JP4678467B2 - Power steering device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータによって駆動されるポンプの発生油圧によりステアリング機構に操舵補助力を与えるパワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ステアリング機構に結合されたパワーシリンダにオイルポンプからの作動油を供給することによって、ステアリングホイールの操作を補助するパワーステアリング装置が知られている。オイルポンプは、電動モータによって駆動され、その回転速度に応じた操舵補助力がパワーシリンダから発生される。
ステアリング軸には、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてねじれを生じるトーションバーと、トーションバーのねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧制御弁とが組み込まれている。この油圧制御弁は、オイルポンプとパワーシリンダとの間の油圧系統に介装されていて、操舵トルクに応じた操舵補助力をパワーシリンダから発生させる。
【0003】
電動モータの駆動制御は、たとえば、ステアリングホイールの舵角速度に基づいて行われる。すなわち、ステアリングホイールに関連して設けられた舵角センサの出力に基づいて舵角速度が求められ、この舵角速度に基づいて電動モータの目標回転速度が設定される。この目標回転速度が達成されるように、電動モータに電圧が供給される。さらに具体的には、舵角速度が小さい場合には、ステアリングホイールの操作がわずかであるから、電動モータは、目標回転速度の下限値であるスタンバイ回転速度に減速される。一方、舵角速度が大きければ、ステアリングホイールが大きく操作されていると見なされ、そのときの舵角速度に応じて電動モータが駆動され、操舵補助力が発生する。
【0004】
パワーステアリング装置を制御するための電子制御ユニットは、センサライン等の故障を検出する異常監視処理を実行している。この異常監視処理によっていずれかの異常(フェール)が検出されると、電子制御ユニットは、フェールセーフ処理により、電動モータの回転速度を徐々に減少させ、電動モータを停止させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現状のパワーステアリング装置においては、異常発生に応答して電動モータの回転速度を徐々に減少させるようになっていて、操舵が行われていなくても、電動モータが停止状態へと導かれる。
すなわち、たとえば、車両が直進路を走行中であって、ステアリングホイールが舵角中点で保持されている間にも、電動モータの回転速度が減少していく。そのため、運転者はパワーステアリング装置の異常に気付きにくいうえ、次操舵時に操舵抵抗が急増して、操舵違和感を感じることとなる。
【0006】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、運転者にパワーステアリング装置の異常を確実に認識させることができ、しかも、操舵抵抗の急増による操舵違和感を解消できるパワーステアリング装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、電動モータ(27)によって駆動されるポンプ(26)の発生油圧によって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置であって、車両の操向のための操作部材(2)による操舵の速度である舵角速度を検出する舵角速度検出手段(11,31,S4)と、当該パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出手段(31,S1)と、上記操作部材による操舵の有無を検出する操舵検出手段(11,31,S9,S21,S22)と、上記異常検出手段が異常を検出していないときに、上記舵角速度検出手段の出力に基づいて上記電動モータの駆動目標値を定める正常時駆動目標値設定手段(S5)と、上記異常検出手段が異常を検出したときに、上記操舵検出手段が操舵を検出していることを条件に、上記電動モータの駆動目標値を所定の異常時駆動目標値まで漸減させる異常時駆動目標値設定手段(31,S10,S11,S23,S31)と、上記正常時駆動目標値設定手段または異常時駆動目標値設定手段によって設定される駆動目標値に基づいて上記電動モータを駆動するモータ駆動手段(28,31,S6)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。
【0008】
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示す。以下、この項において同じ。
上記の構成によれば、正常時には舵角速度検出手段の出力に基づいて電動モータの駆動目標値が定められる。パワーステアリング装置の異常が検出されると、異常時駆動目標値設定手段の働きにより、電動モータの駆動目標値が所定の異常時駆動目標値(たとえば零)まで漸減される。このとき、異常時駆動目標値設定手段は、操舵検出手段が操舵有りを検出していることを条件に、駆動目標値を減少させる。
【0009】
したがって、パワーステアリング装置に異常が発生した場合であっても、操作部材による操舵がされていない期間、すなわち、直進走行期間等に、電動モータの駆動目標値が異常時駆動目標値へと減少してしまうことがない。すなわち、運転者が操舵しているときにのみ駆動目標値が減少させられるから、運転者は、駆動目標値の漸減に伴って、操舵抵抗の漸増を確実に認知することができる。これにより、運転者にパワーステアリング装置の異常を確実に認識させることができるとともに、操舵抵抗の急増に起因する操舵違和感を解消できる。
【0010】
なお、上記舵角速度検出手段は、操作部材の操舵角を検出する舵角センサ(11)と、この舵角センサが検出する操舵角を時間微分する手段(31,S4)とを含むものであってもよい。
また、操舵検出手段は、舵角センサによって検出される舵角変化の有無を検出するものであってもよいし、舵角速度検出手段が所定値(たとえば零)を超える舵角速度を検出しているか否かに基づいて操舵の有無を検出するものであってもよい。
【0011】
舵角センサは、一定舵角変化ごとに検出信号(たとえばパルス信号)を発生する構成であってもよく、この場合には、舵角センサの検出信号の有無に基づいて操舵の有無を検出することができる。
請求項2記載の発明は、上記異常時駆動目標値設定手段は、上記異常検出手段が異常を検出した時点における駆動目標値が所定値未満のときには、当該所定値まで駆動目標値を漸増させる手段(31,S7,S8)を含むものであ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である。
【0012】
パワーステアリング装置に異常が発生した時点における駆動目標値が異常時駆動目標値に近い小さな値である場合には、駆動目標値は速やかに異常時駆動目標値へと導かれる。そのため、運転者は、操舵抵抗の漸増を感じることができず、異常発生を認識できないおそれがある。
そこで、この発明では、異常検出時点における駆動目標値が所定値未満のときには、駆動目標値を当該所定値まで漸増させることとしている。これにより、駆動目標値が当該所定値から異常時駆動目標値まで漸減される過程で、運転者に操舵抵抗の漸増を認知させ、異常発生を確実に認識させることができる。なお、駆動目標値が上記所定値に達した後には、駆動目標値は上記駆動目標値に向けて漸減され、異常状態が継続している限りにおいて、駆動目標値が再度増加されることはない。
【0013】
請求項3記載の発明は、上記操作部材の操作による舵角変化を検出し、一定の舵角変化ごとに検出信号を出力する舵角センサ(11)をさらに含み、上記操舵検出手段は、上記舵角センサからの検出信号の有無を検出するものであり、上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角センサからの検出信号が入力されるたびに、一定値ずつ駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置である。
【0014】
この構成では、一定舵角変化ごとに検出信号(たとえば、検出パルス)を出力する舵角センサからの検出信号の有無により、操舵の有無が検出される。そして、舵角センサが検出信号を出力するたびに駆動目標値を一定値だけ減少させるという単純な処理によって、運転者に異常発生を認識させることができる。
請求項4記載の発明は、上記操舵検出手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が所定値を超える値かどうかを検出するものであり、上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が上記所定値を超える値である場合に、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度に応じた時間変化率で駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置である。
【0015】
この構成では、舵角速度が所定値(たとえば零)を超える値かどうかに基づいて、操舵の有無が検出される。そして、舵角速度が所定値を超えていれば、その舵角速度に応じた時間変化率で駆動目標値が漸減される。これにより、駆動目標値の減少の態様を最適化できるから、運転者に操舵違和感を与えることなく、かつ、確実に異常発生を認識させることができる。
