JP2005082058A - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ブラシレス式のモータMを用いたパワーステアリング装置では、ハンドル戻し時等にモータMが逆起電力を生じるおそれがある。
【解決手段】 ステアリングホイールと操舵輪とを連携する操舵伝達経路に、操舵助勢力を付与するブラシレス式のモータMを備える。操舵助勢力の目標値に基づいて、バッテリBからモータMへ供給する電流を制御する。操舵助勢力の目標値が所定値以下のときに、リレー16によりバッテリBとモータMとを結ぶ電力線を遮断して、モータMの電流制御を禁止する。
【選択図】 図2
【解決手段】 ステアリングホイールと操舵輪とを連携する操舵伝達経路に、操舵助勢力を付与するブラシレス式のモータMを備える。操舵助勢力の目標値に基づいて、バッテリBからモータMへ供給する電流を制御する。操舵助勢力の目標値が所定値以下のときに、リレー16によりバッテリBとモータMとを結ぶ電力線を遮断して、モータMの電流制御を禁止する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、操舵助勢力を発生するブラシレス式のモータを備えたパワーステアリング装置に関する。
特許文献1に開示されているように、2つの油圧室の差圧により操舵助勢力を付与するパワーステアリング装置において、2つの油圧室を選択的に加圧可能な可逆式ポンプを用いる技術が知られている。操舵アシスト時においては、ブラシレス式のモータにより可逆式ポンプを駆動して、一方の油圧室を加圧する。このような可逆式ポンプを用いた構成によれば、操舵助勢力を必要とする状況でのみポンプを駆動すれば良いのでエネルギーロスが少なくて済み、かつ、ポンプの小型化や油圧制御の簡素化等による低コスト化を図ることができるといったメリットがある。
特開2002−145087号公報
ハンドル(ステアリングホイール)戻し時のように、トルクセンサの検出する入力トルク値がほぼ0であって、セルフアライニングトルクによって操舵輪が中立位置に戻ろうとするような場合、一般的には、ブラシレスモータの電流(電圧)指令値、つまり操舵助勢力の目標値を0とする。つまり、操舵助勢力の目標値を0としてモータの電流・電圧制御を継続する。この場合、操舵輪側からのセルフアライニングトルクによって油圧パワーシリンダから可逆式ポンプに押し戻される作動油の油圧により可逆式ポンプが回転しようとし、この可逆式ポンプの回転を止めようとしてブラシレスモータが発電作用して、逆起電力を発生する。この逆起電力は可逆式ポンプの回転の抵抗として作用するため、例えば油圧パワーシリンダが中立位置へ戻り難くなり、操舵輪の中立位置への戻り性が低下する等の課題があった。本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。
第1の発明に係るパワーステアリング装置は、電力源と、ステアリングホイールと操舵輪とを連携する操舵伝達経路に設けられ、操舵助勢力を発生するブラシレス式のモータと、上記操舵助勢力の目標値を算出する操舵助勢力目標値算出手段と、この操舵助勢力の目標値に基づいて、上記電力源からモータへ供給する電流又は電圧を制御するモータ制御手段と、上記操舵助勢力の目標値が所定値以下のときに、上記モータの電流制御又は電圧制御を禁止するモータ制御禁止手段と、を有することを特徴としている。
第2の発明に係るパワーステアリング装置は、ステアリングホイールと操舵輪とを連携する操舵伝達経路に設けられ、第1油圧室及び第2油圧室の差圧に応じて操舵助勢力を発生するパワーシリンダと、上記第1,第2油圧室の油圧を選択的に加圧可能な可逆式の油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動するブラシレス式のモータと、電力源と、上記操舵助勢力の目標値を算出する操舵助勢力目標値算出手段と、この操舵助勢力の目標値に基づいて、上記電力源からモータへ供給する電流又は電圧を制御するモータ制御手段と、上記目標値が所定値以下のときに、上記モータの電流制御又は電圧制御を禁止するモータ制御禁止手段と、を有することを特徴としている。
これらの発明によれば、操舵助勢力の目標値が所定値以下(典型的には0付近)のときに、モータの電流制御又は電圧制御を禁止しているため、セルフアライニングトルクに起因して不用意な逆起電力が生じることを確実に防止することができる。従って、操舵輪の中立位置への戻り性が向上し、また中立位置からのステアリングホイールの切り返しや切り込み等の操作性が向上する。
