵補助トルク指令値ＩM *′が“０”であり、この補償後トルク指令値ＩM *′がｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３に供給されるので、このｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３でモータ回転角θ及びモータ角速度ωに基づいてｄ−ｑ軸座標系での指令値演算が行われて、ｄ軸目標電流Ｉｄ*及びｑ軸目標電流Ｉｑ*が算出され、これらｄ軸目標電流Ｉｄ*及びｑ軸目標電流Ｉｑ*が２相／３相変換部５４で夫々“０”の３相電流指令値Ｉｕ*〜Ｉｗ*に変換されてモータ電流制御部２４に出力される。 At this time, as described above, the post-compensation steering assist torque command value I M * ′ is “0”, and the post-compensation torque command value I M * ′ is supplied to the dq-axis current command value calculation unit 23. Therefore, the dq-axis current command value calculation unit 23 calculates the command value in the dq-axis coordinate system based on the motor rotation angle θ and the motor angular velocity ω, and the d-axis target current Id * and q The shaft target current Iq * is calculated, and the d-axis target current Id * and the q-axis target current Iq * are converted into three-phase current command values Iu * to Iw * of “0” by the two-phase / three-phase converter 54, respectively . And output to the motor current control unit 24.

このモータ電流制御部２４では、モータ電流検出部６０で検出されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗも“０”であることから、減算器６１ｕ〜６ｗから出力される電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗも“０”となり、ＰＩ電流制御部６２から出力される電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗも“０”となって、デューティ演算／制限演算部６４から出力されるデューティ比ＤｕB〜ＤｗBが０％となり、これに応じたパルス幅変調信号がパルス幅変調部６５からインバータ６６に供給されるので、このインバータ６６から出力されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗも“０”となって、電動モータ１２が停止状態を継続する。 In the motor current control unit 24, since the motor currents Iu to Iw detected by the motor current detection unit 60 are also “0”, the current deviations ΔIu to ΔIw output from the subtractors 61u to 6w are also “0”. The voltage command values Vu to Vw output from the PI current control unit 62 are also “0”, and the duty ratios Du B to Dw B output from the duty calculation / limit calculation unit 64 are 0%. Since the pulse width modulation signal is supplied from the pulse width modulation unit 65 to the inverter 66, the motor currents Iu to Iw output from the inverter 66 are also "0", and the electric motor 12 continues to be stopped.

この電動モータ１２の停止状態で、ステアリングホイール１を右切り（又は左切り）操舵する所謂据え切りを行うと、操舵トルクセンサ１４で操舵方向に応じた操舵トルクＴが検出され、この操舵トルクＴがコントローラ１５に供給されることにより、操舵補助トルク指令値演算部２１で、車速Ｖが“０”であるので、一番内側の特性曲線が選択されて操舵トルクＴの増大に応じて早めに大きな値となる操舵補助トルク指令値ＩM *が算出され、この操舵補助指令値ＩM *が加算器３８に出力される。また、操舵により回転角加速度αが出力される。 When the steering wheel 1 is turned to the right (or left) while the electric motor 12 is stopped, the steering torque T corresponding to the steering direction is detected by the steering torque sensor 14, and the steering torque T Is supplied to the controller 15, the steering assist torque command value calculation unit 21 selects the innermost characteristic curve because the vehicle speed V is “0”, and the vehicle speed V increases as the steering torque T increases. A steering assist torque command value I M * that is a large value is calculated, and this steering assist command value I M * is output to the adder 38. Further, the rotational angular acceleration α is output by steering.

このため、加算器３８によって、指令値補償部２２で算出された指令補償値Ｉｃｏｍが加算されて補償後操舵補助トルク指令値ＩM *′が算出され、この補償後操舵補助トルク指令値ＩM *′がｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３に供給される。
このｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３で、補償後トルク指令値ＩM *′に応じた値のｄ軸目標電流Ｉｄ*及びｑ軸目標電流Ｉｑ*が算出され、これらが２相／３相変換部５４で３相の電流指令値Ｉｕ*〜Ｉｗ*に変換されてモータ電流制御部２４に出力される。 Therefore, the adder 38 adds the command compensation value Icom calculated by the command value compensation unit 22 to calculate the post-compensation steering assist torque command value I M * ′, and this post-compensation steering assist torque command value I M * 'Is supplied to the dq-axis current command value calculator 23.
The d-q axis current command value calculation unit 23 calculates the d-axis target current Id * and the q-axis target current Iq * having values corresponding to the post-compensation torque command value I M * ′. The phase conversion unit 54 converts the current command values into three-phase current command values Iu * to Iw * and outputs them to the motor current control unit 24.

したがって、モータ電流制御部２４では、モータ電流検出部６０で検出されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが“０”であるので、減算器６１ｕ〜６１ｗから出力される電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗは電流指令値Ｉｕ*〜Ｉｗ*がそのままＰＩ電流制御部６２に供給されることにより、このＰＩ電流制御部６２にＰＩ制御処理が行われて、電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗがデューティ演算／制限演算部６４ｕ〜６４ｗに出力される。 Therefore, in the motor current control unit 24, since the motor currents Iu to Iw detected by the motor current detection unit 60 are “0”, the current deviations ΔIu to ΔIw output from the subtractors 61u to 61w are current command values Iu. By supplying * to Iw * as it is to the PI current control unit 62, PI control processing is performed on the PI current control unit 62, and the voltage command values Vu to Vw are supplied to the duty calculation / limit calculation units 64u to 64w. Is output.

この状態では、微分回路６８で演算されるモータトルク変化率ΔＴｍａは回転角速度αによる変化率のみなので、操舵限界位置到達時のモータトルク変化率よりは小さく、選択信号形成部６９では論理値“０”の選択信号ＳＬの出力を継続しており、デューティ演算／制限演算部６４ｕ〜６４ｗでは選択スイッチ部６４ｃでデューティ比演算部６４ａから出力される電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗに応じたデューティ比ＤｕB〜ＤｗBを選択しているので、これらデューティ比ＤｕB〜ＤｗBに応じたパルス幅変調信号がパルス幅変調部６５からインバータ６６に供給される。このため、インバータ６６からモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが出力されて電動モータ１２が回転駆動されて、操舵トルクＴに応じた操舵補助トルクが発生され、これが減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２の出力軸２ｂに伝達されるので、据え切り状態での操舵を軽く行うことができる。 In this state, since the motor torque change rate ΔTma calculated by the differentiating circuit 68 is only the change rate due to the rotational angular velocity α, it is smaller than the motor torque change rate when the steering limit position is reached. and continues to output the selection signal SL of "duty ratio Du B corresponding to the voltage command value Vu~Vw outputted from the duty ratio calculation unit 64a in the selection switch section 64c duty operation / limit calculation unit 64u~64w Since ~ Dw B is selected, a pulse width modulation signal corresponding to these duty ratios Du B to Dw B is supplied from the pulse width modulation section 65 to the inverter 66. Therefore, the motor currents Iu to Iw are output from the inverter 66 and the electric motor 12 is rotationally driven to generate a steering assist torque corresponding to the steering torque T, which is output via the reduction gear 11 to the output shaft of the steering shaft 2. Since it is transmitted to 2b, steering in a stationary state can be performed lightly.

このとき、モータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが急激に増加し、回転角速度αが発生しているが、この場合のモータトルク変化率ΔＴｍａは、前述したように操舵限界位置到達時のモータトルク変化率よりは小さく、閾値ΔTｔｈより小さい値となるので、選択信号形成部６９では論理値“０”の選択信号ＳＬを継続して出力することにより、デューティ演算／制限演算部６４の選択スイッチ部６４ｃでデューティ比演算部６４ａから出力される電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗに応じたデューティ比ＤｕB〜ＤｗBを選択する状態が継続される。 At this time, the motor currents Iu to Iw suddenly increase and the rotational angular velocity α is generated. In this case, the motor torque change rate ΔTma is higher than the motor torque change rate when the steering limit position is reached as described above. Since the selection signal forming unit 69 continuously outputs the selection signal SL having the logical value “0”, the selection switch unit 64c of the duty calculation / limit calculation unit 64 causes the duty ratio to be smaller than the threshold value ΔTth. The state of selecting the duty ratios Du B to Dw B according to the voltage command values Vu to Vw output from the calculation unit 64a is continued.

