JP2003182608A - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents
電動パワーステアリング制御装置Info
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Abstract
を防止でき、アシスト制御の抑制期間中に、アシスト制
御に関係する回路が正常になった際、アシスト制御に復
帰することができる電動パワーステアリング制御装置を
提供する。 【解決手段】制御装置20の中央処理装置(CPU)2
1はトルクセンサ31のセンサ用電源回路28の異常が
検出された際、アシスト制御を抑制する。CPU21は
アシスト制御が抑制された期間内に、センサ用電源回路
28の異常が継続した際に、モータMを駆動するモータ
駆動回路22への電力供給のための電源リレー55及び
モータリレー56を開放する。CPU21はアシスト制
御が抑制された期間内に、センサ用電源回路28が正常
に復帰した際に、アシスト制御の抑制を解除する。
Description
舵系にモータによるアシスト力を付与する電動パワース
テアリング制御装置に関するものである。
リング装置の制御装置はステアリングホイール(ハンド
ルともいう)の操作により、ステアリングシャフトに発
生する操舵トルクを検出し、その検出信号に基づいて電
動モータ(以下、モータという)の制御目標値であるア
シスト電流指令値を演算するようにされている。そし
て、制御装置(電動パワーステアリング制御装置ともい
う)の電流フィードバック制御系にて、制御目標値であ
る電流指令値と実際にモータに流れる電流との差を制御
値として求め、この制御値により、前記モータを制御し
てハンドルの操舵力を補助している。以下、このように
アシスト電流指令値に基づいて処理される制御をアシス
ト制御という。
舵トルクを検出しているトルクセンサの電源異常の検出
や、トルクセンサの検出信号のレベルが正常レベル範囲
外である異常レベルを検出したとき、その異常が一定の
時間(判定時間)を継続している場合、アシスト制御を
停止するようにしている。又、制御装置はアシスト制御
の停止と同時に前記モータに電力を供給している電源リ
レーや、モータの駆動回路に設けられたリレーをオフ
(遮断)するようにしている。
検出することにより、モータや、モータを駆動している
回路の異常が検出された場合、その異常が一定の判定時
間継続していると、制御装置はアシスト制御を停止し、
前記リレーを遮断するようにもしている。
があった場合、アシスト制御を停止すると同時に前記リ
レーをオフしているため、前記判定時間を短くしてい
る。
場合、その判定時間経過後、前記した異常が解消する場
合(例えばノイズによる一時的な異常の場合)がある。
このような場合、前記異常検出は誤判定となる問題があ
る。
スト制御に関係する回路の異常が検出されたとき、アシ
スト制御を抑制し、その抑制期間中に、前記回路の異常
の判定時間を得られることから、異常検出のための判定
時間を長くでき、誤判定を防止できる電動パワーステア
リング制御装置を提供することにある。
ト制御に関係する回路が正常になった際には、アシスト
制御に復帰することができる電動パワーステアリング制
御装置を提供することにある。
めに、請求項1に記載の発明は、少なくともステアリン
グホイールの操舵トルクに基づいてアシスト電流指令値
を演算し、前記アシスト電流指令値に基づいてアシスト
力を出力するようにモータをアシスト制御する制御手段
を備えた電動パワーステアリング制御装置において、前
記アシスト制御に関係する回路の異常が検出された際、
前記制御手段のアシスト制御を抑制する抑制手段と、前
記抑制手段のアシスト制御が抑制された期間内に、前記
回路の異常が継続した際に、前記モータを駆動するモー
タ駆動部への電力供給のための開閉手段を開放するモー
タ電力供給停止手段と、前記抑制手段のアシスト制御が
抑制された期間内に、前記回路が正常に復帰した際に、
前記抑制手段の抑制を解除する抑制解除手段を備えたこ
とを特徴とする電動パワーステアリング制御装置を要旨
とするものである。
記抑制手段は、前記回路の異常が検出された際、異常が
検出される前のアシスト電流指令値から、その指令値を
所定値まで漸減するように抑制することを特徴とする。
記抑制手段は、前記回路の異常が検出された際、アシス
ト電流指令値を急激に所定値に低下させることを特徴と
する。
記所定値は0を含まず、かつモータにアシスト力を出力
しないレベルの値であることを特徴とする。請求項5の
発明は、請求項2又は請求項3において、前記所定値は
0であることを特徴とする。
のうちいずれか1項において、前記抑制解除手段は、前
記回路が正常に復帰した際、ステアリングホイールの操
舵トルクに基づいてアシスト電流指令値を演算し、抑制
を解除したときの値から、同アシスト電流指令値に収束
するように漸増することを特徴とする。
記ステアリングホイールの操舵トルクを出力するトルク
センサに関して、その異常を検出する異常検出手段を備
え、前記アシスト制御に関係する回路の異常の検出は、
同異常検出手段の異常検出により行われることを特徴と
する。
において、前記モータのモータ駆動電流の異常を検出す
る異常検出手段を備え、前記アシスト制御に関係する回
路の異常の検出は、同異常検出手段の異常検出により行
われることを特徴とする。
において、モータの駆動方向の異常を検出する異常検出
手段を備え、前記アシスト制御に関係する回路の異常の
検出は、同異常検出手段により行われることを特徴とす
