(57)【要約】【課題】  電動パワーステアリング装置において、車速センサの検出する車速が所定値以下であっても操舵アシストを行うことが可能な電動パワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】  電動パワーステアリング装置において、イグニション信号とエンジン回転信号から電動機の出力する電流制限値を設定する電流制限値設定手段と、電流制限値と指示電流から電流制限を行う電流制限手段とを備え、電流制限手段は、イグニション信号が検出され、且つエンジン回転信号が検出されるときは電動機の電流制限値を第１所定値に設定し、イグニション信号が検出され、且つエンジン回転信号が検出されないときは電動機の電流制限値を第１所定値よりも低い第２所定値に設定することとした。【選択図】        図３
2005145265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵機構に操舵アシスト力を付与する電動機と、
前記操舵機構に発生する操舵トルクに基づき前記電動機に電動機制御信号を出力する電動機制御手段と、
イグニッション信号を検出するイグニション信号検出手段と、
エンジン回転信号を検出するエンジン回転信号検出手段と、
トルクセンサ信号を検出するトルクセンサ信号検出手段と、
車速信号を検出する車速信号検出手段と、
前記トルクセンサ信号と前記車速信号から、モータ駆動電流のベースとなるアシストトルクを算出するアシストトルク算出手段と、
前記アシストトルクからモータ駆動用の指示電流を算出する指示電流算出手段と、
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記イグニション信号と前記エンジン回転信号から前記電動機の出力する電流制限値を設定する電流制限値設定手段と、
前記電流制限値と前記指示電流から電流制限を行う電流制限手段とを備え、
前記電流制限手段は、前記イグニション信号が検出され、且つ前記エンジン回転信号が検出されるときは前記電動機の電流制限値を第１所定値に設定し、前記イグニション信号が検出され、且つ前記エンジン回転信号が検出されないときは前記電動機の電流制限値を前記第１所定値よりも低い第２所定値に設定す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】
請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電流制限手段は、前記電流制限値を前記第１所定値または前記第２所定値まで徐々に増加させ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３】
請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電流制限手段は、前記電動機駆動手段が前記第２所定値で電動機を駆動しているとき、前記エンジン回転信号が検出された場合には、電動機の電流制限値を第１所定値に設定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、電動パワーステアリング装置のうち、特に電動機の動力を操舵機構に作用させることによりドライバ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。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置として特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報において、電動パワーステアリング装置はエンジンの駆動が検出されない場合であっても、車速センサの検出する車速が所定値以上の場合には電動機を継続して駆動して操舵アシストを行っている。
【特許文献１】特開平１１−５９４５８号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば車庫から大きく舵を切りながら発進するような場合にあっては、車速が０に近く車速センサの検出する車速が所定値以下であるため、操舵アシストが行われず運転者の操舵負荷が増大するという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電動パワーステアリング装置において、車速センサの検出する車速が所定値以下であっても操舵アシストを行うことが可能な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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、電動パワーステアリング装置において、イグニション信号とエンジン回転信号から電動機の出力する電流制限値を設定する電流制限値設定手段と、前記電流制限値と指示電流から電流制限を行う電流制限手段とを備え、前記電流制限手段は、イグニション信号が検出され、且つエンジン回転信号が検出されるときは電動機の電流制限値を第１所定値に設定し、イグニション信号が検出され、且つエンジン回転信号が検出されないときは電動機の電流制限値を第１所定値よりも低い第２所定値に設定することとした。
