JP2007125999A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車速センサ系の故障若しくは異常発生後は車速信号をも安定させ、安定した操舵を継続できるようにする電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータと、操舵トルクを検出するトルクセンサと、車速センサと、前記トルクセンサからのトルクセンサ信号及び車速センサからの車速信号に基づいてアシスト量を制御するアシスト量制御部とを具備した電動パワーステアリング装置において、車速信号の異常を検出する故障検出部と、故障検出部で車速信号の異常が検出されたときは、車速信号が異常を示す前の正常な過去車速信号に応じてトルクセンサ信号を補正するトルク補正部とを設け、アシスト量制御部は、故障検出部により車速信号の異常が検出されたときは、トルク補正部から出力される補正トルク信号及びフェール時用に設定された所定車速に基づいてモータの出力を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両や自動車のステアリング機構に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関し、特に車速を検出する車速センサ系の故障等により車速信号が異常値を示しても、操舵補助力を適正に制御できる電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１２に示して説明すると、操向ハンドル１のコラム軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４Ａ及び４Ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット３０には、バッテリ１４から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出されたトルクセンサ信号Ｔと車速センサ１２で検出された車速信号Ｖとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基づいてモータ２０に供給する電流を制御する。

このような電動パワーステアリング装置において、従来の装置では、車速センサ１２からの車速信号Ｖ及びトルクセンサ１０からのトルクセンサ信号Ｔを基に、コントロールユニット３０がモータ電流を演算して制御し、モータ２０を介して操舵力をアシストしている。そして、車速センサ１２が故障若しくは異常となり、コントロールユニット３０への車速信号Ｖの入力がなくなると、コントロールユニット３０は車速０ｋｍ／ｈ、即ち停車時であると判断し、操舵アシスト量を増加させている。しかし、車両の実車速とは異なる制御になっているため、操縦の安定性を損なう場合がある。

かかる問題を解決する電動パワーステアリング装置として、特開平１−２１５６６７号公報（特許文献１）に示されるものがあり、この電動パワーステアリング装置では操舵トルクに対する操舵補助力を車速に応じて可変に制御する可変制御マップを有し、車速センサの異常を判別する判別部と、車速に関係なく、操舵トルクに対する操舵補助力を操舵トルクが小さいときには小さく、操舵トルクが大きくなるに従って増大する図１３に示すような特性に制御する固定制御マップとを設けている。そして、車速センサ系の故障若しくは異常時、つまりフェール時に切換手段により、可変制御マップによる操舵補助力の制御を固定制御マップに切り換えるようにしている。
特開平１−２１５６６７号公報

上記特許文献１に示される従来装置では、車速センサ系の故障検出時にフェール時用の固定制御マップを用いて操舵補助を継続するようにしている。しかし、車速センサ系の故障発生時の車速状態によっては、操舵アシスト量が図１４に示すように急激に変化する場合がある。つまり、過去車速に関係なく故障発生時のアシスト量を決めている。そのため、操舵時に不安を感じたり、操舵に振動が発生したりして、操縦の安定性を損なう場合がある。

本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、車速センサ系の故障若しくは異常発生後は推定により車速信号をも安定させ、安定した操舵を継続できるようにする電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明は、ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータと、操向ハンドルに作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する車速センサと、前記トルクセンサからのトルクセンサ信号及び前記車速センサからの車速信号に基づいてアシスト量を制御するアシスト量制御部とを具備した電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記車速信号の異常を検出する故障検出部と、前記故障検出部で前記車速信号の異常が検出されたときは、前記車速信号が異常を示す前の正常な過去車速信号に応じて前記トルクセンサ信号を補正するトルク補正部とを設け、前記アシスト量制御部は、前記故障検出部により前記車速信号の異常が検出されたときは、前記トルク補正部から出力される補正トルク信号及びフェール時用に設定された所定車速に基づいて前記モータの出力を制御することにより達成される。

