JPH04274969A

JPH04274969A - 電動パワステ用トルクセンサ異常検出装置

Info

Publication number: JPH04274969A
Application number: JP3058136A
Authority: JP
Inventors: Mitsunobu Terada; 光伸寺田
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1991-02-28
Publication date: 1992-09-30
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: JP3094483B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動パワーステアリン
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。

【０００２】

【背景技術】従来より、自動車において、ステアリング
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。

【０００３】図５に、一般的な車速感応型の電動パワス
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。

【０００４】この内、ステアリングシャフト５２はステ
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。

【０００５】更に、アシストモータ５８のモータ電流値
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。

【０００６】このような構成によって、電動パワステ６
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。

【０００７】ところで、電動パワステにおいて、トルク
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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
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。

【０００９】

【発明の目的】本発明の目的は、かかる従来例の有する
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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、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。

【００１１】

【作用】トルクセンサが、同一の特性の第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。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図１ないし
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。

【００１３】図１に、本発明の一実施例のトルクセンサ
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。

【００１４】この内、トルクセンサ１は、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。

【００１５】コントローラ２は、電動パワステのコント
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。

【００１６】次に、コントローラ２のトルクセンサ異常
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。

【００１７】まず、コントローラ２では、制御開始とと
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。

【００１８】一方、上記ステップＳ１０２で、メイン出
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。

【００１９】以上説明したように、本実施例によると、
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。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のトルクセンサ異常検出装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１のトルクセンサのメイン出力とサブ出力と
の関係を示す線図である。

【図３】図１の装置を含んで構成された電動パワステの
構成を示すブロック図である。

【図４】図１のコントローラのトルクセンサ異常検出処
理プログラムを示すフローチャートである。

【図５】従来の一般的な車速感応型電動パワステを説明
するための図である。

【図６】図５の電動パワステの操舵トルク−モータ電流
制御マップを示す線図である。

【図７】従来の電動パワステに使用されるトルクセンサ
の構成を示す説明図である。

【図８】図７のトルクセンサの出力特性を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１　　　　トルクセンサ２　　　　異常判定手段としてのコントローラ３Ａ　　
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

【特許請求の範囲】

【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。