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JP2013079003A - Vehicle steering device - Google Patents

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JP2013079003A
JP2013079003A JP2011220250A JP2011220250A JP2013079003A JP 2013079003 A JP2013079003 A JP 2013079003A JP 2011220250 A JP2011220250 A JP 2011220250A JP 2011220250 A JP2011220250 A JP 2011220250A JP 2013079003 A JP2013079003 A JP 2013079003A
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JP
Japan
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steering
electric power
abnormality
torque
sensor
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Pending
Application number
JP2011220250A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Takemoto
直城 竹本
Mineichi Momiyama
峰一 樅山
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.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT 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.)
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Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle steering device configured to continue turning of a vehicle by means of a steering operation even after assist stop due to a failure of an electric power steering device.SOLUTION: An ABS device 30 acquires steering torque τ that is a control state amount of an ECU 11 of the electric power steering device 1 (step S401). The ABS device 30 determines whether a fault detection signal Spsf has been input or not (step S402). When the fault detection signal Spsf has been input (step S402: YES), the ABS device determines whether the steering is in operation(step S403). When the ABS device determines that the steering is in operation (step S403: YES), braking force to be applied to a predetermined steering wheel 7 is calculated on the basis of the received steering torque τ (step S404). The normal braking force is corrected by the calculated braking force. The corrected braking force is output as a control command (step S405) to control a brake actuator 31.

Description

本発明は、車両用操舵装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus.

従来、車両用パワーステアリング装置として、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置(EPS)がある。通常、このような電動パワーステアリング装置は、トルクセンサにより操舵トルクを検出し、その検出された操舵トルクおよび車速等に基づいて操舵系に付与するアシスト力を電気的に制御する。そして、例えば、そのトルクセンサに異常が検出された場合等、何らかの失陥が検出された場合には、駆動源であるモータを停止して、速やかにフェールセーフを図るようになっている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, there is an electric power steering device (EPS) using a motor as a drive source as a power steering device for a vehicle. Usually, such an electric power steering apparatus detects a steering torque by a torque sensor, and electrically controls an assist force applied to the steering system based on the detected steering torque, vehicle speed, and the like. For example, when a failure is detected, such as when an abnormality is detected in the torque sensor, the motor that is the drive source is stopped and promptly fail-safe (for example, , See Patent Document 1).

特開2003−182608号公報JP 2003-182608 A

しかしながら、電動パワーステアリング装置に異常が発生した場合、EPSコントローラがアシスト制御を停止すると、運転者がステアリング操作を続行しようとしても、ステアリングホイールが非常に重くなり、車両の移動が困難になる。   However, when an abnormality occurs in the electric power steering apparatus, if the EPS controller stops the assist control, even if the driver tries to continue the steering operation, the steering wheel becomes very heavy and it becomes difficult to move the vehicle.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動パワーステアリング装置の異常によるアシスト停止後もステアリング操作により車両の旋回を継続できる車両用操舵装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering device that can continue turning of a vehicle by a steering operation even after an assist stop due to an abnormality of the electric power steering device. is there.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、異常を検出する異常検出手段を有し、前記異常が検出された場合、前記操舵力補助装置の作動を停止する制御手段と、を備えた電動パワーステアリング装置と、各車輪に付与される制動力を制御する制動制御装置と、を備えた車両用操舵装置において、前記制動制御装置は、ステアリング操作中に前記異常が検出された場合には、前記操舵系の状態に応じて検出された操舵方向に基づき、所定の車輪に前記制動力を付与することにより車両を旋回させることを要旨とする。   In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 includes a steering force assisting device that applies an assisting force to a steering system using a motor as a drive source, and an abnormality detecting unit that detects an abnormality, and the abnormality is When detected, the vehicle steering system includes: an electric power steering device including a control unit that stops the operation of the steering force assisting device; and a braking control device that controls a braking force applied to each wheel. In the apparatus, when the abnormality is detected during a steering operation, the braking control device applies the braking force to a predetermined wheel based on a steering direction detected according to a state of the steering system. The gist of the vehicle is to turn the vehicle.

上記構成によれば、電動パワーステアリング装置の異常が検出され、アシスト動作を停止した場合、電動パワーステアリング装置の制御手段は、異常検出信号および異常を検出した直前のアシスト制御状態量を出力する。これらの情報に基づき、制動制御装置は、ステアリング操作中のステアリング方向側の車輪に対し制動力を付与するように作動し、車両はステアリング方向に旋回することができる。これにより、電動パワーステアリング装置の停止後においても容易にステアリング操作を行うことができる。   According to the above configuration, when an abnormality of the electric power steering apparatus is detected and the assist operation is stopped, the control unit of the electric power steering apparatus outputs the abnormality detection signal and the assist control state quantity immediately before the abnormality is detected. Based on these pieces of information, the braking control device operates to apply a braking force to the wheel on the steering direction side during the steering operation, and the vehicle can turn in the steering direction. As a result, the steering operation can be easily performed even after the electric power steering apparatus is stopped.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両用操舵装置において、前記制動制御装置は、前記電動パワーステアリング装置に備えたトルクセンサの出力信号より検出された操舵トルクに基づき、前記操舵方向を検出することを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the vehicle steering device according to the first aspect, the braking control device is based on a steering torque detected from an output signal of a torque sensor provided in the electric power steering device. The gist is to detect the steering direction.

