JP2009051292A

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Publication number: JP2009051292A
Application number: JP2007218294A
Authority: JP
Inventors: Toshio Asaumi; 壽夫浅海
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2009-03-12

Abstract

【課題】トルクセンサ故障時にも正常時に近い操舵フィーリングを得る。
【解決手段】操舵をアシストするアシストトルクを発生させるアシストモータ１０と、運転者により入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ１６と、車両に発生した実ヨーレートを検出するヨーレートセンサ１８と、操舵トルクセンサ１６が正常か否かを判定するトルクセンサ故障検出部２３と、を備え、トルクセンサ故障検出部２３により操舵トルクセンサ１６が正常であると判定されたときには、操舵トルクセンサ１６の検出値に基づいてアシストモータ１０に供給するアシスト電流を制御し、トルクセンサ故障検出部２３により操舵トルクセンサ１６が正常でないと判定されたときには、車両の状態情報に基づいて算出される規範ヨーレートとヨーレートセンサ１８により検出される実ヨーレートとの偏差に基づいてアシストモータ１０に供給するアシスト電流を制御する。
【選択図】図２A steering feeling close to normal is obtained even when a torque sensor fails.
An assist motor for generating assist torque for assisting steering, a steering torque sensor for detecting steering torque input by a driver, a yaw rate sensor for detecting an actual yaw rate generated in a vehicle, and steering. A torque sensor failure detection unit 23 that determines whether or not the torque sensor 16 is normal. When the torque sensor failure detection unit 23 determines that the steering torque sensor 16 is normal, the detected value of the steering torque sensor 16 The reference yaw rate and yaw rate sensor calculated based on the state information of the vehicle when the assist current supplied to the assist motor 10 is controlled based on the steering wheel and the steering torque sensor 16 is determined not to be normal by the torque sensor failure detection unit 23. 18 based on the deviation from the actual yaw rate detected by Controlling the assist current supplied to the motor 10.
[Selection] Figure 2

Description

Translated fromJapanese

この発明は、電動ステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric steering apparatus.

電動ステアリング装置は、ステアリングシャフトに設けたトルクセンサにより運転者がハンドルに付加した操舵トルクを検出し、検出された操舵トルクに応じてアシストモータを制御し、該モータで発生させたアシストトルクをステアリングシャフトあるいはラックに付加することで、運転者のハンドル操作負担を軽減している。 The electric steering device detects a steering torque applied to a steering wheel by a driver using a torque sensor provided on a steering shaft, controls an assist motor according to the detected steering torque, and steers the assist torque generated by the motor. By adding it to the shaft or rack, the driver's handle operation burden is reduced.

したがって、トルクセンサが故障すると適正なアシストトルクを得ることが困難となる。そこで、トルクセンサ故障時にもアシストモータを制御することができる代替制御方法が考えられている。例えば、特許文献１に記載の発明では、ステアリングシステムのいずれか（トルクセンサを含む）に故障が検出された場合に、故障箇所に応じて予め設定された代替信号を設定し、この代替信号を使ってアシストモータを制御することが開示されている。
なお、トルクセンサの故障検出については、例えば、特許文献２に開示されている。
特開２００５−１９３８３４号公報特開２００２−３９８８３号公報Therefore, when the torque sensor fails, it becomes difficult to obtain an appropriate assist torque. Therefore, an alternative control method that can control the assist motor even when the torque sensor fails has been considered. For example, in the invention described in Patent Document 1, when a failure is detected in any of the steering systems (including the torque sensor), a substitute signal set in advance according to the failure point is set, and the substitute signal is set. It is disclosed to use and control an assist motor.
Note that torque sensor failure detection is disclosed, for example, inPatent Document 2.
JP 2005-193834 A JP 2002-39883 A

しかしながら、従来のトルクセンサ故障時の代替制御方法では、予め設定された代替信号に基づいてアシストモータを制御するので、アシストトルクの大きさや増減に不自然さがあり、トルクセンサ正常時におけるアシストトルクの増減感との違いに、運転者が戸惑う場合があった。 However, in the conventional alternative control method at the time of torque sensor failure, the assist motor is controlled based on a preset alternative signal, so there is an unnatural amount of increase or decrease in the assist torque, and the assist torque when the torque sensor is normal The driver may be confused by the difference between the increase and decrease feeling.

