(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリング装置のモータに電力を供給する主電源と、
前記モータに電力を供給することができる補助電源と、
充放電閾値として設定される電力値とモータ消費電力とを比較して、モータ消費電力が前記充放電閾値よりも小さい場合は、前記主電源だけが必要な電力を負担し、モータ消費電力が前記充放電閾値よりも大きい場合は、前記主電源に加えて前記補助電源も必要な電力を負担するように前記補助電源による前記モータへの電力供給を制御する制御回路と
を備えており、
前記制御回路は、前記車両の駐車時におけるモータ消費電力をモニタリングし、このモータ消費電力に基づいて前記充放電閾値を変更し得るように構成されていることを特徴とするステアリング装置の制御装置。
【請求項２】
前記制御回路は、モニタリングしたモータ消費電力を最大電力として記憶し、この最大電力が、設定された想定最大電力よりも小さい場合に、充放電閾値を所定値だけ下げるように構成されている請求項１に記載のステアリング装置の制御装置。
【請求項３】
前記制御回路は、モニタリングしたモータ消費電力を最大電力として記憶し、この最大電力が、設定された想定最大電力よりも大きい場合に、充放電閾値を所定値だけ上げるように構成されている請求項１に記載のステアリング装置の制御装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記最大電力を、想定最大電力として更新するように構成されている請求項２〜３のいずれかに記載のステアリング装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリング装置の制御装置に関する。さらに詳しくは、電動モータの駆動力を利用するステアリング装置における制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される電動パワーステアリング装置は必要とされる操舵補助力が大きいほど、モータに大電流を流す必要があるので、車載バッテリだけでは電力が不足することがある。そこで、通常は主電源である車載バッテリからモータに電力を供給するが、車庫入れ時や駐車時などの負荷増大によって主電源の端子電圧が低下してきたときは、予め電力を貯えておいた補助電源から電力を供給して主電源の負担を減らすようにした構成が提案されている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２０９４２号公報
【特許文献２】特開２００５−２８７２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した補助電源を備えた装置では、操舵補助のためにモータが必要とする電力の値に応じて当該補助電源の使用の有無を決定することが考えられる。具体的には、予め閾値（充放電閾値）を設定しておき、前記電力値がこの充放電閾値よりも小さい場合は、主電源だけが必要な電力を負担し、一方、前記電力値がこの充放電閾値よりも大きい場合は、主電源に加えて補助電源も必要な電力を負担する。
【０００５】
ところで、前記補助電源が負担するエネルギー量は、充放電閾値以上の電力の積算値で決まるが、アシスト力の不足により操舵性が低下するのを防ぐために、当該補助電源は、ある程度の余裕をもった容量としている。すなわち、運転に不慣れなドライバーが、補助電源の補助を必要とする駐車時において消費する電力を基準にして、当該補助電源の容量を設定している。
【０００６】
しかしながら、前記補助電源の容量は、最悪条件又はそれに近い条件を見越した容量であることから、大方のドライバーにとってはオーバースペック、すなわち過大容量である。したがって、このようなドライバーについては、仮に充放電閾値を下げたとしても電力不足になることはなく、充放電閾値が小さくなることで補助電源の使用頻度が高くなる分、有効に補助電源の電力を使用できるようになる。その結果、主電源の負担を減らすことができ、電動パワーステアリング装置以外のクーラーやオーディオなどの電装品への供給電力に余裕をもたせることができる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、補助電源を有効に利用して主電源の負担を軽減させることができるステアリング装置の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のステアリング装置の制御装置（以下、単に「制御装置」ともいう）は、車両のステアリング装置のモータに電力を供給する主電源と、
