JP2014172470A - 油圧パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の電動ポンプを備えつつ、電流の消費量が過大になることを抑制できる油圧パワーステアリング装置の制御装置を提供する。
【解決手段】第1ECU43は、第1電動ポンプ22に流れる第1電流値Im1が所定時間以上継続して所定電流範囲内の値となった場合に、第1モータ41の起動が完了したと判定する。所定電流範囲の上限値I_hiは、起動完了後の第1及び第2電動ポンプ22,23に同時に電流を流す際の上限として設けられる制限値よりも小さな値に設定され、所定電流範囲の下限値I_loは、通電状態であることを示す電流の最小値に設定される。そして、第2ECU46は、第1モータ41の起動が完了したと判定された後に、第2電動ポンプ23への電力供給を開始する。
【選択図】図2
【解決手段】第1ECU43は、第1電動ポンプ22に流れる第1電流値Im1が所定時間以上継続して所定電流範囲内の値となった場合に、第1モータ41の起動が完了したと判定する。所定電流範囲の上限値I_hiは、起動完了後の第1及び第2電動ポンプ22,23に同時に電流を流す際の上限として設けられる制限値よりも小さな値に設定され、所定電流範囲の下限値I_loは、通電状態であることを示す電流の最小値に設定される。そして、第2ECU46は、第1モータ41の起動が完了したと判定された後に、第2電動ポンプ23への電力供給を開始する。
【選択図】図2
Description
本発明は、油圧パワーステアリング装置の制御装置に関する。
従来、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを用いて操舵系にアシスト力を付与する油圧パワーステアリング装置が広く知られている。例えば特許文献1には、油圧アクチュエータの油圧源として、モータ駆動により油圧を発生させる電動ポンプを用いた油圧パワーステアリング装置が開示されている。こうした油圧パワーステアリング装置では、通常、ステアリング操作が行われていない状態でも、電動ポンプを比較的低い回転速度(スタンバイ回転速度)で駆動しておくことで、速やかなアシスト力の付与を可能として応答性の向上を図っている。
ところで、例えばイグニッションスイッチ(IG)のオン時等、電動ポンプを停止状態から起動する(駆動電力の供給を開始する)際には、モータに誘起電圧が略発生していない状態となっているため、瞬間的に大きな電流がモータに流れる。特に、周辺温度が低い場合には、作動油の粘性が高くなることでモータの負荷が増大するため、起動時に流れる電流が大きくなり易い。そのため、車両に搭載される車載電源には、IGオン時等に電動ポンプで多くの電流が消費されても、他の電気機器の作動に影響を与えないような容量を有することが要求される。
一方、近年では、応答性のさらなる向上等を目的として、油圧パワーステアリング装置に複数の電動ポンプを設けることが提案されている。しかし、この場合には、IGオン時等に非常に多くの電流が消費されることになり、電動ポンプの数に応じて車載電源の容量を大きくする必要が生じるため、例えば油圧パワーステアリング装置のコストが著しく増大するという問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の電動ポンプを備えつつ、電流の消費量が過大になることを抑制できる油圧パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
上記課題を解決する油圧パワーステアリング装置の制御装置は、アシスト力を発生させる油圧アクチュエータに作動油を供給するための電動ポンプを複数備えたものであって、2つ以上の前記電動ポンプを起動する際に、該各電動ポンプの駆動源となるモータへの電力供給を開始するタイミングを異ならせることを要旨とする。
上記構成によれば、複数の電動ポンプを起動するタイミングがずれるため、複数の電動ポンプに対して同時に大きな電流が流れることを防止できる。これにより、複数の電動ポンプが設けられていても、IGオン時等に消費される電流が過大になることを抑制できる。
上記油圧パワーステアリング装置の制御装置において、電力供給が開始された前記電動ポンプの電流値が所定時間以上継続して所定電流範囲内の値となった場合に、停止状態にある1つの前記電動ポンプへの電力供給を開始し、前記所定電流範囲の上限値は、起動完了後の複数の前記電動ポンプに同時に電流を流す際の上限として設けられる制限値以下に設定され、前記所定電流範囲の下限値は、通電状態であることを示す電流の最小値以上に設定されることが好ましい。
上記のように起動時に大きな電流が流れるのは瞬間的であり、継続的には流れない。したがって、上記構成のように電力供給を開始した電動ポンプを流れる電流値が所定時間継続して所定電流範囲内の値になってから、停止状態にある1つの電動ポンプを起動させることで、複数の電動ポンプに対して同時に大きな電流が流れることをより確実に防止できる。
上記油圧パワーステアリング装置の制御装置において、前記所定電流範囲の上限値は、前記制限値よりも小さな値に設定されることが好ましい。
ここで、2台目以降の電動ポンプに電力供給を開始する際には、複数の電動ポンプに同時に駆動電力を供給することになる。ここで、起動時に流れる電流のピーク値を低く抑えると応答性が悪くなるため、起動時の電流は、非常に大きな値となり得る。そのため、上記構成のように所定電流範囲の上限値を、起動完了後の複数の電動ポンプに同時に電流を流す際の上限として設けられる制限値よりも小さな値に設定することで、IGオン時等に消費される電流が過大になることを十分に抑制できる。
