JP4120322B2

JP4120322B2 - Electric power steering device

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Publication number: JP4120322B2
Application number: JP2002257092A
Authority: JP
Inventors: 勝利西崎; 茂樹長瀬
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-09-02
Also published as: JP2004090837A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両操舵のための操作に応じて電動モータを駆動することにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置に関し、更に詳しくは、そのような電動パワーステアリング装置においてステアリング機構の操舵位置を中立位置に復帰させるための電動モータの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、運転者がハンドル（ステアリングホイール）に加える操舵トルクに応じて電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が用いられている。この電動パワーステアリング装置では、操舵のための操作手段であるハンドルに加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられており、そのトルクセンサで検出される操舵トルクに基づき電動モータに流すべき電流の目標値が設定される。そして、この電流目標値と電動モータに実際に流れる電流値との偏差に基づき、電動モータの駆動手段に与えるべき電圧指令値が生成される。電動モータの駆動手段は、例えば、その電圧指令値に応じたデューティ比のパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を生成するＰＷＭ信号生成回路と、そのＰＷＭ信号のデューティ比に応じてオン／オフするパワートランジスタを用いて構成されるモータ駆動回路とから成り、そのデューティ比に応じた電圧すなわち電圧指令値に応じた電圧を電動モータに印加する。この電圧印加によって電動モータに流れる電流は電流検出器によって検出され、この検出値と上記電流目標値との差が上記電圧指令値を生成するための偏差として使用される。電動パワーステアリング装置では、このようにして、操舵トルクに基づき設定される目標値の電流が電動モータに流れるようにフィードバック制御が行われる。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−５５９０８号公報
【特許文献２】
特公平５−４１４６７号公報
【特許文献３】
特公平７−１４７１８号公報
【特許文献４】
特開平１１−２０８４９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、駐車に際し車両の転舵輪を転舵させた状態で走行を停止する場合がある。この場合、次に車両を発進させたとき車両が予期しない方向に動き出すと感じられることが少なくない。これに対し、駐車のための車庫入れ等の後にハンドルを中立位置に戻しておくことにより、次の発進時に車両を直進させることが可能となる。しかし、上記のような電動パワーステアリング装置を搭載した車両であっても、車庫入れ等の後にハンドルを中立位置に戻すのは運転者にとっては煩わしいものである。このため、車両を駐車させた後、次に発進させるときに車両が直進するように、ハンドル（ステアリング機構）を中立位置に自動復帰させる機能を備えた電動パワーステアリング装置がいくつか提案されている。
【０００５】
例えば、特公平４−５５９０８号公報および特公平５−４１４６７号公報には、スイッチ手段の投入によってステアリング装置を自動的に中立位置に復帰させる中立位置復帰装置を備えた電動パワーステアリング装置が開示されている。しかし、この電動パワーステアリング装置では、そのスイッチの投入は運転者に委ねられているものの、乗車中にハンドルが自転するため、運転者が違和感を覚えるだけでなく、運転者が誤ってハンドルに接触している場合や運転中に誤ってそのスイッチが操作された場合には、その中立位置復帰装置の動作が不測の事態を招くおそれもある。
【０００６】
また、特公平７−１４７１８号公報には、車両の駐車の際にステアリングを中立位置に自動復帰させる復帰信号を指令信号として出力する中立位置復帰指令部を備え、この指令信号が駆動制御部に入力することで、パワーアシスト用の電動モータの回転方向、回転トルクが制御されてステアリングが中立位置に自動復帰するように構成された電動パワーステアリング装置が開示されている。しかし、この電動パワーステアリング装置では、上記のように乗車中の誤ったスイッチ操作によって中立位置への復帰動作が開始されることはないものの、車速センサおよびトルクセンサからの信号の値が略ゼロのとき車両の駐車時と判断されてステアリングが中立位置に自動復帰するため、運転者がハンドルに触れている場合に中立位置への自動復帰の機能が作動しなくなる確率が高くなるという問題がある。
【０００７】
さらに、特開平１１−２０８４９３号公報には、車両の走行停止状態を判別する走行停止判別手段を備え、これにより走行停止状態であることを判別したら、電動機により補助反力トルクを発生させて、ハンドルの残留角を無くして転舵輪の向きを直進方向とするように構成された電動パワーステアリング装置が開示されている。そして同公報には、上記不具合を考慮して、ハンドルを自動的に戻す場合の条件についても具体的に開示されている。しかし、走行停止状態であっても運転者が乗車中であることには変わりないため、中立位置への自動復帰の機能が作動中に運転者が操舵しようとしてハンドルを持った場合に、同機能の作動を中止できるようにしておく必要がある。同公報における発明の実施形態の説明には、このような中止機能についても開示されているが、この機能をも操舵装置に搭載する場合には、操舵装置の構成が複雑化するだけでなく、各自動車メーカの仕様に合わせる必要から極めて柔軟性に欠けた構成となる。
【０００８】
さらにまた、上記各公報に開示された構成における問題とは別に、転舵輪としてのタイヤに弾性がある以上、転舵輪の向きを厳密に直進方向とすること、すなわちハンドル（ステアリング機構）を正確に中立位置に復帰させることは物理的に困難であるという問題がある。このため、実際の舵角の示す操舵位置と中立位置との偏差に基づくフィードバック制御によって中立位置への復帰機能を実現するだけの制御系では、偏差が微小な状態で僅かにモータ電流が流れ続け電気エネルギーを浪費してしまうことになる。
【０００９】
これに対し、上記特公平７−１４７１８号公報には、時間経過と共に指令値が漸次ゼロに近づくように構成された制御系も開示されている。しかし、路面の状況すなわち路面摩擦係数によって最適な時間（指令値をゼロとする時間）が異なるため、この構成では上記問題を完全に回避することはできない。
【００１０】
そこで本発明では、上記問題を確実に解消し、構成の複雑化を招くことなく、駐車後の次の発進時に車両が直進できるようにハンドルを中立位置に自動復帰させる機能を備えた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。
【００１１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、車両操舵のための操作手段による操作に応じて電動モータを駆動することにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
前記車両の状態を示す所定情報を受け取る情報入力手段と、
前記所定情報に基づき、前記車両に乗員が乗っていない状態である非乗車状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記操作手段に対する操作量である舵角を検出し当該舵角を示す物理量を舵角検出値として出力する舵角検出手段と、
前記判定手段により前記車両が非乗車状態であると判定されたときに、前記操作手段が中立位置に復帰するように前記舵角検出値に基づき前記電動モータの駆動を制御する中点復帰制御手段と、
前記車両のイグニションスイッチがオン状態からオフ状態に変化した時点から所定時間が経過した場合に、前記電動モータの駆動のための電源電圧の供給を停止する電源供給制御手段と、
前記車両における所定の複数構成要素を通信可能に結合する通信ネットワークに接続するためのインターフェース手段とを備え、
前記情報入力手段は、前記インターフェース手段が前記所定情報を前記通信ネットワークを介して受け取ることにより実現され、
前記インターフェース手段は、前記電源供給制御手段が前記電源電圧の供給を停止するときに、前記電源電圧の供給停止のための条件が満たされた旨を示す情報を前記通信ネットワークに送出することを特徴とする。
【００１２】
このような第１の発明によれば、車両が非乗車状態であると判定されたときに操作手段を中立位置に戻すためのモータ駆動が開始されるので、中点復帰動作が運転者に違和感を感じさせることはなく、中点復帰動作中に運転者が操作手段としてのハンドルを触ったり、運転者が誤って中点復帰動作を開始させたりすることもない。また、このような第１の発明によれば、オン状態のイグニションスイッチがオフされてから所定時間が経過した場合には、電動モータの駆動のための電源電圧の供給が停止するので、何らかの原因で中点復帰動作が完了できない場合における電気エネルギーの浪費を回避することができる。さらに、このような第１の発明によれば、車両が非乗車状態であるか否かを判定するための情報を通信ネットワークを介して容易に入手することができると共に、通信ネットワークに結合された他の構成要素は、電動パワーステアリング装置における電源電圧の供給が停止されたことを知ることができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、
前記情報入力手段は、前記車両のイグニションキーの挿入／抜き取りおよびイグニションスイッチのオン／オフを示すイグニション操作情報と前記車両のドアの開閉を示す開閉情報とを前記所定情報として受け取り、
前記判定手段は、少なくとも前記イグニション操作情報および前記開閉情報に基づき、前記車両が非乗車状態であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１４】
このような第２の発明では、車両が非乗車状態か否かを判定するために、イグニションキーの挿入／抜き取りおよびイグニションスイッチのオン／オフを示すイグニション操作情報とドアの開閉を示す開閉情報とが使用されるが、これらの情報は、従来から存在する信号から得ることができる。したがって、本発明は、仕様の異なる各自動車メーカの車両に容易に適用することができ、構成の複雑化を招くこともない。
【００１５】
第３の発明は、第１の発明において、
前記中点復帰制御手段は、前記舵角検出値と前記中立位置の舵角値との差である舵角偏差の絶対値が所定値よりも大きい場合にのみ前記電動モータの駆動を制御することを特徴とする。
【００１６】
このような第３の発明によれば、操作手段が厳密に中立位置でなくても概ね中立位置になれば中点復帰動作（電動モータの駆動）が停止するので、舵角偏差が微小な状態で僅かにモータ電流が流れ続けることによる電気エネルギーの浪費を回避することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜１．全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両構成と共に示す概略図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵のための操作手段としてのハンドル（ステアリングホイール）１００に一端が固着されるステアリングシャフト１０２と、そのステアリングシャフト１０２の他端に連結されたラックピニオン機構１０４と、ハンドル１００の操舵角を検出する舵角センサ２と、ハンドル１００の操作によってステアリングシャフト１０２に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ３と、ハンドル操作（操舵操作）における運転者の負荷を軽減するための操舵補助力を発生させる電動モータ６と、その操舵補助力をステアリングシャフト１０２に伝達する減速ギヤ７と、車載バッテリ８からイグニションスイッチ９を介して電源の供給を受け、舵角センサ２や、トルクセンサ３、車速センサ４からのセンサ信号等に基づきモータ６の駆動を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５とを備えている。このような電動パワーステアリング装置を搭載した車両において運転者がハンドル１００を操作すると、その操作による操舵トルクがトルクセンサ３によって検出され、その検出された操舵トルクと車速センサ４によって検出された車速とに基づいてＥＣＵ５によりモータ６が駆動される。これによりモータ６は操舵補助力を発生し、この操舵補助力が減速ギヤ７を介してステアリングシャフト１０２に加えられることにより、ハンドル操作における運転者の負荷が軽減される。すなわち、ハンドル操作によって加えられる操舵トルクとモータ６の発生する操舵補助力によるアシストトルクとの和が、出力トルクとして、ステアリングシャフト１０２を介してラックピニオン機構１０４に与えられる。これによりピニオン軸が回転すると、その回転がラックピニオン機構１０４によってラック軸の往復運動に変換される。ラック軸の両端はタイロッドおよびナックルアームから成る連結部材１０６を介して車輪１０８に連結されており、ラック軸の往復運動に応じて車輪１０８の向きが変わる。
