JPH05254455A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車両の操舵時のハンドルの捻りトルクと車速と
に応じ、誘導電動機を用いたアシストモータにトルクと
なる電力を通電して、応答性や効率の良好なパワーステ
アリング装置とする。 【構成】ハンドル３に連結したステアリングシャフト４
に捻りトルクセンサ５を配置するとともに、ギヤボック
ス２には誘導電動機からなるアシストモータ７を取付け
て、コントローラ６に車速センサ６１からの信号を導
く。操舵時には捻りトルクセンサ５と車速センサ６１と
の信号に基づいて必要なトルクを生ずるトルク電流を設
定し、これをアシストモータ７に通電して操舵を実施す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の操舵を電動にて行
う電動パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両を操舵する力やその忙しさを軽減す
るためパワーステアリング装置が開発されているが、油
圧式のものは、作動油を伝達するための配管や、油圧源
となるコンプレッサなどが必要である。そして、油圧や
空気圧によるアクチュエータを用いて車両のハンドルを
操作しているものでは、駆動力供給システムが動作しな
い場合、アクチュエータには非常に大きな牽引力が働い
ている。

【０００３】このため、このようなパワーステアリング
装置におけるアクチュエータに働く牽引力などの問題を
解決するのに、特開昭５９−２２３５６２号公報には、
アクチュエータとして作動する交流モータと、該モータ
の巻線に交流電流を供給する手段とを有するパワーステ
アリング装置が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の公開公報に示さ
れた提案では、ステアリングシャフトの回転を検出する
トランスジューサからの出力に基づいてアクチュエータ
となる交流モータへの電流を制御しているが、車両のハ
ンドル操作は車両の速度の影響が非常に大きいものであ
り、該提案においては制御に際して車速との関連が十分
になされていないという問題がある。

【０００５】本発明はこのような問題を考慮したもの
で、その目的はハンドル軸の捻りトルクセンサと、車速
センサとの信号に応じて、誘導電動機を用いたアシスト
モータを効率よく駆動し応答性のよい電動パワーステア
リング装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、車両を操舵するハンドル軸に配置
した捻りトルクセンサと、車速を検出する車速センサ
と、車輪の操舵をアシストする誘導電動機からなるアシ
ストモータと、操舵時の前記両センサからの信号に応じ
て該アシストモータに必要トルクを生ぜしめる電力を設
定し通電する電力制御手段とを有する電動パワーステア
リング装置が提供される。

【０００７】

【作用】操舵に用いるアシストモータに誘導電動機を用
い、ステアリングシャフトに配置したトルクセンサと車
速センサとからの信号に応じ、必要なトルクを生ずるト
ルク電流を設定してアシストモータに通電し操舵を行
う。

【０００８】

【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。

【０００９】図１は本発明にかかる電動パワーステアリ
ング装置の一実施例におけるシステム構成図であり、同
図において、１は車輪で、その車軸１１の中間にはギヤ
ボックス２が取付けられ、該ギヤボックス２からハンド
ル３に至るステアリングシャフト４の途中には捻りトル
クセンサ（トルクセンサ）５が配置されている。

【００１０】そして、運転者が操舵するためハンドル３
を操作すると、ステアリングシャフト４の捻り量に応じ
た捻りトルクが検出され、後述するコントローラ６に信
号が送出される。

【００１１】７はギヤボックス２に配置されたアシスト
モータで誘導電動機が用いられ、コントローラ６からの
制御電流により駆動されて操舵トルクを発生し、タイロ
ッド１２を介して車輪１の角度を変えて舵取りを行うも
のである。

【００１２】なお、本実施例では操舵用のモータとして
誘導電動機を用いており、その応答性の改善のためモー
タへの供給電流を図２に示すように、回転子を磁化する
ための磁化電流成分Ｉｄと、実際に回転力となるトルク
電流成分Ｉｑとに分けて考えており、通電に際しては磁
化電流Ｉｄを一定とし、所望する必要なトルクからトル
ク電流Ｉｑの設定を行い、該トルク電流値を微分処理
後、電流基準Ｉｓを求めてＰＷＭ制御により、モータ平
均端子電圧Ｖｓを得るように構成されている。また、６
１は車速センサであり、走行中の車速を検出してコント
ローラ６に車速信号を送出する。

