JPS6343865A - 電動式パワ−ステアリングの制御装置 - 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、ステアリングホイールの操舵トルクに応じ
て操舵補助トルクを発生するパワーステアリング用電動
機を有する電動式パワーステアリングにおいて、パワー
ステアリング用電動機の作動により、バッテリ電圧が低
下したときにこれを補償するようにした電動式パワース
テアリングの制御装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の電動式パワーステアリングにおいては、ステア
リングギヤ機構に連結したパワーステアリング用電動機
によってステアリングホイールの操舵トルクに応じた操
舵補助トルクを発生させ、これによりステアリングホイ
ールの操舵力の軽減を計るようにしている（例えば特開
昭５８．−８４６７号公報参照）。このため、パワース
テアリング用電動機の定格出力が車両に搭載されている
他の電動機例えばワイパーモータ、パワーウィンドモー
フ等に比較して遥かに高く選定されているのが一般的で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の電動式パワーステアリングに
おいては、パワーステアリング用の電動機の定格出力が
大きいので、これによる電力消費量も当然太き（なり、
車両に搭載された電源（オルタネータ及びバッテリ）の
負担が増加する。

このため、例えば冬期の夜間で降雨時のような状況では
、ヘッドライト、ワイパー、ヒーターブロワ、リヤデフ
ォツガ−などの比較的電力消費量の多い電気機器を作動
させており、しかもバッテリは低温のためにその能力が
低下しているので、この状態で電動式パワーステアリン
グで据切りを行うと、パワーステアリング用電動機の電
力消費量が多いことから電源の電圧が下がり、同一電源
から電力を供給しているエンジン制御系が不作動状態と
なってエンジン停止状態となるおそれが高いという問題
点があった。

この問題点を解決するために、バッテリ及びオルタネー
タを大容量のものに変更することも考えられるが、この
場合には、バッテリ及びオルタネータを既存のものと交
換する必要があり、製造コストが嵩むと共に、重量の増
加やスペースの確保に難点があり、実用的ではない。

また、パワーステアリング用の電動機を、寸法的に大形
化して、特性上より効率のよい作動点で電動機が作動す
るようにすることも考えられるが、この場合も上記と同
様に製造コストが嵩むと共に、重量の増加やスペースの
確保に難点があり、実用化は困難である。

本発明は、上記従来例の問題点に鑑みなされたものであ
って、パワーステアリング用の電動機による電力消費量
が増加して、電源電圧が降下したときに、車両の走行状
態に支障を来さないパワーステアリング用電動機を含む
電気機器に対する電力供給を制限することにより、電源
電圧を所定値以上に維持し、もって上記従来例の問題点
を解決することを目的としている。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明では、上記問題点を解決するために、ステアリン
グホイールの操舵トルクに応じて操舵補助トルクを発生
するパワーステアリング用電動機を有する電動式パワー
ステアリングにおいて、前記パワーステアリング用電動
機に供給するバッテリの電源電圧が所定値以上の正常状
態であるか所定値未満の異常状態であるかを検出する電
源電圧異常検出回路と、該電源電圧異常検出回路の検出
結果が異常状態であるときに、前記バッテリに接続され
た車両の走行に支承のない前記パワーステアリング用電
動機を含む電気機器への電力供給を制限する電力制限回
路とを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の作用は、バッテリの電源電圧を電源電圧異常検
出回路で検出し、ステアリングホイールを操舵せず、パ
ワーステアリング用電動機が非作動状態にある通常状態
では、バッテリの電圧不足でない限り他の電気機器での
電力消費量がさほど多くないので、バッテリの電源電圧
は所定電圧以上となっており、電源電圧異常検出回路か
らは、正常状態を表す検出信号が出力され、この状態で
、使用されている電気機器に所定の電力を供給する。

この状態で、ステアリングホイールを操舵することによ
り、パワーステアリング用電動機が作動状態となって操
舵補助力を発生する状態となると、このパワーステアリ
ング用電動機の消費電力によってバッテリの電源電圧が
低下する。このとき、バッテリが定格電圧を維持してい
る状態では、その電源電圧の低下分によって所定値未満
となることがなく、上記と同様にパワーステアリング用
電動機及び他の電気機器が正常に作動される。

しかしながら、ステアリングホイールの操舵によるパワ
ーステアリング用電動機の作動によって、バッテリの電
源電圧が所定値未満となると、これが電源電圧異常検出
回路で検出され、この電源電正異常検出回路から異常検
出信号が出力される。

この異常検出信号が電力制限回路に供給されると、この
電力制限回路で、車両の走行に支障のない電気機器例え
ばヒータプロア、リヤデフォツガ等にバッテリから供給
する電力を制限する。これによってバッテリの消費電力
を低下させて、パワーステアリング用電動機の作動を確
保する。

また、少なくとも電力制限回路で、車両の走行に支障の
ない電気機器に対する電力を制限してもなおバッテリの
電源電圧が所定値より低下する場合には、パワーステア
リング用電動機に供給する電力を制限することにより、
バ・ノテリの電源電圧を所定値以上に維持してエンジン
制御回路等の車両の走行に必要な電気機器の作動を維持
する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明による電動式パワーステアリングの制御
装置の一実施例を示すブロック図である。

