JPH08324448A - 車両用電動式操舵装置の診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電動式操舵装置のモータの電源電圧異常を、誤
動作なく確実に診断する。 【構成】モータリレーのＯＮ制御状態において（Ｓ6
2）、モータ電源電圧ＶＭと閾値とを比較して、モータ
電源電圧ＶＭの異常を診断する（Ｓ66）。ここで、バッ
テリ電圧ＶＢ，モータ駆動電流の指令値ＩＭ^* ，モータ
通電回路のハーネスインピーダンスＺｏ，固定値αに基
づき、前記閾値を（ＶＢ−ＩＭ^* ・Ｚｏ−α）として算
出する。そして、実際のモータ電源電圧ＶＭが前記閾値
よりも低い状態が所定時間Δｔ以上継続したときには
（Ｓ66）、ショート故障の発生を判別して（Ｓ67）、モ
ータリレーを強制的にＯＦＦする（Ｓ68）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用電動式操舵装置の
診断装置に関し、詳しくは、操舵用アクチュエータの電
源電圧の異常を診断する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両の操縦安定性を向上させ
るべく、車速やステアリング操舵角などの情報に基づい
て後輪に補助舵角を与える後輪操舵制御装置が知られて
おり、更に、アクチュエータとしてモータを用い、該モ
ータの回転量に応じた補助舵角を後輪に与える構成のも
のが知られている。

【０００３】かかる電動式補助操舵装置においては、例
えば図12に示すようなシステム構成によってモータに供
給する電流を調整して、補助舵角を後輪に与えるように
なっている。図12において、後輪舵角目標値演算手段Ａ
は、車速やステアリング操舵角などの検出信号に基づい
て後輪舵角の目標値θｓを演算し、後輪実舵角検出手段
Ｂは、実際の後輪舵角θを検出する。

【０００４】そして、サーボ手段Ｃは、実舵角θが目標
値θｓに一致するように、モータリレーＥを介してモー
タＤに供給される電流Ｉout を調整する。ここで、異常
判断手段Ｆは、例えばモータリレーＥがＯＮ制御状態で
あって、かつ、モータＤの電源電圧ＶＭが所定値Ｖｏ
（例えば２Ｖ）以下である場合に、サーボ手段Ｃにおけ
るショート故障によりモータ電源電圧ＶＭが異常になっ
たと判断して、モータリレーＥをＯＦＦし、モータＤへ
の通電をカットする。

【０００５】これにより、サーボ手段Ｃにショート故障
が発生しても、モータＤに過剰電流が供給されて後輪に
異常舵角が与えられることが回避される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、バッテリか
らサーボ手段Ｃまでのハーネスにおけるインピーダンス
Ｚｏが、ハーネス長さやノイズ除去用のコイルの設置等
によって無視できない程度に大きくなった場合には、か
かるインピーダンスＺｏによる電圧降下により前記電源
電圧ＶＭは正常状態でも低下し、かつ、かかる電圧降下
代は、電流Ｉoutの増大に応じて拡大することになる。

【０００７】このため、インピーダンスＺｏが大きい場
合には、ショート故障（電源電圧異常）を誤診断するこ
とを回避すべく、前記所定値Ｖｏを低下させる必要があ
るが、最大電流印加時にも誤診断しないような低い所定
値Ｖｏを設定すると、印加電流が比較的小さいときにシ
ョート故障の発生を確実に診断できなくなってしまう惧
れがあり、また、印加電流の比較的小さいときに適合し
て閾値を上げると高電流時に誤診断が発生する可能があ
った。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、車両用電動式操舵装置において、アクチュエータ
用電源電圧の異常を誤診断なくかつ確実に診断できる診
断装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
では、車輪の実際の舵角が目標舵角に一致するように、
操舵用アクチュエータに供給する電流を制御するサーボ
手段を備えて構成された車両用電動式操舵装置におい
て、電源電圧の異常を診断する診断装置を図１に示すよ
うに構成する。

【００１０】図１において、異常診断手段は、前記アク
チュエータの電源電圧と所定の閾値とを比較して、前記
電源電圧の異常診断を行う。ここで、閾値変更手段は、
前記サーボ手段で制御される電流に応じて前記所定の閾
値を変更する。請求項２の発明にかかる車両用電動式操
舵装置の診断装置では、前記閾値変更手段が、予め求め
られたアクチュエータ用電源とサーボ手段との間のイン
ピーダンスと、前記電流との乗算値の増大に応じて前記
閾値をより低く変更する構成とした。

