JP4378094B2 - 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、電動モータでポンプを駆動することで操舵アシストするパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーステアリング装置にあっては、操舵トルクを検出するトルクセンサの出力に基づき電動モータを駆動してオイルポンプを駆動し、ピストンで区切られたパワーシリンダの２室の一方の室の油圧を高めることで操舵アシストする技術が知られている。ここで、運転者の操舵によって左右のシリンダ室に差圧が生じているときに、ポンプの異常等によりポンプが停止すると、シリンダ室の圧力差が大きいときは、ステアリングがロックしてしまう。そこで、２室のパワーシリンダ室を連通するバイパス回路と、このバイパス回路の連通・非連通状態を切換可能なフェールセーフバルブを設けた技術が特許文献１に開示されている。
【０００３】
この技術では、パワーステアリング装置に何らかの異常が発生したときは、フェールセーフバルブを連通状態とし、左右のパワーシリンダ室の差圧を解消することで、運転者の操舵によるマニュアル操舵を可能としている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１４５０８７号公報（図１参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の電動油圧パワーステアリング装置にあっては、左右のパワーシリンダ室の差圧が高い状態で、フェール発生時に一気にフェールセーフバルブを開弁してしまうと、低圧側のパワーシリンダ室に高圧側の油圧が流れ込む。これにより、フェール発生時にステアリングの操作方向と逆向きのアシストトルクが発生する虞があり、このトルクによって舵角変動を引き起こし、運転者に違和感を与える虞があった
【０００６】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、電動モータを駆動し、ポンプを回転させることで操舵アシストを行う際、フェール発生時にフェールセーフバルブを開弁する際、舵角の急変を引き起こすことなく、スムーズに運転者によるマニュアル操舵を確保することが可能なパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため請求項１記載の発明では、２室のパワーシリンダ室とそれぞ
れ連通する２室のピストン室を有し、パワーシリンダ室と大気開放されたドレン回路との
連通状態を２室のピストン室の差圧によって切り換え可能であって、低油圧側のパワーシ
リンダ室とドレン回路とを連通するリターンチェック弁を設け、フェール発生時に、フェ
ールセーフバルブを徐々に開弁することで、低油圧側のパワーシリンダ室に一気に油圧が
流れ込むことがない。よって、舵角の急変を引き起こすことなく、スムーズに運転者によ
るマニュアル操舵を確保することができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明では、フェール発生時に、リターンチェックバルブの２室のピストン室の差圧を徐々に減少させるよう開弁することで、低油圧側のピストン室とドレン油路との連通状態を維持することができる。これにより、低油圧側のパワーシリンダ室を常に大気開放に近い油圧に維持しつつ高油圧側のパワーシリンダ室の油圧をドレンすることが可能となる。よって、低油圧側のパワーシリンダ室の油圧が高まることなく、スムーズに運転者によるマニュアル操舵を確保することができる。
【０００９】
また、請求項３記載の発明では、フェール発生時に、オイルポンプのリークを用いて左右パワーシリンダ室の差圧を減少させることで、請求項１に記載の作用効果と同一の効果を得ることができる。また、フェールセーフバルブに対し、ON・OFF指令のみ出力すればよいため、デューティ駆動等をする必要がなく、安価なバルブを用いることが可能となり、低コスト化を図ることができる。また、制御上も遅延タイマ等を設けるのみでよいため、マップ等を備える必要がなく、メモリ的にも有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるパワーステアリング装置の全体構成を表すシステム図である。まず、構成について説明すると、１はステアリングホイール、２はステアリングシャフト、３はラックアンドピニオン式ギア機構、５は運転者の操舵力をアシストするパワーステアリング機構、６は電動モータ６ａにより駆動する外接ギア型のオイルポンプ、７は操舵輪、８は運転者にステアリング系に故障が発生したことを報知するウォーニングランプ、１０はステアリングコントロールユニットである。
【００１１】
パワーステアリング機構５の油圧源であるオイルポンプ６は、パワーシリンダ５ａの第１シリンダ室５１及び第２シリンダ室５２を連通する油圧管６１に設けられている。運転者がステアリングホイール１を操作すると、操作方向に応じて電動モータ６ａの回転方向が切り換えられ、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２との間の油を給排することで運転者の操舵力をアシストする。具体的には、図中ステアリング１を右に操舵すると、第２シリンダ室５２から第１シリンダ室５１に油圧が供給される方向に電動モータ６ａが駆動することでラック軸５４と一体に移動するピストン５３を第２シリンダ室側にアシストする。
