(57)【要約】【課題】  結線違いなどの誤りが生じた場合であっても適切な制御状態に復帰させることが可能な電動パワーステアリングの制御方法を提供すること。【解決手段】  転手の操舵によってステアリングシャフトに発生する操舵トルクをトルクセンサによって検出し、前記操舵トルクを増大させるアシストトルクをアシストモータに発生させる電動パワーステアリングの制御方法であって、前記アシストトルクが前記操舵トルクと逆方向に作用したことを検出した場合、前記アシストモータへの指示電流を逆転させる。【選択図】  図２
2016120757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転手の操舵によってステアリングシャフトに発生する操舵トルクをトルクセンサによって検出し、前記操舵トルクを増大させるアシストトルクをアシストモータに発生させる電動パワーステアリングの制御方法であって、
前記アシストトルクが前記操舵トルクと逆方向に作用したことを検出した場合、前記アシストモータへの指示電流を逆転させることを特徴とする、電動パワーステアリングの制御方法。
【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の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリングは、ステアリングホイールに伝えられる運転者の操舵力を増幅させて車輪の駆動を行うユニットである。一般的な電動パワーステアリングは、例えば、ステアリングシャフトなどの入力軸に取り付けられたトーションバーのねじれ角をトルクセンサで検出する。ＥＣＵと呼ばれるコントロールユニットは、検出したねじれ角の大きさに基づき、出力軸に付与すべきアシストトルクを決定する。そして、ＥＣＵは、アシストモータを駆動制御することにより、出力軸にアシストトルクを付与する。
【０００３】
特許文献１には、電動パワーステアリングにおいて、ＥＣＵ等の組付けに誤りがあった際の方策が開示されている。このような誤りとしては、たとえば、ステアリングホイールの回転方向（右回転および左回転）に対応するＥＣＵ、トルクセンサおよびアシストモータの結線違いが挙げられる。かかる誤りが生じた場合、たとえば運転者がステアリングホイールを右回転させた場合、アシストモータによって右回転を増長する向きにアシストモータからのトルクが付与されるべきところ、反対方向の左回転を増長する向きにアシストモータからのトルクが付与されてしまう。特許文献１に開示の発明においては、このような事態が検出された場合、アシストモータによるトルク付与を停止させる。しかしながら、トルク付与が停止された電動パワーステアリングは、その誤りを修理するために、組立工程に搬送しなおさなければならない。また、仮に電動パワーステアリングが車両に搭載され、ある程度の期間走行した後に、何らかの理由によってアシストモータが交換された際に、結線違いが生じるおそれがある。この場合、車両を安全な位置に退避させた上で、修理を行うことが強いられる。また、電動パワーステアリングの一構成例として、アシストモータがウォームギヤによって出力軸に連結されている構成がある。このウォームギヤを構成するウォームとウォームホイールは、形成された歯の方向に応じて、互いの相対的な回転方向関係が２種類存在する。このようなウォームギヤの回転方向関係が設計変更によって反対にされたり、回転方向関係が反対である別のウォームギヤを誤って取り付けたりする可能性がある。このような場合であっても、アシストモータからのトルクが意図した方向とは反対の方向に付与されるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９９５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、結線違いなどの誤りが生じた場合であっても適切な制御状態に復帰させることが可能な電動パワーステアリングの制御方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される電動パワーステアリングの制御方法は、運転手の操舵によってステアリングシャフトに発生する操舵トルクをトルクセンサによって検出し、前記操舵トルクを増大させるアシストトルクをアシストモータに発生させる電動パワーステアリングの制御方法であって、前記アシストトルクが前記操舵トルクと逆方向に作用したことを検出した場合、前記アシストモータへの指示電流を逆転させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、前記電動パワーステアリングについて前記トルクセンサ、前記アシストモータおよび前記コントロールユニットなどに意図しない結線違いなどの誤りがあった場合、逆転を検出するステップにおいて不適切な方向へのアシストトルクの付与が検出させる。この検出に基づいてアシストモータへの電流の向きを逆転させると、前記トルクセンサ、前記アシストモータおよび前記コントロールユニットなどの結線違いを正しい結線状態に付け替え直す作業を実際にすることなく、正常な制御状態へと復帰させることができる。したがって、たとえば検査装置から前記電動パワーステアリングを取り外して、組立工程に搬送しなおした上で、結線を付け替える作業などが強いられない。