そこで、この発明は、トルクセンサ故障時にも正常時に近い操舵フィーリングを得ることができる電動ステアリング装置を提供するものである。 Accordingly, the present invention provides an electric steering device that can obtain a steering feeling close to normal even when a torque sensor fails.

この発明に係る電動ステアリング装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、運転者の操舵をアシストするアシストトルクを発生させるアシストモータ（例えば、後述する実施例におけるアシストモータ１０）と、運転者により入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ（例えば、後述する実施例における操舵トルクセンサ１６）と、車両に発生した実ヨーレートを検出するヨーレートセンサ（例えば、後述する実施例におけるヨーレートセンサ１８）と、前記操舵トルクセンサが正常か否かを判定する故障判定手段（例えば、後述する実施例におけるトルクセンサ故障検出部２３）と、備え、前記故障判定手段により前記操舵トルクセンサが正常であると判定されたときには、前記操舵トルクセンサの検出値に基づいて前記アシストモータに供給するアシスト電流を制御し、前記故障判定手段により前記操舵トルクセンサが正常でないと判定されたときには、車両の状態情報に基づいて算出される規範ヨーレートと前記ヨーレートセンサにより検出される実ヨーレートとの偏差に基づいて前記アシストモータに供給するアシスト電流を制御することを特徴とする電動ステアリング装置（例えば、後述する実施例における電動ステアリング装置１００）である。The electric steering apparatus according to the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The invention according to claim 1 is an assist motor that generates assist torque that assists the driver's steering (for example, assistmotor 10 in an embodiment described later), and a steering torque sensor that detects the steering torque input by the driver. (For example, asteering torque sensor 16 in an embodiment described later), a yaw rate sensor (for example, ayaw rate sensor 18 in an embodiment described later) for detecting an actual yaw rate generated in the vehicle, and whether the steering torque sensor is normal. A failure determination means for determining (for example, a torque sensorfailure detection unit 23 in an embodiment described later), and when the failure determination means determines that the steering torque sensor is normal, the detected value of the steering torque sensor Controlling the assist current supplied to the assist motor based on the When it is determined that the steering torque sensor is not normal by the fixing means, the assist torque is supplied to the assist motor based on a deviation between a standard yaw rate calculated based on vehicle state information and an actual yaw rate detected by the yaw rate sensor. An electric steering apparatus (for example, anelectric steering apparatus 100 in an embodiment described later) that controls an assist current.

請求項１に係る発明によれば、操舵トルクセンサの異常時には、操舵トルクセンサの出力を用いず、ヨーレート偏差に基づいてアシストモータに供給するアシスト電流を制御することができるので、操舵トルクセンサの異常時にも適正な操舵補助力を発生させることができる。また、運転者が操舵補助力を欲しているときに、例えばステアリングホイールの切り増しや切り戻し時に、操舵補助力を発生させることができる。 According to the first aspect of the invention, when the steering torque sensor is abnormal, the assist current supplied to the assist motor can be controlled based on the yaw rate deviation without using the output of the steering torque sensor. Appropriate steering assist force can be generated even in the event of an abnormality. Further, when the driver wants the steering assist force, the steering assist force can be generated, for example, when the steering wheel is increased or decreased.

以下、この発明に係る電動ステアリング装置の実施例を図１から図６の図面を参照して説明する。
初めに、図１を参照して、電動ステアリング装置の構成を説明する。電動ステアリング装置１００は、ステアリングホイール２に連結されたステアリングシャフト１を備えている。ステアリングシャフト１は、ステアリングホイール２に一体結合されたメインシャフト３と、ラック＆ピニオン機構のピニオン７が設けられたピニオン軸５とが、ユニバーサルジョイント４によって連結されて構成されている。
ピニオン７はピニオン軸５の下端部に設けられており、車幅方向に往復動し得るラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９，９を介して転舵輪としての左右の前輪１１，１１が連係されている。この構成により、ステアリングホイール２の操舵時に通常のラック＆ピニオン式の転舵操作が可能であり、前輪１１，１１を転舵させて車両の向きを変えることができる。ラック軸８とタイロッド９，９は転舵機構を構成する。Embodiments of an electric steering apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings of FIGS.
First, the configuration of the electric steering apparatus will be described with reference to FIG. Theelectric steering device 100 includes a steering shaft 1 connected to asteering wheel 2. The steering shaft 1 is configured by connecting amain shaft 3 integrally coupled to asteering wheel 2 and apinion shaft 5 provided with a pinion 7 of a rack and pinion mechanism by a universal joint 4.
The pinion 7 is provided at the lower end of thepinion shaft 5, meshes with therack teeth 8 a of therack shaft 8 that can reciprocate in the vehicle width direction, and is connected to both ends of therack shaft 8 via tie rods 9, 9. The left and rightfront wheels 11, 11 as the steering wheels are linked. With this configuration, a normal rack and pinion type steering operation can be performed when thesteering wheel 2 is steered, and the direction of the vehicle can be changed by turning thefront wheels 11 and 11. Therack shaft 8 and the tie rods 9 and 9 constitute a steering mechanism.

