(57)【要約】  トルクセンサ出力信号の異常が検出されるときには、操舵角センサ出力信号および/またはモータ回転角信号の振幅を増大または減少させ、振幅が調整された操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号のうちの少なくとも一方の信号と他方の信号に基づき演算したトルクセンサ出力信号の代替信号に基づきモータ指令信号を出力するようにした。
2016047284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両搭載機器の制御装置であって、
車両搭載機器から出力される第1の出力信号と、前記第1の出力信号と異なるサンプリングタイミングを有する第2の出力信号の夫々を受信する第1の出力信号受信部および第2の出力信号受信部と、
前記第1の出力信号および／または前記第2の出力信号の振幅を増大または減少させる振幅調整回路と、
前記第1の出力信号と前記第2の出力信号のうち一方の信号であって前記振幅調整回路によって振幅が調整された信号と、他方の信号との差に基づき前記車両搭載機器のアクチュエータを駆動する駆動信号を演算する駆動信号演算回路と、
を有することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項２】
請求項1に記載の車両搭載機器の制御装置において、
前記第1の出力信号と前記第2の出力信号は、互いにサンプリング周期が異なることを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項３】
請求項2に記載の車両搭載機器の制御装置において、
前記第1の出力信号と前記第2の出力信号のうち、前記サンプリング周期の長い方に対応する信号を平滑化する平滑化回路を備え、
前記駆動信号演算回路は、前記平滑化回路によって平滑化された信号に基づき前記駆動信号を演算することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項４】
請求項1に記載の車両搭載機器の制御装置において、
前記第1の出力信号と前記第2の出力信号は、互いにサンプリング周期が同一であり、かつサンプリングタイミングが異なることを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項５】
請求項1に記載の車両搭載機器の制御装置において、
振幅再調整回路を備え、
前記振幅調整回路は、前記第1の出力信号および/または前記第2の出力信号の振幅を増大させるものであって、
前記振幅再調整回路は、前記振幅調整回路によって振幅が調整された信号と前記他方の信号の差が演算された後、前記差の信号の振幅を減少させることを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項６】
請求項5に記載の車両搭載機器の制御装置において、
前記振幅再調整回路は、前記振幅調整回路の増幅率と同じ比率で前記差の信号の振幅を減少させることを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項７】
請求項1に記載の車両搭載機器の制御装置において、
ステアリングホイールの操舵操作に応じて転舵輪を転舵させる操舵機構と、
前記操舵機構に設けられ、トーションバーを有し、前記トーションバーの捩れ量に基づき前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記操舵機構のうち前記トーションバーよりも前記ステアリングホイール側に設けられ、前記ステアリングホイールの操舵量である操舵角を検出する操舵角センサと、
前記操舵機構のうち前記トーションバーよりも前記転舵輪側に設けられ前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
前記電動モータを駆動制御する電子コントロールユニットと、
前記電動モータに設けられ、前記電動モータのロータの回転角を検出するモータ回転角センサと、
を有するパワーステアリング装置であって、
前記第1の出力信号は、前記操舵角センサから出力される検出信号である操舵角センサ出力信号であって、
前記第1の出力信号受信部は、前記操舵角センサ出力信号を受信し、
前記第2の出力信号は、前記モータ回転角センサから出力されるモータ回転角信号であって、
前記第2の出力信号受信部は、前記モータ回転角信号を受信し、
前記駆動信号演算回路は、前記電動モータを駆動するモータ指令信号を演算することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項８】
請求項7に記載の車両搭載機器の制御装置において、
前記駆動信号演算回路は、前記操舵角センサ出力信号と前記モータ回転角信号の差に基づき、前記トルクセンサの出力信号の代替値を演算することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項９】
請求項7に記載の車両搭載機器の制御装置において、
前記操舵角センサ出力信号のサンプリング周期は前記モータ回転角信号のサンプリング周期より長いものであって、
前記振幅調整回路は、前記操舵角センサ出力信号の振幅を増大させることを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項１０】
請求項1に記載の車両搭載機器の制御装置は、懸架装置の制御装置であって、
前記第1の出力信号は、車両側に設けられた第1加速度センサの出力信号であって、
前記第1の出力信号受信部は、前記第1加速度センサの出力信号を受信し、
前記第2の出力信号は、車輪側に設けられた第2加速度センサの出力信号であって、
前記第2の出力信号受信部は、前記第2加速度センサの出力信号を受信し、
前記駆動信号演算回路は、前記懸架装置を駆動制御するアクチュエータの指令信号を演算することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項１１】
請求項1に記載の車両搭載機器の制御装置において、
ブレーキペダルの操作によって液圧を増大させるマスタシリンダと、
電動モータによって駆動させるポンプ装置を備えブレーキキャリパを制御する液圧アクチュエータと、
を有する制動装置の制御装置であって、
前記第1の出力信号は、前記マスタシリンダの液圧を検出するマスタ圧センサの出力信号であって、
前記第1の出力信号受信部は、前記マスタ圧センサの出力信号を受信し、
前記第2の出力信号は、前記液圧アクチュエータの液圧を検出するホイール圧センサの出力信号であって、
前記第2の出力信号受信部は、前記ホイール圧センサの出力信号を受信し、
前記駆動信号演算回路は、前記マスタ圧センサの出力信号と前記ホイール圧センサの出力信号の差に基づき、前記電動モータを駆動するモータ指令信号を演算することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項１２】
ステアリングホイールの操舵操作に応じて転舵輪を転舵させる操舵機構と、
前記操舵機構に設けられ、トーションバーを有し、前記トーションバーの捩れ量に基づき前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記操舵機構のうち前記トーションバーよりも前記ステアリングホイール側に設けられ、前記ステアリングホイールの操舵量である操舵角を検出する操舵角センサと、
前記操舵機構のうち前記トーションバーよりも前記転舵輪側に設けられ前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
前記電動モータを駆動制御する電子コントロールユニットと、
