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JP2013147174A - Electric power steering device - Google Patents

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JP2013147174A
JP2013147174A JP2012010046A JP2012010046A JP2013147174A JP 2013147174 A JP2013147174 A JP 2013147174A JP 2012010046 A JP2012010046 A JP 2012010046A JP 2012010046 A JP2012010046 A JP 2012010046A JP 2013147174 A JP2013147174 A JP 2013147174A
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steering angle
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angle
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Atsushi Sone
篤史 曽根
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To properly restrict steering assist when slip occurs by improving detection accuracy of wheel slip in assist control that is performed when failure in a torque sensor is detected.SOLUTION: An estimation steering calculation part 821 calculates an estimation steering angle θe based on wheel speed Vfl, Vfrm Vrl, Vrr. A cutoff frequency setting part 822 sets a high cutoff frequency in a circumference having high possibility that a difference between right and left wheel speed largely changes and sets a low cutoff frequency in a circumference having possibility except for the possibility based on a steering input state amount and a vehicle output state amount. A filtering part 823 performs filtering to the estimation steering angle θe by low pass filter having a set cutoff frequency characteristics.

Description

本発明は、運転者の操舵操作に基づいてモータを駆動して操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus that generates a steering assist torque by driving a motor based on a steering operation of a driver.

従来から、電動パワーステアリング装置は、ドライバーが操舵ハンドルに付与した操舵トルクをトルクセンサにより検出し、検出した操舵トルクに基づいて目標アシストトルクを計算する。そして、目標アシストトルクが得られるようにモータに流す電流を制御することにより、ドライバーの操舵操作をアシストする。こうしたモータの通電制御をアシスト制御と呼ぶ。   Conventionally, an electric power steering apparatus detects a steering torque applied to a steering wheel by a driver by a torque sensor, and calculates a target assist torque based on the detected steering torque. Then, the steering operation of the driver is assisted by controlling the current flowing through the motor so as to obtain the target assist torque. Such energization control of the motor is called assist control.

トルクセンサが故障した場合には、目標アシストトルクの計算ができなくなり、アシスト制御を行うことができない。これに対してトルクセンサの故障時においても操舵アシストを行う電動パワーステアリング装置が特許文献1,2において提案されている。特許文献1に提案された電動パワーステアリング装置は、トルクセンサの故障が検出された場合、ステアリング機構に路面側から伝達されるセルフアライニングトルクを推定し、この推定したセルフアライニングトルクに基づいてトルク指令値を計算する。また、ABS装置(アンチスキッド制御装置)の作動状況から、路面とタイヤとの摩擦係数μを推定し、この摩擦係数μに基づいて、摩擦係数μが大きいほどセルフアライニングトルクの推定値が大きくなるように補正している。   If the torque sensor fails, the target assist torque cannot be calculated and assist control cannot be performed. On the other hand, Patent Documents 1 and 2 propose electric power steering devices that perform steering assist even when a torque sensor fails. The electric power steering apparatus proposed in Patent Document 1 estimates the self-aligning torque transmitted from the road surface to the steering mechanism when a failure of the torque sensor is detected, and based on the estimated self-aligning torque. Calculate the torque command value. Further, the friction coefficient μ between the road surface and the tire is estimated from the operating state of the ABS device (anti-skid control device). Based on the friction coefficient μ, the estimated value of the self-aligning torque increases as the friction coefficient μ increases. It is corrected so that

また、特許文献2において提案された電動パワーステアリング装置は、前輪側の左右輪の車輪速を用いて推定した第1推定舵角と、後輪側の左右輪の車輪速を用いて推定した第2推定舵角とを平均して平均推定舵角を求め、この平均推定舵角と車速とに基づいて目標アシストトルクを計算する。また、第1推定舵角と第2推定舵角との差分を表す舵角差に基づいて、舵角差の大きさが大きくなるほど小さくなるスリップゲインを計算し、このスリップゲインを目標アシストトルクに乗算することにより、車輪のスリップ時に操舵アシストを小さくするようにしている。   In addition, the electric power steering apparatus proposed in Patent Document 2 is estimated using the first estimated steering angle estimated using the wheel speeds of the left and right wheels on the front wheel side and the wheel speeds of the left and right wheels on the rear wheel side. The average estimated rudder angle is obtained by averaging the two estimated rudder angles, and the target assist torque is calculated based on the average estimated rudder angle and the vehicle speed. In addition, based on the steering angle difference representing the difference between the first estimated steering angle and the second estimated steering angle, a slip gain that decreases as the steering angle difference increases is calculated, and this slip gain is used as the target assist torque. By multiplying, the steering assist is reduced when the wheel slips.

特開2009−6985号公報JP 2009-6985 A 国際公開WO2011/048702International Publication WO2011 / 048702

しかしながら、特許文献1に提案された電動パワーステアリング装置においては、ブレーキ操作により車輪がロックしないとトルク指令値の補正量を求めることができないため実用性に欠ける。また、特許文献2に提案された電動パワーステアリング装置においては、そうした問題はないが、スリップの検出に改善の余地がある。特許文献2に提案された電動パワーステアリング装置においては、第1推定舵角と第2推定舵角とが、どちらも左右輪の車輪速センサにより検出された車輪速に基づいて計算されるが、車輪速の検出値は、一般に、路面凹凸等による外乱や車両状態の影響を受けやすい。このため、車輪がスリップしている状態であっても、第1推定舵角と第2推定舵角との値が一致してしまう可能性があり、この場合には、スリップを検出することができず過アシストになってしまう。   However, the electric power steering device proposed in Patent Document 1 lacks practicality because the correction amount of the torque command value cannot be obtained unless the wheel is locked by a brake operation. The electric power steering apparatus proposed in Patent Document 2 does not have such a problem, but there is room for improvement in slip detection. In the electric power steering apparatus proposed in Patent Document 2, the first estimated steering angle and the second estimated steering angle are both calculated based on the wheel speeds detected by the wheel speed sensors of the left and right wheels. In general, the detected value of the wheel speed is likely to be affected by a disturbance due to road surface unevenness or the like or a vehicle state. For this reason, even if the wheel is slipping, the values of the first estimated rudder angle and the second estimated rudder angle may match, and in this case, slip may be detected. It is impossible to over-assist.

このように、これらの特許文献に提案された電動パワーステアリング装置においては、トルクセンサの故障が検出されている場合に行うアシスト制御中における、車輪のスリップの検出精度の向上が望まれる。   As described above, in the electric power steering apparatus proposed in these patent documents, it is desired to improve the detection accuracy of the wheel slip during the assist control performed when the failure of the torque sensor is detected.

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、トルクセンサの故障が検出されている場合に行うアシスト制御中における車輪のスリップの検出精度を向上して、スリップ発生時に適正に操舵アシストを制限することを目的とする。   The present invention has been made to cope with the above problem, and improves the wheel slip detection accuracy during assist control performed when a torque sensor failure is detected, so that steering assist is properly performed when slip occurs. The purpose is to restrict.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ(21)と、ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生するモータ(20)と、前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段(72)と、前記操舵トルクセンサの異常が検出されていない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量を設定し、前記操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する制御量設定手段(70)と、前記制御量設定手段により設定された前記目標操舵アシスト制御量に従って前記モータを駆動制御するモータ制御手段(40,60)とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を取得し、取得した車輪速に基づいて操舵角を推定した推定舵角をローパスフィルタ処理を介在させて計算する推定舵角計算手段(821,823)と、実際の操舵角あるいは操舵角速度の少なくとも一方を操舵入力状態量として取得する操舵入力状態量取得手段(22,S11,S12)と、車両の横加速度あるいはヨーレートの少なくとも一方を車両出力状態量として取得する車両出力状態量取得手段(30,31,S11)と、前記操舵入力状態量の大きさが基準入力値より大きいあるいは前記車両出力状態量の大きさが基準出力値より大きいという条件を満たしている場合には、前記条件を満たしていない場合に比べて、前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高く設定するカットオフ周波数設定手段(822,S13〜S16)と、実際の操舵角を取得し、前記実際の操舵角と前記推定舵角との偏差を車輪のスリップ指標として計算するスリップ指標計算手段(824)と、前記操舵トルクセンサの異常が検出されて前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量が設定される場合、前記スリップ指標計算手段により設定されたスリップ指標の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限するアシスト制限手段(83,825)とを備えたことにある。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a steering torque sensor (21) for detecting a steering torque input from a steering handle to a steering shaft, and a motor for generating a steering assist torque provided in a steering mechanism ( 20), an abnormality detection means (72) for detecting an abnormality of the steering torque sensor, and when no abnormality of the steering torque sensor is detected, target steering is performed based on the steering torque detected by the steering torque sensor. A control amount setting means (70) for setting a target steering assist control amount using an alternative parameter different from the steering torque when an assist control amount is set and abnormality of the steering torque sensor is detected; A motor control that drives and controls the motor in accordance with the target steering assist control amount set by the control amount setting means. The electric power steering apparatus that includes a means (40, 60),
Estimated steering angle calculation that obtains the wheel speed of the left and right wheels on at least one of the front wheel side and the rear wheel side, and calculates the estimated steering angle that estimates the steering angle based on the acquired wheel speed through low-pass filter processing Means (821, 823), steering input state quantity obtaining means (22, S11, S12) for obtaining at least one of an actual steering angle or steering angular velocity as a steering input state quantity, and at least one of lateral acceleration or yaw rate of the vehicle Vehicle output state quantity acquisition means (30, 31, S11) for obtaining the vehicle output state quantity, and the magnitude of the steering input state quantity is greater than a reference input value or the magnitude of the vehicle output state quantity is a reference output value When the condition of greater than is satisfied, the cutoff frequency of the low-pass filter processing is set higher than when the condition is not satisfied. Cut-off frequency setting means (822, S 13 to S 16), and slip index calculation means (824) for obtaining an actual steering angle and calculating a deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle as a wheel slip index. ), And when the target steering assist control amount is set using an alternative parameter different from the steering torque when an abnormality is detected in the steering torque sensor, the slip index set by the slip index calculation means increases. And assist limitation means (83, 825) for limiting the target steering assist control amount so that the target steering assist control amount is reduced.

本発明においては、操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する。代替パラメータとしては、例えば、操舵角を用いることができる。操舵角を用いた場合には、操舵角が大きいほど大きくなる目標操舵アシスト制御量を設定するとよい。また、他の代替パラメータとして、例えば、車両の横加速度を用いることもできる。横加速度を用いた場合には、横加速度が大きいほど大きくなる目標アシスト制御量を設定するとよい。   In the present invention, when an abnormality of the steering torque sensor is detected, the target steering assist control amount is set using an alternative parameter different from the steering torque. As an alternative parameter, for example, a steering angle can be used. When the steering angle is used, a target steering assist control amount that increases as the steering angle increases may be set. As another alternative parameter, for example, the lateral acceleration of the vehicle can be used. When the lateral acceleration is used, a target assist control amount that increases as the lateral acceleration increases may be set.

こうした代替パラメータを用いて操舵アシストを付与する場合、車輪がスリップしていると過剰な操舵アシストが働いてしまう。そこで、本発明においては、スリップ指標計算手段が車輪のスリップ指標を計算し、アシスト制限手段がスリップ指標の増加に伴って目標操舵アシスト制御量が小さくなるように目標操舵アシスト制御量を制限する。このスリップ指標の計算を行うために、本発明においては、推定舵角計算手段と操舵入力状態量取得手段と車両出力状態量取得手段とカットオフ周波数設定手段とを備えている。   When steering assist is applied using such alternative parameters, excessive steering assist works if the wheels are slipping. Therefore, in the present invention, the slip index calculating means calculates the wheel slip index, and the assist limiting means limits the target steering assist control amount so that the target steering assist control amount decreases as the slip index increases. In order to perform the calculation of the slip index, the present invention includes estimated steering angle calculation means, steering input state quantity acquisition means, vehicle output state quantity acquisition means, and cutoff frequency setting means.

