JPH04274969A - 電動パワステ用トルクセンサ異常検出装置 - Google Patents
電動パワステ用トルクセンサ異常検出装置Info
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Abstract
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Description
グ装置(以下、「電動パワステ」という)においてハン
ドル操舵トルクを検出するトルクセンサの出力の異常を
検出する電動パワステ用トルクセンサ異常検出装置に関
する。
ハンドルの操舵時の操作の軽減を図るためハンドル操舵
トルクと車速に応じてアシストモータのモータ電流を増
減,或いはオン・オフ制御し、該アシストモータの回転
力にて操舵トルクに応じた操舵方向へのパワーアシスト
を行う所謂車速感応型の電動パワステが比較的多く開発
され実用に供されている。
テを装備した車両が示されている。図4において、パワ
ステ60は、車体100の前部に装備されている。この
パワステ60は、一端にステアリングハンドル(ステア
リングホイール)51を有するステアリングシャフト5
2と、このステアリングシャフト52の他端に図示しな
いユニバーサルジョイントを介して連結されたトルク伝
達軸53と、このトクル伝達軸53からの伝達トルクに
よりタイロッド54を介して左右前輪55A,55Bを
操舵するステアリングギヤ部70とを備えている。
アリングコラム56により回転自在に支持され、該ステ
アリングシャフト52のステアリングコラム56内の部
分には図示しないトーションバーが装備されている。ま
た、ステアリングコラム56のステアリングハンドル5
1と反対側の端部には、前記トーションバーのねじれ角
,即ちハンドル操舵トルク値を検出しこれに対応する電
圧を出力するトルクセンサ(ステアリングセンサ)57
が設けられている。また、ステアリングシャフト52と
トルク伝達軸53との連結部近傍には、ギヤボックス5
9内に装備された減速機構部(図示せず)を介してその
回転力によりトルク伝達軸53を回転駆動し操舵力をア
シスト(補助)するアシストモータ58が装備されてい
る。ここで、アシストモータ58と減速機構部との間に
は、当該両者を連結したり離間せしめたりする電磁クラ
ッチ61が設けられている。ステアリングギヤ部70は
、トルク伝達軸53の回転運動をタイロッド54の往復
運動に変換する一種の減速機構で、例えば、ラックアン
ドピニオン機構等で構成され、この場合、ピニオンの歯
数がステアリングギヤ・レシオとなっている。
及び電磁クラッチ61のオン・オフを制御するコントロ
ーラ80が設けられている。このコントローラ80は、
車速センサ(スピードメータ)65と、トルクセンサ5
7の出力信号に基づいて、所定の演算(トクルセンサ出
力によるハンドル操舵トルクの演算、速度に応じたアシ
スト力の算出等)を行いアシストモータ58のアシスト
力の大きさと方向を決定し、当該モータ電流値を制御す
るようになっている。図5において、符号90は電源と
してのバッテリを示す。
0では、図6の操舵トルク−モータ電流制御マップから
も明らかなように、低速走行時にはモータ電流を大きく
してアシスト力(補助操舵力)を大きくし、これにより
軽快な操舵を行うことができるようにし、車速の上昇と
ともにモータ電流を小さくしてアシスト力を漸減させ、
更にある速度以上(中・高速域)では、電磁クラッチ6
1をオフ(OFF)することにより、モータ58の回転
力がトルク伝達軸53に伝わらないようにして、マニュ
アルステアリング状態とし、安定な操舵性能を得られる
ようにしている。
検出部は心臓部ともいえる重要な部分である。このため
、通常、トルクセンサは、操舵トルク,即ちトーション
バーのねじれ量を同時に且つ各別に検出するメインとサ
ブの同一特性の二つの可変抵抗器(ポテンショメータ)
を含んで構成されており、これらの出力がずれた場合に
ポテンショメータ出力異常と判定するようになっていた
。ここで、従来のトルクセンサ57では、メインの可変
抵抗器57Aとサブの可変抵抗器57Bが、図7に示す
ように、電源,グランド(GND)に対し同一の関係と
なるように構成されていたので、常に、メインの可変抵
抗器57Aとサブの可変抵抗器57Bはともに図8に示
すような特性を示し、両者の出力電圧値は常に一致する
ようになっていた。これらの可変抵抗器57A,57B
の出力電圧は、中立点電位(中点電圧)である2.5V
を中心として、右操舵時には矢印A方向へ、左操舵時に
は矢印B方向へ変化するようになっていた。
来のトルクセンサでは、図8に示すようにメイン,サブ
ともに常に出力電圧値が一致するように構成されている
ので、両者の出力電圧のずれ、あるいはセンサのオープ
ン,ショートの検出は可能であるが、電源電圧の低下に
