JPH02155871A - 電動パワーステアリングの操舵力制御装置 - 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 本発明は、電動パワーステアリングの操舵力制御装置に
関し、特に、車両の高速走行時における操舵力を安全性
の点より、適切に制御するものである。

従来の技術 車両の操舵力は、第４図の鎖線Ａで示すように、据切り
あるいは低速時には重く、高速時には軽くなる傾向があ
り、特に、高速時には操舵力が必要以上に軽くなりすぎ
、ハンドルにふらつきが発生し、操舵安全性の点で問題
があった。

上記問題に対して、操舵安定性を図るために、電動パワ
ーステアリングを備えた装置において、車速を検知し、
低速時にはパワーステアリング・スイッチをＯＮして、
マニュアルトルクにアシストトルクを付加して操舵力の
軽減を図る一方、高速時にはパワーステアリング・スイ
ッチをＯＦＦし、パワーステアリングを働かせないよう
にして、アシストトルクのイ」加を無くずようにしたも
のが提案されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、」二記装置では、高速時にアシストトル
クの付加を無くしてマニュアルトルクに戻ずだ（すであ
るため、」二記し）こパワーステアリングを装備してい
ない場合における問題、即ち、高速走行時に第４図中に
鎖線で示すように操舵力が軽くなりすぎ、操舵安定性を
欠く問題が解決されていない。

本発明は、上記した問題を解決せんとするもの夕の電磁
制動によるブレーキ力を発生させるモータ制御回路と、
車速が一定値以下の低速走行時はモータを」１記モータ
通電制御回路側に接続し、モータにアシスト力を発生さ
せる一方、車速か一定値以」二の時にはモータを上記モ
ータ制御回路に接続し、モータにブレーキ力を発生させ
るようにモータをアシスト用とブレーキ用とに切り換え
るモタ切換回路とを備え、高速走行時にマニュアルトル
クにブレーキ力を負荷する構成としていることを特徴と
する電動パワーステアリングの操舵力制御装置を提供す
るものである。

さらに、本発明は、上記コントローラのモータ制御回路
を、高速走行時において操舵角がニュートラル位置へ戻
る方向の時にはモータとの接続を断ち、ブレーキ力の負
荷を無くし、ニュートラル位置から離れる方向に操舵さ
れる時のみブレーキ力を負荷する構成としていることを
特徴とする操舵力制御装置を提供するものである。

乍朋 上記した構成とすることにより、マニュアルトで、電動
パワーステアリングを備えた操舵装置において、高速走
行時にブレーキ力を付加することにより、操舵安定性が
得られるようにするものである。

課題を解決するための手段 即ち、本発明は、電動パワーステアリング装置に用いる
モータに、高速走行時に電磁制動によるブレーキ力を発
生させ、かつ、該ブレーキ力を車速に応じて制御し、高
速走行時にマニュアルトルクに」１記ブレーキ力の負荷
することにより、安定した操舵力を得る構成としたもの
である。

詳しくは、本発明は、自動車のハンドルの操舵角を検出
する操舵角センサと、操舵力を検出するトルクセンザと
、車速センサと、ステアリングシャフトに連系したモー
タと、上記操舵角センサ、トルクセンザおよび車速セン
サからの検出信号に応じてモータの制御を行うコントロ
ーラを備え、」二記コントローラには、」−記各センザ
からの出力信号によりモータへの通電を制御するモータ
通電制御回路と、車速および操舵角に応じて、モールク
のみでは操舵力の重い低速走行時に、モータのアシスト
力を付加することにより操舵力を軽くして操作性の改善
を図ることが出来る一方、マニュアルトルクのみでは操
舵力が軽くなり過ぎて操舵安定性が問題となる高速走行
時には、マニュアルトルクにブレーキ力を負荷して操舵
力を重くしているため、操舵安定性を図ることが出来る
。

