JPH069969B2 - モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御装置 - Google Patents

モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御装置

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JPH069969B2
JPH069969B2 JP16416086A JP16416086A JPH069969B2 JP H069969 B2 JPH069969 B2 JP H069969B2 JP 16416086 A JP16416086 A JP 16416086A JP 16416086 A JP16416086 A JP 16416086A JP H069969 B2 JPH069969 B2 JP H069969B2
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JP
Japan
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steering
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torque
motor
vehicle speed
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JP16416086A
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光晴 森下
伸一 高下
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to EP87904563A priority patent/EP0282594B1/en
Priority to US07/178,056 priority patent/US4842087A/en
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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回転力で補助
付勢するモータ駆動式パワーステアリング制御装置に関
するものである。
〔従来の技術〕
従来、この種のパワーステアリング装置は、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付勢
するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来のパワーステアリング装置は、モータ
あるいは機械系のロックなどの故障時にハンドル操舵の
ロック付近と識別できないため、モータへ連続的に通電
してモータおよびモータを制御するパワー素子が発熱に
よる温度上昇によって破壊されるか、機械的ロックによ
りハンドル操舵が不能となって事故に至る危険が生じて
いた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、温度上昇によるモータおよびパワー素子の破
壊を防止し、かつ機械的にロック時にもハンドル操舵を
可能とし高信頼性に安全走行の行なえるモータ駆動式パ
ワーステアリング制御装置を得ることを目的とする。
〔問題点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制御装
置は、車速を検出する車速センサと、ハンドルの回転力
を検出するトルクセンサと、ハンドル操舵角を検出する
操舵角センサと、上記各センサの信号を入力とするコン
トロールユニットと、コントロールユニットを介して駆
動されるモータとを備え、コントローラユニットは、車
速センサからの入力信号により車速を測定する車速測定
手段と、トルクセンサからの入力信号により操舵トルク
を測定する操舵トルク測定手段と、操舵角センサからの
入力信号によりハンドル操舵角を測定する操舵角度測定
手段と、ハンドル操舵角がハンドルロック位置に到達し
ない所定角度以内で、操舵トルクに対応したモータ電流
指示値が所定電流値以上の場合にはモータ電流異常と判
定出力するモータ電流異常判定手段と、通常は操舵トル
クに応じた値にモータ電流を決定し、モータ電流異常判
定手段の出力が異常判定出力時にはモータ電流を零に決
定するモータ電流決定手段と、モータ電流決定手段の出
力に基づきモータ電流を制御するモータ電流制御手段と
を備えたものである。
〔作 用〕
この発明においては、モータのロツクあるいは機械的ロ
ックによりハンドルが重くなったような場合、操舵角セ
ンサによってモータのロックおよび機械系のロックとハ
ンドルロック位置付近の操舵とを識別してモータ電流を
零とするもので、これによってモータやパワー素子の破
壊を防止し、機械的ロック時にもハンドル操作が可能と
なる。
〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明によるモータ駆動式パワーステアリング制
御装置をブロック回路図を含んだ構成図を示すもので、
図において、1は運転者の操舵回転力を受けるハンドル
で、3はハンドル1に加えられた回転力に応じて信号を
出力するトルクセンサ、4aは第1のユニバーサルジョ
