JPH11255134A

JPH11255134A - 電動油圧パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH11255134A
Application number: JP10057961A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Kinoshita; 好文木下; Noboru Yoshida; 昇吉田; Koichi Watanabe; 功一渡辺
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1999-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】車両に新たなセンサを追加する必要がなく、
しかも、ハンドルの操舵フィーリングを向上させ得る電
動油圧パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】電動モータにより油圧ポンプを駆動し、
この油圧ポンプが発生する油圧によりパワーアシストを
行う電動油圧パワーステアリング装置において、ハンド
ルの操作トルクに応じて変化する電動モータの電流Ｉを
検知し、該電動モータを、検知された電流Ｉに対応して
予め設定された所望の回転速度に制御するようにし、操
舵しきい値電流ＩU及び非操舵しきい値電流ＩLを、電動
モータの回転速度に応じて異なる値に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータにより
駆動される油圧ポンプを油圧源としてパワーアシストを
行う電動油圧パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車（車両）では、ハンドル操
作を軽快にするため油圧式のパワーステアリング装置を
装備することが広く実施されている。これは走行用エン
ジンを駆動源とした油圧ポンプを作動し、ハンドルの操
作に従って、圧力油を制御バルブ及びシリンダに供給し
てアシスト力を発生している。

【０００３】近年、エネルギー消費を減らすため自動車
に搭載したバッテリを電源とする電動モータにより油圧
ポンプを作動し、この油圧ポンプが発生した圧力油を制
御バルブ及びシリンダに供給してアシスト力を発生する
パワーステアリング装置いわゆる電動油圧パワーステア
リング装置が提案されている。

【０００４】電動油圧パワーステアリング装置の第１の
従来例は、例えば特開平０５−２７８６２９号公報に開
示されているように、車両に車速を検知する車速センサ
及びハンドル角を検知するハンドル角センサを装備して
いる。そして、走行状態に応じて例えば車速が１０Ｋｍ
／ｈ以下の極低速域においてはポンプ停止モードを設定
してモータを停止している。また、その他の領域におい
てはポンプ運転モードを設定し、ハンドルが操作されて
いないときはモータ及びポンプを停止し、ハンドルが操
作されて制御部から所定信号レベル（電圧）をもつ起動
の制御信号（指令電圧）が出力されると、これと同期し
てモータを起動させ、油圧ポンプの発生する圧油により
パワーアシストを行うようにしている。

【０００５】また、電動油圧パワーステアリング装置の
第２の従来例は、例えば特開平０８−１８３４６７号公
報に開示されている。これは、走行中は常にモータ及び
油圧ポンプを運転させているものである。すなわち、ハ
ンドルが操作されていないときには、モータの印加電圧
を低く設定してエネルギー消費を押え、ハンドルが操作
されて作動油圧が上昇して負荷が増大すると、モータ電
流も増加する。そこで、モータ電流が所定の値に達する
と、モータの印加電圧をステップ状に増加してモータ出
力を増加させるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の第１の従来例に
おいては、制御信号としてハンドルの操舵角を用いる構
成であるので、車両に操舵角センサを取り付ける必要が
あり、コストアップになるという問題がある。さらに、
制御信号に応じてモータをオンーオフ制御するので、モ
ータの起動・停止時に圧力油の流量が急変するので、ア
シスト力が急変してハンドルの操舵フィーリングが悪く
なるという問題がある。

【０００７】また、第２の従来例においては、モータへ
の印加電圧目標値がステップ状に制御されるので、印加
電圧の切り替わり時に、第１の従来例と同様に、圧力油
の流量が急変するのでアシスト力の変化が大きく、ハン
ドルの操舵フィーリングが悪くなるという問題がある。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、車両に新たなセンサを追加する必要
がなく、しかも、ハンドルの操舵フィーリングを向上さ
せ得る電動油圧パワーステアリング装置を提供するにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明が採った手段は、実施例で使用する符号を付し
て説明すると、請求項１の発明は、電動モータ２１によ
り油圧ポンプ２２を駆動し、この油圧ポンプ２２が発生
する油圧によりパワーアシストを行う電動油圧パワース
テアリング装置において、ハンドル１１の操作トルクに
応じて変化する電動モータ２１の電流を検知し、該電流
が操舵しきい値電流ＩUよりも大になったとき操舵モー
ドに切換えて電動モータ２１を高速で回転し、電流が非
操舵しきい値電流ＩLよりも小になったとき非操舵モー
ドに切換えて電動モータ２１を低速で回転するように
し、操舵しきい値電流ＩU及び非操舵しきい値電流ＩL
を、電動モータ２１の回転速度に応じて異なる値に設定
したところに特徴を有する。

