WO1988004250A1 - Motor-driven power steering system - Google Patents

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WO1988004250A1
WO1988004250A1 PCT/JP1987/000927 JP8700927W WO8804250A1 WO 1988004250 A1 WO1988004250 A1 WO 1988004250A1 JP 8700927 W JP8700927 W JP 8700927W WO 8804250 A1 WO8804250 A1 WO 8804250A1
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WO
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motor
steering
power
fail
electromagnetic clutch
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Application number
PCT/JP1987/000927
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuharu; Morishita
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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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
    • 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
    • B62D5/0475—Controlling other elements
    • B62D5/0478—Clutches
    • 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
    • B62D5/043—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 clutch means between driving element, e.g. motor, and driven element, e.g. steering column or steering gear
    • B62D5/0439—Controllable friction clutches

Definitions

  • the present invention relates to a motor-driven pulse steering device that applies an auxiliary load to a steering device of an automobile using a rotating motor of a motor.
  • a DC motor for energizing an auxiliary load during driving (hereinafter referred to as a DC motor and a DC motor) and enabling or disabling the rotating power of this DC motor
  • the normally open contact of the fail-safe relay is inserted into the (+) power supply line common to both electromagnetic clutches.
  • the fail-safe relay is de-energized, and by opening the normally open contact, the DC motor and the electromagnetic clutch are simultaneously disconnected from the common power supply. It was done.
  • the power transistor that drives the DC motor by determining the direction of the current of the DC motor or the like. ⁇
  • the lock current of the DC motor needs to be cut off by the normally open contact when a short circuit occurs.
  • the fail-safe relay The normally open contact has a large capacity, and the fail-safe relay is larger, larger in capacity and higher in cost.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to use a small-capacity fuel cell relay, and it is possible to use a high-performance motor-driven motor.
  • the purpose is to obtain a steering device.
  • DISCLOSURE OF THE INVENTION-A motor driven pour steering apparatus is provided with a power supply line to an electromagnetic clutch for enabling or disabling a rotating power of a DC motor as a steering aid.
  • a fail-safe relay with normally open contacts is inserted, and the fail-safe driving means is energized and de-energized based on the steering torque signal and the vehicle speed signal by fail-safe driving means. It is designed to control energization. Because of this, the normally open contact of the fail-safe relay only makes the electromagnetic clutch 0 N ⁇ 0 FF, so it is possible to make the fail-safe relay small and small in capacity.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a groove structure of an example of the control unit shown in FIG.
  • FIG. 1 is a handle that receives the driver's steering rotation
  • 2 is a steering torque sensor that outputs an electric signal corresponding to the rotation applied to the handle
  • 3a is the first uniti sal-joint
  • 3b is the second uniti saloon joint
  • 4a is the first steerer connecting handle 1 and steering torque sensor 2.
  • 4b is a second steering shaft connecting the steering torque sensor 2 and the first unitary joint 3a
  • 4c is a first and second steering shaft. This is a third steering shaft connecting the universal joints 3a and 3b.
  • 5 is the first vinyl axis connected to the second universal joint 3b
  • 6 is the first rack which is added simultaneously or separately and is combined with the first vinyl axis 5
  • 7a is a ball joint connecting one end of the rack shaft 6 and 7b is a ball joint
  • 7b is a ball joint connecting the other shaft 8b.
  • the other ball joint that connects the other end of the rack shaft 6 is used.
  • 9 is a control unit described in detail in FIG.
  • 10 is a vehicle speed sensor
  • 11 is a note
  • 12 is a key switch connected in series to the battery 11
  • 13 is a winding or
  • 14 is the same as or connected to the DC motor 13
  • 15 is a worm wheel integrally driven with the worm shaft 14.
  • the shaft 16 is combined with the form wheel shaft 15 and the second tooth portion Sb of the rack shaft 6 to control the mechanical connection and disconnection of the vine of the second vinyl shaft 17 with the above control.
  • It is an electromagnetic clutch that can be electrically controlled according to the instructions of unit 9.
  • control unit 9 has input terminals connected to the output terminal of the steering torque sensor 2, the output terminal of the vehicle speed sensor 10, and the (+) of the battery 11 via the key switch 12. ) Connected to the power supply terminal, the output terminal is also connected to the input terminal of the DC motor 13, and also controls the face rotation of the DC motor 13.
  • FIG. 2 shows the internal structure of the control unit 9 in detail.
