JP4300820B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に搭載され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、操舵部材（ステアリングホイール）に付与された操舵トルクに応じて、操舵軸に電磁クラッチを介して接続されたモータにより操舵補助力を生じさせる装置である。かかる電動パワーステアリング装置では、何らかの理由でモータの回転軸がロックされた状態となった場合に、ステアリングがロックされ操舵不能となることを避ける手段が必要となる。このため、例えば特許文献１又は２に記載された電動パワーステアリング装置では、操舵トルクと舵角との関係が所定の範囲外となったことによりモータのロックを検出して、パワーアシストを停止させるとともに電磁クラッチを切り、マニュアルステアリング装置に切り換えるよう構成している。
【０００３】
また、特許文献３に記載された電動パワーステアリング装置では、操舵トルク等が一定以上である場合において、モータの回転角速度が基準値以下であることをもって、ロックされた状態であると判定し、パワーアシストを停止させて電磁クラッチを切り、マニュアルステアリング装置に切り換える。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２８９１０３８号公報（第３〜５頁、図４）
【特許文献２】
特許第２８１９４７３号公報（第２〜３頁、第１図）
【特許文献３】
特許第２９２４５１６号公報（第３〜４頁、図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の電動パワーステアリング装置においてはいずれも、モータのロック判定に操舵トルクを考慮している。ところが、現在開発が進められている自動駐車システムは、運転者が何もせずに、電動パワーステアリング装置の自動操舵により縦列駐車等が行われるものであるため、自動操舵中には操舵トルクの情報は利用できない。このような自動操舵中に、操向車輪が縁石等の障害物に当たった場合には、モータが正常であってもモータのロックとよく似た状態となる。しかし、従来の電動パワーステアリング装置では、操舵トルクの情報がなければ、この状態をロックとして検出することはできない。
従って、縁石等の障害物により操舵不能状態となっても、それを検出できず、モータには最大電流が流れ続ける。その結果、モータが過熱してシステムが異常停止に陥ることがある。この場合、復帰にも時間がかかり、使い勝手が悪くなる。
【０００６】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、自動操舵中に操舵不能状態が発生したことを検出してモータの過熱を防止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する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵部材に付与される操舵トルクに応じてモータにより操舵補助力を生じさせるとともに、前記モータ単独で操向車輪を転舵させ得る操舵装置と、前記操舵装置による操舵量を検出する操舵量センサと、前記モータの温度を検出する温度センサと、舵角指令値に応じて前記モータを駆動し、前記操舵装置に自動操舵を行わせる自動操舵制御部と、前記操舵量センサによって検出される操舵量に基づいて、前記温度センサの検出する温度に応じて設定した判定時間内に前記操舵装置が前記舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否か、を判定する操舵判定部と、前記操舵判定部により前記判定時間内に前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、前記モータを停止させ、自動操舵を解除する自動操舵解除部とを備え、前記操舵判定部は、前記操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が前記舵角指令値に対して所定値以上不足している状態の累積時間が前記判定時間に達したことにより、前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するものであり、前記舵角指令値と前記舵角検出値との差が大きいほど前記判定時間が長くなることを特徴とするものである。
【０００８】
このように構成された電動パワーステアリング装置では、自動操舵中に縁石等の障害物により操向車輪がそれ以上転舵できなくなったとき、舵角指令値に対応した自動操舵が判定時間内に行われない状態となるので、判定時間後に制御装置により自動操舵は解除され、モータは停止となる。従って、モータの過熱は防止され、自動駐車システムの異常停止を防止することができる。また、判定時間はモータの温度に応じて設定されるので、温度を考慮してモータの過熱を的確に防止することができる。
【０００９】
また、上記電動パワーステアリング装置において、操舵判定部は、操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が舵角指令値に対して所定値以上不足している状態の累積時間が判定時間に達したことにより、舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するので、舵角検出値が判定時間内に舵角指令値に達しないことにより、操舵不能となったことを簡易に検出することができる。
また、上記電動パワーステアリング装置において、舵角指令値と舵角検出値との差が大きいほど判定時間が長くなるようにされているので、舵角指令値が比較的大きく、転舵に相応の時間がかかる場合には判定時間も長くなる。従って、正常な自動操舵を誤って途中で解除することを防止することができる。逆に、舵角指令値が比較的小さく、転舵にさほど時間がかからない場合には判定時間も短くなる。従って、操舵不能となった場合には迅速に自動操舵を解除することができる。
【００１０】
また、本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵部材に付与される操舵トルクに応じてモータにより操舵補助力を生じさせるとともに、前記モータ単独で操向車輪を転舵させ得る操舵装置と、前記操舵装置による操舵量を検出する操舵量センサと、前記モータの温度を検出する温度センサと、舵角指令値に応じて前記モータを駆動し、前記操舵装置に自動操舵を行わせる自動操舵制御部と、前記操舵量センサによって検出される操舵量に基づいて、前記温度センサの検出する温度に応じて設定した判定時間内に前記操舵装置が前記舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否か、を判定する操舵判定部と、前記操舵判定部により前記判定時間内に前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、前記モータを停止させ、自動操舵を解除する自動操舵解除部とを備え、前記操舵判定部は、前記操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が前記舵角指令値に対して所定値以上不足し、かつ、前記モータの電流値が所定値を超える状態の累積時間が前記判定時間に達したことにより、前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するものであり、前記舵角指令値と前記舵角検出値との差が大きいほど前記判定時間が長くなることを特徴とするものである。
この場合、上記同様、モータの過熱は防止され、自動駐車システムの異常停止を防止することができる。また、判定時間はモータの温度に応じて設定されるので、温度を考慮してモータの過熱を的確に防止することができる。
また、舵角検出値が舵角指令値に到達せず、かつ、モータの負荷が大きい状態の累積時間が判定時間に達したことにより、操舵不能となったことを正確に検出することができる。
【００１１】
また、上記電動パワーステアリング装置において、舵角指令値と舵角検出値との差が大きいほど判定時間が長くなるようにされているので、舵角指令値が比較的大きく、転舵に相応の時間がかかる場合には判定時間も長くなる。従って、正常な自動操舵を誤って途中で解除することを防止することができる。逆に、舵角指令値が比較的小さく、転舵にさほど時間がかからない場合には判定時間も短くなる。従って、操舵不能となった場合には迅速に自動操舵を解除することができる。
