JP3742355B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの動力により操舵力を補助する電動パワーステアリング装置、特にその制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、電動パワーステアリング装置の全体構成図であり、１はステアリングホイール、２はステアリングシャフト、３は運転者の操舵トルクを測定して操舵トルク信号Ｖｔを出力するトルクセンサ、４は車両の車速を測定して車速信号Ｖｓを出力する車速センサ、５はステアリングホイール１の操舵角度の変化量を元に操舵角速度信号ωｓを出力する操舵角速度センサ、６はトルクセンサ３や車速センサ４や操舵角速度センサ５などから入力される信号に基いて電動パワーステアリング装置を制御するコントローラ(制御装置)、７はトルクを発生するモータ、８はモータ７が発生したトルクをステアリングシャフト２に伝達する減速器、９はコントローラ６の電源となるバッテリである。
【０００３】
図１８は例えば特許番号第２６８２５６４号に示された技術を用いた従来のコントローラ６のブロック図であり、１１はモータ７に通電しているモータ電流Ｉｏを測定し、検出電流信号Ｉｍを出力するモータ電流検出手段、１２は操舵トルク信号Ｖｔや車速信号Ｖｓから制御電流信号Ｉｃを演算して出力する制御電流演算手段、１３は操舵トルク信号Ｖｔから操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを検出し、過負荷状態信号Ｓｌを出力する過負荷状態検出手段、１４は制御電流信号Ｉｃを過負荷状態信号Ｓｌに応じて低減させ、目標電流信号Ｉｔとして出力する過負荷時通電制御手段、１５は目標電流信号Ｉｔと検出電流信号Ｉｍが一致するようにモータ７に通電するモータ電流Ｉｏを制御する電流制御手段である。
【０００４】
次に上述のような従来の電動パワーステアリング装置の動作について説明する。電動パワーステアリング装置の制御はコントローラ６において行なわれる。
【０００５】
コントローラ６において、制御電流演算手段１２は車速信号Ｖｓと操舵トルク信号Ｖｔを用いて電動パワーステアリング装置のアシスト量に相当する制御電流信号Ｉｃを算出し出力する。また、過負荷状態検出手段１３は、例えば操向車輪が最大舵角位置にある場合など、操向車輪の操向方向を変化できないことを検出するもので、図１９に示すように、操舵トルク信号Ｖｔの絶対値が所定のトルク値ｔth1以上の場合に過負荷状態と判定して過負荷状態信号Ｓｌを１にし、操舵トルク信号Ｖｔが所定のトルク値ｔｔｈ１未満の場合は過負荷状態信号Ｓｌを０にする。過負荷時通電制御手段１４は図２１に示すように、過負荷状態信号Ｓｌが０の場合は制御電流信号Ｉｃを目標電流信号Ｉｔとして出力し、過負荷状態信号Ｓｌが１の場合は制御電流信号Ｉｃよりも小さい値(例えば、Ｉｃを０．５倍した値)を目標電流信号Ｉｔとして出力する。電流制御手段１５は過負荷時通電制御手段１４より出力された目標電流信号Ｉｔとモータ電流検出手段１１より出力された検出電流信号Ｉｍが一致するようにモータ電流Ｉｏを制御する。モータ電流Ｉｏがモータ７に通電されることにより発生した動力が、減速ギア８を介してステアリングシャフト２に伝達されアシストトルクとなる。
【０００６】
また、図１８の例では過負荷状態検出手段１４における過負荷状態の判定を操舵トルク信号Ｖｔのみを用いて行っているが、図２０のように、操向車輪の操向方向を変化できないことを確実かつ速やかに検出するために、過負荷状態検出手段１３における過負荷状態の判定を操舵トルク信号Ｖｔと操舵角速度信号ωｓを用いて、操舵トルク信号Ｖｔが所定のトルク値を超えるとともに操舵角速度信号ωｓが所定の角速度値以下になった場合に過負荷状態信号Ｓｌを１にするように構成してもよい。
【０００７】
以上より、操舵トルクに応じたアシストトルクを発生するとともに過負荷状態の場合はモータに通電する電流を制限する電動パワーステアリング装置が実現される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで電動パワーステアリング装置では、操舵角速度が高いときにモータ電流指示値に対して充分なモータ電流を出力できなくなり操舵力が増大することがある。
モータ電流をＩｏ、モータの印加電圧をＶｍ、モータのインピーダンスをＺｍとし、モータの逆起電力をＶｅ、モータの逆起電力定数をＫｅ、モータの角速度をωとすると、モータ電流Ｉｏは式(１)にて表すことができる。
【０００９】
Ｉｏ＝(Ｖｍ−Ｖｅ)／Ｚｍ・・・(１)
ただし、
Ｖｅ＝Ｋｅ＊ω・・・(２)
である。
【００１０】
電動パワーステアリング装置では、モータの印加電圧Ｖｍを変化させることによりモータ電流Ｉｏを制御しているが、モータの印加電圧Ｖｍはバッテリ電圧Ｖｂにより制限されるため、出力可能なモータ電流Ｉｏｍａｘは以下のようになる。
【００１１】
Ｉｏｍａｘ＝(Ｖｂ−Ｖｅ)／Ｚｍ・・・(３)
【００１２】
Ｖｅは操舵角速度の増大に伴って増加するため、出力可能なモータ電流Ｉｏｍａｘは操舵角速度の増大に伴って低下する。出力可能なモータ電流Ｉｏｍａｘがモータ電流目標値Ｉｔに対して、
【００１３】
Ｉｏｍａｘ＜Ｉｔ・・・(４)
【００１４】
となった場合は、充分なアシストトルクが得られなくなり、図２２に示すように操舵トルクが増大する。
【００１５】
過負荷状態の判定を操舵トルク信号のみで行う場合は、操舵角速度が高くなり出力可能なモータ電流Ｉｏｍａｘがモータ電流目標値Ｉｔよりも小さくなると、操舵トルクが増大して過負荷状態を検知し、過負荷時通電制御が誤作動することがあった。
【００１６】
また、過負荷状態の判定を操舵トルク信号と操舵角速度信号を用いて行う場合でも、操舵角速度信号の精度が低い場合は、操向車輪の操向方向を変化できない状態で操舵が停止しているにも拘わらず操舵角速度信号が所定の閾値よりも高くなって過負荷状態を検知せず、過負荷時通電制御が作動しないことがあった。これを以下に図に従って説明する。操舵角速度が一度高くなり、その後操向方向を変化できなくなった場合、操舵角速度信号の精度が高い場合は図２３の(ａ)に示すように、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となった時点で過負荷状態であることを検知しているが、操舵角速度信号の精度が低く実際より高く検出している場合は図２３の(ｂ)に示すように、操舵角速度信号ωｓが閾値ωｔｈより低くならず、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となっても過負荷状態であると検知できず、過負荷時通電制御が作動しない。同様に、全体的に操舵角速度が低い場合、操舵角速度信号の精度が高い場合には図２４の(ａ)に示すように、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となった時点で過負荷状態であることを検知しているが、操舵角速度信号の精度が低く実際より高く検出している場合は図２４の(ｂ)に示すように、操舵角速度信号ωｓが閾値ωｔｈより低くならず、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となっても過負荷状態であると検知できず、過負荷時通電制御が作動しない。
【００１７】
