JPS62218269A - モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御方法 - 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〕 この発明は、自動車の舵取シ装置をモータの回転力で補
助付勢するモータ駆動式パワーステアリング制御方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置としてモータの駆動力を減速機を介
してギヤまたは４ルト等の伝達機構によりステアリング
シャフトに補助付勢するものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕 従来のステアリング装置は以上のように構成されている
ので、高速操舵開始時あるいは切返し時にモータの立上
りの遅れにより操舵に引つ掛かυ感が生じて滑らかなパ
ワーステアリングとならないという問題点があった。

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、滑らかで操舵感覚のよいモータ駆動式パワー
ステアリング制御方法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方
法は、急速操舵時あるいは切返し時のモータの立上）時
間により生じる操舵の引つ掛かυ感への対策として電磁
式すべりクラッチへの通電をモータへの電圧印加後、モ
ータ立上シに要する時間だけ遅らせる制御を行なうもの
である。

〔作　用〕

この発明におけるパワーステアリング制御方法は、上記
制御方法によりコントロールユニットの制御プログラム
により操舵感覚の改善が可能となる。

〔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図はモータ駆動式パワーステアリング装置の概要図
であって、図において、１はハンドルテ、３はハンドル
１に加えられた回転力に応じて電気信号を出力するトル
クセンサ５４ａＵｊＪＥ１ｃＤユニバーサルジヨイント
、４ｂは第２のユニバーサルジヨイント、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ハトルクセンサ３と第１のユニバーサル
ジョイン）４ａ間を連結する第２のステアリングシャフ
ト、２Ｃは第１のユニバーサルジヨイント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
リングシャフトである。５は第２のユニバーサルジヨイ
ント４ｂに連結された第１のピニオン軸、６は第１のピ
ニオン軸５と嘘み合う第１のラック歯部６ａと第２のラ
ック歯部６ｂｇ有するラック軸、７ａは一方のタイロッ
ド８ａとラック軸６の一端を連結したボールジヨイント
、７ｂは他方のタイロッド８ｂとラック軸の他端を連結
したボールジヨイントである。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は車載用の
バッテリー、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、上記バッテリー１１から
コントロールユニット９金介して駆動される。１４はモ
ータ１３の出力軸と直結して駆動される電磁式すべりク
ラッチで、例えばパウダクラッチかヒステリシスクラッ
チでおる。１５はすべりクラッチ１４の出力軸に連結さ
れ減速機を形成するウオーム軸、１６はウオーム軸１５
と噛み合って駆動されるウオームホイール軸、１７はウ
オームホイール軸１６とラック軸６の第２の歯部６ｂと
噛み合う第２のピニオン軸１８間の機械的な連結をコン
トロールユニット９の指示に従って結合、離脱する電磁
クラッチである。

ｇ２図は：ｒ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、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子［，９ｂはこの
トルク測定平膜９ａの測定値によりモータ印加電圧を決
定するモータ印加電圧決定手段、９Ｃはモータ１３へ電
圧印加が開始されてからの経過時間を測定するモータ電
圧印加経過時間測定手段、９ｄは経過時間が所定値以上
であることを判定する経過時間判定手段、９ｅは経過時
間判定手［９ｄの出力が上記所定値以下の判定では零、
所定値以上の判定では操舵トルクによりすべりクラッチ
電流を決定するクラッチ電流決定手段、９ｆはモータ印
加電圧決定子［９ｂの出力に基づきモータ１３の印加電
圧を制御するモータ印加電圧制御手段、９ｇはクラッチ
電流決定手段９ｅの出力に基づきすべりクラッチ１４の
電流を制御するクラッチ電流制御手段、９ｈは車速によ
りミ磁りラッチ１７をオン、オフ制御する電磁クラッチ
制御手段である。

次に動作を第３図〜第７図を含めて説明する。

第３図は電磁すべりクラッチ１４のクラッチ電流対伝達
トルク特性図、第４図は操舵トルク対モータ１３印加電
圧およびすべりクラッチ１４電流の制御特性図である。

第７図はコントロールユニット９の制御プログラムのフ
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１７がオンしウオームホイール軸
１６と第２のピニオン軸１８が連結される。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４図に示すようにモータ１３および電磁式すべり
クラッチ１４を制御する。かくしてモータ１３の制御に
おいて、操舵トルクを右方向へ増加すると、ａ点でモー
タ１３をオンし、モータに１００チ電圧を印加する（ｂ
点）。さらに操舵トルクを増加し操舵トルクが０点にな
るとすべりクラッチ１４の電流が流れ始め、操舵トルク
の増加に対し略対数的に増加し、１００１％流となる（
ｄ点）。逆にトルクを減少してトルクがｄ点よシすべり
クラッチ１４の電流は減少し、０点で０チとなる。さら
にトルクが減少し０点となるとモータ１３はオフし、印
加電圧は０％　（Ｆ点）となる。このことは左方向でも
略同様な制御が行なわれる。上記すべりクラッチ１４の
特性は第３図に示すようにクラッチ電流に対して伝達ト
ルク、すなわちすべりトルクが略比例的に増加する範囲
が用いられる。し友がって第４図でトルクが増加し、ａ
点に達するとモータには１ｏｏｓ電圧が印加されるので
、モータは回転し始めさらにトルクを増加してトルクが
０点からすべりクラッチ１４の電流を徐々に増加するた
め、ウオーム軸１５への出力トルクは徐々に増加するこ
とになシ、ハンドル１に加える力に応じた補助トルクを
ウオームホイール軸１６．電磁クラッチ１７、第２−の
ピニオン軸１ｓｔ−介して第２のラック歯部６ｂへ伝え
、ハンドル１は軽くなる。

