JP2008238843A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングダンパ効果を期待できるとともに、ステアリングの不自然な挙動を防止できる電動パワーステアリング装置を供する。
【解決手段】第１猶予時間設定マップＭ１と猶予時間をより短く設定した第２猶予時間設定マップＭ２が記憶されたマップ記憶手段41と、トルク変化量ｄＴと電流変化量ｄImがともに各所定変化量より小さいときは第１猶予時間設定マップＭ１を選択し、それ以外では第２猶予時間設定マップＭ２を選択する猶予時間設定マップ選択手段44と、操舵トルクとモータ電流の組み合わせの点座標を、選択された猶予時間設定マップに照合して猶予時間を決定する猶予時間決定手段45と、決定された猶予時間に対応する領域に、前記点座標が該猶予時間継続して存在したときにモータ駆動停止と判断するモータ駆動停止判断手段46とからなるサブ制御システムを備え、モータ駆動停止判断手段がモータ駆動停止と判断したときは、メイン制御システムにより駆動制御されるモータの駆動を停止する電動パワーステアリング装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、運転者の操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵力を電動機の動力により補助するものであるから、運転者の操舵による操舵トルクの方向と電動機の駆動による補助トルクの方向は同じであるのが通常であり、正常な状態であるので、操舵トルクの方向と補助トルクの方向が異なる事態が生じたときは、ＣＰＵ等により構成される制御系のシステムの異常が考えられるので、このような事態に対処すべく別個にサブＣＰＵにより構成される第２の制御系を備えて監視するようにした例がある（例えば、特許文献１参照）。

同特許文献１には、操舵トルクの方向と補助トルクの方向が異なる状態が、所定時間（猶予時間）以上継続した場合は、モータの駆動を禁止する制御が開示されている。
以上のように、操舵トルクの方向と補助トルクの方向は、通常同じであるが、操舵切り返し時などでステアリングダンパ効果を持たせるために、操舵トルクの方向とは逆方向の補助トルクを働かせるように制御することがある。

前記特許文献１における制御でも、モータの駆動を禁止するのに所定時間以上継続を条件としているので、この所定時間に多少このステアリングダンパ効果を持たせることができるが、状態に応じてステアリングダンパ効果を適切に得るために、この所定時間を操舵トルクの大きさによって可変とした制御が別途提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−１１２２５１号公報 特許第３４１８０９８号公報

しかし、特許文献２の制御では、操舵トルクが小さいときに、十分なステアリングダンパ効果を得るために、長い所定時間が設定されているが、操舵トルクの方向と補助トルクの方向が異なる事態がシステム異常で生じているとすると、この比較的長い所定時間ダンパとしても働かないモータの余計な駆動が続くことになり、特にトルク変化が大きい場合等にステアリングの不自然な挙動として現われる。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、ステアリングダンパ効果を期待できるとともに、システム異常の場合等にステアリングの不自然な挙動を防止できる電動パワーステアリング装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、操舵トルクおよび車速に基づきアシストベース電流値を算出する操舵アシスト制御手段と、少なくとも操舵トルクの変化量に基づきダンパ電流を演算するダンパ電流演算手段とを備えて、前記アシストベース電流に前記ダンパ電流を加算した電流に基づき求めたアシスト目標電流に従ってモータを駆動制御して人力を補助するメイン制御システムを構成した電動パワーステアリング装置において、操舵トルクとモータ電流を２変数とした座標マップであり予め定めたモータ駆動停止領域内にモータ駆動を停止するための猶予時間を設定した猶予時間設定マップとして、第１猶予時間設定マップと猶予時間をより短く設定した第２猶予時間設定マップが記憶されたマップ記憶手段と、前記操舵トルクを微分してトルク変化量を算出するトルク変化量演算手段と、前記モータ電流を微分して電流変化量を算出する電流変化量演算手段と、前記トルク変化量と前記電流変化量がともに各所定変化量より小さいときは前記第１猶予時間設定マップを選択し、それ以外では前記第２猶予時間設定マップを選択する猶予時間設定マップ選択手段と、前記操舵トルクと前記モータ電流の組み合わせの点座標を、前記猶予時間設定マップ選択手段により選択された猶予時間設定マップに照合してモータ駆動停止領域にあれば対応する猶予時間を抽出し決定する猶予時間決定手段と、前記決定された猶予時間に対応する領域に、前記操舵トルクと前記モータ電流の組み合わせの点座標が該猶予時間継続して存在したときにモータ駆動停止と判断するモータ駆動停止判断手段とからなるサブ制御システムを備え、前記サブ制御システムのモータ駆動停止判断手段がモータ駆動停止と判断したときは、前記メイン制御システムにより駆動制御されるモータの駆動を停止する電動パワーステアリング装置とした。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、前記マップ記憶手段が記憶する前記第１猶予時間設定マップおよび前記第２猶予時間設定マップにおける前記モータ駆動停止領域は、前記操舵トルクの方向と前記モータの前記モータ電流により生じる補助トルクの方向とが互いに逆方向となる領域に主に存在することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の電動パワーステアリング装置において、前記マップ記憶手段が記憶する前記第１猶予時間設定マップと前記第２猶予時間設定マップは、モータ駆動停止領域を互いに同じ領域とし、同モータ駆動停止領域のうちの猶予時間を設定した領域をモータ電流に応じて複数の領域に分割し、各領域に対応してモータ駆動を停止するための猶予時間が設定され、猶予時間を設定した領域の分割された各領域はモータ電流が大きい領域ほど短い猶予時間が対応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によれば、猶予時間設定マップ選択手段によりトルク変化量と電流変化量がともに所定変化量より小さいときは第１猶予時間設定マップを選択し、それ以外では猶予時間をより短く設定した第２猶予時間設定マップを選択するので、モータ駆動を停止するための猶予時間は長短あるものの所要時に常に働き必要とされるステアリングダンパ効果は期待できるとともに、トルク変化量と電流変化量の少なくとも一方が大きくステアリングに挙動が生じ易い場合に、猶予時間を短くしてモータの駆動を短時間に停止してステアリングに不自然な挙動が発生するのを防止することができる。
そのため、メイン制御システムにシステム異常が生じた場合でもステアリングの不自然な挙動を防止することができる。

