JP2008213669A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、双方向ポンプにより液圧シリンダに液圧差を発生させて転舵ロッドに移動力を発生させるステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device that generates a hydraulic pressure difference in a hydraulic cylinder by a bidirectional pump to generate a moving force in a steered rod.
従来から、双方向ポンプにより液圧シリンダを作動させて転舵輪にアシストトルクを付与するステアリング装置が知られている。例えば、特許文献1に提案されているパワーステアリング装置においては、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のラックにパワーシリンダを設け、パワーシリンダのピストンで仕切られる第1圧力室、第2圧力室を第1流路、第2流路を介して双方向ポンプに接続する。そして、双方向ポンプを駆動する電動モータを制御して2つの圧力室に油圧を選択的に供給することで転舵輪にアシストトルクを付与する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a steering device that applies assist torque to steered wheels by operating a hydraulic cylinder with a bidirectional pump. For example, in the power steering device proposed in Patent Document 1, a power cylinder is provided in a rack of a rack and pinion type steering device, and a first pressure chamber and a second pressure chamber partitioned by a piston of the power cylinder are provided in the first flow chamber. It connects with a bidirectional pump via a channel and the 2nd channel. And an assist torque is given to a steered wheel by controlling the electric motor which drives a bidirectional pump, and supplying hydraulic pressure selectively to two pressure chambers.
こうした油圧を利用したパワーステアリング装置においては、作動油の温度が低いと操舵に要する力が大きくなってハンドル操作が重くなる。そこで、この特許文献1に提案された装置においては、第1流路と第2流路とを連通する連通路を設けるとともに、連通路に電磁弁を介してタンクを接続し、作動油の温度が低いときには、この電磁弁を開くとともに双方向ポンプを駆動して作動油がタンクを介して循環する構成を採用している。
しかしながら、この特許文献1に提案された装置では、第1流路あるいは第2流路に存在する作動油がタンクを介して循環するだけで、システム内の広い範囲で作動油が循環するわけではない。例えば、油量の多いパワーシリンダ内(第1圧力室、第2圧力室)の作動油は循環しない。このため、システム全体の作動油を均一に温度上昇させることができない。 However, in the apparatus proposed in Patent Document 1, the hydraulic oil existing in the first flow path or the second flow path only circulates through the tank, and the hydraulic oil does not circulate in a wide range in the system. Absent. For example, hydraulic fluid in the power cylinder (first pressure chamber, second pressure chamber) with a large amount of oil does not circulate. For this reason, the temperature of the hydraulic oil in the entire system cannot be increased uniformly.
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、作動液の温度が低いときに、液圧システム内の広い範囲で作動液を均一に温度上昇させることを目的とする。 The present invention has been made to cope with the above-described problem, and an object of the present invention is to uniformly raise the temperature of a working fluid over a wide range in a hydraulic system when the temperature of the working fluid is low.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、転舵輪を転舵可能に連結する転舵ロッドと、ピストンの左右両側に第1液圧室と第2液圧室とを備えこの2つの液圧室の液圧差により上記転舵ロッドに移動力を発生させる液圧シリンダと、上記第1液圧室に連通する第1配管と上記第2液圧室に連通する第2配管とを接続して上記第1液圧室と上記第2液圧室とに選択的に液圧を供給する双方向ポンプと、上記双方向ポンプを正転駆動および逆転駆動する電動モータと、操舵ハンドルの操舵状態を検出する操舵検出手段と、上記検出した操舵状態に応じて上記電動モータを制御して上記双方向ポンプを駆動するモータ制御手段とを備えたステアリング装置において、上記第1配管と上記第2配管とは独立して上記液圧シリンダの第1液圧室と第2液圧室とを連通するバイパス管と、上記バイパス管に設けられる開閉弁と、作動液の温度あるいは作動液の環境温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段により検出した検出温度が所定温度以下であるときに上記開閉弁を開くとともに上記双方ポンプを駆動して作動液を循環させる循環制御手段とを備えたことにある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized by comprising a steered rod for connecting steerable wheels so as to be steerable, and a first hydraulic pressure chamber and a second hydraulic pressure chamber on the left and right sides of the piston. A hydraulic cylinder that generates a moving force in the steered rod due to a hydraulic pressure difference between the hydraulic chambers, and a first pipe that communicates with the first hydraulic chamber and a second pipe that communicates with the second hydraulic chamber are connected. Then, a bidirectional pump that selectively supplies hydraulic pressure to the first hydraulic pressure chamber and the second hydraulic pressure chamber, an electric motor that drives the bidirectional pump in forward rotation and reverse rotation, and steering of the steering handle A steering apparatus comprising: a steering detection means for detecting a state; and a motor control means for driving the bidirectional pump by controlling the electric motor in accordance with the detected steering state. The first hydraulic chamber and the first hydraulic chamber of the hydraulic cylinder are independent of the piping. A bypass pipe communicating with the hydraulic pressure chamber, an on-off valve provided in the bypass pipe, a temperature detection means for detecting the temperature of the hydraulic fluid or the environmental temperature of the hydraulic fluid, and a detected temperature detected by the temperature detection means are predetermined. And a circulation control means for opening the on-off valve and driving the two pumps to circulate the working fluid when the temperature is lower than the temperature.
