JPH068839A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 縁石乗り上げが生じた場合のステアリングギ
ア部及び電動モータの減速部の破損を抑制する。 【構成】 第２制御部82では、操舵速度検出器７から与
えられる操舵速度検出値と、予め定められた操舵速度の
設定値（操舵速度限界値）とを比較し、操舵速度検出値
が前記設定値以上である場合にクラッチ９を離脱させる
信号をクラッチ駆動回路90へ与えるようになっており、
これにより、縁石乗り上げの際には、クラッチ９の離脱
によってモータ４の慣性力が操舵機構に伝達されないよ
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】本発明は舵輪操作に要する力を補
助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】車速検出器にて車速を検出すると共にト
ルク検出器にて舵輪に加えられた操舵トルクを検出し、
この検出トルクが所定の不感帯を超える場合に、検出ト
ルク及び検出車速に応じて定めた駆動電流を操舵補助用
のモータに通流させて該モータを駆動し、自動車の操舵
に要する力を該モータの回転力により補助せしめ、運転
者に快適な操舵感覚を提供する電動パワーステアリング
装置が開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、自動車にお
いては、縁石乗り上げ等によって前輪が外部から強制的
に一方向へ舵取された場合、その前輪の強制的な舵取動
作によってステアリング装置のラック軸がその軸長方向
に移動し、これによって、舵輪が高速で一方向に回転す
る現象が生じる。このような場合、舵輪の慣性力がラッ
ク軸の移動力に付加される。このため、ステアリングギ
ア部及びラック軸を囲繞するハウジングに設けられ、ラ
ック軸の軸長方向への不必要な移動を止めるためのスト
ッパに、ラック軸が高速で衝突することがあった。

【０００４】特に、前述の如き電動パワーステアリング
装置では、縁石乗り上げが生じた場合、操舵補助用のモ
ータの慣性力が前記ラック軸の移動力にさらに付加され
るので、前述の如くラック軸がストッパに衝突する際に
過大な衝撃力が作用するため、この衝撃力によってステ
アリングギア部が大きく破損するという問題があった。
また、モータの回転を減速する減速部が前記モータの慣
性力に起因する前記過大な衝撃力により破損するという
問題があった。

【０００５】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、縁石乗り上げが生じた場合のステアリングギア
部及び減速部の破損を抑制することを可能とする電動パ
ワーステアリング装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電動パワー
ステアリング装置は、電動モータの回転力をクラッチを
介して操舵機構に伝達することにより操舵力を補助する
電動パワーステアリング装置において、前記操舵機構の
操舵速度を検出する手段と、該手段によって検出した操
舵速度と予め定められた操舵速度の設定値とを比較する
手段と、検出した操舵速度が前記設定値以上である場合
に前記クラッチを離脱させる手段とを具備することを特
徴とする。

【０００７】

【作用】縁石乗り上げが生じた場合、前輪の強制的な舵
取動作によって操舵機構のラック軸がその軸長方向に移
動し、これによって、操舵速度が異常に高速となる（舵
輪が高速で一方向に回転する）。この場合、舵輪の慣性
力と、電動モータの慣性力とが舵取機構の操舵力に付加
され、異常な高速で操舵が行われる（ラック軸が高速で
移動する）ため、操舵機構が破損する虞があるが、本発
明では、操舵速度の検出値が、予め定められた設定値以
上となった場合にクラッチが離脱されて、電動モータの
慣性力が舵取機構に伝達されないので、その分だけ、操
舵機構の破損が抑制される。

【０００８】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明に係る電動パワース
テアリング装置の全体構成を示す一部破断正面図であ
る。

【０００９】図において１は舵輪軸であり、車室内部の
適宜位置に下部を前方に向けて傾斜した状態に固定され
筒状をなすハウジング２内に、これと同軸をなし、軸心
回りに回動自在に支承されており、ハウジング２の上部
から適長突出せしめてある舵輪軸１の上端部には、これ
と同軸をなして舵輪10が固着されている。

