JPH01244973A - 電動式動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、操舵補助力を発生する電動機と操舵系との間
に電磁クラッチを介挿した電動式動力舵取装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来の電動式動力舵取装置は、低車速時の操舵を容易に
行うと共に、高速走行時の操縦安定性を確保するために
、操舵補助力を発生する電動機と操舵系との間に介挿さ
れた電磁クラ・ノチを車速が所定設定車速以上であるか
否かに応じて断続させるようにしている。

すなわち、車速か所定設定車速以上である状態から所定
設定車速未満の状態となったときに、第９図（ａ）に示
すように、先ず時点ｔ０で電磁クラ・７チにクラッチ駆
動電流を供給開始してこの駆動電流を徐々に増加させる
と、クラッチ駆動電流がある値ｉｘを越えダた時点ｔ、
で、電磁クラ・ノチが接続され始め、その後時点ｔ２で
電磁クラ・ソチが完全に接続状態となり、この時点ｔ２
で第９図（ｂ）に示すように電動機に駆動電流を供給し
て電動機の駆動を開始するようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の電動式動力舵取装置では、車
速に応じて電磁クラッチを切断状態から接続状態に移行
する際に、電磁クラッチを接続してから電動機を駆動す
るようにしているので、ステアリング系を操舵していな
い状態即ち直進走行状態或いは円旋回を行っている保舵
状態では問題がないが、スラローム走行時のようにステ
アリング系を操舵しているときには、電磁クラッチが接
続されたときに、ステアリング系と駆動されていない電
動機とが連結されるので、これが負荷となって運転者に
ショックを与え、しかも、その後電動機が急速に駆動さ
れて操舵補助力をステアリング系に伝達するため、操舵
力の変化も急激となり、運転者に違和感を与える等の未
解決の課題があっの供給開始時点から第１０図（ｂｌに
示すように、電動機に駆動電流を供給することも考えら
れるが、この場合には、電磁クラッチが接続状態となる
前に電動機の駆動が開始されるので、ステアリング系が
保“舵状態にあるときに、電動機が無負荷運転状態とな
り、電磁クラッチが接続開始する時点１゜までの間にそ
の回転数が急激に上昇してステアリング系との相対速度
の差が大きくなり、電磁クラッチが接続状態となったと
きに、ステアリング系に鑑みてなされたものであり、電
磁クラッチを切断状態から接続状態に切り換える際に、
電磁クラッチに対する駆動電流を漸増させると共に、電
動機の駆動電流も漸増させることにより、電動機とステ
アリング系との相対回転差を少なくして円滑な切り換え
を行うことができる電動式動力舵取装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る電動式動力舵
取装置は、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検
出器と、車速を検出する車速検出器と、操舵系に対して
操舵補助力を発生する電動機と、該電動機と操舵系との
間に介挿された電磁クラッチと、操舵トルク検出器及び
車速検出器の検出値に基づいて前記電動機及び電磁クラ
ッチを制御する制御手段とを備えた電動式動力舵取装置
において、前記制御手段は、少なくとも車速検出器の検
出値に基づいて前記電磁クラッチを切断状態から接続状
態に切換制御するときに、電磁クラッチ駆動電流を漸増
させると共に、電動機駆動電流を漸増させるように構成
されている。

〔作用〕

本発明に係る電動式動力舵取装置は、電磁クラッチを切
断状態から接続状態に移行させる際に、電磁クラッチに
対するクラッチ電流を徐々に漸増させ、これに同期して
操舵補助力を発生する電動機の駆動電流を徐々に漸増さ
せるので、電磁クラッチに駆動電流を供給してもこれが
切断状態にある間は、電動機駆動電流も少ないので、無
負荷状態で、電動機の回転数が急激に増加することがな
いと共に、電磁クラッチの完全な接続状態となる前の接
続状態でも電動機駆動電流が徐々に増加するので、電動
機とステアリング系との相対速度差を小さくすることが
でき、ステアリング系に対する操舵補助力の付加を緩や
かに行うことができる。

第１図は本発明に係る電動式動力舵取装置の概略構成図
である。

図中、１はステアリングホイールであって、その操舵力
がステアリングシャフト２を介してステアリングギヤ３
に伝達され、転舵輪を転舵させる。

ステアリングシャフト２には、減速歯車５及び電磁クラ
ッチ６を介して電動モータ７の出力軸７ａが連結され、
電磁クラッチ６及び電動モータ７がコントローラ８によ
って制御される。

