JPS63180568A - 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Ｉの舵取シ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。

〔従来の技術〕

従来、この種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問題点〕

しかしながら、従来のモータ駆動式・ぐワーステアリン
グ制御装置はモータへの通電々流と方向を制御するパワ
ー素子部を構成する／セワー素子が破損すると、ハンド
ルが片側のみ軽くなる欠点を有していた、 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、パワー素子の破損時にハンドルが片側のみに軽く
なる点を防止でき、大幅なコストアップを伴なわず、安
全性の高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、モータを駆動するノセワー素子の開放を検出して
モータへの供給電流と電磁クラッチへの印加電圧を阻止
するコントロールユニットを設けたものである。

〔作　用〕 この発明においては、コントロールユニットにｊ　Ｆ）
　ｚＺクワ−子の開放を検出すると、コア　）　ｏ　−
ルユニットによシパヮー素子からモータへの供給電流を
断つとともに電磁クラッチへの印加電圧をしゃ断する。

〔実施例〕

以下、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
はその一実施例の構成を示す概略図である。

この第１図において、１は運転者の操舵回転力を受ける
ハンドルであフ、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である。

このハンドルｌとトルクセンサ３との間において、ハン
ドルｌは第１のステアリングシャフト２ａを介し°ｃｉ
ｉｇｌのユニバーサルソヨイン）４ａに連結されておシ
、この第１のユニバーサルソヨイン）４ａは第２のステ
アリングシャツ）２ｂｅ介して第２のユニバーサルソヨ
イン）４ｂに連結されている。ｖ、２のユニバーサルソ
ヨイン）４ｂは第３のステアリングシャフト２ｃを介し
てトルクセンサ３に連結されている。

トルクセンサ３は第４のステアリングシャフト２ｄを介
して減速機１６に連結されている。トルクセンサ３の出
力はコントロールユニット９内の操舵トルク測定手段９
ａ（第２図にょ勺後述する）に送出するようになってい
る。

減速機１６は電磁クラッチ１５とビニオン軸５間に挿入
されている。このビニオン軸５には、ラック軸６のラッ
ク歯部６ａと噛合して込る。

ラック軸６の両端はそれぞれタイロッド７ａ。

７ｂを介してボールソヨイント８ａ、８ｂに連結されて
いる。

一方、１２は車載用のバッテリである。バッテリ１２の
負極はアースされ、正極はキースイッチ１３を介してコ
ントロールユニット９に接続されているとともに、コン
トロールユニット９に直接接続されている。

コントロールユニット９Ｋｔｉ、車速セン２１０の出力
も゛入力されるようになっている。コントロールユニッ
ト９はモータ１４および電磁クラッチ１５の駆動制御を
行うようになっている。

ｔａクラッチ１５はモータ１４と減速機１６間の機械的
な連絡を上記コントロールユニット９の指示にしたがっ
て、結合または離脱することが可能になっている。

第２図は、第１図の実施例のコントロールユニット９の
具体的４１１＃成金示す構成図である。この第２図にお
いて、９ａは上記トノ−クセフサ３ニジの入力により、
操舵トルクを測定する操舵トルク測定手段、９ｂは車速
を測定する凰速測定手段である。

これらの操舵トルク測定手段９ａと厄速測定乎段９ｂは
縦ｆｔ１ｃ接続されておシ、！速測定手段９ｂの出力に
モータ電流測定手段９ｃに送出するようになっている。

この電流測定手段９ｃは後述の′１流センサ９ｊにより
、上記モータ１４への通電々流を測定するものである。

モータ電流記憶手段９ｄは操舵トルクおよび風速対応の
モータ１４の電流値を記憶保持するものである、 とのモータ゛成流記憶手段９ｄＫ記憶保持された値をモ
ータ名流決定手段９ｅにより読不出した値に決定し、次
段の・セワー素子オープン不良判定手段９ｆ、の出力が
開放出力の場合には零に、モータ電流決定手段９ｅがモ
ータ１４のＩ！を流を決定するようになっている。

・ぞワー素子オープン不良判定手段９ｆはモータエ４へ
の通電々光指示に対して、上記モータ電流測定手段９Ｃ
によるモータ電流測定値が零のとき、モータ１４への通
電々流および通電方向を制御する／ぞワー素子５９ｉｔ
ｌ−構成するパワー素子９ｉｌ〜９ｉ４の開放と判定出
力するものである。

