JP2003285748A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速走行時に生じるスタンバイ流量の無駄を
防止することのできるパワーステアリング装置を提供す
ることである。 【解決手段】 コントローラＣは、操舵角センサ１４か
らの操舵角に応じた電流指令値Ｉ１と操舵角速度に応じ
た電流指令値Ｉ２と車速に応じた電流指令値Ｉ５，Ｉ６
とに基づいて、基本電流指令値Ｉｄを特定するととも
に、この基本電流指令値Ｉｄにスタンバイ用電流指令値
Ｉｓを加算して、この加算後の値をソレノイド電流指令
値ＳＩとして出力するパワーステアリング装置におい
て、上記スタンバイ用電流指令値Ｉｓを、車速に基づい
て可変にしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エネルギー損失
を防止するための流量制御弁を備えたパワーステアリン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エネルギー損失を防止するための流量制
御弁を備えたパワーステアリング装置として、本願出願
人が特開２００１−２６０９１７として既に開示したも
のがある。この従来の装置は、図７に示すように、上記
流量制御弁Ｖのスプール１の一端を一方のパイロット室
２に臨ませ、スプール１の他端を他方のパイロット室３
に臨ませている。上記一方のパイロット室２には、ポン
プポート４を介してポンプＰを常時連通させている。ま
た、この一方のパイロット室２は、流路６→可変オリフ
ィスａ→流路７を経由して、パワーシリンダ８を制御す
るステアリングバルブ９の流入側に連通している。

【０００３】一方、上記他方のパイロット室３には、ス
プリング５を介在させるとともに、流路１０および流路
７を介してステアリングバルブ９の流入側に連通してい
る。そのため、上記両パイロット室２，３は、可変オリ
フィスａ→流路７→流路１０を介して連通することにな
り、可変オリフィスａの上流側の圧力が一方のパイロッ
ト室２に作用し、下流側の圧力が他方のパイロット室３
に作用することになる。なお、上記可変オリフィスａの
開度は、ソレノイドＳＯＬに対するソレノイド電流指令
値ＳＩによって制御するようにしている。

【０００４】上記スプール１は、一方のパイロット室２
の作用力と、他方のパイロット室３の作用力およびスプ
リング５のバネ力とがバランスした位置を保つが、その
バランス位置において、前記ポンプポート４とタンクポ
ート１１との開度が決められる。例えば、エンジン等の
ポンプ駆動源１２の作動によって、ポンプＰを駆動させ
ると、ポンプポート４に圧油が供給されて、可変オリフ
ィスａに流れが生じる。このように可変オリフィスａに
流れが生じると、その前後に差圧が発生し、この差圧に
よって両パイロット室２，３に圧力差が発生する。そし
て、この圧力差によってスプール１が図示するノーマル
位置からスプリング５に抗して上記バランスする位置に
移動する。

【０００５】このようにしてスプール１がノーマル位置
から移動すると、タンクポート１１の開度が大きくなる
が、このときのタンクポート１１の開度に応じてポンプ
４からステアリングバルブ９側に導かれる制御流量ＱＰ
と、タンクＴあるいはポンプＰに還流される戻り流量Ｑ
Ｔとの分配比が決まる。言い換えれば、タンクポート１
１の開度に応じて制御流量ＱＰが決まることになる。

【０００６】このように制御流量ＱＰがタンクポート１
１の開度に応じて制御されるということは、結局、可変
オリフィスａの開度に応じてこの制御流量ＱＰは決まる
ことになる。なぜなら、タンクポート１１の開度を決め
るスプール１の移動位置は、両パイロット室２，３の圧
力差で決まり、この圧力差を決めているのが可変オリフ
ィスａの開度だからである。

【０００７】したがって、車速や操舵状況に応じて、制
御流量ＱＰを制御するためには、可変オリフィスａの開
度、すなわちソレノイドＳＯＬに対するソレノイド電流
指令値ＳＩを制御すればよいことになる。なぜなら、可
変オリフィスａの開度は、ソレノイドＳＯＬの励磁電流
に比例して制御され、非励磁状態のときにその開度を最
少に保ち、励磁電流を大きくするにしたがってその開度
が大きくなるようにしているからである。

【０００８】一方、上記制御流量ＱＰが導かれるステア
リングバルブ９は、図示していないステアリングホィー
ルの入力トルク（操舵トルク）に応じて、パワーシリン
ダ８への供給量を制御する。例えば、操舵トルクが大き
ければ、ステアリングバルブ９の切り換え量を大きくし
て、パワーシリンダ８への供給量を増やし、逆に操舵ト
ルクが小さければ、ステアリングバルブ９の切り換え量
を小さくして、パワーシリンダ８への供給量を少なくす
るようにしている。そして、パワーシリンダ８は、圧油
の供給量が多いほど大きいアシスト力を発揮し、供給量
が少ないほどアシスト力を小さくする。なお、操舵トル
クとステアリングバルブ９の切り換え量は、図示してい
ないトーションバーなどのねじれ反力によって設定して
いる。

