JPH03292265A - モータ駆動式パワー・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］ この発明は、自動車の舵取り装置をモータの回転力で補
助負荷付勢するモータ駆動式パワー・ステアリング装置
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種のものにおいては、車速の増加と共に軽く
なる操舵負荷に応じてアノストトルクを減少し、高速走
行時の操舵トルクが軽すぎないように制御するようにし
た装置が用いられているが一般的には、操舵トルク対モ
ータ電流特性の勾配を車速の増加に応じて減少させるよ
うに制御するものが多く用いられている。そして、その
具体的なやり方として、例えば、適当なマイクロフンピ
ユータを用いを装置においては、内部記憶装置にテーブ
ルとして前もって保存されている上記操舵トルク対モー
タ電流特性のデータを、上記マイクロコンピュータに入
力された車速信号に応じて読みだし制御するというやり
方が用いられている。

また、アナログ制御によるやり方においては、演算増幅
器、比較器および各種の半導体を用いて、操舵トルクセ
ンサの出力信号と車速信号とに応じてモータ電流を所定
値に制御するやり方が用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のパワー・ステアリング装置は、上記のような諸手
段を含み、相応の動作をするものであるが、上記された
マイクロコンピュータ、演算増幅器、比較器および各種
の半導体などが何らかの原因で破壊したときには、高速
走行中に大きな電流が流れてハンドルが運転者の意思に
反する方向に勝手に回ったり、または、アシストトルク
が大きすぎてハンドルが切れ過ぎる不具合を発生したり
することにより、その信頼性が低くなるという問題点か
あった。

この発明は、上述のような従来装置の欠点を解決するた
めになされたものであり、モータの回転力で補助負荷付
勢するモータ駆動式パワー・ステアリング装置を得るこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るモータ駆動式パワー・ステアリング装置
は、ステアリングに加えられる操舵トルクを電気信号に
変換するトルクセンサ、および、該トルクセンサの操舵
トルクの大きさと方向に応じて、当該操舵トルクを助勢
する方向に駆動するモータを含んで構成されたものにお
いて、またはエンジンの回転速度の増加に対して、ある
所定の特性を有するＦ／Ｖ変換回路を更に備え、上記モ
ータに印加される電圧の方向と電力を上記トルクセンサ
の出力に応じて所定値に断続制御するパワーＭＯＳＦＥ
Ｔ素子群を用いて制御するとともに、上記素子群に印加
される電圧を上記Ｆ／Ｖ変換回路の出力に応じて制御す
るようにしたことを特徴とするものである。

［作　用１ この発明に係るモータ駆動式パワー・ステアリング装置
においては、モータに印加される電圧の方向と電力を上
δ己トルクセンサの出力に応じて所定値に断続制御する
パワーＭＯＳＦＥＴ素子群を用いて制御するとともに、
上記素子群に印加される電圧を上記Ｆ／Ｖ変換回路の出
力に応じて制御することにより、ハンドルの操作が安全
かつ確実になされる。

［実施例］ 第１実施例の説明 第１図は、この発明装置の第１実施例の構成を示す図で
ある。この第１図において、（１）は運転者の操舵回転
力を受けるハンドル、（３）は上記ハンドル（１）に加
えられた回転力に応じて電気信号を出力するトルクセン
サであり、これに含まれているものは、上記ハンドル（
１）に加えられた回転力に応したよじれ角度変位に変換
するトルク−変位変換器（３ａ）、上記トルク−変位変
換器（３ａ）の右方向角度変位に応した右方向電気信号
を出力する右方向用ポテンショメータ（３ｄ）、および
、上記トルク−変位変換器（３ａ）の左方向角度変位に
応した左方向電気信号を出力する左方向用ボテンンヨメ
タ（３ｅ）である。（２ａ）は上記ハンドル（１）とト
ルクセンサ（３）とを連結する第１のステアリングシャ
フト、（２ｂ）は上記トルクセンサ（３）と第１のユニ
バーサルジヨイント（４ａ）とを連結する第２のステア
リングシャフト、（２Ｃ）は上記第１のユニハサルジョ
イント（４ａ）と第２のユニバーサルジヨイント（４ｂ
）とを連結する第３のステアリングシャフトである。（
５）は上記第２のユニバーサルジヨイント（４ｂ）と機
械的に連結されたピニオンギヤ軸、（６）は上記ピニオ
ンギヤ軸（５）と噛み合うラック軸、（７）は分巻また
は磁石界磁を有するＤＣモ夕、（８）は上記第２のユニ
バーサルジヨイント（４ｂ）とピニオンキャ軸（５）の
間で駆動されて、上記ＤＣモータ（７）の操舵補助回転
力を伝達する減速キヤ、（９）はコントロールユニット
、（１ｏ）ハハノテリ、（１１）きキースイッチ、そし
て、（１２）は車速センサである。

