JP2004299618A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力される電流指令値が急激に減少した場合でも、ドライバーに違和感を与えることのない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には、電流指令値特性記憶部と、遅れ制御特性記憶部と、実行部と、電流指令値維持部とを備え、上記電流指令値特性記憶部が操舵状況検出センサからの操舵角信号に基づく実際の電流指令値Ｉｂを記憶し、上記遅れ制御特性記憶部が基準電流指令値Ｉａを特定する基準減少率Δａを記憶し、上記実行部が電流指令値Ｉｂの単位時間当たりの減少率Δｂを算出するとともに、この算出した減少率Δｂと基準減少率Δａとの大小を比較して、Δａ≧Δｂのときに実際の電流指令値Ｉｂを出力し、Δａ＜Δｂのときに基準減少率Δａに基づく基準電流指令値Ｉａを出力する一方、上記電流指令値維持部は、車速が所定の値以下のときに、その時点における出力電流指令値を維持する。
【選択図】 図１

Description

【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（特許文献１）として既に開示したものがある。
この従来の装置は、図１１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、流路６→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、そのバランスした位置において、タンクポート１１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Ｐ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ＱＴとの分配比が決まる。言い換えれば、タンクポート１１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１１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は、ソレノイドＳＯＬの励磁電流の大きさによって、その開度を最大から最小まで任意に制御でき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に供給される要求流量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ＱＭ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に対する励磁電流で決まるが、この励磁電流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１４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１２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。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Ｉ５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用電流指令値Ｉ７からなるスタンバイ流量ＱＳを確保しているのは、以下の理由からである。
第１に、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。
第２に、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】
第３に、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ＱＳ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９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ＱＳを供給することになる。したがって、スタンバイ流量ＱＳ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Ｉ６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１３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１７，１８は絞りであり、符号１９はリリーフ弁である。
【００２２】
【特許文献１】
特開２００１−２６０９１７号公報（第３頁〜第７頁、図１，図２）
【００２３】
【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、ドライバーが例えばステアリングホィールを一方向に６０ｄｅｇ操舵した状態から他方向に６０ｄｅｇ操舵すると、図１３に示すように、操舵角系および操舵角速度系の電流指令値Ｉ１、Ｉ２は、中立位置付近において一旦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が中立位置付近でＶ字を描き、この電流指令値Ｉ１，Ｉ２が急激に変化する。このような電流指令値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への制御流量ＱＰも急激に変化する。そして、このようにステアリングバルブ９への制御流量ＱＰが急激に変化すると、ドライバーが必要とする操舵トルクも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問題があった。