前記電動モータに設けられ、前記電動モータのロータの回転角を検出するモータ回転角センサと、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記トルクセンサから出力される検出信号であるトルクセンサ出力信号を受信するトルク信号受信部と、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記操舵角センサから出力される検出信号である操舵角センサ出力信号を第1のサンプリング周期で受信する操舵信号受信部と、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記モータ回転角センサから出力される検出信号であるモータ回転角信号を前記第1のサンプリング周期とは異なる第2のサンプリング周期で受信するモータ回転角信号受信部と、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記トルクセンサ出力信号の異常を検出する異常検出回路と、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記操舵角センサ出力信号および/または前記モータ回転角信号の振幅を増大または減少させる振幅調整回路と、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記振幅調整回路によって振幅が調整された前記操舵角センサ出力信号と前記モータ回転角信号のうちの少なくとも一方の信号と他方の信号に基づき前記トルクセンサ出力信号の代替信号を演算する代替信号演算回路と、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記異常検出回路によって前記トルクセンサ出力信号の異常が検出されない正常時において、前記トルクセンサ出力信号に基づき前記電動モータを駆動するモータ指令信号を出力すると共に、前記異常検出回路によって前記トルクセンサ出力信号の異常が検出されるとき、前記代替信号に基づき前記モータ指令信号を出力するモータ制御回路と、
を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１３】
請求項12に記載のパワーステアリング装置において、
前記操舵角センサ出力信号のサンプリング周期は前記モータ回転角信号のサンプリング周期よりも長いものであって、
前記振幅調整回路は、前記操舵角センサ出力信号の振幅を増大させることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１４】
請求項13に記載のパワーステアリング装置において、
前記操舵角センサは複数の歯車の組み合わせによって構成され、
前記操舵角センサ出力信号を平滑化する平滑化回路を備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１５】
請求項13に記載のパワーステアリング装置において、
振幅再調整回路を備え、
前記振幅再調整回路は、前記振幅調整回路によって振幅が調整された信号と前記他方の信号の差が演算された後、前記差の信号の振幅を減少させることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１６】
請求項12に記載のパワーステアリング装置において、
前記操舵機構と前記電動モータの間に設けられた減速機であって、前記電動モータの回転力を前記操舵機構に伝達するボールねじ機構を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１７】
請求項12に記載のパワーステアリング装置において、
前記操舵角センサ出力信号と前記モータ回転角信号は、互いにサンプリング周期が異なることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１８】
請求項17に記載のパワーステアリング装置において、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記第1のサンプリング周期と前記第2のサンプリング周期のうち、周期の長い方に対応する信号を平滑化する平滑化回路を備え、
前記代替信号演算回路は、前記平滑化回路によって平滑化された信号に基づき前記代替信号を演算することを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両搭載機器の制御装置およびパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献1に記載の技術が開示されている。特許文献1には、トルクセンサが検出した操舵トルクに応じてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータを制御する電動パワーステアリング装置において、操舵トルクの検出に異常が発生したときには、ステアリングホイールの回転角を検出する操舵角センサの検出値と、モータ回転角を検出するモータ回転角センサの検出値とを用いてモータを制御するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-012511号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、ステアリングホイールの回転角を検出する操舵角センサの検出値と、モータ回転角度を検出するモータ回転角センサの検出値とを用いて、トルクセンサの代替信号を出力している。しかし、各センサはサンプリング周期やサンプリングタイミングが異なるため、代替信号の精度が悪化する。特に、各センサの検出値の差が小さいときには代替信号の精度が低く、操舵初期の操舵補助力の応答性が悪化し、操舵感が悪化するおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、車両搭載器のアクチュエータをサンプリングタイミングが異なる第1の出力信号と第2の出力信号とに応じて制御する際に、アクチュエータの制御を適切に行うことができる車両搭載機器の制御装置およびパワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第1発明の車両搭載機器の制御装置では、車両搭載機器から出力される第1の出力信号および／また第1の出力信号と異なるサンプリングタイミングを有する第2の出力信号の振幅を増大または減少させる振幅調整回路と、第1の出力信号と第2の出力信号のうち一方の信号であって振幅調整回路によって振幅が調整された信号と、他方の信号との差に基づき車両搭載機器のアクチュエータを駆動する駆動信号を演算する駆動信号演算回路と、を設けた。
第2発明のパワーステアリング装置では、トルクセンサ出力信号の異常が検出されるときには、操舵角センサ出力信号および/またはモータ回転角信号の振幅を増大または減少させ、振幅が調整された操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号のうちの少なくとも一方の信号と他方の信号に基づき演算したトルクセンサ出力信号の代替信号に基づきモータ指令信号を出力するようにした。
【発明の効果】
【０００６】
よって、操舵角センサの検出値とモータ回転角センサの検出値とを用いたトルクセンサの代替信号による操舵アシストトルク付与時の操舵感を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例1のパワーステアリング装置の斜視図である。
【図２】実施例1のパワーステアリング装置を転舵軸の軸線上で切断した断面図である。
【図３】実施例1のパワーステアリング装置の模式図である。
【図４】実施例1の操舵角センサの斜視図である。
【図５】実施例1の操舵角センサの分解図である。
【図６】実施例1の電気システムブロック図である。
【図７】実施例1のセンサブロック図である。
【図８】実施例1の制御ブロック図である。
【図９】実施例1のアシストマップである。
【図１０】実施例1の操舵補助制御部の制御ブロック図である。
【図１１】実施例1の代替信号演算回路の制御ブロック図である。
【図１２】実施例1の非線形補正マップである。
【図１３】実施例1のフェイルセーフの方法を判断する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】実施例1の操舵補助制御部において行われる戻し制御における制御の選択処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】実施例1の操舵角信号、モータ回転角信号から求めたピニオン回転角および操舵角信号とモータ回転角信号から求めたピニオン回転角との差分を示すグラフである。
【図１６】実施例1の操舵トルクと代替操舵トルク信号を示すグラフである。
【図１７】実施例2の減衰力可変アクチュエータを備えた懸架装置の模式図である。
【図１８】実施例3の制動装置の模式図である。
【符号の説明】
【０００８】
1    パワーステアリング装置（車両搭載機器）
2    操舵機構
4    操舵トルクセンサ（トルクセンサ）
5    操舵角センサ
6    モータ回転角センサ
7    電子コントロールユニット
