JP2005067262A - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止させる場合、操舵状況監視機能を残してアシストトルクの停止要求時制御を行うことにより、良好な操舵フィーリングを確保することができる電動パワーステアリング制御装置を提供すること。
【解決手段】異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止し、電動モータ９によるアシストトルクの付勢を低下させる異常時モータアシスト量算出部１７ｃを有する電動パワーステアリング制御装置において、前記異常時モータアシスト量算出部１７ｃは、複数の操舵状態を推定するための検出手段からの検出情報を取り込み、動作停止要求時に前記複数の操舵状態を推定するための検出手段のうち正常に作動している操舵状態を推定するための検出手段を選択し、選択した操舵状態を推定するための検出手段からの操舵推定値を監視しながら電動モータ９によるアシストトルクの停止移行制御を行う手段とした。
【選択図】 図１
【解決手段】異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止し、電動モータ９によるアシストトルクの付勢を低下させる異常時モータアシスト量算出部１７ｃを有する電動パワーステアリング制御装置において、前記異常時モータアシスト量算出部１７ｃは、複数の操舵状態を推定するための検出手段からの検出情報を取り込み、動作停止要求時に前記複数の操舵状態を推定するための検出手段のうち正常に作動している操舵状態を推定するための検出手段を選択し、選択した操舵状態を推定するための検出手段からの操舵推定値を監視しながら電動モータ９によるアシストトルクの停止移行制御を行う手段とした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータにより操舵アシストトルクを得る電動パワーステアリング制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング制御装置は、通常時には第一の切換状態、すなわち、モータ駆動回路を維持し、異常検出手段に異常が検出されたときには第二の切換状態、すなわち、電圧漸減回路に切り換わるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−８１５９０号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電動パワーステアリング制御装置にあっては、異常が検出されるとモータ制御を停止し、操舵状況にかかわらず一義的に電圧漸減回路に切り換わる構成になっていたため、電圧漸減回路に切り換わっている状態でハンドル操作を切り返す時、電圧漸減途中によるアシストトルクの付勢が残っていることにより、操舵トルクがマニュアルステアリング時よりさらに重くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止させる場合、操舵状況監視機能を残してアシストトルクの停止要求時制御を行うことにより、良好な操舵フィーリングを確保することができる電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、
異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止し、電動モータによるアシストトルクの付勢を低下させる異常時アシストトルク制御手段を有する電動パワーステアリング制御装置において、
前記異常時アシストトルク制御手段は、操舵状態を推定するための複数の検出手段からの検出情報を取り込み、動作停止要求時に前記複数の検出手段のうち正常に作動している検出手段を選択し、選択した検出手段からの検出値を監視しながら電動モータによるアシストトルクの停止移行制御を行う手段とした。
【０００７】
ここで、「操舵状態を推定するための検出手段」とは、例えば、操舵トルク値を得る操舵トルクセンサー、操舵角値を得る操舵角センサー、車輪速値左右差値を得る車輪速センサー、ヨーレート値を得るヨーレートセンサー、横加速度値を得る横加速度センサー等のうち、ハンドルの切り返しの推定等が可能な２つ以上のセンサーをいう。
【０００８】
【発明の効果】
よって、本発明の電動パワーステアリング制御装置にあっては、異常時アシストトルク制御手段において、操舵状態を推定するための複数の検出手段からの検出情報を取り込み、動作停止要求時に前記複数の検出手段のうち正常に作動している検出手段を選択し、選択した検出手段からの検出値を監視しながら電動モータによるアシストトルクの停止移行制御を行うため、異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止させる場合、操舵状況監視機能を残してアシストトルクの停止要求時制御を行うことにより、ハンドル切り返し操作等に対し、良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電動パワーステアリング制御装置を実現する実施の形態を、図面に示す第１実施例に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の電動パワーステアリング制御装置を示す全体システム図である。第１実施例装置のマニュアルステアリング系は、図１に示すように、ハンドル１、ステアリングコラムシャフト２、ステアリング歯車機構３、タイロッド４，５、転舵輪６，７を備えている。
【００１１】
前記ハンドル１を回動させることにより生じた操舵トルクは、ステアリングコラムシャフト２を介してステアリング歯車機構３に伝達される。操舵トルクは、ステアリング歯車機構３によりその作用方向が変換され、タイロッド４，５を動かし、転舵輪６，７の方向転換を行わせる。
【００１２】
前記マニュアルステアリング系には、図１に示すように、減速歯車機構８が設けられ、この減速歯車機構８に、動力倍力装置となる電動モータ９が電磁クラッチ１０を介して連結されている。
【００１３】
前記電動モータ９のモータアシスト制御系は、図１に示すように、操舵トルクセンサー１１（操舵状態を推定するための検出手段）、操舵角センサー１２（操舵状態を推定するための検出手段）、車輪速センサー１３（操舵状態を推定するための検出手段）、横加速度センサー１４（操舵状態を推定するための検出手段）、ヨーレートセンサー１５（操舵状態を推定するための検出手段）、車速センサー１６、モータアシストコントロールユニット１７と、を備えている。
【００１４】
前記操舵トルクセンサー１１は、コラムシャフト２やステアリング歯車機構３内等に設けられ、操舵トルクセンサー情報に基づいて、操舵トルク値を得る。
【００１５】
前記操舵角センサー１２は、４輪操舵システム（４ＷＳ）にて用いられるセンサで、図外の４輪操舵コントロールユニット及び通信線を介して入力される操舵角センサー情報に基づいて、操舵角値を得る。なお、この操舵角センサー１２の代わりに、電動モータ９に装着されるモータ回転角センサーを用いても良い。
【００１６】
前記車輪速センサー１３は、アンチロックブレーキ制御システム（ＡＢＳ）にて用いられるセンサーで、図外のアンチロックブレーキコントロールユニット及び通信線を介して入力される各輪の車輪速センサー情報に基づいて、車輪速値左右差値を得る。
【００１７】
前記横加速度センサー１４およびヨーレートセンサー１５は、車両挙動制御システム（ＶＤＣ）にて用いられるセンサーで、図外の車両挙動コントロールユニット及び通信線を介して入力される横加速度センサー情報およびヨーレートセンサー情報に基づいて、横加速度値およびヨーレート値を得る。
【００１８】
前記車速センサー１６は、トランスミッション出力軸等に設けられ、車速センサー情報に基づいて車速値を得る。
【００１９】
前記モータアシストコントロールユニット１７は、操舵トルク値と操舵角値と車輪速値左右差値と横加速度値とヨーレート値と車速値とを入力情報とし、前記電動モータ９への供給電流を制御する。このモータアシストコントロールユニット１７は、各センサー異常判断部１７ａと、正常時モータアシスト量算出部１７ｂと、異常時モータアシスト量算出部１７ｃ（異常時アシストトルク制御手段）と、モータアシスト遮断部１７ｄと、モータ駆動回路１７ｅと、を有する。
【００２０】
前記モータアシストコントロールユニット１７では、操舵トルク情報と操舵角情報と車速情報とに基づいて、電動モータ駆動信号を生成し、この電動モータ駆動信号をモータ駆動回路１７ｅに与える。このモータ駆動回路１７ｅでは、電動モータ駆動信号に応じ、図外の車載バッテリから電動モータ９への供給電流の方向および大きさを調整する。これにより、例えば、正常時モータアシスト量算出部１７ｂでは、低速走行域の操舵時には大きなモータアシスト量を算出することで操舵力を軽くし、中高速走行域の操舵時は逆に小さなモータアシスト量を算出することで操舵力を重たくするというように、ハンドル操舵時のモータアシスト量が制御される。
