JP3785585B2 - Anomaly detection control device for electric power steering system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングホイールを操作したとき、その操舵トルクにアシストトルクを付加して操作性を良くする電動式パワーステアリングシステムの異常検出制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電動式パワーステアリングシステムにおいては、例えば、特開昭64−56274号公報或いは特開平2−293260号公報等に開示されているように、操舵トルクとアシストトルクを電気信号に変換し、これらを電気制御ユニット(以下ECUと云う)により制御している。
ECUには、これらの制御回路とともに、故障検出機構及びアシスト禁止機構が設けられている。即ち、操舵トルクとアシストトルクの関係が許容範囲を越えたときこれらをソフト的に比較して故障検出を行い、さらに、この検出信号に基づいてアシスト禁止の制御を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電動式パワーステアリングシステムのECUにおいては、操舵トルクからアシストトルクを演算する制御回路とともに、電気的に構成された故障検出機構及びアシスト禁止機構が設けられているので、これらを構成するハードやソフトが必要であり、システムが複雑になってコスト高になるという問題がある。
【0004】
また、車両を安全に運行するために、高速時におけるアシストトルクは、低速時におけるアシストトルクよりも小さく設定することが考えられるが、このように車速に応じて2種類のアシストトルクが適用された場合の故障検出機構及びアシスト禁止機構の開発が要望されている。
【0005】
また、縁石等に接触して操舵トルクが大きくなった場合には、広い範囲でアシストトルクを付加することが有効であり、パワーステアリングの制御許容範囲の範囲を拡大することが要望されている。
【0006】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、操舵トルク及びアシストトルクを機械的変位量として直接比較して、故障検出機構及びアシスト禁止機構を一体化し、制御許容範囲の範囲を拡大するとともに、アシストトルクの異なる高速時及び低速時にも適用し得る電動式パワーステアリングシステムの異常検出制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために請求項1の発明が採った手段は、実施例で使用する符号を付して説明すると、
ステアリングホイール1の操舵トルクを検出し、この検出信号に応じて低速時においては所定の関係でアシストモータ10のトルクを付加し、高速時には低速時よりも小なる比率でアシストモータ10のトルクを付加する電動式パワーステアリングシステムにおいて、
前記操舵トルクを検出する第1の検出手段20と、
前記アシストモータ10と直列に接続され電流に応じて変位する第2の検出手段31と、
低速比較部41及び高速比較部42を備え正常時は通電状態にあり前記操舵トルクと前記付加トルクとの関係が所定の範囲を越えたとき断電状態に切り換わり前記付加トルクを零にする比較手段40と、
車速を検知して低速時には前記第2の検出手段31と並列に抵抗32を接続して前記低速比較部41を選択し、高速時には前記抵抗32を第2の検出手段31から開放して前記高速比較部42を選択する車速検出手段33,34と
を備えたものにおいて、
低速比較部41を、
前記第1の検出手段20の検出信号に応じて変位する第1、第2の電極52,53と、これらの電極に対して正常時は通電状態にあり低速時の第2の検出手段30の検出信号に応じて変位する低速用ブラシ54と、前記第1及び第2の電極52,53が一方向に所定の距離変位したとき第1の電極52のみの変位を阻止する第1のストッパ55と、前記第1及び第2の電極52,53が他方向に所定の距離変位したとき第2の電極53のみの変位を阻止する第2のストッパ56とから構成するとともに、
高速比較部42を、
前記第1の検出手段20の検出信号に応じて変位する第3、第4の電極59,60と、これらの電極に対して正常時は通電状態にあり高速時の前記第2の検出手段30の検出信号に応じて変位する高速用ブラシ61と、前記第3及び第4の電極59,60が一方向に所定の距離変位したとき第3の電極59のみの変位を阻止する第3のストッパ62と、前記第3及び第4の電極59,60が他方向に所定の距離変位したとき第4の電極60のみの変位を阻止する第4のストッパ63とから構成したところに特徴を有する。
【0008】
請求項2の発明は、前記高速比較部42における高速用ブラシ61の変位は、前記低速比較部41における低速用ブラシ54の変位に対して、前記アシストトルクの比率に反比例して拡大されているところに特徴を有する。
【0009】
請求項3の発明は、前記高速比較部42における第3,第4の電極59,60の通電範囲は、前記低速比較部41における第1,第2の電極52,53の通電範囲に対して、前記アシストトルクの比率に反比例して拡大されているところに特徴を有する。
【0010】
請求項4の発明は、前記第1,第2の電極52,53及び第3,第4の電極59,60がブラシ54,61と接触する位置は、中立位置において各電極が当接するストッパ側が広く、反対側が狭く設定されているところに特徴を有する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施例につき図1〜18図を参照して説明する。
まず、電動式パワーステアリングシステムに関して図13及び図14を参照して説明する。