たとえば、舵角速度の逆数に比例する時間変化率で駆動目標値を漸減させることが好ましい。これにより、緊急操舵時のように舵角速度が大きいときには操舵抵抗の増加が少なく、緩慢な操舵が行われているときほど操舵抵抗が速やかに増大する。したがって、安全性の向上を図りつつ、かつ、運転者に異常発生を確実に認識させることができる。
【0016】
請求項5記載の発明は、上記操舵検出手段は、上記舵角速度検出手段が出力する舵角速度が所定値を超える値かどうかを検出するものであり、上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が上記所定値を超える値である場合に、予め定める一定の時間変化率で駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置である。
【0017】
この構成では、舵角速度が所定値(たとえば零)を超える値かどうかに基づいて、操舵の有無が検出される。そして、舵角速度が所定値を超えていれば、一定の時間変化率で駆動目標値が減少させられる。これにより、複雑な演算を要しない簡単な処理で駆動目標値を異常時駆動目標値まで漸減させることができ、運転者に異常発生を確実に認識させることができる。
【0018】
【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に係るパワーステアリング装置の基本的な構成を示す図解図である。このパワーステアリング装置は、車両のステアリング機構1に関連して設けられ、このステアリング機構1に操舵補助力を与えるためのものである。
【0019】
ステアリング機構1は、運転者によって操作されるステアリングホイール2と、このステアリングホイール2に連結されたステアリング軸3と、ステアリング軸3の先端に設けられたピニオンギア4と、ピニオンギア4に噛合するラックギア部5aを有し、車両の左右方向に延びたラック軸5とを備えている。ラック軸5の両端にはタイロッド6がそれぞれ結合されており、このタイロッド6は、それぞれ、舵取り車輪としての前左右輪FL,FRを支持するナックルアーム7に結合されている。ナックルアーム7は、キングピン8まわりに回動可能に設けられている。
【0020】
この構成により、ステアリングホイール2が操作されてステアリング軸3が回転されると、この回転がピニオンギア4およびラック軸5によって車両の左右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7のキングピン8まわりの回動に変換され、これによって、前左右輪FL,FRの転舵が達成される。
ステアリング軸3には、ステアリングホイール2に加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてねじれを生じるトーションバー9と、トーションバー9のねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧制御弁23とが組み込まれている。油圧制御弁23は、ステアリング機構1に操舵補助力を与えるパワーシリンダ20に接続されている。パワーシリンダ20は、ラック軸5に一体的に設けられたピストン21と、ピストン21によって区画された一対のシリンダ室20a,20bとを有しており、シリンダ室20a,20bは、それぞれ、オイル供給/帰還路22a,22bを介して、油圧制御弁23に接続されている。
【0021】
油圧制御弁23は、さらに、リザーバタンク25およびオイルポンプ26を通るオイル循環路24の途中部に介装されている。オイルポンプ26は、電動モータ27によって駆動され、リザーバタンク25に貯留されている作動油を汲み出して油圧制御弁23に供給する。余剰分の作動油は、油圧制御弁23からオイル循環路24を介してリザーバタンク25に帰還される。
油圧制御弁23は、トーションバー9に一方方向のねじれが加わった場合には、オイル供給/帰還路22a,22bのうちの一方を介してパワーシリンダ20のシリンダ室20a,20bのうちの一方に作動油を供給する。また、トーションバー9に他方方向のねじれが加えられた場合には、オイル供給/帰還路22a,22bのうちの他方を介してシリンダ室20a,20bのうちの他方に作動油を供給する。トーションバー9にねじれがほとんど加わっていない場合には、油圧制御弁23は、いわば平衡状態となり、作動油はパワーシリンダ20に供給されることなく、オイル循環路24を循環する。
【0022】
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が車幅方向に沿って移動する。これにより、ラック軸5に操舵補助力が作用することになる。
油圧制御弁23に関連する構成例は、たとえば、特開昭59−118577号公報に詳しく開示されている。
電動モータ27は、たとえばブラシレスモータからなり、駆動回路28を介して、電子制御ユニット30によって制御される。駆動回路28は、たとえば、パワートランジスタのブリッジ回路からなり、電源としての車載バッテリ40からの電力を、電子制御ユニット30から与えられる制御信号に応じて電動モータ27に供給する。
【0023】
電子制御ユニット30は、車載バッテリ40からの電力供給を受けて動作するマイクロコンピュータを含み、このマイクロコンピュータは、CPU31と、CPU31のワークエリアなどを提供するRAM32と、CPU31の動作プログラムおよび制御用のデータ等を記憶したROM33と、CPU31、RAM32およびROM33を相互接続するバス34とを備えている。
電子制御ユニット30には、舵角センサ11から出力される舵角信号が与えられるようになっており、この舵角信号に基づいて、その時間微分値に相当する舵角速度を演算する。舵角センサ11は、たとえば、一定の舵角変化ごとに検出信号としてのパルス信号を出力するものであってもよい。この場合、ステアリングホイール2が一定角度位置で保持されているときには、舵角センサ11は検出信号を出力しない。また、ステアリングホイール2が速く操作されると、舵角センサ11は短い周期で検出信号を出力し、ステアリングホイール2が緩慢に操作されると、舵角センサ11は長い周期で検出信号を出力する。したがって、検出信号の時間間隔に基づいて、ステアリングホイール2による操舵の速度である舵角速度を演算することができる。
【0024】
電子制御ユニット30には、さらに、電動モータ27に流れる電流を検出する電流検出回路12からの電流検出信号と、電動モータ27のロータの回転位置を検出する回転センサ15からの信号とが与えられるようになっている。
さらに、電子制御ユニット30には、車速センサ13から出力される車速信号が与えられるようになっている。車速センサ13は、車速を直接的に検出するものでもよく、また、車輪に関連して設けられた車輪速センサの出力パルスに基づいて車速を計算により求めるものであってもよい。
【0025】
電子制御ユニット30は、舵角センサ11、電流検出回路12および車速センサ13からそれぞれ与えられる舵角信号、電流信号および車速信号に基づいて、電動モータ27の駆動を制御する。
図2は、舵角センサ11の出力に基づいて算出される舵角速度Vθと電動モータ27の目標回転速度Rとの対応関係を示す特性図である。目標回転速度Rは、舵角速度Vθに対して定められた第1しきい値VT1および第2しきい値VT2の間で増加するように、下限値R1と上限値R2との間で定められる。下限値R1はスタンバイ回転速度であり、第1しきい値VT1未満の舵角速度に対しては、このスタンバイ回転速度R1で電動モータ27が回転駆動される。
【0026】
CPU31は、車速に基づいて、図2に示すように、舵角速度Vθに対する目標回転速度Rの傾きを可変設定する。すなわち、第2しきい値VT2が、車速域に応じて可変設定される。より具体的には、車速が大きいほど、第2しきい値VT2は大きな値に設定される。これにより、車速が大きいほど目標回転速度Rが小さく設定されることになり、操舵補助力が小さくなる。こうして、車速に応じた適切な操舵補助力を発生するための車速感応制御が行われる。
【0027】
一方、CPU31は、装置の各部の異常を監視する異常監視ルーチンを制御周期毎に繰り返し実行しており、異常が生じたときには、フェールセーフ処理を実行し、電動モータ27を停止させて、不所望な操舵補助が行われないようにする。
図3は、CPU31が所定の制御周期毎に繰り返し実行する電動モータ27の制御処理を説明するフローチャートである。
【0028】
CPU31は、異常監視ルーチンを実行することにより、異常の有無を判断する(ステップS1)。異常が無い場合(ステップS1のNO)、CPU31は、車速センサ13から、車速を読み込む(ステップS2)。次に、CPU31は、舵角センサ11から舵角信号を読み込み(ステップS3)、これをもとに舵角の時間微分値としての舵角速度を演算する(ステップS4)。求められた舵角速度および上記読み込まれた車速に基づいて、CPU31は、図2に示された特性に従って、電動モータ27の目標回転速度Rを設定する(ステップS5)。そして、設定された目標回転速度Rになるように、電動モータ27が駆動される(ステップS6)。これにより、電動モータ27の回転速度に応じた操舵補助力が発生する。以後、CPU31の異常監視ルーチンによって異常が監視されない場合は、ステップS1〜S6の処理が繰り返される。
【0029】
異常が検出された場合(ステップS1のYES)、CPU31は、目標回転速度Rが異常発生後、1度も所定回転速度Z(たとえば、2000rpm)以上でないかを判定する(ステップS7)。
