JPS6198669A - 電動式パワステアリング装置の制御装置 - Google Patents

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 従来の技術 自動車において、転舵時のノ・ンドル操作の軽減をはか
るため、転舵操作時の操舵トルクを検出するトルクセン
サを設け、該トルクセンサにより検出した操舵トルクを
市、気量に変換して、該電気量の変化に応じて電動モー
タの出力を可変的に制御し、該電動モータにて操舵トル
クに応じた操舵方向へのパワアシストを行うようにした
電動式パワステアリング装置は既に従来より開発されて
いる（例えば特公昭４５−４１２４６刊公報参照）。

発明が解決しようとする問題点 上記ノような電動式パワステアリング装置は、転舵操作
時は電動モータの駆動によるパワアシストにて転舵方向
への操舵力は軽減されるが、転舵した状態からハンドル
を直進位飽に戻すとき、電動モータの慣性力やモータ減
速機のフリクション等が抵抗として作用しハンドルの戻
りが悪くなると可う問題を有している。

本発明は上記のよりなＷ動式パワステアリング装置の同
順を解消すると共に操舵フィーリングの向上及び直進性
の向−ヒをはかることを目的とするものである１、 問題点を解決するための手段 本発明はステアリングシャフトの捩りトルクに応じて電
動モータへの電流制御を行い該′電動モータの出力トル
クにより転舵方向へのパワアシストを行うようにした電
動式パワステアリング装置において、ステアリングシャ
フトの折りトルクを検出する捩りトルクセンサの捩りト
ルク信号に基づきアシスト方向モータ電流指令値を発す
るアシスト方向モータ電流指示部の該アシスト方向モー
タ゛ｔｆｉ流指令値と、転舵角かある角度以上となった
とき作動する転舵方向スイッチにより戻し方向モータ電
流指令値を発する戻し方向モータ’ｒｆｆ、流指示部の
戻し方向モータ電流指令１１１と、上記転舵Ｂ向スイッ
チの非作＃Ｉ領域において前記捩りトルクセンサの捩り
トルク信袖に基づき戻し方向モータ電流指令値を発する
戻しトルク値指示関数部の戻し方向モータ電流指令値と
の加算値にて、ｈｉｉ　ｇ１回路を介して電動モータの
出力トルクの、１．ζきさと方向を制倒１するようにし
たことを特徴とするものである。

作用 上記において、転舵操作時操舵機構が動きはじめる前に
捩りトルクが所定値を越えると戻しトルク値指示関数部
から戻し方向モータ電流指令値が出力され、アシスト方
向モータｔ’ｆｔ　Ｎ、指示部のアシスト方向モータ電
流指令値と上記戻し方向モータ電流指令値との加算値に
て電動モータが転舵方向のパワアシストを行い、ある転
舵角に至り転舵方向スイッチが作動すると上記戻しトル
ク値指示関数部よりの出力は停止し同時に発生する戻し
方向モータ電流指示部の戻し方向モータ電流指令値と前
記アシスト方向モータ電流指示部のアシスト方向モータ
電流指令値との加Ａ値にて電動モータがアシスト方向に
出力トルクを発生すると共に、転舵後ハンドル操作力を
ゆるめて捗りトルクが所定値以下になるハンドル戻し時
は、上記加算値は戻し方向モータ電流指令値となり、電
動モータは戻し方向に出力トルクを生じ、ハンドルの戻
りが的確に行われるものである。

実施例 以下本発明の実施例を陰口を参照して説明する。

第１図において、１はアシスト方向モータ電流指示部で
あり、ステアリングシャフトの捩りトルクを検出し例え
ば第２図に示すように捩りトルクに比例する捩りトルク
信号ＶＴを発する捩すトルクセンサ１１と、上記捩りト
ルクセンサ１１の捩りトルク信号ＶＴによって例えば第
ろ１ン１に示すような関数に基づきアシスト方向のモー
タ電流指令値ｔを発する出力トルク値指示関数部１２と
からなるものである。

２は戻し方向モータ′眠流指が部であり、該戻し方向モ
ータ′亀流指不部２は、転北探作時右転舵であるか左転
舵であるかを検出する転舵方向スイッチ２１と、該転舵
方向スイッチ２１の信号により例えば第４図に示すよう
にある一定の戻し方向モータ電流指令値Ｌθを発する戻
しトルク値指示部２２とからなり、上記アシスト方向モ
ータ電流指示部１のアシスト方向モータ電流指令値ｔ　
と戻し方向モータ電流指令部２の戻し方向モータ電流指
令値ｔθとを加算した加算（、Ｖ号■にて側倒１回路３
を介して電動モータ４を駆動し、操舵機構５にパワアシ
ストを与えるようになっている。