ステアリングホイール1を操作すると、その操舵トルクはギヤーケース2の入力軸3に伝達され、出力軸4の下端のピニオンを介してラック5を駆動する。このラック5は操舵リンク6を介して車輪7の方向を変える。
【0012】
一方、ギヤーケース2に取付けられたトルクセンサ8が操舵トルクを検出し、その電気信号が電気制御装置(以下ECUと云う)9に入力される。そして、ECU9からの信号に基づいてアシストモータ10が駆動される。このアシストモータ10のモータ軸10aにウォームギヤー81が連結されており、これに噛み合うウォームホィール82と、ウォームホィール82と一体化された図示しないピニオンを介してアシストトルクがラック5に伝達される。このラック5は、ステアリングホイール1の出力軸4とともに、アシストモータ10の出力軸14により駆動されるので、操作性が著しく改善される。
【0013】
つぎに、操舵トルクを検出する第1の検出手段として、トーションバー方式の第1の検出装置20について図14〜図16を参照して説明する。
入力軸3及び出力軸4は、それぞれギヤーケース2に回転可能に取付けられている。トーションバー21は上端部がピン22により入力軸3に一体化され、下端が出力軸4の孔部4aに一体的に圧入されている。従って、入力軸3に入力されたトルクは、トーションバー21を介して出力軸4に伝達される。
【0014】
一方、入力軸3の外側にはスリーブ23が嵌合されている。このスリーブ23には軸方向に平行な長溝24と、傾斜溝25が形成されている。そして、長溝24には出力軸4に固定されたピン26が挿入され、傾斜溝25には入力軸3に固定されたピン27が挿入されている。即ち、スリーブ23は出力軸4に対して軸方向には移動するが、円周方向には回転しない。
【0015】
ここで操舵トルクが入力軸3から出力軸4へ伝達されるとき、トーションバー21にねじり角が発生して、入力軸3と出力軸4との間に円周方向のずれが発生する。従って、入力軸3に固定されたピン27は傾斜溝25内を移動して、スリーブ23がその軸方向へ所定量例えば寸法Hだけ上昇する。第1の検出装置20は、この寸法Hを検出量として取り出すもので、スリーブ23の外周面には溝28が形成されている。
【0016】
一方、第2の検出手段として、アシストモータ10に直列に接続された比例ソレノイド31が使用されている。この比例ソレノイド31は、アシストモータ10の回路電流が流れるソレノイドと、このソレノイドの内部を移動するプランジャとから構成されている。
【0017】
このプランジャは、ソレノイドの電流が大になると移動距離が大となり、ソレノイドの電流が小になれど移動距離も小となる。即ち、アシストモータ10のアシストトルクが大となって電流が大となると、プランジャの移動距離も大となり、アシストトルクが小となって電流が小となると、プランジャの移動距離も小となる。
【0018】
また、比例ソレノイド31に並列に低速比較部として機能する抵抗32及び車速検出手段としての車速スイッチ33が接続されている。また、車速検出手段は、車速スイッチ33と選択スイッチ34で構成されており、選択スイッチ34は、車速スイッチ33に連動して切り換えられ、後述する低速比較部41と高速比較部42の何れかを選択する。尚、比例ソレノイド31とECU9との間には接点35が接続されている。
【0019】
高速時においては、比例ソレノイド31の電流はモータ10と同じ大きさであり、低速時には、一部の電流が抵抗32へ分流する。そして、高速時におけるプランジャの変位量は、低速時のN倍に設定されている。
【0020】
尚、第2の検出手段は、比例ソレノイドに限らず、アシストモータ10の回路電流に関連して作動するモータによっても良く、要はアシストモータ10のアシストトルクを機械的変位に変換できる手段であれば特に限定されない。
【0021】
つぎに、比較手段40を機械的に構成したI/Oスイッチ40について、図1、〜図13を参照して説明する。
比較手段40は、低速比較部41と、高速比較部42とから構成されている。これらは、車速を検出する車速検出手段からの信号により車速スイッチ33及び選択スイッチ34が切換えられ、低速比較部41または高速比較部42の何れか一方が選択される。
【0022】
そして、低速時においては、操舵トルクに対して図7に制御線44に示すようなアシストトルクが付加され、高速時においては、制御線45に示すようなアシストトルクが付加される。そして、高速時のアシストトルクは低速時のアシストトルクの1/Nとなっている。
【0023】
低速比較部41は、図1に示すように、絶縁基板51の中央部に貼付けた第1の電極52と、この第1の電極52に対向して配置された第2の電極53と、これら第1及び第2の電極52,53の表面を摺動する低速用ブラシ54及び第1及び第2のストッパ55,56とから構成されている。
低速比較部41のレバー57は、図15及び図16に示す第1の検出装置20のスリーブ23の溝28に嵌合しており、第1及び第2の電極52,53はスリーブ23の変位量に応じて軸方向に所定量例えば寸法Hだけ移動される。
尚、この移動は、直線的に摺動させてもよく、また、円周方向に回動させてもよい。
【0024】
第1のストッパ55は、第1及び第2の電極52,53が図1に示す一方向である矢印A方向へ移動したとき、絶縁基板51に当接して第1の電極52の変位を阻止する。また、第2のストッパ56は、第1及び第2の電極52,53が図1に示す他方向である矢印B方向へ移動したとき、絶縁基板51に当接して第2の電極53の変位を阻止する。
また、第1及び第2の電極52,53とレバー57との間にはスプリング58が介装されている。
【0025】
尚、中立位置において第1の電極52と低速用ブラシ54が接触する位置は、第1のストッパ55側52aが広く、反対側52bが狭く設定されており、第2の電極53と低速用ブラシ54が接触する位置は、第2のストッパ56側53aが広く、反対側53bが狭く設定されている。
【0026】