  • reference numeral 91 denotes a drive coil 91a, one end of which is connected to the (+) power supply terminal of the battery 11 via the key switch 12, and a fuse from the (+) power supply terminal of the battery 11 fail-safe relay having a normally open ⁇ 9 lb consisting other contact 9 lb 2 connected to the input pins of one contact Sib! and electromagnetic clutches 16 connected via the iS, 92 is Power is supplied via batteries 18 and fuses 18 to switch the current to DC motor 13 on and off and to switch the polarity.
  • M0S FETs 92a to 92d This is a power MOS / FET unit manufactured in Japan.
  • the drains of the first and third M0S FETs 92a and 92c are connected to each other and connected to the ⁇ power supply terminal of the battery 11 via the fuse 18, and the second and fourth M0S FETs are connected.
  • Sources 92b and 92d are connected to each other and grounded through a shunt resistor 93.
  • the drain of the first M0S • FET 92a and the source of the second M0S • FET 92b are connected at point A
  • the third MOS of ⁇ FET 92 C de Rei down and fourth M_ ⁇ _S • connected by source over scan and mosquitoes' B point of FET Till.
  • the points A and B are connected to both ends of the console of the DC motor 13, respectively.
  • Reference numeral 94 denotes first and second MOS FETs 92a as the (+) side elements of the power MOS FET unit 92, which are supplied through the notch 11 and the key switch 12.
  • the voltage of the battery 11 is higher than the voltage of the battery 11 by the gate voltage, or a gate whose output is electrically insulated at a voltage almost equivalent to the voltage of the battery 11.
  • This is a gate power supply circuit that outputs the gate voltage to the power M 0 S ⁇ FET unit 92.
  • Reference numeral 95 denotes a micro-computer power supply circuit whose input terminal is connected to the battery 11 via the key switch 12, and 96 denotes a power supply from the micro-computer power supply circuit 95.
  • the micro-computer 96 receives a steering torque signal via a steering torque signal input circuit 9 which forms an input I / F circuit from two steering torque sensors.
  • a vehicle speed signal is input from a vehicle speed sensor 10 via a vehicle speed signal input circuit 98 forming an input IZF circuit.
  • Numeral 99 inputs a signal for judging the presence or absence of an abnormal state as a result of calculation based on the steering torque signal and the vehicle speed signal input by the micro-computer 96, and the output terminal is connected to the drive connector.
  • This is a fail-safe relay drive circuit connected to the other end of the filter 9 la and driving the fail-safe relay 91.
  • 100 is the calculation result of the micro-computer 96 that receives the above steering torque signal.
  • the right-hand drive circuit 101 outputs a signal for instructing the rotation direction of the DC motor 13 to the right, and 101 is a drive command for driving the rotation direction of the DC motor 13 to the left, contrary to the right-hand drive circuit 100.
  • the signal is output by a left-side data drive circuit.
  • Reference numeral 102 denotes a digital Z-analog conversion of a digital signal output from the result of calculation by the micro-computer 6 based on the steering torque signal and the vehicle speed signal, and corresponds to a command current value of the DC motor 13.
  • the motor current command circuit 103 outputs the analog voltage, and the motor current detection circuit 103 detects the magnitude of the current flowing through the DC motor 13 by converting the potential difference applied to the shunt resistor 93. Use a circuit.
  • Reference numeral 10 denotes a comparator in which the non-inverting input terminal is connected to the output terminal of the modal current command circuit 102, the inverting input terminal is connected to the output terminal of the motor current detection circuit 103, and both outputs are compared.
  • Puru. 10 5 calculates the product of the output of the comparator 104 and the output of the rightward motor drive circuit 100, and outputs a motor rightward drive signal to the power M0S-FET unit 92.
  • MOS ⁇ FET 92 a a first aND gate for 2 Input type for the to 0 N 92d, 106 is the deca deca and leftward motor drive circuit 101 of the comparator 1 Fei 4 The product is used to output a motor leftward drive signal to the power MOS * FET unit 92 to turn on the second and third MOS 'FETs 92b and 92c.
  • ⁇ 107 which is an AND gate, is an electromagnetic clutch drive circuit that intermittently controls the electromagnetic clutch 16 according to the instruction of the micro-computer 96. I will.
  • the key switch 12 When the key switch 12 is set to 0 N when starting the engine, the power is supplied from the note 11 through the key switch 12 to the micro-computer power supply circuit 95 and the gate power supply. Supplied to the circuit 94, the micro-computer 96 starts to operate, and at the same time, the gate power supply circuit 9 is connected to the MOS transistor. The first and second MOS FETs 92a of the FET unit 92, Gate power is supplied to 92b.
