JPH0292780A

JPH0292780A - 電動式パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH0292780A
Application number: JP63219139A
Authority: JP
Inventors: Katsukuni Kata; 加太　克邦; Bunichi Sugimoto; 杉本　文一
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1988-09-01
Filing date: 1988-09-01
Publication date: 1990-04-03
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JP2840950B2

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）この発明は、エンジンのイグニッションパルスを車速情
報としてとらえ、これによりパワーアシスト力を制御す
る電動式ステアリング装置に関する。

（従来の技術）第６図に示した従来の電動式パワーステアリング装置は
、ハンドル１にトルクセンサ３を接続し、このトルクセ
ンサ３を関数発生器１６と微分回路１７とに接続してい
る。そして、この関数発生器１６には車速センサ４も接
続し、関数発生器１６からは車速に応じたトルク信号が
出力されるようにしている。

上記関数発生器１６の出力信号と、微分回路１７の出力
信号とは、加算されて舵角補正回路１８に入力するよう
にしている。この舵角補正回路１８には舵角センサ１５
が接続され、実舵角とハンドル１の操舵角との差が補正
される。

上記のようにして補正された舵角信号は、正逆方向判定
回路１９でその正逆が判定され、電動モータＭに伝達さ
れる。電動モータＭに舵角信号が伝達されれば、その信
号に応じて電動モータＭが駆動し、減速器７を介してタ
イヤ１４を転舵する。

（本発明が解決しようとする問題点）上記回路により構成される従来装置は、機械的な車軸等
の回転数を電気信号に変換するために車速センサを必要
とし、その分高価になる。

この発明の目的は、車速センサを用いることなく、車両
の走行状態に合わせてアシスト力を設定することを可能
とした電動式パワーステアリング装置を提供することで
ある。

（問題点を解決する手段）この発明は、車速等の走行条件に応じて電動モータを制
御する電動式パワーステアリング装置を前提にするもの
である。

上記の装置を前提にしつつ、この発明は、エンジンのイ
グニッションパルスを検出するイグニッションパルス検
出器とイグニッションパルス検出器の出力に応じて信号
を出力する制御回路と、この制御回路の出力信号により
動作するパワーステアリング制御機構とを備えた点に特
徴を有する。

（本発明の作用）時間あたりのイグニッションパルス数は、時間あたりの
エンジン回転数に比例する。時間あたりのエンジン回転
数は、減速比が大きいギヤポジション以外で走行する場
合、はぼ車速と比例する。すなわち、時間あたりのイグ
ニッションパルス数はほとんどの場合、車速と比例する
と考えられる。そこで、この発明は、エンジンのイグニ
ッションパルスを検出し、これを車速情報としてパワー
アシスト力を設定することにより、車速感応タイプとし
ている。

（本発明の効果）この発明の電動式パワーステアリング装置によれば、既
存のエンジンのイグニッションパルスを回転数情報とし
て利用でき、機械的な車軸等の回転数を電気信号に変換
する車速センサをもちいずに、直接、電気信号であるエ
ンジンのイグニッションパルスを制御回路に送れるため
、車両の走行状態感応型パワーステアリング装置を安価
に提供できるようになった。

（本発明の実施例）第１〜第５図に示した第１実施例は、ハンドル１に連結
した操舵人力軸２の先端にピニオン９を連結するととも
に、このピニオン９をラック５にかみ合わせている。こ
のラック５の両側は、サイドロッド１１を介して、タイ
ヤ１４のナックルアームＩＯに連結している。また、正
逆転可能にした電動モータＭには減速器７を連結してい
る。この減速器７の出力軸の先端にピニオン１３を連結
すると共に、このとニオン１３を上記ラック５にかみ合
わせている。

さらに、入力軸２には、この入力軸２に作用する操舵ト
ルクを検出するトルクセンサ３を設けている。また、当
該車両のエンジンのイグニッションパルスを検出するイ
グニッションパルスセンサ４６を設けているが、これら
各センサをモータ制御装置６に接続している。

トルクセンサ３で検出されたトルク信号Ｔｉｎは、上記
モータ制御装置６に設けたトルク信号処理回路４１と、
トルクセンサ異常検出回路４５とに入力される。

上記トルク信号処理回路４１から出力されたトルク信号
Ｖｌは、当該トルクの方向を判定する正逆方向判定回路
１９と、絶対値化回路４３と、当該トルク信号Ｖ、を微
分してその微分値Ｃ３９１に変換する微分回路１７との
それぞれに入力する。そして、上記判定回路１９から出
力されたトルク正逆信号Ｔ。