本発明の上記目的は、前記アシスト量制御部が、過去ｎ（１を含む自然数）個の車速信号が常時更新されて記憶される過去車速記憶部を具備することにより、或いは前記トルク補正部が、前記車速信号が異常を示す前の正常な過去車速信号に応じて予め設定されている補正ゲインを前記トルクセンサ信号に乗算して得た補正トルクセンサ信号を出力することにより、或いは前記フェール時用に設定された所定車速が、前記アシスト量制御部で演算される車速を用いる演算の全てに対し、１つの固定車速が設定されていることにより、或いは前記フェール時用に設定された所定車速が、前記アシスト量制御部で演算される車速を用いる演算の全てに対し、個別に固定車速が設定されていることにより、或いは前記アシスト量制御部で演算される車速を用いた演算が前記モータの電流指令値演算、センター応答性改善演算、収れん性改善演算であることにより、より効果的に達成される。

本発明によれば、車速センサ系（車速センサを含む車速信号の経路）の故障若しくは異常発生（以下、単に「故障」又は「フェール」とする）時に、故障直前の過去車速に基づいてトルクセンサからのトルクセンサ信号を補正し、更にフェール時用に設定された所定の固定車速に基づいてモータ制御を行うようにしているので、フェール発生時にも操舵アシスト量が急激に変化することもなく、ドライバーが必要とする操舵アシスト力に対して、操舵アシスト不足あるいは操舵アシスト過剰にならない水準を維持することができる。

また、故障発生時には故障直前の過去車速ｎ（１を含む自然数）に基づいて推定現在車速を演算し、その推定現在車速に基づいて補正ゲインを演算し、演算された補正ゲインによってトルクセンサ信号を補正しているので、フェール発生時においても適正な操舵アシストを継続することができる。

本発明は、車速センサ系の故障発生後も適正な操舵アシストを継続させ、操縦の安定性を確保しようとすることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。車速センサ系の故障発生時は、アシスト量演算のための車速を所定速度（推定現在車速）に固定し、図１に示すように車速センサ系の故障直前までの過去車速を記憶しておき、推定現在車速に基づいて補正ゲインを演算し、演算された補正ゲインでトルクセンサ信号を補正し、車速信号に依存しない固定されたフェール時用の予め設定されたアシストデータを用いて、故障確定後も適度な操舵アシストを継続させている。このように、車速センサ系の故障確定後は実際の車速信号を用いることなく、過去車速から推定された推定現在車速に従って操舵アシストの継続を行うことができるので、図１の矢印Ａで示すようにアシスト力が急激に変化することもなく、操縦の安定性の確保を図ることができる。

なお、図１では過去車速を、（ｎ−２）車速及び（ｎ−１）車速に基づいてアシスト量を制御するようになっているが、過去車速数は任意である。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

先ず本発明の前提となる電動パワーステアリング装置の制御系構成例を、図２に示して説明する。

電動パワーステアリング装置の補助操舵力を発生するモータ１００はモータ駆動部１０１によって駆動され（端子間電圧Ｖｍ）、モータ１００の電流はモータ電流測定部１０２によって測定され、測定されたモータ電流ｉはモータ角速度推定部１２０及び外乱推定部１２１に入力される。トルクセンサからのトルクセンサ信号Ｔｒはセンター応答性改善部１１１、フェール時アシスト量演算部１１２及びアシスト量演算部１１４に入力され、車速センサからの車速信号Ｖｅｌは故障検出部１１０、収れん性制御部１１３、アシスト量演算部１１４及びセンター応答性改善部１１１に入力される。アシスト量演算部１１４の出力Ｉｒ及びフェール時アシスト量演算部１１２の出力Ｉｆｒは加算部１１５で加算され、その加算結果が更に加算部１１６で収れん性制御部１１３の出力及びセンター応答性改善部１１１の出力と加算され、その加算結果がロバスト安定化補償部１２２に入力される。ロバスト安定化補償部１２２の出力Ｉｒｂは加算部１２４において、モータ特性補償部１２３の出力Ｉｍｃ及び外乱推定部１２１の出力Ｉｏｅと加算され、その加算結果がモータ駆動部１０１及び外乱推定部１２１に入力される。また、モータ角速度推定部１２０からの角速度ωはモータ特性補償部１２３及び収れん性制御部１１３に入力される。