【００１１】請求項３の発明にかかる車両用電動式操舵
装置の診断装置では、前記閾値変更手段が、前記サーボ
手段における電流指令値に基づいて電流を間接的に検出
し、かつ、前記異常診断手段が、前記アクチュエータの
電源電圧が前記所定の閾値よりも低い状態が所定時間以
上継続したときに、電源電圧の異常判定を行う構成とし
た。

【００１２】一方、請求項４の発明では、車輪の実際の
舵角が目標舵角に一致するように、操舵用アクチュエー
タに供給する電流を制御するサーボ手段を備えて構成さ
れた車両用電動式操舵装置において、電源電圧の異常を
診断する診断装置を図２に示すように構成する。図２に
おいて、異常診断手段は、前記アクチュエータの電源電
圧と所定の閾値とを比較して、前記電源電圧の異常診断
を行う。

【００１３】ここで、診断許可手段は、前記サーボ手段
で制御される電流が所定値以下であるときにのみ前記異
常診断手段による異常診断を許可する。請求項５の発明
にかかる車両用電動式操舵装置の診断装置では、前記診
断許可手段が、前記サーボ手段における電流指令値に基
づいて電流を間接的に検出し、かつ、該電流指令値に対
応する電流が所定値以下である状態が所定時間以上継続
したときに、前記異常診断手段による異常診断を許可す
る構成とした。

【００１４】請求項６の発明にかかる車両用電動式操舵
装置の診断装置では、前記異常診断手段により電源電圧
の異常が判定されたときに、前記アクチュエータに対す
る通電を遮断する通電遮断手段を備える構成とした。

【００１５】

【作用】請求項１の発明にかかる車両用電動式操舵装置
の診断装置によると、アクチュエータの実際の電源電圧
と所定の閾値とを比較して、電源電圧が異常であるか否
かを判別するが、前記所定の閾値を、サーボ手段で制御
される電流に応じて変更することで、前記電流の増大に
よる正常電圧の降下に対応する閾値に基づいて診断がな
されようにした。

【００１６】請求項２の発明にかかる車両用電動式操舵
装置の診断装置によると、前記閾値を電流に応じて変更
する構成において、アクチュエータ用電源とサーボ手段
との間のインピーダンスを予め求めておいて、電流の増
大に応じて大きくなる前記インピーダンスによる電圧降
下分に対応して閾値が変更されるようにした。請求項３
の発明にかかる車両用電動式操舵装置の診断装置による
と、サーボ手段における電流指令値に基づいて間接的に
電流を検出する構成において、前記電流指令値に対する
実際の電流の応答遅れを見込んで、アクチュエータの電
源電圧が所定の閾値よりも低い状態が所定時間以上継続
していることを条件として異常判定を行うものとした。

【００１７】請求項４の発明にかかる車両用電動式操舵
装置の診断装置によると、アクチュエータの実際の電源
電圧と所定の閾値とを比較して、電源電圧が異常である
か否かを判別するが、かかる判別を、サーボ手段で制御
される電流が所定値以下であるとき、即ち、ハーネスの
インピーダンスによる電圧降下代（正常電圧の降下）が
充分に小さい状態でのみ許可する。

【００１８】請求項５の発明にかかる車両用電動式操舵
装置の診断装置によると、サーボ手段における電流指令
値に基づいて間接的に電流を検出する構成において、前
記電流指令値に対する実際の電流の応答遅れを見込ん
で、電流指令値を介して検出される電流が所定以下であ
る状態が所定時間以上の継続していることを条件として
診断を許可するものとした。

【００１９】請求項６の発明にかかる車両用電動式操舵
装置の診断装置によると、電源電圧の異常が判定された
ときに、アクチュエータに対する通電を遮断して、アク
チュエータに過剰電流が供給されることを回避する。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図３は、
本発明にかかる車両用電動式操舵装置が後輪操舵用とし
て適用された４輪操舵車両を示すシステム図である。こ
の図３において、前輪１，２の操舵は、ステアリングハ
ンドル３と機械リンク式ステアリング機構４によって行
われる。これは、例えば、ステアリングギヤ、ピットマ
ンアーム、リレーロッド、サイドロッド５，６、ナック
ルアーム７，８等で構成される。

