JPH04108069A - 電動式パワーステアリング装置の制御方法 - 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〕 この発明は、モータによりハンドルの補助トルクを発生
する電動式パワーステアリング装置の制御方法に関する
。

〔従来の技術〕

第２図は通常の電動式パワーステアリング装置の斜視図
であり、例えば特開昭６４−４４３７８号公報において
開示されたものとほぼ同じである。

即ち、第２図に示すように、ハンドル１がハンドル軸２
を介してピニオン３に連結され、このピニオン３がラッ
ク４に噛合し、ハンドル１の回転がハンドル軸２．ピニ
オン３を介してラック４に伝達され、タイヤ５か所定の
舵角に制御される。

そして、ハンドル軸２の先端部に、ハンドル軸２を介し
てピニオン３に伝達される操舵トルクを検出し、操舵ト
ルクに比例した信号（例えば電圧信号）を８カするトル
クセンサ６が設けられており、この種のトルクセンサ６
は、ハンドル軸２に設けられたねじればね機構、及びそ
のねじれ量を検出する可変抵抗なとにより構成される。

また、モータ７がクラッチ８及び歯車機構などからなる
減速機構９を介してもう一つのピニオン１０に連結され
、このピニオン１０がラック４に噛合し、モータ７の回
転かクラッチ８．減速機構９、ピニオン１０を介してラ
ック４に伝達され、ハンドル１の回転による操舵トルク
にモータ７の回転による補助トルクが加えられる。

このとき、トルクセンサ６の出力電圧及び自動車の車速
に基づき、制御回路１１によりアシストすべき補助トル
クが導出され、導出された補助トルクを発生するのに必
要なモータ７の駆動電流が設定され、ステアリングのア
シスト制御が行われる。

なお、第３図中の１２は制御回路１１．トルクセンサ６
、モータ７等の電源である。

ところで、接触不良等によりトルクセンサ６の出力電圧
に異常が生しると、トルクセンサ６の出力異常により、
モータ７が駆動されて異常な補助トルクを発生し、適正
な補助トルクが得られない。

このような異常に対し、トルクセンサ６の出力電圧が電
源電圧に近い過大電圧のとき、及びゼロに近い過小電圧
のときに、短絡、断線等の異常力〈発生したとして、ア
シスト制御を停止するなどの措置をとることが従来行な
われて０る力（、安全り、ｉ策としては不十分である。

そこで、従来同一特性を有する主トルクセンサと副トル
クセンサを設け、これら両トルクセレ・勺。

を、同一の直流電源の正、負端子ｌこ同一極性１こ接続
し、それぞれの出力端子力Ａら両センサの出）ｊ（ｉ号
（電圧信号）を取り出すよう（こし、異常力・な（１場
合には、両トルクセンサの出力電圧１こ偏差（よ生しず
、両トルクセンサに異常力く生じｔこ場合１こ（ま、両
トルクセンサの出力電圧に偏差力（生しることを利用し
、両トルクセンサの出力電圧の偏差力（許容値を超えた
ときに、異常か生したとしてアシスト制御を停止するな
どの措置を採ることが考えられている。

しかし、両トルクセンサか電源を共通にするｔこめ、電
源の正、負端子で接触不良力（生しｔコ場合、接触抵抗
か増加して電源と両トルクセンサ■１１こ等価的に抵抗
が挿入されたことになり、この抵抗の挿入により両トル
クセンサそれぞれの両端間に加わる電圧か変化するか、
両トルクセンサの極性が同一であるため、両トルクセン
サの出力電圧か同じように変化して両出力電圧には偏差
が生じず、両トルクセンサの出力電圧からは端子ての接
触不良を検出することがてきないという問題があった。

このような問題を防ぐには、両トルクセンサの電源を別
にすればよいが、この場合、コネクタやハーネスの数か
増加し、コストアップにつながり、さらにピン数が増加
して故障率が上がるという不都合が生しる。

そこで、簡易な構成でトルクセンサの異常及び電源側で
の異常を検出するために、第３図に示す構成のトルクセ
ンサ回路を用いるこ占を本件出願人は提案（未公開）し
ている。