【００１２】
油圧管６１には、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２とを、オイルポンプ６を介すことなく連通するバイパス回路６２が設けられている。このバイパス回路６２上には、コントロールユニット１０からの指令信号に基づいて作動する電子制御式のフェールセーフバルブ４が設けられている。
【００１３】
このフェールセーフバルブ４は、コントロールユニット１０からの指令信号により電圧
が供給されると閉じた状態となり、電圧の供給がない状態では開いた状態となるノーマル
オープン弁を用いている。これにより、ステアリング系に何らかの異常が発生し、電源の
供給をシャットダウンした場合であっても、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２を
連通状態とすることが可能となり、アシストトルク無しの通常の操舵を確保することがで
きる。
【００１４】
また、ステアリングシャフト２には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ１２が設けられている。
【００１５】
コントロールユニット１０には、トルクセンサ１２からの操舵トルク信号、イグニッションスイッチ１３からのIGN信号、エンジン回転数センサ１４からのエンジン回転数信号、車速センサ１５からの車速信号が入力される。これら入力された信号に基づいて、オイルポンプ６の電動モータ６ａ、フェールセーフバルブ４及びウォーニングランプ８へ指令信号を出力する。
【００１６】
図２はコントロールユニット１０内の構成を表すブロック図である。１０１は電源回路であり、バッテリ１１からの電圧信号、及びイグニッションスイッチ１３からのIGN信号が入力され、メインマイコン１０７と信号を送受信する。
【００１７】
１０２はエンジン回転数処理回路であり、エンジン回転数センサ１４からのエンジン回転数信号をメインマイコン１０７へ出力する。１０３はトルクセンサ処理回路であり、トルクセンサ１２からのトルク信号をメインマイコン１０７に出力すると共に、サブマイコン１０８へ出力する。１０４は車速信号処理回路であり、車速センサ１５からの車速信号をメインマイコン１０７へ出力する。１０５は診断回路であり、コネクタ１６を介して入力される診断信号をメインマイコンに出力する。１０６はCAN通信回路であり、車両系CANによって送信される信号をメインマイコン１０７に出力する。
【００１８】
１０８はサブマイコンであり、メインマイコン１０７を監視する。メインマイコン１０７にフェールが発生したときは、フェールセーフリレー１０９，フェールセーフバルブ駆動回路１１６及びウォーニングランプ駆動回路１１７へ制御信号を出力可能に構成されている。
【００１９】
１０９はフェールセーフリレーであり、何らかのフェールが発生したときは、モータ駆動用の電源供給を遮断する。１１０はEEPROMであり、制御に必要な各種データを格納すると共に、データを更新可能な構成となっている。１１１はフェールセーフリレー診断入力回路であり、フェールセーフリレー１０９の作動診断信号をメインマイコン１０７へ出力する。１１２はモータ駆動回路であり、メインマイコン１０７からの指令信号に基づいて電動モータ６ａへ電圧を供給する。１１３は電流モニタ回路であり、電動モータ６ａの電流値を検出し、メインマイコン１０７へ出力する。１１４はモータ端子電圧回路であり、電動モータ６ａの端子電圧をメインマイコン１０７へ出力する。
【００２０】
１１５はモータ回転信号処理回路であり、電動モータ６ａの回転数をメインマイコン１０７へ出力する。１１６はフェールセーフバルブ駆動回路であり、メインマイコン１０７もしくはサブマイコン１０８からの指令信号に基づいて、フェールセーフバルブ４に対し駆動信号を出力する。１１７はウォーニングランプ駆動回路であり、メインマイコン１０７もしくはサブマイコン１０８からの指令信号に基づいて、ウォーニングランプ８に対し指令信号を出力する。
【００２１】
図３は制御構成モデルを表すブロック図である。２０は、トルクセンサ１２,車速信号１５,エンジン回転信号１４からの信号を処理する入力処理部である。２１は、入力処理部２０により処理された信号に基づいてフェールセーフ判断を行うフェールセーフ判断部２１である。
【００２２】
２２はフェールセーフ処理部であり、フェールセーフバルブ駆動処理部２２ａと、ウォーニングランプ点灯処理部２２ｂから構成されている。フェールセーフ判断部２１によりフェールが発生したと判断されたときは、フェールセーフバルブ駆動処理部２２ａにおいて、後述するフェールセーフ処理を実行し、ウォーニングランプ点灯処理部２２ｂにおいて運転者にフェールの発生を告知するウォーニングランプ８の点灯指令を出力する。フェール非発生時はそのまま次の処理部へ進む。
【００２３】
２３はアシスト制御部であり、入力信号に基づいて運転者の操舵アシスト量を演算する。２４はモータ駆動処理部であり、演算された操舵アシスト量に基づくモータ駆動量を演算する。２５は出力処理部であり、演算されたモータ駆動量に応じた電圧をモータ６ａに対して出力する。
【００２４】
