JP3666778B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機の動力をステアリング系に直接作用させ、ドライバの操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に係り、特に路面からの振動を電気的に検出して車速センサの故障を判定する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング装置において、車速応動に対しての車速計測は車両のスピードメータと同一の車速センサを用いて、磁石の極をラジアル方向に車輪軸（ドライブシャフト）に取り付け、それに対向させたコイルやリードスイッチ等を配置した構成等で、車輪速の回転に伴う磁束の変化量によって発生するパルスの周期信号からＣＰＵ等で演算を行い車速を求め、その車速センサの故障を検出するために２つの車速センサを用いて、２つの車速センサ出力の差を検出して車速センサの故障を検出する方法が知られている。
【０００３】
また、エンジンの回転数、パーキングブレーキ、フットブレーキの作動状態やトランスミッションのシフトレバ位置等を検出し、車速センサの信号とによって、車速センサの故障を推定する方法が知られている。
【０００４】
さらに、特開平８−１６９３５５号公報に開示されているように、エンジンの回転数を２つ設定し、アイドリング時のエンジン回転数よりも高い第１の設定エンジン回転数を設け、エンジン回転数の検出信号との比較により車両の停止時と走行時を車速センサとにより判定し、さらに、アイドリング時以外のエンジン回転数の低い第２の設定エンジン回転数を設け、停止時と走行時を車速センサとにより判定する方法も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車速センサの故障を検出する方法は、２つの車速センサを用いて、２つの車速センサ出力によって車速の差を検出して車速センサの故障を検出したり、エンジンの回転数を用いて演算等を行っているため以下のような課題がある。
【０００６】
２つの車速センサを用いて、各々２つの車速センサ出力信号から車速の差を検出して車速センサの故障を検出しようとしても、出力信号が同じ車速であるため、どちらの車速センサが故障したのかが判定できない課題がある。
【０００７】
また、２つの車速センサを用いて、２つの車速センサ出力信号から車速の差を検出するために、２つの車速センサのパルス周期信号をＣＰＵ等で演算するので、ＥＣＵ（電子制御ユニット）の回路や車速センサの追加に伴いコストのアップを招く課題がある。
【０００８】
エンジンの回転数、パーキングブレーキ、フットブレーキの作動状態やトランスミッションのシフトレバ位置等を検出し、検出信号と車速センサの信号とによって、車速センサの故障を推定する方法では、作動状態の検出する複数の回路や、複数のセンサや、これらセンサと回路とを接続するハーネス等の増加に伴ってコストアップを招く課題および車速センサの故障の推定の精度が悪いという課題がある。
【０００９】
この発明は、このような課題を解決するためなされたもので、その目的は新たにセンサ等を装備せずに、操舵トルク信号もしくは電動機に流れる電流信号から車速センサの故障を検出することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、制御手段に操舵トルク信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、制御手段に操舵トルク信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク信号に路面からの振動成分があり、且つ車速信号からの出力信号が検出されない場合に車両が走行中と見なして、車速センサの故障を検出することができる。
すなわち、車両が走行していると路面からの振動がステアリング系を介して操舵トルクセンサに作用するので、走行中は操舵トルクセンサの出力信号に所定周波数帯域（１０〜１５Ｈｚ）の振動成分が含まれている。この所定周波数帯域を検出し、車速センサからの信号と比較することにより車速センサの故障を検出することができる。
【００１２】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルク対応信号検出手段からの操舵トルク対応信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルク対応信号検出手段からの操舵トルク対応信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク対応信号に路面からの振動成分があり、且つ車速信号からの出力信号が検出されない場合に車両が走行中と見なして、車速センサの故障を検出することができる。
すなわち、操舵トルク対応信号（例えば電動機電流信号）にも前述の所定周波数帯域の振動成分が含まれている。したがってこの所定周波数帯域を検出し、車速センサからの信号と比較することにより車速センサの故障を検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、この発明は車速センサの故障検出を操舵トルク信号およびその対応信号に含まれる路面からの振動成分に基づいて行うことができる電動パワーステアリング装置を提供するものである。
【００１５】
図１はこの発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
電動パワーステアリング装置１は、ハンドル２に一体的に設けられたステアリング軸３に自在継ぎ手４ａ，４ｂを備えた連結軸４を介してステアリングギヤボックス内に設けられたラック＆ピニオン機構５によって、機械的に連結され手動操舵力発生手段６が構成される。
【００１６】
ステアリング軸３の回転運動をラック＆ピニオン機構５により往復運動するラック軸７は、その両端にタイロッド８を介して転動輪としての左右の前輪９が連結される。
【００１７】
手動操舵力発生手段６による操舵力を軽減するため、操舵補助力を供給する電動機１０をラック軸７の同軸上に配置し、また同様にボールネジ機構１１を同軸上に配置し、これを介し操舵補助力を推力に変換してラック軸７に作用させる。
【００１８】
ステアリングギヤボックス内には手動トルクを検出するための操舵トルクセンサ１２を設け、操舵トルク信号Ｔを制御手段１５に供給する。
【００１９】
また、車の速度に対応した車速を検出するための車速センサ１７を設け、車速信号Ｖを制御手段１５に供給する。
【００２０】
なお、操舵トルクセンサ１２をトーションバのトルク量の変化に対応した捩れ変位を電圧に変換するポテンションメータ、車速センサ１７を磁石に対向配置するコイルやリードスイッチ等で構成する。
【００２１】
