JP2007230275A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動パワーステアリング装置において、ステアリングの直進位置を簡易に検知すること。
【解決手段】 電動パワーステアリング装置１０において、電動モータ２０の周期的回転位置を検出するモータ回転角センサ８０と、ラック軸１４の左右の直線ストロークの中立点θａを認知するラック中立点認知手段７０を有し、ラック中立点認知手段７０は、車両の停車状態において、電動モータ２０の正逆回転制御によりラック軸１４を左右のストローク端まで駆動し、ラック軸１４の左右のストローク端のそれぞれに対応するモータ回転角センサ８０の検出結果に基づき、左ストローク端に対応する左端回転角θ1と右ストローク端に対応する右端回転角θ2との相対角度差の中央値をラック軸１４の中立点θａとして演算するもの。
【選択図】 図３

Description

本発明は電動パワーステアリング装置に関する。

従来、電動パワーステアリング装置として、ステアリング軸の操舵力を検出するトルクセンサと、ステアリング軸の回転角を検出する舵角センサと、トルクセンサと舵角センサの検出結果に応じて電動モータを制御するコントローラを有し、運転者がステアリングホイールに加える操作力を電動モータの回転力によりアシストするものがある。コントローラは、電動モータの正逆回転を動力伝達機構によりラック軸の左右の直線ストロークに変換し、ラック軸に連結される車輪を左右に転舵するものである。

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置では、コントローラが、車両が直進する条件のもとで、舵角センサからの出力値を一定時間平均して得た平均値を、舵角センサの中立出力値として補正する学習制御を行ない、この中立出力値をメモリに記憶させている。これにより、コントローラは、舵角センサの出力値が中立位置から外れているときには誤差を補正し、電動モータによるステアリングの中立復帰制御の向上を図る。
特開平7-132845

しかしながら従来技術では、車両のメンテナンス等のバッテリ電源の交換によりコントローラへの給電が断たれてメモリに記憶させてあった舵角センサの中立出力値を喪失した場合、またステアリング系の構成部品の交換によって記憶された舵角センサの中立出力値がステアリングの新たな中立位置（直進位置）から変化した場合には、舵角センサの中立出力値を従来の学習制御により新たに求めるために所定の車両走行による学習時間を必要とする。

尚、ステアリングホイールの中立位置を求めるために、ラック軸の左右のストローク端の位置を検出したり、ステアリングホイールの回転角度を直接検出するには、新たに絶対角度検出センサを追加する等、複雑な検出システムを構築する必要がある。

本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、ステアリングの舵角中立位置（直進位置）を簡易に検知することにある。

請求項１の発明は、電動モータの正逆回転を動力伝達機構によりラック軸の左右の直線ストロークに変換し、ラック軸に連結される車輪を左右に操舵する電動パワーステアリング装置において、電動モータの周期的回転位置を検出するモータ回転角センサと、ラック軸の左右の直線ストロークの中立点を認知するラック中立点認知手段を有し、ラック中立点認知手段は、車両の停車状態において、電動モータの正逆回転制御によりラック軸を左右のストローク端まで駆動し、ラック軸の左右のストローク端のそれぞれに対応するモータ回転角センサの検出値に基づく、左ストローク端に対応する左端回転角と右ストローク端に対応する右端回転角との相対角度差から、ラック軸の中立点及び又は、操舵角の中立点を演算するようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ラック中立点認知手段が演算したラック軸の中立点を記憶するラック中立点メモリを付帯的に備えるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記ラック中立点認知手段が、バッテリ電源が復活し、かつイグニッションキーのオン信号を受信したことを条件に、前記ラック中立点認知動作を行なうようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記ラック中立点認知手段が、前記ラック中立点認知動作中はエンジンを始動不能にするようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において更に、前記ラック中立点認知手段が、前記ラック中立点認知動作を行なうに先立ち、当該ラック中立点認知動作が開始されることを報知する報知手段を付帯的に備えるようにしたものである。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において更に、前記ラック中立点認知手段が、前記ラック中立点認知動作の完了後、当該ラック中立点認知動作が完了したことを報知し、かつエンジンが始動可能になったことを報知する報知手段を付帯的に備えるようにしたものである。

