JP2006056298A - Power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to a power steering apparatus.
従来、油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダとを備えた油圧式のパワーステアリング装置には、油圧ポンプに還流するフルード(圧油)の分配比率を変化させることによりパワーシリンダに供給する圧油の流量(供給流量)を変更可能な流量制御弁(流量制御装置)を備えたものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a hydraulic power steering apparatus including a hydraulic pump and a power cylinder that applies assist force to a steering system based on the hydraulic pressure, a distribution ratio of fluid (pressure oil) returning to the hydraulic pump is changed. Some have a flow rate control valve (flow rate control device) that can change the flow rate (supply flow rate) of the pressure oil supplied to the power cylinder.
例えば、特許文献1に記載のパワーステアリング装置は、車速、操舵角及び操舵速度に応じてその供給流量を変更することにより、車両状態に応じた必要十分な供給流量を確保するとともに(アシストモード)、アシスト要求の低い状態においては、その供給流量をアシストモードにおける流量よりも小とする(スタンバイモード)。そして、このような構成を採用することにより、車両状態に応じた最適なアシスト力を操舵系に付与して操舵フィーリングの向上を図るとともに、非アシスト時の圧力損失を抑えてエネルギー消費の低減を図ることができるようになる。
ところで、操舵時には、その舵角に応じて操舵輪を中立に戻そうとするセルフアライニングトルク(SAT)が発生する。従って、車両停車状態においても、このSATに抗するためのアシスト力を操舵系に付与することが望ましい。そのため、例えば、上記従来例では、車両停車状態に操舵速度が所定の閾値以上となった場合には、上記の流量制御モードをアシストモードとするように設定されている。 By the way, at the time of steering, a self-aligning torque (SAT) is generated to return the steered wheels to neutral according to the steering angle. Therefore, it is desirable to apply an assist force against the SAT to the steering system even when the vehicle is stopped. Therefore, for example, in the above-described conventional example, when the steering speed becomes equal to or higher than a predetermined threshold when the vehicle is stopped, the flow rate control mode is set to the assist mode.
しかしながら、このような構成では、操舵中は、要求されるアシスト力を発生するために必要な流量が確保されるものの、操舵後の保舵時には、流量制御モードがスタンバイモードとなるため、その流量減少に伴うアシスト力の低下により運転者の負担が増加するおそれがある。 However, in such a configuration, the flow rate necessary for generating the required assist force is ensured during steering, but the flow rate control mode is in the standby mode during steering after steering. The driver's burden may increase due to a decrease in assist power accompanying the decrease.
従って、こうした車両停車状態における保舵時のアシスト不足を回避するために、スタンバイモードの供給流量を高く設定せざるを得ず、結果として、そのエネルギー消費低減の程度も限界のあるものとなってしまうという問題がある。 Therefore, in order to avoid such shortage of assist during steering while the vehicle is stopped, the supply flow rate in the standby mode must be set high, and as a result, the degree of energy consumption reduction is limited. There is a problem of end.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、車両状態に応じて最適なアシスト力を付与するとともに、より効果的にエネルギー消費の低減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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is to provide an optimal assist force according to the vehicle state and to more effectively reduce energy consumption. The object is to provide a power steering device.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダと、前記油圧ポンプに還流する圧油の分配比率を変化させることにより前記パワーシリンダに供給する圧油の流量を変更可能な流量制御装置と、前記流量制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アシスト力を付与するための前記流量を確保するアシストモードと、前記流量を前記アシストモードにおける流量よりも小とするスタンバイモードとを有し、車両停車状態且つ前記操舵角一定時には流量制御モードをスタンバイモードとするパワーステアリング装置であって、ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置を備え、前記制御手段は、前記モータを駆動する制御信号のDuty比が所定の閾値よりも大きい場合には、前記流量制御モードをアシストモードとすること、を要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項2に記載の発明は、油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダと、前記油圧ポンプに還流する圧油の分配比率を変化させることにより前記パワーシリンダに供給する圧油の流量を変更可能な流量制御装置と、前記流量制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アシスト力を付与するための前記流量を確保するアシストモードと、前記流量を前記アシストモードにおける流量よりも小とするスタンバイモードとを有し、車両停車状態且つ前記操舵角一定時には流量制御モードをスタンバイモードとするパワーステアリング装置であって、ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置を備え、前記制御手段は、前記モータに印加する電圧の指令値が所定の閾値よりも大きい場合には、前記流量制御モードをアシストモードとすること、を要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, a hydraulic pump, a power cylinder that applies an assist force to a steering system based on the hydraulic pressure, and a distribution ratio of the pressure oil that returns to the hydraulic pump are changed to the power cylinder. A flow rate control device capable of changing the flow rate of the pressure oil to be supplied; and a control means for controlling the flow rate control device, wherein the control means secures the flow rate for applying the assist force; A power steering device having a standby mode in which the flow rate is smaller than the flow rate in the assist mode, wherein the flow rate control mode is in a standby mode when the vehicle is stopped and the steering angle is constant, By adding the second rudder angle of the steered wheel based on motor drive to the first rudder angle of the steered wheel based on the steering wheel, A transmission ratio variable device that varies a transmission ratio between the ring wheel and the steered wheel, and the control means controls the flow rate control when a command value of a voltage applied to the motor is larger than a predetermined threshold value. The gist is that the mode is the assist mode.
請求項3に記載の発明は、油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダと、前記油圧ポンプに還流する圧油の分配比率を変化させることにより前記パワーシリンダに供給する圧油の流量を変更可能な流量制御装置と、前記流量制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アシスト力を付与するための前記流量を確保するアシストモードと、前記流量を前記アシストモードにおける流量よりも小とするスタンバイモードとを有し、車両停車状態且つ前記操舵角一定時には流量制御モードをスタンバイモードとするパワーステアリング装置であって、ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置を備え、前記制御手段は、前記モータに通電する電流の指令値が所定の閾値よりも大きい場合には、前記流量制御モードをアシストモードとすること、を要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, a hydraulic pump, a power cylinder that applies an assist force to a steering system based on the hydraulic pressure, and a distribution ratio of the pressure oil that returns to the hydraulic pump are changed to the power cylinder. A flow rate control device capable of changing the flow rate of the pressure oil to be supplied; and a control means for controlling the flow rate control device, wherein the control means secures the flow rate for applying the assist force; A power steering device having a standby mode in which the flow rate is smaller than the flow rate in the assist mode, wherein the flow rate control mode is in a standby mode when the vehicle is stopped and the steering angle is constant, By adding the second rudder angle of the steered wheel based on motor drive to the first rudder angle of the steered wheel based on the steering wheel, A transmission ratio variable device that varies a transmission ratio between the ring wheel and the steered wheel, and the control means controls the flow rate control when a command value of a current to be supplied to the motor is larger than a predetermined threshold value. The gist is that the mode is the assist mode.
請求項4に記載の発明は、油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダと、前記油圧ポンプに還流する圧油の分配比率を変化させることにより前記パワーシリンダに供給する圧油の流量を変更可能な流量制御装置と、前記流量制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アシスト力を付与するための前記流量を確保するアシストモードと、前記流量を前記アシストモードにおける流量よりも小とするスタンバイモードとを有し、車両停車状態且つ前記操舵角一定時には流量制御モードをスタンバイモードとするパワーステアリング装置であって、ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記モータに印加される電圧を検出する検出手段とを備え、前記制御手段は、前記検出された電圧の値が所定の閾値よりも大きい場合には、前記流量制御モードをアシストモードとすること、を要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a hydraulic pump, a power cylinder that applies an assist force to a steering system based on the hydraulic pressure, and a distribution ratio of the pressure oil that returns to the hydraulic pump are changed to the power cylinder. A flow rate control device capable of changing the flow rate of the pressure oil to be supplied; and a control means for controlling the flow rate control device, wherein the control means secures the flow rate for applying the assist force; A power steering device having a standby mode in which the flow rate is smaller than the flow rate in the assist mode, wherein the flow rate control mode is in a standby mode when the vehicle is stopped and the steering angle is constant, By adding the second rudder angle of the steered wheel based on motor drive to the first rudder angle of the steered wheel based on the steering wheel, A transmission ratio variable device that varies a transmission ratio between a ring wheel and the steered wheel; and a detection unit that detects a voltage applied to the motor; and the control unit has a value of the detected voltage. If the flow rate control mode is larger than the predetermined threshold, the flow rate control mode is set to the assist mode.
