JPS62218270A - モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御方法 - 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〕 この発明は、自動車の舵取り装置をモータの回転力で補
助付勢するモータ駆動式パワーステアリング制御方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置としてモータの駆動力を減速機を介
してギヤまたはベルト等の伝達機構によりステアリング
シャフトに補助付勢するものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のステアリング装置は以上のように構成されている
ので、高速操舵開始時あるいは切返し時にモータの立上
りの遅れにより操舵に引っ掛かり感が生じて滑らかな・
ぞワーステアリングとならないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、滑らかで操舵感覚のよいモータ駆動式パワー
ステアリング制御方法を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るモータ駆動式パワーステアリング制御方
法は、急速操舵時あるいは切返し時のモータの立上シ時
間により生じる操舵の引つ掛かシ感への対策として電磁
式すベシクラッチへの通電をモータへの電圧印加後、モ
ータ電流が所定値以下となるまで行なわない制御とする
ものである。

〔作用〕

この発明におけるパワーステアリング制御方法は、上記
制御方法によりコントロールユニットの制御グロダラム
により操舵感覚の改善が可能となる。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はモータ駆動式Ａワーステアリング装置の概要図
であって、図において、■はノ・ンドルで、３はハンド
ルｌに加えられた回転力に応じて電気信号を出力するト
ルクセンナ、４ａは第１のユニバーサルジヨイント。４
ｂｕ第２のユニバーサルジヨイント、２ａはハンドルｌ
とトルクセンサ３間を連結する第１のステアリングシャ
フト、２ｂはトルクセンサ３と第１のユニバーサルジヨ
イント４ａ間を連結する第２のステアリングシャフト、
２ｃは第１のユニバーサルジヨイント４ａと第２のユニ
バーサルジヨイント４ｂ間を連結する第３のステアリン
グシャフトである。５は第２のユニバーサルジヨイント
４ｂに連結された第１のピニオン軸、６は第１のピニオ
ン軸５と噛み合う第１のラック歯部６ａと第２のラック
歯部６ｂを有するラック軸、７ａは一方のタイロッド８
ａとラック軸６の一端を連結したボールジヨイント、７
ｂは他方のタイロッド８ｂとラック軸の他端を連結した
ボールジヨイントである。９はコントロールユニット、
１０は車速を検出する車速セン丈、１１は車載用のバッ
テリー、１２はキースイッチ、１３は分巻または磁石界
磁を有する直流モータで、上記バッテリー１１からコン
トロールユニット９を介して駆動される。１４はモータ
１３の出力軸と直結して駆動される電磁式すべりクラッ
チで、例えばパウダクラッチかヒステリシスクラッチで
ある。１５はすべりクラッチ１４の出力軸に連結され減
速機を形成するウオーム軸、１６はウオーム軸１５と噛
み合って駆動されるウオームホイール軸、１７はウオー
ムホイール軸１６とラック軸６の第２の歯部６ｂと噛み
合う第２のピニオン軸１８間の機械的な連結をコントロ
ールユニット９の指示に従って結合、離脱する電磁クラ
ッチである。

第２図はコントロールユニット９の具体的構成を示すブ
ロック図で、９ａはトルクセンサ３からの入力により操
舵トルクを測定する操舵トルク測定手段、９ｂはこのト
ルク測定手段９ａの測定値によりモータ印加電圧を決定
するモータ印加電圧決定手段、９ｃはモータ１３への通
電電流を測定するモータ電流測定手段、９ｄはこのモー
タ電流測定手段からのモータ電流が所定値以下であるこ
とを判定するモータ電流判定手段、９ｅはこの判定手段
９ｄの出力が上記所定値以上の判定の場合は零、所定値
以下の判定では操舵トルクによりすべりクラッチ電流を
決定するクラッチ電流決定手段、９ｆはモータ印加電圧
決定手段９ｂの出力に基づきモータ１３の印加電圧を制
御するモータ印加電圧制御手段、９ｇはクラッチ電流決
定手段９ｅの出力に基づきすべりクラッチ１４の電流を
制御するクラッチ電流制御手段、９ｈは車速によりミ磁
りラッチ１７をオン、オフ制御する電磁クラッチ制御手
段である。

