JP4241392B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、操舵中においてもモータ電流検出回路の異常が検出可能な機能を備え、また、故障を検出した際にその代替制御を実施でき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する。
背景技術
自動車や車両の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電動パワーステアリング装置は、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付勢するようになっている。
かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク(操舵補助トルク)を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。
フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のDuty比の調整で行っている。
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を第9図に示して説明すると、操向ハンドル1の軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4a及び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トルクセンサ10が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ20がクラッチ21、減速ギア3を介して軸2に結合されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット30には、バッテリ14からイグニションキー11及びリレー13を経て電力が供給され、コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出された車速Vとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Iの演算を行い、演算された操舵補助指令値Iに基いてモータ20に供給する電流を制御する。クラッチ21はコントロールユニット30でON/OFF制御され、通常の動作状態ではON(結合)されている。そして、コントロールユニット30によりパワーステアリング装置が故障と判断された時、及びイグニションキー11、リレー13によりバッテリ14の電源(電圧Vb)がOFFとなっている時に、クラッチ21はOFF(切離)される。
コントロールユニット30は主としてCPUで構成されるが、そのCPU内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと第10図のようになる。例えば位相補償器31は独立したハードウェアとしての位相補償器を示すものではなく、CPUで実行される位相補償機能を示している。コントロールユニット30の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ10で検出されて入力される操舵トルクTは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器31で位相補償され、位相補償された操舵トルクTAが操舵補助指令値演算器32に入力される。又、車速センサ12で検出された車速Vも操舵補助指令値演算器32に入力される。操舵補助指令値演算器32は、入力された操舵トルクTA及び車速Vに基いてモータ20に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Iを決定する。操舵補助指令値Iは減算器30Aに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器34に入力され、減算器30Aの偏差(I−i)は比例演算器35に入力され、その比例出力は加算器30Bに入力されると共にフィードバック系の特性を改善するための積分演算器36に入力される。微分補償器34及び積分演算器36の出力も加算器30Bに加算入力され、加算器30Bでの加算結果である電流指令値Eが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路37に入力される。モータ20のモータ電流値iはモータ電流検出回路38で検出され、モータ電流検出値iは減算器30Aに入力されてフィードバックされる。
しかしながら、前記モータ電流検出回路38が故障した場合は、正確なモータ電流を測定することができず、この結果、必要以上の電流がモータに流れて過大なアシストトルクを発生させたり、或いはモータに必要な量の電流が供給されず、十分なアシストトルクが得られないという不都合が発生することになる。
また、前記モータ電流検出回路38の動作を確認するためにモータに電流を流すと、モータが回転してしまい、クラッチ21がON状態では操向ハンドル1が回転し、不測の事故が発生するおそれがある。
