JPH0424269B2

JPH0424269B2 -

Info

Publication number: JPH0424269B2
Application number: JP3680085A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shimizu; Toshitake Kawai
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-02-26
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1992-04-24
Also published as: JPS61196861A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、補助トルクを発生する電動機を用い
た操舵力倍力装置を、走行車速に応じて制御する
電動式パワーステアリング装置に関する。

（従来の技術）一般のステアリング装置において操舵トルク
は、高速走行時に小さく、低速走行時に大きくな
るため、補助トルクを必要とする低速走行時にの
み操舵力倍力装置を駆動させ、高速走行時には操
舵力倍力装置を駆動停止させることが望ましく、
このような電動式パワーステアリング装置として
は、例えば「特公昭53−38849号公報」がある。

この電動式パワーステアリング装置では、操舵
力倍力装置を、高速走行時から低速走行時に移行
の際にはその後最初に操舵トルクが零のとき例え
ば、直進走行時や切り返し時になるまで駆動せ
ず、又、低速走行時から高速走行時に移行の際に
おいても同様のときまで解放しないよう制御し、
操舵時における操舵トルクの急激な変化を防止し
ている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来の電動式パワーステア
リング装置においては、操舵力倍力装置の駆動を
車速が所定値以上、又は所定値以下で操舵トルク
が零状態のときに制御する構成であるため、操舵
トルクが零状態でない例えば、高速から低速に至
る旋回走行時には、高速時の状態が維持されるこ
とになり操舵力倍力装置が駆動されないことか
ら、低速時においても操舵力が軽減されずまた、
逆に低速から高速に至る旋回走行時には、高速時
においても操舵力倍力装置が駆動されている為
に、操舵力が軽過ぎる。さらに、急激な操舵切り
換えし時においては、操舵トルクが零を通過する
為に、突然操舵力倍力装置が作動（高速→低速）
したり、解放（低速→高速）したりする。その結
果、操安性及び操舵フイーリングが低下するとい
う不具合がある。

（発明の目的）そこで、本発明は、操舵トルクが付与された状
態時に、走行車速が所定値を超えて増加したとき
に電動機の発生する回路トルクを時間とともに減
少させる一方、車速が所定値を超えて減少したと
きに電動機の発生する回転トルクを時間とともに
決定値まで増大させることにより、操安性および
操舵フイーリングを向上させることを目的とする
ものである。

（問題点の解決手段およびその作用）第１図は本発明の全体構成図である。

本発明装置は、イグニツシヨンキーのキースイ
ツチが投入されると、操舵トルク検出手段７７お
よび車速検出手段８６から各検出信号が出力され
る。ステアリングホイールが操舵されると、少な
くとも操舵トルク検出手段７７の操舵トルク検出
信号に基づき電動機制御信号発生手段において電
動機の電機子電圧V_Aが決定され電動機制御信号
として出力される。他方、操舵トルク検出信号お
よび車速検出手段８６からの車速検出信号に基づ
き車速判別手段において車速の判別が行なわれ、
この車速判別信号に基づいて、補正手段は車速が
所定値を越えて増加した場合には減少補正する一
方、車速が所定値を越えて減少した場合には増加
補正する。この補正手段においては、電動機の電
気子電圧VAが所定時間の割合で次第に減少し零
となるように減少補正が行われ、また、電気子電
圧が零から所定時間の割合で次第に増大する増加
補正が行われる。そして、補正後の制御信号によ
り電動機駆動手段１００が電動機を駆動し、車速
の変化に対応した補正トルクが付与される。

（実施例）以下に本発明の好適な一実施例を添付図面に基
づいて説明する。

第２図は本実施例の電磁型倍力装置を90°切断
面で折曲させて示す縦断面図である。第２図にお
いて、１はステアリングコラム、２はステータ、
３はケースであり、４と７は互いに同軸状に配設
された入力軸および出力軸である。本実施例の電
動式パワーステアリング装置は、入力軸４の内端
部が出力軸７の内端部内に遊嵌される一方、これ
らの内端がトーシヨンバー８により連結され、入
力軸４が軸受９，１０，１１により、出力軸７が
軸受１１Ａ，１２，１３により、それぞれ回動自
在に支承されている。さらに入力軸４の周囲に配
設された操舵回転センサ２０と、入出力軸４と７
の嵌合部の周囲に配設された操舵トルクセンサ２
４と、出力軸７の周囲に配設された電動機３３、
減速装置５０および電磁クラツチ６３と、操舵回
転センサ２０および操舵トルクセンサ２４からの
各検出信号に基づき電動機３３および電磁クラツ
チ６３を駆動制御する制御装置７５とを備えた構
成である。