7a    メイン操舵角信号受信部（第1の出力信号受信部）
7b    メイン操舵トルク信号受信部（トルク信号受信部）
7e    モータ回転角信号受信部（第2の出力信号受信部）
7f    異常検出回路
7g    モータ制御回路（駆動信号演算回路）
26    ボールねじ機構
40    電動モータ（車両搭載機器のアクチュエータ）
41    トーションバー
50    メインギヤ
51    プライマリディテクションギヤ
52    セカンダリディテクションギヤ
60    懸架装置
61    ばね上加速度センサ（第1の加速度センサ）
62    ばね上加速度信号受信部（第1の出力信号受信部）
63    ばね下加速度センサ（第2の加速度センサ）
64    ばね下加速度信号受信部（第2の出力信号受信部）
65    電子コントロールユニット（駆動信号演算回路）
66    減衰力可変アクチュエータ（アクチュエータ）
91a    振幅調整回路
91b    平滑化回路
91f    振幅再調整回路
100    制動装置
101    ブレーキペダル
102    マスタシリンダ
103    電動モータ
104    ポンプ装置
105    ブレーキキャリパ
106    液圧アクチュエータ
107    マスタ圧信号受信部（第1の出力信号受信部）
108    マスタ圧センサ
109    ホイール圧信号受信部（第2の出力信号受信部）
110    ホイール圧センサ
111    アクチュエータ制御部（駆動信号演算部）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施例1］
実施例1のパワーステアリング装置1について説明する。実施例1のパワーステアリング装置1は、電動モータ40の駆動力をボールねじ機構26を介して転舵軸10に伝達することで運転者の操舵力に対するアシスト力を付与するものである（操舵アシスト制御）。
〔パワーステアリング装置の構成〕
図1はパワーステアリング装置1の斜視図である。図2はパワーステアリング装置1を転舵軸10の軸線上で切断した断面図である。
パワーステアリング装置1は、運転者が操舵したステアリングホイールの回転を、転舵輪を転舵させる転舵軸10に伝達する操舵機構2と、転舵軸10にアシスト力を付与するアシスト機構3とを有している。
パワーステアリング装置1の各構成要素は、第1ハウジング31、第2ハウジング32およびモータハウジング33からなるハウジング30内に収容されている。
操舵機構2は、ステアリングホイールに連結する操舵入力軸80を有している。操舵入力軸80の先端にはピニオン81が形成されている。ピニオン81は、転舵軸10の外周に形成されたラックと噛み合っている。
【００１０】
アシスト機構3は、電動モータ40と、電動モータ40の出力を転舵軸10に伝達するボールねじ機構26とを有している。電動モータ40は、運転者によりステアリングホイールに入力された操舵トルクおよび操舵量に応じて電子コントロールユニット9より出力が制御されている。
ボールねじ機構26は、ナット20と出力プーリ27とを有している。出力プーリ27の外見は円筒状の部材であって、ナット20に一体回転可能に固定されている。電動モータ40の駆動軸40aには円筒状の入力プーリ35が一体に回転するように固定されている。ナット20の回転軸を第1基準軸線L1とし、入力プーリ35の回転軸を第2基準軸線L2とする。第2基準軸線L2は、第1基準軸線L1に対して径方向にオフセットするように配置される。なお、ナット20に一体に固定されている出力プーリ27も第1基準軸線L1を回転軸としている。
【００１１】
入力プーリ35と出力プーリ27との間にはベルト28が巻回されている。ベルト28は樹脂によって形成されている。電動モータ40の駆動力は入力プーリ35、ベルト28、出力プーリ27を介してナット20に伝達される。入力プーリ35の外径は出力プーリ27の外径より小さく形成されている。入力プーリ35、出力プーリ27およびベルト28によって減速器が構成されている。
ナット20は、転舵軸10を包囲するように円筒状に形成され、転舵軸10に対し回転自在に設けられている。ナット20の内周には、螺旋状に溝が形成されており、この溝がナット側ボールねじ溝21を構成している。転舵軸10の外周にはラックが形成されている部分とは軸方向に離れた位置に螺旋状の溝が形成されており、この溝が転舵軸側ボールねじ溝11を構成している。
転舵軸10にナット20を挿入した状態で、ナット側ボールねじ溝21と転舵軸側ボールねじ溝11とによってボール循環溝12を形成している。ボール循環溝12内には金属製の複数のボール22が充填されている。ナット20が回転するとボール循環溝12内をボール22が移動することにより、ナット20に対して転舵軸10が長手方向に移動する。
【００１２】
〔各種センサについて〕
図3はパワーステアリング装置1の模式図である。
パワーステアリング装置1は、運転者によりステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ4、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ5、電動モータ40のロータの回転角を検出するモータ回転角センサ6を有している。
操舵トルクセンサ4は、操舵入力軸80とピニオン81との間に設けられたトーションバー41の捩じれ量に基づき操舵トルクを検出している。トーションバー41の捩れ量は、操舵入力軸80の回転角とピニオン81の回転角の差から求めることができる。操舵入力軸80の回転角をθs[deg]、ピニオン81の回転角をθp[deg]とすると、操舵トルクTsは以下の式により求めることができる。
Ts = Ktb(θs - θp)
【００１３】
操舵角センサ5は、操舵入力軸80の回転角を操舵角として検出している。操舵角センサ5は、トーションバー41よりもステアリングホイール側に設けられている。操舵角センサ5のサンプリング周期は、モータ回転角センサ6のサンプリング周期よりも長く設定されている。操舵角センサ5のサンプリング周期を第1のサンプリング周期、モータ回転角センサ6のサンプリング周期を第2のサンプリング周期とする。
操舵角センサ5の検出値とモータ回転角センサ6の検出値から操舵トルクを求めることができる。操舵入力軸80の回転角θs[deg]は、操舵角センサ5の検出値を用いれば良い。ピニオン81の回転角θp[deg]は、電動モータ40のロータの回転角θm[deg]、ピニオン81から電動モータ40の駆動軸40aまでの間の減速比Ngを用いて、次の式により求めることができる。
θp = Ng × θm
【００１４】
〔操舵角センサの構成〕
図4は操舵角センサ5の斜視図である。図5は操舵角センサ5の分解図である。
操舵角センサ5は、操舵入力軸80と一体に回転するメインギヤ50と、メインギヤ50と噛み合うプライマリディテクションギヤ51と、プライマリディテクションギヤ51と噛み合うセカンダリディテクションギヤ52とを有している。
メインギヤ50は、40歯を有しているギヤである。
プライマリディテクションギヤ51は、操舵角センサハウジング53に回転自在に設けられている。プライマリディテクションギヤ51は、20歯を有しているギヤである。プライマリディテクションギヤ51の回転軸付近には、N極およびS極を1組有する磁性部材51aが装着されている。磁性部材51aはN極およびS極を2組以上有しても良く、所定間隔をもってN極およびS極が着磁されていれば良い。
【００１５】
セカンダリディテクションギヤ52は、操舵角センサハウジング53に回転自在に設けられている。セカンダリディテクションギヤ52は、19歯を有しているギヤである。セカンダリディテクションギヤ52の回転軸付近には、N極およびS極を1組有する磁性部材52aが装着されている。磁性部材52aはN極およびS極を2組以上有しても良く、所定間隔をもってN極およびS極が着磁されていれば良い。
電子基板54上であって、磁性部材51a,52aと対向する位置には磁性部材51a,52aのN極およびS極の間に発生する磁界の変化を抵抗素子の抵抗値の変化として検出する磁気抵抗効果素子51b,52b（MR素子）が設けられている。
操舵角センサ5の各要素は、操舵角センサハウジング53に収容されている。操舵角センサハウジング53は一方が開口し、操舵角センサ5の各要素を収容した後に、操舵角センサハウジング53の開口する側に電子基板54が収容され、操舵角センサカバー55により閉塞されている。
