JP2004066877A

JP2004066877A - Power steering device

Info

Publication number: JP2004066877A
Application number: JP2002225820A
Authority: JP
Inventors: Naoto Shima; 島　直人; Tsunefumi Arita; 有田　恒文; Masashi Takai; 高井　正史; Shiro Suo; 周防　士朗; Noboru Shimizu; 清水　昇
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: JP3742785B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power steering device contributing to further saving of energy by eliminating energy loss when a vehicle stops or is in a slow speed running condition while holding a steering wheel. <P>SOLUTION: This power steering device is provided with a circuit 20 for running and a circuit 21 for stop to switch the circuit 20 for running and the circuit 21 for stop by a switching means 22. A controller C determines a current command value Ic for switching the switching means 22 based on vehicle speed signal Sv. A current command value Iθ2 for stop provides a dead zone d2, which is set to be larger than a dead zone d1 of a current command value Iθ1 for running. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
この発明は、パワーシリンダ側に導く流量を制御する流量制御弁を備えたパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７および図８に示した従来の装置は、特開２００１−１６３２３３に記載された流量制御弁Ｖである。
この流量制御弁ＶにはポンプＰを接続するとともに、スプール１は、その一端を一方のパイロット室２に臨ませ、他端を他方のパイロット室３に臨ませている。上記一方のパイロット室２は、ポンプポート４を介してポンプＰに常時連通している。また、他方のパイロット室３にはスプリング５を介在させている。このようにした両パイロット室２，３は、可変オリフィスａを介して、たがいに連通している。この可変オリフィスａは、ソレノイドＳＯＬに対するソレノイド電流指令値ＳＩに応じて開度を制御するが、この詳細は後で説明する。
【０００３】
すなわち、一方のパイロット室２は、流路６→可変オリフィスａ→流路７を経由してパワーシリンダ８を制御するステアリングバルブ９の流入側に連通している。また、他方のパイロット室３は、流路１０および流路７を介してステアリングバルブ９の流入側に連通している。
したがって、上記両パイロット室２，３は、可変オリフィスａを介して連通することになり、可変オリフィスａの上流側の圧力が一方のパイロット室２に作用し、下流側の圧力が他方のパイロット室３に作用することになる。
【０００４】
そして、スプール１は、一方のパイロット室２の作用力と、他方のパイロット室３の作用力とがバランスした位置を保つが、そのバランス位置において、前記ポンプポート４とタンクポート１１との開度が決められる。
今、エンジン等からなるポンプ駆動源１２が停止していると、ポンプポート４に圧油が供給されない。ポンプポート４に圧油が供給されなければ、両パイロット室２，３には圧力が発生しないので、スプール１はスプリング５の作用で図示のノーマル位置を保つ。
【０００５】
なお、図中符号１３はスプール１の先端に形成したスリットで、スプール１が図示の位置にあるときにも、このスリット１３を介して一方のパイロット室２が流路７に常時連通するようにしている。言い換えると、スプール１が図示の状態にあって、流路６を閉じているようなときにも、ポンプＰの吐出油が、このスリット１３を介して、ステアリングバルブ９側に供給されるようにしている。
【０００６】
このように微少流量であるが、ステアリングバルブ９側に圧油を供給するようにしたのは、装置全体の焼き付きの防止、キックバック等の外乱の防止、および応答性の確保を目的にしているからである。
【０００７】
そして、上記のノーマル状態からポンプＰが駆動して、ポンプポート４に圧油が供給されると、可変オリフィスａに流れができるので、そこに差圧が発生する。この差圧の作用で、両パイロット室２，３に圧力差が発生し、この圧力差に応じてスプール１がスプリング５に抗して移動し、上記バランス位置を保つ。
このようにスプール１がスプリング５に抗して移動することによって、タンクポート１１の開度を大きくするが、このときのタンクポート１１の開度に応じて、ステアリングバルブ９側に導かれる制御流量ＱＰと、タンクＴあるいはポンプＰに還流される戻り流量ＱＴの分配比が決まる。言い換えれば、タンクポート１１の開度に応じて制御流量ＱＰが決まることになる。
【０００８】
上記のように制御流量ＱＰが、スプール１の移動位置で決まるタンクポート１１の開度に応じて制御されるということは、結局は、可変オリフィスａの開度に応じて制御流量ＱＰが決まることになる。なぜなら、スプール１の移動位置は、両パイロット室２，３の圧力差で決まるとともに、この圧力差を決めているのが可変オリフィスａの開度だからである。
【０００９】
したがって、車速や操舵状況に応じて、制御流量ＱＰを制御するためには、可変オリフィスａの開度、すなわちソレノイドＳＯＬに対するソレノイド電流指令値ＳＩを制御すればよいことになる。
なぜなら、可変オリフィスａは、ソレノイドＳＯＬが非励磁状態のときにその開度を最少に保ち、励磁電流を大きくしていくにしたがってその開度を大きくするからである。
【００１０】
なお、前記ステアリングバルブ９は、図示していないステアリングホィールの入力トルク（操舵トルク）に応じて、パワーシリンダ８の圧力を制御するものである。例えば、操舵トルクが大きければ、パワーシリンダ８への供給量を大きくし、操舵トルクが小さければそれに応じてパワーシリンダ８の圧力を小さくするようにしている。この操舵トルクとステアリングバルブ９の切り換え量は、図示していないトーションバーなどのねじれ反力によって決まることになる。
【００１１】
上記のように操舵トルクが大きいときに、ステアリングバルブ９の切り換え量を大きくすれば、その分、パワーシリンダ８によるアシスト力が大きくなる。反対に、ステアリングバルブ９の切り換え量を小さくすれば、上記アシスト力は小さくなる。
そして、ピストンの移動速度によって決まるパワーシリンダ８の必要（要求）流量ＱＭと、流量制御弁Ｖで決められる制御流量ＱＰとをなるべく等しくすれば、ポンプＰ側のエネルギー損失を低く抑えることができる。なぜなら、ポンプＰ側のエネルギー損失は、制御流量ＱＰとパワーシリンダ８の要求流量ＱＭとの差によって発生するからである。
【００１２】
上記のように制御流量ＱＰを、パワーシリンダ８の要求流量ＱＭにできるだけ近づけるために、可変オリフィスａの開度を制御するのが、ソレノイドＳＯＬに対するソレノイド電流指令値ＳＩであり、このソレノイド電流指令値ＳＩを制御するのが、コントローラＣである。そして、このコントローラＣには、操舵角センサ１４と車速センサ１５とを接続し、これら両センサの出力信号に基づいて、ソレノイド電流指令値ＳＩを制御するようにしている。
【００１３】
なお、符号１６は、コントローラＣとソレノイドＳＯＬとの間に接続したソレノイドＳＯＬの駆動装置である。また、符号１７，１８は絞りであり、符号１９はリリーフ弁である。
【００１４】
上記コントローラＣには、上記操舵角センサ１４、車速センサ１５から操舵角信号Ｓθ、操舵角速度信号Ｓωおよび車速信号Ｓｖが入力される。
上記操舵角信号Ｓθは、操舵角センサ１４によって検出した操舵角に基づいて算出し、車速信号Ｓｖは、車速センサ１５によって検出した車速に基づいて算出している。また、操舵角速度信号Ｓωは、上記操舵角信号Ｓθを微分して算出したものである。ただし、この操舵角速度信号Ｓωは、操舵角速度センサを別に設けて、この操舵角速度センサによって直接求めてもよい。
【００１５】