また、過負荷状態の判定を操舵トルク信号と操舵角速度信号を用いて行う場合でも、操舵角速度信号の精度が低い場合は、操舵角速度が高いにも拘わらず操舵角速度信号が所定の閾値よりも低くなって過負荷状態を検知し、過負荷時通電制御が誤作動することがあった。これを以下に図に従って説明する。全体的に操舵角速度が高い場合、操舵角速度信号の精度が高い場合には図２５の(ａ)に示すように、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となった時点でも過負荷状態とは検知しないが、操舵角速度信号の精度が低く実際より低く検出している場合は図２５の(ｂ)に示すように、操舵角速度信号ωｓが閾値ωｔｈより低くなり、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となった時点で過負荷状態であると検知し、過負荷時通電制御が誤作動してしまう。
【００１８】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、操舵トルクおよび操舵角速度を用いて過負荷状態検出手段における過負荷状態の判定条件を変化させることにより正確な過負荷状態の判定を行う電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、操舵トルクに基いてモータを駆動して運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、検出された操舵トルク信号が所定値以上の場合に操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを所定の判定条件に基づいて判定する過負荷状態検出手段と、検出された操舵角速度信号に基づき操舵角速度が高い場合には前記過負荷状態検出手段の判定条件を過負荷状態になりにくい方へ変化させる判定モード切替手段と、前記過負荷状態検出手段が過負荷状態と判定した場合に前記モータに通電する電流を制限する過負荷時通電制御手段と、を備え、前記過負荷状態検出手段が、操舵角速度が高くなり上記判定モード切替手段により判定条件が過負荷状態になりにくい方へ変化させられた状態において、操舵トルクが前記判定モード切替手段に基づく所定の判定条件である所定値以上の状態を継続した状態で、検出された操舵角速度が上記判定モード切替手段により判定条件が過負荷状態になりにくい方へ変化させられた時から所定の割合まで低下したときに過負荷状態と判定することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置にある。
【００２１】
また、前記判定モード切替手段が、操舵トルク信号と操舵角速度信号に応じて過負荷状態検出手段の判定条件を変化させ、所定の操舵トルク値における操舵角速度が所定値以上の場合に前記過負荷状態検出手段の判定条件を過負荷状態になりにくい方へ変化させることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下この発明を各実施の形態に従って説明する。
実施の形態１．
この発明においても電動パワーステアリング装置の全体の構成は図１７に示した従来のものと同様であり、詳細な説明は省略する。そして図１はこの発明の一実施の形態による電動パワーステアリング装置の制御装置、すなわち図１７のコントローラ６の部分のブロック図である。図１８，図２０に示す従来のコントローラ６と基本構成は同一であり、同一もしくは相当箇所には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２３】
図１において、１６は操舵角速度信号ωｓから判定モード信号Ｓｍを出力する判定モード切替手段、１７は判定モード信号Ｓｍによって変化する過負荷状態の判定条件を備え、前記判定条件を用いて操舵トルク信号Ｖｔから操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを判定し、過負荷状態信号Ｓｌを出力する過負荷状態検出手段である。
【００２４】
次に動作について説明する。電動パワーステアリング装置の制御はコントローラ６において行なわれる。
【００２５】
制御電流演算手段１２は車速信号Ｖｓと操舵トルク信号Ｖｔを用いて電動パワーステアリング装置のアシスト量に相当する制御電流信号Ｉｃを算出し出力する。
【００２６】
判定モード切替手段１６は操舵角速度信号ωｓに対して、判定モード信号Ｓｍを出力する。この処理を図２のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１では操舵角速度信号ωｓの絶対値を計算して変数Ａに代入する。ステップＳ２では変数Ａと所定の閾値ωｔｈ１ｈを比較して、変数Ａが閾値ωｔｈ１ｈ以上の場合はステップＳ３に分岐し、変数Ａが閾値ωｔｈ１ｈ未満の場合はステップＳ４に分岐する。ステップＳ３では判定モード信号Ｓｍに１を代入して処理を終了する。ステップＳ４では、変数Ａと所定の閾値ωｔｈ１ｌを比較して、変数Ａが閾値ωｔｈ１ｌ以上の場合は処理を終了し、変数Ａが閾値ωｔｈ１ｌ未満の場合はステップＳ５に分岐する。ステップＳ５では判定モード信号Ｓｍに０を代入して処理を終了する。
【００２７】
この処理により、図３に示すように、操舵角速度信号ωｓの絶対値が所定の閾値ωｔｈｈ以上の場合は、判定モード信号Ｓｍは１となり、操舵角速度信号ωｓの絶対値が所定の閾値ωｔｈｌより低い場合は判定モード信号Ｓｍは０となる。
【００２８】
過負荷状態検出手段１７は操舵トルク信号Ｖｔと判定モード信号Ｓｍの入力に対して過負荷状態信号Ｓｌを出力する。この処理を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
ステップＳ１１では操舵トルク信号Ｖｔの絶対値を計算して変数Ａに格納する。ステップＳ１２では判定モード信号Ｓｍが０のときはステップＳ１３に分岐して変数Ｂに閾値ｔｔｈ１ｌを代入し、判定モード信号Ｓｍが１のときはステップＳ１４に分岐して変数Ｂに閾値ｔｔｈ１ｈを代入する。なお、閾値ｔｔｈ１ｈは閾値ｔｔｈ１ｌよりも大きい値とする。
【００３０】
ステップＳ１５では変数Ａと変数Ｂを比較し、変数Ａが変数Ｂ未満の場合ステップＳ１６に分岐してＳｌに０を代入して処理を終了し、変数Ａが変数Ｂ以上の場合は、ステップＳ１７に分岐してＳｌに１を代入して処理を終了する。
【００３１】
この処理により、図５および図６に示すように、判定モード信号Ｓｍが１の場合は判定モード信号Ｓｍが０の場合に比べて過負荷状態信号Ｓｌが０になる操舵トルクの範囲が拡大する。判定モードＳｍは操舵角速度が高いときに１になるので、操舵角速度が高いときは過負荷状態であるという判定がされにくくなる。
【００３２】
過負荷時通電制御手段１４は図２１に示すように、過負荷状態信号Ｓｌが０の場合は制御電流信号Ｉｃを目標電流信号Ｉｔとして出力し、過負荷状態信号Ｓｌが１の場合は制御電流信号Ｉｃよりも小さい値を目標電流信号Ｉｔとして出力する。電流制御手段１５は過負荷時通電制御手段１４より出力された目標電流信号Ｉｔとモータ電流検出手段１１より出力された検出電流信号Ｉｍが一致するようにモータ電流Ｉｏを制御する。モータ電流Ｉｏがモータ９に通電されることにより発生した動力が、減速ギア８を介してステアリングシャフトに伝達されアシストトルクとなる。
【００３３】
以上より、操舵トルクに応じたアシストトルクを発生するとともに、操舵角速度が高い場合は過負荷状態の判定閾値が高くなるように切り替わるため、モータの逆起電力がもたらす操舵トルク増大による過負荷状態の誤検知を低減できる。
【００３４】
