JP2012086791A - 油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アシスト力の制御の自由度が高い油圧式パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】車両のステアリング操作を油圧シリンダ２１によってアシストする油圧式パワーステアリング装置は、油圧シリンダ２１に対する作動油の給排量を変更可能な流量制御弁２３と、操舵トルクセンサ、操舵角センサ及び車速センサと、これらセンサの検出結果に基づいて油圧シリンダ２１に作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて流量制御弁２３を制御するＥＣＵとを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のステアリング操作を油圧シリンダによってアシストする油圧式パワーステアリング装置に関する。

車両のステアリング操作を油圧シリンダによってアシストする油圧式パワーステアリング装置では、ステアリングシャフトからピニオン・ラック機構を介して転舵シャフトに伝達される操舵トルクの量に応じて油圧シリンダへの作動油の給排態様を制御する流量制御弁が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

このような流量制御弁では、ステアリングシャフトに固定されたシャフトと、トーションバーを介してシャフトに連結されたロータリバルブとの相対位相差、すなわちトーションバーの捩り量に応じて油圧シリンダへの作動油の給排態様が決定される。

特開２００６―１２３５８０号公報

ところで、こうした従来の油圧式パワーステアリング装置では、運転者のステアリング操作については適切にアシストすることができるとはいえ、そのアシスト力、換言すれば油圧シリンダへの作動油の給排態様がステアリングシャフトの捩りトルクによって一義的に決定されるため、その他の車両の運転状態に基づく種々の要求に応じてアシスト力を変更することはできない。すなわち、従来の油圧式パワーステアリング装置にあっては、油圧シリンダのアシスト力を種々の要求に見合うさらに高い自由度をもって変更するうえで改善の余地が残されている。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、油圧シリンダのアシスト力を高い自由度をもって制御することのできる油圧式パワーステアリング装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両のステアリング操作を油圧シリンダによってアシストする油圧式パワーステアリング装置において、油圧シリンダに対する作動油の給排量を変更可能な流量制御弁と、車両の運転状態を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて流量制御弁を制御する制御部とを含むことを要旨とする。

この発明によれば、油圧シリンダに作動油を給排する際の給排状態を車両の運転状態に基づいて設定し、その設定結果に基づいて流量制御弁を制御することにより、油圧シリンダに対する作動油の給排態様、換言すれば油圧シリンダのアシスト力をそのときどきの車両の運転状態に即したかたちで変更することができる。このため、運転者によるステアリングホイールの操作に応じて一義的に油圧シリンダにおける作動油の給排態様が決定される従来の油圧式パワーステアリング装置とは異なり、油圧シリンダのアシスト力をより高い自由度をもって制御することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置において、検出手段は操舵トルク及び操舵角並びに車速の少なくとも一つを車両の運転状態として検出することを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の油圧式パワーステアリング装置において、制御部は、目標駐車位置と現在の車両位置との位置関係に応じた情報を取り込んで同情報と検出される車両の運転状態の検出結果とに基づいて油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に基づいて車両位置が目標駐車位置と一致するように流量制御弁を制御することを要旨とする。

この発明によれば、運転者によりステアリングホイールの操作がなされなくても、流量制御弁の制御を通じて油圧シリンダに対する給排態様を設定することで車両位置を目標駐車位置と一致させるように車輪の操舵角を調節することができ、車両をその目標駐車位置に駐車させる、いわゆる駐車支援制御を実行することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の油圧式パワーステアリング装置において、制御部は、路面の走行レーンにおける車両位置に応じた情報を取り込んで同情報と検出される車両の運転状態の検出結果とに基づいて油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に基づいて車両が走行レーン内に位置するように流量制御弁を制御することを要旨とする。

この発明によれば、運転者によりステアリングホイールの操作がなされなくても、流量制御弁の制御を通じて油圧シリンダに対する給排態様を設定することで車両が走行レーン内に位置するように車輪の操舵角を調節することができ、車両が走行レーンよりも外側に逸脱することを抑制する、いわゆるレーン逸脱抑制制御を実行することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置において、油圧シリンダは、転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室と第２油圧室とに区画されるものであり、流量制御弁は、作動油が供給される供給ポート、作動油が排出される排出ポート、第１油圧室に接続される第１ポート、第２油圧室に接続される第２ポートがそれぞれ周方向の異なる位置に形成されたハウジングと、このハウジングに回転可能に収容されるとともに、各ポートの連通状態を、供給ポートと第１ポートとを連通するとともに排出ポートと第２ポートとを連通する第１モードと、供給ポートと第２ポートとを連通するとともに排出ポートと第１ポートとを連通する第２モードとに切り替える弁部と、同弁部を回動駆動するモータとを含み、制御部は、設定された給排態様に応じて弁部の回動量をモータを通じて調節することにより第１モード及び第２モードの切り替えと、それら各態様における第１及び第２ポートの作動油の給排量を調節することを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の油圧式パワーステアリング装置において、流量制御弁はモータの駆動に基づく弁部の回動によって捻られるトーションバーを備え、同トーションバーは、モータが停止したとき、各ポートの連通状態を第１モードまたは第２モードから各ポートのいずれも閉鎖する状態に応じた位置に弁部を戻すことを要旨とする。

