JP2001130434A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異常時のアシスト禁止機能を保持し、かつ他
システムからの正常な操舵要求信号を最大限加味して補
助トルクを発生することができる電動パワーステアリン
グ装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 電動機７と、操舵トルクセンサ１６と、
電動機７を制御する制御手段５と、電動機７を駆動する
電動機駆動手段６と、電動機電流検出手段１７と、操舵
トルクセンサ１６からの出力と電動機電流検出手段１７
からの出力が所定の禁止条件を第１の所定時間Ｔ１以上
継続した場合に電動機駆動手段６による電動機７の駆動
を禁止する補助禁止手段３０とを備える電動パワーステ
アリング装置において、補助禁止手段３０は、操舵トル
クセンサ１６からの出力と電動機電流検出手段１７から
の出力が所定の禁止条件を第１の所定時間Ｔ１より短い
第２の所定時間Ｔ２以上継続した場合に、他システム４
０に操舵要求信号ΔＩを解除する要求信号ＳＣを出力す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機パワーをス
テアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽減
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】電動パワーステアリング装置は、電動機
の駆動力を直接利用してドライバの操舵力をアシストす
る。しかし、電動パワーステアリング装置は、制御手段
の異常等によって望ましくない電動機による補助トルク
が発生した場合、ドライバの意思に反して操舵力をアシ
ストする。そこで、電動パワーステアリング装置には、
望ましくない補助トルク（電動機の駆動状況）を検知
し、電動機によるアシストを禁止する補助禁止手段が備
わっているものがある。本願出願人による特開平１１−
５９４４６号には、手動操舵トルクの方向と補助トルク
の方向が所定時間以上異なる場合に電動機による駆動を
禁止する補助禁止手段を備えた電動パワーステアリング
装置が記載されている。この電動パワーステアリング装
置は、ドライバによる手動操舵トルクの大きさと方向を
検出する操舵トルクセンサと、電動機に流れる電流の大
きさと方向を検出する電動機電流検出手段を備える。そ
して、補助禁止手段は、検出した手動操舵トルクの方向
と検出した電動機に流れる電流の方向（すなわち、補助
トルクの方向）が一致か不一致かを判定し、不一致が所
定時間以上継続した場合には電動パワーステアリング装
置の制御手段に電動機による駆動を禁止する信号を送信
する。また、手動操舵トルクと電動機電流の流れる方向
だけでなく、手動操舵トルクの大きさと方向および電動
機電流の大きさと方向の関係からアシスト禁止領域を設
定したマップによって判定する補助禁止手段を備える電
動パワーステアリング装置もある。

【０００３】また、車両には、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃ
ｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＴＣＳ（Ｔｒａｃｔ
ｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）や左右駆動力
配分装置等の様々なシステムが搭載されている。これら
のシステムは、左右の操舵輪のブレーキ力や駆動力等を
制御するため、ドライバの意思に反して望ましくない操
舵力が発生する場合がある。そこで、これらの他システ
ムは、望ましくなく操舵力を補正するために、操舵要求
信号を電動パワーステアリング装置に送信する。そし
て、電動パワーステアリング装置は、この操舵要求信号
を加味して電動機を駆動し、補助トルクを発生させる。
したがって、操舵要求信号が電動パワーステアリング装
置に入力された場合、電動機電流は、ドライバのステア
リング操作をアシストする電流成分と、他システムによ
る望ましくない操舵力を補正する電流成分が含まれるこ
とになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電動パ
ワーステアリング装置は、ドライバによる手動操舵トル
クが発生していない時に、他システムからの操舵要求信
号により、ドライバの意思に反する補助トルクを発生さ
せなければならない場合がある。この場合、補助禁止手
段は、手動操舵トルクの大きさと方向および電動機電流
の大きさと方向の関係がアシストを禁止する関係（すな
わち、前記したアシスト禁止領域）と判定し、電動機の
駆動力によるアシストを禁止してしまう。そのため、電
動パワーステアリング装置には他システムからの操舵要
求信号による補助トルクが発生しないので、他システム
によって発生した望ましくない操舵力が補正されない。

【０００５】さらに、他システムのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒ
ａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の暴走等によ
って異常な操舵要求信号が出力された場合、異常な補助
トルクが発生する。そこで、電動パワーステアリング装
置は、システムから送信される操舵要求信号が正常か異
常かを判定し、正常な場合にのみ操舵要求信号を加味し
た補助トルクを発生させなければならない。勿論、電動
パワーステアリング装置は、他システムから操舵要求信
号を受け入れている場合にも、制御手段に異常が発生し
た時には電動機によるアシストを禁止しなければならな
い。

【０００６】そこで、本発明の課題は、異常時のアシス
ト禁止機能を保持し、かつ他システムからの正常な操舵
要求信号を最大限加味して補助トルクを発生することが
できる電動パワーステアリング装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング
系に補助トルクを付加する電動機と、前記ステアリング
系に作用する手動操舵トルクの大きさと方向とを検出す
る操舵トルクセンサと、少なくとも前記操舵トルクセン
サからの出力と他システムからの操舵要求信号に基づい
て前記電動機を制御する制御手段と、前記制御手段から
の電動機制御信号に基づいて前記電動機を駆動する電動
機駆動手段と、前記電動機に流れる電流の大きさと方向
を検出する電動機電流検出手段と、前記操舵トルクセン
サからの出力と前記電動機電流検出手段からの出力が所
定の禁止条件を第１の所定時間以上継続した場合に前記
電動機駆動手段による前記電動機の駆動を禁止する補助
禁止手段とを備える電動パワーステアリング装置におい
て、前記補助禁止手段は、前記操舵トルクセンサからの
出力と前記電動機電流検出手段からの出力が前記所定の
禁止条件を前記第１の所定時間より短い第２の所定時間
以上継続した場合に、前記他システムに前記操舵要求信
号を解除する要求信号を出力することを特徴とする。こ
の電動パワーステアリング装置によれば、第２の所定時
間内では他システムの操舵要求信号を加味して電動機を
制御するので、第２の所定時間内では他システムの操舵
要求信号を加味した補助トルクを発生する。さらに、電
動パワーステアリング装置は、正常な操舵要求信号によ
って所定の禁止条件が満たされていても、第１の所定時
間以上継続する前に他システムからの操舵要求信号を解
除させるので、電動機の駆動を禁止しない。