また、操舵角速度は判定モードの切換に用いるため、モータの逆起電力による操舵トルクの増大が発生する操舵角速度に対して充分な精度を有していれば、操舵角速度の精度が過負荷状態の判定における検知精度の低下や誤検知の確率の増大につながることはない。したがって、操舵角速度センサを安価な装置で実現できる。
【００３５】
なお、上記例では目標電流信号Ｉｔを過負荷状態信号Ｓｌに応じて即時に切り替えているが、図７に示すように、所定の時間Ｔ１経過後に切り替えてもよい。
【００３６】
また、上記例では目標電流信号Ｉｔを過負荷状態信号Ｓｌに応じて即時に切り替えているが、図８に示すように、所定の時間Ｔ２をかけて徐々に切り替えてもよい。
【００３７】
また、上記例では目標電流信号Ｉｔを過負荷状態信号Ｓｌに応じて即時に切り替えているが、図９に示すように、所定の時間Ｔ３ａ経過後に所定の時間Ｔ３ｂをかけて徐々に切り替えてもよい。
【００３８】
また、上記例では操舵角速度センサ５を用いて操舵角速度信号ωｓを得ていたが、公知の技術であるモータ端子電圧とモータ電流を用いて推定する技術により得ても良い。
【００３９】
また、上記例では過負荷状態検出手段を２つの状態間で変化させているが、２つ以上の状態間で変化させても良い。
【００４０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、過負荷状態検出手段１７において、操舵トルク信号Ｖｔを用いて過負荷状態の判定を行っていたが、操舵角速度信号ωｓを加えて判定しても良い。
【００４１】
図１０はこの発明の別の実施の形態による電動パワーステアリング装置の制御装置、すなわち図１７のコントローラ６の部分のブロック図である。図１０において、１８は判定モード信号Ｓｍによって変化する過負荷状態の判定条件を備え、前記判定条件を用いて操舵トルク信号Ｖｔおよび操舵角速度信号ωｓから操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを判定し、過負荷状態信号Ｓｌを出力する過負荷状態検出手段である。この処理を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
ステップＳ２１では判定モード信号Ｓｍと前回の判定モード信号Ｓｍ０を用いて分岐処理を行う。Ｓｍが１の場合かつＳｍ０が０の場合はステップＳ２２に分岐する。また、Ｓｍが０の場合もしくはＳｍ０が１の場合はステップＳ２３に分岐する。ステップＳ２２では操舵角速度信号ωｓを変数ωｓｍに代入してステップＳ２３の処理に移る。なお、変数ωｓｍは後述するステップＳ３０にて０が代入されることにより、過負荷状態の判定を行っているときは過負荷状態の判定開始時の操舵角速度となり、過負荷状態の判定を行っていないときは０となる。
【００４３】
ステップＳ２３では、変数ωｓｍが０と等しい場合はステップＳ２８に分岐し、異なる場合はステップＳ２４に分岐する。ステップＳ２４では操舵トルク信号Ｖｔが所定の閾値ｔｔｈ２以上の場合はステップＳ２５に分岐し、操舵トルク信号Ｖｔが所定の閾値ｔｔｈ２未満の場合はステップＳ３０に分岐する。ステップＳ２５では操舵角速度ωｓの判定モード切替時の操舵角速度ωｓｍに対する比率を求めて変数Ｒに代入し、ステップＳ２６の処理に移る。ステップＳ２６では変数Ｒが０．３未満の場合はステップＳ２７に分岐して変数Ｒが０．３以上の場合はステップＳ３４に分岐する。ステップＳ２７では過負荷状態信号Ｓｌに１を代入してステップＳ３４の処理に移る。ステップＳ３０では過負荷状態信号Ｓｌに０を代入し、変数ωｓｍに０を代入してステップＳ３４の処理に移る。ステップＳ３４では判定モード信号Ｓｍを前回の判定モード信号Ｓｍ０に代入して、判定モード信号Ｓｍ０の更新を行い、処理を終了する。
【００４４】
ここで、ステップＳ２６における変数Ｒの判定閾値を０．３にしているが、操舵角速度ωｓが判定モード信号Ｓｍが０から１に切り換った際の操舵角速度ωｓｍに対して充分低いことが判定できる値であれば問題ない。
【００４５】
この処理により、図１２に示すように、判定モード信号Ｓｍが０から１に変化した際の操舵角速度ωｓｍに対して操舵角速度ωｓが７０％低下したときに過負荷状態と判定し、過負荷状態信号Ｓｌを１にする。また、操舵トルク信号Ｖｔが所定の閾値ｔｔｈ２ａ(例えば５Ｎ・ｍ)未満になった場合に過負荷状態信号Ｓｌを０にする。
【００４６】
なお、判定モード信号Ｓｍが０から１に変化することなく突き当たった状態に至った場合は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２１でステップＳ２３へ分岐し、ステップＳ２３でステップＳ２８へ分岐する。ステップＳ２８で過負荷状態信号Ｓｌが１であるか否か判断し、１でなければステップＳ２９へ分岐し、１であればステップＳ３２へ分岐する。ステップＳ２９では操舵トルク信号Ｖｔが所定の閾値ｔｔｈ１ａ(例えば７Ｎ・ｍ)以上かを判断して所定の閾値ｔｔｈ１ａ未満ならステップＳ３０へ分岐し、所定の閾値ｔｔｈ１ａ以上ならステップＳ３１へ分岐する。ステップＳ３１では過負荷状態信号Ｓｌに１を代入してステップＳ３４の処理に移る。一方、ステップＳ２８からステップＳ３２へ分岐した場合、ステップＳ３２で操舵トルク信号Ｖｔが所定の閾値ｔｔｈ１ｂ(例えば５Ｎ・ｍ)以上かを判断して、閾値ｔｔｈ１ｂ以上ならステップＳ３４へ分岐し、閾値ｔｔｈ１ｂ未満ならステップＳ３３へ分岐して、過負荷状態信号Ｓｌに０を代入してステップＳ３４の処理に移る。これをタイミングチャートに示すと図１３のようになり、操舵トルク信号Ｖｔの絶対値が所定の閾値ｔｔｈ１ａ(例えば７Ｎ・ｍ)以上のときに過負荷状態と判定して、過負荷状態信号Ｓｌを１にする。また、操舵トルク信号Ｖｔの絶対値が所定の閾値ｔｔｈ１ｂ(例えば５Ｎ・ｍ)未満になったときに過負荷状態信号Ｓｌを０にする。
【００４７】
以上より、操舵角速度が高い場合は、操舵角速度の変化量により過負荷状態の判定を行うように判定条件を切り替えるため、操舵の転舵状態から停止状態への移行を確実に検出でき、過負荷状態の検出精度を高めることができる。
【００４８】
実施の形態３．
上記実施の形態１および２では、判定モード切替手段１６において、判定モードの判定を操舵角速度信号ωｓのみを用いて行っていたが、操舵トルク信号Ｖｔを加えても良い。
【００４９】
図１４はこの発明のさらに別の実施の形態による電動パワーステアリング装置の制御装置、すなわち図１７のコントローラ６の部分のブロック図である。図１４において、１９は操舵角速度信号ωｓと操舵トルク信号Ｖｔから判定モード信号Ｓｍを出力する判定モード切替手段である。この処理を図１５のフローチャートを用いて説明する。
【００５０】
ステップＳ３１では操舵角速度信号ωｓの絶対値を演算して変数Ａに代入する。ステップＳ３２では操舵トルク信号Ｖｔの絶対値を演算して変数Ｂに代入する。ステップＳ３３では前回の判定モード信号Ｓｍ０が０のときはステップＳ３４に分岐し、前回の判定モード信号Ｓｍ０が１のときはステップＳ３７に分岐する。ステップＳ３４では変数Ａを所定の閾値ωｔｈ３と比較して、変数Ａが閾値ωｔｈ３以上の場合はステップＳ３５に分岐し、変数Ａが閾値ωｔｈ３未満の場合はステップＳ３７に分岐する。ステップＳ３５では変数Ｂと所定の閾値ｔｔｈ３ａを比較し、変数Ｂが閾値ｔｔｈ３ａ以上の場合はステップＳ３６に分岐し、変数Ｂが閾値ｔｔｈ３ａ未満の場合はステップＳ３７に分岐する。ステップＳ３６では、判定モード信号Ｓｍに１を代入してステップＳ３９の処理に移る。ステップＳ３７では、変数Ｂと所定の閾値ｔｔｈ３ｂを比較し、変数Ｂが閾値ｔｔｈ３ｂ未満の場合はステップＳ３８に分岐し、変数Ｂが閾値ｔｔｈ３ｂ以上の場合はステップＳ３９に分岐する。ステップＳ３８では判定モード信号Ｓｍに０を代入してステップＳ３９の処理に移る。ステップＳ３９では判定モード信号Ｓｍを変数Ｓｍ０に代入して処理を終了する。
