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JPH06305437A - Motor-driven power steering device - Google Patents

Motor-driven power steering device

Info

Publication number
JPH06305437A
JPH06305437A JP12200993A JP12200993A JPH06305437A JP H06305437 A JPH06305437 A JP H06305437A JP 12200993 A JP12200993 A JP 12200993A JP 12200993 A JP12200993 A JP 12200993A JP H06305437 A JPH06305437 A JP H06305437A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
steering
steering torque
detected
control
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
JP12200993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Iwasaki
尚 岩崎
Hiroaki Tanaka
宏明 田中
Katsushi Kuriyama
勝志 栗山
Masaaki Tsuboi
正昭 坪井
Tomoyuki Watanabe
智之 渡辺
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 JP12200993A priority Critical patent/JPH06305437A/en
Publication of JPH06305437A publication Critical patent/JPH06305437A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect steering torque correctly even with the generation of offset to a torque sensor so as to perform an appropriate power assist continuously according to the actual steering torque. CONSTITUTION:A motor-driven power steering has a first steering torque detecting device M2 and a second steering torque detecting device M3 for outputting detected steering torque substantially with the characteristic of outputting the linear function of the actual steering torque with mutually reverse inclination, and a reference torque computing device M4 for computing the half of the sum of the detected steering torque, detected by the first and second steering torque detecting devices, as the reference torque. A control steering torque computing device M5 then computes control steering torque by subtracting the reference torque from the detected steering torque detected by the first or second steering torque detecting devices, and a control device M6 controls a motor 1 according to at least the control steering torque so as to control steering assist force.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車輌のパワ
ーステアリング装置に係り、更に詳細には電動式パワー
ステアリング装置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power steering device for vehicles such as automobiles, and more particularly to an electric power steering device.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車等の車輌の電動式パワーステアリ
ング装置は、従来より一般に、クラッチ及びステアリン
グギヤボックスを介してラックバーの如きステアリング
リンケージ部材を駆動するモータと、モータの回転を制
御する制御装置とを有し、制御装置は操舵トルクセンサ
の如き種々のセンサの検出結果に基づきモータを制御す
ることにより所要の操舵アシスト力を発生するようにな
っている。
2. Description of the Related Art An electric power steering apparatus for a vehicle such as an automobile has heretofore generally been a motor for driving a steering linkage member such as a rack bar via a clutch and a steering gear box, and a controller for controlling the rotation of the motor. The control device is configured to generate a required steering assist force by controlling the motor based on the detection results of various sensors such as a steering torque sensor.

【0003】かかる電動式パワーステアリング装置の一
つとして、例えば特開昭62−227859号公報に記
載されている如く、ステアリングシャフトに設けられた
二つのトルクセンサにより検出された操舵トルクの差を
演算し、検出操舵トルクの差が基準値未満のときには少
くとも一方のトルクセンサの検出結果に基づきモータを
制御し、検出操舵トルクの差が基準値以上のときにはト
ルクセンサに温度ドリフトの如きオフセット等の異常が
発生したと判定してモータへの通電を停止すると共にク
ラッチを解放するよう構成された電動式パワーステアリ
ング装置が従来より知られている。かくして構成された
パワーステアリング装置によれば、一方のトルクセンサ
に異常が生じるとそれに対処して確実にパワーアシスト
を停止し不適切なパワーアシストが行われることを確実
に防止することができる。
As one of such electric power steering devices, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 227859/1987, a difference between steering torques detected by two torque sensors provided on a steering shaft is calculated. However, when the difference between the detected steering torques is less than the reference value, the motor is controlled based on the detection result of at least one of the torque sensors, and when the difference between the detected steering torques is equal to or greater than the reference value, the torque sensor detects an offset such as temperature drift. 2. Description of the Related Art An electric power steering device configured to determine that an abnormality has occurred and stop energizing a motor and release a clutch has been conventionally known. According to the power steering device thus configured, it is possible to reliably prevent the power assist from being stopped and to appropriately perform the power assist when an abnormality occurs in one of the torque sensors.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の如き従来
の電動式パワーステアリング装置に於ては、二つのトル
クセンサにより検出された操舵トルクの差が基準値以上
にならなければパワーアシストが停止されないので、二
つのトルクセンサに温度ドリフト等に起因するオフセッ
トが生じてもオフセットの方向が同一の場合にはそれら
のトルクセンサにより検出された操舵トルクの差は基準
値以上にならず、実操舵トルクには正確に対応しない操
舵トルクに応じてそのままパワーアシストが継続されて
しまい、そのため車輌の直進状態に於ても右切り又は左
切り方向のアシスト力が与えられたり、旋回方向によっ
てアシスト力が相違したりするという問題がある。
However, in the conventional electric power steering apparatus as described above, the power assist is not stopped unless the difference between the steering torques detected by the two torque sensors exceeds the reference value. Therefore, even if an offset due to temperature drift or the like occurs in the two torque sensors, if the offset directions are the same, the difference between the steering torques detected by those torque sensors does not exceed the reference value and the actual steering torque The power assist continues as it is in response to the steering torque that does not correspond exactly, so that even when the vehicle is straight ahead, the assist force is applied to the right or left turning direction, or the assist force varies depending on the turning direction. There is a problem of doing.