る。
モータの端子電圧の異常を検出する異常検出手段を備
え、前記アシスト制御に関係する回路の異常は、同異常
検出手段により行われることを特徴とする。
10のうちいずれか1項において、前記抑制手段にて抑
制される以前の、アシスト制御に関係する回路の異常判
定に要する判定時間を1次判定時間とし、前記抑制手段
のアシスト制御が抑制された期間内に、前記回路の異常
が継続した際に、異常判定に要する判定時間を2次判定
時間としたとき、前記アシスト制御に関係する回路の異
常判定を行う異常検出手段は、前記1次判定時間及び2
次判定時間にてそれぞれ異常検出を行うことを特徴とす
る。
を、自動車に搭載した電動パワーステアリング制御装置
に具体化した実施形態を図1〜図8を参照して説明す
る。
0の電気ブロック回路を示す。制御装置20は、中央処
理装置(CPU)21、モータ駆動回路22、モータ端
子電圧検出回路23、モータ駆動電流検出回路24,リ
レー駆動回路25,26、電源回路27、センサ用電源
回路28を備えている。センサ用電源回路28は、トル
クセンサ31に対してバッテリB電圧を降圧し、所定電
圧の電力を供給する。又、センサ用電源回路28は、ト
ルクセンサ31に印加する電圧PsをCPU21に対し
て入力する。電源回路27は、CPU21を始めとして
各種回路に電力を供給する。
M)29及びデータを一時記憶する読み出し及び書き込
み専用メモリ(RAM)30を備えている。このROM
29には、CPU21により実行される各種制御プログ
ラムが格納されている。RAM30は、CPU21が演
算処理を行うときの演算処理結果等を一時記憶する。
され、同トルクセンサ31が検出した図示しないステア
リングホイールの操舵トルクThを示す検出信号を入力
する。又、CPU21には、車速センサ32が接続さ
れ、自動車の車速Vを示す図示しない駆動輪の回転数に
相対する検出信号を入力する。なお、以下、前記検出信
号を含むCPU21への各種入力信号は、公知のA/D
変換器や、インターフェィス(共に図示しない)を介し
て入力されるものとする。又、CPU21から出力され
る各種信号は、公知のD/A変換器や、インターフェィ
ス(共に図示しない)を介して出力されるものとする。
このため、実施形態の説明では、前記入力信号及び出力
信号の入力出力に関するA/D変換器,インターフェィ
ス、D/A変換器については省略する。
タ電力供給停止手段、抑制解除手段及び異常検出手段に
相当する。又、CPU21には、モータMに流れるモー
タ駆動電流(以下、モータ電流Imという)を検出する
モータ駆動電流検出回路24が電気的に接続されてお
り、モータ駆動電流検出回路24からのモータ電流Im
を示す信号が入力されている。さらに、CPU21に
は、モータMの両端子電圧を検出するモータ端子電圧検
出回路23が接続され、モータMの両端子電圧をそれぞ
れ入力する。
らの検出信号を入力し、アシスト制御やフェィルセーフ
プログラム等の各種制御プログラムの処理を行う。そし
て、CPU21は、それらの検出信号に基づいた電流値
(制御値)を演算し、さらに、この制御値に基づいてP
WM演算を行って、その結果をモータ駆動回路22に出
力し、同モータ駆動回路22を介してモータMを駆動制
御する。同モータMの駆動により、アシスト力を発生さ
せ、ハンドルの操舵力を補助する。
る。この実施形態ではCPU21内部は、プログラムで
実行される機能を示している。例えば、位相補償器35
は独立したハードウエアではなく、CPU21内部で実
行される位相補償機能を示している。以下のCPU21
内部の機能の説明では、「車速V」、「操舵トルクT
h」、等の各種パラメータは、説明の便宜上、それらの
対応する信号の意味として使用するものとする。
を説明する。トルクセンサ31で検出した操舵トルクT
hは、電動パワーステアリング装置の安定性を高めるた
めに、位相補償器35で位相補償され、位相補償された
操舵トルクThが電流指令値演算部36に入力される。
又、車速センサ32で検出された車速Vも電流指令値演
算部36に入力される。電流指令値演算部36は、予め
ROM29に記憶されているアシストマップに基づい
て、車速V、操舵トルクThに対応したアシスト電流指
令値Iを演算する。
令値Iを電流制御部37に供給する。電流制御部37で
は、モータ駆動電流検出回路24にて検出した実際のモ
ータ電流(モータ駆動電流)Imとの差に相当する信号
に基づいて、PI制御値やPID制御値を演算し、この
制御値をPWM演算部38に出力する。
PWM演算を行う、そして、PWM演算部38は、その
演算結果である左パルス幅変調信号PWM(L)、右パ
ルス幅変調信号PWM(R)、右方向信号D(R)、左
方向信号D(L)を形成し、これらの信号をモータ駆動
回路22に供給する。この結果、モータ駆動回路22は
これらの信号に基づいてモータMを駆動制御することに
より、モータ14による適正なアシスト力が得られる。
域にて構成されており、電流指令値演算部36におい
て、そのときどきに演算したアシスト電流指令値Iを更
新して記憶する。又、電流指令値演算部36は、フェィ
ルセーフ時には、前述したアシスト制御を停止し、この
代わりにフェィルセーフ時になる直前に記憶したアシス
ト電流指令値Ioを記憶部50から読み出す。そして、
電流指令値演算部36はこの読み出したアシスト電流指
令値Ioを基点に、所定値である0に収束するように所
定時間毎に所定の比率h(0<h<1)にて漸減するよ
うに演算し、この演算した電流指令値In(演算値)を
電流制御部37に出力する。
