JP6571863B2 - パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に適用されるパワーステアリング装置の制御装置に関する。
従来のパワーステアリング装置の制御装置としては、以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
この制御装置は、ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達する操舵機構と、該操舵機構に操舵アシスト力を付与する電動モータと、前記操舵機構を収容するハウジングと、該ハウジングの内部の鉛直方向下部に設けられ、前記ハウジングの内部に浸入した水を検知する水検出部と、を備えたパワーステアリング装置に適用されている。また、前記制御装置は、前記水検出部と電気的に接続されており、該水検出部から水を検知したことを示す信号を受信することをもって前記パワーステアリング装置のハウジングの内部に水が浸入した異常状態にあると判断するようになっている。
特開2014−234102号公報
近年、車両の安全性向上の観点から、パワーステアリング装置の異常判断を行うことへの需要が高くなっており、前述した制御装置による異常判断の方法以外にも、パワーステアリング装置の仕様や構成に合わせた様々な手法が発案されることが望まれていた。
本発明は、前述の要望に応えるべく案出されたものであって、パワーステアリング装置に発生する振動に基づき該パワーステアリング装置の異常を検出可能なパワーステアリング装置の制御装置を提供することを目的としている。
本発明は、ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達する操舵機構と、該操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、を備えたパワーステアリング装置の制御装置であって、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じて前記電動モータを駆動制御する指令信号を演算し、該指令信号を前記電動モータに出力する指令信号演算部と、前記パワーステアリング装置の振動の信号を受信する振動信号受信部と、該振動信号受信部が受信した前記振動の信号に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する異常判断部と、を有することを特徴としている。
本発明によれば、パワーステアリング装置に発生する振動に基づき該パワーステアリング装置の異常を検出することができる。
本発明の第1実施形態に係るパワーステアリング装置の斜視図である。 同パワーステアリング装置の縦断面図である。 同パワーステアリング装置の操舵アシスト機構を拡大して示す縦断面図である。 本実施形態に係る制御装置を示す分解斜視図である。 同制御装置の縦断面図である。 図2のA−A線断面図である。 本実施形態の制御装置に係る電気システムの構成を示すブロック図である。 同制御装置の演算回路構成を示す制御ブロック図である。 操舵操作時にハウジングに生じる振動を計測する実験の結果を示すグラフであって、(a)は振動のX軸方向の加速度成分を周波数毎にプロットして示し、(b)はY軸方向の加速度成分を周波数毎にプロットして示し、(c)は振動のZ軸方向の加速度成分を周波数毎にプロットして示したものである。 本実施形態に係るパワーステアリング装置が搭載された車両を良路及び悪路で走行させた際の路面からハウジングに入力される振動の振動レベルを周波数毎にプロットして示すグラフである。 第1実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第3実施形態に係る制御装置の電気システム構成を示すブロック図である。 第3実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理の上流側を示すフローチャートである。 第3実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理の下流側を示すフローチャートである。 本発明の第4実施形態に係る制御装置の電気システム構成を示すブロック図である。 第4実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理の上流側を示すフローチャートである。 第4実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理の下流側を示すフローチャートである。 操舵操作時にハウジングに生じる振動の振動レベルを操舵速度別に示すグラフであって、(a)はステアリングホイールを操舵速度90度/秒で操舵操作した場合の振動レベルを示し、(b)はステアリングホイールを操舵速度360度/秒で操舵操作した場合の振動レベルを示している。 本発明の第5実施形態に係る制御装置の電気システム構成を示すブロック図である。 第5実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理の上流側を示すフローチャートである。 第5実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理の下流側を示すフローチャートである。 第6実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理の上流側を示すフローチャートである。 第6実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理の下流側を示すフローチャートである。 本発明の第7実施形態に係る制御装置の電気システム構成を示すブロック図である。 第7実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理の上流側を示すフローチャートである。 第7実施形態におけるパワーステアリング装置の異常判断制御処理の下流側を示すフローチャートである。
以下、本発明に係るパワーステアリング装置の制御装置の各実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
まず、図1〜図6に基づいて、本実施形態に係る制御装置及び該制御装置が適用されたパワーステアリング装置の基本的な構成について説明する。
本実施形態のパワーステアリング装置は、図1及び図2に示すように、図示外のステアリングホイールの回転を図示外の転舵輪に伝達する操舵機構1と、操舵情報等に基づき操舵機構1に操舵アシスト力を付与して運転者のステアリング操作を補助する操舵アシスト機構2と、これら両機構1,2のそれぞれ少なくとも一部を内部に収容するハウジング3と、を備えている。
前記操舵機構1は、一端側が前記ステアリングホイールと一体回転可能に連係された入力軸4と、一端側が図示外のトーションバーを介して入力軸4に相対回転可能に接続されたピニオン軸5と、外周に形成された図示外のラック歯がピニオン軸5の図示外のピニオン歯と噛合して車両の幅方向(軸方向)に移動するラック軸6と、から主として構成されている。そして、前記ラック軸6の両端部には、それぞれタイロッド7,7及び図示外のナックルアーム等を介して前記転舵輪が連係されており、運転者が前記ステアリングホイールを操舵操作すると、ラック軸6の軸方向への移動に伴い前記各ナックルアームが引っ張られることにより、前記各転舵輪の向きが変更されるようになっている。
また、前記入力軸4及びピニオン軸5を収容するセンサハウジング8の内部には、運転者の操舵操作によって操舵機構1に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサ9(図7参照)と、前記ステアリングホイールの中立位置からの回転量である舵角を検出する舵角センサ10(図7参照)と、が設けられている。
前記トルクセンサ9は、前記トーションバーの捩れによる入力軸4とピニオン軸5の相対回転角度の差に基づき操舵トルクを演算するもので、前記ステアリングホイールからラック軸6までの一連の操舵力伝達経路のうち、前記トーションバーよりもステアリングホイール側となる入力軸4に一体回転可能に設けられている。また、前記トルクセンサ9は、メインとサブからなる一対のトルク検出部9a,9bを有し、該両トルク検出部9a,9bによってメイン及びサブの操舵トルクを検出した後、これら操舵トルクの信号であるメイン及びサブのトルク信号Tr(Main),Tr(Sub)を後述する制御装置14に出力する。
前記舵角センサ10は、メインとサブからなる一対の舵角検出部10a,10bを有し、該両舵角検出部10a,10bによってメイン及びサブの舵角を検出した後、これら舵角の信号であるメイン及びサブの舵角信号θs(Main),θs(Sub)を制御装置14に出力する。
前記操舵アシスト機構2は、図2及び図3に示すように、トルクセンサ9や舵角センサ10の検出結果等に基づき操舵アシスト力を出力するモータユニット11と、該モータユニット11が出力した操舵アシスト力(回転力)を減速しつつラック軸6の軸方向への移動力に変換して該ラック軸6に伝達する伝達機構12と、を備えている。
前記モータユニット11は、後述する入力プーリ38を回転駆動することによって伝達機構12を介してラック軸6へ操舵アシスト力を付与する電動モータ13と、該電動モータ13に付設され、トルク信号Trや車両速度等のパラメータに応じて電動モータ13を駆動制御する制御装置14と、が一体的に構成されたものである。
前記電動モータ13は、三相交流電力に基づき駆動されるいわゆる三相インダクションモータであって、ほぼ有底円筒状に形成されていると共に、開口端が端壁19によって閉塞されたモータハウジング15と、該モータハウジング15の内周面に圧入等により固定されたほぼ円筒状のステータ16と、該ステータ16の内周側に微小な隙間を隔てて配置されたほぼ円筒状のロータ17と、該ロータ17の内周に一体回転可能に固定され、ロータ17の回転を外部へ出力する駆動軸18と、を備えている。
前記モータハウジング15は、その底部側がハウジング3の一部である後述の伝達機構収容部47の開口部と係合した状態で該伝達機構収容部47に対してボルト締結されている。
前記駆動軸18は、図3に示すように、制御装置14と反対側の一端部18aがモータハウジング15の底壁に設けられた第1ボールベアリング20aによって回転自在に支持された状態で伝達機構収容部47の内部に突出している一方、他端部18bが端壁19に設けられた第2ボールベアリング20bによって回転自在に支持された状態で制御装置14の後述する制御ハウジング22の内部に突出している。また、前記駆動軸18の他端部18bには、電動モータ13の回転角の検出に供される永久磁石21が取り付けられている。