また、操舵トルクセンサ１２は操舵の回転方向とトルク量に応じた操舵トルク信号Ｔ、車速センサ１７は車の前後方向と車の速度に応じた車速信号Ｖをそれぞれ出力し制御手段１５に供給する。
【００２２】
制御手段１５は、マイクロプロセッサを基本に各種演算手段、処理手段、メモリ等で構成し、少なくとも操舵トルク信号Ｔに対応した目標電流信号に変換し、この目標電流信号に対応した電動機制御信号ＶOを発生することによって電動機駆動手段１６を介して電動機１０を電動機電圧ＶMでＰＷＭ（パルス幅変調）駆動する。
【００２３】
また、制御手段１５は、路面からの振動を操舵トルク信号Ｔやその対応信号（例えば電動機電流信号ＩMO）に含まれる所定の周波数帯域成分から検出し、この状態を車両が走行中と推定し、この時車速信号Ｖが０ならば車速センサ１７が故障と判定する。
【００２４】
電動機駆動手段１６は、例えば４個のスイッチング素子（ＦＥＴ：パワ用電界効果型トランジスタやＩＧＢＴ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ等）のブリッジ回路で構成し、電動機制御信号ＶO（ＰＷＭ制御信号）に対応した電動機電圧ＶMを発生し、操舵トルクＴの絶対値と方向に対応した双方向の電動機電流ＩM電動機１０を正転方向または逆転方向に駆動する。
【００２５】
電動機電流検出手段５４は、電動機１０に実際に流れる電動機電流ＩMを低抵抗等で電位を検出し、検出した電圧に対応する電動機電流信号ＩMOに変換して制御手段１５に供給し、目標電流信号にフィードバック（負帰還）する。
【００２６】
図２は本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部ブロック構成図である。
なお、本発明は、操舵トルク信号Ｔから所定の周波数帯域成分を抽出し、抽出した信号が所定値以上で、且つ車速信号Ｖが０の場合には、車速センサの故障と判断するものである。
【００２７】
図２において、電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサ１２と、車速センサ１７と、制御手段１５と、電動機駆動手段１６と、電動機電流検出手段５４と、判定出力手段２０と、電動機１０とから構成する。
【００２８】
制御手段１５は、マイクロプロセッサを基本に構成し、フィルタ手段１８と、判定手段１９と、目標信号発生手段２１と、駆動制御手段２２および減算器５２を備える。
【００２９】
操舵トルクセンサ１２は、操舵トルク信号Ｔをフィルタ手段１８に供給するとともに、トルク量を制御するための操舵トルク信号Ｔを目標信号発生手段２１に供給する。
【００３０】
車速センサ１７は、車速信号Ｖを判定手段１９に供給するとともに、速度量に対応させてトルク量を制御するために車速信号Ｖを目標信号発生手段２１に供給する。
【００３１】
目標信号発生手段２１は、ＲＯＭ等のメモリで構成し、実験や理論計算等に基づいて設定した値をメモリより選択して算出した目標値を用いて、ステアリング状態に対応して往きと戻りの目標信号Ｔｉを出力する。
【００３２】
減算器５２は、目標信号発生手段２１からの目標信号Ｔｉから電動機電流検出手段５４からの電流検出信号ＩMOを減算し、減算信号△Ｉ（＝Ｔｉ−ＩMO）を駆動制御手段２２に供給する。
【００３３】
駆動制御手段２２は、減算器５２からの減算信号△Ｉにより電動機の駆動に適した電動機制御信号ＶOを電動機駆動手段１６に供給する。
【００３４】
フィルタ手段１８は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、閾値設定、ＲＯＭ等で構成し、操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トルク信号Ｔをフィルタに通し、車両の走行中に発生する路面からの振動に対応した周波数帯域成分のみを抽出し、さらに車速信号Ｖとの比較が容易にできるように、この抽出した信号に対し閾値を設定し、カットオフを行い周波数抽出信号Ｔｅを出力する。
【００３５】
また、フィルタ手段１８は、図４に示すようなＢＰＦによって、路面からの振動成分が重畳されている操舵トルク信号Ｔから車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数帯域の信号のみを抽出する。
【００３６】
図４は、この発明に係るフィルタ手段１８の特性図である。
図４はバンドパスフィルタで構成され、車両の走行中に路面からの振動成分である周波数帯域、例えば１０〜１５Ｈｚ程度の周波数バンドのみをパスさせる特性を有し、車両のハンドルの操舵時に路面からの振動成分が重畳した操舵トルク信号Ｔから、路面からの振動成分のみ抽出することができる。
【００３７】
フィルタ手段１８は、図４に示すように、周波数分布特性は、ハンドルの操舵時に表れる周波数帯域が０．１〜５Ｈｚ程度の低周波数成分をカットするとともに、１５Ｈｚ以上の高周波数帯域成分をカットし、１０〜１５Ｈｚ程度の周波数帯域のみをパスさせる。
【００３８】
また、図５は路面からの振動成分が重畳された操舵トルク信号Ｔｓの波形図である。
また、ここでは便宜上操舵トルク信号Ｔを操舵トルク信号Ｔｓで表わしたが操舵トルク信号Ｔと操舵トルク信号Ｔｓとは同等である。
図５の（ａ）図は操舵トルク信号Ｔｓの周波数帯域の波に路面からの振動成分の周波数信号Ｔｓｓが重畳されている。
図５の（ｂ）図は操舵トルク信号Ｔｓの周波数帯域の波から、路面からの振動成分の周波数信号Ｔｓｓのみの波形を抽出したものである。
【００３９】
フィルタ手段１８は、図５（ａ）のように、操舵トルク信号Ｔｓは、操舵による操舵トルクのみの信号Ｔｓｔ（例えばこの信号Ｔｓｔの周波数は０．１〜５Ｈｚ程度。）と車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数の信号Ｔｓｓ（例えばこの信号Ｔｓｓの周波数は１０〜１５Ｈｚ程度。）との信号成分とが混合されている信号Ｔｓからなっている。
【００４０】
フィルタ手段１８は、図５（ａ）のように、重畳されている操舵トルク信号ＴｓからＢＰＦのようなフィルタによって、周波数の低い低周波成分からなる操舵トルクのみの信号Ｔｓｔを除き、車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数の信号Ｔｓｓのみをパスさせて、図５（ｂ）のような信号Ｔｓｓを抽出する。（一応ここでは、信号Ｔｓｔと信号Ｔｓｓとの信号周波数とを比べて表現する。）
【００４１】
さらに、フィルタ手段１８は、ＲＯＭ等に実験や理論計算等に基づいて設定した、例えば閾値Ｖｃのようなデータを予めメモリに記憶しておき、抽出信号に対し、外来のノイズ（ホワイトノイズも含む）量を閾値Ｖｃ以下をカットオフを行い、さらに増幅、波形整形等を行って、信号レベルが所定値以上である車両の走行中に発生する走行周波数の周波数抽出信号Ｔｅを判定手段１９に供給する。
