JPH02227369A - 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〕 本発明は自動車等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パワーステアリング装置においては
、操舵輪に加えられる操舵に要するトルりを検出し、こ
の検出トルクに応じて操舵補助用のモータを動作させ、
舵取機構を駆動する構成になっている。

ところで、前記トルクは操舵輪が連動連結された操舵軸
に配設されるトルクセンサによって検出されるようにな
っており、操舵補助用のモータにヨル＋ｉｌ　助力は前
記トルクセンサよりも舵取機構側（車輪側）の位置で操
舵軸に減速機を介して伝達されるように構成されている
。このような構成においては、減速機及びモータのフリ
クション、又はモータの慣性モーメントが働くことによ
ってノ＼ンドル操作に対する舵取機構の追従性が悪かっ
たり、車両のタイヤ側からの反力が打ち消されて前記ト
ルクセンサによって十分検出されない為、ヒステリシス
が生じ、運転者はハンドルを切り終わっても直ぐにハン
ドルが戻る感覚を得られないという問題があった。

そこで、特開昭６３−３０１１７３号公報においては、
モータの動力伝達点から舵取機構側の操舵力の伝達経路
中にもトルクセンサを設けることによってモータによる
駆動トルクを検出し、この検出値と、前記動力伝達点か
ら操舵輪側に配設しであるトルクセンサの検出値とに応
じてモータの操舵補助力を制御するものが開示されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述の従来装置においては、モータによる補
助力の制御を、２つのトルクセンサによって検出される
検出値の高い方の値に基づいて行うようになっている。

これは、操舵輪を切る場合は操舵輪側のトルクセンサ値
を、また戻す場合は舵取機構側のトルクセンサ値を夫々
選択して各検出値に応じたモータの補助力を設定するよ
うに意図したものである。

ところが、実際の動作としては操舵軸を切ってゆく場合
においても舵取機構側のトルクセンサ値が選択される。

つまり、切り始めは操舵輪側のトルクセンサ値の方が高
い為、この検出値に応じてモータが駆動されるが、この
駆動後、直ちに舵取機構側のトルクセンサ値の方が高く
なり、その高いトルク値に応じてモータが急激に駆動さ
れる。

そうすると舵取機構側のトルクセンサ値が低下するので
再び操舵輪側のトルクセンサ値が選択され、以後同様に
交互にトルクセンサ値が選択されることになる。

これにより適正な操舵補助力が安定して得られず、また
振動が発生する為、良好な操舵感覚が得られないのであ
る。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、２つ
のトルクセンサ値に基づいて常に適正な操舵補助力を決
定できる制御系を構成する電動式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〕

本発明に係る電動式動力舵取装置は、一端に操舵輪を、
他端に舵取機構を夫々連動連結してなる操舵軸に操舵補
助用のモータの駆動力を伝達するようになしてあり、前
記モータの動力伝達点から前記操舵軸の操舵輪側の部分
に作用するトルクを検出する第１のトルク検出手段と、
前記モータの動力伝達点から前記操舵軸の舵取機構側の
部分に作用するトルクを検出する第２のトルク検出手段
との各検出値に基づいて前記モータの駆動力を制御する
制御部を備える電動式動力舵取装置において、前記制御
部は、前記第１のトルク検出手段の検出値に対応した検
出値が前記第２のトルク検出手段にて検出されるように
前記モータを駆動するように構成してあることを特徴と
する。

〔作用〕

操舵補助用のモータは、制御部によって第１のトルク検
出手段の検出値に対応する検出値が第２のトルク検出手
段にて検出されるように駆動される。

〔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図は本発明に係る電動式動力舵取装置（
以下、本発明装置という）の構成を示す模式図である。

図において１は操舵輪であり、該操舵輪１は入力軸２の
上端部に同軸上に連結しである。人力軸２の下端部はト
ーションバー２０の上端部に同じく同軸上に連結してあ
り、該トーションバー２０の下端部には、舵取補助用の
モータ５の駆動力が、例えばウオーム及びウオームホイ
ルよりなる減速機構を介して伝達される出力軸３の出力
上軸３ａが同軸上に連結しである。操舵輪１の回動操作
に伴う入力トルクＴｉｎはトーションバー２０が捻れる
ことによる入力軸２及び出力上軸３ａの回動量の差とし
て、前記第１のトルク検出手段をなす例えばポテンシオ
メータを用いてなるトルクセンサＳｌによって検出され
、制御部６へ入力されるようになっている。

出力軸３は、前記出力上軸３ａとトーションバー３０を
介して同軸上に連結した出力下軸３ｂとからなり、出力
下軸３ｂの下端部には車輪１０．１０を連結したラック
・ピニオン式の舵取機構９のピニオンが連結しである。

前記操舵輪１に作用する入力トルクＴｉｎと、モータ５
の駆動トルクとが合成されて出力軸３に作用する出力ト
ルクＴｏｕｔは、同様に出力上軸３ａ及び出力下軸３ｂ
の回動量の差として、前記第２のトルク検出手段たるト
ルクセンサＳ２にて検出され前記制御部６へ入力される
。