【００２１】
次に、作用を説明する。
【００２２】
［センサー異常判断処理］
図２はモータアシストコントロールユニット１７の各センサー異常判断部１７ａにて実行されるセンサー異常判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００２３】
ステップＳ１では、操舵トルクセンサー１１の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ２へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ５へ移行する。
【００２４】
ステップＳ２では、操舵角センサー１２の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ５へ移行する。
【００２５】
ステップＳ３では、ステップＳ１及びステップＳ２で何れも出力値が正常であると判断された場合、正常時モータアシスト量算出部１７ｂへ進んで正常時のモータアシスト量を算出し、ステップＳ４のモータ駆動回路１７ｅへ移行する。
【００２６】
ステップＳ５では、ステップＳ１及びステップＳ２において少なくとも一方の出力値が異常であると判断された場合、動作停止要求判定処理を行い、ステップＳ６とステップＳ７へ移行する。
【００２７】
ステップＳ６では、ステップＳ５での動作停止要求判定処理に基づいて、正常時モータアシスト量算出停止及び算出保持を行い、ステップＳ７へ移行する。
【００２８】
ステップＳ７では、ステップＳ５での動作停止要求判定処理に基づいて、異常時モータアシスト量算出部１７ｃへ進んで異常時のモータアシスト量を算出し、ステップＳ４のモータ駆動回路１７ｅへ移行する。
【００２９】
ステップＳ８では、ステップＳ１でのセンサー異常判断とは並列判断処理により、車輪速センサー１３の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ７へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ９へ移行する。
【００３０】
ステップＳ９では、ヨーレートセンサー１５の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ７へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ１０へ移行する。
【００３１】
ステップＳ１０では、横加速度センサー１４の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ７へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ１１へ移行する。
【００３２】
ステップＳ１１では、ステップＳ８とステップＳ９とステップＳ１０との各判断において全てＮＯであると判断された場合、モータアシスト遮断処理部１７ｄへ進んでモータアシスト量を０（ゼロ）とし、ステップＳ４のモータ駆動回路１７ｅへ移行する。
【００３３】
［判断処理動作］
電動パワーステアリング制御系が正常の時には、図２において、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む流れとなり、正常時モータアシスト量算出部１７ｂにおいて正常時のモータアシスト量が操舵トルクと操舵角と車速により算出され、その算出結果である電動モータ駆動信号がモータ駆動回路１７ｅに対し出力される。
【００３４】
操舵トルクセンサー１１と操舵角センサー１２のうち、少なくとも一方のセンサーが異常で、且つ、３つのセンサー１３，１４，１５のうち、少なくとも一つのセンサーが正常である場合、図２において、ステップＳ１（→ステップＳ２）→ステップＳ５及びステップＳ６からステップＳ７へと進む流れとなる。一方、ステップＳ８、または、ステップＳ８→ステップＳ９、または、ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０の少なくとも１つの流れからステップＳ７へと進む流れとなる。そして、両者が合流するステップＳ７において、異常時のモータアシスト量が、図３に示すフローチャートに従って算出され、さらに、ステップＳ４へ進んで、異常時モータアシスト量算出部１７ｃでの算出結果である電動モータ駆動信号がモータ駆動回路１７ｅに対し出力される。
【００３５】
操舵トルクセンサー１１と操舵角センサー１２のうち、少なくとも一方のセンサーが異常で、且つ、３つのセンサー１３，１４，１５が全て異常である場合、図２において、ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１へと進む流れとなる。そして、ステップＳ１１において、電動モータ９への駆動電流を遮断する（＝駆動電流ゼロ）の電動モータ駆動信号とされ、さらに、ステップＳ４へ進んで、モータ駆動回路１７ｅから電動モータ９に対しゼロ電流が出力される。
【００３６】
［異常時モータアシスト量算出処理］
図３はモータアシストコントロールユニット１７の異常時モータアシスト量算出部１７ｃにて実行される異常時モータアシスト量算出処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００３７】
ステップＳ２１では、操舵トルクセンサー１１の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ２６へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ２２へ移行する。
【００３８】
ステップＳ２２では、操舵角センサー１２の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ２７へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ２３へ移行する。
【００３９】
ステップＳ２３では、車輪速センサー１３の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ２８へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ２４へ移行する。
【００４０】
ステップＳ２４では、ヨーレートセンサー１５の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ２９へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ２５へ移行する。
【００４１】
ステップＳ２５では、横加速度センサー１４の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３０へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３３へ移行する。
【００４２】
ステップＳ２６では、操舵トルクセンサー１１の出力値により求められた操舵トルク値が操舵トルクしきい値Ｔｈ以下か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３１へ移行する。ここで、操舵トルクしきい値Ｔｈは、ハンドル操作の切り返しであるとの推定判断を行う値（操舵トルクの作用方向が変化する付近を示す値）に設定される。
【００４３】
ステップＳ２７では、操舵角センサー１２の出力値により求められた操舵角値が操舵角しきい値θ以下か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３１へ移行する。ここで、操舵角しきい値θは、ハンドル操作の切り返しであるとの推定判断を行う値（操舵角が操舵中立付近を示す値）に設定される。
【００４４】
ステップＳ２８では、車輪速センサー１３の出力値により求められた車輪速値左右差値が車輪速値左右差値しきい値Ｒ以下か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３１へ移行する。ここで、車輪速値左右差値しきい値Ｒは、ハンドル操作の切り返しであるとの推定判断を行う値（車輪速値左右差が旋回走行から直進走行へ移行する付近を示す値）に設定される。
【００４５】
ステップＳ２９では、ヨーレートセンサー１５の出力値により求められたヨーレート値がヨーレートしきい値φ以下か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３１へ移行する。ここで、ヨーレートしきい値φは、ハンドル操作の切り返しであるとの推定判断を行う値（ヨーレートの作用方向が変化する付近を示す値）に設定される。
【００４６】
ステップＳ３０では、横加速度センサー１４の出力値により求められた横加速度値が横加速度しきい値α以下か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３１へ移行する。ここで、横加速度しきい値αは、ハンドル操作の切り返しであるとの推定判断を行う値（横加速度の作用方向が変化する付近を示す値）に設定される。
