JP2008062686A - 電動パワーステアリング制御装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】トルクセンサから得られる出力値の異常な固着を検出することの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。
【解決手段】ステアリング軸21に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ23から得られる出力値がステアリング1が中立位置にあることを示しているか否かを判断する手段と、ステアリング1の操舵角を検出する操舵角センサ22から得られる情報に基づいて、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断する手段と、トルクセンサ23から得られる出力値がステアリング1が中立位置にあることを示している時に、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあると判断された場合、トルクセンサ23に異常が生じていると判断する手段とを装備する。
【選択図】図6
【解決手段】ステアリング軸21に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ23から得られる出力値がステアリング1が中立位置にあることを示しているか否かを判断する手段と、ステアリング1の操舵角を検出する操舵角センサ22から得られる情報に基づいて、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断する手段と、トルクセンサ23から得られる出力値がステアリング1が中立位置にあることを示している時に、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあると判断された場合、トルクセンサ23に異常が生じていると判断する手段とを装備する。
【選択図】図6
Description
本発明は電動パワーステアリング制御装置及びその制御方法に関し、より詳細には、運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング制御装置及びその制御方法に関する。
電動パワーステアリングシステムは、運転者がステアリングを操作した際に発生する操舵トルクに応じて、操舵力をアシストするシステムである。図1は、従来の電動パワーステアリングシステムの要部を概略的に示したブロック図である。図中1はステアリングを示しており、ステアリング1にはステアリング軸2の上端が固着されている。ステアリング軸2の下端にはステアリング軸2に加えられる操舵トルクをトルク電圧として検出するトルクセンサ3の上端が接続されている。
トルクセンサ3はトーションバー3aを含んで構成されており、ステアリング軸2が回転すると、トーションバー3aに捩れが生じ、その捩れ度合及びトーションバー3aのばね定数から、トーションバー3aに印加された操舵トルク(トルク電圧)が検出されるようになっている。トルクセンサ3で検出されたトルク電圧を示す情報は、電動パワーステアリング制御装置(EPS)4に送られるようになっている。
図2に、ステアリング軸2に加えられる操舵トルクとトルクセンサ3で検出されるトルク電圧との関係の一例を示す。操舵トルクが0の時、ステアリング1が中立位置にあり、操舵トルクが0より大きい時、ステアリング1が右方向に操舵されていることを表し、操舵トルクが0より小さい時、ステアリング1が左方向に操舵されていることを表す。
トルクセンサ3が正常に動作している場合、例えば、トルクセンサ3から0.5[V]〜4.5[V]のトルク電圧が得られるようになっている。また、トルク電圧は操舵トルクの上昇に従って増大するようになっている。例えば、操舵トルクが0の時(すなわち、ステアリング1が中立位置にある時)、トルク電圧はその出力範囲の中間値である基準値2.5[V]となる。また、操舵トルクが0より大きい時、トルク電圧は基準値2.5[V]よりも大きくなり、操舵トルクが0より小さい時、トルク電圧は基準値2.5[V]よりも小さくなる。
トルクセンサ3の下端には、正逆回転駆動可能なアシストモータ5に取り付けられている減速ギヤ6を介してピニオン軸7の上端が接続されている。ピニオン軸7の下端はラックピニオン機構8に接続され、ラックピニオン機構8でピニオン軸7の回転がラック軸9の軸線方向の運動へ変換されるようになっている。また、ラック軸9はタイロッド10及びナックルアーム11を介して操舵輪12に接続されている。
減速ギヤ6は歯車等によって構成され、所定の比率(例えば、1:13のギヤ比)によってアシストモータ5の駆動力がピニオン軸7へ伝達されるようになっている。ピニオン軸7が回転すると、ラック軸9が軸線方向に動き、それによって操舵輪12の向きが変わるようになっている。