その後、車両を発進させると、車速センサ１６で検出される車速Ｖが増加することにより、走行中にステアリングホイール１を操舵したときに、操舵補助トルク指令値演算部２１で算出される操舵補助トルク指令値は図４のマップで車速Ｖが速くなるほど外側の特性曲線が選択されることになるので、操舵トルクＴの増加に対応する操舵補助トルク指令値ＩM *の増加量が少なくなることにより、電動モータ１２で発生される操舵補助トルクも据え切り時に比較して小さい値となり、車速Ｖに応じた最適の操舵補助トルクを発生させることができる。 Thereafter, when the vehicle is started, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 16 increases, so that the steering assist torque calculated by the steering assist torque command value calculation unit 21 when the steering wheel 1 is steered during traveling. As the command value is selected in the map of FIG. 4, the outer characteristic curve is selected as the vehicle speed V increases. Therefore, the increase amount of the steering assist torque command value I M * corresponding to the increase of the steering torque T decreases. The steering assist torque generated by the electric motor 12 is also smaller than that at the time of stationary, and the optimum steering assist torque according to the vehicle speed V can be generated.

ところで、前述した据え切り状態や車庫入れ等の極低速走行状態でステアリングホイール１を右又は左に操舵限界位置まで比較的速い操舵を行うと、操舵限界位置に達するまでは、前述したように、コントローラ１５で、そのときの操舵トルクセンサ１４で検出される操舵トルクＴに応じたモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが形成されて、これらが電動モータ１２に供給されて、軽い操舵を行うことができる。   By the way, when the steering wheel 1 is steered relatively fast to the steering limit position to the right or left in the extremely low speed traveling state such as the stationary state or the garage, as described above, until the steering limit position is reached, The controller 15 forms motor currents Iu to Iw corresponding to the steering torque T detected by the steering torque sensor 14 at that time, and these are supplied to the electric motor 12 to perform light steering.

このとき、据え切り状態や極低速走行状態での操舵であるので、操舵トルクＴが大きく、パルス幅変調部６３から出力されるパルス幅変調信号のデューティ比は略１００％に近い状態となっている。 この状態で、ラック軸８ｃの緩衝部材８ｅがストッパ部材８ｆに当接するラックストロークエンドに達したり、タイヤが縁石等に接触したりして操舵限界位置に達すると、ラック軸８ｃの移動が停止されることにより、ピニオン８ｂ、ピニオンシャフト７、ユニバーサルジョイント６、中間シャフト５、ユニバーサルジョイント４、ステアリングシャフト２の出力軸２ｂの回転が停止し、これに応じて減速ギヤ１１を介して電動モータ１２の回転も停止される。   At this time, since the steering is performed in the stationary state or the extremely low speed traveling state, the steering torque T is large, and the duty ratio of the pulse width modulation signal output from the pulse width modulation unit 63 is approximately 100%. Yes. In this state, when the shock absorbing member 8e of the rack shaft 8c reaches the rack stroke end where it contacts the stopper member 8f, or when the tire contacts the curb or the like and reaches the steering limit position, the movement of the rack shaft 8c is stopped. As a result, the rotation of the output shaft 2b of the pinion 8b, the pinion shaft 7, the universal joint 6, the intermediate shaft 5, the universal joint 4, and the steering shaft 2 is stopped, and the electric motor 12 is connected via the reduction gear 11 accordingly. The rotation is also stopped.

このとき、コントローラ１５では、パルス幅変調部６３から出力されるパルス幅変調信号のデューティ比が１００％に近い状態であるため、インバータ６６から出力されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが急増し、且つモータの慣性モーメントによるトルクが加わる。このときのモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗがモータ電流検出部６０で検出され、回転角加速度αが角加速度演算部３２で演算されてモータトルク検出部６７に供給される。このため、モータトルク検出部６７のモータトルク演算部６７ｂから出力されるモータトルクＴｍａが図６に示すように急勾配で増加する状態となり、微分回路６８から出力されるモータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ以上となる。   At this time, in the controller 15, since the duty ratio of the pulse width modulation signal output from the pulse width modulation unit 63 is close to 100%, the motor currents Iu to Iw output from the inverter 66 increase rapidly, and the motor Torque due to the moment of inertia is added. The motor currents Iu to Iw at this time are detected by the motor current detection unit 60, and the rotational angular acceleration α is calculated by the angular acceleration calculation unit 32 and supplied to the motor torque detection unit 67. For this reason, the motor torque Tma output from the motor torque calculation unit 67b of the motor torque detection unit 67 increases in a steep slope as shown in FIG. ΔTth or more.

この閾値ΔＴｔｈ以上となるモータトルク変化率ΔＴｍａが選択信号形成部６９に供給されることにより、この選択信号形成部６９で論理値“１”の選択信号ＳＬがデューティ演算／制限演算部６４の選択スイッチ部６４ｃに出力される。このため、選択スイッチ部６４ｃでリミッタ６４ｂから出力される低デューティ比の制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLが選択されてパルス幅変調部６５に供給され、このパルス幅変調部６５で制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLに応じたパルス幅変調信号がインバータ６６に供給される。 The motor torque change rate ΔTma that is equal to or greater than the threshold value ΔTth is supplied to the selection signal forming unit 69, so that the selection signal SL having the logical value “1” is selected by the duty calculation / limit calculation unit 64. It is output to the switch part 64c. For this reason, the low duty ratio limit duty ratios Du L to Dw L output from the limiter 64 b are selected by the selection switch section 64 c and supplied to the pulse width modulation section 65. The pulse width modulation section 65 limits the duty ratio Du. A pulse width modulation signal corresponding to L to Dw L is supplied to the inverter 66.

したがって、インバータ６６から出力されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが減少されて、電動モータ１２で発生する操舵補助トルクが減少し、中間シャフト５に伝達される伝達トルクのピーク値が図７で実線図示の特性曲線Ｌ１で示すように、デューティ比制限制御を行わない場合の破線図示の特性曲線Ｌ２に比較してトルクのピーク値を抑制することができ、中間シャフト等のトルク伝達部材の耐久性を向上させることができる。   Therefore, the motor currents Iu to Iw output from the inverter 66 are reduced, the steering assist torque generated in the electric motor 12 is reduced, and the peak value of the transmission torque transmitted to the intermediate shaft 5 is shown by the solid line in FIG. As shown by the characteristic curve L1, the torque peak value can be suppressed compared to the characteristic curve L2 shown by the broken line when the duty ratio limit control is not performed, and the durability of the torque transmission member such as the intermediate shaft is improved. Can be made.

