JP2011025829A - Power steering device - Google Patents
Power steering device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011025829A JP2011025829A JP2009173801A JP2009173801A JP2011025829A JP 2011025829 A JP2011025829 A JP 2011025829A JP 2009173801 A JP2009173801 A JP 2009173801A JP 2009173801 A JP2009173801 A JP 2009173801A JP 2011025829 A JP2011025829 A JP 2011025829A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- shimmy
- torque
- steering
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、例えば自動車に適用され、電動モータの駆動力や油圧等によって運転者の操舵力をアシストするパワーステアリング装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a power steering device that is applied to, for example, an automobile and assists a driver's steering force by a driving force or hydraulic pressure of an electric motor.
自動車の走行時には、タイヤ及びホイールのアンバランス、ハブとホイールとの間のがたつき等が起振源となってこれがサスペンションと共振することによって増幅され、この増幅された振動が例えばラック・ピニオン機構等の操舵機構を介してステアリングへと伝達されることで、ステアリングの回転方向に振動を生じさせる、といったいわゆるシミーが発生し、乗員に不快感を与えることとなっている。 When an automobile is running, the tire and wheel unbalance, rattling between the hub and wheel, etc. are used as a vibration source, which is amplified by resonating with the suspension, and this amplified vibration is, for example, rack and pinion A so-called shimmy that causes vibration in the direction of rotation of the steering wheel is transmitted to the steering wheel via a steering mechanism such as a mechanism, which causes discomfort to the occupant.
そこで、このようなシミーによる変動トルク(以下、「シミー変動」という。)の発生に基づく悪影響を抑制するべく種々の技術が提案されており、その一つとして、例えば以下の特許文献1に記載されたものがある。
In view of this, various techniques have been proposed in order to suppress adverse effects due to the occurrence of such fluctuating torque (hereinafter referred to as “Shimi fluctuation”), and one example thereof is described in
すなわち、このパワーステアリング装置では、いわゆるセルフアライニングトルク(SAT)の推定を行うSAT推定部若しくはセンサによってSATの測定を行うSAT測定部が設けられ、SAT推定部で推定されたSAT推定値若しくはSAT測定部で測定されたSAT値をゲイン部にてゲイン調整した後、これを操舵補助指令値に加算して電流指令値として出力するように構成されていて、かかる補償信号をもって外乱を低減することで、前記シミー変動の抑制を図っている。 That is, in this power steering apparatus, a SAT estimation unit that estimates so-called self-aligning torque (SAT) or a SAT measurement unit that measures SAT by a sensor is provided, and a SAT estimation value or SAT estimated by the SAT estimation unit. After the SAT value measured by the measurement unit is adjusted by the gain unit, this is added to the steering assist command value and output as a current command value, and the disturbance is reduced by using such a compensation signal. Therefore, suppression of the shimmy variation is attempted.
ここで、前記シミーは、車速やサスペンション特性との関係で、その振動の大きい周波数範囲がほぼ特定されるため、前記従来のパワーステアリング装置では、バンドパスフィルタを用いてSAT値から前記振動の大きい周波数範囲(周波数成分)を抽出するものの、操舵系システムの特性によっては当該システムによる伝達の遅れにより外乱振動の前記周波数成分の位相と前記補償信号の位相との間に差(位相差)が生じてしまい、これによって外乱振動を適切に抑制できないこととなる。そこで、前記従来のパワーステアリング装置では、前記周波数成分の位相を補正する位相調整部を設けて、この位相調整部により前記周波数成分の位相を補正することで、前記操舵系システムの特性に基づく悪影響を是正し、前記シミー変動の効果的な抑制が図れるようになっている。 Here, the shimmy has a large frequency range in which vibration is large due to the relationship with vehicle speed and suspension characteristics. Therefore, the conventional power steering device uses a bandpass filter to increase the vibration from the SAT value. Although the frequency range (frequency component) is extracted, depending on the characteristics of the steering system, there is a difference (phase difference) between the phase of the frequency component of the disturbance vibration and the phase of the compensation signal due to transmission delay by the system. As a result, disturbance vibrations cannot be suppressed appropriately. Therefore, in the conventional power steering device, a phase adjustment unit that corrects the phase of the frequency component is provided, and the phase of the frequency component is corrected by the phase adjustment unit, thereby adversely affecting the characteristics of the steering system. The above-mentioned shimmy fluctuation can be effectively suppressed.
つまり、前記従来のパワーステアリング装置においては、前記周波数成分の位相を補正するにあたり、前記位相調整部において前記操舵系システムによる遅れ分を考慮して前記周波数成分の位相を補正する(進める)ためのフィルタであるいわゆるハイパスフィルタを用い、該ハイパスフィルタを通して所定量だけ位相が進められた前記周波数成分にゲインを乗算して得られたものを操舵補助指令値に加算して電流指令値として出力することによって前記周波数成分が打ち消されることとなり、これによって前記シミー変動が効果的に抑制されるようになっている。 That is, in the conventional power steering device, when correcting the phase of the frequency component, the phase adjusting unit corrects (advances) the phase of the frequency component in consideration of a delay due to the steering system. Using a so-called high-pass filter, which is a filter, and adding the gain obtained by multiplying the frequency component whose phase has been advanced by a predetermined amount through the high-pass filter to the steering assist command value and outputting it as a current command value This cancels out the frequency component, thereby effectively suppressing the Shimmy variation.
しかしながら、前記従来のパワーステアリング装置にあっては、前記シミー変動の周波数帯域(10Hz〜15Hz)において前記操舵系システムによる遅れが大きい場合、この遅れ分を補償するには、前記位相調整部において常に高次なフィルタを導入する必要がある。このため、設定するカットオフ周波数によっては、前記出力値が発散、又はアンダーフロー若しくはオーバーフローしてしまうという問題があった。 However, in the conventional power steering apparatus, when the delay due to the steering system is large in the frequency band (10 Hz to 15 Hz) of the Shimmy fluctuation, the phase adjustment unit always compensates for this delay. It is necessary to introduce a high-order filter. For this reason, there is a problem that the output value diverges, underflows or overflows depending on the set cutoff frequency.