【００４７】
ステップＳ３１では、ステップＳ２６〜ステップＳ３０の何れの判断においても操舵中立付近判断しきい値に達していないとき、モータアシスト量（＝λ−β＊ｔ）が０を超えているか否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３２へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３３へ移行する。ここで、λは動作停止要求時のモータアシスト量保持値、βは単位時間当たりのモータアシスト量漸減値、ｔは動作停止要求後の経過時間である。
【００４８】
ステップＳ３２では、モータアシスト量が、モータアシスト量＝λ−β＊ｔの式により計算され、ステップＳ２１へ戻る。
【００４９】
ステップＳ３３では、ステップＳ２６〜ステップＳ３０の何れかの判断においても操舵中立付近判断しきい値に達したと判断されたとき、または、ステップＳ３１の判断においてモータアシスト量（＝λ−β＊ｔ）が０以下であると判断されたとき、モータアシスト量がモータアシスト量＝０に設定される。
【００５０】
［異常時モータアシスト量算出動作］
例えば、操舵角センサー１２のみが異常で、他のセンサー１１，１３，１４，１５が正常であり、動作停止要求開始から操舵トルク値が操舵トルクしきい値Ｔｈに達するまでの間は、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２６→ステップＳ３１→ステップ３２へと進む流れが繰り返され、モータアシスト量は、動作停止要求時のモータアシスト量保持値から時間の経過に従って漸減する量で与えられる。そして、操舵トルク値が操舵トルクしきい値Ｔｈを超えると、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２６→ステップＳ３３へと進む流れとなり、ステップＳ３３において、モータアシスト量がモータアシスト量＝０とされ、モータアシストが解除される。
【００５１】
また、操舵トルクセンサー１１のみが異常で、他のセンサー１２，１３，１４，１５が正常であり、動作停止要求開始から操舵角値が操舵角しきい値θに達するまでの間は、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２７→ステップＳ３１→ステップ３２へと進む流れが繰り返され、モータアシスト量は、動作停止要求時のモータアシスト量保持値から時間の経過に従って漸減する量で与えられる。そして、操舵角値が操舵角しきい値θを超えると、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２７→ステップＳ３３へと進む流れとなり、ステップＳ３３において、モータアシスト量がモータアシスト量＝０とされ、モータアシストが解除される。
【００５２】
さらに、操舵トルクセンサー１１と操舵角センサー１２が異常で、他のセンサー１３，１４，１５が正常であり、動作停止要求開始から車輪速値左右差値が車輪速値左右差しきい値Ｒに達するまでの間は、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２８→ステップＳ３１→ステップ３２へと進む流れが繰り返され、モータアシスト量は、動作停止要求時のモータアシスト量保持値から時間の経過に従って漸減する量で与えられる。そして、車輪速値左右差値が車輪速値左右差しきい値Ｒを超えると、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２８→ステップＳ３３へと進む流れとなり、ステップＳ３３において、モータアシスト量がモータアシスト量＝０とされ、モータアシストが解除される。
【００５３】
以上のように、操舵トルクセンサー１１と操舵角センサー１２と車輪速センサー１３とヨーレートセンサー１５と横加速度センサー１４のうち、異常と判断された出力値を除いて異常時モータアシスト量の算出に用い、その優先順位は、▲１▼操舵トルク値、▲２▼操舵角値、▲３▼車輪速値左右差値、▲４▼ヨーレート値、▲５▼横加速度値とし、優先順位に従い値が設定しきい値となるまではモータアシスト量を漸減し、設定しきい値以下となった後、モータアシスト量を０に固定する異常時モータアシスト量算出動作が実行される。
【００５４】
［背景技術］
従来の電動パワーステアリング制御装置は、ステアリングコラムシャフトにトルクセンサを組み込むと共に、ステアリングコラムシャフトの出力軸部を回転駆動する電動モータを設け、車速センサの検出する車速とトルクセンサの検出する操舵トルクなどをパラメータとしてアシスト力を求め、そのアシスト力が発生するように電動モータへの供給電流の方向と大きさを調整するようにしている。これにより、低速走行域の操舵時はアシスト力を大きくして操舵力を軽く、中高速域では逆にアシスト力を小さくして操舵力を重たくするように、ハンドル操舵時のアシスト力が制御される。
【００５５】
この電動パワーステアリング制御装置では、装置の故障を検出する故障診断手段から停止信号が発された場合、例えば、トルクセンサに異常が生じたときに誤制御が起こり得るので、そのフェールセーフ対策のために、トルクセンサの検出値に対してしきい値を定め、トルクセンサの検出値がそのしきい値を超えた場合、マニュアル操舵に切り換えるようにしている。すなわち、トルクセンサの検出値に対して上限しきい値および下限しきい値を定め、トルクセンサの検出値がその上限しきい値あるいは下限しきい値を超えた場合、マニュアル操舵に切り換え、安全性を確保するようにしている。
【００５６】
しかしながら、このような従来の電動パワーステアリング制御装置によると、装置の故障が検出されると、フェールセーフ機能が働き、即座にマニュアル操舵に切り換えられる。すなわち、装置の故障が検出されると、電動モータへの供給電流が瞬時に零となり、アシスト力が消失し、ハンドルが急に重くなる。走行中にこのような状態となると運転者は不安を感じる。
【００５７】
また、車両重量が軽く操舵アシスト力をあまり必要とせず、アシスト比（電動パワーステアリングが機能している場合の操舵力と電動パワーステアリングが停止している場合の操舵力の比）の小さいシステムにおいては、操舵フィーリングを低下しないようにして操舵力を重くすることが、比較的短い時間で行うことができる。
【００５８】
しかしながら、車両重量が重く、アシスト比の大きなシステムに対して操舵フィーリングの低下を防ぐためには、十分に長い時間をかけて操舵力を重くしないと違和感を防ぐ効果が得られず、このような問題が顕著にあらわれる。
【００５９】
これに対し、特開平７−８１５９０号公報では、異常検出時に電圧漸減回路に切り換わる構成としたものが提案されている。しかし、電圧漸減回路に切り換わっている状態では、操舵状況にかかわらず予め設定された固定の設定時間をかけて操舵力を重くするようにしているため、ハンドル操作を切り返すと、電圧漸減途中であって駆動回路からのモータアシストトルクの付勢が残っている。このため、運転者はモータアシストトルクに打ち勝つトルクをハンドルに加える必要があることから、切り返し操舵トルクがマニュアルステアリング時よりさらに重くなってしまうという問題がある。
【００６０】
［異常時モータアシスト制御作用］
これに対し、第１実施例の電動パワーステアリング制御装置では、電動パワーステアリング制御装置に異常が生じ、図４のｔ１の時点にて動作停止要求判定した場合、アシスト量の演算を中止し、操舵トルクセンサー１１と操舵角センサー１２と車速センサー１６などの検出値に基づいて演算されたアシスト量を保持する。次に、この保持したアシスト量の演算値に基づいて、付加するアシスト量を時間に応じて徐々に減少させてゆく。同時に、操舵状態を操舵トルクセンサー１１、操舵角センサ１２、車輪速センサー１３、ヨーレートセンサ１５、横加速度センサ１４、により推定する。これらのセンサー１１，１２，１３，１４，１５のうち、故障していないセンサーの検出値が予め設定してあるしきい値に達したときにハンドル操作の切り返しであると判定し、前述した徐々に付加しているアシスト量を徐々に減少している途中の図４のｔ２の時点において、アシスト量を０（零）に固定する。
【００６１】
この異常時におけるモータアシスト量の算出により、アシスト量を徐々に減少している途中で、運転者がハンドル切り返し操作を行った場合、選択されたセンサー出力値により、切り返し操作であると推定されたときにアシスト量が零に固定（モータアシストの解除）されるため、切り返し操作が推定された後は、マニュアルステアリングによる操舵トルクにてハンドル切り返し操作を行うことができる。
【００６２】
図４は動作停止要求によりアシスト量を徐々に減少している途中で運転者がハンドル切り返し操作を行った場合のタイムチャートである。運転者がハンドル切り返し操作を行うと、まず、ハンドル１に加えられる操舵トルク方向が変化し、次に、操舵角が中立付近を経過し、少し応答遅れで転舵輪６，７が中立付近を経過し、さらに応答が遅れて車両のヨーレート方向が変化し、車両の横加速度が変化する。
