(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクを検出し、検出トルクに応じた操舵補助力を電動機によって与える電動パワーステアリング装置において、
操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、
前記電動機に与えるべき電動機電流を減小補正する電流補正手段とを備え、
該電流補正手段は、
前記操舵速度検出手段で検出した操舵速度が所定値より大きいか否かを判断する手段と、
該手段で小さいと判断した場合はゼロを、大きいと判断した場合は操舵速度に応じて単調増加するパラメータを設定する手段と、
設定されたパラメータと検出された操舵トルクに基いて定まる電動機の駆動電流指示値とを乗算して減小補正量を算出する手段と
を備え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】
舵角検出手段と、
該舵角検出手段で検出した舵角に基いて舵角が所定値より大きいか否かを判断する手段と、
該手段で大きいと判断した場合、操舵方向が回動限方向であるか否かを判断する手段と、
該手段で回動限方向であると判断した場合に、前記電動機電流の減小補正を可能ならしめる手段と
を具備することを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
車速センサと、
該車速センサによって検出した車速が所定値以下である場合に前記電動機電流の減小補正を可能ならしめる手段と
を具備する請求項１又は２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
操舵トルクを検出し、検出トルクに応じた操舵補助力を電動機によって与える電動パワーステアリング装置において、
操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、
前記電動機に与えるべき電流を減少補正する電流補正手段と、
検出トルクが所定値以上である場合に前記電動機電流の減小補正を可能ならしめる手段と
を備え、
前記電流補正手段は、
前記操舵速度検出手段で検出した操舵速度が所定値より大きいか否かを判断する手段と、
該手段で小さいと判断した場合はゼロを、大きいと判断した場合は操舵速度に応じて単調増加するパラメータを設定する手段と、
設定されたパラメータと検出された操舵トルクに基いて定まる電動機の駆動電流指示値とを乗算して減小補正量を算出する手段と
を備える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】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動車の電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型，軽量，安価である点などを評価されて、油圧式に替わり電動式のパワーステアリング装置が小型車に普及しつつある。その基本的機能は操舵トルクを検出し、検出トルクに応じた電流で操舵助勢用の電動機を駆動するにある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然るところ操舵により舵輪又は舵取機構の回動限近くまで達した場合には、操舵力を加えない状態としても電動機はその慣性で回動限方向へ回転し、このために舵輪又は舵取機構が回動限に達し、例えば電動機の出力側に設けてある減速歯車の取付ピンが折損する虞れなしとしない。
【０００４】
本発明はこのような不具合を解消するためになされたものであり、主として操舵トルクで定まる電動機駆動電流の指令値を減小補正するようにして機械部品の破損を防止して信頼性を高め、また安全性を高めた電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを検出し、検出トルクに応じた操舵補助力を電動機によって与える電動パワーステアリング装置において、操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、前記電動機に与えるべき電動機電流を減小補正する電流補正手段とを備え、該電流補正手段は、前記操舵速度検出手段で検出した操舵速度が所定値より大きいか否かを判断する手段と、該手段で小さいと判断した場合はゼロを、大きいと判断した場合は操舵速度に応じて単調増加するパラメータを設定する手段と、設定されたパラメータと検出された操舵トルクに基いて定まる電動機の駆動電流指示値とを乗算して減小補正量を算出する手段とを備えることを基本的な特徴とする。
【００１０】
更に前述した基本的特徴の外に、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、舵角検出手段と、該舵角検出手段で検出した舵角に基いて舵角が所定値より大きいか否かを判断する手段と、該手段で大きいと判断した場合、操舵方向が回動限方向であるか否かを判断する手段と、該手段で回動限方向であると判断した場合に、前記電動機電流の減小補正を可能ならしめる手段とを具備することを特徴とする。
また本発明に係る電動パワーステアリング装置は、車速センサと、該車速センサによって検出した車速が所定値以下である場合に前記電動機電流の減小補正を可能ならしめる手段とを更に設けることを特徴とする。