【００４２】
このように、フィルタ手段１８は、操舵トルク信号Ｔｓの所定周波数帯域成分を検出し、検出した信号レベルが所定値以上の時信号Ｔｅを判定手段１９に供給する。
【００４３】
判定手段１９は、比較、波形整形等の回路を備え、車速センサ１７からの車速信号Ｖとフィルタ手段１８で抽出された周波数抽出信号Ｔｅとを同等の電位まで増幅し、さらにこれらを整流して、電位として車速信号Ｖと周波数抽出信号Ｔｅとの比較を行い、判定結果の信号Ｓｇを判定出力手段２０に供給する。
両方の入力信号が同時にあるか、もしくは同時にない時に出力信号をＬ（正常）として出力する。
【００４４】
すなわち、判定手段１９は、車速信号Ｖと周波数抽出信号Ｔｅとの両方の入力信号が同じ時に正常とし出力信号Ｌを出力し、一方の入力信号があるのに、他方の信号がない場合には故障とし出力信号Ｈ（故障）を出力する。
特に、周波数抽出信号Ｔｅの入力信号があるのに、車速信号Ｖがない時に（Ｖ＝０）車速センサ１７が故障と判定し、判定結果の信号Ｓｇ（車速センサが故障）を判定出力手段２０に供給する。
【００４５】
さらに、判定手段１９は、車速センサ１７が故障と判定した時に、判定結果の信号Ｓｇ（車速センサが故障）を目標信号発生手段２１に供給し、目標信号発生手段２１に作用して、車速センサ１７からの信号を強制的に高車速（例えばＶ＝１００Ｋｍ／ｈ）に固定する。
【００４６】
このように、判定手段１９は、フィルタ手段１８で操舵トルク信号Ｔから所定周波数帯域成分である車両の走行中に発生する路面からの振動成分のみを検出して信号レベルが所定値以上である周波数抽出信号Ｔｅと車速信号Ｖとの比較を行い、周波数抽出信号Ｔｅが検出されているにも拘らず、車速信号が０の場合には車速センサが故障であることを判定する。
【００４７】
判定出力手段２０は、判定手段１９からの判定結果信号Ｓｇを受け、車速センサ１７が故障した場合に、故障に対する警報をランプの点灯や点滅による可視的情報ならびに、警報をブザーやスピーカによる音声等の聴覚的情報によって、運転者や搭乗者等に知らせる。
【００４８】
このように、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、制御手段に操舵トルク信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク信号に路面からの振動成分があり、且つ車速信号からの出力信号が検出されない場合に車両が走行中と見なして、車速センサの故障を検出することができる。
【００４９】
図３は本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部ブロック構成図である。
なお、本図の構成は、操舵トルクに対応した信号として電動機に流れる電流を検出し、この電動機電流信号のうち所定の周波数帯域成分のみを抽出し、抽出した信号が所定値以上で、且つ車速信号が０の場合には、車速センサの故障と判断し出力する電動パワーステアリング装置に関する。
【００５０】
図３において、電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサ１２と、車速センサ１７と、制御手段１５と、判定出力手段２０と、電動機駆動手段１６と、電動機電流検出手段５４および電動機１０とから構成する。
【００５１】
制御手段１５は、マイクロプロセッサを基本に構成し、フィルタ手段１８と、判定手段１９と、目標信号発生手段２１と、駆動制御手段２２および減算器５２を備える。
【００５２】
目標信号発生手段２１と、駆動制御手段２２および減算器５２は図２に示す構成と同一なので説明は省略する。
【００５３】
電動機電流検出手段５４は、電動機駆動手段１６のＦＥＴブリッジと電動機１０の間に設けた低抵抗間に発生する電位から電動機１０に流れる電流ＩMを検出し、電流検出信号ＩMOを減算器５２にフィードバックするとともに、電流検出信号ＩMOを電動機電流信号Ｓｃとしてフィルタ手段１８に供給する。
【００５４】
フィルタ手段１８は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、閾値設定、ＲＯＭ等で構成し、電動機電流検出手段５４から検出した電動機電流信号Ｓｃをフィルタに通し、車両の走行中に発生する路面からの振動に対応した周波数帯域成分のみを抽出し、さらに車速信号Ｖとの比較が容易にできるように、この抽出した信号に対し閾値を設定し、カットオフを行い周波数抽出信号Ｓｅを出力する。
【００５５】
また、フィルタ手段１８は、図４に示すようなＢＰＦによって、路面からの振動成分が重畳されている電動機電流信号Ｓｃから車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数帯域の信号のみを抽出する。
【００５６】
図４は、この発明に係るフィルタ手段１８の特性図である。
図４はバンドパスフィルタで構成され、車両の走行中に路面からの振動成分である周波数帯域、例えば１０〜１５Ｈｚ程度の周波数バンドのみをパスさせる特性を有し、電動パワーステアリング装置のハンドルの操舵時に路面からの振動成分が重畳した電動機電流信号Ｓｃから、路面からの振動成分のみ抽出することができる。
【００５７】
フィルタ手段１８は、図４に示すように、周波数分布特性は、ハンドルの操舵時に表れる周波数帯域が０．１〜５Ｈｚ程度の低周波数成分をカットするとともに、１５Ｈｚ以上の高周波数帯域成分をカットし、１０〜１５Ｈｚ程度の周波数帯域のみをパスさせる。
【００５８】
図６は路面からの振動成分が重畳された電動機電流信号Ｓｃの波形図である。
図６の（ａ）図は電動機電流信号Ｓｃの周波数帯域の波に路面からの振動成分の周波数信号Ｔｓｓが重畳されている。
図６の（ｂ）図は電動機電流信号Ｓｃの周波数帯域の波から、路面からの振動成分の周波数信号Ｔｓｓのみの波形を抽出したものである。
【００５９】
フィルタ手段１８は、図６（ａ）のように、電動機電流信号Ｓｃは、操舵による電動機１０の駆動電流のみの電動機電流信号Ｓｃｉ（例えばこの信号Ｓｃｉの周波数は０．１〜５Ｈｚ程度。）と車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数の信号Ｔｓｓ（例えばこの信号Ｔｓｓの周波数は１０〜１５Ｈｚ程度。）との信号成分とが混合されている信号Ｓｃからなっている。
【００６０】
フィルタ手段１８は、図６（ａ）のように、重畳されている電動機電流信号ＳｃからＢＰＦのようなフィルタによって、周波数の低い低周波成分からなる操舵による電動機電流信号Ｓｃｉのみを除き、車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数の信号Ｔｓｓのみをパスさせて、図６（ｂ）のような信号Ｔｓｓを抽出する。（一応ここでは、信号Ｓｃｉと信号Ｔｓｓとの信号周波数とを比べて表現する。）