は、この発明の関数発生回路に当るマイクロプロセッサ
−４９の入力ポートＡ、に入力する。

また、絶対値化回路４３に人力した信号Ｖ、は、そこで
絶対値化されるが、この絶対値１ｖ、１が、Ａ／Ｄ変換
回路４４でディジタル値に変換される。

このディジタル値に変換されたトルクレベル信号Ｔ１が
マイクロプロセッサ−４９の人力ポートＡ２に人力する
が、このトルクレベル信号Ｔ１は、例エバ、８ｂｉｔ（
７）場合、１Ｖｌｌ＝０がゼロ、ｌｖ＋　ｌ　＝ｍａｘ
が２５５に対応するようにしている。

イグニッションパルスセンサ４６で検出されたイグニッ
ションパルス信号Ｖは、パルス信号処理回路４７に入力
する。そして、上記パルス信号処理回路４７で処理され
たパルス信号Ｖｓは、マイクロプロセッサ−４９の割込
みボートｌＮＴｌに人力している。なお、上記パルス信
号処理回路４７からはエンジン回転数に応じたパルス列
、例えば、エンジン回転数Ｏｒｐｍのとき０パルス／秒
、３０００ｒｐｍのとき１００パルス／秒、６０００ｒ
ｐｍのとき２００パルス／秒のパルス列が出力されるよ
うにしている。そして、このパルス信号の立上がりもし
くは立下がりのときに、割込みボートｌＮＴｌに割り込
みが発生するようにしている。

さらに、上記した異常検出回路４５の出力信号はＯＲゲ
ート４８を介してマイクロプロセッサ−４９の割込みボ
ートＩＮＴ２に入力するようにしている。

上記マイクロプロセッサ−４９の出力ポートｃ＋からは
、電動モータＭの回転方向を特定する正逆信号Ｍ。が出
力し、出力ポートＣ２からは、ディジタル値の出力レベ
ル信号Ｍ１が出力されるが、これら出力レベル信号Ｍ。

、Ｍｌは、Ｄ／Ａ変換回路５０でアナログ化されてトル
ク出力信号Ｖ２が出力され、この出力信号ｖ２が第１加
算回路５４に入力する。

つまり、このＤ／Ａ変換回路５０から出力されるトルク
出力信号は、操舵トルク及びエンジン回転数に応じて変
化するようにしている。例えば第３図に示したようなも
のである。

微分回路１７からの出力信号電圧Ｃ，Ｖ、と上記Ｄ／Ａ
変換回路５０から送られてくる車速感応後のトルク信号
電圧Ｖ２は、第１加算回路５４で加算され、電圧Ｖ　３　＝　（＋Ｖ１　＋　Ｖ　２を得る。

そして、この第１加算回路５４からは、モータ駆動回路
５２を制御する信号■３が出力され、この信号ｖ３で電
動モータＭが制御されるものである。

また、出力ポートＣ３からは、当該プログラムが正常に
動いていることを知らせるパルスを出力するが、この出
力信号はウォッチトゲ処理回路５１を介してＯＲゲート
４８に人力するようにしている。

上記微分回路１７は、第１加算回路５４とは別に、第２
加算回路５７にも接続しているが、この第２加算回路５
７には、上記トルク信号処理回路４１も接続し、上記ト
ルク信号処理回路４１の出力信号Ｖ１がこの第２加算回
路５７に入力するようにしている。

したがって、この第２加算回路５７からは、上記信号ｖ
１と微分信号Ｃ，Ｖ、とを加算した信号■４が出力され
る。

上記第２加算回路５７には、入出力チエツク回路５８を
接続しているが、この入出力チエツク回路５８は、電流
信号処理回路５６を介して電流センサ５５に接続してい
る。そして、この電流センサ５５は、電動モータＭに供
給される電流を検出するとともに、電流信号処理回路５
６は電流センサ５５の出力信号に応じて信号Ｖ５を出力
する。上記のようにした入出力チエツク回路５８は、第
２加算回路５７の出力信号Ｖ４を人力信号Ｘとし、電流
信号処理回路５６の出力信号Ｖ５を出力信号ｙとし、第
４図に示すように、それらｘ、ｙの座標点が、正常域Ｎ
、、Ｎ２．不感帯域Ｆ、、Ｆ２、第１出力異常域Ｕ、、
ｔＪ２あるいは第２出力異常域Ｕ３、Ｕ４のいずれにあ
るかを判断する。