【0005】本発明は、上述の如き従来の電動式パワー
ステアリング装置に於ける叙上の如き問題に鑑み、操舵
トルク検出手段に温度ドリフト等によるオフセットが生
じても操舵トルクを正確に検出することができ、これに
より実操舵トルクに応じて適切なパワーアシストを継続
して行うことができるよう改良された電動式パワーステ
アリング装置を提供することを目的としている。
In view of the above-mentioned problems in the conventional electric power steering apparatus as described above, the present invention can accurately detect the steering torque even if the steering torque detecting means is offset due to temperature drift or the like. Therefore, it is an object of the present invention to provide an improved electric power steering device capable of continuously performing appropriate power assist according to the actual steering torque.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、図1に示されている如く、操舵アシスト力
を発生するモータM1と、実質的に実操舵トルクの一次
関数の出力特性にて検出操舵トルクを出力する第一の操
舵トルク検出手段M2と、前記第一の操舵トルク検出手
段の出力特性に対し逆傾斜の出力特性にて検出操舵トル
クを出力する第二の操舵トルク検出手段M3と、前記第
一及び第二の操舵トルク検出手段により検出された検出
操舵トルクの和の2分の1を基準トルクとして演算する
基準トルク演算手段M4と、前記第一又は第二の操舵ト
ルク検出手段により検出された検出操舵トルクより前記
基準トルクを減算することにより制御用の操舵トルクを
演算する制御用操舵トルク演算手段M5と、少くとも制
御用操舵トルクに応じて前記モータを制御することによ
り操舵アシスト力を制御する制御手段M6とを有する電
動式パワーステアリング装置によって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the above-described object is to realize a motor M1 for generating a steering assist force and a substantially linear function of an actual steering torque as shown in FIG. A first steering torque detecting means M2 that outputs a detected steering torque based on the output characteristic, and a second steering that outputs a detected steering torque based on an output characteristic that is a reverse slope with respect to the output characteristic of the first steering torque detecting means. The torque detecting means M3, a reference torque calculating means M4 for calculating a half of the sum of the detected steering torques detected by the first and second steering torque detecting means as a reference torque, and the first or second The control steering torque calculation means M5 for calculating the control steering torque by subtracting the reference torque from the detected steering torque detected by the steering torque detection means, and at least the control steering torque. It is achieved by an electric power steering apparatus and a control unit M6 for controlling a steering assist force by controlling the motor Flip.

【0007】[0007]

【作用】第一の操舵トルク検出手段M2は実質的に実操
舵トルクの一次関数の出力特性にて検出操舵トルクを出
力し、第二の操舵トルク検出手段M3は第一の操舵トル
ク検出手段の出力特性に対し逆傾斜の出力特性にて検出
操舵トルクを出力するようになっているので、一方の操
舵トルク検出手段に温度ドリフト等に起因するオフセッ
トが生じると他方の操舵トルク検出手段にも同一方向の
オフセットが生じ、従って実操舵トルクが0である場合
に於ける第一及び第二の操舵トルク検出手段の検出操舵
トルクは常に互いに等しく、実操舵トルクが0ではない
場合に於ける第一及び第二の操舵トルク検出手段の検出
操舵トルクの和の2分の1、即ち基準トルクは実操舵ト
ルクが0である場合に於ける第一及び第二の操舵トルク
検出手段の検出操舵トルクに等しい。また二つの操舵ト
ルク検出手段に同一方向のオフセットが生じている場合
に於ける基準トルクと何れの操舵トルク検出手段にもオ
フセットが生じていない場合に於ける基準トルク(これ
以降「原点トルク」という)との偏差は二つの操舵トル
ク検出手段に生じているオフセットの大きさに等しい。
The first steering torque detecting means M2 substantially outputs the detected steering torque based on the output characteristic of the linear function of the actual steering torque, and the second steering torque detecting means M3 functions as the first steering torque detecting means. Since the detected steering torque is output with an output characteristic that is a reverse slope with respect to the output characteristic, if an offset due to temperature drift or the like occurs in one steering torque detection means, it will be the same in the other steering torque detection means. When the actual steering torque is zero, the detected steering torques of the first and second steering torque detecting means are always equal to each other, and the first steering torque is not zero when the actual steering torque is zero. And 1/2 of the sum of the steering torques detected by the second steering torque detecting means, that is, the reference torque is 0, the detection operation of the first and second steering torque detecting means when the actual steering torque is zero. Equal to the torque. Further, a reference torque when an offset occurs in the two steering torque detecting means in the same direction and a reference torque when no offset occurs in any of the steering torque detecting means (hereinafter referred to as "origin torque"). ) Is equal to the magnitude of the offset generated in the two steering torque detecting means.

【0008】上述の本発明の構成によれば、基準トルク
演算手段M4によって第一及び第二の操舵トルク検出手
段により検出された検出操舵トルクの和の2分の1が基
準トルクとして演算され、制御用操舵トルク演算手段M
5によって第一又は第二の操舵トルク検出手段により検
出された検出操舵トルクより基準トルクを減算すること
により制御用の操舵トルクが演算され、制御手段M6に
より少くとも制御用操舵トルクに応じてモータM1を制
御することにより操舵アシスト力が制御されるので、例
えば温度ドリフトにより二つの操舵トルク検出手段に同
一方向のオフセットが生じていてもそれらのオフセット
が実質的に同一である限り制御用の操舵トルクが左切り
及び右切りによって符号が逆になるよう実操舵トルクに
正確に対応して演算され、これによりパワーステアリン
グ装置を常に実操舵トルクに応じて適切に作動させるこ
とが可能になり、車輌の直進状態に於ても右切り又は左
切り方向のアシスト力が与えられたり旋回方向によって
アシスト力が相違したりすることがなくなる。
According to the above-mentioned configuration of the present invention, the reference torque calculating means M4 calculates one half of the sum of the detected steering torques detected by the first and second steering torque detecting means as the reference torque. Control steering torque calculation means M
The control steering torque is calculated by subtracting the reference torque from the detected steering torque detected by the first or second steering torque detection means by 5, and the motor is generated by the control means M6 according to at least the control steering torque. Since the steering assist force is controlled by controlling M1, even if two steering torque detecting means have offsets in the same direction due to temperature drift, as long as the offsets are substantially the same, control steering is performed. The torque is calculated in correspondence with the actual steering torque so that the signs will be reversed depending on whether the steering wheel is left-turned or right-turned. This makes it possible to always operate the power steering device appropriately in accordance with the actual steering torque. Even if the vehicle is traveling straight, the assisting force is applied to the right or left turning direction, or the assisting force varies depending on the turning direction. It is not necessary to or.

