JPH01101268A - パワーステアリング装置 - 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、自動車などのパワーステアリング装置に関
する。

従来の技術とその問題点 たとえば自動車のパワーステアリング装置として、ステ
アリングシャフトの入力軸と出力軸の間のトーションバ
ーの捩れをポテンショメータで検出することによりステ
アリングシャフトの入力トルクを検出するトルクセンサ
と、トルクセンサからの出力信号にもとづいてステアリ
ングシャフトの出力軸側に連結された電動モータ（アク
チュエータ）の電流値を制御する制御装置とを備え、人
がステアリングホイールを回す回転力とモータの回転駆
動力の合力により操舵力が得られるようになされたもの
が知られている（特開昭５９−７７９６６号参照）。

ところで、パワーステアリング装置のポテンショメータ
においては、走行時のタイヤ側からの入力により抵抗体
とワイパーが摺動するため、抵抗体に摩耗が発生する。

そして、従来のパワーステアリング装置では、トルクセ
ンサのポテンショメータに常時通電しているため、上記
のポテンショメータの抵抗体の摩耗が大きく、したがっ
て、性能劣化が早く、耐久性が低いという問題がある。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、ポテンショメ
ータの抵抗体の摩耗が小さく、耐久性の高いパワーステ
アリング装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 この発明によるパワーステアリング装置は、ポテンショ
メータを用いてステアリングシャフトの入力トルクを検
出するトルクセンサと、トルクセンサからの出力信号に
もとづいてアクチュエータを制御する制御装置とを備え
、人がステアリングホイールを回す回転力とアクチュエ
ータの駆動力の合力により操舵力が得られるようになさ
れたパワーステアリング装置において、 制御装置が、車速が所定値より大きいときに、ポテンシ
ョメータへの通電を停止して、アクチュエータによる駆
動を行なわないように構成されていることを特徴とする
ものである。

作　　用 ポテンショメータに通電していない場合、抵抗体とワイ
パが摺動するときの抵抗体の摩耗は、通電時に比べて非
常に小さい。

この発明のパワーステアリング装置の場合、車速が所定
値より大きいときにはポテンショメータへの通電が停止
されるので、その分だけ抵抗体の摩耗が小さい。したが
って、ポテンショメータの性能劣化が遅く、耐久性が向
上する。

実施例 第１図は自動車の電動モータ式パワーステアリング装置
の概略構成を示し、第２図はその一部を拡大して示す。

パワーステアリング装置のステアリングシャフトは入力
軸（１０）と出力軸（１１）に大別され、これらの間に
トーションバー（１２）が設けられている。出力軸（１
１）は、さらに、ユニバーサルジヨイント（１３）　（
１４）により連結された３つの部分すなわち上部出力軸
（ｌｌａ）　、中間出力軸（Ｌｌｂ）および下部出力軸
（ｌｉｅ）よりなる。入力軸（ｌＯ）には、ステアリン
グホイール（操舵ハンドル）（１５）が固定されている
。下部出力軸（ｌｉｅ）は、ラック・ピニオン式ステア
リングギヤ（１６）に連結されている。また、出力軸（
１１）の適当箇所たとえば上部出力軸（ｌｌａ）に、適
当な減速機（１７）とクラッチ（１８）を介して直流サ
ーボモータ（１９）が連結されている。第２図に詳細に
示すように、上部出力軸（ｌｌａ）の上端部に、トーシ
ョンバー（１２）の外側を入力軸（１０）側にのびた筒
状体（２ｏ）の一端部が固定され、筒状体（２０）のフ
ランジ（２０ａ）と入力軸（ｌＯ）の下端部との間に、
ポテンショメータ（２１）を用いてこれらの間の相対角
変位すなわちトーションバー（１２）の捩れを検出する
ことにより入力トルクを検出するトルクセンサ（２２）
が設けられている。ポテンショメータ（２１）の抵抗体
（２１ａ）は上部出力軸（ｌｌａ）の筒状体（２０）の
フランジ（２０ａ）に、これと摺接するワイパ（２１ｂ
）は入力軸（ｌＯ）側にそれぞれ取付けられている。ポ
テンショメータ（２１）の出力線（２３）はスリップリ
ング（２４）により引出され、クラッチ（１８）および
モータ（■９）を制御するための制御装置（２５）に接
続されている。

制御装置（２５）の構成の１例が第３図に示されている
。

制御装置（２５）はＡＤ変換器（２Ｂ）を内蔵したマイ
クロコンピュータ（２７）を備えており、クラッチ（１
８）およびモータ（１９）が公知の適当な駆動回路（２
８）（２９）を介してこれに接続されている。自動車に
は、また、公知の適当な車速センサ（３０）が設けられ
ており、このセンサ（３０）の出力信号がコンピュータ
（２７）に入力する。コンピュータ（２７）には、通電
制御用リレー（３１）をオン・オフするためのスイッチ
ングトランジスタ（３２）が接続されている。ポテンシ
ョメータ（２１）の抵抗体（２１ａ）の一端は制御装置
（２５）内において通電制御用リレー（３■）のａ接点
（３１ａ）を介して電源端子（Ｐ）に接続され、他端は
制御装置（２５）内において接地されている。ポテンシ
ョメータ（２１）のワイパ（２１ｂ）は制御装置（２５
）内においてコンビュータ（２７）のＡＤ変換器（２６
）に接続され、入力トルクに比例するポテンショメータ
（２１）の出力信号がコンピュータ（２７）に入力する
。

