JP3295224B2 - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電動パワーステアリン
グ制御装置に係り、特に電動機によりアシストし得る入
力軸と出力軸との相対回転による変位量の領域を広くし
得て、クラッチ機構の係合される時期の検出精度を向上
し得て、ステアリングホイールの操作感を向上し得る電
動パワーステアリング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両には、ステアリングホイールの操作
力をアシストして運転者への負担を軽減するために、操
作力をアシストするパワーステアリング装置を設けたも
のがある。パワーステアリング装置には、動力源として
油圧や圧搾空気、電気等を利用しており、それらの動力
源に対応して適切な制御手段を設けている。

【０００３】パワーステアリング装置には、例えば、電
動機（モータ）を利用した電動パワーステアリング制御
装置がある。電動パワーステアリング制御装置は、運転
者が必要とする操作力に対するアシストを自由に調整で
きるもである。

【０００４】このような電動パワーステアリング制御装
置としては、特開平１−２１８９７３号公報に開示され
るものがある。特開平１−２１８９７３号公報に開示さ
れるものは、入力軸と出力軸とを連結する弾性体の弾性
変形に応じて操舵トルクを検出する操舵トルク検出器を
設け、前記弾性体の弾性変形に関連して電動機の回転力
の伝達を断続制御するクラッチ機構を設け、このクラッ
チ機構が係合状態となる前記弾性体の弾性変形を、前記
操舵トルク検出器が検出する操舵トルクに応じて前記電
動機が回転を開始する時の前記弾性体の弾性変形より
も、小さくしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電動
パワーステアリング制御装置には、車両のステアリング
ホイールに接続される入力軸とステアリングギヤに接続
される出力軸とを弾性体を介して相対回転可能に軸支し
て設け、前記入力軸と出力軸との相対回転による変位量
及び変位方向を検出するステアリングセンサを設け、こ
のステアリングセンサの検出信号に基づいて電動機の駆
動力をクラッチ機構を介して出力軸に伝達することによ
りステアリングホイールの操作力をアシストするものが
ある。

【０００６】この電動パワーステアリング制御装置にお
いては、入力軸と出力軸との間に介装された弾性体の変
位量の変化する割合である変化率は、弾性体の弾性率に
よって決定される。図１６（ｂ）に示す如く、弾性率の
大きい硬い弾性体の場合は、操舵トルクに対して変位量
がＡ（一点鎖線）に示す如く変化する。弾性率の小さい
柔らかな弾性体の場合は、操舵トルクに対して変位量が
Ｂ（破線）に示す如く変化する。したがって、単一の弾
性体による入力軸と出力軸との変位量は、いずれも一定
となっている。

【０００７】このような電動パワーステアリング制御装
置には、入力軸と出力軸との相対回転による変位量が設
定値以下であると出力軸に対して離脱されるとともに、
入力軸と出力軸との相対回転による変位量が設定値を越
えると出力軸に係合されるクラッチ機構を設けたものが
ある。このクラッチ機構は、入力軸と出力軸との相対回
転による変位量が設定値を越えると係合される、つま
り、入力軸と出力軸との間に加わる操舵トルクがクラッ
チ係合トルク値を越えると係合される。

【０００８】したがって、この電動パワーステアリング
制御装置は、入力軸と出力軸との相対回転による変位量
が設定値を越えてクラッチ機構が係合すると、電動機の
駆動力がクラッチ機構を介して出力軸に伝達され、ステ
アリングホイールの操作力をアシストするものである。

【０００９】このため、前記如く単一の弾性体の変位量
を検出して操舵トルクを算出し、電動機の駆動力を制御
しようとすると、以下のような問題を生じる。

【００１０】弾性率の小さい柔らかな弾性体を入力軸と
出力軸との間に介装した場合には、図１６（ａ）にＢ
（破線）で示す如く小さなクラッチ係合トルク値により
クラッチ機構を係合できるが、図６（ｂ）に示す如く弾
性体の弾性限界の関係から、大きな操舵トルクを検出で
きない問題がある。このため、柔らかな弾性体の場合
は、電動機によりアシストし得る入力軸と出力軸との相
対回転による変位量の領域が狭くなり、電動機の制御電
流の立ち上がりが急峻になり、制御系の安定性が損なわ
れる不都合がある。

【００１１】弾性率の大きい硬い弾性体を入力軸と出力
軸との間に介装した場合には、図１６（ｂ）にＡ（一点
鎖線）で示す如く弾性体の弾性限界が広がることによ
り、大きな操舵トルクまで検出できるが、図６（ａ）に
示す如くクラッチ係合トルク値に達するまでの変位量が
大となり、クラッチ機構が係合するまでに要する操舵ト
ルクが大となる問題がある。このため、硬い弾性体の場
合は、中立点を挟んでアシストを得られない領域が大き
くなり、操舵感を低下させる不都合がある。

【００１２】この結果、単一の弾性体を設けた電動パワ
ーステアリング制御装置は、電動機によりアシストし得
る入力軸と出力軸との相対回転による変位量の領域を広
げることができない不都合があった。

【００１３】そこで、この発明の出願人は、入力軸と出
力軸との間に弾性体を介装して設け、前記入力軸と出力
軸との相対回転による変位量の変化率を切換えるべく、
前記入力軸と出力軸との間に前記弾性体と別異の副弾性
体を介装して設けた電動パワーステアリング制御装置
を、既に出願している。

