JPH0285059A

JPH0285059A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH0285059A
Application number: JP63207883A
Authority: JP
Inventors: Katsukuni Kata; 加太　克邦; Bunichi Sugimoto; 杉本　文一
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1990-03-26
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2860422B2

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、電動モータを駆動して転舵輪を操舵する電
動パワーステリアング装置に関する。

（従来の技術）第７図に示した従来の装置は、実開昭６２−３７５８０
号公報に掲載されたもので、ハンドル１を回したとき、
その操舵トルクをトルクセンサー２で検出し、その検出
信号をコントローラＣに伝達するとともに、このコント
ローラＣは、トルクセンサー２の検出信号に応じてサー
ボモータ３を制御する。このようにしてサーボモータ３
が駆動すると、減速歯車機構４を介して駆動軸５が回転
するが、その回転力は、チェーン６→伝動軸７→歯車８
．９を介して伝達され、転舵輪１０を転舵するものであ
る。

なお、図中符号１１は走行用モータで、この走行用モー
タ１１の駆動力がギヤボックス１２内に設けたギヤ機構
を介して転舵輪ｌＯに伝達されるものである。

（本発明が解決しようとする問題点）上記のようにした従来の装置では、ハンドル１と転舵輪
ｌＯとを、歯車機構４やチェーン６等を介して連係して
いるので、換言すれば、両者を機械的に連係しているの
で、ハンドル１と転舵輪１０との位置関係が必然的に決
めらね、その自由度が制限されるという問題があった。

この発明の目的は、ハンドルと転舵輪とを電気的に連係
し、それら両者の位置関係をある程度自由に設定できる
ようにした装置を提供することである。

（問題点を解決する手段）この発明は、ハンドルの転舵角を検出するハンドル角セ
ンサーと、車輪の実際の転舵角を検出する転舵角センサ
ーと、これらハンドル角センサーと転舵角センサーの検
出信号に応じて出力信号を制御するコントローラと、こ
のコントローラからの出力信号に応じてその出力が制御
される電動モータとを備えてなり、しかも、上記コント
ローラは、転舵目標値と実舵角の差と、その微分値と、
積分値とに応じて上記電動モータの端子電圧を制御する
構成にした点に特徴を有する。

（本発明の作用）この発明は、ハンドルと転舵輪とを電気的に接続してい
るので、例えば、それら両者の位置が離れていても差支
えない。つまり、その位置関係が機構的に限定されるよ
うなことがない。

また、コントローラは転舵目標値と実舵角との差に応じ
て電動モータの出力を制御するので、そわらの差が無く
なったとき、電動モータが自動的に停止する。しかも、
その差の微分値及び積分値も考慮しているので、電動モ
ータのロータ慣性の影習で操舵フィーリングが悪くなっ
たり、外力が作用して当該電動モータが停止したりする
ようなことがなくなる。

（本発明の実施例）第１図に示した実施例は、ハンドル１３の操舵軸１４を
ハンドル角センサー１５に連係するとともに、このハン
ドル角センサー１５をコントローラＣに電気的に接続し
ている。

また、ステアリング用の電動モータｍも上記コントロー
ラＣに電気的に接続されているもので、この電動モータ
ｍが駆動すると、その回転力が減速機１６及びビニオン
１７を介してラック１８に伝達され、このラック１８が
横方向に移動する。このようにラック１８が横方向に移
動すると、転舵輪１９が転舵されるが、このときの転舵
角θ７を転舵角センサー２０が検出し、その検出信号を
上記コントローラＣにフィードバックするものである。

なお、図中符号２１は当該車両の前輪である。

そして、上記コントローラＣは、ハンドル角センサー１
５で検出した操舵角θ、と、転舵角センサー２０で検出
した転舵角θ７とに応じて、電動モータｍの出力と操舵
反力機構２２とを制御するが、このコントローラＣの制
御方式は次のとおりである。

θ＝θ７−θＨ／α　　　　　　・・・（１）α　　ニ
ステアリングギヤ比 ■Ｍ　：電動モータｍの端子電圧Ｃ，−Ｃ３：定数なお、上記θＨ／αはハンドル１３の回転角によって決
る転舵目標値である。したがフて、θは転舵目標値と実
転舵角との差を示すものである。

上記の式からも明らかなように、電動モータｍの端子電
圧ＶＷは、上記θの値に比例するもので、したがって、
転舵目標値θ□と実転舵角θ１との差θが大きければ大
きいほど、端子電圧Ｖ２も大きくなる。この端子電圧ｖ
２は電動モータの回転速度に比例するので、上記のよう
に差θが大きければ大きいほど、電動モータｍが速く回
転して目標値に近付こうとする。そして、実転舵角θア
が転舵目標値θＨ／αに達すると、上記θの値がゼロに
なるので、端子電圧■２もゼロになって電動モータｍも
停止する。

