JPH06344937A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車輌走行上の異常を運転者に確実に知らし
め、運転者が異常の発生に即応して適切な対応措置を講
ずることを可能にする。 【構成】 操舵アシスト力を発生するモータＭ１と、操
舵状態検出装置Ｍ２と、操舵状態に応じた制御量にてモ
ータを制御することにより操舵アシスト力を制御する制
御装置Ｍ３とを有する電動式パワーステアリング装置。
異常検出装置Ｍ４により車輌走行上の異常を検出し、異
常検出に基き警報出力装置Ｍ６により警報発生装置Ｍ５
を作動させて視覚的警報若しくは聴覚的警報を発すると
共に、モータへの制御量に微小振動成分を加算すること
によりステアリングホイールを微小振動させ、操舵トル
クの微小振動変動としての警報も発する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車輌のパワ
ーステアリング装置に係り、更に詳細には電動式パワー
ステアリング装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車輌に於ては、一般に、異常
検出装置により車輌走行上の異常が検出され、異常が検
出されると警報発生装置が作動されることにより車輌の
運転者に異常の発生が知らされるようになっている。例
えば実公昭４０−１６１８８号公報には、冷却水温セン
サによりエンジンの冷却水温を検出し、冷却水温が所定
の温度になると警報ランプやブザーの如き警報発生装置
を作動させて警報を発する警報装置が記載されている。

【０００３】上述の如き警報装置によれば、車輌走行上
の異常が発生しそれが異常検出装置により検出される
と、警報装置が作動されることにより車輌の運転者に異
常が発生した旨の警報が発せられるので、運転者は車輌
の停止の如き異常発生に対する適切な措置を講ずること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の如き従来
の警報装置に於ては、警報は視覚的警報又は聴覚的警報
として発せられるので、車輌の運転者がその状況によっ
ては警報を即座に認識することができない場合があり、
そのため運転者が異常の発生に即応して異常発生に対す
る適切な措置を講ずることができない場合がある。

【０００５】本発明は、車輌走行上の異常を運転者に知
らしめるための従来の警報装置に於ける上述の如き問題
に鑑み、車輌走行上の異常を運転者に確実に知らしめる
ことができるよう改良された電動式パワーステアリング
装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、図１に示されている如く、操舵アシスト力
を発生するモータＭ１と、車輌の操舵状態を検出する操
舵状態検出手段Ｍ２と、検出された操舵状態に応じた制
御量にて前記モータを制御することにより操舵アシスト
力を制御する制御手段Ｍ３とを有する電動式パワーステ
アリング装置にして、車輌走行上の異常を検出し異常検
出信号を出力する異常検出手段Ｍ４と、前記異常検出信
号に基き視覚的警報若しくは聴覚的警報を発する警報発
生手段Ｍ５を作動させると共に前記モータへの前記制御
量に微小振動成分を加算する警報出力手段Ｍ６とを有す
ることを特徴とする電動式パワーステアリング装置によ
って達成される。

【０００７】

【作用】上述の如き構成によれば、車輌走行上の異常が
発生しその異常が異常検出手段Ｍ４により検出される
と、異常検出手段により異常検出信号が出力され、異常
検出信号に基き警報出力手段Ｍ６により警報発生装置Ｍ
５が作動され視覚的警報若しくは聴覚的警報が発られる
と共にモータへの制御量に微小振動成分が加算されるの
で、車輌の運転者には警報発生装置Ｍ５による視覚的警
報若しくは聴覚的警報に加えてステアリングホイールの
微小振動による警報が与えられ、これにより運転者は従
来の警報装置の場合に比して確実に異常の発生を認識す
ることが可能になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段の補足説明】車輌走行上の
異常としては、パワーステアリング装置の故障の如き車
輌自体の異常と、車輌の運転者の居眠りの如き運転者自
身の異常と、路面の凍結等による摩擦係数の低下の如き
車輌の走行環境の異常とがあり、車輌自体の異常には例
えば電動式パワーステアリング装置のトルクセンサの断
線やショートの如く操舵状態検出手段が車輌の操舵状態
を検出できない重大な異常と、トルクセンサのオフセッ
トの如く操舵状態検出手段が車輌の操舵状態を正確には
検出できないような軽微な異常とがある。

【０００９】本発明の一つの実施例によれば、警報出力
手段Ｍ６は異常検出手段Ｍ４により検出された異常が重
大な異常であるか軽微な異常であるかを判別し、検出さ
れた異常が軽微な異常である場合には警報発生手段Ｍ５
を作動させると共にモータへの制御量に微小振動成分を
加算し、検出された異常が重大な異常である場合には警
報発生手段Ｍ５を作動させると共にモータへの制御量を
０にしてパワーアシストを中止するよう構成される。

