JPH10197238A - 操舵角センサの故障検出装置及び操舵角センサの故障検出方法 - Google Patents
操舵角センサの故障検出装置及び操舵角センサの故障検出方法Info
- Publication number
- JPH10197238A JPH10197238A JP174297A JP174297A JPH10197238A JP H10197238 A JPH10197238 A JP H10197238A JP 174297 A JP174297 A JP 174297A JP 174297 A JP174297 A JP 174297A JP H10197238 A JPH10197238 A JP H10197238A
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- steering angle
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リンクレスの車両用操舵装置において、検出
値が僅かずつずれるような故障が生じた場合に、その故
障を検出することが可能な、操舵角センサの故障検出装
置の提供。 【解決手段】 操舵角センサが検出した操舵角に基づい
て、直進走行検出手段（Ｓ４）が、車両の直進状態を検
出したときに、その操舵角とそれ以前に検出した操舵角
との差の絶対値を演算する差演算手段（Ｓ８）と、その
演算した絶対値を格納する格納手段（Ｓ１０）と、所定
時間内に（Ｓ１４，１６）格納した複数の絶対値から所
定数を無作為抽出する抽出手段（Ｓ１８）と、演算手段
（Ｓ２０，２２）が演算した抽出した絶対値の平均及び
分散が各別の所定範囲内にあるか否かを判定する判定手
段（Ｓ２４，２６）と、判定手段（Ｓ２４，２６）が、
平均が所定範囲外にあると判断したとき、又は分散が所
定範囲外にあると判断したとき、操舵角センサが故障し
ていると判断する故障判断手段（Ｓ２８）とを備えてい
る。
値が僅かずつずれるような故障が生じた場合に、その故
障を検出することが可能な、操舵角センサの故障検出装
置の提供。 【解決手段】 操舵角センサが検出した操舵角に基づい
て、直進走行検出手段（Ｓ４）が、車両の直進状態を検
出したときに、その操舵角とそれ以前に検出した操舵角
との差の絶対値を演算する差演算手段（Ｓ８）と、その
演算した絶対値を格納する格納手段（Ｓ１０）と、所定
時間内に（Ｓ１４，１６）格納した複数の絶対値から所
定数を無作為抽出する抽出手段（Ｓ１８）と、演算手段
（Ｓ２０，２２）が演算した抽出した絶対値の平均及び
分散が各別の所定範囲内にあるか否かを判定する判定手
段（Ｓ２４，２６）と、判定手段（Ｓ２４，２６）が、
平均が所定範囲外にあると判断したとき、又は分散が所
定範囲外にあると判断したとき、操舵角センサが故障し
ていると判断する故障判断手段（Ｓ２８）とを備えてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングホイ
ールが、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結さ
れていない車両用操舵装置に使用される操舵角センサの
故障検出装置及び操舵角センサの故障検出方法に関する
ものである。
ールが、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結さ
れていない車両用操舵装置に使用される操舵角センサの
故障検出装置及び操舵角センサの故障検出方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の操舵は、車室の内部に配された操
舵手段の操作、例えば、ステアリングホイールの回転
を、舵取り用の車輪（一般的には前輪）の操向のために
車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。この
ような従来の車両用操舵装置においては、操舵手段であ
るステアリングホイールと舵取機構との機械的な連結が
必要であり、車室の内部におけるステアリングホイール
の配設位置が車室外での舵取機構との連結が可能な位置
に限定されるという問題があり、また、連結可能にステ
アリングホイールが配設された場合であっても、連結の
実現のために複雑な連結構造を要し、車両の軽量化、組
立て工程の簡素化を阻害する要因となっている。
舵手段の操作、例えば、ステアリングホイールの回転
を、舵取り用の車輪（一般的には前輪）の操向のために
車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。この
ような従来の車両用操舵装置においては、操舵手段であ
るステアリングホイールと舵取機構との機械的な連結が
必要であり、車室の内部におけるステアリングホイール
の配設位置が車室外での舵取機構との連結が可能な位置
に限定されるという問題があり、また、連結可能にステ
アリングホイールが配設された場合であっても、連結の
実現のために複雑な連結構造を要し、車両の軽量化、組
立て工程の簡素化を阻害する要因となっている。
【０００３】実公平２−２９０１７号公報には、このよ
うな問題の解消を目的としたリンクレスのパワーステア
リング装置である車両用の操舵装置が開示されている。
この車両用の操舵装置は、ステアリングホイールを舵取
機構から切り離して配し、舵取機構の中途に操舵用のア
クチュエータとしての電動モータを配してなり、この電
動モータを、マイクロプロセッサからなる舵角制御手段
が、ステアリングホイールの操作方向及び操作量の検出
結果に基づいて駆動制御することにより、ステアリング
ホイールの操作に応じた操舵を行わせる構成となってい
る。
うな問題の解消を目的としたリンクレスのパワーステア
リング装置である車両用の操舵装置が開示されている。
この車両用の操舵装置は、ステアリングホイールを舵取
機構から切り離して配し、舵取機構の中途に操舵用のア
クチュエータとしての電動モータを配してなり、この電
動モータを、マイクロプロセッサからなる舵角制御手段
が、ステアリングホイールの操作方向及び操作量の検出
結果に基づいて駆動制御することにより、ステアリング
ホイールの操作に応じた操舵を行わせる構成となってい
る。