【００６３】
よって、操舵トルク値によるハンドル切り返し推定の場合には最も早いｔ２のタイミングにてモータアシスト量を０に固定できる。以下、操舵角値によるハンドル切り返し推定の場合にはｔ３のタイミングにてモータアシスト量を０に固定でき、車輪速値左右差値によるハンドル切り返し推定の場合にはｔ４のタイミングにてモータアシスト量を０に固定でき、ヨーレート値によるハンドル切り返し推定の場合にはｔ５のタイミングにてモータアシスト量を０に固定でき、横加速度値によるハンドル切り返し推定の場合にはｔ６のタイミングにてモータアシスト量を０に固定でき、時間の関係は、ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５＜ｔ６の関係となり、上記優先順位と符合する。
【００６４】
次に、効果を説明する。
第１実施例の電動パワーステアリング制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６５】
（１） 異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止し、電動モータ９によるアシストトルクの付勢を低下させる異常時モータアシスト量算出部１７ｃを有する電動パワーステアリング制御装置において、前記異常時モータアシスト量算出部１７ｃは、操舵状態を推定するための複数の検出手段からの検出情報を取り込み、動作停止要求時に前記複数の検出手段のうち正常に作動している検出手段を選択し、選択した検出手段からの検出値を監視しながら電動モータ９によるアシストトルクの停止移行制御を行うため、異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止させる場合、操舵状況監視機能を残してアシストトルクの停止要求時制御を行うことにより、良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【００６６】
（２） 前記異常時モータアシスト量算出部１７ｃは、前記検出値による操舵状態がハンドル操作の切り返しであると推定される設定しきい値以下となった後、電動モータ９によるアシストトルクの付勢を解除するため、動作停止要求時のハンドル切り返し操作に対しても、マニュアルステアリングによる操作力にてハンドル切り返し操作を確保することができる。
【００６７】
（３） 前記異常時モータアシスト量算出部１７ｃは、選択した操舵状態を推定するための検出手段からの検出値が、ハンドル操作の切り返しであると推定される設定しきい値以下となるまで、動作停止要求時のモータアシスト量保持値λと、単位時間当たりのモータアシスト量漸減値βと、動作停止要求後の経過時間ｔと、により算出されるモータアシスト量を維持するため、動作停止判定後、運転者がハンドルを中立位置に戻す操作を行う場合、操舵トルクが徐々に重くなるというように、操舵違和感のない良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【００６８】
（４） 前記操舵状態を推定するための検出手段は、操舵トルク値を得る操舵トルクセンサー１１と、操舵角値を得る操舵角センサー１２と、車輪速値左右差値を得る車輪速センサー１３と、ヨーレート値を得るヨーレートセンサー１５と、横加速度値を得る横加速度センサー１４であり、前記異常時モータアシスト量算出部１７ｃは、異常と判断された出力値を除いて異常時モータアシスト量の算出に用い、その優先順位は、操舵トルク値、操舵角値、車輪速値左右差値、ヨーレート値、横加速度値とし、優先順位に従い値が設定しきい値以下となった後、モータアシスト量を０に固定するため、動作停止判定後、運転者が切り返し操作を行った場合、正常なセンサーからの出力値を用い、最も早期のタイミングにてモータアシスト量を０に固定することができる。
【００６９】
（５） 前記操舵角センサーは、４輪操舵制御システムにて用いられるセンサーであるため、４輪操舵制御システムのセンサーを操舵トルクセンサー１１の故障時に操舵トルクセンサー１１の代わりにハンドル切り返し推定に利用することができる。
【００７０】
（６） 前記横加速度センサー１４は、車両挙動制御システムにて用いられるセンサーであるため、車両挙動制御システムのセンサーを操舵トルクセンサー１１の故障時に操舵トルクセンサー１１の代わりにハンドル切り返し推定に利用することができる。
【００７１】
（７） 前記車輪速センサー１３は、アンチロックブレーキ制御システムにて用いられるセンサーであるため、アンチロックブレーキ制御システムのセンサーを操舵トルクセンサー１１の故障時に操舵トルクセンサー１１の代わりにハンドル切り返し推定に利用することができる。
【００７２】
（８） 前記ヨーレートセンサー１５は、車両挙動制御システムにて用いられるセンサーであるため、車両挙動制御システムのセンサーを操舵トルクセンサー１１の故障時に操舵トルクセンサー１１の代わりにハンドル切り返し推定に利用することができる。
【００７３】
以上、本発明の電動パワーステアリング制御装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７４】
例えば、第１実施例では、複数の操舵状態を推定するための検出手段として、操舵トルク値を得る操舵トルクセンサー、操舵角値を得る操舵角センサー、車輪速値左右差値を得る車輪速センサー、ヨーレート値を得るヨーレートセンサー、横加速度値を得る横加速度センサーを用いた例を示したが、これらのセンサー群のうち、または、ハンドルの切り返し推定を含む操舵状況を監視することが可能な他のセンサーを加えたセンサー群のうち、２つ以上のセンサーを有する場合は、本発明に含まれる。
【００７５】
第１実施例では、４輪操舵制御システムと車両挙動制御システムとアンチロック制御システムに用いられたセンサーを流用する例を示したが、他の車載制御システムに用いられるセンサーで、ハンドルの切り返し推定を含む操舵状況を監視することが可能なセンサーを流用する場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の電動パワーステアリング制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例装置のモータアシストコントロールユニットの各センサー異常判断部にて実行されるセンサー異常判断処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第１実施例装置のモータアシストコントロールユニットの異常時モータアシスト量算出部にて実行される異常時モータアシスト量算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第１実施例装置において動作停止要求によりアシスト量を徐々に減少している途中で運転者がハンドル切り返し操作を行った場合の動作停止要求判定、正常時モータアシスト量、操舵トルク値、操舵角値、車輪速値左右差値、ヨーレート値、横加速度値、異常時モータアシスト量のそれぞれの特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ ハンドル
２ ステアリングコラムシャフト
３ ステアリング歯車機構
４，５ タイロッド
６，７ 転舵輪
８ 減速歯車機構
９ 電動モータ
１０ 電磁クラッチ
１１ 操舵トルクセンサー（操舵状態を推定するための検出手段）
１２ 操舵角センサー（操舵状態を推定するための検出手段）
１３ 車輪速センサー（操舵状態を推定するための検出手段）
１４ 横加速度センサー（操舵状態を推定するための検出手段）
１５ ヨーレートセンサー（操舵状態を推定するための検出手段）
１６ 車速センサー
１７ モータアシストコントロールユニット
１７ａ 各センサー異常判断部
１７ｂ 正常時モータアシスト量算出部
１７ｃ 異常時モータアシスト量算出部（異常時アシストトルク制御手段）
１７ｄ モータアシスト遮断部
１７ｅ モータ駆動回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータにより操舵アシストトルクを得る電動パワーステアリング制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング制御装置は、通常時には第一の切換状態、すなわち、モータ駆動回路を維持し、異常検出手段に異常が検出されたときには第二の切換状態、すなわち、電圧漸減回路に切り換わるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−８１５９０号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電動パワーステアリング制御装置にあっては、異常が検出されるとモータ制御を停止し、操舵状況にかかわらず一義的に電圧漸減回路に切り換わる構成になっていたため、電圧漸減回路に切り換わっている状態でハンドル操作を切り返す時、電圧漸減途中によるアシストトルクの付勢が残っていることにより、操舵トルクがマニュアルステアリング時よりさらに重くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止させる場合、操舵状況監視機能を残してアシストトルクの停止要求時制御を行うことにより、良好な操舵フィーリングを確保することができる電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、