【０００８】なお、所定の禁止条件とは、手動操舵トル
クと電動機電流の関係がドライバの意思に反するような
補助トルクが発生する関係にあることを表す条件であ
る。本実施の形態では、図５に示すマップＭのアシスト
禁止領域Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ内に手動操舵トルクの
大きさと方向および電動機電流の大きさと方向が位置す
る関係にある場合である。なお、アシスト禁止領域Ｍ
ａ，Ｍｂは１００ｍＳ以上継続して入るとアシストが禁
止される領域であり、アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄは１
ｍＳでも入るとアシストが禁止される領域である。ま
た、第１の所定時間とは、手動操舵トルクと電動機電流
の関係が所定の禁止条件を満たすが、実際の走行中には
満たされる可能のある条件であるため、第１の所定時間
内は所定の禁止条件を満たしても電動機によるアシスト
を禁止しない時間である。本実施の形態では、１００ｍ
Ｓである。また、第２の所定時間とは、電動パワーステ
アリング装置が他システムの操舵要求信号を受け入れる
時間かつ正常な操舵要求信号によって電動機によるアシ
ストが禁止されない時間であり、第１の所定時間未満の
値に設定される。本実施の形態では、８０ｍＳである。
また、他システムは、ＡＢＳ、ＴＣＳや左右駆動力配分
装置等の電動パワーステアリング装置に操舵要求信号を
出力するシステムであり、システムを特に限定しない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る電動パワーステアリング装置の実施の形態を説明す
る。図１は電動パワーステアリング装置の全体構成図、
図２は電動パワーステアリング装置の制御手段のブロッ
ク構成図、図３は電動パワーステアリング装置の駆動制
御手段の論理回路図、図４は電動パワーステアリング装
置の電動機駆動手段の回路図、図５は電動パワーステア
リング装置の補助禁止手段でアシスト禁止領域を検索す
るマップである。

【００１０】本発明に係る電動パワーステアリング装置
は、ドライバの操舵力をアシストするために、電動機の
駆動力で補助トルクを発生させる。そのために、電動パ
ワーステアリング装置は、電動機を制御する制御手段を
備えるとともに、補助トルクがドライバの意思に反する
ものであればアシストを禁止するために補助禁止手段を
備える。さらに、電動パワーステアリング装置は、他シ
ステムの制御によって発生した望ましくない操舵力を補
正するために、補助禁止手段の機能を保持したままで他
システムからの操舵要求信号を最大限に受け入れて補助
トルクを発生させる。なお、本実施の形態に係る電動パ
ワーステアリング装置は、制御手段内に補助禁止手段を
構成し、制御手段の主となるＣＰＵと別に補助禁止手段
のＣＰＵを備える。

【００１１】まず、図１を参照して、電動パワーステア
リング装置１の構成について説明する。電動パワーステ
アリング装置１は、ドライバによるステアリングホイー
ル３の操舵時に、手動操舵力発生手段２によってマニュ
アルステアリングで前輪４，４を転動させて車両の向き
を変える。さらに、電動パワーステアリング装置１は、
制御手段５からの電動機制御信号ＶＯに基づいて電動機
駆動手段６で電動機電圧ＶＭを発生し、この電動機電圧
ＶＭで電動機７を駆動して補助操舵力（補助トルク）を
発生させ、手動操舵力発生手段２による手動操舵力を軽
減する。

【００１２】手動操舵力発生手段２は、ステアリングホ
イール３に一体に設けられたステアリング軸８に連結軸
９を介してステアリング・ギアボックス１０内に設けた
ラック＆ピニオン機構１１のピニオン１１ａが連結され
る。なお、連結軸９は、その両端に自在継ぎ手９ａ，９
ｂを備える。ラック＆ピニオン機構１１は、ピニオン１
１ａに噛み合うラック歯１１ｂがラック軸１２に形成さ
れ、ピニオン１１ａとラック歯１１ｂの噛み合いによ
り、ピニオン１１ａの回転をラック軸１２の横方向の往
復運動とする。さらに、ラック軸１２には、その両端に
タイロッド１３，１３を介して、転動輪としての左右の
前輪４，４が連結される。

【００１３】補助操舵力（補助トルク）を発生させるた
めに、電動機７が、ラック軸１２と同軸上に配設され
る。そして、電動機７の回転がラック軸１２と同軸に設
けられたボールねじ機構１４を介して推力に変換され、
この推力をラック軸１２（ボールねじ軸１４ａ）に作用
させる。