フェール時アシスト量演算部１１２は例えば図１３に示すように、故障検出部１１０で車速センサ系の故障が検出されたときに、トルクセンサ信号Ｔｒの小さいときはアシスト量Ｉｆｒが小さく、トルクセンサ信号Ｔｒの大きいときはアシスト量Ｉｆｒも大きくなる１次遅れ特性のアシスト量Ｉｆｒを出力するようになっている。

モータ角速度推定部１２０は、モータ端子間電圧Ｖｍ及びモータ電流値ｉに基づいてモータ角速度ωを推定するものであり、モータ角速度ωは、モータ１００の電気特性をモータ特性補償部１２３及びヨーレートを収れんさせる収れん性制御部１１３に入力される。アシスト量演算部１１４は、トルクセンサ信号Ｔｒ及び車速信号Ｖｅｌに基づいてアシストトルク量を演算してアシスト量Ｉｒを出力し、フェール時アシスト量演算部１１２は、故障検出部１１０が車速センサ系の故障を検出したときに、図１３の特性に基づいてトルクセンサ信号Ｔｒに対応したアシスト量Ｉｆｒを演算して出力する。故障検出部１１０が車速信号Ｖｅｌにより車速センサ系の故障を検出したときには故障検出信号ＦＳが出力され、故障検出信号ＦＳはフェール時アシスト量演算部１１２及びアシスト量演算部１１４に入力される。

アシスト量演算部１１４は故障検出信号ＦＳが入力されるとアシスト量Ｉｒをゼロとし、フェール時アシスト量演算部１１２はトルクセンサ信号Ｔｒに基づいてフェール時アシスト量Ｉｆｒを出力する。収れん性制御部１１３は、モータ角速度推定部１２３からの角速度ω及び車速信号Ｖｅｌを入力し、車両のヨーレートの収れん性を改善するために、ハンドルが振れ回る動作に対してブレーキをかけるようになっている。また、センター応答性改善部１１１は、ステアリングの中立点付近の制御応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現するようになっている。ロバスト安定化補償部１２２は、検出トルクに含まれる慣性要素とばね要素で成る共振系の共振周波数におけるピーク値を除去し、制御系の応答性と安定性を阻害する共振周波数の位相のズレを補償するものである。ロバスト安定化補償部１２２の出力から、路面情報を反力としてハンドルに伝えることができるアシストトルク量Ｉｒｂが得られる。

外乱推定部１２１は、モータ１００の出力の制御目標である電流指令値Ｉｒｂに外乱推定部１２１の出力Ｉｏｅ及びモータ特性補償部１２３の出力Ｉｍｃを加算した信号と、モータ電流値ｉとに基づいて、制御系の出力基準における希望するモータ制御特性を維持することができ、制御系の安定性を失うことがないようにしている。なお、故障検出部１１０は公知の方法で、車速信号Ｖｅｌによって車速センサ系の故障を検出しているが、電動パワーステアリング装置外の既存の車速センサ故障検出器を利用したり、或いはＣＡＮ等で車速センサ系故障の情報を取得するようにしても良い。

このような構成において、車速センサ系が正常な場合には、故障検出部１１０からは故障検出信号ＦＳは出力されないのでフェール時アシスト量演算部１１２は動作せず、その出力Ｉｆｒはゼロとなっている。これに対し、アシスト量演算部１１４はトルクセンサ信号Ｔｒ及び車速信号Ｖｅｌに基づいてアシスト量Ｉｒを演算し、演算出力されたアシスト量Ｉｒが収れん性制御部１１３からの収れん性制御信号及びセンター応答性改善部１１１からのセンター応答性信号と加算部１１６で加算され、その加算結果がロバスト安定化補償部１２２に入力される。ロバスト安定化補償部１２２の出力Ｉｒｂは加算部１２４において、モータ特性補償部１２３の出力Ｉｍｃ及び外乱推定部１２１の出力Ｉｏｅと加算され、モータ駆動部１０１を介してモータ１００を駆動してアシスト制御を実行する。

