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電動式ステアリング装置 - 日本精工株式会社
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発明の名称 電動式ステアリング装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−106179(P2007−106179A)
公開日 平成19年4月26日(2007.4.26)
出願番号 特願2005−296997(P2005−296997)
出願日 平成17年10月11日(2005.10.11)
代理人 【識別番号】100074170
【弁理士】
【氏名又は名称】秋山 修
発明者 川口 学 / 福原 孝幸
要約 課題
姿勢調整を行う制御範囲の設定を、送りねじの噛み込みや機構系の破損の原因となる大きな衝撃力を低減しながら行う。

解決手段
ステアリング機構の傾動位置及び伸縮位置等を位置調整する電動モータ71,81を有する姿勢調整機構と、前記電動モータを駆動制御するモータ駆動回路90A,90Bと、前記モータ駆動回路に対して前記姿勢調整機構の姿勢調整を行う指令値を出力する制御部100とを備え、前記制御部100は、所定タイミングで前記姿勢調整機構の電動モータ71,81を位置調整可能な最小駆動デューティ制御を行って退避側のメカニカルストッパに向けて駆動する最小駆動制御手段と、姿勢調整機構が前記メカニカルストッパに当接したことを検出する上死点位置検出手段と、メカニカルストッパへの当接を検出したときに、所定制御範囲の退避側制御開始位置まで前記姿勢調整機構を駆動する制御開始位置設定手段とを備えている。
特許請求の範囲
【請求項1】
後端側にステアリングホイールが装着されるステアリング機構と、該ステアリング機構の傾動位置及び伸縮位置の少なくとも一方を位置調整する電動モータを有する姿勢調整機構と、前記電動モータを駆動制御するモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路に対して前記姿勢調整機構の姿勢調整を行う指令値を出力する制御部とを備えた電動式ステアリング装置であって、
前記制御部は、所定タイミングで前記姿勢調整機構の電動モータを位置調整可能な最小駆動デューティ制御を行ってメカニカルストッパに向けて駆動する最小駆動制御手段と、該最小駆動制御手段で姿勢調整機構が前記メカニカルストッパに当接したことを検出する上死点位置検出手段と、該上死点位置検出手段でメカニカルストッパへの当接を検出したときに、当該上死点位置から所定距離戻った所定制御範囲の制御開始位置まで前記姿勢調整機構を駆動する制御開始位置設定手段とを備えていることを特徴とする電動式ステアリング装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記制御開始位置設定手段で所定制御範囲の制御開始位置が設定されたときに、当該退避側制御開始位置に近づいたときに前記電動モータに対する速度指令を漸減するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電動式ステアリング装置。
【請求項3】
前記上死点位置検出手段は、姿勢調整機構の移動速度を検出し、当該移動速度が所定速度以下に低下したときに前記メカニカルストッパに当接したことを検出するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動式ステアリング装置。
【請求項4】
前記制御開始位置設定手段は、前記制御部に最初に電源が投入されたときに制御開始位置の設定を開始するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電動式ステアリング装置。
【請求項5】
前記制御開始位置設定手段は、運転者の乗降を検出し、乗降回数が所定値となったときに制御開始位置の設定を行うように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の電動式ステアリング装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステアリング機構の傾動位置及び伸縮位置の少なくとも一方を位置調整するようにした電動式ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の電動式ステアリング装置としては、チルト上死点位置を設定する場合に、マニュアルティルトアップスイッチををさらに押し続けると、ティルト機構が機械的な限界に達する。その場合、タイマ割込処理によって過負荷が検出され、ティルト停止フラグF31が「1」にセットされて、ティルトモータの駆動を停止し、実際にモータが停止するのを待つために0.1秒の時間待ちを行った後、その時の姿勢を基準にしてそれよりもダウン方向に少し戻った位置のデータを求め、その値をティルト上死点メモリに記憶し、この上死点メモリの位置を越えないようにモータを制御することにより、実際の限界位置まで機構部が達することを防止して、機械的衝突を避けるようにした車上装置の姿勢設定装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特公平7−94223号公報(第9頁、第7k図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、ティルト機構が機械的限界位置に達する前に制御範囲の上死点を設定するようにしているので、ティルト機構が実際の限界位置に達して機械的衝突を避けることができるものであるが、この場合の上死点の設定が、マニュアルティルトスイッチを押し続けてティルト機構が機械的な限界に達したときの過負荷状態を検出し、その時の姿勢を基準にしてそれよりもダウン方向に少し戻った位置をティルト上死点としてメモリに記憶するようにしているので、ティルト上死点を設定する際に常にティルト機構を機械的な限界に衝接させて、過負荷状態を検出することになり、メカニカルストッパに加える負荷が大きく、送りねじなどの噛み込みが発生すると共に、機構系の破損のおそれが大きいという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、姿勢調整を行う制御範囲の設定を、送りねじの噛み込みや機構系の破損の原因となる大きな衝撃力を低減しながら行うことができる電動式ステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記目的を達成するために、請求項1に係る電動式ステアリング装置は、後端側にステアリングホイールが装着されるステアリング機構と、該ステアリング機構の傾動位置及び伸縮位置の少なくとも一方を位置調整する電動モータを有する姿勢調整機構と、前記電動モータを駆動制御するモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路に対して前記姿勢調整機構の姿勢調整を行う指令値を出力する制御部とを備えた電動式ステアリング装置であって、前記制御部は、所定タイミングで前記姿勢調整機構の電動モータを位置調整可能な最小駆動デューティ制御を行ってメカニカルストッパに向けて駆動する最小駆動制御手段と、該最小駆動制御手段で姿勢調整機構が前記メカニカルストッパに当接したことを検出する上死点位置検出手段と、該上死点位置検出手段でメカニカルストッパへの当接を検出したときに、当該上死点位置から所定距離戻った所定制御範囲の制御開始位置まで前記姿勢調整機構を駆動する制御開始位置設定手段とを備えていることを特徴としている。
【0005】
