JPH01309876A - 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〕 本発明は自動車に装備される電動式の動力舵取装置に関
する。

〔従来技術〕

自動車に装備される電動式の動力舵取装置は自動車の操
舵に要する操作力をモータを用いて補助するものであり
、これは操舵輪が軸を介して連動連結された舵取機構に
操舵輪に加えられる回転力を検出するトルクセンサと舵
取機構を動作させるモータとを夫々設け、トルクセンサ
の検出値に応じてモータを駆動させることにより操舵輪
の操作力を軽減するように構成しである。このような動
力舵取装置においては、電気回路中における位相遅れ等
の為にトルクセンサが操舵輪に加えられた回転力を検出
してからモータの駆動による操作力が発生するまでに時
間的な遅れが生じる。この結果、操舵輪の操作時に装置
に振動が発生し易くなるという問題が生じると共に走行
時においてモータの慣性力、又はモータと舵取機構との
間に介装される減速機の摩擦等により舵取機構の応答性
が悪化する。これの解決手段として特開昭６１−１１５
７７１号公報にトルクセンサの検出信号を微分処理する
ことによってモータの電流を調整し位相遅れに対処する
ものが開示されている。

これは、トルクセンサの検出信号を微分処理し、モータ
へ微分処理をした電流を通流することによってモータの
電流値を増加させるようにし、走行開始直後等における
低速走行時等においてトルクセンサが検出する操舵力に
対応させて、舵取機構を時間的に遅れることなく操作す
るように構成したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような装置においては通常の走行中、運
転者が操舵力をそれほど必要としない場合においても、
トルクセンサがタイヤからのキックバックを検出した時
には、この検出信号が微分処理され、モータへ通流され
る電流は同様に増加される。これにより特にキックバッ
クが大きくなる高速走行時については、本来の操舵力の
補助の為にではなく、キックバンクによってモータに大
電流が通流され、モータ及び減速機に常時負荷が加わる
ことになり、それらの耐久性が低下するという問題があ
る。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、モー
タに不必要に電流を流すことなく、操舵輪の操作に対す
る応答性の遅れ、及びこれに起因する振動の発生の防止
を図る動力舵取装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る動力舵取装置は、自動車の舵取機構に軸を
介して連動連結された操舵輪の回転力を検出するトルク
センサを備え、該トルクセンサの検出値に応じて前記舵
取機構を電磁クラッチを介して動作させる舵取補助用の
モータを備えてなる動力舵取装置において、前記トルク
センサの検出信号の位相を進める位相進み回路と、前記
自動車の走行速度を検出する車速検出手段と、該車速検
出手段の検出速度が所定速度未満の場合に前記位相進み
回路の出力信号を用いて前記舵取補助用のモータへの電
流値を検出速度に応じて制限する電流値制限手段と、前
記車速検出手段の検出速度が前記所定速度以上の場合に
前記電磁クラッチを離脱するクラッチ制御手段と、該ク
ラッチ制御手段により離脱された前記電磁クラッチを係
合する際に前記モータへの電流値を前記トルクセンサの
検出信号を微分した信号に基づいて調節する手段とを具
備することを特徴とする。

〔作用〕

走行速度が所定速度未満の場合、トルクセンサの検出信
号は位相進み回路によって位相が進まされることにより
、操舵輪の操作に遅れることなく対応して舵取機構は動
作される。そのとき舵取補助用′のモータへの電流値は
走行速度に応じて制限される。

走行速度が前記所定速度以上になると電磁クラッチが離
脱され、操舵輪の操作力の補助は行われるなくなる。そ
して走行速度が前記所定速度未満に低下し、再び電磁ク
ラッチが係合される際には、前記モータへの電流値はト
ルクセンサの検出信号が微分された又はそれに比例する
信号に基づいて調節される。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。第１図は本発明に係る動力舵取装置の制御系
の構成を示すブロック図である。

