JP4678467B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータによって駆動されるポンプの発生油圧によりステアリング機構に操舵補助力を与えるパワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ステアリング機構に結合されたパワーシリンダにオイルポンプからの作動油を供給することによって、ステアリングホイールの操作を補助するパワーステアリング装置が知られている。オイルポンプは、電動モータによって駆動され、その回転速度に応じた操舵補助力がパワーシリンダから発生される。
ステアリング軸には、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてねじれを生じるトーションバーと、トーションバーのねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧制御弁とが組み込まれている。この油圧制御弁は、オイルポンプとパワーシリンダとの間の油圧系統に介装されていて、操舵トルクに応じた操舵補助力をパワーシリンダから発生させる。
【0003】
電動モータの駆動制御は、たとえば、ステアリングホイールの舵角速度に基づいて行われる。すなわち、ステアリングホイールに関連して設けられた舵角センサの出力に基づいて舵角速度が求められ、この舵角速度に基づいて電動モータの目標回転速度が設定される。この目標回転速度が達成されるように、電動モータに電圧が供給される。さらに具体的には、舵角速度が小さい場合には、ステアリングホイールの操作がわずかであるから、電動モータは、目標回転速度の下限値であるスタンバイ回転速度に減速される。一方、舵角速度が大きければ、ステアリングホイールが大きく操作されていると見なされ、そのときの舵角速度に応じて電動モータが駆動され、操舵補助力が発生する。
【0004】
パワーステアリング装置を制御するための電子制御ユニットは、センサライン等の故障を検出する異常監視処理を実行している。この異常監視処理によっていずれかの異常(フェール)が検出されると、電子制御ユニットは、フェールセーフ処理により、電動モータの回転速度を徐々に減少させ、電動モータを停止させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現状のパワーステアリング装置においては、異常発生に応答して電動モータの回転速度を徐々に減少させるようになっていて、操舵が行われていなくても、電動モータが停止状態へと導かれる。
すなわち、たとえば、車両が直進路を走行中であって、ステアリングホイールが舵角中点で保持されている間にも、電動モータの回転速度が減少していく。そのため、運転者はパワーステアリング装置の異常に気付きにくいうえ、次操舵時に操舵抵抗が急増して、操舵違和感を感じることとなる。
【0006】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、運転者にパワーステアリング装置の異常を確実に認識させることができ、しかも、操舵抵抗の急増による操舵違和感を解消できるパワーステアリング装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、電動モータ(27)によって駆動されるポンプ(26)の発生油圧によって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置であって、車両の操向のための操作部材(2)による操舵の速度である舵角速度を検出する舵角速度検出手段(11,31,S4)と、当該パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出手段(31,S1)と、上記操作部材による操舵の有無を検出する操舵検出手段(11,31,S9,S21,S22)と、上記異常検出手段が異常を検出していないときに、上記舵角速度検出手段の出力に基づいて上記電動モータの駆動目標値を定める正常時駆動目標値設定手段(S5)と、上記異常検出手段が異常を検出したときに、上記操舵検出手段が操舵を検出していることを条件に、上記電動モータの駆動目標値を所定の異常時駆動目標値まで漸減させる異常時駆動目標値設定手段(31,S10,S11,S23,S31)と、上記正常時駆動目標値設定手段または異常時駆動目標値設定手段によって設定される駆動目標値に基づいて上記電動モータを駆動するモータ駆動手段(28,31,S6)とを含むことを特徴とするパワーステアリング装置である。
【0008】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を示す。以下、この項において同じ。
上記の構成によれば、正常時には舵角速度検出手段の出力に基づいて電動モータの駆動目標値が定められる。パワーステアリング装置の異常が検出されると、異常時駆動目標値設定手段の働きにより、電動モータの駆動目標値が所定の異常時駆動目標値(たとえば零)まで漸減される。このとき、異常時駆動目標値設定手段は、操舵検出手段が操舵有りを検出していることを条件に、駆動目標値を減少させる。
