JP5067015B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1に係る発明において、前記自己診断手段は、前記イグニッションスイッチがオン状態となったときに、初期診断を行い、イグニッションスイッチがオフ状態となってから前記操舵補助制御手段を作動状態に維持する所定の遅延時間経過前に再度イグニッションスイッチがオン状態となった場合に、前記電力遮断手段の導通/遮断動作を伴う診断項目以外の診断項目について初期診断を実施するように構成されていることを特徴としている。
この請求項3に係る発明では、電力遮断手段がイグニッションスイッチからの電力供給系統以外に電力供給源からの電力供給系統を有する制御手段によって作動制御されることにより、イグニッションスイッチがオフ状態となっても制御手段によって電力遮断手段の作動制御を継続することができる。
また、イグニッションスイッチがオフ状態となってから操舵補助制御手段を作動状態に維持する所定の遅延時間が経過する前に再度イグニッションスイッチをオン状態としたときに、リレー等の電力遮断手段の導通/遮断動作を伴う診断項目以外の診断項目について初期診断を実施するようにすることで、イグニッションスイッチをオフ状態としてから所定の遅延時間が経過する前に再度イグニッションスイッチをオン状態としたときに、電力遮断手段の診断を割愛することにより、電力遮断手段の導通/遮断動作時の異音の発生を確実に防止することができ、商品性を向上させることができる。
図1は、本発明に一実施形態を示す概略構成図であって、図中、1は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。ここで、操舵トルクセンサ3は、メイントルクセンサ3mとサブトルクセンサ3sとで構成されている。
操舵トルクセンサ3を構成するメイントルクセンサ3m及びサブトルクセンサ3sは、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を抵抗変化や磁気変化に変換して検出するように構成されている。
さらに、演算処理装置22は、後述するHブリッジ回路に介挿されたシャント抵抗Rsの両端電位差に基づいてモータ電流を検出するモータ電流検出回路26が接続されていると共に、電動モータ13のモータ端子電圧を検出するモータ端子電圧検出回路27が接続され、さらに演算処理装置22近傍の温度を検出する温度検出回路28が接続されていると共に、後述する自己診断処理で検出した診断結果を格納する例えばEEPROMで構成される不揮発性メモリ29が接続され、なおさらに診断結果が操舵補助制御を実行不可能な異常である場合に警報音又は警報表示でなる警報を発する警報回路32が接続されている。
ω=(Vmd−Imd・Rm)/K0 …………(1)
ここで、Rmはモータ巻線抵抗、K0はモータの起電力定数である。
次いで、ステップS5に移行して、モータ角速度ωに慣性ゲインKiを乗算して、モータ慣性を加減速させるトルクを操舵トルクTmから排除し、慣性感のない操舵感覚を得るための慣性補償制御用の慣性補償値Ii(=Ki・ω)を算出すると共に、操舵補助指令値Irefの絶対値に摩擦係数ゲインKfを乗算して、動力伝達部や電動モータの摩擦が操舵力に影響することを排除するため摩擦補償制御用の摩擦補償値If(=Kf・Iref)を算出する。ここで、摩擦補償値Ifの符号はトルク検出値Tmの符号とこのトルク検出値Tmにより操舵の切り増し/切り戻しを判定する操舵方向信号とに基づいて決定する。
Hブリッジ回路30は、2つの電界効果トランジスタFET1及びFET2を直列に接続した直列回路と、この直列回路と並列に2つの電界効果トランジスタFET3及びFET4を直列に接続した直列回路とを有し、電界効果トランジスタFET1及びFET2の接続点と電界効果トランジスタFET3及びFET4の接続点との間にモータリレー33を介して電動モータ13が接続され、両直列回路の接続点の一方が電源リレー34を介してバッテリ15に接続され、他方がシャント抵抗Rsを介して接地されている。
この自己診断処理は、イグニッションスイッチ16をオン状態として電源回路23から演算処理装置22に電源が投入されたときに実行開始され、先ず、ステップS21で、初期診断が実行済みであるか否かを表す初期診断完了フラグFが初期診断完了を表す“1”にセットされているか否かを判定し、初期診断完了フラグFが“0”にリセットされているときには、ステップS22に移行して、予め設定された初期診断項目の全てを実行する。ここで、初期診断項目としては、トルク検出値Tm及びTsの偏差ΔTの絶対値|ΔT|を演算して、この絶対値|ΔT|が所定値ΔTs以上であるか否かを判定し、|ΔT|≧ΔTsであるときにトルクセンサ異常と判定すると共に、電圧異常検出信号SAが論理値“1”であるときにトルクセンサ異常と判定するトルクセンサ診断処理、電源回路23の電源電圧、バッテリ15のバッテリ電圧、イグニッションスイッチ16を介して入力されるバッテリ電圧の異常を検出する電源診断処理、サブMCU102によるメインMCU101の異常を検出するコントローラ診断処理、メインMCU101に接続された不揮発性メモリ29の異常を検出する不揮発性メモリ診断処理、温度検出回路28の温度検出値に基づいて演算処理装置22の近傍温度異常を検出する温度検出診断処理、モータ端子電圧検出回路27で検出するモータ端子電圧の異常を検出するモータ端子電圧診断処理、モータ電流検出回路26で検出するモータ電流検出値Imdの異常を検出するモータ電流診断処理、メインMCU101の診断処理、Hブリッジ回路30及びFET駆動回路31の地絡、天絡、短絡等の異常による過電流異常を検出する過電流診断処理、電動モータ13の異常を検出するモータ診断処理、モータリレー33及び電源リレー34の異常を検出するリレー診断処理及びCAN通信の異常を検出するCAN診断処理が設定されている。ここで、リレー診断処理は、モータリレー33及び電源リレー34に対するリレー制御信号Cm及びCpをオン状態及びオフ状態に制御して、モータリレー33及び電源リレー34を付勢状態及び非付勢状態としたときの出力電圧を夫々読込み、リレー接点の溶着状態を診断する。