次に動作を第３図〜第７図を含めて説明する。

第３図は′α磁すべりクラッチ１４のクラッチ電流対伝
達トルク特性図、第４図は操舵トルク対モータ１３印加
電圧およびすべりクラッチ１４電流の制御特性図である
。第７図はコントロールユニット９の制御グロダラムの
フローチャートである。

まず、エンノンの始動に際してキースイッチ１２をオン
すると、電磁クラッチ１７がオンしウオームホイール軸
１６と第２のピニオン軸１８が連結さ、れる。この状態
でハンドル１に回転力を与えると、コントロールユニッ
ト９は第４図に示すようにモータ１３および電磁式すべ
りクラッチ１４ｔ−制御する。かくしてモータ１３の制
御において、操舵トルクを右方向へ増加すると、ａ点で
モータ１３をオンし、モータに１００％電圧を印加する
（ｂ点）。さらに操舵トルクを増加し操舵トルクがＣ点
になるとすべりクラッチ１４の電流が流れ始め、操舵ト
ルクの増加に対し略対数的に増加し、１００％電流とな
る（ｄ点）。逆にトルクを減少してトルクがｄ点よりす
べりクラッチ１４の電流は減少し、Ｃ点で０％となる。

さらにトルクが減少しｅ点となるとモータ１３はオフし
、印加電圧は０％（Ｆ点）となる。このことは左方向で
も略同様な制御が行なわれる。上記すべりクラッチ１４
の特性は第３図に示すようにクラッチ電流に対して伝達
トルク、すなわちすベリトルクが略比例的に増加する範
囲が用いられる。したがって第４図でトルクが増加し、
ａ点に達するとモータには１００％電圧が印加されるの
で、モータは回転し始めさらにトルクを増加してトルク
がＣ点からすベリクラッチ１４の電流を除々に増加する
ため、ウオーム軸１５への出力トルクは除々に増加する
ことになり、ハンドル１に加える力に応じた補助トルク
をウオームホイール軸１６．電磁クラッチ１７゜第２の
ピニオン軸１８を介して第２のラック歯部６ｂへ伝え、
ハンドル１は軽くなる。

以上は、ステアリング装置の静的な動作であるが、第６
図のタイミング図に示すように実際の動作においては、
モータ１３に電圧印加されてからモータが立上るまでに
はＴＲ（約５０ｎｓ）の時間を要し、この時間内ではす
べりクラッチ１４が接続されている場合、逆にモータ１
３が負荷となり、急速操舵時あるいは切返し時には操舵
に引つ掛かシ感を生じて滑らかで操舵感覚のよいパワー
ステアリングとならない。そこでこの装置では第６図と
第７図のフローチャートに示すように操舵トルクがすべ
りクラッチ１４へ通電する条件となってもモータ１３へ
電圧印加後、モータ電流が所定値ＩＲ（モータ起動電流
以下で通常電流ＩＭＬ以上の値）以下の値とならないと
、すべりクラッチ１４へ通電しないこととし、急速操舵
時あるいは切返し時の操舵の引っ掛かり感を解消するこ
とができる。