請求項２記載の電動パワーステアリング装置によれば、第１猶予時間設定マップおよび第２猶予時間設定マップにおけるモータ駆動停止領域は、操舵トルクの方向と前記モータのモータ電流により生じる補助トルクの方向とが互いに逆方向となる領域に主に存在するので、通常のステアリングの切り込み時にはモータ駆動を停止せずに操舵力を補助し、ステアリングの切り返し時などに猶予時間モータ駆動を駆動した後停止してステアリングダンパを働かせることができる。

請求項３記載の電動パワーステアリング装置によれば、猶予時間を設定した領域の分割された各領域はモータ電流が大きい領域ほど短い猶予時間が対応するので、システム異常時などにモータ電流が大きくステアリングの挙動が大きく現われる領域ではモータ駆動を停止するための猶予時間を短くして、短時間にモータの駆動を停止してステアリングの不自然な挙動を可及的に抑えることができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明する。
本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１の全体の概略後面図を図１に示す。

電動パワーステアリング装置１は、車両の左右方向（図１における左右方向に一致）に指向した略円筒状のラックハウジング２内にラック軸３が左右軸方向に摺動自在に収容されている。

ラックハウジング２の両端開口から突出したラック軸３の両端部にそれぞれジョイントを介してタイロッドが連結され、ラック軸３の移動によりタイロッドが動かされ、さらに転舵機構を介して車両の転舵輪が転舵される。

ラックハウジング２の右端部にステアリングギアボックス４が設けられている。
ステアリングギアボックス４には、ステアリングホイール（図示せず）が一体に取り付けられたステアリング軸にジョイントを介して連結される入力軸５が軸受を介して回動自在に軸支されており、図２に示すように入力軸５はステアリングギアボックス４内でトーションバー６を介して相対的なねじり可能に操舵ピニオン軸７と連結されている。

この操舵ピニオン軸７のはす歯７ａがラック軸３のラック歯３ａと噛合している。
したがってステアリングホイールの回動操作により入力軸５に伝達された操舵力は、トーションバー６を介して操舵ピニオン軸７を回動して操舵ピニオン軸７のはす歯７ａとラック歯３ａの噛合によりラック軸３を左右軸方向に摺動させる。

ラック軸３は、ラックガイドスプリング８に付勢されたラックガイド９により背後から押圧されている。

ステアリングギアボックス４の上部にはアシストモータ24が取り付けられ、アシストモータ24の駆動力を減速して操舵ピニオン軸７に伝達するウオーム減速機構10がステアリングギアボックス４内に構成されている。