【００１４】この入力軸と出力軸との間に弾性体及び副
弾性体を介装した電動パワーステアリング制御装置は、
図１６（ａ）にＣ（実線）で示す如く、変位量の変化率
が切換点において切換え得ることにより、電動機により
アシストし得る入力軸と出力軸との相対回転による変位
量の領域を広げることができる。

【００１５】このように、入力軸と出力軸との間に弾性
体及び副弾性体を介装した電動パワーステアリング制御
装置においては、図１６（ａ）にＣ（実線）で示す如
く、変位量の変化率が切換わる切換点の変位量を、クラ
ッチ機構の係合する変位量よりも大きく設定している。
つまり、図１６（ｂ）に示す如くクラッチ機構の係合す
る変位量よりも、十分に変位量が大きくなってから、変
位量の変化率を切換わるように設定している。

【００１６】これは、クラッチ機構が機械的な精度及び
摩耗等により係合する変位量にずれを生じ、この結果、
変位量の変化率の小さい領域でクラッチ機構が係合する
ことになることを防止するためである。また、一般的に
は、電動機の駆動力によるアシストを、図３にｃで示す
如く、変位量の変化率が切換わる切換点から開始するこ
とが行われている。

【００１７】ところが、図３のｃに示す如く切換点から
電動機によるアシストを開始する場合には、変位量の変
化率の小さい領域でのリミット点までの変位量が、図３
のＡに示す如く狭いため、クラッチ機構の係合される時
期の検出精度が低下するという不都合がある。また、ク
ラッチ機構が機械的な精度及び摩耗等により係合する変
位量にずれを生じることから、一元的なアシストではク
ラッチ機構の結合する時期のずれに対応して適正にアシ
ストし得ず、操作上において違和感を生じさせる不都合
がある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このような不都合を解消
すべく、この発明は、車両のステアリングホイールに接
続される入力軸とステアリングギヤに接続される出力軸
とを弾性体を介して相対回転可能に軸支して設け、前記
入力軸と前記出力軸との相対回転による変位量が設定値
以下であると前記出力軸に対して離脱されるとともに前
記入力軸と前記出力軸との相対回転による変位量が設定
値を越えると前記出力軸に係合されるクラッチ機構を設
け、このクラッチ機構により前記出力軸への駆動力の伝
達を断続される電動機を設け、前記入力軸と前記出力軸
との相対回転による変位量及び変位方向を検出するステ
アリングセンサを設け、このステアリングセンサの検出
信号に基づいて前記電動機の駆動力を前記クラッチ機構
を介して前記出力軸に伝達することにより前記ステアリ
ングホイールの操作力をアシストする電動パワーステア
リング制御装置において、前記入力軸と前記出力軸との
相対回転による変位量の変化率を切換えるべく前記入力
軸と前記出力軸との間に前記弾性体と別異の副弾性体を
介装して設け、前記電動機の駆動電流値を検出する検出
手段を設け、前記電動機に駆動電流を流しておいて前記
クラッチ機構が係合して前記出力軸に伝達される電動機
の駆動力が増大することにより増加する駆動電流値の変
化を前記検出手段により検出するとともにこの駆動電流
値の変化点における前記入力軸と出力軸との変位量を前
記ステアリングセンサにより検出し、前記検出手段の検
出する駆動電流値の変化及びこの駆動電流値の変化点に
おける前記ステアリングセンサの検出する変位量より前
記クラッチ機構の係合される時期を判断すべく処理する
制御手段を設けたことを特徴とし、また、前記電動パワ
ーステアリング制御装置において、前記入力軸と前記出
力軸との相対回転による変位量の変化率を切換えるべく
前記入力軸と前記出力軸との間に前記弾性体と別異の副
弾性体を介装して設け、前記電動機の駆動電流値を検出
する検出手段を設け、前記電動機に駆動電流を流してお
いて前記クラッチ機構が係合して前記出力軸に伝達され
る電動機の駆動力が増大することにより増加する駆動電
流値の変化を前記検出手段により検出するとともにこの
駆動電流値の変化点における前記入力軸と出力軸との変
位量を前記ステアリングセンサにより検出し、前記検出
手段の検出する駆動電流値の変化及びこの駆動電流値の
変化点における前記ステアリングセンサの検出する変位
量より前記クラッチ機構の係合される時期を判断すべく
処理するとともに判断されたクラッチ機構の係合される
時期が存する変位量の領域に応じて前記ステアリングホ
イールの操作力をアシストすべく前記電動機の駆動力を
制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１９】

【作用】この発明の構成によれば、電動パワーステアリ
ング制御装置は、入力軸と前記出力軸との相対回転によ
る変位量の変化率を切換えるべく入力軸と出力軸との間
に介装して設けた弾性体及び副弾性体の各弾性率を適正
に設定することにより、電動機によりアシストし得る入
力軸と出力軸との相対回転による変位量の領域を広くす
ることができ、また、制御手段によって、電動機に駆動
電流を流しておいてクラッチ機構が係合して出力軸に伝
達される電動機の駆動力が増大することにより増加する
駆動電流値の変化を検出手段により検出するとともにこ
の駆動電流値の変化点における入力軸と出力軸との変位
量をステアリングセンサにより検出し、検出手段の検出
する駆動電流値の変化及びこの駆動電流値の変化点にお
けるステアリングセンサの検出する変位量よりクラッチ
機構の係合される時期を判断すべく処理することによ
り、クラッチ機構の係合する時期を適切に検出すること
ができ、さらに、制御手段によって、検出手段の検出す
る駆動電流値の変化及びこの駆動電流値の変化点におけ
るステアリングセンサの検出する変位量よりクラッチ機
構の係合される時期を判断すべく処理するとともに判断
されたクラッチ機構の係合される時期が存する変位量の
領域に応じてステアリングホイールの操作力をアシスト
すべく電動機の駆動力を制御することにより、クラッチ
機構の係合する時期のずれに対応してアシストすること
ができる。