【００１４】制御手段５は、車速センサ１５、操舵トル
クセンサ１６、電動機電流検出手段１７の各検出信号
Ｖ，ＴＳ，ＩＭＯおよび他システム４０から操舵要求信
号ΔＩが入力される。そして、制御手段５は、これらの
検出信号Ｖ，ＴＳ，ＩＭＯと操舵要求信号ΔＩに基づい
て電動機７に流す電動機電流ＩＭの大きさと方向を決定
し、電動機駆動手段６に電動機制御信号ＶＯを出力す
る。制御手段５は、各種演算や処理等を行うＣＰＵ、入
力信号変換手段、信号発生手段、記憶手段等で構成され
る。さらに、制御手段５は、別のＣＰＵで処理を行う補
助禁止手段３０（図２参照）も構成に含む。

【００１５】制御手段５は、補助禁止手段３０によっ
て、手動操舵トルクと電動機電流が図５に示すアシスト
禁止領域Ｍａ，Ｍｂ内に１００ｍＳ（第１の所定時間）
以上継続して存在する場合には、電動機７による補助ト
ルクの発生を禁止する。さらに、制御手段５は、他シス
テム４０からの操舵要求信号ΔＩを補助トルクに最大限
（１００ｍＳ中の８０ｍＳ間）加味するために、他シス
テム４０に操舵要求解除信号ＳＣを送信する。なお、操
舵要求解除信号ＳＣは、手動操舵トルクと電動機電流が
図５に示すアシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ内に８０ｍＳ
（第２の所定時間）以上継続して存在する場合に出力さ
れる。

【００１６】車速センサ１５は、スピードメータ（図示
せず）内に配設され、車両の速度を検出する。そして、
車速センサ１５は、検出した車速に対応したアナログ電
気信号の車速信号Ｖを制御手段５に送信する。なお、車
速センサ１５は、電動パワーステアリング装置１に車速
信号Ｖを送信するためだけに設けられるものでなく、他
のシステムにも車速信号Ｖを送信する。

【００１７】操舵トルクセンサ１６は、ステアリング・
ギアボックス１０内に配設され、ドライバによる手動操
舵トルクの大きさと方向を検出する。そして、操舵トル
クセンサ１６は、検出した手動操舵トルクに対応したア
ナログ電気信号の手動操舵トルク信号ＴＳを制御手段５
に送信する。

【００１８】電動機電流検出手段１７は、電動機７に対
して直列に接続された抵抗またはホール素子等を備え、
電動機７に実際に流れる電動機電流ＩＭの大きさと方向
を検出する。そして、電動機電流検出手段１７は、電動
機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯを制御手段
５にフィードバック（負帰還）する。

【００１９】電動機駆動手段６は、電動機制御信号ＶＯ
に基づいて電動機電圧ＶＭを電動機７に印加し、電動機
７を駆動する。電動機駆動手段６は、例えば、図４に示
すように４個のパワーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄのスイッチング素子からなるブ
リッジ回路および電源電圧（１２ｖ）６ｅで構成され
る。パワーＦＥＴ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの各ゲートＧ
１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に電動機制御信号ＶＯが入力され
ると、電動機制御信号ＶＯに基づいて電動機７に電動機
電圧ＶＭが印加される。すると、電動機７には電動機電
流ＩＭが流れ、電動機７は電動機電流ＩＭに比例したト
ルクを発生する。なお、電動機駆動手段６の動作につい
ては後で詳細に説明する。

【００２０】次に、図２を参照して制御手段５の構成に
ついて説明する。制御手段５は、Ａ／Ｄ変換手段２０，
２１、目標電流信号設定手段２２、減算手段２３、偏差
演算手段２４、駆動制御手段２５、補助禁止手段３０か
ら構成される。なお、補助禁止手段３０は、制御手段５
の主となるＣＰＵとは別のＣＰＵで制御され、制御手段
５の主となるＣＰＵの暴走等を監視する。

【００２１】Ａ／Ｄ変換手段２０は、不図示のＦ−Ｖコ
ンバータを介して車速センサ１５から入力された車速信
号Ｖをアナログ信号からディジタル信号に変換し、この
ディジタル変換された車速信号Ｖを目標電流信号設定手
段２２に出力する。Ａ／Ｄ変換手段２１は、操舵トルク
センサ１６から入力された手動操舵トルク信号ＴＳをア
ナログ信号からディジタル信号に変換し、この変換され
た手動操舵トルク信号ＴＳを目標電流信号設定手段２２
と禁止領域判定手段３１に出力する。

【００２２】目標電流信号設定手段２２は、ＲＯＭ（Ｒ
ｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶手段を備
え、予め実験値または設計値に基づいて設定した手動操
舵トルク信号ＴＳおよび車速信号Ｖと目標電流信号ＩＭ
Ｓの対応するデータを記憶している。そして、目標電流
信号設定手段２２は、手動操舵トルク信号ＴＳおよび車
速信号Ｖをアドレスとして対応する目標電流信号ＩＭＳ
を読み出し、目標電流信号ＩＭＳを減算手段２３に出力
する。ちなみに、目標電流信号ＩＭＳは、車速信号Ｖに
対して、路面反力の大きい低速の場合には大きい値が対
応づけられ、走行時の安定性を確保するために高速の場
合には小さい値が対応づけられている。また、目標電流
信号ＩＭＳは、手動操舵トルク信号ＴＳに対して、手動
操舵トルク信号ＴＳが０近傍では０に対応づけられ、所
定の手動操舵トルク信号ＴＳ以上になると手動操舵トル
ク信号ＴＳの増加に従って増加する値に対応づけられ
る。なお、目標電流信号ＩＭＳは、電動機７に流すこと
ができる最大電流が規定されているので、最大目標電流
以下に設定される。

