(57)【要約】【課題】車両に衝撃力が生じた場合にステアリングホイールが運転者の意図に関わらず回転することを抑制する技術を提供する。【解決手段】車両に設けられたステアリングホイールに操舵補助力を与える電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動を制御するＰＷＭ信号生成部６０およびモータ駆動部３２と、を備え、ＰＷＭ信号生成部６０およびモータ駆動部３２は、車両に搭載されたエアバックが作動した旨の信号を取得した場合に、電動モータ１１０の端子間を短絡させる。【選択図】図４
2013241064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられたステアリングホイールに操舵補助力を与える電動モータと、
前記電動モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、
を備え、
前記モータ駆動制御手段は、前記車両に搭載されたエアバックが作動した旨の信号を取得した場合に、前記電動モータの端子間を短絡させる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】
前記エアバックが作動した場合に前記車両の衝突の度合いを判定し、衝突の度合いが小さいと判定した場合には前記モータ駆動制御手段に対して当該エアバックが作動した旨の信号を出力する判定手段をさらに備え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】
前記電動モータへ実際に供給される実電流を検出する電流検出手段と、
前記ステアリングホイールの回転角度である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
操舵トルクに応じて定められた目標電流と前記電流検出手段にて検出された実電流とに基づいて前記電動モータの駆動を制御するための第１の目標値を算出する第１の算出手段と、
エアバックが作動した場合の前記ステアリングホイールの目標の操舵角である目標舵角を決定するとともに、前記操舵角検出手段が検出する当該ステアリングホイールの実際の操舵角が、決定した目標舵角となるように制御するための第２の目標値を算出する第２の算出手段と、
前記モータ駆動制御手段が、前記エアバックが作動していない場合には前記第１の目標値に基づき、当該エアバックが作動し前記判定手段が衝突の度合いが大きいと判定した場合には前記第２の目標値に基づくように目標値を切り替える切替手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記エアバックが作動した後における前記車両の加速度の所定期間の積分値が予め定められた閾値を超えた場合に衝突の度合いが大きいと判定し、当該閾値以下である場合に衝突の度合いが小さいと判定することを特徴とする請求項２または３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、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のステアリング系に電動モータを備え、電動モータの動力にてドライバの操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置が提案されている。
この電動パワーステアリング装置は、制御装置にて制御される。制御装置は、電動モータの駆動を制御するために、先ず、操舵トルクや車速などに応じて電動モータに供給する目標電流を設定する。そして、設定した目標電流と実際に電動モータに流れる実電流とを一致させるべく、目標電流と実電流との偏差がゼロになるように、フィードバック制御を行う。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置においては、目標電流と実電流との電流偏差に対して比例ゲインＫｐを乗算する比例動作と、電流偏差を積分することにより得られる積分値に対して積分ゲインＫｉを乗算する積分動作とを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１５６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動パワーステアリング装置を搭載した車両が事故を起こした場合に、電動パワーステアリング装置側が、車両が事故を起こしたことを認識しないと、制御装置は通常の制御を継続する。
一方、車両が事故を起こした場合など、車両に衝撃力が生じたことに起因して車輪側から外力を受けることで、ステアリングホイールが運転者の意図に関わらず勝手に回転してしまうおそれがある。
本発明は、車両に衝撃力が生じた場合にステアリングホイールが運転者の意図に関わらず回転することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、車両に設けられたステアリングホイールに操舵補助力を与える電動モータと、前記電動モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、を備え、前記モータ駆動制御手段は、前記車両に搭載されたエアバックが作動した旨の信号を取得した場合に、前記電動モータの端子間を短絡させることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００７】
