JPS58156455A - パワ−ステアリング制御装置 - 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】 この発明はパワーステアリング制御装置、詳しくは、作
動繊体を吐出するポンプがモータにより駆動されるパワ
ーステアリング装置に装着されて、モータの起動時のパ
ワーステアリング装置の応答性を向上させたパワーステ
アリング制御装置に関する。

パワーステアリング装置にあっては、その生じる操舵補
助力の装動は操舵安定性を損ない、車両の操舵性能を阻
害する大きな原因となっている。このため、この操舵補
助力の装動を除去するパワーステアリング制御装置が種
々提案され、本出願人も既に、第１図に示すような／パ
ワーステアリング制御装置を提案している。！１示する
制御装置は、分巻モータを備えたパワーステアリングに
装着されて、モータの回転数をフィードバック制御する
一例を示し、図中１はステアリングホイール、２はステ
アリングホイールｌに連結するパワーステアリング装置
を示し、パワーステアリング装置２へは、分巻モータ３
により駆動されるポンプ４がリザーバ５内の作動流体を
加圧して供給する０分巻モータ３は、ステータ側の界磁
巻線３ａと、ロータ例の電機子巻締３ｂと、を有し、界
磁巻線３ａおよび電機子３ｂは、それぞれの一端が接地
されるとともに、他端が制御回路６へ結線されている。

７は車両の適度を検出して速度に対応した信号を出力す
る車速検出手段、８は分巻型モータ３の１転数を検出し
て回転数に対応した信号を出力するモータ回転数検出手
段、９はステアリングホイールｌの操舵を検出する操舵
検出手段である。車速検出手段７は、車速検出手段７の
出力信号を電圧信号■に変換する車速電圧変換回路ｌＯ
へ接続し、モータ回転数検出手段９は、モーター転数検
出手段９の出力信号を電圧信号Ｒ＆：１１１ｊ換する■
転数電圧変換１１１１１１へ接続する。

これら車速電圧変換−路１０および回転数電圧変換側１
１は、フィードバック制御側１２へその信号■、Ｒをそ
れぞれ出力する。フィードバック制御側１２は、寧達電
圧変換帽１０からの信号Ｖに対応して鴫比例的に変化す
る内部信号■烏を有し、−転数電圧変換側１１から人力
した信号Ｒと内−信号Ｖａとを比較して決定された電圧
信号Ｆを界磁電流制御回路１３へ出力する。

界磁電流ｌ１１ｍ回路Ｉ３は、フィードバック制御回路
１２から人力された電圧信号Ｆに対応した電流値の電流
を、分巻モータ３の界磁巻線３ａに通電する。

１４は操舵検出手段９に接続した電機子電流制御回路で
ある。電機予電Ｉ１１＠御回路１４は、操舵検出手段９
からステアリングホイールｌが操舵されたことを示す信
号Ｓが入力された場合にのみ、分巻モータ３の電機子巻
締３ｂへ所定値の電流を通電する。なお、上述した車速
電圧変換回路１０、回転数電圧変換ｆｌｌｉｌｌｌ、フ
ィードバック制御回路１２、界磁電流制御回路１３およ
び電機子電流制御回路１４は、制御回路６を構成する。

このようなパワーステアリング制御装置は、ステアリン
グホイール１が操舵されない場合にあっては、ポンプ４
の駆動を停止してパワーステアリング装置２に消費され
るエネルギの節減を画るとともに、車両の高速走行時に
あってはポンプ４がパワーステアリング装置２へ吐出す
る作動流体量を低速走行時よりも減少させて、操舵安定
性の向上を画っている。すなわち、このパワーステアリ
ング制御装置は、分巻モータ３の界磁巻線３ａに通電す
る電流値を、車両の高速走行時には大きく低速走行時に
は小さくなるよう車速に対応してフィードバック制御す
るとともに、電機子巻線３ｂを、ステアリングホイール
１が操舵された場合にのみ所定値の電流が通電されるよ
うＯＮ−ＯＦＦＭ御している。

したがって、分巻モータ３に駆動されるポンプ４は、分
巻モータ３の特性から、高速走行時にステアリングホイ
ールｌが操舵された場合低回転で駆動されて比較的小量
の作動流体をパワー　　′ステアリング装置２へ吐出し
、また、低速走行時にステアリングホイールｌが操舵さ
れた場合高−転で、Ｓ＊されて比較的大量の作動流体を
パワーステアリング装置２へ吐出する。