ウオーム減速機構10は、操舵ピニオン軸７の上部に嵌着されたウオームホイール11にアシストモータ24の駆動軸に同軸に連結されたウオーム12が噛合して構成されている。

アシストモータ24の駆動力をこのウオーム減速機構10を介して操舵ピニオン軸７に作用させて操舵を補助する。
なお、アシストモータ24には、その回転駆動軸の回転を直接検出するロータリエンコーダ、レゾルバなどの回転角センサ27が設けられている。

ウオーム減速機構10のさらに上方に操舵トルクセンサ20が設けられている。
トーションバー６の捩れをコア21の軸方向の移動に変換し、コア21の移動をコイル22，23のインダクタンス変化に変えて操舵トルクＴを検出している。
なお、トーションバー６の捩れを光学的に検出するトルクセンサでもよい。

この操舵トルクをもとに制御され操舵を補助するアシストモータ24は、メインＣＰＵ30によるメイン制御システムにより駆動制御されており、このメイン制御システムを監視する別のサブＣＰＵ40によるサブ制御システムが付設されている。

以上のメイン制御システムおよびサブ制御システムの概略ブロック図を図３に示す。
まず、メインＣＰＵ30によるメイン制御システムにおいて、操舵トルクセンサ20が検出した操舵トルクＴと車速センサ25が検出した車速ｖに基づいて操舵アシスト制御手段31がアシストベース電流Ｉｂを演算し出力する。

アシストベース電流Ｉｂは、アシストモータ24を駆動するベースとなる電流で、操舵トルクＴが大きい程アシストベース電流Ｉｂは大きくして操舵する者の負担を軽減するのを基本として演算され、同じ操舵トルクでも車速が高速のときより低速のときの方がハンドルは重くなるのでアシストベース電流Ｉｂを大きくして操舵トルクを軽減する。

操舵アシスト制御手段31は、操舵トルクＴと車速ｖから上記のことを考慮して適切なアシストベース電流Ｉｂを演算する。
例えば、操舵トルクＴに対するアシストベース電流Ｉｂの最適な関係を所定の車速毎に予め決めておき、同関係をもとに操舵トルクＴと車速ｖからアシストベース電流Ｉｂを演算する。
さらに、ステアリング系の慣性トルクやモータの慣性トルクを補償する演算も加えてアシストベース電流Ｉｂを求めるようにしてもよい。

一方で、ダンパ電流演算手段32が操舵トルクＴと車速ｖに基づいてダンパ電流ΔＩを演算する。
ダンパ電流演算手段32は、操舵トルクＴを時間微分してトルク変化量ｄＴを求め、車速ｖに応じて予め設定しておいた微分定数をトルク変化量ｄＴに乗算して微分電流値であるダンパ電流ΔＩを算出する。
なお、トルク変化量ｄＴは、メインＣＰＵ30による演算サイクル（例えば、100ms）ごとの操舵トルクＴの今回値から前回値を減算した差として求められる。

こうしてダンパ電流演算手段32により算出されたダンパ電流ΔＩが、加算手段33により前記アシストベース電流Ｉｂに加算されて、アシスト目標電流Ｉｏが求められ、このアシスト目標電流Ｉｏは、電流フィードバック制御手段34に入力される。

電流フィードバック制御手段34には、アシストモータ24に備えられたモータ電流検出装置28により検出されたモータ電流Ｉｍがフィードバックして入力されている。
したがって、電流フィードバック制御手段34は、前記アシスト目標電流Ｉｏとフィードバックしたモータ電流Ｉｍとの差を０にするようにＰＩＤ演算し、演算結果に基づく駆動電流Ｉｄがモータ駆動回路27に出力され、モータ駆動回路27のＰＷＭ制御によってアシストモータ24が駆動される。

以上のメインＣＰＵ30によるメイン制御システムに対して、メイン制御システムを監視するサブＣＰＵ40によるサブ制御システムについて、以下説明する。
サブＣＰＵ40は、前記トルクセンサ20により検出された操舵トルクＴと前記モータ電流検出装置28により検出されたモータ電流Ｉｍを入力して操舵トルクＴとモータ電流Ｉｍに基づいてメインＣＰＵ30を監視し、アシストモータ24の駆動を停止するか否かを判断する。

