(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵機構部に操舵補助力を付与するためのモータと、操舵トルクを検出し、かつこの検出データをアナログ信号で出力するトルクセンサと、上記アナログ信号のＡ／Ｄ変換を行う複数のＡ／Ｄ変換チャンネルを有しており、かつこれら複数のＡ／Ｄ変換チャンネルによって変換されたデジタル信号に基づいて制御用の操舵トルクを決定し、上記モータの駆動制御を行う制御手段と、を備えている、電動式パワーステアリング制御装置であって、
上記制御手段は、上記複数のＡ／Ｄ変換チャンネルのそれぞれによって変換されたデジタル信号が正常であるか否かの判断を行い、かつ正常でないと判断されるデジタル信号が存在するときには、それ以外のデジタル信号に基づいて制御用の操舵トルクを決定するにあたり、正常であると判断されるデジタル信号が複数存在するときには、それら複数のデジタル信号の値の平均化演算を行うことにより制御用の操舵トルクを決定する一方、複数のデジタル信号のうち、いずれかが正常ではないと判断されるが、いずれが正常であるかの判断ができないときには、上記複数のデジタル信号のうち、前回決定された制御用の操舵トルクに近い値をもつデジタル信号の値に基づいて今回の制御トルクを決定するように構成されていることを特徴とする、電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項２】
上記制御手段は、正常でないと判断されたデジタル信号を出力したＡ／Ｄ変換チャンネルがその後に正常であると判断されるデジタル信号を出力したときには、このＡ／Ｄ変換チャンネルによって出力されたデジタル信号を制御用の操舵トルクの決定に利用するように構成されている、請求項１に記載の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】
本願発明は、自動車などの車両に組み込まれて使用される電動式パワーステアリング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動式パワーステアリング制御装置の概略構造の一例を図１に示す。図示された電動式パワーステアリング制御装置は、車両の操舵機構部の操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１５と、アシスト用のモータ１６と、制御部４３とを有している。上記操舵機構部は、運転者によってステアリングホイール１１が操作されると、ステアリングシャフト１２が回転し、この回転がピニオン１４およびラック１３によってタイロッド１７の車幅方向の動作に変換されて、一対の車輪１８の向きが変えられるように構成されている。制御部４３は、トルクセンサ１５から出力された操舵トルクの信号やその他の条件に基づいてモータ１６の駆動制御を行なう。このモータ１６の駆動によりステアリングシャフト１２の回転がアシストされ、運転者のステアリング操作負担が軽減される。
【０００３】
トルクセンサ１５から出力される操舵トルクの信号は、アナログ信号である。その一方、制御部４３は、たとえばＭＰＵを具備して構成されており、このＭＰＵにおいてデータ処理を実行するためには、上記アナログ信号をデジタル信号に変換する必要がある。このようなＡ／Ｄ変換を行なう場合、量子化誤差をできる限り小さくし、真値に近い操舵トルクのデータが得られるようにすることが望まれる。
【０００４】
そこで、従来においては、特開２０００−８５６０８号公報に記載されたものがある。同公報に記載されたものは、本願の図４に示すように、制御部４３が２つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１，ＣＨ２を備えた構成を有している。この制御部４３においては、トルクセンサ１５から出力されたアナログ信号がそれら２つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１，ＣＨ２によって２つのデジタル信号に変換されると、ＭＰＵ４４は、それら２つのデジタル信号の値の平均化演算を行うことによって制御用の操舵トルクを決定するようになっている。このような平均化演算を行なえば、Ａ／Ｄ変換に伴って発生する量子化誤差を少なくし、真の操舵トルクに近い値を得ることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した電動式パワーステアリング制御装置においては、種々の事情に起因して、２つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１，ＣＨ２に故障などが発生し、トルクセンサ１５から入力されるアナログ信号を正常なデジタル信号に変換することができなくなる場合がある。ところが、従来においては、そのような事態に好適に対処するための手段はなんら講じられていない。上記した従来のものでは、２つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１，ＣＨ２の一方にでも故障があると、平均化演算によって算出される操舵トルクの値が、真値から大きくかけはなれてしまう虞れがあり、このような値に基づいてモータ１６が制御されることは好ましくない。
