JP2008080968A - 電動パワーステアリング装置及び車両盗難防止システム - Google Patents

Abstract

【課題】盗難防止のための特別な装置を必要とせずに、車両の盗難を確実に防止することができる電動パワーステアリング装置及び車両盗難防止システムを提供する。
【解決手段】操舵補助用のモータ６への電力の供給をオン／オフするＩＧスイッチ２がオフである場合に、リレー接点を用いてなるモータロック用の短絡回路９が、モータ６へ電力を供給するための電源線１０，１０，…を互いに短絡させることによってモータ６をロックする。ＩＧスイッチ２がバイパスされた場合でも、通信制御部３がＩＧスイッチ２のオン／オフを監視し、ＩＧスイッチ２がオフである場合は、リレー駆動回路４を介して短絡回路９をモータロック状態にする。更に、短絡回路９を含むＥＰＳ用ＥＣＵ１とモータ６とがハウジングＨ内に一体的に収容されて、電源線、通信線等の切断、バイパス等の違法な細工が不可能なようにしてある。
【選択図】図２

Description

本発明は、操舵部材に加えられる操舵トルクの検出結果に基づいて駆動制御されるモータの回転力により操舵を補助する電動パワーステアリング装置、及び電動パワーステアリング装置を搭載している車両の盗難を防止する車両盗難防止システムに関する。

モータを駆動して操舵補助を行ない、運転者の負担を軽減する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、操舵部材（ステアリングホイール、ハンドル）に繋がる入力軸と、ピニオン、ラック等により操向車輪に繋がる出力軸と、入力軸及び出力軸を連結する連結軸とを備え、連結軸に生じる捩れ角度によって、トルクセンサが入力軸に加わる操舵トルクを検出し、検出した操舵トルク値に基づき、出力軸に連結する操舵補助用のモータを駆動制御する。

従来、車両の盗難を防止するために、例えば操舵部材の動作自体をロックする盗難防止専用のロック装置を車両に設置していたが、ロック装置の追加によって構造が複雑になり、車両の大型化、コストアップ等を招くという問題があった。
この問題を解決するために、電動パワーステアリング装置を利用して車両の盗難を防止する車両盗難防止システムが提案されている（特許文献１参照）。
特許文献１に開示されている電動パワーステアリング装置は、車両に搭載されている盗難検出装置からの盗難検出信号を受けて、操舵補助用のモータをロックし、操舵部材を操舵不可能とすることによって盗難を防止している。
特開平７−２７７１４２号公報

しかしながら、特許文献１の車両盗難防止システムは、盗難検出装置の追加が必要であるため、構造複雑化、コストアップ等を招くという問題がある。
また、悪意のある者が、例えば電動パワーステアリング装置と盗難検出装置との間の通信線を切断して盗難検出装置から電動パワーステアリング装置への盗難検出信号の入力を妨害することによって、操舵部材が操舵可能となり、電動パワーステアリング装置の盗難防止効果が得られなくなるという問題もあった。

本発明は斯かる問題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、操舵補助用のモータ及びモータを駆動制御する駆動制御部への電力の供給をオン／オフするスイッチ手段がオフである場合に、短絡手段が、モータへ電力を供給するための電源線を短絡させる構成とすることにより、盗難防止のための特別な装置を必要とせずに、車両の盗難を防止することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ハウジングに、モータ、駆動制御部及び短絡手段を収容する構成とすることにより、電源線、通信線等への違法な細工による車両の盗難を防止することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、駆動制御部と通信する通信制御部が、スイッチ手段がオフである場合に、短絡手段を短絡状態にする構成とすることにより、盗難防止のための特別な装置を必要とせずに、スイッチ手段に違法な細工をされた場合でも車両の盗難を防止することができる車両盗難防止システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、スイッチ手段がオンである場合に駆動制御部と通信可能となる通信制御部が、駆動制御部と通信制御部との通信の不可能／可能を判定することによって、スイッチ手段がオフであるか否かを判定する構成とすることにより、電源線、通信線等への違法な細工による車両の盗難を防止することができる車両盗難防止システムを提供することにある。

