JP3759868B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの動力により操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は、例えば特開平７−１７４２４号公報に示された従来の電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。
図１８において、１は運転者の操舵トルクを操舵トルク信号Ｖｔとして出力するトルクセンサ、２は車両の車速を車速信号Ｖｓとして出力する車速センサ、３は操舵トルク信号Ｖｔなどの入力信号に応じてモータ駆動信号Ｓｍを出力すると共に、電動パワーステアリング装置の故障を検出するＣＰＵ、４は操舵トルク信号Ｖｔに応じてモータの駆動を禁止する方向を判定し、右方向駆動禁止信号ＩｎｈＲおよび左方向駆動禁止信号ＩｎｈＬを出力する駆動禁止手段、５はモータ駆動信号Ｓｍの値と、右方向駆動禁止信号ＩｎｈＲと左方向駆動禁止信号ＩｎｈＬに応じて、モータ電流Ｉｍを出力するモータ駆動手段、６はモータ電流Ｉｍに応じて操舵補助力を発生するモータである。
【０００３】
図１９は、従来の電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。
図１９において、１、２、６は図１８におけるものと同一のものである。７はステアリングホイール、８はステアリングシャフト、９はモータ６の出力トルクをステアリングシャフト８に伝達する減速器、１０はトルクセンサ１や車速センサ２から入力される信号に基づいてモータ６を駆動するコントローラ、１１はコントローラ１０の電源となるバッテリである。
【０００４】
図２０は、従来の電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の特性を示す図である。
図２０において、操舵トルク信号Ｖｔがしきい値Ｔｔｈ１より大きい場合、すなわち右方向への操舵が行われている場合は、右方向駆動禁止信号ＩｎｈＲを許可にして左方向駆動禁止信号ＩｎｈＬを禁止にする。また、操舵トルク信号Ｖｔがしきい値−Ｔｔｈ１より小さい場合すなわち左方向への操舵が行われている場合は、右方向駆動禁止信号ＩｎｈＲを禁止にして左方向駆動禁止信号ＩｎｈＬを許可にする。また、操舵トルク信号Ｖｔがしきい値Ｔｔｈ１以下、かつしきい値−Ｔｔｈ１以上にある場合、すなわち操舵が行われていないか微小な操舵力で操舵が行われている場合は、駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬを禁止にするように設定している。
【０００５】
図２１は、従来の電動パワーステアリング装置におけるモータ電流を出力する条件を示す図である。
図２２は、従来の電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
図２３は、従来の電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障を判定したときのコントローラの動作を示す図である。
【０００６】
次に、上述のような従来の電動パワーステアリング装置の動作について説明する。
トルクセンサ１は、運転者の操舵トルクを測定して、操舵トルク信号Ｖｔを出力する。車速センサ２は、車両の車速を測定して、車速信号Ｖｓを出力する。ＣＰＵ３は、操舵トルク信号Ｖｔと車速信号Ｖｓに応じてあらかじめ定められた特性のモータ駆動信号Ｓｍを出力する。駆動禁止手段４は、操舵トルク信号Ｖｔに応じてあらかじめ定められた特性の駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬを出力する。モータ駆動手段５は、モータ駆動信号Ｓｍと駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬに応じてモータ６を駆動するモータ電流Ｉｍを出力する。
モータ駆動手段５では、図２１に示すように、モータ駆動信号Ｓｍの駆動方向が、駆動禁止信号ＩｎｈＲもしくはＩｎｈＬにより禁止されていない場合は、モータ駆動信号Ｓｍに応じてモータ電流Ｉｍを出力するが、駆動禁止信号ＩｎｈＲもしくはＩｎｈＬにより禁止されている場合は、モータ電流Ｉｍを０にする。モータ６は、モータ電流Ｉｍに応じて操舵補助力を出力し、運転者の操舵力を軽減する。
【０００７】
また、ＣＰＵ３が故障して操舵トルク信号Ｖｔに関係なくモータ駆動信号Ｓｍを出力する故障モードになった場合は、運転者が操舵している状態では、操舵トルク信号Ｖｔに対して逆方向へのモータ６の出力は禁止されるため、モータ６による運転者の操舵力の増大を防止できる。さらに、運転者が操舵していない状態では、モータ６の出力は両方向ともに禁止されるため、モータ６の出力によるステアリングの自転を防止できる。
【０００８】
また、図２２に示すように、駆動禁止手段４の故障は、操舵トルク信号Ｖｔと駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬの状態の比較により判定される。
図２２において、ステップＳ１で操舵トルク信号Ｖｔの絶対値と、しきい値Ｔｔｈ１を比較し、操舵トルク信号Ｖｔの絶対値が、しきい値Ｔｔｈ１以下であると判定された場合は、ステップＳ２およびステップＳ３にて駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬをモニタする。ここで駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬの少なくともいずれか一方が許可の場合は、ステップＳ７に分岐して、駆動禁止手段４を故障と判定する。
ステップＳ１において、操舵トルク信号Ｖｔの絶対値がしきい値Ｔｔｈ１より大きいと判定された場合は、ステップＳ４に分岐して、操舵トルク信号Ｖｔの方向を判定し、右方向と判定された場合は、ステップＳ５に分岐して左方向駆動禁止信号ＩｎｈＬをモニタし、許可の場合はステップＳ７に分岐して駆動禁止手段４を故障と判定する。ステップＳ４にて操舵トルク信号Ｖｔの方向が左方向と判定された場合は、ステップＳ６に分岐して右方向駆動禁止信号ＩｎｈＲをモニタし、許可の場合はステップＳ７に分岐して駆動禁止手段４を故障と判定する。