図中、１はステアリングホイールの操舵に応じて生じる
操舵トルクを検出するトルクセンサであって、このトル
クセンサ１は、ステアリングホイールが中立状態にある
状態で、所定値の中立電圧ＶＮを出力し、これよりステ
アリングホイールを右切りすると、そのときの操舵トル
クに応じて中立電圧■９より高い電圧Ｖ、を、左切りす
ると中立電圧ＶＮより低い電圧■、をそれぞれトルク検
出信号として出力する。２は車速に応じたパルス信号を
出力する車速センサである。

トルクセンサ１のトルク検出信号は、バッファアンプ３
を介して、車速センサ２の車速検出信号は周波数−電圧
変換回路４を介してそれぞれパワーステアリング制御装
置５に入力される。

このパワーステアリング制御装置５は、パワーステアリ
ング用電動機６の制御特性を選定する制御特性選定回路
７と、この制御特性選択回路７の出力電圧が供給される
電動機駆動回路８と、電動機６の負荷電流を検出する電
流検出器９と、この電流検出器９の電流検出信号が供給
される電流制限回路１０、大電流時間制限回路１１及び
電動機電流異常検出回路１２と、バッテリＢに接続され
た電源リレーを含む電源回路１３と、バッテリＢの電源
電圧を検出し、これが所定値以上であるか否かを検出す
る電源電圧異常検出回路１４と、この電源電圧異常検出
回路１４の異常検出信号に応じて電動機６及び他の車両
の走行に支障を生じない例えばヒータブロア、リヤデフ
ォツガ等の電力を制限する電力制限回路１５と、トルク
センサ１の中立電圧を検出したときに、論理値”　ｏ　
”の検出信号を出力する中立検出回路１６及びトルクセ
ンサ１の異常を検出するトルクセンサ異常検出回路１７
とを備えている。

制御特性選定回路７は、第２図に示すように、トルクセ
ンサ１のトルク検出信号がバッファアンプ３を介して入
力される入力端子７ａとこの入力端子７ａに抵抗Ｒ８を
介して接続された出力端子７ｂと、抵抗Ｒ１と出力端子
７ｂとの接続点と接地との間に接続された抵抗Ｒ２とフ
ォトカプラ７Ｃを構成するフォトトランジスタＴｒ＋と
の並列回路と、周波数−電圧変換回路４で電圧に変換さ
れた車速検出信号ＤＶ、電流制限回路１０の出力ＲＩ及
び大電流時間制限回路１１の出力ＲＴ、及び電力制限回
路１５から出力される異常検出出力Ａ３がそれぞれダイ
オードＤ１〜Ｄ４を介して非反転入力側に入力されるオ
ペアンプ７ｄと、その出力側にベースが接続されたトラ
ンジスタＴｒｚとを備えている。そして、トランジスタ
Ｔｒｚのコレクタがフォトカプラ７Ｃを構成する発光ダ
イオードＤ５を介してコントローラ電源に、エミッタが
抵抗Ｒ３を介して接地にそれぞれ接続され、且つトラン
ジスタＴｒｚのエミッタと前記オペアンプ７ｄの負の入
力側とが接続されている。

電動機駆動回路８は、制御特性選定回路７の出力が供給
されると共に、前記電動機６の端子間電圧を検出する端
子電圧検出回路８ａの電圧検出出力がフィードバック信
号として供給される例えば差動増幅回路で構成されたフ
ィードバンク回路８ｂと、その出力が供給されこれに応
じたデユーティ比のパルス出力Ｐａ及びその反転パルス
出力Ｐｂをそれぞれ出力するパルス幅変調回路８Ｃと、
そのパルス出力Ｐａ及び反転パルス出力Ｐｂを接地にｇ
ｊＪ路するバイパス回路８ｄと、電動機６の両端子間に
接続されたトランジスタブリッジ回路８ｅとを備えてい
る。ここで、パルス幅変調回路８Ｃは、そのパルス基本
周波数が可聴範囲以下となる約１５〜２０ｋ）ｌｚに選
択され、且つフィードバック回路８ｂの出力に応じて、
トルクセンサ１の出力が中立電圧Ｖ、４であるときには
、パルス出力Ｐａのオン・オフ比が５０　：　５０とな
り、従って反転パルス出力ｐｂのオン・オフ比も５０：
５０となり、ステアリングホイールを右切り状態（又は
左切り状態）とすると、パルス出力Ｐａがそのときのト
ルク値に応じてオン・オフ比が５０：５０から１００：
Ｏ（又はＯ：１００）（直流レベル）まで連続的に変化
し、反転パルス出力ｐｂがその反転出力となる。

また、バイパス回路８ｄは、中立検出回路１６の中立検
出信号ＳＮがインバータ８ｆを介して供給されると共に
、後述する車速判定回路２５の判定出力が供給され、こ
れらの何れかが論理値パ１“であるときに、パルス出力
Ｐａ及びｐｂを接地に回路する。

