JP2005043071A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ツインレゾルバ式トルクセンサの入力軸側又は出力軸側で発生した相間ショートを検出し得る電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】トーションバーと、入力軸側回転角センサと、出力軸側回転角センサとから成るツインレゾルバ式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置において、上記入力軸側回転角センサ及び上記出力軸側回転角センサのいずれか一方による電気角演算結果が45°を含む第一の所定の角度範囲に一定時間以上含まれ、且つ、上記入力軸側回転角センサ及び上記出力軸側回転角センサの他方による電気角演算結果が45°を含む第二の所定の角度範囲外に一定時間以上含まれたときに、上記一方のセンサに相間ショートが発生していると判断する。
【選択図】 図5
【解決手段】トーションバーと、入力軸側回転角センサと、出力軸側回転角センサとから成るツインレゾルバ式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置において、上記入力軸側回転角センサ及び上記出力軸側回転角センサのいずれか一方による電気角演算結果が45°を含む第一の所定の角度範囲に一定時間以上含まれ、且つ、上記入力軸側回転角センサ及び上記出力軸側回転角センサの他方による電気角演算結果が45°を含む第二の所定の角度範囲外に一定時間以上含まれたときに、上記一方のセンサに相間ショートが発生していると判断する。
【選択図】 図5
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して、ツインレゾルバ式トルクセンサを備えた車両用電動パワーステアリング装置に係り、特に、ツインレゾルバ式トルクセンサの相間ショートを検出する機能を備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両用の電動パワーステアリング装置において、トルクセンサの断線等の異常・故障の検出を図る構成又はロジックが知られている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−310727号公報
【0004】
【特許文献2】
特開2002−81961号公報
【0005】
【特許文献3】
特開平8−251975号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
通常、車両用の電動パワーステアリング装置では、運転者によって入力された操舵トルクに応じて、アシストトルクをモータにより発生させる。従来、この操舵トルクを測定するために、操舵回動を伝達する操舵軸上にツインレゾルバ式のトルクセンサが設けられる。
【0007】
当業者には周知技術であるツインレゾルバ式トルクセンサは、主として、トーションバーと、このトーションバーの上下に取り付けられた1組のレゾルバ(回転角センサ)とから成り、入力軸側と出力軸側の電気角の差と、トーションバーのねじれ特性とから操舵トルクが検出される。
【0008】
このようなツインレゾルバ式のトルクセンサについて、入力軸側レゾルバのsin相出力信号線とcos相出力信号線との間、或いは、出力軸側レゾルバのsin相出力信号線とcos相出力信号線との間で相間ショートが発生すると、そのレゾルバのsin相とcos相の出力信号が同一のまま推移するため、そのレゾルバについての電気角演算結果が45°で固着してしまう。すると、入力軸側と出力軸側の絶対角の差が正確に算出されず、操舵トルクを正確に測定できないために適切なアシストトルクを発生させることができなくなる。また、正常な方のレゾルバの回転方向によっては、逆アシスト状態となり、走行が困難となり得る。
【0009】
これを図1及び2を用いて説明する。図1(a)は、正常時の電気角演算結果を示す。ここでは、実線矢印が入力軸側レゾルバの電気角θ1を表し、破線矢印が出力軸側レゾルバの電気角θ2を表すものとする。
【0010】
当業者には周知のように、ツインレゾルバ式トルクセンサにおいては、入力軸側レゾルバの電気角θ1と出力軸側レゾルバの電気角θ2とは常に所定の差を保って推移する。この差Δθ(=θ1−θ2)は、運転者によって入力された操舵トルク(変数)にトーションバーのねじれ剛性係数(定数)を乗じたものである。また、例えば、左操舵を正の方向と決めておくと、差Δθが+の時は左操舵方向へアシストトルクを発生させ、−の時は右操舵方向へアシストトルクを発生させることになる。
【0011】
他方、図1(b)は、一例として、入力軸側レゾルバに相間ショートが発生した場合を示す。相間ショート発生により、入力軸側レゾルバの電気角θ1は見かけ上45°で固着している。他方、正常である出力軸側レゾルバの電気角θ2は操舵トルクに応じて変化するため、差Δθが操舵トルクに比例したものとならない。加えて、Δθの正負が操舵方向と一致しない場合が生じ得るため、最悪の場合操舵方向と逆向きにアシストトルクが発生する逆アシスト状態となり得る。
【0012】