上記コントローラＣは、操舵角信号Ｓθ、操舵角速度信号Ｓωおよび車速信号Ｓｖを基準にして、ソレノイドＳＯＬの励磁電流の基礎となるソレノイド電流指令値ＳＩを出力するが、以下にこのコントローラＣの作用について説明する。
操舵角信号Ｓθと電流指令値Ｉθとは、その操舵角信号Ｓθと制御流量ＱＰとの関係がリニアな特性になる理論値に基づいて決めている。また、操舵角速度信号Ｓωと電流指令値Ｉωとの関係も、操舵角速度信号Ｓωと制御流量ＱＰとがリニアな特性になる理論値に基づいて決めている。
【００１６】
ただし、電流指令値Ｉθおよび電流指令値Ｉωは、操舵角信号Ｓθおよび操舵角速度信号Ｓωが、ある設定値以上にならなければいずれもゼロを出力するようにしている。つまり、ステアリングホィールが中立あるいはその近傍にあるときには、上記電流指令値ＩθもＩωもゼロになるようにしている。つまり、その中立近傍に不感帯域を設けている。
【００１７】
また、上記電流指令値Ｉθ、Ｉωは、テーブル値としてコントローラＣにあらかじめ記憶させておいてもよいし、操舵角信号Ｓθあるいは操舵角速度信号Ｓωを基にして、その都度コントローラＣに演算させるようにしてもよい。
いずれにしても電流指令値Ｉθと電流指令値Ｉωとを決定したら、これら両者を加算する。
【００１８】
上記のようにして両電流指令値Ｉθ、Ｉωを加算したら、この加算値（Ｉθ＋Ｉω）に、車速信号Ｓｖに基づいた電流指令値Ｉｖを乗算する。
この車速信号Ｓｖに基づいた電流指令値Ｉｖは、車速が低速域では１を出力し、高速域ではゼロを出力する。また、低速域と高速域との間の中速域では、１からゼロまでの小数点以下の値を出力するようにしている。
【００１９】
したがって、上記加算値（Ｉθ＋Ｉω）に車速信号Ｓｖに基づいた電流指令値Ｉｖを乗算すれば、低速域では（Ｉθ＋Ｉω）がそのまま出力され、高速域では（Ｉθ＋Ｉω）がゼロになる。
また、中速域では、速度が上がれば上がるほどそれに反比例した値が出力されることになる。
上記のようにして、（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖが決まったら、それにスタンバイ用の電流指令値Ｉｓを加算する。
【００２０】
このスタンバイ用の電流指令値Ｉｓは、可変オリフィスａのソレノイドＳＯＬに所定の電流を常に供給するためのものである。つまり、操舵角信号Ｓθ、操舵角速度信号Ｓωおよび車速信号Ｓｖに基づいた電流指令値が全てゼロの場合でも、電流指令値Ｉｓによってソレノイド電流指令値ＳＩが確保されるようにして、可変オリフィスａが一定の開度を保ち、所定のスタンバイ流量ＱＳがステアリングバルブ９側に常に供給されるようにしている。
【００２１】
一方、省エネという観点からすると、パワーシリンダ８およびステアリングバルブ９側の要求流量ＱＭがゼロなら、流量制御弁Ｖの制御流量ＱＰもゼロにするのが理想的である。つまり、制御流量ＱＰをゼロにするということは、ポンプＰの吐出量全量をタンクポート１１からポンプＰまたはタンクＴに還流させること意味する。そして、タンクポート１１からポンプＰまたはタンクＴに還流する流路は、本体Ｂ内にあって非常に短いので、その圧力損失がほとんどない。圧力損失がほとんどないので、ポンプＰの駆動トルクも最小に抑えられ、その分、省エネにつながることになる。
このような意味から、要求流量ＱＭがゼロのときに、制御流量ＱＰもゼロにするのが、省エネという観点からは有利になる。
【００２２】
それにもかかわらず、要求流量ＱＭがゼロのときでもスタンバイ流量ＱＳを確保しているのは、次の２つの理由からである。
【００２３】
▲１▼キックバック等の外乱やセルフアライニングトルクに対抗
タイヤに外乱やセルフアライニングトルク等による抗力が作用すると、それがパワーシリンダ８のロッドに作用する。もし、スタンバイ流量を確保しておかなければ、この外乱やセルフアライニングトルクによる抗力で、タイヤがふらついてしまう。しかし、スタンバイ流量を確保しておけば、たとえ上記抗力が作用したとしても、タイヤがふらついたりしない。すなわち、上記パワーシリンダ８のロッドには、ステアリングバルブ９を切り換えるためのピニオン等がかみ合っているので、上記抗力が作用すると、ステアリングバルブも切り換わって、その抗力に対抗する方向にスタンバイ流量を供給することになる。したがって、スタンバイ流量を確保しておけば、上記キックバックによる外乱やセルフアライニングトルクに対抗できることになる。
【００２４】
▲２▼応答性の確保
上記のようにスタンバイ流量ＱＳを確保しておけば、それが全然ないときよりも、目的の制御流量ＱＰに到達する時間が短くてすむ。この時間差が応答性になるので、結局、スタンバイ流量ＱＳを確保した方が、応答性を向上させることができる。
【００２５】
今、車速が低速域にある状態で操舵すれば、その時の操舵角θと操舵角速度ωによって、電流指令値ＩθとＩωとが決まる。そして、これら指令値を加算するとともに、この加算値（Ｉθ＋Ｉω）に車速ｖに応じた電流指令値Ｉｖ＝１を掛け合わせる。その乗算値である（Ｉθ＋Ｉω）に、スタンバイ流量を確保するための電流指令値Ｉｓをさらに加算する。
すなわち、低速域では、ソレノイド電流指令値ＳＩは、ＳＩ＝Ｉθ＋Ｉω＋Ｉｓということになる。
【００２６】
なお、上記のように操舵角θによる電流指令値Ｉθと、操舵角速度ωによる電流指令値Ｉωとを加算しているのは、次の理由からである。
第１の理由は、応答性を確保することである。つまり、パワーシリンダ８やステアリングバルブ９側の要求流量ＱＭに対して、常に、多めの制御流量ＱＭを供給している方が、パワーシリンダの応答性がよくなる。
【００２７】
第２の理由は、保舵時の安定を確保するためである。例えば、ステアリングバルブ９側の要求流量ＱＭを推定するには、操舵トルクに最も近似している操舵角速度ωを利用するのがよい。
したがって、理論的には、操舵角速度ωによる電流指令値Ｉωだけでも、それなりの制御が可能になる。しかし、操舵角速度ωは、ステアリングを操舵している最中にしか発生しない。例えば、ステアリングをある角度操舵して、その舵角の位置でステアリングを止めて保舵しているときには、操舵角速度ωはゼロになってしまう。
【００２８】
もし、上記のような保舵時に、制御流量ＱＰを確保できなければ、車両のセルフアライニングトルクや外力に対する保舵力が大きくなってしまう。
しかし、上記ように操舵角θをパラメータにしておけば、保舵時であっても操舵角θが保たれているので、電流指令値Ｉθを確保できる。したがって、この電流指令値Ｉθで保舵に必要なパワーを維持できることになる。
なお、上記操舵角θと操舵角速度ωとの関係は、低速域、中速域および高速域での走行中にもすべて同じようにあてはまることである。
【００２９】
また、低速域での走行中でも、直進走行時などでステアリングホィールを中立位置近傍に保っているときには、操舵角θによる電流指令値Ｉθおよび操舵角速度ωによる電流指令値Ｉωはゼロになってしまう。しかし、この場合にも、電流指令値Ｉｓだけは出力されるので、スタンバイ流量は必ず確保されることになるので、キックバック等による外乱にも対抗できる。しかも、スタンバイ流量を確保しているので、応答性も良好に保つことができる。
【００３０】
車速が高速域にあるときには、車速による電流指令値Ｉｖがゼロになる。この電流指令値Ｉｖがゼロになれば、（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖ＝０となるので、制御流量ＱＰは、スタンバイ流量ＱＳだけとなり、ステアリング操作には大きな操舵トルクを必要とする。
そして、中速域での走行中には、その速度が上がるにつれて、車速による電流指令値Ｉｖが小さくなっていくので、それにともなって制御流量ＱＰも少なくなる。したがって、大きな操舵トルクを必要とすることになる。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにした従来のパワーステアリング装置では、ステアリングホィールを切ったままで、言い換えると操舵角を保ったままで車両を停止させたときには、電流指令値Ｉθが操舵角に応じた値を出力する。また、ステアリングホィールを切ったまま停止しているときには、操舵角速度ωによる電流指令値Ｉωはゼロであり、車速ｖによる電流指令値Ｉｖが１を出力することになる。
したがって、ステアリングホィールを切ったまま停止しているときには、操舵角に応じた電流指令値Ｉθが出力されることになる。
【００３２】
上記のように操舵角を保ったまま停止しているときに電流指令値Ｉθが出力されるということは、その分、ステアリングバルブ９に圧油が必要以上に供給されることになり、エネルギーロスになるという不具合があった。
なお、操舵角を保ったまま車両を停止させる状況としては、次の場合が考えられる。例えば、ステアリングホィールを切ったまま車庫入れを終了した場合で、少しの間エンジンを切らないでいるときや、走行中に車線を変更するためにステアリングホィールを切ったが、その瞬間に信号待ちで停止するときなどである。