請求項5に記載の発明は、油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダと、前記油圧ポンプに還流する圧油の分配比率を変化させることにより前記パワーシリンダに供給する圧油の流量を変更可能な流量制御装置と、前記流量制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アシスト力を付与するための前記流量を確保するアシストモードと、前記流量を前記アシストモードにおける流量よりも小とするスタンバイモードとを有し、車両停車状態且つ前記操舵角一定時には流量制御モードをスタンバイモードとするパワーステアリング装置であって、ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記モータに通電される電流を検出する検出手段とを備え、前記制御手段は、前記検出された電流の値が所定の閾値よりも大きい場合には、前記流量制御モードをアシストモードとすること、を要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, a hydraulic pump, a power cylinder that applies an assist force to a steering system based on the hydraulic pressure, and a distribution ratio of the pressure oil that returns to the hydraulic pump are changed to the power cylinder. A flow rate control device capable of changing the flow rate of the pressure oil to be supplied; and a control means for controlling the flow rate control device, wherein the control means secures the flow rate for applying the assist force; A power steering device having a standby mode in which the flow rate is smaller than the flow rate in the assist mode, wherein the flow rate control mode is in a standby mode when the vehicle is stopped and the steering angle is constant, By adding the second rudder angle of the steered wheel based on motor drive to the first rudder angle of the steered wheel based on the steering wheel, A transmission ratio variable device that varies a transmission ratio between a ring wheel and the steered wheel; and a detection unit that detects a current supplied to the motor; and the control unit has a value of the detected current. If the flow rate control mode is larger than the predetermined threshold, the flow rate control mode is set to the assist mode.
上記各構成によれば、モータ負荷を把握することでアシスト力を付与することが望ましい状態を判定することが可能になり、そのアシスト力の付与が望ましい状態においてのみ、流量制御モードをアシストモードに切り替えることができるようになる。その結果、車両停止状態且つ操舵角一定時(保舵時)において、要求されるアシスト力を付与するための十分な供給流量を確保することができるとともに、スタンバイモードの流量を低く設定して、より効果的にエネルギー消費の低減を図ることができるようになる。 According to each of the above configurations, it is possible to determine a state where it is desirable to apply the assist force by grasping the motor load, and the flow rate control mode is changed to the assist mode only in a state where the assist force is desirably applied. It will be possible to switch. As a result, when the vehicle is stopped and the steering angle is constant (at the time of steering), a sufficient supply flow rate for applying the required assist force can be secured, and the standby mode flow rate is set low. Energy consumption can be reduced more effectively.
更に、操舵速度についていえば、操舵角センサ(ステアリングセンサ)の分解能やノイズの影響によりチャタリングが発生し、非操舵状態にあるにも関わらず操舵速度が検出される、或いは極低速操舵時にその検出がなされない等、正確な操舵速度の検出ができない場合が想定される。そのため、操舵速度のみに基づいてスタンバイ/アシストモードの切替判定を行うとすれば、その適切な切り替えができず、非操舵時であるにも関わらずスタンバイモードとならないため有効にエネルギー消費の低減が図れない、あるいは極低速操舵時には、アシスト力の付与がなされないために運転者の負担増となるといった不具合が生ずるおそれがある。しかしながら、上記各構成によれば、操舵速度のみに依存することなく、スタンバイ/アシストモードの切替判定を行うことで、上記極低速操舵時における適切なアシスト力の付与、及び非操舵時における適切なるエネルギー消費の低減を図ることができるようになる。 Further, regarding the steering speed, chattering occurs due to the influence of the resolution of the steering angle sensor (steering sensor) and noise, and the steering speed is detected even in a non-steering state, or is detected during extremely low speed steering. It is assumed that the steering speed cannot be detected accurately, for example, when no operation is performed. Therefore, if the standby / assist mode switching determination is made based only on the steering speed, the appropriate switching cannot be performed, and the standby mode is not entered despite the non-steering time, so that energy consumption can be effectively reduced. At the time of steering at an extremely low speed, there is a possibility that a trouble such as an increase in the burden on the driver may occur because the assist force is not applied. However, according to each of the above-described configurations, it is possible to apply the appropriate assist force at the time of extremely low speed steering and at the time of non-steering by performing the switching determination of the standby / assist mode without depending only on the steering speed. Energy consumption can be reduced.
本発明によれば、車両状態に応じて最適なアシスト力を付与するとともに、より効果的にエネルギー消費の低減を図ることの可能なパワーステアリング装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while providing optimal assist force according to a vehicle state, the power steering apparatus which can aim at reduction of energy consumption more effectively can be provided.
以下、本発明を伝達比可変装置を備えたパワーステアリング装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態のパワーステアリング装置1の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール(ステアリング)2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック5に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック5の往復直線運動に変換される。そして、このラック5の往復直線運動により操舵輪6の舵角、即ちタイヤ角が可変することにより、車両の進行方向が変更される。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a power steering apparatus including a transmission ratio variable device will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
本実施形態のパワーステアリング装置1は、油圧ポンプ11と、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダ12とを備えた油圧式のパワーステアリング装置であり、油圧ポンプ11から圧送されたフルード(圧油)は、コントロールバルブ13を経由してラック5に設けられたパワーシリンダ12に導入される。そして、パワーシリンダ12に流入するフルードの圧力により、ラック5がその移動方向に押圧されることで、操舵系にアシスト力が付与されるようになっている。