しかしながら、上述したように、このようなパワーステ
アリング制御装置は、分巻モータ３の界磁巻線３ａに通
電される電流値が車両の低速走行時に比咬的小さくなる
ようｌ４Ｉｌｌされている。このため、この車両の低速
走行時にステアリングホイールｌが操舵された場合、分
巻モータ３の電機子巻締３ｂに電機子電流制御回路１４
から所定値の電流が通電され、高回転となるべく駆動さ
れる一方、分巻モータ３の生じる起動トルクは小さなも
のであった。したがって、この分巻モータ３は、車速に
対応した回転数に達する所要時間が１８６図の曲線すに
示すように大きくなり、操舵した瞬間は操舵力が重く、
その後軽くなることからステアリングを切り過ぎる危険
がある。さらに、ポンプ４等に負荷が加えられていた場
合、分巻モータ３が起動しない可能性もある。この傾向
は、パワーステアリング装置２の操舵補助力が特に必要
とされる低車速域で著しく、車両の操舵性能を大きく阻
害するという問題点となっていた。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、ポンプを駆動するモータに通電される界磁電
流が、モータが始動状態にある間には界磁電流制御回路
の出力する界磁電流の量大値を維持するようパワーステ
アリング制御装置を構成し、上記問題点を解決すること
を目的としている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

なお、以下に例示するこの発明の各実施例においては、
前述した従来のパワーステアリング制御装置と同一の部
分には同一の番号を付して、説明する。

第２図は、この発明のＩｌｌ實施例を示す図である。

まず、構成を説明すると、ｌはステアリングホイール、
２はステアリングホイール１に図示しないステアリング
シャフト等を介して連結するパワーステアリング装置を
示している。パワーステアリング装置２は、加圧された
作動流体が供給されるパワーシリンダ等を備え、ステア
リングホイールｌへ加えられる手動操舵力を増大して図
示しないＩＩ向車軸へ伝達する。４はリザーバ５内の作
動流体を加圧してパワーステアリング装置２のパワーシ
リンダに供給するポンプであり、ポンプ４は分巻モータ
３により駆動される。分巻モータ３は、ステータ側の界
ｉａｓ線３ａと、ロータ側の電機子巻線３ｂと、を有し
ている。分巻モータ３の界磁巻線３ａは、一端が接地さ
れ他端が後述する制御回路すの界磁電流制御回路１３へ
接続されている。また、分巻モータ３の電機子巻線３ｂ
も、一端が接地され他端が後述する＠御回路６の電機予
電Ｉ１１制御回路１４へ接続されている。

７は車両の速度を検出して速度に対応した信号を出力す
る車速検出手段、８は分巻モータ３の回転数をフィード
バック制御するためのモータ回転数検出手段、９はステ
アリングイールーの操舵を検出してステアリングホイ　
ルｌが操舵されたときにのみ信号Ｓを出力する操舵検出
手段である。車速検出手段７は、車速電圧変換回路１０
へ接続し、その出力信号が車速電圧変換回路ｌＯにより
電圧信号Ｖに変換される。モータ回転数検出手段８は、
分巻モータ３の回転数を検出し回転数に対応した信号を
回転数電圧変換［１１１１に出力する０回転数電圧変換
回路１１はモータ回転数検出手段８の出力信号を電圧信
号Ｒに変換する。　１２は車速電圧変換回路１０および
回転数電圧変換側１１が接続して信号Ｖ、Ｒが人力する
フィードバック制御回路である。フィードバック制御順
１２は車速電圧変換回路１０からの信号■に対応して略
比例的に増減する内部信号Ｖａを有し、回転数電圧変換
回路１１からの信号Ｒを内部信号Ｖａと比較して決定さ
れた電圧信号Ｆ　（０＜Ｆｓｉａ、≦Ｆ≦Ｆ　ｗａｘ、
）を出力する。　＋５は回転数電圧変換回路ＩＩおよび
フィードバック−御帽１２が接続して信号Ｒ，Ｆが入力
する起動制御Ｗｌｌであり、界磁電流側ｍ回路】３にＩ
Ｉ統する。起動制御回路１５は、その内部にスイッチＭ
　Ｉ！　１５　ｍを有し、回転数電圧変換回路１１から
入力する分巻モータ３の回転数に比例した信号Ｒが所定
値を超える場合、フィードバック制御順１２から入力す
る信号Ｆを界磁電流制御順１３に出力し、また、回転数
電圧変換回路１１からの信号Ｒが所定憾以下の場合、フ
ィードパ０ ツク制御回路１２の出力する電圧信号Ｆの最大値Ｆ　ｗ
ａｘ、と同値の電圧信号Ｆ　ｍａｙ、を内部からスイッ
チ回路１５ａを経て界磁電流制御回路１３へ出力する。

