JP3947704B2 - Power steering device - Google Patents

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JP3947704B2
JP3947704B2 JP2002323761A JP2002323761A JP3947704B2 JP 3947704 B2 JP3947704 B2 JP 3947704B2 JP 2002323761 A JP2002323761 A JP 2002323761A JP 2002323761 A JP2002323761 A JP 2002323761A JP 3947704 B2 JP3947704 B2 JP 3947704B2
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sudden
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braking
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昇 清水
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直人 島
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パワーシリンダ側に導く流量を制御する流量制御弁を備えたパワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の流量制御装置として、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この従来例を示したのが図2である。
図示したように、流量制御弁Vに、ポンプPを接続している。
上記流量制御弁Vのスプール1は、その一端を一方のパイロット室2に臨ませ、他端を他方のパイロット室3に臨ませている。上記一方のパイロット室2は、ポンプポート4を介してポンプPに常時連通している。また、他方のパイロット室3にはスプリング5を介在させている。このようにした両パイロット室2,3は、ソレノイドSOLの励磁電流Iに応じて開度を制御する可変オリフィスaを介して、たがいに連通している。
【0003】
すなわち、一方のパイロット室2は、流路6→可変オリフィスa→流路7を経由してパワーシリンダ8を制御するステアリングバルブ9の流入側に連通している。また、他方のパイロット室3は、流路10および流路7を介してステアリングバルブ9の流入側に連通している。
したがって、上記両パイロット室2,3は、可変オリフィスaを介して連通することになり、可変オリフィスaの上流側の圧力が一方のパイロット室2に作用し、下流側の圧力が他方のパイロット室3に作用することになる。
【0004】
そして、スプール1は、一方のパイロット室2の作用力と、他方のパイロット室3の作用力およびスプリング5の作用力とがバランスした位置を保つが、そのバランス位置において、前記タンクポート11の開度が決められる。
今、エンジン等からなるポンプ駆動源12が停止していると、ポンプポート4に圧油が供給されない。ポンプポート4に圧油が供給されなければ、両パイロット室2,3には圧力が発生しないので、スプール1はスプリング5の作用で図示のノーマル位置を保つ。
【0005】
上記の状態からポンプPが駆動して、ポンプポート4に圧油が供給されると、可変オリフィスaに流れができるので、そこに差圧が発生する。この差圧の作用で、両パイロット室2,3に圧力差が発生し、この圧力差に応じてスプール1がスプリング5に抗して移動し、上記バランス位置を保つ。
このようにスプール1がスプリング5に抗して移動することによって、タンクポート11の開度を大きくするが、このときのタンクポート11の開度に応じて、ステアリングバルブ9側に導かれる制御流量QPと、タンクTあるいはポンプPに還流される戻り流量QTの分配比が決まる。言い換えれば、タンクポート11の開度に応じて制御流量QPが決まることになる。
【0006】
上記のように制御流量QPが、スプール1の移動位置で決まるタンクポート11の開度に応じて制御されるということは、結局は、可変オリフィスaの開度に応じて制御流量QPが決まることになる。なぜなら、スプール1の移動位置は、両パイロット室2,3の圧力差で決まるとともに、この圧力差を決めているのが可変オリフィスaの開度だからである。
【0007】
したがって、車速や操舵状況に応じて、制御流量QPを制御するためには、可変オリフィスaの開度、すなわちソレノイドSOLの励磁電流を制御すればよいことになる。
なぜなら、可変オリフィスaは、ソレノイドSOLの励磁電流の大きさによって、開度を最大から最小まで任意に制御できるからである。
【0008】
なお、前記ステアリングバルブ9は、図示していないステアリングホィールの入力トルク(操舵トルク)に応じて、パワーシリンダ8の圧力を制御するものである。例えば、操舵トルクが大きければ、パワーシリンダ8への供給量を大きくし、操舵トルクが小さければそれに応じてパワーシリンダ8の圧力を小さくするようにしている。この操舵トルクとステアリングバルブ9の切り換え量は、図示していないトーションバーなどのねじれ反力によって決まることになる。
【0009】
上記のように操舵トルクが大きいときに、ステアリングバルブ9の切り換え量を大きくすれば、その分、パワーシリンダ8によるアシスト力が大きくなる。反対に、ステアリングバルブ9の切り換え量を小さくすれば、上記アシスト力は小さくなる。
そして、ピストンの移動速度によって決まるパワーシリンダ8の必要(要求)流量QMと、流量制御弁Vで決められる制御流量QPとをなるべく等しくすれば、ポンプP側のエネルギー損失を低く抑えることができる。なぜなら、ポンプP側のエネルギー損失は、制御流量QPとパワーシリンダ8の必要流量QMとの差によって発生するからである。
【0010】
上記のように制御流量QPを、パワーシリンダ8の必要流量QMにできるだけ近づけるために、可変オリフィスaの開度を制御するのが、ソレノイドSOLに対するソレノイド電流指令値SIであり、このソレノイド電流指令値SIを制御するのが、コントローラCである。
