JP2016168878A - Hydraulic power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、油圧式パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic power steering apparatus.
車両のステアリング機構に結合されたパワーシリンダに、油圧ポンプからの作動油を、油圧制御バルブを介して供給することによって、操舵力を補助する油圧式パワーステアリング装置が従来から知られている。一般的な油圧式パワーステアリング装置では、油圧制御バルブは、ステアリングホイール等の操舵部材にステアリングシャフトを介して機械的に連結されており、操舵部材の操作に応じて油圧制御バルブの開度が調節される。油圧制御バルブが操舵部材に機械的に連結されている油圧式パワーステアリング装置には、油圧ポンプがエンジンによって駆動されるタイプと、油圧ポンプが電動モータによって駆動されるタイプとがあり、後者は特に電動油圧式パワーステアリング装置と呼ばれる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a hydraulic power steering apparatus that assists steering force by supplying hydraulic oil from a hydraulic pump to a power cylinder coupled to a steering mechanism of a vehicle via a hydraulic control valve is known. In a general hydraulic power steering apparatus, a hydraulic control valve is mechanically connected to a steering member such as a steering wheel via a steering shaft, and the opening degree of the hydraulic control valve is adjusted according to the operation of the steering member. Is done. There are two types of hydraulic power steering devices in which a hydraulic control valve is mechanically connected to a steering member. The hydraulic pump is driven by an engine and the hydraulic pump is driven by an electric motor. It is called an electro-hydraulic power steering device.
下記特許文献1には、油圧制御バルブを操舵部材に機械的に連結せずに、バルブ駆動用の電動モータによって油圧制御バルブの開度を制御する油圧式パワーステアリング装置が開示されている。特許文献1記載の油圧式パワーステアリング装置では、油圧ポンプはポンプ駆動用の電動モータによって駆動される。以下、特許文献1に記載されているように、油圧制御バルブおよび油圧ポンプが、それぞれ、バルブ駆動用モータおよびポンプ駆動用モータによって駆動される油圧式パワーステアリング装置を、高機能電動油圧式パワーステアリング装置という場合がある。
下記特許文献2には、油圧ポンプが電動モータによって駆動されている場合において、操舵角センサからの信号によってステアリングホイールが回転されていないことが検出され、かつパワーステアリング内の残留操舵力が所定のしきい値未満であるときに、電動モータを停止することが開示されている。
In
電動油圧式パワーステアリング装置や高機能電動油圧式パワーステアリング装置においては、油圧ポンプが電動モータ(以下、「ポンプ駆動用モータ」という場合がある)によって駆動される。このような油圧式パワーステアリング装置においては、省電力化の観点から、操舵アシストが不要な車両の直進走行時に、ポンプ駆動用モータを一時的に停止させることが考えられる。本出願人は、操舵トルクを用いて車両が直進走行しているか否かを判定し、車両が直進走行していると判定した場合に、ポンプ駆動用モータを一時的に停止させることを考案した。 In the electro-hydraulic power steering device and the high-function electro-hydraulic power steering device, the hydraulic pump is driven by an electric motor (hereinafter sometimes referred to as “pump drive motor”). In such a hydraulic power steering apparatus, from the viewpoint of power saving, it is conceivable to temporarily stop the pump driving motor when the vehicle does not require steering assist and travels straight ahead. The present applicant has devised to temporarily stop the motor for driving the pump when it is determined whether or not the vehicle is traveling straight ahead using the steering torque, and it is determined that the vehicle is traveling straight ahead. .
このような制御を行う場合、省電力効果を高めるためには、ポンプ駆動用モータの停止時間を長く確保できるように、ポンプ駆動用モータを一時停止させるか否かの判定に用いられる操舵トルクの判定値(以下、「第1判定値」という。)を、極力大きく設定することが好ましい。一方、ポンプ駆動用モータの再起動時の作動油圧力の応答遅れによる操舵違和感を抑制するためには、ポンプ駆動用モータを再起動するか否かの判定に用いられる操舵トルクの判定値(以下、「第2判定値」という。)を、極力小さく設定することが好ましい。しかし、ポンプ駆動用モータを再起動するための第2判定値を、ポンプ駆動用モータを一時停止させるための第1判定値よりも小さな値に設定すると、特に操舵トルクが第1判定値と第2判定値の間にあるとき、ポンプ駆動用モータの停止とポンプ駆動用モータの再起動とが頻繁に繰り返されるおそれがある。 When performing such control, in order to enhance the power saving effect, the steering torque used for determining whether or not to temporarily stop the pump drive motor so as to ensure a long stop time of the pump drive motor. It is preferable to set a determination value (hereinafter referred to as “first determination value”) as large as possible. On the other hand, a steering torque determination value (hereinafter referred to as a steering torque determination value) used for determining whether or not to restart the pump drive motor is used to suppress a sense of discomfort due to a delay in response of the hydraulic oil pressure when the pump drive motor is restarted. , “Second determination value”) is preferably set as small as possible. However, if the second determination value for restarting the pump driving motor is set to a value smaller than the first determination value for temporarily stopping the pump driving motor, the steering torque is particularly set to the first determination value and the first determination value. When the value is between the two determination values, the pump driving motor may be stopped and the pump driving motor restarted frequently.