界磁１ｓ魔制御回路１３は、起動制御回路１５から人力
した電圧信号ＦまたＦ　ｗａｘ、の高低に対応した電流
値の電流を分巻モータ３の界磁巻締３ａに通電する。

１４は操舵検出手段９と分巻モータ３の電機子巻線３ｂ
との間に介装された電機子電流制御回路である。電機子
電流制御回路１４は、操舵検出手段９からステアリング
ホイールｌが操舵されたことを示す信号Ｓが人力した場
合にのみ、電機子巻線３ｂへ所定値の電流を４＠する。

この電機子電機＠御回路１４は、向記界磁電ｔ１１＠御
回路１３とともに電流制御４１６を構成し、さらに、重
連電圧変換回路１０、回転数電圧変換回路１１、フィー
ドバック制御面１＆１２、起動＠御回路１５および電流
ｗ４ａ１回路１６は、制御回路６を構成する。

次に、作用を説明する。

一般に、最近のパワーステアリング装置は、１ パワーステアリング装置の駆動に消費されるエネルギの
節減および！Ｉ縦安定性を得るため、その生じる操舵補
助力が、低車速では大きく高車速域では小さくなるよう
車速感応型に構成されている。したがって、パワーステ
アリング装置へ加圧された作動流体を供給するポンプが
モータにより駆動されるパワーステアリング装置におい
ては、そのモータ回転数が、例えば第５図に示すよう制
御される。すなわち、本実施例においては、車速検出手
段７は車速を検出し、この車速信号が車速、電圧変換回
路１０により電圧信号■に置換されてフィードバック制
御回路１２に入力する。一方、例示する実施例において
は、分巻モータ３の１転数をフィードパ、り制御してい
るため、モータ回転数検出手段８は分巻モータ３のｌ転
数を検出し、この回転数信号が回転数電圧変換回路１１
を経て電圧信号Ｒに変換され、フィードバック＠御回路
１２に人力する。フィードバック制御１２は、分巻モー
タ３の回転数を第５図に示したモータ回転数特性を得る
よう２ に車速に対応した値に制御する。すなわち、フィードバ
ック制御回路１２は人力する車速信号■に対応した内部
信号Ｖａと回転数信号Ｒとを比較し、回転数信号Ｒが内
部信号Ｖａより小さい場合には、分巻モータ３の回転数
が増大するよう出力する電圧信号Ｆ値を瑣少し、また、
回転数信号Ｒが内部信号Ｖａより大きい場合には、分巻
モータ３の回転数が減少するよう出力する電ＩＩＥ偵号
Ｆの値を増大し、さらに、回転数信号Ｒが内部信号Ｖａ
と同値の場合、肩出カイδ号Ｆ値を維持する。

今、車両がある車速で走行中で、ステアリングホイール
１が操舵されない場合、電機イ電魔制御回路１４は分巻
モータ３の電機子巻線３ａに通電せず、分巻モータ３は
停止している。したがって、回転数検出手段８は、回転
数電圧変換回路１１を介して零の回転数に対応した信号
ＲＯをフィードバック制御回路１２に出力する。このた
め、フィードバック制御回路１２は、車速信号■に対応
した分巻モータ３の回転数を得るよう３ 界磁巻線３ａに通電される電流値を小さくする信号Ｆ　
ｓｉｎ、を出力している。しかるに、起動制御４１５は
、回転数電圧変換回路Ｕから人力する信号Ｒが分巻モー
タ３の回転数が所定値以下であることを示しているため
、フィードバック制御回路１２の出力信号Ｆを遮断して
、フィードバック制御側１２の出力する信号Ｆの最大値
Ｆ−ａＬと同値の信号Ｆｍａｘ、を界磁電流制御回路１
３に出力する。したがって、界磁型１１１＠御回路１３
は、分巻モータ３の界磁Ｓ噛３ａに最大値電流を通電す
る。但し、このようなステアリングホイールｌが操舵さ
れない場合には、電機子巻線３ｂは通電されず、分巻モ
ータ３は回転しないため、パワーステアリング装置に消
費されるエネルギは節減されている。

