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JP2013159201A - Electric power steering device - Google Patents

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JP2013159201A
JP2013159201A JP2012021965A JP2012021965A JP2013159201A JP 2013159201 A JP2013159201 A JP 2013159201A JP 2012021965 A JP2012021965 A JP 2012021965A JP 2012021965 A JP2012021965 A JP 2012021965A JP 2013159201 A JP2013159201 A JP 2013159201A
Authority
JP
Japan
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steering
assist
slip
slip index
deviation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012021965A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Yamashita
正治 山下
Kenichiro Aoki
健一郎 青木
Norimichi Nakamura
倫道 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2012021965A priority Critical patent/JP2013159201A/en
Publication of JP2013159201A publication Critical patent/JP2013159201A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To properly restrict steering assist and suppress excessive turn of a steering wheel when a skid of wheels occurs during assist control which is performed when a failure of a torque sensor is detected, whereby the skid can be resolved preferably as a result.SOLUTION: A steering angle deviation computing part 851 computes: a front wheel side steering angle deviation Δθfs which is a deviation between an actual steering angle θs and a front wheel side estimated steering angle θf; and a rear wheel side steering angle deviation Δθrs which is a deviation between the actual steering angle θs and a rear wheel side estimated steering angle θr. A deviation change rate computing part 852 computes a front wheel side deviation change rate Δθfs' which is a change rate of the front wheel side steering angle deviation Δθfs, and a rear wheel side deviation change rate Δθrs' which is a change rate of the rear wheel side steering angle deviation Δθrs. A skid index output part 853 sets a larger value of the front wheel side deviation change rate Δθfs' or the rear wheel side deviation change rate Δθrs' as a skid index SL.

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、ブレーキ操作を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 apparatus proposed in Patent Document 1 lacks practicality because the correction amount of the torque command value cannot be obtained unless the brake operation is performed. 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.

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いて、車輪のスリップが発生したときに適正に操舵アシストを制限して操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、その結果、車輪のスリップを良好に解消することを目的とする。   The present invention has been made in order to cope with the above-mentioned problem. During the assist control performed when a torque sensor failure is detected, the steering assist is appropriately limited when the wheel slip occurs and steering is performed. The object is to suppress overcutting of the steering wheel and, as a result, to eliminate the wheel slip well.

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(Ta*)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、
実舵角を検出する実舵角検出手段(22)と、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検出し、検出した車輪速に基づいて推定舵角を計算する推定舵角計算手段(84)と、前記実舵角検出手段により検出された実舵角と、前記推定舵角計算手段により計算された推定舵角とに基づいて、車輪のスリップの判定指標となるスリップ指標を設定するスリップ指標設定手段(85,87,89)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、前記スリップ指標設定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(83,86,88,90)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. When an assist control amount (Ta *) is set and an abnormality of the steering torque sensor is detected, a control amount setting means (70) for setting a target steering assist control amount using an alternative parameter different from the steering torque. ) And the drive control of the motor according to the target steering assist control amount set by the control amount setting means The electric power steering apparatus that includes a motor control means (40, 60),
An actual rudder angle detection means (22) for detecting an actual rudder angle, and the left and right wheel speeds of at least one of the front wheel side and the rear wheel side are detected, and an estimated rudder angle is calculated based on the detected wheel speed. Based on the estimated rudder angle calculation means (84), the actual rudder angle detected by the actual rudder angle detection means, and the estimated rudder angle calculated by the estimated rudder angle calculation means, When the slip index setting means (85, 87, 89) for setting the slip index and the steering torque sensor abnormality is detected, the target steering assist control amount is set using an alternative parameter different from the steering torque. Assist limit means (83, 8) for limiting the target steering assist control amount so that the target steering assist control amount decreases as the slip index set by the slip index setting means increases. Lies in having a 88, 90) and.

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、舵角を用いることができる。舵角を用いた場合には、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。   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 rudder angle is used, a target steering assist control amount that increases as the rudder angle increases may be set. As another alternative parameter, for example, the lateral acceleration of the vehicle can be used.

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、スリップ指標設定手段が車輪のスリップの判定指標となるスリップ指標を設定し、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設定を行うために、本発明においては、実舵角検出手段と推定舵角計算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 setting means sets a slip index as a wheel slip determination index, and the assist limiting means sets the target steering assist control amount so that the target steering assist control amount decreases as the slip index increases. Limit the amount of control. In order to set the slip index, the present invention includes an actual rudder angle detecting means and an estimated rudder angle calculating means.

実舵角検出手段は、センサにより検出される実際の舵角である実舵角を検出する。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検出することができる。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検出し、検出した車輪速に基づいて推定舵角を計算する。推定舵角は、例えば、左右輪の車輪速の和に対する、左右輪の車輪速の差の関数として表すことができる。スリップ指標設定手段は、実舵角と推定舵角とに基づいて車輪のスリップの判定指標となるスリップ指標を設定する。車輪のスリップが発生すると、実舵角と推定舵角とが異なる値をとるようになる。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、実舵角と推定舵角との偏差の変化率からスリップの発生タイミングを判定できる。何れも、車輪のスリップを判定する指標として使用することができる。この場合、スリップ指標が大きいほど、スリップの程度が大きい、あるいは、スリップの程度が急速に大きくなることを表している。従って、例えば、スリップ指標設定手段は、実舵角と推定舵角との偏差、あるいは、前記偏差の変化率に基づいてスリップ指標を設定するとよい。   The actual rudder angle detecting means detects an actual rudder angle that is an actual rudder angle detected by the sensor. The actual rudder angle is detected 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 turning angle of the tire, and the like. be able to. The estimated rudder angle calculation means detects 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 rudder angle based on the detected wheel speed. The estimated steering angle can be expressed, for example, as a function of the difference between the wheel speeds of the left and right wheels with respect to the sum of the wheel speeds of the left and right wheels. The slip index setting means sets a slip index serving as a wheel slip determination index based on the actual steering angle and the estimated steering angle. When wheel slip occurs, the actual rudder angle and the estimated rudder angle take different values. For this reason, the degree of slip can be determined from the magnitude of the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle, and the slip generation timing can be determined from the rate of change of the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle. Any of them can be used as an index for determining wheel slip. In this case, the greater the slip index, the greater the degree of slip or the greater the degree of slip. Therefore, for example, the slip index setting means may set the slip index based on the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle or the rate of change of the deviation.

本発明においては、スリップ指標を設定するにあたって、実舵角と推定舵角とに基づいているため、スリップの状態(スリップの程度や増加速度など)を適切に表した精度の高いスリップ指標を設定することができる。これにより、操舵アシストを適切に制限して操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、車輪のスリップを良好に解消することができる。また、代替パラメータを使って操舵アシストを行う場合には、スリップの発生を想定して予め目標操舵アシスト制御量を小さめに設定する必要があるが、本発明においては、スリップの検出精度が良好になるため、目標操舵アシスト制御量を大きめに設定することができる。   In the present invention, since the slip index is set based on the actual rudder angle and the estimated rudder angle, a highly accurate slip index that appropriately represents the slip state (such as the degree of slip and the increasing speed) is set. can do. Accordingly, it is possible to appropriately limit the steering assist, suppress excessive turning of the steering wheel, and satisfactorily eliminate wheel slip. In addition, when performing steering assist using alternative parameters, it is necessary to set the target steering assist control amount to be small in advance in consideration of the occurrence of slip, but in the present invention, the slip detection accuracy is good. Therefore, the target steering assist control amount can be set larger.

本発明の他の特徴は、前記スリップ指標設定手段(85,8541)は、前記実舵角と前記推定舵角との偏差の変化率(Δθfs’,Δθrs’)の増加に伴って大きくなるスリップ指標(SL,SL1)を設定することにある。   Another feature of the present invention is that the slip index setting means (85, 8541) increases as the change rate (Δθfs ′, Δθrs ′) of the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases. The purpose is to set indices (SL, SL1).

車輪のスリップが発生した場合には、実舵角と推定舵角との偏差が増加する。従って、実舵角と推定舵角との偏差の変化率からスリップの開始タイミングを良好に検出することができる。つまり、実舵角と推定舵角との偏差が少ない段階であっても、スリップの開始を検出することができる。また、この偏差の変化率が大きいほど、急速にスリップの程度が大きくなってくると予想できる。そこで本発明は、スリップ指標設定手段が、舵角と推定舵角との偏差の変化率の増加に伴って大きくなるスリップ指標を設定する。この場合、舵角と推定舵角との偏差の変化率をスリップ指標として設定してもよいし、舵角と推定舵角との偏差の変化率にあわせて段階的に変化するスリップ指標、あるいは、舵角と推定舵角との偏差の変化率に比例したスリップ指標を設定してもよい。これにより、本発明によれば、スリップの検出が遅れないため、操舵アシストの制限を素早く開始することができ、操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、その結果、車輪のスリップを良好に解消することができる。   When wheel slip occurs, the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases. Therefore, the slip start timing can be satisfactorily detected from the rate of change in deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle. That is, the start of slip can be detected even when the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle is small. Moreover, it can be expected that the greater the rate of change of this deviation, the greater the degree of slip. Therefore, in the present invention, the slip index setting means sets a slip index that increases as the rate of change in deviation between the steering angle and the estimated steering angle increases. In this case, the rate of change in deviation between the rudder angle and the estimated rudder angle may be set as a slip index, a slip index that changes stepwise in accordance with the rate of change in deviation between the rudder angle and the estimated rudder angle, or A slip index proportional to the rate of change in deviation between the rudder angle and the estimated rudder angle may be set. Thus, according to the present invention, since the detection of slip is not delayed, it is possible to quickly start limiting the steering assist, suppress excessive turning of the steering wheel, and as a result, satisfactorily eliminate wheel slip. Can do.

本発明の他の特徴は、前記スリップ指標設定手段(87)は、前記実舵角と前記推定舵角との偏差の変化率の増加に伴って大きくなる第1スリップ指標(SL1)を設定する第1スリップ指標設定部(8541)と、前記実舵角と前記推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなる第2スリップ指標(SL2)を設定する第2スリップ指標設定部(8542)とを備え、前記アシスト制限手段(88)は、前記第1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、かつ、前記第2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ことにある。   Another feature of the present invention is that the slip index setting means (87) sets a first slip index (SL1) that increases as the rate of change in deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases. A first slip index setting unit (8541), a second slip index setting unit (8542) for setting a second slip index (SL2) that increases with an increase in the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle. The assist limiting means (88) is configured so that the target steering assist control amount decreases as the first slip index increases, and the target steering assist increases as the second slip index increases. The target steering assist control amount is limited so that the control amount becomes small.

本発明においては、実舵角と推定舵角との偏差と、その偏差の変化率との両方に基づいて、目標操舵アシスト制御量を制限する。この場合、第1スリップ指標設定部が実舵角と推定舵角との偏差の変化率の増加に伴って大きくなる第1スリップ指標を設定し、第2スリップ指標設定部が実舵角と推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなる第2スリップ指標を設定する。そして、アシスト制限手段が、第1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、かつ、第2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。   In the present invention, the target steering assist control amount is limited based on both the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle and the rate of change of the deviation. In this case, the first slip index setting unit sets the first slip index that increases as the rate of change in deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases, and the second slip index setting unit estimates the actual steering angle. A second slip index that increases with an increase in deviation from the steering angle is set. Then, the assist limiting means makes the target steering so that the target steering assist control amount decreases as the first slip index increases, and the target steering assist control amount decreases as the second slip index increases. Limit the amount of assist control.

スリップの発生直後においては、実舵角と推定舵角との偏差が増加するため、この偏差の変化率が大きい。このため、第1スリップ指標によりスリップの開始タイミングを素早く検出することができる。その後は、偏差の変化率は小さくなるが、スリップが発生している状況であれば、実舵角と推定舵角との偏差は、スリップの程度に応じた値を維持する。このため、第2スリップ指標により、スリップが継続していることを検出することができる。従って、目標操舵アシスト制御量を、素早く、かつ、適切な期間のあいだ制限することができる。この結果、操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、車輪のスリップを良好に解消することができる。   Immediately after the occurrence of slip, the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle increases, so the rate of change of this deviation is large. For this reason, the start timing of slip can be quickly detected by the first slip index. Thereafter, the rate of change of the deviation becomes small, but if the slip is occurring, the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle maintains a value corresponding to the degree of slip. For this reason, it is possible to detect that the slip continues by using the second slip index. Therefore, the target steering assist control amount can be limited quickly and for an appropriate period. As a result, excessive turning of the steering wheel can be suppressed, and wheel slip can be satisfactorily eliminated.