そして、車速センサ系に故障が発生すると、故障検出部１１０が故障を検出して故障検出信号ＦＳを出力する。これにより、アシスト量演算部１１４はアシスト量Ｉｒの演算を停止すると共に、フェール時アシスト量演算部１１２によるフェール時アシスト量Ｉｆｒの演算を行い、フェール時アシスト量Ｉｆｒが加算部１１５を経て加算部１１６に入力される。以降は上述した正常な場合と同様に、収れん性制御信号及びセンター応答性信号を加算部１１６で加算されてロバスト安定化補償部１２２に入力され、モータ駆動部１０１を介してモータ１００を駆動してアシスト制御を実行する。従って、車速センサ系が故障した場合には、フェール時アシスト量演算部１１２によるフェール時アシスト量Ｉｆｒによってアシスト制御が実行される。

本発明は上述のような電動パワーステアリング装置に適用されるものであり、その構成例を図２に対応させて図３に示して説明する。

本発明に係る電動パワーステアリング装置では、車速信号Ｖｅｌを入力する過去車速記憶部１３０、過去車速記憶部１３０からの過去車速信号ＰＶ及び故障検出部からの故障検出信号ＦＳを入力するゲイン演算部１３２、車速信号Ｖｅｌ及びゲイン演算部１３２からの補正ゲインＣＧを入力するトルク補正部１３３を設けている。

車速信号Ｖｅｌが異常と判定されると、故障検出部１１０内の異常検出カウンタが１回カウントアップされ、このカウント値Ｎが設定値以上となった場合に車速信号Ｖｅｌ若しくは車速センサが異常若しくは故障と判定され、故障検出部１１０から故障検出信号ＦＳが出力される。

過去車速記憶部１３０は、図４に示すように過去ｎ（１以上の整数）個の過去車速信号Ｖｅｌを順次記憶する。即ち、直前ｎサンプルの車速信号、例えば５サンプルの車速信号Ｖｅｌ_１、Ｖｅｌ_２、Ｖｅｌ_３、Ｖｅｌ_４、Ｖｅｌ_５を更新する。また、故障検出部１１２が故障を検出て故障検出信号ＦＳを出力したとき、過去車速記憶部１３０から過去車速信号データがゲイン演算部１３２に入力され、複数ｎ（１以上の整数）の過去車速信号Ｖｅｌから現在の車速を推定し、推定された推定現在車速Ｖｅｅから図５に示すようにして減衰処理させるためのトルク補正ゲインＣＧを決める。ゲイン演算部１３２は過去車速信号PVに基づいて（例えば平均値に基づいて）補正ゲインCG（＜１．０）を算出し、トルク補正部１３３でトルクセンサ信号Ｔｒと補正ゲインCGとが乗算され、その乗算値がアシスト量演算部１１４及びセンター応答性改善部１１１に入力される。補正ゲインＣＧは１．０よりも小さい値であるので、トルク補正部１３３はトルクセンサ信号Ｔｒに対して減衰手段となっている。

推定現在車速Ｖｅｅは、例えば過去正常な車速信号Ｖｅｌのｎ（例えば５）サンプルの値を基に予想される現在値を求める。つまり、過去の５サンプルの車速信号Ｖｅｌを平均して、平均値Ｖｅｌｍ＝（Ｖｅｌ_１＋Ｖｅｌ_２＋Ｖｅｌ_３＋Ｖｅｌ_４＋Ｖｅｌ_５）／５を推定現在車速Ｖｅｅとしても良い。また、推定現在車速Ｖｅｅの算出方法として、最小自乗法、過去のｎサンプル値から（ｎ−１）次式を算出して現在値を算出する方法、重み付き平均法等があり、以下それらについて説明する。ただし、ｎは１以上の自然数である。