上記構成によれば、制動制御装置は、電動パワーステアリング装置に備えたトルクセンサより検出された操舵トルクからステアリング方向を判別することできる。これにより、制動制御装置は、他のセンサからの車両信号を必要とせず、電動パワーステアリング装置が備えるセンサの情報に基づき制動力を調整することができる。   According to the above configuration, the braking control device can determine the steering direction from the steering torque detected by the torque sensor provided in the electric power steering device. Thereby, the braking control device can adjust the braking force based on the information of the sensor provided in the electric power steering device without requiring a vehicle signal from another sensor.

本発明によれば、電動パワーステアリング装置の異常によるアシスト停止後もステアリング操作により車両の旋回を継続できる車両用操舵装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steering apparatus for vehicles which can continue turning of a vehicle by steering operation even after the assist stop by abnormality of an electric power steering apparatus can be provided.

車両用操舵装置の概略構成図。The schematic block diagram of the steering apparatus for vehicles. 電動パワーステアリング装置の制御ブロック図。The control block diagram of an electric power steering device. 本発明の第1の実施形態における電動パワーステアリング装置異常時のアシスト停止制御の処理手順を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a processing procedure of assist stop control when the electric power steering apparatus is abnormal in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における電動パワーステアリング装置異常時の制動制御装置の制動制御の処理手順を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a processing procedure of braking control of the braking control device when the electric power steering device is abnormal in the first embodiment of the present invention.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
図1は、車両用操舵装置の概略構成図である。図1に示すように、本実施形態の車両用操舵装置1には、電動パワーステアリング装置(EPS)20が設けられている。本実施形態の電動パワーステアリング装置20において、ステアリングホイール2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。なお、本実施形態のステアリングシャフト3は、コラムシャフト3a、インターミディエイトシャフト3b、およびピニオンシャフト3cを連結してなる。そして、このステアリングシャフト3の回転にともなうラック軸5の直線運動が、ラック軸5の両端に連結されたタイロッド6を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪(車輪)7の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle steering apparatus. As shown in FIG. 1, the vehicle steering apparatus 1 according to the present embodiment is provided with an electric power steering apparatus (EPS) 20. In the electric power steering apparatus 20 of the present embodiment, the steering shaft 3 to which the steering wheel 2 is fixed is connected to the rack shaft 5 via the rack and pinion mechanism 4, and the rotation of the steering shaft 3 accompanying the steering operation is performed. The rack and pinion mechanism 4 converts the rack shaft 5 into a reciprocating linear motion. Note that the steering shaft 3 of the present embodiment is formed by connecting a column shaft 3a, an intermediate shaft 3b, and a pinion shaft 3c. The linear motion of the rack shaft 5 accompanying the rotation of the steering shaft 3 is transmitted to the knuckle (not shown) via the tie rods 6 connected to both ends of the rack shaft 5, whereby the steered wheels (wheels) 7 are steered. The corner, that is, the traveling direction of the vehicle is changed.

また、電動パワーステアリング装置20は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのEPSアクチュエータ(操舵力補助装置)10と、EPSアクチュエータ10の作動を制御する制御手段としてのECU(制御手段)11とを備えている。   In addition, the electric power steering device 20 is an EPS actuator (steering force assisting device) 10 as a steering force assisting device that applies an assisting force for assisting the steering operation to the steering system, and a control that controls the operation of the EPS actuator 10. ECU (control means) 11 as means is provided.

本実施形態のEPSアクチュエータ10は、駆動源であるモータ12が減速機構13を介してコラムシャフト3aと駆動連結されたいわゆるコラムタイプのEPSアクチュエータとして構成されている。なお、本実施形態では、モータ12には、ブラシ付の直流モータが採用されている。そして、EPSアクチュエータ10は、モータ12の回転を減速してコラムシャフト3aに伝達することにより、モータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。   The EPS actuator 10 of the present embodiment is configured as a so-called column type EPS actuator in which a motor 12 as a driving source is drivingly connected to a column shaft 3 a via a speed reduction mechanism 13. In the present embodiment, the motor 12 is a DC motor with a brush. The EPS actuator 10 is configured to apply motor torque as an assist force to the steering system by decelerating the rotation of the motor 12 and transmitting it to the column shaft 3a.

一方、ECU11には、トルクセンサ14、車速センサ15、操舵角検出手段を構成するステアリングセンサ(舵角センサ)16が接続されている。そして、ECU11は、各センサの出力信号に基づいて、操舵トルクτ、車速V、および操舵角θsを検出する。   On the other hand, the ECU 11 is connected to a torque sensor 14, a vehicle speed sensor 15, and a steering sensor (steering angle sensor) 16 that constitutes a steering angle detection means. And ECU11 detects steering torque (tau), vehicle speed V, and steering angle (theta) s based on the output signal of each sensor.

