JPH0194066A - 電動パワーステアリング装置 - 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〕 本発明は電動パワーステアリング装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

ステアリングシャフトのトルクを検出し、この検出出力
に対応してモータを駆動させることにより、補助操舵力
を発生する電動パワーステアリング装置は、例えば特開
昭５９−１５６８６３号公報に提案されている。

この提案に係る方式では、電動パワーステアリング装置
及び他の全ての負荷の電源として、自動車に塔載されて
いる１２Ｖの低電圧出方のバッテリーが使用されている
。

このように、従来提案されている方式では、電動パワー
ステアリング装置の電力源を、自動車用電源であるバッ
テリーから得ているために、夜間運転時に据切り操作を
行なったり、或は夜間走行時に電動パワーステアリング
装置が作動されると、電動パワーステアリング用のモー
タに大きな電流が流れるために、自動車のライトが暗く
なる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述したように、従来の提案に係る方式では、夜間運転
時やトンネル内での運転時に、電動パワーステアリング
装置が作動されると、自動車のヘッドライトが暗くなっ
てしまう。

このように、夜間運転時やトンネル内での運転に際して
、自動車のヘットライトが暗くなると、路面の確認距離
が減少し、また対向車から確認され難くなるので安全運
転上問題が生じる。

本発明は前述したような電動パワーステアリング装置の
現状に鑑みてなされたものであり、その目的は車内に第
１及び第２の電源を設け、エンジンの駆動時には常に第
１の電源から電動パワーステアリング装置に電源を供給
し、自動車のライトの電源は第２の電源から供給する構
成とし、運転動作中に電動パワーステアリング装置が作
動しても、自動車の各種のライトが暗くなることのない
電動パワーステアリング装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の目的を達成するために、本発明ではステアリング
シャフトのトルクを検出し、この検出出力に対応してモ
ータを駆動させることにより補助操舵力を発生する電動
パワーステアリング装置において、第１の電源及び該第
１の電源に降圧手段を介して接続される第２の電源と、
これら第１の電源及び第２の電源の一方を、前記モータ
を制御するパワー制御部に、それぞれ第１の伝達回路及
び第２の伝達回路を介して供給する切換手段とを有する
構成となっている。

〔作用〕

本発明では、自動車が運転状態にありエンジンが駆動し
ている限り、切換手段は第１の電源から電動パワーステ
アリング装置への電源を供給している。

この時、自動車の他の負荷の多くは第２の電源により電
源が供給されて作動しているので、電動パワーステアリ
ング装置の作動に無関係に、安定した作動を行なう。

そして、自動車のエンジンが停止し非運転状態になると
、切換手段によって第２の電源が電動パワーステアリン
グ装置に供給されるので、エンジン停止時にも電動パワ
ーステアリング装置は、作動可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を、第１図及至第５図を用いて詳細
に説明する。

ここで、第１図は本発明の実施例の要部の構成を示す説
明図、第２図は本発明の実施例の要部の構成を示す回路
図、第３図は本発明の実施例のエンジン運転時の動作を
示す回路図、第４図は本発明の実施例のエンジン停止時
の動作を示す回路図、第５図は本発明の他の実施例の要
部の構成を示す回路図である。

第１図に示すように、ステアリングシャフト２の端部に
ステアリングホイール１が固定され、ステアリングシャ
フト２には中間シャフト３が連結され、中間シャフト３
に設けられているピニオン４が、ステアリングギヤボッ
クス６に対して取り付けられ、このステアリングギヤボ
ックス６内に軸方向にスライド可能にラック軸５が保持
されている。

また、ステアリングギヤボックス６に対して、ピニオン
９が取り付けられ、このピニオン９には減速機８を介し
てモータ７が接続され、このモータ７はパワー制御部１
２からの制御信号によって駆動可能な構成となっている
。

