JPS62255273A - モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御装置 - 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〕 この発明は、自動車の舵取り装置をモータの回転力で補
助負荷付勢するモータ駆動式パワーステアリング制御装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、このモータ駆動式パワーステアリング制御装置は
、モータの駆動力を減速機を介して、ギヤまたはベルト
などの伝達機構により、ステアリングシャフトあるいは
ラック軸に補助負荷付勢する構造である。

〔発明が解決しようとする間雇点〕

従来のモータ駆動式パワーステアリング制御装置におい
ては、車の停止より走行状態へ移行する際、段階的にア
シスト力を減衰させて行き、機械系の慣性の影響を軽減
させるため、一定値にて飽和させている。

さらに、車速が上昇し、所定車速以上では補助負荷付勢
を遮断している。

しかしながら、従来のモータ駆動式パワーステアリング
制御装置では、ハンドル操舵中でも所定車速以上では、
アシスト力を遮断し、所定車速以下ではアシスト力を加
えるため、停止より走行および走行より停止への移行の
際の連がりが滑らかでない欠点を有していた。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、操舵時の車の停止より走行および走行より停止整
時につながりが滑らかになり、違和感が生じなくでき、
コストアップを伴なわずに操舵感覚のよいモータ駆動式
パワーステアリング制御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制御装
置は、操舵トルクの絶対値が所定値以下のとき操舵停止
と判定する操舵停止判定手段と、車速に対応したモータ
電流乗数を記憶保持するモータ電流乗数記憶手段と、操
舵トルクに対応したモータ電流値を記憶保持するモータ
電流記憶手段と、通常はモータ電流記憶手段の出力とモ
ータ電流乗数記憶手段の出力を乗じた値にモータ電流値
を決定し、操舵停止判定手段の出力が操舵停止出力時に
零に決定してモータ電流を制御する手段とを設けたもの
である。

〔作　用〕

この発明においては、通常は操舵トルクに対応したモー
タ電流値と車速に対応したモータ電流乗数を乗じた値に
モータ電流を決定し、操舵停止判定手段が操舵トルクの
絶対値が所定値以下になって操舵停止判定手段が操舵停
止と判定するとモータ電流値を零に決定してモータ電流
を制御する。

〔実施例〕

以下、この発明のモータ駆動式パワーステアりング制御
装置の実施例について図面に基づき説明する。第１図は
その一実施例の全体の構成を示す図である。

この第１図において、１は運転者の操舵回転力を受ける
ハンドルである。このハンドル１に加えられた回転力に
応じてトルクセンサ３から電気信号を出力するようにな
っている。このトルクセンサ３とハンドル１間を第１の
ステアリングシャフト２ａで連結している。

このトルクセンサ３と第１のユニバーサルジヨイント４
ａｒ８’ｌｔ’１！２のステアリングシャフト２ｂで連
結している。

この第１のユニバーサルジョイン）４ａと第２のユニバ
ーサルジヨイント４ｂ間は第３のステアリングシャフト
２ｃで連結している。

この第２のユニバーサルジョイン）４ｂに第１のピニオ
ン軸５が連結されている。

第１のピニオン軸５はラック軸６の一端に形成された第
１のラック歯部６ａと噛合している。このラック軸６は
第１のピニオン軸５と同時加工または別加工されたもの
であり、ラック軸６の他端には第２のラック歯部６ｂを
有している。この第２のラック歯部６ｂには、第２のピ
ニオン軸１７と噛合している。

ラック軸６の一端はぎ一ルソヨイント７８ｆ介してタイ
ロッド８ａに連結している。同様にして、ラック軸６の
他端はボールジヨイント７ｂ’を介してタイロッド８ｂ
に連結されている。

コントロールユニット９には、トルクセンサ３の出力、
車速センサ１０の出力が入力されるようになっていると
ともに、バッテリ１１の正極が接続され、さらに、キー
スイッチ１２を介してバッテリ１１の正極に接続されて
いる。バッテリ１１の負極はアースされている。

コントロールユニット９からＤＣモータ１３を制御する
ようになっているとともに、電磁クラッチ１６も制御す
るようになっている。このＤＣモータ１３は分巻または
磁石界磁を有するもので、上記バッテリ１１からコント
ロールユニット９を介して駆動されるものである。

ＤＣモータ１３の出力軸には、ウオーム軸１４が連結さ
れている。ウオーム軸１４は減速機を構成するものであ
る。このウオーム軸１４にウオームホイル軸１５が噛合
されている。

ウオームホイル軸１５は電磁クラッチ１６により、第２
のピニオン軸１７この機械的な連結を行うようになって
いる。ＭＬ母クラッチ１６はコントロールユニット９の
指示にしたがってウオームホイル軸１５と第２のピニオ
ン軸１７この結合または解離するようになっている。

