JP2007050828A - Power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵アシストを行うパワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a power steering apparatus that performs steering assist.
従来、この種の技術としては、例えば、ステアリングラックに連結されて左右方向に移動可能なピストンを備え、当該ピストンで区切られたパワーシリンダの左右2室のうち一方のパワーシリンダ室に送液することで、液圧差を発生させて、操舵アシストを行うパワーステアリング装置において、ハンドルが切り返されると、前記左右2室を連通するバイパス路のバイパス弁を所定時間開放するものがある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の技術によれば、ハンドル切り返し時に、前記左右2室の差圧を十分に低下させることができ、操舵フィーリングを向上することができる。
しかしながら、上記従来技術にあっては、転舵速度が高速であると、前記2室の差圧が十分に低下しないうちに、操向輪が最大転舵角に到達し、操向輪の転舵角が最大転舵角で制限されるときに衝撃を生じる恐れがあった。
本発明は、上記従来技術の未解決の問題点を解決することを目的とするものであって、転舵速度が高速であるときに、操向輪の転舵角が最大転舵角で制限されるときに操舵アシストによって生じる衝撃を十分に低減することができるパワーステアリング装置を提供することを課題とする。
However, in the above prior art, if the turning speed is high, the steered wheel reaches the maximum steered angle before the differential pressure in the two chambers is not sufficiently reduced, and the steered wheel is turned. When the rudder angle is limited by the maximum steered angle, there is a risk of causing an impact.
The present invention aims to solve the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and when the turning speed is high, the turning angle of the steered wheels is limited to the maximum turning angle. It is an object of the present invention to provide a power steering device that can sufficiently reduce an impact caused by steering assist when the operation is performed.
上記課題を解決するため、本発明のパワーステアリング装置は、ステアリングラックに連結されて左右方向に移動可能なピストンで左右2室に区切られたパワーシリンダと、前記左右2室のいずれかに送液するポンプと、運転者のハンドル操作状態に基づいて前記ポンプの駆動を制御することで、前記運転者の操舵アシストを行うアシスト操舵制御手段と、前記左右2室間を連通するバイパス路と、前記バイパス路を開閉可能なバイパス弁とを備え、前記アシスト操舵制御手段は、操向輪が最大転舵角付近となったときには、前記バイパス弁を開状態とすると共に、低圧側のパワーシリンダ室に送液するように前記ポンプを駆動する最大転舵時制御を実行するようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a power steering device according to the present invention includes a power cylinder that is connected to a steering rack and that is movable in the left-right direction and is divided into two left and right chambers, and a liquid is fed to one of the two left and right chambers. A pump that controls the driving of the pump based on a steering operation state of the driver, an assist steering control unit that performs steering assist of the driver, a bypass path that communicates between the left and right two chambers, A bypass valve capable of opening and closing the bypass path, and the assist steering control means opens the bypass valve when the steered wheel is near the maximum turning angle, and opens the bypass valve in the power cylinder chamber on the low pressure side. The maximum turning time control for driving the pump so as to feed the liquid is executed.
このような構成によれば、操向輪の舵角が最大転舵角付近となると、低圧側のパワーシリンダ室の液圧を増大し、前記低圧側のパワーシリンダ室側にピストンを押す力を大きくすることができる。そのため、積極的に高圧側のパワーシリンダ室の流体を押し出す(引き抜く)ことで、各シリンダ室間の差圧、つまり、操舵アシスト力を短時間に十分に低下させることができる。その結果、操向輪が最大転舵角に到達するまでの間に、操舵アシスト力を十分に小さくすることができ、転舵速度が高速であっても、操向輪の転舵角が最大転舵角で制限されるときに生じる衝撃を十分に小さくすることができる。 According to such a configuration, when the steering angle of the steered wheels is near the maximum steering angle, the hydraulic pressure in the power cylinder chamber on the low pressure side is increased, and the force pushing the piston on the power cylinder chamber side on the low pressure side is increased. Can be bigger. Therefore, by actively pushing out (pulling out) the fluid in the high-pressure side power cylinder chamber, the differential pressure between the cylinder chambers, that is, the steering assist force can be sufficiently reduced in a short time. As a result, the steering assist force can be made sufficiently small until the steered wheel reaches the maximum turning angle, and the steered wheel has the maximum turning angle even if the turning speed is high. The impact that occurs when limited by the turning angle can be made sufficiently small.
以下、本発明のパワーステアリング装置を車両に搭載した実施形態を、図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
即ち、この車両は、本実施形態のパワーステアリング装置を搭載することによって、通常時には、ハンドルに加えられた操舵トルクに基づいて、ステアリングラックに連結されたピストンで区切られるパワーシリンダの左右2室のうち操舵をアシストする方向と反対側のパワーシリンダ室に送液することで、運転者の操舵アシストを行うように構成されている。
Hereinafter, an embodiment in which a power steering device of the present invention is mounted on a vehicle will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
That is, this vehicle is equipped with the power steering device of the present embodiment, so that, normally, based on the steering torque applied to the steering wheel, the left and right two chambers of the power cylinder are separated by the pistons connected to the steering rack. Among them, the driver assists the steering by supplying the liquid to the power cylinder chamber on the opposite side to the direction of assisting the steering.