そして、ステアリングシャフト２に対してトルクセンサ
１０が取り付けられ、このトルクセンサ１０の出力信号
が制御装置１１に入力可能な構成となっている。

なお、前述のステアリングホイール１を回転操作すると
、ステアリングシャフト２、中間シャフト３を介してピ
ニオン４が回動し、ラック軸５が軸方向に摺動して転舵
が行なわれるように構成されている。

第１図及び第２図に示すように、充電用発電機１７の固
定子に高電圧任様で巻回された一組の３相の電機子巻線
２０が、３相の整流器２１に接続されている。

この整流器２１の出力端子には、パワー制御部１２とモ
ータ７とが直列に接続され、このモータ７にはダイオー
ド５１が並列に接続されている６また、整流器２１の前
述のパワー制御部１２と接続される出力端子は、トラン
ジスタ素子３１のコレクタに接続され、このトランジス
タ素子３１のエミッタには、転流ダイオード３２のカソ
ード側が接続され、この転流ダイオード３２のアノード
側は、整流器２１のモータと接続される出力端子に接続
されている。

前述した転流ダイオード３２のカソード側に、リアクト
ル３３の一端が接続さね、このリアクトル３３の他端は
バッテリー１９の正電極に接続され、バッテリー１９の
負電極は転流ダイオード３２のアノード側に接続されて
いる。

そして、前述のバッテリー１９に対して、一般負荷２３
と電動パワーステアリングの制御装置１１とが、それぞ
れ並列に接続されている。

また、前述のバッテリー１９の正電極と、整流器２１及
びパワー制御部１２の接続点間に、逆流阻止用ダイオー
ド２４が、アノード側をバッテリー１９に向けて接続さ
れている。

さらに、第１図に示すように、エンジン１３の回転軸に
プーリ１４が取り付けられ、このプーリ１４と充電用発
電機１７の回転軸に取り付けられたプーリ１６間に、ベ
ルト１５が巻装されている。

このような構成の本発明の実施例において、充電用発電
機１７が第１の電源を構成し、スイッチング素子３１、
転流ダイオード３２及びリアクトル３３が、降圧手段を
構成し、バッテリー１９が第２の電源を構成している。

そして、整流器２１が第１の伝達回路を構成し、逆流阻
止用ダイオード２４が第２の伝達回路を構成し、また、
逆流阻止用ダイオード２４は切換手段をも構成している
。

以上に述べたような構成の本発明の実施例について、そ
の動作を次に説明する。

運転者がステアリングホイール１を回動させると、ステ
アリングシャフト２に生ずるとトルクが、トルクセンサ
１０で検出され、それに対応する信号が制御部＠１１に
入力される。

制御装置１１は、入力されるトルクセンサ１０の出力信
号に応じて、モータ７に入力する電力をパワー制御部１
２で制御し、所要レベルの操舵力が得られる。

この場合のパワー制御部１２への電源の供給が、第２図
に示す充電用発電機１７からの例えば４８■の高電圧と
、バッテリー１９からの例えば１２Ｖの低電圧とに、エ
ンジン回転中と停止中でそれぞれ切換えられる９ 第３図はエンジン回転中の本発明の実施例の動作を示す
もので、エンジンが回転していると充電用発電機１７の
電機子巻線には、３相の高い交流電圧が発生し、この交
流電圧が整流器２１で直流の、例えば４８Ｖの高電圧に
変換される。

この高電圧は降圧手段１８によって降圧されてバッテリ
ー１９に印加されるので、逆流阻止用ダイオード２４の
アノード側はカソード側よりも低電圧となっている。

従って、エンジンの回転中には逆流阻止用ダイオード２
４がＯＦＦとなっていて、パワー制御部１２には、充電
用発電機１７の出力電圧が整流器２１で整流された高圧
の直流電圧が印加され、この直流電圧によってパワー制
御部１２には電流１１が流れる。

この時、バッテリー１９に接続されている一般負荷２３
及び電動パワーステアリングの制御装置１１には、バッ
テリー１９の低圧の直流電圧が別系統で供給され、例え
ば一般負荷２３には電流■４が流れる。