【００３３】
この発明の目的は、保舵しながら停止あるいは微速走行状態にある場合のエネルギーロスをなくすことによって、さらに省エネに寄与するパワーステアリング装置を提供することである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
この発明は次の装置を前提にしている。すなわち、パワーシリンダを制御するステアリングバルブと、このステアリングバルブの上流側に設けた可変オリフィスと、この可変オリフィスの開度を制御するソレノイドと、このソレノイドを駆動するソレノイド電流指令値ＳＩを制御するコントローラと、ポンプから供給される流量を、上記可変オリフィスの開度に応じてステアリングバルブに導く制御流量あるいはタンクまたはポンプに環流させる戻り流量に分配する流量制御弁とを備え、上記コントローラには、操舵角センサと車速センサとを接続し、上記操舵角センサからの操舵角信号Ｓθに応じた操舵角θを演算または記憶する一方、コントローラはこの操舵角θに応じた電流指令値Ｉθを記憶または演算するとともに、上記車速センサからの車速信号Ｓｖに応じた車速ｖを演算または記憶する一方、コントローラはこの車速ｖに応じた電流指令値Ｉｖを記憶または演算し、上記電流指令値Ｉθおよび電流指令値Ｉｖを基に可変オリフィスのソレノイド電流指令値ＳＩを制御する構成にしたパワーステアリング装置を前提にする。
【００３５】
第１の発明は、上記コントローラが、車速センサからの車速信号Ｓｖがゼロまたは設定極微速域にあるとき、可変オリフィスの開度が小さくなるようにソレノイド電流指令値ＳＩを制御する構成にしている。
上記のように車速信号Ｓｖがゼロまたは設定極微速域にあるときには、車両が停止しているか、微速走行中である。このような状況では、たとえステアリングホィールを切った状態にあっても、制御流量を必要としない。したがって、このような状態のときには、可変オリフィスの開度を極力小さくすることで、エネルギーロスを少なくすることができる。
【００３６】
第２の発明の操舵角θに応じた電流指令値Ｉθは、車速センサからの車速信号Ｓｖが設定極微速域以上の場合に対応する走行用電流指令値Ｉθ１と、上記車速信号Ｓｖがゼロまたは設定極微速域に対応する停車用電流指令値Ｉθ２とからなり、上記走行用電流指令値Ｉθ１および停車用電流指令値Ｉθ２には、上記操舵角θがゼロまたはその近傍で電流指令値Ｉθがゼロとなる不感帯を設けるとともに、上記停車用電流指令値Ｉθ２の不感帯を走行用電流指令値Ｉθ１の不感帯よりも大きくし、上記コントローラは上記いずれかの電流指令値に基づいて、ソレノイド電流指令値ＳＩを制御する構成にしている。
【００３７】
上記のように停車用電流指令値Ｉθ１の不感帯を大きくすることによって、たとえステアリングホイールをきった状態においても、車速信号Ｓｖがゼロまたは設定極微速域にあるときの出力値を小さくすることができる。この出力値が小さくなったとき、可変オリフィスの開度も小さくなるようにした。
【００３８】
第３の発明の操舵角θに応じた電流指令値Ｉθは、車速センサからの車速信号Ｓｖが設定極微速域以上の場合に対応する走行用電流指令値Ｉθ１と、上記車速信号Ｓｖがゼロまたは設定極微速域に対応する停車用電流指令値Ｉθ２とからなり、上記操舵角信号Ｓθに対する停車用電流指令値Ｉθ２の増加の割合を、操舵角信号Ｓθに対する走行用電流指令値Ｉθ１の増加の割合よりも小さくし、上記コントローラは上記いずれかの電流指令値に基づいて、ソレノイド電流指令値ＳＩを制御する構成にしている。
【００３９】
上記のように、操舵角信号Ｓθに対する停車用電流指令値Ｉθ２の増加の割合を、操舵角信号Ｓθに対する走行用電流指令値Ｉθ１の増加の割合よりも小さくすることによって、車速信号Ｓｖがゼロまたは設定極微速域にあるときの出力値を小さくすることができる。この出力値が小さくなったとき、可変オリフィスの開度も小さくなるようにした。
【００４０】
第４の発明のコントローラは、操舵角センサからの操舵角信号Ｓθに応じた操舵角速度ωを演算または記憶する一方、操舵角速度ωに応じた電流指令値Ｉωを記憶または演算するとともに、走行用電流指令値Ｉθ１と電流指令値Ｉωとを加算し、この加算した値に電流指令値Ｉｖを乗算し、その乗算値にスタンバイ用の電流指令値Ｉｓを加算し、これら合計指令値を基にソレノイド電流指令値ＳＩを制御する構成にしている。
【００４１】
第５の発明のコントローラは、操舵角センサからの操舵角信号Ｓθに応じた操舵角速度ωを演算または記憶する一方、操舵角速度ωに応じた電流指令値Ｉωを記憶または演算するとともに、走行用電流指令値Ｉθ１と電流指令値Ｉωとの何れか大きい方の電流指令値を選択するとともに、この選択した値に対して電流指令値Ｉｖを限界値とした値に、さらにスタンバイ用の電流指令値Ｉｓを加算し、これら合計指令値を基にソレノイド電流指令値ＳＩを制御する構成にしている。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１に示した第１実施形態は、図７および図８に示した従来の装置に、車両が停止あるいは極微速走行状態の場合に対応する停車用電流指令値Ｉθ２を備え、可変オリフィスａの開度を小さくするための構成を付加したものである。この構成以外は、図７に示した従来の装置と同様なので、同一の構成要素については、同一符号を用いて説明し、その詳細を省略する。
【００４３】
図１に示したように、この第１実施形態では、走行用回路２０と、停車用回路２１とを備えるとともに、これら走行用回路２０と停車用回路２１とを切り換え手段２２によって切り換えるようにしている。
また、コントローラＣは車速信号Ｓｖに基づいて、切り換え手段２２を切り換える電流指令値Ｉｃを決定する。
【００４４】
上記コントローラＣは、車速信号Ｓｖが設定極微速域Ｖａ以上である場合には、車両が走行中であると判断し、ソレノイド電流指令値ＳＩが走行用回路２０から出力されるように切り換え手段２２を切り換える。
上記走行用回路２０は、従来の回路とほぼ同様である。すなわち、コントローラＣには、操舵角センサ１４、車速センサ１５から操舵角信号Ｓθ、操舵角速度信号Ｓωおよび車速信号Ｓｖが入力される。上記コントローラＣは、上記操舵角信号Ｓθに基づいて走行用電流指令値Ｉθ１を決定し、操舵角速度信号Ｓωに基づいて電流指令値Ｉωを決定する。そして、これら両者を加算する。両電流指令値Ｉθ１、Ｉωを加算したら、この加算値（Ｉθ１＋Ｉω）に、車速信号Ｓｖに基づいた電流指令値Ｉｖを乗算する。
上記のようにして、（Ｉθ１＋Ｉω）×Ｉｖが決まったら、それにスタンバイ用の電流指令値Ｉｓを加算する。そして、この｛（Ｉθ１＋Ｉω）×Ｉｖ｝＋Ｉｓをソレノイド電流指令値ＳＩとして出力するようにしている。
【００４５】
また、上記走行用電流指令値Ｉθ１は、図示のようなテーブルに基づいて出力されるようにしているが、このテーブル値において、操舵角信号Ｓθがある設定以上にならなければゼロを出力するような不感帯ｄ１を設けている。例えば、操舵角信号Ｓθが４．５°までを不感帯ｄ１としている。
【００４６】
一方、車速信号Ｓｖがゼロまたは設定極微速域Ｖａ内にある場合には、ソレノイド電流指令値ＳＩが停車用回路２１から出力されるように切り換え手段２２を切り換える。停車用回路２１は、操舵角センサ１４から入力された操舵角信号Ｓθだけに基づいた制御をおこなう。
すなわち、コントローラＣは、操舵角信号Ｓθに基づいて停車用電流指令値Ｉθ２を決定する。そして、この電流指令値Ｉθ２にスタンバイ用の電流指令値Ｉｓを加算する。この加算値Ｉθ２＋Ｉｓをソレノイド電流指令値ＳＩとして出力するようにしている。
【００４７】
上記停車用電流指令値Ｉθ２は、図示のような不感帯ｄ２を設けている。この不感帯ｄ２は、上記走行用電流指令値Ｉθ１の不感帯ｄ１よりも、大きくなるように設定している。
例えば、上記走行用回路２０の場合、操舵角θが４．５°までを不感帯ｄ１としているが、上記停止用回路２１の場合、操舵角θが９°までを不感帯ｄ２としている。
【００４８】
つまり、走行中にステアリングを操舵した場合には、不感帯ｄ１を小さく設定しているので、少しでも操舵されたときには、その操舵角信号Ｓθに応じたソレノイド電流指令値ＳＩを出力し、その応答性を確保するようにしている。
一方、停車中あるいは極微速走行中にステアリングを操舵した場合には、不感帯ｄ２を上記走行中の不感帯ｄ１よりも大きくした。したがって、上記不感帯ｄ２を大きくした分、ステアリングを大きく操舵しても、停車用電流指令値Ｉθ２はゼロを出力する。停車用電流指令値Ｉθ２がゼロになるので、ソレノイド電流指令値ＳＩはスタンバイ用の電流指令値Ｉｓだけになる。
したがって、上記停車中あるいは極微速走行中にステアリングホィールを切った状態に保っているときのエネルギーロスを最小限に抑えることができる。
【００４９】