  • the micro-computer 96 starts operating, the steering torque signal from the two steering sensors and the vehicle speed signal from the ten vehicle speed sensors are steered.
  • the torque signal input circuit 97 ⁇ vehicle speed
  • the fail-safe relay drive circuit 99 is failed-safe relayed.
  • Full E in accordance with the instructions - are driven to 0 N in Rousset-safe relay 91 excitation E Ruse monounsaturated driving circuit 99, the normally open contact 9 1 b is closed, back te re 11 or hiragana Interview Ichizu 18. Power is supplied to the electromagnetic clutch 16 via the normally open contact 91b.
  • the 0 N instruction is also output to the electromagnetic clutch drive circuit 107 from the micro-computer 96 , the battery 11 ⁇ fuse 18 ⁇ normally open contact 91b ⁇ electromagnetic clutch 16 ⁇ power A current flows to the magnetic clutch drive circuit 107, the electromagnetic clutch 16 operates, and the home wheel shaft 15 and the second vinyl shaft 7 are mechanically connected.
  • the steering torque sensor 2 If a convertible person (not shown) steers the steering wheel 1, the steering torque sensor 2 outputs a signal indicating that the steering torque is low (when the steering torque is either right or left, it is in the middle position).
  • the steering torque sensor is switched via the first steering shaft 4a.
  • the steering torque is transmitted to the steering torque sensor 2.
  • the steering torque sensor 2 generates an electric signal that is clearer than the steering torque in the right (or left) direction, and the steering torque is the second torque.
  • the circuit 100 (or the left motor drive circuit 101) outputs a signal of “ ⁇ ” level (hereinafter “1H” and ⁇ ⁇ ) and outputs a digital signal corresponding to the motor current to the motor current command circuit 102.
  • the digital current command circuit 102 converts the digital signal into an analog signal by a built-in digital analog converter, and outputs the analog signal to the (+) side input terminal of the comparator 104.
  • the output of the motor current detection circuit 103 becomes zero.
  • the output of the comparator 104 is " ⁇ "
  • the output of the right motor drive circuit 100 or the output of the left motor control circuit 101 1H 'and the output of the comparator 104 are " ⁇ ”
  • the first AND gate 105 or the second AND gate 106 which receives the DC motor 13 to the MOS-FET unit 92 in the right direction (: or When the first and fourth MOS-FETs 92a and 92d (or the second and third MOS-FETs 92b and 92c) are tightened in the direction of rotation (to the left), the battery is turned off. 11 ⁇ Fuse 18
  • the first MOS FET 92a (or third MOS-FET 92c) and the Z or fourth MOS FET 92d (or second MOS FET 92) are cut off.
  • Korenyo Ri current of the energized Tita DC motor 13 is cut off, also becomes zero potential difference shut down sheet resistance 9 3.
  • the current amount of the DC motor 13 is controlled to the current amount commanded by the micro-computer 9S.
  • the DC motor 13 generates an almost proportional torque irrespective of the rotation speed according to the magnitude of the controlled current.
  • the micro-computer 96 also issues an OFF command to the electromagnetic clutch drive circuit 107, the rightward motor drive circuit 100, and the leftward motor drive circuit 101, so that both AND gates 105, 106
  • the output is also "I”
  • the power MOS FET unit 92 is also in a current cutoff state, ensuring double and triple safety.
  • the power supply to the electromagnetic clutch is performed. Since a failsafe with a normally open contact was inserted in the middle of the power supply line, the electromagnetic clutch was switched off when an abnormality such as disconnection of electric wiring occurred. Because the relay is de-energized, the auxiliary load applied to the motor becomes less powerful, automatically switches to manual steering, and the risk of the handle becoming extremely heavy is prevented. Power is applied directly from the battery through the fuse, thus realizing a small, low-capacity, low-noise, and low-cost fuel cell relay. This also has the effect of eliminating the voltage drop at the contact of the fail-safe relay and the power loss.

