JPH0651474B2 - モータ駆動式パワーステアリング装置 - Google Patents

モータ駆動式パワーステアリング装置

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JPH0651474B2
JPH0651474B2 JP1126288A JP1126288A JPH0651474B2 JP H0651474 B2 JPH0651474 B2 JP H0651474B2 JP 1126288 A JP1126288 A JP 1126288A JP 1126288 A JP1126288 A JP 1126288A JP H0651474 B2 JPH0651474 B2 JP H0651474B2
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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の回転力で補
助負荷付勢するモータ駆動式パワーステアリング装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来、この種のものは、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負荷付勢する構造であ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記した従来装置は据え切り状態でハン
ドルの端当てロック状態に長時間保持されたり、長時間
の車庫入れ動作を繰り返されると、モータに大電流が連
続して流れることになり、モータは発熱して発煙したり
匂いを出したり、さらには焼損するなどの問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解決するために成され
たものであり、モータの異常発熱、発煙、焼損を防止す
ることができるモータ駆動式パワーステアリング装置を
得ることを目的とする。
〔課題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装置
は、モータの平均電流が所定値以上のときに、所定時間
毎に所定値毎低減する最大制限値を決定する手段と、上
記最大制限値によって上記モータ電流を制限するモータ
電流制限手段を設けたものである。
〔作用〕
この発明では、モータの平均電流が所定値以上のときに
モータ電流の最大制限値を所定時間毎に所定値毎低減す
ることによって決定し、この決定された最大制限値によ
ってモータ電流を制限する。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図において、１は運転者の操舵回転力を受けるハンド
ル、３は第１のステアリングシャフト２ａを介してハン
ドル１と連結されたトルクセンサで、ハンドル１に加え
られた回転力に応じて電気信号を出力する。１６は第２
のステアリングシャフト２ｂを介してトルクセンサ３に
連結されたウォームホイル、４ａは第３のステアリング
シャフト２ｃを介してウォームホイル１６に連結された
第１のユニバーサルジョイント、４ｂは第４のステアリ
ングシャフト２ｄを介して第１のユニバーサルジョイン
ト４ａに連結された第２のユニバーサルジョイント、５
は第２のユニバーサルジョイント４ｂと機械的に連結さ
れたピニオンギヤ軸、６はピニオンギヤ軸５と噛み合う
ラック歯部６ａを有するラック軸、７ａはラック軸６の
一端と一方のタイロッド８ａを連結する一方のボールジ
ョイント、７ｂはラック軸６の他端と他方のタイロッド
８ｂとを連結する他方のボールジョイント、９はコント
ロールユニット、１０は車速センサ、１１はバッテリ、
１２はキースイッチ、１３はコントロールユニット９に
より駆動され、分巻または磁石界磁を有するＤＣモー
タ、１４はコントロールユニット９の指示に従い、ＤＣ
モータ13とウォーム軸１５間の機械的な連結と離脱を制
御する電磁クラッチである。ウォーム軸１５はウォーム
ホイル１６と噛合する。
第２図はコントロールユニット９の構成を示し、９ａは
トルクセンサ３からの入力に応じて操舵トルクを測定す
る操舵トルク測定手段、９ｂは車速センサ１０からの入
力に応じて車速を測定する車速測定手段、９ｃはモータ
駆動用パワー素子部9iに内蔵されている電流センサの出
力に応じてモータ１３への通電々流を測定するモータ電
流測定手段、９ｄはモータ電流測定手段９ｃで測定した
モータ電流値を所定時間幅で平均化すると共にモータ電
流の最大制限値を決定するモータ平均電流演算手段、９
ｅは操舵トルク，車速，前記モータ平均電流演算手段で
決定されたモータ電流の最大制限値に応じたモータ電流
値を記憶保持しているモータ電流記憶手段、９ｆはモー
タ電流記憶手段９ｅに記憶保持された値を操舵トルク、