なお、上記停止用回路２１によってソレノイド電流指令値ＳＩが出力されている場合であっても、車速センサ１５によって極微速域Ｖａ以上であることが確認されたときには、コントローラＣによって切り換え手段２２が走行用回路２０に切り換えられる。したがって、速やかに応答性の良好な操舵をおこなうことができる。
また、上記走行用回路２０によってソレノイド電流指令値ＳＩが出力されたときには、従来例と同様の効果を発揮することができる。
【００５０】
さらに、上記電流指令値Ｉθ１、Ｉθ２は、テーブル値としてコントローラＣにあらかじめ記憶させておいてもよいし、操舵角信号Ｓθを基にして、その都度コントローラＣに演算させるようにしてもよい。いずれにしても、その不感帯ｄ１，ｄ２を設定するとともに、走行用電流指令値Ｉθ１の不感帯ｄ１よりも停車用電流指令値Ｉθ２の不感帯ｄ２の方を大きくするようにしている。
【００５１】
また、上記第１実施形態の他の例として、図２に示したように、操舵角信号Ｓθに対する停車用電流指令値Ｉθ２の増加の割合ｒ２を、操舵角信号Ｓθに対する走行用電流指令値Ｉθ１の増加の割合ｒ１よりも小さくすることも考えられる。このように停車用電流指令値Ｉθ２の増加の割合ｒ２を小さくすることによって、車速ｖが極微速域Ｖａよりも小さい場合、ステアリングホィールの操舵角θが大きくなっても停車用電流指令値Ｉθ２を小さく抑えることができる。
上記停車用電流指令値Ｉθ２を小さくすることができるので、ソレノイド電流指令値ＳＩも小さくすることができ、エネルギーロスを最小限に抑えることができる。
【００５２】
さらに、上記操舵角信号Ｓθに対する停車用電流指令値Ｉθ２の増加の割合を小さくするとともに、その不感帯ｄ２を大きくすることも考えられる。このようにした場合には、より一層、極微速域でのエネルギーロスを抑えることができる。
【００５３】
図３には、この発明の第２実施形態を示している。この第２実施形態では、次の２点で、第１の実施態様と相違させている。すなわち、第１の点は、操舵角信号Ｓθに基づいた走行用電流指令値Ｉθ１と、操舵角速度信号Ｓωに基づいた電流指令値Ｉωとを、実際の状況により近づけたことである。
第２の点は、操舵角信号Ｓθに基づいた走行用電流指令値Ｉθ１と、操舵角速度信号Ｓωに基づいた電流指令値Ｉωとを、第１実施形態のように加算するのではなく、いずれか大きい方の値を選択するようにしたことである。
【００５４】
第１実施形態との相違点である第１の点は、次のことを考慮している。ドライバーの操舵感覚を基にすれば、図４に示すように、操舵角θとそれによって特定される制御流量ＱＰとは、リニアな特性を維持するのが理想的である。
ところが、ソレノイド電流指令値ＳＩと、ソレノイドＳＯＬによる可変オリフィスａの開度で決まる制御流量ＱＰとは、図５に示すように、二乗特性に近いものになる。これは、可変オリフィスａを構成するポペットの形状とか、ソレノイドの性能とが相乗的に作用した結果である。
【００５５】
しかし、第１実施形態では、操舵角信号Ｓθによって走行用電流指令値Ｉθ１を求め、この走行用電流指令値Ｉθ１で制御流量ＱＰを特定しようとしているので、そのままだと、操舵角θと制御流量ＱＰとが、リニアな特性にならない。
そこで、この第２実施形態では、操舵角信号Ｓθによる走行用電流指令値Ｉθ１を、図３に示すように、制御流量ＱＰが最大流量に達するまでを、曲線状にしたものである。
【００５６】
ただし、この曲線を得るのに、例えば、操舵角θと制御流量ＱＰとが、図４に示すリニアな特性になるポイントを、実験によってプロットしていってもよいし、図５の曲線と図４の曲線を数式化し、図４の値を図５の値で除算して、θ＝ｆ（Ｉ）を求めてもよい。
なお、このことは、操舵角速度ωに関しても全く同じことがいえる。
【００５７】
このようにした第２実施形態によれば、操舵角θおよび操舵角速度ωと、制御流量ＱＰとがリニアな関係になるので、操舵感覚と出力とを一致させることができる。
なお、上記のように制御流量ＱＰと、操舵角θあるいは操舵角速度ωとの相対関係を、リニアな特性にする考え方は、前記した第１実施形態にも適用できること当然である。
【００５８】
また、前記した第２の相違点である操舵角信号Ｓθによる走行用電流指令値Ｉθ１と、操舵角速度信号Ｓωによる電流指令値Ｉωとのいずれか大きい方の値を選択するようにした理由を次に説明する。
例えば、第１実施形態では、走行用電流指令値Ｉθ１と電流指令値Ｉωとを加算していたが、このように指令値Ｉθ１とＩωとを加算すると、その値のふれ幅が大きくなってしまう。
【００５９】
例えば、第１実施形態のように、電流指令値Ｉθ１とＩωとを加算すると、そのグラフの曲線の中で、変化率が最も大きなところで、図６の斜線で示すような幅ができてしまう。例えば、図６におけるｘ点に注目すると、ｘ＝θ１＋ω１のときもあるし、ｘ＝θ２＋ω２のときもある。このように加算される個々の値が相違するにもかかわらず、ｘが同じ値になってしまうと、ドライバーの操舵感覚は同じなのに、電流指令値（Ｉθ１＋Ｉω）がｙ１、ｙ２の範囲で異なったものになる。
そのために、ドライバーの操舵感覚は同じなのに、出力が異なるという結果になってしまう。このような理由から、第１実施形態の場合には、操舵感が多少悪くなるということがあった。
【００６０】
そこで、この第２実施形態では、電流指令値Ｉθ１　またはＩωのうち、大きな方の値だけを選択するようにしたものである。このように一方の値だけを選択することによって、図６の斜線の部分で示したふれ幅を最小限に抑えることができる。
なお、電流指令値Ｉθ１またはＩωのうち、小さい値ではなく、大きな値を選択するようにしたのは、応答性を確保するためである。つまり、制御流量ＱＰが少ない場合よりも多めの方が、応答性がよいからである。
【００６１】
また、この第２実施形態では、車速ｖによる電流指令値Ｉｖをリミッターとして利用した点も、第１実施形態とは相違する。つまり、第１実施形態では、この電流指令値Ｉｖを、（Ｉθ１＋Ｉω）に積算していた。しかし、電流指令値Ｉｖを積算してしまうと、車速が高くなればなるほど、実質的に係数が小さくなる。係数が小さくなれば、グラフの傾きがそれだけ緩やかになる。傾きが緩やかになれば、応答性が悪くなる。
そこで、この第２実施形態では、上記のように車速による電流指令値Ｉｖをリミッターとして利用し、ソレノイド電流指令値ＳＩの傾きを一定に保つようにしたものである。
【００６２】
ただ、上記傾きの変化は、実際に、ほんのわずかなので、それを無視しても操舵感にそれほど大きな影響を及ぼさない。
したがって、この第２実施形態においても、車速ｖによる電流指令値Ｉｖを、いずれか大きい方の電流指令値Ｉθ１またはＩωに積算してもよい。
反対に、車速ｖによる電流指令値Ｉｖをリミッターとして利用することは、第１実施形態においてもそのまま適用することができる。
なお、この第２実施形態においても、走行用回路２０と、停車用回路２１とを備えるとともに、これら走行用回路２０と停車用回路２１とを切り換え手段２２を備え、コントローラＣは車速信号Ｓｖに基づいて、切り換え手段２２を切り換える電流指令値Ｉｃを決定することは第１実施形態と同様である。
【００６３】
【発明の効果】
第１〜５の発明によれば、車両が停止、あるいは走行と判断されない程度の極微速域で動いていたりする状況では、ハンドル舵角に関係なくステアリングバルブに供給される流量を最小限に抑えられるので、その状況でのエネルギーロスがほとんどなくなる。
特に第５の発明によれば、走行用電流指令値Ｉθ１と電流指令値Ｉωとの何れか大きい方の電流指令値を選択することとしたので、応答性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図２】第１実施形態の他の例を示す説明図である。
【図３】第２実施形態のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図４】操舵角と制御流量との関係を示したグラフである。
【図５】ソレノイド電流指令値と制御流量との関係を示したグラフである。
【図６】操舵角θと操舵角速度ωとを加算した値と、ソレノイド電流指令値とを加算した値との関係を示したグラフである。
【図７】従来の油圧回路図である。
【図８】従来のコントローラの制御系を示す説明図である。
【符号の説明】
８　　パワーシリンダ
９　　ステアリングバルブ
１４　　操舵角センサ
１５　　車速センサ
Ｖ　　流量制御弁
Ｐ　　ポンプ
ＳＯＬ　　ソレノイド
Ｉθ　　電流指令値
Ｉθ１　　電流指令値
Ｉθ２　　電流指令値
Ｉｖ　　電流指令値
ａ　　可変オリフィス
Ｃ　　コントローラ
Ｓθ　　操舵角信号
Ｓｖ　　車速信号
ｒ１　　操舵角信号に対する停車用電流指令値Ｉθ１の増加の割合
ｒ２　　操舵角信号に対する停車用電流指令値Ｉθ２の増加の割合[0001]
The present invention relates to a power steering device provided with a flow control valve for controlling a flow guided to a power cylinder.