【0009】
したがって、パワーステアリング装置に異常が発生した場合であっても、操作部材による操舵がされていない期間、すなわち、直進走行期間等に、電動モータの駆動目標値が異常時駆動目標値へと減少してしまうことがない。すなわち、運転者が操舵しているときにのみ駆動目標値が減少させられるから、運転者は、駆動目標値の漸減に伴って、操舵抵抗の漸増を確実に認知することができる。これにより、運転者にパワーステアリング装置の異常を確実に認識させることができるとともに、操舵抵抗の急増に起因する操舵違和感を解消できる。
【0010】
なお、上記舵角速度検出手段は、操作部材の操舵角を検出する舵角センサ(11)と、この舵角センサが検出する操舵角を時間微分する手段(31,S4)とを含むものであってもよい。
また、操舵検出手段は、舵角センサによって検出される舵角変化の有無を検出するものであってもよいし、舵角速度検出手段が所定値(たとえば零)を超える舵角速度を検出しているか否かに基づいて操舵の有無を検出するものであってもよい。
【0011】
舵角センサは、一定舵角変化ごとに検出信号(たとえばパルス信号)を発生する構成であってもよく、この場合には、舵角センサの検出信号の有無に基づいて操舵の有無を検出することができる。
請求項2記載の発明は、上記異常時駆動目標値設定手段は、上記異常検出手段が異常を検出した時点における駆動目標値が所定値未満のときには、当該所定値まで駆動目標値を漸増させる手段(31,S7,S8)を含むものであることを特徴とする請求項1記載のパワーステアリング装置である。
【0012】
パワーステアリング装置に異常が発生した時点における駆動目標値が異常時駆動目標値に近い小さな値である場合には、駆動目標値は速やかに異常時駆動目標値へと導かれる。そのため、運転者は、操舵抵抗の漸増を感じることができず、異常発生を認識できないおそれがある。
そこで、この発明では、異常検出時点における駆動目標値が所定値未満のときには、駆動目標値を当該所定値まで漸増させることとしている。これにより、駆動目標値が当該所定値から異常時駆動目標値まで漸減される過程で、運転者に操舵抵抗の漸増を認知させ、異常発生を確実に認識させることができる。なお、駆動目標値が上記所定値に達した後には、駆動目標値は上記駆動目標値に向けて漸減され、異常状態が継続している限りにおいて、駆動目標値が再度増加されることはない。
【0013】
請求項3記載の発明は、上記操作部材の操作による舵角変化を検出し、一定の舵角変化ごとに検出信号を出力する舵角センサ(11)をさらに含み、上記操舵検出手段は、上記舵角センサからの検出信号の有無を検出するものであり、上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角センサからの検出信号が入力されるたびに、一定値ずつ駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置である。
【0014】
この構成では、一定舵角変化ごとに検出信号(たとえば、検出パルス)を出力する舵角センサからの検出信号の有無により、操舵の有無が検出される。そして、舵角センサが検出信号を出力するたびに駆動目標値を一定値だけ減少させるという単純な処理によって、運転者に異常発生を認識させることができる。
請求項4記載の発明は、上記操舵検出手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が所定値を超える値かどうかを検出するものであり、上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が上記所定値を超える値である場合に、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度に応じた時間変化率で駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置である。
【0015】
この構成では、舵角速度が所定値(たとえば零)を超える値かどうかに基づいて、操舵の有無が検出される。そして、舵角速度が所定値を超えていれば、その舵角速度に応じた時間変化率で駆動目標値が漸減される。これにより、駆動目標値の減少の態様を最適化できるから、運転者に操舵違和感を与えることなく、かつ、確実に異常発生を認識させることができる。
たとえば、舵角速度の逆数に比例する時間変化率で駆動目標値を漸減させることが好ましい。これにより、緊急操舵時のように舵角速度が大きいときには操舵抵抗の増加が少なく、緩慢な操舵が行われているときほど操舵抵抗が速やかに増大する。したがって、安全性の向上を図りつつ、かつ、運転者に異常発生を確実に認識させることができる。
【0016】
