(57)【要約】【課題】可変フェード手段を備えたシステムにおいてシステムオン時に必要のないフェードイン制御を行わない電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング系に補助トルクを付与するモータ１１０と、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出部１１２と、少なくとも操舵トルク信号に基づいてモータに供給すべき目標電流を決定する目標電流決定部１１５と、モータに流れる電流を検出する電流検出部１２０と、モータを駆動するモータ駆動制御信号を出力するモータ運転制御部１１８と、モータ駆動制御信号を徐々に漸増させる漸増部３０を有する電動パワーステアリング装置において、イグニッションスイッチオン時にステアリング系へのアシストが不要な場合に漸増部３０の初期の乗算係数を高くする。【選択図】　図１
2004130903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング系に補助トルクを付与するモータと、
前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、
少なくとも前記操舵トルク信号に基づいて前記モータに供給すべき目標電流を決定する目標電流決定部と、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記モータを駆動するモータ駆動制御信号を出力するモータ運転制御部と、
前記モータ駆動制御信号を徐々に漸増させる漸増部を有する電動パワーステアリング装置において、
イグニッションスイッチオン時に前記目標電流決定部から出力される目標電流信号が所定値以下の場合に、前記漸増部に無フェードイン指令信号を出力するフェードイン処理部を備え、前記フェードイン処理部により無フェードイン指令信号を受けた前記漸増部は入力された信号に乗算する初期の乗算係数を高くすることを特徴とする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、電動パワーステアリング装置に関し、特に、モータの動力をステアリング系に作用させて、運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置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は、ステアリング系にモータを備え、モータから供給する動力を、制御装置を用いて制御することにより、運転者の操舵力を軽減するものである。
【０００３】
図５は、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１００では、ステアリング・ホイール（ハンドル）１０１に一体的に設けられたステアリング軸１０２に、自在継手１０３ａ，１０３ｂを有する連結軸１０３を介して、ラック・ピニオン機構１０５のピニオン１０５ａに連結されることによって、手動操舵トルク発生機構１０６が構成されている。
【０００４】
ピニオン１０５ａに噛み合うラック歯１０７ａを有し、これらの噛み合いにより軸方向に変換されて往復動するラック軸１０７は、その両端にタイロッド１０８を介して転動軸としての左右の前輪１０９に連結されている。運転者は、ハンドル１０１を操作することにより、手動操舵トルク発生機構１０６と通常のラック・ピニオン式のステアリング装置を介して、前輪を揺動させて車両の向きを変えることができる。
【０００５】
この手動操舵トルク発生機構１０６によって発生する操舵トルクを軽減するために、アシストトルク（操舵補助トルク）を供給するモータ１１０が例えばラック軸１０７と同軸的に配設され、ラック軸１０７にほぼ平行に設けられたボールねじ機構１１１を介してモータ１１０からの回転運動により供給されるアシストトルクが直進運動のための力に変換され、ラック軸１０７に作用する。
【０００６】
モータ１１０のロータには、駆動側ヘリカルギヤ１１０ａが一体的に設けられている。このヘリカルギヤ１１０ａは、ボールねじ機構１１１のねじ軸１１１ａの軸端に一体的に設けられたヘリカルギヤ１１１ｂと噛み合っている。また、ボールねじ機構１１１のナットは、ラック軸１０７に連結されている。
【０００７】
図６は、電動パワーステアリング装置の制御装置を示す図である。図５において、図示しないステアリングギヤボックス内には、ピニオン１０５ａに作用する手動操舵トルクＴを検出する手動操舵トルク検出部１１２が設けられる。この手動操舵トルク検出部１１２は、検出した手動操舵トルクＴを手動操舵トルク検出信号Ｔｄに変換し、その変換された手動操舵トルク検出信号Ｔｄを制御装置１１４へ入力する。制御装置１１４は、手動操舵トルク検出信号Ｔｄを主信号として、モータ１１０の運転を行って、モータ１１０が出力する動力（操舵補助トルク）を制御する。
【０００８】
制御装置１１４は、目標電流決定部１１５と、制御部１１６とを備える。目標電流決定部１１５は、手動操舵トルク検出信号Ｔｄに基づいて目標補助トルクを決定し、目標補助トルクをモータ１１０から供給するために必要となる目標電流信号ＩＴを出力する。
