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JP2013079875A - Steering torque detection method and electric power steering apparatus - Google Patents

Steering torque detection method and electric power steering apparatus Download PDF

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JP2013079875A JP2011220271A JP2011220271A JP2013079875A JP 2013079875 A JP2013079875 A JP 2013079875A JP 2011220271 A JP2011220271 A JP 2011220271A JP 2011220271 A JP2011220271 A JP 2011220271A JP 2013079875 A JP2013079875 A JP 2013079875A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering apparatus that can detect steering torque with a simpler configuration than before.SOLUTION: An electric power steering apparatus in which steering torque generated by operation of a steering wheel 3 by a driver is assisted by an electric motor 7 so as to be transmitted to wheels 15a and 15b via a steering device 6, comprises two gyro sensors 2a and 2b provided between the steering wheel 3 and the steering device 6 with a torsion bar 12 provided between the sensors. The apparatus calculates an integral value of a difference between angular velocities ω1 and ω2 detected by the two gyro sensors 2a and 2b to calculate the steering torque by using a predetermined formula on the basis of the integral value.

Description

本発明は、運転者によるステアリング・ホイールの操作に応じて、モータによりステアリングラック及びステアリング操作等の動きをアシストする電動パワーステアリング装置に係り、特に、構成の簡素化、信頼性の向上等を図ったものに関する。   The present invention relates to an electric power steering device that assists the movement of a steering rack and steering operation by a motor in accordance with the operation of a steering wheel by a driver. About things.

この種の従来装置としては、トルクセンサにより検出されたステアリング・ホイールの操舵トルクと、舵角センサにより検出されたステアリング・ホイールの操舵角に基づいて、ステアリングコラムやステアリングラックにあるモーターを電子制御し、これらステアリングコラムやステアリングラックの動きを補助することで、運転者のステアリング・ホイール操作を支援する電動パワーステアリング装置が種々提案、実用化されている(例えば、特許文献1等参照)。
かかる電動パワーステアリング装置において、ステアリング・ホイールの操舵力を検出するトルクセンサとしては、例えば、いわゆるトーションバーのねじれ量を、磁気歪み信号や、磁束変化信号として検出できるように構成されたセンサなどが種々提案、実用化されている(例えば、特許文献2等参照)。
This type of conventional device electronically controls the motors in the steering column and steering rack based on the steering torque of the steering wheel detected by the torque sensor and the steering angle of the steering wheel detected by the steering angle sensor. Various electric power steering devices that assist the steering wheel operation of the driver by assisting the movement of the steering column and the steering rack have been proposed and put into practical use (see, for example, Patent Document 1).
In such an electric power steering apparatus, as a torque sensor for detecting the steering force of the steering wheel, for example, a sensor configured to detect a torsion amount of a so-called torsion bar as a magnetostriction signal or a magnetic flux change signal. Various proposals and practical applications have been made (see, for example, Patent Document 2).

特開昭62−71756号公報(第2頁、図1−図2)JP-A-62-71756 (second page, FIG. 1 to FIG. 2) 特開2011−80870号公報(第6−13頁、図1−図9)JP 2011-80870 A (page 6-13, FIGS. 1 to 9)

しかしながら、上述のような従来のトルクセンサは、多数の機械部品からなり、トーションバの適宜な部位に外嵌される構成のものが主流であり、そのため、取り付け作業に時間を要し、コスト高の要因となるだけではなく、装置構成の複雑化を招くという問題がある。
また、車両においては、その構成部品の取り付けに要するスペースは極力小さいことが望まれるが、上述のような従来のトルクセンサは、その構造上、比較的取り付けスペースの確保が必要であるため、取り付けスペースのさらなる縮小化が望まれるという問題もある。
However, the conventional torque sensor as described above is composed of a large number of mechanical parts and is mainly fitted to an appropriate part of the torsion bar. Therefore, it takes time to install and high cost. There is a problem that the apparatus configuration is complicated.
In addition, in a vehicle, it is desirable that the space required for mounting the components is as small as possible. However, the conventional torque sensor as described above requires a relatively large mounting space because of its structure. There is also a problem that further space reduction is desired.

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、従来に比して簡易な構成による操舵トルクの検出を可能とする操舵トルク検出方法、及び、電動パワーステアリング装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a steering torque detection method and an electric power steering device that enable detection of steering torque with a simpler configuration than conventional ones.