請求項5記載の発明は、上記操舵検出手段は、上記舵角速度検出手段が出力する舵角速度が所定値を超える値かどうかを検出するものであり、上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が上記所定値を超える値である場合に、予め定める一定の時間変化率で駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置である。
【0017】
この構成では、舵角速度が所定値(たとえば零)を超える値かどうかに基づいて、操舵の有無が検出される。そして、舵角速度が所定値を超えていれば、一定の時間変化率で駆動目標値が減少させられる。これにより、複雑な演算を要しない簡単な処理で駆動目標値を異常時駆動目標値まで漸減させることができ、運転者に異常発生を確実に認識させることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本的な構成を示す図解図である。このパワーステアリング装置は、車両のステアリング機構1に関連して設けられ、このステアリング機構1に操舵補助力を与えるためのものである。
【0019】
ステアリング機構1は、運転者によって操作されるステアリングホイール2と、このステアリングホイール2に連結されたステアリング軸3と、ステアリング軸3の先端に設けられたピニオンギア4と、ピニオンギア4に噛合するラックギア部5aを有し、車両の左右方向に延びたラック軸5とを備えている。ラック軸5の両端にはタイロッド6がそれぞれ結合されており、このタイロッド6は、それぞれ、舵取り車輪としての前左右輪FL,FRを支持するナックルアーム7に結合されている。ナックルアーム7は、キングピン8まわりに回動可能に設けられている。
【0020】
この構成により、ステアリングホイール2が操作されてステアリング軸3が回転されると、この回転がピニオンギア4およびラック軸5によって車両の左右方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム7のキングピン8まわりの回動に変換され、これによって、前左右輪FL,FRの転舵が達成される。
ステアリング軸3には、ステアリングホイール2に加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてねじれを生じるトーションバー9と、トーションバー9のねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧制御弁23とが組み込まれている。油圧制御弁23は、ステアリング機構1に操舵補助力を与えるパワーシリンダ20に接続されている。パワーシリンダ20は、ラック軸5に一体的に設けられたピストン21と、ピストン21によって区画された一対のシリンダ室20a,20bとを有しており、シリンダ室20a,20bは、それぞれ、オイル供給/帰還路22a,22bを介して、油圧制御弁23に接続されている。
【0021】
油圧制御弁23は、さらに、リザーバタンク25およびオイルポンプ26を通るオイル循環路24の途中部に介装されている。オイルポンプ26は、電動モータ27によって駆動され、リザーバタンク25に貯留されている作動油を汲み出して油圧制御弁23に供給する。余剰分の作動油は、油圧制御弁23からオイル循環路24を介してリザーバタンク25に帰還される。
油圧制御弁23は、トーションバー9に一方方向のねじれが加わった場合には、オイル供給/帰還路22a,22bのうちの一方を介してパワーシリンダ20のシリンダ室20a,20bのうちの一方に作動油を供給する。また、トーションバー9に他方方向のねじれが加えられた場合には、オイル供給/帰還路22a,22bのうちの他方を介してシリンダ室20a,20bのうちの他方に作動油を供給する。トーションバー9にねじれがほとんど加わっていない場合には、油圧制御弁23は、いわば平衡状態となり、作動油はパワーシリンダ20に供給されることなく、オイル循環路24を循環する。
【0022】
パワーシリンダ20のいずれかのシリンダ室に作動油が供給されると、ピストン21が車幅方向に沿って移動する。これにより、ラック軸5に操舵補助力が作用することになる。
油圧制御弁23に関連する構成例は、たとえば、特開昭59−118577号公報に詳しく開示されている。
電動モータ27は、たとえばブラシレスモータからなり、駆動回路28を介して、電子制御ユニット30によって制御される。駆動回路28は、たとえば、パワートランジスタのブリッジ回路からなり、電源としての車載バッテリ40からの電力を、電子制御ユニット30から与えられる制御信号に応じて電動モータ27に供給する。
【0023】
電子制御ユニット30は、車載バッテリ40からの電力供給を受けて動作するマイクロコンピュータを含み、このマイクロコンピュータは、CPU31と、CPU31のワークエリアなどを提供するRAM32と、CPU31の動作プログラムおよび制御用のデータ等を記憶したROM33と、CPU31、RAM32およびROM33を相互接続するバス34とを備えている。
