JPH08268307A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

電動式パワーステアリング装置

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Publication number
JPH08268307A
JPH08268307A JP7523795A JP7523795A JPH08268307A JP H08268307 A JPH08268307 A JP H08268307A JP 7523795 A JP7523795 A JP 7523795A JP 7523795 A JP7523795 A JP 7523795A JP H08268307 A JPH08268307 A JP H08268307A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
sensor
torque sensor
vehicle speed
torque
Prior art date
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Pending
Application number
JP7523795A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Arai
稔 新井
Masanori Watanabe
正規 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jidosha Kiki Co Ltd
Original Assignee
Jidosha Kiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Jidosha Kiki Co Ltd filed Critical Jidosha Kiki Co Ltd
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速走行中のトルクセンサの異常発生に対
し、運転者の不安を取り除き、安全性を確保する。 【構成】 車速の上昇に応じてセンタ値VM に近づきか
つ低速域と高速域との間にS字状の変局曲線をもつ特性
をトルクセンサの検出値に対するしきい値特性とする。
これにより、車速の上昇に伴ってトルクセンサの異常判
定時間が短縮されるものとなり、高速走行中のトルクセ
ンサの異常発生からマニュアル操舵への切り替えまでの
時間が短くなり、マニュアル操舵へ切り替えられるまで
のハンドルの異常な動きを小さくし、運転者の不安を取
り除き、安全性を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電動モータへの供給
電流を調整することによってハンドル操舵時のアシスト
力を制御する電動式パワーステアリング装置に関し、特
に操舵トルクを検出するトルクセンサの異常を判定する
手段を備えた電動式パワーステアリング装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の電動式パワーステア
リング装置においては、ハンドル軸に操舵角センサとト
ルクセンサを組み込むと共に、ハンドル軸の出力軸部を
回転駆動する電動クラッチ付きの電動モータを設け、車
速センサの検出する車速と操舵角センサの検出する舵角
とトルクセンサの検出する操舵トルクなどをパラメータ
としてアシスト力を求めて、そのアシスト力が発生する
ように電動モータへの供給電流の方向と大きさを調整す
るようにしている。この電動式パワーステアリング装置
では、トルクセンサに異常が生じたときに誤制御が起こ
り得るので、そのフェールセーフ対策のために、トルク
センサの検出値に対してしきい値を定め、トルクセンサ
の検出値がそのしきい値を越えた場合、マニュアル操舵
に切り替えるようにしている。
【0003】図5にトルクセンサの検出特性(実操舵ト
ルク−出力電圧)を示す。すなわち、トルクセンサは、
センタ値VM を中心とし、右方向への実操舵トルクTd
の上昇に応じ右上がりで上昇する出力電圧VT を出力
し、左方向への実操舵トルクTd の上昇に応じ左下がり
で下降する出力電圧VT を出力する。そして、右方向へ
の実操舵トルクTd が所定の値TdH以上となればVmax
一定となり、左向への実操舵トルクTd が所定の値TdL
以上となればVmin 一定となる。このようなトルクセン
サの検出値に対して、同図に破線で示すように上限しき
い値VH および下限しきい値VL を定め、トルクセンサ
の検出電圧VT がVH あるいはVL を越えた場合、マニ
ュアル操舵に切り替えるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動式パワーステアリング装置によると、ト
ルクセンサの検出値に対する上限しきい値VH および下
限しきい値VL が車速に関係なく一定として定められて
いるため、高速走行中にトルクセンサに異常が生じた場
合、マニュアル操舵に切り替えられるまでの間にハンド
ルが異常に動き、運転者に不安を与える虞れがあった。
すなわち、高速走行中にトルクセンサに異常が生じた場
合、トルクセンサの出力電圧VT が上限しきい値VH
るいは下限しきい値VL を越えるまでの間、そのトルク
センサの出力電圧VT を検出値としてアシスト力の制御
が行われ、ハンドルが運転者の意志とは無関係に動いて
しまう。高速走行中にこのような状態となると運転者は
不安を感じる。
【0005】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、高速走行中
にトルクセンサに異常が生じたとしても運転者に不安を
与えることがなく、安全性を確保することのできる電動