【００２２】
また、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置が搭載される車両は、ドアの開閉を検出してその検出結果を示すドア開閉信号Ｓdrを出力するドア開閉センサ５１と、シフトレバーの位置を検出しその検出結果を示すシフト位置信号Ｓshを出力するシフト位置センサ５２と、イグニションキーの挿入／抜き取りおよびイグニションキーによるイグニションスイッチ９のオン／オフを検出しその検出結果を示すＩＧ操作信号Ｓigを出力するＩＧキーセンサ５３とを備えている。これらのセンサ５１，５２，５３から出力される信号Ｓdr，Ｓsh，ＳigもＥＣＵ５に入力され、ＥＣＵ５は、これらの信号Ｓdr，Ｓsh，Ｓigを用いて、駐車後にハンドル１００を中立位置に自動的に復帰させるためにモータ６の駆動を制御する。
【００２３】
＜２．モータ制御のためのハードウェア構成＞
図２は、上記電動パワーステアリング装置におけるＥＣＵ５のハードウェア構成を示すブロック図である。このＥＣＵ５は、タイマーを内蔵するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）によって構成されるモータ制御部１０と、ＰＷＭ信号生成回路３２と、モータ駆動回路３４と、電流検出器３６と、バッテリ８からの電源電圧ＶBの供給を制御する開閉器４１とから構成され、モータ制御部１０には、舵角センサ２から舵角信号δｓが、トルクセンサ３から操舵トルク信号Ｔhsが、車速センサ４から車速信号Ｖｓが、ドア開閉センサ５１からドア開閉信号Ｓdrが、シフト位置センサ５２からシフト位置信号Ｓshが、ＩＧキーセンサ５３からＩＧ操作信号Ｓigが、それぞれ入力される。なお、これらの信号δｓ，Ｔhs，Ｖｓ，Ｓdr，Ｓsh，Ｓigの一部または全部については適宜、インターフェース手段（情報入力手段）がモータ制御部１０に設けられており、これらの信号δｓ，Ｔhs，Ｖｓ，Ｓdr，Ｓsh，Ｓigは、必要に応じてそれらのインターフェース手段を介することにより適切な信号レベルおよび信号形式で、モータ制御部１０を構成するマイコンに入力される。
【００２４】
このＥＣＵ５において、電流検出器３６は、モータ６に供給される電流すなわちモータ電流を検出して、その検出結果を電流検出値Ｉｍとして出力する。この電流検出値Ｉｍもモータ制御部１０を構成するマイコン（以下「モータ制御マイコン」という）に入力される。モータ制御マイコンは、その内部のメモリに格納されたプログラムを実行することによりモータ６の駆動を制御する。すなわち、操舵トルク信号Ｔhs、車速信号Ｖｓ、電流検出値Ｉｍに基づき、モータ６が操舵トルクおよび車速に応じて適切な操舵補助力を発生させるように、モータ６に印加すべき電圧の値である電圧指令値Ｖｍ^*を算出する。ＰＷＭ信号生成回路３２は、その電圧指令値Ｖｍ^*に応じてデューティ比の変化するＰＷＭ信号を生成し、モータ駆動回路３４に供給する。モータ駆動回路３４は、スイッチング素子としての複数個のパワートランジスタを用いて構成され、それらのスイッチング素子は、ＰＷＭ信号生成回路３２で生成されたＰＷＭ信号によってオン／オフされる。これにより、モータ駆動回路３４は、電圧指令値Ｖｍ^*に応じた電圧を発生させ、これをモータ６に印加する。
【００２５】
また、モータ制御マイコンは、駐車後においてハンドル１００を中立位置に復帰させるために、すなわち転舵輪１０８の向きを直進方向とするために、上記プログラムを実行することにより、舵角信号δｓ、ドア開閉信号Ｓdr、シフト位置信号Ｓsh、ＩＧ操作信号Ｓigに基づきモータ６の駆動を制御する（以下、このときのモータ制御のための処理を「中点復帰制御処理」という）。さらに、モータ制御マイコンは、上記プログラムに基づいて、開閉器４１の開閉を制御するための制御信号である電源制御信号Ｃpwを生成する。開閉器４１は、イグニションスイッチ９に対し並列に接続されており、この電源制御信号ＣpwがＨレベル（ハイレベル）のときに閉じた状態となり、Ｌレベル（ローレベル）のときに開いた状態となる。そして開閉器４１は、その電源制御信号Ｃpwに基づき、イグニションスイッチ９がオンされると閉じられるが、イグニションスイッチ９がオフされると、直ちには開かれず、上記中点復帰制御処理の実行等のための所定時間が経過した後に開かれる。
【００２６】
＜３．モータ制御処理＞
本実施形態におけるモータ制御部１０は、モータ制御マイコンが上記所定プログラムすなわち図３〜図５に示す処理（以下「モータ制御処理」という）を実行することにより、ソフトウェア的に実現される。以下、このモータ制御処理について説明する。
【００２７】
本実施形態では、イグニションキー（以下「ＩＧキー」と略記する）がキーシリンダーに挿入されて回動されることによりイグニションスイッチ（以下「ＩＧスイッチ」と略記する）９がオンされると、バッテリ８から電源電圧ＶBがＥＣＵ５の各部１０，３２，３４，３６に供給され、モータ制御マイコンは、図３に示すように動作する。
【００２８】
すなわち、まず、モータ制御処理に必要な初期化処理を行う（ステップＳ１０）。この初期化処理において電源制御信号ＣpwをＨレベル（ハイレベル）とする。これにより開閉器４１が閉じられる。
【００２９】
次に、ＩＧキーセンサ５３からのＩＧ操作信号Ｓigを読み込み（ステップＳ１１）、このＩＧ操作信号Ｓigに基づき、ＩＧスイッチ９がオフされたか否かを判定し（ステップＳ１２）、ＩＧスイッチ９がオフされていなければステップＳ１４へ進む。最初にステップＳ１２が実行される時点では、ＩＧスイッチ９はオン状態であるので、ステップＳ１４へ進んでアシスト制御処理を実行する。
【００３０】
図４は、このアシスト制御処理を示すフローチャートであり、このアシスト制御処理においてモータ制御マイコンは次のように動作する。まず、トルクセンサ３から操舵トルク信号Ｔhsを、車速センサ４から車速信号Ｖｓをそれぞれ受け取る（ステップＳ１４２，Ｓ１４４）。以下では、このとき受け取った操舵トルク信号Ｔhsの値を「操舵トルク検出値」といい、これも符号“Ｔhs”で表すものとし、また、このとき受け取った車速信号Ｖｓの値を「車速検出値」といい、これも符号“Ｖｓ”で表すものとする。続いてモータ制御マイコンは、電流検出器３６から電流検出値Ｉｍを受け取り（ステップＳ１４６）、その後、目標電流設定処理を実行する（ステップＳ１４８）。この目標電流設定処理では、操舵トルク検出値Ｔhsおよび車速検出値Ｖｓに基づき、適切な操舵補助力を発生させるためにモータ６に流すべき電流の目標値Ｉｍ^*を決定する（ステップＳ１４８）。具体的には、適切な操舵補助力を発生させるためにモータ６に流すべき電流の値と操舵トルクとの関係を車速をパラメータとして示すテーブル（「アシストテーブル」と呼ばれる）を予めモータ制御マイコン内のメモリに記憶させておき、このアシストテーブルを参照して電流目標値Ｉｍ^*を決定する。このようにして電流目標値Ｉｍ^*が決定されると、この電流目標値Ｉｍ^*と電流検出器３６から入力された電流検出値Ｉｍとの偏差ΔＩ＝Ｉｍ^*−Ｉｍを算出し、この電流偏差ΔＩに基づくフィードバック制御演算（通常は比例積分演算）によって電圧指令値Ｖｍ^*を算出する（ステップＳ１５０）。そして、この電圧指令値Ｖｍ^*をモータ制御部１０から出力し（Ｓ１５２）、その後、アシスト制御処理のルーチンから図３に示したモータ制御処理のメインルーチンへ復帰する。
【００３１】
図３のメインルーチンでは、上記アシスト制御処理（ステップＳ１４）が終了すると、ステップＳ１１へ戻り、以降、ＩＧスイッチ９がオフされるまで、上述のステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返し実行する。これにより、操舵トルク検出値Ｔhs、車速検出値Ｖｓおよび電流検出値Ｉｍに基づいて電圧指令値Ｖｍ^*が順次モータ制御部１０から出力され、それに応じた電圧がＰＷＭ信号生成回路３２およびモータ駆動回路３４によってモータ６に印加される。この電圧印加によってモータ６に流れる電流は電流検出器３６によって検出され、この検出値Ｉｍがモータ制御部１０に入力されて上記のアシスト制御処理に使用される。このようにして、ＩＧスイッチ９がオン状態の間は、操舵トルク検出値Ｔhsおよび車速検出値Ｖｓに応じてモータ６が適切な操舵補助力を発生するようにフィードバック制御が行われる。
【００３２】
上記のようにステップＳ１１〜Ｓ１４が繰り返し実行されている間に、ＩＧスイッチ９がオフされると、ステップＳ１６へ進み、そのステップ以降の処理を実行する。すなわち、モータ制御マイコンは以下のように動作する。なお、ステップＳ１６へ進んだ時点では、ＩＧスイッチ９はオフされているが、電源制御信号ＣpwはＨレベルに保持されていて開閉器４１は閉じた状態となっているので、バッテリ８からＥＣＵ５の各部への電源電圧ＶBの供給は維持されている。
【００３３】
まず、モータ制御マイコンに内蔵されたタイマー（以下「内蔵タイマー」という）をリセットした後にスタートさせる（ステップＳ１６）。次に、ドア開閉センサ５１からドア開閉信号Ｓdrを、シフト位置センサ５２からシフト位置信号Ｓshを、ＩＧキーセンサ５３からＩＧ操作信号Ｓigをそれぞれ読み込み（ステップＳ１８）、これらの信号Ｓdr，Ｓsh，Ｓigに基づき、車両に乗員が乗っていない状態か否か、すなわち非乗車状態か否かを判定する。具体的には、まず、シフト位置信号Ｓshに基づき、シフトレバーがパーキング位置にあるか否かを判定する（ステップＳ２０）。その判定の結果、シフトレバーがパーキング位置にあれば、次に、ＩＧ操作信号Ｓigに基づき、ＩＧキーがキーシリンダーから抜き取られたか否かを判定する（ステップＳ２２）。その判定の結果、ＩＧキーがキーシリンダから抜き取られていれば、次に、ドア開閉信号Ｓdrに基づき、ドアの開閉が行われたか否か、すなわちドアが開かれた後に閉じられたか否かを判定する（ステップＳ２４）。その判定の結果、ドアの開閉が行われていれば、車両は非乗車状態であるとして、中点復帰制御処理を実行する（ステップＳ３０）。なお、車両が非乗車状態であるか否かの判定を構成する３つのステップＳ２０〜Ｓ２４において、シフトレバー位置についての判定ステップＳ２０の位置は、ステップＳ２２の後であってもよいし、ステップＳ２４の後であってもよい。
【００３４】
一方、シフトレバーがパーキング位置にないか、または、ＩＧキーが抜き取られていないか、または、ドアの開閉が行われていない場合には、ステップＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２４のいずれかで“Ｎｏ”と判定され、ステップＳ２６ヘ進む。ステップＳ２６では、内蔵タイマーの値であるタイマー値Ｔｍが所定値Ｔout1を超えたか否か、すなわち、ＩＧスイッチ９がオフされてから所定時間Ｔout1が経過したか否かを判定する。その判定の結果、所定時間Ｔout1が経過していなければ、ステップＳ１８へ進み、以降、車両が非乗車状態になるか（ステップＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２４の全てにおいて“Ｙｅｓ”と判定されるか）、または、所定時間Ｔout1が経過するまで、ステップＳ１８〜Ｓ２６を繰り返し実行する。この間に、車両が非乗車状態であると判定されると、上述のように中点復帰制御処理を実行し（ステップＳ３０）、所定時間Ｔout1が経過したと判定されると、中点復帰制御処理を実行することなくステップＳ３２へ進む。
【００３５】
図５は、この中点復帰制御処理を示すフローチャートである。モータ制御マイコンは、この中点復帰制御処理において以下のように動作する。
まず、舵角が変化しない状態が長期間継続するのを回避するために導入された２つの変数、すなわちカウント値を示す変数Ｃntおよび前回の舵角偏差を示す変数δdv0を、共に“０”に初期化する（ステップＳ３０２）。次に、舵角センサ２から入力される舵角信号δｓの値を相対ハンドル角δｈとして読み取り（ステップＳ３０４）、続いて、モータ制御部１０内の所定メモリからハンドル角中点δｃを読み込む（ステップＳ３０６）。そして、その相対ハンドル角δｈとハンドル角中点δｃとの差δdv＝δｃ−δｈを舵角偏差として算出する（ステップＳ３０８）。
【００３６】