第２図は第１図の実施例のフントロールユニット９の具
体的構成を示す構成図である。この第２図において、９
ａは上記トルクセンサ３よりの入力により、操舵トルク
を測定する操舵トルク測定手段、９ｂは上記車速センサ
１０からの入力により、車速を測定する車速測定手段で
ある。

上記操舵トルクの絶対値が所定値以下のとき、操舵停止
判定手段９ｃが操舵停止と判定して、判定出力をモータ
電流決定手段９ｆに出力するようにしている。

一方、モータ電流乗数記憶手段９ｄは車速変動率に対応
したモータ電流乗数を記憶保持するものであり、記憶保
持されたモータ電流乗数はモータ電流決定手段９ｆで読
み出されるようになっている。

また、モータ電流記憶手段９ｅは操舵トルクに対応した
モータ電流値を記憶保持するもので、その記憶保持され
たモータ電流値はモータ電流決定手段９ｆにより読み出
されるようになっている。

上記モータ電流決定手段９ｆは、通常はモータ電流記憶
手段９ｅの出力とモータ電流乗数記憶手段９ｄの出力を
乗じた値に上記モータ電流値を決定し、操舵停止判定手
段９ｃの出力が操舵停止出力時には零に上記モータ電流
値を決定する。

モータ電流制御手段９ｇはモータ電流決定手段９ｆの出
力に基づき、上記モータ電流を制御するものであり、ま
た電磁クラッチ制御手段９ｈは少なくとも車速により定
まる条件と上記操舵停止判定手段９ｃの判定出力にて電
磁クラッチ１６を結合または離脱する制御を行うもので
ある。

次に上記実施例の動作を第３図〜第５図を参照しながら
説明する。第３図は操舵トルク対モータ電流の制御特性
図、第４図は車速対モータ電流および電磁クラッチ印加
電圧の制御特性図、第５図はコントロールユニット９の
制御プログラムを示す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１６がオンし、ウオームホイル
軸１５と第２のピニオン軸１７が機械的に連結される。

この状態で、ハンドル１に運転者が回転力を与えると、
コントロールユニット９は第３図に示すようにＤＣモー
タ１３の電流を制御する。

この第３図において、操舵トルク金右方向に増加すると
、ａ点でＤＣモータ１３をオンし、モータおよび機械系
の慣性の影響を軽減するため、ＩＯＦ　（２〜ＩＯＡ程
度）のモータ電流を流す。

さらに、操舵トルクを増加し、ｂ点よりモータ電流を操
舵トルクに対して直線的に増大させ、Ｃ点にて１００％
電流となる。

逆に、トルクを減少して、操舵トルクがＣ点よりモータ
電流は減少し、ｂ点でＩＯＦのモータ電流値となる。さ
らに、トルクが減少し、ａ点となるとモータはオフする
。

このことは、左方向でもほぼ同様な制御が行われる。モ
ータ電流に対する伝達トルクの関係は比例関係である。

したがって、第３図でトルクが増加すると、ａ点にてＤ
Ｃモータ１３がオンし、ＩｏＦのモータ電流が流れる。

さらに、トルクを増加すると、ｂ点からＤＣモータ１３
の電流を徐々に増加する制御を行うため、ウオーム軸１
４への出力トルクは徐々に増加することとなり、ハンド
ル１に加える運転者の力に応じた補助トルクをウオーム
ホイル軸１５、電磁クラッチ１６、第２のピニオン軸１
７を介して、第２のラック歯部６ｂに伝える。このため
、ハンドルエは軽くなる。以上はこのシステムの車の停
止時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４図に示すよ
うにモータ電流の制御を操舵トルクに応じて予め記憶保
持された電流ＩＭＩに、車速に対して同様に予め記憶保
持されたモータ電流乗数ＫＩを乗じた値ＩＭにて行う。

このモータ電流乗数ＫＩの値は６点車速までは１００％
の値をとり、ｄ点以降は段階的に減少し、ｅ点車速以降
は機械系の慣性の影晋を軽減するため一定の値とする。

次に車速かｆ点の値となると、第５図に示すように操舵
トルク絶対値が所定値（θ〜０．２　Ｋｇ・ｍ程度）内
のとき、操舵停止として判定が出力される場合はモータ
電流および電磁クラッチ印加電圧ともに零に制御してウ
オームホイル軸１５と第２のピニオン軸１７は離脱する
ので、ハンドル１を回す運転者にとっては、補助負荷付
勢のないステアリングとなる。

ここで、第５図のフローチャートについてさらに説明を
加える。第５図において、イニシャルライズされ、自動
車が走行状態になり、車速センサ１０の出力が車速測定
手段９ｂに入力され、車速Ｖを測定する（ステップ８１
）とともに、ステップＳ２で操舵トルク測定手段９ａが
トルクセンサ３からの入力により操舵トルクＴｓを測定
する。