本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、出力値が発散、又はアンダーフロー若しくはオーバーフローすることなくシミー変動を抑制し得るパワーステアリング装置を提供するものである。 The present invention has been devised in view of such a technical problem, and provides a power steering device capable of suppressing Shimmy fluctuations without causing an output value to diverge, underflow or overflow.
本願請求項1に記載の発明は、車両の転舵輪に連係される操舵機構の操舵力を補助し、内部に隔成された1対の圧力室を有するパワーシリンダと、前記パワーシリンダの1対の圧力室に選択的に作動液を供給する1対の吐出口を有する可逆式ポンプと、前記パワーシリンダの1対の圧力室の一方側と前記可逆式ポンプの1対の吐出口の一方側とを接続する第1油路と、前記パワーシリンダの1対の圧力室の他方側と前記可逆式ポンプの1対の吐出口の他方側とを接続する第2油路と、前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、前記操舵機構に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記電動機を駆動制御する電動機制御信号を出力する電動機制御回路と、前記電動機制御回路に設けられ、前記操舵トルクに基づく第1の電動機制御信号を演算するアシスト信号演算部と、前記トルクセンサによって検出された操舵トルクの所定の周波数成分を抽出する第1のフィルタと、前記電動機制御回路に設けられ、前記所定の周波数成分を減少させる第2の電動機制御信号を演算する振動抑制信号演算部と、を備え、前記所定の周波数成分の発生時における位相と前記パワーシリンダにおいて前記第2の電動機制御信号に基づく操舵力が発生した時の位相との差が90度より大きく、かつ、270度より小さい特性を有するパワーステアリング装置であって、前記所定の周波数成分の位相を反転させる位相反転信号を出力する第2のフィルタを設けると共に、前記振動抑制信号演算部において、前記所定の周波数成分の位相反転信号に基づき前記第2の電動機制御信号を演算するように構成したことを特徴としている。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a power cylinder having a pair of pressure chambers that assists a steering force of a steering mechanism linked to a steered wheel of a vehicle and is internally separated, and a pair of the power cylinders. A reversible pump having a pair of discharge ports for selectively supplying hydraulic fluid to the pressure chambers, one side of the pair of pressure chambers of the power cylinder and one side of the pair of discharge ports of the reversible pump A second oil passage connecting the other side of the pair of pressure chambers of the power cylinder and the other side of the pair of discharge ports of the reversible pump, and the reversible pump An electric motor for driving the electric motor, a torque sensor for detecting a steering torque acting on the steering mechanism, an electric motor control circuit for outputting an electric motor control signal for controlling the electric motor, and an electric motor control circuit. First motor control signal based on An assist signal calculation unit for calculating; a first filter for extracting a predetermined frequency component of the steering torque detected by the torque sensor; and a second filter for reducing the predetermined frequency component provided in the motor control circuit. A vibration suppression signal calculation unit for calculating an electric motor control signal, and a phase when the predetermined frequency component is generated and a phase when a steering force based on the second electric motor control signal is generated in the power cylinder A power steering device having a difference larger than 90 degrees and smaller than 270 degrees, wherein a second filter that outputs a phase inversion signal for inverting the phase of the predetermined frequency component is provided, and the vibration suppression In the signal calculation unit, the second motor control signal is calculated based on the phase inversion signal of the predetermined frequency component. Is characterized in that form was.
本発明によれば、所定の周波数成分の位相反転信号に基づいて第2の電動機制御信号を演算するようにしたため、前記位相差が90度より大きく、かつ、270度より小さい範囲では、高次のフィルタを用いることなく、前記所定の周波数成分の位相を補正することが可能となる。これにより、当該補正を行う際に、電動機制御信号の出力値が発散、又はアンダーフロー若しくはオーバーフローしてしまうことなく、前記所定の周波数成分を減少させることができる。 According to the present invention, since the second motor control signal is calculated based on the phase inversion signal of the predetermined frequency component, a higher order is obtained in the range where the phase difference is larger than 90 degrees and smaller than 270 degrees. The phase of the predetermined frequency component can be corrected without using the filter. Thereby, when performing the said correction | amendment, the said predetermined frequency component can be reduced, without the output value of an electric motor control signal spreading | deviating or underflowing or overflowing.
以下に、本発明に係るパワーステアリング装置の各実施形態につき、図面に基づいて詳述する。なお、各実施形態では、このパワーステアリングに装置を、自動車用のラック・ピニオン式の油圧パワーステアリング装置に適用したものを示している。 Hereinafter, embodiments of a power steering apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the embodiments, the power steering apparatus is applied to a rack and pinion hydraulic power steering apparatus for an automobile.
図1〜図5は本発明の第1実施形態を示し、このパワーステアリング装置は、図1に示すように、運転者の操舵力(操舵トルク)を図外の転舵輪に伝達する操舵力伝達手段1と、該操舵力伝達手段1に入力された運転者の操舵トルクに基づいて油圧によって操舵補助力(操舵アシストトルク)を発生させる操舵力アシスト手段2と、該操舵力アシスト手段2における操舵アシストトルクの発生に供する油圧を供給する油圧供給手段3と、操舵力アシスト手段2及び油圧供給手段3を制御する電気制御回路4と、から主として構成されている。
FIGS. 1 to 5 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this power steering device transmits a steering force (steering torque) of a driver to a steered wheel (not shown).