請求項７の発明は、請求項２〜６の発明において更に、前記車両の走行状態において、車両の直進条件のもとで、前記モータ回転角センサの検出結果を一定時間平均した平均値を、ラック軸の中立点として補正する学習手段を有し、学習手段の学習結果により前記ラック中立点メモリの記憶値を更新するようにしたものである。

（請求項１）
(a)ラック中立点認知手段が、車両の停車状態において、電動モータの正逆回転制御によりラック軸を左右のストローク端まで駆動し、ラック軸の左右のストローク端のそれぞれに対応するモータ回転角センサの検出値に基づく、左ストローク端に対応する左端回転角と右ストローク端に対応する右端回転角との相対角度差から、ラック軸の中立点及び又は、操舵角の中立点を演算する。電動モータが有しているモータ回転角センサを用いる簡易な構成により、ラック軸の左右の直線ストロークの略中立点、換言すればステアリングの直進位置を簡易に認知できる。

バッテリ電源の交換によりコントローラへの給電が断たれメモリが消えても、またステアリング系の構成部品等の交換によってステアリングの中立位置が変化してしまっても、車両の停車状態において即座にステアリングの直進位置を認知できる。

ステアリングの直進位置を簡易に認知することにより、ステアリングの中立復帰制御の向上を図ることができる。

また、ステアリングの左右のストローク端でのラック軸とギヤハウジングの衝突を回避するストロークエンド衝撃緩和制御の向上を図ることもできる。

（請求項２）
(b)ラック中立点認知手段が演算したラック軸の中立点をラック中立点メモリにより記憶できる。

（請求項３）
(c)ラック中立点認知手段が、バッテリ電源が復活し、かつイグニッションキーのオン信号を受信したことを条件に、自動的に前述(a)のラック中立点認知動作を行なうことができる。

（請求項４）
(d)ラック中立点認知手段が、前述(a)のラック中立点認知動作中はエンジンを始動不能にし、車両の安全性を確保できる。

（請求項５）
(e)ラック中立点認知手段が、前述(a)のラック中立点認知動作を行なうに先立ち、当該ラック中立点認知動作が開始されることを報知する報知手段を備える。これにより、運転者及び点検者に対し、ラック中立点認知動作の開始に対する注意を喚起できる。

（請求項６）
(f)ラック中立点認知手段が、前述(a)のラック中立点認知動作の完了後、当該ラック中立点認知動作が完了したことを報知し、かつエンジンが始動可能になったことを報知する報知手段を備える。これにより、運転者及び点検者に対し、ラック中立点認知動作が完了し、エンジンが始動可能になったことを報知できる。

（請求項７）
(g)学習手段の学習結果により前述(b)のラック中立点メモリの記憶値を車両走行中に常に更新できる。

図１は電動パワーステアリング装置を示す正面図、図２は電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図、図３は電動パワーステアリング装置の制御系を示すブロック図である。

電動パワーステアリング装置１０は、図１に示す如く、ギヤハウジング１１を分割した、第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂを有するものにし、このギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）にステアリングホイールが連結された入力軸１２（ステアリング軸）を支持し、入力軸１２にトーションバー１３（不図示）を介して出力軸（不図示）を連結し、この出力軸にピニオン（不図示）を設け、このピニオンに噛合うラック軸１４をギヤハウジング１１に左右方向に直線移動可能に支持している。入力軸１２と出力軸の間には、操舵トルクセンサ４１を設けている。操舵トルクセンサ４１は、ステアリングホイールに加えた手動操舵の操舵トルクに起因するトーションバーの弾性ねじり変形により、入力軸１２と出力軸の間に生ずる相対回転変位量に基づき、操舵トルクを検出し、操舵トルク信号Ｔsを出力する。

電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４の両端部をギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ、第２ギヤハウジング１１Ｂ）の両側に突出し、それらの端部にタイロッド１５Ａ、１５Ｂを連結し、ラック軸１４の直線移動に連動するタイロッド１５Ａ、１５Ｂを介して、左右の車輪を転舵可能にする。

