JP2015080983A - Electro-hydraulic power steering control device - Google Patents

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健司 矢口
Kenji Yaguchi
健司 矢口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electro-hydraulic power steering control device designed to improve the fuel economy of a vehicle by maintaining a constant steering force of a steering wheel even when changes in a load applied on the steered wheel are large and stopping a hydraulic pump during straight travelling.SOLUTION: An electro-hydraulic power steering control device 10 comprises: a vehicle speed sensor 5 for detecting a speed of a vehicle; a steering angular velocity sensor 7 for detecting a steering angular velocity; a load applied on steered wheels FW for calculating a load applied on steered wheels of the vehicle; and a first ECU 3 for controlling a rotation speed Ns to drive an oil pump 2 based on values detected by the vehicle speed sensor 5, the steering angular velocity sensor 7, and the load applied on steered wheels FW, respectively. The first ECU 3 controls a flow rate at which the oil pump 2 discharges hydraulic fluid by using the calculated load applied on steered wheels FW as a parameter, based on a map B1 between a steering angular velocity ω and a hydraulic fluid flow rate corresponding to the steering angular velocity ω.

Description

本発明は、電動モータで駆動するオイルポンプによって発生する油圧で、車両の操舵を補助する電動油圧式パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electrohydraulic power steering apparatus that assists steering of a vehicle with hydraulic pressure generated by an oil pump driven by an electric motor.

従来から、車両の操舵を補助する油圧式のパワーステアリングの油圧ポンプは、エンジンの駆動力によって、作動油圧を発生させていた。
従って、車両が直進状態(ハンドル操作無し)においても、エンジンが稼働中はパワーステアリングの油圧ポンプが駆動され、作動油はパワーステアリング装置の油圧回路内を循環しており、油圧ポンプの駆動負荷は、エンジンの動力を無駄に消費していた。
特に、高速走行中は、エンジン回転数も高くなり、作動油の油圧回路内における流動抵抗が高くなり、エンジン負荷も大きくなると共に、作動油の温度も上昇し、作動油の劣化を早める原因となる。
Conventionally, hydraulic power steering hydraulic pumps that assist steering of a vehicle have generated working hydraulic pressure by the driving force of the engine.
Therefore, even when the vehicle is running straight (without steering operation), the hydraulic pump of the power steering is driven while the engine is running, and the hydraulic oil circulates in the hydraulic circuit of the power steering device, and the driving load of the hydraulic pump is The engine power was wasted.
Especially during high-speed running, the engine speed increases, the flow resistance of the hydraulic oil in the hydraulic circuit increases, the engine load increases, the temperature of the hydraulic oil rises, and the cause of accelerated deterioration of the hydraulic oil Become.

このような状況に鑑みて、従来から電動モータによりオイルポンプを駆動させて、パワーシリンダに作動油を供給することで、ステアリングホイールの操作力を軽減させる電動油圧式パワーステアリング装置が知られている。
このような、パワーステアリング装置には、車速センサで検知される車速と操舵角速度センサで検知される操舵角速度に基づいて電動モータを制御する電動油圧式パワーステアリング制御装置が知られている。
また、特許文献1において同様の技術が開示されている。
In view of such a situation, an electro-hydraulic power steering device that reduces the operating force of a steering wheel by driving an oil pump with an electric motor and supplying hydraulic oil to a power cylinder has been known. .
As such a power steering apparatus, an electrohydraulic power steering control apparatus that controls an electric motor based on a vehicle speed detected by a vehicle speed sensor and a steering angular speed detected by a steering angular speed sensor is known.
Patent Document 1 discloses a similar technique.

特許文献1によると、車速センサで検知される車速と、操舵角速度センサで検知される操舵角速度に基づいて、電動モータの目標回転数を設定する目標回転数設定処理部と、電動モータの回転数が目標回転数になるようにモータの回転数をフィードバック制御するモータ制御部と、モータの駆動負荷が所定の負荷閾値を超え、且つ、操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第1基準時間に設定した判定基準時間継続すると端当て状態(ステアリングの操舵角度限界)と判断して、端当て時保護処理を行う端当て保護処理部と、を備えた技術が開示されている。   According to Patent Document 1, a target rotational speed setting processing unit that sets a target rotational speed of an electric motor based on a vehicle speed detected by a vehicle speed sensor and a steering angular speed detected by a steering angular speed sensor, and the rotational speed of the electric motor. A motor control unit that feedback-controls the rotational speed of the motor so that the target rotational speed becomes a target rotational speed, and a state in which the driving load of the motor exceeds a predetermined load threshold and the steering angular velocity is lower than the predetermined threshold angular velocity is the first reference time A technology is disclosed that includes an end contact protection processing unit that determines that the end contact state (steering angle limit of the steering) is reached when the determination reference time set to 1 is continued, and performs end contact protection processing.