従って、モータ電流検出回路の故障を判定する手段を提供することは、事故防止の上でも極めて重要な課題となる。従来、かかる課題を解決するための一つの提案が、本出願の発明者によってなされている(特開平8−91240号公報)。
かかる従来のモータ電流検出回路の構成は、電流検出抵抗に流れる電流によって発生する電圧を、ピークホールドしてその信号を増幅し、それを用いてモータ電流制御や故障検出を行っていた。
従来の電流検出回路の異常検出は、出荷後の故障によって発生した電流検出回路の異常なドリフト電圧の検出を目的として、あらかじめ(出荷の際に)記憶された電流検出のドリフト電圧の値とイグニションスイッチをオンした直後に検出したドリフトの値とを比較して、その差が所定値より増加又は減少していないかを診断していた(初期診断)。
また、電流検出回路内部のショート故障の検出を目的として、モータの電気的時定数より長く、機械的時定数より短い時間だけモータに電流を流し、所定電流値より多く流れるか否かを確認したりしていた。(特開平8−91240)
また、制御性と安全性を高めるため、第11図のように、メイン及びサブの2つのMCUを用い、前記電流検出信号を分岐してメインMCUとサブMCUへ入力して電流制御や故障検出を行うことも、前記発明者によって提案されている(特開2001−18819号公報)。
すなわち、第11図において、モータ電流iが電流検出抵抗(シャント抵抗)に流れることにより発生する電圧が、モータ電流検出回路112に入力され、それがローパスフィルタを通って、メインMCU101及びサブMCU102に入力されるので、片方のMCUが故障すれば、もう片方の入力値と食い違うため、MCUの故障を発見することが容易となり、制御性と安全性を高めることができた。
上記のような異常検出手段によって、電流検出回路が故障していると判断した際には、モータ電流制御を停止し、アシスト停止状態にしていた。
しかしながら、上記のようにMCUを2つにして制御性や安全性を高めたとしても、以下のような3つの問題点が残されていた。
第一には、モータ電流検出回路の電流増幅部の故障を精度良く検出することが出来なかったということである。
すなわち、モータ電流検出回路の電流増幅部が故障した場合、特に操舵中の故障は検出することが出来なかった。もし、電流増幅部が操舵中に故障して、モータ検出電流が正常な状態より小さくなってしまった場合には、MCU内で行われる電流制御によって前記モータ検出電流が電流指令値より小さいと判断され、所定の電流値より大きな電流がモータへ流されることになる。このような状態でドライバーが操舵した際には、想定していたアシストトルクより大きなトルクとなり、ステアリングを切りすぎたり、ステアリングが振動するような不安定な状態になる可能性があった。
そのために、モータ電流検出回路の電流増幅部が正常であるか否かを判断する異常検出手段が必要とされていた。
第二には、モータ電流制御を行っている最中(動作中)のモータ電流検出回路の故障が検出できなかったということである。
動作中はMCUで演算してモータ電流制御を行っているため、モータ電流検出回路の故障検出をするためには、いったんモータ電流制御演算を停止して、モータ電流検出回路のオフセットやショート故障を検出しなければならなかった。
このため、初期診断以外はモータ電流検出回路の異常検出を行うことは出来なかった。
しかし、電子部品の故障は、偶発的に発生する可能性があり、動作中のモータ電流検出回路の故障診断は必要であった。
第三には、モータ電流検出回路が故障した場合は、アシストを停止しなければならず、代替制御の手段がなかったということである。
従来、初期診断でモータ電流検出回路の故障と判断されてしまうと、モータ電流を正常に検出する手段が無くなるため、その後はアシスト制御を停止しなければならなかった。
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、モータ電流検出回路の電流増幅部の故障が精度よく検出でき、操舵中においてもモータ電流検出回路の異常が検出可能な機能を備えるとともに、故障を検出した際にその代替制御を実施できるようにした電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
発明の開示
本発明は、操舵中においてもモータ電流検出回路の異常が検出可能な機能を備え、また、故障を検出した際にその代替制御を実施でき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、本発明の上記目的は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、モータ電流検出値と、から演算された電流指令値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与えるように前記モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記モータに流れる電流を単一の電流検出抵抗で検出し、該検出された信号を、複数のモータ電流検出回路に並列に入力し、該複数のモータ電流検出回路からの出力を比較することにより、前記モータ電流検出回路の故障を判定する機能を設けることによって達成される。
