JP6053651B2 - パワーステアリング装置および車両搭載機器の制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態1におけるパワーステアリング装置を示す概略図である。図1に示すパワーステアリング装置は、ステアリングホイール(図示省略),ステアリングシャフト(操舵軸)1,ピニオン軸2,ラック軸3により基本的な操舵機構が構成されている。この操舵機構は、運転者によってステアリングホイールが回転操作されると、そのステアリングホイールの操舵トルクがステアリングシャフト1を介してピニオン軸2に伝達されると共に、ピニオン軸2の回転運動がラック軸3の直線運動に変換され、ラック軸3の両端に連結された左右の転舵輪(図示省略)が転舵するようになっている。つまり、ラック軸3には、ピニオン軸2が噛み合いするラック歯が形成されており、そのラック歯とピニオン軸との噛合をもってステアリングシャフト1の回転を転舵動作に変換する変換機構が構成される。
次に、S10において、第2比較信号生成回路17bで、舵角検出信号θs(Sub),モータ回転角検出信号θm(Sub),トーションバーの捻れ剛性値Ktb,ピニオン軸2からモータシャフトまでの減速比Ngに基づいて、操舵トルク演算信号Tts(Sub)を演算する。操舵トルク演算信号Tts(Sub)の演算方法は、操舵トルク演算信号Tts(Main)と同様である。
実施形態1では操舵トルクセンサTS1,TS2の操舵トルク検出信号Tt(Main),Tt(Sub)の異常を検出したが、本実施形態2では、操舵角センサAS1,AS2の舵角検出信号θs(Main),θs(Sub)の異常を検出するものである。
舵角センサASがトーションバーよりも転舵輪側に設けられている場合は、ピニオン軸2における回転角θpが舵角演算信号θssとなり、トーションバーの捻れ角T/Ktbは不要となる。
本実施形態3は、モータ回転角センサ61,62のモータ回転角検出信号θm(Main),θm(Sub)の異常を検出するものである。
すなわち、モータ回転角演算信号θmsは以下の(3)式となる。
舵角センサASがトーションバーよりも転舵輪側に設けられている場合は、舵角検出信号θsがピニオン軸2における回転角θpとなり、Tt/Ktbは不要となる。
本実施形態4は、インバータ回路12のパワーステアリング装置制御(以下、EPS制御用と称する)用の電流検出信号,過電流検出用の電流検出信号の異常を検出するものである。
本実施形態5は、実施形態1の異常確定回路において、異常を確定させる異常検知カウンタの閾値を操舵トルク検出信号Tt(Main)とTt(Sub)の信号の偏差量に応じて可変にしたものである。
異常検知閾値1<偏差量≦異常検知閾値2 異常確定時間A(ms)
異常検知閾値2<偏差量≦異常検知閾値3 異常確定時間B(ms)
異常検知閾値1<偏差量 異常確定時間C(ms)
まず、S81において、偏差量が異常検知閾値1以上か否か判定する。偏差量が異常検知閾値1以上であればS82へ移行し、異常検知閾値1未満であればS22へ移行し、異常検知カウンタを0にクリアする。
前記舵角センサは、前記操舵軸のうち前記トーションバーよりも前記ステアリングホイール側の前記操舵軸の回転角を検出し、
前記電動モータは、前記操舵機構のうち前記トーションバーよりも前記転舵輪側に接続され、
前記比較信号生成回路は、前記第1モータ回転角検出信号および前記トーションバーの捩れ量に基づき前記第1舵角演算信号を演算し、前記第2モータ回転角検出信号および前記トーションバーの捩れ量に基づき前記第2舵角演算信号を演算することを特徴とするパワーステアリング装置。
前記操舵トルクセンサは、前記操舵軸のうち前記ステアリングホイール側の回転角を検出する第1角度センサと、前記操舵軸のうち前記転舵輪側の回転角を検出する第2角度センサとを備え、前記第1角度センサと前記第2角度センサの出力信号に基づき前記トーションバーの捩れ量を演算することにより前記操舵トルクを検出するものであって、
前記第1操舵トルク検出信号は前記第1角度センサの出力信号であって、前記第2操舵トルク検出信号は前記第2角度センサの出力信号であって、
前記舵角センサは、前記操舵軸のうち前記トーションバーよりも前記ステアリングホイール側の前記操舵軸の回転角を検出し、
前記電動モータは、前記操舵機構のうち前記トーションバーよりも前記転舵輪側に接続され、
