JP3547558B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動アクチュエータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシ付直流モータにより駆動されるポンプと、そのポンプからの圧油により操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータとを備えるパワーステアリング装置において、そのブラシ付直流モータを常に操舵補助に必要な速度に保持した場合、そのブラシ付直流モータの電源となるバッテリーのエネルギーを無駄に消費することになる。
【０００３】
そこで、そのブラシ付直流モータの回転速度を操舵補助時のみ操舵補助速度にし、操舵補助解除時においては待機速度にすることで、車両の燃費を低減することが図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ブラシ付直流モータによりポンプを駆動する場合、長期間の使用によるブラシ摩耗に基づく故障が発生する可能性があった。
【０００５】
また、従来の構成において待機速度を低く設定した場合、待機速度から操舵補助速度になるまでの時間が長くなり、その結果、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下が生じる。そのため、従来は待機速度を低く設定することができず、車両の燃費を充分に低減することができなかった。
【０００６】
また、待機速度から操舵補助速度になるまでの時間が長い場合でも操舵補助用の圧油を確保するため、油圧系にアキュムレータを設けることが提案されている。しかし、油圧系が複雑化するためコストが増大する。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決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を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動モータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータと、そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度にすると共に、操舵補助解除時に待機速度にする手段とを備えるパワーステアリング装置に適用される。
【０００９】
そのポンプ駆動用モータとしてブラシレスモータを用いることにより、ブラシ摩耗に基づく故障をなくすことができる。また、その待機速度を零または低速とする場合に、モータロータの慣性モーメントが大きいことによる待機速度から操舵補助速度になるまでの時間を、ポンプ駆動用モータとしてブラシ付直流モータを用いる場合よりも短くできる。これにより、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止でき、しかも、車両の燃費を充分に低減できる。
【００１０】
そのポンプ駆動用モータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度よりも大きな最高速度にした後に操舵補助速度にすることにより、そのポンプから送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量になるまでの時間が短縮され、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。また、その最高速度にした後に操舵補助速度にするので、不必要に操舵補助用の圧油流量が多くなることはなく、車両の燃費が悪化するのを防止できる。
【００１１】
また、操舵速度を求める手段を備え、その求めた操舵速度に応じて前記最高速度を変化させるのが好ましい。さらに、その求めた操舵速度に応じてモータの回転速度が前記最高速度になってから操舵補助速度になるまでの時間を変化させるのが好ましい。これによって、操舵速度が大きい場合、すなわち急操舵がなされた場合は、ポンプから送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量になるまでの時間をより短縮し、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。また、操舵速度が小さい場合は、不必要に操舵補助用の圧油流量が多くなることはなく、車両の燃費が悪化するのを防止できる。
【００１２】
そのポンプとしてギヤポンプを用いるのが好ましい。これは、ギヤポンプにおいて、圧油の吐出流量が操舵補助に必要な流量になるまでの時間が短いからである。例えばベーンポンプにおいては、モータにより駆動軸が駆動された後に、遠心力により圧油送り出し用ベーンが径方向外方に変位するまでは、圧油の吐出が開始されない。これに対し、ギヤポンプにおいては、モータにより駆動軸が駆動されると同時に、圧油送り出し用ギヤが回転するため、圧油の吐出が開始される。これにより、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。また低温状態において、ベーンポンプの場合圧油送り出し用ベーンが径方向外方に変位するまでの時間が、油の粘性抵抗増大のため常温状態よりさらに遅れる。一方ギヤポンプの場合、低温による圧油の吐出遅れは生じないため、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。
【００１３】
また、そのモータの操舵補助速度を車速の増加に応じて減少させ、そのモータの最高速度を車速の増加に応じて減少させるのが好ましい。これにより、低車速で車両の旋回性能を向上して高車速で車両の走行安定性を向上する場合に、モータの最高速度を必要最小限にできるので、燃費を低減できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１に示すラックピニオン式パワーステアリング装置１は、ステアリングホイールＨに連結される入力軸２と、この入力軸２にトーションバー３を介し連結される出力軸４とを備えている。そのトーションバー３はピン５を介し入力軸２に連結され、また、セレーション６を介し出力軸４に連結されている。その出力軸４にピニオン７が形成され、このピニオン７に噛み合うラック８が操舵用車輪（図示省略）に連結されている。その入力軸２はベアリング９を介しバルブハウジング１０ａに支持され、また、ブッシュ１１を介し出力軸４に支持されている。その出力軸４はベアリング１２、１３を介しラックハウジング１０ｂに支持されている。これにより、操舵による入力軸２の回転がトーションバー３を介しピニオン７に伝達されてラック８が車両幅方向に移動し、このラック８の移動により車輪が操舵される。なお、その入出力軸２、４とバルブハウジング１０ａとの間にオイルシール１４、１５が設けられている。また、そのラック８を支持するサポートヨーク１６が設けられ、このサポートヨーク１６はバネ１７の弾性力によりラック８に押し付けられている。
【００１６】
操舵補助力を付与する油圧アクチュエータとして油圧シリンダ１８が設けられている。その油圧シリンダ１８は、ラックハウジング１０ｂにより構成されるシリンダチューブと、ラック８に一体に形成されたピストン２０と、そのピストン２０により仕切られる一対の油室２１、２２とを備える。各油室２１、２２にロータリー式油圧制御弁２３が接続されている。その制御弁２３は、筒状の第１バルブ部材２４と、この第１バルブ部材２４に相対回転可能に挿入される第２バルブ部材２５とを備えている。その第１バルブ部材２４は出力軸４にピン２６を介し同行回転可能に取り付けられている。その第２バルブ部材２５は入力軸２の外周に一体に形成されている。
【００１７】
