(57)【要約】【課題】トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクが急変することがない電動パワーステアリング装置の提供。【解決手段】入力軸と舵取機構に連結された出力軸とを連結する連結部材を含む操舵軸に加わる操舵トルクを検出する２系統のトルクセンサと、検出した操舵トルクに基づき駆動される電動モータと、電動モータの回転を減速して出力軸に伝える減速機構と、トルクセンサの異常検出手段とを備える電動パワーステアリング装置。異常検出手段が異常を検出した（Ｓ８）ときに、操舵輪回転角、モータ回転角、連結部材のばね定数及び減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出し（Ｓ１０）、算出した操舵トルクが２系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定し（Ｓ１２）、近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、電動モータを駆動する（Ｓ１６，１８）構成である。【選択図】        図３
2004224077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材に連結された入力軸と舵取機構に連結された出力軸とを連結する連結部材を含む操舵軸と、該操舵軸に加わる操舵トルクを検出する２系統のトルクセンサと、該２系統のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき駆動される電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記出力軸に伝える減速機構と、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記操舵輪の回転角を検出する操舵輪回転角検出手段と、前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記異常検出手段が異常を検出したときに、前記操舵輪回転角検出手段が検出した回転角、前記モータ回転角検出手段が検出した回転角、前記連結部材のばね定数及び前記減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出する算出手段と、該算出手段が算出した操舵トルクが前記２系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定する判定手段とを備え、前記異常検出手段が異常を検出した以後は、前記判定手段が近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動すべくなしてあ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】
操舵部材に連結された入力軸と舵取機構に連結された出力軸とを連結する連結部材を含む操舵軸と、該操舵軸に加わる操舵トルクを検出する２系統のトルクセンサと、該２系統のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき駆動される電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記出力軸に伝える減速機構と、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記操舵輪の回転角を検出する操舵輪回転角検出手段と、前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記異常検出手段が異常を検出したときに、前記操舵輪回転角検出手段が検出した回転角、前記モータ回転角検出手段が検出した回転角、前記連結部材のばね定数及び前記減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出する算出手段と、該算出手段が算出した操舵トルクが前記２系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定する判定手段とを備え、前記異常検出手段が異常を検出した以後は、前記判定手段が近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動しながら、該電動モータの駆動力を漸減させ、停止すべくなしてあ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、操舵軸に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサを２系統備え、２系統のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき電動モータを駆動し、その駆動力により操舵補助を行なう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】
車両に装備される電動パワーステアリング装置は、車両の操舵力を電動モータにより補助するものであり、これは、操舵部材（操舵輪）と操舵軸とが連結された舵取機構に、操舵部材に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、舵取機構の動作を補助する操舵補助用の電動モータとを設け、トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた操舵補助力を得られるように、電動モータを駆動させることにより、操舵部材への操作力を軽減するように構成してある。また、車両の高速走行時に、操舵部材への操作力が軽くなり過ぎないように、車速に応じた操舵補助力を得られるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−９９７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の電動パワーステアリング装置では、トルクセンサを２系統設けておき、両系統の検出値が異なる値を示したとき、トルクセンサが異常であると判定しているが、何れの検出値が正しいかは判定出来ない為、異常であると判定したときは、操舵補助を停止している。その為、トルクセンサに異常が発生したときは、急にハンドルが重くなるという問題があった。
特許文献１には、トルクセンサの第１及び第２の変位対電気信号の偏差が所定値以上になると、コントロールユニットが異常と判定して、モータの電流と電磁クラッチの印加電圧とを遮断するモータ駆動式パワーステアリング制御装置が開示されている。
