(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリング系に設けられる電動機と、ブリッジ回路を形成する複数のスイッチング素子からなり、電動機電流を出力して前記電動機を駆動する駆動回路と、この駆動回路の作動確認を行なうための作動確認信号を出力し前記複数のスイッチング素子のいずれかを導通させて前記電動機に作動確認のための前記電動機電流を供給する作動確認部とからなる車両のステアリング装置において、
車両の速度を検出する車速検出部を備え、
前記作動確認部は車速検出部で検出された車速が予め設定した値以上のときは作動確認信号を出力させず、前記電動機に作動確認のための前記電動機電流を供給しないように構成したことを特徴とする車両のステアリング装置。
【請求項２】
車両のステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、ブリッジ回路を形成する複数のスイッチング素子からなり、電動機電流を出力して前記電動機を駆動する駆動回路と、この駆動回路を介して前記電動機の運転を制御するとともに、前記駆動回路の作動確認を行なうための作動確認信号を出力し前記複数のスイッチング素子のいずれかを導通させて前記電動機に作動確認のための前記電動機電流を供給する制御部とからなる車両のステアリング装置において、
車両の速度を検出する車速検出部と備え、前記制御部は車速検出部で検出された車速が予め設定した値以上のときは作動確認信号を出力させず、前記電動機に作動確認のための前記電動機電流を供給しないように構成したことを特徴とする車両のステアリング装置。
【請求項３】
車両のステアリング系に設けられる電動機と、ブリッジ回路を形成する複数のスイッチング素子からなり、電動機電流を出力して前記電動機を駆動する駆動回路と、この駆動回路の作動確認を行なうための作動確認信号を出力し前記複数のスイッチング素子のいずれかを導通させて前記電動機に作動確認のための前記電動機電流を供給する作動確認部とからなる車両のステアリング装置において、
車両の速度を検出する車速検出部と、イグニッションスイッチ開閉状態検出回路とを備え、
前記作動確認部はイグニッションスイッチが開閉される操作がなされた時に車速検出部で検出された車速が予め設定した値以上のときは作動確認信号を出力させず、前記電動機に作動確認のための前記電動機電流を供給しないように構成したことを特徴とする車両のステアリング装置。
【請求項４】
車両のステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、ブリッジ回路を形成する複数のスイッチング素子からなり、電動機電流を出力して前記電動機を駆動する駆動回路と、この駆動回路を介して前記電動機の運転を制御するとともに、前記駆動回路の作動確認を行なうための作動確認信号を出力し前記複数のスイッチング素子のいずれかを導通させて前記電動機に作動確認のための前記電動機電流を供給する制御部とからなる車両のステアリング装置において、
車両の速度を検出する車速検出部と、イグニッションスイッチ開閉状態検出回路とを備え、
前記制御部はイグニッションスイッチが開閉される操作がなされた時に車速検出部で検出された車速が予め設定した値以上のときは作動確認信号を出力させず、前記電動機に作動確認のための前記電動機電流を供給しないように構成したことを特徴とする車両のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両のステアリング装置に係り、詳しくは、ステアリング系に設けられた電動機を駆動するための駆動回路の動作をチェックする作動確認部を備えたものにおいて、車両走行中は駆動回路の動作をチェックを行なわないようにすることで、駆動回路の動作チェックに伴って電動機に電流が供給されステアリング系に電動機からの補助トルクが供給されて操舵に違和感を与えることがないようにした車両のステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリング系に電動機に備え、この電動機から操舵補助トルクをステアリング系に供給することで運転者の操舵力を軽減するようにした電動パワーステアリング装置等の車両のステアリング装置は知られている。図１は車両のステアリング装置の一具体例としての電動パワーステアリング装置の模式構造図である。電動パワーステアリング装置１は、ステアリング系に電動機１０を備え、電動機１０から供給する動力を制御装置２０を用いて制御することによって、運転者の操舵力を軽減している。
【０００３】
ステアリングホイール（ハンドル）２に一体的に設けられたステアリング軸３は、自在継ぎ手４ａ，４ｂを有する連結軸４を介してラック＆ピニオン機構５のピニオン６へ連結される。ラック軸７はピニオン６と噛合するラック歯７ａを備える。ラック＆ピニオン機構５は、ピニオン６の回動をラック７の軸方向への往復運動へ変換する。ラック軸７の両端にタイロッド８を介して転動輪としての左右の前輪９が連結される。ステアリングホイール２を操舵すると、ラック＆ピニオン機構５ならびにタイロッド８を介して前輪９が揺動される。これにより車両の向きを変えることができる。
【０００４】
操舵力を軽減するために、操舵補助トルク（アシストトルク）を供給する電動機１０をラック軸７と同軸的に配置し、ラック軸７にほぼ平行に設けられたボールねじ機構１１を介して電動機１０の回動出力を推力に変換して、ラック軸７に作用させている。電動機１０のロータには、駆動側ヘリカルギア１０ａが一体的に設けられている。ボールねじ機構１１のねじ軸１１ａの軸端に一体的に設けられてヘリカルギア１１ｂと駆動側ヘリカルギア１０ａとを噛合させている。ボールねじ機構１１のナット１１ｃはラック軸７に連結されている。
【０００５】
ステアリングボックス（図示しない）に設けられた操舵トルク検出器（操舵トルクセンサ）１２によってピニオン６に作用する手動操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じた操舵トルク信号Ｔｐを制御装置２０へ供給している。制御装置２０は、操舵トルク信号Ｔｐを主信号として電動機１０の運転を行なって、電動機１０の出力パワー（操舵補助トルク）を制御する。
【０００６】
