JP2004330892A - 車載用故障内容記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】故障の診断が中断された場合においても、システム・オフ時の不具合の内容を記憶して、故障の検知を確実に行うために有効な車載用故障内容記憶装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載した装置の故障の診断中に前記車両がシステム・オフの状態となった場合、故障の兆候となる不具合が生じた時間および回数の少なくとも一方に関する情報を記憶するようにした車載用故障内容記憶装置。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用故障内容記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両に搭載した装置の動作の不具合を検知し、その検知された不具合によって故障の有無を診断して、故障を検知した場合には、その故障内容に関する情報を記録することが行われている。例えば、電動パワーステアリング装置の故障検知時に、故障内容に対応したコードを、電動パワーステアリング装置内のメモリに記録することが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、従来は、不具合の診断の結果、故障であることが確定したときに、その故障内容がメモリに記録されている。そのため、診断の途中にイグニッション・オフ等の操作により車両がシステム・オフ状態とされると、その時点で故障検知動作が終了してしまい、本来、検知するはずであった故障内容が記録されなかった。それゆえ、不具合が発生して故障が生じている兆候が検知されたにも拘わらず、その不具合の再現性が低い場合、不具合の特定による故障の検知を困難にしてしまうという問題があった。特に、不具合の発生が不定期に発生する、長い時間間隔で不具合が発生する等の頻繁には不具合が発生しない場合、また、不具合が所定回数以上発生して初めて故障であると診断できる場合には、診断の途中でシステム・オフの状態となると、その不具合の特定による故障の検知がされないことになる。しかもその診断途中の記録が残されないため、次回のシステム・オン時に再度、不具合の発生を待って故障の診断が開始されることとなるため、故障の検知が困難となる、という問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１５７６４４号公報（請求項４〜請求項７）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、故障診断が中断された場合にも、システム・オフ時の不具合の内容を記憶して、故障の検知を確実に行うために有効な車載用故障内容記憶装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の搭載装置の故障を診断し、その内容を記憶する車載用故障内容記憶装置であって、故障の兆候となる不具合を所定時間または所定回数検知すると前記搭載装置の故障と診断するとともに、前記故障の診断中に前記車両がシステム・オフの状態となった場合、前記不具合が生じた時間および回数の少なくとも一方に関する情報を記憶するようにしたことを特徴とする車載用故障内容記憶装置を発明の構成とする。
【０００７】
この車載用故障内容記憶装置では、故障の診断中に前記車両がシステム・オフの状態となった場合、前記故障の兆候となる不具合が生じた時間および回数の少なくとも一方に関する情報を記憶することによって、診断の結果、故障と判明する前に、イグニッション・オフ等のユーザ操作により車両のシステムが停止し、故障の検知が中断した場合にも、前記情報が記録される。なお、本発明において、車両のシステム・オフの状態とは、運転者によってイグニッション・オフされた状態、あるいは車両の搭載装置の動作がキャンセルされた状態（スイッチがオフされた状態）等をいう。また、故障の兆候となる不具合とは、車両の搭載装置が、所期の動作を行わなかった場合、イグニッション電圧の異常、車速の異常など、故障ではないが、故障の可能性があると判断される車両の搭載装置の各種挙動をいう。
【０００８】
また、電動パワーステアリング装置において、故障の兆候となる不具合とは、前記の不具合の他に、後記の手動操舵トルクの方向または大きさと、補助トルクの方向または大きさが異なったりすること等をいう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態は、本発明の故障内容記憶装置を備える電動パワーステアリング装置に関するものである。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を示す概念図である。
