JPH04191174A - 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〕 本発明は、電動式パワーステアリング装置に係り、更に
詳しくは、自動車において、操舵トルクを検出するトル
クセンサの出力に応してアシストモータ（電動モータ）
の出力を制御し、該モータにより操舵トルクに応したパ
ワーアシストを行う電動式パワーステアリング装置に関
する。

〔背景技術〕

従来より、自動車において、転舵時のハンドル操作の軽
減を図るため、操舵トルクと車速に応じてアシストモー
タのモータ電流を増減、或いはオン・オフ制御し、該ア
シストモータにて操舵トルクに応じた操舵方向へのパワ
ーアシストを行う所謂車速感応型の電動式パワーステア
リング装置が比較的多く開発され実用に供されている。

第７図には、この種の電動式パワーステアリング装置の
構成が簡略化して図示されている。

この第７図において、ステアリングハンドル５１に入力
された操舵トルクは、当該ステアリングハンドル５１の
回転軸であるステアリングシャフト５２に取付けられた
トルクセンサ５３によって検出することができるように
なっている。また、このトルクセンサ５３の出力と車速
センサ５４の出力とはアシストモータ５６を制御するコ
ントローラ６０に入力されるようになっている。更に、
このコントローラ６０には、ここでは図示していないが
、実際には、図示しない点火回路から点火信号用のパル
スが入力されるようになっている。

アシストモータ５６の回転力は、電磁クラッチ５５を介
して減速ギヤ機構５７に伝達され、ステアリングシャフ
ト５２を介してステアリングギヤ部５８に伝達される。

一方、ステアリングハンドル５１の操舵トルクも、ステ
アリングシャフト５２を介してステアリングギヤ部５８
に伝達される。

このステアリングギヤ部５８は、通常、左右前輪６１．
６２に連結されたタイロッド５９の中央部ミニ設けられ
、ステアリングシャフトの回転運動をタイロッド５９の
左右往復運動に変換する機構２例えば、ランクアンドビ
ニオン機構等により構成されている。そして、伝達され
たアシストモータ５６の回転力及びステアリングハンド
ル５１の操舵トルクにより、タイロッド５９が左右に駆
動され、左右前輪６１．６２が図示しないナックルアー
ムを介して転舵されるようになっている。

この図において、符号６３は電源としてのバッテリを示
す。

このような構成により、トルクセンサ５３．車速センサ
５４の計測値に応してコントローラ６０が制御を行うこ
とによって、アシストモータ５６のモータ電流を増減或
いはオン・オフさせて所要のパワーアシストを行い、低
速走行時には補助操舵力を太き（して軽快な操舵を行う
ことができるようにし、車速の上昇とともに補助操舵力
を漸減させ、更にある速度以上ではマニュアルステアリ
ングになるようにして、安定な操舵性能を得られるよう
にしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例においては、第８図に示すよ
うに指令電流−トルクセンサ出カマ、プが単一であった
ことから、雨天等のタイヤと地面との間の摩擦係数が小
さくタイヤが滑りやすくなっている場合でも、晴天時と
同しモータ電流でパワーアシストが行なわれている。こ
のため、雨天時には晴天時よりハンドルが軽くなってい
るにもかかわらず、ドライバーが晴天時と同一の手応え
となるまで１換言すればハンドル操舵トルク値が同一と
なるまでハンドルを操舵すると、ハンドルを切り過ぎて
し、まう（ハンドルの操舵角が大きくなってしまう）と
いう不都合があった。この一方、かかるハンドルの切り
過ぎを防止するためには、常に、ドライバーはタイヤと
地面との間の摩擦係数の値を考慮しながらハンドル操舵
を行うか、或いは雨の日はハンドルの操舵量を幾分少な
めに且つ晴天の日は幾分多めにして適度な操舵量となる
ように経験的にその感覚を体で覚える必要があり、この
ような場合には、ドライバーの操舵フィーリングは晴天
時、雨天時で相当異なるものとなるという不都合をも有
していた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、雨天時のハンドルの切り過
ぎ等を防止し得るとともに晴天。