この発明の目的は、省電力効果の向上のために操舵トルクに基づきポンプ駆動用電動モータを一時的に停止させる際、ポンプ駆動用電動モータの停止と再起動とが頻繁に繰り返されるのを回避できる油圧式パワーステアリング装置を提供することである。 The object of the present invention is to avoid frequent repetition of stopping and restarting of the electric motor for driving the pump when temporarily stopping the electric motor for driving the pump based on the steering torque in order to improve the power saving effect. It is to provide a hydraulic power steering device that can be used.
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、車両のステアリング機構(2)に結合されたパワーシリンダ(16)と、前記パワーシリンダに作動油を供給するための油圧ポンプ(23)と、前記油圧ポンプを駆動するための電動モータ(25)と、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ための油圧制御バルブ(14)とを含む油圧式パワーステアリング装置(1)であって、操舵トルクを取得する操舵トルク取得手段(40)と、所定の一時停止条件を満たしたときに前記電動モータを一時的に停止させる一時停止手段(58)と、前記一時停止手段によって前記電動モータが停止している状態において、所定の再起動条件が満たされたときに前記電動モータを再起動させる再起動手段(58)とを含み、前記一時停止条件は、前記操舵トルク取得手段によって取得された操舵トルクが第1閾値以下である状態が第1所定時間以上継続したという条件を少なくとも含む所定の条件を第1条件とし、前記操舵トルクが前記第1閾値よりも小さい第2閾値未満であるという条件を第2条件とすると、前記第1条件が成立した後において前記第2条件が成立するという条件であり、前記再起動条件は、前記操舵トルクが前記第2閾値以上である状態が第2所定時間以上継続したという条件である、油圧式パワーステアリング装置。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成では、操舵トルクが第1閾値以下である状態が第1所定時間以上継続したという条件を少なくとも含む所定の第1条件が成立した後に、操舵トルクが第1閾値よりも小さい第2閾値未満であるという第2条件が成立すると、電動モータ(ポンプ駆動用モータ)が停止される。この後、操舵トルクが第2閾値以上である状態が第2所定時間以上継続したという条件が成立すると、ポンプ駆動用モータが再起動される。 In this configuration, after the predetermined first condition including at least the condition that the state where the steering torque is equal to or lower than the first threshold continues for the first predetermined time or longer is satisfied, the steering torque is less than the second threshold smaller than the first threshold. When the second condition is satisfied, the electric motor (pump drive motor) is stopped. Thereafter, when the condition that the state where the steering torque is equal to or greater than the second threshold continues for the second predetermined time or longer is satisfied, the pump driving motor is restarted.
一時停止条件には、第1条件だけでなく、第2条件が含まれているので、一時停止条件が成立した直後に再起動条件が成立することはない。このため、ポンプ駆動用モータの停止と再起動とが頻繁に繰り返されるのを回避できる。
請求項2記載の発明は、前記一時停止条件は、前記操舵トルクが前記第1閾値よりも大きいという条件を第3条件とすると、前記第1条件が成立した後に、前記第3条件が成立することなく、前記第2条件が成立するという条件である、請求項1に記載の油圧式パワーステアリング装置である。
Since the temporary stop condition includes not only the first condition but also the second condition, the restart condition is not satisfied immediately after the temporary stop condition is satisfied. For this reason, frequent stop and restart of the pump driving motor can be avoided.
According to a second aspect of the present invention, the third condition is satisfied after the first condition is satisfied if the condition that the steering torque is greater than the first threshold is a third condition. The hydraulic power steering apparatus according to
請求項3記載の発明は、操舵角を取得する操舵角取得手段(40)を含み、前記第1条件が、前記操舵トルクが第1閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記操舵角取得手段によって取得された操舵角が第3閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続しているという条件である、請求項1または2に記載の油圧式パワーステアリング装置である。
The invention according to