図2は、左操舵中に入力軸側レゾルバに相間ショートが発生した場合の電気角の時間変化を示すグラフである。図示するように、時刻0から左操舵が開始され、入力軸側レゾルバの電気角が上昇すると、これに合わせて操舵トルクに比例した差を保ちながら出力軸側レゾルバの電気角も上昇する。ここで、時刻t1で入力軸側レゾルバに相間ショートが発生したとすると、まず入力軸側レゾルバの電気角が45°へ急変する。また、瞬間的に過大トルクが見かけ上発生するため、出力軸側レゾルバの電気角が45°になるまでハンドルが取られる。
【0013】
時刻t1後、入力軸側レゾルバの電気角は45°で一定となるため、そこから更に左方向への操舵が続けられると、出力軸側レゾルバの電気角が45°を越えて右操舵方向にアシストトルクが発生してしまうため、逆アシスト状態となる。逆アシスト状態となると、走行が困難となり、最悪の場合例えば時刻t2でステアリング振動が生じ得る。
【0014】
このように、ツインレゾルバ式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置は、トルクセンサの相間ショートにより逆アシストとなり得るという問題を含有する。しかしながら、上述のような従来の異常検出ロジックでは、電気角演算結果が45°で固着しているか否かを判断できないため、上述のような相間ショートを検出することは困難である。
【0015】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ツインレゾルバ式トルクセンサの入力軸側又は出力軸側で発生した相間ショートを検出し得る電動パワーステアリング装置を提供することを主たる目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、トーションバーと、入力軸側回転角センサと、出力軸側回転角センサとから成るツインレゾルバ式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置であって、上記入力軸側回転角センサ及び上記出力軸側回転角センサのいずれか一方による電気角演算結果が45°を含む第一の所定の角度範囲に一定時間以上含まれ、且つ、上記入力軸側回転角センサ及び上記出力軸側回転角センサの他方による電気角演算結果が45°を含む第二の所定の角度範囲外に一定時間以上含まれたときに、上記一方のセンサに相間ショートが発生していると判断する、電動パワーステアリング装置である。
【0017】
この態様において、相間ショートとは、一のレゾルバ(回転角センサ)のsin相出力信号線とcos相出力信号線とがショート(短絡)した状態を指すものとする。相間ショートが一旦発生すると、そのレゾルバからのsin相出力信号とcos相出力信号とが同一のまま推移するため、そのレゾルバについての電気角演算結果が45°で固着してしまう。
【0018】
この態様によれば、上述のように相間ショートが発生したレゾルバは見かけ上電気角45°で固着してしまうことに着目し、一方のレゾルバの電気角演算結果が一定期間以上45°であり、且つ、他方のレゾルバの電気角演算結果が一定期間以上45°から所定量離れた範囲にある場合に、上記一方のレゾルバに相間ショートが発生していると判断することにより、ツインレゾルバ式トルクセンサにおいて発生した相間ショートを検出することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図3〜5を参照しながら本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態について説明する。
【0020】
まず、図3を用いて、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置300の概略構成を説明する。電動パワーステアリング装置300は、故障検出の対象であって、運転者によって入力された操舵トルクを検出するツインレゾルバ式トルクセンサ301と、入力された操舵トルクに応じて発生させるアシストトルク量を制御するEPS・ECU302と、コラム軸やラック軸などにアシストトルクを発生させるEPSアクチュエータ303と、を有する。
【0021】
EPS/ECU302は、更に、励磁信号の生成やレゾルバ出力信号のノイズ除去及び増幅などを行うアナログ回路である入出力I/F304と、レゾルバ出力信号をアナログ/ディジタル(A/D)変換し、ディジタル演算処理するCPU305と、EPSアクチュエータ303の通電制御を行う駆動回路306と、EPSアクチュエータ303に流れる電流やモータ回転角センサの信号を処理するアナログ回路であるI/F307と、を有する。
【0022】
次に、実際に故障検出を行うCPU305での処理について図4を用いて詳述する。図4は、本実施形態に係るCPU305での処理の概略を示す機能ブロック図である。ツインレゾルバ式トルクセンサ301から出力された入力軸側レゾルバのsin相出力信号及びcos相出力信号、及び出力軸側レゾルバのsin相出力信号及びcos相出力信号は、まずA/D変換器401によってディジタル信号へ変換され、次いで電気角演算部402によって入力軸側及び出力軸側それぞれのレゾルバの電気角が演算される。
【0023】
算出された入力軸側レゾルバの電気角及び出力軸側レゾルバの電気角は、発生させるアシストトルクの量を演算するトルク演算部403と、相間ショートが発生しているか否かを判定する相間ショート判定部404とへ出力される。