高速比較部42は、絶縁基板51の中央部に貼付けた第3の電極59と、この第3の電極59に対向して配置された第4の電極60と、これら第3及び第4の電極59,60の表面を摺動する高速用ブラシ61及び第3及び第4のストッパ62,63とからとから構成されている。これら第3及び第4の電極59,60は、第1及び第2の電極52,53と同様にレバー57により変位される。
【0027】
第3のストッパ62は、第3及び第4の電極59,60が図1に示す一方向である矢印A方向へ移動したとき、絶縁基板51に当接して第3の電極59の変位を阻止する。また、第4のストッパ63は、第3及び第4の電極59,60が図1に示す他方向である矢印B方向へ移動したとき、絶縁基板51に当接して第4の電極60の変位を阻止する。
【0028】
尚、中立位置において、第3の電極59が高速用ブラシ61と接触する位置は第3のストッパ62側が広く、反対側が狭く設定さており、第4の電極60が高速用ブラシ61と接触する位置は第4のストッパ63側が広く、反対側が狭く設定さている。
また、第3及び第4の電極59,60の幅寸法(通電範囲)は、第1及び第2の電極52,53の幅寸法のN倍に設定されている。
【0029】
低速用ブラシ54及び高速用ブラシ61は、比例ソレノイド31の変位量に応じてプッシュプルワイヤ64を介して移動される。
高速時におけるアシストトルクは低速時の1/Nに減少するが、高速時におけるプランジャの移動距離は、低速時のN倍に設定されているので、基準位置における第3及び第4の電極59,60と高速用ブラシ61の関係位置は、低速時と同様に維持される。
【0030】
ここで、低速走行時において、操舵トルクによる第1の検出装置20の検出量(電極52,53の移動量)と、アシストトルクによる第2検出装置30の検出量(低速用ブラシ54の移動量)との関係は、図8に示す制御線44に沿って制御される。この際、図8において、後述するように、pqrstp’q’r’s’t’で囲まれた制御許容範囲は、正常時は第1の電極52,第2の電極53が低速用ブラシ54を介して接触して電源ラインが通電状態にあって正常状態で稼働されることを示し、制御許容範囲を越えた斜線部分では、低速用ブラシ54が第1、第2の電極52,53から逸脱して電源ラインが断電状態に切換わり、異常範囲(フェールエリア)となることを示すものである。
【0031】
また、高速走行時における操舵トルクによる第1の検出装置20の検出量(第3、第4の電極59,60の移動量)と、アシストトルクによる第2検出装置30の検出量(高速用ブラシ61の移動量)との関係は、図9に示す制御線45に沿って制御される。この場合においても、pqrstp’q’r’s’t’で囲まれた制御許容範囲は、第3の電極59,第4の電極60が高速用ブラシ61を介して接触して電源ラインが通電状態にあり正常状態で稼働されることを示し、制御許容範囲を越えた斜線部分では、高速用ブラシ61が第3、第4の電極59,60から逸脱して電源ラインが断電状態に切換わり、異常範囲(フェールエリア)となることを示すものである。
【0032】
ここで、比較手段40の基本的な作用に関して説明する。低速比較部41及び高速比較部42の何れの場合も同じであるので、低速比較部41の場合について図1〜図8を参照して説明する。尚、第1、第2の電極52,53が矢印A方向へ移動した場合も矢印B方向に移動したときも、その作用は同じであるので、矢印A方向へ移動する場合を例にして説明する。
車両がスタートした低速時においては、車速スイッチ33がオンとなって、抵抗32が比例ソレノイド30に並列に接続される。また、選択スイッチ34が低速比較部41を選択する。
【0033】
1,操舵トルク及びアシストトルクがともに加わっていない場合(図10のSTEP10)は、図8におけるO点(制御許容範囲)に相当し、図1に示すように、第1、第2の電極52,53に低速用ブラシ54が接触して、電源は通電状態にある。
【0034】
2,操舵トルクとアシストトルクが正常関係にある(制御線44に沿って移動する)場合(STEP11)
第1、第2の電極52,53及び低速用ブラシ54が図1に示す関係を維持して移動する。絶縁基板51が第1のストッパ55に当接すると(図8のH点、図2)、第1の電極52の移動が停止する。第2の電極53及び低速用ブラシ54は引続き所定の関係を維持して移動して、通電状態は維持される。
【0035】
そして、更に低速用ブラシ54が移動して、図3に示すように電極52aの幅に相当する距離を越えると(図8に示すJ点、STEP12)電源は断電状態に切り替わる。
ところで、H点における制御許容範囲の幅寸法H1は、第2の電極53の幅寸法53aに対応して増減し、制御許容範囲の幅寸法H2は、第2の電極53の幅寸法53aに対応して変化させることができる。
【0036】
3,操舵トルクよりもアシストトルクが大き過ぎる場合(STEP13、図4)
低速用ブラシ54が第2の電極53よりも早く進行するので、図8に示すK点(フェールエリア)に達すると、低速用ブラシ54は第2の電極53を通過して絶縁基板51上に移動して、電源が断電状態となり、故障を検出する。
【0037】
4,操舵トルクよりもアシストトルクが小さ過ぎる場合(STEP13、図5及び図6)
第1の電極52(絶縁基板51)が第1のストッパ55に当接するときに低速用ブラシ54が第1の電極52に接触していれば、第1の電極52が停止するので、低速用ブラシ54は引続き電極52aの幅に相当する距離を移動する間通電状態が維持され(図8のL1点,L2点、図5)、電極52aから外れたとき即ち図8に示す「rst」線を越えたとき電源は断電状態に切り替わる。
また、第1の電極52が第1のストッパ55に当接する前に低速用ブラシ54が第1の電極52から外れると(M1点、図6)、そのとき電源が断電状態となる。
【0038】
5,アシストトルクが逆方向に作用した場合(STEP14、図6)
