JP2003170845A - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置の制御装置

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JP2003170845A
JP2003170845A JP2001374107A JP2001374107A JP2003170845A JP 2003170845 A JP2003170845 A JP 2003170845A JP 2001374107 A JP2001374107 A JP 2001374107A JP 2001374107 A JP2001374107 A JP 2001374107A JP 2003170845 A JP2003170845 A JP 2003170845A
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steering
torque
steering torque
signal
detecting means
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JP2001374107A
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English (en)
Inventor
Hirosuke Itakura
裕輔 板倉
Masahiro Murata
正博 村田
Masato Kawai
真人 河井
Yoshisumi Fukuda
芳純 福田
Masafumi Suzuki
将文 鈴木
Naoki Arimizu
直樹 有水
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NSK Ltd
Toyota Motor Corp
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NSK Ltd
Toyota Motor Corp
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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操舵補助用のモータを停止させた後、操舵補
助力、すなわち操舵トルクの大きいときに正常状態に復
帰させることによって、運転中、ドライバーが、常に、
操舵系の状態を把握し、適切にハンドル操作を行えるよ
うにすることにある。 【解決手段】 操舵トルクを検出する操舵トルク検出手
段と、該操舵トルク検出手段によって検出された操舵ト
ルクに基づいて駆動されるモータとを備えた電動パワー
ステアリング装置において、上記操舵トルク検出手段か
らの操舵トルクに基づいて、操舵補助信号を補正する操
舵トルク入力補正手段と、操舵系に異常が発生した場合
に、操舵補助を停止する作動停止検出手段と、操舵系の
異常が解消した場合に、操舵補助を再開する作動開始−
故障復帰検出手段と、上記操舵トルク検出手段からの信
号に基づいて、操舵系の故障を診断する故障診断手段と
を備え、上記作動停止検出手段および上記作動開始−故
障復帰検出手段を介して、操舵トルクの補助信号を補正
し、操舵系の異常が解消された後に、操舵トルクが所定
値以上になるまで正常状態に復帰しないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や車両の操
舵系に、モータによって操舵補助力を付与するようにし
た電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特
に、フェールセイフ機構の改良に関する。 【0002】 【従来の技術】自動車や車両のパワーステアリング装置
をモータの回転力で補助負荷付勢する装置は、モータの
駆動力を、減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構
により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負
荷を付勢するようになっている。 【0003】操舵トルクをトルクセンサによって検出
し、この検出トルクに比例した駆動電流を操舵補助用の
モータに通電し、自動車の操舵に要する力を該モータの
回転力によって補助せしめ、運転者に快適な操舵感覚を
提供するものは、知られている。 【0004】このような装置は、操舵系に異常が発生
し、トルクセンサからの信号に異常が生じた場合、適切
な補助力の付与が困難となる可能性があった。そのた
め、従来、トルクセンサによる異常検出は、数十ミリ秒
以下の短時間で行われ、異常が検出されると、操舵補助
用のモータへの通電を遮断した。これにより、モータの
駆動が停止し、モータによる操舵補助(アシスト)を中
断するようになっている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】一般に、この種の電動
パワーステアリング装置では、トルクセンサによって検
出された操舵トルクに異常が検出されると、モータへの
通電を停止した後、正常になれば、直ちにモータへの通
電を再開し、アシストを正常状態に復帰させるようにな
っていた。 【0006】上記従来の装置では、復帰に伴うトルク変
動が大きくなるので、復帰時の急激なトルク変動による