【０００６】
よって、例えば車庫から大きく舵を切りながら発進する場合のように車速センサの検出する車速が所定値以下の場合であっても、操舵アシストを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の電動パワーステアリング装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、本実施例の電動パワーステアリング装置を説明するにあたり、電動パワーステアリング装置の全体構成について説明する。
【０００９】
図１は本実施例における電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
まず、構成について説明すると、ステアリングホイール１にはコラムシャフト２を介してユニバーサルジョイント３、中間軸４、ユニバーサルジョイント５が設けられている。このユニバーサルジョイント５には、入力軸６に接続されたピニオン軸９及びラック軸１０からなる操舵機構によってタイロッド１１を操作し、操舵輪１８の操舵方向を決定する。
【００１０】
入力軸６には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ７と、操舵アシスト力を付与する減速器８が設けられている。この減速器８は電動機１２によって駆動され、運転者の操舵力をアシストする。
【００１１】
コントロールユニット１３は、車速センサ１４からの車速信号、エンジン回転センサ１７からのエンジン回転信号及びトルクセンサ７からのトルク信号を入力し、バッテリ１７を電源として電動機１２へ電流を供給する。運転者がステアリングホイール１を操作すると、操作方向に応じて電動機１２の回転方向が切り換えられ、運転者の操舵力をアシストする。
【００１２】
図２は、本実施例におけるコントロールユニット１３内の構成を表すブロック図である。
アシストトルク算出手段２０１は、車速センサ１４から得られた車速信号及びトルクセンサ７から得られたトルクセンサ信号から、モータ駆動電流のベースとなる基本アシストトルク（またはアシスト電流）をマップ等より算出する。
【００１３】
指示電流算出手段２０２は、アシストトルク算出手段２０１により求められた基本アシストトルクからモータ駆動用の指示電流I＊を算出する。
【００１４】
電流制限値設定手段２０３は、エンジン回転センサ１５から得られたエンジン回転数とイグニションスイッチ１６から得られたイグニションON/OFF情報により、電流制限手段２０４に出力する電流制限値を設定する。
【００１５】
電流制限手段２０４は、モータまたは駆動回路保護のために、指示電流算出手段２０２で算出された指示電流I＊に制限を加える。
【００１６】
電流フィードバック制御手段２０５は、指示電流I＊に対するモータ電流Iの偏差εを算出し、PI制御またはPID制御によりパワー素子駆動用のPWMデューティを算出する。
【００１７】
パワー素子駆動手段２０６は、電流フィードバック制御手段２０５で算出されたPWMデューティに応じて、モータ駆動手段２０７のHブリッジを構成するパワー素子（FET）２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄをON-OFFする駆動信号を出力する。
【００１８】
モータ駆動手段（Ｈブリッジ回路）２０７において、パワー素子（FET）２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄのON-OFFによりバッテリ電圧１７を、例えば右に切る場合は、パワー素子２０７ｃ，電動機１２，パワー素子２０７ｂ，GND間に印加し、指示電流I＊に応じた電流を通電する。
【００１９】
電流センサ回路はシャント抵抗２０８とモータ電流検出手段２０９で構成され、バッテリ１７から駆動回路２０７へ供給される電流値を検出し、電流フィードバック制御手段２０５へ出力する。
【００２０】
（自己保持回路を持たない場合の電流制限値設定）
