JPH02227370A - 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〕 本発明は舵輪操作に要する力を電動モータの回転力によ
り補助する電動式の動力舵取装置（パワーステアリング
）に関する。

〔従来技術〕

舵輪に加えられた操舵トルクの検出結果に基づいて操舵
補助用のモータを駆動し、自動車の操舵に要する力を該
モータの回転力により補助せしめ、運転者に快適な操舵
感覚を提供する電動式の動力舵取装置が側発されている
。

この動力舵取装置は、車体の左右方向に延設され、その
両端部を各別のタイロッドを介して左右の車輪に夫々連
結してなるランク軸と、該ランク軸の中途部においてこ
れと噛合され舵輪に連動連結されたピニオンとからなり
、舵輪の回動操作に伴うピニオンの回動を、ランク軸の
長さ方向への移動に変換して舵取りを行わせるランク・
ピニオン式の舵取機構を備えた自動車においては、操舵
補助用のモータの配設位置により以下の２通りに大別さ
れる。即ち、前記ピニオンの軸をランク軸との噛合位置
から更に延長し、その延長部に適宜の減速装置を介して
回転力を伝達するように前記モータを配設したものと、
前記ピニオンの噛合位置と異なる軸長方向位置において
前記ラック軸に噛合する補助ピニオンを設け、該補助ビ
ニオンに適宜の減速装置を介して回転力を伝達するよう
に前記モータを配設したものとであり、ラック軸に噛合
するピニオンの数に従って、前者が１ピニオン式、後者
が２ピニオン式と夫々称される。

このように前述のいずれの動力舵取装置においても、操
舵補助用のモータの回転力を減速装置を介してピニオン
の軸の延長部又は補助ビニオンに伝達しているので、操
舵後の舵輪の戻りがモータの慣性力及び減速装置の摩擦
抵抗により悪くなるという問題があった。これを解決す
るために、舵輪の戻し時にも、車速に応じてモータによ
り復元力を補助しているものがある。これは車速の減少
に応じてモータへの指示電流量を小さくしているもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、車速の減少に応じてモータへの指示電流
を小さくした場合は、低速時の戻し制御が十分に行えず
、適切な舵輪の中立感が得られなかった。即ち低速時は
タイヤのフリクションが大きくなるので、舵輪の戻しに
も大きな補助力が必要である。例えば後退による車庫入
れのように低速でしかも大きな舵角を必要とする場合、
従来の戻し制御では操舵補助力が弱いので舵輪を中点に
戻すのに、運転者が舵輪を目視し、戻しつつ、後方を目
視するという複雑な操作を行う必要があった。

この発明は斯かる事情によりなされたものであり、舵角
及び車速に応じて指示電流特性を不惑帯内で変化させ、
戻し制御の指示電流特性を、低速時に増加させることに
より、低速時にも十分な戻し補助力を得ることができ、
低速時であっても確実な中立感を得ることができ、舵輪
操作を簡略化し、軽快な操舵特性を得ることができる動
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〕

この発明に係る動力舵取装置は、車両の舵輪の回動を舵
取りのための左右方向への運動に変換する操舵機構と、
該操舵機構の操舵角を検出する舵角検出手段と、前記車
両の速度を検出する車速検出手段と、前記舵輪に加えら
れる操舵トルクを検出するトルクセンサとを備え、前記
操舵トルクが所定範囲にある場合は、操舵補助用のモー
タを前記操舵トルクに応じて駆動する動力舵取装置にお
いて、前記所定範囲にない場合、前記モータを前記車速
及び操舵角に応じて駆動し、車速か所定の速度範囲内に
あるとき、前記モータを駆動する電流値を最小とすべく
なしてあることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、操舵トルクが所定範囲にない場合に
、舵角及び車速に応じて、車速が所定範囲にあるときモ
ータを制御する電流を最小となし、前記所定範囲にない
ときは車速に応じてモータを制御する電流を増加させて
おり、低速でも良好な戻し特性を得ることができる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係る動力舵取装置の一部破断正面図
、第２図は第１図のｎ−ｎ線による拡大断面図、第３図
は回転検出器の構造を示す第１図の■−■線による拡大
断面図である。

図において１はランク軸であり、長手方向を左右方向と
して車体の一部に固設され筒状をなすラック軸ケース２
にこれと同心をなして内挿されている。また３はピニオ
ン軸であり、ラック軸ケース２の一端部近傍に連設した
ピニオン軸ケース４の内部にラック軸１に対してその軸
心を斜交させた状態に軸支されている。

該ピニオン軸３は、第２図に示す如く、トーションバー
５を介して同軸上に連結された上軸３ａと下軸３ｂとか
らなり、上軸３ａは玉軸受４０によりピニオン軸ケース
４内に支承され、その上端部を図示しないユニバーサル
ジヨイントを介して舵輪に連動連結しである。また下軸
３ｂは、ピニオン軸ケース４の下側開口部からその下部
を適長突出させた状態で、上端部近傍位置を４点接触玉
軸受４１によリピニオン軸ケース４内に支承されている
。前記４点接触玉軸受４１は、下部軸３ｂの下端部側か
らこれに外嵌され、下部軸３ｂの上端部近傍に形成した
段部と、下端部側から外嵌され外周面にかしめて固定さ
れたカラー４２とにより、その内輪の両側を挾持されて
下部軸３ｂの外側に軸長方向に位置決めされた後、下部
軸３ｂと共に前記下側開口部からピニオン軸ケース４に
内嵌され、該ケース４の下部に形成された環状肩部と、
前記開口部から該ケース４に螺合されたロックナツト４
３とにより、その外輪の両側を挾持されてピニオン軸ケ
ース４の内側に軸長方向に位置決めされ、下部軸３ｂに
作用するラジアル荷重及び両方向のスラスト荷重を負荷
する。

