(57)【要約】【課題】  モータ駆動禁止回路を備えた電動パワーステアリング装置において、断線の検出を支障なく行えるようにする。【解決手段】  電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、操舵をアシストするモータＭと、モータ電流を検出するモータ電流検出回路４９と、操舵トルクに基づいてモータＭの駆動を制御するとともに、モータ電流に基づいてモータＭへの電力供給ライン５３，５４の断線あるいはモータＭの断線を検出する電子制御ユニットＵと、操舵トルクの方向と逆方向へのモータＭの駆動を禁止するモータ駆動禁止回路５２とを備える。モータ駆動禁止回路５２がモータＭの駆動を禁止しているときに、電子制御ユニットＵが前記断線の検出を禁止することにより、モータ駆動禁止回路５２がモータＭの駆動を禁止している状態を断線が発生した状態と誤判断するのを防止する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバーがステアリングハンドル（１１）に入力する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段（Ｓｔ）と、ドライバーのステアリング操作をアシストするモータ（Ｍ）と、モータ（Ｍ）に供給されるモータ電流を検出するモータ電流検出手段（４９）と、少なくとも操舵トルクに基づいてモータ（Ｍ）の駆動を制御するとともに、モータ電流に基づいてモータ（Ｍ）への電力供給ライン（５３，５４）の断線あるいはモータ（Ｍ）の断線を検出する制御手段（Ｕ）と、操舵トルクの方向と逆方向へのモータ（Ｍ）の駆動を禁止するモータ駆動禁止手段（５２）とを備えた電動パワーステアリング装置において、
モータ駆動禁止手段（５２）がモータ（Ｍ）の駆動を禁止しているときに、制御手段（Ｕ）は前記断線の検出を禁止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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータでドライバーのステアリング操作をアシストする電動パワーステアリング装置に関し、特にドライバーがステアリングハンドルに入力する操舵トルクの方向と逆方向へのモータの駆動を禁止する機能と、モータへの電力供給ラインの断線あるいはモータの断線を検出する機能とを併せ持つ電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置にモータの駆動を禁止するモータ駆動禁止手段を設け、ドライバーのステアリング操作をアシストすべきモータが、ドライバーがステアリングハンドルに加える操舵トルクの方向と逆方向のトルクを発生するのを禁止するものが、下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
また電動パワーステアリング装置のモータに電力を供給する電力供給ラインが断線したり、モータの巻線が断線したりすると、モータが作動不能になってドライバーのステアリング操作をアシストできなくなるため、前記断線の発生を検出する必要がある。そこで従来は、モータを駆動するデューティ比が例えば１００％であるときに、モータに供給される電流が閾値以下の状態が所定時間継続したときに、前記断線の発生を検出することが行われている。
【特許文献１】特開２０００−１９０８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電動パワーステアリング装置にモータの駆動を禁止するモータ駆動禁止手段を設けたものでは、モータの駆動指令が出力されたときにモータ駆動禁止手段によってモータが作動しない場合があるため、電力供給ラインの断線やモータの巻線の断線が原因でモータが作動しないとの誤った判断がなされる可能性がある。
【０００５】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、モータ駆動禁止手段を備えた電動パワーステアリング装置において、断線の検出を支障なく行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ドライバーがステアリングハンドルに入力する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ドライバーのステアリング操作をアシストするモータと、モータに供給されるモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、少なくとも操舵トルクに基づいてモータの駆動を制御するとともに、モータ電流に基づいてモータへの電力供給ラインの断線あるいはモータの断線を検出する制御手段と、操舵トルクの方向と逆方向へのモータの駆動を禁止するモータ駆動禁止手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、モータ駆動禁止手段がモータの駆動を禁止しているときに、制御手段は前記断線の検出を禁止することを特徴とする電動パワーステアリング装置が提案される。
【０００７】