第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材に加えられた操舵トルク値を検出するトルクセンサと、操舵補助用のモータと、前記トルクセンサが検出した操舵トルク値に基づいて前記モータを駆動制御する駆動制御部と、該駆動制御部及び前記モータへの電力の供給をオン／オフするスイッチ手段とを備える電動パワーステアリング装置において、前記スイッチ手段がオフである場合に、前記モータへ電力を供給するための電源線を短絡させる短絡手段を備えることを特徴とする。

第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記モータ、前記駆動制御部、及び前記短絡手段を収容するハウジングを備えることを特徴とする。

第３発明に係る車両盗難防止システムは、第１発明又は第２発明に係る電動パワーステアリング装置と、該電動パワーステアリング装置の駆動制御部と通信する通信制御部とを備え、車両の盗難を防止する車両盗難防止システムであって、前記通信制御部は、前記電動パワーステアリング装置のスイッチ手段がオフであるか否かを判定する判定手段を有し、該判定手段が、オフであると判定した場合に、前記電動パワーステアリング装置の短絡手段を短絡状態にするように構成してあることを特徴とする。

第４発明に係る車両盗難防止システムは、前記駆動制御部は、前記スイッチ手段がオンである場合に、前記通信制御部と通信可能となるように構成してあり、前記判定手段は、前記駆動制御部と前記通信制御部との通信の不可能／可能を判定することによって、前記スイッチ手段がオフであるか否かを判定するように構成してあることを特徴とする。

第１発明の電動パワーステアリング装置による場合、スイッチ手段がオフであるときに短絡手段が電源線を短絡させることによってモータをロックするため、操舵部材の動作自体をロックする盗難防止専用のロック装置、盗難検出装置等、盗難防止のための特別な装置の追加を必要とせずに、車両の盗難を防止することができる。
このため、構造が簡易になり、装置の小型化、コストダウン等の効果を奏することができる。

第２発明の電動パワーステアリング装置による場合、ハウジングに装置要部を収容するため、ハウジング内の通信線、電源線等に違法な細工が施されることを防止して車両の盗難を防止することができる。

第３発明の車両盗難防止システムによる場合、スイッチ手段がオフであるときに、通信制御部が短絡手段を短絡状態にするため、操舵部材の動作自体をロックする盗難防止専用のロック装置、盗難検出装置等、盗難防止のための特別な装置の追加を必要としない。しかも、スイッチ手段のオン／オフを直接的に監視しているため、スイッチ手段に違法な細工をされたときでも車両の盗難を防止することができる。

第４発明の車両盗難防止システムによる場合、駆動制御部と通信制御部との通信が不可能であるとき、スイッチ手段がオフであると判定して通信制御部が短絡手段を短絡状態にする。即ち通信制御部が駆動制御部を間接的に監視しているため、電源線、通信線等への違法な細工による車両の盗難を防止することができる。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置ＥＰＳの構成を示す模式図であり、図２は、車両盗難防止システムの要部構成を示すブロック図である。
この電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、車両に搭載されており、図１に示すように、舵取りのための操舵部材２７と、操舵部材２７の操舵に応じて駆動される操舵補助用のモータ６と、モータ６の回転を減速歯車機構１７を介して舵取機構２３，２３に伝える伝動手段２４と、ＥＰＳ用ＥＣＵ（Electronic Control Unit ）１とを備えている。

ＥＰＳ用ＥＣＵ１は、図２に示すように、モータ６を駆動するモータ駆動回路５と、ＭＰＵを用いてなり、モータ駆動回路５を制御する駆動制御部８と、後述するモータロック用の短絡回路９とを備え、図１及び図２に示すように、ＥＰＳ用ＥＣＵ１及びモータ６は、ハウジングＨに収容されている。ただし、図２に関し、モータ６と共にハウジングＨに収容されているモータ電流検出回路７（後述）の図示は省略してある。

図１に示すように、操舵部材２７は入力軸２６に連結されており、入力軸２６に、操舵部材２７の回転角を検出する操舵角度センサ１８が配されている。操舵角度センサ１８が検出した操舵角度は、ＥＰＳ用ＥＣＵ１の駆動制御部８に与えられる。

