JPH0569836A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JPH0569836A
JPH0569836A JP25838691A JP25838691A JPH0569836A JP H0569836 A JPH0569836 A JP H0569836A JP 25838691 A JP25838691 A JP 25838691A JP 25838691 A JP25838691 A JP 25838691A JP H0569836 A JPH0569836 A JP H0569836A
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pinion
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steering wheel
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Katsukuni Kata
克邦 加太
Joji Otsuka
譲治 大塚
Shinobu Kunida
忍 国田
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Kayaba Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、路面の凸凹による車輪の
振動から起こるドライバーの不快感や、車内の騒音を解
消した装置を提供することである。 【構成】 入力軸22と入力側ピニオン23とかみ合わ
せ、入力側ラック25のスライド量を検出する第1の検
出手段と、入力側ラック25にかみ合わせた反力ピニオ
ン27に連係したフィードバックモータ28と、車輪に
連係した出力側ラック29のスライド量を検出する第2
の検出手段と、出力側ラック29にかみ合わせたメイン
ピニオン31を駆動するメインモータ32と、フィード
バックモータ28及びメインモータ32を制御するコン
トローラ10、及び、コントローラ10に接続する各種
センサーと、フィードバックモータ28と電源リレー3
8を介して接続されたサブモータ37と連係し、かつ、
上記出力側ラック29にかみ合わせたサブピニオン35
と、これらを制御するサブコントローラ39とを備えた
構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、操舵力を電気的にア
シストする電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の電動パワーステアリング
装置を示すもので、ハンドル1に接続した入力軸2にコ
ラムシャフト3の一端を連結している。このコラムシャ
フト3の他端には出力軸4を連結するとともに、この出
力軸4の先端にメインピニオン5を設けている。このよ
うにしたメインピニオン5は、両端を車輪に連係したラ
ック6にかみ合わせている。
【0003】また、上記ラック6には、サブピニオン7
もかみ合わせているが、このサブピニオン7は、減速機
8を介して電動モータ9に連係している。上記電動モー
タ9はコントローラ10で電気的に制御されるが、この
コントローラ10には、車速センサー11とメインピニ
オン5部分に設けたトルクセンサー12とを接続してい
る。
【0004】今、ハンドル1を回すと、その回転力がメ
インピニオン5に伝達されるが、このときには車輪の摩
擦力等の作用でラック6は移動しないが、メインピニオ
ン5にはトルクが発生する。それをトルクセンサー12
で検出してコントローラ10に入力する。また、コント
ローラ10には車速センサー11からの信号も入力す
る。そして、電動モータ9は、このコントローラ10の
出力信号に応じて出力制御されるので、結局は、電動モ
ータ9の出力は走行条件に応じたものとなる。つまり、
この電動モータ9によるパワーアシスト力は、走行条件
に応じたものとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
の電動パワーステアリング装置では、ハンドル1とメイ
ンピニオン5とが機械的に連係しているので、路面の凹
凸による車輪の振動が、ハンドル1に直接伝わってドラ
イバーに不快感を与えるだけでなく、その振動が車内に
騒音をもたらすという問題があった。また、車両の衝突
時に、ハンドル1が運転席側にせり出して、ドライバー
を圧迫するなどという不都合もあった。この発明の目的
は、ハンドルとメインピニオンとの機械的な連係を絶っ
て、上記従来の欠点を解消した装置を提供することであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、ハンドル
と、このハンドルに設けた入力軸と、入力軸に設けた入
力側ピニオンと、入力側ピニオンとかみ合わせるととも
に、軸方向にスライド可能にした入力側ラックと、入力
側ラックのスライド量を検出する第一の検出手段と、入
力側ラックにかみ合わせた反力ピニオンと、反力ピニオ
ンに連係したフィードバックモータと、車輪に連係した
出力側ラックと、出力側ラックのスライド量を検出する
第二の検出手段と、出力側ラックにかみ合わせたメイン
ピニオンと、メインピニオンを駆動するメインモータ
と、上記フィードバックモータ及びメインモータを制御
するコントローラと、コントローラに車両の走行条件を
入力するトルクセンサー、車速センサー等の各種センサ
ーと、上記フィードバックモータと電源リレーを介して