本発明の他の特徴は、前記アシスト制限手段(88)は、前記第1スリップ指標と前記第2スリップ指標とのうち、前記目標操舵アシスト制御量を制限する度合が大きい方のスリップ指標を使って前記目標操舵アシスト制御量を制限することにある。   Another feature of the present invention is that the assist limiting means (88) uses a slip index having a larger degree of limiting the target steering assist control amount among the first slip index and the second slip index. Thus, the target steering assist control amount is limited.

第1スリップ指標は、スリップの発生直後において大きな値となるが、その後は、スリップが生じていても小さな値となる。一方、第2スリップ指標は、スリップの発生直後は小さな値ではあるが、その後はスリップが生じている期間においてスリップの程度に応じた値をとる。このため、本発明によれば、スリップの発生直後は、第1スリップ指標の増加により目標操舵アシスト制御量を小さくし、その後は、第2スリップ指標の増加により目標操舵アシスト制御量を小さくする。従って、目標操舵アシスト制御量を、素早く、かつ、適切な期間のあいだ制限することができる。この結果、操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、車輪のスリップを良好に解消することができる。   The first slip index becomes a large value immediately after the occurrence of the slip, but thereafter becomes a small value even if the slip occurs. On the other hand, the second slip index is a small value immediately after the occurrence of the slip, but thereafter takes a value corresponding to the degree of slip during the period in which the slip occurs. Therefore, according to the present invention, immediately after the occurrence of slip, the target steering assist control amount is decreased by increasing the first slip index, and thereafter, the target steering assist control amount is decreased by increasing the second slip index. Therefore, the target steering assist control amount can be limited quickly and for an appropriate period. As a result, excessive turning of the steering wheel can be suppressed, and wheel slip can be satisfactorily eliminated.

本発明の他の特徴は、前記スリップ指標設定手段(87,89)は、前記実舵角と前記推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなるスリップ指標を設定することにある。   Another feature of the present invention resides in that the slip index setting means (87, 89) sets a slip index that increases as the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases.

実舵角と推定舵角との偏差を検出することで、車輪のスリップの程度を適切に検出することができる。従って、実舵角と推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなるスリップ指標を設定することにより、スリップの程度を適切に反映したスリップ指標が得られる。これにより、操舵ハンドルの切り過ぎを抑制し、車輪のスリップを良好に解消することができる。この場合、舵角と推定舵角との偏差をスリップ指標として設定してもよいし、舵角と推定舵角との偏差にあわせて段階的に変化するスリップ指標、あるいは、舵角と推定舵角との偏差に比例したスリップ指標を設定してもよい。   By detecting the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle, the degree of wheel slip can be appropriately detected. Therefore, a slip index that appropriately reflects the degree of slip can be obtained by setting a slip index that increases as the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle increases. Thereby, it is possible to suppress overcutting of the steering wheel and to satisfactorily eliminate wheel slip. In this case, the deviation between the rudder angle and the estimated rudder angle may be set as a slip index, or a slip index that changes stepwise according to the deviation between the rudder angle and the estimated rudder angle, or the rudder angle and the estimated rudder angle. A slip index proportional to the deviation from the corner may be set.

本発明の他の特徴は、前記スリップ指標が減少する場合には増加する場合に比べて、前記スリップ指標の変化量に対する前記目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比を小さくする変化勾配調整手段(S23,S24,S25,S26)を備えたことにある。また、前記第1スリップ指標あるいは前記第2スリップ指標が減少する場合には増加する場合に比べて、前記第1スリップ指標あるいは第2スリップ指標の変化量に対する前記目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比を小さくする変化勾配調整手段(S23,S24,S25,S26)を備えたことにある。   Another aspect of the present invention is a change gradient adjustment that reduces a ratio of a change amount of the target steering assist control amount restriction to a change amount of the slip indicator, as compared to a case where the slip indicator increases when compared with a decrease amount. Means (S23, S24, S25, S26) are provided. Further, when the first slip index or the second slip index decreases, the change in the limit of the target steering assist control amount with respect to the change amount of the first slip index or the second slip index is larger than when the first slip index or the second slip index increases. There is a change gradient adjusting means (S23, S24, S25, S26) for reducing the ratio of the amounts.

アシスト制限手段が、スリップ指標の増加にあわせて目標操舵アシスト制御量の制限を厳しくし(制御量を小さくし)、スリップ指標の減少にあわせて目標操舵アシスト制御量の制限を緩くする(制御量を大きくする)ように構成されている場合、スリップ指標の変化量に対する目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比によって、アシスト制限の応答性が決まる。車輪のスリップが発生した場合には、素早く操舵アシストを制限する必要があるため、スリップ指標の変化量に対する目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比を大きくすることが望まれるが、それと同じ比を使って(同じ応答性で)、スリップの減少にあわせて操舵アシストの制限を緩めると、急激に操舵アシストが増加する。この場合、トルク変動により操舵違和感をドライバーに与えてしまうことがある。   The assist limiting means tightens the target steering assist control amount more strictly (increases the control amount) in accordance with the increase in the slip index, and loosens the target steering assist control amount limitation in accordance with the decrease in the slip index (control amount). , The assist limit responsiveness is determined by the ratio of the change amount of the target steering assist control amount restriction to the slip index change amount. When wheel slip occurs, it is necessary to quickly limit the steering assist, so it is desirable to increase the ratio of the change amount of the target steering assist control amount limit to the change amount of the slip index. If the ratio is used (with the same responsiveness) and the limit on the steering assist is relaxed as the slip decreases, the steering assist increases rapidly. In this case, the driver may feel uncomfortable due to torque fluctuation.

そこで、本発明においては、変化勾配調整手段が、スリップ指標が減少する場合には増加する場合に比べて、スリップ指標の変化量に対する目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比を小さくする。これにより、車輪のスリップが発生した場合には、素早く操舵アシストを制限できるとともに、スリップが小さくなってくるときには、操舵アシスト制限をゆっくり緩めることができる。この結果、本発明によれば、スリップの解消と操舵違和感の低減とを両立させることができる。   Therefore, in the present invention, the change gradient adjusting means reduces the ratio of the change amount of the restriction of the target steering assist control amount to the change amount of the slip index, as compared with the case where the slip index increases when the slip index decreases. As a result, when wheel slip occurs, the steering assist can be quickly limited, and when the slip becomes small, the steering assist limit can be slowly relaxed. As a result, according to the present invention, it is possible to achieve both the elimination of the slip and the reduction of the steering discomfort.

本発明の他の特徴は、前記アシスト制限手段は、車速を表す車速情報を取得し、車速が小さい場合には大きい場合に比べて、前記目標操舵アシスト制御量の制限を緩めること(91)にある。   Another feature of the present invention is that the assist limiting means acquires vehicle speed information representing a vehicle speed, and relaxes the limit of the target steering assist control amount when the vehicle speed is low compared to when the vehicle speed is high (91). is there.

一般に、舵角や舵角速度は、低車速ほど大きく高車速ほど小さくなる。このため、舵角偏差、および、舵角偏差の変化率に関しては、低車速ほど過剰に大きな値が出やすくなる。そこで、本発明においては、車速が小さい場合には大きい場合に比べて、目標操舵アシスト制御量の制限を緩める。これにより、低速走行時における過剰なアシスト制限を回避することができる。   Generally, the rudder angle and rudder angular speed are larger as the vehicle speed is lower and smaller as the vehicle speed is higher. For this reason, the steering angle deviation and the rate of change of the steering angle deviation tend to be excessively large as the vehicle speed decreases. Therefore, in the present invention, when the vehicle speed is low, the restriction on the target steering assist control amount is relaxed compared to when the vehicle speed is high. As a result, excessive assist limitation during low-speed traveling can be avoided.

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. 車両のトレッド、ホイールベースを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the tread and wheelbase of a vehicle. 第1実施形態に係るスリップ指標設定部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the slip parameter | index setting part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るゲインマップを表すグラフである。It is a graph showing the gain map which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係るスリップ指標設定部、ゲイン設定部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the slip parameter | index setting part which concerns on 2nd Embodiment, and a gain setting part. 第2実施形態に係る第2ゲインマップを表すグラフである。It is a graph showing the 2nd gain map concerning a 2nd embodiment. 第1,第2実施形態に係る実舵角と推定舵角と偏差の変化率とアシスト量との推移を表すグラフである。It is a graph showing transition of the actual steering angle which concerns on 1st, 2nd embodiment, an estimated steering angle, the change rate of deviation, and the amount of assistance. 第3実施形態に係るスリップ指標設定部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the slip parameter | index setting part which concerns on 3rd Embodiment. 第1変形例に係る上限値マップを表すグラフである。It is a graph showing the upper limit map concerning the 1st modification. 第2変形例に係る車速可変係数乗算部の入出力ブロック図である。It is an input-output block diagram of the vehicle speed variable coefficient multiplication part which concerns on a 2nd modification. 第2変形例に係る車速ゲインマップを表すグラフである。It is a graph showing the vehicle speed gain map which concerns on a 2nd modification. 第4変形例に係るゲイン復帰処理ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the gain return process routine which concerns on a 4th modification. 第5変形例に係るアシスト制限ゲイン設定ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the assist limitation gain setting routine which concerns on a 5th modification. 第5変形例に係るアシスト制限ゲイン特性を表すグラフである。It is a graph showing the assist restriction | limiting gain characteristic which concerns on a 5th 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、舵角センサ22は、ステアリングシャフト12における操舵トルクセンサ21と減速ギヤ25との中間位置に設けられ、舵角θsを検出する。後述するように、舵角については、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舵角とを用いるため、この舵角センサ22により検出された舵角θsを実舵角θsと呼ぶ。舵角は、正負の値により操舵方向が識別され、例えば、右方向の舵角を正の値で、左方向の舵角を負の値で示す。本実施形態においては、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 is provided at an intermediate position between the steering torque sensor 21 and the reduction gear 25 on the steering shaft 12, and detects the steering angle θs. As will be described later, for the steering angle, the detected steering angle detected by the steering angle sensor 22 and the estimated steering angle estimated by calculation based on the wheel speed are used. Therefore, 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 / negative value. For example, the steering angle in the right direction 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、マイコンにより、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V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V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V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 V 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 calculator 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 V. 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 V 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、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良い。また、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。   In calculating the target assist torque Ta1, various compensation torques may be added to the target assist torque Ta1. For example, a friction compensation torque that compensates for the frictional force in the steering mechanism 10 may be added. Moreover, you may make it add the friction viscosity compensation torque which compensates a viscosity component in addition to a friction component.

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については、複数の実施形態を説明する。   A plurality of embodiments of the abnormal assist torque calculation unit 80 will be described.

<第1実施形態>
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Vと、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V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V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。
<First Embodiment>
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 V 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 assistance 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 V. 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 V 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.

アシスト制限計算部82は、推定舵角計算部84と、スリップ指標設定部85と、ゲイン設定部86とから構成される。推定舵角計算部84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 limit calculation unit 82 includes an estimated rudder angle calculation unit 84, a slip index setting unit 85, and a gain setting unit 86. The estimated rudder angle calculation unit 84 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. 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.

前輪側推定舵角θfは、次式(1)により計算され、後輪側推定舵角θrは、次式(2)により計算される。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 2013159201
ここで、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(図6参照)。 The front wheel side estimated steering angle θf is calculated by the following equation (1), and the rear wheel side estimated steering angle θr is 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 2013159201
Here, G represents a preset gear ratio (overall gear ratio) for rudder angle conversion, a represents the tread of the left and right rear wheels Wrl, Wrr, and b represents the vehicle wheel base (see FIG. 6).

車輪速センサ26〜29により検出される車輪速Vfl,Vfr,Vrl,Vrrにはノイズが含まれているため、推定舵角計算部84は、車輪速Vfl,Vfr,Vrl,Vrrあるいは推定舵角θf,θrに対してノイズ除去フィルタ処理を行うようにするとよい。   Since the wheel speeds Vfl, Vfr, Vrl, and Vrr detected by the wheel speed sensors 26 to 29 include noise, the estimated rudder angle calculation unit 84 calculates the wheel speeds Vfl, Vfr, Vrl, Vrr, or the estimated rudder angle. It is preferable to perform noise removal filter processing on θf and θr.