【００２０】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を説明
する。図１〜図１５は、この発明の実施例を示すもので
ある。図７において、２は車両、４は前輪、６は後輪で
ある。この車両２は、搭載した駆動システムである内燃
機関や電動機により前輪４および／または後輪６を駆動
して走行する。操舵輪である前輪４は、ステアリングホ
イール８により操舵される。

【００２１】ステアリングホイール８は、ステアリング
コラム１０によりステアリングギヤ１２に連絡して設け
ている。ステアリングコラム１０は、ステアリングホイ
ール８に連絡されるステアリング軸１４とステアリング
ギヤ１２に連絡されるジョイント軸１６とからなる。ス
テアリングギヤ１２は、ジョイント軸１６の回転運動を
直線運動に変換してタイロッド１８を往復動させ、図示
しないナックルアームを介して操舵輪である前輪４を操
舵する。

【００２２】前記車両２には、電動パワーステアリング
制御装置２０を備えている。電動パワーステアリング制
御装置２０は、図１１〜図１５に示す如く、ステアリン
グホイール８にステアリング軸１４を介して接続される
入力軸２２と、ステアリングギヤ１２にジョイント軸１
６を介して接続される出力軸２４と、を設けている。

【００２３】入力軸２２及び出力軸２４は、図１１に示
す如く、アッパハウジング２６とロアハウジング２８と
により包囲されている。出力軸２４は、軸受３０によっ
てロアハウジング２８に軸支されている。入力軸２２
は、先端側に形成した小径部３２を出力軸２４の後端側
の大径部３４に形成した嵌合孔３６に相対回転可能に嵌
合している。入力軸２２及び出力軸２４は、軸方向に形
成した入力側挿入孔３６・出力側挿入孔３８にトーショ
ンバー等の弾性体４０を内装し、この弾性体４０の各側
端部を入力側固定ピン４２・出力側固定ピン４４により
夫々固定し、相対回転可能に軸支している。

【００２４】前記入力軸２２の小径部３２には、図１２
に示す如く、連結ピン４６の一端側が固設されている。
連結ピン４６の他端側は、出力軸２４の大径部３４に形
成した連結穴４７に挿通され、嵌合孔３６側から外方に
突出させている。連結穴４７は、入力軸２２及び出力軸
２４の相対回転による連結ピン４６の所定の回動変位を
許容するように、連結ピン４６の径よりも大きく形成さ
れている。

【００２５】前記出力軸２４には、クラッチ機構４８が
設けられている。この実施例のクラッチ機構４８は、３
ウェイ方式のクラッチ機構であり、図１４・図１５に示
す如く、出力軸２４に設けた前記大径部３４及び入力軸
２２に設けられた前記連結ピン４６と内側保持器５０と
外側保持器５２とウォームホイール５４と転動体５６と
バネ５８とにより構成される。クラッチ機構４８は、出
力軸２４の大径部３４に内側保持器５０を嵌装し、内側
保持器５０に外側保持器５２を嵌装し、外側保持器５２
にウォームホイール５４を嵌装している。

【００２６】内側保持器５０は、前記出力側固定ピン４
４により固設されている。内側保持器５０には、挿通穴
６０が形成されている。挿通穴６０には、前記連結ピン
４６が入力軸２２により回動可能に挿通されている。外
側保持器５２には、前記内側保持器５０の挿通穴６０を
挿通された前記連結ピン４６の他端側が固設されてい
る。外側保持器５２とウォームホイール５４とは、支持
具６２により内側保持器５０に支持されている。

【００２７】内側保持器５０及び外側保持器５２は、内
側保持孔６４及び外側保持孔６６内に転動体５６を配設
し、転動体５６をバネ５８により弾性付勢している。転
動体５６は、略瓢箪形状に形成され、長手方向の長さが
大径部３４及びウォームホイール５４間の長さよりも少
許短く形成されている。

【００２８】クラッチ機構４８は、入力軸２２及び出力
軸２４の相対回転による変位量が設定値以下であると、
図１４に示す如く、大径部３４及びウォームホイール５
４間に転動体５６が直径方向に略平行な状態に配設位置
されている。これにより、クラッチ機構４８は、転動体
５６が大径部３４及びウォームホイール５４に係合され
ず、離脱状態になっている。

【００２９】クラッチ機構４８は、入力軸２２及び出力
軸２４の相対回転による変位量が設定値を越えると、図
１５に示す如く、転動体５６がバネ５８により押されて
大径部３４及びウォームホイール５４間に直径方向に対
して傾斜した状態に配設位置される。これによりクラッ
チ機構４８は、転動体５６が大径部３４及びウォームホ
イール５４に係合され、係合状態になる。

【００３０】このように、クラッチ機構４８は、入力軸
２２と出力軸２４との相対回転による変位量が設定値以
下であると出力軸２４に対して離脱されるとともに、入
力軸２２と出力軸２４との相対回転による変位量が設定
値を越えると出力軸２４に係合される。