(n)はhのn乗である。
部37は、(1)式で演算された電流指令値Inとモー
タ電流Imとの偏差を求めてフィードバック制御を行
う。モータ駆動回路22は、遮断回路40、Hブリッジ
プリドライバ41、及びHブリッジ回路42を備えてい
る。モータ駆動回路22はモータ駆動部に相当する。
ルMOS型FET(電界効果トランジスタ)等の4つの
FET51〜54を有している。FET51,53は互
いに直列に接続され、FET52,54は互いに直列に
接続され、これらの直列回路が並列に接続されている。
電源リレー55を介してバッテリBに接続されている。
又、FET51,53間の接続点は、モータ14の一方
の端子に対してモータリレー56を介して接続されてい
る。又、FET52,54間の接続点は、モータMの他
方の端子が接続されている。又、FET53,54のソ
ース側はシャント抵抗57を介して接地されている。
閉手段に相当する。そして、これらFET51〜54の
各ゲートは、Hブリッジプリドライバ41に接続されて
いる。
に所定の電圧供給が行われたとき、対応するFET51
〜54がオン状態となるようになされている。そして、
FET51及び54のみがオン状態となったとき、FE
T51、モータリレー56、モータM、FET54、シ
ャント抵抗57の方向に通電されてモータMが正回転す
る。
とき、FET52、モータM、モータリレー56、FE
T53、シャント抵抗57の方向に通電されて、モータ
Mが逆回転するようになされている。
ドライバ41に対する指令信号は遮断回路40を介して
出力される。遮断回路40は前記左パルス幅変調信号P
WM(L)、右パルス幅変調信号PWM(R)、右方向
信号D(R)、左方向信号D(L)を入力し、これらの
信号に基づいてHブリッジプリドライバ41用の指令信
号に変換する。これらの指令信号中には、右操舵用指令
信号S(R)及び左操舵用指令信号S(L)が含まれて
いる。
イバ41間の接続点は、CPU21に接続され、右操舵
用指令信号S(R)及び左操舵用指令信号S(L)がC
PU21に入力されている。そして、遮断回路40はC
PU21からの制御信号に基づいて、Hブリッジプリド
ライバ41用の指令信号を遮断する。
の両端子電圧をそれぞれ検出するように、前記FET5
1,53間の接続点、FET52,54間の接続点に接
続されている。
抗57の両端電圧に基づいてモータ電流Imを検出す
る。リレー駆動回路25,26はCPU21から出力さ
れた制御信号に基づいてそれぞれ電源リレー55及びモ
ータリレー56をオンオフ制御するようにされている。
用を図3及び図4を参照して説明する。図3はセンサ用
電源回路28のセンサ電源フェィルセーフプログラムの
フローチャートであり、数ms毎の所定周期の割込でC
PU21はこのプログラムを実行する。
をSという)で、トルクセンサ31のセンサ用電源回路
28(電源)が異常か否かを判定する。
Ps2は第2判定値である。pS1,Ps2はPsが異
常レベルか否かを判定するために予めROM29に記憶
されている。
定を「NO」として、このプログラムを一旦終了する。
この所定電圧範囲外のときは、この判定を「YES」と
し、S20に移行する。
T1をインクリメントする。 (S30)S30では、1次異常判定タイマT1の値
が、1次異常判定時間Ts1を経過しているか、否かを
判定する。
る。1次異常判定タイマT1の値が1次異常判定時間T
s1を経過していない場合、この判定を「NO」とし、
このプログラムを一旦終了する。
定時間Ts1を超えていた場合、この判定を「YES」
とし、1次異常判定タイマT1を0にリセットした後、
S40に移行する。
して1次異常判定時間Ts1を超えない場合には、トル
クセンサ10の電源異常であるとは判定せず、1次異常
判定時間Ts1を超えた場合に、トルクセンサ10の電
源異常とするのである。この電源異常が判定されたとき
を1次確定といい、フェィルセーフに入った時に相当す
る。
ルクセンサ10の電源異常とされたため、アシスト制御
を停止する。そして、図2に示す電流指令値演算部36
は記憶部50から、フェィルセーフ時になる直前に記憶
したアシスト電流指令値Ioを読み出す。続いて、電流
指令値演算部36はこの読み出したアシスト電流指令値
Ioから、所定値としての0に収束するように所定時間
毎に所定の比率h(0<h<1)にて漸減するように前
記(1)式にて演算し、この電流指令値In(演算値)
を電流制御部37に出力する。
制する抑制手段として機能している。なお、本実施形態
において、アシスト制御の停止とは、電流指令値演算部
36でのアシストマップを使用する演算停止を意味する
ものではなく、通常制御と同様に、アシストマップに基
づいて、車速V、操舵トルクThに対応したアシスト電
流指令値Iを演算している。そして、アシスト制御の停
止とは、このアシストマップで得られたアシスト電流指
令値Iに基づくモータMの制御を行うものではないこと
を意味する。
T2をインクリメントする。 (S60)S60では、2次異常判定タイマT2の値
が、2次異常判定時間Ts2を経過したか、否かを判定
する。すなわち、 T2>Ts2(2次異常判定時間) か否かを判定する。
定時間Ts2を経過していない場合、この判定を「N
O」とし、S70に移行する。又、2次異常判定タイマ
T2の値が2次異常判定時間Ts2を超えていた場合、
この判定を「YES」とし、2次異常判定タイマT2を
0にリセットした後、S120に移行する。
2次異常判定時間Ts2を超えない場合には、2次確定
とせず、2次異常判定時間Ts2を超えた場合に、2次