また、請求項2に係る電動式ステアリング装置は、請求項1に係る発明において、前記制御部は、前記制御開始位置設定手段で所定制御範囲の制御開始位置が設定されたときに、当該退避側制御開始位置に近づいたときに前記電動モータに対する速度指令を漸減するように構成されていることを特徴としている。
さらに、請求項3に係る電動式ステアリング装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記上死点位置検出手段は、姿勢調整機構の移動速度を検出し、当該移動速度が所定速度以下に低下したときに前記メカニカルストッパに当接したことを検出するように構成されていることを特徴としている。
【0006】
さらにまた、請求項4に係る電動式ステアリング装置は、請求項1乃至3の何れか1項の発明において、記制御開始位置設定手段は、前記制御部に最初に電源が投入されたときに制御開始位置の設定を開始するように構成されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項5に係る電動式ステアリング装置は、請求項1乃至4の何れか1項の発明において、前記制御開始位置設定手段は、運転者の乗降を検出し、乗降回数が所定値以上となったときに制御開始位置の設定を行うように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、姿勢調整機構の制御範囲の退避側制御開始点を設定する際に、姿勢調整機構を最小駆動テューティ制御を行ってゆっくりとメカニカルストッパに当接させ、ことのメカニカルストッパへの当接を上死点位置検出手段で検出し、この上死点から所定距離戻った所定制御範囲の退避側制御開始位置まで姿勢調整機構を駆動するようにしたので、姿勢調整機構がメカニカルストッパに衝接することを確実に防止して、送りねじの噛み込みや機構系の破損を確実に防止することができるという効果が得られる。
【0008】
このとき、上死点位置検出手段で、姿勢調整装置の駆動速度が所定値以下に低下したときにメカニカルストッパへの当接を検出するようにすると、ブラシレスモータを適用したときにそのロータ位置を検出する位置検出素子の出力から駆動速度を検出することが可能となり、別途センサを設けることなくメカニカルストッパへの当接を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す電動式ステアリング装置の概略構成図である。この電動式ステアリング装置1は、いわゆる首振りチルト方式を採用しており、ステアリングホイール2から延びてステアリングギア(図示せず)に連結されたステアリングシャフト3をその軸の周りに回転可能に保持する三つのステアリングコラム、すなわち、アッパコラム4,ミドルコラム5,ロアコラム6を備えている。そして、各コラム4,5,6の相対位置を適宜調節することによって、ステアリングシャフト3、ひいてはステアリングホイール2が所望の位置に保持される。
【0010】
アッパコラム4は、内部空間にステアリングシャフト3のユニバーサルジョイント(図示せず)を収容している。アッパコラム4は、ミドルコラム5の後端に形成されたフォーク部51にチルトヒンジピン51aを介してチルト可能に取り付けられている。すなわち、アッパコラム4を、チルトヒンジピン51aを支点として適宜揺動させることにより、ステアリングホイール2のチルト位置を調節することができる。
【0011】
ミドルコラム5は、ロアコラム6に内嵌・保持され、アッパコラム4を支持するフォーク部51と伴に軸線方向に摺動可能になっている。すなわち、車体側に固定されたロアコラム6に対してミドルコラム5を適宜進退させることにより、アッパコラム4がステアリングシャフト3と共にその軸方向に移動し、ステアリングホイール2のテレスコピック位置を調節することができる。
【0012】
アッパコラム4のチルト位置は、電動チルト機構7によって調節される。この電動チルト機構7は、ギアボックス70が付設された例えば3相のブラシレスモータ71と、このブラシレスモータ71に駆動される伸縮ロッド装置72とを備えている。
伸縮ロッド装置72から延びるアクチュエータロッド72aは、ブラシレスモータ71の回転に応じて伸縮する。
【0013】
伸縮ロッド装置72の前端部は、ミドルコラム5に固定されたブラケット52にピン53で枢着されており、ヒンジを構成している。アクチュエータロッド72aの後端部は、アッパコラム4に固定されたブラケット42にピン43で枢着されており、ヒンジを構成している。したがって、伸縮ロッド装置72からアクチュエータロッド72aを徐々に繰り出せば、アッパコラム4がミドルコラム5に対して反時計方向に滑らかに回転することになり、ステアリングホイール2を上向きに徐々に傾けることができる。一方、伸縮ロッド装置72中にアクチュエータロッド72aを徐々に収納すれば、アッパコラム4がミドルコラム5に対して時計方向に滑らかに回転することになり、ステアリングホイール2を下向きに徐々に傾けることができる。
【0014】
アッパコラム4のテレスコピック位置は、電動チルトアクチュエータ7とほぼ同一構造の電動テレスコピック機構8によって調節される。すなわち、この電動テレスコピック機構8は、ギアボックス80が付設された例えば3相のブラシレスモータ81と、このブラシレスモータ81に駆動される伸縮ロッド装置82とを備えている。
伸縮ロッド装置82の前端部は、ロアコラム6に固定されたブラケット62にピン63で枢着されており、ヒンジを構成している。アクチュエータロッド82aの後端部は、ミドルコラム5のフォーク部51に固定されたブラケット55にピン56で枢着されており、ヒンジを構成している。したがって、伸縮ロッド装置82からアクチュエータロッド82aを繰り出せば、ミドルコラム5がロアコラム6から繰り出されることになり、ステアリングホイール2を後退させることができる。一方、伸縮ロッド装置82内にアクチュエータロッド82aを収納すれば、ミドルコラム5がロアコラム6に繰り込まれることになり、ステアリングホイール2を前進させることができる。
【0015】
なお、ミドルコラム5に固定されたブラケット52は、ロアコラム6に形成された溝6aに案内され、ミドルコラム5と共にロアコラム6に対して軸線方向に沿って摺動できるようになっている。
ここで、ブラシレスモータ71及び81は、モータ駆動回路90A及び90Bを内蔵している。これらモータ駆動回路90A及び90Bは、図3に示すように、後述する制御装置100から入力されるスタート及びストップを表す信号ST/SPと、回転方向を指示する回転方向信号CW/CCWと、速度指令を表すパルス幅変調信号PWMと、ブラシレスモータ71及び81のロータ位置を検出する位置検出装置73及び83を構成する例えばホール素子でなる位置検出素子91u〜91wの出力を2値信号に変換するシュミットトリガ回路92u〜92wから入力される回転位置信号とが入力され、これらに基づいてブラシレスモータ71及び81を駆動する三相駆動信号を形成する三相分配回路93と、この三相分配回路93から出力される三相駆動信号と、後述するインバータ回路96の過電流を検出する過電流検出回路94からの過電流検出値信号SIとが入力されてインバータ回路96を構成する電界効果トランジスタQua〜Qwbのゲートを駆動するFETゲート駆動回路95と、一対の電界効果トランジスタ(FET)Qua,Qub、Qva,Qvb及びQwa,Qwbを直列に接続してブラシレスモータ71及び81の各相コイルLu、Lv及びLwに対応する3組のFET回路を並列に接続したインバータ回路96とを備えている。ここで、FETゲート駆動回路95は、過電流検出回路94から正常モータ電流状態を表す例えば論理値“0”の過電流検出信号SIが入力されているときには、三相分配回路93から入力される三相駆動信号に応じた回転方向及び回転速度ブラシレスモータ71及び81を駆動するようにインバータ回路96の各電界効果トランジスタQua〜Qwbのゲートにパルス幅変調信号PWMを供給するが、過電流検出回路94から過電流状態を表す例えば論理値“1”の過電流検出信号SIが入力されたときに、例えばインバータ回路96の下アームを構成する電界効果トランジスタQub、Qvb及びQwbのゲートに供給するPWM信号のデューティ比を0%に制御してブラシレスモータ71又は81の励磁コイルLu〜Lwへの通電を停止させる。