このようにすることで、端当て保護処理部が、電動モータの駆動負荷と操舵角速度を監視して、駆動負荷が所定の閾値負荷を超え、且つ、操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第1基準時間に設定した判定基準時間継続すると端当て状態と判定し、電動モータの目標回転数を低下させるように制御する等の端当て時保護処理を行うため、別途センサを備えなくとも適切に端当て状態を検知することができ、モータ駆動回路の異常な温度上昇を抑制することができるようになる。   By doing in this way, the end contact protection processing unit monitors the drive load and the steering angular velocity of the electric motor, the drive load exceeds a predetermined threshold load, and the steering angular velocity is lower than the predetermined threshold angular velocity. If the determination reference time set for the first reference time continues, it is determined that the contact state is applied, and a protection process at the time of contact such as control to reduce the target rotational speed of the electric motor is performed. Thus, it is possible to detect the contact state, and it is possible to suppress an abnormal temperature rise of the motor drive circuit.

特開2011−148408号公報 JP 2011-148408 A

特許文献1によると、ステアリング装置の最大操舵角を検知するために、電動モータの駆動負荷と操舵角速度を監視して、モータ駆動回路の異常な温度上昇が生じないようにする技術である。
しかし、ステアリングホイールの操舵力は、操舵輪に負荷される荷重によって異なり、操舵輪への負荷荷重に比例して操舵力は大きくなる。
従って、乗用車のように、車体重量に対して、乗員の増減による車体全体の変化比率が小さい場合は問題ないが、商用車のように、荷物を積載している場合と、荷物を積載していない場合とで、操舵輪に負荷する荷重の変動量が大きい場合には、ステアリングホイールの操舵力は大きく変化する。
従って、従来技術では、操舵輪への負荷荷重の変動を考慮した装置になっていないので、操舵輪への負荷荷重の変動量が大きい場合には、油圧式パワーステアリング装置の操舵補助力を十分に得ることができず、ドライバーに大きな負担を強いる不具合を有している。
According to Patent Document 1, in order to detect the maximum steering angle of the steering device, the driving load and the steering angular velocity of the electric motor are monitored to prevent an abnormal temperature rise of the motor drive circuit.
However, the steering force of the steering wheel varies depending on the load applied to the steering wheel, and the steering force increases in proportion to the load applied to the steering wheel.
Therefore, there is no problem if the change rate of the entire vehicle body due to the increase or decrease of the occupant is small with respect to the vehicle body weight as in a passenger car, but there is no problem when the baggage is loaded as in a commercial vehicle. When there is no change and the amount of change in the load applied to the steered wheel is large, the steering force of the steering wheel changes greatly.
Therefore, the conventional technology is not a device that takes into account fluctuations in the load load on the steered wheels. Therefore, if the amount of change in the load load on the steered wheels is large, the steering assist force of the hydraulic power steering device is sufficient. In other words, the driver has a problem that places a heavy burden on the driver.

本発明はかかる技術的課題に鑑み、操舵輪への負荷荷重の変化が大きい場合においても、ステアリングホイールの操舵力を一定に保ち、直進時には油圧ポンプを休止させて、車両の走行燃費向上を図った電動油圧式パワーステアリング制御装置の提供を目的とする。   In view of such technical problems, the present invention maintains the steering force of the steering wheel at a constant level even when the load on the steered wheel is large, and stops the hydraulic pump when traveling straight to improve the vehicle fuel consumption. Another object is to provide an electrohydraulic power steering control device.

本発明はかかる課題を解決するため、電動モータで駆動するオイルポンプによって発生する油圧で、車両の操舵を補助する電動油圧式パワーステアリング制御装置であって、
前記車両の速度を検知する車速検知手段と、
前記車両の操舵角速度を検知する操舵角速度検知手段と、
前記車両の操舵輪に負荷する荷重を算出する操舵輪負荷荷重算出手段と、
前記車速検知手段、前記操舵角速度検知手段及び、前記操舵輪荷重算出手段夫々の検出値に基づいて、前記オイルポンプの駆動回転数を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記操舵輪負荷荷重算出手段が算出した荷重をパラメータとして、前記操舵角速度と該操舵角速度に相応する作動油流量とのマップに基づいて、前記オイルポンプの作動油吐出流量を制御することを特徴とする電動油圧式パワーステアリング制御装置を提供できる。
In order to solve such a problem, the present invention is an electrohydraulic power steering control device that assists steering of a vehicle with hydraulic pressure generated by an oil pump driven by an electric motor,
Vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle;
Steering angular velocity detection means for detecting the steering angular velocity of the vehicle;
Steering wheel load load calculating means for calculating a load applied to the steering wheel of the vehicle;
Control means for controlling the rotational speed of the oil pump based on detection values of the vehicle speed detection means, the steering angular speed detection means, and the steering wheel load calculation means,
The control means controls the hydraulic oil discharge flow rate of the oil pump based on a map of the steering angular velocity and the hydraulic oil flow rate corresponding to the steering angular velocity, using the load calculated by the steering wheel load load calculating means as a parameter. An electro-hydraulic power steering control device can be provided.

