JPS6382874A - 車両用の電動機式動力舵取装置 - 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） こめ発明□は操舵力の伝達系に操舵補助力を発生する電
動機を備えた車両用の電動機式動力舵板装置に係り、詳
□しくは、エンジンの安定運転時にのみ電動機への給電
を評容してバッテリの保護を図る電動機式動力舵取装置
に関する。

（従莱の技術） 操舵力の伝達系に操舵補助力を発生する電ａｍを有した
車両の□電動機式動力舵取装置にあっては、一般に、操
向ハンドルの操舵速度、操舵角度、操舵力あるいは車両
の車速等の操舵情報に基づき電動機へ通電す□葛電流を
制御し、この電動機が発生する操舵補助力を操向ハンド
ルへ加えられる手動操舵力とともに操向車輪へ伝達して
運転□者の操舵負担を軽減する。

（本発明が解決しようとする閤題点） しかしながら、このような車両用の電動機式動力舵取装
置にあっては、’を動機の消費電力が大きいため、エン
ジンが安定した回転状態に無くオルタネータが充分に発
電していない場合に操向ハンドルが操舵されて電動機に
通電されると、バッテリが過放電を生じてバッテリの耐
久性に悪影響を与えるという問題点があった。

この発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、オル
タネータが充分に発電していない場合には電動機への給
電を停止する電動機式動力舵取装置を提供し、バッテリ
の過放電を防止してバッテリの保護を図ることを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） この発明は、第１図の全体構成図に示すように、操舵力
の伝達系に操舵補助力を発生する電動機を備えた車両用
の電動機式動力舵取装置において、 車両のエンジンの回転数を検出するエンジン回転速度検
知手段と、該エンジンの回転速度検知手段の出力信号に
基づき前記エンジンの回転数が所定回転数以下の時前記
電動機への通電を停止Ｆ：、する給電停止手段と、 を備えることを要旨とする。

（作用） この発明にかかる車両用の電動機式動力舵取装置によれ
ば、オルタネータが充分に発電していないエンジンの低
速回転時において、電動機への通電が停止される。した
がって、バッテリが過放電を生じること無く、バッテリ
の耐久性を向上させることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第２図から第７図は本発明の一実施例にかかる電動機式
動力舵取装置を表し、第２図が機構部分の断面図、第３
図が第２図の■−ｍ矢視断面図、第４図が第２図のＩ’
ｌｒ−■矢視断面図、第５図が第２図のＶ−■矢視断面
図、第６図がブロック図、第７図がフローチャートであ
る。

第２図において、（１１）は図外の操向ハンドルにステ
アリングシャフト等を介して連結されたピニオン軸であ
り、このピニオン軸（１１）は軸受（１２）。

（１３）によりピニオンホルダ（１４）に回転自在に支
承されている。ピニオンホルダ（１４）はその回転中心
がピニオン軸（１１）の回転中心に対して偏心し、軸受
（１５）、（１Ｂ）によりラックケース（１７）に回転
自在に支承されている。ピニオン軸（１１）にはピニオ
ンギヤ（ｌｌａ）が固設され、このピニオンギヤ（ｌｌ
ａ）がラック軸（２０）の図中背面側に形成されたラッ
ク尚（２０ａ）に噛合している。

このピニオン軸（１１）の周囲のケース（１７）内には
、上方に操舵トルクセンサ（操舵力検知手段）（２１）
および後述する制御回路（６３）が、下方に駆動回路（
６５）が設けられている。操舵トルクセンサ（２１）は
、第３図に示すように、ピニオンホルダ（１４）の上面
に突設された可動コア（１４ａ）とケース（１７）内に
固着された差動変圧器（２２）とにより構成されている
。差動変圧器（２２）は、ケース（１７）に固定された
Ｅ形をなす鉄芯（２３）に１次コイル（２４）、２つの
２次コイル（２５）　、（２５）および１次コイル（２
４）の周囲に補償用の３次コイル（図示省略）を巻線し
てなり、操舵トルクすなわち操向ハンドルに作用する操
舵反力をＯｆ動ココア１４ａ）の変位で検出する。この
操舵トルクセンサ（２１）は、１次コイル（２４）に制
御回路（６３）からの交流パルス信号が印加され、２次
コイル（２５）　、（２５）がピニオンホルダ（１４）
の回転に伴う可動コア（１４ａ）との相対変位に対応し
て差動的に操舵トルク検出信号を制御回路（６３）に出
力する。なお、第２図中、（２７）はシール部材、（２
８）はキャップ、（２３）はバッテリ電源に接続される
電源コードである。

