(57)【要約】 【課題】本発明は、電動式パワーステアリングシステムが故障した場合に、マニュアルモードに移行して瞬間的に操舵補助力が失われ、操舵に対する安定性が低下するのを防止した電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明の電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法は、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号をモニタリングする異常信号監視段階と、何れか一方のトルクセンサー信号の異常信号が検出された場合に操舵補助力が半減するように制御する安全モード作動段階と、異常信号が検出されていない残りのトルクセンサー信号にも異常信号が検出された場合に操舵補助力が完全に消失されるように制御するマニュアルモード作動段階と、を含むことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１トルクセンサーによって検出される第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサーによって検出される第２トルクセンサー信号の異常信号をモニタリングする異常信号監視段階と、
前記第１トルクセンサー信号又は前記第２トルクセンサー信号の何れか一方に異常信号が検出された場合に、電動式パワーステアリングシステムの操舵補助力を低減させて制御する安全モード作動段階と、
前記安全モード作動段階において、異常信号が検出されていない残りの一方のトルクセンサー信号に異常信号が検出された場合に、前記電動式パワーステアリングシステムの操舵補助力を遮断するマニュアルモード作動段階と、
を含んでなることを特徴とする電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法。
【請求項２】
前記安全モード作動段階及び前記マニュアルモード作動段階では、前記第１トルクセンサー信号及び前記第２トルクセンサー信号それぞれと、トルクセンサーで使用する基準電圧と、を比較し、前記第１トルクセンサー信号又は／及び前記第２トルクセンサー信号が前記基準電圧における正常電圧範囲を外れた場合に異常信号として検出することを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法。
【請求項３】
前記安全モード作動段階では、正常状態における操舵補助力が半減するように制御することを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法。
【請求項４】
前記異常信号監視段階では、トルクセンサーで使用する前記基準電圧の信号をモニタリングし、前記基準電圧の異常信号が検出された場合には、直ちに前記マニュアルモードに転換するように制御する基準電圧監視段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法。
【請求項５】
前記異常信号監視段階では、前記第１トルクセンサー信号及び前記第２トルクセンサー信号の異常信号が同時に検出された場合に、前記電動式パワーステアリングシステムを前記マニュアルモードで作動するように制御することを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法。
【請求項６】
第１トルクセンサーによって検出される第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサーによって検出される第２トルクセンサー信号をモニタリングし、前記第１トルクセンサー信号又は前記第２トルクセンサー信号の何れか一方に異常信号が検出された場合に電動式パワーステアリングシステムが供給する操舵補助力を低減させるように制御し、異常信号が検出されていない残りのトルクセンサー信号にも異常信号が検出された場合に前記操舵補助力が完全に消失するように制御する制御部を含むことを特徴とする電動式パワーステアリングシステムの故障制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法及び装置に係り、より詳しくは、電動式パワーステアリング故障時の操舵安全性及び車両挙動の安定性を確保する電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクセンサーは、運転者の操舵により発生される操舵ホイールのトルクを、トルクセンサーシステム（トーションバー、トルクセンサー）によって電気的信号に変換して測定する装置であって、電動式パワーステアリング（Ｍｏｔｏｒ  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ、以下ＭＤＰＳと記す）システムなどのパワーステアリングシステムに設置される。
【０００３】
従来のＭＤＰＳシステムにおいて、システムの故障に対する対策（フェイルセーフ対策）は、システム内に信号異常又は故障が発生した際に、ＭＤＰＳシステムから操舵輪に付加する操舵補助力を遮断し、ＭＤＰＳシステムをマニュアルモードへ転換させることが最も安全な解決方法であった。従来のＤＰＳシステムは、トルクセンサー信号の異常信号を検出し、検出した異常信号から故障であると判断した場合は、操舵補助力、モーター、及び大電流回路を遮断するなどして運転者の操舵意志のみで操舵するようにシステムを転換させた（例えば特許文献１を参照）。
