JPH06107200A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動式パワーステアリング装置のモータに回
転不能の異常が発生したときにはパワーステアリング装
置を確実に且即座に正常なマニュアルステアリング装置
として機能させる。 【構成】 クラッチＣを介してステアリングリンケージ
部材Ｓを駆動するモータＭ１と、操舵状態を検出する操
舵状態検出装置Ｍ２と、操舵状態に応じてモータを制御
する制御装置Ｍ３とを有する電動式パワーステアリング
装置。モータの回転速度を検出する回転速度検出装置Ｍ
４を備え、モータの回転速度が実質的に０であるときに
はクラッチ解放装置Ｍ５によりクラッチを解放し、マニ
ュアルステアリング装置に切換わるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車輌のパワ
ーステアリング装置に係り、更に詳細には電動式パワー
ステアリング装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車輌の電動式パワーステアリ
ング装置は、従来より一般に、クラッチ及びステアリン
グギヤボックスを介してラックバーの如きステアリング
部材を駆動するモータと、モータの回転を制御する制御
装置とを有し、制御装置は種々のセンサの検出結果に基
づきモータを制御することにより所要の操舵アシスト力
を発生するようになっている。

【０００３】かかる電動式パワーステアリング装置の一
つとして、例えば特開平１−２２３０７１号公報に記載
されている如く、クラッチが解放された状態に於てモー
タを駆動し、モータの無負荷電流によりモータの異常を
判別するよう構成された電動式パワーステアリング装置
が従来より知られている。かくして構成された電動式パ
ワーステアリング装置によれば、ロックの如きモータの
異常をクラッチ解放時に確実に検出することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の如き従来
の電動式パワーステアリング装置に於ては、クラッチを
解放しなければモータの異常を検出することができない
ため、車輌の走行中にはモータの異常を検出することが
できず、実質的に車輌の停止中にしかモータの異常を監
視することができない。従って車輌の走行中にモータが
ロックの如き異常を生じ回転不能になってもクラッチを
積極的に解放することができないため、パワーステアリ
ング装置を正常な状態にてマニュアルステアリング装置
として機能させることができず、車輌の運転者はクラッ
チに於ける滑りにより生じる過大な摩擦力に抗して操舵
しなければならないという問題がある。

【０００５】本発明は、従来の電動式パワーステアリン
グ装置に於ける上述の如き問題に鑑み、車輌の走行中常
にモータの異常を監視することができ、これにより車輌
の走行中にモータが回転不能になった場合には確実に且
即座にクラッチが解放され、正常にマニュアルステアリ
ング装置として機能することができるよう改良された電
動式パワーステアリング装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、図１に示されている如く、クラッチＣを介
してステアリングリンケージ部材Ｓを駆動するモータＭ
１と、車輌の操舵状態を検出する操舵状態検出手段Ｍ２
と、検出された操舵状態に応じて前記モータを制御する
制御手段Ｍ３とを有する電動式パワーステアリング装置
にして、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出
手段Ｍ４と、前記モータの回転速度が実質的に０である
ときには前記クラッチを解放するクラッチ解放手段Ｍ５
とを有することを特徴とする電動式パワーステアリング
装置によって達成される。

【０００７】

【作用】車輌の走行中には車輪が路面反力を受けること
により生じるラックバーの如きステアリング部材の微小
変位が常にクラッチを介してモータへ伝達され、これに
よりモータは制御手段により回転制御されていなくても
微小角度回転するのに対し、モータにロックの如き異常
が発生するとモータは全く回転しなくなるので、車輌の
走行中に於けるモータの回転速度が実質的に０であるか
否かにより、モータに異常が発生したか否かを推定する
ことができる。

【０００８】上述の如き構成によれば、回転速度検出手
段Ｍ４により検出されるモータＭ１の回転速度が実質的
に０であるときには、モータに回転不能の異常が発生し
た可能性が高いので、クラッチ解放手段Ｍ５によりクラ
ッチが解放され、これによりパワーステアリング装置は
確実に正常な状態にてマニュアルステアリング装置とし
て機能するようになる。