【００５１】
この処理により、図１６に示すように、操舵トルクＶｔが閾値ｔｔｈ３ａにおける操舵角速度信号ωｓが所定値ωｔｈ３を超えていた場合に判定モード信号Ｓｍを１にする。また、操舵トルクＶｔが閾値ｔｔｈ３ｂ以下になった場合に判定モード信号Ｓｍを０にする。
【００５２】
以上より、判定モードの切換が発生する条件を操舵トルクが大きく、操舵角速度が高い場合に限定することができるため、モータの逆起電力が大きくなって操舵トルクが増大した場合の過負荷状態の誤検知を低減できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、操舵トルクに基いてモータを駆動して運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、検出された操舵トルク信号が所定値以上の場合に操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを所定の判定条件に基づいて判定する過負荷状態検出手段と、検出された操舵角速度信号に基づき操舵角速度が高い場合には前記過負荷状態検出手段の判定条件を過負荷状態になりにくい方へ変化させる判定モード切替手段と、前記過負荷状態検出手段が過負荷状態と判定した場合に前記モータに通電する電流を制限する過負荷時通電制御手段と、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の制御装置としたので、操舵角速度が高い場合は過負荷状態の判定閾値が高くなるように切り替わるため、モータの逆起電力がもたらす操舵トルク増大による過負荷状態の誤検知を低減できる。
【００５４】
また、前記過負荷状態検出手段が、前記操舵角速度信号に基づき操舵角速度が高い場合に、操舵トルクが前記判定モード切替手段に基づく所定の判定条件である所定値以上の状態を継続した状態で操舵角速度が所定値以下になったときに過負荷状態と判定することを特徴としたので、操舵角速度が高い場合は、操舵角速度の変化量により過負荷状態の判定を行うように判定条件を切り替えるため、操舵の転舵状態から停止状態への移行を確実に検出でき、過負荷状態の検出精度を高めることができる。
【００５５】
また、前記判定モード切替手段が、操舵トルク信号と操舵角速度信号に応じて過負荷状態検出手段の判定条件を変化させ、所定の操舵トルク値における操舵角速度が所定値以上の場合に前記過負荷状態検出手段の判定条件を過負荷状態になりにくい方へ変化させることを特徴としたので、判定モードの切換が発生する条件を操舵トルクが大きく、操舵角速度が高い場合に限定することができるため、モータの逆起電力が大きくなって操舵トルクが増大した場合の過負荷状態の誤検知を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の判定モード切替手段の動作フローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１の判定モード切替手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態１の過負荷状態検出手段の動作フローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態１の過負荷状態検出手段の判定モード信号が１の場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態１の過負荷状態検出手段の判定モード信号が０の場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態１の過負荷時通電制御手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態１の過負荷時通電制御手段の別の動作例を示すタイミングチャートである
【図９】 この発明の実施の形態１の過負荷時通電制御手段のさらに別の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１０】 この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２の過負荷状態検出手段の動作フローチャートである。
【図１２】 この発明の実施の形態２の過負荷状態検出手段の判定モード信号が１になった場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】 この発明の実施の形態２の過負荷状態検出手段の判定モード信号が０の場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】 この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック図である。
【図１５】 この発明の実施の形態３の判定モード切替手段の動作フローチャートである。
【図１６】 この発明の実施の形態３の判定モード切替手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図１７】 電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図１８】 従来の電動パワーステアリング装置の制御装置を示すブロック図である。
【図１９】 図１８の過負荷状態検出手段の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２０】 従来の別の電動パワーステアリング装置の制御装置を示すブロック図である。
【図２１】 制御電流信号に対する目標電流信号の特性を示す図である。
【図２２】 操舵角速度に対する操舵トルクの特性を示す図である。
【図２３】 従来の電動パワーステアリング装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図２４】 従来の電動パワーステアリング装置の別の動作例を示すタイミングチャートである。
【図２５】 従来の電動パワーステアリング装置のさらに別の動作例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール、２ ステアリングシャフト、３ トルクセンサ、４ 車速センサ、５ 操舵角速度センサ、６ コントローラ、７ モータ、８ 減速器、９ バッテリ、１１ モータ電流検出手段、１２ 制御電流演算手段、１４ 過負荷時通電制御手段、１５ 電流制御手段、１６，１９ 判定モード切替手段、１７，１８ 過負荷状態検出手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの動力により操舵力を補助する電動パワーステアリング装置、特にその制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、電動パワーステアリング装置の全体構成図であり、１はステアリングホイール、２はステアリングシャフト、３は運転者の操舵トルクを測定して操舵トルク信号Ｖｔを出力するトルクセンサ、４は車両の車速を測定して車速信号Ｖｓを出力する車速センサ、５はステアリングホイール１の操舵角度の変化量を元に操舵角速度信号ωｓを出力する操舵角速度センサ、６はトルクセンサ３や車速センサ４や操舵角速度センサ５などから入力される信号に基いて電動パワーステアリング装置を制御するコントローラ(制御装置)、７はトルクを発生するモータ、８はモータ７が発生したトルクをステアリングシャフト２に伝達する減速器、９はコントローラ６の電源となるバッテリである。