[0002]
[Prior art]
The conventional device shown in FIGS. 7 and 8 is a flow control valve V described in JP-A-2001-163233.
A pump P is connected to the flow control valve V, and one end of the spool 1 faces one pilot chamber 2 and the other end faces the other pilot chamber 3. The one pilot chamber 2 is always in communication with the pump P via the pump port 4. A spring 5 is interposed in the other pilot chamber 3. The two pilot chambers 2 and 3 thus configured communicate with each other via the variable orifice a. The variable orifice a controls the opening in accordance with the solenoid current command value SI for the solenoid SOL, the details of which will be described later.
[0003]
That is, one pilot chamber 2 communicates with the inflow side of the steering valve 9 that controls the power cylinder 8 via the flow path 6 → the variable orifice a → the flow path 7. Further, the other pilot chamber 3 communicates with the inflow side of the steering valve 9 via the flow path 10 and the flow path 7.
Therefore, the two pilot chambers 2 and 3 communicate with each other through the variable orifice a, and the pressure on the upstream side of the variable orifice a acts on one pilot chamber 2 and the pressure on the downstream side of the variable orifice a changes to the other pilot chamber. 3 will work.
[0004]
Then, the spool 1 maintains a position where the acting force of the one pilot chamber 2 and the acting force of the other pilot chamber 3 are balanced. In the balanced position, the opening degree of the pump port 4 and the tank port 11 is maintained. Is determined.
If the pump drive source 12 including the engine or the like is stopped, no pressure oil is supplied to the pump port 4. If no pressure oil is supplied to the pump port 4, no pressure is generated in both the pilot chambers 2 and 3, so that the spool 1 maintains the normal position shown in the figure by the action of the spring 5.
[0005]
Reference numeral 13 in the figure denotes a slit formed at the tip of the spool 1 so that one of the pilot chambers 2 always communicates with the flow path 7 through the slit 13 even when the spool 1 is at the position shown in the figure. ing. In other words, even when the spool 1 is in the illustrated state and the flow path 6 is closed, the discharge oil of the pump P is supplied to the steering valve 9 side through the slit 13. ing.
[0006]
The pressure oil is supplied to the steering valve 9 side at such a small flow rate in order to prevent seizure of the entire apparatus, prevent disturbance such as kickback, and ensure responsiveness. Because.
[0007]
Then, when the pump P is driven from the above-mentioned normal state and the pressure oil is supplied to the pump port 4, a flow is generated in the variable orifice a, and a differential pressure is generated there. Due to the action of the pressure difference, a pressure difference is generated between the pilot chambers 2 and 3, and the spool 1 moves against the spring 5 in accordance with the pressure difference, and maintains the above-mentioned balance position.
As described above, the opening of the tank port 11 is increased by the movement of the spool 1 against the spring 5, but the control flow rate guided to the steering valve 9 according to the opening of the tank port 11 at this time. The distribution ratio of QP and the return flow QT returned to the tank T or the pump P is determined. In other words, the control flow rate QP is determined according to the opening of the tank port 11.
[0008]
The fact that the control flow rate QP is controlled in accordance with the opening of the tank port 11 determined by the moving position of the spool 1 as described above means that the control flow rate QP is ultimately determined in accordance with the opening of the variable orifice a. become. This is because the moving position of the spool 1 is determined by the pressure difference between the pilot chambers 2 and 3, and the difference in pressure is determined by the opening of the variable orifice a.
[0009]
Therefore, in order to control the control flow rate QP in accordance with the vehicle speed and the steering condition, the opening of the variable orifice a, that is, the solenoid current command value SI for the solenoid SOL may be controlled.
This is because the opening of the variable orifice a is kept to a minimum when the solenoid SOL is in the non-excited state, and the opening is increased as the exciting current is increased.
[0010]
The steering valve 9 controls the pressure of the power cylinder 8 according to the input torque (steering torque) of a steering wheel (not shown). For example, if the steering torque is large, the supply amount to the power cylinder 8 is increased, and if the steering torque is small, the pressure of the power cylinder 8 is reduced accordingly. The steering torque and the switching amount of the steering valve 9 are determined by a torsional reaction force of a not-shown torsion bar or the like.
[0011]
If the switching amount of the steering valve 9 is increased when the steering torque is large as described above, the assisting force of the power cylinder 8 increases accordingly. Conversely, if the switching amount of the steering valve 9 is reduced, the assist force is reduced.
If the required (required) flow rate QM of the power cylinder 8 determined by the moving speed of the piston and the control flow rate QP determined by the flow control valve V are made as equal as possible, the energy loss on the pump P side can be suppressed low. This is because the energy loss on the pump P side is caused by the difference between the control flow rate QP and the required flow rate QM of the power cylinder 8.
[0012]
In order to make the control flow rate QP as close as possible to the required flow rate QM of the power cylinder 8 as described above, it is the solenoid current command value SI for the solenoid SOL that controls the opening of the variable orifice a. The controller C controls the SI. The steering angle sensor 14 and the vehicle speed sensor 15 are connected to the controller C, and the solenoid current command value SI is controlled based on the output signals of both sensors.
[0013]
Reference numeral 16 denotes a solenoid SOL driving device connected between the controller C and the solenoid SOL. Reference numerals 17 and 18 are throttles, and reference numeral 19 is a relief valve.
[0014]
The controller C receives a steering angle signal Sθ, a steering angular speed signal Sω, and a vehicle speed signal Sv from the steering angle sensor 14 and the vehicle speed sensor 15.
The steering angle signal Sθ is calculated based on the steering angle detected by the steering angle sensor 14, and the vehicle speed signal Sv is calculated based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 15. The steering angular velocity signal Sω is calculated by differentiating the steering angle signal Sθ. However, the steering angular velocity signal Sω may be directly obtained by providing a steering angular velocity sensor separately and using the steering angular velocity sensor.
[0015]
The controller C outputs a solenoid current command value SI, which is a basis of the excitation current of the solenoid SOL, based on the steering angle signal Sθ, the steering angular velocity signal Sω, and the vehicle speed signal Sv. explain.
The steering angle signal Sθ and the current command value Iθ are determined based on a theoretical value in which the relationship between the steering angle signal Sθ and the control flow rate QP has a linear characteristic. The relationship between the steering angular velocity signal Sω and the current command value Iω is also determined based on a theoretical value that makes the steering angular velocity signal Sω and the control flow rate QP linear characteristics.
[0016]
However, if the steering angle signal Sθ and the steering angular velocity signal Sω do not exceed a certain set value, both the current command value Iθ and the current command value Iω output zero. That is, when the steering wheel is at or near neutral, both the current command values Iθ and Iω are set to zero. That is, a dead zone is provided near the neutral position.