【００２１】一方、後輪９，10の操舵は、電動式操舵装
置11によって行われる。後輪９，10間は、ラックシャフ
ト12、サイドロッド13，14、ナックルアーム15，16によ
り連結され、ラックシャフト12が内挿されたラックチュ
ーブ17には、減速機構18と操舵用アクチュエータとして
のモータ19とが設けられ、このモータ19は、車速センサ
21，前輪舵角センサ22，後輪舵角メインセンサ23，後輪
舵角サブセンサ24，ヨーレイトセンサ25等からの信号を
入力するコントローラ26（サーボ手段）により駆動制御
される。

【００２２】図４は前記電動式操舵装置11の具体的な構
成を示す断面図である。図４において、ラックシャフト
12が内挿されたラックチューブ17は、図示しないブラケ
ットを介して車体に固定されている。ラックシャフト12
の両端部には、ボールジョイントを介して前記サイドロ
ッド13，14が連結される。減速機構18は、ラックチュー
ブ17と一体的に形成されたハウジング34内に設けられて
おり、該ハウジング34にボルト47で固定されたモータ19
のモータ軸に一端が連結され、他端がボールベアリング
44により回動自在にハウジング34内に支持されたピニオ
ンギヤ32（駆動ギヤ）と、該ピニオンギヤ32に噛合する
リングギヤ33（被動ギヤ）と、該リングギヤ33に採動自
在に設けられると共にラックシャフト12に嵌合するラッ
クピン35とによって構成される。ラックピン35は、リン
グギヤ33の回転軸に対して偏心させて設けられており、
リングギヤ33が回転すると、ラックピン35は図上で左右
に移動可能となっている。

【００２３】従って、モータ19のモータ軸が回転する
と、ピニオンギヤ32からリングギヤ33へと回転が伝達さ
れ、該リングギヤ33の回転に伴いラックピン35が図上で
左右に移動し、該ラックピン35が嵌合されているラック
シャフト12が軸方向に移動して後輪９，10の操舵が行わ
れる。この後輪９，10の操舵量（補助舵角）は、ラック
シャフト12の軸方向移動量、即ち、モータ軸の回転量に
対応することになる。

【００２４】前記リングギヤ33には、その回転量により
後輪舵角を検出するポテンショメータ式の後輪舵角メイ
ンセンサ23が設けられており、更に、前記ラックシャフ
ト12の軸方向の移動量により後輪舵角を検出するポテン
ショメータ式の後輪舵角サブセンサ24が設けられてい
る。前記リングギヤ33は、その軸に直交する平面上の軸
周りに形成されたベベルギヤを有しており、該リングギ
ヤ33に対して前記ピニオンギヤ32は、リングギヤ33の軸
に直交する平面上の軸周りに形成され前記ベベルギヤと
噛合するウォームギヤを有している（図５参照）。

【００２５】尚、本実施例では、ピニオンギヤ32からの
動力はリングギヤ33側に伝達されるが、リングギヤ33が
回転しようとしても歯の角度設定によってピニオンギヤ
32が回転しない非可逆特性を有する構成としてある。こ
こで、前記リングギヤ33のフランジ部33ａを、リングギ
ヤ33の軸方向に沿ってピニオンギヤ32側に押圧付勢する
スプリング（弾性部材）45が設けられており、かかるス
プリング45の付勢力によってリングギヤ33をピニオンギ
ヤ32側に押圧することで、リングギヤ33とピニオンギヤ
32との間における歯面間のクリアンランスを最小に詰め
ることができるようにしてある。

【００２６】図６は、コントローラ26を中心とする電動
式操舵装置11の電子制御系を示すブロック図である。図
６において、21は車速センサ、22は前輪舵角センサ（ス
テアリング舵角センサ）、23は後輪舵角メインセンサ、
24は後輪舵角サブセンサ、25はヨーレイトセンサ、26は
コントローラ、26ａはＣＰＵ、26ｂはモータ駆動回路、
26ｃはフェイルセーフ回路である。

【００２７】前記ＣＰＵ26ａは、フィードフォワード目
標値算出部261 、推定ヨーレイト算出部262 、フィード
バック目標値算出部263 、後輪舵角目標値算出部264 、
舵角サーボ算出部265 を有する。前記モータ駆動回路26
ｂは、前記舵角サーボ算出部265 からのモータ指令電流
ＩＭ^* （電流指令値）をモータ19へのモータ駆動電流Ｉ
Ｍに変換する。

