JP3618656B2

JP3618656B2 - 電動式パワーステアリング制御装置

Info

Publication number: JP3618656B2
Application number: JP2000277671A
Authority: JP
Inventors: 康弘藤原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: JP2002087296A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動式パワーステアリング制御装置に係り、特にエンジン回転数を用いて車速異常を検出する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車において操舵時のハンドル操作軽減をはかるために操舵トルクを検出するトルクセンサを設け、当該トルクセンサにより検出した操舵トルクの変化に応じて電動モータ制御をおこない、操舵力を助勢する電動式パワーステアリング装置が開発されている（特公昭４５−４１２４６号）。
【０００３】
また、これとは別にエンジン回転数のみを用いた車速センサの異常検出装置も提案されている（特開平８−１６９３５５号）。
【０００４】
上記発明によると、車速が入力されない場合の車速系入力異常をエンジン回転数によって監視し、予め決められた所定値以上のエンジン回転数であってかつ車速＝０km/hの状態が所定時間以上継続した場合に異常と判断する。そして、上記発明の効果は、エンジン回転数のみを用いた車速センサの異常検出が可能であるとしており、車速系入力に感応して駐停車時は軽く、走行時は走行速度に応じて重く付勢力を制御して操舵フィーリングを向上させる電動パワーステアリング制御装置においても有用な発明となる。
【０００５】
例えば、電動パワーステアリング装置において、車速＝０km/hの場合には電動機の付勢力は駐停車相当となって大きくなるため、仮に車速センサ断線等による車両走行状態であれば操舵によって過大な付勢力を与えてしまい、車両の挙動を不安定にしてしまうことが心配されるが、上記発明によって前記事象の継続を防止することが可能になるという効果が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的な車両はクラッチ機構が介在するため、クラッチ解放時におけるエンジン回転数と走行速度に相関関係がなく、例えば空吹かしなどでエンジンが高回転であった時には正常であるにも拘わらず、車速センサ異常の誤検出を行なう可能性や、異常検出確定までは従来同様に過大な付勢力を与え車両の挙動を不安定にさせやすい問題がある。
【０００７】
この場合の誤検出回避手段としては、検出時間や判定しきい値等の設定に工夫が必要であるが、誤検出の回避は即ち検出感度の低下を意味するものであって、車両の挙動を安定させる考え方とは相反するものである。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、車速入力の異常検出状態に依存することなく、従来検出確定までの挙動不安定時間を短縮して安全性を更に向上させた電動パワーステアリング制御装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、車両の機関回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段と、車両の走行速度を検出するための走行速度検出手段と、少なくともエンジン回転数検出手段の出力と走行速度検出手段の出力と走行舵の操舵に応じて操舵力を検出するトルクセンサの出力を受け電動機に付勢する制御量を演算する制御量演算手段と、制御量演算手段からの制御信号に基づき電動機を駆動するための電動機駆動手段と、操舵力を助勢する電動機を備え、走行速度が駐停車相当速度でかつエンジン回転数が所定値以上となった場合に、当該条件成立からの時間によって電動機の最大電流制限値を減じ、電動機の目標電流値が最大電流制限値以下となるよう制限処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、車両の機関回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段と、車両の走行速度を検出するための走行速度検出手段と、少なくともエンジン回転数検出手段の出力と走行速度検出手段の出力と走行舵の操舵に応じて操舵力を検出するトルクセンサの出力を受け電動機に付勢する制御量を演算する制御量演算手段と、制御量演算手段からの制御信号に基づき電動機を駆動するための電動機駆動手段と、操舵力を助勢する電動機を備え、走行速度が駐停車相当速度となった場合にエンジン回転数に比例して電動機の最大電流制限値を減じ、電動機の目標電流値が最大電流制限値以下となるよう制限処理を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、車両の機関回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段と、
