JP2682564B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は電動機が出力する操舵補助力で操舵を助勢
する電動パワーステアリング装置に係り、詳しくは、操
舵抵抗が大きい時等の電動機の負荷が過大となった場合
に電動機へ通電する電流を減少させて電動機を保護する
電動パワーステアリング装置に関する。 （従来の技術） 操舵力の伝達系に電動機が出力する操舵補助力を付与
する電動パワーステアリング装置にあっては、操向ハン
ドルの操舵角度、操舵速度、操舵力あるいは車両の速度
の操舵情報等に応じ電動機に通電する電流を制御し、こ
の電動機が出力する操舵補助力を操向ハンドルへ加えら
れる手動操舵力とともにステアリングギア機構等を介し
操向車輪に作用させて操向車輪の転舵を行う。例えば、
ラックアンドピニオン式の電動パワーステアリング装置
であれば、手動操舵力と操舵補助力とをラックに作用さ
せてラックを中立位置から左右の軸方向に移動させ、こ
のラックの運動をタイロッド等を介し操向車輪に伝達し
て操向車輪を転舵する。 ところで、このような電動パワーステアリング装置に
あっては、一般に、ラックの左右の最大移動位置（以
下、最大舵角位置と称す）をラックをギアケース等に当
接させて規制し、ラックの最大舵位置を超える移動を禁
止するとともに、ラックが最大舵角位置を超えるような
方向への操向ハンドルの操作も不可能とする。したがっ
て、上述のようなラックが最大舵角位置に位置する場合
（以下、最大舵角時と称す）には、電動機が出力する操
舵補助力をラックに付与する必要はなく、逆に、電動機
が出力する操舵補助力を制限して消費電力の低減を図る
ことが望まれる。 従来、上述のような事情に鑑みて、実開昭60−193868
号公報に記載されたような電動パワーステアリング装置
が提案されている。この電動パワーステアリング装置
は、ギアケースにラックの最大舵角位置を検出するマイ
クロスイッチを設け、このマイクロスイッチの出力に基
づきラックが最大舵角位置に位置する時に電動機が出力
する操舵補助力を減少させるものである。 （この発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述のような従来の電動パワーステア
リング装置にあっては、ギアケースに設けられたマイク
ロスイッチと制御装置とが大きく離れ、これらの間に配
線を配索しなければならないため、配線が錯綜して装置
の全体構成が複雑化するという問題点があった。また、
このような電動パワーステアリング装置にあっては、マ
イクロスイッチの取付位置にも相当の精度が必要とされ
るため、加工および組立工数も増大し、製造コストの増
大を招くという問題点がある。 この発明は、上記各問題点に鑑みてなされたもので、
製造コストを増大させること無く簡素な構成で、かつ、
操舵フイーリングを損うこと無く、最大舵角転舵時に消
費電力の低減を図ることができる電動パワーステアリン
グ装置を提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） 上記目的の達成のため、第１図（ａ）に示すように、
第１の発明は、操向ハンドルと操向車輪とを連結するス
テアリング系に操舵補助力を発生する電動機を設け、該
電動機に通電する電流を操舵情報に応じ制御して操向ハ
ンドルの操舵を助勢する電動パワーステアリング装置に
おいて、 前記ステアリング系の操舵力を検出する操舵力検知手
段と、該操舵力検知手段により検出された操舵力が、制
御回路で使用する最大値よりも小さい所定値を超える時
に前記電動機へ通電する電流を減少する過負荷防止手段
と、 を備え、 また、上記目的達成のため、第１図（ｂ）に示すよう
に、第２の発明は、 操向ハンドルと操向車輪とを連結するステアリング系
に操舵補助力を発生する電動機を設け、該電動機に通電
する電流を操舵情報に応じ制御して操向ハンドルの操舵
を助勢する電動パワーステアリング装置において、 前記ステアリング系の操舵力を検出する操舵力検知手
段と、 前記ステアリング系の操舵速度を検出する操舵速度検
知手段と、 前記操舵速度検知手段により検出された操舵力が、制
御回路で使用する最大値よりも小さい所定値を超え、か
つ、前記操舵速度検知手段により検出された操舵速度が
所定値以下の時に、前記電動機へ通電する電流を減少す
る過負荷防止手段と、を備える。さらに、第３の発明
は、第１の発明または第２の発明において、過負荷防止
手段は、電動機へ通電する電流を減少する時に、操舵ト
ルクの増大につれて連続的に減少させ、制御回路で使用
する最大値において０以上の所定値まで減少させること
を特徴とする。 （作用） 第１の発明にかかる電動パワーステアリング装置によ