【００２３】減算手段２３は、減算器またはソフト制御
の減算機能を備え、目標電流信号設定手段２２からの目
標電流信号ＩＭＳと他システム４０からの操舵要求信号
ΔＩが入力され、偏差演算手段２４に補正目標電流信号
ＩＭＳ’を出力する。減算手段２３は、目標電流信号Ｉ
ＭＳから操舵要求信号ΔＩを減算して補正目標電流信号
ＩＭＳ’（＝ＩＭＳ−ΔＩ）を算出し、操舵要求信号Δ
Ｉを目標電流信号ＩＭＳに加味している。なお、操舵要
求信号ΔＩは、他システム４０がドライバのステアリン
グ操作と同方向に操舵力を作用させている場合にはプラ
ス値であり、他システム４０がドライバのステアリング
操作と逆方向に操舵力を作用させている場合にはマイナ
ス値である。

【００２４】偏差演算手段２４は、減算器またはソフト
制御の減算機能を備え、減算手段２３からの補正目標電
流信号ＩＭＳ’と電動機電流検出手段１７からの電動機
電流信号ＩＭＯが入力され、駆動制御手段２５に偏差信
号ΔＩＭを出力する。偏差演算手段２４は、補正目標電
流信号ＩＭＳ’から電動機電流信号ＩＭＯを減算し、偏
差信号ΔＩＭ（＝ＩＭＳ’−ＩＭＯ）を算出する。

【００２５】駆動制御手段２５は、ＰＩＤコントロー
ラ、ＰＷＭ信号発生手段および論理回路等を備え、偏差
演算手段２４からの偏差信号ΔＩＭが入力され、電動機
駆動手段６に電動機制御信号ＶＯを出力する。駆動制御
手段２５は、まず偏差信号ΔＩＭにＰ（比例）、Ｉ（積
分）およびＤ（微分）制御を行い、さらに偏差信号ΔＩ
Ｍの大きさおよび極性に対応したＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、
オン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦを生成する。ＰＷＭ信
号ＶＰＷＭは、電動機駆動手段６のパワーＦＥＴ６ａの
ゲートＧ１またはパワーＦＥＴ６ｂのゲートＧ２に入力
され（図３、図４参照）、偏差信号ΔＩＭの大きさに応
じてパワーＦＥＴ６ａまたはパワーＦＥＴ６ｂをＰＷＭ
駆動する信号である。なお、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭがゲー
トＧ１かゲートＧ２のどちらのゲートに入力されるか
は、偏差信号ΔＩＭの極性によって決まる。また、ゲー
トＧ１またはゲートＧ２のうちＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入
力されないゲートにはオフ信号ＶＯＦが入力され、パワ
ーＦＥＴ６ａまたはパワーＦＥＴ６ｂはオフされる。そ
して、ゲートＧ１にＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力される場
合には、パワーＦＥＴ６ｄのゲートＧ４にオン信号ＶＯ
Ｎが入力され、パワーＦＥＴ６ｄがオン駆動される。他
方、ゲートＧ２にＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力される場合
には、パワーＦＥＴ６ｃのゲートＧ３にオン信号ＶＯＮ
が入力され、パワーＦＥＴ６ｃがオン駆動される。

【００２６】さらに、駆動制御手段２５は、論理回路を
備え、補助禁止手段３０からの補助禁止信号ＳＢが入力
され、この補助禁止信号ＳＢに従って電動機駆動手段６
に電動機制御信号ＶＯを出力する。補助禁止信号ＳＢが
電動機７によるアシストを許可する信号の場合、駆動制
御手段２５は、電動機制御信号ＶＯとして偏差信号ΔＩ
Ｍの大きさおよび極性に対応したＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、
オン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦを各ゲートＧ１，Ｇ
２，Ｇ３，Ｇ４に出力する（図３、図４参照）。他方、
補助禁止信号ＳＢが電動機７によるアシストを禁止する
信号の場合、駆動制御手段２５は、電動機制御信号ＶＯ
としてオフ信号ＶＯＦを全てのゲートＧ１、Ｇ２，Ｇ
３，Ｇ４に出力する（図３、図４参照）。

【００２７】補助禁止手段３０は、禁止領域判定手段３
１、計時手段３２、所定時間設定手段３３、第１時間比
較手段３４および第２時間比較手段３５から構成され
る。補助禁止手段３０は、制御手段５のＣＰＵの暴走等
によって電動機７が異常駆動されることを禁止するため
に、手動操舵トルクＴＳを基準にして実際に電動機７に
流れている電動機電流ＩＭを監視する。さらに、補助禁
止手段３０は、制御手段５の異常検出および他システム
４０の操舵要求信号ΔＩの異常検出を行いながら、他シ
ステム４０からの操舵要求信号ΔＩを最大限受け入れ可
能な構成となっている。

【００２８】禁止領域判定手段３１は、ＲＯＭ等の記憶
手段を備え、予め実験値または設計値に基づいて設定し
た手動操舵トルクＴＳと電動機電流の関係を示すマップ
Ｍ（図５参照）を記憶している。禁止領域判定手段３１
は、Ａ／Ｄ変換器２１からの手動操舵トルク信号ＴＳと
電動機電流検出手段１７からの電動機電流信号ＩＭＯが
入力され、禁止領域判定信号ＳＡを計時手段３２に出力
する。