かかる発明によれば、操舵輪負荷荷重をパラメータとして、車速と操舵角速度に相応する作動油流量とのマップ基づいて、電動オイルポンプの作動油吐出流量(オイルポンプ駆動回転数)を制御することで、車両の操舵輪負荷荷重、速度、及び操舵角速度が変化した場合においても、夫々の状況に応じた、快適なハンドル操作が可能となる。
また、操舵輪負荷荷重の大きさによって、電動オイルポンプによる作動油突出流量を変化させるので、電動オイルポンプによる電力消費を抑制することができ、電力消費を抑制することでエンジンによって駆動されるオルタネータの稼働(負荷)を減少させて、車両の走行燃費の向上を図ることができる。
According to this invention, the hydraulic oil discharge flow rate (oil pump drive rotation speed) of the electric oil pump is controlled based on the map of the vehicle oil load and the hydraulic oil flow rate corresponding to the steering angular velocity using the steering wheel load load as a parameter. Even when the steering wheel load load, the speed, and the steering angular speed of the vehicle change, a comfortable steering operation according to each situation is possible.
Further, since the hydraulic oil protruding flow rate by the electric oil pump is changed depending on the load load on the steering wheel, the electric power consumption by the electric oil pump can be suppressed, and the alternator driven by the engine by suppressing the electric power consumption. The driving fuel consumption of the vehicle can be improved by reducing the operation (load) of the vehicle.

かかる発明によれば、操舵輪への負荷荷重の変化が大きい場合においても、ステアリングホイールの操舵力の快適性を保ち、直進時には油圧ポンプを休止させて、車両の走行燃費向上を図った電動油圧式パワーステアリング制御装置の提供が可能となる。   According to this invention, even when a change in the load applied to the steered wheel is large, the hydraulic pressure is maintained so that the steering force of the steering wheel is kept comfortable, and the hydraulic pump is deactivated when going straight, thereby improving the fuel consumption of the vehicle. A power steering control device can be provided.

本発明の実施形態にかかる電動油圧式パワーステアリング装置の概略構成図を示す。1 is a schematic configuration diagram of an electrohydraulic power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 電動油圧モータの回転数に対する作動油のポンプ吐出圧別の電流量の一例を表すマップ図を示す。The map figure showing an example of the electric current amount according to the pump discharge pressure of hydraulic oil with respect to the rotation speed of an electric hydraulic motor is shown. ブレーキペダル踏力に対する発生する制動力のマップ図を示す。The map figure of the braking force which generate | occur | produces with respect to brake pedal depression force is shown. 操舵輪の負荷荷重を算出する一例を表す車両構造図を示す。The vehicle structure figure showing an example which calculates the load load of a steering wheel is shown. 本発明の実施形態にかかる操舵角速度に対する作動油の流量制御の一例を表すマップ図を示す。The map figure showing an example of the flow control of the hydraulic oil with respect to the steering angular velocity concerning embodiment of this invention is shown. 本発明の実施形態における制御装置の制御フロー図を示す。The control flowchart of the control apparatus in embodiment of this invention is shown.

以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、その相対配置などはとくに特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
尚、本実施形態において、方向性を示す場合は、右ハンドル車の運転席(図示省略)に着座した状態を基準にして、左右前後、及び上下方向を表示する。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
However, the dimensions, materials, and relative arrangements of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Absent.
In the present embodiment, when the direction is indicated, the left / right front / rear and the up / down direction are displayed based on the state of being seated in the driver's seat (not shown) of the right-hand drive vehicle.

図1は、本実施形態にかかる電動油圧式パワーステアリング装置(以後、電動油圧P/Sと略称する)の概略構成図を示す。
10は電動油圧P/Sを示す。
電動油圧P/S10は、ドライバーにより操作されるステアリングホイール8と、該ステアリングホイール8の操舵力を、ステアリングシャフト81を介してステアリングリンケージ(図示省略)に操舵力を伝達するインテグラル式ステアリングギヤボックス(以後、インテギヤボックスと略称する)1と、該インテギヤボックス1に作動油を圧送するオイルポンプである電動パワステポンプ2と、ステアリングシャフト81に装着され、ステアリングホイール8の操舵角度θ(deg)を検知する角度センサ71と、操舵角速度ω(deg/s)を検知する操舵角速度検知手段である角速度センサ7と、車両に搭載されているエンジン(E/G)の回転数Neを検知する回転数センサ4と、車両の速度V(km/h)を検知する車速検知手段である車速センサ5と、車両の操舵輪(前輪)に負荷する荷重を検知する操舵輪負荷荷重算出手段6と、車速センサ5、操舵輪負荷荷重算出手段6及び角速度センサ7の検出値に基づいて電動パワステポンプ2への指示回転数Nsを算出して、出力する制御を行う制御手段である第1ECU3と、を備えている。
また、第1ECU3の操舵輪負荷荷重算出手段6には、後述する操舵輪への負荷荷重を算出するために、ブレーキペダルの踏力Nm(ブレーキペダル踏込み量)を検出するブレーキセンサ9からの信号が入力されるようになっている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electrohydraulic power steering apparatus (hereinafter, abbreviated as electrohydraulic P / S) according to the present embodiment.
Reference numeral 10 denotes an electric hydraulic pressure P / S.
The electro-hydraulic P / S 10 includes a steering wheel 8 operated by a driver, and an integral type steering gear box that transmits the steering force of the steering wheel 8 to a steering linkage (not shown) via a steering shaft 81. (Hereinafter abbreviated as an inte gear box) 1, an electric power steering pump 2, which is an oil pump for pumping hydraulic oil to the inte gear box 1, and a steering angle θ (deg) of the steering wheel 8. ), An angular velocity sensor 7 which is a steering angular velocity detecting means for detecting a steering angular velocity ω (deg / s), and a rotational speed Ne of an engine (E / G) mounted on the vehicle. Rotational speed sensor 4 and vehicle speed detecting means for detecting vehicle speed V (km / h) Vehicle speed sensor 5, steering wheel load load calculating means 6 for detecting a load applied to the steering wheel (front wheel) of the vehicle, vehicle speed sensor 5, steering wheel load load calculating means 6, and angular velocity sensor 7. And a first ECU 3 that is a control means for performing control for calculating and outputting the command rotation speed Ns to the electric power steering pump 2.
Further, the steering wheel load load calculating means 6 of the first ECU 3 receives a signal from the brake sensor 9 that detects a pedal force Nm (a brake pedal depression amount) of the brake pedal in order to calculate a load applied to the steering wheel, which will be described later. It is designed to be entered.

