JPS6229467A - 自動車用電動式パワステアリング装置の安全装置 - 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 本発明は自動車用電動式パワステアリング装置の安全装
置に関するものである。

従来の技術 自動車において、転舵時のハンドル操：乍の軽減をはか
るために、転舵操作時の操舵トルクを検出するトルクセ
ンサを設け、該トルクセンサにより検出した操舵トルク
を電気量に変換して、該電気量の変化に応じて電動モー
タの出力を可変的に制御し、該電動モータにて操舵トル
クに応じた操舵方向へのパワアシストを行うと共に、車
速を検出するｌ！速センサを設け、該車速センサの信号
により＠勤モータの出力を小さくし高速走行時のハンド
ルの切り過ぎを防ぐようにしだ電動式パワステアリング
装置は既に開う色されている（例えば特公昭４９−１８
０８号公＠呑照）。

発明が解決しようとする問題点 上記のような電動式パワステアリング装工改は、転柁慄
作時は油動モータの駆動によるパワアシストにて転舵方
向への操舵力は軽減されるが、トルクセンサ或いは制御
回路の故障等により過大なパワアシストが与えられてハ
ンドルがとられたりするような問題を生ずることがある
。

本発明はこのような問題に対処することを目的とするも
のである。

間頭点を解決するための手段 本発明は、ステアリングシャフトの捩りトルクを検出す
る僕りトルクセンサの捩りトルク信号と車速を咲出する
車速センサの車速信号とに基づきアシスト方向モータ電
流指令値を発するアシスト方向モータ電流指示部の該ア
シスト方向モータ［９，瀧指令１直と、転北角がある角
度以上のとき直穐方同に戻す方向に所定１直の戻し方向
モータ′電流指令値を発する戻し方向モータ４流ように
した電動式パワステアリング装置において、捩りトルク
センサ、重速センサ、舵角センサ、及び″ＫＬ動モータ
の電機子電流を検出する屯磯子？！流検出部からの各信
号のパルス成分をそれぞれ除去する一次遅れフィルタと
、該−次連れフィルタ群を聞過しパルス取分を除去さｎ
た各信号のうちいずれかが所定値以上となったとき電動
式パワステアリング装置のシステム遮断機構及び警告装
置を作動させろシステム異常信号を発するシステム異常
判別部とからなる安全装置を設けたことを％徴とするも
のである。

作用 本発明は上記の構成を採ることにより、捩りトルクセン
サ、車速センサ、舵角センサ等の各ｆ４センサから過大
な出力が生じた場合及び制傳卸路の故障等により電機子
電流が過大となった場合にＩ！Ｌ、動式パワステアリン
グ装置のシステム辿断磯構及び１告装置を作動させるこ
とができる。

実施例 以下本発明の一実施例を附図を参照して説明する。

第１図において、１はアシスト方向モータ 値Ｍ、流指示部であり、該ア方向モータ電流指令値モー
タ電流指示部１は、ステアリングシャフトの捩りトルク
を検出し捩りトルクに比例する信号ＶＴを発する捩りト
ルクセンサー１の捩りトルク信号ｖＴに応じて例えば第
２図の実線りで示すよりな関数に基づきアシスト方向モ
ータ電流指令値ｉを発する出力トルク値指示関数部１２
と、車速を検出して車速に比例する車速信号Ｓを発する
車速センサー３と、停止時には１で単速か大となるに従
って次第に小となる例えば１−に’８で表わされるより
な車速係数信号ｋを発し該車速係数信号ｋを上艶出力ト
ルク匝指示関数部１２のアシスト方向モータ可流指令ｉ
直ｉに乗算させる車速係数演′＃！１５１４とからなる
ものである。