【0024】
次に、相間ショート判定部404における相間ショート判定処理の流れを図5のフローチャートを用いて説明する。ここでは、算出された入力軸側レゾルバの電気角をθ1、出力軸側レゾルバの電気角をθ2、で表すものとする。
【0025】
まず、S501において、θ1から45°を引いた差の絶対値(|θ1−45°|)が第一の閾角度θTH0より小さいか否かを判断する。換言すれば、S501では、θ1が45°±θTH0の範囲に入っているか否かを判断している。
【0026】
上述のように、本発明では、相間ショートが発生すればそのレゾルバの電気角が45°に固着することを利用して相間ショートを検出するものであり、S501の処理でも入力軸側レゾルバの電気角が45°であるか否かを調べることが意図されている。すなわち、ここでの「±θTH0」は45°という特定の角度に対する単なる振れ幅を表しているに過ぎない。なお、仮に入力軸側レゾルバに相間ショートが生じている場合、そのレゾルバからのsin相出力信号とcos相出力信号とは完全に同一の波形となり、上記振れ幅はシステムで規定されている許容振れまわり特性以下となるため、θTH0の値は極めて小さい値とすることができる。
【0027】
|θ1−45°|<θTH0が成立する場合(S501の「YES」)、次いで、θ2から45°を引いた差の絶対値(|θ2−45°|)が第二の閾角度θTH1より大きいか否かを判断する。換言すれば、S502では、θ2が45°±θTH1の範囲外であるか否かを判断している。
【0028】
ここで、θTH1は、入力軸側レゾルバも出力軸側レゾルバも正常であった場合に、入力軸側レゾルバの電気角が45°の時に(操舵トルクに応じて)出力軸側レゾルバが採り得る最大電気角と45°との差分に相当する。
【0029】
|θ2−45°|>θTH1が成立するとき(S502の「YES」)、θ1とθ2の関係が正常でないと判断し、S503において、(45°であって相間ショートの可能性のある)θ1についてのエラーカウントErrCnt1を1つインクリメントする。
【0030】
ErrCnt1がインクリメントされると、次いで、S504において、ErrCnt1が所定の閾値THに達したか否かが判断される。後述するように図5に示すルーチンは車両走行中常時繰り返して実行されるため、このS504におけるエラーカウントの閾値判断は、S502の「YES」の状態が一定時間継続した否かの判断と等価であると言える。
【0031】
ErrCnt1=THが成立するとき(S504の「YES」)、操舵トルクは常時変化するものであるにもかかわらず、θ1が45°で、且つ、θ1とθ2の関係が正常でない状態が所定時間続いたものとして、θ1の45°固着を認め、入力軸側レゾルバに相間ショートが発生したと判定する(S505)。
【0032】
相間ショートの発生が一旦検出されると、EPS・ECU302は、EPSアクチュエータ303への通電制御を中止し、アシストトルクが付与されないいわゆる「重(おも)ステ」状態に切り替え、走行が困難となる逆アシスト状態になるのを回避する。この際、当業者には明らかなように、パワステが故障により自動的にオフにされた旨を視覚的及び/又は聴覚的に運転者に伝達することが好ましい。
【0033】
ErrCnt1=THが成立しないとき(S504の「NO」)、θ1が45°で、且つ、θ1とθ2の関係が正常でない状態がいまだ所定時間続いていないと判断し、処理はフローの最初に戻る。
【0034】
S502に戻り、|θ2−45°|>θTH1が成立しないとき(S502の「NO」)、θ1とθ2の関係は正常な範囲内であると判断され、次に、S506において、|θ2−45°|<θTH0が成立するか否か、すなわちθ2も45°(θTH0については既述の通り)であるか否かが判断される。
【0035】
S506で|θ2−45°|<θTH0が成立する場合(S506の「YES」)、θ1もθ2も45°であり、操舵トルクが入力されていない0トルクの状態であると判断され、θ1についてのエラーカウントErrCnt1及びθ2についてのエラーカウントErrCnt2をリセットして0としてから、処理はフローの最初に戻る。
【0036】
S506で|θ2−45°|<θTH0が成立しない場合(S506の「NO」)、θ1とθ2が異なる値であって0トルク状態ではないと判断され、ErrCnt1及びErrCnt2をリセットすることなく、処理はフローの最初に戻る。
【0037】
S501に戻り、|θ1−45°|<θTH0が成立しない場合、すなわちθ1が45°でない場合(S501の「NO」)、少なくともθ1については45°固着が発生していないと判断して、S508において、ErrCnt1をリセットして0とする。
【0038】
次に、S509において、今度はθ2が45°であるか否か、すなわち|θ2−45°|<θTH0が成立するか否かが判断される。|θ2−45°|<θTH0が成立しない場合、すなわちθ2が45°でない場合(S509の「NO」)、θ2についても45°固着が発生していないと判断し、S510において、ErrCnt2をリセットして0としてから、処理はフローの最初に戻る。
【0039】
