JPH01244975A

JPH01244975A - 電動式パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH01244975A
Application number: JP63071156A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Nishimura; 西村　重雄
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1989-09-29
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JP2694609B2

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】産業上の利用分野この発明は、電動式パワーステアリング装置に関する。

従来技術電動式パワーステアリング装置は、一般に電動式パワー
ステアリング装置の各機器の故障による誤動作を防止す
るために、各機器の故障を検出して、操舵力を補助する
ための電動モータへの電力供給を停止させるフェイルセ
ーフ機能を有している。各機器の故障検出は、ノイズ等
による誤検知を防止するため、各機器についての異常が
、所定の故障判定時間連続して検出されたときに、その
機器が故障したと判定している。故障判定時間は、従来
は、常に一定の値に設定されている。

発明が解決しようとする　課題従来では、車両状態にかかわらず、故障判定時間を一定
にしているため、ある機器については、車両状態によっ
て故障ではないのに故障と誤判定されたり、故障が発生
しても故障判定に時間がかかりすぎて、対応が遅れてし
まうという問題がある。

たとえば、操舵力を補助するための電動モータの駆動電
圧の変動を監視して電動モータの駆動回路の故障を判定
する場合を考えると、クランキング時には、長時間にわ
たってモータ駆動電圧が変動するのでモータ駆動回路に
故障が発生していなくても異常が検出される。したがっ
て、モータ駆動回路用故障判定時間が短く設定されてい
ると、クランキング時に、故障が発生していなくても故
障と誤判定されてしまうことがある。この誤判定を防止
するために、故障判定時間を長く設定すると、クランキ
ング時以外の車両状態での故障判定が遅れてしまう。

また、トルクセンサの故障を判定する場合を考えると、
クランキング時には、クランキングによる供給電圧の低
下によって、センサ内部回路が正常に動作しなくなるの
で、センサが故障していなくても異常が検出される。し
たがって、モータ駆動回路の故障判定と同様な不都合が
生じる。

操舵力を補助するための電動モータとステアリング系と
の間に設けられているクラ・ソチの故障を判定する場合
を考えると、車速が一定以上になるとステアリング系に
電動モータの慣性モーメントの影響が及ばないようにク
ラッチを切る制御を行うことがあるが、車速が一定以上
のときに、クラッチの故障によってクラッチが接続され
ると、運転者にとって急にステアリング系が変化するこ
とになり、操舵中には衝撃と感じられ非常に危険である
。このような危険の発生を未然に防止するためには、車
速か一定以上のときに、クラッチ用故障判定時間をでき
るだけ短くすることが好ましい。

この発明は、車両状態に応じて、適正な故障判定が行え
る電動式パワーステアリング装置を提供することを目的
とする。

課題を解決するための手段この発明による電動式パワーステアリング装置は、電動
式パワーステアリング装置の所要機器について、異常が
発生しているか否かをそれぞれ検出する手段、および所
定の故障判定時間連続して異常が検出されたときに、そ
の機器か故障したと判定して操舵力を補助するための電
動モータへの電力供給を停止させる手段を備えた電動式
パワーステアリング装置において、車両状態を監視し、
故障判定時間を車両状態に応じた時間に設定する手段を
備えていることを特徴とする。

作用走行（速度）状態、発電機の発電状態等の車両状態が監
視され、パワーステアリング装置の所要機器についての
故障判定時間が車両状態に応じた時間に自動的に設定さ
れる。

実施例以下図面を参照して、この発明の実施例について説明す
る。

第１図は、電動式パワーステアリング装置の全体の概略
構成を示している。この装置は、操舵力を補助するため
の電動モータ（１）と、モータ駆動回路（２）と、電動
モータ（１）とステアリング系との間に設けられたクラ
ッチ（３）と、クラッチ駆動回路（４）と、モータ駆動
回路（２）と主型ｌｆ７．（バッテリー）（３）との間
に設けられたキースイッチ（６）およびフェイルリレー
回路（７）と、ステアリングシャフトの入力トルクを検
出するトルクセンサ（８）、車速を検出する車速センサ
（９）　、ｌ−ルクセンサ（８）の検出トルク、車速セ
ンサ（９）の検出速度等に基づいてモータ（１）および
クラッチ（３）を制御するとともにフェイルリレー回路
（７）を制御する制御装置（１０）とを備えている。

図示は省略したが、モータ駆動回路（２）、トルクセン
サ（８）、車速センサ（９）、クラッチ駆動回路（４）
等のパワーステアリング装置各部の異常を検知するため
の異常検知回路が設けられており、各異常検知回路から
の検知信号が制御装置（１０）に送られる。