イント、4bは第2のユニバーサルジョイント、2aは
ハンドル1とトルクセンサ3間を連結する第1のステア
リングシャフト、2bはトルクセンサ3と第1のユニバ
ーサルジョイント4a間を連結する第2のステアリング
シャフト、2cは第1のユニバーサルジョイント4aと
第2のユニバーサルジョイント4b間を連結する第3の
ステアリングシャフト、5は第2のユニバーサルジョイ
ントに連結される第1のピニオン軸、6はこのピニオン
軸5と噛み合う第1のラック歯部6aと第2のラック歯
部6bを有するラック軸、7aは一方のタイロッド8a
と第1のラック歯部6aの端部とを連結する一方のボー
ルジョイント、7bは他方のタイロッド8bと第2のラ
ック歯部6bの端部とを連結する他方のボールジョイン
トである。9はコントロールユニット、10は車速を検
出する車速センサ、11は車載バッテリ、12はキース
イッチ、13は分巻または磁石界磁を有する直流モータ
で、上記バッテリ11からコントロールユニット9を介
して駆動される。14はモータ13の出力軸に連結さ
れ、減速機を形成するウォーム軸、15はこのウォーム
軸14と噛み合って駆動するウォームホイール軸、16
はこのホイール軸15と第2のラック歯部6bと噛み合
う第2のピニオン軸17の間の機械的な連結をコントロー
ルユニット9の指示にしたがって結合または離脱する電
磁クラッチ、18はハンドル1の操舵角を検出する操舵
角センサである。
第2図はコントロールユニット9のブロック回路図を示
し、9aはトルクセンサ3からの入力により操舵トルク
を測定する操舵トルク測定手段、9bは操舵角センサ1
8によりハンドル操舵角を測定する操舵角度測定手段、
9cは車速センサ10からの入力により車速を測定する
車速測定手段、9dはハンドル操舵角がハンドルロック
位置に近い所定角度以内で上記操舵トルクに対応したモ
ータ電流指示値が所定電流値以上の場合にモータ電流異
常と判定出力するモータ電流異常判定手段、9eは通常
は操舵トルクに応じた値に、モータ電流異常判定手段9
dの出力が異常判定の出力時には零にモータ電流を決定
するモータ電流決定手段、9fはこの決定手段9eの出
力に基づき、モータ電流を制御するモータ電流制御手
段、9gは少なくとも車速により定まる条件にて電磁ク
ラッチ16を結合、または離脱する制御を行なう電磁ク
ラッチ制御手段である。
次に動作を第3図〜第5図を参照しながら説明する。第
3図は操舵トルク対モータ電流の制御特性図、第4図は
車速対モータ電流および電磁クラッチ印加電圧の制御特
性図、第5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てキースイッチ12をオンす
ると、電磁クラッチ16がオンし、ウォームホイール軸
15と、第2のピニオン軸17が機械的に連結される。
この状態でハンドル1に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の電流を制
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、モータおよび機械系の
慣性の影響を軽減するため、IOF(2〜10A程度)の
モータ電流を流す。さらに操舵トルクを増加し、b点よ
りモータ電流を操舵トルクに対して直線的に増加させ、
c点にて100%電流となる。逆にトルクを減少して操
舵トルクがc点よりモータ電流は減少し、b点でIOF
モータ電柱値となる。さらにトルクが減少してa点とな
ると、モータはオフする。このことは左方向でも同様な
制御が行なわれる。モータ電流に対する伝達トルクの関
係は比例関係である。したがって、第3図でトルクが増
加すると、a点にてモータはオンし、IOFのモータ電流
が流れる。さらにトルクを増加するとb点からモータ電
流を徐々に増加する制御を行なうため、ウォーム軸14
への出力トルクへ徐々に増加することになり、ハンドル
1に加える運転者の力に応じた補助トルクをウォームホ
イール軸15、電磁クラッチ16、第2のピニオン軸1
7を介して第2のラック歯部6bに伝える。このため、
ハンドル1は軽くなる。以上はこの装置の車の停止時に
おける動作である。
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はd点車速(車速=V2)にてI
OFの電流に減少させ、e点車速(車速=V1)にて電磁
クラッチ16の印加電圧と共に零にする。このためウォ
ームホイール軸15と第2のピニオン軸17は離脱する
ので、ハンドルを廻す運転者にとっては補助付勢のない
ステアリングとなる。ところで、車の停止時の操舵のよ
うにハンドル1の操舵をロック位置付近まで行なうよう
な場合には、モータ13あるいは機械系のロックなどの
故障時にハンドル操舵のロック付近のために重くなって
いる場合と識別できないため、モータ13へ連続通電し
てモータおよびこれを制御するコントロールユニット9
の一部を構成するパワー素子が発熱による温度上昇によ
って破壊される恐れがあった。また、機械的ロックによ
ってハンドル操舵ができなくなり、事故につながる危険
もあった。そこでこの発明では第5図のフローチャート
に示すようにハンドル操舵角の絶対値がハンドルロック
位置に到達しない所定角度θM以内で操舵トルクに対応
したモータ電流の指令値が所定電流値IMO以上の場合に
は異常と判定してモータ電流を零とすると共に、電磁ク