また、前記ステップS36の判定結果が、イグニッションスイッチ16がオフ状態となったときには、ステップS41に移行して、図4の操舵補助制御処理を終了させてからステップS42に移行して、イグニッションスイッチ16がオフ状態となってから予め設定した所定の遅延時間(例えば10分)が経過したか否かを判定し、所定の遅延時間が経過したときには前記ステップS43に移行してモータリレー33及び電源リレー34を共にオフ状態とするリレー制御信号Cm及びCpを出力してから自己診断処理を終了し、所定の遅延時間が経過していないときには、ステップS44に移行する。
一方、前記ステップS20の判定結果が、初期診断完了フラグFが“1”にセットされているときには、ステップS45に移行して、前記ステップS21で実行するリレー診断処理及びコントローラ診断処理を除く残りの診断項目について初期診断処理を実行し、次いでステップS46に移行して、前述したステップS24〜ステップS28と同様の診断結果判断処理を行ってから診断結果に異常がないか又は異常があっても軽微な異常の場合には前記ステップS30に移行して操舵補助制御待機状態とし、操舵補助制御に影響を与える異常が発生したときにはその異常を不揮発性メモリ29に記憶すると共に、警報回路32に警報信号を出力してから前記ステップS43に移行する。
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両がイグニッションスイッチ16をオフ状態とすると共に、電源リレー34がオフ状態となって電源回路23にバッテリ15からの電力が供給されていない状態では、演算処理装置22のメイン及びサブMCU101及び102が作動停止状態にあり、メインMCU101で、図4の操舵補助制御処理及び図6の自己診断処理は実行されず、モータリレー33及び電源リレー34がオフ状態となって、Hブリッジ回路30へのバッテリ15から電力供給が遮断されると共に、電動モータ13へのモータ電流の供給も停止されている。
このため、演算処理装置22のメインMCU101で、初期化処理が実行されて、初期診断完了フラグFが“0”にリセットされると共に、演算処理に必要な各種設定値が設定される。
一方、ステップS24の判定結果が、初期診断結果が異常なしであるときには直接ステップS29に移行する。
このように図4の操舵補助制御処理が起動されると、操舵トルクセンサ3のメイントルクセンサ3mで検出したトルク検出値Tm及び車速センサ17で検出した車速検出値Vsを読込み(ステップS1)、次いでモータ電流検出値Imd及びモータ端子電圧検出値Vmdを読込み(ステップS2)、トルク検出値Tmと車速検出値Vsとに基づいて図5に示す操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助指令値Irefを算出する(ステップS3)。
一方、車両が発進して、所定車速以上となると、図5に示す操舵補助指令値算出マップの特性線の勾配が小さくなることにより、大きなトルク検出値Tmでも小さな操舵補助指令値Irefを算出するので、電動モータ13で発生する操舵補助力が小さくなり、ステアリングホイール1の操舵が軽くなりすぎることを抑制して最適な操舵を行うことができる。
さらにまた、上記実施形態においては演算処理装置22をメインMCU101及びサブMCU102の2つで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、1つのMCU又はこれに相当する演算処理装置で演算処理を行うようにしてもよい。
Claims (4)
- 操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータを備えた操舵補助機構と、該操舵補助機構の電動モータを駆動制御する操舵補助制御手段と、少なくともイグニッションスイッチがオン状態となったときに前記操舵補助制御手段の電力遮蔽手段の診断を含む初期診断を行い、初期診断結果が前記操舵補助制御手段の作動に支障がない場合に、前記操舵補助制御手段を作動させるようにした自己診断手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記自己診断手段は、前記操舵補助制御手段が作動してからイグニッションスイッチがオフ状態となるまでの間の診断結果に基づいて次回の初期診断で実施する診断項目を決定するように構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記自己診断手段は、前記イグニッションスイッチがオン状態となったときに、初期診断を行い、イグニッションスイッチがオフ状態となってから前記操舵補助制御手段を作動状態に維持する所定の遅延時間経過前に再度イグニッションスイッチがオン状態となった場合に、前記電力遮断手段の導通/遮断動作を伴う診断項目以外の診断項目について初期診断を実施するように構成されてい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。
- 前記電力遮断手段は、イグニッションスイッチからの電力供給系統以外に電力供給源からの電力供給系統を有する制御手段によって作動制御されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記操舵補助制御手段を含んで構成される制御装置を有し、該制御装置は、操舵トルク検出手段から入力される操舵トルクに基づいて電流指令値を演算する演算処理装置と、該演算処理装置で演算された電流指令値に基づいて前記電動モータを駆動するモータ制御装置と、該モータ制御装置及び電力供給源間に介装された前記電力遮断手段と、前記モータ制御手段及び前記電動モータ間に介装されたモータリレーと、前記演算処理装置に対して作動電力を供給するイグニッションスイッチを介して前記電力供給源に接続されていると共に、前記電力遮断手段及び前記モータ制御装置間に接続された電源回路とを備えていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
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