JP3987012B2 - 操舵トルク検出手段の故障検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリングのモータを制御するためにステアリングハンドルに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出手段に電力を供給する電源と、操舵トルク検出手段の故障を検出する故障検出手段とを備えた操舵トルク検出手段の故障検出装置に関する。

ドライバーがステアリングハンドルに入力する操舵トルクを操舵トルクセンサで検出し、操舵トルクに基づいて決定した目標電流に実電流が一致するようにモータをフィードバック制御する電動パワーステアリング装置が、下記特許文献１により公知である。

操舵トルクセンサで検出した操舵トルクはモータを駆動する目標電流を算出する際の重要なパラメータであり、操舵トルクセンサが故障して出力が異常になるとモータを的確に制御できなくなる問題があるため、操舵トルクセンサの故障検出を定期的に行う必要がある。

しかしながら、操舵トルクセンサに電力を供給するバッテリの電圧が上限値および下限値で規定される所定範囲外になると、操舵トルクセンサの故障検出に際して誤検出が発生する可能性があるため、バッテリの電圧が前記所定範囲外になったときに操舵トルクセンサの故障検出を禁止し、前記所定範囲内に復帰したとき操舵トルクセンサの故障検出を許可することが考えられる。
特開２０００−１９０８６１号公報

しかしながら、バッテリ電圧が一旦所定範囲外になった後に再び所定範囲内に復帰した直後の操舵トルクセンサの出力信号は不安定であるため、バッテリの電圧の復帰直後に操舵トルクセンサの故障検出を許可すると誤検出が発生する可能性がある。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、電源の電圧の変動に関わらずに操舵トルク検出手段の故障検出を確実に行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、電動パワーステアリングのモータを制御するためにステアリングハンドルに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出手段に電力を供給する電源と、操舵トルク検出手段の故障を検出する故障検出手段とを備えた操舵トルク検出手段の故障検出装置において、前記故障検出手段は、電源の電圧が所定の範囲外になったときに操舵トルク検出手段の故障検出を禁止し、電源の電圧が所定の範囲内になってから所定の時間が経過したときに操舵トルク検出手段の故障検出を許可することを特徴とする、操舵トルク検出手段の故障検出装置が提案される。

尚、実施例のバッテリ４１は本発明の電源に対応し、実施例の操舵トルクセンサＳｔは本発明の操舵トルク検出手段に対応、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の故障検出手段に対応する。

請求項１の構成によれば、操舵トルク検出手段に電力を供給する電源の電圧が所定の範囲外になったときに操舵トルク検出手段の故障検出を禁止し、電源の電圧が所定の範囲内になってから所定の時間が経過したときに操舵トルク検出手段の故障検出を許可するので、電源の電圧が所定の範囲外になったときに操舵トルク検出手段の故障検出が実行されて誤検出が発生するのを防止するとともに、電源の電圧が所定の範囲内に復帰した直後の操舵トルク検出手段の出力信号が不安定な状態で該操舵トルク検出手段の故障検出が実行されて誤検出が発生するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は電動パワーステアリング装置の全体斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は操舵トルクセンサの故障検出可否判定の作用を説明するフローチャート、図５は操舵トルクセンサの故障検出可否判定の作用を説明するタイムチャートである。

図１に示すように、ステアリングハンドル１１と一体に回転する上部ステアリングシャフト１２は、上部ユニバーサルジョイント１３、下部ステアリングシャフト１４および下部ユニバーサルジョイント１５を介して、減速機１６から上方に突出するピニオンシャフト１７に接続される。減速機１６の下端に接続されたステアリングギヤボックス１８の左右両端から突出するタイロッド１９，１９が、左右の車輪ＷＬ，ＷＲの図示せぬナックルに接続される。減速機１６にはモータＭが支持されており、このモータＭの作動が、減速機１６の内部に収納した操舵トルクセンサＳｔからの信号が入力される電子制御ユニットＵにより制御される。

図２および図３に示すように、減速機１６はステアリングギヤボックス１８と一体の下部ケース２１と、その上面にボルト２２…で結合された中間ケース２３と、その上面にボルト２４…で結合された上部ケース２５とを備えており、ステアリングギヤボックス１８および上部ケース２５にボールベアリング２６，２７で前記ピニオンシャフト１７が回転自在に支持される。ピニオンシャフト１７の下端に設けられたピニオン２８が、ステアリングギヤボックス１８の内部に左右移動自在に支持したラックバー２９に設けられたラック３０に噛合する。ステアリングギヤボックス１８に形成した貫通孔１８ａに押圧部材３１が摺動自在に収納されており、貫通孔１８ａを閉塞するナット部材３２との間に配置したスプリング３３で押圧部材３１をラックバー２９の背面に向けて付勢することで、ラックバー２９の撓みが抑制される。

減速機１６の内部に延びるモータＭの回転軸３４は、一対のボールベアリング３５，３６で下部ケース２１に回転自在に支持されており、モータＭの回転軸３４に設けられたウオーム３７が、ピニオンシャフト１７に固定されたウオームホイール３８に噛合する。

従って、モータＭを駆動すると回転軸３４のトルクがウオーム３７およびウオームホイール３８を介してピニオンシャフト１７に伝達され、ドライバーのステアリング操作がモータＭによってアシストされる。