さらに、トランジスタブリッジ回路８ｅは、４個のトラ
ンジスタＴｒ３〜Ｔｒ６が正の直流電源及び接地間にト
ランジスタＴｒ＋及びＴｒ４の直列回路とトランジスタ
Ｔｒｓ及びＴｒ６の直列回路とが並列に接続され、トラ
ンジスタＴｒ３及びＴｒａの接続点とトランジスタＴｒ
５及びＴｒｂの接続点との間に前記パワーステアリング
用電動機６が接続されている。

そして、トランジスタＴｒ３及びＴｒｂのベースにパル
ス幅変調回路８ｃのパルス出力Ｐａが、トランジスタＴ
ｒ４及びＴｒ、のベースにパルス幅変調回路８Ｃの反転
パルス出力ｐｂがそれぞれ供給されている。

大電流時間制限回路１１は、モータ駆動電流が通常使用
される最大値に近い設定されたレベルに達し、さらにそ
れ以上電流が流れ続けようとするとき、その通電時間を
設定し、通電時間経過後に一定の特性のもとに電流値を
減少させてモータ及び駆動トランジスタの保護を行うた
めの回路であって、第３図に示すように構成されている
。

すなわち、電流検出器９の検出電圧Ｖ、が供給され、こ
れと予め設定された時間制限を作動させる設定電流値と
を比較し、検出電流が設定電流値を越えたときに検出信
号を出力する大電流検出部３１と、その検出信号を受け
て予め設定された時間後に信号を出力するタイマ一部３
２と、その出力信号を受けて定常の出力信号レベルに対
して予め設定された変化率で出力信号レベルを徐々に変
化させる出力暫増回路３３とを備え、タイマ一部３２及
び出力暫増回路３３のそれぞれに操舵状態が中立位置に
戻ったことを検出する中立検出回路１６の中立検出信号
がリセット信号として供給されている。出力暫増回路３
３の出力が大電流時間制限出力ＲＴとして、前記制御特
性選定回路７に対して出力され、この出力に基づき制御
特性選定回路７は、所定の出力特性に従ってモータを駆
動する電流を減少させるように作動する。

この大電流時間制限回路１１の具体的な実施例を第４図
に示す。

大電流検出部３１は、比較回路としてのオペアンプ３１
ａ、可変抵抗３１ｂ及びプルアップ抵抗３１ｃで構成さ
れ、オペアンプ３１ａで、その反転入力側に入力される
電流検出器９からのモータ駆動電流に比例した検出電圧
Ｖ、と、非反転入力側に入力される可変抵抗器３１ｂに
よって設定された設定電圧ｖ、ｌとを比較し、検出電圧
Ｖ、が設定電圧ＶＲを越えた時に出力側から出力される
大電流検出信号ＳＬを論理値パ１″から論理値”　ｏ　
”に反転させる。

タイマ一部３２は、モノステーブルマルチバイブレーク
３２ａと、Ｄ型フリップフロップ３２ｂと、インバータ
３２ｃと、モノステーブルマルチバイブレーク３２ａ側
の抵抗３２ｄ、可変抵抗３２ｅ及びコンデンサ３２ｆで
なる時定数回路と、Ｄ型フリフプフロップ３２ｂ側の抵
抗３２ｇ及びコンデンサ３２ｈでなる微分回路とで構成
され、大電流検出部３１の検出信号ＳＬが論理値”　ｏ
　”に反転すると、抵抗３２ｄ２可変抵抗３２ｅの各抵
抗値及びコンデンサ３２ｆの容量で決定される設定時間
経過後にＤ型フリップフロップ３２ｂの出力信号が論理
値“１”から論理値“°０”に反転する。なお、Ｄ型フ
リップフロップ３２ｂの出力側には、ダイオード３２ｉ
を介して大電流検出部３１の検出信号ＳＬが供給されて
おり、検出信号ＳＬが論理値″１°“であるときには、
常にタイマー出力ＳＴが論理値“１′となるようにされ
ている。

出力暫増回路３３は、ベースにタイマー出力ＳＴが抵抗
３３ｅを介して供給されるＰＮＰ型トランジスタ３３ａ
と、そのエミッタに介挿された抵抗３３ｂ及びコンデン
サ３２ｃと、コンデンサ３２Ｃと並列に接続されたツェ
ナーダイオード３３ｄとを備えており、タイマー出力Ｓ
Ｔが論理値°“０”に反転すると、トランジスタ３３ａ
が導通状態となり、抵抗３３ｂを介してコンデンサ３３
Ｃが充電され、抵抗３３ｂとコンデンサ３３Ｃの接続点
の電圧が、抵抗３３ｂの抵抗値とコンデンサ３３Ｃの容
量とによって決定される充電電圧特性に応じて上昇し、
この電圧が大電流時間制限出力ＲＴとして制御特性選定
回路７に出力される。

そして、中立検出回路１６から中立検出信号が出力され
ると、これがリセット信号としてタイマ一部３２のモノ
ステープルマルチバイブレーク３２ａに直接、Ｄ型フリ
ップフロップ３２ｂにインバータ３２ｊを介してそれぞ
れ供給され、これらがリセットされて定常状態に復帰す
ると共に、出力暫増回路３３のコンデンサ３３Ｃが放電
される。