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る操舵トルク検出方法は、
運転者のステアリング・ホイールの操作による操舵トルクを電動モータにより助勢し、舵取装置を介して車輪へ伝達可能に構成されてなる電動パワーステアリング装置における前記操舵トルクの検出方法であって、
前記ステアリング・ホイールと前記舵取装置との間に設けられたトーションバーンを挟んで、2つのジャイロセンサを設け、
前記2つのジャイロセンサにより検出された角速度の差の積分値を算出し、前記積分値に基づいて所定の演算式により前記操舵トルクを算出するよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、
運転者のステアリング・ホイールの操作による操舵トルクを電動モータにより助勢し、舵取装置を介して車輪へ伝達可能に構成されてなる電動パワーステアリング装置であって、
前記ステアリング・ホイールと前記舵取装置との間に設けられたトーションバーンを挟んで、2つのジャイロセンサが設けられ、
前記2つのジャイロセンサにより検出された角速度の差の積分値が算出され、前記積分値に基づいて所定の演算式により前記操舵トルクが算出され、前記演算算出され操舵トルクが前記電動モータの制御に供されるよう構成されてなるものである。
In order to achieve the above object of the present invention, a steering torque detection method according to the present invention comprises:
A method for detecting the steering torque in an electric power steering device configured to assist a steering torque by an operation of a steering wheel of a driver by an electric motor and transmit the steering torque to a wheel via a steering device,
Two gyro sensors are provided across a torsion burn provided between the steering wheel and the steering device,
An integral value of a difference between angular velocities detected by the two gyro sensors is calculated, and the steering torque is calculated by a predetermined arithmetic expression based on the integral value.
In order to achieve the above object of the present invention, an electric power steering apparatus according to the present invention includes:
An electric power steering device configured to assist a steering torque by an operation of a driver's steering wheel by an electric motor and to be transmitted to a wheel via a steering device,
Two gyro sensors are provided across a torsion burn provided between the steering wheel and the steering device,
An integrated value of the difference between the angular velocities detected by the two gyro sensors is calculated, the steering torque is calculated by a predetermined calculation formula based on the integrated value, and the calculated calculation torque is used for controlling the electric motor. It is configured to be provided.

本発明によれば、ジャイロセンサをトーションバーの前後に取り付ければ良いので、従来のトルクセンサを設ける構成に比して、簡易な構成となり、部品点数の削減が図られるだけでなく、従来のような取り付けの際の調整作業が不要となるため、装置のさらなる低価格化を実現することができる。
また、2つのジャイロセンサを設け、これら2つのジャイロセンサの出力信号に基づいて演算により操舵トルクを得るように構成したので、一方が故障した場合、2つの信号の対比によって、その故障を検出できるだけでなく、故障したセンサの出力に代えて、例えば推定値等の所定の代替値を用いる等によって、応急的な操舵トルクを得ることができ、ISO(国際標準化機構)に規定される自動車の安全性に関する規格であるASIL(Automotive Safety Integrity Level)の最高レベル(ASIL-D)をも満足することが可能となるという効果を奏するものである。特に、ジャイロセンサとしてのMEMSジャイロセンサを用いたものにあっては、上述の効果をさらに確実なものとすることができる。
According to the present invention, the gyro sensor only needs to be attached to the front and back of the torsion bar, so that the configuration is simpler than the configuration in which the conventional torque sensor is provided, and not only the number of parts can be reduced, but also the conventional configuration. Since the adjustment work at the time of proper attachment is not required, further cost reduction of the apparatus can be realized.
In addition, since two gyro sensors are provided and the steering torque is obtained by calculation based on the output signals of these two gyro sensors, if one fails, the failure can be detected by comparing the two signals. Instead, the emergency steering torque can be obtained by using, for example, a predetermined alternative value such as an estimated value instead of the output of the failed sensor, and the safety of the automobile specified by ISO (International Organization for Standardization) As a result, it is possible to satisfy the ASIL (Automotive Safety Integrity Level) highest level (ASIL-D), which is a standard for safety. In particular, in the case of using a MEMS gyro sensor as a gyro sensor, the above-described effect can be further ensured.