次確定とする。
センサ用電源回路28の電源が異常か否かを、このS7
0の判定ステップに入った時点での最新のPsについ
て、前記S10の条件と同じ条件で判定する。これはト
ルクセンサ31のセンサ用電源回路28の電源が回復す
る場合があるため、このステップで、その電源が回復し
ているか否かを判定するのである。
いない場合、ここでの判定を「YES」とし、S110
において、正常判定タイマT3を0にリセットし、S4
0に戻る。又、S70において、トルクセンサ10の電
源異常が回復している場合、ここを「NO」とし、S8
0に移行する。
をインクリメントする。 (S90)S90では、正常判定タイマT3の値が正常
判定時間Ts3を超えているか否かを判定する。正常判
定タイマT3の値が正常判定時間Ts3を超えていない
場合は、S70に戻る。又、正常判定タイマT3の値が
正常判定時間Ts3を超えている場合は、S100に移
行する。
開処理を行うとともに、正常判定タイマT3を0にリセ
ットし、このプログラムを抜け出る。
行われる。すなわち、アシスト制御の再開時に、電流指
令値演算部36はその時に入力した車速V、操舵トルク
Thに対応したアシスト電流指令値Iを、予めROM2
9に記憶されているアシストマップに基づいて演算して
いる。又、電流指令値演算部36は、アシスト制御が再
開した直前の電流指令値Is(=In)を基点として、
フェィルセーフ時になる直前に記憶したアシスト電流指
令値Ioを読み出し、この値に収束するように所定時間
毎に所定の比率f(0<f<1)にて漸増するように下
記(2)式にて演算する。電流指令値演算部36はこの
演算した電流指令値を電流制御部37に出力する。
している。又、「前回制御周期の電流指令値」のうち、
アシスト制御再開時の「前回制御周期の電流指令値」
は、Isを使用する。
指令値Ioに「今回の電流指令値」が収束した場合、以
後、通常のアシスト制御に復帰する。 (S110)この処理に移行したときは、正常判定タイ
マT3を0にリセットする。
5,26にオフの制御信号を出力し、電源リレー55及
びモータリレー56をオフし、この処理ルーチンを終了
する。
(S30で「YES」)ときは、次の2次確定する(S
60で「YES」)まで、S40により、アシスト制御
を停止する。そして、1次確定から2次確定までの間
は、電源リレー55及びモータリレー56がオフされる
ことはない。
された場合であっても、2次確定する以前に、トルクセ
ンサ10の電源異常が解消すると、S100において、
アシスト制御が再開する。この結果、誤判定が防止され
ている。
6が電流制御部37に出力する電流指令値との関係を示
すタイムチャートである。このチャートにおいて、「1
次異常検出条件成立」とは、S10のトルクセンサ電源
異常の判定条件及び1次異常判定時間の両条件が成立し
たことを意味している。「1次異常検出条件非成立」と
は、S10のトルクセンサ電源異常の判定条件及び1次
異常判定時間の両条件のいずれかが非成立であることを
意味している。
クセンサ電源異常の判定条件の未成立と、正常判定時間
の条件の成立があった場合を意味している。同図に示す
ように、電流指令値演算部36から出力される電流指令
値は、1次確定した場合は、電流指令値が漸減する。
増する。従って、上記実施形態によれば、以下のような
効果を得ることができる。 (1) 第1実施形態の制御装置20は、ステアリング
ホイールの操舵トルクThに基づいてアシスト電流指令
値Iを演算し、アシスト電流指令値Iに基づいてアシス
ト力を出力するようにモータMをアシスト制御するCP
U21(制御手段)を備えた。そして、CPU21は抑
制手段としてトルクセンサ31のセンサ用電源回路28
(アシスト制御に関係する回路)の異常が検出された
際、アシスト制御を抑制するようにした。
止手段として、アシスト制御が抑制された期間内に、セ
ンサ用電源回路28の異常が継続した際に、モータMを
駆動するモータ駆動回路22(モータ駆動部)への電力
供給のための電源リレー55及びモータリレー56(開
閉手段)を開放するようにした。
アシスト制御が抑制された期間内に、センサ用電源回路
28が正常に復帰した際に、アシスト制御の抑制を解除
するようにした。
検出されたとき、アシスト制御を抑制し、その抑制期間
中に、センサ用電源回路28の異常の判定時間(2次異
常判定時間Ts2)を得られることから、異常検出のた
めの判定時間を長くできる。その結果、誤判定を防止で
きる。
用電源回路28が正常になった際には、アシスト制御に
復帰することができる。又、アシスト制御の抑制状態
で、センサ用電源回路28の電源異常か否かを判定する
ため、ステアリングホイールの操作等による電源変動が
少なくなり、確実に電源異常を検出できる効果がある。
(抑制手段)は、センサ用電源回路28の異常が検出さ
れた際、異常が検出される前のアシスト電流指令値Io
から、電流指令値を漸減するように抑制するようにし
た。
1次確定したときに、アシスト制御停止をしても、急に
電流指令値を下げることがないため、急激な操舵フィー
リングの変化が生ずることがない。
(抑制解除手段)は、センサ用電源回路28が正常に復
帰した際、フェィルセーフ時になる直前に記憶したアシ
スト電流指令値Ioを読み出し、抑制を解除したときの
値から、同アシスト電流指令値Ioに収束するように漸
増するようにした。
復帰したときに、アシスト制御を再開をしても、急に電
流指令値を上げることがないため、急激な操舵フィーリ
ングの変化が生ずることがない。