電源回路１３は、第２図に示すように、バッテリＢの正
極側に接続される入力端子１３ａと、この入力端子１３
ａにダイオードＤ６を介して接続された出力端子１３ｂ
と、この出力端子１３ｂ及びダイオードＤ６の接続点及
び接地間に介挿されたツェナダイオードＤ７と、入力端
子１３ａ及びダイオードＤ６の接続点に接続された電源
リレー１３ｃとを備えており、ダイオードＤ６及びツェ
ナダイオードＤ、によって、コントローラに対する、逆
接続及び異常高電圧の保護を行うようにしている。ここ
で、電源リレー１３Ｃは、そのリレーコイルβの一端が
前記ツェナダイオードＤ、及び出力端子１３ｂの接続点
に、他端がリレー駆動回路を構成するスイッチングトラ
ンジスタＴｒ−ｔを介して接地にそれぞれ接続されてい
る。なお、Ｄ８はリレーコイルｌのサージ電圧吸収用の
ダイオードである。

電源電圧異常検出回路１４は、第２図に示すように、電
源回路１３のダイオードＤ８のカソード及び接地間に直
列に接続された抵抗Ｒ３〜Ｒ３と、ダイオードＤ８及び
抵抗Ｒ３の接続点と接地との間に直列に介挿されたツェ
ナダイオードＤ、及び抵抗Ｒ６と、ツェナダイオードＤ
、及び抵抗Ｒ６の接続点にベースが接続されエミッタが
接地に、コレクタが抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４の接続点にそ
れぞれ接続されたトランジスタＴｒｓとで構成され、抵
抗Ｒ４及び抵抗Ｒ６の接続点の分圧電圧Ｖ、が異常検出
信号として前記電源回路１３のトランジスタＴｒ７のベ
ースに供給されている。

電力制限回路１５は、第２図に示すように、電源電圧異
常検出回路１４の抵抗Ｒ３及びＲ１の接続点の分圧電圧
Ｖ２が異常検出信号として供給されるコンパレータ１５
ａ及び１５ｂと、それらの出力と中立検出回路１６の中
立検出信号ＳＮとが入力されるＡＮＤ回路１５ｅ及び１
５ｆと、ＡＮＤ回路１５ｅ及び１５ｆの出力がセント信
号として、中立検出信号ＳＮがインバータ１５ｇ及び１
５ｈによって反転されてリセット信号としてそれぞれ供
給されるＲＳフリップフロップ１５ｉ及び１５ｊと、電
源電圧異常検出回路１４の分圧電圧ｖ１が抵抗Ｒ１を介
して反転入力側に供給される反転増幅器１５Ｃと、電源
電圧異常検出回路１４の抵抗Ｒ３及びＲ４の接続点及び
接地間に接続されたサイリスタ１５ｄとで構成されてい
る。ここで、コンパレータ１５ａ及び１５ｂのそれぞれ
は、反転入力側に可変抵抗ＶＲ，で分圧された設定電圧
ＶＬＩ及びＶ　Ｌ　ｚを供給することにより、非反転入
力側に供給される電源電圧異常検出回路１４の分圧電圧
Ｖ、に対して出力が高レベルとなる電圧が設定されて電
力制限出力Ａ、、Ａ２がそれぞれ出力される。なお、コ
ンパレータ１５ａ及び１５ｂの設定電圧は、コンパレー
タ１５ａの設定電圧ｖＬ。

がコンパレータ１５ｂの設定電圧ＶＬＺに比較して高い
値に設定されている。また、反転増幅器１５Ｃは、その
反転入力側に可変抵抗■Ｒ２及び抵抗Ｒ９によって調整
される電源電圧が印加され、これによって反転入力側に
供給される電源電圧異常検出回路１４からの入力電圧ｖ
１が前記コンパレータ１５ｂの設定値より小さい値とな
ったときに、これに応じた反転出力を出力するように構
成されている。さらに、サイリスタ１５ｄには、そのゲ
ートにパワーステアリング用電動機６の電流異常検出回
路１２及びトルクセンサ１の異常検出回路１７からの異
常検出信号が供給され、これらが例えば論理値“′１′
′であるときに導通状態となる。

そして、電力制限回路１５のＲＳフリップフロップ１５
ｉ及び１５ｊから出力される電力制限出力Ａ１及びＡ２
がそれぞれヒータブロア１８及びリヤデフォツガ１９の
電源回路に介挿されたリレー２０及び２Ｉを駆動するリ
レー駆動回路２２及び２３のスイソチイングトランジス
タＴｒｑ及びＴｒｌｏに供給される。

一方、車速センサ２のパルス信号を電圧に変換する周波
数−電圧変換回路４の出力が車速判定回路２５に供給さ
れ、この車速判定回路２５で車速か所定設定車速以上と
なると、出力がクラッチ駆動回路２Ｇに出力され、これ
によって前記パワーステアリング用電動機６及びステア
リングギヤ機構間に介挿されたクラッチ２７を断状態に
制御すると共に、前記電動機駆動回路８のバイパス回路
８Ｃを作動状態に制御する。