また、本発明の上記目的は、前記電動パワーステアリング装置の制御装置が、メインMCU及びサブMCUの2つのMCUを有し、かつ、前記複数のモータ電流検出回路の個数が2であって、該2個のモータ電流検出回路の出力データのうち、一方を前記メインMCUに入力し、他方を前記サブMCUに入力するとともに、前記メインMCUとサブMCU間における通信により、少なくともいずれか一方のMCUの前記データを他方のMCUへ送り、該他方のMCUにおいて前記各データの差を求め、その差が所定の値を超えている場合に、前記モータ電流検出回路のうち少なくとも1つが故障していると判定するように構成されることにより、効果的に達成される。
さらに、本発明の上記目的は、前記モータ電流検出回路の故障の初期診断おいて、モータの電気的時定数より長く、かつ機械的時定数より短い時間だけモータに電流を流し、その結果、メインMCU、サブMCUにそれぞれ入力された前記2個のモータ電流検出回路の各出力データを、前記メインMCUとサブMCU間におけるシリアル通信により、少なくともいずれか一方のMCUの前記データを他方のMCUへ送り、該他方のMCUにおいて前記各データの差を求め、その差が所定の値を超えている場合に、前記モータ電流検出回路のうち少なくとも1つが故障していると判定するように構成することにより、或いは、モータ電流の制御中において、所定時間毎に、前記メインMCUとサブMCU間におけるシリアル通信により、少なくともいずれか一方のMCUの前記データを他方のMCUへ送り、該他方のMCUにおいて前記各データの差を求め、その差が所定の値を超えている場合に、前記モータ電流検出回路のうち少なくとも1つが故障していると判定するように構成することにより、或いは、前記二つのデータを相互に比較して、その差が所定値を超えた場合には、操舵トルクに基づいて演算された操舵補助指令値とモータ電流指令値とから演算された電流指令値に基づくモータ電流制御を停止し、少なくともどちらか一方のMCUが、バッテリ電圧に基づく所定のDutyのPWM信号でモータを強制駆動し、それによって検出された電流と、バッテリ電圧とPWMのDutyから予想される電流とを比較して、故障したモータ電流検出回路を特定し、或いは、前記故障と特定されたモータ電流検出回路の代わりに正常と判断した電流検出回路の出力に基づいて、モータ電流制御を継続させることによって、より効果的に達成される。
発明を実施するための最良の形態
本発明は、2つのモータ電流検出回路を設け、一方のモータ電流検出回路の出力をメインMCUに入力し、他方のモータ電流検出回路の出力をサブMCUに入力し、それぞれのモータ電流検出回路で検出されたモータ電流検出値を、メインMCUとサブMCUの相互に比較することで、両モータ電流検出回路の少なくとも一方の故障を検出することを主な特徴としている。
以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
第1図は本発明の実施例を示す全体構成のブロック図であり、トルクセンサ10からのトルク信号Tr、車速センサ12からの車速信号Vs及びエンジン回転信号はメインMCU101及びサブMCU102に入力され、メインMCU101で演算されたモータ駆動信号Irはモータ駆動回路110に入力され、モータ駆動信号Irに基づいてモータ駆動回路110はモータ20を駆動する。
なお、前記メイン/サブMCUは、上述の第10図の位相補償器、操舵補助指令値演算器、微分補償器、比例演算器、積分演算器、減算器(30A)及び加算器(30B)の機能を持つものである。
バッテリ14の入力をON/OFFするリレー111は、メインMCU101から出力されるリレーON/OFF信号RS1及びサブMCU102から出力されるリレーON/OFF信号RS2によってON/OFF制御され、モータ20の電流はモータ電流検出回路112及び113で検出され、各モータ電流検出値Idはモータ端子電圧Vmと共にメインMCU/101及びサブMCU102に入力され、サブMCU102から出力されるモータ駆動禁止信号Mpはモータ駆動回路110に入力されている。
また、サブMCU102は自分が演算したモータ電流指令値のモータ駆動方向を判定すると共に、メインMCU101がモータ駆動回路110へ出力したモータ駆動方向信号Dsを入力し、双方の方向を比較することでメインMCU101の演算が正常に行われたか否かを判断する。
メインMCU101及びサブMCU102は、いずれもトルク信号Tr、車速信号Vs、電流検出値Id、モータ端子電圧Vmに基づいてモータ駆動信号(電流指令値)Irを生成するが、メインMCU101からのモータ駆動信号(電流指令値)Irのみがモータ駆動回路110に入力される。
メインMCU101は、入力されたモータ電流検出信号に基づいて、モータ電流制御を行う。また、メインMCU101に入力されたモータ電流検出値は、メインMCU101とサブMCU102との間で行われるシリアル通信によってサブMCU102へも送られる。
