JP3589810B2

JP3589810B2 - パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP3589810B2
Application number: JP25502896A
Authority: JP
Inventors: 史郎中野
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2016-09-26
Also published as: JPH10100922A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パワーステアリング装置に関し、特に、モータによってオイルポンプを駆動して油圧を発生させ、この発生された油圧によって操舵を補助する、いわゆる油圧式のパワーステアリング装置に関する。
なお、この明細書で使用する表現「操舵の完了」は、ステアリングホイールに加えられるトルクがトルクしきい値未満になったことを意味するものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、モータによりオイルポンプを回転させ、オイルポンプから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油圧式のパワーステアリング装置が公知である。
この種のパワーステアリング装置では、通常、ステアリングホイールに加わるトルクが所定のトルクしきい値以上になった場合に、操舵が行われていると判断され、モータの駆動が開始される。また、ステアリングホイールに加わるトルクが上記トルクしきい値未満になった場合に、操舵が完了したと判断され、モータの駆動が停止されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記装置では、ステアリングホイールに加えられるトルクを操舵完了の判断基準にしているので、操舵が完了したと判断されてからモータが停止させられる。したがって、必ずしもモータを速やかに停止させることができず、モータを必要以上に駆動するという不具合があった。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、モータを必要以上に駆動させないようにすることができるパワーステアリング装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのこの発明は、モータによってオイルポンプを駆動して油圧を発生させ、この発生された油圧により車両の操舵を補助するためのパワーステアリング装置であって、操舵の程度に応じた操舵データを検出するための操舵データ検出手段と、車両に備えられた方向指示器が操作状態から操作解除状態に切り換わったことを検知するための方向指示検知手段と、上記操舵データ検出手段により検出された操舵データが予め定めるしきい値未満である場合、および上記操舵データ検出手段により検出された操舵データが上記しきい値以上であり、かつ上記方向指示検知手段により方向指示器が操作状態から操作解除状態に切り換わったことが検知された場合には、上記モータを停止させるためのモータ停止手段とを含むことを特徴とするパワーステアリング装置である。
【０００６】
上記操舵データには、たとえばステアリングホイールに加わるトルクまたはステアリングホイールの舵角が含まれる。
この発明では、操舵データが予め定めるしきい値未満である場合には、操舵が完了したと判断され、モータが停止される。また、操舵データが予め定めるしきい値以上であっても、方向指示器が操作状態から操作解除状態に切り換わったことが検知されたときには、操舵が完了しそうであると判断され、モータが停止される。
【０００７】
車線変更時や右左折時など操舵を行う場合には、通常、方向指示器が操作される。この操作された方向指示器は、操舵のためにステアリングホイールが一方方向に回転された後他方方向に所定角度以上戻されたときに、自動的に操作解除状態に切り換わる。また、操舵が完了する前にドライバによって手動で操作解除状態に切り換えられる場合もある。つまり、操作された方向指示器は、通常、操舵完了直前に操作状態から操作解除状態に切り換わる。
【０００８】