以上の処理の結果、故障を判定した場合は故障を確定させ、図２３に示されるようにモータ電流Ｉｍを０にしてモータ６の駆動を遮断する。
【０００９】
以上より、運転者の操舵力に応じてモータ６を駆動し、操舵補助力を発生することにより、運転者の操舵トルクを軽減する電動パワーステアリング装置を実現している。
また、ＣＰＵ３が故障して操舵トルク信号Ｖｔに関係なくモータ駆動信号Ｓｍを出力した場合は、駆動禁止手段４がモータ６の出力を制限するため、ステアリングの自転を防止することができる。
また、駆動禁止手段４が故障してモータ６の出力を制限できなくなった状態がＣＰＵ３によって判定された場合は、モータ６の駆動を遮断するため、駆動禁止手段４が故障した後にＣＰＵ３が故障する故障モードに対しても安全性を確保することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図２４は、例えば特開平０９−３１５３３０号公報に示された従来の電動パワーステアリング装置を示す制御ブロック図である。
図２４において、１２は操舵トルク信号Ｖｔとモータ電流Ｉｍに応じてモータの駆動を禁止する方向を判定し、右方向駆動禁止信号ＩｎｈＲおよび左方向駆動禁止信号ＩｎｈＬを出力する駆動禁止手段である。
【００１１】
図２５は、モータ電流により駆動禁止手段の特性を変化させる従来の電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の特性を示す図である。
図２５において、モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１よりも大きいときは前述の駆動禁止手段４の特性と同様であるが、モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１以下のときは、操舵トルク信号Ｖｔがしきい値Ｔｔｈ２以下、かつしきい値−Ｔｔｈ２以下の場合、すなわち操舵が行われていないか微小な操舵力で操舵が行われている場合は、駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬを許可にするように設定している。
【００１２】
図２２に示した従来の駆動禁止手段４の故障判定方法では、モータ電流Ｉｍに無関係に駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬにより、故障の判定を行っているため、例えば、図２５に示した特性を持つ駆動禁止手段１２と組み合わせると、モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１以下で操舵トルク信号Ｖｔがしきい値Ｔｔｈ２以下になったときに、駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬが許可になるため、駆動禁止手段１２を故障と誤判定するという問題があった。
また、駆動禁止手段１２の特性が、モータ電流Ｉｍに応じて正常に切り替わっていることを判定できないという問題があった。
【００１３】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、モータ電流Ｉｍに応じて特性を変化させる駆動禁止手段を有するものであっても故障検出可能な電動パワーステアリング装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電動パワーステアリング装置は、操舵補助力を出力するモータと、操舵トルクと車両の車速とに対応して所定のモータ駆動信号を出力する制御手段と、モータ駆動信号に応じてモータを駆動するモータ電流を出力するモータ駆動手段と、操舵トルクとモータ電流の関係によりモータの駆動を制限する駆動禁止信号をモータ駆動手段に出力すると共に、モータ電流の大きさに対応して駆動禁止信号が正常に出力されていることを判定する条件を切り換える駆動禁止切換信号を出力する駆動禁止手段とを備え、制御手段は、駆動禁止切換信号および駆動禁止信号を用いて、操舵トルクとモータ電流の関係に応じて駆動禁止手段の故障を検出する故障検出手段を含むものである。
【００１５】
また、故障検出手段は、駆動禁止切換信号及び駆動禁止信号が所定の条件を満足するときは、故障を検出しないものである。
さらに、故障検出手段は、駆動禁止手段の出力した駆動禁止切換信号が所定の範囲にあるときは、故障を検出しないものである。
【００１６】
また、故障検出手段は、駆動禁止切換信号の異常をモータ電流との関係により検出するものである。
また、故障検出手段は、モータ電流が、所定値より小さいとき、駆動禁止切換信号の異常を検出しないものである。
さらにまた、故障検出手段は、モータ電流が、駆動禁止切換信号の反転する切換点近傍の所定の範囲にあるときは、故障を検出しないものである。
【００１７】
また、操舵トルクとモータ電流の関係は、モータ電流に応じて切換えられると共に、故障検出手段は、操舵トルクとモータ電流の関係の切換状態を反映したモータ電流に応じて故障を検出するものである。
また、故障検出手段は、モータ電流及び駆動禁止信号が所定の条件を満足するときは、故障を検出しないものである。
【００１８】
加えて、故障検出手段は、モータ電流が所定の範囲にあるときは、故障を検出しないものである。
また、操舵トルクとモータ電流の関係は、モータ電流が小さいとき、モータの駆動を許可するように設定されているものである。
【００１９】
また、故障検出手段は、操舵トルクが所定の範囲にあるときは、故障を検出しないものである。
さらに、故障検出手段は、故障を検出したとき、モータの出力を低下させるものである。
【００２０】
また、故障検出手段は、故障の検出が一定時間以上継続したとき故障を確定すると共に、故障を確定したときモータの出力を低下させるものである。