また、減速ギヤ6はVGRSシステム(ギヤ比可変ステアリングシステム)で制御されて、ギヤ比が切り替えられるようになっており、高速走行時には、例えば、ギヤ比が1:13から1:20に切り替えられるようになっている。なお、高速走行時であるか否かの判断は、例えば、車速センサ(図示せず)から得られる車速情報を利用すれば良い。
モータ回転角センサ13は、アシストモータ5の回転角を検出するものであり、モータ回転角センサ13で検出されたアシストモータ5の回転角を示す情報は、電動パワーステアリング制御装置4に送られるようになっている。
モータ回転角センサ13は、アシストモータ5の回転角を検出するものであり、モータ回転角センサ13で検出されたアシストモータ5の回転角を示す情報は、電動パワーステアリング制御装置4に送られるようになっている。
電動パワーステアリング制御装置4は、図示しないCPU、ROM、及びRAMを備えたマイコンを含んで構成されており、トルクセンサ3で検出されたトルク電圧に基づいて、それに対応したアシスト量を算出し、算出したアシスト量を発生させるようにアシストモータ5の駆動を制御するようになっている。
また、電動パワーステアリング制御装置4は、モータ回転角センサ13から得られるアシストモータ5の回転角及びモータ電流値に基づいて、所望のアシスト量を発生させるようにフィードバック制御を行うようになっている。
また、電動パワーステアリング制御装置4は、モータ回転角センサ13から得られるアシストモータ5の回転角及びモータ電流値に基づいて、所望のアシスト量を発生させるようにフィードバック制御を行うようになっている。
電動パワーステアリングシステムにおいては、トルクセンサ3の異常が検出されると、アシストモータ5より発生していたアシスト力が無くなって、ステアリング1が異常に重くなるおそれがあるといった問題がある。そのため、このような問題を解決するために、種々の提案がなされている(例えば、下記の特許文献1〜6参照)。
例えば、トルクセンサを2系統設けて、それぞれのトルクセンサから得られる値に所定の大きさ以上の差があれば、トルクセンサに異常が生じていると判断するものがある。図3は、2系統それぞれから検出されるトルク電圧を示しており、(a)はトルクセンサが正常に動作している場合を示し、(b)はトルクセンサに異常が生じている場合を示している。
図3(a)では、一方の系統で検出されたトルク電圧TRQ1と、もう一方の系統で検出されたトルク電圧TRQ2とは略同じ値を示しているので、トルクセンサは正常に動作していると判断される。図3(b)では、トルク電圧TRQ1とトルク電圧TRQ2との間に所定の大きさ以上の差があるので、トルクセンサに異常が生じていると判断される。
ところで、トルクセンサにノイズ等の何らかの事情によって異常が生じると、図4に示したように、ステアリングが操舵されているにも拘らず、トルクセンサで検出されるトルク電圧TRQ1、TRQ2がその出力範囲の中間値である基準値2.5[V]で固着してしまうことがある。
トルク電圧が基準値2.5[V]で固着してしまうと、運転者によってステアリングが操舵され、操舵トルクが実際には発生していても、ステアリングは中立位置にあって、操舵トルクは発生していないと判断されることになる。つまり、ステアリング操舵のアシストが行われないことになる。これでは、ステアリング操舵が重くなってしまう。
特開2005−219573号公報
特開2004−224077号公報
特開2004−114755号公報
特開2002−255054号公報
特開2001−106099号公報
特開平11−59447号公報
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、トルクセンサから得られる出力値の異常な固着を検出することのできる電動パワーステアリング制御装置及びその制御方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために本発明に係る電動パワーステアリング制御装置(1)は、ステアリング軸に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサから得られる出力値がステアリングが中立位置にあることを示しているか否かを判断する出力値判断手段と、所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断する操舵トルク判断手段と、前記出力値が前記ステアリングが中立位置にあることを示している時に、前記操舵トルク判断手段により前記所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあると判断された場合、前記トルクセンサに異常が生じていると判断する異常判断手段とを備えていることを特徴としている。
ある大きさ以上の操舵トルクが発生していることは、ステアリングが操舵され、ステアリングが中立位置から離れていると認められる。従って、ある大きさ以上の操舵トルクが発生している(すなわち、ステアリングが中立位置から離れていると認められる)にも拘らず、トルクセンサから得られる出力値がステアリングが中立位置にあることを示している場合(例えば、その出力範囲の中間値である基準値2.5[V]の場合)、トルクセンサに異常が生じていることになる。図5に、トルクセンサに上記異常が生じている場合のステアリング操舵角の変動の一例を示す。