<パワーステアリング装置の構成>
図1は、本発明のパワーステアリング装置の一実施形態を示す構成図である。この図1に示すように、パワーステアリング装置1は、パワーステアリング機構2、ポンプユニット3、トルクセンサ4、車速センサ5及びEPSコントローラ6を含んで構成される。
パワーステアリング機構2は、ピストン2a及びパワーシリンダ2bを含んで構成される。ピストン2aは、ステアリングラック100に連結され、ステアリングラック100と一体にパワーシリンダ2b内を左右方向に移動可能に構成される。なお、ステアリングラック100は、左方向に移動すると操向輪101L、101Rを右旋回側に転舵し、右方向に移動すると操向輪101L、101Rを左旋回側に転舵する。
<Configuration of power steering device>
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a power steering apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the
The
パワーシリンダ2bは、ピストン2aが内部に配され、ピストン2aによって区切られた左パワーシリンダ室2L及び右パワーシリンダ室2Rが形成される。
そして、パワーステアリング機構2は、各パワーシリンダ室2L、2R間に差圧が発生すると、高圧のパワーシリンダ室側から低圧のパワーシリンダ室側にピストン2aを押す力を生じ、ステアリングラック100を低圧のパワーシリンダ室側に押し進める。
The
When a differential pressure is generated between the
ポンプユニット3は、オイルポンプ3a及びバイパス弁3bを含んで構成される。オイルポンプ3aは、左パワーシリンダ室2L及び右パワーシリンダ室2Rそれぞれに一端が連通された左油圧管3L及び右油圧管3Rの他端に配され、電動モータ3cで駆動されて左油圧管3L及び右油圧管3Rのいずれかに送液可能に構成されている。
電動モータ3cは、EPSコントローラ6から出力されるモータ制御信号Tr(後述)に基づいてオイルポンプ3aを駆動する。また、電動モータ3cは、電動モータ3cの回転角度を示すモータ角度信号θfをEPSコントローラ6に出力する。
The
The
バイパス弁3bは、左油圧管3Lと右油圧管3Rとをオイルポンプ3aを介することなく連通するバイパス路3dの中央に設けられ、EPSコントローラ6から出力されるバルブ制御信号Vr(後述)に基づいてバイパス路3dを開閉する。なお、バイパス弁3bとしては、EPSコントローラ6からの制御信号により電圧が供給される状態では閉状態となり、電圧の供給がない状態では開状態となるノーマルオープン弁を用いている。
The
そして、ポンプユニット3は、図2に示すように、バイパス弁3bが閉じた状態で、モータ制御信号Trを取得すると、オイルポンプ3aを駆動して左油圧管3L及び右油圧管3Rのいずれかに送液し、各パワーシリンダ室2L、2R間に差圧を発生させる。
また、ポンプユニット3は、EPSコントローラ6からバルブ制御信号Vrを取得すると、バイパス弁3bを開いた状態とし、高圧のパワーシリンダ室から低圧のパワーシリンダ室への油の流入を可能として各パワーシリンダ室2L、2R間の差圧を小さくする。
Then, as shown in FIG. 2, when the
Further, when the
トルクセンサ4は、ステアリングシャフト102に配され、ステアリングホイール103に加えられた運転者の操舵トルクを検出する。そして、トルクセンサ4は、その検出結果(操舵トルク)を示す操舵トルク信号TqをEPSコントローラ6に出力する。
車速センサ5は、自車両の車速を検出する。そして、車速センサ5は、その検出結果(車速)を示す車速信号VをEPSコントローラ6に出力する。
The torque sensor 4 is disposed on the
The
EPSコントローラ6は、電動モータ3cから出力されるモータ角度信号θf、トルクセンサ4から出力される操舵トルク信号Tq、及び車速センサ5から出力される車速信号Vに基づいて、操舵アシストのためのモータ制御信号Tr及びバルブ制御信号Vrを演算する。そして、EPSコントローラ6は、その算出されたモータ制御信号Trを電動モータ3cに出力し、バルブ制御信号Vrをバイパス弁3bに出力する。
The EPS controller 6 is a motor for assisting steering based on the motor angle signal θf output from the
そして、パワーステアリング装置1は、通常時には、運転者がステアリングホイール103を操作し、トルクセンサ4から操舵トルク信号Tqが出力されると、操舵トルク信号Tqに基づいて操舵をアシストする方向と反対側の油圧管に送液する操舵制御信号及びバイパス弁3bを閉状態とするバルブ制御信号VrをEPSコントローラ6で演算し、その演算結果を電動モータ3c及びバイパス弁3bに出力する。そして、バイパス路3dを閉状態とし、前記操舵をアシストする方向と反対側の油圧管に送液することで、操舵をアシストする方向と反対側のパワーシリンダ室の油圧を増大し、パワーシリンダ室2L、2R間に差圧を発生し、操舵をアシストする方向側のパワーシリンダ室側へピストン2aを押す力を生じ、ステアリングラック100を操舵をアシストする方向側のパワーシリンダ室側へ押し進めて、操向輪101L、101Rを操舵方向に転舵する操舵アシスト力を発生させる。
In the
また、パワーステアリング装置1は、操向輪101L、101Rの舵角の絶対値が予め定められた最大転舵角付近の特定舵角を超えたときには、低圧側の油圧管に送液する操舵制御信号及びバイパス弁3bを開状態とするバルブ制御信号VrをEPSコントローラ6で演算し、その演算結果を電動モータ3c及びバイパス弁3bに出力する。そして、バイパス路3dを開状態とし、リザーバ3eに回収することで、各パワーリンダ室2L、2Rの差圧を徐々に低下すると共に、低圧側の油圧管に送液することで、低圧側のパワーシリンダ室の油圧を増大し、操舵をアシストする方向と反対側のパワーシリンダ室側へピストン2aを押す力を大きくし、操舵をアシストする方向側のパワーシリンダ室へピストン2aを押す力を低下させる。そのため、操向輪101L、101Rが最大転舵角に到達するまでの間に、操舵アシスト量を十分に低減でき、操向輪101L、101Rの転舵角が最大転舵角で制限されるときに操舵アシストによって生じる衝撃を十分に小さくすることができる。