そして、不感帯域Ｆ、、Ｆ２のそれぞれは第■象限と第
■象限に現われるもので、第■象限の不感帯域Ｆ、は、
入力信号Ｘがｘ＜Ｏ１出出力分ｙがｙくｙｏの範囲にあ
り、第■象限の不感帯域Ｆ２は、入力信号Ｘがｘ＞Ｏ１
出出力分ｙがｙ〉−３／Ｑの範囲となる。

上記第１出力異常域Ｕ０、Ｕ２は、第■象限、及び第■
象限のそれぞれに現われ、第２出力異常域Ｕ３、Ｕ４は
第１象限、及び第ｍ象限に現わわるものである。

つまり、上記第１出力異常域Ｕ１は、人力信号Ｘがｘ＜
０、出力信号ｙがｙ＞ｙｏの範囲にあり、第２出力異常
域Ｕ３は、入力信号ＸかＸ〈ｘｏ、出力信号ｙが’／　
＞　Ｙ　１の範囲にある。

また、別の第１出力異常域Ｕ２は、入力信号Ｘがｘ＞Ｏ
１出出力分ｙが’Ｊ　＜　−Ｖ　ａの範囲にあり、第２
出力異常域Ｕ４は、入力信号ＸがＸ〉−ｘｏ、出力信号
ｙが’／＜’ｊ＋の範囲にある。

上記のようにｘ、ｙの座標点が、上記第１．２出力異常
域ＵＩＮＵ４のいずれかにあるときは、人力Ｘに対して
出力ｙが異常な状況と判断し、ＯＲゲート５９を介して
モータ駆動回路５２を制御して電動モータＭを停止させ
る。上記入出力の座標点ｘ、ｙが、第１、第２出力異常
域Ｕ１〜Ｕ４以外の範囲にあるときには、それを異常と
判断せず、パワーステアリングの状態を継続させる。

さらに、出力ポートＣ３からは、当該プログラムが正常
に動いていることを知らせるパルスを出力するが、この
出力信号はウォッチトゲ処理回路５１を介して前記ＯＲ
ゲート４８に入力するようにしている。

しかして、トルク信号処理回路４１から出力された信号
Ｖ１に微分回路１７からの出力信号Ｃ，Ｖ、を加算した
信号Ｖ４＝ｘと、電流センサ５５で検出した信号Ｖ５＝
Ｙとを、人出力チェック回路５８でチエツクし、入力信
号Ｘの方向に対して、出力信号ｙの方向が相違したとき
、換言すれば、入出力座標ｘ、ｙが第１出力異常域Ｕ　
１、Ｕ　２にあるとき、モータＯＦＦ信号Ｈを出力して
、モータ駆動回路５２を制御し、電動モータＭを停止す
る。

また、人力信号Ｘがゼロ近傍にあって、出力信号が異常
に高く、しかも、その方向が同じのとき、換言すれば、
第２出力異常域Ｕ３、Ｕ４にあるときは、モータＯＦＦ
信号Ｈを出力して、モータ駆動回路５２を制御し、電動
モータＭを停止する。

マイクロプロセッサ−４９のプログラム構成を第４図で
説明する。

すなわち、エンジン始動用のイグニッションスイッチを
オンにすると、それと同期してプログラムがスタートす
る。

上記のようにしてプログラムがスタートすると、ステッ
プ１で出力レベル信号Ｍ１＝０を出力ポートＣ２から出
力させる。

その後にステップ２で出力ポートＣ４からモータＯＮ信
号を出力して、ステップ３でエンジンのイグニッション
パルスカウント用レジスタＲを最大値（回転数′、０に
相当）にセットし、動作準備を完了する。

上記のようにして準備が完了したら、ステップ４からス
テップ６に順に移行する。そして、ステップ４ではトル
クレベル信号Ｔ１を入力ポートＡ２に人力させ、ステッ
プ５ではトルク正逆信号Ｔｏを入力ポートＡ１に人力し
データ入力は完了する。そして、ステップ６では、エン
ジン回転数のパルスカウント用レジスタの値Ｒと定数Ｃ
８を比較するが、Ｒ≦ｃｏのときには、正常であると判
断してステップ７に移行する。

