JPS6320271A - Motor-driven type power steering controller - Google Patents
Motor-driven type power steering controllerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分計〕
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Applicability] The present invention relates to a motor-driven power steering control device that assists and biases a steering device of an automobile using motor rotational force.
従来1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
よレ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。Conventionally, this type of power steering device auxiliarily biases the driving force of a motor to a resteering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a reduction gear.
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。Conventional power steering devices such as those described above cannot distinguish the steering wheel from being locked when the motor or mechanical system is malfunctioning, so current is continuously applied to the motor, causing the motor and the power element that controls the motor to generate heat. There was a risk that the vehicle would be destroyed by rising temperatures, or the steering wheel would become impossible to steer due to a mechanical lock, leading to an accident.
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、かつ機械的ロック時にもハンドル操舵を可
能とし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。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is a motor drive that prevents the motor and power element from being destroyed due to temperature rise, and also enables steering even when mechanically locked, allowing safe driving. The purpose of this invention is to obtain a power steering control device based on the following formula.
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、ハンドル操舵時に前輪の左
右ロック位置を検出するロック位置検出センサと、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、
このコントロールユニットを介して駆動されるモータと
、コントロールユニットによって結合、離脱する電磁ク
ラッチとを備えたものである。The motor-driven power steering control device according to the present invention includes a vehicle speed sensor that detects vehicle speed, a torque sensor that detects the rotational force of the steering wheel, a lock position detection sensor that detects the left and right lock positions of the front wheels when steering the steering wheel, and the above-described components. A control unit that receives signals from each sensor as input,
It is equipped with a motor driven via this control unit and an electromagnetic clutch that is engaged and disengaged by the control unit.
この発明においては、モータやパワー素子の発熱による
破壊、あるいは機械的ロックによるハンドルが重くなっ
たような場合、ロック位置検出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と共に、電磁
クラッチを遮断するもので、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。In this invention, if the motor or power element is destroyed due to heat generation, or if the steering wheel becomes heavy due to mechanical locking, the lock position detection sensor detects the locking of the motor, locking of the mechanical system, and steering near the steering wheel locking position. The system identifies this and sets the motor current to zero, as well as interrupting the electromagnetic clutch. This prevents damage to the motor and power device, and allows the steering wheel to be operated even when mechanically locked.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明にょ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はトルクセンサ3と第1のユニバ
ーサルジヨインド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l−4b間を連結する第3
のステアリングシャフト、5は第2のユニバーサルジヨ
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8
aと第1のラック歯部6aの端部とを連結する一方のポ
ールシミインド、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オーム軸、15はこのウオーム
軸14と噛み合って駆動するウオームホイール軸、16
はこのホイール軸15と第2ノラツ’) 歯部6 b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の操舵時に左右
のM輪ロック位置を検出するロック位置検出センサであ
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure shows a configuration diagram including a block circuit diagram of a motor-driven power steering control device according to the present invention.
In the figure, 1 is a steering wheel that receives the driver's steering rotational force, 3 is a torque sensor that outputs a signal according to the rotational force applied to the steering wheel 1, 4a is a first universal joint, and 4b is a second universal joint. A universal joint, 2a is a first steering shaft that connects the handle 1 and the torque sensor 3, 2b is a second steering shaft that connects the torque sensor 3 and the first universal joint 4a, and 2c is a first steering shaft. A third joint connecting universal joint 4a and second universal joint l-4b
a steering shaft 5, a first pinion shaft connected to the second universal joint, 6 a rack shaft having a first rack tooth 6a and a second rack tooth 6b that mesh with the pinion shaft 5; 7a is one tie rod 8
7b is a ball joint that connects the other tie rod 8b and the end of the second rack tooth 6b. . 9 is a control unit, 10 is a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed, 11 is an on-board battery, 12 is a key switch, and 13 is a DC motor having a shunt winding or a magnetic field, which is driven from the battery 11 via the control unit 9. Ru. 14 is a worm shaft connected to the output shaft of the motor 13 and forms a speed reducer; 15 is a worm wheel shaft that meshes with and drives the worm shaft 14; 16;
An electromagnetic clutch 18 connects or disconnects the mechanical connection between the wheel shaft 15 and the second pinion shaft 17 that engages with the toothed portion 6b according to instructions from the control unit 9; This is a lock position detection sensor that detects the left and right M wheel lock positions during steering.
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は車速センサ10
からの入力による車速を検出する車速測定手段、9cは
ハンドル操舵時に左右前輪のロック位置を検出するロッ
ク位置検出手段、9dはこのロック位置検出手段9cか
らの出力がロック位置以外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9d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、9
gは少なくて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。FIG. 2 shows a block circuit diagram of the control unit 9, in which 9a is a steering torque measuring means for measuring steering torque based on input from the torque sensor 3, and 9b is a vehicle speed sensor 10.