本発明の実施の形態における電動パワーステアリング装置の概略構成を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing a schematic structure of an electric power steering device in an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態における操舵トルク算出処理を実行する電子制御ユニットの機能を機能ブロックで表した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which represented the function of the electronic control unit which performs the steering torque calculation process in embodiment of this invention with the functional block. 本発明の実施の形態における操舵トルク算出処理の他の例を実行する電子制御ユニットの機能を機能ブロックで表した機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the function of the electronic control unit which performs the other example of the steering torque calculation process in embodiment of this invention with the functional block. MEMSジャイロセンサを舵角センサとして用いた場合の舵角算出処理を説明する電子制御ユニットの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the electronic control unit explaining a rudder angle calculation process at the time of using a MEMS gyro sensor as a rudder angle sensor.

以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図3を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における電動パワーステアリング装置の構成例について、図1を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における電動パワーステアリング装置は、ステアリングコラム1に取着された2つのジャイロセンサ2a,2bと、後述するように2つのジャイロセンサ2a,2bの出力に基づいてステアリング・ホイール3の操舵トルクの演算算出処理(詳細は後述)等が実行される電子制御ユニット(図1においては「ECU」と表記)4と、電子制御ユニット4により得られた操舵トルク等に基づいてパワーステアリング制御が実行される電子パワーステアリング制御ユニット(図1においては「EPS」と表記)5とに大別されて構成されてなるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, a configuration example of the electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention includes a steering wheel 3 based on outputs of two gyro sensors 2a and 2b attached to the steering column 1 and two gyro sensors 2a and 2b as will be described later. The steering control calculation processing (details will be described later) of the electronic control unit (indicated as “ECU” in FIG. 1) 4 and the power steering based on the steering torque obtained by the electronic control unit 4 The electronic power steering control unit (indicated as “EPS” in FIG. 1) 5 that executes control is roughly divided into components.

なお、図1は、図示を簡素化して発明の理解を容易とするため、電子パワーステアリング制御ユニット5において実行されるパワーステアリング制御に必要とされる操舵トルクを得るに必要な構成部分のみを示し、電子パワーステアリング制御ユニット5で必要とされる他の信号等の供給などに関する部分については図示を省略してある。   FIG. 1 shows only components necessary for obtaining a steering torque required for power steering control executed in the electronic power steering control unit 5 in order to simplify the illustration and facilitate understanding of the invention. The portions relating to the supply of other signals required by the electronic power steering control unit 5 are not shown.

まず、電子制御ユニット4、電子パワーステアリング制御ユニット5は、いずれも、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータを中心に、RAMやROM等の記憶素子(図示せず)や、外部とのインターフェイス回路(図示せず)等を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる電子制御ユニット4は、操舵トルク算出処理(詳細は後述)を実行するものとなっている。
一方、電子パワーステアリング制御ユニット5は、上述の電子制御ユニット4により得られた操舵トルクや、図示されない舵角センサにより得られた舵角などのデータに基づいて、舵取装置6内に設けられたモータ7(図2参照)によりステアリングラック(図示せず)を駆動することで操舵トルクに対するパワーアシストを行うようになっているものである。
First, each of the electronic control unit 4 and the electronic power steering control unit 5 includes, for example, a memory element (not shown) such as a RAM or ROM, mainly a microcomputer having a known and well-known configuration, An external interface circuit (not shown) and the like are configured as main components.
The electronic control unit 4 executes a steering torque calculation process (details will be described later).
On the other hand, the electronic power steering control unit 5 is provided in the steering device 6 based on data such as the steering torque obtained by the electronic control unit 4 and the steering angle obtained by a steering angle sensor (not shown). Further, by driving a steering rack (not shown) by a motor 7 (see FIG. 2), power assist for steering torque is performed.

一方、ステアリングカラム1は、ステアリング・ホイール3が固着された入力軸11と、トーションバー12と、出力軸13とに大別されてなり、入力軸11と出力軸13は、トーションバー12を介して接続されたものとなっている。そして、出力軸13は、図示されないシャフトを介して舵取装置6に接続されている。
舵取装置6は、例えば、ラックアンドピニオン式のもので、ステアリング・ホイール3の回転が、舵取装置6の図示されないピニオン、及び、このピニオンと噛合する図示されないラックへ伝達されるものとなっている。この図示されないラックの動きは、タイロッド14a,14bを介して、その端部に取着された車輪15a,15bの舵角変更に変換されるようになっている。
On the other hand, the steering column 1 is roughly divided into an input shaft 11 to which a steering wheel 3 is fixed, a torsion bar 12, and an output shaft 13. The input shaft 11 and the output shaft 13 are connected via the torsion bar 12. Connected. The output shaft 13 is connected to the steering device 6 through a shaft (not shown).
The steering device 6 is, for example, of a rack and pinion type, and the rotation of the steering wheel 3 is transmitted to a pinion (not shown) of the steering device 6 and a rack (not shown) meshing with the pinion. ing. The movement of the rack (not shown) is converted into a change in the steering angle of the wheels 15a and 15b attached to the end portions via the tie rods 14a and 14b.

