(57)【要約】【課題】検出信号が入力される入力端子をプルアップ又はプルダウンしている抵抗値を変更する必要が有る場合でも、抵抗を交換することなく、簡単に抵抗値を変更することができる制御装置の提供。【解決手段】占用又は共用する検出器８からの検出信号を、第１抵抗Ｒ１を通じてプルアップ又はプルダウンされた入力端子３０に与えられ、与えられた検出信号に基づき電気機器（図示せず）を駆動制御する制御装置。入力端子３０をプルアップ又はプルダウンする１又は複数の第２抵抗Ｒ２と、第２抵抗Ｒ２を通電状態又は非通電状態にさせる１又は複数のスイッチング素子Ｔｒ１と、外部からの設定を受付け、スイッチング素子Ｔｒ１のオン／オフを設定する設定手段２８，２９とを備える構成である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
占用又は共用する検出器からの検出信号を、第１抵抗を通じてプルアップ又はプルダウンされた入力端子に与えられ、与えられた検出信号に基づき電気機器を駆動制御する制御装置において、
前記入力端子をプルアップ又はプルダウンする１又は複数の第２抵抗と、該第２抵抗を通電状態又は非通電状態にさせる１又は複数のスイッチング素子と、外部からの設定を受付け、前記スイッチング素子のオン／オフを設定する設定手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記第１抵抗を通電状態又は非通電状態にさせるスイッチング素子と、外部からの設定を受付け、前記スイッチング素子のオン／オフを設定する設定手段とを更に備える請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記設定手段は、外部からの通信により前記設定を記憶する不揮発性メモリを備え、該不揮発性メモリが記憶する設定に応じて、前記スイッチング素子のオン／オフを設定するように構成してある請求項１又は２記載の制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載された制御装置と、該制御装置により駆動制御される操舵補助用の電動モータ又は油圧アクチュエータと、前記制御装置が占用又は共用する検出器とを備え、前記制御装置が、該検出器からの検出信号に基づき、前記電動モータ又は油圧アクチュエータを駆動制御するように構成してあることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項５】
前記検出器は、操舵部材の操舵角を検出する操舵角検出器である請求項４記載の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、占用又は共用する検出器からの検出信号を、抵抗を通じてプルアップ又はプルダウンされた入力端子に与えられ、与えられた検出信号に基づき電気機器を駆動制御する制御装置、及びこの制御装置を備えるパワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、車両のステアリング機構に結合されたパワーシリンダに、オイルポンプからの作動油を供給し、パワーシリンダから操舵補助力を発生させる油圧式のパワーステアリング装置が普及している。このようなパワーステアリング装置では、最適な操舵補助力を得る為に、操舵速度と車両速度（車速）で定まるモータ回転速度マップに従って、電動モータへの指示回転速度を決定している。
【０００３】
操舵速度は、ハンドル（操舵部材、ステアリングホイール）と共に回動するロータリエンコーダを有する操舵角センサからのパルス（列）信号の所定時間当たりの個数を計数して得ている。
パワーステアリング装置では、操舵角センサから電子制御ユニットへのパルス信号の入力電圧を安定させ、また、電磁波ノイズの影響を防止する為に、パルス信号が入力される電子制御ユニットの入力端子を、抵抗によりプルアップしている。
【０００４】
特許文献１には、選択的にイネーブル化／ディスイネーブル化することが可能なオンチップ・プルアップ回路が記載されている。
特許文献２には、操舵速度と車両速度（車速）で定まるモータ回転速度マップに従って、電動モータへの指示回転速度を決定するパワーステアリング装置が記載されている。
【特許文献１】特開平５−２５９８７６号公報