【０００４】舵取機構に機械的に連結されないステアリ
ングホイールには、電動モータを備えた反力アクチュエ
ータが付設されている。反力アクチュエータは、車速及
びステアリングホイールの操舵角の検出結果に基づい
て、舵角制御手段が出力する反力指示信号により、前記
モータを駆動制御し、ステアリングホイールに、車速の
高低及び操舵角の大小に応じて大小となり、中立位置へ
向かう反力を加える。これにより、ステアリングホイー
ルと舵取機構とが機械的に連結された一般的な車両用操
舵装置（連結型の操舵装置）と同等以上の感覚での操舵
を行わせ得るようにしてある。
ングホイールには、電動モータを備えた反力アクチュエ
ータが付設されている。反力アクチュエータは、車速及
びステアリングホイールの操舵角の検出結果に基づい
て、舵角制御手段が出力する反力指示信号により、前記
モータを駆動制御し、ステアリングホイールに、車速の
高低及び操舵角の大小に応じて大小となり、中立位置へ
向かう反力を加える。これにより、ステアリングホイー
ルと舵取機構とが機械的に連結された一般的な車両用操
舵装置（連結型の操舵装置）と同等以上の感覚での操舵
を行わせ得るようにしてある。
【０００５】以上のように構成されたリンクレスの車両
用操舵装置は、ステアリングホイールの配設自由度の増
加、車両の軽量化等の前述した目的に加え、レバー、ペ
ダル等、ステアリングホイールに代わる新たな操舵手段
の実現、及び路面上の誘導標識の検出、衛星情報の受信
等の走行情報に従う自動運転システムの実現等、将来に
おける自動車技術の発展のために有用なものである。
用操舵装置は、ステアリングホイールの配設自由度の増
加、車両の軽量化等の前述した目的に加え、レバー、ペ
ダル等、ステアリングホイールに代わる新たな操舵手段
の実現、及び路面上の誘導標識の検出、衛星情報の受信
等の走行情報に従う自動運転システムの実現等、将来に
おける自動車技術の発展のために有用なものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】舵取機構とステアリン
グホイールとが機械的に連結されないリンクレスの車両
用操舵装置では、フェールセーフのために、各種センサ
が２重又は３重に装備されている。例えば、ステアリン
グホイールの操舵角を検出する操舵角センサ、車輪の舵
角を検出する舵角センサ等が２重に装備されている。従
来は、これらのセンサは、検出値が通常（正常）値から
大きくずれたときに、故障したと判断される。しかし、
これらのセンサが、長期に亘る使用期間において、検出
値が通常（正常）値から大きくずれることなく、僅かず
つずれるような故障が起きた場合、その故障の判定は難
しい。そのため、２重に装備されているセンサの何れが
正常であるか判断できず、２重に装備した効果を発揮で
きない問題があった。
グホイールとが機械的に連結されないリンクレスの車両
用操舵装置では、フェールセーフのために、各種センサ
が２重又は３重に装備されている。例えば、ステアリン
グホイールの操舵角を検出する操舵角センサ、車輪の舵
角を検出する舵角センサ等が２重に装備されている。従
来は、これらのセンサは、検出値が通常（正常）値から
大きくずれたときに、故障したと判断される。しかし、
これらのセンサが、長期に亘る使用期間において、検出
値が通常（正常）値から大きくずれることなく、僅かず
つずれるような故障が起きた場合、その故障の判定は難
しい。そのため、２重に装備されているセンサの何れが
正常であるか判断できず、２重に装備した効果を発揮で
きない問題があった。
【０００７】このようなステアリングホイールの操舵角
に関連するものとして、単位走行距離又は単位時間毎
に、その間に検出した操舵角を平均し、その平均した操
舵角を新たな中立位置（操舵角０°）として、以後の操
舵角を検出する「操舵角検出装置」（特開昭６０−２４
９０１１号公報）が開示されているが、操舵角の中立位
置を求めるものであって、操舵角センサの故障を検出す
るものではない。本発明は、上述したような事情に鑑み
てなされたものであり、リンクレスの車両用操舵装置に
おいて、検出値が正常値から大きくずれることなく僅か
ずつずれるような故障が生じた場合に、その故障を検出
することが可能な、操舵角センサの故障検出装置及び操
舵角センサの故障検出方法を提供することを目的とす
る。
に関連するものとして、単位走行距離又は単位時間毎
に、その間に検出した操舵角を平均し、その平均した操
舵角を新たな中立位置（操舵角０°）として、以後の操
舵角を検出する「操舵角検出装置」（特開昭６０−２４
９０１１号公報）が開示されているが、操舵角の中立位
置を求めるものであって、操舵角センサの故障を検出す
るものではない。本発明は、上述したような事情に鑑み
てなされたものであり、リンクレスの車両用操舵装置に
おいて、検出値が正常値から大きくずれることなく僅か
ずつずれるような故障が生じた場合に、その故障を検出
することが可能な、操舵角センサの故障検出装置及び操
舵角センサの故障検出方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
操舵角センサの故障検出装置は、車輪の向きを変える舵
取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、該操舵
手段の操舵角を所定の周期で検出する操舵角センサとを
備え、該操舵角センサが検出した操舵角に応じて、前記
舵取機構の舵角を増減制御する車両用操舵装置の操舵角
センサの故障検出装置において、前記操舵角センサが検
出した操舵角に基づいて、車両の直進走行状態を検出す
る直進走行検出手段と、該直進走行検出手段が車両の直
進走行状態を検出したときに、前記操舵角とそれ以前に
前記操舵角センサが検出した操舵角との差の絶対値を演
算する差演算手段と、該差演算手段が演算した前記差の
絶対値をその都度格納する格納手段と、所定時間を計時
する計時手段と、該計時手段が計時した所定時間内に、
前記格納手段が格納した複数の前記差の絶対値から所定
数を無作為抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出した
所定数の前記差の絶対値の平均及び分散を演算する演算
手段と、該演算手段が演算した平均及び分散が各別の所
