JPH11348794A - パワーステアリング装置 - Google Patents

パワーステアリング装置

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JPH11348794A
JPH11348794A JP10159570A JP15957098A JPH11348794A JP H11348794 A JPH11348794 A JP H11348794A JP 10159570 A JP10159570 A JP 10159570A JP 15957098 A JP15957098 A JP 15957098A JP H11348794 A JPH11348794 A JP H11348794A
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Japan
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steering
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electric motor
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JP10159570A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Fujita
和彦 藤田
Takeshi Nakajima
中島  剛
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Koyo Seiko Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】急操舵開始時にも操舵状態を即座に検出するこ
とにより、ステアリング操作が悪化しない電動ポンプ油
圧式パワーステアリング装置を実現する。 【解決手段】、(a) スタンバイ状態で、電流センサから
検出される電流Iが第1のしきい値I1 以上であるかど
うか、(b) スタンバイ状態で、電流センサから検出され
る電流Iの変化率が第2のしきい値以上であるかどうか
をチェックし、前記(a) の条件が満たされることと、前
記(b) の条件が満たされることのいずれか、もしくは両
方に基づいて、スタンバイ状態をアシスト状態に切り換
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータ駆動ポ
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ものである。
【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
り、ステアリングホイールの操舵を補助するパワーステ
アリング装置が使用されている。オイルポンプは電動モ
ータによって駆動され、その回転数に応じた操舵補助力
がパワーシリンダから発生する。ステアリングが切り込
まれていない状態では操舵補助力を要しないから、ステ
アリングが操舵中点近傍にある直線操舵状態(非操舵
時)においては、電動モータを停止させ、操舵に連動す
る何らかの条件の変化が検出されたことに応答して電動
モータを起動している。
【0003】しかし最近では、油圧の立ち上がりをスム
ーズにするため、非操舵時においても、電動モータを低
電圧で駆動するスタンバイ駆動が行われることも多くな
っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記電動モータの制御
においては、非操舵時から操舵に切り変わるタイミング
の検出方法が種々考えられる。
【0005】例えば、電動モータに流れる電流を検知し
て、その電流がしきい値以上になったときに駆動電圧を
上げるという制御も考えられるが、この制御方法では、
急操舵開始時に、油圧の立ち上がりが追いつけず、ステ
アリング操作のフィーリングが悪いという欠点がある。
【0006】そのため、従来の電動ポンプ油圧式パワー
ステアリング装置では、立ち上がり時間を改善するため
に、非操舵時の電動モータの駆動電圧を高くしたり、操
舵角を検出する操舵角センサを設けたりしているが、前
者では消費電力が犠牲になり、後者では高価な部品が必
要になる。
【0007】そこで、本発明は、急操舵開始時にも操舵
状態を即座に検出することができ、ステアリング操作が
悪化しないパワーステアリング装置を実現することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のパワーステアリ
ング装置は、電動モータに操舵時に第1の電圧を供給す
る第1状態(アシスト状態)と、非操舵時に前記第1の
電圧よりも低い第2の電圧を供給する第2状態(スタン
バイ状態)とを切り換えることのできる制御手段とを有
し、前記制御手段は、(a) スタンバイ状態で、電流セン
サから検出される電流が第1のしきい値以上であるかど
うか、(b) スタンバイ状態で、電流センサから検出され
る電流の変化率が第2のしきい値以上であるかどうかを
判定する手段を備え、前記(a) の条件が満たされること
と、前記(b) の条件が満たされることのいずれか、もし
くは両方に基づいて、スタンバイ状態をアシスト状態に
切り換えるものである。
【0009】図1は、操舵を開始する前後のモータ電流
Iの変化を図示したグラフであり、第1のしきい値をI
1 で示し、第2のしきい値を斜線で示し、微小電流の変
化量をΔIで、時間の微小変化量をΔtで示している。
操舵前は、モータ電流Iは、第1のしきい値I1 以下に
なっているが、操舵開始後は増大し、ある時点で第1の
しきい値I1 を超え、他のある時点では、モータ電流の
変化率が第2のしきい値を超える。
【0010】本発明の構成によれば、スタンバイ状態か
ら操舵開始したとき、電流センサから検出される電流が
第1のしきい値I1 以上であることと、同電流の変化率
が第2のしきい値以上であることとの論理和に基づい
て、スタンバイ状態からアシスト状態に切り換える。
【0011】したがって、図1に示したように、電流変
化量ΔI/Δtが第2のしきい値を超える時点のほう
が、電流Iが第1のしきい値I1 を超える時点よりも早
くなる場合には、急操舵状態を、より早く検出すること
ができる。
【0012】また図示したのとは逆に、電流Iが第1の
しきい値I1 を超える時点が、電流変化量ΔI/Δtが
第2のしきい値を超える時点よりも早くなる場合にも、
急操舵状態を、早く検出することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照しながら詳細に説明する。
【0014】図2は、パワーステアリング装置の基本的
な構成を示すブロック図である。
【0015】ステアリング機構1は、ドライバによって
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の先端部に設けられたピニオンギア4と、こ
のピニオンギア4にかみ合うラックギア部5aを有し、
車両の左右方向に延びたラック軸5を有している。
【0016】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、
操舵輪であるフロント左右輪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を中心として回転自在である。