【００２４】
また、ステアリングホィールを大舵角域で止めた場合には、操舵角に応じた電流指令値が出力されるため、制御流量の急激な減少はほとんど生じないが、大舵角域にあるステアリングホィールを小舵角域で止めた場合には、操舵角に応じた電流指令値が減少するだけでなく、それまで出力されていた操舵角速度用の電流指令値も出力されなくなるので、電流指令値の急激な減少が生じる。このように電流指令値が急激に減少すると、制御流量ＱＰが急激に減少するために、必要とする操舵トルクの急増によって、結果的にドライバーに違和感を与えるという問題があった。
この発明の目的は、入力される電流指令値が急激に減少した場合でも、ドライバーに違和感を与えることのないパワーステアリング装置を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、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するとともに操舵角や操舵角速度などの操舵状況を検出する操舵状況検出センサと、ポンプから供給される圧油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側とタンク又はポンプ側とに分配する流量制御弁とを備え、上記コントローラが、操舵状況検出センサからの各種信号に対応する電流指令値に基づいて、ソレノイド電流指令値ＳＩを特定するパワーステアリング装置を前提とする。
【００２６】
第１の発明は、上記発明を前提にしつつ、上記コントローラには、電流指令値特性記憶部と、遅れ制御特性記憶部と、実行部と、電流指令値維持部とを備え、上記電流指令値特性記憶部が操舵状況検出センサからの操舵角信号に基づく実際の電流指令値Ｉｂを記憶し、上記遅れ制御特性記憶部が基準電流指令値Ｉａを特定する基準減少率Δａを記憶し、上記実行部が電流指令値Ｉｂの単位時間当たりの減少率Δｂを算出するとともに、この算出した減少率Δｂと基準減少率Δａとの大小を比較して、Δａ≧Δｂのときに実際の電流指令値Ｉｂを出力し、Δａ＜Δｂのときに基準減少率Δａに基づく基準電流指令値Ｉａを出力する一方、上記電流指令値維持部は、車速が所定の値以下のときに、その時点における出力電流指令値を維持する。
【００２７】
第２の発明は、上記発明を前提にしつつ、上記コントローラには、電流指令値特性記憶部と、遅れ制御特性記憶部と、実行部と、電流指令値維持部とを備え、上記電流指令値特性記憶部が操舵状況検出センサからの操舵角信号に基づく実際の電流指令値Ｉｂを記憶し、上記遅れ制御特性記憶部が基準電流指令値Ｉａを特定する基準減少率Δａを記憶し、上記実行部が電流指令値Ｉｂの単位時間当たりの減少率Δｂを算出するとともに、この算出した減少率Δｂと基準減少率Δａとの大小を比較して、Δａ≧Δｂのときに実際の電流指令値Ｉｂを出力し、Δａ＜Δｂのときに基準減少率Δａに基づく基準電流指令値Ｉａを出力する一方、上記電流指令値維持部は、操舵角速度が所定の値以上のときに、その時点における出力電流指令値を維持する。
【００２８】
そして、上記第１，第２の発明によれば、上記基準電流指令値Ｉａが出力された場合や、出力電流指令値が維持された場合には、ステアリングバルブに対する供給流量の減少率を、小さくする方向に制御することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１〜図５に、この発明の第１実施形態を示すが、図１１に示したコントローラＣ以外の構成については、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についてのみ説明する。
【００３０】
図１に示すように、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、操舵角速度センサを別に設けて、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。
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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が、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として出力されていると、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。このような無駄を防止するために、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ので、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に乗算して、応答性を確保するようにしている。
【００３３】
上記車速に基づく電流指令値Ｉ３を乗算したら、この乗算後の電流指令値（Ｉ１×Ｉ３）に、遅れ制御部または電流指令値維持部によって所定の制御をかける。なお、これら遅れ制御部および電流指令値維持部の機能については後で詳しく説明する。
上記遅れ制御部および電流指令値維持部によって所定の制御をかけた後、その電流指令値に車速に基づいて設定した電流指令値Ｉ５を乗算する。
また、操舵角速度系の電流指令値（Ｉ２×Ｉ４）にも、車速に基づいて設定した電流指令値Ｉ６を乗算する。
【００３４】