目標回転速度Rが所定回転速度Z以上でない場合(ステップS7のYES)、CPU31は、現目標回転速度Rに定数K(たとえば、K=4)を加算して、新たな目標回転速度Rを設定する(ステップS8)。そして、この新たな目標回転速度Rに基づいて、電動モータ27が駆動される(ステップS6)。その後、異常状態が継続すると(ステップS1のYES)、目標回転速度Rが所定回転速度Z以上になるまで(ステップS7)、ステップS1,S7,S8の処理が制御周期毎に繰り返される。これにより、異常発生時には、目標回転速度Rが所定回転速度Zまで一定の時間変化率で漸増されることになる。
【0030】
異常発生後、1度でも目標回転速度Rが所定回転速度Z以上であれば(ステップS7のNO)、CPU31は、舵角センサ11の出力信号の有無をチェックする(ステップS9)。舵角センサ11から出力されるパルス信号が確認されない場合には(ステップS9のNO)、CPU31は、従前の目標回転速度Rで電動モータ27を駆動する(ステップS6)。
舵角センサ11からパルス信号が出力されると(ステップS9のYES)、CPU31は、現目標回転速度Rから、定数x(たとえば、x=1)を減算して、新たな目標回転速度Rを設定する(ステップS10)。新たに設定された目標回転速度Rが零でなければ(ステップS11のNO)、CPU31は、当該目標回転速度Rに基づいて電動モータ27を駆動する(ステップS6)。
【0031】
異常状態が継続すると(ステップS1のYES)、ステップS7,S9,S10,S11,S6の処理が制御周期毎に繰り返される。これにより、舵角センサ11がパルス信号を出力するたびに、すなわち、一定の舵角変化があるたびに、一定値xずつ、目標回転速度Rが減じられる。こうして目標回転速度Rが零まで漸減すると(ステップS11のYES)、CPU31は電動モータ27を停止する(ステップS12)。
【0032】
図4は、目標回転速度Rの時間変化の一例を示す図である。
時間Fにおいて、パワーステアリング装置の異常が検出されると(図3のステップS1のYES)、電動モータ27の目標回転速度Rが異常発生後、1度も所定回転速度Z以上でなければ(図3のステップS7のYES)、CPU31は、目標回転速度Rを、制御周期毎に定数Kずつ増加させることにより、所定回転速度Zまで漸増させる(図3のステップS8)。
目標回転速度Rが、1度、所定回転速度Z以上になった以後は(図3のステップS7のNO)、舵角速度Vθが大きい期間T1においては、舵角センサ11から発生されるパルス信号の周期が短いため、目標回転速度Rは速やかに減少していく。
【0033】
舵角変化がない(すなわち舵角速度Vθ=0)期間T2には、舵角センサ11からパルス信号が発生されない(図3のステップS9のNO)。したがって、CPU31は、操舵がされていないと判断し、目標回転速度Rは不変に保たれる。
舵角速度Vθが小さい期間T3には、舵角センサ11から発生されるパルス信号は、その周期が長い。そのため、目標回転速度Rは緩やかに減少する。そうして目標回転速度Rが零になると(図3のステップS11)、電動モータ27が停止する(図3のステップS12)。
【0034】
以上のようにこの実施形態によれば、異常発生時には、舵角センサ11がパルス信号を出力するたびに、定数xずつ目標回転速度Rが減少させられて、電動モータ27が停止状態に導かれる。すなわち、直進走行時のように舵角変化がない状況では目標回転速度Rは減少せず、実質的な操舵が行われたときにのみ目標回転速度Rが減少して操舵抵抗が増加することになる。これにより、単純な処理で、異常発生時には、操舵抵抗の漸増を通じて、運転者に確実に異常発生を認識させることができ、しかも、操舵抵抗の急増による操舵違和感を生じるおそれもない。
【0035】
さらに、この実施形態では、異常発生時の目標回転速度Rが所定回転速度Z未満のときには、目標回転速度Rを予め当該所定回転速度Zまで漸増(制御周期毎に定数Kずつ増加)させたうえで、目標回転速度Rを零まで漸減させる処理が行われている。これにより、運転者に確実に操舵抵抗の漸増を感じさせることができるから、異常発生を確実に運転者に伝えることができる。
図5は、この発明の第二の実施形態に係るパワーステアリング装置による処理を説明するフローチャートである。この第二の実施形態の説明では、上述の図1および図2を再び参照する。また、図5には、電動モータ27の制御のためにCPU31が制御周期毎に繰り返し実行する処理が示されているが、この図5において上述の図3に示されたステップと同様の処理が行われるステップには、図3の場合と同一の参照符号を付して示す。
【0036】
この実施形態では、ステップS7において、目標回転速度Rが所定回転速度Z以上であると判断された場合に、CPU31は、舵角センサ11から読み込んだ舵角信号を時間微分して舵角速度Vθを演算する(ステップS21)。求められた舵角速度Vθが零であれば(ステップS22のYES)、CPU31は、従前の目標回転速度Rに基づいて電動モータ27を駆動する(ステップS6)。求められた舵角速度Vθが零でなければ(ステップS22のNO)、CPU31は、現目標回転速度Rから舵角速度Vθの逆数に比例する変数A/Vθ(ただしAは正の比例定数)を減算して、新たな目標回転速度Rを設定する(ステップS23)。
【0037】
新たに設定された目標回転速度Rが零よりも大きければ(ステップS11のNO)、CPU31は、当該目標回転速度Rに基づいて電動モータ27を駆動する(ステップS6)。
異常状態が継続すると(ステップS1のYES)、ステップS7,S21,S22,S23,S11,S6の処理が制御周期毎に繰り返される。これにより、求められた舵角速度が零ではない場合、すなわち、舵角変化がある場合は、目標回転速度Rから舵角速度Vθの逆数に比例した数値A/Vθが減じられていく。
【0038】
こうして目標回転速度Rが零まで漸減すると(ステップS11のYES)、CPU31は電動モータ27を停止する(ステップS12)。
図6は、この実施形態における目標回転速度Rの時間変化の一例を示す図である。
時間Fにおいて、パワーステアリング装置に異常が検出されると(図5のステップS1のYES)、電動モータ27の目標回転速度Rが異常発生後、1度も所定回転速度Z以上でなければ(図5のステップS7のYES)、CPU31は、目標回転速度Rを、制御周期毎に定数Kずつ増加させることにより、所定回転速度Zまで漸増させる(図5のステップS8)。
【0039】
目標回転速度Rが、1度、所定回転速度Z以上になった以後は(図5のステップS7のNO)、舵角速度Vθが零の期間T5には(図5のステップS22のYES)、目標回転速度Rは不変に保たれる。
舵角速度Vθが零ではない場合(図5のステップS22のNO)には、舵角速度Vθの逆数に比例した値A/Vθを目標回転速度Rから減じて新たな目標回転速度Rとする(図5のステップS23)。すなわち、舵角速度Vθが大きい期間T4においては、目標回転速度Rは緩やかに減少し、舵角速度Vθが小さい期間T6においては、目標回転速度Rは速やかに減少していく。そうして目標回転速度Rが零になると(図5のステップS11)、電動モータ27が停止する(図5のステップS12)。
【0040】
以上のように、異常発生時には、舵角速度Vθが零ではないことを条件に、電動モータ27の目標回転速度Rが減少する。このとき、舵角速度Vθの逆数に比例した数値A/Vθを目標回転速度Rから減算するため、舵角速度Vθが大きい場合には、操舵補助力の減少量が小さくなり、舵角速度Vθが小さい場合には、操舵補助力の減少量が大きくなる。すなわち、緊急操舵時のように舵角速度Vθが大きいほど操舵抵抗の増加が少なく、緩慢な操舵が行われているときには、操舵抵抗が速やかに増大する。よって、安全性の向上を図りつつ、かつ、運転者に異常発生を確実に認識させることができる。
【0041】
その他、上述の第一の実施形態の場合と同様な効果を併せて達成できる。
図7は、この発明の第三の実施形態に係るパワーステアリング装置による処理を説明するためのフローチャートである。
この第三の実施形態の説明では、上述の図1および図2を再び参照する。また、図7には、電動モータ27の制御のためにCPU31が制御周期毎に繰り返し実行する処理が示されているが、この図7において上述の図5に示されたステップと同様の処理が行われるステップには、図5の場合と同一の参照符号を付して示す。
【0042】
この実施形態では、ステップS22において、舵角速度Vθが零でないと判断されると、CPU31は、現目標回転速度Rから、定数y(たとえば、y=4)を減算して、新たな目標回転速度Rを設定する(ステップS31)。新たに設定された目標回転速度Rが零よりも大きければ(ステップS11のNO)、CPU31は、当該目標回転速度Rに基づいて電動モータ27を駆動する(ステップS6)。
【0043】
異常状態が継続すると(ステップS1のYES)、ステップS7,S21,S22,S31,S11,S6の処理が制御周期毎に繰り返される。これにより、舵角速度Vθが零ではないことを条件に、すなわち、操舵変化が検出される状況では、制御周期毎に定数yずつ(すなわち、一定の時間変化率で)、目標回転速度Rが漸減される。こうして目標回転速度Rが零まで漸減すると(ステップS11のYES)、CPU31は電動モータ27を停止する(ステップS12)。
【0044】
図8は、この実施形態における目標回転速度Rの時間変化の一例を示す図である。
時間Fにおいて、パワーステアリング装置に異常が検出されると(図7のステップS1のYES)、電動モータ27の目標回転速度Rが異常発生後、1度も所定回転速度Z以上でなければ(図7のステップS7のYES)、CPU31は、目標回転速度Rを、制御周期毎に定数Kずつ増加させることにより、所定回転速度Zまで漸増させる(図7のステップS8)。