更に詳述すると、上記入力軸４は第１軸５と筒
状の第２軸６に分割され、第１軸５の外端側（図
中右端側）にはハンドルであるステアリングホイ
ールが固着され、内端側には振動伝達防止用のゴ
ムブツシユ１４を介して円筒状の第２軸６が連結
されている。また、第３図に示すように、第１軸
５には、放射方向に突設された突起１５ａを有す
る環状部材１５が一体的に固定され、突起１５ａ
が第２軸６の一端側（図中右端側）に形成された
切欠溝６ａに適切な隙間を有して挿入されてい
る。したがつて、第１軸５と第２軸６とはゴムブ
ツシユ１４により弾性的に連結されるとともに、
前記隙間により所定角度捩れた後に第１軸５と第
２軸６が係合し、捩り方向にはゴムブツシユ１４
ｃに所定トルク以上の負荷が加わらない構造とな
つている。尚、１６は抜け防止用のサークリツプ
である。

また、第２軸６の他端側（図中左端側）には、
第４図ａ〜ｃに示すように、軸方向に沿う溝１７
が180°間隔で形成され、拡径された出力軸７の内
端側から前記溝１７に対応するよう軸方向に突設
された突片７ａが各溝１７内に所定間隔を有して
挿入されており、第２軸６の他端側に形成された
小径部が軸受１１を介して出力軸７の拡径部内に
支承されている。さらに、第２軸６と出力軸７の
内端側に形成された孔内にはトーシヨンバー８が
軸心に沿い配設され、このトーシヨンバー８の一
端側（右端側）がピン１８により第２軸６に固着
される一方、トーシヨンバー８の他端側がピン１
９により出力軸７に固着されている。出力軸７の
外端側はこれに形成されたスプラインにより負荷
側の他軸と連結されている。したがつて、ステア
リングホイールにより入力軸４に付与される操舵
トルクは、トーシヨンバー８の捩れを通じて出力
軸７および負荷側へ伝達される。尚、上記ゴムブ
ツシユ１４の剛性はトーシヨンバー８に比べ高く
形成されている。

上記操舵回転センサ２０は、第５図に示すよう
に、第２軸６の外周に放射方向に向け等間隔に突
設された複数の突起２１と、この突起２１を挟む
ようにステアリングコラム１に取付けられたフオ
トカプラ（光電ピツクアツプ）２２とにより構成
されており、突起２１により断続される透過光を
受光し、この受光をパルス状の電気信号に変換し
て出力する。

上記操舵トルクセンサ２４は、第２軸６と出力
軸７との嵌合部外周に軸方向変位可能に設けられ
た筒状の可動鉄心２５と、ステアリングコラム１
内周に固着されたコイル部２８とからなる差動変
圧器により構成されている。可動鉄心２５は、第
４図ａ〜ｃに示すように、出力軸７の各突片７ａ
に突設されたピン２６と、これらのピン２６に対
し90°ずらして第２軸６に突設されたピン２７と
にそれぞれ係合する長孔２５ａと２５ｂを備えて
いる。長孔２５ａは軸心方向に沿い形成される一
方、長孔２５ｂは軸心方向に対し所要の角度に傾
斜して形成されている。したがつて、第２軸６と
出力軸７との間で周方向に角度差が生ずると、長
孔２５ｂとピン２６および長孔２５ａとピン２７
の係合関係により、可動鉄心２５が軸心方向に移
動することとなり、第２軸６に付与される操舵ト
ルクに対応して可動鉄心２５が変位する。また、
可動鉄心２５の周囲に設けられるコイル部２８
は、パルス信号が入力される一次コイル２９と、
可動鉄心２５の変位に対応した出力信号を出力す
る一次コイル２９の両側に同軸心状に配設された
一対の二次コイル３０，３１とからなる。したが
つて、トーシヨンバー８の捩れに伴なつて第２軸
６と出力軸７との間に角度差が生ずると、可動鉄
心２５の軸方向変位が電気信号に変換されて出力
される。

次に、上記電動機３３は、ボルト３４によりス
テアリングコラム１およびケース３に一体的に固
着された筒状のステータ２と、このステータ２の
内面に固着された少なくとも一対の磁石３６と、
出力軸７の周囲に回転可能に配設された回転子３
７とからなる。回転子３７は、軸受１２および１
３を介して出力軸７に回動可能に環装されるとと
もに軸受１１Ａおよび１３Ａを介してステータ２
とケース３に支承される筒軸３８を備え、この筒
軸３８の外周にはスキユー溝を有する鉄心３９、
多重巻線４１が順次一体的に環装され、前記磁石
３６と多重巻線４１との間には微小なエアギヤツ
プが設けられている。また、筒軸３８には、多重
巻線４１に接続する整流子４３を備えている。さ
らに、整流子４３に圧接するブラシ４６がケース
に固着されたブラシホルダ４７にそれぞれ収納さ
れ、ブラシ４６に接続されるリード線が非磁性体
のパイプを通じてステータ２の外部に取出されて
いる。なお、多重巻線４１、整流子４３およびブ
ラシ４６により補助トルクを発生する電動機３３
を構成している。