式パワーステアリング装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、車速の上昇に応じてセンタ値に近
づきかつ低速域と高速域との間に変局曲線をもつ特性を
トルクセンサの検出値に対するしきい値特性とし、この
しきい値特性に基づいてトルクセンサの異常を判定する
ようにしたものである。
【0007】
【作用】したがってこの発明によれば、トルクセンサの
検出値に対するしきい値が車速の上昇に応じてセンタ値
に近づき、トルクセンサの異常判定時間が車速の上昇に
伴って短縮される。
【0008】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。図2はこの発明の一実施例を示す電動式パワーステ
アリング装置の概要図である。同図において、1はシグ
ナルコントローラ、2はパワーコントローラ、3は車載
バッテリ、4は車速センサ、5は舵角センサ、6はトル
クセンサ、7は電動モータ、8は電磁クラッチ、9はエ
ンコーダ、10はハンドル、11はハンドル軸、12は
ユニバーサルジョイント、13は舵取り歯車機構、14
はステアリングシリンダ本体、15,16は図示しない
ナックルアームに連結されたタイロッド、17はイグニ
ッションスイッチである。
【0009】ステアリング系において、ハンドル10を
回動させることにより生じた操舵トルク(実操舵トル
ク)Td は、ハンドル軸11,ユニバーサルジョイント
12を介して舵取り歯車機構13に伝達される。操舵ト
ルクTd は、舵取り歯車機構13によりその作用方向が
変換され、タイロッド15,16を動かし、タイヤの方
向転換を行わせる。
【0010】上記ステアリング系には、動力倍力装置と
なる電動モータ7が電磁クラッチ8を介して連結されて
いる。この電動モータ7を制御するのがシグナルコント
ローラ1およびパワーコントローラ2である。シグナル
コントローラ1およびパワーコントローラ2はバッテリ
3から電源の供給を受ける。トルクセンサ6は舵取り歯
車機構13内に取り付けられ、操舵トルクTd に応じた
出力電圧VT を出力する。操舵角センサ5は舵取り歯車
機構13に取り付けられ舵角θH を出力する。エンコー
ダ9は電動モータ7の現在の回転角度位置θM を出力す
る。なお、エンコーダ9は設けなくてもよい。
【0011】トルクセンサ6からの出力電圧VT 、操舵
角センサ5からの舵角θH 、車速センサ4からの車速V
v 、エンコーダ9からの回転角度位置θM は、シグナル
コントローラ1へ送られる。シグナルコントローラ1
は、トルクセンサ6からの出力電圧VT 、操舵角センサ
5からの舵角θH 、車速センサ4からの車速Vv 、エン
コーダ9からの回転角度位置θM に基づいて電動モータ
駆動信号を生成し、この生成した電動モータ駆動信号を
パワーコントローラ2へ与える。パワーコントローラ2
は、シグナルコントローラ1からの電動モータ駆動信号
に応じ、車載バッテリ3からの電動モータ7への供給電
流の方向および大きさを調整する。これにより、低速走
行域の操舵時はアシスト力を大きくして操舵力を軽く、
中高速走行域の操舵時は逆に小さくして操舵力を重たく
するように、ハンドル操舵時のアシスト力が制御され
る。
【0012】本実施例において、トルクセンサ6として
は、操舵トルクTd によって弾性的に捩れ変形する図示
しない入力側と出力側との間に設けられたトーションバ
ーと、トーションバーの捩れ角を電気的に検出するポテ
ンショメータとからなるトルクセンサを用いている。図
3にトルクセンサ6の検出特性(実操舵トルク−出力電
圧)を示す。すなわち、トルクセンサ6は、図5を用い
て説明した従来のトルクセンサと同様、センタ値VM
を中心とし、右方向への実操舵トルクTd の上昇に応じ
右上がりで上昇する出力電圧VT を出力し、左方向への
実操舵トルクTd の上昇に応じ左下がりで下降する出力
電圧VT を出力する。そして、右方向への実操舵トルク
d が所定の値TdH以上となればVmax 一定となり、左
向への実操舵トルクTd が所定の値TdL以上となればV
min 一定となる。
【0013】ここで、従来においては、トルクセンサ6
の検出値に対して上限しきい値VHおよび下限しきい値
L を車速に関係なく一定として定めていた。これに対
し、本実施例では、図1に実線で示すように、車速の上
昇に応じて上限しきい値VHおよび下限しきい値VL
センタ値VM に近づけ、かつ低速域と高速域との間(6
0〜100km/h)でS字状に絞るようにしている。
すなわち、本実施例においては、車速の上昇に応じてセ
ンタ値VM に近づきかつ低速域と高速域との間にS字状
の変局曲線をもつ特性をトルクセンサ6の検出値に対す
るしきい値特性とし、このしきい値特性をマップ(車速
感応特性マップ)としてシグナルコントローラ1内のR
OMに記憶させておき、このしきい値特性に基づいてト
ルクセンサ6の異常を判定するようにしている。
【0014】図4はシグナルコントローラ1での本実施
例特有の処理動作を示すフローチャートである。シグナ
ルコントローラ1は、車速センサ4からの車速VV を読
み取り(ステップ401)、この読み取った車速VV
応ずる上限しきい値VH および下限しきい値VL を図1
に示した車速感応特性マップより読み出す(ステップ4
02)。そして、その読み出した上限しきい値VH およ
び下限しきい値VL とトルクセンサ6からの出力電圧V
T とを比較し、トルクセンサ6の正常/異常を判定する
(ステップ403)。すなわち、VH >VT >VL であ
れば正常と判定し、VT ≧VH ,VT ≦VL であれば異
常と判定する。正常と判定すれば、ステップ404へ進
んで通常の制御(アシスト力の制御)を行うが、異常と
判定すれば、ステップ405へ進んでフェールセーフ制
御(マニュアル操舵への切り替え)を行う。