第２図は、上記第１図に示されたコントロールユニット
（９）の内部構成の詳細な例示図である。

この第２図において、（９１１）は右方向用ポテンショ
メータ（３ｄ）の右方向トルク信号を（＋）入力とし、
抵抗（９２４）と抵抗（９２５）の分圧点電位（−）入
力とする第１のコンパレータ、（９１２）は右方向用ポ
テンショメータ（３ｄ）の右方向トルク信号を（＋）個
入力とする第２のコンパレータ、（９１３）は左方向用
ポテンショメータ（３ｅ）の左方向トルク信号を（＋）
個入力とし、抵抗（９２６）と抵抗（９２７）の分圧点
電位を（−）個入力とする第３のコンバレル夕、（９１
４）は左方向用ポテンショメータ（３ｅ）の左方向トル
ク信号を（＋）個入力とする第４のフンバレタ、（９１
６）は第１のコンパレータ（９１１）の出力信号を反転
する第１のＮ０７回路、（９１７）は第３のコンパレー
タ（９１３）の出力信号を反転する第２のＮ０７回路、
（９１８）は第１ののコンパレータ（９１１）の出力信
号と上記第２のＮ０７回路（９１７）の出力信号を入力
とする第１のＡＮＤ回路、（９１９）は第３のコンパレ
ータ（９１３）の出力信号と上記第１のＮ０７回路（９
１６）の出力信号を入力とする第２のＡＮＤ回路、（９
２０）は第２のコンパレータ（９１２）により駆動され
てモータ（７）を右方向にＰＷＭ駆動する、上側の断続
素子を構成する第１のパワーＭＯＳＦＥＴ素子、（９２
１）は第１のＡＮＤ回路（９１８）により駆動されてモ
ータ（７）を右方向に駆動する、下側の断続素子を構成
する第２のパワーＭＯ８ＦＥＴ素子、（９２２）は第４
のコンパレータ（９１４）により駆動されてモタ（７）
を左方向にＰＷＭ駆動する、上側素子を構成する第３の
パワーＭＯＳＦＥＴ素子、（９２３）は第２のＡＮＤ回
路（９１９）により駆動されて上記モータ（７）を左方
向に駆動する、下側の断続素子を構成する第４のパワー
ＭＯＳＦＥＴ素子、（９２ｇ）は第１のコンパレータ（
９１１）のプルアップ抵抗、（９２９）は第３のコンパ
レータ（９１３）のプルアップ抵抗、（９３０）は第２
のコンパレータ（９１２）のプルアップ抵抗、（９３１
）は第４のコンパレータ（９１４）のプルアップ抵抗、
そして、（９４１）および（９４２）は互いに直列接続
された抵抗であり、モータ（７）を右方向に駆動したと
きにモータ印加電圧が“Ｈ″となる側にその一端が接続
されている。また、その他端は接地されており、上記抵
抗（９４１）および（９４２）の接続点は第２のコンパ
レータ（９１２）の（−）側端子に接続されている。（
９４３）は上記抵抗（９４２ンと並列に接続されている
コンデンサであって、モータ（７）の右方向駆動時にお
けるＰＷＭの自励発振周波数を規定するものである。（
９４４）および（９４５）は互いに直列接続された抵抗
であり、モータ（７）を左方向に駆動したときにモータ
印加電圧が“Ｈ″となる側にその一端が接続されている
。また、その他端は接地されており、上記抵抗（９４４
）および（９４５）の接続点は第４のコンパレータ（９
１４）の（−）側端子に接続されている。（９４６）は
上記抵抗（９４５）と並列に接続されているコンデンサ
であって、モータ（７）の左方向駆動時におけるＰＷＭ
の自励発振周波数を規定するものである。（！１５１）
）はＦ／Ｖ変換回路であって、車速センサ（１２）から
の車速信号を入力とし、後述の第４図に示すような出力
特性をもって、ポテンショメータ（３ｄ）（３ｅ）およ
び抵抗（９２４）（！１２５）のく＋）側電源電圧を供
給するものである。

（９６１ンはバッテリ（１（１）と第１．第３のパワー
ＭＯ８ＦＥＴ素子（！１２［１）、　（９２２）の間に
直列に挿入された電圧制御用の第５のパワーＭＯＳＦＥ
Ｔ素子、（９６３）はＦ／Ｖ変換回路（９５０）からの
出力をその（＋）個入力して受入れる第５のフンパレー
タ、（９Ｂ２）は該第５のコンパレータ（９６３）のプ
ルアップ抵抗、（！１６４）および（９６５）は互いに
直列接続された抵抗であって、その一端は第５のパワー
ＭＯ８ＦＥＴ素子（９６１）のソース端子に接続され、
その他端は接地している。また、上記抵抗（９６４）お
よび（９６５）の接続点は第５のコンパレータ（９６３
）のく−）側人力部に接続されている。（９６６）は上
記抵抗（９６５）と並列に接続されているコンデンサで
あって、所要の自動発振周波数を設定するためのもので
ある。なお、（９０１）および（９０２）はそれぞれに
所定の電圧がハ、テ’、１（１０）から加わる電源回路
である。