その後、上記舵角偏差δdvの絶対値が所定値εよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ここで、所定値εは、比較的小さい正値（例えば１０度）であって、上記舵角偏差δdvの絶対値が所定値ε以下であればハンドル１００が中立位置にあると見なすものとする。ステップＳ３１０における判定の結果、上記舵角偏差δdvの絶対値が所定値εよりも大きい場合は、ステップＳ３１２へ進み、上記舵角偏差δdvが前回の舵角偏差δdv0と等しいか否かを判定する（ステップＳ３１２）。上記舵角偏差（以下、前回の舵角偏差と区別するために「現舵角偏差」という）δdvが前回の舵角偏差δdv0に等しい場合は、カウント値Ｃntを１だけ増大させ（ステップＳ３１４）、その後、カウント値Ｃntが、比較的大きな正整数である所定値Ｎ（例えば２００）に達したか否かを判定する（ステップＳ３１６）。この判定の結果、カウント値Ｃntが所定値Ｎに達していなければ（Ｃnt＜Ｎ）、ステップＳ３１８へ進む。また、ステップＳ３１２での判定の結果、現舵角偏差δdvが前回の舵角偏差δdv0と等しくなければ、カウント値Ｃntを更新することなく、そのままステップＳ３１８へ進む。
【００３７】
ステップＳ３１８では、現舵角偏差δdvに基づく制御演算（例えば比例積分演算）によって電圧指令値Ｖｍ^*を算出し、次に、その電圧指令値Ｖｍ^*をモータ制御部１０から出力する（ステップＳ３２０）。
【００３８】
その後、現舵角偏差δdvを前回の舵角偏差δdv0として設定することにより舵角偏差の更新を行う（ステップＳ３２２）。そして、図３に示すステップＳ１６でスタートされた内蔵タイマーの値Ｔｍが所定値Ｔout2を超えたか否か、すなわち、ＩＧスイッチ９がオフされてから所定時間Ｔout2が経過したか否かを判定する（ステップＳ３２４）。その判定の結果、所定時間Ｔout2が経過していなければ、ステップＳ３０４へ戻り、以降、現舵角偏差δdvの絶対値が所定値εよりも大きく、かつ、カウント値ＣntがＮに達せず、かつ、所定時間Ｔout2が経過していない限り、ステップＳ３０４〜Ｓ３２４を繰り返し実行する。
【００３９】
上記繰り返し実行の間に現舵角偏差δdvの絶対値が所定値ε以下になると、ハンドル１００が中立位置に復帰したと見なして、すなわち転舵輪１０８の向きが直進方向になったと見なして、中点復帰制御処理を終了する。また、上記繰り返し実行の間にカウント値ＣntがＮに達した場合（Ｃnt＝Ｎ）にも、モータ６を駆動しても舵角を変化させない何らかの原因が存在すると見なして、中点復帰制御処理を終了する。さらに、上記繰り返し実行の間に所定時間Ｔout2が経過した場合（Ｔｍ＞Ｔout2）にも、ハンドル１００の中立位置への復帰を妨げる何らかの原因が存在すると見なして、中点復帰制御処理を終了する。以上のようにして中点復帰制御処理を終了すると、図３に示すメインルーチンに復帰し、ステップＳ３２へ進む。
【００４０】
ステップＳ３２では、電源制御信号ＣpwのレベルをＨレベルからＬレベルへと切り換えることにより開閉器４１を開く（ステップＳ３２）。この時点ではＩＧスイッチ９は既にオフされているので（ステップＳ１２参照）、開閉器４１が開かれることにより、バッテリ８からＥＣＵ５の各部への電源電圧ＶBの供給が停止される。これは、本実施形態におけるモータ制御のためのシステムがオフされることを意味する。このようにして、ＥＣＵ５の各部への電源電圧ＶBの供給が停止されると、モータ制御処理を終了する。
【００４１】
＜４．効果＞
上記実施形態によれば、ＩＧスイッチ９がオフされると、ドア開閉信号Ｓdr、シフト位置信号Ｓsh、およびＩＧ操作信号Ｓigに基づき、車両が非乗車状態か否かが判定され（図３のステップＳ２０〜Ｓ２４）、非乗車状態であると判定された場合に中点復帰制御処理が実行される。このようにして、非乗車状態か否かの判定結果に基づきハンドルの中点復帰が行われるので、中点復帰によって運転者に違和感を与えることはなく、中点復帰動作中に運転者が操作手段としてのハンドルを触ったり、運転者が誤って中点復帰動作を開始させたりすることもない。しかも、車両が非乗車状態か否かは、従来から存在するドア開閉信号Ｓdr、シフト位置信号Ｓsh、およびＩＧ操作信号Ｓigに基づき判定されるので、中点復帰制御に関わる本実施形態の技術は、仕様の異なる各自動車メーカの車両に容易に適用することができ、構成の複雑化を招くこともない。
【００４２】
また、上記実施形態によれば、舵角偏差δdvが所定値εを超えているときにのみ中点復帰制御処理が実行され、舵角偏差δdvが所定値ε以下になると、中点復帰制御処理は実行されず、ＥＣＵ５の各部への電源電圧ＶBの供給が停止される。これにより、ハンドル１００が厳密に中立位置でなくても概ね中立位置になれば中点復帰動作（モータ６の駆動等）が停止するので、舵角偏差が微小な状態で僅かにモータ電流が流れ続けることによる電気エネルギーの浪費を回避することができる。
【００４３】
さらに、上記実施形態によれば、オン状態のＩＧスイッチ９がオフされてから所定時間が経過した後には、車両が非乗車状態か否かに拘わらず、ＥＣＵ５への電源電圧ＶBの供給が停止されるので（ステップＳ２６、Ｓ３２４）、何らかの原因で中点復帰動作が完了できない場合における電気エネルギーの浪費を回避することができる。例えば、車輪１０８が縁石に当たったためにハンドル１００が中立位置に戻らない場合において、中点復帰動作による電気エネルギーの浪費を避けることができる。なお、中点復帰制御処理によってモータ６を駆動しても長時間舵角が変化しない場合には、中点復帰制御処理が中止されるので（ステップＳ３１６）、これによっても電気エネルギーの浪費が抑えられる。
【００４４】
＜５．他の実施形態＞
上記実施形態では、中点復帰制御処理を含むモータ制御処理を実行するために必要なセンサ信号δｓ，Ｔhs，Ｖｓ，Ｓdr，Ｓsh，Ｓigは、各種センサからモータ制御部１０に直接に入力されるが、車両のＬＡＮ（Local Area Network）のような通信手段、例えばＣＡＮ（Control Area Network）が車両に装備されている場合には、これらのセンサ信号を適宜、ＣＡＮバスを利用してセンサからＥＣＵ５に伝送するようにするのが好ましい。以下、このＣＡＮバスを利用した本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置について説明する。
【００４５】
図６は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置においてモータ６の駆動を制御するＥＣＵ５ｂのハードウェア構成を示すブロック図である。このＥＣＵ５ｂは、図２に示した上記実施形態におけるＥＣＵ５とは異なり、車両に装備されたＣＡＮバスに接続するためのインターフェース手段としてのＣＡＮドライバ４３（情報入力手段）を備えており、モータ制御部１０（モータ制御マイコン）は、車両が非乗車状態であるか否かを判定するための３つのセンサ信号、すなわち、ドア開閉センサ５１からのドア開閉信号Ｓdr、シフト位置センサ５２からのシフト位置信号Ｓsh、ＩＧキーセンサ５３からのＩＧ操作信号Ｓigを直接に受け取るのではなく、ＣＡＮバス２００およびＣＡＮドライバ４３を介して、これらのセンサ信号Ｓdr，Ｓsh，Ｓigを受け取るように構成されている。ＥＣＵ５ｂにおける他の構成については上記実施形態におけるＥＣＵ５と同様であるので、同一部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００４６】
本実施形態におけるモータ制御マイコンによって実行されるモータ制御処理の内容も、図３〜図５に示す上記実施形態におけるモータ制御処理と基本的に同様であるが、ステップ３２における処理が相違する。すなわち、上記実施形態では、中点復帰制御処理が終了したか、または、ＩＧスイッチ９がオフされてから所定時間Ｔout1が経過したときに、電源制御信号ＣpwがＬレベルとなって開閉器４１が開かれ、これによりバッテリ８からＥＣＵ５の各部への電源電圧ＶBの供給が停止される。これに対し、本実施形態におけるモータ制御マイコンは、このとき、まず、電源電圧ＶBのＥＣＵ５ｂへの供給を停止するための条件が揃った旨の通知をＣＡＮドライバ４３によってＣＡＮバス２００に送出する。そして、この送出後に電源制御信号ＣpwをＬレベルとする。これにより、開閉器４１が開かれ、バッテリ８からＥＣＵ５ｂの各部への電源電圧ＶBの供給が停止される。
【００４７】
したがって、本実施形態によれば、ＣＡＮバスに接続される他のユニット（車両の構成要素）は、ＥＣＵ５ｂへの電源電圧ＶBの供給が停止したことを知ることができる。また本実施形態によれば、ドア開閉センサ５１からのドア開閉信号Ｓdr、シフト位置センサ５２からのシフト位置信号Ｓsh、ＩＧキーセンサ５３からのＩＧ操作信号ＳigをＣＡＮバスを介して受け取るように構成されているので、車両にＣＡＮが装備されている場合には、非乗車状態であるか否かを判定するための情報を容易に入手することができる。
【００４８】
＜６．変形例＞
上記実施形態では、次の３つの条件ｉ）〜iii)が全て満たされたときに、車両が非乗車状態であると判定され、中点復帰制御処理が開始される（ステップＳ１２、Ｓ２０〜Ｓ２４）。
ｉ）シフトレバーがパーキング位置にある。
ii）ＩＧスイッチがオフされた後にＩＧキーが抜き取られた。
iii)ドアの開閉が行われた。
しかし、中点復帰制御処理の開始条件すなわち非乗車状態と判定されるための条件は、上記ｉ）〜iii)に限定されるものではない。例えば、上記３つの条件のうちii)とiii)が共に満たされたときに中点復帰制御処理を開始するようにしてもよい。また、上記条件ｉ）〜iii)に加えて、iv）リモートキーロックによるドアがロックされたという条件も満たされたときに、車両が非乗車状態であると判定されて中点復帰制御処理が開始されるようにしてもよい。なお、この場合、ドアロックの信号がＥＣＵ５におけるモータ制御部１０（モータ制御マイコン）に入力される構成とし、その信号に基づきモータ制御マイコンがその条件iv）が満たされているか否かを判定すればよい。このように本発明では、車両が非乗車状態であるか否かの判定のための適切な条件が設定されていて、その設定した条件が満たされているか否かを判断するための情報として車両状態を示す所定情報をセンサ等から取得できるように構成されていればよく、その所定情報（センサ信号の種類）や非乗車状態判定のための条件は上記実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成をそれに関連する車両構成と共に示す概略図である。
【図２】上記実施形態に係る電動パワーステアリング装置における制御装置であるＥＣＵのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】上記実施形態におけるモータ制御処理を示すフローチャートである。
【図４】上記実施形態におけるモータ制御処理を構成するアシスト制御処理を示すフローチャートである。
【図５】上記実施形態におけるモータ制御処理を構成する中点復帰制御処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る電動パワーステアリング装置におけるＥＣＵのハードウェア構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２ …舵角センサ
３ …トルクセンサ
４ …車速センサ
５，５ｂ…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６ …モータ
８ …バッテリ
９ …イグニションスイッチ
１０ …モータ制御部
３２ …ＰＷＭ信号生成回路
３４ …モータ駆動回路
３６ …電流検出器
４１ …開閉器
４３ …ＣＡＮドライバ
５１ …ドア開閉センサ
５２ …シフト位置センサ
５３ …ＩＧキーセンサ
１０８ …車輪
２００ …ＣＡＮバス
Ｉｍ …電流検出値
Ｖｍ^* …電圧指令値
ＶB …電源電圧
δｓ …舵角信号
Ｔhs …操舵トルク信号（操舵トルク検出値）
Ｖｓ …車速信号（車速検出値）
Ｓdr …ドア開閉信号
Ｓsh …シフト位置信号