【０００９】上記のようにしてパワーシリンダ８に供給
される流量ＱＭは、ステアリングバルブ９によって制御
されているが、このステアリングバルブ９に供給される
制御流量ＱＰは、上記したように流量制御弁Ｖによって
制御されている。ここで、パワーシリンダ８が必要とす
る要求流量ＱＭと、流量制御弁Ｖで決められる制御流量
ＱＰとをなるべく等しくすれば、ポンプＰ側のエネルギ
ー損失を低く抑えることができる。なぜなら、ポンプＰ
側のエネルギー損失は、制御流量ＱＰとパワーシリンダ
８の要求流量ＱＭとの差によって発生するからである。
そこで、制御流量ＱＰをパワーシリンダ８の要求流量Ｑ
Ｍにできるだけ近づけて、エネルギー損失を防止するた
めに、この従来例では、可変オリフィスａの開度を制御
するようにしている。この可変オリフィスａの開度は、
上記したようにソレノイドＳＯＬに対するソレノイド電
流指令値ＳＩで決まるが、このソレノイド電流指令値Ｓ
Ｉを制御するのが以下に説明するコントローラＣであ
る。

【００１０】このコントローラＣには、操舵角センサ１
４と車速センサ１５とを接続している。このコントロー
ラＣは、図８に示すように、操舵角センサ１４によって
検出した操舵角に基づいて電流指令値Ｉ１を特定し、ま
た、操舵角を微分して算出した操舵角速度に基づいて電
流指令値Ｉ２を特定する。なお、上記操舵角と電流指令
値Ｉ１とは、その操舵角と制御流量ＱＰとの関係がリニ
アな特性になる理論値に基づいて決めている。また、操
舵角速度と電流指令値Ｉ２との関係も、操舵角速度と制
御流量ＱＰとがリニアな特性になる理論値に基づいて決
めている。ただし、これら電流指令値Ｉ１および電流指
令値Ｉ２は、操舵角および操舵角速度がある設定値以上
にならなければ、いずれもゼロを出力するようにしてい
る。つまり、ステアリングホィールが中立あるいはその
近傍にあるときに、上記電流指令値Ｉ１もＩ２もゼロに
することによって、中立近傍を不感帯域としている。

【００１１】また、コントローラＣは、車速センサ１５
の検出値に基づいて、操舵角用電流指令値Ｉ３と操舵角
速度用電流指令値Ｉ４とを出力するようにしている。上
記操舵角用電流指令値Ｉ３は、低速域で１を出力し、最
高速域で例えば０．６を出力するようにしている。ま
た、上記操舵角速度用電流指令値Ｉ４は、低速域で１を
出力し、最高速域で例えば０．８を出力するようにして
いる。つまり、低速域から最高速域でのゲインは、１〜
０．６の範囲で制御する操舵角用電流指令値Ｉ３の方
が、１〜０．８の範囲で制御する操舵角速度用電流指令
値Ｉ４よりも大きくなるようにしている。

【００１２】そして、上記操舵角用電流指令値Ｉ３を、
操舵角による電流指令値Ｉ１に掛け合わせるようにして
いる。そのため、この乗算結果である操舵角系の電流指
令値Ｉ５は、高速になればなるほど小さくなる。しか
も、操舵角用電流指令値Ｉ３のゲインを、操舵角速度用
電流指令値Ｉ４のゲインよりも大きく設定しているの
で、高速になればなるほどその減少率が大きくなる。つ
まり、低速域では応答性を高く保ち、高速域になると応
答性を下げるようにしている。このように車速に応じて
応答性を変化させるのは、一般に、高速走行中において
は、それほど高い応答性を必要とせず、高い応答性を必
要とするのは、ほとんどの場合低速域だからである。

【００１３】一方、操舵角速度による電流指令値Ｉ２に
は、操舵角速度用電流指令値Ｉ４を限界値として、操舵
角速度系の電流指令値Ｉ６を出力させるようにしてい
る。この電流指令値Ｉ６も、車速に応じて減少させるよ
うにしている。ただし、操舵角速度用電流指令値Ｉ４の
ゲインは、操舵角用電流指令値Ｉ３よりも小さくしてい
るので、電流指令値Ｉ６の減少率は、電流指令値Ｉ５の
場合よりも小さい。このように車速に応じて限界値を設
定したのは、高速走行中に過剰なアシスト力が発揮され
ることを主に防止するためである。

【００１４】上記のようにして出力された操舵角系の電
流指令値Ｉ５と操舵角速度系の電流指令値Ｉ６との大小
を比較し、大きな方の値を採用するようにしている。例
えば、高速走行時には、ステアリングを急操作すること
はほとんどないので、操舵角系の電流指令値Ｉ５の方
が、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６よりも大きくなるの
が通常である。そのため、高速走行時には、ほとんどの
場合、操舵角系の電流指令値Ｉ５が選択される。そし
て、このときのステアリング操作の安全性・安定性を高
めるために、電流指令値Ｉ５のゲインを大きくしてい
る。つまり、走行速度が速くなればなるほど、制御流量
ＱＰを少なくする比率を高めて、走行時の安全性・安定
性を高めるようにしている。

【００１５】一方、低速走行時には、ステアリングを急
操作することが多くなるので、多くの場合に操舵角速度
の方が大きくなる。そのため、低速走行時には、ほとん
ど操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が選択される。そし
て、このように操舵角速度が大きい場合には、応答性が
重視される。したがって、低速走行時には、ステアリン
グ操作の操作性すなわち応答性を高めるために、操舵角
速度を基準にしながら、その操舵角速度系の電流指令値
Ｉ６のゲインを小さくしている。言い換えれば、走行速
度がある程度速くなっても、ステアリングを急操作した
ときには、制御流量ＱＰを十分に確保することによっ
て、応答性を確保するようにしている。