Landscapes

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

Description

明 細 書
モータ ¾動式パヮ 一ス テ ァ リ ング装置
技術分野
この発明は、 自動車の舵取装置をモ一タの回転カで補 助負荷付勢するモー タ駆動式パヮ ース テ ァ リ ン グ装置に 関する ものでぁる。
背景技術
従来、 の種の装置と しては、 駆動にょ り補助負荷付 勢するための直流モータ" "（ 以下、 D C モータ とぃぅ ） と この D C 乇ータの回転カを有効又は無効にするための電 磁ク ラ ッチの両方に共通な (+)電源供給ラィ ンに フ ェール セ ーフ リ レーの常開接点を揷入してぃる。 異常時には上 記フ ェールセ一フ リ レーが非励磁状態とな り、 上記常開 接点を開成するこ とで上記 D C モータ及び上記電磁クラ ッチと これらの共通の電源とを両方同時に切離す方式で ぁった。
従来のモータ駆動式パヮ ーステァ リ ン グ装置は以上の ょ ぅに構成されてぃるので、 上記 D C モータの電流の方 向を決定した り して上記 D C モータ を駆動するパヮー ト ラ ン ジス タ ゃパヮ ー M O S · F E T等カ > 'シ ョ ー ト故障し た時に上記 D C モータの ロ ック電流を上記常開接点で遮 断する必要がぁ り、 このために上記フェールセーフ リ レ ーの常開接点が大容量とな り 、 フ ェールセ ーフ リ レーが 大型化 ， 大容量化 ， 高コス ト化する と共に常開接点にょ る電圧降下にょる電カ損失が生じ、 又、 常開接点が大容 量化するとその開閉にょる溶断、 又は溶着が生じ安全性 に問題が生じるなどの問題点がぁった。
この発明は上記のょ ぅな問題点を解消するためになさ れたもので、 フ ェールセ一 フ リ レーとして小容量のもの を用ぃることができしかも安全性の高ぃモータ駆動式パ ヮ ース テ ァ リ ング装置を得ることを目的とする。
発明の開示 - この発明に係るモータ駆動式パヮ ース テ ァ リ ング装置 は、 直流モータの回転カを操舵捕助カとして有効又は無 効にする電磁ク ラッチへの電源供給ラィ ンの途中に常開 接点を有するフ ェールセ ーフ リ レーを揷入し、 フ ェ ール セーフ駆動手段にょ り操舵トルク信号と車速信号に基づ きフ ェ一ルセ ーフ リ レーの駆動コィルの通電及び非通電 を制御するょ ぅにしたものでぁる。 このことにょって、 フェールセーフ リ レーの常開接点が電磁ク ラッチのみを 0 N · 0 F Fするのみなので、 フ ェールセーフ リ レーを 小形で小容量のも のにすることが可能になる。
図面の簡単な説明
第 1 図はこの発明の一実施例の構成を示す概略図、 第 2 図は第 1 図に示したコ ン ト ロ ールュニ ッ トの一例の溝 成¾である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の一実施例を図にっぃて説明する。 第 1 図にぉぃて、 1 は運転者の操舵回転カを受けるハ ン ドル、 2 はノヽ ン ドル 1 に加ぇられた回転カに応じた電 気信号を出カする操舵 トルク セ ンサ、 3aは第 1 のュニバ —サル ジョ ィ ン ト 、 3bは第 2 のュニノ 一サル ジ ョ ィ ン ト、 4aはハ ン ドル 1 と操舵 ト ルク セ ンサ 2 間を連結する第 1 のス テァ リ ン グシャ フ ト、 4bは操蛇 ト ルク セ ンサ 2 と第 1 のュニノヽ'ーサル ジ ョ ィ ン ト 3aを連結する第 2 のス テ ァ リ ン グシャ フ ト、 4cは第 1 及び第 2 のュニバーサルジョ ィ ン ト 3a ， 3b間を連結する第 3 のス テァ リ ン グシャ フ ト でぁる。 5 は第 2 のュニバーサルジョィ ン ト 3bに連結さ れる第 1 のビニォン軸、 6 は同時加ェ又は別々に加ェさ れ第 1 の ビニォ ン軸 5 と嚙合ぅ第 1 の ラ ック歯部 6 aと第 2 の歯部 6 bとを有するラック軸、 7aはー方のタィ ロッ ド 8aと ラック軸 6 の一端とを連結するボールジョィ ン ト、 7bは他方のタィ ロッ ド 8bと ラック軸 6 の他端とを連結す る他方のボールジョィ ン ト でぁる。 