ピニオン軸ケース４から突出された前記下部軸３ｂの中
途部には、その軸長方向に適宜の長さに亘るピニオン歯
３０が形成されており、該ピニオン歯３０は、ピニオン
軸ケース４が前記ラック軸ケース２の上側に固定ボ°ル
ト４４により固着された場合に、該ランク軸ケース２の
内部において、前記ラック軸１の一端部寄りの位置に軸
長方向に適長に亘って形成されたラック歯１０に噛合し
、下部軸３ｂとラック軸１とを互いの軸心を斜交させた
状態で係合せしめている。前記下部軸３ｂは、ランク軸
ｌとの保合位置よりも更に下方に延長され、その下端部
には、これと同軸をなし、その歯形成面を下向きとして
大傘歯車３１が嵌装されており、咳大傘歯車３１を囲繞
する態様にてランク軸ケース２の下側に連設された傘歯
車ハウジング２０内に針状ころ軸受３３により支承せし
めである。従って下部軸３ｂは、前記４点接触玉軸受４
１と針状ころ軸受３３とによりラック歯１０とピニオン
歯３０との噛合位置の両側において支承されることにな
り、該噛合位置において下部軸３ｂに生じる撓み量は所
定の許容範囲内に保たれる。

更にラック歯１０とピニオン歯３０との噛合位置には、
これらが隙間なく噛合されるように、ピニオン軸３に向
かう押しばね１１の付勢力によりランク軸ｌを押圧する
押圧子１２が設けてあり、ランク軸１は、前記噛合位置
において押圧子１２と下部軸３ｂとにて半径方向両側か
ら挾持された状態で支承されると共に、ピニオン軸ケー
ス４との連設位置と逆側のラック軸ケース２の端部に内
嵌した軸受ブツシュ１３により支承されており、ラック
軸ケース２の内部においてその軸長方向に移動自在とな
っている。ランク軸ケース２の両側に夫々突出されたラ
ンク軸１の左右両端部は、各別の玉継手１４゜１４を介
して、図示しない左右の車輪に夫々連なるタイロッド１
５．１５に連結されており、ラック軸１の軸長方向への
移動により車輪が左、右に舵取りされるようになってい
る。

第２図中の６は、舵輪に加えられる操舵トルクを検出す
るトルクセンサであり、前記上軸３ａに外嵌されこれと
共に回動し、その下側端面に上軸３ａの軸心を中心とす
る環状の抵抗体を形成してなる抵抗体保持部材６０と、
前記下軸３ｂに外嵌されこれと共に回動し、その上側端
面に前記抵抗体上の半径方向の一点に摺接する検出子を
形成してなる検出子保持部材６１とにてポテンシオメー
タを構成してなるものである。ピニオン軸３の上軸３ａ
は舵輪の回動に応じてその軸心廻りに回動するが、下軸
３ｂには車輪に作用する路面抵抗がラック軸１を介して
作用しており、両軸間に介装したトーションバー５には
舵輪に加えられた操舵トルクに応じた捩れが生じる。ト
ルクセンサ６は、該トーションバー５の涙れに伴って上
軸３ａと下軸３ｂとの間に生じる周方向の相対変位を前
記検出子と抵抗体との摺接位置に対応する電位として出
力するものであり、トーションバー５に捩れが生じてい
ない場合、換言すれば舵輪操作がなされていない場合に
所定の基準電位を出力するように初Ｍ調整されている。

トルクセンサ６の出力信号は制御部７に入力されており
、制御部７はこの信号を前記基準電位と比較して前記操
舵トルクの方向及びその大きさを認識し、後述する如く
配設された操舵補助用のモータ８に駆動信号を発する。

操舵補助用のモータ８は、電磁クラッチ１６、遊星ギヤ
減速装置９及び前記大傘歯車３１に噛合するこれよりも
小径の小傘歯車３２を介して前記下部軸３ｂにその回転
力を伝達するものである。

電磁クラッチ１６は円環状をなし、モータ８の中間ケー
ス８１に固着されたコイル部１６１　と、モータ８０回
転軸８０の一側にこれと同軸をなして外嵌され、該回転
軸８０と共に回転する主動部１６２と、円板状をなし該
主動部１６２と対向し、コイル部１６１への通電による
電磁力により主動部１６２と係着する係脱部１６３とか
ら構成されており、モータ８の回転力の係脱を行ってい
る。

遊星ギヤ減速装置９は、係脱部１６３に内嵌し、回転す
ると共に太陽ギヤを有し、その一端を主動部に内嵌され
た軸受に支承され、他端を後述する遊星キャリア９３に
内嵌された軸受に支承された太陽軸９０と、前記モータ
８のケーシング端面８２に回転軸８０と同軸をなして固
着された円環状をなす外環９１と、該外環９１の内周面
及び前記太陽軸９０の太陽ギヤ外周面に夫々転接し、各
別の軸心廻りに自転すると共に太陽ギヤの軸心廻りに公
転する複数個の遊星ギヤ９２．９２・・・と、これらの
遊星ギヤ９２．９２・・・を夫々軸支する遊星キャリヤ
９３とから構成され、前記モータ８よりも小なる外径を
有し、回転軸８０の一側に該モータ８及び電磁クラッチ
１６と一体イ、ヒされている。遊星ギヤ減速装置９の出
力軸９４は、モータ８の回転軸８０と同軸上に位置する
前記遊星キャリヤ９３の軸心位置に嵌入、固定され、ケ
ーシングの外部に適長突出させである。該出力軸９４の
先端部には前記小傘歯車３２が、その歯形成面を先端側
に向けて嵌装されており、該小傘歯車３２は、出力軸９
４と共に前記遊星ギヤ９２．９２・・・の公転に応じて
回転するようになっている。

前記モータ８と電磁クラッチ１６と遊星ギヤ減速装置９
とは、これらの軸心がラック軸１の軸心と略平行をなし
た状態で、小傘歯車３２を内側として前記傘歯車ハウジ
ング２０に内嵌され、該ハウジング２０の内部において
前記小傘歯車３２が前記下部軸３ｂの下端部に嵌装され
た大傘歯車３１に噛合させてあり、またラック軸ケース
２の外側に設けたプラケッ）２ａに固着させである。大
傘歯車３１と小傘歯車３２との間のバックラッシ調整は
、遊星ギヤ減速装置９を傘歯車ハウジング２０に内嵌す
る際に、遊星ギヤ減速装置９のケーシングと傘歯車ハウ
ジング２０との突合せ部に介装するシムの厚さ及び／又
は枚数を変更することにより容易に行い得る。