このコントローラCには、操舵角センサ16と車速センサ17とを接続し、これら両センサの出力信号に基づいて、ソレノイドSOLの励磁電流を制御するようにしている。
【0011】
なお、図中符号18はスプール1の先端に形成したスリットで、スプール1が図示の位置にあるときにも、このスリット18を介して一方のパイロット室2が流路7に常時連通するようにしている。言い換えると、スプール1が図示の状態にあって、流路6を閉じているようなときにも、ポンプPの吐出油が、このスリット18を介して、ステアリングバルブ9側に供給されるようにしている。
【0012】
このように微少流量であるが、ステアリングバルブ9側に圧油を供給するようにしたのは、キックバック等の外乱の防止、および応答性の確保を目的にしているからである。
なお、符号19は、コントローラCとソレノイドSOLとの間に接続したソレノイドSOLの駆動装置ある。
また、符号13,14は絞りであり、符号15はリリーフ弁である。
【0013】
【特許文献1】
特開2001−260917号公報(第3〜6頁、図1)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の装置では、コントローラCに車速センサを接続し、このセンサの出力信号に基づいて、ソレノイドSOLの励磁電流を制御するようにしている。すなわち、車速が速くなれば、コントローラCから出力される基本ソレノイド電流指令値Ibが小さくなるようにしている。基本ソレノイド電流指令値Ibが小さければ、可変オリフィスaの開度は小さく保たれ、パワーシリンダへの供給流量が減少される。
しかし、上記パワーシリンダへの供給流量が少ない高速走行状態に、障害物等を避けようとして、急ブレーキをかけて急操舵しようとした場合には、パワーシリンダの出力不足によってタイヤの転舵に遅れが生じるという問題があった。その理由は以下の通りである。
【0015】
上記高速走行中に急ブレーキを踏んだりして急制動すると、車両の前輪軸荷重が増加する。前輪軸荷重が増加すれば、この前輪を転舵するのに、通常よりも大きな力が必要となる。ところが、上記高速走行中にはパワーシリンダへの供給流量が少なくなっているので、このパワーシリンダによるアシスト力も小さくなっている。
【0016】
つまり、上記高速走行中に急制動した状態で、前輪を転舵しようとした場合には、パワーシリンダの大きなアシスト力が必要なのに、パワーシリンダへの供給流量が少なくなるように制御されているので、このパワーシリンダの出力不足が発生し、タイヤの転舵に遅れが発生するのである。
しかも、上記高速走行中に急ブレーキを踏んで、急操舵しようとした場合というのは、障害物を回避しようとしたときである。障害物を回避しようとしたときに、タイヤの転舵に遅れが発生すると、回避遅れが発生するおそれがある。
【0017】
この発明の目的は、高速走行中に急制動をして、急操舵しようとしたときにパワーシリンダの出力不足を解消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。
【0018】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、パワーシリンダを制御するステアリングバルブと、このステアリングバルブの上流側に設けた可変オリフィスと、この可変オリフィスの開度を制御するソレノイドと、このソレノイド励磁電流を制御するコントローラと、ポンプから供給される流量を上記可変オリフィスの開度に応じてステアリングバルブに導く制御流量とタンクまたはポンプに環流させる戻り流量とに分配する流量制御弁と、車速を検出する車速センサと、車両の急制動を検出する急制動検出手段とを備え、上記コントローラは車速に基づいてソレノイド励磁電流の基礎となる基本ソレノイド電流指令値Ibを出力するとともに、上記急制動検出手段からの信号によって急制動と判断した場合には、急制動時ソレノイド電流指令値Iaを出力して、上記可変オリフィスの開度を相対的に大きくすることを特徴とする。
【0019】
第2の発明は、急制動検出手段として車速センサを用い、コントローラは、所定時間内での車速の減少率が基準値以上のとき、急制動と判断することを特徴とする。
第3の発明の急制動検出手段は、所定時間内でのブレーキペダルの移動量を検出するとともに、コントローラは、上記移動量が基準値以上のとき、急制動と判断することを特徴とする。
【0020】
第4の発明の急制動検出手段は、所定時間内でのブレーキブースターの圧力上昇率を検出するとともに、コントローラは、上記圧力上昇率が基準値以上のとき、急制動と判断することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1に示したこの発明の実施形態は、急制動時には急制動時ソレノイド電流指令値Iaを選択し、通常時には基本ソレノイド電流指令値Ibを選択する点に特徴を有し、その他の構成については図2に示した前記従来例と同じである。
以下では、コントローラCについて詳細に説明し、従来と同じ構成要素については同じ符号を付してその説明を省略する。
【0022】
上記コントローラCには、急制動回路系Aと基本回路系Bとを備え、上記急制動回路系Aからは急制動時ソレノイド電流指令値Iaが出力され、基本回路系Bからは基本ソレノイド電流指令値Ibが出力されるようにしている。
また、上記コントローラCには、急制動判定手段20を備え、この急制動判定手段20の信号で切替手段21を切り換えるようにしている。この切替手段21を切り換えることによって、上記急制動時ソレノイド電流指令値Iaあるいは基本ソレノイド電流指令値Ibの何れかが選択されるようにしている。
なお、この実施形態では、上記切替手段21は、通常基本ソレノイド電流指令値Ibを出力し、この切替手段21が切り替えられたときに急制動時ソレノイド電流指令値Iaを出力するようにしている。
【0023】
さらに、上記コントローラCには、操舵角センサ16と車速センサ17とを接続して、このコントローラCに操舵角信号θ、操舵角速度信号ω、および車速信号vを入力するようにしている。
