(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行舵の操舵に応じて操舵力を検出するための操舵力検出手段と、
少なくとも操舵力検出手段からの出力を受けて電動機に付勢する制御量を決定するための制御量演算手段と、
制御量演算手段からの出力に基づき電動機を駆動する電動機駆動手段と、
操舵力を助勢する電動機と、
電動機の検出電流値に基づき、電動機の駆動状態を検出するための電動機駆動検出手段と、
電動機の目標電流値と電動機の電流制限値を比較し、電動機の目標電流値が電動機の電流制限値の場合に定常駆動状態であると判定する定常駆動判定手段と、
定常駆動判定時における電動機駆動手段の目標電流値と電動機駆動検出手段の検出電流値との相関をもって異常を検知する検出異常判定手段を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動式パワーステアリング制御装置に係り、特に電動機の駆動制御回路部の故障あるいは異常においても信頼性を確保した制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来自動車等において、操舵時のハンドル操作の軽減を図るために操舵トルクを検出するトルクセンサを設け、当該トルクセンサにより検出した操舵トルクの変化に応じた電動モータ出力制御によって、操舵トルクに応じた操舵力を助勢する電動式パワーステアリング装置が開発されている（特公昭４５−４１２４６号等）。
【０００３】
また、電動式パワーステアリング装置の電動機を駆動制御する回路において、なんらかの事情により電動機の適正な制御が困難になった場合にも、操舵トルクに応じ駆動方向判別回路を備えた駆動回路を駆動することにより電動機駆動制御における信頼性を向上させた電動式パワーステアリング装置が提案されている（特開平７−２５７４１７号）。
【０００４】
上記構成によるとＣＰＵやその出力部の故障または電磁障害等による出力異常や誤作動、ＣＰＵ暴走などによって電動機が不測の制御状態となった場合でも、操舵トルクによる駆動方向判別回路を備えることによって電動機の駆動方向を制限することが可能となり信頼性を高めることができるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の発明では操舵トルク方向と駆動方向が一致する場合の駆動制限は成立しない。この場合は、電動機駆動検出信号による監視を追加することで過大駆動制限することが考えられるが、本条件の成立には電動機駆動検出信号が正常であることが前提であり、もし仮に電動機駆動検出信号が異常に陥ったような場合には有効に機能しない、すなわち電動機の駆動を制限できない事態が憂慮される。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、電動式パワーステアリング装置の制御装置において、電動機駆動検出回路の異常監視により電動機駆動検出信号の一重故障における検知を早め、信頼性を更に向上させた装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、走行舵の操舵に応じて操舵力を検出するための操舵力検出手段と、少なくとも操舵力検出手段からの出力を受けて電動機に付勢する制御量を決定するための制御量演算手段と、制御量演算手段からの出力に基づき電動機を駆動する電動機駆動手段と、操舵力を助勢する電動機と、電動機の検出電流値に基づき、電動機の駆動状態を検出するための電動機駆動検出手段と、電動機の目標電流値と電動機の電流制限値を比較し、電動機の目標電流値が電動機の電流制限値の場合に定常駆動状態であると判定する定常駆動判定手段と、定常駆動判定時における電動機駆動手段の目標電流値と電動機駆動検出手段の検出電流値との相関をもって異常を検知する検出異常判定手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【０００９】
