(57)【要約】【課題】低速時であっても実際の車両の走行状態に応じた適切なモータ通電制御を行うことができ、モータ等の発熱、及び消費電力を抑制することができ、操舵フィーリングも向上させることができる電動パワーステアリング制御装置を提供すること。【解決手段】ハンドル１に加えられた操舵トルクと、車速とに基づいて、操舵補助トルクを発生させるモータ５への通電量を制御するマイコン１１を備え、マイコン１１が、車輪の回転に伴ってパルス信号を出力する車速センサ６で検出困難な低速度状態となった場合に、低速度域における速度検出も可能なレーダ装置７で検出された車速に応じて通電制御を行う。【選択図】  図２
2008030562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部に加えられた操舵トルクと、車速とに基づいて、操舵補助トルクを発生させるモータへの通電量を制御するモータ制御手段を備え、
該モータ制御手段が、車輪の回転に伴ってパルス信号を出力する第１の車速検出手段で検出困難な低速度状態となった場合に、該低速度域における速度検出も可能な第２の車速検出手段で検出された車速に応じて通電制御を行う第１の通電制御手段を備えていることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
【請求項２】
前記モータ制御手段が、
前記第１の車速検出手段からの信号に基づき検出された車速と、前記第２の車速検出手段で検出された車速との差が所定値以上となった場合に、前記第２の車速検出手段で検出された車速に応じて通電制御を行う第２の通電制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項３】
前記第２の車速検出手段が、ドップラー効果を利用して車速を検出するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項４】
前記第２の車速検出手段が、車車間通信により得られた信号に基づいて車速を検出するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項５】
前記第２の車速検出手段が、路車間通信により得られた信号に基づいて車速を検出するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の電動パワーステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動パワーステアリング制御装置に関し、より詳細には車両に搭載される電動パワーステアリング装置の制御を行う電動パワーステアリング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング制御装置は、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサから取り込んだ操舵トルク信号と、車速を検出する車速センサから取り込んだ車速信号とに基づいて、ハンドルの操舵補助トルクを発生させるモータへの通電量を制御し、操舵トルクや車速に応じた操舵補助トルクを発生させて、操舵力や保舵力を適切なものとするように構成されている。
前記モータへの通電量は、操舵トルクや車速により変化し、通常、低車速になるほど通電量を大きくする（操舵補助トルクを大きくする）ように制御されている。
【０００３】
従来の電動パワーステアリング制御装置の多くは、車速信号として、車輪の回転に伴ってパルス信号を出力するパルス式（電磁ピックアップ方式）の車速センサからの信号を取り込むように構成されているが、パルス式の車速センサは、車輪の回転に伴った車速を検出するため、車輪の回転に異常（車輪の空転等）が生じた場合、パルス式の車速センサにより検出された車速と、実際の車速（車体速度）とに開きが生じ、パルス式の車速センサにより検出された車速に基づき通電制御を行った場合、車体速度に合った適切な操舵補助トルクが得られず、操舵フィーリングが悪くなるという課題があった。
【０００４】
このような課題に対して、下記の特許文献１には、車輪速度に異常が検出された場合には、車体の加速度を検出するＧセンサにより検出された車体加速度を積分して求めた車体速度を、車輪速度の代わりに利用して助勢手段を制御するパワーステリング装置が開示されており、車輪速度に異常が生じても車両の走行状態に見合った助勢トルクが得られ、操舵性や走行安定性を向上させることができるとしている。
【０００５】