上記電流指令値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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、大きい方の値を採用する。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、スタンバイ用の電流指令値Ｉｓ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。
【００３７】
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。高速域でスタンバイ用の電流指令値を小さくすれば、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。
なお、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。
【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１１参照）に出力する。そして、この駆動装置１６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】
以上のようにして、ソレノイド電流指令値ＳＩを制御しているが、例えば、図２に示すように、ステアリングホィールを左側に操舵している状態から中立位置を超えて右側に操舵する場合、遅れ制御がない従来例では、電流指令値が図３の実線で示すようにほぼＶ字を描く。仮に、この電流指令値のみに基づいてソレノイド電流指令値ＳＩが制御されたとすると、パワーシリンダ８によるアシスト力は、一旦急激に減少した後、再び急激に増加することになる。このようにアシスト力が急激に変化すると、ドライバーがステアリングホィールを操舵するのに必要とする操舵トルクも、図４の実線で示すように大きく変化する。そして、このように操舵トルクが大きく変化することによって、ドライバーに違和感を与えることになる。
【００４０】
そこで、この違和感の原因となるソレノイド電流指令値ＳＩの急激な変化を防止するために、遅れ制御部及び電流指令値維持部がその機能を発揮するが、これら遅れ制御部及び電流指令値維持部について以下に説明する。
上記遅れ制御部は、電流指令値特性記憶部と、遅れ制御特性記憶部と、遅れ制御を実行する実行部とを備えている。
上記電流指令値特性記憶部は、乗算後の電流指令値（Ｉ１×Ｉ３）を記憶する機能を有している。なお、この乗算後の電流指令値（Ｉ１×Ｉ３）のことを、以下では「実際の電流指令値Ｉｂ」と呼ぶ。
また、上記遅れ制御特性記憶部は、基準減少率Δａを記憶している。この基準減少率Δａは、図３の破線で示す基準電流指令値Ｉａを特定するための値であって、実験などによって決めている。
一方、上記電流指令値維持部は、出力する電流指令値を一定に維持する機能を有しているが、車速判定部からの信号によって、その機能がオンオフされるようにしている。また、上記車速判定部は、車速センサによって検出した車速が一定値以下のときに低速と判断し、このとき電流指令値維持部の機能をオンにする。また、車速センサによって検出した車速が一定値を超えると高速と判断し、このとき電流指令値維持部の機能をオフにする。
【００４１】
上記のようにした遅れ制御部及び電流指令値維持部は、図５に示すように、まずステップ０において、基準減少率Δａを取り込んで、それを遅れ制御特性記憶部に記憶する。
次に、ステップ１において、時間ｔ１における実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ１）を検出して、ステップ２で時間ｔ１と検出した電流指令値Ｉｂ（ｔ１）を記憶する。
ステップ３では、一定時間経過後の時間ｔ２における実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ２）を検出する。そして、ステップ４で、この時間ｔ２と検出した電流指令値Ｉｂ（ｔ２）とを記憶する。
ステップ５では、上記電流指令値Ｉｂ（ｔ１）と電流指令値Ｉｂ（ｔ２）とを比較する。そして、電流指令値Ｉｂ（ｔ２）の方が小さい場合、すなわち電流指令値が減少したと判断した場合にはステップ６に移り、実際の電流指令値Ｉｂの単位時間当たりの減少率Δｂを算出する。
【００４２】
ステップ７では、車速を検出し、ステップ８においてこの車速が低速か高速かを車速判定部が判断する。そして、車速判定部が高速と判断した場合には、ステップ９に移り、基準減少率Δａを設定する。このようにして基準減少率Δａを設定したら、ステップ１０において、この基準減少率Δａと実際の減少率Δｂとを比較する。そして、基準減少率Δａの方が実際の減少率Δｂよりも小さいと判断した場合には、ステップ１１に移り、基準減少率Δａに基づく基準電流指令値Ｉａを出力する。このように基準電流指令値Ｉａが出力されると、図３に示すように、実際の電流指令値Ｉｂよりも大きな値が出力されることになる。したがって、図４に示すように、操舵トルクの急増を抑えることができるので、ドライバーに与える違和感を防止できる。
【００４３】
ステップ１２では、基準電流指令値Ｉａと実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ２）とを比較して、基準電流指令値Ｉａが電流指令値Ｉｂ（ｔ２）よりも大きい場合にはステップ１３において車速を検出し、ステップ１４においてこの車速が高速が低速かを判断する。そして、高速の場合には上記ステップ１０に戻り、その減少率Δａが実際の減少率Δｂよりも小さい場合には、基準減少率Δａに基づく基準電流指令値Ｉａで引き続き制御することになる。
