JP4862043B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
図1は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概略構成図である。図において、運転者からステアリングホイール1に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト2をとおり、ラック・ピニオンギヤ12を介して、ラックに伝達され、車輪3,4を転舵させる。モータ5は、モータ減速ギア7を介してステアリングシャフト2と連結している。モータから発生するアシストトルク(以下モータトルクとも言う)は、モータ減速ギア7を介してステアリングシャフト2に伝達され、操舵時に運転者が加える操舵トルクを軽減する。
図6は実施の形態2のアシスト指令演算手段20を示すブロック図である。実施の形態1においては、図3のアシスト指令演算手段を用いたが、図6で示す手段に置き換えてもよい。図3の乗算手段34の代わりに、図6では、飽和処理手段35を用いている。飽和処理手段35は、異常時アシスト調整手段33の出力信号を飽和処理の上限値として、この上限値を超えないように、アシストマップ30が出力するアシスト指令を飽和処理する。この飽和処理された信号を、異常時アシスト指令とする。実施の形態2で示すような構成によれば、予測する操舵負担に応じて、アシスト指令の大きさを増減できるので、実施の形態1と同様な効果を得ることができる。
図7は、実施の形態3のアシスト指令演算手段20を示すブロック図である。実施の形態1においては図3、実施の形態2においては図6のアシスト指令演算手段をそれぞれ用いたが、図7で示す手段に置き換えてもよい。図7の異常時用アシストマップ37は、図3の操舵負担予測手段32と異常時アシスト調整手段33と乗算手段34によって算出される異常時アシスト指令の値を、回転角速度dθ/dt、操舵トルク信号Th、車速信号Vx、操舵角信号θhの値に対応付けたマップとして予め記憶しておいたものである。
以上の実施の形態で示した電動パワーステアリング装置においては、操舵負担に応じてアシストを増減させる際に、アシスト指令を増減することにより実施したが、実施の形態4においては、これに加えて、さらに、電流を遮断するリレーも用いる。この実施の形態4においては、図8のようにリレー71をインバータ25とモータ5を結ぶ配線上に配置し、操舵負担が十分小さくアシストを零にしたい場合に、このリレー71を開放する。すなわち、操舵負担予測手段32において操舵負担が十分小さいと予測され、異常時アシスト指令を零とする場合に、アシスト指令演算手段20によって、リレー71を開放するよう指令する。この結果、リレー71が開放され、モータ5に流れる電流が遮断され、アシストを零にすることができる。その後、操舵負担予測手段32において、再び操舵負担が増加した場合は、リレー71を閉じるよう指令し、異常時アシスト指令に応じてモータトルクを制御する。
その結果、アシスト指令を零にした場合でも、逆起電力等の影響でモータに電流が流れモータトルクが発生することがあるが、前記構成によれば、リレーによって電流を遮断するので、モータトルクを確実に零にでき、運転者が感じる違和感を小さくすることができる。
以上の実施の形態で示した電動パワーステアリング装置においては、装置に異常が発生した場合に、操舵負担に応じてアシストを継続する方式を幾つか示したが、実施の形態5においては、さらに、この異常時に継続したアシストを、ある終了条件に基づいて遮断する手段を備えている。この実施の形態5においては、図9に示すように、異常時アシスト終了手段72を設けており、異常時アシスト終了手段72は、車速、操舵トルク、操舵角、操舵角速度、モータ回転角度、モータ回転角速度、縦方向加速度、横方向加速度、ヨーレート、操舵負担予測値の内いずれか1つ以上を用いて、異常時アシストを終了するか否かを判定する。
なお、図9では、異常時アシスト終了手段72において用いる信号として、車速、操舵トルク、操舵角、操舵負担予測値のみが示されているが、その他に、操舵角を微分した操舵角速度、モータ回転角度、モータ回転角速度、車両の縦・横方向加速度、車両のヨーレートなどを用いても良い。
Claims (12)
- 運転者がステアリングシャフトに加えた操舵トルクを検出するトルクセンサ、
前記ステアリングシャフトに操舵を補助するアシストトルクを付加するモータ、
車両の速度を検出する車速センサ、
前記トルクセンサで検出した操舵トルクと前記車速センサで検出した車速に応じてアシスト指令を算出するアシスト指令演算手段、
前記アシスト指令算出手段で算出したアシスト指令に応じて前記モータのアシストトルクを制御する電動機制御装置、
電動パーステアリング装置本体に生じた異常を検出する異常検出手段、
アシスト指令と異常時アシスト指令を切り替えるアシスト指令切替え手段、及び、
前記モータより検出した前記モータの回転角速度,前記操舵トルク,前記車速の内のいずれか1つ以上の信号に基づいて、運転者の操舵負担予測値を出力する操舵負担予測手段を備え、前記異常検出手段で異常が検出された場合には、アシスト指令切替え手段がアシスト指令を異常時アシスト指令に切換えることで、異常時アシスト指令に応じて前記モータのアシストトルクの制御を継続し、前記異常時アシスト指令は、前記操舵負担予測手段で予測した操舵負担予測値が小さい第1範囲にあるときは、異常時アシスト指令を異常がない通常時より小さくし、前記操舵負担予測手段で予測した操舵負担予測値が第1の範囲より大きい第2範囲にあるときは、異常時アシスト指令を異常がない通常時と同等に大きくするようにし、操舵負担予測値に応じて、アシストトルクを減少又は増大させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記操舵負担予測手段により予測された操舵負担予測値にほぼ比例する値を、電動パーステアリング装置本体が異常でない通常のアシスト指令に乗じた信号を、異常時アシスト指令と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。
