JPH0490970A

JPH0490970A - 車両の操舵倍力装置

Info

Publication number: JPH0490970A
Application number: JP2206203A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Hiraiwa; 一美平岩
Original assignee: Rhythm Motor Parts Manufacturing Co Ltd; Rhythm Corp
Current assignee: Rhythm Motor Parts Manufacturing Co Ltd; Rhythm Corp
Priority date: 1990-08-02
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 1992-03-24

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、車両の操舵倍力装置に関し、詳しくは、車両
の操舵輪を操舵する力が電動モータにより増大される車
両の操舵倍力装置に関する。

（従来の技術）一般に、ステアリングホイールの操舵力を倍力する手段
としては、エンジンで油圧ポンプを駆動して得た油圧力
を利用することによって行われているが、この手段では
油圧ポンプやリザーバ等を含めた機器全体でかなりのス
ペース、コストを必要としたり、組立が面倒である等の
種々の不具合が生じてしまう、特に、油圧ポンプによっ
て操舵力を倍力しているため、操舵力を倍力する必要の
ない通常走行時でもエンジンによって油圧ポンプを作動
させてしまい、油圧ポンプの動力のロスが多く、燃費が
悪化してしまった。そこで、電力による操舵力の倍力方
法として電動モータを動力源とした操舵倍力装置が実用
化（例えば、「日経メカニカル４１９８８年６月２７日
号第４７〜５０頁参照）されている。この操舵力倍力装
置は、軽自動車に通用されているものであり、２極ＤＣ
モータによってウオームを作動することによりステアリ
ングホイールを回転させて補助操舵トルクを発生させる
ようにしている。そして、補助操舵トルクの大きさは、
車速およびステアリングホイールの操舵力に基づいて制
御され、車両の低速走行時および据切り時に上記検出情
報に基づいてコンピュータがＤＣモータに所定の電流を
供給することにより操舵力を倍力するようにしている。

この操舵倍力装置では、取付スペースが小さくて済むと
ともに装置の部品のコストや組立コストが油圧式に比べ
て優れており、これに加えて、据切り時等のみにＤＣモ
ータに電流を供給すればよいため、消費電力が小さくて
済み、燃費を向上させることができる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の車両の操舵倍力装置に
あっては、電動モータによって操舵力を倍力していたた
め、大きい操舵力が必要な据切りに車両の電装品に供給
する電流容量および電動モータの性能上の制約から十分
な倍力を得ることができなかった。このため、仮に、大
きな倍力を得るためには大きな電流容量および大きな電
動モータが必要になり、電動モータおよび電圧源（バッ
テリー等）のコストが増大してしまうという問題があっ
た。したがって、車体の軽い軽自動車にしか適用するこ
とができず、小型乗用車程度のものに適用した場合に十
分に機能を発揮することができないという不具合が発生
してしまった。

そこで本発明は、小さい電流容量で大きな操舵倍力を得
るようにして小型乗用車程度のものに電動モータを適用
することができる車両の操舵倍力装置を提供すること課
題としている。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記課題を達成するために、車両の操舵輪を
操舵する力が電動モータにより増大される車両の操舵倍
力装置において、前記電動モータが２つ設けられたこと
を特徴としているものであり、前記車両の電装ユニット
に電気エネルギーを供給するメインバッテリーと別個に
サブバッテリーまたは電気エネルギーを保存した電気保
存体を設け、２つの電動モータの一方にメインバッテリ
ーから電気エネルギーが供給され、他方にサブバッテリ
ーまたは電気保存体から電気エネルギーが供給されるよ
うに構成したもの、あるいは前記２つの電動モータの駆
動がパルス幅変調により制御され、２つの電動モータの
一方に供給されるパルスのＯＮ、ＯＦＦのタイミングが
、他方に供給されるパルスのＯＮ、ＯＦＦのタイミング
よりも半ピッチ遅れるように構成するようにしても良い
。

（作用）本発明では、車両の操舵輪を操舵する力が２つの電動モ
ータにより増大される。したがって、大を流容量が必要
な大きな電動モータを必要とせずに通常の量産品の電動
モータが使用され、電動モータおよび電圧源のコストが
低減される。この結果、操舵倍力装置が小型乗用車程度
に十分に適用される。

また、車両の電装ユニツトに電気エネルギーを供給する
メインバッテリーと別個にサブバッテリーまたは電気エ
ネルギーを保存した電気保存体が設けられ、２つの電動
モータの一方にメインバッテリーから電気エネルギーが
供給され、他方にサブバッテリーまたは電気保存体から
電気エネルギーが供給されるようにすれば、電流の容量
を大きくすることなしに電動モータにより大きな出力が
付与され、大きな操舵倍力が得られる。

