(57)【要約】【課題】ＢＬモータの回転動作を凍結する、極めて簡潔かつ汎用性の高いロック方式を提供すること、並びに、少ない開発コストで製造可能な車両盗難防止機構を有する電動パワーステアリング装置を実現すること。【解決手段】部外者アクセス信号退避領域１４は、部外者アクセス信号Ｓを保持する手段を構成している。回転角センサ２は、モータの回転角θに比例するセンサ検出値（カウンタｎ）を出力する。ただし、モータ回転角入力インタフェース部１３において、部外者アクセス信号退避領域１４の内容を参照し、保持されている部外者アクセス信号Ｓの値がＯＮ（≡１）であれば、ｎからθを算出する処理は実行せず、θは初期値のままとする。この時、ＢＬモータ１の状態（位置の微小変化）に係わらず、回転角θは初期値に固定されるため、ロータの位置も回転角θの初期値の位置付近に固定（ハンドルロック）される。【選択図】  図１
2005014804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＬモータ（ブラシレスモータ）の回転角θを検出する回転角センサを有して前記ＢＬモータを制御するモータ制御装置において、
前記ＢＬモータの駆動の是非を判定する駆動許可判定手段と、
前記駆動許可判定手段により前記ＢＬモータの駆動が望ましくないと判定された際に、前記回転角θの入力信号を遮断又は定数値に固定する入力信号無効化手段とを有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置を有する車載用の電動パワーステアリング装置であって、
車両に対する部外者のアクセスを検知する所定のセキュリティ装置から出力された部外者アクセス信号を保持する部外者アクセス信号保持手段を有し、
前記モータ制御装置の前記駆動許可判定手段は、前記部外者アクセス信号保持手段に前記部外者アクセス信号が保存されていた場合に、前記ＢＬモータの駆動が望ましくないと判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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＢＬモータ（ブラシレスモータ）を駆動制御するモータ制御装置（及びそのモータ制御装置を具備した電動パワーステアリング装置）に関し、特に、ＢＬモータの回転動作を凍結するロック方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＢＬモータの回転動作を凍結するロック方式としては、例えば、公開特許公報「特開平７−２７７１４２：電動パワーステアリング装置」に記載されている技術等が、一般に広く知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術は、その分野が電動パワーステアリング装置に限られており、用途としての汎用性が低いため、以下の問題があった。
（問題点１）ロック機構を成立させる主要構成として、電動パワーステアリング装置の諸機構が必要不可欠となっており、この従来技術におけるロック方式と電動パワーステアリング装置とは密接不可分の関係にある。したがって、電動パワーステアリング装置の細部に関して精通していない者が上記の従来技術を実施する際には、多大な労力や困難を伴う。
【０００４】
（問題点２）例えば、盗難信号が検出された際に実行すべき例外処理には、運転者がステアリングホイールに付与する操舵トルクや車速等に関連する出力すべき目標トルク値関連の演算処理等が含まれている。これらの例外処理は非常に長くなるため、上記の従来技術を実施するためには、拡張すべき開発ステップ数の増大が無視できず、よって、その分の開発コストの抑制が非常に困難となる。
また、従来技術によれば、静的ステップ数だけに留まらず、動的ステップ数についても、その大幅な増大は不可避である。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、ＢＬモータの回転動作を凍結する、極めて簡潔かつ汎用性の高いロック方式を提供すること、並びに、少ない開発コストで製造可能な車両盗難防止機構を有する電動パワーステアリング装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段、並びに、作用及び発明の効果】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、ＢＬモータ（ブラシレスモータ）の回転角θを検出する回転角センサを有してＢＬモータを制御するモータ制御装置において、そのＢＬモータの駆動の是非を判定する駆動許可判定手段と、この駆動許可判定手段によりＢＬモータの駆動が望ましくないと判定された際に、回転角θの入力信号を遮断又は定数値に固定する入力信号無効化手段とを備えることである。
【０００７】
ＢＬモータの回転角θの入力信号を遮断又は定数値に固定することにより、モータ制御装置では、ＢＬモータのロータの位置が認識できなくなり、ＢＬモータは駆動できなくなる。即ち、実際の回転角も固定される。この時、更に、外部からロータを回転させようとするトルク（外力）が入力されると、回転角θの入力信号が変化しないためＢＬモータはその位置を保持する様なトルク（反力）を出力する。この反力は、ＢＬモータの出力トルクの指令値を上記の外力に対して略比例させる等の設定により、上記の外力と丁度相殺し合う様に設計することができる。実際にこの様な出力トルクの指令値の設定形態は、例えば電動パワーステアリング装置等のパワーアシスト装置一般に幅広く採用されている。