前記モータに電力を供給することができる補助電源と、
充放電閾値として設定される電力値とモータ消費電力とを比較して、モータ消費電力が前記充放電閾値よりも小さい場合は、前記主電源だけが必要な電力を負担し、モータ消費電力が前記充放電閾値よりも大きい場合は、前記主電源に加えて前記補助電源も必要な電力を負担するように前記補助電源による前記モータへの電力供給を制御する制御回路と
を備えており、
前記制御回路は、前記車両の駐車時におけるモータ消費電力をモニタリングし、このモータ消費電力に基づいて前記充放電閾値を変更し得るように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明の制御装置は、車両を後退させて行う駐車時における操舵補助のための消費電力が、操舵補助のための消費電力として最大のものであるという前提のもとに、車両の駐車時におけるモータ消費電力をモニタリングし、このモータ消費電力に基づいて、補助電源の使用の要否を決める充放電閾値を変更している。例えば、運転が上手なドライバーは駐車時のステアリングホイールの操作が滑らかであり、車両に無駄な動きがないことから、操舵補助のためにモータが消費する電力は少ない。したがって、充放電閾値を下げて、早い段階（モータ消費電力が小さい段階）から補助電源の使用を開始したとしても、元々全消費電力が少なくて済むことから、電力不足になることがない。充放電閾値が小さくなることで補助電源の使用頻度が高くなる分、有効に補助電源の電力を使用できるようになる。その結果、主電源の負担を減らすことができ、電動パワーステアリング装置以外の電装品への供給電力に余裕をもたせることができる。
【００１０】
また、車両のドライバーが代わった場合に、一旦下げた充放電閾値を、モニタリングしたモータ消費電力に基づいて上げることもでき、ドライバーに応じた充放電閾値を設定することができる。
【００１１】
前記制御回路を、モニタリングしたモータ消費電力を最大電力として記憶し、この最大電力が、設定された想定最大電力よりも小さい場合に、充放電閾値を所定値だけ下げるように構成することができる。この場合、駐車時におけるモータ消費電力が少ないドライバーについて、充放電閾値を下げて補助電源の使用頻度を高めることができ、その結果、有効に補助電源の電力を使用できるようになる。
【００１２】
前記制御回路を、モニタリングしたモータ消費電力を最大電力として記憶し、この最大電力が、設定された想定最大電力よりも大きい場合に、充放電閾値を所定値だけ上げるように構成することができる。この構成によれば、例えば、車両を運転するドライバーが代わった場合に、一旦下げた充放電閾値を、モニタリングしたモータ消費電力に基づいて上げることができ、ドライバーに応じた充放電閾値を設定することができる。なお、本明細書において、「想定最大電力」とは、運転に不慣れなドライバーを想定して予め設定された、駐車時に必要になると考えられる操舵補助のためのモータ消費電力だけでなく、モニタリングされたモータ消費電力であって従前に記憶（設定）されている想定最大電力に代えて想定最大電力として新たに記憶される電力も含まれる。
【００１３】
前記制御回路は、前記最大電力を、想定最大電力として更新するように構成されているのが好ましい。これにより、常に、モニタリングしたモータ消費電力に応じて充放電閾値を変更することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の制御装置によれば、補助電源を有効に利用して主電源の負担を軽減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の制御装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１の制御装置２の回路図である。図において、車両のステアリング装置１ｓには、モータ１ｍにより操舵補助力が付与される。より詳細には、ステアリング装置１ｓのステアリングシャフト（図示せず）に取り付けられたトーションバー式等のトルクセンサの出力（操舵トルク）に応じてモータ１ｍが駆動制御され、ステアリングシャフト又はステアリングギヤ（ラックピニオンやラックシャフト等）へのアシストが行われる。モータ１ｍへの給電はモータ駆動回路３により行われる。
