JP2721585B2 - 電動式パワーステアリング装置の異常検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電動式パワーステアリング装置に用いら
れるトルクセンサの異常を検出する電動式パワーステア
リング装置の異常検出方法に関する。

〔従来の技術〕

第３図は通常の電動式パワーステアリング装置の斜視
図であり、例えば特開昭64−44378号公報において開示
されたものとほぼ同じである。

即ち、第３図に示すように、ハンドル１がハンドル軸
２を介してピニオン３に連結され、このピニオン３がラ
ック４に噛合し、ハンドル１の回転がハンドル軸2,ピニ
オン３を介してラック４に伝達され、タイヤ５が所定の
舵角に制御される。

そして、ハンドル軸２の先端部に、ハンドル軸２を介
してピニオン３に伝達される操舵トルクを検出し、操舵
トルクに比例した信号（例えば電圧信号）を出力するト
ルクセンサ６が設けられており、この種のトルクセンサ
６は、ハンドル軸２に設けられたねじればね機構、及び
そのねじれ量を検出する可変抵抗などにより構成され
る。

また、モータ７がクラッチ８及び歯車機構などからな
る減速機構９を介してもう一つのピニオン10に連結さ
れ、このピニオン10がラック４に噛合し、モータ７の回
転がクラッチ8,減速機構9,ピニオン10を介してラック４
に伝達され、ハンドル１の回転による操舵トルクにモー
タ７の回転による補助トルクが加えられる。

このとき、トルクセンサ６の出力電圧及び自動車の車
速に基づき、制御回路11によりアシストすべき補助トル
クが導出され、導出された補助トルクを発生するのに必
要なモータ７の駆動電流が設定され、ステアリングのア
シスト制御が行われる。

なお、第３図中の12は制御回路11,トルクセンサ6,モ
ータ７等の電源である。

ところで、接触不良等によりトルクセンサ６の出力電
圧に異常が生じると、トルクセンサ６の出力異常によ
り、モータ７が駆動されて異常な補助トルクを発生し、
適正な補助トルクが得られない。

このような異常に対し、トルクセンサ６の出力電圧が
電源電圧に近い過大電圧のとき、及びゼロに近い過小電
圧のときに、短絡，断線等の異常が発生したとして、ア
シスト制御を停止するなどの措置をとることが従来行な
われているが、安全対策としては不十分である。

そこで、第４図に示すような２重系トルクセンサから
なるトルクセンサ回路21が従来考えられており、同図に
示すように、同一特性を有する主トルクセンサ22と副ト
ルクセンサ23を設け、これら両トルクセンサ22,23を、
例えば出力電圧5Vの共通の直流電源の正，負端子24a,24
bに接続し、それぞれの出力端子25,26から両センサ22,2
3の出力信号を取り出すようにしている。

そして、第４図のトルクセンサ回路21では第５図に示
すように、例えば主トルクセンサ22の出力電圧特性が同
図中の実線で示す直線Ａになる場合、副トルクセンサ23
の出力電圧特性は同図中の破線で示す直線Ｂのように直
線Ａと重なるため、両トルクセンサ22,23の出力電圧に
偏差は生じないが、両トルクセンサ22,23に異常が生じ
た場合には、両トルクセンサ22,23の出力電圧に偏差が
生じるため、両トルクセンサ22,23の出力電圧を検出
し、その偏差が許容値を超えたときに、異常が生じたと
してアシスト制御を停止するなどの措置が採られる。

