JP6319621B2 - 油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents
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請求項4記載の発明は、前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段(31)と、前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段(32)と、前記電動モータの回転角を検出する回転角検出手段(33,64)と、前記電動モータのロータ角速度を検出するロータ角速度検出手段(71)とを含み、前記手放し検出手段は、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角の絶対値が第1の所定値以上であり、前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第2の所定値以上であり、前記ロータ角速度検出手段によって検出されるロータ角速度の絶対値が第3の所定値以上であり、前記ロータ角速度の符号と前記回転角検出手段によって検出される回転角の符号とが逆であるときに、前記ラックエンド付近からの手放し状態であると判定するように構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置である。
図1は、この発明の一実施形態に係る油圧式パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
油圧式パワーステアリング装置1は、車両のステアリング機構2に操舵補助力を与えるためのものである。ステアリング機構2は、車両の操向のために運転者によって操作される操舵部材としてのステアリングホイール3と、このステアリングホイール3に連結されたステアリングシャフト4と、ステアリングシャフト4の先端部に連結され、ピニオンギア6を持つピニオンシャフト5と、ピニオンギア6に噛合するラック7aを有し、車両の左右方向に延びた転舵軸としてのラック軸7とを備えている。
ステアリングホイール3が操作されてステアリングシャフト4が回転されると、この回転が、ピニオンギア6およびラック7aによって、ラック軸7の軸方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム11のキングピン12まわりの回転運動に変換され、これにより、左右の転舵輪9,10が転舵される。
図2は、ポンプ駆動用モータ制御部44の構成を示すブロック図である。
ポンプ駆動用モータ制御部44は、舵角センサ31によって検出される操舵角θh、車速センサ35によって検出される車速Spおよび回転角センサ34の出力信号に基いて、ポンプ駆動用モータ25の回転速度を制御する。つまり、ポンプ駆動用モータ制御部44は、ポンプ駆動用モータ25に対して回転速度制御を行う。
なお、ポンプ駆動用モータ制御部44は、ポンプ駆動用モータ25の回転速度が予め定められた所定速度となるように駆動回路42を制御してもよい。
バルブ駆動用モータ制御部43は、トルクセンサ32によって検出される操舵トルクTh、車速センサ35によって検出される車速Sp、舵角センサ31によって検出される操舵角θhおよび回転角センサ33の出力信号に基いて、油圧制御バルブ14の開度(バルブ駆動用モータ15の回転角)を制御する。つまり、バルブ駆動用モータ制御部43は、バルブ駆動用モータ15に対して回転角制御を行う。
角度偏差演算部65およびPID制御部66によって、バルブ駆動用モータ15の実回転角θvを、バルブ開度指令値θv*に導くための回転角フィードバック制御手段が構成されている。
ロータ角速度演算部71は、回転角演算部64によって演算されるバルブ駆動用モータ15の実回転角θvを時間微分することによって、バルブ駆動用モータ15のロータ角速度ωvを演算する。操舵角速度演算部72は、舵角センサ31の出力値を時間微分することによって、操舵角速度ωhを演算する。
また、操舵角θhの絶対値が所定の閾値A(A>0)以上であり、かつ操舵トルクThの絶対値が所定の閾値B(B>0)以上であり、かつロータ角速度ωvの絶対値が所定の閾値C(C>0)以上であり、かつ実回転角θvの絶対値が所定の閾値D(D>0)以上であり、かつロータ角速度ωvの符号と実回転角θvの符号とが逆であるときに、手放し判定部81は、ラックエンド付近からの手放し状態であると判定してもよい。たとえば、「θh≧A」かつ「Th≧B」かつ「θv≧D」かつ「ωv≦−C」の条件が成立しているとき、または「θh≦−A」かつ「Th≦−B」かつ「θv≦−D」かつ「ωv≧C」の条件が成立しているときに、手放し判定部81は、ラックエンド付近からの手放し状態であると判定してもよい。閾値Dは、たとえば、3[deg]に設定される。
リミッタ82は、通常時は、非作動状態となっている。以下において、リミッタ82が非作動状態となっているときの制御モードを通常モードという場合がある。通常モード時においては、バルブ開度指令値設定部63によって設定されたバルブ開度指令値θv*がそのまま角度偏差演算部65に与えられる。したがって、通常モード時においては、バルブ駆動用モータ15の実回転角θvがバルブ開度指令値設定部63によって設定されたバルブ開度指令値θv*に近づくように、バルブ駆動用モータ15が駆動制御される。
制限解除部83は、指令値制限モード時において、所定の制限解除条件が満たされたときに、リミッタ82を非作動状態にする。これにより、指令値制限モードが解除され、制御モードが通常モードとなる。所定の制限解除条件は、たとえば、以下に示す第1条件または第2条件または第3条件を満たしたときに、満たされたことになる。言い換えれば、以下に示す第1条件、第2条件および第3条件のいずれかを満たしたときに、制限解除条件が満たされたことになる。
第2条件:操舵トルクThの絶対値が所定の閾値K(K>0)以上であり、かつ操舵角速度ωhの絶対値が所定の閾値L(L>0)以上であり、かつ実バルブ開度θvの絶対値が所定値M(M>0)以下であり、かつ手放し判定部81によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定された時点から所定時間N(N>0)以上の時間が経過しておりかつ前記手放し状態判定時点から操舵トルクThの絶対値が所定の閾値P(P>0)以上である状態が現在まで継続していること。
第3条件:手放し判定部81によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定された時点での操舵角θhの絶対値に対して、操舵角θhの絶対値が所定の閾値Q(Q>0)以上小さくなったこと。閾値Qは、たとえば、30[deg]に設定される。