【００２９】禁止領域判定手段３１で使用されるマップ
は、図５に示すマップＭである。マップＭは、横軸が操
舵トルクセンサ１６で検出した手動操舵トルクＴＳ［ｋ
ｇｆ・ｃｍ］であり、縦軸が電動機電流検出手段１７で
検出した実際に電動機７に流れる電動機電流ＩＭ［Ａ］
である。手動操舵トルクＴＳのプラス領域（横軸の原点
（０）の右側領域）はステアリングホイール３に右旋回
方向の手動操舵トルクが入力された場合に対応し、手動
操舵トルクＴＳのマイナス領域（横軸の原点（０）の左
側領域）はステアリングホイール３に左旋回方向の手動
操舵トルクが入力された場合に対応する。また、電動機
電流ＩＭのプラス領域（縦軸の原点（０）の上側領域）
は電動機７が右旋回方向のトルクを出力する場合に対応
し、電動機電流ＩＭのマイナス領域（縦軸の原点（０）
の下側領域）は電動機７が左旋回方向のトルクを出力す
る場合に対応する。マップＭのアシスト禁止領域Ｍａ，
Ｍｂは、手動操舵トルクＴＳに対して望ましくない電動
機電流ＩＭの領域であるが、ダンピング制御や電動機７
に対するイナーシャ制御を考慮すると実際の走行中には
入る領域なので、１００ｍＳ間は許容する領域である。
マップＭのアシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄは、ダンピング
制御やイナーシャ制御を考慮しても入らない領域である
ため、即座に電動機７によるアシストを禁止する領域で
ある。

【００３０】禁止領域判定手段３１は、マップＭを検索
し、手動操舵トルクＴＳと電動機電流ＩＭの関係がマッ
プＭのアシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂのどちらかの領域に
ある場合には禁止領域判定信号ＳＡとして論理レベル０
を設定し、アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｂ外
の場合には禁止領域判定信号ＳＡとして論理レベル１を
設定する。禁止領域判定信号ＳＡの論理レベルの設定
は、前記設定に限定されず、計時手段３２の論理回路の
構成等に対応して設定する。なお、禁止領域判定手段３
１は、マップＭを検索し、手動操舵トルクＴＳと電動機
電流ＩＭの関係がマップＭのアシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍ
ｄのいずれかの領域にある場合には、直接、駆動制御手
段２５に電動機７によるアシストを禁止するため、補助
禁止信号ＳＢとして論理レベル１を出力する。

【００３１】計時手段３２は、タイマを備え、禁止領域
判定手段３１からの禁止領域判定信号ＳＡが入力され、
計時信号ＴＣを第１時間比較手段３４および第２時間比
較手段３５に出力する。計時手段３２は、禁止領域判定
信号ＳＡが０になると時間計測を開始し、計測した時間
を計時信号ＴＣとして出力する。また、計時手段３２
は、禁止領域判定信号ＳＡが１になると計測した時間を
リセットする。

【００３２】所定時間設定手段３３は、ＲＯＭ等の記憶
手段を備え、アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂの許容時間Ｔ
１（第１の所定時間）として１００ｍＳを第１時間比較
手段３４に出力する。なお、許容時間Ｔ１は、手動操舵
トルクＴＳと電動機電流ＩＭの関係がマップＭのアシス
ト禁止領域Ｍａ，Ｍｂのどちらかの領域にある場合に電
動機７によるアシストを許容する時間である。また、所
定時間設定手段３３は、他システム４０の操舵要求信号
ΔＩを目標電流信号ＩＭＳに加味するために、操舵要求
信号ΔＩの受入時間Ｔ２（第２の所定時間）として８０
ｍＳを第２時間比較手段３５に出力する。なお、受入時
間Ｔ２は、許容時間Ｔ１未満の時間かつ操舵要求信号Δ
Ｉを最大限に受け入れることができる時間かつ許容時間
Ｔ１内に操舵要求信号ΔＩを解除可能な時間に設定す
る。ちなみに、操舵要求信号ΔＩを解除可能な時間を１
０ｍＳとすると、受入時間Ｔ２間に減算手段２３で目標
電流信号ＩＭＳから操舵要求信号ΔＩが減算され、操舵
要求信号ΔＩを約８９％（＝８０ｍＳ×１００％／９０
ｍＳ）受け入れる。また、（許容時間Ｔ１−受入時間Ｔ
２）間に操舵要求信号ΔＩの出力が解除される。そのた
め、手動操舵トルクＴＳと電動機電流ＩＭの関係が、操
舵要求信号ΔＩによってマップＭのアシスト禁止領域Ｍ
ａ，Ｍｂにある場合には、（許容時間Ｔ１−受入時間Ｔ
２）の間にアシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ外となる。すわ
なち、他システム４０から正常に操舵要求信号ΔＩが出
力されている場合には、操舵要求信号ΔＩによって電動
機７によるアシストが禁止されない。

【００３３】第１時間比較手段３４は、計時手段３２か
らの計時信号ＴＣと所定時間設定手段３３からの許容時
間Ｔ１が入力され、補助禁止信号ＳＢを駆動制御手段２
５に出力する。第１時間比較手段３４は、計時信号ＴＣ
が許容時間Ｔ１以上となると補助禁止信号ＳＢとして論
理レベル１を設定し、計時信号ＴＣが許容時間Ｔ１未満
の場合には補助禁止信号ＳＢとして論理レベル０を設定
する。すなわち、計時信号ＴＣが許容時間Ｔ１以上とな
る場合、補助禁止手段３０は、制御手段５または他シス
テム４０が異常と判断し、電動機７によるアシストを禁
止する。なお、補助禁止信号ＳＢの論理レベルの設定
は、前記設定に限定されず、駆動制御手段２５の論理回
路の構成等に対応して設定する。

