JPH01240369A - 電動式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、電動機の回転トルクによって操舵系に操舵
補助トルクを与える電動式パワーステアリング装置に関
し、特に、操舵系に発生している操舵トルクが、ステア
リングホイール側からの入力（正入力）であるか、また
は、車輪側からの入力（逆入力）であるかを判定し、そ
の判定結果に基づいて電動機の駆動電流値を決定するよ
うにしたものである。

〔従来の技術〕

従来の電動パワーステアリング装置としては、例えば、
本出願人が先に出願した特開昭６３−４７６１）号公報
に記載されているものがある。

この従来の技術は、操舵系に連結された電動機を、その
操舵系に発生している操舵トルクに応して駆動させるこ
とにより、操舵系に操舵補助トルクを与えて、操舵操作
を軽く行えるようにしたものである。

そして、この従来の技術では、車両が高速走行中の場合
に操舵が軽すぎると車両がふらついたり、また、操舵ト
ルクに基づいて算出された駆動電流値がモータ暗電流以
下であるときには電動機は駆動されないので、操舵補助
トルクは発生しなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の技術にあっては、例えば車両
が直進走行中の場合に、走行路面の凹凸等に車輪が乗り
上げてその車輪の進行方向が変化し、操舵系に逆入力の
操舵トルクが発生しそれが検出されても、その検出され
た操舵トルクが小さい場合や車両が高速走行中の場合に
は、上記理由により操舵補助トルクは発生しなかった。

そのため、電動機による車輪の走行方向修正が行われな
いから車両の直進安定性が損なわれるし、ステアリング
ホイールに逆入力の操舵トルクが伝達されるからそれを
操縦者が感知して操舵感覚が悪くなるという未解決の課
題があった。

この発明は、このような従来の技術における未解決の課
題に着目してなされたものであり、操舵系に発生してい
る操舵トルクが、ステアリングホイール側からの入力（
正入力）であるか、車輪側からの入力（逆入力）である
かを判定する手段を設け、その判定手段の判定結果に基
づいて電動機の駆動制御を行うことにより、車両の直進
安定性が優れ且つ操舵感覚が向上できる電動式パワース
テアリング装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明の電動式パワース
テアリング装置は、第１図の基本構成図に示すように、
弾性体を介して連結された入力軸及び出力軸を含む操舵
系に操舵補助トルクを発生する電動機と、前記操舵系に
発生している操舵Ｉ・ルクを検出する操舵トルク検出手
段と、前記入力軸の回転角速度を検出する入力軸回転角
速度検出手段と、前記出力軸の回転角速度を検出する出
力軸回転角速度検出手段と、前記入力軸の回転角速度及
び前記出力軸の回転角速度の絶対値の大小関係を判定す
る絶対値判定手段と、前記操舵トルク検出手段、入力軸
回転角速度検出手段、出力軸回転角速度検出手段の各検
出値及び前記絶対値判定手段の判定結果に基づいて前記
操舵系に発生している操舵トルクが正入力か逆入力かを
判定する正逆入力判定手段と、この正逆入力判定手段の
判定結果及び前記操舵トルク検出手段の検出値に基づい
て前記電動機の駆動制御を行う駆動制御手段と、を備え
た。

〔作用〕

操舵系に発生している操舵トルクが操舵トルク検出手段
で検出され、前記操舵系に含まれる入力軸と出力軸の各
回転角速度が、夫々入力軸回転角速度検出手段及び出力
軸回転角速度検出手段で検出される。また、入力軸の回
転角速度及び出力軸の回転各速度の絶対値の大小関係が
、絶対値判定手段で判定される。

そして、正逆入力判定手段において、前記各検出手段の
検出値及び絶対値判定手段の判定結果に　　　　　　□
基づいて、操舵系に発生している操舵トルクがステアリ
ングホイール側からの入力（正入力）であるか、車輪側
からの入力（逆入力）であるかが判定される。

駆動制御手段は、前記正逆入力判定手段の判定結果及び
操舵トルク検出手段の検出値に基づいて電動機の駆動制
御を行うが、この場合、正逆入力判定手段で逆入力であ
ると判定された時の電動機の駆動電流値を、通常よりも
大きくするような制御を行うことが望ましい。このよう
な制御を行えば、例えば、車両が高速直進走行等を行っ
ている場合に車輪が路面の凹凸等に乗り上げて車輪の進
行方向が変化しても、車輪の進行方向の修正が素早く行
われるから、車両の直進安定性が向上し、操舵感覚が良
好になる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面の簡単な説明する。