次に、ステップＳ３で、モータ電流決定手段９ｆはモー
タ電流乗数記憶手段９ｄから車速に対応するモータ電流
乗数ＫＩを読み出すとともに、ステップＳ４でモータ電
流記憶手段９ｅから操舵トルクに対応するモータ電流Ｉ
ＭＩを読み出す。

次いで、ステップＳ５において、モータ電流決定手段９
ｆはこれらの読み出しにモータ電流乗数ＫＩとモータ電
流ＩＭＩとを乗算してモータ電流ＩＭを決定する。

上述のような走行状態において、ステップＳ６で車速が
Ｖ、以下、すなわち、車速＜　Ｖｔ　（Ｖｔはアシスト
遮断速度）のとき、上述のように、ステップＳ７でモー
タ電流制御手段９ｇはＤＣモータ１３にモータ電流ＩＭ
を流してモータ電流を制御するとともに、ステップＳ８
において、電磁クラッチ制御手段９ｈは車速により定ま
る条件と操舵停止判定手段９ｃの判定出力により電磁ク
ラッチ１６を制御する。

また、ステップＳ６で車速がｖ２以下でなければ１ステ
ツプＳ９で操舵トルクの絶対値ＩＴＳ１が操舵停止判定
手段９Ｃで判定された操舵停止判定トルクＴｓ１以内な
ら、ステップＳＩＯでモータ電流決定手段９ｆがモータ
電流零を決定し、モータ電流制御手段９ｇでＤＣモータ
１３０通電を零にし、また、ステップ８１１で電磁クラ
ッチ制御手段９ｈは電磁クラッチ１６を遮断する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、モータ電流ＩＭの制御
を操舵トルクに応じたモータ電流ＩＭＩに対し、車速に
応じて段階的に減少させたモータ電流乗数ＫＩを乗じた
値にて行うとともに、所定車速以上でアシスト力遮断の
際は操舵停止状態にて行うようにしたので、操舵状態に
て車の停止より走行および走行より停止へ移行する際の
連がりが滑らかとなる。

また、システム各要素の変更なしにコントロールユニッ
トの制御プ田グラム変更のみにより、違和感対策が可能
なため、コストアップを伴なわずに操舵感覚がよくしか
も安価にできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のモータ駆動式パワーステアリング制
御装置の一実施例の全体の構成を説明する概略図、第２
図は第１図のモータ駆動式パワーステアリング制御装置
におけるフントロールユニットの具体的構成を示すプ四
ツク図、第３図は第１図のモータ駆動式パワーステアリ
ング制御装置の動作を説明するための操舵トルク対モー
タ電流の制御特性図、第４ＦＸｉは第１図のモータ駆動
式パワーステアリング制御装置の動作を説明するための
車速対モータ電流および電磁クラッチ印加電圧の制御特
性図、第５図は第１図のモータ駆動式パワーステアリン
グ制御装置におけるコントロールユニットの制御プログ
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、５・・・第
１のピニオン軸、６・・・ラック軸、９・・・フントロ
ールユニッ）、９ａ・・・操舵トルク測定手段、９ｂ・
・・車速測定手段、９ｃ・・・操舵停止判定手段、９ｄ
・・・モー少電流乗数記憶手段、９ｅ・・・モータ電流
記憶手段、９ｆ・・・モータ電流決定手段、９ｇ・・・
モータ電流制御手段、９ｈ・・・電磁クラッチ制御手段
、１０・・・車速センサ、１１・・・バッテリ、１２・
・・キースイッチ、１３・・・ＤＣモータ、１４・・・
ウオーム軸、１５・・・ウオームホイル軸、１６・・・
電磁クラッチ、１７・・・第２のビニオン軸。 なお、図中同一符号は同一または相邑部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車速を検出する車速センサ、ステアリングシャフトの途
   中に設けられハンドルの回転力を検出するトルクセンサ
   、上記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、上記車速センサからの入力に
   より車速を測定する車速測定手段、上記操舵トルクの絶
   対値が所定値以下のとき操舵停止と判定出力する操舵停
   止判定手段、上記車速に対応したモータ電流乗数を記憶
   保持するモータ電流乗数記憶手段、上記操舵トルクに対
   応したモータ電流値を記憶保持するモータ電流記憶手段
   、通常はこのモータ電流記憶手段の出力と上記モータ電
   流乗数記憶手段の出力に乗じた値に上記モータ電流値を
   決定し上記操舵停止判定手段の出力が操舵停止出力時に
   は零に決定するモータ電流決定手段、このモータ電流決
   定手段の出力に基づき上記モータ電流を制御するモータ
   電流制御手段、車載のバッテリで駆動されかつ上記モー
   タ電流制御手段によつてモータ電流が制御されるＤＣモ
   ータ、少なくとも車速により定まる条件と上記操舵停止
   判定手段の出力条件にて上記ＤＣモータの出力軸に連結
   された電磁クラッチを結合または離脱する制御を行う電
   磁クラッチ制御手段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装置。