(57)【要約】【課題】特定の運転状態での車載バッテリの消耗を抑制する。【解決手段】電子制御ユニット１は走行時にはステアリングホイールＳＷの操作に応じてステアリング機構ＳＭに連動する電動モータＭを駆動制御して操舵補助を行い、停車中は車両運転状態センサＳのセンサ信号に基づいて特定の運転状態を判定し、特定の運転状態が一定時間以上継続したときにはシステムオンの状態であっても、車載バッテリＢＴから電源供給不要回路部であるモータ駆動回路４への電源供給用の配線を遮断する。これによって車載バッテリＢＴの消耗を抑制する。【選択図】図１
2005170202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材の操舵に応じて電動モータを駆動制御して操舵補助を行う電動パワーステアリング装置であって、
車両の運転状態を検出する車両運転状態センサと、
車両運転状態センサのセンサ信号に基づいて車両が特定の運転状態にあると判定したとき、システムオンの状態であったとしても、車載バッテリから電源供給不要回路部に対する電源供給用の配線を遮断するための制御動作を行う制御部と、
を備えた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】
上記特定の運転状態が、車両が停車状態でかつ操舵部材が非操舵の状態となる運転状態である、ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
上記特定の運転状態の判定条件に当該特定の運転状態が一定時間以上継続することを含む、ことを特徴する請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
上記電源供給不要回路部が、モータ駆動回路である、ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の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、運転者により行われるステアリングホイール等の操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して当該運転者の操舵補助を行う電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる電動パワーステアリング装置では、一般に、運転者によりステアリングホイールに加えられた操舵トルクや当該装置を備えた車両の速度（車速）に応じて上記電動モータを駆動制御し、当該電動モータが発生するトルクを上記操舵トルクに加えてステアリング機構に与えることにより操舵補助を行うようになっている。
【０００３】
従来からのこの種の電動パワーステアリング装置は、電動モータと、各種センサと、電子制御ユニット（ＥＣＵ）とから構成されている。各種センサは、操舵トルクを検出するトルクセンサ、車両の速度（車速）を検出する車速センサ、エンジンの回転を検出するエンジン回転センサ等から構成されている。電子制御ユニットは、マイクロコンピュータと、上記各種センサからのセンサ信号を処理する複数のセンサ信号処理回路と、電動モータを駆動するモータ駆動回路、ならびにこれら各センサや回路に電源を供給する電源回路、その他の回路により構成されている。
【０００４】
電動パワーステアリング装置においては、上記各センサのセンサ信号を電子制御ユニット内のセンサ信号処理回路で処理してのちマイクロコンピュータに取り込ませるとともに、マイクロコンピュータにおいては取り込んだセンサ信号から内蔵する操舵補助プログラムや操舵補助データに従い上記操舵補助に適したトルクを演算し、その演算結果に従いモータ駆動回路を駆動制御させ、これによって電動モータから操舵補助に必要なトルクを発生させて当該操舵補助を行わせるようにしている（例えば特許文献１等参照。）。
【０００５】
このような電動パワーステアリング装置では、電子制御ユニット内のマイクロコンピュータやモータ駆動回路をはじめとする他の各回路は、車載バッテリから上記電源回路を介してその動作に必要な電源の供給を受けるようになっている。
