JP2001328550A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車速信号の２重化を行うことなく、正確に車速
信号の誤検出を判断して、正確な故障診断を行う。 【解決手段】少なくとも車速信号に応じて操舵トルクを
アシスト制御する電動パワーステアリング装置におい
て、エンジン回転数が２５００rpm 以上で車速が０km/h
の状態が２０秒以上検出されたとき異常と判断する。ま
た、車速が０．２秒の間に１５km/h以上低下し、車速が
５km/h以下のとき異常と判断する。ここで、後者の条件
については、エンジン回転数が一時的に３００rpm 低下
すれば車輪ロックの状態が考えられるので、故障診断を
中止する。また、レンジ位置がＮレンジの場合、エンジ
ン回転数と車速との関係が判断できないため故障診断を
中止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも車速信
号に応じて操舵トルクをアシスト制御すると共に、車速
信号の異常検出が可能なパワーステアリング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の多くにはパワーステアリ
ング装置が採用されており、その機構は、油圧パワース
テアリング装置と電動パワーステアリング装置の２種類
に大別される。特に、最近では、常時オイルポンプを駆
動することによるエンジンパワーロスを抑え燃費向上を
図れること、また、パワーアシスト特性の調整が行いや
すく、スイッチやアフターパーツ等で、ユーザーの好み
に合わせてステアリングホイールの重さを調整すること
が可能であることなどから、電動パワーステアリング装
置の採用が多くなっている。

【０００３】このような電動パワーステアリング装置と
しては、例えば、特開平１１−７８９２１号公報に、位
相補償部からの操舵トルク信号及び車速センサからの車
速信号に基づいたアシスト制御（操舵補助制御）のため
の目標電流値を出力し、この目標電流値とモータの駆動
電流のフィードバック値との偏差を求め、この偏差に基
づきモータ電流を決定し、モータを回転駆動させる電動
パワーステアリング装置が開示されている。

【０００４】ところで、車輪から伝達される力（ステア
リング反力）は、車速と共に変化し、車速が速いときほ
ど、路面からステアリング反力が少なくステアリングホ
イールが軽くなる。しかし、車速が速い際は操舵力は重
い方が運転しやすく安定感があり、車庫入れ等の低速走
行時には操舵力を軽くしたいといったステアリング反力
とは相反する要求があるため、パワーステアリング装置
の多くは、車速に応じてアシスト量を増減させるように
制御している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、車速信号を
正確に検出することがパワーステアリング装置の故障診
断を行う上では重要で、現在のパワーステアリング装置
の故障診断における車速信号の故障検出は、エンジン回
転数との関係を使って実施している。例えば、エンジン
回転数が２５００rpm 以上で車速信号が０km/hの状態が
２０秒以上検出されたとき。或いは、０．２秒の間に１
５km/h以上の減速があり、車速信号が５km/h以下のと
き、等である。しかしながら、このような車速条件のみ
では、車両の走行状態によって、車速信号の誤検出の確
実性が低く、より正確に誤検出を判断できるようにする
ことが望まれている。

【０００６】このようなことから、車速信号の故障に対
して信頼性を向上させるために、車速信号をもう一本追
加し、車速信号の２重化を行うことも考えられるが、部
品点数の増加とコストアップを招き好ましくない。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、車速信号の２重化を行うことなく、正確に車速信号
の誤検出を判断して、正確な故障診断を行うことができ
るパワーステアリング装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の本発明によるパワーステアリング装置
は、少なくとも車速信号に応じて操舵トルクをアシスト
制御するトルクアシスト制御手段を有するパワーステア
リング装置において、予め設定した急減速に同期したエ
ンジン回転数の落ち込みを車輪ロック状態として検出
し、この車輪ロック状態を検出した際には上記車速信号
の異常検出を中止する異常検出手段を備えたことを特徴
とする。

【０００９】すなわち、上記構成によるパワーステアリ
ング装置では、トルクアシスト制御手段で少なくとも車
速信号に応じて操舵トルクをアシスト制御する。そし
て、異常検出手段は、予め設定した急減速に同期したエ
ンジン回転数の落ち込みを車輪ロック状態として検出
し、この車輪ロック状態を検出した際には車速信号の異
常検出を中止する。これにより、車速信号の２重化を行
うことなく、車輪ロック状態での車速信号を異常状態と
して誤検出することが防止でき、正確な故障診断を行う
ことができる。

【００１０】ここで、望ましくは、上記異常検出手段
は、予め設定した急減速に同期して、予め設定しておい
た時間内に設定回転数以上のエンジン回転数の低下が少
なくとも１回以上生じた際に車輪ロック状態として検出
する。

