(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
舵輪により操舵を行う操舵機構に、モータの回転力をクラッチを介して与え操舵補助を行う電動パワーステアリング装置において、
前記舵輪の舵角を検出する舵角検出手段と、前記舵輪の舵角速度を検出する舵角速度検出手段と、前記舵輪の舵角方向を検出する舵角方向検出手段と、前記舵角速度検出手段が検出した舵角速度と所定舵角速度とを比較する舵角速度比較手段と、前記舵角検出手段が検出した舵角と所定舵角とを比較する舵角比較手段と、前記舵角方向検出手段が検出した舵角方向が増加方向か減少方向かを判定する舵角方向判定手段と、前記舵角速度比較手段が、検出された舵角速度は所定舵角速度より高いと判定し、前記舵角比較手段が、検出された舵角は所定舵角より大きいと判定し、前記舵角方向判定手段が、検出された舵角方向は増加方向であると判定したときに、前記クラッチを遮断するクラッチ制御手段と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。
【請求項２】
前記クラッチが継合されているか遮断されているかを判定するクラッチ判定手段を更に備え、前記舵角速度比較手段が、検出された舵角速度は所定舵角速度より低いと判定したとき、前記舵角比較手段が、検出された舵角は所定舵角より小さいと判定したとき、又は前記舵角方向判定手段が、検出された舵角方向は減少方向であると判定したときに、前記クラッチ判定手段が、前記クラッチは遮断されていると判定したときは、前記クラッチ制御手段は、前記クラッチを継合する請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転力を、クラッチを介して操舵機構に与え操舵補助を行う電動パワーステアリング装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置の構成は、例えば、図１に示すようなブロック図で表される。この電動パワーステアリング装置は、ＲＡＭ４、ＲＯＭ５を有するマイクロコンピュータ７を備え、トルクセンサ１が検出した操舵トルクは、インターフェイス回路８を介してマイクロコンピュータ７に入力される。図示しない車速センサからの車速信号は、インターフェイス回路９を介してマイクロコンピュータ７に入力される。マイクロコンピュータ７はこれらの入力からモータ駆動電流を決定し、そのモータ駆動電流を表すディジタル信号をＤ／Ａ変換器１０に与える。
【０００３】
Ｄ／Ａ変換器１０のアナログ出力は電流制御回路１１に入力され、電流制御回路１１は、この入力とフィードバック情報として入力されるモータ電流とでモータ駆動の為のＰＷＭ（Pulse Width Moduration）波を出力する。モータ駆動回路６はこのＰＷＭ波によってモータ１２を駆動する。
一方、マイクロコンピュータ７は、車速信号に基づきクラッチのオン（継合）／オフ（遮断）を決定し、この制御信号をクラッチ駆動回路１３へ送り、これによってモータ１２と図示しない舵取機構との間に介装されたクラッチ１４のオン／オフを制御させる。
【０００４】
また、舵角センサ２が検出した図示しない舵輪の回転角度が、インターフェイス回路３を介してマイクロコンピュータ７に与えられ、マイクロコンピュータ７は、与えられた回転角度に基づき、舵輪の舵角中点、舵角、舵角速度及び舵角方向（舵取り方向）等を演算し検出する。
マイクロコンピュータ７は、トルク信号等の入力の異常を検出したときには、フェイルリレー１６を作動させ、電源１５からの回路を遮断することによって、モータ１２の駆動を停止すると共に、クラッチ１４をオフする制御を行う。
【０００５】
このような電動パワーステアリング装置は、トルクセンサ１が、舵輪と舵取機構との間に介装したトーションバーのねじれから操舵トルクを検出し、その検出トルク値は、インターフェイス回路８でディジタル信号に変換され、マイクロコンピュータ７で処理される。
