JPH06135340A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズ重量に起因する操舵トルクの検出異常
を確実に検出し、不適切なパワーアシストが行われるこ
とを確実に防止する。 【構成】 操舵アシスト力を発生するモータＭ１と、少
くとも操舵トルク検出装置Ｍ２により検出される操舵ト
ルクに応じてモータを制御する制御装置Ｍ３とを有する
電動式パワーステアリング装置。操舵角速度検出装置Ｍ
４により検出される操舵角速度が実質的に０である場合
に於て操舵トルクの変化率の絶対値が基準値以上である
ときには、異常判定装置Ｍ５により操舵トルク検出装置
による操舵トルクの検出が異常であると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車輌のパワ
ーステアリング装置に係り、更に詳細には電動式パワー
ステアリング装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車輌の電動式パワーステアリ
ング装置は、従来より一般に、クラッチ及びステアリン
グギヤボックスを介してラックバーの如きステアリング
リンケージ部材を駆動するモータと、モータの回転を制
御する制御装置とを有し、制御装置は種々のセンサの検
出結果に基づきモータを制御することにより所要の操舵
アシスト力を発生するようになっている。

【０００３】かかる電動式パワーステアリング装置の一
つとして、例えば特開平１−２２３０７２号公報に記載
されている如く、トルクセンサの出力信号の変化率が検
出され、該変化率が車速に応じて設定されるしきい値を
越えるとトルクセンサの異常と判定されクラッチが解放
されるよう構成された電動式パワーステアリング装置が
従来より知られている。かくして構成された電動式パワ
ーステアリング装置によれば、トルクセンサの異常に起
因して不適切なパワーアシストが行われることを防止す
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の如き従来
の電動式パワーステアリング装置に於ては、トルクセン
サの出力のみによりその異常判別が行われるようになっ
ているため、しきい値以下のノイズ、即ち通常の操舵に
より生じる操舵トルクの変動周波数領域のノイズが発生
した場合には、トルクセンサの出力の変動が運転者の操
舵によるものかノイズの重量によるものかを判別するこ
とができず、従ってかかる周波数領域のノイズ重量に起
因する操舵トルクの検出異常を検出することができない
という問題がある。

【０００５】本発明は、上述の如き従来の電動式パワー
ステアリング装置に於ける叙上の如き問題に鑑み、ノイ
ズ重量に起因する操舵トルクの検出異常を確実に検出す
ることができ、トルクセンサの検出異常に起因して不適
切なパワーアシストが行われることを確実に防止するこ
とができるよう改良された電動式パワーステアリング装
置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、図１に示されている如く、操舵アシスト力
を発生するモータＭ１と、操舵トルク検出手段Ｍ２と、
少くとも操舵トルクに応じて前記モータを制御すること
により操舵アシスト力を制御する制御手段Ｍ３とを有す
る電動式パワーステアリング装置にして、操舵角速度検
出手段Ｍ４と、操舵角速度が実質的に０であり且操舵ト
ルクの変化率の絶対値が基準値以上であるときに前記操
舵トルク検出手段による操舵トルクの検出が異常である
と判定する異常判定手段Ｍ５とを有することを特徴とす
る電動式パワーステアリング装置によって達成される。

【０００７】

【作用】車輌の直進走行時や旋回保舵走行時の如くステ
アリングホイールが転舵されず操舵角速度が実質的に０
である状況に於ては、操舵トルクは実質的に変化せず操
舵トルクの変化率は０に近い基準値以下となる。また車
輪が路面より反力を受けることによりステアリングリン
ケージ部材が駆動され、その運動がステアリングギヤボ
ックス及びステアリングシャフトを介してステアリング
ホイールへ伝達される場合には、操舵トルク検出手段に
より検出される操舵トルクが変動するが、その場合には
ステアリングホイールも回転されるので操舵角速度検出
手段により検出される操舵角速度は実質的に０以外の値
になる。従って操舵角速度が実質的に０である場合に於
て操舵トルクの変化率が０に近い基準値よりも大きい値
になるときにはノイズの重畳等に起因して操舵トルク検
出手段による操舵トルクの検出が正常には行われていな
いと判定することができる。