【０００９】
図７は、制御装置１１４のブロック構成図である。制御装置１１４は、目標電流決定部１１５と制御部１１６を備え、制御部１１６は、偏差演算部１１７とモータ運転制御部１１８とモータ駆動部１１９と電流検出部１２０を備えている。偏差演算部１１７は、目標電流決定部１１５から出力された目標電流信号ＩＴと電流検出部１２０からのモータ電流信号ＩＭとの偏差を求め、その値を偏差信号１１７ａとして出力する。
【００１０】
モータ運転制御部１１８は、偏差電流制御部１２１と漸増部１３０とＰＷＭ信号生成部１２２とを備えている。偏差電流制御部１２１は、入力された偏差信号１１７ａに対して比例、積分、微分等の処理を施して偏差信号１１７ａの値がゼロに近づくように、モータ１１０に供給するモータ電流を制御するための駆動電流信号１２１ａを生成・出力する。
【００１１】
漸増部１３０は、イグニッションスイッチがオンされた場合に、駆動電流信号１２１ａを時間の経過とともに漸増するように構成された装置である。すなわち、入力された駆動電流信号に乗算係数ｋを乗算する処理をして出力する装置であり、そのとき、乗算係数ｋを時間の経過とともに漸増するようにしたものである。
【００１２】
ＰＷＭ信号生成部１２２は、駆動電流信号１２１ａに基づいてモータ１１０をＰＷＭ運転するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をモータ駆動制御信号１２２ａとして出力する。漸増部１３０により駆動電流信号が時間の経過とともに漸増したとき、ＰＷＭ信号生成部１２２からは漸増するモータ駆動制御信号が出力される。
【００１３】
モータ駆動部１１９は、ゲート駆動回路部１２３と４個の電力用電界効果トランジスタをＨ型ブリッジ回路の構成で接続したモータ駆動回路１２４とを備える。ゲート駆動回路部１２３は、モータ駆動制御信号（ＰＷＭ信号）１２２ａに基づいて、ハンドル１０１の操舵方向に応じて２つの電界効果トランジスタを選択し、選択した２つの電界効果トランジスタのゲートを駆動してこれらの電界効果トランジスタをスイッチング動作させる。
【００１４】
電流検出部１２０は、モータ１１０に流れるモータ電流（電機子電流）を検出してモータ電流信号ＩＭを出力する。
【００１５】
以上により、制御装置１１４は、手動操舵トルク検出部１１２によって検出された手動操舵トルクＴに基づいてバッテリ電源１２６からモータ１１０へ供給する電流をＰＷＭ制御し、モータ１１０が出力する動力（操舵補助トルク）を制御する。
【００１６】
また、図７に示すように、制御装置１１４は、制御部１１６においてモータ１１０に実際に流れるモータ電流をモータ電流信号ＩＭとして検出し、モータ電流信号ＩＭに基づくフィードバック制御を行うことで、モータ１１０の制御特性を向上させている。
【００１７】
以上のようにして、運転者の手動操舵トルクＴは、手動操舵トルク発生機構１０６の手動操舵トルク検出部１１２により検出されて、制御装置１１４により、モータ１１０の出力を駆動制御してステアリングギヤボックスのラック軸１０７が直進運動するための力をアシストする。このような電動パワーステアリング装置は、いくつか開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１１−２６３２３９号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
制御装置は電動パワーステアリング装置の制御を司るマイクロコンピュータを有し、マイクロコンピュータは手動操舵トルクに応じた目標電流信号ＩＴにモータ電流が一致するように電流フィードバックを行う。その制御の始まりと終わりには操舵に違和感（唐突な力変化等）を与えないようにアシスト量をフェードイン／フェードアウトさせる機能が知られている。特に、フェードインは、運転者がハンドルにトルクをかけたままイグニッションオンする場合があり、その際にアシストゲインを１００％にしてしまうと急にハンドルがきれて違和感を与えるために行われるものであった。しかしながら、イグニッションオン時にトルクを加えていない、すなわち、アシストが不要な場合にはフェードイン制御が必要ではない。
【００２０】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、可変フェード手段を備えたシステムにおけるシステムオン時に必要のないフェードイン制御を行わない電動パワーステアリング装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００２２】
本発明に係る電動パワーステアリング装置（請求項１に対応）は、ステアリング系に補助トルクを付与するモータと、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、少なくとも操舵トルク信号に基づいてモータに供給すべき目標電流を決定する目標電流決定部と、モータに流れる電流を検出する電流検出部と、モータを駆動するモータ駆動制御信号を出力するモータ運転制御部と、モータ駆動制御信号を徐々に漸増させる漸増部を有する電動パワーステアリング装置において、イグニッションスイッチオン時に目標電流決定部から出力される目標電流信号が所定値以下の場合に、漸増部に無フェードイン指令信号を出力するフェードイン処理部を備え、フェードイン処理部により無フェードイン指令信号を受けた漸増部は入力された信号に乗算する初期の乗算係数を高くすることで特徴づけられる。