【0009】尚本明細書に於て、第二の操舵トルク検出
手段M3についての「第一の操舵トルク検出手段の出力
特性に対し逆傾斜の出力特性」とは、実操舵トルクを横
軸とし検出操舵トルクを縦軸とする直交座標に於て第一
及び第二の操舵トルク検出手段の出力特性の直線が縦軸
上に於て互いに交差し且第一及び第二の操舵トルク検出
手段の出力特性の直線の傾きの絶対値が互いに等しいこ
とを意味する。従って上述の「基準トルク」は二つの出
力特性の直線の交点に対応する操舵トルクであり、「原
点トルク」は何れの操舵トルク検出手段にもオフセット
が生じていない場合に於ける二つの出力特性の直線の交
点に対応する操舵トルクである。
In the present specification, the "output characteristic of the second steering torque detecting means M3 having an inclination opposite to the output characteristic of the first steering torque detecting means" means the actual steering torque on the horizontal axis. The straight lines of the output characteristics of the first and second steering torque detecting means intersect with each other on the vertical axis in the orthogonal coordinates with the detected steering torque as the vertical axis, and the straight lines of the first and second steering torque detecting means It means that the absolute values of the slopes of the straight lines of the output characteristics are equal to each other. Therefore, the above-mentioned "reference torque" is the steering torque corresponding to the intersection of the straight lines of the two output characteristics, and "origin torque" is the two output characteristics in the case where no offset occurs in any steering torque detecting means. The steering torque corresponds to the intersection of the straight lines.

【0010】[0010]

【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0011】図2は本発明による電動式パワーステアリ
ング装置の一つの実施例を示す概略構成図、図3は図2
に示された電子制御装置を示すブロック線図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is FIG.
3 is a block diagram showing an electronic control device shown in FIG.

【0012】図2に於て、10はステアリングホイール
を示しており、ステアリングホイール10はステアリン
グシヤフト12及びステアリングギヤボックス14を介
してラックバー16を駆動するようになっている。ステ
アリングシャフト12には歯車減速機構18によりパワ
ーユニット20が駆動接続されている。パワーユニット
20はモータ22と、歯車減速機構18とモータ22と
を選択的に駆動接続する電磁クラッチ24とを有してい
る。
In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a steering wheel. The steering wheel 10 drives a rack bar 16 via a steering shaft 12 and a steering gear box 14. A power unit 20 is drivingly connected to the steering shaft 12 by a gear reduction mechanism 18. The power unit 20 has a motor 22 and an electromagnetic clutch 24 for selectively drivingly connecting the gear reduction mechanism 18 and the motor 22.

【0013】図示の実施例に於ては、ステアリングシャ
フト12には操舵角θを検出する操舵角センサ26と、
実操舵トルクTr を検出しそれぞれ実質的に実操舵トル
クの一次関数の出力特性にて検出操舵トルクTm 及びT
s を出力するメイントルクセンサ28及びサブトルクセ
ンサ30とが設けられており、これらのセンサの出力は
電子制御装置32へ供給されるようになっている。また
電子制御装置32には車速センサ34により検出された
車速Vを示す信号も入力されるようになっている。
In the illustrated embodiment, a steering angle sensor 26 for detecting a steering angle θ is provided on the steering shaft 12.
The actual steering torque Tr is detected, and the detected steering torques Tm and Tm are substantially determined by the output characteristics of the linear function of the actual steering torque.
A main torque sensor 28 and a sub torque sensor 30 that output s are provided, and the outputs of these sensors are supplied to the electronic control unit 32. A signal indicating the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 34 is also input to the electronic control unit 32.

【0014】図には詳細には示されていないが、メイン
トルクセンサ28及びサブトルクセンサ30はステアリ
ングシャフトに組込まれたトーションバーの捩れにより
インピーダンスが変化するよう構成され巻線が互いに逆
方向に巻回されたコイルを有し、これにより二つのトル
クセンサは図7に示されている如く互いに逆傾斜の出力
特性にて検出操舵トルクTm 及びTs を出力するように
なっている。
Although not shown in detail in the drawing, the main torque sensor 28 and the sub torque sensor 30 are constructed so that the impedance changes due to the torsion of the torsion bar incorporated in the steering shaft, and the windings are arranged in opposite directions. It has a coil wound around it, so that the two torque sensors output the detected steering torques Tm and Ts with the output characteristics that are opposite to each other as shown in FIG.