【0016】
そして、モータ駆動回路90A及び90Bが制御装置100によって駆動制御される。この制御装置100は、図2に示すように、車両に搭載されたバッテリ101からのバッテリ電圧Vbがヒューズ102を介して入力されるレギュレータ103と、車両に搭載した走行状態検出手段としての車速センサ104の車速検出値を通信回線を介して他の制御系から取得する通信インタフェース105と、レギュレータ103から出力される電源電圧Vcによって作動される演算処理装置(CPU)106と、この演算処理装置106に接続された不揮発性メモリ107と、前記ヒューズ102とモータ駆動回路90A及び90Bのバッテリ電圧入力端との間に制御装置100内で介挿されたスイッチング部としてのリレー回路108とを備えている。
【0017】
演算処理装置105には、バッテリ電圧VBが直接入力されると共には、レギュレータ103の電源電圧が入力され、さらにバッテリ101にヒューズ110を介して接続されたイグニッションスイッチ111から出力されるイグニッション信号IGと、バッテリ101にヒューズ112を介して接続されたキースイッチ113から出力されるキースイッチ信号KSと、乗降ドアの開閉状態を示すドアスイッチ114のドア信号DSと、チルト機構7の傾斜角を指示するマニュアルチルトスイッチ部115及びテレスコピック機構8の伸縮位置を指示するテレスコスイッチ部116のスイッチ信号ST1及びST2と、モータ駆動回路90A及び90Bから出力される120度の位相差を有する位置検出信号FG1及びFG2とが入力されている。
【0018】
そして、演算処理装置106は、レギュレータ103から制御電源Vcが入力されたときに、モータ制御処理を実行する。
このモータ制御処理は、レギュレータ103から制御電圧Vcが供給開始されたときに実行開始され、先ず、ステップS1で、リレー回路108のリレーコイルLLRと接地との間に接続したスイッチング素子120をオン状態に制御する高レベルのリレー制御信号SLをスイッチング素子120に出力してからステップS2に移行する。
【0019】
このステップS2では、モータ駆動回路90A及び90Bが異常であるか否かを判定し、モータ駆動回路90A及び90Bが異常であるときにはステップS3に移行して、低レベルのリレー制御信号SLをスイッチング素子120に出力して、スイッチング素子120をオフ状態に制御してから処理を終了し、モータ駆動回路90A及び90Bが正常であるときにはステップS4に移行する。
【0020】
このステップS4では、チルト機構7のモータ駆動回路90Aを作動させてチルト機構7を上側のメカニカルストッパ(図示せず)に当接する上死点方向に駆動してメカニカルストッパに当接したことを検出したときに、この位置から所定量下側に戻した電動チルト制御範囲の退避側の制御開始位置を設定すると共に、この退避側の制御開始位置から所定ストーク量を加えて電動チルト制御範囲の他方の制御開始位置を設定してからステップS5に移行する。
【0021】
すなわち、電動チルト制御範囲は、図6に示すように、退避側となるチルトアップ側のメカニカルストッパ位置PMUとチルトダウン側のメカニカルストッパ位置PMDとで決定されるチルト機構の最大移動範囲RMAXに対してメカニカルストッパ位置PMUから内側に所定距離LUとった位置を電動チルト制御範囲RCの退避側制御開始位置PTIS1として設定し、この位置を記憶装置107の電動チルト制御範囲記憶領域に記憶すると共に、この退避側制御開始位置PTIS1から電動チルト制御範囲RCを採った位置を電動チルト制御範囲RCの下側制御開始位置PTIS2として設定し、これを同様に記憶装置107の電動チルト制御範囲記憶領域に記憶する。
【0022】
なお、チルト機構7のマニュアルチルトスイッチ部115を操作して設定可能なマニュアルチルト動作範囲は、電動チルト制御範囲RCの退避側制御開始位置PTIS1からダウン方向に所定距離LMだけ移動させた位置PM1と電動チルト制御範囲の下側制御開始位置PTIS2と等しい下側制御開始位置PM2とで規定されている。
ここで、制御開始位置を設定するには、図8に示す制御開始位置設定処理を実行する。この制御開始位置設定処理は、先ず、ステップS61で、モータ駆動回路90Aに対して最小駆動速度VMINとなる最小デューティ比の速度指令PWMとチルトアップ側に移動させる例えば正転方向指令CWを出力し、次いでステップS62に移行して、モータ駆動回路90Aから入力される位置検出信号FG1及びFG2の何れか1つのパルスの立ち上がり時点から次のパルスの立ち上がり時点までの時間を計測するか又は単位時間当たりのパルス数を計測することにより駆動速度VTIを算出してからステップS63に移行する。
【0023】
このステップS63では、駆動速度VTIが最小駆動速度VMINより小さい閾値VTIt以下であるか否かを判定し、VTI>VTItであるときにはメカニカルストッパに当接していないものと判断してVTI≦VTItとなるまで待機し、VTI≦VTItであるときにはメカニカルストッパに当接したものと判断してステップS64に移行する。
このステップS64では、モータ駆動回路90Aに対して最小駆動速度VMINよりは速いが比較的低い所定速度の速度指令PWMを出力すると共に、逆転方向指令CCWを出力し、次いでステップS65に移行して、位置検出信号FG1又はFG2のパルス数Npを計数し、次いでステップS66に移行して、計数したパルス数Npが予め設定した設定値Npsに達したか否かを判定し、Np<Npsであるときには前記ステップS65に戻り、Np=NpsとなったときにステップS67に移行する。
【0024】
このステップS67では、モータ駆動回路90Aに対する速度指令PWM及び回転方向指令CCWの出力を停止して、現在位置を電動チルト制御範囲の退避側制御開始位置として設定し、このときの下記図9で計数される位置計数値Pnを制御原点を表す“0”に設定してから処理を終了する。
また、演算処理装置106では、図9に示すチルト位置計測処理を実行する。このチルト位置計測処理は、先ず、ステップS81で後述するようにモータ位置検出信号FG1及びFG2に基づいてブラシレスモータ71の回転方向を検出し、次いでステップS82に移行して、回転方向が正転方向であるか否かを判定し、正転方向であるときにはステップS83に移行して、モータ位置検出信号FG1が立ち上がる毎に位置計測値Pnをデクリメントしてから前記ステップS81に戻り、逆転方向であるときにはステップS84に移行してモータ位置検出信号FG2が立ち上がる毎に位置計測値Pnをインクリメントしてから前記ステップS81に戻る。
【0025】
図4のモータ制御処理に戻って、ステップS5では、テレスコピック機構8のモータ駆動回路90Bを作動させてテレスコピック機構8を縮み側のメカニカルストッパ(図示せず)に当接する下死点方向に駆動してメカニカルストッパに当接したことを検出したときに、この位置から所定量伸び側に戻した電動テレスコピック制御範囲の退避側となる縮み側制御開始位置PTES1を設定し、この退避側制御開始位置PTES1に所定ストローク量を加算した位置を反対側の伸び側制御開始位置PTES2を設定してからステップS6に移行する。
【0026】