実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置は、走行舵（ステアリングホイール）の操舵に応じて操舵力を検出するための操舵力検出手段（トルク検出手段）１０Ａと、少なくとも操舵力検出手段１０Ａからの出力を受けて電動機Ｍに付勢する制御量を決定するための制御量演算手段１０Ｂと、制御量演算手段１０Ｂからの出力に基づき電動機Ｍを駆動する電動機駆動手段１０Ｃと、操舵力を助勢する電動機（モータ）Ｍと、電動機Ｍの駆動状態を検出するための電動機駆動検出手段１０Ｄと、電動機Ｍの定常駆動状態を判定する定常駆動判定手段１０Ｅと、定常駆動判定時における電動機駆動手段１０Ｃの出力と電動機駆動検出手段１０Ｄの出力との相関をもって異常を検知する検出異常判定手段１０Ｆを備えている。
【００１０】
図２は実施の形態１の電動式パワーステアリング制御装置の回路構成の具体例である。この電動パワーステアリング制御装置は、走行舵（ステアリングホイール）の操舵に応じて操舵力を検出するための操舵力検出手段であるトルクセンサ２０と、少なくともトルクセンサ２０で検出されたトルク値が増幅器３３を介して入力されるＣＰＵ（中央処理演算部）３１を備えた制御回路３０と、制御回路３０からの制御量に基づいてモータ２２を駆動する駆動回路４０から構成されている。
【００１１】
そして、上記制御回路３０はトルクセンサ２０の出力値および駆動回路４０のモータ電流検出回路４２（後述）の出力値に基づいて、モータ２２の駆動可否を出力するインターロック回路３２を備えている。
【００１２】
また、駆動回路４０は、ＣＰＵ３１から出力された駆動信号（方向・ＰＷＭ信号）とインターロック回路３２から出力された駆動信号が接続される論理ゲート（図示せず）を介してＨブリッジ回路を構成するＦＥＴ（図示せず）およびクラッチ（図示せず）を駆動するように構成したゲートドライブ回路４１と、ゲートドライブ回路４１からの駆動信号によりモータに通電されるモータ電流を検出するモータ電流検出回路４２を備えている。
【００１３】
上述の論理ゲートは、ＣＰＵ３１からの出力信号とインターロック回路３２からの出力信号が一致する場合は、Ｈブリッジ回路を構成するＦＥＴがゲートドライブ回路４１からの駆動信号により所定方向にモータ２２を駆動し、逆にＣＰＵ３１からの出力信号とインターロック回路３２からの出力信号が不一致である場合には、ゲートドライブ回路４１に構成された論理ゲートにより論理不成立となってモータ２２を駆動しないように構成する。
【００１４】
図３は実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図である。
まず、Ｓ１０において、電源投入によって起動した制御回路３０のＣＰＵ３１は初期化処理を実施する。この時はモータ（電動機）Ｍ２２はＯＦＦである。
次に、Ｓ２０において、ＣＰＵ３１に入力される信号（トルクセンサ値・モータ電流値等）を取り込み、続いてＳ１００へと進む。
Ｓ１００においては、前回モータ目標電流値とモータ最大値（モータ電流制限値）を比較し、モータ目標電流値がモータ最大値（モータ電流制限値）の場合を定常駆動状態と判定する。
Ｓ１００において定常駆動状態と判定された場合には、Ｓ１０１へと進んで、前回モータ目標電流値と今回検出したモータ実電流値の絶対偏差を計算する。
【００１５】
Ｓ１０２では、Ｓ１０１で計算された絶対電流偏差と予め決めておいた所定しきい値を比較し、しきい値以上の場合にはＳ１０３へと進んで異常検出カウンタを更新してＳ１０５へ進む。一方、Ｓ１０２において絶対電流偏差がしきい値未満である場合はＳ１０４へと進み、異常検出カウンタをクリアしたのちＳ１０５へと進む。
【００１６】
続くＳ１０５では、連続して絶対電流偏差が所定値以上であったか否かを上記異常検出カウンタ値により判定し、比較結果がしきい値以上の場合にはＳ１０６によって電流検出回路異常と判定する。
【００１７】
そしてＳ３０において、電流検出回路動作の判定結果により正常と判断した場合は、操舵トルク変化に応じたモータ目標電流値をＳ３２において順次計算する。逆に電流検出回路動作が異常と判断した場合には、本制御装置によるアシストを停止させ、モータ目標電流値変更等を含めたフェイルセーフ処理をＳ３３により実施した後、Ｓ４０へと進む。
【００１８】