モータ駆動回路37の構成例を第2図に示して説明すると、モータ駆動回路37は加算器30B(第10図参照)からの電流制御値Eに基いて電界効果トランジスタ(FET)FET1〜FET4の各ゲートを駆動するFETゲート駆動回路371、FET1〜FET4で成るHブリッジ回路、FET1及びFET2のハイサイド側を駆動する昇圧電源372等で構成されている。なお、前記電流制御値Eとは、第1図におけるモータ駆動信号Ir及びモータ駆動方向信号Dsを指す。
FET1及びFET2は、電流制御値Eに基いて決定されるDuty比D1のPWM(パルス幅変調)信号によってON/OFFされ、実際にモータに印加される電圧の大きさが制御される。FET3及びFET4は、Duty比D1の小さい領域では所定1次関数式(a,bを定数としてD2=a・D1+b)で定義されるDuty比D2のPWM信号で駆動され、Duty比D1の大きい領域ではPWM信号の符号により決定されるモータの回転方向に応じてON/OFFされる。例えばFET3が導通状態にあるときは、電流はFET1、モータ20、FET3、抵抗Rを経て流れ、モータ20に正方向の電流が流れる。又、FET4が導通状態にあるときは、電流はFET2、モータ20、FET4、抵抗Rを経て流れ、モータ20に負方向の電流が流れる。従って、加算器30Bからの電流制御値EもPWM出力となっている。
また、モータ電流検出回路38は抵抗Rの両端における電圧降下に基いてモータ電流値の大きさを検出する。モータ電流検出回路38で検出されたモータ電流値iは、減算器30Aに入力されてフィードバックされる。
また、初期診断おいて、モータの電気的時定数より長く機械的時定数より短い時間だけモータに電流を流し、その結果メインMCU・サブMCUそれぞれが検出した電流値を、相互にシリアル通信でデータを交換し、両MCU又はどちらかのMCUが、想定された電流値と検出された電流値とを比較して、その差が所定範囲を超えていないかを比較することで、両モータ電流検出回路の少なくとも一方の故障を検出できる。
さらに、常時診断においても、所定時間毎に、メインMCU、サブMCUそれぞれが検出した電流値を、相互にシリアル通信でデータを交換し、両MCU又はどちらかのMCUで、その差が所定範囲を超えていないかを比較することで、両電流検出回路の少なくとも一方の故障を検出できる。
上記のような構成において、二つのモータ電流検出回路で検出された電流検出値を相互に比較して、その差が所定値以上に生じた際には、操舵トルクに基づいて演算された操舵補助指令値とモータ電流指令値とから演算された電流指令値に基づくモータ電流制御を停止し、少なくともどちらか一方のMCUが、バッテリ電圧に基づき、モータの電気的時定数より長く機械的時定数より短い時間となるようなDuty比のPWM信号でモータを強制駆動し、それによって検出されたモータ電流と、バッテリ電圧とPWMのDuty比から予想される電流(Ical)とを比較して、故障したモータ電流検出回路を特定する。さらに、故障と判断したモータ電流検出回路の代わりに正常と判断したモータ電流検出回路の出力に基づいて、モータ電流制御を継続させること(代替制御)が可能となる。
第3図は、本発明の第1実施例を示すもので、2つのMCUを用いた制御装置に係るものである。
1つの電流検出抵抗(シャント抵抗)で検出されたモータ電流信号は、2つのモータ電流検出回路112及び113にそれぞれ入力され、ローパスフィルタでノイズを除去して、その出力がメインMCU101、サブMCU102それぞれに入力される。
メインMCU101は、入力されたモータ電流検出信号に基づいて、モータ電流制御を行う。また、メインMCU101に入力されたモータ電流検出値は、メインMCU101とサブMCU102間に接続されているシリアル信号を経由して、サブMCU102へと入力される。
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モータ電流検出回路の故障の判定方法を第4図のフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、各ステップにおける処理の左肩に示されている「M」若しくは「S」の記号は、その処理が行われるMCUを表す。すなわち、「M」はメインMCU、「S」はサブMCUを表している。第5図〜第7図のフローチャートについても同様である。
シャント抵抗で検出されたモータ電流検出信号は電圧信号としてモータ電流検出回路112及び113に入力され、ローパスフィルタを通って、メインMCU101及びサブMCU102に読み込まれる(ステップS401、S402)。
前記読み込まれた各信号(Imain、Isub)は、各MCU内部の記憶手段(図示せず)に格納される(ステップS403、S404)。
次に、メインMCU101に読み込まれた電流検出値ImainはサブMCU102へ送信され(ステップS405)、サブMCU102はそれを受信し(ステップS406)、サブMCU内の前記記憶手段(図示せず)に記憶される(ステップS407)。ここで、サブMCUにおいて、ImainとIsubの差が予め定めた値(ΔIdet)を超えているかどうかを判定する(ステップS408)。