一方、現在利用されているパルス式の車速センサは、４ｋｍ／ｈ程度以下の低速度の検出が困難なため、制御装置では、パルス式の車速センサで検出困難な低速度状態となった場合、車両停止時と同様のモータ通電制御を行っていた。
【０００６】
すなわち、図１に示した従来の電動パワーステアリング制御装置に格納されたマップにより規定されている車速とモータ電流との関係から明らかなように、従来は、パルス式の車速センサの検出下限値ＶL（例えば、４ｋｍ／ｈ）以下の低速走行時には、実際は停止していないにも関わらず、停止状態（車速０）と同じモータ電流、すなわち過剰な電流が供給されるようになっていたため、検出下限値ＶL以下の低速走行が継続した場合には、モータ駆動回路やモータの発熱が大きくなりやすく、バッテリの電力を余分に消費するとともに、検出下限値ＶL付近で電流値が大きく変わるため、ドライバーの操舵フィーリングにも違和感を与えるといった課題があった。
【特許文献１】特開平５−６９８４６号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段及びその効果】
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、低速時であっても車両の走行状態に応じた適切なモータ通電制御を行うことができ、モータ等の発熱、及び消費電力を抑制することができ、操舵フィーリングも向上させることができる電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係る電動パワーステアリング制御装置（１）は、操作部に加えられた操舵トルクと、車速とに基づいて、操舵補助トルクを発生させるモータへの通電量を制御するモータ制御手段を備え、該モータ制御手段が、車輪の回転に応じてパルス信号を出力する第１の車速検出手段では検出困難な低速度状態となった場合に、該低速度域における速度検出も可能な第２の車速検出手段で検出された車速に応じて通電制御を行う第１の通電制御手段を備えていることを特徴としている。
【０００９】
上記電動パワーステアリング制御装置（１）によれば、前記第１の通電制御手段によって、前記第１の車速検出手段では検出困難な低速度状態となった場合、例えば、パルス信号の出力周期が所定間隔以上となった場合、外部から通信等によって得られた前記第１の車速検出手段により検出された車速値が所定の低速度状態（４ｋｍ／ｈ以下）であった場合に、該低速度域における速度検出も可能な前記第２の車速検出手段で検出された車速に応じて通電制御が行われるので、前記第１の車速検出手段では検出が難しい低速度域においても、前記第２の車速検出手段で検出された車速を利用することにより、該車速に応じた適切な通電制御を行うことができ、低速時にモータへ過剰な電流が供給されることがなく、モータ等の発熱やバッテリの消費電力を抑制することができ、さらに操舵フィーリングも向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は、実施の形態（１）に係る電動パワーステアリング制御装置が採用された電動パワーステアリング装置の概略構成を示したブロック図である。
【００１１】
図中１は、車両２０に乗車した運転者が操舵回転力を与えるハンドルを示しており、ハンドル１は、ステアリングシャフト２を介して、ピニオンギヤ及びラック軸を含むステアリング機構３に連結されている。
【００１２】
ステアリングシャフト２は、ハンドル側に結合された入力軸２ａと、ステアリング機構３側に結合された出力軸２ｂとに分割されており、入力軸２ａと出力軸２ｂとがトーションバー２ｃによって連結されている。トーションバー２ｃはハンドル１に加えられた操舵トルクに応じてねじれを発生するものであり、このねじれ方向とねじれ量とが、トルクセンサ４によって検出されるようになっている。
【００１３】
トルクセンサ４は、例えば、入力軸２ａと出力軸２ｂとの回転方向の位置関係の変化に応じて変化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成することができ、トルクセンサ４から出力される操舵トルク信号は、電動パワーステアリング制御装置（以下、ＥＣＵと記す）１０に入力されるようになっている。
【００１４】
ＥＣＵ１０には、ハンドル１の操舵に必要な補助駆動力を発生するモータ５が接続されており、モータ５は、ギア機構やボールねじ機構などの駆動力伝達機構（図示せず）を介して、ステアリング機構３と連結されており、モータ５で発生させた補助駆動力が、ステアリング機構３に操舵補助トルクとして伝達されるようになっている。
【００１５】