すなわち、電動テレスコ制御範囲は、図7に示すように、退避側となる縮み側のメカニカルストッパ位置PMSと伸び側のメカニカルストッパ位置PMLとで決定されるチルト機構の最大移動範囲RMAXに対してメカニカルストッパ位置PMUから内側に所定距離LSとった位置を電動テレスコ制御範囲RTEの伸び側制御開始位置PTES1として設定し、この位置を記憶装置107の電動テレスコ制御範囲記憶領域に記憶すると共に、この縮み側制御開始位置PTES1から電動チルト制御範囲RTEを採った位置を電動テレスコ制御範囲RTEの伸び側制御開始位置PTES2として設定し、これを同様に記憶装置107の電動チルト制御範囲記憶領域に記憶する。
【0027】
なお、テレスコピック機構8のマニュアルチルトスイッチ部116を操作して設定可能なマニュアルテレスコ動作範囲は、電動テレスコ制御範囲RTEの縮み側制御開始位置PTES1及び伸び側制御開始位置PTES2と同一の縮み側動作開始位置PTEM1及び伸び側動作開始位置PTEM2に設定されている。
このテレスコピック機構8でも図示しないが図8と同様の電動テレスコ範囲設定処理を実行する。
【0028】
ステップS6では、イグニッションスイッチ111のスイッチ信号IGを読込み、次いでステップS7に移行して、エンジン始動時でイグニッション信号IGがオン状態であるか否かを判定し、エンジン始動時ではなくイグニッションスイッチ111がオフ状態であるときには、ステップS8に移行して、低レベルのリレー制御信号SLをスイッチング素子120に出力してから前記ステップS6に戻り、エンジン始動時であってイグニッションスイッチ111がオン状態であるときにはステップS9に移行して、高レベルのリレー制御信号SLをスイッチング素子120に出力してからステップS10に移行する。
【0029】
このステップS10では、エンジン始動回数Nを“1”だけインクリメントしてからステップS11に移行し、エンジン始動回数Nが予め設定した設定値Nsに達したから否かを判定し、N≧Nsであるときには、エンジン始動開始数Nが設定値Nsに達して制御原点補正が必要であるものと判断してステップS12に移行し、エンジン始動回数Nを“0”にリセットしてから前記ステップS4に戻り、N<Nsであるときには制御原点補正はまだ必要ないものと判断してステップS13に移行する。
【0030】
このステップS13では、記憶装置107のチルト位置記憶領域にチルト位置が記憶されているか否かを判定し、チルト位置が記憶されていないときにはステップS14に移行して、チルト機構7をマニュアル動作範囲のチルトアップ側動作開始位置PTIM1まで下降させるように所定の速度指令PWM及び逆転方向指令CCWを出力し、位置計測値Pnがチルトアップ側動作開始位置PTIM1に相当する計数値Pn1に達したときに速度指令PWM及び逆転方向指令CCWの出力を停止させて、チルト機構7をマニュアル動作範囲のチルトアップ側動作開始位置PTIM1まで下降させてからステップS16に移行する。
【0031】
一方、ステップS13の判定結果が、チルト位置が記憶されているときにはステップS15に移行して、モータ駆動回路90Bに所定の速度指令PWMを出力すると共に、逆転方向指令CCWを出力して、ブラシレスモータ81を逆転させ、位置計数値Pnが記憶されているチルト位置に相当する設定値Pn2に達したときに、速度指令PWM及び逆転方向指令CCWの出力を停止して、チルト機構7を記憶されたチルト位置まで下降させてからステップS16に移行する。
【0032】
このステップS16では、テレスコ位置が記憶装置107のテレスコ位置記憶領域に記憶されているか否かを判定し、テレスコ位置が記憶されているときにはステップS17に移行して、モータ駆動回路90Bに逆転方向指令CCWと所定の速度指令PWMを出力し、位置計測値Pnが記憶されたテレスコ位置に相当する設定値Pn3に達したときに、逆転方向指令CCWと速度指令PWMの出力を停止して、記憶されたテレスコ位置までテレスコピック機構8を伸張させてからステップS18に移行し、テレスコ位置が記憶されていないときには直接ステップS18に移行する。
【0033】
ステップS18では、マニュアルチルトスイッチ部115からチルト位置を指定するスイッチ信号ST1が入力されたか否かを判定し、スイッチ信号ST1が入力されたときには、ステップS19に移行して、入力されたスイッチ信号ST1に応じたチルト位置にチルト機構7を制御してからステップS20に移行し、スイッチ信号ST1が入力されていないときには、直接ステップS20に移行する。
【0034】
このステップS20では、マニュアルテレスコスイッチ部116からテレスコ位置を指定するスイッチ信号ST2が入力されたか否かを判定し、スイッチ信号ST2が入力されているときにはステップS21に移行して、入力されたスイッチ信号ST2に応じたテレスコ位置にテレスコピック機構8を制御してからステップS22に移行し、スイッチ信号ST2が入力されていないときには直接ステップS22に移行する。
【0035】
このステップS22では、前回のスイッチ信号ST1又はST2が入力されてから所定時間T1が経過したか否かを判定し、所定時間T1が経過したときには後述するステップS27に移行し、所定時間T1が経過していないときには、ステップS23に移行して、車速センサ104で検出した車速検出値Vsを読込み、次いでステップS24に移行して、車速検出値Vsが車両が走行状態であると判断可能な閾値Vst以上であるか否かを判定し、Vs≧Vstであるときには後述するステップS27に移行し、Vs<Vstであるときには車両が停止状態にあるものと判断してステップS25に移行する。
【0036】
このステップS25では、異常判定フラグFAが異常を表す“1”に設定されているか否かを判定し、FA=“1”であるとき即ち異常状態が発生しているときにはステップS26に移行して、リレー回路108をオフ状態とする低レベルのリレー制御信号SLをリレーコイルLLと接地との間に介挿されたスイッチング素子120に出力して、このスイッチング素子120をオフ状態に制御してからモータ制御処理を終了する。
【0037】
一方、ステップS25の判定結果が、FA=“0”であるとき即ち異常状態が発生していない正常状態であるときには前記ステップS18に戻る。
ステップS27では、前記ステップS26と同様にリレー回路108をオフ状態とする低レベルのリレー制御信号SLをリレーコイルLLRと接地との間に介挿されたスイッチング素子120に出力して、このスイッチング素子120をオフ状態に制御してからステップS28に移行する。
【0038】
このステップS28では、キースイッチ113から出力されるキースイッチ信号KSを読込み、次いでステップS29に移行して、キースイッチ信号KSがオフ状態即ち運転者が後者する可能性がある状態であるか否かを判定し、キースイッチ信号KSがオン状態を継続しているときには運転者が後者の可能性が略ないものと判断してキースイッチ信号KSがオフ状態となるまで待機し、キースイッチ信号KSがオフ状態となるとステップS30に移行する。
【0039】
このステップS30では、後述する異常検出処理で異常判定フラグFAが“1”にセットされているか否かを判定し、これが“1”にセットされているときにはそのままモータ制御処理を終了し、異常判定フラグFAが“0”にリセットされているときにはステップS31に移行する。
このステップS31では、前述したステップS1と同様に、リレー回路108のリレーコイルLLRと接地との間に接続したスイッチング素子120をオン状態に制御する高レベルのリレー制御信号SLをスイッチング素子120に出力してからステップS32に移行する。
【0040】
このステップS32では、現在のチルト位置は記憶装置107のチルト位置記憶領域に記憶されているチルト位置と一致するか否かを判定し、両者が一致しないときには、ステップS33に移行して、現在のチルト位置をチルト位置記憶領域に更新記憶してからステップS34に移行し、両者が一致するときには直接ステップS34に移行する。