【００３１】前記クラッチ機構４８は、出力軸２４への
電動機６８の駆動力の伝達を断続する。電動機６８は、
図１２に示す如く、電動機軸７０を軸受７２によりアッ
パハウジング２６に軸支している。電動機軸７０には、
前記ウォームホイール５４に噛合するウォームギヤ７４
が設けられている。電動機６８の駆動力は、減速機構を
構成するウォームホイール５４及びウォームギヤ７４に
より減速され、クラッチ機構４８を介して出力軸２４に
伝達され、ステアリングホイール８の操作力をアシスト
する。

【００３２】この電動パワーステアリング制御装置２０
は、ステアリングセンサ７６を設けている。ステアリン
グセンサ７６は、図１３に示す如く、センサ本体７８
と、センサ本体７８から突出されたセンサ軸部８０と、
このセンサ軸部８０に一端側を固設された板部材８２
と、この板部材８２の他端側に保持されたセンシング部
８４と、を設けている。

【００３３】また、ステアリングセンサ７６は、図１１
に示す如く、入力軸２２に軸方向移動可能に外嵌された
第１スライダ８６を設け、この第１スライダ８６の周方
向に形成した周溝８８に前記センシング部８４を摺動可
能に係合している。第１スライダ８６には、第２スライ
ダ９０が第１Ｃリング９２により固定されている。

【００３４】第２スライダ９０は、軸方向の案内溝９４
を設け、この案内溝９４に案内軸９６を摺動可能に係合
している。案内軸９６は、出力軸２４の大径部３４に設
けた突縁部９８に固設されている。また、第２スライダ
９０は、ボール穴１００を設け、ボール１０２を収納し
ている。ボール１０２は、入力軸２２に設けたセンシン
グ溝１０４に移動可能に係合されている。センシング溝
１０４は、入力軸２２の軸心方向に対して傾斜させた略
螺旋形状に形成されている。

【００３５】前記第２スライダ９０には、案内軸９６及
びボール１００を覆うようにカバー１０６が装着されて
いる。カバー１０６は、第２Ｃリング１０８によりリテ
ーナ１１０とともに第２スライダ９０に固定されてい
る。リテーナ１１０と前記ウォームホイール５４との間
には、センシングバネ１１２が設けられている。

【００３６】ステアリングセンサ７６は、図８に示す如
く、ステアリングホイール８が操作されていないと、入
力軸２２と出力軸２４とがねじれず、変位が発生しな
い。このため、ステアリングセンサ７６は、ボール１０
２が中立位置からセンシング溝１０４に沿って移動しな
いことにより、第１・第２スライダ８６・９０も入力軸
２２の軸方向に移動しない。したがって、センサ本体７
８は、入力軸２２と出力軸２４との変位量を零として検
出する。

【００３７】ステアリングセンサ７６は、図９・図１０
に示す如く、ステアリングホイール８の操作により入力
軸２２と出力軸２４とがねじれて変位が発生すると、ボ
ール１０２が中立位置からセンシング溝１０４に沿って
移動することにより、このボールの移動に伴い第２スラ
イダ９０が入力軸２２の軸方向に移動され、第１スライ
ダ８６も入力軸２２の軸方向に移動される。第１スライ
ダ８６の軸方向の移動は、周溝８８に係合されるセンシ
ング部８４を軸方向に移動させ、板部材８２を介してセ
ンサ軸部８０を回転させる。センサ本体７８は、このセ
ンサ軸部８０の回転量及び回転方向を入力軸２２と出力
軸２４との変位量及び変位方向として検出する。

【００３８】前記ステアリングセンサ７６の検出信号
は、制御部１１４に入力される。制御部１１４は、図６
に示す如く、前記電動機６８及びステアリングセンサ７
６を接続している。この制御部１１４には、車両２に搭
載した駆動システムである内燃機関（図示せず）のエン
ジン回転数を検出すべくイグニションコイル１１６と、
車速を検出すべくスピードメータ部に設けたロータ１１
８ａ・リードスイッチ１１８ｂからなる車速センサ１１
８と、発電電圧を検出すべくジェネレータ１２０と、イ
グニションスイッチ１２２を介してバッテリ１２４と、
が接続さている。なお、符号１２６は、ヒューズであ
る。

【００３９】制御部１１４は、ステアリングホイール８
が操作された際に、ステアリングセンサ７６の検出する
入力軸２２と出力軸２４との変位量及び変位方向に基づ
いてアシスト量及びアシスト方向を決定し、入力軸２２
と出力軸２４との変位量が設定値を越えることにより係
合されたクラッチ機構４８を介して電動機６８の駆動力
を出力軸２４に伝達させ、ステアリングホイール８の操
作力をアシストすべく電動機６８の駆動力を制御する。

【００４０】また、制御部１１４は、ステアリングセン
サ７６の検出信号のみならず、車速センサ１１８の検出
信号やイグニションコイル１１６からの点火信号による
エンジン回転数を取り込み、これらを加味してアシスト
量を決定する。制御部１１４は、図２に示す如く、電動
機駆動回路１２８により電動機６８を駆動する。電動機
駆動回路１２８は、電動機６８の＋端子６８Ａに接続さ
れるドライバー１３０Ａ・１３０Ｂ及びトランジスタ１
３２Ａ・１３２Ｂと、電動機６８の−端子６８Ｂに接続
されるドライバー１３４Ａ・１３４Ｂ及びトランジスタ
１３６Ａ・１３６Ｂと、から構成される。電動機駆動回
路１２８は、電動機６８を一方向に回転させる場合に、
トランジスタ１３２Ａ・１３６Ｂをドライバー１３０Ａ
・１３４Ｂを介して駆動する。また、電動機駆動回路１
２８は、電動機６８を他方向に回転させる場合に、トラ
ンジスタ１３２Ｂ・１３６Ａをドライバー１３０Ｂ・１
３４Ａを介して駆動する。