【００１０】請求項２の発明は、操舵しきい値電流ＩU
及び非操舵しきい値電流ＩLは、電動モータ２１の温度
に応じて変化させるようにしたところに特徴を有する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の請求項１に係る第
１の実施例につき図１〜図４を参照して説明する。先
ず、図２に示す、ハンドル１１、パワーステアリング
（ＰＳ）ギヤ１２及び図示しない制御バルブ及びシリン
ダは、油圧式パワーステアリング装置で使用されている
周知の構成のものである。

【００１２】ポンプユニット２０は、バッテリにより駆
動されるブラシレスＤＣ電動モータ２１（以下電動モー
タ２１と呼ぶ）、この電動モータ２１により駆動される
油圧ポンプ２２から構成されている。尚、電動モータ２
１にはコイル電流を制御するためのホール素子（図示せ
ず）が取付けられており、このホール素子が発する信号
をカウントすることにより回転速度を検知する回転速度
検出手段２３としている。油圧ポンプ２２はオイルタン
クから油を吸い上げ、圧力油を制御バルブ及びシリンダ
に供給しており、その流量は、電動モータ２１の回転速
度に応じて変化する。

【００１３】ＥＣＵ３０は、電動モータ２１を制御する
もので、電流検出部３１により電動モータ２１の電流を
検知して、後述する操舵モードまたは非操舵モードを選
択している。電動モータ２１の回転速度は回転速度検出
手段２３からＥＣＵ３０にフィードバックされ、モータ
駆動回路３２を介して電動モータ２１を所望の回転速度
に制御している。尚、車両には車速を検知する車速検知
手段３３が取付けられており、車速がＥＣＵ３０に入力
される。

【００１４】本実施例においては、ハンドル１１が操作
されないときの非操舵モードと、ハンドル１１が操作さ
れたときの操舵モードが設定されている。即ち、操舵モ
ード時の電動モータ２１の回転速度ＮU及び非操舵モー
ド時の電動モータ２１の回転速度ＮLは、車速に応じて
図３に示すように設定されている。

【００１５】非操舵モードにおいては、操舵トルクの変
化がモータ電流の変化として検出できる最低の速度即ち
電動モータ２１は低速で回転し、油圧ポンプ２２から少
量の油をシリンダに供給し、操舵モードにおいては、電
動モータ２１は高速で回転し、油圧ポンプ２２から多量
の油をシリンダに供給して、大きなアシスト力を発生す
る。また、車速が小の場合は、回転速度ＮU及びＮLは高
く設定してアシスト力を大にしており、車速が大の場合
は、ＮU及びＮLは低く設定してアシスト力を小にしてい
る。

【００１６】これら非操舵モード、操舵モードの相互の
切換えは、電動モータ２１の電流を検知して行われる。
即ち、電動モータ２１の電流は負荷（トルク）が増減す
るにつれて増減し、また回転速度が増減するにつれて増
減する。そして、回転速度ＮU及びＮLに応じた操舵しき
い値電流ＩU及び非操舵しきい値電流ＩLが設定されてい
る。電動モータ２１は、電流が操舵しきい値電流ＩUよ
りも大と検知されたとき操舵モードで運転され、電動モ
ータ２１の電流が非操舵しきい値電流ＩLよりも小と検
知されたとき非操舵モードで運転される。

【００１７】つぎに、上記構成の作用について図１を参
照して説明する。（１）車速検知手段３３が車速（Ｖ点）を検知すると、
車速に応じた図３に示す電動モータ２１の回転速度Ｎ
U，ＮLが選択され、さらに回転速度ＮU，ＮLに対応した
図４に示す操舵しきい値電流ＩU及び非操舵しきい値電
流ＩLが設定される（ＳＴＥＰ１０）。ハンドル１１が
操作されていないときは、非操舵モードとなっており、
電動モータ２１は図３に示す回転速度ＮLで回転してお
り、電流はＡ点にある。