上記減速装置５０は、出力軸７の周囲に配設さ
れた２段の遊星歯車機構５１と５２とからなる。
前段の遊星歯車機構５１は、ケース３の内周面に
形成された共用の内歯車５３と、前記筒軸３８の
他端側（図中左端側）外周に形成された太陽歯車
３８ａと、これらに噛合される３個の遊星歯車５
４と、遊星歯車５４を枢支する第１キヤリヤ部材
５５とからなる。後段の遊星歯車機構５２は、前
記共用の内歯車５３と、出力軸７の周囲に環装さ
れ前記第１キヤリヤ部材５５に一体的に連結され
た筒体５６の外周に形成された太陽歯車５６ａ
と、これらに噛合する３個の遊星歯車５７と、こ
れらの遊星歯車５７を枢支する第２キヤリヤ部材
５８とからなる。また、この第２キヤリヤ部材５
８の内縁側には軸受５９を介して出力軸７に支承
される筒体６０が一体的に連結される一方、その
外縁部にはケース３内周に沿う筒体６１が一体的
に連結され、この筒体６１の内周面には周方向に
内歯６１ａが形成されている。したがつて、電動
機３３の回転子３７が回転すると、回転子３７の
回転が筒軸３８、遊星歯車５４、第１キヤリヤ部
材５５、遊星歯車５７、第２キヤリヤ部材５８を
介して筒体６１に減速されながら伝達される。

上記電磁クラツチ６３は、そのロータ６４が、
出力軸７の外周にスプライン結合した環体６５に
軸受６６を介して回動可能に支承される一方、捩
り振動を吸収する環状の弾性部材６７を介して出
力軸７に固着されている。また、ロータ６４は筒
状に形成され、前記第２キヤリヤ部材５８の筒体
６０の周囲まで延在し、この延在部の内面から出
力軸７の外周に向け放射状に突出する一対の突起
６４ａが突設されている。これらの突起６４ａ
は、第６図に示すように、前記環体６５に形成さ
れた切欠溝６５ａに円周方向で所要の間隙を有し
て挿入されており、周方向において環体６５と係
合関係を有している。したがつて、ロータ６４と
出力軸７とは、前記間隙内、すなわち、ロータ６
４の突起６４ａと環体６５が係合するまでの間で
は弾性的に連結された状態となる。また、ロータ
６４の延在部の外周には、外歯６４ｂが形成され
ており、この延在部の前記第２キヤリヤ部材５８
と反対側の位置には円板状の支持板６４ｃが突設
されている。この支持板６４ｃと第２キヤリヤ部
材５８との間には、前記筒体６１と内歯６１ａに
噛合する溝を外周に有する円板状のプレート６８
と、ロータ６４の外歯６４ｂに噛合する溝を内周
に有する円板状のプレート６９とが、交互に配設
され、多板クラツチ機構を構成している。なお、
図中７０はプレート６９のストツパである。さら
に、ケース３には縦断面コ字状の枠体７１が固着
され、この枠体７１内に環状の励磁コイル７２が
収納されており、励磁コイル７２がリード線を通
じて制御装置７５に接続されている。したがつ
て、励磁コイル７２の通電に伴ない発生する電磁
力により、プレート６９および６８が励磁コイル
７２側へ吸引されるため、減速装置５０を介して
伝達される電動機３３の回転トルクが多板クラツ
チ機構をおよびロータ６４の突起６４ａを通じて
出力軸７へ伝達される。

次に、上記制御装置７５について第７図に基づ
き説明する。

第７図において、７６はマイクロコンピユータ
であり、マイクロコンピユータ７６には操舵トル
ク検出手段７７、操舵回転検出手段８２、車速検
出手段８６および異常検出手段１１４からの各検
出信号S₁〜S₆が入力されている。

操舵トルク検出手段７７は、前記操舵トルクセ
ンサ２４と、この操舵トルクセンサ２４の一次コ
イル２９へマイクロコンピユータ７６内部のクロ
ツクパルスT₁を分周して出力するドライブユニ
ツト７８と、可動鉄心２５の変位に対応して二次
コイル３０と３１から得られた各電気信号をそれ
ぞれ整流する整流回路７９Ａ，７９Ｂおよび高周
波分を除去するローパスフイルタ８０Ａ，８０Ｂ
と、このローパスフイルタ８０Ａ，８０Ｂからの
各アナログ電気信号をデイジタル信号に変換し操
舵トルク検出信号S₁，S₂としてマイクロコンピユ
ータ７６に入力するＡ／Ｄコンバータ８１とから
構成されている。操舵回転検出手段８２は、前記
操舵回転センサ２０と、この操舵回転センサ２０
のフオトカプラ２２内で、前記第２軸６の突起２
１に対して位相が約90°異なる２個の発光部に電
源を供給して、夫々の発光部に対向する受光部に
より出力される電気信号を適切なパルス信号に変
換して出力するパルス変換回路８３と、この出力
信号を整形する波形整形回路８４と、この波形整
形回路８４からの出力されるパルス信号とマイク
ロコンピユータ７６のクロツクパルスに基づいて
操舵回転速度に比例する操舵速度信号を操舵方向
に応じてS₃、又はS₄、例えば第１４図の如く右回
転においては操舵回転速度に比例する周波数のパ
ルス信号がS₃からこのときS₄＝０、逆に左回転す
る場合においては操舵回転速度に比例するパルス
信号がS₄から、このときS₃＝０となる信号を出力
するドライブユニツト８５と、から構成されてい
る。また車速検出手段８６は例えば、スピードメ
ータケーブルとともに回転する磁石８７とこの磁
石の回転に伴ない断続するリードスイツチ８８と
からなる車速センサ８９と、リードスイツチ８８
に電源を供給しリードスイツチ８８の断続をパル
ス信号として出力するパルス変換回路９０と、こ
の出力信号を整形して出力する波形整形回路９１
とから構成され、この波形整形回路９１からの出
力信号S₅は、車速に比例する周波数のパルス信号
である。