しかも、モータ電流検出部６０で検出したモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗと角加速度演算部３２で演算された回転角加速度αに基づいてモータトルク検出部６７でモータトルク値Ｔｍａを検出し、これを微分回路６８で微分してモータトルク変化率ΔＴｍａを演算し、その演算結果と閾値ΔＴｔｈと比較することにより、端当て状態やタイヤが縁石に接触した状態の操舵限界位置を検出するので、操舵限界位置に達した時から短時間（例えば１０ｍｓｅｃ程度）で操舵限界位置状態を検出することができる。この操舵限界位置検出時から短時間（例えば２０ｍｓｅｃ程度）で電動モータ１２によって発生する操舵補助トルクを制限することができるので、ラック軸８ｃに緩衝部材８ｅを設けない場合の操舵限界位置到達時から中間シャフト５にピークトルクが発生するまでの時間（約３０ｍｓｅｃ程度）内に操舵補助トルク制限を行うことが可能となり、中間シャフトに発生するトルクを低減して、中間シャフト５の耐久性を向上させることができる。しかも、この効果を別途舵角センサ等のセンサを設けることなく発揮することができる。   Moreover, the motor torque detection unit 67 detects the motor torque value Tma based on the motor currents Iu to Iw detected by the motor current detection unit 60 and the rotational angular acceleration α calculated by the angular acceleration calculation unit 32, and this is used as a differentiation circuit. 68, the motor torque change rate ΔTma is calculated and compared with the threshold value ΔTth to detect the steering limit position when the tire is in contact with the curb stone. The steering limit position state can be detected in a short time (for example, about 10 msec) from the time of reaching. Since the steering assist torque generated by the electric motor 12 can be limited in a short time (for example, about 20 msec) from the detection of the steering limit position, the steering limit position is reached when the buffer member 8e is not provided on the rack shaft 8c. It becomes possible to limit the steering assist torque within the time until peak torque is generated in the intermediate shaft 5 (about 30 msec), and the torque generated in the intermediate shaft is reduced to improve the durability of the intermediate shaft 5. be able to. In addition, this effect can be exhibited without providing a separate sensor such as a steering angle sensor.

また、上記実施形態では、ラック軸８ｃに緩衝部材８ｅが設けられているので、ラックエンドストロークに達した端当て時に、緩衝部材８ｅの縮み代分中間シャフト５にピークトルクが発生する時間を遅延させることができ、中間シャフト５に発生するトルクをより確実に低減させることができる。
なお、上記実施形態においては、ラック軸８ｃに緩衝部材８ｅを設けることにより、端当て時から中間シャフト５にピークトルクが発生するまでの時間を遅延させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、中間シャフト５の両端に取付けたユニバーサルジョイント４及び６のヨーク４ａ，４ｂ及び６ａ，６ｂをプレス成形することにより、高強度の鍛造成形ヨークに対して剛性を低下させて、操舵限界位置への到達時から中間シャフト５にピークトルクが発生するまでの時間を長くすることができる。この場合には、ヨークをプレス成形するので、鍛造成形ヨークより低コストで製作することができると共に、操舵限界位置への到達時から中間シャフト５にピークトルクが発生するまでの時間を長くできるので、演算処理能力の低いマイクロコンピュータ等の演算処理装置を適用することができ、よりコストを低減することができる利点がある。 Further, in the above embodiment, since the buffer member 8e is provided on the rack shaft 8c, the time during which the peak torque is generated in the intermediate shaft 5 by the amount of contraction of the buffer member 8e is delayed when the end of the rack end stroke is reached. The torque generated in the intermediate shaft 5 can be reduced more reliably.
In the above-described embodiment, the case has been described in which the buffer member 8e is provided on the rack shaft 8c, thereby delaying the time from when the end contact is applied to when the peak torque is generated in the intermediate shaft 5, but the present invention is not limited thereto. Instead of press, the yokes 4a, 4b and 6a, 6b of the universal joints 4 and 6 attached to both ends of the intermediate shaft 5 are press-molded to reduce the rigidity with respect to the high-strength forged yoke, and the steering limit The time from when the position is reached until the peak torque is generated in the intermediate shaft 5 can be increased. In this case, since the yoke is press-molded, it can be manufactured at a lower cost than the forged yoke, and the time from when the steering limit position is reached until the peak torque is generated in the intermediate shaft 5 can be increased. An arithmetic processing device such as a microcomputer having a low arithmetic processing capability can be applied, and there is an advantage that the cost can be further reduced.

また、上記実施形態においては、モータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ以上であるときに、操舵限界位置であると判断して、デューティ演算／制限演算部６４のデューティ比演算部６４ａから出力される操舵トルクに応じたデューティ比ＤｕB〜ＤｗBに代えてリミッタ６４ｂから出力される低デューティ比の制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLを選択する場合について説明したが、これに限定されるものでなく、図８に示すように、モータトルク演算部６７ｂで演算したモータトルクＴｍａも選択信号形成部６９に入力して、モータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ以上であり、且つモータトルクＴｍａが所定値（例えば２．０Ｎｍ）以上であるときを操舵限界位置検出条件としたり、モータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ以上であり、且つモータトルクＴｍａが所定値（例えば２．０Ｎｍ）以上を所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）継続したときを操舵限界位置検出条件としたりすることにより、より正確に操舵限界位置到達状態を検出することができる。この場合には、通常操舵時に、車両が例えばベルジアン路（石畳路）等で制動を行うことにより、タイヤから大きな振動荷重が入力されるときがあり、この振動荷重が大きいと電動モータ１２のモータ電流の傾きが大きくなる傾向があるが、タイヤからの振動荷重に対して継続して大きな電流が流れることはないので、この走行状態を誤検出することを確実に防止することができる。 Further, in the above embodiment, when the motor torque change rate ΔTma is equal to or greater than the threshold value ΔTth, it is determined that the steering limit position is reached, and the steering output from the duty ratio calculation unit 64a of the duty calculation / limit calculation unit 64 is performed. It has been described for selecting a limit duty ratio Du L ~Dw L low duty ratio outputted from the limiter 64b in place of the duty ratio Du B ~Dw B according to the torque, not limited thereto, As shown in FIG. 8, the motor torque Tma calculated by the motor torque calculation unit 67b is also input to the selection signal forming unit 69, the motor torque change rate ΔTma is equal to or greater than a threshold value ΔTth, and the motor torque Tma is a predetermined value (for example, 2.0Nm) or more as the steering limit position detection condition, or when the motor torque change rate ΔTma is greater than or equal to the threshold ΔTth. The steering limit position reaching condition can be detected more accurately by setting the steering limit position detection condition when the motor torque Tma continues for a predetermined time (for example, 10 msec) for a predetermined value (for example, 2.0 Nm) or more. Can do. In this case, during normal steering, the vehicle may be braked on, for example, a Belgian road (cobblestone road) or the like, whereby a large vibration load may be input from the tire. If the vibration load is large, the motor of the electric motor 12 Although the current gradient tends to increase, since a large current does not flow continuously with respect to the vibration load from the tire, erroneous detection of this traveling state can be reliably prevented.

さらに、上記実施形態においては、選択信号形成部６９でトルク変化率ΔＴｍａと比較する閾値ΔＴｔｈが固定値である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図９に示すように、車速センサ１６で検出した車速Ｖを選択信号形成部６９に入力し、この選択信号形成部６９で図１０に示す閾値設定処理を実行して、操舵限界を判断する閾値ΔＴｔｈを車速Ｖに応じて変更するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the threshold value ΔTth compared with the torque change rate ΔTma in the selection signal forming unit 69 is a fixed value has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. The vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 16 is input to the selection signal forming unit 69, and the threshold value setting process shown in FIG. 10 is executed by the selection signal forming unit 69, and the threshold value ΔTth for judging the steering limit is set according to the vehicle speed V. It may be changed.

すなわち、図１０の閾値設定処理では、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ３１で、車速センサ１６で検出した車速Ｖを読込み、次いでステップＳ３２に移行して、読込んだ車速Ｖをもとに図１１に示す閾値算出テーブルを参照して閾値ΔＴｔｈを算出し、次いでステップＳ３３に移行して、算出した閾値ΔＴｔｈを後述する操舵限界位置検出処理で参照可能なＲＡＭ等の所定の記憶領域に記憶してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。   That is, the threshold setting process of FIG. 10 is executed as a timer interrupt process at predetermined time intervals (for example, 1 msec). First, in step S31, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 16 is read, and then the process proceeds to step S32. Then, the threshold value ΔTth is calculated based on the read vehicle speed V with reference to the threshold value calculation table shown in FIG. 11, and then the process proceeds to step S33, where the calculated threshold value ΔTth can be referred to in the steering limit position detection process described later. After storing in a predetermined storage area such as a random access memory (RAM), the timer interrupt process is terminated and the program returns to the predetermined main program.