制御部ｌの入カポ−１’　ａｔには、図示しない舵取機
構に軸を介して連動連結された操舵輪に加えられる回転
力を検出するトルクセンサ２の検出信号が位相進み回路
３を介して与えてあり、入力ポートａｚには前記位相進
み回路３の入力信号、即ち位相進み回路３を介さないト
ルクセンサ２の検出信号が与えである。位相進み回路３
は例えばＴ’、ｓ＋１ Ｔｚｓ＋１ 但し　Ｔ　＋　、Ｔ　ｚ　：定数 Ｓニラプラス演算子 変換の演算子の伝達関数を有する。

入力ポートａ３には、車輌の走行速度を検出する車速セ
ンサ４の出力信号が与えである。

一方、制御部１の出力ボートｂＩには前記舵取機構の舵
取補助動作を行う舵取モータ（以下、モータという）６
を駆動するモータ駆動回路５が接続しである。

化カポ−）　ｂｚには、前記モータ６の駆動力を舵取機
構に介装された減速機（図示せず）に伝達する為の電磁
クラッチ８の保合離脱を行わしめるクラッチ係脱回路７
が接続しである。

以上の如く構成された制御部１の動作内容について第２
図に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、車
速■を読込み（ステップ■）、これと予め設定した速度
■、とを比較する（ステップ■）。ここでｖｌは、走行
速度の上昇に伴って運転者が操舵輪の操作にそれほど力
を必要としなくなる速度である。

運転開始直後においては、速度Ｖは当然７３未満である
為、ステップ■へ進む。ここでは電磁クラッチ８の電流
値を判定し、この時点においては電流値は最大でなく、
電磁クラッチ８は離脱されているので、これを係合する
動作を次のステップ■〜■で行う。ステップ■では、入
力ポートａ２に入力されるトルクセンサ２の検出信号を
読込み、次のステップ■でこれの微分値を求めてモータ
６へ通流する電流値を決定し、モータ駆動回路５へ出力
する。そしてクラッチ電流を一定量ずつ増加しくステッ
プ■）、これの反復動作によってステップ■でクラッチ
電流値が最大となる、即ち電磁クラッチ８が係合される
と、ステップ［相］へ進み、以下モータ電流を制限する
制御に移る。つまり、電磁クラッチ８を係合する際には
、モータ６にトルクセンサ２の検出信号の微分値に基づ
いた電流値を通流することにより、トルクセンサ２が検
出する操舵輪の回転に対して応答遅れが生じることなく
、モータ６の駆動力が舵取機構に伝達されるのである。

ステップ［相］では位相進み回路３の出力値を読込み、
次のステップ■でこの出力値及び車速Ｖに応じたモータ
６の電流制御を行う。第３図はこの電流制御の一例を示
すグラフであり、縦軸にモータ電流を、横軸に位相進み
回路３の出力値、即ち位相を進ませたトルクセンサ２の
左右方向の入力トルクを夫々示しである。図中破線はＱ
　ｋｍ　／　ｈ、−点鎖線は２０ｋｍ＋／ｈ、二点鎖線
は４Ｑｌｕａ／ｈにおけるモータ電流と入力トルクとの
関係を夫々表している。つまり、モータ電流は車速に応
じてその電流値を定めてあり、特に最大値は、低速では
高く、高速では低く設定しである。これは高速になる程
、検出トルクにタイヤからのキックバックを含む割合が
多くなり、実際の運転者による操舵輪の操作力は、微小
で済み、モータ６の駆動力をそれほど必要としない為、
最大電流値を低くすることにより、キックバックによる
影響を抑制すると共に電力消費を防ぎモータ６及び減速
機の耐久度を高めているのである。

さて、上述の制御中においてステップ■で車速が７１以
上になると、次のステップ■でモータ６の電流値を調べ
、これを一定量ずつ減少してゆき（ステップ■）、これ
が零になった場合は、電磁クラッチ８を離脱する（ステ
ップ■）。つまり、前述した如く車速が１１以上となる
ことにより、安全の為にもモータ６による操舵力の補助
を停止するのである。