図４は実施の形態１におけるポンプユニットの構成を表す概略図である。まず構成について説明すると、６１ａ,６１ｂ,６１ｃ,６１ｄは各シリンダ室５１とオイルポンプ６を接続する油圧管である。６２ａ,６２ａ',６２ｂ,６２ｂ'は油圧管６１ｂ,６１ｃを連通するバイパス油路である。２０２ａ,２０２ｂ,２０５はオイルポンプ６へ油を供給すると共に、ドレンされた油を貯留するリザーバタンクである。２０１ａ,２０１ｂはオイルポンプ６により油圧が発生したときは閉じ、負圧が生じたときは開放するチェック弁である。
【００２５】
２０３はリターンチェック弁であり、詳細については後述する。２０４はドレンされた油をリザーバタンク２０５に供給するチェック弁、６３はリターンチェック弁２０３とリザーバタンク２０５とチェック弁２０４を介して接続するドレン油路である。
【００２６】
ここで、リターンチェック弁２０３について説明する。リターンチェック弁２０３は、第１リターンチェック弁２０３ａと、第２リターンチェック弁２０４ａと、スプールバルブ２１０と、スプールバルブ２１０を中央に付勢するリターンスプリング２０６ａ，２０６ｂから構成されている。
【００２７】
第１リターンチェック弁２０３ａには、油圧管６１ａ,６１ｂとの接続ポートを有する第１油圧室２０７ａと、ドレン油路６３とバイパス油路６２ａ'との接続ポートを有する第１ピストン室２０８ａが設けられている。同様に、第２リターンチェック弁２０３ｂには、油圧管６１ｃ,６１ｄとの接続ポートを有する第２油圧室２０７ｂと、ドレン油路６３とバイパス油路６２ｂ'との接続ポートを有する第２ピストン室２０８ｂが設けられている。
【００２８】
スプールバルブ２１０には、リターンスプリング２０６ａによる付勢力と、第１油圧室２０７ａの油圧と、第１ピストン室２０８ａの油圧により図中右側の付勢力が作用する。一方、反対側（図中左側）の付勢力として、リターンスプリング２０７ａによる付勢力と、第２油圧室２０７ｂの油圧と、第２ピストン室２０８ｂの油圧が作用する。これによりスプールバルブ２１０の位置が決定される。
【００２９】
図５は通常のトルクアシスト制御時における油の流れを表す図、図６はリターンチェック弁の動きを表す動作説明図である。尚、図５中、太実線は高油圧を示し、太点線は低油圧を示す。
【００３０】
（中立位置からの操舵時）
第１シリンダ室５１の油圧と第２シリンダ室５２の油圧が共に釣り合った位置からの操舵時について説明する。操舵開始時において、第１シリンダ室５１の油圧と第２シリンダ室５２の油圧は釣り合った状態である。運転者の操舵により、ラック軸５４を図中左側にアシストするときは、オイルポンプ６を駆動し、第２シリンダ室５２へ油圧を供給する。すると、油圧管６１ｃ及び油圧管６１ｄが高油圧となる。
【００３１】
この高油圧は、バイパス油路６２ｂ及び６２ｂ'にも供給され、第２ピストン室２０８ｂが高油圧となる。このとき、フェールセーフバルブ４は閉じられているため、図６（ｂ）に示すように、第１ピストン室２０８ａと第２ピストン室２０８ｂ、及び第１油圧室２０７ａと第２油圧室２０７ｂに差圧が生じ、スプールバルブ２１０を図６中左側に移動する。これにより、バイパス油路６２ａ'とドレン油路６３が連通され、第１シリンダ室５１は大気開放された低油圧となる。この差圧を用いてトルクアシスト操舵を実行する。
【００３２】
（フェールセーフバルブによるフェールセーフ制御処理）
【００３３】
次に、フェールセーフ制御処理について説明する。図７はフェールセーフ制御を表すフローチャートである。
【００３４】
ステップ３０１では、故障検出フラグＦが故障側を表す１にセットされているかどうかを判断し、１のときは本制御を終了し、０のときはステップ３０２へ進む。
【００３５】
ステップ３０２では、モータ回転数が０、かつ、トルクセンサ値の絶対値が所定値THよりも大きいかどうかを判断し、条件を満たしたときはステップ３０３へ進み、それ以外はステップ３０６へ進む。
【００３６】
ステップ３０３では、電流指令値が所定値Tvよりも大きいかどうかを判断し、大きいと
きはステップ３０４へ進み、それ以外はステップ３０６へ進む。
【００３７】
ステップ３０４では、フェールセーフタイマＴＦのタイマ値が所定値Ｔｒを経過したかどうかを判断し、経過したときはステップ３０５へ進み、それ以外はステップ３０７へ進む。
【００３８】
ステップ３０５では、故障検出フラグＦを１にセットする。
【００３９】
ステップ３０６では、フェールセーフタイマTFのタイマ値を０にリセットする。
【００４０】
ステップ３０７では、フェールセーフタイマTFをカウントアップする。
【００４１】
ステップ３０８では、故障検出フラグが１にセットされているかどうかを判断し、１にセットされているときはステップ３０９へ進み、それ以外はステップ３１２へ進む。
【００４２】
ステップ３０９では、フェールセーフタイマTFが所定時間TJ以下かどうかを判断し、TJ以下のときはステップ３１０へ進み、それ以外はステップ３１１へ進む。
【００４３】
ステップ３１０では、フェールセーフタイマTFの値に基づいてOFFデューティ比をマップに基づいて決定し、フェールセーフバルブ４へ駆動指令を出力する。
【００４４】
ステップ３１１では、フェールセーフバルブ４の駆動をOFF（OFFデューティ比100％）とする。
【００４５】
ステップ３１２では、フェールセーフバルブ４の駆動をON（ONデューティ比100％）とする。
【００４６】
上述のフローチャートについて、図８のタイムチャートに基づいて説明する。まず、ステップ３０２において、モータ回転数が０で、かつ、トルクセンサ値の絶対値が所定値THよりも大きいときとは、運転者が操舵しているにも関わらず、電動モータ６ａによるアシストトルクが発生していない状況を検出している。このときは、フェールの可能性が高いため、ステップ３０３へ進む。それ以外は、フェールしていないと判断してフェールセーフタイマTFを０にリセットする。