ここで、前記エアバックが作動した場合に前記車両の衝突の度合いを判定し、衝突の度合いが小さいと判定した場合には前記モータ駆動制御手段に対して当該エアバックが作動した旨の信号を出力する判定手段をさらに備えるとよい。
【０００８】
また、前記電動モータへ実際に供給される実電流を検出する電流検出手段と、前記ステアリングホイールの回転角度である操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵トルクに応じて定められた目標電流と前記電流検出手段にて検出された実電流とに基づいて前記電動モータの駆動を制御するための第１の目標値を算出する第１の算出手段と、エアバックが作動した場合の前記ステアリングホイールの目標の操舵角である目標舵角を決定するとともに、前記操舵角検出手段が検出する当該ステアリングホイールの実際の操舵角が、決定した目標舵角となるように制御するための第２の目標値を算出する第２の算出手段と、前記モータ駆動制御手段が、前記エアバックが作動していない場合には前記第１の目標値に基づき、当該エアバックが作動し前記判定手段が衝突の度合いが大きいと判定した場合には前記第２の目標値に基づくように目標値を切り替える切替手段と、をさらに備えるとよい。
【０００９】
前記判定手段は、前記エアバックが作動した後における前記車両の加速度の所定期間の積分値が予め定められた閾値を超えた場合に衝突の度合いが大きいと判定し、当該閾値以下である場合に衝突の度合いが小さいと判定するとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車両に衝撃力が生じた場合にステアリングホイールが運転者の意図に関わらず回転することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るステアリング装置の制御装置の概略構成図である。
【図３】目標電流算出部の概略構成図である。
【図４】制御部の概略構成図である。
【図５】第２の実施形態に係るステアリング装置の制御装置の概略構成図である。
【図６】第１の制御部の概略構成図である。
【図７】第２の制御部の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、乗り物の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車１に適用した構成を例示している。
【００１３】
ステアリング装置１００は、運転者が操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。
【００１４】
また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の前輪１５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。
【００１５】
また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギアボックス１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギアボックス１０７にてトーションバー（不図示）を介して下部連結シャフト１０８と連結されている。ステアリングギアボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバーの捩れ量に基づいてステアリングホイール１０１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０９が設けられている。また、ステアリングギアボックス１０７の内部には、ステアリングホイール１０１の回転角度である操舵角を検出する操舵角検出手段の一例としての操舵角センサ１１２が設けられている。
【００１６】
また、ステアリング装置１００は、ステアリングギアボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する減速機構１１１とを有している。減速機構１１１は、電動モータ１１０の出力軸に装着されたウォームギアと、ピニオンシャフト１０６に固定されたウォームホイールとを含んで構成される。
【００１７】
そして、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０を備えている。この制御装置１０については後で詳述する。制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄと、操舵角センサ１１２にて検出された操舵角が出力信号に変換された操舵角信号Ａｄと、車速センサ１７０にて検出された、自動車１の移動速度である車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖと、加速度センサ１８０にて検出された、自動車１の加速度が出力信号に変換された加速度信号Ａｃなどが入力される。