上記電動パワーステアリング制御装置(1)によれば、トルクセンサから得られる出力値がステアリングが中立位置にあることを示している時に、所定の大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にある(すなわち、ステアリングが中立位置から離れていると認められる程度の操舵トルクが発生している)と判断された場合、前記トルクセンサに異常が生じていると判断される。従って、トルクセンサから得られる出力値の異常な固着を適切に検出することができる。
なお、前記所定の大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否か(すなわち、ステアリングが中立位置から離れていると認められる程度の操舵トルクが発生しているか否か)の判断については、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサから得られる情報や、ステアリングの操舵をアシストするための電動機の回転角を検出する回転角センサから得られる情報に基づいて行うことができる。
ステアリングが中立位置から離れるということは、ステアリングがそれ相応に操舵されていることになる。従って、ステアリングの操舵角から、前記所定の大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断することができる。また、ステアリングが中立位置から離れているか否かの判断については、ステアリングの動きをカメラで撮影して、カメラから得られるステアリングを映した画像情報に基づいて行うようにしても良い。
また、図1に示したように、ステアリング軸2に伝わる回転力は、減速ギヤ6を介してアシストモータ5に伝達される。従って、ステアリングの操舵をアシストするための電動機(アシストモータ5)の回転角から、前記所定の大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断することができる。
また、前記所定の大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否か(すなわち、ステアリングが中立位置から離れていると認められる程度の操舵トルクが発生しているか否か)の他の判断については、ジャイロセンサや、ヨーレートセンサ、現在位置検出手段、ナビゲーション装置などから得られる車両の移動変位を示す情報を利用するようにしても良い。
例えば、車両が進路変更をするなど、大きな移動変位を生じた場合、ステアリングは中立位置から離れたと認められる。そのため、車両に大きな移動変位が生じた場合、前記所定の大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるといえる。従って、ジャイロセンサや、ヨーレートセンサ、現在位置検出手段(例えば、GPS受信機)、ナビゲーション装置から得られる車両の移動変位を示す情報に基づいて、前記所定の大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断することができる。
また、本発明に係る電動パワーステアリング制御方法(1)は、ステアリング軸に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサから得られる出力値がステアリングが中立位置にあることを示しているか否かを判断するステップと、所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するステップと、前記出力値が前記ステアリングが中立位置にあることを示している時に、前記所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあると判断した場合、前記トルクセンサに異常が生じていると判断するステップとを含んでいることを特徴としている。
上記電動パワーステアリング制御方法(1)によれば、トルクセンサから得られる出力値がステアリングが中立位置にあることを示している時に、所定の大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にある(すなわち、ステアリングが中立位置から離れていると認められる程度の操舵トルクが発生している)と判断した場合、前記トルクセンサに異常が生じていると判断する。従って、トルクセンサから得られる出力値の異常な固着を適切に検出することができる。
以下、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図6は、実施の形態(1)に係る電動パワーステアリング制御装置を含んで構成される電動パワーステアリングシステムの要部を概略的に示したブロック図である。なお、図1に示した電動パワーステアリングシステムと同様の構成部分については同符号を付し、ここではその説明を省略する。