定範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、該判定手
段が、前記平均が所定範囲外にあると判断したとき、又
は前記分散が所定範囲外にあると判断したときに、前記
操舵角センサが故障していると判断する故障判断手段と
を備えることを特徴とする。
操舵角センサの故障検出装置は、車輪の向きを変える舵
取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、該操舵
手段の操舵角を所定の周期で検出する操舵角センサとを
備え、該操舵角センサが検出した操舵角に応じて、前記
舵取機構の舵角を増減制御する車両用操舵装置の操舵角
センサの故障検出装置において、前記操舵角センサが検
出した操舵角に基づいて、車両の直進走行状態を検出す
る直進走行検出手段と、該直進走行検出手段が車両の直
進走行状態を検出したときに、前記操舵角とそれ以前に
前記操舵角センサが検出した操舵角との差の絶対値を演
算する差演算手段と、該差演算手段が演算した前記差の
絶対値をその都度格納する格納手段と、所定時間を計時
する計時手段と、該計時手段が計時した所定時間内に、
前記格納手段が格納した複数の前記差の絶対値から所定
数を無作為抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出した
所定数の前記差の絶対値の平均及び分散を演算する演算
手段と、該演算手段が演算した平均及び分散が各別の所
定範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、該判定手
段が、前記平均が所定範囲外にあると判断したとき、又
は前記分散が所定範囲外にあると判断したときに、前記
操舵角センサが故障していると判断する故障判断手段と
を備えることを特徴とする。
【０００９】第２発明に係る操舵角センサの故障検出方
法は、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結され
ていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を所定の周期
で検出する操舵角センサとを備え、該操舵角センサが検
出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御
する車両用操舵装置の操舵角センサの故障検出方法にお
いて、該操舵角センサが検出した操舵角に基づいて、車
両の直進走行状態を検出したときに、前記操舵角とそれ
以前に前記操舵角センサが検出した操舵角との差の絶対
値を演算し、その演算した差の絶対値をその都度格納し
て、所定時間内に格納した複数の前記差の絶対値から所
定数を無作為抽出し、その抽出した所定数の前記差の絶
対値の平均及び分散を演算して、演算した平均が所定範
囲外にあるとき、又は演算した分散が所定範囲外にある
ときに、前記操舵角センサが故障していると判断するこ
とを特徴とする。
法は、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結され
ていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を所定の周期
で検出する操舵角センサとを備え、該操舵角センサが検
出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御
する車両用操舵装置の操舵角センサの故障検出方法にお
いて、該操舵角センサが検出した操舵角に基づいて、車
両の直進走行状態を検出したときに、前記操舵角とそれ
以前に前記操舵角センサが検出した操舵角との差の絶対
値を演算し、その演算した差の絶対値をその都度格納し
て、所定時間内に格納した複数の前記差の絶対値から所
定数を無作為抽出し、その抽出した所定数の前記差の絶
対値の平均及び分散を演算して、演算した平均が所定範
囲外にあるとき、又は演算した分散が所定範囲外にある
ときに、前記操舵角センサが故障していると判断するこ
とを特徴とする。
【００１０】車両が直進走行しているときでも、運転者
は、ステアリングホイールの操舵角を微調整しており、
この直進走行時の操舵角の、サンプリング周期の所定数
倍の微小時間毎の変化（操舵角の差）は、直進走行時の
操舵角速度×微小時間であり、この操舵角速度が高角速
度であるとは考えられず、操舵角センサが正常である場
合には、各操舵角速度×微小時間の絶対値の平均は一定
の範囲内に収まる筈であり、それらのばらつきも一定の
範囲内に収まる筈である。
は、ステアリングホイールの操舵角を微調整しており、
この直進走行時の操舵角の、サンプリング周期の所定数
倍の微小時間毎の変化（操舵角の差）は、直進走行時の
操舵角速度×微小時間であり、この操舵角速度が高角速
度であるとは考えられず、操舵角センサが正常である場
合には、各操舵角速度×微小時間の絶対値の平均は一定
の範囲内に収まる筈であり、それらのばらつきも一定の
範囲内に収まる筈である。
【００１１】直進走行時に操舵角のサンプリング周期の
所定数倍の微小時間毎の変化を記憶しておき、所定時間
内に記憶した操舵角変化の絶対値のサンプル平均及びサ
ンプル分散を演算すると、サンプル平均は直進走行時の
サンプル平均操舵角速度×微小時間であり、サンプル分
散は操舵角速度×微小時間のばらつきである。従って、
そのサンプル平均が所定範囲外のとき、又はサンプル分
散が所定範囲外のときに、操舵角センサが故障している
と判断することができる。これにより、検出値が正常値
から大きくずれることなく僅かずつずれるような故障が
生じた場合に、その故障を検出することが可能であり、
センサが重要な機能を果たすリンクレスの車両用操舵装
置は、その信頼性を高めることができる。
所定数倍の微小時間毎の変化を記憶しておき、所定時間
内に記憶した操舵角変化の絶対値のサンプル平均及びサ
ンプル分散を演算すると、サンプル平均は直進走行時の
サンプル平均操舵角速度×微小時間であり、サンプル分
散は操舵角速度×微小時間のばらつきである。従って、
そのサンプル平均が所定範囲外のとき、又はサンプル分
散が所定範囲外のときに、操舵角センサが故障している
と判断することができる。これにより、検出値が正常値