【００２８】フェイルセーフ回路26ｃは、例えば、後輪
舵角メインセンサ23と後輪舵角サブセンサ24との間で、
後輪舵角量の検出ずれが発生したときに、前記モータ駆
動電流ＩＭの出力を強制的に停止させ、後輪をフェイル
セーフ作動時の状態に保持する。図７は、前記コントロ
ーラ26のＣＰＵ26ａで行われる後輪操舵制御の流れを示
すフローチャートである。

【００２９】まず、ステップ40では、車速Ｖとステアリ
ング舵角θと実ヨーレイトΨ'sと後輪舵角メインセンサ
23の出力値δrsとが読み込まれる。ここで、実ヨーレイ
トΨ'sは、ヨーレイトセンサ25からのヨーレイトセンサ
値ＶΨ' と、温度ドリフトによる影響を取り除く検出ヨ
ーレイト補正処理によって得られた最新のヨーレイトゼ
ロ補正メモリ値ＶΨ'om により算出される。

【００３０】ステップ41では、車速Ｖとステアリング舵
角θを用いた位相反転ディレイ制御方式に基づく下記の
式により後輪舵角フィードフォワード目標値δ RFF
^* （以下、＊は目標値を表すものとする。）が算出され
る。 δ RFF^* ＝Ｋθ＋τθ＋τ’θ このステップ41での演算処理は、フィードフォワード
（Ｆ／Ｆ）目標値算出部261 で行われる。

【００３１】ステップ42では、アクチュエータモデルを
用い、後輪舵角フィードフォワード目標値δ RFF^* を与
えた場合、実際に後輪舵角アクチュエータ（モータ）が
後輪を操舵する量である後輪舵角推定値δ RFF^# （以
下、＃は推定値を表すものとする。）が算出される。こ
のアクチュエータモデルは、後輪舵角指令値に対して実
際のアクチュエータを駆動させて得られる実後輪舵角の
伝達特性で与えられる。

【００３２】ステップ43では、車両モデルを用い、車速
Ｖとステアリング舵角θと後輪舵角推定値δ RFF^# を与
えての走行を想定した場合のヨーレイト推定値Ψ' ^# が
算出される。この車両モデルとしては、線形２自由度平
面車両モデルが用いられる。ステップ44では、ヨーレイ
トセンサモデルを用い、ヨーレイト推定値Ψ' ^# から推
定ヨーレイトΨ's^# が算出される。このヨーレイトセン
サモデルは、センサの周波数応答等のセンサ動特性の実
験結果に基づく伝達関数で与えられる。

【００３３】尚、前記ステップ42〜44の算出処理は、推
定ヨーレイト算出部262 で行われる。ステップ45では、
実ヨーレイトΨ'sと推定ヨーレイトΨ's^# との差により
ヨーレイト偏差Ψ'eが算出される。ステップ46では、一
次遅れのフィルタを構成するフィードバック補償器−１
により、ヨーレイト偏差Ψ'eを入力とし、ヨーレイトセ
ンサ25の出力に含まれる高周波ノイズを除去した出力信
号Ψ'eclを得る。

【００３４】ステップ47では、１次／１次のフィルタを
構成するフィードバック補償器−２により、前記出力信
号Ψ'ec1と車速Ｃを入力とし、外乱に対する車両の過渡
応答が調整された出力信号Ψ'ec2を得る。ステップ48で
は、フィードバック比例ゲインＫｐにより、Ψ'ec2と車
速Ｖを入力とし、フィードバック後輪舵角指令値δRFBO
^* が算出される。

【００３５】ステップ49では、舵角リミッタにより、車
速Ｖに応じて、フィードバック後輪舵角指令値δRFBO^*
の最大値を滑らかに制限したフィードバック後輪舵角制
限指令値δRFBL^* が算出される。ステップ50では、微小
変化吸収器により、δRFBL^* と後輪舵角フィードバック
目標値δRFB ^* を入力とし、フィードバック後輪舵角制
限指令値δRFBL^* にヒステリシスを設け、フィードバッ
クによる微小なヨーレイトの振動を取り除いたフィード
バック後輪舵角制限指令値δRFBH^* が算出される。

【００３６】ステップ51では、２次／２次のフィルタを
構成するアクチュエータ位相補償器により、フィードバ
ック後輪舵角制限指令値δRFBH^* を入力とし、アクチュ
エータ制御系で設定されている伝達特性を希望する伝達
特性に変更して後輪舵角フィードバック目標値δRFB ^*
が算出される。尚、ステップ45〜51の演算処理は、フィ
ードバック（Ｆ／Ｂ）目標値算出部263 で行われる。

