JP2770242B2 - トルクセンサ異常検出方法 - Google Patents

トルクセンサ異常検出方法

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JP2770242B2
JP2770242B2 JP23707989A JP23707989A JP2770242B2 JP 2770242 B2 JP2770242 B2 JP 2770242B2 JP 23707989 A JP23707989 A JP 23707989A JP 23707989 A JP23707989 A JP 23707989A JP 2770242 B2 JP2770242 B2 JP 2770242B2
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伴幸 石井
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は全電気式動力舵取装置におけるトルクセンサ
の異常検出方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来のトルクセンサの異常検出方法を第8図を用いて
説明する。第8図はトルクセンサの特性を示す特性図で
あり、実線S1はトルクセンサが正常の場合、一点鎖線S2
はトルクセンサの出力値が固定している異常な場合を示
す。トルクセンサの出力値の固定は、実際にトルクが固
定していることによるのか、あるいはトルクセンサが異
常なことによるのか、トルクセンサの出力値のみからで
は判断できない。そこで、従来のトルクセンサの異常検
出方法においては、舵角センサにより舵角の変化分を検
出し、舵角が一定値以上変化して、かつトルクセンサ出
力値が固定である場合にはトルクセンサの異常と判断し
ていた。これは、舵角の変化は必ずトルクの変化を生じ
ることを利用したものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述したように、従来のトルクセンサ異常検出方法に
おいては、舵角の変化分を異常検出のためのデータとし
て使用するので、舵角センサのない動力舵取装置の場合
にはトルクセンサの異常検出が不可能であった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、舵角センサが無くてもトルク
センサの異常を検出できる異常検出方法を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
このような目的を達成するために本発明は、トルクセ
ンサからのトルク信号よりハンドルトルクを検出し、こ
の検出したハンドルトルクと車速とからモータ電流指示
値を算出し、この算出したモータ電流指示値に対する保
蛇状態での推定モータ端子間電圧VMSETを求め、この推
定モータ端子間電圧VMSETと実際のモータ端子間電圧VM
とを比較し、VM−VMSET>ΔVの場合には操舵状態が切
り込み状態であると判断し、VMSET−VM>ΔVの場合に
は操舵状態が戻り状態であると判断し、|VM−VMSET|≦
ΔVの場合には操舵状態が保蛇状態であると判断し、切
り込み状態が所定時間以上継続した場合、その切り込み
状態当初のハンドルトルクT1と最新のハンドルトルクT
とを比較し、T−T1≦ΔTであった場合にトルクセンサ
が異常状態であると判断するようにしたものである。
〔作用〕
本発明によるトルクセンサ以上検出方法においては、
操舵状態とトルク値からトルクセンサの異常の有無が判
断される。
〔実施例〕
第6図は、一般的な全電気式動力舵取装置のアシスト
用モータ駆動制御回路を示す回路図である。同図におい
て、1はトルク信号aを出力するトルクセンサ、2はト
ルク信号aのノイズを除去するためのフィルタ、3は車
速信号bを出力する車速センサ、4は回路全体を制御す
るCPU、4aはCPU4のA/D変換部、5はCPU4の出力側に接続
されたD/A変換器、6は比較器、7,8はアンド回路、9〜
12は駆動部、13はリレー等のパワースイッチ手段、14〜
17は駆動部9〜12と接続されたトランジスタ、18はアシ
スト用モータ、19,20はモータ電流検出用の抵抗、21は