即ち、第３図に示すように、同一特性を有する主トルク
センサ２１及び副トルクセンサ２２を設け、これら両ト
ルクセンサ２１，２２を同一の直流電源の正、負端子２
３ａ、２３ｂに互いに逆極性の状態で接続し、出力端子
２４．２５からの両トルクセンサ２１２２の出力信号を
第３図には図示されていない制御回路により取込み、両
川力信号の平均値を算出し、算出した平均値から両トル
クセンサ２１，２２の異常及び電源側での異常を検出す
るようにしている。

第３図の構成では、両トルクセンサ２］、２２が同一電
源に対して逆極性に接続されているため、主トルクセン
サ２１の出力電圧特性が第４図中の実線で示す直線Ａと
なる場合、副トルクセンサ２２の出力電圧特性は同図中
の破線で示す直線Ｂとなる。

このとき、自動車か直進状態、即ちタイヤの転向角が中
立の位置にあるときの両トルクセンサ２１．２２の出力
電圧が同一になるように設定している。

従って、両トルクセンサ２１，２２の出力電圧の平均値
は、電源電圧を５Ｖとして第４図中の直線Ｃに示すよう
に常に２．５Ｖとなり、両トルクセンサ２１，２２の出
力電圧の平均値を検出することにより、平均値が２．５
■であれば、両トルクセンサ２１，２２は正常に作動し
ていることがわかり、例えば主トルクセンサ２１の出力
電圧に基づき、第２図に示すモータ７を駆動して補助ト
ルクを発生し、ステアリングのアシスト制御を行えばよ
い。

つぎに、電源の端子２３ａ、２３ｂでの接触不良が生し
た場合、両トルクセンサ２１，２２の出力電圧は同じ値
だけシフトするが、両トルクセンサ２１，２２の極性が
互いに逆極性であるため、電源の端子２３ａ、２３ｂで
の接触不良により両トルクセンサ２１．２２の出力電圧
特性は、第４図中の直線Ａ、Ｂからそれぞれ直線Ａ’　
、Ｂ’のようにシフトするため、両トルクセンサ２１，
２２の平均値が、同図中の直線Ｃ（２，５Ｖ）からＣ′
にシフトし、平均値の２．５Ｖからのずれを検出するこ
とによって、電源端子２３ａ、２３ｂでの接触不良の発
生を検出でき、前述のモータの駆動によるアシスト制御
を停止すればよい。

また、いずれかのトルクセンサ２１，２２に異常が発生
した場合、両トルクセンサ２１．２２の出力電圧特性の
うち異常を来たした方の出力特性のみがシフトするため
、例えば主トルクセンサ２１の出力電圧特性が第２図中
の直線Ａからシフトし、一方副トルクセンサ２２の出力
電圧特性は同図中の直線Ｂの位置に保たれるため、両ト
ルクセンサ２１，２２の平均値が２．５ｖからずれ、こ
の平均値のずれを検出することにより、センサ異常の発
生を検出てき、前述と同様、アシスト制御を停止すれば
よい。

このように、簡易な構成により、主、副トルクセンサ２
１．２２の異常を検出できるのは勿論のこと、電源の正
、負端子２３ｇ、２３ｂて接触不良が生じても、容易に
これを検出することができ、しかも従来の如く、主、副
トルクセンサを別個の電源に接続する場合のように、コ
ネクタ、ハーネス数やピン数が増加することがなく、コ
ストアップ、故障率の上昇を防止することができ、安全
でかつ確実なアシスト制御が可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、衝撃等により瞬間的な電源端子の接触不良や
、−時的な電源電圧の落ち込みなとが生した場合、或い
は電源、電圧にノイズやサージ等が重畳した場合にも、
両トルクセンサ２１，２２の平均値が正常時の２．５ｖ
からずれるため、これらが原因で、アシスト制御すべき
状態にも拘らずアシスト制御が停止してしまい、故障率
の増大を招くという問題点があった。