また、故障検出手段は、モータ電流が低下したとき、モータの出力を遮断するものである。
さらにまた、故障検出手段は、モータの出力を、漸減するように低下させるものである。
【００２１】
また、故障検出手段の検出結果を保持する記憶装置を備えたものである。
また、記憶装置は、不揮発性記憶装置であるものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置を示す制御ブロック図であり、従来の電動パワーステアリング装置のコントローラ１０と基本構成は同一であり、また、電動パワーステアリング装置の全体構成図は、図１９に示した従来の電動パワーステアリング装置と同様である。
【００２３】
図１において、１は運転者の操舵トルクを操舵トルク信号Ｖｔとして出力する操舵トルク検出手段を構成するトルクセンサ、２は車両の車速を車速信号Ｖｓとして出力する車速センサ、５は後述するモータ駆動信号Ｓｍの値と、右方向駆動禁止信号ＩｎｈＲと左方向駆動禁止信号ＩｎｈＬに応じて、モータ電流Ｉｍを出力するモータ駆動手段、６はモータ電流Ｉｍに応じて操舵補助力を発生するモータである。１３は操舵トルク信号Ｖｔなどの入力信号に応じてモータ駆動信号Ｓｍを出力すると共に、電動パワーステアリング装置の故障を検出する故障検出手段を有するＣＰＵである。１４は操舵トルク信号Ｖｔと、モータ駆動手段５の出力するモータ電流Ｉｍに応じて、モータの駆動を禁止する方向を判定し、右方向駆動禁止信号ＩｎｈＲおよび左方向駆動禁止信号ＩｎｈＬと駆動禁止切換信号Ｓｉｌを出力する駆動禁止手段である。
ＣＰＵ１３の故障検出手段は、駆動禁止手段１４の故障判定のために駆動禁止手段１４の特性の切換状態を示す駆動禁止切換信号Ｓｉｌが入力され、駆動禁止手段１４の出力の右方向駆動禁止信号ＩｎｈＲおよび左方向駆動禁止信号ＩｎｈＬを用いて駆動禁止手段１４の故障を検出する。
また、駆動禁止手段１４の特性は、図２５に示されるものと同じである。モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１よりも大きいときは、図１８の駆動禁止手段４の特性を示す図２０と同様であるが、モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１以下のときは、操舵トルク信号Ｖｔがしきい値Ｔｔｈ２以下、かつしきい値−Ｔｔｈ２以下の場合、すなわち操舵が行われていないか微小な操舵力で操舵が行われている場合は、駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬを許可にするように設定している。
【００２４】
図２は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の特性の状態を示す図である。
図２では、駆動禁止切換信号Ｓｉｌによって駆動禁止手段の特性を示しており、モータ電流Ｉｍが設定されたしきい値Ｉｔｈ１よりも大きいときは駆動禁止切換信号ＳｉｌをＨ、小さいときはＬを出力するように設定している。
図３は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置におけるモータ電流を出力する条件を示す図である。
図４は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【００２５】
次に、実施の形態１による電動パワーステアリング装置の動作について説明する。
トルクセンサ１は、運転者の操舵トルクを測定して、操舵トルク信号Ｖｔを出力する。車速センサ２は、車両の車速を測定して、車速信号Ｖｓを出力する。ＣＰＵ１３は、操舵トルク信号Ｖｔと車速信号Ｖｓに応じてあらかじめ定められた特性のモータ駆動信号Ｓｍを出力する。駆動禁止手段１４は、操舵トルク信号Ｖｔとモータ電流Ｉｍに応じて、あらかじめ定められた特性の駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬと、駆動禁止手段１４の切換状態を表す駆動禁止切換信号Ｓｉｌを出力する。モータ駆動手段５は、モータ駆動信号Ｓｍと駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬに応じてモータ６を駆動するモータ電流Ｉｍを出力する。モータ駆動手段５では図３に示すように、モータ駆動信号Ｓｍの駆動方向が駆動禁止信号ＩｎｈＲもしくはＩｎｈＬにより禁止されていない場合は、モータ駆動信号Ｓｍに応じてモータ電流Ｉｍを出力するが、駆動禁止信号ＩｎｈＲもしくはＩｎｈＬにより禁止されている場合は、モータ電流Ｉｍを０にする。モータ６は、モータ電流Ｉｍに応じて操舵補助力を出力し、運転者の操舵力を軽減する。
【００２６】
また、ＣＰＵ１３が故障して操舵トルク信号Ｖｔに関係なくモータ駆動信号Ｓｍを出力する故障モードになった場合は、運転者が操舵している状態では、操舵トルク信号Ｖｔに対して逆方向へのモータ６の出力は禁止されるため、モータ６による運転者の操舵力の増大を防止できる。さらに、運転者が操舵していない状態では、モータ電流Ｉｍは、しきい値Ｉｔｈ１以下に制限されるため、モータ６の出力によるステアリングの自転の発生を防止できる。なお、しきい値Ｉｔｈ１は、ステアリングが自転に至らない値に設定されているものとする。
【００２７】
また、図４に示すように、駆動禁止手段１４の故障は、操舵トルク信号Ｖｔと駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬの状態の比較により判定される。なお、判定処理は、駆動禁止切換信号Ｓｉｌによって、以下の説明のように切換えられる。
図４において、ステップＳ１０は駆動禁止切換信号Ｓｉｌをモニタしており、駆動禁止切換信号ＳｉｌがＨと判定された場合、すなわちモータ電流Ｉｍが大きい場合はステップＳ１に分岐し、図２２の従来の電動パワーステアリング装置で説明したステップＳ１以降の処理を行い、駆動禁止手段１４の故障の判定を行う。ステップＳ１０で駆動禁止切換信号ＳｉｌがＬと判定されたとき、すなわちモータ電流Ｉｍが小さい場合はステップＳ１１に分岐する。ステップＳ１１において、操舵トルク信号Ｖｔの絶対値がしきい値Ｔｔｈ２以下であると判定された場合は、駆動禁止手段１４の故障判定を行わずに終了する。