【００６１】
さらに、フィルタ手段１８は、ＲＯＭ等に実験や理論計算等に基づいて設定した、例えば閾値Ｖｄのようなデータを予めメモリに記憶しておき、抽出信号に対し、外来のノイズ（ホワイトノイズも含む）量を閾値Ｖｄ以下をカットオフを行い、さらに増幅、波形整形等を行って、信号レベルが所定値以上である車両の走行中に発生する走行周波数の周波数抽出信号Ｓｅを判定手段１９に供給する。
【００６２】
このように、フィルタ手段１８は、電動機電流検出手段からの電動機電流信号の所定周波数帯域成分を検出し、検出した信号レベルが所定値以上の信号を判定手段１９に供給する。
【００６３】
判定手段１９は、比較、波形整形等の回路を備え、車速センサ１７からの車速信号Ｖとフィルタ手段１８で抽出された周波数抽出信号Ｓｅとを同等の電位まで増幅し、さらにこれらを整流して、電位として車速信号Ｖと周波数抽出信号Ｓｅとの比較を行い、判定結果の信号Ｓｇを判定出力手段２０に供給する。
両方の入力信号が同時にあるか、もしくは同時にない時に出力信号をＬ（正常）として出力する。
【００６４】
すなわち、判定手段１９は、車速信号Ｖと周波数抽出信号Ｓｅとの両方の入力信号が同じ時に正常とし出力信号Ｌを出力し、一方の入力信号があるのに、他方の信号がない場合には故障とし出力信号Ｈ（故障）を出力する。
特に、周波数抽出信号Ｓｅの入力信号があるのに、車速信号Ｖがない時に（Ｖ＝０）車速センサ１７が故障と判定し、判定結果の信号Ｓｇ（車速センサが故障）を判定出力手段２０に供給する。
【００６５】
さらに、判定手段１９は、車速センサ１７が故障と判定した時に、判定結果の信号Ｓｇ（車速センサが故障）を目標信号発生手段２１に供給して、目標信号発生手段２１に作用して、車速センサ１７からの信号を強制的に高車速（例えばＶ＝１００Ｋｍ／ｈ）に固定する。
【００６６】
このように、判定手段１９は、フィルタ手段１８で電動機電流信号Ｓｃから所定周波数帯域成分である車両の走行中に発生する路面からの振動成分のみを検出して信号レベルが所定値以上である周波数抽出信号Ｓｅと車速信号Ｖとの比較を行い、周波数抽出信号Ｓｅが検出されているにも拘らず、車速信号が０の場合には車速センサが故障であることを判定する。
【００６７】
判定出力手段２０は、判定手段１９からの判定結果信号Ｓｇを受け、車速センサ１７が故障した場合に、故障に対する警報をランプの点灯や点滅による可視的情報ならびに、警報をブザーやスピーカによる音声等の聴覚的情報によって、運転者や搭乗者等に知らせる。
【００６８】
なお、操舵トルクに対応した信号として目標信号Ｔｉや電動機制御信号Ｖｏを使用することもできる。
【００６９】
このように、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルク対応信号検出手段からの操舵トルク対応信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク対応信号に路面からの振動成分があり、且つ車速信号からの出力信号が検出されない場合に車両が走行中と見なして、車速センサの故障を検出することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、制御手段に操舵トルク信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク信号に路面からの振動成分がある時に、車速信号からの出力信号が検出されない場合に、車速センサの故障を検出することができ、新たにセンサを追加せずに車速センサの故障検出を精度良く行うことができるのでコストパフォーマンスに優れた車速センサの故障検出ができる。
【００７１】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルク対応信号検出手段からの操舵トルク対応信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク対応信号に路面からの振動成分がある時に、車速信号からの出力信号が検出されない場合に、車速センサの故障を検出することができ、新たにセンサを追加せずに車速センサの故障検出を精度良く行うことができるので安価で性能の優れた車速センサの故障検出ができる。
【００７２】
よって、コストパフォーマンスに優れ、より信頼性を向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図
【図２】本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部ブロック構成図
【図３】本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部ブロック構成図
【図４】バンドパスフィルタの周波数特性図
【図５】トルク検出信号の波形図ならびに該トルク検出信号のフィルタ出力信号波形図
【図６】電動機電流信号の波形図ならびに該電動機電流信号のフィルタ出力信号波形図
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング装置、２…ハンドル、３…ステアリング軸、４…連結軸、４ａ，４ｂ…自在継ぎ手、５…ラック＆ピニオン機構、６…手動操舵力発生手段、７…ラック軸、８…タイロッド、９…前輪、１０…電動機、１１…ボールねじ機構、１２…操舵トルクセンサ、１５…制御手段、１６…電動機駆動手段、１７…車速センサ、１８…フィルタ手段、１９…判定手段、２０…判定出力手段、２１…目標信号発生手段、５２…減算器、５４…電動機電流検出手段、ＩM…電動機電流、ＩMO…電流検出信号、ＶO…電動機制御信号、ＶM…電動機駆動信号、Ｓｃ…電動機電流信号、Ｓｃｉ…電動機電流信号のみの信号、Ｓｅ，Ｔｅ…周波数抽出信号、Ｓｇ…判定結果信号、Ｔ，Ｔｓ…操舵トルク信号、Ｔｉ…目標信号、Ｔｅ…周波数抽出信号、Ｔｓｓ…路面振動周波数の信号、Ｔｓｔ…操舵トルクのみの信号、Ｖ…車速信号、Ｖｃ，Ｖｄ…閾値、Ｖｓ…車速信号、△Ｉ…目標電流。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機の動力をステアリング系に直接作用させ、ドライバの操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に係り、特に路面からの振動を電気的に検出して車速センサの故障を判定する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング装置において、車速応動に対しての車速計測は車両のスピードメータと同一の車速センサを用いて、磁石の極をラジアル方向に車輪軸（ドライブシャフト）に取り付け、それに対向させたコイルやリードスイッチ等を配置した構成等で、車輪速の回転に伴う磁束の変化量によって発生するパルスの周期信号からＣＰＵ等で演算を行い車速を求め、その車速センサの故障を検出するために２つの車速センサを用いて、２つの車速センサ出力の差を検出して車速センサの故障を検出する方法が知られている。