したがって、この発明のように、方向指示器が操作状態から操作解除状態に切り換わったときにモータを停止させるようにすれば、操舵完了直前にモータを停止させることができる。そのため、モータを必要以上に駆動することがない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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のパワーステアリング装置の構成を示す概要図である。このパワーステアリング装置は、たとえば車両に装着されて使用されるもので、ステアリング機構１による操舵を補助するためのものである。
【００１０】
ステアリング機構１には、ステアリングホイール２が備えられている。ステアリングホイール２にはステアリング軸３が連結されており、このステアリング軸３の先端部にはピニオンギア４が取り付けられている。ピニオンギア４は、車幅方向に延びたラックギア５に噛合している。ラックギア５には、タイロッド６を介してタイヤ７が取り付けられている。
【００１１】
ステアリングホイール２が操作され、その回転力がステアリング軸３に伝達されると、その先端部のピニオンギア４が回転し、これに伴ってラックギア５が車幅方向に移動する。その結果、ラックギア５の移動がタイロッド６に伝達され、タイヤ７の向きが変わる。
ラックギア５に関連して、操舵補助力を発生するためのパワーシリンダ２０が備えられている。パワーシリンダ２０は、ラックギア５に連結されたピストン２１と、このピストン２１によって区画される一対のシリンダ室２０ａ，２０ｂとを含む。シリンダ室２０ａ，２０ｂには、それぞれ破線で示すオイル供給路２２ａ，２２ｂを介して油圧制御弁２３からの作動油が供給されるようになっている。
【００１２】
油圧制御弁２３は、破線で示すオイル循環路２４の途中に介装されている。オイル循環路２４は、リザーバタンク２５に貯留されている作動油がオイルポンプ２６で汲み出され、この汲み出された作動油がオイルポンプ２６から吐出された後再びリザーバタンク２５に戻る経路である。
オイルポンプ２６は、モータＭによって駆動される。オイルポンプ２６がモータＭによって駆動されている場合には作動油はオイル循環路２４を循環し、オイルポンプ２６が駆動されていない場合には作動油の循環は停止している。
【００１３】
油圧制御弁２３は、ステアリング軸３に取り付けられたトーションバー８のねじれ方向およびねじれ量、すなわちステアリング軸３に加えられるトルクの方向および大きさに応じて開度が変化する。これにより、作動油のパワーシリンダ２０への供給状態が変化する。
より具体的には、トーションバー８に一方方向のねじれが加わった場合には、作動油は、一方のオイル供給路を介してパワーシリンダ２０の一方のシリンダ室に供給される。トーションバー８に他方方向のねじれが加わった場合には、作動油は、他方のオイル供給路を介して他方のシリンダ室に供給される。トーションバー８にねじれが加わっていない場合には、油圧制御弁２３はいわば中立状態となり、作動油がパワーシリンダ２０へ供給されることはない。
【００１４】
パワーシリンダ２０のいずれかのシリンダ室に作動油が供給されると、ピストン２１が車幅方向に沿ういずれかの方向に移動する。これにより、操舵補助力が発生し、ラックギア５の移動が補助される。
モータＭの駆動は、電子制御ユニットＥＣＵによって制御される。電子制御ユニットＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するマイクロコンピュータを含む。電子制御ユニットＥＣＵには、操舵データ検出手段であるトルクセンサ２７、および方向指示検知部２９から、トルクデータＴおよび操作データＷがそれぞれ与えられるようになっている。電子制御ユニットＥＣＵは、この与えられるトルクデータＴおよび操作データＷに基づいて、モータＭを制御する。
【００１５】
トルクセンサ２７は、ステアリング軸３に取り付けられたトーションバー８に関連して設けられており、ステアリング軸３に加えられたトルクに比例し、かつトルクの方向に応じた符号のトルクデータＴを出力する。トルクセンサ２７には、ポテンショメータからなる機械的接点を有する形式のものや、非接触式トルクセンサなどのいずれの形式のものであっても適用することができる。
【００１６】