【００３７】ステップ52では、後輪舵角フィードフォワ
ード目標値δRFF ^* と後輪舵角フィードバック目標値δ
RFB ^* との和により後輪舵角目標値δR ^* が算出され
る。このステップでの演算処理は、後輪舵角目標値算出
部264 で行われる。ステップ53では、後輪舵角メインセ
ンサ値δrsとロバストモデルマッチング手法を用いて、
後輪舵角目標値δR ^* が得られるモータ指令電流ＩＭ^*
がモータ駆動回路26ｂに出力される。そして、モータ駆
動回路26ｂにより、モータ駆動電流ＩＭが電動式操舵装
置11のアクチュエータとしてのモータ19に出力される。

【００３８】ここで、前記モータ19に対する駆動電流Ｉ
Ｍの供給回路は、具体的には、図８に示すように構成さ
れている。この図８において、モータ駆動回路26ｂに
は、電源としてバッテリ51がＣＰＵ26ａでＯＮ・ＯＦＦ
制御されるモータリレー52を介して接続されており、か
かる電源供給に基づいてモータ19の駆動電流ＩＭをモー
タ指令電流ＩＭ^* に応じて制御する。

【００３９】また、モータ19の電源電圧ＶＭ、及び、イ
グニッションスイッチ53を介したイグニッション電圧Ｖ
Ｂ（バッテリ電圧）が、ＣＰＵ26ａにモニタされるよう
にしてある。そして、ＣＰＵ26ａは後述するようにし
て、前記電源電圧ＶＭの異常を診断し、異常発生時に
は、通電遮断手段としての前記モータリレー52を強制的
にＯＦＦしてモータ19に対する電流供給を遮断し、後輪
をフェイルセーフ作動時の状態に保持するようになって
いる。

【００４０】図９のフローチャートは、前記ＣＰＵ26ａ
による前記電源電圧異常診断の第１実施例を示すもので
ある。Ｓ61では、モータ電源電圧ＶＭを読み込む。Ｓ62
では、モータリレー52をＯＮ制御して後輪操舵制御を実
行している状態であるか否かを判別する。

【００４１】モータリレー52のＯＦＦ制御時であるとき
には、Ｓ63へ進み、前記読み込んだモータ電源電圧ＶＭ
が予め設定された第１の閾値電圧（例えば２Ｖ）を越え
ているか否かを判別する。そして、モータ電源電圧ＶＭ
が第１の閾値電圧を越えている場合には、ＯＦＦ制御に
も関わらずモータリレー52が実際にはＯＦＦ状態に切り
換わらずにＯＮ状態のままになっている故障（リレーＯ
Ｎ故障）が発生したものと判断し、Ｓ64へ進んで、その
後のモータ指令電流ＩＭ^* をゼロに保持させると共に、
車室内に設けられた警告灯を点灯して運転者にリレーＯ
Ｎ故障（電動式操舵装置の故障）の発生を警告する。

【００４２】一方、Ｓ62でモータリレー52をＯＮ制御し
て後輪操舵制御を実行している状態であると判別された
ときには、Ｓ65へ進み、モータ指令電流ＩＭ^* （電流指
令値）を読み込む。次のＳ66では、ＶＭ＜ＶＢ−ＩＭ^*
・Ｚｏ−αなる状態が、所定時間Δｔ（例えば100ms)以
上継続しているか否かを判別する。このＳ66における
（ＶＢ−ＩＭ ^* ・Ｚｏ−α）なる演算処理が、閾値変更
手段に相当する。

【００４３】ここで、ＶＢはイグニッション電圧ＶＢ、
ＩＭ^* はモータ指令電流（電流指令値）、αは予め余裕
分として設定された固定値（例えば２Ｖ）、Ｚｏはバッ
テリ51からモータ駆動回路26ｂ（サーボ手段）までの間
におけるハーネスインピーダンスであって予め実測して
記憶させておいたものである。ここで、（ＶＢ−ＩＭ^*
・Ｚｏ−α）として与えられる第２の閾値電圧よりも実
際のモータ電源電圧ＶＭが低い状態が、所定時間Δｔ以
上継続している場合には、Ｓ67へ進んで、駆動回路26ｂ
のショート故障が発生したものと判断し、次のＳ68で
は、モータリレー52を強制的にＯＦＦ制御すると共に
（通電遮断手段）、その後のモータ指令電流ＩＭ^* をゼ
ロに保持させ、更に、車室内に設けられた警告灯を点灯
して運転者にショート故障（電動式操舵装置の故障）の
発生を警告する。