【0045】
目標回転速度Rが、1度、所定回転速度Z以上になった以後は(図7のステップS7のNO)、舵角速度Vθが零の期間T8では、目標回転速度Rは不変に保たれる(図7のステップS22のYES)。
舵角速度Vθが零ではない(図7のステップS22のNO)期間T7,T9には、舵角速度Vθの大小に関わらず、制御周期毎に定数yずつ目標回転速度Rが減じられる(図7のステップS31)。したがって、操舵が行われているときにだけ目標回転速度Rは一定の時間変化率で減少していく。そうして目標回転速度Rが零になると(図7のステップS11)、電動モータ27が停止する(図7のステップS12)。
【0046】
この実施形態によれば、上述の第二の実施形態と同様の効果を達成できる。しかも、舵角速度Vθの逆数に比例する値A/Vθを演算する必要がないので、複雑な演算を要しない、簡単な処理で駆動目標値を異常時駆動目標値まで漸減させることができ、運転者に確実に異常を認識させることができる。
以上、この発明の三つの実施形態について説明したが、この発明はこれら以外の形態で実施することも可能である。
【0047】
たとえば、上記三つの実施形態においては、電動モータ27の駆動目標値として、目標回転速度Rを用いることとしたが、電動モータ27の駆動目標電圧(または電流)を駆動目標値として用いてもよい。
また、上記実施形態では、操舵の有無を舵角センサ11の出力に基づいて検出しているが、たとえば、ステアリングホイール2に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサの出力に基づいて操舵の有無を検出することとしてもよい。
【0048】
さらに、上記第二および第三の実施形態では、舵角速度Vθが零でないときに、操舵有りとの判断がされることとしているが、舵角速度Vθが正のしきい値を超えることを条件に、操舵有りの判断をすることとしてもよい。
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本的な構成を示す概念図である。
【図2】舵角速度と電動モータの目標回転速度との関係を示す特性図である。
【図3】CPUが所定の制御周期毎に繰り返し実行する電動モータの制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図4】目標回転速度の時間変化の一例を示す図である。
【図5】この発明の第二の実施形態に係るパワーステアリング装置における電動モータ目標回転速度の制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図6】上記第二の実施形態に係る制御処理による電動モータの目標回転速度の時間変化の一例を示す図である。
【図7】この発明の第三の実施形態に係るパワーステアリング装置における電動モータの制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図8】上記第三の実施形態に係る制御処理による電動モータの目標回転速度の時間変化の一例を示す図である。
【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
9 トーションバー
11 舵角センサ
12 電流検出回路
13 車速センサ
20 パワーシリンダ
23 油圧制御弁
26 オイルポンプ
27 電動モータ
28 駆動回路
30 電子制御ユニット
31 CPU
33 ROM
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power steering device that applies a steering assist force to a steering mechanism by hydraulic pressure generated by a pump driven by an electric motor.
[0002]
[Prior art]
There is known a power steering device that assists the operation of a steering wheel by supplying hydraulic oil from an oil pump to a power cylinder coupled to a steering mechanism. The oil pump is driven by an electric motor, and a steering assist force corresponding to the rotation speed is generated from the power cylinder.
The steering shaft includes a torsion bar that twists according to the direction and magnitude of the steering torque applied to the steering wheel, and a hydraulic control valve whose opening degree changes according to the direction and magnitude of the twist of the torsion bar. It has been incorporated. The hydraulic control valve is interposed in a hydraulic system between the oil pump and the power cylinder, and generates a steering assist force corresponding to the steering torque from the power cylinder.
[0003]
The drive control of the electric motor is performed based on the steering angular speed of the steering wheel, for example. That is, the steering angular speed is obtained based on the output of the steering angle sensor provided in association with the steering wheel, and the target rotational speed of the electric motor is set based on the steering angular speed. A voltage is supplied to the electric motor so that this target rotational speed is achieved. More specifically, when the rudder angular speed is small, the steering wheel is slightly operated, so the electric motor is decelerated to the standby rotational speed that is the lower limit value of the target rotational speed. On the other hand, if the rudder angular velocity is large, it is considered that the steering wheel is largely operated, the electric motor is driven according to the rudder angular velocity at that time, and steering assist force is generated.
[0004]
An electronic control unit for controlling the power steering apparatus executes an abnormality monitoring process for detecting a failure of a sensor line or the like. When any abnormality (failure) is detected by the abnormality monitoring process, the electronic control unit gradually decreases the rotation speed of the electric motor and stops the electric motor by the fail-safe process.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the current power steering apparatus, the rotational speed of the electric motor is gradually decreased in response to the occurrence of an abnormality, and the electric motor is led to a stopped state even if steering is not performed. .