上記操舵角信号θは、操舵角センサ16によって検出した操舵角に基づいて算出し、車速信号vは、車速センサ17によって検出した車速に基づいて算出している。また、操舵角速度信号ωは、上記操舵角信号θを微分して算出したものである。ただし、この操舵角速度信号ωは、操舵角速度センサを別に設けて、この操舵角速度センサによって直接求めてもよい。
【0024】
上記急制動判定手段20は、急制動を判定するために、上記車速信号vから所定時間内での車速の減少率を検出し、この減少率が基準値以上であるかどうかを判断する。例えば、車速が100km/hから40km/hへと減速したとき、この所定時間内での減少率を基準値以上として判断するようにしている。そして、上記減少率が基準値以上であった場合には、急制動であると判断し、切替手段21を切り換えて、急制動時ソレノイド電流指令値Iaを選択する。
一方、上記減少率が基準値よりも小さかった場合には、急制動判定手段20は、急制動していない通常走行時であると判断して、上記切替手段21を切り換えることなく基本ソレノイド電流指令値Ibを出力する。なお、上記減少率の基準値は、各車の特性にあわせて設定することができる。
【0025】
上記基本回路系Bでは、以下のようにして基本ソレノイド電流指令値Ibを決定している。
図1に示したように、コントローラCには、操舵角信号θ、操舵角速度信号ω、および車速信号vを入力する。コントローラCは、上記操舵角信号θに基づいてソレノイド電流指令値Iθを決定するが、このソレノイド電流指令値Iθは、その操舵角信号θと制御流量QPとの関係がリニアな特性になる理論値に基づいて決めている。また、操舵角速度信号ωに基づいてソレノイド電流指令値Iωを決定するが、ソレノイド電流指令値Iωも、操舵角速度信号ωと制御流量QPとがリニアな特性になる理論値に基づいて決めている。
【0026】
ただし、ソレノイド電流指令値Iθおよびソレノイド電流指令値Iωは、操舵角信号θおよび操舵角速度信号ωが、ある設定値以上にならなければいずれもゼロを出力するようにしている。つまり、ステアリングホィールが中立あるいはその近傍にあるときには、上記ソレノイド電流指令値IθもIωもゼロになるようにしている。
【0027】
また、上記ソレノイド電流指令値Iθ、Iωは、テーブル値としてコントローラCにあらかじめ記憶させておいてもよいし、操舵角信号θあるいは操舵角速度信号ωを基にして、その都度コントローラCに演算させるようにしてもよい。
いずれにしてもソレノイド電流指令値Iθとソレノイド電流指令値Iωとを決定したら、これら両者を加算する。
【0028】
上記のようにして両ソレノイド電流指令値Iθ、Iωを加算したら、この加算値(Iθ+Iω)に、車速信号vに基づいたソレノイド電流指令値Ivを乗算する。
この車速信号vに基づいたソレノイド電流指令値Ivは、車速が低速域では1を出力し、高速域ではゼロを出力する。また、低速域と高速域との間の中速域では、1からゼロまでの小数点以下の値を出力するようにしている。
【0029】
したがって、上記加算値(Iθ+Iω)に車速信号vに基づいたソレノイド電流指令値Ivを乗算すれば、低速域では(Iθ+Iω)がそのまま出力され、高速域では(Iθ+Iω)がゼロになる。
また、中速域では、速度が上がれば上がるほどそれに反比例した値が出力されることになる。
上記基本回路系Bでは、上記(Iθ+Iω)×Ivを基本ソレノイド電流指令値Ibとして出力する。
【0030】
一方、車速の減少率が一定以上であった場合には、上記判定手段20よって急制動回路系Aから急制動時ソレノイド電流指令値Iaが選択されるが、この急制動時ソレノイド電流指令値Iaは、急制動時でも即座にタイヤを転舵できるような値に設定している。すなわち、少なくとも高速走行時の基本ソレノイド電流指令値Ibよりも大きな指令値となるように、上記急制動時ソレノイド電流指令値Iaを設定している。
【0031】
なお、切替手段21によって、基本ソレノイド電流指令値Ibあるいは急制動時ソレノイド電流指令値Iaの何れかが選択されたら、これら選択されたソレノイド電流指令値Ia、Ibには、スタンバイソレノイド電流指令値Isを加算する。そして、これをソレノイド電流指令値IとしてコントローラCから出力し、このソレノイド電流指令値Iを基にソレノイド励磁電流を制御する。
【0032】
上記スタンバイソレノイド電流指令値Isは、可変オリフィスaの開度を制御するソレノイドSOLに所定の電流が常に供給されるようにするためのものである。つまり、操舵角信号θ、操舵角速度信号ωおよび車速信号vに基づいたソレノイド電流指令値が全てゼロの場合でも、スタンバイソレノイド電流指令値Isによって可変オリフィスaが一定の開度を保ち、所定のスタンバイ流量QSがステアリングバルブ9側に常に供給されるようにしている。
【0033】
このように一定のスタンバイ流量QSを確保する理由は、以下の通りである。すなわち、タイヤにキックバック等の外乱やセルフアライニングトルク等による抗力が作用すると、それがパワーシリンダ8のロッドに作用するが、このような場合であっても、スタンバイ流量QSを確保しておけば、タイヤがふらつくのを防止できるからである。また、スタンバイ流量QSを確保しておけば、それが全然ないときよりも、目的の制御流量に短時間で達することができる分、応答性を向上させることができるからである。
また、どんな場合でもスタンバイ流量は必ず確保されるので、低速域での直進走行時であっても、キックバック等による外乱に対抗でき、また、操舵時の応答性も良好に保つことができる。
【0034】
上記のような実施形態では、急制動時ソレノイド電流指令値Iaを高速走行時に出力される基本ソレノイド電流指令値Ibよりも大きな値にしているので、その分、可変オリフィスaの開度を大きく保つことができ、パワーシリンダの出力を大きくすることができる。
したがって、急制動時であっても、パワーシリンダの出力不足によって、操舵に遅れが発生するのを防止できる。
【0035】
さらに、急制動検出手段として車速センサ17を用いているが、このように、既存の車速センサ17の車速信号vを基にして、急制動を検出することができるので、急制動検出のために特別なセンサ等を備える必要がない。特別なセンサ等を備える必要がないので、大幅なコストアップをすることなく、上記急制動の検出が可能となる。