|θ2−45°|<θTH0が成立する場合、すなわちθ2が45°である場合(S509の「YES」)、S511において、|θ1−45°|>θTH1が成立するか否か(θTH1については既述の通り)が判断される。
【0040】
|θ1−45°|>θTH1が成立するとき(S511の「YES」)、θ1とθ2の関係が正常でないと判断し、S512において、(45°であって相間ショートの可能性のある)θ2についてのエラーカウントErrCnt2を1つインクリメントする。
【0041】
ErrCnt2がインクリメントされると、次いで、S513において、ErrCnt2が所定の閾値THに達したか否かが判断される。図5に示すルーチンは車両走行中常時繰り返して実行されるため、このS513におけるエラーカウントの閾値判断は、S511の「YES」の状態が一定時間継続した否かの判断と等価であると言える。
【0042】
ErrCnt2=THが成立するとき(S513の「YES」)、操舵トルクは常時変化するものであるにもかかわらず、θ2が45°で、且つ、θ1とθ2の関係が正常でない状態が所定時間続いたものとして、θ2の45°固着を認め、出力軸側レゾルバに相間ショートが発生したと判定する(S505)。
【0043】
ErrCnt2=THが成立しないとき(S513の「NO」)、θ2が45°で、且つ、θ1とθ2の関係が正常でない状態がいまだ所定時間続いていないと判断し、処理はフローの最初に戻る。
【0044】
S511に戻り、|θ1−45°|>θTH1が成立しないとき(S511の「NO」)、θ1とθ2の関係は正常な範囲内であると判断され、処理はフローの最初に戻る。
【0045】
以上、図5を用いて説明したように、本実施形態に係る相間ショート判定部404によれば、一方のレゾルバの電気角演算結果が一定期間以上45°であり、且つ、他方のレゾルバの電気角演算結果が一定期間以上45°から所定量離れた範囲にある場合に、上記一方のレゾルバに相間ショートが発生していると判断することができる。
【0046】
このように、本実施形態によれば、一のレゾルバで相間ショートが発生するとその電気角が45°で固着することに着目し、ツインレゾルバ式トルクセンサにおける相間ショートの発生を確実に検出することができる。
【0047】
なお、当業者には明らかなように、本発明に係るツインレゾルバ式トルクセンサにおける相間ショートの検出手法は、電動パワーステアリング装置以外の用途に用いられるツインレゾルバ式トルクセンサに対しても適用可能である。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ツインレゾルバ式トルクセンサの入力軸側又は出力軸側で発生した相間ショートを検出し得る電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) ツインレゾルバ式トルクセンサの2つのレゾルバ電気角の正常時の関係を示す図である。
(b) ツインレゾルバ式トルクセンサの2つのレゾルバのうち一方に相間ショートが発生した場合の2つのレゾルバ電気角の関係を示す図である。
【図2】左操舵中に入力軸側レゾルバに相間ショートが発生した場合の電気角の時間変化を示すグラフである。
【図3】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態に係るCPUでの処理の概略を示す機能ブロック図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る相間ショート判定処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
300 電動パワーステアリング装置
301 ツインレゾルバ式トルクセンサ
302 EPS・ECU
303 EPSアクチュエータ
304 入出力I/F
305 CPU
306 駆動回路
307 I/F
401 アナログ/ディジタル変換器(A/D)
402 電気角演算部
403 トルク演算部
404 相間ショート判定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して、ツインレゾルバ式トルクセンサを備えた車両用電動パワーステアリング装置に係り、特に、ツインレゾルバ式トルクセンサの相間ショートを検出する機能を備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両用の電動パワーステアリング装置において、トルクセンサの断線等の異常・故障の検出を図る構成又はロジックが知られている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−310727号公報
【0004】
【特許文献2】
特開2002−81961号公報
【0005】
【特許文献3】
特開平8−251975号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
通常、車両用の電動パワーステアリング装置では、運転者によって入力された操舵トルクに応じて、アシストトルクをモータにより発生させる。従来、この操舵トルクを測定するために、操舵回動を伝達する操舵軸上にツインレゾルバ式のトルクセンサが設けられる。
【0007】