【０００５】
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、トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクが急変することが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。
【０００６】
【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、操舵部材に連結された入力軸と舵取機構に連結された出力軸とを連結する連結部材を含む操舵軸と、該操舵軸に加わる操舵トルクを検出する２系統のトルクセンサと、該２系統のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき駆動される電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記出力軸に伝える減速機構と、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段とを備える電動パワーステアリング装置において、前記操舵輪の回転角を検出する操舵輪回転角検出手段と、前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記異常検出手段が異常を検出したときに、前記操舵輪回転角検出手段が検出した回転角、前記モータ回転角検出手段が検出した回転角、前記連結部材のばね定数及び前記減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出する算出手段と、該算出手段が算出した操舵トルクが前記２系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定する判定手段とを備え、前記異常検出手段が異常を検出した以後は、前記判定手段が近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動すべくなしてあることを特徴とする。
【０００７】
この電動パワーステアリング装置では、異常検出手段がトルクセンサの異常を検出したときに、操舵部材の回転角、電動モータの回転角、連結部材のばね定数及び減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出し、その算出した操舵トルクが２系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定して、トルクセンサの異常を検出した以後は、近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、電動モータを駆動する。
これにより、トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクが急変することがない電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【０００８】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材に連結された入力軸と舵取機構に連結された出力軸とを連結する連結部材を含む操舵軸と、該操舵軸に加わる操舵トルクを検出する２系統のトルクセンサと、該２系統のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき駆動される電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記出力軸に伝える減速機構と、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段とを備える電動パワーステアリング装置において、前記操舵輪の回転角を検出する操舵輪回転角検出手段と、前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記異常検出手段が異常を検出したときに、前記操舵輪回転角検出手段が検出した回転角、前記モータ回転角検出手段が検出した回転角、前記連結部材のばね定数及び前記減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出する算出手段と、該算出手段が算出した操舵トルクが前記２系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定する判定手段とを備え、前記異常検出手段が異常を検出した以後は、前記判定手段が近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動しながら、該電動モータの駆動力を漸減させ、停止すべくなしてあ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、異常検出手段がトルクセンサの異常を検出したときに、操舵部材の回転角、電動モータの回転角、連結部材のばね定数及び減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出し、その算出した操舵トルクが２系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定して、トルクセンサの異常を検出した以後は、近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、電動モータを駆動しながら、その駆動力を漸減させて停止する。
これにより、トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクを急変させることなく停止する電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
実施の形態１．
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模式図であり、図２は、この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縦断面図である。この電動パワーステアリング装置は、例えば舵取りの為の操舵輪７（操舵部材）と、操舵輪７の操舵に応じて駆動される操舵補助用の電動モータ１と、電動モータ１の回転を減速歯車機構２を介して舵取機構３，３に伝える伝動手段４と、電動モータ１の駆動回路５を制御する制御部６とを備えている。
【００１１】