伝動手段２４は、図示しないトーションバーを介して入力軸２６に連結される出力軸２９と、出力軸２９にユニバーサルジョイントを介して連結される連結軸３０と、連結軸３０にユニバーサルジョイントを介して連結されるピニオン軸３１と、ピニオン軸３１のピニオンに噛合するラック歯を有し、左右の操向輪Ａ，Ａに舵取機構２３，２３を介して連結されるラック軸３２とを備えている。
このような入力軸２６及び伝動手段２４は操舵軸２５を構成している。

入力軸２６の周りには、操舵部材２７を操作することによって入力軸２６に加わる操舵トルク値を、トーションバーに生じる捩れに基づいて検出するトルクセンサ２１が配置されている。トルクセンサ２１が検出した操舵トルク値はＥＰＳ用ＥＣＵ１の駆動制御部８に与えられる。
また、モータ６には、モータ６に流れる電流を検出するモータ電流検出回路７が配され、モータ電流検出回路７が出力したモータ電流検出値も、ＥＰＳ用ＥＣＵ１の駆動制御部８に与えられる。

ＥＰＳ用ＥＣＵ１の駆動制御部８は、与えられた操舵角度、操舵トルク値、モータ電流検出値等に基づいて、モータ駆動回路５を制御するように構成されている。

減速歯車機構１７は、モータ６の出力軸に繋がるウォームと、出力軸２９の途中に嵌合されるウォームホイールとを備えており、モータ６の回転をウォーム及びウォームホイールから出力軸２９に伝達するように構成してある。

以上のような構成の電動パワーステアリング装置ＥＰＳでは、操舵部材２７の操作による舵取り操作力を入力軸２６、トーションバー（図示せず）、出力軸２９、連結軸３０、及びピニオン軸３１を介してラック軸３２に伝達し、ラック軸３２を軸長方向へ移動させ、舵取機構２３，２３を作動させる。
また、トルクセンサ２１が検出した操舵トルク値に基づき、ＥＰＳ用ＥＣＵ１の駆動制御部８がモータ駆動回路５を制御してモータ６を駆動し、モータ６の駆動力を出力軸２９に伝達することによって、運転者の操舵力を補助し労力負担を軽減する。

図２に示すように、この電動パワーステアリング装置ＥＰＳを作動させる電力は、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ。以下ＩＧスイッチという）２を通じてバッテリーＢから与えられる。
具体的には、バッテリーＢはＩＧスイッチ２を介して駆動制御部８、モータ駆動回路５等に電源線を用いて接続され、モータ駆動回路５は、モータ６に３本の電源線１０，１０，…を用いて接続されている。

駆動制御部８は、バッテリーＢから電力が与えられている場合、即ちＩＧスイッチ２がオンである場合は、所定のタイミングで通信制御部３（後述）へ、操舵角度を示す信号、操舵トルク値を示す信号、駆動制御部８自身が正常に作動していることを示す信号等を与える。

モータ駆動回路５とモータ６との間の電源線１０，１０，…には、モータロック用の短絡回路９が接続されている。短絡回路９は、例えばリレー接点を用いてなり、ＩＧスイッチ２がオフである場合に、短絡回路９のリレー接点がオンとなり電源線１０，１０，…を互いに短絡させることによって、モータ６をロックする。逆に、ＩＧスイッチ２がオンである場合は、短絡回路９のリレー接点がオフになり電源線１０，１０，…が短絡されず、モータ６はロックされない（ロックが解除される）。

モータ６がロックされている場合、電動パワーステアリング装置ＥＰＳが作動しないため、操舵部材２７が操作不能となり、車両の盗難が防止される。
以下では、短絡回路９による電源線１０，１０，…の短絡状態を短絡回路９のモータロック状態という。