【００１６】
〔電気システムブロック図〕
図6は電気システムブロック図である。
操舵トルクセンサ4は、メイン操舵トルクセンサ4aとサブ操舵トルクセンサ4bの2つのセンサを有する。操舵角センサ5は、メイン操舵角センサ5aとサブ操舵角センサ5bの2つのセンサを有する。モータ回転角センサ6は、メインモータ回転角センサ6aとサブモータ回転角センサ6bの2つのセンサを有する。モータ回転角センサ6は、電子コントロールユニット7内に組み込まれている。
電子コントロールユニット7は、電源供給回路70、CAN通信回路71、マイクロプロセッサ72、プリドライバ73、電流監視回路74、フェイルセーフ回路75、インバータ回路76、電流計77、第1電流検出回路78、第2電流検出回路79を有している。
電源供給回路70は、イグニッションスイッチがONになると、操舵トルクセンサ4、操舵角センサ5、モータ回転角センサ6、マイクロプロセッサ72、プリドライバ73にバッテリ電源を供給する。
【００１７】
CAN通信回路71は、コントローラエリアネットワーク（Controller Area Network:CAN）との信号のやり取りを行う。
マイクロプロセッサ72は、CAN通信回路71から自車両の車速情報、操舵トルクセンサ4から操舵トルク情報、操舵角センサ5から操舵角情報（操舵角センサ出力信号）、モータ回転角センサ6からモータ回転角情報、第1電流検出回路78および第2電流検出回路79から電流値情報を入力する。これらの情報に基づいて電動モータ40により出力するアシストトルクを演算し、プリドライバ73に出力する。
プリドライバ73は、マイクロプロセッサ72において演算されたアシストトルクを基にインバータ回路76の制御信号を生成し、インバータ回路76に出力する。
電流監視回路74は、インバータ回路76を流れる電流を検出する電流計77の検出値を入力する。電流監視回路74は、マイクロプロセッサ72において演算したアシストトルクを出力するために、電動モータ40の制御で必要な電流値が目標通り出力されているかを監視する。なお、プリドライバ73および電流監視回路74により、モータ制御回路7gを構成している。
【００１８】
フェイルセーフ回路75は、マイクロプロセッサ72においてシステムの異常を検出し、システムを遮断することが判断されたときには、マイクロプロセッサ72からの指令に基づいてインバータ回路76から電動モータ40への電源供給を遮断する。
インバータ回路76は、電動モータ40に電流を供給するための駆動素子から構成されている。インバータ回路76は、プリドライバ73の指令に基づいて電動モータ40に駆動電流を供給する。
第1電流検出回路78は、電流監視回路74に入力された電流値に対して高応答フィルタ処理を行い、マイクロプロセッサ72に出力する。第2電流検出回路79は、電流監視回路74に入力された電流値に対して低応答フィルタ処理を行い、マイクロプロセッサ72に出力する。高応答フィルタ処理を行った電流値は、電動モータ40の制御に用いられる。低応答フィルタ処理を行った電流値は、平均的な電流値となり、インバータ回路76の渦電流の監視に用いられる。
【００１９】
〔センサブロック図〕
図7はセンサブロック図である。
メイン操舵トルクセンサ4aは、電子コントロールユニット7に設けられたメイン操舵トルク信号受信部7bを介してマイクロプロセッサ72に接続している。サブ操舵トルクセンサ4bは、電子コントロールユニット7に設けられたサブ操舵トルク信号受信部7dを介してマイクロプロセッサ72に接続している。メイン操舵角センサ5aは、電子コントロールユニット7に設けられたメイン操舵角信号受信部7aを介してマイクロプロセッサ72に接続している。サブ操舵角センサ5bは、電子コントロールユニット7に設けられたサブ操舵角信号受信部7cを介してマイクロプロセッサ72に接続している。メインモータ回転角センサ6aおよびサブモータ回転角センサ6bは、電子コントロールユニット7に設けられたモータ回転角信号受信部7eを介してマイクロプロセッサ72に接続している。
メイン操舵トルクセンサ4a、サブ操舵トルクセンサ4b、メイン操舵角センサ5a、サブ操舵角センサ5bは、電子コントロールユニット7に設けられた異常検出回路7fに接続している。異常検出回路7fは、各センサの異常を監視し、センサに異常が発生したときには、異常が発生したセンサの情報をマイクロプロセッサ72に出力する。
【００２０】
〔制御ブロック図〕
図8は制御ブロック図である。
電子コントロールユニット7は、モータ制御回路90、代替信号演算回路91、操舵トルクセンサ冗長監視回路92、操舵角センサ冗長監視回路93、モータ回転角センサ冗長監視回路94、フェイルセーフ判断回路95、フェイルセーフ処理回路96を有している。
モータ制御回路90は、切り替え部90a、アシストマップ90b、操舵補助制御部90c、加算部90d、リミッタ90eを有している。
切り替え部90aは、通常はメイン操舵トルクセンサ4aの操舵トルク信号をアシストマップ90bに出力する。操舵トルクセンサ4の異常が検出されたときには、代替信号演算回路91において演算された操舵トルク信号（以下、代替操舵トルク信号）をアシストマップ90bに出力する。
アシストマップ90bは、メイン操舵トルクセンサ4aまたは代替信号演算回路91の操舵トルク信号と、車速信号からモータ指令電流を求める。図9はアシストマップ90bを示すグラフである。アシストマップ90bは、操舵トルクからモータ指令電流を求めるためのマップである。モータ指令電流は車速が高くなるほど小さくなるように設定されている。
【００２１】
操舵補助制御部90cは、メイン操舵角センサ5aの操舵角信号からステアリングホイールを戻し方向へ操舵したときのアシストトルクを付与するためのモータ指令電流を演算する（戻し制御）。
図10は操舵補助制御部90cの制御ブロック図である。操舵補助制御部90cは、スイッチ回路90c1、正常時戻し制御回路90c2、代替信号使用時戻し制御回路90c3を有している。スイッチ回路90c1は、切り替え部90aにおいてメイン操舵トルクセンサ4aの操舵トルク信号がアシストマップ90bに出力されているときには、メイン操舵角センサ5aの操舵角信号を正常時戻し制御回路90c2に出力する。スイッチ回路90c1は、切り替え部90aにおいて代替操舵トルク信号がアシストマップ90bに出力されているときには、メイン操舵角センサ5aの操舵角信号を代替信号使用時戻し制御回路90c3に出力する。
代替トルク信号を演算するために、操舵角信号が増幅されている。代替トルク信号使用時に、そのまま操舵角信号を用いて戻し制御を行うと、ステアリングホイールの戻りが悪化する。そのため、代替信号使用時戻し制御回路90c3のゲインは、正常時戻し制御回路90c4のゲインよりも小さな値に設定されている。
加算部90dは、アシストマップ90bの出力値と、操舵補助制御部90cの出力値とを加算して、最終的なモータ指令電流とする。
【００２２】
リミッタ90eは、モータ指令電流が設定した上限値を越えているときには、その上限値をモータ指令電流としてモータ制御回路7gに出力する。
代替信号演算回路91は、メイン操舵角センサ5aが検出した操舵角と、メインモータ回転角センサ6aが検出したモータ回転角から操舵トルクを演算する。図11は代替信号演算回路91の制御ブロック図である。代替信号演算回路91は、振幅調整回路91a、平滑化回路91b、ピニオン回転角演算回路91c、加減算回路91d、操舵トルク演算回路91e、振幅再調整回路91f、非線形補正回路91gを有している。
振幅調整回路91aは、メイン操舵角センサ5aの操舵角信号の振幅を増大する。
平滑化回路91bは、振幅を増大した操舵角信号を平滑化する。
ピニオン回転角演算回路91cは、メインモータ回転角センサ6aが検出したモータ回転角信号から、ピニオン回転角を演算する。
加減算回路91dは、平滑化および増幅した操舵角信号から、モータ回転角信号から演算したピニオン回転角信号を減算する。
操舵トルク演算回路91eでは、加減算回路91dの出力値にトーションバー41の捩じれ剛性をKtb[Nm/deg]を乗算して、代替操舵トルク信号として出力する。
【００２３】
振幅再調整回路91fは、代替操舵トルク信号の振幅を減少する。代替操舵トルク信号の振幅の減少ゲインは、振幅調整回路91aにおいてメイン操舵角センサ5aの操舵角信号の振幅を増大したゲインの逆数とする。つまり、振幅調整回路91aにおいて振幅をX倍したとすると、振幅再調整回路91fでは振幅を1/X倍する。