操舵トルク信号Ｖｔの絶対値がしきい値Ｔｔｈ２より大きいと判定された場合は、ステップＳ１４にて操舵トルク信号Ｖｔの方向を判定し、右方向であると判定された場合は、ステップＳ１５にて左方向駆動禁止信号ＩｎｈＬをモニタし、許可の場合はステップＳ７に分岐して駆動禁止手段１４を故障と判定する。ステップＳ１４にて操舵トルク信号Ｖｔの方向が左方向であると判定された場合は、ステップＳ１６にて右方向駆動禁止信号ＩｎｈＲをモニタし、許可の場合はステップＳ７に分岐して駆動禁止手段１４を故障と判定する。
以上の処理の結果、故障と判定された場合は故障を確定させ、図２３に示すようにモータ電流Ｉｍを０にしてモータ６の駆動を遮断する。
【００２８】
実施の形態１によれば、以上より、運転者の操舵力に応じてモータ６を駆動し操舵補助力を発生することにより、運転者の操舵トルクを軽減する電動パワーステアリング装置が実現できる。
また、操舵トルク信号Ｖｔが中立付近にあっても、モータ電流Ｉｍが小さい場合は、操舵補助力を発生できる電動パワーステアリングが実現できる。
【００２９】
また、ＣＰＵ１３が故障して操舵トルク信号Ｖｔに関係なくモータ駆動信号Ｓｍを出力した場合は、駆動禁止手段１４がモータ６の出力を制限するため、ステアリングの自転を防止することができる。
また、駆動禁止手段１４が故障して、モータ６の出力を制限できなくなった状態がＣＰＵ１３によって判定された場合は、モータ６の駆動を遮断をするため、駆動禁止手段１４が故障した後にＣＰＵ１３が故障する故障モードに対しても安全性を確保することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態１では、モータ６の駆動の遮断は、モータ電流Ｉｍを０にすることによって行ったが、例えば電源経路にリレー回路を備えて電気的に遮断したり、動力経路にクラッチを備えて機械的に遮断してもよい。
【００３１】
また、上記実施の形態１では、モータ電流Ｉｍは極性なしの値であるが、極性ありであってもよい。この場合、例えばしきい値Ｉｔｈ１との比較は、モータ電流Ｉｍの絶対値を用いる。
【００３２】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
実施の形態１では、駆動禁止切換信号Ｓｉｌによって駆動禁止手段１４の故障検出の処理を切り換えていたが、図５のようにモータ電流Ｉｍによって切り換えても良い。
【００３３】
図５において、ステップＳ２０でモータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１よりも大きい場合はステップＳ１に分岐し、実施の形態１にて説明したステップＳ１以降の処理を行い、駆動禁止手段１４の故障の判定を行う。また、モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１以下の場合はステップＳ１１に分岐し、実施の形態１にて説明したステップＳ１１以降の処理を行い、駆動禁止手段１４の故障の判定を行う。
【００３４】
実施の形態２によれば、以上より、実施の形態１と同様に駆動禁止手段１４の故障を判定する電動パワーステアリング装置を実現できる。
また、駆動禁止切換信号Ｓｉｌを用いずに、駆動禁止手段１４の故障を判定できるため、図２４のブロック図のように、駆動禁止手段１４はＣＰＵ１３に対して駆動禁止信号Ｓｉｌを出力しない構成とすることもでき、これにより、より簡素な回路構成で電動パワーステアリング装置を実現できる。
【００３５】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
実施の形態１では、駆動禁止切換信号ＳｉｌがＬのとき、駆動禁止手段１４の故障を判定していたが、図６のように判定しなくてもよい。
【００３６】
図６において、ステップＳ１０で駆動禁止切換信号ＳｉｌがＨと判定されたときは、ステップＳ１に分岐し、実施の形態１にて説明したステップＳ１以降の処理を行い駆動禁止手段１４の故障の判定を行う。また、ステップＳ１０で駆動禁止切換信号ＳｉｌがＬと判定されたときは、故障の判定処理を行わずに終了する。
【００３７】
実施の形態３によれば、以上より、駆動禁止手段１４の故障検出処理を簡略化できるため、より簡素な構成の電動パワーステアリング装置が実現できる。
【００３８】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
実施の形態２では、モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１以下のときの駆動禁止手段１４の故障を判定していたが、図７のように判定しないようにしてもよい。
【００３９】
図７において、ステップＳ２０でモータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１よりも大きいと判定されたときは、ステップＳ１に分岐し、実施の形態１にて説明したステップＳ１以降の処理を行い駆動禁止手段１４の故障の判定を行う。また、ステップＳ２０でモータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１以下と判定されたときは、故障の判定処理を行わずに終了する。
【００４０】
実施の形態４によれば、以上より、駆動禁止手段１４の故障検出処理を簡略化できるため、より簡素な構成の電動パワーステアリング装置が実現できる。
【００４１】
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障を判定しない範囲を示す図である。
