JP4910561B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
さらに、電源と電源安定化用コンデンサとの間をバイパス回路でリレー回路を介することなく結線し、そのバイパス回路内に電流の方向及び電流の最大値を制限するチャージ電流制限手段を備えることで、プリチャージ回路で電源安定化用コンデンサを充電する際に、短時間で電源電圧に近い電圧まで充電するようにするというものが知られている(例えば、特許文献3参照)。
また、これらの電動パワーステアリング装置におけるプリチャージ回路は、電源リレーON時の突入電流を抑制し、リレー接点の溶着を防止するという主目的実現のためだけに設けられており、この回路を使用したほかの役割及び効果については言及されていない。
そこで、本発明は、電源リレー回路を介した電動モータへの電力供給が不可能となった場合であっても、少なくとも制限された操舵補助力を操舵系に付与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課題としている。
また、請求項4に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1〜3の何れか1項に係る発明において、前記異常検出手段で前記電源リレー回路を介した電力供給の異常を検出したとき、前記プリチャージ回路を介した電力供給を許可するか否かを判断する許可判断手段を有し、前記電力供給経路変更手段は、前記許可判断手段で前記プリチャージ回路を介した電力供給を許可すると判断した場合にのみ、前記モータ駆動回路への電力供給経路を、前記電源リレー回路を介した電力供給経路から前記プリチャージ回路を介した電力供給経路に変更することを特徴としている。
図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号1は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。
トルクセンサ3は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えばポテンショメータで検出するように構成されている。このトルクセンサ3から出力されるトルク検出値Tは、コントローラ13に入力される。
また、イグニッションスイッチIGがオン状態となったとき、後述の電源安定化用コンデンサ35へのプリチャージを行い、プリチャージ終了後、後述の電源リレー回路30をオン状態に切り換えるようになっている。
このプリチャージ回路40は、図3に示すように、電源リレー回路30と直列に配設されており、電源供給用ダイオード41と、突入電流抑制用抵抗42と、プリチャージ回路40上に設けられたスイッチ回路43とで構成されている。なお、図中符号37はヒューズである。
そして、このマイクロコンピュータ16は、イグニッションスイッチIGがオン状態に操作されると、スイッチ回路43をオン状態(閉状態)に切り換える。これにより、バッテリ37から電源供給用ダイオード41及び突入電流抑制用抵抗42を介して電源安定化用コンデンサ35へ充電がなされる。
そして、電源リレー回路30経由の電動モータ12への電力供給経路が正常である通常時には、この状態でトルクセンサ3及び車速センサ15の検出信号に基づいて公知の手順によりモータ駆動制御処理を行い、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生する。
図2において、マイクロコンピュータ16がリレー制御手段に対応している。
図4は、マイクロコンピュータ16で実行される異常時アシスト制御処理手順を示すフローチャートである。この異常時アシスト制御処理は、通常の操舵補助力制御の実施中に行われる。
そして、異常が発生していると判断した場合にはステップS2に移行し、異常が発生していないと判断した場合には、そのまま異常時アシスト制御処理を終了する。
図4において、ステップS1の処理が異常検出手段に対応し、ステップS2の処理が許可判断手段に対応し、ステップS3の処理が電力供給経路変更手段に対応している。
イグニッションスイッチがオン状態となると、マイクロコンピュータ16は、プリチャージ回路40のスイッチ回路43をオン状態とし、イグニッションスイッチIG、電源供給用ダイオード41及び突入電流抑制用抵抗42を介して電源安定化用コンデンサ35へ充電がなされる。このとき、電源リレー回路30はオフ状態となっている。
そして、車速センサ15やトルクセンサ3の検出信号に基づいてモータ駆動制御処理が行われ、図5の実線に示すように、運転者による入力トルクに応じたアシスト電流が流されて、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力が発生される。
すなわち、本実施形態のプリチャージ回路40は、電源リレーON時の突入電流を抑制し、リレー接点の溶着を防止する役割に加えて、電源リレー回路30経由の電力供給経路の異常発生時における電動モータ12への電力供給経路確保の役割を担っている。したがって、既存の回路を用いて付加機能を実現することができるため、追加回路等を必要とすることなく、コスト削減を実現することができる。