【０００８】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリングの制御方法の一例を示す全体概略図である。
【図２】本発明に係る電動パワーステアリングの制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る電動パワーステアリングの制御方法の他の例を示す全体概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る電動パワーステアリングの制御方法が適用された電動パワーステアリングの一例を示している。図示された電動パワーステアリングＡ１は、ステアリングホイールＳｗに伝えられる運転者の操舵力を増幅させて車輪の駆動を行うユニットであり、入力軸１、出力軸２、トーションバー３、トルクセンサ４、アシストモータ５、減速機５１およびコントロールユニット６を備えている。本実施形態においては、電動パワーステアリングＡ１が検査装置Ｂ１に組み込まれた場面が想定されている。検査装置Ｂ１は、電動パワーステアリングＡ１を検査するものであり、トルク入力手段７１、トルク検出手段７２および制御部７３を備えている。
【００１２】
入力軸１は、ステアリングホイールＳｗが取り付けられることにより、ステアリングホイールＳｗを介して運転手の操舵力が入力される軸である。なお、電動パワーステアリングＡ１における検査においてはステアリングホイールＳｗが取り付けられていることは必須ではなく、同図においては想像線で示している。
【００１３】
出力軸２は、車輪（図示略）側に位置する軸であり、車輪を転舵するためのトルクが出力される軸である。
【００１４】
トーションバー３は、入力軸１と出力軸２とを連結している。トーションバー３は、入力軸１に操舵力が入力されると、このトルクに応じてねじれ変形を生じうるものである。
【００１５】
トルクセンサ４は、トーションバー３に生じたねじれ変形のねじれ角を検出するセンサであり、本発明で言うねじれ角検出部に相当する。トルクセンサ４の具体的な構成は特に限定されないが、その一例としては、出力軸２に嵌合された磁石部と、この磁石部を囲むように入力軸１に嵌合されたホール素子部とを有する構成が挙げられる。ホール素子部に対して磁石部が相対回転すると、その回転角がトーションバー３のねじれ角として検出され、ねじれ角検出信号Ｓｔｂとして出力される。
【００１６】
アシストモータ５は、電動パワーステアリングＡ１によるアシストの駆動源である。アシストモータ５は、出力軸２に対して減速機５１を介して連結されている。減速機５１は、アシストモータ５の駆動力を出力軸２へと伝達する機構であり、たとえば、ウォームギヤによって構成されている。この場合、アシストモータ５のシャフトには、ウォーム（ねじ歯車）が取り付けられ、出力軸２にはウォームホイール（はす歯歯車）が取り付けられる。
【００１７】
コントロールユニット６は、電動パワーステアリングＡ１においてトルクセンサ４のねじれ角検出信号Ｓｔｂに基づいてアシストモータ５へのアシスト電流Ｉｔａを決定し供給する制御を行うものである。また、コントロールユニット６は、当該機能に加えて乗用車の走行に供する種々の装置や機構の動作制御を行ってもよく、ＥＣＵと称される場合がある。また、本実施形態においては、電動パワーステアリングＡ１の制御部７３からのモード指令信号Ｓｍにしたがって、後述する通常モードと逆転補正モードとが搭載されている。
【００１８】
係る構成とされた電動パワーステアリングＡ１は、組み立てが完了した後であって車両への搭載前の段階で、検査装置Ｂ１に装填される。トルク入力手段７１は、電動パワーステアリングＡ１の入力軸１に連結されるものであり、入力軸１に検査トルクを入力する手段である。トルク入力手段７１の具体的な構成は特に限定されないが、たとえばモータが挙げられる。このようなトルク入力手段７１の場合、制御部７３によって決定されあるいは供給されるトルク電流Ｉｔｉによってトルクを発生する。
