JP2004279295A - Power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の車両のパワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両の操舵装置、特に自動車用の操舵装置において、ステアリング操作のパワーアシスト機構(パワーステアリング装置)が広く一般に普及している。このため、昨今では工場生産される自動車の大半に標準装備され、新車・中古車を問わず販売業者(ディーラー)で故障修理や交換を行う場合も増加している。このようなパワーステアリング装置として、操舵用ハンドルを介してハンドル軸に与えられる操舵トルクをトルク検出手段により検出し、その操舵トルクに対応した駆動力を電動モータ等の補助動力発生手段から操舵輪に付与するものが一般的である(特許文献1又は2参照)。
【0003】
ところで、上記したようなパワーステアリング装置を工場生産段階で組立・検査したり、あるいは販売業者段階で修理・交換したりする際に、次のことに注意を払う必要がある。
(1)操舵用ハンドルとトルク検出手段との間にヒステリシスとして現れる残留トルク……主として両者間に存在する伝動系の摩擦等に起因して、印加トルクを取り去っても操舵用ハンドルの不完全戻りとして発生するトルクをいう。
(2)トルク検出手段がトーションバー及びその軸線方向に離間して設置された一対の角度検出センサを備える場合に、一対の角度検出センサの原点位置の差に起因する原点トルク……例えばツインレゾルバ方式(特許文献3参照)のような一対の角度検出センサでは、両センサの取付角度位置を完全に一致して組み付けることは製造上極めて難しく、トルク検出手段は両センサの原点位置の差に基づくトルク(原点トルク)を内包しながら検出・指示する。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−168597号公報
【特許文献2】
特開2001−341656号公報
【特許文献3】
特開2001−194251号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、パワーステアリング装置の操舵制御の初期設定を行なうため、操舵用ハンドルを操舵方向の中立位置に静止保持して印加トルクを取り去ったとき、トルク検出手段は、製造上の組み付け誤差に相当する原点トルクと、操舵用ハンドルの不完全戻りによる残留トルクとを含む初期トルクを検出・指示する。このうち、原点トルクはトルク検出手段の分解・調節等を行なわない限り除去できないが、その装置の固有値(一定値)として存在し検量可能(補正可能)であるから、初期設定時に原点トルクの値を特定できれば定常の操舵制御に及ぼす影響は比較的小さい。一方、残留トルクに関しては、初期設定時の初期トルクの検出値に残留トルクが残存(混入)していると、定常の操舵制御状態に移行して操舵用ハンドルの不完全戻りが解消した場合、その残留トルクが操舵制御を誤作動させる原因となるおそれが強い。そして、補助動力発生手段及びトルク検出手段がステアリングコラムに設けられるコラムアシストタイプのパワーステアリング装置(特許文献2)よりも、それらが操舵軸(ラック歯)近傍に設けられるラックアシストタイプのパワーステアリング装置(特許文献1)の方が、操舵用ハンドルとトルク検出手段との間の距離が長くなり、残留トルクの影響を受けやすい。
【0006】
特許文献1,2いずれの方式をとるにしても、従来では、工場生産での組立・検査時又は販売業者での修理・交換時に、次の▲1▼▲2▼▲3▼の操作をいずれも人手(作業者)により行なっていた。
▲1▼操舵用ハンドルを操舵方向の中立位置に静止保持する操作
▲2▼操舵用ハンドルをハンドル軸線周りに交互に反転しながら微小回転運動させて、ヒステリシスとして現れる残留トルクを減少(除去)する操作
▲3▼操舵用ハンドルを操舵方向の中立位置に静止保持した状態で、トルク検出手段により初期トルクを検出する操作
ところが、上記▲2▼において残留トルクが0に近づくように減少(理想的には除去)させるには、熟練した技能者による長時間の調整作業を要するために、工場での生産コストの上昇、販売会社での人員不足による調整ミス等、パワーステアリング装置を標準装備化する際の問題となっていた。
【0007】
本発明の課題は、熟練した技能と長時間の調整作業を要することなく残留トルクを操舵制御に支障のないレベル以下まで容易に減少させることができ、低コスト化と性能安定化を図ることのできるパワーステアリング装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記の課題を解決するために、本発明のパワーステアリング装置は、
操舵用ハンドルを介してハンドル軸に与えられる操舵トルクを、トーションバー及びその軸線方向に離間して設置された一対の角度検出センサを備えるトルク検出手段により検出し、その操舵トルクに対応した駆動力を補助動力発生手段から操舵輪に付与するようにしたパワーステアリング装置において、
前記操舵用ハンドルを操舵方向の中立位置に静止保持した状態から、前記補助動力発生手段を用いてその操舵用ハンドルをハンドル軸線周りの一方向に所定角度回転運動させ停止させた第一位置において、前記操舵用ハンドルと前記トルク検出手段との間にヒステリシスとして現れる残留トルクを含む形で前記トルク検出手段により第一のトルク値を検出し、次に前記操舵用ハンドルを前記中立位置から他方向に同一角度回転運動させ停止させた第二位置において、同様に残留トルクを含む形で第二のトルク値を検出し、これら第一及び第二のトルク値の平均値を求めることにより正負の残留トルクを相殺し、求めた平均値を前記一対の角度検出センサの原点位置の差に主として起因する初期トルクと定める指令を発する初期トルク検出指令手段を備えることを特徴とする。