【００４４】上記Ｓ66〜Ｓ68の部分が異常診断手段に相
当する。前記ショート故障は、イグニッション電圧ＶＢ
に対して所定値以上に電源電圧ＶＭが降下していること
に基づいて診断できるが、前記ハーネスインピーダンス
Ｚｏが、ノイズ除去用コイルの設置などによって無視で
きない程度に大きくなると、前記インピーダンスＺｏに
よる電圧降下が、駆動電流ＩＭが大きいときほど大きく
なり、正常状態であっても、駆動電流ＩＭが大きいとき
には電源電圧ＶＭが大きく降下することになる。

【００４５】そこで、本実施例では、ハーネスインピー
ダンスＺｏによる電圧降下が駆動電流ＩＭの増大に伴っ
て増大することに対応して、電源電圧ＶＭと比較される
第２の閾値電圧を駆動電流ＩＭ（モータ指令電流ＩＭ^*
とインピーダンスＺｏとの乗算値）が高くなるほど減少
変化させる構成とし（図10参照）、インピーダンスＺｏ
による電圧降下をショート故障の発生として誤診断する
ことを回避しつつ、実際にショート故障が発生したとき
には、これを確実に診断できるようにした。

【００４６】また、本実施例では、モータ指令電流ＩＭ
^* （電流指令値）に基づいて間接的に駆動電流ＩＭを検
出するが、モータ指令電流ＩＭ^* に対応して実際の駆動
電流ＩＭが発生するまでには応答遅れがあるため、ＶＭ
＜ＶＢ−ＩＭ^* ・Ｚｏ−αなる相関が前記応答遅れによ
って発生する惧れがある。そこで、前記応答遅れ時間に
対応する所定時間Δｔだけ前記相関が継続して初めて異
常診断する構成とし、前記応答遅れによる誤診断の発生
を防止するようにしてある。

【００４７】ところで、上記図９のフローチャートに示
した電源電圧診断では、インピーダンスＺｏによる電圧
降下に対応すべく、モータ指令電流ＩＭ^* が大きくなる
ほど閾値をより減少変化させる構成としたが、モータ指
令電流ＩＭ^* （駆動電流ＩＭ）として大電流が出力され
る頻度は少ないから、モータ指令電流ＩＭ^* が比較的小
さくインピーダンスＺｏによる電圧降下が充分に小さい
ときに限って、駆動電流変化に対して固定の閾値と電源
電圧ＶＭとを比較させて電源電圧の異常診断を行わせる
構成としても良い。

【００４８】インピーダンスＺｏが大きいと、モータ指
令電流ＩＭ^* （駆動電流ＩＭ）が大きくなるほど正常時
の電源電圧ＶＭが低くなり、正常時の電源電圧ＶＭが低
いときほどショート故障時の電源電圧と正常時の電源電
圧とが近くなる。従って、閾値を固定とすると、モータ
指令電流ＩＭ^* （駆動電流ＩＭ）が大きい領域では、シ
ョート故障時の電源電圧と正常時の電源電圧とからそれ
ぞれ所定以上のマージンをもたせることができないが、
ショート故障時の電源電圧と正常時の電源電圧との差が
充分に広くなる駆動電流ＩＭの比較的小さい領域では、
固定の閾値であってもショート故障時の電源電圧と正常
時の電源電圧とからそれぞれ所定以上のマージンを確保
することが可能である。然も、前述のように、大電流出
力の頻度は少ないから、駆動電流が比較的小さい領域に
診断領域を限定しても、診断制御の信頼性が大きく低下
することはない。

【００４９】そこで、図11のフローチャートに示す電源
電圧診断の第２実施例では、ショート故障時の電源電圧
と正常時の電源電圧とからそれぞれ所定以上のマージン
を確保できる固定閾値の設定が可能な小駆動電流領域に
おいてのみ診断を行わせて、ショート故障の誤診断を回
避しつつ、ショート故障の発生を確実に診断できるよう
にしてある。

【００５０】図11のフローチャートにおいて、まず、Ｓ
71では、モータ電源電圧ＶＭを読み込む。Ｓ72では、モ
ータリレー52のＯＮ／ＯＦＦ制御状態を判別し、ＯＦＦ
制御状態であるときには、Ｓ73へ進んで、前記読み込ん
だモータ電源電圧ＶＭが予め設定された第１の閾値電圧
（例えば２Ｖ）を越えているか否かを判別する。