【００１２】
また、本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵部材に付与される操舵トルクに応じてモータにより操舵補助力を生じさせるとともに、前記モータ単独で操向車輪を転舵させ得る操舵装置と、前記操舵装置による操舵量を検出する操舵量センサと、前記モータの温度を検出する温度センサと、舵角指令値に応じて前記モータを駆動し、前記操舵装置に自動操舵を行わせる自動操舵制御部と、前記操舵量センサによって検出される操舵量に基づいて、前記温度センサの検出する温度に応じて設定した判定時間内に前記操舵装置が前記舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否か、を判定する操舵判定部と、前記操舵判定部により前記判定時間内に前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、前記モータを停止させ、自動操舵を解除する自動操舵解除部とを備え、前記操舵判定部は、前記操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が前記舵角指令値に対して所定値以上不足し、かつ、前記モータの電流値が所定値を超える状態の累積時間が前記判定時間に達したことにより、前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するものであり、前記モータの電流値が大きいほど前記判定時間が短くなることを特徴とするものである。
この場合、上記同様、モータの過熱は防止され、自動駐車システムの異常停止を防止することができる。また、判定時間はモータの温度に応じて設定されるので、温度を考慮してモータの過熱を的確に防止することができる。
また、舵角検出値が舵角指令値に到達せず、かつ、モータの負荷が大きい状態の累積時間が判定時間に達したことにより、操舵不能となったことを正確に検出することができる。
また、モータの電流値が大きいほど判定時間が短くなるようにされているので、モータ電流値が比較的大きく、モータが急激に温度上昇する場合には、判定時間を短くして、より確実にモータの過熱を防止することができる。逆に、モータ電流値が比較的小さく、モータの温度上昇が緩やかな場合には、判定時間を長くして、性急な自動操舵の解除を避けることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、自動車に搭載される本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。図において、電動パワーステアリング装置の本体部分を成す操舵装置１は、操舵部材（ステアリングホイール）２と、操舵部材に接続された入力軸３、トーションバー４及び出力軸５と、トーションバー４の捻れにより操舵トルクを検出するトルク検出器６と、出力軸５と一体回転する減速ギヤ７と、この減速ギヤ７と噛み合う、電磁クラッチ内蔵のモータ８と、出力軸５の下端に形成されたピニオン９と、このピニオン９と噛み合ってラック・ピニオンを構成し、左右に直線運動するラック軸１０と、ラック軸１０と操向車輪１１とを接続するタイロッド１２とを備えている。
【００１４】
上記トルク検出器６の出力信号は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の他、必要なインターフェースやドライバを内蔵する制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３に入力される。また、ＥＣＵ１３からモータ（電磁クラッチを含む。）８に駆動電流が供給される。なお、実際にはモータ８に駆動電流を供給するためのパワーユニットが併設されるが、このパワーユニットもＥＣＵ１３に含めて説明する。
【００１５】
一方、電動パワーステアリング装置を自動駐車システムにおける自動操舵に使用する際の制御系要素として、モータ８の温度を検出する温度センサ１４と、出力軸５の回転に基づいて操舵量（舵角）を検出する操舵量センサ１５とが設けられている。なお、操舵量センサ１５は、ラック軸１０の移動量に基づいて操舵量を検出するものであってもよい。温度センサ１４及び操舵量センサ１５の出力信号は、ＥＣＵ１３に入力される。また、ＥＣＵ１３に対して、自動車の中央制御装置（図示せず。）から舵角指令値の信号が入力される。なお、温度センサ１４及び操舵量センサ１５の出力信号は、当該中央制御装置にも送られる。
【００１６】
ＥＣＵ１３は、ソフトウェア（後述するフローチャートの処理）によって構成される内部機能として、通常操舵制御部１３１と、自動操舵制御部１３２と、自動操舵解除部１３３と、操舵判定部１３４とを備えている。通常操舵制御部１３１は、操舵部材２に付与される操舵トルクを検出するトルク検出器６からの出力信号に基づいて、モータ８に操舵補助力を生じさせる。自動操舵制御部１３２は、舵角指令値に応じてモータ８を駆動し、操舵装置１に自動操舵を行わせる。操舵判定部１３４は、操舵量センサ１５によって検出される操舵量及び必要によりさらにモータ８の電流値に基づいて、温度センサ１４の検出する温度に応じて設定した判定時間内に操舵装置１が舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否かを判定する。また、自動操舵解除部１３３は、操舵判定部１３４により判定時間内に舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、モータ８を停止させ、自動操舵を解除する。
【００１７】
上記のように構成された電動パワーステアリング装置において、通常走行時には、舵角指令値は例えば０であり、通常操舵制御部１３１により通常の制御が行われる。具体的には、操舵部材２に付与される操舵トルクがトルク検出器６によって検出され、その出力信号を受けたＥＣＵ１３（通常操舵制御部１３１）によりモータ８が駆動され、操舵補助力が発生する。
一方、運転者がボタン操作等をすることにより車両に搭載された自動駐車システムが起動し、自動駐車システムの制御下でモータ８が駆動されるときは、運転者はステアリング操作を全く行わず、モータ８単独で操向車輪１１を転舵させる。
【００１８】
以下、自動駐車システム動作時にＥＣＵ１３において実行される処理動作の第１実施例〜第３実施例について、図２〜図５を参照して説明する。
≪第１実施例≫
図２は、処理動作の第１実施例を示すフローチャートである。自動駐車システムが起動すると、そのときの車両の停止位置や車庫入れ目標位置等から演算された舵角指令値がＥＣＵ１３に入力される。これにより、自動操舵が開始され、舵角指令値に応じてモータ８が駆動される。また、ステップＳ２１においてＥＣＵ１３のＣＰＵ（以下、単にＣＰＵという。）は、舵角指令値の存否に基づいて自動操作モードか否かを判断する。ここでは舵角指令値が来ているので自動操作モードであり、ＣＰＵはステップＳ２２に進み、（舵角指令値−舵角検出値）が所定の値Ｘ（例えば１０度とする。）以上であるか否かを判断する。ここで、舵角検出値とは、操舵量センサ１５の出力信号に相当する操向車輪１１の舵角を意味する。
【００１９】
ステップＳ２２における判断は、舵角指令値によっても異なるが、例えば舵角指令値が３０度、起動直後の舵角検出値はほぼ０であるとすれば、その差は３０度であり、判断結果はイエスであるので、ＣＰＵはステップＳ２３に進む。ここで、ＣＰＵはＥＣＵ１３自身から供給しているモータ電流値が、所定の値Ａより大きいか否かを判断する。操向車輪１１が円滑に転舵されているときは、モータ電流値はＡ未満であるようにＡの値が設定されており、従ってその場合は、ＣＰＵはステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１〜Ｓ２３を繰り返す。
【００２０】
自動操舵が順調に進めば、舵角指令値と舵角検出値との差は所定値Ｘより小さくなり、ステップＳ２２からＳ２１へ戻る処理が繰り返される。舵角検出値が舵角指令値に達すると、舵角指令値が０になり（すなわち指令が来なくなり）、ステップＳ２１のノーからステップＳ２６へジャンプする。ステップＳ２６では、モータ８は停止となり、通常操舵モードへの移行が行われる。なお、舵角指令値が最初からＸ未満の場合にはステップＳ２１からステップＳ２２の処理が繰り返され、舵角指令値が０になるとステップＳ２６にジャンプしてモータ８は停止となり、通常操舵モードへの移行が行われる。