電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール２による操舵力を軽減するための操舵補助力を発生させるブラシレスモータからなるアシストモータ１０を備えており、アシストモータ１０で発生したトルク（アシストトルク）は、減速装置１４によって倍力されてピニオン軸５に伝達される。なお、減速装置１４は、アシストモータ１０の出力軸に設けられたウォームギヤ１２と、ピニオン軸５に設けられウォームギヤ１２に噛合するウォームホイールギヤ１３とからなる。 The electricpower steering apparatus 100 includes anassist motor 10 including a brushless motor that generates a steering assist force for reducing the steering force by thesteering wheel 2, and the torque (assist torque) generated by theassist motor 10 is decelerated. It is boosted by thedevice 14 and transmitted to thepinion shaft 5. Thereduction gear 14 includes aworm gear 12 provided on the output shaft of theassist motor 10 and aworm wheel gear 13 provided on thepinion shaft 5 and meshing with theworm gear 12.

アシストモータ１０は、モータシャフトの回転角を検出するためのレゾルバ１７を備え、検出した回転角に対応する出力信号をステアリング電子制御装置（以下、ＥＰＳ−ＥＣＵと略す）３０へ出力する。
前記ラック＆ピニオン機構（８ａ，７）を収容するステアリングギアボックス（図示略）内には、ピニオン軸５に作用する操舵トルクを検出するための操舵トルクセンサ１６が設けられており、操舵トルクセンサ１６は検出した操舵トルクに対応する出力信号をＥＰＳ−ＥＣＵ３０へ出力する。Theassist motor 10 includes aresolver 17 for detecting the rotation angle of the motor shaft, and outputs an output signal corresponding to the detected rotation angle to a steering electronic control device (hereinafter abbreviated as EPS-ECU) 30.
Asteering torque sensor 16 for detecting a steering torque acting on thepinion shaft 5 is provided in a steering gear box (not shown) that houses the rack and pinion mechanism (8a, 7). 16 outputs an output signal corresponding to the detected steering torque to the EPS-ECU 30.

また、メインシャフト３には、操舵角を検出するための舵角センサ（操舵角検出手段）１５が設けられている。さらに、車体の適所には、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１８と、車速を検出する車速センサ１９と、車両の水平方向加速度（横Ｇ）を検出する横Ｇセンサ２０と、車両の前後方向加速度（縦Ｇ）を検出する縦Ｇセンサ２１が取り付けられている。 Themain shaft 3 is provided with a steering angle sensor (steering angle detection means) 15 for detecting the steering angle. Further, at appropriate positions of the vehicle body, ayaw rate sensor 18 that detects the yaw rate of the vehicle, avehicle speed sensor 19 that detects the vehicle speed, alateral G sensor 20 that detects the horizontal acceleration (lateral G) of the vehicle, and the longitudinal direction of the vehicle Avertical G sensor 21 for detecting acceleration (vertical G) is attached.

舵角センサ１５は検出した操舵角に対応する出力信号を、ヨーレートセンサ１８は検出したヨーレートに対応する出力信号を、車速センサ１９は検出した車速に対応した出力信号を、横Ｇセンサ２０は検出した横Ｇに対応した出力信号を、縦Ｇセンサ２１は検出した縦Ｇに対応する出力信号を、それぞれ車内ネットワーク（車内ＬＡＮ）へ出力する。 Thesteering angle sensor 15 detects an output signal corresponding to the detected steering angle, theyaw rate sensor 18 detects an output signal corresponding to the detected yaw rate, thevehicle speed sensor 19 detects an output signal corresponding to the detected vehicle speed, and thelateral G sensor 20 detects it. Thevertical G sensor 21 outputs an output signal corresponding to the detected horizontal G to the in-vehicle network (in-vehicle LAN).