- 前記操舵負担予測手段により予測された操舵負担予測値にほぼ比例する値を上限値として、アシスト指令が前記上限値以下になるよう飽和処理を実施した信号を、異常時アシスト指令と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。
- 運転者がステアリングシャフトに加えた操舵トルクを検出するトルクセンサ、
前記ステアリングシャフトに操舵を補助するアシストトルクを付加するモータ、
車両の速度を検出する車速センサ、前記トルクセンサで検出した操舵トルクと前記車速センサで検出した車速に応じてアシスト指令を算出するアシスト指令演算手段、
前記アシスト指令算出手段で算出したアシスト指令に応じて前記モータのアシストトルクを制御する電動機制御装置、
電動パーステアリング装置本体に生じた異常を検出する異常検出手段、
アシスト指令と異常時アシスト指令を切り替えるアシスト指令切替え手段、及び
前記モータより検出した前記モータの回転角速度,前記操舵トルク、前記車速の内のいずれか1つ以上の信号に基づいて、運転者の操舵負担予測値を出力する操舵負担予測手段を備えるものであって、
前記操舵負担予測手段で予測した操舵負担予測値が小さい第1範囲にあるときは、異常時アシスト指令を異常がない通常時より小さくし、前記操舵負担予測手段で予測した操舵負担予測値が第1の範囲より大きい第2範囲にあるときは、異常時アシスト指令を異常がない通常時と同等に大きくするところの異常時アシスト指令のデータを予め記憶している異常時用アシストマップを設けて、
前記異常検出手段で異常が検出された場合に、アシスト指令切替え手段がアシスト指令を異常時アシスト指令に切換えることで、前記異常時用アシストマップの異常時アシスト指令をもとに前記モータのアシストトルクの制御を継続するようにし、操舵負担予測値に応じて、アシストトルクを減少又は増大させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記操舵負担予測手段は、前記回転角速度、前記操舵トルクの内のいずれか1つ以上の信号の大きさにほぼ比例した信号と、前記車速にほぼ反比例した信号により、前記操舵負担予測値を予測するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項4記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記操舵負担予測手段は、操舵角センサで検出した操舵角,前記回転角速度、前記操舵トルク、前記車速の内のいずれか1つ以上の信号に基づいて、前記操舵負担予測値を予測するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項4記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記操舵負担予測手段は、操舵角センサで検出した操舵角,前記回転角速度、前記操舵トルクの内のいずれか1つ以上の信号の大きさにほぼ比例した信号と、前記車速にほぼ反比例した信号により、前記操舵負担予測値を予測するようにしたことを特徴とする請求項6記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記モータへの給電を遮断するリレーを備え、前記操舵負担予測手段で予測した操舵負担予測値が前記第1の範囲より小さい第3の範囲にあるときは、前記リレーを開放して電流を遮断するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項4記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記モータへの給電を遮断するリレー、及び、異常時アシスト終了手段を備え、
前記異常時アシスト終了手段は、車両の運動状態量が所定値以下になったと判定したときに、前記リレーを開放して前記モータへの給電を遮断するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項4記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記モータへの給電を遮断するリレー、及び
前記異常時アシスト指令を終了させる異常時アシスト終了手段を備え、
前記異常時アシスト指令には、上限値が設けられており、その上限値で制限された前記異常時アシスト指令に基づいて、前記モータのアシストトルクが制御され、前記異常時アシスト指令の前記上限値を時間の経過と共に低減し、前記上限値が所定値以下に達したときに、前記異常時アシスト終了手段で前記リレーを開放して前記モータへの給電を遮断するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項4記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記異常時アシスト指令に設けられた前記上限値は、車両の運動状態量が所定値以下になった後に、時間の経過と共に低減させるようにしたことを特徴とする請求項10記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記異常時アシスト指令に設けられた前記上限値は、所定時間後に、時間の経過と共に低減させるようにしたことを特徴とする請求項10記載の電動パワーステアリング装置。
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