JPH03125667A - 動力舵取装置 - 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］ 本発明は舵輪操作に要する力をモータの回転力により補
助する電動式の動力舵取装置（パワーステアリング）に
関する。

〔従来技術］ 舵輪に加えられた操舵トルクを検出し、この検出トルク
が所定の不感帯を超える場合に、前記検出トルクに比例
した駆動電流を操舵補助用のモータに通流させて該モー
タを駆動し、自動車の操舵に要する力を該モータの回転
力により補助せしめ、運転者に快適な操舵感覚を提供す
る電動式の動力舵取装置が開発されている。

このような動力舵取装置、においては、高速走行時の操
舵補助力が大きい場合、操舵感覚にふらつき感を惑しる
と共にモータの慣性力に起因する操舵感覚の不自然さを
怒しるという問題がある。そして、前記問題を解決する
ために、モータの回転検出器から得られる舵輪回転の角
速度と車速検出器から得られる車速とに比例した値を、
モータに通流される駆動電流の目標値から減算すること
により操舵補助力を減少させる制御を行い、操舵感覚の
ふらつき惑及び不自然さを抑制していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしなから、前述の如き舵輪回転の角速度と車速とに
基づいて操舵補助力を減少させる制御を行う場合、前記
角速度を得るためにモータの回転位置を検出する回転検
出器が必要であるが、この回転検出器を備えることによ
り動力舵取装置が高価となるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、モー
タの端子電圧及び駆動電流からモータの逆起電圧を求め
、該逆起電圧からモータの回転角速度及び舵輪の相対舵
角を求めることによって、モータの回転検出器を備える
ことなく操舵補助に関する制御を行うことが可能であり
、安価である動力舵取装置を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段〕 本発明に係る動力舵取装置は、舵輪に加えられる操舵ト
ルクに応じて駆動される操舵補助用のモータを備えた動
力舵取装置において、前記モータの端子電圧を検出する
電圧検出手段と、前記モータの駆動電流を検出する電流
検出手段と、該電流検出手段の所定の検出結果と、該検
出結果に対応する前記電圧検出手段の複数の検出結果の
平均値との複数個のデータから前記モータの内部抵抗を
算出する内部抵抗算出手段と、該内部抵抗算出手段の算
出結果、前記電圧検出手段の検出結果及び前記電流検出
手段の検出結果から前記モータの逆起電圧を算出する逆
起電圧算出手段と、該逆起電圧算出手段の算出結果から
前記モータの回転角速度を算出する回転角速度算出手段
と、前記逆起電圧算出手段の算出結果から相対的舵角を
算出する相対舵角算出手段とを具備することを特徴とす
る。

〔作用〕

検出されたモータの駆動電流と、これに対応する端子電
圧検出結果の平均値との複数個のデータからモータの内
部抵抗が求められ、端子電圧から前記内部抵抗と駆動電
流との積を減算して逆起電圧が求められる。この逆起電
圧に、モータ毎の特性として定められる逆起電圧に対す
る回転角速度の比を乗算してモータの回転角速度が求め
られる。

そして、前記逆起電圧を積算して相対舵角が求められる
。このように回転角速度と操舵位置とが、モータの駆動
電流及び端子電圧に基づいて求められるため、モータの
回転検出器が不要である。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に
説明する。第１図は本発明に係る動力舵取装置の一部破
断正面図、第２図は第１図のｎ−■線による拡大断面図
である。

図において１はラック軸であり、長手方向を左右方向と
して車体の一部に固設され筒状をなすラック軸ケース２
にこれと同心をなして内挿されている。また３はピニオ
ン軸であり、ラック軸ケース２の一端部近傍に連設した
ビニオン軸ケース４の内部にラック軸１に対してその軸
心を斜交させた状態に軸支されている。