【００１８】
以上のように構成されたステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクをトルクセンサ１０９にて検出し、その検出トルクに応じて制御装置１０が電動モータ１１０を駆動制御し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。
【００１９】
ここで、自動車１は、ステアリング装置１００の他に、自動車１に加わる衝撃の大きさを検出するためのセンサであり、自動車１の前部に設けられたフロント衝撃センサ１２１と、運転席側に設けられた運転席側衝撃センサ１２２と、助手席側に設けられた助手席側衝撃センサ１２３とを有している。また、自動車１は、運転席の前部、例えばステアリングホイール１０１内に設けられたフロントエアバック（不図示）と、運転席の側方、例えば運転席側のドア内に設けられた運転席サイドエアバック（不図示）と、助手席の前部、例えばインパネ内に設けられた助手席側フロントエアバック（不図示）と、助手席側の側方、例えば助手席のドア内に設けられた助手席サイドエアバック（不図示）と、を有している。また、自動車１は、フロント衝撃センサ１２１、運転席側衝撃センサ１２２、助手席側衝撃センサ１２３からの出力信号に基づいて、自動車１に加わった衝撃の大きさが所定の大きさ以上である場合に、各種エアバックを作動、展開させるエアバッグ制御ユニット１２０を備えている。
【００２０】
エアバッグ制御ユニット１２０は、予め設定された制御プログラムに従って各種演算処理を実行するＣＰＵ、制御プログラムや制御データ等を予め格納するＲＯＭ、各種演算処理を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ等を含んでいる。そして、エアバッグ制御ユニット１２０は、自動車１の衝突形態、つまり前部の衝突か、運転席側の側方からの衝突であるか、助手席側の側方からの衝突であるかを特定し、その衝撃力が所定の大きさ以上である場合に、各種エアバックを作動、展開させるとともに、エアバックを作動した旨の信号である前部エアバック作動信号、運転席サイドエアバック作動信号、助手席サイドエアバック作動信号を出力する。
【００２１】
次に、ステアリング装置１００の制御装置１０について説明する。
制御装置１０は、電動モータ１１０の制御を行う際の演算処理を行うＣＰＵと、ＣＰＵにて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたＲＯＭと、ＣＰＵの作業用メモリ等として用いられるＲＡＭと、を備えている。
制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄと、操舵角センサ１１２にて検出された操舵角が出力信号に変換された操舵角信号Ａｄと、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖなどが入力される。また、制御装置１０には、エアバッグ制御ユニット１２０から出力された、前部衝突信号、運転席側衝突信号および助手席側衝突信号が入力される。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係るステアリング装置１００の制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖに基づいて目標補助トルクを算出し、この目標補助トルクを電動モータ１１０が供給するのに必要となる目標電流ＩＴを算出する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流ＩＴに基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０とを有している。
【００２３】
次に、目標電流算出部２０について詳述する。
図３は、目標電流算出部２０の概略構成図である。
目標電流算出部２０は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流を算出するベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、モータの回転を制限する電流を算出するダンパー補償電流算出部２３と、を備えている。また、目標電流算出部２０は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３などからの出力に基づいて最終的な目標電流を決定する最終目標電流決定部２５を備えている。さらに、目標電流算出部２０は、トルク信号Ｔｄの位相補償を行う位相補償部２６を備えている。
【００２４】
ベース電流算出部２１は、位相補償部２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流を算出する。なお、ベース電流算出部２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、トルク信号Ｔｓおよび車速信号ｖとベース電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｓおよび車速信号ｖを代入することによりベース電流を算出する。