[0017]
The current command values Iθ and Iω may be stored in the controller C in advance as table values, or the controller C may calculate each time based on the steering angle signal Sθ or the steering angular velocity signal Sω. You may.
In any case, when the current command value Iθ and the current command value Iω are determined, both of them are added.
[0018]
When the two current command values Iθ and Iω are added as described above, the added value (Iθ + Iω) is multiplied by the current command value Iv based on the vehicle speed signal Sv.
The current command value Iv based on the vehicle speed signal Sv outputs 1 when the vehicle speed is low and outputs 0 when the vehicle speed is high. In the middle speed range between the low speed range and the high speed range, values below the decimal point from 1 to zero are output.
[0019]
Therefore, if the added value (Iθ + Iω) is multiplied by the current command value Iv based on the vehicle speed signal Sv, (Iθ + Iω) is output as it is in a low speed region, and (Iθ + Iω) becomes zero in a high speed region.
In the medium speed range, a value that is inversely proportional to the speed increases as the speed increases.
When (Iθ + Iω) × Iv is determined as described above, the standby current command value Is is added thereto.
[0020]
This standby current command value Is is for always supplying a predetermined current to the solenoid SOL of the variable orifice a. In other words, even when the current command values based on the steering angle signal Sθ, the steering angular velocity signal Sω, and the vehicle speed signal Sv are all zero, the variable orifice a is set so that the solenoid current command value SI is secured by the current command value Is. The opening degree is kept constant, and a predetermined standby flow rate QS is always supplied to the steering valve 9 side.
[0021]
On the other hand, from the viewpoint of energy saving, if the required flow QM of the power cylinder 8 and the steering valve 9 is zero, it is ideal that the control flow QP of the flow control valve V is also zero. That is, setting the control flow rate QP to zero means that the entire discharge amount of the pump P is returned from the tank port 11 to the pump P or the tank T. The flow path returning from the tank port 11 to the pump P or the tank T is very short in the main body B, and therefore has almost no pressure loss. Since there is almost no pressure loss, the driving torque of the pump P is also minimized, which leads to energy saving.
In this sense, when the required flow rate QM is zero, setting the control flow rate QP to zero is advantageous from the viewpoint of energy saving.
[0022]
Nevertheless, the standby flow rate QS is ensured even when the required flow rate QM is zero for the following two reasons.
[0023]
(1) Countering disturbances such as kickback and self-aligning torque
When a drag due to disturbance, self-aligning torque, or the like acts on the tire, it acts on the rod of the power cylinder 8. If the standby flow rate is not ensured, the tire will fluctuate due to the drag due to the disturbance and the self-aligning torque. However, if the standby flow rate is secured, the tire does not fluctuate even if the above-mentioned drag acts. That is, since a pinion or the like for switching the steering valve 9 is engaged with the rod of the power cylinder 8, when the above-mentioned drag acts, the steering valve is also switched to supply the standby flow in a direction opposing the drag. Will do. Therefore, if the standby flow rate is secured, it is possible to cope with the disturbance due to the kickback and the self-aligning torque.
[0024]
(2) Ensuring responsiveness
If the standby flow rate QS is secured as described above, the time required to reach the target control flow rate QP is shorter than when there is no standby flow rate QS. Since this time difference becomes the responsiveness, the responsiveness can be improved by securing the standby flow rate QS after all.
[0025]
If the vehicle is steered in a state where the vehicle speed is in a low speed range, the current command values Iθ and Iω are determined by the steering angle θ and the steering angular speed ω at that time. Then, these command values are added, and the added value (Iθ + Iω) is multiplied by a current command value Iv = 1 corresponding to the vehicle speed v. The current command value Is for securing the standby flow rate is further added to the multiplied value (Iθ + Iω).
That is, in the low speed range, the solenoid current command value SI is SI = Iθ + Iω + Is.
[0026]
The reason why the current command value Iθ based on the steering angle θ and the current command value Iω based on the steering angular velocity ω are added as described above is as follows.
The first reason is to ensure responsiveness. In other words, the responsiveness of the power cylinder is better if a larger control flow rate QM is always supplied with respect to the required flow rate QM on the power cylinder 8 or steering valve 9 side.
[0027]
The second reason is to ensure stability during steering. For example, in order to estimate the required flow rate QM on the steering valve 9 side, it is preferable to use the steering angular velocity ω that is closest to the steering torque.
Therefore, theoretically, a certain level of control is possible only with the current command value Iω based on the steering angular velocity ω. However, the steering angular velocity ω is generated only during steering. For example, when the steering is steered by a certain angle and the steering is stopped at the position of the steering angle and the steering is maintained, the steering angular velocity ω becomes zero.
[0028]
If the control flow rate QP cannot be ensured during the above-described steering maintenance, the self-aligning torque of the vehicle and the steering maintenance force against external force increase.
However, if the steering angle θ is used as a parameter as described above, the current command value Iθ can be secured because the steering angle θ is maintained even during steering. Therefore, the power required for steering maintenance can be maintained at the current command value Iθ.
Note that the relationship between the steering angle θ and the steering angular velocity ω is the same in all cases during traveling in a low speed range, a medium speed range, and a high speed range.
[0029]
In addition, even when the vehicle is traveling in a low-speed range, when the steering wheel is kept near the neutral position such as when traveling straight ahead, the current command value Iθ based on the steering angle θ and the current command value Iω based on the steering angular velocity ω become zero. However, also in this case, since only the current command value Is is output, the standby flow rate is always ensured, so that it is possible to cope with disturbance due to kickback or the like. In addition, since the standby flow rate is secured, the responsiveness can be kept good.
[0030]
When the vehicle speed is in the high speed range, the current command value Iv based on the vehicle speed becomes zero. If the current command value Iv becomes zero, then (Iθ + Iω) × Iv = 0, so the control flow QP is only the standby flow QS, and a large steering torque is required for steering operation.
During traveling in the middle speed range, as the speed increases, the current command value Iv depending on the vehicle speed decreases, and accordingly, the control flow rate QP also decreases. Therefore, a large steering torque is required.
[0031]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional power steering apparatus as described above, when the vehicle is stopped with the steering wheel turned off, in other words, with the steering angle maintained, the current command value Iθ outputs a value corresponding to the steering angle. When the vehicle is stopped with the steering wheel turned off, the current command value Iω based on the steering angular velocity ω is zero, and the current command value Iv based on the vehicle speed v outputs 1.
Therefore, when the vehicle is stopped with the steering wheel turned off, the current command value Iθ corresponding to the steering angle is output.
[0032]
The fact that the current command value Iθ is output when the vehicle is stopped while maintaining the steering angle as described above means that the hydraulic oil is supplied to the steering valve 9 more than necessary, which results in energy loss. There was a problem of becoming.
Note that the following cases can be considered as a situation in which the vehicle is stopped while maintaining the steering angle. For example, if you leave the garage with the steering wheel turned off, you have not turned off the engine for a while, or you turned off the steering wheel to change lanes while driving, but at that moment you wait for a signal For example, when stopping.
[0033]
An object of the present invention is to provide a power steering device that further contributes to energy saving by eliminating energy loss when the vehicle is stopped or running at a low speed while maintaining steering.
[0034]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is based on the following apparatus. That is, a steering valve for controlling a power cylinder, a variable orifice provided upstream of the steering valve, a solenoid for controlling the opening of the variable orifice, and a controller for controlling a solenoid current command value SI for driving the solenoid. A flow control valve that distributes a flow supplied from a pump to a control flow guided to a steering valve or a return flow returned to a tank or a pump in accordance with the opening degree of the variable orifice. The angle sensor and the vehicle speed sensor are connected, and the steering angle θ corresponding to the steering angle signal Sθ from the steering angle sensor is calculated or stored, while the controller stores or calculates the current command value Iθ corresponding to the steering angle θ. And calculates a vehicle speed v according to the vehicle speed signal Sv from the vehicle speed sensor. On the other hand, the controller stores or calculates a current command value Iv corresponding to the vehicle speed v, and controls the solenoid current command value SI of the variable orifice based on the current command value Iθ and the current command value Iv. It is assumed that the power steering device is used.
[0035]
The first invention is configured such that the controller controls the solenoid current command value SI so that the opening of the variable orifice becomes small when the vehicle speed signal Sv from the vehicle speed sensor is zero or in a set extremely low speed range. .
When the vehicle speed signal Sv is zero or in the set extremely low speed range as described above, the vehicle is stopped or running at a low speed. In such a situation, no control flow is required, even if the steering wheel is turned off. Therefore, in such a state, energy loss can be reduced by minimizing the opening of the variable orifice.
