JP4065685B2 - 電気式動力舵取装置用制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドル操舵に応じたアシスト力を付与するモータを備えた電気式動力舵取装置において、その電源電圧の異常を監視するようにした電気式動力舵取装置用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータにてハンドル操舵に応じたアシスト力を付与する電気式動力舵取装置においては、バッテリの異常、電源ケーブルの短絡、コネクタの接続不良などが起因して電源電圧に電圧降下が発生する。その電圧降下は、必要なアシスト特性に影響を及ぼし、例えばアシスト力が不足して運転者に違和感を感じさせたり、またアシスト力が作用しなくなって、操舵が大変重くなったりする。
【０００３】
このような不具合が発生しないように、従来では、電源電圧を常時監視する電源電圧異常監視手段を設け、その電源電圧異常監視手段にて電源電圧の変動を監視するとともにその電源電圧の値が所定の閾値を越えた場合、電源電圧の異常として運転者に報知するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般にこの種の車両においては、他の補器類始動に伴うバッテリの電圧降下や、モータ用電源ケーブルの短絡、コネクタの一時的な接続不良などの理由で一時的に電源電圧降下が発生する場合があるが、その電圧降下は一時的ななもので、すぐに正常に復帰することが多い。
しかるにバッテリを共通電源とする電気式動力舵取装置用制御装置において、上記したようにその電源電圧の値が瞬間的に所定の閾値を越えた場合、電源電圧異常として判定してしまう。このため、本来のアシスト特性には何ら影響を及ぼさないにもかかわらず、その電圧変動を異常と判定するなど、電源電圧の異常を誤判定する恐れがあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために発明されたもので、請求項１に記載の発明は、電源電圧異常監視手段に、電源電圧を異なる時定数にてフィルタ処理する二つのフィルタを設け、電源電圧をその電圧上昇時は早く応答する時定数を有するフィルタでフィルタ処理し、電源電圧をその電圧下降時は緩やかに応答する時定数を有するフィルタでフィルタ処理し、それらいずれかのフィルタによる処理後の電圧に基づいて電源電圧の異常を判定するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
上記のように構成した請求項１に係る発明では、電源電圧異常監視手段にて検出される電源電圧を所定の時定数をもったフィルタにて処理した後の電圧に基いて電源電圧の異常を判定することで、電源電圧の一時的な電圧降下を異常として判断するような異常の誤判定を防止でき、信頼性をより向上できる効果がある。これに加え、電源電圧異常監視手段にて検出される電源電圧を、その電圧上昇時は早く応答する時定数のフィルタにて処理し、前記電源電圧異常監視手段にて検出される電源電圧を、その電圧下降時は緩やかに応答する時定数のフィルタにて処理することで、異常検出は慎重に行って誤判定を防止し、かつ復帰時はすばやく電源電圧を認識することができ、より信頼性の高い異常検出が可能となる効果がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明を具体化した電気式動力舵取装置ならびにその制御装置の実施形態を示すものである。
まず、電気式動力舵取装置の機械的構成を説明すると、１はステアリングホイール、２はこのステアリングホイール１に連結されたステアリングシャフトで、このステアリングシャフト２に、トルクセンサ４が装着されている。そしてステアリングシャフト２が回転してトーションバー３に操舵力が加わると、その加えられた操舵力に応じてトーションバー３が捩れ、その捩れ量すなわちステアリングホイール１にかかる操舵トルクをトルクセンサ４にて検出している。
【００１２】
またステアリングシャフト２には減速機５が取付けられ、この減速機５にギヤ７が噛合されている。このギヤ７は電動モータ６の回転軸上に固着され、電動モータ６にて回転駆動されるようになっている。かかる電動モータ６はＤＣモータである。
【００１３】
