JPS61169367A

JPS61169367A - 電動式パワ−ステアリング装置

Info

Publication number: JPS61169367A
Application number: JP60009545A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shimizu; 康夫清水
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1986-07-31
Also published as: JPH043350B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は電動機を用いた操舵力倍力装置により補助トル
クを発生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）電動式パワーステアリング装置としては、例えば本願出
願人が出願したｒ特願昭５９−１９２３９０　Ｊや「特
願昭５１３−２４＋９５９　Ｊなどがある。

この種の電動式パワーステアリング装置は電動機を動力
源とする操舵力倍力装置およびその制御回路を備え、ス
テアリングホイールに付与される操舵トルクを検出し、
この操舵トルク信号に基づいて制御回路によって電動機
に補助トルクを発生させるごとにより、ハンドル操舵力
の軽減を図っている。又、アナログ回路により構成され
た制御回路において、電動機のアナログ電気信号を用い
−ｃフィードバック制御することにより、ａい速度で電
動機制御を可能とし　適切な操舵性能の向上を図ってい
る。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、上記電動機の制御をマイクロコンピュータに
より同様に実施する場合には、マイクロコンピュータの
特性上、多くの入力を同時に読み込むことができないこ
とや、マイクロコンピュータが内部に有するクロックパ
ルスに基づいて動作するため信号処理に所定の時間を要
すること等により、特にフィードバックループを何度も
繰返す従来の如きフィードバック制御によれば、制御完
了までに所要時間を要して応答性が低下するおそれがあ
る。したがって、ステアリング装置の種々の変化に充分
追従できず、適切な操舵フィーリングの向上を図ること
が困難であった。

（発明の目的）そこで、本発明はマイクロコンピュータにおいて操舵ト
ルク検出信号と操舵速度検出信号に基づき電動機のｍ機
子電圧を決定することにより、フィードパー、り制御を
行わずに電動機の応答性能を高め、その結果、ステアリ
ング装置の動作に充分対応でき、最適な操舵フィーリン
グが得られる電動式パワーステアリング？ｃＭを提供す
ることを目的とする。

（問題点の解決手段およびその作用）第１図は本発明の全体構成図である。

本発明装置は、イグニッションキーのキースイッチが投
入されると、操舵トルク検出手段（７？）、操舵回転検
出手段（８２）および電動機回転速度検出手段（１２０
）から各検出信号が出力される。

ステアリングホイールが操舵されると、操舵トルク検出
手段（７７）の操舵トルク検出信号と操舵回転検出手段
Ｃ８２）からの操舵速度検出信号に基づき電動機制御信
号発生手段において電動機の電機子電圧７人が決定され
電動機制御信号として出力される。他方、操舵回転検出
手段（８２）および電動機回転速度検出手段（１２０）
からの各検出信号に基づき回転速度比較判別半没におい
てステアリング系の回転速度Ｎｓと電動機の回転速度Ｎ
Ｍとの偏差Ｍを検出しこの偏差が予め設定した所定範囲
Ｍｏを越えるとき補正信号が出力される。この補正信号
に基づき制御信号補正手段において前記電動機制御信号
を補正し、補正された制御信号が出力される。そして、
この補正後の制御信号により電動機駆動手段（１００）
が電動機を操舵方向に回転させて補助トルクを発生させ
る。

（実施例）以下に本発明の好適な一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第２図は本実施例の電磁型倍力装置を９０°切断面で折
曲させて示す縦断面図である。第２図において、（＋）
はステアリングコラム、（２）はステータ、（３）はケ
ースであり、（０と（７）は互いに同軸状に配設された
入力軸および出力軸である。

本実施例の電動式パワーステアリング装置は、入力軸（
４）の内端部が出力軸（７）の内端部内に遊嵌される一
方、これらの内端がトーク、ンバー（８）により連結さ
れ、入力軸（４）が軸受（９）、（１０）により、出力
軸（７）が軸受（１１）　、　（１２）　、　（１３）
により、それぞれ回動自在に支承されている。さらに入
力軸（４）の周囲に配設された操舵回転センサ（２０）
と。

入出力軸（０と（７）の嵌合部の周囲に配設された操舵
トルクセンサ（２０と、出力軸（７）の周囲に配設され
た電動機（３３）、減速装置（５０）および、電磁クラ
フチ（８３）と、操舵回転センサ（２０）および操舵ト
ルクセンサ（２４）からの各検出信号に基づき電動４ｍ
（３３）および電磁クラッチ（６３）を駆動制御する制
御装置（７５）とを備えた構成である。