前記操舵力伝達手段1は、軸方向一端側がステアリングホイール11と一体回転可能に連係され、運転者からの操舵入力を行う入力軸12と、軸方向一端側が入力軸12に対し図外のトーションバーを介して同軸上に相対回転可能に連結され、他端側の外周に図外のピニオン歯を有する出力軸13と、前記ピニオン歯と噛合する図外のラック歯を有し、出力軸13の回転によって軸方向へ移動可能に設けられていて、軸方向両端部が前記転舵輪に連係されたラック軸14と、から主として構成されている。そして、周知のように、ステアリングホイール11を回転させることで、入力軸12が回転して前記トーションバーが捩られることとなり、このトーションバーの捩れ変形に基づいて生ずる当該トーションバーの弾性力により、入力軸12に追従して出力軸13が回転する。その結果、出力軸13とラック軸14からなるラック・ピニオン機構をもって出力軸13の回転運動がラック軸14の直線運動へと変換されることとなり、該ラック軸14が左右方向へ移動することで、前記転舵輪が転舵されるようになっている。
The steering force transmitting means 1 is linked to a
前記操舵力アシスト手段2は、内部に隔成された一対の圧力室P1,P2に作用する油圧をもってラック軸14に推進力を発生させることによって操舵力をアシストするパワーシリンダ15によって構成されている。このパワーシリンダ15は、ほぼ筒状に形成されたシリンダチューブ15aにピストンロッドとしての前記ラック軸14が軸方向に沿って貫装され、該ラック軸14の外周に固定されたピストン15bによりシリンダチューブ15a内に一対の圧力室である第1圧力室P1及び第2圧力室P2が隔成されている。そして、これらの圧力室P1,P2に供給された油圧によってラック軸14に対する推進力が発生し、これによって操舵出力がアシストされるようになっている。
The steering
前記油圧供給手段3は、パワーシリンダ15の第1、第2圧力室P1,P2に対応する一対の吐出口である第1吐出口16a及び第2吐出口16bを備え、ステアリングホイール11の回転方向に応じて前記各圧力室P1,P2へ液圧を選択的に供給する可逆式双方向ポンプであるポンプ16と、該ポンプ16を駆動する電動機である電動モータ17と、から主として構成され、第1吐出口16aと第1圧力室P1とが第1油路である第1油圧配管10aを介して接続されている一方、第2吐出口16bと第2圧力室P2とが第2油路である第2油圧配管10bを介して接続されている。なお、前記両油圧配管10a,10bは、いずれもゴム材(ゴムチューブ)によって形成されている。また、電動モータ17は、入力軸12に配置されたトルクセンサ18や図外の各車輪に設けられるブレーキ制御装置に配置された車速センサ19の検出結果に基づき、車載のバッテリ30から供給される電力をもって、前記電気制御回路4を構成する電子コントロールユニット20によって駆動制御されるようになっている。すなわち、運転者が操舵を行うことで、その操舵方向に応じて電動モータ17の回転方向が切り換えられ、パワーシリンダ15において運転者の操舵トルクに応じた操舵アシストトルクを発生させるべく、ポンプ16を回転駆動するようになっている。
The hydraulic pressure supply means 3 includes a
前記電子コントロールユニット20には、図2に示すように、トルクセンサ18からの操舵トルク信号Tに基づき操舵アシストトルクTanに係る操舵アシスト信号(本発明に係る第1の電動機制御信号)Taを演算するアシスト信号演算部21が設けられ、該アシスト信号演算部21に、トルクセンサ18からの操舵トルク信号T、車速センサ19からの車速信号Vがそれぞれ入力されることで、これら操舵トルクTn及び車速Vnに基づいて操舵アシストトルクTanを算出するようになっている。さらに、この電子コントロールユニット20には、シミー変動を抑制するシミー変動抑制トルクTvnに係る振動抑制信号(本発明に係る第2の電動機制御信号)Tvを演算する振動抑制信号演算部22が設けられ、該振動抑制信号演算部22に、トルクセンサ18からの操舵トルク信号Tが入力されることで、該操舵トルクTnに基づいてシミー変動抑制トルクTvnを算出するようになっている。このように、電子コントロールユニット20では、アシスト信号演算部21により算出された操舵アシストトルクTanから振動抑制信号演算部22によって算出されたシミー変動抑制トルクTvnを減算したものを、最終的な電動モータ17に対しての電流指令値たるアシストトルク信号ATとして出力するようになっている。
As shown in FIG. 2, the
以上のようにして算出されたアシストトルク信号ATは、前記加熱保護演算部24からのトルクリミット信号Trに基づいて電動モータ17に対する指令トルクATrを制限するリミッタ23に出力され、このリミッタ23では、前記加熱保護演算部24からのトルクリミット信号Trに基づく制限範囲内において、前記アシストトルク信号ATを電動モータ17への指令トルクATrとしてモータ制御部25へと出力するようになっている。なお、前記加熱保護演算部24は、後記のモータ駆動部26近傍に配置された温度センサ28により検出される当該モータ駆動部26の温度Thnの情報に係る温度センサ信号Thと、後記の電流センサ27から電動モータ17へと供給される電流Iの情報と、に基づき、電子コントローラ20や電動モータ17の正常可動温度範囲内となるようアシストトルクTaを制限する指令値であるトルクリミット値Trnを演算して、この演算結果を前記トルクリミット信号Trとしてモータ制御部24へと出力することにより、リミッタ23においてモータ制御部24へと出力される指令トルクATrが制限されている。
Assist torque signal AT which is calculated as described above is output to a