【００４１】なお、電動パワーステアリング制御装置２
０は、電動機６８等の駆動系に異常が発生し、例えばウ
ォームホイール５４が作動しない状態、いわゆるロック
状態になることがある。この場合には、連結ピン４６が
出力軸２４の大径部３４に形成した連結穴４７の内壁に
当接されることにより、入力軸２２が出力軸２４を直接
的に回転させることになる。この入力軸２２による出力
軸２４の直接的な回転は、クラッチ機構４８の転動体５
４を出力軸２４の大径部３４とウォームホイール５４と
から解放させるように作用する。これにより、電動パワ
ーステアリング制御装置２０は、駆動系がロックした場
合にも、手動による操作が可能となっている。

【００４２】この電動パワーステアリング制御装置２０
は、入力軸２２と出力軸２４との相対回転による変位量
の変化率を切換えるべく、図１４・図１５に示す如く、
前記入力軸２２と出力軸２４との間に前記弾性体４０と
別異の一組のコイル状の副弾性体１３８・１３８を介装
して設けている。これら弾性体４０及び副弾性体１３８
・１３８は、従来の図３に一点鎖線で示す弾性体及び副
弾性体（図示せず）よりも、図３に示す実線で示す如く
全体として柔らかく設定している。

【００４３】前記一組の副弾性体１３８・１３８は、図
１４に示す如く、クラッチ機構４８の内側保持器５０に
設けた挿通穴６０内の、入力軸１２２による連結ピン４
６の回動方向と対向する位置に対称的に配設している。
一方の副弾性体１３８は、連結ピン４６の回動方向一側
（図１４において右側）の挿通孔６０内に一端側を固設
されるとともに他端側の自由端を連結ピン４６から離間
させて設けている。他方の副弾性体１３８は、連結ピン
４６の回動方向他側（図１４において左側）の挿通孔６
０内に一端側を固設されるとともに他端側の自由端を連
結ピン４６から離間させて設けている。

【００４４】入力軸２２及び出力軸２４に相対回転が生
じていない場合は、図１４に示す如く、各副弾性体１３
８の夫々の自由端が連結ピン４６から離間されている。
入力軸２２及び出力軸２４は、例えば入力軸２２が図１
５に示す如く左回転して相対回転が生じると、先ず、弾
性体４０がねじれて変位量が生じる。この変位量は、弾
性体４０の弾性率によって、図３の切換点左側の実線で
示す如き変化率となって生じる。

【００４５】入力軸２２及び出力軸２４の相対回転が大
きくなり、図１５に示す如く、一方の副弾性体１３８に
接する変位量になると、弾性体４０とともに一方の副弾
性体１３８による変位量が生じる。この変位量は、弾性
体４０の弾性率及び副弾性体１３８の弾性率によって、
図３の切換点右側の実線で示す如き変化率となって生じ
る。

【００４６】これにより、入力軸２２及び出力軸２４の
相対変位により生じる変位量の変化率は、図３に示す如
く、切換点において切換わることになる。この切換点
は、前記クラッチ機構４８の係合する変位量である設定
値（設計基準値）に設定されている。この切換点から変
位量リミットまでの領域は、図３に示す如くＢであり、
従来のＡよりも大きく広げることができる。

【００４７】前記弾性体４０及び副弾性体１３８は、図
３に示す如く、切換点よりも操舵トルクの小さい領域に
おいては変化率の大きい変位量となり、切換点よりも操
舵トルクの大きい領域においては変化率の小さな変位量
とるように、弾性率を設定する。これにより、操舵トル
クの小さい状態でクラッチ機構４８が係合するように設
定することにより、電動機６８によるアシストし得る領
域を広げることができ、アシスト領域の拡大により操作
上の違和感を解消し得て、制御を容易にすることができ
る。

【００４８】また、前記電動パワーステアリング制御装
置２０は、図２に示す如く、電動機６８の駆動電流値を
検出する検出手段１４０を設けている。この検出手段１
４０は、少なくとも車両２のシステム起動直後に一度だ
け電動機６８を駆動し、そのときの駆動電流値を検出す
る。あるいは、検出手段１４０は、車両２のシステム起
動後に継続して電動機６８を駆動し、連続して駆動電流
値を検出する。

【００４９】前記検出手段１４０は、前記電動機駆動回
路１２８に設けられる。前記検出手段１４０は、前記電
動機駆動回路１２８の＋端子６８Ａ及びトランジスタ１
３２Ａ・１３２Ｂと、−端子６８Ｂ及びトランジスタ１
３６Ａ・１３６Ｂと、のいずれか一方の端子・トランジ
スタ間にシャント抵抗１４２を介装して設ける。電動機
６８に加えられた駆動電流は、このシャント抵抗１４２
により発生する電圧降下として電圧検出回路１４４によ
り検出し、電圧検出回路１４４を介して制御部１１４に
入力される。なお、電動機６８を一方向に回転させる場
合は、トランジスタ１３２Ａ・１３６Ｂをドライバー１
３２Ａ・１３４Ｂを介して駆動する。電動機６８を他方
向に回転させる場合は、トランジスタ１３２Ｂ・１３６
Ａをドライバー１３０Ｂ・１３４Ａを介して駆動する。