ＥＰＳ−ＥＣＵ３０や車両挙動安定化電子制御装置（以下、ＶＳＡ−ＥＣＵと略す）５０等の車載の電子制御装置は、車内ＬＡＮを介してそれぞれの制御に必要な信号を選択的に取り込み、必要な処理を行う。
なお、ＶＳＡ−ＥＣＵ５０は、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）と、加速時などの車輪空転を防ぐＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）と、旋回時の横すべり抑制を総合的に制御して車両挙動を安定させる電子制御装置である。In-vehicle electronic control devices such as the EPS-ECU 30 and the vehicle behavior stabilization electronic control device (hereinafter abbreviated as VSA-ECU) 50 selectively take in signals necessary for each control via the in-vehicle LAN. Process.
The VSA-ECU 50 comprehensively controls ABS (anti-lock braking system) that prevents wheel lock during braking, TCS (traction control system) that prevents wheel slipping during acceleration, and side-slip suppression during turning. This is an electronic control device that stabilizes the vehicle behavior.

ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、操舵トルクセンサ１６が正常に作動しているときには、レゾルバ１７で検出されたアシストモータ１０の回転角と、車速センサ１９で検出された車速と、操舵トルクセンサ１６により検出された操舵トルクに基づいてアシストモータ１０に供給すべき目標電流を決定し、アシストモータ１０に流れる実電流（アシスト電流）が目標電流と一致するようにＰＩＤ制御を行うことにより、アシストモータ１０のアシスト電流を制御し、出力トルク（操舵補助力）を制御する。
また、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、操舵トルクセンサ１６の異常時には、規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差（ヨーレート偏差）に基づいてアシストモータ１０に供給すべき目標電流を決定し、アシストモータ１０に流れる実電流が目標電流と一致するようにＰＩＤ制御を行うことにより、アシストモータ１０の出力トルクを制御し、操舵補助力を制御する。The EPS-ECU 30 detects the rotation angle of theassist motor 10 detected by theresolver 17, the vehicle speed detected by thevehicle speed sensor 19, and thesteering torque sensor 16 when thesteering torque sensor 16 is operating normally. A target current to be supplied to theassist motor 10 is determined based on the steering torque, and PID control is performed so that an actual current (assist current) flowing through theassist motor 10 matches the target current. To control output torque (steering assisting force).
Further, when thesteering torque sensor 16 is abnormal, the EPS-ECU 30 determines a target current to be supplied to theassist motor 10 based on a deviation (yaw rate deviation) between the standard yaw rate and the actual yaw rate, and the actual current flowing through theassist motor 10 is determined. By performing PID control so as to match the target current, the output torque of theassist motor 10 is controlled, and the steering assist force is controlled.

そのため、この電動ステアリング装置１００は、図２の制御ブロック図に示すように、操舵トルクセンサ１６が正常か否かを判定するトルクセンサ故障検出部（故障判定手段）２３と、アシストモータ１０に流れる実電流を検出する２つの電流センサ２４ａ，２４ｂを備えている。 Therefore, as shown in the control block diagram of FIG. 2, theelectric steering device 100 flows through theassist motor 10 and the torque sensor failure detection unit (failure determination means) 23 that determines whether or not thesteering torque sensor 16 is normal. Twocurrent sensors 24a and 24b for detecting an actual current are provided.

次に、図２の制御ブロック図を参照して、この実施例におけるアシストモータ１０に対する電流制御を説明する。
ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、トルクセンサ故障検出部２３と、ベース電流算出部３１、イナーシャ補償電流算出部３２、ダンパ補償電流算出部３３、フィルタ３４、回転速度算出部３５、加減算器３６、切り替え器３７、３相ｄｑ変換器３８、ＰＩＤ制御部３９、規範ヨーレート算出部４１、ヨーレート偏差算出部４２、ヨーレート偏差補償電流算出部４３、とを備えている。Next, with reference to the control block diagram of FIG. 2, the current control for theassist motor 10 in this embodiment will be described.
The EPS-ECU 30 includes a torque sensorfailure detection unit 23, a basecurrent calculation unit 31, an inertia compensationcurrent calculation unit 32, a damper compensationcurrent calculation unit 33, afilter 34, a rotationspeed calculation unit 35, an adder /subtractor 36, aswitch 37, A three-phase dq converter 38, aPID control unit 39, a normative yawrate calculation unit 41, a yaw ratedeviation calculation unit 42, and a yaw rate deviation compensationcurrent calculation unit 43 are provided.