【００２５】
イナーシャ補償電流算出部２２は、トルク信号Ｔｄと車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流を算出する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖとイナーシャ補償電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖを代入することによりイナーシャ補償電流を算出する。
【００２６】
ダンパー補償電流算出部２３は、トルク信号Ｔｄと、車速信号ｖと、電動モータ１１０の回転速度信号Ｎｍとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流を算出する。なお、ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖおよび回転速度信号Ｎｍと、ダンパー補償電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｄと車速信号ｖと回転速度信号Ｎｍとを代入することによりダンパー補償電流を算出する。回転速度信号Ｎｍは、例えば電動モータ１１０の回転子（ロータ）の回転位置を検出するセンサ（例えば、回転子の回転位置を検出するレゾルバ、ロータリエンコーダ等で構成されるロータ位置検出回路）の出力信号が微分されることにより得られるものであることを例示することができる。
【００２７】
最終目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１にて算出されたベース電流、イナーシャ補償電流算出部２２にて算出されたイナーシャ補償電流およびダンパー補償電流算出部２３にて算出されたダンパー補償電流に基づいて最終的な目標電流ＩＴを決定する。最終目標電流決定部２５は、例えば、ベース電流に、イナーシャ補償電流を加算するとともにダンパー補償電流を減算して得た補償電流を、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、補償電流と最終的な目標電流との対応を示すマップに代入することにより最終的な目標電流を算出する。
【００２８】
次に、制御部３０について詳述する。
図４は、制御部３０の概略構成図である。
制御部３０は、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動制御手段の一例としてのモータ駆動部３２と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流Ｉｍを検出する電流検出手段の一例としてのモータ電流検出部３３とを有している。
【００２９】
モータ駆動制御部３１は、目標電流算出部２０にて算出された目標電流ＩＴと、モータ電流検出部３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流との偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４０と、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部６０とを有している。
【００３０】
フィードバック制御部４０は、目標電流算出部２０にて算出された目標電流ＩＴとモータ電流検出部３３にて検出された実電流Ｉｍとの偏差を求める偏差演算部４１と、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２とを有している。
フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２は、目標電流ＩＴと実電流Ｉｍとが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、偏差演算部４１にて演算された偏差に対して、比例要素で比例処理し、積分要素で積分処理し、加算演算部でこれらの値を加算した値を出力する。
ＰＷＭ信号生成部６０は、フィードバック制御部４０からの出力値に基づいてＰＷＭ信号６０ａを生成し、生成したＰＷＭ信号６０ａを出力する。
【００３１】
モータ駆動部３２は、４個のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４をＨ型ブリッジ回路の構成で接続したモータ駆動回路７０と、４個の中から選択した２個のトランジスタ（Ｔｒ１〜Ｔｒ４の中の２個）のゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させるゲート駆動回路部８０とを有している。
【００３２】
モータ駆動回路７０は、図４に示すように、電界効果トランジスタ等のトランジスタＴｒがそれぞれ直列に接続された２個のトランジスタＴｒ１およびＴｒ２、トランジスタＴｒ３およびＴｒ４が並列に接続されて形成されている。そして、トランジスタＴｒ１およびＴｒ３の接続点がバッテリＢに接続され、Ｔｒ２およびＴｒ４の接続点が接地されていると共に、トランジスタＴｒ１とＴｒ２との接続点およびトランジスタＴｒ３とＴｒ４との接続点間に電動モータ１１０が接続されている。