前記制御装置14は、特に図4及び図5に示すように、制御ハウジング22と、該制御ハウジング22の内部に収容されて電動モータ13の駆動制御等に供される制御回路23と、を備えている。
前記制御ハウジング22は、電動モータ13と反対側の端部が開口した矩形箱状のケース部材24と、該ケース部材24の開口部にボルト26によって結合され、該開口部を閉塞するカバー部材25と、を備えている。
前記ケース部材24は、底壁24aの鉛直方向上端側に断面ほぼ矩形状の貫通孔24bが貫通形成されていると共に、この貫通孔24bの電動モータ13側の端部には、トルクセンサ9や舵角センサ10及び車両に搭載されたバッテリVB(図7参照)等を制御回路23に接続するための外部接続コネクタ27が複数のボルト28によって締結固定されている。
また、前記底壁24aの外端面の鉛直方向下側には、ほぼ円筒状に形成された筒状部24cが突出形成されている。この筒状部24cは、内径がモータハウジング15の開口端部の外径よりも僅かに大きく形成され、該開口端部と係合した状態でモータハウジング15にボルト締結されている。また、底壁24aのうち筒状部24cに囲まれた部分には、モータハウジング15の内部と制御ハウジング22の内部とを連通させる連通孔24dが貫通形成されている。
前記制御回路23は、バッテリVBから供給される電力に基づき電動モータ13に供給する三相交流電力を生成するパワーモジュール29と、該パワーモジュール29のうちMOS−FETに代表されるような図示外のスイッチング素子を駆動制御する制御モジュール30と、を備えている。
前記パワーモジュール29は、制御ハウジング22のうちヒートシンクとしての機能を有するカバー部材25の内端面25aに取り付けられている。また、前記パワーモジュール29には、該パワーモジュール29によって生成された三相交流電力を出力するための3つの電流出力端子31u,31v,31wの一端部がそれぞれ接続されている。これら各電流出力端子31u,31v,31wは、非導電性の樹脂材料によって形成された端子保持部32に保持されていると共に、他端部がそれぞれ図示外の3つのバスバーを介して電動モータ13のステータ16と接続されている。
前記制御モジュール30は、ガラスエポキシ樹脂に代表されるような非導電性樹脂材料からなる基板33の表裏両面にそれぞれ図示外の導体パターンが配線され、該導体パターン上にマイクロコンピュータ34を含む多数の電子部品が実装されることにより構成されている。
前記基板33は、外縁部に複数の固定部である断面円形状の固定用孔部33aが貫通形成されており、複数のビス35が各固定用孔部33aに挿通した状態でケース部材24の底壁24aに形成された複数のねじ穴24eに螺着することをもって底壁24aの近傍に固定されている。
前記マイクロコンピュータ34は、電動モータ13の制御にかかるモータ指令信号の演算処理や、前記パワーステアリング装置に異常が発生した際のフェイルセーフ処理といった種々の処理を行う。
また、前記基板33には、マイクロコンピュータ34の他に、電動モータ13の回転角の検出に供されるモータ回転角センサ36と、前記パワーステアリング装置のハウジング3(制御ハウジング22)に発生した振動の検出に供される加速度センサ37と、が実装されている。
前記モータ回転角センサ36は、磁束密度の変化を検出可能なホール素子からなるメイン及びサブの一対のモータ回転角検出部36a,36bを有すると共に(図7参照)、基板33の電動モータ13側の端面のうちケース部材24の連通孔24dを介して駆動軸18の永久磁石21と対向する部位に実装され、該永久磁石21が発する磁束密度の変化に基づき電動モータ13の回転角(以下、モータ回転角という。)を検出した後、これら検出されたモータ回転角の信号であるメイン及びサブのモータ回転角信号θd(Main),θd(Sub)を基板33上の導体パターンを介してマイクロコンピュータ34に出力する。
前記加速度センサ37は、図5に示すように、基板33のうち特定の固定用孔部33aに隣接する部位、すなわち特定の固定用孔部33aの近傍に配置されている。なお、ここでいう「固定用孔部33aに隣接」とは、基板33の固定用孔部33aと加速度センサ37との間に他の電子部品が介在しないことを意味しており、基板33の固定用孔部33aと加速度センサ37との間に導体パターンが存在していても構わない。
また、前記加速度センサ37は、動的現象に伴って発生する動的加速度、いわゆる加速度のAC成分を検出する一方で、重力加速度や等速運動状態での加速度といった静的加速度、いわゆる加速度のDC成分(0Hzの振動成分)を検出しないAC加速度センサとして構成されている。
さらに、前記加速度センサ37は、前記パワーステアリング装置のハウジング3に生じる振動を3軸方向の加速度成分として検出可能に構成され、車両の前後方向における加速度成分をX軸の加速度成分、車両の左右方向(ラック軸6の移動方向)における加速度成分をY軸の加速度成分、車両の上下方向における加速度成分をZ軸の加速度成分として検出する。そして、これら検出した各軸の加速度成分の信号(振動の信号)であるX軸加速度信号Gx、Y軸加速度信号Gy及びZ軸加速度信号Gzを基板33上の導体パターンを介してマイクロコンピュータ34に出力する。
前記伝達機構12は、図2,図3及び図6に示すように、電動モータ13の駆動軸18の一端部18aに圧入され、駆動軸18の軸線を中心に回転する入力プーリ38と、ラック軸6の外周側に相対回転可能に設けられ、入力プーリ38の回転力に基づきラック軸6の軸線を中心に回転する出力プーリ39と、該出力プーリ39とラック軸6との間に介装され、出力プーリ39の回転を減速しつつラック軸6の軸方向運動へと変換する減速機構としてのボールねじ機構40と、両プーリ38,39間に巻き掛けられて該両プーリ38,39の同期回転に供されるベルト41と、から主として構成されている。
前記ボールねじ機構40は、特に図3に示すように、ラック軸6を包囲する筒状に形成され、該ラック軸6に対して相対回転自在に設けられた鉄系金属材料からなるナット42と、ラック軸6の外周に設けられた螺旋状の軸側ボールねじ溝43a及びナット42の内周に設けられた螺旋状のナット側ボールねじ溝43bによって構成されるボール循環溝43と、該ボール循環溝43内に転動可能に設けられた鉄系金属材料からなる複数のボール44と、該各ボール44をボール循環溝43の一端側から他端側へ循環させる図示外の循環機構と、を備えている。
前記ハウジング3は、図1〜図3に示すように、ラック軸6と伝達機構12を収容するギヤハウジング45と、それぞれ前述したモータハウジング15と制御ハウジング22と、から主として構成されている。
前記ギヤハウジング45は、伝達機構12を基準として車両左右方向に2分割された第1,第2ギヤハウジング構成部45a,45bとを一体的に構成してなるもので、内部にラック軸6を収容するラック軸収容部46と、内部に伝達機構12を収容する伝達機構収容部47と、を有している。
前記ラック軸収容部46は、両端部が開口形成されていると共に、これら開口部には樹脂材料等によって蛇腹状に形成されたブーツ48が装着され、ハウジング3の内部への雨水等の侵入が抑制されるようになっている。
前記伝達機構収容部47は、鉛直上方の電動モータ13と対向する部位が開口形成されており、該開口部にモータハウジング15の底部側が固定されている。
次に、図7及び図8に基づいて、本実施形態に係る制御装置14の回路構成について具体的に説明する。
前記制御装置14は、図7に示すように、該制御装置14における電源の役割を有する電源回路51と、該電源回路51から電力が供給されることにより起動して種々の演算処理を行う演算装置(マイクロプロセッサユニット)52と、該演算装置52から指令信号が入力される集積回路(IC)であるプリドライバ53と、該プリドライバ53からの指令信号に基づいて駆動制御されるインバータ回路54と、を備えている。
前記電源回路51は、車両のイグニッションスイッチIGN−SWのオン動作に伴いバッテリVBから電力が供給されると、この電力を適宜降圧させつつ演算装置52や、プリドライバ53、トルクセンサ9の各トルク検出部9a,9b、舵角センサ10の各舵角検出部10a,10b、モータ回転角センサ36の各モータ回転角検出部36a,36b、及び加速度センサ37に供給する。
前記演算装置52は、図示外のディファレンシャルギア等に設置された車速センサ55と電気的に接続され、該車速センサ55から車速信号Vsが入力されると共に、加速度センサ37とも電気的に接続され、該加速度センサ37からX軸加速度信号Gx、Y軸加速度信号Gy及びZ軸加速度信号Gzが入力されるようになっている。
また、前記演算装置52は、各トルク検出部9a,9bや、各舵角検出部10a,10b、及び各モータ回転角検出部36a,36bとも電気的に接続されており、前記各トルク検出部9a,9bからメインとサブのトルク信号Tr(Main),Tr(Sub)、各舵角検出部10a,10bからメインとサブの舵角信号θs(Main),θs(Sub)、各モータ回転角検出部36a,36bからメインとサブのモータ回転角信号θd(Main),θd(Sub)が入力されるようになっている。
前記インバータ回路54は、プリドライバ53から指令信号を受けると、該指令信号に応じてバッテリVBからの電力を直流から三相交流に変換して電動モータ13へ供給する。なお、バッテリVBとインバータ回路54との間には、前記パワーステアリング装置に故障等が生じた場合に演算装置52からの指令に基づきバッテリVBからインバータ回路54へ送られる電力を遮断するフェイルセーフ回路56が設けられている。
また、前記インバータ回路54の下流側には、電動モータ13に流れる実電流であるモータ実電流Idを検出するためのモータ電流センサ57が設けられている。このモータ電流センサ57が検出したモータ実電流Idは、制御装置14に設けられた電流監視回路58に入力された後、モータ制御用のメインとサブからなる一対の電流検出回路59a,59bによって高応答フィルタ処理が行われた状態で演算装置52にフィードバックされると共に、過電流検知用のメインとサブからなる一対の電流検出回路59c,59dによって低応答フィルタ処理が行われた状態で同じく演算装置52にフィードバックされる。