この発明によれば、トーションバーの復元力によりモータが停止したときに弁部を各ポートのいずれも閉鎖する状態に応じた位置に維持するため、モータの駆動により弁部を上記閉鎖する状態に応じた位置に維持する場合と比較して、容易な構成にて弁部を上記閉鎖する状態に応じた位置に維持することができる。また例えばモータの異常が生じた場合であっても、弁部が上記閉鎖する状態に応じた位置に自律的に復帰するため、油圧シリンダに意図しないアシスト力が発生することを抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の油圧式パワーステアリング装置において、流量制御弁は前記モータの回転位置を検出するセンサを有し、センサにより検出されたモータの回動位置に基づいて弁部の位置が制御されることを要旨とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置において、油圧シリンダは、転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室と第２油圧室とに区画されるものであり、流量制御弁は、作動油が供給される供給ポート、作動油が排出される排出ポート、第１油圧室に接続される第１ポート、第２油圧室に接続される第２ポートがその長手方向の異なる位置にそれぞれ形成されたハウジングと、このハウジングに往復運動可能に収容されるとともに、各ポートの連通状態を、供給ポートと第１ポートとを連通するとともに排出ポートと第２ポートとを連通する第１モードと、供給ポートと第２ポートとを連通するとともに排出ポートと第１ポートとを連通する第２モードとに切り替える弁部と、同弁部を往復駆動する駆動機構とを含み、制御部は、設定された給排態様に応じて弁部を長手方向の移動量を駆動機構を通じて調節することにより第１モード及び第２モードの切り替えと、それら各態様における第１及び第２ポートの作動油の給排量を調節することを要旨とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の油圧式パワーステアリング装置において、流量制御弁はモータの回動運動を往復運動に変換する変換機構を駆動機構として有するとともに、同変換機構を通じた弁部の往復動方向における移動量に応じて弾性変形する弾性部材を有し、制御部は弾性部材の弾性力に応じてモータに作用するトルクにより変化する同モータの電流値に基づいて弁部の往復動方向における位置を検知しつつその位置を制御することを要旨とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の油圧式パワーステアリング装置において、流量制御弁はモータの回動運動を往復運動に変換する変換機構を駆動機構として有し、制御部は変換機構におけるモータの回動量と弁部の往復動方向における移動量との関係に基づいて弁部の往復動方向における位置を検出しつつその位置をモータの回動量に基づいて制御することを要旨とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の油圧式パワーステアリング装置において、流量制御弁は、弁部の端部に設けられて同弁部をその電磁力により吸引駆動する電磁ソレノイドと同電磁ソレノイドの吸引力に抗して弁部を付勢する弾性部材とを含み、この電磁ソレノイドの電磁力を調節することにより弁部の往復動方向における位置を制御することを要旨とする。

本発明の油圧式パワーステアリング装置によれば、油圧シリンダのアシスト力を高い自由度をもって制御することができる。

本発明の油圧式パワーステアリング装置を具体化した第１実施形態について、同装置の全体構成を示す模式図。 同実施形態の制御構成を示すブロック図。 同実施形態の流量制御弁の断面構造を示す断面図。 図３のＡ−Ａ断面線に沿った流量制御弁の断面構造について、車両の直進時の流量制御弁の断面図。 図３のＡ−Ａ断面線に沿った流量制御弁の断面構造について、（ａ）は車両の左旋回時の流量制御弁の断面図、（ｂ）は車両の右旋回時の流量制御弁の断面図。 本発明の第２実施形態の油圧式パワーステアリング装置に搭載された流量制御弁の断面構造について、（ａ）は車両の直進時の流量制御弁の断面図、（ｂ）は車両の左旋回時の流量制御弁の断面図、（ｃ）は車両の右旋回時の流量制御弁の断面図。 本発明のその他の実施形態の油圧式パワーステアリング装置に搭載された流量制御弁の断面構造を示す断面図。 本発明のその他の実施形態の油圧式パワーステアリング装置に搭載された流量制御弁の断面構造を示す断面図。 本発明のその他の実施形態の油圧式パワーステアリング装置の制御構成を示すブロック図。

（第１実施形態）
図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、油圧式パワーステアリング装置１において、ステアリングホイール１１が固定されたステアリングシャフト１２と転舵シャフト１６とは、それらに形成されたラック及びピニオンからなるピニオン・ラック機構１５を介して連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１２の回転は、このピニオン・ラック機構１５により転舵シャフト１６の往復直線運動に変換される。そして、このステアリングシャフト１２の回転に伴う転舵シャフト１６の往復直線運動が、同転舵シャフト１６の両端に連結されたタイロッド１７を介して図示しないナックルに伝達されることにより、操舵輪１８の舵角が変更されるようになっている。

また、油圧式パワーステアリング装置１は、ステアリング操作をアシストする機構として、転舵シャフト１６と一体に設けられた油圧シリンダ２１と、油圧シリンダ２１に作動油を供給する電動ポンプ２２と、油圧シリンダ２１への作動油の給排態様を制御する流量制御弁２３と、油圧シリンダ２１から排出された作動油を貯留する貯留タンク２４とを備えている。