低速用ブラシ54が反対方向に移動するので、図8に示すM2点(フェールエリア)に位置する。低速用ブラシ54は絶縁基板51上に移動して電源が断電状態となる。
【0039】
尚、上記実施例中で、第1の電極52(絶縁基板51)と第1のストッパ55との間の距離及び第2の電極53(絶縁基板51)と第2のストッパ56との間の距離を0に設定すれば、その制御許容範囲は、図11に示すように変化する。
【0040】
車速検知手段が高速走行を検知すると、車速スイッチ33がオフとなり、選択スイッチ34が切換わり、高速比較部42が選択される。
この高速比較部42においても、前記低速比較部41の場合と同じ作用を呈するものであって、上述した説明中、第1の電極52を第3の電極59に、第2の電極53を第4の電極60に、低速用ブラシ54を高速用ブラシ61に、第1のストッパ55を第3のストッパ62に、第2のストッパ56を第4のストッパ63に読み替えれば、同様に理解される。
【0041】
尚、高速用ブラシ61の移動量は、低速用ブラシ54に対してN倍に拡大されているが、第3及び第4の電極59,60の幅寸法を拡大しているので、制御許容範囲を低速時と同様に設定できる。
また、第3の電極59(絶縁基板51)と第3のストッパ62との距離及び第4の電極60(絶縁基板51)と第4のストッパ63との間の距離を0に設定すれば、その制御許容範囲範囲は、図12に示すように変化する。
【0042】
つぎに、これらの制御回路及びフェールセーフ機能について図17,18を参照して説明する。
イグニッションスイッチ71及びエンジンスタータ連動リレーの接点72をオンにすると、直流電源73が回路に接続される。エンジンスタータ接点72にはリレーコイル74が直列に接続されており、接点72をオフにしても接点75、接点76及び接点35が自己保持される。
【0043】
つぎに、図18において、車速検知手段が先ず低速走行であることを検知すると(図18のSTEP20)、車速スイッチ33がオンとなって比例ソレノイド31に並列に抵抗32が接続され、車選択スイッチ34が切換えられて低速比較部41が選択される。また、車速が高速に移行すると車速スイッチ33がオフとなって抵抗32が開放され、選択スイッチ34が高速比較部42に切換えられる(図18のSTEP21)。
【0044】
ステアリングホイール1を操作すると、第1の検出装置20が操舵トルクを検出し、また、比例ソレノイド31がアシストトルクを検出する。そして、両者をI/Oスイッチ40で比較して(図18のSTEP22)、その関係が制御許容範囲であれば、I/Oスイッチ40が通電状態を保持し、パワーアシストが継続される(STEP26)。
【0045】
一方、その関係が異常範囲になると、即ちフェールエリアに入ると、前述のように、I/Oスイッチ40が断電状態となり、故障を検出する。すると、リレー74がオフとなるので(STEP23)、その接点75及び接点76も同時にオフとなる。
これにより、アシストモータ10がオフとなる(STEP24)。そして、アシストモータ10のトルクはギヤーケース12に伝達されないので、アシストトルクは零となって、アシスト禁止を実施する。即ち、異常を検出するとフェールセーフ機能が働いてマニュアルステアリングに切換えられるのである(STEP25)。
【0046】
尚、本実施例においては、急ハンドルや振動等によりI/Oスイッチ40が瞬間的に断電状態となっても、コンデンサ77の容量に応じた時間だけ接点75及び接点76が自己保持されるので、その分、誤フェールの発生が未然に防止できる。
【0047】
上記した第1の実施例によれば、つぎの効果を奏する。
(1)比較手段としてのI/Oスイッチ40に低速比較部41及び高速比較部42を設け、車速に応じて何れか一方を選択するので、高速走行時においても適切なパワーステアリング制御を行なうことができる。
(2)I/Oスイッチ40を互いに相対的に移動する電極52,53と低速用ブラシ54及び電極59,60と高速用ブラシ61で構成し、故障検出機構とアシスト禁止機構を一体化したので、構造が簡単にすることができコストを低減し得て、しかも信頼性を向上させることができる。
【0048】
(3)フェールセーフ機能はI/Oスイッチ40により制御しECU9に対して別個に設けているので、たとえECU9に故障が発生してもフェールセーフが可能である。
(4)I/Oスイッチ40は、第1、第2の電極52,53と低速用ブラシ54または電極59,60と高速用ブラシ61との機械的変位を直接比較するので、電極の寸法を変えることにより、フェールセーフの調整範囲を変化できる。
【0049】
(5)I/Oスイッチ40は、第1、第2の電極52,53にそれぞれストッパ55,56を設け、第3、第4の電極59,60にそれぞれストッパ62,63を設けたので、パワーステアリングの制御許容範囲を広く設定することができる。
(6)高速比較部42の第3、第4の電極59,60を、高速用ブラシ61の変位量に応じて低速比較部41の第1、第2の電極52,53よりも大きく設定したので、低速時及び高速時のフェールセーフの調整範囲を同じ管理限界で管理できる。
(7)比例ソレノイド31がアシストトルクを検出するので、ギヤケース12内の構成部品が少なくなり、コストダウンが達成でき、しかも、アシストモータ10の取付け位置が自由に選択できるという効果を奏するものである。
【0050】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1の発明にあっては、比較手段に低速比較部並びに高速比較部を設け、それぞれ、操舵トルクとアシストトルクを機械的変位として直接比較して故障検出を行い、この故障検出と同時に機械的に電源非導通としてアシスト禁止の制御を行っている。