請求項4記載の発明は、操舵角を取得する操舵角取得手段(40)を含み、前記第1条件が、前記操舵トルクが第1閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記操舵角取得手段によって取得された操舵角が第3閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記操舵角の角速度が第4閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続しているという条件である、請求項1または2に記載の油圧式パワーステアリング装置である。
Invention of
請求項5記載の発明は、操舵角を取得する操舵角取得手段(40)と、車速を取得する車速取得手段(40)とを含み、前記第1条件が、前記操舵トルクが第1閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記操舵角取得手段によって取得された操舵角が第3閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記操舵角の角速度が第4閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記車速取得手段によって取得された車速が第5閾値以上である状態が前記第1所定時間以上継続しているという条件である、請求項1または2に記載の油圧式パワーステアリング装置である。
The invention according to
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る油圧式パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
この油圧式パワーステアリング装置1は、高機能電動油圧式パワーステアリング装置である。油圧式パワーステアリング装置1は、車両のステアリング機構2に操舵補助力を与えるためのものである。ステアリング機構2は、車両の操向のために運転者によって操作される操舵部材としてのステアリングホイール3と、このステアリングホイール3に連結されたステアリングシャフト4と、ステアリングシャフト4の先端部に連結され、ピニオンギア6を持つピニオンシャフト5と、ピニオンギア6に噛合するラック7aを有し、車両の左右方向に延びた転舵軸としてのラック軸7とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hydraulic power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
The hydraulic
ラック軸7の両端にはタイロッド8がそれぞれ連結されており、このタイロッド8は、それぞれ、左右の転舵輪9,10を支持するナックルアーム11に連結されている。ナックルアーム11は、キングピン12まわりに回動可能に設けられている。
ステアリングホイール3が操作されてステアリングシャフト4が回転されると、この回転が、ピニオンギア6およびラック7aによって、ラック軸7の軸方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム11のキングピン12まわりの回転運動に変換され、これにより、左右の転舵輪9,10が転舵される。
Tie rods 8 are connected to both ends of the rack shaft 7, and the tie rods 8 are connected to
When the
ステアリングシャフト4の周囲には、ステアリングシャフト4の回転角である操舵角θhを検出するための舵角センサ31が配置されている。この実施形態では、舵角センサ31は、ステアリングシャフト4の中立位置(操舵中立位置)からのステアリングシャフト4の正逆両方向の回転量(回転角)を検出するものであり、操舵中立位置から右方向への回転量を例えば正の値として出力し、操舵中立位置から左方向への回転量を例えば負の値として出力する。ピニオンシャフト5には、操舵トルクThを検出するためのトルクセンサ32が設けられている。
A
油圧式パワーステアリング装置1は、油圧制御バルブ14、パワーシリンダ16および油圧ポンプ23を含んでいる。油圧制御バルブ14は、例えばロータリバルブであり、ロータハウジング(図示略)と作動油の流通方向を切り替えるためのロータ(図示略)とを備えている。油圧制御バルブ14のロータが電動モータ15(以下「バルブ駆動用モータ15」という)によって回転されることにより、油圧制御バルブ14の開度が制御される。バルブ駆動用モータ15は、例えば三相ブラシレスモータからなる。バルブ駆動用モータ15の近傍には、バルブ駆動用モータ15のロータの回転角(実回転角θv)を検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ33が配置されている。
The hydraulic
油圧制御バルブ14は、ステアリング機構2に操舵補助力を与えるパワーシリンダ16に接続されている。パワーシリンダ16は、ステアリング機構2に結合されている。具体的には、パワーシリンダ16は、ラック軸7に一体に設けられたピストン17と、このピストン17によって区画された一対のシリンダ室18,19とを有しており、シリンダ室18,19は、それぞれ、対応する油路(フィードチューブ)20,21を介して、油圧制御バルブ14に接続されている。
The
油圧制御バルブ14は、リザーバタンク22および油圧ポンプ23を通る油循環路24の途中部に介装されている。油圧ポンプ23は、例えば、ギヤポンプからなり、電動モータ25(以下、「ポンプ駆動用モータ25」という)によって駆動され、リザーバタンク22に貯留されている作動油をくみ出して油圧制御バルブ14に供給する。余剰分の作動油は、油圧制御バルブ14から油循環路24を介してリザーバタンク22に帰還される。
The
ポンプ駆動用モータ25は、一方向に回転駆動されて、油圧ポンプ23を駆動するものである。具体的には、ポンプ駆動用モータ25は、その出力軸が油圧ポンプ23の入力軸に連結されており、ポンプ駆動用モータ25の出力軸が回転することで、油圧ポンプ23の入力軸が回転して油圧ポンプ23の駆動が達成される。ポンプ駆動用モータ25は、例えば三相ブラシレスモータからなる。ポンプ駆動用モータ25の近傍には、ポンプ駆動用モータ25のロータの回転角を検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ34が配置されている。
The
油圧制御バルブ14は、バルブ駆動用モータ15によって油圧制御バルブ14のロータが基準回転角度位置(バルブ開度中立位置)から一方の方向に回転された場合には、油路20,21のうちの一方を介してパワーシリンダ16のシリンダ室18,19のうちの一方に作動油を供給するとともに、他方の作動油をリザーバタンク22に戻す。また、バルブ駆動用モータ15によって油圧制御バルブ14のロータがバルブ開度中立位置から他方の方向に回転された場合には、油路20,21のうちの他方を介してシリンダ室18,19のうちの他方に作動油を供給するとともに、一方の作動油をリザーバタンク22に戻す。
When the rotor of the