違和感を抑えるために、操舵補助力、すなわち操舵トル
クが小さい状態で、操舵補助用のモータを再駆動させ、
アシストを正常状態に復帰させるようになっている。 【0007】ところが、操舵トルクが小さい時に、アシ
ストを復帰させると、ドライバーの知らない間にアシス
トが再開されるので、ドライバーは、ハンドルが重いと
認識して、一気にハンドルを切りすぎてしまうといっ
た、一時的に車両がドライバーの意図と一致しない状態
が生じる可能性があった。 【0008】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、操舵補助用のモータを停
止させた後、操舵補助力、すなわち操舵トルクの大きい
ときに正常状態に復帰させることによって、運転中、ド
ライバーが、常に、操舵系の状態を把握し、適切にハン
ドル操作を行えるようにすることにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明は、電動パワース
テアリング装置に関して、本発明の上記目的は、操舵ト
ルクを検出する操舵トルク検出手段と、該操舵トルク検
出手段によって検出された操舵トルクに基づいて駆動さ
れるモータとを備えた電動パワーステアリング装置にお
いて、上記操舵トルク検出手段からの操舵トルクに基づ
いて、操舵補助信号を補正する操舵トルク入力補正手段
と、操舵系に異常が発生した場合に、操舵補助を停止す
る作動停止検出手段と、操舵系の異常が解消した場合
に、操舵補助を再開する作動開始−故障復帰検出手段
と、上記操舵トルク検出手段からの信号に基づいて、操
舵系の故障を診断する故障診断手段とを備え、上記作動
停止検出手段および上記作動開始−故障復帰検出手段を
介して、操舵トルクの補助信号を補正し、操舵系の異常
が解消された後に、操舵トルクが所定値以上になるまで
正常状態に復帰しないようにすることによって、効果的
に達成される。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態を説明する。 【0011】図1は、電動パワーステアリング装置の概
略構成を示す図であり、操向ハンドル1の軸2はユニバ
ーサルジョイント4aおよび4b,ピニオンラック機構
5を経て、操向車輪のタイロッド6に結合されている。
軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出する操舵
トルク検出手段としてのトルクセンサ7が設けられてい
て、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ8が、ク
ラッチ9および減速ギア3を介して軸2に結合されてい
る。 【0012】また、電動パワーステアリング装置の制御
手段としてのコントロールユニット10には、バッテリ
11からイグニッションキー12およびリレー13を経
て電力が供給され、コントロールユニット10は、トル
クセンサ7で検出された操舵トルクおよび車速センサ1
4で検出された車速に基づいて、アシスト指令の操舵補
助指令値の演算を行い、該操舵補助指令値に基づいてモ
ータ8に供給する電流を制御するようになっている。 【0013】さらに、コントロールユニット10には、
図2に示すように、操舵トルク入力補正手段15が設け
られ、トルクセンサ7などの操舵トルク検出手段16か
らのトルク信号を受け、モータ制御信号発生手段17を
介してモータ駆動手段18に、モータ8の駆動信号を送
るようになっている。 【0014】また、コントロールユニット10には、キ
ースイッチ19に接続された作動停止検出手段20およ
び作動開始/故障復帰検出手段21が設けられ、上記操
舵トルク入力補正手段15に、それぞれ、操舵補助を減
少させる補正信号(アシスト減少信号)を出力するとと
もに、操舵トルク検出手段16からの信号を受け、操舵
補助を増加させる補正信号(アシスト増加信号)を出力
するようになっている。 【0015】そして、上記コントロールユニット10に
は、操舵系の故障を診断する故障診断手段22が設けら
れ、上記操舵トルク検出手段16,上記モータ制御信号
発生手段17,および上記モータ駆動手段18からの信
号を受け、上記モータ制御信号発生手段17,上記作動
停止検出手段20,上記作動開始/故障復帰検出手段2
1に補正信号を送って、操舵系に異常(故障)が発生し
た場合などに、モータ8の駆動を制御するようになって
いる。 【0016】また、上記作動停止検出手段20には、上
記モータ駆動手段18に接続された故障診断手段22か
らの信号を受け、モータ駆動手段18で異常が検出され
ると、作動停止検出手段20にアシスト減少信号を送る
ようになっている。また、上記作動開始/故障復帰検出
手段21には、上記操舵トルク検出手段16および故障
診断手段22からの信号を受け、モータ駆動手段18で
異常が検出され、操舵トルク検出手段16からのトルク
信号が、正常状態にあって所定値よりも大きくなった場
合に、アシスト増加信号を送るようになっている。これ
により、操舵トルク検出手段16およびモータ駆動手段
18からの信号に基づいて、図3に示すように、操舵ト
ルクが正常状態に戻っても、異常が解除された後も、操
舵トルクが所定値(図3中の点A)以上になるまで、操
舵系を正常状態に復帰しないようになっている。 【0017】次に、上記実施例のフェールセイフ機構の
制御について説明する。 【0018】図4および図5は、操舵系のフェールセイ
フ機構の動作を示すフローチャートであり、スタート