また、前記制御装置14は、図8に示すように、マイクロコンピュータ34の内部に、操舵情報等に基づき電動モータ13を駆動制御させるモータ指令信号Ioを演算する指令信号演算部61と、モータ指令信号Io等に基づきインバータ回路54に指令電圧を出力し、もって電動モータ13を駆動制御するモータ駆動制御部62と、前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する異常判断部63と、該異常判断部63の判断結果に基づき各種フェイルセーフ処理を行うフェイルセーフ処理部64と、を備えている。
また、前記マイクロコンピュータ34の内部には、トルクセンサ9が出力するトルク信号Trを受信するトルク信号受信部65や、舵角センサ10が出力する舵角信号θsを受信する舵角信号受信部66、モータ回転角センサ36が出力するモータ回転角信号θdを受信するモータ回転角信号受信部67、車速センサ55が出力する車速信号Vsを受信する車速信号受信部68、及び加速度センサ37が出力する加速度信号を受信する振動信号受信部69がそれぞれ設けられている。
前記指令信号演算部61は、トルクセンサ9からトルク信号受信部65を介して取り込んだトルク信号Trに対し、内部に設けられた信号処理部70によってノイズ除去や位相補償等の処理を施す。そして、この処理後のトルク信号Trと、車速センサ55から車速信号受信部68を介して取り込んだ車速信号Vsと、から予め用意されたアシストMap71に基づき基本信号Ibを算出する。また、前記指令信号演算部61は、これと併行して、舵角センサ10から舵角信号受信部66を介して取り込んだ舵角信号θsに基づき操舵補助制御部72で補正信号Icを算出しており、加算器73によって基本信号Ibに補正信号Icを加算することでモータ指令信号Ioを演算する。
さらに、前記指令信号演算部61は、モータ指令信号Ioの上限値を可変制御するリミッタ処理部74を有しており、該リミッタ処理部74によって、例えば電動モータ13に過熱等が生じた場合にモータ指令信号Ioの上限値を通常時よりも低く設定するようになっている。
前記モータ駆動制御部62は、指令信号演算部61(リミッタ処理部74)から入力されたモータ指令信号Ioと、モータ回転角センサ36からモータ回転角信号受信部を介して取り込んだモータ回転角信号θdと、に基づき電動モータ13を駆動制御する。
前記異常判断部63は、加速度センサ37から振動信号受信部69を介してY軸加速度信号Gyを取り込み可能に構成されている。また、前記異常判断部63は、Y軸加速度信号Gyを取り込むと、このY軸加速度信号Gyのうち200Hz以上の周波数成分のみをハイパスフィルタ処理によって抽出し、この抽出された200Hz以上の周波数成分が閾値以上であるか否かに基づき前記パワーステアリング装置の異常判断を行うようになっている。
なお、前記異常判断部63による前記パワーステアリング装置の異常判断を、Y軸加速度信号Gyの200Hz以上の周波数成分に基づき行うようにした理由としては、以下に示す第1,第2の実験の結果が挙げられる。
第1の実験では、正常な状態の前記パワーステアリング装置(以下、「正常状態の装置」という。)を操舵操作した場合に該正常状態の装置のハウジング3に生じる振動と、異常が生じたパワーステアリング装置(以下、「異常状態の装置」という。)を操舵操作した場合に該異常状態の装置のハウジング3に生じる振動と、の周波数毎の差異を検証した。
すなわち、前記第1の実験は、実験用の平坦な台上に前記パワーステアリング装置を載置し、ハウジング3の内部に所定量の塩水や粒子の細かい砂等を侵入させた後、所定の転舵速度にて前記ステアリングホイールの操舵操作を行い、該操舵操作に伴い生じるハウジング3の振動(加速度変化)を加速度センサ37によって計測するといった一連の作業を連日に亘って行い、前記振動の周波数毎の変化傾向を調べたものである。
図9は、1日目〜5日目までの実験結果を示すグラフであって、図9(a)は、ハウジング3に生じた振動のX軸方向の加速度成分を周波数毎にプロットして示し、図9(b)は、前記振動のY軸方向の加速度成分を周波数毎にプロットして示し、図9(c)は、前記振動のZ軸方向の加速度成分を周波数毎にプロットして示したものである。
この結果、図示から明らかなように、前記ステアリングホイールの操舵操作に伴ってハウジング3に生じる振動(加速度変化)は、ボールねじ機構40のボール循環溝43と各ボール44との間への砂の噛み込みの影響や、塩水に基づきボール循環溝43及び各ボール44の表面に生じる錆の影響が日毎に大きくなるにしたがって、いずれの方向の加速度成分についても200Hz以上の周波数範囲において大きくなることが分かった。すなわち、前記パワーステアリング装置に異常が発生すると、前記ステアリングホイールの操舵操作に伴って前記パワーステアリング装置自体(ハウジング3)に異常時特有の振動が発生することが分かった。
また、前記パワーステアリング装置の正常時と異常時とでの各加速度成分の変化の傾向をみると、Y軸方向の加速度成分の変化が最も顕著なものとなり、次いでX軸方向の加速度成分の変化が大きく、Z軸方向の加速度成分の変化は最も小さなものとなることが分かった。
第2の実験では、実際の走行時において路面から前記転舵輪を介して前記パワーステアリング装置のハウジング3に入力される振動を、舗装された路面(良路)を走行する良路走行時と、砂利が敷かれた路面(悪路)を走行する悪路走行時とに分けて計測し、これら各振動の周波数毎の振動レベルを導出した。
この結果、図10で示すように、良路走行時にハウジング3に入力される振動は、およそ50Hz以下の極めて低い周波数のみ高い振動レベルを示し、それよりも高い周波数範囲では大きく減衰されることが分かった。また、悪路走行時にハウジング3に入力される振動は、200Hzよりも小さな周波数範囲で高い振動レベルを示すものの、200Hz以上の周波数範囲では大きく減衰されることが分かった。
これらの実験結果から、前記異常判断部63は、加速度センサ37から入力される加速度信号のうち、正常状態の装置と異常状態の装置との判別が可能でかつ、良路・悪路を問わず路面から入力される振動の影響をほぼ無視することができる200Hz以上の周波数成分に基づき異常判断を行うと共に、該異常判断に用いる加速度信号として、前記パワーステアリング装置の正常時と異常時とで変化が最も顕著となるY軸加速度信号Gyを利用することとした。
前記フェイルセーフ処理部64は、異常判断部63が前記パワーステアリング装置に異常が発生したものと判断した場合に、車両の図示外のインストルメントパネルに設けられた警告灯を点灯させることによる運転者への警告通知処理や、操舵アシスト制御システムの遮断処理といったフェイルセーフ処理を適宜行う。
次に、図11に示すフローチャートに基づき、前記制御装置14の異常判断部63によるパワーステアリング装置の異常判断処理制御について具体的に説明する。
まず、加速度センサ37から振動信号受信部69を介してY軸加速度信号Gyを取り込み(ステップS101)、このY軸加速度信号Gyの200Hz以上の周波数成分のみをハイパスフィルタ処理によって抽出した後(ステップS102)、過去の所定期間内における任意の回数分(本実施形態では1000回)のフィルタ処理後のY軸加速度信号Gyを格納し(ステップS103)、後述のステップS104に移行する。
なお、以下の説明においては、便宜上、最も過去のY軸加速度信号Gyから時系列にY軸加速度信号Gy[1],Gy[2],Gy[3],…,Gy[999],Gy[1000]と呼称する。
ステップS104では、1000回分のY軸加速度信号Gy[1]〜Gy[1000]の格納が完了したか否かを判断し、Noと判断された場合には異常判断部63による前記パワーステアリング装置の異常判断を行わないものとして本プログラムを終了する一方、Yesと判断された場合には異常判断部63による異常判断を行うものとして、Y軸加速度信号Gy[1]〜Gy[1000]をそれぞれ絶対値化し(ステップS105)、これら絶対値|Gy[1]|〜|Gy[1000]|に基づいて1000回分のY軸加速度信号Gyの平均値Gy(Ave)を算出した後(ステップS106)、続いて前記平均値Gy(Ave)が固定値である異常判断閾値Thy(Fix)以上であるか否かを判断する(ステップS107)。
前記ステップS107においてYesと判断された場合には、前記パワーステアリング装置に異常が生じている可能性が高いものとしてNGカウンタCngをインクリメントし(ステップS108)、減算カウンタCsubをリセットする(ステップS109)。続いて、ステップS103において格納した1000回分のY軸加速度信号Gy[1]〜Gy[1000]のうち古いものから順に半分、すなわちY軸加速度信号Gy[1]〜Gy[500]を消去した後(ステップS110)、後述のステップS116に移行する。
一方、前記ステップS107においてNo、すなわち平均値Gy(Ave)が異常判断閾値Thy(Fix)よりも小さいと判断された場合には、続いてNGカウンタCngが0よりも大きいか否かを判断する(ステップS111)。ここでNoと判断された場合にはステップS110に移行する一方、Yesと判断された場合には、減算カウンタCsubをインクリメントした後(ステップS112)、さらにステップS113に移行する。このステップS113では、減算カウンタCsubが所定値Csuba以上であるか否かを判断し、Noと判断された場合には直接的にステップS110に移行する一方、Yesと判断された場合には、NGカウンタCngをデクリメントし(ステップS114)、減算カウンタCsubをリセットした後(ステップS115)、ステップS110に移行する。
そして、ステップS116では、NGカウンタCngが所定値Cnga以上であるか否かを判断する。ここでNoと判断された場合には、前記パワーステアリング装置には異常が発生していないものとして本プログラムを終了する一方、Yesと判断された場合には、前記パワーステアリング装置に異常が発生したものと確定し(ステップS117)、本プログラムを終了する。
〔第1実施形態の作用効果〕
前記パワーステアリング装置は、前述した第1の実験で明らかとなったように、ハウジング3の内部に雨水や砂埃等の異物が侵入し、この侵入した異物によってボールねじ機構40等に動作不良が生じた場合等の異常時において、前記ステアリングホイールの操舵操作にあわせてパワーステアリング装置自体(ハウジング3)に異常時特有の振動を発生させる。
本実施形態では、制御装置14に対して前記パワーステアリング装置に発生する振動に基づき該パワーステアリング装置の異常の有無を判断する異常判断部63を設けると共に、該異常判断部63を前記異常時特有の振動が発生している場合に前記パワーステアリング装置が異常状態にあると判断するように構成したことから、高い精度をもってパワーステアリング装置の正常状態あるいは異常状態の判断を行うことができる。