【００４７】
次に、ステップ３０３において、電流指令値が所定値Tvよりも大きいときは、アシストトルクを必要と判断し、運転者の操舵トルクに応じた電動モータ６ａの回転数を要求している状況である。よって、ステップ３０２及びステップ３０３の結果から、パワーステアリング装置に何らかのフェールが発生していると判断できる。
【００４８】
このときはステップ３０４→ステップ３０７へと進み、フェールセーフタイマTFのカウントアップを行う。上述のフェールの状況が所定時間Tr以上継続したときは、図８のタイムチャートにおいて、時刻ｔ１において、故障検出フラグを１にセットし、ステップ３０８へ進む。
【００４９】
そして、フェールセーフタイマTFのカウント値に応じて予め設定されたOFFデューティ比を用いて、フェールセーフバルブ４に対し、PWM駆動指令を出力する。次に、所定時間TJ経過後、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２の差圧が解消されたところで、本制御を終了する。
【００５０】
ここで、トルクアシスト操舵制御実行時にフェールが発生した際のフェールセーフバルブ４の駆動制御による油の流れについて説明する。図９は、第２シリンダ室５２に高油圧を供給している状態で、フェールが発生したときの油の流れを表す概略図である。
【００５１】
第２シリンダ室５２に高油圧が発生しているときは、油圧管６１ｃ,６１ｄ及びバイパス油路６２ｂ,６２ｂ'に高油圧が供給されている。このとき、リターンチェック弁２０３は、（第１ピストン室油圧＜第２ピストン室油圧）の関係が得られている。よって、図９中スプールバルブ２１０は左側に移動しており、バイパス油路６２ａ'とドレン油路６３が連通しているため、第１ピストン室２０８ａは大気開放されている。
【００５２】
この状態において、パワーステアリング装置に何らかのフェールが検知され、フェールセーフ制御が開始すると、フェールセーフバルブ４がPWM駆動により徐々に開く。すると、バイパス油路６２ｂの高油圧がフェールセーフバルブ４を介して徐々にバイパス油路６２ａに供給される。ここで、バイパス油路６２ａの油圧は徐々に高まるが、（バイパス油路６２ａ＜バイパス油路６２ｂ）の関係が得られているため、(第１ピストン室２０８ａ＜第２ピストン室２０８ｂ)の関係が維持される。よって、バイパス油路６２ａ'とドレン油路６３との連通状態が維持され、油圧管６１ａの油圧が急激に高まることがなく、第１シリンダ室５１の油圧も大気開放に近い低油圧を維持することができる。
【００５３】
すなわち、従来技術にあっては、フェールセーフバルブ４を一気に開放するため、リターンチェックバルブ２０３の第１ピストン室２０８ａと第２ピストン室２０８ｂが釣り合ってしまい、スプールバルブ２１０が中立位置に移動することで、閉じた油圧回路（剛性の高い回路）としてしまう。これにより、第２シリンダ室５２の油圧が第１シリンダ室５２に流れ込むことで、フェール発生時にステアリングの操作方向と逆向きのアシストトルクが発生する虞があり、このトルクによって舵角変動を引き起こし、運転者に違和感を与える虞があった（図８のタイムチャートの点線参照）。
【００５４】
これに対し、本実施の形態では、フェールセーフバルブ４をPWM駆動により徐々に開くことで、リターンチェックバルブ２０３によるドレン油路６３への大気開放を維持することが可能となる。よって、第２シリンダ室５２から流れ込む油圧によって、第１シリンダ室５１の油圧が上昇するといったことがなく、徐々に左右のシリンダ室５１，５２の油圧を大気開放側に低下させることができる。よって、舵角の急変を引き起こすことなく、スムーズに運転者によるマニュアル操舵を確保することができる（請求項１，２に対応）。
【００５５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００５６】
図１０は実施の形態２のフェールセーフ制御を表すフローチャートである。ステップ３０１〜ステップ３０７は実施の形態１と同様であるため、異なるステップについてのみ説明する。
【００５７】
（遅延タイマによるフェールセーフ制御処理）
ステップ４０１では、故障検出フラグが１にセットされているかどうかを判断し、１にセットされているときはステップ４０２へ進み、それ以外はステップ４０３へ進む。
【００５８】
ステップ４０２では、遅延タイマTCが所定時間TD以下かどうかを判断し、TD以下のときはステップ４０３へ進み、それ以外はステップ４０５へ進む。
【００５９】
ステップ４０３では、フェールセーフバルブ４をONとする。
【００６０】
ステップ４０４では、遅延タイマTCを０にリセットする。
【００６１】
ステップ４０５では、遅延タイマTCをカウントアップする。
【００６２】
ステップ４０６では、フェールセーフバルブ４をOFFとする。
【００６３】
上記制御内容を図１１のタイムチャートを用いて説明する。時刻ｔ１において、（第１シリンダ室油圧＜第２シリンダ室油圧）の状態で、故障検知フラグが１にセットされると、遅延タイマTCのカウントアップを開始すると共に、フェールセーフバルブ４をONとしたままとする。そして、遅延タイマTCの値が所定時間TD経過後、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２の差圧が解消されたところで、フェールセーフバルブ４をOFFとし、本制御を終了する。