The
尚、コントロールバルブ13は、ステアリングシャフト3が連結されるピニオン軸(図示略)に設けられており、同コントロールバルブ13は、操舵系への操舵トルクの印加に伴うトーションバー(図示略)の捻れに基づいて、パワーシリンダ12に対するフルードの導入方向及びその流量を制御する。そして、操舵系にアシスト力を付与しない非アシスト時には、フルードはパワーシリンダ12に流入することなく、コントロールバルブ13からリザーバタンク(図示略)を介して油圧ポンプ11へと還流されるようになっている。
The control valve 13 is provided on a pinion shaft (not shown) to which the
また、本実施形態のパワーステアリング装置1は、パワーシリンダ12に供給するフルード流量を変更可能な流量制御装置としての流量制御弁15と、同流量制御弁15の作動を制御する制御手段としての第1ECU(VFCECU)16とを備えている。
Further, the
図2に示すように、本実施形態では、油圧ポンプ11は、ポンプ本体21から吐出されたフルードをコントロールバルブ13に圧送するためのポンプポート22と、フルードをポンプ本体21に導入するためのリターンポート23とを備えており、流量制御弁15は、同油圧ポンプ11内に組み込まれている。そして、流量制御弁15は、ポンプポート22からリターンポート23に還流するフルードの分配比率を変化させることにより、同ポンプポート22から圧送されるフルード流量、即ちパワーシリンダ12に供給するフルード流量を変更する。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the
詳述すると、流量制御弁15は、ポンプポート22に設けられた可変オリフィス24と、可変オリフィス24の上流側においてポンプポート22と連通された第1圧力室25a及びその下流側においてポンプポート22と連通された第2圧力室25bと、これら両圧力室間の圧力差に応じて軸線方向(図中左右方向)に移動するスプール26とを備えている。
Specifically, the
本実施形態では、スプール26は、第2圧力室25bに配設されたスプリング27により第1圧力室25a側に付勢されており、同スプール26は、可変オリフィス24の抵抗により第1圧力室25aの圧力が第2圧力室25bの圧力とスプリング27の弾性力との和よりも大となることで、その圧力差に応じた位置に移動する。
In the present embodiment, the
また、流量制御弁15は、第1圧力室25aとリターンポート23とを連通可能な戻り流路28を有しており、戻り流路28は、スプール26が第2圧力室25b側に移動するほど、その第1圧力室25aへの開口面積、即ち流路断面積が大となるように設定されている。そして、流量制御弁15は、このスプール26の移動に基づいて、その移動位置に応じた流量のフルードをポンプポート22からリターンポート23に還流するようになっている。
The
一方、可変オリフィス24の駆動源であるソレノイド29は、第1ECU(VFCECU)16と接続されており、同第1ECU(VFCECU)16は、該ソレノイド29に印加する電圧を制御することにより、可変オリフィス24の開度(絞り量)を制御する。そして、この可変オリフィス24の開度に対応する位置にスプール26が移動し、ポンプ本体21に還流されるフルードの分配比率が変化することにより、油圧ポンプ11からコントロールバルブ13に圧送されるフルード流量が制御されるようになっている(流量可変制御)。
On the other hand, a
また、図1に示すように、本実施形態のパワーステアリング装置1は、ステアリングホイール2の舵角(操舵角)に対する操舵輪6の舵角(タイヤ角)の比率、即ち伝達比(ギヤ比)を可変させるギヤ比可変アクチュエータ30と、該ギヤ比可変アクチュエータ30の作動を制御する第2ECU(IFSECU)31とを備えている。そして、本実施形態では、このギヤ比可変アクチュエータ30が伝達比可変装置を構成している。
As shown in FIG. 1, the
詳述すると、ステアリングシャフト3は、ステアリング2が連結された第1シャフト32とラックアンドピニオン機構4に連結される第2シャフト33とからなり、ギヤ比可変アクチュエータ30は、第1シャフト32及び第2シャフト33を連結する差動機構34と、該差動機構34を駆動するモータ35とを備えている。そして、ギヤ比可変アクチュエータ30は、ステアリング操作に伴う第1シャフト32の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第2シャフト33に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構4に入力されるステアリングシャフト3の回転を増速(又は減速)する。
More specifically, the steering
つまり、図3及び図4に示すように、ギヤ比可変アクチュエータ30は、ステアリング操作に基づく操舵輪6の舵角(ステア転舵角θts)にモータ駆動に基づく操舵輪の舵角(ACT角θta)を上乗せすることにより、操舵角θsに対する操舵輪6のギヤ比を可変させる。そして、第2ECU(IFSECU)31は、モータ35の作動を制御することによりギヤ比可変アクチュエータ30を制御する。即ち、第2ECU(IFSECU)31は、ACT角θtaを制御することにより、そのギヤ比を可変させる(ギヤ比可変制御)。
That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the gear
尚、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する操舵輪6のギヤ比」をオーバーオールギヤ比(操舵角θs/タイヤ角θt)で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる(タイヤ角θt大、図3参照)。そして、逆方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる(タイヤ角θt小、図4参照)。また、本実施形態では、ステア転舵角θtsが第1の舵角を構成し、ACT角θtaが第2の舵角を構成する。
In this case, “addition” is defined to include not only addition but also subtraction, and so on. Further, when the “gear ratio of the steered
次に、本実施形態のパワーステアリング装置の電気的構成、及びその制御態様について説明する。
図1に示すように、本実施形態では、上記の流量制御弁15を制御する第1ECU(VFCECU)16、及びギヤ比可変アクチュエータ30を制御する第2ECU(IFSECU)31は、車内ネットワーク(CAN:Controller Area Network)36を介して接続されており、同車内ネットワーク36には、操舵角センサ37、車速センサ38及び後述する回転角センサ39が接続されている。そして、第1ECU(VFCECU)16及び第2ECU(IFSECU)31は、これら各センサにより検出される操舵角θs、車速V(及びACT角θta)、並びに第1ECU(VFCECU)16と第2ECU(IFSECU)31との間の相互通信により入力される制御信号に基づいて、上記の流量可変制御及びギヤ比可変制御を実行する。
Next, the electrical configuration of the power steering apparatus of this embodiment and its control mode will be described.
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a first ECU (VFC ECU) 16 that controls the flow
(ギヤ比可変制御)
先ず、ギヤ比可変制御について説明する。
図5は、本実施形態のパワーステアリング装置の制御ブロック図である。同図に示すように、第2ECU(IFSECU)31は、モータ制御信号を出力するマイコン41と、モータ制御信号に基づいてギヤ比可変アクチュエータ30のモータ35に駆動電力を供給する駆動回路42とを備えている。
(Gear ratio variable control)
First, the gear ratio variable control will be described.
FIG. 5 is a control block diagram of the power steering apparatus of the present embodiment. As shown in the figure, the second ECU (IFSECU) 31 includes a microcomputer 41 that outputs a motor control signal, and a
尚、本実施形態のモータ35はブラシレスモータであり、駆動回路42は、入力されるモータ制御信号に基づいて、同モータ35に対し三相(U,V,W)の駆動電力を供給する。また、以下に示す各制御ブロックは、マイコン41(及び後述するマイコン51)が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。
The motor 35 of the present embodiment is a brushless motor, and the
そして、第2ECU(IFSECU)31は、モータ35に供給する駆動電力を制御することによりギヤ比可変アクチュエータ30の作動を制御、即ちギヤ比可変制御を実行する。
The second ECU (IFSECU) 31 controls the operation of the gear
マイコン41は、車速に応じてギヤ比を可変させるための制御目標成分であるギヤ比可変ACT指令角θgr*を演算するギヤ比可変制御演算部44と、操舵速度に応じて車両の応答性を向上させるための制御目標成分である微分ステアACT指令角θls*を演算する微分ステア制御演算部(LeadSteer制御演算部)45を備えている。 The microcomputer 41 has a gear ratio variable control calculation unit 44 that calculates a gear ratio variable ACT command angle θgr *, which is a control target component for changing the gear ratio according to the vehicle speed, and the vehicle responsiveness according to the steering speed. A differential steer control calculation unit (LeadSteer control calculation unit) 45 that calculates a differential steer ACT command angle θls *, which is a control target component for improvement, is provided.