【０００８】上述の如き構成によれば、操舵角速度検出
手段Ｍ４により検出された操舵角速度が実質的に０であ
り且操舵トルクの変化率の絶対値が基準値以上であると
きには、異常判定手段Ｍ５により操舵トルク検出手段Ｍ
２による操舵トルクの検出が異常であると判定されるの
で、操舵トルクの変化率の判定基準値を従来の電動式パ
ワーステアリング装置の場合よりも遥かに低い値に設定
することができ、これにより通常の操舵により生じる操
舵トルクの変動周波数領域のノイズが操舵トルク検出手
段の出力に重畳する場合についても操舵トルクの検出異
常が確実に検出される。

【０００９】

【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。

【００１０】図２は本発明による電動式パワーステアリ
ング装置の一つの実施例を示す概略構成図、図３は図２
に示された電子制御装置を示すブロック線図である。

【００１１】図２に於て、１０はステアリングホイール
を示しており、ステアリングホイール１０はステアリン
グシヤフト１２及びステアリングギヤボックス１４を介
してラックバー１６を駆動するようになっている。ステ
アリングシャフト１２には歯車減速機構１８によりパワ
ーユニット２０が駆動接続されている。パワーユニット
２０はモータ２２と、歯車減速機構１８とモータ２２と
を選択的に駆動接続する電磁クラッチ２４とを有してい
る。

【００１２】図示の実施例に於ては、ステアリングシャ
フト１２には操舵角θを検出する操舵角センサ２６及び
操舵トルクＴを検出するトルクセンサ２８が設けられて
おり、これらのセンサの出力は電子制御装置３２へ供給
されるようになっている。また電子制御装置３２には車
速センサ３４により検出された車速Ｖを示す信号も入力
されるようになっている。

【００１３】図３に詳細に示されている如く、電子制御
装置３２はマイクロコンピュータ３８を含み、マイクロ
コンピュータ３８は中央処理ユニット（ＣＰＵ）４０
と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）４２と、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）４４と、入力ポート装置４６
と、出力ポート装置４８とを有し、これらは双方向性の
コモンバス５０により互いに接続されている。

【００１４】入力ポート装置４６には操舵角センサ２６
により検出された操舵角θを示す信号、トルクセンサ２
８により検出された操舵トルクＴを示す信号及び車速セ
ンサ３４により検出された車速Ｖを示す信号が入力され
るようになっている。入力ポート装置４６はそれに入力
された信号を適宜に処理し、ＲＯＭ４２に記憶されてい
る制御プログラムに基くＣＰＵ４０の指示に従い、ＣＰ
Ｕ及びＲＡＭ４４へ処理された信号を出力するようにな
っている。ＲＯＭ４２は図４に示された制御プログラム
及び図５、図６に示されたグラフに対応するマップを記
憶している。

【００１５】ＣＰＵ４０は図４に示された制御プログラ
ムに基き後述の如く種々の演算及び信号の処理を行うよ
うになっている。出力ポート装置４８はＣＰＵ４０の指
示に従い駆動回路５２を経てモータ２２へ制御信号を出
力し、また駆動回路５４を経て電磁クラッチ２４へ制御
信号を出力し、更にトルクセンサ２８による操舵トルク
の検出に異常が生じた旨の判別が行われたときには警報
ランプ５６を点灯するようになっている。

【００１６】次に図４に示されたフローチャートを参照
して図示の実施例の作動について説明する。尚電子制御
装置３２による制御は図２には示されていないイグニッ
ションスイッチが閉成されることにより開始される。ま
た図４に示されたフローチャートに於て、Ｎはトルクセ
ンサ２８による操舵トルクＴの検出異常の判定回数を示
している。