また、油圧シリンダ２１、電動ポンプ２２、流量制御弁２３及び貯留タンク２４は、第１油路２５〜第５油路２９により接続されている。第１油路２５は、電動ポンプ２２と流量制御弁２３とを接続している。第２油路２６及び第３油路２７は、流量制御弁２３と油圧シリンダ２１とをそれぞれ接続している。第４油路２８は、油圧シリンダ２１と貯留タンク２４とを接続している。第５油路２９は、貯留タンク２４と電動ポンプ２２とを接続している。

油圧シリンダ２１のハウジング４１には、転舵シャフト１６が挿通されている。この転舵シャフト１６には、ピストン４２が設けられている。ハウジング４１の内部には、このピストン４２によって区画される第１油圧室４３及び第２油圧室４４が形成されている。また、第２油路２６は第１油圧室４３に接続され、第３油路２７は第２油圧室４４に接続されている。

電動ポンプ２２は、その動力源として一方向回転のみを行う３相コイルのブラシレスモータ（以下、「モータ４５」）を内蔵している。また、電動ポンプ２２には、モータ４５の出力軸と連結する図示しない羽根車が設けられ、モータ４５の回転に伴ってこの羽根車が回転することにより、第５油路２９を介して貯留タンク２４内の作動油を吸い上げるとともに、その作動油を第１油路２５を介して流量制御弁２３に向けて吐出する。

また、電動ポンプ２２及び流量制御弁２３は制御部としての電子制御装置（以下、「ＥＣＵ３１」）により制御される。具体的には、ＥＣＵ３１には、検出手段としてのトルクセンサ３２、操舵角センサ３３及び車速センサ３４が電気的に接続されており、ＥＣＵ３１は、これらセンサの出力信号に基づいて、車両の運転状態である操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖを検出する。

次に、図２を参照して、油圧式パワーステアリング装置１の制御構成について説明する。
ＥＣＵ３１には、トルクセンサ３２、操舵角センサ３３及び車速センサ３４の出力信号に基づいて算出した操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて目標アシスト力ＡＳを算出するとともに、この目標アシスト力ＡＳに基づいて流量制御弁２３の開度指令値ＴＡを演算する開度演算部７１が設けられている。そして、ＥＣＵ３１は、開度演算部７１の開度指令値ＴＡに基づいて、電動ポンプ２２の流量Ｑと、流量制御弁２３による油圧シリンダ２１に対する作動油の給排態様を制御する。

具体的には、開度指令値ＴＡは、回転速度演算部７２に入力される。そして回転速度演算部７２では、開度指令値ＴＡ及び目標アシスト力ＡＳに基づいてモータ４５の回転速度指令値ＶＡが演算される。この回転速度指令値ＶＡはフィードバック制御部７３に入力される。また、このフィードバック制御部７３には、モータ５４の実回転角度ＳＲを検出する回転角検出部７４の実回転角度ＳＲと、回転速度検出部７５の実回転速度ＶＲとが入力される。なお、回転速度検出部７５は、回転角検出部７４により検出された実回転角度ＳＲを微分することにより実回転速度ＶＲを算出する。そして、フィードバック制御部７３は、これら値に基づいて回転速度フィードバック制御を実行することによって生成したモータ制御信号を駆動回路７６に出力する。これにより、電動ポンプ２２の流量Ｑを制御する。

一方、開度指令値ＴＡは、開度制御部７７にも入力される。この開度制御部７７は、開度指令値ＴＡに基づいて、流量制御弁２３による油圧シリンダ２１への作動油の給排態様を制御する。具体的には、開度指令値ＴＡに基づいて、第１油圧室４３及び第２油圧室４４のいずれに作動油を供給するかを切り替えるとともに、流量制御弁２３の実開度ＴＲが開度指令値ＴＡに一致するように制御する。これにより、切り替えられた油圧室に対して所定量の作動油が供給されるようになる。

また、本実施形態にかかる装置では、車両の走行支援制御として駐車支援制御を行う。
駐車支援制御は、駐車時に車両に取り付けられたモニタからの情報に基づいて、自動的にステアリング操作を実行することにより予め設定した駐車位置に駐車するものである。この駐車支援制御では、まず、図示しない車両側のＥＣＵによって予め設定された目標駐車位置とモニタからの情報である現在の車両位置との位置関係に応じて駐車するためのトルク指令値τａが算出される。そして、このトルク指令値τａはＥＣＵ３１（開度演算部７１）に入力されるとともに、開度演算部７１は、トルク指令値τａ、車速Ｖ及び操舵トルクτに基づいて、現在の車両位置が目標駐車位置と一致するような開度指令値ＴＡを算出する。そして、この開度指令値ＴＡに基づいて、上述のように電動ポンプ２２の流量Ｑ及び各油圧室４３，４４の作動油の供給の切り替え及び切り替えられた油圧室への作動油の供給量を制御する。

図３〜図５を参照して、流量制御弁２３の構成について説明する。
図３に示すように、有底円筒形状をなす流量制御弁２３のハウジング５１内には、油圧シリンダ２１への作動油の供給を調整するための円環状の調整弁５２が固定されている。この調整弁５２内には、中空円筒形状の弁部５３が挿通されている。この弁部５３は、その軸方向の一端に取り付けられたモータ５４によって回転するとともに、その軸方向においてハウジング５１の両端に設けられた軸受部材５５により回動可能に支持されている。