異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止し、電動モータによるアシストトルクの付勢を低下させる異常時アシストトルク制御手段を有する電動パワーステアリング制御装置において、
前記異常時アシストトルク制御手段は、操舵状態を推定するための複数の検出手段からの検出情報を取り込み、動作停止要求時に前記複数の検出手段のうち正常に作動している検出手段を選択し、選択した検出手段からの検出値を監視しながら電動モータによるアシストトルクの停止移行制御を行う手段とした。
【０００７】
ここで、「操舵状態を推定するための検出手段」とは、例えば、操舵トルク値を得る操舵トルクセンサー、操舵角値を得る操舵角センサー、車輪速値左右差値を得る車輪速センサー、ヨーレート値を得るヨーレートセンサー、横加速度値を得る横加速度センサー等のうち、ハンドルの切り返しの推定等が可能な２つ以上のセンサーをいう。
【０００８】
【発明の効果】
よって、本発明の電動パワーステアリング制御装置にあっては、異常時アシストトルク制御手段において、操舵状態を推定するための複数の検出手段からの検出情報を取り込み、動作停止要求時に前記複数の検出手段のうち正常に作動している検出手段を選択し、選択した検出手段からの検出値を監視しながら電動モータによるアシストトルクの停止移行制御を行うため、異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止させる場合、操舵状況監視機能を残してアシストトルクの停止要求時制御を行うことにより、ハンドル切り返し操作等に対し、良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電動パワーステアリング制御装置を実現する実施の形態を、図面に示す第１実施例に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の電動パワーステアリング制御装置を示す全体システム図である。第１実施例装置のマニュアルステアリング系は、図１に示すように、ハンドル１、ステアリングコラムシャフト２、ステアリング歯車機構３、タイロッド４，５、転舵輪６，７を備えている。
【００１１】
前記ハンドル１を回動させることにより生じた操舵トルクは、ステアリングコラムシャフト２を介してステアリング歯車機構３に伝達される。操舵トルクは、ステアリング歯車機構３によりその作用方向が変換され、タイロッド４，５を動かし、転舵輪６，７の方向転換を行わせる。
【００１２】
前記マニュアルステアリング系には、図１に示すように、減速歯車機構８が設けられ、この減速歯車機構８に、動力倍力装置となる電動モータ９が電磁クラッチ１０を介して連結されている。
【００１３】
前記電動モータ９のモータアシスト制御系は、図１に示すように、操舵トルクセンサー１１（操舵状態を推定するための検出手段）、操舵角センサー１２（操舵状態を推定するための検出手段）、車輪速センサー１３（操舵状態を推定するための検出手段）、横加速度センサー１４（操舵状態を推定するための検出手段）、ヨーレートセンサー１５（操舵状態を推定するための検出手段）、車速センサー１６、モータアシストコントロールユニット１７と、を備えている。
【００１４】
前記操舵トルクセンサー１１は、コラムシャフト２やステアリング歯車機構３内等に設けられ、操舵トルクセンサー情報に基づいて、操舵トルク値を得る。
【００１５】
前記操舵角センサー１２は、４輪操舵システム（４ＷＳ）にて用いられるセンサで、図外の４輪操舵コントロールユニット及び通信線を介して入力される操舵角センサー情報に基づいて、操舵角値を得る。なお、この操舵角センサー１２の代わりに、電動モータ９に装着されるモータ回転角センサーを用いても良い。
【００１６】
前記車輪速センサー１３は、アンチロックブレーキ制御システム（ＡＢＳ）にて用いられるセンサーで、図外のアンチロックブレーキコントロールユニット及び通信線を介して入力される各輪の車輪速センサー情報に基づいて、車輪速値左右差値を得る。
【００１７】
前記横加速度センサー１４およびヨーレートセンサー１５は、車両挙動制御システム（ＶＤＣ）にて用いられるセンサーで、図外の車両挙動コントロールユニット及び通信線を介して入力される横加速度センサー情報およびヨーレートセンサー情報に基づいて、横加速度値およびヨーレート値を得る。
【００１８】
前記車速センサー１６は、トランスミッション出力軸等に設けられ、車速センサー情報に基づいて車速値を得る。
【００１９】
前記モータアシストコントロールユニット１７は、操舵トルク値と操舵角値と車輪速値左右差値と横加速度値とヨーレート値と車速値とを入力情報とし、前記電動モータ９への供給電流を制御する。このモータアシストコントロールユニット１７は、各センサー異常判断部１７ａと、正常時モータアシスト量算出部１７ｂと、異常時モータアシスト量算出部１７ｃ（異常時アシストトルク制御手段）と、モータアシスト遮断部１７ｄと、モータ駆動回路１７ｅと、を有する。
【００２０】
前記モータアシストコントロールユニット１７では、操舵トルク情報と操舵角情報と車速情報とに基づいて、電動モータ駆動信号を生成し、この電動モータ駆動信号をモータ駆動回路１７ｅに与える。このモータ駆動回路１７ｅでは、電動モータ駆動信号に応じ、図外の車載バッテリから電動モータ９への供給電流の方向および大きさを調整する。これにより、例えば、正常時モータアシスト量算出部１７ｂでは、低速走行域の操舵時には大きなモータアシスト量を算出することで操舵力を軽くし、中高速走行域の操舵時は逆に小さなモータアシスト量を算出することで操舵力を重たくするというように、ハンドル操舵時のモータアシスト量が制御される。
【００２１】
次に、作用を説明する。
【００２２】
［センサー異常判断処理］
図２はモータアシストコントロールユニット１７の各センサー異常判断部１７ａにて実行されるセンサー異常判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００２３】
ステップＳ１では、操舵トルクセンサー１１の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ２へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ５へ移行する。
【００２４】
ステップＳ２では、操舵角センサー１２の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ５へ移行する。
【００２５】
ステップＳ３では、ステップＳ１及びステップＳ２で何れも出力値が正常であると判断された場合、正常時モータアシスト量算出部１７ｂへ進んで正常時のモータアシスト量を算出し、ステップＳ４のモータ駆動回路１７ｅへ移行する。
【００２６】
ステップＳ５では、ステップＳ１及びステップＳ２において少なくとも一方の出力値が異常であると判断された場合、動作停止要求判定処理を行い、ステップＳ６とステップＳ７へ移行する。
【００２７】
ステップＳ６では、ステップＳ５での動作停止要求判定処理に基づいて、正常時モータアシスト量算出停止及び算出保持を行い、ステップＳ７へ移行する。
【００２８】
ステップＳ７では、ステップＳ５での動作停止要求判定処理に基づいて、異常時モータアシスト量算出部１７ｃへ進んで異常時のモータアシスト量を算出し、ステップＳ４のモータ駆動回路１７ｅへ移行する。
【００２９】
ステップＳ８では、ステップＳ１でのセンサー異常判断とは並列判断処理により、車輪速センサー１３の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ７へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ９へ移行する。
【００３０】
ステップＳ９では、ヨーレートセンサー１５の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ７へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ１０へ移行する。
【００３１】
ステップＳ１０では、横加速度センサー１４の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ７へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ１１へ移行する。
