JPH11348802A - 電気油圧式パワ―・ステアリング・システムの制御方法 - Google Patents

電気油圧式パワ―・ステアリング・システムの制御方法

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JPH11348802A
JPH11348802A JP11145096A JP14509699A JPH11348802A JP H11348802 A JPH11348802 A JP H11348802A JP 11145096 A JP11145096 A JP 11145096A JP 14509699 A JP14509699 A JP 14509699A JP H11348802 A JPH11348802 A JP H11348802A
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speed
vehicle
steering
electric motor
power steering
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JP11145096A
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English (en)
Inventor
Robert Grabowski John
ジョン、ロバート、グラボウスキー
Maxwell Stants Ross
ロス、マクスウェル、スタンツ
Dale Burne Bernard
バーナード、デール、バーン
Joseph Philip Theodore
セオドア、ジョセフ、フィリッピ
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Ford Global Technologies LLC
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Ford Global Technologies LLC
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    • 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】理想的なパワー・ステアリング・アシストを提
供しながら、効率がかなり向上したパワー・ステアリン
グ制御システムを提供する。 【解決手段】システム中の作動油を圧送する可変速電気
モーター12を含む電気油圧式パワー・ステアリング・
システム10を制御する方法が提供される。この方法
は、車速を測定する工程、車両の操舵角を測定する工
程、車両の操舵速度を測定する工程を含む。駐車モード
またはドライブ・モードが選択される。駐車モードが選
択される場合に、測定された車両操舵速度に基づいて可
変速電気モーター12の速度が制御される。ドライブ・
モードが選択された場合に、測定された車速、車両操舵
角及び車両操舵速度に基づいて、可変速電気モーター1
2の速度が制御される。従って、広い範囲のドライブ状
態への配慮がなされて車両の燃料経済性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車速、車両操舵角
及び車両操舵速度に基づいて、電気モーターの速度を制
御することにより、電気油圧式パワー・ステアリング・
システムを制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的なパワー・ステアリング・システ
ムにおいて、操舵動作をアシストするのに用いられる作
動油は、エンジンにより直接駆動される。その結果、ス
テアリング・アシストが必要とされない場合にもエンジ
ンからのかなりの量のエネルギーが作動油を圧送するの
に用いられるので、2から4%の効率の悪化を招くのが
一般的である。パワー・アシストが必要とされる様に、
車両のドライバーがステアリング・ホイールを回す時間
の割合は、非常に小さいのが一般的である。しかしなが
ら、ある状態においてはかなりの量の力がステアリング
・アシストに必要であるので、必要時のステアリング・
アシスト力の迅速な上昇を行なうために、高いベース・
ポンピング速度が保持される。この高いベース・ポンピ
ング速度が、かなりの効率の悪化を招いている。
【0003】パワー・アシスト作動油を送るのに電気モータ
ーを使用することは、効率の向上をもたらすことになっ
た。しかしながら、理想的な効率のためにかなり低いベ
ース・ポンピング速度を維持しながら、種々の車両運転
状態の下で、理想のパワー・ステアリング・アシストを
提供することが、更に望ましい。
【0004】ポンプが、必要時に目標速度へ迅速に上昇する
容量を持ちながら、不必要時には非常に低い速度で作動
することが好ましい。システムは、安定したものでなけ
ればならず、それを用いられるセンサーの数を制限する
ことにより達成しても良く、また経済的でかつ、故障し
にくいものでなければならない。
【0005】公知の従来技術のシステムは、高低2つの速度
のみを持つ電気モーターを備えるが、ノイズと効率面で
望ましいものではない。従来技術の一つである米国特許
5,508,919号には、改良された制御システムが記載され
ているが、これは、フロー制御のためにモーター速度を
制御するのではなく、圧力制御に頼っているため、未
だ、計量バルブが調整可能であることを必要とする。そ
の様なシステムでは、小さな効率向上しか望めないであ
ろう。その様なシステムは一定のポンプ流において作動
するために、システム調整の全ては、計量バルブへの複
雑な適応をすることにより、なされなければならず、結
果として種々の操舵モードにおける性能の間での妥協を
強いることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】種々の車両操作状態の
下での、理想的なパワー・ステアリング・アシストを提