非線形補正回路91gは、振幅再調整回路91fの出力値に非線形補正処理を行う。図12は非線形補正マップである。図12に示すように、非線形補正マップは加減算回路91dの出力値（入力信号）がゼロ付近では、入力信号よりも出力信号が大きくなるように設定している。また入力信号が大きくなるほど出力信号が小さくなるように設定している。これにより、操舵初期の操舵アシストトルク発生の応答性を向上させることができる。
操舵トルクセンサ冗長監視回路92は、メイン操舵トルクセンサ4aの出力値とサブ操舵トルクセンサ4bの出力値とを比較し、出力値の差が所定値より大きいときには操舵トルクセンサ4に異常が発生していると判断する。
【００２４】
操舵角センサ冗長監視回路93は、メイン操舵角センサ5aの出力値とサブ操舵角センサ5bの出力値とを比較し、出力値の差が所定値より大きいときには操舵角センサ5に異常が発生していると判断する。
モータ回転角センサ冗長監視回路94は、メインモータ回転角センサ6aの出力値とサブモータ回転角センサ6bの出力値とを比較し、出力値の差が所定値より大きいときにはモータ回転角センサ6に異常が発生していると判断する。
操舵トルクセンサ冗長監視回路92、操舵角センサ冗長監視回路93、モータ回転角センサ冗長監視回路94により各センサの出力値を比較することで、センサの異常発生を判断しているため、マイクロプロセッサ72の処理負荷を低減することができる。
フェイルセーフ判断回路95は、操舵トルクセンサ冗長監視回路92、操舵角センサ冗長監視回路93およびモータ回転角センサ冗長監視回路94の信号を入力し、異常が起きているセンサに応じてフェイルセーフの方法を判断する。
フェイルセーフ処理回路96は、フェイルセーフ判断回路95により判断されたフェイルセーフの方法に基づいて、フェイルセーフの処理を行う。
【００２５】
〔フェイルセーフ方法判断処理〕
図13はフェイルセーフの方法を判断する処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS1では、操舵角センサ5に異常が発生しているか否かを判断し、異常が発生しているときにはステップS13へ移行し、異常が発生していないときにはステップS2へ移行する。
ステップS2では、モータ回転角センサ6に異常が発生しているか否かを判断し、異常が発生しているときにはステップS19へ移行し、異常が発生していないときにはステップS3へ移行する。
ステップS3では、メイン操舵角センサ5aから操舵角信号を入力して、ステップS4へ移行する。
ステップS4では、メインモータ回転角センサ6aからモータ回転角信号を入力して、ステップS5へ移行する。
ステップS5では、操舵角信号の振幅を所定倍（X倍）に増大して、ステップS6へ移行する。
ステップS6では、増幅した操舵角信号に平滑化処理を行い、ステップS7へ移行する。
【００２６】
ステップS7では、操舵角信号とモータ回転角信号から代替操舵トルク信号を演算して、ステップS8へ移行する。
ステップS8では、代替操舵トルク信号の振幅を所定倍（1/X倍）に減少して、ステップS9へ移行する。
ステップS9では、代替操舵トルク信号に非線形補正処理を行い、ステップS10へ移行する。
ステップS10では、操舵トルクセンサ4に異常が発生しているか否かを判断し、異常が発生しているときにはステップS13へ移行し、異常が発生していないときにはステップS11へ移行する。
ステップS11では、アシストマップ90bに出力する信号を代替操舵トルク信号に切り替えて、ステップS12へ移行する。
ステップS12では、操舵補助制御部90cにおいて、代替信号使用時戻し制御に切り替えて、処理を終了する。
【００２７】
ステップS13では、通常制御を行い、処理を終了する。通常制御とは、アシストマップ90bに出力する信号をメイン操舵トルクセンサ4aの操舵トルク信号に切り替え、操舵補助制御部90cにおいて正常時戻し制御に切り替えて制御を行うことである。
ステップS14では、操舵トルクセンサ4に異常が発生しているか否かを判断し、異常が発生しているときにはステップS15へ移行し、異常が発生していないときにはステップS18へ移行する。
ステップS15では、操舵アシスト制御を継続し、ステップS16へ移行する。
ステップS16では、戻し制御をオフにして、ステップS17へ移行する。
ステップS17では、ワーニングランプを点灯して、処理を終了する。
ステップS18では、システム安全状態にし、ステップS19へ移行する。システム安全状態とは、操舵アシスト制御をオフにすることである。
ステップS19では、ワーニングランプを点灯して、処理を終了する。
ステップS20では、システム安全状態にし、ステップS21へ移行する。
ステップS21では、ワーニングランプを点灯して、処理を終了する。
【００２８】
〔戻し制御選択処理〕
図14は操舵補助制御部90cにおいて行われる戻し制御における制御の選択処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS31では、操舵角センサ5に異常が発生しているか否かを判断し、異常が発生しているときにはステップS34へ移行し、異常が発生していないときにはステップS32へ移行する。
ステップS32では、代替操舵トルク信号による操舵アシスト制御が行われているか否かを判断し、代替操舵トルク信号による操舵アシスト制御が行われているときには、ステップS33へ移行し、代替操舵トルク信号による操舵アシスト制御が行われていないときは、ステップS35へ移行する。
ステップS33では、代替信号使用時戻し制御を行い、処理を終了する。
ステップS34では、正常時戻し制御を行い、処理を終了する。
ステップS35では、戻し制御を中止し、処理を終了する。
【００２９】
〔作用〕
操舵トルクセンサ4に異常が発生した場合、操舵角センサ5の操舵角信号とモータ回転角センサ6のモータ回転角信号から求めたピニオン回転角とから操舵トルクを求めることができる。
図15は、操舵角信号、モータ回転角信号から求めたピニオン回転角および操舵角信号とモータ回転角信号から求めたピニオン回転角との差分を示すグラフである。図15(a)は操舵角信号の振幅を増大していないときのグラフである。図15(b)は操舵角信号の振幅を増大したときのグラフである。図16は、操舵トルクと代替操舵トルク信号を示すグラフである。図16(a)は操舵角信号の振幅を増大していないときのグラフである。図16(b)は操舵角信号の振幅を増大したときのグラフである。
操舵角センサ5のサンプリング周期は、モータ回転角センサ6のサンプリング周期に比べて長い。そのため、操舵角センサ5の1サンプリング周期のうちに、モータ回転角信号が更新（サンプリング）される。つまり、操舵角センサ5とモータ回転角センサ6は異なるタイミングにおいてサンプリングを行うため、操舵角信号とモータ回転角信号から求めたピニオン回転角との差を取ると、図15(a)に示すようにゼロ点を跨いでプラスの値とマイナスの値がハンチングするおそれがある。この信号を基に代替操舵トルク信号を演算すると、図16(a)に示すように代替操舵トルク信号もハンチングすることとなる。特に操舵トルクが小さいときには、代替操舵トルク信号はゼロ点を跨いでプラスの値とマイナスの値がハンチングすることとなる。そのため、操舵アシストトルクは、ステアリングホイールの右操舵方向、左操舵方向に振動するように発生する。よって、運転者がステアリングホールを操舵し始めると、ステアリングホイールから運転者に振動が伝わり、運転者に違和感を与えるおそれがある。
【００３０】
そこで実施例1では、操舵角信号の振幅を増大し、振幅を増大した後の操舵角信号とモータ回転角信号から求めたピニオン回転角との差分を取るようにした。図15(b)に示すように、振幅増大後の操舵角信号とモータ回転角信号から求めたピニオン回転角との差が大きくなるため、ゼロ点を跨ぐプラスの値とマイナスの値のハンチングは抑制されている。また図16(b)に示すように、代替操舵トルク信号のハンチング量も抑制されている。したがって、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
また実施例1では、モータ回転角信号から求めたピニオン回転角ではなく、操舵角信号の振幅を増大するようにした。振幅を増大した後の操舵角信号とモータ回転角信号から求めたピニオン回転角との差分を取り、その差分の振幅を、操舵角信号の振幅を増大したときの倍率の逆数で減少させるようにした（X倍に増大した場合は1/X倍に減少する）。