【００１１】また、望ましくは、上記異常検出手段は、
ニュートラルレンジの際には車輪ロック状態の検出を行
わず、車速信号の異常検出を中止する。すなわち、車両
がニュートラルレンジの際は、予め設定した急減速に同
期したエンジン回転数の落ち込みがないため、このよう
な運転状態では車速信号の異常か、或いは、車輪ロック
状態か確定できないため、車速信号の異常検出を中止す
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１乃至図４は本発明の実施の一
形態を示し、図１はパワーステアリング装置の外観説明
図、図２はパワーステアリング装置の制御部の機能ブロ
ック図、図３は故障検出プログラムのフローチャート、
図４は車輪ロック状態におけるエンジン回転数の変化を
説明するタイムチャートである。

【００１３】図１において、符号１は車両の電動パワー
ステアリング装置を示し、ステアリングホイール２に端
部が連結されたステアリングシャフト３はジョイント４
にて変向され、トルクロッド５を介してステアリングギ
ヤボックス６のラバーカップリング７に接続されてい
る。

【００１４】ステアリングギヤボックス６の出力側端部
に設けられたヨーク８には、ドラッグリンクが接続さ
れ、センターレバーを介して、両輪のタイロッド（以上
図示せず）と連結されている。

【００１５】また、ステアリングギヤボックス６には、
操舵トルクを検出するトルクセンサ９と、操舵トルクを
アシストする電動のモータ１０が設けられ、後述する制
御装置２０と接続されている。

【００１６】また、制御装置２０は、例えば運転席前側
のインストルメントパネル裏に配設され、図２に示すよ
うに、トルクセンサ９、モータ１０の他、車速Ｖを検出
する車速センサ１１、エンジン回転数Ｎｅを検出するエ
ンジン回転数センサ１２、レンジ位置Ｐｒを検出するレ
ンジ位置スイッチ１３、及び電動パワーステアリング装
置１の異常を点灯により報知する警報ランプ１４が接続
されている。

【００１７】制御部２０は、位相補償部２１、アシスト
制御部２２、減算部２３、モータ駆動部２４、モータ電
流検出部２５、減速度演算部２６、故障検出部２７、及
び警報ランプ駆動部２８を備えて主要に構成されてい
る。

【００１８】位相補償部２１は、トルクセンサ９からの
操舵トルク信号が入力され、この操舵トルク信号を位相
補償して、アシスト制御部に出力するようになってい
る。

【００１９】アシスト制御部２２は、位相補償部２１か
らの位相補償された操舵トルク信号と車速センサ１１か
らの車速信号とが入力されて、これら操舵トルク信号と
車速信号とに基づき、操舵トルクを補助するアシスト制
御の目標電流値を求め、減算部２３に出力する、トルク
アシスト制御手段として構成されている。具体的には、
予めメモリしておいたマップ等を参照し、車速が高くな
るほどアシストする操舵トルクの割合が少なくなって、
ドライバがステアリング操作を重く感じることができる
ように目標電流値を設定するようになっている。

【００２０】減算部２３は、アシスト制御部２２からの
目標電流値と、モータ電流検出部２５によって検出され
たモータ１０の駆動電流のフィードバック値との偏差を
求め、この偏差をモータ駆動部２４に出力する。

【００２１】モータ電流検出部２４は、減算部２３から
の偏差に基づきモータ電流を決定し、モータ１０に出力
して回転駆動させるようになっている。

【００２２】また、減速度演算部２６は、車速センサ１
１から車速信号が入力され、０．２秒間における車両の
減速度ａ0.2を演算し、故障検出部２７に出力する。

【００２３】故障検出部２７は、異常検出手段として設
けられており、後述する故障検出プログラム実行して、
本電動パワーステアリング装置１のシステムの故障を診
断する。そして、システムが異常と診断した際には、警
報ランプ駆動部２８に対して駆動命令を出力し、インス
トルメントパネルに設けた警報ランプ１４を点灯させ、
アシスト禁止等のフェイルセーフ処置を実施するように
なっている。

【００２４】次に、故障検出部２７で実行される故障検
出プログラムを、図３のフローチャートで説明する。こ
の故障検出プログラムは、所定時間毎に繰り返し実行さ
れ、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、
車速センサ１１による車速Ｖ、エンジン回転数センサ１
２によるエンジン回転数Ｎｅ、レンジ位置スイッチ１３
によるレンジ位置Ｐｒを読み込むと共に、警報ランプ１
４を点灯する際にセット（１に設定）される警報ランプ
点灯フラグＦＬの状態を読み込む。