れば、最大舵角時に運転者が最大舵角位置を超える方向
へ操向ハンドルを操舵した場合あるいは路上の障害物に
より妨げられて操向車輪の転舵が不能になった場合等に
操舵力が、制御回路で使用する最大値よりも小さい所定
値を超えると、電動機へ通電される電流が減少するた
め、電動機への不必要な通電が抑制されて消費電力の低
減が図れる。そして、電動パワーステアリング装置にあ
っては、一般に、電動機の制御に操舵力が不可欠な操舵
情報であって操舵力検知手段が設けられているため、既
設の操舵力検知手段を利用して製造コストの低減を図
れ、また、このような操舵力検知手段はステアリングシ
ャフト等に制御装置に近接して設けられるため、配線が
錯綜することは無く簡素化が図れる。 さらに、第２の発明にかかる電動パワーステアリング
装置によれば、上述のような転舵が不能となつた場合に
操舵力が、制御回路で使用する最大値よりも小さい所定
値を超えるとともに操舵速度が所定値以下になると、電
動機へ通電される電流を減少するため、転舵の不能状態
を確実かつ速やかに検出でき、消費電力をより一層低減
できる。また、第３の発明にかかる過負荷防止手段によ
れば、電動機へ流す電流を減少させる際に、操舵力の増
大につれて電流を連続的に減少させ、電流値を制御回路
で使用する操舵力の最大値において０以上の所定値まで
減少させるので、過負荷防止手段が動作してもステアリ
ング系に作用する操舵補助力を急激に減少することな
く、徐々に減少させて自然な操舵フイーリングを確保す
ることができる。 （実施例） 第２図から第４図は第１の発明にかかる電動パワース
テアリング装置の一実施例を表し、第２図が機構断面
図、第３図がブロック図、第４図がフローチャートであ
る。 第２図において、11は図示しない車体に取り付けられ
たギアケースであり、ギアケース11は略円筒状のセンタ
ケース11cの両端のそれぞれサイドケース11L、11Rを嵌
着して構成されている。このギアケース11には、車幅方
向の延在したラック軸12が図中左端にブッシュ13を介し
軸方向摺動自在に支持され、また、右方のサイドケース
11Rにピニオン軸14が軸受15a,15b,15cを介し回転自在に
支持されている。ラック軸12は、図中右方の背面側に操
向車輪の転舵可能角度に対応する移動可能な距離にわた
ってラック歯が形成され、また、ギアケース11から突出
した両端部にそれぞれギアケース11の外壁面に当接可能
なフランジ状のストッパ16L,16Rが固設されている。こ
れらストッパ16L,16Rは，ギアケース11の端部に当接し
て最大舵角位置を決定する。ラック軸12は、周知のよう
に、両端部がタイロッド等のステアリングケージを介し
操向車輪のナックルアームに連結されている。ピニオン
軸14は、上軸14Uと下軸14Lとを図示しないトーションバ
ーにより同軸的かつ所定の相対回動変位可能に連結して
成り、上軸14Uがステアリングシャフト等を介し操向ハ
ンドルに連結され、また、下軸14Lにラック軸12のラッ
ク歯と噛合するピニオンギア17が固設されている。な
お、26はダストシールである。 また、ギアケース11のサイドケース11R内には、操舵
トルクセンサ（操舵力検知手段）19、タコジェネレータ
（操舵速度検知手段）20および後述する制御回路21がピ
ニオン軸14の周囲に配設され、ピニオン軸14の下方に後
述する駆動回路22が配置されている。操舵トルクセンサ
19は、ピニオン軸14が挿通した略円筒状の可動鉄芯23
と、この可動鉄芯23の周囲に配置された差動変圧器24と
を有している。可動鉄芯23は、ピニオン軸14の上軸14U
および下軸14Lにカム機構を介し連結され、この上下軸1
4U,14Lのトーションバーの弾性的な捩れ変形による相対
回動変位に、応じ比例的に軸方向に変位する。差動変圧
器24は、制御回路21に接続された１次コイル、２つの２
次コイルおよび補償用の３次コイル等を有し、１次コイ
ルに制御回路22から交流信号を印加され、可動鉄芯23の
変位に応じ２つの２次コイルに誘起される交流信号を操
舵トルクの検知信号として制御回路21に出力する。タコ
ジェネレータ20は、その回転軸にギア25aが固設され、
このギア25aがピニオン軸14に固設されたギア25bとケー
ス11に支持されたアイドラギア25Cを介し噛合してい
る。タコジェネレータ20は、発電機であり、制御回路21
に接続されピニオン軸14の回転速度すなわち操舵速度に
応じた電位と極性（方向）の信号を制御回路21に出力す
る。 さらに、ギアケース11には、中央のセンタケース11c
内ラック軸12と同軸状に構成された電動機27が配置され
ている。電動機27は、センタケース11c内に固着された