図２に示すように、第１バルブ部材２４の内周と第２バルブ部材２５の外周とに、軸方向に沿う複数の凹部が周方向等間隔に形成されている。
その第１バルブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する４つの右操舵用凹部２７と、互いに周方向等間隔に位置する４つの左操舵用凹部２８とで構成される。
その第２バルブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する４つの圧油供給用凹部２９と、互いに周方向等間隔に位置する４つの圧油排出用凹部３０とで構成される。
各右操舵用凹部２７と各左操舵用凹部２８とは周方向に交互に配置され、各圧油供給用凹部２９と各圧油排出用凹部３０とは周方向に交互に配置される。
各右操舵用凹部２７は、第１バルブ部材２４に形成された第１流路３１およびバルブハウジング１０ａに形成された第１ポート３２を介し、図１に示すように油圧シリンダ１８の一方の油室２１に通じる。各左操舵用凹部２８は、第１バルブ部材２４に形成された第２流路３３およびバルブハウジング１０ａに形成された第２ポート３４を介し、油圧シリンダ１８の他方の油室２２に通じる。
各圧油供給用凹部２９は、第１バルブ部材２４に形成された第３流路３５およびバルブハウジング１０ａに形成された入口ポート３６を介し、図１に示すようにポンプ３７に通じる。そのポンプ３７は、ブラシレスモータ５０により駆動され、例えば、そのモータ５０の回転速度に応じた流量の圧油を吐出するベーンポンプやギヤポンプにより構成できる。
各圧油排出用凹部３０は、第２バルブ部材２５に形成された第１排出路３８、入力軸２とトーションバー３の内外周間の通路４７、図１に示す入力軸２に形成された第２排出路３９、及びバルブハウジング１０ａに形成された排出ポート４０を介して、タンク４１に通じる。
これにより、そのポンプ３７、タンク４１、及び油圧シリンダ１８の各油室２１、２２は、第１バルブ部材２４と第２バルブ部材２５の内外周間の弁間流路４２を通じ連絡する。
その弁間流路４２における第１バルブ部材側凹部と第２バルブ部材側凹部の間は、両バルブ部材２４、２５の相対回転により開度が変化する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとされ、その絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度変化により油圧シリンダ１８に作用する油圧が制御される。
【００１８】
図２は、操舵が行なわれていない舵角中点での両バルブ部材２４、２５の相対位置を示す。この状態において、各圧油供給用凹部２９と各圧油排出用凹部３０とは全絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを介し連絡するため、ポンプ３７から供給された圧油は直接タンク４１へ還流し操舵補助力は発生せず、そのため、上記ブラシレスモータ５０を操舵補助に必要な操舵補助速度で駆動する必要はない。
【００１９】
舵角中点から右方へ操舵すると、操舵トルクに応じてトーションバー３は捩じれ、両バルブ部材２４、２５は相対回転する。その結果、各右操舵用凹部２７と各圧油供給用凹部２９との間の絞り部Ａの開度および各左操舵用凹部２８と各圧油排出用凹部３０との間の絞り部Ｂの開度が大きくなり、各左操舵用凹部２８と各圧油供給用凹部２９との間の絞り部Ｃの開度および各右操舵用凹部２７と各圧油排出用凹部３０との間の絞り部Ｄの開度が小さくなる。これにより、ポンプ３７から油圧シリンダ１８の一方の油室２１へ圧油が供給され、油圧シリンダ１８の他方の油室２２からタンク４１へ圧油が還流され、車両の右方への操舵補助力がラック８に作用する。
【００２０】
舵角中点から左方へ操舵すると、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度は右方へ操舵した場合と逆に変化するので、車両の左方への操舵補助力がラック８に作用する。
【００２１】
図１に示すように、上記ブラシレスモータ５０はコントローラ６０に接続される。図３に示すように、そのコントローラ６０は制御回路６１と駆動回路６２とを有する。
その制御回路６１はコンピュータにより主構成され、そのブラシレスモータ５０における回転子の位置検知用センサ７０と、ステアリングホイールＨの舵角中点からの操舵角度を検出する舵角センサ５１と、車速センサ５３とに接続され、記憶した制御プログラムに従って指示信号を駆動回路６２に出力する。
その駆動回路６２は、上記ブラシレスモータ５０の固定子捲線とバッテリー電源６３とに接続され、制御回路６１からの指示信号に対応する電流を固定子巻線に流すことでブラシレスモータ５０を駆動するもので、電力制御用スイッチング素子としてＦＥＴ等のトランジスタを含む公知のものを用いることができる。
【００２２】
図８の（１）、（２）に示すように、そのコントローラ６０のハウジング６０ａはモータ５０のハウジング５０ａに直結され、そのモータ５０のハウジング５０ａはポンプ３７のハウジング３７ａに直結され、そのポンプ３７のハウジング３７ａはタンク４１に直結されている。さらに、そのコントローラ６０の駆動回路６２を構成するＦＥＴ等の電力制御用スイッチング素子６２ａは、そのタンク４１に接触するものとされている。パワーステアリング装置における圧油タンク４１内の油温は、最大でも８０℃〜９０℃程度であることから、そのスイッチング素子６２ａの発熱を、そのタンク４１を介して放熱できる。これにより、駆動回路６２と制御回路６１とを同一ハウジング６０に内蔵することで、ハーネスやコネクタによる電圧降下による出力低下を減少させることができると共に、スイッチング素子６２ａの発熱により制御回路６１が悪影響を受けるのを防止できる。なお、図８の（１）に示す矢印は、ポンプ３７からの油の吐出方向とタンク４１への油の戻り方向を示す。
【００２３】
図４に示すフローチャートを参照し、上記制御回路６１によるブラシレスモータ５０の制御手順を説明する。
まず、制御回路６１は操舵の有無を判断する（ステップ１）。例えば、予め設定した基準操舵角度を記憶する。その基準操舵角度は、例えば、ステアリングホイールＨの舵角中点からの遊び角度とされる。上記舵角センサ５１によって検知されるステアリングホイールＨの操舵角度が、その基準操舵角度以上の場合に操舵有りと判断する。また、舵角の変化がない場合や、舵角が遊びの範囲に戻ってから所定時間経過した場合は、操舵無しと判断する。
ステップ１において操舵有りと判断した場合、ブラシレスモータ５０の回転速度を操舵補助速度とする指示信号を駆動回路６２に出力中か否かを判断する（ステップ２）。その操舵補助速度は、上記ポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量になるように予め設定される定常速度である。例えば図５に示すように、そのブラシレスモータ５０の操舵補助速度Ｎａは、設定車速に達するまでは車速に比例して減少するものとされる。これにより、低車速では操舵補助力を大きくして車両の旋回性能を向上し、高車速では操舵補助力を小さくして車両の走行安定性を向上できる。その車速は上記車速センサ５３により検知される。
ステップ２において操舵補助速度とする指示信号を出力していない場合、ブラシレスモータ５０の回転速度を最高速度とする指示信号を駆動回路６２に出力中か否かを判断する（ステップ３）。そのブラシレスモータ５０の最高速度は、上記操舵補助速度よりも大きな値に設定する。さらに、その最高速度は操舵速度に応じて変化する。例えば図６に示すように、そのブラシレスモータ５０の最高速度Ｎｍａｘは、操舵速度に比例して増加するものとされる。なお、その操舵速度は、上記舵角センサ５１により検知される舵角の単位時間当たりの変化から演算できる。