さらに、２つの電動モータの駆動がパルス幅変調により
制御され、２つの電動モータの一方に供給されるパルス
のＯＮ、ＯＦＦのタイミングが、他方に供給されるパル
スのＯＮ、ＯＦＦのタイミングよりも半ピッチ遅れるよ
うにすれば、電動モータのトルク変動が防止され、操舵
力が滑らかに倍力される。

（実施例）以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る車両の操舵倍力装置の一実施例を
示す図である。

まず、構成を説明する。第１図において、１はラック軸
であり、このラック軸１は車幅方向に延在し、両端部に
タイロッド２．３が取付けられている。このタイロッド
２．３の端部にはナックルアーム４．５が取付けられて
おり、このナックルアーム４．５は操舵輪としての前輪
６．７に取付けられている。また、ラック軸１の所定箇
所にはピニオンギヤ８が噛合されており、このピニオン
ギヤ８はステアリングシャフト９等を介してステアリン
グホイール１０に連結している。このため、ステアリン
グホイール１０を一方向に作動するとピニオンギヤ８と
ラック軸１の噛合位置がずれてラック軸１が一方向に移
動し、タイロッド２およびナックルアーム４あるいはタ
イロッド３およびナックルアーム５を介して前輪６およ
び前輪７が一方向に転舵される。ステアリングシャフト
９近傍にはトルクセンサ１１が設けられており、このト
ルクセンサ１１はステアリングシャフト９内部の図示し
ないトーションバーのねしれトルクを検出してコントロ
ーラ１２に信号を出力する。また、ラック軸１の所定箇
所には電動モータ１３．１４が設けられており、この電
動モータ１３．１４はウオームギヤ１５．１６ヲ介して
ピニオンギヤ１７．１８に接続されている。

ピニオンギヤ１７．１８はラック軸１に噛合されており
、このラック軸１７．１８は電動モータ１３．１４に作
動されてラック軸１を図中左右方向に移動する。

電動モータ１３．１４はコントローラ１２に接続されて
おり、このコントローラ１２はトルクセンサ１１および
車両の速度を検出する車速センサ１９からの検出情報に
基づいて所定の微小時間毎の通電時間の比率、すなわち
、ＯＮ、ＯＦＦ時間の比率を演算し、このＯＮ、ＯＦＦ
時間の比率に対応した電圧パルスを生成して電動モータ
１３．１４に出力する。このため、電動モータ１３．１
４はコントローラ１２によるパルス変調制御によって駆
動される。また、コントローラ１２は２つの電動モータ
１３．１４の何れか一方に供給されるパルスのＯＮ、Ｏ
ＦＦのタイミングを、他方の電動モータ１３．１４の何
れか他方に供給されるパルスのＯＮ、ＯＦＦのタイミン
グよりも半ピッチ遅れるように制御するようになってお
り、電動モータ１３．１４の何れか一方は何れか他方に
比べて半ピッチ遅れて駆動される。また、コントローラ
１２は車両に装備されたライト等の電装品に電気エネル
ギーを供給しこの電装品とともに電装ユニットを構成す
るメインバッテリー２０およびこのバッテリー２０と別
個に設けられたサブバッテリー２１に接続されており、
メインバッテリー２０の電流を電動モータ１３に供給す
るとともに、サブバッテリー２１からの電流を電動モー
タ１４に供給する。

次に、作用を説明する。

車両の低速走行時および据切り時に運転者がステアリン
グホイールＩＯを一方向に操作すると、ステアリングホ
イールｌＯがピニオンギヤ８を介してラック軸１を一方
向側に移動させる。このとき、コントローラ１２はトル
クセンサ１１および車速センサ１９の出力情報に基き、
メインバッテリー２０およびサブバッテリー２１を電源
として電動モータ１３．１４の何れか一方のパルスのＯ
Ｎ、ＯＦＦのタイミングを何れか他方のパルスのＯＮ、
ＯＦＦのタイミングよりも半ピッチ遅れるように制御し
て電動モータ１３．１４に所定のパルス信号を供給する
。このため、電動モータ１３．１４はウオームギヤ１５
．１６およびピニオンギヤ１７．１８を介してラック軸
１を一方向に作動してステアリングホイール１０の操舵
力を倍力して前輪６．７を一方向に転舵させる。

このように本実施例では、車両の前輪６．７を操舵する
力を２つの電動モータ１３．１４により増大するように
しているため、大電流容量が必要な大きな電動モータを
必要とぜすに通常の量産品の電動モータ１３．１４を使
用することができるとともに、電動モータ１３．１４に
大電流を供給するための大電流容量のバッテリーを設け
る必要がない。このため、電動モータ１３．１４および
バッテリー２０のコストを低減することができる。この
結果、小型乗用車程度のものに電動モータ１３．１４を
装備して操舵力の倍力を十分に行うことができる。これ
に加えて、油圧ポンプによって操舵力を倍力する必要が
ないため、エンジンの動力のロスを大幅に低減すること
ができ、燃費の向上を図ることができるとともに、電動
モータ１３．１４の何れか一方が故障したときに他方の
モータ１３．１４によって最低限の操舵力の倍力を行う
ことができるため、装置の信軌性を向上させることがで
きる。