ラック軸（２０）はその両端が図外の操向車輪にタイロ
ッド等を介して連結され、図中右方のピニオンギヤ（ｌ
ｌａ）の近傍でラックガイド（図示省略）を介し、また
、図中左方でメタル軸受（３１）を介しケース（１７）
に軸方向移動可能に支持されている。

また、ケース（１７）内には、ラック軸（２０）の中央
部の周囲に操舵補助力を発生する電動４ｊＩ！（５）が
設けられている。この電動ｍ　（５）は、ラックケース
（１７）の内周面に固着された界磁石（３３）と、ラッ
ク軸（２０）の周囲に回転自在に配設されたロータ（３
４）と、ラックケース（１７）に固定されたホルダ（３
５）内に収納された整流子（３Ｂ）と、この整流子（３
８）に摺接するブラシ（３７）と、を有している。ロー
タ（３４）は軸受（３８）、（３１３）により回転自在
に支承されて出力軸として機能する筒袖（４０）を備え
、この筒袖（４０）の外周にはスキュー溝を有する１１
層鉄芯（４１）および多重巻された電機子巻線（４２）
が同軸かつ一体的に固定されている。この電機子巻線（
４２）は、整流子（３Ｂ）およびブラシ（３７）を介し
電動機駆動回路（６５）に接続され、制御回路（６３）
により駆動制御される。

さらに、ケース（１７）内には、電動４ｉ１（５）の図
中左方にギヤ（４０ａ）、（４３）、（４４）、（４５
）から構成された減速：ｆ：置（４Ｂ）が設けられてい
る。この減速装置（４６）は、第４図に示すように、ギ
ヤ（４０ａ）が筒軸（４０）の外周に形成され、このギ
ヤ（４０ａ）に小径ギヤ（４３）が噛合し、このギヤ（
４３）に一体連結された小径ギヤ（４４）がねじ軸（４
８）に固着された大径ギヤ（４５）と噛合している。ね
じ軸（４８）は、第２図に示すように、ラックケース（
１７）内にラック軸（２０）と平行に軸受（４９）　、
（５０）により回転自在に支承され、ラック軸（２０）
の移動可能距離に対応した範囲にわたって螺旋１４（４
８ａ）が形成されている。このねじ軸（４８）には、第
５図に示すように、内周面に螺旋ｙ！（５２ａ）を形成
されたナツト部材（５２）が図示しない多数のポールを
介し嵌合している。これら螺旋１＋１１　（４８ａ）　
、　（５２ａ）およびポールは周知のポールねじ機構（
５３）を構成し、このポールねじ機構（５３）によって
ねじ軸（４８）とナツト部材（５２）とが動力伝達可能
に連結されている。

ナツト部材（５２）は、一対のフランジ（５４）、（５
４）を有し、このフランジ（５４）　、（５４）をそれ
ぞれブツシュ（５５）　、　（５５）を介して貫通する
ボルト（５Ｇ）。

（５６）によりラックホルダ（５７）に固定され、ラッ
ク軸（２０）と一体の軸方向運動のみが許容されている
。ラックホルダ（５７）は、ボルト（５８）によりラッ
ク軸（２０）に一体重に締結されてラック軸（２０）と
ナツト部材（５２）とをポル）　（５Ｂ）　、（５Ｂ）
およびブツシュ（５５）、（５５）を介し結合し、ナツ
ト部材（５２）にラック軸（２０）と一体の軸方向移動
のみを許容する。上記ブツシュ（５５）　、（５５）は
、ラック軸（２０）に操舵反力に伴い作用する曲げモー
メントを吸収し、ポールねじ機構（５３）のねじ軸（４
８）に不要な荷重が加わることを防止する。

制御回路（Ｂ３）は、第６図に示すように構成され、前
述した操舵トルクセンサ（２１）とともにエンジン回転
センサ（エンジン回転速度検知手段）（６０）が接続さ
れている。エンジン回転センサ（６０）は、エンジンの
クランク軸と一体的に回転する歯車（６１）と、この歯
車（６１）に所定の間隙を隔てて対向して配置された電
磁ピックアップ（Ｂ２）とから構成されている。この電
磁ピックアップ（６２）は、制御回路（８３）に接続さ
れ、歯車（６１）の回転速度に★４応した周波数のパル
ス信号を制御回路（６３）に出力する。