ステップ３において最高速度とする指示信号を出力していない場合、ブラシレスモータ５０の回転子の位置検知用センサ７０からの信号と、操舵速度とに基づいて、ブラシレスモータ５０の回転速度を最高速度Ｎｍａｘとする指示信号を駆動回路６２に出力する（ステップ４）。その指示信号により、駆動回路６２はブラシレスモータ５０の固定子巻線に、回転速度が最高速度Ｎｍａｘになるように電流を流す。
次に、処理を終了するか否かを判断する（ステップ５）。例えば、車両のイグニッションスイッチがオフとなった場合は処理を終了し、そうでない場合はステップ１に戻る。
ステップ３において最高速度とする指示信号を出力している場合、その指示信号を出力してから設定時間が経過したか否かを判断する（ステップ６）。その設定時間は、ブラシレスモータ５０の回転速度が待機速度から最高速度Ｎｍａｘになるまでに要する時間に基づき決定する。その待機速度は、上記操舵補助速度よりも小さな予め設定される速度であって、零とされる。
ステップ６において設定時間が経過していなければステップ５に戻る。
ステップ６において設定時間が経過している場合、ブラシレスモータ５０の回転子の位置検知用センサ７０からの信号と、車速センサ５３により検知される車速とに基づいて、ブラシレスモータ５０の回転速度を操舵補助速度Ｎａとする指示信号を駆動回路６２に出力し（ステップ７）、ステップ５に戻る。その指示信号により、駆動回路６２はブラシレスモータ５０の固定子巻線に、回転速度が操舵補助速度Ｎａになるように電流を流す。
ステップ２においてブラシレスモータ５０の回転速度を操舵補助速度Ｎａとする指示信号を出力している場合はステップ５に戻る。
ステップ１において操舵無しと判断した場合、ブラシレスモータ５０の回転速度を最高速度とする指示信号を駆動回路６２に出力中か否かを判断する（ステップ８）。
ステップ８において最高速度とする指示信号を出力している場合はステップ６に戻る。
ステップ８において最高速度とする指示信号を出力していない場合、ブラシレスモータ５０の回転速度を操舵補助速度Ｎａとする指示信号を出力してから設定時間が経過したか否かを判断する（ステップ９）。その設定時間は、トーションバー３のねじれ弾性変形が復元するのに要する時間よりも長く、且つ、ポンプ３７の無駄な駆動時間を可及的に少なくできるように決定すればよい。
ステップ９において設定時間が経過している場合、ブラシレスモータ５０の回転速度を待機速度すなわち零とする停止信号を駆動回路６２に出力し（ステップ１０）、ステップ５に戻る。その指示信号により、駆動回路６２はブラシレスモータ５０への電流を遮断し、これにより操舵補助は解除される。
【００２４】
上記構成によれば、ポンプ３７をブラシレスモータ５０により駆動することで、長期間の使用によるブラシ摩耗に基づく故障をなくすことができる。また、その待機速度を零または低速とする場合に、モータロータの慣性モーメントが大きいことによる待機速度から操舵補助速度になるまでの時間を、ポンプ駆動用モータとしてブラシ付直流モータを用いる場合よりも短くできる。これにより、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止でき、しかも、車両の燃費を充分に低減できる。
【００２５】
さらに、そのブラシレスモータ５０の回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度Ｎａよりも大きな最高速度Ｎｍａｘにした後に操舵補助速度Ｎａにしているので、ポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量になるまでの時間が短縮され、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。
例えば、図７における破線Ａは、ブラシレスモータ５０の回転速度を最高速度Ｎｍａｘにすることなく操舵補助速度Ｎａにした場合の時間と回転速度との関係を示し、破線Ｂは、その場合のポンプ３７から送り出される圧油の流量と時間との関係を示す。この場合、時間ｔ１においてモータの増速が開始され、時間ｔ３においてポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量Ｑａになる。
図７における実線Ｃは、ブラシレスモータ５０の回転速度を最高速度Ｎｍａｘにした後に操舵補助速度Ｎａにした場合の時間と回転速度との関係を示し、実線Ｄは、その場合のポンプ３７から送り出される圧油の流量と時間との関係を示す。この場合、時間ｔ１においてモータ５０の増速が開始され、時間ｔｍにおいてモータ５０の回転速度が最高速度Ｎｍａｘになり、時間ｔ２においてポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量Ｑａになり、時間ｔ４においてモータ５０の回転速度が操舵補助速度Ｎａになる。
すなわち、ポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量Ｑａになるまでの時間を、ｔ３−ｔ２だけ短縮できる。また、その回転速度を最高速度Ｎｍａｘにした後に操舵補助速度Ｎａにするので、不必要に操舵補助用の圧油流量が多くなることはなく、車両の燃費が悪化するのを防止できる。
【００２６】
図７において上記破線Ｂの特性を示すポンプ３７はベーンポンプである。図７において２点鎖線Ｅの特性を示すポンプ３７はギヤポンプである。なお、その破線Ｂの特性と２点鎖線Ｅの特性は、モータ５０の特性が上記破線Ａである時のものを示す。これにより、そのポンプ３７としてギヤポンプを用いることで、ベーンポンプを用いるのに比べて、圧油の吐出流量が操舵補助に必要な流量になるまでの時間を短縮できるのを確認できる。すなわち、ベーンポンプにおいては、モータ５０により駆動軸が駆動された後に、遠心力により圧油送り出し用ベーンが径方向外方に変位するまでは、圧油の吐出が開始されない。これに対し、ギヤポンプにおいては、モータ５０により駆動軸が駆動されると同時に、圧油送り出し用ギヤが回転するため、圧油の吐出が開始される。これにより、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。さらに、モータ５０の特性が上記実線Ｃである時に、ポンプ３７としてギヤポンプを用いることで、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下をより確実に防止できる。
【００２７】
また、操舵速度に応じて上記ブラシレスモータ５０の最高速度Ｎｍａｘを変化させることで、操舵速度が大きい場合、すなわち急操舵がなされた場合は、ポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量Ｑａになるまでの時間をより短縮し、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。また、操舵速度が小さい場合は、不必要に操舵補助用の圧油流量が多くなることはなく、車両の燃費が悪化するのを防止できる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ブラシレスモータ５０の回転速度が最高速度Ｎｍａｘになってから操舵補助速度Ｎａになるまでの時間ｔ４−ｔｍを、図６に示すように、操舵速度に比例して増加するものとしてもよい。その時間ｔ４−ｔｍは、上記ステップ６における設定時間により変化させることができる。これによっても、操舵速度に応じてブラシレスモータ５０の最高速度Ｎｍａｘを変化させた場合と同様の効果を奏することができる。
【００２９】
また、図９に示すように、モータ５０の操舵補助速度Ｎａを車速の増加に応じて減少させる際に、モータ５０の最高速度Ｎｍａｘを車速の増加に応じて減少させるのが好ましい。これにより、低車速で車両の旋回性能を向上して高車速で車両の走行安定性を向上する場合に、モータ５０の最高速度Ｎｍａｘを必要最小限にできるので、燃費を低減できる。