マイクロコンピユータ７６は、Ｉ／Ｏポート、
メモリ、演算部および制御部により構成されてい
る。また。マイクロコンピユータ７６等を駆動す
る電源回路９２は、車載のバツテリ９３の＋端子
にイグニツシヨンキーのキースイツチ９４、ヒユ
ーズ９５を介して接続されるリレー回路９６と、
リレー回路９６の出力側に接続された定電圧回路
９７とから構成され、リレー回路９６の出力側の
Ａ端子からは後述する電動機駆動手段１００およ
び電磁クラツチ駆動手段１０８に電源が供給さ
れ、定電圧回路９７のＢ端子からはマイクロコン
ピユータ７６やその他の制御ユニツトに電源が供
給される。したがつて、キースイツチ９４が投入
されると、マイクロコンピユータ７６は、入力さ
れる各検出信号S₁〜S₆をメモリに書き込まれたプ
ログラムに従つて処理し、電動機を駆動する制御
信号T₃，T₄，T₅、および電磁クラツチを駆動す
る電流制御信号T₆を、電動機駆動手段１００お
よび電磁クラツチ駆動手段１０８にそれぞれ出力
し、電動機３３および電磁クラツチ６３を駆動制
御する。

電動機駆動手段１００は、ドライブユニツト１
０１とリレー１０２，１０３およびトランジスタ
１０４，１０５からなるブリツジ回路により構成
されている。ブリツジ回路はリレー１０２と１０
３の接続部が電源回路９２のＡ端子に接続され、
トランジスタ１０４と１０５の各エミツタが抵抗
１０６を介してコモン側（アース）に接続されて
いる。各リレー１０２，１０３の励磁コイルおよ
びトランジスタ１０４，１０５のベースはドライ
ブユニツト１０１の出力側に接続され、ブリツジ
回路の出力側である各トランジスタ１０４と１０
５のコレクタ間には前記電動機３３の電機子巻線
４１が接続されている。前記ドライブユニツト１
０１は、マイクロコンピユータ７６からの電動機
回転方向制御信号T₃，T₄に基づいてリレー１０
２をONすると同時にトランジスタ１０５を駆動
可能状態、又はリレー１０３をONすると同時に
トランジスタ１０４を駆動可能状態にし、電動機
制御信号T₅をDA（デイジタル→アナログ信号）
変換し、電動機３３の電機子電圧V_Aが、制御信
号T₅と一致するように前記駆動可能状態のトラ
ンジスタをPWM駆動する。したがつて電動機駆
動手段１００においては、一方のリレー１０２と
トランジスタ１０５のPWM駆動、又は他方のリ
レー１０３とトランジスタ１０４のPWM駆動に
よつて電動機３３は、制御信号T₃，T₄，T₅に応
じて回転方向と電機子電圧V_Aが制御される。

電磁クラツチ駆動手段１０８は、ドライブユニ
ツト１０９とトランジスタ１１０とからなる。ト
ランジスタ１１０のコレクタと前記電源回路９２
のＡ端子間には電磁クラツチ６３の励磁コイル７
２が接続されている。トランジスタ１１０のエミ
ツタは抵抗１１１を通じてコモン側に接続され、
ベースはドライブユニツト１０９の出力側に接続
されている。また、ドライブユニツト１０９にお
いては制御信号T₆をDA（デイジタル→アナログ
信号）変換し、その変換値が電磁コイル７２の端
子電圧と等しくなるようトランジスタ１１０に出
力する。ここで、電磁コイル７２の端子電圧を
Vc、抵抗をRc、電流をIcとするとVc＝Rc・Icで
表わされ、Rc＝一定であるからVcによりIcが制
御されることになる。したがつて、電磁クラツチ
駆動手段１０８においては、マイクロコンピユー
タ７６からの電流制御信号T₆に基づいてドライ
ブユニツト１０９によりトランジスタ１１０の制
御が行われ、これに伴なつて電磁クラツチ６３の
トルク結合力が制御される。