更に詳述すると、上記入力軸（４）は第１軸（５）と筒
状７）第２軸（６）に分割され、第１軸（５）の外端側
（図中右端側）にはハンドルであるステアリングホイー
ルが固着され、内端側には振動伝達防止用のゴムブー２
シユ（１４）を介して円筒状の第２軸（６）が連結され
ている。このゴムブツシュ（１０は金属製の内筒（１４
ａ）および外筒（１４ｂ）と、これらの間に介装された
弾性部材（１４ｃ）とからなり、内筒（１４ａ）が第１
軸（５）に、外筒（１４ｂ）が第２軸（ε）にそれぞれ
固着されている。また、第３因に示すように、第１輛（
５）には、放射方向に突設された突起（１５ａ）を有す
る環状部材（１５）が環装され、突起（１５ａ）が第２
軸（６）の一端側（図中右端側）に形成された切欠溝（
６ａ）に適切な隙間を有して挿入されている。したがっ
て、第１軸（５）と第２軸（６）とはゴムブツシュ（１
４）により弾性的に連結されるとともに、前記隙間によ
り所定角度板れた後に第１軸（５）と第２軸（６）が係
合し、捩り方向には弾性部材（１４ｃ）に所定トルク以
上の負荷が加わらない構造となっている。尚、（１Ｂ）
は抜は防止用のサークリップである。

また、第２軸（６）の他端側（図中左端側）には、第４
図（ａ）〜（Ｃ）に示すように、軸方向に沿う溝（１７
）が１８０”間隔で形成され、拡径された出力軸（７）
の内端側から前記溝（１７）に対応するよう軸方向に突
設された突片（７ａ）が６溝（１７）内に所定間隔を有
して挿入されており、第２軸（８）の他端側に形成され
た小径部が軸受（１υを介して出力軸（７）の拡径部内
に支承されている。さらに。

第２軸（８）と出力軸（７）の内端側に形成された孔内
にはトーションバー（８）が軸心に沿い配設され、この
トーションバ−（８）の一端側（右端側）がピン（１８
）により第２軸（８）に固着される一方。

トーション／＜−（８）の他端側かピン（１８）により
出力軸（７）に固着されている。出力軸（７）の外端側
はこれに形成されたスプラインにより負荷側の他軸と連
結されている。したがって、ハンドルにより入力軸（４
）に付与される操舵トルクは、トーションバー（８）の
捩れを通じて出力軸（７）および負荷側へ伝達される。

尚、上記ゴムブツシュ（１４）の剛性はトーションバー
（８）に比べ高く形成されている。

上記操舵回転センサ（２０）は、第５図に示すように、
第２軸（６）の外周に放射方向に向は等間隔に突設され
た複数の突起（２１）と、この突起（２１）を挟むよう
にステアリングコラム（りに取付けられたフォトカプラ
（光電ピックアップ）　（２２）とにより構成されてお
り、突起（２１）により断続される透過光を受光し、こ
の受光をパルス状の電気信号に変換して出力する。

上記操舵トルクセンサ（２４）は、第２軸（６）と出力
軸（７）との嵌合部外周に軸方向変位可能に設けられた
筒状の可動鉄心（２５）と、ステアリングコラム（１）
内周に固着されたコイル部（２Ｂ）とからなる差動変圧
器により構成されている。可動鉄心（２５）は、第４図
（ａ）〜（Ｃ）に示すように、出力軸（７）の各突片（
７ａ）に突設されたピン（２８）と、これらのピン（２
Ｇ）に対し９０°ずらして第２軸（６）に突設されたピ
ン（２７）とにそれぞれ係合する長孔（２５ａ）と（２
５ｂ）を備えている。長孔（２５ａ）は軸心方向に沿い
形成される一方、長孔（２５ｂ）は軸心方向に対し所要
の角度に傾斜して形成されている。

したがって、第２軸（６）と出力軸（７）との間で周方
向に角度差が生ずると、長孔（２５ｂ）とピン（２６）
および長孔（２５ａ）とピン（２７）の係合関係により
、可動鉄心（２５）が軸心方向に移動することとなり、
第２軸（６）に付与される操舵トルクに対応して可動鉄
心（２５）が変位する。