Further, the
<EPSコントローラの機能構成>
図3は、本実施形態のEPSコントローラ6の機能構成を示すブロック図である。図3に示すように、EPSコントローラ6は、基本アシスト指令値演算部6a、ラックストローク速度演算部6b、ラック端検出部6c、ハンドル切り返し検出部6d、ラック端検出時モータ指令値演算部6e、切り替えスイッチ6f、モータ制御部6g及びバイパス弁制御部6hを含んで構成される。
<Functional configuration of EPS controller>
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the EPS controller 6 of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the EPS controller 6 includes a basic assist command
基本アシスト指令値演算部6aは、トルクセンサ4から出力される操舵トルク信号Tqと車速センサ5から出力される車速信号Vとに基づいて操舵アシストのためのモータ指令値Taを算出し、その第1モータ指令値Ta1を切り替えスイッチ6fに出力する。
ラックストローク速度演算部6bは、電動モータ3cからのモータ角度信号θfに基づいてピストン2aの移動速度(ラックストローク速度ω)を算出し、そのラックストローク速度をラック端検出部6cとラック端検出時モータ指令値演算部6eとに出力する。
The basic assist command
The rack stroke
ラック端検出部6cは、電動モータ3cから出力されるモータ角度信号θfに基づいて、操向輪101L、101Rの転舵角の絶対値が特定転舵角以上であるか否かを示すラック端フラグReを設定し、そのラック端フラグReをラック端検出時モータ指令値演算部6eと切り替えスイッチ6fとバイパス弁制御部6hとに出力する。なお、操向輪の転舵角の絶対値が特定舵角以上である場合にはラック端検出フラグReを「1」とし、特定舵角付近より小さい場合にはラック端検出フラグReを「0」とする。
The rack
ハンドル切り返し検出部6dは、電動モータ3cから出力されるモータ角度信号θfとトルクセンサ4から出力される操舵トルク信号Tqとに基づいて、運転者によってステアリングホイール103の切り返し操作が行われたか否かを示すハンドル切り返しフラグRfを設定し、そのハンドル切り返しフラグRfをラック端検出時モータ指令値演算部6eと切り替えスイッチ6fとバイパス弁制御部6hとに出力する。なお、運転者によってステアリングホイール103の切り返し操作が行われた場合にはハンドル切り返しフラグRfを「1」のセット状態とし、切り返し操作が行われていない場合にはハンドル切り返しフラグRfを「0」のリセット状態とする。
The steering wheel
ラック端検出時モータ指令値演算部6eは、基本アシスト指令値演算部6aから出力される第1モータ指令値Ta1とラックストローク速度演算部6bから出力されるラックストローク速度ωとラック端検出部6cから出力されるラック端フラグReとハンドル切り返し検出部6dから出力される切り返しフラグRfとに基づいて、操向輪101L、101Rの転舵角が最大転舵角で制限されるときに操舵アシストによって生じる衝撃を小さくするための第2モータ指令値Ta2を算出し、その算出結果(第2モータ指令値Ta2)を切り替えスイッチ6fに出力するモータ指令演算処理(後述)を実行する。また、モータしれ演算処理では、バイパス路3dを閉鎖させるバイパス弁閉鎖指令、或いはバイパス弁3bを開放させるバイパス弁開放指令をバイパス弁制御部6hに出力する。
When the rack end is detected, the motor command
切り替えスイッチ6fは、ラック端検出部6cから出力されるラック端フラグReとハンドル切り返し検出部6dから出力される切り返しフラグRfとに基づいて、基本アシスト指令値演算部6aから出力される第1モータ指令値Ta1とラック端検出時モータ指令値演算部6eから出力される第2モータ指令値Ta2とのいずれかをモータ制御部6gに出力する。具体的には、ラック端検出フラグReが「0」である場合、或いはラック端検出フラグRe及び切り返しフラグRfが共に「1」である場合には第1モータ指令値Ta1を出力する。また、ラック端検出フラグReが「1」であり且つ切り替えしフラグReが「0」である場合には第2モータ指令値Ta2を出力する。
The
モータ制御部6gは、切り替えスイッチ6fから出力されるモータ角度信号θf(第1モータ指令値Ta1、或いは第2モータ指令値Ta2)に応じてオイルポンプ3aを駆動させるための電流(モータ制御信号Tr)を電動モータ3cに出力する。
バイパス弁制御部6hは、ラック端検出部6cから出力されるラック端フラグReとハンドル切り返し検出部6dから出力されるハンドル切り返しフラグRfとラック端検出時モータ指令値演算部6eから出力されるバイパス弁閉鎖指令、或いはバイパス弁開放指令とに基づいて開閉動作を制御するバルブ制御信号Vrをバイパス弁3bに出力する。
The
The bypass
<ラック端検出時モータ指令値演算部の動作>
次に、ラック端検出時モータ指令値演算部6eで実行されるモータ指令演算処理を図4のフローチャートに従って説明する。このモータ指令演算処理は、所定時間(例えば、10msec.)が経過するたびに実行される処理であって、図4に示すように、まず、そのステップS101で、ラック端検出部6cから出力されるラック端検出フラグReと、ラックストローク速度演算部6bから出力されるラックストローク速度ωとを取得する。