本実施形態では、コラムシャフト3aの途中、詳しくは、上記EPSアクチュエータ10を構成する減速機構13よりもステアリングホイール2側にトーションバー17が設けられている。そして、本実施形態のトルクセンサ14は、トーションバー17の捩れに基づいて、ステアリングシャフト3を介して伝達される操舵トルクτを演算可能なセンサ信号Sa,Sbを出力するセンサ素子14a,14bを備えて構成されている。   In the present embodiment, the torsion bar 17 is provided in the middle of the column shaft 3a, more specifically, on the steering wheel 2 side with respect to the speed reduction mechanism 13 constituting the EPS actuator 10. The torque sensor 14 of the present embodiment includes sensor elements 14a and 14b that output sensor signals Sa and Sb that can calculate the steering torque τ transmitted through the steering shaft 3 based on the twist of the torsion bar 17. It is prepared for.

なお、このようなトルクセンサは、例えば、トーションバー17の捩れに基づいて磁束変化を生ずる図示しないセンサコアの外周に、2つの磁気検出素子(例えば、ホールIC)を各センサ素子14a,14bとして配置することにより形成することができる。   In such a torque sensor, for example, two magnetic detection elements (for example, Hall ICs) are arranged as sensor elements 14a and 14b on the outer periphery of a sensor core (not shown) that generates a magnetic flux change based on torsion of the torsion bar 17. Can be formed.

すなわち、回転軸であるステアリングシャフト3へのトルク入力によりトーションバー17が捩れることで、各センサ素子14a,14bを通過する磁束が変化する。そして、本実施形態のトルクセンサ14は、磁束変化にともない変化する各センサ素子14a,14bの出力電圧を、それぞれセンサ信号Sa,SbとしてECU11に出力する構成となっている。   That is, when the torsion bar 17 is twisted by torque input to the steering shaft 3 that is the rotating shaft, the magnetic flux passing through the sensor elements 14a and 14b changes. The torque sensor 14 of the present embodiment is configured to output the output voltages of the sensor elements 14a and 14b, which change with the change of magnetic flux, to the ECU 11 as sensor signals Sa and Sb, respectively.

また、本実施形態のステアリングセンサ16は、トルクセンサ14よりもステアリングホイール2側においてコラムシャフト3aに固定された回転子18と、回転子18の回転にともなう磁束変化を検出するセンサ素子(例えば、ホールIC)19とを備えた磁気式の回転角センサにより構成されている。   Further, the steering sensor 16 of the present embodiment includes a rotor 18 fixed to the column shaft 3a on the steering wheel 2 side of the torque sensor 14, and a sensor element (for example, detecting a change in magnetic flux accompanying the rotation of the rotor 18). Hall IC) 19 and a magnetic rotation angle sensor.

本実施形態では、トルク演算手段としてのECU11は、トルクセンサ14の出力要素としての各センサ素子14a,14bが出力する各センサ信号Sa,Sbに基づいて操舵トルクτを検出する。そして、ECU11は、操舵トルクτ、および車速センサ15により検出される車速Vに基づいて目標アシスト力を演算し、この目標アシスト力をEPSアクチュエータ10に発生させるべく、駆動源であるモータ12に駆動電力を供給することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する構成となっている。(パワーアシスト制御)   In the present embodiment, the ECU 11 as the torque calculation means detects the steering torque τ based on the sensor signals Sa and Sb output from the sensor elements 14a and 14b as output elements of the torque sensor 14. The ECU 11 calculates a target assist force based on the steering torque τ and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 15, and drives the motor 12 as a drive source to generate the target assist force in the EPS actuator 10. By supplying power, the assist force applied to the steering system is controlled. (Power assist control)

さらに、図1に示すように、本実施形態の車両用操舵装置1には、ABS(アンチロックブレーキ)装置(制動制御装置)30が装備されている。各転舵輪(車輪)7には、ブレーキアクチュエータ31が設けられており、ABS装置30の作動により、各転舵輪7のブレーキアクチュエータ31に付与される制動力が制御される。ABS装置30は、制動時、各転舵輪7のロック状態を検知して、その制動力を自動的に制御することにより、各転舵輪7が完全にロックすることを回避する。   Further, as shown in FIG. 1, the vehicle steering apparatus 1 of the present embodiment is equipped with an ABS (anti-lock brake) device (braking control device) 30. Each steered wheel (wheel) 7 is provided with a brake actuator 31, and the braking force applied to the brake actuator 31 of each steered wheel 7 is controlled by the operation of the ABS device 30. The ABS device 30 detects the locked state of each steered wheel 7 during braking, and automatically controls the braking force, thereby avoiding that each steered wheel 7 is completely locked.