That is, for example, the rotational speed of the electric motor decreases while the vehicle is traveling on a straight path and the steering wheel is held at the steering angle midpoint. Therefore, the driver is less likely to notice an abnormality in the power steering device, and the steering resistance increases rapidly during the next steering, and the driver feels uncomfortable.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a power steering device that solves the technical problems described above, allows a driver to reliably recognize an abnormality in the power steering device, and eliminates the uncomfortable steering caused by a sudden increase in steering resistance. Is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a power steering device for generating a steering assist force by a hydraulic pressure generated by a pump (26) driven by an electric motor (27), and for steering a vehicle. Steering angular velocity detecting means (11, 31, S4) for detecting the steering angular speed, which is the steering speed by the operation member (2), and abnormality detecting means (31, S1) for detecting abnormality of the power steering device Based on the output of the steering angular velocity detecting means when the steering detecting means (11, 31, S9, S21, S22) for detecting the presence or absence of steering by the operation member and the abnormality detecting means detects no abnormality. When the normal drive target value setting means (S5) for determining the drive target value of the electric motor and the abnormality detection means detect an abnormality, the steering detection means detects the steering. On the condition that the drive target value of the electric motor is gradually reduced to a predetermined drive target value at the time of abnormality, the drive target value setting unit for abnormality (31, S10, S11, S23, S31) and the drive target value at normal time A power steering device comprising: motor drive means (28, 31, S6) for driving the electric motor based on a drive target value set by a setting means or an abnormal time drive target value setting means.
[0008]
The alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to said structure, the drive target value of an electric motor is defined based on the output of a steering angular velocity detection means at the time of normal. When an abnormality of the power steering device is detected, the drive target value of the electric motor is gradually reduced to a predetermined drive target value (for example, zero) at the time of abnormality by the function of the drive target value setting unit at the time of abnormality. At this time, the abnormal time drive target value setting means decreases the drive target value on condition that the steering detection means detects the presence of steering.
[0009]
Therefore, even when an abnormality occurs in the power steering device, the drive target value of the electric motor decreases to the drive target value at the time of abnormality during a period when the operation member is not steered, that is, during a straight traveling period. There is no end. That is, since the drive target value is decreased only when the driver is steering, the driver can surely recognize the gradual increase of the steering resistance with the gradual decrease of the drive target value. This makes it possible for the driver to reliably recognize the abnormality of the power steering device and to eliminate the uncomfortable feeling of steering caused by the sudden increase in steering resistance.
[0010]
The rudder angular velocity detection means includes a rudder angle sensor (11) for detecting the steering angle of the operation member and means (31, S4) for time differentiation of the steering angle detected by the rudder angle sensor. May be.
Further, the steering detection means may detect the presence or absence of a change in the steering angle detected by the steering angle sensor, or whether the steering angular speed detection means detects a steering angular speed exceeding a predetermined value (for example, zero). The presence or absence of steering may be detected based on whether or not.
[0011]
The steering angle sensor may be configured to generate a detection signal (for example, a pulse signal) at every constant steering angle change. In this case, the presence or absence of steering is detected based on the presence or absence of the detection signal of the steering angle sensor. be able to.
According to a second aspect of the present invention, when the drive target value at the time when the abnormality detection unit detects an abnormality is less than a predetermined value, the abnormality-time drive target value setting unit gradually increases the drive target value to the predetermined value. The power steering apparatus according to claim 1, comprising (31, S7, S8).
[0012]
When the drive target value at the time when the abnormality occurs in the power steering apparatus is a small value close to the abnormal drive target value, the drive target value is promptly led to the abnormal drive target value. Therefore, the driver cannot feel a gradual increase in steering resistance and may not be able to recognize the occurrence of an abnormality.
Therefore, in the present invention, when the drive target value at the time of abnormality detection is less than a predetermined value, the drive target value is gradually increased to the predetermined value. As a result, in the process in which the drive target value is gradually decreased from the predetermined value to the drive target value at the time of abnormality, the driver can be made to recognize the gradual increase of the steering resistance, and the occurrence of abnormality can be surely recognized. Note that after the drive target value reaches the predetermined value, the drive target value is gradually decreased toward the drive target value, and the drive target value is not increased again as long as the abnormal state continues. .
[0013]
The invention according to claim 3 further includes a rudder angle sensor (11) for detecting a rudder angle change due to an operation of the operation member and outputting a detection signal for every constant rudder angle change, The presence / absence of a detection signal from the steering angle sensor detects the presence / absence of the detection signal, and the abnormal time drive target value setting means decreases the drive target value by a fixed value each time the detection signal from the steering angle sensor is input. The power steering device according to claim 1 or 2, wherein the power steering device is one.
[0014]
In this configuration, the presence or absence of steering is detected based on the presence or absence of a detection signal from a steering angle sensor that outputs a detection signal (for example, a detection pulse) at every constant steering angle change. Then, it is possible to make the driver recognize the occurrence of abnormality by a simple process of reducing the drive target value by a certain value every time the steering angle sensor outputs a detection signal.
According to a fourth aspect of the present invention, the steering detection means detects whether or not the steering angular speed detected by the steering angular speed detection means exceeds a predetermined value. When the rudder angular speed detected by the rudder angular speed detection means is a value exceeding the predetermined value, the drive target value is decreased at a rate of change with time according to the rudder angular speed detected by the rudder angular speed detection means. The power steering apparatus according to claim 1 or 2.
[0015]
In this configuration, the presence or absence of steering is detected based on whether or not the steering angular velocity exceeds a predetermined value (for example, zero). If the rudder angular velocity exceeds a predetermined value, the drive target value is gradually reduced at a time change rate according to the rudder angular velocity. Thereby, since the mode of reduction of the drive target value can be optimized, it is possible to reliably recognize the occurrence of abnormality without giving the driver a feeling of steering discomfort.
For example, it is preferable to gradually decrease the drive target value at a time change rate proportional to the reciprocal of the steering angular velocity. As a result, when the steering angular speed is high, such as during emergency steering, the increase in steering resistance is small, and the steering resistance increases more rapidly as slow steering is performed. Accordingly, it is possible to make the driver surely recognize the occurrence of an abnormality while improving safety.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, the steering detection means detects whether or not the steering angular speed output from the steering angular speed detection means exceeds a predetermined value. 3. The drive target value is decreased at a predetermined constant rate of time change when the rudder angular velocity detected by the rudder angular velocity detection means exceeds the predetermined value. It is a power steering device.
[0017]
In this configuration, the presence or absence of steering is detected based on whether or not the steering angular velocity exceeds a predetermined value (for example, zero). If the rudder angular velocity exceeds a predetermined value, the drive target value is decreased at a constant rate of time change. As a result, the drive target value can be gradually decreased to the drive target value at the time of abnormality by a simple process that does not require complicated calculation, and the driver can be surely recognized that the abnormality has occurred.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an illustrative view showing a basic configuration of a power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. This power steering device is provided in association with the steering mechanism 1 of the vehicle, and is for applying a steering assist force to the steering mechanism 1.
[0019]
The steering mechanism 1 includes a steering wheel 2 operated by a driver, a steering shaft 3 connected to the steering wheel 2, a pinion gear 4 provided at the tip of the steering shaft 3, and a rack gear meshing with the pinion gear 4. A rack shaft 5 having a portion 5a and extending in the left-right direction of the vehicle is provided. Tie rods 6 are coupled to both ends of the rack shaft 5, and the tie rods 6 are coupled to knuckle arms 7 that support front left and right wheels FL and FR as steering wheels, respectively. The knuckle arm 7 is provided to be rotatable around the kingpin 8.
[0020]
With this configuration, when the steering wheel 2 is operated and the steering shaft 3 is rotated, this rotation is converted into a linear motion along the left-right direction of the vehicle by the pinion gear 4 and the rack shaft 5. This linear motion is converted into rotation about the kingpin 8 of the knuckle arm 7, and thereby the front left and right wheels FL, FR are steered.