【００１０】舵輪軸１下部の外側には、トルク検出器３
が設けられている。更にハウジング２下部の外側には、
軸心をこれに略直交させた態様にて操舵補助用のモータ
４が装着してあり、該モータ４の回転力は、クラッチ
（図示せず）と、モータ４側に連結されたウォーム及び
舵輪軸１に固定されたウォームホイールからなる減速部
（図示せず）とを介し、ハウジング２の内部において舵
輪軸１に伝達される構成としてある。

【００１１】図中の５は、長手方向を車体の左右方向と
し、車体前部のエンジンルーム内に略水平に装設された
筒状をなすラック軸ハウジング50、該ラック軸ハウジン
グ50にこれと軸心を略一致させ軸長方向に移動自在に内
挿されたラック軸51、及び前記ラック軸ハウジング50の
一端部の内部にラック軸51と軸心を斜交させた状態に支
承され、該ラック軸51と係合せしめたピニオン軸52等に
て構成されたラック・ピニオン式の操舵機構である。

【００１２】また、ラック軸ハウジング50の上方に適長
突出されたピニオン軸52の上端部は、前記ハウジング２
の下部から適長突出せしめてある舵輪軸１の下端部に、
両端部に一対のユニバーサルジョイント 13,13を備えた
中間軸14を介して連結してあり、ピニオン軸52は、舵輪
軸１の回動に伴って回動し、この回動は、ピニオン軸52
に設けられたピニオン歯（図示せず）と、ラック軸51に
設けられたラック歯（図示せず）との噛合によりラック
軸51の軸長方向への移動に変換されるようになってい
る。

【００１３】また、ラック軸ハウジング50の両側に夫々
突出されたラック軸51の両端部は、各別の玉継手 54,54
及びタイロッド 55,55を介して、左右の前輪を夫々軸支
し、水平面内で回動する図示しないナックルアームに夫
々連結されており、ラック軸51の軸長方向の移動、即ち
車体の左右方向の移動に応じて前輪が左右に舵取りされ
るようになっている。

【００１４】ラック軸ハウジング50は、その軸長方向の
一端部（ピニオン軸52が設けられた側の端部）が他端部
よりも大径となっているが、前記一端部には、ラック軸
51の軸長方向の不必要な移動を止めるためのストッパ50
a が設けられており、前記他端部には、同じ目的のスト
ッパ50b が設けられている。ストッパ50a は、ラック軸
ハウジング50の内部に、玉継手 54 の端面が当たるよう
な壁面を形成したものであり、ストッパ50b は、ラック
軸ハウジング50の外周側に玉継手 54 の端面が当たるよ
うなフランジ部を突出形成したものである。ラック軸51
は、玉継手 54,54の夫々がストッパ50a,50b に当たるこ
とにより軸長方向の移動が係止されるようになってい
る。

【００１５】また、前記ピニオン軸52又はモータ４に
は、その回転数を検出するエンコーダより、その検出結
果を操舵速度を表す情報として出力する操舵速度検出器
（図示せず）が取付けられている。

【００１６】図２は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の制御系の構成を示す模式的ブロック図である。

【００１７】図中８は電動パワーステアリング装置の種
々の制御を行う制御部８であり、該制御部８はモータ４
及び該モータ４のクラッチ９の駆動制御を行う第１制御
部81と、クラッチ９の駆動制御のみを行う第２制御部82
とにて構成されている。トルク検出器３及び車速を検出
する車速検出器６の夫々の検出信号は、モータ４及び該
モータ４のクラッチ９の駆動制御を行う第１制御部81へ
与えられるようになっている。また、操舵速度検出器７
の検出信号は、第２制御部82へ与えられるようになって
いる。

【００１８】第１制御部81では、クラッチ９を係合，離
脱させるためのクラッチ駆動信号をクラッチ駆動回路90
へ与えると共にトルク検出器３にて検出されたトルクが
所定の不感帯を超える場合に、トルク及び車速の検出結
果に応じてモータ４の駆動電流を求め、求めた駆動電流
に応じた駆動信号をモータ駆動回路40へ与える。

【００１９】第２制御部82では、後述するような処理を
行うことにより、操舵速度検出器７で検出された操舵速
度が所定値以上になった場合に、クラッチ９を離脱させ
るクラッチ駆動信号をクラッチ駆動回路90へ与えるよう
になっている。

