JP5671790B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
請求項5に記載の発明は、前記制御手段は、前記センサ信号の異常が検出された場合には、前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を短くすること、を要旨とする。
請求項8に記載の発明は、前記制御手段は、前記アシスト力に応じて前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を変更すること、を要旨とする。
請求項10に記載の発明は、前記制御手段は、操舵角に応じて前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を変更すること、を要旨とする。
請求項12に記載の発明は、前記制御手段は、車両のヨーレイトに応じて前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を変更すること、を要旨とする。
即ち、迅速且つ高精度に故障判定を行う観点からは、上記瞬発的なモータトルクの印加周期は、より短い方が好ましい。しかしながら、その印加周期の短縮化は、その操舵フィーリングを悪化させる方向に作用する。この点、上記各構成によれば、アシスト継続制御の実行時における良好な操舵フィーリングを確保しつつ、迅速且つ高精度に、そのセンサ信号に対応する出力要素の故障判定を行うことができる。
即ち、瞬発的なモータトルクの印加は、その慣性によりステアリングがほとんど動かない程度の極めて短時間の印加であることが望ましい。しかしながら、それでもなお、同一方向に繰り返し行うとすれば、その印加方向にステアリング(操舵角)が偏向してしまうおそれがある。この点、上記構成によれば、このような偏向の発生を抑制することができる。その結果、より安定的に、そのアシスト力付与を継続することができるようになる。
即ち、正常なセンサ信号に基づく操舵トルクの検出が不能となった場合、速やかに、そのアシスト力付与を停止するのが望ましい。しかしながら、その高い判定精度を確保すべく、複数回の異常検出をもって、その対応する出力要素の故障を判定することにより、当該出力要素の故障を確定するタイミングが遅れることになる。この点、上記のように、その故障が確定する前からアシスト力を漸減(漸次低減)することで、早期に、且つ違和感を生じさせることなく、そのアシスト力付与を停止することができる。
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置(EPS)1において、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト3は、コラムシャフト3a、インターミディエイトシャフト3b、及びピニオンシャフト3cを連結してなる。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド6を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪7の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
本実施形態では、コラムシャフト3aの途中、詳しくは、上記EPSアクチュエータ10を構成する減速機構13よりもステアリング2側にトーションバー16が設けられている。そして、本実施形態のトルクセンサ14は、このトーションバー16の捩れに基づいて、ステアリングシャフト3を介して伝達される操舵トルクτを検出可能なセンサ信号Sa,Sbを出力するセンサ素子14a,14bを備えて構成されている。
図2は、本実施形態のEPSの制御ブロック図である。同図に示すように、ECU11は、モータ制御信号を出力するマイコン21と、そのモータ制御信号に基づいて、EPSアクチュエータ10の駆動源であるモータ12に駆動電力を供給する駆動回路22とを備えている。
次に、本実施形態のEPSにおけるトルクセンサ異常時のアシスト継続制御について説明する。
(1)ECU11は、トルクセンサ14を構成する各センサ素子14a,14bの何れか一方の故障が検出された場合、その故障が検出されていない方のセンサ素子が出力するセンサ信号(残存センサ信号)を用いて操舵トルクτを検出することにより、そのパワーアシスト制御を継続する(アシスト継続制御)。また、ECU11は、アシスト継続制御の実行時には、そのアシスト力の付与とは無関係に、周期的に瞬発的なモータトルクを操舵系に印加すべくEPSアクチュエータ10の作動を制御する。そして、この瞬発的なモータトルクの印加が、そのアシスト継続制御の基礎となる残存センサ信号に反映されるか否かに基づいて、当該残存センサ信号の異常を検出する。
即ち、迅速且つ高精度に故障判定を行う観点からは、上記瞬発的なモータトルクの印加周期は、より短い方が好ましい。しかしながら、こうした印加周期の短縮化は、その操舵フィーリングを悪化させる方向に作用する。この点、上記構成によれば、アシスト継続制御の実行時における良好な操舵フィーリングを確保しつつ、迅速且つ高精度に、その残存センサ信号に対応するセンサ素子の故障判定を行うことができる。その結果、より安定的に、そのアシスト力付与を継続することができるようになる。
即ち、その慣性によりステアリング2がほとんど動かない程度の極めて短時間の印加であるとはいえ、同一方向に繰り返し行うとすれば、その印加方向にステアリング(操舵角)が偏向してしまうおそれがある。しかしながら、上記構成によれば、このような偏向の発生を抑制することができ、その結果、より安定的に、そのアシスト力付与を継続することができる。
以下、本発明を具体化した第2の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜のため、上記第1の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
(5)即ち、正常なセンサ信号に基づく操舵トルクτの検出が不能となった場合、速やかに、そのアシスト力付与を停止するのが望ましい。しかしながら、その高い判定精度を確保すべく上記のように複数回の異常検出をもって、その対応するセンサ素子の故障を判定することで、当該センサ素子の故障を確定するタイミングが遅れることになる。この点、上記のように、その故障が確定する前からアシスト力を漸減することで、早期に、且つ違和感の発生を招くことなく、そのアシスト力付与を停止することが可能になる。
以下、本発明を具体化した第3の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜のため、上記第1の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
(7)即ち、操舵系に付与するアシスト力が大きいほど、また、車速が高いほど、その操舵トルクτの検出不良の影響も大きい。従って、上記構成によれば、より適切に、瞬発的なモータトルクの印加周期を短縮化することができる。その結果、アシスト継続制御の実行時における良好な操舵フィーリングを確保しつつ、迅速且つ高精度に、その残存センサ信号に対応するセンサ素子の故障判定を行うことができる。
・上記各実施形態では、本発明を、二系統のセンサ信号Sa,Sbを出力するトルクセンサ14の異常検出に具体化した。しかし、これに限らず、発明は、3以上のセンサ信号を出力するトルクセンサの異常検出に適用してもよい。即ち、センサ信号の出力要素を3以上備えるものにおいて、故障の検出されていない前記出力要素が残り一つになった後、その残る出力要素が出力するセンサ信号を用いて前記アシスト力の付与を継続する場合に適用してもよい。
