JP4628825B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Description
また、運転者の操舵に関する負担を軽減する別の装置として、車両進行方向道路の車線を検知し該車線に沿って車両が走行するように操舵を補助する操舵装置(以下、レーンキープ・アシストシステム、略してLKASと称す)がある(例えば、特許文献2参照)。
このように構成した場合には、従来の電動パワーステアリング装置のときのようにFETの故障診断許可条件を操舵トルクがゼロのときとすると、以下のような不具合が生じる。
このように構成することにより、レーンキープモードのときにも、モータを作動させる必要のない適正なタイミングでFETのON故障診断を実行することが可能となる。なお、FETのON故障とは、FETをOFFにすることができずON状態を継続してしまう故障状態をいう。
このように構成することにより、レーンキープモードのときにも、多相ブラシレスモータを作動させる必要のない適正なタイミングでFETのON故障診断を実行することが可能となる。
このように構成することにより、FETがON故障しているか否かの診断を適正に下すことが可能になる。
請求項2に係る発明によれば、レーンキープモードのときに、多相ブラシレスモータを作動させる必要のない適正なタイミングでFETのON故障診断を実行することができるので、FETのON故障診断中にレーンキープアシスト機能が損なわれるのを防止することができる。
請求項3に係る発明によれば、FETがON故障しているか否かの診断を適正に下すことが可能になる。
この車両用操舵装置は、運転者がステアリングホイールを操作したときに操舵力をアシストする所謂パワーステアリング装置としての機能(以下、パワーアシスト機能という)と、車両進行方向道路の車線に沿って車両が走行するように操舵を補助する機能(以下、レーンキープアシスト機能という)を備えている。
また、車体の適所には、各前輪9の車輪速を検出するための車輪速センサ17、車両のヨーレートを検出するためのヨーレートセンサ18、アクセルペダルの踏み込み量を検出するためのアクセルセンサ19、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するためのブレーキセンサ20、車両前方を撮影するCCDカメラ21、車両前方に変調波を発進するミリ波レーダ装置22、レーンキープ・アシストシステムの作動(ON)と非作動(OFF)を選択するためのモード切替スイッチ23が取り付けられている。
なお、レーンキープアシスト制御装置31、ステアリング制御装置32、画像処理制御装置33、レーダ出力処理制御装置34はいずれもマイクロコンピュータで構成されており、レーンキープアシスト制御装置31とステアリング制御装置32は相互に必要な情報を通信可能に接続されている。
EPSアシストトルク算出部41は、運転者がステアリングホイール3を操作したときの操舵力を補助するために必要なステアリングモータ10の制御量を算出するものであり、操舵トルクセンサ16と車輪速センサ17の各出力信号に基づいて、運転者の操舵力を補助するアシストトルクに対応する目標電流(以下、EPSアシスト目標電流という)Iaを算出する。このEPSアシスト目標電流Iaの算出方法は従来の電動パワーステアリングと同じであるので詳細説明は省略するが、概略、操舵トルクが大きくなるにしたがってEPSアシスト目標電流Iaが大きくなり、車速が大きくなるにしたがってEPSアシスト目標電流Iaが小さくなるように設定される。なお、車速は車輪速センサ17の出力信号に基づいて算出される。
そして、ステアリングモータ10に流れる実電流が目標電流と一致するようにステアリングモータ10への出力電流を制御し、駆動回路35を介してステアリングモータ10に供給することにより、ステアリングモータ10の出力トルクを制御する。
この実施例において、EPSアシストトルク算出部41は、操舵入力検出手段(操舵トルクセンサ16)で検出された操舵入力(操舵トルク)に応じて目標電流(EPSアシスト目標電流Ia)を算出しモータ(ステアリングモータ10)を制御するモータ制御手段を構成する。
また、ステアリングモータ10を逆回転する場合には、FET92のゲートG2をPWM駆動すると同時にFET93のゲートG3をオン駆動し、FET91,94のゲートG1,G4をオフ駆動する。これにより電流が、バッテリ36→FET92→端子A2→ステアリングモータ10→端子A1→FET93→GNDの経路で流れ、ステアリングモータ10は逆回転する。