【００３２】
ステップＳ１１では、ステップＳ８とステップＳ９とステップＳ１０との各判断において全てＮＯであると判断された場合、モータアシスト遮断処理部１７ｄへ進んでモータアシスト量を０（ゼロ）とし、ステップＳ４のモータ駆動回路１７ｅへ移行する。
【００３３】
［判断処理動作］
電動パワーステアリング制御系が正常の時には、図２において、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む流れとなり、正常時モータアシスト量算出部１７ｂにおいて正常時のモータアシスト量が操舵トルクと操舵角と車速により算出され、その算出結果である電動モータ駆動信号がモータ駆動回路１７ｅに対し出力される。
【００３４】
操舵トルクセンサー１１と操舵角センサー１２のうち、少なくとも一方のセンサーが異常で、且つ、３つのセンサー１３，１４，１５のうち、少なくとも一つのセンサーが正常である場合、図２において、ステップＳ１（→ステップＳ２）→ステップＳ５及びステップＳ６からステップＳ７へと進む流れとなる。一方、ステップＳ８、または、ステップＳ８→ステップＳ９、または、ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０の少なくとも１つの流れからステップＳ７へと進む流れとなる。そして、両者が合流するステップＳ７において、異常時のモータアシスト量が、図３に示すフローチャートに従って算出され、さらに、ステップＳ４へ進んで、異常時モータアシスト量算出部１７ｃでの算出結果である電動モータ駆動信号がモータ駆動回路１７ｅに対し出力される。
【００３５】
操舵トルクセンサー１１と操舵角センサー１２のうち、少なくとも一方のセンサーが異常で、且つ、３つのセンサー１３，１４，１５が全て異常である場合、図２において、ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１へと進む流れとなる。そして、ステップＳ１１において、電動モータ９への駆動電流を遮断する（＝駆動電流ゼロ）の電動モータ駆動信号とされ、さらに、ステップＳ４へ進んで、モータ駆動回路１７ｅから電動モータ９に対しゼロ電流が出力される。
【００３６】
［異常時モータアシスト量算出処理］
図３はモータアシストコントロールユニット１７の異常時モータアシスト量算出部１７ｃにて実行される異常時モータアシスト量算出処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００３７】
ステップＳ２１では、操舵トルクセンサー１１の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ２６へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ２２へ移行する。
【００３８】
ステップＳ２２では、操舵角センサー１２の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ２７へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ２３へ移行する。
【００３９】
ステップＳ２３では、車輪速センサー１３の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ２８へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ２４へ移行する。
【００４０】
ステップＳ２４では、ヨーレートセンサー１５の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ２９へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ２５へ移行する。
【００４１】
ステップＳ２５では、横加速度センサー１４の出力値が正常か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３０へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３３へ移行する。
【００４２】
ステップＳ２６では、操舵トルクセンサー１１の出力値により求められた操舵トルク値が操舵トルクしきい値Ｔｈ以下か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３１へ移行する。ここで、操舵トルクしきい値Ｔｈは、ハンドル操作の切り返しであるとの推定判断を行う値（操舵トルクの作用方向が変化する付近を示す値）に設定される。
【００４３】
ステップＳ２７では、操舵角センサー１２の出力値により求められた操舵角値が操舵角しきい値θ以下か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３１へ移行する。ここで、操舵角しきい値θは、ハンドル操作の切り返しであるとの推定判断を行う値（操舵角が操舵中立付近を示す値）に設定される。
【００４４】
ステップＳ２８では、車輪速センサー１３の出力値により求められた車輪速値左右差値が車輪速値左右差値しきい値Ｒ以下か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３１へ移行する。ここで、車輪速値左右差値しきい値Ｒは、ハンドル操作の切り返しであるとの推定判断を行う値（車輪速値左右差が旋回走行から直進走行へ移行する付近を示す値）に設定される。
【００４５】
ステップＳ２９では、ヨーレートセンサー１５の出力値により求められたヨーレート値がヨーレートしきい値φ以下か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３１へ移行する。ここで、ヨーレートしきい値φは、ハンドル操作の切り返しであるとの推定判断を行う値（ヨーレートの作用方向が変化する付近を示す値）に設定される。
【００４６】
ステップＳ３０では、横加速度センサー１４の出力値により求められた横加速度値が横加速度しきい値α以下か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３１へ移行する。ここで、横加速度しきい値αは、ハンドル操作の切り返しであるとの推定判断を行う値（横加速度の作用方向が変化する付近を示す値）に設定される。
【００４７】
ステップＳ３１では、ステップＳ２６〜ステップＳ３０の何れの判断においても操舵中立付近判断しきい値に達していないとき、モータアシスト量（＝λ−β＊ｔ）が０を超えているか否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ３２へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ３３へ移行する。ここで、λは動作停止要求時のモータアシスト量保持値、βは単位時間当たりのモータアシスト量漸減値、ｔは動作停止要求後の経過時間である。
【００４８】
ステップＳ３２では、モータアシスト量が、モータアシスト量＝λ−β＊ｔの式により計算され、ステップＳ２１へ戻る。
【００４９】
ステップＳ３３では、ステップＳ２６〜ステップＳ３０の何れかの判断においても操舵中立付近判断しきい値に達したと判断されたとき、または、ステップＳ３１の判断においてモータアシスト量（＝λ−β＊ｔ）が０以下であると判断されたとき、モータアシスト量がモータアシスト量＝０に設定される。
【００５０】
［異常時モータアシスト量算出動作］
例えば、操舵角センサー１２のみが異常で、他のセンサー１１，１３，１４，１５が正常であり、動作停止要求開始から操舵トルク値が操舵トルクしきい値Ｔｈに達するまでの間は、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２６→ステップＳ３１→ステップ３２へと進む流れが繰り返され、モータアシスト量は、動作停止要求時のモータアシスト量保持値から時間の経過に従って漸減する量で与えられる。そして、操舵トルク値が操舵トルクしきい値Ｔｈを超えると、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２６→ステップＳ３３へと進む流れとなり、ステップＳ３３において、モータアシスト量がモータアシスト量＝０とされ、モータアシストが解除される。
【００５１】
また、操舵トルクセンサー１１のみが異常で、他のセンサー１２，１３，１４，１５が正常であり、動作停止要求開始から操舵角値が操舵角しきい値θに達するまでの間は、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２７→ステップＳ３１→ステップ３２へと進む流れが繰り返され、モータアシスト量は、動作停止要求時のモータアシスト量保持値から時間の経過に従って漸減する量で与えられる。そして、操舵角値が操舵角しきい値θを超えると、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２７→ステップＳ３３へと進む流れとなり、ステップＳ３３において、モータアシスト量がモータアシスト量＝０とされ、モータアシストが解除される。