電子制御ユニット30には、舵角センサ11から出力される舵角信号が与えられるようになっており、この舵角信号に基づいて、その時間微分値に相当する舵角速度を演算する。舵角センサ11は、たとえば、一定の舵角変化ごとに検出信号としてのパルス信号を出力するものであってもよい。この場合、ステアリングホイール2が一定角度位置で保持されているときには、舵角センサ11は検出信号を出力しない。また、ステアリングホイール2が速く操作されると、舵角センサ11は短い周期で検出信号を出力し、ステアリングホイール2が緩慢に操作されると、舵角センサ11は長い周期で検出信号を出力する。したがって、検出信号の時間間隔に基づいて、ステアリングホイール2による操舵の速度である舵角速度を演算することができる。
【0024】
電子制御ユニット30には、さらに、電動モータ27に流れる電流を検出する電流検出回路12からの電流検出信号と、電動モータ27のロータの回転位置を検出する回転センサ15からの信号とが与えられるようになっている。
さらに、電子制御ユニット30には、車速センサ13から出力される車速信号が与えられるようになっている。車速センサ13は、車速を直接的に検出するものでもよく、また、車輪に関連して設けられた車輪速センサの出力パルスに基づいて車速を計算により求めるものであってもよい。
【0025】
電子制御ユニット30は、舵角センサ11、電流検出回路12および車速センサ13からそれぞれ与えられる舵角信号、電流信号および車速信号に基づいて、電動モータ27の駆動を制御する。
図2は、舵角センサ11の出力に基づいて算出される舵角速度Vθと電動モータ27の目標回転速度Rとの対応関係を示す特性図である。目標回転速度Rは、舵角速度Vθに対して定められた第1しきい値VT1および第2しきい値VT2の間で増加するように、下限値R1と上限値R2との間で定められる。下限値R1はスタンバイ回転速度であり、第1しきい値VT1未満の舵角速度に対しては、このスタンバイ回転速度R1で電動モータ27が回転駆動される。
【0026】
CPU31は、車速に基づいて、図2に示すように、舵角速度Vθに対する目標回転速度Rの傾きを可変設定する。すなわち、第2しきい値VT2が、車速域に応じて可変設定される。より具体的には、車速が大きいほど、第2しきい値VT2は大きな値に設定される。これにより、車速が大きいほど目標回転速度Rが小さく設定されることになり、操舵補助力が小さくなる。こうして、車速に応じた適切な操舵補助力を発生するための車速感応制御が行われる。
【0027】
一方、CPU31は、装置の各部の異常を監視する異常監視ルーチンを制御周期毎に繰り返し実行しており、異常が生じたときには、フェールセーフ処理を実行し、電動モータ27を停止させて、不所望な操舵補助が行われないようにする。
図3は、CPU31が所定の制御周期毎に繰り返し実行する電動モータ27の制御処理を説明するフローチャートである。
【0028】
CPU31は、異常監視ルーチンを実行することにより、異常の有無を判断する(ステップS1)。異常が無い場合(ステップS1のNO)、CPU31は、車速センサ13から、車速を読み込む(ステップS2)。次に、CPU31は、舵角センサ11から舵角信号を読み込み(ステップS3)、これをもとに舵角の時間微分値としての舵角速度を演算する(ステップS4)。求められた舵角速度および上記読み込まれた車速に基づいて、CPU31は、図2に示された特性に従って、電動モータ27の目標回転速度Rを設定する(ステップS5)。そして、設定された目標回転速度Rになるように、電動モータ27が駆動される(ステップS6)。これにより、電動モータ27の回転速度に応じた操舵補助力が発生する。以後、CPU31の異常監視ルーチンによって異常が監視されない場合は、ステップS1〜S6の処理が繰り返される。
【0029】
異常が検出された場合(ステップS1のYES)、CPU31は、目標回転速度Rが異常発生後、1度も所定回転速度Z(たとえば、2000rpm)以上でないかを判定する(ステップS7)。
目標回転速度Rが所定回転速度Z以上でない場合(ステップS7のYES)、CPU31は、現目標回転速度Rに定数K(たとえば、K=4)を加算して、新たな目標回転速度Rを設定する(ステップS8)。そして、この新たな目標回転速度Rに基づいて、電動モータ27が駆動される(ステップS6)。その後、異常状態が継続すると(ステップS1のYES)、目標回転速度Rが所定回転速度Z以上になるまで(ステップS7)、ステップS1,S7,S8の処理が制御周期毎に繰り返される。これにより、異常発生時には、目標回転速度Rが所定回転速度Zまで一定の時間変化率で漸増されることになる。
【0030】
異常発生後、1度でも目標回転速度Rが所定回転速度Z以上であれば(ステップS7のNO)、CPU31は、舵角センサ11の出力信号の有無をチェックする(ステップS9)。舵角センサ11から出力されるパルス信号が確認されない場合には(ステップS9のNO)、CPU31は、従前の目標回転速度Rで電動モータ27を駆動する(ステップS6)。