推定舵角計算手段は、前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を取得し、取得した車輪速に基づいて操舵角を推定した推定舵角をローパスフィルタ処理を介在させて計算する。推定舵角は、例えば、左右輪の車輪速の差の関数として表すことができる。車輪速(車輪速検出値)には、路面入力による振動やセンサ自身の誤差等により、様々な周波数成分のノイズ(誤差も含める)が含まれている。そこで、推定舵角の計算にあたっては、車輪速に含まれるノイズの影響を低減するためにローパスフィルタ処理を行う。例えば、車輪速に基づいて計算した推定舵角をローパスフィルタ処理する。これにより、ノイズの少ない推定舵角を求めることができる。   The estimated rudder angle calculation means obtains the wheel speeds of the left and right wheels on at least one of the front wheel side and the rear wheel side, and the estimated rudder angle obtained by estimating the steering angle based on the obtained wheel speed is subjected to low-pass filter processing. To calculate. The estimated steering angle can be expressed as a function of the difference between the wheel speeds of the left and right wheels, for example. The wheel speed (wheel speed detection value) includes noise (including errors) of various frequency components due to vibrations caused by road surface input, errors of the sensor itself, and the like. Therefore, in calculating the estimated rudder angle, a low-pass filter process is performed to reduce the influence of noise included in the wheel speed. For example, the estimated rudder angle calculated based on the wheel speed is low-pass filtered. Thereby, an estimated rudder angle with less noise can be obtained.

スリップ指標計算手段は、実際の操舵角と推定舵角との偏差を車輪のスリップ指標として計算する。車輪のスリップが発生すると、実際の操舵角(実舵角と呼ぶ)と推定舵角とが異なる値をとるようになる。この場合、偏差が大きいほどスリップの程度が大きいと推定することができる。このため、実舵角と推定舵角との偏差の大きさからスリップの程度を判定できる。実舵角は、例えば、ステアリングシャフトの回転角を検出するセンサ、モータの回転角を検出するセンサ、ラックバーのストロークを検出するセンサ、タイヤの切れ角を検出するセンサ等を使用して取得することができる。   The slip index calculating means calculates a deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle as a wheel slip index. When wheel slip occurs, the actual steering angle (referred to as the actual steering angle) and the estimated steering angle take different values. In this case, it can be estimated that the greater the deviation, the greater the degree of slip. For this reason, the extent of slip can be determined from the magnitude of the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle. The actual rudder angle is acquired using, for example, a sensor that detects the rotation angle of the steering shaft, a sensor that detects the rotation angle of the motor, a sensor that detects the stroke of the rack bar, a sensor that detects the tire turning angle, and the like. be able to.

推定舵角の計算には、上述したようにローパスフィルタ処理が介在されている。ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を下げるほど、様々な周波数成分のノイズの除去能力が高まるが、一方で、推定舵角の計算値の位相遅れが大きくなってしまい、スリップ指標の計算値が適正でなくなってしまう。   As described above, the low-pass filter process is interposed in the calculation of the estimated steering angle. As the cut-off frequency of the low-pass filter processing is lowered, the ability to remove noise of various frequency components increases, but on the other hand, the phase delay of the estimated steering angle calculation value increases, and the calculated slip index value is appropriate. It will disappear.

そこで、本発明においては、ローパスフィルタ処理により推定舵角の計算値の位相遅れが大きくなりやすい状況、つまり、左右輪の車輪速の差が速く変化する状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高くして推定舵角の計算値の位相遅れを抑制する。こうした状況は、操舵入力状態量取得手段と車両出力状態量取得手段とにより推定することができる。操舵入力状態量取得手段は、実際の操舵角あるいは操舵角速度の少なくとも一方を操舵入力状態量として取得する。また、車両出力状態量取得手段は、車両の横加速度あるいはヨーレートの少なくとも一方を車両出力状態量として取得する。横加速度やヨーレートは、横加速度センサやヨーレートセンサにより検出して取得してもよいし、計算により取得してもよい。例えば、横加速度およびヨーレートは、左右の車輪速から一義的に算出することができる。また、ヨーレートについては、車速と操舵角とから一義的に算出することもできる。   Therefore, in the present invention, in a situation where the phase delay of the calculated value of the estimated rudder angle tends to be large due to the low-pass filter processing, that is, in a situation where the difference between the wheel speeds of the left and right wheels changes quickly, the cutoff frequency of the low-pass filter processing. Is increased to suppress the phase delay of the calculated value of the estimated rudder angle. Such a situation can be estimated by the steering input state quantity acquisition means and the vehicle output state quantity acquisition means. The steering input state quantity acquisition means acquires at least one of an actual steering angle or steering angular velocity as a steering input state quantity. The vehicle output state quantity acquisition means acquires at least one of the lateral acceleration or the yaw rate of the vehicle as the vehicle output state quantity. The lateral acceleration and yaw rate may be detected and acquired by a lateral acceleration sensor or yaw rate sensor, or may be acquired by calculation. For example, the lateral acceleration and the yaw rate can be uniquely calculated from the left and right wheel speeds. Further, the yaw rate can be uniquely calculated from the vehicle speed and the steering angle.

操舵角が大きい状況、あるいは、操舵角速度が大きい状況においては、左右輪の車輪速の差が速く変化する可能性が高い。また、車両の横加速度が大きい状況、あるいは、車両のヨーレートが大きい状況においても、左右輪の車輪速の差が速く変化する可能性が高い。こうした状況においては、推定舵角の計算値の位相遅れが大きくなりやすくスリップ指標の計算値が適正でなくなってしまう。   In a situation where the steering angle is large or the steering angular velocity is large, there is a high possibility that the difference between the wheel speeds of the left and right wheels changes rapidly. In addition, even in a situation where the lateral acceleration of the vehicle is high or a situation where the yaw rate of the vehicle is high, there is a high possibility that the difference in wheel speed between the left and right wheels will change rapidly. In such a situation, the phase delay of the calculated value of the estimated rudder angle tends to be large, and the calculated value of the slip index becomes inappropriate.

そこで、カットオフ周波数設定手段は、操舵入力状態量の大きさが基準入力値より大きいあるいは車両出力状態量の大きさが基準出力値より大きいという条件を満たしている場合には、前記条件を満たしていない場合に比べて、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高く設定する。従って、ローパスフィルタ処理により推定舵角の位相遅れが大きくなりやすい状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高く設定して、推定舵角の計算値の位相遅れを小さく抑え、一方で、ローパスフィルタ処理により推定舵角の位相遅れが大きくならないような状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を低く設定してノイズを確実に除去することができる。   Therefore, the cutoff frequency setting means satisfies the above condition when the condition that the magnitude of the steering input state quantity is larger than the reference input value or the magnitude of the vehicle output state quantity is larger than the reference output value is satisfied. The cut-off frequency for the low-pass filter processing is set higher than in the case where it is not. Therefore, in situations where the estimated steering angle phase lag tends to be large due to low-pass filter processing, the cutoff frequency of the low-pass filter processing is set high to keep the estimated steering angle calculated value phase delay small, In a situation where the phase delay of the estimated steering angle does not increase due to the filter processing, the noise can be reliably removed by setting the cut-off frequency of the low-pass filter processing low.

この結果、本発明によれば、推定舵角のフィルタ処理による位相遅れの影響を小さくすることとノイズ除去性能とを良好にバランスさせることができる。従って、車輪のスリップの検出精度が向上し、操舵アシストの制限を適正に行うことができる。   As a result, according to the present invention, it is possible to satisfactorily balance the influence of the phase delay due to the filter processing of the estimated steering angle and the noise removal performance. Therefore, the detection accuracy of the wheel slip is improved, and the steering assist can be properly limited.

尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。   In the above description, in order to help the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached in parentheses to the configurations of the invention corresponding to the embodiments. It is not limited to the embodiment defined by the reference numerals.

本発明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図である。1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. アシストECUの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of assist ECU. 正常時アシストマップを表すグラフである。It is a graph showing a normal time assist map. 異常時アシストトルク計算部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an abnormal time assist torque calculation part. 異常時基本アシストマップを表すグラフである。It is a graph showing a basic assistance map at the time of abnormality. 推定舵角の計算を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining calculation of an estimated steering angle. カットオフ周波数設定ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a cut-off frequency setting routine. 補正係数マップを表すグラフである。It is a graph showing a correction coefficient map. アシスト制限ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing an assist restriction routine. 実舵角と推定舵角とフィルタ後推定舵角との推移を表すグラフである。It is a graph showing transition of an actual rudder angle, an estimated rudder angle, and an estimated rudder angle after filter. 変形例としてのカットオフ周波数設定マップを表すグラフである。It is a graph showing the cut-off frequency setting map as a modification. 別の変形例としてのカットオフ周波数設定マップを表すグラフである。It is a graph showing the cutoff frequency setting map as another modification. 摩擦補償トルクマップを表すグラフである。It is a graph showing a friction compensation torque map. 摩擦粘性補償トルクマップを表すグラフである。It is a graph showing a friction viscosity compensation torque map. 変形例としての上限値マップを表すグラフである。It is a graph showing the upper limit map as a modification.

以下、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置について図面を用いて説明する。図1は、同実施形態に係る車両の電動パワーステアリング装置1の概略構成を表している。   Hereinafter, an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an electric power steering apparatus 1 for a vehicle according to the embodiment.

この電動パワーステアリング装置1は、操舵ハンドル11の操舵操作により転舵輪を転舵するステアリング機構10と、ステアリング機構10に組み付けられ操舵アシストトルクを発生するモータ20と、操舵ハンドル11の操作状態に応じてモータ20の作動を制御する電子制御ユニット100とを主要部として備えている。以下、電子制御ユニット100をアシストECU100と呼ぶ。   The electric power steering apparatus 1 is configured according to a steering mechanism 10 that steers steered wheels by a steering operation of a steering handle 11, a motor 20 that is assembled to the steering mechanism 10 and generates steering assist torque, and an operating state of the steering handle 11. The electronic control unit 100 that controls the operation of the motor 20 is provided as a main part. Hereinafter, the electronic control unit 100 is referred to as an assist ECU 100.

ステアリング機構10は、操舵ハンドル11の回転操作により左右前輪Wfl,Wfrを転舵するための機構で、操舵ハンドル11を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト12を備える。このステアリングシャフト12の下端には、ピニオンギヤ13が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ13は、ラックバー14に形成されたギヤ部14aと噛み合って、ラックバー14とともにラックアンドピニオン機構を構成する。   The steering mechanism 10 is a mechanism for turning the left and right front wheels Wfl and Wfr by rotating the steering handle 11, and includes a steering shaft 12 connected so that the steering handle 11 is integrally rotated at the upper end. A pinion gear 13 is connected to the lower end of the steering shaft 12 so as to rotate integrally. The pinion gear 13 meshes with a gear portion 14 a formed on the rack bar 14 and constitutes a rack and pinion mechanism together with the rack bar 14.

ラックバー14は、ギヤ部14aがラックハウジング16内に収納され、その左右両端がラックハウジング16から露出してタイロッド17と連結される。このラックバー14のタイロッド17との連結部には、ストロークエンドを構成するストッパ18が形成され、このストッパ18とラックハウジング16の端部との当接によりラックバー14の左右動ストロークが機械的に規制されている。左右のタイロッド17の他端は、左右前輪Wfl,Wfrに設けられたナックル19に接続される。こうした構成により、左右前輪Wfl,Wfrは、ステアリングシャフト12の軸線回りの回転に伴うラックバー14の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。   The rack bar 14 has a gear portion 14 a housed in the rack housing 16, and both left and right ends thereof are exposed from the rack housing 16 and connected to the tie rod 17. A stopper 18 constituting a stroke end is formed at a portion where the rack bar 14 is connected to the tie rod 17, and the lateral movement stroke of the rack bar 14 is mechanically caused by contact between the stopper 18 and the end of the rack housing 16. Is regulated. The other ends of the left and right tie rods 17 are connected to knuckles 19 provided on the left and right front wheels Wfl and Wfr. With such a configuration, the left and right front wheels Wfl and Wfr are steered to the left and right according to the axial displacement of the rack bar 14 as the steering shaft 12 rotates about the axis.

ステアリングシャフト12には減速ギヤ25を介してモータ20が組み付けられている。モータ20は、その回転により減速ギヤ25を介してステアリングシャフト12をその軸中心に回転駆動して、操舵ハンドル11の回動操作に対してアシスト力を付与する。   A motor 20 is assembled to the steering shaft 12 via a reduction gear 25. The motor 20 rotationally drives the steering shaft 12 about its axis through the reduction gear 25 by the rotation, and gives an assist force to the turning operation of the steering handle 11.