マイクロコンピュータ７は、ＲＯＭ５にトルク−助勢特性電流値の関係を記憶しており、トルクセンサ１の検出トルクの大小に応じて助勢力を大小とするような電流値を決定する。この決定は、マイクロコンピュータ７へ入力される車速等、他の要素にも支配される。
【０００６】
マイクロコンピュータ７は、また、ＲＯＭ５にトルク−慣性補償電流値の関係を記憶しており、検出したトルクからモータ１２の慣性による操舵力の重さを補償する為の電流値を決定する。助勢特性電流値は静的制御の為のものであるのに対し、慣性補償電流値は動的制御の為のものである。
マイクロコンピュータ７が決定した両電流値は、加算された後、Ｄ／Ａ変換器１０でアナログ信号に変換され、電流制御回路１１へ入力される。電流制御回路１１は、この入力とフィードバック情報として入力されるモータ電流とでモータ駆動の為のＰＷＭ波を出力する。モータ駆動回路６はこのＰＷＭ波によってモータ１２を駆動する。
また、マイクロコンピュータ７は、トルクセンサ１が検出した検出トルク値が、所定値より小さい範囲は、不感帯として、モータ１２に電流を流さないようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動パワーステアリング装置は、出力を増加させる為に、モータ１２を大型化し、減速比を高めているが、ラックピニオン式舵取機構におけるラックのストロークエンド等の舵輪の左右の操舵限界点ではモータ１２の過大な衝撃荷重が作用する為、関連する機構部の劣化を招き、その耐久性及び寿命に影響を及ぼしていた。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、舵輪の左右の操舵限界点において、過大な衝撃荷重が作用しない電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、舵輪により操舵を行う操舵機構に、モータの回転力をクラッチを介して与え操舵補助を行う電動パワーステアリング装置において、前記舵輪の舵角を検出する舵角検出手段と、前記舵輪の舵角速度を検出する舵角速度検出手段と、前記舵輪の舵角方向を検出する舵角方向検出手段と、前記舵角速度検出手段が検出した舵角速度と所定舵角速度とを比較する舵角速度比較手段と、前記舵角検出手段が検出した舵角と所定舵角とを比較する舵角比較手段と、前記舵角方向検出手段が検出した舵角方向が増加方向か減少方向かを判定する舵角方向判定手段と、前記舵角速度比較手段が、検出された舵角速度は所定舵角速度より高いと判定し、前記舵角比較手段が、検出された舵角は所定舵角より大きいと判定し、前記舵角方向判定手段が、検出された舵角方向は増加方向であると判定したときに、前記クラッチを遮断するクラッチ制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この電動パワーステアリング装置では、舵角検出手段が舵輪の舵角を検出し、舵角速度検出手段が舵輪の舵角速度を検出し、舵角方向検出手段が舵輪の舵角方向を検出する。舵角速度比較手段は、舵角速度検出手段が検出した舵角速度と所定舵角速度とを比較し、舵角比較手段は、舵角検出手段が検出した舵角と所定舵角とを比較し、舵角方向判定手段は、舵角方向検出手段が検出した舵角方向が増加方向か減少方向かを判定する。舵角速度比較手段が、検出された舵角速度は所定舵角速度より高いと判定し、舵角比較手段が、検出された舵角は所定舵角より大きいと判定し、舵角方向判定手段が、検出された舵角方向は増加方向であると判定したときに、クラッチ制御手段はクラッチを遮断する。これにより、舵輪の左右の操舵限界点において、過大な衝撃荷重が作用せず、ギヤ部（特にピニオン部）等関連する機構部の耐久性の向上及び寿命の延長を図ることができる。