【特許文献２】特開２００５−７９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したパワーステアリング装置では、搭載される車種によっては、操舵角センサからの検出信号は、パワーステアリング装置の電子制御ユニット以外でも使用され（例えば、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）、ＳＣＳ（Stability Control System）等）、他の電子制御ユニットへも与えられることがある。そのような場合、検出信号の入力端子をプルアップしている抵抗を交換する必要があるという問題がある。
【０００６】
例えば、操舵角センサからの検出信号が、パワーステアリング装置の電子制御ユニットのみに使用される場合、プルアップ抵抗は１ｋΩ程度が適当である。しかし、パワーステアリング装置の電子制御ユニット以外にも使用される場合、他の電子制御ユニットへの検出信号のレベルに影響を与えないように、プルアップ抵抗を１００ｋΩ程度にする必要がある。
上述したような問題は、電動モータにより操舵補助するタイプであるパワーステアリング装置においても発生する。
【０００７】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第１〜３発明では、検出信号が入力される入力端子をプルアップ又はプルダウンしている抵抗値を変更する必要が有る場合でも、抵抗を交換することなく、簡単に抵抗値を変更することができる制御装置を提供することを目的とする。
第４，５発明では、検出信号が入力される制御装置の入力端子をプルアップ又はプルダウンしている抵抗値を変更する必要が有る場合でも、抵抗を交換することなく、簡単に抵抗値を変更することができる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】
【０００８】
第１発明に係る制御装置は、占用又は共用する検出器からの検出信号を、第１抵抗を通じてプルアップ又はプルダウンされた入力端子に与えられ、与えられた検出信号に基づき電気機器を駆動制御する制御装置において、前記入力端子をプルアップ又はプルダウンする１又は複数の第２抵抗と、該第２抵抗を通電状態又は非通電状態にさせる１又は複数のスイッチング素子と、外部からの設定を受付け、前記スイッチング素子のオン／オフを設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る制御装置は、前記第１抵抗を通電状態又は非通電状態にさせるスイッチング素子と、外部からの設定を受付け、前記スイッチング素子のオン／オフを設定する設定手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１０】
第３発明に係る制御装置は、前記設定手段は、外部からの通信により前記設定を記憶する不揮発性メモリを備え、該不揮発性メモリが記憶する設定に応じて、前記スイッチング素子のオン／オフを設定するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
第４発明に係るパワーステアリング装置は、第１発明乃至３の何れか１つに記載された制御装置と、該制御装置により駆動制御される操舵補助用の電動モータ又は油圧アクチュエータと、前記制御装置が占用又は共用する検出器とを備え、前記制御装置が、該検出器からの検出信号に基づき、前記電動モータ又は油圧アクチュエータを駆動制御するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第５発明に係るパワーステアリング装置は、前記検出器は、操舵部材の操舵角を検出する操舵角検出器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明に係る制御装置によれば、１又は複数の第２抵抗が、入力端子をプルアップ又はプルダウンし、１又は複数のスイッチング素子が、第２抵抗を通電状態又は非通電状態にさせ、設定手段が、外部からの設定を受付け、スイッチング素子のオン／オフを設定するので、検出信号が入力される入力端子をプルアップ又はプルダウンしている抵抗値を変更する必要が有る場合でも、抵抗を交換することなく、簡単に抵抗値を変更することができる制御装置を実現することができる。
【００１４】
第２発明に係る制御装置によれば、スイッチング素子が、第１抵抗を通電状態又は非通電状態にさせ、設定手段が、外部からの設定を受付け、スイッチング素子のオン／オフを設定するので、検出信号が入力される入力端子をプルアップ又はプルダウンしている抵抗値を変更する必要が有る場合でも、抵抗を交換することなく、より多様に簡単に抵抗値を変更することができる制御装置を実現することができる。
