JPH069973B2 - 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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JPH069973B2
JPH069973B2 JP31321386A JP31321386A JPH069973B2 JP H069973 B2 JPH069973 B2 JP H069973B2 JP 31321386 A JP31321386 A JP 31321386A JP 31321386 A JP31321386 A JP 31321386A JP H069973 B2 JPH069973 B2 JP H069973B2
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steering
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electromagnetic clutch
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Mitsubishi Electric Corp
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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制御装
置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、この種のモータ駆動式パワーステアリング制御装
置は、モータの駆動力を減速機を介してギヤまたはベル
トなどの伝達機構により、ステアリングシャフトあるい
はラック時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問題点〕 しかしながら、従来のモータ駆動式パワーステアリング
制御装置では、操舵トルクに応じて補助負荷付勢を加え
ているが、トルクセンサの故障時には、操舵しないのに
勝手にハンドルを回して危険となる欠点を有していた。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、トルクセンサ故障時にハンドルが勝手に回ること
がなくなるとともに、制御プログラムの変更のみで大き
なコストアップを伴わずに安全性の向上を期することが
でき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、ステアリングシャフトの途中に設けられハンドル
の回転力を変位に変換する操舵トルク対変位変換部、こ
の操舵トルク対変位変換部の変位出力を機械的に取り出
す少なくとも一本の変位伝達部、およびこの変位伝達部
により駆動され変位を電気信号に変換する第１および第
２の変位対電気信号変換部からなるトルクセンサと、上
記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ＤＣモータと、このＤＣモータの出力軸に直結さ
れ上記ステアリングシャフトまたは上記ラック軸に結合
する電磁クラッチと、上記第１の変位対電気信号変換部
および上記第２変位対電気信号変換部の両入力によるト
ルク測定結果の差が所定以上になると上記トルクセンサ
の異常と判断して上記ＤＣモータおよび上記電磁クラッ
チを消勢して上記補助負荷付勢のない状態にするコント
ロールユニットとを備えたものである。
〔作 用〕
この発明においては、トルクセンサの第１および第２の
変位対電気信号の偏差が所定以上になると、コントロー
ルユニットが異常と判断して、モータの電流と電磁クラ
ッチの印加電圧を遮断する。
〔実施例〕
以下、この発明のモータ駆動式パワーステアリング制御
装置の実施例について図面に基づき説明する。第１図は
その一実施例の構成を示すブロック図である。この第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
である。このハンドル１は第１のステアリングシャフト
２ａを介して第１のユニバーサルジョイント４ａに連結
されている。
この第１のユニバーサルジョイント４ａは第２のステア
リングシャフト２ｂを介して第２のユニバーサルジョイ
ント４ｂに連結されており、この第２のユニバーサルジ
ョイント４ｂは第３のステアリングシャフト２ｃを介し
てトルクセンサ３に連結されている。
トルクセンサ３はハンドル１に加えられた回転力を変位
に変換する操舵トルク対変位変換部３ａと、この操舵ト
ルク対変位変換部３ａの変位出力を機械的に取り出す第
１の変位伝達部３ｂと、第２の変位伝達部３ｄ、第１の
変位伝達部３ｂおよび第２の変位伝達部３ｄにより、そ
れぞれ駆動され、上記変位出力を電気信号に変換する第
１の変位対電気信号変換部３ｃと、第２の変位対電気信
号変換部３ｅから構成されている。
また、第４のステアリングシャフト２ｄは上記トルクセ
ンサ３と後述する減速機１６間を連結している。この減
速機１６にピニオン軸５が連結されている。このピニオ
ン軸５にラック軸６のラック歯部６ａが噛合している。
このラック軸６の両端はそれぞれボールジョイント７
ａ，７ｂを介してタイロッド８ａ，８ｂに連結してい
る。
一方、バッテリ１２の負極はアースされており、その正
極はコントロールユニット９に直接接続されているとと
もに、キースイッチ１３を介してコントロールユニット
９に接続されている。
このコントロールユニット９には、車速センサ１０の出
力と、第１の変位対電気信号変換部３ｃの出力と、第２
の変位対電気信号変換部３ｅ出力とが入力されるように
なっている。このコントロールニニット９は分巻まはた
磁石界磁を有するＤＣモータ１４と電磁クラッチ１５と
を制御するようになっている。
ＤＣモータ１４はバッテリ１２からコントロールユニッ
ト９を介して駆動され、電磁クラッチ15はＤＣモータ１