The steering shaft 3 has a torsion bar 9 that twists according to the direction and magnitude of the steering torque applied to the steering wheel 2, and a hydraulic pressure whose opening degree changes according to the direction and magnitude of the twist of the torsion bar 9. A control valve 23 is incorporated. The hydraulic control valve 23 is connected to a power cylinder 20 that applies a steering assist force to the steering mechanism 1. The power cylinder 20 has a piston 21 provided integrally with the rack shaft 5 and a pair of cylinder chambers 20a and 20b defined by the piston 21, and each of the cylinder chambers 20a and 20b supplies oil. / It is connected to the hydraulic control valve 23 via the return paths 22a and 22b.
[0021]
The hydraulic control valve 23 is further interposed in the middle of the oil circulation path 24 that passes through the reservoir tank 25 and the oil pump 26. The oil pump 26 is driven by the electric motor 27, pumps out the hydraulic oil stored in the reservoir tank 25, and supplies it to the hydraulic control valve 23. Excess hydraulic oil is returned from the hydraulic control valve 23 to the reservoir tank 25 via the oil circulation path 24.
When the torsion bar 9 is twisted in one direction, the hydraulic control valve 23 is connected to one of the cylinder chambers 20a and 20b of the power cylinder 20 through one of the oil supply / return paths 22a and 22b. Supply hydraulic oil. When the torsion bar 9 is twisted in the other direction, hydraulic oil is supplied to the other of the cylinder chambers 20a and 20b via the other of the oil supply / return paths 22a and 22b. When the torsion bar 9 is hardly twisted, the hydraulic control valve 23 is in an equilibrium state, and the hydraulic oil circulates in the oil circulation path 24 without being supplied to the power cylinder 20.
[0022]
When hydraulic oil is supplied to any cylinder chamber of the power cylinder 20, the piston 21 moves along the vehicle width direction. As a result, a steering assist force acts on the rack shaft 5.
A configuration example related to the hydraulic control valve 23 is disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-118577.
The electric motor 27 is composed of, for example, a brushless motor, and is controlled by the electronic control unit 30 via the drive circuit 28. The drive circuit 28 is composed of, for example, a power transistor bridge circuit, and supplies power from the in-vehicle battery 40 as a power source to the electric motor 27 in accordance with a control signal supplied from the electronic control unit 30.
[0023]
The electronic control unit 30 includes a microcomputer that operates by receiving power supplied from the in-vehicle battery 40. The microcomputer includes a CPU 31, a RAM 32 that provides a work area of the CPU 31, and the like. A ROM 33 that stores data and the like, and a bus 34 that interconnects the CPU 31, the RAM 32, and the ROM 33 are provided.
The electronic control unit 30 is provided with a steering angle signal output from the steering angle sensor 11 and calculates a steering angular velocity corresponding to the time differential value based on the steering angle signal. The steering angle sensor 11 may output, for example, a pulse signal as a detection signal for every fixed steering angle change. In this case, the steering angle sensor 11 does not output a detection signal when the steering wheel 2 is held at a certain angular position. When the steering wheel 2 is operated quickly, the steering angle sensor 11 outputs a detection signal with a short cycle. When the steering wheel 2 is operated slowly, the steering angle sensor 11 outputs a detection signal with a long cycle. . Therefore, the steering angular speed, which is the speed of steering by the steering wheel 2, can be calculated based on the time interval of the detection signal.
[0024]
The electronic control unit 30 is further supplied with a current detection signal from the current detection circuit 12 that detects the current flowing through the electric motor 27 and a signal from the rotation sensor 15 that detects the rotational position of the rotor of the electric motor 27. It is like that.
Further, a vehicle speed signal output from the vehicle speed sensor 13 is given to the electronic control unit 30. The vehicle speed sensor 13 may directly detect the vehicle speed, or may calculate the vehicle speed based on an output pulse of a wheel speed sensor provided in association with the wheel.
[0025]
The electronic control unit 30 controls the driving of the electric motor 27 based on the steering angle signal, the current signal, and the vehicle speed signal given from the steering angle sensor 11, the current detection circuit 12, and the vehicle speed sensor 13, respectively.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a correspondence relationship between the steering angular speed Vθ calculated based on the output of the steering angle sensor 11 and the target rotational speed R of the electric motor 27. The target rotational speed R is determined between the lower limit value R1 and the upper limit value R2 so as to increase between the first threshold value VT1 and the second threshold value VT2 determined with respect to the steering angular speed Vθ. The lower limit value R1 is a standby rotational speed, and the electric motor 27 is rotationally driven at the standby rotational speed R1 for a steering angular speed less than the first threshold value VT1.
[0026]
Based on the vehicle speed, the CPU 31 variably sets the inclination of the target rotational speed R with respect to the steering angular speed Vθ as shown in FIG. That is, the second threshold value VT2 is variably set according to the vehicle speed range. More specifically, the second threshold value VT2 is set to a larger value as the vehicle speed increases. As a result, the higher the vehicle speed, the smaller the target rotational speed R is set, and the steering assist force becomes smaller. Thus, vehicle speed sensitive control for generating an appropriate steering assist force according to the vehicle speed is performed.
[0027]
On the other hand, the CPU 31 repeatedly executes an abnormality monitoring routine for monitoring an abnormality of each part of the apparatus every control cycle. When an abnormality occurs, the CPU 31 executes a fail safe process, stops the electric motor 27, and is undesirable. To prevent proper steering assistance.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the control process of the electric motor 27 that the CPU 31 repeatedly executes at predetermined control cycles.
[0028]
The CPU 31 determines whether there is an abnormality by executing an abnormality monitoring routine (step S1). If there is no abnormality (NO in step S1), the CPU 31 reads the vehicle speed from the vehicle speed sensor 13 (step S2). Next, the CPU 31 reads the steering angle signal from the steering angle sensor 11 (step S3), and calculates the steering angular velocity as a time differential value of the steering angle based on this (step S4). Based on the obtained steering angular speed and the read vehicle speed, the CPU 31 sets a target rotational speed R of the electric motor 27 according to the characteristics shown in FIG. 2 (step S5). Then, the electric motor 27 is driven so as to reach the set target rotational speed R (step S6). As a result, a steering assist force corresponding to the rotation speed of the electric motor 27 is generated. Thereafter, when no abnormality is monitored by the abnormality monitoring routine of the CPU 31, the processes of steps S1 to S6 are repeated.
[0029]
When an abnormality is detected (YES in step S1), the CPU 31 determines whether the target rotational speed R has never been equal to or higher than a predetermined rotational speed Z (for example, 2000 rpm) after occurrence of the abnormality (step S7).
When the target rotational speed R is not equal to or higher than the predetermined rotational speed Z (YES in step S7), the CPU 31 adds a constant K (for example, K = 4) to the current target rotational speed R to set a new target rotational speed R. (Step S8). Based on the new target rotational speed R, the electric motor 27 is driven (step S6). Thereafter, when the abnormal state continues (YES in step S1), the processes of steps S1, S7, and S8 are repeated for each control cycle until the target rotational speed R becomes equal to or higher than the predetermined rotational speed Z (step S7). Thus, when an abnormality occurs, the target rotational speed R is gradually increased to a predetermined rotational speed Z at a constant rate of change with time.
[0030]
If the target rotational speed R is equal to or higher than the predetermined rotational speed Z even once after the occurrence of the abnormality (NO in step S7), the CPU 31 checks whether or not there is an output signal from the steering angle sensor 11 (step S9). When the pulse signal output from the steering angle sensor 11 is not confirmed (NO in step S9), the CPU 31 drives the electric motor 27 at the previous target rotational speed R (step S6).