【００１６】
主電源４は、車載バッテリ４ｂとオルタネータ４ａとによって構成され、この主電源４をモータ駆動回路３に導く非接地側電路５の途中に、その方向を順方向とするダイオード６が設けられている。このダイオード６のカソードと接地側電路７との間には、平滑用の電解コンデンサ８が設けられている。
【００１７】
一方、補助電源９は電気二重層コンデンサ（キャパシタ）で構成されており、主電源４に対して直列に接続されている。なお、補助電源としては、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）以外に、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池などの二次電池や、コンデンサを用いることもできる。
【００１８】
補助電源９の給電電路（高電位側電路）１０は、放電制御回路１１を介してモータ駆動回路３に接続されている。放電制御回路１１は、ＭＯＳ−ＦＥＴ１１ａとＰＷＭ方式の電圧源１１ｂとを含んでおり、ゲート電圧をＰＷＭ制御することにより、放電電流を制御することができる。補助電源９の低電位側には、リアクトル１２を介してダイオード１３のアノードが接続され、当該ダイオード１３のカソードは補助電源９の給電電路１０に接続されている。また、ダイオード１３のアノードと接地側電路７との間には、ＭＯＳ−ＦＥＴ１４が設けられている。保護用のダイオード１４ｄは、ＭＯＳ−ＦＥＴ１４に並列接続又は内蔵されている。ＭＯＳ−ＦＥＴ１４のゲートは、ゲート駆動回路２０により駆動される。
【００１９】
前記給電電路１０には、補助電源９からの放電電流を検出する電流検出器３１が配設されている。また、補助電源９の端子間電圧を検出する電圧検出器３２が配設されている。前記電流検出器３１及び電圧検出器３２からの各信号は制御回路１５に送信される。
【００２０】
前記モータ駆動回路３、放電制御回路１１及びゲート駆動回路２０は、制御回路１５の指令信号を受けて動作する。この制御回路１５には、ドライバーによるステアリングホイールの操舵トルクや、車速センサ３３からの車速情報が入力されるようになっており、制御回路１５は、これらの情報に応じて適切な操舵補助力を発生させるべく、モータ１ｍを駆動させる。
【００２１】
前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１４がオン状態のときは、オルタネータ４ａからリアクトル１２、ＭＯＳ−ＦＥＴ１４を通って電流が流れるが、ＭＯＳ−ＦＥＴ１４がオフに転じると、電流遮断による磁束変化を妨げるように高電圧がリアクトル１２に発生し、これにより、オルタネータ４ａの出力を昇圧した電圧で、補助電源９が充電される。このように、ＭＯＳ−ＦＥＴ１４のオン・オフを繰り返して、補助電源９を充電することができる。
【００２２】
前記構成において、必要とされる操舵補助力が比較的小さいとき（モータ消費電力が充放電閾値よりも小さいとき）は、制御回路１５は放電制御回路１１をオフ状態にする。したがって、主電源４の電圧は平滑コンデンサ８で平滑された後、モータ駆動回路３に供給され、モータ駆動回路３は、制御回路１５による制御信号に基づいてモータ１ｍを駆動する。一方、補助電源９の電圧はモータ駆動回路３に供給されない。
【００２３】
また、必要とされる操舵補助力が比較的大きく（モータ消費電力が充放電閾値よりも大きく）、主電源４のみではまかないきれないときは、制御回路１５は放電制御回路１１をオン状態にする。この結果、主電源４と補助電源９とが互いに直列にされた状態でその電圧に基づいて、放電制御回路１１により規定された電流がモータ駆動回路３に供給される。
【００２４】
本実施の形態では、前記制御回路１５が、車両の駐車時におけるモータ１ｍの消費電力をモニタリングし、このモータ消費電力に基づいて前記充放電閾値を変更し得るように構成されている。運転が上手なドライバーは駐車時のステアリングホイールの操作が滑らかであり、車両に無駄な動きがないことから、操舵補助のためにモータが消費する電力は少ない。したがって、充放電閾値を下げて、早い段階（モータ消費電力が小さい段階）から補助電源の使用を開始したとしても、元々全消費電力が少なくて済むことから、電力不足になることがない。充放電閾値が小さくなることで補助電源の使用頻度が高くなる分、有効に補助電源の電力を使用できるようになる。その結果、主電源の負担を減らすことができ、電動パワーステアリング装置以外の電装品への供給電力に余裕をもたせることができる。また、車両のドライバーが代わった場合に、一旦下げた充放電閾値を、モニタリングしたモータ消費電力に基づいて上げることもでき、ドライバーに応じた充放電閾値を設定することができる。
