JPS5948269A

JPS5948269A - パワ−ステアリング制御装置

Info

Publication number: JPS5948269A
Application number: JP15912182A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Masukuni; 益国　勝憲; Sadashi Nagai; 永井　貞志; Kazuhide Hosokawa; 細川　和英; Hirotaka Kanazawa; 金沢　啓隆
Original assignee: Mazda Motor Corp; Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1982-09-13
Filing date: 1982-09-13
Publication date: 1984-03-19
Also published as: JPH0215434B2

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】リングの制御装置、さらに詳しくは車速感応型のパワー
ステアリングにおいてパワーリレーが故障した時の安全
手段を備えた制御装置に関するものである。

油圧手段によって操舵力を補助するパワーステアリング
には、車速の高低によって補助力を変化させる車速感応
型のものが知られている。すなわち、例えば特開昭５５
　−　５５０５９号に示されているように、車速が低く
、大きな補助力が必要なときにはオイルポンプの回転数
を上げて補助力を大きくし、車速が増すにつれて補助力
を小さくする補助力（アシスト力）可変型のものが知ら
れている。

このような車速感応型のパワーステアリングにおいて、
特にパワートランジスタを使用してモータをコントロー
ル、モータによりオイルポンプを駆動する形式のものに
おいては、大きな補助力を要するときはモータに供給す
る電力量が大きくなり、トランジスタの負荷、カー大き
くなる。このような状態は渋滞中の低速運転時等、比較
的長く続（ものであるから、このような高負荷状態から
トランジスタを保護するため、高負荷時にはトランジス
タと並列に設けたバイパス回路により電源をモータに直
結するようにしたものが知られている。

すなわち、モータ高負荷時にモータに直列に接続された
カレントトランスによりホール素子等を作動させて、パ
ワートランジスタと並列に設けたパワーリレーのコイル
を励磁し、パワーリレーによりパワートランジスタをバ
イパスさせ、高負荷時にはパワートランジスタに負荷を
かけない保護回路を設けることが知られている。

このような保護回路を備えたパワーステアリングにおい
ては、リレーが故障して、例えば高速走行時のようにリ
レーの作動が必要ないときに作動すると、上記バイパス
回路によりモータに大電流が流れ、オイルポンプの回転
を急激に上げて補助力を大きくするということが起きる
。またリレーの作動が必要であるときに作動しないと、
パワートランジスタに高負荷がかがったままになるとい
うことが起こる。前者の場合は高速走行中にステアリン
グが急に軽くなり、非常に危険である。また後者の場合
はパワートランジスタが破壊してしまうおそれがある。

そこで、パワーリレーが故障した場合には走行状態の如
何にかがわらずモータに供給する電力供給量を低下させ
て、不必要な高補助力の発生や、パワートランジスタの
破壊を防止する安全手段を設けることが望まれる。

本発明はこのような要望に応え、パワーリレーが故障し
たときにはモータへの電力供給量を低下させて、上記の
ような危険や不都合を防止するようにしたパワーステア
リング制御装置を提供することを目的とするものである
。

本発明のパワーステアリング制御装置は、パワーリレー
の故障を検出して、リレー故障時にはモータの回転を低
回転数とする保安手段を備えたことを特徴とするもので
ある。すなわち、本発明の制御装置は、ステアリングの
操舵力を補助１−るパワーシリンダ、このパワーシリン
ダヘ圧油を供給１−るオイルポンプ、このオイルポンプ
を駆動する電動モータ、この電動モータへの電力供給量
を調整する半導体素子、車両の走行速度に応じた速度信
号が入力され、上記半導体素子に走行速度の増大にした
がって電力供給量を低下させる制御信号を発するコント
ロール手段、接点が上記半導体素子に並列接続されたリ
レー、および上記電動モータの高負荷状態を検出し、上
記リレーのコイルに励磁信号を発する負荷検出手段から
なるパワーステアリング制御装置であって、上記パワー
リレーの故障を検出し、リレー　故に時には上記コント
ロール手段にモータの回転数を強制的に低下させるため
の補正信号を入力する保安手段を設けたことを特徴とす
るものである。

ここで保安手段とは、例えばリレーの作動状態を検出し
、これをリレーの作動、不作動を指示する信号と組み合
わせてみることによりリレーの故障を判別する検出部と
、この検出部の出力に基づいて上記補正信号を出力する
出力部とからなるものである。

ここで出力される補正信号とは、モータの回転を例えば
最小回転数とするため、上記コントロール手段に入力さ
れる制御信号で、パワー、トランジスタより前の回路例
えばステアリングタイマ回路の入力端に入力されてパワ
ートランジスタへの入力を低下させるように作用する信
号である。