トルクセンサ故障検出部２３は、操舵トルクセンサ１６の出力信号に基づいて操舵トルクセンサ１６が正常か否かを判定し、判定結果に応じた出力信号（正常信号あるいは異常信号）を切り替え器３７へ出力する。
ベース電流算出部３１は、操舵トルクセンサ１６で検出された操舵トルクＴおよび車速センサ１９で検出された車速Ｖに基づき、図３に示すベース電流テーブルを参照して、操舵トルクＴと車速Ｖに応じたベース電流Ｄ_Ｔを算出する（Ｄ_Ｔ＝ｆ（Ｔ，Ｖ））。この実施例のベース電流テーブルは、操舵トルクＴが大きくなるにしたがってベース電流Ｄ_Ｔのゲインが大きくなるように設定されており、また、車速Ｖが高くなるにしたがってベース電流Ｄ_Ｔのゲインが小さく且つ不感帯（ゲインがゼロに設定されるトルク域）が大きくなるように設定されている。これにより、車速Ｖの増大に応じてしっかりとした操舵トルクの手応え感を付与している。The torque sensorfailure detection unit 23 determines whether or not thesteering torque sensor 16 is normal based on the output signal of thesteering torque sensor 16, and outputs an output signal (normal signal or abnormal signal) according to the determination result to theswitch 37. Output.
Based on the steering torque T detected by thesteering torque sensor 16 and the vehicle speed V detected by thevehicle speed sensor 19, the basecurrent calculation unit 31 determines the steering torque T and the vehicle speed V by referring to the base current table shown in FIG. A corresponding base current D_T is calculated (D_T = f (T, V)). Base current table in this embodiment, the steering torque T is set so that the gain of the base current D_T increases as increases, also reduce the gain of the base current D_T is the vehicle speed V is higher In addition, the dead zone (torque range where the gain is set to zero) is set to be large. As a result, a firm steering torque response feeling is provided as the vehicle speed V increases.

また、操舵トルクセンサ１６で検出された操舵トルクＴはフィルタ３４において時間微分され、操舵トルクＴの時間微分値Ｆ4が算出される。
イナーシャ補償電流算出部３２は、車速センサ１９で検出された車速Ｖに基づき、図４に示す慣性係数テーブルを参照して車速Ｖに応じた慣性係数ｋ_Ｔを算出し、操舵トルクセンサ１６で検出された操舵トルクＴと、フィルタ３４から出力される操舵トルクＴの時間微分値Ｆ4と、慣性係数ｋ_Ｔとを乗じてイナーシャ補償電流Ｄ_ＴＤを算出する（Ｄ_ＴＤ＝Ｔ・Ｆ4・ｋ_Ｔ）。このイナーシャ補償電流Ｄ_ＴＤは、アシストモータ１０およびステアリングシステムの慣性モーメントを打ち消すためのトルクを発生させるものであり、これによりアシストモータ１０の応答性を向上させる。この実施例の慣性係数テーブルでは、車速Ｖが高くなるにしたがって慣性係数ｋ_Ｔが小さくなるように設定されている。Further, the steering torque T detected by thesteering torque sensor 16 is time-differentiated in thefilter 34, and a time differential value F4 of the steering torque T is calculated.
Based on the vehicle speed V detected by thevehicle speed sensor 19, the inertia compensationcurrent calculation unit 32 calculates an inertia coefficient k_T corresponding to the vehicle speed V by referring to the inertia coefficient table shown in FIG. 4 and detected by thesteering torque sensor 16. The inertia compensation current D_TD is calculated by multiplying the steering torque T, the time differential value F 4 of the steering torque T output from thefilter 34, and the inertia coefficient k_T (D_TD = T · F 4 · k_T ). . This inertia compensation current D_TD generates a torque for canceling the moment of inertia of theassist motor 10 and the steering system, thereby improving the response of theassist motor 10. The inertia coefficient table in this embodiment, is set to the inertia coefficient k_T decreases as the vehicle speed V becomes higher.

