JP2563345Y2 - Power steering device for vehicles - Google Patents
Power steering device for vehiclesInfo
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Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、電動モータを利用して操舵力をアシストす
る車両用パワーステアリング装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention relates to a power steering device for a vehicle that assists a steering force by using an electric motor.
（従来の技術） 従来、この種のパワーステアリング装置として、特開
昭58−188752号公報により、操舵速度を検出する操舵速
度センサと、車速センサと、油圧ポンプを駆動する電動
モータの出力を、車速の増大に応じて減少させ且つ操舵
速度の増大に応じて増大するように制御する制御手段と
を備えるものは知られている。(Prior Art) Conventionally, as a power steering device of this type, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-188752 discloses a steering speed sensor for detecting a steering speed, a vehicle speed sensor, and an output of an electric motor for driving a hydraulic pump. There is known a control device that includes control means for performing control so as to decrease as the vehicle speed increases and to increase as the steering speed increases.
（考案が解決しようとする課題） 上記した従来のものでは、路面の摩擦力が比較的小さ
い雪路等の走行時にはアスファルト路に比べ操舵反力が
小さくなって、操作フィーリングが悪化する。(Problem to be Solved by the Invention) In the above-described conventional vehicle, when traveling on a snowy road or the like where the frictional force of the road surface is relatively small, the steering reaction force is smaller than that on the asphalt road, and the operation feeling is deteriorated.
本考案の目的は、路面の摩擦力が変化した場合に操舵
反力が変化しないようにしたパワーステアリング装置を
提供することにある。It is an object of the present invention to provide a power steering device in which a steering reaction force does not change when a frictional force on a road surface changes.
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく、本考案では、電動モータを利
用して操舵力をアシストする車両用パワーステアリング
装置であって、操舵速度を検出する操舵速度センサと、
車速センサと、該電動モータの出力を、車速の増大に応
じて減少させ且つ操舵速度の増大に応じて増大するよう
に制御する制御手段とを備えるものにおいて、前記電動
モータの負荷を検出する負荷センサを設け、該制御手段
を、操舵速度が所定値以上で且つ該モータの負荷が所定
値以下のとき該モータの出力を減少させるように構成し
た。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a power steering apparatus for a vehicle that assists a steering force using an electric motor, and a steering speed sensor that detects a steering speed;
A vehicle speed sensor and control means for controlling the output of the electric motor to decrease as the vehicle speed increases and to increase as the steering speed increases, wherein a load for detecting the load of the electric motor is provided. A sensor is provided, and the control means is configured to reduce the output of the motor when the steering speed is equal to or higher than a predetermined value and the load of the motor is equal to or lower than the predetermined value.
（作用） 電動モータとアシスト力とは比例するため、電動モー
タの負荷を検出することで操舵反力の大きさが判る。(Operation) Since the electric motor is proportional to the assist force, the magnitude of the steering reaction force can be determined by detecting the load on the electric motor.
従って、操舵速度が所定値以上で且つ電動モータの負
荷が所定値以下のとき電動モータの出力を減少すること
により、油圧ポンプの吐出圧が低下しアシスト力が減少
するため、路面の摩擦力が小さくなった場合の操舵反力
の変化が抑えられる。Accordingly, when the steering speed is equal to or higher than the predetermined value and the load of the electric motor is equal to or lower than the predetermined value, the output of the electric motor is reduced, so that the discharge pressure of the hydraulic pump is reduced and the assist force is reduced. The change in the steering reaction force when it becomes smaller can be suppressed.
（実施例） 第１図を参照して、（１）は一端にステアリングホイ
ール（２）と他端にピニオンギヤ（３）とを取付けたス
テアリングシャフト、（４）はラック杆（５）に取付け
たピストン（６）を摺動自在に収納するパワーシリンダ
を示し、該ピニオンギヤ（３）を該ラック杆（５）の外
周のラックに噛合すると共に、該ラック杆（５）の両端
部を各操舵輪（７）のナックルアーム（7a）に夫々タイ
ロッド（８）を介して連結した。(Example) Referring to Fig. 1, (1) is a steering shaft having a steering wheel (2) at one end and a pinion gear (3) at the other end, and (4) is mounted on a rack rod (5). A power cylinder accommodating a piston (6) is slidably accommodated. The pinion gear (3) meshes with a rack on an outer periphery of the rack rod (5), and both ends of the rack rod (5) are steered wheels. The knuckle arms (7a) of (7) were connected via tie rods (8).