また、上記高速走行時においても、ハンドルをニュート
ラル位置へ戻す場合にはブレーキ力の負荷を無くしてい
るため、ハンドルの戻りが悪くなることはない。

実施例 以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する
。

操舵力制御装置の全体の構成を示す第１図において、ｌ
はハンドル、２はハンドル目こ一端を固定したステアリ
ングシャフト、３はステアリングシャフト２に連係しハ
ンドルの回転に応じて操舵されるタイヤ、４はマニコア
ルの操舵トルクにアンスｌ−１−ルク或いはブレーギト
ルクを負荷するモ−夕で、ステアリングシャフト２に取
り付けた減速機５にクラッチ６を介して連結している。

７は上記モータ４を制御するコントローラである。上記
ステアリングシャフト２には、ハンドルｌの操舵角に従
い信号を出力する操舵角センサ８、操舵トルクに従い信
号を出力するトルクセンサ９を取り付け、これらセンサ
８．９と適宜の位置に設置している車速センサｌＯを上
記コントローラ７に接続し、センサ８．９．１０の検知
信号に応じてコントローラ７でモータ４をアシスト用あ
るいはブレーキ用に切換制御し、ステアリングシャフト
２にアシストトルクあるいはブレーキトルクを負荷させ
るようにしている。

上記コントローラ７は、第２図に示すように、モータ電
流制御回路１１、モータ切換回路１２およびモータ制御
回路Ｉ３を設けており、該コントローラ７により、第４
図に示すように、車速Ｖが一定値ｖｌに達すると、モー
タ４をアシスト用からブレーキ用に切り換え、即ち、ｖ
ｌ以下の低速走行時にはマニュアルトルクにアシストト
ルクを一１５．１６は、アシストと判定された時に、端
子１５ｂ、１６ｂ側が閉じてモータ４をモータ電流制御
回路１１へ接続する一方、ブレーキと判定された時は端
子１５ａ、１６ａ側が閉じてモータ制御回路１３へ接続
するように切り換えている。

モータ制御回路１３は車速が■１以上の高速走行時に、
モータ４の電磁制動によるブレーキ力を車速に応じて負
荷すると共に、ハンドルｌの回転方向にニュートラル位
置から離れる方向あるいは戻る方向）に応じて、上記ブ
レーキ力の負荷を制御するようにしている。即ち、該モ
ータ制御回路１３は、車速センサｌＯに接続した抵抗制
御回路１７、該抵抗制御回路１７により作動されるＤＣ
サーボモータ１８、該ザーボモータ１８の出力軸に取り
付けたギヤ２３と噛み合うラック２４、該ラック２４お
よびモータ切換回路１２のリレー１５の端子１５ａに接
続したスライダック抵抗１９、操舵角センサ８に接続し
た操舵角増減判定回路２０、該操舵角増減判定回路２０
、モータ切換回路１２のリレー１６の端子１６ａに接続
したりし付加する一方、ｖ１以上の高速走行時にはマニ
ュアルトルクにブレーキトルクを負荷し、操舵トルクが
第４図中の実線Ｂに示すようになるように制御している
。かつ、■１以上の高速走行時において、ハンドル１が
ニュートラル位置へ戻る方向へ回転する場合にはブレー
キトルクの負荷を無くし、ニュートラル位置から離れる
方向へ回転する場合のみ上記のようにブレーキトルクを
負荷するように制御している。

即ち、コントローラ７のモータ電流制御回路１１は、操
舵角センサ８、トルクセンサ９および車速センサ１０と
接続され、これらの出力信号に従ってモータ４に通電す
る電流を制御している。

モータ切換回路１２は、モータ４をアシスト用かブレー
キ用かに切り換える作用をしており、車速センサ１０と
接続し車速Ｖがｖｌに達したか否かでアシスト用かブレ
ーキ用かを判定するブレーキ／アシスト判定回路１４を
備え、かつ、該ブレーキ／アシスト判定回路１４からの
信号に応じて切り変わるリレー１５．１６を備えている
。該リレ−０Ｎ１０ＦＦ回路２１および、上記スライダ
ック抵抗１９の位置を判断するためにＤＣザーボモータ
Ｉ８の位置センサ２５を備えている。