【００１８】（２）ハンドル１１を操作すると、制御バ
ルブの面積が絞られて、ＰＳ圧即ちポンプ吐出圧が増大
する。ポンプ吐出圧は、モータトルクに比例し、また、
モータトルクはモータ電流と比例関係にあるので、ハン
ドル１１を操作することによりモータ電流Ｉも増大す
る。このモータ電流ＩはＳＴＥＰ１１において、回転速
度ＮLにおける操舵しきい値電流ＩUと比較される。

【００１９】（３）Ｉ＞ＩU即ちＹｅｓ（Ｂ点）の場合
は、操舵モードに切換えられる（ＳＴＥＰ１２）。これ
により、電動モータ２１は図３に示す回転速度ＮUまで
上昇し、多量の油をシリンダに供給して大きなアシスト
力を得ることがができる。モータ電流はＢ点からＣ点ま
で増加し、操舵モード運転が継続され、再度ＳＴＥＰ１
０に戻り前述の行程が繰返される。

【００２０】（４）操舵が終了すると、負荷が減少する
ので電流も減少する。そして、ＳＴＥＰ１１において、
Ｉ＜ＩU即ちＮｏの場合は、ＳＴＥＰ１３において、回
転速度ＮUにおける操舵しきい値電流ＩLと比較される。
Ｉ＞ＩL即ちＮｏの場合は、ＳＴＥＰ１０に戻り前述の
行程が繰返される。

【００２１】（５）Ｉ＜ＩL即ちＹｅｓ（Ｄ点）の場合
は、ＳＴＥＰ１４において、Ｉ＜ＩLの状態の経過時間
がカウントされる。この経過時間が、所定の時間例えば
ｔ秒を超えていない場合はＳＴＥＰ１０に戻る。

【００２２】（６）ＳＴＥＰ１４においてＩ＜ＩLの状
態がｔ秒を超えている場合は、操舵完了と認識して、Ｓ
ＴＥＰ１５において非操舵状態に切換えられる。電動モ
ータ２１の回転速度は、図３に示す回転速度ＮLまで減
少し、電流は、Ｄ点からＡ点まで減少する。

【００２３】上記した第１の実施例によれば、つぎの効
果を奏する。（１）ハンドル１１を操舵しないときは、電動モータ２
１を非操舵モードに切換えて低速で運転するので、エネ
ルギの消費を小さくできる。特に、本実施例の場合は、
操舵モードを判断するときのモータ回転速度と、非操舵
モードを判断するときのモータ回転速度とが異なり、ま
た、このときの操舵モード及び非操舵モードのしきい値
電流もモータ回転速度に応じて変えられているので、モ
ータ電流値だけをみると、操舵モードと判断したモータ
電流値よりも高い値で非操舵モードと判断することがで
きる。従って、操舵モードを判断するときの操舵しきい
値を小さく、非操舵モードを判断するときの非操舵しき
い値を大きく設定することが容易にできるので、ハンド
ルの操舵、非操舵の判断を迅速にでき、操舵フィーリン
グを向上させながら、エネルギの消費を小さくできる。

【００２４】（２）ハンドル１１を操舵すると、電動モ
ータ２１を速やかに操舵モードに切換えて、電動モータ
２１を回転速度ＮUまで連続的に上昇するので、ハンド
ル１１にショックがかからず、良好な操舵フィーリング
を得ることができる。（３）車速に応じて操舵しきい値電流ＩU及び非操舵し
きい値電流ＩLを設定しているので、高速、低速いずれ
の場合にも最適のアシスト力を得ることができる。

【００２５】図５，６は、請求項１，２に係る第２の実
施例を示すもので、第１の実施例との相違は、ポンプユ
ニット２０が収容されているエンジンルームの温度が変
化した場合でも操舵モード及び非操舵モードの切換えを
確実に実施するものである。エンジンルームの温度が変
化すると、これに応じて電動モータ２１の温度も変化す
る。即ち、冬季は低く、夏期は高くなる。特に山道を走
行時には高くなる。

【００２６】電動モータ２１の電圧、電流及び巻線抵抗
との間には、つぎの関係がある。Ｖ＝ＲＩ＋ＫE・ＮここでＶは電圧、Ｉは電流Ｒは巻線の抵抗値ＫEはモータの誘起電圧定数Ｎは回転速度