前記第1異常検出回路は、前記第2操舵トルク検出信号と前記第1モータ回転角検出信号または第2モータ回転角検出信号同士を比較することにより前記操舵トルクセンサまたは前記モータ回転角センサの異常を検出することを特徴とするパワーステアリング装置。
前記第1の応答性と前記第2の応答性とが近づくように、前記第1の応答性および前記第2の応答性を調整することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
4…ECU
TS,TS1,TS2…操舵トルクセンサ
AS,AS1,AS2…舵角センサ
6,61,62…モータ回転角センサ
Tt(Main),Tt(Sub)…操舵トルク検出信号
θs(Main),θs(Sub)…舵角検出信号
θm(Main),θm(Sub)…モータ回転角検出信号
Tts(Main),Tts(Sub)…操舵トルク演算信号
θss(Main),θss(Sub)…舵角演算信号
θms(Main),θms(Sub)…モータ回転角演算信号
16…第1異常検出回路
17a,17b…比較信号生成回路
18…第2異常検出回路
19…制御継続判断回路
Claims (7)
- ステアリングホイールの操舵操作に応じて転舵輪を転舵させる操舵機構と、
前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
前記電動モータを駆動制御するECUと、
前記ECUに設けられ、車両の運転状態に応じて前記電動モータを駆動制御するモータ指令信号を出力するモータ制御回路と、
前記操舵機構に設けられ、前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記操舵機構に設けられ、前記ステアリングホイールの操舵量である舵角を検出する舵角センサと、
前記電動モータに設けられ、前記電動モータのロータの回転角を検出するモータ回転角センサと、
前記ECUに設けられ、前記操舵トルクセンサから出力される2つの操舵トルク検出信号であって、互いに異なる検出素子から検出される操舵トルク検出信号、または共通の検出素子によって検出された後、互いに異なる電子回路を介して出力される第1および第2操舵トルク検出信号を受信するトルク信号受信部と、
前記ECUに設けられ、前記舵角センサから出力される2つの舵角検出信号であって、互いに異なる検出素子から検出される舵角検出信号、または共通の検出素子によって検出された後、互いに異なる電子回路を介して出力される第1および第2舵角検出信号を受信する舵角信号受信部と、
前記ECUに設けられ、前記モータ回転角センサから出力される2つのモータ回転角検出信号であって、互いに異なる検出素子から検出されるモータ回転角検出信号、または共通の検出素子によって検出された後、互いに異なる電子回路を介して出力される第1および第2モータ回転角検出信号を受信するモータ回転角信号受信部と、
前記ECUに設けられ、前記第1操舵トルク検出信号と前記第2操舵トルク検出信号との比較である第1の比較、前記第1舵角検出信号と前記第2舵角検出信号との比較である第2の比較、および前記第1モータ回転角検出信号と前記第2モータ回転角検出信号との比較である第3の比較のうち、いずれか1つを行うことにより、前記操舵トルクセンサ、前記舵角センサ、または前記モータ回転角センサの異常を検出する第1異常検出回路と、
前記第1異常検出回路に設けられ、前記第1異常検出回路において行われた前記比較によって異常が検出され、前記異常の状態が予め設定された時間継続したとき、異常を確定する異常確定回路と、
前記ECUに設けられ、前記第1、第2、および第3の比較のうち、前記第1異常検出回路で比較が行われた信号である既比較信号以外の信号を用いて、前記既比較信号と単位が同じ信号を生成または選択する比較信号生成回路と、
前記ECUに設けられ、前記比較信号生成回路によって生成または選択された信号と前記既比較信号である2つの信号を比較し、同じまたは近い値を示す信号の数が最も多い信号の値を正常値とし、その他の信号の値を異常値として検出する第2異常検出回路と、
前記ECUに設けられ、前記異常確定回路において異常が確定する前に前記第2異常検出回路において前記正常値が演算されたとき、前記正常値を用いて前記モータ制御回路による前記電動モータの駆動制御を継続し、前記第2異常検出回路において前記正常値が演算される前に前記異常確定回路において異常が確定したとき、前記モータ制御回路による前記電動モータの駆動制御を中止または制限する制御継続判断回路と、
を有することを特徴とするパワーステアリング装置。 - 前記操舵機構は、前記ステアリングホイールに接続された操舵軸と、前記操舵軸の途中に設けられ前記操舵軸の前記ステアリングホイール側と前記転舵輪側とを相対回転可能に接続するトーションバーを備え、