舵角センサ11からパルス信号が出力されると(ステップS9のYES)、CPU31は、現目標回転速度Rから、定数x(たとえば、x=1)を減算して、新たな目標回転速度Rを設定する(ステップS10)。新たに設定された目標回転速度Rが零でなければ(ステップS11のNO)、CPU31は、当該目標回転速度Rに基づいて電動モータ27を駆動する(ステップS6)。
【0031】
異常状態が継続すると(ステップS1のYES)、ステップS7,S9,S10,S11,S6の処理が制御周期毎に繰り返される。これにより、舵角センサ11がパルス信号を出力するたびに、すなわち、一定の舵角変化があるたびに、一定値xずつ、目標回転速度Rが減じられる。こうして目標回転速度Rが零まで漸減すると(ステップS11のYES)、CPU31は電動モータ27を停止する(ステップS12)。
【0032】
図4は、目標回転速度Rの時間変化の一例を示す図である。
時間Fにおいて、パワーステアリング装置の異常が検出されると(図3のステップS1のYES)、電動モータ27の目標回転速度Rが異常発生後、1度も所定回転速度Z以上でなければ(図3のステップS7のYES)、CPU31は、目標回転速度Rを、制御周期毎に定数Kずつ増加させることにより、所定回転速度Zまで漸増させる(図3のステップS8)。
目標回転速度Rが、1度、所定回転速度Z以上になった以後は(図3のステップS7のNO)、舵角速度Vθが大きい期間T1においては、舵角センサ11から発生されるパルス信号の周期が短いため、目標回転速度Rは速やかに減少していく。
【0033】
舵角変化がない(すなわち舵角速度Vθ=0)期間T2には、舵角センサ11からパルス信号が発生されない(図3のステップS9のNO)。したがって、CPU31は、操舵がされていないと判断し、目標回転速度Rは不変に保たれる。
舵角速度Vθが小さい期間T3には、舵角センサ11から発生されるパルス信号は、その周期が長い。そのため、目標回転速度Rは緩やかに減少する。そうして目標回転速度Rが零になると(図3のステップS11)、電動モータ27が停止する(図3のステップS12)。
【0034】
以上のようにこの実施形態によれば、異常発生時には、舵角センサ11がパルス信号を出力するたびに、定数xずつ目標回転速度Rが減少させられて、電動モータ27が停止状態に導かれる。すなわち、直進走行時のように舵角変化がない状況では目標回転速度Rは減少せず、実質的な操舵が行われたときにのみ目標回転速度Rが減少して操舵抵抗が増加することになる。これにより、単純な処理で、異常発生時には、操舵抵抗の漸増を通じて、運転者に確実に異常発生を認識させることができ、しかも、操舵抵抗の急増による操舵違和感を生じるおそれもない。
【0035】
さらに、この実施形態では、異常発生時の目標回転速度Rが所定回転速度Z未満のときには、目標回転速度Rを予め当該所定回転速度Zまで漸増(制御周期毎に定数Kずつ増加)させたうえで、目標回転速度Rを零まで漸減させる処理が行われている。これにより、運転者に確実に操舵抵抗の漸増を感じさせることができるから、異常発生を確実に運転者に伝えることができる。
図5は、この発明の第二の実施形態に係るパワーステアリング装置による処理を説明するフローチャートである。この第二の実施形態の説明では、上述の図1および図2を再び参照する。また、図5には、電動モータ27の制御のためにCPU31が制御周期毎に繰り返し実行する処理が示されているが、この図5において上述の図3に示されたステップと同様の処理が行われるステップには、図3の場合と同一の参照符号を付して示す。
【0036】
この実施形態では、ステップS7において、目標回転速度Rが所定回転速度Z以上であると判断された場合に、CPU31は、舵角センサ11から読み込んだ舵角信号を時間微分して舵角速度Vθを演算する(ステップS21)。求められた舵角速度Vθが零であれば(ステップS22のYES)、CPU31は、従前の目標回転速度Rに基づいて電動モータ27を駆動する(ステップS6)。求められた舵角速度Vθが零でなければ(ステップS22のNO)、CPU31は、現目標回転速度Rから舵角速度Vθの逆数に比例する変数A/Vθ(ただしAは正の比例定数)を減算して、新たな目標回転速度Rを設定する(ステップS23)。
【0037】
新たに設定された目標回転速度Rが零よりも大きければ(ステップS11のNO)、CPU31は、当該目標回転速度Rに基づいて電動モータ27を駆動する(ステップS6)。
異常状態が継続すると(ステップS1のYES)、ステップS7,S21,S22,S23,S11,S6の処理が制御周期毎に繰り返される。これにより、求められた舵角速度が零ではない場合、すなわち、舵角変化がある場合は、目標回転速度Rから舵角速度Vθの逆数に比例した数値A/Vθが減じられていく。
【0038】
こうして目標回転速度Rが零まで漸減すると(ステップS11のYES)、CPU31は電動モータ27を停止する(ステップS12)。
図6は、この実施形態における目標回転速度Rの時間変化の一例を示す図である。
時間Fにおいて、パワーステアリング装置に異常が検出されると(図5のステップS1のYES)、電動モータ27の目標回転速度Rが異常発生後、1度も所定回転速度Z以上でなければ(図5のステップS7のYES)、CPU31は、目標回転速度Rを、制御周期毎に定数Kずつ増加させることにより、所定回転速度Zまで漸増させる(図5のステップS8)。