【0015】即ちメイントルクセンサ28は実操舵トル
クTr が右切り方向に増大するにつれて検出操舵トルク
Tm が漸次増大するよう実操舵トルクの実質的に一次関
数の出力特性にて検出操舵トルクTm を出力し、サブト
ルクセンサ30は実操舵トルクTr が右切り方向に増大
するにつれて検出操舵トルクTs が漸次減小するよう実
質的に実操舵トルクの一次関数の出力特性にて検出操舵
トルクTs を出力するようになっている。またこれら二
つのトルクセンサは初期設定によりそれらの出力特性の
直線が検出操舵トルクを示す縦軸上の原点トルクTo に
対応する点に於て互いに交差し且二つの直線の傾きの絶
対値が互いに同一であるよう設定されている。
That is, the main torque sensor 28 outputs the detected steering torque Tm with an output characteristic of a substantially linear function of the actual steering torque so that the detected steering torque Tm gradually increases as the actual steering torque Tr increases in the right turning direction. Then, the sub torque sensor 30 outputs the detected steering torque Ts with the output characteristic of the linear function of the actual steering torque so that the detected steering torque Ts gradually decreases as the actual steering torque Tr increases in the right-turn direction. It is like this. Also, these two torque sensors intersect each other at the point where the straight line of their output characteristics corresponds to the origin torque To on the vertical axis indicating the detected steering torque by the initial setting and the absolute values of the inclinations of the two straight lines mutually. It is set to be the same.

【0016】図3に詳細に示されている如く、電子制御
装置32はマイクロコンピュータ38を含み、マイクロ
コンピュータ38は中央処理ユニット(CPU)40
と、リードオンリメモリ(ROM)42と、ランダムア
クセスメモリ(RAM)44と、入力ポート装置46
と、出力ポート装置48とを有し、これらは双方向性の
コモンバス50により互いに接続されている。
As shown in detail in FIG. 3, the electronic controller 32 includes a microcomputer 38, which is a central processing unit (CPU) 40.
, Read only memory (ROM) 42, random access memory (RAM) 44, and input port device 46
And an output port device 48, which are connected to each other by a bidirectional common bus 50.

【0017】入力ポート装置46には操舵角センサ26
により検出された操舵角θを示す信号、トルクセンサ2
8及び30よりの出力操舵トルクTm 及びTs を示す信
号、車速センサ34により検出された車速Vを示す信号
が入力されるようになっている。入力ポート装置46は
それに入力された信号を適宜に処理し、ROM42に記
憶されている制御プログラムに基くCPU40の指示に
従い、CPU及びRAM44へ処理された信号を出力す
るようになっている。
The input port device 46 has a steering angle sensor 26.
A signal indicating the steering angle θ detected by the torque sensor 2
A signal indicating the output steering torques Tm and Ts from 8 and 30 and a signal indicating the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 34 are input. The input port device 46 appropriately processes the signal input thereto, and outputs the processed signal to the CPU and the RAM 44 according to the instruction of the CPU 40 based on the control program stored in the ROM 42.

【0018】ROM42は図4に示された制御プログラ
ム及び図5、図6に示されたグラフに対応するマップを
記憶している。CPU40は図4に示された制御プログ
ラムに基き後述の如く種々の演算及び信号の処理を行う
ようになっている。出力ポート装置48はCPU40の
指示に従い駆動回路52を経てモータ22へ制御信号を
出力し、また駆動回路54を経て電磁クラッチ24へ制
御信号を出力し、更にトルクセンサ28及び30の一方
に異常が生じた旨の判別が行われたときには警報ランプ
56を点灯するようになっている。
The ROM 42 stores the control program shown in FIG. 4 and maps corresponding to the graphs shown in FIGS. 5 and 6. The CPU 40 is adapted to perform various calculations and signal processing as will be described later based on the control program shown in FIG. The output port device 48 outputs a control signal to the motor 22 via the drive circuit 52 and a control signal to the electromagnetic clutch 24 via the drive circuit 54 in accordance with an instruction from the CPU 40, and if one of the torque sensors 28 and 30 has an abnormality. When it is determined that the alarm has occurred, the alarm lamp 56 is turned on.

【0019】次に図4に示されたフローチャートを参照
して図示の実施例の作動について説明する。尚電子制御
装置32による制御は図2には示されていないイグニッ
ションスイッチが閉成されることにより開始される。ま
た図4に示されたフローチャートに於て、Nはトルクセ
ンサ28及び30の一方に異常が生じた旨の判定回数を
示している。
The operation of the illustrated embodiment will now be described with reference to the flow chart shown in FIG. The control by the electronic control unit 32 is started by closing an ignition switch not shown in FIG. Further, in the flowchart shown in FIG. 4, N represents the number of determinations that abnormality has occurred in one of the torque sensors 28 and 30.

【0020】まずステップ10に於ては駆動回路54を
経て電磁クラッチ24へ制御信号が出力されることによ
りクラッチが接続され、ステップ20に於ては操舵角セ
ンサ26により検出された操舵角θを示す信号、トルク
センサ28及び30よりの出力操舵トルクTm 及びTs
を示す信号、車速センサ34により検出された車速Vを
示す信号の読込みが行われる。
First, in step 10, the control signal is output to the electromagnetic clutch 24 through the drive circuit 54 so that the clutch is engaged, and in step 20, the steering angle θ detected by the steering angle sensor 26 is changed. Signals shown, output steering torques Tm and Ts from torque sensors 28 and 30
And a signal indicating the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 34 are read.