【００３４】第２時間比較手段３５は、計時手段３２か
らの計時信号ＴＣと所定時間設定手段３３からの受入時
間Ｔ２が入力され、他システム４０に操舵要求解除信号
ＳＣを出力する。第２時間比較手段３５は、計時信号Ｔ
Ｃが受入時間Ｔ２以上となると操舵要求解除信号ＳＣと
して論理レベル１を設定し、他システム４０に操舵要求
信号ΔＩの出力を解除させる。つまり、（許容時間Ｔ１
−受入時間Ｔ２）間に、操舵要求解除信号ＳＣとして論
理レベル１を他システム４０に送信し、そして他システ
ム４０に操舵要求信号ΔＩの出力を停止させる。その結
果、操舵要求信号ΔＩが要因となって手動操舵トルクＴ
Ｓと電動機電流ＩＭの関係がマップＭのアシスト禁止領
域Ｍａ，Ｍｂにある場合には、他システム４０から操舵
要求信号ΔＩの出力が停止すると、禁止領域判定手段３
１では禁止領域判定信号ＳＡが論理レベル０から１に切
り替わる。そして、計時手段３２では計測中の時間がリ
セットされ、第１時間比較手段３４では計時信号ＴＣが
許容時間Ｔ１以上とならないため補助禁止信号ＳＢとし
て論理レベル０が設定される。他方、第２時間比較手段
３５は、計時信号ＴＣが受入時間Ｔ２未満の場合には操
舵要求解除信号ＳＣとして論理レベル０を設定し、他シ
ステム４０に操舵要求信号ΔＩの出力を許可する。さら
に、操舵要求解除信号ＳＣによって操舵要求信号ΔＩの
出力が一旦解除されると、禁止領域判定手段３１では禁
止領域判定信号ＳＡが論理レベル０から１に切り替わ
る。そして、計時手段３２では計測中の時間がリセット
され、第２時間比較手段３５では計時信号ＴＣが受入時
間Ｔ２以上とならないため、操舵要求解除信号ＳＣとし
て論理レベル０が設定され、再度、他システム４０に対
して操舵要求信号ΔＩの出力を許可する。なお、操舵要
求解除信号ＳＣの論理レベルの設定は、前記設定に限定
されず、他システムの論理回路の構成等に対応して設定
する。

【００３５】なお、他システム４０がＣＰＵの暴走等に
より異常な操舵要求信号ΔＩを出力している場合があ
る。この場合、第２時間比較手段３５から操舵要求解除
信号ＳＣとして論理レベル１を他システム４０に出力し
ても、他システム４０は、ＣＰＵが暴走しているため、
操舵要求信号ΔＩの出力を解除しない。そのため、異常
な操舵要求信号ΔＩによって手動操舵トルクＴＳと電動
機電流ＩＭの関係がマップＭのアシスト禁止領域Ｍａ，
Ｍｂに許容時間Ｔ１（１００ｍＳ）以上継続するので、
補助禁止手段３０は、第１時間比較手段３４から補助禁
止信号ＳＢとして論理レベル１を出力し、電動機７によ
るアシストを禁止する。すなわち、補助禁止手段３０
は、他システム４０の異常検出も行う。なお、第２時間
比較手段３５から操舵要求解除信号ＳＣとして論理レベ
ル１を他システム４０に出力しても操舵要求信号ΔＩの
出力が解除されない場合には、操舵要求信号ΔＩを制御
手段５でキャンセルするように構成してもよい。

【００３６】補助禁止手段３０は、手動操舵トルクＴＳ
と電動機電流ＩＭの関係がマップＭのアシスト禁止領域
Ｍａ，Ｍｂのどちらかの領域に許容時間Ｔ１（１００ｍ
Ｓ）以上継続する場合には、制御手段５または他システ
ム４０が異常であると判断する。そして、補助禁止手段
３０は、駆動制御手段２５に補助禁止信号ＳＢとして論
理レベル１を出力し、電動機７の駆動の停止を促す。駆
動制御手段２５は、補助禁止信号ＳＢとして論理レベル
１が入力されると、電動機制御信号ＶＯとしてオフ信号
ＶＯＦを全てのゲートＧ１、Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に出力す
る（図３、図４参照）。すると、電動機駆動手段６では
電動機７への電動機電圧ＶＭが０Ｖとなるため、電動機
７は駆動されず、補助トルクを発生しない。さらに、補
助禁止手段３０は、手動操舵トルクＴＳと電動機電流Ｉ
Ｍの関係がマップＭのアシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂのど
ちらかの領域に受入時間Ｔ２（８０ｍＳ）以上継続する
場合には、他システム４０に操舵要求解除信号ＳＣとし
て論理レベル１を出力し、他システム４０の操舵要求信
号ΔＩの出力の解除を促す。すると、他システム４０
は、操舵要求解除信号ＳＣの論理レベルが０になるま
で、操舵要求信号ΔＩの出力を停止する。この結果、電
動パワーステアリング装置１は、一時的に他システム４
０の操舵要求信号ΔＩを受け入れないが、操舵要求信号
ΔＩによって電動機７によるアシストを禁止することも
ない。

【００３７】なお、制御手段５および補助禁止手段３０
は、アナログ回路で構成してもよい。

【００３８】ここで、補助禁止信号ＳＢによって電動機
７によるアシストが禁止される電動パワーステアリング
装置１の動作を説明するために、駆動制御手段２５の論
理回路および電動機駆動手段６の回路について説明す
る。

