(57)【要約】  【課題】異常発生時の操舵フィーリングの悪化を抑制する。  【解決手段】この電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを検出するトルクセンサ５と、車速センサ６と、ギヤ位置センサ７と、コントローラ１０とを備えている。コントローラ１０は、ギヤ位置センサ７からの信号に基づいてトランスミッション位置を検出するトランスミッション位置検出部２４と、当該装置の異常を検出する異常検出部２３と、異常が検出されたときの制御に使用される制御車速をトランスミッション位置に応じて設定する制御車速設定部２５と、操舵トルクおよび車速に基づいてモータ電流目標値を設定するモータ電流目標値設定部２２とを備える。モータ電流目標値設定部２２は、異常が生じていないときには車速センサ６よって検出される車速に応じたモータ電流目標値を設定し、異常が生じているときには制御車速設定部２５によって設定される制御車速に応じたモータ電流目標値を設定する。【選択図】        図１
2007062500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの動力を車両のステアリング機構に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
当該電動パワーステアリング装置が搭載される車両の車速を検出する車速検出手段と、
当該電動パワーステアリング装置に生じる異常を検出する異常検出手段と、
当該電動パワーステアリング装置が搭載される車両のトランスミッション位置を検出するトランスミッション位置検出手段と、
前記異常検出手段によって異常が検出されたときの制御に使用される制御車速を、前記トランスミッション位置検出手段によって検出されるトランスミッション位置に応じて設定する制御車速設定手段と、
前記異常検出手段によって異常が検出されていないときには前記車速検出手段によって検出される車速に応じたモータ駆動目標値を設定し、前記異常検出手段によって異常が検出されているときには前記制御車速設定手段によって設定される制御車速に応じたモータ駆動目標値を設定するモータ駆動目標値設定手段と、
このモータ駆動目標値設定手段によって設定されるモータ駆動目標値に基づいて前記電動モータを駆動するモータ駆動手段とを含む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】
この発明は、電動モータの動力を車両のステアリング機構に伝達することによって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】
従来から、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクに応じて電動モータを駆動し、この電動モータが発生する駆動力を車両のステアリング機構に伝達することによって操舵補助を行う電動パワーステアリング装置が車両に搭載されて用いられている。
より詳細には、電動パワーステアリング装置は、トルクセンサからのトルク信号および車速センサからの車速信号に基づいて、電動モータに供給すべき電流の目標値である電流目標値を設定するコントローラ（電子制御ユニット）を備えている。コントローラは、たとえば、微小なトルク範囲を不感帯とするとともに、一定のトルク範囲において零から所定の上限値までリニアに変化する電流目標値を出力する。前記一定のトルク範囲の上限値を超える操舵トルクに対しては、操舵トルクによらずに上限の電流目標値が出力される。このように電流目標値を設定することによって、操舵トルクが大きいほど大きな操舵補助力が電動モータから発生されることになる。
【０００３】
操舵トルクに対する電流目標値のリニアな変動の傾きや電流目標値の上限値は、車速に応じて変更されるようになっていて、いわゆる車速感応制御が行われるようになっている。すなわち、低速走行時（車速が零の場合を含む。）には、大きな電流目標値が設定されて大きな操舵補助力が電動モータから発生される。これに対して、高速走行時には、小さな電流目標値が設定され、操舵補助力は比較的小さくなる。これにより、いずれの車速範囲でも適度な操舵反力を残しつつ、良好な操舵補助を行える。
【０００４】
より具体的には、操舵トルクに対する電流目標値の基本特性である基本アシスト特性が、複数の車速域毎に、予め作成される。コントローラは、車速域毎の基本アシスト特性に従って、操舵トルクおよび車速に応じた電流目標値を設定する。
一方、車速情報を検出する車速センサに故障が生じたり、車速センサの信号ラインに断線等の故障が生じたりすれば、車速感応制御を適切に行うことができない。そこで、前記コントローラは、車速センサ信号等の異常を検出するための異常監視処理を実行している。そして、車速センサ信号等の異常が検出されると、中間的な車速である一定の制御車速（たとえば７０km/h）に対応した基本アシスト特性に基づいて、電動モータが駆動されるようになっている。
【特許文献１】特開平８−２１６９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この先行技術では、車速信号等の異常が生じると、一定の制御車速に対応した基本アシスト特性に従って電動モータが駆動されるため、正常時と比較して、アシスト特性（操舵補助特性）に明らかな変化が現れ、操舵フィーリングの著しい悪化を招くおそれがある。