本実施形態では、ギヤ比可変制御演算部44には、車速V及び操舵角θsが入力され、微分ステア制御演算部45には、車速V及び操舵速度ωsが入力される。尚、操舵速度ωsは、操舵角θsを時間で微分することにより算出される(以下同様)。そして、ギヤ比可変制御演算部44は、その操舵角θs及び車速Vに基づいてギヤ比可変ACT指令角θgr*を演算し(ギヤ比可変制御演算)、微分ステア制御演算部45は、その車速V及び操舵速度ωsに基づいて微分ステアACT指令角θls*を演算する(微分ステア制御演算)。
In the present embodiment, the vehicle speed V and the steering angle θs are input to the gear ratio variable control calculation unit 44, and the vehicle speed V and the steering speed ωs are input to the differential steer
ギヤ比可変制御演算部44により演算されたギヤ比可変ACT指令角θgr*、及び微分ステア制御演算部45により演算された微分ステアACT指令角θls*は、加算器46に入力される。そして、この加算器46においてギヤ比可変ACT指令角θgr*と微分ステアACT指令角θls*とが重畳されることによりACT角θtaの制御目標量であるACT指令角θta*が算出される(ACT指令角演算)。
The gear ratio variable ACT command angle θgr * calculated by the gear ratio variable control calculation unit 44 and the differential steer ACT command angle θls * calculated by the differential steer
加算器46において算出されたACT指令角θta*は、FB制御(フィードバック制御)演算部47に入力される。本実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ30のモータ35には回転角センサ39が設けられており(図1参照)、この回転角センサ39により検出されるモータ回転角に基づいてACT角θtaが検出されるようになっている。そして、FB制御演算部47は、このACT角θta及びACT指令角θta*に基づくフィードバック制御により電流指令値を算出する(FB制御演算)。
The ACT command angle θta * calculated by the
FB制御演算部47により算出された電流指令値は、電圧指令値演算部48に入力され、電圧指令値演算部48は、その電流指令値に基づいて電圧指令値を演算する。そして、電圧指令値演算部48は、その電圧指令値をPWM制御演算部49に出力する(電圧指令値演算)。
The current command value calculated by the FB
電圧指令値演算部48により算出された電圧指令値は、PWM制御演算部49に入力され、PWM制御演算部49は、その入力された電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成(演算)して駆動回路42に出力する(PWM制御演算)。そして、そのモータ制御信号に基づいて駆動回路42から供給される駆動電力によりモータ35が制御されるようになっている。
The voltage command value calculated by the voltage command value calculation unit 48 is input to the PWM control calculation unit 49, and the PWM control calculation unit 49 generates (calculates) a motor control signal based on the input voltage command value. To the drive circuit 42 (PWM control calculation). The motor 35 is controlled by the drive power supplied from the
また、本実施形態のマイコン41は、後述する2つの流量制御モードの切替判定に用いられるACTフラグFact(IFS Action Flag)のオン/オフ(セット/リセット)判定を行うACTフラグ判定部50を備えている。そして、ACTフラグ判定部50は、PWM制御演算部49の出力するモータ制御信号のDuty比(ONDuty)に基づいて、上記ACTフラグFactのオン/オフ判定を実行する(ACTフラグ判定)。 Further, the microcomputer 41 of the present embodiment includes an ACT flag determination unit 50 that performs ON / OFF (set / reset) determination of an ACT flag Fact (IFS Action Flag) used for determination of switching between two flow rate control modes described later. ing. Then, the ACT flag determination unit 50 performs the ON / OFF determination of the ACT flag Fact based on the duty ratio (ONDuty) of the motor control signal output from the PWM control calculation unit 49 (ACT flag determination).
具体的には、図6のフローチャートに示すように、ACTフラグ判定部50は、PWM制御演算部49から入力されるDuty比が、所定の閾値γよりも大きいか否かを判定する(ステップ101)。そして、Duty比が所定の閾値γよりも大きい場合(ステップ101:YES)には、ACTフラグFactを「ON」とし(ステップ102)、Duty比が所定の閾値γ以下である場合(ステップ101:NO)には、ACTフラグFactを「OFF」とする(ステップ103)。 Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 6, the ACT flag determination unit 50 determines whether the duty ratio input from the PWM control calculation unit 49 is greater than a predetermined threshold γ (step 101). ). When the duty ratio is larger than the predetermined threshold γ (step 101: YES), the ACT flag Fact is set to “ON” (step 102), and when the duty ratio is equal to or smaller than the predetermined threshold γ (step 101: NO) sets the ACT flag Fact to “OFF” (step 103).
そして、このACTフラグ判定部50の判定結果、即ちACTフラグFactは、車内ネットワーク36を介して第1ECU(VFCECU)16に出力されるようになっている。
The determination result of the ACT flag determination unit 50, that is, the ACT flag Fact is output to the first ECU (VFC ECU) 16 via the in-
次に、上記のように構成された第2ECU(IFSECU)31側のマイコン41における演算処理手順について説明する。
図7のフローチャートに示すように、マイコン41は、状態量として上記各センサからセンサ値を取り込むと(ステップ201)、先ずギヤ比可変制御演算を行い(ステップ202)、続いて微分ステア制御演算を行う(ステップ203)。そして、マイコン41は、上記ステップ202のギヤ比可変制御演算及び上記ステップ203の微分ステア制御演算を実行することにより算出されたギヤ比可変ACT指令角θgr*、及び微分ステアACT指令角θls*を重畳することにより、制御目標であるACT指令角θta*を演算する(ステップ204)。
Next, a calculation processing procedure in the microcomputer 41 on the second ECU (IFSECU) 31 side configured as described above will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 7, when the microcomputer 41 fetches sensor values from the above sensors as state quantities (step 201), it first performs a gear ratio variable control calculation (step 202), and then performs differential steer control calculation. Perform (step 203). The microcomputer 41 calculates the gear ratio variable ACT command angle θgr * and the differential steer ACT command angle θls * calculated by executing the gear ratio variable control calculation in
次に、マイコン41は、このステップ204において算出されたACT指令角θta*及び回転角センサ39により検出されたACT角θtaに基づいてフィードバック制御を実行し(ステップ205)、このステップ205において算出された電流指令値に基づいて電圧指令値を演算する(ステップ206)。そして、その電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成し、そのモータ制御信号を駆動回路42へと出力する(ステップ207)。
Next, the microcomputer 41 executes feedback control based on the ACT command angle θta * calculated in
そして、マイコン41は、そのモータ制御信号のDuty比に基づいてACTフラグFactのオン/オフ判定を行い、そのACTフラグFactを第1ECU(VFCECU)16へと出力する(ステップ208)。 Then, the microcomputer 41 performs on / off determination of the ACT flag Fact based on the duty ratio of the motor control signal, and outputs the ACT flag Fact to the first ECU (VFC ECU) 16 (step 208).