【００３３】
ゲート駆動回路部８０は、ＰＷＭ信号生成部６０から出力された駆動制御信号（ＰＷＭ信号）６０ａに基づいて、ステアリングホイール１０１の操舵方向に応じて２個のトランジスタＴｒを選択し、選択した２個のトランジスタＴｒをスイッチング動作させる。例えば、ゲート駆動回路部８０は、電動モータ１１０を一方の回転方向に回転させる場合にはトランジスタＴｒ１およびＴｒ４をオン状態にし、トランジスタＴｒ２およびＴｒ３をオフ状態とする。一方、ゲート駆動回路部８０は、電動モータ１１０を他方の回転方向に回転させる場合にはトランジスタＴｒ２およびＴｒ３をオン状態にし、トランジスタＴｒ１およびＴｒ４をオフ状態とする。
【００３４】
また、ゲート駆動回路部８０は、エアバッグ制御ユニット１２０から出力された、上述した前部衝突信号、運転席側衝突信号、助手席側衝突信号のいずれかの衝突信号を取得したときには、電動モータ１１０の端子間を短絡させる指示を行う。例えば、ゲート駆動回路部８０は、トランジスタＴｒ１およびＴｒ３をオン状態にし、トランジスタＴｒ２およびＴｒ４をオフ状態とする。あるいは、ゲート駆動回路部８０は、トランジスタＴｒ２およびＴｒ４をオン状態にし、トランジスタＴｒ１およびＴｒ３をオフ状態とする。
【００３５】
モータ電流検出部３３は、モータ駆動回路７０に直列に接続されたシャント抵抗７１の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れるモータ電流（電機子電流）の値を検出して実電流Ｉｍに対応するモータ電流信号を出力する。
【００３６】
以上のように構成されたステアリング装置１００は以下のように作用する。
すなわち、エアバッグ制御ユニット１２０から、前部エアバック作動信号、運転席サイドエアバック作動信号、助手席サイドエアバック作動信号のいずれかのエアバック作動信号が出力されていない場合、ゲート駆動回路部８０は、ＰＷＭ信号生成部６０から出力された駆動制御信号（ＰＷＭ信号）６０ａに基づいて、ステアリングホイール１０１の操舵方向に応じて２個のトランジスタ（Ｔｒ１〜Ｔｒ４の中の２個）を選択し、選択した２個のトランジスタ（Ｔｒ１およびＴｒ４、あるいはＴｒ２およびＴｒ３）をオン状態とするべくスイッチング動作させる。
【００３７】
一方、エアバッグ制御ユニット１２０から、前部エアバック作動信号、運転席サイドエアバック作動信号、助手席サイドエアバック作動信号のいずれかのエアバック作動信号が出力された場合、ゲート駆動回路部８０は、電動モータ１１０の端子間を短絡させるべく、例えば、トランジスタＴｒ１およびＴｒ３をオン状態にし、トランジスタＴｒ２およびＴｒ４をオフ状態とする。これにより、モータ駆動回路７０では、トランジスタＴｒ１、電動モータ１１０、トランジスタＴｒ３からなる閉回路が形成される。このとき、電動モータ１１０への電流供給が遮断される。その結果、自動車１が何かに衝突し、前輪１５０が衝撃を受け、ラック軸１０５が急激に移動する方向の力を受け、電動モータ１１０が急激に回転しようとしたとしてもブレーキ力が発生する。電動モータ１１０にブレーキ力が発生することで、電動モータ１１０にラック軸１０５の急激な移動が妨げられる方向の力が発生するので、ステアリングホイール１０１の急回転が抑制される。これにより、車両に衝撃力が生じた場合に、ステアリングホイール１０１が運転者の意図に反して急回転することを抑制することができる。
【００３８】
そして、本実施形態に係るステアリング装置１００においては、エアバックが作動した旨の信号を取得したことを契機として電動モータ１１０の端子間を短絡させるので、より迅速に、かつより精度高く、ステアリングホイール１０１が運転者の意図に反して急回転することを抑制することができる。
【００３９】
なお、自動車１に搭載された、フロントエアバック、運転席サイドエアバック、助手席側フロントエアバック、助手席サイドエアバックの各エアバックが、衝突に起因する衝撃を受けることで自動的に作動、展開する装置である場合には、以下のように構成してもよい。すなわち、各エアバックに、作動、展開したことを示す信号であるエアバック作動信号を出力する機能を持たせ、ゲート駆動回路部８０が、エアバック作動信号を取得した場合、電動モータ１１０の端子間を短絡させるようにしてもよい。
【００４０】
また、上述した実施の形態においては、ゲート駆動回路部８０が、エアバッグ制御ユニット１２０から、前部エアバック作動信号、運転席サイドエアバック作動信号、助手席サイドエアバック作動信号のいずれかのエアバック作動信号が出力された場合に、電動モータ１１０の端子間を短絡させる。しかしながら、かかる態様に限定されない。例えば、ゲート駆動回路部８０は、エアバッグ制御ユニット１２０から出力されるエアバック作動信号の内、前部エアバック作動信号が出力された場合にのみ、電動モータ１１０の端子間を短絡させるようにしてもよい。
【００４１】
＜第２の実施形態＞