該ピニオン軸３は、第２図に示す如く、トーションバー
５を介して同軸上に連結された上軸３ａと下軸３ｂとか
らなり、上軸３ａは玉軸受４０によりビニオン軸ケース
４内に支承され、その上端部を図示しないユニバーサル
ジヨイントを介して舵輪に連動連結しである。また下軸
３ｂは、ビニオン軸ケース４の下側開口部からその下部
を適長突出させた状態で、上端部近傍位置を４点接触玉
軸受４１によりピニオン軸ケース４内に支承されている
。前記４点接触玉軸受４１は、下軸３ｂの下端部側から
これに外嵌され、下軸３ｂの上端部近傍に形成した段部
と、下端部側から外嵌され外周面にかしめて固定された
カラー４２とにより、その内輪の両側を挟持されて下軸
３ｂの外側に軸長方向に位置決めされた後、下軸３ｂと
共に前記下側開口部からビニオン軸ケース４に内嵌され
、該ケース４の下部に形成された環状肩部と、前記開口
部から該ケース４に螺合されたロックナツト４３とによ
り、その外輪の両側を挾持されてピニオン軸ケース４の
内側に軸長方向に位置決めされ、下軸３ｂに作用するラ
ジアル荷重及び両方向のアキシアル荷重を負荷する。

ピニオン軸ケース４から突出された前記下軸３ｂの中途
部には、その軸長方向に適宜の長さに亘るピニオン歯３
０が形成されており、該とニオン歯３０は、ピニオン軸
ケース４が前記ラック軸ケース２の上側に固定ボルト４
４により固着された場合に、該ラック軸ケース２の内部
において、前記ラック軸１の一端部寄りの位置に軸長方
向に適長に亘って形成されたラック歯１０に噛合し、下
軸３ｂとラック軸ｌとを互いの軸心を斜交させた状態で
係合せしめている。前記下軸３ｂは、ラック軸１との係
合位置よりも更に下方に延長され、その下端部には、こ
れと同軸をなし、その歯形成面を下向きとして大傘歯車
３１が嵌装されており、該大傘歯車３１を囲繞する態様
にてラック軸ケース２の下側に連設された傘歯車ハウジ
ング２０内に針状ころ軸受３３により支承せしめである
。従って下軸３ｂは、前記４点接触玉軸受４１と針状こ
ろ軸受３３とによりラック歯１０とピニオン歯３０との
噛合位置の両側において支承されることになり、該噛合
位置において下軸３ｂに生じる撓み量は所定の一許容範
囲内に保たれる。

更にラック歯１０とピニオン歯３０との噛合位置には、
これらが隙間なく噛合されるように、ピニオン軸３に向
かう押しばね１１の付勢力によりラック軸重を押圧する
ラックガイド１２が設けてあり、ラック軸１は、前記噛
合位置においてラックガイド１２と下軸３ｂとにて半径
方向両側から挟持された状態で支承されると共に、ピニ
オン軸ケース４との遠投位置と逆側のラック軸ケース２
の端部に内嵌した軸受ブツシュ１３により支承されてお
り、ラック軸ケース２の内部においてその軸長方向に移
動自在となっている。ラック軸ケース２の両側に夫々突
出されたラック軸１の左右両端部は、各別の玉継手１４
．１４を介して、図示しない左右の車輪に夫々連なるタ
イロッド１５．１５に連結されており、ラック軸１の軸
長方向への移動により車輪が左。

右に舵取りされるようになっている。

第２図中の６は、舵輪に加えられる操舵トルクを検出す
るトルクセンサであり、前記上軸３ａに外嵌されこれと
共に回動し、その下側端面に上軸３ａの軸心を中心とす
る環状の抵抗体を形成してなる抵抗体保持部材６０と、
前記下軸３ｂに外嵌されこれと共に回動し、その上側端
面に前記抵抗体上の半径方向の一点に摺接する検出子を
形成してなる検出子保持部材６１とにてポテンシオメー
タを構成してなるものである。ピニオン軸３の上軸３ａ
は舵輪の回動に応じてその軸心廻りに回動するが、下軸
３ｂには車輪に作用する路面抵抗がラック軸１を介して
作用しており、両軸間に介装したトーションバ−５には
舵輪に加えられた操舵トルクに応じた涙れが生じる。ト
ルクセンサ６は、８亥トーシヨンバー５の捩れに伴って
上軸３ａと下軸３ｂとの間に生じる周方向の相対変位を
前記検出子と抵抗体との摺接位置に対応する電位として
出力するものであり、トーションバー５に涙れが生じて
いない場合、換言すれば舵輪操作がなされていない場合
に所定の基準電位を出力するように初期調整されている
。

