JPS62247968A - 電動式パワ−ステアリング装置 - 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〕 本発明は、補助操舵力の発生に電動アクチュエータ大量
いたパワーステアリング装置に係り、特に乗用自動車に
好適な電動式パワーステアリング装置に関する。

〔従来技術〕

自動車などのパワーステアリング装置とじてを工、従来
から主として油圧式のものが用いられていたが、近年、
その制御内容の豊富化が容易なことや車両内での犠装の
容易性などが注目され、ＭＬ勤弐のものが穫々提案され
るようになり、その−例を例えば特開昭５９−７０２５
７号公報に見ろことができる。

ところで、従来の電動式パワーステアリング装置でを工
、上記公報にも開示されているように、操舵ハンドルに
操作力が加えられ、それが所定値に達したときに補助操
舵力をステップ状に立上げるようにし、これにより操舵
ハンドル操作中における補助操舵力の変動を抑えるよう
にした。いわゆるバイアス制御１％−行なうよ５になっ
ていた。′〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、電動式パワーステアリング装置に使用さ
れる電動機などの電動アクチュエータ％工、それに供給
されている電流が微小で出力を発生じない領域において
も、とにかく電流が流れている限りは力を発生してしま
う。つまり、このような電動アクチュエータでシェ、そ
れに電流を供給した場合、そのｉｔ流値が小さくて、そ
れにより発生する操作力が静止摩擦力よりも小さいうち
は動きださないが、しかし操作力は発生しているのであ
り、従って、上記した従来のバイアス制御による電動式
パワーステアリング装置では、操舵ハンドルな微小な力
で操作したときに、上記した電流の立上げによりステア
リング系での静止摩擦力の急変が起こり、異常な操舵フ
ィーリングを与えてしまうという問題点があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点に対処し、
操舵ハンドルの切り始めなどの微小操作領域でも充分に
滑らかな操舵フィーリングが得られるようにした電動式
パワーステアリング装ｅ欠提供するにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明によれば、上記問題点を工、操舵ハンドルに加え
られた操作力の大きさに応じて、この操作力と電動アク
チュエータに供給する電流の大きさとの関係を変化させ
るようにし、上記操作力が微小範囲にあるときには上記
電流ケ零にし、この範囲を超えたら操作力に比例して電
流を変化させることにより解決される。

〔作　用〕

操舵ハンドルを微小な力で操作したときでも、その操作
力に対する電動アクチュエータの’ｔａ変化はステップ
状にならず、比例した変化となるため、静止摩擦力の急
変は抑えられ、滑らかな操舵フィーリングな与えること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明による電動式パワーステアリング装置につ
いて１図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、電動アクチュエータとし
て直流モータに用い、そして操舵ハンドルに加えられた
操作力をトルクセンサで検出するようにしたもので、こ
の第１図において、１は操舵ハフドル（以下、単にハン
ドルという）、２ｔＸハンドル１０回転軸Ｖｃ吹付けた
トルクセンサ、３はステアリングギヤ（操舵機構）、４
４転向車輪（操舵車輪）、５は補助操舵力な発生する直
流モータ、６をエフエイル大−７用のクラッチ、７）Ｘ
減速ギヤ、８（エコントローラ（制御回路）、９．１０
をニスイツチング用のトランジスタ、１１は直流モータ
５に流れる電流を検出する電流検出器、１２をエバツテ
リ、１３はオルタネータ、１４．１５ｔＸフリーホイー
ル用のダイオード、５０は直流モータ５の電機子、５１
．５２は界磁コイルである。

通常のハンドル操作時においては、ハンドル１に加えら
れた操作トルクをトルクセンサ２により検出し、コント
ローラ８に取り込む。コントローラ８はトルクセンサ２
の検出信号に応じてデユーティ比の異なるパルス出力信
号をトランジスタ９又は１０に供給し、モータ５をチョ
ッパ制御し。

これにより、モータ５を工必要に応じたトルクをクラッ
チ１４と減速ギヤ１５を介して転向車輪４に伝達するこ
とによりハンドル１の操舵力をアシスト　すシ）。

モータ１１は直流直巻モータであり、右回転用界磁巻線
５１と左回転用界磁巻線５２を有する。

電源を工車載されたバッテリ１２であり、オルタネータ
１３により充電される。

以上の構成により、ハンドルｌからステアリングギヤ３
１に：介して伝達された操作力と、モータ５から減速ギ
ヤ７を介して伝達された補助操舵力との合成による操舵
力により転向車輪４の舵角が与えられることになり、し
たがって、トルクセンサ２のトルク検出に応じてモータ
５が補助操舵トルクを発生し、パワーステアリング機能
が得られることになる。

しかして、このときのコントローラ８による、トルクセ
ンサ２の検出値である出力電圧Ｔ（なお、これ警エハン
ドル１に与えられた操作トルクを表わす）に対するモー
タ５の電機子電流Ｉとの関係は第２図に示すような特性
となるようにしである。

すなわち、このコントローラ８は、トルクセンサ２の出
力電圧ＴＫ応じて、この電圧値Ｔに対する電流検出ｒ１
１１の検出値である電流工との関係を異なった態様に選
択する制御機能を有し、出力電圧Ｔが電圧値Ｔ０以下の
領域、つまりハンドル１に与えられた操作トルクが所定
値以下の領域でｔ”ｚ電流Ｉの電流値が零に保たれ、こ
の電圧値Ｔ。を超えて電圧値Ｔ、までの領域で警工、電
流Ｉ％工電流値零から電圧Ｔの増加に比例して増加して
ゆくようにし、かつ、このとき、電圧Ｔが電圧値Ｔ０か
らＴ１に至る領域と、電圧値Ｔ１からＴ２に至る領域、
それに電圧値Ｔ、からＴ、に至ろ領域とでを工比例定数
を異にした関係となるように制御するようになっている
。