【０００３】
また、エンジンの回転数、パーキングブレーキ、フットブレーキの作動状態やトランスミッションのシフトレバ位置等を検出し、車速センサの信号とによって、車速センサの故障を推定する方法が知られている。
【０００４】
さらに、特開平８−１６９３５５号公報に開示されているように、エンジンの回転数を２つ設定し、アイドリング時のエンジン回転数よりも高い第１の設定エンジン回転数を設け、エンジン回転数の検出信号との比較により車両の停止時と走行時を車速センサとにより判定し、さらに、アイドリング時以外のエンジン回転数の低い第２の設定エンジン回転数を設け、停止時と走行時を車速センサとにより判定する方法も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車速センサの故障を検出する方法は、２つの車速センサを用いて、２つの車速センサ出力によって車速の差を検出して車速センサの故障を検出したり、エンジンの回転数を用いて演算等を行っているため以下のような課題がある。
【０００６】
２つの車速センサを用いて、各々２つの車速センサ出力信号から車速の差を検出して車速センサの故障を検出しようとしても、出力信号が同じ車速であるため、どちらの車速センサが故障したのかが判定できない課題がある。
【０００７】
また、２つの車速センサを用いて、２つの車速センサ出力信号から車速の差を検出するために、２つの車速センサのパルス周期信号をＣＰＵ等で演算するので、ＥＣＵ（電子制御ユニット）の回路や車速センサの追加に伴いコストのアップを招く課題がある。
【０００８】
エンジンの回転数、パーキングブレーキ、フットブレーキの作動状態やトランスミッションのシフトレバ位置等を検出し、検出信号と車速センサの信号とによって、車速センサの故障を推定する方法では、作動状態の検出する複数の回路や、複数のセンサや、これらセンサと回路とを接続するハーネス等の増加に伴ってコストアップを招く課題および車速センサの故障の推定の精度が悪いという課題がある。
【０００９】
この発明は、このような課題を解決するためなされたもので、その目的は新たにセンサ等を装備せずに、操舵トルク信号もしくは電動機に流れる電流信号から車速センサの故障を検出することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、制御手段に操舵トルク信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、制御手段に操舵トルク信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク信号に路面からの振動成分があり、且つ車速信号からの出力信号が検出されない場合に車両が走行中と見なして、車速センサの故障を検出することができる。
すなわち、車両が走行していると路面からの振動がステアリング系を介して操舵トルクセンサに作用するので、走行中は操舵トルクセンサの出力信号に所定周波数帯域（１０〜１５Ｈｚ）の振動成分が含まれている。この所定周波数帯域を検出し、車速センサからの信号と比較することにより車速センサの故障を検出することができる。
【００１２】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルク対応信号検出手段からの操舵トルク対応信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルク対応信号検出手段からの操舵トルク対応信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク対応信号に路面からの振動成分があり、且つ車速信号からの出力信号が検出されない場合に車両が走行中と見なして、車速センサの故障を検出することができる。
すなわち、操舵トルク対応信号（例えば電動機電流信号）にも前述の所定周波数帯域の振動成分が含まれている。したがってこの所定周波数帯域を検出し、車速センサからの信号と比較することにより車速センサの故障を検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、この発明は車速センサの故障検出を操舵トルク信号およびその対応信号に含まれる路面からの振動成分に基づいて行うことができる電動パワーステアリング装置を提供するものである。
【００１５】
図１はこの発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
電動パワーステアリング装置１は、ハンドル２に一体的に設けられたステアリング軸３に自在継ぎ手４ａ，４ｂを備えた連結軸４を介してステアリングギヤボックス内に設けられたラック＆ピニオン機構５によって、機械的に連結され手動操舵力発生手段６が構成される。
【００１６】
ステアリング軸３の回転運動をラック＆ピニオン機構５により往復運動するラック軸７は、その両端にタイロッド８を介して転動輪としての左右の前輪９が連結される。
【００１７】
手動操舵力発生手段６による操舵力を軽減するため、操舵補助力を供給する電動機１０をラック軸７の同軸上に配置し、また同様にボールネジ機構１１を同軸上に配置し、これを介し操舵補助力を推力に変換してラック軸７に作用させる。
【００１８】
ステアリングギヤボックス内には手動トルクを検出するための操舵トルクセンサ１２を設け、操舵トルク信号Ｔを制御手段１５に供給する。
【００１９】
また、車の速度に対応した車速を検出するための車速センサ１７を設け、車速信号Ｖを制御手段１５に供給する。
【００２０】
なお、操舵トルクセンサ１２をトーションバのトルク量の変化に対応した捩れ変位を電圧に変換するポテンションメータ、車速センサ１７を磁石に対向配置するコイルやリードスイッチ等で構成する。
【００２１】
また、操舵トルクセンサ１２は操舵の回転方向とトルク量に応じた操舵トルク信号Ｔ、車速センサ１７は車の前後方向と車の速度に応じた車速信号Ｖをそれぞれ出力し制御手段１５に供給する。
【００２２】
制御手段１５は、マイクロプロセッサを基本に各種演算手段、処理手段、メモリ等で構成し、少なくとも操舵トルク信号Ｔに対応した目標電流信号に変換し、この目標電流信号に対応した電動機制御信号ＶOを発生することによって電動機駆動手段１６を介して電動機１０を電動機電圧ＶMでＰＷＭ（パルス幅変調）駆動する。
【００２３】
また、制御手段１５は、路面からの振動を操舵トルク信号Ｔやその対応信号（例えば電動機電流信号ＩMO）に含まれる所定の周波数帯域成分から検出し、この状態を車両が走行中と推定し、この時車速信号Ｖが０ならば車速センサ１７が故障と判定する。
【００２４】