このようにして、舵角指令値と舵角検出値との差が所定値Ｘ以上であり、かつ、モータ電流値がＡを超える、という状態が自動操舵中に一度も発生しなければ、ステップＳ２４，Ｓ２５は実行されることなく、舵角検出値が舵角指令値に達することにより、自動操舵完了となり、通常操舵に戻る。
【００２１】
次に、自動操舵中に、舵角指令値と舵角検出値との差が所定値Ｘ以上であり、かつ、モータ電流値がＡを超える状態が発生すると、ＣＰＵはステップＳ２３からＳ２４に進み、フェイルカウンタ（ＦＣ：初期値０）をカウントする（ＦＣ＝ＦＣ＋１の処理）。続いてステップＳ２５において、フェイルカウンタのカウント値が設定値Ｂ以上になるか否かを監視する（ステップＳ２５→Ｓ２１〜Ｓ２５の繰り返し）。設定値Ｂは、モータ８の過熱防止の観点から設定される値であり、また、温度センサ１４によって検出されるモータ８の温度により設定され、温度が高いほど小さい値とする。
【００２２】
ここで、上記の、舵角指令値と舵角検出値との差が所定値Ｘ以上であり、かつ、モータ電流値がＡを超える状態が発生した原因が、例えば、路面の摩擦抵抗が大きい等の一過性の理由であれば、遅滞なく、モータ電流値がＡ以下となるか又は、舵角指令値と舵角検出値との差がＸ未満となる。従って、フェイルカウンタのカウント値がＢに達する前に、舵角検出値が舵角指令値に到達して自動操舵完了となる。
【００２３】
一方、自動操舵中に、操向車輪１１が縁石等の障害物に当たって止まった場合、その時点から舵角検出値が増加しないため、舵角指令値との差がＸ以上である状態が継続する場合がある。また、この場合、モータ８の回転が強制的に止められるためモータ電流値はＡを上回る。従って、ＣＰＵはステップＳ２３からＳ２４に進み、フェイルカウンタ（ＦＣ）をカウントし、続いてステップＳ２５において、フェイルカウンタのカウント値が設定値Ｂ以上になるか否かを監視する（ステップＳ２５→Ｓ２１〜Ｓ２５の繰り返し）。そして、フェイルカウンタがＢに達した時点、すなわち、カウント回数にカウント周期（ルーチン処理時間）を乗じた累積時間の経過後に、モータ８を停止させ、通常操舵モードに移行する（ステップＳ２６）。
【００２４】
このようにして、舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足し、かつ、モータ電流値がＡ以上である状態の累積時間が、設定値Ｂに相当する判定時間に達したことにより、ＣＰＵは、舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定して、自動操舵を途中で解除する。従って、縁石等の障害物により操向車輪１１がそれ以上転舵できなくなったとき、判定時間後に自動操舵は解除され、モータ８は停止となるので、モータ８の過熱は防止される。これにより、自動駐車システムの異常停止を防止することができ、システム停止によって復帰に時間がかかる、という好ましくない事態も回避することができる。また、上記判定は、舵角と、モータ電流値と、判定時間との３つの要素の論理積に基づいて行われる。従って、正確な判定を行うことができる。
【００２５】
さらに、Ｂの値はモータ８の温度（自動操舵開始前の温度）によって設定され、温度が高いほど小さい値となるので、判定時間は温度が高いほど短くなる。これにより、元々温度が高く、モータ８の温度上昇が速い場合には短い判定時間で迅速に自動操舵を解除可能とし、モータ８の過熱を防止することができる。逆に、元々温度が低く、モータ８の温度上昇が緩やかな場合には長い判定時間により、性急な自動操舵解除を避けることができる。すなわち、温度を考慮して、モータ８の過熱を的確に防止することができる。
【００２６】
なお、舵角指令値がＸ未満の小さい値である場合にはフェイルカウンタがカウントされないので、操向車輪１１が縁石等の障害物に当たってもＥＣＵ１３側で自動操舵を途中解除することはないが、小幅な転舵は、タイヤの弾性変形により可能である。
【００２７】
≪第２実施例≫
図３は、処理動作の第２実施例を示すフローチャートである。自動駐車システムが起動すると、第１実施例の場合と同様に、自動操舵が開始され、舵角指令値に応じてモータ８が駆動される。また、ステップＳ３１においてＣＰＵは、舵角指令値の存否に基づいて自動操作モードか否かを判断する。ここでは舵角指令値が来ているので自動操作モードであり、ＣＰＵはステップＳ３２に進み、（舵角指令値−舵角検出値）が所定の値Ｘ（例えば１０度）以上であるか否かを判断する。
【００２８】
ステップＳ３２における判断は、例えば舵角指令値が３０度、起動直後の舵角検出値はほぼ０であるとすれば、その差は３０度であり、判断結果はイエスであるので、ＣＰＵはステップＳ３３に進む。ステップＳ３３においてＣＰＵは、フェイルカウンタ（ＦＣ１：初期値０）をカウントする（ＦＣ１＝ＦＣ１＋１の処理）。続いてステップＳ３４において、フェイルカウンタのカウント値が設定値Ｂ以上であるか否かを判断する。このＢは、モータ８の過熱防止の観点から設定される値である。
【００２９】
また、上記Ｂの値は、図４の（ａ）に示すように、（舵角指令値−舵角検出値）＝ＸのときＢ０であり、（舵角指令値−舵角検出値）に比例して増大する。また、Ｂの値はモータ８の温度（自動操舵開始前の温度）によっても点線で示すように縦軸方向にシフトして設定され、温度が高いほど全体に小さい値となる。従って、舵角指令値と舵角検出値との差が大きいほど、Ｂの値すなわち判定時間は長くなり、また、差が同じであれば、モータ８の温度が高いほど判定時間は短くなる。
【００３０】
初期の時点ではフェイルカウンタのカウント値はＢ未満であるので、ＣＰＵはステップＳ３５に進み、ここで、ＣＰＵはＥＣＵ１３自身から供給しているモータ電流値が、所定の値Ａより大きいか否かを判断する。操向車輪１１が円滑に転舵されているときは、モータ電流値はＡ未満であるようにＡの値が設定されており、従ってその場合は、ＣＰＵはステップＳ３１に戻り、ステップＳ３１〜Ｓ３５を繰り返す。
【００３１】
自動操舵が順調に進めば、舵角指令値と舵角検出値との差は所定値Ｘより小さくなり、ステップＳ３２からＳ３１へ戻る処理が繰り返される。舵角検出値が舵角指令値に達すると、舵角指令値が０になり（すなわち指令が来なくなり）、ステップＳ３１のノーからステップＳ３８へジャンプする。ステップＳ３８では、モータ８は停止となり、通常操舵モードへの移行が行われる。なお、舵角指令値が最初からＸ未満の場合にはステップＳ３１からステップＳ３２の処理が繰り返され、舵角指令値が０になるとステップＳ３８にジャンプしてモータ８は停止となり、通常操舵モードへの移行が行われる。
【００３２】
次に、自動操舵中に、舵角指令値と舵角検出値との差が所定値Ｘ以上であり、かつ、モータ電流値がＡを超える状態が発生すると、ＣＰＵはステップＳ３５からＳ３６に進み、フェイルカウンタ（ＦＣ２：初期値０）をカウントする（ＦＣ２＝ＦＣ２＋１の処理）。続いてステップＳ３７において、フェイルカウンタ（ＦＣ２）のカウント値が設定値Ｃ以上か否かを判断し、Ｃ未満であればステップＳ３１〜Ｓ３７を繰り返す。この繰り返しの処理中に、２つのフェイルカウンタ（ＦＣ１及びＦＣ２）は、それぞれカウント値を累積させる。
【００３３】
上記Ｃの値は、モータ８の過熱防止の観点から設定される値であり、図４の（ｂ）に示すように、モータ電流値がＡのときＣ０であり、Ａから最大値までのモータ電流値に比例して減少する。また、Ｃの値はモータ８の温度（自動操舵開始前の温度）によっても点線で示すように縦軸方向にシフトして設定され、温度が高いほど全体に小さい値となる。従って、モータ電流値が大きいほどＣの値すなわち、判定時間が短くなり、また、モータ電流値が同じであれば、モータ８の温度が高いほど判定時間は短くなる。
【００３４】
ここで、舵角指令値と舵角検出値との差が所定値Ｘ以上であり、かつ、モータ電流値がＡを超える状態が発生した原因が、例えば、路面の摩擦抵抗が大きい等の一過性の理由であれば、遅滞なく、モータ電流値がＡ以下となるか又は、舵角指令値と舵角検出値との差がＸ未満となる。従って、フェイルカウンタＦＣ１及びフェイルカウンタＦＣ２のカウント値がそれぞれＢ及びＣに達する前に、舵角検出値が舵角指令値に到達して自動操舵完了となる。
【００３５】
一方、自動操舵中に、操向車輪１１が縁石等の障害物に当たって止まった場合、その時点から舵角検出値が増加しないため、舵角指令値との差がＸ以上である状態が継続する場合がある。また、この場合、モータ８の回転が強制的に止められるためモータ電流値はＡを上回る。従って、ＣＰＵはステップＳ３３及びＳ３６を実行し、ステップＳ３４においてフェイルカウンタＦＣ１がＢに達した時点か、又は、ステップＳ３７においてフェイルカウンタＦＣ２がＣに達した時点で、モータ８は停止となり、通常操舵モードに移行する（ステップＳ３８）。