【特許文献１】特開平６−５６０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した電動パワーステアリング装置においては、車両が停車してエンジンが自然に回転しているアイドリング状態にあっても、モータ駆動回路には電源が供給され、車載バッテリは消耗されている。このモータ駆動回路から電動モータに流れるモータ電流は約１アンペア程度と比較的大きな電流値のため、上記アイドリングの状態が長期間とか頻繁に継続されたりすると、車載バッテリの消耗がかなり進展していることがあり、電動パワーステアリング制御に際して、モータ駆動回路から電動モータにはその制御に必要な電流が供給されなくなって操舵補助に影響するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操舵に応じて電動モータを駆動制御して操舵補助を行う電動パワーステアリング装置であって、車両の運転状態を検出する車両運転状態センサと、車両運転状態センサのセンサ信号に基づいて車両が特定の運転状態にあると判定したとき、システムオンの状態であったとしても、車載バッテリから電源供給不要回路部に対する電源供給用の配線を遮断するための制御動作を行う制御部とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
ここで操舵部材の形状はステアリングホイールのような外周形状が円環形状に限定されるものでなく、直線形状、曲線形状、これらの混合や組み合わせ形状等の各種態様の形状を含む。
【０００９】
車両運転状態センサには、操舵部材の操舵トルクを検出するトルクセンサや車両の速度を検出する車速センサや車両のエンジンの回転状態を検出するエンジン回転センサの単独ないしはそれらの組み合わせであってもよく、また、センサの種類としてはこれらセンサに限定されるものではなく、他の運転状態を検出できるセンサであってもよい。
【００１０】
制御部は、制御プログラムを実行するマイクロコンピュータにより構成することが好ましい。マイクロコンピュータにより構成した場合、機能処理構成として、車両運転状態センサのセンサ信号に基づいて車両が特定の運転状態にあるか否かを判定する状態判定手段と、この状態判定手段の判定結果が車両の運転状態が特定の運転状態であるとき、システムオンの状態であったとしても、車載バッテリから電源供給不要回路部に対する電源供給用の配線を遮断する給電制限手段とを含むことが好ましい。
【００１１】
本発明による電動パワーステアリング装置では、車両の運転状態が特定の運転状態、例えば、停車して操舵部材の操舵もされていない状態にあれば、例えばモータ駆動回路のように、電流消費が大きく車載バッテリの消耗度合いに影響する電源供給不要回路部に対する電源供給がシステムオンの状態であったとしても遮断されるから、車載バッテリの消耗が抑制される。
【００１２】
上記特定の運転状態は、車両が停車状態でかつ操舵部材が非操舵の状態にあり、かつそれらの状態が一定時間以上継続した運転状態であることが好ましい。上記のように特定の運転状態の条件に一定時間以上の継続としたことで、頻繁に操舵補助のためのモータに対する電流が抑制されずに済み、電動パワーステアリング装置の操作に影響させずに済んで好ましい。
【００１３】
電源供給不要回路部としては、特定の運転状態では動作させる必要のない回路部であればよく、この意味から電源供給不要回路部はモータ駆動回路に限定されない。常時、車両状態を監視するために、車両状態の検出に関与する回路部は、電源供給不要回路部から除外することが好ましい。また、制御部をマイクロコンピュータにより構成した場合、当該マイクロコンピュータやその周辺回路等も電源供給不要回路部から除外することが好ましい。
【００１４】