コントローラ８は、例えばインタフェース回路３ａ、演
算処理装置８ｂ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置８Ｃを
少なくとも有するマイクロコンピュータで構成され、イ
ンタフェース回路の入力側に、ステアリングホイール１
に付与される操舵トルクを検出する操舵トルク検出器９
及び車両の車速を検出する車速検出器１０が接続され、
出力側に電磁クラッチ６にクラッチ駆動電流を出力する
クラッチ駆動回路１１及び電動モータ７に駆動電流を出
力するモータ駆動回路１２が接続されている。

演算処理装置８ｂは、操舵トルク検出器９の操舵トルク
検出値Ｔに基づいて例えば第２図の操舵トルク及びモー
タ電流指令値の関係を示す特性線図に対応する記憶テー
ブルを参照してモータ電流指令値ＩＮを算出すると共に
、車速検出器１０の車速検出値■に基づいてこれが所定
設定車速Ｖｓ未満の状態から所定設定車速Ｖｓ以上の加
速状態又はその逆の減速状態となったか否かを判定し、
前記加速状態であるときには、クラッチ駆動回路１１に
対するクラッチ電流指令値■、を徐々に漸減すると共に
、モータ駆動回路Ｉ２に対するモータ電流指令値ＩＮを
徐々に漸減し、前記減速状態であるときには、クラッチ
電流指令値■。を漸増すると共に、モータ電流指令値Ｉ
Ｎを漸増する。

記憶装置８ｃは、前記演算処理装置の処理を実行するた
めの処理プログラムを記憶していると共に、第２図の特
性曲線ｌ、に対応する記憶テーブルを記憶していると共
に、所定設定車速Ｖｓを記憶しており、且つ演算処理装
置の処理過程で必要第３図の処理は、キースイッチ（図
示せず）をオン状態としたときに、初期状態で後述する
比例定数に、が“０“にセントされ、且つ所定時間（例
えば１〜２　ｍ５ｅｃ）毎に第１のタイマ割込処理とし
て実行される。

すなわち、ステップ■で操舵トルク検出器９の操舵トル
ク検出値Ｔを読込んで記憶装置８Ｃの所定記憶領域に更
新記憶し、次いでステップ■で車速検出器１０の車速検
出値Ｖを読込んで記憶装置８Ｃの所定記憶領域に更新記
憶し、次いでステップ■で、操舵トルク検出値Ｔ及び車
速検出値Ｖに基づいて記憶装置８ｃに予め記憶されてい
る第２図の特性曲Ｎａｆ　Ｉに対応する記憶テーブルを
ルックアップすることにより電動モータ７に対するモー
タ電流設定ｌａＩイ、を算出する。

次いで、ステップ■でモータ電流設定値ＩＭＳに後述す
る比例定数に、を乗算してモータ電流指令値ＩＮを算出
し、これをモータ駆動回路１２に出力してからタイマ割
込処理を終了する。

また、演算処理装置８ｂは、キースイッチ（図示せず）
がオン状態となると、第４図に示す、第２のタイマ割込
処理を例えば２０〜４０ｍ５ｅｃ毎に実行する。

すなわち、ステップ■で記憶袋Ｍ８　ｃの所定記憶領域
に記憶されている車速検出値Ｖを読出し、これが所定設
定車速７５以上であるが否かを判定する。この判定結果
が■〈Ｖｓであるときには、ステップ■に進んで比例定
数に、が“１”であるか否かを判定し、ｋ、＝１である
ときには、そのまま第２のタイマ割込処理を終了し、ｋ
、＜ｌであるときには、ステップ■に進んでそのときの
比例定数に、に所定設定値Δに、を加算して、これを新
たな比例定数に、とじて記憶装置８ｃの所定記憶領域に
更新記憶し、次いでステップ■に進ん先ずステップ■ａ
でクラッチ電流指令値■、が雰であるか否かを判定し、
クラッチ電流指令値Ｉ。

が零であるときには、ステップ■ｂに進んで、クラッチ
電流指令値■、を前記設定値ＩＣ＋に設定してからクラ
ッチ電流漸増処理を終了し、ＩｃＩ＞０であるときには
、ステップ■Ｃに進んで、クラッチ電流指令値■。が前
記設定値Ｉ、！以上であるが否かを判定し、その判定結
果が■。＜Ｉｃｚであるとき、ステップ■ｄに進んで、
現在のクラッチ電流指令値■、に前記所定設定値Δ■、
を加算した値を新たなりラッチ電流指令値Ｉ、としてク
ラッチ駆動回路１１に出力してからクラッチ電流漸増処
理を終了し、ステップ■Ｃの判定結果がＩＣ≧ｒａ２で
あるときには、ステップ■ｅに進んでクラッチ電流指令
値ＩＣを定格電流Ｉ　ＣＭＡｌｌとし、これをクラッチ
駆動回路１１に出力してからクラッチ電流漸増処理を終
了する。