図２は従来の制御装置の一具体例を示すブロック構成図である。従来の制御装置２０Ｊは、制御部２１Ｊと、駆動回路３０と、イグニッションスイッチ開閉状態検出回路４１と、安定化電源回路（ＲＥＧ）４２と、パワーオンリセット回路（ＰＯＲ）４３と、給電継続回路４４と、リレー駆動回路４５と、リレー４６と、逆電圧防止用の各ダイオード４７，４８，４９とからなる。制御部２１Ｊは、作動確認部２２Ｊと、操舵補助トルク制御部２３と、出力選択部２４とからなる。駆動回路３０は、ゲート駆動回路３１と、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ブリッジ回路３２とからなる。
【０００７】
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ブリッジ回路３２は、４個の電力用Ｎチャネルエンハンスメント型ＭＯＳ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４をブリッジ接続してなる。ゲート駆動回路３１は、制御部２１Ｊ内の出力選択部２４から出力される各駆動信号２４ａに基づいて、各電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４の各ゲートに対するゲート電力の供給を制御することで各電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４の導通・非導通状態を制御する。
【０００８】
符号１０は電動機、符号１２は操舵トルク検出器、符号１３は車速検出器、符号１４は電動機電流検出器、符号１５は駆動回路電流検出器、符号１６はイグニッションスイッチ、符号１７はバッテリ電源である。電動機電流検出器１４を電動機１０に直列に介設することで、電動機１０に流れる電流を検出するようにしている。電動機電流検出器１４の電流検出出力信号である電動機電流信号１４ａは、作動確認部２２Ｊならびに操舵補助トルク制御部２３へ供給される。駆動回路電流検出器１５を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ブリッジ回路３２に直列に介設することで、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ブリッジ回路３２に流れる電流を検出するようにしている。駆動回路電流検出器１５の電流検出出力信号である駆動回路電流信号１５ａは、作動確認部２２Ｊへ供給される。
【０００９】
イグニッションスイッチ１６が閉状態に操作されると、イグニッションスイッチ１６→ダイオード４８を介してバッテリ電源１７が安定化電源回路（ＲＥＧ）４２が供給される。安定化電源回路（ＲＥＧ）４２は、バッテリ電源１７から電力の供給を受けて、出力電圧が、例えば５ボルトで安定化された回路用電源ＶＣＣを出力する。回路用電源ＶＣＣは、制御部２１Ｊ，パワーオンリセット回路（ＰＯＲ）４３ならびにイグニッションスイッチ開閉状態検出回路４１へ供給される。パワーオンリセット回路（ＰＯＲ）４３は、回路用電源ＶＣＣが供給された時点から予め設定したリセット時間の間、パワーオンリセット信号４３ａを出力する。パワーオンリセット信号４３ａは、作動確認部２２Ｊならびに操舵補助トルク制御部２３へ供給される。
【００１０】
イグニッションスイッチ開閉状態検出回路４１は、ベース抵抗Ｒ１と、エミッタ接地されたＮＰＮトランジスタＱ５と、コレクタプルアップ抵抗Ｒ２とを備える。イグニッションスイッチ１６が閉状態にあるときは、ダイオード４７→ベース抵抗Ｒ１を介してＮＰＮトランジスタＱ５にベース電流が供給され、ＮＰＮトランジスタＱ５のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。これにより、イグニッションスイッチ開閉状態検出回路４１からＬレベルのイグニッションスイッチ閉状態信号４１ａが出力される。また、イグニッションスイッチ１６が開状態になると、ＮＰＮトランジスタＱ５は非導通状態となり、コレクタプルアップ抵抗Ｒ２を介してＨレベルのイグニッションスイッチ開状態信号４１ａが出力される。イグニッションスイッチ開／閉状態信号４１ａは作動確認部２２Ｊならびに操舵補助トルク制御部２３へ供給される。
【００１１】
作動確認部２２Ｊは、パワーオンリセット信号４３ａの供給を受けると、Ｈレベルの給電継続指令信号２２ｃを給電継続回路４４へ供給する。給電継続回路４４は、ベース抵抗Ｒ３と、エミッタ接地されたＮＰＮトランジスタＱ６と、ベース抵抗Ｒ４と、ＰＮＰトランジスタＱ７と、ダイオードＤ１とからなる。ＰＮＰトランジスタＱ７のエミッタは、ダイオード４９を介してバッテリ電源１７へ接続される。ＰＮＰトランジスタＱ７のコレクタはダイオードＤ１を介して安定化電源回路（ＲＥＧ）４２へ接続される。
【００１２】
給電継続回路４４は、Ｈレベルの給電継続指令信号２２ｃが供給されると、ベース抵抗Ｒ３を介してＮＰＮトランジスタＱ６にベース電流が供給されてＮＰＮトランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間が導通状態になり、ベース抵抗Ｒ４を介してＰＮＰトランジスタＱ７のベースから電流が引き込まれ、ＰＮＰトランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。ＰＮＰトランジスタＱ７の導通によって、ダイオード４９→ＰＮＰトランジスタＱ７→ダイオードＤ１の経路で安定化電源回路（ＲＥＧ）４２へバッテリ電源１７を供給する回路が形成される。したがって、作動確認部２２ＪからＨレベルの給電継続指令信号２２ｃが出力されている間は、イグニッションスイッチ１６が開状態に操作されても、給電継続回路４４を介して安定化電源回路（ＲＥＧ）４２へバッテリ電源１７を供給することができ、制御装置２０Ｊの動作を継続させることができる。
【００１３】
作動確認部２２Ｊは、パワーオンリセット信号４３ａの供給を受けると、Ｌレベルの出力選択指令信号２２ｂを出力選択部２４へ供給する。出力選択部２４は、Ｌレベルの出力選択指令信号２２ｂが供給された場合は、作動確認部２２Ｊから出力される各駆動信号２２ａを駆動回路３０へ供給し、Ｈレベルの出力選択指令信号２２ｂが供給された場合は、操舵補助トルク制御部２３から出力される各駆動信号２３ａを駆動回路３０へ供給する。作動確認部２２ＪからＬレベルの出力選択指令信号２２ｂを出力選択部２４へ供給することで、作動確認部２２Ｊで生成した各駆動信号２２ａに基づいて駆動回路３０の動作を制御できる状態になる。