当業者には周知技術であるツインレゾルバ式トルクセンサは、主として、トーションバーと、このトーションバーの上下に取り付けられた1組のレゾルバ(回転角センサ)とから成り、入力軸側と出力軸側の電気角の差と、トーションバーのねじれ特性とから操舵トルクが検出される。
【0008】
このようなツインレゾルバ式のトルクセンサについて、入力軸側レゾルバのsin相出力信号線とcos相出力信号線との間、或いは、出力軸側レゾルバのsin相出力信号線とcos相出力信号線との間で相間ショートが発生すると、そのレゾルバのsin相とcos相の出力信号が同一のまま推移するため、そのレゾルバについての電気角演算結果が45°で固着してしまう。すると、入力軸側と出力軸側の絶対角の差が正確に算出されず、操舵トルクを正確に測定できないために適切なアシストトルクを発生させることができなくなる。また、正常な方のレゾルバの回転方向によっては、逆アシスト状態となり、走行が困難となり得る。
【0009】
これを図1及び2を用いて説明する。図1(a)は、正常時の電気角演算結果を示す。ここでは、実線矢印が入力軸側レゾルバの電気角θ1を表し、破線矢印が出力軸側レゾルバの電気角θ2を表すものとする。
【0010】
当業者には周知のように、ツインレゾルバ式トルクセンサにおいては、入力軸側レゾルバの電気角θ1と出力軸側レゾルバの電気角θ2とは常に所定の差を保って推移する。この差Δθ(=θ1−θ2)は、運転者によって入力された操舵トルク(変数)にトーションバーのねじれ剛性係数(定数)を乗じたものである。また、例えば、左操舵を正の方向と決めておくと、差Δθが+の時は左操舵方向へアシストトルクを発生させ、−の時は右操舵方向へアシストトルクを発生させることになる。
【0011】
他方、図1(b)は、一例として、入力軸側レゾルバに相間ショートが発生した場合を示す。相間ショート発生により、入力軸側レゾルバの電気角θ1は見かけ上45°で固着している。他方、正常である出力軸側レゾルバの電気角θ2は操舵トルクに応じて変化するため、差Δθが操舵トルクに比例したものとならない。加えて、Δθの正負が操舵方向と一致しない場合が生じ得るため、最悪の場合操舵方向と逆向きにアシストトルクが発生する逆アシスト状態となり得る。
【0012】
図2は、左操舵中に入力軸側レゾルバに相間ショートが発生した場合の電気角の時間変化を示すグラフである。図示するように、時刻0から左操舵が開始され、入力軸側レゾルバの電気角が上昇すると、これに合わせて操舵トルクに比例した差を保ちながら出力軸側レゾルバの電気角も上昇する。ここで、時刻t1で入力軸側レゾルバに相間ショートが発生したとすると、まず入力軸側レゾルバの電気角が45°へ急変する。また、瞬間的に過大トルクが見かけ上発生するため、出力軸側レゾルバの電気角が45°になるまでハンドルが取られる。
【0013】
時刻t1後、入力軸側レゾルバの電気角は45°で一定となるため、そこから更に左方向への操舵が続けられると、出力軸側レゾルバの電気角が45°を越えて右操舵方向にアシストトルクが発生してしまうため、逆アシスト状態となる。逆アシスト状態となると、走行が困難となり、最悪の場合例えば時刻t2でステアリング振動が生じ得る。
【0014】
このように、ツインレゾルバ式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置は、トルクセンサの相間ショートにより逆アシストとなり得るという問題を含有する。しかしながら、上述のような従来の異常検出ロジックでは、電気角演算結果が45°で固着しているか否かを判断できないため、上述のような相間ショートを検出することは困難である。
【0015】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ツインレゾルバ式トルクセンサの入力軸側又は出力軸側で発生した相間ショートを検出し得る電動パワーステアリング装置を提供することを主たる目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、トーションバーと、入力軸側回転角センサと、出力軸側回転角センサとから成るツインレゾルバ式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置であって、上記入力軸側回転角センサ及び上記出力軸側回転角センサのいずれか一方による電気角演算結果が45°を含む第一の所定の角度範囲に一定時間以上含まれ、且つ、上記入力軸側回転角センサ及び上記出力軸側回転角センサの他方による電気角演算結果が45°を含む第二の所定の角度範囲外に一定時間以上含まれたときに、上記一方のセンサに相間ショートが発生していると判断する、電動パワーステアリング装置である。
【0017】
この態様において、相間ショートとは、一のレゾルバ(回転角センサ)のsin相出力信号線とcos相出力信号線とがショート(短絡)した状態を指すものとする。相間ショートが一旦発生すると、そのレゾルバからのsin相出力信号とcos相出力信号とが同一のまま推移するため、そのレゾルバについての電気角演算結果が45°で固着してしまう。
【0018】