When a pulse signal is output from the steering angle sensor 11 (YES in step S9), the CPU 31 subtracts a constant x (for example, x = 1) from the current target rotational speed R to obtain a new target rotational speed R. Set (step S10). If the newly set target rotational speed R is not zero (NO in step S11), the CPU 31 drives the electric motor 27 based on the target rotational speed R (step S6).
[0031]
If the abnormal state continues (YES in step S1), the processes in steps S7, S9, S10, S11, and S6 are repeated for each control cycle. As a result, every time the steering angle sensor 11 outputs a pulse signal, that is, every time there is a constant steering angle change, the target rotational speed R is decreased by a constant value x. When the target rotation speed R gradually decreases to zero (YES in step S11), the CPU 31 stops the electric motor 27 (step S12).
[0032]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the target rotation speed R. In FIG.
If an abnormality of the power steering apparatus is detected at time F (YES in step S1 in FIG. 3), the target rotational speed R of the electric motor 27 is not equal to or higher than the predetermined rotational speed Z after the occurrence of the abnormality (see FIG. The CPU 31 gradually increases the target rotational speed R to a predetermined rotational speed Z by increasing the target rotational speed R by a constant K for each control cycle (step S8 in FIG. 3).
After the target rotational speed R is once greater than the predetermined rotational speed Z (NO in step S7 in FIG. 3), the pulse signal generated from the steering angle sensor 11 is output during the period T1 when the steering angular speed Vθ is high. Since the cycle is short, the target rotational speed R decreases rapidly.
[0033]
In a period T2 in which there is no change in the steering angle (that is, the steering angular velocity Vθ = 0), no pulse signal is generated from the steering angle sensor 11 (NO in step S9 in FIG. 3). Therefore, the CPU 31 determines that the steering is not performed, and the target rotational speed R is kept unchanged.
In the period T3 when the steering angular velocity Vθ is low, the cycle of the pulse signal generated from the steering angle sensor 11 is long. For this reason, the target rotational speed R decreases gradually. When the target rotational speed R becomes zero (step S11 in FIG. 3), the electric motor 27 stops (step S12 in FIG. 3).
[0034]
As described above, according to this embodiment, when an abnormality occurs, every time the steering angle sensor 11 outputs a pulse signal, the target rotational speed R is decreased by a constant x and the electric motor 27 is led to a stopped state. . That is, the target rotational speed R does not decrease in a situation where there is no change in the steering angle as in straight traveling, and the target rotational speed R decreases and the steering resistance increases only when substantial steering is performed. Become. As a result, in a simple process, when an abnormality occurs, the driver can be surely recognized that the abnormality has occurred through the gradual increase of the steering resistance, and there is no possibility of causing an uncomfortable steering feeling due to a sudden increase in the steering resistance.
[0035]
Furthermore, in this embodiment, when the target rotational speed R at the time of occurrence of abnormality is less than the predetermined rotational speed Z, the target rotational speed R is gradually increased to the predetermined rotational speed Z in advance (increased by a constant K for each control cycle). Thus, a process of gradually decreasing the target rotational speed R to zero is performed. As a result, the driver can surely feel a gradual increase in steering resistance, so that the occurrence of an abnormality can be reliably transmitted to the driver.
FIG. 5 is a flowchart for explaining processing by the power steering apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the description of the second embodiment, reference is again made to FIGS. 1 and 2 described above. FIG. 5 shows a process that the CPU 31 repeatedly executes for each control cycle for controlling the electric motor 27. In FIG. 5, a process similar to the step shown in FIG. The steps performed are indicated with the same reference numerals as in FIG.
[0036]
In this embodiment, when it is determined in step S7 that the target rotational speed R is equal to or higher than the predetermined rotational speed Z, the CPU 31 performs time differentiation on the steering angle signal read from the steering angle sensor 11 to obtain the steering angular speed Vθ. Calculation is performed (step S21). If the determined steering angular velocity Vθ is zero (YES in step S22), the CPU 31 drives the electric motor 27 based on the previous target rotation speed R (step S6). If the determined steering angular velocity Vθ is not zero (NO in step S22), the CPU 31 subtracts a variable A / Vθ (where A is a positive proportionality constant) proportional to the inverse of the steering angular velocity Vθ from the current target rotational speed R. Then, a new target rotational speed R is set (step S23).
[0037]
If the newly set target rotational speed R is greater than zero (NO in step S11), the CPU 31 drives the electric motor 27 based on the target rotational speed R (step S6).
If the abnormal state continues (YES in step S1), the processes in steps S7, S21, S22, S23, S11, and S6 are repeated every control cycle. Thereby, when the obtained steering angular velocity is not zero, that is, when there is a steering angle change, the numerical value A / Vθ proportional to the inverse of the steering angular velocity Vθ is subtracted from the target rotational speed R.
[0038]
When the target rotation speed R gradually decreases to zero (YES in step S11), the CPU 31 stops the electric motor 27 (step S12).
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the target rotation speed R in this embodiment.
If an abnormality is detected in the power steering device at time F (YES in step S1 in FIG. 5), the target rotational speed R of the electric motor 27 is not more than the predetermined rotational speed Z after the occurrence of the abnormality (see FIG. 5). 5 in step S7), the CPU 31 gradually increases the target rotational speed R to the predetermined rotational speed Z by increasing the target rotational speed R by a constant K for each control period (step S8 in FIG. 5).
[0039]
After the target rotational speed R has become equal to or higher than the predetermined rotational speed Z (NO in step S7 in FIG. 5), during the period T5 when the steering angular speed Vθ is zero (YES in step S22 in FIG. 5), the target The rotational speed R is kept unchanged.
When the steering angular velocity Vθ is not zero (NO in step S22 in FIG. 5), a value A / Vθ proportional to the inverse of the steering angular velocity Vθ is subtracted from the target rotational velocity R to obtain a new target rotational velocity R (see FIG. 5 step S23). That is, the target rotational speed R gradually decreases during the period T4 when the steering angular speed Vθ is high, and the target rotational speed R decreases rapidly during the period T6 when the steering angular speed Vθ is small. When the target rotational speed R becomes zero (step S11 in FIG. 5), the electric motor 27 stops (step S12 in FIG. 5).
[0040]
As described above, when an abnormality occurs, the target rotational speed R of the electric motor 27 decreases on the condition that the steering angular speed Vθ is not zero. At this time, since the numerical value A / Vθ proportional to the reciprocal of the steering angular velocity Vθ is subtracted from the target rotational speed R, when the steering angular velocity Vθ is large, the reduction amount of the steering assist force is small and the steering angular velocity Vθ is small. The amount of decrease in the steering assist force increases. That is, as the steering angular velocity Vθ is larger as in emergency steering, the increase in steering resistance is smaller, and the steering resistance increases quickly when slow steering is being performed. Therefore, it is possible to make the driver surely recognize the occurrence of an abnormality while improving safety.
[0041]
In addition, the same effects as in the case of the first embodiment described above can be achieved together.
FIG. 7 is a flowchart for explaining processing by the power steering apparatus according to the third embodiment of the present invention.
In the description of the third embodiment, reference is again made to FIGS. 1 and 2 described above. FIG. 7 shows a process that the CPU 31 repeatedly executes for each control cycle for controlling the electric motor 27. In FIG. 7, the same process as the step shown in FIG. The steps performed are indicated with the same reference numerals as in FIG.
[0042]
In this embodiment, when it is determined in step S22 that the steering angular speed Vθ is not zero, the CPU 31 subtracts a constant y (for example, y = 4) from the current target rotational speed R to obtain a new target rotational speed. R is set (step S31). If the newly set target rotational speed R is greater than zero (NO in step S11), the CPU 31 drives the electric motor 27 based on the target rotational speed R (step S6).