尚、実施例のモータ電流検出回路４９は本発明のモータ電流検出手段に対応し、実施例のモータ駆動禁止回路５２は本発明のモータ駆動禁止手段に対応し、実施例の操舵トルクンサＳｔは本発明の操舵トルク検出手段に対応し、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、モータ駆動禁止手段がモータの駆動を禁止しているときに、制御手段はモータへの電力供給ラインの断線あるいはモータの断線の検出を禁止するので、モータ駆動禁止手段がモータの駆動を禁止している状態を断線が発生した状態と誤判断するのを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１は電動パワーステアリング装置の全体斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４はモータの駆動回路を示す図、図５はモータの正転時および逆転時の作用説明図、図６は断線検出の作用を説明するフローチャートである。
【００１１】
図１に示すように、ステアリングハンドル１１と一体に回転する上部ステアリングシャフト１２は、上部ユニバーサルジョイント１３、下部ステアリングシャフト１４および下部ユニバーサルジョイント１５を介して、減速機１６から上方に突出するピニオンシャフト１７に接続される。減速機１６の下端に接続されたステアリングギヤボックス１８の左右両端から突出するタイロッド１９，１９が、左右の車輪ＷＬ，ＷＲの図示せぬナックルに接続される。減速機１６にはモータＭが支持されており、このモータＭの作動が、減速機１６の内部に収納した操舵トルクセンサＳｔからの信号が入力される電子制御ユニットＵにより制御される。
【００１２】
図２および図３に示すように、減速機１６はステアリングギヤボックス１８と一体の下部ケース２１と、その上面にボルト２２…で結合された中間ケース２３と、その上面にボルト２４…で結合された上部ケース２５とを備えており、ステアリングギヤボックス１８および上部ケース２５にボールベアリング２６，２７で前記ピニオンシャフト１７が回転自在に支持される。ピニオンシャフト１７の下端に設けられたピニオン２８が、ステアリングギヤボックス１８の内部に左右移動自在に支持したラックバー２９に設けられたラック３０に噛合する。ステアリングギヤボックス１８に形成した貫通孔１８ａに押圧部材３１が摺動自在に収納されており、貫通孔１８ａを閉塞するナット部材３２との間に配置したスプリング３３で押圧部材３１をラックバー２９の背面に向けて付勢することで、ラックバー２９の撓みが抑される。
【００１３】
減速機１６の内部に延びるモータＭの回転軸３４は、一対のボールベアリング３５，３６で下部ケース２１に回転自在に支持されており、モータＭの回転軸３４に設けられたウオーム３７が、ピニオンシャフト１７に固定されたウオームホイール３８に噛合する。
【００１４】
従って、モータＭを駆動すると回転軸３４のトルクがウオーム３７およびウオームホイール３８を介してピニオンシャフト１７に伝達され、ドライバーのステアリング操作がモータＭによってアシストされる。
【００１５】
図４には、電子制御ユニットＵからの指令でモータＭを駆動するモータ駆動回路Ｃが示される。モータ駆動回路ＣはＨブリッジ回路４１を備えており、その高圧端子ＴＨはシャント抵抗４２、パワーリレー４３およびチョークコイル４４を介して車載の１２Ｖのバッテリ４５のプラス極４５ａに接続され、その低圧端子ＴＬは接地されてバッテリ４５のマイナス極４５ｂに接続される。Ｈブリッジ回路４１の第１出力端子ＴＭ１および第２出力端子ＴＭ２はモータＭに接続されており、低圧端子ＴＬおよび第１出力端子ＴＭ１が第１スイッチング素子４６ａで接続され、低圧端子ＴＬおよび第２出力端子ＴＭ２が第２スイッチング素子４６ｂで接続され、高圧端子ＴＨおよび第１出力端子ＴＭ１が第３スイッチング素子４６ｃで接続され、高圧端子ＴＨおよび第２出力端子ＴＭ２が第４スイッチング素子４６ｄで接続される。第１〜第４スイッチング素子４６ａ〜４６ｄは、例えば電界効果トラジスタ（ＦＥＴ）で構成される。第１出力端子ＴＭ１および第２出力端子ＴＭ２の何れか一方（実施例では第１出力端子ＴＭ１）とモータＭとの間に、フェイルセーフリレー４７が配置される。
【００１６】
バッテリ４５からＨブリッジ回路４１への電力の供給をＯＮ／ＯＦＦするパワーリレー４３と、異常時にモータＭを停止させるフェイルセーフリレー４７とは、電子制御ユニットＵにより制御される共通のリレー駆動回路４８に接続されており、パワーリレー４３およびフェイルセーフリレー４７は連動してＯＮ／ＯＦＦする。即ち、パワーリレー４３がＯＮするとフェイルセーフリレー４７もＯＮし、パワーリレー４３がＯＦＦするとフェイルセーフリレー４７もＯＦＦし、これによりコストの低減およびリレー駆動回路４８の故障率の低減が図られる。
【００１７】
パワーリレー４３およびＨブリッジ回路４１間に配置されたシャント抵抗４２はモータ電流検出回路４９に接続されており、電子制御ユニットＵに接続されたモータ電流検出回路４９は、シャント抵抗４２の両端の電位差とシャント抵抗４２の抵抗値とに基づいて、バッテリ４５からＨブリッジ回路４１に供給される電流を検出する。
【００１８】
第１出力端子ＴＭ１の電位ＶＭＮおよび第２出力端子ＴＭ２の電位ＶＭＰ、つまりモータＭの両端子の電位は、電子制御ユニットＵに接続されたモータ端子電圧検出回路５０により検出される。モータＭが作動していないとき、第１出力端子ＴＭ１の電位ＶＭＮおよび第２出力端子ＴＭ２の電位ＶＭＰはバッテリ４５により２Ｖ〜３Ｖにプルアップされている。
【００１９】