電流検出器、22,23はアナログスイッチ、24はバッフ
ァ、BTはバッテリーである。
次に、第6図の回路の一般的動作について説明する。
トルク信号aはCPU4のA/D変換部4aに入力され、車速信
号bは直接CPU4に入力される。CPU4は、信号aとbから
指令値としての駆動電流値cをD/A変換器5に出力する
と共に、モータの回転方向を決める右信号d,左信号eを
出力する。D/A変換器5から出力されるアナログの駆動
電流値は比較器6で電流検出器21からのモータ電流値と
比較され、駆動電流値がモータ電流値より大きい場合に
はアンド回路7,8に「1」を出力し、小さい場合には
「0」を出力する。ここで、CPU4は「1」の右信号dと
「0」の左信号eを出力しているとすると、駆動電流値
がモータ電流値より大きい場合には、アンド回路7から
「1」の信号が出力され、駆動部9はトランジスタ14を
駆動する。また、駆動部12は直接にCPU4からの右信号d
を入力し、トランジスタ17を駆動する。従って、モータ
18に左から右への電流が流れ、モータ18は右方向に回転
する。駆動電流値がモータ電流値より小さい場合、ある
いは右信号d,左信号eが共に「0」である場合には、い
ずれのトランジスタも駆動されない。
なお、右回転の場合にはアナログスイッチ22がオンと
なり、モータ18の左端の電圧がバッファ24を介してCPU4
に入力される。このときモータ18の右端の電圧は略車体
のボディ電位に近く、従って、モータ18の左端の電圧は
略モータ端子間電圧となる。左回転の場合にはアナログ
スイッチ23がオンとなり、同様の動作を行なう。
次に、本発明の一実施例を第1図,第2図,第3図,
第6図,第7図を用いて説明する。イグニッションキー
スイッチをオンとすると、第6図のアシスト用モータ駆
動制御回路に電源が供給され、CPU4内のメモリクリアな
どにより初期設定がなされ、リレー、モータに異常がな
いかなどの初期診断がなされる(ステップ31,32)。初
期設定においては、取込みフラグF1、トルクフェイルチ
ェックフラグF2およびトルクセンサフェイルフラグF3を
ゼロに設定し、時間カウンタをクリアする。
次に、トルクセンサがフェイルか否かを判断し(ステ
ップ33)、フェイルでない場合(トルクセンサフェイル
フラグF3=0の場合)はステップ34へ移行してトルクセ
ンサ1によりハンドルトルクを検出する。最初は、トル
クセンサフェイルフラグF3=0であるので、ステップ34
へ移行する。
上記ハンドルトルクと車速とからモータ電流指示値が
算出される(ステップ35)。このモータ電流指示値の算
出方法について述べる。第6図に示すトルク信号aの電
圧値からトルクの方向を判断する。これは、CPU4は第7
図(a)に示すような横軸がトルクで縦軸が電圧のマッ
プを持っているので、これにより方向を決定できる。次
に、第7図(b)に示すような左右対称のトルク算出マ
ップによりトルク値Tを算出し、また車速信号bにより
車速値sを算出する。次に、第7図(c)に示すような
車速値sをパラメータとした指示値(駆動電流値)対ト
ルクのマップ(指示値マップ)により指示値を算出す
る。
このようにして、モータ電流指示値とその方向とが算
出される。そして、これらの値をモータ18へ出力する
(ステップ36)。これによりモータ18へ電流が流れ、モ
ータ18は回転動作を始める。このときのモータ端子間電
圧VMを検出して操舵状態を判定する(ステップ37)。操
舵状態判定後、トルクチェックを行ない(ステップ3
8)、トルクセンサがフェイルか否かが決定される。ト
ルクセンサフェイルでない限り、以後これを繰り返す
(ステップ33〜38)。
ステップ33においてトルクセンサフェイルの場合はス
テップ39へ移行してリレーをオフし、ステップ40でモー
タ回転方向、モータ電流指示値の出力をゼロとする。
上記操舵状態の判定について、第2図の操舵状態判定
のフローチャートを用いて説明する。まず、モータ端子
間電圧VMを検出する(ステップ41)。次に、第1図で求
めたモータ電流指示値(ステップ35)に対する保蛇状態
の推定モータ端子間電圧すなわち検索電圧VMSETを求め
る(ステップ42)。この検索電圧VMSETは、第7図
(d)に示すモータ端子間電圧対モータ電流のn=0の