【００２５】次いで、Ｓ１０２に進み、警報ランプ点灯
フラグＦＬがセットされているか、すなわち、警報ラン
プ１４が点灯されているか判定され、警報ランプ点灯フ
ラグＦＬがセット（ＦＬ＝１）されている場合はＳ１０
３に進み、警報ランプ点灯フラグＦＬがクリア（ＦＬ＝
０）されている場合はＳ１０５にジャンプする。

【００２６】Ｓ１０２でＦＬ＝１でありＳ１０３に進む
と、車速Ｖが５km/h以上か否か判定し、車速Ｖが５km/h
未満であれば、そのまま警報ランプ１４の点灯を継続す
べくルーチンを抜け、車速Ｖが５km/h以上であれば、Ｓ
１０４へと進む。そして、Ｓ１０４では、警報ランプ１
４を消灯すべく警報ランプ点灯フラグＦＬをクリア（Ｆ
Ｌ→０）し、Ｓ１０５へと進む。

【００２７】すなわち、Ｓ１０３での車速Ｖが５km/h以
上か否かの判定は、警報ランプ１４の点灯から復帰する
ための条件となっており、車速Ｖが５km/h以上であれ
ば、正常な車速信号が送られていると判定して警報ラン
プ１４の点灯から復帰する。

【００２８】一方、Ｓ１０２で警報ランプ点灯フラグＦ
Ｌがクリア（ＦＬ＝０）されていると判定して、或い
は、Ｓ１０４で警報ランプ点灯フラグＦＬをクリア（Ｆ
Ｌ→０）してＳ１０５へと進むと、エンジン回転数Ｎｅ
が２５００rpm 以上か否か判定する。

【００２９】そして、エンジン回転数Ｎｅが２５００rp
m 以上の場合はＳ１０６へと進み、車速Ｖ＝０の状態が
２０秒以上継続するか否か判定する。この判定の結果、
車速Ｖ＝０の状態が２０秒以上継続している場合は、エ
ンジン回転に伴う車速Ｖの値が低すぎて入力される車速
Ｖが異常であり、電動パワーステアリング装置１のシス
テムは、車速Ｖに基づいた正常なアシストトルクを求め
ることができないと判断し、Ｓ１０７へと進んで、警報
ランプ点灯フラグＦＬをセット（ＦＬ→１）して、警報
ランプ１４を点灯させてルーチンを抜ける。

【００３０】また、Ｓ１０５でエンジン回転数Ｎｅが２
５００rpm 未満、或いは、Ｓ１０６で車速Ｖ＝０の状態
が２０秒以上継続しないと判定した場合、Ｓ１０８へと
進み、レンジ位置がニュートラル（Ｎ）レンジ位置か否
か判定する。

【００３１】Ｓ１０８でレンジ位置がＮレンジと判定し
た場合は、以下に示す車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅとの
関係を利用した故障診断を実施することは難しいため、
Ｓ１０９に進んで故障診断を中止し、ルーチンを抜け
る。

【００３２】また、Ｓ１０８でＮレンジ以外と判定した
場合はＳ１１０へと進み、車速Ｖが４０km/h以上か否か
判定し、車速Ｖが４０km/h以上の場合は、やはり車速Ｖ
とエンジン回転数Ｎｅとの関係を利用して故障診断を続
行することは難しいため、Ｓ１０９に進んで故障診断を
中止し、ルーチンを抜ける。

【００３３】Ｓ１１０で車速Ｖが４０km/h以上と判定し
た際は、Ｓ１１１に進み、制御部２０の減速度演算部２
６にて０．２秒間の減速度ａ0.2を演算する。

【００３４】その後、Ｓ１１２に進み、急減速が行われ
たか、すなわちａ0.2は１５km/h以上の減速度か否か判
定し、ａ0.2は１５km/h未満の減速である（急減速が行
われていない）場合はＳ１１３に進んでシステムは正常
と判定し、ルーチンを抜ける。

【００３５】Ｓ１１２でａ0.2は１５km/h以上の減速度
の急減速が行われたと判定した場合、同時にＳ１１４に
おいて、０．２秒間のエンジン回転数Ｎｅの落ち込みが
３００rpm 以上であったか否かが判定され、エンジン回
転数に急減が検出された場合は、急制動等による車輪ロ
ックが生じた状態であると判定してＳ１０９に進み、車
速急減の故障診断を中止し、ルーチンを抜ける。一方、
エンジン回転数に急減がなければ、Ｓ１１５に進み、減
速後の車速Ｖが５km/h以下か否かを判定し、Ｓ１１６へ
進む。Ｓ１１６では、Ｓ１１５で判定した減速後５km/h
以下となった車速Ｖが５秒以上継続したか否かを判定す
る。