ここで、2台目以降の電動ポンプに電力供給を開始する際には、複数の電動ポンプに同時に駆動電力を供給することになる。ここで、起動時に流れる電流のピーク値を低く抑えると応答性が悪くなるため、起動時の電流は、非常に大きな値となり得る。そのため、上記構成のように所定電流範囲の上限値を、起動完了後の複数の電動ポンプに同時に電流を流す際の上限として設けられる制限値よりも小さな値に設定することで、IGオン時等に消費される電流が過大になることを十分に抑制できる。
上記油圧パワーステアリング装置の制御装置において、電力供給が開始された前記電動ポンプの電流値及び回転数の少なくとも一方が減少傾向を示した場合に、停止状態にある1つの前記電動ポンプへの電力供給を開始することが好ましい。
通常、起動時に流れる電流はそのピーク値となるまでは減少することなく単調増加するため、電動ポンプの電流値が一旦減少した後は、起動が完了した状態になっているとみなすことができる。そして、電動ポンプの回転数は、通常、起動時は減少することなく単調増加するため、回転数が一旦減少した後は、起動が完了した状態になっているとみなすことができる。したがって、上記構成のように電流値及び回転数の少なくとも一方が減少傾向を示した場合に、停止状態にある1つの電動ポンプへの駆動電力の供給を開始することで、IGオン時等に消費される電流が過大になることを抑制しつつ、複数の電動ポンプを速やかに起動することができる。
本発明によれば、複数の電動ポンプを備えつつ、電流の消費量が過大になることを抑制できる。
(第1実施形態)
以下、油圧パワーステアリング装置の第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示す油圧パワーステアリング装置1は、一時停車時にエンジンを自動停止する所謂アイドルストップ機能を備えた車両に搭載されるものである。同図に示すように、油圧パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール2が固定されるステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3の回転に応じて軸方向に往復動するラック軸5と、ラック軸5が往復動可能に挿通される略円筒状のラックハウジング6とを備えている。なお、ステアリングシャフト3は、ステアリングホイール2側から順にコラム軸7、中間軸8、及びピニオン軸9を連結することにより構成されている。
以下、油圧パワーステアリング装置の第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示す油圧パワーステアリング装置1は、一時停車時にエンジンを自動停止する所謂アイドルストップ機能を備えた車両に搭載されるものである。同図に示すように、油圧パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール2が固定されるステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3の回転に応じて軸方向に往復動するラック軸5と、ラック軸5が往復動可能に挿通される略円筒状のラックハウジング6とを備えている。なお、ステアリングシャフト3は、ステアリングホイール2側から順にコラム軸7、中間軸8、及びピニオン軸9を連結することにより構成されている。
ラック軸5とピニオン軸9とは、ラックハウジング6内に所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸5に形成されたラック歯5aとピニオン軸9に形成されたピニオン歯9aとが噛合されることでラックアンドピニオン機構11が構成されている。また、ラック軸5の両端には、タイロッド12が連結されており、タイロッド12の先端は、転舵輪13が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、油圧パワーステアリング装置1では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転がラックアンドピニオン機構11によりラック軸5の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド12を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪13の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
また、油圧パワーステアリング装置1は、ステアリング操作を補助するアシスト力を発生させる油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ21と、油圧シリンダ21に作動油を供給する第1及び第2電動ポンプ22,23とを備えている。また、油圧パワーステアリング装置1は、油圧シリンダ21への作動油の給排を制御する切換弁24と、第1及び第2電動ポンプ22,23によって油圧シリンダ21に給排される作動油を貯留する貯留タンク25とを備えている。
油圧シリンダ21は、ラックハウジング6の一部によって構成される円筒状のシリンダチューブ31を備えている。つまり、シリンダチューブ31には、ラック軸5が往復動可能に挿通されている。また、油圧シリンダ21は、シリンダチューブ31内を第1油圧室32と第2油圧室33とに区画するピストン34を備えており、ピストン34は、ラック軸5に一体で軸方向移動可能に固定されている。
