JPH0659834B2 - モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御装置 - Google Patents

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。

〔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、ステアリングシヤフトあ
るいはラツク軸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
制御装置はモータへの通電々流と方向を制御するパワー
素子部を構成するパワー素子が破損すると、ハンドルが
片側のみ軽く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、パワー素子の破損時にハンドルが片側のみに軽く
なる点を防止でき、大幅なコストアツプを伴なわず、安
全性の高い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、モータを駆動するパワー素子の開放を検出してモ
ータへの供給電流を遮断するコントロールユニツトを設
けたものである。

〔作 用〕

この発明においては、コントロールユニツトによりパワ
ー素子の開放を検出すると、コントロールユニツトによ
りパワー素子からモータへの供給電流を断つ。

〔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概略図である。

この第１図において、１は運転者の操舵回転力を受ける
ハンドルであり、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である。

このハンドル１とトルクセンサ３との間において、ハン
ドル１は第１のステアリングシヤフト２ａを介して第１
のユニバーサルジヨイント４ａに連結されており、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
グシヤフト２ｂを介して第２のユニバーサルジヨイント
４ｂに連結されている。第２のユニバーサルジヨイント
４ｂは第３のステアリングシヤフト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は第４のステアリングシヤフト２ｄを介
して減速機１６に連結されている。トルクセンサ３の出
力はコントロールユニツト９内の操舵トルク測定手段９
ａ（第２図により後述する）に送出するようになつてい
る。

減速機１６は電磁クラツチ１５とピニオン軸５間に挿入
されている。このピニオン軸５は、ラツク軸６のラツク
歯部６ａと噛合している。

ラツク軸６の両端はそれぞれタイロツド７ａ，７ｂを介
してポールジヨイント８ａ，８ｂに連結されている。

一方、１２は車載用のバツテリである。バツテリ１２の
負極はアースされ、正極はキースイツチ１３を介してコ
ントロールユニツト９に接続されているとともに、コン
トロールユニツト９に直接接続されている。

コントロールユニツト９には、車速センサ１０の出力も
入力されるようになつている。コントロールユニツト９
はモータ１４および電磁クラツチ１５の駆動制御を行う
ようになつている。

電磁クラツチ１５はモータ１４と減速機１６間の機械的
な連絡を上記コントロールユニツト９の指示にしたがつ
て、結合または離脱することが可能になつている。

第２図は、第１図の実施例のコントロールユニツト９の
具体的構成を示す構成図である。この第２図において、
９ａは上記トルクセンサ３よりの入力により、操舵トル
クを測定する操舵トルク測定手段、９ｂは車速を測定す
る車速測定手段である。

これらの操舵トルク測定手段９ａと車速測定手段９ｂは
縦続接続されており、車速測定手段９ｂの出力はモータ
電流測定手段９ｃに送出するようになつている。

この電流測定手段９ｃは後述の電流センサ９ｊにより、
上記モータ１４への通電々流を測定するものである。

モータ電流記憶手段９ｄは操舵トルクおよび車速対応の
モータ１４の電流値を記憶保持するものである。

通常は、このモータ電流記憶手段９ｄに記憶保持された
値をモータ電流決定手段９ｅにより読み出した値に決定
し、次段のパワー素子オープン不良判定手段９ｆの出力
が開放出力の場合には零に、モータ電流決定手段９ｅが
モータ１４の電流を決定するようになつている。

パワー素子オープン不良判定手段９ｆはモータ１４への
通電々流指示に対して、上記モータ電流測定手段９ｃに
よるモータ電流測定値が零のとき、モータ１４への通電
々流および通電方向を制御するパワー素子部９ｉを構成
するパワー素子9i₁〜9i₄の開放と判定出力するものであ
る。

電磁クラッチ制御手段９ｇは少なくとも車速により定ま
る条件と、パワー素子オープン不良判定手段９ｆの出力
条件により、電磁クラツチ１５を結合、または離脱する
制御を行うものである。

パワー素子部制御手段９ｈはモータ電流決定手段９ｅの
出力に基づき、パワー素子部９ｉに対して、モータ１４
への通電方向指示と通電々流値を制御するためのオン、
オフの指示を与えるようになつている。

パワー素子部９ｉはこのパワー素子部制御手段９ｈの出
力に基づき、モータ１４の電流の方向および電流値を制
御する第１〜第４のパワー素子9i₁〜9i₄より構成されて
いる。

このパワー素子部９ｉに流れる電流値は電流センサ９ｊ
で測定するようにしている。

電流センサ９ｊに流れる電流に相当する電圧が上記モー
タ電流測定手段９ｃに加えるようになつている。

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ツチ印加
電圧の制御特性図、第５図はコントロールユニツト９の
制御プログラムを示すフローチヤートである。

まず、エンジンの始動に際して、第５図のステツプＳ１
でイニシヤライズし、キースイツチ１３をオンすると、
電磁クラツチ１５がオンし、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、
コントロールユニツト９は、第３図に示すようにモータ
１４の電流を制御するとともに、ステツプＳ２で操舵ト
ルク測定手段９ａはトルクセンサ３の出力を受けて操舵
トルクを測定する。

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１４をオンし、モータ１４および機械系の慣
性の影響を軽減するため、モータ１４にモータ電流I_OF
（２〜１０Ａ程度）電流を流すとともに、電流センサ９
ｊに流れる電流からモータ電流測定手段９ｃでモータ電
流I_MSを測定する（ステツプＳ４）。