第２図乃至第１６図は、この発明の一実施例を示したも
のである。

まず、構成を説明すると、第２図に示す、１がステアリ
ングシャフトであり、その上端にはステアリングホイー
ル２が取付けられていると共に、その下端には、第３図
に拡大して断面して示すように、ステアリングシャフト
１の一部を構成する入力軸であるスタブシャフト１ａが
スプライン結合されていて、このスタブシャフト１ａの
下部がランクアンドピニオン式ステアリングギヤ３のギ
ヤボックス４内に挿入されている。

上記スタブシャフト１ａは、ギヤボックス４のステアリ
ングホイール２側の開口４ａを閉じるリング状をなす軸
受ホルダ５の穴を貫通しており、その穴に嵌合された軸
受６を介して当該軸受ホルダ５に回転自在に支持されて
いる。軸受ホルダ５はスナップリング７によってギヤボ
ックス４に位置決めされていると共に、スタブシャフト
１ａとの間をオイルシール８によりシールしている。

また、ギヤボックス４内には、ピニオンギヤ９ａを一体
に設けた出力軸であるピニオンシャフト９がスタブシャ
ツｌ−１８の下方で同軸上に配置されていて、そのピニ
オンギヤ９ａの軸方向両側に外嵌された２個の軸受１０
，１）を介して、当該ピニオンシャフト９がギヤボック
ス４に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ９ａは
、ギヤボックス４内でラック軸１２のラック１２ａと噛
合していると共に、ランク軸１２の両端にはタイロッド
１３．１３が夫々揺動可能に連結されていて、各タイロ
ッド１３．１３の外側に、車輪１４．１４を回転自在に
支持するナックル１５．１５が揺動可能に連結されてい
る。

１６はピニオンシャフト９に外嵌された２個の軸受１０
，１）に予圧を付与するためのナンド、１７はナツト１
６を着脱するためギヤボックス４に設けたネジ穴に螺合
するキャップ、１８はラックリテーナ、１９はアジャス
トボルトである。

また、前記スタブシャフト１ａはパイプ状をなしており
、その穴には弾性体としてのトーションバー２０が挿通
されていて、そのステアリングホイール２側の端部とス
タブシャフト１ａとはピン２１により締結されて回転方
向へ一体をなしていると共に、その反対側の端部はピニ
オンシャフト９のスタブシャフト１ａ側の端面に対向す
る軸方向孔９ｂに挿入され且つピン２２により当該ピニ
オンシャフト９と締結されて回転方向へ一体をなしてい
る。さらに、ピニオンシャフト９のスタブシャフトＩａ
側の端部には、当該スタブシャフトｌａ側に突出するハ
ブ９Ｃと半径方向外側に突出するフランジ９ｄとが形成
されていて、ハブ９ｃの穴を貫通するスタブシャフト１
ａの下端部と当該ハブ９ｃとの間には針状コロ軸受２３
を介在させている。

上記ピニオンシャフト９のハブ９Ｃには切欠き９ｅを設
ける一方、この切欠き９ｅ内に挿入される凸部１ｂをス
タブシャフトｌａの下端部に設け、この凸部１ｂと切欠
き９ｅとでストッパを形成して、スタブシャフト１ａ及
びピニオンシャフト９間の所定以上の相対回転変位（例
えば５度程度）を防止している。さらに、ハブ９ｃの外
側にはウオームホイール２４が外嵌されていて、これを
貫通してフランジ９ｄに螺合するネジ２５により、ウオ
ームホイール２４とピニオンシャフト９とを回転方向へ
一体に構成している。そして、ウオームホイール２４に
はギヤボックス４に回転自在に支持されたウオーム２６
が噛合しており、このウ　。

オーム２６の軸部に、電動機としてのモータ２７の回転
軸が連結されている。モータ２７には、後述する制御装
置３０が接続されていて、この制御袋Ｗ３０から出力さ
れる制御信号により当該モータ２７が駆動制御される。

また、スタブシャフト１ａには、フェノール樹脂等の絶
縁性の高い部材により形成された円盤状基板２８が外嵌
されて、前記凸部１ｂと軸受６との間に配置されている
。この円盤状基板２８の径方向内側には、凸部Ｉｂ側に
突出するボス２８ａと軸受６側に突出するボス２８ｂと
が形成されていて、両ボス２８ａ、２８ｂにはメタルブ
シュ２９ａ、２９ｂが夫々外嵌されていると共に、軸受
６側のメタルブシュ２９ｂはスタブシャフト１ａにカシ
メにより固定して、スタブシャフト１ａと円盤状基板２
８とを回転方向及び軸方向へ一体に構成している。