【0017】以上の構成において、ステアリングホイー
ル2の操作によりステアリング軸3が回転すると、この
回転がピニオンギア4及びラック軸5によって車両の左
右方向に沿う直線運動に変換され、これによって、フロ
ント左右輪FL,FRの操舵が行われる。
【0018】ステアリング軸3の途中には、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及び大きさ
に応じてねじれを生じるトーションバー9と、このトー
ションバー9のねじれの方向及び大きさに応じて開度が
変化する油圧制御弁23が設けられている。この油圧制
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、このピストン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20
a,20bは、それぞれオイル供給/帰還路22a,2
2bを介して油圧制御弁23に接続されている。
【0019】油圧制御弁23は、さらに、リザーバタン
ク25及びオイルポンプ26を通るオイル循環路24に
も入っている。オイルポンプ26は、モータ27によっ
て駆動され、リザーバタンク25に溜められている作動
油を汲み出して油圧制御弁23に供給する。余剰の作動
油は、油圧制御弁23からオイル循環路24を通ってリ
ザーバタンク25に戻される。
【0020】油圧制御弁23は、トーションバー9に一
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
わった場合には、オイル供給/帰還路22a,22bの
うち他方を介してパワーシリンダ20のシリンダ室20
a,20bのうち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、いわば平衡状態になり、作動油はパワ
ーシリンダ20に供給されることなく、オイル循環路を
循環する。
【0021】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(パワーアシスト)。
【0022】操舵補助力の大きさは、オイルポンプ26
を作動させる電動モータ27への印加電圧を制御するこ
とによって調整する。
【0023】モータ27は、電子制御ユニット30によ
って回転制御される。電子制御ユニット30は、CPU
31、CPU31のワークエリアなどを提供するRAM
32、及びCPU31の動作プログラムなどを記憶した
ROM33と、これらを相互接続するバス34と、電動
モータ27に流れる電流を検出する電流センサ14とを
有している。
【0024】この電子制御ユニット30は、後述するよ
うに、電動モータ27に流れる電流を検出する電流セン
サ14の出力信号に基づいて電動モータ27への印加電
圧を決める。これによって、適切な操舵補助力がステア
リング機構1に働くことになる。
【0025】本発明の実施形態においては、ステアリン
グ操作の引っかかり感をなくし、電動モータ27の起動
をスムーズにするため、非操舵時においても、電動モー
タ27を低電圧で駆動するスタンバイ駆動を行う。
【0026】このため、電子制御ユニット30は、常時
電動モータ27に比較的低い電圧(第2電圧という)V
2 を印加しており、後述する条件下で電動モータ27に
パワーアシストに十分な電圧(第1電圧という)V1
印加する。
【0027】第2電圧V2 印加の状態から第1電圧V1
印加の状態に切り換える条件をフローチャート(図3)
を用いて説明する。
【0028】イグニションスイッチオンなどにより、電
子制御ユニット30が立ち上げられると、まず、電動モ
ータ27を第2電圧V2 で駆動する(ステップS1)。
その後、ステアリング操作がありトーションバー9にね
じれが加わり、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ようになると、電動モータ2
7に負荷がかかり、電動モータ27に流れる電流が増加
し、したがって電流センサ14の検出電流が増加する。
【0029】電子制御ユニット30は、まず検出電流の
変化率ΔI/Δtを調べる。この変化率ΔI/Δtは、
単位時間のうちに検出電流Iがどの程度変化するかで決
まる。
【0030】電子制御ユニット30は、変化率ΔI/Δ
tがしきい値[ΔI/Δt]0 (例えば25A/秒)を
超えたかどうかを調べ(ステップS2)、超えたと判定
すると、操舵補助力を作用させるべく、電動モータ27
に第1電圧V1 を印加する(ステップS4)。なお、前
記しきい値[ΔI/Δt]0 は、急な操舵を行ったとき
に引っかかり感を解消する目的で設定されるものであ
り、そのためには小さなほうがよいが、あまり小さい
と、走行時のステアリング操作感が不安定になる。その
値は、車両の運転などを行って実験により決定すること
が望ましい。
【0031】変化率ΔI/Δtがしきい値[ΔI/Δ
t]0 を超えない場合において、モータ電流Iが、先に
しきい値I1 を超えた場合にも(ステップS3のYE
S)、操舵補助力を作用させるべく、電動モータ27に
第1電圧V1 を印加する(ステップS4)。
【0032】したがって、ステップS2の判断を単独で
行う場合、ステップS3の判断を単独で行う場合、いず
れの場合と比べても、もっとも早い時期に、急操舵状態
を検出することができる。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明のパワーステアリン
グ装置によれば、高価な操舵角センサなどがなくても、
急操舵状態を即座に検出することができ、操舵開始時の
ステアリング操作感を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】操舵を開始する前後のモータ電流Iの変化を図
示したグラフである。
【図2】パワーステアリング装置の基本的な構成を示す
ブロック図である。
【図3】第2電圧印加の状態から第1電圧印加の状態に
切り換える処理の流れを説明するフローチャートであ
る。
【符号の説明】
14 電流センサ 27 電動モータ 30 電子制御ユニット 31 CPU

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動モータにより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
    グ装置において、 電動モータに流れる電流を検出する電流センサと、 前記電動モータに操舵時に第1の電圧を供給する第1状
    態と、非操舵時に前記第1の電圧よりも低い第2の電圧
    を供給する第2状態とを切り換えることのできる制御手
    段とを有し、 前記制御手段は、(a) 第2状態で、電流センサから検出
    される電流が第1のしきい値以上であるかどうか、(b)
    第2状態で、電流センサから検出される電流の変化率が
    第2のしきい値以上であるかどうかを判定する手段を備
    え、 前記(a) の条件が満たされることと、前記(b) の条件が
    満たされることのいずれか、もしくは両方に基づいて、
    第2状態を第1状態に切り換えることを特徴とするパワ
    ーステアリング装置。
JP10159570A 1998-06-08 1998-06-08 パワーステアリング装置 Pending JPH11348794A (ja)

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