またモータ８の回転軸８０の他側にはモータ８の回転位
置を検出する回転検出器１７が設けられ、該回転検出器
１７はモータ８の回転輪８０の他側に外嵌された円板状
をなし、Ｎ極、Ｓ極を各２極有する磁石板１７０と、そ
の周囲に所定の取付角度β（本実施例ではβ−１３５°
）をなし取付けられた２つのリードスイッチ１７１．１
７１　とから構成される。第４図は回転検出器の出力波
形を示す波形図である。

２つのリードスイッチ１７１．１７１は取付角度βヲ１
３５゜となし取付けられているので出力波形は　９０度
位相がずれて出力される。これが１回転で各々４波形出
力されるのでその立上がりと立下りとを検出することに
よりこの回転検出器１７は１回転の１７１６の分解能を
有することとなる。

また回転検出器１７は、タコジェネレータ等の従来の回
転検出器と比べ、回転数Ｏから検出可能でありロータの
相対位置が検出できる。またフォトインクラブタ型のロ
ータリエンコーダに比べ小型であり、高温に対しても強
く、経年変化が少なく価格も安くなる。さらに出力波形
がパルス出力となるのでマイクロコンピュータ等のＣＰ
Ｕに簡単にその検出結果が取り込める。

また制御部７には前述したトルクセンサ６の出力信号の
ほかに回転検出器１７の出力信号及び車速を検出する車
速検出器１８の出力信号が入力されており、ここで後述
する制御がなされモータ８及び電磁クラッチ１６を駆動
する駆動信号が出力される。

なお車速検出器１８は車速を５ｋｍ／ｈ単位の車速ブロ
ックで検出し、時速Ｏ〜１８０ｋｍ／ｈまでを第Ｏ〜第
３５ブロックまでの３６段階で検出する。

次に制御部７での制御について説明する。

第５図は制御部の構成及び制御動作を示すブロック線図
である。

トルクセンサ６のトルク検出信号は、その位相を進め、
応答性を良好とするための位相補償回路７１ａ、舵輪の
回転の角加速度ωを検出する角加速度検出回路７１ｂ、
操舵機構の中点を決定するための中点決定回路Ｔｉｃ及
びモータ８のロックを検出するロック検出回路７１ｆに
夫々入力されてる。

また、車速検出器１８の車速検出信号は、ロック検出回
路７１ｆ、中点決定回路７１ｃ、位相補償回路７１ａの
出力信号と後述する変化電流１ａとが与えられ、トルク
の不感帯外ではトルクと車速とに応じてモータ８への指
示電流■を決定し、不感帯内では変化電流１ａに応じて
モータ８への指示電流Ｉを決定する指示電流関数部７３
ａ、角加速度検出回路７１ｂから出力された舵輪の角加
速度ωが与えられ、角加速度ωと車速■とに応じて、モ
ータ８の加減速時の慣性力と車輌の足まわりの慣性力と
を補正する補正電流１ｃを決定する補正電流関数部７３
ｂ及び車速■に応じた舵輪の戻し量ｇ１を定める戻し量
関数部７３ｅに夫々人力される。戻し量ｇ１は変化電流
１ａの舵角θに対する傾きを表しており、この戻しＩｇ
ｍは後述する舵角決定回路７１ｄから出力された舵角θ
が与えられ、舵角θと戻しｌｔ　ｇ　ａとに応じて、指
示電流Ｉの特性を変化させる変化電流ｒａを決定する変
化電流関数部７３ｃに入力されている。

戻し量ｇ、は第５図に示す如く車速か所定ブロック　（
この例では１０〜１５ｋｍ／ｈの第２ブロツク）Ｍのと
き最小となり、それよりも車速か大のブロックＨ又は小
のブロックしになるに従い大きい値となっており、低速
時であっても十分に戻し制御が行えるようになっている
。

また、回転検出器１７の回転検出信号は、ロック検出回
路７１ｆ、中点決定回路７１ｃ、角加速度検出回路７１
ｂ及び回転検出信号と中点決定回路７１ｃの中点位置と
から舵角θを決定する舵角決定回路７１ｄに入力されて
いる。

ロック検出回路７１ｆは入力された回転検出信号、車速
検出信号及びトルク検出信号により、ｌ・ルクＴ及び車
速■が各別の所定値より大きいときにモータ８の回転を
検出し、それによりロックの有無を検出するものであり
、その出力信号は駆動回路７２ｂを介して電磁クラッチ
１６に与えられる。

また指示電流関数部７３ａの出力信号は加算器７４ａに
入力され、そこで、補正電流関数部７３ｂの出力信号が
加算され、加算結果が減算器７４ｂに与えられる。

該減算器７４ｂでは、前記加算結果からモータ８の消費
電流を検出する電流検出回路７１ｅからのフィードバン
ク信号が減られ、その減算結果がＰＷ？１（Ｐｕｌｓｅ
−Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）
駆動回路７２ａを介してモータ８に与えられる。

次に動作について説明する。

第６図はロック検出の制御を示すフローチャートであり
、ステップＩＯで、図示しないイグッニションスイッチ
オンの立ち上がりか否かを判定し、立ち上がりでないと
きは、ステップ１１で車速検出器１８の車速Ｖを読み込
む。その車速■が車速閾値Ｖ　Ｓ　１より大きいか否か
をステップ１２で判定し、大きいときは次のステップ１
３でトルクセンサ６からの操舵トルクＴを読み込む。そ
の操舵トルクＴがトルク闇値Ｔｅｌより大きいか否かを
ステップ１４で判定し、大きいときは回転検出器１７か
らのモータ８の回転位置をステップ１５で読み込み、そ
の値によりステップ１６でモータ８が回転しているか否
かを判定し、回転しているときはリターンし、回転して
いないときはモータ８がロックしていると判定し、ステ
ップ１７で電磁クラッチをオフし、モータ８と太陽ギヤ
減速装置９との結合を切離し、操舵機構をモータ８から
自由にする。そしてステップ１８で図示しないロックア
ラームを点灯しリターンする。