また、オルタネータが発電状態にあるか無発電状態にあ
るのかを判別する発電状態検知信号が設けられており、
この回路からの発電状態検知信号が制御装置（１０）に
送られる。

モータ（１）は、ステアリングシャフトの出力軸または
ステアリングギア等の適当箇所に減速機、クラッチ（３
）等を介して連結されている。

トルクセンサ（８）は、たとえば、ステアリングシャフ
トの入力軸と出力軸との間に設けられたトーションバー
のねじれを検出するポテンショメータからなる。

制御装置（１０）は、マイクロコンピュータを備えてお
り、トルクセンサ（８）の検出トルクおよび車速センサ
（９）の検出速度等にもとづいてモータ（１）の操舵力
補助量を制御する操舵力補助量制御処理を行うとともに
パワーステアリング装置各部の故障を判定してフェイル
リレー回路（６）のリレー接点をオフにする等の障害監
視処理を行う。

第２図〜第４図は、制御装置（１０）による処理を示し
ている。制御装置（１０）による処理には、主処理と、
割り込み処理とがある。

第２図は、主処理の手順を示している。まず、初期化処
理が行われる（ステップ２１）。この初期化処理では、
この後に行われる障害監視処理でカウンタとして用いら
れる各種レジスタのクリア等が行われる。初期化処理の
後、後述する割り込み処理のステップ３１のタイマ処理
において内容が＋１される主処理実行間隔規定用レジス
タの内容が所定値に達したか否かを判定することによっ
て、所定の主処理実行間隔が経過したか（タイムアツプ
か）否かが判定される（ステップ２２）。

所定の主処理実行間隔が経過していれば、障害監視処理
（ステップ２３）および車速センサ（９）の検出信号に
基づく車速計算などの処理（ステップ２４）が行われる
。この後、プログラムの暴走を検出するために用いられ
るウォッチドッグパルスが出力され（ステップ２５）、
ステップ２２に戻る。

上記ステップ２２において、所定の主処理実行間隔が経
過していなければ、ステップ２３および２４の処理を行
う異なくステップ２５に進み、ウォッチドッグパルスが
出力される。

第３図は、割り込み処理の手順を示している。

この割り込み処理は、割り込み信号に基づいて、一定時
間間隔で実行される。この処理においては、まず、タイ
マ処理が行われる（ステップ３１）。このタイマ処理に
おいては、主処理実行間隔規定用レジスタの内容が＋１
される。

次に、トルクセンナ（８）によって検出されたステアリ
ングシャフトの入力トルクが読み込まれる（ステップ３
２）。また、トルクセンサ（８）からの入力信号に基づ
いて操舵方向が判定される。そして、読み込まれた入力
トルクと、主処理のステップ２４で求められた最新の車
速とに基づいて、操舵力補助量の目標値が算出される（
ステップ３３）。

この後、算出された目標値を表す操舵力補助量制御信号
および操舵方向に応じた回転方向制御信号が、モータ駆
動回路（２）に出力され（ステップ３４）、この割り込
み処理は終了する。

上記ステップ３４で、モータ駆動回路（２）に操舵力補
助量制御信号および回転方向制御信号が送られることに
より、モータ（１）は、回転トルクが操舵力補助量制御
信号に応じた大きさに　・なるようにかつ回転方向が回
転方向制御信号に応じた方向になるように駆動される。

第４図は、主処理の障害監視処理の詳細を示している。

ここでは説明の便宜上、パワーステアリング装置各部の
うちモータ駆動回路（２）のモータ駆動電圧、トルクセ
ンサ（８）およびクラッチ駆動回路（４）の故障に基づ
く処理だけを示し、他の機器に基づく処理は省略する。

障害監視処理では、モータ駆動回路（２）の故障に対す
るモータ障害監視処理（ステップ４１）、トルクセンサ
障害監視処理（ステップ４２）、クラッチ駆動回路（４
）の故障に対するクラッチ障害監視処理（ステップ４３
）、発電状態による故障判定時間設定処理（ステップ４
４）および走行状態による故障判定時間設定処理（ステ
ップ４５）が順次行われる。