【0009】
また、上記の課題を解決するために、本発明のパワーステアリング装置は具体的に、
操舵用ハンドルを介してハンドル軸に与えられる操舵トルクを、トーションバー及びその軸線方向に離間して設置された一対の角度検出センサを備えるトルク検出手段により検出し、その操舵トルクに対応した駆動力を補助動力発生手段としての電動モータから操舵輪に付与するための指令信号が操舵制御部から発信されるようにしたパワーステアリング装置において、
前記操舵用ハンドルを操舵方向の中立位置に静止保持した状態から、前記電動モータを用いてその操舵用ハンドルをハンドル軸線周りの一方向に所定角度回転運動させ停止させた第一位置において、前記操舵用ハンドルと前記トルク検出手段との間にヒステリシスとして現れる残留トルクを含む形で前記トルク検出手段により第一のトルク値を検出し、次に前記操舵用ハンドルを前記中立位置から他方向に同一角度回転運動させ停止させた第二位置において、同様に残留トルクを含む形で第二のトルク値を検出し、これら第一及び第二のトルク値の平均値を求めることにより正負の残留トルクを相殺し、求めた平均値を前記一対の角度検出センサの原点位置の差に主として起因する初期トルクと定める指令を発する初期トルク検出指令手段と、
その初期トルクを前記操舵トルクの補正値として前記操舵制御部の初期トルク記憶手段に記憶する指令を発する初期トルク記憶指令手段と、
を備えることを特徴とする。
【0010】
このパワーステアリング装置によれば、操舵制御のために既に備わっている電動モータ等の補助動力発生手段と、トーションバー及びその軸線方向に離間して設置された一対の角度検出センサを備えるトルク検出手段とを用いることにより、大掛かりな設備を導入しなくても正負の残留トルクの相殺(除去)操作を高精度で短時間のうちに行なうことができる。つまり、補助動力発生手段で正負の残留トルクを相殺(除去)しつつトルク検出手段による初期トルクの検出が行なわれるので、初期トルクの検出値への残留トルクの残存(混入)割合が小さくなり、定常の操舵制御状態に移行したとき操舵制御を誤作動させることを防止でき、制御の安定性が向上する。したがって、パワーステアリング装置の初期設定時に検出する初期トルクとして、正負の残留トルクを相殺(除去)させた状態で、トーションバー及び一対の角度検出センサを備えるトルク検出手段において製造上必然的に発生する原点トルクをできるだけ正確にかつ迅速に検出することが可能になる。
【0011】
なお、補助動力発生手段としてステッピングモータ等の電動モータを用いている場合には、操舵用ハンドルに例えば±5°以下の第一位置及び第二位置を安定して付与することができ、熟練技能者に匹敵する調整作業(残留トルクの減少作業)の実現が可能となる。また、パワーステアリング装置の操舵制御を行なうために備えられている操舵制御部に、正負の残留トルクを相殺(除去)させた後に検出した初期トルクを操舵トルクの補正値として記憶することにより、定常時の操舵制御における制御の安定性の向上にも寄与することができる。
【0012】
このとき、初期トルク検出指令手段及び初期トルク記憶指令手段が初期設定プログラムとともに操舵制御部に格納され、初期設定プログラムが車両外部から送信される特定のトリガー信号により起動されるようにするとよい。例えば車両側の操舵制御部に特定のトリガー信号を送信することのできる携帯端末装置(小型テスター等)を接続すれば、生産工場に持ち込まなくても操舵制御部の初期設定が行なえるので、販売業者等の段階でパワーステアリング装置を構成する各種部品・部品仕組の修理・交換を行なうことが容易になる。
【0013】
また、初期トルク検出指令手段において、第一及び第二のトルク値の検出に所定の時間間隔を設定する場合には、第一位置と第二位置との間の伝動系の摩擦等に起因する操舵用ハンドルの不完全戻り(ヒステリシス)が発生しやすくなる。したがって、初期トルク検出操作時等において残留トルクの発見が容易となる。
【0014】
さらに、初期トルク検出指令手段において、第一及び第二のトルク値を、ハンドル軸線周りの操舵用ハンドルの回転角度を変更して又は変更することなく複数個ずつ検出することにより、正負の残留トルクを相殺(除去)する精度が向上し、原点トルクがより正確に検出できるようになる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
(実施例)
図1は、本発明が適用されるパワーステアリング装置の一例としての電動式パワーステアリング装置の全体構成を模式的に示したものである(なお、本実施形態において「車両」は自動車とするが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない)。この電動式パワーステアリング装置100(以下、単にパワステ装置とも略称する)は、操舵用ハンドル1にハンドル軸2が結合され、ハンドル軸2と一体となって回転するピニオンシャフト3の先端に固定されたピニオン4が操舵軸5のラック歯5aと噛み合う。そして、操舵軸5がその軸線方向に往復動することにより操舵輪6,6の転舵角を変化させる。また、パワステ装置100の操舵軸5には、ボールねじ機構(図示せず)を介してDC用のアシストモータ20(電動モータ;補助動力発生手段)が同軸状に組み付けられ、アシストモータ20の駆動力が操舵用ハンドル1による操舵軸5の往復動を補助(パワーアシスト)するラックアシストタイプに構成されている。
【0016】