【００６４】
ここで、トルクアシスト操舵制御実行時にフェールが発生した際のフェールセーフバルブ遅延制御による油の流れについて説明する。図１２は、第２シリンダ室５２に高油圧を供給している状態で、フェールが発生したときの油の流れを表す概略図である。
【００６５】
第２シリンダ室５２に高油圧が発生しているときは、油圧管６１ｃ,６１ｄ及びバイパス油路６２ｂ,６２ｂ'に高油圧が供給されている。このとき、リターンチェック弁２０３は、（第１ピストン室油圧＜第２ピストン室油圧）の関係が得られており、図９中スプールバルブ２１０は左側に移動しており、バイパス油路６２ａ'とドレン油路６３が連通しているため、第１ピストン室２０８ａは大気開放されている。
【００６６】
この状態において、パワーステアリング装置に何らかのフェールが検知され、フェールセーフ制御が開始すると、フェールセーフバルブ４を閉じた状態（ON状態）のままとする。すると、オイルポンプ６のリークによって油圧管６１ｂへ油圧が徐々に移行し、油圧管６１ｃの高油圧が徐々にバイパス油路６２ａに供給される。ここで、バイパス油路６２ａの油圧は徐々に高まるが、（バイパス油路６２ａ＜バイパス油路６２ｂ）の関係が得られているため、(第１ピストン室２０８ａ＜第２ピストン室２０８ｂ)の関係が維持される。よって、バイパス油路６２ａ'とドレン油路６３との連通状態が維持され、油圧管６１ａの油圧が急激に高まることがなく、第１シリンダ室５１の油圧も大気開放に近い低油圧を維持することができる。
【００６７】
よって、実施の形態１に記載の作用効果と同様の効果を得ることができる共に、フェールセーフバルブ４に対し、ON・OFF指令のみ出力すればよいため、デューティ駆動をする必要がなく、安価なバルブを用いることが可能となり、低コスト化を図ることができる。また、制御上も遅延タイマを設けるのみでよいため、マップ等を備える必要がなく、メモリ的にも有利である（請求項３に対応）。
【００６８】
更に、上記実施の形態から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００６９】
（イ）請求項１ないし３に記載のパワーステアリング装置において、
運転者の操舵トルクを検出するトルク検出手段を設け、
前記フェール検出手段を、電動モータの回転数が所定値未満、検出されたトルクが所定値以上、かつ、電動モータへの電流指令値が所定値以上のときは、フェールとして検出する手段としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【００７０】
すなわち、運転者が操舵トルクを入力していれば、操舵の意図があることがわかる。これに応じて電動モータへの電流指令値が出力されているにも関わらず、電動モータの回転数が所定値未満のときは、正常に作動していないと判断できるため、パワーステアリング装置のフェールを確実に検知することができる。
【００７１】
（ロ）請求項１ないし３及び（イ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記バイパス弁を、PWM駆動により制御可能なデューティソレノイド弁としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【００７２】
すなわち、デューティソレノイド弁を用いることで、精度よく開弁量を制御することが可能となり、よりスムーズにマニュアル操舵に移行することができる。
【００７３】
（ハ）請求項１ないし３及び（イ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記バイパス弁を、電磁比例制御弁としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【００７４】
すなわち、比例制御弁を用いることで、電流値に応じて更に精度よく開弁量を制御することが可能となる。また、デューティソレノイド弁のように、ON・OFFを繰り返すことがなく、静粛性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるパワーステアリング装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】実施の形態１における液圧戻し制御の制御内容を表すフローチャートである。
【図３】実施の形態１における制御ブロック図である。
【図４】実施の形態１におけるポンプユニットの構成を表す概略図である。
【図５】実施の形態１におけるリターンチェック弁を用いた差圧の保持によるフェールセーフ弁の制御時の油の流れを示す概略図である。
【図６】実施の形態１におけるリターンチェック弁の作動を表す概略図である。
【図７】実施の形態１におけるフェールセーフ判断を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１におけるフェールセーフバルブ駆動時のタイムチャートである。
【図９】実施の形態１におけるフェールセーフバルブ駆動時の油の流れを示す概略図である。
【図１０】実施の形態２におけるフェールセーフ弁を所定時間のディレイ制御を表すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２におけるディレイ制御時のタイムチャートである。