以下、本装置の作用を第３図に示すフローチャートに基
づき説明する。

初期設定時においてモータ切換回路１２のリレー１５．
１６はａ　１ｎｌｅ（１５ａ、１６ａ）が閉じており、
走行開始後の低速走行時には、車速Ｖがｖｌ以下（本実
施例においてはｖ　ｌ　＝３０ｋｍ／ｈに設定している
）で、即ち、（車速ｙ＞ｖｌ）はＮＯであるため、モー
タ切換回路１２のアンスト／ブレーキ判定回路１４はア
シストと判定し、リレー１５．１６をｂ側（１５ｂ、　
　１６ｂ）に切り換える。よって、モータ４はリレー１
５．１６を介してモータ電流制御回路１１と閉回路を形
成し、モータ４はモータ電流制御回路１１から通電され
る電流量に応じて回転駆動される。モータ電流制御回路
からの信号に応じてクラッチ６がＯＮされ、クラッチ６
を介して減速機５を回転し、ステアリングシャフト２に
アシストトルクを付加する。その際、モータ電流制御回
路ＩＩは操舵角センサ８、トルクセンサ９および車速セ
ンサ１０から入力される検知信号により、モータ４へ流
ず電流中を制御しており、よって、操舵方向、マニュア
ルトルクおよび車速に応した適切なアンス）・トルクが
モータ４より出力されてマニュアルトルクに付加される
。

一方、車速か加速されてｖ１以上になり、（車速ｙ＞ｖ
ｌ、）がＹｅｓとなると、車速センサ９からの出力信号
により、モータ切換回路１１のアンスト／ブレーキ判定
回路Ｉ４がブレーキと判定する。

その出力信号に応じてリレーＩ５、Ｉ６は１５ａ。

１６ａ側に切り替わり、モータ４はモータ制御回路Ｉ３
側に接続される。即ち、モータ４の電機子はリレー１５
を介してスライダック抵抗１９の端に接続されると共に
、リレー１６を介してリレー　ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ回路２
Ｉに接続される。一方、モータ制御回路Ｉ３において、
ハンドル１の操舵角の増減を操舵角増減判定回路２０で
判定し、増加状態にュートラル位置から離れる方向へ回
転される状態）と判定された時、即ち、Ｔ秒後の操舵２
４の位置を変化させ、該ラック２４の位置変化によりス
ライダック抵抗１９の抵抗値を変化させている。

一方、ハンドルＩの操舵方向がニュートラル位置へ戻る
方向の場合はブレーキ力がかかると戻りが悪くなるため
、ブレーキ力が負荷されないようにしている。即ち、操
舵角が減少し、 θ２−０１＞０　がＮｏの場合、操舵角増減判定回路２
０の出力信号によりリレ−０Ｎ１０ＦＦ回路２１はＯＦ
Ｆとなり、モータ４とスライダック抵抗１９との接続を
断ち、モータ４にブレーキ力が発生しないようにしてい
る。

このように、本制御装置によれば、第４図中に実線Ｂで
示すように、車速Ｖがｖ１以下の低速走行時には、モー
タ４からアンス１−力が出力され、マニュアルトルクの
みの鎖線Ａと比較して操舵力が軽減される。一方、車速
■が７１以上の高速走行時で且つハンドル１の操舵方向
がニュー１−ラル位置から離れる方向にある時、モータ
４から車速に応じたブレーキ力が出力されてマニュアル
トル角を０２、（Ｔ−△Ｔ）後の操舵角をθＩとすると
、θ２−１９１＞０がＹｅｓの場合、接続したリレー　
ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ回路２１がＯＮされる。該リレーＯＮ
１０　Ｆ　Ｆ回路２１はスライダック抵抗１９の他端に
接続されていることにより、モータ４とスライダック抵
抗１９で閉回路が形成される。よって、モータ４が電磁
制動され、モータ４にブレーキ力が発生し、該ブレーキ
力がクラツチ６、減速機５を介してステアリングシャフ
ト２に負荷される。このブレーキ力は車速Ｖに応じてス
ライダック抵抗１９の抵抗値を変えて制御し、第４図中
に斜線部Ｃで示すように、車速Ｖの増加に応じてブレー
キ力を増加させている。即ち、ＤＣザーボモータ１８の
位置センサ２５からの信号によりスライダックの位置を
判断し、車速Ｖが変化したら、それに応じてスライダッ
クの位置が変わるようにラック２４をＤＣザーボモータ
Ｉ８によって駆動している。該ＤＣザーポモータＩ８の
駆動によりギヤ２３が回転し、噛み合ったラック２４が
移動し、ＤＣザーポモータ１８の位置に応じてラックり
に負荷されるため、マニュアルトルクのろの鎖線Ａより
操舵力が重くなり、高速走行時の操舵安定性が図られる
。