(流量可変制御)
次に、本実施形態のパワーステアリング装置における流量可変制御について説明する。
図5に示すように、第1ECU(VFCECU)16は、流量制御弁15(可変オリフィス24)のソレノイド29に印加する電圧を決定するマイコン51と、該マイコン51の出力する電圧制御信号に基づいてソレノイド29に駆動電圧を印加する駆動回路52とを備えている。そして、第1ECU(VFCECU)16は、ソレノイド29に印加する電圧を制御することにより流量制御弁15の作動を制御、即ち流量可変制御を実行する。
(Variable flow control)
Next, flow rate variable control in the power steering apparatus of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 5, the first ECU (VFC ECU) 16 is based on a
図8に示すように、本実施形態のパワーステアリング装置1では、パワーシリンダ12に供給するフルード流量(供給流量Q)について、要求されるアシスト力を付与するために、車速に応じた十分な供給流量Qを確保する「アシストモード」と、このアシストモードにおける供給流量(アシスト流量Qa)よりも、供給流量Q(スタンバイ流量Qs)を小とする「スタンバイモード」との2つの流量制御モードが設定されている。
As shown in FIG. 8, in the
そして、アシスト要求の高い状態では、流量制御モードを「アシストモード」として、要求されるアシスト力を発生するための十分な供給流量Qを確保し、アシスト要求の低い状態では、「スタンバイモード」として、ポンプ本体21に還流されるフルードの分配比率を高めることにより、圧力損失を抑えてエネルギー消費の低減を図るようになっている。
When the assist request is high, the flow rate control mode is set to “assist mode” to ensure a sufficient supply flow rate Q for generating the required assist force. When the assist request is low, “standby mode” is set. By increasing the distribution ratio of the fluid returned to the
図5に示すように、本実施形態では、マイコン51は、第2ECU(IFSECU)31において算出されたACT指令角θta*に基づいて操舵輪6の目標舵角、即ち目標タイヤ角θt*を演算する演算手段としての目標タイヤ角演算部53を備えている。そして、第1ECU(VFCECU)16は、この目標タイヤ角θt*に基づいて上記の流量可変制御を実行する。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, the
詳述すると、本実施形態では、マイコン51には、車速V、操舵角θs及び操舵速度ωsとともに、第2ECU(IFSECU)31において算出されたACT指令角θta*が入力されるようになっており、目標タイヤ角演算部53には、このACT指令角θta*及び操舵角θsが入力される。そして、目標タイヤ角演算部53は、操舵角θsに基づくステア転舵角θts(図3,4参照)にACT指令角θta*を加算することにより目標タイヤ角θt*を演算する。
More specifically, in the present embodiment, the
尚、本実施形態のギヤ比可変アクチュエータ30のように、ラックアンドピニオン機構4に入力されるステアリングシャフト3の回転を増速(又は減速)することにより伝達比を可変するものにあっては、「タイヤ角」は、ピニオン軸の角度、即ち「ピニオン角」に対応する(タイヤ角=ピニオン角×ラック&ピニオンのベースギヤ比)。従って、この場合、「目標タイヤ角」を「目標ピニオン角」としても同様であることはいうまでもない。
Note that, as in the gear
また、マイコン51は、スタンバイ/アシストモードの切替判定を行うスタンバイ/アシスト判定部54と、その判定結果(スタンバイ/アシスト判定値V_as)に基づいて供給流量Qの制御目標量である流量指令値Q*を演算する流量指令値演算部55とを備えている。
The
本実施形態では、スタンバイ/アシスト判定部54には、目標タイヤ角θt*、操舵速度ωs及び車速V、並びに上記第2ECU(IFSECU)31から出力されたACTフラグFactが入力される。そして、スタンバイ/アシスト判定部54は、入力されたこれらの状態量に基づいて、スタンバイ/アシストモードの切替判定を実行する(スタンバイ/アシスト判定)。 In the present embodiment, the target tire angle θt *, the steering speed ωs, the vehicle speed V, and the ACT flag Fact output from the second ECU (IFSECU) 31 are input to the standby / assist determination unit 54. Then, the standby / assist determination unit 54 performs standby / assist mode switching determination based on these input state quantities (standby / assist determination).
具体的には、図9のフローチャートに示すように、スタンバイ/アシスト判定部54は、先ず、車速Vが0(Km/h)であるか否か、即ち車両が停止状態にあるか否かについて判定する(ステップ301)。そして、停止状態にあると判定した場合(V=0、ステップ301:YES)には、操舵速度ωsの絶対値が所定の閾値αより大きいか否かについて判定し(ステップ302)、停止状態ではないと判定した場合(|V|>0、ステップ301:NO)には、目標タイヤ角θt*の絶対値が所定の閾値βより大きいか否かについて判定する(ステップ303)。 Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 9, the standby / assist determination unit 54 first determines whether or not the vehicle speed V is 0 (Km / h), that is, whether or not the vehicle is stopped. Determine (step 301). If it is determined that the vehicle is in a stopped state (V = 0, step 301: YES), it is determined whether or not the absolute value of the steering speed ωs is greater than a predetermined threshold value α (step 302). If it is determined that there is no difference (| V |> 0, step 301: NO), it is determined whether or not the absolute value of the target tire angle θt * is larger than a predetermined threshold β (step 303).
そして、ステップ302において操舵速度ωsの絶対値が閾値αよりも大きいと判定した場合(|ωs|>α、ステップ302:YES)、又はステップ303において目標タイヤ角θt*の絶対値が閾値βよりも大きいと判定した場合(|θt*|>β、ステップ303:YES)には、「アシストON(スタンバイOFF)」と判定する(ステップ304)。
When it is determined in
また、本実施形態では、上記ステップ302において操舵速度ωsの絶対値が閾値α以下であると判定した場合(|ωs|≦α、ステップ302:NO)には、続いてACTフラグFactが「ON」であるか否かを判定する(ステップ305)。そして、ACTフラグFactが「ON」である場合(Fact=ON、ステップ305:YES)には、上記ステップ304において「アシストON(スタンバイOFF)」と判定する。
In this embodiment, when it is determined in
ここで、ACTフラグFactが「ON」、即ちモータ制御信号のDuty比が所定の閾値γより大きい(ゼロではない)ということは、ギヤ比可変アクチュエータ30(モータ35)に負荷がかかっているということである。そして、車両停車状態(ステップ301:YES)且つ操舵角一定(ステップ302:NO)であるにも関わらず、ギヤ比可変アクチュエータ30に負荷がかかっているということは、操舵輪6にその舵角を変更させる力が印加されており、その力に抗してタイヤ角θtを維持すべくステアリング2が保持(保舵)されているということである。
Here, if the ACT flag Fact is “ON”, that is, if the duty ratio of the motor control signal is larger than the predetermined threshold γ (not zero), it means that the gear ratio variable actuator 30 (motor 35) is loaded. That is. The fact that the load is applied to the variable
即ち、本実施形態では、車両停車状態且つ操舵角一定時において、モータ制御信号のDuty比が所定の閾値γよりも大きいことを示すACTフラグFactがセット(ON)されているか否かを判定することにより、アシスト力の付与が望ましい状態であるか否かを判定する。そして、ACTフラグFactが「ON」である場合には「アシストON」と判定して、要求されるアシスト量を付与するために十分な供給流量の確保がなされるようになっている。 That is, in this embodiment, it is determined whether or not the ACT flag Fact indicating that the duty ratio of the motor control signal is larger than the predetermined threshold γ is set (ON) when the vehicle is stopped and the steering angle is constant. Thus, it is determined whether or not the application of the assist force is desirable. When the ACT flag Fact is “ON”, it is determined as “assist ON”, and a sufficient supply flow rate is secured to give the required assist amount.
一方、上記ステップ303において目標タイヤ角θt*の絶対値が閾値β以下であると判定した場合(|θt*|≦β、ステップ303:NO)、又はACTフラグFactが「ON」ではない場合(Fact=OFF、ステップ305:NO)には、スタンバイ/アシスト判定部54は、「暫定フラグ」をセットする(ステップ306)。
On the other hand, when it is determined in
次に、スタンバイ/アシスト判定部54は、暫定フラグが所定時間t以上継続してセットされているか否かについて判定する(ステップ307)。そして、所定時間t以上継続してセットされていると判定した場合(ステップ307:YES)には、「スタンバイON(アシストOFF)」と判定する(ステップ308)。尚、上記ステップ307において、暫定フラグは所定時間t以上継続してセットされていないと判定した場合(ステップ307:NO)には、上記ステップ304において「アシストON(スタンバイOFF)」と判定する。
Next, the standby / assist determination unit 54 determines whether or not the provisional flag has been set for a predetermined time t or longer (step 307). If it is determined that the setting is continued for a predetermined time t or longer (step 307: YES), it is determined that “standby is ON (assist OFF)” (step 308). If it is determined in
そして、スタンバイ/アシスト判定部54は、上記ステップ301〜ステップ308の処理を繰り返すことにより、スタンバイ/アシスト判定を実行する。尚、本実施形態では、スタンバイ/アシスト判定部54は、「アシストON」と判定した場合には、スタンバイ/アシスト判定値V_asを「0」、「スタンバイON」と判定した場合には、スタンバイ/アシスト判定値V_asを「1」とする。
Then, the standby / assist determination unit 54 performs the standby / assist determination by repeating the processes of
一方、図5に示すように、流量指令値演算部55には、上記のスタンバイ/アシスト判定部54における判定結果であるスタンバイ/アシスト判定値V_as、及び車速V、並びに目標タイヤ角θt*の角速度、即ち目標タイヤ角速度ωt*が入力される。尚、この目標タイヤ角速度ωt*は、目標タイヤ角θt*を時間で微分することにより算出される(以下同様)。そして、流量指令値演算部55は、車速V及び目標タイヤ角速度ωt*に基づいて、スタンバイ/アシストの各モードに対応する流量指令値Q*を演算する(流量指令値演算)。 On the other hand, as shown in FIG. 5, the flow rate command value calculation unit 55 includes the standby / assist determination value V_as, the vehicle speed V, and the angular velocity of the target tire angle θt *, which are the determination results in the standby / assist determination unit 54. That is, the target tire angular velocity ωt * is input. The target tire angular velocity ωt * is calculated by differentiating the target tire angle θt * with respect to time (the same applies hereinafter). Then, the flow rate command value calculation unit 55 calculates a flow rate command value Q * corresponding to each mode of standby / assist based on the vehicle speed V and the target tire angular velocity ωt * (flow rate command value calculation).