[0036]
The current command value Iθ according to the steering angle θ of the second invention is a traveling current command value Iθ1 corresponding to the case where the vehicle speed signal Sv from the vehicle speed sensor is equal to or higher than the set extremely low speed range, and the vehicle speed signal Sv is zero or The stop current command value Iθ2 corresponding to the set extremely low speed range includes the stop current command value Iθ1 and the stop current command value Iθ2. The current command value Iθ is zero when the steering angle θ is zero or in the vicinity thereof. And the dead zone of the stopping current command value Iθ2 is made larger than the dead zone of the traveling current command value Iθ1, and the controller sets the solenoid current command value SI based on one of the current command values. It is configured to be controlled.
[0037]
By increasing the dead zone of the stopping current command value Iθ1 as described above, even when the steering wheel is turned off, the output value when the vehicle speed signal Sv is zero or in the set extremely low speed range can be reduced. . When the output value is reduced, the opening of the variable orifice is also reduced.
[0038]
The current command value Iθ according to the steering angle θ of the third invention is a running current command value Iθ1 corresponding to the case where the vehicle speed signal Sv from the vehicle speed sensor is equal to or higher than the set extremely low speed range, and the vehicle speed signal Sv is zero or And a rate of increase of the stopping current command value Iθ2 with respect to the steering angle signal Sθ, and a rate of increase of the traveling current command value Iθ1 with respect to the steering angle signal Sθ. The controller is configured to control the solenoid current command value SI based on any one of the current command values.
[0039]
As described above, by making the rate of increase of the stopping current command value Iθ2 to the steering angle signal Sθ smaller than the rate of increase of the traveling current command value Iθ1 to the steering angle signal Sθ, the vehicle speed signal Sv becomes zero or The output value when in the set extremely low speed range can be reduced. When the output value is reduced, the opening of the variable orifice is also reduced.
[0040]
The controller of the fourth invention calculates or stores the steering angular velocity ω according to the steering angle signal Sθ from the steering angle sensor, stores or calculates the current command value Iω corresponding to the steering angular velocity ω, The command value Iθ1 and the current command value Iω are added, the added value is multiplied by the current command value Iv, the multiplied value is added to the standby current command value Is, and the solenoid current is calculated based on the total command value. The configuration is such that the command value SI is controlled.
[0041]
The controller of the fifth invention calculates or stores the steering angular velocity ω according to the steering angle signal Sθ from the steering angle sensor, stores or calculates the current command value Iω corresponding to the steering angular velocity ω, The larger of the command value Iθ1 and the current command value Iω is selected, the current command value Iv is set to a limit value for the selected value, and the standby current command value Is is further increased. Are added, and the solenoid current command value SI is controlled based on the total command value.
[0042]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The first embodiment shown in FIG. 1 is different from the conventional device shown in FIGS. 7 and 8 in that a stop current command value Iθ2 corresponding to the case where the vehicle is stopped or traveling at extremely low speed is provided, and the variable orifice a The configuration for reducing the opening is added. Except for this configuration, it is the same as the conventional apparatus shown in FIG. 7, and therefore, the same components will be described using the same reference characters, and will not be described in detail.
[0043]
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, a driving circuit 20 and a stopping circuit 21 are provided, and the driving circuit 20 and the stopping circuit 21 are switched by switching means 22. I have.
Further, the controller C determines a current command value Ic for switching the switching means 22 based on the vehicle speed signal Sv.
[0044]
When the vehicle speed signal Sv is equal to or higher than the set extremely low speed range Va, the controller C determines that the vehicle is traveling, and switches the switching means 22 so that the solenoid current command value SI is output from the traveling circuit 20. Switch.
The running circuit 20 is substantially the same as a conventional circuit. That is, the steering angle signal Sθ, the steering angular speed signal Sω, and the vehicle speed signal Sv are input from the steering angle sensor 14 and the vehicle speed sensor 15 to the controller C. The controller C determines the traveling current command value Iθ1 based on the steering angle signal Sθ, and determines the current command value Iω based on the steering angular velocity signal Sω. Then, these two are added. After adding the two current command values Iθ1 and Iω, the sum (Iθ1 + Iω) is multiplied by the current command value Iv based on the vehicle speed signal Sv.
When (Iθ1 + Iω) × Iv is determined as described above, the standby current command value Is is added thereto. Then, {(Iθ1 + Iω) × Iv} + Is is output as the solenoid current command value SI.
[0045]
The traveling current command value Iθ1 is output based on a table as shown in the figure. In this table value, if the steering angle signal Sθ does not exceed a certain setting, zero is output. The dead zone d1 is provided. For example, the dead zone d1 is defined when the steering angle signal Sθ is up to 4.5 °.
[0046]
On the other hand, when the vehicle speed signal Sv is zero or within the set extremely low speed range Va, the switching means 22 is switched so that the solenoid current command value SI is output from the stop circuit 21. The stop circuit 21 performs control based only on the steering angle signal Sθ input from the steering angle sensor 14.
That is, the controller C determines the stopping current command value Iθ2 based on the steering angle signal Sθ. Then, the standby current command value Is is added to the current command value Iθ2. The added value Iθ2 + Is is output as the solenoid current command value SI.
[0047]
The stop current command value Iθ2 has a dead zone d2 as shown in the figure. The dead zone d2 is set to be larger than the dead zone d1 of the traveling current command value Iθ1.
For example, in the case of the traveling circuit 20, the dead zone d1 is up to a steering angle θ of 4.5 °, whereas in the case of the stop circuit 21, the dead zone d2 is up to a steering angle θ of 9 °.
[0048]
That is, when the steering is steered during traveling, the dead zone d1 is set to be small, so that when the steering is performed even a little, the solenoid current command value SI corresponding to the steering angle signal Sθ is output, and the responsiveness thereof is increased. To ensure that.
On the other hand, when the steering was steered while the vehicle was stopped or traveling at extremely low speed, the dead zone d2 was made larger than the dead zone d1 during traveling. Therefore, even if the steering is steered by an amount corresponding to the increased dead zone d2, the stopping current command value Iθ2 is output as zero. Since the stopping current command value Iθ2 becomes zero, the solenoid current command value SI becomes only the standby current command value Is.
Therefore, it is possible to minimize the energy loss when the steering wheel is turned off during the stop or the extremely low-speed traveling.
[0049]
Even when the solenoid current command value SI is output by the stop circuit 21, if the vehicle speed sensor 15 confirms that the speed is equal to or higher than the extremely low speed range Va, the controller C causes the switching means 22 to travel. Is switched to the application circuit 20. Therefore, steering with good responsiveness can be quickly performed.
Further, when the solenoid current command value SI is output by the traveling circuit 20, the same effect as the conventional example can be exerted.
[0050]
Further, the current command values Iθ1 and Iθ2 may be stored in the controller C in advance as table values, or may be calculated each time by the controller C based on the steering angle signal Sθ. In any case, the dead zones d1 and d2 are set, and the dead zone d2 of the stopping current command value Iθ2 is made larger than the dead zone d1 of the traveling current command value Iθ1.
[0051]
Further, as another example of the first embodiment, as shown in FIG. 2, the rate of increase r2 of the stopping current command value Iθ2 with respect to the steering angle signal Sθ is determined by the running current command value Iθ1 with respect to the steering angle signal Sθ. It is also conceivable that the rate of increase is smaller than r1. By reducing the increasing rate r2 of the stopping current command value Iθ2 in this manner, when the vehicle speed v is smaller than the extremely low speed range Va, the stopping current command value Iθ2 is increased even when the steering angle θ of the steering wheel is increased. It can be kept small.
Since the stop current command value Iθ2 can be reduced, the solenoid current command value SI can also be reduced, and energy loss can be minimized.
[0052]
Further, it is conceivable to reduce the rate of increase of the stopping current command value Iθ2 with respect to the steering angle signal Sθ and increase the dead zone d2. In this case, the energy loss in the extremely low speed region can be further suppressed.
[0053]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The second embodiment differs from the first embodiment in the following two points. That is, the first point is that the traveling current command value Iθ1 based on the steering angle signal Sθ and the current command value Iω based on the steering angular velocity signal Sω are brought closer to the actual situation.
The second point is that the driving current command value Iθ1 based on the steering angle signal Sθ and the current command value Iω based on the steering angular velocity signal Sω are not added as in the first embodiment. That is, the larger value is selected.
[0054]
The first point, which is a difference from the first embodiment, takes the following into consideration. Based on the driver's steering feeling, as shown in FIG. 4, it is ideal that the steering angle θ and the control flow rate QP specified thereby maintain a linear characteristic.