一方、ステップ１４において低速と判断された場合にはステップ１７に移り、図３に示すように、その時点で出力されていた電流指令値Ｉａを維持する。このように電流指令値Ｉａを維持すると、図４に示すように、それ以上、操舵トルクが上昇することがないので、操舵トルクの増加によって生じる違和感をより確実に防止できる。
【００４４】
ステップ１８では、上記一定に維持されている基準電流指令値Ｉａが、実際の電流指令値Ｉｂよりも大きいか否かを判断する。基準電流指令値Ｉａが実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ２）よりも大きい場合には、ステップ１６に移り、ｔ２をｔ１に置き換えるとともに、Ｉｂ（ｔ２）をＩｂ（ｔ１）に置き換える。そして、再びステップ２に戻り、上記手順を繰り返すことになる。
一方、上記ステップ１８において、一定に維持されている電流指令値Ｉａが、実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ２）以下になると、この実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ２）で制御することになる（ステップ１５）。そして、その後、ステップ１６に移り、上記と同様にステップ２に戻る。
【００４５】
なお、上記ステップ５において、電流指令値Ｉｂ（ｔ２）の方が大きいと判断した場合には、ステップ１５に移り、実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ２）を出力する。このような場合は、操舵角の中立から切り込んでいく操舵状態を示すことから、操舵力が増加する方向にあり、このような状況で電流指令値Ｉｂを遅らせると、過度な操舵力を招くことになる。そこで、上記したように、実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ２）を出力するようにしている。
また、上記ステップ１０において、基準減少率Δａの方が実際の減少率Δｂよりも大きいと判断した場合にもステップ１５に移り、実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ２）を出力する。つまり、電流指令値は減少しているが、それほど急激に減少していない場合には、実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ２）で制御する。
【００４６】
一方、上記ステップ８において低速と判断された場合には、ステップ１７に移り、その時点で出力されている実際の電流指令値Ｉｂに、電流指令値Ｉａを維持させることになるが、この時点で出力される電流指令値Ｉａというのは、実際の電流指令値Ｉｂに相当するものである。したがって、低速の状態でステアリングホィールを操作する場合には、電流指令値は全く減少しない。
【００４７】
以上のように、この第１実施形態によれば、実際の電流指令値Ｉｂが減少している場合であって、しかも、その減少率Δｂが基準減少率Δａよりも大きいと判断した場合に限り、基準減少率Δａに基づく基準電流指令値Ｉａを出力するようにしている。このようにすれば、図４の破線で示すように、ドライバーが必要とする操舵トルクも緩やかに減少するので、実際の電流指令値Ｉｂに基づいた操舵トルクよりも変化量を少なく抑えることができる。したがって、操舵トルクの急激な変化によって生じる違和感を防止することができる。
【００４８】
また、特に車速が低速の場合には、その時点で出力されている実際の電流指令値Ｉｂ（ｔ２）に、電流指令値Ｉａを維持するので、低速走行時のスムーズな操舵が可能となる一方で、高速走行時には、メリハリのある中立感を与えることができる。
【００４９】
一方、図６〜図１０に示した第２実施形態は、電流指令値維持部のオンオフの切り換えを、操舵角速度判定部によって制御するものである。すなわち、この第２実施形態では、図１０の制御フローに示すように、ステップ１からステップ６までの手順については上記第１実施形態と同じであるが、ステップ７では操舵角速度を検出し、ステップ８では操舵角速度の大小を判定している。また、これらステップ７，８と同様に、ステップ１３においても操舵角速度を検出し、ステップ１４で操舵角速度の大小を判定している。
なお、この第２実施形態において、ステップ１０からステップ１２までの手順と、ステップ１５及びステップ１６の手順は、上記第１実施形態と全く同じである。
【００５０】
上記ステップ８及びステップ１４では、操舵角速度が所定の値よりも大きいと判断した場合にステップ１７に移り、そのとき出力されている電流指令値Ｉａを維持する。操舵角速度が大きい場合というのは、車両が低速で走行していることが多い。そこで、この第２実施形態では、操舵角速度に基づいて車速を予測し、上記第１実施形態と同様に、走行状態に適した制御ができるようにしている。
一方、操舵角速度が小さい場合というのは、車両が高速で走行している場合が多いので、上記ステップ８及びステップ１４において、操舵角速度が所定の値以下であると判断した場合には、基準減少率Δａが実際の減少率Δｂよりも小さい場合に基準電流指令値Ｉａを出力し、その逆の場合には実際の電流指令値Ｉｂを出力する。
このようにした第２実施形態によっても、上記第１実施形態と同様に、車両が低速域にある場合の操舵をスムーズに行うとともに、高速走行時には、メリハリのある中立感を与えることができる。
【００５１】
なお、上記第１、第２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、車速に基づく電流指令値Ｉ５，Ｉ６を個別に乗じる代わりに、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てもよいし、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。