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_OF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、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。したがつて、第３図でトルクが増加すると、ａ点に
てモータ１４がオンし、モータ電流I_OFが流れる。

さらに、トルクを増加すると、ｂ点からモータ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電磁クラツチ１
５、減速機１６、ピニオン軸５を介して、ラツク歯部６
ａ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
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つた場合、ステツプＳ３で
車速センサ１０の出力から車速測定手段９ｂで測定し、
ステツプＳ４でモータ電流を測定し、第４図に示すよう
に操舵トルクおよび車速に応じて予めモータ電流記憶保
持手段９ｄで保持された電流I_MIをステツプＳ５でモー
タ電流決定手段９ｅが読み出して、この電流I_MIにてモ
ータ電流の制御を行なう。

この電流I_MIの値は、ｄ点の車速までは操舵トルクのみ
に応じた値をとり、ｄ点以降は操舵トルク対応の値に、
車速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、一定の値I_OFとする。

次に車速がｆ点｛車速＝アシスト遮断車速V₁（V₁＞
V₂）｝の値となると、モータ電流および電磁クラツチ印
加電圧ＥＶはともに零となり、モータ１４と減速機１６
は離脱するので、ハンドル１を回す運転者にとつては、
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、パワー素子部９ｉを
構成するパワー素子9i₁〜9i₄が破損すると、ハンドル１
の片側のみが軽くなつて危険である欠点があつた。

そこで、この発明では、モータ電流の通電指令時に、ス
テツプＳ７において、電流センサ９ｊにより検出される
モータ電流が零の場合には、パワー素子オープン不良判
定手段９ｆによりパワー素子オープン不良と判定する。

モータ電流指示値が零の場合には、ステツプＳ６からス
テツプＳ８に移行し、車速Ｖがアシスト遮断車速V₁より
大、すなわちＶ＞V₁のとき、ステツプＳ９でパワー素子
部制御手段９ｈによりモータ電流を零となるようにする
とともに、ステツプＳ１０で電磁クラツチ制御手段９ｇ
により電磁クラツチ１５への印加電圧を遮断し、補助負
荷付勢のない状態とする。そして、ステツプＳ１１でモ
ータ電流指示値I_MをI_MOに記憶する。

また、ステツプＳ６において、モータ電流指示値が零で
ない場合には、ステツプＳ７に進み、このステツプＳ７
において、モータ電流が零であれば、パワー素子オープ
ン不良と判定して、ステツプＳ９〜Ｓ１１の処理を行
う。

さらに、ステツプＳ８において、車速Ｖ＞V₁でなけれ
ば、ステツプＳ１２で車速Ｖがアシスト減少車速V₂より
大、すなわちＶ＞V₂ならステツプＳ１３でモータ電流出
力I_MをI_OFにして、ステツプＳ１４で電磁クラツチ制御
手段９ｇにより電磁クラツチ１５の結合制御を行い、ス
テツプＳ１１の処理を行う。

また、ステツプＳ１２で車速がＶ＞V₂でなければ、ステ
ツプＳ１５でモータ電流出力I_MをI_M1にして、ステツプ
Ｓ１４，Ｓ１１の処理を行う。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、コントロールユニツト
の制御プログラム変更により、パワー素子の開放を検出
し、モータ電流を遮断するようにしたので、パワー素子
の破損時にハンドルの片側のみ軽くなる対策が、制御プ
ログラム変更のみででき、大巾なコストアツプを伴なわ
ずに、安全性を高めることができる。

【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概略図、第２図は、第
１図の一実施例のコントロールユニツトの具体的構成を
示す図、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図は車速対モータ電
流および電磁クラツ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ヤートである。 １……ハンドル、３……トルクセンサ、９……コントロ
ールユニツト、９ａ……操舵トルク測定手段、 ９ｂ……車速測定手段、９ｃ……モータ電流測定手段、
９ｄ……モータ電流記憶手段、９ｅ……モータ電流決定
手段、９ｆ……パワー素子オープン不良判定手段、９ｇ
……電磁クラッチ制御手段、９ｈ……パワー素子部制御
手段、９ｉ……パワー素子部、１０……車速センサ、１
２……バツテリ、１４……モータ、１５……電磁クラツ
チ、１６……減速機。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車のハンドルの回転力を検出するトル
   クセンサと、車速を検出する車速センサと、車載用のバ
   ッテリから給電されステアリング系に補助トルクを伝え
   るモータと、このモータの通電電流と通電方向を制御す
   るパワー素子部と、上記トルクセンサ及び車速センサの
   信号に応じて上記パワー素子部を制御し、モータ電流の
   通電指令時にモータ電流が零であれば上記パワー素子部
   を構成するパワー素子の開放と判断し、上記パワー素子
   部を遮断とする制御出力を出力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。
2. 【請求項２】コントロールユニットは、上記モータへの
   通電電流値および通電方向を制御するパワー素子部と、
   このパワー素子部に直列に挿入され、上記モータへの通
   電々流を検出するセンサと、この電流センサにより、上
   記モータへの通電電流を測定するモータ電流測定手段
   と、上記モータへの通電指令時に、上記モータ電流測定
   手段により測定されるモータ電流が零のとき、上記パワ
   ー素子がオープン不良と判定するパワー素子オープン不
   良判定手段と、このパワー素子オープン不良判定手段の
   出力条件により、上記パワー素子部のパワー素子を遮断
   とする制御出力を出力するパワー素子部制御手段とを備
   えた特許請求の範囲第１項記載のモータ駆動式パワース
   テアリング制御装置。