図１に示す電動パワーステアリング装置１は、運転者によるステアリングホイール２の操舵時に、手動操舵力発生手段３によって前輪４、４を転動させて車両の向きを変える装置である。さらに、電動パワーステアリング装置１は、制御装置５からの電動機制御信号ＶＯに基づいて電動機駆動手段６で電動機電圧ＶＭを発生し、この電動機電圧ＶＭで電動機７を駆動して補助操舵力（補助トルク）を発生させ、手動操舵力発生手段３による手動操舵力を軽減する。
【００１１】
手動操舵力発生手段３は、ステアリングホイール２に一体に設けられたステアリング軸８に連結軸９を介してステアリング・ギヤボックス１０内に設けられたラック＆ピニオン機構１１のピニオン１１ａが連結される。連結軸９は、両端に自在継ぎ手９ａ，９ｂを備える。ラック＆ピニオン機構１１は、ピニオン１１ａに噛み合うラック歯１１ｂがラック軸１２に形成され、ピニオン１１ａとラック歯１１ｂの噛み合いにより、ピニオン１１ａの回転をラック軸１２の横方向の往復運動とする。さらに、ラック軸１２には、その両端にタイロッド１３，１３を介して、転動輪としての左右の前輪４，４が連結される。
【００１２】
電動機７は、補助操舵力を発生させるために、ラック軸１２と同軸上に配設される。そして、電動機７の回転がラック軸１１と同軸に設けられたボールねじ機構１４を介して推力に変換され、この推力をラック軸１２（ボールねじ軸１４ａ）に作用させる。
【００１３】
制御装置５は、各種演算や処理等を行うＣＰＵ、入力信号変換手段、信号発生手段、記憶手段、故障内容記憶手段（車載用故障内容記憶装置）等で構成される。この制御装置５には、車速センサ１５、操舵トルクセンサ１６、電動機電流検出手段１７からの各検出信号Ｖ，ＴＳ，ＩＭＯ、および他システム４０からの操舵要求信号ΔＩが入力される。そして、制御装置５は、これらの検出信号Ｖ，ＴＳ，ＩＭＯと操舵要求信号ΔＩに基づいて電動機７に流す電動機電流ＩＭの大きさと方向を決定し、電動機駆動手段６に電動機制御信号ＶＯを出力する。
【００１４】
車速センサ１５は、スピードメータ（図示せず）内に配設され、車両の速度を検出する。そして、車速センサ１５は、検出した車速に対応した電気信号の車速信号Ｖを制御装置５に送信する。
【００１５】
操舵トルクセンサ１６は、ステアリング・ギアボックス１０内に配設され、運転者による手動操舵トルクの大きさと方向を検出する。そして、操舵トルクセンサ１６は、検出した手動操舵トルクに対応した電気信号の手動操舵トルク信号ＴＳを制御装置５に送信する。
【００１６】
電動機電流検出手段１７は、電動機７に対して直列に接続された抵抗またはホール素子等を備え、電動機７に実際に流れる電動機電流ＩＭの大きさと方向を検出する。そして、電動機電流検出手段１７は、電動機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯを制御装置５にフィードバック（負帰還）する。
【００１７】
電動機駆動手段６は、電動機制御信号ＶＯに基づいて電動機電圧ＶＭを電動機７に印加し、電動機７を駆動する。電動機７に電動機電圧ＶＭが印加されると、電動機７には電動機電流ＩＭが流れ、電動機７は電動機電流ＩＭに比例したトルクを発生する。
【００１８】
次に、図２を参照して制御装置５の構成について説明する。
制御装置５は、Ａ／Ｄ変換手段２０，２１と、目標電流信号設定手段２２と、減算手段２３と、偏差演算手段２４と、駆動制御手段２５と、故障内容記憶装置３０とから構成される。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換手段２０は、Ｆ−Ｖコンバータ（図示せず）を介して車速センサ１５から入力された車速信号Ｖをアナログ信号からディジタル信号に変換し、このディジタル変換された車速信号Ｖを目標電流信号設定手段２２に出力する。
また、Ａ／Ｄ変換手段２１は、操舵トルクセンサ１６から入力された手動操舵トルク信号ＴＳをアナログ信号からディジタル信号に変換し、この変換された手動操舵トルク信号ＴＳを目標電流信号設定手段２２と故障内容記憶装置３０に出力する。
【００２０】
減算手段２３は、減算器またはソフト制御の減算機能を備え、目標電流信号設定手段２２からの目標電流信号ＩＭＳと他システム４０からの操舵要求信号ΔＩが入力され、偏差演算手段２４に補正目標電流信号ＩＭＳ’を出力する。減算手段２３は、目標電流信号ＩＭＳから操舵要求信号ΔＩを減算して補正目標電流信号ＩＭＳ’（＝ＩＭＳ−ΔＩ）を算出し、操舵要求信号ΔＩを目標電流信号ＩＭＳに加味している。
【００２１】