制御回路（８３）は、エンジン回転センサ（６０）川の
インターフェース回路（８Ｂ）、操舵トルクセンサ（２
１）用のインターフェース回路（６７）、Ａ／Ｄｆ換回
２１６８）、マイクロコンピュータ回路（６９）および
定電圧回路（７０）を有している。エンジン回転センサ
（６０）用のインターフェース回路（ＣＧ）は、コンパ
び周波数−電圧変換回路等から構成され、エンジン回転
センサ（８Ｇ）の電磁ピックアップ（６２）が出力する
パルス信号の周波数すなわちエンジンの回転数に応じた
電位の電圧信号をＡ／Ｄ変換回路（６８）に出力する。

操舵トルクセンサ（２１）用のインターフェース回路（
６７）は、発振回路、交流ドライブ回路、整流回路およ
びローパスフィルタ回路等から構成され、前述した１次
コイル（２４）に基準交流信号を出力するとともに、ま
た、前述した２次コイル（２５）、（２５）および３次
コイルの出力を整流平滑化して操舵トルクの作用方向と
大きさを示す信号をＡ／Ｄ変換回路（８８）に出力する
。Ａ／Ｄ変換回路（６８）は、各インターフェース回路
（８Ｂ）、（６７）が出力するアナログ信号をデジタル
信号に変換し、このデジタル信号をマイクロコンピュー
タ回路（６９）から入力する制御信号に基づいてマイク
ロコンピュータ回路（６９）へ出力する。マイクロコン
ピュータ回路（６９）は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、クロックジ
ェネレータおよびタイマ等を備え、ＲＯＭに記ｋＮ４？
＋−ｙρｒ１ツノ゛：；ノ、ｔ＝？、”ｅｌ、）Ａ／ｎ
ａ！＠ｌ１ｉｌＱづｃ（ＱＱ）を経て入力する各センサ
（２１）、（ＧＯ）の出力信号を処理し、駆動回路（８
５）へパルス幅変調制御信号（ＰＷＭ信号）を出力する
。定電圧回路（７ｏ）は。

キースイッチ（７１）を介してバッテリ（７２）に接続
され、各回路（８Ｂ）、（６７）、（Ｈ）、（８９）へ
定電圧電力を供給する。

駆動回路（６５）は、電界効果型トランジスタのブリッ
ジ回路、昇圧回路、リレー回路およびゲート制御回路等
を混成して構成されている。この駆動回路（６５）は、
キースイッチ（７１）を介しバッテリ（７２）に接続さ
れ、マイクロコンピュータ回路（６９）から入力するＰ
ＷＭ信号に応じた衝撃係数および方向の断続電流を電動
機（５）へ通電する。

次に、この実施例の作用を第７図を参照して説明する。

この電動機式動力舵取装置は、イグニッションキーが操
作されてキースイッチ（７１）がＯＮ位置に投入される
と、マイクロコンピュータ回路（８８）において第７図
のフローチャートに示す一連の処理を実行して電動４１
（５）の駆ａ制御を行う。

まず・　ステップＰ＋において、マイクロコンピュータ
回路（６８）の初期化を行い、内部のレジスタ等の記憶
データの消去等を行う、続いて、ステップＰ２では、他
に定義されているサブルーチンに従い初期故障診断が行
われ、全てが正常に機能している場合にのみステップＰ
３へ進む。

ステップＰ３においては、操舵トルクセンサ（２１）の
出力信号を読み込み、次のステップＰ４で、操舵トルク
の大きさと方向を判別し、続いてステップＰ５において
、操舵トルクの大きさから電動４ｆ！（５）へ通電する
継続電流の衝撃係数すなわち電流値を決定する。

次に、ステップＰ６では、エンジン回転センサ（６０）
の出力信号を読み込み、ステップＰ７において、エンジ
ンの回転数が所定回転数より大きいか否かを判別する。

このステップＰ７における所定回転数は、エンジンによ
って駆動されるオルタネータが充分に発電しているか否
かを判断できる値に決定され１例えば、アイドル回転数
より若干小さな値または０に定められる。このステップ
Ｐ７では、エンジンの回転数が所定回転数以下であると
判断されるとステップＰ８へ進み、また、エンジンの回
転数が所定回転数を超えていると判断されるとステップ
ｐＨへ進む。

