JP2000072007A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JP2000072007A
JP2000072007A JP25087298A JP25087298A JP2000072007A JP 2000072007 A JP2000072007 A JP 2000072007A JP 25087298 A JP25087298 A JP 25087298A JP 25087298 A JP25087298 A JP 25087298A JP 2000072007 A JP2000072007 A JP 2000072007A
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power supply
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vehicle
steering
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Hideaki Kawada
秀明 川田
Yuji Mitsusaki
雄二 光崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 衝突事故の際に車両の電気系統に流れる過電
流等による火災発生を防止するため、衝突を検知する手
段を設け、これによって衝突を検出したときはモータの
駆動を停止し、モータ駆動回路にも過電流が流れないよ
うにする電動パワーステアリング装置を提供する。 【解決手段】 電動パワーステアリング装置は、車両の
ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサ3と、そ
の検出信号に応じて操舵補助駆動を行うモータ10と、
モータ駆動回路29への給電・非給電を切り換えるリレ
ーの接点32と、モータ駆動回路29を作動状態にする
ときリレーの接点32をオンとし、トルクセンサ3の検
出した操舵トルクの大きさに応じてモータ駆動回路29
によるモータ駆動を制御する制御回路13とを具備す
る。制御回路13は、車両に対する衝撃を検出する衝撃
検出器11からの検出信号に基づいて衝突か否かを判定
し、衝突と判定したときはモータ10の駆動を停止する
と共にリレーの接点32をオフにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のハンドル操
舵トルクを検出し、その検出信号に応じて操舵補助駆動
を行うモータを制御する電動パワーステアリング装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車などの車両に用いられてい
る電動パワーステアリング装置は、モータを作動させる
モータ駆動回路と、トルクセンサで検出した操舵トルク
の大きさに応じてモータ駆動回路によるモータ駆動を制
御する制御回路とを備えている。モータ駆動回路にはモ
ータ駆動のための大電流が流れるので、これに接続して
いる回路や電気部品等を保護するため、電源からモータ
駆動回路への給電路にリレーを設け、車両のイグニッシ
ョンキーのオンを検出したときリレーの接点を閉じてモ
ータ駆動回路に給電する一方、モータ駆動回路に過大電
流が流れたときには、リレーの接点を開放してモータ駆
動回路への給電を遮断するようにしている。
【0003】一方、車両が衝突事故を起こしたときは、
当該車両が大きく損傷するような事故でなくても、電気
系統に短絡が生ずることにより、過大電流が流れて回路
が損傷し、ひどい場合には火災が発生することもある。
例えば、上記のような電動パワーステアリング装置を搭
載した車両が衝突事故を起こしたならば、その車両のス
テアリングが捻れることによってトルクセンサが検出信
号を発生し、モータ駆動電流が流れ続けたり、制御回路
の損傷やモータ回路の短絡によってモータ駆動回路内に
過電流が流れ続けたりすることにより、ハーネスや回路
部品から発煙や発火を生ずるおそれがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の状況
に鑑み、衝突事故の際に車両の電気系統に流れる過電流
等による火災発生を防止するため、衝突を検知する手段
を設け、これによって衝突を検出したときはモータの駆
動を停止すると共に、モータ駆動回路それ自体にも過電
流が流れないようにする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】本発明の一態様は、車両
のハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、該
トルクセンサの検出信号に応じて操舵補助駆動を行うモ
ータと、該モータを作動させるモータ駆動回路と、該モ
ータ駆動回路への給電・非給電を切り換える給電切換手
段と、前記モータ駆動回路を作動状態にするとき前記給
電切換手段をオン(給電状態)とし、前記トルクセンサ
の検出した操舵トルクの大きさに応じて前記モータ駆動
回路によるモータ駆動を制御する制御回路とを具備した