油圧制御バルブ14のロータがバルブ開度中立位置にある場合には、油圧制御バルブ14は、いわば平衡状態となり、パワーシリンダ16の両シリンダ室18,19は等圧に維持され、作動油は油循環路24を循環する。バルブ駆動用モータ15によって油圧制御バルブ14のロータが回転されると、パワーシリンダ16のシリンダ室18,19のいずれかに作動油が供給され、ピストン17が車幅方向(車両の左右方向)に沿って移動する。これにより、ラック軸7に操舵補助力が作用することになる。
When the rotor of the
舵角センサ31によって検出される操舵角θh、トルクセンサ32によって検出される操舵トルクTh、回転角センサ33,34の出力信号、車速センサ35によって検出される車速Sp、バルブ駆動用モータ15に流れる電流を検出するための電流センサ36の出力信号は、コンピュータにより構成される制御装置40にそれぞれ入力される。制御装置40は、駆動回路41を介してバルブ駆動用モータ15を制御するともに、駆動回路42を介してポンプ駆動用モータ25を制御する。
The steering angle θh detected by the
制御装置40は、バルブ駆動用モータ15の駆動回路41を制御するためのバルブ駆動用モータ制御部43と、ポンプ駆動用モータ25を制御するためのポンプ駆動用モータ制御部44とを含んでいる。
図2は、バルブ駆動用モータ制御部43の構成を示すブロック図である。
バルブ駆動用モータ制御部43は、トルクセンサ32によって検出される操舵トルクThおよび車速センサ35によって検出される車速Spに基いて、油圧制御バルブ14の開度(バルブ駆動用モータ15の回転角)を制御する。つまり、バルブ駆動用モータ制御部43は、バルブ駆動用モータ15に対して回転角制御を行う。
The
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the valve drive
Based on the steering torque Th detected by the
バルブ駆動用モータ制御部43は、ソフトウエア処理によって実現される機能実現手段として、位相補償部61と、アシストトルク指令値設定部62と、バルブ開度指令値設定部63と、回転角演算部64と、角度偏差演算部65と、PID(比例積分微分)制御部66と、モータ電流演算部67と、電流偏差演算部68と、PI(比例積分)制御部69と、PWM(Pulse Width Modulation)制御部70とを含んでいる。
The valve drive
位相補償部61は、トルクセンサ32によって検出される操舵トルク(以下、「検出操舵トルクTh」という場合がある。)の位相を進めて系を安定化させるための処理を行うものである。この位相補償部61によって位相補償された操舵トルク(以下、「位相補償後トルクTh」という。)と、車速センサ35によって検出される車速Spとがアシストトルク指令値設定部62に与えられるようになっている。
The
アシストトルク指令値設定部62は、位相補償後トルクThと車速センサ35によって検出される車速Spとに基いて、パワーシリンダ16によって発生させるべきアシストトルクの指令値であるアシストトルク指令値Ta*[N・m]を設定する。具体的には、アシストトルク指令値設定部62は、車速毎に位相補償後トルクとアシストトルク指令値との関係を記憶したマップに基いて、アシストトルク指令値Ta*を設定する。図3は、位相補償後トルクThに対するアシストトルク指令値Ta*の設定例を示すグラフである。
The assist torque command
位相補償後トルクThは、例えば右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、アシストトルク指令値Ta*は、パワーシリンダ16によって右方向操舵のためのアシストトルクを発生させるときには正の値とされ、パワーシリンダ16によって左方向操舵のためのアシストトルクを発生させるときには負の値とされる。
For the phase-compensated torque Th, for example, the torque for steering in the right direction is a positive value, and the torque for steering in the left direction is a negative value. The assist torque command value Ta * is a positive value when assist torque for rightward steering is generated by the
アシストトルク指令値Ta*は、位相補償後トルクThの正の値に対しては正の値をとり、位相補償後トルクThの負の値に対しては負の値をとる。位相補償後トルクThが−T1〜T1の範囲の微小な値のときには、アシストトルクは零とされる。そして、位相補償後トルクThが−T1〜T1の範囲以外の領域においては、アシストトルク指令値Ta*は、位相補償後トルクThの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定されている。また、アシストトルク指令値Ta*は、車速センサ35によって検出される車速Spが大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定されている。 The assist torque command value Ta * takes a positive value for a positive value of the phase-compensated torque Th and takes a negative value for a negative value of the phase-compensated torque Th. When the phase-compensated torque Th is a minute value in the range of -T1 to T1, the assist torque is set to zero. In a region where the phase-compensated torque Th is outside the range of -T1 to T1, the assist torque command value Ta * is set so that the absolute value thereof increases as the absolute value of the phase-compensated torque Th increases. ing. The assist torque command value Ta * is set such that the absolute value thereof decreases as the vehicle speed Sp detected by the vehicle speed sensor 35 increases.