接続されたサブモータと、このサブモータと連係し、か
つ、上記出力側ラックにかみ合わせたサブピニオンと、
このサブモータ、電源リレーを制御するサブコントロー
ラとを備えた点に特徴を有する。
【0007】
【作用】この発明は、上記のように構成したので、ハン
ドルを回すと、トルクセンサーがそのトルクを検出する
とともに、入力側ポテンショメータが入力側ラックの移
動量を検出する。これらトルクとラックの移動量によっ
て、メインコントローラがハンドルトルクとハンドルの
操作量とを演算する。コントローラはこの演算結果に応
じてフィードバックモータを駆動し、反力ピニオンに回
転力を付与して操舵反力を制御する。
【0008】また、上記メインコントローラには、トル
ク信号や車速信号などが入力しているので、それらの信
号に応じて、メインモータの駆動力を制御する。この駆
動力はメインピニオンを介して出力側ラックに伝達さ
れ、それをスライドさせる。この出力側ラックのスライ
ドによって車輪が転舵されることになる。そして、この
ときの出力側ラックの移動量は、出力側ポテンショメー
タを介してメインコントローラにフィードバックされ
る。
【0009】もし、メインコトントローラが何らかの理
由で制御不能になると、それをサブコントローラが感知
して動作を開始する。これと同時に、クラッチを接続す
るとともに、フィードバックモータとサブモータとが電
源リレーを介して電気的に接続される。この状態で、入
力側ラックが移動すると、それにともなって反力ピニオ
ンが回転し、フィードバックモータが発電機として機能
し、これによってサブモータが駆動される。そして、サ
ブモータが駆動した後は、サブコントローラが上記メイ
ンコントローラと同じように機能して、パワーアシスト
力を制御することになる。
【0010】
【発明の効果】この発明のパワーステアリング装置によ
れば、ハンドルとメインピニオンとの機械的な連係を絶
ったので、路面の凹凸による車輪の振動が、ハンドルに
直接伝わってドライバーに不快感を与えたり、その振動
が車内に騒音をもたらしたりするという問題が一切発生
しない。また、車両の衝突時に、ハンドルが運転席側に
せり出したりもしないので、衝突時にハンドルでドライ
バーを圧迫するなどという不都合もまったくない。さら
に、各種のセンサーを利用して、ドライバーの操作とは
無関係に安全な操舵を可能にできる。例えば、横風など
を受けて、ドライバーがびっくりして急ハンドルを切っ
たとしても、そのハンドル入力とは関係なく、各センサ
ーからの信号に基づいて、安全な操舵を可能にするもの
である。さらにまた、メンコトローラが故障なで制御不
能になっても、サブコントローラなどが機能するので、
どのような状況のもとでも、操舵不能になるようなこと
もない。
【0011】
【実施例】図1に示した実施例は、ハンドル21に設け
た入力軸22に入力側ピニオン23を設けるとともに、
トルクセンサー24を設けている。上記入力側ピニオン
23は、軸方向にスライド可能にした入力側ラック25
にかみ合わせている。そして、この入力側ラック25に
は、その軸方向のスライド量を検出する入力側ポテンシ
ョメータ26を設けている。また、上記入力側ラック2
5には反力ピニオン27をかみ合わせているが、この反
力ピニオン27は、フィードバックモータ28の駆動力
で回転するようにしている。
【0012】一方、両端に車輪を設けた出力側ラック2
9は、その軸方向にスライド可能にするとともに、その
スライド量を検出する出力側ポテンショメータ30を設
けている。このようにした出力側ラック29には、メイ
ンピニオン31をかみ合わせているが、このメインピニ
オン31はメインモータ32の駆動力で回転する。
【0013】そして、上記トルクセンサー24、入力側
ポテンショメータ26、フィードバックモータ28、出
力側ポテンショメータ30、メインモータ32及び車速
センサー33のそれぞれをメインコントローラ34に接
続している。このメインコントローラ34は、上記各機
器からの信号に応じて、フィードバックモータ28及び
メインモータ32の駆動力を制御するものである。
【0014】また、上記出力側ラック29には、サブピ
ニオン35をかみ合わせている。このサブピニオン35
は、クラッチ36を介してサブモータ37に連係してい
る。サブモータ37は、電源リレー38を介して前記フ
ィードバックモータ28に電気的に接続している。
【0015】そして、上記トルクセンサー24、入力側
ポテンショメータ26、フィードバックモータ28、出
力側ポテンショメータ30、車速センサー33、クラッ
チ36、サブモータ37、電源リレー38のそれぞれを
サブコントローラ39に接続している。なお、図中符号
40は両コントローラ34、40を動作させるためのバ
ッテリーである。
【0016】次に、この実施例の作用を説明する。今、
ハンドル21を回すと、トルクセンサー24がそのトル
クを検出するとともに、入力側ポテンショメータ26が
入力側ラック25の移動量を検出する。このようにして
検出されたトルクとラックの移動量によって、メインコ
ントローラ34がハンドルトルクとハンドル21の操作
量とを演算する。コントローラ34はこの演算結果に応
じてフィードバックモータ28を駆動し、反力ピニオン
27に回転力を付与して操舵反力を制御する。
【0017】また、上記メインコントローラ34には、
トルク信号や車速信号などが入力しているので、それら
の信号に応じて、メインモータ32の駆動力を制御す
る。この駆動力はメインピニオン31を介して出力側ラ