一方ステップ１０で立ち上がりと判定されたときは、ス
テップ１９で電磁クラッチ１６がオフされ、ステップ２
０でモータ８がオンする。モータ８がオンするとステッ
プ２１で所定時間の経過が判定され、その後回転検出器
１７からのモータ８の回転位置をステップ２２で読み込
み、その値によりステップ２３でモータ８が回転してい
るか否かを判定し、回転しているときは、ステップ２４
でモータ８をオフし、ステップ２５で電磁クラッチをオ
ンする。ステップ２３でモータ８が回転していないと判
定されたときは、ステップ２６でロックアラームを点灯
しリターンする。

次に角加速度検出及びそれを用いたモータ慣性制御につ
いて説明′す゛る。

第７図は角加速度の算出及びそれを用いたモータ慣性の
制御を示すフローチャートである。

最初にステップ３０でトルクセンサ６からのトルクＴを
読み込み、次にステップ３１で角加速度検出回路７１ｂ
にて回転検出器１７からのモータ８の回転速度ω。を読
み込み、ステップ３２で下記演算により舵輪の角加速度
を求める。

Ｔ＝Ｋ　　（θ五　　−θ。　） θ、−θ。＝ に 次にステップ３３で求めた角加速度ωと車速Ｖとにより
、予め補正電流関数部７３ｂにて定められたモータ８の
慣性力と車輪の足まわりの慣性力とによる影響を補正す
る補正電流１ｃをもとめる。次にステップ３４で求めら
れた補正電流Ｉｃを加算器７４ａに入力し指示電流関数
部７３ａで求められた指示電流■と加算される。これに
よりモータ８による操舵補助開始時及び終了時等の角加
速度が検出されたときに、その慣性力及び足まわりの慣
性力に応じた補正電流１ｃが指示電流■に加算されるの
で、操舵フィーリングの向上が図られる。

次に舵輪の中点の演算及び本発明の要旨であるそれを用
いた舵輪の戻し制御について説明する。

第８図は舵輪の戻し制御を、第９図は変化電流制御を、
第１０図は変化電流の最大値の決定手順を、第１１図は
舵輪の中点の演算を、また第１２図は舵輪の左右位置の
決定手順を夫々示すフローチャートである。また第１３
図は指示電流関数部でのモータ電流とトルクとの関係の
特性を示すグラフであり、縦軸に指示電流■を、また横
軸にトルクＴをとっている。さらに破線は車遠大のとき
の特性を、また−点鎖線は車速小のときの特性を示して
いる。

第８図において、最初にステップ４０でトルクＴを読み
込み、そのトルクＴが不感帯内か否かをステップ４１で
判定し、不感帯にトルクＴが入ってるときは、ステップ
４２で後述する中点演算ルーチンが終了したか否かを判
定する。中点演算が終了しているときは、ステップ４３
でモータ８の回転位置を回転検出器１７から読み込み、
次にステップ４４でその回転位置と中点とにより舵角決
定回路７１ｄにて舵角θを決定する。舵角θが定まると
ステップ４５で変化電流制御サブルーチンに移り、そこ
で得られた変化電流１ａにより、指示電流関数部７３ａ
で指示電流■の値及び方向を算出する（ステップ４８）
。

一方ステップ４１で不惑帯でないと判定されたときはリ
ターンし、ステップ４２で中点演算が終了していないと
きは、ステップ４６でモータ８の回転位置を回転検出器
から読み込み、ステップ４７で後述する左右決定ルーチ
ンにおいて定められた舵角最小値により補正電流１ａを
算出し、指示電流■の値及び方向を算出する。

第９図に示す変化電流制御サブルーチンでは、まずステ
ップ７０で車速■を読込み、ステップ７１で舵角θを読
込む。そしてそれらにより、第５図に示す戻し量関数部
７３ｅで車速Ｖに応じた戻し量ｇ。

を求め、戻しｉｌｇ、と変化電流関数部７３ｃで舵角θ
とに応じた変化電流Ｉａの計算値Ｔｋが算出される（ス
テップ７２）。次に変化電流Ｉａの最大値決定サブルー
チンに移り最大値１ｍが定められ（ステップ７３）、ス
テップ７４で最大値１ｍ＞計算値ｒｋか否かが判定され
、１ｍ　＞　Ｉｋのときは変化電流１ａとして計算値Ｉ
ｍを使用しくステップ７５）　、１ｍ≦Ｉｋのときは変
化電流Ｉａとして最大（ｉｌｍを使用する（ステップ７
６）。

そして戻しの制御サブルーチンのステップ４５に戻る。

第１０図に示す変化電流１ａの最大値決定サブルーチン
では、まずステップ８０で、車速ブロックが第０ブロツ
ク（＝０〜５　ｋｍ／ｈ）か否かが判定され、第０ブロ
ツクの場合は車速検出器１８の車速エツジが検出されな
いか否かが判定される（ステップ８１）。

車速エツジが検出されない場合（＝ＹＥＳ）、車両は停
止していると判定され、第１カウンタＣＩをカウントア
ソプし、それにより停止時間を計測する（ステップ８２
）。

そしてカウント値が一定以上（この例では停止時間が５
秒以上）か否かを判定しくステップ８３）、一定時間以
上停止している場合は、第２カウンタＣ２をカウントア
ンプする（ステップ８４）。これは変化電流１ａの最大
値１ｍを順次小さくするために行うものであり、停止中
は時間と共に変化電流１ａの最大値Ｉｍを最終的にはＯ
にするように最大値１ｍを決定する　（ステップ８５）
。