また、上記θの微分値は、ハンドルを急操舵したような
ときに、電動モータｍのロータ慣性による加速の立ち上
がり遅れをキャンセルするとともに、ハンドルを急停止
したときには、上記ロータ慣性によるオーバーシュート
を防止するためのものである。

さらに、上記θの積分値は、転舵輪１９に外力が作用し
ているときに、それに対抗するための力を電動モータｍ
が出力するようにするためのものである。つまり、上記
したように電動モータｍの回転数は、転舵目標値と実転
舵角との差に比例するので、その差θが小さくなればな
るほど、電動モータｍの回転が遅くなり、それだけ出力
が減少する。このよな状態で転舵輪１９に大きな外力が
作用していると、電動モータｍの出力不足のために実転
舵角が転舵目標値に達する前に、当該電動モータｍが停
止してしまう。このように実転舵角が目標値に達する前
に停止してしまうときのずれ量をオフセットというが、
このオフセットをキャンセルするために、上記θの積分
値を加算したものである。したがって、コントローラＣ
は、１記オフセツトがゼロになるまでこの積分値が増加
し続け、操舵輪１９の外力に対抗する端子電圧Ｖ、を出
力し続けるように機能する。

そして、オフセットがゼロになった段階で、換言すれば
、実転舵角が目標値に達したとき電動モータｍが停止す
るとともに、転舵輪１９の舵角も特定されることになる
。

上記操舵反力機構２２は、電動モータを主要素にするも
ので、コントローラＣは、この電動モータの電流■□を
制御するようにしている。そして、その制御方式は第２
図（Ａ）〜（Ｆ）までの種々ものが考えられる。

なお、第２図（Ａ）のようにハンドル角θＨと操舵反力
とを比例させるときには、電動モータを必要とせず、例
えば第３図に示すように、操舵軸１４にねじりばね２３
を設けることが考えられる。このようにしておけば、ハ
ンドル角θ４．を大きくすればするほど、ねじりばね２
３のばね力が強くなる°ので、ハンドル角と操舵反力と
を比例させることができる。

また、第２図（Ｆ）の場合にも、電動モータを必要とせ
ず、例えば第４図に示すように、操舵軸１４の周囲に回
転摩擦部２４を設けておけば、一定の操舵反力をえるこ
とができる。

なお、第１図は四輪車の後輪を転舵する例であるが、こ
の装置を用いて前輪を操舵するようにしてもよいこと当
然である。

また、第５．６図に示すように、後ろ一輪転舵車２５に
この装置を用いてもよい。この−輪転前車２５は、車台
２６にハンドル１３を設けるとともに、このハンドル１
３の操舵軸１４にハンドル角センサー１５と操舵反力機
構２２とを設けている。そして、このハンドル角センサ
ー１５は、運転席２７の下に設けたコントローラＣに電
気的に接続している。

また、この車台２６の下には一対のｍ１輪２８と一つの
後輪２９とを設けている。この後輪２９は電動モータｍ
の駆動力で転舵されるものである。すなわち、電動モー
タｍが駆動すると、その力が減速機１６を介してモータ
側ギヤ３０に伝達されるとともに、このギヤ３０の回転
力がチェーン３１を介して重輪側ギヤ３２に伝達される
。そして、この車輪側ギヤ３２の回転に応じて後輪２９
が転舵されるが、この後輪に２９の転舵角は、転舵角セ
ンサー２０で検出されたコントローラＣにフィードバッ
クされるものである。

この第５．６図に示した車両においても、その制御方式
は、上記の場合と全く同様である。

（本発明の効果）この発明の装置によれば、ハンドルと転舵輪とを電気的
に接続しているので、それらの位置関係が機構的に限定
されるようなことがなく、それだけ設計上の自由度が増
すことになる。

また、電動モータのロータ慣性の影響で操舵フィーリン
グが悪くなったり、外力が作用して当該電動モータが、
転舵目標値に達する以面に停止したりするようなことが
なくなる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、図面第１図は回
路図、第２図（Ａ）〜（Ｆ）は操舵反力の制御形態を示
したグラフ、第３．４図は操舵反力機構の別の例を示し
た説明図、第５．６図は別な車両を示したもので、第５
図は側面図、第６図は電動モータと後輪との伝達機構を
示した説明図、第７図は従来の装置の機構図である。１３・・・ハンドル、１５−・・ハンドル角センサー　
Ｃ−コントローラ、ｍ・−電動モータ、１９・・・転舵
輪、２０−・・転舵角センサー

Claims

【特許請求の範囲】

ハンドルの操舵角を検出するハンドル角センサーと、車
輪の実際の転舵角を検出する転舵角センサーと、これら
ハンドル角センサーと転舵角センサーの検出信号に応じ
て出力信号を制御するコントローラと、このコントロー
ラからの出力信号に応じてその出力が制御される電動モ
ータとを備えてなり、しかも、上記コントローラは、転
舵目標値と実舵角の差と、その微分値と、積分値とに応
じて上記電動モータの端子電圧を制御する構成にした電
動パワーステアリング装置。