【００５１】そして、モータ電源電圧ＶＭが第１の閾値
電圧を越えている場合には、モータリレー52がＯＦＦ制
御にも関わらずＯＦＦ状態に切り換わらずにＯＮ状態の
ままになっている故障（リレーＯＮ故障）が発生したも
のと判断し、Ｓ74へ進んで、その後のモータ指令電流Ｉ
Ｍ^* をゼロに保持させると共に、車室内に設けられた警
告灯を点灯して運転者にリレーＯＮ故障（電動式操舵装
置の故障）の発生を警告する。

【００５２】一方、モータリレー52のＯＮ制御状態のと
きには、Ｓ75でモータ指令電流ＩＭ ^* を読み込んだ後、
Ｓ76（診断許可手段）で前記読み込んだモータ指令電流
ＩＭ ^* が所定値Ｉｏ以下である状態が、所定時間Δｔ
（例えば100ms)以上継続しているか否かを判別する。前
記所定値Ｉｏは、ショート故障時の電源電圧と正常時の
電源電圧とからそれぞれ所定以上のマージンを確保でき
る固定閾値の設定が可能な駆動電流領域の最大電流値に
対応するものである。

【００５３】従って、モータ指令電流ＩＭ^* が前記所定
値Ｉｏ以下である場合には、たとえインピーダンスＺｏ
による電圧降下があっても、固定された閾値との比較に
よって電源電圧ＶＭの異常診断が精度良く行える。一
方、モータ指令電流ＩＭ^* が前記所定値Ｉｏを越えると
きには、インピーダンスＺｏによる電圧降下が大きく、
モータ指令電流ＩＭ^* の変化に対して充分なマージンを
確保できる固定閾値の設定ができなくなるので、本実施
例では、電源電圧の診断を行わないものとする。但し、
前記所定値Ｉｏを越える大電流出力の頻度が充分に低い
から、診断の信頼性を大きく悪化させることはない。

【００５４】尚、所定時間Δｔの継続を条件とするの
は、前述のようにモータ指令電流ＩＭ ^* に対する駆動電
流ＩＭの応答遅れに対応するためである。Ｓ76で、モー
タ指令電流ＩＭ^* が所定値Ｉｏ以下である状態が所定時
間Δｔ以上継続していると判別された場合には、Ｓ77へ
進む。Ｓ77では、モータ指令電流ＩＭ^* の変化に対して
固定の第３の閾値電圧Ｖo よりもモータ電源電圧ＶＭが
低い状態が所定時間ｔ（例えば２秒）以上継続している
か否かを判別する。尚、前記第３の閾値電圧Ｖo は、イ
グニッション電圧ＶＢ−固定電圧として設定することが
好ましい。

【００５５】そして、第３の閾値電圧Ｖo よりもモータ
電源電圧ＶＭが低い状態が所定時間ｔ以上継続している
場合には、Ｓ78へ進んで、駆動回路26ｂのショート故障
が発生したものと判断し、次のＳ79では、モータリレー
52を強制的にＯＦＦ制御すると共に（通電遮断手段）、
その後のモータ指令電流ＩＭ^* をゼロに保持させ、更
に、車室内に設けられた警告灯を点灯して運転者にショ
ート故障（電動式操舵装置の故障）の発生を警告する。

【００５６】上記Ｓ77〜Ｓ79の部分が異常診断手段に相
当する。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかる車両用電動式操舵装置の診断装置によると、アク
チュエータの駆動電流に応じて閾値を変化させて、電源
電圧の異常診断を行う構成としたので、駆動電流の増大
による正常電圧の降下に対応した閾値に基づいて異常診
断でき、駆動電流の変化に関わらずに誤診断なく異常状
態を確実に診断できるという効果がある。

【００５８】請求項２の発明にかかる車両用電動式操舵
装置の診断装置によると、アクチュエータ用電源とサー
ボ手段との間のインピーダンスによる正常電圧の降下に
対応した閾値に基づいて電源電圧の異常を診断できると
いう効果がある。請求項３の発明にかかる車両用電動式
操舵装置の診断装置によると、電流指令値から正確に駆
動電流を検出して、実際の駆動電流に見合った閾値を設
定させることができるという効果がある。