この態様によれば、上述のように相間ショートが発生したレゾルバは見かけ上電気角45°で固着してしまうことに着目し、一方のレゾルバの電気角演算結果が一定期間以上45°であり、且つ、他方のレゾルバの電気角演算結果が一定期間以上45°から所定量離れた範囲にある場合に、上記一方のレゾルバに相間ショートが発生していると判断することにより、ツインレゾルバ式トルクセンサにおいて発生した相間ショートを検出することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図3〜5を参照しながら本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態について説明する。
【0020】
まず、図3を用いて、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置300の概略構成を説明する。電動パワーステアリング装置300は、故障検出の対象であって、運転者によって入力された操舵トルクを検出するツインレゾルバ式トルクセンサ301と、入力された操舵トルクに応じて発生させるアシストトルク量を制御するEPS・ECU302と、コラム軸やラック軸などにアシストトルクを発生させるEPSアクチュエータ303と、を有する。
【0021】
EPS/ECU302は、更に、励磁信号の生成やレゾルバ出力信号のノイズ除去及び増幅などを行うアナログ回路である入出力I/F304と、レゾルバ出力信号をアナログ/ディジタル(A/D)変換し、ディジタル演算処理するCPU305と、EPSアクチュエータ303の通電制御を行う駆動回路306と、EPSアクチュエータ303に流れる電流やモータ回転角センサの信号を処理するアナログ回路であるI/F307と、を有する。
【0022】
次に、実際に故障検出を行うCPU305での処理について図4を用いて詳述する。図4は、本実施形態に係るCPU305での処理の概略を示す機能ブロック図である。ツインレゾルバ式トルクセンサ301から出力された入力軸側レゾルバのsin相出力信号及びcos相出力信号、及び出力軸側レゾルバのsin相出力信号及びcos相出力信号は、まずA/D変換器401によってディジタル信号へ変換され、次いで電気角演算部402によって入力軸側及び出力軸側それぞれのレゾルバの電気角が演算される。
【0023】
算出された入力軸側レゾルバの電気角及び出力軸側レゾルバの電気角は、発生させるアシストトルクの量を演算するトルク演算部403と、相間ショートが発生しているか否かを判定する相間ショート判定部404とへ出力される。
【0024】
次に、相間ショート判定部404における相間ショート判定処理の流れを図5のフローチャートを用いて説明する。ここでは、算出された入力軸側レゾルバの電気角をθ1、出力軸側レゾルバの電気角をθ2、で表すものとする。
【0025】
まず、S501において、θ1から45°を引いた差の絶対値(|θ1−45°|)が第一の閾角度θTH0より小さいか否かを判断する。換言すれば、S501では、θ1が45°±θTH0の範囲に入っているか否かを判断している。
【0026】
上述のように、本発明では、相間ショートが発生すればそのレゾルバの電気角が45°に固着することを利用して相間ショートを検出するものであり、S501の処理でも入力軸側レゾルバの電気角が45°であるか否かを調べることが意図されている。すなわち、ここでの「±θTH0」は45°という特定の角度に対する単なる振れ幅を表しているに過ぎない。なお、仮に入力軸側レゾルバに相間ショートが生じている場合、そのレゾルバからのsin相出力信号とcos相出力信号とは完全に同一の波形となり、上記振れ幅はシステムで規定されている許容振れまわり特性以下となるため、θTH0の値は極めて小さい値とすることができる。
【0027】
|θ1−45°|<θTH0が成立する場合(S501の「YES」)、次いで、θ2から45°を引いた差の絶対値(|θ2−45°|)が第二の閾角度θTH1より大きいか否かを判断する。換言すれば、S502では、θ2が45°±θTH1の範囲外であるか否かを判断している。
【0028】
ここで、θTH1は、入力軸側レゾルバも出力軸側レゾルバも正常であった場合に、入力軸側レゾルバの電気角が45°の時に(操舵トルクに応じて)出力軸側レゾルバが採り得る最大電気角と45°との差分に相当する。
【0029】
|θ2−45°|>θTH1が成立するとき(S502の「YES」)、θ1とθ2の関係が正常でないと判断し、S503において、(45°であって相間ショートの可能性のある)θ1についてのエラーカウントErrCnt1を1つインクリメントする。
【0030】
ErrCnt1がインクリメントされると、次いで、S504において、ErrCnt1が所定の閾値THに達したか否かが判断される。後述するように図5に示すルーチンは車両走行中常時繰り返して実行されるため、このS504におけるエラーカウントの閾値判断は、S502の「YES」の状態が一定時間継続した否かの判断と等価であると言える。
【0031】
ErrCnt1=THが成立するとき(S504の「YES」)、操舵トルクは常時変化するものであるにもかかわらず、θ1が45°で、且つ、θ1とθ2の関係が正常でない状態が所定時間続いたものとして、θ1の45°固着を認め、入力軸側レゾルバに相間ショートが発生したと判定する(S505)。
【0032】