ステアリングシャフト12には、操舵ハンドル11と減速ギヤ25との中間位置に操舵トルクセンサ21と操舵角センサ22が組みつけられている。操舵トルクセンサ21は、例えば、ステアリングシャフト12の中間部に介装されたトーションバー(図示略)の捩れ角度をレゾルバ等により検出し、この捩れ角に基づいて操舵ハンドル11からステアリングシャフト12に入力された操舵トルクTrを検出する。操舵トルクTrは、正負の値により操舵ハンドル11の操作方向が識別される。例えば、操舵ハンドル11の右方向への操舵時における操舵トルクTrを正の値で、操舵ハンドル11の左方向への操舵時における操舵トルクTrを負の値で示す。尚、本実施形態においては、トーションバーの捩れ角度をレゾルバにより検出するが、MRセンサ等の他の回転角センサにより検出することもできる。   A steering torque sensor 21 and a steering angle sensor 22 are assembled to the steering shaft 12 at an intermediate position between the steering handle 11 and the reduction gear 25. The steering torque sensor 21 detects, for example, a twist angle of a torsion bar (not shown) interposed in an intermediate portion of the steering shaft 12 by a resolver or the like, and inputs from the steering handle 11 to the steering shaft 12 based on the twist angle. The detected steering torque Tr is detected. As for the steering torque Tr, the operation direction of the steering wheel 11 is identified by positive and negative values. For example, the steering torque Tr when the steering handle 11 is steered in the right direction is indicated by a positive value, and the steering torque Tr when the steering handle 11 is steered in the left direction is indicated by a negative value. In this embodiment, the torsion angle of the torsion bar is detected by a resolver, but it can also be detected by another rotational angle sensor such as an MR sensor.

また、操舵角センサ22は、操舵角θsを検出する。後述するように、操舵角については、操舵角センサ22より検出した検出舵角と、車輪速に基づいて計算により推定した推定操舵角とを用いるため、この操舵角センサ22により検出された操舵角θsを実舵角θsと呼ぶ。操舵角は、正負の値により操舵方向が識別され、例えば、中立位置に対して右方向の操舵角を正の値で、左方向の操舵角を負の値で示す。本実施形態においては、操舵角センサ22は、ステアリングシャフト12の回転角を検出するが、実舵角に対応する物理量であるモータ20の回転角や左右前輪Wfl,Wfrの切れ角などを検出するように構成してもよい。また、ラックバー14の軸線方向の変位ストロークを検出するように構成してもよい。   The steering angle sensor 22 detects the steering angle θs. As will be described later, since the steering angle detected by the steering angle sensor 22 and the estimated steering angle estimated by calculation based on the wheel speed are used as the steering angle, the steering angle detected by the steering angle sensor 22 is used. θs is called an actual steering angle θs. For the steering angle, the steering direction is identified by a positive or negative value. For example, the steering angle in the right direction with respect to the neutral position is indicated by a positive value, and the steering angle in the left direction is indicated by a negative value. In the present embodiment, the steering angle sensor 22 detects the rotation angle of the steering shaft 12, but detects the rotation angle of the motor 20 and the turning angles of the left and right front wheels Wfl and Wfr, which are physical quantities corresponding to the actual steering angle. You may comprise as follows. Moreover, you may comprise so that the displacement stroke of the axial direction of the rack bar 14 may be detected.

次に、アシストECU100について説明する。アシストECU100は、図2に示すように、モータ20の目標制御量を演算し、演算された目標制御量に応じたスイッチ駆動信号を出力する電子制御回路50と、電子制御回路50から出力されたスイッチ駆動信号にしたがってモータ20に通電するモータ駆動回路40とを含んで構成される。   Next, the assist ECU 100 will be described. As shown in FIG. 2, the assist ECU 100 calculates a target control amount of the motor 20 and outputs a switch drive signal corresponding to the calculated target control amount, and is output from the electronic control circuit 50. And a motor drive circuit 40 that energizes the motor 20 in accordance with the switch drive signal.

モータ20としては、種々のものを採用することができる。例えば、DCブラシレスモータを使用する場合には、モータ駆動回路40としては3相インバータを使用すればよく、ブラシ付モータを使用する場合には、モータ駆動回路40としてはHブリッジ回路を使用するとよい。本実施形態においては、DCブラシレスモータを使用するものとして説明する。   Various motors 20 can be employed. For example, when a DC brushless motor is used, a three-phase inverter may be used as the motor drive circuit 40. When a brushed motor is used, an H bridge circuit may be used as the motor drive circuit 40. . In the present embodiment, description will be made assuming that a DC brushless motor is used.

電子制御回路50は、CPU,ROM,RAM等からなるマイクロコンピュータと、各種の入出力インタフェースと、モータ駆動回路40にスイッチ駆動信号を供給するスイッチ駆動回路等を備えている。   The electronic control circuit 50 includes a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, and the like, various input / output interfaces, a switch drive circuit that supplies a switch drive signal to the motor drive circuit 40, and the like.

電子制御回路50は、その機能に着目すると、目標アシストトルクTa*を計算する目標アシストトルク計算部70と、目標アシストトルクTa*に応じた電流がモータ20に流れるようにモータ通電量を計算してモータ通電量に応じたスイッチ駆動信号をモータ駆動回路40に出力するモータ制御部60とを備えている。各機能部における処理は、マイクロコンピュータにより、それぞれ所定の短い周期で繰り返し実行される。   Focusing on the function, the electronic control circuit 50 calculates the motor assist amount so that a current corresponding to the target assist torque Ta * flows to the motor 20 and the target assist torque calculator 70 for calculating the target assist torque Ta *. And a motor control unit 60 that outputs a switch drive signal corresponding to the motor energization amount to the motor drive circuit 40. The processing in each functional unit is repeatedly executed at a predetermined short period by the microcomputer.

目標アシストトルク計算部70は、正常時アシストトルク計算部71と、異常時アシストトルク計算部80と、異常検出部72と、制御切替部73とを備えている。正常時アシストトルク計算部71は、異常検出部72から出力される異常判定フラグFfailを入力し、異常判定フラグFfailが「0」である場合に、目標アシストトルクTa1を計算し、異常判定フラグFfailが「1」である場合には、その計算処理を停止する演算ブロックである。異常時アシストトルク計算部80は、異常検出部72から出力される異常判定フラグFfailを入力し、異常判定フラグFfailが「1」である場合に、目標アシストトルクTa2を計算し、異常判定フラグFfailが「0」である場合には、その計算処理を停止する演算ブロックである。   The target assist torque calculation unit 70 includes a normal assist torque calculation unit 71, an abnormal assist torque calculation unit 80, an abnormality detection unit 72, and a control switching unit 73. The normal assist torque calculation unit 71 receives the abnormality determination flag Ffail output from the abnormality detection unit 72. When the abnormality determination flag Ffail is “0”, the target assist torque Ta1 is calculated and the abnormality determination flag Ffail is calculated. Is “1”, the calculation block stops the calculation process. The abnormality assist torque calculation unit 80 receives the abnormality determination flag Ffail output from the abnormality detection unit 72, calculates the target assist torque Ta2 when the abnormality determination flag Ffail is “1”, and calculates the abnormality determination flag Ffail. Is “0”, the calculation block stops the calculation process.

異常検出部72は、操舵トルクセンサ21の異常の有無を判定し、異常無しと判定している場合には、異常判定フラグFfailを「0」に設定し、異常有りと判定している場合には、異常判定フラグFfailを「1」に設定し、設定した異常判定フラグFfailを正常時アシストトルク計算部71と異常時アシストトルク計算部80と制御切替部73とに出力する。   The abnormality detection unit 72 determines whether or not the steering torque sensor 21 is abnormal. When it is determined that there is no abnormality, the abnormality determination flag Ffail is set to “0”, and when it is determined that there is an abnormality. Sets the abnormality determination flag Ffail to “1”, and outputs the set abnormality determination flag Ffail to the normal assist torque calculation unit 71, the abnormal assist torque calculation unit 80, and the control switching unit 73.

制御切替部73は、正常時アシストトルク計算部71により計算された目標アシストトルクTa1と異常時アシストトルク計算部80により計算された目標アシストトルクTa2とを入力して、異常判定フラグFfailが「0」の場合には、目標アシストトルクTa1を選択し、異常判定フラグFfailが「1」の場合には、目標アシストトルクTa2を選択する。そして、選択した目標アシストトルクTa1(またはTa2)を目標アシストトルクTa*に設定して、目標アシストトルクTa*をモータ制御部60に出力する。   The control switching unit 73 inputs the target assist torque Ta1 calculated by the normal assist torque calculating unit 71 and the target assist torque Ta2 calculated by the abnormal assist torque calculating unit 80, and the abnormality determination flag Ffail is “0”. ", The target assist torque Ta1 is selected, and when the abnormality determination flag Ffail is" 1 ", the target assist torque Ta2 is selected. Then, the selected target assist torque Ta1 (or Ta2) is set to the target assist torque Ta *, and the target assist torque Ta * is output to the motor control unit 60.

目標アシストトルク計算部70の各機能部の詳細については後述する。   Details of each functional unit of the target assist torque calculation unit 70 will be described later.

モータ制御部60は、電流フィードバック制御部61とPWM信号発生部62とを備えている。電流フィードバック制御部61は、制御切替部73から出力された目標アシストトルクTa*を入力し、目標アシストトルクTa*をモータ20のトルク定数で除算することにより、目標アシストトルクTa*を発生させるために必要な目標電流I*を計算する。そして、モータ駆動回路40に設けられた電流センサ41により検出されるモータ電流Im(実電流Imと呼ぶ)を読み込み、目標電流I*と実電流Imとの偏差を計算し、この偏差を使った比例積分制御により実電流Imが目標電流I*に追従するように目標電圧V*を計算する。そして、目標電圧V*に対応したPWM制御信号(スイッチ駆動信号)をモータ駆動回路(インバータ)40のスイッチング素子に出力する。これにより、モータ20が駆動され、目標アシストトルクTa*に追従したアシストトルクがステアリング機構10に付与される。   The motor control unit 60 includes a current feedback control unit 61 and a PWM signal generation unit 62. The current feedback control unit 61 receives the target assist torque Ta * output from the control switching unit 73, and generates the target assist torque Ta * by dividing the target assist torque Ta * by the torque constant of the motor 20. The target current I * required for the calculation is calculated. Then, a motor current Im (referred to as an actual current Im) detected by a current sensor 41 provided in the motor drive circuit 40 is read, and a deviation between the target current I * and the actual current Im is calculated, and this deviation is used. The target voltage V * is calculated so that the actual current Im follows the target current I * by proportional-integral control. Then, a PWM control signal (switch drive signal) corresponding to the target voltage V * is output to the switching element of the motor drive circuit (inverter) 40. As a result, the motor 20 is driven and an assist torque that follows the target assist torque Ta * is applied to the steering mechanism 10.

尚、本実施形態においては、DCブラシレスモータを使用しているため、電流フィードバック制御部61は、モータ20に設けたモータ回転角センサ23により検出されるモータ回転角θmを入力し、このモータ回転角θmを電気角に変換して、電気角に基づいて目標電流の位相を制御する。   In this embodiment, since a DC brushless motor is used, the current feedback control unit 61 inputs the motor rotation angle θm detected by the motor rotation angle sensor 23 provided in the motor 20 and rotates the motor. The angle θm is converted into an electrical angle, and the phase of the target current is controlled based on the electrical angle.

次に、目標アシストトルク計算部70の各機能部について詳細説明する。正常時アシストトルク計算部71は、車速センサ24により検出される車速Vxと、操舵トルクセンサ21により検出される操舵トルクTrとを入力して、図3に示す正常時アシストマップを参照して目標アシストトルクTa1を計算する。正常時アシストマップは、正常時アシストトルク計算部71に記憶されており、代表的な複数の車速Vxごとに、操舵トルクTrと目標アシストトルクTa1との関係を設定した関係付けデータであり、操舵トルクTrの大きさ(絶対値)が大きくなるほど大きくなり、かつ、車速Vxが大きくなるほど小さくなる目標アシストトルクTa1を設定する特性を有する。目標アシストトルクTa1は、操舵トルクTrの方向に働くように計算される。   Next, each functional unit of the target assist torque calculation unit 70 will be described in detail. The normal assist torque calculation unit 71 inputs the vehicle speed Vx detected by the vehicle speed sensor 24 and the steering torque Tr detected by the steering torque sensor 21, and refers to the normal assist map shown in FIG. The assist torque Ta1 is calculated. The normal assist map is stored in the normal assist torque calculation unit 71, and is association data in which the relationship between the steering torque Tr and the target assist torque Ta1 is set for each of a plurality of representative vehicle speeds Vx. The target assist torque Ta1 is set such that it increases as the magnitude (absolute value) of the torque Tr increases and decreases as the vehicle speed Vx increases. The target assist torque Ta1 is calculated so as to work in the direction of the steering torque Tr.