本発明によれば、パワーリレーが故障したときは常にモ
ータへの電力供給量が低下されるので、高速走行中に故
障しても補助力が大きくなることはないし、大負荷のと
きにバイパス回路への切換えが不能になってもパワート
ランジスタに大負荷がかかることはなく、運転中の危険
やパワートランジスタの破壊が防止される。

以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例によるパワーステアリング制御
装置の対象となる車速感応型パワーステアリングの系統
図である。パワーステアリングは、マニュアルステアリ
ングとしてラックビシオン式のステアリングを備えるも
のであり、ステアリングホイール１により回転されるス
テアリングシャフト２はジヨイント３．４を介してピニ
オン５に連結されている。このピニオン５はラック６に
噛合され、このラック６０両端には、軸７ａ、７ｂを中
心に回動可能に支持されたナックルアーム８ａ。

８ｂに係合されたタイロッド９ａ、９１〕が連結されて
いる。ステアリングホイール１が操作され、ステアリン
グシャフト２の回転がピニオン５を介してラック６に伝
達されると、ラック６は図中左右方向に動き、タイロッ
ド９ａ、９ｂを介してナックルアーム８ａ１８ｂを回動
さぜ、操舵輪（一般には前輪）１０ａ、１０　ｂに舵角
を与える。

上記ラック６にはパワーシリンダ１１のピストン１１．
　Ｃが固定され、このピストンＩＩＣにまり画成された
油室１１ａ、１１１）に連；Ｉｎスル配管１２　ａ　、
　　１２　＋）　は、コントロールパルプ１３を介して
オイルポンプ１４に接続さＪｔテいる。コントロールパ
ルプ１３は、従来からこの種のパワーステアリング装置
に一般的（使用されているものであり、オイルポンプ１
４の吐出配管１５と戻し配管１６を操舵方向に応じて各
々配管１２ａと１２ｂ、あるいは１．２　ｂと１２８に
接続するように油圧系統を切り換える。例えばラック６
が図中右方に移動するように操舵されたとき、吐出−配
管１５は配管１２Ｌ＋に、戻し配管１６は配管１２ａに
接続される。その結果パワーシリンダ１１内の油圧によ
りラック６の右方への移動が補助される。またこのコン
トロールパルプ１３は、ステアリングシャフト２が回転
されていないときには、吐出配管１５と戻し配管１６を
直接連通させ、パワーシリンダ１１に圧油を送らない。

上記オイルポンプ１４はバッテリ等の電源■７によって
回転されるモータ１８によって駆動される。このモータ
１８は車速を検出するスピードセンサ１９から車速信号
Ｓ１が入力されるコントローラ２０により、車両の走行
速度の増大に応じて回転数を低下させて補助力を低下さ
せるように制御される。さらにステアリング１が操舵さ
れたことを検出するステアリングセンサ２１からの信号
Ｓ２もコントローラ２０に入力される。

このコントローラ２００基本回路を、第２図にブロック
で示す。第２図に示すように、コントローラ２０は、ス
ピードセンサ１９からの車速信号Ｓｓと、ステアリング
センサ２１からの出力に基く信号Ｓ２により、パワート
ランジスタ２８ａとリレーＲ７を含む制御回路２８を介
して上記オイルポンプ１４を駆動するモータ１８を駆動
制御するものである。スピードセンサ１９の出力Ｓ１は
スピード電圧蛮勇回路２２により電圧Ｂ（速度大はど低
い）に変換され、三角波発生回路２３から常時発振され
る三角波Ａとコンパレータ２４によって比較され、電圧
Ｂの方が三角波Ａより高い間だけ１１（ハイレベル）に
なる（車速が噌ずにつれてデユーティ比が小さくなる）
矩形波信号Ｃが出力される。一方、ステアリング１の操
舵を検出するステアリングセンサ２１からの出力Ｓ２は
、ステアリングタイマ回路２５を介して、ステアリング
を切ったとき（操舵時）に１１になる信号１）となって
、前記信号ＣとともにＡ　Ｎ　＋）回路ａｌに入力され
る。また、このステアリングタイマ２５からの信号Ｉ〕
はインバータ２６を介してアイドルデユーティを常時発
振する回路２７の出力Ｅとともに、もう一つのＡＮＤ回
路ａ２に入力される。２つのＡ　Ｎ　Ｉ）回路ａｌ　、
ａ２の出力は、パワートランジスタ・チョッピング信号
となって入力端子すからパワートランジスタ２８ａとリ
レー１（３゜を含む制御１回路２８に入力される。この
制御回路２８の他の入力端子ａにはリレー、駆動信号が
入力されている。このリレー駆動信号は、モータ１８に
直列に接続された負荷電流検出用カレントトランス２９
及びホール素子、トランジスタ等から成るリレー、１駆
動回路３ｏより発せられる。このモータ１８はステアリ
ング１に補助力を伺与するオイルポンプ１４を駆動して
、車速に応じた補助力が得られる。