時、イグニッションキーをONにすると、ステップS1
で各種フラグをイニシアライズし、ステップS2でトル
ク信号の補正フラグをONにするとともに、トルク検出
信号の増加フラグをONにする。すなわち、スタート
時、操舵トルク入力補正手段15に、作動開始/故障復
帰検出手段21からのアシストを増加させる補正信号が
出力され、ハンドルを徐々に軽くする。 【0019】また、ステップS3で、故障診断手段22
に、操舵トルク検出手段16からのトルク信号が入力さ
れ、該トルク信号が正常であるかどうかが判断される。
また、ステップS4で、故障診断手段22に、モータ制
御信号発生手段17およびモータ駆動手段18からモー
タ駆動電流の検出信号が入力され、該検出信号が正常で
あるかどうかが判断される。 【0020】また、ステップS5では、上記ステップS
3およびステップS4における判断結果に基づいて、操
舵系に異常(故障)が発生したかどうかが判定される。
異常がない場合、そのままステップS7に進み、異常が
ある場合、ステップS6で、故障発生フラグをONに、
トルク信号補正フラグをONに、トルク検出信号減少フ
ラグをONにする。 【0021】また、ステップS7で、キースイッチの検
出信号が入力されると、該検出信号が正常であるかどう
かが判断される。その判断結果に基づいて、ステップS
8で、作動停止検出手段20で、アシストの作動停止状
態が判定され、作動状態である場合、そのままステップ
S10に進み、停止状態である場合、ステップS9で、
トルク信号補正フラグをONに、トルク検出信号減少フ
ラグをONにして、ステップS10に進む。 【0022】また、ステップS10では、トルク信号補
正フラグの状態が判定される。その結果、OFFである
場合、ステップS16およびステップS17に進み、通
常のモータ制御信号が演算され、モータ8に駆動信号が
出力され、ステップS3に戻る。一方、上記ステップS
10で、トルク信号補正フラグがONである場合、ステ
ップS11に進む。ステップS11では、トルク検出信
号減少フラグの状態が判定される。 【0023】ステップS11で、トルク信号を増加させ
る側へ補正する場合、すなわち、トルク検出信号減少フ
ラグがOFFであり、ステップS12で、トルク検出信
号増加フラグがONである場合、ステップS13で、ト
ルク信号の増加処理が施され、ステップS14で、トル
ク信号の増加が100パーセント以上か否かを判断し、
100パーセントを超えていなければ、ステップS16
およびステップS17で、増加したトルク信号に基づい
てモータ制御信号を演算することによって、モータ駆動
電流を補正する。 【0024】また、ステップS14の判定結果で100
パーセントを超えていれば、トルク増加補正の終了処理
として、ステップS15で、トルク信号補正フラグ及び
トルク検出信号増加フラグをOFFにして、ステップS
16及びステップS17に進む。 【0025】一方、ステップS11で、トルク信号を減
少させる側へ補正する場合、すなわち、トルク検出信号
減少フラグがONである場合、ステップS18で、トル
ク信号の減少処理が施され、ステップS19で、トルク
信号の減少が100パーセント以上か否かを判断し、1
00パーセントを超えていなければ、ステップS16お
よびステップS17で、減少したトルク信号に基づいて
モータ制御信号を演算することによって、モータ駆動電
流を補正する。 【0026】また、ステップS19の判定結果で100
パーセントを超えていれば、トルク減少補正の終了処理
として、ステップS22で、トルク故障発生フラグ,ト
ルク信号補正フラグ及びトルク検出信号減少フラグをO
FFにして、ステップS23以降に進む。 【0027】また、ステップS12,ステップS14,
およびステップS19で、トルク信号の補正を行わない
場合、すなわち、ステップS14およびステップS19
で、増加率および減少率が、それぞれ100パーセント
に達している場合と、ステップ12で、トルク検出信号
増加フラグがOFFである場合、ステップS16および
ステップS17に進み、通常のモータ制御信号を演算し
て、モータの駆動電流を補正する。 【0028】また、ステップS19で、トルク信号の減
少率が100パーセントを超えると、トルク減少補正終
了と判断し、ステップS20に進み、ステップS20で
は、故障発生フラグの状態が判定される。故障発生フラ
グがOFFである場合、IGOFF時の処理と判断し、
ステップS21に進んで、EPS(Electric
Power Steering System)を停止
して、制御をストップする。一方、ステップS20で、
故障発生フラグがONである場合、ステップS22に進
み、故障発生フラグをOFFに、トルク信号補正フラグ
をOFFに、トルク検出信号減少フラグをOFFにし
て、ステップS23に進む。 【0029】そして、本発明の特徴として、故障復帰時
の条件判定として、ステップS23で、操舵トルク検出
手段16からのトルク信号が入力され、該トルク信号が
正常であるかどうかが判断される。次に、ステップS2
4で、トルク信号が増大すると、故障が正常領域(図
3)に復帰したかどうかが判定され、復帰していない場
合、ステップS23に戻る。一方、トルク信号が増大し
て、正常領域(図3)に復帰した場合、ステップS25
で、トルク信号が、予め設定された所定値(図3中の点
A)以上であるか否かが判断される。その結果、トルク
信号が、正常領域(図3)内にあるが、上記所定値より