そこで、この発明の目的は、異常発生時の操舵フィーリングの悪化を抑制することができる電動パワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モータ（Ｍ）の動力を車両のステアリング機構（３）に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、当該電動パワーステアリング装置が搭載される車両の車速を検出する車速検出手段（６）と、当該電動パワーステアリング装置に生じる異常を検出する異常検出手段（２３）と、当該電動パワーステアリング装置が搭載される車両のトランスミッション位置を検出するトランスミッション位置検出手段（２４）と、前記異常検出手段によって異常が検出されたときの制御に使用される制御車速を、前記トランスミッション位置検出手段によって検出されるトランスミッション位置に応じて設定する制御車速設定手段（２５）と、前記異常検出手段によって異常が検出されていないときには前記車速検出手段によって検出される車速に応じたモータ駆動目標値を設定し、前記異常検出手段によって異常が検出されているときには前記制御車速設定手段によって設定される制御車速に応じたモータ駆動目標値を設定するモータ駆動目標値設定手段（２２）と、このモータ駆動目標値設定手段によって設定されるモータ駆動目標値に基づいて前記電動モータを駆動するモータ駆動手段（１２〜１５）とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００７】
この構成によれば、車両のトランスミッション位置が検出され、それに基づいて異常検出時に適用される制御車速が可変設定される。これにより、たとえば車速信号の異常検出時であっても、車速に応じたアシスト制御を或る程度行うことができるため、異常発生時の操舵フィーリングの悪化を抑制できる。
前記トランスミッション位置検出手段は、マニュアルトランスミッション式車両のギヤ位置を検出するセンサ（７）からの信号を取得するものであってもよい。また、前記トランスミッション位置検出手段は、オートマチックトランスミッション式車両においてトランスミッション制御の目的で使用される内部データ（トランスミッション位置を表すもの）を取得するものであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この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り、マニュアルトランスミッション式車両に搭載された例が示されている。操作手段としてのステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト２を介して、ステアリング機構３に機械的に伝達される。ステアリング機構３には、電動モータＭからの操舵補助力が、減速機構（図示せず）を介して、またはダイレクトドライブ方式によって、伝達されるようになっている。
【０００９】
ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ステアリング機構３側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバー４によって互いに連結されている。トーションバー４は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ５によって検出されるようになっている。
【００１０】
トルクセンサ５は、たとえば、入力軸２Ａと出力軸２Ｂとの回転方向の位置関係の変化に応じて変化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成されている。このトルクセンサ５の出力信号は、コントローラ１０（ＥＣＵ）に入力されている。
コントローラ１０には、トルクセンサ５の出力信号のほかに、車速センサ６が出力する車速信号と、シフトレバーの位置を検出するギヤ位置センサ７が生成するギヤ位置信号とが入力されている。コントローラ１０は、トルクセンサ５によって検出される操舵トルクおよび車速センサ６によって検出される車速に応じて、モータ駆動値としての電流指令値を定め、操舵トルクおよび車速に応じた操舵補助力がステアリング機構３に与えられるように、電動モータＭを駆動制御する。
【００１１】
コントローラ１０は、マイクロコンピュータ１１と、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)変換回路１２と、モータ駆動回路１３と、電動モータＭに流れる電流値を検出するモータ電流検出回路１４と、偏差演算回路１５とを備えている。マイクロコンピュータ１１は、トルクセンサ５によって検出される操舵トルクおよび車速センサ６によって検出される車速に基づいて、電流指令値を演算し、偏差演算回路１５に与える。この偏差演算回路１５は、モータ電流検出回路１４によって検出されるモータ電流値と電流指令値との偏差を求め、この偏差をＰＷＭ変換回路１２に与える。ＰＷＭ変換回路１２は、偏差演算回路１５によって求められる偏差に対応したパルス幅のＰＷＭ駆動信号を発生し、モータ駆動回路１３に入力する。モータ駆動回路１３は、ＰＷＭ駆動信号に応じた電流を電動モータＭに供給する。そして、電動モータＭが発生する駆動力が、操舵補助力として、ステアリング機構３に伝達されることになる。
【００１２】
マイクロコンピュータ１１は、ＣＰＵ（中央処理装置）およびメモリを備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能する。この複数の機能処理部は、アシスト特性記憶部２１と、モータ電流目標値設定部２２と、異常検出部２３と、トランスミッション位置検出部２４と、制御車速設定部２５とを備えている。
アシスト特性記憶部２１は、操舵トルクおよび車速に対応したモータ電流目標値を予め定めた基本アシスト特性（アシストマップ）を記憶している。
【００１３】
モータ電流目標値設定部２２は、トルクセンサ５によって検出される操舵トルクおよび車速センサ６によって検出される車速を、アシスト特性記憶部２１に記憶された基本アシスト特性に当てはめて、モータ駆動目標値としてのモータ電流目標値を求め、電流指令値として出力する。モータ電流目標値設定部２２は、そのほか、基本アシスト特性から求められる目標値に対して、いわゆる慣性補償制御やダンピング制御などの公知の補償制御演算を施してモータ電流目標値を求めるものであってもよい。
【００１４】