図９は、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３および実施の形態４では、駆動禁止手段１４の故障を操舵トルク信号Ｖｔに関係なく判定していたが、操舵トルク信号Ｖｔが定められた範囲にある場合は、判定しないようにしてもよい。
図８は、しきい値Ｔｔｈ１の前後にしきい値Ｔｔｈ１ａとしきい値Ｔｔｈ１ｂを設け、モータ電流Ｉｍ＞Ｉｔｈ１、かつ操舵トルク信号Ｖｔの絶対値がしきい値Ｔｔｈ１ａとしきい値Ｔｔｈ１ｂの間にある場合は、駆動禁止手段の故障を判定しないことと、しきい値Ｔｔｈ２の前後にしきい値Ｔｔｈ２ａとしきい値Ｔｔｈ２ｂを設け、モータ電流Ｉｍ≦Ｉｔｈ１、かつ操舵トルク信号Ｖｔの絶対値がしきい値Ｔｔｈ２ａとしきい値Ｔｔｈ２ｂの間にある場合は、駆動禁止手段の故障を判定しないことを表している。
【００４２】
次に、図９を用いて、駆動禁止手段の故障判定処理について説明する。
図９において、ステップＳ１０は駆動禁止切換信号Ｓｉｌをモニタしており、駆動禁止切換信号ＳｉｌがＨと判定された場合は、ステップＳ３０に分岐する。ステップＳ３０とステップＳ３１では操舵トルク信号Ｖｔの絶対値がしきい値Ｔｔｈ１ａ以下、かつしきい値Ｔｔｈ１ｂよりも大きいという条件の判定を行っており、条件を満たすと判定された場合は駆動禁止手段１４の故障の判定を終了する。また、条件を満たさないと判定された場合はステップＳ１に分岐し、実施の形態１にて説明したステップＳ１以降の処理を行い駆動禁止手段１４の故障の判定を行う。
ステップＳ１０において駆動禁止切換信号ＳｉｌがＬと判定された場合は、ステップＳ３２に分岐する。ステップＳ３２とステップＳ３３では、操舵トルク信号Ｖｔの絶対値がしきい値Ｔｔｈ２ａ以下、かつしきい値Ｔｔｈ２ｂよりも大きいという条件の判定を行っており、条件を満たすと判定された場合は、駆動禁止手段１４の故障の判定を終了する。また、条件を満たさないと判定された場合はステップＳ１１に分岐し、実施の形態１にて説明したステップＳ１１以降の処理を行い、駆動禁止手段１４の故障の判定を行う。
【００４３】
ここで、回路素子のバラツキなどによって生じるＣＰＵ１３と駆動禁止手段１４に入力される操舵トルク信号Ｖｔの差をｄＶｔとすると、
Ｔｔｈ１ａ−Ｔｔｈ１ ＞ ｄＶｔ
Ｔｔｈ１−Ｔｔｈ１ｂ ＞ ｄＶｔ
Ｔｔｈ２ａ−Ｔｔｈ２ ＞ ｄＶｔ
Ｔｔｈ２−Ｔｔｈ２ｂ ＞ ｄＶｔ
となるように、しきい値Ｔｔｈ１ａとしきい値Ｔｔｈ１ｂ、及びしきい値Ｔｔｈ２ａとしきい値Ｔｔｈ２ｂを設定することにより、回路素子のバラツキなどによる駆動禁止手段１４の故障の誤検知を防止できる。
【００４４】
実施の形態５によれば、以上より、操舵トルク信号Ｖｔが定められた範囲にある場合は、駆動禁止手段１４の故障を判定しないことにより、故障の誤検知が少ない、より信頼性の高い電動パワーステアリング装置が実現できる。
【００４５】
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４および実施の形態５では、駆動禁止手段１４の故障の判定を駆動禁止信号ＩｎｈＲおよびＩｎｈＬを用いて行っていたが、図１０に示すように駆動禁止切換信号Ｓｉｌを用いて行う処理を追加しても良い。
【００４６】
図１０において、ステップＳ４０は実施の形態１の故障検出処理である。ステップＳ４１ではモータ電流Ｉｍとしきい値Ｉｔｈ１を比較して、モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１以下と判定された場合はステップＳ４２に分岐する。ステップＳ４２では、駆動禁止切換信号Ｓｉｌをモニタして、駆動禁止切換信号ＳｉｌがＨの場合、ステップＳ４４に分岐して駆動禁止手段１４を故障と判定する。ステップＳ４１にてモータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１より大きいと判定された場合は、ステップＳ４３に分岐する。ステップＳ４３では、駆動禁止切換信号Ｓｉｌをモニタして、駆動禁止切換信号ＳｉｌがＬの場合、ステップＳ４４に分岐して駆動禁止手段１４を故障と判定する。
【００４７】
実施の形態６によれば、以上より、駆動禁止切換信号Ｓｉｌが異常になった場合も、駆動禁止手段１４の故障の判定を行うことができるため、より信頼性の高い電動パワーステアリング装置が実現できる。
【００４８】
実施の形態７．
図１１は、この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
実施の形態６では、モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１よりも小さいときに駆動禁止手段１４の故障を判定していたが、図１１のように判定しないようにしてもよい。
【００４９】
図１１において、ステップＳ４１にてモータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１以下と判定された場合は、故障の判定処理を行わずに終了する。ステップＳ４１にてモータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１より大きいと判定された場合は、ステップＳ４３に分岐し、実施の形態６にて説明したステップＳ４３以降の処理を行い駆動禁止手段１４の故障の判定を行う。
【００５０】
なお、駆動禁止信号ＳｉｌがＬのときに限り、ステップＳ４４の駆動禁止手段が故障と判定する処理に分岐するため、駆動禁止切換信号ＳｉｌがＨのときは故障の判定を行っていないとも言える。
【００５１】
実施の形態７によれば、以上より、駆動禁止手段１４の故障検出処理を簡略化できるため、より簡素な構成の電動パワーステアリング装置が実現できる。
【００５２】
実施の形態８．
図１２は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング装置の故障を判定しない範囲を示す図である。
図１３は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