また、流量制御弁２３には、ハウジング５１の底部と、弁部５３の軸方向のモータ５４側の端部とを連結するトーションバー５６が設けられている。弁部５３の回動に伴いトーションバー５６は弁部５３の周方向に弾性変形して捩れるようになる。

調整弁５２には、軸方向においてモータ５４側から順に第１ポート６１、供給ポート６２及び第２ポート６３が設けられている。第１ポート６１は、第２油路２６（第１油圧室４３）に接続されている。供給ポート６２は、第１油路２５（電動ポンプ２２）に接続されている。第２ポート６３は、第３油路２７（第２油圧室４４）に接続されている。また、第１ポート６１及び第２ポート６３は、弁部５３の径方向において、調整弁５２の外側に設けられた円環溝６１Ａ，６３Ａと、調整弁５２の内周面に形成された軸方向に延びる凹部６１Ｃ，６３Ｃと、円環溝６１Ａ，６３Ａと凹部６１Ｃ，６３Ｃとを連通する連通部６１Ｂ，６３Ｂとにより構成されている。また、供給ポート６２は、弁部５３の径方向において、調整弁５２の外側に設けられた円環溝６２Ａと、この円環溝６２Ａと調整弁５２の内周面とを連通する連通部６２Ｂとにより構成されている。第１油路２５〜第３油路２７は、第１ポート６１、供給ポート６２、及び第２ポート６３の円環溝６１Ａ，６２Ａ，６３Ａにそれぞれ接続されている。なお、連通部６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ及び凹部６１Ｃ，６３Ｃはその周方向に等角度間隔を隔てて形成されている。

また、流量制御弁２３は、調整弁５２と軸受部材５５との軸方向における空間が排出ポート６５として機能する。この排出ポート６５は、第４油路２８を介して貯留タンク２４と連通している。

弁部５３には、その外周面に周方向に等角度間隔を隔てて８個の凹部６８が設けられている。それら凹部６８のうち、周方向に沿って１個目、３個目、５個目、７個目の凹部６８は、弁部５３に形成された第１連通部６６によってその中空部６４と連通されている。また、弁部５３において、排出ポート６５と軸方向において同位置には、同排出ポート６５と弁部５３の中空部６４とを連通する第２連通路６７が形成されている。

流量制御弁２３は、モータ５４の回転に伴う弁部５３の回転により、各ポート６１，６２，６３，６５の連通態様が以下の第１モード〜第３モードに切り替えられる。すなわち、第１モードは、供給ポート６２と第１ポート６１（第１油圧室４３）とが連通するとともに排出ポート６５と第２ポート６３（第２油圧室４４）とが連通する。第２モードは、供給ポート６２と第２ポート６３（第２油圧室４４）とが連通するとともに排出ポート６５と第１ポート６１（第１油圧室４３）とが連通する。第３モードは、各ポート６１，６２，６３，６５が全て閉鎖された状態となる。

このような第１モード〜第３モードの切り替えは、調整弁５２に対する弁部５３の周方向の相対位相差に基づいて行われる。この相対位相差は、トーションバー５６の捩れに対する復元力に応じてモータ５４に作用するトルクの変化、すなわちモータ５４の電流値に基づいて検出される。具体的には、現在の弁部５３の位置に応じたモータ５４の実電流値が検出されるとともに、この実電流値が目標位置に対応するモータ５４の目標電流値と一致するようにモータ５４の電流値が制御される。

また、流量制御弁２３は、モータ５４の回転に伴う弁部５３の回転により、第１モードのときの第２油路２６（第１油圧室４３）に供給する作動油の供給量及び第３油路２７（第２油圧室４４）から排出される作動油の排出量と、第２モードのときの第２油圧室４４に供給する作動油の供給量及び第１油圧室４３から排出される作動油の排出量をそれぞれ調節する。

このような作動油の供給量の制御は、開度指令値ＴＡ（図２参照）に基づいて、第１モードにおける第１ポート６１の開度、第２モードにおける第２ポート６３の開度がそれぞれ制御されることにより実現される。すなわち、第１ポート６１の要求開度及び第２ポート６３の要求開度となるようにモータ５４の電流量が制御される。これにより、各ポート６１，６３に対する作動油の給排量、換言すれば油圧シリンダ２１の各油圧室４３，４４に対する作動油の給排量が調節される。

第１モード及び第２モードからモータ５４の電流供給が停止されたとき、トーションバー５６の復元力により弁部５３は各ポート６１，６２，６３，６５の全てが閉鎖した状態（図４の弁部５３の位置、以下、「閉鎖状態」）に応じた位置に維持され、各ポート６１，６２，６３，６５の連通態様は第３モードとなる。

次に、流量制御弁２３内の作動油の流れについて説明する。
車両の直進走行時または停止時のようにステアリング操作を行わないとき、すなわち、閉鎖状態に維持されているとき、図４に示すように、弁部５３の凹部６８は、第１ポート６１の凹部６１Ｃ及び第２ポート６３の凹部６３Ｃのそれぞれと径方向に重ならない。すなわち、流量制御弁２３は第３モードとなる。このとき、電動ポンプ２２は停止する。