なお、ステアリングモータ10に流す電流は、PWM駆動のデューティ比を制御することにより変更することができる。
FET91〜94のON故障診断処理を図4のフローチャートを参照して説明する。 まず、全てのFET91〜94にOFF指令を出し(ステップS101)、このOFF指令中に端子A1,A2の電位を電圧検出手段43,44で検出する(ステップS102)。
次に、検出された端子電圧A1,A2が所定値よりも低いか否かを判定する(ステップS103)。
全てのFET91〜94が正常(ON故障なし)の場合には、両端子A1,A2の電位は所定値以上になるはずなので、ステップS103における判定結果が「NO」(端子電圧≧所定値)である場合は、FET91〜94が正常であると判定する(ステップS104)。
一方、ステップS130における判定結果が「YES」である場合は、FET91〜94のいずれかがON故障していると判定する(ステップS105)。例えば、電圧検出手段43で検出された端子A1の電位は前記所定値以内にあるが、電圧検出手段44で検出された端子A2の電位が前記所定値よりも低い場合には、FET94がON故障していることが考えられる。
モード切替スイッチ23をOFFにしてレーンキープ・アシストシステム非作動を選択した場合には、LKASアシストトルク算出部42はレーンキープアシスト目標電流ILをゼロとし、EPSアシストトルク算出部41で算出されるEPSアシスト目標電流Iaによりステアリングモータ10の出力制御が実行される。
まず、ステップS201においてレーンキープモードか否かを判定する。ステップS201における判定結果が「NO」(非レーンキープモード)の場合は、ステップS202に進み、操舵トルクセンサ16で検出された操舵トルクセンサの絶対値が所定値(ゼロに近い所定トルク値)以下か否かを判定する。
ステップS202における判定結果が「YES」(|操舵トルク|≦所定値)である場合はステップS203に進み、図4に示すフローチャートにしたがってON故障診断処理を実行する。
ステップS204における判定結果が「YES」(|モータ回転数|≦所定値)である場合はステップS203に進み、図4に示すフローチャートにしたがってON故障診断処理を実行する。
ステップS205における判定結果が「NO」(正常)である場合は、ステップS206に進み通常モードとして、本ルーチンの実行を一旦終了する。なお、ステップS202における判定結果が「NO」(|操舵トルク|>所定値)である場合、および、ステップS204における判定結果が「NO」(|モータ回転数|>所定値)である場合も、ON故障診断処理を実行すべきではないので、ステップS206に進み通常モードにして、本ルーチンの実行を一旦終了する。ここで、通常モードとは、規定通りに算出された目標電流Itにしたがってステアリングモータ10の出力制御を実行するモードである。
このようにFET−ON故障診断を許可・禁止することにより、レーンキープモードのときにも、ステアリングモータ10を作動させる必要のない適正なタイミングでFETのON故障診断を実行することが可能となる。その結果、FETのON故障診断中にレーンキープアシスト機能が損なわれるのを防止することができる。
図6は三相ブラシレスモータからなるステアリングモータ10の駆動回路35の一例であり、バッテリ(例えば、12V)36の高電位側にドレインが接続される3つのFET(スイッチング素子)81,82,83と、バッテリ36の低電位側(接地:GND)にソースが接続される3つのFET(スイッチング素子)84,85,86を備えたブリッジ回路で構成されている。アームの高電位側FET81,82,83と低電位側FET84,85,86との間にはそれぞれモータ用の端子A11,A12,A13が設けられ、この端子A11,A12,A13にステアリングモータ10が接続され、さらに、端子A11,A12,A13にプルアップ回路37が接続されている。なお、図6では、電圧検出手段、故障判定手段を省略している。
そこで、ステアリングモータ10をブラシレスモータで構成した場合には、モータ回転数だけでなく、ステアリングモータ10に対する目標電流Itに基づいて、ステアリングモータ10を駆動しているか否かを判定し、FET−ON故障診断の許可・禁止を判定する。なお、目標電流Itに代わりに、ステアリングモータ10の実電流やFETの駆動デューティに基づいて、ステアリングモータ10を駆動しているか否かを判定することもできる。
