JP2890749B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に
高速域でハンドルの操作を重くした電動パワーステアリ
ング装置に関するものである。

〔従来の技術〕 第４図に、従来の電動パワーステアリング装置の構成
を示す。この第４図にあっては、車速に応じてステアリ
ングハンドルの操作が重くなる車速感応型電動パワース
テアリング装置の場合を示す。この第４図において、符
号１は車両のスピードメータに設置された車速センサ、
符号２はステアリングハンドルのトルクを検出するステ
アリングセンサ、符号３はステアリングモータの回転数
を減速する減速機、符号４はパワーステアリング用の動
力を供給するステアリングモータとクラッチ、符号５は
エンジンの回転に応じて交流電圧を発生するジェネレー
タ、符号６はステアリング軸の回転を前輪の転向装置に
伝達するステアリングギヤ、符号７はエンジンの回転を
検出する回転センサ、符号８は車両用のバッテリ、符号
９は電動パワーステアリング装置の制御を行うパワース
テアリング制御モジュールである。

第４図において、直流モータからなるステアリングモ
ータおよびクラッチ４は、ステアリングコラムに取りつ
けられていて、ウオームギヤからなる減速機３を介して
減速して、ステアリングシャフト12を回転させることに
よって、ステアリング操作に対するアシスト力（補助操
作力）を発生する。

この際、パワーステアリング制御モジュール９は、ス
ピードメータに設けられた車速センサ１の信号と、ステ
アリングシャフトに取りつけられたステアリングセンサ
２の信号とに基づいて、ステアリングモータ４に供給す
るモータ電流を制御してその回転数と回転方向を変化さ
せることによって、ステアリングハンドルに対するアシ
スト力の大きさと方向を、車速に応じて変化させるよう
にしている。

すなわち、車速の増大に伴ってステアリングハンドル
に対するアシスト力が小さくなるようにするとともに、
ある程度以上の高速域ではクラッチを作動させてステア
リングモータを切り離すことによって、アシスト力を０
にするような制御を行う。

第５図は、アシスト電流制御マップ（マップ１）を例
示したものであって、従来の電動パワーステアリング装
置におけるステアリングモータの電流と、トルク値との
関係を示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に高速域では、ステアリングハンドルにおける操
作力（操舵力）を大きくした方が、直進操縦安定性が向
上することが知られている。例えばスポーツ車の場合、
90km/h程度以上の高速域では、ステアリングハンドルの
操作が重くなるようにした方が、直進安定性の改善のた
めに望ましいとされている。

しかしながら、第４図に示されたような従来の電動パ
ワーステアリング装置では、ステアリング装置自体はパ
ワーステアリング装置を有しない通常の車両の場合と同
じであるため、ステアリングシャフトの回転を前輪の転
向装置に伝達するステアリングギヤ６のギヤ比は、いず
れの場合も同じである。

そのため、高速域ではパワーステアリング装置が動作
しないようにしているにもかかわらず、ステアリングハ
ンドルにおける操作力（操舵力）は比較的小さい。

上述のように、高速域での直進時には、操縦性を安定
させるために、ステアリングハンドルの操作は重い方が
よいが、従来のパワーステアリング装置ではその構造上
よりそのようにすることができないという問題があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は、このような従来技術の課題を解決しようと
するものであって、電動パワーステアリング装置におい
て、高速時にステアリングハンドルの操作を十分重くす
ることができる、電動パワーステアリング装置を提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ステアリングハンドル11が操作されたとき
ステアリングモータ13を駆動してステアリングシャフト
12に対する補助操作力を発生するとともに、車速を検出
して複数の速度域ごとに、ステアリングモータ13をステ
アリングハンドル11に対して結合するクラッチ15をオン
又はオフにするようにした電動パワーステアリング装置
であって、ショートリレー23を設けてステアリングモー
タ13を短縮できるように構成するとともに、複数の速度
域を定める、第一所定車速と、第一所定車速以上の第二
所定車速とを設け、第一所定車速以下ではクラッチ15を
オンにして補助操作力を発生し、第一所定車速以上かつ
第二所定車速以下ではクラッチ15をオフにして補助操作
力を発生せず、第二所定車速以上ではクラッチ15をオン
にするとともにこのショートリレー23を動作させてステ
アリングハンドル11における操作力を大きくする、とい
う構成をとっている。