この発明によれば、運転者の操舵状態に応じてモータ制御手段が電動モータを制御して双方向ポンプを駆動する。双方向ポンプは、第1配管、第2配管により液圧シリンダの第1液圧室、第2液圧室と連通している。双方向ポンプが駆動されると、液圧シリンダの一方の液圧室(第1液圧室または第2液圧室)から作動液が汲み上げられて他方の液圧室(第2液圧室または第1液圧室)に供給される。これにより液圧室間に液圧差が発生して転舵ロッドに移動力が付与される。この転舵ロッドに付与される移動力により、転舵輪に転舵力が働く。この場合、例えば、液圧シリンダの液圧室の高低、液圧差の大きさ、作動液の流入・流出量等を制御することにより、転舵ロッドの移動方向、移動力、移動速度等を制御することができる。 According to this invention, the motor control means controls the electric motor according to the steering state of the driver to drive the bidirectional pump. The bidirectional pump communicates with the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber of the hydraulic cylinder through the first pipe and the second pipe. When the bidirectional pump is driven, the hydraulic fluid is pumped from one hydraulic chamber (first hydraulic chamber or second hydraulic chamber) of the hydraulic cylinder and the other hydraulic chamber (second hydraulic chamber or To the first hydraulic pressure chamber). Thereby, a hydraulic pressure difference is generated between the hydraulic pressure chambers, and a moving force is applied to the steered rod. The turning force is applied to the steered wheels by the moving force applied to the steered rod. In this case, for example, by controlling the height of the hydraulic chamber of the hydraulic cylinder, the size of the hydraulic pressure difference, the inflow / outflow amount of hydraulic fluid, etc., the moving direction, moving force, moving speed, etc. of the steered rod are controlled. can do.
尚、操舵ハンドルの操舵状態を検出する操舵検出手段としては、操舵ハンドルに働く操舵トルクを検出するトルク検出手段や、操舵ハンドルの操舵角を検出する舵角検出手段などが挙げられる。また、転舵ロッドに付与される移動力は、例えば、操舵アシストトルクとして利用してもよいし、操舵操作部と転舵駆動部とを機械的に切り離したステアリングバイワイヤ方式の転舵アクチュエータの発生する転舵力として利用してもよい。 Incidentally, examples of the steering detection means for detecting the steering state of the steering handle include a torque detection means for detecting a steering torque acting on the steering handle, and a steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering handle. Further, the moving force applied to the steered rod may be used as, for example, steering assist torque, or generated by a steering-by-wire steering actuator that mechanically separates the steering operation unit and the steered drive unit. It may be used as a turning force.
作動液の温度が低いと操舵に必要な力が大きくなってハンドル操作が重くなる。そこで、この発明においては、第1液圧室と第2液圧室とを連通するバイパス管と、このバイパス管の流路を開閉する開閉弁を備え、作動液の温度あるいは作動液の環境温度が所定温度以下であるときに開閉弁を開くとともに双方向ポンプを駆動する。このバイパス管は、第1配管と第2配管とは独立して第1液圧室と第2液圧室とを連通するように設けられる。つまり、第1配管と第2配管とは別に、第1液圧室と第2液圧室とを連通する独立した流路としてバイパス管を備える。従って、バイパス管は、その一端が第1液圧室に接続され、他端が第2液圧室に接続されることになる。 When the temperature of the hydraulic fluid is low, the force required for steering increases and the steering operation becomes heavy. Therefore, in the present invention, a bypass pipe that communicates the first hydraulic pressure chamber and the second hydraulic pressure chamber, and an on-off valve that opens and closes the flow path of the bypass pipe, the temperature of the hydraulic fluid or the environmental temperature of the hydraulic fluid is provided. When the temperature is below a predetermined temperature, the on-off valve is opened and the bidirectional pump is driven. The bypass pipe is provided to communicate the first hydraulic pressure chamber and the second hydraulic pressure chamber independently of the first pipe and the second pipe. That is, apart from the first pipe and the second pipe, a bypass pipe is provided as an independent flow path that connects the first hydraulic pressure chamber and the second hydraulic pressure chamber. Therefore, one end of the bypass pipe is connected to the first hydraulic chamber, and the other end is connected to the second hydraulic chamber.
こうした流路構成において、循環制御手段は、作動液の温度あるいは作動液の環境温度が所定温度を超えていれば開閉弁を閉弁状態に維持するが、所定温度以下である場合には開閉弁を開弁するとともに双方向ポンプを駆動する。
開閉弁が開弁され双方向ポンプが駆動されると、一方の液圧室から作動液が汲み上げられて他方の液圧室に供給される。この場合、バイパス管により2つの液圧室は連通しているため、液圧室間の液圧差を打ち消すように作動液がバイパス管に流れる。つまり、ポンプ駆動により生じた液圧差により、高圧側の液圧室から低圧側の液圧室に作動液がバイパス管を介して流れる。双方向ポンプが駆動されている間、この流れが継続する。
In such a flow path configuration, the circulation control means maintains the open / close valve in a closed state if the temperature of the hydraulic fluid or the environmental temperature of the hydraulic fluid exceeds a predetermined temperature, but if the temperature is below the predetermined temperature, Is opened and the bidirectional pump is driven.