【００１７】まずステップ１０に於ては駆動回路５４を
経て電磁クラッチ２４へ制御信号が出力されることによ
りクラッチが接続され、ステップ２０に於ては操舵角セ
ンサ２６により検出された操舵角θを示す信号、トルク
センサ２８により検出された操舵トルクＴを示す信号及
び車速センサ３４により検出された車速Ｖを示す信号の
読込みが行われる。

【００１８】ステップ３０に於てはステップ２０に於て
読込みまれた操舵トルクＴに基き図５に示されたグラフ
に対応するマップより基本アシスト量Ｔabが演算され、
ステップ４０に於てはステップ２０に於て読込みまれた
車速Ｖに基き図６に示されたグラフに対応するマップよ
り車速係数Ｋv が演算され、ステップ５０に於てはステ
ップ３０に於て演算された基本アシスト量Ｔabとステッ
プ４０に於て演算された車速係数Ｋv との積としてアシ
スト量Ｔa が演算される。

【００１９】ステップ６０に於ては操舵角θが微分され
ることにより操舵角速度θd が演算されると共に、操舵
角速度θd の絶対値が基準値θdo（０に近い正の定数）
未満であるか否かの判別が行われ、｜θd ｜＜θdoであ
る旨の判別、即ち車輌が実質的に直進走行状態又は旋回
保舵状態にある旨の判別が行われたときにはステップ７
０へ進み、｜θｄ｜＜θdoではない旨の判別、即ちステ
アリングホイール１０が転舵されている旨の判別が行わ
れたときにはステップ８０へ進む。

【００２０】ステップ７０に於ては操舵トルクＴが微分
されることにより操舵トルクの変化率Ｔd が演算される
と共に、操舵トルクの変化率Ｔd の絶対値が基準値Ｔdo
（０に近い正の定数）以上であるか否かの判別が行わ
れ、｜Ｔd ｜≧Ｔdoである旨の判別が行われたときには
ステップ１００へ進み、｜Ｔｄ｜≧Ｔdoではない旨の判
別が行われたときにはステップ８０へ進む。

【００２１】ステップ８０に於ては異常判定回数Ｎが０
であるか否かの判別が行われ、Ｎ＝０である旨の判別が
行われたときにはそのままステップ１２０へ進み、Ｎ＝
０ではない旨の判別が行われたときにはステップ９０に
於て回数Ｎが０にリセットされた後ステップ１２０へ進
む。またステップ１００に於ては回数Ｎが１インクリメ
ントされ、ステップ１１０に於ては回数Ｎが５であるか
否かの判別が行われ、Ｎ＝５ではない旨の判別が行われ
たときにはステップ１２０に於てアシスト量Ｔa に対応
する制御信号が駆動回路５２を経てモータ２２へ出力さ
れることにより、操舵アシスト力がアシスト量Ｔa に対
応する値に制御された後ステップ２０へ戻り、Ｎ＝５で
ある旨の判別が行われたときにはステップ１３０へ進
む。

【００２２】ステップ１３０に於てはモータ２２への通
電が停止されると共に電磁クラッチ２４への制御信号の
出力が停止されることによって該クラッチが解放され、
ステップ１４０に於ては警報ランプ５６へ制御信号が出
力されることにより警報ランプが点灯され、これにより
トルクセンサ２８による操舵トルクＴの検出が異常であ
る旨の警報が車輌の運転者に発せられる。

【００２３】かくして図示の実施例によれば、ステップ
３０に於て基本アシスト量Ｔabが図５に示されたグラフ
に対応するマップより演算され、ステップ４０に於て車
速係数Ｋv が図６に示されたグラフに対応するマップよ
り演算され、ステップ５０に於てアシスト量Ｔa が基本
アシスト量Ｔabと車速係数Ｋv との積として演算され
る。