これによって前述した目的を達成しようとするもので
ある。

〔作用〕

車速感応型電動パワーステアリング装置においては、
ステアリングハンドルが操作されたとき、これを検出し
てステアリングモータを駆動して、ステアリングシャフ
トに対する補助操作力を発生するようにする。そして車
速を検出して、所定車速以上ではステアリングモータを
結合するクラッチをオフにして、この補助操作力を遮断
するようにしている。

このようなパワーステアリング装置において、ショー
トリレーを設けてステアリングモータを短縮できるよう
に構成する。そして高速域では、クラッチをオンにする
とともに、このショートリレーを動作させてステアリン
グモータを短絡することによって、ステアリングハンド
ルの操作力を大きくする。

従って本発明によれば、高速時にステアリングハンド
ルの操作を十分重くすることができ、高速時の直進操縦
安定性を向上させることができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づ
いて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示したものであって、
本発明の電動パワーステアリング装置のシステム構成を
示している。図中、符号11はステアリング操作を行うた
めのステアリングハンドル、符号12はステアリング操作
力を伝達するステアリングシャフト、符号13はステアリ
ングシャフトに対する補助操作力を付与するためのステ
アリングモータ、符号14はステアリングモータ13の回転
を減速するウオームギヤからなる減速機、符号15はステ
アリングモータ13と減速機14とを結合するクラッチ、符
号16はステアリングシャフト12の基部に設けられたトル
クセンサ部、符号17はステアリングシャフト12と図示さ
れない前輪の転向装置とを結合するラックピニオン部を
構成するラックである。

また、符号18は車両用バッテリ、符号19はイグニショ
ンスイッチ、符号20はイグニションスイッチ19の回路に
挿入されたフューズ、符号21はパワーリレー、符号22は
電動パワーステアリング装置を含む車両の電気系の制御
を行うコントローラ、符号23はステアリングモータ13を
短絡するためのショートリレーである。

本発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリン
グハンドル11が操作されたときステアリングモータ13を
駆動してステアリングシャフト12に対する補助操作力を
発生するとともに、車速を検出して所定車速以上ではス
テアリングモータ13を結合するクラッチ15をオフにして
補助操作力を遮断するようにした電動パワーステアリン
グ装置において、ショートリレー23を設けて、ステアリ
ングモータ13を短絡できるように構成し、高速域ではク
ラッチ15をオンにするとともにショートリレー23を動作
させることによって、ステアリングハンドル11における
操作力を大きくするようにしたものである。

第１図において、ステアリングハンドル11に加えられ
た操作力は、ステアリングシャフト12を経てラックピニ
オン部に伝えられ、ラック17を左右に移動させることに
よって、前輪が転向されるようになっている。

イグニションスイッチ19をオンにした状態では、バッ
テリ18からフューズ20を経てパワーリレー21に通電され
ることによって、パワーリレー21がオンになり、その接
点を経てコントローラ22に電源が与えられて動作状態と
なる。

そして、この状態でステアリングハンドル11を操作す
ると、トルクセンサ部16によってこれを感知して、コン
トローラ22から電流を供給することによって、ステアリ
ングモータ13が回転し、クラッチ15がオンの状態では減
速機14を経てステアリングシャフト12に操作力が与えら
れて、パワーアシストが行われる。