ホイールの操舵トルクThを出力するトルクセンサ31
に関して、CPU21をその電源異常を検出する異常検
出手段とした。
源回路28の異常検出が行われることにより、上記
(1)〜(3)の作用効果を実現できる。 (5) 第1実施形態では、CPU21(抑制手段)に
て抑制される以前の、アシスト制御に関係するセンサ用
電源回路28の異常判定に要する判定時間を1次異常判
定時間Ts1(1次判定時間)とした。又、CPU21
のアシスト制御が抑制された期間内に、センサ用電源回
路28の異常が継続した際に、異常判定に要する判定時
間を2次異常判定時間Ts2(2次判定時間)とした。
そして、CPU21(異常検出手段)は、センサ用電源
回路28の異常判定を行う際、1次異常判定時間Ts1
及び2次異常判定時間Ts2にてそれぞれ異常検出を行
うようにした。
2次異常判定時間Ts2を設けたことにより、センサ用
電源回路28の1次異常判定時間Ts1を短くできる。
すなわち、2次異常判定時間Ts2を長くすることによ
り、1次異常判定時間Ts1を短くでき、誤検出が防止
できる。
1、図2、図5及び図6を参照して説明する。なお、前
記第1実施形態と同一構成又は相当する構成について
は、同一符号を付して、その説明を省略し、異なるとこ
ろを中心にして説明する。
態と同一構成である。そして、第2実施形態では、セン
サ用電源回路28のセンサ電源フェィルセーフプログラ
ムのフローチャートに代えて、図6に示すモータMより
下流側(低電位側)が地絡しているときの異常時のフェ
ィルセーフプログラムが実行されるところが異なってい
る。
所定周期の割込で実行する。なお、以下のステップで
は、図6において第1実施形態と異なるステップのみ説
明する。
電圧の和が、第3判定値未満の場合、異常と判定する。
第3判定値は、モータMより下流側(低電位側)の回路
が地絡していることを示す判定値であり、第3判定値未
満の場合にはモータMより下流側(低電位側)が地絡し
ているとして「YES」の判定をする。又、第3判定値
以上の場合には、「NO」と判定する。
ったアシスト制御の停止をする。すなわち、第1実施形
態のS40とは異なり、第2実施形態では、アシスト電
流指令値Iを0(所定値)に急激に制限する。すなわ
ち、漸減なしで制限する(図5参照)。
モータMの両端子電圧の和が、第3判定値未満の場合、
異常と判定する。すなわち、モータMの両端子電圧の和
が第3判定値未満の場合にはモータMより下流側(低電
位側)が地絡しているとして「YES」の判定をする。
又、第3判定値以上の場合には、「NO」と判定する。
る。図5は、異常検出と、電流指令値演算部36が電流
制御部37に出力する電流指令値との関係を示すタイム
チャートである。このチャートにおいて、「1次異常検
出条件成立」とは、S10Aの異常の判定条件及び1次
異常判定時間の両条件が成立したことを意味している。
「1次異常検出条件非成立」とは、S10Aの異常の判
定条件及び1次異常判定時間の両条件のいずれかが非成
立であることを意味している。
常の判定条件の未成立と、正常判定時間の条件の成立が
あった場合を意味している。同図に示すように、電流指
令値演算部36から出力される電流指令値は、1次確定
した場合は、電流指令値が急激に0となる。
増する。従って、第2実施形態によれば、第1実施形態
の(3)、(5)の効果と同様の効果の他に、以下のよ
うな効果を得ることができる。
は、モータM(アシスト制御に関係する回路)の両端子
電圧の和が第3判定値未満の場合、CPU21は抑制手
段として、アシスト制御を抑制するようにした。
止手段として、アシスト制御が抑制された期間内に、前
記異常が継続した際に、モータMを駆動するモータ駆動
回路22(モータ駆動部)への電力供給のための電源リ
レー55及びモータリレー56(開閉手段)を開放する
ようにした。
アシスト制御が抑制された期間内に、センサ用電源回路
28が正常に復帰した際に、アシスト制御の抑制を解除
するようにした。
側)の回路が地絡しているとする異常が検出されたと
き、アシスト制御を抑制し、その抑制期間中に、異常の
判定時間(2次異常判定時間Ts2)を得られることか
ら、異常検出のための判定時間を長くできる。その結
果、誤判定を防止できる。
常が解消(正常)した際には、アシスト制御に復帰する
ことができる。 (2) 第2実施形態では、CPU21(抑制手段)
は、モータMより下流側(低電位側)の回路が地絡して
いるとする異常が検出された際、アシスト電流指令値I
を0(所定値)に急激に制限する。すなわち、漸減なし
で制限する。
側)の回路が地絡しているとする異常が1次確定したと
きには迅速に、モータ電流Imを0にして、アシスト制
御を停止することができる。
モータMの端子電圧の異常を検出する異常検出手段とし
た。この結果、CPU21により、モータMより下流側
(低電位側)の回路が地絡しているとする異常検出が行
われることにより、上記(1)〜(3)の作用効果を容
易に実現できる。
1、図2、図7及び図8を参照して説明する。なお、前
記第1実施形態と同一構成又は相当する構成について
は、同一符号を付して、その説明を省略し、異なるとこ
ろを中心にして説明する。
態と同一構成である。そして、第3実施形態では、セン
サ用電源回路28のセンサ電源フェィルセーフプログラ
ムのフローチャートに代えて、図7に示す実電流−電流
指令値偏差異常時のフェィルセーフプログラムが実行さ
れるところが異なっている。
所定周期の割込で実行する。なお、以下のステップで
は、図7において第1実施形態と異なるステップのみ説