また,ABS装置30には、ECU11から電動パワーステアリング装置20の作動状態を示す各状態量(操舵トルクτ、モータ回転角速度ωおよび操舵角θs)がCAN通信により入力される。なお、これらの入力情報は、電動パワーステアリング装置20の異常によるアシスト停止時にブレーキアクチュエータ31の制御指令の演算のために用いられる。そして、ABS装置30は、これらの情報に基づいて、所定の転舵輪7に付与される制動力を制御する構成となっている。   Each state quantity (steering torque τ, motor rotation angular velocity ω, and steering angle θs) indicating the operating state of the electric power steering device 20 is input from the ECU 11 to the ABS device 30 through CAN communication. The input information is used for calculating a control command for the brake actuator 31 when the assist is stopped due to an abnormality in the electric power steering device 20. And the ABS apparatus 30 becomes a structure which controls the braking force given to the predetermined steered wheel 7 based on such information.

次に、本実施形態の電動パワーステアリング装置におけるアシスト制御の態様について説明する。
図2は、本実施形態の電動パワーステアリング装置20の制御ブロック図である。図2に示すように、ECU11は、モータ制御信号を出力するマイコン(以下、CPUという)21と、そのモータ制御信号に基づいて、EPSアクチュエータ10の駆動源であるモータ12に駆動電力を供給する駆動回路22とを備えている。
Next, an aspect of assist control in the electric power steering apparatus of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the electric power steering apparatus 20 of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the ECU 11 supplies driving power to a microcomputer (hereinafter referred to as a CPU) 21 that outputs a motor control signal and a motor 12 that is a driving source of the EPS actuator 10 based on the motor control signal. And a drive circuit 22.

なお、以下に示す各制御ブロックは、CPU21が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、CPU21は、所定のサンプリング周期で各状態量を検出し、所定周期毎に以下の制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。   Each control block shown below is realized by a computer program executed by the CPU 21. Then, the CPU 21 detects each state quantity at a predetermined sampling period, and generates a motor control signal by executing each arithmetic processing shown in the following control block at every predetermined period.

詳述すると、CPU21は、EPSアクチュエータ10に発生させるべき目標アシスト力に対応した電流指令値I*を演算する電流指令値演算部23と、電流指令値演算部23により演算された電流指令値I*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部24とを備えている。   Specifically, the CPU 21 calculates the current command value I * corresponding to the target assist force to be generated by the EPS actuator 10, and the current command value I calculated by the current command value calculator 23. And a motor control signal output unit 24 that outputs a motor control signal based on *.

また、CPU21は、上記トルクセンサ14が出力する各センサ信号Sa,Sbに基づいて操舵トルクτを演算する操舵トルク演算部25を備えている。すなわち、本実施形態のトルクセンサ14は、上記のように、各センサ素子14a,14bに磁気検出素子(例えば、ホールIC)を用いた磁気式のトルクセンサである。このため、操舵トルク演算部25は、これら2系統のセンサ信号Sa,Sbを用いた補正処理(温度特性等)を行なうことで、高精度に操舵トルクτの演算を行なう構成となっている。そして、電流指令値演算部23は、操舵トルク演算部25により演算された操舵トルクτ、および車速センサ15により検出される車速Vに基づいて、目標アシスト力の基礎成分となるアシスト制御量(アシストトルク)を演算する。   Further, the CPU 21 includes a steering torque calculator 25 that calculates the steering torque τ based on the sensor signals Sa and Sb output from the torque sensor 14. That is, the torque sensor 14 of the present embodiment is a magnetic torque sensor using a magnetic detection element (for example, Hall IC) for each of the sensor elements 14a and 14b as described above. For this reason, the steering torque calculator 25 is configured to calculate the steering torque τ with high accuracy by performing correction processing (temperature characteristics and the like) using these two systems of sensor signals Sa and Sb. Then, the current command value calculator 23 is based on the steering torque τ calculated by the steering torque calculator 25 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 15, and the assist control amount (assist Torque) is calculated.

さらに詳述すると、操舵トルクτおよび車速Vは、電流指令値演算部23に設けられたアシスト制御部26に入力される。また、モータ回転角θ、モータの逆起電力から演算により、あるいは、モータ回転角θを時間微分して求められるモータ回転角速度ω、および操舵角θsがアシスト制御部26に入力される。そして、アシスト制御部26において、入力された操舵トルクτに対応したアシスト力を発生させる基礎成分となる図示しない基本アシスト制御量が演算される。   More specifically, the steering torque τ and the vehicle speed V are input to the assist control unit 26 provided in the current command value calculation unit 23. Further, a motor rotation angular velocity ω and a steering angle θs obtained by calculation from the motor rotation angle θ and the back electromotive force of the motor or by time differentiation of the motor rotation angle θ are input to the assist control unit 26. Then, the assist control unit 26 calculates a basic assist control amount (not shown), which is a basic component for generating an assist force corresponding to the input steering torque τ.