インテギヤボックス1は、該インテギヤボックス1の内部に図示省略のパワーピストンと、ステアリングリンケージのピットマンアーム11に連結した歯車が配設されている。
パワーピストンは、電動パワステポンプ2からの高圧作動油によって、歯車を回動してピットマンアーム11を作動することで、操舵力補助を行うようになっている。
The inte gear box 1 is provided with a power piston (not shown) and a gear connected to a pitman arm 11 of the steering linkage inside the inte gear box 1.
The power piston is configured to assist the steering force by rotating the gear and operating the pitman arm 11 with the high-pressure hydraulic oil from the electric power steering pump 2.

電動パワステポンプ2は、油圧ポンプ21と、該油圧ポンプ21を駆動する電動モータ22と、該電動モータ22の回転数Nを第1ECU3の出力に基づいて油圧ポンプ21の回転数制御を実施する第2ECU23と、で構成されている。
油圧ポンプ21は、一般的にベーン型ポンプを使用しており、1回転に定量の作動油を吐出する定容積型の油圧ポンプ構造になっている。
従って、図2に示すように、第2ECU23は、電動モータ22に流す電流を油圧ポンプ21の吐出圧力により変化するように制御している。
即ち、第2ECU23は、吐出圧力が高い場合は電流量(A)が多くなり、吐出圧力が低い場合は電流量(A)が少なくなるようにして、第1ECU3からの指示回転数Nsで油圧ポンプ21が回転するように、電動モータ22に流す電流を制御する。
尚、本実施形態では、第1ECU3と、第2ECU23を分離した状態で説明するが、第2ECU23の制御を第1ECU3内に組込んで実施することも可能である。
The electric power steering pump 2 performs a rotational speed control of the hydraulic pump 21 based on the output of the first ECU 3 based on the output of the hydraulic pump 21, the electric motor 22 that drives the hydraulic pump 21, and the rotational speed N of the electric motor 22. 2ECU23.
The hydraulic pump 21 generally uses a vane type pump, and has a constant displacement type hydraulic pump structure that discharges a fixed amount of hydraulic oil per rotation.
Therefore, as shown in FIG. 2, the second ECU 23 controls the current flowing through the electric motor 22 so as to change according to the discharge pressure of the hydraulic pump 21.
That is, the second ECU 23 increases the amount of current (A) when the discharge pressure is high, and decreases the amount of current (A) when the discharge pressure is low, so that the hydraulic pump is driven at the indicated rotational speed Ns from the first ECU 3. The electric current which flows through the electric motor 22 is controlled so that 21 rotates.
In the present embodiment, the first ECU 3 and the second ECU 23 are separated from each other. However, the control of the second ECU 23 can also be implemented in the first ECU 3.

操舵輪負荷荷重算出手段6の算出方法としては、商用車の場合、次のような方法がある。
第1段階として、ブレーキ操作時の車両の減速度αを算出する。

減速度α=ブレーキ操作時の車速V―Δt後の車速Vt/Δt・・・・・(1)
車速Vは車速センサ5の検出値を利用する。

次に、図3に示すように、ブレーキペダル踏力(以後、踏力と略称する)Nmに対してその車両の制動力Fの関係データ(マップA)から制動力Fを算出する。
マップAは、車両のブレーキ性能仕様であり、同じ型式の車両は同じ踏力Nmに対して、略同じ制動力Fを発揮するようになっている。(マップAは、第1ECU3にデータとして収納されている)
また、制動力Fの関係式として次の式が一般的に利用されている。

制動力F=W/g×α ・・・・・・・・・(2)
W;車両重量 α;減速度

従って、(1)式で求めた減速度αと、図3のマップAから踏力Nmに対する制動力Fを求め、夫々の値を(2)式に代入することで、車両重量Wが算出される。
次に、車両重量Wが算出されると、図4に示す車両の諸元表に基づいて、荷台に荷物を定積載した場合の中心位置Pに作用する車両重量Wから、中心位置Pと前輪101までの距離FLと、中心位置Pと後輪102までの距離RLによって、夫々前輪101及び後輪102に作用する夫々の負荷荷重FW、RWが算出される。
以上の結果から、操舵輪負荷荷重である前輪負荷荷重FWは次式に基づいて求められる。

前輪負荷荷重FW=W×(WB−FL)/WB・・・・・(3)
WB;ホイールベース(前輪と後輪との距離)
FL;車両中心Pと前輪101との距離

尚、上式(3)が第1ECU3にデータとして収納されている。
上述の方法によって、前輪負荷荷重FWは算出できるが、歪ゲージをフロントアクスル、又は懸架装置等に設定して、読取ることも可能である。
As a calculation method of the steering wheel load load calculation means 6, in the case of a commercial vehicle, there are the following methods.
As a first step, the vehicle deceleration α during braking is calculated.