【０００６】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、複数のＡ／Ｄ変換チャンネルのいずれかに故障などを生じた場合であっても、真の操舵トルクに近い制御用の操舵トルクのデータが得られ、適正なパワーステアリング制御を継続して実行することが可能な電動式パワーステアリング制御装置を提供することをその課題としている。
【０００７】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本願発明によって提供される電動式パワーステアリング制御装置は、操舵機構部に操舵補助力を付与するためのモータと、操舵トルクを検出し、かつこの検出データをアナログ信号で出力するトルクセンサと、上記アナログ信号のＡ／Ｄ変換を行う複数のＡ／Ｄ変換チャンネルを有しており、かつこれら複数のＡ／Ｄ変換チャンネルによって変換されたデジタル信号に基づいて制御用の操舵トルクを決定し、上記モータの駆動制御を行う制御手段と、を備えている、電動式パワーステアリング制御装置であって、
上記制御手段は、上記複数のＡ／Ｄ変換チャンネルのそれぞれによって変換されたデジタル信号が正常であるか否かの判断を行い、かつ正常でないと判断されるデジタル信号が存在するときには、それ以外のデジタル信号に基づいて制御用の操舵トルクを決定するにあたり、正常であると判断されるデジタル信号が複数存在するときには、それら複数のデジタル信号の値の平均化演算を行うことにより制御用の操舵トルクを決定する一方、複数のデジタル信号のうち、いずれかが正常ではないと判断されるが、いずれが正常であるかの判断ができないときには、上記複数のデジタル信号のうち、前回決定された制御用の操舵トルクに近い値をもつデジタル信号の値に基づいて今回の制御トルクを決定するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
このような制御手段によれば、各Ａ／Ｄ変換チャンネルから出力されたデジタル信号について正常であるか否かの判断が行われ、正常であると判断されたデジタル信号のみに基づいて制御用の操舵トルクが決定されるため、その値は真値に近いものとなり、適正なパワーステアリング制御を続行することができる。
【００１１】
また、トルクセンサから出力されるアナログ信号がＡ／Ｄ変換チャンネルによってデジタル信号に変換される際に生じる量子化誤差を低減することができ、真値に近い制御用の操舵トルクを得るのにより好適となる。
【００１３】
さらに、正常であると判断されるデジタル信号が複数存在しない場合であっても、パワーステアリング制御を継続することが可能となる。
【００１４】
他の好ましい実施の形態においては、上記制御手段は、正常でないと判断されたデジタル信号を出力したＡ／Ｄ変換チャンネルがその後に正常であると判断されるデジタル信号を出力したときには、このＡ／Ｄ変換チャンネルによって出力されたデジタル信号を制御用の操舵トルクの決定に利用するように構成されている。
【００１５】
このような制御手段によれば、正常ではないとして一度判断されたデジタル信号を出力したＡ／Ｄ変換チャンネルであっても、その原因が突発的なものであり、その後正常であると判断されるデジタル信号を出力する場合は、そのＡ／Ｄ変換チャンネルから出力されるデジタル信号の再取り込みが行われ、制御用の操舵トルクの決定に利用される。したがって、Ａ／Ｄ変換チャンネルの無駄を排し、真値に近い制御用の操舵トルクを算出するのにより好適となる。
【００１６】
本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
図２は、本願発明の一実施形態を示している。なお、本実施形態においては、上記従来技術と同一または類似の要素には、上記従来技術と同一の符号を付している。
【００１９】
本実施形態の電動式パワーステアリング制御装置は、上記従来技術の制御部４３に代えて、これとは構成が相違する制御部１９を有しており、これ以外の構成については、上記従来技術と同様である。したがって、本実施形態の電動式パワーステアリング制御装置は、図１に示した構成を有する車両の操舵機構部に、トルクセンサ１５やモータ１６が組み付けられたものとして構成されている。
【００２０】
図２によく表われているように、制御部１９は、３つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３、ＭＰＵ２０、および駆動装置２１を具備している。３つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３は、トルクセンサ１５から出力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換するものであり、これらによって変換された３つのデジタル信号はＭＰＵ２０に入力されるようになっている。ＭＰＵ２０は、それら３つのデジタル信号に基づいて、後述するデータ処理を実行するように構成されている。駆動装置２１は、ＭＰＵ２０の指令にしたがってモータ１６を駆動するものである。