ラッチ16を遮断してモータ13およびパワー素子の発
熱による過熱からの破壊防止と、機械的ロック時にハン
ドル操舵を行なうことができる。
このように、車両毎のバラツキが生じないハンドル操舵
角を用い、操舵角がハンドルロック位置に達しない状態
で異常を判定することにより、ハンドルロック状態に影
響されずに、確実に異常を判定することができ、高精度
の判定が可能となる。
尚、操舵角センサ18は、一般的に設置され得るもので
あり、操舵角センサ18を用いても特にコストアップに
つながることはない。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、操舵角センサに
よりモータロックおよび機械系ロックとハンドルロック
位置付近の操舵とを識別してモータ電流を零にするよう
にしたことで、モータおよびパワー素子の破壊を防止す
ることができ、また、機械的ロック時にもハンドル操舵
を行なうことができるため信頼性及び安全性の高いパワ
ーステアリングとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるモータ駆動式パワー
ステアリング制御装置の構成図、第2図はコントロール
ユニットのブロック回路図、第3図は操舵トルク対モー
タ電流の制御特性図、第4図は車速対モータ電流および
電磁クラッチ印加電圧の制御特性図、第5図は制御プロ
グラムのフローチャートである。 1……ハンドル、3……トルクセンサ、5……第1のピ
ニオン軸、6……ラック軸、9……コントロールユニッ
ト、9a……操舵トルク測定手段、9b……操舵角度測
定手段、9c……車速測定手段、9d……モータ電流異
常判定手段、9e……モータ電流決定手段、9f……モ
ータ電流制御手段、9g……電磁クラッチ制御手段、1
0……車速センサ、11……バッテリ、13……モー
タ、14……ウォーム軸、16……電磁クラッチ、18
……操舵角センサ。 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】車速を検出する車速センサと、 ステアリングシャフトの途中に設けられ、ハンドルの回
    転力を検出するトルクセンサと、 前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、 前記車速センサ、前記トルクセンサ及び前記操舵角セン
    サの各信号を入力とするコントロールユニットと、 車載バッテリから前記コントロールユニットを介して駆
    動される直流モータとを備え、 前記コントロールユニットは、 前記車速センサからの入力信号により車速を測定する車
    速測定手段と、 前記トルクセンサからの入力信号により操舵トルクを測
    定する操舵トルク測定手段と、 前記操度角センサからの入力信号によりハンドル操舵角
    を測定する操舵角度測定手段と、 前記ハンドル操舵角がハンドルロック位置に到達しない
    所定角度以内で、操舵トルクに対応したモータ電流指示
    値が所定電流値以上の場合にはモータ電流異常と判定出
    力するモータ電流異常判定手段と、 通常は前記操舵トルクに応じた値に前記モータ電流を決
    定し、前記モータ電流異常判定手段の出力が異常判定出
    力時には前記モータ電流を零に決定するモータ電流決定
    手段と、 前記モータ電流決定手段の出力に基づき前記モータ電流
    を制御するモータ電流制御手段と を備えたことを特徴とするモータ駆動式パワーステアリ
    ング制御装置。
JP16416086A 1986-07-11 1986-07-11 モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御装置 Expired - Lifetime JPH069969B2 (ja)

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DE8787904563T DE3784697T2 (de) 1986-07-11 1987-07-11 Motorbetriebene servolenkung.
PCT/JP1987/000498 WO1988000547A1 (en) 1986-07-11 1987-07-11 Motor driven power steering controller
KR1019880700116A KR940004682B1 (ko) 1986-07-11 1987-07-11 모터구동식 파워스테어링 제어장치
EP87904563A EP0282594B1 (en) 1986-07-11 1987-07-11 Motor driven power steering controller
US07/178,056 US4842087A (en) 1986-07-11 1987-07-11 Motor driven type power steering control device

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JPH0858278A (ja) * 1994-08-25 1996-03-05 Noguchi Kanji カレンダ等の保持スタンド

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