【０００９】尚、車輌が操舵されることなく実質的に停
止した状態にあるときにもモータの回転速度は実質的に
０になるので、モータに回転不能の異常が発生していな
くてもクラッチが解放され、パワーステアリング装置は
マニュアルステアリング装置として機能するようになっ
てしまうが、かかる機能の変化は操舵されないときに生
じるので操舵に支障をきたすことはなく、また操舵が開
始されるとモータの回転速度は実質的な値になってクラ
ッチが接続されることにより、パワーステアリング装置
は再度その本来のパワーアシスト機能を発揮し得るよう
になる。

【００１０】

【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。

【００１１】図２は本発明による電動式パワーステアリ
ング装置の第一の実施例を示す概略構成図、図３は図１
に示された電子制御装置を示すブロック線図である。

【００１２】図２に於て、１０はステアリングホイール
を示しており、ステアリングホイール１０はステアリン
グシヤフト１２及びステアリングギヤボックス１４を介
してステアリングリンケージ部材としてのラックバー１
６を駆動するようになっている。ステアリングシャフト
１２には歯車減速機構１８によりパワーユニット２０が
駆動接続されている。パワーユニット２０はモータ２２
と、歯車減速機構１８とモータ２２とを選択的に駆動接
続する電磁クラッチ２４とを有している。

【００１３】図示の実施例に於ては、ステアリングシャ
フト１２には操舵角θを検出する操舵角センサ２６及び
それぞれ操舵トルクＴ1 及びＴ2 を検出するトルクセン
サ２８及び３０が設けられており、これらのセンサの出
力は電子制御装置３２へ供給されるようになっている。
また電子制御装置３２には車速センサ３４により検出さ
れた車速Ｖを示す信号及び回転角センサ３６により検出
されたモータ２２の回転角φを示す信号も入力されるよ
うになっている。

【００１４】図３に詳細に示されている如く、電子制御
装置３２はマイクロコンピュータ３８を含み、マイクロ
コンピュータ３８は中央処理ユニット（ＣＰＵ）４０
と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）４２と、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）４４と、入力ポート装置４６
と、出力ポート装置４８とを有し、これらは双方向性の
コモンバス５０により互いに接続されている。

【００１５】後述の如く、電子制御装置３２は作動開始
時に駆動回路５４を経て電磁クラッチ２４へ制御信号を
出力して歯車減速機構１８とモータ２２とを駆動接続す
ると共に、各センサにより検出された操舵トルクＴ1 、
Ｔ2 等に基き操舵アシスト量を演算し、アシスト量に対
応する電圧信号を駆動回路５２を経てモータ２０へ出力
するようになっている。更に電子制御装置３２は後に詳
細に説明する如くモータにロックの如き異常が発生した
虞れがある場合にはクラッチ２４への制御信号の出力を
停止し、これによりクラッチを解放するようになってい
る。

【００１６】次に図４に示されたフローチャートを参照
して第一の実施例の作動について説明する。

【００１７】まずステップ１０に於てはクラッチ２４へ
制御信号が出力されることによりクラッチが接続される
と共にクラッチ接続フラグＦが１にセットされる。ステ
ップ２０に於ては操舵角センサ２６等により検出された
検出値を示す信号の読込みが行われ、ステップ３０に於
てはトルクセンサ２８、３０により検出された操舵トル
クＴ1 、Ｔ2 及び車速センサ３４により検出された車速
Ｖ等に基き操舵のアシスト量が演算され、ステップ４０
に於てはステップ２０に於て読込まれたモータの回転角
φを微分することによりモータの回転角速度φd が演算
される。

【００１８】尚ステップ３０に於けるアシスト量の演算
は当技術分野に於てよく知られており、また本発明の要
旨をなすものではないので、アシスト量の演算の要領に
ついては詳細な説明を省略するが、アシスト量は少なく
とも操舵トルクに応じて演算される限り任意の態様にて
演算されてよい。

【００１９】ステップ５０に於てはモータの回転角速度
φd が０であるか否かの判別が行われ、φd ＝０である
旨の判別が行われたときにはステップ８０へ進み、φd
＝０ではない旨の判別が行われたときにはステップ６０
に於てクラッチ接続フラグＦが１であるか否かの判別が
行われる。Ｆ＝１である旨の判別が行われたときにはそ
のままステップ１１０へ進み、Ｆ＝１ではない旨の判別
が行われたきとにはステップ７０に於てクラッチ２４へ
制御信号が出力されることによりクラッチが接続される
と共にフラグＦが１にセットされ、しかる後ステップ１
１０へ進む。