車両が左旋回するようにステアリング操作したとき、図５（ａ）に示すように、弁部５３が図中の矢印Ｙ１のように回動することにより、供給ポート６２と第１ポート６１とが連通した状態、すなわち第１モードとなる。このとき、図中の矢印Ｒ１のように、供給ポート６２から吐出された作動油は、第１ポート６１を介して第１油圧室４３（図３参照）に供給される。一方、図中の矢印Ｒ２のように、第２油圧室４４（図３参照）から流量制御弁２３に向けて排出された作動油は、第２ポート６３から排出ポート６５を流通するとともに第４油路２８を介して貯留タンク２４に排出される。

車両が右旋回するようにステアリング操作したとき、図５（ｂ）に示すように、弁部５３が図中の矢印Ｙ２のように回動することにより、供給ポート６２と第２ポート６３とが連通した状態、すなわち第２モードとなる。このとき、図中の矢印Ｒ３のように、供給ポート６２から吐出された作動油は、第２ポート６３を介して第２油圧室４４に供給される。一方、図中の矢印Ｒ４のように、第１油圧室４３から流量制御弁２３に向けて排出された作動油は、第１ポート６１から排出ポート６５を流通するとともに第４油路２８を介して貯留タンク２４に排出される。

本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、ＥＣＵ３１が油圧シリンダ２１への作動油の給排態様を開度指令値ＴＡとして設定し、この開度指令値ＴＡに基づいて流量制御弁２３を制御することにより、油圧シリンダ２１に対する作動油の給排態様、換言すれば油圧シリンダ２１のアシスト力をそのときどきの車両の運転状態に即したかたちで変更することができる。このため、運転者によるステアリングホイールの操作に応じて一義的に油圧シリンダにおける作動油の給排態様が決定される従来の油圧式パワーステアリングと異なり、油圧シリンダのアシスト力をより高い自由度をもって制御することができるようになる。

（２）また、流量制御弁２３は、操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて算出された開度指令値ＴＡに基づいて制御されるため、上記従来の油圧式パワーステアリング装置と比較して、アシスト力を高精度に制御することができる。

（３）本実施形態によれば、運転者によりステアリング操作がなされなくても、流量制御弁２３の制御を通じて油圧シリンダ２１に対する作動油の給排態様を設定することができるため、駐車支援制御を実行することができる。

（４）本実施形態では、トーションバー５６の復元力によりモータ５４が停止したときに弁部５３を閉鎖状態に応じた位置に維持するため、モータ５４の駆動により弁部５３を閉鎖状態に応じた位置に維持する場合と比較して、容易な構成にて弁部５３を閉鎖状態に応じた位置に維持することができる。また例えばモータ５４に異常が生じた場合であっても、弁部５３が閉鎖状態に応じた位置に自動的に復帰するため、油圧シリンダ２１に意図しないアシスト力が発生することを抑制することができる。

（第２実施形態）
図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と比較して異なる部分について詳細に説明するとともに、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、流量制御弁の構成及び制御が異なる。

図６に示すように、流量制御弁８０のハウジング８１内には、同ハウジング８１の長手方向に往復動作する弁部８２が収容されている。この弁部８２の往復動方向において、弁部８２の両端には、磁性体からなる鉄心部８９が連結シャフト８９Ａによってそれぞれ固定されている。これにより、弁部８２と鉄心部８９とは一体に往復運動するようになる。

また、ハウジング８１には、その長手方向において異なる位置に、供給ポート８３、及び２つの排出ポート８４と、第２油路２６（第１油圧室４３、図１参照）に接続される第１ポート８５及び第３油路２７（第２油圧室４４、図１参照）に接続される第２ポート８６とがそれぞれ設けられている。また、往復動方向において、ハウジング８１の両端には、コイル８７がそれぞれ設けられている。これらコイル８７の電磁力により各鉄心部８９には吸引力が作用して弁部８２とともに往復運動する。なお、コイル８７と鉄心部８９とにより駆動機構としての電磁ソレノイドが構成されている。

各鉄心部８９には、弾性部材としてのコイルばね８８の一端が取り付けられている。これらコイルばね８８の他端は、ハウジング８１に取り付けられている。これらコイルばね８８は鉄心部８９をコイル８７から離間させる弾性力を発生する。

流量制御弁８０は、各鉄心部８９の往復運動に伴う弁部８２の往復運動により、各ポート８３，８４，８５，８６の連通態様が以下の第１モード〜第３モードに切り替えられる。すなわち、第１モードは、供給ポート８３と第１ポート８５（第１油圧室４３）とが連通するとともに排出ポート８４と第２ポート８６（第２油圧室４４）とが連通する。第２モードは、供給ポート８３と第２ポート８６（第２油圧室４４）とが連通するとともに排出ポート８４と第１ポート８５（第１油圧室４３）とが連通する。第３モードは、各ポート８３，８４，８５，８６が全て閉鎖された状態となる。

このような第１モード〜第３モードの切り替えは、弁部８２の往復動方向の位置に基づいて行われる。この位置は、コイル８７が鉄心部８９を吸引する力を調節することにより制御される。すなわち、弁部８２は、コイル８７に供給される電流に基づいて上記位置が決定される。

