JPS62292573A - モ−タ駆動式パワ−ステアリング装置 - Google Patents

モ−タ駆動式パワ−ステアリング装置

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JPS62292573A
JPS62292573A JP61139023A JP13902386A JPS62292573A JP S62292573 A JPS62292573 A JP S62292573A JP 61139023 A JP61139023 A JP 61139023A JP 13902386 A JP13902386 A JP 13902386A JP S62292573 A JPS62292573 A JP S62292573A
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motor
torque
steering
shaft
clutch
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JP61139023A
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English (en)
Inventor
Mitsuharu Morishita
森下　光晴
Shinichi Takashita
高下　伸一
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
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    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
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    • B62D5/0439—Controllable friction clutches

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

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】 ３、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装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
従来、この種のステアリング装置はモータの出力トルク
を操舵補助力として結合および離脱ｋａ続的に制御し得
るすべりクラッチとしては、重量当りの伝達トルクの大
きいパウダークラッチ等を用いることが多いが、パウダ
ークラッチ）″ｉミロツク象（パウダーが入力、出力間
隙につまる現象）を起す可能性があるので、モータ出力
の戎速穢ｉＥか後ろにフェール゛セーフのためにのみさ
らに゛イ磁クラッチを挿入する必要があった。また、ハ
ンドルの操舵トルクに応じてモータの出力トルク、、、
、１迎し操舵補助力を直接制御する方式でも、モータが
故障で止まったときを考えるとハンドルが非宮に重くな
るので減速機の前か後ろにフエールセーフのためだけに
電磁クラッチ全挿入する必要がある。
しかしながら、この場合は車速の増加と共に操舵力が減
少し、操舵補助力が不要となったときはパワーステアリ
ングを切離するような方式では電磁クラッチを急に断続
するとハンドルにンヨックカ伝わったり騒音を発生した
りする。そこで電磁クラッチの電流を時間をかけて徐々
に増減するような制御音しても、すベジ音を発生すると
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、フェールセーフ用の電磁クラッチを不要とし
、かつハンドルへの騒ｆや＠ｌｌ防止するようにしたモ
ータ駆動式パワーステアリング装置を得ること全目的と
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ノミワーステアリング装置
は、モータと減速機間に、励磁電流の変化に応じてモー
タの出力トルクを操舵補助力として結合および離脱する
ヒステリシスクラッチを挿入したものである。
〔作　用〕
この発明におけるモータ駆動式パワーステアリングは、
モータと減速機間にヒステリシスクラッチを備えたこと
で、フェールセーフ用の電磁クラッチが不要となり、信
頼性の高いステアリングとなると共に、ヒステリシスク
ラッチの励磁電流を制御することによりハンドルへの衝
撃や騒音を解消できる。
〔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
図において、１は操舵回転力を受けるハンドル、３はハ
ンドル１に加えられた回転力に応じて信号を出力するト
ルクセンサ、４ａは第１のユ＝　バー　’ｒｊルジョイ
ン）、４ｂは１Ｅ２Ｏ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
ーサルジョイン）４Ｃ間を連結する第２のステアリング
シャフト、２Ｃは第１のユニバーサルジョイン）４ａと
第２のユニバーサルジョイント４ｂ間を連結する第３の
ステアリングシャフト、５は第２のユニバーサルジヨイ