一方、ステップ■の判定結果がＶ≧■、であるときには
、ステップ■に進んで比例定数に、が零であるか否かを
判定し、ｋ、＝０であるときには、そのまま第２のタイ
マ割込処理を終了し、ｋ、＞Ｏであるときにはステップ
［相］に進んで現在の比例定数に、から所定設定値Δに
、を減算した値を新たな比例定数に、として記憶装置８
ｃの所定記憶領域に更新記憶してからステップ■に移行
してクラッチ電流漸減処理を実行してから第２のタイマ
割込処理を終了する。

クラッチ電流漸減処理は、第５図（ｂ）に示す如く、先
ずステップ■ａでクラッチ電流指令値■、が予め設定し
た設定値ＩＣ１以下であるか否かを判定し、Ｉｃ＞Ｉｃ
＋であるときにはステップ■ｂに進んで、クラッチ電流
指令値Ｉ、が定格電流Ｉ　ＣＭＡＸであるか否かを判定
する。このとき、■。”ＩＣＭＡＸであるときにはステ
ップ■Ｃに進んで定格電流Ｉ　ＣＮＡ、より小さく設定
値■。、より大きい設定値１ｃｚをクラッチ電流指令値
■。としてクラッチ駆動回路１１に出力してからクラッ
チ電流漸減処理を終了し、Ｉｃ＜Ｉｃｍ８であるときに
は、ステップ■ｄに進んで、現在のクラッチ電流指令値
Ｉ、から比較的小さな値の所定設定値ΔＴｃを減算した
値を新たなりラッチ電流指令値ＩＣとしてクラッチ駆動
回路、１１に出力してからクラッチ電流漸減処理を終あ
るときには、ステップ■ｅに進んでクラッチ電流指令値
■、を零に設定し、これをクラッチ駆動回路１１に出力
してからクラッチ電流漸減処理を終了する。

したがって、全車両が停車中にキースイッチをオン状態
とし、且つステアリングホイール１が操舵されていない
ものとすると、この状態では、操舵トルク検出値Ｔ及び
車速検出値Ｖが雰であり、初期状態で比例定数に、が“
°０”に設定されているので、第３図の第１のタイマ割
込処理が実行されたときに、ステップ■で算出されるモ
ータ電流設定値Ｉｘｓが零となり、ステップ■で算出さ
れるモータ電流指令値１．も零となるので、電動モータ
７は回転停止状態を維持し、操舵補助力は発生されない
。

一方、第４図の第２のタイマ割込処理が実行されたとき
に、車速検出値Ｖが車速設定値７５未満であり、且つ比
例定数に、が“０”であるので、ステップ■及びステッ
プ■を経てステップ■に進み、現在の比例定数に、に所
定設定値Δに、だけ加算して記憶装置８Ｃの所定記憶領
域に更新記憶し、次いでステップ■に進んでクラッチ電
流指令値Ｉ、が零であるので、ステップ■ａからステッ
プ■ｂに進んでクラッチ電流指令値■、を所定設定値１
ｅｌとし、これをクラッチ駆動回路１１に出力してから
タイマ割込処理を終了する。このため、クラッチ駆動回
路１１から所定設定値ＩＣＩに応じたクラッチ駆動電流
が電磁クラッチ６に出力され、次の第２のタイマ割込が
実行されたときには、ステップ■で比例定数に、に所定
設定値Δに、が加算されると共に、クラッチ漸増処理に
おいて、ステップ■ａからステップ■Ｃを経てステップ
■ｄに移行して、クラッチ電流指令値１ｃを所定設定値
ΔＩｃだけ増加させ、その後クラッチ電流指令値■。が
所定設定値ｔｃｚとなるまでの間は、上記ステップ■ａ
、■Ｃ及び■ｄの処理を繰り返してクラッチ電流指令値
ＩＣを順次所定設定値Δ■。