【００１６】上記のようにして選択された電流指令値Ｉ
５あるいはＩ６には、スタンバイ用電流指令値Ｉ７を加
算する。そして、このスタンバイ用電流指令値Ｉ７を加
算した値を、ソレノイド電流指令値ＳＩとして駆動装置
１６に出力する。

【００１７】このようにスタンバイ用の電流指令値Ｉ７
を加算しているので、ソレノイド電流指令値ＳＩは、操
舵角、操舵角速度および車速に基づく電流指令値が全て
ゼロの場合でも、所定の大きさを保っている。そのた
め、所定の流量がステアリングバルブ９側に常に供給さ
れることになる。エネルギー損失を防止するという観点
からすれば、パワーシリンダ８およびステアリングバル
ブ９側の要求流量ＱＭがゼロなら、流量制御弁Ｖの制御
流量ＱＰもゼロにするのが理想的である。つまり、制御
流量ＱＰをゼロにするということは、ポンプＰの吐出量
全量をタンクポート１１からポンプＰまたはタンクＴに
還流させること意味する。そして、タンクポート１１か
らポンプＰまたはタンクＴに還流する流路は、本体Ｂ内
にあって非常に短いので、その圧力損失がほとんどな
い。圧力損失がほとんどないので、ポンプＰの駆動トル
クも最小に抑えられ、その分、省エネにつながることに
なる。このような意味から、要求流量ＱＭがゼロのとき
に、制御流量ＱＰもゼロにするのが、エネルギー損失を
防止するという観点からは有利になる。

【００１８】それにもかかわらず、要求流量ＱＭがゼロ
のときでもスタンバイ流量ＱＳを確保しているのは、以
下の理由からである。 装置の焼き付きを防止するためである。すなわち、
スタンバイ流量ＱＳを装置に循環させることによって、
冷却効果が期待できるからである。 応答性を確保するためである。すなわち、上記のよ
うにスタンバイ流量ＱＳを確保しておけば、それが全然
ないときよりも、目的の制御流量ＱＰに到達する時間が
短くてすむ。この時間差が応答性になるので、結局、ス
タンバイ流量ＱＳを確保した方が、応答性を向上させる
ことができる。

【００１９】 キックバック等の外乱やセルフアライ
ニングトルクに対抗するためでもある。すなわち、タイ
ヤに外乱やセルフアライニングトルク等による抗力が作
用すると、それがパワーシリンダ８のロッドに作用す
る。もし、スタンバイ流量を確保しておかなければ、こ
の外乱やセルフアライニングトルクによる抗力で、タイ
ヤがふらついてしまう。しかし、スタンバイ流量を確保
しておけば、上記のような抗力が作用したとしても、タ
イヤがふらついたりしない。すなわち、上記パワーシリ
ンダ８のロッドには、ステアリングバルブ９を切り換え
るためのピニオン等がかみ合っているので、上記抗力が
作用すると、ステアリングバルブも切り換わって、その
抗力に対抗する方向にスタンバイ流量を供給することに
なる。したがって、スタンバイ流量を確保しておけば、
上記キックバックによる外乱やセルフアライニングトル
クに対抗できることになる。

【００２０】次に、この従来例の作用を説明する。車両
の走行中には、操舵角によるソレノイド電流指令値Ｉ１
と操舵角用電流指令値Ｉ３との乗算値である操舵角系の
電流指令値Ｉ５が出力される。それとともに、操舵角速
度系の電流指令値Ｉ６が出力される。この電流指令値Ｉ
６は、操舵角速度によるソレノイド電流指令値Ｉ２の、
操舵角速度用電流指令値Ｉ４を限界値としたものであ
る。そして、操舵角系の電流指令値Ｉ５と操舵角速度系
の電流指令値Ｉ６との大小が判定されるとともに、その
大きい方の電流指令値Ｉ５あるいはＩ６に、スタンバイ
用電流指令値Ｉ７が加算され、そのときのソレノイド電
流指令値ＳＩが決められる。このソレノイド電流指令値
ＳＩは、車両の高速走行時には、主に操舵角系の電流指
令値Ｉ５が基準となり、車両の低速走行時には、主に操
舵角速度系の電流指令値Ｉ６が基準となる。

