JP2009078743A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カーナビゲーション装置と連携することにより出力不足や、他の電装品への悪影響の発生を回避する。
【解決手段】モータ４に電力を供給する主電源９と、前記モータ４に電力を供給することが可能な補助電源１０と、前記主電源９に基づいて前記補助電源１０の充電を行うとともに、前記主電源９のみによって前記モータ４へ電力を供給する第１の出力状態と、前記主電源９及び補助電源１０から前記モータ４へ電力を供給する第２の出力状態とを選択的に構成する充放電回路１３と、外部にナビ情報を送信可能なカーナビゲーション装置３０からの当該ナビ情報を受信するとともに、前記ナビ情報から車両が高速操舵予測エリアに存在するか否かを判断し、車両が高速操舵予測エリアに存在すると判断するときは前記充放電回路１３を前記第２の出力状態とし、存在しないと判断するときは前記充放電回路を前記第１の出力状態とする制御回路６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータにより操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置に関し、特にその電気回路の構成に関する。

電動パワーステアリング装置は必要とされる操舵補助力が大きいほど、モータに大電流を流す必要があるので、車載バッテリだけでは電力が不足することがある。そこで、通常は主電源である車載バッテリからモータに電力を供給するが、車庫入れ時や駐車時などの負荷増大によって主電源の端子電圧が低下してきたときは、予め電力を貯えておいた補助電源から電力を供給して主電源の負担を減らすようにした構成が提案されている（例えば、特許文献１〜２参照）。

かかる補助電源を用いる構成においては、充放電しきい値として所定の電力値を設定しておき、この充放電しきい値を基準にして主電源と補助電源を足し合わせて電力を供給するのか、主電源のみから供給するのかを切り替えているが、無用な電源変動を防ぐために、車速を基準値とし、高電力が必要な低車速時（大きな操舵補助力を要する車庫入れ時や駐車時における車速は通常低速である）は主電源と補助電源を足し合わせて電力を供給し、それ以外は主電源のみとすることが考えられる。

特開２００３−３２０９４２号公報 特開２００６−２１３２７３号公報

しかしながら、低車速時以外であっても、操舵速度が速い場合（山岳路において比較的急なカーブを曲がったりする場合など）は比較的高電力が必要となる場合があり、車速を基準とした切替方式では、出力不足（アシスト不足）になるか、又は主電源の酷使による他の電装品への悪影響が生じる可能性がある。

また、近年、ドライバーの運転を容易にするためにカーナビゲーション装置が多くの車両に装備されるようになっており、このカーナビゲーション装置によれば、目的地や自宅へのスムーズな誘導が可能となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、カーナビゲーション装置と連携することにより、出力不足や、他の電装品への悪影響の発生を回避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目的としている。

本発明の電動パワーステアリング装置は、モータにより操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置であって、
前記モータに電力を供給する主電源と、
前記モータに電力を供給することが可能な補助電源と、
前記主電源に基づいて前記補助電源の充電を行うとともに、前記主電源のみによって前記モータへ電力を供給する第１の出力状態と、前記主電源及び補助電源から前記モータへ電力を供給する第２の出力状態とを選択的に構成する充放電回路と、
外部にナビ情報を送信可能なカーナビゲーション装置からの当該ナビ情報を受信するとともに、前記ナビ情報から車両が高速操舵予測エリアに存在するか否かを判断し、車両が高速操舵予測エリアに存在すると判断するときは前記充放電回路を前記第２の出力状態とし、存在しないと判断するときは前記充放電回路を前記第１の出力状態とする制御回路と
を備えたことを特徴としている。

本発明の電動パワーステアリング装置では、外部にナビ情報を送信可能なカーナビゲーション装置からの当該ナビ情報を受信可能に構成されており、前記ナビ情報から車両が高速操舵予測エリアに存在するか否かを判断し、車両が高速操舵予測エリアに存在すると判断するときは前記充放電回路を前記第２の出力状態とし、存在しないと判断するときは前記充放電回路を前記第１の出力状態としている。こうして、ナビ情報に基づいて高速操舵の可能性を予測し、この予測にしたがい補助電源の使用の要否を決めることにより、車庫入れ時や駐車時（通常、車庫入れ時や駐車時においては、操舵速度が大きくなる）だけでなく、操舵速度が速いことから比較的高電力が必要となる場合（山岳路において比較的急なカーブを曲がったりする場合など）において、出力が不足したり、又は主電源の酷使による他の電装品への悪影響が生じるのを回避することができる。