ック29に伝達し、それをスライドさせる。この出力側
ラック29のスライドによって車輪が転舵されることに
なる。そして、このときの出力側ラック29の移動量
は、出力側ポテンショメータ30を介してメインコント
ローラ34にフィードバックされる。
【0018】もし、メインコントローラ34が何らかの
理由で制御不能になると、それをサブコントローラ39
が感知して動作を開始する。これと同時に、クラッチ3
6を接続するとともに、フィードバックモータ28とサ
ブモータ37とが電源リレー38を介して電気的に接続
される。この状態で、入力側ラック25が移動すると、
それにともなって反力ピニオン27が回転して、フィー
ドバックモータ28を発電機として機能させ、これによ
ってサブモータ37が駆動される。なお、この実施例で
は、上記フィードバックモータ28内に減速機を設けて
いるので、異常時に、この減速機が増速機として機能
し、フィードバックモータ28の発電能力が一層向上す
る。そして、サブモータ37が駆動した後は、サブコン
トローラ39が上記メインコントローラと同じように機
能して、パワーアシスト力を制御することになる。な
お、本実施例では第一及び第二の検出手段にポテンショ
メータを使用したが、光学的または磁気的な非接触セン
サを使用してもよい。
【0019】上記した実施例によれば、ハンドル21と
メインピニオン31との機械的に連係を絶ったので、路
面の凹凸による車輪の振動が、ハンドル21に直接伝わ
ってドライバーに不快感を与えたり、その振動が車内に
騒音をもたらしたりするという問題が一切発生しない。
また、車両の衝突時に、ハンドル21が運転席側にせり
出したりもしないので、衝突時にハンドルでドライバー
を圧迫するなどという不都合もまったくない。さらに、
各種のセンサーを利用して、ドライバーの操作とは無関
係に安全な操舵を可能にできる。例えば、横風などを受
けて、ドライバーがびっくりして急ハンドルを切ったと
しても、そのハンドル入力とは関係なく、各センサーか
らの信号に基づいて、安全な操舵を可能にするものであ
る。
【0020】したがって、この発明における各種センサ
ーとは、ヨー角速度センサー、横力センサーなどが含ま
れる。さらにまた、メンコトローラ34が故障なで制御
不能になっても、サブコントローラ37などが機能する
ので、どのような状況のもとでも、操舵不能になるよう
なこともない。なお、この実施例では、サブモータ37
とサブピニオン35との間にクラッチ36を設けたの
は、正常時に、このクラッチを切り離して、サブモータ
37などが操舵力に影響を及ぼさないようにするためで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】回路図である。
【図2】従来の装置の機構図である。
【符号】
21 ハンドル 22 入力軸 23 入力側ピニオン 24 トルクセンサー 25 入力側ラック 26 入力側ポテンショメータ 27 反力ピニオン 28 フィードバックモータ 29 出力側ラック 30 出力側ポテンショメータ 31 メインピニオン 32 メインモータ 33 車速センサー 34 メインコントロール 35 サブピニオン 37 サブモータ 38 電源リレー 39 サブコントローラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハンドルと、このハンドルに設けた入力
    軸と、入力軸に設けた入力側ピニオンと、入力側ピニオ
    ンとかみ合わせるとともに、軸方向にスライド可能にし
    た入力側ラックと、入力側ラックのスライド量を検出す
    る第一の検出手段と、入力側ラックにかみ合わせた反力
    ピニオンと、反力ピニオンに連係したフィードバックモ
    ータと、車輪に連係した出力側ラックと、出力側ラック
    のスライド量を検出する第二の検出手段と、出力側ラッ
    クにかみ合わせたメインピニオンと、メインピニオンを
    駆動するメインモータと、上記フィードバックモータ及
    びメインモータを制御するコントローラと、コントロー
    ラに車両の走行条件を入力するトルクセンサー、車速セ
    ンサー等の各種センサーと、上記フィードバックモータ
    と電源リレーを介して接続されたサブモータと、このサ
    ブモータと連係し、かつ、上記出力側ラックにかみ合わ
    せたサブピニオンと、このサブモータ、電源リレーを制
    御するサブコントローラとを備えた電動パワーステアリ
    ング装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000053012A (ja) * 1998-08-01 2000-02-22 Robert Bosch Gmbh 操舵制御装置
JP2008114750A (ja) * 2006-11-06 2008-05-22 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000053012A (ja) * 1998-08-01 2000-02-22 Robert Bosch Gmbh 操舵制御装置
JP2008114750A (ja) * 2006-11-06 2008-05-22 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置

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