【００１５】
第３発明に係る制御装置によれば、設定手段は、不揮発性メモリが外部からの通信により設定を記憶し、不揮発性メモリが記憶する設定に応じて、スイッチング素子のオン／オフを設定するので、検出信号が入力される入力端子をプルアップ又はプルダウンしている抵抗値を変更する必要が有る場合でも、抵抗を交換することなく、また、部品を追加することなく、簡単に抵抗値を変更することができる制御装置を実現することができる。
【００１６】
第４発明に係るパワーステアリング装置によれば、操舵補助用の電動モータ又は油圧アクチュエータが、第１発明乃至３の何れか１つに記載された制御装置により駆動制御され、制御装置は、占用又は共用する検出器からの検出信号に基づき、電動モータ又は油圧アクチュエータを駆動制御するので、検出信号が入力される制御装置の入力端子をプルアップ又はプルダウンしている抵抗値を変更する必要が有る場合でも、抵抗を交換することなく、簡単に抵抗値を変更することができるパワーステアリング装置を実現することができる。
【００１７】
第５発明に係るパワーステアリング装置によれば、制御装置が占用又は共用する検出器は、操舵部材の操舵角を検出する操舵角検出器であるので、検出信号が入力される制御装置の入力端子をプルアップ又はプルダウンしている抵抗値を変更する必要が有る場合でも、抵抗を交換することなく、簡単に抵抗値を変更することができるパワーステアリング装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る制御装置の実施の形態である電子制御ユニット、及び本発明に係るパワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を模式的に示す説明図である。このパワーステアリング装置は、車両のステアリング機構１における操舵を補助するものであり、ステアリングホイール２にはステアリング軸３が連結されている。ステアリング軸３の先端部にはピニオン４が取り付けられ、ピニオン４は、車幅方向に延設されたラック軸５に噛合している。ラック軸５には、タイロッド６を介して、前輪タイヤ７（他方は図示を省略）が取り付けられている。
【００１９】
ラック軸５には、また、パワーシリンダ（油圧アクチュエータ）１０のピストン１１が連結され、パワーシリンダ１０は、ピストン１１により形成される１対のシリンダ室１０ａ，１０ｂを備えている。シリンダ室１０ａ，１０ｂには、それぞれ破線で示すオイル供給路１２ａ，１２ｂを通じて油圧制御弁１３が接続されている。
油圧制御弁１３は、破線で示すオイル循環路１４の途中に接続されており、オイル循環路１４は、リザーバタンク１５に貯留されている作動油がオイルポンプ１６により汲み出され、汲み出された作動油が、オイルポンプ１６から吐出された後、再びリザーバタンク１５に戻るように構成されている。
オイルポンプ１６が電動モータＭにより駆動されている場合には、作動油は、オイル循環路１４を循環し、駆動されていない場合には、作動油の循環は停止している。
【００２０】
油圧制御弁１３は、ステアリング軸３に加えられたトルクの方向及び大きさに応じて開度が変化し、これにより、作動油のパワーシリンダ１０への供給状態が変化する。パワーシリンダ１０の何れかのシリンダ室に作動油が供給されると、ピストン１１が、車幅方向に沿う何れかの方向へ移動し、これにより、操舵力が発生し、ラック軸５の移動が補助される。
【００２１】
車速センサ１８は、前輪タイヤ７のロータの回転速度を検出するものであり、ロータに固定された磁性金属片を検出する磁気センサ、又はロータに設けられた孔を光学的に検出する光センサ等を用いることが出来る。車速センサ１８の検出信号である車速信号Ｖは、電子制御ユニット３５に与えられる。
ステアリング軸３には、ステアリングホイール２の操舵角を検出する為のロータリエンコーダを有する操舵角センサ（操舵角検出器）８が設けられ、このロータリエンコーダのパルス信号Ｓは、電子制御ユニット（制御装置）３５に与えられる。
【００２２】
電動モータＭには、電動モータＭの回転速度（回転数）を検出する回転速度センサ１７が取り付けられ、回転速度センサ１７が検出した回転速度Ｖｍは電子制御ユニット３５に与えられる。
電子制御ユニット３５は、与えられたパルス信号Ｓ及び車速信号Ｖに基づき、指示回転速度を決定し、指示回転速度と回転速度センサ１７が検出した回転速度との偏差に基づき、電動モータＭの駆動回路１９をフィードバック制御して電動モータＭを駆動し、これにより、オイルポンプ１６を駆動する。