かかる円盤状基板２８のウオームホイール２４例の面に
は、第４図に示すような形状に、コンダクティブプラス
チック素子（ＣＰ素子）等からなる２個の電気抵抗部材
３１．３２と、両電気抵抗部材３１．３２を接続する抵
抗値の低いスリップリング等からなる電気良導体３３．
３４と、各電気抵抗部材３１．３２の外側に同心に配置
された電気良導体３５．３６とが印刷されている。電気
抵抗部材３１．３２は、円盤状基板２８の軸心線を中心
として同心上に互いに１８０度隔てて設けられており、
これらはトルク検出用抵抗部材をなしていて、後述する
ようにスタブシャフト１ａとピニオンシャフト９との間
に生ずる操舵トルクに対応した捩れ量を電圧値として検
出する。

さらに、円盤状基板２８の軸受６側の面には、第５図に
示すような形状に、ｃｐ素子等からなる周方向の一部が
切断されたリング状をなす電気抵抗部材４０と、周方向
に完全に連続したリング状をなす４個の電気良導体４１
，４２，４３．４４とが、軸心線を中心として同心をな
すように印刷されている。電気抵抗部材４０は、スタブ
シャツ）１ａの操舵角検出用抵抗部材であり、内側から
２番目に位置していて、その不連続部が後述する電気的
不感帯を形成している。

上記操舵角検出用抵抗部材４０は、一端には最も内側に
位置する電源ライン用電気良導体４１の端子４１ａが接
続されていると共に、他端には内側から３番目に位置す
るアースライン用電気良導体４２の端子４２ａが接続さ
れている。そして、電源ライン用電気良導体４１の端子
４１ａは、リベット４５を介して反対面に形成された前
記接続用電気良導体３４に接続されていると共に、アー
スライン用電気良導体４２の端子４２ａは、リベット４
６を介して反対面に形成された前記接続用電気良導体３
３に接続されている。さらに、内側から４番目に位置す
る電気良導体４３は、リベット４７を介して反対面に形
成された前記トルク検出用電気良導体３６に接続されて
いると共に、最も外側に位置する電気良導体４４は、リ
ベット４８を介して反対面に形成された前記トルク検出
用電気良導体３５に接続されている。

また、前記メタルブシュ２９ａ及び２９ｂには、絶縁性
の高い樹脂製の回転部材５０及びリング部材５１が夫々
回転可能に外嵌されていると共に、円盤状基板２８と回
転部材５０及びリング部材５１との間には、第６図に示
すような形状のリング状をなす波形バネ５２及び５３が
夫々介在されていて、波形バネ５２の付勢力による回転
部材５０のウオームホイール２４側への軸方向移動を平
ワツシヤを介してスナップリング５４により制限してい
ると共に、波形バネ５３の付勢力によるリング部材５１
の軸受６側への軸方向移動を平ワツシヤを介してスナッ
プリング５５により制限している。

上記回転部材５０は、ウオームホイール２４側に突出す
る突部５０ａと、円盤状基板２８及びすング部材５１の
外側を覆うように延在する周縁部５０ｂとを有し、突部
５０ａには、ウオームホイール２４に設けた穴に挿入さ
れて先端が軸受６側に突出する結合ピン５６が圧入され
ていて、これによりウオームホイール２４と回転部材５
０とを回転方向へ一体としている。そして、回転部材５
０の周縁部５０ｂには、ギヤボックス４の開口４ａの内
周面に接触するシールリング５７が取付けられており、
これによりウオームホイール２４側に収容された潤滑剤
が円盤状基板２８側に浸入するのを防止している。

さらに、回転部材５０の２カ所には、第７図に示すよう
な二股形状をなす櫛歯状の集電部材５８゜５９が取付け
られており、各集電部材５８．５９の一方の集電片ｓｅ
ａ、５９ａは前記トルク検出用電気抵抗部材３１．３２
に個別に接触していると共に、他方の集電片５８ｂ、５
９ｂは前記電気良導体３５．３６に個別に接触している
。

また、前記リング部材５１には前記軸受ホルダ５に設け
た突起５ａを係合しており、これにより当該リング部材
５１の回転を防止している。かかるリング部材５１の６
カ所ムこは、第８図に示すような形状をなす櫛歯状の集
電部材６０ａ、６０ｂ。

６１．６２，６３．６４が取付けられている。２枚の集
電部材６０ａ、６０ｂは、互いに１８０度回転変位した
位置で前記操舵角検出用電気抵抗部材４０と摺接するよ
うに配置されていると共に、車両直進時には一方の集電
部材６０が電気抵抗部材４０の中央部に位置するように
設定している。