方向指示検知部２９は、バッテリ３１に接続されたターンシグナルコントローラ（以下「ＴＳＣ」という。）３２、およびＴＳＣ３２によって点滅駆動される左右のターンシグナルランプ３３ａ，３３ｂを含む。さらに、方向指示検知部２９は、ＴＳＣ３２に接続された共通端子Ｃと、ターンシグナルランプ３３ａ，３３ｂにそれぞれ接続された接続端子Ａ，Ｂとを有するターンシグナルスイッチＳＷを備えている。接続端子Ａ，Ｂは、操作データＷを生成するための低域通過フィルタ（ＬＰＦ）３４に接続されている。
【００１７】
ターンシグナルスイッチＳＷは、方向指示器３０の動作に連動している。具体的には、ターンシグナルスイッチＳＷは、方向指示器３０が操作されていない場合には、実線で示すように、端子Ａ，Ｂのいずれにも接続しないオフ状態となる。一方、方向指示器３０が操作されている場合には、二点鎖線で示すように、端子ＡまたはＢに接続されるオン状態となる。
【００１８】
方向指示器３０が操作されている場合、方向指示器３０は、ターンシグナルランプ３３ａ，３３ｂのいずれかを点滅させる操作位置にある。この場合、ターンシグナルスイッチＳＷはオン状態となる。これに伴って、ＴＳＣ３２は、パルス状の電流をターンシグナルスイッチＳＷを介してターンシグナルランプ３３ａまたは３３ｂに与える。その結果、ターンシグナルランプ３３ａまたは３３ｂは点滅する。また、上記電流は、低域通過フィルタ３４に与えられる。その結果、上記電流は平滑化される。これにより、ハイレベルの操作データＷが生成される。生成されたハイレベルの操作データＷは、給電ライン３５を介して電子制御ユニットＥＣＵに与えられる。
【００１９】
操作位置にある方向指示器３０は、ステアリングホイール２が方向指示器３０の指示方向に対して反対の方向に所定角度以上回転されたときには、自動的にホームポジションに戻り、操作解除状態となる。また、ドライバによって手動でホームポジションに戻される場合もある。
このような場合、ターンシグナルスイッチＳＷはオフ状態に切り換わる。その結果、ターンシグナルランプ３３ａ，３３ｂの点滅が停止する。また、低域通過フィルタ３４の出力はローレベルになるから、操作データＷの電子制御ユニットＥＣＵへの供給も停止される。
【００２０】
このように、方向指示器３０が操作状態から操作解除状態に切り換わるときには、操作データＷが電子制御ユニットＥＣＵに与えられている状態から与えられない状態に切り換わる。
図２は、電子制御ユニットＥＣＵによるモータＭの駆動制御を説明するためのフローチャートである。イグニッションキースイッチ（ＩＧ）がオンされてエンジンが始動されると、これに応答して電子制御ユニットＥＣＵは、モータＭを停止させ（ステップＳ１）、このパワーステアリング装置を初期状態にする。
【００２１】
その後、電子制御ユニットＥＣＵは、トルクデータＴの絶対値が予め定めるトルクしきい値Ｔ_ＴＨ（たとえばＴ_ＴＨ＝７（ｋｇｆ・ｃｍ））以上であるか否かを判別する（ステップＳ２）。その結果、トルクデータＴの絶対値が上記トルクしきい値Ｔ_ＴＨ以上であると判別されると、操舵が行われていると判断し、アシスト制御を開始する（ステップＳ３）。すなわち、モータＭの駆動を開始する。このとき、トーションバー８にはいずれかの方向にねじれが加わっている。そのため、作動油が油圧制御弁２３を介してパワーシリンダ２０に供給される。これにより、操舵補助が開始される。一方、上記ステップＳ２において、トルクデータＴの絶対値が上記トルクしきい値Ｔ_ＴＨ未満であると判別されると、操舵は行われていないと判断し、モータＭを停止させる（ステップＳ１）。
【００２２】
なお、操舵が行われるときには、操舵開始前に方向指示器３０が操作される場合が多く、この場合には電子制御ユニットＥＣＵに操作データＷが与えられている。
電子制御ユニットＥＣＵは、アシスト制御を開始した後、方向指示器３０が操作状態から操作解除状態に切り換えられたか否かを判別する（ステップＳ４）。具体的には、方向指示検知部２９から操作データＷが与えられている状態から与えられない状態に移行したか否かを判別する。その結果、方向指示器３０が操作状態から操作解除状態に切り換えられたと判別されると、操舵が完了しそうであると判断し、モータＭの駆動を停止させる（ステップＳ１）。
【００２３】