【００３９】まず、図３を参照して、駆動制御手段２５
の論理回路２５ａの構成について説明する。論理回路２
５ａは、ＮＯＴゲートと論理積演算手段からなる論理回
路２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅを備える。各ＮＯＴ
ゲート２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ、２５ｉは、補助禁止手
段３０の第１時間比較手段３４からの補助禁止信号ＳＢ
が入力され、論理積演算手段２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，
２５ｍに補助禁止信号ＳＢの論理レベルを反転出力す
る。各論理積演算手段２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍ
は、各ＮＯＴゲート２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ、２５ｉの
出力とＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮまたはオフ
信号ＶＯＦが入力され、パワーＦＥＴ６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄの各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に電動機制
御信号ＶＯを出力する。各論理積演算手段２５ｊ，２５
ｋ，２５ｌ，２５ｍは、ＮＯＴゲート２５ｆ，２５ｇ，
２５ｈ、２５ｉの出力が０の場合（すなわち、補助禁止
信号ＳＢの論理レベル１で電動機７のアシストを禁止す
る場合）には、全て論理レベル０（オフ信号ＶＯＦ）を
出力する。他方、各論理積演算手段２５ｊ，２５ｋ，２
５ｌ，２５ｍは、ＮＯＴゲート２５ｆ，２５ｇ，２５
ｈ、２５ｉの出力が１の場合（すなわち、補助禁止信号
ＳＢの論理レベル０で電動機７のアシストを許可する場
合）には、入力されたＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号Ｖ
ＯＮまたはオフ信号ＶＯＦをそのまま出力する。なお、
電動機制御信号ＶＯは、論理積演算手段２５ｊ，２５
ｋ，２５ｌ，２５ｍから出力されるＰＷＭ信号ＶＰＷ
Ｍ、オン信号ＶＯＮおよびオフ信号ＶＯＦであり、ＰＷ
Ｍ信号ＶＰＷＭのデューティ比で電動機電圧ＶＭを決定
し、オン信号ＶＯＮとオフ信号ＶＯＦで電動機７の回転
方向を決定する。

【００４０】次に、図４を参照して、電動機駆動手段６
の回路の構成について説明する。電動機駆動手段６は、
４個のパワーＦＥＴ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄでブリッジ
回路が構成され、電源電圧６ｅから１２ｖの電圧が供給
される。さらに、電動機駆動手段６は、電動機７がパワ
ーＦＥＴ６ａとパワーＦＥＴ６ｄの間に直列にかつパワ
ーＦＥＴ６ｂとパワーＦＥＴ６ｃの間に直列に接続され
る。パワーＦＥＴ６ａ，６ｂは、各ゲートＧ１，Ｇ２に
ＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオフ信号ＶＯＦが入力され、
ＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力されて論理レベル１の時にオ
ンする。パワーＦＥＴ６ｃ，６ｄは、各ゲートＧ３，Ｇ
４にオン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦが入力され、
オン信号ＶＯＮが入力された時にオンする。なお、電動
機７に印加される電動機電圧ＶＭは、ＰＷＭ信号ＶＰＷ
Ｍのデューティ比によって決定される。そして、電動機
７に流れる電動機電流ＩＭは、電動機電圧ＶＭに対応す
る。例えば、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭのデューティ比が７
（論理レベル１）：３（論理レベル０）の場合、１２Ｖ
×（７／１０）＝８．４Ｖが電動機電圧ＶＭとなり、電
動機７に連続して８．４Ｖが印加されていることにな
る。

【００４１】それでは、図３および図４を参照して、補
助禁止手段３０が補助禁止信号ＳＢを論理レベル０とし
て出力している場合の電動パワーステアリング装置１の
動作について説明する。

【００４２】ドライバによってステアリングホイール３
が時計回り方向に操作されている（車両を右旋回しよう
としている）場合、論理積演算手段２５ｊの入力端子に
ＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力され、論理積演算手段２５
ｋ，２５ｌの入力端子にオフ信号ＶＯＦが入力され、論
理積演算手段２５ｍの入力端子にオン信号ＶＯＮが入力
される。この時、補助禁止手段３０からの補助禁止信号
ＳＢが論理レベル０（すなわち、電動機７によるアシス
トが許可）の場合には、各論理積演算手段２５ｊ，２５
ｋ，２５ｌ，２５ｍは、入力されたＰＷＭ信号ＶＰＷ
Ｍ、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦと同じ信号を
各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に出力する。すると、
パワーＦＥＴ６ａはゲートＧ１にＰＷＭ信号ＶＰＷＭが
入力されてＰＷＭ駆動し、パワーＦＥＴ６ｂ，６ｃは各
ゲートＧ２，Ｇ３にオフ信号ＶＯＦが入力されてオフ
し、パワーＦＥＴ６ｄはゲートＧ４にオン信号ＶＯＮが
入力されてオン駆動する。そして、電動機電流ＩＭが、
電源電圧６ｅ→パワーＦＥＴ６ａ→電動機７→パワーＦ
ＥＴ６ｄ→ＧＮＤ６ｆの経路で流れる（図４の矢印方
向）。その結果、電動機７が、例えば正回転し、車両が
右方向に旋回する補助トルクを発生する。