ハンドル軸2とピニオンシャフト3との間にはトルクセンサ10(トルク検出手段)が設けられ、トルクセンサ10はトーションバー11及びその軸線方向に離間して設置された一対のレゾルバ12,12(角度検出センサ)を備えている。操舵用ハンドル1を回転させるとトーションバー11がねじられ、その両端の回転角度差をレゾルバ12,12により計測し、レゾルバ12,12で計測された角度差とトーションバー11のばね定数とからハンドル軸2に印加された(与えられた)操舵トルクが検出される。一方、ロータリエンコーダ等からなるモータ角度位置検出部21によりアシストモータ20の回転角度位置が検出される。そして、アシストモータ20は、モータドライバ22を介して、角度位置検出部21により検出された回転角度位置がレゾルバ12,12により計測されたトーションバー11の回転角度差(操舵用ハンドル1の操舵角)と一致するまで、トルクセンサ10で検出された操舵トルクに対応した駆動力(回転力)を発生する。
【0017】
操舵制御部30は、CPU31、RAM32、ROM33、入出力インターフェース34等を有し、これらがバス35により送受信可能に接続されたマイクロコンピュータにより構成されている。ROM33は、プログラム格納領域33aとデータ記憶領域33bとを有している。プログラム格納領域33aには上記した操舵角と操舵トルクとを制御する操舵制御プログラムや後述する初期設定プログラム等が格納される。データ記憶領域33bには後述する初期トルクが記憶され、初期トルク記憶手段の機能を有している。なお、CPU31は、後述する初期トルク検出指令手段及び初期トルク記憶指令手段としての各機能を有している。
【0018】
プログラム格納領域33aに格納された初期設定プログラムは、初期トルクを検出し、検出した初期トルクをデータ記憶領域33bに記憶させるためのものであり、初期トルクを操舵トルクの補正値として操舵制御プログラムで用いることを可能にする。ここでは小型テスター(携帯端末装置)40を入出力インターフェース34に接続し、テスター40から送信される特定のトリガー信号によって初期設定プログラムが起動するようにしてあるので、販売業者等においてパワーステアリング装置の初期設定(初期トルクの記憶)が容易に行なえる。勿論、生産工場等に備えられた外部のマイクロコンピュータから通信回線・記憶媒体等を介して初期設定プログラムを操舵制御部30にダウンロードするとともに、その外部マイクロコンピュータからのトリガー信号を受信して初期設定プログラムを起動するようにしてもよい。
【0019】
トリガー信号が入力されると、CPU31は、ROM33のプログラム格納領域33aから初期設定プログラムを読み込み、そのプログラムのうち少なくとも次の内容を以下の手順で実行する。
▲1▼操舵用ハンドル1を操舵方向の中立位置に静止保持した状態から、アシストモータ20を用いて操舵用ハンドル1をハンドル軸線周りの一方向に所定角度回転運動させ停止させた第一位置において、操舵用ハンドル1とトルクセンサ10との間にヒステリシスとして現れる残留トルクを含む形でトルクセンサ10により第一のトルク値を検出する。
▲2▼次に操舵用ハンドル1を中立位置から他方向に同一角度回転運動させ停止させた第二位置において、同様に残留トルクを含む形で第二のトルク値を検出する。
▲3▼第一及び第二のトルク値の平均値を求めることにより正負の残留トルクを相殺し、求めた平均値を一対のレゾルバ12,12の原点位置の差に主として起因する初期トルクと定める。
▲4▼初期トルクを操舵トルクの補正値として操舵制御部30のデータ記憶領域33b(初期トルク記憶手段)に記憶する。
なお、データ記憶領域33bは初期設定の都度初期トルクを書き込めるようにEPROMとするのが望ましい。
【0020】
次に、操舵制御の内容を図2及び図3のフローチャートにより説明する。図2は操舵制御プログラムの概要を示し、外部からのトリガー信号の入力有無を監視し、信号入力があると(S1でYES)初期設定プログラムS2に移行する(図3参照)。信号入力がない場合には(S1でNO)、操舵用ハンドル1を介してハンドル軸2が回転したか否かを、一対のレゾルバ12,12の角度差変動の有無によりチェックする(S3)。ハンドル軸2が回転した場合(S3でYES)には、トルクセンサ10によりハンドル軸2の操舵角と操舵トルクを検出する(S4)。そして、モータドライバ22を駆動して、アシストモータ20を、角度位置検出部21により検出された回転角度位置がレゾルバ12,12により計測されたトーションバー11の回転角度差(操舵用ハンドル1の操舵角)と一致するまで、トルクセンサ10で検出された操舵トルクに対応した駆動力で回転させる(S5)。なお、ハンドル軸2が回転しない場合(S3でNO)にはそのまま終了する。
【0021】
図3に、初期設定プログラムS2の詳細を示す。まず、S21にて作業者が操舵用ハンドル1を操舵方向の中立位置に静止保持する。次に、アシストモータ20を用いて操舵用ハンドル1をハンドル軸線周りの一方向に所定角度δ回転運動させ停止させた第一位置(例えば右方向に5°)において、トルクセンサ10により第一のトルク値T1を検出する(S22)。さらに、操舵用ハンドル1を中立位置から他方向に同一角度δ回転運動させ停止させた第二位置(例えば左方向に5°;第一位置からは左方向に10°)において同様に第二のトルク値T2を検出する(S23)。そして、第一及び第二のトルク値T1,T2の平均値を求めることにより正負の残留トルクを相殺し、求めた平均値を一対のレゾルバ12,12の原点位置の差に主として起因する初期トルクT0と定める(S24)。そして、求めた初期トルクT0を操舵トルクの補正値として操舵制御部30のデータ記憶領域33bに記憶する(S25)。
【0022】
トルクセンサ10によって検出された第一及び第二のトルク値T1,T2には、操舵用ハンドル1とトルクセンサ10との間にヒステリシスとして現れる残留トルクがそれぞれ含まれる。しかし、両トルク値T1,T2の平均値を求めることにより正負の残留トルクが相殺され、初期トルクT0は主として原点トルク(一対のレゾルバ12,12の原点位置の差)で占められることになる。
【0023】