When the on-off valve is opened and the bidirectional pump is driven, hydraulic fluid is pumped from one hydraulic pressure chamber and supplied to the other hydraulic pressure chamber. In this case, since the two hydraulic chambers communicate with each other by the bypass pipe, the working fluid flows through the bypass pipe so as to cancel the hydraulic pressure difference between the hydraulic chambers. That is, hydraulic fluid flows from the high-pressure side hydraulic pressure chamber to the low-pressure side hydraulic pressure chamber via the bypass pipe due to the hydraulic pressure difference generated by the pump drive. This flow continues while the bi-directional pump is being driven.
この結果、例えば、第1液圧室から汲み上げられた作動液は、第1配管→双方向ポンプ→第2配管→第2液圧室→バイパス管→第1液圧室→・・・という流れで循環する。双方向ポンプの回転方向が逆の場合には、作動液は、第2液圧室から汲み上げられ、第2配管→双方向ポンプ→第1配管→第1液圧室→バイパス管→第2液圧室→・・・という流れで循環する。従って、液圧シリンダも含めたシステム内の広い範囲で作動液を循環させることができる。この作動液の循環時においては、液圧が逃がされて液圧室間の液圧差が小さくなるため、転舵ロッドに働く移動力が小さい。従って、転舵輪が転舵されてしまうといった問題を生じない。 As a result, for example, the working fluid pumped from the first hydraulic chamber flows in the order of the first pipe → the bidirectional pump → the second pipe → the second hydraulic chamber → the bypass pipe → the first hydraulic chamber →. Circulate with. When the direction of rotation of the bidirectional pump is reversed, the hydraulic fluid is pumped from the second hydraulic pressure chamber, and the second pipe → bidirectional pump → first pipe → first hydraulic chamber → bypass pipe → second liquid It circulates in the flow of pressure chamber →. Accordingly, the working fluid can be circulated in a wide range in the system including the hydraulic cylinder. During the circulation of the hydraulic fluid, the hydraulic pressure is released and the hydraulic pressure difference between the hydraulic chambers is reduced, so that the moving force acting on the steered rod is small. Therefore, the problem that the steered wheels are steered does not occur.
こうして、本発明によれば、システム内の広い範囲にわたって作動液を均一に温度上昇させることができる。
尚、本発明においては、例えば、操舵検出手段により操舵ハンドルの操作が行われたことを検出したときには循環制御手段の動作を禁止する禁止手段を設けてもよい。ハンドル操作が行われたときに、バイパス管の流路を開いて循環制御を行っていると、転舵ロッドには液圧による移動力を発生させることができないが、こうした禁止手段を設けることにより、ある程度の移動力を発生させることができる。
Thus, according to the present invention, the temperature of the working fluid can be raised uniformly over a wide range in the system.
In the present invention, for example, when the steering detection means detects that the steering handle is operated, a prohibition means for prohibiting the operation of the circulation control means may be provided. When the steering operation is performed, if the circulation control is performed by opening the flow path of the bypass pipe, the steering rod cannot generate the moving force due to the hydraulic pressure. A certain amount of moving force can be generated.
また、車速を検出する車速検出手段と、車速が所定車速以上であるとき(例えば、走行中)に、循環制御手段の動作を禁止する禁止手段を設けるようにしてもよい。例えば、車両の停車中においては循環制御手段の動作を許容し、車両が走行開始し所定車速に達したら循環制御手段の動作を禁止するようにしてもよい。この所定車速は、車両が走行しているか停車しているかを判断するものであってもよい。この場合にも、走行中にはハンドル操舵に応じて転舵ロッドに移動力を発生させることができる。 Further, vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed and prohibition means for prohibiting the operation of the circulation control means when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed (for example, during traveling) may be provided. For example, the operation of the circulation control unit may be permitted while the vehicle is stopped, and the operation of the circulation control unit may be prohibited when the vehicle starts to travel and reaches a predetermined vehicle speed. This predetermined vehicle speed may determine whether the vehicle is running or stopped. Also in this case, a moving force can be generated on the steered rod in accordance with the steering of the steering wheel during traveling.
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明のステアリング装置の実施形態としての車両のパワーステアリング装置を概略的に示している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a power steering apparatus for a vehicle as an embodiment of a steering apparatus of the present invention.
