JP2016005918A - ステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このステアリング装置は、絶対操舵角に関連する情報を検出する回転角センサ52と、バッテリ消費を低減するためにIGオフ時に前記絶対操舵角に関連する情報を取得する補助回路53を備える。補助回路53は、モータの回転方向を判定する第1回転方向判定部62および第2回転方向判定部63の検出結果に基づきカウント値を更新するカウンタ64、カウンタ64におけるカウント値の前回値及び今回値に基づいて絶対操舵角の異常を検出する異常検出部66を有している。1つのカウンタ64に記録された前回値及び今回値を用いることで、1つのカウンタ64のみで冗長化することができる。2つのカウンタ64により冗長化する場合と比べて、2倍の情報を収集する必要がなく、より異常検出の処理時間を短縮することができる。
【選択図】図2
Description
この構成によれば、今回値とその直近の過去値である前回値を用いて異常検出を行うことにより、よりタイムラグが少ない状態で異常の検出を行うことができる。
この構成によれば、間欠的に位置検出器及び補助部が駆動することにより、常時駆動している場合よりもバッテリの消費を低減することができる。
図2に示すように、補助回路53は増幅器61、カウンタユニット54、通信インターフェース67を有している。
カウンタユニット54は、回転角センサ52により生成される電気信号(sin信号、cos信号)に基づきカウントを行う部分であり、大きく2つの機能部分を有している。第1の機能部分は回転角センサ52に基づきモータ31の回転方向を検出し、モータ31の回転方向と回転角センサ52により生成される電気信号に応じてカウント値を更新する。第2の機能部分は、第1の機能部分における回転方向の判定結果とカウント値の異常をそれぞれ検出する。
第1回転方向判定部62は、増幅器61により増幅されたsin信号及びcos信号に基づきモータ31の回転方向(右回転もしくは左回転)を判定する。第1回転方向判定部62はモータ31の回転方向が左方向である旨判定されるとき、その旨示す左回転検出フラグをオンする。また、第1回転方向判定部62はモータ31の回転方向が右方向である旨判定されるとき、その旨示す右回転検出フラグをオンする。
コンパレータ71は、回転角センサ52によって生成されるsin信号及びcos信号の信号レベルが、設定された閾値より高い値であればHiレベルの信号を、低い値であればLoレベルの信号を生成する。
(A2)sin信号がHiレベルかつcos信号がLoレベルであるとき。このとき、モータ31の回転角θは第2象限に該当する旨判定される。
(A4)sin信号がLoレベルかつcos信号がHiレベルであるとき。このとき、モータ31の回転角θは第4象限に該当する旨判定される。
比較部65は第1回転方向判定部62の状態フラグと第2回転方向判定部63の状態フラグとを比較し、これら状態フラグが互いに一致しているか否かを判定する。具体的には、比較部65は、第1回転方向判定部62の左回転検出フラグと第2回転方向判定部63の左回転検出フラグとを比較する。また比較部65は、第1回転方向判定部62の右回転検出フラグと第2回転方向判定部63の右回転検出フラグとを比較する。比較部65は、第1回転方向判定部62の左回転検出フラグと第2回転方向判定部63の左回転検出フラグが一致しないとき、その旨示す状態フラグをオンする。また比較部65は、第1回転方向判定部62の右回転検出フラグと第2回転方向判定部63の右回転検出フラグが一致しないとき、その旨示す状態フラグをオンする。
(B1)左回転検出フラグがオン、右回転検出フラグがオフの場合にカウント値の今回値と前回値との間に定められた数値差があるとき、かつ今回値が前回値より大きいとき。
(B3)左回転検出フラグがオフ、右回転検出フラグがオフの場合に、今回値と前回値が一致しないとき。
通信インターフェース67は、IGオン時に、カウント値、状態フラグ及び回転角センサ52で出力されるモータ31の回転角θの情報をECU40に送信する。
通常、IGオンのとき、ECU40は回転角センサ52により生成される電気信号(sin信号及びcos信号)に基づきモータ31の回転角θ、ひいては絶対操舵角θsを演算する。ECU40は操舵トルクτ及び絶対操舵角θsに基づき、必要とされるアシスト力を演算し、当該アシスト力が操舵機構20に付与されるようにモータ31に対する給電を制御する。