ステアリング1にはステアリング軸21の上端が固着され、ステアリング軸21にはステアリング1の操舵角を検出する操舵角センサ22が配置されている。また、ステアリング軸21の下端にはステアリング軸21に加えられる操舵トルクをトルク電圧として検出する2系統のトルクセンサ23の上端が接続され、トルクセンサ23で検出されたトルク電圧(操舵トルク)を示す情報は、電動パワーステアリング制御装置(EPS)24に送られるようになっている。
また、操舵角センサ22で検出されたステアリング1の操舵角を示す情報や、モータ回転角センサ13で検出されたアシストモータ5の回転角を示す情報についても、電動パワーステアリング制御装置24に送られるようになっている。なお、ここではこれら情報を電動パワーステアリング制御装置24が操舵角センサ22やモータ回転角センサ13から直接取得する場合について説明しているが、別の実施の形態ではこれら情報を直接取得するのではなく、通信バス25などを介して取得するようにしても良い。例えば、ステアリング1の操舵角を示す情報については、後述する車両安定性制御装置(VSC)26を介して通信バス25から取得するようにしても良い。
トルクセンサ23の下端には、アシストモータ5に取り付けられている減速ギヤ6を介してピニオン軸7の上端が接続されている。ピニオン軸7の下端はラックピニオン機構8に接続され、ラックピニオン機構8でピニオン軸7の回転がラック軸9の軸線方向の運動へ変換されるようになっている。
電動パワーステアリング制御装置24は、図示しないCPU、ROM、及びRAMを備えたマイコンを含んで構成されており、トルクセンサ23で検出されたトルク電圧に基づいて、それに対応したアシスト量を算出し、算出したアシスト量を発生させるようにアシストモータ5の駆動を制御するようになっている。
また、電動パワーステアリング制御装置24は、モータ回転角センサ13から得られるアシストモータ5の回転角に基づいて、所望のアシスト量を発生させるようにフィードバック制御を行うようになっている。
また、電動パワーステアリング制御装置24は、モータ回転角センサ13から得られるアシストモータ5の回転角に基づいて、所望のアシスト量を発生させるようにフィードバック制御を行うようになっている。
また、電動パワーステアリング制御装置24は通信バス25に接続され、通信バス25に接続されている車両安定性制御装置(VSC)26や、エンジン制御装置(EFI)27、アクティブセーフティ制御装置(ABS)28、ナビゲーション装置(NAVI)29、車間距離の計測等に利用されるレーダ装置30との間で情報のやり取りなどを行うことができるようになっている。
また、通信バス25には車速センサ31、エンジン回転センサ32、ジャイロセンサ33、ヨーレートセンサ34、車室内を撮影するカメラ35が接続され、電動パワーステアリング制御装置24は車速センサ31で検出された車速情報や、エンジン回転センサ32で検出されたエンジン回転数を示す情報、ジャイロセンサ33やヨーレートセンサ34で検出された車両の移動変位を示す情報、カメラ35で撮影された画像情報などを取得することができるようになっている。
なお、ここでは電動パワーステアリング制御装置24が通信バス25に接続され、車両安定性制御装置26やエンジン制御装置27などとの間で情報のやり取りを行うことができたり、車速センサ31で検出された車速情報などを取得することができるようになっている場合について説明しているが、もちろんこれは一つの形態であり、別の形態であっても良い。
実施の形態(1)に係る電動パワーステアリング制御装置24におけるマイコンの行う処理動作[1]を図7に示したフローチャートに基づいて説明する。なお、この処理動作[1]は所定の期間毎に行われる動作である。まず、2系統のトルクセンサ23で検出されたトルク電圧TRQ1、TRQ2を示す情報と、操舵角センサ22で検出されたステアリング1の操舵角θを示す情報と、車速センサ31で検出された車速vを示す情報とを入力する(ステップS1〜S3)。なお、操舵角θは中立位置からの変位の大きさで表されるものとする。
次に、トルクセンサ23から入力した情報に基づいて、トルク電圧TRQ1、TRQ2がその出力範囲の中間値である基準値V0(例えば、2.5[V])付近であるか否かを判断する(ステップS4)。すなわち、トルク電圧TRQ1、TRQ2がV0±αの範囲内に収束しているか否かを判断する。例えば、トルク電圧TRQ1、TRQ2が2.4〜2.6[V]の範囲内にあるか否かを判断する。数値αの大きさは学習によって変更していくようにしても良い。
トルク電圧TRQ1、TRQ2が基準値V0付近である(すなわち、トルク電圧TRQ1、TRQ2はステアリング1が中立位置にあると示している)と判断すれば、次に、操舵角センサ22から入力した情報に基づいて、ステアリング1の操舵角θが所定角θ0以上であるか否かを判断する(ステップS5)。なお、所定角θ0については、車速vに応じて設定するようにしても良い。