また、電源リレー回路を介した電動モータへの電力供給に異常を検出したとき、プリチャージ回路を閉状態に切り換えることで、電動モータへの電力供給経路を、電源リレー回路を介した電力供給経路からプリチャージ回路を介した電力供給経路へ変更するので、プリチャージ回路に電源リレーON時の突入電流を抑制するという主目的以外の役割を持たせることができる。すなわち、追加回路等を必要とすることなく、既存の回路を用いて付加機能を実現することができ、コスト削減を実現することができる。
この第2の実施形態は、プリチャージ回路を電源リレー回路と並列に配置し、電源リレー回路経由の電力供給経路に異常が発生したとき、その異常原因を判別可能とするようにしたものである。
図6は、第2の実施形態のプリチャージ回路40の構成を示す図である。この図6に示すように、プリチャージ回路40は、突入電流抑制用抵抗42と、スイッチ回路43とで構成され、電源リレー回路30と並列に配置されている。
そして、マイクロコンピュータ16は、電源安定化用コンデンサ35への充電後、スイッチ回路43をオフ状態とし、次いで電源リレー回路30の接点をオン状態とする。このように電源リレー回路30の接点がオン状態となると、バッテリ36の電源電圧が電源リレー回路30を介してモータ駆動回路18へ供給される。
また、マイクロコンピュータ16は、電源リレー回路30経由の電動モータ12への電力供給ができない状態を検知したとき、電源リレー回路経由の電力供給経路の異常原因を判別し、その判別結果に応じて、電動モータ12への電力供給経路をプリチャージ回路40経由の電力供給経路に変更して操舵補助力を発生するようになっている。
先ずステップS11で、マイクロコンピュータ16は、イグニッションスイッチIGがオン状態に切り換わったか否かを判定する。そして、オン状態に切り換わったと判定したときにはステップS12に移行し、オフ状態のままであると判定したときにはステップS11の判定を繰り返す。
ステップS13では、マイクロコンピュータ16は、電源リレー回路30の電源安定化用コンデンサ35との接続側の電圧レベルVRを監視し、電圧レベルVRが所定値VRTH以上であるか否かを判定する。そして、VR<VRTHであるときにはステップS14に移行し、VR≧VRTHであるときには、後述するステップS16に移行する。
ここで、所定値VRTHは、バッテリ電圧が正常に導通されていないと判断できる程度の電圧レベルに設定し、所定時間TTHは、スイッチ回路43をオン状態としてプリチャージ回路40経由のバッテリラインを導通状態としてから、当該プリチャージ回路40経由のバッテリラインが断線していると判断できる程度の時間に設定する。
一方、前記ステップS14で、VR<VRTHである状態が所定時間TTH継続していないと判断した場合には、前記ステップS13に移行する。
ステップS17では、マイクロコンピュータ16は、プリチャージ回路40のスイッチ回路43をオフ状態とし、ステップS18に移行する。
ステップS19では、マイクロコンピュータ16は、通常の操舵アシスト制御を実行する。具体的には、トルクセンサ3及び車速センサ15の検出信号に基づいて、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生するように電動モータ12の駆動電流を制御する。このときのモータ駆動回路18への電力供給は、電源リレー回路30経由のバッテリラインを用いて行われる。
ステップS22では、マイクロコンピュータ16は、VR<VRTHである状態が所定時間TTH継続したか否かを判定する。そして、VR<VRTHである状態が所定時間TTH継続していないと判断した場合には、通常の操舵アシスト制御を継続するものと判断して前記ステップS19に移行し、VR<VRTHである状態が所定時間TTH継続したと判断した場合にはステップS23に移行する。
ステップS24では、マイクロコンピュータ16は、電圧レベルVRの電圧変化を監視し、スイッチ回路43をオン状態としてから電圧レベルVRが上昇したか否かを判定する。そして、電圧レベルVRが上昇しないと判断したときには、プリチャージ回路40経由のバッテリライン及び電源リレー回路30経由のバッテリラインが導通状態にないものと判断して前記ステップS15に移行する。
ステップS25では、マイクロコンピュータ16は、電源リレー回路30のリレー接点のオープン故障であると判断してステップS26に移行する。
一方、前記ステップS26でマイクロコンピュータ16がプリチャージ回路40経由の電動モータ12への電力供給を許可すると判断した場合には、ステップS28に移行し、制限アシスト電流imによる異常時アシスト制御を実施してステップS29に移行する。
図7において、ステップS13、S14及びS21〜S24の処理が異常検出手段に対応し、ステップS23の処理が電力供給経路変更手段に対応し、ステップS24の処理が異常原因判別手段に対応し、ステップS26の処理が許可判断手段に対応している。