次に、第４図のフローチャートを参照して、制御装置（
２５）の動作の１例を説明する。

まず、制御装置（２５）の電源が投入されると・イニシ
ャライズ（初期値化）が行なわ゛れる（ステップ１）。

次に、ポテンショメータ（２１）の出力信号より入力ト
ルクの方向と大きさが測定され（ステップ２）、車速セ
ンサ（３０）の出力信号より車速か測定される（ステッ
プ３）。そして、これらの測定結果にもとづいて、後述
するクラッチ（１８）およびモータ（１９）の制御が行
なわれる（ステップ４）。次に、車速が予め定められた
基準値（ｖ）以上であるか否かを判定しくステ・ツブ５
）、基準値（ｖ）以上であれば（Ｙｅｓであれば）、リ
レー（３１）をオフにしくステップ６）、基準値（ｖ）
以上でなければ（Ｎｏであれば）、リレー（３１）をオ
ンにする（ステップ７）。リレー（３１）がオフになれ
ば、そのａ接点（３１ａ）がオフになり、ポテンショメ
ータ（２１）への通電が停止する。リレー（３１）がオ
ンになれば、そのａ接点（３１ａ）がオンになって、ポ
テンショメータ（２１）に通電され、入力トルクの測定
が可能になる。

そして、ステップ６または７の処理が終ると、ステップ
２に戻り、上記の動作を繰返す。

上記のステップ４においては、車速と入力トルクの測定
結果にもとづいて、次のようにクラッチ（１８）および
モータ（１９）が制御される。すなわち、まず、ステッ
プ５と同様に、車速が基準値（ｖ）以上であるか否かを
判定する。そして、車速が基準値（Ｖ）以上であれば、
クラッチ（１８）をオフ（切断状態）にして、モータ（
１９）の駆動力が出力軸（１１）に伝わらないようにし
、モータ（１９）には電流を流さない。車速が大きい場
合、操舵に必要なトルクは小さいため、モータ（１９）
の駆動力が出力軸（１１）に加わらなくても、人力だけ
で容易に操舵ができる。また、車速が大きい場合は、前
述のように、ステップ６においてリレー（３１）をオフ
にしているため、入力トルクの測定ができない。しかし
ながら、車速が大きい場合には、上で説明したように入
力トルクにもとづくモータ（１９）の制御を行なわない
ので、入力トルクの測定ができなくても差支えない。

逆に、車速か基準値（Ｖ）以上でなければ、クラッチ（
１８）をオン（接続状態）にし、モータ（１９）の駆動
力が出力軸（１１）に伝わるようにする。さらに、入力
トルクの方向と大きさにもとづいてモータ（１９）の回
転方向と電流値を決定し、これを駆動回路（２９）に出
力してモータ（１９）を制御する。そして、人がステア
リングホイール（１５）を回す回転力とモータ（１９）
の補助トルクの合力により操舵力が得られる。なお、入
力トルクにもとづいてモータ（１９）を制御する手段は
、公知の任意の構成をとりうる。また、出願人が先に提
案した特願昭６２−１６７３２１号に記載されているよ
うな構成をとることもできる。

上記のパワーステアリング装置においては、走行時のタ
イヤ側からの入力によりポテンショメータ（２１）の抵
抗体（２１ａ）とワイパー（２１ｂ）が摺動するため、
抵抗体（２１ａ）に摩耗が発生する。

この摩耗は、ポテンショメータ（２１）に通電している
ときの方が通電していないときよりはるかに大きい。と
ころが、上記のパワーステアリング装置においては、車
速が基準値（■）より大きいときにはポテンショメータ
（２１）への通電を停止しているので、その分だけ抵抗
体（２１ａ）の摩耗が小さい。したがって、ポテンショ
メータ（２１）の性能劣化が遅く、耐久性が向上する。

上記実施例では、ステアリングリングシャフトの上部出
力軸（ｌｌａ）に補助トルクを与えるモータ（１９）が
連結されているが、モータ（１９）はこれ以外の出力軸
（１１）側の任意の箇所、例えばステアリングギヤ（１
Ｂ）の部分などに連結されてもよい。また、電動モータ
以外の適当なアクチュエータによって補助トルクを与え
るようにしてもよい。

発明の効果 この発明のパワーステアリング装置によれば、上述のよ
うに、車速が所定値より大きいときにはポテンショメー
タへの通電が停止されるので、抵抗体の摩耗が小さく、
したがって、ポテンショメータの性能劣化が遅く、耐久
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す自動車の電動モータ式
パワーステアリング装置の概略構成図、第２図は第１図
のトルクセンサの部分を拡大して示す縦断面図、第３図
は制御装置の電気的構成を示すブロック図、第４図は制
御装置の動作の１例を示すフローチャートである。 （１０）・・・入力軸、（１１）・・・出力軸、（１２
）・・・トーシヨンバー、（１５）・・・ステアリング
ホイール、（１Ｂ）・・・クラッチ、（１９）・・・サ
ーボモータ、（２１）・・・ポテンショメータ、（２１
ａ）・・・抵抗体、（２１ｂ）・・・ワイパ、（２２）
・・・トルクセンサ、（２５）・・・制御装置。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポテンショメータを用いてステアリングシャフトの入力
   トルクを検出するトルクセンサと、トルクセンサからの
   出力信号にもとづいてアクチュエータを制御する制御装
   置とを備え、人がステアリングホイールを回す回転力と
   アクチュエータの駆動力の合力により操舵力が得られる
   ようになされたパワーステアリング装置において、 制御装置が、車速が所定値より大きいときに、ポテンシ
   ョメータへの通電を停止して、アクチュエータによる駆
   動を行なわないように構成されていることを特徴とする
   パワーステアリング装置。