界磁石28と、この界磁石28とラック軸12との間にラック
軸12と同軸的に配設されたロータ29とを有している。ロ
ータ29は軸受30a,30bにより回転自在に支持された円筒
状の出力軸31を有し、この出力軸31の外周にスキュー溝
を有する積層鉄芯32および多重巻きされた電機子巻線33
が同軸かつ一体に固着されている。 電機子巻線33は、出力軸31に固設された整流子34および
ホルダ35内に収容された整流子34に弾接するブラシ36を
介して配線37により駆動回路22に接続されている。この
電動機27は、出力軸31の左端外周部に小経ギア38aが固
設され、このギア38aがボールスクリュ機構39のスクリ
ュシャフト40に固設された大経ギア38bと噛合してい
る。 スクリュシャフト40は、図中左方のサイドケース11L
内にラック軸12と平行に軸受41a,41bにより回転自在に
支持され、前述の大経ギア38bが右端部に固設されてい
る。このスクリュシャフト40は、外周部にラック軸12の
移動可能距離と同一距離にわたって螺旋溝40aが形成さ
れ、この螺旋溝40aにボールナット42が図示しない多数
のボールを循環可能に介して螺合している。 ボールナット42は、ラック軸12の両側に垂下する一対の
取付片42aが設けられ、これら取付片42aがそれぞれ弾性
ブッシュ43を介し貫通する図示しないボルトによってラ
ック軸12に締結されてラック軸12と一体化されている。
弾性ブッシュ43は、ラック軸12の延在方向と直交する方
向の両側にそれぞれ空孔43aが形成され、ラック軸12の
延在方向と直交する方向に小さなばね定数を有し該方向
の振動伝達を低減する。このボールナット42は、ラック
軸12と一体の軸方向移動のみが許容され、スクリュシャ
フト40の回転にともないラック軸12と一体に移動する。
なお、42bはボール循環用のボールチューブである。 制御回路21は、第３図に示すように、インターフェー
ス回路44、マイクロコンピュータ回路45、付属回路46お
よびバックアップ回路47等を備え、これら回路が相互に
接続されている。インターフェース回路44は、フィルタ
回路、A/Dコンバータおよび交流信号出力回路等を有
し、前述の操舵トルクセンサ19、タコジェネレータ20お
よび後述する電流検知器49等のセンサが接続されてい
る。このインターフェース回路44は、操舵トルクセンサ
19の１次コイルに交流信号を出力するとともに２つの２
次コイルが出力する交流信号を基に操舵トルクを表す信
号S1,S2をマイクロコンピュータ回路45とバックアップ
回路47とに出力し、また、タコジェネレータ20の出力信
号を基に操舵速度を表す信号S3,S4をマイクロコンピュ
ータ回路45とバックアップ回路47とに出力し、さらに、
電流検知器49の出力信号を基に電動機27へ通電された電
流の電流値を表す信号S5を出力する。付属回路46は、定
電圧回路および水晶発振回路等を有し、定電圧回路が各
回路へ一定電圧の電力を供給し、水晶発振回路が基準と
なるクロックパルス信号をマイクロコンピュータ回路45
へ出力する。 マイクロコンピュータ回路45は、インターフェース回
路44から入力する信号S1,S2,S3,S4,をROM等に記憶され
たプログラムに従い処理し、駆動回路22にパルス幅変調
信号（PWM信号）h,i,j,kを出力する。また、過負荷防止
手段はマイクロコンピュータ回路45の一部で構成する。
バックアップ回路47は、駆動回路22に接続され、マイク
ロコンピュータ回路45等の故障時に駆動回路22に前記操
舵トルクセンサ19およびタコジェネレータ20の出力信号
S1,S2,S3,S4に応じた信号をマイクロコンピュータ回路4
5に代替して出力し、電動機27の出力をフェードアウト
（漸減）させて電動機27を停止させる。 駆動回路22は、４つの電界効果型トランジスタ（FE
T）Q1,Q2,Q3,Q4をブリッジ状に結線して成るスイッチ回
路48および電流検知器49等を有し、このスイッチ回路48
のFETQ1,Q2,Q3,Q4のゲートがマイクロコンピュータ回路
45に接続されている。このスイッチ回路48は、FETQ1,Q2
のドレイン端子が電源であるバッテリに接続され、ま
た、FETQ3,Q4のソース端子が電流検知器49を介して接地
され、さらにFETQ1,Q2のソース端子がそれぞれFETQ3,Q4
のドレイン端子に接続され、これらFETQ1,Q3のソース・
ドレイン端子間とFETQ2,Q4のソース・ドレイン端子間と
の間に電動機27が接続されている。このスイッチ回路48
は、FETQ1のゲートにPWM信号ｈが、FETQ2のゲートにPWM
信号ｉが、FETQ3のゲートにPWM信号ｊがFETQ4のゲート