電動機駆動手段１６は、例えば４個のスイッチング素子（ＦＥＴ：パワ用電界効果型トランジスタやＩＧＢＴ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ等）のブリッジ回路で構成し、電動機制御信号ＶO（ＰＷＭ制御信号）に対応した電動機電圧ＶMを発生し、操舵トルクＴの絶対値と方向に対応した双方向の電動機電流ＩM電動機１０を正転方向または逆転方向に駆動する。
【００２５】
電動機電流検出手段５４は、電動機１０に実際に流れる電動機電流ＩMを低抵抗等で電位を検出し、検出した電圧に対応する電動機電流信号ＩMOに変換して制御手段１５に供給し、目標電流信号にフィードバック（負帰還）する。
【００２６】
図２は本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部ブロック構成図である。
なお、本発明は、操舵トルク信号Ｔから所定の周波数帯域成分を抽出し、抽出した信号が所定値以上で、且つ車速信号Ｖが０の場合には、車速センサの故障と判断するものである。
【００２７】
図２において、電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサ１２と、車速センサ１７と、制御手段１５と、電動機駆動手段１６と、電動機電流検出手段５４と、判定出力手段２０と、電動機１０とから構成する。
【００２８】
制御手段１５は、マイクロプロセッサを基本に構成し、フィルタ手段１８と、判定手段１９と、目標信号発生手段２１と、駆動制御手段２２および減算器５２を備える。
【００２９】
操舵トルクセンサ１２は、操舵トルク信号Ｔをフィルタ手段１８に供給するとともに、トルク量を制御するための操舵トルク信号Ｔを目標信号発生手段２１に供給する。
【００３０】
車速センサ１７は、車速信号Ｖを判定手段１９に供給するとともに、速度量に対応させてトルク量を制御するために車速信号Ｖを目標信号発生手段２１に供給する。
【００３１】
目標信号発生手段２１は、ＲＯＭ等のメモリで構成し、実験や理論計算等に基づいて設定した値をメモリより選択して算出した目標値を用いて、ステアリング状態に対応して往きと戻りの目標信号Ｔｉを出力する。
【００３２】
減算器５２は、目標信号発生手段２１からの目標信号Ｔｉから電動機電流検出手段５４からの電流検出信号ＩMOを減算し、減算信号△Ｉ（＝Ｔｉ−ＩMO）を駆動制御手段２２に供給する。
【００３３】
駆動制御手段２２は、減算器５２からの減算信号△Ｉにより電動機の駆動に適した電動機制御信号ＶOを電動機駆動手段１６に供給する。
【００３４】
フィルタ手段１８は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、閾値設定、ＲＯＭ等で構成し、操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トルク信号Ｔをフィルタに通し、車両の走行中に発生する路面からの振動に対応した周波数帯域成分のみを抽出し、さらに車速信号Ｖとの比較が容易にできるように、この抽出した信号に対し閾値を設定し、カットオフを行い周波数抽出信号Ｔｅを出力する。
【００３５】
また、フィルタ手段１８は、図４に示すようなＢＰＦによって、路面からの振動成分が重畳されている操舵トルク信号Ｔから車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数帯域の信号のみを抽出する。
【００３６】
図４は、この発明に係るフィルタ手段１８の特性図である。
図４はバンドパスフィルタで構成され、車両の走行中に路面からの振動成分である周波数帯域、例えば１０〜１５Ｈｚ程度の周波数バンドのみをパスさせる特性を有し、車両のハンドルの操舵時に路面からの振動成分が重畳した操舵トルク信号Ｔから、路面からの振動成分のみ抽出することができる。
【００３７】
フィルタ手段１８は、図４に示すように、周波数分布特性は、ハンドルの操舵時に表れる周波数帯域が０．１〜５Ｈｚ程度の低周波数成分をカットするとともに、１５Ｈｚ以上の高周波数帯域成分をカットし、１０〜１５Ｈｚ程度の周波数帯域のみをパスさせる。
【００３８】
また、図５は路面からの振動成分が重畳された操舵トルク信号Ｔｓの波形図である。
また、ここでは便宜上操舵トルク信号Ｔを操舵トルク信号Ｔｓで表わしたが操舵トルク信号Ｔと操舵トルク信号Ｔｓとは同等である。
図５の（ａ）図は操舵トルク信号Ｔｓの周波数帯域の波に路面からの振動成分の周波数信号Ｔｓｓが重畳されている。
図５の（ｂ）図は操舵トルク信号Ｔｓの周波数帯域の波から、路面からの振動成分の周波数信号Ｔｓｓのみの波形を抽出したものである。
【００３９】
フィルタ手段１８は、図５（ａ）のように、操舵トルク信号Ｔｓは、操舵による操舵トルクのみの信号Ｔｓｔ（例えばこの信号Ｔｓｔの周波数は０．１〜５Ｈｚ程度。）と車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数の信号Ｔｓｓ（例えばこの信号Ｔｓｓの周波数は１０〜１５Ｈｚ程度。）との信号成分とが混合されている信号Ｔｓからなっている。
【００４０】
フィルタ手段１８は、図５（ａ）のように、重畳されている操舵トルク信号ＴｓからＢＰＦのようなフィルタによって、周波数の低い低周波成分からなる操舵トルクのみの信号Ｔｓｔを除き、車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数の信号Ｔｓｓのみをパスさせて、図５（ｂ）のような信号Ｔｓｓを抽出する。（一応ここでは、信号Ｔｓｔと信号Ｔｓｓとの信号周波数とを比べて表現する。）
【００４１】
さらに、フィルタ手段１８は、ＲＯＭ等に実験や理論計算等に基づいて設定した、例えば閾値Ｖｃのようなデータを予めメモリに記憶しておき、抽出信号に対し、外来のノイズ（ホワイトノイズも含む）量を閾値Ｖｃ以下をカットオフを行い、さらに増幅、波形整形等を行って、信号レベルが所定値以上である車両の走行中に発生する走行周波数の周波数抽出信号Ｔｅを判定手段１９に供給する。
【００４２】
このように、フィルタ手段１８は、操舵トルク信号Ｔｓの所定周波数帯域成分を検出し、検出した信号レベルが所定値以上の時信号Ｔｅを判定手段１９に供給する。
【００４３】
判定手段１９は、比較、波形整形等の回路を備え、車速センサ１７からの車速信号Ｖとフィルタ手段１８で抽出された周波数抽出信号Ｔｅとを同等の電位まで増幅し、さらにこれらを整流して、電位として車速信号Ｖと周波数抽出信号Ｔｅとの比較を行い、判定結果の信号Ｓｇを判定出力手段２０に供給する。
両方の入力信号が同時にあるか、もしくは同時にない時に出力信号をＬ（正常）として出力する。
【００４４】
すなわち、判定手段１９は、車速信号Ｖと周波数抽出信号Ｔｅとの両方の入力信号が同じ時に正常とし出力信号Ｌを出力し、一方の入力信号があるのに、他方の信号がない場合には故障とし出力信号Ｈ（故障）を出力する。