【図１２】実施の形態２におけるディレイ制御時の油の流れを示す概略図である。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ギア機構
４ フェールセーフバルブ
５ パワーステアリング機構
５ａ パワーシリンダ
６ オイルポンプ
６ａ 電動モータ
７ 操舵輪
８ ウォーニングランプ
１０ コントロールユニット（SBWCU）
１１ バッテリ
１２ 操舵角センサ
１３ イグニッションスイッチ
１４ エンジン回転数センサ
１５ 車速センサ
５１，５２ パワーシリンダ室
６１a,b,c,d 油圧管
６２a,a',b,b' バイパス油路
２０１a,b チェック弁
２０２a,b リザーブタンク
２０３a,b リターンチェック弁
２０４ チェック弁
２０５ リザーブタンク
２０６ リターンスプリング
２０７ 油圧室
２０８ ピストン室
２１０ スプールバルブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータでポンプを駆動することで操舵アシストするパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーステアリング装置にあっては、操舵トルクを検出するトルクセンサの出力に基づき電動モータを駆動してオイルポンプを駆動し、ピストンで区切られたパワーシリンダの２室の一方の室の油圧を高めることで操舵アシストする技術が知られている。ここで、運転者の操舵によって左右のシリンダ室に差圧が生じているときに、ポンプの異常等によりポンプが停止すると、シリンダ室の圧力差が大きいときは、ステアリングがロックしてしまう。そこで、２室のパワーシリンダ室を連通するバイパス回路と、このバイパス回路の連通・非連通状態を切換可能なフェールセーフバルブを設けた技術が特許文献１に開示されている。
【０００３】
この技術では、パワーステアリング装置に何らかの異常が発生したときは、フェールセーフバルブを連通状態とし、左右のパワーシリンダ室の差圧を解消することで、運転者の操舵によるマニュアル操舵を可能としている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１４５０８７号公報（図１参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の電動油圧パワーステアリング装置にあっては、左右のパワーシリンダ室の差圧が高い状態で、フェール発生時に一気にフェールセーフバルブを開弁してしまうと、低圧側のパワーシリンダ室に高圧側の油圧が流れ込む。これにより、フェール発生時にステアリングの操作方向と逆向きのアシストトルクが発生する虞があり、このトルクによって舵角変動を引き起こし、運転者に違和感を与える虞があった
【０００６】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、電動モータを駆動し、ポンプを回転させることで操舵アシストを行う際、フェール発生時にフェールセーフバルブを開弁する際、舵角の急変を引き起こすことなく、スムーズに運転者によるマニュアル操舵を確保することが可能なパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため請求項１記載の発明では、２室のパワーシリンダ室とそれぞ
れ連通する２室のピストン室を有し、パワーシリンダ室と大気開放されたドレン回路との
連通状態を２室のピストン室の差圧によって切り換え可能であって、低油圧側のパワーシ
リンダ室とドレン回路とを連通するリターンチェック弁を設け、フェール発生時に、フェ
ールセーフバルブを徐々に開弁することで、低油圧側のパワーシリンダ室に一気に油圧が
流れ込むことがない。よって、舵角の急変を引き起こすことなく、スムーズに運転者によ
るマニュアル操舵を確保することができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明では、フェール発生時に、リターンチェックバルブの２室のピストン室の差圧を徐々に減少させるよう開弁することで、低油圧側のピストン室とドレン油路との連通状態を維持することができる。これにより、低油圧側のパワーシリンダ室を常に大気開放に近い油圧に維持しつつ高油圧側のパワーシリンダ室の油圧をドレンすることが可能となる。よって、低油圧側のパワーシリンダ室の油圧が高まることなく、スムーズに運転者によるマニュアル操舵を確保することができる。
【０００９】
また、請求項３記載の発明では、フェール発生時に、オイルポンプのリークを用いて左右パワーシリンダ室の差圧を減少させることで、請求項１に記載の作用効果と同一の効果を得ることができる。また、フェールセーフバルブに対し、ON・OFF指令のみ出力すればよいため、デューティ駆動等をする必要がなく、安価なバルブを用いることが可能となり、低コスト化を図ることができる。また、制御上も遅延タイマ等を設けるのみでよいため、マップ等を備える必要がなく、メモリ的にも有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるパワーステアリング装置の全体構成を表すシステム図である。まず、構成について説明すると、１はステアリングホイール、２はステアリングシャフト、３はラックアンドピニオン式ギア機構、５は運転者の操舵力をアシストするパワーステアリング機構、６は電動モータ６ａにより駆動する外接ギア型のオイルポンプ、７は操舵輪、８は運転者にステアリング系に故障が発生したことを報知するウォーニングランプ、１０はステアリングコントロールユニットである。