【0021】ステップ30に於てはステップ20に於て
読込みまれた出力操舵トルクTm 及びTs に基づき下記
の数1に従って基準トルクTstが演算され、ステップ4
0に於ては出力操舵トルクTm 及び基準トルクTstに基
づき下記の数2に従って制御用操舵トルクTが演算され
る。
In step 30, the reference torque Tst is calculated according to the following equation 1 based on the output steering torques Tm and Ts read in step 20, and step 4
At 0, the control steering torque T is calculated according to the following equation 2 based on the output steering torque Tm and the reference torque Tst.

【0022】[0022]

【数1】Tst=(Tm +Ts )/2[Formula 1] Tst = (Tm + Ts) / 2

【数2】T=Tm −Tst(2) T = Tm-Tst

【0023】ステップ50に於てはステップ40に於て
演算された操舵トルクTに基き図5に示されたグラフに
対応するマップより基本アシスト量Tabが演算され、ス
テップ60に於てはステップ20に於て読込みまれた車
速Vに基き図6に示されたグラフに対応するマップより
車速係数Kv が演算され、ステップ70に於てはステッ
プ30に於て演算された基本アシスト量Tabとステップ
40に於て演算された車速係数Kv との積としてアシス
ト量Ta が演算される。
In step 50, the basic assist amount Tab is calculated from the map corresponding to the graph shown in FIG. 5 based on the steering torque T calculated in step 40, and in step 60, step 20 The vehicle speed coefficient Kv is calculated from the map corresponding to the graph shown in FIG. 6 on the basis of the vehicle speed V read in, and in step 70, the basic assist amount Tab calculated in step 30 and step 40 The assist amount Ta is calculated as a product of the vehicle speed coefficient Kv calculated in the above.

【0024】ステップ80に於ては下記の数3に従って
基準トルクTstより原点トルクToを減算することによ
り基準トルクの偏差ΔTstが演算される。
At step 80, the deviation ΔTst of the reference torque is calculated by subtracting the origin torque To from the reference torque Tst according to the following equation 3.

【数3】ΔTst=Tst−To[Formula 3] ΔTst = Tst−To

【0025】ステップ90に於ては基準トルクの偏差Δ
Tstの絶対値が基準値Tc (正の定数)を越えているか
否かの判別が行われ、|ΔTst|>Tc ではない旨の判
別、即ち二つのトルクセンサ28及び30のオフセット
が許容範囲内である旨の判別が行われたときにはステッ
プ100に於てトルクセンサの異常判定回数Nが0にリ
セットされ、|ΔTst|>Tc である旨の判別、即ち二
つのトルクセンサのオフセットが許容範囲を越えている
旨の判別が行われたときにはステップ110に於て異常
判定回数Nが1インクリメントされる。
In step 90, the deviation Δ of the reference torque
It is determined whether or not the absolute value of Tst exceeds the reference value Tc (a positive constant), and it is determined that | ΔTst |> Tc, that is, the offsets of the two torque sensors 28 and 30 are within the allowable range. If it is determined that the torque sensor abnormality determination count N is reset to 0 in step 100, it is determined that | ΔTst |> Tc, that is, the offsets of the two torque sensors fall within the allowable range. When it is determined that the number of times of exceeding is exceeded, the number N of abnormality determinations is incremented by 1 in step 110.

【0026】尚上述のステップ90に於ける判定の基準
値Tc は二つのトルクセンサのオフセットが許容範囲を
越えている旨の判別が適正に行われるよう例えば実験的
に求められてよい。
The reference value Tc for the determination in step 90 described above may be obtained, for example, experimentally so that the determination that the offsets of the two torque sensors are out of the allowable range is properly performed.

【0027】ステップ120に於ては回数Nが3である
か否かの判別が行われ、N=3ではない旨の判別が行わ
れたときにはステップ130に於てアシスト量Ta に対
応する制御信号が駆動回路52を経てモータ22へ出力
されることにより、操舵アシスト力がアシスト量Ta に
対応する値に制御された後ステップ20へ戻り、N=3
である旨の判別が行われたときにはステップ140へ進
む。
In step 120, it is judged whether or not the number of times N is 3, and when it is judged that N = 3 is not satisfied, in step 130, a control signal corresponding to the assist amount Ta. Is output to the motor 22 via the drive circuit 52, the steering assist force is controlled to a value corresponding to the assist amount Ta, and then the process returns to step 20 and N = 3.
If it is determined that the above condition is true, the process proceeds to step 140.

【0028】ステップ140に於てはモータ22への通
電が停止されると共に電磁クラッチ24への制御信号の
出力が停止されることによって該クラッチが解放され、
ステップ150に於ては警報ランプ56へ制御信号が出
力されることにより警報ランプが点灯され、これにより
モータがロックした旨の警報が車輌の運転者に発せられ
る。
In step 140, the energization of the motor 22 is stopped and the output of the control signal to the electromagnetic clutch 24 is stopped, so that the clutch is released.
In step 150, a warning lamp is turned on by outputting a control signal to the warning lamp 56, thereby issuing a warning to the driver of the vehicle that the motor is locked.