一方ステップ８０で車速ブロックが第Ｏプロ・ツタでは
ない場合、又はステップ８０で車速検出器１８の車速エ
ツジが検出された場合は第１カウンタＣ１がクリアされ
（ステップ８６）、第２カウンタＣ２がカウントダウン
される（ステップ８７）。これは走行中は変化電流！ａ
の最大値ＩＴＩ＋を時間と共に順次増加させるようにし
て最大値１ｍを決定するものである（ステップ８８）。

最大値が決定されると変化電流制御サブルーチンのステ
ップ７３に戻る。

これにより停止時には変化電流１ａを零とし、指示電流
Ｉを零とするように制御するので、停止時にすえ切りす
ることがなくなり、モータ８の焼損が防止できる。

また第１１図に示す中点演算ルーチンではステップ５０
で車速■を読み込み、ステップ５１で車速■が閾値Ｖｓ
ｔより大きいか否かを判定し、大きいときはステップ５
２で車速に応じたトルク設定値Ｔｉｔを定めて、次にス
テップ５３でトルクＴを読み込み、ステップ５４でトル
クＴがトルク設定値Ｔ５□より小さいか否かを判定する
。小さいときはステ・ノブ５５で小さいときの回数をカ
ウントしてステップ５６でそのときのモータ８の回転位
置を読み込む。そして、ステップ５７で回転位置を前回
までの回転位置の合計に加算してその加算結果をカウン
ト回数で除算して舵角中点を求め、舵角中点の値を更新
する。またステップ５１で車速■が閾値Ｖｓ２より小さ
いとき、又はトルクＴがトルク設定値Ｔ５□より大きい
ときはリターンする。

しかしこの中点演算は演算時間に多くの時間を必要とす
るので、演算が終了するまでは次に説明する左右決定ル
ーチンにより戻し制御を行う。

第１２図に示す左右決定ルーチンではステップ６０で車
速■を読み込み車速■が閾値Ｖｓ３より大きいか否かを
ステップ６１で判定し、大きいときはトルクＴをステッ
プ６２で読み込み、ステップ６３でトルクＴを積分し、
その積分値の方向が右か否か判定する。右のときはステ
ップ６５で舵角最小値の右の値を更新し、左のときはス
テップ６４で舵角最小値の左の値を更新しリターンする
。

一方第１３図に示す如く戻し制御において第９図に示す
戻し制御サブルーチンにより変化電流１ａが求まると、
それと車速■とに応じてトルクが不感帯内にあるときの
舵輪の戻し制御時の指示電流Ｉを変化させる。例えば車
速■が大のときは破線に示す如く、トルクＴが不惑帯に
入ると指示電流Ｉの増加割合を大きくし、中点への戻り
を速くするようにモータ８を制御し、逆に車速か中のと
きは一点鎖線に示す如くトルクＴが不感帯に入ると、指
示電ｍＩの増加割合を小さ（し、中点への戻りを遅くす
るようにモータ８を制御する。

これによりアシスト制御時と戻り制御時とで、指示電流
Ｉの増加割合が逆となり、安定した操舵フィーリングを
得ることができる。

なお本実施例ではラックピニオン式の動力舵取装置につ
いて説明したが、この発明はラックピニオン式に限るも
のではない。

また本実施例では、舵角検出手段として、モータに取付
けた回転検出器を用いたが、この発明はこれに限るもの
ではなく、舵角検出手段は操舵機構の操舵角を検出でき
るものであれば何でもよい。