図2に示すように、第1電動ポンプ22は、駆動源となる第1モータ41と、第1モータ41により駆動されることにより油圧を発生させる第1ポンプ42と、第1モータ41の作動を制御する第1ECU43とをそれぞれ備えている。また、第2電動ポンプ23は、駆動源となる第2モータ44と、第2モータ44により駆動されることにより油圧を発生させる第2ポンプ45と、第2モータ44の作動を制御する第2ECU46とを備えている。つまり、本実施形態では、第1及び第2ECU43,46により制御装置が構成されている。図1に示すように、第1及び第2電動ポンプ22,23の各吸入口(図示略)は、吸入油路47を介して貯留タンク25に接続されている。
切換弁24は、ステアリング操作に連動して油圧シリンダ21の第1及び第2油圧室32,33への作動油の給排を制御する周知のロータリバルブとして構成されている。具体的には、切換弁24には、供給ポート51、排出ポート52、第1及び第2給排ポート53,54が設けられている。供給ポート51は、一端側で二股に分岐した供給油路55を介して第1及び第2電動ポンプ22,23の吐出口(図示略)にそれぞれ接続されている。排出ポート52は、排出油路56を介して貯留タンク25に接続されている。そして、第1給排ポート53は、第1給排油路57を介して第1油圧室32に接続され、第2給排ポート54は、第2給排油路58を介して第2油圧室33に接続されている。
このように構成された油圧パワーステアリング装置1では、第1及び第2電動ポンプ22,23によって貯留タンク25から吸い上げられた作動油は、供給油路55を介して切換弁24に供給される。そして、切換弁24に供給された作動油は、運転者のステアリング操作に応じて、第1及び第2給排油路57,58のいずれか一方を介して第1及び第2油圧室32,33のいずれか一方に供給される。このとき、併せて第1及び第2油圧室32,33の他方から作動油が排出され、この作動油は第1及び第2給排油路57,58の他方、切換弁24及び排出油路56を介して貯留タンク25に排出される。その結果、第1油圧室32と第2油圧室33との間に油圧差が発生し、この油圧差に基づいてピストン34とともにラック軸5が軸方向移動することで、ステアリング操作がアシストされる。
次に、油圧パワーステアリング装置の電気的構成について説明する。
図1及び図2に示すように、第1及び第2電動ポンプ22,23は、CAN(車内ネットワーク)61を介して互いに接続されている。CAN61には、ステアリングセンサ62、及び車速センサ63がそれぞれ接続されており、ステアリングホイール2の操舵角θs及び車速SPDが伝送されている。また、CAN61には、上位ECU64が接続されており、車両がアイドルストップ状態であるか否かを示すアイドルストップ信号S_idが伝送されている。そして、第1及び第2ECU43,46は、CAN61を介して得られる各状態量に基づいて互いに協調して第1及び第2電動ポンプ22,23(第1及び第2モータ41,44)の作動を制御する。
図1及び図2に示すように、第1及び第2電動ポンプ22,23は、CAN(車内ネットワーク)61を介して互いに接続されている。CAN61には、ステアリングセンサ62、及び車速センサ63がそれぞれ接続されており、ステアリングホイール2の操舵角θs及び車速SPDが伝送されている。また、CAN61には、上位ECU64が接続されており、車両がアイドルストップ状態であるか否かを示すアイドルストップ信号S_idが伝送されている。そして、第1及び第2ECU43,46は、CAN61を介して得られる各状態量に基づいて互いに協調して第1及び第2電動ポンプ22,23(第1及び第2モータ41,44)の作動を制御する。
詳述すると、図2に示すように、第1ECU43は、モータ制御信号を出力する第1マイコン71と、そのモータ制御信号に基づいて第1モータ41に駆動電力を供給する第1駆動回路72とを備えている。また、第2ECU46は、モータ制御信号を出力する第2マイコン73と、そのモータ制御信号に基づいて第2モータ44に駆動電力を供給する第2駆動回路74とを備えている。なお、第1及び第2駆動回路72,74は、車両に搭載された同一の車載電源(バッテリ)75にそれぞれ接続されている。
第1及び第2駆動回路72,74には、直列に接続された一対のスイッチング素子(例えば、FET等)を基本単位(スイッチングアーム)とし、これらを並列に接続してなる周知のPWMインバータが採用されており、モータ制御信号は、各スイッチング素子のオンオフ状態(オンDUTY比)を規定するものとなっている。そして、第1及び第2駆動回路72,74は、入力されるモータ制御信号に示されるオンDUTY比及び車載電源75の電圧に基づく駆動電力を第1及び第2モータ41,44にそれぞれ供給する。
第1マイコン71には、第1モータ41(第1電動ポンプ22)に流れる電流値を示す第1電流値Im1を検出する第1電流センサ76、及び第1モータ41の回転角を示す第1回転角θm1を検出する第1回転角センサ77が接続されている。一方、第2マイコン73には、第2モータ44(第2電動ポンプ23)に流れる電流値を示す第2電流値Im2を検出する第2電流センサ78、及び第2モータ44の回転角を示す第2回転角θm2を検出する第2回転角センサ79が接続されている。第1及び第2マイコン71,73は、それぞれ所定のサンプリング周期で各センサから各状態量を検出するとともにCAN61から各状態量を受信する。なお、第1及び第2電流値Im1,Im2は、それぞれ第1及び第2マイコン71,73からCAN61に送信される。そして、第1及び第2マイコン71,73は、これら取得した各状態量に基づいてモータ制御信号を出力することにより、駆動電力の供給を通じて第1及び第2モータ41,44の作動を制御する。