実施の形態６および実施の形態７では、駆動禁止手段１４の故障をモータ電流Ｉｍに関係なく判定していたが、モータ電流Ｉｍが定められた範囲にある場合は判定しないようにしてもよい。図１２は、しきい値Ｉｔｈ１の前後にしきい値Ｉｔｈ１ａとしきい値Ｉｔｈ１ｂを設け、モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１ａとしきい値Ｉｔｈ１ｂの間にある場合は、駆動禁止手段の故障を判定しないことを表している。
【００５３】
次に、図１３を用いて駆動禁止手段の故障判定のフローについて説明する。
図１３において、ステップＳ４０は実施の形態１の故障検出処理である。ステップＳ５０とステップＳ５１では、モータ電流Ｉｍがしきい値Ｉｔｈ１ａ以下、かつしきい値Ｉｔｈ１ｂという条件の判定を行っており、条件を満たすと判定された場合は、駆動禁止手段１４の故障の判定を終了する。また、条件を満たさないと判定された場合はステップＳ４１に分岐し、実施の形態６にて説明したステップＳ４１以降の処理を行い駆動禁止手段１４の故障を判定する。
【００５４】
ここで、回路素子のバラツキなどによって生じるＣＰＵ１３と駆動禁止手段１４に入力されるモータ電流Ｉｍの差をｄＩｍとすると、
Ｉｔｈ１ａ−Ｉｔｈ１ ＞ ｄＩｍ
Ｉｔｈ１ーＩｔｈ１ｂ ＞ ｄＩｍ
となるように、しきい値Ｉｔｈ１ａとしきい値Ｉｔｈ１ｂを設定することにより、回路素子のバラツキなどによる駆動禁止手段１４の故障の誤検知を防止できる。
【００５５】
実施の形態８によれば、以上より、モータ電流Ｉｍが定められた範囲にある場合は駆動禁止手段１４の故障を判定しないことにより、故障の誤検知が少ない、より信頼性の高い電動パワーステアリング装置が実現できる。
【００５６】
実施の形態９．
図１４は、この発明の実施の形態９による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５、実施の形態６、実施の形態７、および実施の形態８では、駆動禁止手段１４の故障を判定した場合、直ちに確定していたが、図１４のように、故障を判定した状態が設定された確定時間Ｔ１の間継続するまでは確定しないようにしてもよい。
【００５７】
図１４において、ステップＳ６０は駆動禁止手段１４の故障判定をモニタしており、故障を判定していると判定した場合は、ステップＳ６１に分岐する。ステップＳ６１ではカウンタＣ１のインクリメントを行い、ステップＳ６２にてカウンタＣ１と確定時間Ｔ１を比較する。ここで、カウンタＣ１が確定時間Ｔ１よりも大きいとき、ステップＳ６３に分岐して駆動禁止手段１４の故障を確定する。ステップＳ６０にて故障を判定していないと判定した場合は、ステップＳ６４に分岐し、カウンタＣ１をクリアする。
【００５８】
なお、上記説明では、確定時間を、ステップＳ６４にてカウンタＣ１をクリアしてからの連続時間としているが、ステップＳ６４のカウンタＣ１のクリア処理を省いて積算時間としてもよい。
【００５９】
実施の形態９によれば、以上より、故障の判定からモータ６の駆動を遮断するまでの時間にマージンができるため、確定時間Ｔ１を充分に長い値にしておくことにより、ノイズ等の混入により故障を誤判定した場合でも確定することを防ぐことができる。したがって、耐ノイズ性の高い、信頼性の高い電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【００６０】
実施の形態１０．
図１５は、この発明の実施の形態１０による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障を判定したときのコントローラの動作を示す図である。
実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５、実施の形態６、実施の形態７、実施の形態８および実施の形態９では、駆動禁止手段１４の故障を確定した場合、モータ電流Ｉｍに関係なくモータ電流Ｉｍを０にしてモータ６の駆動を遮断していたが、図１５のように駆動禁止手段１４の故障を確定した後、モータ電流Ｉｍが設定されたしきい値Ｉｔｈ２よりも小さくなったときに、モータ電流Ｉｍを０にしてモータ６の駆動を遮断するようにしてもよい。
【００６１】
以上より、モータ６の駆動を遮断する際のモータ電流Ｉｍはしきい値Ｉｔｈ２よりも小さい場合に限られるため、しきい値Ｉｔｈ２を充分に小さな電流値に設定することにより、モータ６の駆動の遮断によりモータ６の出力が急減することはなくなる。
【００６２】
したがって、実施の形態１０によれば、運転者の操舵力の急増が防止されることになり、安全性の高い電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【００６３】
実施の形態１１．
図１６は、この発明の実施の形態１１による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障を判定したときのコントローラの動作を示す図である。
実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５、実施の形態６、実施の形態７、実施の形態８、実施の形態９および実施の形態１０では、駆動禁止手段１４の故障を確定した場合、モータ電流Ｉｍを瞬時に０にしてモータ６の駆動を遮断していたが、図１６のようにモータ電流Ｉｍを漸減させて０にしてモータ６の駆動を遮断してもよい。
以上より、故障の判定からモータ６の駆動を遮断するまでのモータ６の出力が徐々に低下する。
【００６４】
したがって、実施の形態１１によれば、運転者の操舵力は徐々に増加することになり、安全性の高い電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【００６５】
実施の形態１２．
実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５、実施の形態６、実施の形態７、実施の形態８、実施の形態９、実施の形態１０および実施の形態１１では、駆動禁止手段１４の故障が確定した状態は、電動パワーステアリング装置の電源の遮断により解除されるが、これを保持するようにしてもよい。