このため、最終的な差分の値は、モータ回転角信号から求めたピニオン回転角の比率に比べて、操舵角信号の比率が高くなる。しかし、運転者が操舵力を入力するステアリングホイールに近い位置に配置された操舵角センサ5の信号の比率が高くなるため、運転者のステアリングホイールの操舵が強調され、最終的な差分の値は操舵に敏感に反応した信号となる。そのため、操舵アシスト制御に運転者の操舵を強く反映させることができる。
【００３１】
また実施例1では、操舵角信号を平滑化回路91bにより平滑化するようにした。サンプリング周期が長いほど、前回のサンプリング時の値と今回のサンプリング時の値との差が大きくなりやすい。サンプリング周期の長い操舵角信号を平滑化することにより、操舵角信号の変化を滑らかにすることができる。これにより、サンプリング周期の違いによる代替操舵トルク信号の乱れ（ガタツキ）を抑制することができる。
また操舵角センサ5は、複数のギヤの組み合わせにより構成されているため、バックラッシが生じる。そのため、操舵方向の切り返しの際、信号の変化が生じない無応答期間が生じる。操舵角信号を平滑化することにより信号の変化が滑らかになり、無応答期間を抑制することができる。
また実施例1では、操舵機構2と電動モータ40との間の減速機として、電動モータ40の回転力を操舵機構2に伝達するボールねじ機構26を用いた。ボールねじ機構26は、他の減速機に比べて減速比が大きい。そのため、代替トルク信号を求める際、操舵角センサ5のサンプリング周期とモータ回転角センサ6のサンプリング周期との差の影響が、ボールねじ機構26の減速比により、より大きくなる。そのため、特に実施例1のように減速機としてボールねじ機構26を用いた場合、操舵角信号の振幅を増大して、モータ回転角信号から求めたピニオン回転角との差を取ることにより、運転者の操舵フィーリングを向上に寄与することができる。
【００３２】
〔効果〕
(1) パワーステアリング装置1（車両搭載機器）の制御装置であって、
パワーステアリング装置1から出力される操舵角センサ出力信号（第1の出力信号）と操舵角センサ出力信号と異なるサンプリングタイミングを有するモータ回転角信号（第2の出力信号）の夫々を受信するメイン操舵角信号受信部7a（第1の出力信号受信部）およびモータ回転角信号受信部7e（第2の出力信号受信部）と、操舵角センサ出力信号および／またはモータ回転角信号の振幅を増大または減少させる振幅調整回路91aと、操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号のうち一方の信号であって振幅調整回路91aによって振幅が調整された信号と、他方の信号との差に基づき電動モータ40（車両搭載機器のアクチュエータ）を駆動するモータ指令信号（駆動信号）を演算するモータ制御回路7g（駆動信号演算回路）と、を設けた。
操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号のうち少なくとも一方の信号の振幅を増大または減少させることにより、操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号との差の符号の変化が抑制される。よって、電動モータ40を適切に制御することができ、ステアリングホイールの振動が抑制され、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００３３】
(2) 操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号は、互いにサンプリング周期が異なる。
両信号のサンプリング周期が異なるため、その差を取ると符号が頻繁に変化するおそれがある。少なくとも一方の信号の振幅を増大または減少させることにより、両親号の大小関係が頻繁に変化しないようにし、両信号の差の符号の変化を抑制することができる。よって、電動モータ40を適切に制御することができ、ステアリングホイールの振動が抑制され、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
(3) 操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号のうち、サンプリング周期の長い方に対応する信号を平滑化する平滑化回路91bを備え、モータ制御回路7gは、平滑化回路91bによって平滑化された信号に基づきモータ指令信号を演算するようにした。
サンプリング周期の長い信号を平滑化することにより、信号の変化を滑らかにすることができる。これにより、サンプリング周期の違いによる代替操舵トルク信号の乱れ（ガタツキ）を抑制することができる。
【００３４】
(4) 振幅再調整回路91fを備え、振幅調整回路91aは、操舵角センサ出力信号および/またはモータ回転角信号の振幅を増大させるものであって、振幅再調整回路91fは、振幅調整回路91aによって振幅が調整された信号と他方の信号の差が演算された後、差の信号の振幅を減少させるようにした。
一方または両方の信号を増幅させた後に差をとったものの振幅を減少させることにより、増幅前の特性に近い信号に基づき電動モータ40を制御することができ、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
(5) 振幅再調整回路91fは、振幅調整回路91a路の増幅率と同じ比率で差の信号の振幅を減少させるようにした。
一方または両方の信号を増幅させたときの増幅率と同じ率の減少率で両信号の差をとったものの振幅を減少させることにより、増幅前の特性に近い信号に基づき電動モータ40を制御することができ、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００３５】
(6) ステアリングホイールの操舵操作に応じて転舵輪を転舵させる操舵機構2と、操舵機構2に設けられ、トーションバー41を有し、トーションバー41の捩れ量に基づき操舵機構2に発生する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ4（トルクセンサ）と、操舵機構2のうちトーションバー41よりもステアリングホイール側に設けられ、ステアリングホイールの操舵量である操舵角を検出する操舵角センサ5と、操舵機構2のうちトーションバー41よりも転舵輪側に設けられ操舵機構2に操舵力を付与する電動モータ40と、電動モータ40を駆動制御する電子コントロールユニット7と、電動モータ40に設けられ、電動モータ40のロータの回転角を検出するモータ回転角センサ6と、を有するパワーステアリング装置1であって、操舵角センサ出力信号は、操舵角センサ5から出力される信号であって、メイン操舵角信号受信部7aは、操舵角センサ出力信号を受信し、モータ回転角信号は、モータ回転角センサ6から出力される信号であって、モータ回転角信号受信部7eは、モータ回転角信号を受信し、モータ制御回路7gは、電動モータ40を駆動するモータ指令信号を演算するようにした。
操舵トルクセンサ4の出力信号に異常が生じ、操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号に基づき、操舵トルクセンサ4の出力信号の代替値を演算する場合において、操舵角センサ出力信号および／またはモータ回転角信号の振幅を調整することにより、電動モータ40を適切に制御することができ、ステアリングホイールの振動が抑制され、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００３６】
(7) モータ制御回路7gは、操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号の差に基づき、操舵トルクセンサ4の出力信号の代替値を演算するようにした。
操舵トルクセンサ4の出力信号に異常が生じた場合であっても、操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号の差に基づき、操舵トルクセンサ4の出力信号の代替値を演算することで、継続して操舵アシスト制御を行うことができる。
(8) 操舵角センサ出力信号のサンプリング周期はモータ回転角信号のサンプリング周期より長いものであって、振幅調整回路91aは、操舵角センサ出力信号の振幅を増大させるようにした。