さらに本実施例では、車速に応じて指示電流の特性を変
化させているが、この発明はこれに限るものではなく、
車速に応じて特性を変化させなくてもよい。

〔発明の効果〕

以上、説明したとおり、この発明によれば、モータへの
指示電流を、不感帯に操舵トルクがあるときは舵角及び
車速に応じて変化させ、不感帯以外に操舵トルクがある
ときは、操舵トルクに応じて変化させているので、後退
による車庫入れ時の如く、舵角が大きく、低速走行の場
合であっても戻し制御が十分に行われ、目視による手動
操作によらず、舵輪を中点に戻すことができ、舵輪操作
を簡略化し、良好の中立感を得ることができ、違和感の
減少した操舵フィーリングを得ることができる等価れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の一実施例を示す一
部破断正面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線による拡大断
面図、第３図は回転検出器の構造を示す第１図のｍ−ｔ
Ｂ；Ｈによる拡大断面図、第４図は回転検出器の出力波
形を示す波形図、第５図は制御部の構成及び動作を示す
ブロック線図、第６〜第１２図は各制御動作を説明する
フローチャート、第１３図は指示電流関数部でのモータ
電流とトルクとの関係の特性を示すグラフである。 ６・・・トルクセンサ　７・・・制御部　８・・・モー
タ１７・・・回転検出器　１８・・・車速検出器　７１
ｃ・・・中点決定回路　７１ｄ・・・舵角決定回路　７
３ａ・・・指示電流関数部　７３ｃ・・・変化電流関数
部　７３ｅ・・・医し量関数特　許　出願人　　光洋精
工株式会社 代理人　弁理士　　河　野　　登　夫 晃 図 第 幻 弔 図 弔 図 手続補正書（自発） 平成２年２月５日 平成１年特許願第５０３５７号 ２、発明の名称 動力舵取装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 所在地　大阪市中央区南船場３丁目５番８号名　称　（
１２４）光洋精工株式会社 代表者坪井珍彦 ４、代理人 住　所　■５４３大阪市天王寺区四天王寺１丁目１４番
２２号　日進ビル２０７号 図 ６、補正の内容 ６−１明細書の「発明の詳細な説明」の欄（１１明細書
の第７頁第１１行に「スラスト」とあるのを「アキシャ
ル」と訂正する。 （２）明細書の第８頁第１７行に「押圧子」とあるのを
「ラックガイド」と訂正する。 （３）明細書の第８真第１８行に「押圧子」とあるのを
「ラックガイド」と訂正する。 （４）明細書の第１４頁第１５行に「位相補償回路」と
あるのを「位相補償部」と訂正する。 （５）明細書の第１４頁第１６〜１７行に「角加速度検
出回路」とあるのを「角加速度検出部」と訂正する。 （６）明細書の第１４頁第１８行に「中点決定回路」と
あるのを「中点決定部」と訂正する。 （７）明細書の第１４頁第１９行に「ロック検出回路」
とあるのを「ロック検出部」と訂正する。 （８）明細書の第１５頁第１行に「検出回路７１ｆ、中
点決定回路７１ｃ、位相補償回路」とあるのを「検出部
７１ｆ、中点決定部７１ｃ、位相補償部」と訂正する。 （９）明細書の第１５頁第６行に「角加速度検出回路」
とあるのを「角加速度検出部」と訂正する。 αＱ　明細書の第１５頁第１４行に「舵角決定回路」と
あるのを「舵角決定部」と訂正する。 αυ　明細書の第１６頁第６〜７行に「検出回路７１ｆ
、中点決定回路７１ｃ、角加速度検出回路７１ｂ」とあ
るのを「検出部７１ｆ、中点決定部７１ｃ、角加速度検
出部７１ｂ」と訂正する。 Ｑ２１　　明細書の第１６頁第７行に「中点決定回路」
とあるのを「中点決定部」と訂正する。 α１　明細書の第１６頁第８行に「舵角決定回路」とあ
るのを「舵角決定部」と訂正する。 Ｑ４１　　明細書の第１６頁第１０行に「ロック検出回
路」とあるのを「ロック検出部」と訂正する。 ０句　明細書の第１７頁第２行に「信号が減られ、」と
あるのを「信号が減算され、」と訂正する。 αＱ　明細書の第１７頁第２０行に「電磁クラッチをオ
フし、」とあるのを「電磁クラッチ１６をオフし、」と
訂正する。 αη　明細書の第１８頁第１３行に「電磁クラッチをオ
ンする。」とあるのを「電磁クラッチ１６をオンする。 」と訂正する。 ００　　明細書の第１９頁第５行に「角加速度を求める
。 とあるのを「角加速度んを求める。」と訂正する。 ０湧　明細書の第２０頁第１４行に「舵輪の中点の演算
を、また第１２図は舵輪」とあるのを「舵角の中点の演
算を、また第１２図は舵角」と訂正する。 （２０）　　明細書の第２１頁第８行に「舵角決定回路
」とあるのを「舵角決定部」と訂正する。 （２１）明細書の第２１頁第１８行に［補正電流！ａＪ
とあるのを「変化電流１ａＪと訂正する。 ６−２明細書の「図面の簡単な説明」の欄明細書の第２
７頁第１８〜１９行に「７１ｃ・・・中点決定回路　７
１ｄ・・・舵角決定回路」とあるのを「７１ｃ・・・中
点決定部　７１ｄ・・・舵角決定部」と訂正する。 ６−３図面 （１）第１図を別紙のとおりに訂正する。 （２）　　第５図を別紙のとおりに訂−正する′。 （３）第１１図を別紙のとおりに訂正する。 （４）第１３図を別紙のとおりに訂正する。 ７、添付書類の目録 （１１訂正図面 １通 弔 図 写 田 手続補正書（自発） 平成２年３月２０日 平成１年特許願第５０３５７号 ２、発明の名称 動力舵取装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 所在地　大阪市中央区南船場三丁目５番８号名　称　（
１２４）光洋精工株式会社 代表者坪井珍彦 ４、代理人 住　所　■５４３大阪市天王寺区四天王寺１丁目１４番
２２号　日進ビル２０７号 ６、補正の内容 ６−１明細書の「発明の詳細な説明」の欄（１）　　明
細書の第３頁第１５〜１７行に「これは・・・（中略）
・・・ものである。」とあるのを「一般には車速の減少
に応じてモータの電流値を小さくしている。」と訂正す
る。 （２）明細書の第４頁第１０−１２行に「ものであり、
・・・（中略）・・・指示電流特性を、」とあるのを「
ものであり、検出した操舵トルクがモータの助勢を行わ