偏差演算手段２４は、減算器またはソフト制御の減算機能を備え、減算手段２３からの補正目標電流信号ＩＭＳ’と電動機電流検出手段１７からの電動機電流信号ＩＭＯが入力され、駆動制御手段２５に偏差信号ΔＩＭを出力する。偏差演算手段２４は、補正目標電流信号ＩＭＳ’から電動機電流信号ＩＭＯを減算し、偏差信号ΔＩＭ（＝ＩＭＳ’−ＩＭＯ）を算出する。
【００２２】
駆動制御手段２５は、ＰＩＤコントローラ、ＰＷＭ信号発生手段および論理回路等を備え、偏差演算手段２４からの偏差信号ΔＩＭが入力され、電動機駆動手段６と故障内容記憶装置３０に電動機制御信号ＶＯを出力する。
【００２３】
故障内容記憶装置３０は、操舵トルクセンサ１６と、電動機電流検出手段１７と、駆動制御手段２５とが接続され、それぞれ手動操舵トルク信号ＴＳ、電動機電流信号ＩＭＯ、電動機制御信号ＶＯが入力される。
【００２４】
この故障内容記憶装置３０は、図３に示すように、故障診断手段３１と、故障記憶手段３２とから構成される。
【００２５】
故障診断手段３１は、操舵トルクセンサ１６、電動機電流検出手段１７および駆動制御手段２５と接続され、それぞれ手動操舵トルク信号ＴＳ、電動機電流信号ＩＭＯ、電動機制御信号ＶＯの各信号が入力される。そして、故障診断手段３１においては、手動操舵トルク信号ＴＳ、電動機電流信号ＩＭＯ、電動機制御信号ＶＯを、予め記憶されている故障兆候リストのデータと比較対照して、故障の兆候である不具合が生じている時間または回数を検知して、故障の有無を診断する。故障診断手段３１における診断の結果、故障であると診断された場合には、その故障内容が故障記憶手段３２に記憶される。
また、この故障診断手段３１における故障の診断中に、イグニッション・オフ等の操作によって車両システムが停止された場合、不具合が生じている時間および回数の検知を中断して、その時間および回数の少なくとも一方が故障記憶手段３２に記憶される。故障記憶手段３２としては、車両システムが停止された場合にも、前記時間または回数を、さらに故障の検知中であることを示す診断コードとともに記憶し、その記憶が消去されない記憶装置が用いられる。例えば、不揮発性メモリ等を用いた記憶装置が用いられる。
【００２６】
次に、図４を参照して、この故障内容記憶装置３０による故障内容の記憶動作例を説明する。なお、以下の説明は、手動操舵トルクセンサ１６からの手動操舵トルク信号ＴＳと、電動機電流検出手段１７からの電動機電流信号ＩＭＯとに基づき、電動パワーステアリング装置１の故障を診断して、その故障内容を記憶する場合を例に取る。
【００２７】
まず、車両のシステムが起動されると、電動パワーステアリング装置１の制御（ＥＰＳ制御）が開始される。そして、運転者がステアリングホイール２を操舵すると、ステアリング・ギアボックス１０内に配設された操舵トルクセンサ１６によって、運転者による手動操舵トルクの大きさと方向が検出される。検出された手動操舵トルクに対応した電気信号（手動操舵トルク信号ＴＳ）は、操舵トルクセンサ１６より故障診断手段３１に入力される。また、電動機電流検出手段１７によって、電動機７に実際に流れる電動機電流ＩＭの大きさと方向が検出され、検出された電動機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯが故障診断手段３１に入力される。
【００２８】
故障診断手段３１は、手動操舵トルク信号ＴＳと電動機電流ＩＭＯを比較対照し、例えば、検出した手動操舵トルクの方向と検出した電動機に流れる電流の方向（すなわち、補助トルクの方向）が一致か不一致かを判定し、不一致である場合には、その不一致の程度が予め設定された値（故障閾値）を超えていないかが診断される（ステップＳ１）。不一致の程度が閾値を超えている場合は、その不一致が生じた回数の計数が開始され、その回数が故障記憶手段３２に記憶される。また、このとき、不一致の程度が閾値を超えていない場合は、故障がないと診断され、システムを停止するか否かが判定される（ステップＳ４）。
【００２９】
さらに、ステップＳ２において、不一致の程度が故障閾値を超えていると判定された場合は、その不一致が継続している時間が予め設定された時間（故障確定時間）を超えている、すなわち、故障確定時間を経過しているか否かが診断される（ステップＳ３）。不一致が継続している時間が故障確定時間を超えている場合は、不一致が継続している時間の計時が開始され、その時間が故障記憶手段３２に記憶される。このとき、不一致が継続している時間が故障確定時間を超えていない場合には、故障がないと診断され、システムを停止するか否かが判定される（ステップＳ４）。
【００３０】
前記ステップＳ２において、不一致が生じた回数が予め設定された回数を超えた場合、または、前記ステップＳ３において、不一致が継続している時間が、故障確定時間を経過している場合のいずれかの場合には、故障と診断し、その故障に対応した診断コード記録が故障記憶手段３２に記憶される（ステップＳ３）。