【００２７】従って、電圧及び回転速度が同じ場合は、
電動モータ２１（巻線）の温度が低い場合は、Ｒは小で
電流は大となり、温度が高い場合は、Ｒは大で電流が小
となる。さらに、低温の場合は、油圧ポンプ２２に使用
している油の粘度が高くなって電動モータ２１の負荷は
増大するので、電流が大になる傾向は大きくなる。

【００２８】そこで、第２の実施例においては、図示は
しないが、電動モータ２１に、温度を測定するセンサを
取付け、この温度から操舵しきい値電流ＩU及び非操舵
しきい値電流ＩLを補正するようにしたものである。

【００２９】即ち、図５に示すように、車速から「ＳＴ
ＥＰ１０」で設定されたＩU，ＩLに対して、「ＳＴＥＰ
１０Ａ」において、測定した電動モータ２１の温度に応
じて補正値を加え、ＩU1，ＩL1を設定したものであり、
そのしきい値電流を図６に示す。この補正したしきい値
電流ＩU1，ＩL1は、ＩU，ＩLに対してほぼ並行な曲線を
呈している。

【００３０】この第２の実施例においては、第１の実施
例の効果にくわえて、エンジンルームの温度が変化した
場合でも、迅速且つ適格に操舵モード及び非操舵モード
を切換えることができ、最適のアシスト力を得ることが
できるという効果を奏するものである。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明は、電動モータにより油
圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプが発生する油圧によ
りパワーアシストを行う電動油圧パワーステアリング装
置において、ハンドルの操作トルクに応じて変化する電
動モータの電流を検知し、該電流が操舵しきい値電流よ
りも大になったとき操舵モードに切換えて前記電動モー
タを高速で回転し、前記電流が非操舵しきい値電流より
も小になったとき非操舵モードに切換えて前記電動モー
タを低速で回転するようにしたので、車両に新たなセン
サを追加する必要がなく、また、操舵しきい値電流及び
非操舵しきい値電流は、前記電動モータの回転速度に応
じて異なる値に設定したので、非操舵モード及び操舵モ
ード相互間の切換えが迅速かつ確実に実施でき、ハンド
ルの操舵フィーリングを向上させ得るとともに非操舵時
のエネルギ消費を節減することができるという優れた効
果を奏するものである。

【００３２】請求項２における操舵しきい値電流及び非
操舵しきい値電流は、電動モータの温度に応じて変化さ
せるようにしたので、エンジンルーム内の温度が変動し
た場合でもハンドルの操舵フィーリングを向上させ得る
という優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の制御動作を示すフロ
ーチャートである。

【図２】概略的な構成を示す図である。

【図３】非操舵モード及び操舵モードにおける車速と
電動モータの回転速度を示す図である。

【図４】非操舵モード及び操舵モードにおける電動モ
ータの回転速度としきい値電流の関係を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例の制御動作を示すフロ
ーチャートである。

【図６】電動モータの温度に応じて変化させた電動モ
ータの回転速度としきい値電流の関係を示す図である。

【符号の説明】

１１ハンドル１２パワーステアリングギヤ２０ポンプユニット２１電動モータ２２油圧ポンプ２３回転速度検出手段３０ＥＣＵ３１電流検出回路３２モータ駆動回路３３車速検出手段ＩU 操舵モードしきい値電流ＩL 非操舵モードしきい値電流ＩU1 補正した操舵モードしきい値電流ＩL1 補正した非操舵モードしきい値電流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動モータにより油圧ポンプを駆動し、
この油圧ポンプが発生する油圧によりパワーアシストを
行う電動油圧パワーステアリング装置において、ハンド
ルの操作トルクに応じて変化する電動モータの電流を検
知し、該電流が操舵しきい値電流よりも大になったとき
操舵モードに切換えて前記電動モータを高速で回転し、
前記電流が非操舵しきい値電流よりも小になったとき非
操舵モードに切換えて前記電動モータを低速で回転する
ようにし、前記操舵しきい値電流及び非操舵しきい値電流を、前記
電動モータの回転速度に応じて異なる値に設定したこと
を特徴とする電動油圧パワーステアリング装置。
【請求項２】前記操舵しきい値電流及び非操舵しきい
値電流は、電動モータの温度に応じて変化させるように
したことを特徴とする請求項１記載の電動油圧パワース
テアリング装置。