前記モータ制御部25では、電動モータ17に設けられることによって当該電動モータ17の回転角Rθを検出する回転角センサ17aの検出結果に基づいて算出されるモータ回転位置演算部29からの電動モータ17の回転位置Rp情報と、後記のモータ駆動部26と電動モータ17との間に設けられた電流センサ27からのU相、V相及びW相の各電流IU,IV,IW情報と、がそれぞれ入力され、U相、V相及びW相の3層からなる電流を2相の電流に変換して、いわゆるPI制御等によるフィードバック制御によって電動モータ17の駆動信号(PWM信号)Dを生成し、このPWM信号Dをモータ駆動部26へ出力するようになっている。そして、このモータ駆動部16は、いわゆるFET等の図外のパワー素子によって構成され、前記PWM信号Dに応じて前記パワー素子をスイッチングすることにより、電動モータ17に制御電流を通電させるようになっている。そして、この制御電流に基づき電動モータ17が駆動制御されることで、ポンプ16を介してパワーシリンダ15においてシミー変動を抑制し得る最適なアシストトルクATを発生させるようになっている。
In the
続いて、前記振動抑制信号演算部22の構成についてより詳細に説明すれば、当該振動抑制信号演算部22は、図3に示すように、トルクセンサ18より出力された操舵トルク信号Tからシミー変動に係る所定の周波数成分(10Hz〜15Hz)であるシミー変動成分Smを抽出する本発明に係る第1のフィルタであるバンドパスフィルタ31と、該バンドパスフィルタ31により抽出されたシミー変動成分Smについて位相の補正を行う本発明に係る第2のフィルタである位相補正手段32と、該位相補正手段32により補正されたシミー変動成分Sm’に対してトルク変換係数Kを乗算することによってシミー変動抑制トルクTvnを得るゲイン乗算部33と、から構成されている。ここで、パワーステアリング装置においては、前述のように、その操舵系システムの特性によっては、当該操舵系システムによる伝達の遅れによってシミー変動成分Smの位相とシミー変動抑制トルクTvnに係る振動抑制信号Tvの位相との間に差(位相差)が生じてしまうことがあり、この位相差が大きい場合、具体的には、当該位相差が90度より大きく270度より小さい場合には、前記位相補正手段32にて、前記バンドパスフィルタ31により抽出された図4に破線で示すシミー変動成分Smにつき、その符号を反転させる、つまり当該シミー変動成分に「−1」をかけることによって、前記抽出されたシミー変動成分Smの位相補正を行うようになっている。すなわち、前記位相差が前記所定の範囲内である場合は、前記位相補正手段32において上記のような位相反転信号が出力されて、当該位相反転信号に基づいて前記抽出されたシミー変動成分Smの位相補正が行われることにより、図4に実線で示すように、当該抽出されたシミー変動成分Smの位相が180度進められるようになっている。
Subsequently, the configuration of the vibration suppression
なお、本実施形態では、前記位相差が前記所定の範囲内の場合に、前記符号反転による位相補正を行うこととしており、前記位相差が前記所定の範囲外の場合には、前記符号反転は行わないこととして、前記従来技術のように、前記位相差が0度より大きく、かつ、90度以下の場合であればローパスフィルタを用いてシミー変動成分Smの位相を遅らせることとし、前記位相差が270度以上であって、かつ、360度より小さい場合であればハイパスフィルタを用いてシミー変動成分Smの位相を進めることとして、シミー変動成分Smの位相補正を行うことができる。換言すれば、前記位相差が前記所定の範囲外であれば、前記従来技術のごとく単にローパスフィルタ又はハイパスフィルタを用いてシミー変動成分Smの位相補正を行ったとしても、当該位相補正においては特に高次なフィルタを用いる必要がないことから、本発明の技術的課題を招来してしまうことはない。 In this embodiment, when the phase difference is within the predetermined range, the phase correction by the sign inversion is performed. When the phase difference is outside the predetermined range, the sign inversion is If the phase difference is greater than 0 degree and 90 degrees or less as in the prior art, the phase of the shimmy fluctuation component Sm is delayed using a low-pass filter. If the angle is 270 degrees or more and smaller than 360 degrees, the phase of the shimmy fluctuation component Sm can be corrected by using the high-pass filter to advance the phase of the shimmy fluctuation component Sm. In other words, if the phase difference is outside the predetermined range, even if the phase correction of the shimmy fluctuation component Sm is simply performed using a low-pass filter or a high-pass filter as in the conventional technique, Since it is not necessary to use a high-order filter, the technical problem of the present invention is not caused.