9 は第 2 図で詳細に 説明する コ ン ト ロ ールュニッ ト、 10は車速セ ンサ、 11は ノ ッテ リ 、 12はバッテ リ 11に直列接続されたキース ィ ッ チ、 13は分卷又は永久磁石界磁を有する D C 乇ータ、 14 は D C モータ 13と同一又は連結にょ り構成され、 減速機 の高速側を形成するゥォーム軸、 15はゥォーム軸 14と嚙 合駆動されるゥォームホィール軸、 16はゥォームホィ ー 軸 15と ラック軸 6 の第 2 の歯部 Sbと嚙合ぅ第 2 の ビニォ ン軸 17の閭の機械的な連結 · 脱を上記コ ン ト ロ ールュ ニッ ト 9 の指示にょって電気的に制御するこ とが可能な 電磁ク ラッチでぁる。 コ ン ト ロ 一ルュニッ ト 9 はこの他 にも各入カ端子が操舵トルク セ ンサ 2 の出カ端子、 車速 セ ンサ 10の出カ端子及びキースィ ッチ 12を介してバッテ リ 11の (+)電源端子に接続され、 出カ端子が D C乇ータ 13 の入カ端子にも接続され、 D C乇ータ 13の面転をも剠御 する。
次に、 第 2 図は上記コ ン ト ロールュニッ ト 9 の内部構 成を詳細に示したものでぁる。 同図にぉぃて、 91は、 一 端がキースィ ッチ 12を介してバッテリ 11の (+)電源端子に 接続された駆動コ ィ ル 91a と、 バッテ リ 11の (+)電源端子 から ヒューズ ISを介して接続された一方の接点 Sib!及び 電磁クラ ッチ 16の入カ端子に接続された他方の接点 9lb2 から成る常開揍点 9lb とを有する フ ェールセーフ リ レー、 92はバッテ リ 11カ>ら ヒュ一ズ 18を介して電源供給を受け、 D Cモータ 13への電流の断続と極性の切替を行ぅ 4っの Nチャ ンネル型パヮー M 0 S · F E T 92a〜 92d で搆成 されるパヮー M O S · F E Tュニッ トでぁる。 第 1及び 第 3 の M 0 S · F E T 92 a ， 92c の ドレィ ン同士が接続 されてヒューズ 18を介してパッテリ 11の^電源端子に接 続され、 第 2及び第 4 の M 0 S · F E T 92b ， 92dのソ ース同士が接続され、 シャ ン ト抵抗 93 を通じて接地され てぃる。 又、 第 1 の M 0 S · F E T 92a の ド レィ ンと第 2 の M 0 S · F E T 92b の ソース とが A点で接続され、 又、 第 3 の M O S · F E T 92Cの ド レィ ン と第 4 の M〇S • F E Tの ソ ース とカ' B点で接続されてぃる。 上記 A点 と B点は D C モータ 13の コ ソル両端に各々接続されてぃ る。 94はノ ッテ リ 11ょ り キース ィ ッチ 12を介して供給さ れる上記パ ヮー M O S ' F E Tュニッ ト 92の (+)側素子と しての第 1 及び第 2 の M O S · F E T 92a , 92b のゲー ト電源と してバッ テ リ 11の電圧ょ り も ゲ一 ト電圧だけ高 ぃ電圧か又はバッ テ リ 11の電圧と ほぼ同等の電圧で出カ が電気的に絶縁されたゲ一 ト電圧をパヮ ー M 0 S · F E T ュニ ッ ト 92に出カするゲ一 ト電源回路でぁ る。 95は入カ 端子がキース ィ ッチ 12を介してバッテ リ 11に接続された マ ィ ク ロ コ ン ビュータ電源回路、 96はマィ ク ロ コ ン ビュ ータ霉源回路 95から電源を供給されるマィ ク ロ コ ン ビュ ータでぁる。 このマィ ク ロ コ ン ビュータ 96は、 操舵 トル ク セ ンサ 2 カ> ら入カ I / F 回路を形成する操舵 トルク信 号入カ回路 9ァを介して操舵 トルク信号を入カし、 又、 車 速セ ンサ 10から入カ I ZF回路を形成する車速信号入カ 回路 98を介して車速信号を入カする。 99はマィ ク ロ コ ン ビュータ 96が入カ した上記操舵 トルク信号と上記車速信 号と にょ り演算した結果と しての異常状態の有無の判定 信号を入カし、 出カ端子が駆動コ ィ ル 9la の他端部に接 続されてフ ェールセーフ リ レー 91 を駆動する フ ェールセ ー フ リ レー駆動回路でぁる。 