JPH0616853Y2

JPH0616853Y2 - 電動パワ−ステアリング装置

Info

Publication number: JPH0616853Y2
Application number: JP1986034365U
Authority: JP
Inventors: 清二駒村; 文一杉本
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1986-03-10
Filing date: 1986-03-10
Publication date: 1994-05-02
Anticipated expiration: 2001-03-10
Also published as: JPS62145879U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、電動モータを用いて、操舵力をパワーアシ
スト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）第３図に示した従来の装置において、ハンドル１には入
力軸２を連結するとともに、この入力軸２の先端にピニ
オン３を設け、このピニオン３をラック４にかみ合わせ
ている。このラック４は、サイドロッド５及びナックル
アーム６を介して車輪７に連繋している。したがって、
上記ハンドル１を回してピニオン３を回転させると、こ
のピニオン３の回転に応じてラック４が移動し、当該車
両の操舵方向が制御される。

また、上記ラック４には、ピニオン３とは別のピニオン
８をかみ合わせているが、このピニオン８は、減速器９
を介して電動モータｍに連繋している。

上記電動モータｍはモータ制御装置Ｄの出力信号に応じ
て制御されるが、このモータ制御装置Ｄには操舵トルク
を検出するトルク検出器10と車速を検出する車速検出器
11とを接続している。そして、このモータ制御装置Ｄの
回路をブロック図で示したのが第４図である。

すなわち、ハンドル１を回したときの操舵トルクを検出
する上記トルク検出器10はトルク信号処理回路12に接続
しているが、この処理回路12は関数発生回路13を介して
車速感応回路14に接続している。

また、上記車速検出器11は、車速信号処理回路15に接続
するともに、この車速信号処理回路15を上記車速感応回
路14に接続している。

そして、上記トルク信号処理回路12では、第５図に示す
ように、当該操舵トルクに応じた信号電圧Ｖ_１を出力
し、当該信号電圧Ｖ_１を関数発生回路13に入力する。

この関数発生回路13は、信号電圧Ｖ_１を第６図の曲線に
沿つた電圧Ｖ_３に変換して出力する。このように関数発
生回路13を設けたのは、電動モータｍによるパワーアシ
スト量を、操舵トルクとの関係で最も理想的な特性、す
なわち第６図に示す特性に合せるためである。

さらに、上記車速信号処理回路15は、第７図に示すよう
に、車速に比例した信号電圧Ｖ_２を出力する。

したがって、上記車速感応回路14には、操舵トルクに応
じた信号電圧Ｖ_３と、車速に比例した信号電圧Ｖ_２とが
入力するとともに、第８図に示すように、これら両信号
電圧Ｖ_３、Ｖ_２に応じた信号電圧Ｖ４を出力する。

つまり、この車速感応回路14では車速による信号電圧Ｖ
_２をパラメータとし、操舵トルクによる信号電圧Ｖ_３が
同じでも、出力される信号電圧Ｖ４を変化させるように
し、当該車両の高速時には、アシスト力を小さくし、低
速時にはそれを大きくするようにしている。

なお、この車速感応回路14は、第８図からも明らかなよ
うに、操舵トルクがゼロのときは上記信号電圧Ｖ４もゼ
ロになる。

上記のようにして車速感応回路14から出力された信号電
圧Ｖ４は、駆動回路16に入力するが、この駆動回路16に
ついて、本出願人は、実願昭61−2899号に係る考案とし
てすでに出願している。

すなわち、この駆動回路16は、第９図に示すように、第
１制御部ａと第２制御部ｂとを備えているが、この第１
制御部ａは車速感応回路14の出力信号Ｖ４の正負に関係
なく、それを絶対値に換算する絶対値回路17を設けると
ともに、この絶対値回路17にバイアス回路18を接続して
いる。このバイアス回路18は、第10図に示すように、絶
対値回路17からの出力信号Ｖ４にバイアス電圧Ｖａを加
えて、電圧信号Ｖ５を出力する。

そして、上記バイアス回路18にはコンパレータ回路19を
接続し、さらにこのコンパレータ回路19には三角波発生
回路20を接続している。

したがって、絶対値回路17からバイアス回路18を経由し
て出力された出力信号Ｖ５と、三角波発生回路20によっ
て生成された三角波信号Ｖ６とが、第10図に示すよう
に、コンパレータ回路19で比較されてパルス幅変調制御
され、この制御されたパスル幅に応じた制御電圧Ｖ７が
トランジスタ21のベース側に流れ、当該トランジスタ21
を導通させるとともに、パワートランジスタ22も導通す
る。