9c is a lock position detecting means for detecting the lock position of the left and right front wheels when the steering wheel is being steered; 9d is a lock position detecting means for detecting the lock position of the left and right front wheels when the steering wheel is turned; and 9d is a lock position detecting means in which the output from the lock position detecting means 9c corresponds to the steering torque at positions other than the lock position. Motor current abnormality determining means 9e outputs a determination that the motor current is abnormal when the specified motor current instruction value is equal to or higher than a predetermined current value. Normally, the output of the motor current abnormality determining means 9d is an abnormality determination output at a value corresponding to the steering torque. 9f is a motor current control means for controlling the motor current based on the output of the determining means 9e;
g is an electromagnetic clutch control means that controls the engagement or disengagement of the electromagnetic clutch 16 under conditions determined by at least the vehicle speed.
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。Next, the operation will be explained with reference to FIGS. 3 to 5. 3 is a control characteristic diagram of steering torque versus motor current, FIG. 4 is a control characteristic diagram of vehicle speed versus motor current and electromagnetic clutch applied voltage, and FIG. 5 is a flowchart showing a control program of the control unit 9.
まず、エンジンの始動に際してキースイッチ12−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(2〜10
A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、0点にて100%電流となる。First, when starting the engine, the key switch 12, the wheel shaft 15, and the second pinion shaft 17 are mechanically connected. When a rotational force is applied to the handle 1 in this state, the control unit 9 controls the current of the motor 13 as shown in FIG. In Fig. 3, when the steering torque is increased to the right, the motor 13 is turned on at point a, and in order to reduce the influence of inertia of the motor and mechanical system, IoF (2 to 10
A motor current of about A) is applied. The steering torque is further increased, and the motor current is increased linearly with respect to the steering torque from point b, and the current becomes 100% at point 0.
逆にトルクを減少して操舵トルクが0点よりモータ電流
は減少し、b点でl。Fのモータ電流値となる。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、ウオーム軸14への出力トルクは徐々に増
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オームホイール軸15、電磁クラッ
チ16、第2のピニオン軸17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。Conversely, when the torque is decreased, the motor current decreases from the point where the steering torque is 0, and reaches l at point b. This is the motor current value of F. When the torque further decreases to point a, the motor is turned off. Similar control is also performed in the left direction. The relationship between transmitted torque and motor current is proportional. Therefore, when the torque increases in FIG. 3, the motor turns on at point a, and a motor current of IoF flows. When the torque is further increased, the motor current is controlled to gradually increase from point b, so the output torque to the worm shaft 14 gradually increases, and the auxiliary torque corresponding to the driver's force applied to the handle 1 is controlled. The signal is transmitted to the second rack tooth portion 6b via the worm wheel shaft 15, the electromagnetic clutch 16, and the second pinion shaft 17. Therefore, the handle 1 becomes lighter. The above is the operation of this device when the car is stopped.
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
。Fの電流に減少させ、8点車速(車速=v0)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
オームホイール軸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=8−
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ノ\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
舵時に前輪の左右ロック位置を検出するロック位置検出
センサ18の出力がロック位置以外の出力で操舵トルク
に対応したモータ電流の指令値が所定電流値■、lo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]3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。Next, when the car is in a running state, the motor current is controlled by I at point d vehicle speed (vehicle speed = v2) as shown in Figure 4.
. The current is reduced to F, and is brought to zero together with the voltage applied to the electromagnetic clutch 16 at the 8-point vehicle speed (vehicle speed = v0). As a result, the worm wheel shaft 15 and the second pinion shaft 17 are separated, so that the driver who turns the steering wheel receives no auxiliary bias. By the way, when steering the steering wheel 1 close to the lock position, such as when steering when the car is stopped, the steering wheel becomes heavy due to the locking position when the motor 13 or mechanical system lock is malfunctioning. Therefore, there was a risk that the motor 13 would be continuously energized and the power element forming part of the control unit 9 that controls the motor and the motor 13 would be destroyed by the temperature rise due to heat generation. Additionally, the mechanical lock made it impossible to steer the nozzle, which could lead to an accident. Therefore, in this invention, as shown in the flowchart of FIG. 5, when the output of the lock position detection sensor 18 that detects the left and right lock positions of the front wheels when the steering wheel is turned is at a position other than the lock position, the command value of the motor current corresponding to the steering torque is set to a predetermined value. If the current value exceeds lo, it is determined to be abnormal and the motor current is set to zero, and the electromagnetic clutch 16 is shut off to prevent damage from overheating of the motor] 3 and the power element due to heat generation, and to prevent mechanical locking. It is possible to perform steering wheel steering.
以上説明したようにこの発明によれば、ロック位置検出
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
すると共に、電磁クラッチを遮断するようにしたことで
、モータおよびパワ−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
ができるため安全性の高いパワーステアリングとなる。As explained above, according to the present invention, the lock position detection sensor distinguishes between motor lock, mechanical lock, and steering near the handle lock position, and reduces the motor current to zero and disconnects the electromagnetic clutch. This makes it possible to prevent damage to the motor and power element, and also allows the steering wheel to be steered even when mechanically locked, resulting in highly safe power steering.