も小さい場合、ステップS23に戻って、トルク信号が
上記所定値に達するまでアシストを再開しない。そし
て、トルク信号が、上記所定値以上になれば、ステップ
S26に進み、トルク信号補正フラグをONに、トルク
検出信号増加フラグをONにし、アシストを再開して、
ステップS3に戻る。 【0030】従って、上記実施例では、操舵トルク検出
手段16およびキースイッチ19から、操舵トルクおよ
びキースイッチの状態を検出しながら、トルク検出信号
増加フラグやトルク検出信号減少フラグに基づいて、起
動時、イグニッションキーをONにして、徐々にアシス
トを増やし、停止時、イグニッションキーをOFFにし
て、徐々にアシストを減らすようになっている。そし
て、操舵系に故障が発生して、アシストを停止した場
合、操舵トルクが正常状態になっても、所定値(図3中
の点A)以上になるまで、操舵系のアシストが正常状態
に復帰することがない。そのため、操舵トルクが大きい
ときにアシストが始まり、ドライバーは、この大きなト
ルク変動によってアシストの再開を知覚することができ
る。その結果、ドライバーは、常に、アシストの状態を
正確に把握して運転することができる。 【0031】 【発明の効果】以上のように、本発明に係る電動パワー
ステアリング装置の制御装置によると、上記操舵トルク
検出手段からの操舵トルクに基づいて、操舵補助信号を
補正する操舵トルク入力補正手段と、操舵系に異常が発
生した場合に、操舵補助を停止する作動停止検出手段
と、操舵系の異常が解消した場合に、操舵補助を再開す
る作動開始−故障復帰検出手段と、上記操舵トルク検出
手段からの信号に基づいて、操舵系の故障を診断する故
障診断手段とを備え、上記作動停止検出手段および上記
作動開始−故障復帰検出手段を介して、操舵トルクの補
助信号を補正し、操舵系の異常が解消された後に、操舵
トルクが所定値以上になるまで正常状態に復帰しないよ
うにした。これにより、操舵トルクが大きい状態で、ア
シストが復帰するので、ドライバーは、復帰時の大きな
トルク変動により、アシスト作動状態を、常に正確に把
握することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る電動パワーステアリング装置の概
略構成を示す図である。 【図2】本発明に係る制御系の機能構成を示すブロック
図である。 【図3】操舵トルクの特性を示す図である。 【図4】本発明の動作例を示すフローチャートである。 【図5】上記図4のフローチャートの続きである。 【符号の説明】 7 トルクセンサ 8 モータ 10 コントロールユニット 15 操舵トルク入力補正手段 16 操舵トルク検出手段 17 モータ制御信号発生手段 18 モータ駆動手段 19 キースイッチ 20 作動停止検出手段 21 作動開始/故障復帰検出手段 22 故障診断手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 正博 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 河井 真人 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 福田 芳純 静岡県裾野市御宿1200番地 トヨタ自動車 株式会社内 (72)発明者 鈴木 将文 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 有水 直樹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3D032 CC32 DA15 DA23 DA64 DE09 3D033 CA03 CA13 CA16 CA20 CA21 CA31

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段
    と、該操舵トルク検出手段によって検出された操舵トル
    クに基づいて駆動されるモータとを備えた電動パワース
    テアリング装置において、上記操舵トルク検出手段から
    の操舵トルクに基づいて、操舵補助信号を補正する操舵
    トルク入力補正手段と、操舵系に異常が発生した場合
    に、操舵補助を停止する作動停止検出手段と、操舵系の
    異常が解消した場合に、操舵補助を再開する作動開始−
    故障復帰検出手段と、上記操舵トルク検出手段からの信
    号に基づいて、操舵系の故障を診断する故障診断手段と
    を備え、上記作動停止検出手段および上記作動開始−故
    障復帰検出手段を介して、操舵トルクの補助信号を補正
    し、操舵系の異常が解消された後に、操舵トルクが所定
    値以上になるまで正常状態に復帰しないようにしたこと
    を特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5082846B2 (ja) * 2005-05-20 2012-11-28 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
US20140180544A1 (en) * 2012-12-25 2014-06-26 Jtekt Corporation Electric power steering system

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