ImainとIsubの差が予め定めた値以下の場合は正常と判定し、通常の処理を行い(ステップS409)、ImainとIsubの差が予め定めた値を超える場合(ステップS408のYES)は、サブMCUは、モータ駆動回路110に対してモータ駆動禁止信号Mpを入力し、リレーON/OFF信号をOFFにするフェールセーフ処理を行う(ステップS410)とともに、メインMCUに対して、メインMCUのモータ電流検出回路の故障を検出したことを、シリアル通信で知らせる(ステップS411)。サブMCUから通知を受けたメインMCUは、アシスト制御を中止するとともに、モータ駆動信号IrやリレーON/OFF信号をOFFにするフェールセーフ処理を行う(ステップS412)。
第5図は、電源投入直後のまだアシスト制御を行っていない状態における故障診断(初期診断)のフローチャートである。図を参照しつつ、初期診断について説明する。初期状態においては、まだトルクが発生していないため、モータには電流が流れていない。従って、モータに強制的に故障診断のための電流を流す必要がある。
そのために、まず、メインMCU101が、モータに電流を流すためのPWMのDutyを決める為に、バッテリ電圧を検出する(ステップS501)。
次に、メインMCUは読み込んだバッテリ電圧を基にして、モータに電流を流すのに必要なPWMのDutyを算出し(ステップS502)、算出したPWMのDutyを出力して、モータに電圧を印加する(ステップS503)。なお、この場合、モータの電気的時定数より長く、かつ機械的時定数より短い時間だけモータに電流が流れるようにPWMのDutyが計算により設定される。
さらに、サブMCUに対して「現在、モータに計算したDutyを印加している。」とのメッセージをシリアル通信で送る(ステップS504)。所定時間経過後(ステップS505のYES)、メインMCUとサブMCUそれぞれが現在のモータ電流検出値を読み込む(ステップS506、S507)。これ以降の処理は第4図のフローチャートと同一であるので説明は省略する。
第4図若しくは第5図のフローチャートは、故障診断を行った結果、少なくとも何れか一方のモータ電流検出回路の故障が判明したときに、フェールセーフ処理を行ってアシスト制御を停止するようにしたものであるが、これから説明する第6図及び第7図のフローチャートに基づいた処理は、いずれか一方のモータ電流検出回路の故障が判明した場合であっても、すぐにはアシスト制御を停止しないで、まず、実際に故障しているモータ電流検出回路を特定するとともに、他方のモータ電流検出回路が故障しているか否かを診断し、正常であれば、故障と判断したモータ電流検出回路の代わりに正常と判断したモータ電流検出回路の出力に基づいて、モータ電流制御を行い、アシスト制御を継続するようにしたもの(代替制御)である。
なお、第5図のフローチャートによる処理は、メインMCU又はサブMCUのいずれかが故障しているか否かを初期診断するものであるが、最初から次に述べる第6図のフローチャートによる処理、即ち、メインMCU又はサブMCUのいずれかが故障しているとの前提のもとに、その故障しているMCUを特定するための処理(第6図のステップS604以降の処理)を行うようにしてもよい。なぜなら、第5図の処理において故障が見つかれば、第6図の故障特定処理に移行することになるし、故障が見つからなかったら、そのまま通常の処理を継続することになるからである。
以下、第6図及び第7図に基づいて、故障したモータ電流検出回路の特定及び代替制御について説明する。
サブMCU102がメインMCUの電流検出値(Imain)を受信し、サブMCUの電流検出値(Isub)と比較するまでのフローは、第4図におけるステップS401〜S407或いは第5図におけるステップS501からステップS512までと同一であるので、その部分の説明は省略する。
ステップS601においてYESの場合、すなわち少なくともいずれか一方のモータ電流検出回路が故障と判定された場合、サブMCUは、メインMCUに対して通常制御処理の中止と強制駆動の指示を送信する(ステップS602)。
サブMCUからの指示を受信すると(ステップS603)、メインMCUはモータ印加電圧を出力するためのPWMのDutyを決める為に、その時のバッテリ電圧を検出する(ステップS604)。
次に、メインMCUは読み込んだバッテリ電圧を基にして、モータ印加電圧を出力するのに必要なPWMのDutyを算出し(ステップS605)、算出したPWMのDutyを出力して、モータに電圧を印加する(ステップS606)。
さらに、サブMCUに対して「現在、モータに計算したDutyを印加している。」とのメッセージをシリアル通信で送る(ステップS607)。所定時間経過後(ステップS608のYES)、メインMCUとサブMCUそれぞれが現在のモータ電流検出値を読み込む(ステップS609、S610)。前記読み込まれた各信号(Imain、Isub)は、各MCU内部の記憶手段(図示せず)に格納される(ステップS611、S612)。
次に、メインMCUにおいては、前記検出したバッテリ電圧とPWMのDuty比から想定される電流値(Ical)を計算し(ステップS613)、これを前記モータ電流検出値(Imain)とともにサブMCUに送信する(ステップS614)。