操舵角センサ5の1回のサンプリング周期のうちに、モータ回転角信号が更新（サンプリング）されるため、操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号の差の値の符号が頻繁に入れ替わるおそれがある。操舵角センサ出力信号の振幅を増大させることで、両信号の差の符号の入れ替わりが抑制される。よって、電動モータ40を適切に制御することができ、ステアリングホイールの振動が抑制され、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００３７】
(9) ステアリングホイールの操舵操作に応じて転舵輪を転舵させる操舵機構2と、操舵機構2に設けられ、トーションバー41を有し、トーションバー41の捩れ量に基づき操舵機構2に発生する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ4（トルクセンサ）と、操舵機構2のうちトーションバー41よりもステアリングホイール側に設けられ、ステアリングホイールの操舵量である操舵角を検出する操舵角センサ5と、操舵機構2のうちトーションバー41よりも転舵輪側に設けられ操舵機構2に操舵力を付与する電動モータ40と、電動モータ40を駆動制御する電子コントロールユニット7と、電動モータ40に設けられ、電動モータ40のロータの回転角を検出するモータ回転角センサ6と、電子コントロールユニット7に設けられ、操舵トルクセンサ4から出力される検出信号であるトルクセンサ出力信号を受信するメイン操舵トルク信号受信部7b（トルク信号受信部）と、電子コントロールユニット7に設けられ、操舵角センサ5から出力される検出信号である操舵角センサ出力信号を第1のサンプリング周期で受信するメイン操舵角信号受信部7a（操舵角信号受信部）と、電子コントロールユニット7に設けられ、モータ回転角センサ6から出力される検出信号であるモータ回転角信号を第1のサンプリング周期とは異なる第2のサンプリング周期で受信するモータ回転角信号受信部7eと、電子コントロールユニット7に設けられ、トルクセンサ出力信号の異常を検出する異常検出回路7fと、電子コントロールユニット7に設けられ、操舵角センサ出力信号および/またはモータ回転角信号の振幅を増大または減少させる振幅調整回路91aと、電子コントロールユニット7に設けられ、振幅調整回路91aによって振幅が調整された操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号のうちの少なくとも一方の信号と他方の信号に基づきトルクセンサ出力信号の代替信号を演算する代替信号演算回路91と、電子コントロールユニット7に設けられ、異常検出回路7fによってトルクセンサ出力信号の異常が検出されない正常時において、トルクセンサ出力信号に基づき電動モータ40を駆動するモータ指令信号を出力すると共に、異常検出回路7fによってトルクセンサ出力信号の異常が検出されるとき、代替信号に基づきモータ指令信号を出力するモータ制御回路7gとを設けた。
操舵トルクセンサ4の出力信号に異常が生じ、操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号に基づき、操舵トルクセンサ4の出力信号の代替値を演算する場合において、操舵角センサ出力信号および／またはモータ回転角信号の振幅を調整することにより、電動モータ40を適切に制御することができ、ステアリングホイールの振動が抑制され、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００３８】
(10) 操舵角センサ5は複数の歯車（メインギヤ50、プライマリディテクションギヤ51、セカンダリディテクションギヤ52）の組み合わせによって構成され、操舵角センサ出力信号を平滑化する平滑化回路91bを備えた。
複数の歯車の組み合わせにはバックラッシがあるため、操舵方向が変化する切り返しの際に信号の変化が生じない無応答期間が生じる。複数の歯車を有する操舵角センサ5の出力信号を平滑化処理することにより、無応答期間を含め信号の変化が滑らかになり、無応答期間の影響を抑制することができる。
(11) 操舵機構2と電動モータ40の間に設けられた減速機であって、電動モータ40の回転力を操舵機構2に伝達するボールねじ機構26を有するようにした。
ボールねじ機構26は他の減速機と比べて減速比が大きい。そのため、操舵角センサ5とモータ回転角センサ6とのサンプリング周期の差が大きくなる。操舵角センサ出力信号および／またはモータ回転角信号の振幅を調整することにより、サンプリング周期の差に基づく操舵フィーリングの悪化を抑制することができ、その効果は他の減速機を用いたパワーステアリング装置1よりも大きい。
【００３９】
(12) 操舵角センサ出力信号とモータ回転角信号は、互いにサンプリング周期が異なる。
両信号のサンプリング周期が異なるため、その差を取ると符号が頻繁に変化するおそれがある。少なくとも一方の信号の振幅を増大または減少させることにより、両親号の大小関係が頻繁に変化しないようにし、両信号の差の符号の変化を抑制することができる。よって、電動モータ40を適切に制御することができ、ステアリングホイールの振動が抑制され、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
(13) 電子コントロールユニット7に設けられ、第1のサンプリング周期と第2のサンプリング周期のうち、周期の長い方に対応する信号を平滑化する平滑化回路91bを備え、代替信号演算回路91は、平滑化回路91bによって平滑化された信号に基づき代替信号を演算するようにした。
サンプリング周期の長い信号を平滑化することにより、信号の変化を滑らかにすることができる。これにより、サンプリング周期の違いによる代替操舵トルク信号の乱れ（ガタツキ）を抑制することができる。
【００４０】
［実施例2］
実施例1ではパワーステアリング装置1の操舵角センサ5の操舵角センサ出力信号とモータ回転角センサ6のモータ回転角信号に基づいて求めたピニオン回転角信号との差に基づいて、電動モータ40を制御するようにしていた。実施例2では減衰力を可変に制御する懸架装置60のばね上加速度信号とばね下加速度信号との差に基づいて減衰力可変アクチュエータ66を制御する点で実施例1と相違する。
図17は減衰力可変アクチュエータ66を備えた懸架装置60の模式図である。車輪67L,67Rはスプリング68L,68R、ショックアブソーバ69L,69Rを備えた懸架装置60により車体に懸架されている。
ショックアブソーバ69L,69Rの減衰力は、減衰力可変アクチュエータ66L,66Rによって可変に制御される。減衰力可変アクチュエータ66L,66Rは、電子コントロールユニット65によって制御されている。これにより、乗り心地や操縦安定性を向上させている。
車体側には車体の上下加速度を検出するばね上加速度センサ61L,61Rが設けられている。車輪67L,67R側には車輪67L,67Rの上下加速度を検出するばね下加速度センサ63L,63Rが設けられている。ばね上加速度センサ61L,61Rは、ばね上加速度信号受信部62を介して電子コントロールユニット65に検出した車体の上下加速度をばね上加速度信号として出力している。ばね下加速度センサ63L,63Rは、ばね下加速度信号受信部64を介して電子コントロールユニット65に検出した車輪67L,67Rの上下加速度をばね下加速度信号として出力している。
【００４１】
ばね上加速度センサ61L,61Rとばね下加速度センサ63L,63Rのサンプリング周期は同じであるものの、サンプリングタイミングが異なる。
電子コントロールユニット65は、ばね上加速度信号とばね下加速度信号の差を積分して、ショックアブソーバ69L,69Rの変位速度を算出している。電子コントロールユニット65は、ショックアブソーバ69L,69Rの変位速度に基づいて、減衰力可変アクチュエータ66L,66Rによりショックアブソーバ69L,69Rの減衰力を制御している。
実施例1の操舵角センサ5とモータ回転角センサ6と異なり、ばね上加速度センサ61L,61Rとばね下加速度センサ63L,63Rのサンプリング周期は同じである。しかし、サンプリングタイミングが異なる。サンプリングタイミングが異なれば、一方のセンサの1サンプリング周期のうちに、他方のセンサの値が更新される。そのため、ばね上加速度信号とばね下加速度信号の差が小さいときには、ゼロ点を跨いでプラスの値とマイナスの値がハンチングするおそれがある。これにより、減衰力可変アクチュエータ66L,66Rが不用な制御を行い、乗り心地や操縦安定性の悪化のおそれがある。