先ず、過去のｎサンプルから（ｎ−１）次式を作成して推定現在車速Ｖｅｅを算出する方法について説明する。例えば、図６に示すような過去３サンプル（Ｖｅｗｌ_０、Ｖｅｌ_１，Ｖｅｌ_２）から２次式を作成して現在車速値Ｖｅｌ_３を予測するには、ａ，ｂ，ｃを定数として下記数１の計算を行う。
（数１）
Ｖｅｌｄ＝ａ・ｔ^２＋ｂ・ｔ＋ｃ
そして、定数ａ，ｂ，ｃを算出するには下記数２の連立方程式を求める必要がある。なお、ＶｎはＶｅｌｎを表している。

よって、現在車速値Ｖｅｌ_３は下記数３のように算出される。

実際の計算では逆行列部分は予め計算することができる。例えば、過去３サンプルの場合の逆行列部分は数４のようになる。

次に、最小自乗法を用いた推定現在車速Ｖｅｅの算出方法について説明する。過去の車速信号Ｖｅｌの直帰のｎサンプルから１次式を最小自乗法により作成し、現在値を予測し推定現在車速Ｖｅｅを設定する。上述した推定現在車速Ｖｅｅをｎ次式で求める方法の場合、過去の車速信号Ｖｅｌにノイズが含まれているので、厳密にｎ次式に適合すると最適な現在値を得られない場合がある。そこで、最小自乗法によって各係数を計算する。例えば、過去３サンプルから１次式を作成して現在値を予測する場合は、以下の計算をすれば良い。

先ず現在値を求めるとは図７において、過去の時点ｔ_０、ｔ_１、ｔ_２のときの車速信号Ｖｅｌ_０，Ｖｅｌ１，Ｖｅｌ_２から現在時点ｔ_３での車速信号Ｖｅｌ_３を求めることである。
（数５）
Ｖｅｌ＝ａ・ｔ＋ｂ
ここで、係数ａ，ｂを求めるには、下記数６の連立方程式を解けば良い。

そこで、過去３サンプルの場合は、逆行例を利用して下記数７のようになる。

実際の計算では、逆行列は予め計算することができる。その結果、各係数は下記数８のようになる。

最小自乗法でも、ｎ次式を用いる方法でも、推定現在車速Ｖｅｅを最終的に計算する形は、Ｖ＝ａ・Ｖ_１＋ｂ・Ｖ_２＋ｃ・Ｖ_３＋ｄ・Ｖ_４などの係数と過去トルク値との積和であるので、ＣＰＵにとって計算の負担は多くない。

次に重み付き平均について説明すると、重み付き平均は車速信号Ｖｅｌを過去のものから順に重み付けする。例えば古い順にＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４，Ｖ_５であり、重みをａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとすれば、推定現在車速Ｖｅｅは下記数９のようになる。
（数９）
Ｖ＝（ａ・Ｖ_１＋ｂ・Ｖ_２＋ｃ・Ｖ_３＋ｄ・Ｖ_４＋ｅ・Ｖ_５）／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）
ここで、重みａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを例えば“８”，“４”，“２”，“１”，“１”とすると、数９は下記数１０のようになる。
（数１０）
Ｖ＝（８Ｖ_１＋４Ｖ_２＋２Ｖ_３＋Ｖ_４＋Ｖ_５）／１６
また、トルク補正部１３３はトルクセンサ信号Ｔｒにゲイン演算部１３２からの補正ゲインＣＧを乗算し、減衰された補正トルクセンサ信号Ｔｒｇをセンター応答性改善部１１１及びアシスト量演算部１１４に入力する。