【０００３】
図１８は例えば特許番号第２６８２５６４号に示された技術を用いた従来のコントローラ６のブロック図であり、１１はモータ７に通電しているモータ電流Ｉｏを測定し、検出電流信号Ｉｍを出力するモータ電流検出手段、１２は操舵トルク信号Ｖｔや車速信号Ｖｓから制御電流信号Ｉｃを演算して出力する制御電流演算手段、１３は操舵トルク信号Ｖｔから操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを検出し、過負荷状態信号Ｓｌを出力する過負荷状態検出手段、１４は制御電流信号Ｉｃを過負荷状態信号Ｓｌに応じて低減させ、目標電流信号Ｉｔとして出力する過負荷時通電制御手段、１５は目標電流信号Ｉｔと検出電流信号Ｉｍが一致するようにモータ７に通電するモータ電流Ｉｏを制御する電流制御手段である。
【０００４】
次に上述のような従来の電動パワーステアリング装置の動作について説明する。電動パワーステアリング装置の制御はコントローラ６において行なわれる。
【０００５】
コントローラ６において、制御電流演算手段１２は車速信号Ｖｓと操舵トルク信号Ｖｔを用いて電動パワーステアリング装置のアシスト量に相当する制御電流信号Ｉｃを算出し出力する。また、過負荷状態検出手段１３は、例えば操向車輪が最大舵角位置にある場合など、操向車輪の操向方向を変化できないことを検出するもので、図１９に示すように、操舵トルク信号Ｖｔの絶対値が所定のトルク値ｔth1以上の場合に過負荷状態と判定して過負荷状態信号Ｓｌを１にし、操舵トルク信号Ｖｔが所定のトルク値ｔｔｈ１未満の場合は過負荷状態信号Ｓｌを０にする。過負荷時通電制御手段１４は図２１に示すように、過負荷状態信号Ｓｌが０の場合は制御電流信号Ｉｃを目標電流信号Ｉｔとして出力し、過負荷状態信号Ｓｌが１の場合は制御電流信号Ｉｃよりも小さい値(例えば、Ｉｃを０．５倍した値)を目標電流信号Ｉｔとして出力する。電流制御手段１５は過負荷時通電制御手段１４より出力された目標電流信号Ｉｔとモータ電流検出手段１１より出力された検出電流信号Ｉｍが一致するようにモータ電流Ｉｏを制御する。モータ電流Ｉｏがモータ７に通電されることにより発生した動力が、減速ギア８を介してステアリングシャフト２に伝達されアシストトルクとなる。
【０００６】
また、図１８の例では過負荷状態検出手段１４における過負荷状態の判定を操舵トルク信号Ｖｔのみを用いて行っているが、図２０のように、操向車輪の操向方向を変化できないことを確実かつ速やかに検出するために、過負荷状態検出手段１３における過負荷状態の判定を操舵トルク信号Ｖｔと操舵角速度信号ωｓを用いて、操舵トルク信号Ｖｔが所定のトルク値を超えるとともに操舵角速度信号ωｓが所定の角速度値以下になった場合に過負荷状態信号Ｓｌを１にするように構成してもよい。
【０００７】
以上より、操舵トルクに応じたアシストトルクを発生するとともに過負荷状態の場合はモータに通電する電流を制限する電動パワーステアリング装置が実現される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで電動パワーステアリング装置では、操舵角速度が高いときにモータ電流指示値に対して充分なモータ電流を出力できなくなり操舵力が増大することがある。
モータ電流をＩｏ、モータの印加電圧をＶｍ、モータのインピーダンスをＺｍとし、モータの逆起電力をＶｅ、モータの逆起電力定数をＫｅ、モータの角速度をωとすると、モータ電流Ｉｏは式(１)にて表すことができる。
【０００９】
Ｉｏ＝(Ｖｍ−Ｖｅ)／Ｚｍ・・・(１)
ただし、
Ｖｅ＝Ｋｅ＊ω・・・(２)
である。
【００１０】
電動パワーステアリング装置では、モータの印加電圧Ｖｍを変化させることによりモータ電流Ｉｏを制御しているが、モータの印加電圧Ｖｍはバッテリ電圧Ｖｂにより制限されるため、出力可能なモータ電流Ｉｏｍａｘは以下のようになる。
【００１１】
Ｉｏｍａｘ＝(Ｖｂ−Ｖｅ)／Ｚｍ・・・(３)
【００１２】
Ｖｅは操舵角速度の増大に伴って増加するため、出力可能なモータ電流Ｉｏｍａｘは操舵角速度の増大に伴って低下する。出力可能なモータ電流Ｉｏｍａｘがモータ電流目標値Ｉｔに対して、
【００１３】
Ｉｏｍａｘ＜Ｉｔ・・・(４)
【００１４】
となった場合は、充分なアシストトルクが得られなくなり、図２２に示すように操舵トルクが増大する。
【００１５】
過負荷状態の判定を操舵トルク信号のみで行う場合は、操舵角速度が高くなり出力可能なモータ電流Ｉｏｍａｘがモータ電流目標値Ｉｔよりも小さくなると、操舵トルクが増大して過負荷状態を検知し、過負荷時通電制御が誤作動することがあった。
【００１６】
また、過負荷状態の判定を操舵トルク信号と操舵角速度信号を用いて行う場合でも、操舵角速度信号の精度が低い場合は、操向車輪の操向方向を変化できない状態で操舵が停止しているにも拘わらず操舵角速度信号が所定の閾値よりも高くなって過負荷状態を検知せず、過負荷時通電制御が作動しないことがあった。これを以下に図に従って説明する。操舵角速度が一度高くなり、その後操向方向を変化できなくなった場合、操舵角速度信号の精度が高い場合は図２３の(ａ)に示すように、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となった時点で過負荷状態であることを検知しているが、操舵角速度信号の精度が低く実際より高く検出している場合は図２３の(ｂ)に示すように、操舵角速度信号ωｓが閾値ωｔｈより低くならず、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となっても過負荷状態であると検知できず、過負荷時通電制御が作動しない。同様に、全体的に操舵角速度が低い場合、操舵角速度信号の精度が高い場合には図２４の(ａ)に示すように、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となった時点で過負荷状態であることを検知しているが、操舵角速度信号の精度が低く実際より高く検出している場合は図２４の(ｂ)に示すように、操舵角速度信号ωｓが閾値ωｔｈより低くならず、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となっても過負荷状態であると検知できず、過負荷時通電制御が作動しない。
【００１７】
また、過負荷状態の判定を操舵トルク信号と操舵角速度信号を用いて行う場合でも、操舵角速度信号の精度が低い場合は、操舵角速度が高いにも拘わらず操舵角速度信号が所定の閾値よりも低くなって過負荷状態を検知し、過負荷時通電制御が誤作動することがあった。これを以下に図に従って説明する。全体的に操舵角速度が高い場合、操舵角速度信号の精度が高い場合には図２５の(ａ)に示すように、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となった時点でも過負荷状態とは検知しないが、操舵角速度信号の精度が低く実際より低く検出している場合は図２５の(ｂ)に示すように、操舵角速度信号ωｓが閾値ωｔｈより低くなり、操舵トルク信号Ｖｔが閾値ｔｔｈ１以上となった時点で過負荷状態であると検知し、過負荷時通電制御が誤作動してしまう。