電動パワーステアリング装置１０は、図２に示す如く、電動モータ２０を取付ボルト２１（不図示）によりホルダ２２に固定し、このホルダ２２を取付ボルト２３により第１ギヤハウジング１１Ａに着脱可能にしている。第１ギヤハウジング１１Ａに取付けられて第１ギヤハウジング１１Ａの内部に挿入されたホルダ２２は、ギヤハウジング１１Ａ、１１Ｂの内周との間に一定の間隙を有し、第１ギヤハウジング１１Ａに対するホルダ２２の揺動を許され、ホルダ２２に後述する如くに支持する駆動プーリ２４と従動プーリ３６に巻掛けられるベルト３７の張力を調整可能にする。

このとき、ホルダ２２は、駆動プーリ２４の中心軸２５を支持し、電動モータ２０の回転軸２０Ａの軸端のジョイント２６Ａと、中心軸２５の軸端のジョイント２６Ｂを、それらの周方向複数位置に設けた歯の間にゴム等の中間ジョイント２６Ｃを挟む状態で、互いに軸方向から係着する。駆動プーリ２４は中心軸２５の両端部を軸受２７、２８によりホルダ２２に両端支持される。２９は軸受２８の外輪固定用止め輪である。

電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４にボールねじ３０を設け、ボールねじ３０にボール３１を介して噛合うボールナット３２を有し、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）に支持した軸受３３によりボールナット３２を回転自在に支持する。３４は軸受３３の外輪固定用ナットである。ボールナット３２の外周には、ロックナット３５により従動プーリ３６が固定される。

電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０の側の駆動プーリ２４と、ボールナット３２の側の従動プーリ３６にベルト３７を巻掛け、電動モータ２０の回転を駆動プーリ２４、ベルト３７、従動プーリ３６経由でボールナット３２に伝え、ひいてはラック軸１４の直線ストロークに変換し、該ラック軸１４を直線移動させる。これにより、電動モータ２０はステアリング系に操舵アシスト力を付与するものになる。

電動パワーステアリング装置１０は、第１ギヤハウジング１１Ａに支持されているラック軸１４を第２ギヤハウジング１１Ｂに通し、第１ギヤハウジング１１Ａに取付けられているホルダ２２を第２ギヤハウジング１１Ｂで覆い、第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂを複数の締結ボルト１６で締結する。このとき、第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂは、図２に示す如く、複数の筒状ノックピン１６Ａにより、それらノックピン１６Ａの両端部のそれぞれを打ち込まれて位置合せされた後、各ノックピン１６Ａに挿通される締結ボルト１６により螺合締結される。一部の締結ボルト１６はノックピン１６Ａを通って第１ギヤハウジング１１Ａに螺着され、他の締結ボルト１６はノックピン１６Ａを通って第２ギヤハウジング１１Ｂに螺着される。

電動パワーステアリング装置１０は、ギヤハウジング１１Ａ、１１Ｂに支持されるラック軸１４の振れを小さくするため、以下の構成を備える。

第２ギヤハウジング１１Ｂにおいて、第１ギヤハウジング１１Ａに支持したボールナット３２に相対する部分をブッシュ支持部１７とし、ボールナット３２とブッシュ支持部１７とにブッシュ４０を架け渡す。ブッシュ４０は、ボールナット３２の先端側内周部に圧入されて固定的に設けられ、ブッシュ支持部１７の内周部に回転摺動可能に支持される状態で、ラック軸１４を直線摺動可能に支持する。

ブッシュ４０は、金属等からなる筒体の外周の軸方向における一部をブッシュ支持部１７との摺動部とし、内周の全部をラック軸１４との摺動部とする。摺動部は、含油ポリアセタール樹脂、又は四フッ化エチレン樹脂等の潤滑被膜層を筒体の表面にコーティング等にて設けたものである。

電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０のための以下のコントローラ５０を有する（図３）。

コントローラ５０は、操舵トルクセンサ４１と車速センサ４２を付帯的に備える。操舵トルクセンサ４１は、前述の如く、ステアリング系の操舵トルクを検出して操舵トルク信号Ｔsをコントローラ５０に出力する。車速センサ４２は、車両の速度を検出し、車速信号Ｖsをコントローラ５０に出力する。