【００１０】また本発明の他の一つの実施例によれば、
電動式パワーステアリング装置は車輌の運転者が何れか
の警報を認識したか否かを推定により判別する手段と、
運転者が警報を認識した旨の判別が行われたときには警
報発生手段Ｍ５の作動を停止させると共にモータへの制
御量に対する微小振動成分の加算を中止する警報出力中
止手段とを有し、これにより車輌の運転者が異常の発生
若しくはそれを示す警報を認識した後にも警報発生手段
により視覚的警報若しくは聴覚的警報が継続的に発せら
れたりステアリングホイールに継続的に微小振動が与え
られることが回避される。

【００１１】尚本発明の電動式パワーステアリング装置
に於てモータへの制御量に加算される微小振動成分は、
車輌の運転者がステアリングホイールの微小振動として
与えられる警報を確実に認識することができ、しかも通
常のパワーアシストに支障をきたすことのない周波数及
び振幅の微小振動に設定される。また微小振動成分は必
ずしも正弦波形状のものである必要はなく、所定値以上
の振幅の部分がカットされた形状の正弦波形や台形波形
等の波形であってもよい。

【００１２】

【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。

【００１３】図２は本発明による電動式パワーステアリ
ング装置の一つの実施例を示す概略構成図、図３は図１
に示された電子制御装置を示すブロック線図である。

【００１４】図２に於て、１０はステアリングホイール
を示しており、ステアリングホイール１０はステアリン
グシヤフト１２及びステアリングギヤボックス１４を介
してステアリングリンケージ部材としてのラックバー１
６を駆動するようになっている。ステアリングシャフト
１２には歯車減速機構１８によりパワーユニット２０が
駆動接続されている。パワーユニット２０はモータ２２
と、歯車減速機構１８とモータ２２とを選択的に駆動接
続する電磁クラッチ２４とを有している。

【００１５】図示の実施例に於ては、ステアリングシャ
フト１２には操舵角θを検出する操舵角センサ２６及び
操舵トルクＴを検出するトルクセンサ２８が設けられて
おり、これらのセンサの出力は電子制御装置３２へ供給
されるようになっている。また電子制御装置３２には車
速センサ３４により検出された車速Ｖを示す信号、回転
角センサ３６により検出されたモータ２２の回転角φを
示す信号、それぞれ車輪速センサ３８Ｒ及び３８Ｌによ
り検出された左右前輪の車輪速ＶL 、ＶR を示す信号、
車輌の運転者により操作される警報停止スイッチ（Ｓ
Ｗ）４０が操作されたか否かを示す信号、車輌の運転者
により制動されるとオン状態になるブレーキスイッチ４
２より制動されたか否かを示す信号、踏込み量センサ４
４により検出された図には示されていないアクセルペダ
ルの踏込み量を示す信号が入力されるようになってい
る。

【００１６】図３に詳細に示されている如く、電子制御
装置３２はマイクロコンピュータ４８を含み、マイクロ
コンピュータ４８は中央処理ユニット（ＣＰＵ）５０
と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）５２と、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）５４と、入力ポート装置５６
と、出力ポート装置５８とを有し、これらは双方向性の
コモンバス６０により互いに接続されている。

【００１７】入力ポート装置５６はそれに入力された信
号を適宜に処理し、ＲＯＭ５２に記憶されている制御プ
ログラムに基くＣＰＵ５０の指示に従い、ＣＰＵ及びＲ
ＡＭ５４へ処理された信号を出力するようになってい
る。ＲＯＭ５２は図４及び図７に示された制御プログラ
ム、図５及び図６に示されたグラフに対応するマップ、
及び後述の微小振動成分Ｔm の波形を記憶している。Ｃ
ＰＵ５０は図４に示された制御プログラムに基き後述の
如く種々の演算及び信号の処理を行うようになってい
る。

【００１８】後述の如く、電子制御装置３２は作動開始
時に駆動回路６４を経て電磁クラッチ２４へ制御信号を
出力して歯車減速機構１８とモータ２２とを駆動接続す
ると共に、各センサにより検出された操舵トルクＴ等に
基き操舵アシスト量を演算し、アシスト量に対応する電
圧信号を駆動回路６２を経てモータ２２へ出力するよう
になっている。更に後に詳細に説明する如く、電子制御
装置３２は各センサの異常や路面の摩擦係数の低下等の
異常が発生すると、その異常が重大であるか否かを判別
し、異常が重大である場合には警報ランプ６６へ制御信
号を出力して警報ランプを点滅すると共に電磁クラッチ
２４を解放し操舵アシスト量を０にしてパワーアシスト
を中止し、異常が軽微である場合には警報ランプを点灯
すると共に操舵アシスト量に微小振動成分を加算し、こ
れによりステアリングホイールを微小振動させるように
なっている。