なお、図3のS21において、作業者が操舵用ハンドル1の中立位置での静止保持を確認したときに確認スイッチを押すことによって次のステップに進むようにしてもよい。
【0024】
このように、図3の初期トルク検出操作では、第一及び第二のトルク値T1,T2を検出し、その平均値をとるだけで初期トルクT0が求められるので、短時間で操作を終了できる。
なお、初期トルク検出操作において、第一及び第二のトルク値T1,T2の検出に所定の時間間隔(例えば1秒)を設定する場合には、操舵用ハンドル1の不完全戻り(ヒステリシス)が発生しやすくなり、残留トルクの発見が容易となる。
また、初期トルク検出操作において、操舵用ハンドル1の回転角度を変更して又は変更することなく、第一及び第二のトルク値T1,T2を複数個ずつ検出する場合には、正負の残留トルクを相殺(除去)する精度が向上するので、原点トルクがより正確に検出できるようになる。
【0025】
なお、操舵制御部30に格納された初期設定プログラムを生産工場等の検査工程あるいは販売業者等の修理工程で実行する際の注意事項は次の通りである。
▲1▼操舵用ハンドル1を操舵方向の中立位置に静止保持した状態で起動すること。
▲2▼操舵用ハンドル1には作業者を含む外部から印加トルクを加えないこと。
▲3▼エンジン、バッテリを搭載し、バッテリによりアシストモータ20を作動すること。
▲4▼操舵輪6,6(車輪)は接地状態・非接地(浮き上がり)状態のいずれでもよい。
【0026】
以上の説明では、ラックアシストタイプのパワステ装置のみを取り上げたがコラムアシストタイプのパワステ装置についても適用できることは言うまでもない。しかも、操舵用ハンドルと操舵輪とが機械的に連結されている限り、速度感応型、回転数感応型等の操舵力可変型パワステ装置であっても実施できる。また、補助動力発生手段として、電動モータの他、油圧モータ、油圧シリンダ等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパワーステアリング装置の一例としての電動式パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図。
【図2】操舵制御プログラムの内容を示すフローチャート。
【図3】初期設定プログラムの内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 操舵用ハンドル
2 ハンドル軸
6 操舵輪
10 トルクセンサ(トルク検出手段)
11 トーションバー
12 レゾルバ(角度検出センサ)
20 アシストモータ(電動モータ;補助動力発生手段)
30 操舵制御部
31 CPU(初期トルク検出指令手段、初期トルク記憶指令手段)
33 ROM(初期トルク記憶手段)
100 パワーステアリング装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power steering device for a vehicle such as an automobile.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a steering device of a vehicle, particularly, a steering device for a vehicle, a power assist mechanism (power steering device) for steering operation is widely and widely used. For this reason, in recent years, most vehicles manufactured in factories are standard equipment, and the number of repairs or replacements performed by dealers (new or used vehicles) is increasing. As such a power steering device, a steering torque applied to a steering wheel shaft via a steering handle is detected by a torque detecting unit, and a driving force corresponding to the steering torque is transmitted from an auxiliary power generating unit such as an electric motor to a steering wheel. It is generally provided (see Patent Document 1 or 2).
[0003]
By the way, when assembling and inspecting the above-described power steering device at the factory production stage or repairing and replacing it at the dealer stage, it is necessary to pay attention to the following.
(1) Residual torque appearing as hysteresis between the steering wheel and the torque detecting means ... Incomplete return of the steering wheel even when the applied torque is removed due mainly to friction in the transmission system existing between the two. Means the torque generated.