そこでこの発明は、上記のような問題点を解決するため
になされたもので、瞬間的な電源端子の接触不良や一時
的な電源電圧の落ち込み等の瞬間的な電源側の異常が生
じても、これによってアシスト制御が停止しないように
し、故障率を大幅に改善できるようにすることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る電動式パワーステアリング装置の制御方
法は、ハンドルの操舵トルクをトルクセンサにより検出
し、前記トルクセンサの出力信号に基づき、モータによ
り前記ハンドルの補助トルクを発生する電動式パワース
テアリング装置の制御方法において、前記トルクセンサ
として、前記ハンドルの操舵トルクを検出する主トルク
センサ及び副トルクセンサを設け、前記両トルクセンサ
を同一電源に対して互いに逆極性に接続し、正常時にお
ける前記両トルクセンサの出力信号の平均値を基準とし
、前記両トルクセンサの出力信号の平均値が前記基準値
からずれた状態が所定時間継続するときに、前記モータ
による補助トルクの発生を停止することを特徴としてい
る。

〔作用〕

この発明においては、逆極性に接続された両トルクセン
サの正常時における出力信号の平均値を基準値とし、両
トルクセンサの出力信号の平均値が基準値からずれた状
態が所定時間継続するときに、モータによる補助トルク
の発生を停止してアシスト制御を停止するため、衝撃等
による瞬間的な電源側の異常が生じても、これによって
アシスト制御は停止せずに継続的にアシスト制御が行わ
れる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の電動式パワーステアリング装質の制
御方法の一実施例の動作説明用フローチャートである。

ところで、本実施例の要部であるトルクセンサ回路の構
成は第３図と同様であるため、改めて説明することは省
略し、以下においては、第３図及び第４図を参照しつつ
、第１図のフローチャートに基づき、動作について説明
する。

正常時では、前述したように両トルクセンサ２１２２の
出力信号の平均値は、電源電圧を５Ｖとして２．５ｖて
あり、しかもこの正常時の平均値は、第４図のａ線Ａ、
Ｂに示す両トルクセンサ２１．２２それぞれの出力信号
の中立位置における値と一致しており、いま正常時の平
均値（２５Ｖｌを基準値Ｔ。とする。

そして、第１図に示すように、両トルクセンサ２１．２
２の出力信号Ｔ　　、Ｔ　　が前述した制御ｓ 回路により取り込まれ（ステップＳ１）、両川力信号Ｔ
　　、Ｔ　　の平均値Ｔ（−（Ｔ　　ｆＴ　　）／−Ｓ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　顯　　　　　　　Ｓ２）か算出され、算出された平
均値Ｔが基準値Ｔｏに等しいか否かが判定され（ステッ
プＳ２）、判定の結果が肯定的であれば、異常がないと
判断され、制御回路に内蔵のフェイルカウンタのカウン
ト値Ｆ　がゼロにリセットされたのち（ステラプｓ３）
、主トルクセンサ２１の出力信号Ｔ　に磨 基づいて発生すべき補助トルクか決定され、通常のアシ
スト制御か行われ（ステップＳ４）、その後ステップＳ
１に戻る。

一方、前述したステップＳ２の判定の結果か否定的であ
れば、何らかの異常か生したと２１１断され、フェイル
カウンタのカウントＭＦ　　と設定値Ｑとか比較され、
Ｆ　　＜Ｑか否かの判定がなされ（ステップＳ５）、判
定の結果が肯定的であれば、主トルクセンサ２１の出力
信号Ｔ　がｆＴ−（ＴＩＩｔ　　　　　　　　　　　ｍ −Ｔｏ）ｌに補正され（ステップＳ６）、フェイルカウ
ンタのカウント値Ｆ　か“１゛たけインクリメントされ
たのち（ステップＳ７）、ステップＳ４におけるアシス
ト制御処理か行われ、ステップＳ５の判定の結果か否定
的であれば、アンスト制御か停止される（ステップ５．
８）。