車速選定部１３１は、通常時は、入力した車速信号Ｖｅｌをそのまま収れん性制御部１１３、アシスト量演算部１１４及びセンター応答性改善部１１１に入力する。そして、故障検出部１１２で故障が検出されて故障検出信号ＦＳが入力されると、予め設定された車速Ｖｅｌ_０を出力する。ここで、収れん性制御部１１３、アシスト量演算部１１４及びセンター応答性改善部１１１に同じ速度（例えば０ｋｍ／ｈ）を入力しても良いし、それぞれへ別の予め設定された速度を入力しても良い。車速選定部１３１が出力する車速は、収れん性制御部１１３、アシスト量演算部１１４及びセンター応答性改善部１１１での演算結果と故障時に望むモータ制御により適切な値を選択し、予め車速選定部１３１に記憶させておく。

アシスト量演算部１１１は車速選定部１３１で選定された車速Ｖｅｓをパラメータとして、図８に示すように補正トルクセンサ信号Ｔｒｇに対応したアシスト量Ｉｒを演算して出力する。即ち、故障検出部１１０が故障を検知すると、過去車速記憶部１３０が記憶する過去車速データｎを基にゲイン演算部１３２が推定現在車速を推定し、補正ゲインを演算してトルク補正部１３３でトルクセンサ信号Ｔｒと乗算して補正するのと同時に、車速選定部１３１は予め記憶された故障時用の所定の固定車速とし、収れん性制御部１１３、アシスト量制御部１１４、センター応答性改善部１１１に対して、所定の固定車速制御とすることによって、適正な操舵アシストを継続することができる。

このような構成において、その動作を図９のフローチャートを参照して説明する。

本発明では、制御がスタートすると、先ず車速信号Ｖｅｌを入力し（ステップＳ１０）、故障検出部１１０は車速センサ系が故障であるか否かの検出を行う（ステップＳ１１）。

故障検出部１１０で故障が検出されない正常時には、過去車速の更新を行い（ステップＳ１２）、トルクセンサ信号Ｔｒを入力し（ステップＳ１３）、車速センサを含む車速センサ系が正常である正常時のアシスト動作が実行され、過去車速記憶部１３０には所定時間毎に車速信号Ｖｅｌが記憶される（ステップＳ１４）。

アシスト量演算部１１４は車速選定部１３１からの車速Ｖｅｓをパラメータとし、トルク補正部１３３からの補正トルクセンサ信号Ｔｒｇ、つまりトルクセンサ信号Ｔｒによってアシスト量Ｉｒを演算する。

一方、上記ステップＳ１１で、車速センサ系の故障が故障検出部１１０で検出されると、ゲイン演算部１３２は過去車速記憶部１３０から過去車速信号Ｖｅｌを呼び出し（ステップＳ２０）、上述した手法で推定現在車速Ｖｅｅを推定し（ステップＳ２１）、推定された推定現在車速Ｖｅｅに基づいて補正ゲインＣＧ（＜１．０）を算出してトルク補正部１３３に入力する。ゲイン演算部１３２は過去車速の平均値等に基づいても補正ゲインＣＧを算出可能であるが、ゲイン演算部１３２に故障検出信号ＦＳが入力されると、図１に示すように故障検出前の例えば車速（ｎ−２），（ｎ−１）がゲイン演算部１３２に送られて、推定現在車速Ｖｅｅが求められる。推定現在車速Ｖｅｅと補正ゲインＣＧとの関係は、例えば図１０に示すような関係になっており、この関係に基づいてゲイン演算部１３２は補正ゲインＣＧを求める。

また、トルクセンサ信号Ｔｒはトルク補正部１３３に入力され（ステップＳ２３）、演算された補正ゲインＣＧと乗算されて補正される（ステップＳ２４）。補正ゲインＣＧで補正された補正トルクセンサ信号Ｔｒｇはセンター応答性改善部１１１及びアシスト量演算部１１４に入力される。更に、故障検出部１１０が故障を検出すると、車速選定部１３１からフェール時固定車速Ｖｅｓが呼び出され（ステップＳ２５）、フェール時固定車速Ｖｅｓがアシスト量演算部１１４に入力され、これによりフェール時アシスト制御が実行される（ステップＳ２６）。そして、車速信号Ｖｅｌを入力し（ステップＳ２７）、車速センサ系の故障が復帰したか否かを判定し、（ステップＳ２８）、復帰していなければ上記ステップＳ２３にリターンし、復帰していれば通常動作にリターンする。