尚、目標アシストトルクTa1の計算にあたっては、各種の補償トルクを目標アシストトルクTa1に付加するようにしてもよい。例えば、正常時アシストトルク計算部71は、操舵角センサ22により検出される実舵角θsを入力し、実舵角θsを時間で微分した操舵角速度ωに応じた補償トルクを付加するようにしてもよい。この場合、図13に示す摩擦補償トルクマップを参照して、ステアリング機構10における摩擦力分を補償する摩擦補償トルクを付加してもよいし、図14に示す摩擦粘性補償トルクマップを参照して、摩擦分に加えて粘性分を補償する摩擦粘性補償トルクを付加するようにしてもよい。また、これらの補償トルクを車速Vxに応じて切り替えるようにしてもよい。   In calculating the target assist torque Ta1, various compensation torques may be added to the target assist torque Ta1. For example, the normal assist torque calculation unit 71 inputs the actual steering angle θs detected by the steering angle sensor 22 and adds a compensation torque corresponding to the steering angular velocity ω obtained by differentiating the actual steering angle θs with respect to time. Also good. In this case, referring to the friction compensation torque map shown in FIG. 13, a friction compensation torque for compensating the frictional force component in the steering mechanism 10 may be added, or referring to the friction viscosity compensation torque map shown in FIG. In addition to the friction component, a friction viscosity compensation torque for compensating the viscosity component may be added. Further, these compensation torques may be switched according to the vehicle speed Vx.

正常時アシストトルク計算部71は、異常検出部72から出力される異常判定フラグFfailが「0」である場合に、こうした計算処理を所定の短い周期で繰り返し実行し、計算結果である目標アシストトルクTa1を制御切替部73に出力する。   When the abnormality determination flag Ffail output from the abnormality detection unit 72 is “0”, the normal-time assist torque calculation unit 71 repeatedly executes such calculation processing at a predetermined short cycle, and the target assist torque that is the calculation result Ta1 is output to the control switching unit 73.

異常検出部72は、操舵トルクセンサ21の異常の有無を判定する。操舵トルクセンサ21は、ステアリングシャフト12の途中に設けられたトーションバーの捩れ角度を検出することにより操舵トルクを計算できるようにしたもので、トーションバーの一端の回転角度と他端の回転角度との角度差から捩れ角度を検出する。操舵トルクセンサ21は、回転角度を検出するためにレゾルバやMRセンサ等の回転角センサを備え、操舵トルクTrに対応する捩れ角度の計算値に加えて、回転角センサの検出信号もアシストECU100に出力する。尚、回転角センサの検出信号のみをアシストECU100に出力し、アシストECU100で操舵トルクを計算するようにしてもよい。   The abnormality detection unit 72 determines whether the steering torque sensor 21 is abnormal. The steering torque sensor 21 can calculate the steering torque by detecting the torsion angle of the torsion bar provided in the middle of the steering shaft 12, and the rotation angle at one end and the rotation angle at the other end of the torsion bar are calculated. The torsion angle is detected from the angle difference. The steering torque sensor 21 includes a rotation angle sensor such as a resolver or an MR sensor in order to detect the rotation angle. In addition to the calculated value of the torsion angle corresponding to the steering torque Tr, the detection signal of the rotation angle sensor is also sent to the assist ECU 100. Output. Note that only the detection signal of the rotation angle sensor may be output to the assist ECU 100 and the assist ECU 100 may calculate the steering torque.

操舵トルクセンサ21に設けられた回転角センサは、回転角に応じた電圧信号を出力する。従って、出力信号の電圧値が適正範囲から外れている場合には、回転角センサに断線や短絡が発生したと考えられる。また、例えば、レゾルバのように出力電圧が正弦波状に周期的に変化する回転角センサを使用している場合には、出力電圧が一定値に固定されている場合等においても、断線や短絡が発生したと考えられる。   The rotation angle sensor provided in the steering torque sensor 21 outputs a voltage signal corresponding to the rotation angle. Therefore, when the voltage value of the output signal is out of the proper range, it is considered that a disconnection or a short circuit has occurred in the rotation angle sensor. Also, for example, when using a rotation angle sensor whose output voltage periodically changes in a sine wave shape, such as a resolver, even when the output voltage is fixed to a constant value, disconnection or short-circuiting may occur. It is thought that it occurred.

異常検出部72は、回転角センサの出力電圧に基づいて、上記のように操舵トルクセンサ21の異常を検出する(異常の有無を判定する)。そして、操舵トルクセンサ21の異常判定結果にしたがって、異常判定フラグFfailを「1」(異常あり)または「0」(異常なし)に設定する。   The abnormality detection unit 72 detects an abnormality of the steering torque sensor 21 as described above based on the output voltage of the rotation angle sensor (determines whether there is an abnormality). Then, according to the abnormality determination result of the steering torque sensor 21, the abnormality determination flag Ffail is set to “1” (abnormal) or “0” (abnormal).

次に、異常時アシストトルク計算部80について説明する。上述した正常時アシストトルク計算部71は、操舵トルクTrに基づいて目標アシストトルクTa1を計算するが、操舵トルクセンサ21が故障した場合には、目標アシストトルクTa1を計算することができない。そこで、異常時アシストトルク計算部80は、操舵トルクセンサ21の異常が検出された場合に、正常時アシストトルク計算部71に代わって、目標アシストトルクTa2を計算する。   Next, the abnormality assist torque calculation unit 80 will be described. The normal assist torque calculation unit 71 described above calculates the target assist torque Ta1 based on the steering torque Tr, but cannot calculate the target assist torque Ta1 when the steering torque sensor 21 fails. Therefore, the abnormal assist torque calculator 80 calculates the target assist torque Ta2 instead of the normal assist torque calculator 71 when an abnormality of the steering torque sensor 21 is detected.

異常時アシストトルク計算部80は、図4に示すように、基本アシストトルク計算部81と、アシスト制限計算部82と、アシスト制限部83とを備えている。基本アシストトルク計算部81は、車速センサ24により検出される車速Vxと、操舵角センサ22により検出される実舵角θsとを入力し、図5に示す異常時基本アシストマップを参照して、基本アシストトルクTbaseを計算する。異常時基本アシストマップは、基本アシストトルク計算部81に記憶されており、代表的な複数の車速Vxごとに、実舵角θsと基本アシストトルクTbaseとの関係を設定した関係付けデータであり、実舵角θsの大きさ(絶対値)が大きくなるほど大きくなり、かつ、車速Vxが大きくなるほど大きくなる基本アシストトルクTbaseを設定する特性を有する。基本アシストトルクTbaseは、実舵角θsと同じ符号に設定される。従って、実舵角θsが右方向であれば、右操舵方向に働く基本アシストトルクTbaseが設定され、実舵角θsが左方向であれば、左操舵方向に働く基本アシストトルクTbaseが設定される。基本アシストトルク計算部81は、計算した基本アシストトルクTbaseをアシスト制限部83に出力する。   As shown in FIG. 4, the abnormal assist torque calculation unit 80 includes a basic assist torque calculation unit 81, an assist limit calculation unit 82, and an assist limit unit 83. The basic assist torque calculation unit 81 inputs the vehicle speed Vx detected by the vehicle speed sensor 24 and the actual steering angle θs detected by the steering angle sensor 22, and refers to the abnormal basic assist map shown in FIG. The basic assist torque Tbase is calculated. The abnormal basic assist map is stored in the basic assist torque calculation unit 81, and is association data in which the relationship between the actual steering angle θs and the basic assist torque Tbase is set for each of a plurality of representative vehicle speeds Vx. It has a characteristic of setting a basic assist torque Tbase that increases as the magnitude (absolute value) of the actual steering angle θs increases and increases as the vehicle speed Vx increases. The basic assist torque Tbase is set to the same sign as the actual steering angle θs. Accordingly, if the actual steering angle θs is rightward, the basic assist torque Tbase that works in the right steering direction is set, and if the actual steering angle θs is leftward, the basic assist torque Tbase that works in the left steering direction is set. . The basic assist torque calculation unit 81 outputs the calculated basic assist torque Tbase to the assist restriction unit 83.

尚、基本アシストトルク計算部81は、基本アシストトルクTbaseの計算において、実舵角θsを時間で微分した操舵角速度ωに応じた補償トルクを、上記基本アシストトルクTbaseに付加する構成であってもよい。例えば、図13あるいは図14に示す補償トルクマップを記憶し、この補償トルクマップを参照して、摩擦補償トルクあるいは摩擦粘性補償トルクを付加するとよい。   It should be noted that the basic assist torque calculation unit 81 may add a compensation torque corresponding to the steering angular velocity ω obtained by differentiating the actual steering angle θs with respect to the basic assist torque Tbase in the calculation of the basic assist torque Tbase. Good. For example, the compensation torque map shown in FIG. 13 or FIG. 14 may be stored, and the friction compensation torque or the friction viscosity compensation torque may be added with reference to the compensation torque map.

アシスト制限計算部82は、推定舵角計算部821と、カットオフ周波数設定部822と、フィルタリング部823と、スリップ指標計算部824と、補正係数設定部825とから構成される。推定舵角計算部821は、左前輪車輪速センサ26により検出される左前輪車輪速Vflと、右前輪車輪速センサ27により検出される右前輪車輪速Vfrと、左後輪車輪速センサ28により検出される左後輪車輪速Vrlと、右後輪車輪速センサ29により検出される右後輪車輪速Vrrとを入力し、二通りの推定舵角を計算する。この二通りの推定舵角の一つは、左前輪車輪速Vflと右前輪車輪速Vfrとから計算される推定舵角θfであり、他の一つは、左後輪車輪速Vrlと右後輪車輪速Vrrとから計算される推定舵角θrである。以下、推定舵角θfを前輪側推定舵角θfと呼び、推定舵角θrを後輪側推定舵角θrと呼ぶ。   The assist restriction calculation unit 82 includes an estimated steering angle calculation unit 821, a cutoff frequency setting unit 822, a filtering unit 823, a slip index calculation unit 824, and a correction coefficient setting unit 825. The estimated rudder angle calculation unit 821 uses the left front wheel speed Vfl detected by the left front wheel speed sensor 26, the right front wheel speed Vfr detected by the right front wheel speed sensor 27, and the left rear wheel speed sensor 28. The detected left rear wheel speed Vrl and the right rear wheel speed Vrr detected by the right rear wheel speed sensor 29 are inputted, and two estimated steering angles are calculated. One of the two estimated rudder angles is an estimated rudder angle θf calculated from the left front wheel speed Vfl and the right front wheel speed Vfr, and the other is the left rear wheel speed Vrl and the right rear wheel speed. This is the estimated steering angle θr calculated from the wheel speed Vrr. Hereinafter, the estimated steering angle θf is referred to as a front wheel side estimated steering angle θf, and the estimated steering angle θr is referred to as a rear wheel side estimated steering angle θr.

図6に示す車両旋回時における車輪速と旋回中心との幾何学的な関係から、前輪側推定舵角θfは、次式(1)により計算することができ、後輪側推定舵角θrは、次式(2)により計算することができる。ここでは、前輪側推定舵角θf,後輪側推定舵角θrは、ステアリングシャフト回りに換算した舵角としている。

Figure 2013147174
Gは予め設定されている舵角換算用のギヤ比(オーバーオールギヤ比)を表し、aは左右後輪Wrl,Wrrのトレッド、bは車両のホイールベースを表す。 From the geometric relationship between the wheel speed and the turning center at the time of turning of the vehicle shown in FIG. 6, the front wheel side estimated steering angle θf can be calculated by the following equation (1), and the rear wheel side estimated steering angle θr is And can be calculated by the following equation (2). Here, the front wheel side estimated steering angle θf and the rear wheel side estimated steering angle θr are the steering angles converted around the steering shaft.
Figure 2013147174
G represents a gear ratio (overall gear ratio) for steering angle conversion set in advance, a represents the tread of the left and right rear wheels Wrl and Wrr, and b represents the wheel base of the vehicle.

推定舵角計算部821は、前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとを使って、次式(3)により、推定舵角θeを計算する。
θe=k・θf+(1−k)θr ・・・(3)
ここで、kは、前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとの重み付けを設定する重み付け係数であり、車両の駆動方式等によって設定される。また、例えば、推定舵角θeは、前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとの平均値を用いるようにしてもよい(k=1/2)。
The estimated rudder angle calculation unit 821 calculates the estimated rudder angle θe by the following equation (3) using the front wheel side estimated rudder angle θf and the rear wheel side estimated rudder angle θr.
θe = k · θf + (1-k) θr (3)
Here, k is a weighting coefficient for setting a weighting between the front wheel side estimated steering angle θf and the rear wheel side estimated steering angle θr, and is set according to a vehicle driving method or the like. For example, the estimated steering angle θe may be an average value of the front wheel side estimated steering angle θf and the rear wheel side estimated steering angle θr (k = 1/2).