以上が本発明の一実施例の構成であるが、次にその動作
を説明する。

今、車両が停車状態にあって、バッテリＢの出力電圧が
略定格電圧であり、ステアリングホイールを操舵してお
らず、トルクセンサ１から所定の中立電圧Ｖ８が出力さ
れており、且つ車速センサ２からパルス出力が得られず
、周波数−電圧変換回路３の出力が零であるものとする
。この停車状態では、電ａ回路１３から定格電圧Ｖ、が
出力されており、これに応じて電源電圧異常検出回路１
４の抵抗Ｒ４及びＲ５による分圧電圧Ｖ２が比較的大き
な値となっているので、リレー駆動回路を構成するトラ
ンジスタＴｒ７がオン状態となって、バッテリＢからの
定格電圧が電源リレー１３Ｃのリレーコイルβに通電さ
れ、これによってその接点が閉じてこの電源リレー１３
Ｃから電動機駆動トランジスタブリッジ８ｅ及びクラッ
チ回路２６に定格電圧Ｖ３が印加され、且つ電力制限回
路１５の反転増幅器１５ｃの出力は、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ
４とによる分圧電圧ＶＩが比較的高電圧となっているの
で、略零である。

そして、この状態では、バッファアンプ３の出力がトル
クセンサ１の中立電圧ＶＮに比例した値となっているの
で、これが制御特性選定回路７に供給される。この制御
特性選定回路７では、これに入力される他の電流制限回
路１０、大電流時間制限回路１１からの出力が略零であ
り、電力制限回路１５の反転増幅器１５ｃからの出力も
略零であるため、トランジスタＴｒｚがオフ状態を維持
し、フォトカプラ７ＣのフォトトランジスタＴｒ＋もオ
フ状態であるので、その抵抗Ｒ８及びＲ２の接続点での
分圧電圧Ｖ３が中立電圧となり、これが電動機駆動指令
値として電動機駆動回路８に供給される。

一方、バッファアンプ３の出力が中立電圧であるので、
中立検出回路１６からの論理値“′０パの検出信号Ｓ９
が電動機駆動回路８のバイパス回路８ｄにインパーク８
ｆを介して出力されており、このバイパス回路８ｄが作
動状態となって、パルス幅変調回路８Ｃのパルス出力Ｐ
ａ及びｐｂをそれぞれ接地に側路しているので、トラン
ジスタブリッジ回路８ｅの各トランジスタＴｒ＋〜Ｔｒ
ｂが全てオフ状態を維持し、パワーステアリング用電動
機６が停止状態に維持される。このように、一番電力消
費量の多いパワーステアリング用電動機６が停止状態で
あるので、バッテリＢの出力電圧は、定格状態を維持す
る。このとき、車速判定回路２５の出力は、車速か設定
値まで達せず、論理値′°０′”の状態にあるので、ク
ラッチ駆動回路２６によってクラッチ２７は接続状態に
制御される。

一方、電力制限回路１５のコンパレータ１５ａ及び１５
ｂは、電源電圧異常検出回路１４の電圧Ｖ、が設定電圧
ＶＬＩ及びＶＬ２を越えているので出力が論理値“０パ
となり、ＡＮＤ回路１５ｅ及び１５ｆの出力は中立検出
回路１６の検出信号Ｓｔ。

にかかわらず論理値“′Ｏ”となり、これがＲＳフリッ
プフロップ１５ｉ及び１５ｊのセント側に供給される。

このとき、中立検出回路１６の検出信号ＳＮは、中立状
態であるので論理値“０”であり、これがインバータ１
５ｇ及び１５ｈで論理値′“１”に反転されてＲＳフリ
ソプフロフブ１５ｉ及び１５ｊのリセット側に供給され
る。したがって、ＲＳフリップフロップ１５ｉ及び１５
ｊの出力Ａ、及びＡ２は、セント側が論理値”　ｏ　”
　、リセット側が論理値゛′１”となるので論理値“０
”となり、リレー駆動回路２２及び２３のトランジスタ
Ｔｒｑ及びＴｒ＋。が導通状態となって、リレー２０及
び２１がオン状態となり、ヒータブロア１８及びリアデ
フォツガ１９に電力を供給し得る状態となる。したがっ
て、これらヒータブロア１８及びリヤデフォツガ１９の
電源スィッチ（図示せず）をオン状態とすることにより
、これらヒータブロア１８及びリヤデフォツガ１９を作
動状態とすることができる。

そして、この停車状態で、ステアリングホイールを例え
ば右切りして所謂据切り状態とすると、トルクセンサ１
からステアリングホイールに加えた操舵トルクに応じた
中立電圧ＶＮより高い右切り電圧ｖ）ｌが出力される。