【００１１】
パワーステアリング機構５の油圧源であるオイルポンプ６は、パワーシリンダ５ａの第１シリンダ室５１及び第２シリンダ室５２を連通する油圧管６１に設けられている。運転者がステアリングホイール１を操作すると、操作方向に応じて電動モータ６ａの回転方向が切り換えられ、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２との間の油を給排することで運転者の操舵力をアシストする。具体的には、図中ステアリング１を右に操舵すると、第２シリンダ室５２から第１シリンダ室５１に油圧が供給される方向に電動モータ６ａが駆動することでラック軸５４と一体に移動するピストン５３を第２シリンダ室側にアシストする。
【００１２】
油圧管６１には、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２とを、オイルポンプ６を介すことなく連通するバイパス回路６２が設けられている。このバイパス回路６２上には、コントロールユニット１０からの指令信号に基づいて作動する電子制御式のフェールセーフバルブ４が設けられている。
【００１３】
このフェールセーフバルブ４は、コントロールユニット１０からの指令信号により電圧
が供給されると閉じた状態となり、電圧の供給がない状態では開いた状態となるノーマル
オープン弁を用いている。これにより、ステアリング系に何らかの異常が発生し、電源の
供給をシャットダウンした場合であっても、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２を
連通状態とすることが可能となり、アシストトルク無しの通常の操舵を確保することがで
きる。
【００１４】
また、ステアリングシャフト２には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ１２が設けられている。
【００１５】
コントロールユニット１０には、トルクセンサ１２からの操舵トルク信号、イグニッションスイッチ１３からのIGN信号、エンジン回転数センサ１４からのエンジン回転数信号、車速センサ１５からの車速信号が入力される。これら入力された信号に基づいて、オイルポンプ６の電動モータ６ａ、フェールセーフバルブ４及びウォーニングランプ８へ指令信号を出力する。
【００１６】
図２はコントロールユニット１０内の構成を表すブロック図である。１０１は電源回路であり、バッテリ１１からの電圧信号、及びイグニッションスイッチ１３からのIGN信号が入力され、メインマイコン１０７と信号を送受信する。
【００１７】
１０２はエンジン回転数処理回路であり、エンジン回転数センサ１４からのエンジン回転数信号をメインマイコン１０７へ出力する。１０３はトルクセンサ処理回路であり、トルクセンサ１２からのトルク信号をメインマイコン１０７に出力すると共に、サブマイコン１０８へ出力する。１０４は車速信号処理回路であり、車速センサ１５からの車速信号をメインマイコン１０７へ出力する。１０５は診断回路であり、コネクタ１６を介して入力される診断信号をメインマイコンに出力する。１０６はCAN通信回路であり、車両系CANによって送信される信号をメインマイコン１０７に出力する。
【００１８】
１０８はサブマイコンであり、メインマイコン１０７を監視する。メインマイコン１０７にフェールが発生したときは、フェールセーフリレー１０９，フェールセーフバルブ駆動回路１１６及びウォーニングランプ駆動回路１１７へ制御信号を出力可能に構成されている。
【００１９】
１０９はフェールセーフリレーであり、何らかのフェールが発生したときは、モータ駆動用の電源供給を遮断する。１１０はEEPROMであり、制御に必要な各種データを格納すると共に、データを更新可能な構成となっている。１１１はフェールセーフリレー診断入力回路であり、フェールセーフリレー１０９の作動診断信号をメインマイコン１０７へ出力する。１１２はモータ駆動回路であり、メインマイコン１０７からの指令信号に基づいて電動モータ６ａへ電圧を供給する。１１３は電流モニタ回路であり、電動モータ６ａの電流値を検出し、メインマイコン１０７へ出力する。１１４はモータ端子電圧回路であり、電動モータ６ａの端子電圧をメインマイコン１０７へ出力する。
【００２０】
１１５はモータ回転信号処理回路であり、電動モータ６ａの回転数をメインマイコン１０７へ出力する。１１６はフェールセーフバルブ駆動回路であり、メインマイコン１０７もしくはサブマイコン１０８からの指令信号に基づいて、フェールセーフバルブ４に対し駆動信号を出力する。１１７はウォーニングランプ駆動回路であり、メインマイコン１０７もしくはサブマイコン１０８からの指令信号に基づいて、ウォーニングランプ８に対し指令信号を出力する。
【００２１】
図３は制御構成モデルを表すブロック図である。２０は、トルクセンサ１２,車速信号１５,エンジン回転信号１４からの信号を処理する入力処理部である。２１は、入力処理部２０により処理された信号に基づいてフェールセーフ判断を行うフェールセーフ判断部２１である。
【００２２】