雨天にかかわらずドライバーの操舵フィーリングをほぼ
同様にすることが可能な電動式パワーステアリング装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ステアリングハンドルの操舵トルクを検出す
るトルクセンサと、車速を検出する車速センサと、前記
両センサの出力値に応じてアシストモータのモータ電流
を増減、或いはオン・オフ制御する制御部とを備え、ア
シストモータの出力にて操舵トルクに応した操舵方向へ
のパワーアシストを行う構成の電動式パワーステアリン
グ装置においで、制御部に、当該車両のワイパーの作動
状態を設定するワイパースイッチを併設し、制御部が、
ワイパースイッチの出力信号により当該ワイパースイッ
チのポジションを判定するワイパースイッチポジション
判定機能と、この判定されたポジション１操舵トルク及
び車速とに応じてアシストモータの指令電流値を決定す
る目標電流決定機能とを有しているという構成を採って
いる。これによって、前述した目的を達成しようとする
ものである。

〔第１実施例〕 以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第４図に基づ
いて説明する。

ここで、前述した従来例と同一の構成部分については同
一の符号を用いるとともにその構成を簡略し若しくは省
略するものとする。

この実施例は、第１図に示すように、全体的には前述し
た従来例と同様に構成されているが、制御部としてのコ
ントローラ６０に変えてコントローラ１０が用いられる
とともに、このコントローラ１０に等該車両のワイパー
スイ・７チｌが接続されている点に特徴を有する。その
他の構成は前述した従来例と同様になっている。

第２図には、本実施例の全体的な回路構成が示されてい
る。この図において、コントローラ１０のＣＰＵＩＩに
は、図示しない入力回路を介して。

トルクセンサ５３．車速センサ５４．およびワイパース
イッチ１の出力信号が入力されるようになっている。

トルクセンサ５３は、ステアリングンヤフト５２に設け
られた図示しないトーションバーの捩れ角（量）を検出
し、この捩れ角に対応する電圧信号を出力するようにな
っている。このトルクセンサ５３は、メイン出力とサブ
出力との２種類の出力信号を出力するようになっており
、通常はこれらの出力信号の値は一致するようになって
いるが、当該トルクセンサ５３を構成する可変抵抗器（
図示せず）が経時的に磨耗した等の場合には、両者の値
がずれ、これによりコントローラ１０のＣＰＵ１ｌがト
ルクセンサ５３異常の判断を行なうようになっている。

車速センサ５４は、スピードメータに用いられているも
ので、車速に対応したパルス信号を出力する。

前記ワイパースイッチ１は、当該車両の図示しないワイ
パーの作動状態を設定し、各作動状態に対応した信号を
出力する。即ち、このワイパースイッチ１は、ｒｌＮＴ
（間欠）、＋、’Ｌｏ（低速）」、ｒＨ４（高速）」の
各ポジションに対応する信号を出力する。

更に、コントローラ１０には、図示しない点火回路の点
火信号が、入力されるようになっている。

この一方、コントローラ１０の出力側には、アシストモ
ータ５６および電磁クラッチ５５が接続されている。そ
して、アシストモータ５６はその電流値および正転逆転
がコントローラ１０に制御されるようになっており、ま
た、電磁クラッチ５５はコントローラ１０により「オン
（ＯＮ）Ｊ　　・「オフ（ＯＦＦ）Ｊが制御され、アシ
ストモータ５６と減速ギヤ機構５７の断続を行なうよう
になっている。

また、コントローラ１０は、トルクセンサ５３の異常或
いはその他の異常を検出してダイアグノーシス信号を図
示しない外部表示装置に出力するようになっている。

次に、コントローラ１０の主要な制御機能を第３図のフ
ローチャートを参照しつつ説明する。

エンジン始動に際し、図示しないイグニションスインチ
が「ＯＮ（オン）」されると、コントローラ１０が作動
を開始する。そして、図示しないエンジンが始動すると
、図示しない点火回路から点火信号がコントローラ１０
の図示しない入力回路を介してＣＰＵＩ　１に入力され
る。すると、ＣＰＵＩＩでは、電磁クラッチ５５にタラ
ノチオン信号を出力するとともに、車速センサ５４から
入力された信号により車速を算出する（ステップ５１０
１）。これにより、アシストモータ５６が減速機構部５
７に連結され、パワーアシスト可能な状態になる。