供しながら、効率がかなり向上したパワー・ステアリン
グ制御システムを提供することが望まれる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、車速、車両操
舵角(ステアリング・ホイールの回転角度)及び車両操
舵速度(ステアリング・ホイールの回転速度)に基づい
て可変速電気モーターの速度が制御される電気油圧式パ
ワー・ステアリング・システムを制御する方法を提供す
る。この様にして、広い範囲の車両運転状態において、
必要とされるパワー・アシストを提供しながら、かなり
低いベースのモーター速度を維持することにより、シス
テム効率を理想化することができる。
【0008】より具体的には、本発明は、システム中の作動
油を圧送する可変速電気モーターを含む電気油圧式パワ
ー・ステアリング・システムを制御する方法を提供す
る。この方法は、車速を測定する工程、車両の操舵角を
測定する工程、車両の操舵速度を測定する工程、測定さ
れた車速に基づいて、駐車モードまたはドライブ・モー
ドを選択する工程、駐車モードが選択される場合に、測
定された車両操舵速度に基づいて可変速電気モーターの
速度を制御する工程、ドライブ・モードが選択された場
合に、測定された車速、車両操舵角及び車両操舵速度に
基づいて、可変速電気モーターの速度を制御する工程、
車両ステアリング・ホイールが終端に到達したことを検
出する工程、及び車両ステアリング・ホイールが終端に
到達した場合に、その後で可変速電気モーターの速度を
制限する工程を含む。
【0009】駐車モードは車速が時速約4マイル未満で選択
され、ドライブ・モードは車速が時速4マイル以上で選
択されるのが好ましい。
【0010】駐車モードが選択される場合に、測定された車
両操舵速度に基づいて可変速電気モーターの速度を制御
する工程は、ベース・モーター速度とする工程と、測定
された操舵速度に比例してモーターのベース速度を増加
させる工程を含む。この増加は、性能を理想的なものと
するために、校正される。
【0011】ドライブ・モードが選択された場合には、ベー
ス・モーター速度とすることにより、電気モーター速度
が制御される。モーター速度は、選択された測定状態に
基づいてこのベース速度から連続的に調整される。モー
ター速度は、車両の回避操作に適応するために、測定さ
れた操舵速度に比例して増加される。モーター速度は、
高速における、ステアリングの中立感を向上させるため
に、計測された車速に比例して減少される。モーター速
度は、中高速の定常旋回用に、計測された車速と計測さ
れた操舵角の絶対値との積に比例して調整される。各計
側値は、理想的な効率と性能のために、校正される。
【0012】駐車モード中において、ステアリング・ホイー
ルが終端まで回転させられた最初の時点を検出し、その
後で、ポンプ故障を招く可能性のある大荷重の生成を防
ぐために、ステアリング・ホイールが終端に到達した場
合に、電気モーターの速度を制限する。
【0013】
【発明の効果】従って、本発明は、可変速電気モーター
の速度が、車速、車両操舵角度及び車両操舵速度に基づ
いて制御される、電気油圧式パワーステアリング・シス
テムの制御方法を改良し、広い範囲の車両運転状態にお
いて、効率を最適化しパワーステアリングのアシスト性
能を向上させることができる。
【0014】上記のものなどの本発明の課題、手段及び効果
は、添付の図面に関連して読めば、発明を実施する最良
の態様の以下の詳細な説明から容易に理解される。
【0015】
【発明の実施の形態】図1に示される、本発明による制
御システム10は、ステアリング・ラックを動かすのに
用いられるシステム圧力を発生する油圧ポンプを駆動す
る電気モーター12を用いる電気油圧式パワー・ステア
リング・システムの一部である。ポンプ流は、電気モー
ターの速度の制御により、好ましくは1ミリ秒毎に連続
的に変化させられる。この制御手法は、エネルギーを浪
費することなしに、良好な操舵感覚を維持するのに必要
とされる最小量のフローを提供する。他の電気油圧式パ
ワー・ステアリング・システムと従来のパワー・ステア
リング・システムはほとんどの操舵状態で余分なポンプ
流を発生することになるので、この制御方法はそれらの
効率をかなり向上させることになる。
【0016】可変流及び改良されたロジックは、ポンプ流の
適切な制御により、各操舵モードの理想化を、他のもの
から独立して可能とする。更に、操舵システムの応答
は、カスタマイズされた操舵感覚のための多くの新しい
代替案を提供して、ソフトウェア上で広範囲に再構成さ
れる。
【0017】このアルゴリズムは、車速MV、ステアリング・
ホイールの相対位置ωSWA、及びステアリング・ホイー
ルの回転速度ωSWを、制御入力として用いる。この情報
から、3つのドライブ状態及び1つの駐車状態が特定さ
れ、用いられる。3つのドライブ状態とは、中立、回避
操作及び定常旋回である。ドライブ状態の各々は、特定
の状態に対する校正パラメーターの特有の組み合わせと
共に、独立したロジックを持つ。各モードは、他の操舵
モードとの相互作用を最小として理想的な性能を示す様
に調整される。これらの校正パラメーターは、種々の車
両シリーズ、車両モデル、個々のドライバーの好み及び
個々の市場毎に種々の構成を提供することができる広い
範囲のシステム調整を、いかなるハードウェアの変更な
しに可能とし、ハードウェアの複雑さを緩和することに
なる。
【0018】図1は、本発明の電気油圧式パワーステアリン
グ制御システムのブロック図である。システム10は、
2つのモードへと分けられる。すなわち、駐車制御モー
ド及びドライブ制御モードであり、各々は独立したロジ
ックを持つ。モードの選択は車速MVに基づく。その選択
がブロック14に示されている。この選択プロセスはス
イッチ16を制御するのに用いられる。車速が時速約4
マイル未満の場合には、駐車モードが選択され、車速MV
が時速約4マイル以上の場合には、ドライブ・モードが
選択される。