図中１１は、車両のメインＥＣＵであり、メインＥＣＵ１１は、ＭＰＵを用いてなる通信制御部３と、後述するリレー駆動回路４とを備える。
メインＥＣＵ１１の通信制御部３は、各種の車載機器を制御する。また、通信制御部３には、電動パワーステアリング装置ＥＰＳが搭載されている車両の走行速度を検出する図示しない車速センサから、車速値が与えられる。また、エンジンの駆動、ドアの開閉等に係る車載機器から、車両のエンジンの回転数、ドアの施錠が解除されていることを示す開錠信号等も与えられる。

そして、通信制御部３は、ＩＧスイッチ２がオフであると判定した場合、車両の盗難防止のために、モータ６をロックするように構成してある。
以下では、通信制御部３による車両の盗難防止方法を説明する。
通信制御部３によるＩＧスイッチ２のオフ／オン判定は、本実施の形態においては、ＩＧスイッチ２の直接的な監視と、間接的な監視とに基づいて行なう。

ＩＧスイッチ２の直接的な監視としては、通信制御部３は、ＩＧスイッチがオンであるかオフであるか実際に監視するように構成されている。具体的には、オン状態のＩＧスイッチ２から、ＩＧスイッチ２がオンであることを示すオン信号が与えられ、オフ状態のＩＧスイッチ２からは、オン信号が与えられない。つまりオン信号の有無によって、通信制御部３はＩＧスイッチ２のオン／オフを判定する。

通信制御部３−ＩＧスイッチ２間が切断されている場合、ＩＧスイッチ２からのオン信号が通信制御部３に与えられない。また、ＩＧスイッチ２がバイパスされて、ＩＧスイッチ２がオフでありながらＥＰＳ用ＥＣＵ１へ電力が供給されている場合であっても、ＩＧスイッチ２がオフである限りは、ＩＧスイッチ２からのオン信号が通信制御部３に与えられない。

通信制御部３は、リレー駆動回路４を制御することによって、オン信号が与えられていない場合に、ＩＧスイッチ２がオフであると判定してモータ６をロックし、オン信号が与えられている場合に、モータ６のロックを解除する。

さて、メインＥＣＵ１１の通信制御部３とＥＰＳ用ＥＣＵ１の駆動制御部８とは通信線で接続されている。
通信制御部３は、オン信号が与えられている場合、即ちＩＧスイッチ２がオンである場合は、所定のタイミングで駆動制御部８へ、車速値を示す信号、エンジンの回転数を示す信号、通信制御部３自身が正常に作動していることを示す信号等を与える。

また、通信制御部３は、所定のタイミングで駆動制御部８から各種の信号が与えられた場合に、通信制御部３と駆動制御部８とが通信可能であると判定する。
一般に、通信制御部３と駆動制御部８とが通信可能（不可能）である場合とは、ＩＧスイッチ２がオン（オフ）である場合である。このため、ＩＧスイッチ２の間接的な監視として、通信制御部３は、通信制御部３と駆動制御部８とが可能であるか不可能であるか監視するように構成されている。

ただし、各制御部の故障、通信線の切断等によっても通信制御部３と駆動制御部８とが通信不可能になる。例えば、通信制御部３−駆動制御部８間の通信線又はバッテリーＢ−駆動制御部８間の電源線が切断されている場合、駆動制御部８から所定のタイミングで信号が与えられないため、通信制御部３は、通信制御部３と駆動制御部８とが通信不可能であると判定する。

通信制御部３は、リレー駆動回路４を制御することによって、通信制御部３と駆動制御部８とが通信不可能である場合に、ＩＧスイッチ２がオフであると判定してモータ６をロックし、通信可能である場合に、モータ６のロックを解除する。

更に詳細には、通信制御部３は、モータ６のロックを解除する場合に、リレー駆動回路４をオンにし、オン状態のリレー駆動回路４は、短絡回路９のリレー接点をオフにする。
一方、モータ６をロックする場合、通信制御部３は、リレー駆動回路４をオフにし、オフ状態のリレー駆動回路４は、短絡回路９のリレー接点をオンにする（モータロック状態）。
仮に、リレー駆動回路４−短絡回路９間が切断されている場合、リレー駆動回路４がオフの場合と同様に、短絡回路９はモータロック状態となる。