次いで、ＣＰＵＩ　１では、車速か４０ｋｍ／ｈ以上で
あるか否かを判断する（Ｓ１０２）。そして、車速か４
０ｋｍ／ｈ以上である場合には、パワーアシストの必要
がないので、アンストモータ５６を停止し、電磁クラッ
チ５５をｒＯＦＦ、にするサブルーチン（モータ・クラ
ッチＯＦＦ処理ルーチン）に移行する（３１０Ｂ）。こ
の一方、車速か４０ｋｍ／ｈより低い場合には、トルク
センサ５３から入力された信号によりハンドル操舵トル
ク値を算出する（Ｓ１０３）。

次いで、ＣＰＵＩＩでは、ワイパースイッチ１がｒＯＮ
Ｊか否かを判断する（Ｓ１０４）。そして、ワイパース
イッチ１がｒＯＦＦ」の場合には、ＣＰＵＩＩでは、内
部メモリ１２（第２図参照）内に予め記憶された第４図
に示すようなハンドル操舵トルク−モータ電流マツプか
ら上記ステップ５ＩＯ１，５１０３でそれぞれ算出され
た車速とハンドル操舵トルク値に対応するノーマル時の
モータ電流（第４回に実線で示されている。）を読み出
す（Ｓ１０６）。この一方、ステ・ンプ５ＩＯ４で、ワ
イパースイッチ１が「ＯＮ」である場合には、当８亥ワ
イパースイッチ１がｒｌＮＴ」。

ｒＬｏ」、ｒＨｉ」のいずれのポジションであるかを判
定しく５１０５）、ハンドル操舵トルク−モータ電流マ
ツプから車速とハンドル操舵トルク値に対応するステッ
プ５１０５で判定されたポジション時のモータ電流を読
み出す（Ｓ１０６）。

即ち、ｒ　Ｉ　ＮＴＪポジション時には、第４図に点線
で示すモータ電流値が、「ＬＯ」ポジション時には第４
図に一点鎖線で示すモータ電流値が、ｒＨｉ　」ポジシ
ョン時には第４図に二点鎖線で示すモータ電流値が、そ
れぞれ読み出される。

次に、ＣＰＵＩＩでは、ステ、プ５１０７に進み、ステ
ップ５１０６で読み出したモータ電流値に従い、アシス
トモータ５６のモータ電流制御を行う（Ｓ１０７）。こ
れにより、アシストモータ５６により所要のパワーアシ
ストが行われる。

そして、ＣＰＵＩ　１では、ステップ５１０７゜５１０
８のいずれの場合にあっても、ステップ５１０１に戻り
、上記と同様の制御動作を繰り返す。

以上説明したように、本第１実施例によると、コントロ
ーラ１０にワイパースイッチ１を接続し、コントローラ
１０が車速、ハンドル操舵トルクの他、ワイパースイッ
チＩのポジションによっても、モータ電流値を変更する
ようアシストモータ５６の電流値を制御するようになっ
ていることから、晴天時と雨天時とのパワーアシスト力
が一定でなく、しかも、ワイパースイッチｌが「ＯＦＦ
、となる晴天時がモータ電流値が最も高く、続いてボッ
ボッ雨（ワイパースイッチ１がｒＩＮＴＪに設定される
。）→弱雨（ワイパースイッチ１が「ＬＯＪに設定され
る。）→強雨（ワイパースイッチ１がｒＨｉ」に設定さ
れる。）の順にモータ電流値が低くなるよう制御されて
いるので、タイヤと地面の間の摩擦係数が小さくなりタ
イヤが滑り易くなるに従ってハンドルが重くなるように
なっている。従って、晴天、雨天にかかわりなく、いつ
も同様の手応えとなるまでハンドルを操舵することによ
り、はぼ一定のタイヤの転舵角が得られることとなり、
雨天時におけるハンドルの切り過ぎを防止できるととも
に、ドライバーのハンドル操舵フィーリングを晴天、雨
天乙こかかわりなくほぼ一定にすることが可能となる。