【００３０】
また、上記舵角センサ５１に代えて操舵トルクを検出するトルクセンサを設け、操舵トルクの値に基づいて操舵の有無を判断してもよい。例えば、操舵トルクの絶対値が、直進操舵状態であるとみなせる設定トルク値（例えば７ｋｇｆ ・ｃｍ）を超えた場合に操舵有りと判断してモータ５０を駆動し、その設定トルク値以下の場合に操舵なしと判断してモータ５０を停止させる。
図１０のフローチャートに示すように、ステップ９におけるモータ５０の停止指示は、ステップ１においてトルクセンサからの信号により操舵無しと判断したならば、モータ５０の回転速度を操舵補助速度Ｎａとする指示信号を出力してから設定時間が経過したか否かを判断することなしに、即座に行なえる。これに対し、上記実施形態のように舵角に基づいて操舵の有無を検知する場合、舵角の変化とトーションバー３の変化とは必ずしも一致しないため、舵角が中点に戻ったと判断してから所定時間経過後でなければ、モータ５０を停止させることができない。これにより、モータ５０を不必要に駆動する時間を短くし、燃費を向上できる。なお、図１０のフローチャートにおける他の制御手順は上記実施形態と同様である。
また、舵角の変化がなく、且つ、設定時間が経過した場合に、操舵無しと判断すると、据え切りや車庫入れ等を円滑に行なえない場合がある。すなわち、据え切りや車庫入れ等を行なっている最中は、ドライバーがステアリングホイールを保持することで、舵角を変化させない場合がある。その舵角の変化しない時間が上記設定時間よりも長くなると、操舵無しと誤判断してモータ５０を停止させてしまう。そうすると、操舵補助力がなくなるため、上記トーションバー３の弾力によりステアリングホイールＨが直進位置に向かい回転し、舵角が変化する。その舵角変化により再びモータ５０が駆動されるため、ドライバーが作用させている操舵力に操舵補助力が加えられる。これにより、ステアリングホイールＨが直進位置から離れる方向に回転し、舵角が変化する。以上の作用が繰り返されるため、ステアリングホイールＨが振動し、舵角を一定に保持するのが困難になり、据え切りや車庫入れ等を円滑に行なえなくなる。
これに対し、操舵トルクの値に基づいて操舵の有無を判断する場合、そのような問題が生じることはない。すなわち、据え切りや車庫入れ等を行なっている最中は、ドライバーがステアリングホイールを保持した場合、操舵トルクは低下しないので、操舵無しと誤判断することはない。
【００３１】
また、操舵補助を行なう条件や操舵補助を解除する条件は特に限定されず、操舵角速度が設定値を超える場合や方向指示器が作動した場合に操舵補助条件が充足されるものとしたり、操舵角速度が設定時間だけ設定値以下の時に操舵補助解除条件が充足されるものとすることができる。また、上記実施形態では、本発明をラックピニオン式パワーステアリング装置に適用したが、例えばボールスクリュー式パワーステアリング装置にも適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のパワーステアリング装置によれば、ブラシ摩耗による故障をなくして寿命を長くし、メンテナンスフリーとすることができ、コストを増大させることなく操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止でき、車両の燃費を充分に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の縦断面図
【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図
【図３】本発明の実施形態のパワーステアリング装置のコントローラの構成説明用ブロック図
【図４】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の制御手順を示すフローチャート
【図５】本発明の実施形態のパワーステアリング装置におけるブラシレスモータの操舵補助速度と車速との関係を示す図
【図６】本発明の実施形態のパワーステアリング装置におけるブラシレスモータの最高速度と操舵速度との関係、および最高速度から操舵補助速度になるまでの設定時間と操舵速度との関係を示す図
【図７】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の特性を示す図
【図８】本発明の実施形態のパワーステアリング装置のポンプ、タンク、モータおよびコントローラの（１）は側面図、（２）は正面図
【図９】本発明の変形例のパワーステアリング装置におけるブラシレスモータの回転速度と車速との関係を示す図
【図１０】本発明の変形例のパワーステアリング装置の制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１ パワーステアリング装置
１８ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
３７ ポンプ
５０ ブラシレスモータ
６０ コントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動アクチュエータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシ付直流モータにより駆動されるポンプと、そのポンプからの圧油により操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータとを備えるパワーステアリング装置において、そのブラシ付直流モータを常に操舵補助に必要な速度に保持した場合、そのブラシ付直流モータの電源となるバッテリーのエネルギーを無駄に消費することになる。
【０００３】
そこで、そのブラシ付直流モータの回転速度を操舵補助時のみ操舵補助速度にし、操舵補助解除時においては待機速度にすることで、車両の燃費を低減することが図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ブラシ付直流モータによりポンプを駆動する場合、長期間の使用によるブラシ摩耗に基づく故障が発生する可能性があった。
【０００５】
また、従来の構成において待機速度を低く設定した場合、待機速度から操舵補助速度になるまでの時間が長くなり、その結果、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下が生じる。そのため、従来は待機速度を低く設定することができず、車両の燃費を充分に低減することができなかった。
【０００６】
また、待機速度から操舵補助速度になるまでの時間が長い場合でも操舵補助用の圧油を確保するため、油圧系にアキュムレータを設けることが提案されている。しかし、油圧系が複雑化するためコストが増大する。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決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を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動モータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータと、そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度にすると共に、操舵補助解除時に待機速度にする手段とを備えるパワーステアリング装置に適用される。
【０００９】
