JP2014151877A - 油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バルブ駆動用モータが故障したときに運転者が違和感を感じるのを回避できる油圧式パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】油圧制御バルブ14の開度を制御するための電動モータは二重化されている。油圧制御バルブ14を駆動するために現在使用されているバルブ駆動用モータ15Aに故障が発生すると、二重系制御部73は、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータとして第2のバルブ駆動用モータ15Bが選択されるように、駆動回路選択部69および電流選択部71を制御する。また、二重系制御部73は、ゲインGを漸減する。そして、ゲインGが所定値より小さくなると、二重系制御部73は、バイパスバルブ開指令(バイパスバルブ制御信号)を出力する。
【選択図】図6
【解決手段】油圧制御バルブ14の開度を制御するための電動モータは二重化されている。油圧制御バルブ14を駆動するために現在使用されているバルブ駆動用モータ15Aに故障が発生すると、二重系制御部73は、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータとして第2のバルブ駆動用モータ15Bが選択されるように、駆動回路選択部69および電流選択部71を制御する。また、二重系制御部73は、ゲインGを漸減する。そして、ゲインGが所定値より小さくなると、二重系制御部73は、バイパスバルブ開指令(バイパスバルブ制御信号)を出力する。
【選択図】図6
Description
この発明は、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機構に結合されたパワーシリンダに、油圧ポンプからの作動油を、油圧制御バルブを介して供給することによって、操舵補助力を発生する油圧式パワーステアリング装置が従来から知られている。一般的な油圧式パワーステアリング装置では、油圧制御バルブは、ステアリングホイール等の操舵部材にステアリングシャフトを介して機械的に連結されており、操舵部材の操作に応じて油圧制御バルブの開度が調節される。
油圧式パワーステアリング装置として、油圧制御バルブを操舵部材に機械的に連結せずに、電動モータ(バルブ駆動用モータ)によって油圧制御バルブの開度を制御するものが開発されている。このような油圧式パワーステアリング装置において、バルブ駆動用モータが故障すると、操舵を行うことができなくなる可能性がある。そこで、パワーシリンダの2つのシリンダ室を連通するバイパス通路を設けるとともに、バイパス通路にバイパスバルブを設け、バルブ駆動用モータが故障したときには、バイパスバルブを開状態にすることが考えられる。
しかしながら、バルブ駆動用モータが故障したときにバイパスバルブを開状態にすると、操舵補助力が発生しなくので、急にハンドルが重くなる。このため、運転者が違和感を感じるおそれがある。
そこで、この発明の目的は、バルブ駆動用モータが故障したときに運転者が違和感を感じるのを回避できる油圧式パワーステアリング装置を提供することである。
そこで、この発明の目的は、バルブ駆動用モータが故障したときに運転者が違和感を感じるのを回避できる油圧式パワーステアリング装置を提供することである。
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、車両のステアリング機構(2)に結合されたパワーシリンダ(16)に、電動モータによって開度が制御されかつ操舵部材(3)に機械的に連結されていない油圧制御バルブ(14)を介して、油圧ポンプ(23)からの作動油を供給することによって、操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置(1)であって、前記油圧制御バルブの開度を制御するための電動モータ(15:15A,15B)が二重化されている、油圧式パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
この発明では、油圧制御バルブの開度を制御するための電動モータが二重化されているので、油圧制御バルブの開度を制御するために使用されている一方の電動モータに故障が発生したときに、他方の電動モータによって油圧制御バルブの開度を制御させることが可能となる。これにより、操舵補助力(アシストトルク)を継続して発生させることが可能となる。このため、操舵補助力が急激に低下するのを防止でき、運転者が違和感を感じるのを回避することができる。
請求項2記載の発明は、前記電動モータの二重化は、1つのロータ(90)と、1つのステータ(100)と、前記ステータに設けられた2系統分のステータ巻線(103,104)とを備え、2つの電動モータとして機能しうる1つの電動モータによって達成されている、請求項1に記載の油圧式パワーステアリング装置である。
この構成によれば、独立した電動モータを2つ設けることなく、電動モータの二重化を達成することができるので、二重化されている電動モータの設置スペースを小さくできる。
この構成によれば、独立した電動モータを2つ設けることなく、電動モータの二重化を達成することができるので、二重化されている電動モータの設置スペースを小さくできる。
請求項3記載の発明は、前記二重化されている電動モータ(15:15A,15B)における一方の電動モータを駆動するためのモータ駆動回路(43A)と他方の電動モータを駆動するためのモータ駆動回路(43B)とが個別に設けられている、請求項1または2に記載の油圧式パワーステアリング装置である。
請求項4記載の発明は、前記二重化されている電動モータ(15:15A,15B)のうち、前記油圧制御バルブの開度を制御するために使用されている一方の電動モータの故障を検出するための故障検出手段(73,S3)と、前記故障検出手段によって前記一方の電動モータの故障が検出されたときに、前記油圧制御バルブの開度を制御すべき電動モータを、前記一方の電動モータから他方の電動モータに切替える切替手段(73,S5)と、前記切替手段によって電動モータの切替えが行われたときには、操舵補助力を漸減させる操舵補助力漸減手段(63,73,S6,S7)とを含む請求項1〜3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である。
請求項4記載の発明は、前記二重化されている電動モータ(15:15A,15B)のうち、前記油圧制御バルブの開度を制御するために使用されている一方の電動モータの故障を検出するための故障検出手段(73,S3)と、前記故障検出手段によって前記一方の電動モータの故障が検出されたときに、前記油圧制御バルブの開度を制御すべき電動モータを、前記一方の電動モータから他方の電動モータに切替える切替手段(73,S5)と、前記切替手段によって電動モータの切替えが行われたときには、操舵補助力を漸減させる操舵補助力漸減手段(63,73,S6,S7)とを含む請求項1〜3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である。
この構成によれば、油圧制御バルブの開度を制御するために使用されている一方の電動モータに故障が発生した場合には、油圧制御バルブの開度を制御すべき電動モータが他方の電動モータに切替えられる。これにより、操舵補助力(アシストトルク)を継続して発生させることが可能となる。このため、操舵補助力が急激に低下するのを防止でき、運転者が違和感を感じるのを回避することができる。