回転速度算出部３５は、レゾルバ１７で検出されたアシストモータ１０の回転角θを時間微分した値に減速係数ｋ_θを乗じてステアリングシャフト１の回転速度Ｓを算出する（Ｓ＝ｋ_θ・ｄθ／ｄｔ）。
そして、ダンパ補償電流算出部３３は、回転速度算出部３５で算出された回転速度Ｓと車速センサ１９で検出された車速Ｖに基づいて、図５に示すダンパ補償電流テーブルを参照して、回転速度Ｓと車速Ｖに応じたダンパ補償電流Ｄ_Ｓを算出する。The rotationspeed calculation unit 35 calculates the rotation speed S of the steering shaft 1 by multiplying the value obtained by time differentiation of the rotation angle θ of theassist motor 10 detected by theresolver 17 by the deceleration coefficient k_θ (S = k_θ · dθ). / Dt).
Then, the damper compensationcurrent calculation unit 33 refers to the damper compensation current table shown in FIG. 5 on the basis of the rotation speed S calculated by the rotationspeed calculation unit 35 and the vehicle speed V detected by thevehicle speed sensor 19. It calculates a damper compensation current D_S corresponding to the speed S and the vehicle speed V.

この実施例のダンパ補償電流テーブルでは、回転速度Ｓが大きくなるにしたがってダンパ補償電流Ｄ_Ｓのゲイン（以下、ダンパゲインと略す）が大きくなるように設定されており、また、車速Ｖが高くなるにしたがってダンパゲインが大きくなるように設定されていて、回転速度Ｓが大きいほど、車速Ｖが高いほど大きなダンパ効果が得られるようにしている。これにより、良好な操舵フィールを得ることができ、ステアリングホイール２の収斂性を向上させることができる。The damper compensation current table of this embodiment, the gain of the damper compensation current D_S as the rotational speed S increases (hereinafter, referred to as damper gain) is set to increase, also, the vehicle speed V is higher Accordingly, the damper gain is set to be large, and a larger damper effect is obtained as the rotational speed S increases and the vehicle speed V increases. Thereby, a favorable steering feel can be obtained and the convergence of thesteering wheel 2 can be improved.

加減算器３６は、ベース電流算出部３１で算出したベース電流Ｄ_Ｔと、イナーシャ補償電流算出部３２で算出したイナーシャ補償電流Ｄ_ＴＤを加算し、ダンパ補償電流算出部３３で算出したダンパ補償電流Ｄ_Ｓを減算して第１目標電流Ｄｒ１を算出し（Ｄｒ１＝Ｄ_Ｔ＋Ｄ_ＴＤ−Ｄ_Ｓ）、切り替え器３７へ出力する。この第１目標電流Ｄｒ１は、操舵トルクセンサ１６が正常なときにアシストモータ１０に対する目標電流となる。The adder /subtractor 36 adds the base current_DT calculated by the basecurrent calculation unit 31 and the inertia compensation current D_TD calculated by the inertia compensationcurrent calculation unit 32, and the damper compensation current D calculated by the damper compensationcurrent calculation unit 33. The first target current Dr1 is calculated by subtracting_S (Dr1 = D_T + D_TD −D_S ) and output to theswitch 37. The first target current Dr1 is a target current for theassist motor 10 when thesteering torque sensor 16 is normal.

一方、規範ヨーレート算出部４１は、車速センサ１９で検出された車速Ｖと、舵角センサ１５で検出された操舵角αとに基づいて、規範ヨーレートを算出する。ここで、規範ヨーレートは、車速Ｖと操舵角α（車両の状態情報）に基づいて算出される理想モデル上のヨーレートである。 On the other hand, the reference yawrate calculation unit 41 calculates the reference yaw rate based on the vehicle speed V detected by thevehicle speed sensor 19 and the steering angle α detected by thesteering angle sensor 15. Here, the reference yaw rate is a yaw rate on the ideal model calculated based on the vehicle speed V and the steering angle α (vehicle state information).