(2) When the torque detecting means includes a torsion bar and a pair of angle detection sensors spaced apart from each other in the axial direction, an origin torque caused by a difference between the origin positions of the pair of angle detection sensors, for example, a twin resolver. With a pair of angle detection sensors of the type (see Patent Document 3), it is extremely difficult in terms of manufacturing to assemble the two sensors so that their mounting angle positions are completely matched, and the torque detection means is based on the difference between the origin positions of the two sensors. Detects and gives instructions while including the torque (origin torque).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-168597 [Patent Document 2]
JP 2001-341656 A [Patent Document 3]
JP 2001-194251 A [0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in order to perform initial setting of the steering control of the power steering apparatus, when the steering wheel is held stationary at the neutral position in the steering direction and the applied torque is removed, the torque detecting means determines the origin corresponding to an assembly error in manufacturing. An initial torque including a torque and a residual torque due to an incomplete return of the steering wheel is detected and indicated. Of these, the origin torque cannot be removed unless the torque detecting means is disassembled or adjusted, but it exists as a unique value (constant value) of the device and can be calibrated (can be corrected). Can be specified, the influence on the steady steering control is relatively small. On the other hand, regarding the residual torque, if the residual torque remains (mixes) in the detected value of the initial torque at the time of the initial setting, the state shifts to the steady steering control state, and when the incomplete return of the steering wheel is resolved, There is a strong possibility that the residual torque may cause the steering control to malfunction. A rack assist type power steering apparatus in which auxiliary power generation means and torque detection means are provided in the vicinity of a steering shaft (rack teeth) rather than a column assist type power steering apparatus in which a steering column is provided (Patent Document 2). (Patent Document 1) has a longer distance between the steering wheel and the torque detector, and is more susceptible to residual torque.