コントローラ５０は、マイクロプロセッサを基本に、各種演算処理手段、信号発生手段、メモリ等を有し、操舵トルク信号Ｔs、車速信号Ｖsに基づき、Ｐ（比例制御）及びＩ（積分制御）を施した駆動制御信号Ｖo（ＰＷＭ信号）を生成し、これによってモータ駆動手段４３を駆動制御する。

モータ駆動手段４３は、例えば４個のパワーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、又はＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラトランジスタ）等のスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成され、駆動制御信号Ｖoに基づくモータ電圧Ｖmを出力し、電動モータ２０を駆動する。ステアリングホイールが時計回り方向に操舵されているときには、電動モータ２０を例えば正回転させて前輪が時計回り方向に向くようにステアリング系に操舵アシスト力を付与する。

コントローラ５０は、電流検出手段４４を付帯的に備える。電流検出手段４４は、電動モータ２０に実際に流れるモータ電流Ｉmを検出し、モータ電流Ｉmに対応する検出電流信号Ｉmoをコントローラ５０にフィードバック（負帰還）する。

コントローラ５０は、目標電流設定手段５１、偏差演算手段５２、電流制御演算手段５３を有する。

目標電流設定手段５１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリを備え、操舵トルクセンサ４１が出力する操舵トルク信号Ｔsと、この操舵トルク信号Ｔsと車速センサ４２が出力する車速信号Ｖsに基づいて予めメモリに記憶されている目標電流信号Ｉmaマップから、車速信号Ｖsをパラメータにした操舵トルク信号Ｔsに対するアシスト電流信号Ｉmaを読み出し、これを目標電流信号Ｉmsとして偏差演算手段５２に出力する。

偏差演算手段５２は、目標電流信号Ｉmsと検出電流信号Ｉmoの偏差（Ｉms−Ｉmo）を演算し、偏差信号ΔＩを電流制御演算手段５３に出力する。

電流制御演算手段５３は、目標電流信号Ｉmsと検出電流信号Ｉmoの偏差信号ΔＩに応じ、電動モータ２０のモータ駆動手段４３に方向（電動モータ２０の回転方向）極性信号Ｂｒ及びデューティ比に相当するＰＷＭ信号Ｖoを与える。

電流制御演算手段５３は、ＰＩ（比例・積分）制御手段５４、ＰＷＭ信号発生手段５５から構成される。

ＰＩ制御手段５４は、比例感度ＫPを発生して比例制御する比例要素５４Ａと、積分ゲインＫIを発生して積分制御する積分要素５４Ｂと、比例要素５４Ａと積分要素５４Ｂの出力信号を加算する加算器５４Ｃを備える。比例要素５４Ａと積分要素５４Ｂは並列接続され、比例要素５４Ａは偏差信号ΔＩに比例感度ＫPを乗じた比例信号ＩPを、積分要素５４Ｂは偏差信号ΔＩに積分ゲインＫIを有する積分処理を施した積分信号ＩIを、それぞれ加算器５４Ｃに出力する。加算器５４Ｃは比例信号ＩPと積分信号ＩIを加算し、比例・積分信号ＩPI（ＩP＋ＩI）をＰＷＭ信号発生手段５５に向けて出力する。

ＰＷＭ信号発生手段５５は、比例・積分信号ＩPIの方向と大きさに対応する方向極性信号Ｂｒ及びデューティ比に相当するＰＷＭ信号を駆動制御信号Ｖoとしてモータ駆動手段４３に向けて出力する。モータ駆動手段４３はモータ駆動電圧Ｖmで電動モータ２０を駆動する。

従って、コントローラ５０は電動パワーステアリング装置１０の電動モータ２０に対して以下の如くのアシスト制御を行なう。

(1)操舵トルクセンサ４１が検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ２０を駆動しない。

(2)操舵トルクセンサ４１が検出した操舵トルクが所定値を超えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ２０を駆動して通常回転させ、アシスト制御する。電動モータ２０の回転力が駆動プーリ２４、ベルト３７、従動プーリ３６経由でボールナット３２に伝えられ、ボールねじ３０を介してラック軸１４を直線ストロークさせる操舵アシスト力になる。

