JPH10324254A - パワーステアリング装置のトルクセンサフェール機構 - Google Patents

パワーステアリング装置のトルクセンサフェール機構

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JPH10324254A
JPH10324254A JP15151497A JP15151497A JPH10324254A JP H10324254 A JPH10324254 A JP H10324254A JP 15151497 A JP15151497 A JP 15151497A JP 15151497 A JP15151497 A JP 15151497A JP H10324254 A JPH10324254 A JP H10324254A
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torque
torque sensor
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Yoshinori Ogiso
好典 小木曽
Kazuhiro Sasaki
和弘 佐々木
Hisazumi Ishikawa
久純 石川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メイントルクセンサとサブトルクセンサとの
特性の誤差や取付位置のずれを補正してフェール判定を
行うことのできるパワーステアリング装置のトルクセン
サフェール機構を提供することである。 【解決手段】 トルクセンサごとに関数V=fm(T)、
V=fs(T)を特定しておく一方、コントローラーは、
メイントルクセンサが出力した電気信号Vmを、関数V
=fm(T)に代入してトルクTmを演算するステップ
と、サブトルクセンサが出力した電気信号Vsを、関数
V=fs(T)に代入してトルクTsを演算するステップ
と、これら演算したトルクの差|Tm−Ts|を求め、
それが許容値T0を超えたとき、フェール制御を行うス
テップとを実行する構成にしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、パワーステアリ
ング装置におけるトルクセンサのフェール機構に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図4に示すように、両端に車輪1が連係
するロッド2に、ステアリングホイール3に連係する入
力軸4を連係させている。また、このロッド2には、電
動モータ5の出力軸を連係させている。入力軸4には、
メイントルクセンサ6を設け、ステアリングホイール3
から入力されるトルクTを検出している。このメイント
ルクセンサ6は、図5の実線mに示すように、入力され
たトルクTに対して、電圧信号Vを比例的に変化させ、
コントローラー7に出力する構成となっている。そし
て、コントローラー7は、その電圧信号Vに応じて電動
モータ5を制御し、アシスト力を発生させるようにして
いる。
【0003】このようにしたパワーステアリング装置で
は、メイントルクセンサ6のフェール判定を行うため
に、サブトルクセンサ8を設けている。このサブトルク
センサ8は、メイントルクセンサ6と同じタイプのもの
で、図5の二点鎖線sに示すように、入力されたトルク
Tに対して、電圧信号Vを比例的に変化させ、コントロ
ーラー7に出力する構成となっている。そして、車両の
走行時に、コントローラー7が、図6に示すフロチャー
トからなるプログラムを繰り返し実行して、フェール判
定を行っている。
【0004】つまり、ステアリングホイール3からトル
クが入力されたとき、メイントルクセンサ6から出力さ
れる電圧信号Vmと、サブトルクセンサ8から出力され
る電圧信号Vsとを比較する。そして、その差|Vm−
Vs|が許容値V0以下であれば、正常とみなせる範囲に
あると判定して、そのまま電動モータ5を制御する。こ
の関係を図7に示すと、−V0≦Vm−Vs≦V0の範
囲、すなわち、図7の白抜き部分が、正常領域となって
いる。それに対して、その差|Vm−Vs|が許容値V0
を超えれば、いずれかのトルクセンサ6、8に異常が発
生したものと判定し、リレー9をオフにする等のフェー
ル制御を行う。この関係を図7に示すと、−V0>Vm
−Vs、Vm−Vs<V0の範囲、すなわち、図7の黒
い部分が、フェール領域となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、トル
クセンサ6、8のいずれもが、全く同じ特性を有するも
のとして、フェール判定を行っている。ところが、実際
には、両トルクセンサ6、8そのものの特性に誤差が生
じたり、その取付け位置がずれたりして、誤差が生じる