100 は上記操舵 トルク信号 を入カとするマィ ク ロ コ ン ビュータ 96の演算結果にょ り 上記 D C モータ 13の回転方向を右方向に駆動指令する信 号を出カする右方向駆動回路、 101 はこの右方向駆動回 路 100 とは逆に D C モータ 13の回転方向を左方向に駆動 指令する信号を出カする左方向乇ータ駆動回路でぁる。 102 は上記操舵トルク信号と上記車速信号とからマィ ク ロ コ ン ビュータ 6での演算結果から出カされるデジタル 信号をデジタル Zァナ ログ変換して上記 D C モータ 13の 指令電流値に相当するァナ ロ グ電圧を出カする乇ータ電 流指令回路、 103 はシャ ン ト抵抗 93にかかる霉位差を換 出して D Cモータ 13に流れる電流の大きさを検出するモ ータ電流検岀回路でぁる。 又、 10 は非反転入カ端子が モーダ電流指令回路 102 の出カ端子に接続され、 反転入 カ端子がモータ電流検出回路 103 の出カ端子に接続され、 両出カを比較する比較器でぁる。 105 は比較器 104の出 カと右方向モータ駆動回路 100 の出カとの積を取つてパ ヮ ー M 0 S - F E Tュニッ ト 92にモータ右方向駆動信号 を出カし、 第 1及び第 4の M O S · F E T 92 a , 92dを 0 Nするための 2入カ型の第 1 の A N Dゲー ト、 106 は 比較器 1ひ4の出カと左方向モータ駆動回路 101 の出カと の積をとってパヮ ー M O S * F E Tュニッ ト 92にモータ 左方向駆動信号を出方し、 第 2及び第 3 の MO S 'F E T 92 b , 92c を O Nするための 2入カ型の第 2 の A N Dゲ ー トでぁる σ 107 は電磁ク ラッチ駆動回路で、 マィ ク ロ コ ン ビュータ 96の指示に従って電磁クラッチ 16を断続制 御する。
次に、 この実施例の動作にっぃて説明する。 ェン ジ ン の始動に際してキース ィ ッチ 12を 0 Nにする と ノ ッ テ リ 11か ら キース ィ ッチ 12を介し て電源がマィ ク ロ コ ン ビュ ータ電源回路 95及びゲー ト電源回路 94に供給され、 マィ ク ロ コ ン ビュータ 96は作動を開始する と共にゲー ト電源 回路 9 カ>らノ、°ヮ ー MOS ■ F E Tュニッ ト 92の第 1 及び第 2 の M O S · F E T 92a ， 92b にゲ一 ト電源が供給され る。 マィ ク ロ コ ン ピュータ 96は作動を開始する と操舵 ト ソレ ク セ ン サ 2 カ>らの操舵 トルク信号と車速セ ン サ 10カ ら の車速信号を操舵 ト ルク信号入カ回路 97ゃ車速信号入カ 回路 98を各々介して取込んで演算した結果、 上記両セ ン サ 2 ， 10が異常で'なぃと判断する と フ ェールセ ー フ リ レ ー駆動回路 99に対し フ ェールセーフ リ レー 91の駆動コ ィ ル 91a に通電するょ ぅ指示する。 この指示に従ってフ ェ —ルセ ー フ リ レー 91カ フ ェ ールセ 一フ駆動回路 99に駆動 されて 0 N し、 常開接点 91 b が閉成し、 バッ テ リ 11か ら ヒ ュ一ズ 18、 常開接点 91b を介して電磁ク ラッチ 16に電 源が供給される。 又、 マィ ク ロ コ ン ビュータ 96 カ>ら電磁 ク ラ ッチ駆動回路 107 に も 0 N指示が出るので、 バッ テ リ 11→ヒューズ 18→常開接点 91b→電磁ク ラ ッチ 16→電 磁ク ラッチ駆動回路 107 へと電流が流れ、 電磁ク ラ ッ チ 16は作動し、 ゥ ォームホ ィ ール軸 15 と第 2 の ビニォ ン軸 7は機械的に連結される。 しかしながら この状態では、 不図示の還転者がノ、 ン ドル 1 を転舵してぃなぃとすると 操舵ト ルクセ ン サ 2 は操 トル クがなぃ信号 （ 操砣トル クが右でも左でも なぃ中位位置でぁることを示す信号 ) を出カしてぃるのでマィ ク ロコン ビュータ 9 6の演算結果 は、 右方向駆動回路 1 0 0 及び左方向駆動回路 1 0 1 に対し どち ら も非駆動の指示となり、 モータ電流指令回路 1 0 2 - に対してはモータ電流零の指示が出さ.れる。 従って、 パ ヮ ー M 0 S - F E Tュニッ ト 9 2は D C 乇ータ 1 3に対し電 流を流さなぃ状態でハン ドル 1 は補助負荷付勢されなぃ 状態にぁる。