車両の走行速度を検出するための走行速度検出手段と、少なくともエンジン回転数検出手段の出力と走行速度検出手段の出力と走行舵の操舵に応じて操舵力を検出するトルクセンサの出力を受け電動機に付勢する制御量を演算する制御量演算手段と、制御量演算手段からの制御信号に基づき電動機を駆動するための電動機駆動手段と、操舵力を助勢する電動機を備え、走行速度が駐停車相当速度でかつエンジン回転数が所定値以上となった場合、当該条件成立からの継続時間を引数としたマップ設定値により電動機の最大電流制限値を減じ、電動機の目標電流値が最大電流制限値以下となるよう制限処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【００１３】
実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置は、車両の機関回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段１０Ｄと、車両の走行速度を検出するための走行速度検出手段１０Ａと、少なくともエンジン回転数検出手段１０Ｄの出力と走行速度検出手段１０Ａの出力を受け電動機Ｍに付勢する制御量を演算する制御量演算手段１０Ｂと、制御量演算手段１０Ｂからの制御信号に基づき電動機Ｍを駆動するための電動機駆動手段１０Ｃと、操舵力を助勢する電動機（モータ）Ｍを備え、走行速度が駐停車相当速度でかつエンジン回転数が所定値以上の場合に電動機への付勢力を減じる構成としたことを特徴とする。
【００１４】
図２は実施の形態１の電動式パワーステアリング制御装置の回路構成の具体例である。この電動パワーステアリング制御装置は、走行舵（ステアリングホイール）の操舵に応じて操舵力を検出するトルクセンサ２０からのトルク信号と、車速センサ２１からの車速信号と、エンジン回転数検出センサ２２からのエンジン回転数信号を、夫々入力回路を介して取り込むＣＰＵ（中央処理演算部）３１を備えた制御回路３０と、制御回路３０からの制御量に基づいてモータ２２を駆動する駆動回路４０から構成されている。
【００１５】
駆動回路４０は、ＣＰＵ３１から出力される駆動信号（方向・ＰＷＭ信号）によってＨブリッジ回路を構成するＦＥＴ（図示せず）を駆動するように構成したゲートドライブ回路４１を備えており、本装置はトルクセンサ２０、車速センサ２１及びエンジン回転数検出センサ２２の出力を受け電動機Ｍ２３への付勢力を決定すべくＣＰＵ３１にて制御量を演算して駆動信号出力し、接続されるゲートドライブ回路４１を介してモータを駆動する。
【００１６】
図３は実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図であり、以降フローチャートを順次説明して本実施の形態の動作を説明する。
【００１７】
まず、ステップＳ１０において、電源投入により起動した制御回路３０のＣＰＵ３１は初期化処理を実行する。ここでは、一般的な初期化処理に加えて本装置の最大電流制限値をモータの持つ最大電流値に予め設定しておく。
【００１８】
次に、ステップＳ２０において、ＣＰＵ３１に入力される信号（トルクセンサ値・車速・エンジン回転数）や現在の出力状態等の入出力信号を取り込む。
そして、ステップＳ３０へと進み、現在の走行速度が駐停車相当（車速＝０km/h）であるか否かを判定する。ここで、駐停車相当（車速＝０km/h）であれば続くステップＳ３１へと進み、エンジン回転数が予め設定された判定値以上であるかを判定する。またステップＳ３０において、駐停車相当（車速＝０km/h）でなければステップＳ３３へと進む。
【００１９】
ステップＳ３１において、駐停車相当（車速＝０km/h）でありかつエンジン回転数＞判定値が成立する場合には、車速センサに異常の可能性があると判断して、続くステップＳ３２で現在の最大電流制限値から所定値を減算して更新したのちステップＳ４０へと進む。
【００２０】
また、ステップＳ３１での判定条件が不成立であった場合には車速センサ異常の可能性は低いと判断してステップＳ３３へと進み、本制御装置に許容されている現在の最大電流制限値に所定値を加算して更新しステップＳ４０へと進む。
【００２１】
これらの判定によって車速センサ異常の可能性が高い場合には最大電流制限値が低下し、逆に可能性が低い場合には、最大電流制限値が初期値を最大として上昇する動作を得ることができる。
【００２２】
続くステップＳ４０では、トルクセンサおよび車速から今回の目標電流値を従来通り演算したのちステップＳ５０へと進む。
ステップＳ５０は得られた目標電流値と最大電流制限値を比較し、今回の目標電流値が最大電流制限値以下となるよう制限処理をおこなって最終的な目標電流値を確定する。
【００２３】
そして続くステップＳ６０によってモータ制御をおこなう。