【００１０】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記クラッチが継合されているか遮断されているかを判定するクラッチ判定手段を更に備え、前記舵角速度比較手段が、検出された舵角速度は所定舵角速度より低いと判定したとき、前記舵角比較手段が、検出された舵角は所定舵角より小さいと判定したとき、又は前記舵角方向判定手段が、検出された舵角方向は減少方向であると判定したときに、前記クラッチ判定手段が、前記クラッチは遮断されていると判定したときは、前記クラッチ制御手段は前記クラッチを継合することを特徴とする。
【００１１】
この電動パワーステアリング装置では、クラッチ判定手段が、クラッチが継合されているか遮断されているかを判定する。舵角速度比較手段が、検出された舵角速度は所定舵角速度より低いと判定したとき、舵角比較手段が、検出された舵角は所定舵角より小さいと判定したとき、又は舵角方向判定手段が、検出された舵角方向は減少方向であると判定したときに、クラッチ判定手段が、クラッチは遮断されていると判定したときは、クラッチ制御手段はクラッチを継合する。これにより、舵輪の左右の操舵限界点における過大な衝撃荷重を避ける為に、クラッチを遮断したときに、速やかにクラッチを継合し復旧することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を、それを示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、ＲＡＭ４、ＲＯＭ５を有するマイクロコンピュータ７を備え、トルクセンサ１が検出した操舵トルクは、インターフェイス回路８を介してマイクロコンピュータ７に入力される。図示しない車速センサからの車速信号は、インターフェイス回路９を介してマイクロコンピュータ７に入力される。マイクロコンピュータ７はこれらの入力からモータ駆動電流を決定し、そのモータ駆動電流を表すディジタル信号をＤ／Ａ変換器１０に与える。
【００１３】
Ｄ／Ａ変換器１０のアナログ出力は電流制御回路１１に入力され、電流制御回路１１は、この入力とフィードバック情報として入力されるモータ電流とでモータ駆動の為のＰＷＭ（Pulse Width Moduration）波を出力する。モータ駆動回路６はこのＰＷＭ波によってモータ１２を駆動する。
一方、マイクロコンピュータ７は、車速信号に基づきクラッチのオン（継合）／オフ（遮断）を決定し、この制御信号をクラッチ駆動回路１３へ送り、これによってモータ１２と図示しない舵取機構との間に介装されたクラッチ１４のオン／オフを制御させる。
【００１４】
また、舵角センサ２が検出した図示しない舵輪の回転角度が、インターフェイス回路３を介してマイクロコンピュータ７に与えられ、マイクロコンピュータ７（舵角検出手段、舵角速度検出手段、舵角方向検出手段）は、与えられた回転角度に基づき、舵輪の舵角中点、舵角、舵角速度及び舵角方向（舵取り方向）等を演算し検出する。
マイクロコンピュータ７は、トルク信号等の入力の異常を検出したときには、フェイルリレー１６を作動させ、電源１５からの回路を遮断することによって、モータ１２の駆動を停止すると共に、クラッチ１４をオフする制御を行う。
【００１５】
以下に、このような構成の電動パワーステアリング装置の動作を説明する。
この電動パワーステアリング装置は、トルクセンサ１が、舵輪と舵取機構との間に介装したトーションバーのねじれから操舵トルクを検出し、その検出トルク値は、インターフェイス回路８でディジタル信号に変換され、マイクロコンピュータ７で処理される。
【００１６】
マイクロコンピュータ７は、ＲＯＭ５にトルク−助勢特性電流値の関係を記憶しており、トルクセンサ１の検出トルクの大小に応じて助勢力を大小とするような電流値を決定する。この決定は、マイクロコンピュータ７へ入力される車速等、他の要素にも支配される。
マイクロコンピュータ７は、また、ＲＯＭ５にトルク−慣性補償電流値の関係を記憶しており、検出したトルクからモータ１２の慣性による操舵力の重さを補償する為の電流値を決定する。助勢特性電流値は静的制御の為のものであるのに対し、慣性補償電流値は動的制御の為のものである。
【００１７】