ことがあった。いま、その特性の誤差や取付け位置のず
れにより、図8に示すように、メイントルクセンサ6
が、 V=am・T+bm の一次式で近似される特性を有する一方、サブトルクセ
ンサ8が、 V=as・T+bs の一次式で近似される特性を有しているとする。
【0006】この場合、ステアリングホイール3からト
ルクが入力されたとき、両トルクセンサ6、8の電圧信
号Vm、Vsには、 Vs=(as/am)・Vm−(as/am)・bm+bs の関係が生じてしまうことになる。したがって、理想的
には、 −V0≦(as/am)・Vm−Vs−(as/am)・bm+
bs≦V0 の範囲、すなわち、図9の範囲Hを正常領域とし、 −V0>(as/am)・Vm−Vs−(as/am)・bm+
bs 及び (as/am)・Vm−Vs−(as/am)・bm+bs<V
0 の範囲、すなわち、図9の範囲Hを除く範囲をフェール
領域としなければならない。
【0007】このように、特性の誤差や位置のずれによ
り、実際に行われるフェール判定の正常領域及びフェー
ル領域と、理想的なフェール判定の正常領域及びフェー
ル領域とに、ずれが生じてしまう。そのため、例えば、
図9の領域aでは、理想的にはフェール制御すべきでな
いのに、誤ってフェール制御してしまうことになる。逆
に、図9の領域bでは、理想的にはフェール制御すべき
なのに、フェール制御しないことになる。この発明の目
的は、両トルクセンサの特性の誤差や取付け位置のずれ
を補正して、フェール判定を行うことのできるパワース
テアリング装置のフェール機構を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、パワース
テアリング装置のトルクセンサフェール機構に関し、ア
シスト力を発生する電動モータと、ステアリングホイー
ルから入力されたトルクTに応じて、電気信号Vをコン
トローラーに出力するメイントルクセンサと、その電気
信号Vに応じて電動モータを制御するコントローラー
と、上記メイントルクセンサと同タイプのサブトルクセ
ンサとを備え、両トルクセンサの特性が、関数V=f
(T)の関係を有するものと近似するとともに、両トルク
センサを取付けた後に、数点の実測値をプロットし、ト
ルクセンサごとに関数V=fm(T)、V=fs(T)を特
定して、コントローラーに記憶させておく一方、車両の
走行時にトルクが入力されたとき、コントローラーが、
メイントルクセンサが出力した電気信号Vmを、上記関
数V=fm(T)に代入してトルクTmを演算するステッ
プと、サブトルクセンサが出力した電気信号Vsを、上
記関数V=fs(T)に代入してトルクTsを演算するス
テップと、これら演算したトルクの差|Tm−Ts|を求
め、それが許容値T0を超えたとき、フェール制御を行
うステップとを実行する構成にした点に特徴を有する。
【0009】第2の発明は、第1の発明において、両ト
ルクセンサの特性が、V=aT+bの関係を有するもの
と近似する点に特徴を有する。第3の発明は、第2の発
明において、メイントルクセンサは、三点の実測値
(T、V)=(0、Vm0)、(Tm1(>0)、Vm1)、(Tm
2(<0)、Vm2)をプロットして、その傾きa及び切片
bを特定し、また、サブトルクセンサは、三点の実測値
(T、V)=(0、Vs0)、(Ts1(>0)、Vs1)、(Ts
2(<0)、Vs2)をプロットして、その傾きa及び切片
bを特定する構成にした点に特徴を有する。
【0010】
【発明の実施の形態】図1〜3に、この発明のパワース
テアリング装置のトルクセンサフェール機構の一実施例
を示す。ただし、以下では、上記従来例との相違点を中
心に説明するとともに、同一の構成要素については同一
の符号を付し、その詳細な説明を省略する。まず、両ト
ルクセンサ6、8の特性が、関数V=f(T)=aT+b
の関係を有するものと近似する。
【0011】次に、図1に示すように、トルクセンサ
6、8を取付けた後、例えば、出荷検査時などに、メイ
ントルクセンサ6について、実際に中立点T=0、左方
向トルクT=Tm1(>0)、右方向トルクT=Tm2(<
0)を入力し、そのときの電圧信号V=Vm0、V=Vm
1、V=Vm2を測定する。そして、これら三点の実測値
(T、V)=(0、Vm0)、(Tm1、Vm1)、(Tm2、V
2)から、 V=fm(T)=am・T+bm を特定する。ここでは、 am=(Vm1−Vm2)/(Tm1−Tm2) bm=Vm0 と計算して、傾きam及び切片bmを特定している。
【0012】同様に、サブトルクセンサ8についても、
実際に中立点T=0、左方向トルクT=Ts1(>0)、
右方向トルクT=Ts2(<0)を入力し、そのときの電
圧信号V=Vs0、V=Vs1、V=Vs2を測定する。