バルブ開度指令値設定部63は、アシストトルク指令値設定部62によって設定されたアシストトルク指令値Ta*に基いて、油圧制御バルブ14の開度の目標値(バルブ駆動用モータ15の回転角の目標値)であるバルブ開度指令値(回転角指令値)θv*[deg]を設定する。この例では、油圧制御バルブ14のロータがバルブ開度中立位置にあるときのバルブ駆動用モータ15の回転角を0°とする。油圧制御バルブ14のロータの回転角度範囲は、バルブ開度中立位置を中心として、機械角で±3[deg]程度である。
Based on the assist torque command value Ta * set by the assist torque command
バルブ駆動用モータ15の回転角(実バルブ開度)が0°より大きくなると、パワーシリンダ16によって右方向操舵のためのアシストトルクが発生するように、油圧制御バルブ14の開度が制御されるものとする。一方、バルブ駆動用モータ15の回転角が0°より小さくなると、パワーシリンダ16によって左方向操舵のためのアシストトルクが発生するように、油圧制御バルブ14の開度が制御されるものとする。なお、バルブ駆動用モータ15の回転角の絶対値が大きくなるほど、パワーシリンダ16によって発生するアシストトルクの絶対値は大きくなる。
When the rotation angle (actual valve opening) of the
バルブ開度指令値設定部63は、アシストトルク指令値Ta*とバルブ開度指令値θv*との関係を記憶したマップに基いて、バルブ開度指令値θv*を設定する。図4は、アシストトルク指令値Ta*に対するバルブ開度指令値θv*の設定例を示すグラフである。バルブ開度指令値θv*は、アシストトルク指令値Ta*の正の値に対しては正の値をとり、アシストトルク指令値Ta*の負の値に対しては負の値をとる。バルブ開度指令値θv*は、アシストトルク指令値Ta*の絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定されている。
Valve opening command
回転角演算部64は、回転角センサ33の出力信号に基いて、バルブ駆動用モータ15の実回転角(実バルブ開度)θvを演算する。角度偏差演算部65は、バルブ開度指令値設定部63によって設定されたバルブ開度指令値θv*と回転角演算部64によって演算されたバルブ駆動用モータ15の実回転角θvとの偏差Δθv(=θv*−θv)を演算する。
The rotation
PID制御部66は、角度偏差演算部65によって演算された角度偏差Δθvに対してPID演算(比例積分微分演算)を行って、電流指令値I*を演算する。角度偏差演算部65およびPID制御部66によって、バルブ駆動用モータ15の実回転角θvを、バルブ開度指令値θv*に導くための回転角フィードバック制御手段が構成されている。
モータ電流演算部67は、電流センサ36の出力信号に基いて、バルブ駆動用モータ15に流れるモータ電流を演算する。電流偏差演算部68は、PID制御部66によって演算された電流指令値I*と、モータ電流演算部67によって演算されたモータ電流(実電流)Iとの偏差ΔI(=I*−I)を演算する。PI制御部69は、電流偏差演算部68によって演算された電流偏差ΔIに対してPI演算を行なう。すなわち、電流偏差演算部68およびPI制御部69によって、バルブ駆動用モータ15に流れるモータ電流Iを電流指令値I*導くための電流フィードバック制御手段が構成されている。PI制御部69は、電流偏差に対してPI演算を行なうことで、バルブ駆動用モータ15に印加すべき電圧指令値を演算する。
The
The motor
PWM制御部70は、PI制御部69によって演算された電圧指令値と、回転角演算部64によって演算されたバルブ駆動用モータ15の実回転角θvとに基いて、駆動信号を生成して、駆動回路41に供給する。これにより、駆動回路41から、PI制御部69によって演算された電圧指令値に応じた電圧がバルブ駆動用モータ15に印加される。
図5は、ポンプ駆動用モータ制御部44の構成を示すブロック図である。
The
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the pump
ポンプ駆動用モータ制御部44は、ソフトウエア処理によって実現される機能実現手段として、操舵角速度演算部51と、ポンプ回転速度指令値設定部52と、回転角演算部53と、回転速度演算部54と、速度偏差演算部55と、PI制御部56と、PWM(Pulse Width Modulation)制御部57と、一時停止・再起動制御部58とを含んでいる。
操舵角速度演算部51は、舵角センサ31の出力値を時間微分することによって、操舵角速度ωhを演算する。ポンプ回転速度指令値設定部52は、操舵角速度演算部51によって演算される操舵角速度ωhと車速センサ35によって検出される車速Spとに基いて、油圧ポンプ23の回転速度の指令値(ポンプ駆動用モータ25の回転速度の指令値)であるポンプ回転速度指令値(モータ回転速度指令値)Vp*を設定する。
The pump drive
The steering
具体的には、ポンプ回転速度指令値設定部52は、車速毎に操舵角速度とポンプ回転速度指令値との関係を記憶したマップに基いてポンプ回転速度指令値Vp*を設定する。図6は、操舵角速度ωhに対するポンプ回転速度指令値Vp*の設定例を示すグラフである。ポンプ回転速度指令値Vp*は、操舵角速度ωhが0のときに所定の下限値をとり、操舵角速度ωhの増加に応じて単調に増加するように設定されている。また、ポンプ回転速度指令値Vp*は、車速センサ35によって検出される車速Spが大きいほど、その値が小さくなるように設定されている。
Specifically, the pump rotation speed command
回転角演算部53は、回転角センサ34の出力信号に基いて、ポンプ駆動用モータ25の回転角θpを演算する。回転速度演算部54は、回転角演算部53によって演算されるポンプ駆動用モータ25の回転角θpに基いて、ポンプ駆動用モータ25の回転速度Vpを演算する。速度偏差演算部55は、ポンプ回転速度指令値設定部52によって設定されたポンプ回転速度指令値Vp*と回転速度演算部54によって演算されたポンプ駆動用モータ25の回転速度Vpとの偏差ΔVp(=Vp*−Vp)を演算する。
The rotation
PI制御部56は、速度偏差演算部55によって演算された速度偏差ΔVpに対してPI演算を行なうことで、ポンプ駆動用モータ25に印加すべき電圧指令値を演算する。すなわち、速度偏差演算部55およびPI制御部56によって、ポンプ駆動用モータ25の回転速度Vpをポンプ回転速度指令値Vp*に導くための速度フィードバック制御手段が構成されている。
The
PWM制御部57は、PI制御部56によって演算された電圧指令値と、回転角演算部53によって演算されたポンプ駆動用モータ25の回転角θpとに基いて、駆動信号を生成して、駆動回路42に供給する。これにより、駆動回路42から、PI制御部56によって演算された電圧指令値に応じた電圧がポンプ駆動用モータ25に印加される。これにより、ポンプ駆動用モータ25の回転速度Vpがポンプ回転速度指令値Vp*に近づくように、ポンプ駆動用モータ25が駆動される。
The