以下、本実施形態に係るパワーステアリング装置の前記シミー変動抑制制御の制御内容につき、図5に示すフローチャートに沿って説明すれば、電子コントロールユニット20は、まず、トルクセンサ18から出力された操舵トルク信号Tを読み取った後に(ステップS11)、この読み取った操舵トルク信号Tに基づいて前記トーションバーに作用しているトルクを算出する(ステップS12)。その後、この算出したトーションバートルクをバンドパスフィルタ31に通すことによってシミー変動成分Smを抽出し(ステップS13)、この抽出したシミー変動成分Smの符号を反転させることによって当該シミー変動成分Smの位相を180度進める(ステップS14)。そして、かかる符号反転による位相補正を行ったシミー変動成分Sm’に対しトルク変換係数Kを乗算することによってシミー変動抑制トルクTvnを算出し(ステップS15)、この算出したシミー変動抑制トルクTvnをアシスト信号演算部21にて算出された操舵アシストトルクTanから減算することによって電動モータ17に対しての電流指令値であるアシストトルク信号Taが得られ(ステップS16)、当該プログラムが終了することとなる。
Hereinafter, the control content of the shimmy variation suppression control of the power steering apparatus according to the present embodiment will be described along the flowchart shown in FIG. 5. First, the
以上のように、前記振動抑制信号演算部22において、バンドパスフィルタ31により抽出したシミー変動成分Smにつき、位相補正手段32による位相反転信号に基づきシミー変動抑制トルクTvnを演算する、つまり前記抽出したシミー変動成分Smの符号を反転させて当該シミー変動成分Smの位相補正を行うように構成したことから、前記抽出したシミー変動成分Smの位相とシミー変動抑制トルクTvnに係る振動抑制信号Tvの位相との位相差が90度より大きく、かつ、270度より小さい範囲においては、高次のフィルタを用いることなく、極めて容易に前記抽出したシミー変動成分Smの位相を補正することが可能となる。これにより、当該補正を行う際、アシストトルク信号Taの出力値が発散、又はアンダーフロー若しくはオーバーフローしてしまうことなくシミー変動成分Smを減少させ、当該シミー変動を抑制することができる。
As described above, the vibration suppression
また、本実施形態では、前記第1、第2油圧配管10a,10bが共にゴムチューブにより構成されていることから、当該油圧配管のレイアウト性が向上すると共に振動の吸収性も向上する、といったメリットがある。一方で、このようにゴムチューブによって構成された前記各油圧配管10a,10bはそのゴム材の弾性によって径方向に伸縮自在となっており、これら油圧配管10a,10bにおいて油圧が作用した際には、当該油圧によって前記各油圧配管10a,10bが膨張し、かかる配管の膨張によってアシストトルクの位相の遅れを招来し易いというデメリットがあるが、これに対し、シミー変動成分Smの位相補正の容易化に係る本発明の効果がより有効にはたらくこととなる。
Further, in the present embodiment, since the first and second
図6〜図8は本発明に係るパワーステアリング装置の第2実施形態を示しており、前記第1実施形態に係る振動抑制信号演算部22の構成を変更したものである。よって、基本的な構成については前記第1実施形態と同様であるため、前記第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略し、前記第1実施形態と異なる点についてのみについて以下に説明する。
FIGS. 6-8 has shown 2nd Embodiment of the power steering apparatus which concerns on this invention, and changes the structure of the vibration suppression
すなわち、本実施形態に係るパワーステアリング装置では、前記電子コントロールユニット20の振動抑制信号演算部22において、位相補正手段32とゲイン乗算部33との間に、前記位相補正されたシミー変動成分Sm’の位相をさらに調整する本発明に係る第3のフィルタであるハイパスフィルタ34又はローパスフィルタ35を介装したものである。具体的には、前記バンドパスフィルタ31によって抽出したシミー変動成分Smの位相とシミー変動抑制トルクTvnに係る振動抑制信号Tvの位相との位相差が90度より大きく、かつ、180度より小さい場合には、図6に示すように、位相補正手段32とゲイン乗算部33との間にハイパスフィルタ34を介装し、該ハイパスフィルタ34によって前記位相補正されたシミー変動成分Sm’の位相をさらに所定量だけ進めるように構成する一方、前記位相差が180度より大きく、かつ、270度より小さい場合には、図7に示すように、位相補正手段32とゲイン乗算部33との間にローパスフィルタ35を介装し、該ローパスフィルタ35によって前記位相補正されたシミー変動成分Sm’の位相をさらに所定量だけ遅らせるように構成したものである。なお、これらの構成は選択的なものであって、前記位相差に係る当該パワーステアリング装置の特性によって予め選択され、前記いずれか一方の構成に設定される。
That is, in the power steering apparatus according to the present embodiment, the phase-corrected shimmy variation component Sm ′ is provided between the
以下、上述のように構成された振動抑制信号演算部22を有する本実施形態に係るパワーステアリング装置のシミー変動抑制制御の制御内容につき、前記バンドパスフィルタ31によって抽出したシミー変動成分Smの位相とシミー変動抑制トルクTvnに係る振動抑制信号Tvの位相との位相差が90度より大きく、かつ、180度より小さい場合と、当該位相差が180度より大きく、かつ、270度より小さい場合と、に分け、図8に示すフローチャートに沿って説明する。
Hereinafter, with respect to the control content of the shimmy fluctuation suppression control of the power steering apparatus according to this embodiment having the vibration suppression
すなわち、本実施形態に係るパワーステアリング装置にあっては、電子コントロールユニット20において、トルクセンサ18から出力された操舵トルク信号Tを読み取った後に(ステップS21)、この読み取った操舵トルク信号Tに基づいて前記トーションバーに作用しているトルクを算出する(ステップS22)。その後、この算出したトーションバートルクをバンドパスフィルタ31に通すことによってシミー変動成分Smを抽出し(ステップS23)、この抽出したシミー変動成分Smの符号を反転させることによって当該シミー変動成分Smの位相を180度進める(ステップS24)。ここで、前記位相差が90度より大きく、かつ、180度より小さい特性を有するパワーステアリング装置の場合には、前記符号反転による位相補正が行われたシミー変動成分Sm’を、さらにハイパスフィルタ34に通して当該シミー変動成分Sm’の位相を所定量だけ進める一方(ステップS25)、前記位相差が180度より大きく、かつ、270度より小さい特性を有するパワーステアリング装置の場合においては、前記符号反転による位相補正が行われたシミー変動成分Sm’を、さらにローパスフィルタ35に通して当該シミー変動成分Sm’の位相を所定量だけ遅らせる(ステップS26)。その後、かかる位相補正を行ったシミー変動成分Sm’’に対しトルク変換係数Kを乗算することによってシミー変動抑制トルクTvnを算出し(ステップS27)、この算出したシミー変動抑制トルクTvnをアシスト信号演算部21において算出された操舵アシストトルクTanから減算することによって電動モータ17に対しての電流指令値であるアシストトルク信号Taが得られ(ステップS28)、当該プログラムが終了することとなる。
That is, in the power steering apparatus according to the present embodiment, the