前記一方の電動モータに故障が発生した場合には、さらに、操舵補助力が漸減される。このため、操舵補助力が急激に低下するのを防止でき、運転者が違和感を感じるのを回避することができる。また、運転者は操舵補助力の漸減により、異常が発生したことを認識することができる。これにより、運転者は、車両を低速走行させるまたは停車させるといった処置をとることが可能となる。
請求項5記載の発明は、前記パワーシリンダ(16)内に形成され、転舵軸(7)に設けられたピストン(17)によって区画された2つのシリンダ室(18,19)と、前記各シリンダ室と前記油圧制御バルブとをそれぞれ接続する2つの油路(20,21)と、 前記2つの油路を接続するためのバイパス通路(26)と、前記バイパス通路に設けられたバイパスバルブ(27)と、前記操舵補助力漸減手段によって操舵補助力が漸減され後に、前記バイパスバルブを開状態にさせる手段(73,S8)とを含む、請求項4に記載の油圧式パワーステアリング装置である。この構成によれば、運転者の操舵部材の操作による車両の操向(操舵)を確保できるようになる。
請求項6記載の発明は、前記二重化されている電動モータを構成している各電動モータは、二相モータである、請求項1〜5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である。
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る油圧式パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
油圧式パワーステアリング装置1は、車両のステアリング機構2に操舵補助力を与えるためのものである。ステアリング機構2は、車両の操向のために運転者によって操作される操舵部材としてのステアリングホイール3と、このステアリングホイール3に連結されたステアリングシャフト4と、ステアリングシャフト4の先端部に連結され、ピニオンギア6を持つピニオンシャフト5と、ピニオンギア6に噛合するラック7aを有し、車両の左右方向に延びた転舵軸としてのラック軸7とを備えている。
図1は、この発明の一実施形態に係る油圧式パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
油圧式パワーステアリング装置1は、車両のステアリング機構2に操舵補助力を与えるためのものである。ステアリング機構2は、車両の操向のために運転者によって操作される操舵部材としてのステアリングホイール3と、このステアリングホイール3に連結されたステアリングシャフト4と、ステアリングシャフト4の先端部に連結され、ピニオンギア6を持つピニオンシャフト5と、ピニオンギア6に噛合するラック7aを有し、車両の左右方向に延びた転舵軸としてのラック軸7とを備えている。
ラック軸7の両端にはタイロッド8がそれぞれ連結されており、このタイロッド8は、それぞれ、左右の転舵輪9,10を支持するナックルアーム11に連結されている。ナックルアーム11は、キングピン12まわりに回動可能に設けられている。
ステアリングホイール3が操作されてステアリングシャフト4が回転されると、この回転が、ピニオンギア6およびラック7aによって、ラック軸7の軸方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム11のキングピン12まわりの回転運動に変換され、これにより、左右の転舵輪9,10が転舵される。
ステアリングホイール3が操作されてステアリングシャフト4が回転されると、この回転が、ピニオンギア6およびラック7aによって、ラック軸7の軸方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム11のキングピン12まわりの回転運動に変換され、これにより、左右の転舵輪9,10が転舵される。
ステアリングシャフト4の周囲には、ステアリングシャフト4の回転角である操舵角θhを検出するための舵角センサ31が配置されている。この実施形態では、舵角センサ31は、ステアリングシャフト4の中立位置からのステアリングシャフト4の正逆両方向の回転量(回転角)を検出するものであり、中立位置から左方向への回転量を例えば正の値として出力し、中立位置から右方向への回転量を例えば負の値として出力する。ピニオンシャフト5には、操舵トルクThを検出するためのトルクセンサ32が設けられている。
油圧式パワーステアリング装置1は、油圧制御バルブ14、バイパスバルブ27、パワーシリンダ17および油圧ポンプ23を含んでいる。油圧制御バルブ14は、例えばロータリバルブであり、ロータハウジング(図示略)と作動油の流通方向を切替えるためのロータ(図示略)とを備えている。油圧制御バルブ14として、例えば前記特許文献1に開示されている油圧制御バルブを用いてもよい。油圧制御バルブ14のロータが電動モータ15(以下「バルブ駆動用モータ15」という)によって回転されることにより、油圧制御バルブ14の開度が制御される。バルブ駆動用モータ15の近傍には、バルブ駆動用モータ15のロータの回転角θBを検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ33が配置されている。この実施形態では、後述するように、油圧制御バルブ14の開度を制御するための電動モータは二重化されている。
油圧制御バルブ14は、ステアリング機構2に操舵補助力(アシストトルク)を与えるパワーシリンダ16に接続されている。パワーシリンダ16は、ステアリング機構2に結合されている。具体的には、パワーシリンダ16は、ラック軸7に一体に設けられたピストン17と、このピストン17によって区画された一対のシリンダ室18,19とを有しており、シリンダ室18,19は、それぞれ、対応する油路20,21を介して、油圧制御バルブ14に接続されている。
油圧制御バルブ14は、リザーバタンク22および操舵補助力発生用の油圧ポンプ23を通る油循環路24の途中部に介装されている。油圧ポンプ23は、例えば、ギヤポンプからなり、電動モータ25(以下、「ポンプ駆動用モータ25」という)によって駆動され、リザーバタンク22に貯留されている作動油をくみ出して油圧制御バルブ14に供給する。余剰分の作動油は、油圧制御バルブ14から油循環路24を介してリザーバタンク22に帰還される。
バイパスバルブ27は、常時開形電磁弁から構成されており、ソレノイド27aを有している。バイパスバルブ27は、油路20と油路21とを接続するバイパス通路26の途中に介装されている。バイパスバルブ27は、ソレノイド27aに電流が流れていない場合(非通電時)には開状態(バイパス通路26が開かれた状態)となり、ソレノイド27aに電流が流れている場合(通電時)には閉状態(バイパス通路26が閉じられた状態)となる。バイパスバルブ27は、何らかの異常によって後述するECU40への電源の供給が停止された場合等に、両シリンダ室18,19を連通状態にすることにより、ステアリングホイール3の操作による操舵を確保するために設けられている。バイパスバルブ27は、通常は、ECU40の電源がオンされた直後に閉状態にされる。