特に、本実施形態では、前記パワーステアリング装置(ハウジング3)の振動検出を、一般に高精度な振動成分の検出が可能とされている加速度センサ37によって行うようにしたことから、制御装置14によるパワーステアリング装置の異常検出をより精度良く行うことができる。
また、本実施形態では、前記加速度センサ37を、前記パワーステアリング装置の異常判断に供されるマイクロコンピュータ34が設けられた基板33に搭載すると共に、該基板33上の導体パターンを介して加速度センサ37とマイクロコンピュータ34とを電気的に接続したことから、加速度センサ37をハウジング3に直接的に取り付け、ハーネス等を介して加速度センサ37とマイクロコンピュータ34との電気的な接続を図る場合に比べて、加速度センサ37とマイクロコンピュータ34との間の電気信号の伝達経路を短くすることができる。これにより、信号の伝達に際するノイズ等の影響を低減できることから、該ノイズ等に基づく異常判断精度の低下を抑制することができる。また、ハーネス等による接続が不要となることから、部品点数を削減し、もってコストの削減を図ることも可能となる。
ところで、前記加速度センサ37を基板33に搭載した場合、ハウジング3に生じた振動が撓み変形の比較的容易な樹脂製の基板33によって減衰あるいは増幅されることで、加速度センサ37による振動の検出が正しく行えなくなるおそれがある。
そこで、本実施形態では、前記加速度センサ37を、基板33とハウジング3(制御ハウジング22のケース部材24)との固定に供される固定用孔部33aに隣接する部位に配置することとした。これにより、基板33による振動の減衰あるいは増幅の影響を極力抑制でき、加速度センサ37をハウジング3に直接的に取り付けた場合と比べても殆ど変わらない検出値が得られるようになることから、加速度センサ37による振動の検出精度の低下が抑制され、もって前記パワーステアリング装置の異常検出にかかる精度の低下を抑制することができる。
また、本実施形態では、前記異常判断部63による前記パワーステアリング装置の異常判断を、加速度センサ37が出力するX軸,Y軸,Z軸加速度信号Gx,Gy,Gzのうち、前記パワーステアリング装置の正常時と異常時とで最も顕著な変化がみられるY軸加速度信号Gyに基づいて行うようにしたことから、Y軸加速度信号Gy以外の加速度信号Gx,Gzに基づき異常判断を行う場合に比べて高精度な異常判断を行うことができる。
しかも、本実施形態では、前記異常判断部63を、Y軸加速度信号Gyのうち前記パワーステアリング装置の正常時と異常時での変化が顕著となる200Hz以上の周波数成分のみを抽出し、この抽出後のY軸加速度信号Gyに基づき前記パワーステアリング装置の異常判断を行うように構成したことから、該異常判断にかかる精度を向上させることができる。
また、前記パワーステアリング装置の異常判断に用いる周波数帯を200Hz以上の周波数範囲に限定したことにより、路面から前記転舵輪を介してハウジング3に入力される振動の影響を極力小さくすることができる。この結果、路面から入力された振動に基づいて異常判断部63が前記パワーステアリング装置に異常が生じていると誤判断するといったリスクが低減され、これによっても異常判断にかかる精度を向上させることができる。
さらに、本実施形態では、前記加速度センサ37を、静的加速度を検出せず動的加速度のみを検出するAC加速度センサとしたことから、該加速度センサ37が検出した加速度成分の中に前記パワーステアリング装置の振動検出に不要な静的加速度が混在せず、該静的加速度が前記パワーステアリング装置の異常判断に影響を及ぼすことがなくなるため、該異常判断にかかる精度をさらに向上させることができる。
また、前記パワーステアリング装置の異常判断に際して単発の振動信号のみに基づき判断を行うと、ノイズ等の影響によって誤った異常判断をしてしまうおそれがあるところ、本実施形態では、所定期間内における複数回のY軸加速度信号Gyの平均値Gy(Ave)に基づいて前記パワーステアリング装置の異常判断を行うようにしたことから、ノイズ等の影響を低減し、異常判断にかかる精度を向上させることができる。
特に、本実施形態では、平均値Gy(Ave)の算出に供されるY軸加速度信号Gy[1]〜Gy[1000]のうち最新のY軸加速度信号Gy[1000]を除いたGy[1]〜Gy[999]については過去の所定期間内に予め取得したY軸加速度信号Gyを利用できることから、異常判断制御処理を行うたびに複数回のY軸加速度信号Gyをリアルタイムで取得しなければならないような制御装置に比べて、異常判断にかかるマイクロコンピュータ34の演算負荷を効果的に低減することができる。
〔第2実施形態〕
図12に示す本発明の第2実施形態は、前記パワーステアリング装置の異常判断制御処理に際して行われるY軸加速度信号Gyのフィルタ処理の内容を変更したものである。なお、本実施形態では、前記第1実施形態と同じ構成や処理については同一の符号を付すことにより、具体的な説明を省略する(以下の各実施形態に同じ)。
前記第1の実験の結果を示す図9(b)等を見ると、前記パワーステアリング装置の異常判断に好適な200Hz以上の周波数成分の中でも、とりわけ400Hz〜800Hzの周波数成分がパワーステアリング装置の正常時と異常時とでの差異が顕著となっていることが分かる。
これを踏まえ、本実施形態では、前記異常判断部63によるY軸加速度信号Gyの周波数成分の抽出を、400Hz〜800Hzの周波数範囲において行うようにした。
また、これに伴い、本実施形態に係るパワーステアリング装置の異常判断制御フローでは、図12に示すように、第1実施形態のフローにおけるハイパスフィルタ処理(ステップS102)が、Y軸加速度信号Gyの400Hz〜800Hzの周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ処理(ステップS118)に置き換えられている。
かかる構成から、本実施形態の制御装置14によれば、前記第1実施形態と同様の作用効果が得られるのは勿論のこと、前記パワーステアリング装置の正常時と異常時とでの差が特に顕著となる400Hz〜800Hzの周波数帯の振動成分のみを抽出し、この振動成分に基づいて前記パワーステアリング装置の異常判断を行うようにしたことから、該異常判断にかかる精度をより一層向上させることが可能となる。
〔第3実施形態〕
図13〜図15に示す本発明の第3実施形態は、前記パワーステアリング装置の異常判断制御処理に際し、運転者による前記ステアリングホイールの操舵操作の有無を考慮するようにしたものである。
すなわち、第3実施形態に係る制御装置14のマイクロコンピュータ34は、図13に示すように、前記第1実施形態の構成に加えて、舵角信号θsを時間微分して操舵速度を演算する操舵速度演算部75と、該操舵速度演算部75が出力する操舵速度の信号である操舵速度信号ωsとトルク信号Tr及び舵角信号θsに基づき前記ステアリングホイールの操舵操作が行われているか否かを判断する操舵操作判断部76と、を備えている。
前記操舵操作判断部76は、操舵速度信号ωsとトルク信号Tr及び舵角信号θsのそれぞれが予め定められた所定値よりも大きい場合に操舵操作が行われているものと判断し、操舵状態であることを示す信号を異常判断部63に出力する。
そして、本実施形態に係る異常判断部63は、操舵操作判断部76から前記信号が出力されている場合、すなわち操舵操作判断部76によって前記ステアリングホイールの操舵操作が行われていると判断されている場合にのみ、前記パワーステアリング装置の異常判断処理を行うようになっている。
図14及び図15は、本実施形態の制御装置14によるパワーステアリング装置の異常判断制御処理を示す一連のフローチャートである。
すなわち、本実施形態のフローでは、ステップS101の処理前に、トルクセンサ9が出力するトルク信号Trを取り込むステップS119と、舵角センサ10が出力する舵角信号θsを取り込むステップS120と、操舵速度演算部75によって取り込んだ舵角信号θsから操舵速度信号ωsを演算するステップS121が追加されている。
また、ステップS102の処理後に、トルク信号Trの絶対値が所定値Traよりも大きいか否かを判断するステップS122と、舵角信号θsの絶対値が所定値θsaよりも大きいか否かを判断するステップS123と、操舵速度信号ωsの絶対値が所定値ωsaよりも大きいか否かを判断するステップS124と、が追加されている。
そして、これらのステップS122〜S124においていずれもYesと判断された場合には、操舵操作中であるとしてステップS103に移行し、以後、異常判断部63による前記パワーステアリング装置の異常判断処理が行われる。
一方、前記ステップS122〜S124においていずれか一つでもNoと判断された場合には、操舵操作が行われていないものとして前記パワーステアリング装置の異常判断を行うことなく、過去1000回分のY軸加速度信号Gy[1]〜Gy[1000]をクリアした後(ステップS125)、本プログラムを終了する。
前述した異常時特有の振動は、前記ステアリングホイールの操舵操作を行った際に前記パワーステアリング装置に生じるものであって、前記ステアリングホイールの操舵操作を行っていない直進走行時等において発生するものではない。このため、前記パワーステアリング装置の異常判断を正しく行うには、該異常判断を前記ステアリングホイールの操舵操作が行われている場合にのみ行うようにする必要があった。
そこで、本実施形態では、異常判断部63を、操舵操作判断部76によって前記ステアリングホイールの操舵操作が行われていると判断されているときのY軸加速度信号Gyに基づき前記パワーステアリング装置の異常判断を行うように構成した。これにより、前記異常判断を適切に行うことができる。
しかも、本実施形態では、前記異常判断部63による前記パワーステアリング装置の異常判断処理制御を、操舵操作判断部76によって操舵操作が行われていると判断された場合にのみ行うようにしたことから、異常判断に適さない直進走行中等における不要な演算処理を省くことができるため、マイクロコンピュータ34にかかる演算負荷を低減することができる。
ところで、前記パワーステアリング装置の正常状態と異常状態とを判別するにあたっては、該パワーステアリング装置に生じる振動の振動レベルがある程度高くなっていることが望ましい。