その他の４枚の集電部材６１，６２，６３．６４は、４
個の前記電気良導体４１，４２，４３．４４と個別に摺
接するように配置されている。

かかる６枚の集電部材６０ａ、６０ｂ、６１゜６２．６
３．６４は、６本のハーネス６５を介して制御装置３０
及びバッテリー等の電源６６に接続されており、その電
気回路構成を第９図に示す。

電源６６の前後には、操舵トルク検出用電気抵抗部材３
１．３２及び操舵角検出用電気抵抗部材４０と夫々直列
をなすように２個の固定抵抗器６７゜６８を設けており
、両面定抵抗器６７．６８で各電気抵抗部材３１．３２
．４０に電位差を与えることにより、電気回路が正常な
状態にある時には、操舵力に応じた出力電圧は第１０図
に示すように、最大出力値Ｔ）ｌから最小出力値Ｔ、ま
での間で変化し、その出力電圧は、操舵トルク検出値Ｄ
Ｔとして制御装置３０に供給される。

而して、ステアリングホイール２を回して操舵操作を行
うと、その操舵力の大きさは、トーションバー２０を介
して連結されたスタブシャフト１ａとビニオンシャフト
９との間の相対的な回転変化量として現れる。そのため
、スタブシャフト１ａと一体に回転する円盤状基板２８
とピニオンシャフト９と一体に回転する回転部材５ｏと
の間に生じる相対回転変化量を電気抵抗部材３１又は３
２の抵抗値変化に基づく出力電圧の変化量として見るこ
とにより、運転者から舵取り機構に付与された操舵力を
検出することができる。この場合、２個の集電部材５８
．５９は、車両が直進状態にある時には各電気抵抗部材
３１．３２の中央部に位置するように設定されており、
従って、操舵力に応じて第１０図に示すような特性の出
力電圧が出力される。なお、この実施例では、電気抵抗
部材と集電部材との組み合わせを２組設けたが、これは
トルク検出の安全性を考慮したものであり、少なくとも
１組あれば操舵トルクを検出することができる。

また、操舵角の大きさは、スタブシャフト１ａとギヤボ
ックス４との間の絶対的な回転変化量として現れる。そ
のため、スタブシャフト１ａと一体に回転する円盤状基
板２８とギヤボックス４に回転不能に支持されたリング
部材５１との間に生じる絶対回転変化量を操舵角用電気
抵抗部材４０の抵抗値変化に基づく出力電圧の変化量と
して見ることにより、舵取り機構の操舵角を検出するこ
とができる。なお、この時に検出される操舵角は、スタ
ブシャフトｌａ側の操舵角である。

この場合、この実施例では、互いに１８０度回転変位し
た２カ所で舵角の検出を行っている。すなわち、通常の
操舵角検出信号としては、車両直進時に電気抵抗部材４
０の中央部に設定された第１の集電部材６０ａにより検
出される信号Ｅを使用する。これは、約３６０度以内の
範囲では電気抵抗部材４０の不連続点（電気的不感帯）
が存在しないので、絶対回転変化量が約３６０度以内の
小舵角及び中舵角時には、上記操舵角検出信号Ｅのみを
使用する。

これに対して、電気抵抗部材４０に・は１０〜２０度程
度の不連続部分である電気的不感帯が存在しており、約
±１８０度付近では電気抵抗部材４０が電気的不感帯内
に入り、操舵角検出信号Ｅの出力電圧が零となるため、
この場合には、これを補正するために設けた第２の集電
部材６０ｂにより検出される信号Ｆを使用する。すると
、操舵角に応じた出力電圧は第１）図に示すように、最
大出力値Ｅ□から最小出力値Ｅ１までの間で変化するよ
うに設定していて、その出力電圧は操舵角検出値Ｄθイ
として制御装置３０に供給される。

また、前記制御装置３０には、例えば変速機の出力軸の
回転数を検出して、これに対応した周期パルス信号から
なる車速検出信号ＤＶを出力する車速センサ３０ａが接
続されている一方、この制御装置３０は、検出されたア
ナログ電圧値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、
入出力装置としてのインタフェース回路、演算処理装置
及び記憶装置を備え検出された検出値に基づいて前記モ
ータ゛２７の駆動電流値を算出するマイクロコンピュー
タ（図示せず）と、このマイクロコンピュータでの算出
結果としてのデジタル値をアナログ値に変換するＤ／Ａ
変換器と、この変換された出力値に応じて前記モータ２
７を駆動させる駆動回路（図示せず）等を少なくとも有
している。