さらに詳述すると、第1マイコン71は、第1モータ41の回転速度を示す第1回転速度ω1が、操舵角θs及び車速SPDに基づいて演算される目標回転速度となるように回転速度制御(速度フィードバック制御)を実行することより、モータ制御信号を出力して第1モータ41の作動を制御する。なお、第1回転速度ω1は、第1回転角θm1を微分することにより得られる。この目標回転速度には、その最低値として比較的低いスタンバイ回転速度が予め設定されている。そして、操舵角θsを微分して得られる操舵速度ωs及び車速SPDに応じて、スタンバイ回転速度よりも高い目標回転速度が演算される。具体的には、第1マイコン71は、操舵速度ωsの絶対値が大きいほど、また車速SPDが低いほど、高い目標回転速度を演算する。
そして、第1マイコン71は、第2電動ポンプ23が停止している状態(駆動電力が供給されていない状態)では、第1電流値Im1に制限を加えない状態で、目標回転速度に第1回転速度ω1が追従するように、第1モータ41の作動を制御する(通常回転速度制御)。一方、第1マイコン71は、第2電動ポンプ23が作動している状態(駆動電力が供給されている状態)では、第1電流値Im1を所定の制限値I_lim以下に制限した状態で、目標回転速度に第1回転速度ω1が追従するように、第1モータ41の作動を制御する(電流制限付き回転速度制御)。なお、本実施形態では、制限値I_limは、起動完了後の第1及び第2電動ポンプ22,23に対して車載電源75から同時に安定して供給可能な電流の最大値(例えば、75A程度)に設定されている。また、目標回転速度と第1回転速度ω1との偏差が大きくても、第1電流値Im1が制限値I_limに近づいた場合には、モータ制御信号に示されるオンDUTY比を小さく制限することで、第1電流値Im1が制限値I_limを超えないようにしている。
なお、第1マイコン71は、CAN61の異常により各状態量を受信できない場合には、第1モータ41に流れる第1電流値Im1を制限値I_lim以下に制限した状態で、予め設定された代替目標回転速度に、第1モータ41の作動を制御する(代替回転速度制御)。
また、第1マイコン71は、第1電流値Im1及び第1回転角θm1に基づいて第1モータ41の異常判定を行う。そして、第1マイコン71は、異常判定の結果を示す第1異常判定信号S_f1をCAN61に送信するとともに、異常が検出された場合には、駆動電力の供給を停止して第1モータ41を停止させる。なお、異常判定の方法としては、例えば第1電流値Im1が取り得ない値となった場合や、駆動電力を供給しているにもかかわらず第1回転角θm1が変化しない場合等に異常であると判定する等、種々の方法を採用することが可能である。さらに、第1マイコン71は、アイドルストップ状態であることを示すアイドルストップ信号S_idをCAN61から受信した場合にも、駆動電力の供給を停止して第1モータ41を停止させる。
第2マイコン73は、上記第1マイコン71と同様に、第1電動ポンプ22が停止している場合には、通常回転速度制御を実行し、第1電動ポンプ22が作動している場合には、電流制限付き回転速度制御を実行し、CAN61の異常により各状態量を受信できない場合には、代替回転速度制御を実行する。
また、第2マイコン73は、第1マイコン71と同様に、第2電流値Im2及び第2回転角θm2に基づいて第2モータ44の異常判定を行い、異常判定の結果を示す第2異常判定信号S_f2をCAN61に送信するとともに、駆動電力の供給を停止して第2モータ44を停止させる。また、第2マイコン73は、アイドルストップ状態であることを示すアイドルストップ信号S_idをCAN61から受信した場合にも、駆動電力の供給を停止して第2モータ44を停止させる。さらに、第2マイコン73は、第1電流値Im1が上記制限値I_limよりも大きな許容電流値I_th(例えば、100A程度)よりも大きい場合には、駆動電力の供給を停止して第2モータ44を停止させる。
ここで、イグニッションスイッチ(IG)のオン時やアイドルストップ後の再始動時等、第1及び第2電動ポンプ22,23を停止状態から起動する(駆動電力の供給を開始する)際には、第1及び第2モータ41,44に誘起電圧が略発生していない状態となっているため、瞬間的に大きな電流が第1及び第2モータ41,44に流れる。そのため、第1及び第2電動ポンプ22,23が同時に起動されると、油圧パワーステアリング装置1で消費される電流量が過大となって、他の電気機器の作動に影響を与える虞がある。
この点を踏まえ、第1及び第2ECU43,46は、IGオン時やアイドルストップ後の再始動時等において、第1電動ポンプ22への電力供給を開始するタイミングと第2電動ポンプ23への電力供給を開始するタイミングとを異ならせている。すなわち、第1及び第2電動ポンプ22,23を起動するタイミングをずらしている。
詳述すると、本実施形態の第1マイコン71は、第1電流値Im1が所定時間以上継続して所定電流範囲内の値となった場合に、第1モータ41の起動が完了したと判定し、起動が完了した状態であることを示す起動完了フラグFをオン状態とする。そして、第2マイコン73は、CAN61を介して起動完了フラグFの状態を受信し、この起動完了フラグFに基づいて第1モータ41の起動が完了したと判定すると、第2モータ44への電力供給を開始する。なお、第1マイコン71は、第1電流値Im1が所定時間以上継続して下限値I_lo未満となった場合には、第1モータ41が停止したと判定し、起動完了フラグFをオフ状態とする。また、本実施形態の所定電流範囲の上限値I_hiは、上記制限値I_limよりも小さな値(例えば、60A程度)に設定され、所定電流範囲の下限値I_loは、通電状態であることを示す最小値(例えば、5A程度)に設定されている。また、所定時間は、起動時に瞬間的に電流が大きくなる時間よりも長い時間(例えば、100msec程度)に設定されており、予め実験等により求められている。