４と減速機１６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ことを可能
にするものである。また、この減速機１６は電磁クラッ
チ１５とピニオン軸５間に挿入されている。
第２図は、第１図の実施例のコントロールユニット９の
具体的構成を示すブロック図である。この第２図におい
て、９ａは第１の変位対電気信号変換部３ｃよりの入力
により、操舵トルクを測定する第１の操舵トルク測定手
段である。
また、９ｂは上記第２の変位対電気信号変換部３ｅより
の入力により、操舵トルクを測定する第２の操舵トルク
測定手段である。
トルクセンサ異常判定手段９ｃはこの第１の操舵トルク
測定手段９ａと第２の操舵トルク測定手段９ｂの操舵ト
ルク測定結果の差が所定値以上のとき、トルクセンサ異
常と判定するものである。
これらの第１の操舵トルク測定手段９ａ，第２の操舵ト
ルク測定手段９ｂ，トルクセンサ異常判定手段９ｃ，車
速を測定する車速測定手段９ｄ，モータ電流決定手段９
ｆ，モータ電流制御手段9g，電磁クラッチ制御手段９ｈ
はこの順に縦続接続されている。上記車速測定手段９ｄ
には、車速センサ１０の出力が入力されるようになって
いる。
また、モータ電流決定手段９ｆは通常は操舵トルクおよ
び車速に対応してモータ電流記憶手段9eに記憶保持され
たモータ電流値を読み出した値に決定し、上記トルクセ
ンサ異常判定手段９ｃの出力が異常判定出力時には零に
モータ電流を決定するものである。
モータ電流制御手段９ｇはモータ電流決定手段９ｆの出
力に基づき、ＤＣモータ１４の電流を制御するものであ
り、電磁クラッチ制御手段９ｈは少なくとも車速により
定まる条件と、上記トルクセンサ異常判定手段９ｃの出
力条件にて、上記電磁クラッチ１５を結合、または離脱
する制御を行うものである。
次に上記実施例の動作を第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、第５図のステップＳ１でエンジンの始動に際し
て、キースイッチ１３をオンすると、ステップＳ２でイ
ニシャライズされ、電磁クラッチ15がオンし、ＤＣモー
タ１４と減速機１６が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ＤＣモ
ータ１４を電流を制御する。
この第３図において、操舵トルクを右方向に増加する
と、ａ点でＤＣモータ１４をオンし、ＤＣモータ１４と
機械系の慣性の影響を軽減するため、ＩOF（２〜１０Ａ
程度）のＤＣモータ１４の電流を流す。
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大させ、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のモータ電流値
となる。
さらにトルクが減少し、ａ点となると、ＤＣモータ１４
はオフする。このことは、左方向でもほぼ同様な制御が
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ＤＣモータ１４がオンし、モータ電流ＩOFが流れる。
さらに、トルクを増加すると、ｂ点からＤＣモータ１４
の電流を徐々に増加する制御を行なうため、減速機１６
への出力トルクは徐々に増加することとなり、ハンドル
１に加える運転者の力に応じた補助トルクを電磁クラッ
チ１５，減速機１６，ピニオン軸５を介して、ラック歯
部６ａに伝える。
このため、ハンドル１は軽くなる。以上は、この発明の
装置の車の停止時動作についての説明である。
次に自動車の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、操舵トルクおよび車速に応じて
モータ電流記憶手段９ｅで予め記憶保持された電流ＩM1
にて行なう。
すなわち、第５図において、ステップＳ３で第１の操舵
トルク測定手段９ａが第１の変位対電気信号変換部３ｃ
からの入力により操舵トルクTS１を測定し、ステップＳ
４で第２の操舵トルク測定手段９ｂが第２の変位対電気
信号変換部３ｅからの入力により操舵トルクＴＳ２を測
定し、ステップＳ５で車速測定手段９ｄが車速センサ１
０からの出力により車速Ｖを測定し、ステップＳ６で｜
ＴＳ１−ＴＳ２｜≧ＴＡ（ＴＡはトルクセンサ異常の判
定）をトルクセンサ異常判定手段９ｃで行い、｜ＴＳ１
−ＴＳ２｜≧ＴＡでなければ、異常なしとして、ステッ
プＳ９でモータ電流決定手段９ｆはモータ電流記憶手段
９ｅでＤＣモータ14のモータ電流ＩM1の値を読み込ん
で、この電流ＩM1の値は、ｄ点の車速までは操舵トルク
のみに応じた値をとる。
ｄ点以降は操舵トルクＴＳ１、ＴＳ２対応の値に、車速
Ｖに応じた減衰率を乗じた値に減少し、ｅ点の車速（車
速＝アシスト減少車速Ｖ２）以降は機械系の慣性の影響
を軽減するため、ステップＳ１０において、Ｖ＞Ｖ
１（Ｖ１はアシスト遮断車速）でなければ、ステップＳ
１１でアシスト減少車速Ｖ２（Ｖ１＞Ｖ２）と車速Ｖと
の関係、すなわち、Ｖ＞Ｖ２であれば、ステップＳ１２
でモータ電流制御手段９ｇにより、電流値を一定の値Ｉ
OFとするとともにステップＳ１３で電磁クラッチ制御手
段９ｈにより電磁クラッチ１５に結合作用を行わせる。
また、ステップＳ１１で車速Ｖ＞Ｖ２でなければ、ステ
ップＳ１４でモータ電流ＩM1をＩＭとして、ステップＳ
１３で上記と同様に電磁クラッチ１５に結合作用を行
う。
次にステップＳ１０で車速がｆ点（車速＝Ｖ１）の値と
なると、ステップＳ７でモータ電流決定手段９ｆがＤＣ
モータ１４のモータ電流を決定してモータ電流制御手段
９ｇによりＤＣモータ１４の電流を零にするとともに、
ステップＳ８で電磁クラッチ制御手段９ｈにより電磁ク
ラッチ１５の印加電圧を零にする。
このようにして、モータ電流および電磁クラッチ印加電
圧はともに零となり、ＤＣモータ１４と減速機１６は離
脱するので、パンドル１を回す運転者にとっては、補助
負荷付勢のないステアリングとなる。