トルクセンサ６の出力信号は時系列的に制御部７に入力
されており、制御部７はこの信号を前記基準電位と比較
して前記操舵トルクの方向及びその大きさを認識し、後
述する如く配設された操舵補助用のモータ８に駆動信号
を発する。

操舵補助用のモータ８は、電磁クラッチ１６、遊星ギヤ
減速装Ｗ９及び前記大傘歯車３１に噛合するこれよりも
小径の小傘歯車３２を介して前記下部軸３ｂにその回転
力を伝達するものである。

電磁クラッチ１６は円環状をなし、モータ８の中間ケー
ス８１に固着されたコイル部１６１　と、モータ８の回
転軸８０の一側にこれと同軸をなして外嵌され、該回転
軸８０と共に回転する主動部１６２と、円板状をなし該
主動部１６２と対向し、コイル部１６１への通電による
電磁力により主動部１６２と係着する係脱部１６３とか
ら構成されており、モータ８の回転力の係脱を行ってい
る。

遊星ギヤ減速装置９は係脱部１６３に内嵌し、回転する
と共に太陽ギヤを有し、その一端を主動部に内嵌された
軸受に支承され、他端を後述するが星キャリア９３に内
嵌された軸受に支承された太陽軸９０と、前記モータ８
のケーシング端面８２に回転軸８０と同軸をなして固着
された円環状をなす外環９１と、該外環９１の内周面及
び前記太陽軸９０の太陽ギヤ外周面に夫々転接し、各別
の軸心外りに自転すると共に太陽ギヤの軸心外りに公転
する複数個の遊星ギヤ９２．９２・・・と、これらの遊
星ギヤ９２．９２・・・を夫々軸支する遊星キャリヤ９
３とから構成され、前記モータ８よりも小なる外径を有
し、回転軸８０の一例に該モータ８及び電磁クラッチ１
６と一体化されている。遊星ギヤ減速装置９の出力軸９
４は、モータ８の回転軸８０と同軸上に位置する前記遊
星キャリヤ９３の軸心位置に嵌入、固定され、ケーシン
グの外部に適長突出させである。該出力軸９４の先端部
には前記小傘歯車３２が、その歯形成面を先端側に向け
て嵌装されており、該小傘歯車３２は、出力軸９４と共
に前記遊星ギヤ９２．９２・・・の公転に応じて回転す
るようになっている。

前記モータ８と電磁クラッチ１６と遊星ギヤ減速装置９
とは、これらの軸心がラック軸１の軸心と略平行をなし
た状態で、小傘歯車３２を内側として前記傘歯車ハウジ
ング２０に内嵌され、該ハウジング２０の内部において
前記小傘歯車３２が前記下部軸３ｂの下端部に嵌装され
た大傘歯車３１に噛合させてあり、またラック軸ケース
２の外側に設けたブラケッ）２ａに固着させである。大
傘歯車３１と小傘歯車３２との間のバックラッシ調整は
、遊星ギヤ減速装置９を傘歯車ハウジング２０に内嵌す
る際に、遊星ギヤ減速装置９のケーシングと傘歯車ハウ
ジング２０との突合せ部に介装するジムの厚さ及び／又
は枚数を変更することにより容易に行い得る。

また制御部７には、前述したトルクセンサ６の出力信号
の他に車速を検出する車速検出器１８の出力信号が入力
されており、ここで後述する制？７［１がなされモータ
８を駆動する駆動信号が出力される。

次に制御部７での制御について説明する。

第３図は制御部の構成及び制御動作をしめずブロック線
図である。

トルクセンサ６のトルク検出信号は、その位相を進め、
系を安定化するための位相補償部７１ａ、操舵機構の中
点を決定するための中点検出部７ｔｈに与えられており
、位相補償部７１ａでは前記トルク検出信号が位相補償
され、補償検出トルクＴｃとして減算器７４ａに与えら
れる。