[0006]
Regardless of the method of
(1) An operation for holding the steering wheel at a neutral position in the steering direction at rest (2) A small rotational motion is performed while alternately inverting the steering wheel around the axis of the steering wheel to reduce (eliminate) residual torque that appears as hysteresis. Operation {circle around (3)} The operation for detecting the initial torque by the torque detecting means while the steering wheel is held stationary at the neutral position in the steering direction is reduced so that the residual torque approaches 0 in the above (2) (ideally. Requires a long time adjustment work by a skilled technician, so when standardizing a power steering device such as an increase in production costs at a factory or an adjustment error due to a shortage of staff at a sales company, etc. Had become a problem.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the residual torque easily to a level that does not hinder the steering control without requiring a skilled skill and a long adjustment work, thereby achieving cost reduction and performance stabilization. It is an object of the present invention to provide a power steering device capable of performing the above.
[0008]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
In order to solve the above-described problems, a power steering device of the present invention includes:
A steering torque applied to the handle shaft via the steering handle is detected by torque detection means including a torsion bar and a pair of angle detection sensors installed separately in the axial direction, and a driving force corresponding to the steering torque is detected. In the power steering device that is configured to give the steering wheel from the auxiliary power generation means,
From a state in which the steering handle is held stationary at the neutral position in the steering direction, at the first position where the steering handle is rotated by a predetermined angle in one direction around the handle axis and stopped using the auxiliary power generating means, A first torque value is detected by the torque detecting means in a form including a residual torque appearing as hysteresis between the steering handle and the torque detecting means, and then the steering handle is moved in the other direction from the neutral position. At the second position stopped by the same angular rotational movement, the second torque value is similarly detected in a form including the residual torque, and the average value of the first and second torque values is obtained to obtain the positive and negative residual torque. And an initial torque detection command for issuing a command to determine the obtained average value as an initial torque mainly caused by the difference between the origin positions of the pair of angle detection sensors. Characterized in that it comprises a stage.
[0009]
Further, in order to solve the above-mentioned problem, the power steering device of the present invention is specifically,
A steering torque applied to the handle shaft via the steering handle is detected by torque detection means including a torsion bar and a pair of angle detection sensors installed separately in the axial direction, and a driving force corresponding to the steering torque is detected. In the power steering apparatus, a command signal for giving the steering wheel from the electric motor as the auxiliary power generation means is transmitted from the steering control unit.
In a first position where the steering handle is rotated by a predetermined angle around the handle axis by a predetermined angle using the electric motor and stopped from the state where the steering handle is held stationary at the neutral position in the steering direction, the steering is performed. A first torque value is detected by the torque detecting means in a form including a residual torque appearing as hysteresis between the steering handle and the torque detecting means, and then the steering handle is turned at the same angle in the other direction from the neutral position. At the second position where the rotary motion is stopped, the second torque value is similarly detected in a form including the residual torque, and the average value of the first and second torque values is obtained to cancel the positive and negative residual torque. And an initial torque detection command means for issuing a command to determine the obtained average value as an initial torque mainly caused by a difference between the origin positions of the pair of angle detection sensors.
Initial torque storage command means for issuing a command to store the initial torque as a correction value of the steering torque in the initial torque storage means of the steering control unit;
It is characterized by having.
[0010]
According to this power steering apparatus, an auxiliary power generation means such as an electric motor already provided for steering control, and a torque detection means including a torsion bar and a pair of angle detection sensors spaced apart in the axial direction thereof. By using (1) and (2), the operation of canceling (removing) the positive and negative residual torques can be performed with high accuracy in a short time without introducing large-scale equipment. In other words, since the initial torque is detected by the torque detecting means while canceling (removing) the positive and negative residual torques by the auxiliary power generating means, the residual (mixing) ratio of the residual torque to the detected value of the initial torque is reduced. It is possible to prevent erroneous operation of the steering control when shifting to the steady steering control state, thereby improving the control stability. Therefore, in the state where the positive and negative residual torques are canceled (removed) as the initial torque detected at the time of the initial setting of the power steering device, the torque is necessarily generated in the torque detecting means including the torsion bar and the pair of angle detection sensors in manufacturing. The origin torque can be detected as accurately and quickly as possible.
[0011]
When an electric motor such as a stepping motor is used as the auxiliary power generating means, the first position and the second position of, for example, ± 5 ° or less can be stably applied to the steering wheel. It is possible to realize an adjustment operation (operation for reducing the residual torque) comparable to that of the user. In addition, the steering control unit provided for performing the steering control of the power steering device stores the initial torque detected after canceling (removing) the positive and negative residual torques as a correction value of the steering torque, so that the steering torque is fixed. It can also contribute to the improvement of control stability in normal steering control.