２は戻し方向モータ電流指示部であり、該戻し方向モー
タ［流指示部２は、ステアリングハンドルのハンドル角
を検出する舵角センサ２１と、該舵角センサ２１の信号
により第６図に示すように転舵角がある角度１００１以
下での範囲では連続的に変化し、Ｉθ°１以上では直進
方向に戻す方向にある一定の戻し方向モータＩ流指令値
ｔθを発する戻しトルク値指示関数部２２とからなり、
上記アシスト方向モータ電流指示部１のアシスト方向モ
ータ電流指令値ｔと戻し方向モータ電流指示部２の戻し
方間モータｉ！流指令値りとを加算した加算信号にて制
（財）回路３を介して電動モータ４をｖＪＡ動し操舵機
構５にパワアシストを与えるようになっている。

ｇＩ　＄Ａ１回路３は、前記アシスト方向モータ電流指
令値ｔと戻し方向モータ電流指令値ｔθとの加′Ｒ信号
の正負を一判別する正は判別部３１と、該加算信号の絶
対値ｌｉ＋ｉθ１を採る絶対値、載換部３３と、該正負
判別部３１の信号にて電動モータの回転方向を決定する
と共に杷対嗅変呆部３３の電流指令値にて１！勤モータ
４を駆動させろ電動モータ駆動部３２と、電機子電光検
出部３５にて検出したｔ：ａモータの電機子電流と上記
絶対値変換部３３の電流指令値とを比較しデユーティ制
御を行つデューテイ側御部３４とからなる。

上記において、捩りトルク信号ＶＴに対するモータ電流
指令漬しの変化特性は第２図に示すように畔止時には車
速係数信号ｋが１となるため実練水りとなり車速信号Ｓ
が犬となるに従って次第に小となるので鎖練水Ｍを経て
点練水Ｈへと推移し、走行速度が増加するに従ってパワ
アシストを次第に減少させ適度の操舵反力を与えハンド
ルの切過ぎ等を防止することができる。

又転舵が終了しハンドルを直進状態に戻そうとするとき
操舵機構にはｔ？ＥＪモータの回転により下記のような
戻し力が与えられる。即ち、右転舵を行う場合のアシス
ト方向モータを流指令値を第６図のように正の値に設定
しておくと、この場合の戻り方間モータ１流片Ｊ令旬、
は負の１１薩となり、加−♀信号はｔ−器θであり、電
動モータ４は粘局第６図の実、尿示の指示関数をｔθだ
けに マイナス側平行＃劫させた第４図の点線にて示すような
関数にて指示される電流値にて：制御されろことになる
。そこで転舵が終了しハンドルを直進状態に戻そうとて
ろと、捩りトルクセンサ１１の捩つトルク信号はゼロ若
しくはゼロ近くになりアシスト方向モータ電流指令４Ｋ
　ｉはゼロとなる。しかし戻し方向モータ電流指示部２
は第６Ｎに示すように直進位置近くの転舵角がある角度
１θ０１になる１ではある一定の戻し方向モータ電流指
令置ｔθ乞発しつづけるようになっているので、上記ア
シスト方向モータ電流指令１直ｉがゼロとなると、制御
回路３に入力される加算信号は−りとなり、電動モータ
４は突し方間に回転し、りなろ電流値に相当てる戻し力
を操舵機構５に与える。従ってハンドル戻し時における
電動モータの慣性力やモータ減速機のフリクション等戻
し方向に抵抗として作用する力を打消すべき戻し方向出
力を得るようｔθを設定しておくことにより、ステアリ
ング装置は自動車が本来狩っているキャスタ効果等によ
って的確に直進位置方向に戻る。

ステアリング装置が直進位置近くになり転舵角がθ°以
内の範囲に入ると第３図のように舵角信号は徐々に零に
近ずくので制御回路３０制御特性も第４図点練水の状態
から徐々にプラス側に平行移動し戻し方向出力−〇も次
第に小となり直進位置の近傍にて電動モータの戻し方向
トルクはゼロとなり直進位置に戻ったところで制御回路
３０制御特性は第４図実練水の状態に戻ろ。