電動パワーステアリング装置において、車両に対する衝
撃を検出する衝撃検出手段を設け、前記制御回路によ
り、衝撃検出手段からの検出信号に基づいて当該車両の
衝突か否かを判定し、衝突と判定したときは前記モータ
の駆動を停止すると共に前記給電切換手段をオフ(非給
電状態)にすることを特徴とする。
【0006】本発明のもう一つの態様は、車両のハンド
ルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセ
ンサの検出信号に応じて操舵補助駆動を行うモータと、
該モータを作動させるモータ駆動回路と、該モータ駆動
回路への給電・非給電を切り換える給電切換手段と、前
記モータ駆動回路を作動状態にするとき前記給電切換手
段をオンとし、前記トルクセンサの検出した操舵トルク
の大きさに応じて前記モータ駆動回路によるモータ駆動
を制御する制御回路とを具備した電動パワーステアリン
グ装置において、車両に対する衝撃を検出する衝撃検出
手段と、該衝撃検出手段からの検出信号に基づいて当該
車両の衝突か否かを判定する衝突判定手段とを設け、該
衝突判定手段が衝突と判定したとき、前記制御回路が前
記モータ駆動回路にモータの駆動を停止させると共に前
記給電切換手段をオフにすることを特徴とする。
【0007】本発明においては、衝撃検出手段及び衝突
判定手段は、車両に搭載したエアバッグ装置に設けられ
たものを使用することができる。
【0008】また、衝突判定手段は、車両の走行状態を
監視する監視カメラからの映像により衝突を判定するよ
うに構成されたものを用いることができる。
【0009】
【作用及び効果】本発明の一態様においては、制御回路
により、衝撃検出手段からの検出信号に基づいて当該車
両の衝突か否かを判定し、衝突と判定されたとき、モー
タの駆動を停止すると共に給電切換手段をオフ(非給電
状態)にする。この機能により、衝突事故の際、電動パ
ワーステアリング装置のモータを自動的に停止し、電動
パワーステアリング装置に起因する過電流等による火災
発生を防止する。
【0010】もう一つの態様においては、電動パワース
テアリング装置とは別に、衝撃検出手段からの検出信号
に基づいて当該車両の衝突か否かを判定する衝突判定手
段を設け、これによって衝突と判定されたとき、電動パ
ワーステアリング装置がモータの駆動を停止すると共に
給電切換手段をオフにする。これによっても、上記態様
と同様の効果が得られる。
【0011】衝突判定手段は、論理回路のようなハード
ウエア、或いはIC等の回路に格納されるソフトウエア
のどちらで実現してもよい。
【0012】また、衝撃検出手段及び衝突判定手段は、
車両に搭載したエアバッグ装置に設けられるか或いは既
存のものを利用できる。この場合、エアバッグ装置の制
御部が衝突と判定したとき、エアバッグを開くように指
示する信号を電動パワーステアリング装置の制御回路に
送り、それに基づいてモータの駆動を停止すると共に、
給電切換手段をオフにするようにしてもよい。
【0013】また、衝撃検出手段として車両に監視カメ
ラを設け、これによって撮影した画像を車両に搭載した
処理装置で処理することにより車両の走行状態を監視
し、衝突と判定したとき、その判定信号を電動パワース
テアリング装置の制御回路に送るようにしてもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の電動パワーステ
アリング装置の構成を示す。
【0015】操向ハンドル1のシャフト2は、減速ギア
4、ユニバーサルジョイント5a,5b及びピニオンラ
ック機構7を介して、操向車輪のタイロッド8に結合さ
れている。シャフト2には、操向ハンドル1の操舵トル
クを検出するトルクセンサ3が設けられている。また、
操舵力を補助するモータ10が、クラッチ9及び減速ギ
ア4を介してシャフト2を駆動するように結合してい
る。
【0016】この電動パワーステアリング装置を制御す
る手段として、電子制御回路13が設けられており、こ
れには、電源のバッテリ14からイグニッションキー1
5を経て電力が供給される。電子制御回路13は、トル
クセンサ3で検出された操舵トルクTと車速センサ12
で検出された車速Vとに基づいて、モータ電流の制御目
標値であるモータ電流指令値Iの演算を行い、演算され
たモータ電流指令値Iに基づいてモータ10に供給する
電流を制御する。また、電子制御回路13は、クラッチ
9の作動も制御する。クラッチ9は、通常の動作状態で
はオン(結合)状態にあるが、電子制御回路13により
パワーステアリング装置の故障と判断されたとき、及び
電源がオフとなっているとき、オフ(切離)状態にな
る。
【0017】更に、電動パワーステアリング装置を搭載
した車両の衝突を検知するため、衝撃検出器11が設け
られるとともに、その検出信号が電子制御回路13に入
力されるようになっている。衝撃検出器としては、例え
ば自動車のエアバッグ装置に設けられた衝撃センサを用
いることができる。或いは、車両に監視カメラを設け、
これによって得られた画像により、車両の走行状態の監
視を行うことも可能である。
【0018】図2は、電子制御回路13の機能ブロック
図である。