電画クラッチ制御手段９ｇは少なくとも車速により定ま
る条件と、パワー菓子オープン不良判定手段９ｆの出力
条件によシ％電磁クラッチ１５を結合、または離脱する
制御を行うものである、ノにツー素子部制御手段９ｈは
モータを流決定手段９ｅの出力に基づき、Ａツー素子部
９１に対して、モータ１４への通電方向指示と通電々流
値を制御するためのオン、オフの指示を与えるようにな
って込る。

／々ワー素子部９１はこの／ぐワー素子部制征１手段９
ｈの出力に基づき、モータ１４の電流の方向および電流
値を制御する第１〜第４のパワー素子９１１〜９ｉ４よ
り構成されている。

この／ぐツー素子部９ｉＫ流れる電流値は電光センｖ９
ｊで測定するようにしている。

電流センサ９ｊｖｃ流れる電流に相当する電圧が上記モ
ータ電流測定手段９Ｃに加えるようになっている。

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図は凰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、エンジンの始動に際して、第５図のステップＳ１
でイニシャライズし、キースイッナ１３をオンすると、
電磁クラッチ１５がオンし、モータ１４と減速機１６が
機械的に連結される。

この状態で、ハンｐルｌ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図に示すようにモータ
１４の電流を制御するとともに。

ステップＳ２で操舵トルク測定手段９ａはトルクセンサ
３の出力を受けて操舵トルクを測定する。

第３図において、操舵トルクを右方向に増加すると、ａ
点でモータ１４をオンし、モータ１４および機械系の慣
性の影響を軽減するため、モータ１４にモータ電流Ｉｏ
ｒ（２〜ＩＯＡ程度）’Ｆ！Ｅ流を流すとともに、電流
センサ９ｊＫｆＩｆ、れる電流からモータ電流測定手段
９Ｃでモータ電流ＩＭｓを測定する（ステップＳ４）。

さらに、操舵トルクを増加し、ｂ点よシモータ電流を操
舵トルクに対してｒｘａ的に増大させ、Ｃ点にて１００
チ電流となる。

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−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１４は
オフする。このことは、左方向でも、はぼ同様な制御が
行なわれる。

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
モータ１４がオンし、モータ電流ＩＯＦが流れる。

さらに、トルクを増加すると、ｂ点からモータ１４の電
流を徐々に増加する制御を行なうため。

減速機１６への出力トルクは徐々に増加することになり
、ハンドルｌに加える運転者の力に厄じた補助トルクを
電磁クラッチ１５、減速機１６、ピニオン軸５を介して
、ラック歯部６ａに伝える。

このため、ハンドルｌは軽くなる。μ上は、この発明の
息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、ステップＳ３で
車速センサｌＯの出力から車速測定手段９ｂで測定し、
ステップＳ４でモータ電流を測定し、第４図に示すよう
に操舵トルクおよび車速に応じて予めモータ電流記憶保
持手段９ｄで保持された電流ＩＭＩをステップＳ５でモ
ータ電流決定手段９ｅが読み出して、この電流ＩＭＩに
てモータ電流の制御を行なう。

この電流ＩＭＩＯ値は、ｄ点の車速までは操舵トルクの
みに応じた値をとシ、４点以降は操舵トルク対応の値に
、車速に応じた減衰率を乗じた値に減少し、０点の車速
（！速ニアシスト減少惠速Ｖｘ）以降は機械系の慣性の
影響を軽減するため、一定の値ＩＯＦとする。

次に車速がｆ、ａ［車速＝アシスト遮断車速ｖｌ（Ｖｌ
　＞Ｖ２）　ｌ　　の値となると、モータ電流および電
磁クラッチ印加電圧ＥＶはともに零となシ、モータ１４
と減速機１６は離脱するので、ハンドルｌ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。

ところが、従来の装置においては、／＃ワー素子部９１
を構成するパワー素子９ｉ１〜９ｉ４が破損すると、ハ
ンドルｌの片側のみが軽くなって危険である欠点があっ
た。

、そこで、この発明では、モータ電流の通電指令時に、
ステップＳ６において、電流セン′＋ｊ９ｊによシ検出
されるモータ電流が零の場合には、・ぐワー素子オーグ
ン不良判定手段９ｆによシパワー素子オープン不良と判
定する。