前記減速機５には、ピニオンシャフト８が固着されている。ピニオンシャフト８の先端には、ピニオン９が固着され、このピニオン９はラック軸１０上のラッツクと噛合している。ラック軸１０の両端には、タイロッド１２が連結されており、そのタイロッド１２の先端部にナックル１３が回動可能に連結されている。このナックル１３には、前輪１４が固着されている。またナックル１３の一端はクロスメンバ１５に回転可能に連結されている。
【００１４】
従って、電動モータ６が回転すると、その回転は減速機５によって減速されてピニオンシャフト８に伝達され、さらにラックピニオン機構１１を介してラック軸１０に伝達されるようになっている。そしてラック軸１０の運動は、タイロッド１２を介してナックル伝達され、前輪１４の向き変更して車両の進行方向を変えるようになっている。
【００１５】
次に電気式舵取装置の電気的構成を図1、２に基づいて説明する。
電気式舵取装置用制御装置（以下、制御装置と称する）２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）２１、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）２２及びデータを一時記憶する読出し及び書込み専用メモリ（ＲＡＭ）２３、各種インターフェイスなどを備えている。このＲＯＭ２２にはＣＰＵ２１による演算処理を行うための制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１が演算処理を行う際の演算処理結果などを一時記憶する。
【００１６】
前記制御装置２０には、トルクセンサ４及び車速センサ１６が接続されている。制御装置２０を構成するＣＰＵ２１は、トルクセンサ４からの操舵トルク信号及び車速センサ１６からの車速信号を入力するとともに、前記制御プログラムに基づき演算処理を実行し、アシスト電流指令値を演算するようになっている。さらに制御装置２０には、モータ電流検出器２７及びモータ端子電圧検出回路３７が接続されている。制御装置２０はこのモータ電流検出器２７にて検出される電動モータ６の実電流値と、モータ端子電圧検出回路３７にて検出される実電圧値に基づいて前記アシスト指令電流値を電圧に変換して指令電圧Ｖ_Ｓを出力するようになっている。
【００１７】
前記制御装置２０に接続されたモータ駆動回路３５は、パルス巾変調回路からなるＰＷＭ回路２４と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４より構成され、前記電圧指令Ｖ_Ｓに応じたパルス幅をもつパルス信号をＵ相、Ｖ相ごとに出力してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をオンオフ動作させることで、電動モータ６を任意に駆動制御するように構成されている。
【００１８】
本実施形態の電気式動力舵取装置用制御装置２０では、前記モータ駆動回路３５にバッテリＢが接続されている。このバッテリＢは電源電圧異常監視手段として機能する前記制御装置２０に接続され、そのバッテリＢの現在の電源電圧Ｖｂを常時制御装置２０にて監視するようになっている。制御装置２０は、かかる電源電圧Ｖbを後述するフィルタにてフィルタ処理し、その処理後の電圧値Ｖｆが、閾値を越えた場合に電源電圧の異常として異常信号を出力するようになっている。
【００１９】
この電源電圧Ｖｂのフィルタ処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。
制御装置２０のＣＰＵ２１は、まずステップＳ１でバッテリＢの電源電圧が最初に検出された電源電圧Ｖｂであるかどうかの判断処理を実行する。最初に検出された電源電圧Ｖｂであれば、ステップＳ２に進み、その電源電圧Ｖｂをフィルタ処理後の電圧Ｖｆとして記憶する。
【００２０】
一方初回でない場合は、ステップＳ３に進み、その電源電圧Ｖｂが前回のフィルタ後の電圧Ｖｆと比較される。ここでＶｂ≧Ｖｆの場合は、電圧上昇時と判断され、ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７が実行され、またＶｂ＜Ｖｆの場合は、電圧下降時と判断され、ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０が実行される。
【００２１】
すなわち電圧上昇時、電圧下降時のいずれの場合も下記計算式によるフィルタがかけられ、現在の電源電圧Ｖｂからフィルタ後の電圧Ｖｆが計算される。