【００２０】モータ駆動回路40は与えられた駆動信号に
応じてモータ４を駆動し、また、クラッチ駆動回路90は
与えられたクラッチ駆動信号に基づいてクラッチ９の係
合，離脱を行う。

【００２１】次に、第２制御部82における操舵速度に基
づくクラッチ９の制御の処理手順について説明する。図
３は操舵速度に基づくクラッチ９の制御の処理手順を示
すフローチャートである。

【００２２】まず、演算周期を定めるタイマの計時値が
設定値になったか否かを判別する（ステップS1) 。ステ
ップS1において、タイマの計時値が設定値になっていな
いと判別された場合は、リターンする。

【００２３】一方、ステップS1において、タイマの計時
値が設定値になっていると判別された場合は、操舵速度
検出器７から操舵速度検出値Ｗを読み込み（ステップS
2) 、操舵速度検出値Ｗが、予め定められた操舵速度の
限界値Ｗ_S 以上であるか否かを判別する（ステップS3)
。この限界値Ｗ_S は、人間が舵輪を操舵して実現しう
る最大操舵速度を超えた値に設定されている。

【００２４】ステップS3において、操舵速度検出値Ｗが
限界値Ｗ_S 以上でないと判別された場合は、操舵速度が
高速である状態が所定時間継続した場合にクラッチ９を
離脱させるために計数を行うカウンタの計数値をクリア
する（ステップS4) 。

【００２５】ステップS3において、操舵速度検出値Ｗが
限界値Ｗ_S 以上であると判別された場合は、前記カウン
タの計数値をインクリメントし（ステップS5) 、その計
数値が予め定められた設定値以上であるか否かを判別す
る（ステップS6) 。

【００２６】ステップS6において、計数値が設定値以上
でないと判別された場合は、リターンする。一方、ステ
ップS6において、計数値が設定値以上であると判別され
た場合は、操舵速度検出値Ｗが限界値Ｗ_S 以上である状
態が所定時間以上継続した場合であり、この場合は、縁
石乗り上げ等によって操舵速度検出値Ｗが異常な高速と
なった状態であるので、クラッチ９を離脱させる（ステ
ップS7) 。

【００２７】自動車では、縁石乗り上げ等に起因する前
輪の強制的な舵取動作によってラック軸51がその軸長方
向に移動し、これによって、舵輪10が高速で一方向に回
転する現象が生じ、ラック軸51の移動力に舵輪10の慣性
力及びモータ４の慣性力が付加されて、ラック軸51の端
部の玉継手54,54 がストッパ50a,50b に衝突し、操舵機
構５が破損する場合があるが、以上の如き第２制御部に
よる制御では、前記現象の発生を、操舵速度検出値Ｗが
限界値Ｗ_S 以上である状態が所定時間継続されたか否か
を判別することによって判断し、クラッチ９を離脱させ
るため、モータ４の慣性力がラック軸の移動力に付加さ
れなくなるので、ラック軸51の端部の玉継手54,54 がス
トッパ50a,50b に衝突する際の衝撃力が軽減され、これ
によって操舵機構５及び減速部の破損が抑制される。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る電動パワ
ーステアリング装置においては、操舵速度が予め定めら
れた操舵速度の設定値以上となった場合にクラッチが離
脱されて、電動モータの慣性力が舵取機構に伝達されな
いため、縁石乗り上げの際に舵取機構の操舵力に電動モ
ータの慣性力が付加されないので、その分だけ、縁石乗
り上げの際の操舵機構の破損を抑制できる等、本発明は
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全
体構成を示す一部破断正面図である。

【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の制
御系の構成を示す模式的ブロック図である。

【図３】操舵速度に基づくクラッチの制御の処理手順を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

４ モータ ５ 操舵機構 ７ 操舵速度検出器 ９ クラッチ 82 第２制御部 90 クラッチ駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータの回転力をクラッチを介して
   操舵機構に伝達することにより操舵力を補助する電動パ
   ワーステアリング装置において、 前記操舵機構の操舵速度を検出する手段と、 該手段によって検出した操舵速度と予め定められた操舵
   速度の設定値とを比較する手段と、 検出した操舵速度が前記設定値以上である場合に前記ク
   ラッチを離脱させる手段とを具備することを特徴とする
   電動パワーステアリング装置。