にPWM信号ｋが入力し、FETQ1,Q4またはFETQ2,Q3が選択
的かつ一体に駆動されて電動機27へ通電する電流の方向
とデューティファクタ（電流値）を制御する。なお、以
下説明の便宜上、PWM信号h,kによって駆動されるFETQ1,
Q4が電動機27に出力軸31が右回転する方向の電流を通電
し、また、PWM信号i,jによって駆動されるFETQ2,Q3が電
動機27に出力軸31が左回転する方向の電流を通電するも
のとする。 次に、この実施例の作用を第４図のフローチャートを
参照して説明する。 この電動パワーステアリング装置は、イグニッション
キーが操作されてキースイッチがON位置に投入される
と、マイクロコンピュータ回路45において第４図のフロ
ーチャートに示す一連の処理を繰り返し実行して電動機
27の駆動制御を行う。 まず、ステップP1において、マイクロコンピュータ回
路45の初期化を行い、内部レジスタの記憶データに消去
およびアドレス指定等を行う。続いて、ステップP2にお
いて、他に定義されているサブルーチンに従いマイクロ
コンピュータ回路45等の初期故障診断を行う。そして、
このステップP2では、例えばマイクロコンピュータ回路
45が故障であると判断されると、バックアップ回路47が
駆動回路22に代替信号を出力し、駆動回路22が電動機27
の出力を漸減させて電動機27を停止させる。 次のステップP3においては、操舵トルクセンサ19の差
動変圧器24の２つの２次トランスからの出力信号S1,S2,
を読み込み、続くステップP4で他に定義されているサブ
ルーチンに従い操舵トルクセンサ19の故障診断を行う。
そして、このステップP4で操舵トルクセンサ19が正常に
機能していると判断された場合のみ、次のステップP5の
処理を行う。ステップP5では、操舵トルクセンサ19の２
つの２次コイルから出力される逆特性の出力信号S1,S2
を演算処理して操舵トルクを表す信号Ｔ（以下、操舵ト
ルクＴと称す）を生成する。この操舵トルクＴは、作用
方向に応じて正負をとり、その絶対値が操舵トルクの大
きさを表す。次に、ステップP6において操舵トルクＴの
正負を判別し、操舵トルクＴが正または零であればステ
ップP7でフラグＦにＯを設定し、また、操舵トルクＴが
負であればステップP8,P9でフラグＦに１を設定すると
ともに操舵トルクＴの符号反転処理（絶対値化）を行
う。このフラグＦは、操舵トルクＴの作用方向を表し、
例えば、０が右方向を、１が左方向を示す。続いて、ス
テップP10において、第８図に示すデータテーブル１か
ら絶対値化された操舵トルクＴをアドレスとして基準操
舵補助トルクD1を検索し、この基準操舵補助トルクを表
す内部信号（以下、基準操舵補助トルクD1と称す）を生
成する。この基準操舵補助トルクD1は、電動機27へ通電
する電流のデユーティファクタすなわち電動機27が出力
すべきトルク（操舵補助力）を表す。この基準操舵補助
トルクD1は、第８図から明かなように、操舵トルクＴ
が、制御回路21で使用する最大値よりも小さい所定値Ｃ
を超える領域において漸減する。このため、後述するス
テップP12からステップP16の出力処理を行うことで、操
舵トルクＴが所定値Ｃを超えると電動機27に通電される
電流のデューティファクタすなわち電流値が減少する。
したがって、ラック軸12のストッパ16L,16Rがギアケー
ス11の端部に当接してラック軸12が最大舵角位置に位置
しているにもかかわらず最大舵角位置を超える方向に操
向ハンドルを操舵して操舵トルクが大きくなっている場
合、また、操向車輪が路面上の障害物に当接して転舵不
能であるにもかかわらず操向ハンドルを操舵して操舵ト
ルクが大きくなっている場合に、電動機27の消費電力の
低減を図れ、また、電動機27等の発熱量も抑制できる。 続いて、ステップP11においては、基準操舵補助トル
クD1が０か否かを判断し、基準操舵補助トルクD1が０で
あればステップP12で全てのPWM信号ｈ、ｉ、ｊ、ｋのデ
ューティファクタを０に設定し、また、基準操舵補助ト
ルクD1が０でなければステップP13でフラグＦの値を判
別する。このステップP13では、フラグＦが０と判断さ
れるとステップP14でPWM信号ｈ、ｉ、ｊ、ｋにそれぞれ
１、０、０、D₁を設定し、また、フラグＦが１と判断さ
れるとステップP15でPWM信号ｈ、ｉ、ｊ、ｋにそれぞれ
０、１、D₁、０を設定する。次のステップP16において
は、上記PWM信号ｈ、ｉ、ｊ、ｋを出力し、続いてステ
ップP17で電動機27に通電された電流の電流値を読み込
み、ステップP18で他に定義されているサブルーチンに
従い故障診断を行う。そして、この後は、再度、ステッ
プP3からの一連の処理を繰り返し実行する。したがっ