この車両のパワーステアリング装置は、大別すると、操舵ハンドル11の操舵により転舵輪である左右前輪FW1,FW2を操舵する操舵機構10と、運転者のハンドル操作に対して操舵アシストトルクを発生する液圧アシスト装置20と、液圧アシスト装置の作動を制御するアシスト制御装置50とから構成される。
The power steering device of this vehicle is roughly classified into a
操舵機構10は、操舵ハンドル11の回転操作により左右前輪FW1,FW2を操舵するための機構で、操舵ハンドル11を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト12を備える。このステアリングシャフト12の下端には、ピニオンギヤ13が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ13は、転舵ロッド14に形成されたラック歯15と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。転舵ロッド14の両端には、タイロッド16およびナックルアーム17を介して左右前輪FW1,FW2が操舵可能に接続されている。これにより、左右前輪FW1,FW2は、ステアリングシャフト12の軸線回りの回転に伴う転舵ロッド14の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。
The
また、ステアリングシャフト12には、操舵トルクセンサ61が設けられる。この操舵トルクセンサ61は、後述するアシスト制御装置50の構成要素の1つとなるもので、操舵ハンドル11の回動操作によってステアリングシャフト12に作用する操舵トルクに応じた信号を出力する。この操舵トルクセンサ61から出力される信号により検出される操舵トルクの値を、以下、操舵トルクTrと呼ぶ。操舵トルクTrは、正負の値により操舵ハンドル11の操作方向が識別される。本実施形態においては、操舵ハンドル11の右方向への操舵時における操舵トルクTrを正の値で、操舵ハンドル11の左方向への操舵時における操舵トルクTrを負の値で示す。従って、操舵トルクTrの大きさは、その絶対値の大きさとなる。
The steering
液圧アシスト装置20は、転舵ロッド14に対してロッド軸線方向への移動力を付与するアクチュエータを構成するもので、液圧シリンダ装置21と、液圧シリンダ装置21に液圧を供給するポンプ装置30と、ポンプ装置30により流れる作動液(作動油)の流路を形成する配管部40とを備える。
The hydraulic pressure assist
液圧シリンダ装置21は、車体に固定されるシリンダ本体22と、シリンダ本体22内に液密かつ摺動可能に嵌合されたピストン23を備える。シリンダ本体22内には、転舵ロッド14が同軸上に液密かつ摺動可能に挿通され、この転舵ロッド14に対してピストン23が相対移動不能に設けられる。こうして、シリンダ本体22とピストン23とによって、シリンダ本体22内が第1液圧室24と第2液圧室25との2つの液圧室に仕切られる。
The
ポンプ装置30は、双方向ポンプ31と、双方向ポンプ31を駆動するポンプモータ32を備える。双方向ポンプ31は、正・逆両方向に作動可能なタイプのポンプで作動液の流入出部となる第1ポート31aと第2ポート31bを備える。従って、ポンプモータ32の回転方向に応じて作動油の液圧供給方向が切り替わるようになっている。
The
配管部40は、双方向ポンプ31の第1ポート31aと液圧シリンダ装置21の第1液圧室24とを連通する第1配管41と、双方向ポンプ31の第2ポート31bと液圧シリンダ装置21の第2液圧室25とを連通する第2配管42とを備える。第1配管41は、その途中で第1吸入管43が接続される。この第1吸入管43は、途中に吸入チェック弁44が設けられタンク45に接続される。同様に、第2配管42も、吸入チェック弁46を備えた第2吸入管47によりタンク45に接続される。2つの吸入テック弁44,46は、それぞれ双方向ポンプ31内の圧力がタンク45内の圧力よりも低い場合に開くようになっている。
The
また、タンク45には、作動液の温度を検出する温度センサ62が設けられる。この温度センサ62は、後述するアシスト制御装置50の構成要素の1つとなるものであり、検出温度に応じた信号を出力する。この温度センサ62から出力される信号により検出される温度の値を、以下、作動液温度Thと呼ぶ。尚、温度センサ62は、作動液の温度を直接的に検出するものに限らず、作動液の温度に影響を与える作動液の環境温度を検出あるいは推定により算出することもできる。例えば、液圧アシスト装置20の雰囲気温度を検出するようにしてもよい。
The
配管部40は、さらに、液圧シリンダ装置21の第1液圧室24と第2液圧室25とを連通するバイパス管48を備える。このバイパス管48は、第1配管41、第2配管42とは別に、第1液圧室24と第2液圧室25とを独立して連通する流路を形成するもので、その一端が第1液圧室24に接続され、他端が第2液圧室25に接続される。また、バイパス管48には、流路の開閉を司る電磁開閉弁49が設けられる。
The piping
アシスト制御装置50は、液圧アシスト装置20の作動を制御するもので、ハンドル操作状態に応じてポンプモータ32の目標通電制御量を演算し、演算された目標通電制御量にてポンプモータ32を駆動制御する電子制御ユニット51と、電子制御ユニット51からの制御指令によりポンプモータ32に通電するモータ駆動回路52とを含んで構成される。
電子制御ユニット51は、CPU,ROM,RAM等からなるマイクロコンピュータを主要部として構成される。電子制御ユニット51には、操舵トルクセンサ61の検出信号、温度センサ62の検出信号、車速センサ63の検出信号が入力される。この車速センサ63は、車両の走行速度Vを表す車速検出信号を出力する。
The
The
モータ駆動回路52は、例えば、複数のスイッチング素子(図示略)によりブリッジ回路を構成し、各スイッチング素子への通電制御によりポンプモータ32に正回転あるいは逆回転用の駆動電流を流す。また、このモータ駆動回路52においては、例えば、電子制御ユニット51からのPWM制御信号に応じたデューティ比にてスイッチング素子を通電することによりモータ電流の大きさをも制御する。
For example, the