たけ増加させ、クラッチ電流指令値１ｃが所定設定値Ｔ
Ｃ２に達すると、ステップ■Ｃからステップ■ｅに移行
してクラッチ電流指令値Ｉ、を定格電流Ｉ　ＣＭＡＭに
設定し、電磁クラッチ６が完全に接続状態となり、この
間比例定数に、も所定設定値Δに、だけ順次増加してク
ラッチ電流指令値■、が定格電流Ｉ　Ｃ，４ＡＸとなっ
た時点で比例定数に、が“１”となり、ステップ■から
そのまま第２のタフラッチ電流指令値■、が定格電流Ｉ
　ＣＭＡＸとなり、且つ比例定数ｋｉが１゛となった後
に、ステアリングホイール１に操舵トルクを与えて据切
り状態とすると、操舵トルク検出器９の操舵トルク検出
値Ｔが大きくなり、ステップ■で算出されるモータ電流
設定値夏、、が操舵トルク検出値Ｔに応じて大きな値と
なり、比例定数に、が“°ｌ”であるので、電動モータ
７が正転又は逆転駆動されるので、操舵トルクＴに応じ
た操舵補助力を発生し、これが電磁クラッチ６及び減速
歯車５を介してステアリングシャフト２に伝達され、操
舵を軽く行間は上記処理を繰り返し、所定設定車速Ｖ、
に達すると、第４図の第２のタイマ割込処理が実行され
た時点で、ステップ■からステップ［相］に進み、比例
定数に、が“ｌ”であるので、ステップ＠に進んで、比
例定数ｋｉを所定設定値Δに、たけ減少させてからステ
ップ■に進み、クラッチ電流漸減処理を実行する。

したがって、クラッチ電流指令値Ｉ、は、第６図（ａｌ
に示す如く、時点ｔ０で設定値ｔｅｘまで減少し、その
後設定値ＩＣＩに達するまでの間は、時間の経過と共に
漸減し、時点ｔ２で設定値１ｅｌに達すると零に設定さ
れ、モータ電流指令値■９は、第６図（ｂｌに示す如く
時点ｔ０におけるモータ電流設定値ＩＨｓから比例定数
に８の減少に伴って漸減し、時点ｔ２で比例定数に、が
零となることにより、漸減が停止される。

このように、電磁クラッチ６を接続状態から切断状態に
切り換える際に、上記ステップ＠及びステップ０の処理
において、クラッチ電流指令値■。

及びモータ電流指令値■。が共に漸減されるので、電磁
クラッチ６の接続状態から切断状態へ移行する際に、電
動モータ７による操舵補助力が漸減さ実に防止すること
ができる。また、このクラッチ電流及びモータ駆動電流
の漸減処理中に、操舵トルク検出値Ｔが増減したときに
は、これに基づいて算出されるモータ電流設定値Ｉ□が
増減するので、モータ駆動電流も増減し、操舵状態に対
応した応答性のよい電流漸減処理を行うことができる。

その後、車速検出値■が所定設定値Ｖ、を越える高速走
行状態を継続しているときには、ステップ■からステッ
プ［相］に進み、比例定数に！が零であるのでそのまま
第２のタイマ割込処理が終了され、クラッチ電流指令値
Ｉ、及びモータ電流指令と、ステップ■からステップ■
に進み、前述したキースイッチをオン状態とした時と同
様にモータ電流指令値■イを操舵トルク検出値Ｔに応じ
て漸増させると共に、クラッチ電流指令値ｌｃを漸増さ
せる。

したがって、クラッチ電流指令値ＩＣは、第６図（ａｌ
に示す如く、時点ｔ３で設定値Ｔｅｌまで増加し、その
後設定値ＩＣ２に達するまでの間は、時間の経過と共に
漸増し、時点ｔ４で設定値１ｃ２に達すると定格電流１
　ｅＭＡ）ｌに設定され、モータ電流指令値１．は、第
６図（ｂｌに示す如く時点ｔ３から漸増し、時点ｔ４で
モータ電流設定値■□に達すると漸増が停止される。

このように、車両が減速して車速検出値Ｖが所定設定車
速■３未満となって、電磁クラッチ６を切断状態から接
続状態に切り換える際に、ステップ■及びステップ■の
処理を繰り返して、クラッチ電流指令値■。及びモータ
電流指令値■イを共に漸増させるようにしているので、
電磁クラッチ６に供給する駆動電流が入力側及び出力側
間の伝達トルクが発生するクラッチ電流ｉｃｓ未満であ
るときには、電動モータ７に対するモータ電流ｉ、４が
少なく、この間電動モータ７が無負荷運転状態ングシャ
フト２との相対回転速度差を小さくすることができる。

そして、クラッチ駆動回路１１から出力されるクラッチ
電流ｉ、がクラッチ電流ｉ６．を越えると、電磁クラッ
チ６が接続し始め、この状態で、電動モータ７で発生す
る操舵補助力も漸増するので、ステアリングシャフト２
に対する操舵補助力が徐々に大きくなり、操舵感覚が急
変することを確実に防止することができると共に、応答
性のよい電流漸増処理を行うことができる。

