JPS6320272A - 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回転力で補助
付勢するモータ駆動式パワーステアリレグ制御装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のパワーステアリング装置は、モータの駆
動力を減速機を介してギヤまたはベルト等の伝達機構に
よりステアリングシャフトあるいはラック軸に補助付勢
するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のパワーステアリング装置は、前輪の
左右ロック位置などの操舵補助力が大きな部分で連続的
に使用した場合、モータおよびモータを制御するパワー
素子が発熱による温度上昇によって破壊されるという問
題があった。

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、温度上昇によるモータやパワー素子の破壊を
防止し、かつ操舵異和感の少ない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、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と、モータ電流が所定値以上の
状態が所定時間以上持続した場合に過電流状態と判定出
力する過電流通電判定手段と、通常は操舵トルクに応じ
た電流値に過電流通電判定手段の出力が過電流通電状態
の判定出力の場合は所定時間にて零または所定値となる
ように段階的に減少させた値にモータ電流を決定するモ
ータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段の出力に
基づきモータ電流を制御するモータ電流制御手段と、少
なくとも車速により定まる条件にて電磁クラッチを結合
または離脱する制御を行なう電磁クラッチ制御手段とを
備えたものである。

〔作　用〕

この発明においては、モータへの通電電流が所定値以上
の状態が所定時間以上持続した場合には、モータ電流を
所定時間にて零となるように段階的に減少してモータや
パワー素子の温度上昇による破壊を防止することができ
る。また、モータやパワー素子の温度上昇時定数に応じ
て連続的にモータ電流を減少していくため操舵異和感が
少な（、かつ安全性の高いパワーステアリングとなる。

〔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
図はこの発明によるモータ駆動式パワーステアリング制
御装置をブロック回路図を含んだ構成図を示すもので、
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、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＝３− クセンサ、４ａは第１のユニバーサルジヨイント、４ｂ
は第２のユニバーサルシフインド、２ａはハンドル１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のユニバーサルジヨイ
ント４８間を連結する第２のステアリングシャフト、２
ｃは第１のユニバーサルシフインド４ａと第２のユニバ
ーサルジンインド４ｂ間を連結する第３のステアリング
シャフト、５は第２のユニバーサルシフインドに連結さ
れる第１のピニオン軸、６はこのピニオン軸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を有す
るラック軸、７ａは一方のタイロッド８ａと第１のラッ
ク歯部６ａの端部とを連結する一方のボールジ肩インド
、？ｂは他方のタイロッド８ｂと第２のラック歯部６ｂ
の端部とを連結する他方のポールジ旨インドである。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、１１は車載バッテリ、１２はキースイッチ、１３
は分巻または磁石界磁を有する直流モータで、上記バッ
テリ１１からコントルールユニット９を一４＝ 介して駆動される。１４ばモータ１３の出力軸に連結さ
れ、減速機を形成するウオーム軸、１５はこのウオーム
軸１４と噛み合って駆動するウオームホイール軸、１６
はこのホイール軸１５と第２のラック歯部６ｂと噛み合
う第２のピニオン軸１７の間の機械的な連結をコントロ
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
電磁クラッチ、１８はハンドル１の操舵角を検出する操
舵角センサである。

第２図はフントロールユニット９のブロック回路図を示
し、９ａばトルクセンサ３がらの入力によりｅ舵トルク
を測定する操舵トルク測定手段、９ｂは車速センサ１０
の入力により車速を測定する車速測定手段、９ｃはモー
タ電流値が所定値以上の状態が所定時間以上持続した場
合には過電流通電状態と判定出力する過電流通電判定手
段、９ｄは通常は操舵トルクに応じた電流値に、過電流
通電判定手段９ｃの出力が過電流通電状態の判定出力の
場合は所定時間にて零または所定値となるように段階的
に減少させた値にモータ電流値を決定するモータ電流決
定手段、９ｅはこのモータ電流決定手段９ｄの出力に基
づき、モータ電流を制御するモータ電流制御手段、９ｆ
は少なくとも車速により定まる条件にて電磁クラッチ１
６を結合、または離脱する制御を行なう電磁クラッチ制
御手段である。

次に動作を第３図〜第７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７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、ウオームホイール軸
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１３の電流を制
御する。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、■。、（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加させ
、０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０点よりモータ電流は減少し、ｂ点でＩ。