また、特定の運転状態が一定時間以上継続した場合、操舵部材の操舵に応じてマイクロコンピュータにより構成した制御部に与えるクロックパルスの周波数を低周波数側に切換えることが好ましい。このようにすると、イグニッションスイッチを入れたまま、長時間にわたり停車しているような場合、一部の電源供給不要回路部への給電が遮断されるほか、マイクロコンピュータの動作速度が低速となって、当該マイクロコンピュータによる車載バッテリの消耗が減少してより好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特定の運転状態においての車載バッテリの消耗が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明すると、図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１を参照して、操舵部材としてのステアリングホイールＳＷに加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフトＳＳを介して、ステアリング機構ＳＭに伝達される。ステアリング機構ＳＭには、上記操舵トルクに、本実施形態の電動パワーステアリング装置ＥＰＳにより駆動制御された電動モータＭの発生トルクが操舵補助トルクとして加えられるようになっている。
【００１８】
本実施形態の電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、このようなステアリングホイールＳＷの操作に応じて電動モータＭを駆動制御して操舵補助を行うために、車両の運転状態を検出するための車両運転状態センサＳと、この車両運転状態センサＳのセンサ信号に基づいて電動モータＭを制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１とを備えている。
【００１９】
電子制御ユニット１は、車両運転状態センサＳのセンサ信号に基づいて当該電動パワーステアリング装置ＥＰＳを搭載している車両の特定の運転状態、本実施形態では車両が停車状態でかつ操舵部材が非操舵の状態を判定し、この判定結果に基づいて当該電子制御ユニット１内の電源供給不要回路部に対する電源の供給、あるいはその供給の遮断を行うよう制御動作して車載バッテリＢＴの消耗を抑制できるようにしている。電子制御ユニット１は、上記判定の条件に、好ましくは、車両の特定の運転状態が一定時間以上継続することを含める。
【００２０】
以下、詳しく説明すると、車両運転状態センサＳは、車両の走行状態や該走行のための操作状態等、車両の運転状態を検出するもので、複数のセンサからなり、センサＳａはステアリングホイールＳＷの操舵トルクを検出しこの操舵トルクの値を示すセンサ信号を出力するトルクセンサであり、センサＳｂは車速を検出しこの車速の値を示すセンサ信号を出力する車速センサであり、センサＳｃは車両のエンジンの回転状態を検出しこの回転状態の値を示すセンサ信号を出力するエンジン回転センサである。
【００２１】
電子制御ユニット１は、制御部としてのマイクロコンピュータ２と、センサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃに対応して設けられてそれぞれのセンサ信号を処理する入出力インタフェースやその他の回路等を含むセンサ信号処理回路３ａ，３ｂ，３ｃと、電動モータＭを駆動するためのモータ駆動回路４と、クロックパルス発生回路５と、マイクロコンピュータ2やその他の回路部に電源を供給する電源回路７，８とを含んでいる。
【００２２】
マイクロコンピュータ２は、ハードウエア上は、電動パワーステアリング装置ＥＰＳの制御の中心を司るＣＰＵ、電動パワーステアリング装置ＥＰＳの制御プログラムを内蔵しているプログラムメモリ（例えばＲＯＭ）、電動パワーステアリング制御に必要なデータを格納するデータメモリ（例えばＲＡＭ）を含み、これらをアドレスバス、データバス、制御バスなどの必要なバスで相互に接続して構成されているものである。
【００２３】
マイクロコンピュータ２は、図１においては、機能的な構成で示されており、実質的にはプログラムメモリに記憶されている制御プログラムを実行することにより機能処理部として作用するものである。本実施形態においてプログラムメモリに記憶している制御プログラムは、電動パワーステアリング制御全般の制御プログラム以外に、図２に示す制御プログラムを記憶している。また、データメモリのデータ記憶エリアには、特定の運転状態を示すデータが記憶されている。図１に示すマイクロコンピュータにおいては、図２に示す制御プログラムを実行するための機能を、状態判定手段２Ａと給電制限手段２Ｂと周波数切換え手段２Ｃとで示したものである。もちろん、マイクロコンピュータ２は上記機能処理として他の制御プログラムのもとに他の機能処理手段を実行するが、ここでは本実施形態の理解の便宜のためその説明を省略する。