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図は制御プ宵
グラムのフローチャートである。
トハンドル、3はトルクセンサ、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・・・車速測定
手段、9C・ロック位置検出手段、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・・・電磁クラッチ制卸手段
、10・車速センサ、11 ・バッテリ、13 モータ
、14・・ウオーム軸、16・電磁クラッチ、18・ロ
ック位置検出センサ。
なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。Fig. 1 is a configuration diagram of a motor-driven power steering control device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block circuit diagram of the control unit, Fig. 3 is a control characteristic diagram of steering torque versus motor current, and Fig. 4 5 is a control characteristic diagram of vehicle speed vs. motor current and electromagnetic clutch applied voltage, and FIG. 5 is a flowchart of the control program. 3 is a torque sensor, 5 is a first pinion shaft, 6 is a rack shaft, 9 is a control unit, 9a is a steering torque measuring means, 9b is a vehicle speed measuring means, and is 9C a lock. Position detection means, 9d...Motor current abnormality determination means, 9e...Motor current determination means, 9f
Motor current control means, 9g... Electromagnetic clutch control means, 10. Vehicle speed sensor, 11. Battery, 13. Motor, 14.. Worm shaft, 16. Electromagnetic clutch, 18. Lock position detection sensor. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (2)
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、ハンドル操舵時に前輪の左右ロック位置
を検出するロック位置検出センサと、上記車速センサと
トルクセンサおよびロック位置検出センサの信号を入力
とするコントロールユニットと、車載バッテリからコン
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直結され、コントロールユニットに
よって結合または離脱する電磁クラッチとを備えたこと
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
。(1) A vehicle speed sensor that detects vehicle speed, a torque sensor that is installed in the middle of the steering shaft and detects the rotational force of the steering wheel, a lock position detection sensor that detects the left and right lock positions of the front wheels when steering the steering wheel, and the vehicle speed sensor mentioned above. A control unit that receives signals from a torque sensor and a lock position detection sensor as input, a DC motor driven from an on-board battery via the control unit, and an electromagnetic motor that is directly connected to the output shaft of this motor and coupled or separated by the control unit. A motor-driven power steering control device characterized by comprising a clutch.
力により操舵トルクを測定する操舵トルク測定手段と、
車速を測定する車速測定手段と、ロック位置検出センサ
からの入力によりハンドル操舵時の前輪の左右ロック位
置を検出するロック位置検出手段と、このロック位置検
出センサからの出力がロック位置以外の出力で操舵トル
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決定し、上記モ
ータ異常判定手段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と、このモータ
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、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または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
御装置。(2) The control unit includes a steering torque measuring means that measures the steering torque based on input from the torque sensor;
A vehicle speed measuring means for measuring the vehicle speed, a lock position detecting means for detecting the left and right lock positions of the front wheels when steering the steering wheel based on input from a lock position detecting sensor, and an output from the lock position detecting sensor is an output other than the lock position. a motor current abnormality determining means for determining and outputting a motor current abnormality when a motor current instruction value corresponding to the steering torque is equal to or higher than a predetermined current value; a motor current determining means that determines the motor current to be zero when the output is determined to be abnormal, a motor current controlling means that controls the motor current based on the output of the motor current determining means, and an electromagnetic clutch that operates under conditions determined by at least the vehicle speed. 2. The motor-driven power steering control device according to claim 1, further comprising electromagnetic clutch control means for controlling engagement and disengagement.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61166197A JPS6320271A (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Motor-driven type power steering controller |
KR1019880700116A KR940004682B1 (en) | 1986-07-11 | 1987-07-11 | Motor-driven type power steering controller |
DE8787904563T DE3784697T2 (en) | 1986-07-11 | 1987-07-11 | ENGINE POWERED STEERING. |
US07/178,056 US4842087A (en) | 1986-07-11 | 1987-07-11 | Motor driven type power steering control device |
EP87904563A EP0282594B1 (en) | 1986-07-11 | 1987-07-11 | Motor driven power steering controller |
PCT/JP1987/000498 WO1988000547A1 (en) | 1986-07-11 | 1987-07-11 | Motor driven power steering controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61166197A JPS6320271A (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Motor-driven type power steering controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6320271A true JPS6320271A (en) | 1988-01-27 |
Family
ID=15826889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61166197A Pending JPS6320271A (en) | 1986-07-11 | 1986-07-14 | Motor-driven type power steering controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6320271A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4986379A (en) * | 1988-09-28 | 1991-01-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Motorized power steering apparatus |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS60209365A (en) * | 1984-04-03 | 1985-10-21 | Nippon Seiko Kk | Trouble detector in electrically-driven type power steering device |
-
1986
- 1986-07-14 JP JP61166197A patent/JPS6320271A/en active Pending
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