【0036】
また、上記実施形態では、高速走行時に急制動をした場合について説明しているが、この基準値を例えば70km/hから30km/hに減速したような場合に設定すれば、高速走行時だけでなく中速走行時に急制動した場合についても、これを検出することができる。
【0037】
なお、上記急制動の検出を所定時間内での車速の減少率を基にして行っているが、この車速の減少率を検出するということは、要するに、車両の加速度を検出しているということである。したがって、上記急制動検出手段として、加速度センサを別に設けるようにしてもよい。このように加速度センサを用いた場合には、加速度が一定値よりも大きくなった場合に、急制動状態であると判断するようにする。
上記加速度センサを用いた場合には、直接加速度を測定することができるので、より一層応答性を向上させることができる。
【0038】
また、上記急制動検出手段として、所定時間内でのブレーキペダルの移動量を検出するようにしてもよい。そして、この移動量が基準値よりも大きいとき、急制動時であると判断する。
上記ブレーキペダルの所定時間内での移動量が大きいというのは、瞬時にブレーキペダルを踏み込んだ状態である。言い換えれば、急ブレーキを踏んだときである。したがって、上記ブレーキペダルの移動量を検出することによって、急制動を判断することができる。
【0039】
さらに、上記急制動検出手段として、所定時間内でのブレーキブースターの圧力上昇を検出するようにしてもよい。そして、この圧力上昇率が基準値よりも大きいとき、急制動であると判断する。
上記ブレーキブースターの圧力上昇率が大きいときというのは、瞬時にブレーキペダルをたくさん踏み込んだ状態であり、急ブレーキを踏んだときである。このように急ブレーキを踏んだときには、上記ブレーキブースターの圧力が急激に上昇する。
したがって、上記ブレーキブースターの圧力上昇率を検出することによって、急制動を検出することができる。
【0040】
上記ブレーキペダルの移動量、あるいはブレーキブースターの圧力上昇率を検出することによって、急制動に対する応答性をより一層向上させることができる。なぜなら、ブレーキを踏むという行為は急制動時の最初のアクションであり、この最初のアクションを直接検出することができるので、より速やかに急制動を検出することができるからである。
【0041】
【発明の効果】
第1の発明によれば、急制動検出手段からの信号によって急制動と判断した場合には、制動時ソレノイド電流指令値Iaを出力して、可変オリフィスの開度を相対的に大きくするようにしたので、急制動時でもパワーシリンダの流量不足が発生することがない。したがって、障害物の回避遅れを防止することができる。
【0042】
第2の発明によれば、急制動検出手段として車速センサを用い、所定時間内での車速の減少率が基準値以上のとき、コントローラが急制動と判断することとしたので、特別に検出手段を設ける必要がない。したがって、その分、コストの低減を図ることができる。
【0043】
第3の発明によれば、急制動検出手段は、所定時間内でのブレーキペダルの移動量を検出するとともに、上記移動量が基準値以上のとき、コントローラが急制動と判断することとしたので、より早急に急制動を判断することができる。したがって、応答性を良好に保つことができる。
【0044】
第4の発明によれば、急制動検出手段は、所定時間内でのブレーキブースターの圧力上昇率を検出するとともに、上記圧力上昇率が基準値以上のとき、コントローラが急制動と判断することとしたので、より早急に急制動を判断することができる。したがって、応答性を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態のコントローラの通常制御の制御系を示すブロック図である。
【図2】従来例の回路図である。
【符号の説明】
8 パワーシリンダ
9 ステアリングバルブ
17 車速センサ
V 流量制御弁
P ポンプ
a 可変オリフィス
QP 制御流量
QT 戻り流量
C コントローラ
v 車速信号
Ia 急制動時ソレノイド電流指令値
Ib 基本ソレノイド電流指令値
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power steering apparatus provided with a flow rate control valve for controlling a flow rate guided to a power cylinder side.
[0002]
[Prior art]
As a conventional flow control device, for example, a device described in Patent Document 1 is known. This conventional example is shown in FIG.
As shown, a pump P is connected to the flow control valve V.
The spool 1 of the flow rate control valve V has one end facing one pilot chamber 2 and the other end facing the other pilot chamber 3. The one pilot chamber 2 is always in communication with the pump P through the pump port 4. A spring 5 is interposed in the other pilot chamber 3. The pilot chambers 2 and 3 thus configured communicate with each other via a variable orifice a that controls the opening degree according to the excitation current I of the solenoid SOL.