ここで、ステアリングホイールｌが操舵された場合、操
舵検出手段９が信号Ｓを電機子電流制御側１４に出力し
、分巻モータ３は回転を開始する。この時、分巻モータ
３の界磁巻線３ａに通電されている電流値は、前述のよ
うに鰻犬４ 値Ｆｍａｘ、であるため、分巻モータ３の起動トルクは
大きく、１ｉｓ６図の曲線ａで示すように、その回転数
は増加する。したがって、分巻モータ３により駆動され
るポンプ４は、比較的小さい時間遅れでパワーステアリ
ング装置２へ作動流体を供給するため、パワーステアリ
ング装置２の応答性が向上する。

この後、分巻モータ３の回転数が所定回転数に達すると
、この回転数信号Ｒを回転数電圧変換回路１１から入力
された起動制御回路１５は、前記最大値の信号Ｆｓａｘ
、を遮断して、フィードバックｌ４ａ１回路１２の車速
に対応した出力信号Ｆを界磁電流＠自回路Ｉ３に人力せ
しめる。したがって、この後は、前述したように、界磁
巻線３ａには車速に対応してフィードバック制御された
値の電流が通電され、分巻モータ３は車速に応した回転
数で回転してポンプ４を駆動する。このため、パワース
テアリング装置２は車速に対応した操舵補助力を生じ、
車両の操舵安定性が向上する。また、本実施例において
は、分巻モ５ 一層３の回転数をフィードバック制御しているため、分
巻モータ３の負荷に変動が生じたような場合にあっても
、モータ３はその回転数を車速に対応して一定に保ちパ
ワーステアリング装置２が生じる操舵補助力に変動が生
じないため、操舵安定性はさらに向上する。

次に、第３図によりこの発明の［８２実施例を説明する
。

この実施例におけるパワーステアリング制御装置は、ポ
ンプ４の吐出側管路（図示せず）の流体圧力を検出する
圧力検出センサ１７を備えている。圧力検出センサ１７
は、起動＠自回路１５に接続され、ポンプ４の吐出する
流体圧力に対応した信号を出力する。起動制御回路１５
は、圧力検出センサ１７の出力信号が所定値以下の場合
フィードバック制御側１２の出力する信号Ｆの最大値と
同値の信号Ｆｓａｘ、を出力し、圧力検出センサ１７の
出力信号が所定値を超える場合フィードバック制御回路
１２の出力信号Ｆを昇磁電１５４Ｅ＠御帽１３へ出力す
る。この実施例によれば、分６ 巻モータ３の起動状態の判別が、パワーステアリング装
置２へ実際に供給される流体圧力により行われているた
め、実際のパワーステアリング装置２が生じる操舵補助
力に即した制御となり、操舵安定性がより一層向上する
。なお、その他の構成および作用は前述の実施例と同一
であり、その説明は省略する。

１４図は、この発明の第３実施例を示している。

この実施例におけるパワーステアリング制御装置は、分
巻モータ３が駆動を開始してから所定時間を分巻モータ
３の始動状態と判別するよう構成されている。すなわち
、起動制御回路１５は、操舵検出手段９に接続されると
ともに、所定の時間が設定されたタイマー（図示せず）
を内蔵している。この起動ｗ自回路１５の内蔵するタイ
マーは、操舵検出手段９の出力信号Ｓが人力すると作動
を開始する。そして、この起動制御回路１５は、タイマ
ーにより設定された所定時間内においては、フィードバ
ック＠御回路１２の７ 出力する信号Ｆの最大値と同値の信号Ｆｓａｘを禅磁電
流制御帽１３に出力し、所定時間経過後においては、フ
ィードバック制御回路１２の出力信号Ｆを算磁電塊刺御
回路１３に出力する。なお、その他の構成および作、用
は、前述の実施例と同一であり、その説明は省略する。

なお、上述した各実施例においては、アナログ回路にて
説明しているが、ディジタル回路を使用しても、この発
明が実施可能であることは言うまでもない。

以上、１ｌｌｊｉしてきたように、この発明によれば、
ポンプがモータにより駆動されるパワーステアリングｍ
＊に設けられ、車速を検出する車速検出手段と、ステア
リングホイールの操舵を検出する操舵検出手段と、ｇａ
ｓ舵検比検出手段力信号に対応して前記ステアリングホ
イールが！Ｉ舵された場合にのみ前記モータへ電機子電
流を通電するとともに、前記車速検出手段の出力信号に
対応して前記モ〜りへ通電する昇磁電流値を高車速時に
は大きく低車速時には小さく制御８ 御する界磁電流制御回路と、を備えたパワーステアリン
グ制御装置において、前記モータが始動状態にあること
を判別し、該モータが始動状態にある間該モータに通電
する界磁電流を前記界磁電流制御回路の出力する界磁電
流値の最大値に維持する起動＠御回路を備えて構成した
ため、前記モータの起動トルクが大きく該モータの回転
数の立ち上りが早くなり、このモータにより作動流体が
供給されるパワーステアリング装置の応答性が良好とな
るという効果が得られる。