前記操舵トルクセンサは、前記操舵軸のうち前記ステアリングホイール側の回転角を検出する第1角度センサと、前記操舵軸のうち前記転舵輪側の回転角を検出する第2角度センサとを備え、前記第1角度センサと前記第2角度センサの出力信号に基づき前記トーションバーの捩れ量を演算することにより前記操舵トルクを検出するものであって、
前記第1操舵トルク検出信号は前記第1角度センサの出力信号であって、前記第2操舵トルク検出信号は前記第2角度センサの出力信号であって、
前記第1異常検出回路は、前記第1の比較を行うことにより前記トルクセンサの異常を検出することを特徴とする請求項1記載のパワーステアリング装置。 - 前記舵角センサは、前記操舵軸のうち前記トーションバーよりも前記ステアリングホイール側の前記操舵軸の回転角を検出し、
前記電動モータは、前記操舵機構のうち前記トーションバーよりも前記転舵輪側に接続され、
前記比較信号生成回路は、前記第1舵角検出信号と前記第1モータ回転角検出信号に基づき前記操舵トルクに相当する第1操舵トルク演算信号を演算すると共に、前記第2舵角検出信号と前記第2モータ回転角検出信号に基づき前記操舵トルクに相当する第2操舵トルク演算信号を演算し、
前記第2異常検出回路は、前記第1操舵トルク検出信号、前記第2操舵トルク検出信号、前記第1操舵トルク演算信号、および前記第2操舵トルク演算信号を用いて前記正常値を演算することを特徴とする請求項2記載のパワーステアリング装置。 - 前記第1異常検出回路は、前記第2の比較を行うことにより前記舵角センサの異常を検出することを特徴とする請求項1記載のパワーステアリング装置。
- 前記比較信号生成回路は、前記第1モータ回転角検出信号に基づき前記舵角に相当する第1舵角演算信号を演算し、前記第2モータ回転角検出信号に基づき前記舵角に相当する第2舵角演算信号を演算し、
前記第2異常検出回路は、前記第1舵角検出信号、前記第2舵角検出信号、前記第1舵角演算信号、および前記第2舵角演算信号を用いて前記正常値を演算することを特徴とする請求項4記載のパワーステアリング装置。 - ステアリングホイールの操舵操作に応じて転舵輪を転舵させる操舵機構と、
前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
前記電動モータを駆動制御するECUと、
前記ECUに設けられ、車両の運転状態に応じて前記電動モータを駆動制御するモータ指令信号を出力するモータ制御回路と、
前記操舵機構に設けられ、前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記操舵機構に設けられ、前記ステアリングホイールの操舵量である舵角を検出する舵角センサと、
前記電動モータに設けられ、前記電動モータのロータの回転角を検出するモータ回転角センサと、
前記ECUに設けられ、前記操舵トルクセンサから出力される2つの操舵トルク検出信号であって、互いに異なる検出素子から検出される操舵トルク検出信号、または共通の検出素子によって検出された後、互いに異なる電子回路を介して出力される第1および第2操舵トルク検出信号を受信するトルク信号受信部と、
前記ECUに設けられ、前記舵角センサから出力される2つの舵角検出信号であって、互いに異なる検出素子から検出される舵角検出信号、または共通の検出素子によって検出された後、互いに異なる電子回路を介して出力される第1および第2舵角検出信号を受信する舵角信号受信部と、
前記ECUに設けられ、前記モータ回転角センサから出力される2つのモータ回転角検出信号であって、互いに異なる検出素子から検出されるモータ回転角検出信号、または共通の検出素子によって検出された後、互いに異なる電子回路を介して出力される第1および第2モータ回転角検出信号を受信するモータ回転角信号受信部と、
前記ECUに設けられ、前記第1操舵トルク検出信号、前記第2操舵トルク検出信号、前記第1舵角検出信号、前記第2舵角検出信号、前記第1モータ回転角検出信号、および前記第2モータ回転角検出信号のうち、単位が同じもの同士を比較することにより、前記操舵トルクセンサ、前記舵角センサ、または前記モータ回転角センサの異常を検出する第1異常検出回路と、
前記第1異常検出回路に設けられ、前記第1異常検出回路において行われた前記比較によって異常が検出され、前記異常の状態が予め設定された時間継続したとき、異常を確定する異常確定回路と、