本発明の電動パワーステアリング装置の動作は、速度
域によって異なる。

第２図は、本発明の電動パワーステアリング装置にお
ける、パワーアシスト動作を示すフローチャートであ
る。

コントローラ22は、図示されない車速センサからの車
速信号の状態が、45km/h以上であるか否かをみる。車速
が45km/h以上でないときは、クラッチ15はオンにされて
おり、第５図に示された従来と同じマップ１のアシスト
電流制御特性によって、ステアリングモータ13を駆動し
て、通常の電動パワーステアリング動作を行わせる。

車速信号の状態が45km/h以上である場合には、コント
ローラ22はステアリングモータ13に対する電流の供給を
オフにするとともに、クラッチ15をオフにする。従って
この状態では、ステアリングシャフトに対するパワーア
シストは行われない。

次に車速センサからの車速信号の状態が、90km/h以上
であるか否かをみる。車速が90km/h以上でないときは、
処理を終了しもとの状態にもどる。一方、車速が90km/h
以上のときは、ショートリレー23に通電してこれを動作
させて、ステアリングモータ13を短絡するとともに、ク
ラッチ15をオンにしてステアリングモータ13と減速機14
とを結合させる。

この状態でステアリングハンドル11を操作すると、ス
テアリングモータ13が回転して、逆起電力を発生する。
ステアリングモータ13は短絡されているため、この逆起
電力によってステアリングモータ13の回転を妨げる方向
のトルクが発生するので、ステアリングハンドル11の操
作が重くなる。

この場合、ショートリレー23を周期的にオン，オフす
るデューティを車速によって変えることによって、速度
域に応じてより効果的に操舵力の制御を行うことができ
る。

第３図は、ショートリレーのオン，オフデューティの
駆動曲線を示したものであって、例えば90km/h〜100km/
hと100km/h〜120km/hとで、デューティ比の変化率を変
えながら次第にデューティ比を大きくして、次第に操舵
力が大きくなるようにする。さらに120km/h以上ではデ
ューティ比を100％一定として、常時逆起電力が発生す
るようにして、ステアリングハンドル11の操作を最大限
に重くすることが示されている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、電動パワーステ
アリング装置において、高速走行時にステアリングハン
ドルの操作を重くすることができ、従って直進時の操縦
安定性が向上して、運転者に対する運転上の負担を軽く
することができるという従来にない優れた電動パワース
テアリング装置を提供することができる。

本発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリン
グモータ部にショートリレーを追加するだけで実現でき
るので、安価に実施できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明の
電動パワーステアリング装置におけるパワーアシスト動
作を示すフローチャート、第３図はショートリレーのオ
ン，オフデューティの駆動曲線を示す図、第４図は従来
の電動パワーステアリング装置を示す図、第５図は従来
の電動パワーステアリング装置におけるアシスト電流制
御マップを例示する図である。 11……ステアリングハンドル、12……ステアリングシャ
フト、13ステアリングモータ、15……クラッチ、23……
ショートリレー。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングハンドルが操作されたときス
   テアリングモータを駆動してステアリングシャフトに対
   する補助操作力を発生するとともに、車速を検出して複
   数の速度域ごとに、前記ステアリングモータを前記ステ
   アリングハンドルに対して結合するクラッチをオン又は
   オフにするようにした電動パワーステアリング装置であ
   って、 前記ステアリングモータを短絡するショートリレーを設
   け、 前記速度域を定める、第一所定車速と、この第一所定車
   速以上の第二所定車速とを設け、 前記第一所定車速以下では前記クラッチをオンにして前
   記補助操作力を発生し、前記第一所定車速以上かつ前記
   第二所定車速以下では前記クラッチをオフにして前記補
   助操作力を発生せず、前記第二所定車速以上では前記ク
   ラッチをオンにするとともに前記ショートリレーを動作
   させてステアリングハンドルにおける操作力を大きくす
   ることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】前記第二所定車速以上では、前記ショート
   リレーを断続的にオンにするとともに、車速の増加に従
   って、当該オンにする時間を長くすることにより、次第
   に前記操作力を大きくする、請求項１記載の電動パワー
   ステアリング装置。