【００２３】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、ステアリング系に補助トルクを付与するモータと、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、少なくとも操舵トルク信号に基づいてモータに供給すべき目標電流を決定する目標電流決定部と、モータに流れる電流を検出する電流検出部と、モータを駆動するモータ駆動制御信号を出力するモータ運転制御部と、モータ駆動制御信号を徐々に漸増させる漸増部を有する電動パワーステアリング装置において、イグニッションスイッチオン時に目標電流決定部から出力される目標電流信号が所定値以下の場合に、漸増部に無フェードイン指令信号を出力するフェードイン処理部を備え、フェードイン処理部により無フェードイン指令信号を受けた漸増部は入力された信号に乗算する初期の乗算係数を高くするため、可変フェード手段を備えたシステムにおけるシステムオン時に必要のないフェードイン制御を行わないので、イグニッションスイッチオン後すぐに、急に運転者がハンドルを操舵した場合においても、フェードイン時の弱いアシストではなく、適切なアシストを行うことができ、良好な操舵フィールが得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
電動パワーステアリング装置の構造は、図５に示したものと基本的に同じであり、その構造ならびに動作については前述した通りである。
【００２６】
図１は、この発明に係る電動パワー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１に示す制御装置１は、図６と図７に示した従来の制御装置１１４に対して、フェードイン処理部１０を追加したものである。また、漸増部に後で述べる機能を加えたものである。
【００２７】
フェードイン処理部１０は、漸増部３０において、フェードインするときに、ステアリングトルクが小さく目標電流ＩＴが０Ａとなる微少トルク入力以下となる場合には、駆動電流信号にかける乗算係数ｋの漸増処理を中断し、規定時間経過後乗算係数ｋを１とする。
【００２８】
図２は、フェードイン処理部１０の構成図である。フェードイン処理部１０には、ＣＰＵ１１とメモリ１２を備えており、メモリ１２には、フェードイン処理プログラム１４を記憶させてある。また、フェードイン処理部１０は、入力部１５と出力部１６を備えている。
【００２９】
フェードイン処理プログラム１４は、フェードイン処理をさせるかどうかの判断とそのフェードイン指令信号か無フェードイン指令信号を出力するためのプログラムであり、そのフローチャートを図３で示す。イグニッションスイッチがオンし、フェードイン処理部１０に目標電流決定部１１５から目標電流ＩＴが入力されると（ステップＳＴ１０）、ＣＰＵ１１により、目標電流ＩＴがゼロかどうかを判断し（ステップＳＴ１１）、もし、目標電流ＩＴがゼロではないときは、フェードイン指令信号を漸増部に出力する（ステップＳＴ１２）。もし、目標電流ＩＴがゼロである場合は、タイマーにより規定時間経過したかどうかを判断し（ステップＳＴ１３）、もし規定時間経過していないならば、リターンし、もし規定時間経過したならば、無フェードイン指令信号を漸増部に出力する（ステップＳＴ１４）。
【００３０】
次に、漸増部３０について説明する。漸増部３０は、図示しないＣＰＵとメモリと入力部と出力部を備えている。メモリには、処理プログラムが記憶されている。漸増部３０での処理プログラムのフローチャートは図４で示す通りである。イグニッションスイッチがオンされ、オン信号が入力されたとき、プログラムはスタートし、まず、フェードイン処理部からの信号がフェードイン指令信号か、無フェードイン指令信号か判断する（ステップＳＴ２０）。もし、フェードイン指令信号であったならば、フェードインを実行する（ステップＳＴ２１）。すなわち、フェードイン指令信号が供給された時点から予め設定した時間が経過するまでは偏差電流制御部１１７から出力される駆動電流信号１２１ａに掛ける乗算係数ｋを０とし、その後に乗算係数ｋを０から１に向かって時間経過とともに徐々に増加させることで、駆動電流漸増信号を生成する。そして、乗算係数ｋが１になったかどうか判断する（ステップＳＴ２２）。もし、乗算係数ｋが１になったら、その乗算係数ｋが１で通常の制御を行う（ステップＳＴ２３）。一方、フェードイン処理部からの信号が無フェードイン指令信号のときには、フェードインせずに乗算係数ｋを１とし、それにより、フェードインせずに信号は乗算係数１を掛けた値となる（ステップＳＴ２４）。そして、ステップＳＴ２２で乗算係数ｋの判断をされ（ステップＳＴ２２）、乗算係数ｋが１であるので、直ちに乗算係数ｋが１を継続し、通常制御を行う（ステップＳＴ２３）。