特性により求められる。第7図(d)において、nはモ
ータ回転数のパラメータであり、n=n1,n2,n3の特性線
は右回転の駆動電流が流れモータが右回転のときの特性
を示し、n=−n1,−n2,−n3の特性線は左回転の駆動電
流が流れモータが左回転のときの特性を示す。
次に、電圧VMとVMSETとを比較し、VMがVMSETより大き
い場合はVM−VMSETの値を求める(ステップ43,44)。VM
−VMSETの値がΔVより大きい場合には切込み状態と判
断され(ステップ45)、VM−VMSETの値がΔVより小さ
い場合には保蛇状態と判断される(ステップ46)。ΔV
とは第7図(d)に示すような値であり、オフセット、
ノイズ等による誤動作を防止するための所定の許容値で
ある。ステップ43においてVMがVMSETより小さい場合はV
MSET−VMの値を求める(ステップ47)。VMSET−VMの値
がΔVより大きい場合には戻り状態と判断され(ステッ
プ48)、VMSET−VMの値がΔVより小さい場合には保蛇
状態と判断される(ステップ46)。
このように第1図,第2図の実施例においてはモータ
端子間電圧とハンドルトルクとにより操舵状態を判定で
き、舵角センサを必要としない。
次に、上記トルクチェック(ステップ38)についてト
ルクチェックルーチンを示す第3図を用いて説明する。
まず、切込み状態か否かを判断し(ステップ51)、切込
み状態の場合には取込みフラグF1が0か1かを判断する
(ステップ52)。この取込みフラグF1は切込み状態の最
初にトルクセンサからのトルク値を取り込むためのフラ
グである。取り込んだトルクT1をメモリMT1に記憶し
(ステップ53)、取込みフラグF1を1に設定する(ステ
ップ54)。次に、時間カウンタの値TCNTが設定時間TSET
を越えているか否かを判断する(ステップ55)。最初の
うちはTCNT≦TSETであるので、リターンし、第1図のス
テップ33に戻る。次に、ステップ52においてフラグF1=
1であるのでステップ56へ移行し、時間カウンタの値T
CNTを1だけ増加し(ステップ56)、ステップ55へ移行
する。ここで、切込み状態の継続時間が短いためTCNT
TSETとならない場合には、トルクフェイルチェックフラ
グF2は0であるので、切込み状態終了後ステップ51から
ステップ58,59,60へ移行してリターンする。切込み状態
の継続時間が十分に長く、TCNT>TSETとなった場合に
は、トルクフェイルチェックフラグF2は1となり、切込
み状態の終了後、ステップ58からステップ61へ移行して
フラグF2を0とし、第1図のステップ34で取り込んだ最
新のトルクTとメモリMT1に記憶されている切込み状態
当初のトルクT1と比較し(ステップ62)、T−T1が所定
の許容値ΔT以内(T−T1≦ΔT)のときはトルクセン
サはフェイル状態(異常状態)であると判断し、トルク
センサフェイルフラグF3を1に設定する(ステップ6
3)。T−T1>ΔTのときはトルクセンサはフェイル状
態でないとし、トルクフラグF1を、時間カウンタの値T
CNTを0として(ステップ59,60)、リターンする。
トルクセンサがフェイル状態の場合にはステップ33か
らステッ39,40へ移行する。トルクセンサのフェイルが
成立しない場合には、以後においてもステップ33〜38を
繰り返す。
第4図,第5図はトルクセンサのフェイル状態判断の
具体例を示すタイムチャートである。第4図はトルクセ
ンサがフェイル状態でないと判断された場合、第5図は
フェイル状態と判断された場合である。第4図,第5図
のTSET1,TSET2は時間カウンタの時間設定値である。ま
ず、設定値がTSET1の場合について説明する。第4図に
おいては、切込み状態の継続時間t1はTSET1より大き
く、第3図のステップ55におけるTCNT>TSETが成立し、
ステップ62のトルク判定がなされる。しかし、第4図の
場合にはトルクの変化分が所定許容値ΔTよりも大き
く、結局トルクセンサはフェイル状態と判断されない。
また、第5図においては、切込み状態の継続時間t2はT
SET1より大きく、第3図のステップ55におけるTCNT>T
SETが成立し、ステップ62のトルク判定がなされる。そ
