JPS62225458A

JPS62225458A - モ−タ駆動式パワ−ステアリング装置

Info

Publication number: JPS62225458A
Application number: JP61071746A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Morishita; 森下　光晴; Shinichi Takashita; 高下　伸一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1987-10-03

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、自動車の舵取シ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装置に関す
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、例えば車の加速や減速時にハンドルの重さが変っ
て、ハンドルの切シ過ぎＫよる危険があつ、たり、また
、オルタネータの無発電あるいはノ々ツテリー充電不足
でハンドル操舵を行なうとノ々ツテリーが上がる等の問
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、ハンドルの切プ過ぎおよびバッテリー上がシ
を防止できるようにしたモータ駆動式パワーステアリン
グ装置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装置は
、ハンドルの回転力を検出するトルクセンサと、車速を
検出する車速センサと、車速の加速状態を検出する加速
センサと、減速状態を検出する減速センサと、オルタネ
ータの発電状態を検出する発電センサと、ノ々ツテリー
の充電状ｉｔ検出するバッテリーセンサを備えたもので
ある。

〔作　用〕

この発明におけるノにワーステアリング装置ｘｔは、車
の加減速時のハンドル重さの変化に対して、加減速状態
をブレーキ信号およびアクセル開度が所定値以上となっ
たことを検出してモータ印加電圧およびクラッチ電流を
減少あるいは零に制御することによりハンドルの切夛過
ぎが防止できる。また、バッテリー上がシは、オルタネ
ータ発電センサおよびノ９ツテリーセンサにより、無発
電あるいはバッテリー充電不足を検出し、モータ印加電
圧および電磁式すベシクラッチ電流を減少あるいは零に
制御することでバッテリー上がシをｌくすことができる
。

〔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図はモータ駆動式ノセワーステアリング装置の概要
図であって、図において、１はハンドルで、３はハンド
ル１に加えられた回転力に応じて電気信号を出力するト
ルクセンサ、４ａは第１のユニバーサルジヨイント、４
ｂは第２のユニバーサルジヨイント、２ａはハンドル１
とトルクセンサ３＋ｌｔｌ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の二二ノ々−
サル、ジョイン）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のユニノ々−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４ｂＫ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′ｆｔ有するラック軸、７ａは
一方のタイロッド８ａとラック軸６の一端を連結したダ
ールジョイント、７ｂは他方のタイロッド８ｂとラック
軸の他方を連結したゼールジョイントである。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サ、
１）は車載用のノ々ツテリー、１２はキースイッチ、１
３は分巻まれた磁石界磁を有する直流モータで、上記バ
ッテリー１）からコントロールユニット９′Ｉｔ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
される電磁式すベブタラッチで、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はナベシフラッチ
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のビニオン軸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。

１９はブレーキまたはＧセンサ等による減速センサ、２
０はアクセル一度またはＧセンサ等からなる加速センサ
、２１はオルタネータの発電状態を検出する発電センサ
、２２はノ々ツテリーの光を状態を検出するバッテリー
センサである。

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
ロック口で、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、９ｂｌ′ｉ車
速センサ１０からの入力により本速を測する車速測定手
段、９ｃは減速センサ１９により減速信号を検出する減
速信号検出手段、９ｄけ加速センサ２０により加速信号
を検出する加速信号検出手段、９ｅは発電センサ２１　
Ｋよシオルタネータの発電状態を検出するオルタネータ
発電検出手段、９ｆはノぐツテリーセンサ２２によジノ
々ツテリー１）の充電状態を検出するバッテリー状態検
出手段、９ｇは操舵トルク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、９ｈは操舵トルク値に
よりミ磁式すべりクラッチ１４の電流を決定するクラッ
チ電流決定手段、９１はモータ印加電圧決定手段９ｇの
出力に基づきモータ印加電圧を制御するモータ印加電圧
１ｔｉ制御手段、９ｊはクラッチ電流決定手段９ｈの出
力に基づきすべ夛クラッチ１４の電流をｆｔｔｌ制御す
るクラッチ電流制御手段、９には少なくとも車速により
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６図を含めて説明する。

第３図は′１）Ｌ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６図はコントロールユニット９の制御プログラ
ムの７０−チャートである。

まず、エンジ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エ３および電磁式ナベシ
フラッチ１４を制御する。かくしてモータ１３の制御に
おいて、操舵トルクを右方向に増加すると、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０点にな
るとナベシフラッチ１４の電流が流れ始め、操舵トルク
の増加に対し略対数的罠増加し、１００％電流となる（
ｄ点）。逆にトルクを減少してトルクがｄ点よりすベシ
クラッチ１４の電流は減少し、０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’ｔＭ、ｔｌｆ、に対
して伝達トルク、すなわちすべｌ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０点からすべりクラッチ１４の電流を除々に増
加する之め、ウオーム軸１５への出力トルクは除々に増
力Ｕすることになり、ハンドル１に加える刀に応じた補
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。以上は装置の静的な動
作についての説明である。

次に自動車が走行状態となった場合、第５図に示す車速
対電磁式すベシクラッチ電流および電磁クラッチ印加電
圧特性図のようＫすベシクラッチ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、ｇ点ではハンド
ル１に回転力が発生してもすベシクラッチ１４にｒＩｉ
電流は流れｌくなる。さらに車速か上昇しｈ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１
６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。