【０００４】
ところが、ＭＤＰＳシステムを急激にマニュアル操作に転換すると、瞬間的に操舵補助力が失われてしまうために運転者の操舵に対する安定性が低下する。特に低速走行の場合、操舵補助力の消失により運転者の操舵力への負担が急激に増加するために事故が発生する危険が高くなるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−９９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ＭＤＰＳシステムに故障が発生した場合に、マニュアル操作に転換して瞬間的に操舵補助力が失われて運転者の操舵に対する安定性が低下するのを防止し、システムの全体的な操舵安全性を強化し、車両挙動の安定性を確保することにより運転者を保護するようにした、電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法は、第１トルクセンサーによって検出される第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサーによって検出される第２トルクセンサー信号の異常信号をモニタリングする異常信号監視段階と、第１トルクセンサー信号又は第２トルクセンサー信号の何れか一方の異常信号が検出された場合に、ＭＤＰＳシステムの操舵補助力を低減させて制御する安全モード作動段階と、安全モード作動段階において異常信号が検出されていない残りの一方のトルクセンサー信号に異常信号が検出された場合に、ＭＤＰＳシステムの操舵補助力を遮断するように制御するマニュアルモード作動段階と、を含んでなることを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、安全モード作動段階及びマニュアルモード作動段階では、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号それぞれと、トルクセンサーで使用する基準電圧と、を比較し、第１トルクセンサー信号又は／及び第２トルクセンサー信号が基準電圧における正常電圧範囲を外れた場合に異常信号として検出することを特徴とする。
また本発明は、安全モード作動段階では、正常状態における操舵補助力が半減するように制御することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、異常信号監視段階では、トルクセンサーで使用する基準電圧の信号をモニタリングし、基準電圧の異常信号が検出された場合には、直ちにマニュアルモードに転換するように制御する基準電圧監視段階を更に含むことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、異常信号監視段階では、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号の異常信号が同時に検出された場合に、ＭＤＰＳシステムをマニュアルモードで作動するように制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明の電動式パワーステアリングシステムの故障制御装置は、第１トルクセンサーによって検出される第１トルクセンサー信号と第２トルクセンサーによって検出される第２トルクセンサー信号とをモニタリングし、第１トルクセンサー信号又は第２トルクセンサー信号の何れか一方に異常信号が検出された場合に、電動式パワーステアリングシステムが供給する操舵補助力を低減させるように制御し、異常信号が検出されていない残りのトルクセンサー信号にも異常信号が検出された場合に操舵補助力が完全に消失するように制御する制御部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上述した課題解決手段により、本発明の電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法は、トルクセンサーで認識する２種類のトルクセンサー信号の異常類型に対応して操舵補助力が低減するように制御する安全モードの適用が可能である。操舵補助力が低減する安全モードを介してマニュアルモードに転換することにより、直接マニュアルモードに転換して瞬間的に操舵補助力が消失することを防止し、車両の挙動及び操舵に対する不安定性を緩和して事故の危険性を低下させる効果がある。
【００１３】
また、本発明の電動式パワーステアリングシステムの故障制御装置は、電動式パワーステアリングシステムのハードウェア仕様を変更することなく、単に信号分析及び動作に対するソフトウェアの変更のみで操舵補助力を制御することができ、製造コストを節減する効果がある。
【００１４】
また、本発明の電動式パワーステアリングシステムの故障制御装置は、安全モードにおける操舵補助力の低減動作を設定してマニュアル動作の発生頻度を低めることにより、全体的なＭＤＰＳシステムの性能が改善される。また、トルクセンサー、センサー単品、又はコネクタなどの一時的信号異常に起因する不具合によるアフターサービス、及びＭＤＰＳシステム交換費用を削減する効果と共に、ＭＤＰＳシステムに対する不安感を解消して車両の商品性を向上させる効果もある。