【0029】かくして図示の実施例によれば、ステップ
30に於て二つのトルクセンサ28及び30の検出操舵
トルクTm 及びTs の和の2分の1として基準トルクT
stが演算され、ステップ40に於てメイントルクセンサ
28の検出操舵トルクTm より基準トルクTstを減算す
ることにより制御用操舵トルクTが演算され、ステップ
50に於て基本アシスト量Tabが制御用操舵トルクTに
基づき図6に示されたグラフに対応するマップより演算
され、ステップ60に於て車速係数Kv が車速Vに基づ
き図7に示されたグラフに対応するマップより演算さ
れ、ステップ70に於てアシスト量Ta が基本アシスト
量Tabと車速係数Kv との積として演算され、ステップ
80に於て基準トルクTstより原点トルクTo を減算す
ることにより基準トルクの偏差ΔTstが演算される。
Thus, according to the illustrated embodiment, in step 30, the reference torque T is set as one half of the sum of the steering torques Tm and Ts detected by the two torque sensors 28 and 30.
st is calculated, and the control steering torque T is calculated by subtracting the reference torque Tst from the steering torque Tm detected by the main torque sensor 28 in step 40, and the basic assist amount Tab is calculated in step 50 by the control steering. 6 is calculated from the map corresponding to the graph shown in FIG. 6 based on the torque T, and the vehicle speed coefficient Kv is calculated from the map corresponding to the graph shown in FIG. The assist amount Ta is calculated as the product of the basic assist amount Tab and the vehicle speed coefficient Kv. In step 80, the origin torque To is subtracted from the reference torque Tst to calculate the deviation ΔTst of the reference torque.

【0030】トルクセンサ28及び30の何れにもオフ
セットが生じておらずこれらが正常に作動している場合
には、図8(A)に示されている如く基準トルクTstは
実操舵トルクTr の如何に拘らず原点トルクTo と同一
であるので、図8(B)に示されている如く制御用操舵
トルクTの特性直線は必ず原点を通り、制御用操舵トル
クTは実操舵トルクTr が正及び負の値である場合には
それぞれ正及び負の値となる。
When no offset occurs in either of the torque sensors 28 and 30 and they are operating normally, the reference torque Tst is equal to the actual steering torque Tr as shown in FIG. 8 (A). Since it is the same as the origin torque To regardless of the origin, the characteristic straight line of the control steering torque T always passes through the origin as shown in FIG. 8 (B), and the actual steering torque Tr of the control steering torque T is positive. And negative values are positive and negative values, respectively.

【0031】また例えば温度ドリフトによりトルクセン
サ28及び30に許容範囲内にて互いに同一方向の同量
のオフセットが生じている場合には、図9(A)に示さ
れている如く基準トルクTstは原点トルクTo とは異な
る値になるが、制御用操舵トルクTは上述の数2に従っ
て演算されるので、この場合にも図9(B)に示されて
いる如く制御用操舵トルクTの特性直線は必ず原点を通
り、制御用操舵トルクTは実操舵トルクTr が正及び負
の値である場合にはそれぞれ正及び負の値となる。また
この場合基準トルクTstと原点トルクTo との偏差、即
ち基準トルクの偏差ΔTstは実操舵トルクTr に拘らず
一定である。
When the torque sensors 28 and 30 are offset by the same amount in the same direction within the allowable range due to temperature drift, the reference torque Tst is as shown in FIG. 9A. Although it has a value different from the origin torque To, the control steering torque T is calculated according to the above-described mathematical expression 2, and therefore the characteristic straight line of the control steering torque T is also shown in this case as shown in FIG. 9B. Always passes through the origin, and the control steering torque T takes positive and negative values when the actual steering torque Tr has positive and negative values, respectively. Further, in this case, the deviation between the reference torque Tst and the origin torque To, that is, the deviation ΔTst of the reference torque is constant regardless of the actual steering torque Tr.

【0032】更にトルクセンサ28及び30の一方に例
えばショートの如き重大な異常が発生すると、異常が発
生した出力特性の直線が例えば図10(A)に示されて
いる如く変化し、これにより数2に従って演算される制
御用操舵トルクTは図10(B)に示されている如く実
操舵トルクTr に正確には対応しなくなる。またこの場
合には基準トルクTstと原点トルクTo との偏差、即ち
基準トルクの偏差ΔTstは実操舵トルクTr によって変
動し、実操舵トルクが右切り方向に増大するにつれて高
い値になる。
Further, when a serious abnormality such as a short circuit occurs in one of the torque sensors 28 and 30, the straight line of the output characteristic in which the abnormality occurs changes as shown in FIG. 10 (A). The control steering torque T calculated according to No. 2 does not exactly correspond to the actual steering torque Tr as shown in FIG. Further, in this case, the deviation between the reference torque Tst and the origin torque To, that is, the deviation ΔTst of the reference torque fluctuates depending on the actual steering torque Tr, and becomes higher as the actual steering torque increases in the right-turn direction.

【0033】従ってトルクセンサ28及び30にオフセ
ットが生じておらずこれらが正常に作動している場合の
みならず、二つのトルクセンサに許容範囲内にて同一方
向の同量のオフセットが生じている場合には、ステップ
90に於てノーの判別が行われ、ステップ130に於て
アシスト量Ta に対応する制御信号がモータ22へ出力
されることにより、操舵アシスト力は実操舵トルクに対
応すると共に車速が高いほど低くなるよう制御されるの
で、低車速域に於ける軽快な操舵が確保されると共に高
車速域に於ける良好な操縦安定性が確保される。
Therefore, not only when the torque sensors 28 and 30 are not offset and are operating normally, but the two torque sensors are offset by the same amount in the same direction within the allowable range. In this case, a negative determination is made in step 90, and the control signal corresponding to the assist amount Ta is output to the motor 22 in step 130 so that the steering assist force corresponds to the actual steering torque. Since the higher the vehicle speed is, the lower the vehicle speed is controlled. Therefore, the light steering is ensured in the low vehicle speed range and the good steering stability is ensured in the high vehicle speed range.