このため、故障検出機構及びアシスト禁止機構を一体化することができて、低速時及び高速時においても、最適なパワーステアリング制御を実施できる。しかも、簡単な構成で信頼性を向上させ、コストを低減することができ、さらに、電気制御ユニットも簡単にすることができるという効果を奏するものである。
【0051】
さらに、比較手段により機械的変位を直接比較するため、通電範囲の変更のみでフェールエリアの変更を容易に行うことができるという優れた効果も奏する。
また、第2の検出手段をアシストモータの電流によりトルクを検出させたので、構成部品を簡単になし得るという効果を奏するものである。
【0052】
また、請求項2,3の発明にあっては、低速時及び高速時においてアシストトルクの比率を変化させる場合であっても、故障検出機構及びアシスト禁止機構を一体化することができて、簡単な構成で信頼性を向上させ、コストを低減することができるという効果を奏するものである。
請求項4の発明にあっては、制御許容範囲を適宜に変更することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の比較手段の機械的変位の第1の状態を示す図である。
【図2】 比較手段の機械的変位の第2の状態を示す図である。
【図3】 比較手段の機械的変位の第3の状態を示す図である。
【図4】 比較手段の機械的変位の第4の状態を示す図である。
【図5】 比較手段の機械的変位の第5の状態を示す図である。
【図6】 比較手段の機械的変位の第6の状態を示す図である。
【図7】 操舵トルクとアシストトルクの関係を示す図である。
【図8】 低速時におけるアシスト特性及びフェールエリアを示すグラフである。
【図9】 高速時におけるアシスト特性及びフェールエリアを示すグラフである。
【図10】 比較手段の制御形態を示すフローチャートである。
【図11】 低速時における異なるフェールエリアを示すグラフである。
【図12】 高速時における異なるフェールエリアを示すグラフである。
【図13】 システムを説明するブロック図である。
【図14】 要部の縦断正面図である。
【図15】 縦断正面図である。
【図16】 スリーブの正面図である。
【図17】 制御回路図である。
【図18】 制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
9 電気制御装置(ECU)
10 アシストモータ
20 第1の検出装置(第1の検出手段)
31 比例ソレノイド(第2の検出手段)
33 車速スイッチ(車速検知手段)
34 選択スイッチ(車速検知手段)
40 I/0スイッチ(比較手段)
41 低速比較部
42 高速比較部
52 第1の電極
56 第2の電極
54 低速用ブラシ
55 第1のストッパ
56 第2のストッパ
59 第3の電極
60 第4の電極
61 高速用ブラシ
62 第3のストッパ
63 第4のストッパ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormality detection control device for an electric power steering system that improves the operability by adding an assist torque to the steering torque when the steering wheel is operated.
[0002]
[Prior art]
In the conventional electric power steering system, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-56274 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-293260, the steering torque and the assist torque are converted into electric signals. Is controlled by an electric control unit (hereinafter referred to as ECU).
In addition to these control circuits, the ECU is provided with a failure detection mechanism and an assist prohibition mechanism. That is, when the relationship between the steering torque and the assist torque exceeds the allowable range, they are compared with each other in software to detect a failure, and further, assist prohibition control is performed based on this detection signal.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the ECU of the conventional electric power steering system described above, a failure detection mechanism and an assist prohibition mechanism that are electrically configured are provided together with a control circuit that calculates the assist torque from the steering torque. Hardware and software to configure are necessary, and there is a problem that the system becomes complicated and expensive.