Ａ＝フィルタ後の電圧Ｖｆ×なまし回数Ｎ（ステップＳ５、Ｓ８）
Ｂ＝Ａ＋現在の電源電圧Ｖｎ−フィルタ後の電圧Ｖｆ（ステップＳ６、Ｓ９）
フィルタ後の電圧Ｖｆ＝Ｂ÷なまし回数Ｎ（ステップＳ７、Ｓ１０）
なお、上式においてＡ、Ｂは、フィルタ処理を行う際の一時的な計算値である。
【００２２】
ここで、電圧上昇時の場合は、なまし回数Ｎに、例えば５が設定されているに対し、電圧下降時の場合は、なまし回数Ｎに例えば２５０が設定される。このなまし回数Ｎの差によって図４に示すように、電圧上昇時の場合は、現在の電源電圧Ｖｂの上昇に対してフィルタ後の電圧Ｖｆがすばやく追従するようにフィルタ処理（早く応答する時定数に設定される）される。これに対し、電圧下降時の場合は、現在の電源電圧Ｖｂの上昇に対してフィルタ後の電圧Ｖｆが徐々に追従するようにフィルタ処理（緩やかに応答する時定数に設定される）される。
【００２３】
かかる処理にてフィルタがかけられたフィルタ後の電圧ＶｆがステップＳ１１において閾値Ｖｃと比較され、その処理後の電圧Ｖｆが閾値Ｖｃ以下まで減少した場合は、ステップＳ１２において、電源異常の異常信号を出力する。
【００２４】
ここで本発明によるフィルタ処理による場合と、従来のフィルタ処理しない場合とを比較すると、従来、図５に示すように電源電圧Ｖｂが何らかの理由で電圧降下した場合、制御装置２０にて認識される電圧もそれと同じように閾値Ｖｃ以下まで降下してしまい、接触不良など一時的な電圧降下であるにかかわらず、電源電圧の異常信号が出力されてしまう恐れがあった。
【００２５】
しかるに本発明では、上記フィルタ処理をかけているため、図４に示すようモ電源電圧Ｖｂが急激に降下しても、フィルタ後の電圧Ｖｆは徐々に降下するため、閾値Ｖｃまで達しない。従って電源電圧の異常信号は出力されず、異常の誤判定を防止できる。
また現在の電源電圧Ｖｂがもとの正常な電圧に戻る際には、電圧下降時より弱いなましのフィルタがかけられているため、直ちに現在の電源電圧Ｖｂまで復帰させることができ、現状の電源電圧Ｖｂをすぐさまモニタできるようになる。
【００２６】
本発明は上記実施態様になんら限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
例えば、第１実施態様ではフィルタを、ソフトウェアで処理する方式の例で説明したが、バンドパスフィルタなどハードウェアのフィルタにて電圧信号を処理するものであってもよい。
また、フィルタ処理の計算式として、なまし回数でなまし処理する方式で説明したが、これに限定されるものではなく、電源電圧を所定の割合で加減算する処理方式であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気式動力舵取装置の主な構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置及びモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図３】制御装置による電源電圧のフィルタ処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明における現在の電源電圧と、制御装置にてフィルタ処理された電圧との関係を示すグラフである。
【図５】従来における電源電圧と、制御装置で認識される検出電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
６ 電動モータ
２０ 制御装置（電源電圧異常監視手段）
３５ モータ駆動回路
Ｂ バッテリ
Ｖｂ 電源電圧
Ｖｆ フィルタ処理した電圧

Claims (1)

1. ハンドル操舵に応じたアシスト力を付与するモータを制御するとともに電源電圧を電源電圧異常監視手段にて監視するようにした電気式動力舵取装置用制御装置において、前記電源電圧異常監視手段には、電源電圧を異なる時定数にてフィルタ処理する二つのフィルタを設け、前記電源電圧をその電圧上昇時は早く応答する時定数を有するフィルタでフィルタ処理し、前記電源電圧をその電圧下降時は緩やかに応答する時定数を有するフィルタでフィルタ処理し、それらいずれかのフィルタによる処理後の電圧に基づいて電源電圧の異常を判定することを特徴とする電気式動力舵取装置用制御装置。

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