ここで、詳しくは後述の第4実施形態で説明するが、前記ステアリングホイールの操舵操作に伴い前記パワーステアリング装置に発生する振動の振動レベルは、操舵速度が高くなるにつれて増大することが実験により明らかとなっている。
これを鑑みて、本実施形態では、操舵操作判断部76によって操舵操作が行われているか否かを判断するにあたって、操舵速度信号ωsが所定値よりも大きいか否かを判断基準の一つとした。
これにより、操舵操作判断部76によって操舵操作が行われているものと判断された場合において、前記パワーステアリング装置に発生する振動の振動レベルが前記パワーステアリング装置の異常判断により適したものとなるため、前記異常判断の精度の向上に供される。
〔第4実施形態〕
図16〜図18に示す本発明の第4実施形態は、制御装置14による前記パワーステアリング装置の異常判断制御に際し、運転者による前記ステアリングホイールの操舵操作の有無を考慮するのに加えて、以下に示す第3の実験の結果に基づき、操舵速度の大小を考慮するようにしたものである。
第3の実験では、前記正常状態の装置と前記異常状態の装置とをそれぞれ実験台上に設置し、操舵速度90度/秒で操舵操作した場合(図19(a)参照)と操舵速度360度/秒で操舵操作した場合(図19(b)参照)の振動レベルを計測した。
この結果、図示から明らかなように、前記正常状態の装置と前記異常状態の装置のいずれも操舵速度の増大に起因して振動レベルが高くなることが分かった。
また、前記正常状態の装置を操舵速度360度/秒で操舵操作した場合の振動レベルと、前記異常状態の装置を操舵速度90度/秒で操舵操作した場合の振動レベルとでは、前者の方がより高い値を示すことが分かった。これは、たとえ正常状態のパワーステアリング装置であっても、速い転舵速度で操舵操作を行ってしまうと、該操舵操作によって生じた振動に基づき異常判断がなされてしまう可能性があることを意味している。
この実験結果を踏まえ、本実施形態の制御装置14は、図16に示すように、基本構成は前記第3実施形態とほぼ同様であるものの、前記異常判断部63が、前記パワーステアリング装置の異常判断に際して操舵速度演算部75から操舵速度信号ωsを取り込むようになっている。
また、前記異常判断部63は、加速度センサ37から取り込んだY軸加速度信号Gyを操舵速度信号ωsに基づき補正し、この補正後の信号と異常判断閾値との比較に基づき前記パワーステアリング装置の異常判断を行う。
より具体的には、前記異常判断部63は、Y軸加速度信号Gyを操舵速度信号ωsで除した値に所定の係数Aを掛けた値である標準値Gy(Std)を算出する。このように算出された標準値Gy(Std)は、操舵速度信号ωsで除したことから操舵速度の変化の影響を受けないように標準化されており、異常判断部63は、この標準値Gy(Std)が異常判断閾値Thy(Fix)以上であるか否かに基づき前記パワーステアリング装置の異常判断を行うようになっている。
図17及び図18は、本実施形態にかかる前記パワーステアリング装置の異常判断制御処理を示す一連のフローチャートである。
すなわち、本実施形態のフローでは、前記第3実施形態のフローチャートにおけるステップS103の処理後に、過去1000回分の操舵速度信号ωs[1]〜ωs[1000]を格納するステップS126が追加されている。なお、この操舵速度信号ωs[1],ωs[2],…,ωs[1000]は、過去1000回分のY軸加速度信号Gy[1],Gy[2],…,Gy[1000]とそれぞれ時間的に同期した状態で取得されたものである。
また、平均値Gy(Ave)を演算するステップS106の処理後に、操舵速度信号ωs[1]〜ωs[1000]の絶対値|ωs[1]|〜|ωs[1000]|に基づいて1000回分の操舵速度信号ωsの平均値ωs(Ave)を演算するステップS127と、Y軸加速度信号Gyの平均値Gy(Ave)と、操舵速度信号ωsの平均値ωs(Ave)と、に基づいて標準値Gy(Std)(=係数A×Y軸加速度信号Gyの平均値Gy(Ave)÷操舵速度信号ωsの平均値ωs(Ave))を演算するステップS128と、が追加されている。
さらに、ステップS107が、標準値Gy(Std)が異常判断閾値Thy(Fix)以上であるか否かを判断するステップS129に置き換えられており、該ステップS129でYesと判断された場合にはステップS108に移行し、Noと判断された場合にはステップS111に移行するようになっている。
また、ステップS122〜S124のいずれか一つでもNoと判断された場合に移行するステップS125の処理後に、過去1000回分の操舵速度信号ωs[1]〜ωs[1000]をクリアするステップS130が追加されている。
したがって、本実施形態によれば、前記異常判断部63による前記パワーステアリング装置の異常判断に際し、Y軸加速度信号Gyを操舵速度の影響がなくなるように標準化(補正)し、この標準化したY軸加速度信号Gy(Std)に基づき前記パワーステアリング装置の異常を判断するようにしたことから、操舵速度の高さに基づき前記パワーステアリング装置に異常が発生したものと誤判断されるリスクを低減し、もって異常判断の精度を向上させることができる。
〔第5実施形態〕
図20〜図22に示す本発明の第5実施形態は、前記第3実施形態の異常判断処理制御で用いられる固定値としての異常判断閾値Thy(Fix)を、車両の速度に応じて可変に制御される変動値に変更したものである。
すなわち、本実施形態の異常判断部63は、図20に示すように、車速信号受信部68を介して車速信号Vsを取り込むと共に、この車速信号Vsに応じて異常判断閾値Thy(Var)を可変に制御するようになっている。
図21及び図22は、本実施形態にかかる前記パワーステアリング装置の異常判断制御処理を示す一連のフローチャートである。
すなわち、本実施形態のフローでは、前記第3実施形態のフローにおけるステップS121の処理後に、車速信号受信部68を介して車速信号Vsを取り込むステップS131が追加されていると共に、ステップS103の処理後に、過去1000回分の車速信号Vs[1]〜Vs[1000]を格納するステップS132が追加されている。なお、この車速信号Vs[1],Vs[2],…,Vs[1000]は、過去1000回分のY軸加速度信号Gy[1],Gy[2],…,Gy[1000]とそれぞれ時間的に同期した状態で取得されたものである。
また、平均値Gy(Ave)を演算するステップS106の処理後に、車速信号Vs[1]〜Vs[1000]に基づいて1000回分の車速信号Vsの平均値Vs(Ave)を演算するステップS133と、該ステップS133により演算された車速信号Vsの平均値Vs(Ave)に基づき変動値である異常判断閾値Thy(Var)を算出するステップS134と、が追加されている。なお、前記ステップS134により算出される異常判断閾値Thy(Var)は、車速信号Vsの平均値Vs(Ave)が高いほど大きくなるように可変制御される。
さらに、ステップS107が、平均値Gy(Ave)が異常判断閾値Thy(Var)以上であるか否かを判断するステップS135に置き換えられており、該ステップS129でYesと判断された場合にはステップS108に移行し、Noと判断された場合にはステップS111に移行するようになっている。
また、ステップS122〜S124のいずれか一つでもNoと判断された場合に移行するステップS125の処理後に、過去1000回分の車速信号Vs[1]〜Vs[1000]をクリアするステップS136が追加されている。
通常、操舵操作時に前記パワーステアリング装置に生じる振動は、該パワーステアリング装置の正常時・異常時問わず車両速度が増大するのに応じて増幅する。
このため、前記パワーステアリング装置の異常判断に供される異常判断閾値Thyを固定値としてしまうと、たとえ正常状態のパワーステアリング装置であっても、高速走行によって増幅された振動に基づいて異常が生じていると誤判断されてしまうおそれがあった。
これに対して、本実施形態では、異常判断閾値Thyを、車両速度(車速信号Vsの平均値)が高いほど大きくなるように可変制御される変動値である異常判断閾値Thy(Var)としたことから、前述した誤判断の発生を効果的に抑制することができるため、前記パワーステアリング装置の異常判断の精度をより一層向上させることができる。
〔第6実施形態〕
図23及び図24は、本発明の第6実施形態に係るパワーステアリング装置の異常判断制御処理を示す一連のフローチャートであって、前記異常判断部63による前記パワーステアリング装置の異常判断を、Y軸加速度信号Gyが所定値を超えた頻度に基づいて行うようにしたものである。
すなわち、本実施形態のフローでは、前記ステップS107においてYesと判断された場合に、頻度カウンタCfをインクリメントし(ステップS137)、頻度クリアカウンタCfcをクリアした後(ステップS138)、後述のステップS140に移行する。一方、前記ステップS107においてNoと判断された場合には、頻度クリアカウンタCfcをインクリメントした後(ステップS139)、ステップS140へと移行する。
そして、ステップS140では、頻度カウンタCfが所定値Cfa以上であるか否かを判断し、Yesと判断された場合には、ステップS108に移行する一方、Noと判断された場合にはステップS111に移行する。
また、本実施形態では、前記ステップS111においてYesと判断された場合に、続けて頻度クリアカウンタCfcが所定値Cfca以上であるか否かを判断するようになっており(ステップS141)、ここでYesと判断された場合にはステップS112に移行する一方、Noと判断された場合にはステップS110に移行するようになっている。
さらに、本実施形態において、ステップS122〜S124のいずれか一つでもNoと判断された場合には、頻度カウンタCfをクリアし(ステップS142)、頻度クリアカウンタCfcをクリアした後に(ステップS143)、ステップS125に移行するようになっている。
前記第1実施形態でも説明したように、前記パワーステアリング装置の異常判断に際して単発の振動信号のみに基づき判断を行うと、ノイズ等の影響によって誤った異常判断をしてしまうおそれがある。
これに対して、本実施形態では、Y軸加速度信号Gyが異常判断閾値Thy(Fix)を超えた頻度に基づいて前記パワーステアリング装置の異常判断を行うようにしたことから、ノイズ等の影響を低減し、異常判断の精度を向上させることができる。
特に、本実施形態では、頻度を導出するのにあたってY軸加速度信号Gyの平均値Gyを用いるようにしたことから、平均化によるノイズ等の軽減効果も得ることが可能となるため、異常判断の制御をより一層向上させることができる。