また、可動鉄心（２５）の周囲に設けられるコイル部（
２８）は、パルス信号が入力される一次コイル（２Ｂ）
と、可動鉄心（２５）の変位に対応した出力信号を出力
する一次コイル（２３）の両側に同軸心状に配設され辷
一対の二次コイル（３０，３１）とからなる。

したがって、トーションバー（８）の捩れに伴なって第
２軸（６）と出力軸（７）との間に角度差が生ずると、
可動鉄心（２５）の軸方向変位が電気信号に変換されて
出力される。

次に、上記電動機（３３）は、ポル）　（３４）により
ステアリングコラム（１）およびケース（３）に一体的
に固着された筒状のステータ（２）と、このステータ（
２）の内面に固着された少なくとも一対の磁石（３６）
と、出力軸（７）の周囲に回転可能に配設された回転子
（３７）とからなる０回転子（３７）は、軸受（！２）
および（１３）を介して出力軸（７）に回動可能に環装
されるとともに軸受（ＩＩＡ）および（１３Ａ）を介し
てステータ（２）とケース（３）に支承される筒軸（３
８）を噛え、この筒袖（３８）の外周にはスキュー溝を
有する鉄心（３９）、第１の多重＠線（４０）、第２の
多重巻線（４１）が順次一体的に環装され、前記磁石（
３６）と第２の多重巻線（４１）との間には微小なエア
ギャップが設けられている。また、筒袖（３８）には、
第１の多重巻線（４０）に接続する第１整流子（４２）
および第２の多重巻線（４１）に接続するｔ！！４２整
流子（４３）を備えている。さらに、第１整流子（４２
）に圧接するブラシ（４４）がステータ（２）に固着さ
れたブラシホルダ（４５）に、第２整流子（４３）に圧
接するブラシ（４Ｂ）がケースに固着されたブラシホル
ダ（４７）にそれぞれ収納され、各ブラシ（４０および
（４６）に接続されるリード線が非磁性体のパイプを通
じてステータ（２）の外部に取出されている。なお、磁
石（３６）、第１の多重巻線（４０）、第１整流子（４
２）およびブラシ（（０により回転子（３７）の回転数
を検出する発電機（電動機回転速度センサ）　（４Ｂ）
を構成し、この発電機（４８）からは回転子（３７）の
回転数に比例した直流電圧が出力される。他方磁石（３
Ｂ）、第２の多重巻線（４１）、ｗＩＪ２整流子（４３
）ｔ’３　ヨびブラシ（４６）により補助トルクを発生
する電動機（３３）を構成している。

上記減速装！１（５０）は、出力軸（７）の周囲に配設
された２段の遊星歯車機構（５１）と（５２）とからな
る、前段の遊星歯車機構（５１）は、ケース（３）の内
周面に形成された共用の内歯車（５３）と、前記筒袖（
３８）の他端側（図中左端側）外周に形成された太陽歯
車（３８ａ）と、これらに噛合される３個の遊星歯車（
５０と、遊星歯車（５０を枢支する第１キャリヤ部材（
５５）とからなる、後段の遊星歯車機構（５２）は、前
記共用の内歯車（５３）と、出力軸（７）の周囲にｇ装
され前記第１キャリヤ部材（５５）に一体重に連結され
た筒体（５Ｂ）の外周に形成された太陽歯車（５８ａ）
と、これらに噛合する３個の遊星歯車（５７）と、これ
らの遊星歯車（５７）を枢支する第２キャリヤ部材（５
８）とからなる、また、このＷＩＪ２キャリヤ部材（５
８）の内縁側には軸受（５８）を介して出力軸（７）に
支承される筒体（６０）が一体重に連結される一方、そ
の外縁部にはケース（３）内周に沿う筒体（８１）が一
体重に連結され、この筒体（６１）の内周面には周方向
に内歯（６１ａ）が形成されている。したがって、電動
機（３３）の回転子（３７）が回転すると、回転子（３
７）の回転が筒袖（３８）、遊星歯車（５０，第１キャ
リヤ部材（５５）、遊星歯車（５７）　、第２キャリヤ
部材（５日）を介して筒体（６１）に減速されながら伝
達される。