詳述すると、流量指令値演算部55は、スタンバイモードに対応するスタンバイ流量マップ55aと、アシストモードに対応するアシスト流量マップ55bとを備えている。
スタンバイ流量マップ55aには、流量指令値Q*と車速Vとが関連付けられており、流量指令値演算部55は、スタンバイ/アシスト判定結果が「スタンバイON(V_as=1)」である場合には、このスタンバイ流量マップ55aを用いて、入力された車速Vに対応する流量指令値Q*を算出する。
More specifically, the flow rate command value calculation unit 55 includes a standby
The flow rate command value Q * and the vehicle speed V are associated with the standby
尚、本実施形態では、このスタンバイ流量マップ55aにおいて、流量指令値Q*は、車速Vの値に関わらず所定のスタンバイ流量Qsとなるように設定されている。従って、図10に示すように、スタンバイモードにおいては、車速Vに関わらず、一定の流量指令値Q*(スタンバイ流量Qs)が算出されるようになっている。
In this embodiment, in the standby
一方、アシスト流量マップ55bは、流量指令値Q*と車速V及び目標タイヤ角速度ωt*とが関連付けられた3次元マップであり、流量指令値演算部55は、スタンバイ/アシスト判定結果が「アシストON(V_as=0)」である場合には、このアシスト流量マップ55bを用いて、入力された車速V及び目標タイヤ角速度ωt*に対応する流量指令値Q*を算出する。 On the other hand, the assist flow map 55b is a three-dimensional map in which the flow command value Q * is associated with the vehicle speed V and the target tire angular speed ωt *. The flow command value calculator 55 indicates that the standby / assist determination result is “assist ON”. If (V_as = 0) ", the flow rate command value Q * corresponding to the input vehicle speed V and the target tire angular velocity ωt * is calculated using the assist flow rate map 55b.
具体的には、このアシスト流量マップ55bにおいて、流量指令値Q*は、車速Vが大となるに従って小となるように設定されている。また、流量指令値Q*は、目標タイヤ角速度ωt*が大となるに従って大となるように設定されている。従って、図10に示すように、アシストモードにおいては、車速Vが大となるほど小さな流量指令値Q*が算出されるとともに、目標タイヤ角速度ωt*が大となるほど大きな流量指令値Q*が算出されるようになっている。 Specifically, in the assist flow map 55b, the flow command value Q * is set so as to decrease as the vehicle speed V increases. The flow rate command value Q * is set so as to increase as the target tire angular velocity ωt * increases. Therefore, as shown in FIG. 10, in the assist mode, a smaller flow command value Q * is calculated as the vehicle speed V increases, and a larger flow command value Q * is calculated as the target tire angular velocity ωt * increases. It has become so.
また、本実施形態のマイコン51は、流量指令値Q*の変化を穏やかにする流量指令値フィルタ演算部57を備えており、流量指令値演算部55により演算された流量指令値Q*は、この流量指令値フィルタ演算部57に入力される。そして、この流量指令値フィルタ演算部57により補正された補正後の流量指令値Q**が電圧指令値演算部58に入力されるようになっている。
Further, the
詳述すると、流量指令値フィルタ演算部57は、ローパスフィルタ57aを備えている。そして、流量指令値フィルタ演算部57は、流量指令値Q*の増加時には、ローパスフィルタ57aを用いて流量指令値Q*を補正する(流量指令値フィルタ演算)。
More specifically, the flow rate command value
例えば、図11に示すように、流量制御モードがスタンバイモードからアシストモードに移行する場合、流量指令値Q*は、モード移行時を境としてスタンバイ流量Qsからアシスト流量Qaへと矩形波状に変化する。従って、流量指令値フィルタ演算部57による補正を行うことなく、この流量指令値Q*に基づいて流量可変制御を実行すれば、アシスト力の急激な変化によって操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
For example, as shown in FIG. 11, when the flow rate control mode shifts from the standby mode to the assist mode, the flow rate command value Q * changes in a rectangular waveform from the standby flow rate Qs to the assist flow rate Qa at the time of the mode change. . Therefore, if the flow rate variable control is executed based on the flow rate command value Q * without performing correction by the flow rate command value
この点を踏まえ、本実施形態では、スタンバイモードからアシストモードへの移行時には、流量指令値フィルタ演算部57にて流量指令値Q*を補正するため、補正後の流量指令値Q**は、モード移行後、スタンバイ流量Qsから急速に増加し、その後は滑らかにアシスト流量Qaまで増加する。その結果、迅速なアシスト力の立ち上がりを確保しつつ、アシスト力の急変による操舵フィーリングの悪化を防止することが可能となっている。
In view of this point, in the present embodiment, the flow rate command value Q * is corrected by the flow rate command value
また、本実施形態では、流量指令値フィルタ演算部57には、流量指令値Q*とともに、目標タイヤ角速度ωt*が入力される。そして、流量指令値フィルタ演算部57は、目標タイヤ角速度ωt*に応じてローパスフィルタ57aの時定数を変更するようになっている。
In the present embodiment, the target tire angular velocity ωt * is input to the flow rate command value
具体的には、流量指令値フィルタ演算部57は、目標タイヤ角速度ωt*が大となるほど、ローパスフィルタ57aの時定数を小とする(図12参照)。これにより、流量変化に伴うアシスト量の変動を感じやすい遅い操舵時には、供給流量の増加速度を下げることで良好な操舵フィーリングを確保する一方、急操舵時には、供給流量の増加速度を高めることにより、アシスト不足による引っ掛かり感の発生を防止することが可能となっている。尚、図12は、上記時定数の変更に用いられるマップの概略構成図である。
Specifically, the flow rate command value
即ち、図13のフローチャートに示すように、流量指令値フィルタ演算部57は、流量指令値演算部55から流量指令値Q*が入力されると(ステップ401)、先ず、その流量指令値Q*が増加したか否かを判定する(ステップ402)。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 13, when the flow rate command value Q * is input from the flow rate command value calculation unit 55 (step 401), the flow rate command value
そして、流量指令値Q*の増加時(ステップ402:YES)には、目標タイヤ角速度ωt*に基づいてローパスフィルタ57aの時定数を決定し(ステップ403)、その決定に基づいてローパスフィルタ57aを用いた流量指令値Q*の補正を実行する(ステップ404)。
When the flow rate command value Q * increases (step 402: YES), the time constant of the low-
そして、流量指令値フィルタ演算部57は、上記ステップ404における補正演算により算出された補正後の流量指令値Q**を電圧指令値演算部58に出力する(ステップ405)。
Then, the flow rate command value
図5に示すように、電圧指令値演算部58は、入力された流量指令値Q**に基づいて、流量制御弁15のソレノイド29に印加する電圧指令値を演算し、その電圧指令値をPWM制御演算部59に入力する。そして、PWM制御演算部59は、入力された電圧指令値に基づいて電圧制御信号を生成(演算)し駆動回路52に出力する(PWM制御演算)。