【００２１】
次に、ＭＰＵ２０によって実行されるデータ処理手順の一例について、図３に示したフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２２】
まず、ＭＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３によって出力されるデジタル信号が正常であるか否かを一定の周期で判断している（Ｓ３）。この判断は、次の〔数１〕の式（１）〜式（３）が満足されるか否かによりなされる。なお、これらの式において、ＣＨ１〜ＣＨ３は、Ａ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３のそれぞれから出力されるデジタル信号の値（電圧値）であり、Ｔｈは、閾値であり、その具体的な値については後述する。
【００２３】
【数１】
0003839711.tif 000002
【００２４】
３つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３の全てが正常である場合には、それらから出力される３つのデジタル信号の値は互いに近い値となり、それらの差は所定の閾値Ｔｈよりも小さくなる。したがって、この場合には、上記式（１）〜式（３）の全てが満たされる。閾値Ｔｈとしては、たとえば１ボルトの値が用いられる。ＭＰＵ２０は、上記式（１）〜式（３）の全てが満たされたときには、３つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３の全てが正常であると判断し（Ｓ３：ＮＯ）、この場合には３つのデジタル信号の値の平均化演算処理を実行することにより、制御用の操舵トルクを決定する（Ｓ４）。上記平均化演算処理は、３つのデジタル信号値の単純平均を求める処理である。ＭＰＵ２０は、この制御用の操舵トルクやその他の条件（たとえば車速）に基づいて、モータ１６の駆動内容を決定し、その内容にしたがってモータ１６が駆動されることとなる。
【００２５】
次に、３つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３のうち、たとえばＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ２が故障した場合には、上記式（１）と式（２）とが満足されず、上記式（３）のみが満足されることとなる。ＭＰＵ２０は、このことによりＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ２が故障したものと判断する（Ｓ３：ＹＥＳ）。このような判断を行なった後には、ＭＰＵ２０は、故障であると判断したＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ２からのデジタル信号については切り捨てて、残りの２つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１，ＣＨ３から出力される２つのデジタル信号の値の平均化演算処理を実行し（Ｓ５）、制御用の操舵トルクを得る。したがって、１つのＡ／Ｄ変換チャンネルが故障しても、モータ１６の制御を適切に続行することができる。もちろん、２つのデジタル信号の平均化演算を行なうことにより量子化誤差を少なくすることができるため、モータ１６によるアシスト力を適正なものにすることが可能である。
【００２６】
その後、正常であると判断された２つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１，ＣＨ３のうち、たとえばＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ３が故障した場合には、上記式（１）〜式（３）の全てが満足されないこととなる。この場合、ＭＰＵ２０は、新たな故障が発生したものと判断する（Ｓ６：ＹＥＳ）。ただし、この場合には、２つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１，ＣＨ３のいずれが故障したのかを上記式（１）〜式（３）からは判断することはできない。このため、ＭＰＵ２０は、２つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１，ＣＨ３から出力される２つのデジタル信号のうち、前回の平均化演算値に近い値をもつ方のＡ／Ｄ変換チャンネルから出力されるデジタル信号の値を制御用の操舵トルクとして採用する（Ｓ１０）。３つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３が正常か否かの判断は、たとえば２００μsec 程度の極めて短期間の周期で繰り返して行なわれているが、このような短期間において実際の操舵トルクが大きく変動する可能性は小さい。したがって、上記した手法によれば、２つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１，ＣＨ３のうち、故障を生じていないＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１の方を適切に選択できる可能性が高い。このため、実際の操舵トルクに近い制御用の操舵トルクの値が得られ、操舵機構部への適正なアシスト力の付与を続行することができる。