<Operation of motor command value calculation unit at rack end detection>
Next, motor command calculation processing executed by the rack end detection motor command
次にステップS102に移行して、前記ステップS101で取得されたラックストローク速度ωが予め定められた最大ラック速度maxspより大きいか否かを判定する。最大ラック速度maxspより大きい場合には(Yes)ステップS105に移行し、最大ラック速度maxsp以下である場合には(No)ステップS101に移行する。
前記ステップS101では、バイパス弁閉鎖指令をバイパス弁制御部6hに出力する。
Next, the process proceeds to step S102, and it is determined whether or not the rack stroke speed ω acquired in step S101 is larger than a predetermined maximum rack speed maxsp. If it is greater than the maximum rack speed maxsp (Yes), the process proceeds to step S105, and if it is equal to or less than the maximum rack speed maxsp (No), the process proceeds to step S101.
In step S101, a bypass valve closing command is output to the bypass
次にステップS104に移行して、電動モータ3cを停止させる第2モータ指令値Ta2(=0)を切り替えスイッチ6fに出力してから、この演算処理を終了する。
一方、前記ステップS105では、前記ステップS101で取得されたラック端検出フラグReが「1」のセット状態(操向輪の転舵角の絶対値が特定転舵角以上)であるか否かを判定する。「1」のセット状態である場合には(Yes)ステップS106に移行し、「0」のリセット状態である場合には(No)前記ステップS101に移行する。
Next, the process proceeds to step S104, the second motor command value Ta2 (= 0) for stopping the
On the other hand, in the step S105, it is determined whether or not the rack end detection flag Re acquired in the step S101 is set to “1” (the absolute value of the steered wheel turning angle is equal to or greater than a specific turning angle). judge. When the set state is “1” (Yes), the process proceeds to step S106. When the reset state is “0” (No), the process proceeds to step S101.
前記ステップS106では、ハンドル切り返し検出部6dから出力されるハンドル切り返しフラグRfが「1」のセット状態であるか(切り返し操作があったか)否かを判定する。「1」のセット状態である場合には(Yes)前記ステップS101に移行し、「0」のリセット状態である場合には(No)ステップS107に移行する。
前記ステップS107では、バイパス弁開放指令をバイパス弁制御部6hに出力する。
次にステップS108に移行して、低圧側の油圧管に送液するように電動モータ3cを駆動させる第2モータ指令値Ta2(=CurrentTyp(一定))を切り替えスイッチ6fに出力してから、前記ステップS105に移行する。
In step S106, it is determined whether or not the handle return flag Rf output from the handle
In step S107, a bypass valve opening command is output to the bypass
Next, the process proceeds to step S108, and the second motor command value Ta2 (= CurrentTyp (constant)) for driving the
<パワーステアリング装置の具体的動作>
次に本実施形態のパワーステアリング装置の動作を具体的状況に基づいて説明する。
まず、運転者がステアリングホイール103を左方向に高速に操舵したとする。すると、図5の時刻t1未満に示すように、操向輪101L、101Rの転舵角の絶対値が特定転舵角より小さいときには、ラック端検出部6cで、ラック端フラグReが「0」とされ、ハンドル切り返し検出部6dでハンドル切り返しフラグRfが「0」とされ、それらのフラグRe及びRfがラック端検出時モータ指令値演算部6eに出力される。また、基本アシスト指令値演算部6aで、操舵アシストのための第1モータ指令値Ta1が算出され、その第1モータ指令値Ta1が切り替えスイッチ6fに出力される。
<Specific operation of power steering device>
Next, the operation of the power steering apparatus of the present embodiment will be described based on specific conditions.