具体的には、アシスト制御部26は、操舵トルクτの絶対値が大きいほど、より大きなアシスト力が操舵系に付与されるように、より大きな値の絶対値を有する基本アシスト制御量を演算する。なお、本実施形態では、アシスト力を発生させる基礎成分となる基本アシスト制御量の演算は、車速感応型の3次元マップを用いて行なわれる。これにより、アシスト制御部26は、車速Vが小さいほど、より大きな値の絶対値を有する基本アシスト制御量を演算するようになっている。   Specifically, the assist control unit 26 calculates a basic assist control amount having a larger absolute value so that a larger assist force is applied to the steering system as the absolute value of the steering torque τ increases. . In the present embodiment, the calculation of the basic assist control amount serving as a basic component for generating the assist force is performed using a vehicle speed sensitive three-dimensional map. As a result, the assist control unit 26 calculates a basic assist control amount having a larger absolute value as the vehicle speed V is smaller.

このように、電流指令値演算部23は、アシスト制御部26において演算される基本アシスト制御量をアシスト制御の目標アシスト力の基礎成分として、モータ12に供給する電流指令値I*を演算する。また、モータ制御信号出力部24には、電流指令値演算部23により演算された電流指令値I*とともに、電流センサ27により検出されるモータ12の実電流値Iが入力される。そして、本実施形態のモータ制御信号出力部24は、電流指令値I*に実電流値Iを追従させるべく、電流フィードバック制御の実行により、モータ制御信号を生成する。   As described above, the current command value calculation unit 23 calculates the current command value I * to be supplied to the motor 12 using the basic assist control amount calculated by the assist control unit 26 as a basic component of the target assist force of the assist control. The motor control signal output unit 24 is supplied with the actual current value I of the motor 12 detected by the current sensor 27 together with the current command value I * calculated by the current command value calculation unit 23. The motor control signal output unit 24 of this embodiment generates a motor control signal by executing current feedback control so that the actual current value I follows the current command value I *.

そして、本実施形態のECU11は、このようにして生成されたモータ制御信号をCPU21が駆動回路22に出力し、駆動回路22がモータ制御信号に基づく駆動電力をモータ12に供給することにより、EPSアクチュエータ10の作動を制御し、アシスト制御を実行する構成となっている。   In the ECU 11 of the present embodiment, the CPU 21 outputs the motor control signal generated in this way to the drive circuit 22, and the drive circuit 22 supplies drive power based on the motor control signal to the motor 12. The operation of the actuator 10 is controlled to perform assist control.

ここで、本実施形態のCPU21には、例えば、トルクセンサ14が出力する各センサ信号Sa,Sbの異常を検出する異常検出手段が設けられており、ECU11(CPU21)は、その異常検出に基づいてトルクセンサ14の異常を判定する。そして、制御手段および異常検出手段としてのECU11は、検出されるトルクセンサ14の異常発生モードに応じて、アシスト制御を実行する構成となっている。そして、各センサ素子14a,14bに異常が発生したと判定される場合には、速やかにアシスト制御を停止してフェールセーフを図るべく、アシスト力を漸減する制御を実行する(アシスト停止制御)。   Here, the CPU 21 of the present embodiment is provided with abnormality detecting means for detecting abnormality of each sensor signal Sa, Sb output from the torque sensor 14, for example, and the ECU 11 (CPU 21) is based on the abnormality detection. The abnormality of the torque sensor 14 is determined. And ECU11 as a control means and an abnormality detection means becomes a structure which performs assist control according to the abnormality generation mode of the torque sensor 14 detected. When it is determined that an abnormality has occurred in each of the sensor elements 14a and 14b, control for gradually decreasing the assist force is executed (assist stop control) in order to quickly stop the assist control and achieve failsafe.

さらに、図2に示すように、本実施形態では、操舵トルク演算部25が実行する各センサ信号Sa,Sbの異常検出、および対応する各センサ素子14a,14bの異常検出の結果は、異常検出信号Strとして電流指令値演算部23に入力される。そして、電流指令値演算部23は、各センサ信号Sa,Sbに対応する各センサ素子14a,14bの両方がともに故障した旨を示す異常検出信号Strが入力された場合には、電流指令値I*の出力を停止する。   Furthermore, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the abnormality detection results of the sensor signals Sa and Sb executed by the steering torque calculator 25 and the abnormality detection results of the corresponding sensor elements 14a and 14b are detected as abnormal detection. The current command value calculation unit 23 inputs the signal Str. The current command value calculation unit 23 receives the current command value I when the abnormality detection signal Str indicating that both of the sensor elements 14a and 14b corresponding to the sensor signals Sa and Sb have both failed. * Output is stopped.

また、本実施形態では、アシスト制御部26は、電動パワーステアリング装置20の異常を検出する検出手段(異常検出手段)としての機能を有しており、後述する異常検出判定により、何らかの異常を検出した場合には、CPU21は、速やかにアシスト制御を停止して、異常を検出したことを示す異常検出信号Spsfを出力する。   In the present embodiment, the assist control unit 26 has a function as a detection unit (abnormality detection unit) that detects an abnormality of the electric power steering apparatus 20, and detects any abnormality by an abnormality detection determination described later. If it is, the CPU 21 immediately stops the assist control and outputs an abnormality detection signal Spsf indicating that an abnormality has been detected.