【００５２】
さらに、操舵トルクセンサー１１と操舵角センサー１２が異常で、他のセンサー１３，１４，１５が正常であり、動作停止要求開始から車輪速値左右差値が車輪速値左右差しきい値Ｒに達するまでの間は、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２８→ステップＳ３１→ステップ３２へと進む流れが繰り返され、モータアシスト量は、動作停止要求時のモータアシスト量保持値から時間の経過に従って漸減する量で与えられる。そして、車輪速値左右差値が車輪速値左右差しきい値Ｒを超えると、図３において、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２８→ステップＳ３３へと進む流れとなり、ステップＳ３３において、モータアシスト量がモータアシスト量＝０とされ、モータアシストが解除される。
【００５３】
以上のように、操舵トルクセンサー１１と操舵角センサー１２と車輪速センサー１３とヨーレートセンサー１５と横加速度センサー１４のうち、異常と判断された出力値を除いて異常時モータアシスト量の算出に用い、その優先順位は、▲１▼操舵トルク値、▲２▼操舵角値、▲３▼車輪速値左右差値、▲４▼ヨーレート値、▲５▼横加速度値とし、優先順位に従い値が設定しきい値となるまではモータアシスト量を漸減し、設定しきい値以下となった後、モータアシスト量を０に固定する異常時モータアシスト量算出動作が実行される。
【００５４】
［背景技術］
従来の電動パワーステアリング制御装置は、ステアリングコラムシャフトにトルクセンサを組み込むと共に、ステアリングコラムシャフトの出力軸部を回転駆動する電動モータを設け、車速センサの検出する車速とトルクセンサの検出する操舵トルクなどをパラメータとしてアシスト力を求め、そのアシスト力が発生するように電動モータへの供給電流の方向と大きさを調整するようにしている。これにより、低速走行域の操舵時はアシスト力を大きくして操舵力を軽く、中高速域では逆にアシスト力を小さくして操舵力を重たくするように、ハンドル操舵時のアシスト力が制御される。
【００５５】
この電動パワーステアリング制御装置では、装置の故障を検出する故障診断手段から停止信号が発された場合、例えば、トルクセンサに異常が生じたときに誤制御が起こり得るので、そのフェールセーフ対策のために、トルクセンサの検出値に対してしきい値を定め、トルクセンサの検出値がそのしきい値を超えた場合、マニュアル操舵に切り換えるようにしている。すなわち、トルクセンサの検出値に対して上限しきい値および下限しきい値を定め、トルクセンサの検出値がその上限しきい値あるいは下限しきい値を超えた場合、マニュアル操舵に切り換え、安全性を確保するようにしている。
【００５６】
しかしながら、このような従来の電動パワーステアリング制御装置によると、装置の故障が検出されると、フェールセーフ機能が働き、即座にマニュアル操舵に切り換えられる。すなわち、装置の故障が検出されると、電動モータへの供給電流が瞬時に零となり、アシスト力が消失し、ハンドルが急に重くなる。走行中にこのような状態となると運転者は不安を感じる。
【００５７】
また、車両重量が軽く操舵アシスト力をあまり必要とせず、アシスト比（電動パワーステアリングが機能している場合の操舵力と電動パワーステアリングが停止している場合の操舵力の比）の小さいシステムにおいては、操舵フィーリングを低下しないようにして操舵力を重くすることが、比較的短い時間で行うことができる。
【００５８】
しかしながら、車両重量が重く、アシスト比の大きなシステムに対して操舵フィーリングの低下を防ぐためには、十分に長い時間をかけて操舵力を重くしないと違和感を防ぐ効果が得られず、このような問題が顕著にあらわれる。
【００５９】
これに対し、特開平７−８１５９０号公報では、異常検出時に電圧漸減回路に切り換わる構成としたものが提案されている。しかし、電圧漸減回路に切り換わっている状態では、操舵状況にかかわらず予め設定された固定の設定時間をかけて操舵力を重くするようにしているため、ハンドル操作を切り返すと、電圧漸減途中であって駆動回路からのモータアシストトルクの付勢が残っている。このため、運転者はモータアシストトルクに打ち勝つトルクをハンドルに加える必要があることから、切り返し操舵トルクがマニュアルステアリング時よりさらに重くなってしまうという問題がある。
【００６０】
［異常時モータアシスト制御作用］
これに対し、第１実施例の電動パワーステアリング制御装置では、電動パワーステアリング制御装置に異常が生じ、図４のｔ１の時点にて動作停止要求判定した場合、アシスト量の演算を中止し、操舵トルクセンサー１１と操舵角センサー１２と車速センサー１６などの検出値に基づいて演算されたアシスト量を保持する。次に、この保持したアシスト量の演算値に基づいて、付加するアシスト量を時間に応じて徐々に減少させてゆく。同時に、操舵状態を操舵トルクセンサー１１、操舵角センサ１２、車輪速センサー１３、ヨーレートセンサ１５、横加速度センサ１４、により推定する。これらのセンサー１１，１２，１３，１４，１５のうち、故障していないセンサーの検出値が予め設定してあるしきい値に達したときにハンドル操作の切り返しであると判定し、前述した徐々に付加しているアシスト量を徐々に減少している途中の図４のｔ２の時点において、アシスト量を０（零）に固定する。
【００６１】
この異常時におけるモータアシスト量の算出により、アシスト量を徐々に減少している途中で、運転者がハンドル切り返し操作を行った場合、選択されたセンサー出力値により、切り返し操作であると推定されたときにアシスト量が零に固定（モータアシストの解除）されるため、切り返し操作が推定された後は、マニュアルステアリングによる操舵トルクにてハンドル切り返し操作を行うことができる。
【００６２】
図４は動作停止要求によりアシスト量を徐々に減少している途中で運転者がハンドル切り返し操作を行った場合のタイムチャートである。運転者がハンドル切り返し操作を行うと、まず、ハンドル１に加えられる操舵トルク方向が変化し、次に、操舵角が中立付近を経過し、少し応答遅れで転舵輪６，７が中立付近を経過し、さらに応答が遅れて車両のヨーレート方向が変化し、車両の横加速度が変化する。
【００６３】
よって、操舵トルク値によるハンドル切り返し推定の場合には最も早いｔ２のタイミングにてモータアシスト量を０に固定できる。以下、操舵角値によるハンドル切り返し推定の場合にはｔ３のタイミングにてモータアシスト量を０に固定でき、車輪速値左右差値によるハンドル切り返し推定の場合にはｔ４のタイミングにてモータアシスト量を０に固定でき、ヨーレート値によるハンドル切り返し推定の場合にはｔ５のタイミングにてモータアシスト量を０に固定でき、横加速度値によるハンドル切り返し推定の場合にはｔ６のタイミングにてモータアシスト量を０に固定でき、時間の関係は、ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５＜ｔ６の関係となり、上記優先順位と符合する。
【００６４】
次に、効果を説明する。
第１実施例の電動パワーステアリング制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６５】
（１） 異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止し、電動モータ９によるアシストトルクの付勢を低下させる異常時モータアシスト量算出部１７ｃを有する電動パワーステアリング制御装置において、前記異常時モータアシスト量算出部１７ｃは、操舵状態を推定するための複数の検出手段からの検出情報を取り込み、動作停止要求時に前記複数の検出手段のうち正常に作動している検出手段を選択し、選択した検出手段からの検出値を監視しながら電動モータ９によるアシストトルクの停止移行制御を行うため、異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止させる場合、操舵状況監視機能を残してアシストトルクの停止要求時制御を行うことにより、良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【００６６】
（２） 前記異常時モータアシスト量算出部１７ｃは、前記検出値による操舵状態がハンドル操作の切り返しであると推定される設定しきい値以下となった後、電動モータ９によるアシストトルクの付勢を解除するため、動作停止要求時のハンドル切り返し操作に対しても、マニュアルステアリングによる操作力にてハンドル切り返し操作を確保することができる。
【００６７】