First, it is assumed that the driver steers the
また、その際、ラック端検出時モータ指令値演算部6eで、モータ指令演算処理が実行されると、図4に示すように、まず、そのステップS101で、ラック端検出フラグRe「1」及びラックストローク速度ωが取得され、ステップS102の判定が「Yes」となり、ステップS105の判定が「No」となり、ステップS101で、バイパス弁閉鎖指令がバイパス弁制御部6hに出力され、ステップS104で、第2モータ指令値Ta2(=0)が切り替えスイッチ6fに出力された後、この演算処理を終了する。
At that time, when the motor command calculation processing is executed by the rack end detection motor command
バイパス弁制御部6hで、図2に示すように、ハンドル103が操舵され、ステアリングラック100が右側にストロークされる場合、バイパス弁3bが閉状態とされ、切り替えスイッチ6fで、第1モータ指令値Ta1がモータ制御部6gに出力され、モータ制御部6gで、第1モータ指令値Ta1に応じてオイルポンプ3aを駆動させるためのモータ制御信号Trが電動モータ3cに出力される。そして、オイルポンプ3aで、左側(操舵をアシストする方向と反対側)の油圧管3Lに送液することで、左側のパワーシリンダ室2Lの油圧が増大され、パワーシリンダ室2L、2R間に差圧が発生し、右パワーシリンダ室2R側(操舵をアシストする方向側)へピストン2aを押す力が生じ、ステアリングラック100が右パワーシリンダ室2R側に押し進められて、操向輪101L、101Rを操舵方向に転舵する操舵アシストが行われる。
As shown in FIG. 2, when the
また、上記アシストが操り返されるうちに、図5の時刻t1に示すように、最大ラック速度maxspより速いラックストローク速度ωにより、操向輪101L、101Rの転舵角の絶対値が特定転舵角を超えたとすると、ラック端検出部6cで、ラック端フラグReが「1」とされ、ラック端検出時モータ指令値演算部6eに出力される。
また、ラック端検出時モータ指令値演算部6eで、モータ指令演算処理が実行されると、図4に示すように、前記ステップS101を経て、前記ステップS102の判定が「Yes」となり、ステップS105の判定が「Yes」となり、ステップS106の判定が「No」となり、ステップS107で、バイパス弁開放指令がバイパス弁制御部6hに出力され、ステップS108で、第2モータ指令値Ta2(=CurrentTyp(一定))が切り替えスイッチ6fに出力された後、前記ステップS105に移行する。
Further, while the assist is turned back, the absolute value of the steering angle of the steered
Further, when the motor command calculation processing is executed by the rack end detection motor command
すると、バイパス弁制御部6hで、図5の時刻t2及び図6に示すように、バイパス弁3bが開状態とされ、作動流体である油がリザーバ3eに回収されることで、左パワーリンダ室2L及び右パワーシリンダ室2Rの差圧が徐々に低下されると共に、切り替えスイッチ6fで、第2モータ指令値Ta2がモータ制御部6gに出力され、モータ制御部6gで、第2モータ指令値Ta2に応じてオイルポンプ3aを駆動させるためのモータ制御信号Trが電動モータ3cに出力される。そして、オイルポンプ3aで、右側(操舵をアシストする方向側(低圧側))の油圧管3Rに送液することで、右パワーシリンダ室2Rの油圧が増大され、左パワーシリンダ室2L側(操舵をアシストする方向と反対側(高圧側))へピストン2aを押す力が大きくされ、右パワーシリンダ室2R側(操舵をアシストする方向側(低圧側))へピストン2aを押す力が低下される。そのため、操向輪101L、101Rが最大転舵角に到達するまでの間に、操舵アシスト量が低減され、その結果、操向輪101L、101Rの転舵角が最大転舵角で制限されるときに生じる衝撃を十分に小さくされる。
一方、転舵角が最大転舵角に到達した後に、運転者がステアリングホイール103を切り返したとすると、ハンドル切り返し検出部6dで、切り返しフラグRfが「1」とされ、ラック端検出時モータ指令値演算部6eに出力される。
また、ラック端検出時モータ指令値演算部6eで、モータ指令演算処理が実行されると、図4に示すように、前記ステップS101〜S105を経て、前記ステップS106の判定が「Yes」となり、前記ステップS101で、バイパス弁閉鎖指令がバイパス弁制御部6hに出力され、前記ステップS104で、第2モータ指令値Ta2(=0)が切り替えスイッチ6fに出力された後、この演算処理を終了する。
Then, the bypass
On the other hand, if the driver turns the
When the motor command calculation process is executed by the rack end detection motor command