推定舵角計算部84は、計算した前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとをスリップ指標設定部85に出力する。スリップ指標設定部85は、図7に示すように、舵角偏差計算部851と、偏差変化率計算部852と、スリップ指標出力部853とから構成される。舵角偏差計算部851は、前輪側偏差計算部8511と後輪側偏差計算部8512とから構成されている。   The estimated rudder angle calculation unit 84 outputs the calculated front wheel side estimated rudder angle θf and rear wheel side estimated rudder angle θr to the slip index setting unit 85. As shown in FIG. 7, the slip index setting unit 85 includes a rudder angle deviation calculation unit 851, a deviation change rate calculation unit 852, and a slip index output unit 853. The steering angle deviation calculation unit 851 includes a front wheel side deviation calculation unit 8511 and a rear wheel side deviation calculation unit 8512.

前輪側偏差計算部8511は、舵角センサ22により検出される実舵角θsと、推定舵角計算部84により計算された前輪側推定舵角θfとを入力し、実舵角θsの絶対値|θs|と前輪側推定舵角θfの絶対値|θf|との偏差である前輪側舵角偏差Δθfsを計算する(Δθfs=(||θs|−|θf||))。また、後輪側偏差計算部8512は、舵角センサ22により検出される実舵角θsと、推定舵角計算部84により計算された後輪側推定舵角θrとを入力し、実舵角θsの絶対値|θs|と後輪側推定舵角θrの絶対値|θr|との偏差である後輪側舵角偏差Δθrsを計算する(Δθrs=(||θs|−|θr||))。   The front wheel side deviation calculation unit 8511 inputs the actual steering angle θs detected by the steering angle sensor 22 and the estimated front wheel side estimated steering angle θf calculated by the estimated steering angle calculation unit 84, and the absolute value of the actual steering angle θs. A front wheel side steering angle deviation Δθfs which is a deviation between | θs | and the absolute value | θf | of the front wheel side estimated steering angle θf is calculated (Δθfs = (|| θs | − | θf ||)). The rear wheel side deviation calculating unit 8512 inputs the actual steering angle θs detected by the steering angle sensor 22 and the rear wheel side estimated steering angle θr calculated by the estimated steering angle calculation unit 84, and the actual steering angle. A rear wheel side steering angle deviation Δθrs, which is a deviation between the absolute value | θs | of θs and the absolute value | θr | of the estimated rear wheel side steering angle θr, is calculated (Δθrs = (|| θs | − | θr ||). ).

舵角偏差計算部851は、計算した前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとを偏差変化率計算部852に出力する。偏差変化率計算部852は、前輪側偏差変化率計算部8521と後輪側偏差変化率計算部8522とから構成されている。前輪側偏差変化率計算部8521は、前輪側舵角偏差Δθfsを微分演算することにより、前輪側舵角偏差Δθfsの時間に対する変化率である前輪側偏差変化率Δθfs’を計算する。後輪側偏差変化率計算部8522は、後輪側舵角偏差Δθrsを微分演算することにより、後輪側舵角偏差Δθrsの時間に対する変化率である後輪側偏差変化率Δθrs’を計算する。   The steering angle deviation calculation unit 851 outputs the calculated front wheel side steering angle deviation Δθfs and rear wheel side steering angle deviation Δθrs to the deviation change rate calculation unit 852. The deviation change rate calculation unit 852 includes a front wheel side deviation change rate calculation unit 8521 and a rear wheel side deviation change rate calculation unit 8522. The front wheel side deviation change rate calculation unit 8521 calculates a front wheel side deviation change rate Δθfs ′, which is a change rate with respect to time, of the front wheel side steering angle deviation Δθfs by differentially calculating the front wheel side steering angle deviation Δθfs. The rear wheel side deviation change rate calculation unit 8522 calculates a rear wheel side deviation change rate Δθrs ′, which is a change rate with respect to time, of the rear wheel side steering angle deviation Δθrs by differentiating the rear wheel side steering angle deviation Δθrs. .

偏差変化率計算部852は、計算した前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とをスリップ指標出力部853に出力する。スリップ指標出力部853は、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とに基づいて、予め定められた規則に沿ってスリップ指標SLを設定して出力する。例えば、スリップ指標出力部853は、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とのうち、大きな値となる方をスリップ指標SLに設定して出力する。つまり、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とを比較し、前輪側偏差変化率Δθfs’が後輪側偏差変化率Δθrs’よりも大きい場合には、前輪側偏差変化率Δθfs’をスリップ指標SLに設定し(SL←θfs’)、逆に、後輪側偏差変化率Δθrs’が前輪側偏差変化率Δθfs’よりも大きい場合には、後輪側偏差変化率Δθrs’をスリップ指標SLに設定する(SL←Δθrs’)。   Deviation change rate calculation unit 852 outputs the calculated front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and rear wheel side deviation change rate Δθrs ′ to slip index output unit 853. The slip index output unit 853 sets and outputs a slip index SL according to a predetermined rule based on the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′. For example, the slip index output unit 853 sets and outputs the larger one of the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′ as the slip index SL. That is, when the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ is compared with the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′, and the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ is larger than the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′, the front wheel side deviation change rate is changed. When the rate Δθfs ′ is set to the slip index SL (SL ← θfs ′), and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′ is larger than the front wheel side deviation change rate Δθfs ′, the rear wheel side deviation change rate Δθrs. 'Is set as the slip index SL (SL ← Δθrs').

あるいは、スリップ指標出力部853は、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’との平均値((Δθfs’+Δθrs’)/2)を計算し、その平均値をスリップ指標SLに設定するようにしてもよい。あるいは、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とを掛け合わせた値(Δθfs’・Δθrs’)を計算し、その値をスリップ指標SLに設定するようにしてもよい。   Alternatively, the slip index output unit 853 calculates an average value ((Δθfs ′ + Δθrs ′) / 2) of the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′, and uses the average value as the slip index SL. You may make it set to. Alternatively, a value (Δθfs ′ · Δθrs ′) obtained by multiplying the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′ may be calculated and set as the slip index SL.

前後左右輪の何れかにスリップが発生していると、前後左右輪の旋回中心は同一とならなくなり、その結果、前輪側舵角偏差Δθfsおよび後輪側舵角偏差Δθrsが大きくなる。従って、この前輪側舵角偏差Δθfs、後輪側舵角偏差Δθrsが大きいほどスリップの程度が大きいと判断することができる。車輪がスリップしているときには、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ことにもなる。従って、このスリップ状態に移行するタイミングを素早く捉えて、操舵アシストを制限する必要がある。   If slip occurs in any of the front, rear, left and right wheels, the turning centers of the front, rear, left and right wheels are not the same, and as a result, the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs increase. Accordingly, it can be determined that the greater the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs, the greater the degree of slip. When the wheel is slipping, if the steering assist is performed with the same force as when the wheel is not slipping, the wheel is over-assisted, the steering wheel is easily turned too much, and the slip is promoted. Therefore, it is necessary to quickly grasp the timing of shifting to the slip state and limit the steering assist.

そこで、本実施形態においては、前輪側舵角偏差Δθfsの変化率である前輪側偏差変化率Δθfs’と、後輪側舵角偏差Δθrsの変化率である後輪側偏差変化率Δθrs’とに基づいて、グリップ状態(タイヤが路面に対してスリップしていない状態)からスリップ状態に移行するタイミングを素早く検知する。そのために、スリップ指標設定部85においては、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とを使って、スリップの判定指標となるスリップ指標SLを設定している。   Therefore, in the present embodiment, the front wheel side deviation change rate Δθfs ′, which is the change rate of the front wheel side steering angle deviation Δθfs, and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′, which is the change rate of the rear wheel side steering angle deviation Δθrs. Based on this, the timing at which the grip state (the tire is not slipping on the road surface) to the slip state is quickly detected. For this purpose, the slip index setting unit 85 sets a slip index SL as a slip determination index using the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′.

グリップ状態からスリップ状態への移行時においては、舵角偏差が増加する、つまり、舵角偏差の変化率が正の値となる。そこで、本実施形態においては、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とについては、偏差が増加方向に変化している場合(変化率が正の値となる場合)において、スリップ指標SLを上記のように設定し、偏差が減少方向に変化している場合(変化率の値が負となる場合)においては、スリップ指標SLをゼロに設定する。従って、スリップ指標SLは、スリップの増加する速度が大きいほど大きくなる指標を表している。   At the time of transition from the grip state to the slip state, the steering angle deviation increases, that is, the rate of change of the steering angle deviation becomes a positive value. Therefore, in the present embodiment, the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′ are when the deviation changes in the increasing direction (when the change rate becomes a positive value). When the slip index SL is set as described above and the deviation is changing in the decreasing direction (when the rate of change is negative), the slip index SL is set to zero. Accordingly, the slip index SL represents an index that increases as the speed at which the slip increases.

スリップ指標出力部853は、スリップ指標SLを設定すると、スリップ指標SLをゲイン設定部86に出力する。ゲイン設定部86は、スリップ指標SLを入力し、図8に示すゲインマップを参照して、アシスト制限ゲインKを計算する。ゲインマップは、ゲイン設定部86に記憶されており、スリップ指標SLが基準値SLref以下となる範囲においては、アシスト制限ゲインKを1に設定し(K=1.0)、スリップ指標SLが基準値SLrefを超える範囲において、スリップ指標SLが大きくなるほど小さくなるアシスト制限ゲインKを設定する特性を有している。ゲイン設定部86は、計算したアシスト制限ゲインKをアシスト制限部83に出力する。   When the slip index output unit 853 sets the slip index SL, the slip index output unit 853 outputs the slip index SL to the gain setting unit 86. The gain setting unit 86 receives the slip index SL and calculates the assist limit gain K with reference to the gain map shown in FIG. The gain map is stored in the gain setting unit 86. In a range where the slip index SL is equal to or less than the reference value SLref, the assist limit gain K is set to 1 (K = 1.0), and the slip index SL is the reference. In a range exceeding the value SLref, there is a characteristic of setting an assist limit gain K that decreases as the slip index SL increases. The gain setting unit 86 outputs the calculated assist limit gain K to the assist limit unit 83.

アシスト制限部83は、基本アシストトルク計算部から出力された基本アシストトルクTbaseと、アシスト制限計算部82から出力されたアシスト制限ゲインKを入力し、基本アシストトルクTbaseにアシスト制限ゲインK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=K×Tbase)。アシスト制限部83は、その計算結果である目標アシストトルクTa2を制御切替部73に出力する。   The assist limiter 83 receives the basic assist torque Tbase output from the basic assist torque calculator and the assist limit gain K output from the assist limit calculator 82, and multiplies the basic assist torque Tbase by the assist limit gain K. Thus, the target assist torque Ta2 is obtained (Ta2 = K × Tbase). The assist limiting unit 83 outputs the target assist torque Ta2 that is the calculation result to the control switching unit 73.

この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V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θf,θrとの偏差の変化率に基づいてスリップ指標SLを設定する。そして、スリップ指標SLを基本アシストトルクTbaseに乗算することで、スリップ指標SL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、スリップの開始を素早く検出して操舵アシストを制限することができ、過アシストによる操舵ハンドル11の切り過ぎを防止することができる。   According to this electric power steering apparatus 1, even when the steering torque sensor 21 is out of order, the abnormal assist torque calculating unit 80 calculates the target assist torque Ta * instead of the normal assist torque calculating unit 71. 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 V and the actual steering angle θs, and further changes in deviation between the actual steering angle θs and the estimated steering angles θf and θr. A slip index SL is set based on the rate. Then, by multiplying the basic assist torque Tbase by the slip index SL, a target assist torque Ta * is calculated such that the steering assist decreases as the slip index SL increases. As a result, the start of slip can be quickly detected to limit the steering assist, and the steering handle 11 can be prevented from being overcut by over-assist.

また、このようなアシスト制限を行う場合に、実舵角θsと推定舵角θf,θrとの偏差の変化率に基づいてスリップ指標SLを設定しているため、適切にスリップ状態に移行するタイミングを捉えることができる。つまり、推定舵角同士の偏差(||θf|−|θr||)の変化率を使ってスリップを判定した場合には、2つの推定舵角θf,θrのそれぞれに含まれる誤差により、適切な偏差の変化率を検出することが難しいが、本実施形態においては、推定舵角同士ではなく、実舵角θsと推定舵角θf、θrとの偏差を用いているため、偏差の変化率によりスリップ状態に移行するタイミング適切に捉えることができる。   Further, when such assist limitation is performed, the slip index SL is set based on the rate of change in deviation between the actual steering angle θs and the estimated steering angles θf and θr, and therefore the timing for appropriately shifting to the slip state. Can be captured. That is, when the slip is determined using the change rate of the deviation (|| θf | − | θr ||) between the estimated rudder angles, the error is included in each of the two estimated rudder angles θf and θr. However, in this embodiment, since the deviation between the actual steering angle θs and the estimated steering angles θf and θr is used instead of the estimated steering angles, the deviation change rate is used. Therefore, it is possible to appropriately grasp the timing for shifting to the slip state.