【００１４】
次に、作動確認部２２ＪはＨレベルのリレー駆動指令信号２２ｄを出力する。なお、リレー駆動指令信号２２ｄはＬレベルの出力選択指令信号２２ｂを出力する以前に出力してもよいし、リレー駆動指令信号２２ｄと出力選択指令信号２２ｂとを同時に出力するようにしてもよい。リレー駆動指令信号２２ｄはリレー駆動回路４５へ供給される。
【００１５】
リレー駆動回路４５は、ベース抵抗Ｒ５と、エミッタ接地されたＮＰＮトランジスタＱ８とを備える。作動確認部２２ＪからＨレベルのリレー駆動指令信号２２ｄが出力されると、ベース抵抗Ｒ５を介してＮＰＮトランジスタＱ８にベース電流が供給され、ＮＰＮトランジスタＱ８のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。ＮＰＮトランジスタＱ８が導通状態になると、バッテリ電源１７→ダイオード４９→リレー４６の励磁巻線４６ａ→ＮＰＮトランジスタＱ８→車体アースの経路でリレー４６の励磁巻線４６ａの励磁電流が供給され、リレー４６の開接点）４６ｂが導通状態になる。リレーの接点４６ｂが導通状態になることで駆動回路３０にバッテリ電源１７が供給され、駆動回路３０を介して電動機１０へ電流を供給できる状態になる。
【００１６】
次に、作動確認部２２Ｊは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１だけを導通状態にする駆動信号２２ａを出力し、各電流検出器１４，１５の検出出力を監視する。作動確認部２２Ｊは、電動機電流検出器１４によって電動機電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ４に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２Ｊは、駆動回路電流検出器１５のみによって駆動回路電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ３に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２Ｊは、オン故障が検出された場合、故障内容を図示しない故障内容記憶部に格納する。作動確認部２２Ｊは、オン故障が検出されるとリレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止する。また、作動確認部２２Ｊは、給電継続指令信号２２ｃの出力も停止する。
【００１７】
作動確認部２２Ｊは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ２だけを導通状態にする駆動信号２２ａを出力し、各電流検出器１４，１５の検出出力を監視する。作動確認部２２Ｊは、電動機電流検出器１４によって電動機電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ３に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２Ｊは、駆動回路電流検出器１５にのみよって駆動回路電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ４に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２Ｊは、オン故障が検出された場合、故障内容を図示しない故障内容記憶部に格納する。作動確認部２２Ｊは、オン故障が検出されるとリレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止する。また、作動確認部２２Ｊは、給電継続指令信号２２ｃの出力も停止する。
【００１８】
作動確認部２２Ｊは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ３だけを導通状態にする駆動信号２２ａを出力し、各電流検出器１４，１５の検出出力を監視する。作動確認部２２Ｊは、電動機電流検出器１４によって電動機電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ２に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２Ｊは、駆動回路電流検出器１５のみによって駆動回路電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２Ｊは、故障が検出された場合、故障内容を図示しない故障内容記憶部に格納する。作動確認部２２Ｊは、オン故障が検出されるとリレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止する。また、作動確認部２２Ｊは、給電継続指令信号２２ｃの出力も停止する。
【００１９】
作動確認部２２Ｊは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ４だけを導通状態にする駆動信号２２ａを出力し、各電流検出器１４，１５の検出出力を監視する。作動確認部２２Ｊは、電動機電流検出器１４によって電動機電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２Ｊは、駆動回路電流検出器１５のみによって駆動回路電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ２に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２Ｊは、故障が検出された場合、故障内容を図示しない故障内容記憶部に格納する。作動確認部２２Ｊは、オン故障が検出されるとリレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止する。また、作動確認部２２Ｊは、給電継続指令信号２２ｃの出力も停止する。
【００２０】