〔第7実施形態〕
図25〜27に示す本発明の第7実施形態は、制御装置14による前記パワーステアリング装置の異常判断制御を、加速度センサ37が検出するX軸加速度信号Gx、Y軸加速度信号Gy、及びZ軸加速度信号Gzに基づき行うようにしたものである。
すなわち、本実施形態に示す異常判断部63は、図25に示すように、加速度センサ37から振動信号受信部69を介して入力されたY軸加速度信号Gyに基づき異常判断を行う第1方向異常判断部77と、加速度センサ37から振動信号受信部69を介して入力されたX軸加速度信号Gxに基づき異常判断を行う第2方向異常判断部78と、加速度センサ37から振動信号受信部69を介して入力されたZ軸加速度信号Gzに基づき異常判断を行う第3方向異常判断部79と、第1〜第3方向異常判断部77〜79の判断結果に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無の最終判断を行う最終異常判断部80と、を備えている。
前記最終異常判断部80は、第1〜第3方向異常判断部77〜79の全てが前記パワーステアリング装置の異常の可能性があると判断した場合にのみ、該パワーステアリング装置に異常が発生しているものと判断し、フェイルセーフ処理部64に異常が発生したことを示す信号を送信する。
図26及び図27は、本実施形態の制御装置14によるパワーステアリング装置の異常判断処理制御を示す一連のフローチャートである。
すなわち、本実施形態に係るパワーステアリング装置の異常判断制御フローでは、まず、X軸・Y軸・Z軸の加速度信号Gx,Gy,Gzを取り込み(ステップS201)、ハイパスフィルタ処理によってそれぞれ各加速度信号Gx,Gy,Gzのうち200Hz以上の周波数成分のみを抽出した後(ステップS202)、過去1000回分のX軸加速度信号Gx[1]〜Gx[1000]、過去1000回分のY軸加速度信号Gy[1]〜Gy[1000]、及び過去1000回分のZ軸加速度信号Gz[1]〜Gz[1000]を格納する(ステップS203)。次に、前記ステップS207〜S209による信号の格納が完了しているか否かを判断し(ステップS204)、Noと判断された場合には、異常判断部63による前記パワーステアリング装置の異常判断を行うことなく本プログラムを終了する一方、Yesと判断された場合には、続いてX軸加速度信号Gxに基づく前記パワーステアリング装置の異常判断処理と、Y軸加速度信号Gyに基づく前記パワーステアリング装置の異常判断処理と、Z軸加速度信号Gzに基づく前記パワーステアリング装置の異常判断処理と、を併行して行う。
前記X軸加速度信号Gxに基づく異常判断処理では、過去1000回分のX軸加速度信号Gx[1]〜Gx[1000]を絶対値化し(ステップS205)、これら絶対値|Gx[1]|〜|Gx[1000]|に基づいて1000回分のX軸加速度信号Gxの平均値Gx(Ave)を算出した後(ステップS206)、この平均値Gx(Ave)が固定値である異常判断閾値Thx(Fix)以上であるか否かを判断する(ステップS207)。そして、ここでYesと判断された場合にはX軸の異常判断フラグFxをセットした後(ステップS208)、後述のステップS220に移行する一方、Noと判断された場合にはX軸の異常判断フラグFxをリセットした後(ステップS209)、前記ステップS226に移行する。
前記Y軸加速度信号Gyに基づく異常判断処理では、過去1000回分のY軸加速度信号Gy[1]〜Gy[1000]を絶対値化し(ステップS210)、これら絶対値|Gy[1]|〜|Gy[1000]|に基づいて1000回分のY軸加速度信号Gyの平均値Gy(Ave)を算出した後(ステップS211)、この平均値Gy(Ave)が固定値である異常判断閾値Thy(Fix)以上であるか否かを判断する(ステップS212)。そして、ここでYesと判断された場合にはY軸の異常判断フラグFyをセットした後(ステップS213)、後述のステップS220に移行する一方、Noと判断された場合にはY軸の異常判断フラグFyをリセットした後(ステップS214)、前記ステップS220に移行する。
前記Z軸加速度信号Gzに基づく異常判断処理では、過去1000回分のZ軸加速度信号Gz[1]〜Gz[1000]を絶対値化し(ステップS215)、これら絶対値|Gz[1]|〜|Gz[1000]|に基づいて1000回分のZ軸加速度信号Gzの平均値Gz(Ave)を算出した後(ステップS216)、この平均値Gz(Ave)が固定値である異常判断閾値Thz(Fix)以上であるか否かを判断する(ステップS217)。そして、ここでYesと判断された場合にはZ軸の異常判断フラグFzをセットした後(ステップS218)、後述のステップS220に移行する一方、Noと判断された場合にはZ軸の異常判断フラグFzをリセットした後(ステップS219)、前記ステップS220に移行する。
ステップS220では、X軸の異常判断フラグFxと、Y軸の異常判断フラグFyと、Z軸の異常判断フラグFzとが全てセットされているか否かを判断する。ここでYesと判断された場合には、NGカウンタCngをインクリメントし(ステップS221)、減算カウンタCsubをクリアする(ステップS222)。続いて、1000回分のX軸加速度信号Gx[1]〜Gx[1000]、Y軸加速度信号Gy[1]〜Gy[1000]、Z軸加速度信号Gz[1]〜Gz[1000]のうち古いものから順に半分、すなわち、X軸加速度信号Gx[1]〜Gx[500]、Y軸加速度信号Gy[1]〜Gy[500]及びZ軸加速度信号Gz[1]〜Gz[500]を消去した後(ステップS223)、後述のステップS230に移行する。
一方、前記ステップS220においてNoと判断された場合には、続いてNGカウンタCngが0よりも大きいか否かを判断する(ステップS224)。ここでNoと判断された場合にはステップS223に移行する一方、Yesと判断された場合には、さらにステップS225に移行する。
ステップS225では、X軸の異常判断フラグFxと、Y軸の異常判断フラグFyと、Z軸の異常判断フラグFzとが全てリセットされた状態にあるか否かを判断し、Noと判断された場合にはステップS223に移行する一方、Yesと判断された場合には、減算カウンタCsubをインクリメントした後(ステップS226)、続いてステップS227に移行する。
ステップS227では、減算カウンタCsubが所定値Csuba以上であるか否かを判断し、Noと判断された場合には直接ステップS223に移行する一方、Yesと判断された場合には、NGカウンタCngをデクリメントし(ステップS228)、減算カウンタCsubをリセットした後(ステップS229)、ステップS223に移行する。
そして、ステップS230では、NGカウンタCngが所定値Cnga以上であるか否かを判断する。ここでNoと判断された場合には、前記パワーステアリング装置には異常が発生していないものとして本プログラムを終了する一方、Yesと判断された場合には、前記パワーステアリング装置に異常が発生したものと確定し(ステップS231)、本プログラムを終了する。
以上の構成から、本実施形態の制御装置14によれば、前記異常判断部63の第1〜第3方向異常判断部77〜79によってX軸・Y軸・Z軸それぞれの加速度成分に基づく異常判断を行い、このうち複数の異常判断部77〜79が前記パワーステアリング装置に異常有りと判断した場合に、最終異常判断部80にて前記パワーステアリング装置に異常が発生したものと判断するようにしたことから、一つの方向の加速度成分のみに基づいて異常判断を行う場合に比べて誤判断の発生を抑制することができる。
特に、本実施形態では、第1〜第3方向異常判断部77〜79の全てが前記パワーステアリング装置に異常有りと判断した場合にのみ、最終異常判断部80にて前記パワーステアリング装置に異常が発生したものと判断するようにしたことから誤判断をより確実に抑制することができる。
なお、本実施形態では、第1〜第3方向異常判断部77〜79によってハウジング3に発生する振動の3軸全ての振動成分について異常判断を行っているが、該異常判断にかかる精度が充分に確保されるのであれば、第1〜第3方向異常判断部77〜79のうちいずれか一つを廃止し、2つの方向異常判断部の判断結果に基づき前記パワーステアリング装置の異常判断を行うように構成してもよい。このようにすることで、前記パワーステアリング装置の異常判断処理に伴うマイクロコンピュータ34の演算負荷を低減させることができる。
なお、このとき残存させる方向異常判断部としては、前記パワーステアリング装置の正常時と異常時とで最も顕著な変化がみられるY軸加速度信号Gyに基づき異常判断を行う第1方向異常判断部77と、Y軸加速度信号Gyに次いで顕著な変化がみられるX軸加速度信号Gxに基づき異常判断を行う第2方向異常判断部78と、を選択することが望ましい。これにより、他の2つの組み合わせに比べて高い異常判断精度を得ることが可能となる。
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成を変更することも可能である。
以上説明した各実施形態に基づくパワーステアリング装置の制御装置としては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
パワーステアリング装置の制御装置は、その一つの態様において、ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達する操舵機構と、該操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、を備えたパワーステアリング装置の制御装置であって、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じて前記電動モータを駆動制御する指令信号を演算し、該指令信号を前記電動モータに出力する指令信号演算部と、前記パワーステアリング装置の振動の信号を受信する振動信号受信部と、該振動信号受信部が受信した前記振動の信号に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する異常判断部と、を有する。
前記パワーステアリング装置の制御装置の好ましい態様において、前記パワーステアリング装置の制御装置は、加速度センサを備え、前記振動信号受信部は、前記加速度センサの出力信号を受信する。