Ｓig …ＩＧ操作信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle by driving an electric motor in accordance with an operation for steering the vehicle, and more particularly, steering in such an electric power steering apparatus. The present invention relates to control of an electric motor for returning a steering position of a mechanism to a neutral position.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering apparatus that applies a steering assist force to a steering mechanism by driving an electric motor in accordance with a steering torque applied to a steering wheel (steering wheel) by a driver has been used. This electric power steering apparatus is provided with a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering wheel, which is an operation means for steering, and based on the steering torque detected by the torque sensor, a current to be supplied to the electric motor is detected. A target value is set. Based on the deviation between the current target value and the current value actually flowing to the electric motor, a voltage command value to be given to the driving means of the electric motor is generated. The driving means of the electric motor includes, for example, a PWM signal generation circuit that generates a pulse width modulation signal (PWM signal) with a duty ratio corresponding to the voltage command value, and power that is turned on / off according to the duty ratio of the PWM signal It comprises a motor drive circuit configured using transistors, and a voltage corresponding to the duty ratio, that is, a voltage corresponding to a voltage command value is applied to the electric motor. A current flowing through the electric motor by this voltage application is detected by a current detector, and a difference between the detected value and the current target value is used as a deviation for generating the voltage command value. In the electric power steering apparatus, feedback control is performed in this manner so that a current having a target value set based on the steering torque flows to the electric motor.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 4-55908
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 5-41467
[Patent Document 3]
Japanese Examined Patent Publication No. 7-14718
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-208493
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, there is a case where traveling is stopped in a state where the steered wheels of the vehicle are steered when parking. In this case, the next time the vehicle is started, it is often felt that the vehicle starts to move in an unexpected direction. On the other hand, by returning the handle to the neutral position after entering the garage for parking or the like, the vehicle can be made to go straight at the next start. However, even for a vehicle equipped with the electric power steering device as described above, it is troublesome for the driver to return the steering wheel to the neutral position after entering the garage. For this reason, several electric power steering devices having a function of automatically returning the steering wheel (steering mechanism) to the neutral position have been proposed so that the vehicle can go straight when the vehicle is next started after being parked. .
[0005]
For example, Japanese Patent Publication No. 4-55908 and Japanese Patent Publication No. 5-41467 disclose an electric power steering apparatus including a neutral position return device that automatically returns the steering device to a neutral position by turning on a switch means. ing. However, in this electric power steering device, the switch is left to the driver, but the steering wheel rotates while riding, so not only does the driver feel uncomfortable, but the driver accidentally touches the steering wheel. If the switch is operated accidentally during operation or during operation, the operation of the neutral position return device may cause an unexpected situation.
[0006]
Japanese Patent Publication No. 7-14718 includes a neutral position return command unit that outputs, as a command signal, a return signal for automatically returning the steering to the neutral position when the vehicle is parked, and this command signal is sent to the drive control unit. There has been disclosed an electric power steering apparatus configured such that, by inputting, the rotational direction and rotational torque of an electric motor for power assist are controlled and the steering is automatically returned to the neutral position. However, in this electric power steering apparatus, although the return operation to the neutral position is not started by an erroneous switch operation while riding, the values of the signals from the vehicle speed sensor and the torque sensor are substantially zero. Since the steering is automatically returned to the neutral position when the vehicle is parked, there is a problem that the probability of the automatic return function to the neutral position not working when the driver touches the steering wheel increases.
[0007]
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-208493 includes a travel stop determining means for determining the travel stop state of the vehicle. When it is determined that the vehicle is in the travel stop state, an auxiliary reaction force torque is generated by the electric motor, There has been disclosed an electric power steering apparatus configured to eliminate the residual angle of the steering wheel and set the direction of the steered wheels to a straight traveling direction. In the same publication, in consideration of the above-mentioned problems, conditions for automatically returning the handle are also specifically disclosed. However, even if the vehicle is stopped, it does not change that the driver is on board, so the same function can be used when the driver holds the steering wheel while steering the automatic return function to the neutral position. It is necessary to be able to stop the operation. In the description of the embodiment of the invention in the publication, such a stop function is also disclosed, but when this function is also mounted on the steering device, not only the configuration of the steering device becomes complicated, The configuration is extremely inflexible because it is necessary to meet the specifications of each automobile manufacturer.
[0008]