【００２１】なお、スプール１の先端には、スリット１
３を形成している。このスリット１３は、スプール１が
図示するノーマル位置にあるときでも、一方のパイロッ
ト室２と可変オリフィスａとを連通させるものである。
すなわち、スプール１がノーマル位置にあるときでも、
ポンプポート４から一方のパイロット室２に供給された
圧油を、上記スリット１３→流路６→可変オリフィスａ
→流路７を介してステアリングバルブ９側に供給するこ
とによって、装置の焼き付きの防止、キックバック等の
外乱の防止、および応答性を確保するようにしている。
また、図中符号１６は、コントローラＣとソレノイドＳ
ＯＬとの間に接続したソレノイドＳＯＬの駆動装置あ
る。そして、符号１７，１８が絞りであり、符号１９が
リリーフ弁である。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のパワーステ
アリング装置では、スタンバイ用の電流指令値Ｉｓを加
算することによって、装置の焼き付き防止したり、応答
性を確保したり、キックバック等の外乱やセルフアライ
ニングトルクに対抗したりしている。しかし、このうち
上記応答性というのは、低速域において特に必要とな
り、高速域ではそれほど必要としない。なぜなら、高速
走行中に応答性が高すぎると、操舵が不安定になるから
である。この従来の装置では、スタンバイ用の電流指令
値が固定的であることから、高い応答性を必要とする低
速域に合わせてスタンバイ流量を設定していた。しか
し、このように低速域に合わせてスタンバイ流量を設定
しているので、高速走行時にスタンバイ流量が必要以上
に供給されることになり、その分、エネルギー損失が生
じるという問題があった。この発明の目的は、高速走行
時に生じるスタンバイ流量の無駄を防止することのでき
るパワーステアリング装置を提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、パワーシ
リンダを制御するステアリングバルブと、このステアリ
ングバルブの上流側に設けた可変オリフィスと、この可
変オリフィスの開度を制御するソレノイドと、このソレ
ノイドを駆動するソレノイド電流指令値ＳＩを制御する
コントローラと、このコントローラに接続した操舵角セ
ンサおよび車速センサと、ポンプから供給される流量
を、上記可変オリフィスの開度に応じてステアリングバ
ルブに導く制御流量とタンクまたはポンプに環流させる
戻り流量とに分配する流量制御弁とを備え、上記コント
ローラは、操舵角センサからの操舵角に応じた電流指令
値と操舵角速度に応じた電流指令値と車速に応じた電流
指令値とに基づいて、基本電流指令値を特定するととも
に、この基本電流指令値にスタンバイ用電流指令値を加
算して、この加算後の値をソレノイド電流指令値として
出力するパワーステアリング装置において、上記スタン
バイ用電流指令値を、車速に基づいて可変にしたことを
特徴とする。

【００２４】第２の発明は、パワーシリンダを制御する
ステアリングバルブと、このステアリングバルブの上流
側に設けた可変オリフィスと、この可変オリフィスの開
度を制御するソレノイドと、このソレノイドを駆動する
ソレノイド電流指令値ＳＩを制御するコントローラと、
このコントローラに接続した操舵トルクセンサおよび車
速センサと、ポンプから供給される流量を、上記可変オ
リフィスの開度に応じてステアリングバルブに導く制御
流量とタンクまたはポンプに環流させる戻り流量とに分
配する流量制御弁とを備え、上記コントローラは、操舵
トルクセンサの検出した操舵トルクに応じた電流指令値
と、車速センサの検出した車速に応じた電流指令値とに
基づいて、基本電流指令値を特定するとともに、この基
本電流指令値にスタンバイ用電流指令値を加算して、こ
の加算後の値をソレノイド電流指令値として出力するパ
ワーステアリング装置において、上記スタンバイ用電流
指令値を、車速に基づいて可変にしたことを特徴とす
る。

【００２５】第３の発明は、パワーシリンダを制御する
ステアリングバルブと、このステアリングバルブの上流
側に設けた可変オリフィスと、この可変オリフィスの開
度を制御するソレノイドと、このソレノイドを駆動する
ソレノイド電流指令値ＳＩを制御するコントローラと、
このコントローラに接続した操舵角センサ、車速センサ
および回転数センサと、ポンプから供給される流量を、
上記可変オリフィスの開度に応じてステアリングバルブ
に導く制御流量とタンクまたはポンプに環流させる戻り
流量とに分配する流量制御弁とを備え、上記コントロー
ラは、操舵角センサからの操舵角に応じた電流指令値と
操舵角速度に応じた電流指令値と車速に応じた電流指令
値とに基づいて、基本電流指令値を特定するとともに、
この基本電流指令値にスタンバイ用電流指令値を加算し
て、この加算後の値をソレノイド電流指令値として出力
するパワーステアリング装置において、上記スタンバイ
用電流指令値を、回転数センサで検出したエンジンまた
はポンプの回転数に基づいて可変にしたことを特徴とす
る。

【００２６】第４の発明は、パワーシリンダを制御する
ステアリングバルブと、このステアリングバルブの上流
側に設けた可変オリフィスと、この可変オリフィスの開
度を制御するソレノイドと、このソレノイドを駆動する
ソレノイド電流指令値ＳＩを制御するコントローラと、
このコントローラに接続した操舵トルクセンサ、車速セ
ンサおよび回転数センサと、ポンプから供給される流量
を、上記可変オリフィスの開度に応じてステアリングバ
ルブに導く制御流量とタンクまたはポンプに環流させる
戻り流量とに分配する流量制御弁とを備え、上記コント
ローラは、操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応
じた電流指令値と、車速センサの検出した車速に応じた
電流指令値とに基づいて、基本電流指令値を特定すると
ともに、この基本電流指令値にスタンバイ用電流指令値
を加算して、この加算後の値をソレノイド電流指令値と
して出力するパワーステアリング装置において、上記ス
タンバイ用電流指令値を、回転数センサで検出したエン
ジンまたはポンプの回転数に基づいて可変にしたことを
特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、第１実施形態のコントロ
ーラＣの制御システムを示したものである。この第１実
施形態は、図７に示した流量制御弁Ｖやパワーシリンダ
８、そしてステアリングバルブ９等のコントローラＣ以
外の構成について前記従来例と全く同じでなので、以下
では、コントローラＣの制御システムについてのみ説明
する。