即ち、第６図に示すように、両トルクセンサ22,23の
出力電圧をそれぞれ横軸，縦軸に採ると、異常がない場
合には両トルクセンサ22,23の出力電圧は等しいため、
両トルクセンサ22,23の出力電圧の関係は同図中の直線
Ｃのように傾き“1"の直線となるが、異常が生じると両
トルクセンサ22,23の出力電圧に偏差が生じ、両トルク
センサ22,23の出力電圧の関係は直線Ｃからずれるた
め、このずれが直線Ｃに対して許容値（第６図では0.33
5V）を上回る領域及び許容値を下回る領域（ハッチング
領域）にあるときに、異常が生じたとするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の場合、トルクセンサ回路21の両トルク
センサ22,23が電源を共通にするため、電源の正，負端
子24a,24bで接触不良が生じた場合、接触抵抗が増加し
て電源と両トルクセンサ22,23間に等価的に抵抗が挿入
されたことになり、この抵抗の挿入により両トルクセン
サ22,23それぞれの両端間に加わる電圧が変化するが、
両トルクセンサ22,23の極性が同一であるため、第５図
に示すように、主トルクセンサ22の出力電圧が直線Ａか
らＡ′にシフトすると、これと同じように副トルクセン
サ23の出力電圧は直線ＢからＢ′（＝Ａ′）に変化し、
両トルクセンサ22,23の出力電圧には偏差が生じず、両
トルクセンサ22,23の出力電圧からは端子24a,24bでの接
触不良を検出することができないという問題があった、 このような問題を防ぐには、第７図に示すように、両
トルクセンサ22,23の電源を別にし、例えば主トルクセ
ンサ22を一方の電源の正，負端子24a,24bに接続し、副
トルクセンサ23の他方の電源の正，負端子27a,27bに接
続すればよいが、この場合、コネクタやハーネスの数が
増加し、コストアップにつながり、さらにピン数が増加
して故障率が上がるという不都合が生じる。

そこでこの発明では、トルクセンサの異常のみなら
ず、電源端子の接触不良による異常をも簡易な回路構成
で検出できるようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための主段〕

この発明に係る電動式パワーステアリング装置の異常
検出方法は、ハンドルの操舵トルクをトルクセンサによ
り検出し、前記トルクセンサの出力信号に基づき、モー
タにより前記ハンドルの補助トルクを発生する電動式パ
ワーステアリング装置において、前記トルクセンサとし
て、前記ハンドルの操舵トルクを検出する主トルクセン
サ及び副トルクセンサを設け、前記両トルクセンサを同
一電源に対して互いに逆極性に接続し、前記両トルクセ
ンサの出力信号の平均値から、前記両トルクセンサと前
記電源側の異常をそれぞれ検出することを特徴としてい
る。

〔作用〕

この発明においては、同一電源に主トルクセンサと副
トルクセンサを互いに逆極性に接続し、両トルクセンサ
の出力信号の平均値から異常検出するため、両トルクセ
ンサの一方に異常が生じた場合、及び電源端子で接触不
良が生じた場合に、いずれも両トルクセンサの出力信号
の平均値が正常時よりもずれ、このずれから異常検出が
可能となる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の電動式パワーステアリング装置の
異常検出方法の一実施例の一部の結線図である。

同図において、第４図と相違するのは、副トルクセン
サ23の極性を反転して電源の正，負端子24a,24bに接続
し、同一特性を有する両トルクセンサ22,23を互いに逆
極性の状態で同一電源に接続し、両トルクセンサ22,23
の出力信号の平均値から、両トルクセンサ22,23の異常
及び電源側での異常を検出するようにしたことである。

第１図の構成では、両トルクセンサ22,23が同一電源
に対して逆極性に接続されているため、主トルクセンサ
22の出力電圧特性が第２図中の実線で示す直線Ｄとなる
場合、副トルクセンサ23の出力電圧特性は同図中の破線
で示す直線Ｅとなる。

このとき、自動車が直進状態、即ちタイヤの転向角が
中立の位置にあるときの両トルクセンサ22,23の出力電
圧が同一になるように設定している。

従って、両トルクセンサ22,23の出力電圧の平均値
は、第２図中の直線Ｆに示すように常に2.5Vとなり、両
トルクセンサ22,23の出力電圧の平均値を検出すること
により、平均値が2.5Vであれば、両トルクセンサ22,23
は正常に作動していることがわかり、例えば主トルクセ
ンサ22の出力電圧に基づき、第３図に示すモータ７を駆
動して補助トルクを発生し、ステアリングのアシスト制
御を行えばよい。