ステップＳ７０では以上の処理ルーチンの制御周期を保つために前回の本ステップ通過以降の経過時間を監視しておき、所定時間の経過後にステップＳ２０へと戻ってシステムＯＦＦとなるまで本制御ループを循環する。
【００２４】
以上のように実施の形態１によれば、車速が駐停車相当（車速＝０km/h）でありかつエンジン回転数＞所定の判定値となってからの成立時間によってモータ電流制限が行われ、車速センサ異常確定時間に至るまでにモータへの付勢力を制限することが可能となるので、従来心配された車速センサ異常確定に至るまでの過大な付勢力を防止することができ、車両の安定性を向上させることが可能となる。
【００２５】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【００２６】
実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置は、車両の機関回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段２０Ｄと、車両の走行速度を検出するための走行速度検出手段２０Ａと、少なくともエンジン回転数検出手段２０Ｄの出力と走行速度検出手段２０Ａの出力を受け電動機Ｍに付勢する制御量を演算する制御量演算手段２０Ｂと、制御量演算手段２０Ｂからの制御信号に基づき電動機Ｍを駆動するための電動機駆動手段２０Ｃと、操舵力を助勢する電動機Ｍと、走行速度が駐停車相当速度となった場合にエンジン回転数に応じた付勢量を決定する付勢力判定手段２０Ｅを備え、付勢力判定手段２０Ｅの出力を受けて電動機Ｍへの付勢力を減じる構成としたことを特徴とする。
【００２７】
図５は実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図であり、その回路構成例は実施の形態１（図２）と同様である。以降、図５のフローチャートを順次説明して実施の形態２の動作を説明する。
【００２８】
まず、ステップＳ１０において、電源投入によって起動した制御回路３０のＣＰＵ３１は初期化処理を実行する。ここでは一般的な初期化処理に加えて本装置の最大電流制限値をモータの持つ最大電流値に予め設定しておく。
次に、ステップＳ２０において、ＣＰＵ３１に入力される信号（トルクセンサ値・車速・エンジン回転数)や現在の出力状態等の入出力信号を取り込む。
【００２９】
そして、ステップＳ３０へと進み、現在の走行速度が駐停車相当速度（車速＝０km/h）であるか否かを判定する。ここで、駐停車相当速度（車速＝０km/h）であれば続くステップＳ３４へと進み、駐停車相当速度（車速＝０km/h）でなければステップＳ３５へと進む。
【００３０】
駐停車相当速度（車速＝０km/h）の状態成立時において、車速センサ異常の可能性はエンジン回転数の上昇に比例し高くなると判断して、次のステップＳ３４で現在のエンジン回転数を所望の（付勢力を完全禁止したい）エンジン回転数で分周すること（例えば2500rpm/5000rpm=0.5など）によって制限係数を求め、本制御装置に許容されている現在の最大電流制限値を本制限係数により係数倍して今回の最大電流制限値を更新したのちステップＳ４０へと進む。
【００３１】
一方、駐停車相当速度（車速＝０km/h）でなければ、ステップＳ３５において本制御装置に許容されている現在の最大電流制限値をモータの持つ最大電流値に再設定してステップＳ４０へと進む。
【００３２】
これらの判定によって車速センサ異常の指標となるエンジン回転数に比例して最大電流制限値が低下あるいは上昇し、逆に車速入力が正常である場合には最大電流制限値が固定され制限が作用しない動作を得ることができる。
【００３３】
続くステップＳ４０ではトルクセンサおよび車速から今回の目標電流値を従来通り演算した後、ステップＳ５０へと進む。
ステップＳ５０では、得られた目標電流値と最大電流制限値を比較し、今回の目標電流値が最大電流制限値以下となるよう制限処理をおこなって最終的な目標電流値を確定する。
【００３４】
そして続くステップＳ６０によってモータ制御をおこなう。
ステップＳ７０では以上の処理ルーチンの制御周期を保つために前回の本ステップ通過以降の経過時間を監視しておき、所定時間の経過後にＳ２０へと戻ってシステムＯＦＦとなるまで本制御ループを循環する。
【００３５】
以上のように実施の形態２によれば、駐停車相当速度（車速＝０km/h）となってからのエンジン回転数によってモータ電流制限が行われ、車速センサ異常確定時間に至るまでにモータへの付勢力を制限することが可能となるので、従来心配された車速センサ異常確定に至るまでの過大な付勢力を防止することができ、車両の安定性を向上させることが可能となる。
【００３６】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【００３７】