【００５２】
一方、上記第１、第２実施形態では、流量制御弁Ｖの可変オリフィスａの開度をコントローラＣで制御することで、制御流量ＱＰに無駄が生じないようにしているが、この制御流量ＱＰというのは、図１１に示したように、タンクポート１１の開度を調節することによって制御している。すなわち、ポンプＰの吐出油のうち、不要な流量をタンクポート１１を介してタンクＴに環流させることによって、制御流量ＱＰを制御している。そして、ポンプＰの吐出油をタンクポート１１に導く流路というのは、本体Ｂの内部にあるために非常に短い。したがって、この環流させる流路において、圧力損失がほとんど生じないため、油温の上昇もほとんどない。つまり、上記第１〜第３実施形態では、流量制御弁Ｖが、制御流量ＱＰ以外の流量をタンクポート１１を介してタンクＴに環流させる構成にしているので、油温の上昇を抑えるという効果も得ることができる。
【００５３】
【発明の効果】
第１、第２の発明によれば、入力される電流指令値が急激に減少した場合でも、遅れ制御をかけることによって、出力される電流指令値の急激な変動が緩和されるので、ステアリングバルブに対する供給流量の減少率も小さくする方向に制御することができる。したがって、必要とする操舵トルクの急激な変化が原因で従来生じていた違和感も防止することができる。
また、車速が低速になったとき、あるいは操舵角速度が大きくなったときに、その時点で出力されている電流指令値を維持するので、車両が低速域にある場合の操舵をスムーズに行うとともに、高速走行時には、メリハリのある中立感を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のコントローラＣの制御ブロック図である。
【図２】操舵角と時間との関係を示す説明図である。
【図３】電流指令値と時間との関係を示す説明図である。
【図４】必要とする操舵トルクと時間との関係を示す説明図である。
【図５】第１実施形態のコントローラＣの制御フロー図である。
【図６】第２実施形態のコントローラＣの制御ブロック図である。
【図７】操舵角と時間との関係を示す説明図である。
【図８】電流指令値と時間との関係を示す説明図である。
【図９】必要とする操舵トルクと時間との関係を示す説明図である。
【図１０】第２実施形態のコントローラＣの制御フロー図である。
【図１１】従来の装置の全体図である。
【図１２】従来のコントローラＣの制御ブロック図である。
【図１３】従来の操舵時の電流指令値の変化を示したグラフである。
【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

Claims (2)

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するとともに操舵角や操舵角速度などの操舵状況を検出する操舵状況検出センサと、ポンプから供給される圧油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側とタンク又はポンプ側とに分配する流量制御弁とを備え、上記コントローラが、操舵状況検出センサからの各種信号に対応する電流指令値に基づいて、ソレノイド電流指令値を特定するパワーステアリング装置において、上記コントローラには、電流指令値特性記憶部と、遅れ制御特性記憶部と、実行部と、電流指令値維持部とを備え、上記電流指令値特性記憶部が操舵状況検出センサからの操舵角信号に基づく実際の電流指令値Ｉｂを記憶し、上記遅れ制御特性記憶部が基準電流指令値Ｉａを特定する基準減少率Δａを記憶し、上記実行部が電流指令値Ｉｂの単位時間当たりの減少率Δｂを算出するとともに、この算出した減少率Δｂと基準減少率Δａとの大小を比較して、Δａ≧Δｂのときに実際の電流指令値Ｉｂを出力し、Δａ＜Δｂのときに基準減少率Δａに基づく基準電流指令値Ｉａを出力する一方、上記電流指令値維持部は、車速が所定の値以下のときに、その時点における出力電流指令値を維持することを特徴とするパワーステアリング装置。
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するとともに操舵角や操舵角速度などの操舵状況を検出する操舵状況検出センサと、ポンプから供給される圧油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側とタンク又はポンプ側とに分配する流量制御弁とを備え、上記コントローラが、操舵状況検出センサからの各種信号に対応する電流指令値に基づいて、ソレノイド電流指令値を特定するパワーステアリング装置において、上記コントローラには、電流指令値特性記憶部と、遅れ制御特性記憶部と、実行部と、電流指令値維持部とを備え、上記電流指令値特性記憶部が操舵状況検出センサからの操舵角信号に基づく実際の電流指令値Ｉｂを記憶し、上記遅れ制御特性記憶部が基準電流指令値Ｉａを特定する基準減少率Δａを記憶し、上記実行部が電流指令値Ｉｂの単位時間当たりの減少率Δｂを算出するとともに、この算出した減少率Δｂと基準減少率Δａとの大小を比較して、Δａ≧Δｂのときに実際の電流指令値Ｉｂを出力し、Δａ＜Δｂのときに基準減少率Δａに基づく基準電流指令値Ｉａを出力する一方、上記電流指令値維持部は、操舵角速度が所定の値以上のときに、その時点における出力電流指令値を維持することを特徴とするパワーステアリング装置。

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