上記のような従来の電動式パワステアリング装ｆにおい
て本発明は、第１図に示すように捩りトルクセンサ１１
．車速センサ１３．舵角センサ２１．及び電機子電流検
出部３５からの各信号のパルス成分を除去する一次遅れ
フィルタ６１と、該−次連れフィルタ６１を通過しパル
ス成分を除去された各信号のうちいずれかが予じめ設定
された所定値以上となったとき電動式パワステアリング
装置のシステム遮断機構７及び袷告装置８を作動させる
システム異常信号を発する’％＝４−　　　　　システ
ム異常刊別部６２とからなる安全装置６を設けたことを
特徴とするものである。

捩りトルクセンサ、車速センサ、及び舵角センサ等の各
種センサは第５図（イ）に示すようなブリッジ回路又は
第５図（ロ）に示すようなポテンショメータ回路が一般
的に用いられて２つ、いずれの場合もｔ源端子Ａ、Ｂか
ら基準゛ぼ圧が供給され、ブリッジ回路の場合には差動
出力端子Ｃ９Ｄ１ポテンシヨンメ一タ回路の場合には出
力端子Ｃから出力電圧が得られるが、回路中でどちらか
の電源端子例えば電源端子Ａ側が断線したりすると、そ
のＭａ個所に応じてブリッジ回路の差動出力端子Ｃ，Ｄ
のいずれか一万或いはポテンショメータ回路の出力端子
Ｃから′ｗＬｍ端子Ｂ端子極側を待つ基準屯圧即ちセン
サの常用出力史囲を越えた高い１！圧が出力されること
になるので、捩りトルクセンサ１１の場合には極めて大
きな模りトルクを検出したことと同じになりその結果与
えられる大きなパワアシストのためハンドルが取られる
という不具合を生じ、又車速センサ１３の場合には車速
かゼロ或いは最高速となったことと１司じになり裾切り
時に相当する大きなパワアシストが与えられたり最扁速
時に相当する小さなパワアシストしか与えられないとい
う不具合が生じたり、或いは又舵角センサ２１の場合に
は逆方向に転並したことになり戻し方向モータて流指令
値ｌθの極性がアシスト方向モータ電流指令値ｉと同じ
になってしまい太き目のパワアシストが与えられるとい
う不具合が発生したりする。

又制御回路３の故障等により電動モータ４に常用範囲を
邊かに槍える電機子電流が流れ操舵機構５に過大なパワ
アシストを与えてしまい転蛇操作を不可能にしてしまう
ことがある。

上記のような不具合の発生を防止するために捩りトルク
センサ１１．車速センサ１３．舵角センサ２１．款び屯
１夛子屯流逆出都３５からの各信号はそのパルス成分を
吸収する桟籠を市するガえば単一の電気容量素子ケ用い
た低域１波器のような一次遅れフィルタ６１によりその
パルスＤＺ分を除去された陵、上記各信号のうちいずれ
かが各傷号毎にその常用出力範囲を越えた点に予じめ設
定された所定値以上となったときシステム異常信号を発
するシステム異常判別部６２に人力される。

上記システム異゛？に判別部６２のうちし１１えは捩り
トルクセンサ１１からの信号を扱う部分について説明す
ると、第６図のハツチした部分は操舵トルクに対する捩
りトルク信号ｖＴの常用出力範囲を示し、該′Ｊ、Ｔ用
出力範囲を魂えたところに侯りトルク信号ＶＴの所定値
が設定されており、−次遅れフィルタ６１によりパルス
成分を除去された捩りトルク信号ｖＴか上記所定値を稲
えたときシステム異常判別部６２レエシステム異常侶号
を発し、該システム異常信号により亀勧式パワステアリ
ング装置途の電源回路をオフとするシステム遮断機構７
を作動させてマニアル操舵に９Ｊ換えると共に置台装置
８を作動させて乗員に書告を与えることによりパワステ
アリング装置の安全性を高めるようになっている。