[0012]
At this time, the initial torque detection command unit and the initial torque storage command unit may be stored in the steering control unit together with the initial setting program, and the initial setting program may be activated by a specific trigger signal transmitted from outside the vehicle. For example, if a portable terminal device (small tester or the like) that can transmit a specific trigger signal is connected to the steering control unit on the vehicle side, the initial setting of the steering control unit can be performed without bringing it to the production factory. It becomes easy to repair or replace various parts and component mechanisms constituting the power steering apparatus at the stage of a trader or the like.
[0013]
Further, in the case where the predetermined time interval is set for the detection of the first and second torque values in the initial torque detection instructing means, it is caused by friction of the transmission system between the first position and the second position. Incomplete return (hysteresis) of the steering wheel is likely to occur. Therefore, it becomes easy to find the residual torque at the time of the initial torque detection operation or the like.
[0014]
Further, in the initial torque detection command means, the first and second torque values are detected by changing the rotation angle of the steering handle around the handle axis or a plurality thereof without changing, so that the positive and negative residual torques are detected. Is improved, and the origin torque can be detected more accurately.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Example)
FIG. 1 schematically shows the entire configuration of an electric power steering device as an example of a power steering device to which the present invention is applied (in the present embodiment, “vehicle” is an automobile, The application object of the present invention is not limited to this. In this electric power steering device 100 (hereinafter, also simply referred to as a power steering device), a
[0016]
A torque sensor 10 (torque detecting means) is provided between the
[0017]
The
[0018]
The initial setting program stored in the program storage area 33a is for detecting an initial torque and storing the detected initial torque in the
[0019]
When a trigger signal is input, the
{Circle around (1)} From the state where the steering handle 1 is held stationary at the neutral position in the steering direction, at the first position where the steering handle 1 is rotated by a predetermined angle around the handle axis using the
(2) Next, at the second position where the steering handle 1 is rotated from the neutral position by the same angle in the other direction and stopped, a second torque value is similarly detected including the residual torque.
(3) The positive and negative residual torques are canceled by calculating the average value of the first and second torque values, and the calculated average value is determined as the initial torque mainly caused by the difference between the origin positions of the pair of
(4) The initial torque is stored in the
It is preferable that the
[0020]
Next, the contents of the steering control will be described with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 2 shows an outline of the steering control program. The presence or absence of an input of a trigger signal from the outside is monitored, and when there is a signal input (YES in S1), the process proceeds to the initialization program S2 (see FIG. 3). If there is no signal input (NO in S1), it is checked whether or not the
[0021]
FIG. 3 shows details of the initialization program S2. First, in S21, the operator holds the steering wheel 1 at a neutral position in the steering direction. Next, at a first position (for example, 5 ° to the right) at which the steering handle 1 is rotated by a predetermined angle δ in one direction around the handle axis using the
[0022]
The first and second torque values T1 and T2 detected by the
[0023]
Note that in S21 of FIG. 3, the operator may press the confirmation switch when confirming that the steering wheel 1 is still at the neutral position, and then proceed to the next step.
[0024]
As described above, in the initial torque detecting operation of FIG. 3, the initial torque T0 is obtained only by detecting the first and second torque values T1 and T2 and taking the average value, so that the operation can be completed in a short time. .
In the initial torque detection operation, when a predetermined time interval (for example, 1 second) is set for the detection of the first and second torque values T1 and T2, incomplete return (hysteresis) of the steering wheel 1 may occur. The residual torque is easily generated, and the residual torque can be easily found.
Further, in the initial torque detection operation, when the plurality of first and second torque values T1 and T2 are detected by changing or not changing the rotation angle of the steering handle 1, positive and negative residual torques are detected. Since the accuracy of canceling (removing) is improved, the origin torque can be detected more accurately.
[0025]
The following are precautions when executing the initial setting program stored in the
(1) Start-up with the steering handle 1 held stationary at the neutral position in the steering direction.
(2) Do not apply an applied torque to the steering wheel 1 from outside including the operator.
(3) An engine and a battery are mounted, and the
(4) The steered wheels 6, 6 (wheels) may be in a contact state or a non-contact state (lifted).
[0026]
In the above description, only the rack assist type power steering device has been described, but it is needless to say that the present invention can be applied to a column assist type power steering device. Moreover, as long as the steering wheel and the steered wheels are mechanically connected, the present invention can be applied to a power steering device of a variable steering force type such as a speed-sensitive type or a rotational speed-sensitive type. In addition, a hydraulic motor, a hydraulic cylinder, or the like can be used as the auxiliary power generating means in addition to the electric motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an electric power steering device as an example of a power steering device of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the contents of a steering control program.