ここで、メインＥＣＵ１１内の配線、ＥＰＳ用ＥＣＵ１内の配線、更にハウジングＨ内の配線に対しては、切断、短絡等の違法な細工を施すことが困難である。

図３は、通信制御部３が実行する盗難防止処理の手順を示すフローチャートである。
自身に電力が供給された通信制御部３は、まず、リレー駆動回路４をオフにする（Ｓ１１）。このため、モータ６がロックされる。
次に、通信制御部３は、ドアの施錠が解除されていることを示す開錠信号が通信制御部３に入力されているか否かを判定することによって、ドアの施錠が解除されているか否かを判定する（Ｓ１２）。

ドアの施錠が解除されている場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、通信制御部３は、ＩＧスイッチ２がオンであることを示すオン信号が通信制御部３に入力されているか否かを判定することによって、ＩＧスイッチ２がオンであるか否かを判定する（Ｓ１３）。
ＩＧスイッチ２がオンである場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、通信制御部３は、所定のタイミングで駆動制御部８から各種の信号が入力されたか否かを判定することによって、通信制御部３と駆動制御部８とが通信可能であるか否かを判定する（Ｓ１４）。

ドアの施錠が解除されていない場合（Ｓ１２でＮＯ）、ＩＧスイッチ２がオフである場合（Ｓ１３でＮＯ）、又は通信制御部３と駆動制御部８とが通信不可能である場合（Ｓ１４でＮＯ）、通信制御部３は、処理をＳ１２へ戻して、リレー駆動回路４をオフのままにする。このため、モータ６はロックされたままとなる。

一方、通信制御部３と駆動制御部８とが通信可能である場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、通信制御部３は、リレー駆動回路４をオンにして（Ｓ１５）、盗難防止処理を終了する。このとき、モータ６はロックが解除される。

以上のような電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、操舵部材２７に加えられた操舵トルク値を検出するトルクセンサ２１と、操舵補助用のモータ６と、トルクセンサ２１が検出した操舵トルク値に基づいてモータ６を駆動制御する駆動制御部８とを備える。
また、ＩＧスイッチ２は、駆動制御部８及びモータ６への電力の供給をオン／オフするスイッチ手段として機能し、モータロック用の短絡回路９は、スイッチ手段がオフである場合に、モータ６へ電力を供給するための電源線１０，１０，…を短絡させる短絡手段として機能する。

更に、電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、モータ６、駆動制御部８、及び短絡手段を収容するハウジングＨを備える。

そして、本発明の車両盗難防止システムは、このような電動パワーステアリング装置ＥＰＳと、電動パワーステアリング装置ＥＰＳの駆動制御部８と通信する通信制御部３と備え、電動パワーステアリング装置ＥＰＳ及び通信制御部３を搭載している車両の盗難を防止するよう構成されている。
通信制御部８は、盗難防止処理のＳ１３において、電動パワーステアリング装置ＥＰＳのスイッチ手段がオフであるか否かを判定する判定手段として機能し、判定手段が、オフであると判定した場合に、Ｓ１１においてロック状態にした電動パワーステアリング装置ＥＰＳの短絡手段を、Ｓ１５の処理を行なわないことによって、短絡状態のままにするように構成してある。

また、駆動制御部８は、スイッチ手段がオンである場合に、通信制御部３と通信可能となるように構成してあり、判定手段は、Ｓ１４において、駆動制御部８と通信制御部３との通信の不可能／可能を判定することによって、スイッチ手段がオフであるか否かを判定するように構成してある。

以上のような車両盗難防止システムは、メインＥＣＵ１１の通信制御部３がＥＰＳ用ＥＣＵ１の駆動制御部８と相互通信状態でない場合はＩＧスイッチ２がオフであるとみなしてモータ６をロック制御し、操舵部材２７を操舵不能とさせることによって、車両が作動（走行）しないように構成してある。

また、電動パワーステアリング装置ＥＰＳはモータ６とＥＰＳ用ＥＣＵ１とがハウジングＨ内に収容されることによって一体製作されているため、モータ６とＥＰＳ用ＥＣＵ１とを接続する電源線１０，１０，…、通信線等は切断不可能である。
更に、ＥＰＳ用ＥＣＵ１の電源線を切断した場合は、モータ６に電力が供給されず、車両は走行不可能になる。