As shown in FIG. 5, the voltage command
そして、その電圧制御信号に基づいてソレノイド29に駆動電圧が印加されることにより、流量制御弁15の作動、即ちパワーシリンダ12に供給するフルード流量が制御されるようになっている。
Then, a drive voltage is applied to the
即ち、図14のフローチャートに示すように、マイコン51は、状態量として上記各センサからセンサ値を取り込むと(ステップ501)、先ずACT指令角θta*に基づいて、目標タイヤ角θt*及び目標タイヤ角速度ωt*を演算する(ステップ502)。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 14, when the
次に、マイコン51は、スタンバイ/アシスト判定を実行し(ステップ503)、続いて流量指令値演算を実行することにより流量指令値Q*を演算する(ステップ504)。そして、流量指令値フィルタ演算により流量指令値Q*を補正し(ステップ505)、その補正後の流量指令値Q**に基づいて電圧指令値を演算する(ステップ506)。そして、その電圧指令値に基づいて電圧制御信号を生成し、その電圧制御信号を駆動回路52へと出力する(ステップ507)。
Next, the
(作用・効果)
次に、上記のように構成された本実施形態のパワーステアリング装置1の作用・効果について説明する。
(Action / Effect)
Next, operations and effects of the
本実施形態のパワーステアリング装置1では、第2ECU(IFSECU)31側のマイコン41は、ギヤ比可変アクチュエータ30の駆動源であるモータ35に駆動電力を供給するためのモータ制御信号のDuty比が所定の閾値γよりも大きいか否かを判定し、その結果をACTフラグFactとして第1ECU(VFCECU)16に出力する。そして、第1ECU(VFCECU)16側のマイコン51は、車両停車状態(V=0)且つ操舵角一定時(|ωs|≦α)において、ACTフラグFactが「ON」、即ちモータ制御信号のDuty比が所定の閾値γよりも大きい場合には、「アシストON」と判定してその流量制御モードをアシストモードに切り替える。
In the
即ち、上記Duty比が閾値γよりも大きい(ゼロではない)ということは、ギヤ比可変アクチュエータ30に負荷がかかっているということであり、車両停車状態且つ操舵角一定であるにも関わらず、こうした負荷が生ずるということは、操舵輪6の舵角を変更させる力に抗してタイヤ角θtを維持すべく保舵された状態であるということを意味する。
That is, when the duty ratio is larger than the threshold γ (not zero), it means that the gear
従って、このような構成とすれば、トルクセンサ等の付加的構成を新たに追加することなく、車両停止状態且つ操舵角一定時において、アシスト力の付与が望ましい状態においてのみ流量制御モードをアシストモードに切り替えることができるようになる。 Therefore, with such a configuration, the flow rate control mode is set to the assist mode only in a state where it is desirable to apply the assist force when the vehicle is stopped and the steering angle is constant, without adding an additional configuration such as a torque sensor. It will be possible to switch to.
その結果、こうした保舵時において、要求されるアシスト力を付与するための十分な供給流量を確保することができるとともに、スタンバイモードの流量を低く設定して、より効果的にエネルギー消費の低減を図ることができるようになる。 As a result, at the time of such steering, it is possible to secure a sufficient supply flow rate to give the required assist force, and to set the standby mode flow rate low to reduce energy consumption more effectively. It becomes possible to plan.
更に、操舵速度ωsについていえば、操舵角センサ37の分解能やノイズの影響によりチャタリングが発生し、非操舵状態にあるにも関わらず操舵速度ωsが検出される、或いは極低速操舵時にその検出がなされない等、正確な操舵速度ωsの検出ができない場合が想定される。そのため、操舵速度ωsのみに基づいてスタンバイ/アシストモードの切替判定を行うとすれば、その適切な切り替えができず、非操舵時であるにも関わらずスタンバイモードとならないため有効にエネルギー消費の低減が図れない、あるいは極低速操舵時には、アシスト力の付与がなされないために運転者の負担増となるといった不具合が生ずるおそれがある。しかしながら、上記構成によれば、操舵速度ωsのみに依存することなく、ACTフラグに基づいてもスタンバイ/アシストモードの切替判定を行うことで、上記極低速操舵時における適切なアシスト力の付与、及び非操舵時における適切なるエネルギー消費の低減を図ることができる。
Further, regarding the steering speed ωs, chattering occurs due to the resolution of the
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ30は、ラックアンドピニオン機構4に入力されるステアリングシャフト3の回転を増速(又は減速)することにより伝達比を可変することとした。しかし、これに限らず、ギヤ比可変アクチュエータは、操舵伝達系(ステアリング2から操舵輪6までの間)の何れに設けられてもよい。
In addition, you may change each said embodiment as follows.
In the present embodiment, the gear
・本実施形態では、流量制御弁15は、同油圧ポンプ11内に組み込まれ、ポンプポート22からリターンポート23に還流するフルードの分配比率を変化させることにより、同ポンプポート22から圧送されるフルード流量、即ちパワーシリンダ12に供給するフルード流量を変更することとした。しかし、これに限らず、流量制御弁15は、油圧ポンプ11以外の場所に設けてもよい。尚、流量制御弁15の構成は、図2に示すものに限らないことはいうまでもない。
In the present embodiment, the
・本実施形態では、ACTフラグ判定部50は、PWM制御演算部49から入力されるDuty比が所定の閾値γとの比較に基づいてACTフラグFactのオン/オフ判定を行うこととした。しかし、これに限らず、ACTフラグFactのオン/オフ判定は、モータ35に印加する電圧の指令値(電圧指令値)と所定の閾値の比較又はモータ35に通電する電流の指令値(電流指令値)と所定の閾値との比較に基づいて行うこととしてもよい。 In the present embodiment, the ACT flag determination unit 50 determines whether the ACT flag Fact is on or off based on a comparison between the duty ratio input from the PWM control calculation unit 49 and a predetermined threshold value γ. However, the present invention is not limited to this, and the on / off determination of the ACT flag Fact may be performed by comparing the command value (voltage command value) of the voltage applied to the motor 35 with a predetermined threshold value or the command value (current command) of the current supplied to the motor 35. (Value) and a predetermined threshold value.
・また、モータ35の実電圧値を検出する検出手段、又はモータ35の実電流値を検出する検出手段を備えることとし、その実電圧値と閾値との比較、又は実電流値と閾値との比較に基づいてACTフラグFactのオン/オフ判定を行う構成としてもよい。 Further, a detection means for detecting the actual voltage value of the motor 35 or a detection means for detecting the actual current value of the motor 35 is provided, and the comparison between the actual voltage value and the threshold value or the comparison between the actual current value and the threshold value is performed. The ACT flag Fact may be determined to be on / off based on the above.