サブＣＰＵ40によるサブ制御システムには、マップ記憶手段41が付随しており、図５に示す予め作成された第１猶予時間設定マップＭ１と第２猶予時間設定マップＭ２の２種類が記憶されている。
猶予時間設定マップＭ１，Ｍ２は、操舵トルクＴとモータ電流Ｉｍを２変数とした直交座標マップであり予め定めたモータ駆動停止領域内にモータ駆動を停止するための猶予時間を設定したものである。

猶予時間設定マップＭ１，Ｍ２は、横軸を操舵トルクＴとし、原点０より右側が右回り方向の操舵トルクを示し、左側が左回り方向の操舵トルクを示し、一方縦軸をモータ電流Ｉｍとし、原点０より上側がアシストモータ24の右回り方向の補助トルクを生じるモータ電流Ｉｍを示し、下側が左回り方向の補助トルクを生じるモータ電流Ｉｍを示す。

この猶予時間設定マップＭ１，Ｍ２において、操舵トルク値がＴでモータ電流値がＩｍの状態は、操舵トルクＴとモータ電流Ｉｍの組み合わせの点座標（Ｔ，Ｉｍ）で示される。
通常、この点座標（Ｔ，Ｉｍ）は、操舵トルクＴの方向とモータ電流Ｉｍによる補助トルクの方向とが同じである第１象限と第３象限に存在する。
すなわち、点座標（Ｔ，Ｉｍ）が第１象限と第３象限に存在することで、運転者の操舵力をアシストモータ24の補助トルクが補助することができる。

したがって、操舵トルクＴの方向とモータ電流Ｉｍによる補助トルクの方向とが互いに異なる第２象限と第４象限に、点座標（Ｔ，Ｉｍ）が存在することは、通常なく、もしこのような事態が生じたとすると、メインＣＰＵ30の故障などのメイン制御システムの異常が想定されるので、第２象限と第４象限は略モータ駆動停止領域とされる。

しかし、本電動パワーステアリング装置１は、メインＣＰＵ30にダンパ電流演算手段32を有してトルク変化量ｄＴに基づくダンパ電流ΔＩをアシストベース電流Ｉｂに加算しているので、ステアリングの切り返し時などに、モータ電流Ｉｍが反転して操舵トルクの方向と反対方向に補助トルクが働き制動が加わることでステアリングダンパ効果を得ている。

したがって、略第２象限と第４象限にあたるモータ駆動停止領域内であっても、操舵トルクＴとモータ電流Ｉｍの組み合わせの点座標（Ｔ，Ｉｍ）が存在する場合がある。
しかし、ステアリングダンパとして作用する過渡状態に存在するのであって、長時間に亘るものではなく、ここにモータ駆動を停止するための猶予時間ｔ１，ｔ２を設定している。

図５に示すように、第１猶予時間設定マップＭ１と第２猶予時間設定マップＭ２は、モータ駆動停止領域内で操舵トルクＴが所定値以上に大きい領域はモータの駆動が完全に禁止された領域（駆動禁止領域）である。
モータ駆動停止領域内で駆動禁止領域以外の領域は、猶予時間が設定された領域であり、この猶予時間設定領域は、モータ電流によって３つの領域に分けられており、モータ電流が大きい領域ほど猶予時間は短く設定されている。
駆動禁止領域は、猶予時間が０msに相当する。

第１猶予時間設定マップＭ１と第２猶予時間設定マップＭ２は、そのモータ駆動停止領域および猶予時間設定領域を同じくしており、その猶予時間設定領域において、第１猶予時間設定マップＭ１における猶予時間ｔ１は、モータ電流が小さい順に500ms、50ms、４msに設定されており、第２猶予時間設定マップＭ２における猶予時間ｔ２は、モータ電流が小さい順に100ms、30ms、４msに設定されている。
なお、１ms（ミリ秒）は、0.001ｓ（秒）のことである。
第１猶予時間設定マップＭ１に比べ第２猶予時間設定マップＭ２の方が、モータ電流が大きい領域の最小時間４msを同じくする以外、猶予時間は短い（ｔ１≧ｔ２）。

なお、第２象限と第４象限のモータ駆動停止領域は、それぞれ第１象限と第３象限に若干はみ出しているが、このはみ出し領域は操舵トルクＴが極めて小さい領域なので、補助トルクを必要とせず、却ってモータを駆動すると不安定となるので、モータの駆動を停止としている。
また、猶予時間設定領域は、モータ電流が極めて小さい領域が除かれているが、これは猶予時間を余裕をもって設定し、安易に設定することによるモータの不安定な駆動制御を防止するためである。