また、流量制御弁８０は、各鉄心部８９の往復運動に伴う弁部８２の往復運動により、第１モードのときの第２油路２６（第１油圧室４３）に供給する作動油の供給量及び第３油路２７（第２油圧室４４）から排出される作動油の排出量と、第２モードのときの第２油圧室４４に供給する作動油の供給量及び第１油圧室４３から排出される作動油の排出量をそれぞれ調節する。

このような作動油の供給量の制御は、開度指令値ＴＡ（図２参照）に基づいて、第１モードにおける第１ポート８５の開度、第２モードにおける第２ポート８６の開度がそれぞれ制御されることにより実現される。すなわち、第１ポート８５の要求開度及び第２ポート８６の要求開度となるように各コイル８７の電流量が制御される。これにより、各ポート８５，８６に対する作動油の給排量、換言すれば油圧シリンダ２１の各油圧室４３，４４に対する作動油の給排量が調節される。

第１モード及び第２モードから各コイル８７の電流供給が停止されたとき、コイルばね８８の復元力により弁部８２は閉鎖状態（図６（ａ）の弁部８２の位置）に応じた位置に維持され、各ポート８３，８４，８５，８６の連通態様は第３モードとなる。

次に、流量制御弁８０内の作動油の流れについて説明する。
車両の直進走行時及び停止時のようなステアリング操作を行わないとき、すなわち弁部８２が閉鎖状態に応じた位置に維持されるとき、図６（ａ）に示すように、弁部８２は、第１ポート８５及び第２ポート８６の両方を塞ぐようになる。すなわち、流量制御弁８０は第３モードとなる。このとき、電動ポンプ２２は停止する。

車両が左旋回するようにステアリング操作したとき、図６（ｂ）に示すように、図中の左側のコイル８７に電流を供給することにより弁部８２が図中の矢印Ｙ１のように移動して供給ポート８３と第１ポート８５とが連通した状態、すなわち第１モードとなる。このとき、図中の矢印Ｒ１のように、供給ポート８３から吐出された作動油は、第１ポート８５を介して第１油圧室４３（図１参照）に供給される。一方、図中の矢印Ｒ２に示すように、第２油圧室４４（図１参照）から流量制御弁８０に向けて排出された作動油は、第２ポート８６から排出ポート８４を流通するとともに第４油路２８を介して貯留タンク２４（図１参照）に排出される。

車両が右旋回するようにステアリング装置したとき、図６（ｃ）に示すように、図中の右側のコイル８７に電流を供給することにより弁部８２が図中の矢印Ｙ２のように移動して供給ポート８３と第２ポート８６とが連通した状態、すなわち第２モードとなる。このとき、図中の矢印Ｒ３のように、供給ポート８３から吐出された作動油は、第２ポート８６を介して第２油圧室４４に供給される。一方、図中の矢印Ｒ４に示すように、第１油圧室４３から流量制御弁８０に向けて排出された作動油は、第１ポート８５から排出ポート８４を流通するとともに第４油路２８を介して貯留タンク２４に排出される。

本実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）〜（３）に加え、以下の効果を奏することができる。
（４）本実施形態では、弁部８２の往復動方向の両端に設けられたコイルばね８８の復元力により、コイル８７の電流供給が停止されたとき、弁部８２は閉鎖状態に応じた位置に維持されるため、コイル８７の電流供給のみで弁部８２を位置制御する場合と比較して、容易な構成にて弁部８２を閉鎖状態に応じた位置に維持することができる。また例えばコイル８７に異常が生じた場合であっても、弁部８２が閉鎖状態に応じた位置に自動的に復帰するため、油圧シリンダ２１に意図しないアシスト力が発生することを抑制することができる。

（その他の実施形態）
本発明の油圧式パワーステアリング装置の具体的な構成は、上記各実施形態の内容に限定されるものではなく、例えば以下の変更が可能である。また、以下の変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。

・第１実施形態において、トーションバー５６を省略することもできる。この場合、図７に示すように、モータ５４の回動位置を検出するセンサ５７がモータ５４に設けられる。このようなセンサ５７としては、モータ５４に内蔵されたレゾルバやホール素子が挙げられる。そして、ＥＣＵ３１は、センサ５７の出力信号に基づいてモータ５４の回転方向及び回転量、すなわち回動位置を算出するとともに、この回動位置によって第１モード及び第２モードの切り替え及び第１ポート６１及び第２ポート６３の開度を制御する。

・第２実施形態において、ハウジング８１の往復動方向の両端に設けられたコイル８７に変えて、図８に示すように、ハウジング８１の往復動方向の一端に弁部８２を往復させるためのモータ９０を設けることもできる。具体的には、弁部８２の往復動方向の両端には、連結シャフト８９Ａの一端が取り付けられる。連結シャフト８９Ａの他端には、取付部材９５が固定されている。モータ９０の出力軸９１には、往復動方向に沿って延びるシャフト９２が取り付けられている。このシャフト９２には、雄ねじが形成されたねじ部９３が設けられている。モータ９０側の取付部材９５には、シャフト９２のねじ部９３に噛み合う雌ねじが形成されたねじ穴９４が設けられている。ねじ部９３及びねじ穴９４によりモータ９０の回動運動を往復運動に変換する変換機構として機能する。