【００３６】
このようにして、舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足する状態の累積時間が所定の判定時間に達したか、又は、舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足し、かつ、モータ電流値がＡ以上である状態の累積時間が所定の判定時間に達したことにより、ＣＰＵは、舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定して、自動操舵を途中で解除する。従って、縁石等の障害物により操向車輪１１がそれ以上転舵できなくなったとき、自動操舵は解除され、モータ８は停止となるので、モータ８の過熱は防止される。これにより、自動駐車システムの異常停止を防止することができる。また、Ｂ及びＣの値はモータ８の温度（自動操舵開始前の温度）によって設定され、温度が高いほど小さい値となるので、判定時間は温度が高いほど短くなる。これにより、第１実施例の場合と同様に、温度を考慮して、モータ８の過熱を的確に防止することができる。
【００３７】
上記第２実施例では、（１）舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足する状態の累積時間が所定の判定時間に達したこと、及び、（２）舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足し、かつ、モータ電流値がＡ以上である状態の累積時間が所定の判定時間に達したこと、の２つの条件のいずれでも自動操舵を解除することとしたので、舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足し、かつ、モータ電流値がＡ以上である状態の累積時間が所定の判定時間に達したことのみを解除の条件とする第１実施例と比較すると、（１）の条件のみでも自動操舵の解除を行うことができる点で、より確実に自動操舵の解除を行うことができる。
【００３８】
また、上記第２実施例では、舵角指令値と舵角検出値との差が大きいほどＢの値を増大させるので、舵角指令値が比較的大きい場合、すなわち、転舵に相応の時間がかかる場合には判定時間も増大させて、正常な自動操舵を誤って途中で解除することを防止することができる。逆に、舵角指令値が比較的小さく、転舵にさほど時間がかからない場合には判定時間も短くなる。従って、操舵不能となった場合には迅速に自動操舵を解除することができる。
さらに、上記第２実施例では、モータ電流値が大きいほどＣの値を減少させるので、モータ８が急激に温度上昇する場合には判定時間を短くして、より確実にモータ８の過熱を防止することができる。逆に、モータ電流値が比較的小さく、モータ８の温度上昇が緩やかな場合には、判定時間を長くして、性急な自動操舵の解除を避けることができる。
【００３９】
なお、第１実施例と同様に、舵角指令値がＸ未満の小さい値である場合にはフェイルカウンタがカウントされないので、操向車輪１１が縁石等の障害物に当たってもＥＣＵ１３側で自動操舵を途中解除することはないが、小幅な転舵は、タイヤの弾性変形により可能である。
【００４０】
≪第３実施例≫
図５は、処理動作の第３実施例を示すフローチャートである。このフローチャートのステップＳ５１〜Ｓ５６は、第１実施例のステップＳ２１〜Ｓ２６とそれぞれ同じであるので、説明は省略する。但し、ステップＳ５５における設定値Ｃは、第２実施例における図４の（ｂ）と同様に、モータ電流値に応じて変化する特性を付与する。この場合、第１実施例の作用効果に加えて、モータ電流値が大きいほどＣの値を減少させるので、モータ８が急激に温度上昇する場合には判定時間を短くして、より確実にモータ８の過熱を防止することができる。逆に、モータ電流値が比較的小さく、モータ８の温度上昇が緩やかな場合には、判定時間を長くして、性急な自動操舵の解除を避けることができる。
【００４１】
なお、上記第１実施例〜第３実施例において、フェイルカウンタの設定値Ｂ又はＣを最小値（例えば１）に設定すれば、判定時間は実質的に０となり、直ちに自動操舵を解除することができる。
また、図４に示したフェイルカウンタの設定値Ｂ及びＣの変化特性は直線的であるが、必要により、曲線、折れ線、若しくは段階的な特性を付与してもよい。また、上記第１実施例〜第３実施例はいずれも、モータ電流値に基づくフェイルカウンタのカウントステップを含んでいるが、これを省略して、舵角指令値と舵角検出値との差に基づくフェイルカウンタによる判定時間経過のみで、簡易に、自動操舵を解除するようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の電動パワーステアリング装置によれば、自動操舵中に縁石等の障害物により操向車輪がそれ以上転舵できなくなったとき、判定時間後に制御装置により自動操舵は解除され、モータは停止となる。従って、モータの過熱は防止され、自動駐車システムの異常停止を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車に搭載される本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の電動パワーステアリング装置におけるＥＣＵにより、自動駐車システム動作時に実行される処理動作の第１実施例を示すフローチャートである。
【図３】図１の電動パワーステアリング装置におけるＥＣＵにより、自動駐車システム動作時に実行される処理動作の第２実施例を示すフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートにおけるフェイルカウンタの設定値の変化特性を示すグラフである。
【図５】図１の電動パワーステアリング装置におけるＥＣＵにより、自動駐車システム動作時に実行される処理動作の第３実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 操舵装置
２ 操舵部材
８ モータ
１１ 操向車輪
１３ ＥＣＵ（制御装置）
１４ 温度センサ
１５ 操舵量センサ
１３２ 自動操舵制御部
１３３ 自動操舵解除部
１３４ 操舵判定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に搭載され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、操舵部材（ステアリングホイール）に付与された操舵トルクに応じて、操舵軸に電磁クラッチを介して接続されたモータにより操舵補助力を生じさせる装置である。かかる電動パワーステアリング装置では、何らかの理由でモータの回転軸がロックされた状態となった場合に、ステアリングがロックされ操舵不能となることを避ける手段が必要となる。このため、例えば特許文献１又は２に記載された電動パワーステアリング装置では、操舵トルクと舵角との関係が所定の範囲外となったことによりモータのロックを検出して、パワーアシストを停止させるとともに電磁クラッチを切り、マニュアルステアリング装置に切り換えるよう構成している。
【０００３】
また、特許文献３に記載された電動パワーステアリング装置では、操舵トルク等が一定以上である場合において、モータの回転角速度が基準値以下であることをもって、ロックされた状態であると判定し、パワーアシストを停止させて電磁クラッチを切り、マニュアルステアリング装置に切り換える。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２８９１０３８号公報（第３〜５頁、図４）
【特許文献２】
特許第２８１９４７３号公報（第２〜３頁、第１図）
【特許文献３】
特許第２９２４５１６号公報（第３〜４頁、図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の電動パワーステアリング装置においてはいずれも、モータのロック判定に操舵トルクを考慮している。ところが、現在開発が進められている自動駐車システムは、運転者が何もせずに、電動パワーステアリング装置の自動操舵により縦列駐車等が行われるものであるため、自動操舵中には操舵トルクの情報は利用できない。このような自動操舵中に、操向車輪が縁石等の障害物に当たった場合には、モータが正常であってもモータのロックとよく似た状態となる。しかし、従来の電動パワーステアリング装置では、操舵トルクの情報がなければ、この状態をロックとして検出することはできない。