図５は、第２の実施形態に係るステアリング装置１００の制御装置５００の概略構成図である。以下の説明において、第１の実施形態に係る制御装置１０が備えている構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第２の実施形態に係る制御装置５００は、トルク信号Ｔｄに基づいて目標補助トルクを算出すると共に、この目標補助トルクを電動モータ１１０が供給するのに必要となる目標電流を算出し、算出した目標電流と電動モータ１１０に実際に流れる実電流とに基づいてフィードバック制御を行い、目標電圧Ｖｍを算出し、出力する第１の制御部２００を有している。また、制御装置１０は、後述する目標舵角決定部３１０が決定した操舵角とステアリングホイール１０１の実際の操舵角とに基づいてフィードバック制御を行い、目標電圧Ｖｍを算出し、出力する第２の制御部３００を有している。
【００４２】
また、制御装置１０は、第１の算出手段の一例としての第１の制御部２００が出力する目標電圧Ｖｍ（第１の目標値）または第２の算出手段の一例としての第２の制御部３００が出力する目標電圧Ｖｍ（第２の目標値）に基づいて電動モータ１１０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号生成部６００と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部３２とを有している。これら、ＰＷＭ信号生成部６００およびモータ駆動部３２が、第１の制御部２００にて算出された目標電圧Ｖｍまたは第２の制御部３００にて算出された目標電圧Ｖｍに基づいて電動モータ１１０の駆動を制御するモータ駆動制御手段の一例として機能する。
【００４３】
また、制御装置１０は、電動モータ１１０に実際に流れる実電流に応じた値を出力するモータ電流検出部３３と、自動車１に搭載された加速度センサ１８０からの加速度信号Ａｃに基づいて自動車１の衝突の度合いを判定する衝突度合い判定部３４とを備えている。また、制御装置１０は、衝突度合い判定部３４が大きな衝突であると判定した場合に出力する衝突信号である大衝突信号を取得した場合にＰＷＭ信号生成部６００への入力を第１の制御部２００からの出力値から第２の制御部３００からの出力値へと切り替える切替手段の一例としての切替部３５とを有している。
【００４４】
第１の制御部２００、第２の制御部３００および衝突度合い判定部３４については後で詳述する。
モータ駆動部３２は、４個のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４をＨ型ブリッジ回路の構成で接続したモータ駆動回路７０と、４個の中から選択した２個のトランジスタ（Ｔｒ１〜Ｔｒ４の中の２個）のゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させるゲート駆動回路部８０とを有している。
ゲート駆動回路部８０は、ＰＷＭ信号生成部６００から出力された駆動制御信号（ＰＷＭ信号）６００ａに基づいて、ステアリングホイール１０１の操舵方向に応じて２個のトランジスタＴｒを選択し、選択した２個のトランジスタＴｒをスイッチング動作させる。また、ゲート駆動回路部８０は、衝突度合い判定部３４が小さな衝突であると判定した場合に出力する衝突信号である小衝突信号を取得したときには、電動モータ１１０の端子間を短絡させる指示を行う。例えば、ゲート駆動回路部８０は、トランジスタＴｒ１およびＴｒ３をオン状態にし、トランジスタＴｒ２およびＴｒ４をオフ状態とする。あるいは、ゲート駆動回路部８０は、トランジスタＴｒ２およびＴｒ４をオン状態にし、トランジスタＴｒ１およびＴｒ３をオフ状態とする。
【００４５】
切替部３５は、衝突度合い判定部３４から出力された大衝突信号を取得した場合には第２の制御部３００にて算出された目標電圧Ｖｍを選択してＰＷＭ信号生成部６００へ出力し、大衝突信号を取得していない場合には第１の制御部２００にて算出された目標電圧Ｖｍを選択してＰＷＭ信号生成部６００へ出力する。
【００４６】
次に、第１の制御部２００および第２の制御部３００について詳述する。
図６は、第１の制御部２００の概略構成図である。
第１の制御部２００は、トルク信号Ｔｄに基づいて目標補助トルクを算出し、この目標補助トルクを電動モータ１１０が供給するのに必要となる目標電流ＩＴを算出する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流ＩＴに基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４０とを有している。
【００４７】
図７は、第２の制御部３００の概略構成図である。
第２の制御部３００は、衝突度合い判定部３４から出力された大衝突信号を取得した場合にステアリングホイール１０１の目標舵角Ａｔを決定する目標舵角決定部３１０と、目標舵角決定部３１０にて決定された目標舵角Ａｔと操舵角センサ１１２にて検出された実際の操舵角である実舵角Ａａとの偏差を求める角度偏差演算部３２０と、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行う角度フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部３３０と、を有している。
【００４８】