から大きくずれることなく僅かずつずれるような故障が
生じた場合に、その故障を検出することが可能であり、
センサが重要な機能を果たすリンクレスの車両用操舵装
置は、その信頼性を高めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１
発明に係る操舵角センサの故障検出装置及び第２発明に
係る操舵角センサの故障検出方法の実施の形態を含むリ
ンクレスの車両用操舵装置の構成を示すブロック図であ
る。この車両用操舵装置は、図示しない車体の左右に配
された一対の操舵用の車輪１０，１０に操舵動作を行わ
せるための舵取機構１と、舵取機構１から切り離して配
された操舵手段であるステアリングホイール２と、ステ
アリングホイール２に反力を付与する電動モータ３と、
マイクロプロセッサを用いてなり電動モータ３を駆動制
御する反力制御部７と、舵取機構１の中途に配した操舵
モータ５を駆動制御する舵取機構制御部８と、マイクロ
プロセッサを用いてなる舵取制御部４とを備え、ステア
リングホイール２の操作に応じた舵取制御部４の動作に
より、操舵モータ５を駆動し、舵取機構１を作動させる
構成となっている。
を示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１
発明に係る操舵角センサの故障検出装置及び第２発明に
係る操舵角センサの故障検出方法の実施の形態を含むリ
ンクレスの車両用操舵装置の構成を示すブロック図であ
る。この車両用操舵装置は、図示しない車体の左右に配
された一対の操舵用の車輪１０，１０に操舵動作を行わ
せるための舵取機構１と、舵取機構１から切り離して配
された操舵手段であるステアリングホイール２と、ステ
アリングホイール２に反力を付与する電動モータ３と、
マイクロプロセッサを用いてなり電動モータ３を駆動制
御する反力制御部７と、舵取機構１の中途に配した操舵
モータ５を駆動制御する舵取機構制御部８と、マイクロ
プロセッサを用いてなる舵取制御部４とを備え、ステア
リングホイール２の操作に応じた舵取制御部４の動作に
より、操舵モータ５を駆動し、舵取機構１を作動させる
構成となっている。
【００１３】舵取機構１は、公知のように、車体の左右
方向に延設されて軸長方向に摺動する操舵軸１１の両端
部と、車輪１０，１０を支持するナックルアーム１２，
１２とを、各別のタイロッド１３，１３により連結し、
操舵軸１１の両方向への摺動によりタイロッド１３，１
３を介してナックルアーム１２，１２を押し引きし、車
輪１０，１０を左右に操向させるものであり、この操向
は、操舵軸１１の中途部に同軸的に構成された操舵モー
タ５の回転を、適宜の運動変換機構により操舵軸１１の
摺動に変換して行われる。
方向に延設されて軸長方向に摺動する操舵軸１１の両端
部と、車輪１０，１０を支持するナックルアーム１２，
１２とを、各別のタイロッド１３，１３により連結し、
操舵軸１１の両方向への摺動によりタイロッド１３，１
３を介してナックルアーム１２，１２を押し引きし、車
輪１０，１０を左右に操向させるものであり、この操向
は、操舵軸１１の中途部に同軸的に構成された操舵モー
タ５の回転を、適宜の運動変換機構により操舵軸１１の
摺動に変換して行われる。
【００１４】操舵軸１１は、操舵軸ハウジング１４との
間に介装された図示しない回転拘束手段により軸回りの
回転を拘束されており、操舵モータ５の回転は、操舵軸
１１の軸長方向の摺動に変換され、操舵モータ５の回転
に応じた操舵（操舵用の車輪１０，１０の操向）が行わ
れる。操舵モータ５に流れる電流は、電流センサ８ａに
より検出され、舵取制御部４に与えられる。
間に介装された図示しない回転拘束手段により軸回りの
回転を拘束されており、操舵モータ５の回転は、操舵軸
１１の軸長方向の摺動に変換され、操舵モータ５の回転
に応じた操舵（操舵用の車輪１０，１０の操向）が行わ
れる。操舵モータ５に流れる電流は、電流センサ８ａに
より検出され、舵取制御部４に与えられる。
【００１５】このように操舵される車輪１０，１０の舵
角は、操舵モータ５の一側の操舵軸ハウジング１４と操
舵軸１１との相対摺動位置を媒介として、フェールセー
フのために、２つの舵角センサ１６，１６により検出さ
れるようになしてあり、舵角センサ１６，１６の出力
は、操舵モータ５の回転位置を検出するロータリエンコ
ーダ１５の出力と共に、舵取制御部４に与えられる。タ
イロッド１３，１３には、車輪１０，１０が路面から受
ける路面反力により加わる軸力を検出する軸力センサ
９，９が付設され、軸力センサ９，９の各出力は、舵取
制御部４に与えられる。
角は、操舵モータ５の一側の操舵軸ハウジング１４と操
舵軸１１との相対摺動位置を媒介として、フェールセー
フのために、２つの舵角センサ１６，１６により検出さ
れるようになしてあり、舵角センサ１６，１６の出力
は、操舵モータ５の回転位置を検出するロータリエンコ
ーダ１５の出力と共に、舵取制御部４に与えられる。タ
イロッド１３，１３には、車輪１０，１０が路面から受
ける路面反力により加わる軸力を検出する軸力センサ
９，９が付設され、軸力センサ９，９の各出力は、舵取
制御部４に与えられる。
【００１６】ステアリングホイール２に反力を付与する
電動モータ３は、回転軸３０を支持するケーシングに固
定して取り付けてあり、その回転運動は、電磁クラッチ
３ａを介して、また、ウォームギヤ機構３ｂによりその
回転方向が変換されて、回転軸３０に伝えられる。ステ
アリングホイール２は、回転軸３０の一側の突出端に同
軸的に固定されており、他側の突出端は、所定の弾性を
有する捩ればね３１により、図示しない車体の適宜部位
に連結されている。
電動モータ３は、回転軸３０を支持するケーシングに固
定して取り付けてあり、その回転運動は、電磁クラッチ
３ａを介して、また、ウォームギヤ機構３ｂによりその
回転方向が変換されて、回転軸３０に伝えられる。ステ
アリングホイール２は、回転軸３０の一側の突出端に同
軸的に固定されており、他側の突出端は、所定の弾性を
有する捩ればね３１により、図示しない車体の適宜部位
に連結されている。
【００１７】電動モータ３は、舵取制御部４から与えら
れる反力指示信号に応じた反力制御部７からの通電によ
り正逆両方向に駆動され、回転軸３０の一端に取り付け
たステアリングホイール２に、その操作方向と逆方向の