そのポンプ駆動用モータとしてブラシレスモータを用いることにより、ブラシ摩耗に基づく故障をなくすことができる。また、その待機速度を零または低速とする場合に、モータロータの慣性モーメントが大きいことによる待機速度から操舵補助速度になるまでの時間を、ポンプ駆動用モータとしてブラシ付直流モータを用いる場合よりも短くできる。これにより、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止でき、しかも、車両の燃費を充分に低減できる。
【００１０】
そのポンプ駆動用モータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度よりも大きな最高速度にした後に操舵補助速度にすることにより、そのポンプから送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量になるまでの時間が短縮され、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。また、その最高速度にした後に操舵補助速度にするので、不必要に操舵補助用の圧油流量が多くなることはなく、車両の燃費が悪化するのを防止できる。
【００１１】
また、操舵速度を求める手段を備え、その求めた操舵速度に応じて前記最高速度を変化させるのが好ましい。さらに、その求めた操舵速度に応じてモータの回転速度が前記最高速度になってから操舵補助速度になるまでの時間を変化させるのが好ましい。これによって、操舵速度が大きい場合、すなわち急操舵がなされた場合は、ポンプから送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量になるまでの時間をより短縮し、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。また、操舵速度が小さい場合は、不必要に操舵補助用の圧油流量が多くなることはなく、車両の燃費が悪化するのを防止できる。
【００１２】
そのポンプとしてギヤポンプを用いるのが好ましい。これは、ギヤポンプにおいて、圧油の吐出流量が操舵補助に必要な流量になるまでの時間が短いからである。例えばベーンポンプにおいては、モータにより駆動軸が駆動された後に、遠心力により圧油送り出し用ベーンが径方向外方に変位するまでは、圧油の吐出が開始されない。これに対し、ギヤポンプにおいては、モータにより駆動軸が駆動されると同時に、圧油送り出し用ギヤが回転するため、圧油の吐出が開始される。これにより、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。また低温状態において、ベーンポンプの場合圧油送り出し用ベーンが径方向外方に変位するまでの時間が、油の粘性抵抗増大のため常温状態よりさらに遅れる。一方ギヤポンプの場合、低温による圧油の吐出遅れは生じないため、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。
【００１３】
また、そのモータの操舵補助速度を車速の増加に応じて減少させ、そのモータの最高速度を車速の増加に応じて減少させるのが好ましい。これにより、低車速で車両の旋回性能を向上して高車速で車両の走行安定性を向上する場合に、モータの最高速度を必要最小限にできるので、燃費を低減できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１に示すラックピニオン式パワーステアリング装置１は、ステアリングホイールＨに連結される入力軸２と、この入力軸２にトーションバー３を介し連結される出力軸４とを備えている。そのトーションバー３はピン５を介し入力軸２に連結され、また、セレーション６を介し出力軸４に連結されている。その出力軸４にピニオン７が形成され、このピニオン７に噛み合うラック８が操舵用車輪（図示省略）に連結されている。その入力軸２はベアリング９を介しバルブハウジング１０ａに支持され、また、ブッシュ１１を介し出力軸４に支持されている。その出力軸４はベアリング１２、１３を介しラックハウジング１０ｂに支持されている。これにより、操舵による入力軸２の回転がトーションバー３を介しピニオン７に伝達されてラック８が車両幅方向に移動し、このラック８の移動により車輪が操舵される。なお、その入出力軸２、４とバルブハウジング１０ａとの間にオイルシール１４、１５が設けられている。また、そのラック８を支持するサポートヨーク１６が設けられ、このサポートヨーク１６はバネ１７の弾性力によりラック８に押し付けられている。
【００１６】
操舵補助力を付与する油圧アクチュエータとして油圧シリンダ１８が設けられている。その油圧シリンダ１８は、ラックハウジング１０ｂにより構成されるシリンダチューブと、ラック８に一体に形成されたピストン２０と、そのピストン２０により仕切られる一対の油室２１、２２とを備える。各油室２１、２２にロータリー式油圧制御弁２３が接続されている。その制御弁２３は、筒状の第１バルブ部材２４と、この第１バルブ部材２４に相対回転可能に挿入される第２バルブ部材２５とを備えている。その第１バルブ部材２４は出力軸４にピン２６を介し同行回転可能に取り付けられている。その第２バルブ部材２５は入力軸２の外周に一体に形成されている。
【００１７】
図２に示すように、第１バルブ部材２４の内周と第２バルブ部材２５の外周とに、軸方向に沿う複数の凹部が周方向等間隔に形成されている。
その第１バルブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する４つの右操舵用凹部２７と、互いに周方向等間隔に位置する４つの左操舵用凹部２８とで構成される。
その第２バルブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する４つの圧油供給用凹部２９と、互いに周方向等間隔に位置する４つの圧油排出用凹部３０とで構成される。
各右操舵用凹部２７と各左操舵用凹部２８とは周方向に交互に配置され、各圧油供給用凹部２９と各圧油排出用凹部３０とは周方向に交互に配置される。
各右操舵用凹部２７は、第１バルブ部材２４に形成された第１流路３１およびバルブハウジング１０ａに形成された第１ポート３２を介し、図１に示すように油圧シリンダ１８の一方の油室２１に通じる。各左操舵用凹部２８は、第１バルブ部材２４に形成された第２流路３３およびバルブハウジング１０ａに形成された第２ポート３４を介し、油圧シリンダ１８の他方の油室２２に通じる。
各圧油供給用凹部２９は、第１バルブ部材２４に形成された第３流路３５およびバルブハウジング１０ａに形成された入口ポート３６を介し、図１に示すようにポンプ３７に通じる。そのポンプ３７は、ブラシレスモータ５０により駆動され、例えば、そのモータ５０の回転速度に応じた流量の圧油を吐出するベーンポンプやギヤポンプにより構成できる。
各圧油排出用凹部３０は、第２バルブ部材２５に形成された第１排出路３８、入力軸２とトーションバー３の内外周間の通路４７、図１に示す入力軸２に形成された第２排出路３９、及びバルブハウジング１０ａに形成された排出ポート４０を介して、タンク４１に通じる。
これにより、そのポンプ３７、タンク４１、及び油圧シリンダ１８の各油室２１、２２は、第１バルブ部材２４と第２バルブ部材２５の内外周間の弁間流路４２を通じ連絡する。
その弁間流路４２における第１バルブ部材側凹部と第２バルブ部材側凹部の間は、両バルブ部材２４、２５の相対回転により開度が変化する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとされ、その絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度変化により油圧シリンダ１８に作用する油圧が制御される。
【００１８】