(1)カウンタ64の前回値と今回値を比較することで、1つのカウンタ64からカウンタ64を冗長化することができる。2つのカウンタ64を設け、これらのカウント値を比較して一致するかどうかを確かめることも考えられるものの、1つのカウンタ64においてカウント値の今回値と前回値を比較するほうが、異常を検出するための処理時間をより短縮することができる。すなわち、2つのカウンタ64のカウント値を比較する場合、2つのカウンタ64を比較する構成は、2つのカウンタ64のデータを収集してから、これらデータが一致するかどうかを確かめるため、2倍のデータを収集する時間が必要となる。これに対し、カウンタ64の前回値及び現在値を比較する場合は、カウンタ64のみからデータを収集すればよいので、2倍のデータを収集する必要がない。その結果として、1つのカウンタ64から冗長化を行った場合、2つのカウンタ64から冗長化を行った場合と比べて、異常を検出するための処理時間をより短くすることができる。また、カウンタ64を2つ用いて比較する場合と比べて、カウンタ64を1つ用いるだけでよいため、補助回路53内の構成の簡素化や部材点数を減らすことが可能となる。また簡易な構成のため、製造コストのいっそうの削減が期待できる。
(5)間欠的に回転角センサ52及び補助回路53が駆動することにより、常時駆動している場合よりもバッテリの消費をより低減することができる。
・本例では電動パワーステアリング装置として実施したが、油圧式パワーステアリング装置であってもよいし、ステア・バイ・ワイヤ(SBW)であってもよい。また、ECU40により算出される絶対操舵角θsを、ブレーキ、バックガイド及び車両安定制御システムなど、絶対操舵角θsを使用する他の車載システムで共用してもよい。また、本例はノンパワーステアリング装置にも適用可能である。この場合、ステアリングの操作を補助するための制御は実行されないのでステアリング用のECU40は必ずしも設ける必要はない。回転角センサ52及び補助回路53はそのままに、絶対操舵角θsの演算はステアリングシステム以外の他の車載システムの制御装置(ECU)により行うようにしてもよい。
(C2)回転フラグがオンの場合に、カウント値の今回値と過去値との間に定められた数値差がないとき。
Claims (8)
- 絶対操舵角に関連する情報を検出する位置検出器と、
イグニッションオフされている間に前記絶対操舵角に関連する情報を取得する補助部と、を備え、
前記補助部は、
操舵方向に応じてカウント値を増減するカウンタと、
前記カウント値の過去値及び今回値を比較することで絶対操舵角の異常を検出する異常検出部と、
を備えるステアリング装置。 - 請求項1に記載のステアリング装置において、
前記補助部は、取得される前記情報に基づき前記操舵方向として回転方向を判定する回転方向判定部を備え、
前記カウンタは、前記回転方向判定部により判定される回転方向に応じてカウント値を更新し、
前記異常検出部は、回転方向判定部により判定される操舵軸の回転方向と、過去値及び今回値との比較することで絶対操舵角の異常を検出するステアリング装置。 - 請求項2に記載のステアリング装置において、
前記補助部は、複数の回転方向判定部を有し、
複数の回転方向判定部によりそれぞれ判定される回転方向の比較を通じて前記回転方向の判定結果の異常を検出する比較部を備えるステアリング装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
前記異常検出部は、過去値に前回値を用いるステアリング装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
ステアリングシャフトの回転に連動して直線運動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸と、
前記ステアリングシャフトまたは前記転舵軸に対してアシスト力を付与するモータと、を備え、
前記位置検出器は、前記絶対操舵角に関連する情報として、前記モータの回転量に応じた電気信号を生成するステアリング装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
ステアリングシャフトの回転に連動して直線運動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸を備え、
前記位置検出器は、前記絶対操舵角に関連する情報として、前記ステアリングシャフトの回転量または前記転舵軸の変位量に応じた電気信号を生成するステアリング装置。 - 請求項5に記載のステアリング装置において、
少なくとも操舵トルク及び前記操舵角に関連する情報に基づき前記モータを制御する制御装置を備え、
イグニッションオフされている間、前記制御装置に対する給電が停止される一方、前記位置検出器及び前記補助部には給電が継続されるステアリング装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
前記位置検出器及び前記補助部を間欠的に駆動することを特徴とするステアリング装置。
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