異常検出部２３は、当該電動パワーステアリング装置に生じる異常（フェール）を検出し、異常の有無を制御車速設定部２５およびモータ電流目標値設定部２２に通知するものである。検出される異常には、車速センサ６から入力される車速信号異常が含まれる。より具体的に説明すると、異常検出部２３は、たとえば、エンジン回転センサ（図示せず）が出力するエンジン回転信号を監視しており、エンジン回転信号があるのに、所定時間以上継続して車速信号が０km/hを示しているときには、断線などの異常が生じたものと判断する。
【００１５】
トランスミッション位置検出部２４は、ギヤ位置センサ７からのギヤ位置信号に基づいて、トランスミッション位置（ミッション選択情報）を検出し、検出したトランスミッション位置を制御車速設定部２５に通知する。
制御車速設定部２５は、異常検出部２３から異常発生通知（とくに車速信号異常の通知）を受けると、トランスミッション位置検出部２４によって検出されるトランスミッション位置に応じた制御車速を設定する。この制御車速は、異常発生時（とくに車速信号異常発生時）に、モータ電流目標値を設定するために適用される車速データである。たとえば、トランスミッション位置が「１速」または「後退」の場合の制御車速は１０km/hとされ、トランスミッション位置が「２速」の場合の制御車速は４０km/hとされ、トランスミッション位置が「３速」以上の場合の制御車速は７０km/hとされる。
【００１６】
図２は、モータ電流目標値設定部２２の働きを説明するための図であり、操舵トルクＴに対するモータ電流目標値Ｉobjの関係が示されている。操舵トルクＴは、たとえば右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、モータ電流目標値Ｉobjは、電動モータＭから右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータＭから左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。
【００１７】
モータ電流目標値Ｉobjは、操舵トルクの正の値に対しては正の値をとり、操舵トルクの負の値に対しては負の値をとる。操舵トルクが−Ｔ１〜Ｔ１（たとえば、Ｔ１＝０．４Ｎ・ｍ）の範囲（トルク不感帯）の微小な値のときには、モータ電流目標値Ｉobjは零とされる。
また、モータ電流目標値Ｉobjは、車速センサ６によって検出される車速Ｖが大きいほど、その絶対値が小さく設定されるようになっている。これにより、低速走行時には大きな操舵補助力を発生させることができ、高速走行時には操舵補助力を小さくすることができる。
【００１８】
操舵トルクＴに対するモータ電流目標値Ｉobjの関係は、基本アシスト特性としてアシスト特性記憶部２１に記憶されている。アシスト特性記憶部２１には、複数の車速域にそれぞれ対応する複数の基本アシスト特性が格納されている。この複数の基本アシスト特性は、操舵トルクＴおよび車速Ｖに対するマップの形式でアシスト特性記憶部２１に記憶されていてもよい。
【００１９】
異常検出部２３によって異常（とくに車速信号異常）が検出されると、モータ電流目標値設定部２２は、車速センサ６によって検出される車速Ｖではなく、制御車速設定部２５によって設定される制御車速を車速とみなして、モータ電流目標値を設定する。一方、制御車速は、トランスミッション位置に応じて可変設定されるので、トランスミッション位置に応じた基本アシスト特性が選択されて、モータ電流目標値の設定のために用いられることになる。
【００２０】
このようにして、この実施形態によれば、異常発生時には、トランスミッション位置に応じて制御車速が可変設定されるので、或る程度車速に応じたアシスト制御を継続することができる。これにより、異常発生時であっても、操舵フィーリングが著しく悪化することを回避できる。
図３は、モータ電流目標値設定部２２等の動作を要約したフローチャートである。異常検出部２３による異常検出処理（ステップＳ１）の結果、異常なしと判定されれば（ステップＳ２のＮＯ）、車速センサ６から読み込んだ車速Ｖをモータ電流目標値設定のための車速データとして用いる（ステップＳ３）。
【００２１】
一方、異常ありと判定されると（ステップＳ２のＹＥＳ）、トランスミッション位置検出部２４によって検出されたトランスミッション位置に応じて（ステップＳ４）、制御車速１０km/h（ステップＳ５。１速または後退）、４０km/h（ステップＳ６。２速）または７０km/h（ステップＳ７。３速以上）が、モータ電流目標値の設定のための車速データとして用いられる。
【００２２】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することも可能である。たとえば、前述の実施形態では、マニュアルトランスミッション式車両にこの発明が適用された例について説明したが、この発明は、オートマチックトランスミッション式車両にも適用可能である。この場合には、トランスミッション制御のための内部データとして用いられるトランスミッション位置データを電動パワーステアリング制御用電子制御ユニット（コントローラ１０）に取り込み、異常発生時の制御車速の可変設定に用いればよい。
【００２３】
また、前述の実施形態では、電動モータＭを制御するためのモータ駆動目標値としてモータ電流目標値を用いているが、モータ電圧目標値や操舵補助力の目標値であるアシストトルク目標値をモータ駆動目標値として用いてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この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。
【図２】基本アシスト特性を説明するための図である。
【図３】異常時における制御車速の可変設定を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００２５】
１…ステアリングホイール、５…トルクセンサ、１０…コントローラ、１１…マイクロコンピュータ
【図１】
2007062500.tif 000003
【図２】
2007062500.tif 000004
【図３】
2007062500.tif 000005