力（反力）を付与する動作をなす。従って、ステアリン
グホイール２の回転操作には、電動モータ３が発生する
反力に抗する操舵トルクを加える必要があり、このよう
にしてステアリングホイール２に加えられる操舵トルク
は、トルクセンサ３２により検出される。トルクセンサ
３２の出力は、舵取制御部４に与えられる。
れる反力指示信号に応じた反力制御部７からの通電によ
り正逆両方向に駆動され、回転軸３０の一端に取り付け
たステアリングホイール２に、その操作方向と逆方向の
力（反力）を付与する動作をなす。従って、ステアリン
グホイール２の回転操作には、電動モータ３が発生する
反力に抗する操舵トルクを加える必要があり、このよう
にしてステアリングホイール２に加えられる操舵トルク
は、トルクセンサ３２により検出される。トルクセンサ
３２の出力は、舵取制御部４に与えられる。
【００１８】ステアリングホイール２の操作量（操舵
角）は、操舵角センサである２つのロータリエンコーダ
３３，３３により、操作方向を含めて検出される。この
検出結果は、それぞれ舵取制御部４に与えられる。ロー
タリエンコーダ３３，３３は、フェールセーフのために
２重に装備されている。舵取制御部４は、ロータリエン
コーダ３３，３３の故障検出装置としても作動する。電
動モータ３に流れる電流は、電流センサ７ａにより検出
され、舵取制御部４に与えられる。
角）は、操舵角センサである２つのロータリエンコーダ
３３，３３により、操作方向を含めて検出される。この
検出結果は、それぞれ舵取制御部４に与えられる。ロー
タリエンコーダ３３，３３は、フェールセーフのために
２重に装備されている。舵取制御部４は、ロータリエン
コーダ３３，３３の故障検出装置としても作動する。電
動モータ３に流れる電流は、電流センサ７ａにより検出
され、舵取制御部４に与えられる。
【００１９】なお、回転軸３０の他端と車体の一部との
間に介装された捩ればね３１は、以上のように行われる
回転操作の停止時に、その弾性により回転軸３０を回転
させて、ステアリングホイール２を所定の中立位置に復
帰させる作用をする。この復帰は、機械的に切り離され
た舵取機構１側にて生じる車輪１０，１０の直進方向へ
の復帰動作に伴ってステアリングホイール２を戻すため
に必要なものである。
間に介装された捩ればね３１は、以上のように行われる
回転操作の停止時に、その弾性により回転軸３０を回転
させて、ステアリングホイール２を所定の中立位置に復
帰させる作用をする。この復帰は、機械的に切り離され
た舵取機構１側にて生じる車輪１０，１０の直進方向へ
の復帰動作に伴ってステアリングホイール２を戻すため
に必要なものである。
【００２０】以上のように舵取制御部４には、舵取機構
１側にて実際に生じている操舵の状態が、ロータリエン
コーダ１５及び舵角センサ１６，１６からの入力として
与えられ、また操舵手段としてのステアリングホイール
２の操作の状態が、トルクセンサ３２及びロータリエン
コーダ３３，３３からの入力として夫々与えられてお
り、これらに加えて舵取制御部４には、車両の走行速度
を検出する車速センサ６の出力が与えられている。
１側にて実際に生じている操舵の状態が、ロータリエン
コーダ１５及び舵角センサ１６，１６からの入力として
与えられ、また操舵手段としてのステアリングホイール
２の操作の状態が、トルクセンサ３２及びロータリエン
コーダ３３，３３からの入力として夫々与えられてお
り、これらに加えて舵取制御部４には、車両の走行速度
を検出する車速センサ６の出力が与えられている。
【００２１】一方、舵取制御部４の出力は、前述したよ
うに、ステアリングホイール２に反力を付与する反力制
御部７と、舵取機構１に舵取動作を行わせるための舵取
機構制御部８とに与えられており、反力制御部７及び舵
取機構制御部８は、舵取制御部４からの指示信号に応じ
て各別の制御動作を行うようになしてある。舵取制御部
４は、ステアリングホイール２に付与すべき反力を、例
えば、車速センサ６からの入力として与えられる車速の
高低に応じて大小となるように決定し、反力を発生させ
るべく反力制御部７に反力指示信号を与える反力制御を
行う。
うに、ステアリングホイール２に反力を付与する反力制
御部７と、舵取機構１に舵取動作を行わせるための舵取
機構制御部８とに与えられており、反力制御部７及び舵
取機構制御部８は、舵取制御部４からの指示信号に応じ
て各別の制御動作を行うようになしてある。舵取制御部
４は、ステアリングホイール２に付与すべき反力を、例
えば、車速センサ６からの入力として与えられる車速の
高低に応じて大小となるように決定し、反力を発生させ
るべく反力制御部７に反力指示信号を与える反力制御を
行う。
【００２２】また、舵取制御部４は、ロータリエンコー
ダ３３，３３からの入力によりステアリングホイール２
の操作方向を含めた操作角度を認識し、舵取機構１に付
設された舵角センサ１６，１６からの入力により認識さ
れる実舵角度との舵角偏差を求め、この舵角偏差を車速
センサ６からの入力として与えられる車速の遅速に応じ
て大小となるように補正して目標舵角を求め、この目標
舵角が得られるまで操舵モータ５を駆動する舵取制御動
作を行う。このとき、ロータリエンコーダ１５からの入
力は、操舵モータ５が所望の回転位置に達したか否かを
調べるためのフィードバック信号として用いられる。
ダ３３，３３からの入力によりステアリングホイール２
の操作方向を含めた操作角度を認識し、舵取機構１に付
設された舵角センサ１６，１６からの入力により認識さ
れる実舵角度との舵角偏差を求め、この舵角偏差を車速
センサ６からの入力として与えられる車速の遅速に応じ
て大小となるように補正して目標舵角を求め、この目標
舵角が得られるまで操舵モータ５を駆動する舵取制御動
作を行う。このとき、ロータリエンコーダ１５からの入
力は、操舵モータ５が所望の回転位置に達したか否かを
調べるためのフィードバック信号として用いられる。
【００２３】以下に、このような構成の車両用操舵装置
に使用される、本発明に係る操舵角センサの故障検出装
置の動作を、それを示すフローチャートに基づき説明す
る。図２は、本発明に係る操舵角センサの故障検出装置
として作動する舵取制御部４の動作を示すフローチャー
トである。舵取制御部４は、一方のロータリエンコーダ