ポンプ駆動用モータ25は、一方向に回転駆動されて、油圧ポンプ23を駆動するものである。具体的には、ポンプ駆動用モータ25は、その出力軸が油圧ポンプ23の入力軸に連結されており、ポンプ駆動用モータ25の出力軸が回転することで、油圧ポンプ23の入力軸が回転して油圧ポンプ23の駆動が達成される。ポンプ駆動用モータ25は三相ブラシレスモータからなる。ポンプ駆動用モータ25の近傍には、ポンプ駆動用モータ25のロータの回転角θPを検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ34が配置されている。
油圧制御バルブ14は、バルブ駆動用モータ15によって油圧制御バルブ14のロータが基準回転角度位置(中立位置)から一方の方向に回転された場合には、油路20,21のうちの一方を介してパワーシリンダ16のシリンダ室18,19のうちの一方に作動油を供給するとともに、他方の作動油をリザーバタンク22に戻す。また、バルブ駆動用モータ15によって油圧制御バルブ14のロータが中立位置から他方の方向に回転された場合には、油路20,21のうちの他方を介してシリンダ室18,19のうちの他方に作動油を供給するとともに、一方の作動油をリザーバタンク22に戻す。
油圧制御バルブ14のロータが中立位置にある場合には、油圧制御バルブ14は、いわば平衡状態となり、操舵中立でパワーシリンダ16の両シリンダ室18,19は等圧に維持され、作動油は油循環路24を循環する。バルブ駆動用モータ15によって油圧制御バルブ14のロータが回転されると、パワーシリンダ16のシリンダ室18,19のいずれかに作動油が供給され、ピストン17が車幅方向(車両の左右方向)に沿って移動する。これにより、ラック軸7に操舵補助力が作用することになる。
バルブ駆動用モータ15、バイパスバルブ27のソレノイド27aおよびポンプ駆動用モータ25は、ECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)40によって制御される。ECU40には、舵角センサ31によって検出される操舵角θh、トルクセンサ32によって検出される操舵トルクTh、回転角センサ33の出力信号、回転角センサ34の出力信号、車速センサ35によって検出される車速V、バルブ駆動用モータ15に流れる電流を検出するための電流センサ36A,36B(図6参照)の出力信号等が入力される。
図2は、バルブ駆動用モータ15の構成を図解的に示す模式図である。
前述したように、この実施形態では、油圧制御バルブ14の開度を制御するための電動モータは二重化されている。この電動モータの二重化は、1つのロータと1つのステータとステータに設けられた2系統分のステータ巻線とを備え、2つの電動モータとして機能しうる1つのバルブ駆動用モータ15によって達成されている。
前述したように、この実施形態では、油圧制御バルブ14の開度を制御するための電動モータは二重化されている。この電動モータの二重化は、1つのロータと1つのステータとステータに設けられた2系統分のステータ巻線とを備え、2つの電動モータとして機能しうる1つのバルブ駆動用モータ15によって達成されている。
バルブ駆動用モータ15は、本出願人が新たに開発した6極6スロットでかつ2系統分のステータ巻線を備えた二相ブラシレスモータである。バルブ駆動用モータ15は、ロータ90と、ロータ90を取り囲むように配置されたステータ100とを備えている。ロータ90は、回転軸91まわりに回転可能に支持されている。ロータ90は、6つの磁極(3組の磁極対)を有している。
ステータ100は、ステータ保持リング101と、ステータ保持リング101から内方に向かって突出した6つのステータ歯102U1,102V1,102U2,102V2,102U3,102V3と、これらのステータ歯102U1,102V1,102U2,102V2,102U3,102V3にそれぞれ巻回されたステータ巻線103U1,103V1,103U2,103V2,103U3,103V3と、これらのステータ歯102U1,102V1,102U2,102V2,102U3,102V3にそれぞれ巻回されたステータ巻線104U1,104V1,104U2,104V2,104U3,104V3とを有している。
6つのステータ歯102U1,102V1,102U2,102V2,102U3,102V3は、ステータ保持リング101の内周部に等間隔で形成されており、それらの間に6つのスロット105を区画している。
ステータ巻線103U1,103V1,103U2,103V2,103U3,103V3は、第1系統のステータ巻線103を構成している。ステータ巻線104U1,104V1,104U2,104V2,104U3,104V3は、第2系統のステータ巻線104を構成している。
ステータ巻線103U1,103V1,103U2,103V2,103U3,103V3は、第1系統のステータ巻線103を構成している。ステータ巻線104U1,104V1,104U2,104V2,104U3,104V3は、第2系統のステータ巻線104を構成している。
第1系統のステータ巻線103について説明する。ステータ巻線103U1,103U2および103U3は、U相(第1相)のステータ巻線である。3つのU相のステータ巻線のうち、ステータ巻線103U1を第1系統のU相第1ステータ巻線といい、ステータ巻線103U2を第1系統のU相第2ステータ巻線といい、ステータ巻線103U3を第1系統のU相第3ステータ巻線と言う場合がある。ステータ巻線103V1,103V2および103V3は、V相(第2相)のステータ巻線である。3つのV相のステータ巻線のうち、ステータ巻線103V1を第1系統のV相第1ステータ巻線といい、ステータ巻線103V2を第1系統のV相第2ステータ巻線といい、ステータ巻線103V3を第1系統のV相第3ステータ巻線と言う場合がある。
第1系統のU相第1ステータ巻線103U1と第1系統のV相第1ステータ巻線103V1とによって、第1系統における1組の二相のステータ巻線を構成している。また、第1系統のU相第2ステータ巻線103U2と第1系統のV相第2ステータ巻線103V2とによって、第1系統における1組の二相のステータ巻線を構成している。また、第1系統のU相第3ステータ巻線103U3と第1系統のV相第3ステータ巻線103V3とによって、第1系統における1組の二相のステータ巻線を構成している。各組の2つのステータ巻線は、電気角で180度(機械角で60度)の角度間隔をおいて配置されている。
図3Aに示すように、第1系統のステータ巻線103を構成する6つのステータ巻線103U1,103V1,103U2,103V2,103U3,103V3は、直列に接続されている。より具体的には、これらの6つのステータ巻線の直列回路をそのいずれか一方の端子から見た場合、U相の3つのステータ巻線103U1,103U2および103U3の巻回方向と、V相の3つのステータ巻線103V1,103V2および103V3の巻回方向とが互いに逆となるように、6つのステータ巻線が直列に接続されている。したがって、6つのステータ巻線の直列回路のいずれか一方の端子から他方の端子に向かって電流を流した場合に、U相のステータ巻線103U1,103U2,103U3に電流が流れる方向がロータ90の回転中心から見て時計方向であれば、V相のステータ巻線103V1,103V2,103V3に電流が流れる方向はロータ90の回転中心から見て反時計方向となる。6つのステータ巻線の直列回路の一端であるステータ巻線103U1の一端PUAと、当該直列回路の他端であるステータ巻線103V1の一端PVAは、第1の駆動回路(Hブリッジ回路)43A(図5、図6参照)に接続される。