図1は、本発明に係るパワーステアリング装置の一実施形態を示す概略構成図である。ステアリングホイールSWと車両の一対の操舵輪(図示省略)とを連携する操舵伝達経路には操舵軸1及びラックLが設けられている。操舵軸1は、ステアリングホイールSWと軸周りに一体的に回転するように連結され、かつ、ピニオンPを介してラックLに連携されている。ラックLの両端には一対の操舵輪が連携されている。従って、ステアリングホイールSWを手動で回動すると、操舵軸1の回転がピニオンPを介してラックLの直線運動に変換され、一対の操舵輪の向きを変更(操舵)することができる。ラックLには油圧式のパワーシリンダ2が設けられている。この油圧パワーシリンダ2は、ラックLに固定されたピストン2cにより画成される一対の油圧室2a,2bを有し、両油圧室2a,2bの差圧によりラックLに操舵助勢力を付与する。
両油圧室2a,2bへ油圧を供給する可逆式のギヤポンプ3は、モータMにより駆動される。このモータMは、周知のブラシレス式のモータであり、正逆の両回転方向を切り換えてギヤポンプ3を駆動する。ギヤポンプ3は、正回転時および逆回転時にそれぞれ発生する加圧油を吐出する一対の吐出口3a、3bを備えている。各吐出口3a、3bがそれぞれ吐出側連通路7a、7bを介して油圧パワーシリンダ2の各油圧室2a、2bに接続されている。
車載の制御部(コントロールユニット)ECUには、操舵力および操舵方向を検出するトルクセンサTS等の各種センサ類からの信号が入力される。ECUは、これらの信号に基づいて、操舵助勢力の目標値を算出し(操舵助勢力目標値算出手段)、この目標値に基づいてモータMへ供給される電流を制御して、モータMの動作を制御する(モータ制御手段)。このモータMによりギヤポンプ3が駆動されて、油圧パワーシリンダ2の両油圧室2a、2bに供給される油圧が調整され、手動による操舵力及び操舵方向に応じた操舵助勢力が付与される。
ギヤポンプ3の吸入口3cには吸入側連通路8を介してリザーバタンクTに接続されている。各吐出側連通路7a、7bとリザーバタンクTとの間が油補給路9a、9bにより接続され、両油補給路9a、9bにはリザーバタンクTから吐出側連通路7a、7b方向への油の補給のみを可能とするように逆止弁5、5が介装されている。両吐出側連通路7a、7b相互間がバイパス流路6により接続され、このバイパス流路6の途中には該バイパス流路6を開閉する電磁弁4が介装されている。この電磁弁4は、ECUにより開閉制御される。具体的には、電磁弁4は、通常運転時には閉じられ、初期状態及び異常検出時には開かれる。
図2〜図4は、それぞれ第1〜3実施例に係る制御部ECUを簡略的に示すブロック図である。図中の太線は電力線を示し、細線は制御線を示している。インバータ14は、電力源としてのバッテリBの電力を直流から交流に変換してモータMへ供給する。電流センサ15は、インバータ14とモータMとを結ぶ電力線19の電流値を検出し、その検出信号をCPU12へ出力する。CPU12は、上述したトルクセンサTSや電流センサ15等の検出信号に基づいて、集積回路(IC)であるプリドライバ13へ制御信号を出力する。これを受けてプリドライバ13はインバータ14へ制御信号を出力してインバータ14を駆動制御する。
図2に示す第1実施例では、インバータ14とモータMとを結ぶ電力線19に、この電力線19を断続するリレー16を設けている。リレー16は、リレー制御線11を介して入力されるCPU12からの制御信号に基づいてON/OFFが切り換えられる。
図5は、この第1実施例に係る制御の流れを示すフローチャートである。S(ステップ)11では、トルクセンサTSにより検出されるトーションバーのトルク検出値を読み込む。S12では、トルク検出値が所定値以下、典型的には0付近であるか、言い換えると、操舵助勢力の目標値が所定値以下、典型的には0付近であるかを判定する。
トルク検出値が0付近である場合、つまりハンドル戻し時のように運転者がステアリングホイールSWを操作しておらず、操舵助勢力を与える必要がない状況では、S12からS13へ進み、リレー16をOFFとして電力線19を遮断する。これにより、モータMとインバータ14とが電気的に切り離され、モータMが開放された状態、つまりモータMの電流制御が禁止された状態となる(モータ制御禁止手段)。これにより、ブラシレス式モータMに特有の逆起電力が発生することがなく、ステアリングホイールSWの中立位置への戻り性が良くなり、かつ、ステアリングホイールSWの中立位置からの操作性が向上する。
トルク検出値(操舵助勢力の目標値)が0付近でない場合、つまり運転者が積極的にステアリングホイールSWを操作しており、操舵助勢力を与える必要がある場合には、S12からS14へ進み、リレー14をONとして電力線19を接続する。続くS15では、モータへ供給される電流を制御して、所望の操舵助勢力を付与する(モータ制御手段)。