車速、モータ平均電流に応じて読み出し、モータ１３へ
の通電々流を決定するモータ電流決定手段、９ｇは少く
とも車速により定まる条件により電磁クラッチ１４の結
合、離脱を制御する電磁クラッチ制御手段、９ｈはモー
タ電流決定手段９ｆの出力に基づき、モータ駆動用パワ
ー素子部９ｉに対してモータ１３への通電々流方向と通
電々流値を制御するための制御信号を出力するパワー素
子制御手段、９ｉはパワー素子制御手段９ｈの出力に基
づき、モータ１３の電流方向と電流値を所定値に制御す
るモータ駆動式パワー素子部である。
次に、上記装置の動作を第３図〜第６図を参照して説明
する。第３図は操舵トルク対モータ電流の制御特性、第
４図は車速対モータ電流及び電磁クラッチ印加電圧の制
御特性、第５図はモータ平均電流によるモータ電流の制
御特性、第６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、キースイッチ12をオンす
ると、電磁クラッチ１４がオンし、モータ１３とウォー
ム軸１５機械的に連結される。この状態で、ハンドル１
に運転者が回転力を与えると、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に流れる電流を制御す
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、さらに操舵トルクを増加す
るとモータ電流を操舵トルクに対してほぼ直線的に増大
させ、ｂ点以上は１００％電流となる。逆に、トルクを
減少させると、操舵トルクがｂ点以下よりモータ電流は
減少し、ａ点まで減少するとモータ１３はオフする。こ
のことは左方向でも同様である。
一方、モータ電流に対するモータ１３の出力トルクは、
ほぼ比例関係にある。従って、第３図でトルクが増加す
るとａ点でモータ１３がオンし、トルクの増加とともに
モータ電流が徐々に増加する制御となるため、ウォーム
軸１５への出力トルクは徐々に増加することとなり、モ
ータ１３はハンドル１に加える運転者の回転力に応じた
補助トルクを電磁クラッチ１４、ウォーム軸１５、ウォ
ームホイル１６を介してステアリングシャフト2a〜２ｄ
に伝達する。このため、ハンドル１の操舵トルクはモー
タ１３による補助トルク分だけ軽くなる。
このとき、モータ電流は定期的（例えば１回／１〜１０
msec）にモニタされ、蓄積されており、所定時間（例え
ば３０sec〜３min）ごとに平均電流を演算し、この演算
結果が所定値以上（例えば、モータの最大電流値の６０
〜８０％以上）の場合、第５図左側のようにモータ電流
の最大制限値を所定値（例えば、モータの最大制限値の
５〜１０％）だけ減少させ、次の平均電流でも演算結果
が引き続き所定値以上であればモータ電流の最大制限値
をさらに所定値だけ減少させる制御をくり返し、連続し
て流し続けてもモータ１３やコントロールユニット９の
パワー素子部９ｉが熱破壊に至らない電流値（例えば、
モータ最大指示電流の５０％以下）に保持する。次に、
上記演算結果が少ない（例えば、モータ最大指示電流の
４０％以下）場合、第５図右側のように最大制限値を上
記所定値だけ増加させ、次の平均電流でも上記演算結果
が少なければ最大制限値をさらに上記所定値だけ増加さ
せる制御をくり返し、最初の最大制限値まで増加させて
保持する。そして、上記演算結果が中ぐらい（例えば、
モータの最大電流値の３０〜７０％）の場合、一つ前の
平均電流から設定された最大制限値を維持する制御とな
っている。以上、このシステムにおける車が停止状態の
動作について説明した。
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を操舵トルク及び車速に応じて予
め記憶保持された電流ＩM1にて行う。このＩM1の値はｃ
点までは上述のように操舵トルク、車速、モータ平均電
流に応じた値に制御されるが、ｃ点を越えると車速に応
じてモータ最大指示電流を減少し、ｄ点（車速Ｖ＝
Ｖ２）以上は機械系統の慣性の影響を軽減するため、一
定の値ＩOFとする。さらに車速がｅ点（Ｖ＝Ｖ１）を越
えると、モータ電流及び電磁クラッチ１４印加電圧は遮
断され、モータ１３とウォーム軸１５は機械的に離脱
し、ハンドル１を回す運転者にとっては補助負荷付勢の
ない操舵となる。
次に、コントロールユニット９の動作を第６図，第７図
のフローチャートによって説明する。ステップ２１では
イニシャライズし、ステップ２２では操舵トルクを測定
した値を変数ＴＳに代入し、ステップ２３では車速を測
定した値を変数Ｖに代入する。ステップ２４ではモータ
電流を測定した値を変数ＩMSに代入し、ステップ２５で
はモータ平均電流に応じて最大制限値を計算して変数Ｉ
M(MAX)に代入する。ステップ２６では操舵トルク、車
速、最大制限値に対応して記憶されたモータ電流値をモ