また、操舵部材２７の動作自体をロックするような盗難防止専用のロック装置が必要でないため、ＩＧスイッチ２を、操舵部材２７の近傍ではなく、ＩＧスイッチ２の違法な細工が行い難い場所（例えばダッシュボード）に配置することができる。また、キーレスエントリーシステムと併用した場合は、ＩＧスイッチ２の違法な細工が更に行い難い場所（例えばダッシュボードの奥深く）に収納することができる。

この結果、車両盗難防止システムは、盗難防止専用のロック装置、盗難検出装置等の追加を必要とせずに、配線に対する違法な細工を防止して、簡易な構成で確実な盗難防止効果を得ることができる。

なお、Ｓ１２でドアの施錠が解除されたと判定してから所定時間以上経過した場合は、車両が盗難される可能性があると判定して、仮にＳ１３及びＳ１４両方がＹＥＳであっても、通信制御部３がＳ１５の処理を行なわずにモータ６のロックを継続する構成でもよい。

また、通信制御部３によるＩＧスイッチ２の直接的な監視及び／又は間接的な監視を行なわない構成でもよい。
通信制御部３によるＩＧスイッチ２の直接的な監視及び間接的な監視を両方とも行なわない場合、リレー駆動回路４を短絡手段の一部としてハウジングＨに収容して（例えばリレー駆動回路４をＥＰＳ用ＥＣＵ１に設け）、ＩＧスイッチ２がオフになった場合、自動的にリレー駆動回路４がオフになって短絡回路９がモータロック状態となり、ＩＧスイッチ２がオンになった場合、自動的にリレー駆動回路４がオンになって短絡回路９のモータロック状態が解除されるよう構成する。

ただし、このような構成ではＩＧスイッチ２がバイパスされた場合に対応できないため、本実施の形態のように、通信制御部３によるＩＧスイッチ２の直接的な監視及び間接的な監視を行なう構成の方が好ましい。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。 本発明に係る車両盗難防止システムの要部構成を示すブロック図である。 本発明に係る車両盗難防止システムの通信制御部が実行する盗難防止処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

２ ＩＧスイッチ（スイッチ手段）、２１ トルクセンサ、２７ 操舵部材、３ 通信制御部、４ リレー駆動回路、６ モータ、８ 駆動制御部、９ 短絡回路（短絡手段）、１０ 電源線、ＥＰＳ 電動パワーステアリング装置、Ｈ ハウジング

Claims (4)

1. 操舵部材に加えられた操舵トルク値を検出するトルクセンサと、
   操舵補助用のモータと、
   前記トルクセンサが検出した操舵トルク値に基づいて前記モータを駆動制御する駆動制御部と、
   該駆動制御部及び前記モータへの電力の供給をオン／オフするスイッチ手段と
   を備える電動パワーステアリング装置において、
   前記スイッチ手段がオフである場合に、前記モータへ電力を供給するための電源線を短絡させる短絡手段を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記モータ、前記駆動制御部、及び前記短絡手段を収容するハウジングを備え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。
3. 請求項１又は２に記載された電動パワーステアリング装置と、
   該電動パワーステアリング装置の駆動制御部と通信する通信制御部と
   を備え、車両の盗難を防止する車両盗難防止システムであって、
   前記通信制御部は、
   前記電動パワーステアリング装置のスイッチ手段がオフであるか否かを判定する判定手段を有し、
   該判定手段が、オフであると判定した場合に、前記電動パワーステアリング装置の短絡手段を短絡状態にするように構成してあることを特徴とする車両盗難防止システム。
4. 前記駆動制御部は、前記スイッチ手段がオンである場合に、前記通信制御部と通信可能となるように構成してあり、
   前記判定手段は、前記駆動制御部と前記通信制御部との通信の不可能／可能を判定することによって、前記スイッチ手段がオフであるか否かを判定するように構成してあることを特徴とする請求項３に記載の車両盗難防止システム。

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