明する。
モータ電流Im(実電流)の偏差が第4判定値を超える
場合には、異常と判定する。第4判定値は、モータMが
断線している場合の判定値であり、第4判定値を超えて
いる場合にはモータMが断線しているとして「YES」
の判定をする。又、前記偏差が第4判定値を超えていな
い場合には、断線していないとして「NO」と判定す
る。
ったアシスト制御の停止をする。すなわち、第1実施形
態のS40とは異なり、第2実施形態では、アシスト電
流指令値Iを走行時に必要な最小電流値Iq(所定値:
Iq>0)に急激に制限する。
フェィルセーフ時のアシスト電流指令値Iの上限値であ
り、その時々に演算したアシスト電流指令値Iが所定値
Iq以下であれば、その電流指令値Iのまま電流制御部
37に出力する。すなわち、その時々の車速V、操舵ト
ルクThに対応したアシスト力が得られる。そして、そ
の時々に演算したアシスト電流指令値Iが所定値Iqを
超えていれば、アシスト電流指令値Iは所定値Iqに急
激に制限される。この場合にも、走行時に必要な最小の
アシスト力は確保される。
御の抑制は、アシスト力を消失させる(アシスト電流指
令値を0にする)ことを意図しておらず、所定レベル以
下のアシスト力を維持することを意図したものである。
なぜなら、真にモータMが断線していればモータMは駆
動されないため、ことさらアシスト電流指令値を0にし
なくても、パワーステアリング装置としての最低限の安
全性は確保されるからである。
電流指令値Iと、モータ電流Im(実電流)の偏差が第
4判定値を超える場合には、異常と判定する。第4判定
値は、モータMが断線している場合の判定値であり、第
4判定値を超えている場合にはモータMが断線している
として「YES」の判定をする。又、前記偏差が第4判
定値を超えていない場合には、「NO」と判定する。
再開処理を行うとともに、正常判定タイマT3を0にリ
セットし、このプログラムを抜け出る。
再開処理が第1実施形態と一部異なっている。すなわ
ち、第1実施形態では、アシスト制御が再開した直前の
電流指令値Isを基点として、フェィルセーフ時になる
直前に記憶したアシスト電流指令値Ioに収束するよう
に所定時間毎に(2)式にて漸増した。第3実施形態で
はこの代わりにアシスト制御が再開した直前の電流指令
値Isを基点として、その時々に演算したアシスト電流
指令値Iにリニアに収束するように所定時間毎に漸増す
るようにされている。
6が電流制御部37に出力する電流指令値との関係を示
すタイムチャートである。このチャートにおいて、「1
次異常検出条件成立」とは、S10Bの異常の判定条件
及び1次異常判定時間の両条件が成立したことを意味し
ている。「1次異常検出条件非成立」とは、S10Bの
異常の判定条件及び1次異常判定時間の両条件のいずれ
かが非成立であることを意味している。
常の判定条件の未成立と、正常判定時間の条件の成立が
あった場合を意味している。同図に示すように、電流指
令値演算部36から出力される電流指令値は、1次確定
した場合は、急激に走行時に必要な最小電流値Iqにな
る。
限値(所定値Iq)による抑制が解除され、電流指令値
演算部36から出力される電流指令値は、その時々に演
算したアシスト電流指令値Iに向かって漸増する(ただ
し、I>Iqの場合)。
うな効果を得ることができる。 (1) 第3実施形態の制御装置20は、CPU21は
抑制手段としてモータM(アシスト制御に関係する回
路)の異常が検出された際、アシスト制御を抑制するよ
うにした。そして、CPU21は、モータ電力供給停止
手段として、アシスト制御が抑制された期間内に、モー
タMの異常が継続した際に、モータMを駆動するモータ
駆動回路22(モータ駆動部)への電力供給のための電
源リレー55及びモータリレー56(開閉手段)を開放
するようにした。又、CPU21は、抑制解除手段とし
て、アシスト制御が抑制された期間内に、モータMが正
常に復帰した際に、アシスト制御の抑制を解除するよう
にした。
き、アシスト制御を抑制し、その抑制期間中に、モータ
Mの異常の判定時間(2次異常判定時間Ts2)が得ら
れる。このことから、異常検出のための判定時間を長く
できる。その結果、誤判定を防止でき、走行中の誤判定
に対してアシスト力に影響を与えないようにすることが
できる。
M28が正常になった際には、アシスト制御に復帰する
ことができる。又、アシスト制御の抑制状態で、モータ
Mが異常か否かを判定するため、ステアリングホイール
の操作等による電源変動が少なくでき、確実に電源異常
を検出できる効果がある。
は、抑制手段として、モータMの異常が検出された際、
急激にアシスト電流指令値Iを走行時に必要な最小電流
値Iq(所定値:Iq>0)に低下させるようにした。
定)されても、これが誤判定であれば、アシスト力が確
保できるため、走行時の操舵に悪影響を与えないように
することができる。
(抑制解除手段)は、モータMが正常に復帰した際、ス
テアリングホイールの操舵トルクThに基づいてアシス
ト電流指令値Iを演算し、抑制を解除したときの値か
ら、同アシスト電流指令値Iに収束するようにリニアに
漸増するようにした。
に、アシスト制御を再開をしても、急に電流指令値を上
げることがなく、しかも電流指令値の変化量も小さいた
め、急激な操舵フィーリングの変化が生ずことがない。
モータMのモータ電流Im(モータ駆動電流)の異常を
検出する異常検出手段とした。すなわち、CPU21は
電流指令値Iと、モータ電流Im(実電流)の偏差が第
4判定値を超える場合に、断線しており異常であると判
定した。