【００１５】
また、本発明の電動式パワーステアリングシステムの故障制御装置は、瞬間的な操舵補助力の消失によるシステムの衝撃発生を抑制し、システムの耐久性及び安定性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るトルクセンサーの、正常作動の際のトルクセンサー信号を示す図である。
【図２】本発明に係るトルクセンサーの、故障判断の際のトルクセンサー信号の異常信号検出の例と、故障類型に応じてＭＤＰＳが作動するモードを説明するための図である。
【図３】本発明に係るＭＤＰＳシステムの故障制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法は、第１トルクセンサーによって検出される第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサーによって検出される第２トルクセンサー信号それぞれの異常信号をモニタリングする異常信号監視段階と、第１トルクセンサー信号又は第２トルクセンサー信号の何れか一方に異常信号が検出された場合に、ＭＤＰＳシステムの操舵補助力を低減させて制御する安全モード作動段階と、安全モード作動段階において異常信号が検出されていなかったもう一方のトルクセンサー信号に異常信号が検出された場合に、ＭＤＰＳシステムを遮断しの操舵補助力が完全に消失するように制御するマニュアルモード作動段階と、を含んでなる。
【００１８】
図１は、本発明に係るトルクセンサーの、正常作動の際のトルクセンサー信号を示す図であり、図２は、本発明に係るトルクセンサーの、故障判断の際のトルクセンサー信号の異常信号検出の例と、故障類型に応じてＭＤＰＳが作動するモードを説明するための図である。
図１、２に示すように、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号の異常信号をモニタリングし、２つの信号のいずれか一つが異常信号として検出された場合には、ＭＤＰＳから付加する操舵補助力を一定の水準だけ低減させるように制御する安全モードで作動させ、安全モードの作動中にもう一方のトルクセンサー信号が異常信号として検出された場合に、ＭＤＰＳシステムから付加される操舵補助力を完全に遮断してマニュアルモードで作動させる。
【００１９】
したがって、トルクセンサーの故障の際に、ＭＤＰＳを直ちにマニュアルモードに転換させず、故障の類型に応じて安全モードを経由してマニュアルモードへ転換させることにより、瞬間的な操舵補助力の消失による車両挙動の不安定性及び操舵不安定性を解消することができる。
【００２０】
ここで、本発明のＭＤＰＳシステムの場合、トルク信号の重要性を考慮し、システム設計段階において、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号（基準信号及びリダンダンシー信号）の２つの信号を生成して制御部に送信する仕様に設計される。
【００２１】
このため、トルクセンサーのトルクを認識するように２つのホールＩＣが使用され、第１トルクセンサー信号と第２トルクセンサー信号との異常信号は、トルクセンサーにおける２つのホールＩＣのいずれか一方が故障した状況で発生する。
【００２２】
本発明において、安全モード作動段階及びマニュアルモード作動段階では、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号それぞれと、トルクセンサーで使用する基準電圧と、を比較し、第１トルクセンサー信号又は／及び第２トルクセンサー信号が、基準電圧における正常電圧範囲から外れた場合を異常信号として検出するように制御する。
【００２３】
ここで、トルクセンサーで使用する基準電圧は、制御部で測定可能な電圧でなければならず、好ましくは５Ｖであり得る。
第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号は、トルクセンサーで使用する基準電圧の範囲内で検出されなければならず、それぞれトルクセンサー信号に対する故障検出のために、トルクセンサー信号が正常作動の際に表現される正常電圧範囲と、故障の際に表現される故障電圧範囲を有するべきである。一例として、本発明の場合、０．５〜４．５Ｖの範囲が正常電圧範囲として設定でき、これを外れる±０．５Ｖの範囲が故障電圧範囲として設定できる。
【００２４】
即ち、第１トルクセンサー信号または第２トルクセンサー信号が、トルクセンサーで使用する基準電圧における正常電圧範囲を外れると、ＭＤＰＳが故障したと判断する。ここで、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号の異常信号を基準電圧と比較して検出するためには、基準電圧が正常状態であることを前提とする。
【００２５】
本発明において、安全モード作動段階では、正常状態における操舵補助力が半減するように制御することができる。