また、スリップ指標SLの計算にあたっては、2通りの偏差の変化率(Δθfs’,Δθrs’)を使っているため、適切にスリップの開始を検出することができる。この場合、操舵アシストを制限する度合が大きくなる方の変化率をスリップ指標SLに設定すれば、一層素早くスリップの開始を検出することができる。また、変化率の平均値を使ってスリップ指標SLを設定するようにした場合には、一層正確なスリップの開始を検出することができる。   Further, since the slip change rate SL is calculated using the two deviation change rates (Δθfs ′, Δθrs ′), the start of the slip can be detected appropriately. In this case, if the rate of change in which the degree of limiting the steering assist is increased is set in the slip index SL, the start of slip can be detected more quickly. Further, when the slip index SL is set using the average value of the change rates, it is possible to detect the start of slip more accurately.

また、操舵トルクセンサ21の故障時におけるアシスト制御においては、スリップの発生を想定した場合、目標アシストトルクTa*をあまり大きくできないが、本実施形態においては、素早くスリップの開始を検出することができるため、目標アシストトルクTa*を大きめに設定することができ、操舵フィーリングが良好になる。   Further, in the assist control when the steering torque sensor 21 fails, when the occurrence of slip is assumed, the target assist torque Ta * cannot be increased so much, but in this embodiment, the start of slip can be detected quickly. Therefore, the target assist torque Ta * can be set larger, and the steering feeling becomes good.

<第2実施形態>
次に、異常時アシストトルク計算部80の第2実施形態について説明する。第2実施形態にかかる異常時アシストトルク計算部80は、第1実施形態のスリップ指標設定部85、ゲイン設定部86に代えスリップ指標設定部87、ゲイン設定部88を設けたもので、他の構成は第1実施形態と同一である(図4参照)。スリップ指標設定部87は、図9に示すように、舵角偏差計算部851と、偏差変化率計算部852と、スリップ指標出力部854とから構成される。舵角偏差計算部851と偏差変化率計算部852とについては、第1実施形態と同一である。以下、第1実施形態と異なる構成のみについて説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the abnormality assist torque calculation unit 80 will be described. The abnormality assist torque calculation unit 80 according to the second embodiment includes a slip index setting unit 87 and a gain setting unit 88 instead of the slip index setting unit 85 and the gain setting unit 86 of the first embodiment. The configuration is the same as that of the first embodiment (see FIG. 4). As shown in FIG. 9, the slip index setting unit 87 includes a steering angle deviation calculation unit 851, a deviation change rate calculation unit 852, and a slip index output unit 854. The steering angle deviation calculation unit 851 and the deviation change rate calculation unit 852 are the same as those in the first embodiment. Only the configuration different from the first embodiment will be described below.

スリップ指標出力部854は、第1スリップ指標出力部8541と、第2スリップ指標出力部8542とから構成される。第1スリップ指標出力部8541は、第1実施形態のスリップ指標出力部853と同様の処理を行う。つまり、偏差変化率計算部852から前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とを入力し、そのうちの大きい方の偏差変化率をスリップ指標SLに設定する。あるいは、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’との平均値をスリップ指標SLに設定する。あるいは、前輪側偏差変化率Δθfs’と後輪側偏差変化率Δθrs’とを掛け合わせた値をスリップ指標SLに設定する。   The slip index output unit 854 includes a first slip index output unit 8541 and a second slip index output unit 8542. The first slip index output unit 8541 performs the same processing as the slip index output unit 853 of the first embodiment. That is, the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′ are input from the deviation change rate calculation unit 852, and the larger deviation change rate is set as the slip index SL. Alternatively, an average value of the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′ is set as the slip index SL. Alternatively, a value obtained by multiplying the front wheel side deviation change rate Δθfs ′ and the rear wheel side deviation change rate Δθrs ′ is set in the slip index SL.

この第1スリップ指標出力部8541により設定されたスリップ指標SLを第1スリップ指標SL1と呼ぶ。第1スリップ指標出力部8541は、第1スリップ指標SL1をゲイン設定部88に出力する。   The slip index SL set by the first slip index output unit 8541 is referred to as a first slip index SL1. The first slip index output unit 8541 outputs the first slip index SL1 to the gain setting unit 88.

第2スリップ指標出力部8542は、実舵角と推定舵角との偏差に相当するスリップ指標を設定する。上述したように、前後左右輪の何れかにスリップが発生していると、前後左右輪の旋回中心は同一とならなくなり、その結果、前輪側舵角偏差Δθfsおよび後輪側舵角偏差Δθrsが大きくなる。従って、この前輪側舵角偏差Δθfs、後輪側舵角偏差Δθrsが大きいほどスリップの程度が大きいと判断することができる。そこで、第2スリップ指標出力部8542は、前輪側舵角偏差Δθfs、後輪側舵角偏差Δθrsに基づいて、スリップの程度を表す第2スリップ指標SLを設定する。   The second slip index output unit 8542 sets a slip index corresponding to the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle. As described above, when slip occurs in any of the front, rear, left and right wheels, the turning centers of the front, rear, left and right wheels are not the same, and as a result, the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs are growing. Accordingly, it can be determined that the greater the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs, the greater the degree of slip. Therefore, the second slip index output unit 8542 sets a second slip index SL representing the degree of slip based on the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs.

例えば、第2スリップ指標出力部8542は、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとのうち、大きな値となる方を第2スリップ指標SL2に設定する。あるいは、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとの平均値((Δθfs+Δθrs)/2)を計算し、その平均値を第2スリップ指標SL2に設定する。あるいは、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとを掛け合わせた値(Δθfs・Δθrs)を計算し、その値を第2スリップ指標SL2に設定するようにしてもよい。第2スリップ指標出力部8542は、設定した第2スリップ指標SL2をゲイン設定部88に出力する。   For example, the second slip index output unit 8542 sets the larger one of the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs as the second slip index SL2. Alternatively, an average value ((Δθfs + Δθrs) / 2) of the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs is calculated, and the average value is set as the second slip index SL2. Alternatively, a value (Δθfs · Δθrs) obtained by multiplying the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs may be calculated and set as the second slip index SL2. Second slip index output unit 8542 outputs the set second slip index SL2 to gain setting unit 88.

ゲイン設定部88は、第1スリップ指標SL1と第2スリップ指標SL2とを入力する。ゲイン設定部88は、図9に示すように、第1ゲイン設定部881と第2ゲイン設定部882とゲイン統合部883とを備えている。第1ゲイン設定部881は、第1実施形態のゲイン設定部86と同様に、図8に示すゲインマップ(第1ゲインマップと呼ぶ)を記憶しており、この第1ゲインマップを参照して、第1スリップ指標SL1に対応する第1アシスト制限ゲインK1を計算する。第1ゲイン設定部881は、計算結果である第1アシスト制限ゲインK1をゲイン統合部883に出力する。   The gain setting unit 88 inputs the first slip index SL1 and the second slip index SL2. As illustrated in FIG. 9, the gain setting unit 88 includes a first gain setting unit 881, a second gain setting unit 882, and a gain integration unit 883. Similar to the gain setting unit 86 of the first embodiment, the first gain setting unit 881 stores a gain map (referred to as a first gain map) shown in FIG. 8, and refers to this first gain map. Then, a first assist limit gain K1 corresponding to the first slip index SL1 is calculated. The first gain setting unit 881 outputs the first assist limit gain K1 that is the calculation result to the gain integration unit 883.

第2ゲイン設定部882は、図10に示す第2ゲインマップを記憶しており、この第2ゲインマップを参照して、第2スリップ指標SL2に対応する第2アシスト制限ゲインK2を計算する。この第2ゲインマップは、第2スリップ指標SLが基準値SL2ref以下となる範囲においては、第2アシスト制限ゲインK2を1に設定し(K2=1.0)、第2スリップ指標SL2が基準値SL2refを超える範囲において、第2スリップ指標SL2が大きくなるほど小さくなる第2アシスト制限ゲインK2を設定する特性を有している。第2ゲイン設定部882は、計算結果である第2アシスト制限ゲインK2をゲイン統合部883に出力する。   The second gain setting unit 882 stores the second gain map shown in FIG. 10, and calculates the second assist limit gain K2 corresponding to the second slip index SL2 with reference to the second gain map. In the second gain map, the second assist limit gain K2 is set to 1 (K2 = 1.0) in the range where the second slip index SL is equal to or less than the reference value SL2ref, and the second slip index SL2 is the reference value. In a range exceeding SL2ref, there is a characteristic of setting a second assist limit gain K2 that decreases as the second slip index SL2 increases. The second gain setting unit 882 outputs the second assist limit gain K2 that is the calculation result to the gain integration unit 883.

ゲイン統合部883は、第1アシスト制限ゲインK1と第2アシスト制限ゲインK2とを入力し、アシスト制限部83に出力する最終的なアシスト制限ゲインKを設定する。例えば、ゲイン統合部883は、第1アシスト制限ゲインK1と第2アシスト制限ゲインK2とのうち、小さな値となる方をアシスト制限ゲインKに設定する。つまり、アシスト制限の度合を大きくする方の制限ゲインを選択してアシスト制限ゲインKに設定する。   The gain integrating unit 883 inputs the first assist limit gain K1 and the second assist limit gain K2, and sets the final assist limit gain K to be output to the assist limiter 83. For example, the gain integration unit 883 sets the smaller assist assist gain K of the first assist limit gain K1 and the second assist limit gain K2. That is, the limit gain that increases the degree of assist limit is selected and set to the assist limit gain K.

尚、ゲイン統合部883は、第1アシスト制限ゲインK1と第2アシスト制限ゲインK2との平均値をアシスト制限ゲインKに設定するようにしてもよい。あるいは、ゲイン統合部883は、第1アシスト制限ゲインK1と第2アシスト制限ゲインK2との積をアシスト制限ゲインKに設定するようにしてもよい。   The gain integrating unit 883 may set the average value of the first assist limit gain K1 and the second assist limit gain K2 as the assist limit gain K. Alternatively, the gain integration unit 883 may set the product of the first assist limit gain K1 and the second assist limit gain K2 as the assist limit gain K.

ゲイン統合部883は、計算結果であるアシスト制限ゲインKをアシスト制限部83に出力する。   The gain integration unit 883 outputs the assist limit gain K that is the calculation result to the assist limit unit 83.

この第2実施形態においては、実舵角と推定舵角との偏差の変化率から第1スリップ指標SL1を設定し、実舵角と推定舵角との偏差から第2スリップ指標SL2を設定する。この第1スリップ指標SL1と第2スリップ指標SL2とは単位が異なるため、それらを単純に比較することができない。そこで、各スリップ指標SL1,SL2に対応する第1アシスト制限ゲインK1と第2アシスト制限ゲインK2とを計算する。これにより、第1アシスト制限ゲインK1と第2アシスト制限ゲインK2とをスリップ指標として捉えることができる。この場合、制御ゲインK1,K2が小さいほどスリップ指標が大きいものとして考えればよい。そして、両アシスト制限ゲインK1,K2に基づいて、最終的なアシスト制限ゲインKを設定する。   In the second embodiment, the first slip index SL1 is set from the rate of change in deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle, and the second slip index SL2 is set from the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle. . Since the first slip index SL1 and the second slip index SL2 have different units, they cannot be simply compared. Therefore, the first assist limit gain K1 and the second assist limit gain K2 corresponding to the slip indexes SL1 and SL2 are calculated. Thereby, the first assist limit gain K1 and the second assist limit gain K2 can be regarded as slip indexes. In this case, the smaller the control gains K1 and K2, the larger the slip index may be considered. Then, a final assist limit gain K is set based on both assist limit gains K1 and K2.