Deceleration α = Vehicle speed V−Δt after braking V−Δt (1)
The vehicle speed V uses the detection value of the vehicle speed sensor 5.

Next, as shown in FIG. 3, the braking force F is calculated from the relational data (map A) of the braking force F of the vehicle with respect to the brake pedal depression force (hereinafter referred to simply as the pedal effort) Nm.
Map A is a specification of vehicle braking performance, and vehicles of the same type exhibit substantially the same braking force F for the same pedaling force Nm. (Map A is stored as data in the first ECU 3)
Further, as a relational expression of the braking force F, the following expression is generally used.

Braking force F = W / g × α (2)
W: Vehicle weight α: Deceleration

Therefore, the vehicle weight W is calculated by calculating the braking force F with respect to the pedaling force Nm from the deceleration α obtained by the equation (1) and the map A in FIG. 3, and substituting each value into the equation (2). .
Next, when the vehicle weight W is calculated, based on the vehicle specification table shown in FIG. 4, the center position P and the front wheel The load loads FW and RW acting on the front wheel 101 and the rear wheel 102 are calculated from the distance FL to 101 and the distance RL from the center position P to the rear wheel 102, respectively.
From the above results, the front wheel load FW, which is the steering wheel load, is obtained based on the following equation.

Front wheel load FW = W × (WB-FL) / WB (3)
WB: Wheelbase (distance between front and rear wheels)
FL: Distance between vehicle center P and front wheel 101

The above equation (3) is stored in the first ECU 3 as data.
Although the front wheel load FW can be calculated by the above-described method, it can also be read by setting the strain gauge to the front axle or the suspension device.

図6に基づいて、第1ECU3の制御フローについて説明する。
ステップS1でスタートし、ステップS2において、エンジン(E/G)が始動され、第1ECU3の制御フローが作動を開始する。
ステップS3において、前輪負荷荷重FWの検出を開始する。
ステップS4において、エンジン始動後の時間Tsが、第1所定時間T1を経過したかを判断する。
第1所定時間T1は、エンジン始動又は、車両の移動によって検出される前輪負荷荷重FWが変化する場合があるため平均値を算出して、前輪負荷荷重FWの算出値の精度を高くするために設定した時間である。
エンジン始動の時間Ts<第1所定時間T1の場合には、NOを選択して、ステップS3からステップS4を繰返して待機する。
尚、本実施形態では、第1所定時間T1を10分として実施したが、車両の稼働状況、エンジン仕様によっては、増減させることは可能である。
A control flow of the first ECU 3 will be described with reference to FIG.
In step S1, the engine (E / G) is started in step S2, and the control flow of the first ECU 3 starts operating.
In step S3, detection of the front wheel load FW is started.
In step S4, it is determined whether the time Ts after engine start has passed the first predetermined time T1.
In order to increase the accuracy of the calculated value of the front wheel load load FW, the first predetermined time T1 is calculated by calculating the average value because the front wheel load load FW detected by engine start or vehicle movement may change. It is the set time.
If engine start time Ts <first predetermined time T1, NO is selected, and steps S3 to S4 are repeated to wait.
In the present embodiment, the first predetermined time T1 is set to 10 minutes. However, the first predetermined time T1 can be increased or decreased depending on the operating state of the vehicle and the engine specifications.

ステップS4において、エンジン始動後の時間Ts≧第1所定時間T1の場合には、YESを選択して、ステップS5に進む。
これはステップS5において、前輪負荷荷重FWの算出が行われる。
尚、前輪負荷荷重FWの算出方法については、既述の通りなので、説明は省略する。
In step S4, if time Ts after engine start ≧ first predetermined time T1, YES is selected and the process proceeds to step S5.
In step S5, the front wheel load load FW is calculated.
Since the calculation method of the front wheel load FW is as described above, the description is omitted.

ステップS6に進んで、省エネルギーで且つ快適なステアリングホイール8の操作ができるように、前輪負荷荷重FWの大きさに沿った、電動パワステポンプ2の作動油流量制御(回転数制御)を行うためのマップを選択する。
尚、油圧ポンプ21は、既述の通り1回転で吐出する作動油量が一定の定容積型のベーンポンプなので、油圧ポンプ21の制御は、該油圧ポンプ21の回転数制御によって、流量を制御するようになっている。
図5に操舵角速度ω(deg/s)に対する作動油の流量制御の一例を表すマップ図を示す。
マップは前輪負荷荷重FWの大きさによって、マップB1、マップB2、マップB3・・・分類されている。(パラメータ)
各マップは、前輪負荷荷重毎に、操舵角速度ω(deg/s)及び車速V(km/h)を試験装置にて変化させて、操舵角速度ωに相応する作動油の流量データに基づいて作成したものである。
Proceeding to step S6, the hydraulic oil flow control (rotational speed control) of the electric power steering pump 2 along the magnitude of the front wheel load load FW is performed so that energy-saving and comfortable operation of the steering wheel 8 can be performed. Select a map.
Since the hydraulic pump 21 is a constant displacement vane pump in which the amount of hydraulic oil discharged in one rotation is constant as described above, the hydraulic pump 21 is controlled by controlling the rotational speed of the hydraulic pump 21. It is like that.
FIG. 5 is a map diagram illustrating an example of hydraulic oil flow rate control with respect to the steering angular velocity ω (deg / s).
The maps are classified according to the magnitude of the front wheel load FW, map B1, map B2, map B3,. (Parameter)
Each map is created based on hydraulic fluid flow data corresponding to the steering angular velocity ω by changing the steering angular velocity ω (deg / s) and the vehicle speed V (km / h) with a test device for each front wheel load. It is a thing.