第2系統のステータ巻線104について説明する。ステータ巻線104U1,104U2および104U3は、U相(第1相)のステータ巻線である。3つのU相のステータ巻線のうち、ステータ巻線104U1を第2系統のU相第1ステータ巻線といい、ステータ巻線104U2を第2系統のU相第2ステータ巻線といい、ステータ巻線104U3を第2系統のU相第3ステータ巻線と言う場合がある。ステータ巻線104V1,104V2および104V3は、V相(第2相)のステータ巻線である。3つのV相のステータ巻線のうち、ステータ巻線104V1を第2系統のV相第1ステータ巻線といい、ステータ巻線104V2を第2系統のV相第2ステータ巻線といい、ステータ巻線104V3を第2系統のV相第3ステータ巻線と言う場合がある。
第2系統のU相第1ステータ巻線104U1と第2系統のV相第1ステータ巻線104V1とによって、第2系統における1組の二相のステータ巻線を構成している。また、第2系統のU相第2ステータ巻線104U2と第2系統のV相第2ステータ巻線104V2とによって第2系統における1組の二相のステータ巻線を構成している。また、第2系統のU相第3ステータ巻線104U3と第2系統のV相第3ステータ巻線104V3とによって、第2系統における1組の二相のステータ巻線を構成している。各組の2つのステータ巻線は、電気角で180度(機械角で60度)の角度間隔をおいて配置されている。
図3Bに示すように、第2系統のステータ巻線104を構成する6つのステータ巻線104U1,104V1,104U2,104V2,104U3,104V3は、直列に接続されている。より具体的には、これらの6つのステータ巻線の直列回路をそのいずれか一方の端子から見た場合、U相の3つのステータ巻線104U1,104U2および104U3の巻回方向と、V相の3つのステータ巻線104V1,104V2および104V3の巻回方向とが互いに逆となるように、6つのステータ巻線が直列に接続されている。したがって、6つのステータ巻線の直列回路のいずれか一方の端子から他方の端子に向かって電流を流した場合に、U相のステータ巻線104U1,104U2,104U3に電流が流れる方向がロータ90の回転中心から見て時計方向であれば、V相のステータ巻線104V1,104V2,104V3に電流が流れる方向はロータ90の回転中心から見て反時計方向となる。6つのステータ巻線の直列回路の一端であるステータ巻線104U1の一端PUBと、当該直列回路の他端であるステータ巻線104V1の一端PVBは、第2の駆動回路(Hブリッジ回路)43B(図5、図6参照)に接続される。
この実施形態では、バルブ駆動用モータ15の回転角度範囲は、油圧制御バルブの中立位置を中心として機械角で±5度程度の範囲である。この実施形態では、バルブ駆動用モータが6極6スロットの二相ブラシレスモータであるので、バルブ駆動用モータの回転角度範囲は、油圧制御バルブの中立位置を中心として電気角で±15度程度の範囲となる。
このようにバルブ駆動用モータ15は、機能的には2系統の電動モータを備えている。つまり、バルブ駆動用モータ15は、ロータ90と、ステータ100と、第1系統のステータ巻線103とを含む第1のバルブ駆動用モータ15Aと、ロータ90と、ステータ100と、第2系統のステータ巻線104とを含む第2のバルブ駆動用モータ15Bとを備えている。
このようにバルブ駆動用モータ15は、機能的には2系統の電動モータを備えている。つまり、バルブ駆動用モータ15は、ロータ90と、ステータ100と、第1系統のステータ巻線103とを含む第1のバルブ駆動用モータ15Aと、ロータ90と、ステータ100と、第2系統のステータ巻線104とを含む第2のバルブ駆動用モータ15Bとを備えている。
図4は、第1のバルブ駆動用モータ15Aに含まれている3組分の二相のステータ巻線および磁極対のうちの1組分のみを図解的に示す模式図である。
ここでは、第1のバルブ駆動用モータ15Aに含まれている3組分の二相のステータ巻線のうち、U相第1ステータ巻線103U1とV相第1ステータ巻線103V1からなる1組分が示されている。なお、U相第2ステータ巻線103U2とV相第2ステータ巻線103V2からなる組またはU相第3ステータ巻線103U3とV相第3ステータ巻線103V3からなる組を図解的に示した場合にも、図4と同様となる。
ここでは、第1のバルブ駆動用モータ15Aに含まれている3組分の二相のステータ巻線のうち、U相第1ステータ巻線103U1とV相第1ステータ巻線103V1からなる1組分が示されている。なお、U相第2ステータ巻線103U2とV相第2ステータ巻線103V2からなる組またはU相第3ステータ巻線103U3とV相第3ステータ巻線103V3からなる組を図解的に示した場合にも、図4と同様となる。
U相第1ステータ巻線103U1とV相第1ステータ巻線103V1とは、位相が電気角で180度ずれた位置に配置されている。図4に示すように、U相第1ステータ巻線103U1およびV相第1ステータ巻線103V1の方向にそれぞれU軸およびV軸をとったUV座標系において、ロータ90の磁極軸がU軸(V軸)と直交する状態となるロータ90の回転角度位置が、油圧制御バルブ14の中立位置となるように、第1のバルブ駆動用モータ15Aと油圧制御バルブ14とが連結されている。そして、前記中立位置に対応する回転角度位置を中心とした回転角で±5度(α=5度)程度の角度範囲内においてのみロータ90が回転可能となるように、ロータ90の回転角度範囲を規制するストッパ(図示略)が設けられる。
U相のステータ巻線103U1(103U2、103U3)およびV相のステータ巻線103V1(103V2、103V3)への駆動電流(印加電圧)を制御することにより、ロータ90を前記回転角度範囲内で回転制御する。
つまり、U相のステータ巻線103U1(103U2、103U3)側からV相のステータ巻線103V1(103V2、103V3)側に駆動電流を流すと、ロータ90が所定の第1方向に回転する。この際、U相のステータ巻線103U1(103U2、103U3)とV相のステータ巻線103V1(103V2、103V3)とが前述のように接続されているので、U相のステータ巻線およびV相のステータ巻線のうちの一方によって、ロータ90のN極を吸引する磁界が発生し、他方によってロータ90のN極を反発させる磁界(S極を吸引する磁界)が発生する。このため、ロータ90が所定の第1方向に回転する。一方、V相のステータ巻線103V1(103V2、103V3)側からU相のステータ巻線103U1(103U2、103U3)側に駆動電流を流すと、U相のステータ巻線およびV相のステータ巻線によって発生する磁界の方向がそれぞれ反転するので、ロータ90が前記第1方向とは反対の第2方向に回転する。
つまり、U相のステータ巻線103U1(103U2、103U3)側からV相のステータ巻線103V1(103V2、103V3)側に駆動電流を流すと、ロータ90が所定の第1方向に回転する。この際、U相のステータ巻線103U1(103U2、103U3)とV相のステータ巻線103V1(103V2、103V3)とが前述のように接続されているので、U相のステータ巻線およびV相のステータ巻線のうちの一方によって、ロータ90のN極を吸引する磁界が発生し、他方によってロータ90のN極を反発させる磁界(S極を吸引する磁界)が発生する。このため、ロータ90が所定の第1方向に回転する。一方、V相のステータ巻線103V1(103V2、103V3)側からU相のステータ巻線103U1(103U2、103U3)側に駆動電流を流すと、U相のステータ巻線およびV相のステータ巻線によって発生する磁界の方向がそれぞれ反転するので、ロータ90が前記第1方向とは反対の第2方向に回転する。