第３図は、右方向用ポテンショメータ（３ｄ）と左方向
用ポテンショメータ（３ｅ）の出力電圧特性図、第４図
は、Ｆ／Ｖ変換回路（９５０）の出力特性図であり、ま
た、第５図は、第１ないし第４のパワＭＯＳ　ＦＥＴ素
子（９２０）〜（９２３）によって構成されるＨブリッ
ジに対する印加電圧特性図である。

以上のように構成されたこの発明による第１実施例装置
の動作について、第１図〜第５図を参照しながら説明す
る。

まず、エンジンの始動に際して牛−スイッチ（１１）を
ＯＮすると、電源回路（９０１）（９０２）にバッテリ
（１０）からの１２Ｖ電源が供給されてコントロールユ
ニット（９）が作動される。この時には車両が停車状態
にあり、このために、車速センサ（１２）からはＯＫｍ
／ｈに相当する信号が出力されている。従って、Ｆ／Ｖ
変換回路（９５０）からは第４図に示すような最大出力
電圧（約５Ｖ）か出力されており、この出力電圧に基づ
いて、第１のポテンショメータ（３ｄ）と第２のポテン
ショメータ（３ｅ）の（＋）側電源電圧が供給される。

また、これと同時に、抵抗（９２４）および抵抗（９２
６）にも所定の電源電圧が供給される。なお、この時に
は、Ｆ／Ｖ変換回路（９５０）からの出力電圧が第５の
コンパレータ（９６３）の（＋）個入力端子にも供給さ
れるので、この第５のコンパレータ（！１６３）はＯＮ
して、第５のパワーＭＯＳＦＥＴ素子（９６１）のソー
ス端子かＨ”となる。

即ち、前記所定の電圧は、抵抗（９６４）、　（９６５
）およびコンデンサ（９６６）からなる回路を介して、
第５のコンパレータ（９６３）の（−）個入力端子にフ
ィードバックされ、これにより、第５のパワＭＯＳ　Ｆ
ＥＴ素子（９６１）と第１．第３のパワーＭＯＳＦＥＴ
素子（９２０）、　（９２２）との接続点電位は、上記
Ｆ／Ｖ変換回路（９５０）からの出力電圧との比例関係
に依存して、上記抵抗（９，６４）、　（９６５）間の
比率で決まる値（約２．４倍）の電圧０Ｎ１０ＦＦ制御
される。

このような状態において、ハンドル（１）に運転者か回
転力（操舵トルク）をあたえると、トルクセンサ（３）
からは、該回転力に応じて、第３図に示すような特性の
電圧か出力される。

つまり、回転力としての操舵トルクが左右いずれにもか
かっていない状態においては、右方向用ポテンショメー
タ（３ｄ）および左方向用ポテンショメータ（３ｅ）の
双方の出力電圧がＯＶとなる。

ここで、操舵トルクを右方向に増加していくと、右方向
用ポテンショメータ（３ｄ）の出力電圧は次第に増加し
、約０．８Ｋｇｍを超える５Ｖ　（ｄ点）において飽和
するが、左方向用ポテンショメータ（３ｅ）については
、その出力電圧に変化がなく、ＱＶに留まっている。

これに対しで、逆方向である左方向に操舵トルクを増加
していくと、左方向用ポテンショメータ（３ｅ）の出力
電圧か次第に増加し、約０．８Ｋｇ１１を超える５Ｖ　
（ｄ’点）において飽和するか、右方向用ポテンショメ
ータ（３ｄ）の方は、その出力電圧に変化かなくＯＶの
ままである。

従って、操舵トルクが右方向であるときには、該トルク
センサ（３）における右方向用ポテンショメータ（３ｄ
）から出力されるトルク信号電圧は、コントロールユニ
ット（９）における第１のコンパレータ（９１１）およ
び第２のコンパレータ（９１２）の（＋）個入力端子に
入力される。このときに、右方向用ポテンショメータ（
３ｄ）からの出力電圧か抵抗（９２４）、　（９２５）
の分圧点電位を超えると、第１のコンパレータ（９１１
）からは“Ｈ”出力か生成される。

しかしながら、モータ（７）には電圧か印加されていな
いために、抵抗（９４１）、　（９４２）の分圧点電位
は低くて、第２のコンパレータ（９１２）からは“Ｈ″
出力生成される。一方、左方向用ポテンショメータ（３
ｅ）については、その出力電圧か０■であるコトから、
第３のコンパレータ（９１３）および第４のコンパレー
タ（９１４）のいずれからも“Ｌ”出力か生成される。