イグニッションスイッチがオン状態となると、マイクロコンピュータ16は、図7のステップS12でプリチャージ回路40のスイッチ回路43をオン状態とし、ヒューズ37及び突入電流抑制用抵抗42を介して電源安定化用コンデンサ35へ充電がなされる。
プリチャージ回路40経由のバッテリラインが正常な導通状態にあるものとすると、電源リレー回路30の電源安定化用コンデンサ35との接続側の電圧レベルVRが所定値VRTH以上となる。したがって、ステップS13からステップS16に移行し、電源安定化用コンデンサ35の充電が完了するとステップS16からステップS17に移行して、スイッチ回路43をオフ状態としてプリチャージ回路40を遮断する。次いで、マイクロコンピュータ16は、ステップS18で電源リレー回路30の接点をオン状態とするための制御信号を出力する。
また、ヒューズ37の溶断が発生している状態でイグニッションスイッチIGがオン状態となった場合には、プリチャージ回路40のスイッチ回路43をオン状態としても、電圧レベルVRが上昇せず、電圧レベルVRが所定値VRTHを下回る状態が所定時間TTH継続する。したがって、ステップS13からステップS14に移行し、ステップS14でYesと判定されるため、ステップS15に移行してプリチャージ回路40経由のバッテリラインが断線していると判断し、操舵補助力制御が終了される。
このように、電源リレー回路30が閉状態となっている通常の操舵アシスト制御中に、電源リレー回路30の電源安定化用コンデンサ35との接続側の電圧レベルVRが所定期間、所定値を下回ったとき、プリチャージ回路40のスイッチ回路43を閉状態に切り換える。
したがって、前記電圧レベルVRを監視することで、バッテリラインの断線発生状況を確認することができるので、電源リレー回路30経由の電力供給経路の異常原因が、EPS側の故障であるのか車両側の故障であるのかを判別することができ、適切に異常時アシスト制御を実施することができる。
また、上記各実施形態においては、プリチャージ回路40を図3又は図6に示すような構成とする場合について説明したが、バイポーラ型トランジスタや接合型電界効果トランジスタを用いてスイッチ回路43を実現することもできる。
Claims (5)
- 操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータと、当該電動モータを駆動するモータ駆動回路と、当該モータ駆動回路に電源からの電力を供給する電源リレー回路と、当該電源リレー回路を制御するリレー制御手段と、当該電源リレー回路と前記モータ駆動回路との間に介挿された電源安定化用コンデンサと、前記電源リレー回路を閉じる前に前記電源安定化用コンデンサを充電するプリチャージ回路とを備えた電動パワーステアリング制御装置であって、
前記電源リレー回路を介した前記モータ駆動回路への電力供給の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段で前記電源リレー回路を介した電力供給の異常を検出したとき、前記プリチャージ回路を介して前記モータ駆動回路に電源からの電力を供給することで、当該プリチャージ回路経由での電力供給により、前記操舵補助力を付与すべく前記電動モータを駆動制御する操舵補助力制御を行う電力供給経路変更手段とを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記電力供給経路変更手段は、前記異常検出手段で前記電源リレー回路を介した電力供給の異常を検出したとき、前記プリチャージ回路を閉状態に切り換えることで、前記モータ駆動回路への電力供給経路を、前記電源リレー回路を介した電力供給経路から前記プリチャージ回路を介した電力供給経路に変更す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。
- 前記電力供給経路変更手段は、前記プリチャージ回路を介して前記モータ駆動回路へ供給する電流の最大値を制御可能に構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記異常検出手段で前記電源リレー回路を介した電力供給の異常を検出したとき、前記プリチャージ回路を介した電力供給を許可するか否かを判断する許可判断手段を有し、前記電力供給経路変更手段は、前記許可判断手段で前記プリチャージ回路を介した電力供給を許可すると判断した場合にのみ、前記モータ駆動回路への電力供給経路を、前記電源リレー回路を介した電力供給経路から前記プリチャージ回路を介した電力供給経路に変更することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記プリチャージ回路は前記電源リレー回路と並列に配置されており、前記異常検出手段は、前記電源リレー回路の前記電源安定化用コンデンサとの接続側の電圧レベルに基づいて、前記電源リレー回路を介した電力供給の異常原因を判別する異常原因判別手段を備えることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
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