図面で（９）はオイルタンク（10）を組付けた油圧ポ
ンプであり、該油圧ポンプ（９）のケーシングにこれを
駆動する直流電動モータ（11）を一体的に組付け、該油
圧ポンプ（９）に接続した吐出配管（12a）と戻り配管
（12b）とを前記ステアリングシャフト（１）の外周に
設けた切換弁（13）の流入ポート（13a）と流出ポート
（13b）とに夫々接続すると共に、前記パワーシリンダ
（４）の左右両側の各圧力室（4a）（4b）に連なる各配
管（14a）（14b）の端部を該切換弁（13）の各ポートに
接続し、電動モータ型の車両用パワーステアリング装置
を構成した。In the drawing, reference numeral (9) denotes a hydraulic pump to which an oil tank (10) is attached. A DC electric motor (11) for driving the hydraulic pump (9) is integrally attached to a casing of the hydraulic pump (9). The discharge pipe (12a) and return pipe (12b) connected to 9) are respectively connected to the inflow port (13a) and the outflow port (13b) of the switching valve (13) provided on the outer periphery of the steering shaft (1). At the same time, the ends of the pipes (14a) (14b) connected to the pressure chambers (4a) (4b) on the left and right sides of the power cylinder (4) are connected to the ports of the switching valve (13), respectively. A motor-type vehicle power steering device was constructed.
前記切換弁（13）は、ステアリングホイール（２）の
操作に連動して各圧力室（4a）（4b）に連なる前記両配
管（14a）（14b）の一方を吐出配管（12a）と他方を戻
り配管（12b）とに接続し、パワーシリンダ（４）の一
方の室に操舵反力に応じた油圧を生じさせてステアリン
グをアシストするように作動する。The switching valve (13) connects one of the two pipes (14a) (14b) connected to the pressure chambers (4a) (4b) in conjunction with the operation of the steering wheel (2) with the discharge pipe (12a) and the other. It is connected to the return pipe (12b) and operates to generate a hydraulic pressure in one chamber of the power cylinder (4) according to the steering reaction force to assist the steering.
前記電動モータ（11）はバッテリ等の電源（15）にコ
ントロール手段（16）を介して接続されており、操舵速
度、車速及び路面の摩擦力の大小で変化するパワーシリ
ンダ（４）の必要油量を過不足くなく供給し得るよう
に、該コントロール手段（16）に、操舵速度を検出する
操舵速度センサ（17）と、車速センサ（18）と、電動モ
ータ（11）の負荷を検出する負荷センサ（19）とからの
信号を入力し、電動モータ（11）の供給電力を該コント
ロール手段（16）により制御するようにした。The electric motor (11) is connected to a power supply (15) such as a battery via control means (16), and the required oil of the power cylinder (4) that changes depending on the steering speed, vehicle speed and the frictional force of the road surface. The control means (16) detects a steering speed sensor (17) for detecting a steering speed, a vehicle speed sensor (18), and a load on the electric motor (11) so that the amount can be supplied to an appropriate amount. A signal from the load sensor (19) is input, and the power supplied to the electric motor (11) is controlled by the control means (16).
該操舵速度センサ（17）は、前記ステアリングシャフ
ト（１）に固定した磁石（17a）とコラム等に取付けら
れるピックアップコイル（17b）とで操舵速度に比例し
た周波数のパルス信号を発生するように構成され、また
車速センサ（18）はトランスミッションの出力軸等に固
定される図示しない磁石とミッションケース等に取付け
られる図示しないピックアップコイルとで車速に比例し
た周波数のパルス信号を発生するように構成されてい
る。The steering speed sensor (17) is configured such that a magnet (17a) fixed to the steering shaft (1) and a pickup coil (17b) attached to a column or the like generate a pulse signal having a frequency proportional to the steering speed. The vehicle speed sensor (18) is configured to generate a pulse signal having a frequency proportional to the vehicle speed by a magnet (not shown) fixed to an output shaft or the like of a transmission and a pickup coil (not shown) attached to a transmission case or the like. I have.
前記負荷センサ（19）は電動モータ（11）に流れる電
流に応じた電圧信号を出力するように構成される。The load sensor (19) is configured to output a voltage signal according to a current flowing through the electric motor (11).
前記コントロール手段（16）は、第２図に示す如く、
前記操舵速度センサ（17）からのパルス信号を電圧信号
に変換する操舵パルス入力回路（20）と、前記車速セン
サ（18）からのパルス信号を電圧信号に変換する車速パ
ルス入力回路（21）と、該両入力回路（20）（21）から
の出力信号を入力するマイクロコンピュータから成る電
子制御回路（22）とを備えており、前記電動モータ（1
1）の駆動回路（23）にFET（24）（電界効果トランジス
タ）を該モータ（11）と直列に介設し、該電子制御回路
（22）から出力される信号をFETドライブ回路（25）に
入力し、該FETドライブ回路（25）からの電圧信号を該F
ET（24）のゲートに入力するようにした。The control means (16) is, as shown in FIG.