従って、縁石等の障害物により操舵不能状態となっても、それを検出できず、モータには最大電流が流れ続ける。その結果、モータが過熱してシステムが異常停止に陥ることがある。この場合、復帰にも時間がかかり、使い勝手が悪くなる。
【０００６】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、自動操舵中に操舵不能状態が発生したことを検出してモータの過熱を防止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する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵部材に付与される操舵トルクに応じてモータにより操舵補助力を生じさせるとともに、前記モータ単独で操向車輪を転舵させ得る操舵装置と、前記操舵装置による操舵量を検出する操舵量センサと、前記モータの温度を検出する温度センサと、舵角指令値に応じて前記モータを駆動し、前記操舵装置に自動操舵を行わせる自動操舵制御部と、前記操舵量センサによって検出される操舵量に基づいて、前記温度センサの検出する温度に応じて設定した判定時間内に前記操舵装置が前記舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否か、を判定する操舵判定部と、前記操舵判定部により前記判定時間内に前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、前記モータを停止させ、自動操舵を解除する自動操舵解除部とを備え、前記操舵判定部は、前記操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が前記舵角指令値に対して所定値以上不足している状態の累積時間が前記判定時間に達したことにより、前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するものであり、前記舵角指令値と前記舵角検出値との差が大きいほど前記判定時間が長くなることを特徴とするものである。
【０００８】
このように構成された電動パワーステアリング装置では、自動操舵中に縁石等の障害物により操向車輪がそれ以上転舵できなくなったとき、舵角指令値に対応した自動操舵が判定時間内に行われない状態となるので、判定時間後に制御装置により自動操舵は解除され、モータは停止となる。従って、モータの過熱は防止され、自動駐車システムの異常停止を防止することができる。また、判定時間はモータの温度に応じて設定されるので、温度を考慮してモータの過熱を的確に防止することができる。
【０００９】
また、上記電動パワーステアリング装置において、操舵判定部は、操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が舵角指令値に対して所定値以上不足している状態の累積時間が判定時間に達したことにより、舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するので、舵角検出値が判定時間内に舵角指令値に達しないことにより、操舵不能となったことを簡易に検出することができる。
また、上記電動パワーステアリング装置において、舵角指令値と舵角検出値との差が大きいほど判定時間が長くなるようにされているので、舵角指令値が比較的大きく、転舵に相応の時間がかかる場合には判定時間も長くなる。従って、正常な自動操舵を誤って途中で解除することを防止することができる。逆に、舵角指令値が比較的小さく、転舵にさほど時間がかからない場合には判定時間も短くなる。従って、操舵不能となった場合には迅速に自動操舵を解除することができる。
【００１０】
また、本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵部材に付与される操舵トルクに応じてモータにより操舵補助力を生じさせるとともに、前記モータ単独で操向車輪を転舵させ得る操舵装置と、前記操舵装置による操舵量を検出する操舵量センサと、前記モータの温度を検出する温度センサと、舵角指令値に応じて前記モータを駆動し、前記操舵装置に自動操舵を行わせる自動操舵制御部と、前記操舵量センサによって検出される操舵量に基づいて、前記温度センサの検出する温度に応じて設定した判定時間内に前記操舵装置が前記舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否か、を判定する操舵判定部と、前記操舵判定部により前記判定時間内に前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、前記モータを停止させ、自動操舵を解除する自動操舵解除部とを備え、前記操舵判定部は、前記操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が前記舵角指令値に対して所定値以上不足し、かつ、前記モータの電流値が所定値を超える状態の累積時間が前記判定時間に達したことにより、前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するものであり、前記舵角指令値と前記舵角検出値との差が大きいほど前記判定時間が長くなることを特徴とするものである。
この場合、上記同様、モータの過熱は防止され、自動駐車システムの異常停止を防止することができる。また、判定時間はモータの温度に応じて設定されるので、温度を考慮してモータの過熱を的確に防止することができる。
また、舵角検出値が舵角指令値に到達せず、かつ、モータの負荷が大きい状態の累積時間が判定時間に達したことにより、操舵不能となったことを正確に検出することができる。
【００１１】
また、上記電動パワーステアリング装置において、舵角指令値と舵角検出値との差が大きいほど判定時間が長くなるようにされているので、舵角指令値が比較的大きく、転舵に相応の時間がかかる場合には判定時間も長くなる。従って、正常な自動操舵を誤って途中で解除することを防止することができる。逆に、舵角指令値が比較的小さく、転舵にさほど時間がかからない場合には判定時間も短くなる。従って、操舵不能となった場合には迅速に自動操舵を解除することができる。
【００１２】
また、本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵部材に付与される操舵トルクに応じてモータにより操舵補助力を生じさせるとともに、前記モータ単独で操向車輪を転舵させ得る操舵装置と、前記操舵装置による操舵量を検出する操舵量センサと、前記モータの温度を検出する温度センサと、舵角指令値に応じて前記モータを駆動し、前記操舵装置に自動操舵を行わせる自動操舵制御部と、前記操舵量センサによって検出される操舵量に基づいて、前記温度センサの検出する温度に応じて設定した判定時間内に前記操舵装置が前記舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否か、を判定する操舵判定部と、前記操舵判定部により前記判定時間内に前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、前記モータを停止させ、自動操舵を解除する自動操舵解除部とを備え、前記操舵判定部は、前記操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が前記舵角指令値に対して所定値以上不足し、かつ、前記モータの電流値が所定値を超える状態の累積時間が前記判定時間に達したことにより、前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するものであり、前記モータの電流値が大きいほど前記判定時間が短くなることを特徴とするものである。
この場合、上記同様、モータの過熱は防止され、自動駐車システムの異常停止を防止することができる。また、判定時間はモータの温度に応じて設定されるので、温度を考慮してモータの過熱を的確に防止することができる。
また、舵角検出値が舵角指令値に到達せず、かつ、モータの負荷が大きい状態の累積時間が判定時間に達したことにより、操舵不能となったことを正確に検出することができる。
