JP2007153245A - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 パワーステアリング装置に、双方向ポンプを正・逆回転させる電動モータと、操舵負荷に基づき、前記電動モータに所望の油圧を発生させるために前記電動モータに対して駆動信号を出力する電動モータ制御手段と、前記電動モータの回転方向を検出する電動モータ回転方向検出手段と、前記操舵負荷の方向と前記電動モータ回転方向との一致または不一致を判定する連れ回り判定手段と、前記連れ回り判定手段が前記操舵負荷の方向と前記電動モータの回転方向とが不一致であると判定したときは、前記駆動信号を連れ回り側に補正する補正手段とを備えた。
【選択図】 図6
Description
第1シリンダ室51の油圧と第2シリンダ室52の油圧が共に釣り合った位置からの操舵時について説明する。操舵開始時において、第1シリンダ室51の油圧と第2シリンダ室52の油圧は釣り合った状態である。運転者の操舵により、ラック軸54を図中右側にアシストするときは、双方向ポンプ6を駆動し、第2シリンダ室52へ油圧を供給する。すると、油圧管61c及び油圧管61dが高油圧となる。
メインマイコン107には、トルクセンサ処理回路103からのトルク信号、電源回路ウォッチドックタイマ101(イグニッションスイッチ13及び電源11の信号に相当)からのイグニッション信号、車速信号処理回路104からの車速信号、電動モータ回転信号処理回路115からの電動モータ回転信号等が入力される。メインマイコン107内には、各信号に基づいて電動モータ6aの目標電動モータトルクT* を演算する目標電動モータトルク演算部70が設けられている。この目標電動モータトルクT* に対応した電流指令値が電動モータ駆動回路112に対して出力される。
ステップ201では、第1目標電動モータトルクT1* を演算する。
Tdmhos=Motrev×Dmg×Gtmp
Thos=Tdmhos
Motrev:電動モータ回転数
Dmg:動フリクション係数
Gtmp:温度補正係数
である。尚、動フリクション係数は、双方向ポンプ6と各シリンダ室51,52との間のフリクションを予め計算や実験等により設定された値である。また、温度補正係数は、図8に示すマップに設定された値であり、温度の上昇に伴って粘性抵抗が減少する分、小さな温度補正係数となるように設定されている。
まず、補正処理を備えていない従来技術の場合の作用について説明する。
時刻t1において、運転者がステアリングホイール1を右側に操舵すると、操舵トルクが右側に上昇する。これに伴い、操舵トルクに応じた目標電動モータトルクが演算され、電動モータ6aに対し目標電動モータトルクT* に応じた電流指令値が出力され、第1シリンダ室51の圧力が上昇する。
次に、本実施例1の補正処理を備えた場合の作用について説明する。
時刻t1において、運転者がステアリングホイール1を右側に操舵すると、操舵トルクが右側に上昇する。これに伴い、操舵トルクに応じた目標電動モータトルクが演算され、電動モータ6aに対し目標電動モータトルクに応じた電流指令値が出力され、第1シリンダ室51の圧力が上昇する。
ここで、エンジンにより駆動されるポンプを油圧源とし、この油圧源から供給される油圧をロータリーバルブで切り換える既存のパワーステアリング装置との対比に基づいて説明する。一般に、トーションバーの捩れに応じて油路を切り換えるロータリーバルブを備えた従来のパワーステアリング装置にあっては、操舵方向が切り換えられ、アシストしていた側のシリンダ室から他方のシリンダ室に油圧供給が開始されると、アシストしていた側のシリンダ室はドレン回路と接続されることになる。よって、比較的素早く油圧を低下させることができるため、セルフアライニングトルクの情報を運転者にフィードバックすることが可能となっていた。
そこで、奔出願人は実施例1のシステムにおいて、操舵方向が切り換えられたときには、アシストしていた側のシリンダ室をドレン回路と接続する、もしくは、他方のシリンダ室と接続するフェールセーフ弁を別途搭載したシステムを提案している(従来技術に相当)。このシステムは、操舵トルクの変化率に基づいて、運転者の切り返しを検出し、切り返しを検出したときは、一時的にフェールセーフ弁を開くことで、シリンダ室の油圧を低下させるものである。
問題点(1) 操舵トルクの変化率に基づいて切り返しを判断しているため、操舵トルクのわずかな変化で切り返しと判断してしまうなど、不安定である。
問題点(2) フェールセーフ弁の開弁圧が抵抗となり、素早く低下させることができない虞がある。
問題点(3) フェールセーフ弁の応答遅れが発生した場合、フェールセーフ弁の開弁指令から実際に減圧が始まるまでの応答遅れが発生し、違和感になりやすい。
問題点(4) シリンダ圧が低下し、他方のシリンダ室へ油圧を供給するべく電動モータ6aが駆動すると、フェールセーフ弁が開いていることでシリンダ室に負荷が発生せず、電動モータ回転数が一気に上昇する虞がある。
問題点(5) このような状態が繰り返されると、操舵トルクがこの変動に応じて変化してしまい、制御ハンチングを引き起こす虞がある。
Thos=Tdmhos+Tlmhos
ただし、