・本実施形態では、制御対象毎に第1ECU(VFCECU)16と第2ECU(IFSECU)31との2つのECUを設けたが、これらを統合した一つのECUで流量制御弁15及びギヤ比可変アクチュエータ30の制御を行う構成としてもよい。
In the present embodiment, two ECUs, ie, a first ECU (VFC ECU) 16 and a second ECU (IFSECU) 31 are provided for each control target. However, the flow
1…パワーステアリング装置、2…ステアリングホイール、6…操舵輪、11…油圧ポンプ、12…パワーシリンダ、15…流量制御弁、16…第1ECU(VFCECU)、21…ポンプ本体、22…ポンプポート、23…リターンポート、24…可変オリフィス、26…スプール、28…戻り流路、29…ソレノイド、30…ギヤ比可変アクチュエータ、31…第2ECU(IFSECU)、35…モータ、37…操舵角センサ、38…車速センサ、39…回転角センサ、41…マイコン、42…駆動回路、44…ギヤ比可変制御演算部、45…微分ステア制御演算部、46…加算器、47…FB制御演算部、48…電圧指令値演算部、49…PWM制御演算部、50…ACTフラグ判定部、51…マイコン、52…駆動回路、53…目標タイヤ角演算部、54…スタンバイ/アシスト判定部、55…流量指令値演算部、55a…スタンバイ流量マップ、55b…アシスト流量マップ、57…流量指令値フィルタ演算部、57a…ローパスフィルタ、58…電圧指令値演算部、59…PWM制御演算部、Q…供給流量、V…車速、θs…操舵角、ωs…操舵速度、θt…タイヤ角、Q*,Q**…流量指令値、Qa…アシスト流量、Qs…スタンバイ流量、θt*…目標タイヤ角、ωt*…目標タイヤ角速度、θta…ACT角、θta*…ACT指令角、θts…ステア転舵角、θgr*…ギヤ比可変ACT指令角、θls*…微分ステアACT指令角、V_as…スタンバイ/アシスト判定値、Fact…ACTフラグ(IFS Action Flag)、α,β,γ…閾値。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置を備え、
前記制御手段は、前記モータを駆動する制御信号のDuty比が所定の閾値よりも大きい場合には、前記流量制御モードをアシストモードとすること、
を特徴とするパワーステアリング装置。 The flow rate of the pressure oil supplied to the power cylinder can be changed by changing the distribution ratio of the hydraulic pump, the power cylinder for applying assist force to the steering system based on the hydraulic pressure, and the pressure oil returning to the hydraulic pump. A flow rate control device and a control means for controlling the flow rate control device, wherein the control means secures the flow rate for applying the assist force, and the flow rate from the flow rate in the assist mode. A power steering device that has a standby mode that is also small, and that sets the flow rate control mode to a standby mode when the vehicle is stationary and the steering angle is constant,
The transmission ratio between the steering wheel and the steering wheel is varied by adding the second steering angle of the steering wheel based on the motor drive to the first steering angle of the steering wheel based on the steering angle of the steering wheel. Equipped with a transmission ratio variable device,
The control means sets the flow rate control mode to an assist mode when a duty ratio of a control signal for driving the motor is larger than a predetermined threshold value,
A power steering device.
ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置を備え、
前記制御手段は、前記モータに印加する電圧の指令値が所定の閾値よりも大きい場合には、前記流量制御モードをアシストモードとすること、
を特徴とするパワーステアリング装置。 The flow rate of the pressure oil supplied to the power cylinder can be changed by changing the distribution ratio of the hydraulic pump, the power cylinder for applying assist force to the steering system based on the hydraulic pressure, and the pressure oil returning to the hydraulic pump. A flow rate control device and a control means for controlling the flow rate control device, wherein the control means secures the flow rate for applying the assist force, and the flow rate from the flow rate in the assist mode. A power steering device that has a standby mode that is also small, and that sets the flow rate control mode to a standby mode when the vehicle is stationary and the steering angle is constant,
The transmission ratio between the steering wheel and the steering wheel is varied by adding the second steering angle of the steering wheel based on the motor drive to the first steering angle of the steering wheel based on the steering angle of the steering wheel. Equipped with a transmission ratio variable device,
When the command value of the voltage applied to the motor is greater than a predetermined threshold, the control means sets the flow rate control mode to an assist mode;
A power steering device.
ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置を備え、
前記制御手段は、前記モータに通電する電流の指令値が所定の閾値よりも大きい場合には、前記流量制御モードをアシストモードとすること、
を特徴とするパワーステアリング装置。 The flow rate of the pressure oil supplied to the power cylinder can be changed by changing the distribution ratio of the hydraulic pump, the power cylinder for applying assist force to the steering system based on the hydraulic pressure, and the pressure oil returning to the hydraulic pump. A flow rate control device and a control means for controlling the flow rate control device, wherein the control means secures the flow rate for applying the assist force, and the flow rate from the flow rate in the assist mode. A power steering device that has a standby mode that is also small, and that sets the flow rate control mode to a standby mode when the vehicle is stationary and the steering angle is constant,
The transmission ratio between the steering wheel and the steering wheel is varied by adding the second steering angle of the steering wheel based on the motor drive to the first steering angle of the steering wheel based on the steering angle of the steering wheel. Equipped with a transmission ratio variable device,
The control means sets the flow rate control mode to an assist mode when a command value of a current to be supplied to the motor is larger than a predetermined threshold;
A power steering device.
ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、
前記モータに印加される電圧を検出する検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出された電圧の値が所定の閾値よりも大きい場合には、前記流量制御モードをアシストモードとすること、を特徴とするパワーステアリング装置。 The flow rate of the pressure oil supplied to the power cylinder can be changed by changing the distribution ratio of the hydraulic pump, the power cylinder for applying assist force to the steering system based on the hydraulic pressure, and the pressure oil returning to the hydraulic pump. A flow rate control device and a control means for controlling the flow rate control device, wherein the control means secures the flow rate for applying the assist force, and the flow rate from the flow rate in the assist mode. A power steering device that has a standby mode that is also small, and that sets the flow rate control mode to a standby mode when the vehicle is stationary and the steering angle is constant,
The transmission ratio between the steering wheel and the steering wheel is varied by adding the second steering angle of the steering wheel based on the motor drive to the first steering angle of the steering wheel based on the steering angle of the steering wheel. A transmission ratio variable device;
Detecting means for detecting a voltage applied to the motor;
The power steering device, wherein the control means sets the flow rate control mode to an assist mode when the detected voltage value is larger than a predetermined threshold value.
ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第2の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、
前記モータに通電される電流を検出する検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出された電流の値が所定の閾値よりも大きい場合には、前記流量制御モードをアシストモードとすること、を特徴とするパワーステアリング装置。 The flow rate of the pressure oil supplied to the power cylinder can be changed by changing the distribution ratio of the hydraulic pump, the power cylinder for applying assist force to the steering system based on the hydraulic pressure, and the pressure oil returning to the hydraulic pump. A flow rate control device and a control means for controlling the flow rate control device, wherein the control means secures the flow rate for applying the assist force, and the flow rate from the flow rate in the assist mode. A power steering device that has a standby mode that is also small, and that sets the flow rate control mode to a standby mode when the vehicle is stationary and the steering angle is constant,
The transmission ratio between the steering wheel and the steering wheel is varied by adding the second steering angle of the steering wheel based on the motor drive to the first steering angle of the steering wheel based on the steering angle of the steering wheel. A transmission ratio variable device;
Detecting means for detecting a current supplied to the motor,
The power steering device, wherein the control means sets the flow rate control mode to an assist mode when the detected current value is larger than a predetermined threshold value.
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JP2004237753A JP2006056298A (en) | 2004-08-17 | 2004-08-17 | Power steering device |
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JP2004237753A JP2006056298A (en) | 2004-08-17 | 2004-08-17 | Power steering device |
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JP2004237753A Pending JP2006056298A (en) | 2004-08-17 | 2004-08-17 | Power steering device |
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2004
- 2004-08-17 JP JP2004237753A patent/JP2006056298A/en active Pending
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