[0003]
That is, one pilot chamber 2 communicates with the inflow side of the steering valve 9 that controls the power cylinder 8 via the flow path 6 → the variable orifice a → the flow path 7. The other pilot chamber 3 communicates with the inflow side of the steering valve 9 via the flow path 10 and the flow path 7.
Therefore, both the pilot chambers 2 and 3 communicate with each other through the variable orifice a, and the pressure on the upstream side of the variable orifice a acts on one pilot chamber 2 and the pressure on the downstream side is in the other pilot chamber. 3 will be affected.
[0004]
The spool 1 maintains a position where the acting force of one pilot chamber 2 and the acting force of the other pilot chamber 3 and the acting force of the spring 5 are balanced. In the balanced position, the spool port 11 is opened. The degree is decided.
Now, if the pump drive source 12 which consists of an engine etc. has stopped, pressure oil will not be supplied to the pump port 4. FIG. If no pressure oil is supplied to the pump port 4, no pressure is generated in the pilot chambers 2 and 3, so that the spool 1 maintains the illustrated normal position by the action of the spring 5.
[0005]
When the pump P is driven from the above state and pressure oil is supplied to the pump port 4, a flow can be made to the variable orifice a, and a differential pressure is generated there. Due to this differential pressure, a pressure difference is generated between the pilot chambers 2 and 3, and the spool 1 moves against the spring 5 in accordance with the pressure difference and maintains the balance position.
As the spool 1 moves against the spring 5 in this way, the opening degree of the tank port 11 is increased, but the control flow rate guided to the steering valve 9 side according to the opening degree of the tank port 11 at this time A distribution ratio between QP and the return flow rate QT returned to the tank T or the pump P is determined. In other words, the control flow rate QP is determined according to the opening degree of the tank port 11.
[0006]
The fact that the control flow rate QP is controlled according to the opening degree of the tank port 11 determined by the moving position of the spool 1 as described above means that the control flow rate QP is finally determined according to the opening degree of the variable orifice a. become. This is because the movement position of the spool 1 is determined by the pressure difference between the pilot chambers 2 and 3, and the opening of the variable orifice a determines this pressure difference.
[0007]
Therefore, in order to control the control flow rate QP according to the vehicle speed and the steering situation, it is only necessary to control the opening of the variable orifice a, that is, the excitation current of the solenoid SOL.
This is because the opening of the variable orifice a can be arbitrarily controlled from the maximum to the minimum depending on the magnitude of the excitation current of the solenoid SOL.
[0008]
The steering valve 9 controls the pressure of the power cylinder 8 in accordance with an input torque (steering torque) of a steering wheel (not shown). For example, if the steering torque is large, the supply amount to the power cylinder 8 is increased, and if the steering torque is small, the pressure of the power cylinder 8 is decreased accordingly. The switching amount of the steering torque and the steering valve 9 is determined by a torsional reaction force such as a torsion bar (not shown).
[0009]
If the switching amount of the steering valve 9 is increased when the steering torque is large as described above, the assist force by the power cylinder 8 is increased accordingly. On the contrary, if the switching amount of the steering valve 9 is reduced, the assist force is reduced.
If the necessary (required) flow rate QM of the power cylinder 8 determined by the moving speed of the piston and the control flow rate QP determined by the flow rate control valve V are made as equal as possible, the energy loss on the pump P side can be kept low. This is because the energy loss on the pump P side is caused by the difference between the control flow rate QP and the required flow rate QM of the power cylinder 8.
[0010]
In order to make the control flow rate QP as close as possible to the required flow rate QM of the power cylinder 8 as described above, it is the solenoid current command value SI for the solenoid SOL that controls the opening of the variable orifice a. The controller C controls the SI.
A steering angle sensor 16 and a vehicle speed sensor 17 are connected to the controller C, and the excitation current of the solenoid SOL is controlled based on the output signals of both sensors.
[0011]
In the figure, reference numeral 18 denotes a slit formed at the tip of the spool 1, and one pilot chamber 2 is always in communication with the flow path 7 through the slit 18 even when the spool 1 is at the position shown in the figure. ing. In other words, even when the spool 1 is in the illustrated state and the flow path 6 is closed, the oil discharged from the pump P is supplied to the steering valve 9 side through the slit 18. ing.
[0012]
Although the flow rate is very small as described above, the pressure oil is supplied to the steering valve 9 because the purpose is to prevent disturbance such as kickback and to ensure responsiveness.
Reference numeral 19 denotes a drive device for the solenoid SOL connected between the controller C and the solenoid SOL.
Reference numerals 13 and 14 are throttles, and reference numeral 15 is a relief valve.
[0013]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-260917 (pages 3 to 6, FIG. 1)
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional apparatus as described above, a vehicle speed sensor is connected to the controller C, and the excitation current of the solenoid SOL is controlled based on the output signal of this sensor. That is, as the vehicle speed increases, the basic solenoid current command value Ib output from the controller C decreases. If the basic solenoid current command value Ib is small, the opening of the variable orifice a is kept small, and the supply flow rate to the power cylinder is reduced.