また、モータの電流値が大きいほど判定時間が短くなるようにされているので、モータ電流値が比較的大きく、モータが急激に温度上昇する場合には、判定時間を短くして、より確実にモータの過熱を防止することができる。逆に、モータ電流値が比較的小さく、モータの温度上昇が緩やかな場合には、判定時間を長くして、性急な自動操舵の解除を避けることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、自動車に搭載される本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。図において、電動パワーステアリング装置の本体部分を成す操舵装置１は、操舵部材（ステアリングホイール）２と、操舵部材に接続された入力軸３、トーションバー４及び出力軸５と、トーションバー４の捻れにより操舵トルクを検出するトルク検出器６と、出力軸５と一体回転する減速ギヤ７と、この減速ギヤ７と噛み合う、電磁クラッチ内蔵のモータ８と、出力軸５の下端に形成されたピニオン９と、このピニオン９と噛み合ってラック・ピニオンを構成し、左右に直線運動するラック軸１０と、ラック軸１０と操向車輪１１とを接続するタイロッド１２とを備えている。
【００１４】
上記トルク検出器６の出力信号は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の他、必要なインターフェースやドライバを内蔵する制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３に入力される。また、ＥＣＵ１３からモータ（電磁クラッチを含む。）８に駆動電流が供給される。なお、実際にはモータ８に駆動電流を供給するためのパワーユニットが併設されるが、このパワーユニットもＥＣＵ１３に含めて説明する。
【００１５】
一方、電動パワーステアリング装置を自動駐車システムにおける自動操舵に使用する際の制御系要素として、モータ８の温度を検出する温度センサ１４と、出力軸５の回転に基づいて操舵量（舵角）を検出する操舵量センサ１５とが設けられている。なお、操舵量センサ１５は、ラック軸１０の移動量に基づいて操舵量を検出するものであってもよい。温度センサ１４及び操舵量センサ１５の出力信号は、ＥＣＵ１３に入力される。また、ＥＣＵ１３に対して、自動車の中央制御装置（図示せず。）から舵角指令値の信号が入力される。なお、温度センサ１４及び操舵量センサ１５の出力信号は、当該中央制御装置にも送られる。
【００１６】
ＥＣＵ１３は、ソフトウェア（後述するフローチャートの処理）によって構成される内部機能として、通常操舵制御部１３１と、自動操舵制御部１３２と、自動操舵解除部１３３と、操舵判定部１３４とを備えている。通常操舵制御部１３１は、操舵部材２に付与される操舵トルクを検出するトルク検出器６からの出力信号に基づいて、モータ８に操舵補助力を生じさせる。自動操舵制御部１３２は、舵角指令値に応じてモータ８を駆動し、操舵装置１に自動操舵を行わせる。操舵判定部１３４は、操舵量センサ１５によって検出される操舵量及び必要によりさらにモータ８の電流値に基づいて、温度センサ１４の検出する温度に応じて設定した判定時間内に操舵装置１が舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否かを判定する。また、自動操舵解除部１３３は、操舵判定部１３４により判定時間内に舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、モータ８を停止させ、自動操舵を解除する。
【００１７】
上記のように構成された電動パワーステアリング装置において、通常走行時には、舵角指令値は例えば０であり、通常操舵制御部１３１により通常の制御が行われる。具体的には、操舵部材２に付与される操舵トルクがトルク検出器６によって検出され、その出力信号を受けたＥＣＵ１３（通常操舵制御部１３１）によりモータ８が駆動され、操舵補助力が発生する。
一方、運転者がボタン操作等をすることにより車両に搭載された自動駐車システムが起動し、自動駐車システムの制御下でモータ８が駆動されるときは、運転者はステアリング操作を全く行わず、モータ８単独で操向車輪１１を転舵させる。
【００１８】
以下、自動駐車システム動作時にＥＣＵ１３において実行される処理動作の第１実施例〜第３実施例について、図２〜図５を参照して説明する。
≪第１実施例≫
図２は、処理動作の第１実施例を示すフローチャートである。自動駐車システムが起動すると、そのときの車両の停止位置や車庫入れ目標位置等から演算された舵角指令値がＥＣＵ１３に入力される。これにより、自動操舵が開始され、舵角指令値に応じてモータ８が駆動される。また、ステップＳ２１においてＥＣＵ１３のＣＰＵ（以下、単にＣＰＵという。）は、舵角指令値の存否に基づいて自動操作モードか否かを判断する。ここでは舵角指令値が来ているので自動操作モードであり、ＣＰＵはステップＳ２２に進み、（舵角指令値−舵角検出値）が所定の値Ｘ（例えば１０度とする。）以上であるか否かを判断する。ここで、舵角検出値とは、操舵量センサ１５の出力信号に相当する操向車輪１１の舵角を意味する。
【００１９】
ステップＳ２２における判断は、舵角指令値によっても異なるが、例えば舵角指令値が３０度、起動直後の舵角検出値はほぼ０であるとすれば、その差は３０度であり、判断結果はイエスであるので、ＣＰＵはステップＳ２３に進む。ここで、ＣＰＵはＥＣＵ１３自身から供給しているモータ電流値が、所定の値Ａより大きいか否かを判断する。操向車輪１１が円滑に転舵されているときは、モータ電流値はＡ未満であるようにＡの値が設定されており、従ってその場合は、ＣＰＵはステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１〜Ｓ２３を繰り返す。
【００２０】
自動操舵が順調に進めば、舵角指令値と舵角検出値との差は所定値Ｘより小さくなり、ステップＳ２２からＳ２１へ戻る処理が繰り返される。舵角検出値が舵角指令値に達すると、舵角指令値が０になり（すなわち指令が来なくなり）、ステップＳ２１のノーからステップＳ２６へジャンプする。ステップＳ２６では、モータ８は停止となり、通常操舵モードへの移行が行われる。なお、舵角指令値が最初からＸ未満の場合にはステップＳ２１からステップＳ２２の処理が繰り返され、舵角指令値が０になるとステップＳ２６にジャンプしてモータ８は停止となり、通常操舵モードへの移行が行われる。
このようにして、舵角指令値と舵角検出値との差が所定値Ｘ以上であり、かつ、モータ電流値がＡを超える、という状態が自動操舵中に一度も発生しなければ、ステップＳ２４，Ｓ２５は実行されることなく、舵角検出値が舵角指令値に達することにより、自動操舵完了となり、通常操舵に戻る。
【００２１】
次に、自動操舵中に、舵角指令値と舵角検出値との差が所定値Ｘ以上であり、かつ、モータ電流値がＡを超える状態が発生すると、ＣＰＵはステップＳ２３からＳ２４に進み、フェイルカウンタ（ＦＣ：初期値０）をカウントする（ＦＣ＝ＦＣ＋１の処理）。続いてステップＳ２５において、フェイルカウンタのカウント値が設定値Ｂ以上になるか否かを監視する（ステップＳ２５→Ｓ２１〜Ｓ２５の繰り返し）。設定値Ｂは、モータ８の過熱防止の観点から設定される値であり、また、温度センサ１４によって検出されるモータ８の温度により設定され、温度が高いほど小さい値とする。
【００２２】
ここで、上記の、舵角指令値と舵角検出値との差が所定値Ｘ以上であり、かつ、モータ電流値がＡを超える状態が発生した原因が、例えば、路面の摩擦抵抗が大きい等の一過性の理由であれば、遅滞なく、モータ電流値がＡ以下となるか又は、舵角指令値と舵角検出値との差がＸ未満となる。従って、フェイルカウンタのカウント値がＢに達する前に、舵角検出値が舵角指令値に到達して自動操舵完了となる。
【００２３】
一方、自動操舵中に、操向車輪１１が縁石等の障害物に当たって止まった場合、その時点から舵角検出値が増加しないため、舵角指令値との差がＸ以上である状態が継続する場合がある。また、この場合、モータ８の回転が強制的に止められるためモータ電流値はＡを上回る。従って、ＣＰＵはステップＳ２３からＳ２４に進み、フェイルカウンタ（ＦＣ）をカウントし、続いてステップＳ２５において、フェイルカウンタのカウント値が設定値Ｂ以上になるか否かを監視する（ステップＳ２５→Ｓ２１〜Ｓ２５の繰り返し）。そして、フェイルカウンタがＢに達した時点、すなわち、カウント回数にカウント周期（ルーチン処理時間）を乗じた累積時間の経過後に、モータ８を停止させ、通常操舵モードに移行する（ステップＳ２６）。
【００２４】