上記Ｎ、磁ツクラッチＢ３）は、そのロータ（６０が。

出力軸（７）の外周にスプライン結合した環体（８５）
に軸受（６６）を介して回動可能に支承される一方、捩
り振動を吸収する環状の弾性部材（６７）を介して出力
軸（７）に固着されている。また、ロータ（６４）は筒
状に形成され、前記第２キャリヤ部材（５８）の筒体（
６０）の周囲まで延在し、この延在部の内面から出力軸
（７）の外周に向は放射状に突出する一対の突起（６４
ａ）が突設されている。これらの突起（６４ａ）は、第
６図に示すように、前記環体（６５）に形成された切欠
溝（８５ａ）に円周方向で所要の間隙を有して挿入され
ており、周方向において環体（６５）と保合関係を有し
ている。したがって、ロータ（６４）と出力軸（７）と
は、前記間隙内、すなわち、ロータ（６０の突起（６４
ａ）と環体（６５）が係合するまでの間では弾性的に連
結された状態となる。

また、ロータ（６４）の延在部の外周には、外歯（８４
ｂ）が形成されており、この延在部の前記＄２キャリヤ
部材（５８）と反対側の位置には円板状の支持板（６４
Ｃ）が突設されている。この支持板（ｆ１４ｃ）と第２
キャリヤ部材（５８）との間には、前記筒体（６１）の
内歯（８１ａ）に噛合する溝を外周に有する円板状のプ
レー）（Ｈ）と、ロータ（６０の外歯（Ｅ１４ｂ）に噛
合する構を内周に有する円板状のプレー）　（６１３）
とが、交互に配設され、多板クラ７チ機構を構成してい
る。なお１図中（７０）はプレー）　（６９）のスト７
パである。さらに、ケース（３）には縦断面二字状の枠
体（７１）が固着され、この枠体（７１）内に環状の励
磁コイル（７２）が収納されており、励磁コイル（７２
）がリード線を通じて制御装ｆｉ　（７５）に接続され
ている　したがって、励磁コイル（７２）の通電に伴な
い発生する？ｌ！磁力により、プレー）　（Ｅｉｌｌ）
および（６日）が励磁コイル（７２）側へ吸引されるた
め、減速装置（５０）を介して伝達される電動Ｉｔ（３
３）の回転トルクが多板クラッチ機構をおよびロータ（
６４）の突起（ｅ４ａ）を通じて出力軸（７）へ伝達さ
れる。

さらに、上記制御装置ｔ　（７５）について８７図に基
づき説明する。

第７図において、（７６）はマイクロコンピュータであ
り、マイクロコンピュータ（７６）には操舵トルク検出
手段（７７）　、操舵回転検出手段（８２）、車速検出
手段（８６）、電動機回転速度検出手段（１２０）およ
び異常検出手段（１１０からの各検出信号ＳＩ〜Ｓ７が
入力されている。

操舵トルク検出手段（７７）は、前記操舵トルクセンサ
（２４）と、この操舵トルクセンサ（２４）の−次コイ
ル（２９）へマイクロコンピュータ（７６）内部のクロ
ックパルスＴ１を分周して出力するドライブユニット（
７８）と、可動鉄心（２５）の変位に対応して二次コイ
ル（３０）と（３１）から得られた各アナログ電気信号
をそれぞれ整流する整流回路（７１Ａ）　、（７９Ｂ）
および高周波分を除去するローパスフィルタ（８０Ａ）
　。

（８０Ｂ）と、このローパスフィルタ（８０＾）、（８
０Ｂ）からの各アナログ電気信号をディジタル信号に変
換し操舵トルク検出信号５１　　＊　Ｓ　２としてマイ
クロコンピュータ（７６）に入力するＡ／Ｄコンバータ
（ａｉ）とから構成されている。電動機回転速度検出手
段（１２０）は、電動機回転速度センサ（４８）と、こ
のアナログ出力電圧の高周波分を除去するローパスフィ
ルタ（１２１）とからなり、　Ａ／Ｄコンバータ（８１
）において−Ｅイジタル信号に変換した後、電機子（３
７）の回転数ＮＭに対応した回転速度検出信号Ｓ、とじ
て出力する。操舵回転検出手段（８２）は。

前記操舵回転センサ（２０）と、この操舵回転センサ（
２０）のフォトカプラ（２２）の発光部に電源を供給し
て受光部により出力される電気信号を適切なパルス信号
に変換して出力するパルス変換回路（８３）と、この出
力信号を整形する波形整形回路（８４）と、この波形整
形回路（８４）から出力されるパルス信号とマイクロコ
ンピュータ（７６）のクロックパルスに基づいて操舵速
度を演算して操舵速度検出信号Ｓ４を出力するとともに
、パルス信号のパルス数を計数して操舵角度信号ＳＳを
出力するドライブユニー）　（８５）と、から構成され
ている。また。