上述の舵取装置6のラック(図示せず)には、同装置6内に設けられ、電子パワーステアリング制御ユニット5により動作制御されるたモータ7(図2参照)の回転力が付与されて、ステアリング・ホイール3の操作により生じた操舵トルクに対するパワーアシストがなされるようになっている。   The rack (not shown) of the steering device 6 described above is provided with the rotational force of a motor 7 (see FIG. 2) provided in the device 6 and controlled in operation by the electronic power steering control unit 5. The power assist for the steering torque generated by the operation of the steering wheel 3 is performed.

本発明の実施の形態におけるジャイロセンサ2a,2bは、Si(シリコン)マイクロマシニング技術を利用したいわゆるMEMS(micro electro mechanical systems)ジャイロセンサ(角速度)が用いられており、かかるMEMSジャイロセンサ自体は、本発明特有のものではなく、周知・公知の構成を有してなるものである。
従来、このようなジャイロセンサは、車両においてヨーレートセンサとして一つ用いられているものであるが、本発明の実施の形態においては、従来ヨーレートセンサとして用いられていたジャイロセンサ、特に、MEMSジャイロセンサを2つ設けることで、後述するようにステアリング・ホイール3の操舵トルクを検出する従来のトルクセンサの機能を果たし得るようにしたものである。
As the gyro sensors 2a and 2b in the embodiment of the present invention, a so-called MEMS (micro electro mechanical systems) gyro sensor (angular velocity) using Si (silicon) micromachining technology is used, and the MEMS gyro sensor itself is It is not unique to the present invention, and has a well-known and publicly known configuration.
Conventionally, one such gyro sensor has been used as a yaw rate sensor in a vehicle. However, in an embodiment of the present invention, a gyro sensor that has been conventionally used as a yaw rate sensor, particularly a MEMS gyro sensor. By providing two, the function of a conventional torque sensor for detecting the steering torque of the steering wheel 3 can be achieved as will be described later.

なお、MEMSジャイロセンサには、センシング部分のみのもの、センシング部分と信号増幅等を行う電子回路とを含んだものなど種々の形態があるが、本発明の実施の形態においては、センシング部分のみの構成のものが用いられている。これは、電子回路を含む構成のものと比べて、ジャイロセンサ2a,2bと電子制御ユニット4間における電源供給線が不要となり、電子制御ユニット4との間の配線を必要最小限とすることができるためである。   The MEMS gyro sensor has various forms such as a sensing part only, and a sensing part and an electronic circuit that performs signal amplification, etc. In the embodiment of the present invention, only the sensing part is provided. The thing of composition is used. This eliminates the need for a power supply line between the gyro sensors 2a and 2b and the electronic control unit 4 and minimizes the wiring between the electronic control unit 4 and a configuration including an electronic circuit. This is because it can.

ジャイロセンサ2a,2bは、図1に示されたように、ステアリングカラム1の軸方向でトーションバー12を挟んで任意の2カ所において取着されたものとなっている。
すなわち、本発明の実施の形態においては、一方のジャイロセンサ2aは、入力軸11上の任意の箇所に、他方のジャイロセンサ2bは、出力軸13上の任意の箇所に、それぞ取着されたものとなっている。
As shown in FIG. 1, the gyro sensors 2 a and 2 b are attached at two arbitrary positions with the torsion bar 12 sandwiched in the axial direction of the steering column 1.
That is, in the embodiment of the present invention, one gyro sensor 2a is attached to an arbitrary location on the input shaft 11, and the other gyro sensor 2b is attached to an arbitrary location on the output shaft 13. It has become.