次に、本実施形態における電動パワーステアリング装置のフェールセーフ制御について説明する。図3は、本発明の第1の実施形態における電動パワーステアリング装置異常時のアシスト停止制御の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態のECU11は、電動パワーステアリング装置20の異常を検出する検出手段としての機能を有している。そして、その異常検出判定により、何らか(例えば、モータ、ECU、トルクセンサ等)の異常を検出した場合には、そのフェールセーフを図るべく、電動パワーステアリング装置20の作動を停止する。   Next, the fail safe control of the electric power steering apparatus in the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of assist stop control when the electric power steering apparatus is abnormal in the first embodiment of the present invention. The ECU 11 of this embodiment has a function as a detection unit that detects an abnormality of the electric power steering apparatus 20. If any abnormality (for example, a motor, an ECU, a torque sensor, etc.) is detected by the abnormality detection determination, the operation of the electric power steering device 20 is stopped in order to make the fail safe.

具体的には、図3のフローチャートに示すように、CPU21は、その異常判定により電動パワーステアリング装置20における何らかの異常を検出すると(ステップS301:YES)、まず、異常を検出した直前にECU11の制御状態量として演算した操舵トルクτを記憶する(ステップS302)。そして、異常を検出したことを示す異常検出信号Spsfを出力(送信)し(ステップS303)、続いて、異常検出時に記憶した直前の操舵トルクτを出力(送信)する(ステップS304)。そして、電動パワーステアリング装置20の作動を停止すべくアシスト停止制御を実行する(ステップS305)。この処理の後、メインルーチンに戻る。なお、上記ステップS301において、異常を検出しない場合(ステップS301:NO)には、ステップS302〜S305の処理を実行しない。   Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 3, when the CPU 21 detects any abnormality in the electric power steering apparatus 20 based on the abnormality determination (step S301: YES), first, the control of the ECU 11 is performed immediately before the abnormality is detected. The steering torque τ calculated as the state quantity is stored (step S302). Then, an abnormality detection signal Spsf indicating that an abnormality has been detected is output (transmitted) (step S303), and the immediately preceding steering torque τ stored at the time of abnormality detection is output (transmitted) (step S304). Then, assist stop control is executed to stop the operation of the electric power steering device 20 (step S305). After this processing, the process returns to the main routine. If no abnormality is detected in step S301 (step S301: NO), the processes in steps S302 to S305 are not executed.

また、上記異常検出時、ECU11が出力する異常検出信号Spsf、操舵トルクτは、CANバスを介して、ABS装置30に入力される(図1参照)。そして、ABS装置30は、ステアリング操作中に、この異常検出信号Spsfを受信した場合には、ステアリング方向に旋回力が発生するように制動力を付与する。そして、これにより、電動パワーステアリング装置20の作動停止後においてもステアリング操作を行い車両挙動の安定化を図る構成となっている。   Further, when the abnormality is detected, the abnormality detection signal Spsf and the steering torque τ output from the ECU 11 are input to the ABS device 30 via the CAN bus (see FIG. 1). Then, when receiving the abnormality detection signal Spsf during the steering operation, the ABS device 30 applies a braking force so that a turning force is generated in the steering direction. As a result, the steering operation is performed even after the electric power steering apparatus 20 stops operating, thereby stabilizing the vehicle behavior.

図4は、本発明の第1の実施形態における電動パワーステアリング装置異常時の制動制御装置の制動制御の処理手順を示すフローチャートである。図4に示すように、ABS装置30は、上記電動パワーステアリング装置20のECU11のアシスト制御状態量である操舵トルクτを取得する(ステップS401)。次に、異常検出信号Spsfの入力があるか否かを判定し(ステップS402)、異常検出信号Spsfの入力がある場合(ステップS402:YES)には、続いてステアリング操作中であるか否かを判定する(ステップS403)。そして、ステアリング操作中であると判定した場合(ステップS403:YES)には、受信した操舵トルクτに基づき、所定の転舵輪(車輪)7に付与する制動力を演算する(ステップS404)。ここで、通常時の制動力に演算された制動力分が補正される。そして、その制動力を制御指令として出力(ステップS405)し、ブレーキアクチュエータ31を制御する。この処理の後、メインルーチンに戻る。   FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of braking control of the braking control device when the electric power steering device is abnormal in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the ABS device 30 acquires a steering torque τ, which is an assist control state quantity of the ECU 11 of the electric power steering device 20 (step S401). Next, it is determined whether or not there is an input of the abnormality detection signal Spsf (step S402). If there is an input of the abnormality detection signal Spsf (step S402: YES), whether or not a steering operation is subsequently being performed. Is determined (step S403). If it is determined that the steering operation is being performed (step S403: YES), the braking force applied to the predetermined steered wheel (wheel) 7 is calculated based on the received steering torque τ (step S404). Here, the braking force component calculated for the normal braking force is corrected. Then, the braking force is output as a control command (step S405), and the brake actuator 31 is controlled. After this processing, the process returns to the main routine.

