JP2015006816A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両用操舵装置1は、電動パワーステアリング装置40と、油圧パワーステアリング装置50とを含む。電動パワーステアリング装置40は、第1のトーションバー12と、トルクセンサ41と、ECU42と、電動モータ43と、減速機構44とを含む。油圧式パワーシリンダ装置50は、第2のトーションバー32と、コントロールバルブ51と、パワーシリンダ52と、油圧ポンプ53とを含む。第1のトーションバー12のばね定数は、第2のトーションバー32のばね定数よりも大きい。
【選択図】図1
Description
請求項2記載の発明は、前記第2のトーションバーのばね定数が1Nm/deg以上3Nm/deg以下であり、前記第1のトーションバーのばね定数が10Nm/deg以上30Nm/deg以下である、請求項1に記載のパワーステアリング装置である。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
車両用操舵装置1は、ステアリングホイール(操舵部材)2と、ステアリングシャフト3と、転舵機構4と、電動パワーステアリング装置40と、油圧パワーステアリング装置50とを含む。
第1のステアリングシャフト10の周囲には、トルクセンサ41が設けられている。トルクセンサ41は、入力軸11および出力軸13の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に与えられた操舵トルクThを検出する。つまり、トルクセンサ41は、第1のトーションバー12のねじれの方向および大きさに基づいて、操舵トルクThを検出する。トルクセンサ11によって検出される操舵トルクThは、ECU(電子制御ユニット:Electronic Control Unit)42に入力される。
コントロールバルブ51は、ピニオンハウジング71に結合されたバルブハウジング81を含んでいる。ピニオンハウジング71には、第2のステアリングシャフト30の出力軸33の大部分が収容されている。バルブハウジング81には、第2のステアリングシャフト30の入力軸31の大部分、第2のトーションバー32および出力軸33の一部が収容されている。第2のトーションバー32の一端部は、ピン34を介して入力軸31に連結されている。第2のトーションバー32の他端部は、セレーション35を介して出力軸33に連結されている。
ピニオンハウジング71およびバルブハウジング81の一端部71a,81aには、それぞれ環状フランジ74,83が形成されている。これらの環状フランジ74,83は、互いに突き合わされた状態で、複数のボルト75により締結されている。
第1バルブ部材91の外周面とバルブハウジング81の内周面とは、出力軸33と同心の円筒面に沿うととともに微小隙間を介して互いに対向している。その微小隙間は各ポート101,102,103,104の間においてシールリング95によりシールされている。弁間油路94には、両バルブ部材91、92の相対回転量に応じて開度が変化する絞りが設けられている。この絞りによって、作動油の流通方向および流通量が制御される。
ECU42は、マイクロコンピュータ110と、マイクロコンピュータ110によって制御され、電動モータ43に電力を供給する駆動回路(インバータ回路)121と、電動モータ43に流れるモータ電流を検出する電流検出部122とを備えている。
電動モータ43は、例えば三相ブラシレスモータであり、図4に図解的に示すように、界磁としてのロータ200と、U相、V相およびW相のステータ巻線201,202,203を含むステータ205とを備えている。電動モータ43は、ロータの外部にステータを対向配置したインナーロータ型のものであってもよいし、筒状のロータの内部にステータを対向配置したアウターロータ型のものであってもよい。
電流指令値設定部111は、dq座標系の座標軸に流すべき電流値を電流指令値として設定する。具体的には、電流指令値設定部111は、d軸電流指令値Id *およびq軸電流指令値Iq *(以下、これらを総称するときには「二相電流指令値Idq *」という。)を設定する。さらに具体的には、電流指令値設定部111は、q軸電流指令値Iq *を有意値とする一方で、d軸電流指令値Id *を零とする。より具体的には、電流指令値設定部111は、トルクセンサ41によって検出される操舵トルク(検出操舵トルク)Thに基づいて、q軸電流指令値Iq *を設定する。
電流検出部122は、電動モータ43のU相電流IU、V相電流IVおよびW相電流IW(以下、これらを総称するときは、「三相検出電流IUVW」という。)を検出する。電流検出部122によって検出された三相検出電流IUVWは、UVW/dq変換部116に与えられる。
dq/UVW変換部114は、二相電圧指令値Vdq *を三相電圧指令値VUVW *に座標変換する。この座標変換には、回転角演算部117によって演算されたロータ角θSが用いられる。三相電圧指令値VUVW *は、U相電圧指令値VU *、V相電圧指令値VV *およびW相電圧指令値VW *からなる。この三相電圧指令値VUVW *は、PWM制御部115に与えられる。
駆動回路121は、U相、V相およびW相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がPWM制御部115から与えられるPWM制御信号によって制御されることにより、三相電圧指令値VUVW *に相当する電圧が電動モータ43の各相のステータ巻線201,202,203に印加されることになる。
この実施形態では、前述したように、第1のトーションバー12のばね定数は、第2のトーションバー32のばね定数よりも大きい。より具体的には、第1のトーションバー12のばね定数は、油圧式パワーステアリング装置50が正常に働いている場合には、ねじれがほとんど発生しないような値に設定されている。このため、通常時は、油圧式パワーステアリング装置50のみが働き、電動パワーステアリング装置40は働かない。つまり、通常時は、油圧式パワーステアリング装置50のみによって操舵補助力が発生される。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。例えば、前記実施形態では、電流指令値設定部111は、トルクセンサ41によって検出される操舵トルクThのみに基づいてq軸電流指令値Iq *を設定しているが、車速を検出するための車速センサを設け、トルクセンサ41によって検出される操舵トルクThと車速センサによって検出される車速とに基づいて、q軸電流指令値Iq *を設定してもよい。この場合、基本的には、操舵トルクThの絶対値が大きいほどq軸電流指令値Iq *の絶対値が大きくなるようにq軸電流指令値Iq *が設定されるが、車速が大きくなるほどq軸電流指令値Iq *の絶対値が小さくされる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
Claims (2)
- 第1のトーションバーおよび第2のトーションバーを含み、操舵部材に連結されるステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵する転舵機構と、
電動パワーステアリング装置と、
油圧式パワーステアリング装置とを含み、
前記電動パワーステアリング装置は、
前記第1のトーションバーと、
前記第1のトーションバーのねじれの方向および大きさに基づいて、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングシャフトまたは前記転舵機構に連結され、操舵補助力を発生するための電動モータと、
前記操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルクを用いて、前記電動モータを制御する制御手段とを含み、
前記油圧式パワーステアリング装置は、
前記第2のトーションバーと、
操舵補助力を発生するための油圧ポンプと、
前記転舵機構に結合されたパワーシリンダと、
前記第2のトーションバーのねじれの方向および大きさに基づいて、前記油圧ポンプから前記パワーシリンダへの作動油の供給を制御するコントロールバルブとを含み、
前記第1のトーションバーのばね定数が、前記第2のトーションバーのばね定数よりも大きい、車両用操舵装置。 - 前記第2のトーションバーのばね定数が1Nm/deg以上3Nm/deg以下であり、前記第1のトーションバーのばね定数が10Nm/deg以上30Nm/deg以下である、請求項1に記載の車両用操舵装置。
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