However, the solenoid current command value SI and the control flow rate QP determined by the opening of the variable orifice a by the solenoid SOL are close to a square characteristic as shown in FIG. This is a result of the synergistic effect of the shape of the poppet constituting the variable orifice a and the performance of the solenoid.
[0055]
However, in the first embodiment, the traveling current command value Iθ1 is obtained from the steering angle signal Sθ, and the control flow rate QP is to be specified based on the traveling current command value Iθ1. QP does not have linear characteristics.
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 3, the traveling current command value Iθ1 based on the steering angle signal Sθ is curved until the control flow rate QP reaches the maximum flow rate.
[0056]
However, in order to obtain this curve, for example, a point where the steering angle θ and the control flow rate QP have a linear characteristic shown in FIG. 4 may be converted into a mathematical expression, and the value of FIG. 4 may be divided by the value of FIG. 5 to obtain θ = f (I).
Note that the same can be said for the steering angular velocity ω.
[0057]
According to the second embodiment, since the steering angle θ and the steering angular velocity ω have a linear relationship with the control flow rate QP, it is possible to match the steering feeling with the output.
Note that the concept of making the relative relationship between the control flow rate QP and the steering angle θ or the steering angular velocity ω a linear characteristic as described above can be naturally applied to the first embodiment.
[0058]
Also, the reason for selecting the larger of the traveling current command value Iθ1 based on the steering angle signal Sθ and the current command value Iω based on the steering angular velocity signal Sω, which is the second difference described above, is as follows. Will be described.
For example, in the first embodiment, the traveling current command value Iθ1 and the current command value Iω are added. However, if the command values Iθ1 and Iω are added in this way, the amplitude of the value increases. .
[0059]
For example, as in the first embodiment, when the current command values Iθ1 and Iω are added, a width indicated by the oblique lines in FIG. For example, paying attention to the point x in FIG. 6, there are times when x = θ1 + ω1 and times when x = θ2 + ω2. If x becomes the same value in spite of the fact that the individual values to be added are different, the current command value (Iθ1 + Iω) is different in the range of y1 and y2, although the steering feeling of the driver is the same. Become something.
As a result, the driver's steering feeling is the same, but the output is different. For this reason, in the case of the first embodiment, the steering feeling may be slightly deteriorated.
[0060]
Therefore, in the second embodiment, only the larger one of the current command values Iθ1 and Iω is selected. By selecting only one value in this way, the run-out width indicated by the hatched portion in FIG. 6 can be minimized.
The reason why a large value is selected from the current command values Iθ1 and Iω instead of a small value is to ensure responsiveness. That is, the response is better when the control flow rate QP is higher than when the control flow rate QP is lower.
[0061]
The second embodiment is also different from the first embodiment in that the current command value Iv based on the vehicle speed v is used as a limiter. That is, in the first embodiment, the current command value Iv is integrated into (Iθ1 + Iω). However, when the current command value Iv is integrated, the coefficient becomes substantially smaller as the vehicle speed increases. The smaller the coefficient, the steeper the slope of the graph. If the inclination becomes gentle, the response becomes worse.
Therefore, in the second embodiment, the gradient of the solenoid current command value SI is kept constant by using the current command value Iv depending on the vehicle speed as a limiter as described above.
[0062]
However, since the change in the inclination is actually very small, ignoring it does not significantly affect the steering feeling.
Therefore, also in the second embodiment, the current command value Iv based on the vehicle speed v may be integrated with the larger current command value Iθ1 or Iω.
Conversely, the use of the current command value Iv based on the vehicle speed v as a limiter can be applied to the first embodiment as it is.
The second embodiment also includes a traveling circuit 20 and a stopping circuit 21 and a switching unit 22 for switching between the traveling circuit 20 and the stopping circuit 21. The controller C outputs the vehicle speed signal Sv to the vehicle speed signal Sv. The determination of the current command value Ic for switching the switching means 22 based on this is the same as in the first embodiment.
[0063]
【The invention's effect】
According to the first to fifth aspects of the present invention, in a situation where the vehicle stops or moves in a very low speed range that is not determined to be traveling, the flow rate supplied to the steering valve is minimized regardless of the steering angle of the steering wheel. Energy loss in that situation is almost eliminated.
In particular, according to the fifth aspect, the greater of the traveling current command value Iθ1 and the current command value Iω is selected, the responsiveness can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a control system of a controller according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing another example of the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a control system of a controller according to a second embodiment.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a steering angle and a control flow rate.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a solenoid current command value and a control flow rate.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a value obtained by adding a steering angle θ and a steering angular velocity ω and a value obtained by adding a solenoid current command value.
FIG. 7 is a conventional hydraulic circuit diagram.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a control system of a conventional controller.
[Explanation of symbols]
8 Power cylinder
9 Steering valve
14 Steering angle sensor
15 Vehicle speed sensor
V Flow control valve
P pump
SOL solenoid
Iθ current command value
Iθ1 Current command value
Iθ2 Current command value
Iv current command value
a Variable orifice
C controller
Sθ steering angle signal
Sv vehicle speed signal
r1 Ratio of increase in stopping current command value Iθ1 to steering angle signal
r2 Ratio of increase in stopping current command value Iθ2 to steering angle signal

Claims

A steering valve for controlling the power cylinder, a variable orifice provided upstream of the steering valve, a solenoid for controlling the opening of the variable orifice, and a controller for controlling a solenoid current command value SI for driving the solenoid; A flow control valve for distributing a flow supplied from the pump to a control flow guided to a steering valve according to the opening degree of the variable orifice or a return flow returned to the tank or the pump, and the controller includes a steering angle sensor. And the vehicle speed sensor, and calculates or stores a steering angle θ corresponding to the steering angle signal Sθ from the steering angle sensor, while the controller stores or calculates a current command value Iθ corresponding to the steering angle θ. Calculates or stores a vehicle speed v corresponding to a vehicle speed signal Sv from the vehicle speed sensor. On the other hand, the controller stores or calculates a current command value Iv corresponding to the vehicle speed v, and controls the solenoid current command value SI of the variable orifice based on the current command value Iθ and the current command value Iv. In the power steering apparatus, the controller controls the solenoid current command value SI such that the opening of the variable orifice is reduced when the vehicle speed signal Sv from the vehicle speed sensor is zero or in a set extremely low speed range.

The current command value Iθ according to the steering angle θ is a traveling current command value Iθ1 corresponding to the case where the vehicle speed signal Sv from the vehicle speed sensor is equal to or higher than the set extremely low speed range, and the vehicle speed signal Sv is zero or the set extremely low speed range. The driving current command value Iθ1 and the stopping current command value Iθ2 are provided with a dead zone where the steering angle θ is zero or near the current command value Iθ is zero. At the same time, the dead zone of the stopping current command value Iθ2 is made larger than the dead zone of the traveling current command value Iθ1, and the controller controls the solenoid current command value SI based on one of the current command values. Item 2. The power steering device according to Item 1.

The current command value Iθ according to the steering angle θ is a traveling current command value Iθ1 corresponding to the case where the vehicle speed signal Sv from the vehicle speed sensor is equal to or higher than the set extremely low speed range, and the vehicle speed signal Sv is zero or the set extremely low speed range. The corresponding stopping current command value Iθ2, the rate of increase of the stopping current command value Iθ2 with respect to the steering angle signal Sθ is made smaller than the rate of increase of the traveling current command value Iθ1 with respect to the steering angle signal Sθ, 3. The power steering apparatus according to claim 1, wherein the controller controls the solenoid current command value SI based on any one of the current command values.

The controller calculates or stores the steering angular velocity ω in accordance with the steering angle signal Sθ from the steering angle sensor, stores or calculates the current command value Iω in accordance with the steering angular velocity ω, and calculates the traveling current command value Iθ1 and the current. The current command value Iv is multiplied by the added value, the standby current command value Is is added to the multiplied value, and the solenoid current command value SI is controlled based on the total command value. The power steering device according to claim 2, wherein the power steering device is configured to perform the following.

The controller calculates or stores the steering angular velocity ω in accordance with the steering angle signal Sθ from the steering angle sensor, stores or calculates the current command value Iω in accordance with the steering angular velocity ω, and calculates the traveling current command value Iθ1 and the current. The current command value which is larger of the command value Iω is selected, and a current command value Is for standby is further added to a value obtained by limiting the current command value Iv to the selected value. 4. The power steering apparatus according to claim 2, wherein the solenoid current command value SI is controlled based on the total command value.