モータ９０が回転することに伴いシャフト９２が一体に回転するため、シャフト９２のねじ部９３と弁部８２のねじ穴９４とが噛み合うことにより、取付部材９５が往復運動するため、弁部８２が往復運動するようになる。ここで、弁部８２の往復動方向の位置は、上記変換機構におけるモータ９０の回転量と弁部８２の往復動方向の移動量との関係に基づいて弁部８２の往復動方向の位置を検出しつつ、その位置をモータ９０の回転量に基づいて制御している。具体的には、現在のモータ９０の実回転量を検出するとともに、弁部８２の目標位置に対応する目標回転量を算出する。そして、実回転量を目標回転量に一致させるようにモータ９０の回転量を制御する。またこの場合、コイルばね８８はその復元力により弁部８２に往復動方向の力を付与するため、弁部８２のがたを補正する役割を果たす。

・また、弁部８２の往復動方向の位置は、モータ９０の回転量に代えて、コイルばね８８の弾性力に応じてモータ９０に作用するトルク変化によるモータ９０の電流値に基づいて弁部８２の往復動方向の位置を検出しつつ、その位置をモータ９０の電流値に基づいて制御することもできる。具体的には、現在の弁部８２の位置に応じたモータ９０の実電流を検出するとともに、弁部８２の目標位置に対応するモータ９０の目標電流値を算出する。そして、実電流を目標電流値に一致させるようにモータ９０の電流値を制御する。

・第２実施形態において、コイルばね８８に代えて板ばねを適用することもできる。要するに、弁部８２を往復動方向に付勢することのできる弾性部材であればよい。
・上記各実施形態において、開度指令値ＴＡに基づいて、電動ポンプ２２はモータ４５の回転速度により流量Ｑが制御されたが、これに代えて例えば図９に示すようにモータ４５の電流値により電動ポンプ２２の圧力Ｐを制御することもできる。すなわち、電流値演算部７１Ａは、操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖに基づいてモータ４５に供給する電流指令値ＩＡを算出する。そして、流量補正制御部７８は、電流指令値ＩＡに基づいて第１モード及び第２モードの切り替えと第１モード及び第２モードにおける油圧室へ供給する作動油の流量指令値ＱＡとを算出する。この流量指令値ＱＡはフィードバック制御部７３に入力される。一方、フィードバック制御部７３には、電流検出部７９により検出された実電流ＩＲと、回転角検出部７４により検出された実回転角度ＳＲとが入力される。そして、フィードバック制御部７３は、流量指令値ＱＡと、実電流ＩＲ及び実回転角度ＳＲに基づく電流フィードバック制御とに基づいて駆動回路７６に出力するモータ制御信号を生成する。これにより、電動ポンプ２２の圧力Ｐが制御される。一方、流量指令値ＱＡは、開度制御部７７に入力される。開度制御部７７は、第１実施形態と同様に、流量指令値ＱＡに基づいて流量制御弁２３の開度を制御する。

・上記各実施形態において、操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて開度指令値ＴＡを算出したが、操舵トルクτ及び操舵角θに基づいて開度指令値ＴＡを算出することもできる。また、操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて開度指令値ＴＡを算出することもできる。また、操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖのいずれかのみに基づいて開度指令値ＴＡを算出することもできる。

・上記各実施形態において、油圧式パワーステアリング装置１は電動ポンプ２２を制御するためのＥＣＵと、流量制御弁２３を制御するためのＥＣＵとを各別に備えることもできる。この場合、各ＥＣＵは、ＣＡＮ通信による接続がなされる。

・上記各実施形態において、走行支援制御として駐車支援制御の他にレーン逸脱抑制制御を実行することもできる。レーン逸脱抑制制御は、走行時に車両に取り付けられるとともに路面の走行レーンを検出するレーン検出手段としてのモニタからの情報に基づいて、ステアリング操作を実行することにより車両が走行レーンから逸脱することを抑制する制御である。レーン逸脱抑制制御では、モニタからの情報である現在の走行レーンに対する車両位置に応じて車両が走行レーンから逸脱することを抑制するためのトルク指令値を算出する。そして、トルク指令値、車速Ｖ及び操舵トルクτに基づいて開度指令値ＴＡを算出する。そして、その指令値ＴＡに基づいて、電動ポンプ２２の流量Ｑ及び流量制御弁２３による各油圧室４３，４４への作動油の供給の切り替え及び切り替えられた油圧室への作動油の流量を制御する。このような構成によれば、第１実施形態の効果（３）に準じた効果を奏することができる。

・上記各実施形態では、電動ポンプ２２を用いて油圧シリンダ２１の各油圧室４３，４４に作動油を供給したが、電動ポンプ２２に代えて車両のエンジンのクランクシャフトに取り付けられたポンプにより各油圧室４３，４４に作動油を供給してもよい。

１…油圧式パワーステアリング装置、２１…油圧シリンダ、２３…流量制御弁、３１…電子制御装置（ＥＣＵ）、３２…トルクセンサ、３３…操舵角センサ、３４…車速センサ、４２…ピストン、４３…第１油圧室、４４…第２油圧室、５１…ハウジング、５３…弁部、５４…モータ、５６…トーションバー、５７…センサ、６１…第１ポート、６２…供給ポート、６３…第２ポート、６５…排出ポート、８１…ハウジング、８２…弁部、８３…供給ポート、８４…排出ポート、８５…第１ポート、８６…第２ポート、８７…コイル、８８…コイルばね（弾性部材）、９０…モータ、９３…ねじ部、９４…ねじ穴、τ…操舵トルク、θ…操舵角、Ｖ…車速。