尚電動モータ４及び操舵機ａ！５間にクラッチ機構が設
けられている場合にはシステム遮断機構６として電動式
パワステアリング装置の電源回路をオフする代りにクラ
ッチ機構をオフさせてもよく或いは電源回路とクラッチ
機構の双方をオフさせてもよい。

発明の効果 上記のように本発明によれば、ステアリング車速１ｇ号
とに基づきアシスト方向モータ電流指令値を発するアシ
スト方向モータ′ｗＬ流指示部の該アシスト方向モータ
電流指令値と、転舵角がある角度以上のとき直進方向に
戻す方向に所定値の戻し方向モータ′ＷＬ流指令値を発
する戻し方向モータ電流指示部の該戻し方向モータ電流
市松を制御するようにした電動式パワステアリング装置
において、捩りトルクセンサ、車速センサ、舵角センサ
、及び電動モータの電機子電流を検出する電機子電流検
出部からの各信号のパルス成分をそれぞれ除去する一久
遅れフィルタと、該−次遅れフィルタ群を通過しパルス
成分を除去された各信号のうちいずれかが所定値以上と
なったとき電動式パワステアリングｇｃＫのシステム遮
断機構及び警告装置を作動させるシステム異常信号を発
するシステム異常判別部とからなる安全装置を設けたこ
とにより、涙りトルクセンサ、車速センサ、舵角センサ
等の各Ｉセンサの故障による過大な出力が生じた場合或
いは制御回路の故障等により１！磯子党流が過大となっ
た場合に電動式パワステアリング装置のｔ源回路或いは
クラッチ機構をオフとしハンドルの切り過ぎなどの不具
合の発生を防止できるもので構成の簡単なことと相俟っ
て多大の効果をもたらし得ろものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロックダイヤグラム
、第２図は捩りトルク信号に対するアシスト方向モータ
ーｙｔａ指令（ＩＭ％性図、第６図は戻し方向モータ電
流指令値特性図、第４図はアシスト方向モータ電流指令
値と戻し方向モータ電流指令値との加算値σつ特性を示
す図、第５図（イ）、（ロ）はセンサ内部の配線図、第
６図は安全装置が作動する範囲を示した侯りトルクに対
する捩りトルク信号特性図である。 １・・・アシスト方向モータ電流指示部、２・・・戻し
方向モータ電流指示部、３・・・制御回路、４・・・電
動モータ、５・・・操舵機構、６・・・安全装置、６１
・・・−次遅れフィルタ、６２・・・システム異常判別
部、７・・・システム速断機構、８・・・警告製電。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングシャフトの捩りトルクを検出する捩りトル
   クセンサの捩りトルク信号と車速を検出する車速センサ
   の車速信号とに基づきアシスト方向モータ電流指令値を
   発するアシスト方向モータ電流指示部の該アシスト方向
   モータ電流指令値と、転舵角がある角度以上のとき直進
   方向に戻す方向に所定値の戻し方向モータ電流指令値を
   発する戻し方向モータ電流指示部の該戻し方向モータ電
   流指令値との加算値にて制御回路を介して電動モータの
   回転を制御するようにした電動式パワステアリング装置
   において、捩りトルクセンサ、車速センサ、舵角センサ
   、及び電動モータの電機子電流を検出する電機子電流検
   出部からの各信号のパルス成分をそれぞれ除去する一次
   遅れフィルタと、該一次遅れフィルタ群を通過しパルス
   成分を除去された各信号のうちいずれかが所定値以上と
   なつたとき電動式パワステアリング装置のシステム遮断
   機構及び警告装置を作動させるシステム異常信号を発す
   るシステム異常判別部とからなる安全装置を設けたこと
   を特徴とする自動車用電動式パワステアリング装置の安
   全装置。