て、電動機27は基準操舵補助トルクD1に応じた補助トル
クを出力し、この補助トルクがボールスクリュ機構39を
経てラック軸12に伝達されて操向ハンドルに加えられた
手動操舵力とともに操向車輪に作用し、操向車輪が転舵
する。 このような電動パワーステアリング装置にあっては、
上述のように、最大舵角位置にも位置しているにもかか
わらず最大舵角位置を超える方向に操向ハンドルを操舵
して操舵トルクが大きくなっている場合、また、操向車
輪の転舵が不能であるにもかかわらず操向ハンドルを操
舵して操向ハンドルが大きくなっている場合、電動機27
に通電される電流値が制限される。このため、上述のよ
うな場合において、消費電力の低減が図れ、また、電動
機27の発熱量も抑制される。そして、この電動パワース
テアリング装置は、前述の引例のようにマイクロスイッ
チ等を付加する必要がないため、配線等の簡素化を図っ
て全体構成の簡素化も図れ、また、既設の操舵トルクセ
ンサ19等を利用して製造コストの低減を図れる。 なお、上述の実施例においては、操舵トルクＴが所定
値Ｃを超える範囲内で電動機27へ通電する電流値を減少
させているが、操舵トルクＴが比較的大きな値C1を超え
た時に電動機27へ通電する電流値を制限して上記値C1よ
り小さな値C2以下に低下した時に通常の制御に復帰する
ように設定値にヒステリシスを設定することもでき、さ
らに、操舵トルクＴが所定値C3を超える状態が所定時間
継続した時に電動機27へ通電する電流値を減少させる等
時間との関連で制御することもできる。 次に、第２の発明の実施例を説明する。 第５図は第２の発明にかかる電動パワーステアリング
装置の第１実施例を示すフローチャートである。なお、
この第５図において、ステップP1からステップP9での処
理およびステップP20からステップP27までの処理は、そ
れぞれ、前述した第４図のフローチャートにおけるステ
ップP1からステップP9まで、ステップP11からステップP
18までの処理と同一であり、その説明は省略する。 ステップP10においては、第９図に示すデータテーブ
ル２から操舵トルクＴをアドレスとして基準操舵補助ト
ルクD1を検索する。この基準操舵補助トルクD1は、第９
図に示すように操舵トルクＴに応じて最適な操舵フィー
リングを与えるように決定され、前述した第８図と異な
り高操舵トルク領域で一定値を維持する。 次に、ステップP11においてはタコジェネレータ20か
らの２つの出力信号S3、S4を読み込み、ステップP12で
他に定義されているサブルーチンに従いタコジェネレー
タ20の故障診断を行う。そして、このステップP12でタ
コジェネレータ20が正常に機能していると判断された場
合にのみ、次のステップP13の処理を行う。ステップP13
においては、タコジェネレータ20の２つの出力信号を減
算処理して操舵速度Ｎを表す信号（以下、操舵速度Ｎと
称す）を生成する。この操舵速度Ｎは、ビニオン軸14の
回転方向すなわち操舵方向に応じて正負をとり、その絶
対値が操舵速度の大きさを示す。次に、ステップP14に
おいて操舵速度Ｎの正負を判別し、操舵速度Ｎが負であ
ればステップP15で操舵速度Ｎを正値化（絶対値化）し
てステップP16へ進む。ステップP16では絶対値化された
操舵速度Ｎと所定値Ａとの大小を判別し、操舵速度Ｎが
所定値Ａ以上であれば後述するステップP20に進み、ま
た、操舵速度Ｎが所定値Ａ未満であればステップP17に
進む。このステップP17においては、操舵トルクＴが所
定値Ｂを超えているか否かを判別し、操舵トルクＴが所
定値Ｂ以下であればステップP20に進み、操舵トルクＴ
が所定値Ｂを超えていればステップP18に進む。ステッ
プP18においては、第10図に示すデータテーブル２から
操舵トルクＴをアドレスとして補正分操舵トルクD2をマ
ップ検索し、この補正分操舵補助トルクを表す内部信号
（以下、補正分操舵補助トルクD2と称す）を生成する。
続いて、ステップP19において、基準操舵補助トルクD1
から補正分操舵補助トルクD2を減じて基準操舵補助トル
クD1を補正する。この補正された基準操舵補助トルクD1
は、第11図の参考図に示すように、操舵速度Ｎが所定値
Ａ未満で操舵トルクＴ、が制御回路で使用する最大値よ
りも小さい所定値Ｂを超える場合に操舵トルクＴの増加
にともない漸減する特性を有する。このため、後のステ
ップP20からステップP25の出力処理を行うことで、操舵
速度Ｎが所定値Ａ未満で操舵トルクＴが所定値Ｂを超え
る場合に電動機27に通電されるデューティファクタは操
舵トルクＴの増加にともない減少する。したがって、ラ
ック軸12のストッパ16L,16Rの一方がギアケース11の端