【０００８】
以上の基本的な構成に基づく作用により、上記の様に、駆動許可判定手段と入力信号無効化手段とを備えるだけで、ＢＬモータの回転動作を凍結する、極めて簡潔かつ汎用性の高いロック方式を実現することが可能となる。
【０００９】
この様なモータ制御装置は、ＢＬモータを駆動することが望ましくないと判断できる場合に有用となるので、例えば、電動パワーステアリング装置や、電動ロボットや、工作機械等に用いられるモータ制御装置一般に利用することが可能である。
【００１０】
また、本発明の第２の手段は、上記のモータ制御装置を有する車載用の電動パワーステアリング装置において、車両に対する部外者のアクセスを検知する所定のセキュリティ装置から出力された部外者アクセス信号を保持する部外者アクセス信号保持手段を備え、このモータ制御装置の駆動許可判定手段において、部外者アクセス信号保持手段に部外者アクセス信号が保存されていた場合に、上記のＢＬモータの駆動が望ましくないと判定することである。
【００１１】
この様な構成によれば、所定のセキュリティ装置との非常に簡単な接続インターフェイスと、非常に簡単なプログラムの変更だけで、盗難防止用のハンドルロック機構を構成することが可能となる。
したがって、少ない開発コストで車両盗難防止機構を有する電動パワーステアリング装置を製造することが可能となる。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
〔第１実施例〕
図１は、本発明の各実施例に係わる、電動パワーステアリング装置に搭載されるモータ制御装置１００の制御ブロックダイヤグラムである。
モータ制御装置１００は、図略のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する図略のコンピュータを具備し、３相インバータ３は、図略のバッテリー、ＰＷＭ変換器、ＰＭＯＳ駆動回路等から構成され、チョッパ制御により駆動電流を正弦波にしてＢＬＤＣＢＬモータ１に電力を供給する。ＢＬモータ１はブラシレス直流モータ（ＢＬモータ）で３相駆動制御される。
【００１３】
ＢＬモータ１には、３相インバータ３よりＵ，Ｖ，Ｗの３相に対する各モータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが供給される。回転角センサ２はＢＬモータ１の回転角θを出力する。
【００１４】
また、図１の３相変換部１１、２相変換部１２、及びｑ軸電圧補正部１３等は、上記の図略のコンピュータを制御するソフトウェアにより実現されている。
例えば、３相変換部１１は、ＢＬモータ１の回転角θ、指令電圧Ｖｑ＊  ，Ｖｄ＊  を入力し、これらに基づいて、周知のｄｑ逆変換を実行し、更に、２相→３相変換を実行して、各相毎の電圧指令値Ｖｕ＊  ，Ｖｖ＊  ，Ｖｗ＊  を出力する。
ｄ軸とｑ軸の各電流指令値（Ｉｄ＊  ，Ｉｑ＊  ）は、例えばトルク指令の指令値等に基づいて決定される。通常は、Ｉｄ＊  ＝０である。
このモータ制御装置１００を電動パワーステアリング装置に搭載する場合、トルク指令の指令値は、周知の制御手法にしたがって、車速や運転者がステアリングホイールに付与する操舵トルクや操舵角速度等に基づいて決定することができる。
【００１５】
また、部外者アクセス信号退避領域１４は、車両に対する部外者のアクセスを検知する所定のセキュリティ装置から出力された部外者アクセス信号Ｓ（例：１ビットのフラグ情報）を保持する手段（部外者アクセス信号保持手段）を構成している。
また、符号１３は、本発明の具現化に最も深く係わるモータ回転角入力インタフェース部を指示している。
【００１６】
図２は、本発明の各実施例に係わるモータ制御装置１００のモータ回転角入力部１３の制御ブロックダイヤグラムである。
図１の回転角センサ２は、モータの回転角θに比例するセンサ検出値（カウンタｎ）を出力するが、この出力値ｎは一端カウンタ退避領域１３２に保持される。回転角演算手段１３６は、所定の手順に従って、ＢＬモータ１の回転角θを算出する。
【００１７】
図３に、本発明の第１実施例に係わる回転角演算手段１３６の処理手順を例示する。ステップ３１０では、部外者アクセス信号退避領域１４の内容を参照し、保持されている部外者アクセス信号Ｓの値がＯＮ（≡１）であれば、所定のルーチン処理を終了し、Ｓの値がＯＦＦ（≡０）であれば、ステップ３３０に処理を移す。
【００１８】
ステップ３３０では、カウンタ退避領域１３２からｎの値（モータの回転角θに比例するセンサ検出値）を読み出す。
ステップ３５０では、周知の所定の演算手順に従って出力値ｎに基づいてＢＬモータ１の回転角θを算出する。
ステップ３７０では、所定の図略の共用参照領域に、回転角θの値を書き込む。
【００１９】
以上の処理手順に従えば、部外者アクセス信号ＳがＯＮ状態になっていた場合、ＢＬモータ１の状態（位置の微小変化）に係わらず、回転角θは初期値のまま更新されない。このため、ロータの位置は回転角θの初期値の近傍に固定されるので、ハンドルロックの作用を得ることができる。