ステップＰ８においては、カウンタによって、このルー
チンの実行回数の計数すなわちエンジンの回転数が所定
回転数を超えた後の時間の計時を行う、そして、次のス
テップＰ９において、ルーチンの実行回数が所定回数を
超えている否かを判断し、ルーチンの実行回数が所定回
数を超えていると制御を停止し、ルーチンの実行回数が
所定回転数以下であればステップｐＨへ進む、このよう
にエンジンの回転数が所定回転数以下でオルタネータが
充分に発電していない場合には、制御が中断されるため
、電動機（５）が通電されることも無く、八ツテリ（７
２）の過放電が防止され、バッテリ（７２）の耐久性を
向上させることが可能となる。

また、エンジンの回転数が所定回転数以下の状態が所定
時間継続した場合にのみ上記ステップＰＩＧの処理を行
うため、信時の一時的な乱れ等の影響をけること無く、
高い信頼性を得ることができる。なお、この制御が中断
した後は、キースイッチ（７１）が再度ＯＮ位置に投入
されるとステップＰＩからの処理が再び実行される。

ステップＰＩＧにおいては、ルーチンの実行回数計数用
のカウンタをリセットし、次のステップｐＨにおいて、
操舵トルクの方向から電動機（５）へ通電する電流の方
向を決定する。この後、ステップＰ１２において、上記
ステップＰ５で決定された衝撃係数および上記ステップ
Ｐ１２で決定された通電方向を表示するＰＷＭ信号を駆
動回路（６５）へ出力する。そして、駆動回路（６５）
は、入力するＰＷＭ信号に基づいてステップＰ５で決定
された衝撃係数でステップＰ１２で決定された通電方向
の継続電流を通電する。したがって、電動機（５）はエ
ンジンの回転数が所定回転数を超える時には操舵トルク
に応じた衝撃係数の継続電流が通電されて操舵トルクに
応じた補助力を生じ、運転者の操舵負担が軽減される。

なお、上述した実施例では、エンジンの回転数が所定回
転数以下の場合に電動機（５）への通電を完全に停止す
るが、電動機（５）へ通電電流を減少させるようにして
もよく、また、エンジンの回転数に限らずバッテリ（７
２）の電圧、オルタネータの発生電圧あるいは発生電流
が所定値以下の場合に電動機（５）への通電を停止する
ように構成してもバッテリ（７２）の保護が図れること
は、言うまでもない。

さらに、上述した実施例において、操舵力あるいは操舵
速度が大きい場合にはエンジンの回転数が所定回転数以
下でも電動ｍ　（５）への通電を継続するようにすると
、緊急回避等を円滑に行うことができ、安全性が向上す
る。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明にかかる車両用の電
動機式動力舵取装置によれば、オルタネータが充分に発
電していない時には電動機への通電を停ａ−するため、
バッテリの過放電が防止されてバッテリの耐久性の向り
を図ることが可能となる。また、特にエンジンＯストッ
プ時に不必要に装置を作動させることがなく、バッテリ
あがりを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる車両の電動機式動力舵取装置
の全体構成図である。第２図から第７図はこの発明の一
実施例にかかる電動機式動力舵取装置を示し、第２図が
縦断面図、第３図が第２図の■−■矢視断面図、第４図
が第２図のＴＶ−ＩＶ矢視断面図、第５図が第２図のｖ
−■矢視断面図、第６図がブロック図、第７図がフロー
チャートである。 ５・・・電動機 １１・・・ビニオン軸　　　１１ａ・・・ビニオンギア
１４・・・ビニオンホルダ　１４ａ・・・可動コア２０
・・・ラック軸　　　　２１・・・トルクセンサ２２・
・・差動変圧器 ６０・・・エンジン回転センナ（エンジン回転速度検知
手段） ６３・・・制御回路（給電停止手段） ６５・・・駆動回路 ６９・・・マイクロコンピュータ回路 ７２・・・バー、テリ 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代　　理
　　人　　弁理士　　　　　下　　　１）　　容　一部
間　　　弁理士　　　大　　橋　　邦　　部同　　　弁
理士　　　小　　山　　　　右同　　　弁理士　　　野
　　１）　　　茂第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）操舵力の伝達系に操舵補助力を発生する電動機を
   備えた車両用の電動機式動力舵取装置において、 車両のエンジンの回転数を検出するエンジン回転速度検
   知手段と、 該エンジンの回転速度検知手段の出力信号に基づき前記
   エンジンの回転数が所定回転数以下の時前記電動機への
   通電を停止する給電停止手段と、 を有することを特徴とする車両用の電動機式動力舵取装
   置。
2. （２）前記給電停止手段は、エンジンの回転数が所定回
   転数以下の状態が所定時間継続した場合にのみ前記電動
   機への給電を停止することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の車両用の電動機式動力舵取装置。