制倒１１！ｌ！ｌ路３は、前記アシスト方向モータ電流
指令値ｔと戻し方向モータ電流指令値ｔθとの加算信号
■の正負を判別する正負判別部３１と、該加算信号■の
絶対値ｌｉ＋ｉθ１を採る絶対値変換部３３と、該正負
判別部３１０佃号にて電動モータの出力の方向を決定す
ると共に絶対値変換部３３の電流指令値にて電動モータ
４を駆動させる電動モータ駆動部３２と、電機子電流検
出部３５にて検出した電動モータの電機子電流と上記絶
対値変換部３３０宙流指令値とを１ヒ較しデユーティ制
御を行うデユーティ制御部３４とからなる。

上記において、例えば右転舵を行う場合のアシスト方向
モータ電流指令値を第６図示のように正の値に設足して
おくと、この場合の戻り方向モータ電流指令値は負のｉ
ｔ（ｍとなり、加算信号■はｌ−２θであり、電動モー
タ４は結局第３図示の指示関数をｔｏだけマイナス側に
平行移動させた第５図の点線にて示すような関数にて指
示される電汁値にて制御されることになる。そこで転舵
が終了しハンドルを直進状態に戻そうとすると、捩りト
ルクセンサ１１の捩りトルク信号は所定値以下（第６図
においてＡ点板下）になりアシスト方向モータ電流指令
値ｔはゼロとなる。しかし戻し方向モータ電流指示部２
は第４図に示すように直進位置近くの転舵方向スイッチ
２１がオフになるまで働らき紡げるようになっているの
で、上記アシスト方向モータ電流指令値ｉがゼロとなる
と、制御回路３に入力される加′０信号■は一番θとな
り、電動モータ４は戻し方向に出力トルクを発生しｔｏ
なる電流値に相当する戻し力を操舵機構５に与える。従
ってハンドル戻し時におけるｒｔｍｌモータの慣性力や
・、吠速機の７リクシコン等所し方向に抵抗とＩ−て作
用する力を打消すべき戻し方向出力を得ろようｔｏを設
定しておくことにより、ステアリング装置は自動車が本
米持っているキャスタ効果にて自然に直進位置近く１で
戻り、転舵方向スイッチ２１がオフとなって戻し方向モ
ータ電流指示部２よりの出力は停止し、電動モータ４が
停止する。

以上のようにして電動式パワステアリング装置の転舵時
のハンドル戻り機能を良好とすることができるが、上記
転舵方向スイッチ２１は、例えばラック・ピニオン式ス
テアリング装ｍｌであるとラックシャフトの中立位＃（
１１進状態位置）から右及び左への摺動変位によりそれ
ぞれよう 作動す看沖立位置をはさんで左右対称位１＆−に２個設
けられることになるので、第４図に示すように直進位置
から左右へのある転舵角朝間△θでは左右の両スイッチ
共ＯＦＦとなる不感帯が生じざるを得ない。転舵方向ス
イッチ２１をステアリングハンドルの回転角或はキング
ピンの回転角等でオン作動するよう取付けた場合も上記
ラックシャフト部に設けた場合と同様、ある程度の不感
帯の発生を避けることはできない。

ところが、上記のように転舵方向スイッチ２１の不感帯
の存在により、転舵操作時例えばラックシャフトが転舵
方向に実際にある程度摺動変位し車輪が転舵方向に動い
てから転舵方向スイッチ２１がオンとなり、戻し方向の
制御が入り、微妙なトルク変動がドライバの手に伝わり
、転舵操作初期の操舵フィーリングを悪くすると言う問
題が生ずる。

そこで本発明では、第１図に示すように、捩りドルクセ
ｙす１１の捩りトルク信号ＶＴの出力値に応じて戻し方
向のモータ電流指令値ｉＴを出力する戻しトルク値指示
関数部６を設け、該戻しトルク値指示関数部６への捩り
トルク信号ＶＴのインプットは転舵方向スイッチ２１が
オフの領域のみ行われるよう転舵方向スイッチ２１のオ
フ信号によってのみ導通となるスイッチング回路７を設
け、これにより直進位置附近での転舵時においてラック
シャフトが未だ動かず車輪が転舵をはじめる前にステア
リングシャフトに所定の捩りトルクが発生した時点で捩
りトルクセンサ１１よりの捩りトルク信号ＶＴが戻しト
ルク値指示関数部６にインプットされ該戻しトルク値指
示関数部６より戻し方向モータ電流指令値ｔＴが例えば
第４図点線示のように出力され、アシスト方向モータ電
流指示部１のアシスト方向モータ電流指令値ｔと上記戻
し方向モータ電流指令値ｔＴとの加算値Ｉにて制御回路
３を介して電動モータ４が出力トルクを発生するように
したものである。