車速検出手段（８Ｂ）は１例えば、スピードメータケー
ブルとともに回転する磁石（８７）とこの磁石の回転に
伴ない断続するリードスイッチ（８日）とからなる車速
センサ（８９）と、リードスイッチ（８８）に電源を供
給しリードスイッチ（８８）の断続をパルス信号として
出力するパルス変換回路（３０）と、この出力信号を整
形して出力する波形整形回路（８１）と、波形整形回路
（９１）からの出力信号とマイクロコンピュータ（７Ｂ
）のクロックパルスに基づいて車速を演算して車速検出
信号Ｓｅを出力するドライブユニット（９１＾）と、に
より構成されている。

マイクロコンピュータ（７８）は、Ｉ１０ボート、メモ
リ、演算部および制御部により構成されている。また、
マイクロコンピュータ（７６）等を駆動する電源回路（
９２）は、車載のバッテリ（８３）の子端子にイグニツ
シ、ンキーのキースイッチ（９４）、　　ヒユーズ（８
５）を介して接続されるリレー回路（８Ｂ）と、リレー
回路（９６）の出力側に接続された定電圧回路（９７）
とから構成され、リレー回路（８６）の出力側のＡ端子
からは後述する電動機駆動手段（１００）および電磁ク
ラッチ駆動手段（ｔｏｅ）に電源が供給され、定電圧回
路（３７）のＢ端子からはマイクロコンピュータ（７６
）やその他の制御ユニットに電源が供給される。したが
って、キースイッチ（８４）が投入されると、マイクロ
コンピュータ（７６）は、入力される各検出信号（Ｓ＋
〜Ｓｙ）をメモリに書き込まれたプログラムに従って処
理し、電動機を駆動する制御信号Ｔ２　・Ｔ４．Ｔ、、
および電磁クラッチを駆動する電流制御信号Ｔ・を、電
動機駆動手段（１００）および電磁クラッチ駆動手段（
１０８）にそれぞれ出力し、電動機（３３）８よび電磁
クラッチ（６３）を駆動制御する。尚、Ｔ３．”ｒ、は
操舵方向に対応した電動機（３３）の右回転方向信号お
よび左回転方向信号、Ｔ、は電機子電圧を決定する電動
機制御信号である。

電動機駆動手段（１００）は、ドライブユニー／　ト（
＋０１）とリレー（１０２，１０３）およびトランジス
タ（１０４，１０５）からなるブリッジ回路により構成
されている。ブリッジ回路はリレー（１０２）と（１０
３）の接続部が電源回路（９２）のＡ端子に接続され、
トランジスタ（１０４）と（＋０５）の各エミッタが抵
抗（１０Ｂ）を介してコモン側（アース）に接続されて
いる。

各リレー（１０２，１０３）の励磁コイルおよびトラン
ジスタ（１０４，１０５）のベースはドライブユニット
（１０１）の出力側に接続され、ブリッジ回路の出力側
である各トランジスタ（１０４）と（１０５）のコレク
タ間には前記電動機（３３）の電機子巻線（第２の多重
巻線）（４１）が接続されている。前記ドライブユニｙ
）（１０１）は、マイクロコンピュータ（７Ｂ）からの
回転方向信号Ｔｘ　・Ｔ４に基づいてリレー（１０２）
　又は（１０３）　、　　）ランジスタ（１０５）又は
（ＩＯ０を駆動させるとともに、電動機制御信号Ｔ％に
基づきパルス幅変換（ＰＷＭ変ｍ）　ｌ、たパルス信号
をトランジスタ（１０４，Ｊ（１５）のどちらか一方の
ベースに出力する。したがって、電動機駆動手段（１０
０）においては、一方のリレー（１０２）とトランジス
タ（１０５）への通電、又は他方のリレー（１０３）と
トランジスタ（１０４）への通電により電動機（３３）
の回転方向を制御するとともに、各トランジスタ（１０
４，１０５）のベースに印加されるパルス信号によって
トランジスタ（１０４，１０５）の通電時間制御が行わ
れる。そして、電動＊　（３３）には、通電時間制御に
応じた電機子電圧Ｖ＾が印加され、ステアリングホイー
ルに加えられる操舵トルクに対応した補助トルクを発生
するように電動機（３３）が制御される。