ステアリング1の操舵角θが所定角θ0以上であると判断すれば、次に、車速vが所定速度v0以上であるか否かを判断する(ステップS6)。車速vが所定速度v0以上であると判断すれば、トルクセンサ23の異常判定に使用するカウンタCに1を加算し(ステップS7)、カウンタCが所定値C0以上になったか否かを判断する(ステップS8)。カウンタCが所定値C0以上になったと判断すれば、トルクセンサ23に異常が生じていると判定する(ステップS9)。一方、カウンタCは所定値C0以上になっていないと判断すれば、そのままステップS1へ戻る。
カウンタCが所定値C0以上になることは、トルクセンサ23から得られた2つの出力値(トルク電圧TRQ1、TRQ2)が基準値V0付近であり、なおかつステアリング1の操舵角θが所定角θ0以上である状態が所定の時間継続していることを意味する。
カウンタCが所定値C0以上になることは、トルクセンサ23から得られた2つの出力値(トルク電圧TRQ1、TRQ2)が基準値V0付近であり、なおかつステアリング1の操舵角θが所定角θ0以上である状態が所定の時間継続していることを意味する。
トルクセンサ23から得られた2つの出力値(トルク電圧TRQ1、TRQ2)が基準値V0付近であることは、ステアリング1が中立位置にあることを示す。
ステアリング1の操舵角θが所定角θ0以上である状態が所定の時間継続していることは、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあり、ステアリング1が中立位置から離れていることを示す。従って、カウンタCが所定値C0以上でなった場合、トルクセンサ23に異常が生じているといえる。
ステアリング1の操舵角θが所定角θ0以上である状態が所定の時間継続していることは、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあり、ステアリング1が中立位置から離れていることを示す。従って、カウンタCが所定値C0以上でなった場合、トルクセンサ23に異常が生じているといえる。
一方、ステップS4において、トルク電圧TRQ1、TRQ2は基準値V0付近にないと判断すれば、トルクセンサ23に上記異常は生じていないと認められるので、カウンタCを0にして(ステップS10)、その後、トルクセンサ23に異常は生じていないと判定する(ステップS11)。
また、ステップS5において、ステアリング1の操舵角θは所定角θ0以上でないと判断すれば、ステアリング1は中立位置にあり、トルクセンサ23からの情報が誤りといえる状況にはないので、カウンタCを0にする(ステップS12)。
また、ステップS6において、車速vが所定速度v0以上でないと判断した場合にも、トルクセンサ23からの情報が誤りといえる状況にはないので、ステップS12へ進んでカウンタCを0にする。これは、トルクセンサ23に正常に動作していたとしても、例えば、車速vが0[km/h]の場合には、操舵角θが所定角θ0以上で、トルク電圧TRQ1、TRQ2が略同値という状態が頻繁に発生するからである。
また、ステップS6において、車速vが所定速度v0以上でないと判断した場合にも、トルクセンサ23からの情報が誤りといえる状況にはないので、ステップS12へ進んでカウンタCを0にする。これは、トルクセンサ23に正常に動作していたとしても、例えば、車速vが0[km/h]の場合には、操舵角θが所定角θ0以上で、トルク電圧TRQ1、TRQ2が略同値という状態が頻繁に発生するからである。
上記実施の形態(1)に係る電動パワーステアリング制御装置によれば、トルクセンサ23から得られる2つの出力値が基準値V0付近である時に、ステアリング1の操舵角θが所定角θ0以上である状態が所定の時間継続している(すなわち、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあり、ステアリング1が中立位置から離れている)と判断された場合、トルクセンサ23に異常が生じていると判断される。従って、トルクセンサ23から得られる出力値の異常な固着を適切に検出することができる。
なお、ここではステアリング1の操舵角θが所定角θ0以上である状態が所定の時間(具体的にはカウンタCが所定値C0に達するまでの時間)継続している場合に、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあると判断するようになっているが、別の実施の形態では、この所定の時間をステアリング1の操舵角θによって変動させるようにしても良い。例えば、ステアリング1の操舵角θが所定角θ1(>θ0)以上で、ステアリング1が大きく操舵されていると認められる場合、短い時間の経過で、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあると判断するようにする。
また、さらに別の実施の形態では、ステアリング1の操舵角θを積分していき、それによって得られた積分値に基づいて、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するようにしても良い。