推定舵角計算部821は、計算した推定舵角θeをフィルタリング部823に出力する。車輪速センサ26〜29により検出される車輪速Vfl,Vfr,Vrl,Vrrには、路面入力による振動やセンサ自身のピッチ誤差等により、様々な周波数成分のノイズ(誤差も含める)が含まれている。そこで、フィルタリング部823は、推定舵角計算部821から出力された推定舵角θeを入力し、推定舵角θeに対してローパスフィルタ処理を行う。これにより、ノイズの少ない推定舵角を求めることができる。この場合、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を下げるほど、様々な周波数成分のノイズの除去能力が高まるが、一方で、推定舵角の計算値の位相遅れが大きくなってしまう。   The estimated rudder angle calculation unit 821 outputs the calculated estimated rudder angle θe to the filtering unit 823. The wheel speeds Vfl, Vfr, Vrl, and Vrr detected by the wheel speed sensors 26 to 29 include noises (including errors) of various frequency components due to vibrations caused by road surface input and the pitch error of the sensor itself. Yes. Therefore, the filtering unit 823 receives the estimated steering angle θe output from the estimated steering angle calculation unit 821, and performs a low-pass filter process on the estimated steering angle θe. Thereby, an estimated rudder angle with less noise can be obtained. In this case, the lower the cut-off frequency of the low-pass filter processing, the higher the noise removal capability of various frequency components. On the other hand, the phase delay of the calculated value of the estimated steering angle increases.

推定舵角は、後述するように車輪のスリップ判定に使用される。車輪がスリップした場合は、路面からステアリング機構10に伝達されるセルフアライニングトルクが低下している状態のため、スリップしていないときと同じ力で操舵アシストを行うと過アシストとなり、操舵ハンドル11を切り過ぎやすくなってしまい、スリップを助長してしまう。そこで、本実施形態においては、後述するように、推定舵角と実舵角との偏差(舵角偏差)をスリップ指標に設定し、舵角偏差に基づいて車輪のスリップを検出した場合には、操舵アシストを制限してスリップを解消させるように作動する。   The estimated rudder angle is used for wheel slip determination as described later. When the wheel slips, the self-aligning torque transmitted from the road surface to the steering mechanism 10 is in a reduced state. Therefore, if the steering assist is performed with the same force as when the wheel is not slipping, the steering wheel 11 is overassisted. It becomes easy to cut too much and promotes slip. Therefore, in this embodiment, as will be described later, when a deviation between the estimated rudder angle and the actual rudder angle (steering angle deviation) is set as a slip index, and wheel slip is detected based on the rudder angle deviation, It operates to limit the steering assist and eliminate slip.

しかし、ローパスフィルタ処理により推定舵角の計算値の位相遅れが大きくなると、実舵角に対して推定舵角が遅れた値となり、両者の偏差であるスリップ指標が適正なものとならない。特に、左右輪の車輪速の差((Vfl−Vfr),(Vrl−Vrr))が速く変化する状況においては、スリップ指標の計算結果に大きな影響を与えてしまう。   However, if the phase delay of the calculated value of the estimated steering angle becomes large due to the low-pass filter process, the estimated steering angle becomes a value delayed from the actual steering angle, and the slip index that is the deviation between the two is not appropriate. In particular, in a situation where the difference between the wheel speeds of the left and right wheels ((Vfl−Vfr), (Vrl−Vrr)) changes rapidly, the calculation result of the slip index is greatly affected.

そこで、アシスト制限計算部82には、左右輪の車輪速の差が速く変化するおそれの高い状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高く設定し、左右輪の車輪速の差が速く変化するおそれの少ない状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を低く設定するように切り替えるカットオフ周波数設定部822が設けられている。   Therefore, in the situation where there is a high possibility that the difference between the wheel speeds of the left and right wheels is likely to change quickly, the assist limit calculation unit 82 sets the cut-off frequency of the low-pass filter process high, and the difference between the wheel speeds of the left and right wheels changes quickly. In a situation where there is little risk of such occurrence, a cutoff frequency setting unit 822 that switches to set the cutoff frequency of the low-pass filter process to be low is provided.

カットオフ周波数設定部822は、横加速度センサ30により検出される車両の横加速度Gyを表す信号と、ヨーレートセンサ31により検出される車両のヨーレートγを表す信号を入力する。横加速度Gy、ヨーレートγは、操舵角と同様に符号(正、負)により方向が識別される。   The cut-off frequency setting unit 822 inputs a signal representing the vehicle lateral acceleration Gy detected by the lateral acceleration sensor 30 and a signal representing the vehicle yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 31. The directions of the lateral acceleration Gy and the yaw rate γ are identified by signs (positive and negative) as in the steering angle.

尚、車両の横加速度は、左右輪の車輪速Vfl,Vfrあるいは車輪速Vrl,Vrrから一義的に決まる。従って、カットオフ周波数設定部822は、横加速度センサ30の検出信号に代えて、車輪速センサ26〜29により検出される車輪速Vfl,Vfr,Vrl,Vrrを入力して、横加速度Gyを車輪速Vfl,Vfrあるいは車輪速Vrl,Vrrの関数(Gy=f(Vfl,Vfr)あるいはGy=f(Vrl,Vrr))を使って計算により取得するようにしてもよい。   The lateral acceleration of the vehicle is uniquely determined from the wheel speeds Vfl and Vfr of the left and right wheels or the wheel speeds Vrl and Vrr. Therefore, the cut-off frequency setting unit 822 inputs the wheel speeds Vfl, Vfr, Vrl, Vrr detected by the wheel speed sensors 26 to 29 instead of the detection signal of the lateral acceleration sensor 30, and sets the lateral acceleration Gy to the wheel. You may make it acquire by calculation using the function (Gy = f (Vfl, Vfr) or Gy = f (Vrl, Vrr)) of speed Vfl, Vfr or wheel speed Vrl, Vrr.

また、車両のヨーレートについても、左右輪の車輪速Vfl,Vfrあるいは車輪速Vrl,Vrrから一義的に決まる。従って、カットオフ周波数設定部822は、ヨーレートセンサ31の検出信号に代えて、車輪速センサ26〜29により検出される車輪速Vfl,Vfr,Vrl,Vrrを入力して、車輪速Vfl,Vfrあるいは車輪速Vrl,Vrrの関数(γ=f(Vfl,Vfr)あるいはγ=f(Vrl,Vrr))を使ってヨーレートγを計算により取得するようにしてもよい。また、ヨーレートは、操舵角と車速とからも一義的に決まる。従って、カットオフ周波数設定部822は、ヨーレートセンサ31の検出信号に代えて、車速センサ24により検出される車速Vxと操舵角センサ22により検出される操舵角θsとを入力して、車速Vxと操舵角θsの関数(γ=f(Vx,θs))を使ってヨーレートγを計算により取得するようにしてもよい。   Also, the yaw rate of the vehicle is uniquely determined from the wheel speeds Vfl and Vfr of the left and right wheels or the wheel speeds Vrl and Vrr. Therefore, the cut-off frequency setting unit 822 inputs the wheel speeds Vfl, Vfr, Vrl, Vrr detected by the wheel speed sensors 26 to 29 instead of the detection signal of the yaw rate sensor 31, and the wheel speeds Vfl, Vfr or The yaw rate γ may be obtained by calculation using a function of the wheel speeds Vrl and Vrr (γ = f (Vfl, Vfr) or γ = f (Vrl, Vrr)). Further, the yaw rate is uniquely determined from the steering angle and the vehicle speed. Therefore, the cut-off frequency setting unit 822 receives the vehicle speed Vx detected by the vehicle speed sensor 24 and the steering angle θs detected by the steering angle sensor 22 in place of the detection signal of the yaw rate sensor 31, and outputs the vehicle speed Vx. The yaw rate γ may be obtained by calculation using a function of the steering angle θs (γ = f (Vx, θs)).

図7は、カットオフ周波数設定部822の実行するカットオフ周波数設定ルーチンを表す。カットオフ周波数設定ルーチンは、所定の短い周期にて繰り返し実行される。カットオフ周波数設定部822は、ステップS11において、操舵角センサ22により検出される実舵角θsと、横加速度センサ30により検出される横加速度Gyと、ヨーレートセンサ31により検出されるヨーレートγとを読み込む。続いて、ステップS12において、実舵角θsから操舵角速度ωを計算する。操舵角速度ωは、例えば、実舵角θsを時間で微分することにより求めることができる。   FIG. 7 shows a cutoff frequency setting routine executed by the cutoff frequency setting unit 822. The cut-off frequency setting routine is repeatedly executed at a predetermined short cycle. In step S11, the cutoff frequency setting unit 822 calculates the actual steering angle θs detected by the steering angle sensor 22, the lateral acceleration Gy detected by the lateral acceleration sensor 30, and the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 31. Read. Subsequently, in step S12, the steering angular velocity ω is calculated from the actual steering angle θs. The steering angular velocity ω can be obtained, for example, by differentiating the actual steering angle θs with respect to time.

続いて、カットオフ周波数設定部822は、ステップS13において、操舵角速度ωの大きさ|ω|が基準値ωrefより大きい、あるいは、実舵角θsの大きさ|θs|が基準値θrefよりも大きいか否かを判断する。操舵角速度|ω|および実舵角|θs|は、ドライバーが操舵ハンドル11に入力した操舵入力状態量を表している。また、基準値ωref、基準値θrefは、左右の車輪速の差が速く変化するおそれの高い状況か否かを判定する判定基準値であって予め設定されている。   Subsequently, in step S13, the cutoff frequency setting unit 822 determines that the magnitude | ω | of the steering angular velocity ω is larger than the reference value ωref, or the magnitude | θs | of the actual steering angle θs is larger than the reference value θref. Determine whether or not. The steering angular velocity | ω | and the actual steering angle | θs | represent the steering input state quantity input to the steering handle 11 by the driver. The reference value ωref and the reference value θref are determination reference values that determine whether or not the difference between the left and right wheel speeds is likely to change quickly.

操舵入力状態量(|θs|あるいは|ω|)が基準値(ωrefあるいはθref)より大きい場合には、左右の車輪速の差が速く変化するおそれの高い状況にある。推定舵角θeは、左右の車輪速の差の関数として計算されるものであるため、左右の車輪速の差が速く変化する状況においては、そのローパスフィルタ処理による推定舵角の位相遅れを小さくする必要がある。そこで、カットオフ周波数設定部822は、操舵入力状態量(|θs|あるいは|ω|)が基準値(ωrefあるいはθref)より大きい場合には(S13:Yes)、ステップS14において、カットオフ周波数fcを予め設定した高側のカットオフ周波数fhighに設定する。   When the steering input state quantity (| θs | or | ω |) is larger than the reference value (ωref or θref), the difference between the left and right wheel speeds is likely to change quickly. Since the estimated rudder angle θe is calculated as a function of the difference between the left and right wheel speeds, in a situation where the difference between the left and right wheel speeds changes rapidly, the phase delay of the estimated rudder angle due to the low-pass filter processing is reduced. There is a need to. Therefore, when the steering input state quantity (| θs | or | ω |) is larger than the reference value (ωref or θref) (S13: Yes), the cutoff frequency setting unit 822 determines the cutoff frequency fc in step S14. Is set to a preset high-side cutoff frequency fhigh.

一方、操舵入力状態量(|θs|あるいは|ω|)が基準値(ωrefあるいはθref)以下となる場合(S13:No)には、カットオフ周波数設定部822は、ステップS15において、横加速度Gyの大きさ|Gy|が基準値Gyrefより大きい、あるいは、ヨーレートγの大きさ|γ|が基準値γrefよりも大きいか否かを判断する。横加速度|Gy|およびヨーレート|γ|は、車両出力状態量(車両挙動状態量)を表している。また、基準値Gyref、基準値γrefは、左右の車輪速の差が速く変化するおそれの高い状況か否かを判定する判定基準値であって予め設定されている。   On the other hand, when the steering input state quantity (| θs | or | ω |) is equal to or less than the reference value (ωref or θref) (S13: No), the cutoff frequency setting unit 822 determines the lateral acceleration Gy in step S15. It is determined whether or not the magnitude | Gy | is greater than the reference value Gyref or the magnitude | γ | of the yaw rate γ is greater than the reference value γref. Lateral acceleration | Gy | and yaw rate | γ | represent vehicle output state quantities (vehicle behavior state quantities). The reference value Gyref and the reference value γref are determination reference values for determining whether or not the difference between the left and right wheel speeds is likely to change quickly.