【００４３】他方、ドライバによってステアリングホイ
ール３が反時計回り方向に操作されている（車両を左旋
回しようとしている）場合、論理積演算手段２５ｋの入
力端子にＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力され、論理積演算手
段２５ｊ，２５ｍの入力端子にオフ信号ＶＯＦが入力さ
れ、論理積演算手段２５ｌの入力端子にオン信号ＶＯＮ
が入力される。この時、補助禁止手段３０からの補助禁
止信号ＳＢが論理レベル０（すなわち、電動機７による
アシストが許可）の場合には、各論理積演算手段２５
ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍは、入力されたＰＷＭ信号
ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦと同じ
信号を各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に出力する。す
ると、パワーＦＥＴ６ｂはゲートＧ２にＰＷＭ信号ＶＰ
ＷＭが入力されてＰＷＭ駆動し、パワーＦＥＴ６ａ，６
ｄは各ゲートＧ１，Ｇ４にオフ信号ＶＯＦが入力されて
オフし、パワーＦＥＴ６ｃはゲートＧ３にオン信号ＶＯ
Ｎが入力されてオン駆動する。そして、電動機電流ＩＭ
が、電源電圧６ｅ→パワーＦＥＴ６ｂ→電動機７→パワ
ーＦＥＴ６ｃ→ＧＮＤ６ｆの経路で流れる。その結果、
電動機７が、逆回転し、車両が左方向に旋回する補助ト
ルクを発生する。

【００４４】次に、図３および図４を参照して、補助禁
止手段３０が補助禁止信号ＳＢを論理レベル１として出
力している場合の電動パワーステアリング装置１の動作
について説明する。

【００４５】前記したように制御手段５のＣＰＵの暴走
等によって、補助禁止手段３０が、補助禁止信号ＳＢと
して論理レベル１（すなわち、電動機７によるアシスト
が禁止）を出力する場合がある。この場合、全ての論理
積演算手段２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍは、各ＮＯ
Ｔゲート２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉから論理レベ
ル０が入力されるため、論理レベル０（すなわち、オフ
信号ＶＯＦ）を各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に出力
する。すると、パワーＦＥＴ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ
は、全てオフする。その結果、電動機電圧ＶＭが電動機
７に印加されない。したがって、電動機電流ＩＭが電動
機７に流れないため、電動機７は回転駆動されず、補助
トルクは発生しない。

【００４６】この電動パワーステアリング装置１によれ
ば、補助禁止手段３０に第２時間比較手段３５を追加す
るのみで、正常な操舵要求信号ΔＩによって電動機７に
よるアシストを禁止しない範囲で、操舵要求信号ΔＩを
最大限受け入れることができる。勿論、電動パワーステ
アリング装置１は、制御手段５および他システム４０の
操舵要求信号ΔＩの異常時には、電動機７によるアシス
トを禁止することができる。

【００４７】以上、本発明は、前記の実施の形態に限定
されることなく、様々な形態で実施される。例えば、第
２の所定時間である受入時間Ｔ２を８０ｍＳに設定した
が、前記した条件を満たすなら他の時間に設定してもよ
い。また、第１の所定時間である許容時間Ｔ１を１００
ｍＳに設定したが、他の時間に設定してもよいし、手動
操舵トルクＴＳに応じて設定時間Ｔ１を可変としてもよ
い。また、所定の禁止条件を図５に示すマップＭで表し
たが、他のマップによるアシスト禁止領域や手動操舵ト
ルクの大きさおよび方向と電動機電流の大きさおよび方
向を比較する禁止条件等、特に限定しない。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係る電動パワーステアリング装
置は、第１の所定時間より短い第２の所定時間内では他
システムの操舵要求信号を加味して電動機を制御する。
そのため、電動パワーステアリング装置は、制御手段等
の異常時には電動機の駆動力によるアシストを禁止でき
るとともに、他システムの操舵要求信号を最大限受け入
れて、補助トルクを発生することができる。さらに、電
動パワーステアリング装置は、正常な操舵要求信号によ
って所定の禁止条件が満たされていても、第１の所定時
間以上継続する前に他システムからの操舵要求信号の出
力を解除するので、正常な操舵要求信号によって電動機
によるアシストを禁止しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装
置の全体構成図である。

【図２】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装
置の制御手段のブロック構成図である。

【図３】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装
置の駆動制御手段の論理回路図である。

【図４】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装
置の電動機駆動手段の回路図である。

【図５】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装
置の補助禁止手段でアシスト禁止領域を検索するマップ
である。

【符号の説明】

１・・・電動パワーステアリング装置 ５・・・制御手段 ６・・・電動機駆動手段 ７・・・電動機 １６・・・操舵トルクセンサ １７・・・電動機電流検出手段 ３０・・・補助禁止手段 ４０・・・他システム

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D032 CC35 DA15 DA23 DA64 DC01 DC02 DC03 DC07 DC08 DC09 DC33 DC35 DC40 DD02 DD10 DD17 DE09 EA01 EB11 EC23 GG01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA20 CA21 CA31 CA32

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング系に補助トルクを付加する
   電動機と、前記ステアリング系に作用する手動操舵トル
   クの大きさと方向とを検出する操舵トルクセンサと、少
   なくとも前記操舵トルクセンサからの出力と他システム
   からの操舵要求信号に基づいて前記電動機を制御する制
   御手段と、前記制御手段からの電動機制御信号に基づい
   て前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、前記電動機
   に流れる電流の大きさと方向を検出する電動機電流検出
   手段と、前記操舵トルクセンサからの出力と前記電動機
   電流検出手段からの出力が所定の禁止条件を第１の所定
   時間以上継続した場合に前記電動機駆動手段による前記
   電動機の駆動を禁止する補助禁止手段とを備える電動パ
   ワーステアリング装置において、 前記補助禁止手段は、前記操舵トルクセンサからの出力
   と前記電動機電流検出手段からの出力が前記所定の禁止
   条件を前記第１の所定時間より短い第２の所定時間以上
   継続した場合に、前記他システムに前記操舵要求信号を
   解除する要求信号を出力することを特徴とする電動パワ
   ーステアリング装置。