この右切り電圧Ｖ）Ｉがバッファアンプ３を介して中立
検出回路１６に供給されるので、その出力は、今までの
論理値″１′から論理値“１′”に反転され、電動機駆
動回路８のバイパス回路８ｄが非作動状態となると同時
に、バッファアンプ３の出力が、制御特性選定回路７に
供給されるので、この制御特性選定回路７からトルク検
出出力ｖＨに応じた比較的高電圧の電動機駆動指令値が
電動機駆動回路８に出力される。

この状態となると、フィードバック回路８ｂに供給され
ているフィードバック電圧は零であるので、このフィー
ドバック回路８ｂから比較的高電圧の出力がパルス幅変
調回路８Ｃに供給され、これからオン・オフ比を例えば
１００：Ｏに近い状態とするパルス出力Ｐａが出力され
ると共に、その反転パルス出力ｐｂが出力される。これ
らパルス出力Ｐａ及びｐｂがそれぞれトランジスタブリ
ッジ回路８ｅのトランジスタＴｒｚ、　Ｔｒ５及びＴｒ
３．　Ｔｒａに供給されるので、これらがパルス出力Ｐ
ａ及びｐｂのオン状態の区間だけ交互にオン状態となり
、トランジスタＴｒ３．　Ｔｒ６及びＴｒ、、Ｔｒ５の
オン状態の継続時間の差に応じてパワーステアリング用
電動１！６が正転され、これによって右切りに対する操
舵補助トルクを発生させて、転舵輪を転舵させステアリ
ングホイールに加える操舵トルクを軽減させる。

このように、パワーステアリング用電動機６が作動状態
となると、これによる消費電力が増大し、バッテリＢの
出力電圧が定格電圧より降下するが、通常状態では、そ
の降下分はさほど大きな値となることはなく、電源電圧
異常検出回路１４の各出力は、前記状態を維持する。こ
のとき、据切りによって中立検出回路１６の検出信号Ｓ
Ｌが論理値“１パに反転するので、電力制限回路１５の
ＲＳフリップフロップ１５ｉ及び１５ｊのリセット側が
論理値＋１０１＋となるが、それらの出力は前回の出力
状態を保持することになるので、論理値“ｏ゛を維持し
てヒータブロア１８及びリアデフォツガ１９の作動可能
状態を維持する。

しかしながら、例えば寒冷地での冬期のように、バッテ
リＢがおかれた雰囲気温度が低いときには、バッテリＢ
の能力が低下してその出力電圧が定格電圧よりも大分小
さくなり、しかも夜間で降雨時には、ヘッドライト、ワ
イパー、ヒータブロア、リヤデフォツガ等の比較的消費
電力の多い電気機器を作動させるので、これによっても
バッテリＢの出力電圧が低下する。したがって、この状
態で、上記のように、ステアリングホイールを操舵して
、パワーステアリング用電動機６を作動状態とすると、
この消費電力によって、バッテリＢの出力電圧がさらに
降下することになる。このとき、バッテリＢの出力電圧
の降下により、電源電圧異常検出回路１４の抵抗Ｒ３及
びＲ４間の分圧電圧ｖ１が低下し、これが、電力制限回
路１５のコンパレータ１５ａの設定電圧Ｖｔ＋以下とな
ると、このコンパレータ１５ａの出力は、論理値°′１
′”となる。

このとき、ＡＮＤ回路１５ｄには、操舵状態であること
により、中立検出回路１６から論理値″１”の検出信号
ＳＮが供給されているので、その出力が論理値“１“と
なり、これがＲＳフリップフロップ１５４にセット信号
として入力される。このため、ＲＳフリップフロップ１
５ｉは、そのセット側が論理値°“１″、リセット側が
論理値“０゛′となるので、出力Ａ、は論理値゛′１”
となり、これによってリレー駆動回路２２のトランジス
タＴｒｑがオフ状態となって、リレー２０もオフ状態と
なり、ヒータブロア１８の通電路が開路されてヒータブ
ロア１８が非作動状態となる。

このヒータブロア１８の非作動状態への移行によって、
バッテリーＢの電圧が回復し、これに応じて電源電圧異
常検出回路１４の電圧Ｖ、が上昇し、電力制限回路１５
のコンパレータ１５ａの出力が論理値パ０°゛に反転し
てＡＮＤ回路１５ｅの出力も論理値パ０”に反転するが
、操舵状態を継続している場合には、中立検出回路１６
の検出信号ＳＮが論理値“１゛′を維持し、ＲＳフリッ
プフロップ１５ｉのリセット側は論理値“０”を維持し
ているので、このＲＳフリップフロップ１５ｉの出力Ａ
、は、前回の状態即ち論理値“１”を保持し、引き続き
ヒータブロア１８の非作動状態を継続する。

この状態で、ステアリングホイールの操舵を終了して操
舵トルクを零とすると、中立検出回路１６の検出信号Ｓ
、が論理値“０パとなるので、電力制限回路１５のＲＳ
フリップフロップ１５ｉのリセット側が論理値“１′と
なり、その出力Ａ。

が論理値“′０”となる。したがって、リレー駆動回路
２２のトランジスタＴｒ、がオン状態となってリレー２
０もオン状態となり、ヒータブロア１８への通電が再開
される。