以上のような第１猶予時間設定マップＭ１と第２猶予時間設定マップＭ２の２種類の猶予時間設定マップを、サブＣＰＵ40のマップ記憶手段41が記憶している（図３参照）。
サブＣＰＵ40には、トルク変化量演算手段42と電流変化量演算手段43が設けられ、トルク変化量演算手段42はトルクセンサ20が検出した操舵トルクＴを時間微分してトルク変化量ｄＴを求め、電流変化量演算手段43は前記モータ電流検出手段28が検出したモータ電流Ｉｍを時間微分して電流変化量ｄImを求める。
電流変化量ｄImは、サブＣＰＵ30による演算サイクルごとのモータ電流Ｉｍの今回値から前回値を減算した差として求められる。

そして、サブＣＰＵ40は、猶予時間設定マップ選択手段44、猶予時間決定手段45およびモータ駆動停止判断手段46を備えており、猶予時間設定マップ選択手段44は、上記トルク変化量ｄＴと電流変化量ｄImに基づいてマップ記憶手段41が記憶している２種類の猶予時間設定マップＭ１，Ｍ２のうちいずれかの猶予時間設定マップを選択し、猶予時間決定手段45は、その選択された猶予時間設定マップに、操舵トルクＴとモータ電流Ｉｍの組み合わせの点座標（Ｔ，Ｉｍ）を照合して、点座標（Ｔ，Ｉｍ）が存在する領域の猶予時間を抽出して決定する。

モータ駆動停止判断手段46は、この決定された猶予時間継続して点座標（Ｔ，Ｉｍ）が該領域に存在するか否かを判別してモータ駆動停止係数Ｃを出力する。
モータ駆動停止係数Ｃは、０か１の値をとり、モータ駆動を停止するときはＣ＝０とされ、それ以外のときは、Ｃ＝1と設定される。

以上のサブＣＰＵ40におけるモータ駆動停止判断処理の手順を、図４にフローチャートで示す。
まず、モータ電流Ｉｍおよび操舵トルクＴを読込み（ステップ１，２）、フラグＦに“1”が立っているか否かを判別する（ステップ３）。
フラグＦは、猶予時間設定マップ選択手段44により第１猶予時間設定マップが選択されたときは、“０”に設定され（ステップ９）、第２猶予時間設定マップが選択されたときは、“１”が立つものである（ステップ１５）。

ステップ３からＦ＝０ならばステップ４に進み、Ｆ＝１ならばステップ14に飛ぶが、当初、フラグＦは“０”であり、ステップ３からステップ４に進む。
ステップ４では電流変化量演算手段43によりモータ電流Ｉｍを時間微分して電流変化量ｄImを算出し、次のステップ５でトルク変化量演算手段42により操舵トルクＴを時間微分してトルク変化量ｄＴを算出する。

そして、ステップ６で算出した電流変化量ｄImが所定変化量ｄI1以上か否かを判別し、所定変化量ｄI1以上ならばステップ１４に飛び、電流変化量ｄImが所定変化量ｄI1より小さければステップ７に進み、ステップ７ではトルク変化量ｄＴが所定変化量ｄT1以上か否かを判別し、所定変化量ｄT1以上ならばステップ１４に飛び、トルク変化量ｄＴが所定変化量ｄT1より小さければステップ８に進む。

すなわち、電流変化量ｄImとトルク変化量ｄＴが、ともに所定変化量ｄI1、ｄT1より小さいときは、ステップ８に進み、猶予時間設定マップ選択手段44により第１猶予時間設定マップＭ１が選択され、電流変化量ｄImとトルク変化量ｄＴの少なくとも一方が所定変化量ｄI1、ｄT1以上であるときは、ステップ１４に飛んで、猶予時間設定マップ選択手段44により第２猶予時間設定マップＭ２が選択される。

ステップ８で第１猶予時間設定マップＭ１が選択されると、フラグＦを“０”にしておき（ステップ９）、ステップ１０に進み、ステップ１４で第２猶予時間設定マップＭ２が選択されと、フラグＦに“1”を立て（ステップ１５）、ステップ１６に進む。