このように、第1のバルブ駆動用モータ15Aでは、第1系統のステータ巻線103を構成する全てのステータ巻線103V1,103V2,103V3,103U1,103U2,103U3がモータ駆動に寄与するので、空間利用効率が高くなる。
第2のバルブ駆動用モータ15Bの動作は、第1のバルブ駆動用モータ15Aの動作と同様であるので、その説明を省略する。
第2のバルブ駆動用モータ15Bの動作は、第1のバルブ駆動用モータ15Aの動作と同様であるので、その説明を省略する。
図5は、ECU40の電気的構成を示すブロック図である。
ECU40は、マイクロコンピュータ41と、マイクロコンピュータ41によって制御され、パイパスバルブ27のソレノイド27aに電力を供給する駆動回路42と、マイクロコンピュータ41によって制御され、第1のバルブ駆動用モータ15Aに電力を供給する第1の駆動回路(Hブリッジ回路)43Aと、第2のバルブ駆動用モータ15Bに電力を供給する第2の駆動回路(Hブリッジ回路)43Bと、マイクロコンピュータ41によって制御され、ポンプ駆動用モータ25に電力を供給する駆動回路(インバータ回路)44とを備えている。第1の駆動回路43Aと第1のバルブ駆動用モータ15Aとを接続する電力供給線には第1の電流センサ36Aが設けられている。第2の駆動回路43Bと第2のバルブ駆動用モータ15Bとを接続する電力供給線には第2の電流センサ36Bが設けられている。
ECU40は、マイクロコンピュータ41と、マイクロコンピュータ41によって制御され、パイパスバルブ27のソレノイド27aに電力を供給する駆動回路42と、マイクロコンピュータ41によって制御され、第1のバルブ駆動用モータ15Aに電力を供給する第1の駆動回路(Hブリッジ回路)43Aと、第2のバルブ駆動用モータ15Bに電力を供給する第2の駆動回路(Hブリッジ回路)43Bと、マイクロコンピュータ41によって制御され、ポンプ駆動用モータ25に電力を供給する駆動回路(インバータ回路)44とを備えている。第1の駆動回路43Aと第1のバルブ駆動用モータ15Aとを接続する電力供給線には第1の電流センサ36Aが設けられている。第2の駆動回路43Bと第2のバルブ駆動用モータ15Bとを接続する電力供給線には第2の電流センサ36Bが設けられている。
イグニッションキーがオンされることにより、ECU40の電源がオンされる。イグニッションキーがオフされたときには、イグニッションキーオフ指令がECU40に入力される。
マイクロコンピュータ41は、CPUおよびメモリ(ROMおよびRAMなど)を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、バイパスバルブ27のソレノイド27aを駆動回路42を介して制御するためのバイパスバルブ制御部51と、バルブ駆動用モータ15(15A,15B)を駆動回路43A,43Bを介して制御するためのバルブ駆動用モータ制御部52と、ポンプ駆動用モータ25を駆動回路44を介して制御するためのポンプ駆動用モータ制御部53とを含んでいる。
マイクロコンピュータ41は、CPUおよびメモリ(ROMおよびRAMなど)を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、バイパスバルブ27のソレノイド27aを駆動回路42を介して制御するためのバイパスバルブ制御部51と、バルブ駆動用モータ15(15A,15B)を駆動回路43A,43Bを介して制御するためのバルブ駆動用モータ制御部52と、ポンプ駆動用モータ25を駆動回路44を介して制御するためのポンプ駆動用モータ制御部53とを含んでいる。
バイパスバルブ制御部51は、電源オン時にバイパスバルブ17を閉状態(バイパス通路26を遮断状態)とし、イグニッションキーオフ指令が入力されたときにバイパスバルブ17を開状態(バイパス通路26を連通状態)とする。また、バイパスバルブ制御部51は、バルブ駆動用モータ制御部52からのバルブ開指令が入力されたときには、バイパスバルブ17を開状態とする。
バルブ駆動用モータ制御部52は、トルクセンサ32によって検出される操舵トルクThと車速センサ35によって検出される車速Vとに基づいて、バルブ駆動用モータ15(15A,15B)を制御する。バルブ駆動用モータ制御部52の動作の詳細については、後述する。
ポンプ駆動用モータ制御部53は、舵角センサ31によって検出される操舵角θhと車速センサ35によって検出される車速Vとに基づいて、ポンプ駆動用モータ25を制御する。ポンプ駆動用モータ制御部53の動作の詳細については、後述する。
ポンプ駆動用モータ制御部53は、舵角センサ31によって検出される操舵角θhと車速センサ35によって検出される車速Vとに基づいて、ポンプ駆動用モータ25を制御する。ポンプ駆動用モータ制御部53の動作の詳細については、後述する。
図6は、バルブ駆動用モータ制御部52の構成を示すブロック図である。
バルブ駆動用モータ制御部52は、アシストトルク指令値設定部61と、基本バルブ開度指令値設定部62と、ゲイン乗算部63と、回転角偏差演算部64と、PID(比例積分微分)制御部67と、電流偏差演算部66と、PI制御部67と、PWM(Pulse Width Modulation)制御部68と、駆動回路切替部69と、回転角演算部70と、電流切替部71と、モータ電流演算部72と、二重系制御部73を含んでいる。
バルブ駆動用モータ制御部52は、アシストトルク指令値設定部61と、基本バルブ開度指令値設定部62と、ゲイン乗算部63と、回転角偏差演算部64と、PID(比例積分微分)制御部67と、電流偏差演算部66と、PI制御部67と、PWM(Pulse Width Modulation)制御部68と、駆動回路切替部69と、回転角演算部70と、電流切替部71と、モータ電流演算部72と、二重系制御部73を含んでいる。
アシストトルク指令値設定部61は、トルクセンサ32によって検出される検出操舵トルクThと車速センサ35によって検出される車速Vに基づいて、パワーシリンダ16によって発生させるべきアシストトルクの指令値であるアシストトルク指令値TA *を設定する。具体的には、アシストトルク指令値設定部61は、車速毎に検出操舵トルクとアシストトルク指令値との関係を記憶したマップに基づいて、アシストトルク指令値TA *を設定する。
図7は、検出操舵トルクThに対するアシストトルク指令値TA *の設定例を示すグラフである。検出操舵トルクThは、例えば左方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、右方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、アシストトルク指令値TA *は、パワーシリンダ16によって左方向操舵のためのアシストトルクを発生させるときには正の値とされ、パワーシリンダ16によって右方向操舵のためのアシストトルクを発生させるときには負の値とされる。
アシストトルク指令値TA *は、検出操舵トルクThの正の値に対しては正の値をとり、検出操舵トルクThの負の値に対しては負の値をとる。検出操舵トルクThが−T1〜T1の範囲の微小な値のときには、アシストトルク指令値TA *は零とされる。そして、検出操舵トルクThが−T1〜T1の範囲以外の領域においては、アシストトルク指令値TA *は、検出操舵トルクThの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定されている。また、アシストトルク指令値TA *は、車速センサ35によって検出される車速Vが大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定されている。アシストトルク指令値設定部61によって設定されたアシストトルク指令値TA *は、基本バルブ開度指令値設定部62に与えられる。