よる中点のずれを検出することができないという不都合
が合った。即ち、今、仮に、5V電源が、なんらかの原
因で4Vまで低下したとすると、それに伴って中立点電
位(中点電圧)は2.5Vから2.0Vに変化すること
になる。このため、コントローラ80は、この2.0V
の出力電圧に対応するトルク値のその時の速度に応じた
モータ電流値を図6の操舵トルク−モータ電流制御特性
マップに従って決定し、アシストモータ58のモータ電
流値を制御する。この結果、実際には、ステアリングハ
ンドル51は、中立位置にあるにもかかわらず、アシス
トモータ58の回転力によりステアリングハンドル51
が運転者の意に反して勝手に左に回転してしまうという
不都合が生じるおそれがあった。
不都合を改善し、電源電圧またはグランド電位の異常に
起因する中点ずれ検出することができる電動パワステ用
トルクセンサ異常検出装置を提供することにある。
ハンドルの操舵トルクを検出しその検出トルクに対応す
る電圧を出力するトルクセンサと、このトルクセンサの
出力信号を入力しその異常判定を行なう異常判定手段と
を備えている。そして、トルクセンサが、操舵トルク値
に対応して直線的に変化する電圧を出力する同一特性の
第1の可変抵抗器と第2の可変抵抗器とを含んで構成さ
れ、当該両可変抵抗器が、一方が最大電圧を出力する時
他方が最小電圧を出力するように接続されている。更に
、異常判定手段が、前記両可変抵抗器の出力電圧が相互
に一致するか否かを判定する第1の機能と、当該両出力
電圧が一致している場合にはその電圧が正規の中点電圧
と一致するか否かを判定する第2の機能と、一致してい
ない場合にトルクセンサ出力異常と判定する第3の機能
とを有している。このような構成によって、前述した目
的を達成しようとするものである。
器と第2の可変抵抗器とを含んで構成され、当該両可変
抵抗器が、一方が最大電圧を出力する時他方が最小電圧
を出力するように接続されていることから、結果的に両
可変抵抗器の出力電圧が一致するのは両者の特性線が交
差する中立点のみである。そして、判定手段により、両
可変抵抗器の出力電圧が相互に一致した場合には、その
電圧が正規の中点電圧と異なる場合に、トルクセンサ出
力異常の判定がなされる。
図3に基づいて説明する。ここで、前述した図5と同一
の構成部分については同一の符号を用いるとともにその
説明を簡略化し、もしくは省略するものとする。
異常検出装置の構成が示されている。この図1の実施例
は、ステアリングハンドル51の操舵トルクを検出しそ
の検出トルクに対応する電圧を出力するトルクセンサ1
と、このトルクセンサ1の出力信号を入力しその異常判
定を行なう異常判定手段としてのコントローラ2とを備
えている。
に対応して直線的に変化する電圧を出力する同一特性の
第1の可変抵抗器3Aと第2の可変抵抗器3Bとを含ん
で構成され、当該両可変抵抗器3A,3Bが、一方が最
大電圧を出力する時他方が最小電圧を出力するように接
続されている。このため、これらの可変抵抗器3A,3
Bの出力電圧V1 ,V2 の間には、図2に実線で示
すような関係がある。この図から明らかなように、トル
クセンサ1の二つの出力,即ち,第1の可変抵抗器3A
の出力であるメイン出力V1 と第2の可変抵抗器3B
の出力であるサブ出力V2 が一致するのは、右操舵も
左操舵も行なわれていないステアリングハンドル51の
中立点のみであり、このとき、メイン出力,サブ出力と
もに5V電源の中点電圧を示すようになっている。今、
なんらかの原因で電源電圧が低下して図2に点線で示す
ように例えば、4Vになったとしても、やはり、両出力
電圧V1 ,V2 が一致するのは、中立点のみであり
、このとき、メイン出力,サブ出力ともに低下した電源
電圧4Vの中点電圧2Vを示すようになっている。
ローラであって、このコントローラ2は、マイクロコン
ピュータを含んで構成されており、その内部メモリには
、後述するトルクセンサ異常判定プログラムの他、アシ
ストモータのモータ電流値等各種の制御プログラム、及
び各種の制御データが格納されている。このコントロー
ラ2には、図3に示すように、トルクセンサ1の出力の
他、車速センサ65の出力が入力されるようになってい
る。一方、コントローラ1の出力側には、アシストモー
タ58と、電磁クラッチ61が接続されている。この電
動パワステの機構部等その他の部分の構成は、前述した
図5のものと同一になっている。
検出処理について図4のフローチャートに沿って説明す
る。
もに、トルクセンサ1のメイン出力,サブ出力を読み込
む(ステップS101)。次いで、コントローラ2では
、メイン出力とサブ出力が一致するか否かを判断する(
ステップS102)〔第1の機能〕。そして、これらの
出力が一致している場合には、その出力電圧が正規の中
点電圧である2.5Vであるか否かを判断する(ステッ
プS104)〔第2の機能〕。ここで、出力電圧が2.