′：を磁クラッチ駆動手段（１０８）は、ドライブユニ
ー／　ト（ＩＯ２）とトランジスタ（１１０）とからな
る。

トランジスタ（１１０）のコレクタと前記電源回路（９
２）のＡ端子間には電磁クラッチ（６３）の励磁コイル
（７２）が接続されている。トランジスタ（１１Ｇ）　
（７）エミツタは抵抗（１１１）を通じてコモン側に接
続され、ベースはドライブユニｙ　）　（１０９）の出
力側に接続されている。また、ドライブ二二ッ）　（１
０９）においては制御信号Ｔ・に基づきパルス幅変換し
たパルス信号をトランジスタ（１１０）に出力する。

したがって、電磁クラッチ駆動手段（１０８）において
は、マイクロコンピュータ（７Ｂ）からの電流制御信号
Ｔｅに基づいてドライブユニー）　（１０９）によりト
ランジスタ（１１０）の通電制御が行われ、これに伴な
って電磁クラッチ（６３）のトルク結合力が制御される
。

また、本実施例においては、電動機（３３）および電磁
クラッチ（８３）の異常を検出する異常検出手段（１１
４）を備えている。この異常検出手段（１１０は、抵抗
（ｔｏｅ）の端子電圧を増巾する増巾器（１１５＾）と
、抵抗（１１１）の端子電圧を増巾する増巾器（１１５
Ｂ）と、それぞれ高周波分を除去するローパスフィルタ
（１１８Ａ）、（ＩＩＢＢ）と、これらの検出電圧をデ
ィジタル信号Ｓ７に変換してマイクロコンピュータ（７
Ｇ）に入力するＡＩＤコンバータ（１１７）とにより構
成されている。この異常検出手段（１１０は１例えば、
電動機（３３）や電磁クラッチ（６３）の異常を各抵抗
（１０Ｂ）と（１１１）の端子電圧により検知し、異常
の場合には前記電源回路（３２）のリレー回路（３６）
にリレー制御信号Ｔ２を出力し電源回路（８２）からの
電源の供給を停止させる異常診断等に用いられる。

次に作用を説明する。

第８図はマイクロコンピュータ（７Ｇ）における制御処
理の概略を示すフローチャートであり１図中のＰ１〜Ｐ
Ｉ３はフローチャートの各ステップを示す。

イグニッションキーのキースイッチ（３０がＯＮに投入
されると、マイクロコンピュータ（７６）や他の回路に
電源が供給され制御が開始される。まず、マイクロコン
ピュータ（７Ｂ）においては、各検出手段（７７，８２
，８８，１１４，１２０）からの検出信号Ｓ、−３゜が
読込まれ、ステップＰ１において検出信号（Ｓ＋〜５７
）が適正かどうかの故Ｗ１診断がサブルーチンにおいて
行われる。異常の場合にはマイクロコンピュータ（７６
）からリレー制御信号Ｔ２がリレー回路（９６）に出力
され電源回路（９２）からの電源の供給が遮断され、電
動式パワーステアリング装置の駆動が停止し、マニュア
ル操作による操舵操作が行われる。各検出信号５１〜Ｓ
７が正常の場合には、ステップＰ２において、車速検出
信号Ｓ４に基づいて車速ｎが所定速度ｎｏよりも小さい
かどうか判断される。車速ｎが所定速度よりも大きい場
合には、他の制御パターンｌに移行し１例えば電動機（
３３）の電機子電圧および電磁クラッチ（６３）の励磁
電流を次第に減少した後、これらの動作を停止させる制
御が行われる。

車速ｎが所定速度ｎｏ以下の場合には、ステップＰ３に
おいて操舵トルク検出手段（７７）からの操舵トルク検
出信号Ｓ！と５２の大きさを比較し。

ステアリングホイールの操舵方向が右方向か左方向かを
判別し、右回転方向信号Ｔ３か左回転方向信号Ｔ４かの
決定が行われる。そして、ステップＰ４において、操舵
トルク検出信号ＳＩと５２に基づいてＤ＝　ｌ　Ｓ＋　
−５２１が演算される０次に、ステップＰ、においては
７ンロード制御が行われる。すなわち、操舵角信号Ｓ−
に基づいて操舵角が所定値Ｃよりも大きいときには、ス
テアリングホイールがステアリングエンドに近くなった
と判断し、Ｄ＝Ｄ−Ｘの補正演算を行う。