相間ショートの発生が一旦検出されると、EPS・ECU302は、EPSアクチュエータ303への通電制御を中止し、アシストトルクが付与されないいわゆる「重(おも)ステ」状態に切り替え、走行が困難となる逆アシスト状態になるのを回避する。この際、当業者には明らかなように、パワステが故障により自動的にオフにされた旨を視覚的及び/又は聴覚的に運転者に伝達することが好ましい。
【0033】
ErrCnt1=THが成立しないとき(S504の「NO」)、θ1が45°で、且つ、θ1とθ2の関係が正常でない状態がいまだ所定時間続いていないと判断し、処理はフローの最初に戻る。
【0034】
S502に戻り、|θ2−45°|>θTH1が成立しないとき(S502の「NO」)、θ1とθ2の関係は正常な範囲内であると判断され、次に、S506において、|θ2−45°|<θTH0が成立するか否か、すなわちθ2も45°(θTH0については既述の通り)であるか否かが判断される。
【0035】
S506で|θ2−45°|<θTH0が成立する場合(S506の「YES」)、θ1もθ2も45°であり、操舵トルクが入力されていない0トルクの状態であると判断され、θ1についてのエラーカウントErrCnt1及びθ2についてのエラーカウントErrCnt2をリセットして0としてから、処理はフローの最初に戻る。
【0036】
S506で|θ2−45°|<θTH0が成立しない場合(S506の「NO」)、θ1とθ2が異なる値であって0トルク状態ではないと判断され、ErrCnt1及びErrCnt2をリセットすることなく、処理はフローの最初に戻る。
【0037】
S501に戻り、|θ1−45°|<θTH0が成立しない場合、すなわちθ1が45°でない場合(S501の「NO」)、少なくともθ1については45°固着が発生していないと判断して、S508において、ErrCnt1をリセットして0とする。
【0038】
次に、S509において、今度はθ2が45°であるか否か、すなわち|θ2−45°|<θTH0が成立するか否かが判断される。|θ2−45°|<θTH0が成立しない場合、すなわちθ2が45°でない場合(S509の「NO」)、θ2についても45°固着が発生していないと判断し、S510において、ErrCnt2をリセットして0としてから、処理はフローの最初に戻る。
【0039】
|θ2−45°|<θTH0が成立する場合、すなわちθ2が45°である場合(S509の「YES」)、S511において、|θ1−45°|>θTH1が成立するか否か(θTH1については既述の通り)が判断される。
【0040】
|θ1−45°|>θTH1が成立するとき(S511の「YES」)、θ1とθ2の関係が正常でないと判断し、S512において、(45°であって相間ショートの可能性のある)θ2についてのエラーカウントErrCnt2を1つインクリメントする。
【0041】
ErrCnt2がインクリメントされると、次いで、S513において、ErrCnt2が所定の閾値THに達したか否かが判断される。図5に示すルーチンは車両走行中常時繰り返して実行されるため、このS513におけるエラーカウントの閾値判断は、S511の「YES」の状態が一定時間継続した否かの判断と等価であると言える。
【0042】
ErrCnt2=THが成立するとき(S513の「YES」)、操舵トルクは常時変化するものであるにもかかわらず、θ2が45°で、且つ、θ1とθ2の関係が正常でない状態が所定時間続いたものとして、θ2の45°固着を認め、出力軸側レゾルバに相間ショートが発生したと判定する(S505)。
【0043】
ErrCnt2=THが成立しないとき(S513の「NO」)、θ2が45°で、且つ、θ1とθ2の関係が正常でない状態がいまだ所定時間続いていないと判断し、処理はフローの最初に戻る。
【0044】
S511に戻り、|θ1−45°|>θTH1が成立しないとき(S511の「NO」)、θ1とθ2の関係は正常な範囲内であると判断され、処理はフローの最初に戻る。
【0045】
以上、図5を用いて説明したように、本実施形態に係る相間ショート判定部404によれば、一方のレゾルバの電気角演算結果が一定期間以上45°であり、且つ、他方のレゾルバの電気角演算結果が一定期間以上45°から所定量離れた範囲にある場合に、上記一方のレゾルバに相間ショートが発生していると判断することができる。
【0046】
このように、本実施形態によれば、一のレゾルバで相間ショートが発生するとその電気角が45°で固着することに着目し、ツインレゾルバ式トルクセンサにおける相間ショートの発生を確実に検出することができる。
【0047】
なお、当業者には明らかなように、本発明に係るツインレゾルバ式トルクセンサにおける相間ショートの検出手法は、電動パワーステアリング装置以外の用途に用いられるツインレゾルバ式トルクセンサに対しても適用可能である。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ツインレゾルバ式トルクセンサの入力軸側又は出力軸側で発生した相間ショートを検出し得る電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) ツインレゾルバ式トルクセンサの2つのレゾルバ電気角の正常時の関係を示す図である。
(b) ツインレゾルバ式トルクセンサの2つのレゾルバのうち一方に相間ショートが発生した場合の2つのレゾルバ電気角の関係を示す図である。
【図2】左操舵中に入力軸側レゾルバに相間ショートが発生した場合の電気角の時間変化を示すグラフである。