次に、第1マイコンによる第1電動ポンプの制御手順について説明する。
図3に示すように、第1マイコン71は、IGがオン状態とされた後に、CAN61から各状態量を受信可能な状態である場合には(ステップ101:YES)、操舵角θs(操舵速度ωs)、車速SPD、第2異常判定信号S_f2、アイドルストップ信号S_idをCAN61から受信する(ステップ102)。なお、CAN61から各状態量を受信できない場合(ステップ101:NO)には、代替回転速度制御を行う(ステップ103)。
図3に示すように、第1マイコン71は、IGがオン状態とされた後に、CAN61から各状態量を受信可能な状態である場合には(ステップ101:YES)、操舵角θs(操舵速度ωs)、車速SPD、第2異常判定信号S_f2、アイドルストップ信号S_idをCAN61から受信する(ステップ102)。なお、CAN61から各状態量を受信できない場合(ステップ101:NO)には、代替回転速度制御を行う(ステップ103)。
続いて、第1マイコン71は、第1電流センサ76から入力される第1電流値Im1をCAN61に送信し(ステップ104)、アイドルストップ信号S_idがオン状態であるか否か、すなわちアイドルストップ中であるか否かを判定する(ステップ105)。そして、アイドルストップ信号S_idがオフ状態であり、アイドルストップ中でない場合には(ステップ105:NO)、第1モータ41の異常判定を行い(ステップ106)、第1モータの異常判定の結果を示す第1異常判定信号S_f1をCAN61に送信する(ステップ107)。なお、アイドルストップ信号S_idがオン状態であり、アイドルストップ中である場合には(ステップ105:YES)、第1モータ41への駆動電力の供給を停止して第1モータ41を停止する(ステップ108)。
第1マイコン71は、第1異常判定信号S_f1がオフ状態であり、第1モータ41が正常である場合には(ステップ109:YES)、第1モータ41の起動判定を行い(ステップ110)、起動完了フラグFの状態をCAN61に送信する(ステップ111)。なお、第1異常判定信号S_f1がオン状態であり、第1モータ41が異常である場合には(ステップ109:NO)、ステップ108に移行して第1モータ41を停止する。
続いて、第1マイコン71は、操舵速度ωs及び車速SPDに基づく目標回転速度を演算し(ステップ112)、第1電流値Im1が許容電流値I_th以下であるか否かを判定する(ステップ113)。第1電流値Im1が許容電流値I_th以下である場合には(ステップ113:YES)、第2異常判定信号S_f2に基づいて第2モータ44が正常であるか否かを判定する(ステップ114)。そして、第2異常判定信号S_f2がオフ状態であり、第2モータ44が正常である場合には(ステップ114:YES)、電流制限付き回転速度制御を実行する(ステップ115)。一方、第1電流値Im1が許容電流値I_thよりも大きい場合(ステップ113:NO)、及び第2異常判定信号S_f2がオン状態であり、第2モータ44が異常である場合には(ステップ114:NO)、通常回転速度制御を実行する(ステップ116)。
次に、第1マイコンによる第1電動ポンプの起動判定の処理手順について説明する。
図4に示すように、第1マイコン71は、起動完了フラグFがオン状態であるか否かを判定し(ステップ201)、起動完了フラグFがオン状態でない場合(ステップ201:NO)には、第1電流値Im1が上限値I_hi未満であり、かつ下限値I_lo以上であるか否かを判定する(ステップ202)。続いて、第1電流値Im1が上限値I_hi未満であり、かつ下限値I_lo以上である場合(ステップ202:YES)、すなわち第1電流値Im1が所定電流範囲内の値である場合には、第1マイコン71に設けられた起動タイマのタイマ値T1をインクリメントし(ステップ203)、このタイマ値T1が上記所定時間を示す判定値T_th以上である否かを判定する(ステップ204)。なお、第1電流値Im1が上限値I_hi以上、又は下限値I_lo未満である場合(ステップ202:NO)、すなわち第1電流値Im1が所定電流範囲内の値でない場合には、起動タイマのタイマ値T1をクリアする(ステップ205)。
図4に示すように、第1マイコン71は、起動完了フラグFがオン状態であるか否かを判定し(ステップ201)、起動完了フラグFがオン状態でない場合(ステップ201:NO)には、第1電流値Im1が上限値I_hi未満であり、かつ下限値I_lo以上であるか否かを判定する(ステップ202)。続いて、第1電流値Im1が上限値I_hi未満であり、かつ下限値I_lo以上である場合(ステップ202:YES)、すなわち第1電流値Im1が所定電流範囲内の値である場合には、第1マイコン71に設けられた起動タイマのタイマ値T1をインクリメントし(ステップ203)、このタイマ値T1が上記所定時間を示す判定値T_th以上である否かを判定する(ステップ204)。なお、第1電流値Im1が上限値I_hi以上、又は下限値I_lo未満である場合(ステップ202:NO)、すなわち第1電流値Im1が所定電流範囲内の値でない場合には、起動タイマのタイマ値T1をクリアする(ステップ205)。
そして、第1マイコン71は、起動タイマのタイマ値T1が判定値T_th以上である場合には(ステップ204:YES)、起動完了フラグFをオン状態とし(ステップ206)、起動タイマのタイマ値T1をクリアする(ステップ207)。なお、起動タイマのタイマ値T1が判定値T_th未満の場合には(ステップ204:NO)、ステップ206,207の処理を実行しない。