目標舵角決定部３１０は、衝突度合い判定部３４から出力された大衝突信号を取得したときの操舵角センサ１１２にて検出された操舵角を目標舵角Ａｔとして決定する。
角度偏差演算部３２０は、操舵角センサ１１２が検出した実舵角Ａａと目標舵角決定部３１０にて決定された目標舵角Ａｔとの偏差を算出し、算出した舵角の偏差を角度Ｆ／Ｂ処理部３３０へ出力する。
角度Ｆ／Ｂ処理部３３０は、目標舵角Ａｔと実舵角Ａａとが一致するようにフィードバック制御を行い、目標電圧Ｖｍを算出する。例えば、角度偏差演算部３２０にて算出された角度の偏差に対して、比例要素で比例処理し、積分要素で積分処理し、加算演算部でこれらの値を加算して目標電圧Ｖｍを算出し、出力する。
【００４９】
次に、衝突度合い判定部３４について説明する。
衝突度合い判定部３４は、エアバッグ制御ユニット１２０から出力された、上述した前部エアバック作動信号、運転席サイドエアバック作動信号、助手席サイドエアバック作動信号のいずれかのエアバック作動信号を取得した後、加速度センサ１８０にて検出された加速度を予め定めた所定期間（一定の時間幅）で積分する。そして、衝突度合い判定部３４は、所定期間における積分値が予め定めた閾値を超えた場合、自動車１に大きな衝撃力が生じたと判定し、第２の制御部３００および切替部３５に対して大衝突信号を出力する。他方、衝突度合い判定部３４は、所定期間における積分値が予め定めた閾値以下である場合、自動車１に小さな衝撃力が生じたと判定し、モータ駆動部３２に対して小衝突信号を出力する。このように、衝突度合い判定部３４は、加速度センサ１８０からの出力値に基づいて自動車１の衝突の度合いを判定し、その度合いに応じた衝突信号（小衝突信号あるいは大衝突信号）を出力する。
【００５０】
以上のように構成されたステアリング装置１００は以下のように作用する。
すなわち、エアバッグ制御ユニット１２０から、前部エアバック作動信号、運転席サイドエアバック作動信号、助手席サイドエアバック作動信号のいずれかのエアバック作動信号が出力されていない場合、衝突度合い判定部３４が小衝突信号および大衝突信号のいずれの衝突信号も出力しない。ゆえに、切替部３５は、第１の制御部２００からの出力値を選択してこの出力値をＰＷＭ信号生成部６００へ出力する。また、ゲート駆動回路部８０は、ＰＷＭ信号生成部６００から出力された駆動制御信号（ＰＷＭ信号）６００ａに基づいて、ステアリングホイール１０１の操舵方向に応じて２個のトランジスタ（Ｔｒ１〜Ｔｒ４の中の２個）を選択し、選択した２個のトランジスタ（Ｔｒ１およびＴｒ４、あるいはＴｒ２およびＴｒ３）をオン状態とするべくスイッチング動作させる。かかる場合、電動モータ１１０は、目標電流算出部２０にて算出された目標電流ＩＴとモータ電流検出部３３にて検出された実電流Ｉｍとの偏差がゼロとなるようにフィードバック制御される。
【００５１】
一方、エアバッグ制御ユニット１２０から、前部エアバック作動信号、運転席サイドエアバック作動信号、助手席サイドエアバック作動信号のいずれかのエアバック作動信号が出力された場合、衝突度合い判定部３４が加速度センサ１８０にて検出された加速度の所定期間の積分値に応じて自動車１の衝突の度合いを判定し、その度合いに応じて小衝突信号あるいは大衝突信号を出力する。
【００５２】
そして、衝突度合い判定部３４が、所定期間における積分値が予め定めた閾値以下のためモータ駆動部３２に対して小衝突信号を出力した場合、ゲート駆動回路部８０は、電動モータ１１０の端子間を短絡させるべく、例えば、トランジスタＴｒ１およびＴｒ３をオン状態にし、トランジスタＴｒ２およびＴｒ４をオフ状態とする。これにより、モータ駆動回路７０では、トランジスタＴｒ１、電動モータ１１０、トランジスタＴｒ３からなる閉回路が形成される。このとき、電動モータ１１０への電流供給が遮断される。その結果、自動車１が何かに衝突し、前輪１５０が衝撃を受け、ラック軸１０５が急激に移動する方向の力を受け、電動モータ１１０が急激に回転しようとしたとしてもブレーキ力が発生する。電動モータ１１０にブレーキ力が発生することで、電動モータ１１０にラック軸１０５の急激な移動が妨げられる方向の力が発生するので、ステアリングホイール１０１の急回転が抑制される。これにより、車両に衝撃力が生じた場合に、ステアリングホイール１０１が運転者の意図に反して急回転することを抑制することができる。
【００５３】
他方、衝突度合い判定部３４が、所定期間における積分値が予め定めた閾値を超えたため第２の制御部３００および切替部３５に対して大衝突信号を出力した場合、切替部３５は、第２の制御部３００からの出力値を選択してこの出力値をＰＷＭ信号生成部６０へ出力する。かかる場合、電動モータ１１０は、衝突度合い判定部３４から大衝突信号が出力されたときのステアリングホイール１０１の操舵角が目標舵角Ａｔとして決定され、この目標舵角Ａｔと操舵角センサ１１２にて検出された実舵角Ａａとの偏差がゼロとなるようにフィードバック制御される。
【００５４】