このように、本実施形態に係るパワーステアリング装置によれば、前記第1実施形態と同様の作用効果が奏せられるのは勿論のこと、当該実施形態に係るパワーステアリング装置では、前記バンドパスフィルタ31によって抽出したシミー変動成分Smについて前記符号反転による位相補正を行った後、さらに、この位相補正後のシミー変動成分Sm’についてハイパスフィルタ34ないしローパスフィルタ35により当該シミー変動成分Sm’の位相を調整するように構成したことから、前記位相差が180度でない場合であっても、当該位相差をより適確に補正することができ、シミー変動のより一層の抑制に供される。
As described above, according to the power steering device according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In the power steering device according to the present embodiment, the band-pass filter is used. After the phase correction by the sign inversion is performed on the shimmy fluctuation component Sm extracted by 31, the phase of the shimmy fluctuation component Sm ′ is further adjusted by the high-
図9〜図12は本発明に係るパワーステアリング装置の第3実施形態を示しており、前記第1実施形態に係る振動抑制信号演算部22の構成を変更したものである。よって、基本的な構成については前記第1実施形態と同様であるため、前記第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略し、前記第1実施形態と異なる点についてのみについて以下に説明する。
9 to 12 show a third embodiment of the power steering apparatus according to the present invention, in which the configuration of the vibration suppression
すなわち、本実施形態に係るパワーステアリング装置では、図9に示すように、前記電子コントロールユニット20の振動抑制信号演算部22において、トルクセンサ18からの操舵トルク信号Tのみならず、車速センサ19からの車速信号Vも読み込むように構成されている。さらに、前記振動抑制信号演算部22では、図10に示すように、位相補正手段32による前記位相補正後のシミー変動成分Sm’に対し、前記読み込んだ車速信号Vに基づき車速ゲインテーブル36から算出したゲインを掛け合わせた後、これにトルク変換係数Kを乗算することによって前記シミー変動抑制トルクTvnを算出するように構成され、当該シミー変動抑制トルクTvnを、操舵トルクTnのみならず車速Vnによっても可変するようになっている。ここで、前記車速ゲインテーブル36は、図11に示すように、車速Vnが所定値X未満の場合には、ゲインGとして「0」が出力され、車速Vnが所定値Xより大きい場合には、ゲインGとして当該車速Vnに比例した値が出力されるようになっている。すなわち、車速Vnが所定値X未満の場合にはシミー変動は発生しないため、ゲインGを「0」とすることにより、他のノイズ等の信号を拾ってしまうおそれがなく、これによる余計なアシスト作用の発生防止に供される。一方、車速Vnが所定値Xより大きい場合には、当該車速Vnに比例したゲインGを出力するように構成したことにより、車速Vnが大きいほどシミー変動が大きくなる、といった当該シミー変動の特性に合わせてゲインGを出力することが可能となり、シミー変動成分Smのより適確な補正に供される。
That is, in the power steering apparatus according to this embodiment, as shown in FIG. 9, the vibration suppression
以下、上述のように構成された振動抑制信号演算部22を有する本実施形態に係るパワーステアリング装置のシミー変動抑制制御の制御内容につき、図12に示すフローチャートに沿って説明すれば、本実施形態に係るパワーステアリング装置では、電子コントロールユニット20において、トルクセンサ18から出力された操舵トルク信号Tを読み取った後(ステップS31)、この読み取った操舵トルク信号Tに基づいて前記トーションバーに作用しているトルクを算出する(ステップS32)。その後、この算出したトーションバートルクをバンドパスフィルタ31に通すことによってシミー変動成分Smを抽出し(ステップS33)、この抽出したシミー変動成分Smの符号を反転させることによって当該シミー変動成分Smの位相を180度進める(ステップS34)。そして、かかる位相補正を行ったシミー変動成分Sm’に車速ゲインテーブル36より出力された車速Vnに基づくゲインGを掛け合わせた後(ステップS35)、これによって得られたシミー変動成分SmGにトルク変換係数Kを乗算することによってシミー変動抑制トルクTvnを算出し(ステップS36)、この算出したシミー変動抑制トルクTvnをアシスト信号演算部21において算出された操舵アシストトルクTanから減算することで電動モータ17に対しての電流指令値であるアシストトルク信号Taが得られ(ステップS37)、当該プログラムが終了することとなる。
Hereinafter, the control content of the shimmy variation suppression control of the power steering apparatus according to the present embodiment having the vibration suppression
このように、本実施形態に係るパワーステアリング装置によれば、前記第1実施形態と同様の作用効果が奏せられるのは勿論のこと、当該実施形態に係るパワーステアリング装置では、前記バンドパスフィルタ31によって抽出したシミー変動成分Smについて前記符号反転による位相補正を行った後、さらに、この位相補正後のシミー変動成分Sm’について車速Vnに応じたゲインGを掛け合わせることによって当該シミー変動成分Sm’の位相を調整するように構成したことから、操舵トルクTnのみならず、車速Vnによってもシミー変動抑制トルクTvnを可変にすることが可能となり、車速Vnにより変化するシミー変動の振幅についても補正することが可能となる。これにより、前記位相差をより適確に補正することができ、シミー変動のさらなる抑制に供される。 As described above, according to the power steering device according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In the power steering device according to the present embodiment, the band-pass filter is used. After the phase correction by the sign inversion is performed on the shimmy fluctuation component Sm extracted by 31, the shimmy fluctuation component Sm ′ is further multiplied by a gain G corresponding to the vehicle speed Vn. phase since that is configured to adjust the ', not the steering torque T n only, the shimmy variation suppression torque T vn becomes possible to variable by the vehicle speed V n, the shimmy variation varies with the vehicle speed V n It is possible to correct the amplitude. Thereby, the said phase difference can be correct | amended more appropriately and it uses for the further suppression of a shimmy fluctuation | variation.