【0039】
目標回転速度Rが、1度、所定回転速度Z以上になった以後は(図5のステップS7のNO)、舵角速度Vθが零の期間T5には(図5のステップS22のYES)、目標回転速度Rは不変に保たれる。
舵角速度Vθが零ではない場合(図5のステップS22のNO)には、舵角速度Vθの逆数に比例した値A/Vθを目標回転速度Rから減じて新たな目標回転速度Rとする(図5のステップS23)。すなわち、舵角速度Vθが大きい期間T4においては、目標回転速度Rは緩やかに減少し、舵角速度Vθが小さい期間T6においては、目標回転速度Rは速やかに減少していく。そうして目標回転速度Rが零になると(図5のステップS11)、電動モータ27が停止する(図5のステップS12)。
【0040】
以上のように、異常発生時には、舵角速度Vθが零ではないことを条件に、電動モータ27の目標回転速度Rが減少する。このとき、舵角速度Vθの逆数に比例した数値A/Vθを目標回転速度Rから減算するため、舵角速度Vθが大きい場合には、操舵補助力の減少量が小さくなり、舵角速度Vθが小さい場合には、操舵補助力の減少量が大きくなる。すなわち、緊急操舵時のように舵角速度Vθが大きいほど操舵抵抗の増加が少なく、緩慢な操舵が行われているときには、操舵抵抗が速やかに増大する。よって、安全性の向上を図りつつ、かつ、運転者に異常発生を確実に認識させることができる。
【0041】
その他、上述の第一の実施形態の場合と同様な効果を併せて達成できる。
図7は、この発明の第三の実施形態に係るパワーステアリング装置による処理を説明するためのフローチャートである。
この第三の実施形態の説明では、上述の図1および図2を再び参照する。また、図7には、電動モータ27の制御のためにCPU31が制御周期毎に繰り返し実行する処理が示されているが、この図7において上述の図5に示されたステップと同様の処理が行われるステップには、図5の場合と同一の参照符号を付して示す。
【0042】
この実施形態では、ステップS22において、舵角速度Vθが零でないと判断されると、CPU31は、現目標回転速度Rから、定数y(たとえば、y=4)を減算して、新たな目標回転速度Rを設定する(ステップS31)。新たに設定された目標回転速度Rが零よりも大きければ(ステップS11のNO)、CPU31は、当該目標回転速度Rに基づいて電動モータ27を駆動する(ステップS6)。
【0043】
異常状態が継続すると(ステップS1のYES)、ステップS7,S21,S22,S31,S11,S6の処理が制御周期毎に繰り返される。これにより、舵角速度Vθが零ではないことを条件に、すなわち、操舵変化が検出される状況では、制御周期毎に定数yずつ(すなわち、一定の時間変化率で)、目標回転速度Rが漸減される。こうして目標回転速度Rが零まで漸減すると(ステップS11のYES)、CPU31は電動モータ27を停止する(ステップS12)。
【0044】
図8は、この実施形態における目標回転速度Rの時間変化の一例を示す図である。
時間Fにおいて、パワーステアリング装置に異常が検出されると(図7のステップS1のYES)、電動モータ27の目標回転速度Rが異常発生後、1度も所定回転速度Z以上でなければ(図7のステップS7のYES)、CPU31は、目標回転速度Rを、制御周期毎に定数Kずつ増加させることにより、所定回転速度Zまで漸増させる(図7のステップS8)。
【0045】
目標回転速度Rが、1度、所定回転速度Z以上になった以後は(図7のステップS7のNO)、舵角速度Vθが零の期間T8では、目標回転速度Rは不変に保たれる(図7のステップS22のYES)。
舵角速度Vθが零ではない(図7のステップS22のNO)期間T7,T9には、舵角速度Vθの大小に関わらず、制御周期毎に定数yずつ目標回転速度Rが減じられる(図7のステップS31)。したがって、操舵が行われているときにだけ目標回転速度Rは一定の時間変化率で減少していく。そうして目標回転速度Rが零になると(図7のステップS11)、電動モータ27が停止する(図7のステップS12)。
【0046】
この実施形態によれば、上述の第二の実施形態と同様の効果を達成できる。しかも、舵角速度Vθの逆数に比例する値A/Vθを演算する必要がないので、複雑な演算を要しない、簡単な処理で駆動目標値を異常時駆動目標値まで漸減させることができ、運転者に確実に異常を認識させることができる。
以上、この発明の三つの実施形態について説明したが、この発明はこれら以外の形態で実施することも可能である。
【0047】
たとえば、上記三つの実施形態においては、電動モータ27の駆動目標値として、目標回転速度Rを用いることとしたが、電動モータ27の駆動目標電圧(または電流)を駆動目標値として用いてもよい。
また、上記実施形態では、操舵の有無を舵角センサ11の出力に基づいて検出しているが、たとえば、ステアリングホイール2に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサの出力に基づいて操舵の有無を検出することとしてもよい。