ータ電流記憶手段から読み出し変数ＩM1に代入する。ス
テップ２７では、前のサイクルで指示されたモータ電流
記憶値ＩMOの値により判断し、ＩMO≠０であればこのサ
イクルで測定したモータ電流ＩMSによる判断に移り、ス
テップ２８でＩMS≠０であれば車速Ｖによる判断に移
る。ステップ２９，３０において、Ｖ＜Ｖ２であればス
テップ３１で読み出したモータ電流ＩM1をモータ電流出
力指示値の変数ＩＭに代入し、ステップ３２で電磁クラ
ッチ１４を結合し、ステップ３３でモータ電流指示値Ｉ
Ｍをモータ電流記憶値の変数ＩMOに代入し、ステップ２
２に帰る。又、Ｖ２＜Ｖ＜Ｖ１であれば読み出したモー
タ電流ＩM1（＝ＩOF）をモータ電流出力指示値の変数Ｉ
Ｍに代入し、電磁クラッチ１４に結合し、モータ電流指
示値ＩＭをモータ電流記憶値の変数ＩMOに代入し、操舵
トルク測定に帰る。
又、ＩMO＝０の場合にはＩMSによる判断を飛び越し、車
速による判断に移る。さらに、ＩMO≠０でＩMS＝０の場
合、又はＶ＞Ｖ１の場合には、ステップ３５でモータ電
流出力指示値の変数ＩＭに０を代入し、ステップ３６で
電磁クラッチ１４を遮断し、ステップ３３でモータ電流
指示値ＩＭをモータ電流記憶値の変数ＩMOに代入し、操
舵トルクの測定に帰る。
第７図は第６図で示したモータ平均電流を計算し最大制
限値を決定するサブルーチンを示し、ステップ４１では
前のサイクルで計算されたモータ平均電流値ＩM(AV)に
モータ電流出力指示値ＩＭを加え、モータ平均電流値Ｉ
M(AV)に代入する。ステップ４２では一定時間経過した
か否かを判断し、経過しない場合には主制御へ帰り、経
過した場合にはモータ平均電流値ＩM(AV)の大きさによ
る判断に移る。ステップ４３，４４において、３０％＜
ＩM(AV)＜６０％であれば（％はモータの最大電流値に
対するもの）ステップ４５でＩM(AV)をクリアして主制
御へ帰る。又、３０％＞ＩM(AV)であればステップ４６
でモータ平均電流に基づく最大制限値ＩM(MAX)を５％増
加し、ＩM(AV)をクリアして主制御に帰る。又、６０％
＜ＩM(AV)であれば、ステップ４７でモータ平均電流に
基づく最大制限値ＩM(MAX)を５％減少し、ＩM(AV)をク
リアして主制御へ帰る。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、モータの平均電流が所
定値以上のときに、モータ電流の最大制限値を所定時間
毎に所定値毎低減することによって決定し、この決定さ
れた最大制限値によってモータ電流を制限するようにし
ており、例えばハンドルを据え切り状態でロック位置に
押し当てたまま長時間放置したような場合でも、モータ
電流の最大制限値が制限されるので、モータの異常発
熱，発煙，焼損は防止され、しかも最大制限値は徐々に
低減されるので、操舵補助動作が安定する。又、モー
タ、電磁クラッチ、コントロールユニットのパワー素子
部などを小形に設計できるとともに、安全性の高いモー
タ駆動式パワーステアリング装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明装置の構成図、第２図はこの発明によ
るコントロールユニットの構成図、第３図はこの発明に
よる操舵トルクとモータ電流の関係図、第４図はこの発
明による車速とモータ電流及び電磁クラッチ印加電圧と
の関係図、第５図はこの発明におけるモータ平均電流に
よるモータ最大指示電流の特性図、第６図及び第７図は
それぞれこの発明によるコントロールユニットのメイン
フローチャート及びサブフローチャートである。 １……ハンドル、２ａ〜２ｄ……ステアリングシャフ
ト、３……トルクセンサ、９……コントロールユニッ
ト、１３……モータ。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセ
    ンサ、ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャ
    フトを補助負荷付勢するモータ、操舵トルクの大きさに
    応じてモータを駆動するコントロールユニットを備えた
    モータ駆動式パワーステアリング装置において、上記モ
    ータの平均電流が所定値以上のときに、所定時間毎に所
    定値毎低減する最大制限値を決定する手段と、上記最大
    制限値によって上記モータ電流を制限するモータ電流制
    限手段を設けたことを特徴とするモータ駆動式パワース
    テアリング装置。
JP1126288A 1988-01-20 1988-01-20 モータ駆動式パワーステアリング装置 Expired - Lifetime JPH0651474B2 (ja)

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