【００５９】請求項４の発明にかかる車両用電動式操舵
装置の診断装置によると、駆動電流が所定値以下である
ときに、アクチュエータの実際の電源電圧と所定の閾値
とを比較して電源電圧の異常診断を行わせるようにした
ので、駆動電流に応じて閾値を変更する必要なく精度の
良い異常診断を行わせることができるという効果があ
る。

【００６０】請求項５の発明にかかる車両用電動式操舵
装置の診断装置によると、駆動電流が所定値以下である
状態を、電流指令値から確実に検出できるという効果が
ある。請求項６の発明にかかる車両用電動式操舵装置の
診断装置によると、電源電圧の異常時にアクチュエータ
に対する通電を遮断するので、異常舵角が与えられるこ
とを防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明にかかる診断装置の基本構成ブ
ロック図。

【図２】請求項４の発明にかかる診断装置の基本構成ブ
ロック図。

【図３】実施例の電動式操舵装置が適用された４輪操舵
車両を示すシステム図。

【図４】実施例の電動式操舵装置の断面図。

【図５】実施例におけるピニオンギヤとリングギヤとを
示す図。

【図６】実施例における操舵装置の電子制御系を示すブ
ロック図。

【図７】実施例における後輪操舵制御を示すフローチャ
ート。

【図８】実施例におけるモータ電流供給回路を示す回路
ブロック図。

【図９】電源電圧診断の第１実施例を示すフローチャー
ト。

【図10】前記第１実施例における閾値特性を示す線図。

【図11】電源電圧診断の第２実施例を示すフローチャー
ト。

【図12】従来の電源電圧の異常診断システムを示すブロ
ック図。

【符号の説明】

９，10 後輪 11 電動式操舵装置 12 ラックシャフト 12ａ ラックギヤ 13，14 サイドロッド 15，16 ナックルアーム 17 ラックチューブ 18 減速機構 19 モータ 26 コントローラ 26ａ ＣＰＵ 26ｂ モータ駆動回路 51 バッテリ 52 モータリレー 53 イグニッションスイッチ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪の実際の舵角が目標舵角に一致するよ
   うに、操舵用アクチュエータに供給する電流を制御する
   サーボ手段を備えて構成された車両用電動式操舵装置に
   おいて、 前記アクチュエータの電源電圧と所定の閾値とを比較し
   て、前記電源電圧の異常診断を行う異常診断手段と、 前記サーボ手段で制御される電流に応じて前記所定の閾
   値を変更する閾値変更手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする車両用電動式操舵
   装置の診断装置。
2. 【請求項２】前記閾値変更手段が、予め求められたアク
   チュエータ用電源とサーボ手段との間のインピーダンス
   と、前記電流との乗算値の増大に応じて前記閾値をより
   低く変更することを特徴とする請求項１記載の車両用電
   動式操舵装置の診断装置。
3. 【請求項３】前記閾値変更手段が、前記サーボ手段にお
   ける電流指令値に基づいて電流を間接的に検出し、か
   つ、前記異常診断手段が、前記アクチュエータの電源電
   圧が前記所定の閾値よりも低い状態が所定時間以上継続
   したときに、電源電圧の異常判定を行うことを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の車両用電動式操舵装置の診断
   装置。
4. 【請求項４】車輪の実際の舵角が目標舵角に一致するよ
   うに、操舵用アクチュエータに供給する電流を制御する
   サーボ手段を備えて構成された車両用電動式操舵装置に
   おいて、 前記アクチュエータの電源電圧と所定の閾値とを比較し
   て、前記電源電圧の異常診断を行う異常診断手段と、 前記サーボ手段で制御される電流が所定値以下であると
   きにのみ前記異常診断手段による異常診断を許可する診
   断許可手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする車両用電動式操舵
   装置の診断装置。
5. 【請求項５】前記診断許可手段が、前記サーボ手段にお
   ける電流指令値に基づいて電流を間接的に検出し、か
   つ、該電流指令値に対応する電流が所定値以下である状
   態が所定時間以上継続したときに、前記異常診断手段に
   よる異常診断を許可することを特徴とする請求項４記載
   の車両用電動式操舵装置の診断装置。
6. 【請求項６】前記異常診断手段により電源電圧の異常が
   判定されたときに、前記アクチュエータに対する通電を
   遮断する通電遮断手段を備えたことを特徴とする請求項
   １〜５のいずれか１つに記載の車両用電動式操舵装置の
   診断装置。