【００１３】コントローラ６は電子制御装置からなり、
ハンドル操作時のトルクセンサ５からの捻りトルク量
と、車速センサ６１からの車速信号とを入力し、図３に
示すようなデータ処理を行いアシストモータに対して電
力を供給して必要な操舵力となるトルクを発生させ、車
輪１により舵取りを行うように構成されている。

【００１４】このように構成された本実施例の作動につ
いて説明すると、まず、車両の舵取りのため運転者がハ
ンドル３を操作することによりステアリングシャフト４
に捻りトルクが発生する。

【００１５】トルクセンサ５はこの捻りトルクを検出し
てトルク信号Ｔｓをコントローラ６に送出し、一方、車
速センサ６１からは車速信号Ｓｃがコントローラ６に入
力される。

【００１６】これらの二信号が入力されたコントローラ
６では図３に示すアシストレートに基づきトルク電流Ｉ
ｑを求める。そして該Ｉｑからトルク電流基準Ｉｑ＊に
変換し、微分処理を行って電流基準Ｉｓ＊を決定してか
らＰＷＭ制御することにより、必要なモータ平均端子電
圧Ｖｓが得られ、これをアシストモータ５に供給すれ
ば、大きな始動トルクとなって良好な応答性が得られる
ことになる。

【００１７】つぎに、運転の状態によってハンドル３を
左右に操作し、例えば左回りから右回りに変る時点では
供給電流は０となるが、モータのインダクタンスによる
誘起電圧のため必要なトルク電流が通電出来ないことに
なる。このため、図４の回路図に示すスイッチング素子
Ｕ，Ｖ，Ｗをオフとし、他方のスイッチング素子Ｘ，
Ｙ，Ｚをオンに制御して誘起電圧をなくすことにより、
所定のトルク電流を供給することができて操舵が行える
ことになる。

【００１８】図５は上述した図４におけるスイッチング
素子部の回路部分を変形したもので、スイッチング素子
のベース回路をそれぞれ別個に分離した例を示したもの
である。

【００１９】この実施例においては、操舵の状態に応じ
て生じるアシストモータ７の誘起電圧の消滅に際し、三
相のすべてでなく二相分の誘起電圧をなくすことによ
り、前述した所定のトルク電流が供給できて自在な操舵
が行えることになる。

【００２０】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。

【００２１】

【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
アシストモータとして誘導電動機を用い、ステアリング
シャフトに取付けたトルクセンサからの捻りトルク量と
車速とに応じ、必要なトルクを生ずるトルク電流を設定
し、電流のＰＷＭ制御によりアシストモータに通電する
ので効率よく駆動でき、適切な操舵力を備えた電動パワ
ステアリング装置が得られる。

【００２２】また本発明では誘導電動機を用いたが、通
電時における磁化電流成分を一定とし、実際に回転力と
なるトルク電流成分の電力を設定して供給するので、直
流機並みの始動トルクが得られ、ブラシレスのため信頼
性が高いという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電動パワーステアリング装置の
一実施例におけるシステム構成図である。

【図２】アシストモータへの供給電流成分図である。

【図３】本実施例におけるデータ処理図である。

【図４】本実施例における主要部分の回路図である。

【図５】図４の回路図の一部を変更した回路図である。

【符号の説明】

１…車輪 ３…ハンドル ４…ステアリングシャフト ５…捻りトルクセンサ ６…コントローラ ７…アシストモータ ６１…車速センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両を操舵するハンドル軸に配置した捻り
   トルクセンサと、車速を検出する車速センサと、車輪の
   操舵をアシストする誘導電動機からなるアシストモータ
   と、操舵時の前記両センサからの信号に応じて該アシス
   トモータに必要トルクを生ぜしめる電力を設定し通電す
   る電力制御手段とを有することを特徴とする電動パワー
   ステアリング装置。
2. 【請求項２】前記の電力制御手段は通電するアシストモ
   ータへの磁化電流を一定とし、必要トルクに応じたトル
   ク電流をＰＷＭ制御によって供給することを特徴とする
   請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】前記の電力制御手段は逆方向に操舵時のア
   シストモータに生ずる誘起電力を消滅させる回路を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリ
   ング装置。