【００３１】
次に、図１に示す制御装置１での制御方法を説明する。
【００３２】
漸増部３０は、イグニッションスイッチがオンされたというオン信号が入力されたとき動作を開始する。それ以外は、動作せず、モータ駆動信号はそのまま通過する。漸増部３０は、イグニッションスイッチがオンされたというオン信号を受信すると、漸増部３０は、フェードイン処理部１０からフェードイン指令信号が供給されている場合は、電流フィードバック制御部で演算された駆動電流信号を時間の経過とともにゼロから徐々に増加させて最終的に駆動電流信号が目標電流となるように漸増させた駆動電流漸増信号を生成して、生成した駆動電流漸増信号をＰＷＭ信号生成部１２２へ供給する。
【００３３】
漸増部３０は、偏差に対応して偏差電流制御部が演算した駆動電流信号に対して乗ずる係数ｋをフェードイン指令信号が供給した時点から予め設定した時間が経過するまでは０とし、その後に乗算係数ｋを０から１に向かって時間経過とともに徐々に増加させることで、駆動電流漸増信号を生成する。その後、乗算係数ｋが１となったならば、駆動電流信号はそのまま通過する。
【００３４】
一方、フェードイン処理部１０から、無フェードイン指令信号が供給された場合には、フェードインせずに信号に掛ける乗算係数ｋを１とし、それと同時に駆動電流信号はそのまま通過する。
【００３５】
このように、この電動パワーステアリング装置では、微小トルク状態でイグニッションスイッチがオンされた場合には即時乗算係数ｋが１となり同時に駆動電流信号はそのまま通過するようになるので、適切なアシストを行うことができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、漸増部は偏差電流制御部の次段に入れたものを説明したが、漸増部を目標電流決定部の次段に入れることにより、目標電流信号を漸増することにより、モータ駆動制御信号を漸増するようなものでも良く、あるいは、漸増部をＰＷＭ信号生成部の次段に入れることにより、モータ駆動制御信号を漸増するようにしても良い。また、本実施形態においては、フェードイン処理部のＣＰＵと漸増部のＣＰＵを別々に説明したが、一つのＣＰＵをフェードイン処理部と漸増部で共通に用いるようにしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００３８】
ステアリング系に補助トルクを付与するモータと、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、少なくとも操舵トルク信号に基づいてモータに供給すべき目標電流を決定する目標電流決定部と、モータに流れる電流を検出する電流検出部と、モータを駆動するモータ駆動制御信号を出力するモータ駆動制御部と、モータ駆動制御信号を徐々に漸増させる漸増部を有する電動パワーステアリング装置において、イグニッションスイッチオン時に目標電流決定部から出力される目標電流信号がゼロの場合に、漸増部に無フェードイン指令信号を出力するフェードイン処理部を備え、フェードイン処理部により無フェードイン指令信号を受けた漸増部は入力された信号に乗算する初期の乗算係数を高くするため、可変フェード手段を備えたシステムにおいてシステムオン時に必要のないフェードイン制御を行わないので、イグニッションスイッチオン後すぐに、急に運転者がハンドルを操舵した場合においても、フェードイン時の弱いアシストではなく、適切なアシストを行うことができ、良好な操舵フィールが得られる。
【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制御装置のブロック構成図である。
【図２】フェードイン処理部の構成図である。
【図３】フェードイン処理部でのフェードイン処理のフローチャートである。
【図４】漸増部での処理フローチャートである。
【図５】電動パワーステアリング装置の模式構造図である。
【図６】従来の電動パワーステアリング装置の制御機構を示す図である。
【図７】従来の制御装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１０　　　　　フェードイン処理部
１１　　　　　ＣＰＵ
１２　　　　　メモリ
１４　　　　　フェードイン処理プログラム
１５　　　　　入力部
１６　　　　　出力部
３０　　　　　漸増部
１１０　　　　モータ
１１２　　　　手動操舵トルク検出部
１１４　　　　制御装置
１１５　　　　目標電流決定部
１１６　　　　制御部
１１７　　　　偏差演算部
１１８　　　　モータ運転制御部
１１９　　　　モータ駆動部
１２０　　　　電流検出部
１３０　　　　漸増部
【図１】
2004130903.tif 000003
【図２】
2004130903.tif 000004
【図３】
2004130903.tif 000005
【図４】
2004130903.tif 000006
【図５】
2004130903.tif 000007
【図６】
2004130903.tif 000008
【図７】
2004130903.tif 000009