ポンプ装置30においては、モータ駆動回路52からポンプモータ32への通電により双方向ポンプ31が回転し、液圧シリンダ装置21の第1液圧室24、第2液圧室25の何れか一方から作動液を汲み上げて他方に供給する。これにより第1液圧室24と第2液圧室25とのあいだに液圧差が発生し、この液圧差に応じた移動力が転舵ロッド14に働く。例えば、転舵ロッド14を図面の右方向に移動させる場合には、第2液圧室25から作動液を汲み上げ第1液圧室24に供給する。また、ポンプモータ32の通電制御により、双方向ポンプ31の作動状態、例えば、回転方向、吐出流量および吐出圧等が制御可能となっている。
In the
電子制御ユニット51は、ポンプ装置30だけでなく、電磁開閉弁49の開閉作動をも制御する。電磁開閉弁49は、バネ等により閉弁方向に付勢された常閉タイプであり、電子制御ユニット51からソレノイドに通電されている状況においてのみ開状態を維持し、ソレノイドに通電されていない状況においては閉弁状態に維持される。
The
次に、アシスト制御装置50の行うポンプ制御処理について説明する。図2は、アシスト制御装置50の行うポンプ制御ルーチンを表すもので、電子制御ユニット51のROM内に制御プログラムとして記憶され、短い周期で繰り返し実行される。この制御ルーチンは、イグニッションスイッチ(図示略)がオンされ、所定の初期診断が完了した後に実行される。このポンプ制御ルーチンの中に、アシスト制御と、低温時に作動液を循環させる循環制御が含まれている。
Next, pump control processing performed by the
本制御ルーチンが起動すると、電子制御ユニット51は、ステップS11において、操舵トルクセンサ61により検出された操舵トルクTr、温度センサ62により検出された作動液温度Th、車速センサ63により検出された車速Vを読み込む。続いて、ステップS12において、作動液温度Thが基準温度Th0以下であるか否かを判断する。この基準温度Th0は、作動液の粘性の増大により液圧アシスト装置20の性能が低下してハンドル操作が基準レベル以上に重くなる極低温に設定されている。
When this control routine is started, the
ステップS12において、作動液温度Thが基準温度Th0を上回っていると判断した場合には(S12:NO)、以下、ステップS13からのアシスト制御を行う。ステップS13においては、ステップS11にて読み込んだ操舵トルクTrと車速Vとに基づいて目標アシストトルクTr*を算出する。この目標アシストトルクTr*は、例えば、図3に示すアシストトルクテーブルを参照して計算する。このアシストトルクテーブルは、電子制御ユニット51のROM内に記憶されるもので、操舵トルクTrの増加にしたがって目標アシストトルクTr*も増加し、しかも、車速Vが低くなるほど大きな値となるように設定される。
In step S12, when it is determined that the hydraulic fluid temperature Th exceeds the reference temperature Th0 (S12: NO), the assist control from step S13 is performed. In step S13, the target assist torque Tr * is calculated based on the steering torque Tr and the vehicle speed V read in step S11. The target assist torque Tr * is calculated with reference to an assist torque table shown in FIG. 3, for example. This assist torque table is stored in the ROM of the
尚、図3の特性グラフは、正領域すなわち右方向の操舵トルクTrおよび目標アシストトルクTr*の関係についてのみ示しているが、負領域すなわち左方向の操舵トルクTrおよび目標アシストトルクTr*に関しては、図3の特性グラフを原点を中心に点対称の位置に移動した関係になる。また、本実施形態では、目標アシストトルクTr*をアシストトルクテーブルを用いて算出するようにしたが、アシストトルクテーブルに代えて操舵トルクTrおよび車速Vに応じて変化する目標アシストトルクT*を定義した関数を用意しておいて計算するようにしてもよい。
また、目標アシストトルクTr*の算出に関しては、必ずしも車速Vと操舵トルクTrとの組み合わせから算出する必要はなく、少なくとも操舵状態に応じた検出信号に基づいて行えばよい。
The characteristic graph of FIG. 3 shows only the relationship between the positive region, that is, the steering torque Tr in the right direction and the target assist torque Tr *, but the negative region, that is, the steering torque Tr in the left direction, and the target assist torque Tr *. 3 is moved to a point-symmetrical position around the origin. In this embodiment, the target assist torque Tr * is calculated using the assist torque table. However, instead of the assist torque table, a target assist torque T * that changes according to the steering torque Tr and the vehicle speed V is defined. You may make it calculate with the prepared function.
The target assist torque Tr * is not necessarily calculated from the combination of the vehicle speed V and the steering torque Tr, and may be calculated based on at least a detection signal corresponding to the steering state.