マップB1、マップB2及びマップB3は、前輪負荷荷重FWの大きい方が作動油の流量L/minが多く吐出されるようになっている。
また、前輪負荷荷重FWの大きさによって複数のマップを設けるのは、前輪負荷荷重FWが大きい場合には、タイヤと路面との摩擦力が大きくなり、操舵輪である前輪101が操舵される際に、ステアリングリンケージの弾性変形等により、油圧式パワーS/T1への作動油量が増加するために、複数のマップを設けることで、快適なステアリングホイール8の操作を可能としている。
尚、本実施形態では、3分類にしてあるが、ステアリングリンケージ又は電動パワステポンプ2の構造によっては増減させるとよい。
In the map B1, the map B2, and the map B3, the larger the front wheel load FW, the greater the hydraulic fluid flow rate L / min is discharged.
Further, the plurality of maps are provided depending on the magnitude of the front wheel load load FW when the front wheel load load FW is large, the frictional force between the tire and the road surface increases, and the front wheel 101 which is a steered wheel is steered. In addition, since the amount of hydraulic oil to the hydraulic power S / T1 increases due to elastic deformation of the steering linkage, a plurality of maps are provided to enable comfortable operation of the steering wheel 8.
In this embodiment, the classification is made into three categories, but it may be increased or decreased depending on the structure of the steering linkage or the electric power steering pump 2.

マップB1、マップB2及び、マップB3は、夫々横軸に操舵角速度ω(deg/s)、縦軸に流量Q(L/min)を基軸にして、低い車速Vから高い車速になるにしたがって、流量Q(L/min)が少なくなり、且つ、操舵角速度ω(deg/s)の速さに伴い流量Q(L/min)が多くなるように制御される。
そして、車速Vに対して、低い車速Vから高い車速Vになるにしたがって、流量Q(L/min)を少なく制御することで、ステアリングホイール8の操舵力を重くさせて、車両の高速走行時の操舵量が大きくならないように制御している。
更に、操舵角速度ω(deg/s)が速い時には、作動油の流量を増加させることで、パワーシリンダへの作動油供給不足が発生するのを防止して、ステアリングホイール8の操舵力を確実に補助するように制御する。
The map B1, the map B2, and the map B3 are respectively based on the steering angular velocity ω (deg / s) on the horizontal axis and the flow rate Q (L / min) on the vertical axis as the vehicle speed increases from a low vehicle speed V to a high vehicle speed. Control is performed so that the flow rate Q (L / min) decreases and the flow rate Q (L / min) increases with the steering angular velocity ω (deg / s).
Then, the flow rate Q (L / min) is controlled to be smaller as the vehicle speed V is changed from the lower vehicle speed V to the higher vehicle speed V, so that the steering force of the steering wheel 8 is increased and the vehicle speed is high. The steering amount is controlled so as not to increase.
Further, when the steering angular velocity ω (deg / s) is high, the flow rate of the hydraulic oil is increased to prevent a shortage of hydraulic oil supply to the power cylinder, and the steering force of the steering wheel 8 can be ensured. Control to assist.

ステップS7において、車両の運転状況である車速V(km/h)及び、ステアリングホイール8の操舵角速度ω(deg/s)を車速センサ5及び操舵角速度センサ7の出力値を読み込む。
そして、第1ECU3は、前輪負荷荷重FWによって選択したマップに基づいて、操舵角速度ωと車速Vとから、快適操舵に必要な作動油の吐出量Q(L/min)を抽出し、該抽出した吐出量Q(L/min)になるように、電動パワステポンプ2の駆動回転数Nsを算出して、第2ECU23に制御信号として出力する。
In step S <b> 7, the vehicle speed V (km / h), which is the driving state of the vehicle, and the steering angular velocity ω (deg / s) of the steering wheel 8 are read from the output values of the vehicle speed sensor 5 and the steering angular velocity sensor 7.
Then, the first ECU 3 extracts the hydraulic oil discharge amount Q (L / min) necessary for comfortable steering from the steering angular speed ω and the vehicle speed V based on the map selected by the front wheel load FW, and extracts The drive rotational speed Ns of the electric power steering pump 2 is calculated so as to be the discharge amount Q (L / min), and is output to the second ECU 23 as a control signal.

