JPH0399978A - トルクセンサ異常検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は全電気式動力舵取装置におけるトルクセンサの
異常検出方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のトルクセンサの異常検出方法を第８図を用いて説
明する。第８図はトルクセンサの特性を示す特性図であ
り、実線Ｓ１はトルクセンサが正常の場合、−点鎖線Ｓ
２はトルクセンサの出力値が固定している異常な場合を
示す。トルクセンサの出力値の固定は、実際にトルクが
固定していることによるのか、あるいはトルクセンサが
異常なことによるのか、トルクセンサの出力値のみから
では判断できない、そこで、従来のトルクセンサの異常
検出方法においては、舵角センサにより舵角の変化分を
検出し、舵角が一定値以上変化して、かつトルクセンサ
出力値が固定である場合にはトルクセンサの異常と判断
していた。これは、舵角の変化は必ずトルクの変化を生
じることを利用したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来のトルクセンサ異常検出方法にお
いては、舵角の変化分を異常検出のためのデータとして
使用するので、舵角センサのない動力舵取装置の場合に
はトルクセンサの異常検出が不可能であった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、舵角センサが無くてもトルクセ
ンサの異常を検出できる異常検出方法を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために本発明は、モータ端子
電圧の検出値および検索値から操舵状態が切込み、保舵
および戻りのいずれの状態にあるかを判断し、切込み状
態において一定時間間隔のトルク値の変化分が所定許容
値以内であるときにトルクセンサを異常と判断するよう
にしたものである。

〔作用〕

本発明によるトルクセンサ異常検出方法においては、操
舵状態とトルク値からトルクセンサの異常の有無が判断
される。

〔実施例〕

第６図は、一般的な全電気式動力舵取装置のアシスト用
モータ駆動制御回路を示す回路図である。

同図において、ｌはトルク信号ａを出力するトルクセン
サ、２はトルク信号ａのノイズを除去するためのフィル
タ、３は車速信号すを出力する車速センサ、４は回路全
体を制御するＣＰＵ、４ａはＣＰＵ４のＡ／Ｄ変換部、
５はＣＰＵ４の出力側に接続されたＤ／Ａ変換器、６は
比較器、７，８はアンド回路、９〜１２は駆動部、１３
はリレー等のパワースイッチ手段、１４〜１７は駆動部
９〜１２と接続されたトランジスタ、１８はアシスト用
モータ、１９．２０はモータ電流検出用の抵抗、２１は
電流検出器、２２．２３はアナログスイッチ、２４はバ
ッファ、ＢＴはバッテリーである。

次に、第６図の回路の一般的動作について説明する。ト
ルク信号ａはＣＰＵ４のＡ／Ｄ変換部４ａに入力され、
車速信号すは直接ＣＰＵ４に入力される。ＣＰＵ４は、
信号ａとｂから指令値としての駆動電流値ＣをＤ／Ａ変
換器５に出力すると共に、モータの同転方向を決める右
信号ｄ、左信号ｅを出力する。Ｄ／Ａ変換器５から出力
されるアナログの駆動電流値は比較器６で電流検出器２
１からのモータ電流値と比較され、駆動電流値がモータ
電流値より大きい場合にはアンド回路７゜８に「１」を
出力し、小さい場合には「０」を出力する。ここで、Ｃ
ＰＵ４は「１」の右信号ｄと「０」の左信号ｅを出力し
ているとすると、駆動電流値がモータ電流値より大きい
場合には、アンド回路７から「１」の信号が出力され、
駆動部９はトランジスタ１４を駆動する。また、駆動部
１２は直接にＣＰＵ４からの右信号ｄを入力し、トラン
ジスタ１７を駆動する。従って、モータ１８に左から右
への電流が流れ、モータ１８は右方向に回転する。駆動
電流値がモータ電流値より小さい場合、あるいは右信号
ｄ、左信号ｅが共に「Ｏ」である場合には、いずれのト
ランジスタも駆動されない。

なお、右回転の場合にはアナログスイッチ２２がオンと
なり、モータ１８の左端の電圧がバッファ２４を介して
ＣＰＵ４に入力される。このときモータ１８の右端の電
圧は略車体のボディ電位に近く、従って、モータ１８の
左端の電圧は略モータ端子間電圧となる。左回転の場合
にはアナログスイッチ２３がオンとなり、同様の動作を
行なう。

次に、本発明の一実施例を第１図、第２図、第３図、第
６図、第７図を用いて説明する。イグニッションキース
イッチをオンとすると、第６図のアシスト用モータ駆動
制御回路に電源が供給され、ＣＰＵｄ内のメモリクリア
などにより初期設定がなされ、リレー、モータに異常が
ないかなどの初期診断がなされる（ステップ３１．３２
）。初期設定においては、取込みフラグＦ１、トルクフ
ェイルチエツクフラグＦ２およびトルクセンサフェイル
フラグＦ３をゼロに設定し、時間カウンタをクリアする
。