図３は、コントロールユニット１３の自己保持回路を持たない場合における電流制限値設定処理の内容を表すフローチャートである。尚、コントロールユニットの動作開始はイグニションスイッチONと同時であるため、イグニションスイッチのON/OFF判定はすでに行われているものとする。
【００２１】
ステップ３０１において、エンジンON/OFF判定処理を行い、ステップ３０２へ進む。尚、エンジンON/OFF判定処理の詳細については後述の図４において説明する。
【００２２】
ステップ３０２において、電流制限値設定処理を行う。尚、電流制限値設定処理の詳細については後述の図５において説明する。
【００２３】
（エンジンON/OFF判定処理）
図４は、エンジンON/OFF判定処理の内容を表すフローチャートである。
【００２４】
ステップ４０１において、エンジン状態フラグFENG=０かどうかを判定する。FENG=０のときはステップ４０２へ進み、FENG=１のときはステップ４０７へ進む。
【００２５】
[エンジンOFF→ONの判定]
ステップ４０２において、エンジン回転数Rengと所定回転数とを比較する。Reng≧所定回転数のときはステップ４０３へ進み、Reng<所定回転数のときはステップ４０４へ進みRcount=０として処理を終了する。
【００２６】
ステップ４０３において、Rcountをインクリメント（１加算）し、ステップ４０５へ進む。
【００２７】
ステップ４０５において、Rcountと所定値を比較する。Rcount≧所定値のときはステップ４０６へ進み、Rcount<所定値のときは処理を終了する。
【００２８】
ステップ４０６において、エンジン状態フラグFENG=１にセットし、エンジンONと判定する。
【００２９】
[エンジンON→OFFの判定]
ステップ４０７において、エンジン回転数Rengと所定回転数とを比較する。Reng<所定回転数のときはステップ４０８へ進み、Reng≧所定回転数のときはステップ４０９へ進みRcount=０として処理を終了する。
【００３０】
ステップ４０８において、Rcountをインクリメント（１加算）し、ステップ４１０へ進む。
【００３１】
ステップ４１０において、Rcountと所定値を比較する。Rcount≧所定値のときはステップ４１１へ進み、Rcount<所定値のときは処理を終了する。
【００３２】
ステップ４１１において、エンジン状態フラグFENG=０にセットし、エンジンOFFと判定する。
【００３３】
（電流制限値設定処理）
図５は、実施例１における電流制限値設定処理の内容を表すフローチャートである。
【００３４】
ステップ５０１において、エンジン状態フラグFENG=１かどうかを判定する。FENG=１のときはステップ５０２へ進み、FENG=０のときはステップ５０６へ進む。
【００３５】
[エンジンON時の電流制限値の漸増処理]
ステップ５０２において、電流制限値Alimitと所定値１（特許請求の範囲の第１所定値に相当）とを比較する。Alimit<所定値１のときはステップ５０３へ進み、Alimit≧所定値１のときは処理を終了する。
【００３６】
ステップ５０３において、現在の電流制限値に電流制限増分Δbを加算してステップ５０４へ進む。
【００３７】
ステップ５０４において、電流制限値Alimitと所定値１とを比較する。Alimit≧所定値１のときはステップ５０５へ進み、Alimit<所定値１のときは処理を終了する。
【００３８】
ステップ５０５において、所定値１のリミッタ処理、すなわち電流制限値Alimitを所定値１にセットし、処理を終了する。
【００３９】
[エンジンOFF時の電流制限値の漸増処理]
ステップ５０６において、電流制限値Alimitと所定値２（特許請求の範囲の第２所定値に相当）とを比較する。Alimit<所定値２のときはステップ５０７へ進み、Alimit≧所定値２のときは処理を終了する。
【００４０】
ステップ５０７において、現在の電流制限値に電流制限増分Δaを加算してステップ５０８へ進む。
【００４１】
ステップ５０８において、電流制限値Alimitと所定値２とを比較する。Alimit≧所定値２のときはステップ５０９へ進み、Alimit<所定値２のときは処理を終了する。
【００４２】
ステップ５０９において、所定値２のリミッタ処理、すなわち電流制限値Alimitを所定値２にセットし、処理を終了する。
【００４３】
図６は、実施例１における電流制限値設定処理の内容を表すタイムチャートである。