続いて、電子制御ユニット51は、ステップS14において、目標アシストトルクTr*を発生させるために必要な目標電流I*を計算し、ステップS15において、モータ駆動回路52に目標電流I*に応じたモータ制御信号(例えばPWM制御信号)を出力する。こうして、ポンプモータ32に目標電流I*が流れることになる。この結果、双方向ポンプ31が駆動されて、液圧シリンダ装置21の2つの液圧室24,25間に目標アシストトルクTr*に応じた液圧差が発生し、転舵ロッド14に軸方向の移動力が付与される。この移動力が、運転者のハンドル操作を補助するアシストトルクとして働く。
Subsequently, the
電子制御ユニット51は、ステップS15の処理を行うと本制御ルーチンを一旦終了するが、イグニッションスイッチがオフになるまで所定の短い周期で同様の処理を繰り返し実行する。従って、運転者のハンドル操作および車速に応じた最適なアシストトルクが得られる。
The
こうした液圧を利用したシステムにおいては、作動液の温度が極低温になると操舵に必要な力が大きくなってハンドル操作が重くなる。そこで、電子制御ユニット51は、ステップS12において、作動液温度Thが基準温度Th0以下であると判断した場合には(S12:YES)、上述したステップS13〜S15のアシスト制御を行わずに、ステップS16〜S17により作動液の循環制御を行う。
In a system using such hydraulic pressure, when the temperature of the hydraulic fluid becomes extremely low, the force required for steering becomes large and the steering operation becomes heavy. Therefore, when the
電子制御ユニット51は、ステップS16において、電磁開閉弁49のソレノイドに通電する。これにより電磁開閉弁49が開弁して、液圧シリンダ装置21の第1液圧室24と第2液圧室25とがバイパス管48を介して連通される。従って、双方向ポンプ31により作動液が循環する循環路が第1液圧室24と第2液圧室25とを含んで形成されることになる。
The
続いて、電子制御ユニット51は、ステップS17において、ポンプモータ32に通電して双方向ポンプ31を回転させる。ポンプモータ32への通電量は、予め設定された値でよく、双方向ポンプ31の回転方向も、任意に設定できるものである。双方向ポンプ31が回転すると、2つの液圧室24,25の一方から作動液が汲み上げられ他方に供給される。この場合、バイパス管48により2つの液圧室24,25は連通しているため、液圧室24,25間の液圧差を打ち消すように作動液がバイパス管48に流れる。つまり、双方向ポンプ31の回転により生じた液圧差により、高圧側の液圧室24(または25)から低圧側の液圧室25(または24)に作動液がバイパス管48を介して流れる。
Subsequently, the
この結果、例えば、双方向ポンプ31が第1ポート31aから第2ポート31bに作動液を送るように回転した場合には、作動液は、図1にて実線矢印にて示すように、第1配管41→双方向ポンプ31→第2配管42→第2液圧室25→バイパス管48→第1液圧室24→第1配管41→・・・という流れで循環する。双方向ポンプ31の回転方向が逆の場合には、図1にて破線矢印にて示すように、第2配管42→双方向ポンプ31→第1配管41→第1液圧室24→バイパス管48→第2液圧室25→第2配管42→・・・という流れで循環する。従って、液圧シリンダ装置21も含めたシステム内の広い範囲で作動液を循環させることができる。
As a result, for example, when the bidirectional pump 31 is rotated so as to send the working fluid from the
この作動液の循環時においては、液圧が逃がされて液圧室24,25間の液圧差が小さくなるため、転舵ロッド14に働く移動力が小さい。従って、左右前輪FW1,FW2が転舵されてしまうといった問題を生じない。
During the circulation of the hydraulic fluid, the hydraulic pressure is released and the hydraulic pressure difference between the
尚、ステップS17の循環制御時における双方向ポンプ31の回転方向は、運転者が操舵ハンドル11を操作している操作方向、つまり、操舵トルクセンサ61が検出している操舵トルクが働いている方向と同一方向に転舵ロッド14に移動力が作用するように設定しても良い。また、操舵ハンドル11の操舵角が中立位置に戻る方向に転舵ロッド14に移動力が作用するように双方向ポンプ31の回転方向を設定してもよい。この場合には、操舵ハンドル11の操舵角θを検出する操舵角センサ(図示略)を設けるとともに、例えば、図2のステップS11にて操舵角センサの検出値θも合わせて読み込む。そして、ステップS17にてポンプモータ32に通電するときに、操舵ハンドル11を中立位置に戻す方向に転舵ロッド14に移動力が働くようモータ回転方向を決定する。このように循環制御時における双方向ポンプ31の回転方向を設定することで、循環液圧により若干の操舵トルクが働いても運転者に対して違和感を与えない。
The rotational direction of the bidirectional pump 31 during the circulation control in step S17 is the direction in which the driver is operating the
電子制御ユニット51は、ステップS17の処理を行うと本制御ルーチンを一旦抜ける。そして、所定の短い周期で同様の処理を繰り返す。従って、作動液温度Thが基準温度Th0以下となっている期間においては、上述した作動液の循環制御が継続されることになる。作動液は、この循環制御により均一に温度上昇する。そして、作動液温度Thが基準温度Th0を上回ると(S12:NO)、ステップS16〜S17の循環制御を終了してステップS13〜S15のアシスト制御を行う。
The
以上説明した実施形態の車両のパワーステアリング装置によれば、液圧シリンダ装置21の第1液圧室24と第2液圧室25とをバイパス管48で連通するとともに、バイパス管48に常閉タイプの電磁開閉弁49を設け、作動液が基準温度Th0以下となる極低温時にのみ電磁開閉弁49を開弁して双方向ポンプ31により作動液を循環させる。この場合、第1液圧室24と第2液圧室25とが作動液の循環路の一部を構成しているため、液圧システム全体にわたって作動液を循環させることができる。従って、作動液を均一に温度上昇させることができる。このため、極低温時においても、早い段階で所期の操舵アシスト性能が得られるようになる。
According to the vehicle power steering apparatus of the embodiment described above, the first
次に、ポンプ制御にかかる変形例1について説明する。この変形例1は、図4に示すように、上述したポンプ制御ルーチン(図2)において、ステップS18の処理を加えたものである。他の処理については、先の実施形態と同一であるため、同一部分については説明を省略する。
この変形例1においては、ステップS12において、温度センサ62により検出した作動液温度Thが基準温度Th0以下であると判断した場合には、更に、ステップS18において、操舵トルクセンサ61で検出した操舵トルクTrが基準トルクTr0以下であるか否かを判断する。このステップS18の判断は、運転者がハンドル操作をしているか否かを判断するものである。
Next, a first modification related to pump control will be described. As shown in FIG. 4, the first modification is obtained by adding the process of step S18 to the above-described pump control routine (FIG. 2). Since other processes are the same as those in the previous embodiment, the description of the same parts is omitted.