【００２８】図示するように、コントローラＣは、操舵
角センサ１４によって検出した操舵角に基づいて電流指
令値Ｉ１を特定し、また、操舵角を微分して算出した操
舵角速度に基づいて電流指令値Ｉ２を特定する。ただ
し、別に操舵角速度センサを設けて、この操舵角速度セ
ンサによって検出した操舵角速度に基づいて上記電流指
令値Ｉ２を特定してもよい。なお、上記操舵角と電流指
令値Ｉ１とは、その操舵角と制御流量ＱＰとの関係がリ
ニアな特性になる理論値に基づいて決めている。また、
操舵角速度と電流指令値Ｉ２との関係も、操舵角速度と
制御流量ＱＰとがリニアな特性になる理論値に基づいて
決めている。

【００２９】また、コントローラＣは、車速センサ１５
の検出値に基づいて、操舵角用の電流指令値Ｉ３と操舵
角速度用の電流指令値Ｉ４とを出力するようにしてい
る。上記電流指令値Ｉ３は、車速がゼロまたは極微速域
にあるときにその値が小さくなり、一定の速度以上にな
ると１を出力する。また、上記電流指令値Ｉ４は、車速
がゼロまたは極微速域にあるときに１より大きな値を出
力し、一定の速度以上になると１を出力する。これら電
流指令値のうち、電流指令値Ｉ３を上記操舵角系の電流
指令値Ｉ１に乗算し、電流指令値Ｉ４を上記操舵角速度
系の電流指令値Ｉ２に乗算するようにしている。

【００３０】上記のように車速に基づく電流指令値Ｉ３
を乗算するのは、ステアリングホィールを切った状態
で、車両が停止していたり極微速域にあったりする場合
のエネルギー損失を防止するためである。例えば、車庫
入れのときに、ステアリングホィールを切った状態でし
ばらくエンジンをかけて停止していることがある。この
ような場合でも、操舵角に応じた電流指令値Ｉ１がソレ
ノイド電流指令値ＳＩとして出力されるため、その分、
無駄な流量がステアリングバルブ９側に供給されること
になる。このような場合のエネルギー損失を防止するた
めに、車速が０または極微速域にあるときに、電流指令
値Ｉ３を乗算し、操舵角系の電流指令値Ｉ１を小さくす
るようにしている。ただし、上記のようにして電流指令
値Ｉ３を小さくすると、ステアリングホィールを保舵し
た状態から切り始めるときの応答性が悪くなる。そこ
で、車速０または極微速域で大きな値を出力する電流指
令値Ｉ４を、操舵角速度系の電流指令値Ｉ２に乗算し、
応答性を確保するようにしている。

【００３１】上記車速に基づく電流指令値Ｉ３，Ｉ４を
それぞれ乗算したら、その値（Ｉ１×Ｉ３）および（Ｉ
２×Ｉ４）に遅れ制御をかける。この遅れ制御とは、入
力する電流指令値が急激に減少した場合に、その減少率
を緩やかにするものである。例えば、図２に示すよう
に、ステアリングホィールを６０ｄｅｇ操舵した状態か
ら中立位置に一旦戻し、その後、再び６０ｄｅｇに操舵
する場合、操舵角系および操舵角速度系の電流指令値Ｉ
１、Ｉ２は、一旦０まで下がった後、再び復帰する。す
なわち、電流指令値Ｉ１，Ｉ２は、破線で示すようなＶ
字を描く。このような値Ｉ１、Ｉ２が、ソレノイド電流
指令値ＳＩとしてそのまま出力されると、ステアリング
バルブ９への供給流量が急激に変化するため、ドライバ
ーに違和感を与えるという不都合があった。

【００３２】そこで、このような不都合を解消するため
に、上記遅れ制御をかけるようにしている。具体的に説
明すると、この遅れ制御では、入力値が急激に減少した
場合に、その減少率を小さくして、実線で示すように電
流指令値を緩やかに減少させる。このようにすれば、０
ｄｅｇ付近で電流指令値が急激に変化することがないの
で、ドライバーに違和感を与えることもない。

【００３３】上記遅れ制御をかけた後の各電流指令値に
は、車速に基づいて設定した電流指令値Ｉ５，Ｉ６を乗
算する。これら電流指令値Ｉ５，Ｉ６は、低速域で１を
出力し、最高速域では１以下の小数点の値を出力するよ
うにしている。そのため、低速域では入力値をそのまま
出力するが、高速になればなるほど出力値が小さくな
る。つまり、低速域では応答性を高く保ち、高速域にな
ると応答性を下げるようにしている。このように車速に
応じて応答性を変化させるのは、一般に、高速走行中に
おいては、それほど高い応答性を必要とせず、高い応答
性を必要とするのは、ほとんどの場合低速域だからであ
る。