マイクロコンピュータ７が決定した両電流値は、加算された後、Ｄ／Ａ変換器１０でアナログ信号に変換され、電流制御回路１１へ入力される。電流制御回路１１は、この入力とフィードバック情報として入力されるモータ電流とでモータ駆動の為のＰＷＭ波を出力する。モータ駆動回路６はこのＰＷＭ波によってモータ１２を駆動する。
また、マイクロコンピュータ７は、トルクセンサ１が検出した検出トルク値が、所定値より小さい範囲は、不感帯として、モータ１２に電流を流さないようにしている。
【００１８】
この電動パワーステアリング装置は、上述した動作と並行して、図２のフローチャートが示す動作を行う。マイクロコンピュータ７は、舵角センサ２が検出した舵輪の回転角度に基づき、舵輪の舵角速度ωを検出し（Ｓ２）、舵輪の舵角方向を検出する（Ｓ４）。
マイクロコンピュータ７（舵角速度比較手段）は、検出した舵角速度ωと所定の舵角速度ωC とを比較し（Ｓ６）、検出した舵角速度ωが所定の舵角速度ωC より高いときは、舵角センサ２が検出した舵輪の回転角度に基づき、舵輪の舵角θ（舵角中点を０度とする舵角）を検出する（Ｓ８）。
【００１９】
マイクロコンピュータ７（舵角比較手段、舵角方向判定手段）は、検出した舵角θと、舵輪の左右の操舵限界である最大舵角より少し小さい所定の舵角θC とを比較し（Ｓ１０）、検出した舵角θが所定の舵角θC より大きいときは、検出した（Ｓ４）舵輪の舵角方向（操舵方向）が操舵限界に突き当たる方向（舵角θが増加傾向）であるか否かを判定する（Ｓ１２）。
【００２０】
マイクロコンピュータ７（クラッチ判定手段）は、検出した舵輪の舵角方向が操舵限界に突き当たる方向であるときは（Ｓ１２）、モータ１２がオン（駆動中）であり、クラッチ１４がオン（継合中）であるか否かを判定する（Ｓ１４）。
マイクロコンピュータ７（クラッチ制御手段）は、モータ１２がオン（駆動中）であり、クラッチ１４がオン（継合中）であるときは（Ｓ１４）、モータ１２をオフして停止させると共に、クラッチ１４をオフ（遮断）する（Ｓ１６）。
マイクロコンピュータ７（クラッチ判定手段）は、モータ１２がオフ（停止中）であり、クラッチ１４がオフ（遮断）であるときは（Ｓ１４）、そのままリターンする。
【００２１】
マイクロコンピュータ７は、検出した舵角速度ωが所定の舵角速度ωC 以下のとき（Ｓ６）、検出した舵角θが所定の舵角θC 以下のとき（Ｓ１０）、又は検出した舵輪の舵角方向が操舵限界に突き当たる方向でないときは（Ｓ１２）、モータ１２がオン（駆動中）であり、クラッチ１４がオン（継合中）であるか否かを判定する（Ｓ１８）。
マイクロコンピュータ７は、モータ１２がオフ（停止中）であり、クラッチ１４がオフ（遮断）であるときは（Ｓ１８）、フェイルリレー１６を作動させ、電源１５からの回路を接続することによって、モータ１２をオンして駆動させると共に、クラッチ１４をオン（継合）する。
マイクロコンピュータ７は、モータ１２がオン（駆動中）であり、クラッチ１４がオン（継合中）であるときは（Ｓ１８）、そのままリターンする。
【００２２】
【発明の効果】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、舵輪の左右の操舵限界点において、過大な衝撃荷重が作用せず、ギヤ部（特にピニオン部）等関連する機構部の耐久性の向上及び寿命の延長を図ることができる。
【００２３】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、舵輪の左右の操舵限界点における過大な衝撃荷重を避ける為に、クラッチを遮断したときに、速やかにクラッチを継合し復旧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  トルクセンサ
２  舵角センサ
６  モータ駆動回路
７  マイクロコンピュータ
１１  電流制御回路
１２  モータ
１３  クラッチ駆動回路
１４  クラッチ
１５  電源
１６  フェイルリレー
【図１】
0003729656.tif 000002
【図２】
0003729656.tif 000003