また、さらに別の実施の形態では、ステアリング1の操舵角θを積分していき、それによって得られた積分値に基づいて、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するようにしても良い。
また、上記実施の形態(1)に係る電動パワーステアリング制御装置では、操舵角センサ22から得られるステアリング1の操舵角θを示す情報に基づいて、ステアリング1の操舵状況から、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するようになっているが、別の実施の形態に係る電動パワーステアリング制御装置では、モータ回転角センサ13から得られるアシストモータ5の回転角を示す情報に基づいて、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するようにしても良い。
ステアリング軸21に伝わる回転力は、減速ギヤ6を介してアシストモータ5に伝達されるので、アシストモータ5の回転角からステアリング1の操舵状況を判断することができる。また、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断する場合には、ステアリング軸2の回転に対応してアシストモータ5の回転速度が増大する方向に減速ギヤ6のギヤ比を調整するようにしても良い。これにより、ステアリング1の操舵をアシストモータ5の回転で大きく表現することができるようになる。
また、さらに別の実施の形態では、カメラ35でステアリング1の動きを撮影させるようにして、カメラ35から得られるステアリング1を映した画像情報に基づいて、ステアリング1の操舵状況から、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するようにしても良い。
次に、実施の形態(2)に係る電動パワーステアリング制御装置について説明する。但し、実施の形態(2)に係る電動パワーステアリング制御装置を含んで構成される電動パワーステアリングシステムは、電動パワーステアリング制御装置24を除いて、図6に示した電動パワーステアリングシステムと同様の構成であるので、電動パワーステアリング制御装置についてのみ異なる符号を付し、その他の構成部分の説明をここでは省略する。
実施の形態(2)に係る電動パワーステアリング制御装置24Aにおけるマイコンの行う処理動作[2]を図8に示したフローチャートに基づいて説明する。なお、この処理動作は所定の期間毎に行われる動作である。まず、2系統のトルクセンサ23で検出されたトルク電圧TRQ1、TRQ2を示す情報と、ジャイロセンサ33で検出された車両の鉛直軸方向の回転角速度ωを示す情報とを入力する(ステップS21、S22)。なお、回転角速度ωは、右旋回、左旋回に拘らずその大きさで表されるものとする。
次に、トルクセンサ23から入力した情報に基づいて、トルク電圧TRQ1、TRQ2がその出力範囲の中間値である基準値V0(例えば、2.5[V])付近であるか否かを判断する(ステップS23)。すなわち、トルク電圧TRQ1、TRQ2がV0±αの範囲内に収束しているか否かを判断する。例えば、トルク電圧TRQ1、TRQ2が2.4〜2.6[V]の範囲内にあるか否かを判断する。数値αの大きさは学習によって変更していくようにしても良い。
トルク電圧TRQ1、TRQ2が基準値V0付近である(すなわち、ステアリング1が中立位置にあることを示している)と判断すれば、次に、ジャイロセンサ33から入力した情報に基づいて、車両の鉛直軸方向の回転角速度ωが所定角速度ω0以上であるか否かを判断する(ステップS24)。なお、所定角速度ω0については、車速に応じて設定するようにしても良い。
回転角速度ωが所定角速度ω0以上であると判断すれば、次に、トルクセンサ23の異常判定に使用するカウンタCに1を加算し(ステップS25)、カウンタCが所定値C0以上になったか否かを判断する(ステップS26)。カウンタCが所定値C0以上になったと判断すれば、トルクセンサ23に異常が生じていると判定する(ステップS27)。一方、カウンタCは所定値C0以上になっていないと判断すれば、そのままステップS21へ戻る。
カウンタCが所定値C0以上になることは、トルクセンサ23から得られた2つの出力値(トルク電圧TRQ1、TRQ2)が基準値V0付近であり、なおかつ回転角速度ωが所定角速度ω0以上である状態が所定の時間継続していることを意味する。
カウンタCが所定値C0以上になることは、トルクセンサ23から得られた2つの出力値(トルク電圧TRQ1、TRQ2)が基準値V0付近であり、なおかつ回転角速度ωが所定角速度ω0以上である状態が所定の時間継続していることを意味する。
トルクセンサ23から得られた2つの出力値(トルク電圧TRQ1、TRQ2)が基準値V0付近であることは、ステアリング1が中立位置にあることを示す。