また、車速検出器１８の車速検出信号は、中点検出部７
１ｈ、後述するモータ８の指示電流Ｉを生成する指示電
流関数部７３ａ、後述する舵角決定部７１ｉから出力さ
れた舵角θが与えられ、舵角θと車速■とに応じて指示
電流Ｉの特性を変化させる変化電流１ａを決定する変化
電流関数部７３ｂ及び前記トルク検出信号及び指示電流
Ｉの値を減算すべく減算信号Ｓｒを生成する減算信号関
数部７３ｃに夫々与えられる。

また、モータ８の端子電圧は後述する四１駆動回路７２
の出力側に設けられた電圧検出回路７１ｂによって検出
され、モータ８の駆動電流はモータラインに図示しない
電流検出用抵抗を挿入してなり、電流を検出する電流検
出回路７］ｃによって検出される６ そして前記電圧検出回路７１ｂ及び電流検出回路７１ｃ
の検出結果は内部抵抗算出部７１ｄ及び逆起電圧算出部
７１ｅに与えられ、該内部抵抗算出部７１ｄではこれら
の検出結果に基づいてモータの内部抵抗ＲＭが算出され
、この算出結果が逆起電圧算出部７１ｅに与えられる。

逆起電圧算出部７１ｅでは、電圧検出回路７１ｂ及び電
流検出回路７１ｃの検出結果と逆起電圧算出部７１ｅの
算出結果とからモータ８の逆起電圧■。が算出され、こ
の算出結果が回転角速度算出部７１ｆ及び相対舵角算出
部７１ｇに与えられる。

回転角速度算出部７１ｆでは、逆起電圧算出部７１ｅの
算出結果に基づいてモータ８の回転角速度ωが算出され
、この算出結果が減算信号関数部７３ｃに与えられる。

また、相対舵角算出部７１．ｇでは、逆起電圧算出部７
１ｅの算出結果に基づいて相対舵角θｒが算出され、こ
の算出結果が前記中点検出部７１ｈ及び舵角決定部７Ｈ
に与えられる。

前記中点検出部７１ｈでは、トルク検出信号、車速■、
回転角速度ω及び相対舵角θｒから舵角の中点θ、が算
出され、この算出結果が舵角決定部７１ｉ　に与えられ
る。舵角決定部７１ｔでは中点θ。

と相対舵角θ、とから舵輪の舵角θが算出され、この算
出結果が前記変化電流関数部７３ｂに与えられる。

変化電流関数部７３ｂでは、舵角θと車速Ｖとから変化
電流１ａが求められ、これが指示電流関数部７３ａに与
えられる。そして指示電流関数部７３ａでは、入力トル
クＴ、車速■及び変化電流１ａに基づいて指示電流Ｉが
生成され、該指示電流■は減算器７４ｂに与えられる。

前記減算信号関数部７３ｃにおいては、回転角速度ωと
減算信号Ｓｒとの関係が車速■の値に応じて関数化され
ており、回転角速度ω及び車速Ｖから減算信号Ｓｒが求
められ、該減算信号Ｓｒは第１利得補償部７５ａ及び第
２利得補償部７５ｂへ与えられる。

前記第１利得補償部７５ａでは、人力される減算信号Ｓ
ｒを所定倍することにより前記補償検出トルクＴｃから
減算する減算トルークＴｒが算出され、この算出結果が
前記減算器７４ａに与えられる。

減算器７４ａでは、入力される補償検出トルクＴｃから
減算トルクＴｒを減算する演算が行われ、この減算結果
が入力トルクＴとして指示電流関数部７３ａに与えられ
る。指示電流関数部７３ａにおいては、入力トルクＴと
指示電流１との関係が車速Ｖの値に応じて関数化されて
おり、入力トルクＴ及び車速Ｖから指示電流■が求めら
れ、該指示電流Ｉが減算器７４ｂへ与えられる。

また、前記第２利得補償部７５ｂでは、入力される減算
信号Ｓｒを所定倍することにより前記指示電流■から減
算する減算電流Ｉｒが算出され、この算出結果が前記減
算器７４ｂへ与えられる。

減算器７４ｂでは人力される指示電流Ｉから減算電流１
ｒを減算する演算が行われ、この減算結果が減算器７４
ｃに与えられる。

前記減算器７４ｃでは、前記電流検出回路７１ｃからの
フィードバック信号が減ぜられ、その減算結果がＰＷＭ
　（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｔｏｎ：
パルス幅変調）駆動回路７２を介してモータ８に与えら
れる。この電流検出回路７１ｃは、モータのフライホイ
ール電流も含めた電流検出を行うように構成されており
電流ループは安定する。