【００５０】前記制御部１１４は、この検出手段１４０
の検出する駆動電流値の変化より、クラッチ機構４８の
係合される時期を判断すべく処理する。つまり、制御部
１１４は、電動機６８に駆動電流を流しておいてクラッ
チ機構４８が係合して出力軸２４に伝達される電動機６
８の駆動力が増大することにより増加する駆動電流値の
変化を検出手段１４０により検出するとともにこの駆動
電流値の変化点における入力軸２２と出力軸２４との変
位量をステアリングセンサ７６により検出し、検出手段
１４０の検出する駆動電流値の変化及びこの駆動電流値
の変化点におけるステアリングセンサ７６の検出する変
位量よりクラッチ機構４８の係合される時期を判断すべ
く処理する。

【００５１】制御部１１４は、車両２のシステム起動直
後、例えば内燃機関（図示せず）イグニションスイッチ
１２２がオンされた直後に、図４に示す如く、電動機６
８に微小の駆動電流を流しておく。制御部１１４は、電
動機６８によるアシスト開始の時期を、図３のクラッチ
機構４８が係合する最大変位量（ＭＡＸ）に設定しお
く。ステアリングホイール８の操作により検出手段１４
０の検出する駆動電流値は、クラッチ機構４８が係合さ
れる変位量になるまで一定となっている。

【００５２】クラッチ機構４８は、変位量が係合される
変位量に達すると、係合が開始されることにより、電動
機６８の駆動力が出力軸２４に伝達され初め、ついで完
全に係合することにより出力軸２４に伝達される駆動力
が増大することになる。これにより、検出手段１４０の
検出する駆動電流値は、微小の駆動電流値が急激に増加
する。制御部１１４は、この駆動電流値が急激に増加す
る変化点の変位量をステアリングセンサ７６により検出
し、クラッチ機構４８が係合する時期の変位量として判
断し処理する。

【００５３】また、電動パワーステアリング制御装置２
０は、前記の如く、検出手段１４０の検出する駆動電流
値の変化及びこの駆動電流値の変化点におけるステアリ
ングセンサ７６の検出する変位量よりクラッチ機構４８
の係合される時期を判断すべく処理するとともに、図１
・図３に示す如く、この判断されたクラッチ機構４８の
係合される時期が存する変位量の領域に応じてステアリ
ングホイール８の操作力をアシストすべく電動機６８の
駆動力を制御するものである。

【００５４】次に作用を説明する。

【００５５】電動パワーステアリング制御装置２０は、
制御部１１４によつて、ステアリング８が操作された際
に、ステアリングセンサ７６の検出する入力軸２２と出
力軸２４との変位量及び変位方向に基づいてアシスト量
及びアシスト方向を決定し、入力軸２２と出力軸２４と
の変位量が設定値を越えることにより係合されたクラッ
チ機構４８を介して電動機６８の駆動力を出力軸２４に
伝達させ、ステアリングホイール８の操作力をアシスト
すべく電動機６８の駆動力を制御する。

【００５６】また、アシスト量及びアシスト方向は、ス
テアリングセンサ７６の検出信号のみならず、車速セン
サの１１８の検出信号や、さらにはイグニションコイル
１１６からの点火信号によるエンジン回転数を加味して
決定される。

【００５７】この電動パワーステアリング制御装置２０
は、制御部１１４によって、図１に示す如く、車両２の
システム起動時に、例えば内燃機関を始動すべくイグニ
ションスイッチ１２２をオン（ステップ２００）する
と、図４に示す如く、電動機６８に微小の駆動電流を流
して電動機６８を微小出力で駆動する（ステップ２０
２）。

【００５８】ステアリングホイール８の操作により変位
量が増大し、クラッチ機構４８が係合される変位量に達
すると、出力軸２４に伝達される駆動力が増大すること
により、検出手段１４０の検出する駆動電流値が急激に
増加して変化する。制御部１１４は、この駆動電流値が
急激に増加する変化点の変位量をステアリングセンサ７
６により検出し、クラッチ機構４８が係合する時期の変
位量として判断し処理する（ステップ２０４）。

【００５９】ついで、判断されたクラッチ機構４８の係
合される時期が存する変位量の領域に応じて、ステアリ
ングホイール８の操作力をアシストすべく電動機６８の
駆動力を制御する。即ち、クラッチ機構４８は、機械的
な精度及び摩耗等により係合する変位量にずれを生じる
ことがある。そこで、クラッチ機構４８の係合される時
期の変位量が、図３の変化率の切換点よりも小さい側の
変位量の領域（変化率の大きい領域）に存するか、切換
点の変位量（設計基準値）の位置に存するか、切換点よ
りも大きい側の変位量の領域（変化率の小さい領域）に
存するか、を判断する（ステップ２０６）。

【００６０】この判断（ステップ２０６）において、ク
ラッチ機構４８の係合される時期の変位量が切換点より
も小さい側の変位量の領域（変化率の大きい領域）に存
する場合は、図３のａに示すようにアシストすべく電動
機６８を制御（ステップ２０８）し、リターンする。こ
のときのアシストは、クラッチ機構４８の係合される時
期の変位量においてアシストを開始し、変位量の変化率
の大きい領域においてはアシスト量を小さく設定し、切
換点を越えて変位量の変化率の小さい領域に入るとアシ
スト量を大きく設定する。

【００６１】前記判断（ステップ２０６）において、ク
ラッチ機構４８の係合される時期の変位量が切換点の位
置に存する場合は、図３のｃに示すようにアシストすべ
く電動機６８を制御（ステップ２１０）し、リターンす
る。このときのアシストは、変位量の変化率の切換点か
らアシストを開始し、基準的なアシスト量に設定する。