［第２実施例］ 次Ｓこ、本発明の第２実施例を説明する。

この実施例は、前述した第１実施例と同様に構成されて
いるが、コントローラ１０のモータ電流の設定方法が、
第１実施例と異なるものとなっている。

即ち、この実施例においては、コントローラ１０のＣＰ
ｔ、ｉｌｌの内部メモリ１２には、第４図に実線で示す
ノーマル時のハンドル操舵トルク−モータ電流マツプ及
び第６図に示す変換定数にの値が予め記憶されている。

次に、第５図のフローチャートに沿って、この場合のコ
ントローラ１０の制御動作を説明する。

エンジン始動に際し、イグニションスインチが「ＯＮ（
オン）」されると、コントローラ１０が作動を開始する
。そして、図示しないエンジンが始動すると、図示しな
い点火回路から点火信号がコントローラ１０の図示しな
い入力回路を介してＣＰＵＩＩに人力される。すると、
ＣＰｔＪｌｌでは、電磁クラッチ５５にクラッチオン信
号を出力するとともに、車速センサ５４から入力された
信号により車速を算出する（ステップ５２０１）。

これにより、アシストモータ５６が減速機構部５７に連
結され、パワーアンスト可能な状態になる。

次いで、ＣＰＵＩＩでは、車速か４０ｋｍ／ｈ以上であ
るか否かを判断する（Ｓ２０２）。そして、車速か４０
ｋｍ／ｈ以上である場合には、パワーアシストの必要が
ないので、モータ・クランチＯＦＦ処理ルーチンに移行
する（Ｓ２０９）。

この一方、車速か４０ｋｍ／ｈより低い場合には、トル
クセンサ５３から入力された信号によりハンドル操舵ト
ルク値を算出する（Ｓ２０３）。　続いて、ＣＰＵＩ　
１では、車速及びトルクに対応するモータ電流値を内部
メモリ１２から読み出しく５２０４）た後、ワイパース
イッチ１が「ＯＮ」か否かを判断する（Ｓ２０５）。そ
して、ワイパースイッチ１がｒＯＦＦ、の場合には、Ｃ
ＰＵ１ｌでは、ステップ３２０８に進み、ステップ５２
０４で読み出しなモータ電流値に従い、アンストモータ
５６のモータ電流制御を行う。これにより、アシストモ
ータ５６により所要のパワーアシストが行われる。

この一方、ステップ５２０５で、ワイパースイッチ１が
「ＯＮ」である場合には、当該ワイパースイッチ１が「
ＩＮＴＪ、’Ｌｏ、、ｒＨｉ４のいずれのポジションで
あるかを判定する（８２０６）。そして、ＣＰＵＩＩで
は、ステップ５２０６で判定されたポジションに対応す
る変換定数にの値を内部メモリ１２から読み出すととも
に、上記ステップ５２０４で読み出されたモータ電流値
に変換定数ｋを乗算し、その値を新たなモータ電流値と
して決定しく５２０７）、この決定されたモータ電流値
となるようアシストモータ５６の電流値を制御する（３
２０Ｂ）。これにより、アシストモータ５６により所要
のパワーアシストが行われる。

そして、ＣＰＵＩ　１では、ステップ３２０Ｂ。

５２０９のいずれの場合にあっても、ステップ５２０１
に戻り、上記と同様の制御動作を繰り返す。

以上説明したように、本第２実施例によると、変換定数
にの値が第６図に示すように、ｒｌＮＴ」→ｒ’Ｌｏ」
→「Ｈｌ」の順に小さくなるよう設定されているので、
これに応じてモータ電流が順次小さくなり、タイヤと地
面の間の摩擦係数が小さくなりタイヤが滑り易くなるに
従ってハンドルが重くなるようになっている。従って、
本第２実施例によっても、第１実施例と同様の効果を得
られる他、第４図に示すような各ポジション毎のハンド
ル操舵トルク−モータ電流マツプをメモリに記憶させる
必要がないので、その分メモリの容量が少なくて済み、
又、ワイパースイッチ１のｒｌＮＴ、端子に間欠時間調
節ボリュームがついている場合であっても、そのボリュ
ーム値に対応してＩＮＴ（Ｓｌｏｗ）からＩＮＴ　（Ｆ
ａ　ｓ　ｔ）までの間で変換定数ｋを比例させて決定す
れば、それぞれの間欠時間に応じたモータ電流値の決定
ができるので、−層線やかな電流値制御が可能となる。