電流変化量ｄImとトルク変化量ｄＴが、ともに所定変化量ｄI1、ｄT1より小さく、第１猶予時間設定マップＭ１が選択されてステップ１０に進んだときは、第１猶予時間設定マップＭ１において操舵トルクＴとモータ電流Ｉｍの組み合わせの点座標（Ｔ，Ｉｍ）がモータ駆動停止領域内にあるか否かが判別される。

点座標（Ｔ，Ｉｍ）がモータ駆動停止領域内になければ、ステップ１２に飛び、モータ駆動停止係数Ｃに１を設定してステップ１に戻り、点座標（Ｔ，Ｉｍ）がモータ駆動停止領域内にあればステップ１１に進み、点座標（Ｔ，Ｉｍ）が存在する領域に対応する猶予時間ｔ１の間同領域に継続して存在しているか否かを判別し、猶予時間ｔ１を経過するまでは、ステップ１２に進み、モータ駆動停止係数Ｃ＝１のままステップ１に戻り、猶予時間ｔ１を設定した領域に点座標（Ｔ，Ｉｍ）が猶予時間ｔ１継続して存在したとき、はじめてステップ１３に進み、モータ駆動停止係数Ｃに０を設定してモータ駆動を停止すると判断して今回のモータ駆動停止判断処理を終了する。

なお、猶予時間ｔ１を設定した領域に猶予時間ｔ１を経過する前に、点座標（Ｔ，Ｉｍ）がモータ駆動停止領域から外れれば、ステップ１０からステップ１２に飛んでモータ駆動停止係数Ｃに１を設定してステップ１に戻る。

一方、電流変化量ｄImとトルク変化量ｄＴの少なくとも一方が所定変化量ｄI1、ｄT1以上で、第２猶予時間設定マップＭ２が選択され（ステップ１４）、フラグＦに“1”を立て（ステップ１５）、ステップ１６に進むと、第２猶予時間設定マップＭ２において操舵トルクＴとモータ電流Ｉｍの組み合わせの点座標（Ｔ，Ｉｍ）がモータ駆動停止領域内にあるか否かが判別される。

点座標（Ｔ，Ｉｍ）がモータ駆動停止領域内になければ、ステップ１８に飛び、フラグＦを０にし、ステップ１９でモータ駆動停止係数Ｃに１を設定してステップ１に戻り、また点座標（Ｔ，Ｉｍ）がモータ駆動停止領域内にあればステップ１７に進み、点座標（Ｔ，Ｉｍ）が存在する領域に対応する猶予時間ｔ２の間、同領域に継続して存在しているか否かを判別し、猶予時間ｔ２を経過するまでは、ステップ１９に進み、モータ駆動停止係数Ｃ＝１のままステップ１に戻り、猶予時間ｔ２を設定した領域に点座標（Ｔ，Ｉｍ）が猶予時間ｔ２継続して存在したとき、はじめてステップ２０に進み、モータ駆動停止係数Ｃに０を設定してモータ駆動を停止すると判断し、フラグＦを０にして（ステップ２１）、今回のモータ駆動停止判断処理を終了する。

なお、猶予時間ｔ２を設定した領域に猶予時間ｔ２を経過する前に、点座標（Ｔ，Ｉｍ）がモータ駆動停止領域から外れれば、ステップ１６からステップ１８に飛んでフラグＦを０にし、モータ駆動停止係数Ｃに１を設定して（ステップ１９）、ステップ１に戻る。

したがって、第２猶予時間設定マップＭ２が選択され（ステップ１４）、フラグＦに“1”が立ち（ステップ１５）、一度点座標（Ｔ，Ｉｍ）が猶予時間設定領域に入り猶予時間ｔ２が設定されると、モータ駆動停止領域から外れるまでは、フラグＦ＝１であり、ステップ３からステップ１４に飛んで第２猶予時間設定マップＭ２が維持される。

これに対して、第１猶予時間設定マップＭ１が選択され（ステップ８）、フラグＦに“０”が設定され（ステップ９）、点座標（Ｔ，Ｉｍ）が猶予時間設定領域に入って猶予時間ｔ１が設定されたとしても、電流変化量ｄImとトルク変化量ｄＴの少なくとも一方が所定変化量ｄI1、ｄT1以上となれば、第１猶予時間設定マップＭ１は維持されず第２猶予時間設定マップＭ２に変更される。