また、本実施例においては、電動機３３および
電磁クラツチ６３の異常を検出する異常検出手段
１１４を備えている。この異常検出手段１１４
は、抵抗１０６の端子電圧を増巾する増巾器１１
５Ａと、抵抗１１１の端子電圧を増巾する増巾器
１１５Ｂと、それぞれ高周波分を除去するローパ
スフイルタ１１６Ａ，１１６Ｂと、これらの検出
電圧をデイジタル信号S₆に変換してマイクロコン
ピユータ７６に入力するＡ／Ｄコンバータ１１７
とより構成されている。この異常検出手段１１４
は、例えば、電動機３３や電磁クラツチ６３の異
常を各抵抗１０６と１１１の端子電圧により検知
し、異常の場合には前記電源回路９２のリレー回
路９６にリレー制御信号T₂を出力し電源回路９
２からの電源の供給を停止させる異常診断等に用
いられる。

次に作用を説明する。

第８図はマイクロコンピユータ７６における車
速に応じた電動機制御処理の概略を示すフローチ
ヤートであり、図中のP₁〜P45はフローチヤート
の各ステツプを示す。

イグニツシヨンキーのキースイツチ９４がON
に投入されると、マイクロコンピユータ７６や他
の回路に電源が供給され制御が開始される。ま
ず、マイクロコンピユータ７６においては、各レ
ジスタ、RAM（ランダム・アクセス・メモリ）
内のデータを全て零、即ちクリアする。そしてス
テツプP₁において、操舵トルク検出信号S₁とS₂
を順次読み込み、ステツプP₂で、読み込まれた
値が正常か否かを診断し、異常であれば制御信号
T₂により、リレー回路９６をOFFにし全ての差
動を停止する。ここでトルクセンサー２４は差動
変圧器により構成されている為に操舵トルクT_s
とS₁，S₂は第１５図の如く示され、S₁とS₂との和
は一定値となることは周知のとおりである。そこ
で（S₁＋S₂）／２が所定の幅に入つているか否か
を診断し所定の幅に入つていない場合をトルクセ
ンサーの故障と判断する。読み込まれた操舵トル
ク検出信号が正常であればステツプP₃に進み、
ステツプP₃ではS₁−S₂を計算しこれを操舵トル
クＴ（＝T_S）とし記憶する。

次に操舵回転検出手段８２からの検出信号S₃，
S₄を順次読み込みステツプP₅で夫々の周期t_S3，
t_S4を測定しステツプP₆では回転方向を判別する
為にそれらの差ｔを計算する。例えば右回転の場
合、ｔ＝t_S3、（t_S4＝０）、左回転の場合ｔ＝t_S4（t_S3
＝０）となる。

前記操舵トルクＴを上位アドレス、周期ｔを下
位アドレスとするメモリ内には電機子電圧V_Aが
格納されるテーブル１が構成される。一般に電機
子電圧V_Aは多重巻線４１の抵抗R_M、誘導電圧定
数をＫ、電動機の回転数をＮ、電機子電流をI_Mと
すると、V_A＝R_M・I_M＋KN（ただし、インダクタ
ンスは十分小さいものとする）で表わされ第１０
図のようになる。電動パワーステアリング装置の
場合、電機子電流I_Mは操舵トルクに対応させ、電
動機回転数Ｎは操舵回転速度に対応させることが
好ましい。従つて、前記操舵トルクＴと電機子電
流I_Mとを第９図の如く比例関係に設定し、また操
舵回転速度N_Sと電動機回転数Ｎとを第１１図の
如く比例関係に設定すると V_A＝R_M・k₁・Ｔ＋ｋ・k₂・１／ｔ（k₁、k₂は比例定数）で表わされるから、この計算値をテーブル１内に
格納しておくことにより操舵トルクＴと操舵回転
速度N_Sに対応する周期ｔによるアドレス指定に
より電機子電圧V_Aを即座に呼び出すことができ
る。電機子電圧V_Aはデイジタル符合化された信
号T₅でありステツプP₈により正か負か判別され、
正の場合はステツプP₉で、（電動機回転方向）制
御信号をT₃＝１、T₄＝０（右回転）の処理をし記
憶する。また負の場合にはステツプP₁₀で、信号
T₅プラスに変換し、（電動機回転方向）制御信号
をT₃＝０、T₄＝１（左回転）の処理をし記憶す
る。