【００３４】上記乗算後の各電流指令値は、車速に基づ
いて設定した電流指令値Ｉ７，Ｉ８を限界値として出力
される。すなわち、乗算後の値が、そのときの車速に応
じた電流指令値Ｉ７，Ｉ８を超えている場合には、この
超えた分をカットして、限界値内の電流指令値をそれぞ
れ出力させるようにしている。このように車速に基づく
限界値を設定したのは、高速走行中に過剰なアシスト力
が発揮されることを防止するためである。なお、上記電
流指令値Ｉ７，Ｉ８も、車速に応じて減少させるように
しているが、そのゲインは上記電流指令値Ｉ５，Ｉ６の
ゲインよりも小さく設定している。

【００３５】次に、上記のように限界値内に抑えられた
操舵角系の電流指令値と操舵角速度系の電流指令値との
大小を比較して、大きな方の値を採用する。そして、こ
の大きい方の電流指令値が、基本電流指令値Ｉｄとな
る。このようにして基本電流指令値Ｉｄを求めたら、こ
の基本電流指令値Ｉｄにスタンバイ用の電流指令値Ｉｓ
を加算する。ただし、このスタンバイ用の電流指令値Ｉ
ｓをそのまま加算するのではなく、スタンバイ用の電流
指令値Ｉｓに、車速に基づいて設定した電流指令値Ｉ９
を乗算した値を加算する。

【００３６】上記車速に基づく電流指令値Ｉ９は、低速
域では１を出力しているが、中速域では車速が高くなる
につれてその値が徐々に小さくなる。そして、高速域に
なると最小値を保つようにしている。したがって、この
車速に基づく電流指令値Ｉ９とスタンバイ用の電流指令
値Ｉｓとを乗算した値は、低速域ではそのまま出力さ
れ、中速域から高速域にかけて次第に小さくなる。そし
て、高速域では、最小値を保つことになる。ただし、高
速域でも、電流指令値Ｉ９と電流指令値Ｉｓとを乗算し
た値がゼロにならないように設定している。

【００３７】上記した通り、車速に応じてスタンバイ用
の電流指令値を中速域から高速域にかけて小さくすれ
ば、図５に示すように、中、高速域におけるスタンバイ
流量を少なくすることができる。したがって、このスタ
ンバイ流量を少なくした分だけ、エネルギーの無駄を防
止することができる。なお、低速域におけるスタンバイ
流量のことを低速側スタンバイ流量とし、高速域におけ
るスタンバイ流量のことを高速側スタンバイ流量とす
る。

【００３８】上記のように基本電流指令値Ｉｄにスタン
バイ用の電流指令値（Ｉｓ×Ｉ９）を加算したら、その
加算後の値をソレノイド電流指令値ＳＩとして駆動装置
１６（図７参照）に出力する。そして、この駆動装置１
６が、ソレノイド電流指令値ＳＩに対応した励磁電流を
ソレノイドＳＯＬに出力することになる。

【００３９】なお、この第１実施形態では、電流指令値
Ｉ５，Ｉ６をゲインとして乗じた直後に、電流指令値Ｉ
７，Ｉ８を限界値とするリミッターを個別に設定してい
るが、個別にリミッターを設定する代わりに、スタンバ
イ用の電流指令値を加算した後の値に、車速に応じた電
流指令値を限界値とするリミッターを一律に設定しても
よい。また、この第１実施形態では、遅れ制御の後に、
車速に基づく電流指令値Ｉ５，Ｉ６をゲインとして個別
に乗じているが、個別にゲインを乗じる代わりに、大小
判定後の値に、車速に基づく電流指令値をゲインとして
一律に乗じてもよい。さらに、スタンバイ用の電流指令
値を加算した後の値に、車速に応じた電流指令値を限界
値とするリミッターを一律に設定し、大小判定後の値
に、車速に基づく電流指令値をゲインとして一律に乗じ
てもよい。

【００４０】図３に示した第２実施形態は、上記第１実
施形態において、操舵角系の電流指令値と操舵角速度系
の電流指令値とを大小判定しているのに代えて、これら
両電流指令値を加算したものである。その他の構成につ
いては第１実施形態と全く同じである。上記のように操
舵角系の電流指令値と操舵角速度系の電流指令値とを加
算すれば、操舵角系の特性と操舵角速度系の特性との両
方を考慮したソレノイド電流指令値ＳＩを得ることがで
きる。

【００４１】この第２実施形態においても、上記第１実
施形態と同様に、スタンバイ用の電流指令値Ｉｓに車速
に基づく電流指令値Ｉ９を乗算した値を、基本電流指令
値Ｉｄに加算しているので、中速域から高速域にかけ
て、スタンバイ流量が少なくなる。すなわち、車速の増
加に伴って、図５に示す通り、低速側スタンバイ流量か
ら高速側スタンバイ流量に切り換わる。したがって、
中、高速域におけるスタンバイ流量の無駄を防止するこ
とができる。

【００４２】なお、この第２実施形態においても、上記
第１実施形態と同様に、電流指令値Ｉ５，Ｉ６をゲイン
として乗じた直後に、電流指令値Ｉ７，Ｉ８を限界値と
するリミッターを個別に設定しているが、個別にリミッ
ターを設定する代わりに、スタンバイ用の電流指令値を
加算した後の値に、車速に応じた電流指令値を限界値と
するリミッターを一律に設定してもよい。また、個別に
ゲインを乗じる代わりに、大小判定後の値に、車速に基
づく電流指令値をゲインとして一律に乗じてもよい。さ
らに、スタンバイ用の電流指令値を加算した後の値に、
車速に応じた電流指令値を限界値とするリミッターを一
律に設定し、大小判定後の値に、車速に基づく電流指令
値をゲインとして一律に乗じてもよい。