【００６２】前記判断（ステップ２０６）において、ク
ラッチ機構４８の係合される時期の変位量が切換点より
も大きい側の変位量の領域（変化率の小さい領域）に存
する場合は、図３のｂに示すようにアシストすべく電動
機６８を制御（ステップ２１２）し、リターンする。こ
のときのアシストは、クラッチ機構４８の係合される時
期の変位量においてアシストを開始し、前記ステップ２
１０の基準的なアシスト量よりも立ち上がりの大きなア
シスト量に設定する。

【００６３】これにより、この電動パワーステアリング
制御装置２０は、図５に実線で示す如く如く、クラッチ
機構４８の係合される時期から出力軸２４に電動機６８
の駆動力を滑らかに伝達させることができる。

【００６４】このように、この電動パワーステアリング
制御装置２０は、入力軸２２と出力軸２４との間に介装
して設けた弾性体４０及び副弾性体１３８の各弾性率を
適正に設定することにより、電動機６８によりアシスト
し得る変位量の領域を広くすることができ、制御系の安
定性を向上することができる。

【００６５】また、この電動パワーステアリング制御装
置２０は、制御部１１４によって、電動機６８に駆動電
流を流しておいてクラッチ機構４８が係合して出力軸２
４に伝達される電動機６８の駆動力が増大することによ
り増加する駆動電流値の変化を検出手段１４０により検
出するとともにこの駆動電流値の変化点における入力軸
２２と出力軸２４との変位量をステアリングセンサ７６
により検出し、検出手段１４０の検出する駆動電流値の
変化及びこの駆動電流値の変化点におけるステアリング
センサ７６の検出する変位量よりクラッチ機構４８の係
合される時期を判断すべく処理することにより、クラッ
チ機構４８の係合する時期を適切に検出することがで
き、電動機６８によりアシストし得る変位量の領域を広
くすることができることと相俟って、クラッチ機構４８
の係合する時期の検出精度を向上することができる。

【００６６】さらに、この電動パワーステアリング制御
装置２０は、制御部１１４によって、検出手段１４０の
検出する駆動電流値の変化及びこの駆動電流値の変化点
におけるステアリングセンサ７６の検出する変位量より
クラッチ機構４８の係合される時期を判断すべく処理す
るとともに判断されたクラッチ機構４８の係合される時
期が存する変位量の領域に応じてステアリングホイール
８の操作力をアシストすべく電動機６８の駆動力を制御
することにより、クラッチ機構４８の結合する時期のず
れに対応してアシストすることができ、操作感を向上す
ることができる。

【００６７】

【発明の効果】このように、この発明によれば、この電
動パワーステアリング制御装置は、入力軸と出力軸との
間に介装して設けた弾性体及び副弾性体の各弾性率を適
正に設定することにより、電動機によりアシストし得る
変位量の領域を広くすることができ、制御系の安定性を
向上することができる。

【００６８】また、この電動パワーステアリング制御装
置は、制御部によって、電動機に駆動電流を流しておい
てクラッチ機構が係合して出力軸に伝達される電動機の
駆動力が増大することにより増加する駆動電流値の変化
を検出手段により検出するとともにこの駆動電流値の変
化点における入力軸と出力軸との変位量をステアリング
センサにより検出し、検出手段の検出する駆動電流値の
変化及びこの駆動電流値の変化点におけるステアリング
センサの検出する変位量よりクラッチ機構の係合される
時期を判断すべく処理することにより、クラッチ機構の
係合する時期を適切に検出することができ、電動機によ
りアシストし得る変位量の領域を広くすることができる
ことと相俟って、クラッチ機構の係合する時期の検出精
度を向上することができる。

【００６９】さらに、この電動パワーステアリング制御
装置は、制御部によって、検出手段の検出する駆動電流
値の変化及びこの駆動電流値の変化点におけるステアリ
ングセンサの検出する変位量よりクラッチ機構の係合さ
れる時期を判断すべく処理するとともに判断されたクラ
ッチ機構の係合される時期が存する変位量の領域に応じ
てステアリングホイールの操作力をアシストすべく電動
機の駆動力を制御することにより、クラッチ機構の結合
する時期のずれに対応してアシストすることができ、操
作感を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動パワーステアリング制御装置の実施例を示
す制御部による制御のフローチャートである。

【図２】検出手段の回路構成図である。

【図３】操舵トルクに対する変位量の変化とクラッチ機
構の係合する時期によるアシストの変化とのタイミング
チャートである。

【図４】変位量に対する電動機駆動力と出力軸に伝達さ
れる駆動力と電動機電流とのタイミングチャートであ
る。

【図５】操舵トルクに対する電動機駆動力と出力軸に伝
達される駆動力とのタイミングチャートである。

【図６】制御部の回路構成図である。

【図７】車両に搭載された電動パワーステアリング制御
装置の概略構成図である。

【図８】ステアリングホイール中立位置におけるステア
リングセンサの動作を説明する概略構成図である。

【図９】ステアリングホイール左回転操作時におけるス
テアリングセンサの動作を説明する概略構成図である。

【図１０】ステアリングホイール右回転操作時における
ステアリングセンサの動作を説明する概略構成図であ
る。

【図１１】電動パワーステアリング制御装置の要部拡大
断面図である。

【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線による断面図であ
る。

【図１３】図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線による断面図
である。

【図１４】図１２の矢印Ａ部位におけるクラッチ機構が
離脱されている状態の拡大断面図である。

【図１５】図１２の矢印Ａ部位におけるクラッチ機構が
係合されている状態の拡大断面図である。

【図１６】（ａ）は、従来技術を説明する操舵トルクに
対する入力軸と出力軸との変位量の関係を示す図であ
る。（ｂ）は、従来技術を説明する操舵トルクに対する
電動機のアシスト量の関係を示す図である。