このようにして、舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足し、かつ、モータ電流値がＡ以上である状態の累積時間が、設定値Ｂに相当する判定時間に達したことにより、ＣＰＵは、舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定して、自動操舵を途中で解除する。従って、縁石等の障害物により操向車輪１１がそれ以上転舵できなくなったとき、判定時間後に自動操舵は解除され、モータ８は停止となるので、モータ８の過熱は防止される。これにより、自動駐車システムの異常停止を防止することができ、システム停止によって復帰に時間がかかる、という好ましくない事態も回避することができる。また、上記判定は、舵角と、モータ電流値と、判定時間との３つの要素の論理積に基づいて行われる。従って、正確な判定を行うことができる。
【００２５】
さらに、Ｂの値はモータ８の温度（自動操舵開始前の温度）によって設定され、温度が高いほど小さい値となるので、判定時間は温度が高いほど短くなる。これにより、元々温度が高く、モータ８の温度上昇が速い場合には短い判定時間で迅速に自動操舵を解除可能とし、モータ８の過熱を防止することができる。逆に、元々温度が低く、モータ８の温度上昇が緩やかな場合には長い判定時間により、性急な自動操舵解除を避けることができる。すなわち、温度を考慮して、モータ８の過熱を的確に防止することができる。
【００２６】
なお、舵角指令値がＸ未満の小さい値である場合にはフェイルカウンタがカウントされないので、操向車輪１１が縁石等の障害物に当たってもＥＣＵ１３側で自動操舵を途中解除することはないが、小幅な転舵は、タイヤの弾性変形により可能である。
【００２７】
≪第２実施例≫
図３は、処理動作の第２実施例を示すフローチャートである。自動駐車システムが起動すると、第１実施例の場合と同様に、自動操舵が開始され、舵角指令値に応じてモータ８が駆動される。また、ステップＳ３１においてＣＰＵは、舵角指令値の存否に基づいて自動操作モードか否かを判断する。ここでは舵角指令値が来ているので自動操作モードであり、ＣＰＵはステップＳ３２に進み、（舵角指令値−舵角検出値）が所定の値Ｘ（例えば１０度）以上であるか否かを判断する。
【００２８】
ステップＳ３２における判断は、例えば舵角指令値が３０度、起動直後の舵角検出値はほぼ０であるとすれば、その差は３０度であり、判断結果はイエスであるので、ＣＰＵはステップＳ３３に進む。ステップＳ３３においてＣＰＵは、フェイルカウンタ（ＦＣ１：初期値０）をカウントする（ＦＣ１＝ＦＣ１＋１の処理）。続いてステップＳ３４において、フェイルカウンタのカウント値が設定値Ｂ以上であるか否かを判断する。このＢは、モータ８の過熱防止の観点から設定される値である。
【００２９】
また、上記Ｂの値は、図４の（ａ）に示すように、（舵角指令値−舵角検出値）＝ＸのときＢ０であり、（舵角指令値−舵角検出値）に比例して増大する。また、Ｂの値はモータ８の温度（自動操舵開始前の温度）によっても点線で示すように縦軸方向にシフトして設定され、温度が高いほど全体に小さい値となる。従って、舵角指令値と舵角検出値との差が大きいほど、Ｂの値すなわち判定時間は長くなり、また、差が同じであれば、モータ８の温度が高いほど判定時間は短くなる。
【００３０】
初期の時点ではフェイルカウンタのカウント値はＢ未満であるので、ＣＰＵはステップＳ３５に進み、ここで、ＣＰＵはＥＣＵ１３自身から供給しているモータ電流値が、所定の値Ａより大きいか否かを判断する。操向車輪１１が円滑に転舵されているときは、モータ電流値はＡ未満であるようにＡの値が設定されており、従ってその場合は、ＣＰＵはステップＳ３１に戻り、ステップＳ３１〜Ｓ３５を繰り返す。
【００３１】
自動操舵が順調に進めば、舵角指令値と舵角検出値との差は所定値Ｘより小さくなり、ステップＳ３２からＳ３１へ戻る処理が繰り返される。舵角検出値が舵角指令値に達すると、舵角指令値が０になり（すなわち指令が来なくなり）、ステップＳ３１のノーからステップＳ３８へジャンプする。ステップＳ３８では、モータ８は停止となり、通常操舵モードへの移行が行われる。なお、舵角指令値が最初からＸ未満の場合にはステップＳ３１からステップＳ３２の処理が繰り返され、舵角指令値が０になるとステップＳ３８にジャンプしてモータ８は停止となり、通常操舵モードへの移行が行われる。
【００３２】
次に、自動操舵中に、舵角指令値と舵角検出値との差が所定値Ｘ以上であり、かつ、モータ電流値がＡを超える状態が発生すると、ＣＰＵはステップＳ３５からＳ３６に進み、フェイルカウンタ（ＦＣ２：初期値０）をカウントする（ＦＣ２＝ＦＣ２＋１の処理）。続いてステップＳ３７において、フェイルカウンタ（ＦＣ２）のカウント値が設定値Ｃ以上か否かを判断し、Ｃ未満であればステップＳ３１〜Ｓ３７を繰り返す。この繰り返しの処理中に、２つのフェイルカウンタ（ＦＣ１及びＦＣ２）は、それぞれカウント値を累積させる。
【００３３】
上記Ｃの値は、モータ８の過熱防止の観点から設定される値であり、図４の（ｂ）に示すように、モータ電流値がＡのときＣ０であり、Ａから最大値までのモータ電流値に比例して減少する。また、Ｃの値はモータ８の温度（自動操舵開始前の温度）によっても点線で示すように縦軸方向にシフトして設定され、温度が高いほど全体に小さい値となる。従って、モータ電流値が大きいほどＣの値すなわち、判定時間が短くなり、また、モータ電流値が同じであれば、モータ８の温度が高いほど判定時間は短くなる。
【００３４】
ここで、舵角指令値と舵角検出値との差が所定値Ｘ以上であり、かつ、モータ電流値がＡを超える状態が発生した原因が、例えば、路面の摩擦抵抗が大きい等の一過性の理由であれば、遅滞なく、モータ電流値がＡ以下となるか又は、舵角指令値と舵角検出値との差がＸ未満となる。従って、フェイルカウンタＦＣ１及びフェイルカウンタＦＣ２のカウント値がそれぞれＢ及びＣに達する前に、舵角検出値が舵角指令値に到達して自動操舵完了となる。
【００３５】
一方、自動操舵中に、操向車輪１１が縁石等の障害物に当たって止まった場合、その時点から舵角検出値が増加しないため、舵角指令値との差がＸ以上である状態が継続する場合がある。また、この場合、モータ８の回転が強制的に止められるためモータ電流値はＡを上回る。従って、ＣＰＵはステップＳ３３及びＳ３６を実行し、ステップＳ３４においてフェイルカウンタＦＣ１がＢに達した時点か、又は、ステップＳ３７においてフェイルカウンタＦＣ２がＣに達した時点で、モータ８は停止となり、通常操舵モードに移行する（ステップＳ３８）。
【００３６】
このようにして、舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足する状態の累積時間が所定の判定時間に達したか、又は、舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足し、かつ、モータ電流値がＡ以上である状態の累積時間が所定の判定時間に達したことにより、ＣＰＵは、舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定して、自動操舵を途中で解除する。従って、縁石等の障害物により操向車輪１１がそれ以上転舵できなくなったとき、自動操舵は解除され、モータ８は停止となるので、モータ８の過熱は防止される。これにより、自動駐車システムの異常停止を防止することができる。また、Ｂ及びＣの値はモータ８の温度（自動操舵開始前の温度）によって設定され、温度が高いほど小さい値となるので、判定時間は温度が高いほど短くなる。これにより、第１実施例の場合と同様に、温度を考慮して、モータ８の過熱を的確に防止することができる。
【００３７】
上記第２実施例では、（１）舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足する状態の累積時間が所定の判定時間に達したこと、及び、（２）舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足し、かつ、モータ電流値がＡ以上である状態の累積時間が所定の判定時間に達したこと、の２つの条件のいずれでも自動操舵を解除することとしたので、舵角検出値が舵角指令値に対して所定値Ｘ以上不足し、かつ、モータ電流値がＡ以上である状態の累積時間が所定の判定時間に達したことのみを解除の条件とする第１実施例と比較すると、（１）の条件のみでも自動操舵の解除を行うことができる点で、より確実に自動操舵の解除を行うことができる。
【００３８】