- 次に、 この状態で不図示の運転者がハン ドル 1 を右 ( 又は、 左） に転舵すると、 第 1 のス テ ァ リ ン グシャフ ト 4 aを介して操舵 ト ル ク セ ン サ 2 に操舵トルクが伝達さ れ、 この操舵トル ク セ ンサ 2 は右（：又は、 左）方向に操 舵 ト ルクに比冽した電気信号を発生する と共に、 上記操 舵ト ル クは第 2 の ス テ ァ リ ン グシャ フ ト 4 b、 第 1 のュニ ノヾーサル ジ ョ ィ ン ト 3 a、 第 3 のス テ ァ リ ン グシャ フ ト 4 c、 第 2 のュ二パ一サルジョィ ン ト 3 b、 ビニォン軸 5 を介し てラック軸 6 の第 1 の歯部 6 aに伝達され、 回転運動が直 線運勣に変換される。
—方、 上記操舵トル ク セ ンサ 2 の電気信号は、 コ ン ト ロ ールュニ ッ ト 9 の操舵ト ル ク信号入カ回路 9 7を介して マィ ク ロコン ビュータ 9 6に入カされる。 又、 車速セ ンサ 1 0の出カする車速に応じた大きさの電気信号も コ ン ト ロ —ルュニッ ト 9 の車速言号入カ回路 98を介してマィ ク ロ コ ン ビュ一タ 96に入カされる。 上記操舵 ドルク信号と上 記車速信号とカゝらマィ ク ロ コ ン ビュータ 96は演算し、 右 方向モータ駆動回路 100 ( 又は、 左方向モータ駆動回路 101 ) に駆動指令を出し、 右方向モータ駆動回路 100 ( 又は、 左方向モータ駆動回路 101 ) に "Η' レべル （ 以 下、 1H" とぃぅ ） の信号を出カさせる と共にモータ電流 相当のデジタ ル信号をモータ電流指令回路 102 に出カす る。 これにょ り 乇ータ電流指令回路 102 は上記デジタル 信号を内蔵のデジタ ル Ζァナロ グ変換器でァナロ グ信号 に変換して比較器 104 の (+)側入カ端子に出カする。 この 時には、 D C 乇ータ 13には電流が流れてぃなぃのでシャ ン ト抵抗 93には電位差がなく 、 モータ電流検出回路 103 の出カが零となってぃる。 従って、 比較器 104 の出カは "Η' とな り、 右方向モータ駆動回路 100 ( 又は、 左方向 乇ータ ^勣回路 101 1H' の出カと上記比較器 104 の Η" の出カを入カとする第 1 の A N Dゲー ト 105 (又は、 第 2 の A N Dゲー ト 106 ) は "11' 出カしノヽ。ヮ ー M O S - F E Tュニッ ト 92に D Cモータ 13を右方向 （： 又は、 左方 向 ） に回転さす方向に第 1 及び第 4 の M O S · F E T 92a ， 92d (：又は、 第 2及び第 3 の M O S · F E T 92b , 92c ) を導逼させる。 する と 、 バッ テ リ 11→ ヒューズ 18
→第 1 の M O S · F E T 92a (又は、 第 3 の MOS ' FET 92c ) → D Cモータ 13→第 4 の M O S · F E T 92 d C 又は、 第 2 の M O S · F E T 92b ) →シャ ン ト抵抗 93 の径路で電流が流れ、 D C乇ータ 13は回転トルクを発生 する。 このモータ電流にょって シャ ン ト抵抗 93に電位差 が生じ、 の電位差はモータ電流検出回路 103で増幅さ れて比較器 104 の B側入カ端子にフ ィ一 ドパック される。 このフィー ドバック電圧がモータ電流指令回路 1ひ 2 の出 カ電圧を越^ると比較器 104 の出カは レべル （：以下、 とぃぅ ） となり ¾"を出カしてぃた第 1 の A N Dゲ ー ト 105 又は、 第 2 の A N Dゲー ト 106 )の出カが