また本発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを検出し、検出トルクに応じた操舵補助力を電動機によって与える電動パワーステアリング装置において、操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、前記電動機に与えるべき電流を減少補正する電流補正手段と、検出トルクが所定値以上である場合に前記電動機電流の減小補正を可能ならしめる手段とを備え、前記電流補正手段は、前記操舵速度検出手段で検出した操舵速度が所定値より大きいか否かを判断する手段と、該手段で小さいと判断した場合はゼロを、大きいと判断した場合は操舵速度に応じて単調増加するパラメータを設定する手段と、設定されたパラメータと検出された操舵トルクに基いて定まる電動機の駆動電流指示値とを乗算して減小補正量を算出する手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
操舵速度が所定値以上である場合に電動機駆動電流を減小させることとすると、操舵速度が高速である場合の電動機慣性が抑制され、回動限に達することが防止される。
特に減小補正量を操舵トルクによって定まる駆動電流指示値が大きいもの程、減小補正量を大きくすることとすれば、慣性抑制効果が一層高まる。
また、検出された操舵速度が所定値より小さいと判断した場合はゼロを、大きいと判断した場合は操舵速度に応じて単調増加するパラメータと、検出された操舵トルクに基いて定まる電動機の駆動電流指示値とを乗算して減小補正量を算出することから、低回転速度での不要な操舵補助力減少を行うことが無く、操舵フィーリング、応答性の悪化を防止することができる。
【００１３】
他の特徴とする手段は回動限近くにあることを間接的に検出する。即ち回動限近くまで操舵するのは車庫入れ等、据え切り又はそれに近い場合であり、この場合は操舵トルクが極めて大きく、また車速は零又は極めて低いのである。
【００１４】
【実施例】
以下本発明をその実施例を示す図面に基いて詳述する。
図１は本発明の第１実施例のブロック図である。図において１はマイクロプロセッサを用いてなる電流制御部であり、この部分は機能ブロック図で示してある。図示しない操舵輪に連なる操舵軸に設けられたトルクセンサ３の出力は電流制御部１へ入力され、位相補償部11で位相補償され、アシスト制御部14へ入力される。一方角速度差検出部12へ入力され、検出トルクの角速度差（微分値）が求められ、角速度差制御部13へ与えられる。
トルクセンサ３は、また後述する舵角中点決定部22へも入力される。
【００１５】
車速センサ４は自動車の車速を検出するものであり、その検出出力は電流制御部１へ入力され、前述のアシスト制御部14, 舵輪戻し制御部24, 角速度差制御部13及び舵角中点決定部22へ与えられる。
アシスト制御部14は車速をパラメータとするトルク（Ｔ）−電流（ＩT ）特性を備えており、検出車速及びトルクに応じた電流値を決定し、特性選択器15及び操舵速度制限制御部25へ入力する。
【００１６】
舵角センサ５は舵輪の回転量に応じた信号を出力するものであり、センサ出力は電流制御部１へ入力される。この信号は相対舵角検出部20へ与えられ、ここで回転量（相対舵角）が検出される。この回転量は操舵速度検出部21, 舵角中点決定部22及び加算部23へ与えられる。
操舵速度検出部21は入力データの微分により操舵速度を検出する。検出速度は操舵速度制限制御部25及び舵角中点決定部22へ入力される。舵角中点決定部22は検出車速が所定値以上，検出トルクが所定値以下，操舵速度が所定値以下である状態（つまり高速走行中で保舵しているような状態）をもって舵角が中点であるとする論理で中点を決定し、これを加算部23へ与える。
【００１７】
加算部23は両入力の差を算出する。この算出値は中点からの絶対舵角θとなっている。この舵角は舵輪戻し制御部24へ与えられる。舵輪戻し制御部24は絶対舵角θと電流Ｉとの関係を有しており、舵輪を戻す場合のアシスト（助勢）のための電流値データを出力し、これを特性選択器15へ与える。特性選択器15はアシスト制御部14及び舵輪戻し制御部24のうちのいずれかを選択して出力し、加算部16へ与える。
【００１８】
角速度差制御部13は車速をパラメータとして検出トルクの微分値ΔＴとアシストのための電流値Ｉとの関係を有しており、検出車速，トルク微分値に従って電流値データを出力し、加算部16へ与える。加算部16は特性選択器15からの入力との和を算出し、これを操舵速度制限制御部25及び加算部17へ入力する。
【００１９】
操舵速度制限制御部25は本発明装置の要部であり、加算部16の出力、つまり検出トルクで定まる電動機駆動電流指令値をパラメータとして操舵速度（Δθ）と電流値（Ｉθ) との特性を有している。この特性は操舵速度Δθが所定値以下の場合は不感帯域にあり、それより大きい場合にリニアに増加する特性となっている。
電流値Ｉθは電動機の駆動電流の減小補正値であり、アシスト制御部14等で決定される電流を減じる方向の極性を有している。そして電流値Ｉθはアシスト制御部14出力が大である程大きい値となっている。
【００２０】
このような操舵速度制限制御部25出力は加算部17へ与えられ、加算部16出力との和がとられ（前述した極性により、実際には加算部16出力から減算する）加算部18へ与えられる。加算部18は電動機７の駆動電流を検出する電流検出回路８出力をフィードバック情報として両者の差分を求めてPID 制御部19へ与える。