別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記パワーステアリング装置の制御装置は、マイクロコンピュータが搭載された基板を備え、前記異常判断部は、前記マイクロコンピュータ内に設けられ、前記加速度センサは、前記基板に搭載される。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記基板は、該基板を収容するハウジングに固定される固定部を備え、前記加速度センサは、前記固定部に隣接するように設けられる。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記操舵機構は、前記ステアリングホイールの回転と共に回転するピニオン軸と、該ピニオン軸の回転に伴い車両の幅方向に移動するラック軸と、を備え、前記加速度センサは、少なくとも前記ラック軸の移動方向における振動成分を検出する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記加速度センサは、前記ラック軸の移動方向に加え、車両の前後方向における振動成分を検出する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、前記ラック軸の移動方向の振動成分に基づき異常判断を行う第1方向異常判断部と、前記車両の前後方向の振動成分に基づき異常判断を行う第2方向異常判断部と、前記第1方向異常判断部と前記第2方向異常判断部の判断結果に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する最終異常判断部と、を備え、前記最終異常判断部は、前記第1方向異常判断部と前記第2方向異常判断部の判断結果の両方が、前記パワーステアリング装置の異常の可能性が有ると判断した場合に、前記パワーステアリング装置の異常と判断する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記加速度センサは、動的加速度を検出し、静的加速度を検出しない。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、前記振動の信号のうち200Hz以上の振動成分に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、前記振動の信号のうち400Hz以上の振動成分に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、前記振動の信号のうち800Hz以下の振動成分に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記パワーステアリング装置の制御装置は、操舵操作が行われているか否かを判断する操舵操作判断部を備え、前記異常判断部は、前記操舵操作判断部によって操舵操作が行われていると判断されるときの前記振動の信号に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記パワーステアリング装置の制御装置は、マイクロコンピュータを備え、前記異常判断部は、前記マイクロコンピュータに設けられ、前記振動信号受信部は、前記マイクロコンピュータに設けられ、前記マイクロコンピュータは、前記操舵操作判断部によって操舵操作が行われていると判断されるときのみ、前記異常判断部による前記パワーステアリング装置の異常判断を行う。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記操舵操作判断部は、前記ステアリングホイールの回転速度である操舵速度が所定値よりも大きいとき、操舵操作が行われていると判断する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、前記振動の信号と異常判断閾値との比較に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断し、前記振動の信号は、前記操舵速度に応じて補正される。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記振動の信号は、前記操舵速度の影響がなくなるように標準化され、前記異常判断部は、標準化された前記振動の信号が前記異常判断閾値よりも大きくなったとき、前記パワーステアリング装置に異常有りと判断する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記パワーステアリング装置の制御装置は、加速度センサを備え、前記異常判断部は、前記加速度センサの出力信号を前記操舵速度で除した値に係数を掛けることで算出される前記振動の信号の標準値が前記異常判断閾値よりも大きくなったとき、前記パワーステアリング装置に異常有りと判断する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、所定期間内における前記振動の信号の平均値または前記振動の信号が所定値を超えた頻度に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、過去の所定期間内における前記振動の平均値または前記振動の信号が所定値を超えた頻度に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する。
さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の制御装置の態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、前記振動の信号と異常判断閾値との比較に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断し、前記異常判断閾値は、車両速度に応じて可変に制御される。

Claims (19)

  1. ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達する操舵機構と、該操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、を備えたパワーステアリング装置の制御装置であって、
    前記ステアリングホイールの操舵状態に応じて前記電動モータを駆動制御する指令信号を演算し、該指令信号を前記電動モータに出力する指令信号演算部と、
    前記パワーステアリング装置の振動の信号を受信する振動信号受信部と、
    操舵操作が行われているか否かを判断する操舵操作判断部と、
    前記操舵操作判断部によって操舵操作が行われていると判断されるときの前記振動信号受信部が受信した前記振動の信号に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する異常判断部と、
    を有することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  2. 請求項1に記載のパワーステアリング装置の制御装置は、加速度センサを備え、
    前記振動信号受信部は、前記加速度センサの出力信号を受信することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  3. 請求項2に記載のパワーステアリング装置の制御装置は、マイクロコンピュータが搭載された基板を備え、
    前記異常判断部は、前記マイクロコンピュータ内に設けられ、
    前記加速度センサは、前記基板に搭載されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  4. 請求項3に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記基板は、該基板を収容するハウジングに固定される固定部を備え、
    前記加速度センサは、前記固定部に隣接するように設けられることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  5. 請求項2に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記操舵機構は、前記ステアリングホイールの回転と共に回転するピニオン軸と、該ピニオン軸の回転に伴い車両の幅方向に移動するラック軸と、を備え、
    前記加速度センサは、少なくとも前記ラック軸の移動方向における振動成分を検出することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  6. 請求項5に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記加速度センサは、前記ラック軸の移動方向に加え、車両の前後方向における振動成分を検出することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  7. 請求項6に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記異常判断部は、前記ラック軸の移動方向の振動成分に基づき異常判断を行う第1方向異常判断部と、前記車両の前後方向の振動成分に基づき異常判断を行う第2方向異常判断部と、前記第1方向異常判断部と前記第2方向異常判断部の判断結果に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断する最終異常判断部と、を備え、
    前記最終異常判断部は、前記第1方向異常判断部と前記第2方向異常判断部の判断結果の両方が、前記パワーステアリング装置の異常の可能性がある場合に、前記パワーステアリング装置の異常と判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  8. 請求項2に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記加速度センサは、動的加速度を検出し、静的加速度を検出しないことを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  9. 請求項1に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記異常判断部は、前記振動の信号のうち200Hz以上の振動成分に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  10. 請求項9に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記異常判断部は、前記振動の信号のうち400Hz以上の振動成分に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  11. 請求項10に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記異常判断部は、前記振動の信号のうち800Hz以下の振動成分に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  12. 請求項に記載のパワーステアリング装置の制御装置は、マイクロコンピュータを備え、