そして、これら三点の実測値(T、V)=(0、Vs0)、
(Ts1、Vs1)、(Ts2、Vs2)から、 V=fs(T)=as・T+bs ただし、as=(Vs1−Vs2)/(Ts1−Ts2) bs=Vs0 を特定する。そして、これら特定した関数V=fm
(T)、V=fs(T)を、コントローラー7に記憶させて
いる。
【0013】一方、車両の走行時には、コントローラー
7が、図2に示すフロチャートからなるプログラムを繰
り返し実行して、フェール判定を行っている。つまり、
ステアリングホイール3からトルクが入力されたとき、
メイントルクセンサ6から出力される電圧信号Vmを、
上記関数V=am・T+bmに代入して、トルクTmを
演算する(ステップ101)。同様に、サブトルクセン
サ8から出力される電圧信号Vsを、上記関数V=as
・T+bsに代入して、トルクTsを演算する(ステッ
プ102)。
【0014】そして、これら演算したトルクの差|Tm
−Ts|を求める。このとき、両トルク6、8センサに
は同じトルクが入力されているので、その差|Tm−T
s|はほとんど0に近い値のはずである。したがって、
その差|Tm−Ts|が許容値T0以下であれば、正常と
みなせる範囲にあると判定して、そのまま電動モータ5
を制御する。それに対して、その差|Tm−Ts|が許容
値T0を超えていれば、いずれかのトルクセンサ6、8
に異常が発生したものと判定し、リレー9をオフにする
等のフェール制御を行う(ステップ103)。
【0015】以上述べた実施例によれば、トルクセンサ
6、8の取付け後に、実測値をプロットして、トルクセ
ンサ6、8ごとに関数V=fm(T)、V=fs(T)を特
定している。したがって、両トルクセンサ6、8の特性
の誤差や取付け位置のずれを補正して、図3に示すよう
に、理想的な正常領域及びフェール領域を設定し、正確
なフェール判定を行うことができる。しかも、両トルク
センサ6、8の特性にばらつきがあってもよいので、ト
ルクセンサのコストダウンにもつながる。あるいは、そ
の取付け位置がずれても構わないので、その取付作業を
簡素化することができる。
【0016】なお、この実施例では、トルクセンサ6、
8の特性が、一次式V=aT+bの関係を有するものと
近似しているが、数次関数などであっても構わない。例
えば、トルクセンサとしては、トルクが大きくなるにつ
れて、電圧信号の変化率が小さくなるような特性をもつ
ものもある。このような場合、コンピュータ解析などに
より、近似される関数V=f(T)を予め決めておけばよ
い。
【0017】そして、取付け後に、トルクセンサ6、8
ごとに、少なくとも、その関数V=f(T)を決める定数
と同じ数の実測値でプロットすれば、その関数V=fm
(T)、V=fs(T)を特定することができる。例えば、
一次式では、関数V=f(T)を決める定数が、傾きa及
び切片bの二つなので、トルクセンサ6、8ごとに少な
くとも二点でプロットすれば、関数V=fm(T)、V=
fs(T)を特定することができる。
【0018】ただし、プロットする数を増やせば、それ
だけ正確に関数V=fm(T)、V=fs(T)を特定する
ことができる。例えば、この実施例のように、中立点T
=0、右方向トルクT=Tm1、Ts1、左方向トルクT
=Tm2、Ts2の三点でプロットするようにすれば、中
立点の実測値に対する切片bと、ステアリングホイール
3を左右両方向ヘ切ったときの実測値に対する傾きaを
決めることができ、より正確にその値を得ることができ
る。
【0019】
【発明の効果】第1の発明によれば、両トルクセンサの
取付け後に、実測値をプロットして、トルクセンサごと
に関数V=fm(T)、V=fs(T)を特定している。し
たがって、両トルクセンサの特性の誤差や取付け位置の
ずれを補正して、正確なフェール判定を行うことができ
る。しかも、トルクセンサの特性にばらつきがあっても
よいので、コストダウンにもつながる。あるいは、取付
け位置がずれていてもかまわないので、その取付作業を
簡素化することができる。
【0020】第2の発明によれば、第1の発明におい
て、一次式を特定すればよいので、複雑な計算をする必
要がなくなる。第3の発明によれば、第2の発明におい
て、プロットする数を増やしたので、それだけ正確に関
数V=fm(T)、V=fs(T)を特定することができ
る。しかも、T=0、右方向トルクT=Tm1、Ts1
左方向トルクT=Tm2、Ts2の三点でプロットするの
で、中立点の実測値に対する切片bと、ステアリングホ
イール3を左右両方向ヘ切ったときの実測値に対する傾
きaを決めることができ、より正確にその値を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例で、関数V=fm(T)、V=
fs(T)を特定する過程を示したフローチャート図であ