しかるに、電動パワーステアリング装置１０は、コントローラ５０に車両の停車時や走行時に、運転者がステアリングホイールから手離ししたとき、ステアリングホイールの舵角を自動的に中立復帰させ、停車後の始動時に運転者が車輪の切れ角を意識する必要をなくしたり、又は走行中のセルフアライニングトルク大きさに影響されずに、ステアリングホイールをスムースに直進位置に戻すための、中立復帰手段６０を備え、同時にステアリングの直進位置を認知するためのラック中立点認知手段７０を備える。

このとき、電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイールの舵角センサに代え、電動モータ２０の周期的回転位置を検出するモータ回転角センサ８０を有する。電動モータ２０は、特開2003-65753に記載される如くのブラシレスモータからなり、モータ回転角センサ８０として、電動モータ２０のロータの回転位置を検出するホールセンサ（レゾルバでも可）を用いることができる。モータ回転角センサ８０からのモータ回転角信号は、ラックとピニオンの減速比及びモータボールナット減速比に基づき、操舵回転角度θとして推定算出できる。以下の説明におけるモータ回転角センサ８０の回転角信号θは、上記の推定算出された操舵回転角度θを意味する。

また、電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４の左右のストローク端を検知する左センサ８１と右センサ８２を付帯的に備える。左右のセンサ８１、８２は、例えばフォトセンサ、近接センサ、マイクロスイッチ等から構成でき、ギヤハウジング１１の左右端に取着される検知手段と、ラック軸１４の左右端に取着される被検体からなり、検知手段が被検体に近接したときに、ラック軸１４がストローク端に達したことの検知信号を出力する。尚、左右センサ８１、８２に代えて、モータの電流検出手段４４からのロック電流値を検出してストローク端を検知しても良い。

ラック中立点認知手段７０は、ラック軸１４の左右の直線ストロークの略中間点を認知し、結果としてステアリングの直進位置として認知する。ラック中立点認知手段７０は、バッテリ電源７１が復活し、かつイグニッションキー７２がオン信号を受信したこと、本実施例では更に運転者によりラック中立点認知スイッチ７３がオン操作されたことを条件に、ラック中立点認知動作を以下の如くに行なう。

(1)ラック中立点認知手段７０は、車両の停車状態（Ｖs＝Ｔs＝0）において、電動モータ２０の正逆回転制御によりラック軸１４を左右のストローク端まで駆動する。このとき、ラック中立点認知手段７０は、ラック軸１４を左右のストローク端まで駆動するための給電信号Ｉm1、Ｉｍ2を偏差演算手段５２に出力し、電流制御演算手段５３を介して、電動モータ２０のモータ駆動手段４３に方向（電動モータ２０の回転方向）極性信号Ｂｒ及びデューティ比に相当するＰＷＭ信号Ｖoを与える。

(2)ラック中立点認知手段７０は、上述(1)の電動モータ２０の正逆回転制御の結果として、モータ回転角センサ８０の回転角信号θを入力する。ラック中立点認知手段７０は、ラック軸１４の左右のストローク端を検知する左センサ８１と右センサ８２の検知信号を得るとともに、これによって検知されたラック軸１４の左右のストローク端のそれぞれに対応するモータ回転角センサ８０の回転角信号θ1、θ2を得て、左ストローク端に対応する左端回転角θ1と右ストローク端に対応する右端回転角θ2との相対角度差の中央値（θ1＋θ2）／2をラック軸１４の中立点θaとして演算する。

(3)ラック中立点認知手段７０が演算した上述(2)のラック軸１４の中立点θaを、ラック中立点メモリ７４に記憶させる。

尚、ラック中立点認知手段７０は、上述(1)〜(3)のラック中立点認知動作の完了までは車両のエンジンを始動不能にする。

また、ラック中立点認知手段７０は、運転者に対する報知手段９０を付帯的に備える。報知手段９０は、上述(1)〜(3)のラック中立点認知動作を行なうに先立ち、当該ラック中立点認知動作が開始されることを報知する。また、報知手段９０は、上述(1)〜(3)のラック中立点認知動作の完了後、当該ラック中立点認知動作が完了したことを報知し、かつ車両のエンジンが始動可能になったことを報知する。