このように本実施例では、トルク検出値(操舵助勢力の目標値)が0付近の場合には、リレー14をOFFとして電力線19を遮断しているため、ブラシレス式モータの逆起電力の発生を確実に防止することができる。特に、リレー14を用いて電力線19を強制的に遮断しているため、信頼性が高い。
図3に示す第2実施例では、第1実施例のように電力線19にリレーを設けておらず、代わりにCPU12とプリドライバ13とを結ぶ制御線として、主ドライバ制御線21に加えて副ドライバ制御線22を設けている。
図6は、第2実施例に係る制御の流れを示すフローチャートである。第1実施例と同様、S21ではトルクセンサTSにより検出されるトーションバーのトルク検出値を読み込み、S22では、トルク検出値(操舵助勢力の目標値)が0付近であるかを判定する。トルク検出値が0付近である場合、S22からS23へ進み、副ドライバ制御線22を利用してCPU12からプリドライバ13へディスエーブル信号を出力して、プリドライバ13をディスエーブル状態とする。例えば、バッテリBからプリドライバ13へ供給される電源回路を遮断する。これにより、プリドライバ13によるインバータ14の駆動制御が行われず、モータMは電気的に開放された状態、つまりモータMの電流制御が禁止された状態となる(モータ制御禁止手段)。従って、ブラシレス式モータMに特有の逆起電力が発生することを回避することができる。
トルク検出値が0付近でない場合、つまり運転者が積極的にステアリングホイールSWを操作しており、操舵助勢力を与える必要がある場合には、S22からS24へ進み、副ドライバ制御線22を介してCPU12からプリドライバ13へイネーブル信号を出力して、プリドライバ13を駆動可能な状態とする。続くS25では、主ドライバ制御線21を介してCPU12からプリドライバ13へ制御信号を出力して、このプリドライバ13を利用してモータMへ供給される電流を制御し、所望の操舵助勢力を発生させる(モータ制御手段)。
このような第2実施例によれば、第1実施例と同様、逆起電力の発生を防止できることに加え、副ドライバ制御線22を利用した制御回路・ソフトウェアによりモータの電流制御の禁止を実現しているため、第1実施例のようにリレーを設ける必要がなく、その分、構成の簡素化を図ることができるとともに、応答性・耐久性に優れ、また操舵抵抗も低く抑制される。
図4に示す第3実施例では、第2実施例の副ドライバ制御線をも省略し、CPUによるプリドライバ13の制御を停止することにより、モータの電流制御の禁止を実現している。
図7は、第3実施例に係る制御の流れを示すフローチャートである。第1,2実施例と同様、S31ではトルクセンサTSにより検出されるトーションバーのトルク検出値を読み込み、S32ではトルク検出値が0付近であるかを判定する。トルク検出値が0付近である場合、S32からS33へ進み、CPU12によるプリドライバ13の制御を停止する。これにより、プリドライバ13によるインバータ14の制御が行われず、モータMは電気的に開放された状態、つまりモータMの電流制御が禁止された状態となる(モータ制御禁止手段)。従って、ブラシレス式のモータMの逆起電力が発生することを確実に回避することができる。
トルク検出値が0付近でない場合、つまり運転者が積極的にステアリングホイールSWを操作しており、操舵助勢力を与える必要がある場合には、S32からS34,S35へ進み、CPUからプリドライバ13へ指令信号を出力し、このプリドライバ13及びインバータ14によりモータMへ供給される電流が制御され、所望の操舵助勢力が付与される。
このような第3実施例によれば、第2実施例と同様、ブラシレス式モータの逆起電力の発生を防止できることに加え、ソフトウェアによりモータの電流制御の禁止を実現しているため、既存の装置にも容易に適用でき、コスト的に有利であり、かつ、応答性・耐久性に優れ、また操舵抵抗も低く抑制される。
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。
例えば、トルクセンサTS等の検出信号に基づいて、ステアリングホイールSWを積極的に中立位置に戻す制御(以下、戻し制御と呼ぶ)を行うようにしても良い。この場合、戻し制御が実行されている場合には、仮にトルク検出値が0付近であっても、モータの電流制御を禁止せず、つまりS13,S23又はS33の処理を行わず、操舵助勢力の目標値を0としてモータの電流制御を行う。これにより、ステアリングホイールSWを速やかに中立位置へ復帰させることができる。一方、トルク検出値が0付近で、かつ、戻し制御が行われていないか終了していれば、モータの電流制御を禁止する(S13,S23又はS33)。これによりモータが開放された状態となり、上述した逆起電力が生じることがなく、この中立位置からのステアリングホイールSWの切り返しや切り込み操作を円滑に行うことができる。
また、操舵助勢力の目標値が0付近のときであれば、ハンドル戻し時に限らず直進時であってもモータの電流(又は電圧)制御を禁止するようにしても良い。