【００１９】次に図４及び図７に示されたフローチャー
トを参照して図示の実施例の作動について説明する。尚
これらのフローチャートによる制御は図には示されてい
ないイグニッションスイッチが閉成されることにより開
始され、特に図７に示されたフローチャートによる制御
は所定時間毎の割込みにより実行される。また図４及び
図７に示されたフローチャートに於て、フラグＦは車輌
走行上の異常が生じているか否かに関するものであり、
１は軽微な異常が生じていることを示し、２は重大な異
常が生じていることを示している。またフラグＦa はモ
ータ２２に対する駆動電流に微小振動成分が与えられて
いるか否かに関するものであり、１は駆動電流に微小振
動成分が与えられていることを示している。

【００２０】まずステップ１０に於ては駆動回路６４を
経て電磁クラッチ２４へ制御信号が出力されることによ
りクラッチが接続され、ステップ２０に於ては操舵角セ
ンサ２６により検出された操舵角θを示す信号、トルク
センサ２８により検出された操舵トルクＴを示す信号、
車速センサ３４により検出された車速Ｖを示す信号の読
込みが行われる。

【００２１】ステップ３０に於てはステップ２０に於て
読込みまれた操舵トルクＴに基き図５に示されたグラフ
に対応するマップより基本アシスト量Ｔabが演算され、
ステップ４０に於てはステップ２０に於て読込みまれた
車速Ｖに基き図６に示されたグラフに対応するマップよ
り車速係数Ｋv が演算される。ステップ５０に於てはス
テップ３０に於て演算された基本アシスト量Ｔabとステ
ップ４０に於て演算された車速係数Ｋv との積としてア
シスト量Ｔa が演算される。

【００２２】ステップ６０に於てはフラグＦが２である
か否かの判別が行われ、Ｆ＝２である旨の判別が行われ
たときにはステップ７０に於て電磁クラッチ２４への制
御信号の出力が停止されることによりクラッチが解放さ
れた後図４に示されたフローチャートによるパワーアシ
スト制御を終了し、Ｆ＝２ではない旨の判別が行われた
ときにはステップ８０へ進む。

【００２３】ステップ８０に於てはフラグＦa が１であ
るか否かの判別が行われ、Ｆa ＝１ではない旨の判別が
行われたときにはそのままステップ１００へ進み、Ｆa
＝１である旨の判別が行われたときにはステップ９０に
於てアシスト量Ｔa がＴa と微小振動入力値Ｔm との和
に設定された後ステップ１００へ進む。ステップ１００
に於てはステップ５０に於て演算され又はステップ９０
に於て設定されたアシスト量Ｔa に対応する制御信号が
駆動回路６２を経てモータ２２へ出力されることにより
補助操舵力がアシスト量Ｔa に対応する値に制御された
後ステップ２０へ戻る。

【００２４】また図７に示されたフローチャートのステ
ップ２００に於ては操舵角センサ２６により検出された
操舵角θを示す信号、トルクセンサ２８により検出され
た操舵トルクＴを示す信号、車速センサ３４により検出
された車速Ｖを示す信号、回転角センサ３６により検出
されたモータ２２の回転角φを示す信号の読込みが行わ
れ、これらの信号に基き車輌走行上の異常が発生したか
否かの判別が行われ、異常が発生してはいない旨の判別
が行われたときにはステップ２１０に於てフラグＦが０
にリセットされた後ステップ２００へ戻り、異常が発生
している旨の判別が行われたときにはステップ２２０へ
進む。

【００２５】尚車輌走行上の異常が生じたか否かの判別
は任意の態様にて行われてよく、例えばパワーステアリ
ング装置のトルクセンサ２８の異常検出は例えば本願出
願人と同一の出願人の出願にかかる特願平４−２７６６
１６号の明細書及び図面に記載された方法により行われ
てよく、モータ２２又は回転角センサ３６の異常検出は
モータに対する制御信号と回転角センサの出力との対応
関係により行われてよい。また車輌の運転者が居眠り状
態にあるか否かの判別は本願出願人と同一の出願人にか
かる特開平３−９６４３９号公報に記載された方法によ
り行われてよく、路面の摩擦係数が低いか否かの判別は
例えば車速センサ３４により検出される車速Ｖと車輪速
センサ３８Ｒ及び３８Ｌにより検出される左右前輪の車
輪速ＶL及びＶR の平均値より推定される車速Ｖa との
偏差が基準値を越えているか否かの判別により行われて
よい。