バイパス弁制御部6hで、図8に示すように、ハンドル103が切り返され、ステアリングラック100が右側から左側にストロークされた場合、バイパス弁3bが閉状態とされ、切り替えスイッチ6fで、第1モータ指令値Ta1がモータ制御部6gに出力され、モータ制御部6gで、第1モータ指令値Ta1に応じてオイルポンプ3aを駆動させるためのモータ制御信号Trが電動モータ3cに出力される。そして、オイルポンプ3aで、右側(操舵をアシストする方向と反対側)の油圧管3Rに送液することで、右側のパワーシリンダ室2Rの油圧が増大され、パワーシリンダ室2L、2R間に差圧が発生し、左パワーシリンダ室2L側(操舵をアシストする方向側)へピストン2aを押す力が生じ、ステアリングラック100が左パワーシリンダ室2L側に押し進められて、操向輪101L、101Rを操舵方向に転舵する操舵アシストが行われる。即ち、電動モータ3cの駆動状態が復帰され、通常の操舵アシストにスムーズに復帰する。
As shown in FIG. 8, when the
このように、本実施形態のパワーステアリング装置1にあっては、操向輪101L、101Rの舵角の絶対値が最大転舵角付近の特定角度を超えた場合には、バイパス弁3bを開状態とすると共に、低圧側のパワーシリンダ室(それまで送液していたパワーシリンダと反対側のパワーシリンダ室)に送液するようにオイルポンプ3aを駆動するようにした。そのため、操向輪101L、101Rの舵角が最大転舵角付近となると、低圧側のパワーシリンダ室の液圧を増大し、高圧側のパワーシリンダ室側にピストン2aを押す力を大きくすることができる。それゆえ、積極的に高圧側のパワーシリンダ室の流体を押し出す(引き抜く)ことで、各シリンダ室間の差圧、つまり、操舵アシスト力を短時間に十分に低下させることができる。その結果、図5に示すように、操向輪101L、101Rが最大転舵角に到達するまでの間に、操舵アシスト量を十分に小さくすることができ、転舵速度が高速であっても、操向輪101L、101Rの転舵角が最大転舵角で制限されるときに生じる衝撃を十分に小さくすることができる。
Thus, in the
また、転舵速度が0になると、各シリンダ室2L、2Rの油圧を全てリザーバ3eに回収し、操舵アシストの発生を停止することができ、その結果、運転者によるハンドル操舵力が低下しても不要なアシストトルクによってショックが発生することを防止できる。
さらに、運転者によるステアリングホイール103の切り返し操作が行われると、バイパス弁3bを閉状態とすると共に、操舵トルクや車速に応じた操舵アシストを行うようにした。そのため、ステアリングホイール103の切り返し操作時には、運転者は小さい操舵トルクで操舵することができ、スムーズに切り返し操作を行うことができる。
Further, when the turning speed becomes zero, all the hydraulic pressures of the
Further, when the driver turns the
なお、本実施形態では、ステアリングホイール103の切り返し操作が検出されると、直ぐにバイパス弁3bを閉じる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、前記切り返し操作が検出後、バイパス弁3bを徐々に閉じるようにしてもよく、そのようにすれば、操舵アシストの急な立ち上がりによるショックを防止することができる。
In the present embodiment, an example is shown in which the
<第2実施形態>
次に、本発明のパワーステアリング装置の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
この第2実施形態は、操向輪101L、101Rの舵角の絶対値が特定角度を超えた場合には、ラックストローク速度ωが大きいほど、低圧側のパワーシリンダ室への送液量が多くなるようにした点が、前記第1実施形態と異なる。
具体的には、図9に示すように、第2実施形態では、図4のステップS108に代えて、ステップS201〜S204を用いるようになっている。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the power steering device of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the second embodiment, when the absolute value of the steering angle of the steered
Specifically, as shown in FIG. 9, in the second embodiment, steps S201 to S204 are used instead of step S108 in FIG.
なお、この第2実施形態は、前記第1実施形態の構成と同等の構成を多く含んでおり、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
前記ステップS201では、ラックストローク速度演算部6bから出力されるラックストローク速度ωを取得してから、前記ステップS203に移行する。
前記ステップS202では、前記ステップS201で取得されたラックストローク速度ωに基づき、図10の制御マップに従って第2モータ指令値Ta2の算出に用いる第3モータ指令値Txを算出してから、前記ステップS203に移行する。
In addition, this 2nd Embodiment includes many structures equivalent to the structure of the said 1st Embodiment, attaches | subjects an equivalent code | symbol to an equivalent structure, and abbreviate | omits the detailed description.