図２は、操舵が行なわれていない舵角中点での両バルブ部材２４、２５の相対位置を示す。この状態において、各圧油供給用凹部２９と各圧油排出用凹部３０とは全絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを介し連絡するため、ポンプ３７から供給された圧油は直接タンク４１へ還流し操舵補助力は発生せず、そのため、上記ブラシレスモータ５０を操舵補助に必要な操舵補助速度で駆動する必要はない。
【００１９】
舵角中点から右方へ操舵すると、操舵トルクに応じてトーションバー３は捩じれ、両バルブ部材２４、２５は相対回転する。その結果、各右操舵用凹部２７と各圧油供給用凹部２９との間の絞り部Ａの開度および各左操舵用凹部２８と各圧油排出用凹部３０との間の絞り部Ｂの開度が大きくなり、各左操舵用凹部２８と各圧油供給用凹部２９との間の絞り部Ｃの開度および各右操舵用凹部２７と各圧油排出用凹部３０との間の絞り部Ｄの開度が小さくなる。これにより、ポンプ３７から油圧シリンダ１８の一方の油室２１へ圧油が供給され、油圧シリンダ１８の他方の油室２２からタンク４１へ圧油が還流され、車両の右方への操舵補助力がラック８に作用する。
【００２０】
舵角中点から左方へ操舵すると、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度は右方へ操舵した場合と逆に変化するので、車両の左方への操舵補助力がラック８に作用する。
【００２１】
図１に示すように、上記ブラシレスモータ５０はコントローラ６０に接続される。図３に示すように、そのコントローラ６０は制御回路６１と駆動回路６２とを有する。
その制御回路６１はコンピュータにより主構成され、そのブラシレスモータ５０における回転子の位置検知用センサ７０と、ステアリングホイールＨの舵角中点からの操舵角度を検出する舵角センサ５１と、車速センサ５３とに接続され、記憶した制御プログラムに従って指示信号を駆動回路６２に出力する。
その駆動回路６２は、上記ブラシレスモータ５０の固定子捲線とバッテリー電源６３とに接続され、制御回路６１からの指示信号に対応する電流を固定子巻線に流すことでブラシレスモータ５０を駆動するもので、電力制御用スイッチング素子としてＦＥＴ等のトランジスタを含む公知のものを用いることができる。
【００２２】
図８の（１）、（２）に示すように、そのコントローラ６０のハウジング６０ａはモータ５０のハウジング５０ａに直結され、そのモータ５０のハウジング５０ａはポンプ３７のハウジング３７ａに直結され、そのポンプ３７のハウジング３７ａはタンク４１に直結されている。さらに、そのコントローラ６０の駆動回路６２を構成するＦＥＴ等の電力制御用スイッチング素子６２ａは、そのタンク４１に接触するものとされている。パワーステアリング装置における圧油タンク４１内の油温は、最大でも８０℃〜９０℃程度であることから、そのスイッチング素子６２ａの発熱を、そのタンク４１を介して放熱できる。これにより、駆動回路６２と制御回路６１とを同一ハウジング６０に内蔵することで、ハーネスやコネクタによる電圧降下による出力低下を減少させることができると共に、スイッチング素子６２ａの発熱により制御回路６１が悪影響を受けるのを防止できる。なお、図８の（１）に示す矢印は、ポンプ３７からの油の吐出方向とタンク４１への油の戻り方向を示す。
【００２３】
図４に示すフローチャートを参照し、上記制御回路６１によるブラシレスモータ５０の制御手順を説明する。
まず、制御回路６１は操舵の有無を判断する（ステップ１）。例えば、予め設定した基準操舵角度を記憶する。その基準操舵角度は、例えば、ステアリングホイールＨの舵角中点からの遊び角度とされる。上記舵角センサ５１によって検知されるステアリングホイールＨの操舵角度が、その基準操舵角度以上の場合に操舵有りと判断する。また、舵角の変化がない場合や、舵角が遊びの範囲に戻ってから所定時間経過した場合は、操舵無しと判断する。
ステップ１において操舵有りと判断した場合、ブラシレスモータ５０の回転速度を操舵補助速度とする指示信号を駆動回路６２に出力中か否かを判断する（ステップ２）。その操舵補助速度は、上記ポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量になるように予め設定される定常速度である。例えば図５に示すように、そのブラシレスモータ５０の操舵補助速度Ｎａは、設定車速に達するまでは車速に比例して減少するものとされる。これにより、低車速では操舵補助力を大きくして車両の旋回性能を向上し、高車速では操舵補助力を小さくして車両の走行安定性を向上できる。その車速は上記車速センサ５３により検知される。
ステップ２において操舵補助速度とする指示信号を出力していない場合、ブラシレスモータ５０の回転速度を最高速度とする指示信号を駆動回路６２に出力中か否かを判断する（ステップ３）。そのブラシレスモータ５０の最高速度は、上記操舵補助速度よりも大きな値に設定する。さらに、その最高速度は操舵速度に応じて変化する。例えば図６に示すように、そのブラシレスモータ５０の最高速度Ｎｍａｘは、操舵速度に比例して増加するものとされる。なお、その操舵速度は、上記舵角センサ５１により検知される舵角の単位時間当たりの変化から演算できる。
ステップ３において最高速度とする指示信号を出力していない場合、ブラシレスモータ５０の回転子の位置検知用センサ７０からの信号と、操舵速度とに基づいて、ブラシレスモータ５０の回転速度を最高速度Ｎｍａｘとする指示信号を駆動回路６２に出力する（ステップ４）。その指示信号により、駆動回路６２はブラシレスモータ５０の固定子巻線に、回転速度が最高速度Ｎｍａｘになるように電流を流す。
次に、処理を終了するか否かを判断する（ステップ５）。例えば、車両のイグニッションスイッチがオフとなった場合は処理を終了し、そうでない場合はステップ１に戻る。
ステップ３において最高速度とする指示信号を出力している場合、その指示信号を出力してから設定時間が経過したか否かを判断する（ステップ６）。その設定時間は、ブラシレスモータ５０の回転速度が待機速度から最高速度Ｎｍａｘになるまでに要する時間に基づき決定する。その待機速度は、上記操舵補助速度よりも小さな予め設定される速度であって、零とされる。
ステップ６において設定時間が経過していなければステップ５に戻る。
ステップ６において設定時間が経過している場合、ブラシレスモータ５０の回転子の位置検知用センサ７０からの信号と、車速センサ５３により検知される車速とに基づいて、ブラシレスモータ５０の回転速度を操舵補助速度Ｎａとする指示信号を駆動回路６２に出力し（ステップ７）、ステップ５に戻る。その指示信号により、駆動回路６２はブラシレスモータ５０の固定子巻線に、回転速度が操舵補助速度Ｎａになるように電流を流す。
ステップ２においてブラシレスモータ５０の回転速度を操舵補助速度Ｎａとする指示信号を出力している場合はステップ５に戻る。
ステップ１において操舵無しと判断した場合、ブラシレスモータ５０の回転速度を最高速度とする指示信号を駆動回路６２に出力中か否かを判断する（ステップ８）。
ステップ８において最高速度とする指示信号を出力している場合はステップ６に戻る。
ステップ８において最高速度とする指示信号を出力していない場合、ブラシレスモータ５０の回転速度を操舵補助速度Ｎａとする指示信号を出力してから設定時間が経過したか否かを判断する（ステップ９）。その設定時間は、トーションバー３のねじれ弾性変形が復元するのに要する時間よりも長く、且つ、ポンプ３７の無駄な駆動時間を可及的に少なくできるように決定すればよい。
ステップ９において設定時間が経過している場合、ブラシレスモータ５０の回転速度を待機速度すなわち零とする停止信号を駆動回路６２に出力し（ステップ１０）、ステップ５に戻る。その指示信号により、駆動回路６２はブラシレスモータ５０への電流を遮断し、これにより操舵補助は解除される。
【００２４】