次に、上記実施例の動作を、第１２図乃至第１６図に従
って説明する。

イグニッションスイッチがオンになると、制御装置３０
に電源が投入され、操舵トルク検出値ＤＴ、操舵角検出
値Ｄθ、及び車速検出値ＤＶが制御装Ｗ３０を構成する
マイクロコンピュータ（図示せず）に供給される。前記
マイクロコンピュータは、常時他の処理プログラム（図
示せず）を実行しており、その最中に第１２図に示す割
込処理を所定時間（例えば５ｍ５ｅｃ）毎に実行する。

先ず、第１２図のステップ■で、操舵トルク検出値ＤＴ
、操舵角検出値Ｄθ、及び車速検出値ＤＶを読み込み、
次いでステップ■に移行し、前記ステップので読み込ん
だ各検出値に基づいて操舵トルクＴ、操舵角θ□及び車
速Ｖを算出して、記憶装置の所定の記憶領域に記憶する
。

次いで、ステップ■に移行し、前記ステップ■において
算出された操舵トルクＴが「０」であるか否かを判定す
る。つまり、操舵系に操舵トルクが発生していない場合
には、操舵系に操舵補助トルクを与える必要はないから
、このステップ■における判定がｒＹＥｓＪであると、
ステップ■以下の処理は実行せずに、第１２図の処理プ
ログラムを終了する。

一方、ステップ■における判定が「ＮＯ」、即ち、操舵
系に操舵トルクＴが発生している場合には、ステップ■
に移行し、検出された操舵トルクＴが、ステアリングホ
イール側からの入力（正入力）であるか、車輪側からの
人力（逆入力）であるかを、第１３図に示すサブルーチ
ン処理を実行することにより判定する。

先ず、第１３図のステップ■で、入力軸（スタブシャツ
）ｌａ）の回転角である操舵角θＨ（。及び検出された
操舵トルクＴ　（Ｋ）に基づいて、出力軸（ピニオンシ
ャフト９）の回転角θＰ　（Ｋｌを算出する。なお、添
字には、Ｋ回目の処理において検出された検出値である
ことを表している。

ここで、操舵系の操舵トルクＴ（、）　は、トーション
バー２０のばね定数をに１とすれば、下記の（１）式で
求められる。

Ｔｎｏ　　−にア×（θ）Ｉ　（Ｋ）−θＰ　（Ｋ）　
）　　・・・・・・＋１）従って、出力軸の回転角θＰ
　（Ｋ）は、上記＋１）式を変形した下記の（２）式に
基づいて算出される。

θ２．。−θ）ＩＸ）　　Ｔ＋。／ｋＴ　　　・・・・
・・（２）次いで、ステップ＠に移行して、入力軸及び
出力軸の現在の回転角θＭ。）、θ２．。と、前回の処
理における同回転角θ１）（Ｋ−１）＋　　θ、−−０
とを用い、下記の（３）、　＋４１式に基づいて、入力
軸及び出力軸の回転角速度１）　）ｌ　＋ｘ＋　＋　　
ｌｊ　Ｐ　（Ｋ）を算出する。

ｔ□ゎ＝θ８（Ｘ、−θ□（Ｋ−１）・・・・・・（３
）ｆｌ　Ｐ　（Ｋ）　＝θＰ　＋ｘｉ−θＰ　（Ｋ−１
）−−（４１次いで、ステップ０に移行し、前記ステッ
プ＠で算出されな入力軸及び出力軸の回転角速度の絶対
値の大小関係を判定するため、それらの差値Ｓを下記の
（５）式に基づいて算出する。

５＝１６□。ｌ　　１ｆｆｒｎｎｌ　　　　　・・・・
・・（５）ここで、第１４図は、入力軸及び出力軸の各
回転角θ□、θ、と、操舵トルクＴとの関係を時系列的
に示したグラフであり、同図（ａ）は正入力時、同図山
）は逆入力時を夫々表している。

そして、各回転角θイ、θ、が極値をとる時点と操舵ト
ルクＴが「０」である時点とを、時間軸上にｔｌ”ｔ６
とし、各時点１．−１６及び各時点間の区間ＲＩ−Ｒｚ
の入力軸及び出力軸の回転角速度ｅ　Ｈ（Ｘｌ　ｌ　　
ｅ　Ｐ　ｎｏと、操舵トルク１゛（右方向を正とする）
と、ステップ＠で算出された差値Ｓとの極性をまとめる
と第１５図の一覧表になり、この−覧表に基づき、第１
３図のステップ［相］以降の処理において、現在の操舵
トルクが正入力であるか逆入力であるかを判定する。な
お、この−覧表中の斜線は、その極性を何方か一方に限
定することができない場合を示す。