In step S201, the rack stroke speed ω output from the rack
In step S202, the third motor command value Tx used for calculating the second motor command value Ta2 is calculated according to the control map of FIG. 10 based on the rack stroke speed ω obtained in step S201, and then the step S203. Migrate to
なお、この図10の制御マップは、ラックストローク速度ωの絶対値の増加に伴って、第3モータ指令値Txの絶対値が直線的に増加するように構成されている。
前記ステップS203では、前記ステップS201で取得されたラックストローク速度ωに基づき、図11の制御マップに従って第2モータ指令値Ta2の算出に用いる第1モータゲインGe1を算出してから、前記ステップS204に移行する。
The control map of FIG. 10 is configured such that the absolute value of the third motor command value Tx increases linearly as the absolute value of the rack stroke speed ω increases.
In step S203, based on the rack stroke speed ω acquired in step S201, a first motor gain Ge1 used for calculating the second motor command value Ta2 is calculated according to the control map of FIG. Transition.
なお、この図11の制御マップは、ラックストローク速度ωが予め定められたラック速度閾値ωth(ラック端で生じる衝撃を十分に小さくすることができる速度)より小さい領域ではラックストローク速度ωの絶対値の増加に伴って、第1モータゲインGe1の大きさが直線的に増加し、ラック速度閾値ωthより大きい領域では第1モータゲインGe1を比較的大きい一定値とするように構成されている。 The control map of FIG. 11 shows the absolute value of the rack stroke speed ω in a region where the rack stroke speed ω is smaller than a predetermined rack speed threshold value ωth (speed at which the impact generated at the rack end can be sufficiently reduced). The first motor gain Ge1 increases linearly, and the first motor gain Ge1 is set to a relatively large constant value in a region larger than the rack speed threshold ωth.
前記ステップS204では、前記ステップS202で算出された第3モータ指令値Txに、前記ステップS203で算出された第1モータゲインGe1を乗じ、その乗算結果を第2モータ指令値Ta2として切り替えスイッチ6fに出力する。
このように、本実施形態のパワーステアリング装置1にあっては、ラックストローク速度ωが大きいほど低圧側のパワーシリンダ室への送液量が大きくなるように第3モータ指令値Txを算出するようにした。そのため、転舵速度が速いほど低圧側のパワーシリンダ室の液圧を増大し、操舵をアシストする方向と反対側のパワーシリンダ室側にピストン2aを押す力を大きくすることができ、転舵速度がより速くても、転舵角が最大転舵角で制限されるときに生じる衝撃を十分に小さくすることができる。
In step S204, the third motor command value Tx calculated in step S202 is multiplied by the first motor gain Ge1 calculated in step S203, and the result of the multiplication is set as a second motor command value Ta2 to the
As described above, in the
また、図12の時刻t2に示すように、ラックストローク速度ωがラック速度閾値ωth以下となると、ラックストローク速度ωの減少に応じて、低圧側のパワーシリンダ室への送液量が小さくなるように第1モータゲインGe1を算出するようにした。そのため、転舵角の絶対値が特定舵角を超えた後、ラックストローク速度ωを十分に減速できた場合に、不要なモータ駆動を抑制でき、モータ加熱を防止することができる。 Also, as shown at time t2 in FIG. 12, when the rack stroke speed ω becomes equal to or less than the rack speed threshold value ωth, the amount of liquid fed to the low-pressure side power cylinder chamber decreases as the rack stroke speed ω decreases. In addition, the first motor gain Ge1 is calculated. Therefore, when the rack stroke speed ω can be sufficiently decelerated after the absolute value of the steering angle exceeds the specific steering angle, unnecessary motor driving can be suppressed and motor heating can be prevented.
<第3実施形態>
次に、本発明のパワーステアリング装置の第3実施形態を図面に基づいて説明する。
この第3実施形態は、操向輪101L、101Rの舵角の絶対値が特定角度を超えた場合には、運転者による操舵トルクが小さくなると、オイルポンプ3aの駆動を停止するようにした点が、前記第2実施形態とは異なる。
具体的には、図13に示すように、第3実施形態では、図9のステップS201に代えてステップS301を用い、ステップS204に代えてステップS302及びS303を用いるようになっている。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the power steering apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the third embodiment, when the absolute value of the steering angle of the steered
Specifically, as shown in FIG. 13, in the third embodiment, step S301 is used instead of step S201 of FIG. 9, and steps S302 and S303 are used instead of step S204.
なお、この第3実施形態は、前記第2実施形態の構成と同等の構成を多く含んでおり、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
前記ステップS301では、ラックストローク速度演算部6bから出力されるラックストローク速度ωと、トルクセンサ4から出力される操舵トルク信号Tqとを取得してから、前記ステップS202に移行する。
前記ステップS302では、前記ステップS301で取得された操舵トルク信号Tqに基づき、図14の制御マップに従って第2モータ指令値Ta2の算出に用いる第2モータゲインGe2を算出してから、前記ステップS303に移行する。
In addition, this 3rd Embodiment includes many structures equivalent to the structure of the said 2nd Embodiment, attaches | subjects an equivalent code | symbol to an equivalent structure, and abbreviate | omits the detailed description.