ステー、プＰ＠においては、操舵回転検出手段（８２）
からの操舵速度検出信号Ｓ４により操舵速度Ｎｓを求め
、この操舵速度Ｎｓと前記演算値りとにより予めメモリ
に記憶された電機子電圧Ｖ＾のアドレス指定が行われる
。つまり、操舵速度検出信号Ｓ４を電動機回転速度ＮＮ
として用いたのは、電動機（３３）が減速装置（５０）
および電磁クラッチ（６３）を介して出力軸（７）に連
結されるので、操舵速度と電動機回転速度とが基本的に
比例し、操舵速度を電動機回転速度ＮＭと見なすことが
できるためであり、またメモリには、ｔｊＩＪ９図およ
び第１Ｏ図により示すような電動機回転数ＮＭと演算値
りとのフ′ドレス指定により決定できる各電機子電圧ｖ
１〜Ｖｎが記憶されており、これらの演算値りと操舵速
度Ｎｓのアドレス指定によって１を様子ｖ１〜５Ｉｎに
相応した電動機制御信号Ｔ５を決定することができる。

したがって、操舵トルク検出信号Ｓ、争５２と操舵速度
検出信号Ｓ３に基づいてアドレス指定により電機子電圧
Ｖ＾が決定されるため、マイクロコンピュータ（７６）
においても制御速度を高めることができる。

また、電磁クラッチ（Ｂ３）の制御信号Ｔｅにおいても
、ステップＰ７において上記同様に前記演算値りに対応
したクラッチ電流Ｉｃのアドレス指定が行われる。この
場合の演算値りとクラッチ電流Ｉｃとの関係は、第９図
および第１１図に示される。そして、演算値りに基づく
アドレス指定によりクラッチ電流ＩＣに相応する電磁ク
ラッチ制御信号Ｔ・が決定される。なお、第１１図中、
Ｉｃｅは摩擦力等を吸収できる予圧分に相当する電流値
である。

次にステー２プＰ１において、操舵回転検出手段（８２
）からの操舵速度検出Ｓ４により得られる操舵回転速度
Ｎｓと、電動機回転速度検出手段（１２０）からの電動
機回転速度検出信号Ｓ３により得られる電動機回転速度
ＮＭとの偏差Ｍが求められる。

この偏差Ｍは、例えば、操舵回転速度Ｎｓと減速装Ｓａ
ｔ　（５０）の減速比を乗じた電動機回転数ＮＭとの比
によっても求められる。ステップＰ９のおいては、偏差
Ｍの大きさの判別が行われ、偏差Ｍが所定値（許容範囲
内）Ｍｏより小さい場合には電動機制御信号Ｔ５および
電磁クラッチ制御信号Ｔｅを補正せずにそのままステッ
プＰＩ３において各制御信号Ｔ３・Ｔ４　、Ｔ５　、”
ｒ＠が出力される。偏差Ｍが所定値ＭＯよりも大きい場
合には、ステップＰＩＧにおいてＮｓとＮＭの比較判別
が行われる。　Ｎｓ　＞Ｎ　ｐｉの場合には、ステップ
ｐ＋＋において電動機（３３）の電機子電圧Ｖ＾を増大
して回転数ＮＭを上昇させるよう制御信号Ｔ５の上昇補
正が行われるとともに、これに対応して電磁クラッチ制
御信号゛ｒ・の上昇補正が行われる。これに対してＮｓ
　＜ＮＭの場合には、ステップＰｌｊｌにおいて電動機
（３３）のＮＭを低減するよう制御信号ＴｓおよびＴ・
の減少補正が行われ、ステップＰ１３に進む、これらの
制御信号ＴｇおよびＴ・の補正により、電動ｍ　（３３
）の微小変動や、減速装置（５０）および電磁クラッチ
（６３）のフリクション要素による微小変動に伴なう操
舵フィーリングの変動が低減される。

ステップＰ１３においては１回転方向値号Ｔ３・Ｔ４お
よび、補正された電動機制御信号Ｔ５が電動機駆動手段
（１０Ｇ）に、電磁クラッチ制御信号Ｔ６が電磁クラッ
チ駆動手段（１０Ｂ）に出力される。電動機駆動手段（
ｌｏｏ）においては、回転方向信号Ｔ３・Ｔ４および制
御信号Ｔ５に基づいて電動機（３３）の電機子電圧Ｖ＾
のｐｗＭｌｔｌｍが行われる。これとともに、電磁クラ
ッチ駆動手段（ｌｏ８）においては、制御信号Ｔｅに基
づいて電磁クラッチ（６３）のクラッチ電流ＩｃのＰＷ
Ｍ制御が行われ、［磁クラッチ（６３）のトルク結合が
電機子電流Ｉａ、すなわち電動機（３３）の回転トルク
に比例して付与されることとなり、電磁クラッチ（６３
）における余分な駆動電流の消費を防止できる。