【００２３】
このような構成のパワーステアリング装置では、ステアリングホイール２が操作され、その回転力がステアリング軸３に伝達されると、その先端部のピニオン４が回動し、これにより、ラック軸５が車幅方向に移動する。その結果、ラック軸５の移動量がタイロッド６に伝達され、前輪タイヤ７の向きが変わる。パワーシリンダ１０は、ラック軸５が車幅方向に移動する際に、その補助力を発生させてラック軸５に与える。
【００２４】
図２は、上述した電子制御ユニット３５、駆動回路１９、電動モータＭ及び回転速度センサ１７の構成例を示すブロック図である。電子制御ユニット３５は、操舵速度算出部２４が、ロータリエンコーダを有する操舵角センサ８からパルス（列）信号Ｓを与えられ、与えられたパルス信号Ｓの所定時間当たりの個数に基づき操舵速度を算出し、その操舵速度信号Ｖθをモータ回転速度マップ２０に与える。また、車速センサ１８からの車速信号Ｖがモータ回転速度マップ２０に与えられる。
【００２５】
操舵速度算出部２４のパルス信号Ｓが与えられる入力端子は、抵抗Ｒ１により５Ｖ電源にプルアップされ、抵抗Ｒ１には、５Ｖ電源にエミッタが接続されたＰＮＰ型トランジスタＴｒ１（スイッチング素子）と抵抗Ｒ２との直列回路が、並列に接続されている。
トランジスタＴｒ１のエミッタ及びベース間には、抵抗Ｒ３が接続され、トランジスタＴｒ１のベースは、抵抗Ｒ４を通じて制御部（設定手段）２５に接続されている。
制御部２５は、電子制御ユニット３５の外部とＣＡＮ（Controller Area Network）又はＫ−ＬＩＮＥで通信する為のインタフェース回路２６に接続され、外部との通信で設定された内容により、トランジスタＴｒ１をオン又はオフにする。
【００２６】
モータ回転速度マップ２０は、操舵速度、車速及びモータ回転速度の関係を定めた参照マップを記録しており、与えられた操舵速度信号Ｖθ及び車速信号Ｖに応じて、電動モータＭへの指示回転速度を出力し、偏差演算部２１に与える。
電動モータＭの回転速度センサ１７が検出した回転速度が、偏差演算部２１に与えられ、偏差演算部２１は、指示回転速度から回転速度を差し引いてその偏差を演算し、ＰＩ制御部２２に与える。
【００２７】
ＰＩ制御部２２は、与えられた偏差に基づきＰＩ制御する為の制御信号を演算し、ＰＷＭ回路２３に与える。
ＰＷＭ回路２３は、与えられた制御信号に応じたパルス幅のパルス信号を出力して、駆動回路１９をオン／オフし、電動モータＭを駆動する。
上述したモータ回転速度マップ２０、偏差演算部２１、ＰＩ制御部２２、操舵速度算出部２４及び制御部２５は、マイクロコンピュータ及びＥＥＰＲＯＭ（Electrically-Erasable Programmable ROM,不揮発性メモリ）により実現されている。
【００２８】
図３は、上述したマイクロコンピュータ３４を図示した電子制御ユニット３５及び操舵角センサ８の接続例を示すブロック図である。操舵角センサ８は、内蔵するロータリエンコーダからのオン／オフ信号を、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２のベースに与えている。トランジスタＴｒ２のエミッタは、抵抗Ｒ６を通じて接地されており、コレクタは、マイクロコンピュータ３４が内蔵するＡ／Ｄコンバータ３０の入力端子（操舵速度算出部２４（図２）の入力端子に相当）に接続されている。
【００２９】
マイクロコンピュータ３４は、メインソフトウェアＳＷにより、モータ回転速度マップ２０、偏差演算部２１、ＰＩ制御部２２、操舵速度算出部２４及び制御部２５の各動作を実行する。また、ＥＥＰＲＯＭ（設定手段）２８が外付けされている。
トランジスタＴｒ１のベースは、抵抗Ｒ４を通じて、マイクロコンピュータ３４のＩ／Ｏポート２９（制御部２５（図２）の出力端子に相当）に接続されている。
【００３０】
車速センサ１８（図１）からの車速信号Ｖは、マイクロコンピュータ３４が内蔵するＡ／Ｄコンバータ３１の入力端子（モータ回転速度マップ２０（図２）の入力端子に相当）に与えられる。
電動モータＭの回転速度センサ１７からの回転速度信号Ｖｍは、マイクロコンピュータ３４が内蔵するＡ／Ｄコンバータ３３の入力端子（偏差演算部２１（図２）の入力端子に相当）に与えられる。
【００３１】
マイクロコンピュータ３４が内蔵するＤ／Ａコンバータ３２の出力端子（ＰＩ制御部２２（図２）の出力端子に相当）が、ＰＷＭ回路２３の入力端子に接続されている。
抵抗Ｒ１は、例えば１００ｋΩであり、抵抗Ｒ２は、例えば１ｋΩである。その他の構成は、図２に示す電子制御ユニット３５の構成と同様である。