車両出力状態量(|Gy|あるいは|γ|)が基準値(Gyrefあるいはγref)より大きい場合には、左右の車輪速の差が速く変化するおそれの高い状況にある。そこで、カットオフ周波数設定部822は、車両出力状態量(|Gy|あるいは|γ|)が基準値(Gyrefあるいはγref)より大きい場合には(S15:Yes)、その処理をステップS14に進めて、カットオフ周波数fcを予め設定した高側のカットオフ周波数fhighに設定する。   When the vehicle output state quantity (| Gy | or | γ |) is larger than the reference value (Gyref or γref), the difference between the left and right wheel speeds is likely to change rapidly. Therefore, when the vehicle output state quantity (| Gy | or | γ |) is larger than the reference value (Gyref or γref) (S15: Yes), the cutoff frequency setting unit 822 advances the process to step S14. The cut-off frequency fc is set to a preset high-side cut-off frequency fhigh.

一方、車両出力状態量(|Gy|あるいは|γ|)が基準値(Gyrefあるいはγref)以下となる場合(S15:No)には、左右の車輪速の差が速く変化するおそれの少ない状況にある。この場合には、カットオフ周波数設定部822は、ステップS16において、カットオフ周波数fcを予め設定した低側のカットオフ周波数flow(<fhigh)に設定する。   On the other hand, when the vehicle output state quantity (| Gy | or | γ |) is equal to or less than the reference value (Gyref or γref) (S15: No), the difference between the left and right wheel speeds is less likely to change quickly. is there. In this case, the cut-off frequency setting unit 822 sets the cut-off frequency fc to the preset low-side cut-off frequency low (<fhigh) in step S16.

カットオフ周波数設定部822は、ステップS14あるいはステップS16においてカットオフ周波数fcを設定すると、設定したカットオフ周波数fcをフィルタリング部823に出力してカットオフ周波数設定ルーチンを一旦終了する。そして、所定の演算周期にて上述した処理を繰り返す。   When the cut-off frequency setting unit 822 sets the cut-off frequency fc in step S14 or step S16, the cut-off frequency setting unit 822 outputs the set cut-off frequency fc to the filtering unit 823 and temporarily ends the cut-off frequency setting routine. Then, the above-described processing is repeated at a predetermined calculation cycle.

フィルタリング部823は、推定舵角計算部821から出力された推定舵角θeと、カットオフ周波数設定部822から出力されたカットオフ周波数fcとを入力し、カットオフ周波数fcに基づいて、次式(4),(5)に示す伝達関数H(s)によって表される1次のローパスフィルタを設定する。

Figure 2013147174
ここで、sはラプラス演算子を表す。 The filtering unit 823 receives the estimated rudder angle θe output from the estimated rudder angle calculation unit 821 and the cut-off frequency fc output from the cut-off frequency setting unit 822. Based on the cut-off frequency fc, the following equation is obtained. A first-order low-pass filter represented by the transfer function H (s) shown in (4) and (5) is set.
Figure 2013147174
Here, s represents a Laplace operator.

フィルタリング部823は、ローパスフィルタH(s)を用いて、推定舵角θeをフィルタ処理する。推定舵角θeをフィルタ処理した後の値を推定舵角θe_filと呼ぶ。フィルタ後の推定舵角θe_filは、例えば、次式(6)により計算することができる。
θe_fil(n)=bθe(n)+bθe(n-1)+bθe(n-2)
−aθe_fil(n-1)−aθe_fil(n-2) ・・・(6)
ここでa,a,b,b,bは、ローパスフィルタH(s)の離散化係数である。また、末尾の(n)は今回の演算値、(n-1)は1回前(1演算周期前)の演算値,(n-2)は2回前(2演算周期前)の演算値を表す。
The filtering unit 823 filters the estimated steering angle θe using a low-pass filter H (s). A value after filtering the estimated steering angle θe is referred to as an estimated steering angle θe_fil. The estimated rudder angle θe_fil after the filter can be calculated by the following equation (6), for example.
θe_fil (n) = b 1 θe (n) + b 2 θe (n−1) + b 3 θe (n−2)
-A 1 θe_fil (n-1) -a 2 θe_fil (n-2) (6)
Here, a 1 , a 2 , b 1 , b 2 , b 3 are discretization coefficients of the low-pass filter H (s). The last (n) is the current value, (n-1) is the previous value (one calculation cycle before), and (n-2) is the previous value (two calculation cycles). Represents.

フィルタリング部823は、計算した推定舵角θe_filをスリップ指標計算部824に出力する。スリップ指標計算部824は、操舵角センサ22により検出される実舵角θsと、フィルタリング部823から出力された推定舵角θe_filとを入力し、実舵角θsと推定舵角θe_filとの偏差である舵角偏差|Δθ|を次式(7)により計算する。
|Δθ|=|θe_fil−θs| ・・・(7)
The filtering unit 823 outputs the calculated estimated steering angle θe_fil to the slip index calculating unit 824. The slip index calculation unit 824 receives the actual steering angle θs detected by the steering angle sensor 22 and the estimated steering angle θe_fil output from the filtering unit 823, and calculates the deviation between the actual steering angle θs and the estimated steering angle θe_fil. A certain steering angle deviation | Δθ | is calculated by the following equation (7).
| Δθ | = | θe_fil−θs | (7)

前後左右輪の何れかにスリップが発生していると、舵角偏差|Δθ|が大きくなる。また、この舵角偏差|Δθ|が大きいほどスリップの程度が大きい。従って、スリップ指標計算部824は、この舵角偏差|Δθ|を、車輪のスリップの程度を表すスリップ指標として設定する。スリップ指標計算部824は、舵角偏差|Δθ|を補正係数設定部825に出力する。   If slip occurs in any of the front, rear, left and right wheels, the steering angle deviation | Δθ | increases. Further, the greater the steering angle deviation | Δθ |, the greater the degree of slip. Accordingly, the slip index calculation unit 824 sets the steering angle deviation | Δθ | as a slip index indicating the degree of slip of the wheel. The slip index calculation unit 824 outputs the steering angle deviation | Δθ | to the correction coefficient setting unit 825.

補正係数設定部825は、図8に実線にて示す補正係数マップを参照して、舵角偏差|Δθ|に対応する補正係数Caを計算する。補正係数マップは、補正係数設定部825に記憶されており、舵角偏差|Δθ|が基準値Δθ1以下となる範囲においては、補正係数Caを1に設定し(Ca=1.0)、舵角偏差|Δθ|が基準値Δθ1を超える範囲において、舵角偏差|Δθ|が大きくなるほど小さくなる補正係数Caを設定する特性を有している。補正係数設定部825は、計算した補正係数Caをアシスト制限部83に出力する。   The correction coefficient setting unit 825 calculates a correction coefficient Ca corresponding to the steering angle deviation | Δθ | with reference to a correction coefficient map indicated by a solid line in FIG. The correction coefficient map is stored in the correction coefficient setting unit 825. In a range where the steering angle deviation | Δθ | is equal to or less than the reference value Δθ1, the correction coefficient Ca is set to 1 (Ca = 1.0), and the rudder angle deviation | Δθ | In the range where the angle deviation | Δθ | exceeds the reference value Δθ1, the correction coefficient Ca is set to be smaller as the steering angle deviation | Δθ | is larger. The correction coefficient setting unit 825 outputs the calculated correction coefficient Ca to the assist restriction unit 83.

アシスト制限部83は、基本アシストトルク計算部81から出力された基本アシストトルクTbaseと、補正係数設定部825から出力された補正係数Caを入力し、図9に示すアシスト制限ルーチンを実行する。アシスト制限部83は、ステップS21において、基本アシストトルクTbaseに補正係数Caを乗算することにより、目標アシストトルクTa2を求める(Ta2=Ca×Tbase)。続いて、ステップS22において、目標アシストトルクTa2が上限値Ta2maxよりも大きいか否かを判断する。   The assist limiting unit 83 receives the basic assist torque Tbase output from the basic assist torque calculating unit 81 and the correction coefficient Ca output from the correction coefficient setting unit 825, and executes the assist limiting routine shown in FIG. In step S21, the assist limiting unit 83 obtains the target assist torque Ta2 by multiplying the basic assist torque Tbase by the correction coefficient Ca (Ta2 = Ca × Tbase). Subsequently, in step S22, it is determined whether or not the target assist torque Ta2 is larger than an upper limit value Ta2max.

アシスト制限部83は、目標アシストトルクTa2が上限値Ta2maxよりも大きい場合(S22:Yes)には、ステップS23において、目標アシストトルクTa2を上限値Ta2maxに変更する(Ta2←Ta2max)。つまり、目標アシストトルクTa2を上限値Ta2maxにまで低下させる。一方、目標アシストトルクTa2が上限値Ta2max以下である場合には、ステップS23の処理をスキップする。この上限値Ta2maxは、フェールセーフを考慮して予め設定された値である。アシスト制限部83は、アシスト制限ルーチンを所定の周期で繰り返し実行し、計算した目標アシストトルクTa2を制御切替部73に出力する。これにより、モータ制御部60においては、車輪のスリップ状態に応じて制限された目標アシストトルクTa*(=Ta2)にしたがって操舵アシスト制御が実行される。   When the target assist torque Ta2 is larger than the upper limit value Ta2max (S22: Yes), the assist restriction unit 83 changes the target assist torque Ta2 to the upper limit value Ta2max (Ta2 ← Ta2max) in step S23. That is, the target assist torque Ta2 is reduced to the upper limit value Ta2max. On the other hand, when the target assist torque Ta2 is equal to or lower than the upper limit value Ta2max, the process of step S23 is skipped. The upper limit Ta2max is a value set in advance in consideration of fail-safe. The assist limiting unit 83 repeatedly executes an assist limiting routine at a predetermined cycle, and outputs the calculated target assist torque Ta2 to the control switching unit 73. Thereby, in the motor control part 60, steering assist control is performed according to the target assist torque Ta * (= Ta2) limited according to the slip state of the wheels.

以上説明した電動パワーステアリング装置1によれば、操舵トルクセンサ21が故障した場合であっても、正常時アシストトルク計算部71に代わって異常時アシストトルク計算部80が目標アシストトルクTa*を計算するため、操舵アシストを継続することができる。この場合、異常時アシストトルク計算部80においては、車速Vxと実舵角θsとに基づいて基本アシストトルクTbaseを設定し、更に、実舵角θsと推定舵角θe_filとの偏差である舵角偏差|Δθ|をスリップ指標として計算し、舵角偏差|Δθ|が大きくなるにしたがって操舵アシストが小さくなるような目標アシストトルクTa*を計算する。これにより、車輪のスリップが発生したときには、操舵アシストを制限して過アシストによる操舵ハンドル11の切り過ぎを防止して、適切な操舵アシストを実施することができる。   According to the electric power steering apparatus 1 described above, even when the steering torque sensor 21 is out of order, the abnormal assist torque calculator 80 calculates the target assist torque Ta * instead of the normal assist torque calculator 71. Therefore, the steering assist can be continued. In this case, the abnormal assist torque calculation unit 80 sets the basic assist torque Tbase based on the vehicle speed Vx and the actual steering angle θs, and further, the steering angle that is a deviation between the actual steering angle θs and the estimated steering angle θe_fil. The deviation | Δθ | is calculated as a slip index, and the target assist torque Ta * is calculated such that the steering assist becomes smaller as the steering angle deviation | Δθ | As a result, when a wheel slip occurs, the steering assist is limited to prevent the steering handle 11 from being overcut by excessive assist, and appropriate steering assist can be performed.

また、推定舵角θe_filの計算にあたっては、操舵入力状態(|θs|あるいは|ω|)が基準値(ωrefあるいはθref)より大きい場合、あるいは、車両出力状態量(|Gy|あるいは|γ|)が基準値(Gyrefあるいはγref)より大きい場合には、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fcを高側のカットオフ周波数fhighに設定し、操舵入力状態が基準値以下で、かつ、車両出力状態量が基準値以下となる場合には、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fcを低側のカットオフ周波数flowに設定する。つまり、ローパスフィルタ処理により推定舵角θe_filの位相遅れが大きくなりやすい状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fcを高く設定して、推定舵角θe_filの位相遅れを最小限に抑え、ローパスフィルタ処理により推定舵角θe_filの位相遅れが大きくならないような状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fcを低く設定してノイズを確実に除去する。   In calculating the estimated steering angle θe_fil, the steering input state (| θs | or | ω |) is larger than the reference value (ωref or θref), or the vehicle output state quantity (| Gy | or | γ |) Is larger than the reference value (Gyref or γref), the cut-off frequency fc of the low-pass filter processing is set to the high-side cut-off frequency fhigh, the steering input state is less than the reference value, and the vehicle output state quantity is When the reference value is lower than the reference value, the cut-off frequency fc of the low-pass filter process is set to the low-side cut-off frequency flow. That is, in a situation where the phase delay of the estimated steering angle θe_fil is likely to increase due to the low-pass filter processing, the cutoff frequency fc of the low-pass filter processing is set high to minimize the phase delay of the estimated steering angle θe_fil. In a situation where the processing does not increase the phase delay of the estimated steering angle θe_fil, the cut-off frequency fc of the low-pass filter processing is set low to reliably remove noise.