これらの結果、出力軸（７）に付与される負荷トルクと
入力軸（４）に付与される操舵トルクとの関係が第１２
図に示す特性として得られる・つまり、入力軸（４）に
付与される操舵トルクは、文で示すマニュアル操作時に
対してＬで示す曲線として得られ、負荷トルクの小さい
Ａ領域ではマニュアル操作時と略同等となり、負荷トル
クの増大するＢ領域では略一定値を保ち、大きい負荷ト
ルクの場合に操舵トルクを適切に軽減することができる
。

（発明の効果）以上、説明したように本発明によれば、操舵トルク検出
信号と操舵速度検出信号に基づきマイクロコンピュータ
において電機子電圧が決定されるので、電動機の制御速
度を高めることが可能となり、ステアリング装置の動作
に充分対応でき操舵フィーリングの向上を図ることが可
能となる。

また、操舵速度検出信号および電動機回転速度検出信号
とに基づき、′Ｎ、動機回転数の微調整を行うことによ
り、電動機の出力特性の微小変動や、減速＃置、電磁ク
ラッチおよび軸受等による微小変動に伴なう影響を低減
できるため、さらに操舵フィーリングを向上することが
できる。さらに上記実施例においては、メモリに予め記
憶された電機子電圧がアドレス指定により出力されるの
で。

電動機の制御速度を更に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図〜Ｍ１２図は本発
明の電動式パワーステアリング装置の一実施例に係り、
第２図はその電磁型倍力装置を９０°切断面で折曲させ
て示す縦断面図、第３図は第２図中の■−■矢視矢視断
面図番第４図Ｌ）は第２図のＩＴ−ＩＴ矢視断面図、第
４図（ｂ）。（ｃ）は可動鉄片の平面図および側面図、第５図は第２
図中のＶ−Ｖ矢視断面図、第６図は第２図中の■−■矢
視断面図、第７図は制御装置の全体構成図、第８図は制
御処理の概略を示すフローチャート、第９図はトルク信
号と電機子電流との関係を示す図、第１０図は電機子電
流と電動機回転数、電動機トルクとの関係を示す図、第
１１図は電機子電流とクラッチ電流との関係を示す図。第１２図は操舵トルクと負荷トルクとの関係を示す図で
ある。図面中、３３・・・・・・電動機７７・・・・・・操舵トルク検出手段８２・・・・・・操舵回転検出手段１００・・・・・・電動機駆動手段１２０・・・・・・電動機回転速度検出手段５ＩｅＳ２
・・・・・・操舵トルク検出信号Ｓ３・・・・・・電動
機回転速度検出信号Ｓ４・・・・・・操舵速度検出信号Ｔ３・Ｔ４．Ｔ５・・・・・・電動機制御信号である。第１０図０１０１　　　　　　電樵！−電：、丸１０第１１図 ′ｅ楓子電う色！Ｏ第１２図１両トルク手続補正書（自発）昭和６０年１１月１８日

Claims

【特許請求の範囲】

ステアリング系の操舵トルクに対応する補助トルクを発
生する電動機を備えた電動式パワーステアリング装置に
おいて、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵ト
ルク検出手段と、ステアリング系の回転速度を検出する
操舵回転検出手段と、前記電動機の回転速度を検出する
電動機回転速度検出手段と、前記操舵トルク検出手段か
らの検出信号と操舵回転検出手段からの検出信号に基づ
き電動機の電機子電圧を決定し電動機制御信号を出力す
る電動機制御信号発生手段と、前記操舵回転検出手段お
よび電動機回転速度検出手段からの各検出信号に基づい
て操舵回転速度と電動機回転速度とを比較しその偏差が
所定範囲を超えたときに補正信号を出力する回転速度比
較判別手段と、この回転速度比較判別手段からの補正信
号により前記電動機制御信号を補正する制御信号補正手
段と、この制御信号補正手段からの出力信号に基づき電
動機を駆動する電動機駆動手段と、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。