Furthermore, apart from the problems in the configurations disclosed in the above-mentioned publications, as long as the tire as the steered wheel is elastic, the direction of the steered wheel is strictly set to the straight traveling direction, that is, the steering wheel (steering mechanism) is accurately set. There is a problem that it is physically difficult to return to the neutral position. For this reason, in a control system that only realizes the function of returning to the neutral position by feedback control based on the deviation between the steering position indicated by the actual steering angle and the neutral position, a slight motor current continues to flow with a small deviation. Electrical energy is wasted.
[0009]
On the other hand, the above Japanese Patent Publication No. 7-14718 also discloses a control system configured such that the command value gradually approaches zero as time elapses. However, since the optimum time (time for setting the command value to zero) differs depending on the road surface condition, that is, the road surface friction coefficient, this configuration cannot completely avoid the above problem.
[0010]
Therefore, in the present invention, the electric power steering having a function of automatically returning the steering wheel to the neutral position so that the vehicle can go straight forward at the next start after parking without reliably complicating the above-described problem and causing a complicated configuration. An object is to provide an apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  A first invention is an electric power steering device that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle by driving an electric motor in accordance with an operation by an operation means for steering the vehicle,
  Information input means for receiving predetermined information indicating the state of the vehicle;
  Determination means for determining whether or not the vehicle is in a non-riding state based on the predetermined information;
  Rudder angle detecting means for detecting a rudder angle that is an operation amount for the operation means and outputting a physical quantity indicating the rudder angle as a rudder angle detection value;
  A midpoint return control means for controlling the driving of the electric motor based on the detected steering angle value so that the operation means returns to the neutral position when the determination means determines that the vehicle is in a non-riding state. When,
  Power supply control means for stopping supply of a power supply voltage for driving the electric motor when a predetermined time has elapsed since the ignition switch of the vehicle changed from an on state to an off state;
  Interface means for connecting to a communication network that communicatively couples a plurality of predetermined components in the vehicle,
  The information input means is realized by the interface means receiving the predetermined information via the communication network,
  The interface means sends information indicating that a condition for stopping the supply of power supply voltage is satisfied to the communication network when the power supply control means stops supplying the power supply voltage.It is characterized by that.
[0012]
  According to the first aspect of the invention, since the motor drive for returning the operation means to the neutral position is started when it is determined that the vehicle is in the non-riding state, the neutral point return operation is uncomfortable to the driver. The driver does not touch the handle as the operating means during the midpoint return operation, and the driver does not accidentally start the midpoint return operation.In addition, according to the first invention, when a predetermined time has passed since the ignition switch in the on state is turned off, the supply of the power supply voltage for driving the electric motor is stopped. Thus, waste of electric energy when the midpoint return operation cannot be completed can be avoided. Furthermore, according to the first aspect of the invention, information for determining whether or not the vehicle is in a non-riding state can be easily obtained via the communication network, and is coupled to the communication network. Other components can know that the supply of the power supply voltage in the electric power steering apparatus has been stopped.
[0013]
According to a second invention, in the first invention,
The information input means receives ignition operation information indicating insertion / removal of an ignition key of the vehicle and ON / OFF of an ignition switch and opening / closing information indicating opening / closing of the door of the vehicle as the predetermined information,
The determination means determines whether or not the vehicle is in a non-riding state based on at least the ignition operation information and the opening / closing information.
[0014]
In such a second invention, in order to determine whether or not the vehicle is in the non-riding state, ignition operation information indicating insertion / extraction of the ignition key and ON / OFF of the ignition switch, and opening / closing information indicating opening / closing of the door, Is used, but this information can be obtained from conventional signals. Therefore, the present invention can be easily applied to vehicles of different automobile manufacturers with different specifications, and the configuration is not complicated.
[0015]
According to a third invention, in the first invention,
The midpoint return control means controls the drive of the electric motor only when the absolute value of the steering angle deviation, which is the difference between the detected steering angle value and the steering angle value at the neutral position, is larger than a predetermined value. It is characterized by.