Tdmhos=Motrev×Dmg×Gtmp
Tlmhos=(d(TTrq)/dt)×lmg
Motrev:電動モータ回転数
Dmg:動フリクション係数
Gtmp:温度補正係数
d(TTrq)/dt:操舵トルク微分値
lmg:系のイナーシャ特性係数
である。尚、系のイナーシャ特性係数とは、双方向ポンプ6と各シリンダ室51,52との間のイナーシャ特性であり、予め実験等により求めてもよいし、シミュレーション等で求めてもよい。
Thos=(Tdmhos+Tlmhos)×Gvsp
ただし、
Tdmhos=Motrev×Dmg×Gtmp
Tlmhos=(d(TTrq)/dt)×lmg
Motrev:電動モータ回転数
Dmg:動フリクション係数
Gtmp:温度補正係数
d(TTrq)/dt:操舵トルク微分値
lmg:系のイナーシャ特性係数
Gvsp:車速感応ゲイン
である。
前記電動モータはブラシレスモータであって、
前記電動モータ回転方向検出手段は、前記電動モータのステータの位置を検出する位置検出手段であることを特徴とするパワーステアリング装置。
前記電動モータ回転方向検出手段は、前記電動モータ制御手段の電動モータ駆動信号に基づいて前記電動モータの回転方向を検出することを特徴とするパワーステアリング装置。
前記電動モータ制御手段は、前記連れ回り判定手段が前記操舵負荷の方向と前記電動モータの回転方向とが不一致であると判定するとき、前記駆動信号を漸増補正することを特徴とするパワーステアリング装置。
4 フェールセーフバルブ
5 パワーステアリング機構
5a パワーシリンダ(油圧パワーシリンダ)
6 双方向ポンプ
6a 電動モータ
6b 電動モータ回転数センサ
7 操舵輪
10 コントロールユニット
12 トルクセンサ
13 イグニッションスイッチ
14 エンジン回転数センサ
15 車速センサ
51 第1シリンダ室(第1圧力室)
52 第2シリンダ室(第2圧力室)
61 油路(第1通路,第2通路)
62 バイパス回路
63 ドレン油路
72 連れ回り判断部
73 補正トルク算出部
115 電動モータ回転信号処理回路
203a 第1リターンチェック弁(第1バイパス弁)
204 チェック弁
204a 第2リターンチェック弁(第2バイパス弁)
205 リザーバタンク
Claims (2)
- 操舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、
前記油圧パワーシリンダの第1,第2圧力室に対しそれぞれ第1,第2通路を介して油圧を供給する一対の吐出口を備えた双方向ポンプと、
前記双方向ポンプに接続され、この双方向ポンプを正・逆回転させる電動モータと、
前記操舵輪を転舵制御するステアリングホイールの操舵負荷を検出または推定する操舵負荷検出手段と、
前記操舵負荷に基づき、前記電動モータに所望の油圧を発生させるために前記電動モータに対して駆動信号を出力する電動モータ制御手段と、
前記電動モータの回転方向を検出する電動モータ回転方向検出手段と、
前記操舵負荷の方向と前記電動モータ回転方向との一致または不一致を判定する連れ回り判定手段と、
前記連れ回り判定手段が前記操舵負荷の方向と前記電動モータの回転方向とが不一致であると判定したときは、前記駆動信号を連れ回り側に補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。 - 操舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、
前記油圧パワーシリンダの第1,第2圧力室に対しそれぞれ第1,第2通路を介して油圧を供給する一対の吐出口を備えた双方向ポンプと、
前記双方向ポンプに接続され、この双方向ポンプを正・逆回転させる電動モータと、
前記操舵輪を転舵制御するステアリングホイールの操舵負荷を検出または推定する操舵負荷検出手段と、
前記操舵負荷に基づき、前記電動モータに所望の油圧を発生させるために前記電動モータに対して駆動信号を出力する電動モータ制御手段と、
作動油を貯留するリザーバタンクと、
前記双方向ポンプの液圧に基づき、前記第1圧力室と前記リザーバタンクとの連通、遮断を切り換える第1バイパス弁と、
前記双方向ポンプの液圧に基づき、前記第2圧力室と前記リザーバタンクとの連通、遮断を切り換える第2バイパス弁と、
前記第1バイパス弁及び前記第2バイパス弁と前記リザーバタンクとの間に設けられ、この第1バイパス弁及び第2バイパス弁側の圧力がこのリザーバタンク側の圧力よりも所定値以上高くなったとき、この第1バイパス弁及び第2バイパス弁側からこのリザーバタンク側への油の流れを許容する一方向弁と、
前記電動モータの回転方向を検出する電動モータ回転方向検出手段と、
前記操舵負荷の方向と前記電動モータ回転方向との一致または不一致を判定する連れ回り判定手段と、
前記連れ回り判定手段が前記操舵負荷の方向と前記電動モータの回転方向とが不一致であると判定したときは、前記駆動信号を連れ回り側に補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。
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