【００４３】図４に示す第３実施形態は、基本電流指令
値Ｉｄを算出するために、操舵トルクを利用したもので
ある。すなわち、この第３実施形態では、操舵トルクを
検出する操舵トルクセンサをコントローラＣに接続し
て、この操舵トルクに応じた電流指令値Ｉｔと、車速に
基づく電流指令値Ｉｖとに基づいて、コントローラＣが
基本電流指令値Ｉｄを算出するようにしている。具体的
には、操舵トルクに基づく電流指令値Ｉｔに、車速に基
づく電流指令値Ｉｖとを乗算して基本電流指令値Ｉｄを
算出する。そして、この基本電流指令値Ｉｄに、スタン
バイ用の電流指令値Ｉｓを加算する。ただし、この第３
実施形態においても、スタンバイ用の電流指令値Ｉｓに
車速に基づいて設定した電流指令値Ｉ９を乗算してい
る。したがって、この第３実施形態においても他の実施
形態と同様に、中速域から高速域になると、スタンバイ
流量が少なくなる。したがって、中、高速域におけるス
タンバイ流量の無駄を防止することができる。

【００４４】なお、上記第１〜第３実施形態では、スタ
ンバイ用の電流指令値Ｉｓに、車速に基づいて設定した
電流指令値Ｉ９を乗算しているが、車速に応じたスタン
バイ用の電流指令値Ｉｓを予めテーブル値としてコント
ローラＣに記憶させておいて、このテーブル値から車速
に応じたスタンバイ用の電流指令値を上記基本電流指令
値Ｉｄに加算するようにしてもよい。つまり、スタンバ
イ用の電流指令値Ｉｓを、車速に基づいて可変にできる
ようにすればよい。

【００４５】また、上記第１〜第３実施形態では、スタ
ンバイ用の電流指令値Ｉｓを車速に基づいて可変に制御
しているが、車速に代えてエンジンの回転数に基づいて
スタンバイ用の電流指令値Ｉｓを可変に制御するように
してもよい。すなわち、図６に示す第４実施形態は、コ
ントローラＣに、エンジンの回転数を検出する回転数セ
ンサを接続し、この回転センサによって検出したエンジ
ンの回転数に対応する電流指令値Ｉ10を、スタンバイ用
の電流指令値Ｉｓに乗算するようにしてもよい。上記エ
ンジン回転数に基づく電流指令値は、高回転域において
最大値１を出力しているが、中速回転域では回転数が増
加するにつれて徐々に小さくなる。そして、低回転域に
なると、最小値を保つようにしている。

【００４６】上記エンジンの回転数というのは、一般的
に高速走行中に高回転をしている。そこで、上記したよ
うに、エンジンの回転数が高いときに高速域にあると推
定して、スタンバイ用の電流指令値Ｉｓを小さくするよ
うにすれば、車速に基づいた場合と同様に、中速域から
高速域におけるスタンバイ流量の無駄を防止することが
できる。

【００４７】また、エンジンには、ポンプを連結してい
るので、このポンプの回転数の回転数はエンジンの回転
数と比例している。そこで、ポンプの回転数を回転数セ
ンサによって検出し、このポンプの回転数に基づいて上
記エンジンの場合と同様にスタンバイ用電流指令値Ｉｓ
を可変制御するようにしてもよい。さらに、上記エンジ
ンまたはポンプの回転数に応じたスタンバイ用の電流指
令値Ｉｓを、予めテーブル値としてコントローラＣに記
憶させておいて、このテーブル値から回転数に応じたス
タンバイ用の電流指令値を上記基本電流指令値Ｉｄに加
算するようにしてもよい。つまり、スタンバイ用の電流
指令値Ｉｓを、エンジンまたはポンプの回転数に基づい
て可変にするようにすればよい。

【００４８】

【発明の効果】第１、第２の発明によれば、スタンバイ
用の電流指令値Ｉｓを、車速に基づいて可変にしたの
で、中、高速域におけるソレノイド電流指令値Ｉｓを小
さくすれば、高速域におけるスタンバイ流量の無駄を防
止することができる。

【００４９】また、第３，第４の発明によれば、スタン
バイ用の電流指令値を、エンジンまたはポンプの回転数
に基づいて可変にしたので、エンジンまたはポンプの高
回転域におけるソレノイド電流指令値Ｉｓを小さくすれ
ば、高速域におけるスタンバイ流量の無駄を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のコントローラＣの制御系を示す説
明図である。