一方、サブMCUにおいては、ステップS614で送信されたImainとIcalを受信して内部の記憶手段(図示せず)に格納する(ステップS615)。以下、一定のモータ印加電圧を出力した時に発生するモータ電流推定値(Ical)と実際のモータ電流検出値(Imain又はIsub)とを比較することで、故障した電流検出回路を特定する手順について説明する。
まず、ステップS616において、ImainとIcalとの差が所定の値を超えていないかを調べる。そこで、差が所定の値を超えていれば、メインMCU側のモータ電流検出回路が故障していると判定される(ステップS616のYES)。次に、ステップS617において、IsubとIcalとの差が所定の値を超えていないかを調べる。これは、サブMCU側のモータ電流検出回路が故障しているか否かを調べるために行うものである。
ここで、IsubとIcalとの差が所定の値を超えていれば(ステップS617のYES)、サブMCU側のモータ電流検出回路も故障していると判断され、ステップS618乃至S620のフェールセーフ等の処理を行い、システムを停止する。フェールセーフ等の処理の内容は、上述のステップS410乃至S412の処理と同じであるので、説明は省略する。
これに対して、IsubとIcalとの差が所定の値以下であれば、サブMCU側のモータ電流検出回路は正常であると判断できるので、サブMCU側のモータ電流検出回路の出力に基づいてモータ電流制御を行い、アシスト制御を継続するために、以下に述べるステップS621乃至S624の処理を行う。
すなわち、サブMCUからメインMCUに対して、メインMCU側のモータ電流検出回路が異常である旨を伝え、今後はサブMCUから送信する電流検出値で電流制御を行うよう指示するとともに、出力電流を所定値以下に制限するように指示する(ステップS621)。次に、メインMCUに対してサブMCUの電流検出値を送信する(ステップS622)。一方、メインMCUでは、サブMCUから送信された電流検出値を受信し(ステップS623)、その電流検出値に基づいて電流制御を行う(ステップS624)。
これに対して、ステップS616においてメインMCU側のモータ電流検出回路が正常と判定された場合(ステップS616のNO)は、ステップS625において、IsubとIcalとの差が所定の値を超えていないかを調べる。これは、サブMCU側のモータ電流検出回路が故障しているか否かを調べるために行うものである。
ここで、IsubとIcalとの差が所定の値を超えていれば(ステップS625のYES)、サブMCU側のモータ電流検出回路が故障していると判断されるので、メインMCUに対して、サブMCUのモータ電流検出回路が異常である旨を伝え、今後はサブMCUの電流検出値を用いた異常診断は行わないよう指示するとともに、出力電流は所定値以下に制限するよう指示を行う(ステップS626)。
以上のようにして代替制御が可能となる。
これに対して、IsubとIcalとの差が所定の値以下であれば、サブMCU側のモータ電流検出回路も正常であると判断されるので、通常の処理を継続して行う(ステップS627)。
第8図は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の第二実施例を示すものであり、1つのMCUに対して、2つのモータ電流検出回路の出力が入力されるものである。この場合は、1つのMCUの中で、2つのモータ電流検出値を比較することになるが、上述のような二つのMCUで行う場合と実質的には同じであることは明らかである。
産業上の利用可能性
上述のように、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れば、モータ電流検出回路の電流増幅部の故障が精度よく検出でき、操舵中においてもモータ電流検出回路の異常の検出が可能となるとともに、故障を検出した際にその代替制御が実施できるようなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例を示す全体構成のブロック図である。第2図は、モータ駆動回路の構成例を示す図である。第3図は、本発明の第1実施例を示すもので、2つのMCUを用いた制御装置に係るものである。第4図は、本発明によるモータ電流検出回路の故障の判定の手順を示すフローチャートである。第5図は、モータ電流検出回路の故障の初期診断の手順を示すフローチャートである。第6図は、故障したモータ電流検出回路の特定及びその後の代替制御の手順を示すフローチャートである。第7図は、第6図に示すフローチャートの続きである。第8図は、本発明の第二実施例を示すものである。第9図は、電動パワーステアリング装置の概略構成を示す構成図である。第10図は、電動パワーステアリング装置の制御装置の一例を示すブロック構成図である。第11図は、モータ電流検出回路の故障を診断する装置の従来例を示した図である。
Claims (5)
- ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、モータ電流検出値と、から演算された電流指令値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与えるように前記モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記モータに流れる電流を検出する単一の電流検出抵抗と、
