JP2010012964A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】EPS1は、左右転舵輪の回転速度差を検出するための車輪速センサ34、35を備える。また、ECU6は、トルクセンサ5のホールIC13、14から得られる2つの電気的出力に基づき、電動モータ2の動作を制御し、ECU6のマイコン30は、ホールIC13、14の中に故障器があるか否かを判定する故障判定手段、ならびに、故障器があると判定されたときに、回転速度差および2つの電気的出力に基づき故障器を特定する故障器特定手段として機能する。これにより、マイコン30は、高精度に故障器を特定することができるとともに、非故障器から得られる電気的出力に基づいて、アシスト力を弱めることなく、EPS1によるアシストを続行することができる。
【選択図】図3
Description
そこで、今後の更なる改善策として、EPS故障時でもアシスト力を弱めることなく、最終的なアシスト停止を回避できるような制御手段が要求されている。
請求項1に記載のEPSは、舵輪の操舵をアシストする出力を発生する電動モータと、舵輪に与えられるトルクに応じた複数の電気的出力を発生するトルク検出手段と、トルク検出手段から得られる複数の電気的出力に基づき、電動モータの動作を制御する制御手段と、前方右側転舵輪と前方左側転舵輪との回転速度差、または後方右側転舵輪と後方左側転舵輪との回転速度差を検出する回転速度差検出手段とを備える。
請求項2に記載のEPSによれば、制御手段は、間欠的に、回転速度差および複数の電気的出力に基づき、故障した出力発生手段を特定する故障器特定手段を有する。
これにより、複数の出力発生手段の中に故障器があるか否かを判定することなく、常時、故障した出力発生手段を特定することができる。このため、いずれかの出力発生手段に故障が生じたときに、故障器を迅速に特定することができる。
請求項3に記載のEPSによれば、制御手段は、トルクと電気的出力との相関線を出力発生手段ごとに記憶している。そして、故障器特定手段は、回転速度差に基づき舵輪が右切り操舵されているか左切り操舵されているかを判定し、判定された操舵方向および相関線に基づき、出力発生手段ごとに電気的出力の現在の数値範囲を推定し、出力発生手段ごとに、推定された電気的出力の数値範囲に実際の電気的出力の数値が含まれるか否かを判定する。
請求項4に記載のEPSによれば、故障器特定手段は、回転速度差の時間的変化率および相関線に基づき、出力発生手段ごとに電気的出力の時間的変化率を推定し、出力発生手段ごとに、推定された電気的出力の時間的変化率と出力発生手段から得られる実際の電気的出力の時間的変化率とを比較する。
実施例1のEPS1を図面に基づいて説明する。
EPS1は、図1に示すように、電動モータ2の出力により舵輪3の操舵をアシストするものであり、主として、乗員により舵輪3に与えられるトルクに基づき制御されている。また、このトルクは、例えば、ステアリングシャフト(以下、シャフト4と呼ぶ)に組み込まれたトルクセンサ5により検出されてECU6に出力され、ECU6は、検出されたトルク等に応じて電動モータ2の動作制御を実行している。
なお、電動モータ2には、直流モータ、ブラシレスDCモータ、スイッチトリラクタンスモータ、埋込磁石型同期モータ等、種々の形式のモータを採用することができる。
この結果、トルクセンサ5は、舵輪3に与えられるトルクに応じた電気的出力を発生することができる。
実施例1のEPS1の特徴を、図面を用いて説明する。
まず、EPS1は、図1および図3に示すように、例えば、前方右側の転舵輪8と前方左側の転舵輪8との回転速度差(以下、単に「回転速度差」と呼ぶ)を検出する回転速度差検出手段として機能する2つの車輪速センサ34、35を備える。
なお、車輪速センサ34、35を、それぞれ後方右側の転舵輪8、後方左側の転舵輪8に組み付けて、後方右側の転舵輪8と後方左側の転舵輪8との回転速度差を検出するようにしてもよい。また、車輪速センサ34、35には、外周に多極磁石を具備して転舵輪8とともに回転する回転磁石と、回転磁石のN極またはS極の接近、離間に応じてパルス状の出力信号を発生する出力部とを有する電磁式センサを採用してもよい。
まず、マイコン30は、例えば、舵輪3が右切り操舵されていると判定した場合、舵輪3に加えられたトルクが正の数値であると判断する。
実施例1のEPS1の制御方法を、図6に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップS1で、ホールIC13、14から得られる電気的出力に基づいて、和sumVを算出する。次に、ステップS2で、和sumVが2VM±αの範囲内にあるか否かを判定する。そして、和sumVが2VM±αの範囲内にないと判定した場合(NO)、ホールIC13、14の中に故障器があると判定し、故障器を特定するための処理を実行する。
そして、ステップS6で、故障器から得られる電気的出力の利用を停止し、非故障器の電気的出力に基づく電動モータ2の制御を続行する。
実施例1のEPS1は、前方右側の転舵輪8と前方左側の転舵輪8との回転速度差を検出する回転速度差検出手段として機能する車輪速センサ34、35を備える。また、ECU6は、トルクセンサ5のホールIC13、14から得られる2つの電気的出力に基づき、電動モータ2の動作を制御する。そして、ECU6のマイコン30は、ホールIC13、14の中に故障器があるか否かを判定する故障判定手段、ならびに、故障器があると判定されたときに、回転速度差および2つの電気的出力に基づき故障器を特定する故障器特定手段として機能する。