本発明は、前記各実施形態の構成には限定されるものではなく、例えば前記各実施形態においては、本発明に係るパワーステアリング装置を、電動モータ17により駆動制御されるポンプ16の吐出圧に基づく推進力をラック軸14に付与することで運転者の操舵力をアシストする油圧式のパワーステアリング装置に適用した例を示しているが、当該油圧式のパワーステアリング装置のみならず、電動モータ17の駆動力に基づく回転力を出力軸13に対し直接付与することで運転者の操舵力をアシストする電動式のパワーステアリング装置に適用することも可能ある。換言すれば、電動モータ17を介して操舵アシスト力を発生させるものであれば、パワーステアリング装置自体の具体的な形式は問わず、搭載される車両の仕様等に応じて自由に変更することができる。
The present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments. For example, in each of the above embodiments, the power steering device according to the present invention is set to the discharge pressure of the
また、前記第3実施形態の所定値Xについても、パワーステアリング装置の特性はもとより、このパワーステアリング装置を搭載する車両の足まわり等との関係からもシミー変動の具合は変化することから、当該パワーステアリング装置を搭載する車両の特性によっても自由に変更することができる。 Further, with respect to the predetermined value X of the third embodiment, not only the characteristics of the power steering device, but also the degree of shimmy variation changes from the relationship with the underbody of the vehicle on which the power steering device is mounted. It can be freely changed depending on the characteristics of the vehicle on which the power steering device is mounted.
前記各実施形態から把握される前記各請求項に記載した以外の技術的思想について以下に説明する。
(1)前記第1油路及び第2油路は、いずれもゴム材により形成された配管をもって構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のパワーステアリング装置。
Technical ideas other than those described in the respective claims ascertained from the respective embodiments will be described below.
(1) The power steering device according to
この発明によれば、ゴム材により形成された配管は折曲自在であることから、当該配管のレイアウト性の向上が図れると共に、ゴム材の弾性により振動吸収性の向上にも供される。 According to the present invention, since the pipe formed of the rubber material can be bent, the layout of the pipe can be improved and the vibration absorption can be improved by the elasticity of the rubber material.
さらには、ゴム材により形成された配管を用いることで、油圧作用時には、配管の膨張によって第2の電動機制御信号に基づく操舵力が発生した時の位相が遅延し易くなることから、請求項1又は2に係る所定の周波数成分に対する位相補正がより有効にはたらくこととなる。
(2)前記第2の電動機制御信号の演算時において、前記第2フィルタにより位相反転された所定の周波数成分に対して車速に応じたゲインを掛け合わせることにより、車速に応じて前記所定の周波数成分の振幅を調整するように構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のパワーステアリング装置。
Furthermore, by using a pipe formed of a rubber material, the phase when the steering force based on the second electric motor control signal is generated due to the expansion of the pipe is easily delayed during the hydraulic action. Alternatively, the phase correction for the predetermined frequency component related to 2 is more effective.
(2) At the time of calculating the second motor control signal, the predetermined frequency component whose phase is inverted by the second filter is multiplied by a gain corresponding to the vehicle speed, whereby the predetermined frequency is determined according to the vehicle speed. The power steering apparatus according to
この発明によれば、車速により変化する前記所定の周波数成分の振幅を調整可能としたことにより、請求項1又は2に係る所定の周波数成分の位相補正と相俟って、当該所定の周波数成分のさらなる減少に供される。
(3)前記ゲインは、車速が高いほど大きくなるように設定されていることを特徴とする前記(2)に記載のパワーステアリング装置。
According to the present invention, the amplitude of the predetermined frequency component that changes depending on the vehicle speed can be adjusted, and in combination with the phase correction of the predetermined frequency component according to
(3) The power steering apparatus according to (2), wherein the gain is set to increase as the vehicle speed increases.
この発明によれば、前記所定の周波数成分は車速が高いほど大きくなるため、この所定の周波数成分の特性に応じたゲインを掛け合わせることが可能となり、当該所定の周波数成分をより適確に減少させることができる。
(4)前記ゲインは、車速が所定値以下のときにゼロとなるように設定されていることを特徴とする前記(2)又は(3)に記載のパワーステアリング装置。
According to the present invention, since the predetermined frequency component increases as the vehicle speed increases, it is possible to multiply the gain according to the characteristics of the predetermined frequency component, and to reduce the predetermined frequency component more appropriately. Can be made.
(4) The power steering device according to (2) or (3), wherein the gain is set to be zero when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value.
この発明によれば、車速が所定値以下の場合は前記所定の周波数成分は発生しないことから、当該車速が所定値以下のときにはゲインをゼロとすることで、他のノイズ等の信号を拾ってしまうおそれがなく、余計なアシスト作用の発生防止に供される。 According to the present invention, when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined value, the predetermined frequency component is not generated. Therefore, when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined value, the gain is set to zero to pick up other signals such as noise. This is useful for preventing the occurrence of unnecessary assisting action.