つぎに、電源の端子24a,24bでの接触不良が生じた場
合、前述したように接触抵抗が増加し、負端子24bで接
触不良を生じると、負端子24b側に接続されている両ト
ルクセンサ22,23の端子電位が例えば1V上昇すると、中
立位置における両トルクセンサ22,23の出力電圧はとも
に3V｛＝１＋（５−１）/2（Ｖ）｝となり、ともに正常
時の2.5Vよりも上昇することになり、逆に正端子24aで
接触不良を生じると、正端子24a側に接続されている両
トルクセンサ22,23の端子電位が例えば1V低下すると、
中立位置における両トルクセンサ22,23の出力電圧はと
もに2V｛＝（４−０）/2（Ｖ）｝となり、ともに正常時
の2.5Vよりも減少する。

このように、端子24a,24bで接触不良が生じると、両
トルクセンサ22,23の出力電圧は同じ値だけシフトする
が、両トルクセンサ22,23の極性が互いに逆極性である
ため、電源の端子24a,24bでの接触不良により両トルク
センサ22,23の出力電圧特性は、第２図中の直線D,Eから
それぞれ直線Ｄ′,E′のようにシフトするため、両トル
クセンサ22,23の平均値が、同図中の直線Ｆ（2.5V）か
らＦ′にシフトし、平均値の2.5Vからのずれを検出する
ことによって、電源端子24a,24bでの接触不良の発生を
検出でき、前述のモータの駆動によるアシスト制御を停
止すればよい。

また、いずれかのトルクセンサ22,23に異常が発生し
た場合、両トルクセンサ22,23の出力電圧特性のうち異
常を来たした方の出力特性のみがシフトするため、例え
ば主トルクセンサ22の出力電圧特性が第２図中の直線Ｄ
からシフトし、一方副トルクセンサ23の出力電圧特性は
同図中の直線Ｅの位置に保たれるため、両トルクセンサ
22,23の平均値が2.5Vからずれ、この平均値のずれを検
出することにより、センサ異常の発生を検出でき、前述
と同様、アシスト制御を停止すればよい。

このように、主，副トルクセンサ22,23の異常を検出
できるのは勿論のこと、電源の正，負端子24a,24bで接
触不良が生じても、容易にこれを検出することができ、
しかも従来の如く、主，副トルクセンサを別個の電源に
接続する場合のように、コネクタ，ハーネス数やピン数
が増加することがなく、コストアップ，故障率の上昇を
防止することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、同一電源に主トル
クセンサと副トルクセンサを互いに逆極性に接続し、両
トルクセンサの出力信号の平均値から異常検出するた
め、両トルクセンサの出力信号の平均値の正常時からの
ずれに基づき、両トルクセンサの異常のみならず、電源
端子での接触不良をも検出することができる。しかも、
従来の如く、主，副トルクセンサを別個の電源に接続す
る場合のようなコストアップや故障率の上昇を招かず
に、簡易な回路構成で電源端子の接触不良を容易に検出
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電動式パワーステアリング装置の異
常検出方法の一実施例の一部の結線図、第２図は第１図
の動作を説明するためのトルクセンサ出力電圧特性図、
第３図は一般の電動式パワーステアリング装置の斜視
図、第４図は第３図の装置に適用される従来のトルクセ
ンサ回路の結線図、第５図は第４図の動作説明用の出力
電圧特性図、第６図は第４図の異常検出の説明図、第７
図は他の従来のトルクセンサ回路の結線図である。 １……ハンドル、７……モータ、 22,23……主，副トルクセンサ、 24a,24b……正，負端子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンドルの操舵トルクをトルクセンサによ
   り検出し、前記トルクセンサの出力信号に基づき、モー
   タにより前記ハンドルの補助トルクを発生する電動式パ
   ワーステアリング装置において、 前記トルクセンサとして、前記ハンドルの操舵トルクを
   検出する主トルクセンサ及び副トルクセンサを設け、前
   記両トルクセンサを同一電源に対して互いに逆極性に接
   続し、前記両トルクセンサの出力信号の平均値から、前
   記両トルクセンサと前記電源側の異常をそれぞれ検出す
   ることを特徴とする電動式パワーステアリング装置の異
   常検出方法。