また、車輪の回転に伴ってパルス信号を出力するパルス式の車速センサ（第１の車速検出手段）６と、車両に搭載されたアンテナからミリ波やマイクロ波等の電波、又は超音波等の送信波を路面に向けて放射し、路面からの反射波より車両の速度に応じたドップラ周波数を検出し、送信波と受信波との周波数差に基づき車速（対地速度）を演算する機能を有するレーダ装置（第２の車速検出手段）７とが、ＥＣＵ１０に接続されている。なお、車速センサ６とレーダ装置７とは、図２に示したように信号ラインで直接ＥＣＵ１０に接続されている形態の他、ＣＡＮ等の通信バスラインを介して接続された形態とすることもでき、要は、ＥＣＵ１０が、車速センサ６及びレーダ装置７で検出された信号が取り込めるように構成されていればよい。
【００１６】
なお、車速センサ６では、低速になるほどパルス信号の検出周期が長くなり、車速の検出精度が低下し、低速域（例えば、４ｋｍ／ｈ）の車速検出が困難となっているが、レーダ装置７では、高周波の電波（ミリ波等）を出射し、対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果による周波数差から相対速度を算出するので、低速域（例えば、４ｋｍ／ｈ）の車速も精度良く検出することが可能となっている。レーダ装置７は、ＥＣＵ１０からの車速要求信号を検出した場合に、車速信号をＥＣＵ１０に出力するようになっている。
【００１７】
また、車速センサ６から信号を直接取り込む構成とは別に、例えば、ＡＢＳ制御装置等の他の制御装置に入力された車速信号（パルス式の車速センサで検出された信号）を取り込む構成としても良い。
【００１８】
電動パワーステアリング装置を制御するＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ（いずれも図示せず）を含んで構成されるマイコン１１と、マイコン１１からの制御信号に基づきモータ５を駆動させるモータ駆動回路１２とを含んで構成され、バッテリ８から各部に電源が供給されるようになっている。
【００１９】
マイコン１１は、トルクセンサ４で検出された操舵トルクと、車速とに基づいて、目標電流値を決定し、操舵補助トルクを発生させるモータ５への通電量を制御するようになっている。通電量の制御に利用する車速は、基本的には、車速センサ６からの信号で検出された車速を利用するようになっているが、車速センサ６で検出困難な低速度状態（検出下限値ＶL：例えば、４ｋｍ／ｈ以下）となった場合、マイコン１１では、低速度域（検出下限値ＶL以下）における速度検出も可能なレーダ装置７で検出された車速を利用し、該車速に応じた通電制御を行うようになっている。
【００２０】
図３は、マイコン１１のＲＯＭに格納されたマップにより規定されている車速とモータ電流と関係を示しており、高速域から停止までの車速とモータ電流とが、比例関係に設定されており、車速センサ６での検出が困難な低速域（検出下限値ＶL：例えば、４ｋｍ／ｈ以下）では、レーダ装置７で検出された車速を用いることにより、検出下限値ＶL以下でも車速に応じた通電制御が行われるようになっている。
【００２１】
次に実施の形態（１）に係る電動パワーステアリング制御装置（ＥＣＵ１０）におけるマイコン１１の行う処理動作を図４に示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。なお、本処理動作は、所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００２２】
まず、ステップＳ１では、パルス式の車速センサ６からパルス信号を取り込み、次のステップＳ２では、取り込んだパルス信号が、車速センサ６の検出下限値ＶL（例えば、ＶL＝４ｋｍ／ｈ）以下の車速を示す信号であるか否か（すなわち、車速センサ６で検出される車速が検出下限値ＶL以下であるか否か）を判断する。なお、この判断は、パルス信号の取込周期や、一定時間内の取込パルス数等に基づいて判断可能となっている。
【００２３】
ステップＳ２において、車速センサ６で検出される車速が、車速センサ６の検出下限値ＶL以下ではない（すなわち、ＶLより大）と判断すればステップＳ３に進み、ステップＳ３では、車速センサ６から取り込んだパルス信号に基づき求めた車速Ｖ1を通電制御用の車速ＶAに決定し、その後ステップＳ６に進む。
【００２４】
一方、ステップＳ２において、車速センサ６で検出される車速が、車速センサ６の検出下限値ＶL以下であると判断すればステップＳ４に進む。ステップＳ４では、レーダ装置７から車速信号を取り込む処理、すなわち、レーダ装置７に車速要求信号を出力し、該車速要求信号を検出したレーダ装置７から車速信号を取り込む処理を行い、その後ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、レーダ装置７から取り込んだ車速Ｖ2を、通電制御用の車速ＶAに決定し、その後ステップＳ６に進む。