基本バルブ開度指令値設定部62は、アシストトルク指令値設定部61から与えられたアシストトルク指令値TA *に基づいて、油圧制御バルブ14の開度の基本指令値(バルブ駆動用モータ15の回転角の基本指令値)である基本バルブ開度指令値(モータ回転角の基本指令値)θBO *を設定する。この実施形態では、第1のバルブ駆動用モータ15Aのロータ90と第2のバルブ駆動用モータ15Bのロータ90とは共通しているので、各バルブ駆動用モータ15A,15Bの回転角は常に同じである。この実施形態では、油圧制御バルブ14のロータが中立位置にあるときのバルブ駆動用モータ15(15A,15B)の回転角を0°とする。そして、バルブ駆動用モータ15(15A,15B)の回転角が0°より大きくなると、パワーシリンダ16によって左方向操舵ためのアシストトルクが発生するように、油圧制御バルブ14の開度が制御されるものとする。一方、バルブ駆動用モータ15(15A,15B)の回転角が0°より小さくなると、パワーシリンダ16によって右方向操舵ためのアシストトルクが発生するように、油圧制御バルブ14の開度が制御されるものとする。なお、バルブ駆動用モータ15(15A,15B)の回転角度の絶対値が大きくなるほど、パワーシリンダ16によって発生するアシストトルクの絶対値は大きくなる。
基本バルブ開度指令値設定部62は、アシストトルク指令値TA *と基本バルブ開度指令値θBO *との関係を記憶したマップに基づいて、基本バルブ開度指令値θBO *を設定する。 図8は、アシストトルク指令値TA *に対する基本バルブ開度指令値θBO *の設定例を示すグラフである。基本バルブ開度指令値θBO *は、アシストトルク指令値TA *の正の値に対しては正の値をとり、アシストトルク指令値TA *の負の値に対しては負の値をとる。基本バルブ開度指令値θBO *は、アシストトルク指令値TA *の絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定されている。
基本バルブ開度指令値設定部62によって設定された基本バルブ開度指令値θBO *は、ゲイン乗算部63に与えられる。ゲイン乗算部63は、基本バルブ開度指令値θBO *にゲインG(0≦G≦1)を乗算することにより、バルブ開度指令値θB *を演算する。ゲインGは、二重系制御部73によって設定される。ゲイン乗算部63によって演算されたバルブ開度指令値θB *は、回転角偏差演算部64に与えられる。
回転角演算部70は、回転角センサ33の出力信号に基づいて、バルブ駆動用モータ15(15A,15B)の回転角θBを演算する。回転角演算部70によって演算された回転角θBは、回転角偏差演算部64に与えられる。回転角偏差演算部64は、ゲイン乗算部63によって演算されたバルブ開度指令値θB *と回転角演算部70によって演算された回転角θBとの偏差ΔθB(=θB *−θB)を演算する。
PID制御部65は、回転角偏差演算部64によって演算された回転角偏差ΔθBに対してPID演算を行なう。すなわち、回転角偏差演算部64およびPID制御部65によって、バルブ駆動用モータ15(15A,15B)の回転角θBをバルブ開度指令値θB *に導くための回転角フィードバック制御手段が構成されている。PID制御部65は、回転角偏差ΔθBに対してPID演算を行なうことで、バルブ駆動用モータ15(15A,15B)の電流指令値を演算する。
電流切替部71は、第1の電流センサ36Aの出力信号および第2の電流センサ36Bの出力信号のうちのいずれか一方を選択し、モータ電流演算部72に供給するものである。
モータ電流演算部72は、電流切替部71から供給される出力信号に基づいて、第1および第2のバルブ駆動用モータ15A,15Bのうち、油圧制御バルブ14を駆動するために現在使用されているバルブ駆動用モータに流れるモータ電流を検出する。
モータ電流演算部72は、電流切替部71から供給される出力信号に基づいて、第1および第2のバルブ駆動用モータ15A,15Bのうち、油圧制御バルブ14を駆動するために現在使用されているバルブ駆動用モータに流れるモータ電流を検出する。
電流偏差演算部66は、PID制御部65によって求められた電流指令値と、モータ電流演算部72によって演算されたモータ電流との偏差を演算する。PI制御部67は、電流偏差演算部66によって演算された電流偏差に対してPI演算を行なう。すなわち、電流偏差演算部66およびPI制御部67によって、油圧制御バルブ14を駆動するために現在使用されているバルブ駆動用モータ15Aまたは15Bに流れるモータ電流を電流指令値に導くための電流フィードバック制御手段が構成されている。PI制御部67は、電流偏差に対してPI演算を行なうことで、油圧制御バルブ14を駆動するために現在使用されているバルブ駆動用モータ15Aまたは15Bに印加すべき制御電圧値を演算する。
PWM制御部68は、PI制御部67によって演算された制御電圧値に基づいて、駆動信号を生成して、駆動回路選択部69に供給する。駆動回路選択部69は、第1の駆動回路43Aおよび第2の駆動回路43Bのうちのいずれか一方を選択し、選択した駆動回路にPWM制御部68からの駆動信号を供給するものである。したがって、PWM制御部68によって生成された駆動信号は、駆動回路選択部69によって選択されている駆動回路43Aまたは43Bに供給される。これにより、PI制御部67によって演算された制御電圧値に応じた電圧が、油圧制御バルブ14を駆動するために現在使用されているバルブ駆動用モータ15Aまたは15Bに印加される。
二重系制御部73は、駆動回路選択部69および電流選択部71の制御、第1のバルブ駆動用モータ15Aおよび第2のバルブ駆動用モータ15Bの故障検出、現在使用されているバルブ駆動用モータ15Aまたは15Bの故障が検出されたときのフェールセーフ等を行う。二重系制御部73には、第1の電流センサ36Aの出力信号、第2の電流センサ36Bの出力信号、図示しない第1の端子電圧検出器によって検出される第1のバルブ駆動用モータ15Aの端子電圧(第1のモータ端子電圧)および図示しない第2の端子電圧検出器によって検出される第2のバルブ駆動用モータ15Bの端子電圧(第2のモータ端子電圧)等が入力している。二重系制御部73の動作について説明する。
図9は、二重系制御部73の動作を説明するためのフローチャートである。
この実施形態では、第1および第2のバルブ駆動用モータ15A,15のうちのいずれを最初に使用するかは、予め定められているものとする。ここでは、説明の便宜上、最初に使用されるバルブ駆動用モータとして、第1のバルブ駆動用モータ15Aが選択されているものとする。
この実施形態では、第1および第2のバルブ駆動用モータ15A,15のうちのいずれを最初に使用するかは、予め定められているものとする。ここでは、説明の便宜上、最初に使用されるバルブ駆動用モータとして、第1のバルブ駆動用モータ15Aが選択されているものとする。