Ｆのモータ電流値となる。さらにトルクが減少してａ点
となると、モータはオフする。この乙とは左方向でも同
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点にてモータはオンし、ＩｏＦのモータ
電流が流れる。さらにトルクを増加するとｂ点からモー
タ電流を徐々に増加する制御を行なうため、ウオーム軸
１４への出力トルクは徐々に増加することになり、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
ムホイール軸１５、電磁クラッチ１６、第２のピニオン
軸１７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１は軽くなる。以上はこの装置の車の停止
時における動作である。

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は６点車速（車速＝Ｖ２）にてＩ
。１の電流に減少させ、０点車速（車速＝■、）にて電
磁クラッチ１６の印加電圧と共に零にする。このためウ
オームホイール軸１５と第２のピニオン軸１７は離脱す
るので、ハンドルを廻す運転者にとっては補助付勢のな
いステアリングとなる。ところで、車の停止時の操舵の
ように前輪左右ロック位置付近まで操舵する場合は、第
５図および第７図に示すように制御する。

第５図はモータ１３への通電電流が所定値以上の状態が
所定時間以上持続したときのモータ電流の時間に対する
減少制御特性図で、この図においてモータ１３の電流が
所定電流値■。。（例えば１５〜２５Ａ）をこえた状態
が所定時間Ｔ０８（例えば１０秒〜１分）持続した場合
には、モータ１３およびコントロールユニット９の一部
を構成し、モータへの通電を制御するパワー素子が温度
上昇により破壊へ至るのを防止するため第７図に示した
フローチャートによって制御する。すなわち、時−８＝ 間の経過に従って徐々に減じていく減衰定数町を操舵ト
ルクに応じたモータ電流■ゎに乗した値にてモータ電流
を制御する。この結果、モータ電流は徐々に減少し所定
時間（例えば３０秒〜５分）にて零となり、電磁クラッ
チ１６の印加電圧も同時に零に制御されてウオームホイ
ール軸１５と第２のピニオン軸１７は離脱し、補助付勢
のないステアリングとなる。

なお、第６図は他の実施例によるモータ電流の時間に対
する減少制御特性図で、この図のようにモータ電流の減
少制御時に零とするのではなく、所定電流値にて保持し
ても上記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、モータへの通電
電流が所定値以上の状態が所定時間以上持続した場合に
モータ電流を所定時間にて零となるように段階的に減少
し、モータおよびパワー素子が温度上昇により破壊に至
るのを防止することができる。また、モータやパワー素
子の温度上昇時定数に応じて連続的にモータ電流を減じ
ていくため、操舵異和感が少なく、安全性の高いパワー
ステアリングとなるなどの効果がある。

【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パワー
ステアリング制御装置の構成図、第２図はコントロール
ユニットのブロック回路図、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図はモータへ
の通電電流が所定値以上の状態が所定時間以上持続した
ときのモータ電流の時間に対する減少制細特性図、第６
図は他の実施例によるモータ電流の時間に対する減少測
部特性図、第７図は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・・・コントロールユ
ニット、９ａ・操舵トルク測定手段、９ｂ・・・車速測
定手段、９Ｃ・・過電流通電判定手段、９ｄ・・モータ
電流決定手段、９ｅ・・・モータ電流制御手段、９ｆ・
・電磁クラッチ制御手段、１０・・・車速センサ、１１
・・バッテリ、１３・・モータ、１４・・・ウオーム軸
、１６・・電磁クラッチ、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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車速を検出する車速センサと、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
   ンサと、上記車速センサとトルクセンサの信号を入力と
   するコントロールユニットと、車載バッテリからコント
   ロールユニットを介して駆動される直流モータと、モー
   タの出力軸に直結され、コントロールユニットによって
   結合または離脱する電磁クラッチとを備えたモータ駆動
   式パワーステアリング制御装置において、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
   測定手段と、モータ電流が所定値以上の状態が所定時間
   以上持続した場合に過電流状態と判定出力する過電流通
   電判定手段と、通常は操舵トルクに応じた電流値に上記
   過電流通電判定手段の出力が過電流通電状態の判定出力
   の場合は所定時間にて零または所定値となるように段階
   的に減少させた値にモータ電流を決定するモータ電流決
   定手段と、このモータ電流決定手段の出力に基づきモー
   タ電流を制御するモータ電流制御手段と、少なくとも車
   速により定まる条件にて電磁クラッチを結合または離脱
   する制御を行なう電磁クラッチ制御手段とを備えたこと
   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
   。