一時停止・再起動制御部58は、車両の直進走行時にポンプ駆動用モータ25が停止状態となるように、ポンプ駆動用モータ25に対して一時停止・再起動制御を行うものである。具体的には、一時停止・再起動制御部58は、トルクセンサ32によって検出される操舵トルクTh、舵角センサ31によって検出される操舵角θh、操舵角速度演算部51によって演算される操舵角速度ωhおよび車速センサ35によって検出される車速Spに基いて、一時停止・再起動制御を行う。
The temporary stop /
図7は、一時停止・再起動制御部58の動作を説明するためのフローチャートである。
一時停止・再起動制御部58は、一時停止フラグFがリセット(F=0)されているか否かを判別する(ステップS1)。一時停止フラグFは、ポンプ駆動用モータ25が一時停止されているか否かを記憶するためのフラグである。ポンプ駆動用モータ25が一時停止されているときには、一時停止フラグFはセット(F=1)され、ポンプ駆動用モータ25が駆動されているときには一時停止フラグFはリセット(F=0)される。ポンプ駆動用モータ25は、電源オン時に駆動されるため、一時停止フラグFは電源オン時にリセット(F=0)される。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the temporary stop /
The pause /
一時停止フラグFがリセット(F=0)されている場合には(ステップS1:YES)、一時停止・再起動制御部58は、第1条件が成立したか否かを判別する(ステップS2)。第1条件は、車両の走行状態が、直線走行状態またはそれに近い状態であるか否かを判定するための条件である。第1条件は、操舵トルクThが閾値A1(第1閾値)以下である状態が第1所定時間T1以上継続しているという条件を少なくとも含む条件である。この実施形態では、第1条件は、操舵トルクThが閾値A1以下である状態が第1所定時間T1以上継続しており、かつ操舵角θhが閾値B以下である状態が第1所定時間T1以上継続しており、かつ操舵角速度ωhが閾値C以下である状態が第1所定時間T1以上継続しており、かつ車速Spが閾値D以上である状態が第1所定時間T1以上継続しているという条件である。
When the temporary stop flag F is reset (F = 0) (step S1: YES), the temporary stop /
第1条件が成立していない場合には(ステップS2:NO)、一時停止・再起動制御部58はステップS1に戻る。第1条件が成立していると判別された場合には(ステップS2:YES)、一時停止・再起動制御部58は、操舵トルクThが閾値A1よりも大きくなったか否かを判別する(ステップS3)。操舵トルクThが閾値A1よりも大きくなっていない場合には(ステップS3:NO)、一時停止・再起動制御部58は、操舵トルクThが閾値A1よりも小さな閾値A2(第2閾値;A2<A1)未満であるという第2条件が成立したか否かを判別する(ステップS4)。第2条件は、第1条件の成立後において、車両の走行状態が直進走行状態であることを確認するための条件である。
If the first condition is not satisfied (step S2: NO), the pause /
第2条件が成立していない場合には(ステップS4:NO)、ステップS3に戻る。ステップS3において、操舵トルクが第1閾値A1よりも大きくなったと判別された場合には、一時停止・再起動制御部58は、ステップS1に戻る。
前記ステップS4において、第2条件が成立したと判別された場合には(ステップS4:YES)、一時停止・再起動制御部58は、一時停止フラグFをセット(F=1)した後(ステップS5)、ポンプ駆動用モータ25を停止させる(ステップS6)。例えば、一時停止・再起動制御部58は、駆動回路42に電力を供給するための電源(図示略)と駆動回路42との間に設けられたスイッチ(図示略)をオフする。
If the second condition is not satisfied (step S4: NO), the process returns to step S3. If it is determined in step S3 that the steering torque has become larger than the first threshold value A1, the temporary stop /
When it is determined in step S4 that the second condition is satisfied (step S4: YES), the temporary stop /
つまり、操舵トルクThがA1以下である状態がT1以上継続しているという条件を含む第1条件が成立した後に、操舵トルクThがA1よりも大きくなることなく、操舵トルクThがA2(A2<A1)よりも小さいという第2条件が成立したときに、一時停止条件が成立したと判定されて、ポンプ駆動用モータ25が停止される。この後、一時停止・再起動制御部58は、ステップS1に戻る。
That is, after the first condition including the condition that the state where the steering torque Th is A1 or less continues for T1 or more is satisfied, the steering torque Th does not become larger than A1, and the steering torque Th becomes A2 (A2 <A When the second condition that is smaller than A1) is satisfied, it is determined that the temporary stop condition is satisfied, and the
ステップS1において、一時停止フラグFがセット(F=1)されていると判別された場合には(ステップS1:NO)、一時停止・再起動制御部58は、操舵トルクThが閾値A2以上である状態が第2所定時間T2以上継続しているという再起動条件が成立しているか否かを判別する(ステップS7)。再起動条件が成立していない場合には(ステップS7:NO)、一時停止・再起動制御部58は、ステップS1に戻る。ステップS7において、再起動条件が成立したと判別された場合には(ステップS7:YES)、一時停止・再起動制御部58は、一時停止フラグFをリセット(F=0)した後(ステップS8)、ポンプ駆動用モータ25を再起動させる(ステップS9)。例えば、一時停止・再起動制御部58は、駆動回路42に電力を供給するための電源(図示略)と駆動回路42との間に設けられたスイッチ(図示略)をオンする。この後、一時停止・再起動制御部58は、ステップS1に戻る。
If it is determined in step S1 that the temporary stop flag F is set (F = 1) (step S1: NO), the temporary stop /