However, when trying to avoid sudden obstacles and try to steer suddenly in a high-speed running state where the flow rate supplied to the power cylinder is small, the steering of the tire is delayed due to insufficient output of the power cylinder. There was a problem that occurred. The reason is as follows.
[0015]
If the vehicle is suddenly braked by stepping on a sudden brake during the high speed traveling, the front wheel axle load of the vehicle increases. If the front wheel axle load increases, a larger force than usual is required to steer the front wheel. However, since the supply flow rate to the power cylinder is reduced during the high-speed traveling, the assist force by the power cylinder is also reduced.
[0016]
In other words, when trying to steer the front wheels while braking suddenly during the above high-speed running, a large assist force of the power cylinder is required, but the supply flow rate to the power cylinder is reduced. Insufficient output of the power cylinder occurs, and a delay occurs in the turning of the tire.
In addition, the case where the driver tries to steer suddenly by stepping on the brake while driving at a high speed is when trying to avoid an obstacle. If a delay occurs in the steering of the tire when trying to avoid an obstacle, there is a possibility that an avoidance delay will occur.
[0017]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power steering device capable of solving a shortage of output of a power cylinder when sudden braking is attempted during high-speed traveling and sudden steering is attempted.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
A first invention includes a steering valve that controls a power cylinder, a variable orifice provided upstream of the steering valve, a solenoid that controls the opening of the variable orifice, a controller that controls the solenoid exciting current, A flow rate control valve that distributes a flow rate supplied from the pump to a control flow rate that leads to the steering valve according to the opening of the variable orifice and a return flow rate that is circulated to the tank or the pump, a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed, Sudden braking detecting means for detecting sudden braking, the controller outputs a basic solenoid current command value Ib that is a basis of solenoid exciting current based on the vehicle speed, and sudden braking is performed by a signal from the sudden braking detecting means. If it is determined, the solenoid current command value Ia at the time of sudden braking is output and the variable Characterized by relatively increasing the opening degree of the orifice.
[0019]
According to a second aspect of the invention, a vehicle speed sensor is used as the sudden braking detection means, and the controller determines sudden braking when the vehicle speed reduction rate within a predetermined time is equal to or greater than a reference value.
According to a third aspect of the present invention, the sudden braking detecting means detects the amount of movement of the brake pedal within a predetermined time, and the controller determines that sudden braking is performed when the amount of movement is equal to or greater than a reference value.
[0020]
According to a fourth aspect of the present invention, the sudden braking detecting means detects the pressure increase rate of the brake booster within a predetermined time, and the controller determines that sudden braking is performed when the pressure increase rate is equal to or higher than a reference value. To do.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is characterized in that the emergency braking solenoid current command value Ia is selected during sudden braking and the basic solenoid current command value Ib is selected during normal braking. This is the same as the conventional example shown in FIG.
Hereinafter, the controller C will be described in detail, and the same constituent elements as those in the related art will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0022]
The controller C includes a sudden braking circuit system A and a basic circuit system B. The sudden braking circuit system A outputs a sudden braking solenoid current command value Ia, and the basic circuit system B outputs a basic solenoid current command. The value Ib is output.
Further, the controller C is provided with a sudden braking determination means 20, and the switching means 21 is switched by a signal from the sudden braking determination means 20. By switching the switching means 21, either the sudden braking solenoid current command value Ia or the basic solenoid current command value Ib is selected.
In this embodiment, the switching means 21 outputs the normal basic solenoid current command value Ib, and outputs the sudden braking solenoid current command value Ia when the switching means 21 is switched.
[0023]
Further, a steering angle sensor 16 and a vehicle speed sensor 17 are connected to the controller C, and a steering angle signal θ, a steering angular velocity signal ω, and a vehicle speed signal v are input to the controller C.
The steering angle signal θ is calculated based on the steering angle detected by the steering angle sensor 16, and the vehicle speed signal v is calculated based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 17. The steering angular velocity signal ω is calculated by differentiating the steering angle signal θ. However, the steering angular velocity signal ω may be obtained directly by a steering angular velocity sensor provided separately.
[0024]
The sudden braking determination means 20 detects a reduction rate of the vehicle speed within a predetermined time from the vehicle speed signal v in order to determine sudden braking, and determines whether this reduction rate is equal to or higher than a reference value. For example, when the vehicle speed is decelerated from 100 km / h to 40 km / h, the decrease rate within the predetermined time is determined to be equal to or higher than the reference value. If the decrease rate is equal to or greater than the reference value, it is determined that the braking is sudden, and the switching means 21 is switched to select the solenoid current command value Ia for sudden braking.
On the other hand, when the decrease rate is smaller than the reference value, the sudden braking determination means 20 determines that the vehicle is running normally without sudden braking, and the basic solenoid current command is switched without switching the switching means 21. The value Ib is output. The reference value for the reduction rate can be set according to the characteristics of each vehicle.
[0025]
In the basic circuit system B, the basic solenoid current command value Ib is determined as follows.
As shown in FIG. 1, the steering angle signal θ, the steering angular velocity signal ω, and the vehicle speed signal v are input to the controller C. The controller C determines the solenoid current command value Iθ based on the steering angle signal θ. The solenoid current command value Iθ is a theoretical value that makes the relationship between the steering angle signal θ and the control flow rate QP linear. Based on. Further, the solenoid current command value Iω is determined based on the steering angular velocity signal ω. The solenoid current command value Iω is also determined based on a theoretical value in which the steering angular velocity signal ω and the control flow rate QP are linear characteristics.