次に前述した如き制御部７の動作について説明する。

第４図は、車速及び舵輪の回転角速度に応じて操舵補助
力を減少させる制御の手順を示すフローチャートである
。

まず、ステップ１において、トルクセンサ６及び車速検
出器１８よりトルク検出信号及び車速Ｖを夫々読み込み
、電圧検出回路７１ｂ及び電流検出回路７１ｃからモー
タ８の端子電圧及び駆動電流を夫々読み込む。

次いで位相補償部７１ａにてトルク検出信号を補償検出
トルクＴｃに変換する（ステップ２）。そして回転角速
度及び相対舵角の計算サブルーチンによってモータ８の
回転角速度ωを算出する（ステップ３）。

以下において第５図に示す回転角速度及び相対舵角の計
算サブルーチンについて説明する。

第５図は回転角速度及び相対舵角の計算サブルーチンを
示すフローチャート、第６図は、モータ８の内部抵抗Ｒ
，を求める方法を示すグラフであって、第６図において
は、縦軸に端子電圧、横軸に駆動電流をとり、これらの
関係を示しである。

まず、内部抵抗算出部７１ｄにおいて、第６図に示す如
く予め定められた駆動電流Ｉ９の複数のサンプリングさ
れた電流値１１．１２の各々に対応する複数個（ｎ個）
の端子電圧検出値Ｖ、、、Ｖ２．をサンプリングしくス
テップ３１）、これらのサンプリング値を下記（１）、
　（２１式に示す如く平均化し、夫々の電圧平均値Ｖ、
、Ｖ２を算出する（ステップ３２）。

Ｖ、＝ΣＶ　Ｈｎ　／　ｎ　　　　　・・・（１）Ｖ、
＝Σ”ｚｎ／ｎ　　　　　・・・（２）そして、これら
の電流値１．、　ｈ及び電圧平均値Ｖ、、Ｖ２から下記
（３）弐に示す如くモータ８の内部抵抗Ｒ，を直線近似
方法によって算出する（ステップ３３）　。

このように端子電圧■４の検出値を平均化し、端予電圧
Ｖ、と駆動電流Ｉ４との関係を直線近似することよって
モータ８の内部抵抗Ｒ，を求めると、端子電圧■。の検
出値に含まれる逆起電圧成分が除去されるため、内部抵
抗Ｒ，が精度良く求められる。

次いで、逆起電圧算出部７１ｅにおいて、下記（４）式
に示す如く前記内部抵抗Ｒ，、端子電圧ｖＨ及び駆動電
流■。から逆起電圧■６を算出する（ステップ３４）。

Ｖ、＝ＶイーＲ，・１．　・・・（４）そして、逆起電
圧■６が算出されると、回転角速度算出部７１ｆにおい
て、下記（５）式に示す如く逆起電圧ＶＧにモータ毎の
特性として定められる逆起電圧ｖ６に対する回転角速度
ωの比であるモータ発電定数に、を乗算してモータ８の
回転角速度ωを算出する（ステップ３５）。

ω＝に、　　・■６　　・・・（５） また、下記（６）式に示す如く回転角速度ωを積算して
相対舵角θｒを求める（ステップ３６）。

θｒ−にΣω　・・・（６） 但し、Ｋ：比例定数 次に第４図に戻って説明する。

ステップ４では、減算信号関数部７３ｃにおいて入力さ
れる車速Ｖ及び回転角速度ωから減算信号Ｓｒを算出し
、第１利得補償部７５ａ及び第２利得補償部７５ｂへ出
力する。