上記構成によれば、ポンプ３７をブラシレスモータ５０により駆動することで、長期間の使用によるブラシ摩耗に基づく故障をなくすことができる。また、その待機速度を零または低速とする場合に、モータロータの慣性モーメントが大きいことによる待機速度から操舵補助速度になるまでの時間を、ポンプ駆動用モータとしてブラシ付直流モータを用いる場合よりも短くできる。これにより、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止でき、しかも、車両の燃費を充分に低減できる。
【００２５】
さらに、そのブラシレスモータ５０の回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度Ｎａよりも大きな最高速度Ｎｍａｘにした後に操舵補助速度Ｎａにしているので、ポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量になるまでの時間が短縮され、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。
例えば、図７における破線Ａは、ブラシレスモータ５０の回転速度を最高速度Ｎｍａｘにすることなく操舵補助速度Ｎａにした場合の時間と回転速度との関係を示し、破線Ｂは、その場合のポンプ３７から送り出される圧油の流量と時間との関係を示す。この場合、時間ｔ１においてモータの増速が開始され、時間ｔ３においてポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量Ｑａになる。
図７における実線Ｃは、ブラシレスモータ５０の回転速度を最高速度Ｎｍａｘにした後に操舵補助速度Ｎａにした場合の時間と回転速度との関係を示し、実線Ｄは、その場合のポンプ３７から送り出される圧油の流量と時間との関係を示す。この場合、時間ｔ１においてモータ５０の増速が開始され、時間ｔｍにおいてモータ５０の回転速度が最高速度Ｎｍａｘになり、時間ｔ２においてポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量Ｑａになり、時間ｔ４においてモータ５０の回転速度が操舵補助速度Ｎａになる。
すなわち、ポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量Ｑａになるまでの時間を、ｔ３−ｔ２だけ短縮できる。また、その回転速度を最高速度Ｎｍａｘにした後に操舵補助速度Ｎａにするので、不必要に操舵補助用の圧油流量が多くなることはなく、車両の燃費が悪化するのを防止できる。
【００２６】
図７において上記破線Ｂの特性を示すポンプ３７はベーンポンプである。図７において２点鎖線Ｅの特性を示すポンプ３７はギヤポンプである。なお、その破線Ｂの特性と２点鎖線Ｅの特性は、モータ５０の特性が上記破線Ａである時のものを示す。これにより、そのポンプ３７としてギヤポンプを用いることで、ベーンポンプを用いるのに比べて、圧油の吐出流量が操舵補助に必要な流量になるまでの時間を短縮できるのを確認できる。すなわち、ベーンポンプにおいては、モータ５０により駆動軸が駆動された後に、遠心力により圧油送り出し用ベーンが径方向外方に変位するまでは、圧油の吐出が開始されない。これに対し、ギヤポンプにおいては、モータ５０により駆動軸が駆動されると同時に、圧油送り出し用ギヤが回転するため、圧油の吐出が開始される。これにより、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。さらに、モータ５０の特性が上記実線Ｃである時に、ポンプ３７としてギヤポンプを用いることで、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下をより確実に防止できる。
【００２７】
また、操舵速度に応じて上記ブラシレスモータ５０の最高速度Ｎｍａｘを変化させることで、操舵速度が大きい場合、すなわち急操舵がなされた場合は、ポンプ３７から送り出される圧油の流量が操舵補助に必要な流量Ｑａになるまでの時間をより短縮し、操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止できる。また、操舵速度が小さい場合は、不必要に操舵補助用の圧油流量が多くなることはなく、車両の燃費が悪化するのを防止できる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ブラシレスモータ５０の回転速度が最高速度Ｎｍａｘになってから操舵補助速度Ｎａになるまでの時間ｔ４−ｔｍを、図６に示すように、操舵速度に比例して増加するものとしてもよい。その時間ｔ４−ｔｍは、上記ステップ６における設定時間により変化させることができる。これによっても、操舵速度に応じてブラシレスモータ５０の最高速度Ｎｍａｘを変化させた場合と同様の効果を奏することができる。
【００２９】
また、図９に示すように、モータ５０の操舵補助速度Ｎａを車速の増加に応じて減少させる際に、モータ５０の最高速度Ｎｍａｘを車速の増加に応じて減少させるのが好ましい。これにより、低車速で車両の旋回性能を向上して高車速で車両の走行安定性を向上する場合に、モータ５０の最高速度Ｎｍａｘを必要最小限にできるので、燃費を低減できる。
【００３０】
また、上記舵角センサ５１に代えて操舵トルクを検出するトルクセンサを設け、操舵トルクの値に基づいて操舵の有無を判断してもよい。例えば、操舵トルクの絶対値が、直進操舵状態であるとみなせる設定トルク値（例えば７ｋｇｆ ・ｃｍ）を超えた場合に操舵有りと判断してモータ５０を駆動し、その設定トルク値以下の場合に操舵なしと判断してモータ５０を停止させる。
図１０のフローチャートに示すように、ステップ９におけるモータ５０の停止指示は、ステップ１においてトルクセンサからの信号により操舵無しと判断したならば、モータ５０の回転速度を操舵補助速度Ｎａとする指示信号を出力してから設定時間が経過したか否かを判断することなしに、即座に行なえる。これに対し、上記実施形態のように舵角に基づいて操舵の有無を検知する場合、舵角の変化とトーションバー３の変化とは必ずしも一致しないため、舵角が中点に戻ったと判断してから所定時間経過後でなければ、モータ５０を停止させることができない。これにより、モータ５０を不必要に駆動する時間を短くし、燃費を向上できる。なお、図１０のフローチャートにおける他の制御手順は上記実施形態と同様である。
また、舵角の変化がなく、且つ、設定時間が経過した場合に、操舵無しと判断すると、据え切りや車庫入れ等を円滑に行なえない場合がある。すなわち、据え切りや車庫入れ等を行なっている最中は、ドライバーがステアリングホイールを保持することで、舵角を変化させない場合がある。その舵角の変化しない時間が上記設定時間よりも長くなると、操舵無しと誤判断してモータ５０を停止させてしまう。そうすると、操舵補助力がなくなるため、上記トーションバー３の弾力によりステアリングホイールＨが直進位置に向かい回転し、舵角が変化する。その舵角変化により再びモータ５０が駆動されるため、ドライバーが作用させている操舵力に操舵補助力が加えられる。これにより、ステアリングホイールＨが直進位置から離れる方向に回転し、舵角が変化する。以上の作用が繰り返されるため、ステアリングホイールＨが振動し、舵角を一定に保持するのが困難になり、据え切りや車庫入れ等を円滑に行なえなくなる。
これに対し、操舵トルクの値に基づいて操舵の有無を判断する場合、そのような問題が生じることはない。すなわち、据え切りや車庫入れ等を行なっている最中は、ドライバーがステアリングホイールを保持した場合、操舵トルクは低下しないので、操舵無しと誤判断することはない。
【００３１】