【００３１】
次に、以上のＳ１〜Ｓ３のステップを繰り返して電動パワーステアリング装置１の故障の診断が行われている途中で、イグニッション・オフ等の操作によりシステムの停止が検知されると、システムを停止するか否かが判定される（ステップＳ４）。
【００３２】
システム停止の場合には、故障診断手段３１において検知中の故障があるか否かが判定される（ステップＳ５）。
【００３３】
検知中の故障がある場合には、その検知中の診断コード記録、すなわち、故障を検知中であることを示すコードが故障記憶手段３２に記憶される（ステップＳ６）。このとき、検知中の故障がない場合には、システムが停止される（ステップＳ９）。
【００３４】
さらに、前記故障閾値を超える不一致が生じた回数、および故障確定時間を超える不一致が継続した時間が、故障判断値および経過時間として故障記憶手段３２に記録される（ステップＳ７、ステップＳ８）。
そして、システムが停止される（ステップＳ９）。
【００３５】
なお、以上の図４に関する説明は、手動操舵トルクセンサ１６からの手動操舵トルク信号ＴＳと、電動機電流検出手段１７からの電動機電流信号ＩＭＯとに基づき、電動パワーステアリング装置の故障を診断して、その故障内容を記憶する場合に関するものであるが、手動操舵トルク信号ＴＳ、電動機電流信号ＩＭＯ、および電動機制御信号ＶＯのいずれか２つの信号または３つの信号に基づいて故障を診断する場合も同様にして故障内容記憶装置３０によって電動パワーステアリング装置の故障を診断して、その故障内容を記憶することができる。また、本発明は、図１に示すラック＆ピニオン式以外の方式のステアリング機構にも適用できるのは勿論である。
【００３６】
また、以上説明した実施形態は、本発明の故障内容記憶装置を備えた電動パワーステアリング装置に関するものであるが、本発明の車載用故障内容記憶装置は、電動パワーステアリング装置に限定されず、車両に搭載される各種装置の故障内容を記憶する装置として用いることができる。例えば、ステアバイワイヤによる操舵装置、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＴＣＳ（Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）や左右駆動力配分装置等の様々なシステムに適用し、その故障内容を記憶し、また、故障検知中の不具合に関する情報を記憶することによって、当該装置またはシステムのメンテナンス等を的確に行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に記載の車載用故障内容記憶装置によれば、運転者のイグニッション・オフ等の操作により故障診断が中断された時でも、故障であるとの確定には至っていないが検知中である故障情報が記憶される。そのため、その故障が原因で発生した不具合を解析して故障を特定する場合、その特定が容易に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】電動パワーステアリング装置における制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】故障内容記憶装置の構成を説明するブロック図である。
【図４】故障内容記憶装置の動作を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 電動パワーステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ 手動操舵力発生手段
４ 前輪
５ 制御装置
６ 電動機駆動手段
７ 電動機
８ ステアリング軸
９ 連結軸
１０ ステアリング・ギヤボックス
１１ ラック＆ピニオン機構
１２ ラック軸
１３ タイロッド
１４ ボールねじ機構
１５ 車速センサ
１６ 操舵トルクセンサ
１７ 電動機電流検出手段
２０，２１ Ａ／Ｄ変換手段
２２ 目標電流信号設定手段
２３ 減算手段
２４ 偏差演算手段
２５ 駆動制御手段
３０ 故障内容記憶装置
３１ 故障診断手段
３２ 故障記憶手段

Claims (1)

1. 車両の搭載装置の故障を診断し、その内容を記憶する車載用故障内容記憶装置であって、
   故障の兆候となる不具合を所定時間または所定回数検知すると前記搭載装置の故障と診断するとともに、前記故障の診断中に前記車両がシステム・オフの状態となった場合、前記不具合が生じた時間および回数の少なくとも一方に関する情報を記憶するようにしたことを特徴とする車載用故障内容記憶装置。

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