次に、作動確認部２２Ｊは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１と電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ４とを予め設定した電流検出動作試験用のデューティ比でスイッチング動作させるための電流検出動作試験用ＰＷＭ駆動信号２２ａを出力する。これにより、電動機１０は電流検出動作試験用のデューティ比でＰＷＭ運転される。この電流検出動作試験用のデューティ比は、電動機１０に、例えば数アンペア程度の比較的小さな電流を流すように設定している。
【００２１】
作動確認部２２Ｊは、駆動回路電流検出器１５から出力される駆動回路電流信号１５ａに基づいて電流検出動作試験用のデューティ比に対応した駆動電流が検出されているか否かをチェックする。また、作動確認部２２Ｊは、電動機電流検出器１４から出力される電動機電流信号１４ａに基づいて電流検出動作試験用のデューティ比に対応した電動機電流が検出されているか否か、ならびに、検出された電動機電流の極性が妥当であるか否かをチェックする。作動確認部２２Ｊは、各電流検出器１４，１５の検出出力である電流検出信号１４ａ，１５ａに異常を検出した場合は、検出した異常内容を図示しない故障内容記憶部に格納するとともに、リレー駆動指令信号２２ｄならびに給電継続指令信号２２ｃの出力を停止する。
【００２２】
次に、作動確認部２２Ｊは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ２と電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ３とを予め設定した電流検出動作試験用のデューティ比でスイッチング動作させるための電流検出動作試験用ＰＷＭ駆動信号２２ａを出力して、各電流検出器１４，１５の電流検出信号１４ａ，１５ａに異常がないかチェックする。
【００２３】
さらに、作動確認部２２Ｊは、電流検出動作試験用ＰＷＭ駆動信号２２ａを出力して電動機１０をＰＷＭ運転している状態で、リレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止させ、リレー４６の接点４６ｂを開放させた後に、リレー駆動指令信号２２ｄを出力してリレー４６の接点を閉状態にする。駆動回路３０を介して電動機１０へ電流を供給させている状態で、リレー４６の接点４６ｂを開放させることで、リレーの接点４６ｂのアーク放電を発生させ、リレー４６の接点４６ｂの自己洗浄を行なわせる。なお、各電流検出器１４，１５の電流検出動作のチェックを行なう前に、接点４６ｂの自己洗浄動作を行なうようにしてもよい。
【００２４】
作動確認部２２Ｊは、各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４のスイッチング動作チェック、各電流検出器１４，１５の電流検出動作チェック、ならびに、リレー４６の接点４６ｂの洗浄動作を終了すると、Ｈレベルの出力選択指令信号２２ｂを出力して、操舵補助トルク制御部２３から出力される各駆動信号２３ａが出力選択部２４を介して駆動回路３０へ供給できるようにするとともに、操舵補助トルク制御開始要求信号２２ｅを操舵補助トルク制御部２３へ供給して、操舵補助トルクの供給制御を開始させる。
【００２５】
作動確認部２２Ｊは、操舵補助トルク制御部２３から操舵補助トルク制御終了信号２３ｃが供給された場合、リレー駆動指令信号２２ｄならびに給電継続指令信号２２ｃの出力を停止する。
【００２６】
操舵補助トルク制御部２３は、パワーオンリセット信号４３ａに基づいて初期化処理を行なった後に、操舵補助トルク検出器１２から出力される操舵トルク信号１２ａ、ならびに、車速検出器１３から出力される車速信号１３ａに基づいて、電動機１０から供給する操舵補助トルクの演算ならびに操舵補助トルクを供給するために必要な電動機電流の演算処理を開始する。具体的には、操舵トルク信号１２ａ（操舵トルクの大きさと操舵方向）に基づいて電動機１０に供給する目標電流を求めた後に、車速に応じて電動機１０に供給する電流の補正を行なう。この車速補正では、高車速になるほど操舵補助トルクが小さくなるようにしている。
【００２７】
車速補正がなされた目標電動機電流は、フェードイン・フェードアウト処理部を介して偏差演算部へ供給される。フェードイン・フェードアウト処理部は、操舵補助トルク制御開始指令信号２２ｅが供給されると、フェードイン処理を行なう。このフェードイン処理では、偏差演算部へ供給する目標電動機電流をゼロから車速補正がなされた目標電動機電流に向って所定時間の間に増大させる。フェードイン処理が終了した後は、車速補正がなされた目標電動機電流がそのまま偏差演算部へ供給される。
【００２８】
偏差演算部は、フェードイン・フェードアウト処理部を介して供給される目標電動機電流と電動機電流検出器１４で検出された電動機電流信号１４ａ（電動機に実際に流れている電流）との偏差を求め、偏差信号をＰＩＤ制御部へ供給する。ＰＩＤ制御部は、偏差信号にＰＩＤ（比例・積分・微分）処理を施して、偏差がゼロに近づくように電動機１０に供給する電流を制御するための駆動制御信号を生成して、生成した駆動制御信号をＰＷＭ信号生成部へ供給する。
【００２９】
ＰＷＭ信号生成部は、駆動制御信号に基づいて電動機１０をＰＷＭ運転するためにパルス幅変調（ＰＷＭ）された駆動信号２３ａを生成して出力する。操舵補助トルク制御部２３から出力された駆動信号２３ａは、出力選択部２４を介してゲート駆動回路３１へ供給される。ゲート駆動回路３１は、パルス幅変調（ＰＷＭ）された駆動信号２３ａに基づいて各電界効果トランジスタのゲートを駆動して各電界効果トランジスタをスイッチング駆動する。これにより、電動機１０がＰＷＭ運転され、電動機１０から手動操舵トルクに対応した操舵補助トルクが供給される。
【００３０】
操舵補助トルク制御部２３は、イグニッションスイッチ開・閉状態信号４１ａに基づいてイグニッションスイッチ１６が開状態に操作されたことを検出すると、フェードアウト処理を行なったのちに、操舵補助トルク制御終了信号２３ｃを出力する。フェードアウト処理では、偏差演算部へ供給する目標電動機電流を車速補正がなされた目標電動機電流からゼロに向って所定時間の間に減少させる。
【００３１】
作動確認部２２Ｊは、操舵補助トルク制御終了信号２３ｃが供給されると、リレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止してリレー４６の接点４６ｂを開放させるとともに、給電継続指令信号２２ｃの出力を停止して給電継続回路４４を介して安定化電源回路４２への給電を停止させる。これにより、制御装置２０Ｊの全ての動作が停止される。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