5Vである場合には、トルクセンサ1に異常はないと判
断して当該異常検出処理を終了する。この一方、出力電
圧が2.5Vでない場合には、コントローラ2では、ト
ルクセンサ出力異常と判定し〔第3の機能〕、電磁クラ
ッチ61を「オフ」するとともに、アシストモータ58
のモータ電流値をゼロにし(ステップS105)、その
後処理を終了する。
力とサブ出力が一致していない場合には、コントローラ
2では、両出力の和がトルクセンサ1の本来の最大電圧
5V(この場合、正規の電源電圧と一致している。)で
あるか否かを判断する(ステップS104)。そして、
両出力の和が5Vである場合には、トルクセンサ1に異
常はないと判断して当該異常検出処理を終了する。この
一方、両出力の和が、5Vでない場合には、コントロー
ラ2では、トルクセンサ出力異常と判定し、電磁クラッ
チ61を「オフ」するとともに、アシストモータ58の
モータ電流値をゼロし(ステップS105)、その後処
理を終了する。
電源電圧の異常低下により中点電位が変動した場合であ
っても、トルクセンサ1のメイン出力とサブ出力が一致
するのは、中立点のみであり、コントローラ2がこの中
立点の出力電圧が正規の中点電圧と一致しない場合に、
トルクセンサ出力異常の判定をする。これにより、従来
検出が困難であった電源またはGNDの異常による中点
ずれを検出することが可能となった。また、この電源ま
たはGNDの異常によるトルクセンサ出力の異常は、中
立点以外の場所でも、コントローラ2がメイン出力とサ
ブ出力の和が最高電圧5Vに一致するか否かを判定する
ことによって検出される。そして、コントローラ2がト
ルクセンサ出力異常の判定をした場合には、直ちに、電
磁クラッチ「オフ」,アシストモータ「停止」の制御が
なされ、これによって中点ずれによりステアリングハン
ドルが勝手に回転するという不都合を効果的に防止でき
る。
るので、これによれば、トルクセンサを構成する第1の
可変抵抗器と第2の可変抵抗器の出力電圧が一致する場
合には、判定手段の第1ないし第3の機能により、その
電圧が正規の中点電圧と異なる場合にトルクセンサ出力
異常の判定がなされ、これにより、従来検出が困難であ
った電源またはGNDの異常による中点ずれを検出する
ことが可能となり、この異常検出がなされた場合に、電
磁クラッチ,アシストモータ「オフ」、または、パワス
テそのものへの電源供給カットを行なうようなプログラ
ム構成にすることにより中点ずれによりステアリングハ
ンドルが勝手に回転するという不都合を効果的に防止す
ることができるという従来にない優れた電動パワステ用
トルクセンサ異常検出装置を提供することができる。
の構成を示すブロック図である。
の関係を示す線図である。
構成を示すブロック図である。
理プログラムを示すフローチャートである。
するための図である。
制御マップを示す線図である。
の構成を示す説明図である。
る。
第1の可変抵抗器 3B 第2の可変抵抗器 51 ステアリングハンドル
Claims (1)
- 【請求項1】 ステアリングハンドルの操舵トルクを
検出しその検出トルクに対応する電圧を出力するトルク
センサと、このトルクセンサの出力信号を入力しその異
常判定を行なう異常判定手段とを備え、前記トルクセン
サが、操舵トルク値に対応して直線的に変化する電圧を
出力する同一特性の第1の可変抵抗器と第2の可変抵抗
器とを含んで構成され、当該両可変抵抗器が、一方が最
大電圧を出力する時他方が最小電圧を出力するように接
続され、前記異常判定手段が、前記両可変抵抗器の出力
電圧が相互に一致するか否かを判定する第1の機能と、
当該両出力電圧が一致している場合にはその電圧が正規
の中点電圧と一致するか否かを判定する第2の機能と、
一致していない場合にトルクセンサ出力異常と判定する
第3の機能とを有していることを特徴とした電動パワス
テ用トルクセンサ異常検出装置。
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- 1991-02-28 JP JP5813691A patent/JP3094483B2/ja not_active Expired - Fee Related
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