なお、モータ電流が所定値ＩＲ以下になると第４図に示
す操舵トルクに応じた制御を行なう。

次に自動車が走行状態となった場合、第５図すベリクラ
ッチ電流および電磁クラッチ印加電圧特性図に示すよう
に電磁式すべ９クラツチ１４の電流は、車速の増加に反
比例して減少するように制御し、ｆ点ではハンドルｌに
回転力が発生してもすべりクラッチ１４には電流は流れ
なくなる。さらに車速が上昇しｇ点に達すると、電磁ク
ラッチ１７もオフし、ウオームホイール軸１６と第２の
ピニオン軸１８は離脱するのでハンドル１を廻す運転者
にとっては補助付勢のないステアリングとなる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、急速操舵時ある
いは切返し時のモータの立上シ時間により生じる操舵の
引っ掛かり感への対策としてすべりクラッチへの通電を
モータへの電圧印加後、モータ電流が所定値以下となる
まで行なわない制御とすることにより、フントロールユ
ニットノ制御グロダラムにより操舵感覚の改善が計れ、
コストアップを伴わずに滑らかで操舵感のよいノ（ワー
ステアリングとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるモータ駆動式Ａワー
ステアリング装置の概要図、第２図はコントロールユニ
ットのグロック回路図、第３図は電磁式すべりクラッチ
電流対伝達トルク特性図、第４図は操舵トルク対モータ
印加電圧およびすベククラッチ電流特性図、第５図は車
速対すべりクラッチ電流および電磁クラッチ印加電圧特
性図、第６図は装置のタイミング図、第７図は制御グロ
ダラムのフローチャートである。 ｌ・・・ハンドル、３・・・トルクセンサ、５・・・第
１のピニオン軸、６・・・ラック軸、６ａ・・・第１の
ラック歯部、６ｂ・・・第２のラック歯部、９・・・コ
ントロールユニット、９ａ・・・操舵トルク測定手段、
９ｂ・・・モータ印加電圧決定手段、９ｃ・・・モータ
電流測定手段、９ｄ・・・モータ電流判定手段％９ｅ・
−・クラッチ電流決定手段、９ｆ・・・モータ印加電圧
制御手段、９ｇ・・・クラッチ電流制御手段、９ｈ・・
・電磁クラッチ制御手段、１０・・・車速センサ、１３
・・・モータ、１４・・・電磁式ナベシフラッチ、１５
・・・ウオーム軸、１６・・・ウオームホイール軸、１
７・・・電磁クラッチ、１８・・・第２のピニオン軸。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示すＯ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車のステアリング装置において、車速を検出
   する車速センサと、ステアリングシャフトの途中に設け
   られたハンドルの回転力を検出するトルクセンサと、ハ
   ンドルによりステアリングシャフトおよびユニバーサル
   ジョイントを介して駆動される第１のピニオン軸と、こ
   のピニオン軸と噛み合い駆動されるラック軸の第１のラ
   ック歯部と、上記車速センサとトルクセンサの信号を入
   力とするコントロールユニットと、車載用バッテリーか
   らコントロールユニットを介して駆動される直流モータ
   と、モータの出力軸に直結されコントロールユニットの
   出力電流によつて略比例的に伝達トルクを上昇する電磁
   式すべりクラッチと、このクラッチの出力軸に直結され
   減速機を構成するウォーム軸とウォームホィール軸と、
   ウォームホィール軸と第１あるいは第２のピニオン軸間
   の回転力をコントロールユニットによつて結合、離脱す
   る電磁クラッチを備え、上記第２のピニオン軸を有する
   場合、このピニオン軸とラック軸の第１のラック歯部と
   連続または別個に切られる第２のラック歯部を噛み合わ
   せて駆動するモータ駆動式パワーステアリング装置にお
   いて、トルクセンサからの入力により操舵トルクを測定
   する操舵トルク測定手段と、操舵トルク測定手段の測定
   値によりモータ印加電圧を決定するモータ印加電圧決定
   手段と、モータへの通電電流を測定するモータ電流測定
   手段と、モータ電流が所定値以下であることを判定する
   モータ電流判定手段と、この判定手段の出力が上記所定
   値以上の判定では零、所定値以下では操舵トルクにより
   クラッチ電流を決定するクラッチ電流決定手段と、モー
   タ印加電圧決定手段の出力に基づき上記モータ印加電圧
   を制御するモータ印加電圧制御手段と、クラッチ電流決
   定手段の出力に基づき電磁式すべりクラッチの電流を制
   御するクラッチ電流制御手段と、少なくとも車速により
   定まる条件にて電磁クラッチを結合、離脱する制御を行
   なう電磁クラッチ制御手段とを備えたことを特徴とする
   モータ駆動式パワーステアリング制御方法。
2. （２）電磁式すべりクラッチをパウダクラッチまたはヒ
   ステリシスクラッチとしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のモータ駆動式パワーステアリング制御
   方法。