図２に示した従来の制御装置２０Ｊは、イグニッションスイッチ１６が閉状態に操作された初期状態において、駆動回路３０内の各電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４、各電流検出器１４，１５の動作チェックならびにリレー接点４６ｂの自己洗浄動作がなされる。
【００３３】
ここで、各電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４のうちの少なくとも１つがオン故障している場合に、各電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４の導通状態故障をチェックしている間、また、各電流検出器１４，１５の動作チェックを行なっている間、さらに、リレー接点４６ｂの自己洗浄動作がなされている間は、電動機電流が電動機１０に供給される。
【００３４】
この作動確認のために電動機１０に電流が供給されると、電動機１０がトルクを発生し、そのトルクがボールねじ機構１１，ラック＆ピニオン機構等を介してステアリングホイール（ハンドル）２へ伝わり、運転者の操舵に違和感を与える虞れがある。特に、車両の走行中に運転者がイグニッション・スイッチをオフ操作してまたオン操作するような場合に、作動確認部２２Ｊによる作動チェック動作がなされると、運転者の操舵に違和感を与える虞れが大きい。
【００３５】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、車両走行中は駆動回路の動作チェックを行なわないようにすることで、駆動回路の動作チェックに伴って電動機に電流が供給され、ステアリング系に電動機からの補助トルクが供給されて操舵に違和感を与えることがないようにした車両のステアリング装置を提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係る車両のステアリング装置は、車両のステアリング系に設けられる電動機と、ブリッジ回路を形成する複数のスイッチング素子からなり、電動機電流を出力して電動機を駆動する駆動回路と、この駆動回路の作動確認を行なうための作動確認信号を出力し複数のスイッチング素子のいずれかを導通させて電動機に作動確認のための電動機電流を供給する作動確認部とからなる車両のステアリング装置において、車両の速度を検出する車速検出部を備え、作動確認部は車速検出部で検出された車速が予め設定した値以上のときは作動確認信号を出力させず、電動機に作動確認のための電動機電流を供給しないように構成したことを特徴とする。
さらに上記の構成であって、イグニッションスイッチ開閉状態検出回路を備え、イグニッションスイッチが開閉される操作がなされた時に、作動確認部が車速検出部で検出された車速が予め設定した値以上のときは作動確認信号を出力させず、電動機に作動確認のための電動機電流を供給しないように構成することも可能である。
【００３７】
また、この発明に係る車両のステアリング装置は、車両のステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、ブリッジ回路を形成する複数のスイッチング素子からなり、電動機電流を出力して前記電動機を駆動する駆動回路と、この駆動回路を介して前記電動機の運転を制御するとともに、前記駆動回路の作動確認を行なうための作動確認信号を出力し前記複数のスイッチング素子のいずれかを導通させて前記電動機に作動確認のための前記電動機電流を供給する制御部とからなる車両のステアリング装置において、車両の速度を検出する車速検出部を備え、制御部は車速検出部で検出された車速が予め設定した値以上のときは作動確認信号を出力させず、電動機に作動確認のための電動機電流を供給しないように構成したことを特徴とする。
さらに上記の構成であって、イグニッションスイッチ開閉状態検出回路を備え、イグニッションスイッチが開閉される操作がなされた時に、制御部が車速検出部で検出された車速が予め設定した値以上のときは作動確認信号を出力させず、電動機に作動確認のための電動機電流を供給しないように構成することも可能である。
【００３８】
この発明に係る車両のステアリング装置は、車両が走行状態にあるときは、駆動回路の作動確認を行なうための作動確認信号を出力しない構成としたので、車両走行中に駆動回路の作動確認がなされることがない。よって、駆動回路の動作チェックに伴って電動機に電流が供給され、ステアリング系に電動機からの補助トルクが供給されて操舵に違和感を与えることがない。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、車両のステアリング装置の具体例として電動パワーステアリング装置について説明する。
図３はこの発明に係る車両のステアリング装置の制御装置のブロック構成図である。図３に示す制御装置２０は、車速検出器１３の出力信号である車速信号１３ａが作動確認部２２に対して供給される構成となっている点が、図２に示した従来の制御装置２２Ｊと異なる。
【００４０】
図３に示す制御装置２０は、制御部２１と、駆動回路３０と、イグニッションスイッチ開閉状態検出回路４１と、安定化電源回路（ＲＥＧ）４２と、パワーオンリセット回路（ＰＯＲ）４３と、給電継続回路４４と、リレー駆動回路４５と、リレー４６と、逆電圧防止用の各ダイオード４７，４８，４９とからなる。制御部２１は、作動確認部２２と、操舵補助トルク制御部２３と、出力選択部２４とからなる。駆動回路３０は、ゲート駆動回路３１と、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ブリッジ回路３２とからなる。
【００４１】