この実施形態では、操舵トルクThが閾値A1以下である状態が第1所定時間T1以上継続したという条件を少なくとも含む第1条件が成立した後に、操舵トルクThがA1よりも大きくなることなく、操舵トルクThが閾値A1よりも小さな閾値A2未満であるという第2条件が成立したときに、ポンプ駆動用モータ25が停止される。この後、操舵トルクThが閾値A2以上である状態が第2所定時間T2以上継続したという条件が成立すると、ポンプ駆動用モータ25が再起動される。
In this embodiment, the steering torque Th does not become larger than A1 after the first condition including at least the condition that the state where the steering torque Th is equal to or less than the threshold A1 continues for the first predetermined time T1 or more is satisfied. When the second condition that the torque Th is less than the threshold value A2 smaller than the threshold value A1 is satisfied, the
ポンプ駆動用モータ25を一時停止させるための一時停止条件には、第1条件だけでなく、第2条件が含まれているので、一時停止条件が成立した直後に再起動条件が成立することはない。このため、ポンプ駆動用モータの停止と再起動とが頻繁に繰り返されるのを回避できる。また、再起動条件に用いられる第2閾値は、第1条件に用いられる第1閾値よりも小さいので、操舵トルクが比較的小さい状態でポンプ駆動用モータ25を再起動できるから、再起動時の操舵違和感を抑制できる。
Since the temporary stop condition for temporarily stopping the
第1条件における閾値A1を閾値A2に置き換えた条件を一時停止条件とした場合においても、ポンプ駆動用モータ25の停止と再起動とが頻繁に繰り返されるのを回避することが可能である。しかし、このようにすると、前記実施形態に比べて、一時停止条件が成立しにくくなる。言い換えれば、前記実施形態では、第1条件における閾値A1を閾値A2に置き換えた条件を一時停止条件とした場合に比べて、一時停止条件が成立しやすいので、省電力効果の向上が図れる。つまり、前記実施形態によれば、ポンプ駆動用モータ25の停止と再起動とが頻繁に繰り返されるのを回避できるとともに、省電力効果の向上と再起動時の操舵違和感の抑制とを達成できる
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、前述の実施形態では、図7において、第1条件が成立したと判別された後に、操舵トルクThが閾値A1よりも大きくなったか否かを判別し、操舵トルクThが閾値A1よりも大きくなったときには、ステップS1に戻るようにしている(ステップS3参照)。しかし、操舵トルクThが閾値A1よりも大きくなったか否かを判別するステップS3を省略してもよい。
Even when the condition in which the threshold value A1 in the first condition is replaced with the threshold value A2 is set as the temporary stop condition, it is possible to avoid frequent stop and restart of the
また、第1条件は、操舵トルクThが閾値A1以下である状態が第1所定時間T1以上継続しているという条件を少なくとも含んでいればよい。したがって、第1条件は、舵トルクThが閾値A1以下である状態が第1所定時間T1以上継続しているという条件であってもよい。また、第1条件は、操舵トルクThが閾値A1以下である状態が第1所定時間T1以上継続しており、かつ操舵角θhが閾値B以下である状態が第1所定時間T1以上継続しているという条件であってもよい。また、第1条件は、操舵トルクThが閾値A1以下である状態が第1所定時間T1以上継続しており、かつ操舵角θhが閾値B以下である状態が第1所定時間T1以上継続しており、かつ操舵角速度ωhが閾値C以下である状態が第1所定時間T1以上継続しているという条件であってもよい。 The first condition only needs to include at least the condition that the state where the steering torque Th is equal to or less than the threshold value A1 continues for the first predetermined time T1 or more. Therefore, the first condition may be a condition that the state where the rudder torque Th is equal to or less than the threshold A1 continues for the first predetermined time T1 or more. The first condition is that the state where the steering torque Th is equal to or less than the threshold A1 continues for the first predetermined time T1 or longer, and the state where the steering angle θh is equal to or smaller than the threshold B continues for the first predetermined time T1 or longer. It may be a condition of being. The first condition is that the state where the steering torque Th is equal to or less than the threshold A1 continues for the first predetermined time T1 or longer, and the state where the steering angle θh is equal to or smaller than the threshold B continues for the first predetermined time T1 or longer. And the condition that the steering angular velocity ωh is equal to or lower than the threshold C may be a condition that the state is continued for the first predetermined time T1 or more.