コントローラ５０は、ラック中立点学習手段７５を有する。ラック中立点学習手段７５は、モータ回転角センサ８０の回転角信号θを入力し、車両の走行中に、操舵トルクセンサ４１からの操舵トルク信号Ｔs、車速センサ４２からの車速信号Ｖs等に基づき、車両が安定して直進走行できるトルク条件、車速条件等において、モータ回転角センサ８０からの回転角信号θを一定時間平均した平均値を、ラック軸１４の新たな中立点θａとして補正する。ラック中立点学習手段７５の学習結果により、ラック中立点メモリ７４の記憶値は車両走行時に更新される。

中立復帰手段６０は、操舵トルクセンサ４１、車速センサ４２の検出結果（Ｔs、Ｖs）と、モータ回転角センサ８０の検出（θ）と、ラック中立点メモリ７４の記憶値（θa）を得て、以下の如くにステアリングホイールの中立復帰動作を行なう。

中立復帰手段６０は、車両の停車時に、車両の手動操舵休止（ステアリングホイールからの手離し等）を判断し、モータ回転角センサ８０の検出回転角θがラック中立点メモリ７４の記憶値θａに比較して中立位置外にあるとき、中立復帰処理を行ない、該回転角を中立位置に復帰させるように電動モータ２０を回転させて自動操舵せしめる。本実施例では、車速センサ４２の検出結果が車速Ｖs＝0km／時であることに基づいて車両の停車を判断する。また、操舵トルクセンサ４１の検出結果が操舵トルクＴs≒0kgf・cmであることに基づいて手動操舵休止を判断する。

中立復帰手段６０は、回転角信号θsをパラメータとし、各回転角信号θsに応じてステアリングホイールを適切に中立位置に戻すに最適な適正角速度信号ωsマップを予め定めるとともに、角速度信号ωsをパラメータとし、角速度信号ωsを実現するに必要な電動モータ２０のための補正電流信号Ｉmbマップを予め定め、これらのマップをＲＯＭ（Read
Only Memory）等のメモリに記憶している。そして、中立復帰手段６０は、中立復帰処理において、モータ回転角センサ８０の検出回転角信号θを用いて該回転角θを中立位置に復帰させるに際し、電動モータ２０の回転による自動操舵の角速度（検出回転角信号θを微分処理して算出される角速度）を該検出回転角信号θに応ずる適正角速度信号ωsに合致させるに必要な、電動モータ２０の補正電流信号Ｉmbをそれらのマップから読み出し、これを加算器６２に向けて出力する。コントローラ５０は、目標電流設定手段５１が出力するアシスト電流信号Imaに、中立復帰手段６０の出力である補正電流信号Imbを加算器６２により加算したものを前述の目標電流信号Imsとし、これを偏差演算手段５２に向けて出力する。

中立復帰手段６０は、中立復帰処理による自動操舵中に、操舵トルクセンサ４１の検出結果により手動操舵休止解除を判断したとき、該自動操舵を解除する。これにより、コントローラ５０は通常のアシスト制御に戻る。

尚、中立復帰手段６０が中立復帰処理による自動操舵中に、イグニッションキーのオフが検出された場合、自動中立復帰処理の完了後にコントローラ５０を停止処理させる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ラック中立点認知手段７０が、車両の停車状態において、電動モータ２０の正逆回転制御によりラック軸１４を左右のストローク端まで駆動し、ラック軸１４の左右のストローク端のそれぞれに対応するモータ回転角センサ８０の検出結果に基づき、左ストローク端に対応する左端回転角と右ストローク端に対応する右端回転角との相対角度差の中央値をラック軸１４の中立点θａとして演算して操舵角の中立位置とする。電動モータ２０が有しているモータ回転角センサ８０を用いる簡易な構成により、ラック軸１４の左右の直線ストロークの中立点θａ、換言すればステアリングの直進位置を簡易に認知できる。

バッテリ電源７１の交換によりコントローラ５０への給電が断たれたり、ステアリング部品の交換等によってステアリングの中立位置が変化した場合であっても、ステアリングの直進位置を即座に認知できる。