In this modified example 1, when it is determined in step S12 that the hydraulic fluid temperature Th detected by the
ステップS18において、Tr≦Tr0であると判定された場合には、運転者がハンドル操作をしていないと判断できる。この場合には、ステップS16〜S17による作動液の循環制御を行い作動液の温度上昇を図る。一方、ステップS18において、Tr>Tr0であると判定された場合には、運転者がハンドル操作をしていると判断できる。この場合には、ステップS13〜S15のアシスト制御を行う。 If it is determined in step S18 that Tr ≦ Tr0, it can be determined that the driver is not operating the steering wheel. In this case, circulation control of the hydraulic fluid in steps S16 to S17 is performed to increase the temperature of the hydraulic fluid. On the other hand, if it is determined in step S18 that Tr> Tr0, it can be determined that the driver is operating the steering wheel. In this case, assist control in steps S13 to S15 is performed.
つまり、この変形例1においては、作動液の循環制御を行う条件として、2つの条件が設定されている。1つは、作動液温度Thが基準温度Th0以下であることであり、もう1つは、運転者がハンドル操作をしていないことである。従って、作動液が極低温状態にある状況においては、ハンドル操作が行われていないあいだは作動液の循環制御が継続され、ハンドル制御が行われている期間は循環制御が禁止されてアシスト制御が行われる。 That is, in the first modification, two conditions are set as conditions for performing the circulation control of the hydraulic fluid. One is that the hydraulic fluid temperature Th is equal to or lower than the reference temperature Th0, and the other is that the driver is not operating the steering wheel. Therefore, in a situation where the hydraulic fluid is in an extremely low temperature state, the circulation control of the hydraulic fluid is continued while the handle is not operated, and the circulation control is prohibited and the assist control is performed while the handle control is being performed. Done.
ハンドル操作が行われたときにバイパス管48の流路を開いて循環制御を行っていると、転舵ロッド14には液圧による移動力を発生させることができないが、こうしたステップS18の処理を追加することで、ハンドル操作時にある程度のアシストトルクを発生させることができ使い勝手がよい。また、ハンドル操作が終了すれば作動液の循環制御を開始するため、早い段階で所期の操舵アシスト性能が得られるようになる。
If the circulation control is performed by opening the flow path of the
次に、ポンプ制御にかかる変形例2について説明する。この変形例2は、図5に示すように、上述したポンプ制御ルーチン(図2)において、ステップS19の処理を加えたものである。他の処理については、先の実施形態と同一であるため、同一部分については説明を省略する。
この変形例2においては、ステップS12において、温度センサ62により検出した作動液温度Thが基準温度Th0以下であると判断した場合には、更に、ステップS19において、車速センサ63で検出した車速Vが基準車速V0以下であるか否かを判断する。このステップS19の判断は、車両が走行中か否かを判断するものであり、基準車速V0を0km/hあるいはそれに近い低速度に設定することが望ましい。
Next, a second modification related to pump control will be described. As shown in FIG. 5, the second modification is obtained by adding the process of step S <b> 19 to the above-described pump control routine (FIG. 2). Since other processes are the same as those in the previous embodiment, the description of the same parts is omitted.
In this modified example 2, when it is determined in step S12 that the hydraulic fluid temperature Th detected by the
ステップS19において、V≦V0であると判定された場合には、車両が停止していると判断できる。この場合には、ステップS16〜S17による作動液の循環制御を行い作動液の温度上昇を図る。一方、ステップS19において、V>V0であると判定された場合には、車両が走行中であると判断できる。この場合には、ステップS13〜S15のアシスト制御を行う。 If it is determined in step S19 that V ≦ V0, it can be determined that the vehicle is stopped. In this case, circulation control of the hydraulic fluid in steps S16 to S17 is performed to increase the temperature of the hydraulic fluid. On the other hand, if it is determined in step S19 that V> V0, it can be determined that the vehicle is traveling. In this case, assist control in steps S13 to S15 is performed.
つまり、この変形例2においては、作動液の循環制御を行う条件として、2つの条件が設定されている。1つは、作動液温度Thが基準温度Th0以下であることであり、もう1つは、車両が停止していることである。従って、作動液が極低温状態にある状況においては、車両が停止しているあいだは作動液の循環制御が継続され、車両が走行している期間は循環制御が禁止されてアシスト制御が行われる。 That is, in the second modification, two conditions are set as conditions for performing the circulation control of the hydraulic fluid. One is that the hydraulic fluid temperature Th is equal to or lower than the reference temperature Th0, and the other is that the vehicle is stopped. Therefore, in a situation where the hydraulic fluid is in a very low temperature state, the hydraulic fluid circulation control is continued while the vehicle is stopped, and the circulation control is prohibited and the assist control is performed while the vehicle is traveling. .