このステップS34では、現在のテレスコ位置は記憶装置107のテレスコ位置記憶領域に記憶されているテレスコ位置と一致するか否かを判定し、両者が一致しない場合には、ステップS35に移行して、現在のテレスコ子位置を記憶装置107のテレスコ位置記憶領域に更新記憶してからステップS36に移行し、両者が一致する場合には、そのままステップS36に移行する。
【0041】
このステップS36では、チルト機構7を自動制御する場合の上側退避位置に移動制御させてからステップS37に移行し、テレスコピック機構8を縮み側退避位置に移動制御してから前記ステップS6に戻る。
また、演算処理装置106では、図5に示す異常検出処理を所定時間(例えば10msec)毎のタイマ割込処理として実行する。この異常検出処理は、先ず、ステップS41で、モータ駆動回路90Aから出力されるモータ位置検出信号FG1,FG2を読込み、次いでステップS42に移行して、モータ駆動回路90Aに対する速度指令値PWMが“0”であるか否かを判定し、速度指令値PWMが“0”であるときにはステップS43に移行して、モータ駆動回路90Aから出力されるモータ位置検出信号FG1及びFG2の少なくとも一方に状態変化が生じたか否かを判定し、状態変化を生じたときには速度指令値PWMが“0”であり、モータ駆動回路90Aが駆動されていないにもかかわらずブラシレスモータ71が回転駆動しており、モータ駆動回路90Aに天絡等の異常が発生したものと判断してステップS44に移行して、異常判定フラグFAを“1”にセットし、状態変化を生じないときにはモータ駆動回路90Aが正常であるものと判断して後述するステップS49に移行する。
【0042】
一方、ステップS42の判定結果が、速度指令値PWMが“0”以外であるときにはステップS45に移行して、所定時間内にモータ位置検出信号FG1及びFG2が状態変化しているか否かを判定し、これらが状態変化していないときには、ブラシレスモータ71が回転していない異常状態であるものと判断して前記ステップS44に移行し、モータ位置検出信号FG1及びFG2が状態変化しているときには一応ブラシレスモータ71が正常であるものと判断してステップS46に移行する。
【0043】
このステップS46では、モータ駆動回路90Aに対する回転方向指令CW/CCWを読込み、次いでステップS47に移行して、モータ駆動回路90Aから入力されるモータ位置検出信号FG1及びFG2を読込み、両信号FG1及びFG2の立ち上がりの順序から回転方向を検出する。すなわち、位置検出信号FG1及びFG2は、例えばブラシレスモータ71が正転しているときには、図10に示すように、例えば位置検出信号FG1に対して位置検出信号FG2が電気角で120度進んだ位相進み状態となり、逆にブラシレスモータ71が逆転しているときには、図11に示すように、例えば位置検出信号FG1に対して位置検出信号FG2が電気角で120度遅れた位相遅れ状態となる。このため、位置検出信号FG2の立ち上がり時点から立ち下がり時点までの間位置検出信号FG1の立ち上がり時点がきたときには正転方向と判断し、逆に位置検出信号FG1の立ち上がり時点から立ち下がり時点までの間に位置検出信号FG2の立ち上がり時点が来たときには逆転方向と判断することができる。
【0044】
次いで、ステップS48に移行して、回転方向指令CW/CCWとステップS47で検出した回転方向検出値とが一致するか否かを判定し、両者が不一致であるときにはモータ駆動回路90Aが異常であると判断して前記ステップS44に移行し、両者が一致する場合にはモータ駆動回路90Aが正常であるものと判断してステップS49に移行する。
【0045】
このステップS49では、モータ駆動回路90Bから出力されるモータ位置検出信号FG1,FG2を読込み、次いでステップS50に移行して、モータ駆動回路90Bに対する速度指令値PWMが“0”であるか否かを判定し、速度指令値PWMが“0”であるときにはステップS51に移行して、モータ駆動回路90Bから出力されるモータ位置検出信号FG1及びFG2の少なくとも一方に状態変化が生じたか否かを判定し、状態変化を生じたときには速度指令値PWMが“0”であり、モータ駆動回路90Bが駆動されていないにもかかわらずブラシレスモータ81が回転駆動しており、モータ駆動回路90Bに天絡等の異常が発生したものと判断してステップS52に移行して、異常判定フラグFAを“1”にセットし、状態変化を生じないときにはモータ駆動回路90Bが正常であるものと判断してC57に移行し、異常判定フラグFAを“0”にリセットしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【0046】
一方、ステップS50の判定結果が、速度指令値PWMが“0”以外であるときにはステップS53に移行して、所定時間内にモータ位置検出信号FG1及びFG2が状態変化しているか否かを判定し、これらが状態変化していないときには、ブラシレスモータ81が回転していない異常状態であるものと判断して前記ステップS52に移行し、モータ位置検出信号FG1及びFG2が状態変化しているときには一応ブラシレスモータ81が正常であるものと判断してステップS54に移行する。
【0047】
このステップS54では、モータ駆動回路90Bに対する回転方向指令CW/CCWを読込み、次いでステップS55に移行して、前述したステップS47と同様にモータ駆動回路90Bから入力されるモータ位置検出信号FG1及びFG2を読込み、両信号FG1及びFG2の立ち上がりの順序からモータ回転方向を検出する。
次いで、ステップS56に移行して、回転方向指令CW/CCWとステップS55で検出した回転方向検出値とが一致するか否かを判定し、両者が不一致であるときにはモータ駆動回路90Bが異常であると判断して前記ステップS52に移行し、両者が一致する場合にはモータ駆動回路90Bが正常であるものと判断して前記ステップS57に移行する。
【0048】
この図4、図5、図8及び図9の処理において、図4の処理におけるS1,S4〜S22,S25〜S35の処理が制御部に対応し、図5の処理におけるステップS46,S47,S54及びS55の処理がモータ回転方向検出部に対応し、ステップS44、S48、S52及びS55の処理と図4のステップS2,S3,S23,S24の処理が異常停止部に対応し、図8のステップS61の処理が最小駆動制御手段に対応し、ステップS62及びS63の処理が上死点位置検出手段に対応し、ステップS64〜S67の処理が制御開始位置設定手段に対応している。
【0049】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、生産工場で車両にチルト機構7及びテレスコピック機構8が組み付けられると共に、バッテリ101が搭載されて、このバッテリ101から制御装置100にバッテリ電圧VBが投入されると、レギュレータ103から制御電圧Vcが演算処理装置106に供給されることにより、この演算処理装置106で図4のモータ制御処理及び図5の異常検出処理が実行開始される。
【0050】
このとき、モータ駆動回路90A及び90Bに異常が発生しておらず、図5の異常検出処理で異常判定フラグFAが“0”にリセットされているものとする。
このため、図4のモータ制御処理では、ステップS1で、高レベルのリレー制御信号SLをスイッチング素子120に出力することにより、リレーコイルLLRに通電してリレー接点tLRをオン状態とすることにより、ブラシレスモータ71及び81のモータ駆動回路90A及び90Bにバッテリ電圧VBを供給開始する。
そして、異常判定フラグFAが“0”にリセットされているので、ステップS2からステップS4に移行して、チルト機構7の制御開始位置を設定する制御開始位置設定処理を行う。
【0051】