次にステツプP₁₂では、制御信号T₅に第１不成
帯を設けるべく所定値ａを減算し、その結果を制
御信号T₅とする処理をし、ステツプP₁₃では、T₅
が正かどうかが判別され負、又は零の場合はステ
ツプP14へジヤンプし、（電動機回転方向）制御
信号をT₃＝T₄＝０にして出力し、リレー１０２，
１０３、トランジスタ１０４，１０５を夫々
OFFし、ステツプP15で制御信号T₅，T₆への出
力を停止し電動機３３、電磁クラツチ６３の作動
を停止させステツプP₁に戻る。即ちマニユアル
ステアリングの状態を保つ。制御信号T₅が正の
場合は、ステツプP16に進み、前記制御信号T₃，
T₄を出力しT₃＝１、T₄＝０の場合はリレー１０
２をON、トランジスタ１０５を制御可能状態に
し、T₃＝０、T₄＝１の場合はリレー１０３を
ONし、トランジスタ１０４を制御可能状態にす
る。

ステツプP17では第２不感帯を設けるべくさら
に所定値ｂを減算し、その結果を制御信号T₅と
する処理をし、ステツプP18ではT₅か正かどちら
かが判別され負又は零の場合はステツプP15にジ
ヤンプし制御信号T₅，T₆を夫々零にし、作動を
停止させステツプP₁に戻る。制御信号T₅が正の
場合はステツプP19に進み、ステツプP19では電
動機制御信号T₅をアドレスとするメモリ内に電
磁クラツチ電流Icと、抵抗Rcとの積Rc・Icが格
納されるテーブル２が構成されT₅に比例する電
流Icを流すべくR_M・Ic値が計算されている。し
たがつてクラツチ結合力は操舵トルクと操舵回転
速度に対応している。以上で電動機回転方向の制
御信号T₃，T₄は出力され、制御信号T₅，T₆は決
定され、（以下、これらを決定値とよぶ）出力処
理を持つのみの状態となつている。ここで制御信
号T₅に第１不感帯と第２不感帯を設けるのは、
リレーにはトランジスタに比べ大きな作動遅れが
あり、制御信号T₅と同時に作動させると制御信
号T₅がステツプ状に入力される場合があり、こ
のとき突然操舵トルクが小さくなり操舵フイーリ
ングを低下させることを防止する為である。

次に本発明に係る車速制御の作動を説明する。

ステツプP20では、前記車速検出手段８６から
の検出信号S₅を読み込み、ステツプP21では、S₅
の周期t_Vを測定する。車速信号S₅は車速に比例す
る周波数であるから周期t_Vも車速に対応する。次
ステツプP22では周期t_Vが所定値Ｃより小さいか
どうかが判別される。車速が所定値より大きい場
合は周期t_Vは所定値Ｃより小さく、車速が所定値
より小さい場合は周期t_Vは所定値Ｃより大きくな
る。従つて、車速が所定値より小さい場合は、周
期t_Vは所定値Ｃより大であるからステツプP23へ
進む、ここで前回の制御状態を記憶する信号Ａ，
Ｆ，Ｇをマイクロコンピユータ内部に設ける。そ
して、Ｆ＝Ｇ＝０のときには低速安定領域、即ち
前記決定値T₅，T₆で制御がなされる領域で、Ｆ
＝Ｇ＝１のときは高速安定領域、即ち電動機制御
信号T₃，T₄，T₅、及び電磁クラツチ制御信号T₆
が零の状態を示し作動を停止している。また、Ｆ
＝１、Ｇ＝０は低速、又は高速不安定領域、即ち
車速が所定値を越え制御信号T₅，T₆を時間と共
に減少させる途中であつて、まだ零まで減少させ
ていない状態、又は車速が所定値より下がり制御
信号T₅，T₆を時間と共に増大させる途中であつ
て、まだ前記決定値までの制御状態に達していな
い状態を示す。そしてＡは補正値を示す。ステツ
プP23では、前回の制御が高速状態にあつたかど
うかを判別する。最初のデータはスタートのとき
に全て零にセツトされているからＦ＝０である。
従つてステツプP24へ進み、ここでもう一度Ａ＝
Ｆ＝Ｇ＝０の処理がなされ低速安定領域を指示し
た後ステツプP25で、前記決定値である制御信号
T₅，T₆が出力され電動パワーステアリング装置
を作動させ、ステツプP26では前記異常検出手段
１１４からの検出信号S₆と制御信号T₅，T₆との
比較がなされ所定の幅に入つていなければ、制御
信号T₂によりリレー回路９６をOFFさせ全ての
制御を停止させマニユアルステアリングに復帰さ
せる。所定の幅に入つていれば、ステツプP₁に
戻り同様の制御を繰り返す。