Ｈブリッジ回路４１の第１〜第４スイッチング素子４６ａ〜４６ｄは、電子制御ユニットＵに接続されたスイッチング素子駆動回路５１によりデューティ制御される。即ち、図５（Ａ）に示すように、対角位置にある第１スイッチング素子４６ａおよび第４スイッチング素子４６ｄがＯＮすると、第１出力端子ＴＭ１が低圧端子ＴＬに接続されて０Ｖになり、第２出力端子ＴＭ２が高圧端子ＴＨに接続されて１２Ｖになることで、モータＭが正転する。このとき、第１スイッチング素子４６ａおよび第４スイッチング素子４６ｄの何れか一方のデューティ比を制御することで、モータＭに流れる電流を制御することができる。
【００２０】
また図５（Ｂ）に示すように、他の対角位置にある第２スイッチング素子４６ｂおよび第３スイッチング素子４６ｃがＯＮすると、第２出力端子ＴＭ２が低圧端子ＴＬに接続されて０Ｖになり、第１出力端子ＴＭ１が高圧端子ＴＨに接続されて１２Ｖになることで、モータＭが逆転する。このとき、第２スイッチング素子４６ｂおよび第３スイッチング素子４６ｃの何れか一方のデューティ比を制御することで、モータＭに流れる電流を制御することができる。
【００２１】
電子制御ユニットＵとスイッチング素子駆動回路５１との間にはモータ駆動禁止回路５２が配置されており、操舵トルク検出手段Ｓｔで検出した操舵トルクの方向と、電子制御ユニットＵが出力するモータ駆動信号の方向とが逆方向であるとき、モータ駆動禁止回路５２はスイッチング素子駆動回路５１にモータ駆動禁止信号を出力する。
【００２２】
また電子制御ユニットＵは、Ｈブリッジ回路４１とモータＭとを接続する電力供給ライン５３，５４の断線あるいはモータＭ自体の断線を検出する機能を備えている。以下、電子制御ユニットＵの断線検出機能を図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００２３】
先ず、ステップＳ１でモータ電流検出回路４９により検出したモータ電流ＩＭ１が閾値♯ＩＭＯＰＨ未満であり、かつステップＳ２でモータＭの駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹが閾値♯ＤＵＴＹＨＳ（実施例では１００％）であり、かつステップＳ３でデューティ比ＤＵＴＹ＞０であるとき、つまりモータＭの駆動信号が右操舵方向であるとき、ステップＳ４で右操舵禁止フラグＦ ＩＮＨＲ＝１であってモータ駆動禁止回路５２がモータＭの右操舵方向の駆動を禁止していれば、ステップＳ５で故障検知カウンタＣＯＰＥＮをリセットして断線検知を禁止する。一方、前記ステップＳ４でモータ駆動禁止回路５２がモータＭの右操舵方向の駆動を禁止していなければ、ステップＳ７で故障検知カウンタＣＯＰＥＮをインクリメントする。
【００２４】
また前記ステップＳ３でデューティ比ＤＵＴＹ＞０でないとき、つまりモータＭの駆動信号が左操舵方向であるとき、ステップＳ６で左操舵禁止フラグＦ ＩＮＨＬ＝１であってモータ駆動禁止回路５２がモータＭの左操舵方向の駆動を禁止していれば、前記ステップＳ５で故障検知カウンタＣＯＰＥＮをリセットして断線検知を禁止する。一方、前記ステップＳ６でモータ駆動禁止回路５２がモータＭの左操舵方向の駆動を禁止していなければ、前記ステップＳ７で故障検知カウンタＣＯＰＥＮをインクリメントする。
【００２５】
そしてステップＳ８で故障検知カウンタＣＯＰＥＮが閾値♯ＣＯＰＥＮＮＧ以上になれば、ステップＳ９で断線故障の発生を確定する。
【００２６】
以上のように、モータＭの駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹが１００％のときにモータ電流ＩＭ１が閾値♯ＩＭＯＰＨ未満であっても即座に断線故障を確定せず、操舵トルクセンサＳｔで検出した操舵トルクの方向とモータ駆動禁止回路５２が禁止するモータＭの駆動方向とが一致した場合には断線故障の検出を禁止するので、モータ駆動禁止回路５２がモータＭの駆動を禁止している状態を断線が発生した状態と誤判断するのを確実に防止することができる。また故障検知カウンタＣＯＰＥＮが閾値♯ＣＯＰＥＮＮＧ以上になったときに初めて断線故障を確定するので、ノイズ等による誤判断の発生を防止することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】電動パワーステアリング装置の全体斜視図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】モータの駆動回路を示す図
【図５】モータの正転時および逆転時の作用説明図
【図６】断線検出の作用を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００２９】
１１        ステアリングハンドル
４９        モータ電流検出回路（モータ電流検出手段）
５２        モータ駆動禁止回路（モータ駆動禁止手段）
５３        電力供給ライン
５４        電力供給ライン
Ｍ          モータ
Ｓｔ        操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
Ｕ          電子制御ユニット（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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