次に、トルクセンサがフェイルか否かを判断しくステッ
プ３３）、フェイルでない場合（トルクセンサフェイル
フラグＦ３−０の場合）はステップ３４へ移行してトル
クセンサ１によりハンドルトルクを検出する。最初は、
トルクセンサフェイルフラグＦ３＝０であるので、ステ
ップ３４へ移行する。

上記ハンドルトルクと車速とからモータ電流指示値が算
出される（ステップ３５）。このモータ電流指示値の算
出方法について述べる。第６図に示すトルク信号ａの電
圧値からトルクの方向を判断する。これは、ＣＰＵ４は
第７図（ａ）に示すような横軸がトルクで縦軸が電圧の
マツプを持っているので、これにより方向を決定できる
０次に、第７図（ｂ）に示すような左右対称のトルク算
出マツプによりトルク値Ｔを算出し、また車速信号すに
より車速値Ｓを算出する。次に、第７図（Ｃ）に示すよ
うな車速値Ｓをパラメータとした指示値（駆動電流値）
対トルクのマツプ（指示値マツプ）により指示値を算出
する。

このようにして、モータ電流指示値とその方向とが算出
されるゆそして、これらの値をモータ１８へ出力する（
ステップ３６）、これによりモータ１８へ電流が流れ、
モータ１８は回転動作を始める。このときのモータ端子
間電圧ＶＸを検出して操舵状態を判定する（ステップ３
７）。操舵状態判定後、トルクチエツクを行ないくステ
ップ３８）、トルクセンサがフェイルか否かが決定され
る。トルクセンサフェイルでない限り、以後これを繰り
返す（ステップ３３〜３８）。

ステップ３３においてトルクセンサフェイルの場合はス
テップ３９へ移行してリレーをオフし、ステップ４０で
モータ回転方向、モータ電流指示値の出力をゼロとする
。

上記操舵状態の判定について、第２図の操舵状態判定の
フローチャートを用いて説明する。まず、モータ端子間
電圧■やを検出する（ステップ４１）。

次に、第１図で求めたモータ電流指示値（ステップ３５
）に対する保舵状態のモータ端子間電圧すなわち検索電
圧Ｖ　ＭＳＥＴを求める（ステップ４２）。

この検索電圧Ｖｘｓｘｔは、第７図（ｄ）に示すモータ
端子間電圧対モータ電流のｎ＝ｏの特性により求められ
る。第７図（ｄ）において、ｎはモータ回転数のパラメ
ータであり、ｎ”ｎ　Ｌ　　ｎ　２＋　　ｎ　３の特性
線は右回転の駆動電流が流れモータが右回転のときの特
性を示し、Ｈ−＝　−ｎｌ　、　−ｎ　２、−　ｎ３の
特性線は左回転の駆動電流が流れモータが左回転のとき
の特性を示す。

次に、電圧ＶＭとｖ　ｘｓｘｔとを比較し、ｖ８がＶ　
ＭＳ！？より大きい場合はＶｘ　　Ｖｘｓｘｙの値を求
める（ステップ４３．　４４）　、　ＶＮ　　Ｖｘｓｉ
ｙＯ値がΔＶより大きい場合には切込み状態と判断され
（ステップ４５）　、Ｖｓ−Ｖ、５ｔｔ（Ｄ値がΔＶよ
り小さい場合には保舵状態と判断される（ステップ４６
）。

ΔＶとは第７図（ｄ）に示すような値であり、オフセッ
ト、ノイズ等による誤動作を防止するための所定の許容
値である。ステップ４３において■工がＶ　）４３ＫＴ
より小さい場合はＶｘｓ（ｙ−ＶＭＯ値を求める（ステ
ップ４７）−ＶＨｓ□−ｖ７の値がΔ■より大きい場合
には戻り状態と判断され（ステップ４８）　、Ｖ、５ｉ
ｙ−Ｖ、、Ｉの値がΔ■より小さい場合には保舵状態と
判断される（ステップ４６）。

このように第１図、第２図の実施例においてはモータ端
子間電圧とハンドルトルクとにより操舵状態を判定でき
、舵角センサを必要としない。

次に、上記トルクチエツク（ステップ３８）についてト
ルクチエツクルーチンを示す第３図を用いて説明する。

まず、切込み状態か否かを判断しくステップ５１）、切
込み状態の場合には取込みフラグＦ１がＯかｌかを判断
する（ステ・ノブ５２）。

この取込みフラグＦ１は切込み状態の最初にトルクセン
サからのトルク値を取り込むためのフラグである。取り
込んだトルクＴ１をメモリＭＴＩに記憶しくステップ５
３）、取込みフラグＦｌを１に設定する（ステップ５４
）。次に、時間カウンタの値Ｔｃｘｑが設定時間Ｔ　Ｓ
ｔｙを越えているか否かを判断する（ステップ５５）。