該検出された電流検出信号がそれぞれ並列に入力される2個のモータ電流検出回路と、
メインMCU及びサブMCUの2つのMCUを備え、
前記2個のモータ電流検出回路の出力データのうち、一方を前記メインMCUに入力し、他方を前記サブMCUに入力するとともに、
前記メインMCUとサブMCU間における通信により、少なくともいずれか一方のMCUの前記データを他方のMCUへ送り、該他方のMCUにおいて前記各データの差を求め、その差が所定の値を超えている場合に、前記モータ電流検出回路のうち少なくとも一方が故障していると判定する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。 - 前記モータ電流検出回路の故障判定おいて、モータの電気的時定数より長く、かつ機械的時定数より短い時間だけモータに電流を流し、その結果、前記メインMCU、サブMCUにそれぞれ入力された前記2個のモータ電流検出回路の各出力データを、前記メインMCUとサブMCU間におけるシリアル通信により、少なくともいずれか一方のMCUの前記データを他方のMCUへ送り、該他方のMCUにおいて前記各データの差を求め、その差が所定の値を超えている場合に、前記モータ電流検出回路のうち少なくとも一方が故障していると判定することを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- モータ電流の制御中において、所定時間毎に、前記メインMCUとサブMCU間におけるシリアル通信により、少なくともいずれか一方のMCUの前記データを他方のMCUへ送り、該他方のMCUにおいて前記各データの差を求め、その差が所定の値を超えている場合に、前記モータ電流検出回路のうち少なくとも一方が故障していると判定することを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記二つのデータを相互に比較して、その差が所定値を超えた場合には、操舵トルクに基づいて演算された操舵補助指令値とモータ電流指令値とから演算された電流指令値に基づくモータ電流制御を停止し、少なくともどちらか一方のMCUが、バッテリ電圧に基づく所定のDutyのPWM信号でモータを強制駆動し、それによって検出された電流と、バッテリ電圧とPWMのDutyから予想される電流とを比較して、故障したモータ電流検出回路を特定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記故障と特定されたモータ電流検出回路の代わりに正常と判断した電流検出回路の出力に基づいて、モータ電流制御を継続させることを特徴とする請求項4に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4517734B2 (ja) * | 2004-06-03 | 2010-08-04 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP4539218B2 (ja) * | 2004-08-02 | 2010-09-08 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
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KR101011912B1 (ko) * | 2006-05-30 | 2011-02-01 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 스티어링 제어 장치 |
JP4488067B2 (ja) * | 2007-12-06 | 2010-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用昇圧コンバータ回路 |
KR20120029084A (ko) * | 2010-09-16 | 2012-03-26 | 주식회사 만도 | 전동식 파워 스티어링 장치 |
JP5223945B2 (ja) * | 2011-05-10 | 2013-06-26 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置の制御方法及び制御装置 |
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JP5945741B2 (ja) * | 2012-09-24 | 2016-07-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP5614661B2 (ja) * | 2012-10-09 | 2014-10-29 | 株式会社デンソー | 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP6194615B2 (ja) * | 2013-04-04 | 2017-09-13 | 株式会社ジェイテクト | モータ制御装置 |
