特許6249145IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

電流指令値(操舵補助指令値)によりモータを駆動制御し、モータの駆動制御により車両の操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置及びそれに搭載する車両用舵角検出装置に関し、特にステアリングシャフト(ピニオン側)とモータ軸にそれぞれ2重系の角度センサを搭載し、減速機構を含む機構系や操舵系の非線形要素を必要に応じて学習しながら、モータ軸角度とステアリングシャフト角度を高精度で推定すると共に、実測値と推定値とを比較して異常(故障を含む)を判定し、片方の角度センサが異常となった場合、一方の角度センサの検出角度を利用して、他方の角度センサをバックアップすることが可能な車両用舵角検出装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置に関する。 また、本発明は、非線形要素を静的特性(角度誤差)、動特性(角度誤差)、遅れ(位相誤差)に分け若しくはそれらを適宜結合して学習し、学習の結果に基づいて非線形要素の異常又はセンサ系の異常を判定でき、ハンドルの保舵若しくは緩慢操舵から高速操舵まで、広範な対応が可能な車両用舵角検出装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、特許文献1の装置では、バックアップの系統としては、舵角センサの故障に対して、サーボモータのロータ回転情報によりバックアップを行うことができるが、両センサに対して相互の故障診断とバックアップは不可能である。また、特許文献2の例では、操舵系周りが大型化するので、装置の車両搭載性が悪化し、一般的にコストアップとなる問題がある。 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、角度センサをモータ側及びピニオン側で2重化して角度検出の信頼性と冗長性を高め、減速機構を含む機構系や操舵系の非線形要素を必要に応じて学習しながら、モータ軸角度とステアリングシャフト角度を高精度に推定し、両方の角度センサの推定角度を利用して、双方の角度センサをバックアップできる安価で高性能な車両用舵角検出装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置を提供することにある。 また、機構系や操舵系が有する非線形要素の学習については、静的特性、動特性及び遅れの要因に分け、それらを考慮した学習形態を提供する。更に、学習を完了した場合と、学習が完了しない不都合な場合を許容誤差の範囲に基づいて判定し、所定回数の学習によっても完了しない場合には、故障を含む異常(非線形要素系若しくはセンサ系)を判定し、ハンドルの保舵若しくは緩慢操舵から高速操舵まで対応可能であり、更に温度等の環境変化をも考慮した車両用舵角検出装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置を提供する。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明は、車両の操舵系をアシスト制御するモータとステアリングシャフトとが減速機構により接続され、前記ステアリングシャフトのステアリングシャフト角度を検出する第1角度センサと前記モータのモータ軸角度を検出する第2角度センサを有する車両用舵角検出装置に関し、本発明の目的は、前記減速機構を含む非線形要素の静的特性及び動特性を繰り返し学習しながら静的特性マップ及び動特性マップを更新し、前記静的特・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明に係る車両用舵角検出装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置によれば、角度センサの2重化を行うと共に、減速機構を含む機構系や操舵系の非線形要素を必要に応じて学習しながら補償値マップを求め、補償値マップに基づいてモータ軸角度とステアリングシャフト角度(ピニオン側)を高精度に推定し、両方の角度センサの推定角度を利用して、一方が異常(故障を含む)となった場合に、相互に双方の角度センサをバックアップすることができる。 ステアリングシャフト角度の推定角度とモータ軸の推定角度を用いて、異常判定と機能継続を実施することにより、センサ数を1つ減らすことが可能となる。例えば異常判定とアシスト制御継続を実施するには、特許文献2に開示されているように、角度センサを3重系にする必要があるが、推定角度を用いることにより、2重系で構成可能である。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。

【図2】電動パワーステアリング装置の制御系の構成例を示すブロック図である。

【図3】本発明の角度センサの配設例を示すブロック図である。

【図4】本発明のコントロールユニット(ECU)の構成例を示すブロック図である。

【図5】本発明に係る非線形要素の非線形学習論理部及びステアリングシャフト角度推定部、モータ軸角度推定部の構成例(第1実施形態)を示すブロック図である。

【図6】非線形要素の静的特性マップ(学習完了)の特性例を示す線図である。

【図7】非線形要素の動特性マップ(学習完了)の特性例を示す線図である。

【図8】非線形要素の遅れ特性マップ(学習完了)の特性例を示す線図である。

【図9】非線形要素の静的特性マップのノミナル値の設定例を示す線図である。

【図10】非線形要素の動特性マップのノミナル値の設定例を示す線図である。

【図11】非線形要素の遅れ特性マップのノミナル値の設定例を示す線図である。

【図12】非線形要素についての学習方法の一例を示すフローチャートである。

【図13】静的特性マップの学習部の構成例を示すブロック図である。

【図14】静的特性マップの学習動作例を示すフローチャートである。

【図15】非線形要素の静的特性マップ(学習完了)の特性例及び許容範囲を示す線図である。

【図16】動特性マップの学習部の構成例を示すブロック図である。

【図17】動特性マップの学習動作例を示すフローチャートである。

【図18】非線形要素の動特性マップ(学習完了)の特性例及び許容範囲を示す線図である。

【図19】遅れ特性マップの学習部の構成例を示すブロック図である。

【図20】非線形要素の遅れ特性マップ(学習完了)の特性例及び許容範囲を示す線図である。

【図21】マルチ遅延部の動作例を示すタイミングチャートである。

【図22】相互相関部の処理例を示す入出力関係図である。

【図23】遅れ特性マップの学習動作例を示すフローチャートである。

【図24】本発明の効果(静的特性補償、静的特性補償+動特性補償)を説明する特性図である。

【図25】本発明の第2実施形態の構成例を示すブロック図である。

【図26】本発明の第2実施形態の動作例を示すフローチャートである。

【図27】本発明の第2実施形態の効果(補償無し、静的特性補償)を説明する特性図である。

【図28】本発明の第3実施形態の構成例を示すブロック図である。

【図29】本発明の第3実施形態の動作例を示すフローチャートである。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1、60 ハンドル(ステアリングホイール)   2、61 ステアリングシャフト(コラム軸、ハンドル軸)   10 トルクセンサ   12 車速センサ   20、66 モータ   21 回転センサ   30、100 コントロールユニット(ECU)   62 トーションバー   63 ハンドル側角度センサ   64 ステアリングシャフト(ピニオン側)角度センサ   65 減速機構   67 モータ軸角度センサ   110 モータトルク演算部   120 モータ角速度演算部   130 非線形要素の非線形学習論理部   140 静的特性補償部   142 非線形要素の静的特性マップ   150 動特性補償部   151 非線形要素の動特性マップ   152 非線形要素の遅れ特性マップ   180 ステアリングシャフト角度推定部   190 モータ軸角度推定部

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