【0019】駐車制御モードにおいて、主な入力は操舵速度
信号ωSWである。この駐車モードにおいて、ブロック1
7において示される様に、モーター速度はベース駐車速
度とされ、測定されるステアリング・ホイール回転速度
ωSWに比例して増加させられる。測定されるステアリン
グ・ホイール回転速度ωSWは、ローパス・フィルターに
18に入り、ブロック20において調整項が計算され、
目標モーター速度が加算ブロック22において積(数
1)により増加させられる。
【数1】 この説明中における値Kは校正係数である。このように
して、モーター速度命令がモーター速度制御器24に対
して生成される。
【0020】ステアリング・ホイールが、終端における道程
端まで回転されると、従来のものと同じ様に電気油圧式
パワーステアリングにおいて大きな圧力が発生すること
があり得る。この改良されたロジックによれば、ブロッ
ク26で表される様に、モーターのトルク負荷τLを測
定することにより終端が検出される。これは、終端まで
到達したことを示す、あるトルク負荷(τL)の特徴を
探すことにより、達成される。その様な特徴が繰り返さ
れる場合には、ステアリング・ホイールが終端に保持さ
れていると推定される。ラックを終端に保持しようとす
る更なる試みの間、リミッター・ブロック28により表
される様に、目標モーター速度を制限することにより、
システムは電力消費を小レベルに制限することになろ
う。駐車制御ロジックの関数17,20,26は、定数
(KBDS, KTIME, KSW2, τL)を用いて、作動中の性能を
最適化する様に、校正される。
【0021】スイッチ16がドライブ制御モードにある場合
には、目標モーター速度の3成分の各々が独立して機能
し、独立してチューニング可能である様に構成される。
ブロック30により表される様に、ベースのモーター速
度が設定される。車両が直進中には、少ない量の流れの
みが供給される様に、ベース・モーター・ブロック30
によりベース・ドライブ速度は低いレベルに設定され
る。ステアリング・システムの迅速な応答が望まれる状
況においては、操作補償ブロック32がステアリング・
ホイール回転速度ωSWに比例して、モーター速度命令を
迅速に増加させ、ステアリング・システムが高速応答す
るのを可能とする。
【0022】車速MVが増加すると、ブロック34により示さ
れる様に、流れは比例して減少し、良好で、確実な中立
操舵感を維持する。
【0023】大きな高速旋回中に、大きな力がステアリング
・ホイールに発生するであろうが、この様なヨー力に釣
り合う様にモーター速度を調整することにより、人工ヨ
ー・ブロック36がこの状態を防止する。この調整は、
特定の車両デザインに応じて、正又は負の調整とするこ
とが可能であり、又ドライバーにより可変であるパラメ
ーターを持つシステムにおいては、ドライバーの要求に
基づき調整され得る。種々のサブ・ロジック30,3
2,34,36が、加算ブロック40においてモーター
速度命令を連続的に調整することにより、運転状態の全
範囲に亘って一貫した操舵感覚を維持する。
【0024】このシステムは1%から3%の燃料経済性の向
上が可能であると見積もられる。
【0025】本発明を実現する最良の態様について詳細に述
べたが、本発明が関連する分野の当業者であれば、添付
の請求項の範囲内で、種々の変更案及び発明の実施の態
様を想到するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による制御システムの概略ブロック図で
ある。
【符号の説明】
10 電気油圧式パワー・ステアリング・システム 12 可変速電気モーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロス、マクスウェル、スタンツ アメリカ合衆国ミシガン州バーミンガム、 ウエストチェスター・ウェイ、531 (72)発明者 バーナード、デール、バーン アメリカ合衆国ミシガン州リボニア、ノー ス・ローレル・パーク・ドライブ、37516 (72)発明者 セオドア、ジョセフ、フィリッピ アメリカ合衆国ミシガン州トレントン、ウ ッドサイド、1915

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】システム中の作動油を圧送する可変速電気
    モーターを含む電気油圧式パワー・ステアリング・シス
    テムを制御する方法であって、 車速を測定する工程、 車両の操舵角を測定する工程、 車両の操舵速度を測定する工程、 上記測定された車速に基づいて、駐車モードまたはドラ
    イブ・モードを選択する工程、 上記駐車モードが選択される場合に、上記測定された車
    両操舵速度に基づいて上記可変速電気モーターの速度を
    制御する工程、 上記ドライブ・モードが選択された場合に、上記測定さ
    れた車速、車両操舵角及び車両操舵速度に基づいて、上
    記可変速電気モーターの速度を制御する工程、 上記車両ステアリング・ホイールが終端に到達したこと
    を検出する工程、及び上記車両ステアリング・ホイール
    が終端に到達した場合に、その後で上記可変速電気モー
    ターの速度を制限する工程を有することを特徴とする方
    法。
JP11145096A 1998-06-01 1999-05-25 電気油圧式パワ―・ステアリング・システムの制御方法 Pending JPH11348802A (ja)

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US09/088,339 US6069460A (en) 1998-06-01 1998-06-01 Method for controlling an electro-hydraulic power assist steering system
US09/088339 1998-06-01

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