符号１０は電動機、符号１２は操舵トルク検出器、符号１３は車速検出器、符号１４は電動機電流検出器、符号１５は駆動回路電流検出器、符号１６はイグニッションスイッチ、符号１７はバッテリ電源である。電動機電流検出器１４を電動機１０に直列に介設することで、電動機１０に流れる電流を検出するようにしている。電動機電流検出器１４の電流検出出力信号である電動機電流信号１４ａは、作動確認部２２ならびに操舵補助トルク制御部２３へ供給される。駆動回路電流検出器１５を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ブリッジ回路３２に直列に介設することで、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ブリッジ回路３２に流れる電流を検出するようにしている。駆動回路電流検出器１５の電流検出出力信号である駆動回路電流信号１５ａは、作動確認部２２へ供給される。
【００４２】
駆動回路３０，イグニッションスイッチ開閉状態検出回路４１，安定化電源回路（ＲＥＧ）４２，パワーオンリセット回路（ＰＯＲ）４３，給電継続回路４４，リレー駆動回路４５ならびにリレー４６の構成とそれらの動作は、図２に示したものと同一であるので、説明を省略する。
【００４３】
作動確認部２２は、パワーオンリセット信号４３ａの供給を受けると、Ｈレベルの給電継続指令信号２２ｃを給電継続回路４４へ供給する。これにより、作動確認部２２からＨレベルの給電継続指令信号２２ｃが出力されている間は、イグニッションスイッチ１６が開状態に操作されても、給電継続回路４４を介して安定化電源回路（ＲＥＧ）４２へバッテリ電源１７を供給することができ、制御装置２０の動作を継続させることができる。
【００４４】
作動確認部２２は、パワーオンリセット信号４３ａの供給を受けると、車速信号１３ａに基づいて車両が停止状態（または所定車速以下の状態）にあるか否かをチェックする。車両が停止している場合、ならびに、例えば毎時数キロメートル以下の低車速で走行している状態の場合、作動確認部２２は、次に述べる初期チェック処理を開始する。
【００４５】
車両が停止状態（または所定車速以下の状態）にある場合、作動確認部２２は、Ｌレベルの出力選択指令信号２２ｂを出力選択部２４へ供給する。出力選択部２４は、Ｌレベルの出力選択指令信号２２ｂが供給された場合は、作動確認部２２から出力される各駆動信号２２ａを駆動回路３０へ供給し、Ｈレベルの出力選択指令信号２２ｂが供給された場合は、操舵補助トルク制御部２３から出力される各駆動信号２３ａを駆動回路３０へ供給する。作動確認部２２からＬレベルの出力選択指令信号２２ｂを出力選択部２４へ供給することで、作動確認部２２で生成した各駆動信号２２ａに基づいて駆動回路３０の動作を制御できる状態になる。なお、作動確認部２２で生成した各駆動信号２２ａは、特許請求の範囲に記載した駆動回路の作動確認を行なうための作動確認信号に相当するものである。
【００４６】
次に、作動確認部２２はＨレベルのリレー駆動指令信号２２ｄを出力し、リレー駆動回路４５を介してリレー４６を駆動させ、リレーの接点４６ｂを導通状態にする。リレーの接点４６ｂが導通状態になることで駆動回路３０にバッテリ電源１７が供給され、駆動回路３０を介して電動機１０へ電流を供給できる状態になる。
【００４７】
次に、作動確認部２２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１だけを導通状態にする駆動信号２２ａを出力し、各電流検出器１４，１５の検出出力を監視する。作動確認部２２は、電動機電流検出器１４によって電動機電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ４に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２は、駆動回路電流検出器１５のみによって駆動回路電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ３に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２は、オン故障が検出された場合、故障内容を図示しない故障内容記憶部に格納する。作動確認部２２は、オン故障が検出されるとリレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止する。また、作動確認部２２は、給電継続指令信号２２ｃの出力も停止する。
【００４８】
次に、作動確認部２２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ２だけを導通状態にする駆動信号２２ａを出力し、各電流検出器１４，１５の検出出力を監視する。作動確認部２２は、電動機電流検出器１４によって電動機電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ３に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２は、駆動回路電流検出器１５のみによって駆動回路電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ４に導通状態となる故障が発生しているものと判断する。作動確認部２２は、オン故障が検出された場合、故障内容を図示しない故障内容記憶部に格納する。作動確認部２２は、オン故障が検出されるとリレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止する。また、作動確認部２２は、給電継続指令信号２２ｃの出力も停止する。
【００４９】
次に、作動確認部２２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ３だけを導通状態にする駆動信号２２ａを出力し、各電流検出器１４，１５の検出出力を監視する。作動確認部２２は、電動機電流検出器１４によって電動機電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ２に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２は、駆動回路電流検出器１５によって駆動回路電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１が導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２は、オン故障が検出された場合、故障内容を図示しない故障内容記憶部に格納する。作動確認部２２は、オン故障が検出されるとリレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止する。また、作動確認部２２は、給電継続指令信号２２ｃの出力も停止する。