【００２０】ステップ８０に於てはクラッチ接続フラグ
Ｆが１であるか否かの判別が行われ、Ｆ＝１ではない旨
の判別が行われたときにはそのままステップ１００へ進
み、Ｆ＝１である旨の判別が行われたときにはステップ
９０に於てクラッチ２４への制御信号の出力が停止され
ることによりクラッチが解放されると共にフラグＦが０
にリセットされ、しかる後ステップ１００に於て操舵ア
シスト量が０にセットされ、更にステップ１１０へ進
む。

【００２１】ステップ１１０に於てはステップ３０に於
て演算されたアシスト量又はステップ１００に於てセッ
トされたアシスト量（＝０）に対応する電圧の制御信号
が駆動回路５２を経てモータ２２へ出力され、これによ
り所要のアシスト力が発生され、しかる後ステップ２０
へ戻る。

【００２２】かくしてこの第一の実施例によれば、モー
タ２２に回転不能の異常が発生しその回転角速度φd が
０になると、ステップ５０に於てイエスの判別が行わ
れ、ステップ９０に於てクラッチ２４が解放され、ステ
ップ１００に於て操舵アシスト量が０にセットされるの
で、モータに回転不能の異常が発生した場合には確実に
且即座にクラッチを解放してパワーステアリング装置を
確実に正常な状態にてマニュアルステアリング装置とし
て機能させることができる。

【００２３】またこの第一の実施例によれば、車輌が停
止状態にあり且操舵が行われていない場合にはモータ２
２の回転角速度φd が０になり、モータに回転不能の異
常が発生していなくてもクラッチ２４が解放されるが、
車輌が停止状態にあり且操舵が行われていない場合であ
るので、パワーステアリング装置がマニュアルステアリ
ング装置に切替わることが操舵に支障をきたすことはな
く、またその後車輌が停止した状態にて操舵が行われる
とモータの回転角速度φd が０以外の値になり、ステッ
プ５０に於てノーの判別が行われ、ステップ７０に於て
クラッチが接続されるので、パワーステアリング装置に
その本来の機能を発揮させて軽快な操舵に必要なパワー
アシストを行わせることができる。

【００２４】図５及び図６はそれぞれ本発明による電動
式パワーステアリング装置の第二及び第三の実施例に於
ける制御フローを示すフローチャートである。尚これら
の図に於て図４に示されたステップに対応するステップ
には図４に於て付されたステップ番号と同一のステップ
番号が付されている。

【００２５】図５に示された第二の実施例に於ける制御
フローは、ステップ４０の次に実行されるステップ４５
に於て車速Ｖが基準値Ｖo （正の定数）以上であるか否
かの判別が行われ、Ｖ≧Ｖo ではない旨の判別が行われ
たときにはステップ６０へ進み、Ｖ≧Ｖo である旨の判
別が行われたときにはステップ５０へ進むようになって
いる点を除き第一の実施例の制御フローと同一である。

【００２６】尚車速判断の基準値Ｖo は、車輌が良路を
走行する場合にもそれ以上の車速域に於ては車輪が路面
より反力を受けることに起因してモータの正常時にはそ
の回転角速度φd が必ず０以外の値になるよう設定され
る。

【００２７】また図６に示された第三の実施例に於て
は、ステップ１００に於て操舵アシスト量が０にセット
されると共にモータの異常検出の回数に関するカウンタ
のカウント値Ｎが１インクリメントされ、次のステップ
１０５に於てカウント値Ｎが例えば５であるか否かの判
別が行われ、Ｎ＝５ではない旨の判別が行われたときに
はステップ１１０へ進み、Ｎ＝５である旨の判別が行わ
れたときにはステップ１２０に於て図２及び図３には示
されていない警報ランプが点灯され、しかる後図６に示
された制御フローによる制御を終了する。またステップ
７０に於てはクラッチ２４へ制御信号が出力されること
によりクラッチが接続されフラグＦが１にセットされる
と共に、カウント値Ｎが０にリセットされる。この実施
例の制御フローの他のステップは第二の実施例のステッ
プと同一である。