ヨーレート偏差算出部４２では、規範ヨーレート算出部４１で算出された規範ヨーレートから、ヨーレートセンサ１８で検出された実ヨーレートを減算して偏差（以下、ヨーレート偏差という）を算出し、ヨーレート偏差補償電流算出部４３へ出力する。 The yaw ratedeviation calculation unit 42 calculates a deviation (hereinafter referred to as a yaw rate deviation) by subtracting the actual yaw rate detected by theyaw rate sensor 18 from the reference yaw rate calculated by the reference yawrate calculation unit 41, and calculates a yaw rate deviation compensation current. To theunit 43.

ヨーレート偏差補償電流算出部４３では、車速センサ１９で検出された車速Ｖと、ヨーレート偏差算出部４２で算出されたヨーレート偏差とに基づいて、図６に示すヨーレート偏差補償電流テーブルを参照して、ヨーレート偏差補償電流Ｄ_Ｙを算出し、これを第２目標電流Ｄｒ２として切り替え器３７へ出力する。この第２目標電流Ｄｒ２であるヨーレート偏差補償電流Ｄ_Ｙは、操舵トルクセンサ１６が異常のときにアシストモータ１０に対する目標電流となる。この実施例のヨーレート偏差補償電流テーブルでは、ヨーレート偏差が大きくなるにしたがってヨーレート偏差補償電流Ｄ_Ｙが大きくなるように設定されており、また、車速Ｖが高くなるにしたがってヨーレート偏差補償電流Ｄ_Ｙが小さくなるように設定されている。The yaw rate deviation compensationcurrent calculation unit 43 refers to the yaw rate deviation compensation current table shown in FIG. 6 based on the vehicle speed V detected by thevehicle speed sensor 19 and the yaw rate deviation calculated by the yaw ratedeviation calculation unit 42. The yaw rate deviation compensation current_DY is calculated and output to theswitch 37 as the second target current Dr2. Yaw rate deviation compensating current D_Y is the second target current Dr2 thesteering torque sensor 16 becomes the target current for theassist motor 10 when the abnormal. The yaw rate deviation compensation current table in this example, is set as the yaw rate deviation compensation current D_Y increases as the yaw rate deviation becomes large, the yaw rate deviation compensation current D_Y as the vehicle speed V becomes higher It is set to be smaller.

切り替え器３７は、トルクセンサ故障検出部２３から正常信号を入力したときには、第１目標電流Ｄｒ１だけをＰＩＤ制御部３９へ出力して、第２目標電流Ｄｒ２を出力しないように制御し、トルクセンサ故障検出部２３から異常信号を入力したときには、第２目標電流Ｄｒ２だけをＰＩＤ制御部３９へ出力して、第１目標電流Ｄｒ１を出力しないように制御する。 When the normal signal is input from the torque sensorfailure detection unit 23, theswitch 37 outputs only the first target current Dr1 to thePID control unit 39, and controls so as not to output the second target current Dr2. When an abnormal signal is input from thefailure detection unit 23, only the second target current Dr2 is output to thePID control unit 39, and control is performed so as not to output the first target current Dr1.

そして、３相ｄｑ変換器３８は、電流計２４ａ，２４ｂにより検出されたアシストモータ１０に流れている実電流とレゾルバ１７により検出された回転角により３相からｄｑ変換する。
そして、ＰＩＤ制御部３９は、アシストモータ１０に流れる交流電流を、切り替え器３７から出力される目標電流（第１目標電流Ｄｒ１または第２目標電流Ｄｒ２）と一致させるようにＰＩＤ制御を行う。The three-phase dq converter 38 performs dq conversion from the three phases based on the actual current flowing through theassist motor 10 detected by theammeters 24 a and 24 b and the rotation angle detected by theresolver 17.
Then, thePID control unit 39 performs PID control so that the alternating current flowing through theassist motor 10 matches the target current (first target current Dr1 or second target current Dr2) output from theswitch 37.

このように構成された電動ステアリング装置１００では、操舵トルクセンサ１６の異常が検出されたときには、アシストモータ１０の目標電流を決定する際に操舵トルクセンサ１６の出力を用いないで、ヨーレート偏差に基づいて算出されるヨーレート偏差補償電流Ｄ_Ｙをアシストモータ１０の目標電流として用いて、アシストモータ１０のアシスト電流を制御し、出力トルク（操舵補助力）を制御することができるので、操舵トルクセンサ１６の故障時にも操舵補助力を付与することができる。In theelectric steering apparatus 100 configured as described above, when an abnormality of thesteering torque sensor 16 is detected, the output of thesteering torque sensor 16 is not used when determining the target current of theassist motor 10, and based on the yaw rate deviation. the yaw rate deviation compensation current D_Y calculated Te is used as the target current for theassist motor 10 to control the assist current for theassist motor 10, it is possible to control the output torque (steering assist force), a steering torque sensor 16 A steering assist force can be applied even in the event of failure.