【0019】この実施例の電子制御回路13は、主にC
PUから構成されるが、ここでは、そのCPU内部にお
いてプログラムで実行される機能を示している。例え
ば、制御回路13内の位相補償器21は、独立した回路
等のハードウエアを示すものではなく、CPUで実行さ
れる位相補償機能を示す。以下、制御回路13の機能と
動作を説明する。
【0020】まず、トルクセンサ3から入力された操舵
トルク信号は、操舵系の安定性を高めるために位相補償
器21で位相補償され、操舵補助電流指令値演算器22
に入力される。また、車速センサ12で検出された車速
を示す信号も、電流指令値演算器22に入力される。電
流指令値演算器22は、入力された操舵トルク信号及び
車速信号に基づいて、モータ10に供給する電流の制御
目標値であるモータ電流指令(操舵補助指令値)Iを決
定する。なお、電流指令値演算器22にはメモリ23が
付設されており、このメモリ23は、車速Vをパラメー
タとして操舵トルクに対応する操舵補助指令値を格納し
ている。この値は、上記電流指令値演算器22での演算
に使用される。
【0021】上記電流指令値演算器22からの出力(操
舵補助指令値)Iは、減算器24に供給され、ここで後
述のモータ電流検出回路30からの出力(モータ電流値
i)との差(I−i)が演算されて、比例演算器25に
供給される。その比例出力は、加算器28に入力される
と共に、フィードバック系の積分演算器26にも入力さ
れ、その積分出力が加算器28に入力される。また、上
記操舵補助指令値Iは、応答速度を高めるためのフィー
ドフォワード系の微分補償器27にも入力され、その微
分補償出力が加算器28に入力される。加算器28は、
上記3つの信号(比例出力、積分出力及び微分補償出
力)を加算し、その加算結果の電流制御値Eをモータ駆
動信号としてモータ駆動回路29に供給する。上記モー
タ10は、このモータ駆動回路29からの出力により駆
動される。モータ10を流れる電流は、モータ電流検出
回路30で検出され、その検出電流値iが上記減算器2
4にフィードバックされる。
【0022】図2の制御回路13内には、前記衝撃検出
器11からの検出信号に基づいて当該車両の衝突レベル
を判定する衝突判定器31が設けられる一方、電源(バ
ッテリ)14からモータ駆動回路29への給電路に、給
電切換手段としてリレーの常閉接点32が設けられてい
る。そして、衝突判定器31は、衝撃検出信号が所定レ
ベル以上と判定したとき、モータ駆動回路29にモータ
10の駆動を停止させるモータ出力停止信号を送ると共
に、上記リレーの接点32をオフにするリレーOFF信
号を出力して、モータ駆動回路29への給電を停止す
る。これにより、電動パワーステアリング装置の動作が
停止する。
【0023】なお、図2では、制御回路13内にリレー
の接点32、モータ駆動回路29及びモータ電流検出回
路30が含まれているが、これらを制御回路13外の回
路としてもよい。その場合、制御回路13は、残りの構
成要素(位相補償器21など)の機能を実現するCPU
のみで構成することができる。
【0024】実施例の制御回路13は、上記のように衝
撃検出器11からの検出信号に基づいて衝突判定器31
が衝突と判定したとき、モータ駆動回路29にモータ1
0の駆動を停止させる信号を送ると共に、リレーの接点
32をオフにする信号を出力し、モータ駆動回路29へ
の給電を停止する。この動作を実行するCPUの動作手
順を、図3に示す。
【0025】図3において、初めに衝撃検出器からの検
出信号を読み込み(ステップ[以下、ST]1)、検出
された衝撃量を演算する(ST2)。そして、その衝撃
量が所定値以上(例えば、衝突事故と確定する)か否か
を判定し(ST3)、“No”であれば、衝突事故では
ないため、操舵トルクに応じたモータ電流制御を実行し
(ST4)、必要なフェールセーフ処理を行って(ST
5)、初めに戻る。一方、ST3の判定で“Yes”で
あれば、衝突事故と確定し(ST6)、モータ駆動回路
29にモータ出力停止指令を送る(ST7)と共に、リ
レー開放(接点32をオフにする)指令を出力する(S
T8)。これにより、モータ10が停止し、且つモータ
駆動回路29への給電も停止するので、事故発生時の電
動パワーステアリング解除が確実に行われることに加え
て、電動パワーステアリング装置に起因する過電流等に
よる火災発生が防止される。
【0026】次に、図2の実施例では、制御回路13内
に衝撃判定器31が設けられ、制御回路13において衝
突の判定を行うようになっているが、この判定は制御回
路13以外で行ってもよい。
【0027】この場合、図4に示すように、衝撃判定器
31は、制御回路13の外に独立した論理回路のような
ハードウエア回路として、或いはIC等の回路に格納さ
れるソフトウエアとして設けられる。動作の際には、衝
撃検出器11からの検出信号に基づいて衝突判定器31
が衝突か否かを判定し、衝突と判定したとき出力する衝
突確定信号を、制御回路13に対し、モータ駆動回路2
9へのモータOFF信号及びリレーOFF信号として供
給することにより、図2の実施例と同様の機能を実現す
る。
【0028】この場合の衝突判定器31も、衝撃検出器