との偏差により、アシスト制御に関係する回路(モータ
M)の異常(断線)の検出ができる。 (5) 第3実施形態では、CPU21(抑制手段)に
て抑制される以前の、アシスト制御に関係するモータM
の異常(断線)判定に要する判定時間を1次異常判定時
間Ts1(1次判定時間)とした。又、CPU21のア
シスト制御が抑制された期間内に、モータMの異常(断
線)が継続した際に、異常(断線)判定に要する判定時
間を2次異常判定時間Ts2(2次判定時間)とした。
そして、CPU21(異常検出手段)は、モータMの異
常(断線)判定を行う際、1次異常判定時間Ts1及び
2次異常判定時間Ts2にてそれぞれ異常検出を行うよ
うにした。
2次異常判定時間Ts2を設けたことにより、モータM
の断線に関して1次異常判定時間Ts1を短くできる。
すなわち、2次異常判定時間Ts2を長くすることによ
り、1次異常判定時間Ts1を短くでき、誤検出が防止
できる。
1、図2、図7及び図8を参照して説明する。第4実施
形態では、第3実施形態の図7のフローチャートのう
ち、S10B、S40B,S70Bが異なっている。他
の構成は、第3実施形態と同一であるため、同一符号を
付してその説明を省略する。
タ駆動方向が異常か否かを判定する。モータ駆動方向が
異常か否かの判定は、右方向信号D(R)と右操舵用指
令信号S(R)との比較、又は、左方向信号D(L)と
左操舵用指令信号S(L)との比較にて行う。それぞれ
比較した両者が、同方向でない場合には、モータ駆動方
向が異なる、すなわち異常であるとして「YES」と判
定する。
る場合には、モータ駆動方向が同じであり、すなわち異
常でないとして「NO」と判定する。 (S40B)ここでは第3実施形態と異なったアシスト
制御の停止をする。すなわち、第3実施形態のS40B
とは異なり、第4実施形態では、アシスト電流指令値I
を極小値Imin(Iq>Imin(所定値)>0)に
急激に制限する。この極小値Iminは、モータMにア
シスト力を出力しないレベルの値である(図8参照)。
異常であれば、安全のため直ちにアシスト力を消失させ
る必要がある。しかしながら、2次異常判定にて前記異
常継続監視するためにはモータ電流Imを監視する必要
があり、第1、第2実施形態のようにアシスト電流指令
値を0にすることはできない。
り大であるがアシスト力は発生しない極小値Iminと
して、アシスト力を消失させつつ前記異常の継続監視を
可能にしている。
条件でモータ駆動方向が異常か否かを判定する。従っ
て、第4実施形態では、第3実施形態の(1)、
(3)、(5)の作用効果と同様の作用効果に加えて、
下記の効果を奏する。
は、抑制手段として、遮断回路40の異常が検出された
際、アシスト電流指令値Iを極小値Imin(Iq>I
min(所定値)>0)に急激に制限(低下)するよう
にした。
の継続監視ができる。なお、前記各実施形態に代えて以
下のように変更してもよい。 (1) 前記第1実施形態では、センサ用電源回路28
の異常の有無を検出するようにした。これに代えて、ト
ルクセンサ31の検出信号に基づいてトルクセンサ3
1、或いはトルクセンサ31の検出信号のインターフェ
ィスの異常の有無を検出してもよい。この場合、トルク
センサ31の異常は、トルクセンサ31の検出信号のレ
ベルが異常レベルか否かの公知の判定により行うことが
できる。
70は、トルクセンサ31の電源異常を判定する代わり
に、トルクセンサ31の検出信号の異常判定のステップ
となる。他のステップについては、同様に処理を行うも
のとする。
ィスの回路が、アシスト制御に関係する回路に相当す
る。このような場合においても、第1実施形態の(1)
〜(4)と同様な作用効果を奏することができる。
電源回路28の異常の有無を検出するようにした。これ
に代えて、CPU21にて、バッテリ電源の異常の有無
を検出してもよい。
テリそのものの電源異常と、この電源電圧をモニタする
CPU21内の電圧モニタ回路の異常も含まれ、これら
の回路は、アシスト制御に関係する回路となりうる。す
なわち、電源電圧が異常の場合、アシスト制御、そのも
のが実現不可能になるからである。そして、これらの異
常は、電源電圧の信号のレベルが異常レベルか否かの公
知の判定により行うことができる。
70は、トルクセンサ31の電源異常を判定する代わり
に、電源電圧の信号の異常を判定するステップとなる。
他のステップについては、同様に処理を行うものとす
る。
の(1)〜(4)と同様な作用効果を奏することができ
る。 (3) 前記第2実施形態のS10A、S70Aでは、
モータMの両端子電圧の和が、第3判定値未満の場合、
異常と判定した。これに代えて、第2実施形態におい
て、両端子電圧の和が、第5判定値を超える場合に、モ
ータMを含む回路が、高電位側(例えば、バッテリ電圧
が印加された回路)と短絡(天絡)したとする異常判定
を行うようにしてもよい。第5判定値は、モータMの回
路において、高電位側と短絡したことが判別できる判定
値である。
電位側と短絡した異常が検出でき、第2実施形態で述べ
たと同様の効果を得ることができる。 (4) 前記第2実施形態のS10A、S70Aでは、
モータMの両端子電圧の和が、第3判定値未満の場合、
異常と判定した。
端子電圧の和が、第6判定値を超えているか、又は第7
判定値(<第6判定値)未満としたとき、前記FET5
1〜FET54がショートしているとした異常判定を行
うようにしてもよい。
であって、前記FETがショートしている異常判定がで
きる値である。又、第7判定値は、バッテリ電圧よりも