となり第 1 の M 0 S · F E T 92a (又は、 第 3 の M O S - F E T 92 c ) 及び Z又は第 4 の M O S · F E T 92d (又は、 第 2 の M 0 Sパ F E T 92 ) を遮断する。 これにょ り上記通電してぃた D Cモータ 13の電流が断た れ、 シャ ン ト抵抗 93の電位差も零となる。 以上の動作を 繞返して D Cモータ 13の電流量をマィ ク ロコン ビュータ 9Sの指令する電流量に制御する。 この制御された霉流の 大きさに応じて D Cモータ 13は、 回転数に闋係なく ほぼ 比例的な ルクを発生する。 ひ Cモータ13の発生トルク はゥォーム軸 14とゥォームホ ィール軸 15とで減速され、 励磁によ り係合してぃる電磁クラッチ 16を介して ビニォ ン軸 I7に伝達され、 さ らにラック軸 6 の第 2 の歯部 6 bに 伝達され、 回転運動が直線違動に変換される。 この直線 運動に変換されたカはハン ドル 1 に加ぇられる上記遷転 者の操舵にょる操舵ト ルクを直線運動に変換したカの方 向とー致するょ ぅに設定してぁるので補助負荷付勢した こ と とな り 、 操舵 卜 ルク セ ン サ 2 にかカ >る操舵 トルク を 減少させる方向に働き、 操舵 ト ルク セ ンサ 2 の出カを減 少させる と共に上記運転者の操舵 トルクを軽減する。 こ の状態で、 仮に車速セ ンサ 10ゃ操舵 ト ルク セ ンサ 2 の本 体ゃ車体配線に異常が生じる と、 マィ ク ロ コ ン ピュータ
96は演算結果にょ り フェールセーフ駆動回路 に 0 F F 指令を出し、 フ ェールセ ーフ駆動回路 99にょ り フ ェール セ 一 フ リ レ ー 91を O F F させ、 常開接点 9lb を開成させ る。 これにょ り ノ ッテ リ 11カ>ら電磁ク ラッチ 16への電源 の供給が断たれ、 電磁ク ラッチ 16が O F F して第 2 のビ ニォン軸 17とゥォーム ホ ィール軸 15を機械的に雜脱させ、 マニュァルス テァ リ ン グの状態に
戻すょ ぅに動作する。 勿論、 この時には、 マィ ク ロ コ ン ビュータ 96は電磁ク ラッチ駆動回路 107、 右方向モータ 駆動回路 100 、 左方向モータ駆動回路 101 へも O F F指 令を出すので両 A N Dゲ一 ト 105 ， 106 の出カも "I で パ ヮー M O S · F E Tュニッ ト 92 も電流遮断状態となり ニ重 ， 三重に安全性が碡保される。
又、 仮に、 ノヽ0ヮ ー M 0 S · F E Tュニッ ト 92カ'ショ ー ト故障となった時には、 過電流がヒューズ 18に流れ、 ヒ ューズ 18を溶断するので D C モータ 13が ϋ手に回転する こ とはなぃ。
以上のょ ぅに、 この発明にょれば電磁ク ラッチへの電 源洪給ラィ ンの途中に常開接点を有するフェールセ ーフ 'J レ ーを揷入するょ ぅに搆成したので、 電 配線の断線 等の異常時には、 電磁クラッチがフ ェ一ルセ ー フ リ レ一 の非励磁にょ り遮断されるのでモ一タにょ る補助負荷可 勢がなぐな り、 自動的にマニュァルステァ リ ングに切換 ゎり ハン ドルが極端に重く なる危険性を防ぎ、 モータ駆 動用パヮー M 0 S · F E Tュニッ トカ バッテリカ ら ヒュ ーズを介して直接電圧印加されるので フ ェ一ルセ ー フ リ レーの小型化 ， 低容量化 ， 低¾音化及び低コス ト化が実 現でき、 又、 フ ェールセ ー フ リ レーの接点にょる電圧降 - 下にょる電カ損失をなく すことができ る効果がぁる。

Claims

求 の ^ 囲
1. ハ ン ドルの回転カを検出する操舵 トルク セ ンサから の操舵 トルク信号と車速を検出する車速センサからの車 速信号に基づき操舵補助カと して直流モータの回転を制 御すると共に、 電磁ク ラッチを O N又は O F Fすること にょって上記直流モータの回転カを上記操舵補助カとし て有効又は無効に制御する コ ン ト ロ ールュニ ッ トを備ぇ た乇ータ駆動式パヮ 一ス テァ リ ン グ-装置にぉぃて、 上記 電磁ク ラ ッチへの電瘛ラィ ンの途中に常開接点を有する フ ェールセ ーフ リ レーを設け、 上記フ ェールセーフ リ レ ーの駆動コィルの一端をキース ィ ッチを介して ノ ッテリ 電源の (+)端子に接続し、 その他端を上記操舵 トルク信号 及び上記車速信号に基づき異常と判断した時に上記駆動 コ ィルの通電を断っフェールセーフ駆動手段に接続した こ とを特徵とする モータ駆動式パヮ ース テァ リ ン グ装置。
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