【0034】これに対しトルクセンサ28又は30の一
方に断線、ショート、許容範囲を越えるオフセットの如
き重大な異常が生じると、基準トルクの偏差ΔTstの絶
対値が基準値Tc を越えるので、ステップ90に於てイ
エスの判別が行われる。そしてこの判別、即ち一方のト
ルクセンサに重大な異常が発生した旨の判別が連続して
3回行われるとステップ120に於てイエスの判別が行
われ、ステップ140に於てモータ22への通電が停止
されると共にクラッチ24への制御信号の出力が停止さ
れることによって該クラッチが解放され、これによりパ
ワーステアリング装置はマニュアルステアリング装置に
切換えられて不適切なパワーアシストが継続されること
が確実に防止されると共に、ステップ150に於て警報
ランプ56が点灯され、車輌の運転者にトルクセンサ2
8に重大な異常が生じた旨の警報が発せられる。
On the other hand, if one of the torque sensors 28 or 30 has a serious abnormality such as a wire break, a short circuit, or an offset exceeding the allowable range, the absolute value of the deviation ΔTst of the reference torque exceeds the reference value Tc. At that time, the judgment of yes is made. If this determination, that is, the determination that one of the torque sensors has a serious abnormality occurs three times in succession, a yes determination is made in step 120 and the motor 22 is energized in step 140. Is stopped and the output of the control signal to the clutch 24 is stopped, the clutch is released, which ensures that the power steering device is switched to the manual steering device and the inappropriate power assist is continued. The warning lamp 56 is turned on in step 150 to prevent the driver of the vehicle from using the torque sensor 2.
A warning is issued that a serious abnormality has occurred in 8.

【0035】また図示の実施例によれば、一方のトルク
センサに重大な異常が生じた旨の判定が連続して3回行
われない限りステップ140及び150は実行されない
ので、トルクセンサに重大な異常が生じていると誤って
判定され、その判定結果に基き実際にはトルクセンサに
重大な異常が生じていないにも拘らずステップ140及
び150が実行されてしまうこと、即ち警報ランプ56
が点灯されること及びパワーステアリング装置がマニュ
アルステアリング装置に切替えられてしまうことが確実
に防止される。
Further, according to the embodiment shown in the figure, steps 140 and 150 are not executed unless the determination that a serious abnormality has occurred in one of the torque sensors is made three times in succession, so that the torque sensor has a serious problem. It is erroneously determined that an abnormality has occurred, and based on the determination result, steps 140 and 150 are executed despite the fact that no serious abnormality has occurred in the torque sensor, that is, the alarm lamp 56.
Is surely turned on and the power steering device is surely prevented from being switched to the manual steering device.

【0036】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
Although the present invention has been described above in detail with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and other various embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that it is possible.

【0037】例えば上述の実施例に於ては、二つのトル
クセンサ28及び30の出力特性の逆傾斜はそれらのコ
イルの巻線の方向が互いに逆に設定されることにより達
成されているが、二つのトルクセンサの出力特性の逆傾
斜は互いに同一の出力特性を有する二つのトルクセンサ
の一方よりの出力をアンプに通したり、ある定数より一
方のトルクセンサの出力を減算することにより達成され
てもよい。
For example, in the above-described embodiment, the reverse inclination of the output characteristics of the two torque sensors 28 and 30 is achieved by setting the winding directions of their coils to be opposite to each other. The reverse slope of the output characteristics of the two torque sensors is achieved by passing the output from one of the two torque sensors having the same output characteristics through an amplifier or subtracting the output of one torque sensor from a certain constant. Good.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、基準トルク演算手段M4によって第一及び
第二の操舵トルク検出手段により検出された検出操舵ト
ルクの和の2分の1が基準トルクとして演算され、制御
用操舵トルク演算手段M5によって第一又は第二の操舵
トルク検出手段により検出された検出操舵トルクより基
準トルクを減算することにより制御用の操舵トルクが演
算され、制御手段M6により少くとも制御用操舵トルク
に応じてモータM1を制御することにより操舵アシスト
力が制御されるので、例えば温度ドリフトにより二つの
操舵トルク検出手段に同一方向のオフセットが生じてい
てもそれらのオフセットが実質的に同一である限り制御
用の操舵トルクが左切り及び右切りによって符号が逆に
なるよう実操舵トルクに正確に対応して演算され、従っ
てパワーステアリング装置を常に実操舵トルクに応じて
適切に作動させることができ、これにより車輌の直進状
態に於ても右切り又は左切り方向のアシスト力が与えら
れたり旋回方向によってアシスト力が相違したりするこ
とを確実に防止することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, one half of the sum of the detected steering torques detected by the first and second steering torque detecting means by the reference torque calculating means M4. Is calculated as the reference torque, and the control steering torque is calculated by subtracting the reference torque from the detected steering torque detected by the first or second steering torque detection means by the control steering torque calculation means M5. Since the steering assist force is controlled by controlling the motor M1 according to at least the control steering torque by the means M6, even if an offset in the same direction occurs in the two steering torque detection means due to temperature drift, for example, those steering torque detection means are controlled. As long as the offset is substantially the same, the actual steering torque is adjusted so that the steering torque for control has the opposite sign when left or right turned. Therefore, the power steering device can always operate properly in accordance with the actual steering torque, so that the assisting force in the right-turning or left-turning direction can be obtained even when the vehicle is straight ahead. It is possible to reliably prevent the assist force from being given or different depending on the turning direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による電動式パワーステアリング装置の
構成を特許請求の範囲の記載に対応させて示す説明図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an electric power steering device according to the present invention in correspondence with the description of the claims.