スリップの発生直後においては、実舵角と推定舵角との偏差が増加するため、この偏差の変化率が大きい。このため、第1スリップ指標SL1が第2スリップ指標SL2より大きくなり、アシスト制限の度合の大きい方となる第1アシスト制限ゲインK1が選択される。その後は、偏差の変化率は小さくなるが、スリップが発生している状況であれば、実舵角と推定舵角との偏差は、スリップの程度に応じた値を維持するため、第2スリップ指標SL2が第1スリップ指標SL1より大きくなり、アシスト制限の度合の大きい方となる第2アシスト制限ゲインK2が選択される。このように、第2実施形態においては、第1スリップ指標SL1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、かつ、第2スリップ指標SL2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。   Immediately after the occurrence of slip, the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle increases, so the rate of change of this deviation is large. For this reason, the first slip index SL1 is greater than the second slip index SL2, and the first assist limit gain K1 that is the greater degree of assist limit is selected. Thereafter, the rate of change of the deviation becomes small, but if the slip is occurring, the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle maintains a value corresponding to the degree of slip, so the second slip The second assist limit gain K2 is selected so that the index SL2 is larger than the first slip index SL1 and the degree of assist limitation is larger. As described above, in the second embodiment, the target steering assist control amount decreases as the first slip index SL1 increases, and the target steering assist control amount decreases as the second slip index SL2 increases. The target steering assist control amount is limited so as to decrease.

従って、第2実施形態によれば、第1スリップ指標SL1を使ってスリップの開始を素早く検出して操舵アシストを制限するだけでなく、第2スリップ指標SL2を使ってスリップが継続している期間中において操舵アシストを制限することができる。図11は、第1実施形態と第2実施形態におけるアシスト量(目標アシストトルクTa*)の推移の違いを表すグラフである。第1実施形態、第2実施形態ともに、時刻t1において、舵角偏差の変化率が基準値を超えるとアシスト制限を開始し、時刻t2において、アシスト量がゼロ、つまり、操舵アシストが停止される。そして、第1実施形態においては、舵角偏差の増加方向の変化率が所定値まで低下した時刻t3から操舵アシストが再開される。一方、第2実施形態においては、時刻t3においても、舵角偏差が大きいため、依然として操舵アシストの停止状態が継続し、舵角偏差が小さくなった時刻t4から操舵アシストを再開する。   Therefore, according to the second embodiment, not only the start of the slip is quickly detected using the first slip index SL1 and the steering assist is limited, but also the period during which the slip continues using the second slip index SL2. The steering assist can be limited during the operation. FIG. 11 is a graph showing a difference in transition of the assist amount (target assist torque Ta *) between the first embodiment and the second embodiment. In both the first embodiment and the second embodiment, the assist limitation is started when the change rate of the steering angle deviation exceeds the reference value at time t1, and the assist amount is zero, that is, the steering assist is stopped at time t2. . In the first embodiment, the steering assist is resumed from time t3 when the rate of change in the increasing direction of the steering angle deviation is reduced to a predetermined value. On the other hand, in the second embodiment, since the steering angle deviation is large at time t3, the steering assist is still stopped and the steering assist is resumed from time t4 when the steering angle deviation is small.

第1実施形態においては、スリップが解消される途中で操舵アシストが開始されてしまう可能性があるが、第2実施形態においては、操舵アシストの停止を更に適切に維持させることができるため、より効果的にスリップを解消することができる。また、アシスト停止期間の設定は、第2ゲインマップの設定やゲイン統合部883の処理によって任意に設定することができるため、スリップ解消機能と操舵アシスト機能とを良好に働かせることができる。   In the first embodiment, there is a possibility that the steering assist may be started in the middle of the elimination of the slip. However, in the second embodiment, since the stop of the steering assist can be maintained more appropriately, more Slip can be effectively eliminated. Moreover, since the setting of the assist stop period can be arbitrarily set by setting the second gain map or the processing of the gain integration unit 883, the slip cancellation function and the steering assist function can work well.

<第3実施形態>
次に、異常時アシストトルク計算部80の第3実施形態について説明する。第3実施形態にかかる異常時アシストトルク計算部80は、第1実施形態のスリップ指標設定部85、ゲイン設定部86に代え、スリップ指標設定部89、ゲイン設定部90を設けたもので、他の構成は第1実施形態と同一である(図4参照)。スリップ指標設定部89は、図12に示すように、舵角偏差計算部851と、スリップ指標出力部855とから構成される。舵角偏差計算部851は第1実施形態と同一である。スリップ指標出力部855は、第2実施形態の第2スリップ指標出力部8542と同様の処理を行う。ゲイン設定部90は、第2実施形態の第2ゲイン設定部882と同様の処理を行う。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the abnormality assist torque calculation unit 80 will be described. The abnormality assist torque calculation unit 80 according to the third embodiment is provided with a slip index setting unit 89 and a gain setting unit 90 in place of the slip index setting unit 85 and the gain setting unit 86 of the first embodiment. Is the same as that of the first embodiment (see FIG. 4). As shown in FIG. 12, the slip index setting unit 89 includes a steering angle deviation calculation unit 851 and a slip index output unit 855. The rudder angle deviation calculator 851 is the same as that in the first embodiment. The slip index output unit 855 performs the same processing as the second slip index output unit 8542 of the second embodiment. The gain setting unit 90 performs the same processing as the second gain setting unit 882 of the second embodiment.

この第3実施形態のスリップ指標設定部89においては、実舵角と推定舵角との偏差に相当するスリップ指標SLを設定して出力する。例えば、スリップ指標出力部855は、舵角偏差計算部851により計算された前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとを入力し、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとのうち、大きな値となる方を、スリップ指標SLに設定する。あるいは、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとの平均値((Δθfs+Δθrs)/2)を計算し、その平均値をスリップ指標SLに設定するようにしてもよい。あるいは、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとを掛け合わせた値(Δθfs・Δθrs)を計算し、その値をスリップ指標SLに設定するようにしてもよい。スリップ指標出力部855は、設定したスリップ指標SLをゲイン設定部90に出力する。   In the slip index setting unit 89 of the third embodiment, a slip index SL corresponding to the deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle is set and output. For example, the slip index output unit 855 inputs the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs calculated by the steering angle deviation calculation unit 851, and the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle. The larger one of the deviations Δθrs is set as the slip index SL. Alternatively, an average value ((Δθfs + Δθrs) / 2) of the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs may be calculated, and the average value may be set as the slip index SL. Alternatively, a value (Δθfs · Δθrs) obtained by multiplying the front wheel side steering angle deviation Δθfs and the rear wheel side steering angle deviation Δθrs may be calculated and set as the slip index SL. The slip index output unit 855 outputs the set slip index SL to the gain setting unit 90.

ゲイン設定部90は、図8に示すゲインマップを記憶しており、このゲインマップを参照して、スリップ指標SLに対応するアシスト制限ゲインKを計算し、計算結果であるアシスト制限ゲインKをアシスト制限部83に出力する。   The gain setting unit 90 stores the gain map shown in FIG. 8, refers to this gain map, calculates the assist limit gain K corresponding to the slip index SL, and assists the assist limit gain K that is the calculation result. Output to the limiter 83.

この第3実施形態においては、実舵角と推定舵角との偏差の変化率を用いずに、実舵角と推定舵角との偏差に相当するスリップ指標SLを設定し、スリップ指標SLが大きくなるほど小さくなるアシスト制限ゲインKを設定する。従って、スリップが発生している期間にわたって操舵アシストを制限することができる。しかも、推定舵角θf,θr同士の偏差を用いずに、実舵角θsと推定舵角θf,θrとの偏差に応じたスリップ指標SLを設定しているため、推定舵角θf,θrに含まれる誤差の影響が少なく、適切にスリップ状態を検出することができる。これにより、過アシストを防止して、操舵ハンドル11の切り過ぎを抑制することができる。この結果、スリップを効果的に解消することができる。   In the third embodiment, a slip index SL corresponding to the deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle is set without using the rate of change in deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle. An assist limit gain K that decreases as the value increases is set. Therefore, the steering assist can be limited over a period during which slip occurs. Moreover, since the slip index SL corresponding to the deviation between the actual steering angle θs and the estimated steering angles θf, θr is set without using the deviation between the estimated steering angles θf, θr, the estimated steering angles θf, θr are set. The influence of the included error is small, and the slip state can be detected appropriately. Thereby, over-assist can be prevented and excessive turning of the steering wheel 11 can be suppressed. As a result, the slip can be effectively eliminated.

次に、上記3つの実施形態に適用できる変形例について説明する。   Next, modified examples applicable to the above three embodiments will be described.

<第1変形例>
上記各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にアシスト制限ゲインKを乗じるようにしている。しかし、操舵アシストの制限については、目標アシストトルクTa*の上限値を低減させることにより実施することもできる。例えば、ゲイン設定部86,88,90の処理を以下のように変更する。尚、この処理は、アシスト制限ゲインを設定する処理ではなく、目標アシストトルクTa*の上限値を設定する処理であるため、以下、ゲイン設定部86,88,90を上限値設定部86,88,90と呼ぶ。
<First Modification>
In each of the above embodiments, as a method of limiting the steering assist when the slip is detected, the basic assist torque Tbase is multiplied by the assist limiting gain K. However, the limitation of the steering assist can be implemented by reducing the upper limit value of the target assist torque Ta *. For example, the processing of the gain setting units 86, 88, 90 is changed as follows. Since this process is not a process for setting the assist limit gain but a process for setting the upper limit value of the target assist torque Ta *, hereinafter, the gain setting units 86, 88, 90 will be referred to as the upper limit value setting units 86, 88. , 90.

第1,第3実施形態の変形例に対応する上限値設定部86,90は、図13に示す上限値マップを記憶し、この上限値マップを参照して、スリップ指標SLに対応する上限値Tlimを計算する。この上限値マップは、スリップ指標SLが基準値SLref以下となる範囲においては、目標アシストトルクTa*の上限値Talimを基本上限値Talim0(スリップが検出されていないときの上限値)に設定し、スリップ指標SLが基準値SLrefを超える範囲において、スリップ指標SLが大きくなるほど小さくなる上限値Talimを設定する特性を有している。上限値設定部86,90は、計算結果である上限値Talimをアシスト制限部83に出力する。   The upper limit value setting units 86 and 90 corresponding to the modified examples of the first and third embodiments store the upper limit value map shown in FIG. 13 and refer to the upper limit value map to determine the upper limit value corresponding to the slip index SL. Calculate Tlim. This upper limit map sets the upper limit value Talim of the target assist torque Ta * to the basic upper limit value Talim0 (upper limit value when no slip is detected) in a range where the slip index SL is equal to or less than the reference value SLref. In the range where the slip index SL exceeds the reference value SLref, there is a characteristic of setting an upper limit value Talim that decreases as the slip index SL increases. The upper limit setting units 86 and 90 output the upper limit value Talim, which is the calculation result, to the assist limiting unit 83.

また、第2実施形態の変形例に対応する上限値設定部88は、図示しない第1上限値マップと第2上限値マップとを記憶し、第1上限値マップを参照して第1スリップ指標SL1から第1上限値Talim1を設定し、第2上限値マップを参照して第2スリップ指標SL2から第2上限値Talim2を設定する。第1上限値マップと第2上限値マップとは、図13に示す上限値マップと同様の特性を有するもので、横軸を、第1上限値マップにおいては第1スリップ指標SL1とし、第2上限値マップにおいては第2スリップ指標SL2とすればよい。上限値設定部88は、第1上限値Talim1と第2上限値Talim2とに基づいて、上限値Talimを設定する。例えば、第1上限値Talim1と第2上限値Talim2とのうち、小さい方の値を上限値Talimに設定する。あるいは、第1上限値Talim1と第2上限値Talim2との平均値を上限値Talimに設定するようにしてもよい。上限値設定部88は、計算結果である上限値Talimをアシスト制限部83に出力する。   The upper limit value setting unit 88 corresponding to the modification of the second embodiment stores a first upper limit value map and a second upper limit value map (not shown), and refers to the first upper limit value map, and the first slip index. The first upper limit value Talim1 is set from SL1, and the second upper limit value Talim2 is set from the second slip index SL2 with reference to the second upper limit value map. The first upper limit map and the second upper limit map have the same characteristics as the upper limit map shown in FIG. 13, and the horizontal axis is the first slip index SL1 in the first upper limit map. What is necessary is just to set it as 2nd slip parameter | index SL2 in an upper limit map. The upper limit setting unit 88 sets an upper limit value Talim based on the first upper limit value Talim1 and the second upper limit value Talim2. For example, the smaller one of the first upper limit value Talim1 and the second upper limit value Talim2 is set as the upper limit value Talim. Or you may make it set the average value of 1st upper limit Talim1 and 2nd upper limit Talim2 to upper limit Talim. The upper limit value setting unit 88 outputs the upper limit value Talim as a calculation result to the assist limiting unit 83.