ジャイロセンサ2a,2bの取り付け場所は、上述の例に限定される必要はなく、ステアリング・ホイール3の舵角に応じた動きを、トーションバー12を挟んで2カ所で検出可能な場所であれば良い。
したがって、一方のジャイロセンサ2aは、ステアリング・ホイール3からトーションバー12に至るまで間の任意の場所に、他方のジャイロセンサ2bは、トーションバー12の出力軸13との接続部から舵取装置6に至るまでの間の任意の場所に、それぞれ取着するのが好適である。
The attachment location of the gyro sensors 2a and 2b need not be limited to the above-described example, and may be any location where the movement according to the steering angle of the steering wheel 3 can be detected at two locations across the torsion bar 12. good.
Accordingly, one gyro sensor 2a is disposed at an arbitrary position between the steering wheel 3 and the torsion bar 12, and the other gyro sensor 2b is connected to the steering shaft 6 from the connection portion with the output shaft 13 of the torsion bar 12. It is preferable to attach to any place between the two.

次に図2を参照しつつ、電子制御ユニット4において行われる2つのジャイロセンサ2a,2bの検出信号に基づくステアリング・ホイール3の操舵トルクの算出処理について説明する。
図2は、電子制御ユニット4において実行される2つのジャイロセンサ2a,2bの検出信号に基づくステアリング・ホイール3の操舵トルクの算出処理を、機能ブロックにより示したものである。
Next, the calculation processing of the steering torque of the steering wheel 3 based on the detection signals of the two gyro sensors 2a and 2b performed in the electronic control unit 4 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a functional block diagram showing a calculation process of the steering torque of the steering wheel 3 based on the detection signals of the two gyro sensors 2a and 2b executed in the electronic control unit 4.

2つのジャイロセンサ2a,2bにより得られた角速度信号ω1,ω2は、電子制御ユニット4内で、必要な増幅、信号整形等が施された後、デジタル信号とされ、デジタル演算により、それぞれ積分されて、角度α1,α2が算出される(図2の符号a、b参照)。
ここで、この角度α1、α2は、ジャイロセンサ2a,2bが取り付けられた部材、例えば、出力軸13に生ずる回動角度で、その大きさは操舵トルクに応じたものである。
The angular velocity signals ω1 and ω2 obtained by the two gyro sensors 2a and 2b are converted into digital signals after being subjected to necessary amplification and signal shaping in the electronic control unit 4, and integrated by digital calculation, respectively. Thus, the angles α1 and α2 are calculated (see symbols a and b in FIG. 2).
Here, the angles α1 and α2 are rotation angles generated in the member to which the gyro sensors 2a and 2b are attached, for example, the output shaft 13, and the magnitude thereof corresponds to the steering torque.

次いで、2つの角度α1、α2の差(α1−α2)=αが演算算出される(図2の符号c参照)。
そして、角度差αの関数として予め設定された操舵トルク算出関数f(α)により、この時点の角度差αに対する操舵トルクX(mN)が算出され(図2の符号d参照)、従来のトルクセンサを用いた場合と同様に、電子パワーステアリング制御ユニット5によるモータ7の駆動制御に供されることとなる。
Next, the difference (α1−α2) = α between the two angles α1 and α2 is calculated (see symbol c in FIG. 2).
Then, a steering torque X (mN) with respect to the angle difference α at this time is calculated by a steering torque calculation function f (α) set in advance as a function of the angle difference α (see symbol d in FIG. 2). As in the case of using the sensor, the electronic power steering control unit 5 is used for driving control of the motor 7.

図3には、2つのジャイロセンサ2a,2bの検出信号に基づくステアリング・ホイール3の操舵トルクの算出処理の他の構成例が示されており、以下、同図を参照しつつ説明する。
この例においては、2つのジャイロセンサ2a,2bにより得られた角速度信号ω1,ω2は、電子制御ユニット4内で、必要な増幅、信号整形等が施された後、デジタル信号とされ、2つの角速度ω1,ω2の差(ω1−ω2)がデジタル演算により算出される(図3の符号e参照)。
FIG. 3 shows another configuration example of the calculation process of the steering torque of the steering wheel 3 based on the detection signals of the two gyro sensors 2a and 2b, which will be described below with reference to FIG.
In this example, the angular velocity signals ω1 and ω2 obtained by the two gyro sensors 2a and 2b are subjected to necessary amplification, signal shaping, and the like in the electronic control unit 4 and then converted into digital signals. A difference (ω1−ω2) between the angular velocities ω1 and ω2 is calculated by digital calculation (see symbol e in FIG. 3).