〔発明の効果］ 本発明は、以上のように構成され機能するので、これに
よれば、制御部のワイパースイ、チポジソヨン判定機能
によりワイパースイッチのポジションが判定され、また
、制御部の目標電流決定機能により判定されたポジショ
ン、操舵トルク及び車速とに応してアシストモータの指
令電流値が決定されるので、ワイパースイッチポジショ
ン、即ち。

雨の降り方に応したアシストモータのモータ電流値制御
が可能となり、例えば、３段切替えのワイパースイッチ
を使用する場合、ワイパースイッチｒＯＦＦ、の晴天時
にモータ電流値を最も高く、続いてワイパースイッチ〇
ｒ　Ｉ　ＮＴ、→「ＬＯ」−＋　ｒ　）（ｉ　Ｊの順に
モータ電流値が低くなるよう設定すれば、タイヤと地面
の間の摩擦係数が小さくなりタイヤが滑り易（なるに従
ってハンドルが重くなるようにすることが可能となる。

これがため、晴天、雨天にかかわりなく、いつも同様の
手応えとなるまでハンドルを操舵することにより、はぼ
一定のタイヤの転舵角が得られることとなり、雨天時に
おけるハンドルの切り過ぎを防止できるとともに、晴天
、雨天にかかわりなくドライバーのハンドル操舵フィー
リングをほぼ一定にすることができるという従来にない
優れた電動式パワーステアリング装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の全体の構成を示す説明
図、第２図は第１図の実施例の回路構成を示すブロック
図、第３図は第１図のコントローラの主要な制御プログ
ラムを示すフローチャート、第４図は第２図の内部メモ
リ内に記憶されたハンドル操舵トルク−モータ電流マツ
プを示す線図、第５図は本発明の第２実施例のコントロ
ーラの主要な制御プログラムを示すフローチャート、第
６図は第２実施例において内部メモリに記憶されたワイ
パースイッチの各ポジションに対応する変換定数を示す
図表、第７図は従来例の構成を示す説明図、第８図は従
来例におけるハンドル操舵トルク−モータ電流マツプを
示す線図である。 ■・・・・・・ワイパースイッチ、ＩＯ・・・・・・制
御部としてのコントローラ、５１・・・・・・ステアリ
ングハンドル、５３・・・・・・トルクセンサ、５４・
・・・・・車速センサ、５６・・・・・・アシストモー
タ。 特許出願人　　　　スズキ株式会社 代理人　　弁理士　　高　橋　　両 箱１図 １・・・・・・ワイパースイッチ １０・・・・・・制御部としてのコントローラ５１・・
・・・・ステアリングハンドル５３・・・・・・トルク
センサ ５４・・・・・・車速センサ ５６・・・・・・アシストモータ 第３図 總−１１く 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ステアリングハンドルの操舵トルクを検出する
   トルクセンサと、車速を検出する車速センサと、前記両
   センサの出力値に応じてアシストモータのモータ電流を
   増減、或いはオン・オフ制御する制御部とを備え、 前記アシストモータの出力にて操舵トルクに応じた操舵
   方向へのパワーアシストを行う構成の電動式パワーステ
   アリング装置において、 前記制御部に、当該車両のワイパーの作動状態を設定す
   るワイパースイッチを併設し、 前記制御部が、前記ワイパースイッチの出力信号により
   当該ワイパースイッチのポジションを判定するワイパー
   スイッチポジション判定機能と、この判定されたポジシ
   ョン、操舵トルク及び車速とに応じて前記アシストモー
   タの指令電流値を決定する目標電流決定機能とを有して
   いることを特徴とした電動式パワーステアリング装置。