して、第5図の場合にはトルクの変化分が所定許容値Δ
Tよりも小さく、トルクセンサはフェイル状態と判断さ
れることとなる。
次に、時間カウンタの時間設定値がTSET2の場合につ
いて説明する。このとき、第4図から分かるように、t1
<TSET2であり、TCNT>TSETは成立せず、フラグF2は0
のままであり、ステップ58からステップ61,62への移行
はない。したがって、トルクセンサのフェイル状態の判
定はなされない。しかし、第5図においてはt2>TSET2
であり、TCNT>TSETが成立し、フラグF2は1となり、ス
テップ62においてT1−T≦ΔTの判定がなされ、結局ト
ルクセンサはフェイル状態と判定されることとなる。
以上のことから、切込み状態の継続時間が時間設定値
より長く、かつトルクの変化分が所定許容値以内である
ことが、トルクセンサがフェイル状態と判定されるため
には必要である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、トルクセンサからのト
ルク信号よりハンドルトルクを検出し、この検出したハ
ンドルトルクと車速とからモータ電流指示値を算出し、
この算出したモータ電流指示値に対する保蛇状態での推
定モータ端子間電圧VMSETを求め、この推定モータ端子
間電圧VMSETと実際のモータ端子間電圧VMとを比較し、V
M−VMSET>ΔVの場合には操舵状態が切り込み状態であ
ると判断し、VMSET−VM>ΔVの場合には操舵状態が戻
り状態であると判断し、|VM−VMSET|≦ΔVの場合には
操舵状態が保蛇状態であると判断し、切り込み状態が所
定時間以上継続した場合、その切り込み状態当初のハン
ドルトルクT1と最新のハンドルトルクTとを比較し、T
−T1≦ΔTであった場合にトルクセンサが異常状態であ
ると判断することにより、従来はトルクセンサの異常検
出に必要であった舵角センサが要らなくなるので、トル
クセンサの異常検出のための装置を安価なものにできる
効果がある。また、舵角センサ追加によるコネクタ端子
数の増加を防止でき、取付けスペースの増加も防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図,第2図および第3図は本発明によるトルクセン
サの異常検出方法の一実施例を説明するためのフローチ
ャート、第4図,第5図は異常検出の具体例を示すため
のタイムチャート、第6図はアシスト用モータ駆動制御
回路図、第7図はCPU内メモリに記憶された各種マップ
を示すグラフ、第8図は従来のトルクセンサの異常検出
方法を説明するための特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータにより操舵力をアシストする全電気
    式動力舵取装置におけるトルクセンサ異常検出方法にお
    いて、 前記トルクセンサからのトルク信号よりハンドルトルク
    を検出し、 この検出したハンドルトルクと車速とからモータ電流指
    示値を算出し、 この算出したモータ電流指示値に対する保蛇状態での推
    定モータ端子間電圧VMSETを求め、 この推定モータ端子間電圧VMSETと実際のモータ端子間
    電圧VMとを比較し、 VM−VMSET>ΔVの場合には操舵状態が切り込み状態で
    あると判断し、 VMSET−VM>ΔVの場合には操舵状態が戻り状態である
    と判断し、 |VM−VMSET|≦ΔVの場合には操舵状態が保蛇状態であ
    ると判断し、 前記切り込み状態が所定時間以上継続した場合、その切
    り込み状態当初のハンドルトルクT1と最新のハンドルト
    ルクTとを比較し、T−T1≦ΔTであった場合に前記ト
    ルクセンサが異常状態であると判断する ようにしたことを特徴とするトルクセンサ異常検出方
    法。
JP23707989A 1989-09-14 1989-09-14 トルクセンサ異常検出方法 Expired - Lifetime JP2770242B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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