即ち、第１トルクセンサー信号又は第２トルクセンサー信号の異常信号が検出された場合に、本発明のＭＤＰＳシステムは、安全モードに転換しながら操舵補助力が正常状態の操舵補助力に比べて半分に低減するように制御することにより、急激な操舵補助力の消失を防止して操舵不安定を解消しながらもＭＤＰＳシステムの異常を運転者が容易に感知できるようにする。
【００２６】
本発明において、異常信号監視段階では、トルクセンサーで使用する基準電圧の信号をモニタリングし、基準電圧の異常信号が検出された場合には直ちにマニュアルモードに転換するように制御する基準電圧監視段階を更に含むことができる。
【００２７】
即ち、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号と共に、トルクセンサーで使用する基準電圧を持続的にモニタリングし、基準電圧に対する故障有無を判断する。これにより、トルクセンサーで使用する基準電圧が故障と判断されると、ＭＤＰＳシステムは、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号の異常の有無にかかわらず、直ちにマニュアルモードへ転換する。
【００２８】
本発明において、異常信号監視段階で第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号の異常信号が同時に検出された場合に、ＭＤＰＳシステムをマニュアルモードで作動するように制御することができる。即ち、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号が同時に異常信号として検出されると、ＭＤＰＳシステムはマニュアルモードに直ちに転換される。
【００２９】
本発明の電動式パワーステアリングシステムの故障制御装置は、第１トルクセンサーによって検出される第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサーによって検出される第２トルクセンサー信号をモニタリングし、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号の何れか一方に異常信号が検出された場合に、電動式パワーステアリングシステムが供給する操舵補助力が低減するように制御し、異常信号が検出されていない残りのトルクセンサー信号にも異常信号が検出された場合に操舵補助力が完全に消失するように制御する制御部を含んで構成される。
ここで、制御部はＥＣＵであってよく、ＥＣＵではトルクセンサーから提供される電気的信号を検出及び比較判断し、ＭＤＰＳシステムを制御することができる。
【００３０】
図３は、本発明に係るＭＤＰＳシステムの故障制御方法のフローチャートである。
図３を参照して、本発明の作用及び効果を詳細に説明する。
【００３１】
運転者の操舵意志により操作された操舵ホイールのトルクによってトルクセンサーから出力された信号が制御部へ伝送され、制御部は、第１トルクセンサーから出力される第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサーから出力される第２トルクセンサー信号をモニタリングする（１０１）と共に、トルクセンサーで使用する基準電圧が正常なのかを周期的にモニタリングする（１０２）。
【００３２】
モニタリング過程で、トルクセンサーの基準電圧に異常信号が検出されると、ＭＤＰＳが故障したと判断し、直ちに操舵補助力を遮断して、ＭＤＰＳシステムをマニュアルモードに転換する（１０７）。
【００３３】
トルクセンサーで使用する基準電圧に対する信号が正常信号として検出される場合、第１トルクセンサー信号及び第２トルクセンサー信号の何れにも異常信号が検出されない場合（１０３、Ｎｏ）、ＭＤＰＳシステムは正常走行を継続する（１０４）。
第１トルクセンサー信号又は第２トルクセンサー信号の何れか一方が、トルクセンサーで使用する基準電圧における正常電圧範囲を外れて故障電圧範囲に進入する異常信号が検出されると（１０３、Ｙｅｓ）、ＭＤＰＳシステムを安全モードに転換して操舵補助力を半減させる（１０５）。
【００３４】
その後、安全モードで走行中に異常信号が検出されていなかった残りのトルクセンサー信号が故障電圧範囲に進入する異常信号が検出されると、ＭＤＰＳが故障したと判断し（１０６、Ｙｅｓ）、ＭＤＰＳシステムを直ちにマニュアルモードに転換して操舵補助力を完全に消失させる。即ち、第１トルクセンサー信号から異常信号が検出されて安全モードに転換された状態で、更に第２トルクセンサー信号から異常信号が検出されると、ＭＤＰＳシステムはマニュアルモードに転換される（１０７）。
【００３５】
このように、本発明は、ＭＤＰＳシステムの故障の際に無条件的にＭＤＰＳシステムをマニュアルモードに転換させるのではなく、故障類型及び故障度合いに応じて操舵補助力を一定の水準に低減させる安全モードへの転換させることにより、急激な操舵力の消失に対する運転者の不安定性及びシステムの衝撃感を軽減させることができ、車両の商品性を向上させる効果がある。
【００３６】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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