[0004]
In order to operate the vehicle safely, the assist torque at high speed may be set to be smaller than the assist torque at low speed, and thus two types of assist torque were applied depending on the vehicle speed. There is a need to develop a failure detection mechanism and an assist prohibition mechanism.
[0005]
In addition, when the steering torque increases due to contact with the curbstone or the like, it is effective to add the assist torque in a wide range, and it is desired to expand the range of the power steering control allowable range.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to directly compare the steering torque and the assist torque as the mechanical displacement amount, to integrate the failure detection mechanism and the assist prohibition mechanism, and to control the allowable range of control. An object of the present invention is to provide an abnormality detection control device for an electric power steering system that can be applied at high speed and low speed with different assist torque while expanding the range.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Means taken by the invention of
The steering torque of the
First detection means 20 for detecting the steering torque;
Second detection means 31 connected in series with the
A low-
When the vehicle speed is detected and the vehicle speed is low, a
The low
The first and
The high-
The third and fourth electrodes 59, 60 that are displaced according to the detection signal of the first detection means 20, and the second detection means 30 at high speed when these electrodes are normally energized. The high-speed brush 61 that is displaced according to the detection signal and the third stopper that prevents the displacement of only the third electrode 59 when the third and fourth electrodes 59, 60 are displaced by a predetermined distance in one direction. 62 and a fourth stopper 63 for preventing the displacement of only the fourth electrode 60 when the third and fourth electrodes 59, 60 are displaced by a predetermined distance in the other direction.
[0008]
In the invention of
[0009]
According to a third aspect of the present invention, the energization range of the third and fourth electrodes 59 and 60 in the high-
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, the position at which the first,
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, an electric power steering system will be described with reference to FIGS.