ここで、図１１の閾値算出テーブルは、車速Ｖが“０”のときに、所定値ΔＴｔｈ１となり、これより車速Ｖが増加するに従って閾値ΔＴｔｈが増加するように設定されている。
この図１０の処理が閾値設定手段に対応している。
このように、操舵限界を判断する閾値ΔＴｔｈを車速Ｖの増加に応じて増加させることにより、車速が速くなるに応じて端当て状態まで操舵することはなくなるので、端当て状態の誤検出を確実に防止することができる。 Here, the threshold value calculation table of FIG. 11 is set to have a predetermined value ΔTth1 when the vehicle speed V is “0”, and the threshold value ΔTth increases as the vehicle speed V increases.
The processing of FIG. 10 corresponds to threshold setting means.
In this way, by increasing the threshold value ΔTth for determining the steering limit in accordance with the increase in the vehicle speed V, steering to the end contact state does not occur as the vehicle speed increases, so that erroneous detection of the end contact state is ensured. Can be prevented.

なお、図１０の閾値設定処理では、図１１に示す閾値算出テーブルを使用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１１の特性線を一次方程式で表し、この方程式に車速Ｖを代入して閾値ΔＴｔｈを算出するようにしてもよい。また、閾値の設定をソフトウェアで行う場合に限らず、関数発生器等のハードウェアを使用して車速Ｖに応じた閾値ΔＴｔｈの設定を行うようにしてもよい。   In the threshold value setting process of FIG. 10, the case where the threshold value calculation table shown in FIG. 11 is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and the characteristic line of FIG. The threshold value ΔTth may be calculated by substituting V. Further, the threshold value is not limited to being set by software, but the threshold value ΔTth corresponding to the vehicle speed V may be set using hardware such as a function generator.

また、操舵限界位置が生じるのは、ステアリングホイール１を切り増し方向に操舵する場合のみであることから、モータトルクＴｍａの符号とモータトルク変化率ΔＴｍａの符号とが一致する切り増し状態であり、且つモータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ以上であるときを操舵限界位置検出条件とするようにしてもよく、この場合には、ラックエンドから離れる方向への操舵時にモータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ以上となった場合の誤検出を確実に防止することができる。   Further, the steering limit position occurs only when the steering wheel 1 is steered in the increased direction. Therefore, the sign of the motor torque Tma and the sign of the motor torque change rate ΔTma coincide with each other. The steering limit position detection condition may be when the motor torque change rate ΔTma is equal to or greater than the threshold value ΔTth. In this case, the motor torque change rate ΔTma is equal to or greater than the threshold value ΔTth during steering in a direction away from the rack end. In this case, it is possible to reliably prevent erroneous detection.

さらに、図１２に示すように、モータトルクＴｍａに代えて角速度演算部３１で算出されるモータ角速度ωを選択信号形成部６９に供給することにより、モータ角速度ωが所定値以上で且つモータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ以上であるときを操舵限界位置検出条件とすることもできる。この場合には、モータ角速度ωとして操舵限界位置到達時のモータ角速度ωは図１３に示すように急激に角速度が低下するので、操舵限界位置となる直前のモータ角速度（所定時間前（例えば２０ｍｓｅｃ程度前）のモータ角速度）を使用する。このように、モータ角速度ωを操舵限界位置検出条件に入れることにより、モータ角速度ωが所定値より小さい状態では、操舵限界位置到達時の衝撃荷重も小さく、中間シャフト５に伝達される伝達トルクのピーク値も小さいので、小さい値の固定デューティ比を使用する操舵補助トルク制限を行う必要がないが、モータ角速度ωが所定値以上である場合には、操舵限界位置到達時の衝撃荷重が大きくなるので、中間シャフト５に伝達され伝達トルクのピーク値も大きくなることから操舵補助トルク制限を行って中間シャフト５に伝達されるピークトルクを確実に減少させる。   Further, as shown in FIG. 12, by supplying the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculating unit 31 instead of the motor torque Tma to the selection signal forming unit 69, the motor angular velocity ω is equal to or greater than a predetermined value and the motor torque changes. When the rate ΔTma is equal to or greater than the threshold value ΔTth, the steering limit position detection condition can be set. In this case, the motor angular speed ω when the steering limit position is reached as the motor angular speed ω rapidly decreases as shown in FIG. 13, so the motor angular speed immediately before the steering limit position is reached (predetermined time (for example, about 20 msec). Use the previous motor angular speed). Thus, by putting the motor angular velocity ω into the steering limit position detection condition, when the motor angular velocity ω is smaller than a predetermined value, the impact load when reaching the steering limit position is small, and the transmission torque transmitted to the intermediate shaft 5 is small. Since the peak value is also small, there is no need to perform steering assist torque limitation using a small fixed duty ratio, but when the motor angular velocity ω is equal to or greater than a predetermined value, the impact load when reaching the steering limit position increases. Therefore, since the peak value of the transmission torque transmitted to the intermediate shaft 5 also increases, the steering assist torque is limited to reliably reduce the peak torque transmitted to the intermediate shaft 5.

さらにまた、上記実施形態においては、モータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ以上であるときに、制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLを選択する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLの継続時間を所定時間（例えば２０ｍｓｅｃ程度）に設定し、制限デューティ比状態を所定時間継続した後にデューティ演算／制限演算部６４の選択スイッチ部６４ｃを通常時のデューティ比演算部６４ａから出力される電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗに応じたデューティ比ＤｕB〜ＤｗBを選択する状態に復帰させるようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the limit duty ratios Du L to Dw L are selected when the motor torque change rate ΔTma is equal to or greater than the threshold value ΔTth has been described. However, the present invention is not limited to this. The duration time of the duty ratios Du L to Dw L is set to a predetermined time (for example, about 20 msec), and after the limited duty ratio state is continued for a predetermined time, the selection switch unit 64c of the duty calculation / limit calculation unit 64 is set to the normal duty ratio. it may be allowed to return to the state of selecting the duty ratio Du B ~Dw B in accordance with the voltage command value Vu~Vw output from the arithmetic unit 64a.

この場合には、長い時間制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLによる操舵補助トルク制限を継続すると、運転者に違和感を与えることになるおそれがあるので、中間シャフト５に発生する伝達トルクのピークを低減するに十分な短い時間だけ制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLによる操舵補助トルク制限を継続させて運転者に与える違和感を抑制することが好ましい。 In this case, if the steering assist torque limitation with the long time limit duty ratios Du L to Dw L is continued, the driver may feel uncomfortable, so the peak of the transmission torque generated in the intermediate shaft 5 is reduced. It is preferable to suppress the uncomfortable feeling given to the driver by continuing the steering assist torque limitation by the limit duty ratios Du L to Dw L for a sufficiently short time.

このため、モータ角速度ωが大きいときには衝撃荷重も大きいので、制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLによる操舵補助トルク制限を継続する時間を比較的長く設定し、逆にモータ角速度ωが小さいときには衝撃荷重が小さいので、制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLによる操舵補助トルク制限を継続する時間を比較的短く設定することが好ましい。 For this reason, since the impact load is large when the motor angular speed ω is large, the time for continuing the steering assist torque limitation by the limiting duty ratios Du L to Dw L is set to be relatively long. Conversely, when the motor angular speed ω is small, the impact load is Since it is small, it is preferable to set a relatively short time for continuing the steering assist torque limitation with the limit duty ratios Du L to Dw L.