次に車速が所定値を越え検出信号S₅の周期t_Vが
所定値Ｃより小さくなつた場合には、ステツプ
P22の判別処理によりステツプP27へ進み、車速
が所定値を越えたことを指示する信号処理Ｆ＝１
を実施しステツプP28へ進み、ここでは前回の制
御が高速安定領域にあつたかどうかを判別し、い
まは前回制御が低速安定領域であつたことからＧ
＝０である。したがつてステツプP29へ進み、ス
テツプP29では制御信号T₅から補正値Ａを減算す
るが、いまはＡ＝０であるからT₅、ステツプP30
においてもT₆をそのまま記憶している。ステツ
プP31では、Ａ＝Ａ＋１の加算処理しステツプ
P29、P30を１回通過したことを記憶しステツプ
P32へ進み、ステツプP32では制御信号T₅が正か
どうかが判別され、正であれば、まだT₅，T₆を
減少させる必要があるのでステツプP25へジヤン
プしT₅，T₆を出力したのち故障診断を受けてス
テツプP₁へ戻る。そして再びステツプP29へ到達
しT₅＝T₅−１、ステツプP22ではT₆＝T₆−１な
る処理がなされT₅，T₆は前記決定値より１だけ
減少され、ステツプP29、P30、P31、を通るご
とにT₅，T₆は時間と共に減少され、T₅が零にな
るとステツプP32で判別されステツプP33へ進み、
減少補正値Ａを零にした後高速安定領域を指示す
る信号Ｇを１にセツトしステツプP34でT₃＝T₄
＝T₅＝T₆＝０を出力し電動パワーステアリング
装置の作動を停止させマニユアルステアリングに
復帰させる。そしてステツプP35で故障診断を受
け正常であればステツプP20へジヤンプする。高
速安定領域では、ステツプP22の判別によりステ
ツプP27、P28、P33、P34、P35、P20、P21のル
ープを繰り返し常時マニユアルステアリングとし
ての機能を果たす。

次に高速安定領域から車速が所定値まで下がり
ステツプP22で判別されステツプP23へ進むと今
度はＦ＝１であるからステツプP23の判別でステ
ツプP36へジヤンプし、ここでは前回の状態が高
速安定領域であつたかどうかの判別がなされ前回
は高速安定領域にいたからＧ＝１であり、ステツ
プP37へ進み、ここでは制御信号T₅，T₆の増加
補正値Ａが前記決定値に達しているかどうかが判
別され、前回は高速安定領域であつたからステツ
プP33によりＡ＝０が処理されている従つてステ
ツプP37の判別ではＡはT₅より小さいからステツ
プP38へ進みT₅＝０の処理をした後ステツプP39
で同じくT₆＝０の処理をし、ステツプP40では、
増加補正値Ａを１だけ増加しステツプP25へジヤ
ンプしT₅，T₆を出力し故障診断を受けた後ステ
ツプP₁へ戻る。そして再びステツプP38に到達
し、ステツプP38、P39にてT₅＝T₆＝１なる処理
がなされT₅，T₆は前回値より１だけ大きい増加
補正されステツプP38、P39、P40を通る毎に時
間と共に増加されT₅，T₆が通常の制御状態即ち、
前記決定値に達するまで繰り返えされT₅が通常
の制御値まで即ち前記決定値まで増加補正すると
ステツプP37によりＡ＝T₅となりステツプP24へ
ジヤンプし低速安定領域にはいる。前記決定値で
の制御がなされ電動パワーステアリング装置は通
常の作動をする。

次に低速又は高速不安定領域の説明をする。こ
の不安定領域とは車速が所定値近傍で振動的に変
化し、例えば低速から高速に移行の際、車速が所
定値を越えT₅，T₆の減少補正を開始し、まだ終
了しないうちに再び車速が所定値より下がつた場
合、又は高速から低速に移行の際、車速が所定値
より下がりT₅，T₆の増加補正を開始しまだ終了
しないうちに再び車速が所定値を越えた場合の滑
らかな制御を可能とするものである。

車速が低速の状態、即ちＡ＝Ｆ＝Ｇ＝０の状態
から所定値を越えステツプP22、P27、P28、
P29、P30、P31、P32、P25、P26を経て制御が
行なわれ、これを例えば10回繰り返えしすとＡ＝
10となりT₅，T₆は前記決定値に対してT₅−９、
T₆−９が出力され次に車速が低下して所定値よ
り下がるとステツプP22、P23、P36を経てステ
ツプP41にジヤンプしＡ＝Ａ−１即ちＡ＝９が算
出されステツプP42、P43にてＢ＝T₅−９、T₆←
T₆−９が算出され前回値と一致する、そしてス
テツプP44ではＢ、即ち制御信号が、前記決定値
より小さいかどうかを判別し、ここではＢはT₅
に対して９だけ小さいからステツプP45に進み、
ＢをT₅に転送し、ステツプP25へジヤンプしT₅，
T₆を出力する。そして、車速がそのまま低下す
れば、ステツプP22、P23、P36、P41、P42、
P43、P44、P45を通過して時間と共に制御信号
T₅，T₆を増加補正し前記決定値に達すればステ
ツプP44よりステツプP24へジヤンプし低速安定
領域に戻る。従つて、車速が所定値を越え減少補
正が終了しないうちに車速が所定値以下に下つた
場合においても減少補正値Ａが記憶され、その状
態から増加補正する。逆に車速が所定値以下にな
り増加補正制御に入つた後、この増加補正が終了
しないうちに車速が所定値以上になつた場合にも
増加補正値Ａが記憶され、この状態から減少補正
させることができる。したがつて、電動機３３の
電機子電流Ia、クラツチ電流Icと時間ｔとの関係
は第１２図に示すようなものとなり、操舵トルク
が付与された状態で車速ｖが所定値を超えて増加
する場合には、電動機３３により付与される補助
トルクが次第に減少し零に至るため、操舵フイー
リングおよび操安性を向上することができる。
尚、第１２図中、t₁は車速ｖが所定値を超えて変
化した時点、t₂は制御信号T₅，T₆が零となつた
時点、T₀は所定時間、Tlは負荷トルク、T_Sは操
舵トルク、Iaは電機子電流、Icはクラツチ電流で
ある。逆に車速が高速から低速に移行し所定値以
下に減少する場合の電機子電流Ia、クラツチ電流
Icと時間ｔとの関係は第１３図に示すようなもの
となり、車速ｖが所定値を超えて減少する場合に
は、t₃時点から所定時間T₀、電動機３３により付
与される補助トルクが次第に増加し決定値まで至
るため、操舵フイーリングおよび操安性が向上す
る。