せる必要がない程度の不惑帯域にある場合は、戻しのた
めのモータ駆動を行うものとし、この場合のモータ電流
を舵角及び車速に応じて変化させ、戻し制御の際の電流
を、」と訂正する。 （３）明細書の第５頁第１２〜１７行に「本発明におい
ては、・・・（中略）・・・得ることができる。」とあ
るのを「本発明においては、検出した操舵トルクが前記
所定値より小さい場合に、検出した舵角及び車速に応じ
て、モータを駆動するが、この場合において検出した車
速が所定範囲にあるときモータの電流を最小となし、検
出した車速がこの範囲より大きいとき又は小さいときは
車速に応じてモータの電流を増加させる。これによって
、低速でも良好な戻し特性を得ることができる。」と訂
正する。 （４）　　明細書の第５頁第２０行に［本発明に係る動
力舵取装置」とあるのを「本発明に係る１ピニオン式の
動力舵取装置」と訂正する。 （５）　　明細書の第６頁第２０行に「下部軸３ｂＪと
あるのを「下軸３ｂＪと訂正する。 （６）明細書の第７頁第１行に「下部軸３ｂＪとあるの
を「下軸３ｂＪと訂正する。 （７）明細書の第７頁第４行に「下部軸３ｂＪとあるの
を「下軸３ｂＪと訂正する。 （８）明細書の第７頁第５行に「下部軸３ｂＪとあるの
を「下軸３ｂＪと訂正する。 （９）　　明細書の第７頁第１０行に「下部軸３ｂＪと
あるのを［下軸３ｂＪと訂正する。 ０Φ　明細書の第７頁第１３〜１４行に「下部軸３ｂＪ
とあるのを［下軸３ｂＪと訂正する。 αυ　明細書の第７頁第２０行に「下部軸３ｂＪとある
のを「下軸３ｂＪと訂正する。 αり　明細書の第８頁第２行に「下部軸３ｂＪとあるの
を「下軸３ｂＪと訂正する。 α罎　明細書の第８頁第８行に「下部軸３ｂＪとあるの
を「下軸３ｂＪと訂正する。 Ｑ４）　　明細書の第８頁第１２行に［下部軸３ｂＪと
あるのを「下軸３ｂＪと訂正する。 ０９　　明細書の第８頁第１８行に「下部軸３ｂＪとあ
るのを「下軸３ｂＪと訂正する。 αｅ　明細書の第１０頁第１７〜１８行に「下部軸３ｂ
Ｊとあるのを「下軸３ｂＪと訂正する。 ０η　明細書の第１４真第８〜１０行に「なお車速検出
器１８・・・（中略）・・・検出する。」とあるのを「
なお車速検出器１８は車軸等に設けたパルスジェネレー
タ等よりなり、５ｋＩＩ＋／ｈ単位の分解能を有し、時
速Ｏ〜１８０１ｕＩｌ／ｈまでを第０〜第３５ブロツク
までの３６段階で検出し、速度ブロックに応じたパルス
信号を出力する。 第Ｏブロック（０〜５ｋｍ／ｈ）では出力パルスは無い
。」と訂正する。 ０呻　明細書の第１４頁第１２〜１３行に「第５図は・
・・（中略）・・・線図である。」とあるのを［第５図
は制御部７の構成及び制御動作を示すブロック線図であ
る。制御部７は主としてマイクロプロセッサで構成され
、他に電磁クラッチ１６の駆動回路７２ｂ、モータ８の
ＰＷＭ駆動回路７２ａ、同じく電流検出回路７１ｅ等を
備える。」と訂正する。 Ｑ９１　　明細書の第１４頁第２０行〜第１５頁第１８
行に「また、車速検出器１８の・・・（中略）・・・入
力されている。」とあるのを以下の文章に訂正する。 「また、車速検出器１８の車速検出信号は、ロック検出
部７１ｆ　、中点決定部７１Ｃ１指示電流関数部７３ａ
、補正電流関数部７３ｂ及び戻し量関数部７３ｅに入力
される。指示電流関数部７３ｅは車速■の他に位相補償
部７１ａの出力信号Ｔと後述する変化電流１ａとが与え
られ、検出した操舵トルクＴが不惑帯より大きい場合は
トルクと車速とに応じてモータ８への指示電流■を決定
し、不惑帯内では後述する変化電流１ａに応じてモータ
８への指示電流Ｉを決定する。補正電流関数部７３ｂは
車速■の他に、角加速度検出部７１ｂから出力された舵
輪の角加速度ふが与えられ、角加速度ふと車速■とに応
じて、モータ８の加減速時の慣性力と車輌の足まわりの
慣性力とを補正する補正電流Ｉｃを決定する。戻し量関
数部７３ｅは入力された車速■に応じた舵輪の戻し量ｇ
、を定める。戻しｆｔ　ｇ　ｍは変化電流１ａの舵角θ
に対する傾きを表している。この戻し量ｇ。 は変化電流関数部７３ｃ、に入力される。変化電流関数
部７３ｃには後述する舵角決定部７１ｄから出力された
舵角θも与えられ、舵角θと戻し量ｇ、とに応じて、指
示電流■の特性を変化させる変化電流Ｉａを決定する。 」 （２１０明細書の第１６頁第３行に「なっており、低速
時」とあるのを「なっており、この特性によって低速時
」と訂正する。 （２１）明細書の第１６頁第９行と第１０行との間に以
下の文章を加入する。 「変化電流関数部７３ｃは戻し量ｇ、をパラメータとし
た舵角θと変化電流１ａとの関数が記憶されている。Ｉ
ａは、　θ　増加に伴って増加するがある値で飽和する
。また勾配は車速■がＭのとき最も小さい。」 （２２）明細書の第１６頁第１１行に「車速検出信号及
びトルク検出信号」とあるのを「車速検出信号Ｖ及びト
ルク検出信号Ｔ」と訂正する。 （２３）明細書の第１６真第１８行に「信号が加算され
」とあるのを「信号と加算され」と訂正する。 （２４）明細書の第１７頁第５行と第６行との間に以下
の文章を加入する。 「まず動作の概要を第１３図に基づいて説明する。 ２点鎖線で示すのは戻し制御を行わない場合の検出操舵
トルクＴとモータ電流Ｉとの関係を示し、トルクがＴ、
〜−Ｔ、（例えば正は右回転トルク、負は左回転トルク
）の範囲は不感帯としてモータ８による助勢を行わず、
Ｔ≧Ｔ、、Ｔ≦−Ｔ、の範囲でトルクに応じた右回転方
向に又は左回転方向へのモータ電流を供給して操舵を助
勢する。これに対して本発明ではこの不惑帯Ｔ５〜−Ｔ
５内のトルクが検出された場合は戻し制御が必要である
として破線、−点鎖線で示すように変化電流１ａを供給
する。 この変化電流１ａの大きさ、方向は戻し量関数部７３ｅ
及び変化電流関数部７３ｃにおいて検出速度■。 及び検出舵角θによって定まる。そしてこのＩａは低速
である程小さくするのではなく、所定範囲、実施例では
１０〜１５　ｋｍ　／　ｈの第２速度ブロックで最小値
とするものである。 なお第１３図において破線は高速の場合を、また１点鎖
線は中速の場合の電流を示している。モータ８に流れる
電流は更にＩｃを加算して決定される。 以下より詳細に説明する。」 （２５）明細書の第１７頁第８行に「スイッチオンの立