以上のように、サブＣＰＵ４０においてモータ駆動停止の判断をした結果であるモータ駆動停止係数Ｃが、モータ駆動停止判断手段46から乗算手段26に出力される（図３参照）。
図３を参照して、メインＣＰＵ30の電流フィードバック制御手段34から出力された前記駆動電流Ｉｄは、この乗算手段26によりモータ駆動停止係数Ｃが乗算されて乗算結果Ｉｄ・Ｃが、モータ駆動回路27に出力される。

したがって、モータ駆動停止判断手段46がモータ駆動停止と判断し、モータ駆動停止係数Ｃに“０”が設定さたときは、駆動電流Ｉｄはモータ駆動停止係数Ｃの乗算により０となり、アシストモータ24は駆動を停止する。

モータ駆動停止判断手段46がモータ駆動停止と判断しない間は、駆動電流Ｉｄは“1”が設定されたモータ駆動停止係数Ｃが乗算されるので、乗算結果もＩｄのままでモータ駆動回路27に出力され、同駆動電流Ｉｄに基づくＰＷＭ制御によってアシストモータ24が駆動される。

操舵トルクＴとモータ電流Ｉｍの組み合わせの点座標（Ｔ，Ｉｍ）が、猶予時間設定マップＭ１，Ｍ２の猶予時間設定領域（概ね操舵トルクの方向と前記モータのモータ電流により生じる補助トルクの方向とが互いに逆方向となる領域）にあって猶予時間ｔ１，ｔ２が設定されたときは、猶予時間ｔ１，ｔ２を経過するまでモータ駆動を継続することで、ステアリングに制動を効かせてステアリングダンパ効果を発揮することができる。

そして、メインＣＰＵ30とは別個に設けられたサブＣＰＵ40において、猶予時間設定マップ選択手段44により電流変化量ｄImとトルク変化量ｄＴがともに所定変化量ｄI1、ｄT1より小さいときは第１猶予時間設定マップＭ１を選択し、それ以外では猶予時間をより短く設定した第２猶予時間設定マップＭ２を選択するので、電流変化量ｄImとトルク変化量ｄＴの少なくとも一方が所定変化量ｄI1、ｄT1以上で大きくステアリングに挙動が生じ易い場合に、猶予時間を短くしてアシストモータ24の駆動を短時間で停止してステアリングに不自然な挙動が発生するのを防止することができる。
そのため、メインＣＰＵ30のメイン制御システムにシステム異常が生じた場合でもステアリングの不自然な挙動を短時間に防止することができる。

例えば、ステアリングを右回りから左回りに切り返す場合、右回りの操舵トルクＴが減少して０となり、次いで左回りの操舵トルクが増加していくが、右回りの操舵トルクＴが減少していく過程で、モータ電流Ｉｍも減少しｄIm＜０となりモータ電流Ｉｍが左回り方向の補助トルクに逆転することがあり、よってと操舵トルクＴとモータ電流Ｉｍの組み合わせの点座標（Ｔ，Ｉｍ）が、猶予時間設定マップＭ１，Ｍ２の第４象限の猶予時間設定領域に現われる。

電流変化量ｄIm＜ｄI1かつトルク変化量ｄＴ＜ｄT1のときは、点座標（Ｔ，Ｉｍ）が第１猶予時間設定マップＭ１の猶予時間500msの領域にあれば、この猶予時間500msは、モータを停止せずに駆動することで、操舵トルクＴと反対方向に補助トルクが働き、制動によりダンパ効果が発揮され、猶予時間500msを経過した時点でモータの駆動は停止される。

これが、電流変化量ｄIm≧ｄI1またはトルク変化量ｄＴ≧ｄT1でステアリングに挙動が生じ易い場合には、点座標（Ｔ，Ｉｍ）が第２猶予時間設定マップＭ２の猶予時間100msの領域にあることになり、猶予時間ｔ２（＜ｔ１）が短縮され、制動時間が短くなるが、アシストモータ24の駆動を短時間で停止してステアリングに不自然な挙動が発生するのを防止することができる。

メインＣＰＵ30のメイン制御システムにシステム異常が生じ、モータ電流が異常に増加してステアリングに大きな挙動が懸念されるような場合でも、アシストモータ24の駆動を停止する猶予時間をますます短くして、短時間でモータ駆動を停止してステアリングの不自然な挙動を未然に防止することができる。