部に当接してラック軸12が最大舵角位置に位置している
にもかかわらず最大舵角位置を超えるような方向へ操向
ハンドルを操舵している場合、あるいは、操向車輪が路
面の溝等に陥入して操向車輪の転舵が不能となったにも
かかわらず操向ハンドルを操舵している場合等の操舵補
助を必要としない場合を正確に判断でき、このような場
合において、前述した実施例と同様に、電動機27の消費
電力を低減でき、また、電動機27の発熱も抑制すること
ができる。 このような電動パワーステアリング装置にあっては、
上述のように、最大舵角位置に到達しているにもかかわ
らず最大舵角位置を超えるような方向に操舵している場
合、また、操向車輪の転舵が不能にもかかわらず操向ハ
ンドルを操舵している場合等の操舵補助を必要としない
場合を正確に判別できる。そして、このような場合に
は、前述した実施例と同様に電動機27へ通電される電流
の電動値が小さくなるため、消費電力の低減が図れ、ま
た、電動機27の発熱等の不具合が防止される。 第６図には、第２の発明にかかる電動パワーステアリ
ング装置の第２実施例のフローチャートを示す。なお、
この第６図のフローチャートにおいて、ステップP1から
ステップP9まで、ステップP12からステップP14まで、お
よびステップP33からステップP35までは、それぞれ前述
の第５図におけるステップP1からステップP9まで、ステ
ップP11からステップP13まで、およびステップP25から
ステップP27までと同一であり、その説明は省略する。 ステップP10においては、第12図に示すデータテーブ
ル４から操舵トルクＴをアドレスとして基準操舵補助ト
ルクD3を検索する。この基準操舵補助トルクD3は、前述
した第９図のデータテーブル２の基準操舵補助トルクD1
と比較して高操舵トルク域における値が小さな値に設定
されている。続いて、ステップP11において、第13図に
示すデータテーブル５から補助トルクＴをアドレスとし
て過負荷補正分操舵トルクD4をマップ検索する。この過
負荷補正分操舵補助トルクD4は、同図から明らかなよう
に、操舵トルクＴが所定値Ｂを超える領域で０から漸増
する特性を有している。 ステップP15においては、操舵速度Ｎの正負を判別し
て、操舵速度Ｎが正または０であればステップP16でフ
ラグＧに０を設定し、また、操舵速度Ｎが負であればス
テップP17でフラグＧに１を設定するとともにステップP
18で操舵速度Ｎの符号を反転して正値化（絶対値比）す
る。なお、このフラグＧは、操舵方向を表し、その値が
フラグＦの値と対応している。続いて、ステップP19に
おいては、第14図に示すデータテーブル６から操舵速度
Ｎをアドレスとして操舵速度補正分操舵補助トルクD5を
マップ検索し、また、ステップP20において、第15図に
示すデータテーブル７から操舵速度Ｎをアドレスとして
操舵速度補正係数Ｋをマップ検索する。この操舵速度補
正係数Ｋは、操舵速度Ｎが所定値NO以下で１、所定値N2
以上で０、所定値N0とN2との間（例えばN1）で漸減する
特性を有する。 次に、ステップP21において、基準操舵補助トルクD3
が０か否かを判別し、基準操舵補助トルクD3が０であれ
ばステップP22で全てのPWM信号ｈ、ｉ、ｊ、ｋのデュー
ティファクタを全て０に設定し、また、基準操舵補助ト
ルクD3が０でなければステップP23をフラグＦとフラグ
Ｇとが同値か否かを判断する。このステップP23では、
フラグＦ、Ｇが同値であると判断されるとステップP24
からステップP27の処理を行い、また、フラグＦ、Ｇが
異なる値であると判断されるとステップP28からステッ
プP32の処理を行う。ステップP24においては、基準操舵
補助トルクD3、操舵速度補正係数Ｋ、過負荷補正分操舵
補助トルクD4および操舵速度補正分操舵補助トルクD5に
基づき目標操舵補助トルクD_Dを算出し、続いてステップ
P25でフラグＦの値を判別する。そして、このステップP
25ではフラグＦが０と判断されるとステップP26でPWM信
号ｈ、ｉ、ｊ、ｋのデューティファクタにそれぞれ１、
０、０、D_Dを設定し、フラグＦが１と判断されるとステ
ップP27でPWM信号ｈ、ｉ、ｊ、ｋのデューティファクタ
にそれぞれ０、１、D_D、０を設定する。 また、ステップP28においては、操舵速度補正分操舵
補助トルクD5を基に調整用補助トルクD_Uを設定し、ステ
ップP29において、基準操舵補助トルクD3、操舵速度補
正係数Ｋおよび過負荷補正分操舵補助トルクD4を基に目
標操舵補助トルクD_Dを算出する。このステップP29およ
び前述のステップP24で算出される目標操舵補助トルクD
_Dは、第16図の参考図に示すように、操舵トルクＴが、
制御回路で使用する最大値よりも小さい所定値Ｂを超え