・ｆワー素子オープン不良判定時には、ステップＳ６か
らステップＳ８に移行し％車速Ｖがアシスト遮断車速ｖ
ｌ　　より大、すなわちＶ　）　Ｖ、　　のとき、ステ
ップＳ９でパワー素子部制御手段９ｈによシモータ電流
を零となるようにするとともに、ステップ８１０で電磁
クラッチ制御手段９ｇによシミ磁りラッチ１５への印加
電圧を遮断し、補助負荷付勢のない状態とする。そして
、ステップ８１１でモータ電流指示値をＩＭからＩＭＯ
にモータ電流記憶手段９ｄに記録する。

また、ステップＳ６において、モータ電流が零でない場
合には、ステップＳ７に進み、このステップＳ７におい
て、七−夕電流が零でなければ。

ステップ８９〜Ｓｌｌの処理を行う、 さらに、ステップＳ８において、車速Ｖ　）　ｖｌでな
ければ、ステップ８１２で車速Ｖがアシスト減少車速ｖ
２　　よシ大、すなわちＶ　＞　Ｖ２　　ならステップ
８１３でモータ電流をＩＯＦからＩＭにして。

ステップｓ１４で電磁クラッチ制御手段９ｇにょシミ磁
りラッチ１５の結合制御を行い、ステップＳｌｌの処理
を行う。

また、ステップ８１２で車速がＶ　＞　Ｖ、でなければ
、ステップＳ１５でモータ電流をＩＭＩからＩＭにして
、ステップ８１４，８１１の処理を行う。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、コントロールユニット
の制御グロダラム変更により、パワー素子の開放を検出
し、モータの電流および電磁クラッチの印加電圧を遮断
するようにしたので、パワー素子の破損時にハンドルの
片側のみ軽くなる対策が、制御プログラム変更のみでで
き、大巾なコストアップを伴なわずに、安全性を高める
ことができる、

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のモータ駆動式ｔ’ｌｌワーステア
リング制御装置の一実施例の構成を示す概略図、第２図
は、第１図の一実施例のコントロールユニットの具体的
構成を示す図、第３図は同上実施例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図は同上実施例の制御プログラムのフローチャートで
ある。 ｌ・・・ハンドル、３・・・トルクセンサ、９・・・コ
ントロールユニツ）、９ｍ・・・操舵トルク測定手段。 ９ｂ・・・車速測定手段、９ｃ・・・モータ電流測定手
段、９ｄ・・・七−夕電流記憶手段、９ｅ・・・モータ
電流決定手段、９ｆ・・・パワー素子オープン不良判定
手段、９ｇ・・・電磁クラッチ制御手段、９ｈ・・・パ
ワー素子部制御手段、９１・・・／４ワー素子部、ｌＯ
・・・車速センサ、１２・・・バッテリ、１４・・・モ
ータ、１５・・・電磁クラッチ、１６・・・減速機。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車のハンドルの回転力を検出するトルクセン
   サ、車載用のバッテリから給電されるモータ、このモー
   タと減速機間の機械的な連結または離脱を行う電磁クラ
   ッチ、上記トルクセンサと車速センサの信号を入力して
   上記電磁クラッチとモータの制御を行いかつモータ電流
   の通電指令時に上記モータの通電々流と通電方向を制御
   するパワー素子部を構成するパワー素子の開放を検出す
   ると上記モータの電流の遮断および電磁クラッチの印加
   電圧を遮断するコントロールユニットを備えてなるモー
   タ駆動式パワーステアリング制御装置。
2. （２）コントロールユニットは、上記モータへの通電電
   流値および通電方向を制御するパワー素子部と、このパ
   ワー素子部に直列に挿入され、上記モータへの通電々流
   を検出するセンサと、この電流センサにより、上記モー
   タへの通電々流を測定するモータ電流測定手段と、上記
   モータへの通電指令時に、上記モータ電流測定手段によ
   り測定されるモータ電流が零のとき、上記パワー素子が
   オープン不良と判定するパワー素子オープン不良判定手
   段と、このパワー素子オープン不良判定手段の出力条件
   により、上記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とを備えたことを特徴とす
   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
   アリング制御装置。