(57)【要約】【課題】    電動パワーステアリング装置内の故障発生後にできる限りにアシストを継続させるように代替制御を行うようにした電動パワーステアリング装置の制御装置を提供する。【解決手段】    モータによるアシスト力を操舵系に付与するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置であって、予めシステム内の故障を故障後も代替手段による制御の継続ができるか否かを要因毎に分類した故障分類結果を有し、実際に発生した故障を前記故障分類結果と照合し、代替制御が可能かどうかを判定する代替制御可能判定手段を備える。また、前記代替制御を行う際には、代替制御の成立性に応じた代替制御制限ゲインを電流制御信号に乗ずるようにする。【選択図】  図１
2005271860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータによるアシスト力を操舵系に付与するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、
予めシステム内の故障を故障後も代替手段による制御の継続ができるか否かを要因毎に分類した故障分類結果を有し、
実際に発生した故障を前記故障分類結果と照合し、代替制御が可能かどうかを判定する代替制御可能判定手段を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項２】
前記代替制御を行う際には、代替制御の成立性に応じた、代替制御制限ゲインを電流制御信号に乗ずるようにする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与すりようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車などの電動パワーステアリング装置として、操舵力を補助するための電動モータと、ステアリングシャフトの入力トルクを検出するためのトルクセンサと、車速を検出するための車速センサと、ステアリングシャフトの入力トルクと車速に応じて操舵力補助量を制御する車速順応制御手段とを備え、運転者がステアリングホイール（ハンドル）を回す回転力と車速に順応したモータの回転駆動力の合力により操舵力が得られるようになされたものが知られている。
【０００３】
このような電動パワーステアリング装置において、システム内の故障を検出した際、制御装置の停止時にアシストを停止しマニュアルステアリング状態にすることで、安全を確保していた。更に、高度な電動パワーステアリングシステムにおいては、制御装置の停止時にアシストを停止する際に、操舵フィーリングが低下し、運転者に違和感を与えるといった問題を解決するために、アシスト力を除々に減少させ、その後停止することで違和感を解消させていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０４−２５２７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置において、ＥＰＳシステム内の故障時に、制御を中止し、アシスト（操舵力補助）を停止し、マニュアルステアリング（アシスト無し状態）にすることで、車両の安全を確保するようなフェールセーフ制御機構が採用されていた。
【０００５】
図３は、このようなフェールセーフ制御機構を採用した、従来の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す。図３に示されるように、従来の電動パワーステアリング装置は、操舵力を補助するための電動モータ１００と、ステアリングシャフトの操舵トルクを検出するためのトルクセンサ３００と、車速を検出するための車速センサ４００と、トルクセンサ３００及び車速センサ４００の出力などに基いて生成されたモータ制御信号により電動モータ１００を制御するようになっている制御装置２００とを備えている。図示は省略したが、モータ１００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などの適当箇所に減速機などを介して連結されている。
【０００６】
また、制御装置２００は、電動パワーステアリング装置内の故障を検出するための故障判定部２１０と、入力された操舵トルク及び車速に基いて電動モータ１００に供給する電流の制御目標値である電流指令値Iを演算するための電流指令演算部２２０と、電動モータ１００の電流を検出するための電流検出部２３０と、駆動制御手段２４０と、モータ駆動部２５０とを備えている。
【０００７】
制御装置２００は、常時トルクセンサ３００、車速センサ４００など電動パワーステアリング装置の各部の異常を監視しており、電動パワーステアリング装置内に発生したあらゆる故障を随時検出できるようになっている。そして、ステアリングシャフトの操舵トルクと車速に応じて操舵力補助量（アシスト）を制御する車速順応制御と、故障を検出したときにアシストを停止する（つまり、操舵力補助量を表す電流指令値を０に切り換える）フェールセーフ制御を行なう。
【０００８】
図４のフローチャートを参照して、図３の制御装置２００の動作を説明する。まず、ステップＳ２０１において、回路系のイニシアライズ（初期化処理）を行なう。次いで、ステップＳ２０２でトルクセンサ３００により検出された操舵トルク検出信号の入力、ステップＳ２０３で電流検出部２４０により検出された電流検出信号の入力、ステップＳ２０４でバッテリ電圧の入力、ステップＳ２０５で車速センサ４００により検出された車速信号を含めたその他信号の入力がそれぞれ行われる。
【０００９】
そして、ステップＳ２０６において、故障判定部２１０で故障が発生したかどうかを判定し、故障が発生した場合に、ＥＰＳを停止させ（ステップＳ２０９）、処理を終了する。一方、故障が発生していない場合に、次のステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７において、電流指令演算部２２０でモータ制御信号としての電流指令値を演算する。そして、このモータ制御信号を駆動制御手段２４０へ出力し（ステップＳ２０８）、上記ステップＳ２０２にリターンする。
【００１０】
一方、航空機のような超高信頼度を求められるシステムにおいては、その操縦系を全て多重にし、考えうる故障に対して、とにかく動かし続けるようにしたシステムも存在しているが、システムの規模及びコストから、自動車においてのこのような多重化したシステムの採用は現実的ではない。従って、自動車用のＥＰＳのフェールセーフとしては、故障時には、マニュアルステアリング（Ｍ／Ｓ）にし安全を確保するということが、現実的な手法であった。
【００１１】
しかし、これまでは、車重の小さい小型車両を中心に図３に示されたようなフェールセーフ制御機構を備えた電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置が採用されており、アシスト比が小さいので、Ｍ／Ｓにしても十分安全との考え方が主流であったが、車重の大きな車へのＥＰＳの採用が拡大される中で、故障時にアシストを停止するより、可能であればわずかでもアシストを残すほうがより安全な場合があるような考え方も出始めてきた。