モータ障害監視処理（ステップ４１）においては、まず
、モータ駆動電圧を監視し、モータ駆動電圧を検知する
モータ異常検知回路からの検知信号に基づいて、モータ
駆動回路（２）のモータ駆動電圧に異常が発生している
か否かが判定される（ステップ５１）。モータ駆動電圧
に異常が発生していないと判定されたときは、モータ駆
動電圧の異常検知時間を計時するためのカウンタとして
用いられているモータ故障判定用レジスタ（内容ＮＡ）
がクリアされ（ステップ５５）、ステップ４２のトルク
センサ障害監視処理に移る。

上記ステップ５１で、モータ駆動電圧に異常が発生して
いると判定されたときには、モータ故障判定用レジスタ
の内容ＮＡが＋１される（ステップ５２）。そして、更
新されたレジスタの内容ＮＡとモータ故障判定時間を表
す故障判定用基準値ＴＡとが比較される（ステップ５３
）。

この基準値ＴＡの初期値は、主処理のステップ２１の初
期化処理において次のように設定される。すなわち、初
期化処理において、オルタネータの発電状態が調べられ
、無発電状態であれば、比較的大きな値ＴＡ　（Ｈ）に
、発電状態であれば比較的小さな値ＴＡ　（Ｌ）にそれ
ぞれ設定される。車両の初期状態においては、オルタネ
ータ（４無発電状態であると考えて、初期化処理におい
て、基準値ＴＡの初期値をＴＡ　（Ｈ）に設定するよう
にしてもよい。

レジスタの内容ＮＡが基準値ＴＡ以上であれば、異常検
知が故障判定時間以上継続したと判断され、すなわちモ
ータ駆動回路（２）に断線等の故障が発生したと判断さ
れ、フェイルリレー回路（７）のリレー接点をオフにす
るなどのフェイルセーフ処理が行われる（ステップ５４
）。

レジスタの内容ＮＡが基準値ＴＡより小さいときには、
フェイルセーフ処理を行うことなく、ステップ４２のト
ルクセンサ障害監視処理に移る。

トルクセンサ障害監視処理（ステップ４２）においては
、まず、トルクセンサ異常検知回路からの検知信号に基
づいて、トルクセンサ（８）に異常が発生しているか否
かが判定される（ステップ６１）。トルクセンサ（８）
に異常が発生していないと判定されたときは、トルクセ
ンサ（８）の異常検知時間を計時するためのカウンタと
して用いられているトルクセンサ故障判定用レジスタ（
内容ＮＢ）がクリアされ（ステップ６５）、ステップ４
３のクラッチ障害監視処理に移る。

上記ステップ６１で、トルクセンサ（８）に異常が発生
していると判定されたときには、トルクセンサ故障判定
用レジスタの内容ＮＢが＋１される（ステップ６２）。

そして、更新されたレジスタの内容ＮＢとトルクセンサ
故障判定時間を表す故障判定用基準値ＴＢとが比較され
る（ステップ６３）。

この基準値ＴＢの初期値は、主処理のステップ２１の初
期化処理において次のように設定される。すなわち、初
期化処理において、オルタネータの発電状態が調べられ
、無発電状態であれば、比較的大きな値ＴＢ　（Ｈ）に
、発電状態であれば比較的小さな値ＴＢ　（Ｌ）にそれ
ぞれ設定される。車両の初期状態においては、オルタネ
ータは無発電状態であると考えて、初期化処理において
、基準値ＴＢの初期値をＴＢ　（Ｈ）に設定するように
してもよい。

レジスタの内容ＮＢが基準値ＴＢ以上であれば、トルク
センサ（８）に故障が発生したと判断され、フェイルセ
ーフ処理が行われる（ステップ６４）。レジスタの内容
ＮＢが基準値ＴＢより小さいときには、フェイルセーフ
処理を行うことなく、ステップ４３のクラッチ障害監視
処理に移る。

クラッチ障害監視処理（ステップ４３）においては、ま
ず、クラッチ異常検知回路からの検知信号に基づいて、
クラッチ駆動回路（４）に異常が発生しているか否かが
判定される（ステップ７１）。クラッチ駆動回路（４）
に異常が発生していないと判定されたときは、クラッチ
駆動回路（４）の異常検知時間を計時するためのカウン
タとして用いられているクラッチ故障判定用レジスタ（
内容ＮＣ）がクリアされ（ステップ７５）、ステップ４
４の発電状態による故障判定時間設定処理に移る。