車両の鉛直軸方向の回転角速度ωが所定角速度ω0以上である状態が所定の時間継続していることは、車両がある大きさ以上で右旋回又は左旋回していると認められ、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあり、ステアリング1が中立位置から離れていることを示す。従って、カウンタCが所定値C0以上でなった場合、トルクセンサ23に異常が生じているといえる。
車両の鉛直軸方向の回転角速度ωが所定角速度ω0以上である状態が所定の時間継続していることは、車両がある大きさ以上で右旋回又は左旋回していると認められ、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあり、ステアリング1が中立位置から離れていることを示す。従って、カウンタCが所定値C0以上でなった場合、トルクセンサ23に異常が生じているといえる。
一方、ステップS23において、トルク電圧TRQ1、TRQ2は基準値V0付近にないと判断すれば、トルクセンサ23に上記異常は生じていないと認められるので、カウンタCを0にして(ステップS28)、その後、トルクセンサ23に異常は生じていないと判定する(ステップS29)。
また、ステップS24において、回転角速度ωは所定角速度ω0以上でないと判断すれば、ステアリング1は中立位置にあり、トルクセンサ23からの情報が誤りといえる状況にはないので、カウンタCを0にする(ステップS30)。
また、ステップS24において、回転角速度ωは所定角速度ω0以上でないと判断すれば、ステアリング1は中立位置にあり、トルクセンサ23からの情報が誤りといえる状況にはないので、カウンタCを0にする(ステップS30)。
上記実施の形態(2)に係る電動パワーステアリング制御装置によれば、トルクセンサ23から得られる2つの出力値が基準値V0付近である時に、車両の鉛直軸方向の回転角速度ωが所定角速度ω0以上である状態が所定の時間継続している(すなわち、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあり、ステアリング1が中立位置から離れている)と判断された場合、トルクセンサ23に異常が生じていると判断される。従って、トルクセンサ23から得られる出力値の異常な固着を適切に検出することができる。
なお、ここでは回転角速度ωが所定角速度ω0以上である状態が所定の時間(具体的にはカウンタCが所定値C0に達するまでの時間)継続している場合に、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあると判断するようになっているが、別の実施の形態では、この所定の時間を回転角速度ωによって変動させるようにしても良い。例えば、回転角速度ωが所定角速度ω1(>ω0)以上で、車両が大きく旋回していると認められる場合、短い時間の経過で、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあると判断するようにする。
また、さらに別の実施の形態では、回転角速度ωを積分していき、それによって得られた積分値に基づいて、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するようにしても良い。
また、さらに別の実施の形態では、回転角速度ωを積分していき、それによって得られた積分値に基づいて、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するようにしても良い。
また、上記実施の形態(2)に係る電動パワーステアリング制御装置では、ジャイロセンサ33から得られる車両の鉛直軸方向の回転角速度ωを示す情報に基づいて、車両の移動変位から、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するようになっているが、別の実施の形態に係る電動パワーステアリング制御装置では、ナビゲーション装置29や、ヨーレートセンサ34、GPS受信機(図示せず)などから得られる車両の移動変位を示す情報に基づいて、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するようにしても良い。
なお、ここまで操舵角センサ22や、モータ回転角センサ13、カメラ35、ジャイロセンサ33、ナビゲーション装置29、ヨーレートセンサ34、GPS受信機から得られる情報などを用いて、ある大きさ以上の操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するようにしているが、2以上の情報を組み合わせて上記判断を行うようにしても良い。
また、ここまで2系統のトルクセンサ23を採用した場合について説明しているが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、トルクセンサから得られる出力値の異常な固着の検出に有効であって、その他の3系統以上や1系統のトルクセンサなどについても採用することができる。
21 ステアリング軸
22 操舵角センサ
23 トルクセンサ
23a トーションバー
24、24A 電動パワーステアリング制御装置