ECU40の電源がオンされると、二重系制御部73は、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータとして第1のバルブ駆動用モータ15Aが選択されるように、駆動回路選択部69および電流選択部71を制御する(ステップS1)。具体的には、二重系制御部73は、第1の駆動回路43Aが駆動回路選択部69によって選択されるように駆動回路選択部69を制御するとともに、第1の電流センサ36Aの出力信号が電流選択部71によって選択されるように電流選択部71を制御する。また、二重系制御部73は、ゲイン乗算部63に与えられるゲインGの値を1に設定する(ステップS2)。
この後、二重系制御部73は、第1のバルブ駆動用モータ15Aに故障が発生したか否かを判定する(ステップS3)。第1のバルブ駆動用モータ15Aの故障には、第1系統のステータ巻線103の断線、第1の駆動回路43Aと第1のバルブ駆動用モータ15A(第1系統のステータ巻線103)とを接続する電力供給線の断線等が含まれる。第1のバルブ駆動用モータ15Aに故障が発生したか否かの判定は、第1の電流センサ36Aの出力信号および第1のバルブ駆動用モータ15Aの端子電圧(第1のモータ端子電圧)に基づいて行われる。
ステップS3において、第1のバルブ駆動用モータ15Aに故障が発生していないと判定された場合には(ステップS3:NO)、二重系制御部73は、イグニッションキーオフ指令が入力されたか否かを判別する(ステップS4)。イグニッションキーオフ指令が入力されていなければ(ステップS4:NO)、二重系制御部73は、ステップS3に戻る。一方、イグニッションキーオフ指令が入力されている場合には(ステップS4:YES)、二重系制御部73は、処理を終了する。
ステップS3において、第1のバルブ駆動用モータ15Aに故障が発生していると判定された場合には(ステップS3:YES)、二重系制御部73はステップS5に進む。ステップS5では、二重系制御部73は、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータとして第2のバルブ駆動用モータ15Bが選択されるように、駆動回路選択部69および電流選択部71を制御する(ステップS5)。具体的には、二重系制御部73は、第2の駆動回路43Bが駆動回路選択部69によって選択されるように駆動回路選択部69を制御するとともに、第2の電流センサ36Bの出力信号が電流選択部71によって選択されるように電流選択部71を制御する。
次に、二重系制御部73は、ゲインGを漸減する(ステップS6)。具体的には、二重系制御部73は、ゲインGに0より大きくかつ1より小さい定数kを乗算することにより、Gを更新する(G←k・G)。定数kはたとえば0.9に設定される。これにより、ゲイン乗算部63に設定されるゲインGが低減されるので、バルブ開度指令値θB *の絶対値は、基本バルブ開度指令値θBO *の絶対値より小さな値となる。
そして、二重系制御部73は、更新後のゲインGが所定値β(β>0)より小さいか否かを判別する(ステップS7)。所定値βは、たとえば0.1に設定される。更新後のゲインGが所定値β以上であると判別された場合には(ステップS7:NO)、二重系制御部73は、ステップS6に戻る。ステップS7において、更新後のゲインGが所定値βより小さいと判別された場合には(ステップS7:YES)、二重系制御部73は、バイパスバルブ開指令(バイパスバルブ制御信号)を、バイパスバルブ制御部51(図5参照)に与える(ステップS7)。バイパスバルブ制御部51は、二重系制御部73からのバイパスバルブ開指令を受信すると、バイパスバルブ27(図1参照)を開状態にする。この後、二重系制御部73は、処理を終了する。
この実施形態では、イグニッションキーがオンされてECU40の電源がオンされると、第1のバルブ駆動用モータ15Aによって油圧制御バルブ14が駆動制御される。これにより、操舵状況に応じた操舵補助が実現される。このような油圧制御バルブ14の制御が行われている場合において、第1のバルブ駆動用モータ15Aに故障が発生すると、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータとして第2のバルブ駆動用モータ15Bが選択されるように、駆動回路選択部69および電流選択部71が制御される(ステップS5参照)。これにより、アシストトルク(操舵補助力)を継続して発生させることが可能となる。このため、アシストトルクが急激に低下するのを防止でき、運転者が違和感を感じるのを回避することができる。
第1のバルブ駆動用モータ15Aに故障が発生した場合には、さらに、ゲインGが漸減される(ステップS6,7参照)。これにより、バルブ開度指令値θB *の絶対値が漸減されるので、アシストトルク(操舵補助力)も漸減される。このため、アシストトルクが急激に低下するのを防止でき、運転者が違和感を感じるのを回避することができる。また、運転者はアシストトルクの漸減により、異常が発生したことを認識することができる。これにより、運転者は、車両を低速走行させるまたは停車させるといった処置をとることが可能となる。
そして、ゲインGが所定値βより小さくなると、バイパスバルブ27が開状態とされる(ステップS8参照)。これにより、アシストトルクは得られなくなるが、運転者のステアリング操作による車両の操向(操舵)を確保できるようになる。
図10は、ポンプ駆動用モータ制御部53の構成を示すブロック図である。
ポンプ駆動用モータ制御部53は、操舵角速度演算部81と、ポンプ回転速度指令値設定部82と、回転速度偏差演算部83と、PI制御部84と、PWM制御部85と、回転角演算部86と、回転速度演算部87と、とを含んでいる。
図10は、ポンプ駆動用モータ制御部53の構成を示すブロック図である。
ポンプ駆動用モータ制御部53は、操舵角速度演算部81と、ポンプ回転速度指令値設定部82と、回転速度偏差演算部83と、PI制御部84と、PWM制御部85と、回転角演算部86と、回転速度演算部87と、とを含んでいる。
操舵角速度演算部81は、舵角センサ31の出力値を時間微分することによって、操舵角速度を演算する。ポンプ回転速度指令値設定部82は、操舵角速度演算部81によって演算された操舵角速度ωhおよび車速センサ35によって検出された車速Vに基づいて、油圧ポンプ23の回転速度の指令値(ポンプ駆動用モータ25の回転速度指令値)であるポンプ回転速度指令値(モータ回転速度指令値)VP *を設定する。
具体的には、ポンプ回転速度指令値設定部82は、操舵角速度ωhとポンプ回転速度指令値VP *との関係を記憶したマップに基づいてポンプ回転速度指令値VP *を設定する。図11は、操舵角速度ωhに対するポンプ回転速度指令値VP *の設定例を示すグラフである。ポンプ回転速度指令値VP *は、操舵角速度が0のときに所定の下限値をとり、操舵角速度ωhの増加に応じて増加するように設定されている。また、ポンプ回転速度指令値VP *は、車速センサ35によって検出される車速Vに応じて変更できるように(例えば車速Vが大きいほどポンプ回転速度指令値VP *が小さくなるように)設定されている。
回転角演算部86は、回転角センサ34の出力信号に基づいて、ポンプ駆動用モータ25の回転角θPを演算する。回転速度演算部87は、回転角演算部86によって演算されるポンプ駆動用モータ25の回転角θPに基づいて、ポンプ駆動用モータ25の回転速度VPを演算する。回転速度偏差演算部83は、ポンプ回転速度指令値設定部82によって設定されたポンプ回転速度指令値VP *と回転速度演算部87によって演算されたポンプ駆動用モータ25の回転速度VPとの偏差ΔVP(=VP *−VP)を演算する。