即ち、ステップ■では、操舵トルクＴが正（右方向）で
あるか否かを判断し、Ｔ＞Ｏである場合にはステップ■
に移行する。

ステップ［相］では、入力軸の回転角速度θＨｆＸ）が
０以上であるか否かを判断し、これが０以上であると判
断された場合には、ステップ［相］に移行して、出力軸
の回転角速度６Ｐ１．がＯを越えているか否かを判断す
る。ここで、このステップ［相］での判断がｒＹＥｓＪ
の場合は、正入力時の区間Ｒ１又は正入力時の時点ｔ１
の何れかであるから、現在の操舵トルクは正入力である
と判定され、ステップＯに移行してフラグＦをｒｌＪと
してサブルーチン処理を終了する。

一方、前記ステップ［相］での判断が「ＮＯ」の場合に
は、ステップ［相］に移行し、差値ＳがＯを越えている
か否かを判断する。このステップ［相］での判断がｒＹ
ＥｓＪの場合は、正入力時の区間Ｒ６又は正入力時の時
点ｔ６の何れかであるから、現在の操舵トルクは正入力
であると判定され、ステップＯに移行してフラグＦを１
）」としてサブルーチン処理を終了する。

また、ステップ［相］での判断が「ＮＯ」の場合は、逆
入力時の区間Ｒ３又は逆入力時の時点ｔ３の何れかであ
るから、現在の操舵トルクは逆入力であると判定され、
ステップ［相］に移行してフラグＦを「０」としサブル
ーチン処理を終了する。

一方、前記ステップ［相］での判断がｒＮＯＪの場合に
は、ステップ［相］に移行し、出力軸の回転角速度ｅｐ
＋×）が０以上であるか否かを判断する。このステップ
［相］での判断がｒＮＯＪの場合は、逆入力時の区間Ｒ
４に限定されるから、現在の操舵トルクは逆入力である
と判定され、ステップ［相］に移行してフラグＦを「０
」としサブルーチン処理を終了する。

また、ステップ［相］での判断がｒｙＥｓ、１の場合は
、ステップ０に移行し、差値Ｓが０を越えているか否か
を判断し、０を越えていると判断された場合は、逆入力
時の時点ｔ４又は逆入力時の区間Ｒ３の何れかであるか
ら、現在の操舵トルクは逆入力であると判定され、ステ
ップ［相］に移行してフラグＦを「０」としてサブルー
チン処理を終了する。

また、ステップ■での判断がｒＮＯＪの場合は、正入力
時の区間Ｒ２に限定されるから、現在の操舵トルクは正
入力であると判定され、ステップ［相］に移行してフラ
グＦを「１」としてサブルーチン処理を終了する。

一方、前記ステップ■で、操舵トルクＴがＯ以下、即ち
、操舵トルクが左方向であると判断された場合には、ス
テップ［相］に移行する。

ステップ０では、入力軸の回転角速度１３ｗｔわが０以
上であるか否かを判断し、この判定がｒＹＥＳ」の場合
には、ステップ［相］に移行して、出力軸の回転角速度
６、。が０を越えているか否かを判断する。ここで、こ
のステップ［相］での判断が［ＹＥＳＪの場合は、逆入
力時の区間Ｒ５又は逆入力時の時点ｔ、の何れかである
から、現在の操舵トルクは逆入力であると判定され、ス
テップ［相］に移行してフラグＦを「０」としてサブル
ーチン処理を終了する。

一方、前記ステップ［相］での判断が「Ｎｏ」の場合に
は、ステップ［相］に移行し、差値ＳがＯを越えている
か否かを判断する。このステップ［相］での判断がｒＹ
ＥＳＪの場合は、逆入力時の時点１．又は逆入力時の区
間Ｒ２の何れかであるから、現在の操舵トルクは逆入力
であると判定され、ステップ［相］に移行してフラグＦ
を１０」としてサブルーチン処理を終了する。

また、ステップ［相］での判断が「ＮＯ」の場合は、正
入力時の時点ｔ、又は正入力時の区間Ｒ５の何れかであ
るから、現在の操舵トルクは正入力であると判定され、
ステップ［相］に移行してフラグＦを「１」としサブル
ーチン処理を終了する。

一方、前記ステップ［相］での判断がｒＮＯＪの場合に
は、ステップ０に移行し、出力軸の回転角速度Ｂ　Ｐ　
（Ｋ）が０以上であるか否かを判断する。このステップ
０での判断が「ＮＯ」の場合は、正入力時の区間Ｒ４に
限定されるから、現在の操舵トルクは正入力であると判
定され、ステップ［相］に移行してフラグＦをｒｌｊと
しサブルーチン処理を終了する。