【0048】
さらに、上記第二および第三の実施形態では、舵角速度Vθが零でないときに、操舵有りとの判断がされることとしているが、舵角速度Vθが正のしきい値を超えることを条件に、操舵有りの判断をすることとしてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本的な構成を示す概念図である。
【図2】舵角速度と電動モータの目標回転速度との関係を示す特性図である。
【図3】CPUが所定の制御周期毎に繰り返し実行する電動モータの制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図4】目標回転速度の時間変化の一例を示す図である。
【図5】この発明の第二の実施形態に係るパワーステアリング装置における電動モータ目標回転速度の制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図6】上記第二の実施形態に係る制御処理による電動モータの目標回転速度の時間変化の一例を示す図である。
【図7】この発明の第三の実施形態に係るパワーステアリング装置における電動モータの制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図8】上記第三の実施形態に係る制御処理による電動モータの目標回転速度の時間変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 ステアリング機構
2 ステアリングホイール
9 トーションバー
11 舵角センサ
12 電流検出回路
13 車速センサ
20 パワーシリンダ
23 油圧制御弁
26 オイルポンプ
27 電動モータ
28 駆動回路
30 電子制御ユニット
31 CPU
33 ROM
Claims (5)
- 電動モータによって駆動されるポンプの発生油圧によって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置であって、
車両の操向のための操作部材による操舵の速度である舵角速度を検出する舵角速度検出手段と、
当該パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出手段と、
上記操作部材による操舵の有無を検出する操舵検出手段と、
上記異常検出手段が異常を検出していないときに、上記舵角速度検出手段の出力に基づいて上記電動モータの駆動目標値を定める正常時駆動目標値設定手段と、
上記異常検出手段が異常を検出したときに、上記操舵検出手段が操舵を検出していることを条件に、上記電動モータの駆動目標値を所定の異常時駆動目標値まで漸減させる異常時駆動目標値設定手段と、
上記正常時駆動目標値設定手段または異常時駆動目標値設定手段によって設定される駆動目標値に基づいて上記電動モータを駆動するモータ駆動手段とを含むことを特徴とするパワーステアリング装置。 - 上記異常時駆動目標値設定手段は、上記異常検出手段が異常を検出した時点における駆動目標値が所定値未満のときには、当該所定値まで駆動目標値を漸増させる手段を含むものであることを特徴とする請求項1記載のパワーステアリング装置。
- 上記操作部材の操作による舵角変化を検出し、一定の舵角変化ごとに検出信号を出力する舵角センサをさらに含み、
上記操舵検出手段は、上記舵角センサからの検出信号の有無を検出するものであり、
上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角センサからの検出信号が入力されるたびに、一定値ずつ駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置。 - 上記操舵検出手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が所定値を超える値かどうかを検出するものであり、
上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が上記所定値を超える値である場合に、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度に応じた時間変化率で駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置。 - 上記操舵検出手段は、上記舵角速度検出手段が出力する舵角速度が所定値を超える値かどうかを検出するものであり、
上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が上記所定値を超える値である場合に、予め定める一定の時間変化率で駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置。
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