JPS6212460A - 自動車用電動式パワステアリング装置の安全装置 - 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】 産業上の利用分身 本発明は自動車用電動式パワステアリング装置の安全装
置に関するものである。

従来の技術 自動車において、転舵時のノ１ンドル操作の軽減をはか
るために、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
を電気量に変決して、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フアシストを行うと共に、
車速を検出する車速センサを設け、該車速センサの信号
により［動モータの出力を小さくし高速走行時のハンド
ルの切り過ぎを防ぐようにした電動式パワステアリング
装置は既に開発されている（例えば特公昭４９−１８０
８号公報参照Ｘ参照が解決しようとする問題点 上記のような電動式パワステアリング装置は、転舵操作
時は電動モータの電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、トルクセンサ或いは制御回
路の故障等により過大なパワアシストが与えられてハン
ドルがとられたりするような問題を生ずることがある。

本発明はこのような問題に対処することを目的とするも
のである。

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回転によ
り転舵方向へのパワアシストを行うと共に、車速センサ
からの車速信号が大となるに従って転舵方向へのパワア
シストを次第に小となるようにした電動式パワステアリ
ング装置において、車速センサからの車速信号が所定値
以上となったとき信号を発する車速判別部と、電動モー
タの電機子電流を検出する電機子電流検出部の該電機子
電流が所定値以上となったと！信号を発するモータ電流
判別部と、該モータ電流判別部及び上記車速判別部の双
方から信号が発せられたとき電動式パワステアリング装
置のシステム遮断機構及び警告装置を作動させるモータ
電流異常信号を発するモータ電流異常判別部とを設けた
ことを特徴とするものである。

作用 本発明は上記の構成を採ることにより、制御回路の故障
等により走行時において異常に大きな電機子電流の発生
したことを検出して１！動式パワステアリング装置のシ
ステム遮断機構を作、、１．Ｌｌ　−トｒ−一　よ２．
−７＋　４ｗｈ　＋　　−＋　　＋　　Ｊ−一＋＋−−
装置を作動させて乗員に異常事態の発生につき警告を与
えることができる。

実施例 本発明の実施例を附図を参照して説明する。

第１図において、１はモータ電流指示部であり、該モー
タ電流指示部１は、ステアリングシャフトの捩りトルク
を検出し扱りトルクに比例する捩りトルク信号ＶＴ　Ｙ
発する儂りトルクセンサ１１と、該捩りトルクセンサ１
１の捩りトルク信号ＶＴに応じて例えば第２図の実線り
で示すような関数に基づきモータ電流指令値ｔを発する
出力トルク値指示関数部１２と、車速を検出して車速に
比例する車速信号８７発する車速センサ１３と、停止時
には１で車速が大となるに従って１より次第に小となる
例えば１−　ｋ’ｓで表わされるような単連係数信号ｋ
ｙ発し該車速係数信号ｋを上記出力トルク値指示関数部
１２のモータ電流指令値ｉに乗算させる車速係数演算部
１４とからなり、該モータ電流指示部１の出−ｔ＋　＃
　’ｉｉ−ｋ　ｉ　Ｖイｌｌ　ｌｌ　ｌＦｉ’ｌ　ｍす
ｔｙ　Ａ−１イ當齢キータ３を駆動し、操舵機構４にパ
ワアシストを与えるようになっている。

制御回路２は、前記モータ電流指示部１の出力信号ｋｉ
の正負を判別する正負判別部２１と、該出力信号Ｈの絶
対値ｌ　ｋｉ　ｌを採る絶対値変換部２３と、該正負判
別部２１の信号にて電動モータの回転方間を決定すると
共に絶対値変換部２３の電流指令値にて電動モータ３を
駆動させる電動モータ駆動部２２と、を様子電流検出部
２５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２３の電流指令値とを比較しデユーティ制御を行
うデユーティ制御部２４とからなる。

上記において、捩りトルク信号ｖＴに対するモータ電流
指令４１ＶＬｉの変化特性は第２図に示すように停止時
には車速係数信号ｋが１となるため実幽示りとなり車速
信号Ｓが大となるに従って１より次第に小となるので鎖
線示Ｍを経て点線示Ｈへと推移し、走行速度が増加する
に従ってパワアシストを次第に減少させ適度の操舵反力
を与えハンドルの切過ぎ等を防止することができる。