本実施例のパワーステアリング制御装置は、上記基本回
路のステアリングタイマ回路２５ｏ）　：Ｉ　ｙ　ハレ
ー　タ２５１〕の入力端子＠と、」二記制御回路２８の
パワーリレーＲｙの接点＠と、電流検出、リレー！枢動
回路３０のトランジスタ３０ａのベース■と、さらに上
記スピード−電圧変換回路２２の出力端子のとの間にパ
ワーリレー故障保安回路３１を接続したことを特徴とす
るものである。

このパワーリレー故障保安回路３１は、パワーリレーＩ
Ｌ　ｙの接点＠に接続された定電圧回路３２と、スピー
ド−電圧変換回路２２０出力■に接続された高速検出回
路３３と、定電圧回路３２の出力に一方の入力をまた上
記電流検出、リレー駆動回路３０のトランジスタ３０ａ
のベース■に他方の入力を接続した第１のＡ　Ｎ　Ｉ）
回路Ａ１と、上記高速検出回路３３の出力に一方の入力
を、上記ベース■に他方の入力を婆続した第２のＡ　Ｎ
　Ｄ回路Ａ２と、」二記第１のＡＮＤ回路ＡＩの出力に
ベースを接続し、ステアリングタイマ回路２５のコンパ
レーク２５ｂの入力端子＠にコレクタを接続した第１の
トランジスタ３５と、第２のＡ　Ｎ　Ｉ）回路Ａ２の出
力にベースを接続し、ステアリングタイマ回路２５のコ
ンパレータ２５１）の入力端子＠にコレクタを接続した
第２のトランジスタ３６と、この第２のトランジスタ３
６のコレクタに接続されたアラームランプ３７．リレー
３８とを備えている。このリレー３８の常閉接点３８ａ
はパワーリレーＩｔ　Ｙの接点と直列接続されてパワー
トランジスタ２８ａのコレクタ、エミッタ間に接続され
ている。制御回路２８の中にはパワーリレーＲｙを作動
させるためのリレーコイル１％　ｃがあり、ステアリン
グタイマ回路２５の中にはコンパレータ２５１）の入力
にステアリングセンサ２１からの操舵信号Ｓ２を入力す
るためのトランジスタ２５ａがある。

以下、第３図によって、本発明の実施例によるパワース
テアリング制御装置の動作を詳細に説明する。

パワーリレーＩｔｙの故障には、リレー作動の指令が出
ていないのに作動して不必要な大電流をモータに１．Ｉ
（給してしまう場合と、リレー作動の指令が出ているの
にかかわらず作動せず、パワートランジスタに大負荷を
かけてしまう場合とがある。

前者の場合は、スピード−電圧変換回路２２の出力端の
点からの信号を受ける高速検出回路３３の出力が１１と
なり、リレーの作動が不鍋であく）こと、すなわちリレ
ー不作動の指令が出ていること（リレー作動の指令が出
ていないこと）を検出して第２ＡＮＤ回路Ａ２の一方の
入力を１１とする一方、リレー■１　ｙが作動して接点
（１１）の方に入っているから、これを０点で検出して
定電圧回路３２の出力を１７とする。後者の出力しはイ
ンバーり３４て１１に反転され、第２　Ａ　Ｎ　Ｉ）回
路Ａ２の他方の入力もＩＩとなる。したがって、第２　
Ａ　Ｎ　＋）回路Ａ２の出力はＩｌとなり、第２トラン
ジスタ３Ｇをオンしてステアリングタイマ回路２５のコ
ンパレータ２５ｂの入力を下げると同時にリレー３８の
常閉接点３８ａを開ぎパワーリレーに」；るｌｌＴｌ電
を遮断する。これによりコンパレータ゛２５１〕の出力
はイ氏下し、ステアリングタイマ回路２５の出力Ｉ）は
Ｌとなり、第２図に示す２つのＡ　Ｎ　Ｉ）回路ａｌ　
、　ａ２の作動によってパワートランジスタ２８ａへの
入力はアイドルデユーティ発生回路２７かもの出力１号
となり、モータ１８の回転数は最小回転数に低下ぜしぬ
られる。したがって、オイルポンプＩ４の回転は低く押
えられ、大きな補助力の発生は防止され、危険が未然に
防１Ｊ：、される。また、同時にアラームランプ３７が
点灯し、危険な故障状態を運転者に知らせる。なお、リ
レーの作動が不要であることは、カレントトランス２９
が比較的高い負荷電流を検出するようその検出レベルが
設定されておれば上記０点のレベルによって判別可能で
ある。

後者の場合は、リレー作動の指令が出ていることを電流
検出、リレ−１駆動回路３０のトランジスタ３０ａのベ
ース■で検出する。これは、例えばカレントトランス２
９の磁界を検出するポール素子等の出力によりＩＩレベ
ルになったベース電圧により０点で検出され、第１．　
Ａ　Ｎ　＋）回路Ａ１の一方の入力はＩＩとなる。

また、一方パワーリレーＲｙが作動せず、接点（ｍ）の
方に入っていることを０点で検出し、定電圧回路３２の
出力が１１となり、第１ＡＮＩ）回路ＡＩの他方の入力
も１１となる１、これにより、第１Ａ　Ｎ　Ｉ）回路Ａ
１の出力が１１となり、第１トランジスタ３５をオンし
て前述と同様にステアリングタイマ回路２５のコンパレ
ータ２５１〕の入力を下げる。したがって、パワートラ
ンジスタ２８ａへの入力レベルは下げられ、パワートラ
ンジスタ２８ａの負荷が低下されて破壊が防止される。

以上の説明から明らかなように、本発明のパワーステア
リング制御装置によれば、上記の２種のいずれの故障が
起きた場合にもパワートランジスタへの入力のレベルが
下げられ、危険な状態や、パワートランジスタへの大負
荷が防止される。

なお、上記実施例では故障発生時、モータ回転数をアイ
ドル回転数に低下させる構成であるが、故障時には無条
件にモータへの電力供給を遮断しモータを停止さぜるよ
うにしてもよい。また、２種の故障のうち、高速走行時
に補助力を犬とする危険な場合にのみアラームランプを
点灯するようにしているが、他方の故障の場合にも、リ
レーの故障を知らせるためにアラームをつけるようにし
てもよい。

なお、これらのアラームは必ずしも必要なものではなく
、アラームを設けず、パワートランジスタへの入力を下
げるだけとしても実用上は差支えない。

また、上記実施例の具体的構成は、種々変更が可能なこ
とは言うまでもなく、例えば２つのＡ　Ｎ　Ｄ回路を使
用した構成は実用上は好ましいものではあるものの、他
の周知の検出手段や誤算手段に置き換えてもよいことは
勿論である。また、リレーの故障を検出する回路におい
て、リレーへの作動、不作動指令を検出する構成につい
ても、」二記■点、■点のレベルを検出する代わりに、
−例えばパワートランジスタへの入力レベルを検出する
ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパワーステアリング制御装置の対象と
なる車速感応型のパワーステアリングの一例を示す系統
図、第２図は同じくその基本回路を示すブロック図、第３図は本発明の実施例によるパワーステアリング制御
装置の要部をなすパワーリレー故障保安回路とその周辺
の回路構成を示す回路図である。１　・・・ステアリングホイール　　１１・・・パワー
シリンダ１４・・・オイルポンプ　１８・・・モー　　
　り１９・・・車速（スピード）センサ２０・・　コ　ン　ト　ロ　−　ラ　　２１・・・ステ
アリングセンザ２２・・・スピード−電圧変換回路２５・・・ステアリングタイマ回路２７・・・アイドルデユーティ発生回路２８・・・制　
御　回　路　　　２８ａ・・・パワートランジスタ２９
・・・カレントトランス　　Ｉｔｙ・・・パワーリレー
Ｒｃ・・・リレーコイル３０・・・電流検出、リレー駆動回路３０ａ・・・トランジスタ３１・・・パワーリレー故障保安回路３２・・定電圧回路　３３・・・高速検出回路３７・・
・アラームランプ

Claims

【特許請求の範囲】 ■）ステアリングの操舵力を補助するパワーシリンダ、
このパフ・−シリンダへ圧油全供給するオイルポンプ、
このオイルポンプを駆動する電動モータ、この電動モー
　タへの電力供給量を調整する半導体素子、車両の走行
速度に応じた速度信号が入力され、上記半導体素子に走
行速度の増大にしたがって電力供給量を低下させる制御
（ｉ号を発するコントロール手段、接点が上記半導体素
子に並列接続されたリレー、上記電動モータの高負荷状
態を検出し、上記リレーのコイルに励磁信号を発する負
荷検出手段、および上記リレーの故障を検出し、リレー
故障時には上記コントロール手段にモータの回転を強制
的に低下させるだめの補正信号を入力する保安手段から
なるパワーステアリング制御装置。２）上記保安手段が、」二記リレーの作動状１測を検出
する第１検出部と、パワーリレーへの作動、不作動の指
令を検出する第２検出部とからなる検出部、およびこの
検出部の出力に基づし・て上記補＋、ｌＥ信−号を出力
する出力部とからなっていて）ことを特徴とする行ｉ′
Ｆ請求の範囲第１項記載のパワーステアリング制御装動
。