時刻ｔ１において、イグニションスイッチのONと同時にコントロールユニット１３が動作を開始し、イグニション状態フラグFIGN=１となる。このとき、エンジンはOFFである。尚、電流制限値Alimitが所定値２に達していないため、電流制限値Alimitに電流制限増分Δaを加算した値を電流制限値Alimitとして設定する。
【００４４】
時刻ｔ２において、電流制限値Alimitが所定値２に達するため、所定値２のリミッタ処理、すなわち、電流制限値Alimitを所定値２にセットする。このとき、エンジンのONが確認されていないため、これ以上の漸増は行われない。
【００４５】
時刻ｔ３において、エンジンがONされるため、エンジン状態フラグFENG=１にセットする。電流制限値Alimitと所定値１とを比較し、Alimitが所定値１に達していないため、電流制限値Alimitに電流制限増分Δbを加算する。
【００４６】
時刻ｔ４において、電流制限値Alimitが所定値１に達するため、所定値１のリミッタ処理、すなわち、電流制限値Alimitを所定値１にセットする。
【００４７】
時刻ｔ５において、イグニションスイッチがOFFとなるため、イグニション状態フラグFIGN=０とする。また、エンジンもOFFとなるため、エンジン状態フラグFENG=０にセットする。このとき、電流制限値Alimitも瞬時に０になる。
【００４８】
以上説明したように実施例１においては、イグニション信号検出後、車速の検出の有・無に係わらず、エンジン信号が検出された場合は電流制限値Alimitを所定値１に設定することとした。また、エンジン信号が検出されない場合にあっては電流制限値Alimitを所定値１よりも低い所定値２に設定することとした。
【００４９】
すなわち、車速信号が検出されない場合であっても、操舵アシストを与えることができるため、例えば車庫から発進するときのように微速であるが大きな操舵力が必要な状況において操舵アシストを行うことができる。また、例えばエンジン回転センサの断線等によりエンジン信号が検出されない場合であっても、操舵アシストを達成できる。よって、運転者の操舵負荷の減少を図ることができる。  尚、エンジン回転が検出されない状況には、１）エンジン回転センサの断線等により実際はエンジン回転しているにも係わらずエンジン回転が検出されない場合、２）実際にエンジンが回転していないためにエンジン回転が検出されない場合、が想定される。２）のように実際にエンジンが回転していない場合にはバッテリ１７に蓄電することができない。そのため、エンジン回転が検出されない場合に電流制限値Alimitを設けないと、電動機１２による消費電力が大きすぎた場合にバッテリ１７の蓄電量が不足する虞がある。
【００５０】
そこで、電流制限値Alimitを設定することで、バッテリ１７の蓄電量を保護することが可能となり、安定した操舵アシストを達成することができる（請求項１に対応）。
【００５１】
また、電流制限値を所定値１または所定値２に設定する際は、電流制限値を徐々に所定値まで増加させることとした。
【００５２】
すなわち、電流制限値が急激に変化しないため、操舵トルクが入力された状態で電流制限値が増加する場合であっても、操舵アシスト力が急激に変化することがない。よって、安定した操舵アシストを行うことができる（請求項２に対応）。
【００５３】
また、エンジン信号が検出されない場合で電流制限値を所定値２に設定しているときにエンジンONが検出された場合は、電流制限値を所定値２→所定値１にすることとした。
【００５４】
すなわち、電流制限値を所定値２→所定値１に引き上げることで、操舵アシスト力が大きくなるため、運転者の操舵負荷をより軽減することができる（請求項３に対応）。
【実施例２】
【００５５】
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００５６】
（自己保持回路を持つ場合の電流制限値設定）
図７は、実施例２においてコントロールユニット１３の自己保持回路を持つ場合の電流制限値設定処理の内容を表すフローチャートである。尚、コントロールユニット１３は実施例１の自己保持回路が無い場合と同様、イグニションスイッチのONと同時に作動を開始するが、自己保持終了判定を行うためにイグニションスイッチのON/OFF判定が必要となる。
【００５７】
ステップ６０１において、イグニションスイッチのON/OFF判定を行い、ステップ６０２へ進む。尚、イグニションスイッチのON/OFF判定の詳細については後述の図８において説明する。
【００５８】
ステップ６０２において、エンジンのON/OFF判定処理を行い、ステップ６０３へ進む。尚、エンジンON/OFF判定処理の詳細については図４において説明した通りである。
【００５９】