【００１２】
これらの考えに基づき、特定の故障に対して、一時的、または、部分的な何らかの救済を取るような処置も考えられているが、より大重量の車両へのＥＰＳ搭載、より安全なシステムの構築を考える上で可能な限りにアシストを継続させるようなシステムを考えるに至った。
【００１３】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、電動パワーステアリング装置内の故障発生後にできる限りにアシストを継続させるように代替制御を行うようにした電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、モータによるアシスト力を操舵系に付与するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、予めシステム内の故障を故障後も代替手段による制御の継続ができるか否かを要因毎に分類した故障分類結果を有し、実際に発生した故障を前記故障分類結果と照合し、代替制御が可能かどうかを判定する代替制御可能判定手段を備えるようにすることによって達成される。
【００１５】
また、本発明の上記目的は、前記代替制御を行う際には、代替制御の成立性に応じた、代替制御制限ゲインを電流制御信号に乗ずるようにすることによって、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、故障発生後にできる限りにアシストを継続させるように代替制御を行うようにしているので、電動パワーステアリング装置の安全性が向上するという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の実施例の概略構成を示す。図１に示されるように、電動パワーステアリング装置は、操舵力を補助するための電動モータ１０と、ステアリングシャフトの操舵トルクを検出するためのトルクセンサ３０と、車速を検出するための車速センサ４０と、トルクセンサ３０及び車速センサ４０の出力などに基いて生成されたモータ制御信号により電動モータ１０を制御するようになっている制御装置２０とを備えている。図示は省略したが、モータ１０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などの適当箇所に減速機などを介して連結されている。
【００１９】
本発明の電動パワーステアリング装置の制御装置２０は、故障判定部２１と、代替制御可能判定手段２２と、代替制御部２３と、電流指令演算部２４と、電流検出部２５と、駆動制御手段２６と、モータ駆動部２７とを備えている。
【００２０】
図２のフローチャートを参照して、図１の制御装置２０の動作を説明する。まず、ステップＳ１０１において、回路系のイニシアライズ（初期化処理）を行なう。次いで、ステップＳ１０２でトルクセンサ３０により検出された操舵トルク検出信号の入力、ステップＳ１０３で電流検出部２５により検出された電流検出信号の入力、ステップＳ１０４でモータ端子電圧検出信号の入力、ステップＳ１０５でバッテリ電圧の入力、ステップＳ１０６で車速センサ４０により検出された車速信号を含めたその他信号の入力がそれぞれ行われる。本発明において、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０６において、各信号の入力部で各部位個別の故障判定を行うようになっている。
【００２１】
次に、故障判定部２１で、各部の故障判定の結果を用いてトータルの故障判定を行う（ステップＳ１０７）。故障が発生していない場合に、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１において、電流指令演算部２４でモータ制御信号としての電流指令値を演算する。そして、このモータ制御信号を駆動制御手段２６へ出力し（ステップＳ１１２）、上記ステップＳ１０２にリターンする。
【００２２】
一方、故障が発生した場合に、更に、代替制御可能判定手段２２を用いて代替制御可能か否かを判断する（ステップＳ１０８）。つまり、本発明では、予め故障毎に代替可能か否かの設定をしておき（例えば、バッテリ電圧故障時は代替制御不可能で、また、マイコンの故障時は代替制御不可能である）、そして、ステップＳ１０８において、各部の故障判定結果とその設定とを照合して、代替制御の有無を判定する。ステップＳ１０８において、代替制御不可能と判断された場合に、ＥＰＳを停止させ（ステップＳ１１３）、処理を終了する。
【００２３】
一方、ステップＳ１０８において、代替制御可能判定手段２２により代替制御可能と判断された場合に、代替制御部２３では、代替制御設定を行う（ステップＳ１０９）。本発明では、予め設定された代替制御を設定する。例えば、メイントルク異常が発生した場合に、サブトルクで制御するようにし、また、モータ端子電圧異常が発生した場合に、モータ端子に関する制御要因を排除してから制御するようにする。そして、代替制御の制限ゲイン設定を行う（ステップＳ１１０）。次に、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１において、電流指令演算部２４でモータ制御信号としての電流指令値を演算する。そして、このモータ制御信号を駆動制御手段２６へ出力し（ステップＳ１１２）、上記ステップＳ１０２にリターンする。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、故障発生後に直ちにアシストを停止するのではなく、できる限りにアシストを継続させるように代替制御を行うようにしているので、自動車などの車両用の高性能電動パワーステアリング装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例の動作例を示すフローチャートである。
【図３】従来の電動パワーステアリング装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】従来の電動パワーステアリング装置の制御装置の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１０、１００    電動モータ
２０、２００    制御装置
２１、２１０    故障判定部
２２            代替制御可能判定手段
２３            代替制御部
２４、２２０    電流指令演算部
２５、２３０    電流検出部
２６、２４０    駆動制御手段
２７、２５０    モータ駆動部
３０、３００    トルクセンサ
４０、４００    車速センサ
【図１】
2005271860.tif 000003
【図２】
2005271860.tif 000004
【図３】
2005271860.tif 000005
【図４】
2005271860.tif 000006