In step S301, the rack stroke speed ω output from the rack
In step S302, based on the steering torque signal Tq acquired in step S301, a second motor gain Ge2 used for calculating the second motor command value Ta2 is calculated according to the control map of FIG. Transition.
なお、この図14の制御マップは、操舵トルク信号Tqが示す操舵トルクが予め定められた操舵トルク閾値Tqth以下の領域では第2モータゲインGe2を「0」とし、操舵トルク信号Tqが操舵トルク閾値Tqthより大きい領域では第2モータゲインGe2を「1」とするように構成されている。
前記ステップS303では、前記ステップS202で算出された第3モータ指令値Txに、前記ステップS203で算出された第1モータゲインGe1と前記ステップS302で算出された第2モータゲインGe2とを乗じ、その乗算結果を第2モータ指令値Ta2として切り替えスイッチ6fに出力する。
In the control map of FIG. 14, in a region where the steering torque indicated by the steering torque signal Tq is equal to or smaller than a predetermined steering torque threshold Tqth, the second motor gain Ge2 is “0”, and the steering torque signal Tq is the steering torque threshold. In a region larger than Tqth, the second motor gain Ge2 is configured to be “1”.
In step S303, the third motor command value Tx calculated in step S202 is multiplied by the first motor gain Ge1 calculated in step S203 and the second motor gain Ge2 calculated in step S302. The multiplication result is output to the
このように、本実施形態のパワーステアリング装置1にあっては、図15の時刻t3に示すように、操舵トルク信号Tqが示す操舵トルクが操舵トルク閾値Tqth以下となると、第2モータ指令値Ta2が「0」となるように(オイルポンプ3aが停止するように)第2モータゲインGe2を「0」とするようにした。そのため、ステアリングホイール103から手を放しているとき、或いは軽く保舵しているときのように、操舵トルクが小さい場合に、不要なモータ駆動を抑制でき、モータ加熱を防止することができる。
As described above, in the
以上、上記実施形態にあっては、図1のEPSコントローラ6、図3のラック端検出時モータ指令値演算部6e、図4のステップS105、S107及びS108、図9のステップS202〜S204、図13のステップS202、S203、S301〜S303が特許請求の範囲に記載のアシスト操舵制御手段を構成する。
なお、本発明のパワーステアリング装置1は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
As described above, in the above embodiment, the EPS controller 6 in FIG. 1, the rack end detection motor command
The
1はパワーステアリング装置、2はパワーステアリング機構、2aはピストン、2bはパワーシリンダ、2Lは左パワーシリンダ室、2Rは右パワーシリンダ室、3aはオイルポンプ、3bはバイパス弁、3cは電動モータ、3dはバイパス路、3eはリザーバ、3Rは右油圧管、3Lは左油圧管、4はトルクセンサ、5は車速センサ、6はEPSコントローラ、6aは基本アシスト指令値演算部、6bはラックストローク速度演算部、6cはラック端検出部、6dはハンドル切り返し検出部、6eはラック端検出時モータ指令値演算部、6fは切り替えスイッチ、6gはモータ制御部、6hはバイパス弁制御部、100はステアリングラック、101L及び101Rは操向輪、102はステアリングシャフト、103はステアリングホイール 1 is a power steering device, 2 is a power steering mechanism, 2a is a piston, 2b is a power cylinder, 2L is a left power cylinder chamber, 2R is a right power cylinder chamber, 3a is an oil pump, 3b is a bypass valve, 3c is an electric motor, 3d is a bypass path, 3e is a reservoir, 3R is a right hydraulic pipe, 3L is a left hydraulic pipe, 4 is a torque sensor, 5 is a vehicle speed sensor, 6 is an EPS controller, 6a is a basic assist command value calculation unit, and 6b is a rack stroke speed. Calculation unit, 6c is rack end detection unit, 6d is steering wheel turnback detection unit, 6e is rack end detection motor command value calculation unit, 6f is changeover switch, 6g is motor control unit, 6h is bypass valve control unit, 100 is steering Rack, 101L and 101R are steered wheels, 102 is a steering shaft, 103 is a steering wheel
Claims (5)
前記アシスト操舵制御手段は、操向輪が最大転舵角付近となったときには、前記バイパス弁を開状態とすると共に、低圧側のパワーシリンダ室に送液するように前記ポンプを駆動する最大転舵時制御を実行するようにしたことを特徴とするパワーステアリング装置。 A power cylinder that is connected to a steering rack and that is movable in the left-right direction and is divided into two left and right chambers, a pump that feeds liquid into one of the two left and right chambers, and the pump that is based on a driver's handle operation state An assist steering control means for performing steering assist of the driver by controlling the driving of the vehicle, a bypass path communicating between the left and right two chambers, and a bypass valve capable of opening and closing the bypass path,
The assist steering control means opens the bypass valve when the steered wheel is near the maximum turning angle and drives the pump so that liquid is fed to the power cylinder chamber on the low pressure side. A power steering apparatus characterized in that steering time control is executed.
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