【００２４】
すなわち、図１に示す機能処理部としてのマイクロコンピュータ２は、センサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃのセンサ信号を入出力インタフェース等を含むセンサ信号処理回路３ａ，３ｂ，３ｃを介して取り込むとともに、ステアリングホイールＳＷに加えられた操舵トルクや車速やエンジン回転状態に応じて車両の運転状態が特定の運転状態にあるか否かを状態判定手段２Ａにおいて判定する。この判定のため、状態判定手段２Ａでは、データメモリから特定の運転状態のデータを読み出し、その読み出した特定の運転状態のデータと、センサ信号処理回路３ａ，３ｂ，３ｃを介して取り込んだセンサ信号を処理して得た現在の運転状態とを比較照合し、この比較照合の結果、現在の運転状態が特定の運転状態に合致すると、車両の運転状態が特定の運転状態にあると判定するようになっている。
【００２５】
マイクロコンピュータ２は、状態判定手段２Ａの判定に従い給電制限手段２Ｂにおいてモータ駆動回路４への電源供給を遮断する。すなわち、この給電制限手段２Ｂは、状態判定手段２Ａの判定結果が、現在の運転状態は特定の運転状態でないとするものであれば、モータ駆動回路４への電源供給を遮断しないが、状態判定手段２Ａの判定結果が、現在の運転状態は特定の運転状態であるとするものであれば、モータ駆動回路４への電源供給を遮断する。
【００２６】
マイクロコンピュータ２はさらに、モータ駆動回路４への電源供給の遮断に伴い、周波数切換え手段２Ｃにおいて当該マイクロコンピュータ２に与えられるクロックパルスの周波数を切換えるようになっている。クロックパルス発生回路５は、本実施形態では、クロックパルスの周波数が可変で、出力側に設けられた切換えスイッチ６を介して、高低いずれかの周波数のクロックパルスをマイクロコンピュータ２に入力するようになっている。
【００２７】
モータ駆動回路４は、図面には示さないが、複数のパワーＭＯＳＦＥＴの組み合わせで構成されている。例えば、電動モータＭが三相のブラシレスモータであれば、車載バッテリＢＴと接地との間で直列に接続された２個のパワーＭＯＳＦＥＴの共通接続部にブラシレスモータのＵ相巻線を接続し、別の２個のパワーＭＯＳＦＥＴの接続部にブラシレスモータのＶ相巻線を接続し、さらに別の２個のパワーＭＯＳＦＥＴの接続部にブラシレスモータのＷ相巻線を接続している。モータ駆動回路４は、上述の公知の構成に限らず、電動モータＭを駆動する回路構成であれば他の公知の構成とされたものでもよいことはもちろんである。また、本実施形態の電動モータＭは上述したブラシレスモータに限らず、ブラシ付きモータでもよく、他の型式の公知の電動モータでもよいことはもちろんである。
【００２８】
このようなマイクロコンピュータ２においては、車両運転状態センサＳのセンサ信号に応じて、モータ駆動回路４内のパワーＭＯＳＦＥＴのゲートにそのオンオフ動作を制御するための制御信号ｅを印加して電動モータＭを駆動制御し、操舵補助に必要なトルクを発生させるようになっている。このとき、車載バッテリＢＴからモータ駆動回路４を介して電動モータＭにモータ駆動電流が流れ、これによって車載バッテリＢＴは消耗される他、車載バッテリＢＴからマイクロコンピュータ２、センサ信号処理回路３ａ，３ｂ，３ｃ等に対しても対応する電源回路７，８を介して電源が供給され、これによって車載バッテリＢＴは消耗される。本実施形態の上記車載バッテリＢＴは、電動パワーステアリング装置専用のものに限定されるものではなく、エンジン等の車両各部に対する電源の供給用とするものであってもよい。
【００２９】