また、上記第２実施例では、舵角指令値と舵角検出値との差が大きいほどＢの値を増大させるので、舵角指令値が比較的大きい場合、すなわち、転舵に相応の時間がかかる場合には判定時間も増大させて、正常な自動操舵を誤って途中で解除することを防止することができる。逆に、舵角指令値が比較的小さく、転舵にさほど時間がかからない場合には判定時間も短くなる。従って、操舵不能となった場合には迅速に自動操舵を解除することができる。
さらに、上記第２実施例では、モータ電流値が大きいほどＣの値を減少させるので、モータ８が急激に温度上昇する場合には判定時間を短くして、より確実にモータ８の過熱を防止することができる。逆に、モータ電流値が比較的小さく、モータ８の温度上昇が緩やかな場合には、判定時間を長くして、性急な自動操舵の解除を避けることができる。
【００３９】
なお、第１実施例と同様に、舵角指令値がＸ未満の小さい値である場合にはフェイルカウンタがカウントされないので、操向車輪１１が縁石等の障害物に当たってもＥＣＵ１３側で自動操舵を途中解除することはないが、小幅な転舵は、タイヤの弾性変形により可能である。
【００４０】
≪第３実施例≫
図５は、処理動作の第３実施例を示すフローチャートである。このフローチャートのステップＳ５１〜Ｓ５６は、第１実施例のステップＳ２１〜Ｓ２６とそれぞれ同じであるので、説明は省略する。但し、ステップＳ５５における設定値Ｃは、第２実施例における図４の（ｂ）と同様に、モータ電流値に応じて変化する特性を付与する。この場合、第１実施例の作用効果に加えて、モータ電流値が大きいほどＣの値を減少させるので、モータ８が急激に温度上昇する場合には判定時間を短くして、より確実にモータ８の過熱を防止することができる。逆に、モータ電流値が比較的小さく、モータ８の温度上昇が緩やかな場合には、判定時間を長くして、性急な自動操舵の解除を避けることができる。
【００４１】
なお、上記第１実施例〜第３実施例において、フェイルカウンタの設定値Ｂ又はＣを最小値（例えば１）に設定すれば、判定時間は実質的に０となり、直ちに自動操舵を解除することができる。
また、図４に示したフェイルカウンタの設定値Ｂ及びＣの変化特性は直線的であるが、必要により、曲線、折れ線、若しくは段階的な特性を付与してもよい。また、上記第１実施例〜第３実施例はいずれも、モータ電流値に基づくフェイルカウンタのカウントステップを含んでいるが、これを省略して、舵角指令値と舵角検出値との差に基づくフェイルカウンタによる判定時間経過のみで、簡易に、自動操舵を解除するようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の電動パワーステアリング装置によれば、自動操舵中に縁石等の障害物により操向車輪がそれ以上転舵できなくなったとき、判定時間後に制御装置により自動操舵は解除され、モータは停止となる。従って、モータの過熱は防止され、自動駐車システムの異常停止を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車に搭載される本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の電動パワーステアリング装置におけるＥＣＵにより、自動駐車システム動作時に実行される処理動作の第１実施例を示すフローチャートである。
【図３】図１の電動パワーステアリング装置におけるＥＣＵにより、自動駐車システム動作時に実行される処理動作の第２実施例を示すフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートにおけるフェイルカウンタの設定値の変化特性を示すグラフである。
【図５】図１の電動パワーステアリング装置におけるＥＣＵにより、自動駐車システム動作時に実行される処理動作の第３実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 操舵装置
２ 操舵部材
８ モータ
１１ 操向車輪
１３ ＥＣＵ（制御装置）
１４ 温度センサ
１５ 操舵量センサ
１３２ 自動操舵制御部
１３３ 自動操舵解除部
１３４ 操舵判定部
Claims (3)
- 操舵部材に付与される操舵トルクに応じてモータにより操舵補助力を生じさせるとともに、前記モータ単独で操向車輪を転舵させ得る操舵装置と、
前記操舵装置による操舵量を検出する操舵量センサと、
前記モータの温度を検出する温度センサと、
舵角指令値に応じて前記モータを駆動し、前記操舵装置に自動操舵を行わせる自動操舵制御部と、
前記操舵量センサによって検出される操舵量に基づいて、前記温度センサの検出する温度に応じて設定した判定時間内に前記操舵装置が前記舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否か、を判定する操舵判定部と、
前記操舵判定部により前記判定時間内に前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、前記モータを停止させ、自動操舵を解除する自動操舵解除部とを備え、
前記操舵判定部は、前記操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が前記舵角指令値に対して所定値以上不足している状態の累積時間が前記判定時間に達したことにより、前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するものであり、
前記舵角指令値と前記舵角検出値との差が大きいほど前記判定時間が長くなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 操舵部材に付与される操舵トルクに応じてモータにより操舵補助力を生じさせるとともに、前記モータ単独で操向車輪を転舵させ得る操舵装置と、
前記操舵装置による操舵量を検出する操舵量センサと、
前記モータの温度を検出する温度センサと、
舵角指令値に応じて前記モータを駆動し、前記操舵装置に自動操舵を行わせる自動操舵制御部と、
前記操舵量センサによって検出される操舵量に基づいて、前記温度センサの検出する温度に応じて設定した判定時間内に前記操舵装置が前記舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否か、を判定する操舵判定部と、
前記操舵判定部により前記判定時間内に前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、前記モータを停止させ、自動操舵を解除する自動操舵解除部とを備え、
前記操舵判定部は、前記操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が前記舵角指令値に対して所定値以上不足し、かつ、前記モータの電流値が所定値を超える状態の累積時間が前記判定時間に達したことにより、前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するものであり、
前記舵角指令値と前記舵角検出値との差が大きいほど前記判定時間が長くなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 操舵部材に付与される操舵トルクに応じてモータにより操舵補助力を生じさせるとともに、前記モータ単独で操向車輪を転舵させ得る操舵装置と、
前記操舵装置による操舵量を検出する操舵量センサと、
前記モータの温度を検出する温度センサと、
舵角指令値に応じて前記モータを駆動し、前記操舵装置に自動操舵を行わせる自動操舵制御部と、
前記操舵量センサによって検出される操舵量に基づいて、前記温度センサの検出する温度に応じて設定した判定時間内に前記操舵装置が前記舵角指令値に対応した自動操舵を行ったか否か、を判定する操舵判定部と、
前記操舵判定部により前記判定時間内に前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定された場合に、前記モータを停止させ、自動操舵を解除する自動操舵解除部とを備え、
前記操舵判定部は、前記操舵量センサによって検出される操舵量に相当する舵角検出値が前記舵角指令値に対して所定値以上不足し、かつ、前記モータの電流値が所定値を超える状態の累積時間が前記判定時間に達したことにより、前記舵角指令値に対応した自動操舵が行われていないと判定するものであり、
前記モータの電流値が大きいほど前記判定時間が短くなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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