特に、周波数抽出信号Ｔｅの入力信号があるのに、車速信号Ｖがない時に（Ｖ＝０）車速センサ１７が故障と判定し、判定結果の信号Ｓｇ（車速センサが故障）を判定出力手段２０に供給する。
【００４５】
さらに、判定手段１９は、車速センサ１７が故障と判定した時に、判定結果の信号Ｓｇ（車速センサが故障）を目標信号発生手段２１に供給し、目標信号発生手段２１に作用して、車速センサ１７からの信号を強制的に高車速（例えばＶ＝１００Ｋｍ／ｈ）に固定する。
【００４６】
このように、判定手段１９は、フィルタ手段１８で操舵トルク信号Ｔから所定周波数帯域成分である車両の走行中に発生する路面からの振動成分のみを検出して信号レベルが所定値以上である周波数抽出信号Ｔｅと車速信号Ｖとの比較を行い、周波数抽出信号Ｔｅが検出されているにも拘らず、車速信号が０の場合には車速センサが故障であることを判定する。
【００４７】
判定出力手段２０は、判定手段１９からの判定結果信号Ｓｇを受け、車速センサ１７が故障した場合に、故障に対する警報をランプの点灯や点滅による可視的情報ならびに、警報をブザーやスピーカによる音声等の聴覚的情報によって、運転者や搭乗者等に知らせる。
【００４８】
このように、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、制御手段に操舵トルク信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク信号に路面からの振動成分があり、且つ車速信号からの出力信号が検出されない場合に車両が走行中と見なして、車速センサの故障を検出することができる。
【００４９】
図３は本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部ブロック構成図である。
なお、本図の構成は、操舵トルクに対応した信号として電動機に流れる電流を検出し、この電動機電流信号のうち所定の周波数帯域成分のみを抽出し、抽出した信号が所定値以上で、且つ車速信号が０の場合には、車速センサの故障と判断し出力する電動パワーステアリング装置に関する。
【００５０】
図３において、電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサ１２と、車速センサ１７と、制御手段１５と、判定出力手段２０と、電動機駆動手段１６と、電動機電流検出手段５４および電動機１０とから構成する。
【００５１】
制御手段１５は、マイクロプロセッサを基本に構成し、フィルタ手段１８と、判定手段１９と、目標信号発生手段２１と、駆動制御手段２２および減算器５２を備える。
【００５２】
目標信号発生手段２１と、駆動制御手段２２および減算器５２は図２に示す構成と同一なので説明は省略する。
【００５３】
電動機電流検出手段５４は、電動機駆動手段１６のＦＥＴブリッジと電動機１０の間に設けた低抵抗間に発生する電位から電動機１０に流れる電流ＩMを検出し、電流検出信号ＩMOを減算器５２にフィードバックするとともに、電流検出信号ＩMOを電動機電流信号Ｓｃとしてフィルタ手段１８に供給する。
【００５４】
フィルタ手段１８は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、閾値設定、ＲＯＭ等で構成し、電動機電流検出手段５４から検出した電動機電流信号Ｓｃをフィルタに通し、車両の走行中に発生する路面からの振動に対応した周波数帯域成分のみを抽出し、さらに車速信号Ｖとの比較が容易にできるように、この抽出した信号に対し閾値を設定し、カットオフを行い周波数抽出信号Ｓｅを出力する。
【００５５】
また、フィルタ手段１８は、図４に示すようなＢＰＦによって、路面からの振動成分が重畳されている電動機電流信号Ｓｃから車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数帯域の信号のみを抽出する。
【００５６】
図４は、この発明に係るフィルタ手段１８の特性図である。
図４はバンドパスフィルタで構成され、車両の走行中に路面からの振動成分である周波数帯域、例えば１０〜１５Ｈｚ程度の周波数バンドのみをパスさせる特性を有し、電動パワーステアリング装置のハンドルの操舵時に路面からの振動成分が重畳した電動機電流信号Ｓｃから、路面からの振動成分のみ抽出することができる。
【００５７】
フィルタ手段１８は、図４に示すように、周波数分布特性は、ハンドルの操舵時に表れる周波数帯域が０．１〜５Ｈｚ程度の低周波数成分をカットするとともに、１５Ｈｚ以上の高周波数帯域成分をカットし、１０〜１５Ｈｚ程度の周波数帯域のみをパスさせる。
【００５８】
図６は路面からの振動成分が重畳された電動機電流信号Ｓｃの波形図である。
図６の（ａ）図は電動機電流信号Ｓｃの周波数帯域の波に路面からの振動成分の周波数信号Ｔｓｓが重畳されている。
図６の（ｂ）図は電動機電流信号Ｓｃの周波数帯域の波から、路面からの振動成分の周波数信号Ｔｓｓのみの波形を抽出したものである。
【００５９】
フィルタ手段１８は、図６（ａ）のように、電動機電流信号Ｓｃは、操舵による電動機１０の駆動電流のみの電動機電流信号Ｓｃｉ（例えばこの信号Ｓｃｉの周波数は０．１〜５Ｈｚ程度。）と車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数の信号Ｔｓｓ（例えばこの信号Ｔｓｓの周波数は１０〜１５Ｈｚ程度。）との信号成分とが混合されている信号Ｓｃからなっている。
【００６０】
フィルタ手段１８は、図６（ａ）のように、重畳されている電動機電流信号ＳｃからＢＰＦのようなフィルタによって、周波数の低い低周波成分からなる操舵による電動機電流信号Ｓｃｉのみを除き、車両の走行中に発生する路面からの振動成分の周波数の信号Ｔｓｓのみをパスさせて、図６（ｂ）のような信号Ｔｓｓを抽出する。（一応ここでは、信号Ｓｃｉと信号Ｔｓｓとの信号周波数とを比べて表現する。）
【００６１】
さらに、フィルタ手段１８は、ＲＯＭ等に実験や理論計算等に基づいて設定した、例えば閾値Ｖｄのようなデータを予めメモリに記憶しておき、抽出信号に対し、外来のノイズ（ホワイトノイズも含む）量を閾値Ｖｄ以下をカットオフを行い、さらに増幅、波形整形等を行って、信号レベルが所定値以上である車両の走行中に発生する走行周波数の周波数抽出信号Ｓｅを判定手段１９に供給する。
【００６２】
このように、フィルタ手段１８は、電動機電流検出手段からの電動機電流信号の所定周波数帯域成分を検出し、検出した信号レベルが所定値以上の信号を判定手段１９に供給する。
【００６３】
判定手段１９は、比較、波形整形等の回路を備え、車速センサ１７からの車速信号Ｖとフィルタ手段１８で抽出された周波数抽出信号Ｓｅとを同等の電位まで増幅し、さらにこれらを整流して、電位として車速信号Ｖと周波数抽出信号Ｓｅとの比較を行い、判定結果の信号Ｓｇを判定出力手段２０に供給する。