このとき、フェイルカウンタのカウント値Ｆ。

が設定値Ｑになると、ステップＳＩ　　Ｓ２　５５Ｓ６
．Ｓ７．Ｓ４のループをＱ回繰り返すのに要する所定時
間（ΔＴ）異常か継続し、衝撃等による瞬間的な異常で
はなく、継続的な異常か発生したと判断され、モータに
よる補助トルクの発生が停止されてアンスト制御が停止
される。

ところで、衝撃等による瞬間的な異常は、電源端子の瞬
間的接触不良や一時的な電源電圧低下など電源側の異常
であるため、このような瞬間的な電源側の異常が生じた
場合には、前述の第４図の説明のように、両トルクセン
ンサ２１．２２の出力信号Ｔ　　、Ｔ　　が同しように
シフトし、シフトＩ　　　　　　　　Ｓ 後の両トルクセンサ２１．２２の出力信号Ｔｌ１ｌＴ　
の平均値Ｔと基準値Ｔ。との差（Ｔ−Ｔｏ）がシフト量
に相当することになり、ステップｓ６においでシフト後
の主トルクセンサ２１の■力信号Ｔ　からシフト量（Ｔ
−Ｔｏ）を減算処理し、厘 出力信号Ｔ　を補正することによって、シフト前蒙 の正常時の主トルクセンサ２１の出力信号Ｔ　に■ 基つくアシスト制御と同様のアシスト制御か行われる。

従って、瞬間的な電源側の異常は６１時間も継続しない
ため、ステップＳ１、Ｓ２．Ｓ５〜５７Ｓ４のループを
数回繰り返すうちに正常状態に戻り、異常か生している
間は、ステップＳ６の処理によって補ＩＦされた主トル
クセンサ２１の出力信号Ｔ　に基づき正常時と同様のア
シスト制御が行■ われる。

このように、両トルクセンサ２１．２２の出力信号の平
均値か所定時間（ΔＴ）継続するときに、アシスト制御
を停止［−するため、瞬間的な電源側の異常が生じても
、これによってアシスト制御が停止することはなく、正
常時と同様のアシスト制御を行うことかでき、故障率を
大幅に改善することができる。

なお、上記実施例では、フェイルカウンタを用い、一定
の処理を所定の回数繰り返す時間を基に、異常か所定時
間継続するかどうかを判断する場合について説明したか
、カウンタてはなく、タイマを用いて異常が継続する時
間の判定を行うようにしてもよいのは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の電動式パワーステアリング装
置の制御方法によれば、主、副トルクセンサの出力信号
の平均値が基準値からずれた異常状態が所定時間継続す
るときに、モータによる補助トルクの発生を停止してア
シスト制御を停止するため、衝撃等による瞬間的な電源
側の異常が生じても、これによってアシスト制御は停止
せずに継続的にアシスト制御を行うことができ、故障率
を大幅に改善することか可能となり、より安全で確実な
アシスト制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電動式パワーステアリング装置の制
御方法の一実施例の動作説明用タイミングチャート、第
２図は一般の電動式パワーステアリング装置の斜視図、
第３図は第２図の装置に適用され、かつこの発明の背景
となるトルクセンサ回路の結線図、第４図は第３図の動
作を説明するためのトルクセンサ出力電圧特性図である
。 １・・・ハンドル、　　　７・・モータ、２１．２２・
・主、副トルクセンサ、 ２３ｍ、２３ｂ・＝正、負端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハンドルの操舵トルクをトルクセンサにより検出
   し、前記トルクセンサの出力信号に基づき、モータによ
   り前記ハンドルの補助トルクを発生する電動式パワース
   テアリング装置の制御方法において、 前記トルクセンサとして、前記ハンドルの操舵トルクを
   検出する主トルクセンサ及び副トルクセンサを設け、前
   記両トルクセンサを同一電源に対して互いに逆極性に接
   続し、正常時における前記両トルクセンサの出力信号の
   平均値を基準とし、前記両トルクセンサの出力信号の平
   均値が前記基準値からずれた状態が所定時間継続すると
   きに、前記モータによる補助トルクの発生を停止するこ
   とを特徴とする電動式パワーステアリング装置の制御方
   法。