従って、第１のＮ０７回路（９１６）からは“Ｌ”出力
か得られ、第２のＮ０７回路（９１７）からは“Ｈ″出
力得られるために、第１のＡＮＤ回路（９１８）からは
“Ｈ”出力か生成され、第２のＡＮＤ回路（９１９）か
らは“Ｌ”が生成されることになる。そして、これらの
出力を受けて、第１のパワーＭＯＳＦＥＴ素子（９２０
）および第２のパワー１ｉｏｓＰＥＴ素子（９２１）が
駆動されてＯＮになる。そして、これら第１のパワーＭ
ＯＳＦＥＴ素子（９２０）および第２　（Ｄハ”）−Ｍ
ＯＳ　ＦＥＴ素子（９２１）がらＯＮ　ニなると、バッ
テリ（ｌＯ）からモータ（７）に対して、第５のパワー
ＭＯＳ　ＦＥＴ素子（９６２）、第１のパワーＭＯＳ　
ＦＥＴ素子（９２Ｇ）、前記モータ（７）、および第２
のパワーＭＯＳ　ＦＥＴ素子（９２１）を介して、前記
第５のパワーＭＯ８ＦＥＴ素子（９６１）の０Ｎ１０Ｆ
Ｆ動作に基づいて設定された電圧が印加される。すると
、抵抗（９４１）。

（９４２）にはモータ（７）の電圧が印加され、これら
の抵抗（９４１）、　（９４２）の分圧点電圧はコンデ
ンサ（９４３）によって設定された時定数で指数関数的
に上昇する。該電位が、上記第２のコンパレータ（９１
２）の（＋）側電位、即ち右方向トルクセンサ（３ｄ）
の出力電圧を超えると、第１のコンパレータ（９１１）
の出力は“Ｈ”に留まり、第２のコンパレタ（９１２）
の出力だけが“Ｌ”となり、かくして、第１のパワーＭ
ＯＳ　ＦＥＴ素子（９２０）はＯＦＦになる。

この第１のパワーＭＯＳ　ＦＥＴ素子（９２０）がＯＦ
Ｆになると、抵抗（９４１）、　（９４２）の分圧点電
位が今度はコンデンサ（９４３）によって設定された時
定数で指数関数的に下降する。該電位が、上記第２のコ
ンパレータ（９１２）の（＋）側電位、即ち右方向トル
クセンサ（３ｄ）の出力電圧を下回ると、第２のコンパ
レータ（９１２）の出力が再び“Ｈ”となる動作を繰り
返し、このようにすることにより、モータ（７）に印加
される電圧を上記右方向トルクセンサ（３ｄ）の出力電
圧の分圧抵抗（９４１）、　（９４２）の比率に応じた
値をもって制御することかできる。従って、モータ（７
）には上述のように制御された電圧が加わるとともに、
その回転速度に応じた内部機電力によって決まる電流が
流れる。か（して、モータ（７）には右方向へのアシス
トトルクが発生されて、右方向への操舵トルクが軽くな
ることになる。

なお、詳細な説明は省くけれども、左方向についても、
上述べの説明とは逆の動作で制御されて、左方向への操
舵トルクも軽くなるのである。

次に、車速が徐々に上昇した場合に付いて説明する。

上記Ｆ／Ｖ変換回路（９５０）からの出力電圧の特性は
、第４図に示されているように、車速ＯＫｍ／ｈから１
点（２，５〜１０ｋｍ／ｈ）を超えると上記Ｆ／Ｖ変換
回路（９５０）の出力電圧か徐々に減少し、さらにｇ点
（１５〜２５ｋｍ／ｈ）を超えると、その出力電圧は飽
和するものである。従って、車速に対する右方向用ポテ
ンショメータ（３ｄ）及び左方向用ポテンショメータ（
３ｅ）の出力特性と不感帯レベルとは第３図に示すよう
になる。まず、車速かｆ点以下であるときには、右方向
用ポテンショメータ（３ｄ）の出力特性曲線は一番勾配
の大きい曲線（Ｖｓａ＋ｔ＋）をとり、左方向用ポテン
ショメータ（３ｅ）の出力特性曲線も一番勾配の大きい
曲線（Ｖ　ｓｔ、＋＋、＋）　　をとる。

そして、不感帯レベルは一番高いレベル（ＶＮ（Ｌｌ）
となる。さらに車速か上昇して上記１点を超えたとする
と、上述の各特性は徐々に低下していく。

そして、ｇ点を超えると、一番勾配の小さい曲線（Ｖ　
ｓ−＋Ｈ＋）、　（Ｖ　ｓｔ、＋ｕ＋）および一番低い
不感帯レベル（ｖｓ＋Ｈ＋）に至って飽和する。従って
、操舵トルクに対するモータ電流は車速の上昇と共に減
少し、操舵負荷の減少と相殺して、軽すぎることのない
最適な操舵フィーリングか得られる。