Ｓ４０において、夫々処理ルーチンにより設定されたモータ目標電流値が最終確定し、これに基づいてゲートドライブ回路４１へのモータ制御駆動が実施される。そして、Ｓ５０により、以上の処理ルーチンの制御周期を保つために前回の本ＳＴＥＰ通過以降の所定時間経過時に上述のＳ２０へと戻ってシステムＯＦＦとなるまで本制御ループを循環する。
【００１９】
以上のように実施の形態１によれば、通常アシスト時の定常駆動状態においてモータ目標電流値と検出電流値が常時監視できるため、操舵トルク方向とモータ駆動方向の一致、不一致に関わらずモータ電流検出回路の異常を検知することが可能となる。
【００２０】
参考例１．
図４はこの発明の参考例１による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【００２１】
参考例１による電動式パワーステアリング制御装置は、走行舵（ステアリングホイール）の操舵に応じて操舵力を検出するための操舵力検出手段（トルク検出手段）２０Ａと、少なくとも操舵力検出手段２０Ａからの出力を受けて電動機Ｍに付勢する制御量を決定するための制御量演算手段２０Ｂと、制御量演算手段２０Ｂからの出力に基づき電動機Ｍを駆動する電動機駆動手段２０Ｃと、操舵力を助勢する電動機（モータ）Ｍと、電動機Ｍの駆動状態を検出するための電動機駆動検出手段２０Ｄと、特定状態時に電動機Ｍを定常駆動させる強制駆動手段２０Ｅと、強制駆動手段２０Ｅの出力と電動機駆動検出手段２０Ｄの出力との相関をもって異常を検知する検出異常判定手段２０Ｆを備えている。
【００２２】
図５は参考例１の電動式パワーステアリング制御装置の回路構成の具体例である。この電動パワーステアリング制御装置は、走行舵（ステアリングホイール）の操舵に応じて操舵力を検出するための操舵力検出手段であるトルクセンサ２０と、少なくともトルクセンサ２０で検出されたトルク値が増幅器３３を介して入力されるＣＰＵ（中央処理演算部）３１を備えた制御回路３０と、制御回路３０からの制御量に基づいてモータ２２を駆動する駆動回路４０から構成されている。
【００２３】
そして、上記制御回路３０はトルクセンサ２０の出力値および駆動回路４０のモータ電流検出回路４２（後述）の出力値に基づいて、モータ２２の駆動可否を出力するインターロック回路３２を備えている。
【００２４】
また、駆動回路４０は、ＣＰＵ３１から出力された駆動信号（方向・ＰＷＭ信号・クラッチ）とインターロック回路３２から出力された駆動信号が接続される論理ゲート（図示せず）を介してＨブリッジ回路を構成するＦＥＴ（図示せず）およびクラッチ（図示せず）を駆動するように構成したゲートドライブ回路４１と、ゲートドライブ回路４１からの駆動信号によりモータに通電されるモータ電流を検出するモータ電流検出回路４２を備えている。
【００２５】
上述の論理ゲートは、通常のクラッチ締結時、Ｈブリッジ回路を構成するＦＥＴがゲートドライブ回路４１からの駆動信号により所定方向にモータ２２を駆動し、逆にＣＰＵ３１からの出力信号とインターロック回路３２からの出力信号が不一致である場合にはゲートドライブ回路４１に構成された論理ゲートにより論理不成立となってモータ２２を駆動しない他、クラッチの解放（非締結）時のみゲートドライブ回路４１の駆動信号によりＨブリッジ回路を介したモータ２２が駆動できるように構成されている。
【００２６】
図６は参考例１による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図である。
まず、Ｓ１０において、電源投入によって起動した制御回路３０のＣＰＵ３１は初期化処理を実施する。この時はモータＯＦＦ・クラッチＯＦＦである。
次に、Ｓ２０において、ＣＰＵ３１に入力される信号（トルクセンサ値・モータ電流値等）を取り込む。
そして、Ｓ２１において、モータ駆動の許可状態を判定して（モータ制御または強制駆動）許可であればＳ２２へ、そうでなければＳ３４へと進んでモータ駆動に関する駆動禁止設定をおこないＳ４０へと進む。
【００２７】
Ｓ２１の（モータ制御または強制駆動）許可の場合、Ｓ２２において電流検出回路の判定済みか否かを判断し、電流検出回路監視の状態判定完了であればＳ３０へ、そうでなければＳ２２３へと進んでクラッチＯＦＦ状態でのモータ強制駆動が完了したか否かを判定する。
