JP6511673B2 - パワーステアリング裝置 - Google Patents
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Description
図1は実施例1のパワーステアリング装置を表す概略図である。ステアリングホイール1には、ステアリングシャフト2が接続されている。ステアリングシャフト2は、第1パワーステアリング装置3を有する。第1パワーステアリング装置3は、電動モータ30と、電動モータ30のトルクをステアリングシャフト2に伝達する減速ギヤセット31と、電動モータ30の回転角信号θmを検出するモータ回転角センサ32とを有する。ステアリングシャフト2には、ロータリバルブ4を介してピニオンシャフト5が接続されている。
(1)ステアリングホイール1の操舵操作に伴い回転するステアリングシャフト2(入力軸)と、ステアリングシャフト2とトーションバーを介して接続されたピニオンシャフト5(出力軸)と、ピニオンシャフト5の回転を操舵輪に伝達するラック&ピニオン機構(伝達機構)と、を有する操舵機構と、ピストンによって隔成された一対の油圧室を有し、ラック軸6に操舵アシスト力を付与するパワーシリンダ7と、作動油を吐出するオイルポンプ8(ポンプ装置)と、ステアリングシャフト2とピニオンシャフト5の相対回転に応じてオイルポンプ8から供給される作動液を選択的にパワーシリンダ7の一対の液圧室に供給するロータリバルブ4と、ステアリングシャフト2に操舵力を付与する電動モータ30と、電動モータ30を駆動制御するマイクロコンピュータが搭載されたコントローラ100(制御装置)と、コントローラ100に設けられ、電動モータ30の回転数信号θmを受信するモータ回転数信号受信部と、コントローラ100に設けられ、モータ回転数信号θmに基づき電動モータ30を駆動制御するための指令信号を演算するモータ指令信号演算部と、を有する。
すなわち、トルク値に基づいてモータ指令信号を演算する場合、ロータリバルブ用のトーションバーとは別に更にもう一つのトルク検出用のトーションバーを設ける必要があり、操舵感が悪化するおそれがある。これに対し、トルク値ではなく、モータ回転角信号θmに基づいてモータ指令信号を演算するため、トーションバーを二つ設ける必要が無く、操舵感の悪化を抑制できる。
電動モータ30はトーションバーよりもステアリングホイール1側に設けられている。
すなわち、ロータリバルブ4に供えられたトーションバーの捩れによって電動モータ30が回転するため、モータ回転角情報を得ることができる。
(3)上記(1)に記載のパワーステアリング裝置において、
コントローラ100は、車速信号VSPを受信する車速信号受信部を有し、
モータ指令信号演算部は、モータ回転角信号θm及び車速信号VSPに基づきモータ指令信号を演算する。
すなわち、車速に応じて操舵負荷が変化するため、より精度の高い電動モータ30の制御を達成できる。
(4)上記(3)に記載のパワーステアリング裝置において、
モータ指令信号演算部は、車速信号VSPが所定値以上のときステアリングホイール1の操舵方向とは逆方向に操舵力を付与すると共に、車速信号VSPが所定車速未満のときステアリングホイール1の操舵方向と同じ方向に操舵力を付与する。
すなわち、所定車速未満のときは大きな操舵力を必要とするため、電動モータ30とパワーシリンダ7で操舵アシストを行い、所定車速以上のときは電動モータ30がパワーシリンダ7の操舵方向とは逆方向に操舵力を付与する、すなわち反力トルクを付与することにより、操舵安定性を向上できる。
次に、実施例1の変形例1について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点について説明する。図6は実施例1の変形例1として、第1パワーステアリング装置3に、ステアリングシャフト2を包囲するように設けられ、ステアリングシャフト2に直接モータトルクを付与する中空モータ30aを採用したものである。この場合、モータ回転角信号θmがそのまま操舵角として認識されるため、ギヤ等を介在することが無い。よって、バックラッシによる誤差を生じることがなく、制御精度を更に高めることができる。
(5)上記(2)に記載されたパワーステアリング裝置において、
電動モータは、ステアリングシャフト2を包囲するように設けられ、ステアリングシャフト2に操舵力を付与する中空モータ30aである。
よって、ステアリングシャフト2と中空モータ30aとの間に減速機を介していないため、減速機のバックラッシに起因するモータ回転角信号θmへの影響を抑制できる。
(6)上記(2)に記載のパワーステアリング裝置において、
電動モータ30は、ウォームギヤセット30b(減速機)を介してステアリングシャフト2にモータトルクを付与する。