・上記第1の実施形態では、残存センサ信号に対応するセンサ素子について故障判定を実行する間は、瞬発的なモータトルクを印加する周期を短くすることとした。しかし、これに限らず、図16に示すように、残存センサ信号の異常検出回数nに応じて、その印加周期を変更する構成としてもよい。このような構成とすることで、アシスト継続制御の実行時における良好な操舵フィーリングを確保しつつ、より迅速且つ高精度に、その残存センサ信号に対応するセンサ素子の故障判定を行うことができる。
Claims (16)
- モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、ステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捩れに基づきセンサ信号を出力するトルクセンサと、前記センサ信号に基づき操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、前記センサ信号の異常を検出する異常検出手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記操舵トルクに対応した前記アシスト力を発生させる基礎成分として基本アシスト制御量を演算するアシスト制御部と、瞬発的なモータトルクを印加するための制御成分として試験トルク制御量を出力する試験トルク制御部と、を有し、前記基本アシスト制御量に前記試験トルク制御量を重畳することにより生成された電流指令値に実電流値を追従させる電流フィードバック制御の実行により前記操舵力補助装置の作動を制御し、
前記異常検出手段は、
瞬発的なモータトルクの印加に対応したタイミングでの前記センサ信号が変化する方向及び大きさに基づき前記センサ信号に瞬発的なモータトルクの印加が反映されるか否かを判定し、瞬発的なモータトルクの印加が前記センサ信号に反映されない場合に、該センサ信号の異常を検出すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサは、前記センサ信号を出力する複数の出力要素を有するものであって、
前記瞬発的なモータトルクの印加及びそのセンサ信号への反映に基づく異常検出は、故障の検出されていない前記出力要素が残り一つになった後、その残る出力要素が出力するセンサ信号を用いて前記アシスト力の付与を継続する場合に行なわれること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、周期的に前記瞬発的なモータトルクを印加すべく制御するとともに、
前記異常検出手段は、所定回数、前記センサ信号の異常が検出された場合に、該センサ信号に対応する出力要素が故障したと判定すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記故障を判定する間は、前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を短くすること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3又は請求項4に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記センサ信号の異常が検出された場合には、前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を短くすること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項5に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を短くした後、正常な前記センサ信号が検出された場合には、該周期を回復させるべく長くすること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3〜請求項6の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記センサ信号の異常が検出された回数に応じて、前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を短くすること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3〜請求項7の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記アシスト力に応じて前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を変更すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3〜請求項8の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、車速に応じて前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を変更すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3〜請求項9の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、操舵角に応じて前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を変更すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3〜請求項10の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、操舵速度に応じて前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を変更すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3〜請求項11の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、車両のヨーレイトに応じて前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を変更すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3〜請求項12の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、車両の横方向加速度に応じて前記瞬発的なモータトルクを印加する周期を変更すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3〜請求項13の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記瞬発的なモータトルクの印加方向を交互に変更すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項3〜請求項14の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記センサ信号の異常が検出された後は、前記アシスト力を漸減すべく制御すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項15に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記アシスト力を漸減した後、正常な前記センサ信号が検出された場合には、前記アシスト力を回復させるべく漸増すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
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