一方、方向指示器３０が操作状態から操作解除状態に切り換えられていないと判別されると、次にトルクデータの絶対値が上記しきい値Ｔ_ＴＨ未満であるか否かを判別する（ステップＳ５）。その結果、トルクデータＴの絶対値がしきい値Ｔ_ＴＨ以上であれば、操舵はまだ完了していないと判断し、ステップＳ４に戻る。一方、トルクデータＴの絶対値がしきい値Ｔ_ＴＨ未満であれば、操舵は完了したと判断し、モータＭの駆動を停止させる（ステップＳ１）。
【００２４】
たとえば、交差点を右左折する場合、ドライバは、通常、操舵を行う前に方向指示器３０を操作する。その結果、操作データＷが電子制御ユニットＥＣＵに与えられる。その後、交差点を曲がるために操舵が行われるとトルクしきい値Ｔ_ＴＨ以上のトルクがステアリングホイール２に加わえられる。その結果、電子制御ユニットＥＣＵは、モータＭを駆動させアシスト制御を開始する。
【００２５】
操作されている方向指示器３０は、操舵のためにステアリングホイール２が回転操作された方向と反対の方向に所定角度だけ戻されると自動的にホームポジションに戻される。また、操舵が完了する前にドライバが手動で方向指示器３０をホームポジションに戻す場合もある。つまり、操作されている方向指示器３０は、通常、ステアリングホイール２に加わっているトルクがトルクしきい値Ｔ_ＴＨ未満になる前に、操作状態から操作解除状態に切り換わる。
【００２６】
したがって、操舵を行う前に方向指示器３０が操作される場合には、上記ステップＳ４において操舵の完了がいち早く検知され、モータＭの駆動が停止される。すなわち、操舵完了直前にモータＭの駆動が停止される。
一方、操舵を行う前に方向指示器３０が操作されていない場合には、上記ステップＳ５において操舵が完了したと判断されたときに、モータＭの駆動が停止される。
【００２７】
以上のようにこの実施形態のパワーステアリング装置によれば、操舵完了直前にモータＭの駆動を停止することができるから、モータＭの停止タイミングが遅れることがない。したがって、モータＭを必要以上に駆動することがない。そのため、省エネルギー化を図ることができる。
この発明の実施の一形態は以上のとおりであるが、この発明は上述の実施形態に限定されるものではない。たとえば上記実施形態では、操舵をトルクセンサ２７によって検知するようにしているが、たとえば舵角センサによって検知するようにしてもよく、その他種々のセンサを適用することできる。舵角センサを用いる場合において、ステアリングホイール２の舵角が舵角しきい値未満のときには、ステアリングホイール２に加わっているトルクはトルクしきい値未満である可能性が高い。したがって、舵角センサを用いる場合には、「操舵の完了」という表現は、舵角が舵角しきい値未満になったことを意味するものとすればよい。
【００２８】
その他、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、方向指示器が操作状態から操作解除状態に切り換わったときにモータの停止制御を行うようにしているから、モータを操舵完了直前に停止させることができる。したがって、モータの停止タイミングが遅れることがない。そのため、モータを必要以上に駆動させることがない。よって、省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態のパワーステアリング装置の構成を示す概要図である。
【図２】電子制御ユニットにおけるモータの駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ステアリング機構
２ステアリングホイール
２０パワーシリンダ
２６オイルポンプ
２７トルクセンサ
２９方向指示検知部
３０方向指示器
ＥＣＵ電子制御ユニット
Ｍモータ
Ｔトルクデータ
Ｗ操作データ

Claims

モータによってオイルポンプを駆動して油圧を発生させ、この発生された油圧により車両の操舵を補助するためのパワーステアリング装置であって、
操舵の程度に応じた操舵データを検出するための操舵データ検出手段と、
車両に備えられた方向指示器が操作状態から操作解除状態に切り換わったことを検知するための方向指示検知手段と、
上記操舵データ検出手段により検出された操舵データが予め定めるしきい値未満である場合、および上記操舵データ検出手段により検出された操舵データが上記しきい値以上であり、かつ上記方向指示検知手段により方向指示器が操作状態から操作解除状態に切り換わったことが検知された場合には、上記モータを停止させるためのモータ停止手段とを含むことを特徴とするパワーステアリング装置。