ブラシレスモータでステアリングモータ10を構成した場合には、ステップS204における判定結果が「YES」(|モータ回転数|≦所定値)である場合に、ステップS208に進み、ステアリングモータ10の目標電流Itの絶対値が所定値(ゼロに近い所定電流値)以下か否かを判定する。
一方、ステップS208における判定結果が「NO」(|It|>所定値)である場合は、例えステアリングモータ10の回転数がゼロ近傍の所定範囲内であってもステアリングモータ10を駆動している可能性があり、FET−ON故障診断を許可すべきでないので、ステップS206に進み通常モードにする。
これ以外の処理については図5に示すフローチャートにおける各処理と同じであるので、同一ステップに同一符号を付してその説明を省略する。
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、この発明に係る車両用操舵装置は、前述した実施例の電動パワーステアリング装置への適用に限るものではなく、ステア・バイ・ワイヤ・システムの操舵装置(SBW)にも適用可能である。SBWは、操作子と転舵機構とが機械的に分離されていて、操作子に反力を作用させる反力モータと、転舵機構に設けられて転舵輪を転舵させる力を発生させるステアリングモータとを備えた操舵システムである。そして、その場合、複数のスイッチング素子からなる駆動回路により駆動されるモータは、ステアリングモータであってもよいし、反力モータであってもよいし、あるいは両方であってもよい。
16 操舵トルクセンサ(操舵入力検出手段)
35 駆動回路
41 EPSアシストトルク算出部(モータ制御手段)
81〜86、91〜94 FET(スイッチング素子)
A1,A2,A11〜A13 端子(モータ端子)
Claims (3)
- 複数のスイッチング素子からなる駆動回路により駆動されるモータと、
操舵入力検出手段で検出された操舵入力に応じて目標電流を算出し前記モータを制御するモータ制御手段と、
前記スイッチング素子のON故障を診断する故障診断手段と、
前記車両と車両進行方向車線との位置関係を認識し該位置関係に応じて前記目標電流を補正するレーンキープモードと、
前記レーンキープモードか否かを判定するレーンキープモード判定手段と、
を備える車両用操舵装置において、
前記レーンキープモード判定手段が、前記レーンキープモード中だと判定した時には、前記モータ回転数が所定値以下のときに前記故障診断手段によるON故障診断を実行し、
前記レーンキープモード判定手段が、前記レーンキープモード中ではないと判定した時には、前記操舵入力が所定値以下のときに前記故障診断手段によるON故障診断を実行することを特徴とする車両用操舵装置。 - 複数のスイッチング素子からなる駆動回路により駆動される多相ブラシレスモータと、
操舵入力検出手段で検出された操舵入力に応じて目標電流を算出し前記モータを制御するモータ制御手段と、
前記スイッチング素子のON故障を診断する故障診断手段と、
前記車両と車両進行方向車線との位置関係を認識し該位置関係に応じて前記目標電流を補正するレーンキープモードと、
前記レーンキープモードか否かを判定するレーンキープモード判定手段と、
を備える車両用操舵装置において、
前記レーンキープモード判定手段が、前記レーンキープモード中だと判定した時には、前記モータ回転数が所定値以下で且つ前記目標電流が所定値以下のときに前記故障診断手段によるON故障診断を実行し、
前記レーンキープモード判定手段が、前記レーンキープモード中ではないと判定した時には、前記操舵入力が所定値以下のときに前記故障診断手段によるON故障診断を実行することを特徴とする車両用操舵装置。 - 前記故障診断手段によるON故障診断は、全ての前記スイッチング素子にOFF指令を出し、前記駆動回路を構成するブリッジ回路のアームの高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子との間に設けられたモータ端子の電位が所定範囲内にあるかを否かにより行われることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用操舵装置。
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