一方、第1マイコン71は、起動完了フラグFがオン状態である場合には(ステップ201:YES)、第1電流値Im1が下限値I_lo未満であるか否かを判定する(ステップ211)。続いて、第1電流値Im1が下限値I_lo未満である場合には(ステップ211:YES)、第1マイコン71に設けられた停止タイマのタイマ値T2をインクリメントし(ステップ212)、このタイマ値T2が判定値T_th以上である否かを判定する(ステップ213)。なお、第1電流値Im1が下限値I_lo以上である場合には(ステップ213:NO)、停止タイマのタイマ値T2をクリアする(ステップ214)。
そして、第1マイコン71は、停止タイマのタイマ値T2が判定値T_th以上である場合には(ステップ213:YES)、起動完了フラグFをオフ状態とし(ステップ215)、停止タイマのタイマ値T2をクリアする(ステップ216)。なお、停止タイマのタイマ値T2が判定値T_th未満の場合には(ステップ213:NO)、ステップ215,216の処理を実行しない。
次に、第2マイコンによる第2電動ポンプの制御手順について説明する。
図5に示すように、第2マイコン73は、IGがオン状態とされた後に、CAN61から各状態量を受信可能な状態である場合には(ステップ301:YES)、操舵角θs(操舵速度ωs)、車速SPD、第1異常判定信号S_f1、アイドルストップ信号S_idをCAN61から受信する(ステップ302)。なお、CAN61から各状態量を受信できない場合(ステップ301:NO)には、代替回転速度制御を行う(ステップ303)。
図5に示すように、第2マイコン73は、IGがオン状態とされた後に、CAN61から各状態量を受信可能な状態である場合には(ステップ301:YES)、操舵角θs(操舵速度ωs)、車速SPD、第1異常判定信号S_f1、アイドルストップ信号S_idをCAN61から受信する(ステップ302)。なお、CAN61から各状態量を受信できない場合(ステップ301:NO)には、代替回転速度制御を行う(ステップ303)。
続いて、第2マイコン73は、第2電流センサ78から入力される第2電流値Im2をCAN61に送信し(ステップ304)、アイドルストップ信号S_idがオン状態であるか否かを判定する(ステップ305)。そして、アイドルストップ信号S_idがオフ状態であり、アイドルストップ中でない場合には(ステップ305:NO)、第2モータ44の異常判定を行い(ステップ306)、第2モータの異常判定の結果を示す第2異常判定信号S_f2をCAN61に送信する(ステップ307)。なお、アイドルストップ信号S_idがオン状態であり、アイドルストップ中である場合には(ステップ305:YES)、第2モータ44への駆動電力の供給を停止して第2モータ44を停止する(ステップ308)。
第2マイコン73は、第2異常判定信号S_f2がオフ状態であり、第2モータ44が正常である場合には(ステップ309:YES)、操舵速度ωs及び車速SPDに基づく目標回転速度を演算する(ステップ310)。なお、第2モータ44が異常である場合には(ステップ309:NO)、ステップ308に移行して第2モータ44を停止する。
続いて、第2マイコン73は、起動完了フラグFがオフ状態であり、かつ第1異常判定信号S_f1がオフ状態であるか否か、すなわち第1モータ41の起動が未完了であり、かつ第1モータ41が正常であるか否かを判定する(ステップ311)。そして、起動完了フラグFがオフ状態であり、かつ第1異常判定信号S_f1がオフ状態である場合には(ステップ311:YES)、ステップ308に移行して第2モータ44を停止する。
一方、起動完了フラグFがオン状態である、又は第1異常判定信号S_f1がオン状態である場合(ステップ311:NO)には、CAN61を介して受信した第1電流値Im1が許容電流値I_th以下であるか否かを判定する(ステップ312)。第1電流値Im1が許容電流値I_th以下である場合には(ステップ312:YES)、第1異常判定信号S_f1がオフ状態であるか否かを判定する(ステップ313)。そして、第1異常判定信号S_f1がオフ状態であり、第1モータ41が正常である場合には(ステップ313:YES)、電流制限付き回転速度制御を実行する(ステップ314)。なお、第2電流値Im2が許容電流値I_thよりも大きい場合には(ステップ312:NO)、ステップ308に移行して第2モータ44を停止する。また、第1異常判定信号S_f1がオン状態であり、第1モータ41が異常である場合には(ステップ313:NO)、通常回転速度制御を実行する(ステップ315)。
次に、本実施形態の作用について説明する。
例えばIGオン時やアイドルストップ後の再始動時等、第1及び第2電動ポンプ22,23が停止した状態からこれらを起動する際には、先ず第1ECU43から第1モータ41に駆動電力の供給が開始される。すると、図6(a)において実線で示すように、第1電流値Im1は、駆動電力の供給が開始された時点t1から急増し、上限値I_hiを超える。このとき、第1電流値Im1は、上限値I_hiを超える前に所定電流範囲内の値となるが、所定時間以上継続しないため、第1モータ41の起動が完了したとは判定されず、図6(b)に示すように、起動完了フラグFの状態は変化しない。そして、第1モータ41が回転し始めると、第1電流値Im1が所定電流範囲内の値となり、この状態が所定時間以上継続した時点t2で、第1モータ41の起動が完了したと判定され、起動完了フラグFがオン状態となる。そして、起動完了フラグFがオン状態になると、第2ECU46から第2モータ44に駆動電力の供給が開始される。この第2電流値Im2は、図6(a)において破線で示すように、起動時に瞬間的に大きな電流が流れた後に所定電流範囲内の値となる。