【００２６】ステップ２２０に於ては発生している異常
が重大であるか否かの判別が行われ、異常が軽微である
旨の判別が行われたときにはステップ２３０に於てフラ
グＦが１にセットされると共に警報ランプ６６が点灯さ
れ、異常が重大である旨の判別が行われたときにはステ
ップ２４０に於てフラグＦが２にセットされると共に警
報ランプ６６が点滅される。

【００２７】ステップ２５０に於てはカウンタのカウン
ト値ＮがＮo （正の整数）にセットされ、ステップ２６
０に於てはフラグＦa が１にセットされ、ステップ２７
０にに於ては所定時間待機することが行われ、ステップ
２８０に於てはフラグＦa が０にリセットされる。

【００２８】ステップ２９０に於ては警報停止スイッチ
４０よりの信号の読込みが行われ、該信号に基き車輌の
運転者により警報停止スイッチが操作されたか否かの判
別が行われ、警報停止スイッチが操作された旨の判別が
行われたときにはステップ３００に於てフラグＦが０に
リセットされると共に警報ランプ６６が消灯され、警報
停止スイッチが操作されなかった旨の判別が行われたと
きにはステップ３１０へ進む。

【００２９】ステップ３１０に於てはブレーキスイッチ
４２よりの信号の読込みが行われ、該信号に基き車輌の
運転者により制動操作が行われたか否かの判別が行わ
れ、制動操作が行われた旨の判別が行われたときにはス
テップ３００へ進み、制動操作が行われなかった旨の判
別が行われたときにはステップ３２０へ進む。

【００３０】ステップ３２０に於ては踏込み量センサ４
４よりのアクセルペダルの踏込み量を示す信号の読込み
が行われ、該信号に基き車輌の運転者により減速操作が
行われたか否かの判別が行われ、減速操作が行われた旨
の判別が行われたときにはステップ３００へ進み、減速
操作が行われなかった旨の判別が行われたときにはステ
ップ３３０に於てカウンタのカウント値Ｎが１デクリメ
ントされる。

【００３１】ステップ３４０に於てはカウント値Ｎが０
であるか否かの判別が行われ、Ｎ＝０ではない旨の判別
が行われたときにはステップ３５０に於て所定時間待機
することが行われた後ステップ２６０へ戻り、Ｎ＝０で
ある旨の判別が行われたときにはステップ３６０に於て
警報停止スイッチ４０がリセットされた後ステップ２０
０へ戻る。

【００３２】かくして図示の実施例によれば、車輌走行
上の異常が発生していない場合には、ステップ２００に
於てノーの判別が行われステップ２１０に於てフラグＦ
が０にリセットされることによりステップ２０〜８０及
びステップ１００が繰返し実行され、これによりパワー
ユニット２０よりステアリングシャフト１２へ所要の操
舵アシストトルクが与えられることによりパワーアシス
トが行われる。

【００３３】また車輌走行上の重大な異常が発生する
と、ステップ２００及び２２０に於てイエスの判別が行
われ、ステップ２４０に於て警報ランプ６６が点滅され
ることにより重大な異常が生じた旨の視覚的警報が発せ
られ、またフラグＦが２にセットされ、ステップ６０に
於てイエスの判別が行われることによりステップ７０に
於てクラッチ２４が解放されアシスト量Ｔa が０に設定
され、これによりパワーアシストが中止され、パワース
テアリング装置はマニュアルステアリング装置に切換え
られる。

【００３４】また車輌走行上の軽微な異常が発生する
と、ステップ２００及び２２０に於てそれぞれイエス及
びノーの判別が行われ、ステップ２３０に於て警報ラン
プ６６が点灯されることにより車輌の運転者に視覚的警
報が発せられる。またステップ２６０に於てフラグＦa
が１にセットされ、ステップ８０に於てイエスの判別が
行われることによりステップ９０に於てアシスト量Ｔa
がＴa と微小振動成分Ｔm との和にセットされ、そのア
シスト量に対応する制御信号がステップ１００に於てモ
ータ２２へ出力されることによりモータの回転に微小振
動成分が与えられ、これによりステアリングホイール１
０に微小振動が与えられることによって車輌の運転者に
操舵トルクの微小振動変化による警報が発せられる。