る高操舵トルク領域において操舵速度Ｎに応じ特性が変
化し、操舵速度Ｎが小さい場合に小さくなる。したがっ
て、前述の第１実施例と同様に、操向車輪の転舵が不能
であるにもかかわらず操向ハンドルを操舵しているよう
な操舵補助を必要としない場合に、電動機27へ通電され
る電流のデューティファクタを小さくし、消費電力の低
減とともに電動機27の発熱の抑制が図れ、さらに、上述
のような操舵補助を必要としない場合を正確に判断でき
る。 続くステップP30においては、前述したステップP25と
同様に、フラグＦの値を判別し、フラグＦが０であれば
ステップP31でPWM信号ｈ、ｉ、ｊ、ｋのデューティファ
クタにそれぞれD_U、０、０、D_Dを設定し、また、フラグ
Ｆが１であれば、ステップP32でPWM信号ｈ、ｉ、ｊ、ｋ
にそれぞれ０、D_U、D_D、０のデューティファクタを設定
する。 この実施例における電動パワーステアリング装置にあ
っても、前述のように、操舵補助を必要としない場合を
正確に検出して、このような場合に電動機27へ通電する
電流のデューティファクタを小さくする。このため、消
費電力の低減が図れ、また、電動機27等の発熱が抑制で
きる。そして、この電動パワーステアリング装置にあっ
ては、特に、操舵トルクの作用方向と操舵方向とが異な
る戻り操舵時（上記フラグＦ、Ｇの値が異なる時）にお
いて、FETQ1またはFETQ2がPWM信号D_Uに基づき駆動され
て電動機27の出力が減少するため良好な操舵フイーリン
グが得られる。 第７図は、第２の発明にかかる電動パワーステアリン
グ装置の第３実施例のフローチャートを示す。なお、こ
の第７図のフローチャートにおいては、前述した第６図
のフローチャートとステップP24、ステップP31とステッ
プP32およびステップP36とステップP37が異なるのみで
他は全て同一であり、上記ステップP24、P31、P32、P3
6、P37のみを説明して他の説明は省略する。 ステップP23においてフラグＦ、Ｇが同値と判断され
ると、ステップP24において、操舵トルクＴが前回のル
ーチン実行時に検出された操舵トルクT_P（以下、前回操
舵トルクTPと称す）以上か否かを判断し、操舵トルクＴ
が前回操舵トルクT_P以上であればステップP25で目標操
舵補助トルクD_Dを算出し、操舵トルクＴが前回操舵トル
クT_Pに満たなければフラグＦ、Ｇが異なる場合と同様に
ステップP29からステップP35までの処理を行う。そし
て、ステップP31においては、目標操舵補助トルクD_Dが
前回のルーチン実行時に算出された目標操舵力D_P（以
下、前回目標操舵力D_Pと称す）に満たないか否かを判断
し、目標操舵補助トルクD_Dが前回目標操舵力D_Pに満たな
ければ前述した実施例と同様にステップP33以下の処理
を実行し、また、目標操舵補助トルクD_Dが前回目標操舵
力D_P以上であればステップP32で目標操舵補助トルクD_D
を前回目標操舵力D_Pに設定する。 ステップP27からステップP28においてPWM信号ｈ、
ｉ、ｊ、ｋのデューティファクタが設定された後には、
ステップP36において、次回のルーチン実行に備えて前
回操舵トルクT_Pに今回のルーチン実行で検出された操舵
トルクＴを設定して記憶し、続いて、ステップP37にお
いて、基準操舵補助トルクD3、操舵速度補正係数Ｋおよ
び過負荷補正分操舵補助トルクD4に基づき目標操舵トル
クD_Pを算出し、この目標操舵トルクD_Pを次回のルーチン
実行に備えて前回目標操舵補助トルクとして記憶する。 この実施例の電動パワーステアリング装置にあって
は、検出された操舵トルクＴが減少している場合にはス
テップP29からステップP35の戻り操舵時の制御を行い電
動機27の出力を減少させ、また、戻り操舵時において
は、今回のルーチン実行時の目標操舵補助トルクD_Dと前
回のルーチン実行時の前回目標操舵補助トルクＤとのい
ずれか小さい値を基に電動機27へ通電する電流のデュー
ティファクタを決定する。したがって、操舵トルクＴが
減少している場合には、戻り操舵時と同様に電動機27の
出力も小さくなり、また、この戻り操舵時において操舵
トルクＴが減少する場合には第17図の参考図中に破線で
示すように目標操舵補助トルクD_Dが略一定に保たれ、よ
り良好な操舵フィーリングが得られ、そして、この電動
パワーステアリング装置にあっては、前述した実施例と
同様に、操舵補助が不必要な場合には、電動機27等の消
費電力を低減し、また、電動機27等の発熱を抑制するこ
とができる。 なお、上述した各実施例においては、操舵補助が不必
要な場合に、電動機27に通電する電流を減少させている
が、電動機27へ通電する電流を遮断して電動機27を完全