このパワートランジスタ22によって開閉される出力回路
24には、リレー25、26を接続している。このリレー25、
26は、可動接点25ａ、26ａ、一方の固定接点25ｂ、26
ｂ、他方の固定接点25ｃ、26ｃ、コイル25ｄ、26ｄから
構成されている。その可動接点25ａ及び26ａが、通常、
一方の固定接点25ｂ、26ｂに接続し、コイル25ｄ、26ｄ
に電流が流れた吸引時には、他方の固定接点25ｃ、26ｃ
に接続するようにしている。

そして、可動接点25ａ、26ａが一方の固定接点25ｂ、26
ｂに接続している図示の状態では、電源23からの電流
が、固定接点25ｂ→可動接点25ａ→電動モータｍ→可動
接点26ａ→固定接点26ｂ→パワートランジスタ22という
経路を流れる。

これに対して、リレー25、26が切換わって、可動接点25
ａ、26ａが、他方の固定接点25ｃ、26ｃに接続すると、
電源23からの電流が、固定接点26ｃ→可動接点26ａ→電
動モータｍ→可動接点25ａ→固定接点25ｃ→パワートラ
ンジスタ22というように上記の場合と逆方向に流れる。

したがって、リレー25、26を切換えることによって、電
流の流れる方向を変え、当該電動モータｍを正逆いずれ
かに回転させることができる。

そして、このリレー25、26を切換え制御するのが第２制
御部ｂであるが、この第２制御部ｂは、車速感応回路14
から出力される電気信号Ｖ４の正負を判定し、当該第２
制御部ｂに正の信号が入力したときにのみ導通するトラ
ンジスタを備えている。

しかして、ハンドル１の回転方向に応じて、車速感応回
路14から正負いずれかの電気信号が出力されるが、その
出力信号が負の場合には、第２制御部ｂが動作せずリレ
ー25、26は通常の状態、すなわち図示の状態を保つ。

また、車速感応回路14から正の信号が出力されると、第
２制御部ｂが動作してリレー25、26のコイル25ｄ、26ｄ
に電流が流される。すると、可動接点25ａ、26ａを他方
の固定接点25ｃ、26ｃに接続し、上記したように電源電
流の流れの方向を逆転させる。

（本考案が解決しようとする問題点）上記のようにした従来の装置では、パワートランジスタ
22に比べてリレーの応答時間が長いので、フィードバッ
ク信号の処理が間に合わず、そのためにハンチングを発
生するという問題があった。

この考案は、トルク検出器の後段に微分回路を負荷する
ことより、当該信号の位相を進めて、リレーの応答遅れ
を補償することを目的にする。

（問題点を解決する手段）この考案は、上記の目的を達成するために、その構成を
次のようにしている。

すなわち、操舵力をパワーアシストする電動モータと、
操舵トルクを検出するトルク検出器と、このトルク検出
器の出力信号に応じた電圧を出力するトルク信号処理回
路と、このトルク信号処理回路から出力されたトルク信
号を関数変換する関数発生回路と、当該車両の車速を検
出する車速検出器と、操舵トルクが発生したとき、その
操舵トルク信号及び車速信号に応じた制御信号を出力す
る車速感応回路と、この車速感応回路の制御信号に応じ
て電動モータを駆動させるモータ駆動回路とを備えると
ともに、上記モータ駆動回路は、ハンドルの回転方向に
応じて、電流の方向を切換えるリレーと、車速感応回路
からの信号に応じて電動モータの出力を制御するトラン
ジスタとからなる電動式パワーステアリング装置を前提
にするものである。

上記の装置を前提にしつつ、この考案は、トルク信号発
生回路と関数発生回路との間に微分回路を設けるととも
に、この関数発生回路からの信号値と前記車速検出器か
らの信号値をパラメータとする関数とを乗算して前記車
速感応回路に入力する構成にした点に特徴を有する。

（本考案の作用）この考案は、上記のように微分回路を設けたので、当該
信号の位相を進ませることができる。

（本考案の効果）この考案の装置によれば、信号の位相を進ませることが
できるで、リレーの応答遅れを補償でき、従来のような
ハンチングの発生を防止できる。

（本考案の実施例）第１図はこの実施例の信号伝達系のブロック図である
が、その基本的な構成は、第４図に示した従来の場合と
同様なので、共通要素の説明については、前記従来の説
明をそのまま援用する。