[0026]
However, the solenoid current command value Iθ and the solenoid current command value Iω are both set to output zero if the steering angle signal θ and the steering angular velocity signal ω do not exceed a certain set value. That is, when the steering wheel is neutral or in the vicinity thereof, the solenoid current command values Iθ and Iω are set to zero.
[0027]
Further, the solenoid current command values Iθ and Iω may be stored in advance in the controller C as table values, or may be calculated by the controller C each time based on the steering angle signal θ or the steering angular velocity signal ω. It may be.
In any case, when the solenoid current command value Iθ and the solenoid current command value Iω are determined, both are added.
[0028]
When both solenoid current command values Iθ and Iω are added as described above, the added value (Iθ + Iω) is multiplied by the solenoid current command value Iv based on the vehicle speed signal v.
The solenoid current command value Iv based on the vehicle speed signal v outputs 1 when the vehicle speed is in the low speed range and outputs zero when the vehicle speed is high. Further, in the medium speed range between the low speed range and the high speed range, a value after the decimal point from 1 to zero is output.
[0029]
Therefore, if the added value (Iθ + Iω) is multiplied by the solenoid current command value Iv based on the vehicle speed signal v, (Iθ + Iω) is output as it is in the low speed range, and (Iθ + Iω) becomes zero in the high speed range.
In the middle speed range, a value that is inversely proportional to the speed increases as the speed increases.
The basic circuit system B outputs (Iθ + Iω) × Iv as the basic solenoid current command value Ib.
[0030]
On the other hand, when the vehicle speed reduction rate is greater than or equal to a certain value, the determination means 20 selects the sudden braking solenoid current command value Ia from the sudden braking circuit system A. The sudden braking solenoid current command value Ia is selected. Is set to a value that allows the tire to be steered immediately even during sudden braking. That is, the sudden braking solenoid current command value Ia is set so that the command value is at least larger than the basic solenoid current command value Ib during high-speed traveling.
[0031]
When the switching means 21 selects either the basic solenoid current command value Ib or the sudden braking solenoid current command value Ia, the selected solenoid current command value Ia, Ib includes the standby solenoid current command value Is. Is added. This is output from the controller C as a solenoid current command value I, and the solenoid excitation current is controlled based on the solenoid current command value I.
[0032]
The standby solenoid current command value Is is for always supplying a predetermined current to the solenoid SOL that controls the opening of the variable orifice a. That is, even when the solenoid current command value based on the steering angle signal θ, the steering angular velocity signal ω, and the vehicle speed signal v is all zero, the standby orifice current command value Is maintains the constant opening of the variable orifice a so that a predetermined standby The flow rate QS is always supplied to the steering valve 9 side.
[0033]
The reason for securing the constant standby flow rate QS in this way is as follows. That is, when a drag due to kickback or other disturbances or self-aligning torque acts on the tire, it acts on the rod of the power cylinder 8, but even in such a case, the standby flow rate QS should be secured. This is because the tire can be prevented from wobbling. Moreover, if the standby flow rate QS is secured, the response can be improved as much as the target control flow rate can be reached in a shorter time than when there is no standby flow rate QS.
Moreover, since the standby flow rate is always ensured in any case, it is possible to counter disturbance due to kickback or the like even during straight traveling in a low speed region, and it is possible to maintain good responsiveness during steering.
[0034]
In the embodiment as described above, the solenoid current command value Ia at the time of sudden braking is set to a value larger than the basic solenoid current command value Ib output at the time of high speed traveling, so that the opening degree of the variable orifice a is kept correspondingly. And the output of the power cylinder can be increased.
Therefore, even during sudden braking, it is possible to prevent a delay in steering due to insufficient output of the power cylinder.
[0035]
Furthermore, although the vehicle speed sensor 17 is used as the sudden braking detection means, sudden braking can be detected based on the vehicle speed signal v of the existing vehicle speed sensor 17 in this way, so that sudden braking can be detected. There is no need to provide a special sensor or the like. Since it is not necessary to provide a special sensor or the like, it is possible to detect the sudden braking without significantly increasing the cost.
[0036]
Further, in the above embodiment, the case where the braking is suddenly performed at the time of high speed traveling has been described. However, if this reference value is set to a case where the vehicle is decelerated from 70 km / h to 30 km / h, for example, only at the time of high speed traveling. This can be detected even when the vehicle is suddenly braked during medium-speed running.
[0037]
The sudden braking is detected based on the rate of decrease of the vehicle speed within a predetermined time. However, detecting the rate of decrease of the vehicle speed means that the acceleration of the vehicle is detected. It is. Therefore, an acceleration sensor may be separately provided as the sudden braking detection means. When the acceleration sensor is used in this way, it is determined that the state is a sudden braking state when the acceleration is greater than a certain value.
When the acceleration sensor is used, since the acceleration can be directly measured, the responsiveness can be further improved.
[0038]
Further, as the sudden braking detection means, the amount of movement of the brake pedal within a predetermined time may be detected. When the amount of movement is larger than the reference value, it is determined that the braking is sudden.
The movement amount of the brake pedal within a predetermined time is large when the brake pedal is depressed instantly. In other words, when sudden braking is applied. Therefore, sudden braking can be determined by detecting the amount of movement of the brake pedal.