そして、この結果、この実施例によれば、ハンドル切り
始めの操舵感覚ケ滑らかにし、運転者に違和感を与えな
いようにすることが出来るのであるが、以下、その理由
について説明する。

まず、第３図はモータ５の電流−トルク特性を示したも
ので、実線ミニ電機子端子電圧かＶ。、例えば１２ＣＶ
］のときの特注で、破線をＸ同じく■１１例えば２〔■
〕のときの特性である。この様にモータ５の無負荷点は
、その端子電圧を下げると回転損失が減少することによ
り無負荷を流も工。［Ａ）からＩ、（Ａ）に減少する。

したがって、ハンドル１を微少回転で操作する場合、コ
ントローラ８は上記したように、チョッパ制御によりモ
ータ印加電圧をしぼる為にモータ出力（工電流Ｉ、［Ａ
：より出始めろ。

そこで、この様なモータの出力が出始める点、すなわち
アシスト開始点ではゆるやかに制御しないと運転者にｔ
工違和感を与える。

また、モータ１１の回転開始時においては静止摩擦トル
クと等しいトルクまで回転を工しないが、軸トルクとし
て舎工発生している。第４図にモータ５の回転開始電流
以下、すなわち無負荷電流以下の微少電流領域におけろ
静止摩擦トルクな示す。

この区間はモータ出力として）Ｘ　Ｏであるが、静止摩
擦トルクが電流に応じて減少することから、逆にモータ
５を外部から回した場合には、その重さが違うことを意
味している。特に、電動式パワーステアリング装置にあ
っては、減速ギヤを介している為、０ＶＡ）と１ｔｃＡ
）とでを工その重さの変動が無視出来ない値となる。

そこで、モータ５のアシスト力、つまり電流す制御する
（あたっては、従来例のよ５に無負荷電流１１（Ａｌま
でステップ状に立上げたのでは。

応答性は改善されるもののハンドル端での重さが急変し
、操舵フィーリングが異常になる。しかして、だからと
いって、モータの出力が出ていない領域までもゆるやか
に制御することは無駄であり意味がない。

以上の様な理由から１本実施例でを工第２図に示す様な
トルクセンサ出力対通電電流特性としたのである。すな
わち、まず、トルクセンサ２の出力電圧Ｔに対してモー
タ５の通電電流ＶＯ［Ａ〕から無負荷電流Ｉｆ　Ｃ人］
まで高い傾斜で立上げろ。

次くモータ５の出力が出始めアシスト？：開始する点か
ら、比較的低トルクであるＩ２（Ａ）までを工ゆるやか
な傾斜にして操舵の滑らかさを保つ。この際、Ｉ２　［
Ａ）’％＝決定するにあたっては、実車フィーリングよ
り求めるようにする。さらに、ハンドルの操作力が増し
、トルクセンサ出力電圧がＴｚ［Ｖ）より増加した場合
は、ｔａ制限値ｌ３ＣＡＩまで再び高い傾斜とする。も
ちろん、第２図における０　［ＡｌからＰ点までの傾斜
をエモータ特性および実車でのテスト結果によって任意
に定めてやればよい。

以上のように、上記実施例によれば、モータ５の回転開
始点以下の微小電流領域においても、そのトルクセンサ
出力対′酩流特性に傾斜ケもたせ、ひとたび出力が出始
めたら一旦１工ゆるやかな傾斜に直し、さらにハンドル
に対する操作力が増加したら再び急傾斜で立上げろよう
にしたので、応答性欠損わずに充分に操舵フィーリング
を改善し、違和感の発生欠伸えることかで２ｔろ。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、補助操舵力発生
用の電動アクチュエータの制御が、操作力を発生し始め
る魚身下の微小電流状態から行なわれるようになるので
、従来技術の問題点に充分に対処でき、操舵ノ１ンドル
切り始めの操舵フィーリングを著しく改善することがで
きろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電動式パワーステアリング装置の
一実施例を示すブロック構成図、第２図は制御特注図、
第３図及び第４図はそれぞれ電動機の特性図である。 １・・・・・・操舵ハンドル、２・・・・・・ドルクセ
／す、３・・・・・・ステアリングギヤ、４・・・・・
・転向車輪、５・・・・・・モータ、６・・・・・・り
２ツチ、７・・・・・・減速ギヤ、８・・・・・・コン
トローラ。 代理人　弁理士　武　顕次部相−ｑ４→第２図 トルり乞ンサ出力　【■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、操舵ハンドルから車両の操舵機構に伝達される操作
   力を検出し、この検出値に応じて電動アクチユエータに
   よる補助操舵力を制御する方式の電動式パワーステアリ
   ング装置において、上記操作力の検出値と上記電動アク
   チユエータに供給すべき電流値との関係を該検出値の大
   きさに応じて複数の異なつた態様に設定する制御手段を
   設け、上記検出値が所定値以下の範囲では上記電流値を
   零に保ち、上記検出値が上記所定値を超えた範囲では該
   検出値と上記電流値とを比例関係に保つように構成した
   ことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記検出値と上記
   電流値との比例関係が、該検出値に応じて異なつた比例
   定数によるものとなるように構成されていることを特徴
   とする電動式パワーステアリング装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記操作力を検出
   するための手段として、上記操舵ハンドルの回転軸に取
   付けたトルクセンサを用い、上記電動アクチユエータと
   して直流電動機を用いたことを特徴とする電動式パワー
   ステアリング装置。