例えばIGオン時やアイドルストップ後の再始動時等、第1及び第2電動ポンプ22,23が停止した状態からこれらを起動する際には、先ず第1ECU43から第1モータ41に駆動電力の供給が開始される。すると、図6(a)において実線で示すように、第1電流値Im1は、駆動電力の供給が開始された時点t1から急増し、上限値I_hiを超える。このとき、第1電流値Im1は、上限値I_hiを超える前に所定電流範囲内の値となるが、所定時間以上継続しないため、第1モータ41の起動が完了したとは判定されず、図6(b)に示すように、起動完了フラグFの状態は変化しない。そして、第1モータ41が回転し始めると、第1電流値Im1が所定電流範囲内の値となり、この状態が所定時間以上継続した時点t2で、第1モータ41の起動が完了したと判定され、起動完了フラグFがオン状態となる。そして、起動完了フラグFがオン状態になると、第2ECU46から第2モータ44に駆動電力の供給が開始される。この第2電流値Im2は、図6(a)において破線で示すように、起動時に瞬間的に大きな電流が流れた後に所定電流範囲内の値となる。
なお、例えば車両が一時停止し、アイドルストップ状態になると、第1及び第2モータ41,44への駆動電力の供給が停止され、第1電流値Im1が下限値I_lo未満となる。その後、第1電流値Im1が下限値I_lo未満の状態が所定時間以上継続した時点t3で、起動完了フラグFがオフ状態となる。
このように第1及び第2電動ポンプ22,23を起動するタイミングがずらされることで、図6(a)に示すように、第1及び第2電動ポンプ22,23に対して同時に大きな電流が流れない。つまり、第1電動ポンプ22で消費される電流量が多くなる期間と、第2電動ポンプ23で消費される電流量が多くなる期間とが重ならない。そのため、油圧シリンダ21の油圧源に第1及び第2電動ポンプ22,23の2つが設けられていても、IGオン時等に消費される電流量が過大になることが抑制される。
次に、本実施形態の効果について記載する。
(1)第1及び第2電動ポンプ22,23を起動するタイミングをずらしたため、同時に大きな電流が流れず、油圧シリンダ21の油圧源として複数の電動ポンプを設けても、IGオン時等に消費される電流が過大になることを抑制できる。
(1)第1及び第2電動ポンプ22,23を起動するタイミングをずらしたため、同時に大きな電流が流れず、油圧シリンダ21の油圧源として複数の電動ポンプを設けても、IGオン時等に消費される電流が過大になることを抑制できる。
(2)上記のように起動時に大きな電流が流れるのは瞬間的であり、継続的には流れない。そのため、第1電流値Im1が所定時間以上継続して所定電流範囲内の値となった場合に第1モータ41の起動が完了したと判定して、第2電動ポンプ23への電力供給を開始することで、第1及び第2電動ポンプ22,23に対して同時に大きな電流が流れることをより確実に防止できる。
(3)第2電動ポンプ23に電力供給を開始する際には、第1及び第2電動ポンプ22,23に同時に駆動電力を供給することになる。ここで、起動時の電流のピーク値を低く抑えると応答性が悪くなるため、起動時の電流は、非常に大きな値となり得る。そのため、所定電流範囲の上限値I_hiを、起動完了後の第1及び第2電動ポンプ22,23に同時に電流を流す際の上限として設けられる制限値I_limよりも小さな値に設定することで、IGオン時等に消費される電流が過大になることを十分に抑制できる。
(第2実施形態)
次に、油圧パワーステアリング装置の制御装置の第2実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第1実施形態との主たる相違点は、第1モータの起動判定のみである。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
次に、油圧パワーステアリング装置の制御装置の第2実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第1実施形態との主たる相違点は、第1モータの起動判定のみである。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の第1マイコン71は、第1電動ポンプ22の回転数が減少傾向を示した場合に、第1モータ41の起動が完了したと判定する。具体的には、第1マイコン71は、第1回転速度ω1を第1電動ポンプ22の回転数として用い、この第1回転速度ω1が前回値ω1_bよりも小さくなった場合に起動完了フラグFをオン状態とする。
つまり、図7に示すように、第1マイコン71は、起動完了フラグFがオン状態でない場合には(ステップ201:NO)、第1回転速度ω1がその前回値ω1_b未満であるか否かを判定する(ステップ221)。そして、第1回転速度ω1が前回値ω1_b未満である場合には(ステップ221:YES)、ステップ206に移行して起動完了フラグFをオン状態とする。一方、第1回転速度ω1が前回値ω1_b以上である場合には(ステップ221:NO)、ステップ206の処理を実行しない。なお、起動完了フラグFがオン状態である場合には(ステップ201:YES)、上記第1実施形態と同様の処理を実行する。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
(4)通常、起動時に流れる電流は、そのピーク値となるまでは減少することなく単調増加するため、第1及び第2電流値Im1,Im2が一旦減少した後は、起動が完了した状態になっているとみなすことができる(図6参照)。そして、第1及び第2電動ポンプ22,23の回転数は、通常、起動時は減少することなく単調増加するため、回転数が一旦減少した後は、起動が完了した状態になっているとみなすことができる。したがって、第1回転速度ω1が減少傾向を示した場合に、第2電動ポンプ23への駆動電力の供給を開始することで、IGオン時等に消費される電流が過大になることを抑制しつつ、第1及び第2電動ポンプ22,23の2つを速やかに起動することができる。