なお、マイクロコンピュータ２とモータ駆動回路４との間にはモータ系回路９が介装されている。このモータ系回路９は、昇圧回路９ａ、昇圧電圧監視回路９ｂ、プリドライバ９ｃ、モータ電流検出回路９ｄが含まれる。マイクロコンピュータ２の制御信号ｅの電圧の値は５Ｖ程度であるのに対して、モータ駆動回路４を構成するパワーＭＯＳＦＥＴのゲート電圧は１２Ｖ程度であるから、制御信号ｅの電圧の値を昇圧する必要がある。そのため、昇圧電圧監視回路９ｂで昇圧電圧を監視しながら昇圧回路９ａで昇圧した電圧をプリドライバ９ｃに供給しているのである。モータ電流検出回路９ｄにおいては、モータ電流を検出している。モータ系回路９の電源入力側にはリレー9Ｒが設けられている。なお、マイクロコンピュータ１２からはアイドリングアップ信号インタフェース（ＩＤＵＰ信号Ｉ／Ｆ）１０を介して電子制御燃料噴射装置（ＥＦＩ）に対して所要の信号が出力されるようになっている。このＩＤＵＰ信号Ｉ／Ｆ１０の電源入力側にはリレー１０Ｒが設けられている。
【００３０】
これらモータ駆動回路４、モータ系回路９、およびＩＤＵＰ信号Ｉ／Ｆ１０は、車両の運転状態が特定の運転状態のときに車載バッテリＢＴからの電源供給を遮断することが可能な電源供給不要回路部を構成している。
【００３１】
以上の構成を備えた電動パワーステアリング装置ＥＰＳにおいては、マイクロコンピュータ２は、トルクセンサＳａにより検出された操舵トルクと、車速センサＳｂにより検出された車速とに基づいてモータＭの駆動方向、駆動量を演算し、その演算結果に対応した制御信号ｅを、モータ系回路９を介しモータ駆動回路４に出力して電動モータＭを駆動し、これにより操舵補助を行うようになっている。
【００３２】
次に、車両が特定の運転状態となった場合の車載バッテリＢＴの消耗を制限する制御動作を説明する。この車載バッテリＢＴの消耗を制限する電源供給不要回路部としては、説明上、モータ系回路９を含むモータ駆動回路４に特定して説明する。これは、上述した電源供給不要回路部のうち、モータ駆動回路４が特に車載バッテリＢＴの消耗が大きいからである。ただ、車載バッテリＢＴの消耗を抑制する意味からは、モータ駆動回路４以外の電源供給不要回路部も車載バッテリＢＴの消耗を抑制するための回路部に含めることができる。
【００３３】
電子制御ユニット２のマイクロコンピュータ２は、上記電動パワーステアリングの制御動作中（システムオンの状態）においても、図２のルーチンを定期的ないしは常時実行して車両の運転状態が特定の運転状態にあるか否かの監視を行い、特定の運転状態にあれば、車載バッテリＢＴの消耗を抑制ないしは遮断するなどの制限動作を行うようになっている。
【００３４】
すなわち、ステップＳ１においてマイクロコンピュータ２は車両運転状態センサＳのセンサ信号に基づいて車両の運転状態が特定の運転状態にあるか否かの判定を実行する。このステップＳ１の判定のためにマイクロコンピュータ２は、車両運転状態センサＳからのセンサ信号を取り込むが、特定の運転状態の判定には、本実施形態ではステアリングホイールＳＷの非操舵の状態を必須とするものの、ステアリングホイールＳＷの非操舵状態に車両停車の状態を好ましくは加えてもよい。車両停車の状態を特定の運転状態の判定のための要素に含めることは、アイドリングなど車両停車の状態をより適確に判定できて好ましい。本実施形態では特定の運転状態として車両の停車とステアリングホイールＳＷの非操舵の状態が共に成立し、かつ、その状態が一定時間（例えば、５〜１０分間）以上継続することとしている。この一定時間の時間長さは車載バッテリＢＴの消耗度合い、など実験等により適宜に設定することができる。
【００３５】
マイクロコンピュータ２はこれらセンサ信号から車両が特定の運転状態に有ると判定すると、処理手順をステップＳ２に移行して、上記特定の運転状態が一定時間以上継続したか否かを判定する。上記特定の運転状態とは、具体的には車両が一定時間以上継続してアイドリング状態であるとか、また、アイドリング状態ではなくエンジン回転が止まっていて車両の室内灯等が一定時間以上継続して動作しているだけの状態などでもよい。
【００３６】
なお、マイクロコンピュータ２はステップＳ１で車両の運転状態が特定の運転状態でないと判定すると、ステップＳ１からステップＳ６以降の処理ステップに移行するが、ステップＳ６以降のステップについては後述する。また、マイクロコンピュータ２はトルクセンサＳａのセンサ信号からステアリングホイールＳＷが操舵状態にあると判定すると、電動パワーステアリング制御のメインルーチンに戻って、その操舵トルクに応じた操舵補助制御を実行するようになっている。