When the
[0012]
On the other hand, a
[0013]
Next, a
The
[0014]
On the other hand, a
[0015]
Here, when the steering torque is transmitted from the
[0016]
On the other hand, a
[0017]
This plunger has a large moving distance when the solenoid current is large, and the moving distance is small even though the solenoid current is small. That is, when the assist torque of the
[0018]
Further, a
[0019]
At high speed, the current of the
[0020]
The second detection means is not limited to a proportional solenoid, but may be a motor that operates in association with the circuit current of the
[0021]
Next, the I /
The comparison means 40 is composed of a low
[0022]
Then, assist torque as shown by the
[0023]
As shown in FIG. 1, the low-
The
This movement may be linearly slid or may be rotated in the circumferential direction.
[0024]
The
A
[0025]
In the neutral position, the position where the
[0026]
The high-
[0027]
The third stopper 62 abuts against the insulating
[0028]
In the neutral position, the position where the third electrode 59 contacts the high speed brush 61 is set so that the third stopper 62 side is wide and the opposite side is narrow, and the fourth electrode 60 contacts the high speed brush 61. Is set such that the fourth stopper 63 side is wide and the opposite side is narrow.
The width dimension (energization range) of the third and fourth electrodes 59 and 60 is set to N times the width dimension of the first and
[0029]
The
Although the assist torque at high speed is reduced to 1 / N at low speed, the movement distance of the plunger at high speed is set to N times at low speed, so the third and fourth electrodes 59, The relative position between the high speed brush 61 and the high speed brush 61 is maintained in the same manner as at low speed.
[0030]
Here, during low-speed traveling, the detection amount of the first detection device 20 (the movement amount of the
[0031]
Further, the detection amount of the first detection device 20 (the amount of movement of the third and fourth electrodes 59 and 60) by the steering torque during high-speed traveling and the detection amount of the second detection device 30 by the assist torque (the high-speed brush) 61 is controlled along the
[0032]
Here, the basic operation of the comparison means 40 will be described. Since both the low-
At a low speed when the vehicle is started, the
[0033]
1, the case where neither the steering torque nor the assist torque is applied (
[0034]
2. When steering torque and assist torque are in a normal relationship (moves along control line 44) (STEP 11)
The first and
[0035]
When the low-
By the way, the width dimension H1 of the control permissible range at the point H increases or decreases corresponding to the width dimension 53a of the
[0036]
3. When the assist torque is too larger than the steering torque (
Since the
[0037]
4. When the assist torque is too small than the steering torque (
If the
Further, when the
[0038]
5. When assist torque acts in the opposite direction (
Since the
[0039]
In the above embodiment, the distance between the first electrode 52 (insulating substrate 51) and the
[0040]
When the vehicle speed detection means detects high speed travel, the
The high-
[0041]
Note that the amount of movement of the high speed brush 61 is increased by N times that of the
Further, if the distance between the third electrode 59 (insulating substrate 51) and the third stopper 62 and the distance between the fourth electrode 60 (insulating substrate 51) and the fourth stopper 63 are set to 0, The control allowable range changes as shown in FIG.
[0042]
Next, these control circuits and fail-safe functions will be described with reference to FIGS.
When the
[0043]
Next, in FIG. 18, when the vehicle speed detecting means first detects that the vehicle is traveling at a low speed (
[0044]
When the
[0045]
On the other hand, when the relationship becomes an abnormal range, that is, when a failure area is entered, as described above, the I /
As a result, the
[0046]
In this embodiment, even if the I /
[0047]
According to the first embodiment described above, the following effects are obtained.
(1) Since the I /
(2) The I /
[0048]
(3) Since the fail-safe function is controlled by the I /
(4) The I /
[0049]
(5) In the I /
(6) The third and fourth electrodes 59 and 60 of the high
(7) Since the
[0050]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the first aspect of the invention, the comparison means is provided with the low speed comparison section and the high speed comparison section, and each of them detects the failure by directly comparing the steering torque and the assist torque as mechanical displacements. Simultaneously with this failure detection, control of prohibiting assist is performed by mechanically disabling the power supply.
For this reason, the failure detection mechanism and the assist prohibition mechanism can be integrated, and optimum power steering control can be performed even at low speeds and high speeds. In addition, the reliability can be improved with a simple configuration, the cost can be reduced, and the electric control unit can be simplified.
[0051]
Further, since the mechanical displacement is directly compared by the comparison means, there is an excellent effect that the fail area can be easily changed only by changing the energization range.
Further, since the torque is detected by the second detection means by the current of the assist motor, there is an effect that the components can be easily formed.
[0052]
In the inventions of
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first state of mechanical displacement of a comparison means of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a second state of mechanical displacement of the comparison means.
FIG. 3 is a diagram showing a third state of mechanical displacement of the comparison means.