３３から操舵角θ（ｎ）を読み込み（Ｓ２）、操舵角θ
（ｎ）が所定値α（微小角度、α≪１ｒａｄ．）以下の
ときは（Ｓ４）、車両は直進走行中であると判断する。
に使用される、本発明に係る操舵角センサの故障検出装
置の動作を、それを示すフローチャートに基づき説明す
る。図２は、本発明に係る操舵角センサの故障検出装置
として作動する舵取制御部４の動作を示すフローチャー
トである。舵取制御部４は、一方のロータリエンコーダ
３３から操舵角θ（ｎ）を読み込み（Ｓ２）、操舵角θ
（ｎ）が所定値α（微小角度、α≪１ｒａｄ．）以下の
ときは（Ｓ４）、車両は直進走行中であると判断する。
【００２４】次に、前回検出して記憶してあった操舵角
θ（ｎ−１）を読み出し（Ｓ６）、今回の操舵角θ
（ｎ）と前回の操舵角θ（ｎ−１）との差の絶対値、｜
ｄ（ｎ）｜＝｜θ（ｎ）−θ（ｎ−１）｜を演算する
（Ｓ８）。演算した差の絶対値｜ｄ（ｎ）｜は、メモリ
に格納し（Ｓ１０）、今回の操舵角θ（ｎ）を前回の操
舵角θ（ｎ−１）に移す（Ｓ１２）。次に、計時用のパ
ラメータＺに１を加算して（Ｓ１４）、パラメータＺが
所定値に達していないとき（所定時間が経過していない
とき）は（Ｓ１６）リターンして、その他の制御動作、
他方のロータリエンコーダ３３の操舵角の検出動作及び
次回の操舵角θ（ｎ＋１）の検出動作へ移る。
θ（ｎ−１）を読み出し（Ｓ６）、今回の操舵角θ
（ｎ）と前回の操舵角θ（ｎ−１）との差の絶対値、｜
ｄ（ｎ）｜＝｜θ（ｎ）−θ（ｎ−１）｜を演算する
（Ｓ８）。演算した差の絶対値｜ｄ（ｎ）｜は、メモリ
に格納し（Ｓ１０）、今回の操舵角θ（ｎ）を前回の操
舵角θ（ｎ−１）に移す（Ｓ１２）。次に、計時用のパ
ラメータＺに１を加算して（Ｓ１４）、パラメータＺが
所定値に達していないとき（所定時間が経過していない
とき）は（Ｓ１６）リターンして、その他の制御動作、
他方のロータリエンコーダ３３の操舵角の検出動作及び
次回の操舵角θ（ｎ＋１）の検出動作へ移る。
【００２５】操舵角θ（ｎ）が所定値αより大きいとき
は（Ｓ４）、車両は直進走行中でないと判断し、そのま
ま、計時用のパラメータＺに１を加算して（Ｓ１４）、
パラメータＺが所定値に達していないときは（Ｓ１６）
リターンして、その他の制御動作、他方のロータリエン
コーダ３３の操舵角の検出動作及び次回の操舵角θ（ｎ
＋１）の検出動作へ移る。
は（Ｓ４）、車両は直進走行中でないと判断し、そのま
ま、計時用のパラメータＺに１を加算して（Ｓ１４）、
パラメータＺが所定値に達していないときは（Ｓ１６）
リターンして、その他の制御動作、他方のロータリエン
コーダ３３の操舵角の検出動作及び次回の操舵角θ（ｎ
＋１）の検出動作へ移る。
【００２６】パラメータＺが所定値に達したとき（所定
時間が経過したとき）は（Ｓ１６）、パラメータＺを０
にした（Ｓ１７）後、メモリに格納してある差の絶対値
群｜ｄ（１）｜，｜ｄ（２）｜，……｜ｄ（ｎ）｜，…
… から無作為に所定数ｍ個の差絶対値群｜ｄs （１）
｜，｜ｄs （２）｜，……｜ｄs （ｓ）｜…… をサン
プリングして読み出す（Ｓ１８）。次に、読み出したｍ
個の差の絶対値群の平均、ｖ＝（１／ｍ）（｜ｄ
s （１）｜＋｜ｄs （２）｜＋……＋｜ｄs （ｍ）｜）
を演算し（Ｓ２０）、次に、読み出したｍ個の差の絶対
値群の分散、σ2 ＝（１／ｍ）（（｜ｄs （１）｜−
ｖ） 2 ＋（｜ｄs （２）｜−ｖ）2 ＋……＋（｜ｄ
s （ｍ）｜−ｖ）2 ）を演算する（Ｓ２２）。
時間が経過したとき）は（Ｓ１６）、パラメータＺを０
にした（Ｓ１７）後、メモリに格納してある差の絶対値
群｜ｄ（１）｜，｜ｄ（２）｜，……｜ｄ（ｎ）｜，…
… から無作為に所定数ｍ個の差絶対値群｜ｄs （１）
｜，｜ｄs （２）｜，……｜ｄs （ｓ）｜…… をサン
プリングして読み出す（Ｓ１８）。次に、読み出したｍ
個の差の絶対値群の平均、ｖ＝（１／ｍ）（｜ｄ
s （１）｜＋｜ｄs （２）｜＋……＋｜ｄs （ｍ）｜）
を演算し（Ｓ２０）、次に、読み出したｍ個の差の絶対
値群の分散、σ2 ＝（１／ｍ）（（｜ｄs （１）｜−
ｖ） 2 ＋（｜ｄs （２）｜−ｖ）2 ＋……＋（｜ｄ
s （ｍ）｜−ｖ）2 ）を演算する（Ｓ２２）。
【００２７】次に、演算した平均ｖを所定値ａ，ｂと比
較し（Ｓ２４）、所定範囲外のときは、当該ロータリエ
ンコーダ３３が故障していると判断し故障表示を行い
（Ｓ２８）、リターンして、その他の制御動作及び他方
のロータリエンコーダ３３の操舵角の検出動作へ移る。
演算した平均ｖを所定値ａ，ｂと比較し（Ｓ２４）、所
定範囲内のときは、演算した分散σ2 を所定値ｃ，ｄと
比較し（Ｓ２６）、所定範囲外のときは、当該ロータリ
エンコーダ３３が故障していると判断し故障表示を行い
（Ｓ２８）、リターンして、その他の制御動作及び他方
のロータリエンコーダ３３の操舵角の検出動作へ移る。
較し（Ｓ２４）、所定範囲外のときは、当該ロータリエ
ンコーダ３３が故障していると判断し故障表示を行い
（Ｓ２８）、リターンして、その他の制御動作及び他方
のロータリエンコーダ３３の操舵角の検出動作へ移る。
演算した平均ｖを所定値ａ，ｂと比較し（Ｓ２４）、所
定範囲内のときは、演算した分散σ2 を所定値ｃ，ｄと
比較し（Ｓ２６）、所定範囲外のときは、当該ロータリ
エンコーダ３３が故障していると判断し故障表示を行い
（Ｓ２８）、リターンして、その他の制御動作及び他方
のロータリエンコーダ３３の操舵角の検出動作へ移る。
【００２８】演算した分散σ2 を所定値ｃ，ｄと比較し
（Ｓ２６）、所定範囲内のときは、そのままリターンし
て、その他の制御動作、他方のロータリエンコーダ３３
の操舵角の検出動作及び次回の操舵角θ（ｎ＋１）の検
出動作へ移る。尚、上述した実施の形態では、操舵角セ
ンサのサンプリング周期毎（但し、所定条件を満たすと
き）の検出値の差を求めたが、操舵角センサの複数のサ
ンプリング周期毎（但し、所定条件を満たすとき）の検
出値の差をサンプリング周期毎に求めるようにしても良
い。
（Ｓ２６）、所定範囲内のときは、そのままリターンし
て、その他の制御動作、他方のロータリエンコーダ３３
の操舵角の検出動作及び次回の操舵角θ（ｎ＋１）の検
出動作へ移る。尚、上述した実施の形態では、操舵角セ
ンサのサンプリング周期毎（但し、所定条件を満たすと