【００５０】
次に、作動確認部２２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ４だけを導通状態にする駆動信号２２ａを出力し、各電流検出器１４，１５の検出出力を監視する。作動確認部２２は、電動機電流検出器１４によって電動機電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１に導通状態となる故障（オン故障）が発生しているものと判断する。作動確認部２２は、駆動回路電流検出器１５のみによって駆動回路電流が検出された場合、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ２に導通状態となる故障が発生しているものと判断する。作動確認部２２は、オン故障が検出された場合、故障内容を図示しない故障内容記憶部に格納する。作動確認部２２は、オン故障が検出されるとリレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止する。また、作動確認部２２は、給電継続指令信号２２ｃの出力も停止する。
【００５１】
次に、作動確認部２２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１と電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ４とを予め設定した電流検出動作試験用のデューティ比でスイッチング動作させるための電流検出動作試験用ＰＷＭ駆動信号２２ａを出力する。これにより、電動機１０は電流検出動作試験用のデューティ比でＰＷＭ運転される。この電流検出動作試験用のデューティ比は、電動機１０に、例えば数アンペア程度の比較的小さな電流を流すように設定している。
【００５２】
作動確認部２２は、駆動回路電流検出器１５から出力される駆動回路電流信号１５ａに基づいて電流検出動作試験用のデューティ比に対応した駆動電流が検出されているか否かをチェックする。また、作動確認部２２は、電動機電流検出器１４から出力される電動機電流信号１４ａに基づいて電流検出動作試験用のデューティ比に対応した電動機電流が検出されているか否か、ならびに、検出された電動機電流の極性が妥当であるか否かをチェックする。作動確認部２２は、各電流検出器１４，１５の検出出力である電流検出信号１４ａ，１５ａに異常を検出した場合は、検出した異常内容を図示しない故障内容記憶部に格納するとともに、リレー駆動指令信号２２ｄならびに給電継続指令信号２２ｃの出力を停止する。
【００５３】
次に、作動確認部２２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ２と電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ３とを予め設定した電流検出動作試験用のデューティ比でスイッチング動作させるための電流検出動作試験用ＰＷＭ駆動信号２２ａを出力して、各電流検出器１４，１５の電流検出信号１４ａ，１５ａに異常がないかチェックする。
【００５４】
さらに、作動確認部２２は、電流検出動作試験用ＰＷＭ駆動信号２２ａを出力して電動機１０をＰＷＭ運転している状態で、リレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止させ、リレー４６の接点４６ｂを開放させた後に、リレー駆動指令信号２２ｄを出力してリレー４６の接点を閉状態にする。駆動回路３０を介して電動機１０へ電流を供給させている状態で、リレー４６の接点４６ｂを開放させることで、リレーの接点４６ｂのアーク放電を発生させ、リレー４６の接点４６ｂの自己洗浄を行なわせる。なお、各電流検出器１４，１５の電流検出動作のチェックを行なう前に、接点４６ｂの自己洗浄動作を行なうようにしてもよい。
【００５５】
作動確認部２２は、各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４のスイッチング動作チェック、各電流検出器１４，１５の電流検出動作チェック、ならびに、リレー４６の接点４６ｂの洗浄動作を終了すると、Ｈレベルの出力選択指令信号２２ｂを出力して、操舵補助トルク制御部２３から出力される各駆動信号２３ａが出力選択部２４を介して駆動回路３０へ供給できるようにするとともに、操舵補助トルク制御開始要求信号２２ｅを操舵補助トルク制御部２３へ供給して、操舵補助トルクの供給制御を開始させる。
【００５６】
なお、作動確認部２２は、パワーオンリセット信号４３ａの供給を受けた後に、車速信号１３ａに基づいて車両が停止状態（または所定車速以下の状態）にあるか否かをチェックした結果、車両が所定車速以上で走行している状態であることを認識した場合は、前述の初期チェック処理を行なわず、操舵補助トルクの供給制御を開始させる。この場合、作動確認部２２は、Ｈレベルの出力選択信号２２ｂを出力して操舵補助トルク制御部２３から出力される各駆動信号２３ａが駆動回路３０へ供給できるようにするとともに、リレー駆動指令信号２２ｄを出力してリレー４６を動作させる。そして、作動確認部２２は、操舵補助トルク制御開始要求信号２２ｅを操舵補助トルク制御部２３へ供給して、操舵補助トルクの供給制御を開始させる。
【００５７】
作動確認部２２は、操舵補助トルク制御部２３から操舵補助トルク制御終了信号２３ｃが供給された場合、リレー駆動指令信号２２ｄならびに給電継続指令信号２２ｃの出力を停止する。
【００５８】
図４は操舵補助トルク制御部の一具体例を示すブロック構成図である。操舵トルク検出器１２で検出された操舵トルクＴｐに係る操舵トルク信号１２ａは目標電流設定部５１へ供給される。目標電流設定部５１は、操舵トルクＴｐの大きさと方向に対応して予め設定した電動機の目標電流ＩＴに係る目標電流信号５１ａを出力する。目標電流信号５１ａは車速補正部５２へ供給される。
【００５９】
車速補正部５２は、車速検出器１３で検出された車速信号１３ａに基づいて目標電流ＩＴに対して車速対応補正を行ない、車速補正を行なった補正目標電流信号５２ａを出力する。なお、車速補正部５２は、車速がゼロ（車両停止状態）に近い状態では目標電流設定部５１で設定された目標電流ＩＴをそのまま出力し、高車速になるほど操舵補助トルクが小さくなるように補正を行なう。補正目標電流信号５２ａは、フェードイン・フェードアウト処理部５３を介して偏差演算部５４へ供給される。