また、車速か再びｖｌより遅くなった場合は、前述した
ステップ■〜■の動作によって電磁クラッチ８を係合し
、同様にモータ電流を車速に応じて制限する制御を開始
する。即ち、モータ６による操舵力の補助を再開するた
めに電磁クラッチ８を係合する際には、モータ６に通流
する電流はトルクセンサ２の検出信号の微分値に基づい
て決定し、電磁クラッチ８が係合された後はモータ６の
電流値を車速に応じて制限するのである。これはクラッ
チを係合する際にモータ電流を■１近傍の車速に応じて
制限した場合には、電流値が低過ぎ、保合時におけるモ
ータ６の駆動力が不足するのでこれを防ぐ為に微分値を
用いるのである。微分値を得るのはソフトウェア処理に
よっても、ハードウェアによってもよい。

第４図は制御部１の一分をハードウェアで構成した場合
の略示回路図であり、微分をトルクセンサの２出力と位
相進み回路３出力との加減算によって実現したものであ
る。即ち位相進み回路３出力はそれを入力とし、モータ
電流を出力とする関数発生器１１に入力され、第３図に
示した如き特性に従うモータ電流データがこの関数発生
器１１から出力される。

一方、位相進み回路３出力加算回路１２へも入力される
。トルクセンサ２出力は乗算器、１３で所要の定数を乗
じられ、その積が減数として加算器１２へ与えられる。

そうすると加算器１２出力からは位相進み回路１３の特
性によって定まる周波数帯域についてはトルクセンサ２
出力を微分したのと等価の信号が得られ、これを関数発
生器１４へ与えて入力信号に相当するモータ電流信号を
出力させる。

関数発生器１１．１４の出力はクラッチ電流値が散大で
ある場合に前者が、またそうでない場合に後者がモータ
駆動回路５へ出力される。第４図の如き微分値の求める
方式をソフトウェアによって実現してよいことも勿論で
ある。

〔効果〕 以上の如く本発明に係る動力舵取装置においては、位相
進み回路を加えて制御系全体の位相を補正することによ
り、装置全体を安定に動作せしめ、操舵輪の操作に対す
る舵取機構の応答性の遅れ及び振動の発生を防止するこ
とが可能である。そして舵取モータの電流を車速に応じ
て制限することにより、操舵力の補助をそれほど必要と
しない高速時において、タイヤからのキックバックによ
って舵取モータが動作されて舵取モータに大電流が通流
されるのを防止できるので、舵取モータ及び減速機の耐
久性を向上できる。

更に走行中の車速低下によって再び舵取モータの駆動力
を舵取機構に伝達する電磁クラッチの係合を行う場合に
は、トルクセンサの検出信号の微分値に基づいて電流値
を決定するので十分な電流値が得られ、舵取モータの駆
動力が不足することかない為、円滑に保合でき、操舵感
覚が良好となる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明に係る動力舵取装置の構成を示す要部ブロック図、
第２図はその動作説明のためのフローチャート、第３図
は舵取モータの電流値制御におけるモータ電流と入力ト
ルクとの関係を示すグラフ、第４図は本発明の他の実施
例を示すブロック図である。 ■・・・制御部　２・・・トルクセンサ　３・・・位相
進み回路　４・・・車速センサ　６・・・舵取モータ　
８・・・電磁クラッチ 特　許　出願人　　光洋精工株式会社 代理人　弁理士　　河　野　　登　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、自動車の舵取機構に軸を介して連動連結された操舵
   輪の回転力を検出するトルクセンサを備え、該トルクセ
   ンサの検出値に応じて前記舵取機構を電磁クラッチを介
   して動作させる舵取補助用のモータを備えてなる動力舵
   取装置において、 前記トルクセンサの検出信号の位相を進め る位相進み回路と、 前記自動車の走行速度を検出する車速検出 手段と、 該車速検出手段の検出速度が所定速度未満 の場合に前記位相進み回路の出力信号を用いて前記舵取
   補助用のモータへの電流値を検出速度に応じて制限する
   電流値制限手段と、 前記車速検出手段の検出速度が前記所定速 度以上の場合に前記電磁クラッチを離脱するクラッチ制
   御手段と、 該クラッチ制御手段により離脱された前記 電磁クラッチを係合する際に前記モータへの電流値を前
   記トルクセンサの検出信号を微分した信号に基づいて調
   節する手段と を具備することを特徴とする動力舵取装置。