JPS6189170A - 電動式パワ−ステアリング装置 - Google Patents

電動式パワ−ステアリング装置

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JPS6189170A
JPS6189170A JP59212279A JP21227984A JPS6189170A JP S6189170 A JPS6189170 A JP S6189170A JP 59212279 A JP59212279 A JP 59212279A JP 21227984 A JP21227984 A JP 21227984A JP S6189170 A JPS6189170 A JP S6189170A
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JP
Japan
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steering
force
torque
steering angle
signal
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JP59212279A
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Saiichiro Oshita
宰一郎 大下
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Subaru Corp
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Fuji Heavy Industries Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0466—Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

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、車両のかじ取り装置に装(f6され、電動モ
ータにより補助操舵力を与える電動式パワーステアリン
グ方式に関し、特に左右の−hに操舵した際の復元性を
向上したものに関する。 f発明の費用] この種の電動式パワーステアリング’A ff171.
J、ステアリングホイールを操舵した際の捩りトルクを
検出し、この捩りトルクに応じて電動モータを駆動し、
ラック・ピニオン式の場合のラック軸に電動モータの出
力トルクを加えることで、補助操舵力(アシスト力)を
与える構成になっている。゛かかる電動式では、操舵時
にのみモータ駆動すれば良いので1、油圧式のように常
にオイルを循環させるための損失がない。またアシスト
力の大きさと方向は、モータ電流の値と方向により決ま
るので制御が容易であり、車速等に応じた補正も自由に
行い得る。更にパワーステアリング方式では、ステアリ
ング系の摩擦等が増加して復元性が悪くなるが、油圧式
に比べて電動式はそのための対策を行い易い等の利点を
有する。 ところで電動式では、モータが減速機等を介してラック
軸に直結されているので、減速機の摩擦等により、復元
性や操舵フィーリングが悪くなる傾向がある。またモー
タの慣性の増加により、高速時のハンドル手放し状態か
らの収束性が悪くなる1頃向がある。
【従来の技術と問題点1 そこで従来、上記不具合を解消するしのとして、例えば
特公昭4e−5168号公報の先行技術があり、操舵し
た時点でハンドルの入力トルクが零で、かつハンドルが
中立位置以外にある場合に、弁別器の出力により電動機
をハンドル戻り方向に回転することが提案されている。 しかるにこの方法によると、ハンドルの入力トルクが零
の場合に限定され、弁別器は上記条件の成立を検出して
出力するので応答性が悪い等の問題がある。 【発明の目的】 本発明は、上記問題点に鑑み、ステアリング系の捩りト
ルクによるアシスト力に対して舵角に応じた戻し力を対
の状態で相合わせてモータの電流制御を行い、ハンドル
操舵力をゆるめると直ちに戻し力を発揮して復元性の向
上を図るようにしたM動式パワーステアリング装置を提
供することを目的とする。
【発明の構成】
この目的のため本発明の構成は、ステアリング系の捩り
トルクを検出する捩りトルクセン普す、および舵角を検
出する舵角センサを有し、上記捩りトルクセンサの信号
に基づく出力トルク値指示関数部からのアシスト信号と
上記舵角センサの信号に旦づく戻しトルク値指示関数部
からの戻し信号とを加算し、この加算信号の正負判別お
よび絶対値変換後のデユーティ比制御を通じて電動玉−
夕の駆動制御を行うように構成したことを要旨とする。
【実 施 例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。 第1図において本発明の概略について説明すると、符号
1はラック・ビニオン式のステアリング装置であり、ス
テアリングホイール2からのシャフト3が継手4により
屈曲してギヤボックス5のピニオン軸側に連結しており
、ギヤボックス5内にラック軸6が左右に横移動できる
よう横架されている。またギヤボックス5には、前記ラ
ック軸6に噛合うもう1組のラック・ビニオン機構11
が設けられ、電動モータ7に付加した減速機8の出力軸
9が、継手10を介して上記ラック・ビニオン機構11
のビニオン軸側に連結することで、電動式パワーステア
リング1Mを成す。そこで、ギヤボックス5におけるス
テアリングシャフト3の側に、その捩れ角により捩りト
ルクを検出丈べく捩りトルクセンサ12が取付けられ、
更にラック軸の移動量により舵角を検出すべく舵角セン
サ13が取付けられる。そして両センサ12.13は、
制御ユニット14を介して電動モータ7に回路構成され
る。 第2図において制御ユニット14の構成について説明す
ると、捩りトルクセンサ12の15号は、出力トルク値
指示関数部20に入力してアシスト信号を、また舵角セ
ンサ13の信号は、戻しトルク値指示関数部21に入力
して戻し信号をそれぞれ出力するようになっている。上
記出力トルク値指示関数部2゜は、第3図(2)に示す
ように右切りによる捩りトルクに対してアシスト信8:
tを正の方向く右切り方向)に指数関数的に上界させ、
左切りによる捩りトルクの場合は逆の負の方向(ti切
り方向)に右切りと同様に上昇させる特性であり、これ
によって転舵方向とその際の捩りトルクの値とにより、
それに対応した正負のアシスト°信号itを出力する。 また戻しトルク値指示関数部21は、第3図(b)に示
すように右転舵の場合は中立位置からの舵角に応じて戻
し信号 1θを負の方向(左切り方向)に上昇させ、中
立位置から左転舵の場合は逆の正の方向く右切り方向)
に右転舵と同様に上界させる特性であり、これによって
舵角の方向と値とにより、それに対応した正負の戻し信
号iθを出力する。 従って、例えば転舵角が中立より右で、かつ右切りの捩
りトルクであれば、アシストIE 号! jと戻し信号
 iθとの正負は逆の関係であり、両者を加算した場合
はit+  iθ=0を境にして正と負とになる。 上記口、iθの信号は、加算された後、正負判別部22
で判別されて電動モータ7の駆動部23に入力し、正の
場合は正方向の出力が、負の場合は負方向の出力が発生
するようにモータ電流の方向を切換える。また、同時に
絶対値変換部24に入力して絶対(nを求め、デユーテ
ィ制御部25に入力してデユーティ比を定め、駆動部2
3に出力する。なお、デユーティ比は、電動モータ7の
電機子電流を検出部26により検出し、この検出部2G
の検出値をデユーティ制御部25にフィードバックする
ことにより、モータ電流が指示値になるように決められ
る。 次いでこのように構成された装置において、例えば右転
舵の場合の作用を第4図を参照して説明する。先f、ス
テアリングホイール2の操舵は、転舵する前の舵角が略
零において行われることから、舵角センサ13による戻
し信号は無く、このときステアリング系で生じた1戻り
トルク丁のみが捩りトルクセンサ12により検出され、
出)jトルク指示関数部20に第3図(6)の特性を持
つ正のアシスト(g号1tが出力し、これが圧負′1′
す別邸22ヤ絶対値変換部24.デユーディ制御部25
により駆動部23に入力Jることで、電動モータ7は第
4図の捩りトルク特性曲線m1に基づいて、正方向の電
流指示値1に応じた右切りの駆動力を発作する。このた
めギヤボックス5において、電動モータ側のラック・ビ
ニオン機構11によりラック軸6に補助操舵力(アシス
トツノ)が与えられ、これに伴いステアリングホイール
2の操舵力が軽減される。 こうして上記アシスト力により転舵を開始すると、その
転舵角が舵角センサ13により検出され、第3図山)の
特性を持つ戻し信号 iθが戻しトルク埴指示関数部2
1から出力されるようになる。従ってこの右転舵の状態
では、電動モータ7は#記アシスト信号;tと戻し信号
 iθとを加算した電流指示値iに基づいて制御される
ようになり、例えば右転舵角θ1の状態ではアシスト信
号1tに負の戻し信号 1θ1を加えた第4図の破線に
示す特性曲線m1に基づいて電動モータ7が制御される
。そこで右転舵角θ1に保舵していて、その際の捩りト
ルクがT1の場合には 11の電流指示値によりアシス
ト力が右切り方向に作用する。 ここで右転舵角θ1の保舵状態を解除すると、捩りトル
クがT1から急激に減少することで、電動モータ7への
電流指示値iは第4図の特性曲線ll12に沿って減少
し、直ちに負の値(左切り方向)に切換わる。これによ
り電動モータ7に左切り方向の戻しトルクが発生して減
速機等の摩擦力や七−タ慣性モーメント等を相殺するこ
とになり、このため走行時にはキャスタ効宋等によりス
ムーズに復元し得る。そして戻しの進行に応じて舵角が
小さくなり、これにより電流指示値iの特性曲線m2は
第4図の曲線mi側へ順次平行移動するようになり、転
舵角が中立位置に戻った時点で戻し力は零どなる。従っ
て、高速定行時のハンドル手放し状態からの収束性が向
上する。 また左切りの場合は、第4図の鎖線で示す特性曲線m3
に阜づいでモータ回転方向が逆になるだ番プC上記と全
く同様に作用づる。 以上本発明の一実施例についで述べたが、ラック・ビニ
オン式以外にも同様に適用づることが可能であり、関数
部20.21の特性は実施例に限定されるものではない
。 (発明の効果1 以上の説明から明らかイTように、A発明の¥i勤式パ
ワーステアリング技装によれば、捩りトルクセンサによ
るアシスト信号と舵角センサによる戻し信号との両者を
加痒して単一の制御系によりモータシリ罪するように構
成されているので、制御系の構造が簡素化する。また転
舵終了と共に直ちに戻し力を生じ始めるので復元性が良
(、ハンドル手放し状態からの収束性も良好となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置の一実施例の概略を示す斜p
A図、第2図は制御ユニットの構成を示すブロック図、
第3図(へ)、(b)は捩りトルクと舵角の特性線図、
第4図は動作を説明する図である。 1・・・ステアリング装置、2・・・ステアリングホイ
ール、3・・・シャフト、5・・・ギヤボックス、6・
・・ラック軸、1・・・電動モータ、8・・・減速機、
11・・・ラック・ビニオン機構、12・・・捩りトル
クセンサ、13・・・舵角センサ、14・・・制御ユニ
ット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ステアリング系の捩りトルクを検出する捩りトルクセン
    サ、および舵角を検出する舵角センサを有し、上記捩り
    トルクセンサの信号に基づく出力トルク値指示関数部か
    らのアシスト信号と上記舵角センサの信号に基づく戻し
    トルク値指示関数部からの戻し信号とを加算し、この加
    算信号の正負判別および絶対値に応じたデューティ比制
    御を通じて電動モータの駆動制御を行うように構成した
    ことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
JP59212279A 1984-10-08 1984-10-08 電動式パワ−ステアリング装置 Granted JPS6189170A (ja)

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US06/783,902 US4681183A (en) 1984-10-08 1985-10-03 Electrically operated power steering device
DE19853535503 DE3535503A1 (de) 1984-10-08 1985-10-04 Elektrisch betaetigte kraftlenkvorrichtung

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DE (1) DE3535503A1 (ja)

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