【００３６】そして、Ｓ１１６でＳ１１５で判定した減
速後の低車速が５秒以上継続したと判定した場合は、エ
ンジン回転数Ｎｅの急な低下も生じないのに車速信号が
急激に失われその状態が継続することから、車速信号が
異常と判断しＳ１０７に進み、警報ランプ点灯フラグＦ
Ｌをセット（ＦＬ→１）し、警報ランプ１４を点灯させ
てルーチンを抜ける。

【００３７】一方、Ｓ１１６でＳ１１５で判定した減速
後の低車速が未だ５秒継続していない場合は再びＳ１１
５に戻り、Ｓ１１５からの処理を繰り返す。

【００３８】すなわち、Ｓ１１１以降の手順について、
従来では、車速Ｖが正常に入力されている状態から、急
激に、ある設定値以上の車速Ｖの激減を検出したとき故
障と判定するようにしていた。しかし、低μ路での急制
動時等で発生する車輪ロックでは、図４に示すように、
車速Ｖの落ち込みの他に、エンジン回転数Ｎｅも落ち込
む。マニュアルトランスミッション車の場合は、ギヤが
Ｎレンジでなければ、車輪ロックによってエンジン回転
数Ｎｅも０となる。また、ＣＶＴ車では、その落ち込み
時間は短く、且つ落ち込み量は小さく最終的に車速Ｖが
０となってもエンジン回転数Ｎｅは復帰し０にはならな
いが、この一瞬のエンジン回転数Ｎｅの落ち込みを検出
して車輪ロックを判定するように条件を設定すること
で、車輪ロック状態を車速信号が異常と誤判定すること
を防止するのである。

【００３９】このように、本実施の形態によれば、車速
Ｖが正常に入力されている状態から、急に激減しても、
この状態における車輪ロック状態を判定し、車輪ロック
と判断できる場合は、故障診断を中止するようにしたの
で、この車輪ロック状態で車速Ｖが異常と誤診断するこ
とがなく、正確な故障診断を行うことができる。

【００４０】また、車輪ロック状態の検出は、制御プロ
グラムによる診断で実行するようにしたので、他に検証
用に２重に車速信号を検出する必要がなく、部品点数も
増加することがなく安価に実現できる。

【００４１】尚、本発明の実施の形態では、電動パワー
ステアリング装置に適用した例で説明したが、他に、車
速感応型の油圧パワーステアリング装置で車速信号異常
を検出する故障診断でも適用できることは云うまでもな
い。また、本実施形態の制御で用いた各エンジン回転
数、車速の具体的数値は、あくまでも実験、計算等から
推測される数値の一例であって、これに限定するもので
はない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、少
なくとも車速信号に応じて操舵トルクをアシスト制御す
るパワーステアリング装置において、予め設定した急減
速に同期したエンジン回転数の落ち込みを車輪ロック状
態として検出し、この車輪ロック状態を検出した際には
上記車速信号の異常検出を中止するようにしたので、車
速信号の２重化を行うことなく、正確に車速信号の誤検
出を判断して、正確な故障診断を行うことが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】パワーステアリング装置の外観説明図

【図２】パワーステアリング装置の制御部の機能ブロッ
ク図

【図３】故障検出プログラムのフローチャート

【図４】車輪ロック状態におけるエンジン回転数の変化
を説明するタイムチャート

【符号の説明】

９ トルクセンサ １０ モータ １１ 車速センサ １２ エンジン回転数センサ １３ レンジ位置スイッチ ２２ アシスト制御部（トルクアシスト制御手段） ２６ 減速度演算部 ２７ 故障検出部（異常検出手段） ２８ 警報ランプ駆動部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも車速信号に応じて操舵トルク
   をアシスト制御するトルクアシスト制御手段を有するパ
   ワーステアリング装置において、 予め設定した急減速に同期したエンジン回転数の落ち込
   みを車輪ロック状態として検出し、この車輪ロック状態
   を検出した際には上記車速信号の異常検出を中止する異
   常検出手段を備えたことを特徴とするパワーステアリン
   グ装置。
2. 【請求項２】 上記異常検出手段は、予め設定した急減
   速に同期して、予め設定しておいた時間内に設定回転数
   以上のエンジン回転数の低下が少なくとも１回以上生じ
   た際に上記車輪ロック状態として検出することを特徴と
   する請求項１記載のパワーステアリング装置。
3. 【請求項３】 上記異常検出手段は、ニュートラルレン
   ジの際には上記車輪ロック状態の検出を行わず、上記車
   速信号の異常検出を中止することを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載のパワーステアリング装置。