このように、パワー制御部１２が作動しても、一般負荷
２３及び電動パワーステアリングの制御装置１１への供
給電力が変動することはなく、パワー制御部１２の作動
で例えば自動車のヘッドライトが暗くなることはない。

前述した降圧手段１８においては、整流器２１からの高
圧の直流電圧がトランジスタ素子３１を。

ＯＮ、ＯＦＦ動作されることによって平均電圧を低下さ
せ、バッテリー１９を充電するのに必要な電圧が設定さ
れる。

この場合は、リアクトル３３で平滑された電流が、バッ
テリー１９の充電電流とされ、一方、トランジスタ素子
３１がＯＦＦの期間中、出力側へ供給されるエネルギー
がリアクトル３３から放出されるが、このエネルギーは
転流ダイオード３２を介して流れる。

本発明の実施例のモータ７は、高電圧仕様で巻回されて
いるので、従来のモータに対して巻線の線径か細く、は
ぼ電圧化分の巻数が巻回されていて１巻線の抵抗は大き
くなっている。

このため、パワー制御部１２とモータ７に流れる電流Ｉ
ｉは、高電圧の直流電圧とバッテリー１９の電圧の比の
逆数分、即ち１２／４８＝１／４と小さくなる。

第４図はエンジン停止中の本発明の実施例の動作を示す
もので、エンジンが停止しているために充電用発電機１
７からの高電圧の出力の供給はないが、この場合は逆流
阻止用ダイオード２４を介して、バッテリー１９の電圧
がパワー制御部１２に印加されるために、パワー制御部
１２に電流工２が流れる。

また、この場合にも、例えば一般負荷２３にはバッテリ
ー１９の電圧によって、電流工４が流れている。

さらに、バッテリー１９の電圧によってパワー制御部１
２に流れる電流工２は、パワー制御部１２により制御さ
れて前述のエンジン回転時の電流工１と同一になる。

このようにして、エンジン停止中においても、エンジン
回転時と同一のモータ７のトルクが得られるので、エン
ジン回転時と全く同一の補助力を、ステアリングホイー
ル１に与えることが出来る。

この場合、モータ７の回転数はモータ７の巻線抵抗が大
きいために、エンジン回転時に比して低くなるが、電動
パワーステアリングを緩かに動作させる分には、何ら不
都合は生じない。

なお、第４図において整流器２１の正極側と逆流阻止用
ダイオード２４のカソード側が接続されているので、バ
ッテリー１９から整流器２１に電流が流れることはない
。

また、トランジスタ素子３１はエンジン停止時には、常
のＯＦＦとなるように構成されているので、この場合降
圧手段１８にも電流が流れることはない。

本発明の実施例においては、充電用発電機１７から供給
される第１の電源の高電圧と、バッテリー１９から供給
される第２の電源の低電圧の比は。

任意に選定することが出来る。

そして、この高電圧と低電圧の比を大きく選定すれば、
さらにモータ７に流れる電流を小さくして、チョッパ用
トランジスタの容量や配線の線径を小さくすることが可
能となる。

このようにして、本発明の実施例では、電動パワーステ
アリング装置を低い製造コストで提供することが８来る
。

また、前述したようにモータ７に流れる電流を小さくす
ることが出来るので、抵抗損失も低減することが出来る
。

さらに、充電用発電機１７の電機子巻線２０は従来と同
様に一組であるため、充電用発電機１７の形状が大きく
なることはない。

そして、エンジン回転中はパワー制御部１２は第１の電
源である充電用発電機１７から電源の供給を受け、一般
負荷２３等に電源を供給する第２の電源であるバッテリ
ー１９とは系統を別にしているために、パワー制御部１
２の作動で例えば自動車のヘッドライトが暗くなること
はない。

さらに、エンジン停止中でもバッテリー１９を電源とし
て、パワー制御部１２が作動するので、エンジン故障時
のレツカ車による運搬時に、モータ７が緩かに作動し、
ステアリングホイール１に補助力を与えることが出来る
。