また、操舵補助を行なう条件や操舵補助を解除する条件は特に限定されず、操舵角速度が設定値を超える場合や方向指示器が作動した場合に操舵補助条件が充足されるものとしたり、操舵角速度が設定時間だけ設定値以下の時に操舵補助解除条件が充足されるものとすることができる。また、上記実施形態では、本発明をラックピニオン式パワーステアリング装置に適用したが、例えばボールスクリュー式パワーステアリング装置にも適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のパワーステアリング装置によれば、ブラシ摩耗による故障をなくして寿命を長くし、メンテナンスフリーとすることができ、コストを増大させることなく操舵補助の遅れや操舵フィーリングの低下を防止でき、車両の燃費を充分に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の縦断面図
【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図
【図３】本発明の実施形態のパワーステアリング装置のコントローラの構成説明用ブロック図
【図４】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の制御手順を示すフローチャート
【図５】本発明の実施形態のパワーステアリング装置におけるブラシレスモータの操舵補助速度と車速との関係を示す図
【図６】本発明の実施形態のパワーステアリング装置におけるブラシレスモータの最高速度と操舵速度との関係、および最高速度から操舵補助速度になるまでの設定時間と操舵速度との関係を示す図
【図７】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の特性を示す図
【図８】本発明の実施形態のパワーステアリング装置のポンプ、タンク、モータおよびコントローラの（１）は側面図、（２）は正面図
【図９】本発明の変形例のパワーステアリング装置におけるブラシレスモータの回転速度と車速との関係を示す図
【図１０】本発明の変形例のパワーステアリング装置の制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１ パワーステアリング装置
１８ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
３７ ポンプ
５０ ブラシレスモータ
６０ コントローラ
Claims (12)
- 電動モータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータと、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度にすると共に、操舵補助解除時に待機速度にする手段とを備えるパワーステアリング装置において、
そのモータとしてブラシレスモータを用い、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度よりも大きな最高速度にした後に操舵補助速度にし、
操舵速度を求める手段を備え、
その求めた操舵速度に応じて前記最高速度を変化させることを特徴とするパワーステアリング装置。 - その求めた操舵速度に応じて前記モータの回転速度が前記最高速度になってから操舵補助速度になるまでの時間を変化させる請求項１に記載のパワーステアリング装置。
- 電動モータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータと、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度にすると共に、操舵補助解除時に待機速度にする手段とを備えるパワーステアリング装置において、
そのモータとしてブラシレスモータを用い、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度よりも大きな最高速度にした後に操舵補助速度にし、
操舵速度を求める手段を備え、
その求めた操舵速度に応じて前記モータの回転速度が前記最高速度になってから操舵補助速度になるまでの時間を変化させることを特徴とするパワーステアリング装置。 - そのモータの操舵補助速度を車速の増加に応じて減少させ、そのモータの最高速度を車速の増加に応じて減少させる請求項１〜３の中の何れかに記載のパワーステアリング装置。
- 電動モータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータと、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度にすると共に、操舵補助解除時に待機速度にする手段とを備えるパワーステアリング装置において、
そのモータとしてブラシレスモータを用い、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度よりも大きな最高速度にした後に操舵補助速度にし、
そのモータの操舵補助速度を車速の増加に応じて減少させ、そのモータの最高速度を車速の増加に応じて減少させることを特徴とするパワーステアリング装置。 - 電動モータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータと、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度にすると共に、操舵補助解除時に待機速度にする手段とを備えるパワーステアリング装置において、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度よりも大きな最高速度にした後に操舵補助速度にし、
操舵速度を求める手段を備え、
その求めた操舵速度に応じて前記最高速度を変化させることを特徴とするパワーステアリング装置。 - その求めた操舵速度に応じて前記モータの回転速度が前記最高速度になってから操舵補助速度になるまでの時間を変化させる請求項６に記載のパワーステアリング装置。
- 電動モータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータと、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度にすると共に、操舵補助解除時に待機速度にする手段とを備えるパワーステアリング装置において、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度よりも大きな最高速度にした後に操舵補助速度にし、
操舵速度を求める手段を備え、
その求めた操舵速度に応じて前記モータの回転速度が前記最高速度になってから操舵補助速度になるまでの時間を変化させることを特徴とするパワーステアリング装置。 - そのモータの操舵補助速度を車速の増加に応じて減少させ、そのモータの最高速度を車速の増加に応じて減少させる請求項６〜８の中の何れかに記載のパワーステアリング装置。
- 電動モータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータと、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度にすると共に、操舵補助解除時に待機速度にする手段とを備えるパワーステアリング装置において、
そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度よりも大きな最高速度にした後に操舵補助速度にし、
そのモータの操舵補助速度を車速の増加に応じて減少させ、そのモータの最高速度を車速の増加に応じて減少させることを特徴とするパワーステアリング装置。 - その待機速度が零である請求項１〜１０の中の何れかに記載のパワーステアリング装置。
- そのポンプとしてギヤポンプを用いる請求項１〜１１の中の何れかに記載のパワーステアリング装置。
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