図7は、制御態様変更部73の動作を説明するためのフローチャートである。図7の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
前記ステップS1において、モードフラグFがセット(F=1)されていると判別された場合には(ステップS1:NO)、制御態様変更部73は、制限解除条件を満たしているか否かを判別する(ステップS5)。この判別は、制限解除部83によって行われる。
前記ステップS5において、制限解除条件を満たしていると判別された場合には(ステップS5:YES)、制御態様変更部73は、リミッタ82を非作動状態にする(ステップS6)。この処理は、制限解除部83によって行われる。これにより、指令値制限モードが解除され、制御モードが通常モードとなる。これにより、バルブ開度指令値設定部63によって設定されたバルブ開度指令値θv*がそのまま角度偏差演算部65に与えられるようになる。
図8は、バルブ駆動用モータ制御部の変形例を示すブロック図である。図8において、前述の図4の各部に対応する部分には図4と同じ符号を付して示す。
このバルブ駆動用モータ制御部43Aでは、図4のバルブ駆動用モータ制御部43に比べて、制御態様変更部73Aの構成が異なっている。その他の点は、図4のバルブ駆動用モータ制御部43と同じである。
低減解除部83Aは、指令値低減モード時において、所定の低減解除条件が満たされたときに、指令値低減部82Aを非作動状態にする。これにより、指令値低減モードが解除され、制御モードが通常モードとなる。所定の低減解除条件は、たとえば、図4の制限解除部83の動作を説明する際に説明した制限解除条件と同じである。 図9は、制御態様変更部73Aの動作を説明するためのフローチャートである。図9の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
前記ステップS11において、モードフラグFがセット(F=1)されていると判別された場合には(ステップS11:NO)、制御態様変更部73Aは、低減解除条件を満たしているか否かを判別する(ステップS15)。この判別は、低減解除部83Aによって行われる。
前記ステップS15において、低減解除条件を満たしていると判別された場合には(ステップS15:YES)、制御態様変更部73Aは、指令値低減部82Aを非作動状態にする(ステップS16)。この処理は、低減解除部83Aによって行われる。これにより、指令値低減モードが解除され、制御モードが通常モードとなる。これにより、バルブ開度指令値設定部63によって設定されたバルブ開度指令値θv*がそのまま角度偏差演算部65に与えられるようになる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。例えば、前記実施形態では、回転角フィードバック制御手段は、PID制御を行うためのPID制御部66を含んでいるが、PID制御部66の代わりにPI制御を行うためのPI制御部を用いてもよい。
Claims (5)
- 車両のステアリング機構に結合されたパワーシリンダに、操舵部材に機械的に連結されていない油圧制御バルブを介して、油圧ポンプからの作動油を供給することによって、操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置であって、
前記油圧制御バルブの開度を制御するための電動モータと、
操舵トルクに基づいて前記電動モータの回転角指令値を設定するバルブ回転角指令値設定手段と、
前記回転角指令値に基いて、前記電動モータの回転角を制御するモータ制御手段と、
ラックエンド付近からの手放し状態を検出する手放し検出手段と、
前記手放し検出手段によって前記ラックエンド付近からの手放し状態が検出されたときに、前記回転角指令値の絶対値を所定値以下に制限する回転角指令値制限手段と、を含む油圧式パワーステアリング装置。 - 車両のステアリング機構に結合されたパワーシリンダに、操舵部材に機械的に連結されていない油圧制御バルブを介して、油圧ポンプからの作動油を供給することによって、操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置であって、
前記油圧制御バルブの開度を制御するための電動モータと、
操舵トルクに基づいて前記電動モータの回転角指令値を設定するバルブ回転角指令値設定手段と、
前記回転角指令値に基いて、前記電動モータの回転角を制御するモータ制御手段と、
ラックエンド付近からの手放し状態を検出する手放し検出手段と、
前記手放し検出手段によって前記ラックエンド付近からの手放し状態が検出されたときに、前記回転角指令値の絶対値を低減する回転角指令値低減手段と、を含む油圧式パワーステアリング装置。 - 前記回転角指令値低減手段は、前記手放し検出手段によって前記ラックエンド付近からの手放し状態が検出されたときに、前記回転角指令値に0以上1未満のゲインを乗算することにより、前記回転角指令値の絶対値を低減するように構成されている、請求項2に記載の油圧式パワーステアリング装置。
- 前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記電動モータの回転角を検出する回転角検出手段と、
前記電動モータのロータ角速度を検出するロータ角速度検出手段とを含み、
前記手放し検出手段は、
前記操舵角検出手段によって検出される操舵角の絶対値が第1の所定値以上であり、前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第2の所定値以上であり、前記ロータ角速度検出手段によって検出されるロータ角速度の絶対値が第3の所定値以上であり、前記ロータ角速度の符号と前記回転角検出手段によって検出される回転角の符号とが逆であるときに、前記ラックエンド付近からの手放し状態であると判定するように構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置。 - 前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段とを含み、
前記手放し検出手段は、
前記操舵角検出手段によって検出される操舵角の絶対値が第4の所定値以上であり、前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第5の所定値以上であり、前記操舵角の時間微分値である操舵角速度の絶対値が第6の所定値以上であり、前記操舵角速度の方向と前記操舵トルクの方向とが逆であるときに、前記ラックエンド付近からの手放し状態であると判定するように構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置。
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