また、猶予時間設定マップＭ１，Ｍ２の猶予時間設定領域がモータ電流Ｉｍによって分割され、その分割された各領域はモータ電流Ｉｍが大きい領域ほど短い猶予時間ｔ１，ｔ２が対応するので、メイン制御システムのシステム異常時などにモータ電流Ｉｍが大きくステアリングの挙動が大きく現われる領域ではモータ駆動を停止するための猶予時間ｔ１，ｔ２をより短くして、短時間に判定してアシストモータ24の駆動を停止してステアリングの不自然な挙動を可及的に抑えることができる。

本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の全体の概略後面図である。 ステアリングギアボックス内の構造を示す断面図である。 メイン制御システムおよびサブ制御システムの概略ブロック図である。 サブＣＰＵにおけるモータ駆動停止判断処理の手順を示すフローチャートである。 猶予時間設定マップを示す図である。

符号の説明

１…電動パワーステアリング装置、２…ラックハウジング、３…ラック軸、４…ステアリングギアボックス、５…入力軸、６…トーションバー、７…操舵ピニオン軸、８…ラックガイドスプリング、９…ラックガイド、10…ウオーム減速機構、11…ウオームホイール、12…ウオーム、
20…トルクセンサ、21…コア、22，23…コイル、24…アシストモータ、25…車速センサ、26…乗算手段、27…モータ駆動回路、28…モータ電流検出装置、
30…メインＣＰＵ、31…操舵アシスト制御手段、32…ダンパ電流演算手段、33…加算手段、34…電流フィードバック制御手段、
40…サブＣＰＵ、41…マップ記憶手段、42…トルク変化量演算手段、43…電流変化量演算手段、44…猶予時間設定マップ選択手段、45…猶予時間決定手段、46…モータ駆動停止判断手段。

Claims (3)

1. 操舵トルクおよび車速に基づきアシストベース電流値を算出する操舵アシスト制御手段と、少なくとも操舵トルクの変化量に基づきダンパ電流を演算するダンパ電流演算手段とを備えて、
   前記アシストベース電流に前記ダンパ電流を加算した電流に基づき求めたアシスト目標電流に従ってモータを駆動制御して人力を補助するメイン制御システムを構成した電動パワーステアリング装置において、
   操舵トルクとモータ電流を２変数とした座標マップであり予め定めたモータ駆動停止領域内にモータ駆動を停止するための猶予時間を設定した猶予時間設定マップとして、第１猶予時間設定マップと猶予時間をより短く設定した第２猶予時間設定マップが記憶されたマップ記憶手段と、
   前記操舵トルクを微分してトルク変化量を算出するトルク変化量演算手段と、
   前記モータ電流を微分して電流変化量を算出する電流変化量演算手段と、
   前記トルク変化量と前記電流変化量がともに各所定変化量より小さいときは前記第１猶予時間設定マップを選択し、それ以外では前記第２猶予時間設定マップを選択する猶予時間設定マップ選択手段と、
   前記操舵トルクと前記モータ電流の組み合わせの点座標を、前記猶予時間設定マップ選択手段により選択された猶予時間設定マップに照合してモータ駆動停止領域にあれば対応する猶予時間を抽出し決定する猶予時間決定手段と、
   前記決定された猶予時間に対応する領域に、前記操舵トルクと前記モータ電流の組み合わせの点座標が該猶予時間継続して存在したときにモータ駆動停止と判断するモータ駆動停止判断手段とからなるサブ制御システムを備え、
   前記サブ制御システムのモータ駆動停止判断手段がモータ駆動停止と判断したときは、前記メイン制御システムにより駆動制御されるモータの駆動を停止することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記マップ記憶手段が記憶する前記第１猶予時間設定マップおよび前記第２猶予時間設定マップにおける前記モータ駆動停止領域は、前記操舵トルクの方向と前記モータの前記モータ電流により生じる補助トルクの方向とが互いに逆方向となる領域に主に存在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。
3. 前記マップ記憶手段が記憶する前記第１猶予時間設定マップと前記第２猶予時間設定マップは、モータ駆動停止領域を互いに同じ領域とし、
   同モータ駆動停止領域のうちの猶予時間を設定した領域をモータ電流に応じて複数の領域に分割し、各領域に対応してモータ駆動を停止するための猶予時間が設定され、
   猶予時間を設定した領域の分割された各領域はモータ電流が大きい領域ほど短い猶予時間が対応することを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。

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