【符号の説明】

２ 車両 ４ 前輪 ６ 後輪 ８ ステアリングホイール １０ ステアリングコラム １２ ステアリングギヤ １８ タイロッド ２０ 電動パワーステアリング制御装置 ２２ 入力軸 ２４ 出力軸 ３４ 大径部 ４０ 弾性体 ４６ 連結ピン ４８ クラッチ機構 ５０ 内側保持器 ５２ 外側保持器 ５４ ウォームホイール ５６ 転動体 ５８ バネ ６８ 電動機 ７０ 電動機軸 ７４ ウォームギヤ ７６ ステアリングセンサ ７８ センサ本体 ８０ センサ軸部 ８２ 板部材 ８４ センシング部 ８６ 第１スライダ ８８ 周溝 ９０ 第２スライダ ９４ 案内溝 ９６ 案内軸 ９８ 突縁部 １００ ボール穴 １０２ ボール １０４ センシング溝 １０６ カバー １１０ リテーナ １１２ センシングバネ １１４ 制御部 １１６ イグニションコイル １１８ 車速センサ １２０ ジェネレータ １２２ イグニションスイッチ １２４ バッテリ １２６ ヒューズ １２８ 電動機駆動回路 １３８ 副弾性体 １４０ 検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−269610（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のステアリングホイールに接続され
   る入力軸とステアリングギヤに接続される出力軸とを弾
   性体を介して相対回転可能に軸支して設け、前記入力軸
   と前記出力軸との相対回転による変位量が設定値以下で
   あると前記出力軸に対して離脱されるとともに前記入力
   軸と前記出力軸との相対回転による変位量が設定値を越
   えると前記出力軸に係合されるクラッチ機構を設け、こ
   のクラッチ機構により前記出力軸への駆動力の伝達を断
   続される電動機を設け、前記入力軸と前記出力軸との相
   対回転による変位量及び変位方向を検出するステアリン
   グセンサを設け、このステアリングセンサの検出信号に
   基づいて前記電動機の駆動力を前記クラッチ機構を介し
   て前記出力軸に伝達することにより前記ステアリングホ
   イールの操作力をアシストする電動パワーステアリング
   制御装置において、前記入力軸と前記出力軸との相対回
   転による変位量の変化率を切換えるべく前記入力軸と前
   記出力軸との間に前記弾性体と別異の副弾性体を介装し
   て設け、前記電動機の駆動電流値を検出する検出手段を
   設け、前記電動機に駆動電流を流しておいて前記クラッ
   チ機構が係合して前記出力軸に伝達される電動機の駆動
   力が増大することにより増加する駆動電流値の変化を前
   記検出手段により検出するとともにこの駆動電流値の変
   化点における前記入力軸と出力軸との変位量を前記ステ
   アリングセンサにより検出し、前記検出手段の検出する
   駆動電流値の変化及びこの駆動電流値の変化点における
   前記ステアリングセンサの検出する変位量より前記クラ
   ッチ機構の係合される時期を判断すべく処理する制御手
   段を設けたことを特徴とする電動パワーステアリング制
   御装置。
2. 【請求項２】 車両のステアリングホイールに接続され
   る入力軸とステアリングギヤに接続される出力軸とを弾
   性体を介して相対回転可能に軸支して設け、前記入力軸
   と前記出力軸との相対回転による変位量が設定値以下で
   あると前記出力軸に対して離脱されるとともに前記入力
   軸と前記出力軸との相対回転による変位量が設定値を越
   えると前記出力軸に係合されるクラッチ機構を設け、こ
   のクラッチ機構により前記出力軸への駆動力の伝達を断
   続される電動機を設け、前記入力軸と前記出力軸との相
   対回転による変位量及び変位方向を検出するステアリン
   グセンサを設け、このステアリングセンサの検出信号に
   基づいて前記電動機の駆動力を前記クラッチ機構を介し
   て前記出力軸に伝達することにより前記ステアリングホ
   イールの操作力をアシストする電動パワーステアリング
   制御装置において、前記入力軸と前記出力軸との相対回
   転による変位量の変化率を切換えるべく前記入力軸と前
   記出力軸との間に前記弾性体と別異の副弾性体を介装し
   て設け、前記電動機の駆動電流値を検出する検出手段を
   設け、前記電動機に駆動電流を流しておいて前記クラッ
   チ機構が係合して前記出力軸に伝達される電動機の駆動
   力が増大することにより増加する駆動電流値の変化を前
   記検出手段により検出するとともにこの駆動電流値の変
   化点における前記入力軸と出力軸との変位量を前記ステ
   アリングセンサにより検出し、前記検出手段の検出する
   駆動電流値の変化及びこの駆動電流値の変化点における
   前記ステアリングセンサの検出する変位量より前記クラ
   ッチ機構の係合される時期を判断すべく処理するととも
   に判断されたクラッチ機構の係合される時期が存する変
   位量の領域に応じて前記ステアリングホイールの操作力
   をアシストすべく前記電動機の駆動力を制御する制御手
   段を設けたことを特徴とする電動パワーステアリング制
   御装置。