なおさらに、上記実施形態においては、操舵限界位置検出時に、比較的小さい値の制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLのパルス幅変調信号をインバータ６６に供給して電動モータ１２を制御する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、パルス幅変調部６５でインバータ６６の上アーム部（又は下アーム部）を構成する３つのスイッチング素子に対するパルス幅変調信号のデューティ比を０％とし、下アーム部（又は上アーム部）を構成する３つのスイッチング素子に対するパルス幅変調信号のデューティ比を１００％に固定することにより、電動モータ１２の各コイルを短絡状態の閉回路とすることにより、電磁ブレーキモードとし、電動モータ１２のロータの慣性力が中間シャフト５に伝達されないようにすることもできる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the electric motor 12 is controlled by supplying the pulse width modulation signal having the relatively small limit duty ratios Du L to Dw L to the inverter 66 when the steering limit position is detected has been described. However, the present invention is not limited to this, and the duty ratio of the pulse width modulation signal to the three switching elements constituting the upper arm part (or the lower arm part) of the inverter 66 by the pulse width modulation unit 65 is set to 0%. By fixing the duty ratio of the pulse width modulation signal with respect to the three switching elements constituting the arm part (or upper arm part) to 100%, each coil of the electric motor 12 is made a closed circuit in a short-circuit state, thereby The brake mode can be set so that the inertia force of the rotor of the electric motor 12 is not transmitted to the intermediate shaft 5. .

また、上記実施形態においては、制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLを例えば３％に設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ１２の特性に合わせて任意の固定デューティ比を設定することができる。
さらに、上記実施形態においては、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３に２相／３相変換部５４を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、２相／３相変換部５４を省略し、これに代えてモータ電流検出部６０の出力側に３相／２相変換部を設け、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑに変換し、２つの減算部でｄ軸目標電流Ｉｄ*及びｑ軸目標電流Ｉｑ*とモータのｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑとの偏差を算出するようにしてもよい。 In the above embodiment, the case where the limit duty ratios Du L to Dw L are set to 3%, for example, has been described. However, the present invention is not limited to this, and any fixed duty can be set according to the characteristics of the electric motor 12. The ratio can be set.
Furthermore, although the case where the dq axis current command value calculation unit 23 is provided with the two-phase / three-phase conversion unit 54 has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the two-phase / three-phase is provided. The conversion unit 54 is omitted, and a three-phase / two-phase conversion unit is provided on the output side of the motor current detection unit 60 instead of the conversion unit 54 to convert the d-axis current Id and the q-axis current Iq, and the two subtraction units use the d-axis Deviations between the target current Id * and the q-axis target current Iq * and the d-axis current Id and the q-axis current Iq of the motor may be calculated.

さらにまた、上記実施形態においては、コントローラ１５をハードウェアで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュータを適用して操舵補助トルク指令値演算部２１、指令値補償部２２、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２３及びモータ制御部２４の減算器６１ｕ〜６１ｗ、ＰＩ電流制御部６２、デューティ制御／制限制御部６４、パルス幅変調部６５、モータトルク検出部６７、モータトルク変化率検出部としての微分回路６８及び選択信号形成部６９の機能をソフトウェアで処理することもできる。この場合の処理としては、マイクロコンピュータで図１４に示す操舵補助制御処理及び図１５に示す操舵限界位置検出処理を実行するようにすればよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the controller 15 is configured by hardware has been described. However, the present invention is not limited to this, and the steering assist torque command value calculation unit 21, command value compensation is applied by applying a microcomputer. Unit 22, dq axis current command value calculation unit 23 and subtractors 61u to 61w of motor control unit 24, PI current control unit 62, duty control / limit control unit 64, pulse width modulation unit 65, motor torque detection unit 67 The functions of the differentiation circuit 68 and the selection signal forming unit 69 as the motor torque change rate detection unit can be processed by software. As processing in this case, the microcomputer may execute the steering assist control processing shown in FIG. 14 and the steering limit position detection processing shown in FIG.

ここで、操舵補助制御処理は、図１４に示すように、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎にタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ０で、後述する操舵限界位置検出処理で設定される端当て検出フラグＦが操舵限界位置に到達したことを検出したことを表す“１”にセットされているか否かを判定し、操舵限界位置検出フラグＦが“０”にリセットされているときにはステップＳ１に移行する。このステップＳ１では、操舵トルクセンサ１４、車速センサ１６、回転角センサ１７、電流検出回路６０等の各種センサの検出値を読込み、次いでステップＳ２に移行して、操舵トルクＴをもとに前述した図４に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して操舵補助トルク指令値ＩM *を算出してからステップＳ３に移行する。 Here, as shown in FIG. 14, the steering assist control process is executed as a timer interrupt process every predetermined time (for example, 1 msec). First, in step S0, an end point set in a steering limit position detection process described later is set. It is determined whether or not the contact detection flag F is set to “1” indicating that the steering limit position has been reached. When the steering limit position detection flag F is reset to “0”, step S1 is performed. Migrate to In this step S1, the detection values of various sensors such as the steering torque sensor 14, the vehicle speed sensor 16, the rotation angle sensor 17, and the current detection circuit 60 are read, and then the process proceeds to step S2 and described above based on the steering torque T. After calculating the steering assist torque command value I M * with reference to the steering assist torque command value calculation map shown in FIG. 4, the process proceeds to step S3.

このステップＳ３では、モータ回転角θを微分してモータ角速度ωを算出し、次いでステップＳ４に移行して、モータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出し、次いでステップＳ５に移行して、収斂性補償部３３と同様にモータ角速度ωに車速Ｖに応じて設定された補償係数Ｋｖを乗算して収斂性補償値Ｉｃを算出してからステップＳ６に移行する。
このステップＳ６では、慣性補償部３４と同様に、モータ角加速度αに基づいて慣性補償値Ｉｉを算出し、次いでステップＳ７に移行してＳＡＴ推定フィードバック部３５と同様にモータ角速度ω及びモータ角加速度αをもとに前述した（２）式の演算を行ってセルフアライニングトルクＳＡＴを算出する。 In this step S3, the motor rotational angle θ is differentiated to calculate the motor angular velocity ω, then the process proceeds to step S4, the motor angular speed ω is differentiated to calculate the motor angular acceleration α, and then the process proceeds to step S5. Similarly to the convergence compensation unit 33, the motor angular speed ω is multiplied by the compensation coefficient Kv set according to the vehicle speed V to calculate the convergence compensation value Ic, and then the process proceeds to step S6.
In step S6, the inertia compensation value Ii is calculated based on the motor angular acceleration α as in the inertia compensator 34. Then, the process proceeds to step S7, and the motor angular velocity ω and motor angular acceleration are calculated in the same manner as in the SAT estimation feedback unit 35. The self-aligning torque SAT is calculated by performing the above-described calculation of equation (2) based on α.

次いで、ステップＳ８に移行して、操舵補助トルク指令値ＩM *にステップＳ４〜Ｓ６で算出した収斂性補償値Ｉｃ、慣性補償値Ｉｉ及びセルフアライニングトルクＳＡＴを加算して補償後操舵補助トルク指令値ＩM *′を算出し、次いでステップＳ９で算出した操舵補助トルク指令補償値ＩM *′にｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４と同様のｄ−ｑ軸指令値演算処理を実行してｄ軸目標電流Ｉｄ*及びｑ軸目標電流Ｉｑ*を算出し、次いでステップＳ１０に移行して２相／３相変換処理を行ってモータ電流指令値Ｉｕ*〜Ｉｗ*を算出する。 Next, the process proceeds to step S8, and the post-compensation steering assist torque is obtained by adding the convergence compensation value Ic, inertia compensation value Ii and self-aligning torque SAT calculated in steps S4 to S6 to the steering assist torque command value I M *. The command value I M * ′ is calculated, and then the dq axis command value calculation process similar to the dq axis current command value calculation unit 24 is performed on the steering assist torque command compensation value I M * ′ calculated in step S9. Then, the d-axis target current Id * and the q-axis target current Iq * are calculated, and then the process proceeds to step S10 to perform a two-phase / three-phase conversion process to calculate motor current command values Iu * to Iw * .