このように、操舵時にヒータブロア１８への通電が遮断
され、これが操舵を終了するまで継続されるので、バッ
テリー電圧の回復時に電圧変動によってリレー２０がオ
ン・オフを繰り返す所謂ハンチングを防止することがで
きる。

しかしながら、上記ヒータブロア１８への通電を遮断し
た状態でもバッテリＢの出力電圧の降下が停止しない場
合には、その電圧降下によって電源電圧異常検出回路１
４の抵抗Ｒ３及びＲ４の分圧電圧■１がさらに降下して
電力制限回路１５のコンパレータ１５ｂの設定電圧ＶＬ
□以下となり、このＲＳフリップフロップ１５ｊの電力
制限出力Ａ２が論理値゛１゛′に反転し、これによって
リヤデフォツガ１９のリレー回路２３に介挿されたトラ
ンジスタＴｒ＋１がオフ状態となって、リャデヘオソガ
１９への通電が遮断され、これによりさらにバッテリＢ
の負担がさらに軽減される。

このヒータブロア１８及びリヤデフォツガ１９への通電
の遮断によるバッテリＢの負担軽減によってもバッテリ
Ｂの出力電圧の降下が収まらないときには、電源電圧異
常検出回路１４の抵抗Ｒ３及びＲ４間の分圧電圧Ｖ、の
低下によって、電力制限回路１５の反転増幅器１５Ｃの
出力が零から上昇することになる。このように反転増幅
器１５Ｃの出力が上昇すると、これが制御特性選定回路
７のトランジスタＴｒ２にダイオードＤ４及び増幅器７
ｄを介して供給されるので、このトランジスタＴｒｔが
オン状態となり、反転増幅器１５Ｃの出力に応じたコレ
クタ電流が流れ、これによってフォトカプラ７Ｃの発光
ダイオードＤ５が点灯してフォトトランジスタＴｒｌが
オン状態となる。これによって、抵抗Ｒ２に並列に抵抗
が介挿された状態となるので、抵抗ＲＩと抵抗Ｒ２との
接続点における分圧電圧■３が降下し、電動機駆動指令
値が低下することになる。このため、電動機駆動回路８
のパルス幅変調回路８Ｃから出力されるパルス出力Ｐａ
のデユーティ比が５０　：　５０に近づくように変更さ
れ、その結果パワーステアリング用電動機６の通電電流
が制限されてその電力消費量が低減される。したがって
、ステアリングホイールの操舵トルクに対する操舵補助
トルクの割合が減少してステアリングホイールの操舵力
は重（なるが、バッテリＢの端子電圧が設定限度以下に
低下することを防止することができ、エンジン制御装置
等の車両の走行に必要な電気機器に対する定格電圧を確
保することができ、エンジン停止等の不測の事態を招く
ことがない。

一方、バッテリＢ側の電源回路例えばオルタネータの故
障によって上記のようにパワーステアリング用電動機６
の消費電力を低下させてバッテリＢの負荷をより軽減さ
せても出力電圧の降下が収まらないときには、電源電圧
異常検出回路１４の抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ９間の分圧電圧
ｖ２が低下するので、トランジスタＴｒ−ｒがオフ状態
となり、電源リレー１３Ｃを非付勢状態として、パワー
ステアリング用電動機６及びクラッチ駆動回路２６への
電源の供給を遮断し、これによって、電源電圧の低下に
よるトルクセンサ１や制御装置の誤動作によるパワース
テアリング用電動機６の誤動作を防止することができる
。

さらに、トルクセンサ１の異常を検出するトルクセンサ
異常検出回路で、トルクセンサ１の異常状態が検出され
、その異常検出信号が出力されるか又はパワーステアリ
ング用電動機６の励磁コイルの焼損、トランジスタブリ
ッジ８ｅのトランジスタの故障等によって負荷電流を検
出する電流検出回路１２で異常電流が検出され、その異
常検出信号が出力されると、これが電力制限回路１５の
サイリスタ１５ｄのゲートに入力されるので、このサイ
リスタ１５ｄがオン状態となり、電源電圧異常検出回路
１４の抵抗Ｒ３及びＲ４間の電圧■。

が接地電位となるので、電源回路１３のトランジスタＴ
ｒ７がオフ状態となって電源リレー１３Ｃが非付勢状態
となって、パワーステアリング用電動機６及びクラッチ
駆動回路２６への電源の供給が遮断される。この場合は
、異常状態を修復した後に一端電源回路１３の入力端子
１３ａ及びバッチ９Ｂ間を接続を切り離して電力制限回
路１５のサイリスタ１５ｄをオフ状態としてから再度入
力端子１３ａ及びバッチ９Ｂ間を接続し直す必要がある
。