上記ステップ７１で、クラッチ駆動回路（４）に異常が
発生していると判定されたときには、クラッチ故障判定
用レジスタの内容ＮＣが＋１される（ステップ７２）。

そして、更新されたレジスタの内容ＮＣとクラッチ故障
判定時間を表す故障判定用基準値ＴＣとが比較される（
ステップ７３）。

この基準値ＴＣの初期値は、主処理のステップ２１の初
期化処理において次のように設定される。すなわち、初
期化処理において、クラッチ（３〉が自動的に切られる
所定速度（走行状態判別速度）より車速か小さい（この
場合の走行状態を低速走行状態という）か、または車速
が走行状態判別速度以上である（この場合の走行状態を
高速走行状態という）かが判定される。

そして、走行状態が低速走行状態であるときには、比較
的大きな値ＴＣ（Ｈ）に、高速走行状態であれば比較的
小さな値ＴＣ（Ｌ）にそれぞれ設定される。車両の初期
状態においては、低速走行状態であると考えて、初期化
処理において、基準値ＴＣの初期値をＴＣ（Ｈ）に設定
するようにしてもよい。

レジスタの内容ＮＣが基準値ＴＣ以上であれば、クラッ
チ駆動回路（４）に故障が発生したと判断され、フェイ
ルセーフ処理が行われる（ステップ７４）。レジスタの
内容ＮＣが基準値ＴＣより小さいときには、フェイルセ
ーフ処理を行うことなく、ステップ４４の発電状態によ
る故障判定時間設定処理に移る。

発電状態による故障判定時間設定処理（ステップ４４）
においては、まず、オルタネータの発電状態検知回路か
らの検知信号に基づいて、オルタネータが発電状態にあ
るか無発電状態にあるのかが判定される（ステップ８１
）。オルタネータが無発電状態であると判定されたとき
は、発電有状態の検知時間を計時するためのカウンタと
して用いられている発電有検知時間計時用レジスタ（内
容ＮＤＨ）がクリアされる（ステップ８２）。

そして、発電無状態の検知時間を計時するためのカウン
タとして用いられている発電無検知時間計時用レジスタ
の内容ＮＤＬが＋１される（ステップ８３）。次に、上
記ステップ８１の判定結果の信頼性を確認するために、
発電無検知時間計時用レジスタの内容ＮＤＬと、予め定
められた発電状態判定時間を表す発電状態判定用基準値
ＴＤとが比較される（ステップ８４）。

発電無検知時間計時用レジスタの内容ＮＤＬが発電状態
判定用基準値ＴＤ以上であれば、無発電状態であること
が確認され、モータ障害監視処理で用いられるモータ故
障判定時間を表す故障判定用基準値ＴＡが予め定められ
た比較的大きな値ＴＡ　（Ｈ）にセットされるとともに
トルクセンサ障害監視処理で用いられるトルクセンサ故
障判定時間を表す故障判定用６基準値ＴＢが予め定めら
れた比較的大きな値ＴＢ　（Ｈ）にセットされる（ステ
ップ８５）。この結果、クランキング時のようにオルタ
ネータが無発電状態である場合には、モータ故障判定時
間およびトルクセンサ故障判定時間が比較的長い時間に
設定される。

上記ステップ８４において、発電無検知時間計時用レジ
スタの内容ＮＤＬが発電状態判定用基準値ＴＤより小さ
いときには、上記ステップ８５による基準値ＴＡおよび
ＴＢの設定変更が行われることなく、ステップ４５の走
行状態による故障判定時間設定処理に移る。

上記ステップ８１において、オルタネータが発電状態で
あると判定されたときは、発電無検知時間計時用レジス
タ（内容ＮＤＬ）がクリアされる（ステップ８６）。そ
して、発電有検知時間計時用レジスタの内容ＮＤＨが＋
コされる（ステップ８７）。次に、発電有検知時間計時
用レジスタの内容ＮＤＨと、予め定められた発電状態判
定時間を表す発電状態判定用基準値ＴＤとが比較される
（ステップ８８）。

発電有検知時間計時用レジスタの内容ＮＤＨが故障判定
用基準値ＴＤ以上であれば、モータ故障判定時間を表す
故障判定用基準値ＴＡが予め定められた比較的小さな値
ＴＡ　（Ｌ）にセットされるとともにトルクセンサ故障
判定時間を表す故障判定用基準値ＴＢが予め定められた
比較的小さな値ＴＢ　（Ｌ）にセットされる（ステップ
８９）。この結果、オルタネータが発電状態である場合
には、モータ故障判定時間およびトルクセンサ故障判定
時間が比較的短い時間に設定される。

上記ステップ８８において、発電有検知時間計時用レジ
スタの内容ＮＤＨが発電状態判定用７！準値ＴＤより小
さいときには、上記ステップ８９のよる基準値ＴＡおよ
びＴＢの設定変更が行われることなく、ステップ４５の
走行状態による故障判定時間設定処理に移る。