Claims (11)

1. 車両のステアリング操作を油圧シリンダによってアシストする油圧式パワーステアリング装置において、
   前記油圧シリンダに対する作動油の給排量を変更可能な流量制御弁と、
   前記車両の運転状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて前記流量制御弁を制御する制御部とを含む
   ことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
2. 前記検出手段は操舵トルク及び操舵角並びに車速の少なくとも一つを前記車両の運転状態として検出する
   ことを特徴とする請求項１記載の油圧式パワーステアリング装置。
3. 前記制御部は、目標駐車位置と現在の車両位置との位置関係に応じた情報を取り込んで同情報と前記検出される車両の運転状態の検出結果とに基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に基づいて前記車両位置が前記目標駐車位置と一致するように前記流量制御弁を制御する
   請求項２に記載の油圧式パワーステアリング装置。
4. 前記制御部は、路面の走行レーンにおける車両位置に応じた情報を取り込んで同情報と前記検出される車両の運転状態の検出結果とに基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に基づいて前記車両が前記走行レーン内に位置するように前記流量制御弁を制御する
   請求項２または３に記載の油圧式パワーステアリング装置。
5. 前記油圧シリンダは、転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室と第２油圧室とに区画されるものであり、
   前記流量制御弁は、
   作動油が供給される供給ポート、前記作動油が排出される排出ポート、前記第１油圧室に接続される第１ポート、前記第２油圧室に接続される第２ポートがそれぞれ周方向の異なる位置に形成されたハウジングと、このハウジングに回転可能に収容されるとともに、各ポートの連通状態を、前記供給ポートと前記第１ポートとを連通するとともに前記排出ポートと前記第２ポートとを連通する第１モードと、前記供給ポートと前記第２ポートとを連通するとともに前記排出ポートと前記第１ポートとを連通する第２モードとに切り替える弁部と、同弁部を回動駆動するモータとを含み、
   前記制御部は、前記設定された給排態様に応じて前記弁部の回動量を前記モータを通じて調節することにより前記第１モード及び前記第２モードの切り替えと、それら各態様における前記第１及び第２ポートの作動油の給排量を調節する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置。
6. 請求項５に記載の油圧式パワーステアリング装置において、
   前記流量制御弁は前記モータの駆動に基づく前記弁部の回動によって捻られるトーションバーを備え、
   同トーションバーは、前記モータが停止したとき、各ポートの連通状態を前記第１モードまたは前記第２モードから前記各ポートのいずれも閉鎖する状態に応じた位置に前記弁部を戻す
   ことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
7. 請求項５に記載の油圧式パワーステアリング装置において、
   前記流量制御弁は前記モータの回転位置を検出するセンサを有し、
   前記センサにより検出された前記モータの回動位置に基づいて前記弁部の位置が制御される
   ことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
8. 前記油圧シリンダは、転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室と第２油圧室とに区画されるものであり、
   前記流量制御弁は、
   作動油が供給される供給ポート、前記作動油が排出される排出ポート、前記第１油圧室に接続される第１ポート、前記第２油圧室に接続される第２ポートがその長手方向の異なる位置にそれぞれ形成されたハウジングと、このハウジングに往復運動可能に収容されるとともに、各ポートの連通状態を、前記供給ポートと前記第１ポートとを連通するとともに前記排出ポートと前記第２ポートとを連通する第１モードと、前記供給ポートと前記第２ポートとを連通するとともに前記排出ポートと前記第１ポートとを連通する第２モードとに切り替える弁部と、同弁部を往復駆動する駆動機構とを含み、
   前記制御部は、前記設定された給排態様に応じて前記弁部を前記長手方向の移動量を前記駆動機構を通じて調節することにより前記第１モード及び前記第２モードの切り替えと、それら各態様における前記第１及び第２ポートの作動油の給排量を調節する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置。
9. 前記流量制御弁はモータの回動運動を往復運動に変換する変換機構を前記駆動機構として有するとともに、同変換機構を通じた前記弁部の往復動方向における移動量に応じて弾性変形する弾性部材を有し、
   前記制御部は前記弾性部材の弾性力に応じて前記モータに作用するトルクにより変化する同モータの電流値に基づいて前記弁部の往復動方向における位置を検知しつつその位置を制御する
   請求項８に記載の油圧式パワーステアリング装置。
10. 前記流量制御弁はモータの回動運動を往復運動に変換する変換機構を前記駆動機構として有し、
    前記制御部は前記変換機構における前記モータの回動量と前記弁部の往復動方向における移動量との関係に基づいて前記弁部の往復動方向における位置を検出しつつその位置をモータの回動量に基づいて制御する
    請求項８に記載の油圧式パワーステアリング装置。
11. 前記流量制御弁は、前記弁部の端部に設けられて同弁部をその電磁力により吸引駆動する電磁ソレノイドと同電磁ソレノイドの吸引力に抗して前記弁部を付勢する弾性部材とを含み、この電磁ソレノイドの電磁力を調節することにより前記弁部の往復動方向における位置を制御する
    請求項８に記載の油圧式パワーステアリング装置。

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