【００６６】
図１７は、この発明の実施の形態１２による電動パワーステアリング装置を示す制御ブロック図である。
図１７において、１、２、５、６、１３、１４は図１におけるものと同一のものである。１５は例えばＥＥＰＲＯＭなどを用いた不揮発性記憶手段であり、電動パワーステアリング装置の電源が遮断されても、記憶した情報を保持するものである。
【００６７】
次に動作について説明する。
ＣＰＵ１３が駆動禁止手段１４の故障を判定した場合は、不揮発性記憶手段１５に駆動禁止手段１４が故障したことを示すデータＦｉｌを書き込む。データＦｉｌは、電動パワーステアリング装置の電源を遮断しても保持されるため、電動パワーステアリング装置の起動時に、不揮発性記憶手段１５にデータＦｉｌの書込の有無を確認することにより、電動パワーステアリング装置の電源を遮断する前に駆動禁止手段１４の故障の確定の有無を判定できる。ここで、駆動禁止手段１４が故障していたと判定された場合は、駆動禁止手段１４の故障の判定を確定させる。
【００６８】
実施の形態１２によれば、以上より、一度駆動禁止手段１４の故障を判定してモータ６の駆動を遮断した場合は、以後その状態を保持し続けることにより、モータ６の駆動は遮断されたままになるため、より信頼性の高い電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【００６９】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
故障検出手段は、操舵トルクとモータ電流の関係によりモータの駆動を制限する駆動禁止信号と、モータ電流の大きさに対応して駆動禁止信号が正常に出力されていることを判定する条件を切り換える駆動禁止切換信号とを用いて、駆動禁止手段の故障を検出するので、モータ電流の大きさに応じた適切な故障検出を容易かつ的確に行なうとともに、操舵トルク信号が中立付近にあっても、モータ電流が小さい場合は、操舵補助力を発生できる電動パワーステアリングを実現することができる。
【００７０】
また、故障検出手段は、駆動禁止切換信号及び駆動禁止信号が所定の条件を満足するときは、故障を検出しないので、故障検出処理を簡略化できる。
【００７１】
さらに、故障検出手段は、駆動禁止手段の出力した駆動禁止切換信号が所定の範囲にあるときは、故障を検出しないので、検出処理を簡略化できる。
また、故障検出手段は、駆動禁止切換信号の異常をモータ電流との関係により検出するので、駆動禁止切換信号の異常を検出することができる。
【００７２】
また、故障検出手段は、モータ電流が、所定値より小さいとき、駆動禁止切換信号の異常を検出しないので、故障検出処理を簡略化できる。
さらにまた、故障検出手段は、モータ電流が、駆動禁止切換信号の反転する切換点近傍の所定の範囲にあるときは、故障を検出しないので、故障の誤検出を少なくすることができる。
【００７３】
また、操舵トルクとモータ電流の関係は、モータ電流に応じて切換えられると共に、故障検出手段は、操舵トルクとモータ電流の関係の切換状態を反映したモータ電流に応じて故障を検出するので、モータ電流を用いて駆動禁止手段の故障を検出することができる。
また、故障検出手段は、モータ電流及び駆動禁止信号が所定の条件を満足するときは、故障を検出しないので、故障検出処理を簡略化できる。
【００７４】
加えて、故障検出手段は、モータ電流が所定の範囲にあるときは、故障を検出しないので、故障検出処理を簡略化できる。
また、操舵トルクとモータ電流の関係は、モータ電流が小さいとき、モータの駆動を許可するように設定されているので、モータ電流が小さいときにも、操舵補助力を発生できる。
【００７５】
また、故障検出手段は、操舵トルクが所定の範囲にあるときは、故障を検出しないので、故障の誤検出を少なくすることができる。
さらに、故障検出手段は、故障を検出したとき、モータの出力を低下させるので、故障時の安全を確保することができる。
【００７６】
また、故障検出手段は、故障の検出が一定時間以上継続したとき故障を確定すると共に、故障を確定したときモータの出力を低下させるので、ノイズによって故障を誤判定しないようにすることができると共に故障確認時の安全を確保することができる。
また、故障検出手段は、モータ電流が低下したとき、モータの出力を遮断するので、運転者の操舵力の急増が防止できる。
さらにまた、故障検出手段は、モータの出力を、漸減するように低下させるので、安全性の高い装置にすることができる。
【００７７】
また、故障検出手段の検出結果を保持する記憶装置を備えたので、より信頼性の高い装置にすることができる。
また、記憶装置は、不揮発性記憶装置であるので、電源が遮断されても保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置を示す制御ブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の特性の状態を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置におけるモータ電流を出力する条件を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障を判定しない範囲を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング装置の故障を判定しない範囲を示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【図１４】 この発明の実施の形態９による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【図１５】 この発明の実施の形態１０による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障を判定したときのコントローラの動作を示す図である。