22…振動抑制信号演算部
31…バンドパスフィルタ(第1のフィルタ)
32…位相補正手段(第2のフィルタ)
Sm…シミー変動成分(所定の周波数成分)
22 ... Vibration suppression
32: Phase correction means (second filter)
Sm ... Shimmy fluctuation component (predetermined frequency component)
Claims (2)
前記パワーシリンダの1対の圧力室に選択的に作動液を供給する1対の吐出口を有する可逆式ポンプと、
前記パワーシリンダの1対の圧力室の一方側と前記可逆式ポンプの1対の吐出口の一方側とを接続する第1油路と、
前記パワーシリンダの1対の圧力室の他方側と前記可逆式ポンプの1対の吐出口の他方側とを接続する第2油路と、
前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、
前記操舵機構に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記電動機を駆動制御する電動機制御信号を出力する電動機制御回路と、
前記電動機制御回路に設けられ、前記操舵トルクに基づく第1の電動機制御信号を演算するアシスト信号演算部と、
前記トルクセンサによって検出された操舵トルクの所定の周波数成分を抽出する第1のフィルタと、
前記電動機制御回路に設けられ、前記所定の周波数成分を減少させる第2の電動機制御信号を演算する振動抑制信号演算部と、を備え、
前記所定の周波数成分の発生時における位相と前記パワーシリンダにおいて前記第2の電動機制御信号に基づく操舵力が発生した時の位相との差が90度より大きく、かつ、270度より小さい特性を有するパワーステアリング装置であって、
前記所定の周波数成分の位相を反転させる位相反転信号を出力する第2のフィルタを設けると共に、
前記振動抑制信号演算部において、前記所定の周波数成分の位相反転信号に基づき前記第2の電動機制御信号を演算するように構成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 assists the steering force of a steering mechanism linked to the steered wheels of the vehicle and has a pair of pressure chambers separated inside;
A reversible pump having a pair of discharge ports for selectively supplying hydraulic fluid to a pair of pressure chambers of the power cylinder;
A first oil passage connecting one side of the pair of pressure chambers of the power cylinder and one side of the pair of discharge ports of the reversible pump;
A second oil passage connecting the other side of the pair of pressure chambers of the power cylinder and the other side of the pair of discharge ports of the reversible pump;
An electric motor for driving the reversible pump;
A torque sensor for detecting a steering torque acting on the steering mechanism;
An electric motor control circuit for outputting an electric motor control signal for driving and controlling the electric motor;
An assist signal calculator provided in the motor control circuit for calculating a first motor control signal based on the steering torque;
A first filter for extracting a predetermined frequency component of the steering torque detected by the torque sensor;
A vibration suppression signal calculation unit that is provided in the motor control circuit and calculates a second motor control signal that reduces the predetermined frequency component;
The difference between the phase when the predetermined frequency component is generated and the phase when the steering force based on the second electric motor control signal is generated in the power cylinder is larger than 90 degrees and smaller than 270 degrees A power steering device,
Providing a second filter that outputs a phase inversion signal for inverting the phase of the predetermined frequency component;
The power steering apparatus, wherein the vibration suppression signal calculation unit is configured to calculate the second motor control signal based on a phase inversion signal of the predetermined frequency component.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009173801A JP2011025829A (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009173801A JP2011025829A (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Power steering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011025829A true JP2011025829A (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=43635104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009173801A Pending JP2011025829A (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Power steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011025829A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014061847A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Hitachi Automotive Systems Steering Ltd | Power steering device |
JP2015143074A (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 株式会社ショーワ | electric power steering device |
WO2015119148A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | カヤバ工業株式会社 | Electric power steering device |
CN109291986A (en) * | 2017-07-24 | 2019-02-01 | 株式会社捷太格特 | Steering controller |
WO2020213285A1 (en) * | 2019-04-15 | 2020-10-22 | 日本精工株式会社 | Vehicle steering apparatus |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002006902A (en) * | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Yaskawa Electric Corp | Servo control system and device |
JP2009277109A (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Hitachi Ltd | Project operation managing device, project operation managing method, and project operation managing program |
-
2009
- 2009-07-27 JP JP2009173801A patent/JP2011025829A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002006902A (en) * | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Yaskawa Electric Corp | Servo control system and device |
JP2009277109A (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Hitachi Ltd | Project operation managing device, project operation managing method, and project operation managing program |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014061847A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Hitachi Automotive Systems Steering Ltd | Power steering device |
JP2015143074A (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 株式会社ショーワ | electric power steering device |
WO2015119148A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | カヤバ工業株式会社 | Electric power steering device |
JP2015145215A (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | カヤバ工業株式会社 | electric power steering device |
CN106414220A (en) * | 2014-02-04 | 2017-02-15 | Kyb株式会社 | Electric power steering device |
EP3106367A4 (en) * | 2014-02-04 | 2017-11-01 | KYB Corporation | Electric power steering device |
US10112643B2 (en) | 2014-02-04 | 2018-10-30 | Kyb Corporation | Electric power steering device |
CN109291986A (en) * | 2017-07-24 | 2019-02-01 | 株式会社捷太格特 | Steering controller |
JP2019023038A (en) * | 2017-07-24 | 2019-02-14 | 株式会社ジェイテクト | Steering control device |
WO2020213285A1 (en) * | 2019-04-15 | 2020-10-22 | 日本精工株式会社 | Vehicle steering apparatus |
JP2020175693A (en) * | 2019-04-15 | 2020-10-29 | 日本精工株式会社 | Steering system for vehicles |
JP7153239B2 (en) | 2019-04-15 | 2022-10-14 | 日本精工株式会社 | vehicle steering system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6160860B2 (en) | Electric power steering device | |
JP5512924B2 (en) | Electric power steering device | |
JP5575919B2 (en) | Electric power steering device | |
JP5962312B2 (en) | Electric power steering control device | |
JP4203062B2 (en) | Vehicle steering system | |
US7909131B2 (en) | Electric power steering apparatus | |
JP4715212B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
EP2915722B1 (en) | Electric power steering device | |
WO2011037019A1 (en) | Electric power steering device | |
JP4807422B2 (en) | Electric power steering system | |
EP2272735A1 (en) | Electric power steering system | |
US10787197B2 (en) | Steering control apparatus | |
JP5741394B2 (en) | Electric power steering control device | |
JP2009096265A (en) | Electric power steering device | |
JP2008018825A (en) | Control device for electric power steering device | |
JP5223718B2 (en) | Steering load estimation device and electric power steering device | |
JP2011025829A (en) | Power steering device | |
JP2010070037A (en) | Electric power steering device | |
JP6131208B2 (en) | Electric power steering device | |
JP6737026B2 (en) | Steering control device | |
JP5028888B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP4627313B2 (en) | Power steering device | |
JP6598709B2 (en) | Power steering device | |
JP2015174565A (en) | power steering device | |
JP6048286B2 (en) | OFFSET ADJUSTING DEVICE AND ELECTRONIC POWER STEERING DEVICE SENSOR ADJUSTING METHOD |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110811 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110811 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121220 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130507 |