WO2015125617A1 (ja) * | 2014-02-24 | 2015-08-27 | 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 | 車両搭載機器の制御装置およびパワーステアリング装置 |
DE112016001615T5 (de) * | 2015-04-08 | 2018-01-04 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Servolenkungsvorrichtung und Steuergerät für Vorrichtung im Fahrzeug |
KR102612239B1 (ko) * | 2016-09-12 | 2023-12-12 | 에이치엘만도 주식회사 | 모터 제어 장치 및 방법 |
JP6651435B2 (ja) * | 2016-12-16 | 2020-02-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車両搭載機器の制御装置 |
DE102018124906A1 (de) * | 2018-10-09 | 2020-04-09 | Thyssenkrupp Ag | Redundante Steuereinheit für eine Kraftfahrzeuglenkung |
CN112039400B (zh) * | 2019-08-05 | 2022-05-10 | 安徽中家智康科技有限公司 | 一种变频驱动器的采样电路异常检测***及方法 |
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Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2826642B2 (ja) | 1990-07-16 | 1998-11-18 | 光洋精工株式会社 | 電動式パワーステアリング装置 |
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DE69217280T2 (de) * | 1991-07-10 | 1997-05-28 | Koyo Seiko Co | Lenkung mit elektrischer Hilfskraft |
JP3284786B2 (ja) * | 1994-09-22 | 2002-05-20 | 日本精工株式会社 | 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 |
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JP3840721B2 (ja) | 1997-01-20 | 2006-11-01 | 日産自動車株式会社 | 電動式パワーステアリングの制御装置 |
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DE69737146T2 (de) | 1997-06-20 | 2007-10-04 | Mitsubishi Denki K.K. | Motorisch angetriebene servolenkung |
JP3605745B2 (ja) | 1997-07-14 | 2004-12-22 | 光洋精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP3063896B2 (ja) | 1997-08-01 | 2000-07-12 | 本田技研工業株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP4029522B2 (ja) * | 1999-07-02 | 2008-01-09 | 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 |
US6808043B2 (en) * | 2002-02-15 | 2004-10-26 | Nsk Ltd. | Electric power steering device |
US7002313B2 (en) * | 2002-03-18 | 2006-02-21 | Nsk Ltd. | Electric power steering device control apparatus |
JP4089367B2 (ja) * | 2002-09-17 | 2008-05-28 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101835405B1 (ko) * | 2011-10-13 | 2018-03-09 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 조향장치의 모니터링 장치 |
Also Published As
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