一方、車速が上昇して、Ｆ／Ｖ変換回路（９５０）の出
力電圧が第４図のように変動すると、第５のコンパレー
タ（９６３）の（十）側端子の電圧が変動し、その電圧
に応じて第５のパワーＭＯＳＦＥＴ素子（９６１）が０
Ｎ１０ＦＦする。そして、第１．第３のパワー　ＭＯＳ
　ＦＥＴ素子（９２０）、　（９２２）には第５図に示
すような電圧か印加される。

このような状態において、この装置に異常が発生した場
合の動作を以下に説明する。

第１に、操舵トルクセンサ（３）が異常となって、これ
に含まれているポテンショメータ自体がノイズを発生し
たり、または、車体配線途中の接触不良、断線、地絡等
の不良を発生したときにも、従来の装置ては運転者の意
志に反して逆方向のトルク信号を生じることがあったけ
れとも、この発明の装置では、左右それぞれに専用の操
舵トルクセンサを１個ずつ備えていることから、各々の
センサレベルに差は生じたとしても、逆方向の出力を生
じる可能性は低いものである。

第２に、右方向用トルクセンサ（３ｄ）が右方向トルク
信号を出力しているときに、何らかの原因により、左方
向用トルクセンサ（３ｅ）が左方向トルク信号を同時に
出力してしまうような誤動作をしたトシても、コントロ
ールユニット（９）における第１、第２のＮ０７回路（
９１Ｂ）、　（９１７）のいずれからも“Ｌ”信号が出
力されるので、第１．第２のＡＮＤ回路（９１８）、　
（９１９）のいずれからも“Ｌ”信号が出力されること
になる。かくして、第２．第４のパワー肛Ｓ　ＦＥＴ素
子（９２１）、　（９２３）の双方がＯＦＦとなるため
に、モータ（７）は左右いずれの方向にも駆動されるこ
とはなく、ハンドルは重くなるけれども、運転者の意志
に反して逆方向に回るようなことは起こらず、極めて高
い信頼性を実現することができる。

第３に、高速送行をしているときに、何らかの原因によ
り、上記コントロールユニット（９）の各種内蔵素子の
劣化や破壊が生じて、駆動状態ではないのに勝手に駆動
してしまったり、運転者の意思に反して反対方向に駆動
されるような事態になったとしても、モータ（７）に印
加される電圧は第５図に示すような低い電圧であって、
異常に大きな電流が流れることがない。かくして、大き
なアシストトクルを発生することがないために、操舵ト
ルクが軽すぎて切り込みが過ぎるような状態はならず、
勝手に回ろうとしたり反対方向に回ろうとしても大きな
力となることはない。このために、運転者による軌道修
正又は危険回避が確実になされることになる。

第２実施例の説明 第６図は、この発明装置の第２実施例の構成を示す図で
ある。この第６図において、（１）は運転者の操舵回転
力を受けるハンドル、（３）は上記ハンドル（１）に加
えられた回転力に応じて電気信号を出力するトルクセン
サであり、これに含まれているものは、前記第１実施例
と同様に、上記ハンドル（１）に加えられた回転力に応
じたよじれ角度変位に変換するトルク−変位変換器、上
記トルク−変位変換器の右方向角度変位に応じた右方向
電気信号を出力する右方向用ポテンショメータ、および
、上記トルク−変位変換器の左方向角度変位に応じた左
方向電気信号を出力する左方向用ポテンショメータであ
る。（２ａ）は上記ハンドル（１）とトルクセンサ（３
）と連結する第１のステアリングシャフト、（２ｂ）は
上記トルクセンサ（３）と第１のユニバーサルジヨイン
ト（４ａ）とを連結する第２のステアリングシャフト、
（２ｃ）は上記第１のユニバサルジゴイント（４ｇ）と
第２のユニバーサルジヨイント（４ｂ）とを連結する第
３のステアリングシャフトである。（５）は上記第２の
ユニバーサルジヨイント（４ｂ）と機械的に連結された
ピニオンギヤ軸、（６）は上記ピニオンギヤ軸（５）と
噛み合うラック軸、（７）は分巻または磁石界磁を有す
るＤＣＣツタ（８）は上記第２のユニバーサルジヨイン
ト（４ｂ）とピニオンギヤ軸（５）の間で駆動されて、
上記ＤＣモータ（７）の操舵補助回転力を伝達する減速
ギヤ、（９Ａ）はコントロールユニット、（１０）はバ
ッテリ、（１１）はキースイッチ、　（１２）は車速セ
ンサ、そして、（１３）はエンジン回転速度センサであ
る。