この制御開始位置設定処理では、先ず、チルト機構7のモータ駆動回路90Aに対して、チルト機構7を最小駆動速度VMINで傾動させる最小デューティ比の速度指令PWMとチルトアップ側に傾動させる例えば正転方向指令CWを出力することにより、ステアリングシャフト3を徐々に上方に緩やかに傾動させる。このとき、モータ位置検出信号FG1又はFG2に基づいて移動速度VTIを算出し、この移動速度VTIが最小駆動速度VMINより小さい閾値VTIt以下となったか否かを判定し、移動速度VTIがVTI>VTItであるときにはステアリングシャフト3がメカニカルストッパに当接することなく傾動を継続しているものと判断して待機する。
【0052】
その後、ステアリングシャフト3がメカニカルストッパに当接する状態となると、ステアリングシャフト3のチルトアップ方向への移動が規制されることにより、移動速度VTIが低下し、これが閾値VTIt以下となると、メカニカルストッパに当接したものと判断されて比較的低い所定速度の速度指令PWMを出力すると共に、逆転方向指令CCWを出力することにより、ステアリングシャフト3の下降を開始させる。
【0053】
このときの、位置検出信号FG1又はFG2のパルス数Npを計測し、計測したパルス数Npが電動チルト制御範囲の退避側制御開始位置を決定する所定移動量LUに相当するパルス数Npsに達したらモータ駆動回路90Aに対する速度指令PWM及び逆転方向しれCCWの出力を停止して、ステアリングシャフト3を電動チルト制御範囲の退避側制御開始位置に停止させる。このときの位置計数値Pnuを“0”に設定し、これ記憶装置107の電動チルト制御範囲記憶領域に記憶する。
また、設定した位置計数値Pnuに電動チルト制御範囲のストロークに相当するパルス数を加算してチルトダウン側の位置計数値Pndを算出し、この位置計数値Pndを記憶装置107の電動チルト制御範囲記憶領域に記憶する。
【0054】
次いで、ステップS5に移行してテレスコピック機構8についても同様に最小駆動速度でミドルコラム5を縮み方向に収縮させ、メカニカルストッパに当接して駆動速度が閾値より低下したときに、メカニカルストッパへの当接を検出し、次いでモータ駆動回路90Bに逆転方向指令CCWを出力すると共に、比較的低速度の速度指令PWMを出力してミドルコラム5を、電動テレスコ制御範囲の縮み側制御開始位置PTES1まで伸張させる。そして、この縮み側制御開始位置PTES1で計数値Pnsを“0”に設定し、これを記憶装置107の電動テレスコ制御範囲記憶領域に記憶すると共に、計数値Pnsに電動テレスコ制御範囲のストロークに相当するモータ位置検出信号FG1又はFG2のパルス数を加算して伸び側の位置計数値Pnlを算出し、この位置計数値Pnlを記憶装置107の電動テレスコ制御範囲記憶領域に記憶してから処理を終了する。
【0055】
このため、チルト機構7では、ステアリングシャフト3が上方側の退避位置となってステアリングホイール2が上方に退避した状態となり、さらにテレスコピック機構8では、ミドルコラム5がロアコラム6に対して収縮した状態となって、ステアリングホイール2が運転者の乗降を容易にするように上前方に退避した状態となる。
このように、チルト機構7の電動チルト制御範囲及びテレスコピック機構8の電動テレスコ制御範囲を設定する場合に、ブラシレスモータ71及び81を最小駆動速度VMINで駆動しながらメカニカルストッパ側に正転駆動し、このときの移動速度が閾値以下に低下したときにメカニカルストッパに当接したものと判断し、ブラシレスモータ71及び81をチルト機構7の電動チルト制御範囲の退避側制御開始位置及びテレスコピック機構8の電動テレスコ制御範囲の退避側制御開始位置に移動させて、これら退避側制御開始位置を設定するので、チルト機構7及びテレスコピック機構8がメカニカルストッパに衝接することを確実に防止することができ、送りねじの噛み込みや機構系の破損を確実に防止することができる。しかも、メカニカルストッパへの当接をモータ駆動回路90A及び90Bから入力されるモータ位置検出信号FG1及びFG2に基づいて駆動速度を算出し、この駆動速度が閾値以下に減少したことを検出することにより、検出するようにしているので、別途速度検出手段を設ける必要がなく、部品点数を減少させて、全体の構成を簡易小型化することができる。
【0056】
そして、電動チルト制御範囲及び電動テレスコ制御範囲が設定されると、これら制御範囲の制御開始位置PTIS1及びPTIS2とPTES1及びPTES2との内側に夫々減速開始位置を設定し、この減速開始位置に達したときにブラシレスモータ71及び81の速度指令PWMを漸減させて減速制御を行うことにより、制御開始位置PTIS1及びPTIS2とPTES1及びPTES2での停止を、オーバーランを伴うことなく確実に行うことができる。
【0057】
また、上記図8の制御開始位置設定処理は、演算処理装置106に電源が投入された場合だけでなく、イグニッションスイッチ111がオン状態となるエンジン始動回数Nが所定値Ns以上となったときにも繰り返し実行され、制御原点が狂うことを防止している。
以上のように制御開始位置設定処理が終了すると、このときのイグニッションスイッチ111がオフ状態であるものとすると、ステップS6からステップS7を経てステップS8に移行し、低レベルのリレー制御信号SLをスイッチング素子120に出力することにより、スイッチング素子120をオフ状態とし、これによってリレー回路108をオフ状態としてブラシレスモータ71及び81のモータ駆動回路90A及び90Bへのバッテリ電圧VBの供給を停止し、ステップS6〜S8を繰り返すループ処理状態となる。
【0058】
その後、工場出荷状態となるか又はユーザが車両を使用する状態となって、運転者が乗車してイグニッションスイッチ111をオン状態としてエンジンを始動すると、図4の処理で、ステップS7からステップS9に移行して、高レベルのリレー制御信号SLがスイッチング素子120に出力されることにより、リレー回路108がオン状態に制御されてブラシレスモータ71及び81のモータ駆動回路90A及び90Bにバッテリ電圧VBが供給されて作動可能な状態となる。
【0059】
このとき、エンジン始動回数Nがインクリメントされ、このエンジン始動回数Nが設定値Nsに達していないときにはステップS11からステップS13に移行して、先ずチルト機構7のチルト位置が記憶装置107のチルト位置記憶領域に記憶されているか否かを判定する。車両がユーザに納車されたばかりであるときには、記憶装置107のチルト位置記憶領域及びテレスコ位置記憶領域にはチルト位置及びテレスコ位置が記憶されていない状態となるので、ステップS13からステップS14に移行して、チルト機構7のブラシレスモータ71を駆動する逆転方向指令CCW及び所定パルス数のチルト位置指令PWMを出力してブラシレスモータ71を回転駆動させて、チルト機構7のステアリングシャフト3をマニュアル動作範囲の最上位点まで下降させる。これによって、ステアリングホイール2が運転者の操作可能範囲内に下降する。
【0060】
一方、テレスコピック機構8については、もともと制御原点がミドルコラム5の収縮範囲の最縮み側に設定されているので、ステップS16からステップS18にジャンプすることからブラシレスモータ81を駆動することなく停止状態を維持する。
その後、運転者がチルト位置を調整したい場合には、マニュアルチルトスイッチ部ST1で好みのチルト位置を選択し、これに応じたスイッチ信号ST1が入力されると、入力されたスイッチ信号ST1に応じて逆転方向指令CCW及び速度指令PWMがモータ駆動回路90Aに出力されて、ブラシレスモータ71が例えば逆転されてステアリングホイール2が運転者の所望チルト位置まで下降される。
【0061】