この第３図〜第５図の処理において、ステップ電流指令
値■９が操舵トルクに応じて設定されるモータ電流設定
値Ｉ□又は零となるように比例定数に、の増減分Δに、
を設定した場合について説明したが、これに限られるも
のではなく、クラッチ電流指令値■、が定格電流■、□
つ又は零となった後若しくはその前にモータ電流指令値
ＩイをＩｌ又は零とするよう比例定数に、の増減分Δｋ
。

を設定するようにしてもよい。

また、上記実施例では、モータ電流設定値ｔ’ｓに比例
定数に１を乗算してモータ電流指令値Ｉ４を漸増又は漸
減させ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、第７図に示すように、ステップ■に対応す
るステップ［相］でモータ電流設定値Ｉ□から変数■え
を減算して新たなモータ電流指令値■。を算出し、且つ
この変数Ｉ、ｌを、第８図に示すように、ステップ■の
判定結果が車速検出値が車速設定値７５以上であるとき
に、前記ステ・ノブ■に対応するステップ［相］に進ん
で、変数Ｉ８が零であるか否かを判定し、１．＝０であ
るときには、そのままタイマ割込処理を終了し、１８〉
０であるときには前記ステップ■に対応するステップＯ
に進んで、現在の変数ＩＮから所定設定値Δ■８を減算
した値を新たな変数１．とじてから前記ステップ■に移
行する変数漸増処理と、車速検出値Ｖが車速設定値Ｖ３
未満であるときに、ステップ■に対応するステップ［相
］に進んで変数１９がモータ電流設定値ＩＭＳに等しい
か否かを判定し、ＩＩＩ＝■□であるときにはそのまま
処理を終了し、ＩＲ＜ＩＭ！であるときには前記ステッ
プ［相］に対応するステップ［相］に進んで現在の変数
１．に所定設定値Δｒ、を加算した値を新たな変数Ｉ８
としてからステップ■に移行する変数漸減処理とによっ
て設定することにより、上記実施例と同様の作用効果を
得ることができる。

さらに、上記実施例では、電磁クラッチ６を接続状態か
ら切断状態に切り換える際にも、電磁クラッチの駆動電
流の漸減に伴って、電動モータ７の駆動電流を漸減させ
るようにしたが、これを省　４略するようにしてもよい
。

またさらに、クラッチ電流漸増処理は、上記処理に限定
されず、モータ電流指令値と同様に、クラッチ電流指令
値■、を漸増及び漸減するようにしてもよい。

に切換制御するときに、電磁クラッチに供給するクラッ
チ電流及び電動機に供給する電動機電流を共に漸増させ
るように構成したので、電磁クラッチが接続を開始する
前に電動機の回転速度が急上昇することを防止して電動
機によって発生する操舵補助力による回転速度とステア
リング系の操舵回転力との相対速度差を少なくすること
ができると共に、電磁クラッチが接続を開始してから操
舵補助力°も漸増し、電磁クラッチが接続状態となると
きに操舵感覚の急変を確実に防止することができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電動式動力舵取装置の実施例を示
す構成図、第２図は操舵トルクとモータ電流指令値との
関係を時間をパラメータとして示す特性線図、第３図、
第４図並びに第５図Ｔａ）及び中）は本発明における制
御装置の処理手順の一例を示すフローチャート、第６図
は本発明の動作説明に供する信号波形図、第７図及び第
８図は第３図及び第４図に対応する制御装置の処理手順
の他の例を示すフローチャート、第９図及び第１０図は
従来例の第５図に対応する信号波形図である。 １・・・・・・ステアリングホイール、２・・・・・・
ステアリングシャフト、３・・・・・・ステアリングギ
ヤ、５・・・・・・減速歯車、６・・・・・・電磁クラ
ッチ、７・・・・・・電動モータ、８・・・・・・制御
装置、８ａ・・・・・・インタフェース回路、８ｂ・・
・・・・演算処−理装置、８ｃ・・・・・・記憶装置１
．９・・・・・・操舵トルク検出器、１０・・・・・・
車速検出器、１１・・・・・・クラッチ駆動回路、１２
・・・・・・モータ駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器
   と、車速を検出する車速検出器と、操舵系に対して操舵
   補助力を発生する電動機と、該電動機と操舵系との間に
   介挿された電磁クラッチと、操舵トルク検出器及び車速
   検出器の検出値に基づいて前記電動機及び電磁クラッチ
   を制御する制御手段とを備えた電動式動力舵取装置にお
   いて、前記制御手段は、少なくとも車速検出器の検出値
   に基づいて前記電磁クラッチを切断状態から接続状態に
   切換制御するときに、電磁クラッチ駆動電流を漸増させ
   ると共に、電動機駆動電流を漸増させるようにしたこと
   を特徴とする電動式動力舵取装置。