操舵輪７には、その回転角を検出する操舵輪回転角センサ１７（操舵輪回転角検出手段）が設けられ、操舵輪回転角センサ１７が検出した回転角は制御部６に与えられる。
電動モータ１には、その回転角を検出するレゾルバ等のモータ回転角センサ１８（モータ回転角検出手段）が設けられ、モータ回転角センサ１８が検出した回転角は制御部６に与えられる。
【００１２】
操舵輪７は、入力軸１６に連結されている。
伝動手段４は、入力軸１６にトーションバー８（連結部材）を介して連結される出力軸９と、出力軸９にユニバーサルジョイント等の連結軸１０を介して連結されるピニオン軸１１と、ピニオン軸１１のピニオンに噛合するラック歯を有し、左右の操向輪Ａ，Ａに舵取機構３，３を介して連結されるラック軸１２とを備えている。入力軸１６及び伝動手段４は操舵軸１９を構成している。
【００１３】
入力軸１６の周りには、操舵輪７を操作することにより入力軸１６に加わる操舵トルクを、トーションバー８に生じる捩れによって検出する２系統からなるトルクセンサ１３が配置されており、２系統からなるトルクセンサ１３がそれぞれ検出した操舵トルクに基づいて、制御部６が駆動回路５を制御するように構成してある。
減速歯車機構２（減速機構）は、電動モータ１の出力軸に繋がるウォーム１４と、出力軸９の途中に嵌合されるウォームホイール１５とを備えており、電動モータ１の回転をウォーム１４及ウォームホイール１５から出力軸９に伝達するように構成してある。
【００１４】
このような構成の電動パワーステアリング装置では、操舵輪７の操作による舵取り操作力を入力軸１６、トーションバー８、出力軸９、連結軸１０、及びピニオン軸１１を介してラック軸１２に伝達し、ラック軸１２を軸長方向へ移動させ、舵取機構３，３を作動させる。また、それと共に、トルクセンサ１３が検出した操舵トルクに基づき、制御部６が駆動回路５を制御して電動モータ１を駆動し、電動モータ１の駆動力を出力軸９に伝達することにより、舵取り操作力を補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減する。
【００１５】
以下に、この電動パワーステアリング装置のトルクセンサの異常を検出するときの動作を、それを示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。
制御部６は、先ず、フラグＦ１が１であるか否かを判定し（Ｓ２）、１でなければ、フラグＦ２が１であるか否かを判定する（Ｓ４）。
制御部６は、フラグＦ２が１でなければ（Ｓ４）、２系統あるトルクセンサ１３がそれぞれ検出した操舵トルク信号Ｔ１，Ｔ２を読み込み（Ｓ６）、操舵トルク信号Ｔ１，Ｔ２の差の絶対値が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ８）。尚、フラグＦ１，Ｆ２は、電動パワーステアリング装置の起動時に初期設定され、０になっているものとする。
【００１６】
制御部６は、操舵トルク信号Ｔ１，Ｔ２の差の絶対値が所定値以上であれば（Ｓ８）、操舵輪回転角センサ１７が検出した回転角Ａ１、モータ回転角センサ１８が検出した回転角Ａ２、トーションバーのばね定数Ｋ及び減速歯車機構２の減速比Ｎに基づき、次式により操舵トルク値Ｔｃａｌを算出する（Ｓ１０）。
Ｔｃａｌ＝Ｋ×（Ａ１−（Ａ２／Ｎ））
【００１７】
制御部６は、次に、操舵トルク信号Ｔ１，Ｔ２と算出した操舵トルク値Ｔｃａｌとの各差の絶対値の何れが大きいかを判定し（Ｓ１２）、操舵トルク信号Ｔ１と操舵トルク値Ｔｃａｌとの差の方が大きければ、フラグＦ２を１とする（Ｓ１４、フラグＦ２を立てる）。次いで、操舵トルク信号Ｔ２に基づき、電動モータ１を駆動しながら、その駆動力を漸減させて（Ｓ１６）リターンし、徐々に操舵補助を停止する。
制御部６は、操舵トルク信号Ｔ２と操舵トルク値Ｔｃａｌとの差の方が大きければ（Ｓ１２）、フラグＦ１を１として（Ｓ１８、フラグＦ１を立て）、操舵トルク信号Ｔ１に基づき、電動モータ１を駆動しながら、その駆動力を漸減させて（Ｓ２０）リターンし、徐々に操舵補助を停止する。
【００１８】
制御部６は、フラグＦ１が１であれば（Ｓ２）、操舵トルク信号Ｔ１に基づき、電動モータ１を駆動しながら、その駆動力を漸減させて（Ｓ２０）リターンし、徐々に操舵補助を停止する。
制御部６は、フラグＦ２が１であれば（Ｓ４）、操舵トルク信号Ｔ２に基づき、電動モータ１を駆動しながら、その駆動力を漸減させて（Ｓ１６）リターンし、徐々に操舵補助を停止する。
【００１９】
制御部６は、操舵トルク信号Ｔ１，Ｔ２の差の絶対値が所定値以上でなければ（Ｓ８）リターンし、通常の操舵補助を行なう。
尚、この実施の形態では、トルクセンサ１３の異常時に、算出した操舵トルク値Ｔｃａｌに近かった方の操舵トルク信号に基づき、電動モータ１を駆動しながら、その駆動力を漸減させ、徐々に操舵補助を停止しているが、その駆動力を漸減させずに、操舵補助を続行するようにしても良い。
【００２０】
【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、トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクが急変することがない電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【００２１】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクを急変させることなく停止する電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【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構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の構成を示す縦断面図である。
【図３】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動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  電動モータ
２  減速歯車機構（減速機構）
３  舵取機構
６  制御部（異常検出手段、算出手段、判定手段）
７  操舵輪（操舵部材）
８  トーションバー（連結部材）
９  出力軸
１３  トルクセンサ
１６  入力軸
１７  操舵輪回転角センサ（操舵輪回転角検出手段）
１８  モータ回転角センサ（モータ回転角検出手段）
１９  操舵軸
【図１】
2004224077.tif 000003
【図２】
2004224077.tif 000004
【図３】
2004224077.tif 000005