なお、上記ステップS402において異常検出信号Spsfの入力がない場合(ステップS402:NO)、または、上記ステップS403においてステアリング操作中ではないと判定した場合(ステップS403:NO)には、上記ステップS404およびS405の処理を実行しない。   If no abnormality detection signal Spsf is input in step S402 (step S402: NO), or if it is determined in step S403 that the steering operation is not being performed (step S403: NO), the above steps S404 and The process of S405 is not executed.

次に、本発明を具体化した第2の実施形態を説明する。ここで、本実施形態は、ECU11の制御状態量のみが上記第1の実施形態と相違する。すなわち、図3および図4における操舵トルクτをモータ回転角速度ωに置き換えたものであり,CPU21は、異常検出時に記憶した直前の操舵トルクτを出力(送信)するとともに、ABS装置30は、上記電動パワーステアリング装置20のECU11のアシスト制御状態量であるモータ回転角速度ωを取得し、受信したモータ回転角速度ωに基づき、所定の転舵輪(車輪)7に付与する制動力を演算する。その他の処理手順については、図3および図4と同様であるためその説明を省略する。   Next, a second embodiment embodying the present invention will be described. Here, this embodiment is different from the first embodiment only in the control state quantity of the ECU 11. That is, the steering torque τ in FIGS. 3 and 4 is replaced with the motor rotational angular velocity ω, and the CPU 21 outputs (transmits) the immediately preceding steering torque τ stored at the time of abnormality detection, and the ABS device 30 The motor rotation angular velocity ω, which is the assist control state quantity of the ECU 11 of the electric power steering device 20, is acquired, and the braking force applied to a predetermined steered wheel (wheel) 7 is calculated based on the received motor rotation angular velocity ω. The other processing procedures are the same as those in FIGS. 3 and 4 and will not be described.

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
ステアリング操作中に電動パワーステアリング装置20の異常が検出され、アシスト動作を停止した場合に、電動パワーステアリング装置20のECU11は、異常検出信号Spsfおよび異常を検出した直前の操舵トルクτ、または、モータ回転角速度ωの制御状態量を出力(通信)する。これらの情報に基づき、ABS装置30は、通常時の制動力に加え、ステアリング方向側の転舵輪7に対し制動力を付与するように作動し、ブレーキアクチュエータ31を制御する。これにより、車両はステアリング方向に旋回することができるとともに、電動パワーステアリング装置20の作動停止後においても容易にステアリング操作を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
When an abnormality of the electric power steering device 20 is detected during the steering operation and the assist operation is stopped, the ECU 11 of the electric power steering device 20 detects the abnormality detection signal Spsf and the steering torque τ immediately before the abnormality is detected, or the motor Output (communication) the control state quantity of the rotational angular velocity ω. Based on these pieces of information, the ABS device 30 operates to apply a braking force to the steered wheels 7 on the steering direction side in addition to the normal braking force, and controls the brake actuator 31. Thus, the vehicle can turn in the steering direction and can easily perform a steering operation even after the operation of the electric power steering apparatus 20 is stopped.

また、上記構成によれば、異常を検出した直前のステアリング方向はトルクセンサ14より検出された操舵トルクτ、または、モータ回転角度θより演算された回転角速度ωから判別することできる。これにより、ABS装置30は、他のセンサからの車両信号(操舵角、ヨーレート等)を必要とせず、電動パワーステアリング装置20が備えるセンサ(トルクセンサ、回転角センサ等)からの情報に基づき制動力を調整することができる。   Further, according to the above configuration, the steering direction immediately before the abnormality is detected can be determined from the steering torque τ detected by the torque sensor 14 or the rotational angular velocity ω calculated from the motor rotational angle θ. Thus, the ABS device 30 does not require vehicle signals (steering angle, yaw rate, etc.) from other sensors, and controls based on information from the sensors (torque sensor, rotation angle sensor, etc.) provided in the electric power steering device 20. The power can be adjusted.

以上のように、電動パワーステアリング装置の異常によるアシスト停止後もステアリング操作により車両の旋回を継続することができる車両用操舵装置を提供することができる。   As described above, it is possible to provide a vehicle steering apparatus that can continue turning of a vehicle by a steering operation even after an assist stop due to an abnormality of the electric power steering apparatus.

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
上記実施形態では、電動パワーステアリング装置20に入力されるトルクセンサ14、または、モータ12に設けた回転角センサ28からの信号に基づき、ステアリング方向を判別する例を示したが、ステアリングシャフト3に装備されたステアリングセンサ16により検出される操舵角θsに基づきステアリング方向を判別してもよい。
In addition, you may change each said embodiment as follows.
In the above embodiment, an example in which the steering direction is determined based on a signal from the torque sensor 14 input to the electric power steering device 20 or the rotation angle sensor 28 provided in the motor 12 has been described. The steering direction may be determined based on the steering angle θs detected by the equipped steering sensor 16.