【0015】ここで、本実施例のしきい値特性(図1に
実線で示した特性)と従来のしきい値特性(図1に破線
で示した特性)とを比較して分かるように、本実施例の
しきい値特性では車速VV の上昇に応じて上限しきい値
H および下限しきい値VLがセンタ値VM に近づく。
これによって、本実施例によれば、車速VV の上昇に伴
ってトルクセンサ6の異常判定時間が短縮されるものと
なり、高速走行中のトルクセンサの異常発生からマニュ
アル操舵への切り替えまでの時間が短くなり、マニュア
ル操舵へ切り替えられるまでのハンドルの異常な動きを
小さくし、運転者の不安を取り除き、安全性を確保する
ことができるようになる。
【0016】特に、本実施例では、低速域と高速域との
間(60〜100km/h)において、上限しきい値V
H および下限しきい値VL をS字状に絞っている。これ
により、低速域から高速域へかけての中速域において急
傾斜で異常判定時間が短縮され、中高速域での異常判定
時間が急速に短くなる。すなわち、人間の心理として、
低速域から高速域へ向かうにつれハンドルを切る量は少
なくなる。そこで、本実施例では、実車試験によって車
速と最大操舵量との関係を求め、この関係から通常のハ
ンドル操舵時の検出値を異常と見誤る虞れのない車速と
しきい値との関係を求めるようにした。特に、低速域か
ら高速域へかけてのS字状の変局曲線については、これ
を求めるためにかなりの時間と労力を必要とした。この
ようなS字状の変局曲線とすることにより、通常のハン
ドル操舵によるトルクセンサ6の検出値と区別して、中
高速域でのトルクセンサ6の異常を誤りなくかつ可能な
限り短時間で検出することが可能となる。
【0017】なお、本実施例においては、しきい値特性
をマップとしてシグナルコントローラ1内のROMに記
憶させておくようにしたが、計算式などとして記憶させ
ておくようにしてもよい。
【0018】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、トルクセンサの検出値に対するしきい値
が車速の上昇に応じてセンタ値に近づき、トルクセンサ
の異常判定時間が車速の上昇に伴って短縮されるものと
なり、高速走行中のトルクセンサの異常発生からマニュ
アル操舵への切り替えまでの時間が短くなり、マニュア
ル操舵へ切り替えられるまでのハンドルの異常な動きを
小さくし、運転者の不安を取り除き、安全性を確保する
ことができるようになる。また、本発明によれば、低速
域と高速域との間の変局曲線を適当に定めることによ
り、通常のハンドル操舵によるトルクセンサの検出値と
区別して、中高速域でのトルクセンサの異常を誤りなく
かつ可能な限り短時間で検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図2に示した電動式パワーステアリング装置
におけるトルクセンサの検出値に対するしきい値特性を
示す図である。
【図2】 本発明の一実施例を示す電動式パワーステア
リング装置の概要図である。
【図3】 この電動式パワーステアリング装置における
トルクセンサの検出特性を示す図である。
【図4】 この電動式パワーステアリング装置における
シグナルコントローラでの特有の処理動作を示すフロー
チャートである。
【図5】 従来のトルクセンサの検出値に対するしきい
値を示す図である。
【符号の説明】
1…シグナルコントローラ、2…パワーコントローラ、
3…車載バッテリ、4…車速センサ、5…舵角センサ、
6…トルクセンサ、7…電動モータ、8…電磁クラッ
チ、9…エンコーダ、10…ハンドル、11…ハンドル
軸、12…ユニバーサルジョイント、13…舵取り歯車
機構、14…ステアリングシリンダ本体、15,16…
タイロッド、17…イグニッションスイッチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車速センサの検出する車速,操舵角セン
    サの検出する舵角およびトルクセンサの検出する操舵ト
    ルクに基づき電動モータへの供給電流を調整することに
    よってハンドル操舵時のアシスト力を制御する電動式パ
    ワーステアリング装置において、 車速の上昇に応じてセンタ値に近づきかつ低速域と高速
    域との間に変局曲線をもつ特性を前記トルクセンサの検
    出値に対するしきい値特性として記憶するしきい値特性
    記憶手段と、 このしきい値特性記憶手段の記憶するしきい値特性に基
    づいて前記トルクセンサの異常を判定する異常判定手段
    とを備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング
    装置。
JP7523795A 1995-03-31 1995-03-31 電動式パワーステアリング装置 Pending JPH08268307A (ja)

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JP7523795A JPH08268307A (ja) 1995-03-31 1995-03-31 電動式パワーステアリング装置

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JP (1) JPH08268307A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009040225A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009040225A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置

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