次いで、ステップＳ１１に移行して、モータ電流指令値Ｉｕ*〜Ｉｗ*からモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを減算して電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗを算出し、次いでステップＳ１２に移行して、電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗについてＰＩ制御処理を行って電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗを算出し、次いでステップＳ１３に移行して算出した電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗに基づいてデューティ比ＤｕB〜ＤｗBを演算してからパルス幅変調処理を行ってインバータゲート信号を形成し、次いでステップＳ１４に移行して、形成したインバータゲート信号をインバータ６６に出力してから操舵補助制御処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。 Next, the process proceeds to step S11, where the motor currents Iu to Iw are subtracted from the motor current command values Iu * to Iw * to calculate the current deviations ΔIu to ΔIw. Then, the process proceeds to step S12 and the current deviations ΔIu to ΔIw. The voltage control values Vu to Vw are calculated by performing the PI control process on the motor, and then the process proceeds to step S13 to calculate the duty ratios Du B to Dw B based on the calculated voltage command values Vu to Vw, and then the pulse width modulation The process is performed to form an inverter gate signal, and then the process proceeds to step S14, where the formed inverter gate signal is output to the inverter 66, and then the steering assist control process is terminated and the process returns to a predetermined main program.

一方、ステップＳ０の判定結果が、操舵限界位置検出フラグＦが“１”にセットされているときには、操舵限界位置到達時であるものと判断してステップＳ１５に移行して、前述したリミッタ６４ｂと同様の例えば３％に設定した制限デューティ比ＤｕL〜ＤｗLを算出してからパルス幅変調処理を行ってインバータゲート信号を形成してから前記ステップＳ１４に移行する。 On the other hand, if the determination result of step S0 is that the steering limit position detection flag F is set to “1”, it is determined that the steering limit position has been reached, the process proceeds to step S15, and the above-described limiter 64b and Similarly, after calculating the limit duty ratios Du L to Dw L set to 3%, for example, pulse width modulation processing is performed to form an inverter gate signal, and then the process proceeds to step S14.

また、操舵限界位置検出処理は、図１５に示すように、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ２１で、モータ電流検出部６０から入力されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを読込み、次いでステップＳ２２に移行して、読込んだモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを３相／２相変換処理してｑ軸電流Ｉｑを算出してからステップＳ２３に移行する。   Further, as shown in FIG. 15, the steering limit position detection process is executed as a timer interrupt process at predetermined time intervals (for example, 1 msec). First, in step S21, the motor current Iu input from the motor current detection unit 60 is executed. ˜Iw is read, and then the process proceeds to step S22, and the read motor currents Iu to Iw are subjected to a three-phase / two-phase conversion process to calculate the q-axis current Iq. Then, the process proceeds to step S23.

このステップＳ２３では、算出したｑ軸電流ＩｑとステップＳ４で求められたモータ角加速度αから前述した（３）式に基づき、モータトルクＴｍａを算出する。次いで、ステップＳ２３′に移行して、算出したモータトルクＴｍａを微分してモータトルク変化率ΔＴｍａを算出し、次いでステップＳ２４に移行して、算出したモータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ以上であるか否かを判定し、ΔＴｍａ≧ΔＴｔｈであるときには操舵限界位置であると判断してステップＳ２５に移行して、操舵限界位置検出フラグＦを“１”にセットしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、ΔＴｍａ＜ΔＴｔｈであるときには操舵限界位置ではないと判断してステップＳ２６に移行して、操舵限界位置検出フラグＦを“０”にリセットしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。   In step S23, the motor torque Tma is calculated from the calculated q-axis current Iq and the motor angular acceleration α determined in step S4 based on the above-described equation (3). Next, the process proceeds to step S23 ′, the calculated motor torque Tma is differentiated to calculate the motor torque change rate ΔTma, and then the process proceeds to step S24, where the calculated motor torque change rate ΔTma is greater than or equal to the threshold value ΔTth. If ΔTma ≧ ΔTth, it is determined that the steering limit position is reached, the process proceeds to step S25, the steering limit position detection flag F is set to “1”, and the timer interrupt process is terminated. When it returns to the predetermined main program and ΔTma <ΔTth, it is determined that it is not the steering limit position, the process proceeds to step S26, the steering limit position detection flag F is reset to “0”, and the timer interrupt process is performed. To return to a predetermined main program.

この図１４及び図１５の処理において、図１４のステップＳ２の処理が電流指令値演算部に対応し、ステップＳ３〜Ｓ１４の処理及びインバータ６６がモータ制御部に対応し、図１５のステップＳ２１〜Ｓ２３の処理がモータトルク検出部に対応し、ステップＳ２３′の処理がモータトルク変化率検出部に対応し、ステップＳ２４〜Ｓ２６の処理及び図１４のステップＳ０、Ｓ１６の処理がデューティ比制限部に対応している。   14 and 15, the process in step S2 in FIG. 14 corresponds to the current command value calculation unit, the process in steps S3 to S14 and the inverter 66 correspond to the motor control unit, and the process in steps S21 to S21 in FIG. The processing of S23 corresponds to the motor torque detection unit, the processing of step S23 ′ corresponds to the motor torque change rate detection unit, the processing of steps S24 to S26 and the processing of steps S0 and S16 of FIG. It corresponds.

マイクロコンピュータで、図１４の操舵補助制御処理及び図１５の操舵限界位置検出処理を実行することにより、前述した実施形態と同様にラック軸８ｃがラックストロークエンドに達した端当て時やタイヤが縁石等に当接した時などの操舵限界位置に到達した時に、インバータ６６に供給するインバータゲート信号のデューティ比を小さい値に制限することにより、インバータ６６から出力されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを小さい値として電動モータ１２で発生する操舵補助トルクを減少させて、中間シャフト５に伝達される伝達トルクのピーク値を低減させることができ、中間シャフト５の耐久性を向上させることができる。   The microcomputer performs the steering assist control process shown in FIG. 14 and the steering limit position detection process shown in FIG. 15, so that the rack shaft 8c reaches the rack stroke end and the tire is curb as in the above-described embodiment. The motor currents Iu to Iw output from the inverter 66 are reduced by limiting the duty ratio of the inverter gate signal supplied to the inverter 66 to a small value when the steering limit position is reached such as when contacting the As a result, the steering assist torque generated by the electric motor 12 can be reduced, the peak value of the transmission torque transmitted to the intermediate shaft 5 can be reduced, and the durability of the intermediate shaft 5 can be improved.