実施例2のEPS1によれば、マイコン30は、故障器特定手段の機能として、回転速度差の時間的変化率および相関線L1、L2に基づき、ホールIC13、14ごとに電気的出力の時間的変化率を推定し、ホールIC13、14ごとに、推定された電気的出力の時間的変化率とホールIC13、14から得られる実際の電気的出力の時間的変化率とを比較する。
実施例2のEPS1の制御方法を、図8に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、ステップS11、S12、S15およびS16は、それぞれ、実施例1のステップS1、S2、S5およびS6と同じ処理を実行するものであり、説明を省略する。
まず、ステップS13では、回転速度差の今回値と前回値との差分に基づき回転速度差の時間的変化率を算出し、さらにステップS14では、算出された回転速度差の時間的変化率に基づき故障器を特定する。
また、ホールIC14に関しては、算出された回転速度差の時間的変化率、第2相関線L3、切れ角とトルクとの相関、および相関線L2等に基づき、ホールIC13と同様にして故障器であるか、非故障器であるかが特定される。
実施例2のEPS1によれば、マイコン30は、回転速度差の時間的変化率、相関線L1、L2および第2相関線L3に基づき、ホールIC13、14ごとに電気的出力の時間的変化率を推定し、ホールIC13、14ごとに、推定された電気的出力の時間的変化率と実際の電気的出力の時間的変化率とを比較する。
時間的変化率は、算出対象の今回値と前回値との差分を利用して迅速に求めることができるので、故障器または非故障器の特定を迅速に行うことができる。
実施例1、2のEPS1によれば、トルクセンサ5は、2つのホールIC13、14を有していたが、3つ以上のホールICを有するようにトルクセンサ5を構成してもよい。この場合、非故障器が2つ以上あれば、これらの非故障器について、さらに出力異常がないか否かを別途の手段により確認し、出力異常のない非故障器により得られる電気的出力に基づき電動モータ2の動作制御を続けることができる。
2 電動モータ
3 舵輪
5 トルクセンサ(トルク検出手段)
6 ECU(制御手段)
8 転舵輪
11 磁束発生手段
13 ホールIC(出力発生手段)
14 ホールIC(出力発生手段)
30 マイコン(故障判定手段、故障器特定手段)
34、35 車輪速センサ(回転速度差検出手段)
L1、L2 相関線
Claims (4)
- 舵輪の操舵をアシストする出力を発生する電動モータと、
前記舵輪に与えられるトルクに応じた複数の電気的出力を発生するトルク検出手段と、
このトルク検出手段から得られる前記複数の電気的出力に基づき、前記電動モータの動作を制御する制御手段と、
前方右側転舵輪と前方左側転舵輪との回転速度差、または後方右側転舵輪と後方左側転舵輪との回転速度差を検出する回転速度差検出手段とを備え、
前記トルク検出手段は、
前記舵輪の操舵に応じて変化する磁束を発生する磁束発生手段と、
この磁束発生手段で発生した磁束に応じて前記電気的出力を発生する複数の出力発生手段とを有し、
前記制御手段は、
前記複数の出力発生手段の中に故障した前記出力発生手段があるか否かを判定する故障判定手段と、
故障した前記出力発生手段があると判定されたときに、前記回転速度差および前記複数の電気的出力に基づき、故障した前記出力発生手段を特定する故障器特定手段とを有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 舵輪の操舵をアシストする出力を発生する電動モータと、
前記舵輪に与えられるトルクに応じた複数の電気的出力を発生するトルク検出手段と、
このトルク検出手段から得られる前記複数の電気的出力に基づき、前記電動モータの動作を制御する制御手段と、
前方右側転舵輪と前方左側転舵輪との回転速度差、または後方右側転舵輪と後方左側転舵輪との回転速度差を検出する回転速度差検出手段とを備え、
前記トルク検出手段は、
前記舵輪の操舵に応じて変化する磁束を発生する磁束発生手段と、
この磁束発生手段で発生した磁束に応じて前記電気的出力を発生する複数の出力発生手段とを有し、
前記制御手段は、
間欠的に、前記回転速度差および前記複数の電気的出力に基づき、故障した前記出力発生手段を特定する故障器特定手段を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1または請求項2に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記トルクと前記電気的出力との相関線を前記出力発生手段ごとに記憶しており、
前記故障器特定手段は、
前記回転速度差に基づき前記舵輪が右切り操舵されているか左切り操舵されているかを判定し、
判定された操舵方向および前記相関線に基づき、前記出力発生手段ごとに前記電気的出力の現在の数値範囲を推定し、
前記出力発生手段ごとに、推定された前記電気的出力の数値範囲に実際の前記電気的出力の数値が含まれるか否かを判定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1ないし請求項3の内のいずれか1つに記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記トルクと前記電気的出力との相関線を前記出力発生手段ごとに記憶しており、
前記故障器特定手段は、
前記回転速度差の時間的変化率および前記相関線に基づき、前記出力発生手段ごとに前記電気的出力の時間的変化率を推定し、
前記出力発生手段ごとに、推定された前記電気的出力の時間的変化率と前記出力発生手段から得られる実際の前記電気的出力の時間的変化率とを比較することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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