実施例1と同様に、例えば、ばね上加速度信号の振幅を増大させ、振幅を増大させたばね上加速度信号とばね下加速度信号との差をとり、両者の差をばね上加速度信号の振幅を増大させたときの比率と同じ比率で減少させ、ショックアブソーバ69L,69Rの変位加速度とする。電子コントロールユニット65は、ショックアブソーバ69L,69Rの変位加速度を積分しての変位速度を算出し、減衰力可変アクチュエータ66L,66Rによりショックアブソーバ69L,69Rの減衰力を制御することができる。これにより、減衰力可変アクチュエータ66L,66Rの不用な制御を抑制し、乗り心地や操縦安定性を向上させることができる。
【００４２】
〔効果〕
(14) 懸架装置60の制御装置であって、ばね上加速度信号受信部62（第1の出力信号受信部）は、車両側に設けられたばね上加速度センサ61（第1の加速度センサ）のばね上加速度信号（第1の出力信号）を受信し、ばね下加速度信号受信部64（第2の出力信号受信部）は、車輪側に設けられたばね下加速度センサ63（第2の加速度センサ）のばね下加速度信号（第2の出力信号）を受信し、電子コントロールユニット65（駆動信号演算回路）は、懸架装置60を駆動制御する減衰力可変アクチュエータ66（アクチュエータ）の指令信号を演算するようにした。
ばね上加速度信号および／またはばね下加速度信号の振幅を調整することにより、減衰力可変アクチュエータ66を適切に制御することができ、乗り心地や操縦安定性を向上させることができる。
(15) ばね上加速度信号とばね下加速度信号は、互いにサンプリング周期が同一であり、かつサンプリングタイミングが異なる。
サンプリング周期が同一であってもサンプリングタイミングが異なれば、両信号の差を取るとゼロ点を跨いでプラスの値とマイナスの値がハンチングするおそれがある。ばね上加速度信号および／またはばね下加速度信号の振幅を調整することにより、減衰力可変アクチュエータ66を適切に制御することができ、乗り心地や操縦安定性を向上させることができる。
【００４３】
［実施例3］
実施例1ではパワーステアリング装置1の操舵角センサ5の操舵角センサ出力信号とモータ回転角センサ6のモータ回転角信号に基づいて求めたピニオン回転角信号との差に基づいて、電動モータ40を制御するようにしていた。実施例3ではブレーキキャリパ105により制動力を制御する制動装置100のマスタ液圧信号とホイール液圧信号との差に基づいてポンプ装置104を駆動する電動モータ103を制御する点で実施例1と相違する。
図18は制動装置100の模式図である。制動装置100は、運転者がブレーキペダル101を操作することによりマスタシリンダ102からブレーキキャリパ105にブレーキ液が供給される。制動装置100は、液圧発生源としてマスタシリンダ102とは別に電動モータ103によって駆動されるポンプ装置104を有している。
液圧アクチュエータ106は、ポンプ装置104および各ブレーキ液回路の遮断／開放を切り替えるソレノイドバルブを有している。電動モータ103およびソレノイドバルブは、アクチュエータ制御部111による指令信号により制御されている。ポンプ装置104の駆動量、ソレノイドバルブの開弁量を調整することにより、ブレーキキャリパ105に供給されるブレーキ液の量を制御している。
【００４４】
マスタシリンダ102には、マスタシリンダ102の液圧を検出するマスタ圧センサ108が設けられている。液圧アクチュエータ106には、液圧アクチュエータ106の液圧を検出するホイール圧センサ110が設けられている。マスタ圧センサ108は、マスタ圧信号受信部107を介してアクチュエータ制御部111に検出したマスタシリンダ102の液圧をマスタ圧信号として出力している。ホイール圧センサ110は、ホイール圧信号受信部109を介してアクチュエータ制御部111に検出した液圧アクチュエータ106の液圧をホイール圧信号として出力している。
マスタ圧センサ108とホイール圧センサ110のサンプリング周期は同じであるものの、サンプリングタイミングが異なる。
アクチュエータ制御部111は、マスタ圧信号とホイール圧信号との差に基づいて液圧アクチュエータ106を制御し、液圧アクチュエータ106からブレーキキャリパ105に供給するブレーキ液の液圧の増圧および減圧を制御する。
実施例1の操舵角センサ5とモータ回転角センサ6と異なり、マスタ圧センサ108とホイール圧センサ110のサンプリング周期は同じである。しかし、サンプリングタイミングが異なる。サンプリングタイミングが異なれば、一方のセンサの1サンプリング周期のうちに、他方のセンサの値が更新される。そのため、マスタ圧信号とホイール圧信号の差が小さいときには、ゼロ点を跨いでプラスの値とマイナスの値がハンチングするおそれがある。これにより、電動モータ103が不用な制御を行い、車両挙動が悪化するおそれがある。
実施例1と同様に、例えば、マスタ圧信号の振幅を増大させ、振幅を増大させたマスタ圧信号とホイール圧信号との差をとり、両者の差をマスタ圧信号の振幅を増大させたときの比率と同じ比率で減少させて差圧とする。アクチュエータ制御部111は、差圧に応じて電動モータ103の駆動量を調整し、ブレーキキャリパ105により制動力を制御することができる。これにより、車両挙動を安定させることができる。
【００４５】
〔効果〕
(16) ブレーキペダル101の操作によって液圧を増大させるマスタシリンダ102と、電動モータ103によって駆動させるポンプ装置104を備えブレーキキャリパ105を制御する液圧アクチュエータ106と、を有する制動装置100の制御装置であって、マスタ圧信号受信部107（第1の出力信号受信部）は、マスタシリンダ102の液圧を検出するマスタ圧センサ108のマスタ液圧信号（第1の出力信号）を受信し、ホイール圧信号受信部109（第2の出力信号受信部）は、液圧アクチュエータ106の液圧を検出するホイール圧センサ110のホイール液圧信号（第2の出力信号）を受信し、アクチュエータ制御部111（駆動信号演算部）はマスタ液圧信号とホイール液圧信号の差に基づき電動モータ103を駆動するモータ指令信号を演算するようにした。
マスタ圧信号および／またはホイール圧信号の振幅を調整することにより、電動モータ103を適切に制御することができ、車両挙動を安定させることができる。
【００４６】
［他の実施例］
以上、本発明を実施例1〜実施例3に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施例1〜実施例3に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
実施例1では、サンプリング周期がモータ回転角センサ6よりも長い操舵角センサ5が検出した操舵角センサ出力信号の振幅を増大するようにした。そして、増大した操舵角センサ出力信号と、モータ回転角センサ6が検出したモータ回転角信号から求めたピニオン回転角信号との差を取るようにしていた。これを、ピニオン回転角信号の振幅を増大するようにし、増大したピニオン回転角信号と操舵角センサ出力信号との差を取るようにしても良い。
実施例1では、操舵角センサ出力信号の振幅を増大させるようにしたが、操舵角出力信号の振幅を減少させるようにしても良い。
【００４７】
実施例1では、操舵角センサ出力信号の振幅のみを増大させるようにしたが、ピニオン回転角信号の振幅も増大するようにしても良い。この場合、操舵角センサ出力信号の振幅のみを増大率とピニオン回転角信号の振幅も増大率は異なるようにすれば良い。操舵角センサ出力信号の振幅およびピニオン回転角信号の振幅をともに減少させるようにしても良い。
実施例1では、操舵角センサ5のサンプリング周期が、モータ回転角センサ6のサンプリング周期よりも長くなっているが、両者のサンプリング周期は同じであっても良く、サンプリングタイミングがずれていれば良い。
実施例2では、ばね上加速度センサ61L,61Rとばね下加速度センサ63L,63Rは、サンプリング周期が同じであるものサンプリングタイミングが異なるようにした。ばね上加速度センサ61L,61Rとばね下加速度センサ63L,63Rは、サンプリング周期が異なっていても良い。同様に、実施例3のマスタ圧センサ108とホイール圧センサ110は、サンプリング周期が異なっていても良い。
【図１】
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【図２】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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