【００３２】
このような構成の電子制御ユニット３５では、車両への組込み時に、インタフェース回路２６に点検用通信ツール２７が接続され、車両の種類に応じたプルアップ抵抗値の設定が行われる。点検用通信ツール２７からは、車両の種類に応じた「０」又は「１」が、ＥＥＰＲＯＭ２８内のプルアップ選択情報ビットに書込まれる。
例えば、マイクロコンピュータ３４は、プルアップ選択情報ビットに「０」が設定されている場合、Ｉ／Ｏポート２９からのオフ信号によりＴｒ１をオフにし、プルアップ選択情報ビットに「１」が設定されている場合、Ｉ／Ｏポート２９からのオン信号によりＴｒ１をオンにする。
Ｔｒ１がオフである場合、プルアップ抵抗値は１００ｋΩであり、Ｔｒ１がオンである場合、プルアップ抵抗値は１ｋΩである。
【００３３】
以上により、操舵角センサ８からの検出信号Ｓが、電子制御ユニット３５のみに使用される車種では、プルアップ抵抗値を１ｋΩ程度に、検出信号Ｓが電子制御ユニット３５以外にも使用される車種では、プルアップ抵抗値を１００ｋΩ程度に設定することができる。これにより、検出信号Ｓが電子制御ユニット３５のみに使用される車種では、検出信号Ｓを適当なレベルに維持でき、検出信号Ｓが電子制御ユニット３５以外にも使用される車種では、他の電子制御ユニットへの検出信号のレベルに影響を与えないようにすることができる。
【００３４】
尚、トランジスタＴｒ１と同様の、抵抗Ｒ１を通電／非通電にするトランジスタを設けて、プルアップ抵抗値を４通りに設定できるようにすることも可能である。また、プルアップ用の抵抗、及び抵抗を通電／非通電にするトランジスタを更に設けることも可能である。また、プルダウン用の抵抗であっても、上述したプルアップ用の抵抗と同様のことが可能である。
また、上述した実施の形態では、油圧式のパワーステアリング装置について記述してあるが、電動モータにより操舵補助するパワーステアリング装置についても、同様のことが可能である。
【００３５】
本発明に係る制御装置及びパワーステアリング装置では、車両メーカにおいて、プルアップ抵抗又はプルダウン抵抗を選択処理するので、部品メーカの型番増加を回避することができ、型番増加に伴う生産管理費の発生を回避することができる。また、フラッシュマイクロコンピュータ等を使用すると高部品コストになるが、パワーステアリング装置では、フェイルコードの記憶等の為に、従来からＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）を使用しており、本発明では、このＥＥＰＲＯＭを有効利用することができ、車両メーカは、ソフトウェアの変更のみで、様々な車種及びオプションに対応することができる。
本発明は、パワーステアリング装置の制御装置以外の制御装置、及びセンサ類を必要とするその他のシステムにおいても、そのインタフェース回路がオープンコレクタタイプのものを使用する場合に、広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る制御装置の実施の形態である電子制御ユニット、及び本発明に係るパワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を模式的に示す説明図である。
【図２】電子制御ユニット、駆動回路、電動モータ及び回転速度センサの構成例を示すブロック図である。
【図３】マイクロコンピュータを図示した電子制御ユニット及び操舵角センサの接続例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ステアリング機構、２  ステアリングホイール、３  ステアリング軸、４  ピニオン、５  ラック軸、８  操舵角センサ（検出器）、１０  パワーシリンダ、１１  ピストン、１３  油圧制御弁、１６  オイルポンプ、１９  駆動回路、２０  モータ回転速度マップ、２４  操舵速度算出部、２５  制御部（設定手段）、２６  インタフェース回路、２７  点検用通信ツール、２８  ＥＥＰＲＯＭ（設定手段、不揮発性メモリ）、２９  Ｉ／Ｏポート、３４  マイクロコンピュータ、３５  電子制御ユニット（制御装置）、Ｍ  電動モータ、Ｒ１〜Ｒ６  抵抗、Ｔｒ１  トランジスタ（スイッチング素子）、Ｔｒ２  トランジスタ。
【図１】
2007251399.tif 000003
【図２】
2007251399.tif 000004
【図３】
2007251399.tif 000005