[0016]
According to the third aspect of the invention, even if the operating means is not strictly in the neutral position, the neutral point returning operation (drive of the electric motor) is stopped when the operation means is almost in the neutral position. Thus, it is possible to avoid waste of electric energy due to a slight motor current continuing to flow.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<1. Overall configuration>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, together with a vehicle configuration related thereto. This electric power steering apparatus includes a steering shaft 102 having one end fixed to a handle (steering wheel) 100 as an operation means for steering, a rack and pinion mechanism 104 connected to the other end of the steering shaft 102, a handle A steering angle sensor 2 for detecting a steering angle of 100, a torque sensor 3 for detecting a steering torque applied to the steering shaft 102 by an operation of the steering wheel 100, and a driver's load in a steering operation (steering operation). The electric motor 6 that generates the steering assist force, the reduction gear 7 that transmits the steering assist force to the steering shaft 102, and the power supplied from the in-vehicle battery 8 via the ignition switch 9, the steering angle sensor 2 and the torque Sensor signals from sensor 3 and vehicle speed sensor 4 And an electronic control unit (ECU) 5 for controlling the driving of the motor 6 based on. When the driver operates the steering wheel 100 in a vehicle equipped with such an electric power steering device, the steering torque by the operation is detected by the torque sensor 3, and the detected steering torque and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 4 are detected. Based on this, the motor 6 is driven by the ECU 5. As a result, the motor 6 generates a steering assist force, and this steering assist force is applied to the steering shaft 102 via the reduction gear 7, thereby reducing the driver's load in the steering operation. That is, the sum of the steering torque applied by the steering operation and the assist torque generated by the steering assist force generated by the motor 6 is applied as an output torque to the rack and pinion mechanism 104 via the steering shaft 102. Thus, when the pinion shaft rotates, the rotation is converted into a reciprocating motion of the rack shaft by the rack and pinion mechanism 104. Both ends of the rack shaft are connected to a wheel 108 via a connecting member 106 composed of a tie rod and a knuckle arm, and the direction of the wheel 108 changes according to the reciprocating motion of the rack shaft.
[0022]
In addition, a vehicle equipped with the electric power steering apparatus according to the present embodiment detects the opening / closing of the door and outputs a door opening / closing signal Sdr indicating the detection result, and detects the position of the shift lever. A shift position sensor 52 that outputs a shift position signal Ssh indicating the detection result, an insertion / removal of the ignition key, and an on / off of the ignition switch 9 by the ignition key are detected, and an IG operation signal Sig indicating the detection result is output. And an IG key sensor 53. Signals Sdr, Ssh, and Sig output from these sensors 51, 52, and 53 are also input to the ECU 5, and the ECU 5 automatically uses the signals Sdr, Ssh, and Sig to automatically move the handle 100 to the neutral position after parking. In order to return, the drive of the motor 6 is controlled.
[0023]
<2. Hardware configuration for motor control>
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the ECU 5 in the electric power steering apparatus. The ECU 5 includes a motor control unit 10 configured by a microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”) including a timer, a PWM signal generation circuit 32, a motor drive circuit 34, a current detector 36, and a battery 8. The motor control unit 10 includes a steering angle signal δs from the steering angle sensor 2, a steering torque signal Ths from the torque sensor 3, and a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 4. Vs is input from the door opening / closing sensor 51, the door opening / closing signal Sdr, the shift position sensor 52 from the shift position signal Ssh, and the IG key sensor 53 from the IG operation signal Sig. For some or all of these signals δs, Ths, Vs, Sdr, Ssh, and Sig, interface means (information input means) is provided in the motor control unit 10 as appropriate, and these signals δs, Ths, Vs, Sdr, Ssh, and Sig are input to a microcomputer constituting the motor control unit 10 with an appropriate signal level and signal format through the interface means as necessary.
[0024]
In the ECU 5, the current detector 36 detects a current supplied to the motor 6, that is, a motor current, and outputs the detection result as a current detection value Im. This detected current value Im is also input to a microcomputer constituting the motor control unit 10 (hereinafter referred to as “motor control microcomputer”). The motor control microcomputer controls the drive of the motor 6 by executing a program stored in its internal memory. That is, the value of the voltage to be applied to the motor 6 so that the motor 6 generates an appropriate steering assist force according to the steering torque and the vehicle speed based on the steering torque signal Ths, the vehicle speed signal Vs, and the current detection value Im. Voltage command value Vm^*Is calculated. The PWM signal generation circuit 32 generates a voltage command value Vm^*In response to this, a PWM signal whose duty ratio changes is generated and supplied to the motor drive circuit 34. The motor drive circuit 34 is configured by using a plurality of power transistors as switching elements, and these switching elements are turned on / off by the PWM signal generated by the PWM signal generation circuit 32. As a result, the motor drive circuit 34 receives the voltage command value Vm.^*Is generated and applied to the motor 6.
[0025]
In addition, the motor control microcomputer executes the above program to return the steering wheel 100 to the neutral position after parking, that is, to set the direction of the steered wheel 108 to the straight traveling direction, whereby the steering angle signal δs, the door opening / closing is performed. The drive of the motor 6 is controlled based on the signal Sdr, the shift position signal Ssh, and the IG operation signal Sig (hereinafter, the process for motor control at this time is referred to as “middle point return control process”). Further, the motor control microcomputer generates a power control signal Cpw that is a control signal for controlling the opening / closing of the switch 41 based on the program. The switch 41 is connected in parallel to the ignition switch 9 and is in a closed state when the power control signal Cpw is H level (high level) and in an open state when the power control signal Cpw is L level (low level). Become. The switch 41 is closed when the ignition switch 9 is turned on based on the power supply control signal Cpw, but is not opened immediately when the ignition switch 9 is turned off. Opened after a predetermined time has passed.
[0026]
<3. Motor control processing>
The motor control unit 10 in the present embodiment is realized in software by the motor control microcomputer executing the predetermined program, that is, the processing shown in FIGS. 3 to 5 (hereinafter referred to as “motor control processing”). Hereinafter, the motor control process will be described.
[0027]
In the present embodiment, when an ignition switch (hereinafter abbreviated as “IG switch”) 9 is turned on by inserting and turning an ignition key (hereinafter abbreviated as “IG key”) into the key cylinder, the battery is turned on. The power supply voltage VB is supplied from 8 to the respective parts 10, 32, 34, 36 of the ECU 5, and the motor control microcomputer operates as shown in FIG.
[0028]
That is, first, initialization processing necessary for motor control processing is performed (step S10). In this initialization process, the power control signal Cpw is set to H level (high level). Thereby, the switch 41 is closed.
[0029]
Next, an IG operation signal Sig from the IG key sensor 53 is read (step S11), and based on this IG operation signal Sig, it is determined whether or not the IG switch 9 is turned off (step S12), and the IG switch 9 is turned off. If not, the process proceeds to step S14. Since the IG switch 9 is in the ON state when step S12 is first executed, the process proceeds to step S14 to execute assist control processing.
[0030]
FIG. 4 is a flowchart showing the assist control process. In this assist control process, the motor control microcomputer operates as follows. First, the steering torque signal Ths is received from the torque sensor 3, and the vehicle speed signal Vs is received from the vehicle speed sensor 4 (steps S142 and S144). Hereinafter, the value of the steering torque signal Ths received at this time is referred to as “steering torque detection value”, which is also represented by the symbol “Ths”, and the value of the vehicle speed signal Vs received at this time is referred to as “vehicle speed detection value”. This is also expressed by the symbol “Vs”. Subsequently, the motor control microcomputer receives the current detection value Im from the current detector 36 (step S146), and then executes a target current setting process (step S148). In this target current setting process, the target value Im of the current to be supplied to the motor 6 in order to generate an appropriate steering assist force based on the steering torque detection value Ths and the vehicle speed detection value Vs.^*Is determined (step S148). Specifically, a table (referred to as an “assist table”) indicating the relationship between the current value to be passed through the motor 6 and the steering torque in order to generate an appropriate steering assist force using the vehicle speed as a parameter (referred to as “assist table”) in advance in the motor control microcomputer The current target value Im is stored with reference to the assist table.^*To decide. In this way, the current target value Im^*Is determined, this current target value Im^*And ΔI = Im between the current detection value Im inputted from the current detector 36^*-Im is calculated, and the voltage command value Vm is calculated by feedback control calculation (usually proportional integration calculation) based on the current deviation ΔI.^*Is calculated (step S150). And this voltage command value Vm^*Is output from the motor control unit 10 (S152), and then the routine returns from the assist control processing routine to the main routine of the motor control processing shown in FIG.
[0031]
In the main routine of FIG. 3, when the assist control process (step S14) ends, the process returns to step S11, and thereafter, the above-described steps S11 to S14 are repeatedly executed until the IG switch 9 is turned off. Thus, the voltage command value Vm is based on the steering torque detection value Ths, the vehicle speed detection value Vs, and the current detection value Im.^*Are sequentially output from the motor control unit 10, and a voltage corresponding thereto is applied to the motor 6 by the PWM signal generation circuit 32 and the motor drive circuit 34. The current flowing through the motor 6 by this voltage application is detected by the current detector 36, and the detected value Im is input to the motor control unit 10 and used for the assist control process. Thus, while the IG switch 9 is in the ON state, feedback control is performed so that the motor 6 generates an appropriate steering assist force according to the steering torque detection value Ths and the vehicle speed detection value Vs.