アシスト制限部83は、基本アシストトルクTbaseと上限値Talimとを比較し、基本アシストトルクTbaseが上限値Talim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Talimを越えている場合には、上限値Talimを目標アシストトルクTa2に設定する(Ta2←Talim)。従って、スリップ指標SLに応じて適切に操舵アシストを制限することができる。   The assist limiting unit 83 compares the basic assist torque Tbase with the upper limit value Talim, and if the basic assist torque Tbase does not exceed the upper limit value Talim, 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 Talim, the upper limit value Talim is set to the target assist torque Ta2 (Ta2 ← Talim). Therefore, it is possible to appropriately limit the steering assist according to the slip index SL.

<第2変形例>
この第2変形例においては、アシスト制限ゲインKを車速に応じて可変にする機能を追加したものである。異常時アシストトルク計算部80は、図14に示すように、車速可変係数乗算部91を備えている。車速可変係数乗算部91は、ゲイン設定部86(88,90)により計算されたアシスト制限ゲインKと車速センサ24に検出された車速Vとを入力する。車速可変係数乗算部91は、図15に示す車速ゲインマップを記憶しており、車速ゲインマップを参照して、車速Vに応じた車速ゲインKvを計算する。車速ゲインマップは、車速Vが基準値Vref以下となる範囲においては、車速ゲインKvを一定の基準値Kv0に設定し、車速Vが基準値Vrefを超える範囲において、車速Vが大きくなるほど小さくなる車速ゲインKvを設定する特性を有している。
<Second Modification>
In the second modification, a function for making the assist limit gain K variable according to the vehicle speed is added. As shown in FIG. 14, the abnormal-time assist torque calculation unit 80 includes a vehicle speed variable coefficient multiplication unit 91. The vehicle speed variable coefficient multiplication unit 91 inputs the assist limit gain K calculated by the gain setting unit 86 (88, 90) and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 24. The vehicle speed variable coefficient multiplication unit 91 stores the vehicle speed gain map shown in FIG. 15 and calculates the vehicle speed gain Kv corresponding to the vehicle speed V with reference to the vehicle speed gain map. In the vehicle speed gain map, the vehicle speed gain Kv is set to a constant reference value Kv0 in a range where the vehicle speed V is less than or equal to the reference value Vref, and the vehicle speed decreases as the vehicle speed V increases in a range where the vehicle speed V exceeds the reference value Vref. It has a characteristic for setting the gain Kv.

車速可変係数乗算部91は、ゲイン設定部86(88,90)により計算されたアシスト制限ゲインKに車速ゲインKvを乗算した値を最終的なアシスト制限ゲインKに設定して(K←Kv・K)、アシスト制限部83に出力する。   The vehicle speed variable coefficient multiplication unit 91 sets a value obtained by multiplying the assist limit gain K calculated by the gain setting unit 86 (88, 90) by the vehicle speed gain Kv as a final assist limit gain K (K ← Kv · K) and output to the assist limiting unit 83.

一般に、舵角や舵角速度は、低車速ほど大きく高車速ほど小さくなる。また、上述した式(1),(2)からわかるように、低車速ほど、車輪速変動に対して推定舵角感度が大きい。このため、舵角偏差、および、舵角偏差の変化率に関しては、低車速ほど過剰に大きな値が算出されやすくなる。そこで、第2変形例においては、車速ゲインKvを使ってアシスト制限を補正することにより、低速走行時における目標操舵アシスト制御量の制限を緩める。これにより、低速走行時の過剰なアシスト制限を回避することができる。   Generally, the rudder angle and rudder angular speed are larger as the vehicle speed is lower and smaller as the vehicle speed is higher. Further, as can be seen from the above formulas (1) and (2), the lower the vehicle speed, the greater the estimated steering angle sensitivity with respect to the wheel speed fluctuation. For this reason, regarding the steering angle deviation and the rate of change of the steering angle deviation, an excessively large value is easily calculated at a lower vehicle speed. Therefore, in the second modification, the limitation of the target steering assist control amount during low-speed traveling is relaxed by correcting the assist limitation using the vehicle speed gain Kv. As a result, it is possible to avoid excessive assist limitation during low-speed traveling.

尚、この第2変形例においては、アシスト制限ゲインKに車速ゲインKvを乗算してアシスト制限を補正しているが、第1変形例を組み合わせて、上限値Tlimに車速ゲインKvを乗算してアシスト制限を補正するようにしてもよい(Tlim←Kv・Tlim)。   In the second modification, the assist restriction is corrected by multiplying the assist restriction gain K by the vehicle speed gain Kv. However, by combining the first modification, the upper limit value Tlim is multiplied by the vehicle speed gain Kv. The assist limit may be corrected (Tlim ← Kv · Tlim).

<第3変形例>
上述した各実施形態においては、2つの推定舵角θf,θrを計算し、この2つの推定舵角θf,θrに基づいて、それぞれ舵角偏差Δθfs,Δθrs、および、偏差変化率Δθfs’,Δθrs’を計算する構成であるが、何れか一方だけを計算するように構成するようにしてもよい。例えば、推定舵角計算部84において前輪側推定舵角θfのみを計算し、舵角偏差計算部851において前輪側舵角偏差Δθfsのみを計算し、偏差変化率計算部852において前輪側偏差変化率Δθfs’のみを計算するようにしてもよい。あるいは、推定舵角計算部84において後輪側推定舵角θrのみを計算し、舵角偏差計算部851において後輪側舵角偏差Δθrsのみを計算し、偏差変化率計算部852において後輪側偏差変化率Δθrs’のみを計算するようにしてもよい。この場合、第1実施形態におけるスリップ指標出力部853は、何れか一方の偏差変化率に応じたスリップ指標SLを出力すればよい。また、第2実施形態における第1スリップ指標出力部8541は何れか一方の偏差変化率に応じた第1スリップ指標SL1を出力し、第2スリップ指標出力部8542は何れか一方の舵角偏差に応じた第2スリップ指標SL2を出力すればよい。また、第3実施形態におけるスリップ指標出力部855は、何れか一方の舵角偏差に応じたスリップ指標SLを出力すればよい。
<Third Modification>
In each of the above-described embodiments, the two estimated steering angles θf and θr are calculated, and the steering angle deviations Δθfs and Δθrs and the deviation change rates Δθfs ′ and Δθrs are calculated based on the two estimated steering angles θf and θr, respectively. 'Is calculated, but only one of them may be calculated. For example, the estimated steering angle calculation unit 84 calculates only the front wheel side estimated steering angle θf, the steering angle deviation calculation unit 851 calculates only the front wheel side steering angle deviation Δθfs, and the deviation change rate calculation unit 852 calculates the front wheel side deviation change rate. Only Δθfs ′ may be calculated. Alternatively, the estimated steering angle calculation unit 84 calculates only the rear wheel side estimated steering angle θr, the steering angle deviation calculation unit 851 calculates only the rear wheel side steering angle deviation Δθrs, and the deviation change rate calculation unit 852 calculates the rear wheel side. Only the deviation change rate Δθrs ′ may be calculated. In this case, the slip index output unit 853 in the first embodiment may output the slip index SL corresponding to one of the deviation change rates. In addition, the first slip index output unit 8541 in the second embodiment outputs the first slip index SL1 corresponding to any one of the deviation change rates, and the second slip index output unit 8542 outputs any one of the steering angle deviations. The corresponding second slip index SL2 may be output. In addition, the slip index output unit 855 in the third embodiment may output the slip index SL corresponding to one of the steering angle deviations.

<第4変形例>
上述した各実施形態においては、スリップ指標SLに応じて設定されるアシスト制限ゲインKを使って操舵アシストを制限している。このため、例えば、アシスト制限ゲインKがゼロ(K=0)の状態、つまり、操舵アシストを停止している状態から、スリップ指標SLが急に少なくなってアシスト制限ゲインKが急に増加することがある。このとき、操舵操作中であると、操舵アシストの変化によりドライバーに違和感を与えてしまう。そこで、第4変形例においては、アシスト制限ゲインKが一旦ゼロにまで低下した場合には、その後ゲインマップで設定されるアシスト制限ゲインKが増加しても、少なくとも設定時間だけはアシスト制限ゲインKをゼロに維持し、基本アシストトルクTbaseがゼロに戻ったタイミングでアシスト制限トルクを通常値(ゲインマップによる値)に復帰させる処理を加えたものである。
<Fourth Modification>
In each of the embodiments described above, the steering assist is limited using the assist limit gain K that is set according to the slip index SL. Therefore, for example, from the state where the assist limit gain K is zero (K = 0), that is, the state where the steering assist is stopped, the slip index SL suddenly decreases and the assist limit gain K increases rapidly. There is. At this time, if the steering operation is being performed, the driver feels uncomfortable due to a change in the steering assist. Therefore, in the fourth modified example, when the assist limit gain K once decreases to zero, even if the assist limit gain K set in the gain map is increased thereafter, the assist limit gain K is at least set only for a set time. Is maintained at zero, and a process for returning the assist limit torque to the normal value (value based on the gain map) at the timing when the basic assist torque Tbase returns to zero is added.

図16は、ゲイン設定部86が行うゲイン復帰処理ルーチンを表すフローチャートである。尚、ここでは、第1実施形態に適用した変形例について説明するが、第2,第3実施形態においても同様に適用することができる。ゲイン設定部86は、上述したようにゲインマップを参照してスリップ指標SLに応じたアシスト制限ゲインKを計算するとともに、このゲイン復帰処理ルーチンを所定の短い周期で繰り返し実行する。   FIG. 16 is a flowchart illustrating a gain return processing routine performed by the gain setting unit 86. In addition, although the modified example applied to 1st Embodiment is demonstrated here, it can apply similarly in 2nd, 3rd embodiment. As described above, the gain setting unit 86 calculates the assist limit gain K corresponding to the slip index SL with reference to the gain map, and repeatedly executes this gain return processing routine at a predetermined short period.

ゲイン設定部86は、ステップS11において、直前回(1演算周期前)に計算したアシスト制限ゲインK(n-1)がゼロであり、かつ、今回、ゲインマップを参照して計算したアシスト制限ゲインK(n)がゼロでないか否かを判断する。つまり、操舵アシストを停止させている状態(K=0)から、スリップ指標SLが減少して復帰状態(0<K<1)に移行したか否かを判断する。ゲイン設定部86は、ステップS11の条件が満たされていない場合には、本ルーチンを一旦終了する。この場合、ゲイン設定部86は、アシスト制限ゲインK(n)をアシスト制限部83に出力する。   In step S11, the gain setting unit 86 determines that the assist limit gain K (n-1) calculated immediately before (one calculation cycle before) is zero, and this time, the assist limit gain calculated with reference to the gain map. It is determined whether K (n) is not zero. That is, it is determined whether or not the slip index SL has decreased from the state in which the steering assist is stopped (K = 0) to the return state (0 <K <1). The gain setting unit 86 once ends this routine when the condition of step S11 is not satisfied. In this case, the gain setting unit 86 outputs the assist limit gain K (n) to the assist limit unit 83.

ゲイン設定部86は、こうした処理を繰り返し、ステップS11において「Yes」と判断すると、続くステップS12において、設定時間継続されたか否かを判断する。つまり、ステップS11において最初に「Yes」と判断されてから、設定時間のあいだ継続して「Yes」と判断されているか否かを判断する。設定時間継続していない場合は(S12:No)、ステップS13において、アシスト制限ゲインK(n)をゼロに設定して本ルーチンを一旦終了する。つまり、ゲインマップから算出されるアシスト制限ゲインK(n)はゼロにならないが、強制的にアシスト制限ゲインK(n)をゼロに設定する。従って、アシスト制限部83には、ゼロに設定されたアシスト制限ゲインK(n)が出力される。従って、まだ操舵アシストは再開されない。   When the gain setting unit 86 repeats such processing and determines “Yes” in step S11, the gain setting unit 86 determines in step S12 whether the set time has been continued. That is, it is determined whether or not “Yes” is continuously determined for a set time after “Yes” is first determined in step S11. If the set time has not been continued (S12: No), in step S13, the assist limit gain K (n) is set to zero, and this routine is terminated once. That is, the assist limit gain K (n) calculated from the gain map does not become zero, but the assist limit gain K (n) is forcibly set to zero. Accordingly, the assist limit gain K (n) set to zero is output to the assist limiter 83. Therefore, the steering assist is not resumed yet.