ントに連結される第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−１Ｍするラック軸、７ａは一方のタイロッド
８ａとラック軸６の一方を連結する一方のポールジヨイ
ント、７ｂは他方のタイロッド８ｂとラック軸６の他方
全連結する他方のポ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サ、１
１は車載バッテリ、１２はキースイッチ、１３は分巻ま
たは永久磁石界磁を耳する直流セーフで、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。１４
はモータ１３の出力軸に連結され、減速機の高速側を形
成するウオーム軸１５との間に挿入され、コントロール
ユニット９の出力する励磁電流に応じてすべり伝達トル
クが連続的に変化するヒステリシスクラッチ、１６は上
記ウオーム軸１５と噛合駆動されるウオームホイール軸
、１７はラック軸６の第２のラック歯部６ｂと噛み合う
第２のピニオン軸である。
第２図および第３図はヒステリシスクラッチ１４の断面
図と側面図を示し、１４ａは励磁コイル１４ｂを育する
ステータ、１４ｃは入力軸、１４ｄはニードルベアリン
グ、１４ｅは入力側の第１回転子で、１４ｆはその外側
磁極、１４ｇは内側磁極、１４ｈは出力軸、１４ｉはゲ
ールベアリング、１４ｊは出力側の第２回転子で、１４
には水入磁石、１４１はカバーである。
次に動作について説明する。まず、第１図においてエン
ジン始動に際してキースイッチ１２全オンすると、バッ
テリ１１からキースイッチ１２を介シテコントロールユ
ニット９に遡源が供給され、コントロールユニット９は
作動を開始する。ここで回路が正常ならばヒステリシス
クラッチ１４には１００％励磁′或流が流れ、モータ１
３とつ万一ム軸１５との間を所定の伝達トルクで連結す
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６図のモータ゛制御特性図に示
すようにモータ１３に流す′電流を制御する。つまり、
操舵トルクを右方向へ増加するとモータ電流はぼ比例的
に増加する。このとき操舵トルクが零でもモータの無負
荷換に相当する電流（２０〜３０％）を流して立上り時
の引っ掛り感を減少している。同様に操舵トルクを左方
向への操舵でも制御される。このように、操舵トルクに
応じてモータ１３に電流が流れるとモータ１３は回転力
を発生し、ヒステリシスクラッチ１４は原則としてすべ
らない状態で回転力をウオーム軸１５からウオームホイ
ール軸１６、第２のピニオン軸１７、第２のラック歯部
６ｂｉ介してラック軸６に伝達される。この伝達力は運
転者が与える操舵トルクと同一方向なので操舵補助力と
なシ、運転者はパワーアシストされた軽い操舵が可能と
なる。
以上の動作はエンジンが始動しても車が停止しているか
、極く低速（１０ＫＥＱ／Ｈ以下）での操舵状態でアリ
、ヒステリシスクラッチ１４には第７図の車速特性図に
示すように１００％励磁電流が供給されているので、伝
達トルクは大きくモータ１３の出力トルクを１００％伝
達可能な状態にちゃすべりは生じない。
ここで、上記ヒステリシスクラッチ１４の動作原理と特
性を第２図〜第５図について説明する。
まず、第２図においてコントロールユニット９からの励
磁′電流はステータ１４ａの励磁コイル１４ｂに供給さ
れる。このコイル１４ｂによる起磁力は第１回転子１４
ｅの外側磁極１４ｆと内側磁極１４ｇの空隙に回転する
磁場が発生し、この空隙に置かれた第２回転子１４ｊの
永久磁石１４には磁化されるが、永久磁石１４ｋにはヒ
ステリシス特性があり、永久磁石の極性の変化は磁極の
それよυ遅れ、この結果、第１回転子１４ｅと第２回転
子１４ｊは田気的に連結する。このようなヒステリシス
クラッチ１４の特性は第３図、第４図に示し、第４図は
励磁′電流対トルク特性を示し、はぼ磁気回路の飽和特
性に応じた伝達トルクの増加を示す直線性の良好な部分
を用いている。第５図はスリップ回転数対トルク特性図
で、励磁電流をパラメータとしたスリップ回転数の変化
による伝達トルクの変化を示し、スリップ回転数が変化
しても伝達トルクには殆んど影響を与えないことを示し
ている。
次に自動車が走行を開始した場合、ヒステリシスクラッ
チ１４の車速制御特性の一例を第７図に示す。車速に対
してヒステリシスクラッチ１４の励磁電流を約１０１Ｈ
から減少させ、４０　ＫｘｎｌＨで零にすることにより
、操舵補助力の不要な高速（４０Ｋｌ’Ｈ以上）は操舵
補助せずに走行する。このとき、車速の増加と共に徐々
に操舵補助力が減少するので、操舵補助の有無による述
が９の変化を急激におこさずハンドル１に衝撃を与えた
り、騒音を発生することはない。
第８図は所定の車速で操舵補助力ｉ　０Ｎ１０ＦＦ制御
する方式の一例であり、車速か徐々に増加しクラッチＯ
ＦＦレベルであるａ点車速に達すると、ヒステリシスク
ラッチ１４のＯＦＦ指令が出る。これに、ｌ）コントロ
ールユニット９はクラッチ電流を急激にＯＦＦせず、時
間をかけて徐々に減少させ（１００〜１００１００Ｏる
ため、急激な操舵補助力の変化に伴う衝撃は発生せず運
転者は車速の増減に伴う不自然さを感じない。
なお、実施例では第１のピニオン軸５と第２のピニオン
軸１７の２本のピニオン軸を用いた方式について説明し