【００６０】
フェードイン・フェードアウト処理部５３は、パワーオンリセット信号４３ａが供給されると、偏差演算部５４へ供給する目標電動機電流５３ａをゼロに設定する。そして、フェードイン・フェードアウト処理部５３は、操舵補助トルク制御開始指令信号２２ｅが供給されると、フェードイン処理を行なう。このフェードイン処理では、偏差演算部５４へ供給する目標電動機電流５３ａをゼロから車速補正がなされた補正目標電流信号５２ａの値に向って所定の時間の間に増大させる。フェードイン処理が終了した後は、車速補正がなされた補正目標電流信号５２ａがそのまま偏差演算部５４へ供給される。
【００６１】
偏差演算部５４は、フェードイン・フェードアウト処理部５３を介して供給される目標電動機電流信号５３ａと電動機電流検出器１４で検出された電動機電流信号１４ａ（電動機に実際に流れている電流に対応した信号）との偏差を求め、偏差信号５４ａをＰＩＤ制御部５５へ供給する。ＰＩＤ制御部５５は、偏差信号５４ａにＰＩＤ（比例・積分・微分）処理を施して、偏差がゼロに近づくように電動機１０に供給する電流を制御するための駆動制御信号５５ａを生成して、生成した駆動制御信号５５ａがＰＷＭ信号生成部５６へ供給される。
【００６２】
ＰＷＭ信号生成部５６は、駆動制御信号５５ａに基づいて電動機１０をＰＷＭ運転するためにパルス幅変調（ＰＷＭ）された駆動信号２３ａを生成して出力する。操舵補助トルク制御部２３から出力された駆動信号２３ａは、図３に示す出力選択部２４を介してゲート駆動回路３１へ供給される。ゲート駆動回路３１は、パルス幅変調（ＰＷＭ）された駆動信号２３ａに基づいて各電界効果トランジスタのゲートを駆動して各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４をスイッチング駆動する。これにより、電動機１０がＰＷＭ運転され、電動機１０から手動操舵トルクに対応した操舵補助トルクが供給される。
【００６３】
操舵補助トルク制御部２３内のフェードイン・フェードアウト処理部５３は、イグニッションスイッチ開・閉状態信号４１ａに基づいてイグニッションスイッチ１６が開状態に操作されたことを検出すると、フェードアウト処理を行なった後に、操舵補助トルク制御終了信号２３ｃを出力する。フェードアウト処理では、偏差演算部５４へ供給する目標電動機電流５３ａを車速補正がなされた補正目標電流５２ａの値からゼロに向って所定時間の間に減少させる。
【００６４】
図３に示す作動確認部２２は、操舵補助トルク制御終了信号２３ｃが供給されると、リレー駆動指令信号２２ｄの出力を停止してリレー４６の接点４６ｂを開放させるとともに、給電継続指令信号２２ｃの出力を停止して給電継続回路４４を介して安定化電源回路４２への給電を停止させる。これにより、制御装置２０の全ての動作が停止される。
【００６５】
作動確認部２２は、車速信号１３ａに基づいて車両が停止状態にあるか否かを判断し、車両が停止状態にある場合にのみ作動確認信号としての各駆動信号２２ａを出力して、駆動回路３０ならびに各電流検出器１４，１５の動作をチェックするが、車両が走行状態にある場合には駆動回路３０ならびに各電流検出器１４，１５の動作をチェックを行なわない。したがって、車両走行状態で、例えばイグニッションスイッチ１６が開閉される操作がなされても、駆動回路３０ならびに各電流検出器１４，１５の動作をチェックが実行されることがない。よって、駆動回路３０ならびに各電流検出器１４，１５の動作に伴って電動機１０に電流が供給され、電動機１０に電流が供給されたことによって発生した電動機１０のトルクがステアリング系へ伝達されて、運転者の操舵に違和感を与えるという現象は、車両が走行中である限り発生することがない。
【００６６】
なお、図２ならびに図３では、電動機電流検出器１４と駆動回路電流検出器１５との２つの電流検出器を設ける構成を示したが、電動機電流検出器１４を設けずに駆動回路電流検出器１５によって電動機電流を検出する構成としてもよい。また、駆動回路３０の具体例として電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４を用いる構成を示したが、電力用絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いて電動機駆動用のブリッジ回路を構成してもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る車両のステアリング装置は、車両が走行状態にあるときは、駆動回路の作動確認を行なうための作動確認信号を出力しない構成としたので、車両走行中に駆動回路の作動確認がなされることがない。よって、駆動回路の動作チェックに伴って電動機に電流が供給されステアリング系に電動機からの補助トルクが供給されて操舵に違和感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両のステアリング装置の一具体例としての電動パワーステアリング装置の模式構造図
【図２】従来の制御装置の一具体例を示すブロック構成図
【図３】この発明に係る車両のステアリング装置の制御装置のブロック構成図
【図４】操舵補助トルク制御部の一具体例を示すブロック構成図
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール（ハンドル）、１０…電動機、１２…操舵トルク検出器、１３…車速検出器、１４…電動機電流検出器、１５…駆動回路電流検出器、１６…イグニッションスイッチ、２０…制御装置、２１…制御部、２２…作動確認部、２２ａ…作動確認信号としての駆動信号、２３…操舵補助トルク制御部、２４…出力選択部、３０…駆動回路、３１…ゲート駆動回路、３２…電界効果トランジスタブリッジ回路、４１…イグニッションスイッチ開閉状態検出回路、４４…給電継続回路、４５…リレー駆動回路、４６…リレー。
【図１】
0003628510.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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