同様に、運手者がテレスコ位置を調整した場合には、マニュアルテレスコスイッチ部116を操作して好みのテレスコ位置を選択し、これに応じたスイッチ信号ST2が入力されると、入力されたスイッチ信号ST2に応じて逆転方向指令CCW及び速度指令PWMがモータ駆動回路90Bに出力されて、ブラシレスモータ81が例えば逆転されてステアリングホイール2が運転者の所望テレスコ位置まで伸張される。
このように、運転者がマニュアルチルトスイッチ部115及びマニュアルテレスコスイッチ部116を操作することにより、ステアリングホイール2を運転者の所望位置に移動させることができる。
【0062】
その後、運転者が最後に操作したマニュアルチルトスイッチ部115又はマニュアルテレスコスイッチ部116を操作してから所定時間が経過するまでは、マニュアルチルトスイッチ部115及びマニュアルテレスコスイッチ部116での位置選択操作を行うことができるが、所定時間が経過したとき又は車速センサ104で検出した車速検出値Vsが閾値Vst以上となって走行状態と判断されたときにはステップS22又はステップS24からステップS27に移行して、低レベルのリレー制御信号SLをスイッチング素子120に出力することにより、リレー回路108がオフ状態に制御されて、モータ駆動回路90A及び90Bへのバッテリ電圧VBの供給が停止されて、ブラシレスモータ71及び81の駆動が停止され、チルト機構7及びテレスコピック機構8の作動が停止される。
【0063】
このように、マニュアルチルトスイッチ部115及びマニュアルテレスコスイッチ部116が操作されないで所定時間が経過したとき及び車速検出値Vsが閾値Vst以上となって走行状態となったときには、運転者のチルト位置及びテレスコ位置の調節が完了したものと判断して、リレー回路108をオフ状態とし、モータ駆動回路90A及び90Bへのバッテリ電圧VBの供給を停止するので、以後、チルト機構7及びテレスコピック機構8が不用意に作動されることを確実に防止することができる。
【0064】
その後、運転者が車両から降車する前に、キースイッチ113をオフ状態とすると、図4の処理においてステップS29からステップS30に移行し、異常判定フラグFAが“0”にリセットされているときにはステップS31に移行して、高レベルのリレー制御信号SLをスイッチング素子120に出力することにより、リレー回路108をオン状態に制御して、モータ駆動回路90A及び90Bにバッテリ電圧VBを供給開始して、チルト機構7及びテレスコピック機構8を作動可能状態とする。
【0065】
次いで、現在のチルト位置が記憶装置107のチルト位置記憶領域に記憶されているチルト位置と一致するか否かを判定し、チルト位置が記憶されていないので、現在のチルト位置がチルト位置記憶領域に記憶される(ステップS33)。
同様に、現在のテレスコ位置が記憶装置107のテレスコ位置記憶領域に記憶されているテレスコ位置と一致するか否かを判定し、テレスコ位置が記憶されていないので、現在のテレスコ位置がテレスコ位置記憶領域に記憶される(ステップS35)。
【0066】
次いで、チルト機構7のモータ駆動回路90Aに対して速度指令PWM及び例えば正転指令CWが出力されて、ブラシレスモータ71が正転されて、ステアリングホイール2が上方の上死点となる退避位置に退避され、次いでテレスコピック機構8のモータ駆動回路90Bに対して速度指令PWM及び例えば正転指令CWが出力されて、ブラシレスモータ81が正転されて、ミドルコラム5が収縮されてステアリングホイール2が車両前方側に退避され、運転者の前部に移動空間が形成されて、運転者が乗降を容易に行うことができる。
【0067】
このように、記憶装置107のチルト位置記憶領域及びテレスコ位置記憶領域にチルト位置及びテレスコ位置が記憶されると、その後は、運手者が乗車してイグニッションスイッチ111をオン状態とする毎に、記憶装置107のチルト位置記憶領域及びテレスコ位置記憶領域に記憶されているチルト位置及びテレスコ位置となるにチルト機構7のブラシレスモータ71及びテレスコピック機構8のブラシレスモータ81が自動的に制御される。
【0068】
ところが、演算処理装置106で実行される図5の異常検出処理で、モータ駆動回路90Aに対する速度指令PWMが“0”である状態即ちブラシレスモータ71を駆動していない状態で、モータ駆動回路90Aから入力されるモータ位置検出信号FG1,FG2の何れかが状態変化を生じたときには、モータ駆動回路90Aの下アームを構成する電界効果トランジスタQub〜Qwbに短絡が発生したり、ブラシレスモータ71に地絡等が発生したりして駆動状態となった異常状態であると判断して異常判定フラグFAが“1”にセットされる(ステップS44)。
【0069】
また、モータ駆動回路90Aに“0”を超える速度指令値PWMが出力されて、ブラシレスモータ71が回転駆動されている状態で、制御装置100及びブラシレスモータ71間に断線が発生してブラシレスモータ71が回転しない状態となったり、過電流検出回路94で過電流を検出したFETゲート駆動回路95によって下アームを構成する電界効果トランジスタQub〜Qwbがオフ状態に制御されてブラシレスモータ71の回転が停止される状態となったりして異常が発生した場合には異常判定フラグFAが“1”にセットされる。
【0070】
さらに、モータ駆動回路90Aに対する回転方向指令CW/CCWとモータ駆動回路90Aから入力されるモータ位置検出信号FG1,FG2の立ち上がり時点の順序即ちモータ位置検出信号FG1及びFG2の何れの位相が進んでいるかを検出してモータ回転方向を検出し(ステップS47)、この回転方向検出値と回転方向指令CW/CCWとが不一致であるときにもモータ駆動回路90Aの異常と判断して異常判定フラグFAを“1”にセットする。
【0071】
このように、ブラシレスモータ71のロータ位置を検出する例えばホール素子で構成される位置検出素子91u〜91wをシュミットトリガ回路92u〜92wで2値信号に変換し、変換された2値信号の中の2つの信号を選択してモータ位置信号FG1及びFG2として制御装置100に供給することにより、この制御装置100の異常検出処理で、モータ位置信号FG1及びFG2の何れの位相が進んでいるかを検出することにより、モータの回転方向を正確に検出することができる。しかも、ブラシレスモータ71に元々備えてある位置検出素子91u〜91wをモータ回転方向検出部として使用するので、別途エンコーダやレゾルバ等のモータ回転方向検出手段を設ける必要がなく、部品点数を低減して全体の構成を簡易小型化できると共に、コストを低減することができる。
【0072】
また、テレスコピック機構8のモータ駆動回路90Bについても上記と同様の異常検出が行われる。
そして、モータ駆動回路90A及び90Bの何れかに異常が発生して、異常判定フラグFAが“1”にセットされると、前述した図4のモータ制御処理では、演算処理装置106に電源が投入された初期状態で、異常判定フラグFAが“1”にセットされているときには、ステップS2からステップS3に移行して、低レベルのリレー制御信号SLをスイッチング素子120に出力することにより、直ちにリレー回路108がオフ状態に制御されてモータ制御処理が終了される。このため、モータ駆動回路90A及び90Bに供給されるバッテリ電圧VBを確実に遮断するので、異常発生時にブラシレスモータ71及び81が駆動されることを確実に防止することができる。
【0073】
なお、上記実施形態においては、ブラシレスモータ71及び81にモータ駆動回路90A及び90Bが内蔵されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、モータ駆動回路90A及び90Bが制御装置100内に設けられている場合でも本発明を適用することができる。