次に、実施例2について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点について説明する。図8は実施例2のパワーステアリング装置を表す概略図である。実施例2では、パワーシリンダ7への油圧源として、ポンプ用モータ81により駆動される電動オイルポンプ80と、ポンプ用モータ81の回転数を制御するポンプ用コントローラ200とを有する。ポンプ用コントローラ200は、コントローラ100において演算された目標流量に基づく流量制御信号を受信する流量制御信号受信部を有し、流量制御信号に基づいてポンプ用モータ81の回転状態を制御し、電動オイルポンプ80からの吐出流量を制御する。
(7)上記(1)に記載のパワーステアリング裝置において、
ポンプ装置を駆動するポンプ用モータ81(ポンプ装置用電動モータ)を有する。よって、ポンプ装置をエンジン駆動する必要が無く、必要に応じたポンプ駆動を行うことで燃費性能を向上できる。
ポンプ用モータ81は、モータ回転加速度Δ(Δθm)(モータ回転数信号)に基づき駆動制御される。よって、操舵情報に応じてより適切なポンプ駆動を行うことが可能となり、より燃費性能を向上できる。
次に、実施例2の変形例について説明する。基本的な構成は実施例2と同じであるため、異なる点について説明する。図10は実施例2の変形例として、ポンプ装置をエンジンにより駆動される可変容量型ポンプ82としたパワーステアリング装置を表す概略図である。実施例2と同様、目標流量が設定されると、可変容量型ポンプ82を目標流量に応じた容量に制御する。これにより、ポンプ負荷を軽減しつつ、操舵情報に応じてより適切なポンプ駆動を行うことができる。可変容量型ポンプとしては、例えば可変容量型ベーンポンプを採用することで、カムリングの偏心位置を制御する例が挙げられる。
以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、操舵機構としてラック&ピニオン機構を採用した例を示したが、ラック&ピニオン機構に限らず、インテグラル型のステアリング機構を採用してもよい。
2 ステアリングシャフト
3 パワーステアリング装置
4 ロータリバルブ
5 ピニオンシャフト
6 ラック軸
7 パワーシリンダ
8 オイルポンプ
9 リザーバタンク
10 転舵輪
11 車速センサ
30 電動モータ
30a 中空モータ
30b ウォームギヤセット
31 減速ギヤセット
32 モータ回転角センサ
100 コントローラ
Claims (6)
- ステアリングホイールの操舵操作に伴い回転する入力軸と、前記入力軸とトーションバーを介して接続された出力軸と、前記出力軸の回転を操舵輪に伝達する伝達機構と、を有する操舵機構と、
ピストンによって隔成された一対の油圧室を有し、前記操舵機構に操舵アシスト力を付与するパワーシリンダと、
作動油を吐出するポンプ装置と、
前記入力軸と出力軸の相対回転に応じて前記ポンプ装置から供給される作動液を選択的に前記パワーシリンダの一対の液圧室に供給するロータリバルブと、
前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
前記電動モータを駆動制御するマイクロコンピュータが搭載された制御装置と、
前記制御装置に設けられ、車速信号を受信する車速信号受信部と、
前記制御装置に設けられ、前記電動モータの回転数信号を受信するモータ回転数信号受信部と、
前記制御装置に設けられ、前記モータ回転数信号及び前記車速信号に基づき前記電動モータを駆動制御するための指令信号を演算するモータ指令信号演算部と、
を有し、
前記モータ指令信号演算部は、前記車速信号が所定値以上のとき前記ステアリングホイールの操舵方向とは逆方向に操舵力を付与すると共に、前記車速信号が所定車速未満のとき前記ステアリングホイールの操舵方向と同じ方向に操舵力を付与することを特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項1に記載のパワーステアリング裝置において、
前記電動モータは前記トーションバーよりも前記ステアリングホイール側に設けられていることを特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項2に記載されたパワーステアリング裝置において、
前記電動モータは、前記入力軸を包囲するように設けられ、前記入力軸に操舵力を付与する中空モータであることを特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項2に記載のパワーステアリング裝置において、
前記電動モータは、減速機を介して前記入力軸に操舵力を付与することを特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項1に記載のパワーステアリング裝置において、
前記ポンプ装置を駆動するポンプ装置用電動モータを有することを特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項5に記載のパワーステアリング装置において、
前記ポンプ装置用電動モータは、前記モータ回転数信号に基づき駆動制御されることを特徴とするパワーステアリング装置。
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