Ｓ２２３においてモータの強制駆動未完了である場合にはＳ１３１へと進んで、定常駆動するために所定のモータ目標電流値を設定してＳ４０に進み、逆にＳ２２３にて強制駆動完了であると判定された場合には、Ｓ２２４に進み今回のモータ検出電流値と所定値を比較する。
Ｓ２２４の比較結果が所定値未満の場合には、電流検出回路異常と判定し、続くＳ２２５にて電流検出回路異常を確定する。
【００２８】
Ｓ３０の電流検出回路正常に該当する条件は、モータ電流検出回路の動作判定が完了した場合のみであるため、ここでは回路動作の判定結果により正常と判断した場合は操舵トルク変化に応じたモータ目標電流値をＳ３２により順次計算し、逆に異常と判断した場合には、本制御装置によるアシストを停止させ、モータ目標電流値変更等を含めたフェイルセーフ処理をＳ３３により実施したのちＳ４０へと進む。
【００２９】
それぞれ処理ルーチンにより設定されたモータ目標電流値とクラッチ制御内容がＳ４０にて最終確定し、これに基づいてゲートドライブ回路４１へのモータ制御駆動が実施される。
Ｓ５０では以上の処理ルーチンの制御周期を保つために前回の本ＳＴＥＰ通過以降の経過時間を監視し、所定時間の経過を監視して所定時間経過時にＳ２０へと戻ってシステムＯＦＦとなるまで本制御ループを循環する。
【００３０】
以上のように参考例１によれば、ＣＰＵ起動直後には必ず定常駆動によってモータ電流検出回路の動作確認が実施される構成となるので、操舵トルク方向とモータ駆動方向の一致、不一致に関わらずモータ電流検出回路の異常を制御開始前に検知することが可能となる。
【００３１】
参考例２．
図７はこの発明の参考例２による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【００３２】
実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置は、走行舵（ステアリングホイール）の操舵に応じて操舵力を検出するための操舵力検出手段（トルク検出手段）３０Ａと、少なくとも操舵力検出手段３０Ａからの出力を受けて電動機Ｍに付勢する制御量を決定するための制御量演算手段３０Ｂと、制御量演算手段３０Ｂからの出力に基づき電動機Ｍを駆動する電動機駆動手段３０Ｃと、操舵力を助勢する電動機（モータ）Ｍと、電動機Ｍの駆動状態を検出するための電動機駆動検出手段３０Ｄと、特定状態時に電動機Ｍを定常駆動させる強制駆動手段３０Ｅと、電動機駆動検出手段３０Ｄの出力を平滑化する電動機駆動検出平滑化手段３０Ｇと、所定の強制駆動手段３０Ｅの出力と駆動検出平滑化手段３０Ｇの出力の相関をもって異常検知する検出異常判定手段３０Ｆを備えている。
【００３３】
図８は参考例２による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図であり、その回路構成例は参考例１（図５）と同様である。
【００３４】
まず、Ｓ１０において、電源投入によって起動した制御回路３０のＣＰＵ３１は初期化処理を実施する。この時はモータＯＦＦ・クラッチＯＦＦである。
次に、Ｓ２０において、ＣＰＵ３１に入力される信号（トルクセンサ値・モータ電流値等）を取り込み、Ｓ２１においてモータ駆動の許可状態を判定する。
Ｓ２１において（モータ制御または強制駆動）許可であればＳ２２へ、そうでなければＳ３４へと進んでモータ駆動に関する駆動禁止設定を行ないＳ４０へと進む。
【００３５】
Ｓ２１において（モータ制御または強制駆動）許可の場合、Ｓ２２で電流検出回路監視の状態判定完了ならばＳ３０へ、そうでなければＳ３２３へと進む。
Ｓ３２３ではクラッチＯＦＦ状態でのモータ強制駆動が所定時間経過したか否かを判定する。ここで、モータの強制駆動時間が所定時間未経過である場合にはＳ３３１へと進んで、今回のモータ検出電流値を加えた強制駆動時間中のモータ検出電流積分値を求めた後、所定のモータ目標電流値を設定し、経過時間計測用タイマを更新してＳ４０へと進む。
【００３６】
一方、Ｓ３２３でモータ強制駆動が所定時間を経過した場合には、Ｓ３２４に進み、モータ検出電流積分値と所要時間から強制駆動中のモータ平均検出電流値を計算し、続くＳ３２５において、得られたモータ平均検出電流値と所定値との比較によりモータの電流検出回路の動作判定を実施する。