制御部６には、前述した２つのトルクセンサの検出信号
の他に、車速に応じた適正な操舵補助力を発生する為に
車速信号■も入力されている。

前記モータ５は制御部６の出力信号によってモータ駆動
回路７を介して駆動されるようになっており、またモー
タの駆動電流は電流検出回路８によって検出され、制御
部６へ入力されている。

第２図は本発明装置における制御特性を示すブロック線
図であり、本発明装置は人力トルクＴｉｎに対して出力
トルクＴｏｕｔの目標値を設定し、入出力の関係がこの
目標値と一致するようにモータ５を制御することを目的
としたものである。

操舵輪１に作用する入力トルクＴｉｎは、トルクセンサ
ＳＩにて検出され、制御関数ｆ（Ｔ、Ｖ）を有する目標
出力演算部４に入力されて目標となる出力値が求められ
る。制御関数ｆ（Ｔ、ｖ）は車速、又は車両の性格に応
じた特性を選択したものである。

目標出力演算部４からの出力信号は、差動（ＰＩＤ　）
増幅器３１の非反転入力端子に入力され、これの反転入
力端子には出力軸３の出力トルクＴｏｕｔをトルクセン
サＳ２にて検出された信号が入力される。

そして差動（ＰＩＤ　）増幅器３１の出力信号にてモー
タ５が駆動され、このモータ５の駆動トルクと、入力ト
ルクＴｉｎとが合成されたものが出力軸３の前記出力ト
ルクＴｏｕｔとなる。

次に目標出力演算部４の制御関数ｆ（Ｔ、Ｖ）に直線特
性、即ち比例特性を選択した場合について説明する。

入力トルクＴｉｎと、出力トルクＴｏｕｔとの関係は、
Ｔｏｕｔ　＝ｆ（Ｔｉｎ、　　ｖ）となり、比例特性を
選択した場合、Ｔｏｕｔ＝ｋ・Ｔｉｎとなるようにモー
タ５の駆動力が制御される。ここで定数には車速Ｖに応
じて低速の場合は高い数値が、また高速の場合は低い数
値が夫々設定される。因に動力舵取機構を装備しない車
両においては、ｋが１となって入力トルクー出力トルク
となる。

第３図は制御関数ｆ（Ｔ、　　ｖ）に比例特性を選択し
た動作特性図の一例であり、横軸は入力軸２に作用する
入力トルクＴ　ｒ　ｎ　％縦軸は出力軸３に発生する出
力トルクＴｏｕｔである。ここで特性直線は車速に対応
して車速が速くなると傾きの小さいものが、また車速か
遅くなると傾きの大きいものが夫々選択される。このよ
うに入力トルクの各値に対応する所定の出力トルクを発
生させるようにモータ５を駆動制御することにより、モ
ータ５及び減速機構のフリクション、又はモータ５の慣
性力等によってハンドル操作に対する舵取機構の追従性
が悪化することがなく、また、ヒステリシスも殆ど生じ
させることがないので、ハンドル戻り及び路面からの反
力のハンドルへの伝達が悪化することがない。

なお、制御関数は２次曲線等を選択しても良く、車両の
性格、車速等に応じて最適な特性を選択すれば良い。

〔効果〕

以上の如く本発明に係る電動式動力舵取装置においては
、操舵輪が操作されると、操舵輪が連結された入力軸に
作用する人力トルクに対応させて出力軸の出力トルクの
目標値を設定し、この目標値を実現するようにモータが
駆動される。出力１−ルクは出力軸に設けたトルク検出
手段によって検出されるので、正確に目標値に一致させ
るようにモータを駆動できる。

この結果、入力トルクと出力（−ルクとの関係において
ヒステリシスを生じさせることなく、ハンドル操作に対
する舵取機構の追従性も良好となり、常に適正な操舵力
を与えることができるので操舵動作が安定し、ハンドル
戻り、路面の状態感が大幅に向上する等、本発明は優れ
た効果を奏する。

【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構成を示す
模式図、第２図は制御特性を示すブロック線図、第３図
は動作特性図である。 ２・・・入力軸　３・・・出力軸　５・・・モータ　６
・・・制御部　９・・・舵取機構　２０．３０・・・ト
ーションバーＳｔ、Ｓｔ・・・トルクセンサ 特　許　出願人　　光洋精工株式会社 代理人　弁理士　　河　野　　登　夫 図 ａｕｔ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一端に操舵輪を、他端に舵取機構を夫々連動連結し
   てなる操舵軸に操舵補助用のモータの駆動力を伝達する
   ようになしてあり、前記モータの動力伝達点から前記操
   舵軸の操舵輪側の部分に作用するトルクを検出する第１
   のトルク検出手段と、前記モータの動力伝達点から前記
   操舵軸の舵取機構側の部分に作用するトルクを検出する
   第２のトルク検出手段との各検出値に基づいて前記モー
   タの駆動力を制御する制御部を備える電動式動力舵取装
   置において、 前記制御部は、前記第１のトルク検出手段 の検出値に対応した検出値が前記第２のトルク検出手段
   にて検出されるように前記モータを駆動するように構成
   してあること を特徴とする電動式動力舵取装置。