【図3】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態に係るCPUでの処理の概略を示す機能ブロック図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る相間ショート判定処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
300 電動パワーステアリング装置
301 ツインレゾルバ式トルクセンサ
302 EPS・ECU
303 EPSアクチュエータ
304 入出力I/F
305 CPU
306 駆動回路
307 I/F
401 アナログ/ディジタル変換器(A/D)
402 電気角演算部
403 トルク演算部
404 相間ショート判定部
Claims (1)
- トーションバーと、入力軸側回転角センサと、出力軸側回転角センサとから成るツインレゾルバ式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記入力軸側回転角センサ及び前記出力軸側回転角センサのいずれか一方による電気角演算結果が45°を含む第一の所定の角度範囲に一定時間以上含まれ、且つ、
前記入力軸側回転角センサ及び前記出力軸側回転角センサの他方による電気角演算結果が45°を含む第二の所定の角度範囲外に一定時間以上含まれたときに、前記一方の回転角センサに相間ショートが発生していると判断する、ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003200026A JP2005043071A (ja) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003200026A JP2005043071A (ja) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005043071A true JP2005043071A (ja) | 2005-02-17 |
Family
ID=34260606
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003200026A Pending JP2005043071A (ja) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005043071A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2019020A2 (en) | 2007-07-25 | 2009-01-28 | Denso Corporation | Power steering apparatus having failure detection device for rotation angle sensors |
US7681463B2 (en) | 2007-09-03 | 2010-03-23 | Denso Corporation | Power steering system for providing an enhanced indication of road conditions or road information to the driver |
US7793755B2 (en) | 2008-01-09 | 2010-09-14 | Denso Corporation | Steering system for vehicle |
-
2003
- 2003-07-22 JP JP2003200026A patent/JP2005043071A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2019020A2 (en) | 2007-07-25 | 2009-01-28 | Denso Corporation | Power steering apparatus having failure detection device for rotation angle sensors |
US7743875B2 (en) | 2007-07-25 | 2010-06-29 | Denso Corporation | Power steering apparatus having failure detection device for rotation angle sensors |
US7681463B2 (en) | 2007-09-03 | 2010-03-23 | Denso Corporation | Power steering system for providing an enhanced indication of road conditions or road information to the driver |
US7793755B2 (en) | 2008-01-09 | 2010-09-14 | Denso Corporation | Steering system for vehicle |
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