る。
【図2】実施例におけるフェール判定を行うためのフロ
チャートを示した図である。
【図3】実施例において、サブトルクセンサの電圧信号
Vsと、メイントルクセンサの電圧信号Vmとの関係を
示す図で、白抜き部分が正常領域を示し、斜線部分がフ
ェール領域を示している。
【図4】パワーステアリング装置の概略図である。
【図5】従来例において、トルクセンサのいずれもが全
く同じ特性を有するものとしたときの、メイントルクセ
ンサ及びサブトルクセンサの特性を示す図である。
【図6】従来例におけるフェール判定を行うためのフロ
チャートを示した図である。
【図7】従来例において、サブトルクセンサの電圧信号
Vsと、メイントルクセンサの電圧信号Vmとの関係を
示す図で、白抜き部分が正常領域を示し、斜線部分がフ
ェール領域を示している。
【図8】従来例において、実際のメイントルクセンサ及
びサブトルクセンサの特性を示す図である。
【図9】従来例において、実際に行われるフェール判定
の正常領域及びフェール領域と、理想的なフェール判定
の正常領域及びフェール領域とのずれを示した図であ
る。
【符号の説明】
1 車輪 2 ロッド 3 ステアリングホイール 4 入力軸 5 電動モータ 6 メイントルクセンサ 7 コントローラー 8 サブトルクセンサ 9 リレー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アシスト力を発生する電動モータと、ス
    テアリングホイールから入力されたトルクTに応じて、
    電気信号Vをコントローラーに出力するメイントルクセ
    ンサと、その電気信号Vに応じて電動モータを制御する
    コントローラーと、上記メイントルクセンサと同タイプ
    のサブトルクセンサとを備え、両トルクセンサの特性
    が、関数V=f(T)の関係を有するものと近似するとと
    もに、両トルクセンサを取付けた後に、数点の実測値を
    プロットし、トルクセンサごとに関数V=fm(T)、V
    =fs(T)を特定して、コントローラーに記憶させてお
    く一方、車両の走行時にトルクが入力されたとき、コン
    トローラーが、メイントルクセンサが出力した電気信号
    Vmを、上記関数V=fm(T)に代入してトルクTmを
    演算するステップと、サブトルクセンサが出力した電気
    信号Vsを、上記関数V=fs(T)に代入してトルクT
    sを演算するステップと、これら演算したトルクの差|
    Tm−Ts|を求め、それが許容値T0を超えたとき、フ
    ェール制御を行うステップとを実行する構成にしたこと
    を特徴とするパワーステアリング装置のトルクセンサフ
    ェール機構。
  2. 【請求項2】 両トルクセンサの特性が、V=aT+b
    の関係を有するものと近似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のトルクセンサフェー
    ル機構。
  3. 【請求項3】 メイントルクセンサは、三点の実測値
    (T、V)=(0、Vm0)、(Tm1(>0)、Vm1)、(Tm
    2(<0)、Vm2)をプロットして、その傾きa及び切片
    bを特定し、また、サブトルクセンサは、三点の実測値
    (T、V)=(0、Vs0)、(Ts1(>0)、Vs1)、(Ts
    2(<0)、Vs2)をプロットして、その傾きa及び切片
    bを特定する構成にした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のトルクセンサフェール機
    構。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1679246A2 (en) 2005-01-06 2006-07-12 Jtekt Corporation Electric power steering system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1679246A2 (en) 2005-01-06 2006-07-12 Jtekt Corporation Electric power steering system
JP2006188157A (ja) * 2005-01-06 2006-07-20 Favess Co Ltd 電動パワーステアリング装置
EP1679246A3 (en) * 2005-01-06 2006-09-06 Jtekt Corporation Electric power steering system
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