ここで、本実施形態の作用効果を比較例を使って説明する。車輪速に含まれるノイズによる誤補正を防止するためには、図8に破線で示すように、大きな不感帯を設けた補正係数マップを使用すれば、ローパスフィルタ処理を行わなくても、実舵角θsと推定舵角θeとの偏差|Δθ|をスリップ指標として使用してアシスト制限をすることができる(比較例)。しかし、このように構成した比較例においては、舵角偏差|Δθ|が基準値Δθ2を超えないあいだは、補正係数Caが低減されないため、操舵アシストの制限が遅れたり、操舵アシストの制限が不十分となったりする可能性がある。そこで、比較例においては、過アシストを防止するために、目標アシストトルクTa2の上限値Ta2maxを最初から小さな値に設定しておく必要がある。この場合には、ドライ路面の走行中など、大きな操舵アシストトルクが必要となる状況において十分な操舵アシストが得られないため、ドライバーの操舵力負担が大きくなる。   Here, the effect of this embodiment is demonstrated using a comparative example. In order to prevent erroneous correction due to noise included in the wheel speed, as shown by a broken line in FIG. 8, if a correction coefficient map provided with a large dead zone is used, the actual steering angle can be reduced without performing low-pass filter processing. The assist can be limited by using the deviation | Δθ | between θs and the estimated steering angle θe as a slip index (comparative example). However, in the comparative example configured as described above, the correction coefficient Ca is not reduced while the steering angle deviation | Δθ | does not exceed the reference value Δθ2, so that the limitation of the steering assist is delayed or the limitation of the steering assist is not performed. It may be enough. Therefore, in the comparative example, in order to prevent over-assist, it is necessary to set the upper limit value Ta2max of the target assist torque Ta2 to a small value from the beginning. In this case, since a sufficient steering assist cannot be obtained in a situation where a large steering assist torque is required, for example, while traveling on a dry road surface, the driver's steering force burden increases.

一方、ローパスフィルタ処理によりノイズを除去する場合には、フィルタ処理後の推定舵角θe_filに位相遅れが発生する。特に、ノイズ除去を確実にするためにローパスフィルタのカットオフ周波数fcを低く設定すると、位相遅れが大きくなってしまい、図10に示すように、位相遅れの影響により本来の推定舵角とフィルタ処理後の推定舵角とのあいだに大きな誤差が発生してしまう。従って、車両の旋回速度が速い場合などにおいて、推定舵角を正しく算出することができなくなる。この結果、適正なスリップ指標が得られなくなり、操舵アシストの制限を適正に実行することができなくなる。   On the other hand, when noise is removed by the low-pass filter process, a phase delay occurs in the estimated steering angle θe_fil after the filter process. In particular, if the cut-off frequency fc of the low-pass filter is set low in order to ensure noise removal, the phase delay becomes large, and the original estimated steering angle and filter processing due to the influence of the phase delay as shown in FIG. A large error occurs between the estimated steering angle and the later estimated steering angle. Therefore, when the turning speed of the vehicle is high, the estimated steering angle cannot be calculated correctly. As a result, an appropriate slip index cannot be obtained, and the steering assist limitation cannot be properly executed.

これに対して本実施形態によれば、上述したように、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fcを操舵入力状態量および車両出力状態量に応じて可変するため、スリップ指標である舵角偏差|Δθ|の誤差が低減される。これにより、基本アシストトルクTbaseを適正に補正することができる。また、舵角偏差|Δθ|の誤差が低減されることから、補正係数マップにおける不感帯を小さく設定することができる(図8参照)。これに伴って、車輪のスリップ時に適正に操舵アシストを制限することができるため、目標アシストトルクTa2の上限値Ta2maxを大きな値に設定しておくことができる。従って、ドライ路面の走行中など、大きな操舵アシストトルクが必要となる状況において十分な操舵アシストが得られ、ドライバーの操舵力負担が軽減される。   On the other hand, according to the present embodiment, as described above, the cut-off frequency fc of the low-pass filter process is varied according to the steering input state quantity and the vehicle output state quantity. The error of | is reduced. Thereby, the basic assist torque Tbase can be corrected appropriately. Further, since the error of the steering angle deviation | Δθ | is reduced, the dead zone in the correction coefficient map can be set small (see FIG. 8). Accordingly, the steering assist can be appropriately limited when the wheel slips, so that the upper limit value Ta2max of the target assist torque Ta2 can be set to a large value. Therefore, sufficient steering assist can be obtained in situations where a large steering assist torque is required, such as when driving on a dry road surface, and the driver's steering force burden is reduced.

このように、本実施形態の電動パワーステアリング装置1によれば、推定舵角のフィルタ処理による位相遅れの影響を小さくすることとノイズ除去性能とを良好にバランスさせることができ、車輪のスリップの検出精度が向上し、操舵アシストの制限を適正に行うことができる。   As described above, according to the electric power steering apparatus 1 of the present embodiment, it is possible to satisfactorily balance the effect of the phase delay due to the filter processing of the estimated rudder angle and the noise removal performance, and to prevent the wheel slip. The detection accuracy is improved, and the steering assist can be properly limited.

以上、本実施形態にかかる電動パワーステアリング装置1について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   The electric power steering apparatus 1 according to the present embodiment has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、本実施形態においては、ローパスフィルタ処理におけるカットオフ周波数fcを高低2段階に切り替えているが、例えば、図11に示すように、操舵入力状態量および車両出力状態量に応じて3段階以上に段階的に切り替えるようにしてもよい。また、図12に示すように、操舵入力状態量および車両出力状態量に応じてリニアに可変するようにしてもよい。何れの場合にも、カットオフ周波数fcは、操舵入力状態量および車両出力状態量が大きくなるほど高くなるように設定すればよい。また、状態量に応じたカットオフ周波数fcが同時に複数算出された場合には、そのうちの任意の1つ(例えば、最大値)を選択するようにしてもよいし、組み合わせて計算(例えば、平均計算)するようにしてもよい。   For example, in the present embodiment, the cut-off frequency fc in the low-pass filter process is switched between two levels of high and low. For example, as shown in FIG. You may make it switch in steps. Further, as shown in FIG. 12, it may be varied linearly according to the steering input state quantity and the vehicle output state quantity. In any case, the cut-off frequency fc may be set to increase as the steering input state quantity and the vehicle output state quantity increase. In addition, when a plurality of cutoff frequencies fc corresponding to the state quantity are calculated at the same time, any one of them (for example, the maximum value) may be selected, or combined calculation (for example, average) (Calculation).

また、本実施形態においては、スリップ検出時に操舵アシストを制限する手法として、基本アシストトルクTbaseに補正係数Caを乗じるようにしているが、操舵アシストの制限については、目標アシストトルクTa*の上限値Ta2maxを低減させることにより実施することもできる。例えば、補正係数設定部825に代えて上限値設定部825を設ける。上限値設定部825は、図15に示すような上限値マップを記憶し、この上限値マップを参照して、舵角偏差|Δθ|に対応する上限値Ta2maxを計算する。この上限値マップは、舵角偏差|Δθ|が基準値Δθ1以下となる範囲においては、上限値Ta2maxを基本上限値Ta2max0(スリップが検出されていないときの上限値)に設定し、舵角偏差|Δθ|が基準値Δθ1を超える範囲において、舵角偏差|Δθ|が大きくなるほど小さくなる上限値Ta2maxを設定する特性を有している。上限値設定部825は、計算した上限値Ta2maxをアシスト制限部83に出力する。アシスト制限部83は、基本アシストトルクTbaseと上限値Ta2maxとを比較し、基本アシストトルクTbaseが上限値Ta2maxを越えない場合には、基本アシストトルクTbaseを目標アシストトルクTa2に設定し(Ta2←Tbase)、基本アシストトルクTbaseが上限値Ta2maxを越えている場合には、上限値Ta2maxを目標アシストトルクTa2に設定する(Ta2←Ta2max)。従って、舵角偏差|Δθ|に応じて適正に操舵アシストを制限することができる。   In the present embodiment, as a method of limiting the steering assist when the slip is detected, the basic assist torque Tbase is multiplied by the correction coefficient Ca. However, regarding the limitation of the steering assist, the upper limit value of the target assist torque Ta * is set. It can also be implemented by reducing Ta2max. For example, an upper limit value setting unit 825 is provided instead of the correction coefficient setting unit 825. The upper limit setting unit 825 stores an upper limit map as shown in FIG. 15, and refers to the upper limit map to calculate the upper limit Ta2max corresponding to the steering angle deviation | Δθ |. This upper limit map sets the upper limit Ta2max to the basic upper limit Ta2max0 (upper limit when no slip is detected) in a range where the steering angle deviation | Δθ | is equal to or less than the reference value Δθ1. In the range where | Δθ | exceeds the reference value Δθ1, the upper limit value Ta2max is set to be smaller as the steering angle deviation | Δθ | is larger. The upper limit setting unit 825 outputs the calculated upper limit Ta2max to the assist limiting unit 83. The assist limiting unit 83 compares the basic assist torque Tbase with the upper limit value Ta2max. If the basic assist torque Tbase does not exceed the upper limit value Ta2max, the assist limiting unit 83 sets the basic assist torque Tbase to the target assist torque Ta2 (Ta2 ← Tbase When the basic assist torque Tbase exceeds the upper limit value Ta2max, the upper limit value Ta2max is set to the target assist torque Ta2 (Ta2 ← Ta2max). Therefore, the steering assist can be appropriately limited according to the steering angle deviation | Δθ |.

また、本実施形態においては、操舵入力状態量として操舵角θsと操舵角速度ωとを取得し、それらの少なくとも一つが基準値を越えている場合には、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fcを高く設定するが、操舵入力状態量として実舵角θsあるいは操舵角速度ωの何れか一方を取得する構成であってもよい。   In the present embodiment, the steering angle θs and the steering angular velocity ω are acquired as the steering input state quantities, and when at least one of them exceeds the reference value, the cutoff frequency fc of the low-pass filter process is increased. Although set, the configuration may be such that either the actual steering angle θs or the steering angular velocity ω is acquired as the steering input state quantity.

また、本実施形態においては、車両出力状態量として横加速度Gyとヨーレートγとを取得し、それらの少なくとも一つが基準値を越えている場合には、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fcを高く設定するが、車両出力状態量として横加速度Gyあるいはヨーレートγの何れか一方を取得する構成であってもよい。また、計算によりヨーレートを取得する場合には、車輪速Vfl,Vfrあるいは車輪速Vrl,Vrrから計算した第1演算ヨーレートと、車速Vxと操舵角θsとから計算した第2演算ヨーレートの何れを取得しても良い。また、第1演算ヨーレートと第2演算ヨーレートの両方を取得して、少なくとも一方の演算ヨーレートが基準値を超えている場合には、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fcを高く設定する構成であってもよい。   Further, in the present embodiment, the lateral acceleration Gy and the yaw rate γ are acquired as the vehicle output state quantities, and when at least one of them exceeds the reference value, the cutoff frequency fc of the low-pass filter process is set high. However, it may be configured to acquire either the lateral acceleration Gy or the yaw rate γ as the vehicle output state quantity. Further, when obtaining the yaw rate by calculation, any of the first calculated yaw rate calculated from the wheel speed Vfl, Vfr or the wheel speed Vrl, Vrr and the second calculated yaw rate calculated from the vehicle speed Vx and the steering angle θs is acquired. You may do it. In addition, when both the first calculation yaw rate and the second calculation yaw rate are acquired and at least one of the calculation yaw rates exceeds a reference value, the cutoff frequency fc of the low-pass filter process is set high. Also good.