たが、第１のピニオン軸５にウオームホイール軸１６を
固定した１本のピニオン軸方式としても同様の作用が得
られる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、モータと減速機
の間にヒステリシスクラッチを挿入したことにより、フ
ェールセーフ用の電磁クラッチを不要とし、信頼性が高
く安価な装置となる。また、ハンドルの操舵トルクに応
じて操舵補助をモータ電流制御で直接性なう方式でも所
定の車速範囲で徐々に操舵補助力を増減する場合や、所
定の車速で操舵補助力ｋ　０Ｎ１０ＦＦする場合でもヒ
ステリシスクラッチの励磁室ｍｋ制御することにより、
ハンドルへの衝撃や騒音を発生せず、操舵補助の有無に
よる操舵感覚の不自然さを緩和できる効果がある。
【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ノ９ワ
ーステアリング装置の構成図、第２図および第３図はヒ
ステリシスクラッチの断面図と側面図、第４図および第
５図はヒステリシスクラッチの特性図、第６図はモータ
制御特性図、第７図および第８図はヒステリシスクラッ
チの車速制御特性図である。 １・・・ハンドル、３・・・トルクセンサ、５・・・第
１のピニオン軸、９・・・コントロールユニ：、／ト、
１０・・・車速センサ、１１・・・バッテリ、１３・・
・モータ、１４・−・ヒステリシスクラッチ、１５・・
・ウオーム軸、１６・・・ウオームホイール軸、１７・
・・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。 代理人　　　　大　　岩　　増　　雄 −リａ″１０１′１′）マ ニ 第４図 一１ａ１４ｒ７Ｌ（”／、ン テコｇ１ンづ升しケゴトル７二タテ→づジ第５図 ５）；、％１５二Ｅ）転ｅｔＮトノ’−７？４’：三２
第６里 ギ 羽？扼トルフ　ＴＨ（Ｋｌ；１．ＩＴ＋）第７図 一杖Ｖ 第８図 手続補正書（自発） 昭和　６介　３□１１Ｂ 特許庁長官殿　　　　　　　　　　　　　　　　６＼、
１、事件の表示　　　特願昭　６１−１３９０２３号２
、発明の名称 モータ駆動式パワーステアリング装置 訊補正をする者 代表者　志　岐　守　哉 ４、代理人 （連絡先０３（２１３）３４２１持許部）、・ご　′５
　補正の対象 明細前の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明の欄６　
補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の如く訂正する。 （２）明細書３頁４行の「する」を「す」と訂正する。 （３）７頁１行の「電流」の次に「もＪを加入する。 ７　添付書類の目録 訂正特許請求の範囲　　　　　　　１　通以上 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、直流モータと減速機の間に
挿入され、励磁電流の変化に応して上記モータの出力ト
ルクを操舵補助力として結合および離脱を連続的に制御
するビステリシスクラッチと、トルクセンサおよび車速
センサの信号を入力とじ車載バッテリを電源としてモー
タ電流およびヒステリシスクラッチ電流を制御するコン
トロールユニット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ク装置。 （２）ヒステリシスクラッチの励磁電流を車速の増加に
応じて減少するように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。 （３）ビステリシスクラッチの励ｇ１電流を任意の車速
で除々に通電または遮断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。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （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、直流モータと減速機の間に
    挿入され、励磁電流の変化に応じて上記モータの出力ト
    ルクを操舵補助力として結合および離脱を連続的に制御
    するヒステリシスクラッチと、トルクセンサおよび車載
    センサの信号を入力とし車載バッテリを電源としてモー
    タ電流およびヒステリシスクラッチ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. （２）ヒステリシスクラッチの励磁電流を車速の増加に
    応じて減少するように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。
  3. （３）ヒステリシスクラッチの励磁電流を任意の車速で
    徐々に通電または遮断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
    。
JP61139023A 1986-06-12 1986-06-12 モ−タ駆動式パワ−ステアリング装置 Pending JPS62292573A (ja)

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