最初のうちはＴｃＮｔ≦７１１？であるので、リターン
し、第１図のステップ３３に戻る０次に、ステップ５２
においてフラグＦ１−１であるのでステップ５６へ移行
し、時間カウンタの値ＴＣＮ？を１だけ増加しくステッ
プ５６）、ステップ５５へ移行する。ここで、切込み状
態の継続時間が短いためＴ　０ＥＴ　＞　７３ＥＴとな
らない場合には、トルクフェイルチエツクフラグＦ２は
０であるので、切込み状態終了後ステップ５１からステ
ップ５Ｂ、５９．６０へ移行してリターンする。切込み
状態の継続時間が十分に長く、Ｔ　ｃＮｔ　＞　Ｔ　Ｈ
□となった場合には、トルクフェイルチエツクフラグＦ
２は１となり、切込み状態の終了後、ステップ５８から
ステップ６１へ移行してフラグＦ２をＯとし、第１図の
ステップ３４で取り込んだ最新のトルクＴとメモリＭＴ
Ｉに記憶されている切込み状態当初のトルクＴ１と比較
しくステップ６２）　、Ｔ−ＴＩが所定の許容値６１以
内（Ｔ−ＴＩ≦ΔＴ）のときはトルクセンサはフェイル
状態（異常状態）であると判断し、トルクセンサフェイ
ルフラグＦ３を１に設定する（ステップ６３）。Ｔ−Ｔ
Ｉ＞ΔＴのときはトルクセンサはフェイル状態でないと
し、トルクフラグＦ１を０、時間カウンタの値ＴｃＮ？
をＯとして（ステップ５９．６０）、リターンする。

トルクセンサがフェイル状態の場合にはステップ３３か
らステップ３９．４０へ移行する。トルクセンサのフェ
イルが成立しない場合には、以後においてもステップ３
３〜３８を繰り返す。

第４図、第５図はトルクセンサのフェイル状態判断の具
体例を示すタイムチャートである。第４図はトルクセン
サがフェイル状態でないと判断された場合、第５図はフ
ェイル状態と判断された場合である。第４図、第５図の
Ｔ。□ｒ　ＴＩＥＴ□は時間カウンタの時間設定値であ
る。まず、設定値がＴ’ｓｇ↑、の場合について説明す
る。第４図においては、切込み状態の継続時間ｔｌはＴ
、、１より大きく、第３図のステップ５５におけるＴ　
ｃｓｔ　＞　Ｔ　ｓｔアが成立し、ステップ６２のトル
ク判定がなされる。

しかし、第４図の場合にはトルクの変化分が所定許容値
ΔＴよりも大きく、結局トルクセンサはフェイル状態と
判断されない、また、第５図においては、切込み状態の
継続時間ｔ２は’Ｔ’ｓＥア１より太き（、第３図のス
テップ５５におけるＴ　ｃＮｔ　＞　Ｔ　ｓｆｙが成立
し、ステップ６２のトルク判定がなされる。

そして、第５図の場合にはトルクの変化分が所定許容値
ΔＴよりも小さく、トルクセンサはフェイル状態と判断
されることとなる。

次に、時間カウンタの時間設定値がＴ　、ＥＴ□の場合
について説明する。このとき、第４図から分かるように
、ｔｌ　＜　Ｔｓｔｔｘであり、Ｔ　ＣＭ？　＞　Ｔ　
ｓｔｒは成立せず、フラグＦ２は０のままであり、ステ
ップ５８からステップ６１．６２への移行はない。

したがって、トルクセンサのフェイル状態の判定はなさ
れない。しかし、第５図においてはｔ２＞ＴＳｆ？！で
あり、Ｔ　ｃＮｔ　＞　Ｔ　ｓｔｙが成立し、フラグＦ
２は１となり、ステップ６２においてＴＩ−Ｔ≦ΔＴの
判定がなされ、結局トルクセンサはフェイル状態と判定
されることとなる。

以上のことから、切込み状態の継続時間が時間設定値よ
り長く、かつトルクの変化分が所定許容値以内であるこ
とが、トルクセンサがフェイル状態と判定されるために
は必要である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、モータ端子電圧の検出値
および検索値から操舵状態が切込み、保舵および戻りの
いずれの状態にあるかを判断し、切込み状態において一
定時間間隔のトルク値の変化分が所定許容値以内である
ときにトルクセンサを異常と判断することにより、従来
はトルクセンサの異常検出に必要であった舵角センサが
要らなくなるので、トルクセンサの異常検出のための装
置を安価なものにできる効果がある。また、舵角センサ
追加によるコネクタ端子数の増加を防止でき、取付はス
ペースの増加も防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は本発明によるトルクセン
サの異常検出方法の一実施例を説明するためのフローチ
ャート、第４図、第５図は異常検出の具体例を示すため
のタイムチャート、第６図はアシスト用モータ駆動制御
回路図、第７図はＣＰＵ内メモリに記憶された各種マツ
プを示すグラフ、第８図は従来のトルクセンサの異常検
出方法を説明するための特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　モータにより操舵力をアシストする全電気式動力舵取
   装置におけるトルクセンサの異常検出方法において、モ
   ータ端子電圧の検出値および検索値から操舵状態が切込
   み、保舵および戻りのいずれの状態にあるかを判断し、
   前記切込み状態において一定時間間隔のトルク値の変化
   分が所定許容値以内であるときにトルクセンサを異常と
   判断することを特徴とするトルクセンサ異常検出方法。