き）の検出値の差を求めたが、操舵角センサの複数のサ
ンプリング周期毎（但し、所定条件を満たすとき）の検
出値の差をサンプリング周期毎に求めるようにしても良
い。
【００２９】
【発明の効果】本発明の第１発明に係る操舵角センサの
故障検出装置及び第２発明に係る操舵角センサの故障検
出方法によれば、検出値が正常値から大きくずれること
なく僅かずつずれるような故障が生じた場合に、その故
障を検出することが可能であり、センサが重要な機能を
果たすリンクレスの車両用操舵装置は、その信頼性を高
めることができる。
故障検出装置及び第２発明に係る操舵角センサの故障検
出方法によれば、検出値が正常値から大きくずれること
なく僅かずつずれるような故障が生じた場合に、その故
障を検出することが可能であり、センサが重要な機能を
果たすリンクレスの車両用操舵装置は、その信頼性を高
めることができる。
【図１】本発明の第１発明に係る操舵角センサの故障検
出装置及び第２発明に係る操舵角センサの故障検出方法
の実施の形態を含むリンクレスの車両用操舵装置の構成
を示すブロック図である。
出装置及び第２発明に係る操舵角センサの故障検出方法
の実施の形態を含むリンクレスの車両用操舵装置の構成
を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る操舵角センサの故障検出装置とし
て作動する舵取制御部の動作を示すフローチャートであ
る。
て作動する舵取制御部の動作を示すフローチャートであ
る。
１ 舵取機構 ２ ステアリングホイール（操舵手段） ３ 電動モータ ４ 舵取制御部（直進走行検出手段、差演算手段、格納
手段、計時手段、抽出手段、演算手段、比較手段、故障
判断手段） ５ 操舵モータ ７ 反力制御部 ８ 舵取機構制御部 ３３ ロータリエンコーダ（操舵角センサ）
手段、計時手段、抽出手段、演算手段、比較手段、故障
判断手段） ５ 操舵モータ ７ 反力制御部 ８ 舵取機構制御部 ３３ ロータリエンコーダ（操舵角センサ）
Claims (2)
- 【請求項１】 車輪の向きを変える舵取機構に機械的に
連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を所
定の周期で検出する操舵角センサとを備え、該操舵角セ
ンサが検出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を
増減制御する車両用操舵装置の操舵角センサの故障検出
装置において、 前記操舵角センサが検出した操舵角に基づいて、車両の
直進走行状態を検出する直進走行検出手段と、該直進走
行検出手段が車両の直進走行状態を検出したときに、前
記操舵角とそれ以前に前記操舵角センサが検出した操舵
角との差の絶対値を演算する差演算手段と、該差演算手
段が演算した前記差の絶対値をその都度格納する格納手
段と、所定時間を計時する計時手段と、該計時手段が計
時した所定時間内に、前記格納手段が格納した複数の前
記差の絶対値から所定数を無作為抽出する抽出手段と、
該抽出手段が抽出した所定数の前記差の絶対値の平均及
び分散を演算する演算手段と、該演算手段が演算した平
均及び分散が各別の所定範囲内にあるか否かを判定する
判定手段と、該判定手段が、前記平均が所定範囲外にあ
ると判断したとき、又は前記分散が所定範囲外にあると
判断したときに、前記操舵角センサが故障していると判
断する故障判断手段とを備えることを特徴とする操舵角
センサの故障検出装置。 - 【請求項２】 車輪の向きを変える舵取機構に機械的に
連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を所
定の周期で検出する操舵角センサとを備え、該操舵角セ
ンサが検出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を
増減制御する車両用操舵装置の操舵角センサの故障検出
方法において、 該操舵角センサが検出した操舵角に基づいて、車両の直
進走行状態を検出したときに、前記操舵角とそれ以前に
前記操舵角センサが検出した操舵角との差の絶対値を演
算し、その演算した差の絶対値をその都度格納して、所
定時間内に格納した複数の前記差の絶対値から所定数を
無作為抽出し、その抽出した所定数の前記差の絶対値の
平均及び分散を演算して、演算した平均が所定範囲外に
あるとき、又は演算した分散が所定範囲外にあるとき
に、前記操舵角センサが故障していると判断することを
特徴とする操舵角センサの故障検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP174297A JPH10197238A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 操舵角センサの故障検出装置及び操舵角センサの故障検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP174297A JPH10197238A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 操舵角センサの故障検出装置及び操舵角センサの故障検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10197238A true JPH10197238A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11510030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP174297A Pending JPH10197238A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 操舵角センサの故障検出装置及び操舵角センサの故障検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10197238A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002308133A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-10-23 | Toyota Motor Corp | 運転操作装置 |