また、ステップ０での判断がｒＹＥｓＪの場合は、ステ
ップ［相］に移行し、差値ＳがＯを越えているか否かを
判断し、０を越えていると判断された場合は、正入力時
の区間Ｒ３又は正入力時の時点ｔ３の何れかであるから
、現在の操舵トルクは正入力であると判定され、ステッ
プ［相］に移行してフラグＦを「１」としてサブルーチ
ン処理を終了する。

また、ステップ［相］での判断が「ＮＯ」の場合は、逆
入力時の区間Ｒ６に限定されるから、現在の操舵トルク
は逆入力であると判定され、ステップ［相］に移行して
フラグＦを「０」としてサブルーチ処理を終了する。

そして、第１３図のサブルーチン処理を終了したら、第
１２図のステップ■に移行し、フラグＦが「ＩＪである
か否かを判定する。このフラグＦは、第１３図のサブル
ーチン処理において、操舵トルクが正入力であれば「１
」、逆入力であれば「０」に設定されるものであるから
、第１２図の処理過程では、このフラグＦによって正逆
入力が判断できる。

このステップ■でｒＹＥｓＪと判断された場合には、ス
テップ■に移行し、第１６図（ａｌに示すような対応特
性の関数テーブルｆを参照し、前記ステップ■で求めら
れた操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じたモータ２７の駆動
電流値Ｉを算出し、ステップ■に移行する。

一方、ステップ■で「ＮＯ」、即ち、逆入力であると判
断された場合には、ステップ■に移行し、第１６図（ｂ
）に示すような対応特性の関数テーブルｇを参照し、前
記ステップ■で求められた操舵トルクＴのみに応じたモ
ータ２７の駆動電流値Ｉを算出し、ステップ■に移行す
る。

そして、ステップ■では、例えば操舵トルクＴの極性に
基づいて右切りか否かを判定し、右切りであると判定さ
れた場合には、ステップ■に移行して、前記ステップ■
又はステップ■で算出された駆動電流値Ｉを、モータ２
７を右方向に回転するように図示しない駆動回路に出力
して、操舵系に右回転方向の操舵補助トルクを発生させ
る。

また、ステップ■で左切りであると判定された場合には
、ステップ［相］に移行して、前記ステップ■又はステ
ップ■で算出された駆動電流値■を、モータ２７を左大
向に回転するように図示しない駆動回路に出力して、操
舵系に左回転方向の操舵補助トルクを発生させる。

すると、操舵トルクが正入力であれば、操舵操作を行う
方向に操舵補助トルクが発生して操舵操作が軽くなるが
、この場合、第１６図（ａｌに示すように、車速か上昇
するに従って駆動電流値Ｉを小さくするような特性であ
るから、高速走行中に操舵が軽くなり過ぎて車両がふら
つくようなことは防止されるし、低速走行中や据切り時
には大きな駆動電流値Ｉが算出されるから、軽く操舵操
作を行うことができる。

また、例えば車両が直進走行中の場合に、走行路面の凹
凸等に車輪が乗り上げてその車輪の進行方向が変化し、
操舵系に逆入力の操舵トルクが発生しそれが検出された
ときには、第１６図Ｔｂ）のような特性で駆動電流値Ｉ
が算出されるから、その検出された操舵トルクが小さい
場合や車両が高速走行中の場合であっても、比較的大き
な駆動電流値■が算出される。その結果、モータ暗電流
の影響がほとんどなくなり、モータ２７による車輪の走
行方向修正が素早く行われるから、車両の直進安定性が
向上するし、それに伴いステアリングホイールに逆入力
の操舵トルクが伝達されないから、良好な操舵感覚が得
られる。

なお、前記電気抵抗部材３１．３２と、電気良導体３１
，３２，３５．３６と、集電部材５８゜５９．６３．６
４とによって操舵トルク検出手段が構成され、電気抵抗
部材４０と、集電部材６０ａ、５Ｑｂと、ステップ＠に
おける前記（３）式によって入力軸回転角速度検出手段
が構成され、ステップ■における前記（２）式及びステ
ップ＠における前記（４）式によって出力軸回転角速度
検出手段が構成され、ステップ０における前記（５）式
が絶対値判定手段が構成され、ステップ［相］乃至ステ
ップ［相］の処理によって正逆入力判定手段が構成され
、図示しない駆動回路及びステップ■乃至ステップ［相
］の処理によって駆動制御手段が構成される。