[0039]
Further, as the sudden braking detection means, an increase in the pressure of the brake booster within a predetermined time may be detected. When the rate of pressure increase is larger than the reference value, it is determined that the braking is sudden.
The time when the pressure increase rate of the brake booster is large is when the brake pedal is instantly depressed and when the brake is suddenly depressed. When the brake is stepped on in this manner, the pressure of the brake booster increases rapidly.
Therefore, sudden braking can be detected by detecting the pressure increase rate of the brake booster.
[0040]
By detecting the amount of movement of the brake pedal or the pressure increase rate of the brake booster, the responsiveness to sudden braking can be further improved. This is because the act of stepping on the brake is the first action at the time of sudden braking, and since this first action can be directly detected, sudden braking can be detected more quickly.
[0041]
【The invention's effect】
According to the first invention, when it is determined that sudden braking is performed based on a signal from the sudden braking detection means, the solenoid current command value Ia during braking is output so that the opening of the variable orifice is relatively increased. As a result, there is no shortage of power cylinder flow even during sudden braking. Therefore, an obstacle avoidance delay can be prevented.
[0042]
According to the second invention, the vehicle speed sensor is used as the sudden braking detection means, and when the rate of decrease in the vehicle speed within a predetermined time is equal to or greater than the reference value, the controller determines that sudden braking is performed. There is no need to provide. Therefore, the cost can be reduced accordingly.
[0043]
According to the third invention, the sudden braking detection means detects the amount of movement of the brake pedal within a predetermined time, and when the amount of movement is equal to or greater than a reference value, the controller determines that sudden braking is performed. Therefore, it is possible to determine sudden braking more quickly. Therefore, the responsiveness can be kept good.
[0044]
According to the fourth invention, the sudden braking detection means detects the pressure increase rate of the brake booster within a predetermined time, and when the pressure increase rate is equal to or greater than a reference value, the controller determines that the braking is sudden. Therefore, it is possible to determine sudden braking more quickly. Therefore, the responsiveness can be kept good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a control system for normal control of a controller according to an embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional example.
[Explanation of symbols]
8 Power cylinder 9 Steering valve 17 Vehicle speed sensor V Flow rate control valve P Pump a Variable orifice QP Control flow rate QT Return flow rate C Controller v Vehicle speed signal Ia Quick braking solenoid current command value Ib Basic solenoid current command value

Claims (4)

パワーシリンダを制御するステアリングバルブと、このステアリングバルブの上流側に設けた可変オリフィスと、この可変オリフィスの開度を制御するソレノイドと、このソレノイド励磁電流を制御するコントローラと、ポンプから供給される流量を上記可変オリフィスの開度に応じてステアリングバルブに導く制御流量とタンクまたはポンプに環流させる戻り流量とに分配する流量制御弁と、車速を検出する車速センサと、車両の急制動を検出する急制動検出手段とを備え、上記コントローラは車速に基づいてソレノイド励磁電流の基礎となる基本ソレノイド電流指令値Ibを出力するとともに、上記急制動検出手段からの信号によって急制動と判断した場合には、急制動時ソレノイド電流指令値Iaを出力して、上記可変オリフィスの開度を相対的に大きくすることを特徴とするパワーステアリング装置。Steering valve for controlling the power cylinder, a variable orifice provided upstream of the steering valve, a solenoid for controlling the opening of the variable orifice, a controller for controlling the solenoid exciting current, and a flow rate supplied from the pump In accordance with the opening of the variable orifice, a flow rate control valve that distributes the control flow rate to the steering valve and the return flow rate that is circulated to the tank or pump, a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed, and a sudden flow rate that detects sudden braking of the vehicle Braking controller, and the controller outputs a basic solenoid current command value Ib that is the basis of the solenoid excitation current based on the vehicle speed, and when it is determined that sudden braking is performed by a signal from the sudden braking detector, The solenoid current command value Ia at the time of sudden braking is output to open the variable orifice. Power steering apparatus according to claim relatively larger that the. 急制動検出手段として車速センサを用い、コントローラは、所定時間内での車速の減少率が基準値以上のとき、急制動と判断することを特徴とする請求項1記載のパワーステアリング装置。2. The power steering apparatus according to claim 1, wherein a vehicle speed sensor is used as the sudden braking detection means, and the controller determines that the braking is sudden when the rate of decrease in the vehicle speed within a predetermined time is equal to or greater than a reference value. 急制動検出手段は、所定時間内でのブレーキペダルの移動量を検出するとともに、コントローラは、上記移動量が基準値以上のとき、急制動と判断することを特徴とする請求項1記載のパワーステアリング装置。2. The power according to claim 1, wherein the sudden braking detecting means detects the amount of movement of the brake pedal within a predetermined time, and the controller determines that sudden braking is performed when the amount of movement is equal to or greater than a reference value. Steering device. 急制動検出手段は、所定時間内でのブレーキブースターの圧力上昇率を検出するとともに、コントローラは、上記圧力上昇率が基準値以上のとき、急制動と判断することを特徴とする請求項1記載のパワーステアリング装置。The sudden braking detection means detects the pressure increase rate of the brake booster within a predetermined time, and the controller determines that the braking is sudden when the pressure increase rate is equal to or higher than a reference value. Power steering device.
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