(4)通常、起動時に流れる電流は、そのピーク値となるまでは減少することなく単調増加するため、第1及び第2電流値Im1,Im2が一旦減少した後は、起動が完了した状態になっているとみなすことができる(図6参照)。そして、第1及び第2電動ポンプ22,23の回転数は、通常、起動時は減少することなく単調増加するため、回転数が一旦減少した後は、起動が完了した状態になっているとみなすことができる。したがって、第1回転速度ω1が減少傾向を示した場合に、第2電動ポンプ23への駆動電力の供給を開始することで、IGオン時等に消費される電流が過大になることを抑制しつつ、第1及び第2電動ポンプ22,23の2つを速やかに起動することができる。
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第1実施形態では、所定電流範囲の上限値I_hiを制限値I_limよりも小さな値としたが、これに限らず、上限値I_hiは、起動完了後の第1及び第2電動ポンプ22,23に同時に安定して供給可能な車載電源75の容量に応じた電流の最大値以下の値であれば、適宜変更可能である。同様に、制限値I_limは、前記最大値以下であれば、適宜変更可能である。また、下限値I_loは、通電状態であることを示す最小値よりも大きな値であれば、適宜変更可能である。
・上記第1実施形態では、所定電流範囲の上限値I_hiを制限値I_limよりも小さな値としたが、これに限らず、上限値I_hiは、起動完了後の第1及び第2電動ポンプ22,23に同時に安定して供給可能な車載電源75の容量に応じた電流の最大値以下の値であれば、適宜変更可能である。同様に、制限値I_limは、前記最大値以下であれば、適宜変更可能である。また、下限値I_loは、通電状態であることを示す最小値よりも大きな値であれば、適宜変更可能である。
・上記第2実施形態では、第1電動ポンプ22の回転数が減少傾向を示した場合に、第1モータ41の起動が完了したと判定したが、これに限らず、例えば第1電流値Im1が減少傾向を示した場合に、第1モータ41の起動が完了したと判定してもよい。なお、この場合には、図7のステップ221において、第1電流値Im1がその前回値未満であるか否かを判定することになる。また、第1電動ポンプ22の回転数及び第1電流値Im1の双方が減少傾向を示した場合に、第1モータ41の起動が完了したと判定してもよい。
・上記各実施形態では、第1電流値Im1が所定時間以上継続して所定電流範囲の下限値I_lo未満となった場合に起動完了フラグFをオフ状態としたが、これに限らず、例えばアイドルストップ中となった場合に起動完了フラグFをオフ状態としてもよい。
・上記各実施形態では、油圧シリンダ21の油圧源として第1及び第2電動ポンプ22,23の2つを設けたが、3つ以上の電動ポンプを設けてもよい。
・上記各実施形態では、第1及び第2電動ポンプ22,23が、それぞれ第1及び第2ECU43,46を有する構成としたが、これに限らず、1つのECUで第1及び第2モータ41,44の作動を制御してもよい。
・上記各実施形態では、第1及び第2電動ポンプ22,23が、それぞれ第1及び第2ECU43,46を有する構成としたが、これに限らず、1つのECUで第1及び第2モータ41,44の作動を制御してもよい。
1…油圧パワーステアリング装置、2…ステアリングホイール、21…油圧シリンダ、22…第1電動ポンプ、23…第2電動ポンプ、41…第1モータ、42…第1ポンプ、43…第1ECU、44…第2モータ、45…第2ポンプ、46…第2ECU、61…CAN、71…第1マイコン、73…第2マイコン、75…車載電源、F…起動完了フラグ、I_hi…上限値、I_lo…下限値、I_lim…制限値、S_id…アイドルストップ信号、S_f1…第1異常判定信号、S_f2…第2異常判定信号。
Claims (4)
- アシスト力を発生させる油圧アクチュエータに作動油を供給するための電動ポンプを複数備えた油圧パワーステアリング装置の制御装置であって、
2つ以上の前記電動ポンプを起動する際に、該各電動ポンプの駆動源となるモータへの電力供給を開始するタイミングを異ならせることを特徴とする油圧パワーステアリング装置の制御装置。 - 請求項1に記載の油圧パワーステアリング装置の制御装置において、
電力供給が開始された前記電動ポンプの電流値が所定時間以上継続して所定電流範囲内の値となった場合に、停止状態にある1つの前記電動ポンプへの電力供給を開始し、
前記所定電流範囲の上限値は、起動完了後の複数の前記電動ポンプに同時に電流を流す際の上限として設けられる制限値以下に設定され、前記所定電流範囲の下限値は、通電状態であることを示す電流の最小値以上に設定されたことを特徴とする油圧パワーステアリング装置の制御装置。 - 請求項2に記載の油圧パワーステアリング装置の制御装置において、
前記所定電流範囲の上限値は、前記制限値よりも小さな値に設定されたことを特徴とする油圧パワーステアリング装置の制御装置。 - 請求項1に記載の油圧パワーステアリング装置の制御装置において、
電力供給が開始された前記電動ポンプの電流値及び回転数の少なくとも一方が減少傾向を示した場合に、停止状態にある1つの前記電動ポンプへの電力供給を開始することを特徴とする油圧パワーステアリング装置の制御装置。
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