第７図は、上記第６図に示されたコントロールユニｙ　
ト（９Ａ）の内部構成の詳細な例示図である。

この第７図において、（９１１）は右方向用ボテンンヨ
メータ（３ｄ）の右方向トルク信号を（十）入力とし、
抵抗（９２４）と抵抗（９２５）の分圧点電位を（−）
入力とする第１のコンパレータ、（９１２）は右方向用
ポテンショメータ（３ｄ）の右方向トルク信号を（＋）
個入力とする第２のコンパレータ、（９１３）は左方向
用ポテンショメータ（３ｅ）の左方向トルク信号を（＋
）個入力とし、抵抗（９２６）と抵抗（９２７）の分圧
点電位を（−）個入力とする第３のコンパレータ、（９
１４）は左方向用ポテンショメータ（３ｅ）の左方向ト
ルク信号を（＋）個入力とする第４のコンパレータ、（
９１６）は第１のコンパレータ（９１１）の出力信号を
反転する第１のＮ０７回路、（９１７）は第３のコンパ
レータ（９１３）の出力信号を反転する第２のＮ０７回
路、（９１８）は第１のコンパレータ（９１１）の出力
信号と上記第２のＮ０７回路（９１？）の出力信号を入
力とする第１のＡＮＤ回路、（９１９）は第３のコンパ
レータ（９１３）の出力信号と上記第１のＮＯＴ回路（
９１６）の出力信号を入力とする第２のＡＮＤ回路、（
９２０）は第２のコンパレータ（！１１２）により駆動
されてモ〜り（７）を右方向にＰＷＭ駆動する、上側の
断続素子を構成する第１のパワーＭＯ８ＦＥＴ素子、（
９２１）は第１のＡＮＤ回路（９１８）により駆動され
てモータ（７）を右方向に駆動する、下側の断続素子を
構成する第２のパワーＭＯＳ　ＦＥＴ素子、（９２２）
は第４のコンパレータ（９１４）により駆動されてモー
タ（７）を左方向にＰＷＭ駆動する、上側素子を構成す
る第３のパワーＭＯ８ＦＥＴ素子、（９２３）は第２の
ＡＮＤ回路（９１９）により駆動されて上記モータ（７
）を左方向に駆動する、下側の断続素子を構成する第４
のパワーＭＯＳ　ＦＥＴ素子、（９２８）は第１のコン
パレータ（９１１）のプルアップ抵抗、（９２９）は第
３のコンパレータ（９１３）のプルアップ抵抗、（９３
０）は第２のコンパレータ（９１２）のプルアップ抵抗
、（９３１）は第４のコンパレータ（９１４）のプルア
ップ抵抗、そして、（９１４）および（９４２）は互い
に直列接続された抵抗であり、モータ（７）を右方向に
駆動したときにモータ印加電圧が“Ｈ”となる側にその
一端が接続されている。また、その他端は接地されてお
り、上記抵抗（９４１）および（９４２）の接続点は上
記第２のコンパレータ（９１２）の（−）側端子に接続
されている。（９４３）は上記抵抗（９４２）と並列に
接続されているコンデンサであって、モタ（７）の右方
向駆動時におけるＰＷＭの自励発振周波数を規定するも
のである。（９４４）および（９４５）は互いに直列接
続された抵抗であり、モータ（７）を左方向に駆動した
ときにモータ印加電圧が“Ｈ”となる側にその一端が接
続されている。また、その他端は接地されており、上記
抵抗（９４４）および（９４５）の接続点は第４のコン
パレータ（９１’４）の（−）側端子に接続されている
。（９４６）は上記抵抗（９４５）と並列に接続されて
いるコンデンサであって、モータ（７）の左方向駆動時
におけるＰＷＭの自励発振周波数を規定するものである
。（９５０）は第１のＦ／Ｖ変換回路であって、車速セ
ンサ（１２）からの車速信号を入力とし、後述の第４図
に示すような出力特性をもって、ポテンショメータＵｄ
）。

（３ｅ）の（＋）側電源電圧を供給するものである。

（９７０）は、上記エンジン回転速度センサ（１３）の
エンジン回転速度信号を入力として、エンジン回転速度
の上昇と共に出力電圧が上昇する特性を有する第２のＦ
／Ｖ変換回路、（９６１）はハｙ　ｆ　’）　（１０）
と第１．第３のパワーＭＯ５ＦＥＴ素子（Ｎｏ）、　（
９２２）の間に直列に挿入された電圧制御用の第５のパ
ワＭＯＳ　ＦＥＴ素子、（９６３）は第２のＦ／Ｖ変換
回路（９７０）からの出力をその（＋）側入力して受入
れる第５のコンパレータ、（９６２）は該第５のコンパ
レータ（９６３）のプルアップ抵抗、（９６４）および
（９６５）は互いに直列接続された抵抗であって、その
一端は第５のパワーＭＯＳＦＥＴ素子（９６１）のソー
ス端子に接続され、その他端は接地している。また、上
記抵抗（９８４）および（９６５）の接続点は第５のフ
ンパレータ（９６３）の（−）側入力部に接続されてい
る。