【００２１】
PID 制御部19はこの入力に基いて差分解消に必要な電流値を演算し、モータ駆動回路６へ出力する。モータ駆動回路６はPID 制御部19からの制御信号に従い電動機を駆動する。
【００２２】
図２は電流制御部１における電動機駆動電流の操舵速度制限制御に関する部分の処理手順を示すフローチャートである。舵角センサ５出力θN を読込み(S1)、前回の読込値θN-1 (S2)との差Δθ、つまり操舵速度を算出する(S3)。これをθK （操舵速度制限制御部25の特性の不感帯幅値）と比較し(S4)、それより大である場合は両者の差θI を算出する(S5)。そしてＩθ＝−（θI ・ＩT ）／ＫZ として制限電流Ｉθを算出する(S6)。
【００２３】
ここにＩT ／ＫZ はΔθ対Ｉθの特性の勾配を表し、ＩT はアシスト制御部14出力, ＫZ は定数である。
次にＩM ＝ＩT ＋Ｉθとして制限した目標値を算出する(S7)。
一方Δθ≦θK の場合は不感帯内であるので、ＩM ＝ＩT (S8)としてリターンする。
なお上述の説明では簡便のために角速度差制御部13出力及び舵輪戻し制御部24出力は無視してある。
【００２４】
図３は操舵速度検出に電動機７に併設した回転センサ71を用いた本発明の第２の実施例のブロック図である。回転センサ71出力は電流制御部１へ入力され、その相対舵角検出部20a,操舵速度検出部21a で前記実施例と同様の検出が行われ、操舵速度Δθが操舵速度制限制御部25へ与えられる。
その他、図１に対応する部分は同符号を付して説明を省略する。
第１，第２実施例において、操舵速度制限制御部25におけるΔθ対Ｉθ特性は前述の実施例に限るものではない。即ちＩθはΔθに対してリニアに変化する必要はなく、またアシスト制御部14出力に依存するものでなくともよい。
【００２５】
図４は本発明の第３実施例を示す。この実施例は操舵位置が回動限近くであり、且つ操舵方向が回動限方向である場合に操舵制限を行うものである。加算部23によって検出された絶対舵角及び操舵速度検出部21出力が回動限検出部26へ入力されている。
回動限検出部26は絶対舵角が所定値以上を示し、しかも回動限方向へ向かう操舵が行われている場合に操舵の制限を行わせるものであり、その場合に操舵速度制限制御部25へ操舵速度Δθを出力する。
操舵速度制限制御部25はこの操舵速度Δθに基き制限電流Ｉθを求めて加算部17へ出力する。他の構成は第１実施例と同様であるので同符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図５は第３実施例の操舵速度制限制御に係る処理手順のフローチャートである。ステップS1〜S5は第１実施例と同様である。ステップS6では絶対舵角が所定値以上であるか否かを調べる。所定値未満である場合はステップS10(ＩM ＝ＩT とする）へ進む。所定値以上である場合は切込み（回動限方向への操舵）時か否かを調べる（S7）。これは操舵速度検出部21の検出速度Δθの方向（右方向又は左方向）により判定できる。切込み時でない場合はステップS10 へ進む。切込み時である場合は図２のステップS6, S7同様にＩθ，ＩM を算出する(S8,S9) 。
【００２７】
図６は第４実施例を示し、この実施例は操舵が回動限に近い可能性があることをトルクが所定値より大きいこと、及び車速が所定値より小さいことを加味して判定するものである。これは車庫入れ，縦列駐車等の状態を想定している。なおトルク，車速の一方のみの条件を加味するだけでもよい。
図６において27,28 はいずれも比較器であり、夫々検出トルク及び検出車速を所定値と比較し、検出車速が所定値以下かつ検出トルクが所定値以上の場合に操舵速度制限制御部25へ電流制限を許可する。
【００２８】
図７は第４実施例の操舵速度制限制御の処理手順を示すフローチャートである。ステップS1〜S5までは第１実施例と同様である。ステップS6，S7で検出車速，トルクを所定値と比較し車速が所定値以下であり、トルクが所定値以上である場合に電流制限を行なう（S8，S9）。それ以外の場合はＩM ＝ＩT とする（S10)。
【００２９】
【発明の効果】
以上の如き本発明による場合は、回動限に近い状態下では電動機の駆動電流が抑制され、これに伴い電動機の慣性が抑制され、操舵機構に衝撃を与えない。従って電動機の減速ギヤのピン折損等の危険性が回避でき、信頼性，安全性の高い電動パワーステアリング装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の機能ブロック図である。
【図２】第１実施例のフローチャートである。
【図３】第２実施例の機能ブロック図である。
【図４】第３実施例の機能ブロック図である。
【図５】第３実施例のフローチャートである。
【図６】第４実施例の機能ブロック図である。
【図７】第４実施例のフローチャートである。
【符号の説明】
１  電流制御部
３  トルクセンサ
４  車速センサ
５  舵角センサ
７  電動機
25  操舵速度制限制御部
【図１】
0003741449.tif 000002
【図２】
0003741449.tif 000003
【図３】
0003741449.tif 000004
【図４】
0003741449.tif 000005
【図５】
0003741449.tif 000006
【図６】
0003741449.tif 000007
【図７】
0003741449.tif 000008