前記制御回路が、車速が所定値以下のときは前記充放電回路を前記第２の出力状態とし、当該所定値を超えるときは前記充放電回路を前記第１の出力状態とするように構成されているのが好ましい。この構成によれば、前述したナビ情報に加えて、車速も判断基準とすることにより、補助電源が必要とされる場合における当該補助電源の使用を確実に行うことができ、装置の信頼性をより向上させることができる。

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、カーナビゲーション装置と連携することにより、出力不足や、他の電装品への悪影響の発生を回避することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の電動パワーステアリング装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、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１の電気回路を主体とした概略構成を示す回路図である。図１において、ステアリング装置２は、ステアリングホイール（ハンドル）３に付与される運転者の操舵トルクと、モータ４から操舵軸２ａに減速機（図示せず）を介して伝達される操舵補助力とによって駆動される。モータ４は、３相ブラシレスモータであり、駆動回路５により駆動される。制御回路６はマイクロコンピュータを含むものであり、車速センサ７から入力される車速信号、及びトルクセンサ８から入力される操舵トルク信号に基づいて必要となる操舵補助力を決定し、その操舵補助力が操舵軸２ａに付与されるように、駆動回路５を制御する。また、制御回路６にはカーナビゲーション装置３０の送信部（図示せず）が接続されており、ナビ情報の信号が制御回路６に送信されるように構成されている。

駆動回路５には、主電源９の電圧又は必要によりこれに補助電源１０の電圧を加えた直流電圧が付与される。主電源９は、バッテリ９Ｂとオルタネータ（整流及びレギュレータ機能を有するもの）９Ａとによって構成され、この主電源９の電圧を駆動回路５に導く電路Ｌ１、Ｌ３の途中に、放電回路の切り換えのためのスイッチ１１が設けられている。一方、補助電源１０は、例えば電気二重層コンデンサや、リチウムイオン電池などの二次電池で構成されており、主電源９に対して直列に接続されている。主電源９に補助電源１０を直列接続した出力電圧は、電路Ｌ２からスイッチ１１、電路Ｌ３を介して、駆動回路５に導かれる。

前記スイッチ１１は制御回路６からの制御により接続を切り換えることができる。実線で示す第１の出力状態では電路Ｌ１とＬ３とが互いに接続され、点線で示す第２の出力状態では電路Ｌ２とＬ３とが互いに接続される。なお、このスイッチ１１は、実際にはＭＯＳ−ＦＥＴなどの半導体スイッチング素子を用いて、図示のような回路の切り換え機能を実現するよう構成される。

また、前記補助電源１０には充電回路１２が並列に接続されている。充電回路１２は、主電源９の電圧を昇圧して補助電源１０に充電する機能を備えている。この充電回路１２が充電を行うか否かは、制御回路６によって制御される。なお、電路Ｌ１〜Ｌ３及びスイッチ１１により前記第１、第２の出力状態のいずれかを構成可能な放電回路が構成され、これにさらに充電回路１２を加えて、充放電回路１３が構成されている。

制御回路６は、カーナビゲーション装置３０から送られてくるナビ情報信号、及び車速センサ７から送られてくる車速信号に基づいて、前記スイッチ１１の切り替えを行う。すなわち、図２に示されるように、制御回路６は、車速をモニタリングするとともにカーナビゲーション装置３０からナビ情報を取得しており（ステップＳ１）、得られた車速が所定値よりも小さいか否か、及びナビ情報より車両が高速操舵予測エリアに存在するか否かの判断を行う（ステップＳ２）。

なお、本明細書において、「高速操舵予測エリア」とは、ステアリングホイールの高速操作が予測される領域のことであり、例えばカーナビゲーション装置において設定される「目的地」や「自宅」を含む一定範囲の領域を例示することができる。この「目的地」や「自宅」では、通常、車両を駐車させるか、又は車庫入れをするが、車庫入れや駐車時には操舵速度が大きくなり、したがって比較的高電力が必要となる場合がほとんどである。そこで、本発明では、このような「高速操舵予測エリア」に車両が存在することをもって、高出力の必要性を予測し、主電源及び補助電源からモータへ電力を供給する第２の出力状態を選択するように構成している。