また、車両が停車状態から走行を開始すると、これに応
じて車速センサ２から車速パルスが出力され、これが周
波数−電圧変換回路４で電圧に変換される。そして、周
波数−電圧変換回路４の出力電圧が制御特性選定回路７
に入力されるで、車速の増加に応じてフォトカプラ７Ｃ
による電流側路骨が増加し、パワーステアリング用電動
機６に供給される実質的電流量が減少して、ステアリン
グホイールの操舵トルクに対するパワーステアリング用
電動機６で発生する操舵補助トルクの割合が減少し、ス
テアリングホイールに適度の操舵感を与えて急操舵を防
止し、車速か所定設定車速以上となると、重連判定回路
から検出信号が出力されて電動機駆動回路８のバイパス
回路８ｄを作動状態として、パワーステアリング用電動
１！６を非作動状態とすると共に、クラッチ駆動回路２
６からの出力を遮断して、クラッチを断状態に制御する
。

さらに、パワーステアリング制御袋Ｗ５内の安定化電源
等の電圧に異常が発生した場合にも、電源回路１３のｉ
端子の電圧が下がり、同様にトランジスタＴｒ、がオフ
状態となって電源リレー１３Ｃが非付勢状態となる。

なお、上記実施例では、パワーステアリング用電動機６
とステアリングギヤ機構との間にクラッチを設けた場合
について説明したが、このクラッチは、パワーステアリ
ング用電動機６の慣性や摩擦トルクの影響或いはシステ
ムの信転性を確保することができれば必ずしも必要とす
るものではない。

また、上記実施例では、車両の走行に支障のない電気機
器としてヒータブロア及びリヤデフォ５・ガを適用した
が、これらに限定されるものではなく、他のラジオ、カ
セットデツキ、シガーライタ等のアクセサリ類の電気機
器に対する電源の供給を遮断するようにしてもよい。

さらに、上記実施例では、電力制限回路１５で車両の走
行に支障のない電気機器に対する電源供給の遮断、パワ
ーステアリング用電動機への通電量の制限及びパワース
テアリング用電動機への通電の遮断の順序で電力制限を
行う場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、これらの少なくとも１つを備えてバッテリ電圧
の所定設定電圧以下の低下を防止するようにすればよい
ものである。

またさらに、上記実施例では、電力制限回路１５で中立
検出回路１６の検出信号ＳＮを参照して電力制限出力Ａ
Ｉ及びＡ２を得る場合について説明したが、これに代え
て電流検出器９の出力電圧をコンパレークで処理した信
号を適用するようにしてもよい。

また、電動機駆動回路８も上記実施例の構成に限定され
るものではなく、操舵トルクの大きさとその方向に応じ
て操舵補助トルクを発生させるようにパワーステアリン
グ用電動機６を駆動可能な構成を有しさえすれば、他の
駆動回路を適用し得る。

また、電源電圧異常検出回路１４としても上記構成に限
定されるものではなく、電源電圧をディジタル値で検出
し、これをマイクロコンピュータ等の処理装置に入力し
て、電源電圧の低下状態を判定し、その判定結果に応じ
て走行に支障のないパワーステアリング用電動機を含む
電気機器を段階的に電力制限するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、パワーステアリング用
電動機の作動時にバッテリの出力電圧が低下したときに
、これを電源電圧異常検出回路で検出し、その検出結果
が異常であるときに、電力制限回路で車両の走行に支障
のない電気機器に対する電力の供給を制限するようにし
てバッテリの出力電圧の必要以上の低下を防止するよう
に構成したので、パワーステアリング用電動機の作動に
よって電源電圧が急激に低下して、車両の走行に必要な
エンジン制御装置等の電気機器に対する電圧不足によっ
てエンジン停止等の不測の事態を生じることを確実に防
止することができる効果を得ることができる。

【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図、第２図は
本発明の要部の具体的回路構成を示す回路図、第３図は
大電流時間制限回路の一例を示すブロック図、第４図は
大電流時間制限回路の具体的回路構成を示す回路図であ
る。 図中、■はトルクセンサ、２は車速センサ、６はパワー
ステアリング用電動機、７は制御特性選定回路、８は電
動機駆動回路、９は電動機電流制限回路、１０は大電流
時間制限回路、１３は電源回路、１４は電源電圧異常検
出回路、１５は電力制限回路、Ｂはバッテリ、１８はヒ
ータプロア、１９はリヤデフォツガである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングホイールの操舵トルクに応じて操舵
   補助トルクを発生するパワーステアリング用電動機を有
   する電動式パワーステアリングにおいて、前記パワース
   テアリング用電動機に供給するバッテリの電源電圧が所
   定値以上の正常状態であるか所定値未満の異常状態であ
   るかを検出する電源電圧異常検出回路と、該電源電圧異
   常検出回路の検出結果が異常状態であるときに、前記バ
   ッテリに接続された車両の走行に支承のない前記パワー
   ステアリング用電動機を含む電気機器への電力供給を制
   限する電力制限回路とを備えたことを特徴とする電動式
   パワーステアリングの制御装置。
2. （２）前記電力制限回路は、電源電圧異常検出回路の検
   出結果が異常状態であるときに、前記パワーステアリン
   グ用電動機以外の電気機器に対する電力供給の制限を行
   い、この状態で当該電源電圧異常検出回路の検出結果が
   異常状態を継続するときに前記パワーステアリング用電
   動機に供給する電力を制限するように構成されている特
   許請求の範囲第１項記載の電動式パワーステアリングの
   制御装置。