更に、上述したような可逆式ポンプを備えた油圧式パワーステアリング装置に限らず、ブラシレス式のモータにより直接的に操舵助勢力を付与するモータ直動式の電動パワーステアリング装置にも本発明を適用可能である。
以上の説明より把握し得る請求項以外の技術的思想について列記する。
(1)上記モータ制御禁止手段が、電力源からモータへ電力を供給する電力線に設けられるリレーを有し、上記目標値が所定値以下のときに、上記リレーにより電力線を遮断する。
(2)上記モータ制御禁止手段が、上記目標値が所定値以下のときに、ブラシレスモータへ供給される電流又は電圧を制御するインバータ又はプリドライバをディスエーブルとする。この場合、例えばリレーを用いた場合に比して、構成が簡素化されるとともに、応答性・耐久性に優れ、操舵抵抗も低く抑制される。
(3)上記モータ制御禁止手段が、上記目標値が所定値以下のときに、ブラシレスモータへ供給される電流又は電圧を制御するインバータ又はプリドライバの制御を停止する。このように、ソフトウェアによりモータの電流制御の禁止を実現しているため、既存の装置にも容易に適用でき、コスト的に有利であり、かつ、応答性・耐久性に優れ、また操舵抵抗も低く抑制される。
ECU…制御部
M…モータ
B…バッテリ(電力源)
TS…トルクセンサ
13…プリドライバ
14…インバータ
M…モータ
B…バッテリ(電力源)
TS…トルクセンサ
13…プリドライバ
14…インバータ
Claims (2)
- 電力源と、
ステアリングホイールと操舵輪とを連携する操舵伝達経路に設けられ、操舵助勢力を発生するブラシレス式のモータと、
上記操舵助勢力の目標値を算出する操舵助勢力目標値算出手段と、
この操舵助勢力の目標値に基づいて、上記電力源からモータへ供給する電流又は電圧を制御するモータ制御手段と、
上記操舵助勢力の目標値が所定値以下のときに、上記モータの電流制御又は電圧制御を禁止するモータ制御禁止手段と、
を有することを特徴とするパワーステアリング装置。 - ステアリングホイールと操舵輪とを連携する操舵伝達経路に設けられ、第1油圧室及び第2油圧室の差圧に応じて操舵助勢力を発生するパワーシリンダと、
上記第1,第2油圧室の油圧を選択的に加圧可能な可逆式の油圧ポンプと、
この油圧ポンプを駆動するブラシレス式のモータと、
電力源と、
上記操舵助勢力の目標値を算出する操舵助勢力目標値算出手段と、
この操舵助勢力の目標値に基づいて、上記電力源からモータへ供給する電流又は電圧を制御するモータ制御手段と、
上記目標値が所定値以下のときに、上記モータの電流制御又は電圧制御を禁止するモータ制御禁止手段と、
を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003317684A JP2005082058A (ja) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003317684A JP2005082058A (ja) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | パワーステアリング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005082058A true JP2005082058A (ja) | 2005-03-31 |
Family
ID=34417164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003317684A Abandoned JP2005082058A (ja) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005082058A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007099038A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Hitachi Ltd | パワーステアリング装置 |
-
2003
- 2003-09-10 JP JP2003317684A patent/JP2005082058A/ja not_active Abandoned
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JP2007099038A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Hitachi Ltd | パワーステアリング装置 |
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