【００１８】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、操舵トルクおよび操舵角速度を用いて過負荷状態検出手段における過負荷状態の判定条件を変化させることにより正確な過負荷状態の判定を行う電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、操舵トルクに基いてモータを駆動して運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、検出された操舵トルク信号が所定値以上の場合に操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを所定の判定条件に基づいて判定する過負荷状態検出手段と、検出された操舵角速度信号に基づき操舵角速度が高い場合には前記過負荷状態検出手段の判定条件を過負荷状態になりにくい方へ変化させる判定モード切替手段と、前記過負荷状態検出手段が過負荷状態と判定した場合に前記モータに通電する電流を制限する過負荷時通電制御手段と、を備え、前記過負荷状態検出手段が、操舵角速度が高くなり上記判定モード切替手段により判定条件が過負荷状態になりにくい方へ変化させられた状態において、操舵トルクが前記判定モード切替手段に基づく所定の判定条件である所定値以上の状態を継続した状態で、検出された操舵角速度が上記判定モード切替手段により判定条件が過負荷状態になりにくい方へ変化させられた時から所定の割合まで低下したときに過負荷状態と判定することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置にある。
【００２１】
また、前記判定モード切替手段が、操舵トルク信号と操舵角速度信号に応じて過負荷状態検出手段の判定条件を変化させ、所定の操舵トルク値における操舵角速度が所定値以上の場合に前記過負荷状態検出手段の判定条件を過負荷状態になりにくい方へ変化させることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下この発明を各実施の形態に従って説明する。
実施の形態１．
この発明においても電動パワーステアリング装置の全体の構成は図１７に示した従来のものと同様であり、詳細な説明は省略する。そして図１はこの発明の一実施の形態による電動パワーステアリング装置の制御装置、すなわち図１７のコントローラ６の部分のブロック図である。図１８，図２０に示す従来のコントローラ６と基本構成は同一であり、同一もしくは相当箇所には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２３】
図１において、１６は操舵角速度信号ωｓから判定モード信号Ｓｍを出力する判定モード切替手段、１７は判定モード信号Ｓｍによって変化する過負荷状態の判定条件を備え、前記判定条件を用いて操舵トルク信号Ｖｔから操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを判定し、過負荷状態信号Ｓｌを出力する過負荷状態検出手段である。
【００２４】
次に動作について説明する。電動パワーステアリング装置の制御はコントローラ６において行なわれる。
【００２５】
制御電流演算手段１２は車速信号Ｖｓと操舵トルク信号Ｖｔを用いて電動パワーステアリング装置のアシスト量に相当する制御電流信号Ｉｃを算出し出力する。
【００２６】
判定モード切替手段１６は操舵角速度信号ωｓに対して、判定モード信号Ｓｍを出力する。この処理を図２のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１では操舵角速度信号ωｓの絶対値を計算して変数Ａに代入する。ステップＳ２では変数Ａと所定の閾値ωｔｈ１ｈを比較して、変数Ａが閾値ωｔｈ１ｈ以上の場合はステップＳ３に分岐し、変数Ａが閾値ωｔｈ１ｈ未満の場合はステップＳ４に分岐する。ステップＳ３では判定モード信号Ｓｍに１を代入して処理を終了する。ステップＳ４では、変数Ａと所定の閾値ωｔｈ１ｌを比較して、変数Ａが閾値ωｔｈ１ｌ以上の場合は処理を終了し、変数Ａが閾値ωｔｈ１ｌ未満の場合はステップＳ５に分岐する。ステップＳ５では判定モード信号Ｓｍに０を代入して処理を終了する。
【００２７】
この処理により、図３に示すように、操舵角速度信号ωｓの絶対値が所定の閾値ωｔｈｈ以上の場合は、判定モード信号Ｓｍは１となり、操舵角速度信号ωｓの絶対値が所定の閾値ωｔｈｌより低い場合は判定モード信号Ｓｍは０となる。
【００２８】
過負荷状態検出手段１７は操舵トルク信号Ｖｔと判定モード信号Ｓｍの入力に対して過負荷状態信号Ｓｌを出力する。この処理を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
ステップＳ１１では操舵トルク信号Ｖｔの絶対値を計算して変数Ａに格納する。ステップＳ１２では判定モード信号Ｓｍが０のときはステップＳ１３に分岐して変数Ｂに閾値ｔｔｈ１ｌを代入し、判定モード信号Ｓｍが１のときはステップＳ１４に分岐して変数Ｂに閾値ｔｔｈ１ｈを代入する。なお、閾値ｔｔｈ１ｈは閾値ｔｔｈ１ｌよりも大きい値とする。
【００３０】
ステップＳ１５では変数Ａと変数Ｂを比較し、変数Ａが変数Ｂ未満の場合ステップＳ１６に分岐してＳｌに０を代入して処理を終了し、変数Ａが変数Ｂ以上の場合は、ステップＳ１７に分岐してＳｌに１を代入して処理を終了する。
【００３１】
この処理により、図５および図６に示すように、判定モード信号Ｓｍが１の場合は判定モード信号Ｓｍが０の場合に比べて過負荷状態信号Ｓｌが０になる操舵トルクの範囲が拡大する。判定モードＳｍは操舵角速度が高いときに１になるので、操舵角速度が高いときは過負荷状態であるという判定がされにくくなる。
【００３２】
過負荷時通電制御手段１４は図２１に示すように、過負荷状態信号Ｓｌが０の場合は制御電流信号Ｉｃを目標電流信号Ｉｔとして出力し、過負荷状態信号Ｓｌが１の場合は制御電流信号Ｉｃよりも小さい値を目標電流信号Ｉｔとして出力する。電流制御手段１５は過負荷時通電制御手段１４より出力された目標電流信号Ｉｔとモータ電流検出手段１１より出力された検出電流信号Ｉｍが一致するようにモータ電流Ｉｏを制御する。モータ電流Ｉｏがモータ９に通電されることにより発生した動力が、減速ギア８を介してステアリングシャフトに伝達されアシストトルクとなる。
【００３３】
以上より、操舵トルクに応じたアシストトルクを発生するとともに、操舵角速度が高い場合は過負荷状態の判定閾値が高くなるように切り替わるため、モータの逆起電力がもたらす操舵トルク増大による過負荷状態の誤検知を低減できる。
【００３４】
また、操舵角速度は判定モードの切換に用いるため、モータの逆起電力による操舵トルクの増大が発生する操舵角速度に対して充分な精度を有していれば、操舵角速度の精度が過負荷状態の判定における検知精度の低下や誤検知の確率の増大につながることはない。したがって、操舵角速度センサを安価な装置で実現できる。
【００３５】
なお、上記例では目標電流信号Ｉｔを過負荷状態信号Ｓｌに応じて即時に切り替えているが、図７に示すように、所定の時間Ｔ１経過後に切り替えてもよい。
【００３６】
また、上記例では目標電流信号Ｉｔを過負荷状態信号Ｓｌに応じて即時に切り替えているが、図８に示すように、所定の時間Ｔ２をかけて徐々に切り替えてもよい。
【００３７】
また、上記例では目標電流信号Ｉｔを過負荷状態信号Ｓｌに応じて即時に切り替えているが、図９に示すように、所定の時間Ｔ３ａ経過後に所定の時間Ｔ３ｂをかけて徐々に切り替えてもよい。
【００３８】
また、上記例では操舵角速度センサ５を用いて操舵角速度信号ωｓを得ていたが、公知の技術であるモータ端子電圧とモータ電流を用いて推定する技術により得ても良い。