クラッチＯＦＦによるモータ無負荷駆動時の検出平均電流値が低い場合には、ここで電流検出回路異常と判定され、次のＳ３２６にて異常が確定する。
【００３７】
Ｓ３０の電流検出回路正常に該当する条件は、モータ電流検出回路の動作判定が完了した場合のみであるため、ここでは回路動作の判定結果により正常と判断した場合は操舵トルク変化に応じたモータ目標電流値をＳ３２により順次計算し、逆に異常と判断した場合には、本制御装置によるアシストを停止させ、モータ目標電流値変更等を含めたフェイルセーフ処理をＳ３３により実施した後Ｓ４０へと進む。
【００３８】
それぞれの処理ルーチンにより設定されたモータ目標電流値とクラッチ制御内容がＳ４０により最終確定し、これに基づいてゲートドライブ回路４１へのモータ制御駆動が実施される。
Ｓ５０では以上の処理ルーチンの制御周期を保つために前回の本ＳＴＥＰ通過以降の経過時間を監視し、所定時間の経過を監視して所定時間経過時にＳ２０へと戻ってシステムＯＦＦとなるまで本制御ループを循環する。
【００３９】
以上のように参考例２によれば、ＣＰＵ起動直後のクラッチＯＦＦ状態において、所定時間のモータ電流検出回路の動作確認が実施される構成となるので、定性的な回路動作によってモータ電流検出回路の異常を制御開始前に検知することが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、本来操舵力に応じて出力されるモータ制御出力が、モータ検出電流回路の異常等によって低めに検出されることで発生する過大アシストを事前に検知することが実現できるため、これによって制御を中断する等の安全措置を講ずることで信頼性を更に高めることが可能になるという効果をもたらす。
【００４１】
特に、請求項１の発明によれば、通常アシスト時の定常駆動状態において目標制御量（モータ目標電流値）と実制御量（検出電流値）が常時監視できるため、操舵トルク方向とモータ駆動方向の一致、不一致に関わらずモータ電流検出回路等の異常を検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【図２】  実施の形態１の電動式パワーステアリング制御装置の回路構成の具体例である。
【図３】  実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図である。
【図４】  参考例１による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【図５】  参考例１の電動式パワーステアリング制御装置の回路構成の具体例である。
【図６】  参考例１による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図である。
【図７】  参考例２による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック構成図である。
【図８】  参考例２による電動式パワーステアリング制御装置の動作フローチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ  操舵力検出手段、
１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂ  制御量演算手段、１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃ  電動機駆動手段、
１０Ｄ，２０Ｄ，３０Ｄ  電動機駆動検出手段、１０Ｅ  定常駆動判定手段、
２０Ｅ  強制駆動手段、１０Ｆ，２０Ｆ，３０Ｆ  検出異常判定手段、
３０Ｇ  電動機駆動検出平均化手段、２０  トルクセンサ、２２  モータ（Ｍ）、
３０  制御回路、３１  ＣＰＵ、３２  インターロック回路、３３  増幅器、
４０  駆動回路、４１  ゲートドライブ回路、４２  モータ電流検出回路。
【図１】
0003652592.tif 000002
【図２】
0003652592.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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