両方の入力信号が同時にあるか、もしくは同時にない時に出力信号をＬ（正常）として出力する。
【００６４】
すなわち、判定手段１９は、車速信号Ｖと周波数抽出信号Ｓｅとの両方の入力信号が同じ時に正常とし出力信号Ｌを出力し、一方の入力信号があるのに、他方の信号がない場合には故障とし出力信号Ｈ（故障）を出力する。
特に、周波数抽出信号Ｓｅの入力信号があるのに、車速信号Ｖがない時に（Ｖ＝０）車速センサ１７が故障と判定し、判定結果の信号Ｓｇ（車速センサが故障）を判定出力手段２０に供給する。
【００６５】
さらに、判定手段１９は、車速センサ１７が故障と判定した時に、判定結果の信号Ｓｇ（車速センサが故障）を目標信号発生手段２１に供給して、目標信号発生手段２１に作用して、車速センサ１７からの信号を強制的に高車速（例えばＶ＝１００Ｋｍ／ｈ）に固定する。
【００６６】
このように、判定手段１９は、フィルタ手段１８で電動機電流信号Ｓｃから所定周波数帯域成分である車両の走行中に発生する路面からの振動成分のみを検出して信号レベルが所定値以上である周波数抽出信号Ｓｅと車速信号Ｖとの比較を行い、周波数抽出信号Ｓｅが検出されているにも拘らず、車速信号が０の場合には車速センサが故障であることを判定する。
【００６７】
判定出力手段２０は、判定手段１９からの判定結果信号Ｓｇを受け、車速センサ１７が故障した場合に、故障に対する警報をランプの点灯や点滅による可視的情報ならびに、警報をブザーやスピーカによる音声等の聴覚的情報によって、運転者や搭乗者等に知らせる。
【００６８】
なお、操舵トルクに対応した信号として目標信号Ｔｉや電動機制御信号Ｖｏを使用することもできる。
【００６９】
このように、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルク対応信号検出手段からの操舵トルク対応信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク対応信号に路面からの振動成分があり、且つ車速信号からの出力信号が検出されない場合に車両が走行中と見なして、車速センサの故障を検出することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、制御手段に操舵トルク信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク信号に路面からの振動成分がある時に、車速信号からの出力信号が検出されない場合に、車速センサの故障を検出することができ、新たにセンサを追加せずに車速センサの故障検出を精度良く行うことができるのでコストパフォーマンスに優れた車速センサの故障検出ができる。
【００７１】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルク対応信号検出手段からの操舵トルク対応信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたので、操舵トルク対応信号に路面からの振動成分がある時に、車速信号からの出力信号が検出されない場合に、車速センサの故障を検出することができ、新たにセンサを追加せずに車速センサの故障検出を精度良く行うことができるので安価で性能の優れた車速センサの故障検出ができる。
【００７２】
よって、コストパフォーマンスに優れ、より信頼性を向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図
【図２】本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部ブロック構成図
【図３】本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部ブロック構成図
【図４】バンドパスフィルタの周波数特性図
【図５】トルク検出信号の波形図ならびに該トルク検出信号のフィルタ出力信号波形図
【図６】電動機電流信号の波形図ならびに該電動機電流信号のフィルタ出力信号波形図
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング装置、２…ハンドル、３…ステアリング軸、４…連結軸、４ａ，４ｂ…自在継ぎ手、５…ラック＆ピニオン機構、６…手動操舵力発生手段、７…ラック軸、８…タイロッド、９…前輪、１０…電動機、１１…ボールねじ機構、１２…操舵トルクセンサ、１５…制御手段、１６…電動機駆動手段、１７…車速センサ、１８…フィルタ手段、１９…判定手段、２０…判定出力手段、２１…目標信号発生手段、５２…減算器、５４…電動機電流検出手段、ＩM…電動機電流、ＩMO…電流検出信号、ＶO…電動機制御信号、ＶM…電動機駆動信号、Ｓｃ…電動機電流信号、Ｓｃｉ…電動機電流信号のみの信号、Ｓｅ，Ｔｅ…周波数抽出信号、Ｓｇ…判定結果信号、Ｔ，Ｔｓ…操舵トルク信号、Ｔｉ…目標信号、Ｔｅ…周波数抽出信号、Ｔｓｓ…路面振動周波数の信号、Ｔｓｔ…操舵トルクのみの信号、Ｖ…車速信号、Ｖｃ，Ｖｄ…閾値、Ｖｓ…車速信号、△Ｉ…目標電流。
Claims (2)
- ステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、車両の速度を検出する車速センサと、前記操舵トルクセンサからの操舵トルク信号と前記車速センサからの車速信号に基づいて電動機の駆動を制御する制御手段と、を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、操舵トルク信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、前記車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - ステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、車両の速度を検出する車速センサと、前記操舵トルクセンサからの操舵トルク信号と前記車速センサからの車速信号に基づいて電動機の駆動を制御する制御手段と、前記操舵トルクに対応した信号を検出する操舵トルク対応信号検出手段と、を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記操舵トルク対応信号検出手段からの操舵トルク対応信号の所定周波数帯域成分を検出するフィルタ手段と、このフィルタ手段が検出した信号レベルが所定値以上で、かつ車速信号が０の場合には、前記車速センサが故障であると判定する判定手段と、を備えた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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