次いで、上述のようにして得られた角速度差(ω1−ω2)について積分が行われ、角速度差(ω1−ω2)に応じた角度αが算出される(図3の符号f参照)。
そして、求められた角度αに対する操舵トルクX(mN)が操舵トルク算出関数f(α)により算出される点は、図2で説明したと同様(図2の符号d参照)であり、図3においては、かかる処理についての図示を省略してある。
Next, integration is performed on the angular velocity difference (ω1−ω2) obtained as described above, and an angle α corresponding to the angular velocity difference (ω1−ω2) is calculated (see symbol f in FIG. 3).
The steering torque X (mN) with respect to the obtained angle α is calculated by the steering torque calculation function f (α) in the same manner as described with reference to FIG. 2 (see symbol d in FIG. 2). In FIG. 2, illustration of such processing is omitted.

上述のように本発明の実施の形態における電動パワーステアリング装置においては、2つのMEMSジャイロセンサ2a,2bを用いる構成としたので、一方が故障した場合、例えば、2つの信号の対比によって、その故障を検出できるだけでなく、故障したセンサの出力に代えて、推知値を用いる等によって、応急的な操舵トルクを得ることができ、ISO(国際標準化機構)に規定される自動車の安全性に関する規格であるASIL(Automotive Safety Integrity Level)の最高レベル(ASIL-D)をも満足することが可能となっている。   As described above, in the electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention, since the two MEMS gyro sensors 2a and 2b are used, if one of them fails, for example, the failure is detected by comparing two signals. It is possible to obtain emergency steering torque by using a predicted value instead of the output of a failed sensor, and is a standard related to vehicle safety defined by ISO (International Organization for Standardization). It is possible to satisfy the highest level (ASIL-D) of a certain ASIL (Automotive Safety Integrity Level).

次に、ジャイロセンサを用いて舵角を検出する構成例について、図4を参照しつつ説明する。なお、説明の便宜上、適宜、図1も参照することとする。
この例は、舵角センサとしてのMEMSジャイロセンサ8を設け、次述するように、その出力信号に基づく演算処理によってステアリング・ホイール3の舵角を得て、電子パワーステアリング制御ユニット5に供することができるようにしたものである。
まず、舵角センサとしてのMEMSジャイロセンサ8は、従来の角度センサ同様、ステアリング・ホイール3の舵角を検出可能な場所に取り付けられるもので、例えば、ステアリングカラム1の適宜な位置に取り付けられる。
Next, a configuration example for detecting a steering angle using a gyro sensor will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, FIG. 1 is also referred to as appropriate.
In this example, a MEMS gyro sensor 8 as a steering angle sensor is provided, and as described below, the steering angle of the steering wheel 3 is obtained by arithmetic processing based on the output signal, and provided to the electronic power steering control unit 5. It is made to be able to.
First, the MEMS gyro sensor 8 as a steering angle sensor is attached to a place where the steering angle of the steering wheel 3 can be detected, like the conventional angle sensor, and is attached to an appropriate position of the steering column 1, for example.

さらに、この構成例においては、基準値取得のために基準センサとしてのMEMSジャイロセンサ9が設けられている。かかる基準センサとしてのMEMSジャイロセンサ9は、車両(図示せず)の動きを、基準データとして取得するためのものであるため、車両のシャシ(図示せず)に固着される必要がある。   Further, in this configuration example, a MEMS gyro sensor 9 as a reference sensor is provided for acquiring a reference value. The MEMS gyro sensor 9 as such a reference sensor is for acquiring the movement of the vehicle (not shown) as reference data, and therefore needs to be fixed to the vehicle chassis (not shown).