以上は、ステアリング装置の静的な動作であるが、第６
図のタイミング図に示すように笑際の動作においては、
モータ１３に電圧印加されてからモータが立上るまでに
はＴＲ（約５０ｎｓ）の時間を要し、この時間内ではす
べりクラッチ１４が接続されている場合、逆にモータ１
３が負荷となシ、急速操舵時あるいは切返し時には操舵
に引っ掛かり感を生じて滑らかで操舵感覚のよいパワー
ステアリングとならない。そこでこの装置では第６図と
第７図のフローチャートに示すようにすべりクラツチ１
４へ通電する条件となってもモータ１３へ電圧印加後、
モータ立上夛に要する時間ＴＲ経過後でないとすべりク
ラッチ１４へ通電しないこととし、急速操舵時あるいは
切返し時の操舵の引つ掛かシ感を解消できる。ＴＲ時間
経過後は第４図に示す操舵トルクに応じた制御を行なう
。

次に自動車が走行状態となった場合、第５図に示すよう
に電磁式すべりクラッチ１４の電流は、車速の増加に反
比例して減少するように制御し、ｆ点ではハンドＡ／１
に回転力が発生してもすべりクラッチ１４には電流は流
れなくなる。さらに車速か上昇しｇ点に達すると（電磁
クラッチ１７もオフし、ウオームホイール軸１６と第２
のピニオン軸１８は離脱するのでハンドル１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。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、急速操舵時ある
いは切返し時のモータの立上夛時間によ）生じる操舵の
引つ掛かシ感への対策としてずベシクラッチへの通電を
モータへの電圧印加後、モ−夕立上がシに要する時間だ
け遅らせる制御を行なうようにしたので、コントロー　
ルユニットノ制御プログラムにより操舵感覚の改善が可
能と′ｆＪニジ、コストアップを伴゛なわずに滑らかで
操舵感覚のよいパワーステアリングとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一笑施例によるモータ駆動式パワー
ステアリング装置の概要図、第２図はコントロールユニ
ットのブロック回路図、第３図電磁式すべりクラッチ電
流対伝達トルク特性図、第４図は操舵トルク対モータ印
加電圧およびすべりクラッチ電流特性図、二臣図は車速
対すべりクラッチ電流および電磁クラッチ印加電圧特性
図、第６図は装置のタイミング図、第７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、５ａ・・・第１の
ラック歯部、６ｂ・・・第２のラック歯部、９・・・コ
ントロール二二ツ）ｓ９ａ・・・操舵トルク測定手［，
９ｂ・・・モータ印加′硯圧決定手段、９ｃ・・・モー
タ電圧印加経過時間測定手段、９ｄ・・・経過時間判定
手段、９ｅ・・・クラッチ電流決定平膜、９ｆ・・・モ
ータ印加電圧制御手段、９ｇ・・・クラッチ電流制御手
段、９ｈ・・・電磁クラッチ制御手段、１０・・・車速
センサ、１３・・・モータ、１４・・・電磁式すべりク
ラッチ、１５・・・ウオーム軸、１６・・・ウオームホ
イール軸、１７・・・電磁クラッチ、１８・・・第２の
ピニオン軸。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車のステアリング装置において、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
   られたハンドルの回転力を検出するトルクセンサと、ハ
   ンドルによりステアリングシャフトおよびユニバーサル
   ジョイントを介して駆動される第１のピニオン軸と、こ
   のピニオン軸と噛み合い駆動されるラック軸の第１のラ
   ック歯部と、上記車速センサとトルクセンサの信号を入
   力とするコントロールユニットと、車載用バッテリーか
   ら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、モータの出力軸に直結されコントロールユニットの
   出力電流によつて略比例的に伝達トルクを上昇する電磁
   式すべりクラッチと、このクラッチの出力軸に直結され
   減速機を構成するウォーム軸とウォームホィール軸と、
   ウォームホィール軸と第１あるいは第２のピニオン軸間
   の回転力をコントロールユニットによつて結合、離脱す
   る電磁クラッチを備え、上記第２のピニオン軸を有する
   場合、このピニオン軸とラック軸の第１のラック歯部と
   連続または別個に切られる第２のラック歯部を噛み合わ
   せて駆動するモータ駆動式パワーステアリング装置にお
   いて、トルクセンサ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と、操舵トルク測定手段の測定
   値によりモータ印加電圧を決定するモータ印加電圧決定
   手段と、モータへ電圧印加が開始されてからの経過時間
   を測定するモータ電圧印加経過時間測定手段と、この経
   過時間が所定値以上であることを判定する経過時間判定
   手段と、この判定手段の出力が上記所定値以下の判定の
   場合には零、所定値以上では操舵トルクによりクラッチ
   電流を決定するクラッチ電流決定手段と、モータ印加電
   圧決定手段の出力に基づき上記モータ印加電圧を制御す
   るモータ印加電圧制御手段と、クラッチ電流決定手段の
   出力に基づき電磁式すべりクラッチの電流を制御するク
   ラッチ電流制御手段と、少なくとも車速により定まる条
   件にて電磁クラッチを結合、離脱する制御を行なう電磁
   クラッチ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方法。
2. （２）電磁式すべりクラッチをパウダクラッチまたはヒ
   ステリシスクラッチとしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のモータ駆動式パワーステアリング制御
   方法。