第５図は、本発明の他の実施例の構成を示すものであり
、この他の実施例ではモータとしてブラシレス直流モー
タ７ａを使用したものであり、整流器２１の両端にイン
バータ５０を介して、ブラシレス直流モータ７ａが接続
されている。

この他の実施例のその他の部分の構成及び動作は、第２
図及至第４図を用いてすでに説明した実施例と同一であ
る。

各実施例においては、チョッパ用素子及びスイッチ素子
としてトランジスタを使用したものを説明したが、本発
明は実施例に限定されるものでなく、これらの素子にゲ
ートターンオフトランジスタ、サイリスタ、電界効果ト
ランジスタなどを使用することが出来る。

また、実施例では、高電圧側の負荷にパワー制御部とモ
ータのみが接続されているが、本発明は実施例に限定さ
れず、例えば点火装置、カークーラ用のモータ、各種ア
クチュエータなどを高電圧側に接続することも出来る。

さらに、実施例においては電動パワーステアリング装置
を対象にして説明しているが、本発明は実施例に限定さ
れず、電動油圧方式のパワーステアリング装置に本発明
を適用することが出来る。

さらに、実施例では説明されていないが、本発明を整流
器に出力端子間にコンデンサが接続された構成として、
電源のリップルを低減させることも出来る。

〔発明の効果〕

本発明によると、エンジン回転中は第１の電源からパワ
ー制御部に電源が供給されるので、第１の電源から降圧
手段により接続される第２の電源の負荷と切離され、例
えばパワー制御部の作動で自動車のヘッドライトが暗く
なって、安全運転を損なうことはない。

また、第１の電源と第２の電源との電圧比を大きく設定
することにより、第１の電源の負荷の電気部品の容量や
配線の線径を小さくして、小型化をはかり且つ抵抗損失
を減少させ、全体の製造コストも低減させることが出来
る。

さらに、エンジン停止中でもパワー制御装置が作動する
ので、エンジン故障時のレッカ車による運搬時にステア
リングホイールに補助力を与えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部の構成を示す説明図、第
２図は本発明の実施例の要部の構成を示す回路図、第３
図は本発明の実施例のエンジン運転時の動作を示す回路
図、第４図は本発明の実施例のエンジン停止時の動作を
示す回路図、第５図は本発明の他の実施例の要部の構成
を示す回路図である。 １・・・ステアリングホイール、７・・・モータ、１０
・・・トルクセンサ、１１・・・制御装置、１２・・・
パワー制御部、１３・・・エンジン、１７・・・充電用
発電機、１８・・・降圧手段、１９・・・バッテリー、
２１・・・整流器、２３・・・一般負荷、２４・・・逆
流阻止用ダイオー躬２　区 第３回 第４ｒｆ；３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステアリングシャフトのトルクを検出し、この検出
   出力に対応してモータを駆動させることにより補助操舵
   力を発生する電動パワーステアリング装置において、第
   １の電源及び該第１の電源に降圧手段を介して接続され
   る第２の電源と、これら第１の電源及び第２の電源の一
   方を前記モータを制御するパワー制御部に、それぞれ第
   １の伝達回路及び第２の伝達回路を介して供給する切換
   手段とを有することを特徴とする電動パワーステアリン
   グ装置。 ２、第１の電源がエンジンで駆動される充電用発電機で
   、第２の電源が前記充電用発電機で充電され、前記第１
   の電源の直流整流電圧よりも低い出力電圧のバッテリー
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
   動パワーステアリング装置。 ３、第１の伝達回路が整流器で、第２の伝達回路が逆流
   阻止用ダイオードであることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の電動パワーステアリング装置。 ４、モータとパワー制御部の直列接続回路の一端が、逆
   流阻止用ダイオードを介してバッテリーの正電極と、前
   記直列接続回路の他端が前記バッテリーの負電極とそれ
   ぞれ接続されてなることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の電動パワーステアリング装置。