以上は通常の動作についての説明であるが、車の加速や
減速時のハンドルの重さの変化およびオルタネータ無発
電あるいはバッテリー充電不足状態での・・ンドル操舵
によるバッテリー上がＣ’に防止するため、この発明の
装置では次の制御を行なう。すなわち、第２図と第６図
に示すように加減速時のハンドル重さの変化に対しては
、加減速状態をブレーキ信号およびアクセル開度が所定
値（例えば８０チ以上）以上となったことを検出してモ
ータ印加電圧およびクラッチ電流を減少または零に制御
し、−・ンｒルへの操舵付勢力を減少または零Ｖこして
ハンドルの切シ過ぎを防止するものである。また、バッ
テリー上がりに対しては、オルタネータ無発センサ２１
およびバッテリーセンサ２２により無発電あるいはバッ
テリー充電不足を検出し、てモータ印加電圧およびすベ
シクラッチ電流を減少または零に制御し、操舵付勢力を
減少または零にしてバッテリー上がりを防止することが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、車の加減速時の
ハンドル重さ変化によるハンドル切り過ぎ防止を、ブレ
ーキ信号あるいはアクセル開度が所定値以上となった際
にモータ印加電圧およびクラッチ電流を減少または零と
して操舵付勢力を減少または無くすことによって行なえ
る。またバッテリー上がシの防止については、オルタネ
ータ無発電時あるいはバッテリーセンサによる光電不足
検出時に上記と同様に制御し、操舵付勢力を減少または
零にすることによって行なえる。これＫよってハンドル
の切り過ぎやバッテリー上がシの危険のない安全なパワ
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パワー
ステアリング装置の概要図、第２因はコントロールユニ
ットのブロック回路図、第３図は電磁式すべりクラッチ
の電流対伝達トルクの特性（２）、第４図は操舵トルク
対モータ印加電圧およびすベシクラッチ電流特性図、第
５因は重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図は制御プログラムのフローチャー
トである。１・・・ハンドル、３・・・トルクセンサ、９・・・コ
ントロールユニット、９ａ・・・操舵トルク測定手段、
９ｂ・・・車速測定手段、９ｃ・・・減速信号検出手段
、９ｄ・・・加速信号検出手段、９ｅ・・・オルタネー
タ発電検出手段、９ｆ・・・ｄツテリー状態検出手段、
９ｇ・・・モータ印加電圧決足手段、９ｈ・・・電磁式
すベシクラッチ電流決定手段、９１・・・モータ印７Ｉ
Ｏ電圧制御手段、９ｊ・・・電磁式すべりクラッチ電流
制御手段、９ｋ・・・電磁クラッチ制御手段、１０・・
・車速センサ、１）・・・バッテリー、１３・・・モー
タ、１４・・・電磁式すベシクラッチ、１７・・・電磁
クラッチ、１９・・・減速センサ、２０・・・加速セン
サ、２１・・・発電センサ、２２・・・バッテリーセン
サ。なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハンドルの回転力を検出するトルクセンサと、車
速を検出する車速センサと、車速の加速状態を検出する
加速センサと、車速の減速状態を検出する減速センサと
、オルタネータの発電状態を検出する発電センサと、バ
ッテリーの充電状態を検出するバッテリーセンサと、上
記トルクセンサと車速センサ以外に上記加速センサ、減
速センサ、発電センサ、バッテリーセンサの少なくとも
一つを入力とするコントロールユニットと、バッテリー
からコントロールユニットを介して駆動制御される直流
モータと、このモータの出力軸に連結され操舵補助力の
結合および離脱を行なう電磁クラッチおよび電磁式すべ
りクラッチの少なくとも一つ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装置。
（２）コントロールユニットは、トルクセンサの入力に
より操舵トルクを測定する操舵トルク測定手段と、車速
センサにより車速を測定する車速測定手段と、加速セン
サにより加速信号を検出する加速信号検出手段と、減速
センサにより減速信号を検出する減速信号検出手段と、
発電センサによりオルタネータの発電状態を検出するオ
ルタネータ発電検出手段と、バッテリーセンサによりバ
ッテリーの充電状態を検出するバッテリー状態検出手段
と、操舵トルク値により直流モータに印加する電圧を決
定するモータ印加電圧決定手段と、操舵トルク値により
電磁式すべりクラッチの電流を決定する電磁式すべりク
ラッチ電流決定手段と、モータ印加電圧決定手段の出力
に基づきモータ印加電圧を制御するモータ印加電圧制御
手段と、電磁式すべりクラッチ電流決定手段の出力に基
づき上記すべりクラッチ電流を制御する電磁式すべりク
ラッチ電流制御手段と、電磁式クラッチの結合または離
脱を制御する電磁クラッチ制御手段とを備え、上記操舵
トルク測定手段、車速測定手段、加速信号検出手段、減
速信号検出手段、オルタネータ発電検出手段、バッテリ
ー状態検出手段のそれぞれの出力のうち少なくとも操舵
トルク測定手段と車速測定手段の出力によりモータ印加
電圧、電磁式すべりクラッチ電流または電磁クラッチ印
加電圧の一つを制御して操舵補助力の増減または結合、
離脱を制御する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装置。