JPS63162370A - 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Info
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- JPS63162370A JPS63162370A JP61313213A JP31321386A JPS63162370A JP S63162370 A JPS63162370 A JP S63162370A JP 61313213 A JP61313213 A JP 61313213A JP 31321386 A JP31321386 A JP 31321386A JP S63162370 A JPS63162370 A JP S63162370A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
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-
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
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。
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。
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、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
はラック軸に補助負荷付勢する構造である。
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
はラック軸に補助負荷付勢する構造である。
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。
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(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。
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(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。
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、第1および第2の変位対電気信号変換部を有する
トルクセンサと、このトルクセンサの異常を検出してモ
ータ電流と電磁クラッチ印加電圧を遮断するコントロー
ルユニットとを設けたものである。
置は、第1および第2の変位対電気信号変換部を有する
トルクセンサと、このトルクセンサの異常を検出してモ
ータ電流と電磁クラッチ印加電圧を遮断するコントロー
ルユニットとを設けたものである。
この発明においては、トルクセンサの第1および第2の
電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。
電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。
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のユニバーサルジヨイント4aに連結
されている。
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のユニバーサルジヨイント4aに連結
されている。
この第1のユニバーサルジヨイント4aは第2のステア
リングシャフト2bを介して第2のユニバーサルジヨイ
ント4bに連結されており、この第2のユニバーサルジ
ヨイント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。
リングシャフト2bを介して第2のユニバーサルジヨイ
ント4bに連結されており、この第2のユニバーサルジ
ヨイント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に与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。
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。
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ヨイント7a
、7bを介してタイロッド3a、 8bに連結してい
る。
、7bを介してタイロッド3a、 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。
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の出力とが入力されるようにな
っている。このコントロールユニット9は分巻または磁
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。
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の出力とが入力されるようにな
っている。このコントロールユニット9は分巻または磁
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
14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。
ト9を介して駆動され、電磁クラッチ15はDCモータ
14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。
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。
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。
の入力より、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。
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。
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9f、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。
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、モータ電流測定手段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。
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。
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。
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。
、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の電流を制御する。
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の電流を制御する。
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(2〜1(IA
程度)のDCモータ14に電流を流す。
、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(2〜1(IA
程度)のDCモータ14に電流を流す。
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I。Fのモータ電流値
となる。
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I。F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、左方向ではほぼ同様な制御が
行なわれる。
はオフする。このことは、左方向ではほぼ同様な制御が
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はオンし、モータ電流I。Fが流れる。
。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はオンし、モータ電流I。F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。
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。
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、操舵トルクおよび車速に応じて
モータ電流記憶保持手段9eで予め記憶保持された電流
I□にて行なう。
にモータ電流の制御を、操舵トルクおよび車速に応じて
モータ電流記憶保持手段9eで予め記憶保持された電流
I□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3
cからの入力により操舵トルクTSIを測定し、ステッ
プS4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10からの出力により車速■を測定し、ステップS6
でITsI−TS21≧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で行し)、
ITsI−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I0の値を
読み込んで、この電流■、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。
トルク測定手段9aが第、1の変位対電気信号変換部3
cからの入力により操舵トルクTSIを測定し、ステッ
プS4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10からの出力により車速■を測定し、ステップS6
でITsI−TS21≧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で行し)、
ITsI−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I0の値を
読み込んで、この電流■、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。
6点以降は操舵トルクTSI、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点の車速く車
速=アシスト減少速度V2 )以降は機械系の慣性の影
響を軽減するため、ステップsioにおいて、V >
V + (V + はアシスト遮断車速)でなければ
、ステップ311でアシスト減少車速V2 (■l
〉V2 )と車速Vとの関係、すなわち、■〉■2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rorとするとともにステップ3
13で電磁クラッチ制御手段9hにより電磁クラッチ1
5に結合作用を行わせる。また、ステップSllで車速
■〉V2でなければ、ステップS14でモータ電流1M
+をエイとして、ステップS13で上記と同様に電磁ク
ラッチ15に結合作用を行う。
Vに応じた減衰率を乗じた値に減少し、e点の車速く車
速=アシスト減少速度V2 )以降は機械系の慣性の影
響を軽減するため、ステップsioにおいて、V >
V + (V + はアシスト遮断車速)でなければ
、ステップ311でアシスト減少車速V2 (■l
〉V2 )と車速Vとの関係、すなわち、■〉■2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rorとするとともにステップ3
13で電磁クラッチ制御手段9hにより電磁クラッチ1
5に結合作用を行わせる。また、ステップSllで車速
■〉V2でなければ、ステップS14でモータ電流1M
+をエイとして、ステップS13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SIOで車速かf点(車速=■1)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。
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、ハンドル1を回す運転者にとっては、補助
負荷付勢のないステアリングとなる。
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、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が、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0.1 kg−m以上)の場合には、
トルクセンサ異常と判定する。
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が、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0.1 kg−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TSI、
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、ITsI−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。
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、ITsI−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。
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、トルクセンサ内に第1
および第2の変位対電気信号変換部を設けてトルク検出
を2重系にするとともにコントロールユニットの制御プ
ログラム変更によりトルクセンサの異常を検出し、モー
タ電流と電磁クラッチ印加電圧を遮断するようにしたの
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でき、大幅なコ
ストアンプを伴なわずに、安全性を高めることができる
。
および第2の変位対電気信号変換部を設けてトルク検出
を2重系にするとともにコントロールユニットの制御プ
ログラム変更によりトルクセンサの異常を検出し、モー
タ電流と電磁クラッチ印加電圧を遮断するようにしたの
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でき、大幅なコ
ストアンプを伴なわずに、安全性を高めることができる
。
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
ク電流の制御特性図、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。
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
ク電流の制御特性図、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。
Claims (1)
- 車速を検出する車速センサ、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
ルク対変位変換部とこの操舵トルク対変位変換部の変位
出力を機械的に取出す少なくとも一本の変位伝達部とこ
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とからなるトル
クセンサ、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、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ラック軸
に結合する電磁クラッチ、上記車速センサと上記トルク
センサの第1の変位対電気信号変換部および第2の変位
対電気信号変換部の出力電気信号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トルクセンサ異常と判
断して上記DCモータおよび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
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。
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