PI制御部84は、回転速度偏差演算部83によって演算された回転速度偏差ΔVPに対してPI演算を行なう。すなわち、回転速度偏差演算部83およびPI制御部84によって、ポンプ駆動用モータ25の回転速度VPをポンプ回転速度指令値VP *に導くための回転速度フィードバック制御手段が構成されている。PI制御部84は、回転速度偏差ΔVPに対してPI演算を行なうことで、ポンプ駆動用モータ25に印加すべき制御電圧値を演算する。
PWM制御部85は、PI制御部84によって演算された制御電圧値と、回転角演算部86によって演算されたポンプ駆動用モータ25の回転角θPとに基づいて、駆動信号を生成して、駆動回路44に供給する。これにより、駆動回路44から、PI制御部84によって演算された制御電圧値に応じた電圧がポンプ駆動用モータ25に印加される。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、最初に使用されるバルブ駆動用モータとして第1のバルブ駆動用モータ15Aが設定されているが、最初に使用されるバルブ駆動用モータとして第2のバルブ駆動用モータ15Bが設定されていてもよい。この場合には、図9のステップS1では、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータとして第2のバルブ駆動用モータ15Bが選択されるように、駆動回路選択部69および電流選択部71が制御される。また、ステップS3では、第2のバルブ駆動用モータ15Bに故障が発生したか否かが判定される。この判定は、第2の電流センサ36Bの出力信号および第2のバルブ駆動用モータ15Bの端子電圧(第2のモータ端子電圧)に基づいて行われる。また、ステップS5では、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータとして第1のバルブ駆動用モータ15Aが選択されるように、駆動回路選択部69および電流選択部71が制御される。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、最初に使用されるバルブ駆動用モータとして第1のバルブ駆動用モータ15Aが設定されているが、最初に使用されるバルブ駆動用モータとして第2のバルブ駆動用モータ15Bが設定されていてもよい。この場合には、図9のステップS1では、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータとして第2のバルブ駆動用モータ15Bが選択されるように、駆動回路選択部69および電流選択部71が制御される。また、ステップS3では、第2のバルブ駆動用モータ15Bに故障が発生したか否かが判定される。この判定は、第2の電流センサ36Bの出力信号および第2のバルブ駆動用モータ15Bの端子電圧(第2のモータ端子電圧)に基づいて行われる。また、ステップS5では、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータとして第1のバルブ駆動用モータ15Aが選択されるように、駆動回路選択部69および電流選択部71が制御される。
また、前記実施形態では、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータの二重化は、1つのロータ90と、1つのステータ100と、ステータ100に設けられた2系統分のステータ巻線103,104とを備えた、2つの電動モータとして機能しうる1つのバルブ駆動用モータ15によって達成されている。しかし、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータの二重化は、物理的に2つの電動モータによって達成されてもよい。
また、油圧制御バルブ14を駆動するための電動モータは、三相モータ等のように、二相モータ以外の電動モータであってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
1…油圧式パワーステアリング装置、2…ステアリング機構、3…ステアリングホイール、7…ラック軸(転舵軸)、14…油圧制御バルブ、15,15A,15B…バルブ駆動用モータ、16…パワーシリンダ、17…ピストン、18,19…シリンダ室、20,21…油路、23…油圧ポンプ、25…ポンプ駆動用モータ、26…バイパス通路、27…バイパスバルブ、43A…第1の駆動回路、43B…第2の駆動回路、51…バイパスバルブ制御部、52…バルブ駆動用モータ制御部、53…ポンプ駆動用モータ制御部、63…ゲイン乗算部、73…二重系制御部、90…ロータ、100…ステータ、103…第1系統のステータ巻線、104…第2系統のステータ巻線
Claims (6)
- 車両のステアリング機構に結合されたパワーシリンダに、電動モータによって開度が制御されかつ操舵部材に機械的に連結されていない油圧制御バルブを介して、油圧ポンプからの作動油を供給することによって、操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置であって、
前記油圧制御バルブの開度を制御するための電動モータが二重化されている、油圧式パワーステアリング装置。 - 前記電動モータの二重化は、1つのロータと、1つのステータと、前記ステータに設けられた2系統分のステータ巻線とを備え、2つの電動モータとして機能しうる1つの電動モータによって達成されている、請求項1に記載の油圧式パワーステアリング装置。
- 前記二重化されている電動モータにおける一方の電動モータを駆動するためのモータ駆動回路と他方の電動モータを駆動するためのモータ駆動回路とが個別に設けられている、請求項1または2に記載の油圧式パワーステアリング装置。
- 前記二重化されている電動モータのうち、前記油圧制御バルブの開度を制御するために使用されている一方の電動モータの故障を検出するための故障検出手段と、
前記故障検出手段によって前記一方の電動モータの故障が検出されたときに、前記油圧制御バルブの開度を制御すべき電動モータを、前記一方の電動モータから他方の電動モータに切替える切替手段と、
前記切替手段によって電動モータの切替えが行われたときには、操舵補助力を漸減させる操舵補助力漸減手段と、
を含む請求項1〜3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。 - 前記パワーシリンダ内に形成され、転舵軸に設けられたピストンによって区画された2つのシリンダ室と、
前記各シリンダ室と前記油圧制御バルブとをそれぞれ接続する2つの油路と、
前記2つの油路を接続するためのバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられたバイパスバルブと、
前記操舵補助力漸減手段によって操舵補助力が漸減され後に、前記バイパスバルブを開状態にさせる手段とを含む、請求項4に記載の油圧式パワーステアリング装置。 - 前記二重化されている電動モータを構成している各電動モータは、二相モータである、請求項1〜5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。
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- 2013-02-13 JP JP2013025907A patent/JP2014151877A/ja active Pending
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