また、車両の電装ユニットに電気エネルギーを供給する
メインバッテリー２０と別個にサブバッテリー２１を設
け、２つの電動モータ１３．１４の一方にメインバッテ
リー２０から電流を供給するとともに他方にサブバッテ
リー２１から電流を供給するようにしているため、バッ
テリーの容量を大きくすることなしに電動モ〜タエ３．
１４により大きな出力を付与することができ、大きな操
舵倍力を得ることができる。

さらに、２つの電動モータ１３．１４の駆動をパルス幅
変調により制御し、２つの電動モータ１３．１４の一方
に供給されるパルスのＯＮ、ＯＦＦのタイミングを、他
方に供給されるパルスのＯＮ、ＯＦＦのタイミングより
も半ピッチ遅れるようにしているため、電動モータ１３
．１４にトルク変動が発生するのを防止することができ
、操舵力を滑らかに倍力することができる。

なお、本実施例では、電動モータ１４にサブバッテリー
２１から電流を供給しているが、このサブバッテリー２
１０代わりに、例えば「日刊自動車新開（１９９０年４
月１７日第１頁参照）」に記載されたような活性炭の固
定電極を使用して電気エネルギーを保存することができ
る電気保存体を用い、この電気保存体から電気エネルギ
ーを供給するようにしてもよい。

また、本実施例では、電動モータ１３．１４をラック軸
１上に離隔して配置しているが、これに限らず第２．３
図に示すようにステアリングシャフト９に連結されたピ
ニオンギヤ８に対向するように電動モータ３１．３２を
配置し、ピニオンギヤ８に電動モータ３１．３２に接続
された減速ギヤ３３．３４を噛合させることにより、ピ
ニオンギヤ８を介してラック軸１を移動させるようにし
ても良い。

（効果）本発明によれば、車両の操舵輪を操舵する力を２つの電
動モータにより増大するようにしているので、大電流容
量が必要な大きな電動モータを必要とぜすに通常の量産
品の電動モータを使用することができるとともに、電動
モータに大電流を供給するための電圧源（バッテリー）
を設ける必要がない。このため、電動モータおよび電圧
源のコストを低減することができる。この結果、小型乗
用車程度のものに電動モータを装備して操舵力の倍力を
十分に行うことができる。これに加えて、油圧ポンプに
よって操舵力を倍力する必要がないので、エンジンの動
力のロスを大幅に低減することができ、燃費の向上を図
ることができるとともに、電動モータの何れか一方が故
障したときに他方のモータによって最低限の操舵力の倍
力を行うことができ、装置の信顧性を向上させることが
できる。

また、車両の電装ユニットに電気エネルギーを供給する
メインバッテリーと別個にサブバッテリーまたは電気エ
ネルギーを保存した電気保存体を設け、２つの電動モー
タの一方にメインパンテリーから電流を供給するととも
に他方にサブバッテリーから電流を供給するようにすれ
ば、バッテリーの容量を太き（することなしに電動モー
タにより大きな出力を付与することができ、大きな操舵
倍力を得ることができる。

さらに、２つの電動モータの駆動をパルス幅変調により
制御し、２つの電動モータの一方に供給されるパルスの
０Ｎ３ＯＦＦのタイミングを、他方に供給されるパルス
のＯＮ、ＯＦＦのタイミングよりも半ピッチ遅れるよう
にすれば、電動モータのトルク変動を防止することがで
き、操舵力を滑らかに倍力することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両の操舵倍力装置の一実施例を
示すその構成図、第２．３図は本発明に係る車両の操舵
倍力装置の他の態様を示す図であり、第２図はその要部
正面図、第３図はその要部側面図である。６．７・・・・・・前輪（操舵輪）、１３．１４・・・・・・電動モータ、２０・・・・・・メインバッテリー２１・・・・・・サブバッテリー代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車両の操舵輪を操舵する力が電動モータにより増
大される車両の操舵倍力装置において、前記電動モータ
が２つ設けられたことを特徴とする車両の操舵倍力装置
。
（２）前記車両の電装ユニットに電気エネルギーを供給
するメインバッテリーと別個にサブバッテリーまたは電
気エネルギーを保存した電気保存体を設け、２つの電動
モータの一方にメインバッテリーから電気エネルギーが
供給され、他方にサブバッテリーまたは電気保存体から
電気エネルギーが供給されることを特徴とする請求項１
記載の車両の操舵倍力装置。
（３）前記２つの電動モータの駆動がパルス幅変調によ
り制御され、２つの電動モータの一方に供給されるパル
スのＯＮ、ＯＦＦのタイミングが、他方に供給されるパ
ルスのＯＮ、ＯＦＦのタイミングよりも半ピッチ遅れる
ようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の車
両の操舵倍力装置。