ただし、このハンドルロック作用は、次式（１）の条件が成立する場合に得ることができるものである。
【数１】
ａ＞１                                                      …（１）
この数ａは、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクτの大きさに対するステアリングシャフトに作用するＢＬモータ１の出力トルクＴの大きさの比（Ｔ／τの絶対値）である。ａの値は、望ましくは、１．２程度が良い。
【００２０】
例えば、この様にハンドルロック（車両盗難防止機構）を構成した場合、電動パワーステアリング装置１００に電源が入っていない際に、運転者が自力で実行可能なマニュアル操舵様式の場合よりも、遥かに大きな操舵トルクが所望のハンドル操作に必要となり、人間の腕力ではハンドル操作を実施することが事実上不可能となる。このことは、車両の盗難時に車両を運転することが不可能となることを意味している。
例えば、この様に、本発明によれば、極めて簡潔かつ効果的に車両盗難防止機構を構成することができる。
【００２１】
〔第２実施例〕
上記の第１実施例では、図３のステップ３１０を毎回１制御周期毎に実行する必要があったが、本第２実施例では、本発明に直接係わる簡潔な追加処理を、モータ制御装置１００の起動時における初期化処理中に唯１回だけ実行すれば実現できる実施形態を例示する。
【００２２】
図４は、本発明の第２実施例に係わるカウンタ退避領域１３２の管理形態に関するデータ構造を例示するデータ関連図である。
ポインタ格納領域１３４は、前述の図２のカウンタ退避領域１３２のアドレスを管理する領域である。通常、この領域には、カウンタ退避領域１３２のアドレスが格納され、継続的に保持されるが、モータ制御装置１００の起動時における初期化処理内に部外者アクセス信号退避領域１４を参照する処理を追加して、Ｓ＝ＯＮが検出された場合には、このポインタ格納領域１３４に格納するアドレスをダミーカウンタ退避領域１３３のアドレスに変更する様にする。
【００２３】
ダミーカウンタ退避領域１３３には、所定の初期値ｎ０が格納されているため、図３のステップ３１０を削除した従来処理（ステップ３３０〜３７０）を回転角演算手段１３６のルーチン処理として実行しても、回転角θは、所定の初期値ｎ０に対応する値に固定される。
例えば、この様な実現方式によっても、前記の第１実施例と略同等の作用・効果を得ることができる。また、この実現方式によれば、図３のステップ３１０が不要となるため、静的ステップ数、動的ステップ数の両者を最小限に抑えた形で、本発明を実施すること可能となる。
【００２４】
ただし、前述の式（１）が満たされない恐れがある電動パワーステアリング装置においては、例えば図４の方式と同様に処理する等して、ＢＬモータ１の出力トルクＴの大きさを規定する各種の定数（：係数等のパラメータ）をも、前述の式（１）が常時満たされる様に書き換えておく必要がある。
【００２５】
尚、上記の各実施例は、車両に対する部外者のアクセスを検知する所定のセキュリティ装置との接続が可能であれば、例えば公開特許公報「特開２００２−０８７３００：電動パワーステアリング装置」等に記載されている電動パワーステアリング装置を始めとして、ＢＬモータにて駆動される公知或いは任意の電動パワーステアリング装置に適用することが可能である。
【００２６】
また、上記の各実施例は、何れも電動パワーステアリング装置に関するものであるが、本発明はその他にも、例えばロボットや工作機械等に応用することができる。
例えば、これらの装置（例えばロボットや工作機械等）において何らかの故障や不都合が生じた際に、安全対策として、その装置を一時的かつ自動的に動作凍結モードに設定しておきたい場合などにも、上記の実施例と同様の作用原理によって、本発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施例に係わる、電動パワーステアリング装置に搭載されるモータ制御装置１００の制御ブロックダイヤグラム。
【図２】本発明の各実施例に係わるモータ制御装置１００のモータ回転角入力部１３の制御ブロックダイヤグラム。
【図３】本発明の第１実施例に係わる回転角演算手段１３６の処理手順を例示するフローチャート。
【図４】本発明の第２実施例に係わるカウンタ退避領域１３２の管理形態に関するデータ構造を例示するデータ関連図。
【符号の説明】
１００  …  モータ制御装置
１    …  ＢＬモータ
２    …  回転角センサ
３    …  インバータ
１３    …  モータ回転角入力インタフェース部
１３２  …  カウンタ退避領域
１３３  …  ダミーカウンタ退避領域
１３４  …  ポインタ格納領域
１３６  …  回転角演算手段
１４    …  部外者アクセス信号退避領域
Ｓ    …  部外者アクセス信号
θ    …  モータの回転角
ｎ    …  カウンタ（モータの回転角に比例するセンサ検出値）
【図１】
2005014804.tif 000003
【図２】
2005014804.tif 000004
【図３】
2005014804.tif 000005
【図４】
2005014804.tif 000006