（３） 前記異常時モータアシスト量算出部１７ｃは、選択した操舵状態を推定するための検出手段からの検出値が、ハンドル操作の切り返しであると推定される設定しきい値以下となるまで、動作停止要求時のモータアシスト量保持値λと、単位時間当たりのモータアシスト量漸減値βと、動作停止要求後の経過時間ｔと、により算出されるモータアシスト量を維持するため、動作停止判定後、運転者がハンドルを中立位置に戻す操作を行う場合、操舵トルクが徐々に重くなるというように、操舵違和感のない良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【００６８】
（４） 前記操舵状態を推定するための検出手段は、操舵トルク値を得る操舵トルクセンサー１１と、操舵角値を得る操舵角センサー１２と、車輪速値左右差値を得る車輪速センサー１３と、ヨーレート値を得るヨーレートセンサー１５と、横加速度値を得る横加速度センサー１４であり、前記異常時モータアシスト量算出部１７ｃは、異常と判断された出力値を除いて異常時モータアシスト量の算出に用い、その優先順位は、操舵トルク値、操舵角値、車輪速値左右差値、ヨーレート値、横加速度値とし、優先順位に従い値が設定しきい値以下となった後、モータアシスト量を０に固定するため、動作停止判定後、運転者が切り返し操作を行った場合、正常なセンサーからの出力値を用い、最も早期のタイミングにてモータアシスト量を０に固定することができる。
【００６９】
（５） 前記操舵角センサーは、４輪操舵制御システムにて用いられるセンサーであるため、４輪操舵制御システムのセンサーを操舵トルクセンサー１１の故障時に操舵トルクセンサー１１の代わりにハンドル切り返し推定に利用することができる。
【００７０】
（６） 前記横加速度センサー１４は、車両挙動制御システムにて用いられるセンサーであるため、車両挙動制御システムのセンサーを操舵トルクセンサー１１の故障時に操舵トルクセンサー１１の代わりにハンドル切り返し推定に利用することができる。
【００７１】
（７） 前記車輪速センサー１３は、アンチロックブレーキ制御システムにて用いられるセンサーであるため、アンチロックブレーキ制御システムのセンサーを操舵トルクセンサー１１の故障時に操舵トルクセンサー１１の代わりにハンドル切り返し推定に利用することができる。
【００７２】
（８） 前記ヨーレートセンサー１５は、車両挙動制御システムにて用いられるセンサーであるため、車両挙動制御システムのセンサーを操舵トルクセンサー１１の故障時に操舵トルクセンサー１１の代わりにハンドル切り返し推定に利用することができる。
【００７３】
以上、本発明の電動パワーステアリング制御装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７４】
例えば、第１実施例では、複数の操舵状態を推定するための検出手段として、操舵トルク値を得る操舵トルクセンサー、操舵角値を得る操舵角センサー、車輪速値左右差値を得る車輪速センサー、ヨーレート値を得るヨーレートセンサー、横加速度値を得る横加速度センサーを用いた例を示したが、これらのセンサー群のうち、または、ハンドルの切り返し推定を含む操舵状況を監視することが可能な他のセンサーを加えたセンサー群のうち、２つ以上のセンサーを有する場合は、本発明に含まれる。
【００７５】
第１実施例では、４輪操舵制御システムと車両挙動制御システムとアンチロック制御システムに用いられたセンサーを流用する例を示したが、他の車載制御システムに用いられるセンサーで、ハンドルの切り返し推定を含む操舵状況を監視することが可能なセンサーを流用する場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の電動パワーステアリング制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例装置のモータアシストコントロールユニットの各センサー異常判断部にて実行されるセンサー異常判断処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第１実施例装置のモータアシストコントロールユニットの異常時モータアシスト量算出部にて実行される異常時モータアシスト量算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第１実施例装置において動作停止要求によりアシスト量を徐々に減少している途中で運転者がハンドル切り返し操作を行った場合の動作停止要求判定、正常時モータアシスト量、操舵トルク値、操舵角値、車輪速値左右差値、ヨーレート値、横加速度値、異常時モータアシスト量のそれぞれの特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ ハンドル
２ ステアリングコラムシャフト
３ ステアリング歯車機構
４，５ タイロッド
６，７ 転舵輪
８ 減速歯車機構
９ 電動モータ
１０ 電磁クラッチ
１１ 操舵トルクセンサー（操舵状態を推定するための検出手段）
１２ 操舵角センサー（操舵状態を推定するための検出手段）
１３ 車輪速センサー（操舵状態を推定するための検出手段）
１４ 横加速度センサー（操舵状態を推定するための検出手段）
１５ ヨーレートセンサー（操舵状態を推定するための検出手段）
１６ 車速センサー
１７ モータアシストコントロールユニット
１７ａ 各センサー異常判断部
１７ｂ 正常時モータアシスト量算出部
１７ｃ 異常時モータアシスト量算出部（異常時アシストトルク制御手段）
１７ｄ モータアシスト遮断部
１７ｅ モータ駆動回路
Claims (8)
- 異常検出に基づく動作停止要求時にモータ制御を停止し、電動モータによるアシストトルクの付勢を低下させる異常時アシストトルク制御手段を有する電動パワーステアリング制御装置において、
前記異常時アシストトルク制御手段は、操舵状態を推定するための複数の検出手段からの検出情報を取り込み、動作停止要求時に前記複数の検出手段のうち正常に作動している検出手段を選択し、選択した検出手段からの検出値を監視しながら電動モータによるアシストトルクの停止移行制御を行うことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 請求項１に記載された電動パワーステアリング制御装置において、
前記異常時アシストトルク制御手段は、前記検出値による操舵状態がハンドル操作の切り返しであると推定される設定しきい値以下となった後、電動モータによるアシストトルクの付勢を解除することを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 請求項２に記載された電動パワーステアリング制御装置において、
前記異常時アシストトルク制御手段は、選択した検出手段からの検出値が、ハンドル操作の切り返しであると推定される設定しきい値以下となるまで、動作停止要求時のモータアシスト量保持値と、単位時間当たりのモータアシスト量漸減値と、動作停止要求後の経過時間と、により算出されるモータアシスト量を維持することを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された電動パワーステアリング制御装置において、
前記検出手段は、操舵トルク値を得る操舵トルクセンサーと、操舵角値を得る操舵角センサーと、車輪速値左右差値を得る車輪速センサーと、ヨーレート値を得るヨーレートセンサーと、横加速度値を得る横加速度センサーであり、
前記異常時アシストトルク制御手段は、異常と判断された出力値を除いて異常時モータアシスト量の算出に用い、その優先順位は、操舵トルク値、操舵角値、車輪速値左右差値、ヨーレート値、横加速度値とし、優先順位に従い値が設定しきい値以下となった後、モータアシスト量を０に固定することを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 請求項４に記載された電動パワーステアリング制御装置において、
前記操舵角センサーは、４輪操舵制御システムにて用いられるセンサーであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 請求項４に記載された電動パワーステアリング制御装置において、
前記横加速度センサーは、車両挙動制御システムにて用いられるセンサーであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 請求項４に記載された電動パワーステアリング制御装置において、
前記車輪速センサーは、アンチロックブレーキ制御システムにて用いられるセンサーであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 請求項４に記載された電動パワーステアリング制御装置において、
前記ヨーレートセンサーは、車両挙動制御システムにて用いられるセンサーであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
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