ゲイン設定部86は、こうした処理を繰り返す。そして、ステップS12において、「Yes」と判断された場合には、ステップS14において、基本アシストトルクTbaseがゼロ(Tbase=0)であるか否かを判断する。基本アシストトルクTbaseがゼロでない場合は、ステップS13において、強制的にアシスト制限ゲインK(n)をゼロに設定する。従って、まだ操舵アシストは、再開されない。   The gain setting unit 86 repeats such processing. If “Yes” is determined in step S12, it is determined in step S14 whether or not the basic assist torque Tbase is zero (Tbase = 0). If the basic assist torque Tbase is not zero, the assist limit gain K (n) is forcibly set to zero in step S13. Therefore, the steering assist is not resumed yet.

一方、基本アシストトルクTbaseがゼロである場合は、ステップS15において、ゲインマップから算出される値をアシスト制限ゲインK(n)に設定する。つまり、この時点になって、ゲインマップを参照して計算されるアシスト制限ゲインK(n)が採用される。従って、アシスト制限部83は、このアシスト制限ゲインK(n)に応じたアシスト制限を行う。   On the other hand, if the basic assist torque Tbase is zero, in step S15, the value calculated from the gain map is set as the assist limit gain K (n). That is, at this point, the assist limit gain K (n) calculated with reference to the gain map is employed. Therefore, the assist restriction unit 83 performs assist restriction according to the assist restriction gain K (n).

このように第4変形例によれば、スリップ指標SLが増加して操舵アシストを停止した(K=0)後は、少なくとも設定時間だけは操舵アシスト停止状態を維持するという第1条件、および、基本アシストトルクTbaseがゼロであるという第2条件の2つを満足しないあいだは、アシスト制限ゲインKを強制的にゼロに維持して操舵アシストを停止する。そして、上記2つの条件を満足したときに、アシスト制限ゲインKの設定方法を通常時のものに戻して、スリップ指標SLに応じた値に設定する。従って、スリップ状態が解除されたときであっても、急に操舵アシストが変動することがなくドライバーに違和感を与えない。   As described above, according to the fourth modification, after the slip index SL increases and the steering assist is stopped (K = 0), the first condition that the steering assist stop state is maintained at least for the set time, and While the second condition that the basic assist torque Tbase is zero is not satisfied, the assist limit gain K is forcibly maintained at zero and the steering assist is stopped. When the above two conditions are satisfied, the assist limit gain K setting method is returned to the normal one and set to a value corresponding to the slip index SL. Therefore, even when the slip state is released, the steering assist does not change suddenly, and the driver does not feel uncomfortable.

尚、この第4変形例においては、2つの条件を設定しているが、第1条件だけ、あるいは、第2条件だけを設定してもよい。また、アシスト制限ゲインKや基本アシストトルクTbaseにおける「ゼロ」とは完全なゼロのみを意味しているのではなく、実質的なゼロ、つまり、ゼロとみなせる程度のゼロ近傍値を含むものである。   In the fourth modification, two conditions are set, but only the first condition or only the second condition may be set. Further, “zero” in the assist limit gain K and the basic assist torque Tbase does not mean only complete zero, but includes substantially zero, that is, a value near zero that can be regarded as zero.

<第5変形例>
スリップ指標が増加しているときには、早く操舵アシストを低下させるとスリップ解消効果を高めることができ、また、スリップ指標が減少しているときには、ゆっくり操舵アシストを復帰(増加)させたほうが、トルク変動による操舵違和感を低減することができる。そこで、第5変形例においては、スリップ指標の変動幅に対するアシスト制限ゲインKの変動幅を、スリップ指標が増加しているときと減少しているときとで異なるように設定する。
<Fifth Modification>
When the slip index is increasing, lowering the steering assist earlier can increase the slip cancellation effect, and when the slip index is decreasing, the torque fluctuation is better when the steering assist is returned (increased) more slowly. It is possible to reduce the uncomfortable feeling caused by steering. Therefore, in the fifth modification, the variation range of the assist limit gain K with respect to the variation range of the slip index is set to be different between when the slip index is increasing and when the slip index is decreasing.

図17は、ゲイン設定部86が行うアシスト制限ゲイン設定ルーチンを表すフローチャートである。尚、ここでは、第1実施形態に適用した変形例について説明するが、第2,第3実施形態においても同様に適用することができる。ゲイン設定部86は、アシスト制限ゲイン設定ルーチンを所定の短い周期で繰り返し実行する。   FIG. 17 is a flowchart showing an assist limit gain setting routine performed by the gain setting unit 86. In addition, although the modified example applied to 1st Embodiment is demonstrated here, it can apply similarly in 2nd, 3rd embodiment. The gain setting unit 86 repeatedly executes an assist limit gain setting routine at a predetermined short cycle.

ゲイン設定部86は、ステップS21において、直前回(1演算周期前)に計算したアシスト制限ゲインK(n-1)が1では無いか否かを判断する。アシスト制限ゲインK(n-1)が1である場合(K(n-1)=1.0)には、ステップS22において、ゲインマップを参照して、スリップ指標設定部85で今回計算されたスリップ指標SL(n)に基づいてアシスト制限ゲインK(n)を設定して本ルーチンを一旦終了する。こうした処理が繰り返され、スリップ指標SLが増加して、ステップS21の判断が「No」となると、つまり、直前回(1演算周期前)に計算したアシスト制限ゲインK(n-1)が1では無くなると、ゲイン設定部86は、ステップS23において、スリップ指標設定部85で今回計算されたスリップ指標SL(n)から直前回(1演算周期前)計算されたスリップ指標SL(n-1)を引いた値(SL(n)−SL(n-1))が正の値であるか否かを判断する。つまり、スリップ指標SLが増加しているか否かを判断する。   In step S21, the gain setting unit 86 determines whether or not the assist limit gain K (n-1) calculated immediately before (one calculation cycle before) is not 1. When the assist limit gain K (n-1) is 1 (K (n-1) = 1.0), the slip index setting unit 85 calculates this time with reference to the gain map in step S22. The assist limit gain K (n) is set based on the slip index SL (n), and this routine is temporarily terminated. When such a process is repeated and the slip index SL increases and the determination in step S21 is “No”, that is, the assist limit gain K (n−1) calculated immediately before (one calculation cycle before) is 1. When there is no longer any gain, the gain setting unit 86 calculates the slip index SL (n−1) calculated immediately before (one calculation cycle before) from the slip index SL (n) calculated this time by the slip index setting unit 85 in step S23. It is determined whether or not the subtracted value (SL (n) −SL (n−1)) is a positive value. That is, it is determined whether or not the slip index SL is increasing.

ゲイン設定部86は、ステップS23において、「Yes」、つまり、スリップ指標SLが増加していると判断した場合には、ステップS24において、変化勾配αを第1変化勾配α1に設定し、逆に、ステップS23において、「No」、つまり、スリップ指標SLが減少していると判断した場合(変化していない場合も含む)には、ステップS25において、変化勾配αを第2変化勾配α2に設定する。   If the gain setting unit 86 determines “Yes” in step S23, that is, if the slip index SL is increasing, the gain setting unit 86 sets the change gradient α to the first change gradient α1 in step S24. In Step S23, when it is determined that “No”, that is, the slip index SL is decreasing (including the case where the slip index SL has not changed), the change gradient α is set to the second change gradient α2 in Step S25. To do.

第1変化勾配α1は、図18に示すように、アシスト制限ゲインKを減少させるときの減少度合、つまり、スリップ指標SLの増加幅に対するアシスト制限ゲインKの減少幅の比を表し、第2変化勾配α2は、アシスト制限ゲインKを増加させるときの増加度合、つまり、スリップ指標SLの減少幅に対するアシスト制限ゲインKの増加幅の比を表す。この場合、第1変化勾配α1は、第2変化勾配α2よりも大きな値に設定されている。   As shown in FIG. 18, the first change gradient α1 represents the degree of decrease when the assist limit gain K is decreased, that is, the ratio of the decrease width of the assist limit gain K to the increase width of the slip index SL. The gradient α2 represents the degree of increase when the assist limit gain K is increased, that is, the ratio of the increase width of the assist limit gain K to the decrease width of the slip index SL. In this case, the first change gradient α1 is set to a larger value than the second change gradient α2.

続いて、ゲイン設定部86は、ステップS26において、直前回に計算されたアシスト制限ゲインK(n-1)から、スリップ指標SLの1演算周期あたりの変化量(SL(n)−SL(n-1))に変化勾配αを乗算した値を引くことにより、今回の演算周期におけるアシスト制限ゲインK(n)を計算する。計算式で表せば、次式の通りである。
K(n)=K(n-1)−α(SL(n)−SL(n-1))
Subsequently, in step S26, the gain setting unit 86 calculates the change amount (SL (n) −SL (n) per one calculation cycle of the slip index SL from the assist limit gain K (n−1) calculated immediately before. -1)) is subtracted by a value obtained by multiplying the change gradient α, thereby calculating the assist limit gain K (n) in the current calculation cycle. This can be expressed by the following formula.
K (n) = K (n-1) -α (SL (n) -SL (n-1))

ステップS26で計算されたアシスト制限ゲインK(n)が0〜1.0の範囲に入らなくなることも考えられるため、ゲイン設定部86は、ステップS27〜S30の処理を実行する。ゲイン設定部86は、ステップS27において、上記計算結果であるアシスト制限ゲインK(n)が負の値になっているか否かを判断し、負の値である場合には、ステップS28において、アシスト制限ゲインK(n)をゼロに設定する(K(n)=0)。また、負の値でなければ、ステップS29において、アシスト制限ゲインK(n)が1より大きな値になっているかを判断し、1より大きな値である場合には、ステップS30において、アシスト制限ゲインK(n)を1に設定する(K(n)=1.0)。アシスト制限ゲインK(n)が0〜1.0の範囲に入っている場合(S27:No)、アシスト制限ゲインK(n)をステップS26で計算された値とする。   Since it may be considered that the assist limit gain K (n) calculated in step S26 is not in the range of 0 to 1.0, the gain setting unit 86 executes the processes of steps S27 to S30. In step S27, the gain setting unit 86 determines whether or not the assist limit gain K (n), which is the above calculation result, is a negative value. The limiting gain K (n) is set to zero (K (n) = 0). If it is not a negative value, it is determined in step S29 whether the assist limit gain K (n) is a value greater than 1. If the value is greater than 1, the assist limit gain is determined in step S30. K (n) is set to 1 (K (n) = 1.0). When the assist limit gain K (n) is in the range of 0 to 1.0 (S27: No), the assist limit gain K (n) is set to the value calculated in step S26.

ゲイン設定部86は、こうしてアシスト制限ゲインK(n)を設定すると本ルーチンを一旦終了する。そして、所定の短い周期で同様の処理を繰り返す。   The gain setting unit 86 once ends the routine when the assist limit gain K (n) is set in this way. Then, similar processing is repeated at a predetermined short cycle.

この第5変形例によれば、スリップ指標が減少している場合には、増加している場合に比べて、アシスト制限を変化させる度合(変化速度)を小さくする。例えば、第1実施形態に適用すれば、舵角偏差の増加方向の変化率が減少している場合には、増加している場合に比べて、アシスト制限を変化させる度合を小さくする。また、第3実施形態に適用すれば、舵角偏差が減少している場合には、増加している場合に比べて、アシスト制限を変化させる度合を小さくする。また、第2実施形態に適用すれば、両方の特性を備えたものとなる。つまり、舵角偏差の増加方向の変化率が減少している場合、および、舵角偏差が減少している場合には、それらが増加している場合に比べて、アシスト制限を変化させる度合を小さくする。従って、第5変形例によれば、スリップの解消と操舵違和感の低減とを両立させることができる。   According to the fifth modification, when the slip index is decreasing, the degree (change speed) for changing the assist limit is made smaller than when the slip index is increasing. For example, when applied to the first embodiment, when the rate of change in the increasing direction of the rudder angle deviation is decreasing, the degree to which the assist restriction is changed is made smaller than when increasing. Further, when applied to the third embodiment, when the steering angle deviation is reduced, the degree to which the assist restriction is changed is made smaller than when the steering angle deviation is increasing. Further, when applied to the second embodiment, both characteristics are provided. In other words, when the rate of change in the increasing direction of the rudder angle deviation is decreasing, and when the rudder angle deviation is decreasing, the degree to which the assist limit is changed compared to when the rudder angle deviation is increasing. Make it smaller. Therefore, according to the fifth modified example, it is possible to achieve both the elimination of the slip and the reduction of the steering discomfort.