| JP2003506260A (ja) * | 1999-08-04 | 2003-02-18 | ダイムラークライスラー アーゲー | 車両力学制御センサ・システムを機能的に試験するための方法 |
| JP2003160054A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-06-03 | Toyoda Mach Works Ltd | 電気式動力舵取装置 |
| EP1728705A2 (en) | 2005-06-02 | 2006-12-06 | JTEKT Corporation | Electric power steering apparatus, and method for detecting abnormality of angle detector thereof |
| CN102042821A (zh) * | 2009-10-15 | 2011-05-04 | 株式会社万都 | 用于检测转向角传感器初始化故障的方法和设备 |
| KR101383001B1 (ko) * | 2012-08-09 | 2014-04-08 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 조향각 센서 고장 진단 방법, 및 이를 이용한 조향각 검출 오류시 페일 세이프 제어방법 |
| EP2913247A2 (en) | 2014-02-27 | 2015-09-02 | Jtekt Corporation | Vehicle steering device, failure determination method for vehicle steering device, and control method for steering motor |
| KR20170083212A (ko) * | 2016-01-08 | 2017-07-18 | 주식회사 만도 | 차량제어장치 및 차량제어방법 |
-
1997
- 1997-01-08 JP JP174297A patent/JPH10197238A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003506260A (ja) * | 1999-08-04 | 2003-02-18 | ダイムラークライスラー アーゲー | 車両力学制御センサ・システムを機能的に試験するための方法 |
| JP2002308133A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-10-23 | Toyota Motor Corp | 運転操作装置 |
| JP4513227B2 (ja) * | 2001-04-13 | 2010-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | 運転操作装置 |
| JP2003160054A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-06-03 | Toyoda Mach Works Ltd | 電気式動力舵取装置 |
| EP1728705A2 (en) | 2005-06-02 | 2006-12-06 | JTEKT Corporation | Electric power steering apparatus, and method for detecting abnormality of angle detector thereof |
| US7298109B2 (en) | 2005-06-02 | 2007-11-20 | Jtekt Corporation | Electric power steering apparatus, and method for detecting abnormality of angle detector thereof |
| CN102042821A (zh) * | 2009-10-15 | 2011-05-04 | 株式会社万都 | 用于检测转向角传感器初始化故障的方法和设备 |
| KR101313935B1 (ko) * | 2009-10-15 | 2013-10-14 | 주식회사 만도 | 조향각 센서 초기화 고장 검출 방법 및 장치 |
| KR101383001B1 (ko) * | 2012-08-09 | 2014-04-08 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 조향각 센서 고장 진단 방법, 및 이를 이용한 조향각 검출 오류시 페일 세이프 제어방법 |
| EP2913247A2 (en) | 2014-02-27 | 2015-09-02 | Jtekt Corporation | Vehicle steering device, failure determination method for vehicle steering device, and control method for steering motor |
| US9623900B2 (en) | 2014-02-27 | 2017-04-18 | Jtekt Corporation | Vehicle steering device, failure determination method for vehicle steering device, and control method for steering motor |
| KR20170083212A (ko) * | 2016-01-08 | 2017-07-18 | 주식회사 만도 | 차량제어장치 및 차량제어방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040210 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040907 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050426 |