ところが、従来の装置においては、トルクセンサ３が故
障すると、運転者が操舵しないのにハンドル１が勝手に
回って危険であったため、この発明ではトルクセンサ３
内に第１の変位対電気信号変換部３ｃと、第２の変位対
電気信号変換部３ｅを設けて、両者の入力により、コン
トロールユニット９が演算したトルク測定結果の差が所
定値以上（たとえば0.1kg・ｍ以上）の場合には、トル
クセンサ異常と判定する。
すなわち、ステップＳ６において、操舵トルクＴＳ１，
ＴＳ２の差（0.1kg・ｍ以上）とトルクセンサ異常ＴＡ
の判断、すなわち、｜TS１−TS２｜≧ＴＡであれば、ト
ルクセンサ異常判定手段９ｃで異常と判断する。
このトルクセンサ異常判定時には、ステップＳ７でモー
タ電流決定手段９ｆによりＤＣモータ14の電流を決定し
てモータ電流制御手段９ｇによりＤＣモータ１４の電流
を零にするとともに、ステップＳ８において、電磁クラ
ッチ制御手段９ｈにより電磁クラッチ１５の印加電圧を
零にして、補助負荷付勢のない状態とする。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、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変位に変換する操
舵トルク対変位変換部、この操舵トルク対変位変換部の
変位出力を機械的に取り出す少なくとも一本の変位伝達
部、およびこの変位伝達部により駆動され変位を電気信
号に変換する第１および第の変位対電気信号変換部から
なるトルクセンサで、上記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ＤＣモータと、このＤＣ
モータの出力軸に直結され上記ステアリングシャフトま
たは上記ラック軸に結合する電磁クラッチと、上記第１
の変位対電気信号変換部および上記第２の変位対電気信
号変換部の両入力によるトルク測定結果の差が所定以上
になると上記トルクセンサの異常と判断して上記ＤＣモ
ータおよび上記電磁クラッチを消勢して上記補助負荷付
勢のない状態にするコントロールユニットとを備えたの
で、トルクセンサの故障時にハンドルが勝手に回ること
がなくなり、制御プログラム変更のみで、大幅なコスト
アップを伴うことなく完全性を向上でき、しかもトルク
センサの出力が零つまりハンドルをきらない中立の状態
を含むトルクセンサの出力の全領域に亙って比較監視で
き、以てトルクセンサの故障による出力の変化がトルク
センサの出力零以外の領域で発生しても相互に監視して
検出できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明のモータ駆動式パワーステアリング
制御装置の一実施例の構成を示すブロック図、第２図は
同上モータ駆動式パワーステアリング制御装置における
コントロールユニットの具体的構成を示すブロック図、
第３図は同上実施例を説明するための操舵トルク対モー
タ電流の制御特性図、第４図は同上実施例を説明するた
めの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図は同上実施例の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、３ａ……操舵ト
ルク対変位変換部、３ｃ……第１の変位対電気信号変換
部、３ｅ……第２の変位対電気信号変換部、９……コン
トロールユニット、１０……車速センサ、１２……バッ
テリ、１４……ＤＣモータ、１５……電磁クラッチ。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森下 光晴 兵庫県姫路市千代田町840番地 三菱電機 株式会社姫路製作所内 (72)発明者 高下 伸一 兵庫県姫路市千代田町840番地 三菱電機 株式会社姫路製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−222869（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ステアリングシャフトの途中に設けられハ
    ンドルの回転力を変位に変換する操舵トルク対変位変換
    部、この操舵トルク対変位変換部の変位出力を機械的に
    取り出す少なくとも一本の変位伝達部、およびこの変位
    伝達部により駆動され変位を電気信号に変換する第１お
    よび第２の変位対電気信号変換部からなるトルクセンサ
    と、 上記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ＤＣモータと、 このＤＣモータの出力軸に直結され上記ステアリングシ
    ャフトまたは上記ラックに結合する電磁クラッチと、 上記第１の変位対電気信号変換部および上記第２の変位
    対電気信号変換部の両入力によるトルク測定結果の差が
    所定以上になると上記トルクセンサの異常と判断して上
    記ＤＣモータおよび上記電磁クラッチを消勢して上記補
    助負荷付勢のない状態にするコントロールユニットと 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。
JP31321386A 1986-12-26 1986-12-26 モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御装置 Expired - Lifetime JPH069973B2 (ja)

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EP (1) EP0274116B1 (ja)
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KR (1) KR900008032B1 (ja)
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