さらに、上述した各実施例においては、モータ回転数検
出手段を設けてモータをフィ　ドパツク制御しているた
め、上記効果に加えて、モータへの負荷の変動が生じた
場合にあっても、モータは車速に対応した回転数を維持
して、このパワーステアリング装置は安定した車速感応
特性を得ることが可能となるという効果が得られる。

また、第２図に示した実施例においては、モ９ 一タの一転数によりモータの始動状態を判別しているた
め、付加する回路および装置が比較的安価で、パワース
テアリング制御装置の製造コストの低減が可能である。

第３図に示した実施例においては、パワーステアリング
装置の実際上の動力源である流体の圧力を検出してモー
タの始動状態を判別するため、運転者の感じる操舵感に
より即した制御が可能である。

第４図に示した実施例においては、モータの始動状態の
判別がモータの起動時からの所定暗闘を計時するタイマ
ーによりなされているため、その構成が簡素となり、こ
のパワーステアリング制御装置が容易に製造可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパワーステアリング制御装置を示すブロ
ック図、第２図はこの発明の第１実施例にかかるパワー
ステアリング制御装置を示すブロック図、第３図はこの
発明の第２実施例にかかるパワーステアリング制御装置
を示す０ ブロック図、第４図はこの発明の第３実施例に係るパワ
ーステアリング制御装置を示すブロック図、第５図は車
速感応型パワーステアリング装置に装着されるモータの
車速回転数特性を示す図、第６図は従来のパワーステア
リング制御装置によるモータの起動特性とこの発明のパ
ワーステアリング＠御回路にょるモータの起動特性とを
比較して示す図である。 ！・・・・・・ステアリングホイール、２・・・・・・
パワーステアリングＭＷ、３・・・・・・分巻モ〜り、
　　４・・・・・・ポンプ、７・・・・・・車速検出手
段、 ８・・・・・・回転数検出手段、 ９・・・・・・操舵検出手段、 １２・・・・・・フィードバック＠御回路、１３・・・
・・・界磁電流制御回路、 １４・・・・・・電機子電流制御回路、１５・・・・・
・起動ｌ１ａｔ回路、 ！６・・・用電流ｗ４ｍ回路、 １７・・・・・・圧力検出センサ。 １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１ポンプがモータにより駆動されるパワーステアリ
   ング装置に設けられ、車速を検出する車速検出手段と、
   ステアリングホイールの操舵を検出する操舵検出手段と
   、該操舵検出手段の出力信号に対応して前記ステアリン
   グホイールが操舵された場合にのみ前記モータへ電機子
   電流を通電するとともに、前記車速検出手段の出力信号
   に対応して前記モータへ通電する界磁電流値を高車速時
   には大きく低車速時には小さく制御する界磁電流制御回
   路と、を備えたパワーステアリング＠御装置において、
   前記モータが始動状態にあることを判別し、該モータが
   始動状態にある間該モータに通電する界磁電流を前記界
   磁電流＠御回路の出力する界磁電流値の最大値に維持す
   る起動制御回路と、を備えたことを４１１１１とするパ
   ワーステアリング制御装置。 偉）　前記起動制御回路は、前記ポンプの吐出側の流体
   圧力を検出し、ｌｌ流体圧力が所定値以下の間前記モー
   タに通電する界磁電流の値を前記最大値に維持すること
   を特徴とする特許請求の一一第１項記職のパワーステア
   リング−御装置。 （３＋　　前記起動制御ａｍは、前記モータの回転数を
   検出し、該回転数が所定値以下の間前記モータに通電す
   る界磁電流の値を前記最大値に維持することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記−のパワーステアリング制御
   装置。 １４ＩＩＩ記起−刺御■路は、前記界磁電流制御回路が
   前記モータへ界磁電流の通電を開始してから所定暗闘、
   該界磁電流値を前記最大値に維持することを特徴とする
   特許請求の一囲第１項紀職のパワーステアリング制御装
   置。