なお、減算信号関数部７３ｃでは、第７図に示すように
減算信号Ｓｒは回転角速度ωの増加に比例して増加し、
この比例関係は車速ｖＩＩ　ＶＺ、　’／ｌ　（但しＶ
Ｚ　＜　ＶＺ　＜　Ｖｚ　）に依存し、車速Ｖが速くな
るに従って、入力される回転角速度ωに対する減算信号
Ｓｒの比が大となるようになっている。このため、減算
信号Ｓｒは車速■及び回転角速度ωが大きくなるに従っ
て大きくなる。そして、第１利得補償部７５ａにて減算
信号Ｓｒを所定倍して減算トルクＴｒを求め、また第２
利得補償部７５ｂにて減算信号Ｓｒを所定倍して減算電
流１ｒを求める。

次にステップ５では減算器７４ａにおいて補償検出トル
クＴｃから減算トルクＴｒを減算し、入力トルクＴを求
める。

ステップ６では、指示電流関数部７３ａにおいて入力ト
ルクＴ及び車速■からモータ８の指示電流Ｉを生成する
。この指示電流Ｉの決定方法を第８図に示す。

第８図は指示電流関数部７３ａでの指示電流Ｉと入力ト
ルクＴとの関係の特性を示すグラフであり、縦軸に指示
電流■を、また横軸に入力トルクＴをとっている。前記
横軸の入力トルクＴの正側は右操舵の場合の入力トルク
Ｔを示しており、負側は左操舵の入力トルクＴを示す。

また指示電流Ｉの正側はモータ８に右操舵の回転をさせ
る電流を示し、負側は左操舵の回転をさせる電流を示す
。さらに−点鎖線は車速Ｖ、、　Ｖ、、　Ｖ、・・・に
より異なる前記特性をまた破線は変化電流関数部７３ｂ
において舵角θと車速Ｖとにより定められた舵輪戻し時
の変化電流Ｉａによって変更される指示電流Ｉを示して
いる。

また、−Ｄ−Ｄは不感帯を示しており、舵輪操作により
右（又は左）への操舵の入力トルクＴが不感帯−Ｄ−Ｄ
の範囲を超えた場合、入力トルクＴの増加に従ってモー
タ８の指示電流Ｉは増加し、モータ８による操舵補助力
は増加する。この場合、入力トルクＴが低トルク設定値
−Ｔｓ　＝　Ｔｓに達するまでは入力される車速Ｖとは
無関係に指示電流Ｉが増加し、これを超えると入力トル
クＴと指示電流Ｉとの関係は車速Ｖ＋、Ｖｚ、　Ｖｃ・
・（但しＶ、＜Ｖ、＜ν、）に依存し、車速か大きくな
るにつれて入力トルクＴに対する指示電流Ｉが小さくな
るようになっている。

例えば、右（又は左）へ舵輪を操作し、次に該舵輪を戻
す場合、入力トルクＴが不惑帯−〇−Ｄ内に入れば破線
にて示される変化電流−１ａ　（又はＩａ）が指示電流
！となり、その後、入力トルクＴが不惑帯−Ｄ−Ｄ内に
ある場合指示電流Ｉはこの変化電流−１ａ　（又はＩａ
）に一定制御され、モータ８が一定トルクで駆動される
。これにより舵輪戻し時の操舵補助力は一定となる。

この変化電流１ａの絶対値は変化電流関数部７３ｂに入
力される車速■が小さくなるにつれて大きくなるように
なっており、これによって車速Ｖが小さくなるに従って
指示電流■が大となり、ハンドル戻し力を大きくするよ
うにしている。前述の如き関数特性により、指示電流関
数部７３ａにおいては、操舵の入力トルクＴが低トルク
の場合には車速の如何に関わらずに指示電流Ｉが決定さ
れるため、モータ８の慣性による不自然な操舵感覚が抑
制される。

そしてステップ７では、減算器７４ｂにて指示電流Ｉか
ら前記減算電流Ｉｒを減算し、ステップ８では、減算後
の指示電流Ｉによってモータ８を駆動する。

このように指示電流Ｉを減少させることは、指示電流関
数部７３ａにおいて前記入力トルクＴが不感帯内にある
場合に操舵トルクを大きくすることに効果がある。これ
は、前記不惑帯内では、操舵補助が行われず、舵輪操作
によるトルクである入力トルクＴに対する実際に舵取装
置に与えられるトルクである出力トルクの比が、不感帯
外よりも小さいため、指示電流Ｉの減算効果が大きいか
らである。