【図２】遅れ制御の特性を示したグラフである。

【図３】第２実施例のコントローラＣの制御系を示す説
明図である。

【図４】第３実施形態のコントローラＣの制御系を示す
説明図である。

【図５】スタンバイ流量Ｑと車速Ｖとの関係を示したグ
ラフである。

【図６】第４実施形態のコントローラＣの制御系を示す
説明図である。

【図７】従来の装置の全体図である。

【図８】従来のコントローラＣの制御系を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

Ｖ 流量制御弁 Ｐ ポンプ ＳＯＬ ソレノイド Ｔ タンク ａ 可変オリフィス ８ パワーシリンダ ９ ステアリングバルブ Ｃ コントローラ １４ 操舵角センサ １５ 車速センサ ＳＩ ソレノイド電流指令値 Ｉｓ スタンバイ用の電流指令値 Ｉ１ 操舵角に応じた電流指令値 Ｉ２ 操舵角速度に応じた電流指令値 Ｉｄ 基本電流指令値 Ｉ９ 車速に基づいて設定した電流指令値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島 直人 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 高井 正史 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC12 CC49 DA03 DA15 DA23 EC04 3D033 EB07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パワーシリンダを制御するステアリング
   バルブと、このステアリングバルブの上流側に設けた可
   変オリフィスと、この可変オリフィスの開度を制御する
   ソレノイドと、このソレノイドを駆動するソレノイド電
   流指令値ＳＩを制御するコントローラと、このコントロ
   ーラに接続した操舵角センサおよび車速センサと、ポン
   プから供給される流量を、上記可変オリフィスの開度に
   応じてステアリングバルブに導く制御流量とタンクまた
   はポンプに環流させる戻り流量とに分配する流量制御弁
   とを備え、上記コントローラは、操舵角センサからの操
   舵角に応じた電流指令値と操舵角速度に応じた電流指令
   値と車速に応じた電流指令値とに基づいて、基本電流指
   令値を特定するとともに、この基本電流指令値にスタン
   バイ用電流指令値を加算して、この加算後の値をソレノ
   イド電流指令値として出力するパワーステアリング装置
   において、上記スタンバイ用電流指令値を、車速に基づ
   いて可変にしたことを特徴とするパワーステアリング装
   置。
2. 【請求項２】 パワーシリンダを制御するステアリング
   バルブと、このステアリングバルブの上流側に設けた可
   変オリフィスと、この可変オリフィスの開度を制御する
   ソレノイドと、このソレノイドを駆動するソレノイド電
   流指令値ＳＩを制御するコントローラと、このコントロ
   ーラに接続した操舵トルクセンサおよび車速センサと、
   ポンプから供給される流量を、上記可変オリフィスの開
   度に応じてステアリングバルブに導く制御流量とタンク
   またはポンプに環流させる戻り流量とに分配する流量制
   御弁とを備え、上記コントローラは、操舵トルクセンサ
   の検出した操舵トルクに応じた電流指令値と、車速セン
   サの検出した車速に応じた電流指令値とに基づいて、基
   本電流指令値を特定するとともに、この基本電流指令値
   にスタンバイ用電流指令値を加算して、この加算後の値
   をソレノイド電流指令値として出力するパワーステアリ
   ング装置において、上記スタンバイ用電流指令値を、車
   速に基づいて可変にしたことを特徴とするパワーステア
   リング装置。
3. 【請求項３】 パワーシリンダを制御するステアリング
   バルブと、このステアリングバルブの上流側に設けた可
   変オリフィスと、この可変オリフィスの開度を制御する
   ソレノイドと、このソレノイドを駆動するソレノイド電
   流指令値ＳＩを制御するコントローラと、このコントロ
   ーラに接続した操舵角センサ、車速センサおよび回転数
   センサと、ポンプから供給される流量を、上記可変オリ
   フィスの開度に応じてステアリングバルブに導く制御流
   量とタンクまたはポンプに環流させる戻り流量とに分配
   する流量制御弁とを備え、上記コントローラは、操舵角
   センサからの操舵角に応じた電流指令値と操舵角速度に
   応じた電流指令値と車速に応じた電流指令値とに基づい
   て、基本電流指令値を特定するとともに、この基本電流
   指令値にスタンバイ用電流指令値を加算して、この加算
   後の値をソレノイド電流指令値として出力するパワース
   テアリング装置において、上記スタンバイ用電流指令値
   を、回転数センサで検出したエンジンまたはポンプの回
   転数に基づいて可変にしたことを特徴とするパワーステ
   アリング装置。
4. 【請求項４】 パワーシリンダを制御するステアリング
   バルブと、このステアリングバルブの上流側に設けた可
   変オリフィスと、この可変オリフィスの開度を制御する
   ソレノイドと、このソレノイドを駆動するソレノイド電
   流指令値ＳＩを制御するコントローラと、このコントロ
   ーラに接続した操舵トルクセンサ、車速センサおよび回
   転数センサと、ポンプから供給される流量を、上記可変
   オリフィスの開度に応じてステアリングバルブに導く制
   御流量とタンクまたはポンプに環流させる戻り流量とに
   分配する流量制御弁とを備え、上記コントローラは、操
   舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じた電流指令
   値と、車速センサの検出した車速に応じた電流指令値と
   に基づいて、基本電流指令値を特定するとともに、この
   基本電流指令値にスタンバイ用電流指令値を加算して、
   この加算後の値をソレノイド電流指令値として出力する
   パワーステアリング装置において、上記スタンバイ用電
   流指令値を、回転数センサで検出したエンジンまたはポ
   ンプの回転数に基づいて可変にしたことを特徴とするパ
   ワーステアリング装置。