なお、上記実施例においては、入力軸（スタブシャツ）
ｌａ）の回転角θ□を検出する手段と、入力軸と出力軸
（ピニオンシャフト９）との相対的な捩じれ量を検出す
る手段（操舵トルク検出手段）とを設け、出力軸の回転
角θ２をこれら検出値に基づいて算出するような構成と
した場合について説明したが、入力軸の回転角θ□、出
力軸の回転角θ、及び操舵トルクＴは、上記（１）式の
ような関係にあるため、何れか二つ値を検出すれば他の
値は算出することができるから、本実施例のような検出
装置の組み合わせに限定されることはなく、出力軸の回
転角検出装置及び操舵トルク検出装置を設け、入力軸の
回転角θ８を算出するような構成としてもよいし、また
は、入力軸及び出力軸の回転角検出装置を設け、操舵ト
ルクＴを算出するような構成としてもよい。

また、上記実施例では、操舵トルクが逆入力であると判
定された場合の駆動電流値Ｉを、操舵トルクのみから算
出しているが、これに限定されるものではなく、例えば
、車速Ｖに応じてそのゲインを変化させるような特性と
してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の電動式パワーステアリン
グ装置によれば、操舵系に発生している操舵トルクが、
正入力であるか逆入力であるかを判定する手段を設け、
正入力である場合と逆入力である場合とで電動機の駆動
特性を変更するような構成としたため、高速走行中に操
舵が軽くなり過ぎて安全性が損なわれるようなことは防
止される一方、例えば走行路面の凹凸等に車輪が乗り上
げてその車輪の進行方向が不意に変化した場合でも、検
出された操舵トルクの大きさや車速の高低に関係なく駆
動電流値を比較的大きくすることができるから、電動機
による車輪の走行方向修正が素早く行われて車両の直進
安定性が向上され、それに伴いステアリングホイールに
逆入力の操舵トルクが伝達されないので、良好な操舵感
覚が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本構成を示すブロック図、第２図
はこの発明の一実施例の全体構成を示す概略構成図、第
３図は第２図のｍ−ｍ線断面図、第４図は円盤状基板の
一面を示す図、第５図は円盤状基板の他面を示す図、第
６図は波形バネを示す斜視図、第７図及び第８図は集電
部材を夫々示す斜視図、第９図は電気回路図、第１０図
は操舵トルクと出力電圧との関係を示したグラフ、第１
）図は操舵角と出力電圧との関係を示したグラフ、第１
２図はマイクロコンピュータ内部での処理手順を示した
フローチャート、第１３図は第１２図のサブルーチン処
理を示したフローチャート、第１４図は入力軸及び出力
軸の回転角と操舵トルクとの関係を時系列で示したグラ
フであり、同図ｉａ）は正入力時、同図（ｂｌは逆入力
時である。第１５図は入力軸及び出力軸の回転角速度と
操舵トルクと差値との極性を示した一覧表、第１６図は
駆動電流値の特性図であり、同図（ａｌは正入力時、同
図（ト））は逆入力時である。 １ａ・・・スタブシャフト（入力軸）、９・・・ピニオ
ンシャフト（出力軸）、２０・・・トーションバー、２
７・・・モータ（電動機）、２８・・・円盤状部材、３
０・・・制御装置、４０・・・電気抵抗部材、５０・・
・回転部材、６０ａ、６０ｂ・・・集電部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）弾性体を介して連結された入力軸及び出力軸を含
   む操舵系に操舵補助トルクを発生する電動機と、前記操
   舵系に発生している操舵トルクを検出する操舵トルク検
   出手段と、前記入力軸の回転角速度を検出する入力軸回
   転角速度検出手段と、前記出力軸の回転角速度を検出す
   る出力軸回転角速度検出手段と、前記入力軸の回転角速
   度及び前記出力軸の回転角速度の絶対値の大小関係を判
   定する絶対値判定手段と、前記操舵トルク検出手段、入
   力軸回転角速度検出手段、出力軸回転角速度検出手段の
   各検出値及び前記絶対値判定手段の判定結果に基づいて
   前記操舵系に発生している操舵トルクが正入力か逆入力
   かを判定する正逆入力判定手段と、この正逆入力判定手
   段の判定結果及び前記操舵トルク検出手段の検出値に基
   づいて前記電動機の駆動制御を行う駆動制御手段と、を
   備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング装置
   。
2. （２）駆動制御手段は、正逆入力判定手段の判定結果が
   正入力である場合よりも逆入力である場合の方が、電動
   機の出力トルクを大きくするように電動機の駆動電流値
   を制御する請求項（１）記載の電動式パワーステアリン
   グ装置。