A steering pulse input circuit (20) for converting a pulse signal from the steering speed sensor (17) into a voltage signal, and a vehicle speed pulse input circuit (21) for converting a pulse signal from the vehicle speed sensor (18) into a voltage signal. And an electronic control circuit (22) comprising a microcomputer for inputting output signals from the input circuits (20) and (21).
An FET (24) (field effect transistor) is interposed in series with the motor (11) in the drive circuit (23) of 1), and a signal output from the electronic control circuit (22) is fed to the FET drive circuit (25). And the voltage signal from the FET drive circuit (25) is
Input to the gate of ET (24).
前記電子制御回路（22）には操舵速度区分マップと負
荷区分マップと該両区分マップに対応する電力制御マッ
プとが記憶させてある。The electronic control circuit (22) stores a steering speed division map, a load division map, and a power control map corresponding to the two division maps.
該操舵速度区分マップは、操舵速度領域を高低複数段
例えば４段階に区分けし、車速をパラメータとして高車
速領域では各操舵速度域の境界値を低車速領域に比較し
て小さく設定し、高車速領域において操舵速度に対する
電動モータ（11）の供給電力の木目細かな制御を可能と
している。The steering speed division map divides the steering speed region into a plurality of high and low stages, for example, four stages, and sets the boundary value of each steering speed region smaller in the high vehicle speed region as a parameter than in the low vehicle speed region using the vehicle speed as a parameter. In the region, fine control of the electric power supplied to the electric motor (11) with respect to the steering speed is enabled.
負荷区分マップは第３図示の如く、操舵速がN0以上で
電動モータ（11）の負荷電流がアスファルト路走行時の
負荷電流値より小さな所定の値I0以下でＸで示す負荷域
から成る。Load segment maps as a third illustrated, consists of a load region where the steering speed is indicated by X in N 0 or an electric motor (11) of the load current is less than the value I 0 of the load current from a small given time an asphalt road .
この場合、車速が増大するにつれて操舵反力が減少
し、負荷電流が小さくなるため、負荷電流のしきり値を
車速の増大に応じて小さな値に持ち換えられるように複
数のしきり値が設定してある。In this case, since the steering reaction force decreases as the vehicle speed increases and the load current decreases, a plurality of threshold values are set so that the threshold value of the load current can be changed to a smaller value as the vehicle speed increases. is there.
また、操舵速度のしきり値を複数設定しこれらしきり
値を車速の増大に応じて小さな値に持ち換えるようにし
ても良い。Alternatively, a plurality of threshold values of the steering speed may be set, and these threshold values may be changed to smaller values as the vehicle speed increases.
電力制御マップは車速をパラメータとして以下の如く
設定する。The power control map is set as follows using the vehicle speed as a parameter.
油圧ポンプ（９）の吐出油量と電動モータ（11）の供
給電力とはほぼ比例関係にあり、また操舵反力は車速が
増大するにつれて減少するため、車速の増加による吐出
圧の減少に対応させてデューティ比が段階的に減少する
ように電力制御マップを第４図示の如く説定する。The amount of oil discharged from the hydraulic pump (9) and the electric power supplied to the electric motor (11) are almost proportional, and the steering reaction force decreases as the vehicle speed increases. The power control map is defined as shown in FIG. 4 so that the duty ratio decreases stepwise.
この場合、操舵速度が増大するにつれて単位時間当り
の必要油量が増加するため、操舵速度の増加に伴ってデ
ューティ比が順に増加するように前記各操舵速度域に対
応させてＡ〜Ｄで示す４種類の制御マップを設定する。In this case, since the required oil amount per unit time increases as the steering speed increases, A to D correspond to the respective steering speed ranges so that the duty ratio increases in order as the steering speed increases. Four types of control maps are set.
上記した電力制御マップA,B,C,Dの設定方法は、本願
出願人が先に特願平１−83222号において提案したもの
と特に異ならず、これ以上の詳細な説明は省略する。The method of setting the power control maps A, B, C, and D is not particularly different from that proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 1-83222, and further detailed description is omitted.
また、雪路や砂利路走行時にはアスファルト路に比べ
て路面摩擦力が小さいため操舵反力が小さくなる。Also, when traveling on snowy or gravel roads, the road surface frictional force is smaller than on asphalt roads, so the steering reaction force is smaller.
電動モータ（11）のトルクと油圧ポンプ（９）の吐出
圧とは比例関係にあり、また油圧ポンプ（９）の吐出圧
とアシスト力とは比例するため、電動モータ（11）の負
荷を検出することで操舵反力の大きさが判る。Since the torque of the electric motor (11) is proportional to the discharge pressure of the hydraulic pump (9), and the discharge pressure of the hydraulic pump (9) is proportional to the assist force, the load of the electric motor (11) is detected. By doing so, the magnitude of the steering reaction force can be determined.