以上、複数の実施形態および変形例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および変形例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。   Although the electric power steering apparatus 1 according to the plurality of embodiments and modifications has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention. Is possible.

例えば、変形例を複数組み合わせることもできる。例えば、第4変形例および第5変形例においては、アシスト制限ゲインKを使って操舵アシストの制限を行っているが、第1変形例を組み合わせて、上限値Tlimを使って操舵アシストの制限を行うようにすることもできる。この場合には、アシスト制限ゲインK(n),K(n-1)に代えて上限値Tlim(n),Tlim(n-1)を用いればよい。また、「K=1」を「Talim=Talim0」に置き換え、「K=0」を「Talim=0」に置き換えればよい。   For example, a plurality of modifications can be combined. For example, in the fourth modification and the fifth modification, the steering assist is limited using the assist limit gain K. However, the steering assist is limited using the upper limit value Tlim in combination with the first modification. You can also do it. In this case, upper limit values Tlim (n) and Tlim (n-1) may be used instead of the assist limit gains K (n) and K (n-1). Further, “K = 1” may be replaced with “Talim = Talim0”, and “K = 0” may be replaced with “Talim = 0”.

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、スリップ指標SLが基準値SLrefを超えた範囲において、アシスト制限ゲインKをスリップ指標SL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、アシスト制限ゲインKを段階的に低下させる構成であってもよい。例えば、アシスト制限ゲインKをスリップ指標SL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 assist limit gain K is linearly decreased as the slip index SL increases in a range where the slip index SL exceeds the reference value SLref. A configuration in which the limiting gain K is decreased stepwise may be used. For example, the assist limit gain K may be changed in two steps as the slip index SL increases.

また、本実施形態においては、舵角偏差、あるいは、舵角偏差の変化率をスリップ指標SLに設定しているが、これに代えて、舵角偏差、あるいは、舵角偏差の変化率の増加に伴って段階的に大きくなるスリップ指標を設定するようにしてもよい。   In this embodiment, the rudder angle deviation or the rate of change of the rudder angle deviation is set in the slip index SL, but instead, the rudder angle deviation or the rate of change of the rudder angle deviation is increased. Accordingly, a slip index that increases stepwise may be set.

また、本実施形態においては、基本アシストトルクTbaseは、車速に応じて特性を切り替えているが、車速応答させないようにしてもよい。また、基本アシストトルクTbaseは、舵角速度に応じて変化する補償トルク、例えば、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や粘性分を補償する粘性補償トルクを付加するようにしてもよい。   Further, in this embodiment, the basic assist torque Tbase has its characteristics switched according to the vehicle speed, but it may not be made to respond to the vehicle speed. Further, the basic assist torque Tbase may be added with a compensation torque that changes according to the steering angular speed, for example, a friction compensation torque that compensates for the frictional force in the steering mechanism 10 or a viscosity compensation torque that compensates for the viscosity. .

また、本実施形態においては、舵角センサ22および車輪速センサ26〜29を備えて実舵角および車輪速を検出しているが、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)が検出した実舵角および車輪速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。   Further, in the present embodiment, the steering angle sensor 22 and the wheel speed sensors 26 to 29 are provided to detect the actual steering angle and the wheel speed. However, these sensors are not provided, and are provided in the vehicle. Information representing the actual steering angle and wheel speed detected by the vehicle ECU (for example, the vehicle attitude control ECU) may be acquired via a communication line.

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…舵角センサ、24…車速センサ、26〜29…車輪速センサ、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、84…推定舵角計算部、85,87,89…スリップ指標設定部、86,88,90…ゲイン設定部(上限値設定部)、91…車速可変係数乗算部、100…電子制御ユニット(アシストECU)、851…舵角偏差計算部、852…偏差変化率計算部、853,854,855…スリップ指標出力部、881…第1ゲイン設定部、882…第2ゲイン設定部、883…ゲイン統合部、8511…前輪側偏差計算部、8512…後輪側偏差計算部、8521…前輪側偏差変化率計算部、8522…後輪側偏差変化率計算部、8541…第1スリップ指標出力部、8542…第2スリップ指標出力部、Ffail…異常判定フラグ、K,K1,K2…アシスト制限ゲイン、Kv…車速ゲイン、SL,SL1,SL2…スリップ指標、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、V…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、α…変化勾配、Δθfs…前輪側舵角偏差、Δθrs…後輪側舵角偏差、Δθfs’…前輪側偏差変化率、Δθrs’…後輪側偏差変化率、θf…前輪側推定舵角、θr…後輪側推定舵角、θs…実舵角。   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 , 40 ... motor drive circuit, 50 ... electronic control circuit, 60 ... motor control unit, 70 ... target assist torque calculation unit, 71 ... normal assist torque calculation unit, 72 ... abnormality detection unit, 73 ... control switching unit, 80 ... Abnormal assist torque calculation unit, 81 ... basic assist torque calculation unit, 82 ... assist limit calculation unit, 83 ... assist limit unit, 84 ... estimated rudder angle calculation unit, 85, 87, 89 ... slip index setting unit, 86, 88 , 90 ... Gain setting section (upper limit setting section), 91 ... Vehicle speed variable coefficient multiplication section, 100 ... Electronic control unit (assist ECU), 851 Steering angle deviation calculation unit, 852... Deviation change rate calculation unit, 853, 854, 855... Slip index output unit, 881... First gain setting unit, 882. Second gain setting unit, 883. Side deviation calculation unit, 8512 ... Rear wheel side deviation calculation unit, 8521 ... Front wheel side deviation change rate calculation unit, 8522 ... Rear wheel side deviation change rate calculation unit, 8541 ... First slip index output unit, 8542 ... Second slip index Output unit, Ffail: abnormality determination flag, K, K1, K2 ... assist limit gain, Kv: vehicle speed gain, SL, SL1, SL2 ... slip index, Ta * ... target assist torque, Ta1 ... target assist torque, Ta2 ... target assist Torque, Tr ... Steering torque, V ... Vehicle speed, Vfl ... Left front wheel speed, Vfr ... Right front wheel speed, Vrl ... Left rear wheel speed, Vrr ... Right rear wheel speed, α ... Change gradient , Δθfs: Front wheel side steering angle deviation, Δθrs: Rear wheel side steering angle deviation, Δθfs ': Front wheel side deviation change rate, Δθrs': Rear wheel side deviation change rate, θf ... Estimated front wheel side steering angle, θr ... Rear wheel side Estimated rudder angle, θs ... Actual rudder angle.

Claims (8)

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、
実舵角を検出する実舵角検出手段と、
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検出し、検出した車輪速に基づいて推定舵角を計算する推定舵角計算手段と、
前記実舵角検出手段により検出された実舵角と、前記推定舵角計算手段により計算された推定舵角とに基づいて、車輪のスリップの判定指標となるスリップ指標を設定するスリップ指標設定手段と、
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、前記スリップ指標設定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;
An actual rudder angle detecting means for detecting an actual rudder angle;
An estimated rudder angle calculating means for detecting the wheel speeds of the left and right wheels on at least one of the front wheel side and the rear wheel side, and calculating an estimated rudder angle based on the detected wheel speed;
Slip index setting means for setting a slip index as a wheel slip determination index based on the actual steering angle detected by the actual steering angle detection means and the estimated steering angle calculated by the estimated steering angle calculation means When,
When an abnormality of the steering torque sensor is detected and the 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 setting 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.
前記スリップ指標設定手段は、前記実舵角と前記推定舵角との偏差の変化率の増加に伴って大きくなるスリップ指標を設定することを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置。   2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the slip index setting unit sets a slip index that increases as the rate of change in deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle increases. 前記スリップ指標設定手段は、
前記実舵角と前記推定舵角との偏差の変化率の増加に伴って大きくなる第1スリップ指標を設定する第1スリップ指標設定部と、
前記実舵角と前記推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなる第2スリップ指標を設定する第2スリップ指標設定部とを備え、
前記アシスト制限手段は、
前記第1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、かつ、前記第2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ことを特徴とする請求項2記載の電動パワーステアリング装置。
The slip index setting means includes
A first slip index setting unit that sets a first slip index that increases as the rate of change in deviation between the actual rudder angle and the estimated rudder angle increases;
A second slip index setting unit that sets a second slip index that increases with an increase in deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle;
The assist limiting means is
The target steering assist control is performed such that the target steering assist control amount decreases as the first slip index increases, and the target steering assist control amount decreases as the second slip index increases. 3. The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the amount is limited.
前記アシスト制限手段は、
前記第1スリップ指標と前記第2スリップ指標とのうち、前記目標操舵アシスト制御量を制限する度合が大きい方のスリップ指標を使って前記目標操舵アシスト制御量を制限することを特徴とする請求項3記載の電動パワーステアリング装置。
The assist limiting means is
The target steering assist control amount is limited by using a slip index having a larger degree of limiting the target steering assist control amount among the first slip index and the second slip index. 3. The electric power steering device according to 3.
前記スリップ指標設定手段は、前記実舵角と前記推定舵角との偏差の増加に伴って大きくなるスリップ指標を設定することを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れか一項記載の電動パワーステアリング装置。   5. The slip index setting unit sets a slip index that increases with an increase in a deviation between the actual steering angle and the estimated steering angle. 6. Electric power steering device. 前記スリップ指標が減少する場合には増加する場合に比べて、前記スリップ指標の変化量に対する前記目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比を小さくする変化勾配調整手段を備えたことを特徴とする請求項1,2,5の何れか一項記載の電動パワーステアリング装置。   When the slip index decreases, it comprises a change slope adjusting means for reducing a ratio of a change amount of the target steering assist control amount restriction to a change amount of the slip index as compared with a case where the slip index increases. The electric power steering device according to any one of claims 1, 2, and 5. 前記第1スリップ指標あるいは前記第2スリップ指標が減少する場合には増加する場合に比べて、前記第1スリップ指標あるいは第2スリップ指標の変化量に対する前記目標操舵アシスト制御量の制限の変化量の比を小さくする変化勾配調整手段を備えたことを特徴とする請求項3または4記載の電動パワーステアリング装置。   When the first slip index or the second slip index decreases, the change amount of the limit of the target steering assist control amount with respect to the change amount of the first slip index or the second slip index is larger than when the first slip index or the second slip index increases. 5. The electric power steering apparatus according to claim 3, further comprising change gradient adjusting means for reducing the ratio. 前記アシスト制限手段は、車速を表す車速情報を取得し、車速が小さい場合には大きい場合に比べて、前記目標操舵アシスト制御量の制限を緩めることを特徴とする請求項1ないし請求項7の何れか一項記載の電動パワーステアリング装置。   8. The assist limiting unit acquires vehicle speed information indicating a vehicle speed, and relaxes the limit of the target steering assist control amount when the vehicle speed is low compared to when the vehicle speed is high. The electric power steering device according to any one of claims.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015117996A (en) * 2013-12-18 2015-06-25 株式会社ユピテル System and program
JP2017065335A (en) * 2015-09-29 2017-04-06 本田技研工業株式会社 Vehicular estimated-steering angle calculation apparatus
JP2018150039A (en) * 2018-03-27 2018-09-27 株式会社ユピテル System and program
JP2020185918A (en) * 2019-05-15 2020-11-19 株式会社ジェイテクト Steering control device
RU2749924C1 (en) * 2020-03-30 2021-06-21 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Vehicle steering system
CN114852171A (en) * 2022-04-25 2022-08-05 上海仙途智能科技有限公司 Vehicle and steering control method and device thereof, storage medium and terminal

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015117996A (en) * 2013-12-18 2015-06-25 株式会社ユピテル System and program
JP2017065335A (en) * 2015-09-29 2017-04-06 本田技研工業株式会社 Vehicular estimated-steering angle calculation apparatus
JP2018150039A (en) * 2018-03-27 2018-09-27 株式会社ユピテル System and program
JP2020185918A (en) * 2019-05-15 2020-11-19 株式会社ジェイテクト Steering control device
JP7342414B2 (en) 2019-05-15 2023-09-12 株式会社ジェイテクト Steering control device
RU2749924C1 (en) * 2020-03-30 2021-06-21 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Vehicle steering system
CN114852171A (en) * 2022-04-25 2022-08-05 上海仙途智能科技有限公司 Vehicle and steering control method and device thereof, storage medium and terminal
CN114852171B (en) * 2022-04-25 2023-08-15 上海仙途智能科技有限公司 Vehicle, steering control method and device thereof, storage medium and terminal

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