【００３９】
また、上記例では過負荷状態検出手段を２つの状態間で変化させているが、２つ以上の状態間で変化させても良い。
【００４０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、過負荷状態検出手段１７において、操舵トルク信号Ｖｔを用いて過負荷状態の判定を行っていたが、操舵角速度信号ωｓを加えて判定しても良い。
【００４１】
図１０はこの発明の別の実施の形態による電動パワーステアリング装置の制御装置、すなわち図１７のコントローラ６の部分のブロック図である。図１０において、１８は判定モード信号Ｓｍによって変化する過負荷状態の判定条件を備え、前記判定条件を用いて操舵トルク信号Ｖｔおよび操舵角速度信号ωｓから操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを判定し、過負荷状態信号Ｓｌを出力する過負荷状態検出手段である。この処理を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
ステップＳ２１では判定モード信号Ｓｍと前回の判定モード信号Ｓｍ０を用いて分岐処理を行う。Ｓｍが１の場合かつＳｍ０が０の場合はステップＳ２２に分岐する。また、Ｓｍが０の場合もしくはＳｍ０が１の場合はステップＳ２３に分岐する。ステップＳ２２では操舵角速度信号ωｓを変数ωｓｍに代入してステップＳ２３の処理に移る。なお、変数ωｓｍは後述するステップＳ３０にて０が代入されることにより、過負荷状態の判定を行っているときは過負荷状態の判定開始時の操舵角速度となり、過負荷状態の判定を行っていないときは０となる。
【００４３】
ステップＳ２３では、変数ωｓｍが０と等しい場合はステップＳ２８に分岐し、異なる場合はステップＳ２４に分岐する。ステップＳ２４では操舵トルク信号Ｖｔが所定の閾値ｔｔｈ２以上の場合はステップＳ２５に分岐し、操舵トルク信号Ｖｔが所定の閾値ｔｔｈ２未満の場合はステップＳ３０に分岐する。ステップＳ２５では操舵角速度ωｓの判定モード切替時の操舵角速度ωｓｍに対する比率を求めて変数Ｒに代入し、ステップＳ２６の処理に移る。ステップＳ２６では変数Ｒが０．３未満の場合はステップＳ２７に分岐して変数Ｒが０．３以上の場合はステップＳ３４に分岐する。ステップＳ２７では過負荷状態信号Ｓｌに１を代入してステップＳ３４の処理に移る。ステップＳ３０では過負荷状態信号Ｓｌに０を代入し、変数ωｓｍに０を代入してステップＳ３４の処理に移る。ステップＳ３４では判定モード信号Ｓｍを前回の判定モード信号Ｓｍ０に代入して、判定モード信号Ｓｍ０の更新を行い、処理を終了する。
【００４４】
ここで、ステップＳ２６における変数Ｒの判定閾値を０．３にしているが、操舵角速度ωｓが判定モード信号Ｓｍが０から１に切り換った際の操舵角速度ωｓｍに対して充分低いことが判定できる値であれば問題ない。
【００４５】
この処理により、図１２に示すように、判定モード信号Ｓｍが０から１に変化した際の操舵角速度ωｓｍに対して操舵角速度ωｓが７０％低下したときに過負荷状態と判定し、過負荷状態信号Ｓｌを１にする。また、操舵トルク信号Ｖｔが所定の閾値ｔｔｈ２ａ(例えば５Ｎ・ｍ)未満になった場合に過負荷状態信号Ｓｌを０にする。
【００４６】
なお、判定モード信号Ｓｍが０から１に変化することなく突き当たった状態に至った場合は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２１でステップＳ２３へ分岐し、ステップＳ２３でステップＳ２８へ分岐する。ステップＳ２８で過負荷状態信号Ｓｌが１であるか否か判断し、１でなければステップＳ２９へ分岐し、１であればステップＳ３２へ分岐する。ステップＳ２９では操舵トルク信号Ｖｔが所定の閾値ｔｔｈ１ａ(例えば７Ｎ・ｍ)以上かを判断して所定の閾値ｔｔｈ１ａ未満ならステップＳ３０へ分岐し、所定の閾値ｔｔｈ１ａ以上ならステップＳ３１へ分岐する。ステップＳ３１では過負荷状態信号Ｓｌに１を代入してステップＳ３４の処理に移る。一方、ステップＳ２８からステップＳ３２へ分岐した場合、ステップＳ３２で操舵トルク信号Ｖｔが所定の閾値ｔｔｈ１ｂ(例えば５Ｎ・ｍ)以上かを判断して、閾値ｔｔｈ１ｂ以上ならステップＳ３４へ分岐し、閾値ｔｔｈ１ｂ未満ならステップＳ３３へ分岐して、過負荷状態信号Ｓｌに０を代入してステップＳ３４の処理に移る。これをタイミングチャートに示すと図１３のようになり、操舵トルク信号Ｖｔの絶対値が所定の閾値ｔｔｈ１ａ(例えば７Ｎ・ｍ)以上のときに過負荷状態と判定して、過負荷状態信号Ｓｌを１にする。また、操舵トルク信号Ｖｔの絶対値が所定の閾値ｔｔｈ１ｂ(例えば５Ｎ・ｍ)未満になったときに過負荷状態信号Ｓｌを０にする。
【００４７】
以上より、操舵角速度が高い場合は、操舵角速度の変化量により過負荷状態の判定を行うように判定条件を切り替えるため、操舵の転舵状態から停止状態への移行を確実に検出でき、過負荷状態の検出精度を高めることができる。
【００４８】
実施の形態３．
上記実施の形態１および２では、判定モード切替手段１６において、判定モードの判定を操舵角速度信号ωｓのみを用いて行っていたが、操舵トルク信号Ｖｔを加えても良い。
【００４９】
図１４はこの発明のさらに別の実施の形態による電動パワーステアリング装置の制御装置、すなわち図１７のコントローラ６の部分のブロック図である。図１４において、１９は操舵角速度信号ωｓと操舵トルク信号Ｖｔから判定モード信号Ｓｍを出力する判定モード切替手段である。この処理を図１５のフローチャートを用いて説明する。
【００５０】
ステップＳ３１では操舵角速度信号ωｓの絶対値を演算して変数Ａに代入する。ステップＳ３２では操舵トルク信号Ｖｔの絶対値を演算して変数Ｂに代入する。ステップＳ３３では前回の判定モード信号Ｓｍ０が０のときはステップＳ３４に分岐し、前回の判定モード信号Ｓｍ０が１のときはステップＳ３７に分岐する。ステップＳ３４では変数Ａを所定の閾値ωｔｈ３と比較して、変数Ａが閾値ωｔｈ３以上の場合はステップＳ３５に分岐し、変数Ａが閾値ωｔｈ３未満の場合はステップＳ３７に分岐する。ステップＳ３５では変数Ｂと所定の閾値ｔｔｈ３ａを比較し、変数Ｂが閾値ｔｔｈ３ａ以上の場合はステップＳ３６に分岐し、変数Ｂが閾値ｔｔｈ３ａ未満の場合はステップＳ３７に分岐する。ステップＳ３６では、判定モード信号Ｓｍに１を代入してステップＳ３９の処理に移る。ステップＳ３７では、変数Ｂと所定の閾値ｔｔｈ３ｂを比較し、変数Ｂが閾値ｔｔｈ３ｂ未満の場合はステップＳ３８に分岐し、変数Ｂが閾値ｔｔｈ３ｂ以上の場合はステップＳ３９に分岐する。ステップＳ３８では判定モード信号Ｓｍに０を代入してステップＳ３９の処理に移る。ステップＳ３９では判定モード信号Ｓｍを変数Ｓｍ０に代入して処理を終了する。
【００５１】
この処理により、図１６に示すように、操舵トルクＶｔが閾値ｔｔｈ３ａにおける操舵角速度信号ωｓが所定値ωｔｈ３を超えていた場合に判定モード信号Ｓｍを１にする。また、操舵トルクＶｔが閾値ｔｔｈ３ｂ以下になった場合に判定モード信号Ｓｍを０にする。
【００５２】