【００２７】
上記したＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ３の異常が、たとえば電磁ノイズなどの影響による突発的なものである場合には、その後Ａ／Ｄ変換チャンネルＣＨ３から出力されるデジタル信号が正常なものに復帰する。すると、上記式（１）〜式（３）のうち、上記式（３）が満足されることとなる。ＭＰＵ２０は、このようなときには、それまでに切り捨てていたＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ３からのデジタル信号をも参照し、２つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１，ＣＨ３のそれぞれから出力されるデジタル信号の値の平均化演算を行なうモードに復帰する（Ｓ１１：ＹＥＳ，Ｓ１２）。このように、一旦故障であると判断したＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ３を復帰させる場合には、ある程度の慎重さをもつことが望まれる。そこで、ＭＰＵ２０は、一旦故障であると判断したＡ／Ｄ変換チャンネルを復帰させるときには、上記式（１）〜式（３）の閾値Ｔｈとしては、先に述べていた閾値Ｔｈよりも低い値（たとえば０．２５５５ボルト）とする。このようにすれば、正常に復帰したか否かの判断の確実化を図ることができる。
【００２８】
さらに、上記同様に、Ａ／Ｄ変換チャンネルＣＨ２がさらにその後に故障から復帰する場合があるが、この場合には上記式（１）〜式（３）の全てが満足される。すると、ＭＰＵ２０は、この場合にはＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ２が正常に復帰したものと判断し（Ｓ７：ＹＥＳ）、３つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３から出力されるデジタル信号の平均化演算を行なう当初のモードに復帰することとなる（Ｓ９）。このように、一旦故障したものと判断したＡ／Ｄ変換チャンネルであっても、その後に正常に復帰した場合に、そのＡ／Ｄ変換チャンネルから出力されるデジタル信号を制御用の操舵トルクの算出に利用すれば、Ａ／Ｄ変換チャンネルの無駄を無くし、ＭＰＵ２０によって決定される制御用の操舵トルクの値を真値に近いものにするのに好適となる。
【００２９】
上記したように、本実施形態の電動式パワーステアリング制御装置によれば、３つのＡ／Ｄ変換チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３のいずれかに故障を生じても、制御部１９においては、実際の操舵トルクに近い制御用の操舵トルクが得られることとなり、運転者に違和感などを生じさせる虞れが少ないパワーステアリング制御を続行することができる。
【００３０】
本願発明は、上述した実施形態の内容に限定されるものではない。
【００３１】
たとえば、Ａ／Ｄ変換チャンネルの個数は、複数であればよく、実施例で示したように３つに限定されるものではない。平均化演算等においても、実施例に示したように、３チャンネル平均化演算から２チャンネル平均化演算に、または、２チャンネル平均化演算から単独値選択に、といった段階的な移行に限定はされず、場合によっては、３チャンネル平均化演算から単独値選択へと移行する場合もあり得る。また、実施例では、正常であることを維持していると判断する基準値よりも正常でない状態から正常に戻ったと判断する基準値を厳しく設定しているが、これに限定はされず、同値を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動式パワーステアリング制御装置の概略構造の一例を示す説明図である。
【図２】本願発明に係る電動式パワーステアリング制御装置の概略構造を示すブロック図である。
【図３】図２に示す電動式パワーステアリング制御装置のＭＰＵの動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】従来技術の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
ＣＨ１〜ＣＨ３  Ａ／Ｄ変換チャンネル
１２  ステアリングシャフト
１５  トルクセンサ
１６  モータ
１９  制御部
２０  ＭＰＵ
【図１】
0003839711.tif 000003
【図２】
0003839711.tif 000004
【図３】
0003839711.tif 000005
【図４】
0003839711.tif 000006