また、上記実施形態においては、図4のモータ制御処理で、イグニッションスイッチ111がオフ状態を継続している状態ではステップS6〜S8で待ちループ処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前回の走行終了時にチルト機構7及びテレスコピック機構8を退避位置に移動させたときに、イグニッションスイッチ111の状態変化のみを監視する待機処理に移行し、イグニッションスイッチ111がオン状態となったときに図4の処理を復帰させるようにしてもよい。
【0074】
さらに、上記実施形態においては、制御装置100のレギュレータ103がバッテリ101にヒューズ102を介して直結されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、レギュレータ103にキースイッチ113を介してバッテリ電圧VBを供給するようにしてもよく、この場合には、記憶装置107として不揮発性メモリを適用して、チルト位置、テレスコ位置、エンジン始動回数N等を記憶するようにすればよい。
【0075】
さらにまた、上記実施形態においては3相ブラシレスモータ71及び81を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、4相以上のブラシレスモータを適用することができる外、直流ブラシレスモータも適用することができる。
なおさらに、上記実施形態においては、イグニッションスイッチ111がオン状態となったときに、チルト機構7及びテレスコピック機構8が記憶されたチルト位置及びテレスコ位置に制御される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ドアスイッチ114が開状態から閉状態となったとき即ち運転者が座席に着座してから運転席側のドアを締めたときに、チルト機構7及びテレスコピック機構8を記憶されたチルト位置及びテレスコ位置に移動させるようにしてもよい。
【0076】
また、上記実施形態においては、姿勢調整機構としてチルト機構7及びテレスコピック機構8を設けた場合について説明したが、何れか一方を省略してもよい。
さらに、上記実施形態においては、1つのリレー回路108によってモータ駆動回路90A及び90Bへのバッテリ電圧VBの供給を遮断する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、モータ駆動回路90A及び90Bに個別にリレー回路を設けて、異常となったモータ駆動回路に対してのみバッテリ電圧VBの供給を遮断するようにしてもよい。
【0077】
さらにまた、上記実施形態においては、位置検出素子91u〜91wで検出した位置検出信号を2値信号に変換するシュミットトリガ回路92u〜92wをモータ駆動回路90A及び90B内に設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、制御装置100側にシュミットトリガ回路を設けるようにしてもよく、さらには、2値信号への変換回路としはてシュミットトリガ回路に限定されるものではなく、位置検出素子91u〜91wから出力される正弦波の正負を判定して2値化するコンパレータを適用するようにしてもよく、要は正弦波を2値化できればよいものである。
【0078】
なおさらに、上記実施形態においてはモータ回転方向をソフトウェアで検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、微分回路、比較回路等を組み合わせたハードウェア回路構成で回転方向を検出するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、エンジン始動回数Nによって制御開始位置を設定するタイミングを設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、キースイッチ113がオフ状態となったときのチルト機構7及びテレスコピック機構8の退避動作回数を計測して、その退避動作回数が所定値以上となったときに制御開始位置を設定するようにしてもよい。
【0079】
さらに、上記実施形態においては、電動チルト制御範囲の退避側制御開始位置PTIS1及び電動テレスコ制御範囲の退避側制御開始位置PTES1となったときに、位置計数値Pnを制御原点を表す“0”に設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、位置計数値Pnを図9に示す位置計測処理で順次インクリメント及びデクリメントを繰り返し、電動チルト制御範囲の退避側制御開始位置PTIS1及び電動テレスコ制御範囲の退避側制御開始位置PTES1となったときに、そのときの位置計数値Pnを退避側制御開始位置PTIS1及び電動テレスコ制御範囲の退避側制御開始位置PTES1として設定し、これを記憶装置107の記憶領域に記憶すると共に、このときの位置計数値Pnに電動チルト制御範囲のストロークに対応する計数値及び電動テレスコ制御範囲のストロークに対応する計数値を加算してチルトダウン側制御開始位置PTIS2及び延び側制御開始位置PTES2の位置計数値を設定し、これを記憶装置107の記憶領域に記憶するようにしてもよい。
さらにまた、上記実施形態においては、チルト機構7及びテレスコピック機構8の退避側制御開始位置を先に設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、退避側とは反対側の制御開始位置を先に設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0080】
【図1】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】本発明に適用し得る制御回路を示すブロック図である。
【図3】図2のモータ駆動回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図4】図2の演算処理装置で実行するモータ制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図5】図2の演算処理装置で実行する異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図6】チルト機構の制御範囲を示す説明図である。
【図7】テレスコピック機構の制御範囲を示す説明図である。
【図8】演算処理装置で実行する制御開始位置設定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図9】演算処理装置で実行するチルト位置計測処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図10】ブラシレスモータが正転した状態の位置検出信号FG1及びFG2の信号波形を示す波形図である。
【図11】ブラシレスモータが逆転した状態の位置検出信号FG1及びFG2の信号波形を示す波形図である。
【符号の説明】
【0081】
1…電動式ステアリング装置、2…ステアリングホイール、3…ステアリングシャフト、4…アッパコラム、5…ミドルコラム、6…ロアコラム、7…電動チルト機構、8…電動テレスコピック機構、71…ブラシレスモータ、81…ブラシレスモータ、90A,90B…モータ駆動回路、91u〜91w…位置検出素子、92u〜92w…シュミットトリガ回路、93…三相分配回路、94…過電流検出回路、95…FETゲート駆動回路、96…インバータ回路、100…制御装置、101…バッテリ、103…レギュレータ、104…車速センサ、106…演算処理装置、107…記憶装置、108…リレー回路、111…イグニッションスイッチ、113…キースイッチ、114…ドアスイッチ、115…マニュアルチルトスイッチ部、116…マニュアルテレスコスイッチ部




 

 


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