【図2】本発明による電動式パワーステアリング装置の
一つの実施例を示す概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of an electric power steering device according to the present invention.

【図3】図2に示された電子制御装置を示すブロック線
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the electronic control device shown in FIG. 2.

【図4】図2及び図3に示された電子制御装置より達成
されるパワーアシスト制御ルーチンを示すフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart showing a power assist control routine achieved by the electronic control device shown in FIGS. 2 and 3.

【図5】トルクセンサにより検出された操舵トルクTと
基本アシスト量Tabとの間の関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a steering torque T detected by a torque sensor and a basic assist amount Tab.

【図6】車速センサにより検出された車速Vと車速係数
Kv との間の関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a vehicle speed V detected by a vehicle speed sensor and a vehicle speed coefficient Kv.

【図7】実操舵トルクTr とトルクセンサの検出操舵ト
ルクTm 、Ts との間の関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the actual steering torque Tr and the steering torques Tm and Ts detected by the torque sensor.

【図8】二つのトルクセンサが正常に作動している場合
に於ける実操舵トルクTr と二つのトルクセンサの検出
操舵トルクTm 、Ts との間の関係を示すグラフ(A)
及び実操舵トルクTr と制御用操舵トルクTとの間の関
係を示すグラフ(B)である。
FIG. 8 is a graph (A) showing the relationship between the actual steering torque Tr and the detected steering torques Tm and Ts of the two torque sensors when the two torque sensors are operating normally.
3 is a graph (B) showing the relationship between the actual steering torque Tr and the control steering torque T.

【図9】二つのトルクセンサに同一方向の同量のオフセ
ットが生じている場合に於ける実操舵トルクTr と二つ
のトルクセンサの検出操舵トルクTm 、Ts との間の関
係を示すグラフ(A)及び実操舵トルクTr と制御用操
舵トルクTとの間の関係を示すグラフ(B)である。
FIG. 9 is a graph (A) showing the relationship between the actual steering torque Tr and the detected steering torques Tm and Ts of the two torque sensors when the two torque sensors are offset by the same amount in the same direction. ) And the actual steering torque Tr and the control steering torque T are graphs (B).

【図10】二つのトルクセンサの一方にショートが生じ
ている場合に於ける実操舵トルクTr と二つのトルクセ
ンサの検出操舵トルクTm 、Ts との間の関係を示すグ
ラフ(A)及び実操舵トルクTr と制御用操舵トルクT
との間の関係を示すグラフ(B)である。
FIG. 10 is a graph (A) showing the relationship between the actual steering torque Tr and the detected steering torques Tm and Ts of the two torque sensors when one of the two torque sensors is short-circuited, and the actual steering. Torque Tr and control steering torque T
It is a graph (B) which shows the relationship between and.

【符号の説明】 10…ステアリングホイール 12…ステアリングシャフト 14…ステアリングギヤボックス 22…モータ 24…電磁クラッチ 26…操舵角センサ 28、30…トルクセンサ 32…電子制御装置 34…車速センサ 56…警報ランプ[Explanation of Codes] 10 ... Steering wheel 12 ... Steering shaft 14 ... Steering gear box 22 ... Motor 24 ... Electromagnetic clutch 26 ... Steering angle sensor 28, 30 ... Torque sensor 32 ... Electronic control unit 34 ... Vehicle speed sensor 56 ... Warning lamp

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪井 正昭 愛知県豊田市トヨタ町1番地トヨタ自動車 株式会社内 (72)発明者 渡辺 智之 愛知県豊田市トヨタ町1番地トヨタ自動車 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaaki Tsuboi, 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Corporation (72) Inventor, Tomoyuki Watanabe 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】操舵アシスト力を発生するモータと、実質
的に実操舵トルクの一次関数の出力特性にて検出操舵ト
ルクを出力する第一の操舵トルク検出手段と、前記第一
の操舵トルク検出手段の出力特性に対し逆傾斜の出力特
性にて検出操舵トルクを出力する第二の操舵トルク検出
手段と、前記第一及び第二の操舵トルク検出手段により
検出された検出操舵トルクの和の2分の1を基準トルク
として演算する基準トルク演算手段と、前記第一又は第
二の操舵トルク検出手段により検出された検出操舵トル
クより前記基準トルクを減算することにより制御用の操
舵トルクを演算する制御用操舵トルク演算手段と、少く
とも制御用操舵トルクに応じて前記モータを制御するこ
とにより操舵アシスト力を制御する制御手段とを有する
電動式パワーステアリング装置。
1. A motor for generating a steering assist force, a first steering torque detecting means for outputting a detected steering torque substantially according to an output characteristic of a linear function of an actual steering torque, and the first steering torque detection. 2 of the sum of the detected steering torque detected by the second steering torque detection means and the second steering torque detection means that outputs the detected steering torque with an output characteristic that is the reverse of the output characteristic of the means. A reference torque calculation unit that calculates one-third as a reference torque, and a steering torque for control is calculated by subtracting the reference torque from the detected steering torque detected by the first or second steering torque detection unit. An electric power steering system having a control steering torque calculation means and a control means for controlling the steering assist force by controlling the motor according to at least the control steering torque. Ring device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010076637A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Jtekt Corp Electric power steering apparatus
JP2012206674A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Showa Corp Electric power steering device

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