実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置は、車両の機関回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段３０Ｄと、車両の走行速度を検出するための走行速度検出手段３０Ａと、少なくともエンジン回転数検出手段３０Ｄの出力と走行速度検出手段３０Ａの出力を受け電動機Ｍに付勢する制御量を演算する制御量演算手段３０Ｂと、制御量演算手段３０Ｂからの制御信号に基づき電動機Ｍを駆動するための電動機駆動手段３０Ｃと、操舵力を助勢する電動機Ｍと、電動機Ｍの付勢力を減じるための前提条件の成立継続時間を計測する経過時間計測手段３０Ｅと、経過時間計測手段３０Ｅの出力を受けて付勢力を補正する補正判定手段３０Ｆを備え、補正判定手段３０Ｆの出力を受けて電動機Ｍへの付勢力を減じる構成としたことを特徴とする。
【００３８】
図７は実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図であり、その回路構成例は実施の形態１（図２）と同様である。以降、図７のフローチャートを順次説明して実施の形態３の動作を説明する。
【００３９】
まず、ステップＳ１０において、電源投入によって起動した制御回路３０のＣＰＵ３１は初期化処理を実行する。ここでは一般的な初期化処理に加えて本装置の最大電流制限値をモータの持つ最大電流値に予め設定しておく。
次に、ステップＳ２０において、ＣＰＵ３１に入力される信号（トルクセンサ値・車速・エンジン回転数）や現在の出力状態等の入出力信号を取り込む。
【００４０】
そして、ステップＳ３０へと進み、現在の走行速度が駐停車相当速度（車速＝０km/h）であるか否かを判定する。ここで、駐停車相当速度（車速＝０km/h）であれば続くステップＳ３１へと進み、エンジン回転数が予め設定された判定値以上であるかを判定し、駐停車相当速度（車速＝０km/h）でなければステップＳ３７へと進む。
【００４１】
ステップＳ３０及びＳ３１にて駐停車相当速度（車速＝０km/h）でありかつエンジン回転数＞判定値が成立する場合には、車速センサに異常の可能性があると判断して、続くステップＳ３６で条件成立の継続時間を計測した後、ステップＳ３８へと進む。逆に、ステップＳ３０及び３１での判定条件が不成立であった場合には、車速センサ異常の可能性は低いと判断して、ステップＳ３７で計測経過時間をクリアして、ステップＳ３８へと処理を進め、今回の最大電流制限値を得る。
【００４２】
ステップＳ３８においては、上記得られた継続時間計測値を引数として（例えば二次関数や段階的に制限設定された）二次元マップの検索をおこなって制限係数を求め、本制御装置に許容されている現在の最大電流制限値を本制限係数によって係数倍し、今回の最大電流制限値を更新したのちステップＳ４０へと進む。
【００４３】
これらの判定によれば、車速センサ異常の可能性が高い場合には、その継続時間を引数として検索される係数によって任意に最大電流制限値を低下させることができ、逆に車速センサ異常の可能性が低い場合には、最大電流制限値が固定され制限が作用しない動作を得ることができる。もちろん、ここで計測時間をクリアせず減ずることで連続性を持たせても良い。
【００４４】
続くステップＳ４０ではトルクセンサおよび車速から今回の目標電流値を従来通り演算したのちステップＳ５０へと進む。
ステップＳ５０は得られた目標電流値と最大電流制限値を比較し、今回の目標電流値が最大電流制限値以下となるよう制限処理をおこなって最終的な目標電流値を確定する。
【００４５】
そして続くステップＳ６０によってモータ制御をおこなう。
ステップＳ７０では以上の処理ルーチンの制御周期を保つために前回の本ステップ通過以降の経過時間を監視しておき、所定時間の経過後にステップＳ２０へと戻ってシステムＯＦＦとなるまで本制御ループを循環する。
【００４６】
以上のように実施の形態３によれば、駐停車相当速度（車速＝０km/h）でありかつエンジン回転数＞判定値となってからの継続時間を引数としたマップ設定値によりモータ電流制限が行われ、車速センサ異常確定時間に至るまでにモータへの付勢力を任意に制限することが可能となるので、従来心配された車速センサ異常確定に至るまでの過大な付勢力が防止でき車両の安定性を向上させることが可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、トルクセンサおよび車速によって制御されるモータ付勢力が、車速センサ断など等の異常により走行中の操舵時に過大に付勢されることで異常確定に至るまで車両の挙動を不安定なものとすることを短縮することが可能となり、車両における挙動を安定したものとすることが簡便かつ安価に達成できるという効果をもたらす。
【００４８】
特に、請求項１の発明によれば、車速が駐停車相当速度でありかつエンジン回転数＞所定の判定値となってからの成立時間によってモータ電流制限が行われ、車速センサ異常確定時間に至るまでにモータへの付勢力を制限することが可能となるので、従来心配された車速センサ異常確定に至るまでの過大な付勢力を防止することができ、車両の安定性を向上させることが可能となる。