ステップ６０３において、電流制限値設定処理を行い、処理を終了する。尚、電流制限値設定処理の詳細については後述の図９において説明する。
【００６０】
（イグニションスイッチON/OFF判定処理）
図８は、実施例２におけるイグニションスイッチON/OFF判定処理の内容を表すフローチャートである。
【００６１】
ステップ７０１において、イグニション状態フラグFIGN=０であるかどうかを判定する。FIGN=０のときはステップ７０２へ進み、FIGN=１のときはステップ７０７へ進む。
【００６２】
[イグニションスイッチON→OFFの判定]
ステップ７０２において、イグニション電圧Vignと所定電圧とを比較する。Vign≧所定電圧のときはステップ７０３へ進み、Vign<所定電圧のときはステップ７０４へ進みVcount=０として処理を終了する。
【００６３】
ステップ７０３において、イグニション電圧Vignをインクリメント（１加算）してステップ７０５へ進む。
【００６４】
ステップ７０５において、Vcountと所定値とを比較する。Vcount≧所定値のときはステップ７０６へ進み、Vcount<所定値のときは処理を終了する。
【００６５】
ステップ７０６において、イグニション状態フラグFIGN=１にセットし、イグニションスイッチONを判定する。
【００６６】
[イグニションスイッチOFF→ONの判定]
ステップ７０７において、イグニション電圧Vignと所定電圧とを比較する。Vign<所定電圧のときはステップ７０８へ進み、Vign≧所定電圧のときはステップ７０９へ進みVign=０にセットし、処理を終了する。
【００６７】
ステップ７０８において、イグニション電圧Vignをインクリメント（１加算）してステップ７１０へ進む。
【００６８】
ステップ７１０において、Vcountと所定値とを比較する。Vcount≧所定値のときはステップ７１１へ進み、Vcount<所定値のときは処理を終了する。
【００６９】
ステップ７１１において、イグニション状態フラグFIGN=０にセットし、処理を終了する。
【００７０】
（電流制限値設定処理）
図９は実施例２における電流制限値設定処理の内容を表すフローチャートである。
【００７１】
ステップ８０１において、イグニション状態フラグFIGN=１であるかどうかを判定する。FING=１のときはステップ８０２へ進み、FING=０のときはステップ８１１へ進む。
【００７２】
ステップ８０２において、エンジン状態フラグFENG=１かどうかを判定する。FENG=１のときはステップ８０３へ進み、FENG=０のときはステップ８０７へ進む。
【００７３】
[エンジンON判定後の電流制限値の漸増処理]
ステップ８０３において、電流制限値Alimitと所定値１とを比較する。Alimit<所定値１のときはステップ８０４へ進み、Alimit≧所定値１のときは処理を終了する。
【００７４】
ステップ８０４において、現在の電流制限値に電流制限増分Δbを加算してステップ８０５へ進む。
【００７５】
ステップ８０５において、電流制限値Alimitと所定値１とを比較する。Alimit≧所定値１のときはステップ８０６へ進み、Alimit<所定値１のときは処理を終了する。
【００７６】
ステップ８０６において、所定値１のリミッタ処理、すなわち電流制限値Alimitを所定値１にセットし、処理を終了する。
【００７７】
[エンジンON判定前、イグニションスイッチON時の電流制限値の漸増処理]
ステップ８０７において、電流制限値Alimitと所定値２とを比較する。Alimit<所定値２のときはステップ８０８へ進み、Alimit≧所定値２のときは処理を終了する。
【００７８】
ステップ８０８において、現在の電流制限値に電流制限増分Δaを加算してステップ８０９へ進む。
【００７９】
ステップ８０９において、電流制限値Alimitと所定値２とを比較する。Alimit≧所定値２のときはステップ８１０へ進み、Alimit<所定値２のときは処理を終了する。
【００８０】
ステップ８１０において、所定値２のリミッタ処理、すなわち電流制限値Alimitを所定値２にセットし、処理を終了する。
【００８１】
[イグニションOFF時の電流制限値漸減処理]
ステップ８１１において、Alimit>０であるかどうかを判定する。Alimit>０のときはステップ８１２へ進み、Alimit≦０のときは処理を終了する。
【００８２】
ステップ８１２において、電流制限値から電流制限増分Δcを減算し、ステップ８１３へ進む。
【００８３】
ステップ８１３において、Alimit<０であるかどうかを判定する。Alimit<０のときはステップ８１４へ進み、Alimit≧０のときは処理を終了する。