【００２８】従って第二及び第三の実施例によれば、ス
テップ５０に於てイエスの判別が行われるのは車輌が走
行状態にあり且モータ２０の回転角速度φd が０の場合
のみであるので、車輌が停止状態にあり且操舵が行われ
ていない場合にクラッチ２４が解放されパワーステアリ
ング装置がマニュアルステアリング装置に切替わること
を確実に回避することができる。

【００２９】また第三の実施例によれば、車輌の走行中
にモータに異常が発生すると、ステップ４５及び５０に
於てそれぞれイエスの判別が行われ、異常の検出が連続
して５回行われるとステップ１２０に於て警報ランプが
点灯されるので、車輌の運転者はパワーステアリング装
置のモータに異常が発生していることを確実に認識する
ことができ、またモータ異常の検出が連続して５回行わ
れない限りステップ１２０へ進まないので、実際にはモ
ータに異常が生じていないにも拘らず警報ランプが点灯
され図６に示されたルーチンによるアシスト制御が終了
されることを確実に防止することができる。

【００３０】更に上述の第一乃至第三の実施例によれ
ば、車輌の走行中にモータ２２の回転角速度φd が０に
なる瞬間があると、モータに回転不能の異常が発生して
いなくても電子制御装置３２よりクラッチ２４に対し解
放指令が出力されるが、実際にはクラッチの解放に応答
遅れがあるので、次のサイクルに於てモータの回転角速
度φd が０以外の値になることによりクラッチに対し接
続指令が出力され、クラッチは実際には解放されず、従
って車輌の走行中に必要なパワーアシストが損われるこ
とはない。

【００３１】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、回転速度検出手段Ｍ４により検出されるモ
ータＭ１の回転速度が実質的に０であるときには、即ち
モータに回転不能の異常が発生した可能性が高いときに
は、クラッチ解放手段Ｍ５により確実に且即座にクラッ
チが解放されるので、パワーステアリング装置を確実に
正常な状態にてマニュアルステアリング装置として機能
させることができ、これにより車輌の運転者がクラッチ
に於ける滑りにより生じる過大な摩擦力に抗して操舵し
なければならなくなることを確実に回避することができ
る。

【００３３】また車輌が操舵されることなく実質的に停
止した状態にあるときにもモータの回転速度は実質的に
０になるので、モータに回転不能の異常が発生していな
くてもクラッチが解放され、パワーステアリング装置は
マニュアルステアリング装置として機能するようになる
が、かかる機能の変化は操舵されないときに生じるので
操舵に支障をきたすことはなく、また操舵が開始される
とモータの回転速度は実質的な値になってクラッチが接
続されるので、パワーステアリング装置に再度その本来
のパワーアシスト機能を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電動式パワーステアリング装置の
構成を特許請求の範囲の記載に対応させて示す説明図で
ある。

【図２】本発明による電動式パワーステアリング装置の
第一の実施例を示す概略構成図である。

【図３】図２に示された電子制御装置を示すブロック線
図である。

【図４】図２及び図３に示された電子制御装置より達成
される制御フローを示すフローチャートである。

【図５】本発明による電動式パワーステアリング装置の
第二の実施例に於ける制御フローを示すフローチャート
である。

【図６】本発明による電動式パワーステアリング装置の
第三の実施例に於ける制御フローを示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１０…ステアリングホイール １２…ステアリングシャフト １４…ステアリングギヤボックス １６…ラックバー ２２…モータ ２４…電磁クラッチ ２６…操舵角センサ ２８、３０…トルクセンサ ３２…電子制御装置 ３４…車速センサ ３６…回転角センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クラッチを介してステアリングリンケージ
   部材を駆動するモータと、車輌の操舵状態を検出する操
   舵状態検出手段と、検出された操舵状態に応じて前記モ
   ータを制御する制御手段とを有する電動式パワーステア
   リング装置にして、前記モータの回転速度を検出する回
   転速度検出手段と、前記モータの回転速度が実質的に０
   であるときには前記クラッチを解放するクラッチ解放手
   段とを有することを特徴とする電動式パワーステアリン
   グ装置。