（９６６）は上記抵抗（９６５）と並列に接続されてい
るコンデンサであって、所要の自励発振周波数を設定す
るためのものである。なおり（９０１）および（９０２
）はそれぞれに所定の電圧がバッチＩＪ（１０）から加
わる電源回路である。

第８図は、右方向用ポテンショメータ（３ｄ）と左方向
用ポテンショメータ（３ｅ）の出力電圧特性図、第９図
は、上記第１のＦ／Ｖ変換回路（９５０）の出力特性図
、第１０図は、第２のＦ／Ｖ変換回路（９７０）の出力
特性図であり、また、東１１図は、第１ないし第４のパ
ワーＭＯＳ　ＦＥＴ素子（９２０）〜（９２３）によっ
て構成されるＨブリ、ジに対する印加電圧特性図である
。

以上のように構成されたこの発明による第２実施例装置
の動作について、第６図〜第１０図および前記の第３図
を参照しながら説明する。

まず、エンジンの始動に際してキースイッチ（１１）を
ＯＮすると、電源回路（９０１）、　（！１０２）にバ
ッテリ（ｌＯ）からの１２Ｖ電源が供給されてフントロ
ルユニソト（９）が作動される。この時には車両が停車
状態にあり、このために、車速センサ（１２）からはＯ
ｋｍ／ｈに相当する信号が出力されている。従って、第
１のＦ／Ｖ変換回路（９５０）からは、第９図に示すよ
うな最大出力電圧（約５Ｖ）が出力されており、この出
力電圧に基づいて、第１のポテンシ璽メータ（３ｄ）と
第２のポテンショメータ（３ｅ）の（＋）側電源電圧が
供給される。また、このときには、エンジンはアイドル
回転速度で回転しているので、エンジン回転速度センサ
（１３）からは、その回転速度に応じたエンジン回転速
度信号が出力される。従って、第２のＦ／Ｖ変換回路（
９７０）からは、第１Ｏ図に示すように、最大出力電圧
（約５Ｖ）が出力されている。

このような状態において、ハンドル（１）に運転者が回
転力（操舵トルク）をあたえると、トルクセンサ（３）
からは、該回転力に応じて、前述された第１実施例の場
合と同様に、前記第３図に示すような特性の電圧が出力
される。即ち、この第２実施例によっても、最適な操舵
フィーリングを実現することができる。

このときのエンジンの回転速度はエンジン回転速度セン
サ（１３）によって検出され、この回転速度に応じてエ
ンジン回転速度信号が出力される。従って、第２のＦ、
　／　Ｖ変換回路（９７０）からは、第９図に示すよう
に、最大出力電圧（約５Ｖ）が出力され、該出力に応じ
て変動する第５のコンノ（レタ（９６３）の（＋）側端
子の電圧のために、第５のパワーＭＯＳＦＥＴ素子（９
６１）が０Ｎ１０ＦＦする。そして、第１．第３のパワ
ー１１０ｓ　ＦＥＴ素子（９２０）、　（９２２）には
第１０図に示すような電圧が印加される。つまり、この
第１Ｏ図から認められるように、エンジンの回転数が低
い・とき、即ち、停車中や低速走行中には、エンジンの
回転速度も低い（約１．０００〜１．５０Ｏｒｐｍ以下
）ためにｈ点以下となり、第２のＦ／Ｖ変換回路（９７
０）からは最大出力電圧（約５Ｖ）か出力されている。

次に、車が走行を始めるとエンジンの回転数も上昇し、
この回転数がｈ点を越えると出力電圧は徐々に減少する
。そして、ノ点に達すると、約半分の電圧（約２．５Ｖ
　）で飽和することになる。従って、第１ないし第４の
パワーＭＯＳ　ＦＥＴ素子（９２０）〜（９２３）で構
成されるＨブリ・ソジに印加される電圧は第１Ｏ図に示
すように変化することになる。

このような状態において、この装置に異常か発生した場
合の動作を以下に説明する。

まず、左右それぞれに専用の操舵トルクセンサを１個ず
つ備えていることから、前述の第１実施例の場合と同様
に、ポテンショメータ自身がノイズを発生したり、車体
配線途中の接触不良、断線地絡等の不良が発生したとき
にも、各々のセンサレベルに差は生じたとしても、逆方
向の出力を生じる可能性は低いものである。