[0032]
If the IG switch 9 is turned off while steps S11 to S14 are repeatedly executed as described above, the process proceeds to step S16, and the processes after that step are executed. That is, the motor control microcomputer operates as follows. At the time of proceeding to step S16, the IG switch 9 is turned off, but the power supply control signal Cpw is held at the H level and the switch 41 is closed. Supply of the power supply voltage VB to each part is maintained.
[0033]
First, a timer (hereinafter referred to as “built-in timer”) built in the motor control microcomputer is reset and then started (step S16). Next, the door opening / closing sensor 51 reads the door opening / closing signal Sdr, the shift position sensor 52 from the shift position signal Ssh, and the IG key sensor 53 from the IG operation signal Sig (step S18), and these signals Sdr, Ssh, Sig are read. Based on this, it is determined whether or not a passenger is in the vehicle, that is, whether or not the vehicle is in a non-boarding state. Specifically, first, based on the shift position signal Ssh, it is determined whether or not the shift lever is in the parking position (step S20). If the result of this determination is that the shift lever is in the parking position, it is next determined whether or not the IG key has been removed from the key cylinder based on the IG operation signal Sig (step S22). If the result of the determination is that the IG key has been removed from the key cylinder, then whether or not the door has been opened / closed based on the door opening / closing signal Sdr, that is, whether or not the door has been opened is closed. Determination is made (step S24). If the result of this determination is that the door has been opened and closed, the vehicle is in a non-riding state, and midpoint return control processing is executed (step S30). In the three steps S20 to S24 that constitute the determination as to whether or not the vehicle is in the non-riding state, the position of the determination step S20 regarding the shift lever position may be after step S22 or step S24. It may be after.
[0034]
On the other hand, if the shift lever is not in the parking position, the IG key has not been removed, or the door has not been opened or closed, “No” is returned in any of steps S20, S22, and S24. The determination is made and the process proceeds to step S26. In step S26, it is determined whether or not the timer value Tm, which is the value of the built-in timer, exceeds a predetermined value Tout1, that is, whether or not a predetermined time Tout1 has elapsed since the IG switch 9 was turned off. As a result of the determination, if the predetermined time Tout1 has not elapsed, the process proceeds to step S18, and thereafter the vehicle is in a non-riding state (whether it is determined as “Yes” in all of steps S20, S22, S24), Alternatively, steps S18 to S26 are repeatedly executed until the predetermined time Tout1 has elapsed. During this time, if it is determined that the vehicle is not in the boarding state, the midpoint return control process is executed as described above (step S30). If it is determined that the predetermined time Tout1 has elapsed, the midpoint return control process is performed. Without proceeding to step S32.
[0035]
FIG. 5 is a flowchart showing the midpoint return control process. The motor control microcomputer operates as follows in this midpoint return control process.
First, two variables introduced to avoid a state in which the rudder angle does not change continues for a long period of time, that is, a variable Cnt indicating a count value and a variable δdv0 indicating a previous rudder angle deviation are both set to “0”. Initialization is performed (step S302). Next, the value of the steering angle signal δs input from the steering angle sensor 2 is read as the relative handle angle δh (step S304), and then the handle angle midpoint δc is read from a predetermined memory in the motor control unit 10 (step S304). S306). Then, the difference δdv = δc−δh between the relative handle angle δh and the handle angle midpoint δc is calculated as the steering angle deviation (step S308).
[0036]
Thereafter, it is determined whether or not the absolute value of the steering angle deviation δdv is larger than a predetermined value ε (step S310). Here, the predetermined value ε is a relatively small positive value (for example, 10 degrees), and if the absolute value of the steering angle deviation δdv is equal to or smaller than the predetermined value ε, the handle 100 is considered to be in the neutral position. . If the result of determination in step S310 is that the absolute value of the steering angle deviation δdv is greater than the predetermined value ε, the process proceeds to step S312 to determine whether or not the steering angle deviation δdv is equal to the previous steering angle deviation δdv0. (Step S312). When the steering angle deviation (hereinafter referred to as “current steering angle deviation” to distinguish from the previous steering angle deviation) δdv is equal to the previous steering angle deviation δdv0, the count value Cnt is increased by 1 (step S314). Thereafter, it is determined whether or not the count value Cnt has reached a predetermined value N (for example, 200), which is a relatively large positive integer (step S316). As a result of the determination, if the count value Cnt has not reached the predetermined value N (Cnt <N), the process proceeds to step S318. If the result of determination in step S312 is that the current steering angle deviation δdv is not equal to the previous steering angle deviation δdv0, the process proceeds directly to step S318 without updating the count value Cnt.
[0037]
In step S318, the voltage command value Vm is obtained by a control calculation (for example, a proportional integration calculation) based on the current steering angle deviation δdv.^*And then the voltage command value Vm^*Is output from the motor control unit 10 (step S320).
[0038]
Thereafter, the steering angle deviation is updated by setting the current steering angle deviation δdv as the previous steering angle deviation δdv0 (step S322). Then, it is determined whether or not the built-in timer value Tm started in step S16 shown in FIG. 3 exceeds a predetermined value Tout2, that is, whether or not a predetermined time Tout2 has elapsed since the IG switch 9 was turned off ( Step S324). As a result of the determination, if the predetermined time Tout2 has not elapsed, the process returns to step S304, and thereafter, the absolute value of the current steering angle deviation δdv is larger than the predetermined value ε, and the count value Cnt has not reached N, and Unless the predetermined time Tout2 has elapsed, steps S304 to S324 are repeatedly executed.
[0039]
When the absolute value of the current steering angle deviation δdv becomes equal to or smaller than the predetermined value ε during the repeated execution, it is considered that the steering wheel 100 has returned to the neutral position, that is, the direction of the steered wheel 108 is in the straight traveling direction. The point return control process is terminated. Further, when the count value Cnt reaches N during the repeated execution (Cnt = N), it is considered that there is some cause that does not change the steering angle even if the motor 6 is driven, and the midpoint return control process Exit. Further, even when the predetermined time Tout2 elapses between the repeated executions (Tm> Tout2), it is assumed that there is some cause that prevents the return to the neutral position of the handle 100, and the midpoint return control process is terminated. When the midpoint return control process is completed as described above, the process returns to the main routine shown in FIG. 3 and proceeds to step S32.
[0040]
In step S32, the switch 41 is opened by switching the level of the power control signal Cpw from the H level to the L level (step S32). Since the IG switch 9 has already been turned off at this time (see step S12), the supply of the power supply voltage VB from the battery 8 to each part of the ECU 5 is stopped by opening the switch 41. This means that the system for motor control in this embodiment is turned off. In this way, when the supply of the power supply voltage VB to each part of the ECU 5 is stopped, the motor control process is terminated.
[0041]
<4. Effect>
According to the above embodiment, when the IG switch 9 is turned off, it is determined whether or not the vehicle is in the non-riding state based on the door opening / closing signal Sdr, the shift position signal Ssh, and the IG operation signal Sig (step of FIG. 3). S20 to S24) When it is determined that the vehicle is not in the boarding state, the midpoint return control process is executed. In this way, the midpoint return of the steering wheel is performed based on the determination result of whether or not the vehicle is in the non-riding state, so that the driver does not feel uncomfortable by the midpoint return, and the driver operates during the midpoint return operation. The handle as a means is not touched, and the driver does not accidentally start the midpoint return operation. Moreover, whether or not the vehicle is in the non-riding state is determined based on the door opening / closing signal Sdr, the shift position signal Ssh, and the IG operation signal Sig that exist in the prior art. Therefore, it can be easily applied to vehicles of different automobile manufacturers with different specifications, and the configuration is not complicated.
[0042]
Further, according to the above embodiment, the midpoint return control process is executed only when the steering angle deviation δdv exceeds the predetermined value ε, and when the steering angle deviation δdv is equal to or less than the predetermined value ε, the midpoint return control process is performed. Is not executed, and the supply of the power supply voltage VB to each part of the ECU 5 is stopped. Thereby, even if the handle 100 is not strictly in the neutral position, the neutral point returning operation (driving the motor 6 or the like) is stopped when the handle 100 is almost in the neutral position, so that the motor current slightly flows with a small steering angle deviation. It is possible to avoid wasting electric energy by continuing.
[0043]
Furthermore, according to the embodiment, after a predetermined time has elapsed since the IG switch 9 in the on state is turned off, the supply of the power supply voltage VB to the ECU 5 is stopped regardless of whether or not the vehicle is in the non-riding state. Therefore, it is possible to avoid waste of electric energy when the midpoint return operation cannot be completed for some reason (steps S26 and S324). For example, when the wheel 100 hits the curb and the handle 100 does not return to the neutral position, waste of electrical energy due to the midpoint return operation can be avoided. If the steering angle does not change for a long time even when the motor 6 is driven by the midpoint return control process, the midpoint return control process is stopped (step S316), which also suppresses the waste of electrical energy. It is done.