電子制御ユニットＵ、操舵トルクセンサＳｔおよびモータＭに電力を供給すべく、車載の１２Ｖのバッテリ４１がそれらに接続される。電子制御ユニットＵは、操舵トルクセンサＳｔで検出した操舵トルクに基づいてモータＭの目標電流を決定し、実電流が目標電流に一致するように電流フィードバック制御を行うとともに、バッテリ４１の電圧に基づいて操舵トルクセンサＳｔの故障検出を行う。

次に、電子制御ユニットＵにおいて行われる操舵トルクセンサＳｔの故障検出の作用を、図４のフローチャートに基づいて説明する。

先ず、ステップＳ１でバッテリ４１の電圧である電源電圧ＡＤＶＢＵを操舵トルクセンサＳｔの動作電圧下限値ＶＢＵＬおよび動作電圧上限値ＶＢＵＨと比較し、電源電圧ＡＤＶＢＵが動作電圧下限値ＶＢＵＬ以下であるか、あるいは電源電圧ＡＤＶＢＵが動作電圧上限値ＶＢＵＨ以上である場合、つまり不適切な電源電圧ＡＤＶＢＵにより操舵トルクセンサＳｔが正常に機能しないために故障検出が不能である場合には、ステップＳ２で減算カウンタである復帰カウンタＣＶＢＵを所定時間♯ＣＶＢＵにリセットして後に、ステップＳ３で操舵トルクセンサＳｔの故障検出を禁止する。これにより、電源電圧ＡＤＶＢＵが所定の範囲外であって操舵トルクセンサＳｔが正常に機能しないときに、操舵トルクセンサＳｔの故障検出が行われて誤った判定が下されるのを防止することができる。

一方、前記ステップＳ１で電源電圧ＡＤＶＢＵが動作電圧下限値ＶＢＵＬおよび動作電圧上限値ＶＢＵＨの間にあれば、つまり操舵トルクセンサＳｔが機能して故障検出が可能である場合には、ステップＳ４で復帰カウンタＣＶＢＵをデクリメントする。そしてステップＳ５で復帰カウンタＣＶＢＵが０に達するまでは、前記ステップＳ３で操舵トルクセンサＳｔの故障検出を禁止する。そして前記ステップＳ５で復帰カウンタＣＶＢＵが０に達すると、つまり電源電圧ＡＤＶＢＵが動作電圧下限値ＶＢＵＬおよび動作電圧上限値ＶＢＵＨの間に復帰してから復帰カウンタＣＶＢＵでカウントした所定時間♯ＣＶＢＵが経過すれば、ステップＳ６で操舵トルクセンサＳｔの故障検出を許可する。

図５のタイムチャートは電源電圧ＡＤＶＢＵが一旦動作電圧下限値ＶＢＵＬ以下に低下した後に復帰する場合の作用を示している。

電源電圧ＡＤＶＢＵが動作電圧下限値ＶＢＵＬを超えている領域Ａでは操舵トルクセンサＳｔの故障検出が許可されており、電源電圧ＡＤＶＢＵが動作電圧下限値ＶＢＵＬ以下に低下した領域Ｂでは、操舵トルクセンサＳｔの故障検出が禁止される。電源電圧ＡＤＶＢＵが回復して動作電圧下限値ＶＢＵＬを超えても、復帰カウンタＣＶＢＵが０に達するまでの領域Ｃでは依然として操舵トルクセンサＳｔの故障検出が禁止されており、所定時間♯ＣＶＢＵが経過して復帰カウンタＣＶＢＵが０に達した後の領域Ａ′において、操舵トルクセンサＳｔの故障検出が再び許可される。

このように、電源電圧ＡＤＶＢＵが動作電圧下限値ＶＢＵＬおよび動作電圧上限値ＶＢＵＨの間に復帰しても、即座に操舵トルクセンサＳｔの故障検出を許可せず、復帰カウンタＣＶＢＵで所定時間♯ＣＶＢＵが経過したことを確認した後に操舵トルクセンサＳｔの故障検出を許可するので、電源電圧ＡＤＶＢＵが復帰直後で操舵トルクセンサＳｔの出力信号が不安定なときに該操舵トルクセンサＳｔの故障検出を行って誤検出が発生するのを確実に防止することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例では復帰カウンタＣＶＢＵを減算カウンタで構成したが、加算カウンタで構成することも可能である。

電動パワーステアリング装置の全体斜視図 図１の２−２線拡大断面図 図２の３−３線断面図 操舵トルクセンサの故障検出可否判定の作用を説明するフローチャート 操舵トルクセンサの故障検出可否判定の作用を説明するタイムチャート

符号の説明

１１ ステアリングハンドル
４１ バッテリ（電源）
Ｓｔ 操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
Ｕ 電子制御ユニット（故障検出手段）

Claims (1)

1. 電動パワーステアリングのモータを制御するためにステアリングハンドル（１１）に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段（Ｓｔ）と、操舵トルク検出手段（Ｓｔ）に電力を供給する電源（４１）と、操舵トルク検出手段（Ｓｔ）の故障を検出する故障検出手段（Ｕ）とを備えた操舵トルク検出手段の故障検出装置において
   前記故障検出手段（Ｕ）は、電源（４１）の電圧が所定の範囲外になったときに操舵トルク検出手段（Ｓｔ）の故障検出を禁止し、電源（４１）の電圧が所定の範囲内になってから所定の時間が経過したときに操舵トルク検出手段（Ｓｔ）の故障検出を許可することを特徴とする、操舵トルク検出手段の故障検出装置。
   
   

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