前記ECUに設けられ、前記第1異常検出回路で比較が行われた信号である既比較信号以外の信号を用いて、前記既比較信号と単位が同じ信号を生成または選択する比較信号生成回路と、
前記ECUに設けられ、前記比較信号生成回路によって生成または選択された比較用信号と前記既比較信号である2つの信号を比較し、同じまたは近い値を示す信号の数が最も多い信号の値を正常値とし、その他の信号の値を異常値として検出する第2異常検出回路と、
前記ECUに設けられ、前記異常確定回路において異常が確定する前に前記第2異常検出回路において前記正常値が演算されたとき、前記正常値を用いて前記モータ制御回路による前記電動モータの駆動制御を継続し、前記第2異常検出回路において前記正常値が演算される前に前記異常確定回路において異常が確定したとき、前記モータ制御回路による前記電動モータの駆動制御を中止または制限する制御継続判断回路と、
を有することを特徴とするパワーステアリング装置。 - 車両搭載機器の制御装置であって、
前記車両搭載機器の動作状況を検出し、電気信号として検出信号を出力する検出素子と、
前記検出素子から出力された前記検出信号に基づき、前記車両搭載機器を制御する制御回路と、
前記検出素子と前記制御回路の間に設けられ、前記検出素子から出力された前記検出信号に帯域制限をかけ、または特定の周波数成分を取り出した後、前記制御回路に出力する第1フィルタ回路と、
前記検出素子と前記制御回路の間に設けられ、前記第1フィルタ回路とほぼ同じ応答性を有し、前記検出素子から出力された前記検出信号に帯域制限をかけ、または特定の周波数成分を取り出した後、前記制御回路に出力する第2フィルタ回路と、
前記検出素子と前記制御回路の間に設けられ、前記第1フィルタ回路とは異なる応答性を有し、前記検出素子から出力された前記検出信号に帯域制限をかけ、または特定の周波数成分を取り出した後、前記制御回路に出力する第3フィルタ回路と、
前記検出素子と前記制御回路の間に設けられ、前記第3フィルタ回路とほぼ同じ応答性を有し、前記検出素子から出力された前記検出信号に帯域制限をかけ、または特定の周波数成分を取り出した後、前記制御回路に出力する第4フィルタ回路と、
前記第1フィルタ回路からの出力信号と前記第2フィルタ回路からの出力信号とを比較することにより、前記検出素子、前記第1フィルタ回路、または前記第2フィルタ回路の異常を検出する第1異常検出回路と、
前記第1異常検出回路に設けられ、前記第1異常検出回路において行われた前記比較によって異常が検出され、この異常の状態が予め設定された時間継続したとき、異常を確定する第1異常確定回路と、
前記第3フィルタ回路からの出力信号と前記第4フィルタ回路からの出力信号とを比較することにより、前記検出素子、前記第3フィルタ回路、または前記第4フィルタ回路の異常を検出する第2異常検出回路と、
前記第2異常検出回路に設けられ、前記第2異常検出回路において行われた前記比較によって異常が検出され、この異常の状態が予め設定された時間継続したとき、異常を確定する第2異常確定回路と、
前記第1フィルタ回路および前記第2フィルタ回路の出力信号が入力され、前記第1のフィルタ回路と前記第2のフィルタ回路からの出力信号の応答性である第1の応答性と、前記第3のフィルタ回路と前記第4のフィルタ回路からの出力信号の応答性である第2の応答性とが近づくように前記第1の応答性を調整する応答性調整回路と、
前記応答性調整回路において応答性が調整された前記第1のフィルタ回路からの出力信号および前記第2のフィルタ回路からの出力信号、ならびに前記第3のフィルタ回路からの出力信号および前記第4のフィルタ回路からの出力信号同士を比較し、同じまたは近い値を示す信号の数が最も多い信号の値を正常値とし、その他の信号の値を異常値として検出する第3異常検出回路と、
前記第1異常確定回路または前記第2異常確定回路において異常が確定する前に前記第3異常検出回路において前記正常値が演算されたとき、前記正常値を用いて前記制御回路による前記車両搭載機器の制御を継続し、前記第3異常検出回路において前記正常値が演算される前に前記第1異常確定回路または前記第2異常確定回路において異常が確定したとき、前記制御回路による前記車両搭載機器の制御を中止または制限する制御継続判断回路と、
を有することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
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