次に、電子制御ユニット4における舵角算出処理について説明する。
電子制御ユニット4において、舵角センサとしてのMEMSジャイロセンサ8の出力値から、基準センサとしてのMEMSジャイロセンサ9の出力値が減算される(図4の符号g参照)。かかる減算により、X軸方向(車両の前後方向)まわりにおけるローリング成分と、Y軸方向(X軸に直交する車両の横方向)まわりの傾き成分が除去されることとなる。
そして、上述の減算結果に対する積分が施され(図4の符号h参照)、その積分結果は、ステアリング・ホイール3の舵角として、電子パワーステアリング制御ユニット5によるモータ7の駆動制御に供されることとなる。
なお、この構成例における基準センサとしてのMEMSジャイロセンサ9は、車両のシャシに固定されているものであれば、この構成例のように基準センサを独立に設ける場合に限定される必要はなく、例えば、ESC(横滑り防止装置)で車両のヨーレートの検出に用いられているジャイロセンサを本構成例における基準センサとして共用する構成としても良く、また、エアバック等の乗員保護装置において制御ユニット内等に取り付けられて制御に用いられるジャイロセンサを基準センサとして共用する構成としても良く、種々改変可能である。
Next, the steering angle calculation process in the electronic control unit 4 will be described.
In the electronic control unit 4, the output value of the MEMS gyro sensor 9 as the reference sensor is subtracted from the output value of the MEMS gyro sensor 8 as the rudder angle sensor (see symbol g in FIG. 4). By this subtraction, the rolling component around the X-axis direction (the vehicle front-rear direction) and the tilt component around the Y-axis direction (the vehicle lateral direction perpendicular to the X-axis) are removed.
Then, the above-mentioned subtraction result is integrated (see symbol h in FIG. 4), and the integration result is used as a steering angle of the steering wheel 3 for driving control of the motor 7 by the electronic power steering control unit 5. It will be.
The MEMS gyro sensor 9 as the reference sensor in this configuration example need not be limited to the case where the reference sensor is provided independently as in this configuration example, as long as it is fixed to the chassis of the vehicle. For example, the gyro sensor used for detecting the yaw rate of the vehicle in the ESC (side skid prevention device) may be shared as the reference sensor in the present configuration example, or in the control unit in the occupant protection device such as an airbag. A gyro sensor that is attached to and used for control may be shared as a reference sensor, and various modifications are possible.

より簡易な構成による操舵トルクの検出機構が所望される電動パワーステアリング装置に適する。   This is suitable for an electric power steering apparatus in which a steering torque detection mechanism with a simpler configuration is desired.

1…ステアリングカラム
2a,2b…ジャイロセンサ
3…ステアリング・ホイール
4…電子制御ユニット
5…電子パワーステアリング制御ユニット
6…舵取装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering column 2a, 2b ... Gyro sensor 3 ... Steering wheel 4 ... Electronic control unit 5 ... Electronic power steering control unit 6 ... Steering device

Claims (4)

運転者のステアリング・ホイールの操作による操舵トルクを電動モータにより助勢し、舵取装置を介して車輪へ伝達可能に構成されてなる電動パワーステアリング装置における前記操舵トルク検出方法であって、
前記ステアリング・ホイールと前記舵取装置との間に設けられたトーションバーンを挟んで、2つのジャイロセンサを設け、
前記2つのジャイロセンサにより検出された角速度の差の積分値を算出し、前記積分値に基づいて所定の演算式により前記操舵トルクを算出することを特徴とする操舵トルク検出方法。
The steering torque detection method in an electric power steering device configured to assist a steering torque by an operation of a driver's steering wheel by an electric motor and to be transmitted to a wheel via a steering device,
Two gyro sensors are provided across a torsion burn provided between the steering wheel and the steering device,
A steering torque detection method, wherein an integral value of a difference between angular velocities detected by the two gyro sensors is calculated, and the steering torque is calculated by a predetermined arithmetic expression based on the integral value.
ジャイロセンサは、MEMSジャイロセンサであることを特徴とする請求項1記載の操舵トルク検出方法。   The steering torque detection method according to claim 1, wherein the gyro sensor is a MEMS gyro sensor. 運転者のステアリング・ホイールの操作による操舵トルクを電動モータにより助勢し、舵取装置を介して車輪へ伝達可能に構成されてなる電動パワーステアリング装置であって、
前記ステアリング・ホイールと前記舵取装置との間に設けられたトーションバーンを挟んで、2つのジャイロセンサが設けられ、
前記2つのジャイロセンサにより検出された角速度の差の積分値が算出され、前記積分値に基づいて所定の演算式により前記操舵トルクが算出され、前記演算算出され操舵トルクが前記電動モータの制御に供されるよう構成されてなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
An electric power steering device configured to assist a steering torque by an operation of a driver's steering wheel by an electric motor and to be transmitted to a wheel via a steering device,
Two gyro sensors are provided across a torsion burn provided between the steering wheel and the steering device,
An integrated value of the difference between the angular velocities detected by the two gyro sensors is calculated, the steering torque is calculated by a predetermined calculation formula based on the integrated value, and the calculated calculation torque is used for controlling the electric motor. An electric power steering apparatus characterized by being configured to be provided.
ジャイロセンサは、MEMSジャイロセンサであ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。   4. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the gyro sensor is a MEMS gyro sensor.
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