この場合、電動モータ（11）の負荷と電動モータ（1
1）に流れる電流値とはほぼ比例関係にあるため、電動
モータ（11）の負荷電流を検出することで該モータ（1
1）の負荷従って操舵反力の大きさが判る。In this case, the load of the electric motor (11) and the electric motor (1
Since the value of the electric current flowing through the electric motor (1) is substantially proportional to the electric current flowing through the electric motor (1), the load current of the electric motor (11) is detected.
The load of 1) and therefore the magnitude of the steering reaction force can be determined.
そこで、電動モータ（11）の供給電力が減少するよう
にデューティ比を比較的低く設定した前記負荷域Ｘに対
応する第４図でＥで示す電力制御マップを設定した。Therefore, a power control map indicated by E in FIG. 4 corresponding to the load area X in which the duty ratio is set relatively low so as to reduce the power supplied to the electric motor (11) is set.
この場合、車速が増加するにつれて操舵反力が減少す
るため、車速の増加に対応させてデューティ比が段階的
に減少するように該電力制御マップＥを設定する。In this case, since the steering reaction force decreases as the vehicle speed increases, the power control map E is set so that the duty ratio decreases stepwise in accordance with the increase in the vehicle speed.
かくて、操舵速度センサ（17）、車速センサ（18）、
負荷センサ（19）からの信号により選択される各区分マ
ップに対応する各電力制御マップA,B,C,D,Eに基いたデ
ューティ比の電力が電動モータ（11）に供給され、従っ
て電動モータ（11）の出力を車速の増大に応じて減少さ
せ且つ操舵速度の増大に応じて増大できると共に、路面
摩擦力の比較的小さな雪路等の走行時には電動モータ
（11）の供給電力を減少でき路面摩擦力の変化による操
舵反力の変化が抑えられる。Thus, the steering speed sensor (17), the vehicle speed sensor (18),
Electric power having a duty ratio based on each of the power control maps A, B, C, D, and E corresponding to each of the division maps selected by the signal from the load sensor (19) is supplied to the electric motor (11). The output of the motor (11) can be decreased as the vehicle speed increases and increased as the steering speed increases, and the power supplied to the electric motor (11) decreases when traveling on snowy roads with relatively small road surface friction. The change of the steering reaction force due to the change of the road surface frictional force can be suppressed.
（考案の効果） 以上の如く、本考案によれば、操舵反力が所定値以上
で且つ電動モータの負荷が所定値以下のとき電動モータ
の出力を減少するため、雪路等のように路面摩擦力が小
さくなった場合の操舵反力の変化を抑えることができる
と共に無駄な電力消費を抑えることができる効果を有す
る。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the output of the electric motor is reduced when the steering reaction force is equal to or more than the predetermined value and the load of the electric motor is equal to or less than the predetermined value. This has the effect of suppressing a change in the steering reaction force when the frictional force is reduced and suppressing unnecessary power consumption.
第１図は本考案のパワーステアリング装置の１例を示す
説明線図、第２図はその制御回路図、第３図は操舵速度
と負荷電流域との関係を示す図、第４図は電動モータの
供給電力と車速との関係を示す特性図である。 （９）…油圧ポンプ、（11）…電動モータ （16）…制御手段、（17）…操舵速度センサ （18）…車速センサ、（19）…負荷センサFIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the power steering device of the present invention, FIG. 2 is a control circuit diagram thereof, FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a steering speed and a load current range, and FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a relationship between electric power supplied to a motor and a vehicle speed. (9) hydraulic pump, (11) electric motor (16) control means, (17) steering speed sensor (18) vehicle speed sensor, (19) load sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 関根 浩 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−119468（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−147472（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−188752（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−24670（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−71572（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hiroshi Sekine 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Honda Research Laboratory Co., Ltd. (56) References JP-A-61-119468 (JP, A) JP-A Heihei 2-147472 (JP, A) JP-A-58-188752 (JP, A) JP-A-61-24670 (JP, A) Japanese Utility Model Application Sho-61-71572 (JP, U)
Claims (1)
る車両用パワーステアリング装置であって、操舵速度を
検出する操舵速度センサと、車速センサと、該電動モー
タの出力を、車速の増大に応じて減少させ且つ操舵速度
の増大に応じて増大するように制御する制御手段とを備
えるものにおいて、前記電動モータの負荷を検出する負
荷センサを設け、該制御手段を、操舵速度が所定値以上
で且つ該モータの負荷が所定値以下のとき該モータの出
力を減少させるように構成したことを特徴とする車両用
パワーステアリング装置。1. A vehicle power steering device for assisting a steering force by using an electric motor, comprising: a steering speed sensor for detecting a steering speed; a vehicle speed sensor; and an output of the electric motor for increasing the vehicle speed. And a control means for controlling the electric motor to increase in accordance with an increase in the steering speed. And an output of the motor is reduced when a load of the motor is equal to or less than a predetermined value.
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