上記捩りトルクセンサ１１の捩りトルク信号ＶＴによる
戻し方向上〜り電流指令値ＬＴの出力は例えばラックシ
ャフトが動きはじめて転舵方向スイッチ２１がオンとな
ると同時に停止し、それ以後は転舵方向スイッチ２１に
よる戻し方向モータ電流指令値ｔθとアシスト方向モー
タ電流指令価ｔとの加算値Ｉにて制御回路３を介して電
動モータ４が回転駆動する。

ハンドル戻し時は、捩りトルクがゼロであれば捩りトル
クセンサ１１による戻し方向モータ電流指令値ｉＴは一
切出力せず、前述した通り転舵方向スイッチ２１による
戻し方向モータ電流指令値ｉθのみにより電動モータ４
が戻し方向に出力トルクを発生するが、例えばハンドル
から手を放し車輪がキャスタ効果によって直進位置に戻
るとき、該車輪の戻りに対しハンドルは慣性力等によっ
て戻りが遅れるので、実際上は上記捩りトルクがゼロに
はならず、従って直進位置近くで転舵方向スイッチ２１
がオフとなつたとき上記捩りトルクセンサ１１による戻
し方向モータ電流指令値ｔＴが生じ史に電動モータ４の
戻し方向の出力が継続し、スムーズに直進位置に戻る。

上記において、転舵を行う場合捩りトルクセンサ１１に
よる戻し方向モータＩＪｉ、ｉＭ指令値ｉＴが発生する
のは前述したように未だ実際にラックシャフト僧の操舵
機構♂５が動き出す前であり、ラックシャフト等の操舵
４８描５が動き出してからは戻し方向モータ電流指令値
はｉＴからｔθへとスムーズに切り換わり、トルク変動
が皆無か又は快少で、＄】るので、操舵フィーリングは
極めて良好となり、更に直４ｊｑ、走行性の向上をもは
かり得るものである。

尚戻しトルク値指示関数部６による捩りトルク信号ＶＴ
に対する戻し方向モータ電流指令値ｉＴの変化特性は第
４図虚純示のものに限らず、任意の特性な選定し１＠る
、 発明の効果 上記のように本発明によれば、電動式パワステアリング
装置において、ノ１ンドルの戻りを良くし、手放し収束
性の著しい向上をはかり得ると共に、操舵フィーリング
の向上、ｉＭ進性の向上をはかり得るもので、史に転舵
方向スイッチの取付誤差許容量をも拡大し組立作業性の
向上をはかることができるもので、構成が極めて簡単で
コスト低摩なることと相俟って実用上多大の効果をもた
らし得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロックタ゛イヤグラ
ム、第２図は捩りトルク信号特性図、第６図はアシスト
方向モータ電流指令値特性図、第４図は戻し方向モータ
電流指令値特性図、第５図はアシスト方向モータ電流指
令価と戻し方向モータ電流指令値との加算値の特性を示
す図である。 １・・・アシスト方向モータ電流指示部、２・・・戻し
方向モータ電流指示部、３・・・制御回路、４・・・電
動モータ、５・・・操舵機構、６・・・戻しトルク値指
示関数部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングシャフトの捩りトルクに応じて電動モータ
   への電流制御を行い該電動モータにより転舵方向へのパ
   ワアシストを行うようにした電動式パワステアリング装
   置において、ステアリングシャフトの捩りトルクを検出
   する捩りトルクセンサの捩りトルク信号に基づきアシス
   ト方向モータ電流指令値を発するアシスト方向モータ電
   流指示部の該アシスト方向モータ電流指令値と、転舵角
   がある角度以上となつたとき作動する転舵方向スイッチ
   により戻し方向モータ電流指令値を発する戻し方向モー
   タ電流指示部の戻し方向モータ電流指令値と、上記転舵
   方向スイッチの非作動領域において前記捩りトルクセン
   サの捩りトルク信号に基づき戻し方向モータ電流指令値
   を発する戻しトルク値指示関数部の戻し方向モータ電流
   指令値との加算値にて、制御回路を介して電動モータの
   出力トルクの大きさと方向を制御するようにしたことを
   特徴とする電動式パワステアリング装置の制御装置。