【００１９】
トルク検出手段７２は、電動パワーステアリングＡ１の出力軸２に連結されるものであり、出力軸２から出力されるトルクを検出する手段である。トルク検出手段７２の具体的な構成は特に限定されないが、たとえば出力軸２の回転を停止させうるブレーキを具備する構成が挙げられる。このようなトルク検出手段７２の場合、出力軸２の回転を停止させるためにブレーキが発揮する停止力の大きさが出力軸２から出力されるトルクの大きさと相関する。そして、トルク検出手段７２は、そのトルクの向きおよび大きさをトルク検出信号Ｓｔｏとして出力する。
【００２０】
制御部７３は、電動パワーステアリングＡ１における検査を制御するものであり、一般的には、ＣＰＵ、メモリ、インターフェースなどを具備する。本実施形態においては、制御部７３は、検査におけるモードをモード指令信号Ｓｍによってコントロールユニット６に指令する。また、制御部７３は、トルク入力手段７１へのトルク電流Ｉｔｉの供給や、トルク検出手段７２からのトルク検出信号Ｓｔｏの受信を行う。さらに、制御部７３は、検出結果に基づいて、電動パワーステアリングＡ１の適否を判断する機能を有する。
【００２１】
次いで、検査装置Ｂ１に組み込まれた場合の電動パワーステアリングＡ１の制御方法の一例について以下に述べる。
【００２２】
図２は、電動パワーステアリングＡ１の制御方法のフローチャートを示している。図１に示したように検査装置Ｂ１に電動パワーステアリングＡ１が装填されると、検査が開始される（ステップＳ０）。
【００２３】
次いで、電動パワーステアリングＡ１は、制御部７３によるモード選択処理を行う（ステップＳ１）。この選択処理は、たとえば制御部７３からコントロールユニット６へとモード指令信号Ｓｍを送信することによって実行される。通常モードが選択された場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、トルク入力手段７１からの検査トルクの付与、トルクセンサ４によるトルク検出（ステップＳ１３）、アシストモータ５によるアシストトルクの付与（ステップＳ１４）およびトルク検出手段７２による出力軸２のトルク検出を行う。これにより、通常の電動パワーステアリングＡ１の検査が行われる。
【００２４】
一方、逆転補正モードが選択された場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、トルク入力手段７１からの検査トルクの付与、トルクセンサ４によるトルク検出（ステップＳ３）、アシストモータ５によるアシストトルクの付与（ステップＳ４）およびトルク検出手段７２による出力軸２のトルク検出を行いつつ、コントロールユニット６または制御部７３によって、アシストトルクの向きが適切であるかを判定する（ステップＳ５）。逆転が検出されない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御（検査）終了であるかを判断し（ステップＳ７）、ステップＳ７：Ｎｏであれば、ステップＳ１に回帰し、ステップＳ７：Ｙｅｓであれば、制御（検査）を終了する（ステップＳ８）。
【００２５】
一方、逆転が検出された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、アシスト電流Ｉｔａを逆転させる処理を行う（ステップＳ６）。具体的には、トルク入力手段７１から右回転に検査トルクが付与された場合、ステップＳ３を経て、ステップＳ４においては、出力軸２を右回転させる向きのアシストトルクがアシストモータ５から付与される。これに対し、たとえばトルクセンサ４、アシストモータ５、コントロールユニット６のいずれかにおいて意図しない結線違いがあった場合、結果としてアシストモータ５からのアシストトルクが反対方向（出力軸２を左回転させる向き）に付与される。この反対方向へのアシストトルクの付与は、トルクセンサ４によるトルク検出またはトルク検出手段７２によるトルク検出において不適切なトルク値として検出される。このような不適切なトルク値を検出したことは、制御部７３を介して、または自律的に、コントロールユニット６が認識する。そして、コントロールユニット６は、アシストモータ５に対するアシスト電流Ｉｔａを逆転させる（ステップＳ６）。これにより、アシストモータ５によるアシストトルクの向きが、適切な方向に復帰する。この後は、制御（検査）終了であるかを判断し（ステップＳ７）、ステップＳ７：Ｎｏであれば、ステップＳ１に回帰し、ステップＳ７：Ｙｅｓであれば、制御（検査）を終了する（ステップＳ８）。
【００２６】
次に、電動パワーステアリングＡ１の制御方法の作用について説明する。