【００３７】
ステップＳ２に戻って、マイクロコンピュータ２は特定の運転状態が一定の時間以上継続したと判定すると、処理手順をステップＳ３以降に移行させて車載バッテリＢＴの消耗制限モードＭｏｓを実行する。
【００３８】
車載バッテリ消耗制限モードＭｏｓにおいて、マイクロコンピュータ２はその最初のステップＳ３において、車両状態の検出に関与する回路部（各センサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃおよびそのセンサ信号処理回路３ａ，３ｂ，３ｃ）以外の回路部であって、特定の運転状態では動作させる必要のない回路部、本実施形態では、モータ系回路9側のリレー９Ｒに対して給電遮断信号ｆを出力してリレー９Ｒをオフする。これによって、モータ系回路９は所要の信号を出力しなくなり、モータ駆動回路４は非動作状態とされ、車載バッテリＢＴから電動モータＭには電源が供給されなくなる。電源供給の遮断対象に車両状態の検出に関与する回路部を除外しているのは、常時、車両状態を監視するために、各センサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃとそのセンサ信号処理回路３ａ，３ｂ，３ｃとをアクティブにしておく必要があるからである。モータ駆動回路４への電源供給が遮断されて特定の運転状態での車載バッテリＢＴの消耗が回避される。
【００３９】
なお、給電遮断信号は、ＩＤＵＰ信号Ｉ／Ｆ１０側のリレー１０Ｒに給電遮断信号ｆ′′として印加して、このＩＤＵＰ信号Ｉ／Ｆ１０に対する車載バッテリＢＴからの電源供給を遮断するように、マイクロコンピュータ２の制御プログラムを設定してもよい。
【００４０】
次いで、マイクロコンピュータ２はステップＳ４において切換えスイッチ６に切換え信号ｇを出力制御してクロックパルス発生回路５の出力を低い周波数側に切換える。これによりマイクロコンピュータ２には低周波数のクロックパルスが印加される。マイクロコンピュータ２は、この低周波数のクロックパルスにより、動作速度が落ちるから、車載バッテリＢＴの消耗が抑制させられる。次いでマイクロコンピュータ２は処理手順をステップＳ５に移行させ、このステップＳ5において車載バッテリ消耗制限モードに入ったことを示すフラグを立ててルーチンを終わらせる。
【００４１】
ステップＳ１に戻って、マイクロコンピュータ２は車両の運転状態が特定の運転状態にないと判定すると、処理手順をステップＳ１からステップＳ２ではなくステップＳ６に移行し、これ以降のステップの実行に移る。ステップＳ６では、マイクロコンピュータ２は車載バッテリ消耗制限モードに入ったことを示すフラグがあるか否かを判定し、フラグが無いと判定すると、特別に動作をせずにルーチンを終わらせ、フラグが有ると判定すると、ステップＳ７に移行して電源供給を遮断しているモータ駆動回路４に対しての電源供給を再開する。そして、マイクロコンピュータ２は次のステップＳ８に処理手順を移行して切換えスイッチ６に切換え信号を出力しクロックパルス発生回路５の出力を高周波数の側に戻す。これによってマイクロコンピュータ２には、高周波数のクロックパルスが印加される。そして、マイクロコンピュータ２は次のステップＳ９においてフラグを消してルーチンを終わらせる。
【００４２】
以上述べたルーチンには、メインルーチン等、他のルーチンから定期的に移行するようにしてもよいし、他のルーチンの実行中に、いずれかのセンサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃのセンサ信号がハイレベルになることを割り込み条件として、割り込み実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置のブロック構成図。
【図２】図１の装置の動作説明に供するフローチャート。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ    車両運転状態センサ
Ｍ    電動モータ
ＢＴ  車載バッテリ
１    電子制御ユニット
４    モータ駆動回路
【図１】
2005170202.tif 000003
【図２】
2005170202.tif 000004