このように本実施例においては、車速の変化に
対応して電動機により付与される補助トルクを時
間とともに制御したので、操舵フイーリングおよ
び操安性の向上を図ることができる。また、本実
施例では、車速ｖを比較する所定値にヒステリシ
スを設ける必要がなく、常に所定値で安定して作
動させることができる。

（発明の効果）以上の説明で明らかなように本発明によれば、
操舵トルクが付与された状態時に、車速が所定値
を超えて増加変化したとき電動機の補助トルクを
時間とともに減少させる一方、車速が所定値を超
えて減少変化したとき電動機の補助トルクを時間
とともに決定値まで増大させることにより、車速
が低速から高速に移行する際に電動パワーステア
リング装置を滑らかに停止させマニユアルステア
リングに復帰させ、逆に高速から低速に移行する
際においてもマニユアルステアリングから電動パ
ワーステアリング装置を作動させるときにも急激
な変化のない滑らかなつながりを示し、かつ車速
が所定値近傍において振動的に変化する場合にお
いても連続的に作動する為に、常に車速が所定値
において安定して電動パワーステアリング装置の
停止、作動を滑らかに制御させることができ操安
性および操舵フイーリングを向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図〜第１５
図は本発明の電動式パワーステアリング装置の一
実施例に係り、第２図はその電磁型倍力装置を
90°切断面で折曲させて示す縦断面図、第３図は
第２図中の−矢視断面図、第４図ａは第２図
の−矢視断面図、第４図ｂ，ｃは可動鉄片の
平面図および側面図、第５図は第２図中の−
矢視断面図、第６図は第２図中の−矢視断面
図、第７図は制御装置の全体構成図、第８図は制
御処理の概略を示すフローチヤート、第９図はト
ルク信号と電機子電流との関係を示す図、第１０
図は電機子電流と電動機回転数、電動機トルクと
の関係を示す図、第１１図は操舵回転速度と電動
機回転数の関係を示す図、第１２図および第１３
図は電機子電流と時間との関係を車速の増加時お
よび減少時について示す図、第１４図は操舵速度
検出信号を示すパルス波形図、第１５図は操舵ト
ルクと各検出信号を示す図である。図面中、３３……電動機、７７……操舵トルク
検出手段、８６……車速検出手段、１００……電
動機駆動手段、S₁，S₂……操舵トルク検出信号、
S₃，S₄……操舵速度検出信号、S₅……車速検出信
号、T₅……電動機制御信号。

Claims

【特許請求の範囲】１車両の操舵軸の回転速度を検出する操舵軸回
転速度検出手段と、上記車両の操舵軸の操舵トル
クを検出する操舵トルク検出手段と、上記車両の
車速を検出する車速検出手段と、この車速検出手
段からの検出信号に基づいて車速を所定値と比較
判別する車速判別手段と、この車速判別手段から
の車速判別信号に基づいて上記操舵軸に供給すべ
き補助トルクを決定し、この補助トルクは所定車
速を境にした低速域について上記操舵軸回転速度
信号と操舵トルク信号に応じて定められ、また、
高速域について零に定められ、この補助トルクに
応じた電動機制御信号を出力する電動機制御信号
発生手段と、この電動機制御信号に基づき電動機
を駆動する電動機駆動手段と、を備えた電動式パ
ワーステアリング装置において、前記電動式パワーステアリング装置の電動機制
御信号発生手段には、その車速判別手段からの出
力信号に基づいて、車速が上記所定値を越えて増
加したとき上記補助トルクが時間とともに減少す
る一方、車速が所定値以下に減少した時上記補助
トルクが時間とともに増大するように前記電動機
制御信号を補正する補正手段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。