ハンドル操作が行われたときにバイパス管48の流路を開いて循環制御を行っていると、転舵ロッド14には液圧による移動力を発生させることができないが、こうしたステップS19の処理を追加することで、走行中にはハンドル操作時にある程度のアシストトルクを発生させることができ使い勝手がよい。また、車両が停止している場合には、アシスト制御に優先して作動液の循環制御を行うため、早い段階で所期の操舵アシスト性能が得られるようになる。
If the circulation control is performed by opening the flow path of the
以上、本実施形態の車両のパワーステアリング装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 The power steering device for a vehicle according to this embodiment has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、本実施形態においては、運転者のハンドル操作に対してアシストトルクを発生させるパワーステアリング装置について説明したが、ハンドルの操舵操作部と転舵駆動部とを機械的に切り離したステアバイワイヤ方式のステアリング装置にも適用できる。つまり、本実施形態のラックアンドピニオン機構を設けずに、転舵駆動部のアクチュエータとして液圧シリンダ装置およびポンプ装置を使用することができる。この場合、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段を設け、検出した操舵角に基づいて転舵輪が目標転舵角になるようにポンプ装置を駆動して駆動ロッド位置を制御すればよい。 For example, in the present embodiment, a power steering device that generates assist torque in response to a driver's steering wheel operation has been described. However, a steer-by-wire system that mechanically separates the steering operation unit and the steering driving unit of the steering wheel. It can also be applied to a steering device. That is, the hydraulic cylinder device and the pump device can be used as the actuator of the steered drive unit without providing the rack and pinion mechanism of the present embodiment. In this case, a steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel may be provided, and the drive rod position may be controlled by driving the pump device so that the steered wheels have the target turning angle based on the detected steering angle. .
10…操舵機構、11…操舵ハンドル、12…ステアリングシャフト、13…ピニオンギヤ、14…転舵ロッド、15…ラック歯、20…液圧アシスト装置、21…液圧シリンダ装置、22…シリンダ本体、23…ピストン、24…第1液圧室、25…第2液圧室、30…ポンプ装置、31…双方向ポンプ、32…ポンプモータ、40…配管部、41…第1配管、42…第2配管、48…バイパス管、49…電磁開閉弁、50…アシスト制御装置、51…電子制御ユニット、52…モータ駆動回路、61…操舵トルクセンサ、62…温度センサ、63…車速センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
ピストンの左右両側に第1液圧室と第2液圧室とを備え、この2つの液圧室の液圧差により上記転舵ロッドに移動力を発生させる液圧シリンダと、
上記第1液圧室に連通する第1配管と、上記第2液圧室に連通する第2配管とを接続して、上記第1液圧室と上記第2液圧室とに選択的に液圧を供給する双方向ポンプと、
上記双方向ポンプを正転駆動および逆転駆動する電動モータと、
操舵ハンドルの操舵状態を検出する操舵検出手段と、
上記検出した操舵状態に応じて上記電動モータを制御して上記双方向ポンプを駆動するモータ制御手段と
を備えたステアリング装置において、
上記第1配管と上記第2配管とは独立して、上記液圧シリンダの第1液圧室と第2液圧室とを連通するバイパス管と、
上記バイパス管に設けられる開閉弁と、
作動液の温度あるいは作動液の環境温度を検出する温度検出手段と、
上記温度検出手段により検出した検出温度が所定温度以下であるときに、上記開閉弁を開くとともに上記双方ポンプを駆動して作動液を循環させる循環制御手段と
を備えたことを特徴とするステアリング装置。 A steered rod for connecting steerable wheels so as to be steerable;
A hydraulic cylinder having a first hydraulic chamber and a second hydraulic chamber on the left and right sides of the piston, and generating a moving force on the steered rod by a hydraulic pressure difference between the two hydraulic chambers;
A first pipe that communicates with the first hydraulic chamber and a second pipe that communicates with the second hydraulic chamber are connected to selectively select the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber. A bi-directional pump that supplies hydraulic pressure;
An electric motor for driving the bidirectional pump forward and backward, and
Steering detection means for detecting the steering state of the steering wheel;
A motor control means for controlling the electric motor in accordance with the detected steering state to drive the bidirectional pump;
A bypass pipe communicating the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber of the hydraulic cylinder independently of the first pipe and the second pipe;
An on-off valve provided in the bypass pipe;
Temperature detection means for detecting the temperature of the hydraulic fluid or the environmental temperature of the hydraulic fluid;
And a circulation control means for opening the on-off valve and driving the both pumps to circulate the working fluid when the detected temperature detected by the temperature detecting means is equal to or lower than a predetermined temperature. .
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013129243A (en) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Daimler Ag | Power steering system |
JP2013132961A (en) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Jtekt Corp | Hydraulic power steering device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63176870U (en) * | 1987-04-30 | 1988-11-16 | ||
JPS6448364U (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-24 | ||
JPH025381U (en) * | 1988-06-21 | 1990-01-12 | ||
JPH0315266U (en) * | 1989-06-27 | 1991-02-15 | ||
JP2006082568A (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Hitachi Ltd | Power steering device |
-
2007
- 2007-03-05 JP JP2007053976A patent/JP2008213669A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63176870U (en) * | 1987-04-30 | 1988-11-16 | ||
JPS6448364U (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-24 | ||
JPH025381U (en) * | 1988-06-21 | 1990-01-12 | ||
JPH0315266U (en) * | 1989-06-27 | 1991-02-15 | ||
JP2006082568A (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Hitachi Ltd | Power steering device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013129243A (en) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Daimler Ag | Power steering system |
JP2013132961A (en) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Jtekt Corp | Hydraulic power steering device |
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