また、上記実施形態は、トルクセンサ14の異常に限るものではなく、その他、電動パワーステアリング装置20(モータ12、ECU11等)の異常発生時に適用してもよい。
さらに、上記実施形態は、フェールセーフによりその作動が停止されるものであれば、電動パワーステアリング装置20に限らず油圧パワーステアリング装置を備えるものに適用してもよい。
Further, the above embodiment is not limited to the abnormality of the torque sensor 14, but may be applied when an abnormality occurs in the electric power steering apparatus 20 (motor 12, ECU 11, etc.).
Furthermore, the embodiment described above may be applied not only to the electric power steering device 20 but also to a hydraulic power steering device as long as the operation is stopped by fail-safe.

上記実施形態では、EPSアクチュエータ10の駆動源であるモータ12には、ブラシ付きの直流モータを用いることとした。しかし、これに限らず、ブラシレスモータを駆動源とする電動パワーステアリング装置に具体化してもよい。   In the above embodiment, a brushed DC motor is used as the motor 12 that is the drive source of the EPS actuator 10. However, the present invention is not limited to this, and an electric power steering apparatus using a brushless motor as a drive source may be embodied.

また、上記実施形態では、本発明をいわゆるコラムタイプの電動パワーステアリング装置20に具体化したが、本発明は、いわゆるピニオンタイプやラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用してもよい。   Further, in the above embodiment, the present invention is embodied in the so-called column type electric power steering apparatus 20, but the present invention may be applied to a so-called pinion type or rack assist type electric power steering apparatus.

1:車両用操舵装置、2:ステアリングホイール、3:ステアリングシャフト、
3a:コラムシャフト、3b:インターミディエイトシャフト、3c:ピニオンシャフト、
4:ラックアンドピニオン機構、5:ラック軸、6:タイロッド、7:転舵輪、
10:EPSアクチュエータ(操舵力補助装置)、11:ECU(制御手段)、
12:モータ、14:トルクセンサ、14a,14b:センサ素子、15:車速センサ、
16:ステアリングセンサ、17:トーションバー、18:回転子、19:センサ素子、
20:電動パワーステアリング装置(EPS)、21:CPU(マイコン)、
22:駆動回路、23:電流指令値演算部、24:モータ制御信号出力部、
25:操舵トルク演算部、26:アシスト制御部、27:電流センサ、
28:回転角センサ、30:ABS(アンチロックブレーキ)装置(制動制御装置)、
31:ブレーキアクチュエータ、
I*:電流指令値、I:実電流値、Sa,Sb:センサ信号、Str:異常検出信号、
τ:操舵トルク、V:車速、θ:モータ回転角、ω:モータ回転角速度、θs:操舵角
1: vehicle steering device, 2: steering wheel, 3: steering shaft,
3a: column shaft, 3b: intermediate shaft, 3c: pinion shaft,
4: rack and pinion mechanism, 5: rack shaft, 6: tie rod, 7: steered wheel,
10: EPS actuator (steering force assist device), 11: ECU (control means),
12: Motor, 14: Torque sensor, 14a, 14b: Sensor element, 15: Vehicle speed sensor,
16: Steering sensor, 17: Torsion bar, 18: Rotor, 19: Sensor element,
20: Electric power steering device (EPS), 21: CPU (microcomputer),
22: drive circuit, 23: current command value calculation unit, 24: motor control signal output unit,
25: Steering torque calculation unit, 26: Assist control unit, 27: Current sensor,
28: rotation angle sensor, 30: ABS (anti-lock brake) device (braking control device),
31: Brake actuator,
I *: current command value, I: actual current value, Sa, Sb: sensor signal, Str: abnormality detection signal,
τ: steering torque, V: vehicle speed, θ: motor rotation angle, ω: motor rotation angular velocity, θs: steering angle

Claims (2)

モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、
異常を検出する異常検出手段を有し、前記異常が検出された場合、前記操舵力補助装置の作動を停止する制御手段と、を備えた電動パワーステアリング装置と、
各車輪に付与される制動力を制御する制動制御装置と、を備えた車両用操舵装置において、
前記制動制御装置は、ステアリング操作中に前記異常が検出された場合には、前記操舵系の状態に応じて検出された操舵方向に基づき、所定の車輪に前記制動力を付与することにより車両を旋回させること、を特徴とする車両用操舵装置。
A steering force assist device that applies assist force to the steering system using a motor as a drive source;
An electric power steering apparatus comprising: an abnormality detecting means for detecting an abnormality; and a control means for stopping the operation of the steering force assisting device when the abnormality is detected;
In a vehicle steering apparatus comprising: a braking control device that controls a braking force applied to each wheel;
When the abnormality is detected during the steering operation, the braking control device applies the braking force to a predetermined wheel based on the steering direction detected according to the state of the steering system. A vehicle steering apparatus characterized by turning.
請求項1に記載の車両用操舵装置において、
前記制動制御装置は、前記電動パワーステアリング装置に備えたトルクセンサの出力信号より検出された操舵トルクに基づき、前記操舵方向を検出すること、を特徴とする車両用操舵装置。
The vehicle steering apparatus according to claim 1,
The vehicular steering apparatus, wherein the braking control apparatus detects the steering direction based on a steering torque detected from an output signal of a torque sensor provided in the electric power steering apparatus.
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