図１１は本発明による正常時のアシスト特性（点線）と、フェール時のアシスト特性（実線）とを比較して示しており、この図１１からも分かるようにフェール発生時には常に適度に減衰したアシスト量で制御することができる。

また、故障検出部１１０は、車速信号Ｖｅｌだけでなく、エンジン回転数センサなどの他のセンサから信号を入力して、車速センサ系の故障を総合的に判断するようにしてもよい。

本発明の制御原理を説明するための図である。 本発明の前提となる電動パワーステアリング装置の制御系構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施例を示す制御系構成例のブロック図である。 過去車速の記憶例を示すフローチャートである。 ゲイン演算部の動作例を示す特性図である。 推定現在車速の算出例を説明するための図である。 推定現在車速の算出例を説明するための図である。 フェール時アシスト量演算部の特性例を示す図である。 本発明の動作例を示すフローチャートである。 本発明の動作を説明するための図である。 本発明の動作を説明するための図である。 一般的なステアリング機構例を示す図である。 従来の制御における操舵アシスト量の特性例を示す図である。 従来の制御原理を説明するための図である。

符号の説明

１ 操向ハンドル
２ コラム軸
３ 減速ギア
４Ａ及び４Ｂ ユニバーサルジョイント
５ ピニオンラック機構
６ タイロッド
１０ トルクセンサ
１１ イグニションキー
１２ 車速センサ
１４ バッテリ
２０ モータ
３０ コントロールユニット
１００ モータ
１０１ モータ駆動部
１１０ 故障検出部
１１１ センター応答性改善部
１１２ フェール時アシスト量演算部
１１３ 収れん性制御部
１１４ アシスト量演算部
１１５ 加算部
１２０ モータ角速度推定部
１２１ 外乱推定部
１２２ ロバスト安定化補償部
１２３ モータ特性補償部
１３０ 過去車速記憶部
１３１ 車速選定部
１３２ ゲイン演算部
１３３ トルク補正部

Claims (6)

1. ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータと、操向ハンドルに作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する車速センサと、前記トルクセンサからのトルクセンサ信号及び前記車速センサからの車速信号に基づいてアシスト量を制御するアシスト量制御部とを具備した電動パワーステアリング装置において、前記車速信号の異常を検出する故障検出部と、前記故障検出部で前記車速信号の異常が検出されたときは、前記車速信号が異常を示す前の正常な過去車速信号に応じて前記トルクセンサ信号を補正するトルク補正部とを設け、前記アシスト量制御部は、前記故障検出部により前記車速信号の異常が検出されたときは、前記トルク補正部から出力される補正トルク信号及びフェール時用に設定された所定車速に基づいて前記モータの出力を制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記アシスト量制御部は、過去ｎ（１を含む自然数）個の車速信号が常時更新されて記憶される過去車速記憶部を具備している請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記トルク補正部は、前記車速信号が異常を示す前の正常な過去車速信号に応じて予め設定されている補正ゲインを前記トルクセンサ信号に乗算して得た補正トルクセンサ信号を出力するようになっている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記フェール時用に設定された所定車速は、前記アシスト量制御部で演算される車速を用いる演算の全てに対し、１つの固定車速が設定されている請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記フェール時用に設定された所定車速は、前記アシスト量制御部で演算される車速を用いる演算の全てに対し、個別に固定車速が設定されている請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記アシスト量制御部で演算される車速を用いた演算が、前記モータの電流指令値演算、センター応答性改善演算、収れん性改善演算である請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装置。

Images