しかし、指示電流Ｉからの減算だけでは不感帯内の減算
効果が不感帯外より大きく、操舵感覚に不連続感が感じ
られるため、指示電流関数部７３ａの上流側において補
償検出トルクＴｃから減算トルクＴｒを減算することに
より不感帯外の減算効果を大きくする。これは、指示電
流Ｉを生成する以前に補償検出トルクＴｃから減算トル
クＴｒを減算すると、人力トルクＴが不感帯内にある場
合には指示電流Ｉが零であるため指示電流Ｉに対する減
算効果がなく、入力トルクＴが不感帯外にある場合のみ
に効果があるからである。

このように減算電流Ｉｒは操舵トルクの増加に対して、
入力トルクＴが不惑帯内にある場合に有効であり、一方
減算トルクＴｒは入力トルクＴが不感帯外にある場合に
有効であるため、第１利得補償部７５ａ及び第２利得補
償部７５ｂの夫々の利得を調節すれば、高速走行時の出
力トルクの減算制御における不連続感を抑制することが
できる。

第９図は舵輪の戻し制御を示すフローチャートである。

最初にステップ４０で入力トルクＴを読み込み、この入
力トルクＴが不感帯内か否かをステップ４１で判定し、
不感帯に入力トルクＴが入っているときは、ステップ４
２で後述する中点演算ルーチンが終了したか否かを判定
する。中点演算が終了しているときは、ステップ４３で
舵輪の相対舵角θｒを相対舵角算出部７１ｇから読み込
み、次にステップ４４でこの相対舵角θｒと舵角中点θ
ｍとにより舵角決定部７１ｉにて舵角θ（＝θｒ−θｍ
）を決定する。

舵角θが定まるとステップ４５で舵角θと車速■とによ
り変化電流Ｉａを変化電流関数部７３ｂにて求め、指示
電流関数部７３ａで指示電流■の値及び方向を算出する
。

一方ステップ４１で不惑帯でないと判定されたときはリ
ターンし、ステップ４２で中点演算が終了していないと
きは、ステップ４６で舵輪の相対舵角θｒを相対舵角算
出部７１ｇから読み込み、ステップ４７で後述する左右
決定ルーチンにおいて定められた舵角最小値により変化
電流１ａを算出し、指示電流■の値及び方向を算出する
。

また第１０図は舵角中点演算方法について示すフローチ
ャートである。中点演算ルーチンではステップ５０で車
速■を読み込み、ステップ５１で車速Ｖが閾値Ｖ、より
大きいか否かを判定し、大きいときはステップ５２で車
速に応じたトルク設定値下、２を定めて、次にステップ
５３でトルク検出値を読み込み、ステップ５４で該トル
ク検出値がトルク設定値Ｔ１より小さいか否かを判定す
る。小さいときはステップ５４１で車速に応じた回転角
速度設定値ω、を定めて、次にステップ５４２で回転角
速度算出部７１ｆによって算出された回転角速度ωを読
み込み、ステップ５４３で回転角速度ωが回転角速度設
定値ω、より小さいか否かを判定する。小さいときは、
車両が直進していると判定して、ステップ５５で小さい
ときの回数をカウントしてステップ５６でそのときの相
対舵角θｒを相対舵角算出部７１ｇから読み込む。そし
て、ステップ５７で相対舵角θｒを前回までの相対舵角
θｒの合計に加算してその加算結果をカウント回数で除
算して舵角中点を求め、舵角中点の値を更新する。また
ステップ５１で車速Ｖが閾値■８□より小さいとき、又
はトルク検出値がトルク設定値ＴＳ□より大きいとき又
は回転角速度ωが回転角速度設定値ω５より大きいとき
はリターンする。これにより舵輪戻し時に手を離したと
き等に、トルク検出値が零になったときには直進と判断
しないので、中点演算の時間が短縮される。

なお中点演算が終了するまでは次に説明する左右決定ル
ーチンにより戻し制御を行う。

第１１図は舵角の左右位置の決定手順を示すフローチャ
ートである。この左右決定ルーチンではステップ６０で
車速■を読み込み車速■が閾値■。より大きいか否かを
ステップ６１で判定し、大きいときはトルク検出値をス
テップ６２で読み込み、ステップ６３でこのトルク検出
値を積分し、その積分値の方向が右か否か判定する。右
のときはステップ６５で舵角最小値の右の値を更新し、
左のときはステップ６４で舵角最小値の左の値を更新し
リターンする。