以上より、判定モードの切換が発生する条件を操舵トルクが大きく、操舵角速度が高い場合に限定することができるため、モータの逆起電力が大きくなって操舵トルクが増大した場合の過負荷状態の誤検知を低減できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、操舵トルクに基いてモータを駆動して運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、検出された操舵トルク信号が所定値以上の場合に操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを所定の判定条件に基づいて判定する過負荷状態検出手段と、検出された操舵角速度信号に基づき操舵角速度が高い場合には前記過負荷状態検出手段の判定条件を過負荷状態になりにくい方へ変化させる判定モード切替手段と、前記過負荷状態検出手段が過負荷状態と判定した場合に前記モータに通電する電流を制限する過負荷時通電制御手段と、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の制御装置としたので、操舵角速度が高い場合は過負荷状態の判定閾値が高くなるように切り替わるため、モータの逆起電力がもたらす操舵トルク増大による過負荷状態の誤検知を低減できる。
【００５４】
また、前記過負荷状態検出手段が、前記操舵角速度信号に基づき操舵角速度が高い場合に、操舵トルクが前記判定モード切替手段に基づく所定の判定条件である所定値以上の状態を継続した状態で操舵角速度が所定値以下になったときに過負荷状態と判定することを特徴としたので、操舵角速度が高い場合は、操舵角速度の変化量により過負荷状態の判定を行うように判定条件を切り替えるため、操舵の転舵状態から停止状態への移行を確実に検出でき、過負荷状態の検出精度を高めることができる。
【００５５】
また、前記判定モード切替手段が、操舵トルク信号と操舵角速度信号に応じて過負荷状態検出手段の判定条件を変化させ、所定の操舵トルク値における操舵角速度が所定値以上の場合に前記過負荷状態検出手段の判定条件を過負荷状態になりにくい方へ変化させることを特徴としたので、判定モードの切換が発生する条件を操舵トルクが大きく、操舵角速度が高い場合に限定することができるため、モータの逆起電力が大きくなって操舵トルクが増大した場合の過負荷状態の誤検知を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の判定モード切替手段の動作フローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１の判定モード切替手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態１の過負荷状態検出手段の動作フローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態１の過負荷状態検出手段の判定モード信号が１の場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態１の過負荷状態検出手段の判定モード信号が０の場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態１の過負荷時通電制御手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態１の過負荷時通電制御手段の別の動作例を示すタイミングチャートである
【図９】 この発明の実施の形態１の過負荷時通電制御手段のさらに別の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１０】 この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２の過負荷状態検出手段の動作フローチャートである。
【図１２】 この発明の実施の形態２の過負荷状態検出手段の判定モード信号が１になった場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】 この発明の実施の形態２の過負荷状態検出手段の判定モード信号が０の場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】 この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック図である。
【図１５】 この発明の実施の形態３の判定モード切替手段の動作フローチャートである。
【図１６】 この発明の実施の形態３の判定モード切替手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図１７】 電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図１８】 従来の電動パワーステアリング装置の制御装置を示すブロック図である。
【図１９】 図１８の過負荷状態検出手段の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２０】 従来の別の電動パワーステアリング装置の制御装置を示すブロック図である。
【図２１】 制御電流信号に対する目標電流信号の特性を示す図である。
【図２２】 操舵角速度に対する操舵トルクの特性を示す図である。
【図２３】 従来の電動パワーステアリング装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図２４】 従来の電動パワーステアリング装置の別の動作例を示すタイミングチャートである。
【図２５】 従来の電動パワーステアリング装置のさらに別の動作例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール、２ ステアリングシャフト、３ トルクセンサ、４ 車速センサ、５ 操舵角速度センサ、６ コントローラ、７ モータ、８ 減速器、９ バッテリ、１１ モータ電流検出手段、１２ 制御電流演算手段、１４ 過負荷時通電制御手段、１５ 電流制御手段、１６，１９ 判定モード切替手段、１７，１８ 過負荷状態検出手段。
Claims (2)
- 操舵トルクに基いてモータを駆動して運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
検出された操舵トルク信号が所定値以上の場合に操向車輪の操向方向を変化できない過負荷状態であることを所定の判定条件に基づいて判定する過負荷状態検出手段と、
検出された操舵角速度信号に基づき操舵角速度が高い場合には前記過負荷状態検出手段の判定条件を過負荷状態になりにくい方へ変化させる判定モード切替手段と、
前記過負荷状態検出手段が過負荷状態と判定した場合に前記モータに通電する電流を制限する過負荷時通電制御手段と、
を備え、
前記過負荷状態検出手段が、操舵角速度が高くなり上記判定モード切替手段により判定条件が過負荷状態になりにくい方へ変化させられた状態において、操舵トルクが前記判定モード切替手段に基づく所定の判定条件である所定値以上の状態を継続した状態で、検出された操舵角速度が上記判定モード切替手段により判定条件が過負荷状態になりにくい方へ変化させられた時から所定の割合まで低下したときに過負荷状態と判定することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。 - 前記判定モード切替手段が、操舵トルク信号と操舵角速度信号に応じて過負荷状態検出手段の判定条件を変化させ、所定の操舵トルク値における操舵角速度が所定値以上の場合に前記過負荷状態検出手段の判定条件を過負荷状態になりにくい方へ変化させることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
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