また、一時停止・再起動制御部58によってポンプ駆動用モータ25が一時停止されていない場合、ポンプ駆動用モータ25はその回転速度が予め定められた所定速度となるように制御されてもよい。
また、この発明は、油圧制御バルブがステアリングホイールと機械的に連結されているいわゆる電動油圧式パワーステアリング装置にも適用することができる。
Further, when the
The present invention can also be applied to a so-called electrohydraulic power steering apparatus in which a hydraulic control valve is mechanically connected to a steering wheel.
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。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1…油圧式パワーステアリング装置、2…ステアリング機構、3…ステアリングホイール、14…油圧制御バルブ、15…バルブ駆動用モータ、16…パワーシリンダ、23…油圧ポンプ、25…ポンプ駆動用モータ、40…制御装置、44…ポンプ駆動用モータ制御部、31…舵角センサ、32…トルクセンサ、35…車速センサ、51…操舵角速度演算部、58…一時停止・再起動制御部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
操舵トルクを取得する操舵トルク取得手段と、
所定の一時停止条件を満たしたときに前記電動モータを一時的に停止させる一時停止手段と、
前記一時停止手段によって前記電動モータが停止している状態において、所定の再起動条件が満たされたときに前記電動モータを再起動させる再起動手段とを含み、
前記一時停止条件は、前記操舵トルク取得手段によって取得された操舵トルクが第1閾値以下である状態が第1所定時間以上継続したという条件を少なくとも含む所定の条件を第1条件とし、前記操舵トルクが前記第1閾値よりも小さい第2閾値未満であるという条件を第2条件とすると、前記第1条件が成立した後において前記第2条件が成立するという条件であり、
前記再起動条件は、前記操舵トルクが前記第2閾値以上である状態が第2所定時間以上継続したという条件である、油圧式パワーステアリング装置。 A power cylinder coupled to a steering mechanism of a vehicle, a hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the power cylinder, an electric motor for driving the hydraulic pump, and hydraulic oil from the hydraulic pump to the power cylinder A hydraulic power steering device including a hydraulic control valve for controlling the supply of
Steering torque acquisition means for acquiring steering torque;
A temporary stop means for temporarily stopping the electric motor when a predetermined temporary stop condition is satisfied;
Restarting means for restarting the electric motor when a predetermined restart condition is satisfied in a state where the electric motor is stopped by the temporary stop means;
The temporary stop condition is a predetermined condition including at least a condition that a state in which the steering torque acquired by the steering torque acquisition unit is equal to or less than a first threshold continues for a first predetermined time or more is a first condition, and the steering torque If the second condition is a condition that is less than a second threshold value smaller than the first threshold value, the second condition is satisfied after the first condition is satisfied,
The restart condition is a hydraulic power steering apparatus in which the state where the steering torque is equal to or greater than the second threshold is continued for a second predetermined time or more.
前記第1条件が、前記操舵トルクが第1閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記操舵角取得手段によって取得された操舵角が第3閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続しているという条件である、請求項1または2に記載の油圧式パワーステアリング装置。 Including steering angle acquisition means for acquiring the steering angle;
The first condition is that the state where the steering torque is equal to or less than a first threshold continues for the first predetermined time or more, and the state where the steering angle acquired by the steering angle acquisition means is equal to or less than a third threshold. 3. The hydraulic power steering apparatus according to claim 1, wherein the hydraulic power steering apparatus is in a condition that it continues for a predetermined time.
前記第1条件が、前記操舵トルクが第1閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記操舵角取得手段によって取得された操舵角が第3閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記操舵角の角速度が第4閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続しているという条件である、請求項1または2に記載の油圧式パワーステアリング装置。 Including steering angle acquisition means for acquiring the steering angle;
The first condition is that the state where the steering torque is equal to or less than a first threshold continues for the first predetermined time or more, and the state where the steering angle acquired by the steering angle acquisition means is equal to or less than a third threshold. 3. The hydraulic power steering apparatus according to claim 1, wherein the hydraulic power steering apparatus is in a condition that the state in which the angular velocity of the steering angle is not less than a fourth threshold continues for not less than the first predetermined time. .
車速を取得する車速取得手段とを含み、
前記第1条件が、前記操舵トルクが第1閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記操舵角取得手段によって取得された操舵角が第3閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記操舵角の角速度が第4閾値以下である状態が前記第1所定時間以上継続し、かつ前記車速取得手段によって取得された車速が第5閾値以上である状態が前記第1所定時間以上継続しているという条件である、請求項1または2に記載の油圧式パワーステアリング装置。 Steering angle acquisition means for acquiring the steering angle;
Vehicle speed acquisition means for acquiring the vehicle speed,
The first condition is that the state where the steering torque is equal to or less than a first threshold continues for the first predetermined time or more, and the state where the steering angle acquired by the steering angle acquisition means is equal to or less than a third threshold. A state in which the vehicle speed acquired by the vehicle speed acquisition means is greater than or equal to a fifth threshold and the state where the angular velocity of the steering angle is equal to or less than a fourth threshold continues for the first predetermined time or more. 3. The hydraulic power steering apparatus according to claim 1, wherein the hydraulic power steering apparatus is in a condition of continuing for the first predetermined time or longer.
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