JP2015104955A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1においては、図4に示すように、電動パワーステアリング装置100は、コントローラ110と、モータ120とを備えている。そして、コントローラ110は、マイクロコンピュータ111と、モータ駆動回路112と、モータ電流検出回路115とを備えている。
上記課題を解決する電動パワーステアリング装置は、モータ駆動回路に供給されるモータ電流を検出する電流検出部と、車両状態センサを通じて検出される検出値に基づき目標電流値を算出し、その目標電流値に前記電流検出部を通じて検出された前記モータ電流を追従させるように、前記モータ駆動回路を通じてモータに電圧を印加することでステアリングに操舵アシスト力を付与する制御を行う制御部と、前記モータ駆動回路を通じたモータへの印加電圧が第1のしきい値以上であって、かつ前記電流検出部を通じて検出した前記モータ電流が第2のしきい値以下であるとき、前記印加電圧と前記モータ電流との対応関係が不適当であるとして、前記電流検出部に異常がある旨判断する電流検出部異常判断部と、前記ステアリングの操舵速度を検出する操舵速度検出部と、前記電流検出部異常判断部を通じて前記電流検出部に異常があると判断され、かつ前記操舵速度検出部を通じて検出された操舵速度が第3のしきい値未満であるときにのみ操舵アシスト機能を停止する機能停止部と、を備えている。
上記電動パワーステアリング装置について、前記電流検出部異常判断部は、前記操舵速度検出部を通じて検出された操舵速度が前記第3のしきい値以上であるとき、前記電流検出部に異常がある旨の判断を行わないように前記電流検出部異常判断部における判断条件を変更することが好ましい。
<全体構成>
図1に示すように、電動パワーステアリング装置1は、動力伝達機構10と、モータ20と、ECU(Electronic Control Unit)30とを備える。
図2に示すように、ECU30は、電流検出部31と、電流指令値演算部35と、PI演算部36と、モータ駆動回路37と、トルクセンサ故障判定部34と、操舵速度検出部33とを備えている。
ここで、上記背景技術でも説明したように、電流検出部31における抵抗Rの両端が異物によってショートすること等によって、実際のモータ電流の値に関わらず、電流検出部31が検出するモータ電流Imが0(ゼロ)Aに固着する故障(異常)が生じうる。本実施形態では、2つの手法にてこの異常を判定可能である。以下、説明する。
PI演算部36は、検出された操舵トルクThが第1の設定値以下であって、かつデューティ比D1,D2が第2の設定値以上であるとき、電流検出部31に異常がある旨判断し、電動パワーステアリング装置1におけるアシスト機能を停止する。すなわち、上記両設定値は、操舵トルクThとデューティ比D1,D2との対応関係が不適当と判断可能な値に設定されている。この電流検出部31の故障判定は、トルクセンサ52a,52bを通じて検出された操舵トルクThを利用していることからトルクセンサ52a,52bの故障時には実行することができない。
PI演算部36は、トルクセンサ52a,52bの故障中においては、以下の2つの条件を満たしたとき、電流検出部31に異常があると判断する。
第2の条件 デューティ比D1+デューティ比D2≧200%
一般的には、デューティ比D1,D2が大きいほどモータ電流Imが大きくなる関係がある。電流検出部31が上記異常となると、この対応関係が成立せず、上記両条件が満たされることになる。本実施形態では、200%が第1のしきい値の一例であって、しきい値Ithが第2のしきい値の一例である。しきい値Ithは例えば1Aである。PI演算部36は、上記両条件を満たすと電流検出部31に異常がある旨判断する。また、PI演算部36は、上記2の条件のうち少なくとも1つを満たさない旨判断すると、電流検出部31に異常がないと判断する。PI演算部36は、検出された操舵速度θsがしきい値Sthより低速であって、かつ電流検出部31に異常がある旨判断すると、電動パワーステアリング装置1におけるアシスト機能を停止する。
<フローチャート>
以下、図3を参照しつつトルクセンサ52a,52bの故障時におけるPI演算部36の処理手順について説明する。PI演算部36は、このフローチャートに係る処理をトルクセンサ52a,52bの故障中に繰り返し実行する。また、このフローチャートの開始時には、PI演算部36は通常通り、電流指令値に応じたPWM信号のデューティ比D1,D2を設定している。
(1)PI演算部36は、デューティ比D1,D2の和が200%以上であって、かつ電流検出部31を通じて検出したモータ電流Imがしきい値Ith以下であるとき、電流検出部31に異常があると判断する。
(2)PI演算部36は、操舵速度θsがしきい値Sth以上であるときには、デューティ比D1,D2がゼロとする。このため、電動パワーステアリング装置1による操舵アシスト力もゼロとなるが、その後に操舵速度θsがしきい値Sth未満となれば、再び操舵アシスト力の付与が開始される。したがって、アシスト機能の停止を回避することができる。