【００２５】
図２は、充放電閾値を変更する例を示すフローチャートであり、このフローチャートは一定時間間隔で繰り返し実行される。
まず、ステップＳ１において、制御回路１５は、車両速度（車速）、操舵速度及びＡＴ（オートマティックトランスミッション）モードのモニタリングを行う。そして、ステップＳ２において、制御回路１５は、車速が５ｋｍ以下であるか否か、ＡＴモードがリバースであるか否か、及び、操舵速度が９０ｄｅｇ／ｓ以上であるか否かの判断を行う。制御回路１５は、車速が５ｋｍ以下であり、ＡＴモードがリバースであり、且つ、操舵速度が９０ｄｅｇ／ｓ以上であると判断すると、ステップＳ３において、モータ１ｍの消費電力のモニタリングを行う。一方、前記３つの判断条件のうち、１つでも「Ｎｏ」であると、制御回路１５はステップＳ５へ処理を進める。
【００２６】
前記３つの判断条件は、車両が後退しつつ駐車動作を行っているか否かを推定するための条件であり、これら３つの条件がすべて満たされた場合に車両が後退しつつ駐車動作を行っていると推定する。そして、車両を後退させて行う駐車時における操舵補助のためのモータ消費電力が、操舵補助のための消費電力として最大のものであるという前提のもとに、車両の駐車時におけるモータ消費電力をモニタリングする。
【００２７】
モニタリングによりモータ消費電力が算出されると、ステップＳ４において、制御回路１５は、この消費電力を「最大電力」として当該制御回路１５に含まれる記憶部（図示せず）に記憶させる。
一方、通常の走行時においては、ステップＳ２において３つの条件すべてが満たされることはないことから、制御回路１５はステップＳ５へ処理を進め、ステップＳ５において、「想定最大電力」から記憶部に記憶された「最大電力」を減じた値が所定の値ｔ（ｔは正数）よりも大きいか否かの判断を行う。
【００２８】
そして、制御回路１５は、「想定最大電力」から「最大電力」を減じた値が所定の値ｔよりも大きいと判断すると、ステップＳ６において、現在の充放電閾値から所定値を減じたものを新たな充放電閾値として設定する。この「所定値」は、想定最大電力と最大電力との差に応じて変動する値であり、車種などにより異なるが、例えば、１０〜３０（Ｗ）とすることができる。
ついで、ステップＳ７において、制御回路１５は、モニタリングにより得られた最大電力を従前の想定最大電力に代わる新たな想定最大電力として更新する。これにより、常に、モニタリングしたモータ消費電力に応じて充放電閾値を変更することが可能となる。
【００２９】
そして、ステップＳ５において「Ｎｏ」の場合、制御回路１５は、ステップＳ８において、記憶部に記憶された「最大電力」から「想定最大電力」を減じた値が所定の値ｔ（ｔは正数）よりも大きいか否かの判断を行う。制御回路１５は、「最大電力」から「想定最大電力」を減じた値が所定の値ｔよりも大きいと判断すると、ステップＳ９において、現在の充放電閾値に所定値を加算したものを新たな充放電閾値として設定する。この場合も、ステップＳ７において、制御回路１５は、モニタリングにより得られた最大電力を従前の想定最大電力に代わる新たな想定最大電力として更新する。
【００３０】
なお、補助電源の数は、１つに限定されるものではなく、２以上であってもよい。この場合、同種の補助電源を複数用いてもよいし、種類の異なる補助電源を併用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の制御装置の一実施の形態の回路図である。
【図２】充放電閾値を変更する例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１      電動パワーステアリング装置
１ｓ    ステアリング装置
１ｍ    モータ
２      制御装置
３      モータ駆動回路
４      主電源
４ａ    オルタネータ
４ｂ    車載バッテリ
９      補助電源
１５      制御回路
３１      電流検出器
３２      電圧検出器
３３      車速センサ
【図１】
0005151357.tif 000002
【図２】
0005151357.tif 000003