上記のような従来の電動式パワステアリング装置におい
て本発明は、第１図に示すように車速上／す１３からの
車速信号Ｓが所定値ＳＯ（停止時における最大のパフア
シストが与えられても支障とならない低車速例えば５に
１ａ／Ａ）以上となったときオン信号を発する車速判別
部５１と、制御回路２の電機子′ｔＩＬ流検出部２５に
て検出した電機子電流工の起動電流のようなピーク値を
次遅れフィルタ５２を通過しピーク値を除失された電機
子電流がＩｏ　（上記所定車速時の適正な電機子電流値
を若干上１わる値例えば最大電流の１／２）以上となっ
たときオンイぎ号を発するモータ電流判別部５３と、上
記車速判別部５１及びモータ電流判別部５３の双方から
オン信号が発せられたとき電動式パワステアリング装置
のシステム這断機構６及び警告装置ｒを作動させるモー
タ電流異常信号を発するモータ電流異常判別部５４とか
らなる安全回路５を設けたことを特徴とするものである
。

上記において、電機子を流検出部２５にて検出した電機
子電流工の大きさは車速Ｓに対し第６図に示すように変
化する。即ち、車輪の旋回反力としては静止時にはタイ
ヤ接地面中心での摩擦による回転トルクが主となるため
最大値となり従ってパワアシストを与えろ電機子電流工
も最大となる。又走行時の車輪の旋回反力としては上記
のタイヤ接地面中心での摩擦による回転トルクは大きく
減少し前車軸の各アライメント（特にキャスタ、キング
ピン傾斜による復原性）による復原トルクが働くのでＸ
速Ｓか大となるに従って次第に小となりこの結果パワア
シストを与える電機子電流工も次第に小となる。

車速センサ１３が発する車速Ｓ信号が所定値Ｓｏ　（例
えが５ＫＶル）以上となり、電機子電流検出部２５にて
検出され一次遅れフィルタ５２に１直Ｉａ　（例えば最
大ＭＬ流の１／２）以上となり第２図においてハツチン
グを施したＡゾーンに含まれる状況が発生したときは車
速判別部５１及びモータ電流判別部５３が発する両オン
信号によりモータ電流異常判別部５４はモータ′ｒ！Ｌ
流異常信号を発し電動式パワステアリング装置の電源回
路をオフとするシステム塘断磯構６を作動させてマ≧ケ
ル操舵に切替えると共に警告装置７’Ｙ作動させて乗員
に警告を与えることにより電動式パワステアリング装置
の安全性を高めるようにしたものである。

尚電機子電流検出部２５にて検出したｔ様子電流Ｉのピ
ーク値による誤動作を防ぐために一次遅れフィルタ５２
を用いたが、二次遅れフィルタを用いてもよいことは勿
論である。

又電動モータ３及び操舵機構４間にクラッチ機構が設け
られている場合にはシステム辿断模構６として電動式パ
ワステアリング装置の電源回路をオフする代りにクラッ
チ機構をオフさせイ　シ　　？　ｌ　−陽１％Ｉ中櫂工
Ｕ　Ｉｌｌμ梵　１．／）　　→　１リ　覇−Ｂ−１瞥
ｎ）マυ′宝をオフさせてもよい。

さらに本発明による安全装置の安全性を更に向上させる
ために、捩りトルクセンナ１１０発するトルク信号■Ｔ
の異常惧を検出する！！ｆｃｔを設けｖ：！ｆｊＬの出
力信号にて電動式パワステアリング装置のシステム遮断
機構６及び警告装置ｒを作動させるようにしてもよい。

即ち、捩りトルクセンサ１１の捩りトルクセンサＶＴの
ピーク値を吸収する例えば単一の電気容量素子を用いた
低域ｒ波器のような一次遅れフィルタ８１と、該−次遅
れフィルタ８１を通過しピーク値を除失された捩りトル
ク信号の絶対値１　ｖＴＩを採る絶対値変換部８２と、
該絶対値変換部８２の出力ＩＶＴｌが所定値ＶＴ１１　
（例えばＢＯＫ９ｆ−ａｋ）以上となったときオン信号
を発する撲りトルク判別部８３とを設けると共に、該捩
りトルク判別部８３及び前記車速判別部５１の双方から
オン信号が発せられたとき電動式パワステアリング装置
のシステム遮断機構６及び警告装置Ｔを作動させる操舵
トルク異常信号を発する操舵トルク異常判別部８４を設
けたものである。

上記において、捩りトルクセンサ１１がＲする捩りトル
ク信号ｖでの大きさは車速８に対し第４図に示すように
変化する。即ち、静止時に最大である車輪の旋回反力は
走行時には種〜の復原力が働くので車速Ｓが大となるに
従って次第に小となりこの結果捩りトルク信号ＶＴも次
第に小となる。