次に、右方向用トルクセンサが右方向トルク信号を出力
しているときに、何らかの原因により、左方向用トルク
センサが左方向トルク信号を同時に出力してしまうよう
な誤動作をしたとしても、前記第１実施例の場合と同様
に、モータ（７）は左右いずれへも駆動されることはな
く、ハンドルは重くなるけれども、運転者の意志に反し
て逆方向に回るようなことは起らず、極めて高い信顧性
を実現することができる。

更に、ある所定値よりも高い車速で走行をしているとき
に、何らかの原因により、上記コントロールユニット（
９Ａ）の各種内蔵素子の劣化や破壊が生じて、駆動状態
ではないのに勝手に駆動してしまったり、運転者の意思
に反して反対方向に駆動されるような事態になったとし
ても、次のような対処策をとることができる。即ち、エ
ンジン回転速度センサ（１３）を用いてエンジン回転速
度を検出し、第１ないし第４のパワーＭＯＳＦＥＴ素子
（９２０）〜（９２３）によって構成されるＨブリッジ
に印加される電圧を、該センサ（１３）の出力電圧に応
じて制御する。かくして、エンジン回転速度の増加につ
れて、上記Ｈブリッジにかかる電圧かある程度まで減少
する。このために、モータ（７）に異常な大電流か流れ
ることはなく、前述された第１実施例の場合と同様に、
運転者による軌道修正又は危険回避か確実になされる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明の装置に於ては、モータ
の方向と電力を制御するパワーＭＯＳＦＥＴ素子のＨブ
リッジへの供給電圧を車速の増加と共に減少させること
により、また、エンジンの回転速度の増加につれて、モ
ータに印加てきる最大電圧を抑制することにより、高速
走行中に何らかの原因で異常が発生して、同一方向に過
電流か流れようとしたり、中立状態のときに電流が流れ
ようとしたり、又は逆方向に電流が流れようとしたとき
でも、大きな電流が流れることはなく、モータの発生す
るトルクは小さいために、大きく切り込み過ぎるような
こともなく、運転者による軌道修正又は危険回避が確実
になされるとともに、その信頼性も高（なるという効果
が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の装置の第１実施例の構成を示す概
略図、第２図は、上記第１実施例の回路図、第３図、第
４図、第５図は、動作説明のための特性図、第６図は、
この発明の装置の第２実施例の構成を示す概略図、第７
図は、本発明装置一実施例の回路図、第８図、第９図、
第１０図は、動作説明のための特性図である。 図において、（１）はハンドル、　（２）　４１ステア
リングシヤフト、（３）はトルクセンサ、（３ａ）はト
ルク−角度変位変換器、（３ｄ）は右方向用ポテンショ
メータ、（３ｅ）は左方向用ポテンショメータ、（７）
はモータ、（９）、　（９＾）はコントロールユニ１．
ト、（１２）は車速センサ、（１３）はエンジン回転速
度センサである。 尚、図中同一符号は、同一または、相当部分を示す。 代 理 人 曾 我 道 照 恒３図 挽御セト）レフＴＨ［Ｋｇｆ−ｍｌ ｆ！４図 −ｊｌ、！Ｖ［ｋｍ／ｈ］ 車速Ｖ［ｋｍ／ｈｌ 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングに加えられる操舵トルクを電気信号
   に変換するトルクセンサ、および、該トルクセンサの操
   舵トルクの大きさと方向に応じて、当該操舵トルクを助
   勢する方向に駆動するモータを含んで構成されたパワー
   ・ステアリング装置において、車速センサの信号をその
   入力として車速の増加とともに出力を減少する特性を有
   するＦ／Ｖ変換回路を更に備え、上記モータに印加され
   る電圧の方向と電力を上記トルクセンサの出力に応じて
   所定値に断続制御するパワーＭＯＳＦＥＴ素子群を用い
   て制御するとともに、上記素子群に印加される電圧を上
   記Ｆ／Ｖ変換回路の出力に応じて制御するようにしたこ
   とを特徴とするモータ駆動式パワー・ステアリング装置
   。
2. （２）ステアリングに加えられる操舵トルクを電気信号
   に変換するトルクセンサ、および、該トルクセンサの操
   舵トルクの大きさと方向に応じて、当該操舵トルクを助
   勢する方向に駆動するモータを含んで構成されたパワー
   ・ステアリング装置において、エンジンの回転速度の増
   加とともにその出力を減少する特性を有するＦ／Ｖ変換
   回路を更に備え、上記モータに印加される電圧の方向と
   電力を上記トルクセンサの出力に応じて所定値に断続制
   御するパワーＭＯＳＦＥＴ素子群を用いて制御するとと
   もに、上記素子群に印加される電圧を上記Ｆ／Ｖ変換回
   路の出力に応じて制御するようにしたことを特徴とする
   モータ駆動式パワー・ステアリング装置。