また、本実施形態においては、前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとを計算し、この2つの推定舵角θf,θrに基づいて推定舵角θeを計算する構成であるが、何れか一方の推定舵角、つまり、前輪の車輪速Vfl,Vfrから計算した前輪側推定舵角θf、あるいは、後輪の車輪速Vrl,Vrrから計算した後輪側推定舵角θrを推定舵角θeに設定する構成であってもよい。この場合には、4輪の車輪速を取得する必要はなく、前輪側あるいは後輪側の車輪速を取得すればよい。また、前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとを計算し、何れか一方を選択するようにしてもよい。例えば、前輪側推定舵角θfと実舵角θsとの舵角偏差と、後輪側推定舵角θrと実舵角θsとの舵角偏差とを計算し、大きい方の舵角偏差をスリップ指標として設定するようにしてもよい。   In this embodiment, the front wheel side estimated rudder angle θf and the rear wheel side estimated rudder angle θr are calculated, and the estimated rudder angle θe is calculated based on the two estimated rudder angles θf and θr. Estimate one of the estimated steering angles, that is, the estimated front wheel side steering angle θf calculated from the front wheel speeds Vfl and Vfr, or the rear wheel side estimated steering angle θr calculated from the rear wheel speeds Vrl and Vrr. The configuration may be such that the steering angle θe is set. In this case, it is not necessary to acquire the wheel speeds of the four wheels, and the wheel speeds on the front wheel side or the rear wheel side may be acquired. Further, the front wheel side estimated rudder angle θf and the rear wheel side estimated rudder angle θr may be calculated, and either one may be selected. For example, calculate the rudder angle deviation between the front wheel side estimated rudder angle θf and the actual rudder angle θs and the rear wheel side estimated rudder angle θr and the rudder angle deviation between the actual rudder angle θs and slip the larger rudder angle deviation It may be set as an index.

また、本実施形態においては、推定舵角θe_filを計算するにあたって、推定舵角計算部821から出力された推定舵角θeに対してローパスフィルタ処理を行っているが、ローパスフィルタ処理は、車輪速センサ26〜29により検出された車輪速Vfl,Vfr,Vrl,Vrrに対して行うようにしてもよい。この場合には、推定舵角計算部821の入力側にフィルタリング部823を設ける。フィルタリング部823は、カットオフ周波数設定部822により設定されたカットオフ周波数fcに応じたローパスフィルタH(s)を使って、車輪速Vfl,Vfr,Vrl,Vrrに対してローパスフィルタ処理を行い、ローパスフィルタ処理後の車輪速Vfl_fil,Vfr_fil,Vrl_fil,Vrr_filを推定舵角計算部821に出力する。推定舵角計算部821は、車輪速Vfl_fil,Vfr_fil,Vrl_fil,Vrr_filに基づいて推定舵角θe_filを計算する。   In this embodiment, when calculating the estimated rudder angle θe_fil, the low-pass filter process is performed on the estimated rudder angle θe output from the estimated rudder angle calculation unit 821. You may make it carry out with respect to the wheel speed Vfl, Vfr, Vrl, Vrr detected by the sensors 26-29. In this case, a filtering unit 823 is provided on the input side of the estimated rudder angle calculation unit 821. The filtering unit 823 performs low-pass filter processing on the wheel speeds Vfl, Vfr, Vrl, Vrr using the low-pass filter H (s) corresponding to the cutoff frequency fc set by the cutoff frequency setting unit 822, The wheel speeds Vfl_fil, Vfr_fil, Vrl_fil, and Vrr_fil after the low-pass filter processing are output to the estimated steering angle calculation unit 821. The estimated rudder angle calculation unit 821 calculates an estimated rudder angle θe_fil based on the wheel speeds Vfl_fil, Vfr_fil, Vrl_fil, and Vrr_fil.

また、本実施形態においては、操舵トルクの代替パラメータとして実舵角θsを用いて基本アシストトルクTbaseを計算しているが、実舵角θsに代えて推定舵角を用いることもできる。また、操舵トルクの代替パラメータとして舵角を用いずに、車両に働く横加速度を用いることもできる。この場合、横加速度が大きくなるほど大きくなる目標操舵アシスト量(例えば、基本アシストトルクTbase)を設定するとよい。横加速度は、センサにより検出してもよいし演算により求めるようにしてもよい。   In the present embodiment, the basic assist torque Tbase is calculated using the actual steering angle θs as an alternative parameter of the steering torque. However, the estimated steering angle can be used instead of the actual steering angle θs. Further, lateral acceleration acting on the vehicle can be used as an alternative parameter of the steering torque without using the steering angle. In this case, a target steering assist amount (for example, basic assist torque Tbase) that increases as the lateral acceleration increases may be set. The lateral acceleration may be detected by a sensor or may be obtained by calculation.

また、本実施形態においては、舵角偏差|Δθ|が基準値Δθ1を超える範囲において、補正係数Caを舵角偏差|Δθ|の増加にともなってリニアに低下させるようにしているが、これに代えて、補正係数Caを段階的に低下させる構成であってもよい。例えば、補正係数Caを舵角偏差|Δθ|の増加にともなって二段階に変化させるようにしてもよい。   In the present embodiment, the correction coefficient Ca is linearly decreased as the steering angle deviation | Δθ | increases within the range where the steering angle deviation | Δθ | exceeds the reference value Δθ1. Instead, the correction coefficient Ca may be reduced stepwise. For example, the correction coefficient Ca may be changed in two steps as the steering angle deviation | Δθ | increases.

また、本実施形態においては、車速センサ24、操舵角センサ22、車輪速センサ26〜29、横加速度センサ30,ヨーレートセンサ31を備えて、車速、実舵角、車輪速、横加速度、ヨーレートを検出しているが、これらのセンサを備えずに、車両内に設けられた他の車両ECU(例えば、車両姿勢制御ECU)が検出した車速、実舵角、車輪速、横加速度、ヨーレートを表す情報を通信ラインを介して取得するようにしてもよい。また、横加速度、ヨーレートについては、上述したように計算により取得するようにしてもよい。   In this embodiment, the vehicle speed sensor 24, the steering angle sensor 22, the wheel speed sensors 26 to 29, the lateral acceleration sensor 30, and the yaw rate sensor 31 are provided, and the vehicle speed, the actual steering angle, the wheel speed, the lateral acceleration, and the yaw rate are set. Although detected, these sensors are not provided, and represent the vehicle speed, actual steering angle, wheel speed, lateral acceleration, and yaw rate detected by another vehicle ECU (for example, vehicle attitude control ECU) provided in the vehicle. Information may be acquired via a communication line. Further, the lateral acceleration and the yaw rate may be obtained by calculation as described above.

また、本実施形態においては、モータ20の発生するトルクをステアリングシャフト12に付与するコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置について説明したが、モータの発生するトルクをラックバー14に付与するラックアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよい。   In the present embodiment, the column assist type electric power steering device that applies the torque generated by the motor 20 to the steering shaft 12 has been described. However, the rack assist type that applies the torque generated by the motor to the rack bar 14 is described. An electric power steering device may be used.

1…電動パワーステアリング装置、10…ステアリング機構、11…操舵ハンドル、12…ステアリングシャフト、20…モータ、21…操舵トルクセンサ、22…操舵角センサ、24…車速センサ、26〜29…車輪速センサ、30…横加速度センサ、31…ヨーレートセンサ、40…モータ駆動回路、50…電子制御回路、60…モータ制御部、70…目標アシストトルク計算部、71…正常時アシストトルク計算部、72…異常検出部、73…制御切替部、80…異常時アシストトルク計算部、81…基本アシストトルク計算部、82…アシスト制限計算部、83…アシスト制限部、821…推定舵角計算部、822…カットオフ周波数設定部、823…フィルタリング部、824…スリップ指標計算部、825…補正係数設定部、100…電子制御ユニット(アシストECU)、Ffail…異常判定フラグ、Ta*…目標アシストトルク、Ta1…目標アシストトルク、Ta2…目標アシストトルク、Tr…操舵トルク、θs…操舵角(実舵角)、Vx…車速、Vfl…左前輪車輪速、Vfr…右前輪車輪速、Vrl…左後輪車輪速、Vrr…右後輪車輪速、Gy…横加速度、γ…ヨーレート、ω…操舵角速度、θf…前輪側推定舵角、θr…後輪側推定舵角、θe…推定舵角(フィルタ処理前)、θe_fil…推定舵角(フィルタ処理後)、|Δθ|…舵角偏差(スリップ指標)、Ca…補正係数、Tbase…基本アシストトルク、fc…カットオフ周波数。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus, 10 ... Steering mechanism, 11 ... Steering handle, 12 ... Steering shaft, 20 ... Motor, 21 ... Steering torque sensor, 22 ... Steering angle sensor, 24 ... Vehicle speed sensor, 26-29 ... Wheel speed sensor , 30 ... Lateral acceleration sensor, 31 ... Yaw rate sensor, 40 ... Motor drive circuit, 50 ... Electronic control circuit, 60 ... Motor controller, 70 ... Target assist torque calculator, 71 ... Normal assist torque calculator, 72 ... Abnormal Detecting unit 73 ... Control switching unit 80 ... Abnormal assist torque calculating unit 81 ... Basic assist torque calculating unit 82 ... Assist limit calculating unit 83 ... Assist limiting unit 821 ... Estimated steering angle calculating unit 822 ... Cut Off-frequency setting unit, 823 ... filtering unit, 824 ... slip index calculation unit, 825 ... correction coefficient setting unit, 1 0: electronic control unit (assist ECU), Ffail: abnormality determination flag, Ta *: target assist torque, Ta1: target assist torque, Ta2: target assist torque, Tr: steering torque, θs: steering angle (actual steering angle), Vx: vehicle speed, Vfl: left front wheel speed, Vfr: right front wheel speed, Vrl: left rear wheel speed, Vrr: right rear wheel speed, Gy: lateral acceleration, γ: yaw rate, ω: steering angular speed, θf ... Estimated front wheel side steering angle, θr: Estimated rear wheel side steering angle, θe: Estimated steering angle (before filter processing), θe_fil: Estimated steering angle (after filter processing), | Δθ | ... Steering angle deviation (slip index), Ca ... correction coefficient, Tbase ... basic assist torque, fc ... cut-off frequency.

Claims (1)

操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生するモータと、
前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段と、
前記操舵トルクセンサの異常が検出されていない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量を設定し、前記操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する制御量設定手段と、
前記制御量設定手段により設定された前記目標操舵アシスト制御量に従って前記モータを駆動制御するモータ制御手段と
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を取得し、取得した車輪速に基づいて操舵角を推定した推定舵角をローパスフィルタ処理を介在させて計算する推定舵角計算手段と、
実際の操舵角あるいは操舵角速度の少なくとも一方を操舵入力状態量として取得する操舵入力状態量取得手段と、
車両の横加速度あるいはヨーレートの少なくとも一方を車両出力状態量として取得する車両出力状態量取得手段と、
前記操舵入力状態量の大きさが基準入力値より大きいあるいは前記車両出力状態量の大きさが基準出力値より大きいという条件を満たしている場合には、前記条件を満たしていない場合に比べて、前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高く設定するカットオフ周波数設定手段と、
実際の操舵角を取得し、前記実際の操舵角と前記推定舵角との偏差を車輪のスリップ指標として計算するスリップ指標計算手段と、
前記操舵トルクセンサの異常が検出されて前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量が設定される場合、前記スリップ指標計算手段により設定されたスリップ指標の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限するアシスト制限手段と
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A steering torque sensor for detecting a steering torque input from the steering handle to the steering shaft;
A motor provided in the steering mechanism for generating steering assist torque;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the steering torque sensor;
When an abnormality of the steering torque sensor is not detected, a target steering assist control amount is set based on the steering torque detected by the steering torque sensor, and when an abnormality of the steering torque sensor is detected, A control amount setting means for setting a target steering assist control amount using an alternative parameter different from the steering torque;
An electric power steering apparatus comprising: motor control means for driving and controlling the motor according to the target steering assist control amount set by the control amount setting means;
Estimated steering angle calculation that obtains the wheel speed of the left and right wheels on at least one of the front wheel side and the rear wheel side, and calculates the estimated steering angle that estimates the steering angle based on the acquired wheel speed through low-pass filter processing Means,
Steering input state quantity acquisition means for acquiring at least one of an actual steering angle or steering angular velocity as a steering input state quantity;
Vehicle output state quantity acquisition means for acquiring at least one of a lateral acceleration or a yaw rate of the vehicle as a vehicle output state quantity;
When the condition that the magnitude of the steering input state quantity is larger than the reference input value or the magnitude of the vehicle output state quantity is larger than the reference output value is satisfied, compared to the case where the condition is not satisfied, Cut-off frequency setting means for setting a high cut-off frequency for the low-pass filter processing;
Slip index calculation means for obtaining an actual steering angle and calculating a deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle as a slip index of a wheel;
When an abnormality of the steering torque sensor is detected and a target steering assist control amount is set using an alternative parameter different from the steering torque, the target is increased as the slip index set by the slip index calculation means increases. An electric power steering apparatus comprising: an assist limiting unit that limits the target steering assist control amount so that the steering assist control amount becomes small.
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