また、「高速操舵予測エリア」には、「駐車場」、「デパート」、「スーパーマーケット」、「コンビニエンスストア」など、車両の駐車が予測される施設を含ませることができる。さらに、山岳路において急なカーブが連続する地域などを含ませることもできる。例えば、カーナビゲーション装置に記憶されている地図において、地図に記憶されている施設や急なカーブが連続する地域を、走行車両との距離に応じて順次「高速操舵予測エリア」に自動設定していくことにより、車両が当該施設や地域内に存在することを認識し、その情報を外部の電動パワーステアリング装置に送信することが可能である。

制御回路６は、得られた車速が所定値よりも小さいか、又は車両が高速操舵予測エリアに存在すると判断すると、ステップＳ３へ処理を進め、スイッチ１１を図１の点線で示される第２の出力状態とする。この結果、主電源９と補助電源１０とが互いに直列に接続された状態で、その高電圧が駆動回路５に供給される。これにより、所要の大電力を、駆動回路５に供給することができる。

一方、ステップＳ２において、制御回路６は、得られた車速が所定値以上であり、且つ、車両が高速操舵予測エリアに存在しないと判断すると、ステップＳ４へ処理を進め、スイッチ１１を図１の実線で示す第１の出力状態とする。従って、主電源９の電圧は電路Ｌ１、Ｌ３を介して駆動回路５に供給され、駆動回路５は、制御回路６による制御信号に基づいてモータ４を駆動する。この場合、補助電源１０の電力は駆動回路５に供給されない。また、制御回路６は、補助電源１０の電圧を、充電回路１２内に内蔵する電圧センサ（図示せず）により監視し、一定の電圧に達していない場合には、充電回路１２を駆動して補助電源１０を充電する。

前記車速の「所定値」としては、車速が当該所定値よりも小さい場合には、大きな操舵補助力が必要となる可能性が大である値とすることができ、例えば１０〜２０ｋｍ／ｈの範囲内の値を選定することができる。大きな操舵補助力を必要とする車庫入れや駐車時においては、広大な敷地での前方駐車などの例外を除いて、車速は一旦前記範囲内の値にまで減速される。

本実施の形態では、ナビ情報に加えて、車速も補助電源の使用を判断する基準としているので、補助電源が必要とされる場合における当該補助電源の使用を確実に行うことができ、装置の信頼性をより向上させることができる。換言すれば、大きな操舵補助力が必要とされる場合に、これを主電源だけに負担させるのを確実に回避することができ、出力不足が生じたり、主電源の酷使による他の電装品への悪影響が生じるのを防ぐことができる。

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電気回路を主体とした概略構成を示す回路図である。 本発明の一実施の形態において補助電源の使用を決める手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 電動パワーステアリング装置
４ モータ
６ 制御回路
７ 車速センサ
８ トルクセンサ
９ 主電源
１０ 補助電源
１３ 充放電回路
３０ カーナビゲーション装置

Claims (2)

1. モータにより操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置であって、
   前記モータに電力を供給する主電源と、
   前記モータに電力を供給することが可能な補助電源と、
   前記主電源に基づいて前記補助電源の充電を行うとともに、前記主電源のみによって前記モータへ電力を供給する第１の出力状態と、前記主電源及び補助電源から前記モータへ電力を供給する第２の出力状態とを選択的に構成する充放電回路と、
   外部にナビ情報を送信可能なカーナビゲーション装置からの当該ナビ情報を受信するとともに、前記ナビ情報から車両が高速操舵予測エリアに存在するか否かを判断し、車両が高速操舵予測エリアに存在すると判断するときは前記充放電回路を前記第２の出力状態とし、存在しないと判断するときは前記充放電回路を前記第１の出力状態とする制御回路と
   を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記制御回路は、車速が所定値以下のときは前記充放電回路を前記第２の出力状態とし、当該所定値を超えるときは前記充放電回路を前記第１の出力状態とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

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