ステップS8において、電動モータ22に一体的に組付けられた第2ECU23は、第1ECU3からの回転数制御信号に基づいて油圧ポンプ21を駆動して、油圧式パワーS/T1のステアリングアシストを実行する。
ステップS9において、操舵角度θ(deg)=0かを判断する。
これは、ステアリングホイール8の操舵角度θ(deg)を検知する角度センサ71によって検知され、車両が直進状態なのか、又は、操舵中(含む操舵角度を保持している状態)なのかを判断する。
操舵角度θ(deg)≠0の場合は、操舵中と判断し、NOを選択して、ステップS8に戻る。
一方、操舵角度θ(deg)=0の場合は、車両が直進中と判断すると、YESを選択してステップS10に進む。
ステップS10においては、電動パワステポンプ2を停止させて、電動モータ22の電力消費を中止させることで、エンジンによって駆動されるオルタネータの稼働を抑制することで、エンジン負荷の低減による省燃費走行の効果が得られるようにしたものである。
In step S <b> 8, the second ECU 23 integrally assembled with the electric motor 22 drives the hydraulic pump 21 based on the rotation speed control signal from the first ECU 3 and executes steering assist for the hydraulic power S / T <b> 1. .
In step S9, it is determined whether the steering angle θ (deg) = 0.
This is detected by an angle sensor 71 that detects the steering angle θ (deg) of the steering wheel 8 to determine whether the vehicle is in a straight traveling state or is being steered (a state in which the steering angle is maintained). .
If the steering angle θ (deg) ≠ 0, it is determined that steering is in progress, NO is selected, and the process returns to step S8.
On the other hand, if the steering angle θ (deg) = 0, if it is determined that the vehicle is traveling straight, YES is selected and the process proceeds to step S10.
In step S10, the electric power steering pump 2 is stopped and the power consumption of the electric motor 22 is stopped, thereby suppressing the operation of the alternator driven by the engine. Is intended to be obtained.

ステップS11に進み、車速V(km/h)=0かを判断する。
これは、車両が停止状態なのか、又は、走行状態なのかを判断する。
車速V(km/h)≠0の場合、車両は走行状態と判断して、NOを選択してステップS10に戻り、電動パワステポンプ2の停止の継続を行う。
一方、車速V(km/h)=0の場合、車両はエンジンがアイドリング状態で、停車していると判断し、YESを選択してステップS12に進む。
尚、アイドリングの検出は、エンジン回転数センサ4が検知する回転数Neによって判断される。
It progresses to step S11 and it is judged whether vehicle speed V (km / h) = 0.
This determines whether the vehicle is in a stopped state or a traveling state.
When the vehicle speed V (km / h) ≠ 0, the vehicle is determined to be in a traveling state, NO is selected, the process returns to step S10, and the electric power steering pump 2 is continuously stopped.
On the other hand, if the vehicle speed V (km / h) = 0, the vehicle determines that the engine is idling and is stopped, selects YES, and proceeds to step S12.
The detection of idling is determined by the rotational speed Ne detected by the engine rotational speed sensor 4.

ステップS12において、エンジン(E/G)アイドリング時間T>第2所定時間T2を判断する。
これは、車両が信号等により一時停車した状態であるかを判断する。
即ち、エンジン(E/G)アイドリング時間T<第2所定時間T2の場合には、信号等により一時停車したと判断してNOを選択し、ステップS10に戻り電動パワステポンプ2の停止が継続される。
尚、本実施形態の場合、T2は3分で実施したが、交通状況及び環境によって適宜変えればよい。
一方、エンジンアイドリング時間T>所定時間T2より長い場合には、YESを選択してステップS13に進む。
In step S12, engine (E / G) idling time T> second predetermined time T2 is determined.
This determines whether or not the vehicle is temporarily stopped by a signal or the like.
That is, when the engine (E / G) idling time T <second predetermined time T2, it is determined that the vehicle is temporarily stopped by a signal or the like, NO is selected, and the process returns to step S10 and the electric power steering pump 2 is stopped. The
In the present embodiment, T2 is performed in 3 minutes, but may be changed as appropriate according to traffic conditions and environment.
On the other hand, if the engine idling time T is longer than the predetermined time T2, YES is selected and the process proceeds to step S13.

ステップS13において、エンジン(E/G)アイドリング時間T≧第3所定時間T3を判断する。
第3所定時間T3は、アイドリング中における車両の使用状況、即ち、車両が荷物の積降作業等を実施中であるかを判断する。
エンジンアイドリング時間T≧第3所定時間T3の場合、車両は荷物の積降作業中と判断して、YESを選択してステップS5に戻る。
荷物の積降作業は、操舵輪である前輪負荷荷重WFの変動が伴うので、快適な操舵感覚を得るために、ステップS5に戻り、前輪負荷荷重WFの再算出を実施する。
尚、本実施形態の場合、第3所定時間T3は、30分以上としたが、車両の架装形態、荷物の状態等の作業形態によって、第3所定時間T3を適宜変更するとよい。
一方、エンジンアイドリング時間T<第3所定時間T3の場合、NOを選択してステップS14に進む。
In step S13, engine (E / G) idling time T ≧ third predetermined time T3 is determined.
In the third predetermined time T3, it is determined whether or not the vehicle is being used during idling, that is, whether or not the vehicle is performing a loading / unloading operation or the like.
If the engine idling time T ≧ the third predetermined time T3, the vehicle is determined to be loading / unloading work, YES is selected, and the process returns to step S5.
Since the loading and unloading work involves fluctuations in the front wheel load load WF, which is a steered wheel, the process returns to step S5 to recalculate the front wheel load load WF in order to obtain a comfortable steering feeling.
In the present embodiment, the third predetermined time T3 is set to 30 minutes or more. However, the third predetermined time T3 may be appropriately changed according to the work form such as the vehicle body form and the state of the luggage.
On the other hand, if the engine idling time T <the third predetermined time T3, NO is selected and the process proceeds to step S14.