低い値であって、前記FETがショートしている異常判
定ができる値である。
ている異常が検出でき、第2実施形態で述べたと同様の
効果を得ることができる。 (5) 第4実施形態のS10B,S70Bの異常判定
の条件を、モータ電流Im(モータ駆動電流)が、異常
に低い値に固定していることを検出するための条件に代
えてもよい。この場合、モータ電流Imが非常に低い値
を判定するための第9判定値を設定するものとする。
固定されていることを検出でき、すなわち、モータMの
異常を検出することができる。この場合において、第4
実施形態の図7に示す他のステップは同一構成とする。
値に固定されている異常の場合において、第4実施形態
の効果と同様な効果を奏することができる。 (6) 前記各実施形態では、操舵トルクThと車速V
に応じて、車速感応のアシスト制御を行うようにした
が、操舵トルクThのみに応じてアシスト制御を行うよ
うにしてもよい。
項11の発明によれば、アシスト制御に関係する回路の
異常が検出されたとき、アシスト制御を抑制し、その抑
制期間中に、前記回路の異常の判定時間を得られること
から、異常検出のための判定時間を長くでき、誤判定を
防止できる効果がある。
ト制御に関係する回路が正常になった際には、アシスト
制御に復帰することができる。
アリング制御装置の概略図。
ャート。
ート。
イムチャート。
ャート。
フローチャート。
ート。
止手段、抑制解除手段、異常検出手段) 22…モータ駆動回路 23…モータ端子電圧検出回路 24…モータ駆動電流検出回路 25,26…リレー駆動回路 28…センサ用電源回路 31…トルクセンサ 36…電流指令値演算部 55…電源リレー(開閉手段) 56…モータリレー(開閉手段) 57…電源リレー M…モータ 51〜54…FET
Claims (11)
- 【請求項1】 少なくともステアリングホイールの操舵
トルクに基づいてアシスト電流指令値を演算し、前記ア
シスト電流指令値に基づいてアシスト力を出力するよう
にモータをアシスト制御する制御手段を備えた電動パワ
ーステアリング制御装置において、 前記アシスト制御に関係する回路の異常が検出された
際、前記制御手段のアシスト制御を抑制する抑制手段
と、 前記抑制手段のアシスト制御が抑制された期間内に、前
記回路の異常が継続した際に、前記モータを駆動するモ
ータ駆動部への電力供給のための開閉手段を開放するモ
ータ電力供給停止手段と、 前記抑制手段のアシスト制御が抑制された期間内に、前
記回路が正常に復帰した際に、前記抑制手段の抑制を解
除する抑制解除手段を備えたことを特徴とする電動パワ
ーステアリング制御装置。 - 【請求項2】 前記抑制手段は、前記回路の異常が検出
された際、異常が検出される前のアシスト電流指令値か
ら、その指令値を所定値まで漸減するように抑制するも
のである請求項1に記載の電動パワーステアリング制御
装置。 - 【請求項3】 前記抑制手段は、前記回路の異常が検出
された際、アシスト電流指令値を急激に所定値に低下さ
せるものである請求項1に記載の電動パワーステアリン
グ制御装置。 - 【請求項4】 前記所定値は0を含まず、かつモータに
アシスト力を出力しないレベルの値であることを特徴と
する請求項3に記載の電動パワーステアリング制御装
置。 - 【請求項5】 前記所定値は0であることを特徴とする
請求項2又は請求項3に記載の電動パワーステアリング
制御装置。 - 【請求項6】 前記抑制解除手段は、前記回路が正常に
復帰した際、ステアリングホイールの操舵トルクに基づ
いてアシスト電流指令値を演算し、抑制を解除したとき
の値から、同アシスト電流指令値に収束するように漸増
するものである請求項1乃至請求項5のうちいずれか1
項に記載の電動パワーステアリング制御装置。 - 【請求項7】 前記ステアリングホイールの操舵トルク
を出力するトルクセンサに関して、その異常を検出する
異常検出手段を備え、 前記アシスト制御に関係する回路の異常の検出は、同異
常検出手段の異常検出により行われることを特徴とする
請求項2に記載の電動パワーステアリング制御装置。 - 【請求項8】 前記モータのモータ駆動電流の異常を検
出する異常検出手段を備え、 前記アシスト制御に関係する回路の異常の検出は、同異
常検出手段の異常検出により行われることを特徴とする
請求項3又は請求項4に記載の電動パワーステアリング
制御装置。 - 【請求項9】 モータの駆動方向の異常を検出する異常
検出手段を備え、 前記アシスト制御に関係する回路の異常の検出は、同異
常検出手段により行われることを特徴とする請求項3又
は請求項4に記載の電動パワーステアリング制御装置。 - 【請求項10】 モータの端子電圧の異常を検出する異
常検出手段を備え、 前記アシスト制御に関係する回路の異常は、同異常検出
手段により行われることを特徴とする請求項5に記載の
電動パワーステアリング制御装置。 - 【請求項11】 前記抑制手段にて抑制される以前の、
アシスト制御に関係する回路の異常判定に要する判定時
間を1次判定時間とし、 前記抑制手段のアシスト制御が抑制された期間内に、前
記回路の異常が継続した際に、異常判定に要する判定時
間を2次判定時間としたとき、 前記アシスト制御に関係する回路の異常判定を行う異常
検出手段は、前記1次判定時間及び2次判定時間にてそ
れぞれ異常検出を行うことを特徴とする請求項7乃至請
求項10のうちいずれか1項に記載の電動パワーステア
リング制御装置。
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