[0043]
If the abnormal state continues (YES in step S1), the processes in steps S7, S21, S22, S31, S11, and S6 are repeated every control cycle. Thus, under the condition that the steering angular velocity Vθ is not zero, that is, in a situation where a steering change is detected, the target rotational speed R gradually decreases by a constant y (that is, at a constant time change rate) every control cycle. Is done. When the target rotation speed R gradually decreases to zero (YES in step S11), the CPU 31 stops the electric motor 27 (step S12).
[0044]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the target rotation speed R in this embodiment.
If an abnormality is detected in the power steering device at time F (YES in step S1 in FIG. 7), the target rotational speed R of the electric motor 27 is not equal to or higher than the predetermined rotational speed Z after the occurrence of abnormality (see FIG. 7), the CPU 31 gradually increases the target rotational speed R to a predetermined rotational speed Z by increasing the target rotational speed R by a constant K for each control cycle (step S8 in FIG. 7).
[0045]
After the target rotational speed R becomes equal to or higher than the predetermined rotational speed Z (NO in step S7 in FIG. 7), the target rotational speed R is kept unchanged during the period T8 when the steering angular speed Vθ is zero ( YES in step S22 of FIG.
In the periods T7 and T9 where the steering angular velocity Vθ is not zero (NO in step S22 in FIG. 7), the target rotational speed R is decreased by a constant y for each control period regardless of the magnitude of the steering angular velocity Vθ (in FIG. 7). Step S31). Therefore, the target rotational speed R decreases at a constant rate of time change only when steering is being performed. When the target rotational speed R becomes zero (step S11 in FIG. 7), the electric motor 27 is stopped (step S12 in FIG. 7).
[0046]
According to this embodiment, the same effect as that of the second embodiment described above can be achieved. Moreover, since it is not necessary to calculate the value A / Vθ that is proportional to the reciprocal of the steering angular velocity Vθ, it is possible to gradually reduce the drive target value to the abnormal time drive target value by a simple process that does not require complicated calculation, The person can be surely recognized the abnormality.
Although three embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be implemented in other forms.
[0047]
For example, in the above three embodiments, the target rotational speed R is used as the drive target value of the electric motor 27. However, the drive target voltage (or current) of the electric motor 27 may be used as the drive target value. .
In the above embodiment, the presence / absence of steering is detected based on the output of the steering angle sensor 11. For example, the presence / absence of steering is determined based on the output of the torque sensor that detects the steering torque applied to the steering wheel 2. It may be detected.
[0048]
Further, in the second and third embodiments, it is determined that steering is present when the steering angular velocity Vθ is not zero. However, on the condition that the steering angular velocity Vθ exceeds a positive threshold value. Further, it may be determined that there is steering.
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a steering angular speed and a target rotational speed of an electric motor.
FIG. 3 is a flowchart for explaining electric motor control processing that is repeatedly executed by a CPU every predetermined control cycle;
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a temporal change in a target rotation speed.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a control process of an electric motor target rotation speed in a power steering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a temporal change in a target rotation speed of the electric motor by the control process according to the second embodiment.
FIG. 7 is a flowchart for explaining an electric motor control process in a power steering apparatus according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a temporal change in a target rotation speed of an electric motor by a control process according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Steering mechanism
2 Steering wheel
9 Torsion bar
11 Rudder angle sensor
12 Current detection circuit
13 Vehicle speed sensor
20 Power cylinder
23 Hydraulic control valve
26 Oil pump
27 Electric motor
28 Drive circuit
30 Electronic control unit
31 CPU
33 ROM

Claims (5)

電動モータによって駆動されるポンプの発生油圧によって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置であって、
車両の操向のための操作部材による操舵の速度である舵角速度を検出する舵角速度検出手段と、
当該パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出手段と、
上記操作部材による操舵の有無を検出する操舵検出手段と、
上記異常検出手段が異常を検出していないときに、上記舵角速度検出手段の出力に基づいて上記電動モータの駆動目標値を定める正常時駆動目標値設定手段と、
上記異常検出手段が異常を検出したときに、上記操舵検出手段が操舵を検出していることを条件に、上記電動モータの駆動目標値を所定の異常時駆動目標値まで漸減させる異常時駆動目標値設定手段と、
上記正常時駆動目標値設定手段または異常時駆動目標値設定手段によって設定される駆動目標値に基づいて上記電動モータを駆動するモータ駆動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。
A power steering device that generates a steering assist force by hydraulic pressure generated by a pump driven by an electric motor,
Rudder angular velocity detection means for detecting a rudder angular velocity which is a steering speed by an operation member for steering the vehicle;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the power steering device;
Steering detection means for detecting the presence or absence of steering by the operation member;
A normal time drive target value setting means for determining a drive target value of the electric motor based on an output of the steering angular velocity detection means when the abnormality detection means has not detected an abnormality;
When the abnormality detection means detects an abnormality, the abnormal-time drive target that gradually reduces the drive target value of the electric motor to a predetermined abnormal-time drive target value on condition that the steering detection means detects steering. Value setting means;
A power steering apparatus comprising: motor drive means for driving the electric motor based on a drive target value set by the normal drive target value setting means or the abnormal drive target value setting means.
上記異常時駆動目標値設定手段は、上記異常検出手段が異常を検出した時点における駆動目標値が所定値未満のときには、当該所定値まで駆動目標値を漸増させる手段を含むものであ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 abnormal-time drive target value setting means includes means for gradually increasing the drive target value to the predetermined value when the drive target value at the time when the abnormality detection means detects the abnormality is less than the predetermined value. The power steering apparatus according to claim 1. 上記操作部材の操作による舵角変化を検出し、一定の舵角変化ごとに検出信号を出力する舵角センサをさらに含み、
上記操舵検出手段は、上記舵角センサからの検出信号の有無を検出するものであり、
上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角センサからの検出信号が入力されるたびに、一定値ずつ駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置。
A steering angle sensor that detects a steering angle change due to an operation of the operation member and outputs a detection signal for each constant steering angle change;
The steering detection means detects presence or absence of a detection signal from the rudder angle sensor,
3. The power according to claim 1, wherein the abnormal drive target value setting means decreases the drive target value by a fixed value each time a detection signal from the steering angle sensor is input. Steering device.
上記操舵検出手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が所定値を超える値かどうかを検出するものであり、
上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が上記所定値を超える値である場合に、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度に応じた時間変化率で駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置。
The steering detection means detects whether or not the steering angular speed detected by the steering angular speed detection means exceeds a predetermined value.
The abnormal-time drive target value setting means is driven at a rate of time change corresponding to the steering angular speed detected by the steering angular speed detection means when the steering angular speed detected by the steering angular speed detection means exceeds the predetermined value. The power steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the target value is decreased.
上記操舵検出手段は、上記舵角速度検出手段が出力する舵角速度が所定値を超える値かどうかを検出するものであり、
上記異常時駆動目標値設定手段は、上記舵角速度検出手段が検出する舵角速度が上記所定値を超える値である場合に、予め定める一定の時間変化率で駆動目標値を減少させるものであることを特徴とする請求項1または2記載のパワーステアリング装置。
The steering detection means detects whether or not the steering angular speed output from the steering angular speed detection means exceeds a predetermined value.
The abnormal-time drive target value setting means decreases the drive target value at a predetermined constant rate of time change when the steering angular speed detected by the steering angular speed detection means exceeds the predetermined value. The power steering apparatus according to claim 1, wherein the power steering apparatus is a power steering apparatus.
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