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of an initialization program.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering handle 2 Handle shaft 6
11
20 Assist motor (electric motor; auxiliary power generation means)
30
33 ROM (initial torque storage means)
100 Power steering device
Claims (5)
前記操舵用ハンドルを操舵方向の中立位置に静止保持した状態から、前記補助動力発生手段を用いてその操舵用ハンドルをハンドル軸線周りの一方向に所定角度回転運動させ停止させた第一位置において、前記操舵用ハンドルと前記トルク検出手段との間にヒステリシスとして現れる残留トルクを含む形で前記トルク検出手段により第一のトルク値を検出し、次に前記操舵用ハンドルを前記中立位置から他方向に同一角度回転運動させ停止させた第二位置において、同様に残留トルクを含む形で第二のトルク値を検出し、これら第一及び第二のトルク値の平均値を求めることにより正負の残留トルクを相殺し、求めた平均値を前記一対の角度検出センサの原点位置の差に主として起因する初期トルクと定める指令を発する初期トルク検出指令手段を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。A steering torque applied to the handle shaft via the steering handle is detected by torque detection means including a torsion bar and a pair of angle detection sensors installed separately in the axial direction, and a driving force corresponding to the steering torque is detected. In the power steering device that is configured to give the steering wheel from the auxiliary power generation means,
From a state in which the steering handle is held stationary at the neutral position in the steering direction, at the first position where the steering handle is rotated by a predetermined angle in one direction around the handle axis and stopped using the auxiliary power generating means, A first torque value is detected by the torque detecting means in a form including a residual torque appearing as hysteresis between the steering handle and the torque detecting means, and then the steering handle is moved in the other direction from the neutral position. At the second position stopped by the same angular rotational movement, the second torque value is similarly detected in a form including the residual torque, and the average value of the first and second torque values is obtained to obtain the positive and negative residual torque. And an initial torque detection command for issuing a command to determine the obtained average value as an initial torque mainly caused by the difference between the origin positions of the pair of angle detection sensors. Power steering apparatus comprising: a stage.
前記操舵用ハンドルを操舵方向の中立位置に静止保持した状態から、前記電動モータを用いてその操舵用ハンドルをハンドル軸線周りの一方向に所定角度回転運動させ停止させた第一位置において、前記操舵用ハンドルと前記トルク検出手段との間にヒステリシスとして現れる残留トルクを含む形で前記トルク検出手段により第一のトルク値を検出し、次に前記操舵用ハンドルを前記中立位置から他方向に同一角度回転運動させ停止させた第二位置において、同様に残留トルクを含む形で第二のトルク値を検出し、これら第一及び第二のトルク値の平均値を求めることにより正負の残留トルクを相殺し、求めた平均値を前記一対の角度検出センサの原点位置の差に主として起因する初期トルクと定める指令を発する初期トルク検出指令手段と、
その初期トルクを前記操舵トルクの補正値として前記操舵制御部の初期トルク記憶手段に記憶する指令を発する初期トルク記憶指令手段と、
を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。A steering torque applied to the handle shaft via the steering handle is detected by torque detection means including a torsion bar and a pair of angle detection sensors installed separately in the axial direction, and a driving force corresponding to the steering torque is detected. In the power steering apparatus, a command signal for giving the steering wheel from the electric motor as the auxiliary power generation means is transmitted from the steering control unit.
In a first position where the steering handle is rotated by a predetermined angle around the handle axis by a predetermined angle using the electric motor and stopped from the state where the steering handle is held stationary at the neutral position in the steering direction, the steering is performed. A first torque value is detected by the torque detecting means in a form including a residual torque appearing as hysteresis between the steering handle and the torque detecting means, and then the steering handle is turned at the same angle in the other direction from the neutral position. At the second position where the rotary motion is stopped, the second torque value is similarly detected in a form including the residual torque, and the average value of the first and second torque values is obtained to cancel the positive and negative residual torque. And an initial torque detection command means for issuing a command to determine the obtained average value as an initial torque mainly caused by a difference between the origin positions of the pair of angle detection sensors.
Initial torque storage command means for issuing a command to store the initial torque as a correction value of the steering torque in the initial torque storage means of the steering control unit;
A power steering device comprising:
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JP2006188157A (en) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Favess Co Ltd | Electric power steering device |
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JP2014202594A (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | 日本精工株式会社 | Offset adjustment device and sensor adjustment method for electric power steering device |
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- 2003-03-18 JP JP2003073194A patent/JP2004279295A/en active Pending
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