【００２４】そしてトルクセンサ２８による操舵トルク
Ｔの検出が正常である場合は、ステアリングホイールが
転舵状態にあるときにはステップ６０に於てノーの判別
が行われることにより、また車輌が直進走行状態又は旋
回保舵走行状態にあるときにはステップ６０に於てイエ
スの判別が行われステップ７０に於てノーの判別が行わ
れることにより、ステップ１２０に於てアシスト量Ｔa
に対応する制御信号がモータ２２へ出力され、これによ
り操舵アシスト力は操舵トルクに対応すると共に車速が
高いほど低くなるよう制御されるので、低車速域に於け
る軽快な操舵が確保されると共に高車速域に於ける良好
な操縦安定性が確保される。

【００２５】これに対しトルクセンサによる操舵トルク
の検出が異常である場合には、車輌が直進走行状態又は
旋回保舵走行状態にある場合にも検出された操舵トルク
Ｔの変化率の絶対値が基準値Ｔdo以上になるので、ステ
ップ７０に於てイエスの判別が行われる。そしてトルク
センサによる操舵トルクの検出異常の判別が連続して５
回行われるとステップ１１０に於てイエスの判別が行わ
れ、ステップ１３０に於てモータ２２への通電が停止さ
れると共にクラッチ２４への制御信号の出力が停止され
ることによって該クラッチが解放され、これによりパワ
ーステアリング装置はマニュアルステアリング装置に切
換えられ、更にステップ１４０に於て警報ランプ５６が
点灯され、車輌の運転者にトルクセンサによる操舵トル
クの検出が異常である旨の警報が発せられる。

【００２６】また図示の実施例によれば、トルクセンサ
２８による操舵トルクＴの検出異常の判定が連続して５
回行われない限りステップ１３０及び１４０は実行され
ないので、トルクセンサによる操舵トルクの検出が異常
であると誤って判定され、その検出に基き実際にはトル
クセンサによる操舵トルクの検出が異常ではないにも拘
らずステップ１３０及び１４０が実行されてしまうこ
と、即ち警報ランプ５６が点灯されること及びパワース
テアリング装置がマニュアルステアリング装置に切替え
られてしまうことが確実に防止される。

【００２７】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、操舵角速度検出手段Ｍ４により検出された
操舵角速度が実質的に０であり且操舵トルクの変化率の
絶対値が基準値以上であるときには、異常判定手段Ｍ５
により操舵トルク検出手段Ｍ２による操舵トルクの検出
が異常であると判定されるので、操舵トルクの変化率の
判定基準値を従来の電動式パワーステアリング装置の場
合よりも遥かに低い値に設定することができ、これによ
り通常の操舵により生じる操舵トルクの変動周波数領域
のノイズが操舵トルク検出手段の出力に重畳する場合に
ついても操舵トルクの検出異常を確実に検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電動式パワーステアリング装置の
構成を特許請求の範囲の記載に対応させて示す説明図で
ある。

【図２】本発明による電動式パワーステアリング装置の
一つの実施例を示す概略構成図である。

【図３】図２に示された電子制御装置を示すブロック線
図である。

【図４】図２及び図３に示された電子制御装置より達成
される制御フローを示すフローチャートである。

【図５】トルクセンサにより検出された操舵トルクＴと
基本アシスト量Ｔabとの間の関係を示すグラフである。

【図６】車速センサにより検出された車速Ｖと車速係数
Ｋv との間の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…ステアリングホイール １２…ステアリングシャフト １４…ステアリングギヤボックス １６…ラックバー ２２…モータ ２４…電磁クラッチ ２６…操舵角センサ ２８…トルクセンサ ３２…電子制御装置 ３４…車速センサ ５６…警報ランプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵アシスト力を発生するモータと、操舵
   トルク検出手段と、少くとも操舵トルクに応じて前記モ
   ータを制御することにより操舵アシスト力を制御する制
   御手段とを有する電動式パワーステアリング装置にし
   て、操舵角速度検出手段と、操舵角速度が実質的に０で
   あり且操舵トルクの変化率の絶対値が基準値以上である
   ときに前記操舵トルク検出手段による操舵トルクの検出
   が異常であると判定する異常判定手段とを有することを
   特徴とする電動式パワーステアリング装置。