に停止させることも可能である。 （発明の効果） 以上説明したように、第１の発明にかかる電動パワー
ステアリング装置によれば、操舵力が所定値を超える時
に電動機へ通電する電流の電流値を減少させるため、既
設の機器を利用して安価かつ簡素な構成で最大舵角位置
に到達しているにもかかわらず最大舵角位置を超える方
向に操向ハンドルを操舵して操舵力が大きくなった場合
あるいは操向車輪の転舵が不能であるにもかかわらず操
向ハンドルを操舵して操舵力が大きくなった場合等の操
舵補助を必要としない場合に、電動機等の消費電力を低
減させて発熱量を抑制できるという効果が得られる。 さらに、第２の発明にかかる電動パワーステアリング
装置によれば、上記第１の発明の効果に加えて、操舵力
が所定値を超え、かつ操舵速度が所定値に満たない時に
電動機に通電する電流の電流値を減少させるため、操舵
補助を必要としない場合がより正確に判別され、高い信
頼性が得られる。また、第３の発明にかかる過負荷防止
手段によれば、電動機へ流す電流を減少させる際に、操
舵力の増大につれて電流を連続的に減少させ、電流値を
制御回路で使用する操舵力の最大値において０以上の所
定値まで減少させるので、過負荷防止手段が動作しても
ステアリング系の作用する操舵補助力を急激に減少する
ことなく、徐々に減少させて自然な操舵フィーリングを
確保することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）は第１の発明にかかる電動パワーステアリ
ング装置の構造図、第１図（ｂ）は第２の発明にかかる
電動パワーステアリング装置の構成図である。第２図か
ら第４図は第１の発明にかかる電動パワーステアリング
装置の一実施例を示し、第２図が機構部分の断面図、第
３図が電気回路のブロック図、第４図がフローチャート
である。第５図から第７図は第２の発明にかかる電動パ
ワーステアリング装置の実施例のフローチャートを示
し、第５図が第１実施例を、第６図が第２実施例を、第
７図が第３実施例を示す。第８図から第17図はそれぞれ
各実施例の制御処理に用いるグラフである。 11……ギアケース、12……ラック軸 14……ピニオン軸 19……操舵トルクセンサ（操舵力検知手段） 20……タコジェネレータ（操舵速度検知手段） 21……制御回路、22……駆動回路 27……電動機 45……マイクロコンピュータ回路（過負荷防止手段）

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．操向ハンドルと操向車輪とを連結するステアリング
   系に操舵補助力を発生する電動機を設け、該電動機に通
   電する電流を操舵情報に応じて制御回路で制御して前記
   操向ハンドルの操舵を助勢する電動パワーステアリング
   装置において、 前記ステアリング系の操舵力を検出する操舵力検知手段
   と、 該操舵力検知手段により検出された操舵力が、前記制御
   回路で使用する最大値よりも小さい所定値を超える時に
   前記電動機へ通電する電流を減少する過負荷防止手段
   と、 を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装
   置。 ２．前記過負荷防止手段は、前記電動機へ通電する電流
   を減少する時に、操舵力の増大につれて連続的に減少さ
   せ、前記制御回路で使用する最大値において０以上の所
   定値まで減少させることを特徴とする請求項１記載の電
   動パワースステアリング装置。 ３．操向ハンドルと操向車輪とを連結するステアリング
   系に操舵補助力を発注する電動機を設け、該電動機に通
   電する電流を操舵情報に応じて制御回路で制御して前記
   操向ハンドルの操舵を助勢する電動パワーステアリング
   装置において、 前記ステアリング系の操舵力を検出する操舵力検知手段
   と、 前記ステアリング系の操舵速度を検出する操舵速度検出
   手段と、 前記操舵力検知手段により検出された操舵力が、前記制
   御回路で使用する最大値よりも小さい所定値を超え、か
   つ、前記操舵速度検知手段により検出された操舵速度が
   所定値以下の時に前記電動機へ通電する電流を減少する
   過負荷防止手段と、 を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装
   置。 ４．前記過負荷防止手段は、前記電動機へ通電する電流
   を減少する時に、操舵力の増大につれて連続的に減少さ
   せ、前記制御回路で使用する最大値において０以上の所
   定値まで減少させることを特徴とする請求項３記載の電
   動パワーステアリング装置。