より具体的には、目標舵角決定部３１０が、衝突度合い判定部３４から大衝突信号が出力されたときのステアリングホイール１０１の操舵角を目標舵角Ａｔとして決定し、角度偏差演算部３２０が目標舵角Ａｔと操舵角センサ１１２が検出する実舵角Ａａとの偏差を求め、角度フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部３３０がその偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行い、目標電圧Ｖｍを算出する。そして、切替部３５が、第２の制御部３００が算出した目標電圧Ｖｍを選択するので、ＰＷＭ信号生成部６０が第２の制御部３００が算出した目標電圧Ｖｍに基づいてＰＷＭ信号を生成し、モータ駆動部３２がそのＰＷＭ信号に基づいて電動モータ１１０を駆動する。
【００５５】
これにより、エアバッグ制御ユニット１２０から、前部エアバック作動信号、運転席サイドエアバック作動信号、助手席サイドエアバック作動信号のいずれかのエアバック作動信号が出力され、自動車１の衝突の度合いが大きい場合には、ステアリングホイール１０１の回転角度が、衝突度合い判定部３４から大衝突信号が出力されたときのステアリングホイール１０１の回転角度となるように電動モータ１１０が駆動される。したがって、自動車１が何かに衝突し、前輪１５０が衝撃を受け、ラック軸１０５が急激に移動する方向の力を受けたとしても、電動モータ１１０がラック軸１０５の急激な移動を妨げる方向の力を発生するように駆動するので、ステアリングホイール１０１の急回転が抑制される。その結果、ステアリングホイール１０１が運転者の意図に反して急回転することを抑制することができる。
【００５６】
なお、自動車１に搭載された、フロントエアバック、運転席サイドエアバック、助手席側フロントエアバック、助手席サイドエアバックの各エアバックが、衝突に起因する衝撃を受けることで自動的に作動、展開する装置である場合には、以下のように構成してもよい。すなわち、各エアバックに、作動、展開したことを示す信号であるエアバック作動信号を出力する機能を持たせ、衝突度合い判定部３４が、エアバック作動信号を取得した後、加速度センサ１８０にて検出された加速度を所定期間で積分する。そして、衝突度合い判定部３４は、所定期間における積分値が予め定めた閾値を超えた場合、第２の制御部３００および切替部３５に対して大衝突信号を出力し、所定期間における積分値が予め定めた閾値以下である場合、モータ駆動部３２に対して小衝突信号を出力するようにしてもよい。
【００５７】
また、上述した第２の実施形態においては、衝突度合い判定部３４が、エアバッグ制御ユニット１２０から、前部エアバック作動信号、運転席サイドエアバック作動信号、助手席サイドエアバック作動信号のいずれかのエアバック作動信号が出力された場合、加速度センサ１８０にて検出された加速度を所定期間で積分し、その積分値に応じて小衝突信号あるいは大衝突信号を出力する。しかしながら、かかる態様に限定されない。例えば、衝突度合い判定部３４は、エアバッグ制御ユニット１２０から出力されるエアバック作動信号の内、前部エアバック作動信号が出力された場合にのみ、加速度センサ１８０にて検出された加速度を所定期間で積分し、その積分値に応じて小衝突信号あるいは大衝突信号を出力するようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した第２の実施形態においては、衝突度合い判定部３４がエアバッグ制御ユニット１２０からのエアバック作動信号を取得した後の加速度センサ１８０にて検出された加速度の積分値に基づいて自動車１の衝突の度合いを判定し、その度合いに応じた衝突信号（小衝突信号あるいは大衝突信号）を出力する。しかしながら、かかる態様に限定されない。例えば、衝突度合い判定部３４は、エアバッグ制御ユニット１２０からのエアバック作動信号を取得した直前の自動車１の車速に基づいて自動車１の衝突の度合いを判定し、その度合いに応じた衝突信号（小衝突信号あるいは大衝突信号）を出力してもよい。より具体的には、衝突度合い判定部３４は、エアバック作動信号を取得する直前の、車速センサ１７０にて検出された自動車１の車速Ｖｃが予め定めた閾値を超えている場合、自動車１に大きな衝撃力が生じたと判定し、第２の制御部３００および切替部３５に対して大衝突信号を出力し、予め定めた閾値以下である場合、自動車１に小さな衝撃力が生じたと判定し、モータ駆動部３２に対して小衝突信号を出力してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０…制御装置、３２…モータ駆動部、３３…モータ電流検出部、３４…衝突度合い判定部、３５…切替部、４０…フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部、６０，６００…ＰＷＭ信号生成部、７０…モータ駆動回路、８０…ゲート駆動回路部、１００…電動パワーステアリング装置、１０１…ステアリングホイール（ハンドル）、１１０…電動モータ、１１２…操舵角センサ、１８０…加速度センサ、２００…第１の制御部、３００…第２の制御部、３１０…目標舵角決定部、３２０…角度偏差演算部、３３０…角度フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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