【図１６】 この発明の実施の形態１１による電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障を判定したときのコントローラの動作を示す図である。
【図１７】 この発明の実施の形態１２による電動パワーステアリング装置を示す制御ブロック図である。
【図１８】 従来の電動パワーステアリング装置を示す制御ブロック図である。
【図１９】 従来の電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。
【図２０】 従来の電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の特性を示す図である。
【図２１】 従来の電動パワーステアリング装置におけるモータ電流を出力する条件を示す図である。
【図２２】 従来の電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障判定処理のフローを示す図である。
【図２３】 従来の電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の故障を判定したときのコントローラの動作を示す図である。
【図２４】 モータ電流により駆動禁止手段の特性を変化させる従来の電動パワーステアリング装置を示す制御ブロック図である。
【図２５】 モータ電流により駆動禁止手段の特性を変化させる従来の電動パワーステアリング装置における駆動禁止手段の特性を示す図である。
【符号の説明】
１ トルクセンサ、２ 車速センサ、５ モータ駆動手段、６ モータ
１３ ＣＰＵ、１４ 駆動禁止手段、１５ 不揮発性記憶手段。

Claims (15)

1. 操舵補助力を出力するモータと、
   上記操舵トルクと車両の車速とに対応して所定のモータ駆動信号を出力する制御手段と、
   上記モータ駆動信号に応じて上記モータを駆動するモータ電流を出力するモータ駆動手段と、
   上記操舵トルクと上記モータ電流の関係により上記モータの駆動を制限する駆動禁止信号を上記モータ駆動手段に出力すると共に、上記モータ電流の大きさに対応して上記駆動禁止信号が正常に出力されていることを判定する条件を切り換える駆動禁止切換信号を出力する駆動禁止手段とを備え、
   上記制御手段は、上記駆動禁止切換信号および駆動禁止信号を用いて、上記操舵トルクと上記モータ電流の関係に応じて上記駆動禁止手段の故障を検出する故障検出手段を含む
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 上記駆動禁止切換信号は、所定のしきい値に対する上記モータ電流の大小に対応して出力されることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 上記故障検出手段は、上記駆動禁止切換信号及び駆動禁止信号が所定の条件を満足するときは、故障を検出しないことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
4. 上記故障検出手段は、上記駆動禁止切換信号が所定の範囲にあるときは、故障を検出しないことを特徴とする請求項１または請求項２記載記載の電動パワーステアリング装置。
5. 上記故障検出手段は、上記駆動禁止切換信号の異常を上記モータ電流との関係により検出することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の電動パワーステアリング装置。
6. 上記故障検出手段は、上記モータ電流が、上記所定のしきい値より小さいとき、上記駆動禁止切換信号の異常を検出しないことを特徴とする請求項５記載の電動パワーステアリング装置。
7. 上記故障検出手段は、上記モータ電流が、上記駆動禁止切換信号の反転する切換点近傍の所定の範囲にあるときは、故障を検出しないことを特徴とする請求項５または請求項６記載の電動パワーステアリング装置。
8. 上記操舵トルクと上記モータ電流の関係は、上記モータ電流が小さいとき、上記モータの駆動を許可するように設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の電動パワーステアリング装置。
9. 上記故障検出手段は、上記操舵トルクが所定の範囲にあるときは、故障を検出しないことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項記載の電動パワーステアリング装置。
10. 上記故障検出手段は、故障を検出したとき、上記モータの出力を低下させることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項記載の電動パワーステアリング装置。
11. 上記故障検出手段は、故障の状態が一定時間以上継続したとき故障を検出すると共に、上記故障を検出したとき上記モータの出力を低下させることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載の電動パワーステアリング装置。
12. 上記故障検出手段は、上記モータ電流が低下したとき、上記モータの出力を遮断することを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の電動パワーステアリング装置。
13. 上記故障検出手段は、上記モータの出力を、漸減するように低下させることを特徴とする請求項１０〜請求項１２のいずれか一項記載の電動パワーステアリング装置。
14. 上記故障検出手段の検出結果を保持する記憶装置を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか一項記載の電動パワーステアリング装置。
15. 上記記憶装置は、不揮発性記憶装置であることを特徴とする請求項１４記載の電動パワーステアリング装置。

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