ち上がりか」とあるのを「スイッチがオンした場合に発
せられる信号の立ち上がりか」と訂正する。 （２６）明細書の第１８頁第１行に「太陽ギヤ」とある
のを「遊星ギヤ」と訂正する。 （２７）明細書の第１９頁を以下の如く訂正する。 ［最初にステップ３０でトルクセンサ６からのトルクＴ
を読み込み、次にステップ３１で角加速度検出部７１ｂ
にて回転検出器１７からのモータ８の回転速度ω…を読
み込み、ステップ３２で下記演算により舵輪の角加速度
ωを求める。 Ｔ＝Ｋ　（θ１−θ。） Ｔ　　　　ここで θ１−θ。＝ Ｋ　　　　　　Ｋはトーションバーの 一方、θ。＝ ｎ　　　　　θ０は下軸３ｂの回転 θ。＝ 次にステップ３３で求めた角加速度ωと車速■とにより
、予め補正電流関数部７３ｂにて定められた」（２８）
明細書の第２０頁第１０行に「舵輪の中点」とあるのを
「舵角の中点」と訂正する。 （２９）明細書の第２０頁第１１行に「舵輪の戻し」と
あるのを「舵角の戻し」と訂正する。 （３０）明細書の第２０頁第１２行に「舵輪の戻し」と
あるのを「舵角の戻し」と訂正する。 （３１）明細書の第２０頁第１６〜２０行に「また第１
３図は・・・（中略）・・・示している。」とあるのを
削除する。 （３２）明細書の第２１頁第３行に「で判定し、不感帯
にトルクＴが」とあるのを［で判定する。不感帯外にあ
るときは第１３図のＴ≧Ｔ、、Ｔ≦−Ｔ、の範囲におけ
る公知のモータ電流制御を行う。つまり検出トルクＴと
検出速度■に応じて指示電流を決定する。不感帯にトル
クＴが」と訂正する。 （３３）明細書の第２１頁第１２〜１４行に「算出する
（ステップ４８）。一方・・・（中略）・・・リターン
し、ステップ４２で」とあるのを「算出する（ステップ
４８）。 ステップ４２で」と訂正する。 （３４）明細書の第２２頁第１〜６行に「車速■を読込
み、・・・（中略）・・・算出される（ステップ７２）
。」とあるのを以下の文章に訂正する。 「車速Ｖを読込み、第５図に示す戻し量関数部７３ｅで
車速■に応じた戻し量ｇ、を求める（ステップ７０ａ）
。車速■と戻しｆｆ１ｇ、との関係は第５図に示された
ように第２ブロツク（Ｍ）が最小のｇ。 となっている。次にステップ７１で舵角θを読込む。 変化電流関数部７３ｃでは戻し量ｇ、と舵角θとに応じ
た変化電流１ａの計算値Ｉｋが算出される（ステップ７
２）。」 （３５）明細書の第２２頁第１０行に「値１ｍを」とあ
るのを「値１ｋを」と訂正する。 （３６）明細書の第２２頁第１３行に「る。」とあるの
を「る。第５図の変化電流関数部７３ｃ中に示すＩａの
飽和域はＩｍを示している。」と訂正する。 （３７）明細書の第２２頁第１７行に「車速エツジ」と
あるのを「車速検出信号のパルス」と訂正する。 （３８）明細書の第２２頁第１９行に「車速エツジ」と
あるのを「パルス」と訂正する。 （３９）明細書の第２２頁第２０行に「第１カウンタＣ
，Ｊとあるのを「制御部７中の第１カウンタＣ１」と訂
正する。 （４０）明細書の第２３頁第５行に「第２カウンタ」と
あるのを「制御部７中の第２カウンタ」と訂正する。 （４１）明細書の第２３頁第６〜７行に「（ステップ８
４）。 これは変化電流Ｔａの最大値」とあるのを「（ステップ
８４）。第２カウンタＣ２の計数値の大小は最大値１ｍ
の小太に対応し、従ってこのカウントアンプは最大値」
と訂正する。 （４２）明細書の第２３頁第１２行に「又はステップ８
旧とあるのを「又はステップ８１」と訂正する。 （４３）明細書の第２３頁第１５〜１８行に「これは・
・・（中略）・・・（ステップ８８）。」とあるのを「
このカウントダウンは走行中は変化電流１ａの最大値１
ｍを時間と共に順次増加させるようにするための処理で
ある（ステップ８８）。」と訂正する。 （４４）明細書の第２４頁第２行に「にすえ切り・・・
（中略）・・・焼損」とあるのを「にモータ８へ電流を
流しその焼損を招くこと」と訂正する。 （４５）明細書の第２４頁第４行に「また第１１図に示
す中点演算ルーチンでは」とあるのを以下の文章に訂正
する。 「また第１１図に示す舵角中点演算ルーチンはｌ・ルク
センサ６、回転検出器１７及び車速検出器１８の出力に
よって舵角中点を求めるためのものである。 舵角の絶対値を求め得るセンサを使用することによって
舵角中点を求めることは容易であるが、そのようなセン
サは経年劣化で精度が低下する。そのために相対的回転
位置しか検出できないのであるが、実施例の如き回転検
出器１７の出力を用いてソフトウェアで舵角及びその中
点を演算するのである。このようにして求める舵角、中
点は経年変化による精度低下がない。このルーチンでは
」（４６）明細書の第２５真第９行に「リターンする。 」とあるのを「リターンする。この最小値と車速Ｖとを
用いて１ａを決定する。」と訂正する。 （４７）明細書の第２６頁第１０行に「の操舵角・・・
（中略）・・・何でもよい。」とあるのを「の絶対操舵
角を検出できるものでもよい、」と訂正する。 （４８）明細書の第２６頁第２０行に「変化させている
ので、後退による」とあるのを「変化させている。 そして不感帯における指示電流、つまり戻し制御の場合
のモータへの指示電流は低速程小となるようにしていな
いので、後°退による」と訂正する。 ６−２図面 ＋１）　　第５図を別紙のとおり訂正する。 （２）　　第９図を別紙のとおり訂正する。 ７、添付書類の目録

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両の舵輪の回動を舵取りのための左右方向への運
   動に変換する操舵機構と、該操舵機構の操舵角を検出す
   る舵角検出手段と、前記車両の速度を検出する車速検出
   手段と、前記舵輪に加えられる操舵トルクを検出するト
   ルクセンサとを備え、前記操舵トルクが所定範囲にある
   場合は、操舵補助用のモータを前記操舵トルクに応じて
   駆動する動力舵取装置において、 前記所定範囲にない場合、前記モータを前 記車速及び操舵角に応じて駆動し、車速が所定の速度範
   囲内にあるとき、前記モータを駆動する電流値を最小と
   すべくなしてあることを特徴とする動力舵取装置。