【００２５】
ステップＳ６では、トルクセンサ４から操舵トルク信号を取り込み、次のステップＳ７では、ステップＳ６で取り込んだ操舵トルク信号と、ステップＳ３で通電制御用の車速ＶAとして決定された車速Ｖ1又はステップＳ５で決定された車速Ｖ2とに基づいて、モータ電流目標値を算出する。このとき、図３に示した車速・モータ電流値マップに、車速Ｖ1又はＶ2を当てはめてモータ電流値を決定する。次のステップＳ８では、算出されたモータ電流目標値となるように駆動信号をモータ駆動回路１２に出力し、モータ５への通電処理を行い、その後処理を終える。
【００２６】
上記実施の形態（１）に係る電動パワーステアリング制御装置（ＥＣＵ１０）によれば、パルス式の車速センサ６では検出困難な低速度状態となった場合は、該低速度域における速度検出も可能なレーダ装置７で検出された車速に応じて通電制御が行われるので、パルス式の車速センサ６では検出が難しい低速度域においても、レーダ装置７で検出された車速を利用することにより、該車速に応じた適切な通電制御を行うことができ、従来のように、低速時にモータ５へ過剰な電流が供給されることがなく、モータ６やＥＣＵ１０の発熱を抑制でき、バッテリ８の消費電力も抑制することができ、さらに運転者の操舵フィーリングも向上させることができる。
【００２７】
次に実施の形態（２）に係る電動パワーステアリング装置について説明する。但し実施の形態（２）に係る電動パワーステアリング装置の構成については、ＥＣＵを除いて図２に示した電動パワーステアリング装置と同様であるため、ここでは異なる機能を有するＥＣＵ１０Ａ、マイコン１１Ａには異なる符号を付し、その他の同一機能を有する構成部品には同一符号を付し、その説明をここでは省略する。
【００２８】
実施の形態（１）に係るＥＣＵ１０では、パルス式の車速センサ６では検出困難な低速度状態となった場合に、レーダ装置７で検出された車速に応じた通電制御を行うようになっているが、実施の形態（２）に係るＥＣＵ１０Ａでは、パルス式の車速センサ６では検出困難な低速度状態となった場合の他、車速センサ６で検出された車速が、レーダ装置７で検出された車速と大きく異なっている場合に、検出精度が高いレーダ装置７で検出された車速に基づいて通電制御を行うようになっている点が相違している。
【００２９】
次に実施の形態（２）に係る電動パワーステアリング制御装置（ＥＣＵ１０Ａ）におけるマイコン１１Ａの行う処理動作を図５に示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１１では、パルス式の車速センサ６からパルス信号を取り込み、次のステップＳ１２では、取り込んだパルス信号が、車速センサ６の検出下限値ＶL（例えば、ＶL＝４ｋｍ／ｈ）以下の車速を示す信号であるか否か（すなわち、車速センサ６で検出される車速が検出下限値ＶL以下であるか否か）を判断する。
【００３０】
ステップＳ１２において、車速センサ６で検出される車速が、車速センサ６の検出下限値ＶL以下ではない（ＶLより大）と判断すればステップＳ１３に進み、ステップＳ１３では、レーダ装置７から車速信号を取り込む処理を行い、その後ステップＳ１４に進む。
【００３１】
ステップＳ１４では、車速センサ６で検出された車速Ｖ11と、レーダ装置７で検出された車速Ｖ12との差（絶対値の差）が、所定値Ｖｔ 以上あるか否かを判断し、車速Ｖ11と車速Ｖ12との差が所定値Ｖｔ 未満であると判断すればステップＳ１５に進み、ステップＳ１５では、車速センサ６で検出された車速Ｖ11を通電制御用の車速ＶAに決定し、その後ステップＳ１９に進む。
【００３２】
一方、ステップＳ１４において、車速Ｖ11と車速Ｖ12との差が所定値Ｖｔ 以上であると判断すればステップＳ１６に進み、レーダ装置７で検出された車速Ｖ12を、通電制御用の車速ＶAに決定し、その後ステップＳ１９に進む。
【００３３】
また一方、ステップＳ１２において、車速センサ６で検出される車速が、車速センサ６の検出下限値ＶL以下であると判断すればステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、レーダ装置７から車速信号を取り込む処理を行い、次のステップＳ１８では、レーダ装置７から取り込んだ車速Ｖ13を、通電制御用の車速ＶAに決定し、その後ステップＳ１９に進む。
【００３４】