ステアリングの直進位置を正しく認知することにより、ステアリングホイールの中立復帰制御の向上を図ることができる。

また、ステアリングの左右のストローク端でのラック軸１４とギヤハウジングの衝突を回避するストロークエンド衝撃緩和制御の向上を図ることもできる。

(b)ラック中立点認知手段７０が演算したラック軸１４の中立点θａをラック中立点メモリ７４により記憶できる。

(c)ラック中立点認知手段７０が、バッテリ電源７１が復活し、かつイグニッションキー７２のオン信号を受信したことを条件に、自動的に前述(a)のラック中立点θａの認知動作を行なうことができる。

(d)ラック中立点認知手段７０が、前述(a)のラック中立点θａ認知動作中はエンジンを始動不能にし、車両の安全性を確保できる。

(e)ラック中立点認知手段７０が、前述(a)のラック中立点認知動作を行なうに先立ち、当該ラック中立点認知動作が開始されることを報知する報知手段９０を備える。運転者及び車両の周囲にラック中立点認知動作の開始に対する注意を喚起できる。

(f)ラック中立点認知手段７０が、前述(a)のラック中立点認知動作の完了後、当該ラック中立点認知動作が完了したことを報知し、かつエンジンが始動可能になったことを報知する報知手段９０を備える。運転者及び車両の周囲にラック中立点認知動作が完了し、エンジンが始動可能になったことを報知できる。

(g)学習手段７５の学習結果により前述(b)のラック中立点メモリ７４の記憶値を車両走行中に常に更新できる。
尚、中立復帰手段６０として、自動中立操舵を一例としたが、ダンパー制御、中立収斂制御等を組合わせることもできる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１は電動パワーステアリング装置を示す正面図である。 図２は電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図である。 図３は電動パワーステアリング装置の制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 電動パワーステアリング装置
１４ ラック軸
２０ 電動モータ
５０ コントローラ
６０ 中立復帰手段
７０ ラック中立点認知手段
７１ バッテリ電源
７２ イグニッションキー
７３ ラック中立点認知スイッチ
７４ ラック中立点メモリ
７５ ラック中立点学習手段
８０ モータ回転角センサ
９０ 報知手段

Claims (7)

1. 電動モータの正逆回転を動力伝達機構によりラック軸の左右の直線ストロークに変換し、ラック軸に連結される車輪を左右に操舵する電動パワーステアリング装置において、
   電動モータの周期的回転位置を検出するモータ回転角センサと、
   ラック軸の左右の直線ストロークの中立点を認知するラック中立点認知手段を有し、
   ラック中立点認知手段は、車両の停車状態において、電動モータの正逆回転制御によりラック軸を左右のストローク端まで駆動し、ラック軸の左右のストローク端のそれぞれに対応するモータ回転角センサの検出値に基づき、左ストローク端に対応する左端回転角と右ストローク端に対応する右端回転角との相対角度差から、ラック軸の中立点及び又は、操舵角の中立点を演算することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記ラック中立点認知手段が演算したラック軸の中立点を記憶するラック中立点メモリを付帯的に備える請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記ラック中立点認知手段が、バッテリ電源が復活し、かつイグニッションキーのオン信号を受信したことを条件に、前記ラック中立点認知動作を行なう請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記ラック中立点認知手段が、前記ラック中立点認知動作中はエンジンを始動不能にする請求項１〜３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記ラック中立点認知手段が、前記ラック中立点認知動作を行なうに先立ち、当該ラック中立点認知動作が開始されることを報知する報知手段を付帯的に備える請求項１〜４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記ラック中立点認知手段が、前記ラック中立点認知動作の完了後、当該ラック中立点認知動作が完了したことを報知し、かつエンジンが始動可能になったことを報知する報知手段を付帯的に備える請求項１〜５のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記車両の走行状態において、車両の直進条件のもとで、前記モータ回転角センサの検出結果を一定時間平均した平均値を、ラック軸の中立点として補正する学習手段を有し、学習手段の学習結果により前記ラック中立点メモリの記憶値を更新する請求項２〜６のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。

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