走行状態による故障判定時間設定処理（ステップ４５）
においては、クラッチ（３）が自動的に切られる所定速
度より車速が小さいか、または車速が走行状態判別速度
以上であるかが判定される（ステップ９１）。走行状態
が低速走行状態であるときには、高速走行状態検知時間
を計時するためのカウンタとして用いられている高速走
行検知時間計時用レジスタ（内容ＮＥＨ）がクリアされ
る（ステップ９２）。

そして、低速走行状態検知時間を計時するためのカウン
タとして用いられている低速走行検知時間計時用レジス
タの内容ＮＥＬが＋１される（ステップ９３）。次に、
上記ステップ９１の判定結果の信頼性を確認するために
、低速走行検知時間計時用レジスタの内容ＮＥＬと、予
め定め゛られた走行状態□判定時間を表す走行状態判定
用基準値ＴＥとが比較される（ステップ９４）。

低速走行検知時間計時用レジスタの内容ＮＥＬが走行状
態判定用基準値ＴＥ以上であれば、低速走行状態である
ことが確認され、クラッチ障害監視処理で用いられるク
ラッチ故障判定時間を表す故障判定用基準値ＴＣが予め
定められた比較的大きな値ＴＣ（Ｈ）にセットされる（
ステップ９５）。この結果、走行状態が低速走行状態で
ある場合には、クラッチ故障判定時間が比較的長い時間
に設定される。

上記ステップ９４において、低速走行検知時間計時用レ
ジスタの内容ＮＦＬが走行状態判定用基準値ＴＥより小
さいときには、上記ステップ９５による基準値ＴＣの設
定変更が行われることなく、障害監視処理が終了し、ス
テップ２４の車速計算処理に移る。

上記ステップ９１において、走行状態が高速走行状態で
あると判定されたときは、低速走行検知時間計時用レジ
スタ（内容ＮＥＬ）がクリアされる（ステップ９６）。

そして、高速走行検知時間計時用レジスタの内容ＮＥＷ
が＋１された値に更新される（ステップ９７）。次に、
高速走行検知時間計時用レジスタの内容ＮＥＨと、予め
定められた走行状態判定時間を表す走行状態判定用基準
値ＴＥとが比較される（ステップ９９）。

高速走行検知時間計時用レジスタの内容ＮＥＨが走行状
態判定用基準値ＴＥ以上であれば、クラッチ故障判定時
間を表す故障判定用基準値ＴＣが予め定められた比較的
小さな値ＴＣ（Ｌ）にセットされる（ステップ９９）。

この結果、走行状態が高速走行状態である場合には、ク
ラッチ故障判定時間が比較的短い時間に設定される。

上記ステップ９８において、高速走行検知時間計時用レ
ジスタの内容ＮＥＨが走行状態判定用基準値ＴＥより小
さいときには、上記ステップ９９による基窄値ＴＣの設
定変更が行われることなく、障害監視処理が終了し、ス
テップ２４の車速計算処理に移る。

発明の効果この発明による電動式パワーステアリング装置では、車
両状態を監視し、故障判定時間を車両状態に応じた時間
に設定する手段を備えているので、車両状態に応じて、
適正な故障判定が行える。したがって、従来のように、
車両状態によって故障ではないのに故障と誤判定された
り、故障が発生しても故障判定に時間がかかりすぎて、
対応が遅れたりするといったことが回避される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は電動式パワー
ステアリング装置電気的構成を示１電気ブロック図、第
２図は制御装置による主処理の手順を示すフローチャー
ト、第３図は制り装置による割り込み処理の手順を示す
フローチャート、第４図は主処理で実行される障害監杉
処理の手順を示すフローチャートである。（１）・・・モータ、（５）・・・主電源、（７）・・
・フェイルリレー回路、（１０）・・・制御装置。以上特　許　出　願　人　　光洋精工株式会社代　　　理　
　　人　　岸本瑛之助（外４名）μ 第４

Claims

【特許請求の範囲】

　電動式パワーステアリング装置の所要機器について、
異常が発生しているか否かをそれぞれ検出する手段、お
よび所定の故障判定時間連続して異常が検出されたとき
に、その機器が故障したと判定して操舵力を補助するた
めの電動モータへの電力供給を停止させる手段を備えた
電動式パワーステアリング装置において、車両状態を監
視し、故障判定時間を車両状態に応じた時間に設定する
手段を備えていることを特徴とする電動式パワーステア
リング装置。