11と同様、車両のエアバッグ装置に設けられるか或い
は既存のものを利用できる。そして、エアバッグ装置の
衝突判定手段として動作する制御部が衝突と判定したと
き、エアバッグを開くように指示する信号を電動パワー
ステアリング装置の制御回路に送り、それに基づいて電
動パワーステアリング装置の作動を停止することができ
る。
【0029】更に、衝突判定器31として、車両の走行
状態を監視する監視カメラからの映像に基づいて衝突を
判定するように構成されたものを用いてもよい。
【0030】以上、図示の実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限らない。例えば、電源からモ
ータ駆動回路への給電路に設けられる給電切換手段は、
リレーに限らず、半導体スイッチのような電子スイッチ
その他の切換器を使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電動パワーステアリング装置の概略構成を示す
図。
【図2】実施例の制御回路の機能的構成を示すブロック
図。
【図3】図2の制御回路の動作を示すフローチャート。
【図4】別の実施例の制御回路の機能的構成を示すブロ
ック図。
【符号の説明】
1…ハンドル、2…シャフト、3…トルクセンサ、4…
減速ギア、5a,5b…ユニバーサルジョイント、7…
ピニオンラック機構、9…クラッチ、10…モータ、1
1…衝撃検出器、12…車速センサ、13…電子制御回
路、14…バッテリ、15…イグニッションキー、21
…位相補償器、22…電流指令値演算器、23…メモ
リ、24…減算器、25…比例演算器、26…積分演算
器、27…微分補償器、28…加算器、29…モータ駆
動回路、30…モータ電流検出回路、31…衝撃判定
器、32…リレー接点。
フロントページの続き Fターム(参考) 3D032 CC21 CC32 DA15 DA23 DA64 DA76 DA99 DB20 DC01 DC02 DC03 DC17 DC33 DC38 DE09 EC21 EC22 EC27 FF10 3D033 CA03 CA11 CA13 CA16 CA20 CA21 CA23 CA31 CA32

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両のハンドルの操舵トルクを検出するト
    ルクセンサと、該トルクセンサの検出信号に応じて操舵
    補助駆動を行うモータと、該モータを作動させるモータ
    駆動回路と、該モータ駆動回路への給電・非給電を切り
    換える給電切換手段と、前記モータ駆動回路を作動状態
    にするとき前記給電切換手段を給電状態とし、前記トル
    クセンサの検出した操舵トルクの大きさに応じて前記モ
    ータ駆動回路によるモータ駆動を制御する制御回路とを
    具備した電動パワーステアリング装置において、 前記車両に対する衝撃を検出する衝撃検出手段を設け、
    該衝撃検出手段からの検出信号に基づいて前記制御回路
    により当該車両の衝突か否かを判定し、衝突と判定した
    ときは前記モータの駆動を停止すると共に前記給電切換
    手段を非給電状態にすることを特徴とする電動パワース
    テアリング装置。
  2. 【請求項2】車両のハンドルの操舵トルクを検出するト
    ルクセンサと、該トルクセンサの検出信号に応じて操舵
    補助駆動を行うモータと、該モータを作動させるモータ
    駆動回路と、該モータ駆動回路への給電・非給電を切り
    換える給電切換手段と、前記モータ駆動回路を作動状態
    にするとき前記給電切換手段を給電状態とし、前記トル
    クセンサの検出した操舵トルクの大きさに応じて前記モ
    ータ駆動回路によるモータ駆動を制御する制御回路とを
    具備した電動パワーステアリング装置において、 前記車両に対する衝撃を検出する衝撃検出手段と、該衝
    撃検出手段からの検出信号に基づいて当該車両の衝突か
    否かを判定する衝突判定手段とを設け、該衝突判定手段
    が衝突と判定したとき、前記制御回路が前記モータ駆動
    回路に前記モータの駆動を停止させると共に前記給電切
    換手段を非給電状態にすることを特徴とする電動パワー
    ステアリング装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の電動パワーステアリング装
    置において、前記衝撃検出手段及び前記衝突判定手段は
    前記車両に搭載したエアバッグ装置に設けられたもので
    あることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  4. 【請求項4】請求項1乃至3のいずれか記載の電動パワ
    ーステアリング装置において、前記衝突判定手段は、前
    記車両の走行状態を監視する監視カメラからの映像によ
    り衝突か否かを判定するように構成したことを特徴とす
    る電動パワーステアリング装置。
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