【００８４】
ステップ８１４において、電流制限値Alimit=０にセットし、処理を終了する。
【００８５】
図１０は、実施例２における電流制限値設定処理の内容を表すタイムチャートである。尚、時刻ｔ１１〜ｔ１４においては、図６の時刻ｔ１からｔ４と同じであるため、説明を省略する。
【００８６】
時刻ｔ１５において、イグニション状態フラグFIGN=０であるため、電流制限値Alimit=０であるかどうかを判定する。電流制限値Alimit>０であるため、電流制限値Alimitから電流制限減少分Δcを減算して電流制限値Alimitを漸減する。
【００８７】
時刻ｔ１６において、電流制限値Alimit≧０であるため、処理を終了する。
【００８８】
以上説明したように実施例２においては、コントロールユニット１３に自己保持回路を有している。この自己保持回路は、イグニションスイッチ１６のON/OFF判定を行い、イグニションスイッチOFFと判定された場合に、例えば所定時間電源の供給を確保した後で電源を遮断するといった構成でもよいし、不揮発性メモリ等への書込が終了したことを確認した後に電源を遮断するといった構成でもよい。
【００８９】
自己保持回路により電源が確保されている間は、イグニションスイッチOFF時の電流制限値を瞬時に減少させるのではなく、徐々に減少させることができる。よって、電流制限値の急激な減少を防ぐことが可能となり、運転者に違和感を与えることなく操舵アシストを達成することができる。
【００９０】
更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００９１】
（イ）  請求項１ないし３記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電流制限手段は、前記イグニションがONからOFFに変わった場合は前記電流制限値を徐々に減少させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００９２】
イグニションOFF時において電流制限値は徐々に減少する。よって、トルクが入力された状態において電流制限値が急激に減少するのを防ぐことが可能となり、安定した操舵アシストを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本実施例における電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図２】本実施例におけるコントロールユニット内の構成を表すブロック図である。
【図３】実施例１においてコントロールユニットにおける電流制限値設定処理の内容を表すフローチャートである。
【図４】実施例１におけるエンジンON/OFF判定処理の内容を表すフローチャートである。
【図５】実施例１における電流制限値設定処理の内容を表すフローチャートである。
【図６】実施例１における電流制限値設定処理の内容を表すタイムチャートである。
【図７】実施例２においてコントロールユニットに自己保持回路を持つ場合の電流制限値設定処理の内容を表すフローチャートである。
【図８】実施例２におけるイグニションスイッチON/OFF判定処理の内容を表すフローチャートである。
【図９】実施例２における電流制限値設定処理の内容を表すフローチャートである。
【図１０】実施例２における電流制限値設定処理の内容を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１    ステアリングホイール
２    コラムシャフト
３    ユニバーサルジョイント
４    中間軸
５    ユニバーサルジョイント
６    入力軸
７    トルクセンサ
８    減速器
９    ピニオン軸
１０  ラック軸
１１  タイロッド
１２  電動機
１３  コントロールユニット
１４  車速センサ
１５  エンジン回転センサ
１６  イグニションスイッチ
１７  バッテリ
１８  操舵輪
【図１】
2005145265.tif 000003
【図２】
2005145265.tif 000004
【図３】
2005145265.tif 000005
【図４】
2005145265.tif 000006
【図５】
2005145265.tif 000007
【図６】
2005145265.tif 000008
【図７】
2005145265.tif 000009
【図８】
2005145265.tif 000010
【図９】
2005145265.tif 000011
【図１０】
2005145265.tif 000012