[0044]
<5. Other embodiments>
In the above embodiment, sensor signals δs, Ths, Vs, Sdr, Ssh, and Sig necessary for executing motor control processing including midpoint return control processing are directly input to the motor control unit 10 from various sensors. However, when the vehicle is equipped with communication means such as a LAN (Local Area Network) of the vehicle, such as CAN (Control Area Network), these sensor signals are appropriately sent from the sensor to the ECU 5 using the CAN bus. It is preferable to transmit to the network. Hereinafter, an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention using this CAN bus will be described.
[0045]
FIG. 6 is a block diagram showing a hardware configuration of the ECU 5b that controls the driving of the motor 6 in the electric power steering apparatus according to the present embodiment. Unlike the ECU 5 in the above-described embodiment shown in FIG. 2, the ECU 5b includes a CAN driver 43 (information input means) as an interface means for connecting to a CAN bus equipped in the vehicle. 10 (motor control microcomputer) has three sensor signals for determining whether or not the vehicle is in a non-riding state, that is, a door opening / closing signal Sdr from the door opening / closing sensor 51, and a shift position signal from the shift position sensor 52. Instead of directly receiving the IG operation signal Sig from the Ssh, IG key sensor 53, these sensor signals Sdr, Ssh, Sig are received via the CAN bus 200 and the CAN driver 43. Since the other configuration of the ECU 5b is the same as that of the ECU 5 in the above-described embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0046]
The contents of the motor control process executed by the motor control microcomputer in this embodiment are basically the same as the motor control process in the above embodiment shown in FIGS. 3 to 5, but the process in step 32 is different. That is, in the above embodiment, when the midpoint return control process is completed or when the predetermined time Tout1 has elapsed after the IG switch 9 is turned off, the power control signal Cpw becomes L level and the switch 41 is As a result, the supply of the power supply voltage VB from the battery 8 to each part of the ECU 5 is stopped. In contrast, at this time, the motor control microcomputer in the present embodiment first sends a notification to the CAN bus 200 by the CAN driver 43 that the conditions for stopping the supply of the power supply voltage VB to the ECU 5b are met. After this transmission, the power control signal Cpw is set to L level. As a result, the switch 41 is opened, and the supply of the power supply voltage VB from the battery 8 to each part of the ECU 5b is stopped.
[0047]
Therefore, according to this embodiment, other units (components of the vehicle) connected to the CAN bus can know that the supply of the power supply voltage VB to the ECU 5b has stopped. Further, according to the present embodiment, the door opening / closing signal Sdr from the door opening / closing sensor 51, the shift position signal Ssh from the shift position sensor 52, and the IG operation signal Sig from the IG key sensor 53 are received via the CAN bus. Therefore, when the vehicle is equipped with a CAN, information for determining whether or not the vehicle is in a non-ride state can be easily obtained.
[0048]
<6. Modification>
In the above embodiment, when all of the following three conditions i) to iii) are satisfied, it is determined that the vehicle is in the non-riding state, and the midpoint return control process is started (steps S12, S20 to S24). ).
i) The shift lever is in the parking position.
ii) The IG key was removed after the IG switch was turned off.
iii) The door was opened and closed.
However, the start condition of the midpoint return control process, that is, the condition for determining the non-riding state is not limited to the above i) to iii). For example, the midpoint return control process may be started when both of the above three conditions ii) and iii) are satisfied. In addition to the above conditions i) to iii), iv) when the condition that the door is locked by the remote key lock is also satisfied, it is determined that the vehicle is in the non-riding state, and the midpoint return control process is performed. It may be started. In this case, the door lock signal is input to the motor control unit 10 (motor control microcomputer) in the ECU 5, and the motor control microcomputer determines whether the condition iv) is satisfied based on the signal. That's fine. As described above, in the present invention, an appropriate condition for determining whether or not the vehicle is in the non-riding state is set, and the vehicle is used as information for determining whether or not the set condition is satisfied. It is only necessary to be configured so that predetermined information indicating the state can be acquired from a sensor or the like, and the predetermined information (type of sensor signal) and conditions for determining the non-riding state are not limited to the above embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, together with a vehicle configuration related thereto.
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of an ECU that is a control device in the electric power steering apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing motor control processing in the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an assist control process constituting the motor control process in the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing a midpoint return control process constituting the motor control process in the embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing a hardware configuration of an ECU in an electric power steering apparatus according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 ... Rudder angle sensor
3 ... Torque sensor
4 ... Vehicle speed sensor
5, 5b ... Electronic control unit (ECU)
6 ... Motor
8 ... Battery
9 ... Ignition switch
10: Motor controller
32 ... PWM signal generation circuit
34 ... Motor drive circuit
36 ... Current detector
41 ... switch
43 ... CAN driver
51 ... Door open / close sensor
52 ... Shift position sensor
53 ... IG key sensor
108… wheel
200 ... CAN bus
Im ... current detection value
Vm^*   ... Voltage command value
VB ... Power supply voltage
δs ... Steering angle signal
Ths ... Steering torque signal (steering torque detection value)
Vs ... Vehicle speed signal (vehicle speed detection value)
Sdr ... Door open / close signal
Ssh ... Shift position signal
Sig ... IG operation signal

Claims

車両操舵のための操作手段による操作に応じて電動モータを駆動することにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
前記車両の状態を示す所定情報を受け取る情報入力手段と、
前記所定情報に基づき、前記車両に乗員が乗っていない状態である非乗車状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記操作手段に対する操作量である舵角を検出し当該舵角を示す物理量を舵角検出値として出力する舵角検出手段と、
前記判定手段により前記車両が非乗車状態であると判定されたときに、前記操作手段が中立位置に復帰するように前記舵角検出値に基づき前記電動モータの駆動を制御する中点復帰制御手段と、
前記車両のイグニションスイッチがオン状態からオフ状態に変化した時点から所定時間が経過した場合に、前記電動モータの駆動のための電源電圧の供給を停止する電源供給制御手段と、
前記車両における所定の複数構成要素を通信可能に結合する通信ネットワークに接続するためのインターフェース手段とを備え、
前記情報入力手段は、前記インターフェース手段が前記所定情報を前記通信ネットワークを介して受け取ることにより実現され、
前記インターフェース手段は、前記電源供給制御手段が前記電源電圧の供給を停止するときに、前記電源電圧の供給停止のための条件が満たされた旨を示す情報を前記通信ネットワークに送出することを特徴とする電動パワーステアリング装置。An electric power steering device that applies a steering assist force to a steering mechanism of the vehicle by driving an electric motor in accordance with an operation by an operation means for steering the vehicle,
Information input means for receiving predetermined information indicating the state of the vehicle;
Determination means for determining whether or not the vehicle is in a non-riding state based on the predetermined information;
Rudder angle detection means for detecting a rudder angle that is an operation amount for the operation means and outputting a physical quantity indicating the rudder angle as a rudder angle detection value;
A midpoint return control means for controlling the driving of the electric motor based on the detected steering angle value so that the operation means returns to the neutral position when the determination means determines that the vehicle is in a non-riding state. and,
Power supply control means for stopping supply of a power supply voltage for driving the electric motor when a predetermined time has elapsed since the ignition switch of the vehicle changed from an on state to an off state;
Interface means for connecting to a communication network that communicatively couples a plurality of predetermined components in the vehicle,
The information input means is realized by the interface means receiving the predetermined information via the communication network,
The interface means sends information indicating that a condition for stopping the supply of the power supply voltage is satisfied to the communication network when the power supply control means stops the supply of the power supply voltage. Electric power steering device.

前記情報入力手段は、前記車両のイグニションキーの挿入／抜き取りおよびイグニションスイッチのオン／オフを示すイグニション操作情報と前記車両のドアの開閉を示す開閉情報とを前記所定情報として受け取り、
前記判定手段は、少なくとも前記イグニション操作情報および前記開閉情報に基づき、前記車両が非乗車状態であるか否かを判定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。The information input means receives ignition operation information indicating insertion / extraction of an ignition key of the vehicle and ON / OFF of an ignition switch and opening / closing information indicating opening / closing of the door of the vehicle as the predetermined information,
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines whether or not the vehicle is in a non-riding state based on at least the ignition operation information and the opening / closing information.

前記中点復帰制御手段は、前記舵角検出値と前記中立位置の舵角値との差である舵角偏差の絶対値が所定値よりも大きい場合にのみ前記電動モータの駆動を制御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。 The midpoint return control means controls the drive of the electric motor only when the absolute value of the steering angle deviation, which is the difference between the detected steering angle value and the steering angle value at the neutral position, is larger than a predetermined value. The electric power steering apparatus according to claim 1, characterized in that: