JPS63215461A - モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御方法 - Google Patents

モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御方法

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JPS63215461A
JPS63215461A JP62049678A JP4967887A JPS63215461A JP S63215461 A JPS63215461 A JP S63215461A JP 62049678 A JP62049678 A JP 62049678A JP 4967887 A JP4967887 A JP 4967887A JP S63215461 A JPS63215461 A JP S63215461A
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power steering
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辰已　巧
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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、自動車の舵取り装置をモータの回転力で補
助負荷付勢するモータ駆動式パワーステアリング制御方
法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、この種の装置では、モータの機械的拘束故障時に
、電磁クラツチを連結したままでは、ハンドルが回らな
くなる危険があった。そこで、この対策として、ハンド
ルの操舵トルクを検出するトルクセンサで異常な高トル
クを検出してから上記電磁クラッチを離脱する方法が提
案されている。
〔発明が解決すべき問題点〕
従来のモータ駆動式パワーステアリング制御方法は以上
のようなので、電磁クラッチを結合状態にして後にフェ
ールセーフヲ実行するのではタイミングが遅く実用的で
ない問題点があり、また、モータの機械的拘束故障によ
る異常な高トルクと右又は左にハンドルを回し切ってス
トッパに突描った時に発生する高トルクを区別するため
に、操舵角センサを付与して前輪の操舵角を検出する方
式もあるが、これとてハンドルの中央附近での異常な負
荷（例えば石や段差の乗上げ等）による異常な高トルク
とモータの機械的拘束故障による異常な高トルクを区別
することが困難となり、負荷が大きいための高トルクな
のに、モータの機械的拘束故障と誤判定してフェールセ
ーフ作動し、電磁クラッチは離脱して補助負荷付勢がな
くなる問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解消するためになされたも
ので、モータの無負荷時にフェールセーフの要又は不要
の判定ができるモータ駆動式パワーステアリング制御方
法を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るモータ駆動式パワーステアリング制御方
法は、電磁クラッチを結合する前に駆動されたＤＣモー
タの測定特性値の大きさを判定し、との判定結果に応じ
て電磁クラッチを結合するか　□又は電磁クラッチを結
合せずに７エールセーフするようにしたものである。
〔作　用〕
この発明におけるモータ駆動式パワーステアリング制御
方法は、ＤＣモータが機械的に拘束されているとＤＣモ
ータの特性値が非拘束時に対して異なることを利用し、
測定特性値と設足値とを比較判定した結果、正常と判定
したならば電磁クラッチを結合し、異常と判定した場合
には、電磁クラッチを結合せず、フェールセーフする。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す制御プログラムのフロー
チャート、第２図はこの発明の一実施例を説明するため
のモータ駆動式パワーステアリング装置の概要図である
。第２図において、１は運転者の操舵回転力を受ける自
動車のハンドルであり、３はハンドル１に加えられた回
転力に応じて電気信号を出力するトルクセンナである。
このハンドル１とトルクセンサ３との間において、ハン
ドル１は嬉１のステアリングシャフト２ａを介して第１
のユニバーサルジョイン）４ａに連結されており、この
第１のユニバーサルジョイン）４ａは第２のステアリン
グシャフト２ｂを介して第２のユニバーサルジョイン）
４ｂに連結されている。第２のユニバーサルジヨイント
４ｂ／Ｉｉ第３のステアリングシャフト２ｃを介してト
ルクセンサ３に連結されている。
２ｄはトルクセンサ３と後述の減速機１５間を連結する
第４のステアリングシャフト、５は上記減速機１５に連
結されるピニオン軸、６はピニオン軸５と噛合うラック
歯部６ａを有するラック軸である。このラック軸６の両
端はそれぞれタイロッド７ａ、７ｂｅ介してヂールジョ
イント８ａ。
８ｂに連結されている。
′９はコントロールユニット、１０は車速センサ、１１
は車載のバッテリ、１２はキースイッチ、１３は分巻又
は磁石界磁を肩するＤＣモータ、１４はＤＣモータ１３
と減速機１５間の機械的な結合又は離脱をすることが可
能な電磁クラッチである。
１５は電磁クラッチ１４とビニオン軸５間に挿入された
減速機、１６は上記システムすなわちモータ駆動式パワ
ーステアリング装置が異常の時に警報を行うランプ又は
ブザーの警報器である。
バッテリ１１の負極はアースされ、正極はキースイッチ
１２を介してコントロールユニット９に接続されている
と共に、コントロールユニット９に直接接続されている
。コントロールユニット９の各入力端子は、トルクセン
サ３や車速センサ１０の出力端子に接続されている。ま
た、コントロールユニット９はＤＣモータ１３および電
磁クシツチ１４の駆動制御を行うようになっている。さ
らに、コントロールユニット９は、上記システムが異常
の時にフ二−ルセーフ作動し、この時に警報器１６を駆
動するようになっている。
第３図１ｄ′第２図のコントロールユニット９の具体的
構成を示す構成図である。同図において、９ａはトルク
センサ３からの入力により、操舵トルクを測定する操舵
トルク測定手段、９ｂは車速センサ１０からの入力によ
り、車速を測定する車速測定手段である。９ｃは操舵ト
ルク及び車速対応のＤＣモータ１３用の電流値や予め設
定された車速Ｖｌ−■３等の比較判定用の値を記憶保持
するモータ電流記憶手段である。９ｄはモータ電流記憶
手段９Ｃから比較用の値を読出して比較判足し、判定結
果から操舵トルク及び車速対応にてモータ電流記憶手段
９ｃＫ記憶保持された電流値から読出した値に決定等し
たりするモータ電流決定手段である。９ｅはモータ電流
決定手段９ｄの出力に基づき、ＤＣモータ１３の電流を
制御するモータ電流制御手段である。９ｆはＤＣモータ
１３の電流を検出することによってＤＣモータ１３が機
械的に拘束されているか否かを判断し、電磁クラッチ１
４の連結許可を判断する電磁クラッチ許可判定手段、９
ｇは電磁クラッチ許可判定手段９ｆの連結許可出力によ
って電磁クラッチ１４を結合又は離脱する制御を行う電
磁クラッチ制御手段である。
第４図は操舵トルク対モータ電流の制御特性図、第５図
は車速対モータ電流および電磁クラッチ印加電圧の制御
特性図、第６図はモータ無負荷起動待突入電流波形を示
す波形特性図である。
次に、動作について説明する。
マス、エンジン始動に際し、キースイッチ１２をオンす
るとコントロールユニット９にバッテリ１１から電源が
投入され、コントロールユニット９は作動を開始し、ス
テップＳ１でイニシャライズする。次に、ステップＳ２
では、車速センサ１０からの出力信号によｐ車速測定手
段９ｂが車速ｖＡを測定する。次に、ステップＳ３では
、ハンドル１の操舵トルクを検出したトルクセンサ３か
らの出力信号により操舵トルク測定手段９ａは操舵トル
ク’ｒｓ　ｆｔ測定する。
次に、ステップＳ４では、測定車速ＶＡとモ４電流記憶
手段９ｃから読出した前の測定車速又はイニシャライズ
車速との比較結果からモータ電流決定手段９ｄは車速減
少か否かを判定する。減少ならばステップＳ５に進み、
増加ならばステップＳ８に進む。
ステップＳ５では、車速ＶＡ　＞　Ｖｓ　（但し、■３
は第５図中のｇ点に相当し、高速時電磁クラッチチェッ
ク車速である。）であるか否かを判定する。車速■〉ｖ
３ならば肯定判定でステップＳ６に進み、否定判定なら
ばステップ８１２に進む。肯定判定ならばステアリング
の状態であり、ステップＳ６でモータ電流制御手段９ｅ
がＤＣモータ１３の電流ｅＯＫ制御し、ステップＳ６か
らステップＳ７に進み、電磁クラッチ許可手段９ｆは電
磁クラッチ制御手段９ｇｋ介して電磁クラッチ１４を遮
断する。次に、ステップＳ７からステップＳ２に戻る。
ステップＳ４の否定判定からステップＳ８に進み、車速
■〉■！（但し、■ｌは第５図中のｆ点に相当し、アシ
スト遮断車速である。）であるか否かを判定する。肯定
ならばステアリングの状態であり、ステップＳ６に進む
。Ｖ、≧鬼であればすなわち否定判定ならばステップＳ
９に進み、車速鬼〉Ｖ２　（但し、Ｖｚは第５図中のｅ
点に相当し、アシスト減少車速である。）であるか否か
を判定する。
車速ＶＡ　＞　Ｖ２であれば、ステップＳＩＯに進ミ、
Ｖ、≧■＞　Ｖ２であるのでモータ電流決定手段９ｄは
、モータ電流記憶手段９ｃから車速ＭＡ　、操舵トルク
Ｔｓ対応のモータ電流ＩＯＦを読出し、モータ電流ＩＭ
Ｔに決定する。次ステツプ８１１では、モータ′電流制
御手段９ｅがＤＣモータ１３の電流ＩＭ　ｋ　ＩＭＴ（
＝　ＩＯＦ　）に制御し、ステップＳ２に戻る。
ステップＳ９において、■２≧車速ｖＡであり否定判定
した場合又はステップ８５において、■３≧車速ＶＡで
あり否定判定した場合、次ステツプＳ１２で、電磁クラ
ッチ１４の結合が１回目か否かを判断する。１回目でな
く複数回目であれば、次ステツプＳ１３に進み、ステッ
プ８１０と同様に測定した■速■や操舵トルク−に対応
するモータ電流ＩＭＩ　’ｅ読出してモータ電流ＩＭＴ
に決定し、次に、ステップ８１４に進み、ステップ８１
１と同様に、決定したモータ電流ＩＭＴ　ｅ　Ｄ　Ｃモ
ータ１３のモータ電流ＩＭとしてステップＳ２に戻る。
ステップ８１２において、１回目であると肯定判定した
場合には、次ステツプ８１３に進み、電磁クラッチ許可
判定手段９ｆが電磁クラッチ１４を結合済みか否かを判
定し、結合済みならばステップＳ２に戻り、結合済みで
ない否定判定ならば次ステツプ８１６に進む。
次ステツプＳ１６では、モータ電流制御手段９ｅがＤＣ
モータ１３を起動回転させ、電磁クラッチ許可判定手段
９ｆがそのモータ電流ＩＭＡを測定する。例えばとのモ
ータ無負荷起動待突入電流波形は第６図に示す通りであ
る。その測定後にステップ８１７に進み、モータ電流１
凧＞　ＩＭＢ　（但し、ＩＭＢは第６図中に示した設定
値としてのモータ無負荷判定電流である。）であるか否
かを電磁クラッチ許可判定手段９ｆが判定する。ＩＭＢ
≧ＩＭＡならばすなわちステップ８１７において否定判
定すれば、ＤＣモータ１３や１！磁クラツチ１４が故障
していなく、ＤＣモータ１３の何等の機械的拘束がなく
正常と判断し、次ステツプＳ１８で電磁クラッチ許可判
定手段９ｆから許可信号を入力した電磁クラッチ制御手
段９ｇは電磁クラッチ１４を結合させる。
ステップ８１７で、モータ′区流ＩＭＡ　＞　ＩＭＢで
あり、肯定判定した場合には、判定時間のいかんによっ
てはＤＣモータ１３に機械的拘束があるものと見なして
ステップ８１９に進む。ステップ８１９では、モータ無
負荷判定時間ＴＭよｐ第６図のモータ起動開始時点から
モータ電流ＩＭＡ　’に測定した時点迄の判定時間Ｔの
方が大きいか否かすなわち判定時間Ｔ　＞　ＴＭか否か
を判定する。Ｔ≦−であり、否定判定した場合には、測
定したモータ電流ＩＭＡが末だ定常状態になっていなく
、ＤＣモータ１３が機械的に拘束されているか否かの判
定が不可能なものとしてステップＳ２に戻る。
ステップ８１９において、判定時間Ｔ〉モータ無負荷判
定電流詣であると電磁クラッチ許可手段９ｆで肯定判定
した場合には、ＤＣモータ１３又は電磁クラッチ１４が
故障しているのでＤＣモータ１３の機軸拘束布シと判定
し、ステップＳ２０に進む。ステップ８２０では、モー
タ電流制御手段９ｅがＤＣモー）１３の電流を０にし、
次ステツプ８２１に進む。次ステツプＳ２０では、例え
ばコントロールユニット９が警報器１６を駆動する等し
て運転者にＤＣモータ１３の機械的拘束を知らしめる等
して一連の７エールセーフ処理を行う。
ステップ８７．同８１１．同８１４．同Ｓ　１５゜同８
１８又は同Ｓ１９からステップｓ２に戻った場合には、
ステップＳ２から上記動作を繰返す。
なお、ステップＳ４．同８５．同Ｓ８および同Ｓ９の判
定は、モータ電流決定手段９ｄがモータ電流記憶手段９
ｃ内の比較値を読出して比較判定する。
また、ステップ３１２において、１回目か否かの判定を
したが、ｎ回目（但し、ｎ≧２）か否かの判定をしてフ
ローを実行してもよいことは勿論言うまでもない。この
ステップ８１２の判定は、モータ電流決定手段９ｄ又は
電磁クラッチ許可利足手段９ｆが行う。
次に、動作の要部を説明すると、先ず、エンジンの始動
に際し、コントロールユニット９が作動を開始する。こ
の状態では、電磁クラッチ１４は遮断状態なので、ＤＣ
モータ１３は無負荷状態にあり、この状態で、ＤＣモー
タ１３金一度試験的に回転させてみる。コントロールユ
ニット９は、例えば第６図のようなモータ電ＩＡ、　Ｉ
ＭＡを測足し、モータ電流ＩＭＡが無負荷判定電流（Ｉ
ＭＢ＝５〜１０Ａ）以下になるならば、０Ｃモータ１３
及び電磁クラッチ１４が正常と判断して、’ｇｖ１クラ
ッチ１４をオンし、ＤＣモータ１３をオンし、ＤＣモー
タ１３と減速機１５を機械的に連結する。
この状態で、ハンドル１に運転者が回転力を与エルト、
コントロールユニット９は、篇４図に示すようにＤＣモ
ータ１３の電流全制御する。
第３図において、操舵トルクを右方向に増加すると、コ
ントロールユニット９は、ａ点でＤＣモ−夕１３をオン
し、ＤＣモータ１３および機械系の慣性の影響全軽減す
るため、ｌ０Ｆ（２〜ＩＯＡ程度）の電流をＤＣモータ
１３に流す。さらに、操舵トルクが増加すると、コント
ロールユニット９は、ｂ点よｎＡＤＣモータ１３の電流
を操舵トルクに対して直線的に増大させ、０点にて１０
０％電流とする。逆に、操舵トルクが減少すると、操舵
トルクが０点より減少するにつれてコントロールユニッ
ト９はモータ電流を減少し、ｂ点でＩＯＦの電流に制御
する。さらに操舵トルクが減少してａ点となると、コン
トロールユニット９はモータ電流をＯにする。操舵トル
クの左方向の変化に対しても上記右方向のそれと同様で
ある。
車速との関係は第５図を見てわかるように、車速がＯか
らｄ点迄は、ＤＣモータ１３に流れるモータ電流ＩＭは
１００％電流とされ、ｄ点からｅ点すなわちアシスト減
少車速■２迄は、モータ電流ＩＭは車速の増加につれて
減少し、ｅ点からｆ点すなわちアシスト遮断車速Ｖ、迄
はモータ電流ＩＭはＩＯＦとされる。アシスト遮断車速
■□迄は電磁クラッチ１４に電圧が印加される。次に、
車速かｆ点（アシスト遮断車速Ｖｌ　）の値になると、
ＤＣモータ１３の電流および電磁クラッチ１４の印加電
圧は共に０となり、モータ１３と減速機１５は離脱する
ので、ハンドル１を廻す運転者■とっては、補助負荷付
勢のないステアリングとなる。次に、車速がｇ点の高速
時電磁クラッチチェック車速Ｖｓ　ｋ超え、その後、車
速が減少し、ｇ点の車速ｖ３以下になるとＤＣモータ１
３を試験的に回転してみる。この回転起動時にはモータ
電流ＩＭＡが例えば第６図のようにモータ無負荷判定時
間ＴＭ以下で、無負荷判定電流ＩＭＢ以下になるならば
、コントロールユニット９は電磁クラッチ１４の連結を
許可し、車速か減少してｆ点のアシスト遮断車速Ｖｌに
達した時、電磁クラッチ１４を実際にオンする。
以上は、ＤＣモータ１３および電磁クラッチ１４が正常
な場合であって、もし、ＤＣモータ１３の機械的拘束故
障がある場合や電磁クラッチ１４が電気的にオフしてい
るのに機械的に離脱できない故障等の時、ＤＣモータ１
３を上記のように試験的に回転させた時のモータ電流Ｉ
ＭＡは、モーータ無負荷判定時間ＴＭを超えても無負荷
判定電流ＩＭＢ以下にならず、この時にコントロールユ
ニット９は、ＤＣモータ１３又は電磁クラッチ１４が故
障であると判断して、ＤＣモータ１３の電流を遮断し、
フェールセーフ処理として、電磁クラッチ１４をオンせ
ず、警報器１６が警報を発するようにそれを駆動する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば電磁クラッチを結合す
る前にＤＣモータを回転してその特性値を測定し、測定
値と設定値との大きさを比較判定した結果、異常と判定
した場合には電磁クラッチをオンしないようにしたので
、電磁クラッチの結合前の異常の有無を判別できるので
フェールセーフ実行のタイミングを早くでき、また、負
荷とは別個に異常の有無を判別できるので誤判定をする
ことがなく非常に安全性の高いものが得られる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を説明するためのコントロ
ールユニットのフロー図、第２［ｉｌ：モータ駆動式パ
ワーステアリング装置の構成図、第３図は第２図のさら
に詳細な構成図、第４図は操舵トルクとモータ電流との
制御特性図、第５図は車速とモータ電流および電磁クラ
ッチ印加電圧との制御特性図、第６図はモータ無負荷起
動待突入電流波形を示す波形図である。 １・・・ハンドル、３・・・トルクセンサ、９・・・コ
ントロールユニット、９ａ・・・操舵トルク測定手段、
９ｂ・・・車速測定手段、９ｃ・・・モータ電流記憶手
段、９ｄ・・・モータ電流法足手段、９ｅ・・・モータ
電流制御手段、９ｆ・・・電磁クラッチ許可判定手段、
９ｇ・・・電磁クラッチ制御手段、１０・・・車速セン
サ、１１・・・バッテリ、１３・・・ＤＣモータ、１４
・・・電磁クラッチ、１６・・・警報器。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）自動車のハンドルの回転力を検出するトルクセン
    サと車速センサからの出力信号に基づき車載用のバツテ
    リから給電されるＤＣモータの駆動と該ＤＣモータの出
    力軸に直結し、機械的な連結または離脱を行う電磁クラ
    ツチのオン・オフを制御し、上記連結時に上記ＤＣモー
    タから上記電磁クラツチを介して上記ハンドル操作の補
    助負荷付勢をするモータ駆動式パワーステアリング制御
    方法において、少なくとも１回は、上記電磁クラツチを
    オンする前に上記ＤＣモータを回転させて上記ＤＣモー
    タの特性値を測定し、該測定した特性値の大小を設定値
    と比較判定し、該比較判定結果に応じて上記電磁クラツ
    チをオンするか又は上記電磁クラツチをオフのままにし
    てフエールセーフするモータ駆動式パワーステアリング
    制御方法。
  2. （２）上記特性値を上記ＤＣモータの無負荷突入電流と
    し、上記設定値を無負荷判定電流とし、上記測定した無
    負荷突入電流が所定時間以降に上記無負荷判定電流を超
    えていると比較判定した場合には、異常と判断し、上記
    電磁クラツチをオフのままにすることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載のモータ駆動式パワーステアリン
    グ制御方法。
  3. （３）上記異常と判断した時には、警報器を駆動して異
    常警報することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
    のモータ駆動式パワーステアリング制御方法。
JP4967887A 1987-03-04 1987-03-04 モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御方法 Expired - Lifetime JPH06506B2 (ja)

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