22 操舵角センサ
23 トルクセンサ
23a トーションバー
24、24A 電動パワーステアリング制御装置
Claims (8)
- ステアリング軸に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサから得られる出力値がステアリングが中立位置にあることを示しているか否かを判断する出力値判断手段と、
所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断する操舵トルク判断手段と、
前記出力値が前記ステアリングが中立位置にあることを示している時に、
前記操舵トルク判断手段により前記所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあると判断された場合、前記トルクセンサに異常が生じていると判断する異常判断手段とを備えていることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 前記操舵トルク判断手段が、ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出手段から得られる情報に基づいて、前記所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するものであることを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記操舵トルク判断手段が、前記ステアリングの操舵角が所定の時間継続して、所定角以上である場合、前記所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあると判断するものであることを特徴とする請求項2記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記操舵トルク判断手段が、ステアリングの操舵をアシストするための電動機の回転角を検出する回転角検出手段から得られる情報に基づいて、前記所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するものであることを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 操舵輪に連結する連結軸に前記電動機からの駆動力を減速して伝える減速機構のギヤ比を、前記ステアリング軸の回転に対応して前記電動機の回転速度が増大する方向に調整する調整手段を備えていることを特徴とする請求項4記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記操舵トルク判断手段が、撮影手段から得られるステアリングを映した画像情報に基づいて、前記所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するものであることを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記操舵トルク判断手段が、ジャイロセンサ、ヨーレートセンサ、現在位置検出手段、及びナビゲーション装置のいずれかから得られる車両の移動変位を示す情報に基づいて、前記所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するものであることを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング制御装置。
- ステアリング軸に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサから得られる出力値がステアリングが中立位置にあることを示しているか否かを判断するステップと、
所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあるか否かを判断するステップと、
前記出力値が前記ステアリングが中立位置にあることを示している時に、前記所定の大きさ以上の前記操舵トルクが発生する状況にあると判断した場合、前記トルクセンサに異常が生じていると判断するステップとを含んでいることを特徴とする電動パワーステアリング制御方法。
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JP2006239934A JP2008062686A (ja) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | 電動パワーステアリング制御装置及びその制御方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2006
- 2006-09-05 JP JP2006239934A patent/JP2008062686A/ja not_active Withdrawn
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