さて、減算信号関数部７３ｃは人力される回転角速度ω
と車速Ｖとの関係に対応して減算信号Ｓｒを求める関数
部であり、減算信号Ｓｒは回転角速度ωの増加に従って
増加し、また、車速Ｖが速くなるに従って回転角速度ω
に対応する値が大きくなるようになっている。減算信号
関数部７３ｃにおいては、前述の如き関係に従って求め
られた減算信号Ｓｒに基づいて得られる減算トルクＴｒ
と減算電流１ｒとを、補償検出トルクＴｃと指示電流■
とから減する。これによって高速走行時には、減算信号
Ｓｒが低速走行時に比して大となり、指示電流Ｉが低く
抑えられるため、高速走行時の操舵による車体のふらつ
き感が抑制される。また、これに加えて舵輪戻し時の舵
輪の戻し過ぎが防止される。

なお、本実施例においては、モータの内部抵抗を求める
場合、端子電圧のサンプリングを、複数の電流値の各々
に対応させて行ったが、これに限らず、前記電流値の各
々に所定範囲の検出有効幅を有せしめ、端子電圧のサン
プリングをこの所定範囲の電流値に対して行い、このサ
ンプリング値の平均値と前記電流値とに基づき、前述し
た如き直線近似方法によってモータの内部抵抗を求めて
も良い。また、前記端子電圧及び電流値のサンプリング
値は、移動平均演算によって得られたものを用いても良
い。

［効果］ 以上詳述した如く本発明に係る動力舵取装置においては
、モータの端子電圧及び駆動電流からモータの逆起電圧
を求め、該逆起電圧からモータの回転角速度及び相対舵
角を求めるため、モータの回転検出器を備えることなく
操舵補助に関する制御を行うことが可能であり、安価で
ある等本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の一実施例を示す一
部破断正面図、第２図は第１図の■−■線による拡大断
面図、第３図は制御部の構成及び動作を示すブロック線
図、第４図は車速及びモータの回転角速度に応じて操舵
補助力を減少させる制御の手順を示すフローチャート、
第５図は回転角速度及び相対舵角の計算サブルーチンの
フローチャート、第６図は、モータの内部抵抗を求める
方法を示すグラフ、第７図は減算信号関数部での減算信
号と回転角速度との関係の特性を示すグラフ、第８図は
指示電流関数部での指示電流と入力トルクとの関係の特
性を示すグラフ、第９図は舵角の戻し制御を示すフロー
チャート、第１０図は舵角の中点の演算方法を示すフロ
ーチャート、第１１図は舵輪の左右位置の決定手順を示
すフローチャートである。 ６・・・トルクセンサ １８・・・車速検出器 ７１ｃ・・・電流検出回路 ７１ｅ・・・逆起電圧算出部 ７１ｇ・・・相対舵角算出部 ８・・・モータ ７１ｂ・・・電圧検出回路 ７１ｄ・・・内部抵抗算出部 ７１ｆ・・・回転角速度算出部 ７３ｃ・・・減算信号関数部 特　許　出願人　　光洋精工株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、舵輪に加えられる操舵トルクに応じて駆動される操
   舵補助用のモータを備えた動力舵取装置において、 前記モータの端子電圧を検出する電圧検出手段と、 前記モータの駆動電流を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段の所定の検出結果と、該検出結果に対応
   する前記電圧検出手段の複数の検出結果の平均値との複
   数個のデータから前記モータの内部抵抗を算出する内部
   抵抗算出手段と、 該内部抵抗算出手段の算出結果、前記電圧検出手段の検
   出結果及び前記電流検出手段の検出結果から前記モータ
   の逆起電圧を算出する逆起電圧算出手段と、 該逆起電圧算出手段の算出結果から前記モータの回転角
   速度を算出する回転角速度算出手段と、 前記逆起電圧算出手段の算出結果から前記舵輪の相対的
   舵角を算出する相対舵角算出手段と を具備することを特徴とする動力舵取装置。