この実施例の最大の特徴は、トルク信号処理回路12と関
数発生回路13との間に、微分回路27を介在させた点で、
その場合の特性を第２図（イ）に示している。また、第
２図（ロ）は、微分回路27を設けない従来の特性を示し
たものである。

上記第２図（イ）からも明らかなように、当該微分回路
27では、その入力信号Ｖ_１に一定の比率でその時間微分
値dV1／dtを付加している。このように入力信号Ｖ_１に
一定比率の時間微分値を付加すると、当該信号Ｖ_１が下
がり出した時点、あるいは上り出した時点で、それが正
から負あるいは負から正に変換するので、その時点でリ
レーに対する切換信号が出力される。そして、この信号
Ｖ_１は、関数発生回路13で、操舵トルク特性に応じた信
号電圧Ｖ_３に変換される。この信号電圧Ｖ_３と、車速に
応じた信号電圧Ｖ_２とは、車速感応回路14に入力され
る。すると、信号電圧Ｖ_３に応じた信号電圧Ｖ４が出力
される。

このとき、第８図に示すように、信号電圧Ｖ_２によって
異なる傾きの直線になっている。つまり、これらの直線
の傾きは、信号電圧Ｖ_２をパラメータとする関数となっ
ている。一般にこのような１次直線で表すことのできる
グラフでは、横軸の入力値にグラフ直線の傾きを掛けた
値が、縦軸の出力値になる。したがって、車速感応回路
14から出力される信号電圧Ｖ４は、信号電圧Ｖ_２をパラ
メータに持つ関数からなる信号と、操舵トルクに応じた
信号電圧Ｖ_３とを乗算したものとなっている。

このように、上記入力信号Ｖ_１が下がり出した時点で、
リレーに対する切換信号が出力されるので、その分だけ
応答性が改善されることになる。

ちなみに、この微分回路27を設けない従来の場合には、
第２図（ロ）に示すように、トルク信号Ｖ_１が徐々に下
がり、０点を通過してから当該信号が正から負あるいは
負から正に変換するので、時間ｔ１分だけ時間遅れが発
生するが、上記のように、この実施例では、時間ｔ１の
時間遅れが補償されることになる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図はこの考案の実施例を示すブロック図、第２
図（イ）は微分回路を設けた実施例の特性図、第２図
（ロ）は微分回路を設けない従来の特性図、第３〜10図
は従来の装置を示すもので、第３図は概略的な構成図、
第４図はブロック図、第５図はトルク信号処理回路の出
力信号の特性を示したグラフ、第６図は関数発生回路の
出力信号の特性を示したグラフ、第７図は車速信号処理
回路の出力信号の特性を示したグラフ、第８図は車速感
応回路の出力信号の特性を示したグラフ、第９図は駆動
回路の詳細図、第10図はコンパレータ回路からの出力電
圧Ｖ７の特性を示したグラフである。ｍ…電動モータ、10…トルク検出器、11…車速検出回
路、12…トルク信号処理回路、13…関数発生回路、14…
車速感応回路、16…駆動回路、27…微分回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】操舵力をパワーアシストする電動モータ
と、操舵トルクを検出するトルク検出器と、このトルク
検出器の出力信号に応じた電圧を出力するトルク信号処
理回路と、このトルク信号処理回路から出力されたトル
ク信号を関数変換する関数発生回路と、当該車両の車速
を検出する車速検出器と、操舵トルクが発生したとき、
その操舵トルク信号及び車速信号に応じた制御信号を出
力する車速感応回路と、この車速感応回路の制御信号に
応じて電動モータを駆動させるモータ駆動回路とを備え
るとともに、上記モータ駆動回路は、ハンドルの回転方
向に応じて、電流の方向を切換えるリレーと、車速感応
回路からの信号に応じて電動モータの出力を制御するト
ランジスタとからなる電動式パワーステアリング装置に
おいて、上記トルク信号発生回路と関数発生回路との間
に微分回路を設けるとともに、この関数発生回路からの
信号値と前記車速検出器からの信号値をパラメータとす
る関数とを乗算して前記車速感応回路に入力する構成に
した電動パワーステアリング装置。