【００４９】
また、請求項２の発明によれば、駐停車相当速度となってからのエンジン回転数によってモータ電流制限が行われ、車速センサ異常確定時間に至るまでにモータへの付勢力を制限することが可能となるので、従来心配された車速センサ異常確定に至るまでの過大な付勢力を防止することができ、車両の安定性を向上させることが可能となる。
【００５０】
更に、請求項３の発明によれば、駐停車相当速度でありかつエンジン回転数＞判定値となってからの継続時間を引数としたマップ設定値等によりモータ電流制限が行われ、車速センサ異常確定時間に至るまでにモータへの付勢力を任意に制限することが可能となるので、従来心配された車速センサ異常確定に至るまでの過大な付勢力が防止でき車両の安定性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【図２】実施の形態１の電動式パワーステアリング制御装置の回路構成の具体例である。
【図３】実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図である。
【図４】実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【図５】実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図である。
【図６】実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【図７】実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ走行速度検出手段、
１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂ制御量演算手段、１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃ電動機駆動手段、
１０Ｄ，２０Ｄ，３０Ｄエンジン回転数検出手段、２０Ｅ付勢力判定手段、
３０Ｅ経過時間計測手段、３０Ｆ補正判定手段、２０トルクセンサ、
２１車速センサ、２２エンジン回転数検出センサ、２３モータ（Ｍ）、
３０制御回路、３１ＣＰＵ、４０駆動回路。

Claims

車両の機関回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段と、
車両の走行速度を検出するための走行速度検出手段と、
少なくともエンジン回転数検出手段の出力と走行速度検出手段の出力と走行舵の操舵に応じて操舵力を検出するトルクセンサの出力を受け電動機に付勢する制御量を演算する制御量演算手段と、
制御量演算手段からの制御信号に基づき電動機を駆動するための電動機駆動手段と、
操舵力を助勢する電動機を備え、
走行速度が駐停車相当速度でかつエンジン回転数が所定値以上となった場合、当該条件成立からの時間によって電動機の最大電流制限値を減じ、電動機の目標電流値が最大電流制限値以下となるよう制限処理を行うことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
車両の機関回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段と、
車両の走行速度を検出するための走行速度検出手段と、
少なくともエンジン回転数検出手段の出力と走行速度検出手段の出力と走行舵の操舵に応じて操舵力を検出するトルクセンサの出力を受け電動機に付勢する制御量を演算する制御量演算手段と、
制御量演算手段からの制御信号に基づき電動機を駆動するための電動機駆動手段と、
操舵力を助勢する電動機を備え、
走行速度が駐停車相当速度となった場合にエンジン回転数に比例して電動機の最大電流制限値を減じ、電動機の目標電流値が最大電流制限値以下となるよう制限処理を行うことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
車両の機関回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段と、
車両の走行速度を検出するための走行速度検出手段と、
少なくともエンジン回転数検出手段の出力と走行速度検出手段の出力と走行舵の操舵に応じて操舵力を検出するトルクセンサの出力を受け電動機に付勢する制御量を演算する制御量演算手段と、
制御量演算手段からの制御信号に基づき電動機を駆動するための電動機駆動手段と、
操舵力を助勢する電動機を備え、
走行速度が駐停車相当速度でかつエンジン回転数が所定値以上となった場合、当該条件成立からの継続時間を引数としたマップ設定値により電動機の最大電流制限値を減じ、電動機の目標電流値が最大電流制限値以下となるよう制限処理を行うことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。