FIG. 4 is a diagram showing a fourth state of mechanical displacement of the comparison means.
FIG. 5 is a diagram showing a fifth state of mechanical displacement of the comparison means.
FIG. 6 is a diagram showing a sixth state of mechanical displacement of the comparison means.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between steering torque and assist torque.
FIG. 8 is a graph showing assist characteristics and a fail area at a low speed.
FIG. 9 is a graph showing assist characteristics and a fail area at high speed.
FIG. 10 is a flowchart showing a control mode of the comparison means.
FIG. 11 is a graph showing different fail areas at low speed.
FIG. 12 is a graph showing different fail areas at high speed.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a system.
FIG. 14 is a longitudinal front view of the main part.
FIG. 15 is a longitudinal front view.
FIG. 16 is a front view of a sleeve.
FIG. 17 is a control circuit diagram.
FIG. 18 is a flowchart showing control.
[Explanation of symbols]
1
DESCRIPTION OF
31 Proportional solenoid (second detection means)
33 Vehicle speed switch (vehicle speed detection means)
34 Selection switch (vehicle speed detection means)
40 I / 0 switch (comparison means)
41 Low
Claims (4)
前記操舵トルクを検出する第1の検出手段と、
前記アシストモータと直列に接続され電流に応じて変位する第2の検出手段と
、
低速比較部及び高速比較部を備え正常時は通電状態にあり前記操舵トルクと前記付加トルクとの関係が所定の範囲を越えたとき断電状態に切り換わり前記付加トルクを零にする比較手段と、
車速を検知して低速時には前記第2の検出手段と並列に抵抗を接続して前記低速比較部を選択し、高速時には前記抵抗を第2の検出手段から開放して前記高速比較部を選択する車速検出手段とを備えたものにおいて、
前記低速比較部を、
前記第1の検出手段の検出信号に応じて変位する第1、第2の電極と、これらの電極に対して正常時は通電状態にあり低速時の第2の検出手段の検出信号に応じて変位する低速用ブラシと、前記第1及び第2の電極が一方向に所定の距離変位したとき第1の電極のみの変位を阻止する第1のストッパと、前記第1及び第2の電極が他方向に所定の距離変位したとき第2の電極のみの変位を阻止する第2のストッパとから構成するとともに、
前記高速比較部を、
前記第1の検出手段の検出信号に応じて変位する第3、第4の電極と、これらの電極に対して正常時は通電状態にあり高速時の前記第2の検出手段の検出信号に応じて変位する高速用ブラシと、前記第3及び第4の電極が一方向に所定の距離変位したとき第3の電極のみの変位を阻止する第3のストッパと、前記第3及び第4の電極が他方向に所定の距離変位したとき第4の電極のみの変位を阻止する第4のストッパとから構成した
ことを特徴とする電動式パワーステアリングシステムの異常検出制御装置。Electric type that detects the steering torque of the steering wheel, adds the assist motor torque in a predetermined relationship at low speeds according to this detection signal, and adds the assist motor torque at a smaller ratio at low speeds than at low speeds A power steering system,
First detecting means for detecting the steering torque;
A second detection means connected in series with the assist motor and displaced in accordance with the current;
Comparing means comprising a low-speed comparison unit and a high-speed comparison unit, which is normally energized and switches to a power-off state when the relationship between the steering torque and the additional torque exceeds a predetermined range, and makes the additional torque zero. ,
When the vehicle speed is detected and a low speed is selected, a resistor is connected in parallel with the second detection means to select the low speed comparison section, and when the speed is high, the resistance is released from the second detection means and the high speed comparison section is selected. With a vehicle speed detecting means,
The low speed comparison unit,
The first and second electrodes that are displaced according to the detection signals of the first detection means, and these electrodes are normally energized in response to the detection signals of the second detection means at low speed. A low-speed brush that displaces, a first stopper that prevents displacement of only the first electrode when the first and second electrodes are displaced by a predetermined distance in one direction, and the first and second electrodes, A second stopper for preventing displacement of only the second electrode when displaced by a predetermined distance in the other direction;
The high-speed comparison unit ;
The third and fourth electrodes that are displaced according to the detection signal of the first detection means, and these electrodes are normally energized and in response to the detection signal of the second detection means at high speed. A high-speed brush that displaces, a third stopper that prevents displacement of only the third electrode when the third and fourth electrodes are displaced by a predetermined distance in one direction, and the third and fourth electrodes An abnormality detection control device for an electric power steering system, comprising: a fourth stopper that prevents displacement of only the fourth electrode when the lens is displaced by a predetermined distance in the other direction.
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