そして、規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差であるヨーレート偏差が生じたときに操舵補助力を発生させ、しかも、ヨーレート偏差が大きいほど大きな操舵補助力を発生させることができるので、ステアリングホイール２を操作している運転者が補助して欲しいとき、例えばステアリングホイール２の切り増しや切り戻し時に操舵補助力を発生させることができる。
一方、運転者がステアリングホイール２を保舵しているときには運転者は余り操舵補助を必要としないが、このようなときにはヨーレート偏差が生じないので操舵補助力が発生しない。
したがって、操舵トルクセンサ１６の故障時にも、操舵補助力に対する運転者の要望に近い傾向で操舵補助力をステアリングシャフト１に付与することができ、使い勝手がよい。When the yaw rate deviation, which is the deviation between the standard yaw rate and the actual yaw rate, is generated, the steering assist force can be generated, and the greater the yaw rate deviation, the greater the steering assist force can be generated. When a driver who wants to assist the driver wants to assist, for example, the steering assist force can be generated when thesteering wheel 2 is increased or decreased.
On the other hand, when the driver is holding thesteering wheel 2, the driver does not need much steering assistance, but in such a case, no steering assist force is generated because no yaw rate deviation occurs.
Therefore, even when thesteering torque sensor 16 fails, the steering assist force can be applied to the steering shaft 1 with a tendency close to the driver's request for the steering assist force, which is easy to use.

この発明に係る電動ステアリング装置の実施例における構成図である。It is a block diagram in the Example of the electric-steering device which concerns on this invention.前記実施例の電動ステアリング装置におけるアシストモータに対する電流制御のブロック図である。It is a block diagram of the current control with respect to the assist motor in the electric steering apparatus of the said Example.ベース電流テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a base current table.慣性係数テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an inertia coefficient table.ダンパ補償電流テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a damper compensation current table.ヨーレート偏差補償電流テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a yaw rate deviation compensation current table.

符号の説明Explanation of symbols

１０アシストモータ
１６操舵トルクセンサ
１８ヨーレートセンサ
２３トルクセンサ故障検出部（故障判定手段）
１００電動ステアリング装置DESCRIPTION OFSYMBOLS 10Assist motor 16Steering torque sensor 18Yaw rate sensor 23 Torque sensor failure detection part (failure determination means)
100 Electric steering device

Claims

Translated fromJapanese

運転者の操舵をアシストするアシストトルクを発生させるアシストモータと、
運転者により入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
車両に発生した実ヨーレートを検出するヨーレートセンサと、
前記操舵トルクセンサが正常か否かを判定する故障判定手段と、
を備え、
前記故障判定手段により前記操舵トルクセンサが正常であると判定されたときには、前記操舵トルクセンサの検出値に基づいて前記アシストモータに供給するアシスト電流を制御し、
前記故障判定手段により前記操舵トルクセンサが正常でないと判定されたときには、車両の状態情報に基づいて算出される規範ヨーレートと前記ヨーレートセンサにより検出される実ヨーレートとの偏差に基づいて前記アシストモータに供給するアシスト電流を制御することを特徴とする電動ステアリング装置。An assist motor for generating an assist torque for assisting a driver's steering;
A steering torque sensor for detecting the steering torque input by the driver;
A yaw rate sensor that detects the actual yaw rate generated in the vehicle;
Failure determination means for determining whether or not the steering torque sensor is normal;
With
When the failure determination means determines that the steering torque sensor is normal, the assist current supplied to the assist motor is controlled based on the detected value of the steering torque sensor,
When the failure determination means determines that the steering torque sensor is not normal, the assist motor is controlled based on a deviation between a standard yaw rate calculated based on vehicle state information and an actual yaw rate detected by the yaw rate sensor. An electric steering apparatus for controlling an assist current to be supplied.