・上記実施形態においては、トルクセンサ52a,52b故障中の高速操舵時にPI演算部36がデューティ比D1,D2をゼロに設定していたが、電流検出部31の異常判定条件を満たさなければデューティ比D1,D2をゼロ以外の値に設定してもよい。
推定操舵速度=[(モータ端子間電圧―モータ抵抗×電流)/逆起定数)]/減速比・・・(1)
上記式(1)におけるモータ抵抗及び電流は、固定値であって、モータ20に電流を流したときのモータ20に流れる電流値に基づき設定される。減速比は、減速機51を介したモータ20とステアリングシャフト11との間の減速比である。さらに、逆起定数は、モータ20の仕様により定まる定数であって、大きいほどステアリング2の操舵時にモータ20に生じる逆起電圧が大きくなる。推定操舵速度は、図3のステップS101の操舵速度θsに代えて利用される。また、PI演算部36は、推定操舵速度及び操舵速度θsの両方を利用して、高速操舵の有無を判断してもよい。例えば、PI演算部36は、推定操舵速度を操舵速度θsの検出が不能になったときのバックアップ用として利用してもよい。また、推定操舵速度の推定方法は、上記式(1)を利用したものに限定されない。
・上記実施形態における、電流検出部31に異常があるか否かの判断条件に、図3のステップS101の判断を付加してもよい。すなわち、PI演算部36は、操舵速度θsがしきい値Sthより低速でない、すなわち高速操舵されている旨判断すると、電流検出部31に故障がない旨判断してもよい(S103でNO)。これにより、ステアリング2の高速操舵時にアシスト機能が停止されることを抑制できる。
(イ)前記電流検出部異常判断部とは別に、前記トルクセンサを通じて検出される操舵トルクと前記モータへの印加電圧とに基づき前記電流検出部の異常の有無を判断するトルクセンサの正常時の異常判断部を備えた電動パワーステアリング装置。
Claims (5)
- モータ駆動回路に供給されるモータ電流を検出する電流検出部と、
車両状態センサを通じて検出される検出値に基づき目標電流値を算出し、その目標電流値に前記電流検出部を通じて検出された前記モータ電流を追従させるように、前記モータ駆動回路を通じてモータに電圧を印加することでステアリングに操舵アシスト力を付与する制御を行う制御部と、
前記モータ駆動回路を通じたモータへの印加電圧が第1のしきい値以上であって、かつ前記電流検出部を通じて検出した前記モータ電流が第2のしきい値以下であるとき、前記印加電圧と前記モータ電流との対応関係が不適当であるとして、前記電流検出部に異常がある旨判断する電流検出部異常判断部と、
前記ステアリングの操舵速度を検出する操舵速度検出部と、
前記電流検出部異常判断部を通じて前記電流検出部に異常があると判断され、かつ前記操舵速度検出部を通じて検出された操舵速度が第3のしきい値未満であるときにのみ操舵アシスト機能を停止する機能停止部と、を備えた
電動パワーステアリング装置。 - 請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御部は、前記操舵速度検出部を通じて検出された操舵速度が前記第3のしきい値以上であるときには、前記モータへの印加電圧を、前記第1のしきい値より小さく設定する電動パワーステアリング装置。 - 請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第3のしきい値は、前記ステアリングが操舵されることで生じる前記モータの逆起電圧によって、前記モータ電流が減少し、それに伴い、前記制御部によって前記モータへの印加電圧が増加されることで、前記電流検出部異常判断部を通じて前記電流検出部に異常がある旨判断されない程度の操舵速度に設定される電動パワーステアリング装置。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電流検出部異常判断部は、前記操舵速度検出部を通じて検出された操舵速度が前記第3のしきい値以上であるとき、前記電流検出部に異常がある旨の判断を行わないように前記電流検出部異常判断部における判断条件を変更する電動パワーステアリング装置。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記車両状態センサの一つである、前記ステアリングに対する操舵トルクを検出するトルクセンサの故障を検出するトルクセンサ故障判定部と、
前記制御部は、前記トルクセンサ故障判定部を通じて前記トルクセンサに故障がない旨判断されると、前記トルクセンサを通じて検出される操舵トルクに基づき前記目標電流値を算出し、前記トルクセンサ故障判定部を通じて前記トルクセンサに故障がある旨判断されると、前記車両状態センサの一つである舵角センサを通じて検出される前記ステアリングの舵角に基づき前記目標電流値を算出し、
前記電流検出部異常判断部は、前記トルクセンサ故障判定部を通じて前記トルクセンサに故障がある旨判断されたとき、前記電流検出部に異常があるか否かの判断を行う電動パワーステアリング装置。
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