【００３５】またこの場合ステップ２９０、３１０、３
２０の何れかに於てイエスの判別が行われない限り、ス
テップ３４０に於てイエスの判別が行われるまでステッ
プ２６０〜２８０がＮo 回繰返し実行されることにより
ステアリングホイールを微小振動させることによる警報
がＮo 回断続的に行われるので、車輌の運転者に車輌走
行上の軽微な異常が発生していることを確実に知らせる
ことができる。

【００３６】また図示の実施例によれば、ステップ２９
０に於て警報停止スイッチが操作されたか否かの判別が
行われ、ステップ３１０に於て制動操作が行われたか否
かの判別が行われ、ステップ３２０に於て減速操作が行
われたか否かの判別が行われることにより、車輌の運転
者が軽微な異常の発生若しくはそのことを示す警報を認
識したか否かの判別が行われ、運転者が軽微な異常の発
生若しくは警報を認識した旨の判別が行われたときには
ステップ３００に於てフラグＦが０にリセットされると
共に警報ランプが消灯され、これにより警報が解除され
るので、車輌の運転者が軽微な異常の発生若しくはその
警報を認識しているにも拘らず警報が継続的に出力され
ることを確実に防止することができる。

【００３７】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【００３８】例えば上述の実施例に於ては、車輌の運転
者が車輌走行上の軽微な異常が発生したこと若しくはそ
のことを示す警報を認識したか否かの判別は車輌の運転
者により警報停止スイッチが操作されたか否か、制動操
作又は減速操作が行われたか否かにより行われるように
なっているが、運転者により軽微な異常の発生若しくは
その警報が認識されたか否かの判別は他の手段により行
われてもよい。

【００３９】また上述の実施例に於ては、車輌走行上の
異常が生じた場合には警報ランプ６６が点灯又は点滅さ
れることにより視覚的警報のみが発生されるようになっ
ているが、警報ランプの作動に加えて例えばブザーの如
き聴覚的警報発生装置が作動されてもよい。

【００４０】更に上述の実施例に於ては操舵トルクＴに
基き基本アシスト量Ｔabが演算され、アシスト量Ｔa が
基本アシスト量Ｔabと車速Ｖに応じて増減される車速係
数Ｋv との積として演算されるようになっているが、ア
シスト量は少なくとも操舵トルクに応じて演算される限
り任意の態様にて演算されてよい。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、車輌走行上の異常が発生しその異常が異常
検出手段Ｍ４により検出されると、異常検出手段により
異常検出信号が出力され、異常検出信号に基き警報出力
手段Ｍ６により警報発生装置Ｍ５が作動され視覚的警報
若しくは聴覚的警報が発られると共にモータへの制御量
に微小振動成分が加算され、これにより車輌の運転者に
は警報発生装置Ｍ５による視覚的警報若しくは聴覚的警
報に加えてステアリングホイールの微小振動による警報
が与えられるので、従来の警報装置の場合に比して確実
に運転者に異常の発生を認識させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電動式パワーステアリング装置の
構成を特許請求の範囲の記載に対応させて示す説明図で
ある。

【図２】本発明による電動式パワーステアリング装置の
一つの実施例を示す概略構成図である。

【図３】図２に示された電子制御装置を示すブロック線
図である。

【図４】図２及び図３に示された電子制御装置より達成
されるパワーアシスト制御のルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図５】トルクセンサにより検出される操舵トルクＴと
基本アシスト量Ｔabとの間の関係を示すグラフである。

【図６】車速センサにより検出される車速Ｖと車速係数
Ｋv との間の関係を示すグラフである。

【図７】図２及び図３に示された電子制御装置より達成
される異常判定のルーチンを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０…ステアリングホイール １２…ステアリングシャフト １４…ステアリングギヤボックス １６…ラックバー ２２…モータ ２４…電磁クラッチ ２６…操舵角センサ ２８…トルクセンサ ３２…電子制御装置 ３４…車速センサ ４０…警報停止スイッチ ６６…警報ランプ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 113:00 119:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵アシスト力を発生するモータと、車輌
   の操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、検出された
   操舵状態に応じた制御量にて前記モータを制御すること
   により操舵アシスト力を制御する制御手段とを有する電
   動式パワーステアリング装置にして、車輌走行上の異常
   を検出し異常検出信号を出力する異常検出手段と、前記
   異常検出信号に基き視覚的警報若しくは聴覚的警報を発
   する警報発生手段を作動させると共に前記モータへの前
   記制御量に微小振動成分を加算する警報出力手段とを有
   することを特徴とする電動式パワーステアリング装置。