JPS62218274A - 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
してギヤまたはベ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、減速機および伝達機構の応答遅れにより、制御系
として発振しやすい構造となっていた。このため、操舵
トルクむらあるいは衝撃を生じて滑らかなノぞワーステ
アリングとならない問題点がめった。

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、操舵トルクむら等の生じることなく滑らかな
ステアリングの行なえる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〕

この発明に係るパワーステアリング制御方法は、操舵ト
ルクの増減二方向に対して対応するクラッチ電流を設定
し、ヒステリシス範囲内においては制御内容の変更を行
なわないようにしたものである。

〔作用〕

この発明における／４’ワーステアリング制御方法は、
上記手段によ多制御するようにしたので、トルクむらが
発生しても制御の変更が行なわれないため発振に至るこ
とはない。

〔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、■はハンドルで、３はハンドル
１に加えられた回転力に応じて心気信号を出力するトル
クセンサ、４ａは第１のユニバーサルジヨイント、４ｂ
は第２のユニバーサルジヨイント、２　ａ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め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）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＠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−ｉ有するラック軸、７ａは一万のタイロッド
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
たゴ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、上記ハツチＩＪ　−１１
からコントロールユニット９を介して、駆動される。１
４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Ａ？ウダクラッチかヒステリシ
スクラッチである。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。

第２図は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、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はこのト
ルク測定手段９ａの測定値により操舵トルクの変化方向
を判定する操舵トルク変化方向判定手段、９ｃは周期的
に取９込まれた操舵トルク測定値に対応したクラッチ電
流値を操舵トルク変化方向の増減二方向に関して記憶保
持するクラッチ電流記憶手段、９ｄは上記操舵トルク変
化方向判定手段９ｂの出力と操舵トルク値によりクラッ
チ電流を決定するクラッチ電流決定手段、９ｅは操舵ト
ルク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、９ｆは七−夕印加電圧決定手段９ｅ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９ｄの出力に基
づき上記電磁式すべりクラッチ１４の電流を制御するク
ラッチ電流制御手段、９ｈは車速により電磁り２ツチ１
７ｅ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１Ｏ図を含めて説明する。

第３図は電磁丁べりクラッチ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１０図はフントロールユニット９の制御グロダラムの
フローチャートである。

まず、エンノ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ｌ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′を磁式すべ
りクラッチ１４ｔ″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
向に増加すると、ａ点でモータ１３をオンし、モータに
１００％電圧金印加する（ｂ点）。

さらに操舵トルクを増加し操舵トルクがＣ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、１００％電流となる（ｄ点）
。逆にトルクを減少してトルクがｄ点よりすべりクラッ
チ１４の電流は減少し、Ｃ点で０％となる。さらにトル
クが減少しｅ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。したがって第４図でトルクが増加し、ａ点に達す
るとモータには１００％４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平均値がＣ
点からすべりクラッチ１４の電流を除々に増加するため
、ウオーム軸１５への出力トルクは除々に増加すること
になり、ハンドルＩ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１８ｆ：介して第２のラック歯部６ｂへ伝え、−
ンドルｌ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５
図に時間対補助トルクの操舵トルクに対する遅れ時間特
性図に示すように実際の動作においては装置の各要素（
モータ１３．すべりクラッチ１４．ウオーム軸１５．ウ
オームホイール軸１６等）のトルク伝達遅れにより補助
トルクによる付勢が行なわれるまでに時間遅れが発生す
る。このため、この装置は第６図に示した時間対操舵ト
ルクの発振波形図のように最初、トルクむらΔＴが発生
すると伝達遅れにより発振をおこしやすい欠点があった
。そこでこの装置では第７図のヒステリシス付の操舵ト
ルク対電磁式すべりクラッチ電流特性図と第１０図のフ
ローチャートに示すように操舵トルクの増減二方向につ
いて操舵トルクに対応するクラッチ電流を設定し、ヒス
テリシス領域内Ａ（ΔＴＨ＞ΔＴ）においては制御を前
回のままとする。これにより第６図においてトルクむら
ΔＴが発生しても制御の変更が行なわれないため発振に
至らなくなる。

次に自動車が走行状態となった場合、第９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点ではハンドル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ｌ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。

なお、ヒステリシスを第８図に示すようにトルクセンサ
３０部分に付けたヒステリシス付きトルクセンサを用い
ても上記と同様の作用が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、装置の谷要素の
遅れによる発振対策として、操舵トルクの増減二方向に
対して対応するクラッチ電Ｒ，ヲ設定し、ヒステリシス
範囲内においては制御内容の変更を行なわないようにし
、これによってトルクむらの発生が発振へ至ることを防
止できる。このように装置の各要素の変更なしにコント
ロールユニットの制御プログラムにより見損対策が可能
なため、安価にして操舵感覚のよい／Ｊ？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
ステアリング装置の概要図、第２図はフントロールユニ
ットのグロック回路図、第３図は電磁式すべりクラッチ
の電流特性図、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、第５図は時間対補助ト
ルクの操舵トルクに対する遅れ特性図、第６図は時間対
操舵トルクの発振波形図、第７図はヒステリシス付きの
操舵トルク対電磁式すベブタラッチの電流特性図、第８
図はヒステリシス付きのトルクセンサの特性図、第９図
は車速対電磁式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１θ図は制御プログラムのフローチ
ャートである。 ■・・・ハンドル、３・・・トルクセンサ、９・・・コ
ントロールユニット、９ａ・・・操舵トルク測定手段、
９ｂ・・・操舵トルク変化方向判定手段、９Ｃ・・・ク
ラッチ電流記憶手段、９ｄ・・・クラッチ電流決定手段
、９ｅ・・・モータ印加電圧決定手段、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、１１・・・バッテリー、１３・・・モータ、１４
・・・電磁式すべりクラッチ、１７・・・電磁クラッチ
。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示すＯ

Claims (3)

【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、ハンドルの
   回転力を検出するトルクセンサと、少なくともトルクセ
   ンサ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、このモータの出力軸に接続され上記コ
   ントロールユニットにより出力電流を制御される電磁式
   すべりクラッチを備えたモータ駆動式パワーステアリン
   グ制御装置において、上記電磁式すべりクラッチの出力
   電流制御にヒステリシスを付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制御方法。
2. （２）ヒステリシスをトルクセンサに付けたことを特徴
   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。
3. （３）コントローラユニットは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、こ
   の測定手段の測定値と前回の測定値により操舵トルクの
   変化方向を判定する操舵トルク変化方向判定手段と、周
   期的に取り込まれた操舵トルク測定値に対応したクラッ
   チ電流値を上記操舵トルク変化方向の増減二方向に関し
   て記憶保持するクラッチ電流記憶手段と、上記操舵トル
   ク変化方向判定手段の出力と操舵トルク値によりクラッ
   チ電流を決定するクラッチ電流決定手段と、操舵トルク
   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、この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
   くとも車速により電磁クラッチをオン、オフ制御する電
   磁クラッチ制御手段を備え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。