しかし、Ｒ≧ｃｏのときには、エンジンがかかっていな
い場合に出力モータＭを駆動することを防止するととも
に、ハーネス断線等によりエンジンパルスが入力されて
いない場合であり、異常であると判断して、フェイルセ
ーフのためにパワーＯＦＦを実行するため、ステップ９
へ移行する。すなわちステップ９ではモータＯＦＦ信号
Ｈを出力ポートＣ４より出力してＯＲゲート５９を介し
てモータＭをＯＦＦにするとともに、ステップｌＯでは
出力レベルＭ１＝０を出力ポートＣ２より出力して、ノ
ーマルステアリングと同様の状態とする。これにより高
速走行時にハーネス断線等が起こってもハンドルが適度
に重くなり、安全性が確保される０ステツプ６で、パル
スカウント用レジスタの値Ｒが定数Ｃ６よりも小さい場
合には、正常に動作しているものと判定し、上記したよ
うにステップ７へ移行する。このステップ７以下では、
出力トルクをエンジン回転数感応とするための演算を実
施するものである。

すなわちステップ７では、当該トルクレベル信号Ｔ１に
応じて、トルク定数テーブルのアドレスを選択し、その
アドレスにおけるトルク定数ＣＴを引き出す。

ステップ８では、車速パルス用レジスタＶの値に応じた
エンジン回転数定数テーブルのアドレスを選択し、その
アドレスにおけるエンジン回転数定数ＣＲを引き出す。

そして、ステップ１１では、出力トルクを車速感応とす
るため、トルク定数０丁とエンジン回転数定数ＣＲとを
乗じ、ｎビットだけ右にシフトさせる。このようにｎビ
ットだけ右にシフトさせるためには、（１／２’　）Ｘ
ＣＲＸＣＴとして、出力レベルＭ、を求める。

もし、上記のようにｎビット右にシフトさせなければ、
例えば、ＣＲが４ビツト、ＣＴが８ビツト、Ｄ／Ａコン
バータが８ビツトとすると、それらの掛算の結果は１２
ビツトとなり、Ｄ／Ａコンバータの能力を超えてしまう
。そこで、この場合には、ｎ＝４ビツト右にシフトし、
最大８ビットになるようにして、上記Ｄ／Ａコンバータ
の能力を超えないようにしたものである。

ステップ１２では、出力正逆信号Ｍ。を、トルク正逆信
号Ｔ０と同じに置き、ステップ】３でその出力正逆信号
Ｍ。を出力ポートＣ１より出力させる。そして、ステッ
プ１４で出力レベル信号Ｍ１を出力ポートＣ２より出力
させ、これら出力正逆信号Ｍ０と出力レベル信号Ｍ１と
で、電動モータＭを制御する。

さらに、ステップ１５では、ウォッチトゲ用パルスを出
力ポートＣ３より出力させ、異常を発見したときには、
ＯＲゲート４８を介して、ＩＮＴ２にモータ０Ｎ−ＯＦ
Ｆ信号信号入力するようにしている。

なおこの実施例では、第２加算回路５７を設けてＶ　４
　：Ｖ　１　＋　ＣＩＶ　＋　ヲ求め、このＶ４の値を
、出力側の信号Ｖ５と比較するようにしたのは、第１加
算回路５４から出力される信号Ｖ３がすでに微分信号Ｃ
１凱を加算しであるので、それとバランスさせるためで
ある。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜４図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は機構図、第２図は回路図、第３図は出力レベルと操
舵トルクとの関係を示したグラフ、第４図は入力信号Ｘ
と出力信号Ｙとによる制御域を示した図、第５図はマイ
クプロセッサー４９内の動作を示す流れ図、第６図は従
来の装置の回路図である。１・・・ハンドル、２・・・操舵入力軸、Ｍ・・・電動
モータ、４６・・・イグニッションパルスセンサ、４７
・・・パルス信号処理回路、４９−・・マイクロプロセ
ッサ−１５８・・・入出力チエツク回路。

Claims

【特許請求の範囲】

車両の走行条件に応じて電動モータを制御する電動式パ
ワーステアリング装置において、エンジンのイグニッシ
ョンパルスを検出するイグニッションパルス検出器と、
イグニッションパルス検出器の出力に応じて信号を出力
する制御回路と、この制御回路の出力信号により動作す
るパワーステアリング制御機構とを備えたことを特徴と
する電動式パワーステアリング装置。