車速セ／す１３が発する車速Ｓ信号が所定１１ホ５１１
（停止時の最大パワアシストが与えられても支障とはな
らない低車速例えば５−４）以上となり、捩りトルクセ
ンサ１１が発する捩りトルク信号の絶対［１ｖＴｌが所
定値ＶＴ１１　（上記所定車速時の捩りトルク信号値を
若干上まわる値例えば８０Ｋｐｆ−ａｍ）以上となり第
４図においてハツチングを施したＢゾーンに含まれる状
況が発生したとき車速判別部５１及び捩りトルク判別部
８３が発する両オン信号により操舵トルク異常判別部８
４が操舵トルク異常信号を発し電動式パワステアリング
ｌ７Ｉｊ、ｔＩｔの電諒回路をオフとするシステム遮断
機構６を作動させてマニアル操舵に切換えると共に警告
装ｆ７’に作動させて乗員に警告を与えることにょっＸ
ａ式パワステアリング装置の安全性をさらに高めるよう
にしたものである。

発明の効果 上記のように本発明によれば、車速が大となるに従って
転舵方向へのパワアシストを次第に小となるようにした
電動式パワステアリング装置において、車速センサから
の車速信号が所定値以上で且つ電機子電流検出部からの
電機子電流が所定値以上のとき電動式パワステアリング
装置のシステム遮断機構及び警告装置を作−勤させる安
全装置を設けたことにより、制御装置の故障等により走
行中に過大なパワアシストが与えられることによるハン
ドルの切り過ぎなどの不具合の発生を防止できるもので
実用上多大の効果をもたらし得るものである。

第１図は本発明の一実施例を示すブロックダイヤグラム
、第２図は捩りトルク信号に対するモータ電流指令値特
性図、第３図は安全装置が作動する範囲を示した車速に
対する電機子１流特性図、第４図は安全装置が作動する
範囲を示した車速に対する捩りトルク信号特性図である
。

１・・・モータ電流指示部、２・・・制御回路、３・・
・電動モータ、４・・・操舵機構、５・・・安全装置、
５１・・・車速判別部、５２・・・−次遅れフィルタ、
５３・・・モータ電流判別部、５４・・・モータ１！流
異常判別部、６・・・システム遮断機構、７・・・警告
装置、８１・・・−次遅れフィルタ、８２・・・絶対値
変換部、８３・・・捩りトルク判別部、８４・・・操舵
トルク異常判別部。

以　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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の回転により
   転舵方向へのパワアシストを行うと共に、車速センサか
   らの車速信号が大となるに従つて転舵方向へのパワアシ
   ストを次第に小となるようにした電動式パワステアリン
   グ装置において、車速センサからの車速信号が所定値以
   上となつたとき信号を発する車速判別部と、電動モータ
   の電機子電流を検出する電機子電流検出部の該電機子電
   流が所定値以上となつたとき信号を発するモータ電流判
   別部と、該モータ電流判別部及び上記車速判別部の双方
   から信号が発せられたとき電動式パワステアリング装置
   のシステム遮断機構及び警告装置を作動させるモータ電
   流異常信号を発するモータ電流異常判別部とを設けたこ
   とを特徴とする自動車用電動式パワステアリング装置の
   安全装置。
2. （２）、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回転により
   転舵方向へのパワアシストを行うと共に、車速センサか
   らの車速信号が大となるに従つて転舵方向へのパワアシ
   ストを次第に小となるようにした電動式パワステアリン
   グ装置において、車速センサからの車速信号が所定値以
   上となつたとき信号を発する車速判別部と、電動モータ
   の電機子電流を検出する電機子電流検出部の該電機子電
   流が所定値以上となつたとき信号を発するモータ電流判
   別部と、該モータ電流判別部及び上 記車速判別部の双方から信号が発せられたときモータ電
   流異常信号を発するモータ電流異常判別部とを設けると
   共に、捩りトルクセンサからの捩りトルク信号が所定値
   以上となつたとき信号を発する捩りトルク判別部と、該
   捩りトルク判別部及び上記車速判別部の双方から信号が
   発せられたとき操舵トルク異常信号を発する操舵トルク
   異常判別部とを設け、該操舵トルク異常判別部から操舵
   トルク異常信号が発せられるか或いは上記モータ電流異
   常判別部からモータ電流異常信号が発せられたとき電動
   式パワステアリング装置のシステム遮断機構及び警告装
   置を作動させるよう構成したことを特徴とする自動車用
   電動式パワステアリング装置の安全装置。