【００２７】
本実施形態によれば、電動パワーステアリングＡ１についてトルクセンサ４、アシストモータ５およびコントロールユニット６などに意図しない結線違いなどの誤りがあった場合、逆転を検出するステップ（ステップＳ５）において不適切な方向へのアシストトルクの付与が検出させる。この検出に基づいてアシスト電流Ｉｔａの向きを逆転させると（ステップＳ６）、上述したトルクセンサ４、アシストモータ５およびコントロールユニット６などの結線違いを正しい結線状態に付け替え直す作業を実際にすることなく、正常な制御状態へと復帰させることができる。したがって、たとえば検査装置Ｂ１から電動パワーステアリングＡ１を取り外して、組立工程に搬送しなおした上で、結線を付け替える作業などが強いられない。
【００２８】
図３は、本発明に係る電動パワーステアリングの制御方法の他の例を示している。図示された例においては、電動パワーステアリングＡ１が車両に搭載された状態が想定されている。すなわち、入力軸１にはステアリングホイールＳｗが取り付けられており、出力軸２には、車輪Ｗｈの操舵機能を果たす中間シャフトなどが取り付けられている。
【００２９】
通常の車両の製造工程を経た場合、電動パワーステアリングＡ１は、上述した検査装置Ｂ１に搭載された検査がなされている。このため、トルクセンサ４、アシストモータ５およびコントロールユニット６などの結線違いが製造工程において万が一生じていたとしても、正常な制御状態に復帰していることが期待できる。しかしながら、当該車両がある程度の期間走行した後には、たとえば製造メーカー以外の手による修理などにおいて、アシストモータ５が交換されることが想定される。
【００３０】
このような交換作業において、正規のアシストモータ５と外観がほとんど一緒であって、ケーブルの極性が逆の使用とされたアシストモータ５に交換される可能性がある。また、交換作業において、作業ミスによる結線違いが生じる可能性がある。これらの誤りがあると、それ以降に電動パワーステアリングＡ１が作動すると、アシストモータ５からのアシストトルクが逆方向に付与されてしまう。
【００３１】
電動パワーステアリングＡ１においては、車両に搭載された際に、逆転補正モードが機能するように設定しておく。これにより、上述した誤りがあった場合、アシストトルクが逆方向に付与されたことが、トルクセンサ４による検出トルク値が不適切な値となることとして顕在化する。コントロールユニット６は、トルクセンサ４の検出信号によって不適切な状態であると判断すると（図２のステップＳ５：Ｙｅｓ）、アシスト電流Ｉｔａを逆転させる（図２のステップＳ６）。これにより、以降においては、電動パワーステアリングＡ１が正常な制御状態に復帰し、当該車両を適切に運転することができる。したがって、電動パワーステアリングＡ１の不適切な制御によって、当該車両が意図しない運転状態に陥ることを未然に防ぐとともに、結線をやり直す作業などが強いられることなく、正常な制御状態に復帰することができる。
【００３２】
また、減速機５１の前記ウォームギヤの回転方向関係が設計変更によって反対にされたり、回転方向関係が反対である別の前記ウォームギヤを誤って取り付けたりする可能性がある。このような場合にも、アシストモータからのトルクが意図した方向とは反対の方向に付与されるおそれがある。電動パワーステアリングＡ１によれば、このような事態が仮に発生した場合であっても、正常な制御状態に復帰することができる。
【００３３】
本発明に係る電動パワーステアリングの制御方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る電動パワーステアリングの制御方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ１      電動パワーステアリング
Ｂ１      検査装置
１      入力軸
２      出力軸
３      トーションバー
４      トルクセンサ
５      アシストモータ
５１      減速機
６      コントロールユニット
７１      トルク入力手段
７２      トルク検出手段
７３      制御部
Ｓｗ      ステアリングホイール
Ｗｈ      車輪
Ｓｔｂ      ねじれ角検出信号
Ｉｔａ      アシスト電流
Ｓｍ      モード指令信号
Ｉｔｉ      トルク電流
Ｓｔｏ      トルク検出信号
【図１】
2016120757.tif 000003
【図２】
2016120757.tif 000004
【図３】
2016120757.tif 000005