ステップＳ１９では、トルクセンサ４から操舵トルク信号を取り込み、次のステップＳ２０では、ステップＳ１９で取り込んだ操舵トルク信号と、ステップＳ１５で通電制御用の車速ＶAとして決定された車速Ｖ11、ステップＳ１６で決定された車速Ｖ12、又はステップＳ１６で決定された車速Ｖ13とに基づいて、モータ電流目標値を算出する。このとき、図２に示した車速・モータ電流値マップに、車速Ｖ11、又はＶ12、Ｖ13を当てはめてモータ電流値を決定する。次のステップＳ２１では、算出されたモータ電流目標値となるように駆動信号をモータ駆動回路１２に出力し、モータ５への通電処理を行い、その後処理を終える。
【００３５】
上記実施の形態（２）に係る電動パワーステアリング制御装置（ＥＣＵ１０Ａ）によれば、パルス式の車速センサ６では検出困難な低速度状態となった場合は、該低速度域における速度検出も可能なレーダ装置７で検出された車速に応じて通電制御が行われるので、上記実施の形態（１）に係るＥＣＵ１０と略同様の効果が得られる。
【００３６】
また、低速度状態ではない時に、車速センサ６で検出された車速Ｖ11と、レーダ装置７で検出された車速Ｖ12とに大きな差が発生した場合（例えば、車輪のホイルスピンやロックにより、車輪の回転速度と車体速度とに大きな差が生じた場合）、すなわち、車速センサ６で検出された車速が実際の車速とは異なっていると想定される場合、検出精度が高いレーダ装置７で検出された車速に基づいて適切な通電制御を行うことができ、車速センサ６で検出された車速が実際の車速と異なる場合における運転者の操舵フィーリングの悪化を防ぐことができる。
【００３７】
なお、上記実施の形態（２）に係るＥＣＵ１０Ａでは、車速センサ６で検出された車速と、レーダ装置７で検出された車速とを比較するようになっているが、別の実施の形態では、各駆動輪に設けられた複数の車速センサで検出された車速を比較して、これら車速に所定値以上の差が生じた場合に、レーダ装置７で検出された車速に基づいて通電制御を行う構成としてもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態（１）、（２）では、レーダ装置７を第２の車速検出手段として適用した場合について説明したが、第２の車速検出手段には、低速度域（例えば、５ｋｍ／ｈ以下）における速度検出も可能な車速検出手段であれば適用することが可能である。
【００３９】
例えば、レーダ装置７の代わりに、自車位置を正確に測定可能なＧＰＳ受信機より得られる信号から自車の移動速度を検出する構成、車車間通信により他車から取得した情報（例えば、分解能が高いパルス式の車速センサで検出された車速情報、ミリ波等のドップラー効果を用いた車速検出手段で検出された車速情報）に基づき自車の移動速度を検出する構成、又は、路車間通信により路上のインフラ設備から無線通信により取得した情報（例えば、インフラ設備で検出された自車の車速情報）に基づき自車の移動速度を検出する構成を採用することができる。また、これらを組み合わせて自車の移動速度を検出する構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の電動パワーステアリング制御装置に格納されたマップに規定されている車速とモータ電流との関係を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態（１）に係る電動パワーステアリング制御装置が採用された電動パワーステアリング装置の概略構成を示したブロック図である。
【図３】実施の形態（１）に係る電動パワーステアリング制御装置のＲＯＭに格納されたマップに規定されている車速とモータ電流との関係を示した図である。
【図４】実施の形態（１）に係る電動パワーステアリング制御装置におけるマイコンの行う処理動作を示したフローチャートである。
【図５】実施の形態（２）に係る電動パワーステアリング制御装置におけるマイコンの行う処理動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１  ハンドル
２  ステアリングシャフト
３  ステアリング機構
４  トルクセンサ
５  モータ
６  車速センサ（第１の車速検出手段）
７  レーダ装置（第２の車速検出手段）
１０、１０Ａ  ＥＣＵ（電動パワーステアリング制御装置）  
１１、１１Ａ  マイコン
１２  モータ駆動回路
【図１】
2008030562.tif 000003
【図２】
2008030562.tif 000004
【図３】
2008030562.tif 000005
【図４】
2008030562.tif 000006
【図５】
2008030562.tif 000007