    前記異常判断部は、前記マイクロコンピュータに設けられ、
    前記振動信号受信部は、前記マイクロコンピュータに設けられ、
    前記マイクロコンピュータは、前記操舵操作判断部によって操舵操作が行われていると判断されるときのみ、前記異常判断部による前記パワーステアリング装置の異常判断を行うことを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  13. 請求項に記載のパワーステアリング装置において、
    前記操舵操作判断部は、前記ステアリングホイールの回転速度である操舵速度が所定値よりも大きいとき、操舵操作が行われていると判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  14. 請求項13に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記異常判断部は、前記振動の信号と異常判断閾値との比較に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断し、
    前記振動の信号は、前記操舵速度に応じて補正されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  15. 請求項14に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記振動の信号は、前記操舵速度の影響がなくなるように標準化され、
    前記異常判断部は、標準化された前記振動の信号が前記異常判断閾値よりも大きくなったとき、前記パワーステアリング装置に異常有りと判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  16. 請求項14に記載のパワーステアリング装置の制御装置は、加速度センサを備え、
    前記異常判断部は、前記加速度センサの出力信号を前記操舵速度で除した値に係数を掛けることで算出される前記振動の信号の標準値が前記異常判断閾値よりも大きくなったとき、前記パワーステアリング装置に異常有りと判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  17. 請求項1に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記異常判断部は、所定期間内における前記振動の信号の平均値または前記振動の信号が所定値を超えた頻度に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  18. 請求項17に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記異常判断部は、過去の所定期間内における前記振動の平均値または前記振動の信号が所定値を超えた頻度に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
  19. 請求項1に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
    前記異常判断部は、前記振動の信号と異常判断閾値との比較に基づき前記パワーステアリング装置の異常の有無を判断し、
    前記異常判断閾値は、車両速度に応じて可変に制御されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101950259B1 (ko) * 2017-05-22 2019-02-22 주식회사 만도 전동식 조향장치의 조향정보 검출 장치 및 조향정보 검출방법
KR102004345B1 (ko) * 2017-11-03 2019-07-29 주식회사 만도 센서 장치 및 차량의 조향 장치
JP6935971B2 (ja) * 2017-12-13 2021-09-15 Thk株式会社 ボールねじユニットの診断システムおよびモータ制御システム
JPWO2020090479A1 (ja) * 2018-10-29 2021-02-15 日本精工株式会社 ボールねじの予圧低下検出方法及び直動駆動装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5554806A (en) * 1994-06-15 1996-09-10 Nippondenso Co., Ltd. Physical-quantity detecting device
US6822635B2 (en) * 2000-01-19 2004-11-23 Immersion Corporation Haptic interface for laptop computers and other portable devices
JP3901484B2 (ja) * 2001-10-05 2007-04-04 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
US7233850B2 (en) * 2002-10-31 2007-06-19 Koyo Seiko Co., Ltd. Vehicle steering apparatus
JP3925422B2 (ja) * 2003-02-14 2007-06-06 トヨタ自動車株式会社 操舵装置異常検知装置および操舵装置異常検知方法
WO2006057317A1 (ja) * 2004-11-24 2006-06-01 Nsk Ltd. 無結線式モータ、その駆動制御装置及び無結線式モータの駆動制御装置を使用した電動パワーステアリング装置
JP4442400B2 (ja) * 2004-11-24 2010-03-31 トヨタ自動車株式会社 車両用ステアリングシステム
KR100755391B1 (ko) * 2005-04-18 2007-09-04 주식회사 일진글로벌 차량의 주행 안전 제어장치
JP2007010329A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Honda Motor Co Ltd 回転角検出装置及びこれを用いた電動パワーステアリング装置
JP2008037255A (ja) * 2006-08-07 2008-02-21 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置
KR100969384B1 (ko) * 2008-09-26 2010-07-09 현대자동차주식회사 차량용 소음/진동 진단장치 및 그것의 운용방법
JP2011031713A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
CN102612453B (zh) * 2010-11-09 2014-10-08 日本精工株式会社 电源状态诊断方法及装置
JP5787165B2 (ja) * 2011-11-25 2015-09-30 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP5673605B2 (ja) * 2012-05-30 2015-02-18 株式会社デンソー 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP6179098B2 (ja) * 2012-12-25 2017-08-16 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
CN104884333B (zh) * 2012-12-28 2017-06-30 本田技研工业株式会社 车辆用转向装置
JP6030459B2 (ja) * 2013-01-24 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 車両の操舵制御装置
RU2742498C2 (ru) 2013-03-21 2021-02-08 Хитачи Отомоутив Системс, Лтд. Устройство усилителя рулевого управления
JP2014193667A (ja) * 2013-03-28 2014-10-09 Jtekt Corp 車両用操舵装置
JP2014234102A (ja) 2013-06-04 2014-12-15 株式会社ジェイテクト ステアリング装置
JP6182770B2 (ja) * 2013-08-30 2017-08-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動車両制御システム
EP3070837A4 (en) * 2013-11-13 2017-11-22 Mitsubishi Electric Corporation Control device for rotary machine, and electric power steering apparatus
JP6349975B2 (ja) * 2014-06-03 2018-07-04 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置およびこれを使用した車両
EP3264591A4 (en) * 2015-02-24 2018-11-21 Mitsubishi Electric Corporation Electric drive device, and electric power steering device
JP6433574B2 (ja) * 2015-02-26 2018-12-05 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置

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