ステップS14において、エンジンの停止又は運転中かを判断する。
エンジンが運転中(アイドリング状態)の場合には、ステップS13に戻り、アイドリング状態を継続する。
一方、運転者によりエンジンの停止操作が実施されると、YESを選択してステップS15に進み、リターンとなり制御は終了する。
In step S14, it is determined whether the engine is stopped or operating.
When the engine is in operation (idling state), the process returns to step S13 and the idling state is continued.
On the other hand, when the engine is operated to stop the engine, YES is selected and the process proceeds to step S15.

このようにすることで、車速Vと、操舵角速度ω及び、操舵輪負荷荷重FWに基づいて、電動パワステポンプ2の駆動回転数Ns(作動油の吐出流量)を制御することで、車両の速度V、操舵角速度ω及び操舵輪負荷荷重FWが変化した場合においても、夫々の状況に応じた、快適なステアリングホイール操作が可能となる。
また、電動パワステポンプ2にすることで、操舵が行われない時には電動パワステポンプ2の駆動を中止して、電力消費を抑制することでエンジンによって駆動されるオルタネータの稼働(負荷)を減少させて、車両の走行燃費の向上を図ることができる。
In this way, the speed of the vehicle is controlled by controlling the drive rotation speed Ns (hydraulic oil discharge flow rate) of the electric power steering pump 2 based on the vehicle speed V, the steering angular velocity ω, and the steering wheel load load FW. Even when V, the steering angular velocity ω, and the steering wheel load FW change, a comfortable steering wheel operation according to each situation becomes possible.
In addition, by using the electric power steering pump 2, when the steering is not performed, the driving of the electric power steering pump 2 is stopped, and the operation (load) of the alternator driven by the engine is reduced by suppressing power consumption. Thus, it is possible to improve the driving fuel consumption of the vehicle.

電動モータで駆動するオイルポンプによって発生する油圧で、車両の操舵を補助する電動油圧式パワーステアリング装置に利用できる。   The hydraulic pressure generated by an oil pump driven by an electric motor can be used in an electrohydraulic power steering device that assists in steering the vehicle.

1 インテギヤボックス(インテグラル式ステアリングギヤボックス)
2 電動パワステポンプ
3 第1ECU(制御手段)
5 車速センサ(車速検知手段)
6 操舵輪負荷荷重算出手段
7 操舵角速度センサ(操舵角速度検知手段)
8 ステアリングホイール
9 ブレーキセンサ9
10 電動油圧式パワーステアリング装置
11 ピットマンアーム
21 油圧ポンプ
22 電動モータ
23 第2ECU
F 制動力
W 車両重量
WF 前輪負荷荷重(操舵輪負荷荷重)
1 INTE GEAR BOX (Integral type steering gear box)
2 Electric power steering pump 3 First ECU (control means)
5 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)
6 Steering wheel load load calculating means 7 Steering angular velocity sensor (steering angular velocity detecting means)
8 Steering wheel 9 Brake sensor 9
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric hydraulic power steering apparatus 11 Pitman arm 21 Hydraulic pump 22 Electric motor 23 2ECU
F Braking force W Vehicle weight WF Front wheel load load (steering wheel load load)

Claims (1)

電動モータで駆動するオイルポンプによって発生する油圧で、車両の操舵を補助する電動油圧式パワーステアリング制御装置であって、
前記車両の速度を検知する車速検知手段と、
前記車両の操舵角速度を検知する操舵角速度検知手段と、
前記車両の操舵輪に負荷する荷重を算出する操舵輪負荷荷重算出手段と、
前記車速検知手段、前記操舵角速度検知手段及び、前記操舵輪荷重算出手段夫々の検出値に基づいて、前記オイルポンプの駆動回転数を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記操舵輪負荷荷重算出手段が算出した荷重をパラメータとして、前記操舵角速度と該操舵角速度に相応する作動油流量とのマップに基づいて、前記オイルポンプの作動油吐出流量を制御することを特徴とする電動油圧式パワーステアリング制御装置。
An electro-hydraulic power steering control device that assists steering of a vehicle with hydraulic pressure generated by an oil pump driven by an electric motor,
Vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle;
Steering angular velocity detection means for detecting the steering angular velocity of the vehicle;
Steering wheel load load calculating means for calculating a load applied to the steering wheel of the vehicle;
Control means for controlling the rotational speed of the oil pump based on detection values of the vehicle speed detection means, the steering angular speed detection means, and the steering wheel load calculation means,
The control means controls the hydraulic oil discharge flow rate of the oil pump based on a map of the steering angular velocity and the hydraulic oil flow rate corresponding to the steering angular velocity, using the load calculated by the steering wheel load load calculating means as a parameter. An electro-hydraulic power steering control device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101734251B1 (en) * 2015-10-28 2017-05-11 현대자동차 주식회사 Apparatus and method controlling mode for power streering system

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