なおさらに、上記実施形態においては、本発明をブラシレスモータに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ブラシ付きモータに適用する場合には、図１６に示すように、角速度演算部３１でモータ電流検出部６０から出力されるモータ電流検出値Ｉｍ及び端子電圧検出部７０から出力されるモータ端子電圧Ｖｍに基づいて下記（４）式の演算を行ってモータ角速度ωを算出すると共に、ｄ−ｑ軸指令値演算部２３を省略して補償後トルク指令値ＩM *′を直接モータ制御部２４に供給し、さらにモータ制御部２４を夫々１つの減算部６１、ＰＩ電流制御部６２、デューティ演算／制限演算部６４で構成し、モータトルク検出部６７でモータ電流Ｉｍと回転角加速度αからモータトルクＴｍａを求め、さらにモータトルク変化率検出部としての微分回路６８でモータトルクＴｍａを微分してモータトルク変化率ΔＴｍａを算出するようにし、選択信号形成部６９でモータトルク変化率ΔＴｍａが閾値ΔＴｔｈ未満であるか否かに応じて“０”及び“１”の選択信号ＳＬを出力するようにし、さらにインバータ６６をＨブリッジ回路７１に変更すればよい。
ω＝（Ｖｍ−Ｉｍ・Ｒｍ）／Ｋ0 …………（４）
ここで、Ｒｍはモータ巻線抵抗、Ｋ0はモータの起電力定数である。 Furthermore, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a brushless motor has been described. However, the present invention is not limited to this, and when applied to a motor with a brush, as shown in FIG. Based on the motor current detection value Im output from the motor current detection unit 60 and the motor terminal voltage Vm output from the terminal voltage detection unit 70 in the calculation unit 31, the following equation (4) is calculated to calculate the motor angular velocity ω. At the same time, the dq axis command value calculation unit 23 is omitted, and the compensated torque command value I M * ′ is directly supplied to the motor control unit 24. The motor control unit 24 is further connected to one subtraction unit 61, PI current, respectively. The control unit 62 and the duty calculation / limit calculation unit 64 are configured, and the motor torque detection unit 67 obtains the motor torque Tma from the motor current Im and the rotation angular acceleration α, and further the motor The motor torque change rate ΔTma is calculated by differentiating the motor torque Tma by the differentiating circuit 68 as a torque change rate detection unit, and the selection signal forming unit 69 determines whether the motor torque change rate ΔTma is less than the threshold value ΔTth. Accordingly, selection signals SL of “0” and “1” may be output, and the inverter 66 may be changed to the H bridge circuit 71.
ω = (Vm−Im · Rm) / K0 (4)
Here, Rm is the motor winding resistance, and K0 is the electromotive force constant of the motor.

また、上記各実施形態においては、デューティ演算／制限演算部６４ｕ〜６４ｗ及び６４で、デューティ比演算部６４ａでデューティ比ＤｕBを演算してからリミッタ６４ｂで制限デューティ比ＤｕLを算出し、これらを選択スイッチ部６４ｃで選択する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗ、Ｖ*をリミッタで所定値に制限し、電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗ、Ｖ*と制限電圧指令値ＶｕL〜ＶｗL、Ｖ*とを選択スイッチ部で選択し、選択されて指令値にデューティ比演算部でデューティ比Ｄｕ〜Ｄｗ、Ｄを演算するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the duty calculation / restriction calculation units 64u to 64w and 64 calculate the duty ratio Du B with the duty ratio calculation unit 64a and then calculate the limit duty ratio Du L with the limiter 64b. However, the present invention is not limited to this, and the voltage command values Vu to Vw and V * are limited to predetermined values by a limiter, and the voltage command values Vu to Vw and V * are selected. And the limit voltage command values Vu L to Vw L and V * may be selected by the selection switch unit, and the duty ratios Du to Dw and D may be calculated by the duty ratio calculation unit by selecting the selected switch unit.

さらに、上記各実施形態においては、モータトルク検出部６７をモータ電流Ｉｑ，Ｉｍとモータ回転角加速度αとに基づいてモータトルクＴｍａを検出するように構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ１２の出力軸、減速ギヤ１１の入出力軸等のトルク伝達軸に磁歪式トルクセンサなどのトルクセンサを配設して直接モータトルクＴｍａを検出するようにしてもよい。   Further, in each of the above embodiments, the case where the motor torque detection unit 67 is configured to detect the motor torque Tma based on the motor currents Iq and Im and the motor rotation angular acceleration α has been described, but the present invention is not limited thereto. Instead of this, a torque sensor such as a magnetostrictive torque sensor may be provided on the torque transmission shaft such as the output shaft of the electric motor 12 and the input / output shaft of the reduction gear 11 to directly detect the motor torque Tma. .

本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an electric power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. ステアリングギヤの具体的構成を示す一部を断面とした正面図である。It is the front view which made a part the section which shows the concrete composition of a steering gear. 本発明に係るコントローラの具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific example of the controller which concerns on this invention. 車速をパラメータとした操舵補助トルク指令値との関係を示す操舵補助トルク指令値算出マップを示す特性線図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a steering assist torque command value calculation map showing a relationship with a steering assist torque command value using vehicle speed as a parameter. セルフアライニングトルクの説明に供する模式図である。It is a schematic diagram with which it uses for description of the self-aligning torque. 操舵限界到達時のモータトルク変化を示す信号波形図である。It is a signal waveform diagram which shows the motor torque change at the time of a steering limit reaching. 中間シャフトに伝達されるトルク特性を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the torque characteristic transmitted to an intermediate shaft. 本発明の他の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows other embodiment of this invention. 図９の選択信号形成部で実行する閾値設定処理手順の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a threshold setting process procedure executed by a selection signal forming unit in FIG. 9. 図１０の閾値設定処理で使用する閾値算出テーブルを示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the threshold value calculation table used with the threshold value setting process of FIG. 本発明のなおさらに他の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the further another embodiment of this invention. 操舵限界到達時のモータトルク及びモータ角速度を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the motor torque and motor angular velocity at the time of a steering limit reaching. マイクロコンピュータで実行する操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the steering assistance control processing procedure performed with a microcomputer. マイクロコンピュータで実行する操舵限界位置検出処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the steering limit position detection processing procedure performed with a microcomputer. ブラシ付きモータを適用した場合の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment at the time of applying a motor with a brush.

符号の説明Explanation of symbols

ＳＭ…ステアリング機構、１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、２ａ…入力軸、２ｂ…出力軸、３…ステアリングコラム、４，６…ユニバーサルジョイント、５…中間シャフト、８…ステアリングギヤ、８ａ…ギヤハウジング、８ｂ…ピニオン、８ｃ…ラック軸、８ｅ…緩衝部材、８ｆ…ストッパ部材、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１４…操舵トルクセンサ、１５…コントロールユニット、１６…車速センサ、１７…回転センサ、２１…操舵補助トルク指令値演算部、２２…指令値補償部、２３…ｄ−ｑ軸電流指令値演算部、２４…モータ電流制御部、３１…角速度演算部、３２…角速度演算部、３３…収斂性補償部、３４…慣性補償部、３５…ＳＡＴ推定フィードバック部、３６〜３８…乗算器、６０…モータ電流検出部、６１ｕ〜６１ｗ…減算部、６２…ＰＩ電流制御部、６３…パルス幅変調部、６４…固定デューティ比パルス幅変調部、６５…信号選択部、６６…インバータ、６７…モータトルク検出部、６７ａ…３相／２相変換部、６７ｂ…モータトルク演算部、６８…微分回路（モータトルク変化率検出部）、６９…選択信号形成部   SM ... steering mechanism, 1 ... steering wheel, 2 ... steering shaft, 2a ... input shaft, 2b ... output shaft, 3 ... steering column, 4, 6 ... universal joint, 5 ... intermediate shaft, 8 ... steering gear, 8a ... gear Housing, 8b ... pinion, 8c ... rack shaft, 8e ... buffer member, 8f ... stopper member, 10 ... steering assist mechanism, 11 ... reduction gear, 12 ... electric motor, 14 ... steering torque sensor, 15 ... control unit, 16 ... Vehicle speed sensor, 17 ... rotation sensor, 21 ... steering assist torque command value calculation unit, 22 ... command value compensation unit, 23 ... dq axis current command value calculation unit, 24 ... motor current control unit, 31 ... angular velocity calculation unit, 32 ... Angular velocity calculation unit, 33 ... Convergence compensation unit, 34 ... Inertia compensation unit, 35 ... SAT estimation feedback unit, 36-38 ... Arithmetic unit 60 ... motor current detection unit 61u to 61w ... subtraction unit 62 ... PI current control unit 63 ... pulse width modulation unit 64 ... fixed duty ratio pulse width modulation unit 65 ... signal selection unit 66 ... inverter , 67 ... Motor torque detector, 67a ... Three-phase / two-phase converter, 67b ... Motor torque calculator, 68 ... Differentiation circuit (motor torque change rate detector), 69 ... Selection signal generator

Claims (14)

ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記ステアリング機構のステアリングシャフトに与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記電流指令値に基づいて前記電動モータをパルス幅変調信号によって駆動制御するモータ制御部とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記モータ制御部は、前記電動モータと前記ステアリングシャフト間に発生しているモータトルクを検出するモータトルク検出部と、該モータトルク検出部で検出したモータトルクの変化率を演算するモータトルク変化率検出部と、該モータトルク変化率検出部で演算したモータトルクの変化率が操舵限界を判断する閾値以上であるときにデューティ比制限条件を満足したものと判断して前記パルス幅変調信号のデューティ比を前記ステアリング機構の前記ステアリングシャフト及び転舵輪間のトルク伝達部材に伝達されるトルクを抑制する所定値に固定するデューティ比制限部とを有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering torque detector for detecting a steering torque input to the steering mechanism; a current command value calculator for calculating a current command value based on at least the steering torque detected by the steering torque detector; and a steering shaft of the steering mechanism An electric power steering apparatus comprising: an electric motor that generates a steering assist torque to be applied to the motor; and a motor control unit that drives and controls the electric motor based on a pulse width modulation signal based on the current command value,
The motor control unit includes a motor torque detection unit that detects a motor torque generated between the electric motor and the steering shaft, and a motor torque change rate that calculates a change rate of the motor torque detected by the motor torque detection unit. When the motor torque change rate calculated by the detection unit and the motor torque change rate detection unit is equal to or greater than a threshold value for determining the steering limit, it is determined that the duty ratio restriction condition is satisfied and the duty of the pulse width modulation signal is determined. An electric power steering apparatus comprising: a duty ratio limiting unit that fixes a ratio to a predetermined value that suppresses torque transmitted to a torque transmission member between the steering shaft and the steered wheels of the steering mechanism. 前記モータトルク検出部は、前記電動モータの駆動電流を検出する駆動電流検出部と、前記電動モータの回転角加速度を検出する回転角加速度検出部と、前記駆動電流検出部で検出したモータ駆動電流と前記回転角加速度検出部で検出した回転角加速度から前記電動モータと前記ステアリングシャフトとの間に発生しているトルクを演算するモータトルク演算部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。   The motor torque detector includes a drive current detector that detects a drive current of the electric motor, a rotation angular acceleration detector that detects a rotation angular acceleration of the electric motor, and a motor drive current detected by the drive current detector. And a motor torque calculation unit for calculating a torque generated between the electric motor and the steering shaft from the rotation angular acceleration detected by the rotation angular acceleration detection unit. The electric power steering device described in 1. 前記モータトルク検出部は、前記電動モータの出力軸から前記ステアリングシャフトに至る間のトルク伝達軸に配設した磁歪式トルクセンサで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。   2. The electric power according to claim 1, wherein the motor torque detector includes a magnetostrictive torque sensor disposed on a torque transmission shaft between an output shaft of the electric motor and the steering shaft. Steering device. 前記デューティ比制限部は、前記モータトルクの変化率が閾値以上で、且つ前記モータトルク検出部で検出したモータトルクの絶対値が所定値以上であるときにデューティ比制限条件を満足したものと判断してデューティ比を前記所定値に固定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。   The duty ratio limiting unit determines that the duty ratio limiting condition is satisfied when the rate of change of the motor torque is equal to or greater than a threshold value and the absolute value of the motor torque detected by the motor torque detecting unit is equal to or greater than a predetermined value. 4. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the duty ratio is fixed to the predetermined value. 5. 前記デューティ比制限部は、前記モータトルクの変化率が閾値以上で、且つ前記モータトルク検出部で検出したモータトルクの絶対値が所定値以上である状態を所定時間以上継続したときにデューティ比制限条件を満足したものと判断して前記デューティ比を前記所定値に固定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。   The duty ratio limiting unit is configured to limit the duty ratio when a rate of change of the motor torque is equal to or greater than a threshold value and a state where the absolute value of the motor torque detected by the motor torque detection unit is equal to or greater than a predetermined value continues for a predetermined time or longer. 4. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is configured to determine that a condition is satisfied and to fix the duty ratio to the predetermined value. 5. 前記デューティ比制限部は、前記デューティ比制限条件を満足したものと判断し、且つ前記モータトルクの変化率の符号とモータトルク演算値の符号とが一致した場合に、前記デューティ比を前記所定値に固定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。   The duty ratio limiting unit determines that the duty ratio limiting condition is satisfied, and when the sign of the change rate of the motor torque matches the sign of the motor torque calculation value, the duty ratio is set to the predetermined value. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is fixed to the electric power steering apparatus. 前記電動モータのモータ角速度を検出するモータ角速度検出手段を備え、前記デューティ比制限部は、前記デューティ比制限条件を満足したものと判断し、且つ前記モータ角速度検出手段で検出したモータ角速度が所定値以上である場合に、前記デューティ比を前記所定値に固定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。   Motor angular velocity detecting means for detecting a motor angular velocity of the electric motor, wherein the duty ratio limiting unit determines that the duty ratio limiting condition is satisfied, and the motor angular velocity detected by the motor angular speed detecting means is a predetermined value 6. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein in the case described above, the duty ratio is configured to be fixed to the predetermined value. 前記電動モータのモータ角速度を検出するモータ角速度検出手段を備え、前記デューティ比制限部は、前記デューティ比制限条件を満足したものと判断し、且つ前記モータ角速度検出手段で所定時間前に検出したモータ角速度が所定値以上である場合に、前記デューティ比を前記所定値に固定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。   Motor angular velocity detecting means for detecting the motor angular velocity of the electric motor, the duty ratio limiting unit determines that the duty ratio limiting condition is satisfied, and the motor detected by the motor angular velocity detecting means a predetermined time before 6. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the duty ratio is configured to be fixed to the predetermined value when an angular velocity is equal to or greater than a predetermined value. 7. 前記デューティ比制限部段は、デューティ比を前記所定値に固定してから所定時間が経過したときにデューティ比の前記所定値への固定を解除するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。   The duty ratio limiting unit is configured to release the fixation of the duty ratio to the predetermined value when a predetermined time has elapsed since the duty ratio was fixed to the predetermined value. Item 9. The electric power steering device according to any one of Items 1 to 8. 前記デューティ比の前記所定値への固定を解除する所定時間はモータ角速度に基づいて設定されることを特徴とする請求項９に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 9, wherein the predetermined time for releasing the fixation of the duty ratio to the predetermined value is set based on a motor angular velocity. 車速を検出する車速検出手段を有し、前記デューティ比制限部は、前記操舵限界を判断する閾値を前記車速検出手段で検出した車速の増加に応じて増加させる閾値設定手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。   Vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and the duty ratio limiting unit includes threshold setting means for increasing a threshold for determining the steering limit according to an increase in the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the electric power steering apparatus is characterized in that: 前記モータ制御部は、前記パルス幅変調信号によって駆動されて電動モータにモータ電流を供給するインバータを有し、前記デューティ比制限部は、前記デューティ比制限条件を満足したときに前記インバータの上アーム及び下アームの何れか一方を同時にオン状態として電磁ブレーキモードに制御するようにしたことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。   The motor control unit includes an inverter that is driven by the pulse width modulation signal to supply a motor current to the electric motor, and the duty ratio limiting unit has an upper arm of the inverter when the duty ratio limiting condition is satisfied. 12. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein one of the lower arm and the lower arm is simultaneously turned on to control the electromagnetic brake mode. 13. 前記ステアリング機構のトルク伝達部材は、ステアリングシャフトにプレス成形によって製作されたヨークを有するジョイントを介して接続された中間シャフトを有することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。   The torque transmission member of the steering mechanism has an intermediate shaft connected via a joint having a yoke manufactured by press molding to the steering shaft. Electric power steering device. 前記ステアリング機構は、ステアリングギヤのラックストロークエンドに緩衝材を備えていることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the steering mechanism includes a buffer material at a rack stroke end of a steering gear.
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