尚、本発明は上記実施例に限定されず、モータのブレー
キ力の制御については、抵抗を段階的に切り換える方法
、ヂョッパ回路のデユーティ比を変化させる方法などを
適宜な公知の方法を採用することが出来る。

発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明に係わる電動パ
ワーステアリングの操舵力制御装置によれば、車速に応
じてモータをアンスト用とブレーキ用とに切り換え、高
速走行時には車速に応じたブレーキ力をモータに発生さ
せ、ステアリングシャフトに該ブレーキ力を負荷して操
舵力を重くしているため、高速走行時の操舵安定性を図
ることが出来る。また、該高速走行時において、ハンド
ルをニュートラル位置に戻す方向に回転する場合は一１
コ記ブレーキ力の負荷を無くすため、戻りが悪くなるこ
ともない等の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる操舵力制御装置の全体
の構成を示す概略図、第２図はコントローラ７の回路図
、第３図は本装置の作用を示すフローチャート、第４図
は本装置による操舵力を従来例と比較した線図である。 ■・・ハンドル、 ２・・ステアリングシャフト、 ３・・タイヤ、　　　　４・・モータ、５・・減速機、
　　　　６・・クラッチ、７・・コントローラ、８・・
操舵角センサ、９・・トルクセンサ、ＩＯ・・車速セン
サ、１１・・モータ電流制御回路、 １２・・モータ切換回路、 １３・・モータ制御回路、 １４・・アシスト／ブレーキ判定回路、１５．１６・・
リレー １７・・抵抗制御回路、 １８・・ＤＣサーボモータ、 １９・・スライダック抵抗、 ２０　・ ２　ｌ　・ ２４　・ ２５　・ ・操舵角増減判定回路、 ・リレーＯＮ１０　Ｆ　Ｆ回路。 ・ラック、 ・位置センサ。 特許出願人　アスモ株式会社はか１名 代理人　弁理士前　山　葆はか２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、自動車のハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ
   と、操舵力を検出するトルクセンサと、車速センサと、
   ステアリングシャフトに連系したモータと、上記操舵角
   センサ、トルクセンサおよび車速センサからの検出信号
   に応じてモータの制御を行うコントローラを備え、 上記コントローラには、 上記した各センサからの出力信号によりモータへの通電
   を制御するモータ通電制御回路と、車速および操舵角に
   応じて、モータの電磁制動によるブレーキ力を発生させ
   るモータ制御回路と、車速が一定値以下の低速走行時は
   モータを上記モータ通電制御回路側に接続し、モータに
   アシスト力を発生させる一方、車速が一定値以上の時に
   はモータを上記モータ制御回路に接続し、モータにブレ
   ーキ力を発生させるようにモータをアシスト用とブレー
   キ用とに切り換えるモータ切換回路とを備え、 高速走行時にマニュアルトルクにブレーキ力を負荷する
   構成としていることを特徴とする電動パワーステアリン
   グの操舵力制御装置。 ２、上記コントローラのモータ制御回路は、高速走行時
   において操舵角がニュートラル位置へ戻る方向の時には
   モータとの接続を断ち、ブレーキ力の負荷を無くす構成
   としていることを特徴とする請求項１記載の装置。