２２はフェールセーフ処理部であり、フェールセーフバルブ駆動処理部２２ａと、ウォーニングランプ点灯処理部２２ｂから構成されている。フェールセーフ判断部２１によりフェールが発生したと判断されたときは、フェールセーフバルブ駆動処理部２２ａにおいて、後述するフェールセーフ処理を実行し、ウォーニングランプ点灯処理部２２ｂにおいて運転者にフェールの発生を告知するウォーニングランプ８の点灯指令を出力する。フェール非発生時はそのまま次の処理部へ進む。
【００２３】
２３はアシスト制御部であり、入力信号に基づいて運転者の操舵アシスト量を演算する。２４はモータ駆動処理部であり、演算された操舵アシスト量に基づくモータ駆動量を演算する。２５は出力処理部であり、演算されたモータ駆動量に応じた電圧をモータ６ａに対して出力する。
【００２４】
図４は実施の形態１におけるポンプユニットの構成を表す概略図である。まず構成について説明すると、６１ａ,６１ｂ,６１ｃ,６１ｄは各シリンダ室５１とオイルポンプ６を接続する油圧管である。６２ａ,６２ａ',６２ｂ,６２ｂ'は油圧管６１ｂ,６１ｃを連通するバイパス油路である。２０２ａ,２０２ｂ,２０５はオイルポンプ６へ油を供給すると共に、ドレンされた油を貯留するリザーバタンクである。２０１ａ,２０１ｂはオイルポンプ６により油圧が発生したときは閉じ、負圧が生じたときは開放するチェック弁である。
【００２５】
２０３はリターンチェック弁であり、詳細については後述する。２０４はドレンされた油をリザーバタンク２０５に供給するチェック弁、６３はリターンチェック弁２０３とリザーバタンク２０５とチェック弁２０４を介して接続するドレン油路である。
【００２６】
ここで、リターンチェック弁２０３について説明する。リターンチェック弁２０３は、第１リターンチェック弁２０３ａと、第２リターンチェック弁２０４ａと、スプールバルブ２１０と、スプールバルブ２１０を中央に付勢するリターンスプリング２０６ａ，２０６ｂから構成されている。
【００２７】
第１リターンチェック弁２０３ａには、油圧管６１ａ,６１ｂとの接続ポートを有する第１油圧室２０７ａと、ドレン油路６３とバイパス油路６２ａ'との接続ポートを有する第１ピストン室２０８ａが設けられている。同様に、第２リターンチェック弁２０３ｂには、油圧管６１ｃ,６１ｄとの接続ポートを有する第２油圧室２０７ｂと、ドレン油路６３とバイパス油路６２ｂ'との接続ポートを有する第２ピストン室２０８ｂが設けられている。
【００２８】
スプールバルブ２１０には、リターンスプリング２０６ａによる付勢力と、第１油圧室２０７ａの油圧と、第１ピストン室２０８ａの油圧により図中右側の付勢力が作用する。一方、反対側（図中左側）の付勢力として、リターンスプリング２０７ａによる付勢力と、第２油圧室２０７ｂの油圧と、第２ピストン室２０８ｂの油圧が作用する。これによりスプールバルブ２１０の位置が決定される。
【００２９】
図５は通常のトルクアシスト制御時における油の流れを表す図、図６はリターンチェック弁の動きを表す動作説明図である。尚、図５中、太実線は高油圧を示し、太点線は低油圧を示す。
【００３０】
（中立位置からの操舵時）
第１シリンダ室５１の油圧と第２シリンダ室５２の油圧が共に釣り合った位置からの操舵時について説明する。操舵開始時において、第１シリンダ室５１の油圧と第２シリンダ室５２の油圧は釣り合った状態である。運転者の操舵により、ラック軸５４を図中左側にアシストするときは、オイルポンプ６を駆動し、第２シリンダ室５２へ油圧を供給する。すると、油圧管６１ｃ及び油圧管６１ｄが高油圧となる。
【００３１】
この高油圧は、バイパス油路６２ｂ及び６２ｂ'にも供給され、第２ピストン室２０８ｂが高油圧となる。このとき、フェールセーフバルブ４は閉じられているため、図６（ｂ）に示すように、第１ピストン室２０８ａと第２ピストン室２０８ｂ、及び第１油圧室２０７ａと第２油圧室２０７ｂに差圧が生じ、スプールバルブ２１０を図６中左側に移動する。これにより、バイパス油路６２ａ'とドレン油路６３が連通され、第１シリンダ室５１は大気開放された低油圧となる。この差圧を用いてトルクアシスト操舵を実行する。
【００３２】
（フェールセーフバルブによるフェールセーフ制御処理）
【００３３】
次に、フェールセーフ制御処理について説明する。図７はフェールセーフ制御を表すフローチャートである。
【００３４】
ステップ３０１では、故障検出フラグＦが故障側を表す１にセットされているかどうかを判断し、１のときは本制御を終了し、０のときはステップ３０２へ進む。
【００３５】
ステップ３０２では、モータ回転数が０、かつ、トルクセンサ値の絶対値が所定値THよりも大きいかどうかを判断し、条件を満たしたときはステップ３０３へ進み、それ以外はステップ３０６へ進む。
【００３６】
ステップ３０３では、電流指令値が所定値Tvよりも大きいかどうかを判断し、大きいと
きはステップ３０４へ進み、それ以外はステップ３０６へ進む。
【００３７】
ステップ３０４では、フェールセーフタイマＴＦのタイマ値が所定値Ｔｒを経過したかどうかを判断し、経過したときはステップ３０５へ進み、それ以外はステップ３０７へ進む。
【００３８】
ステップ３０５では、故障検出フラグＦを１にセットする。
【００３９】
ステップ３０６では、フェールセーフタイマTFのタイマ値を０にリセットする。
【００４０】
ステップ３０７では、フェールセーフタイマTFをカウントアップする。
【００４１】
ステップ３０８では、故障検出フラグが１にセットされているかどうかを判断し、１にセットされているときはステップ３０９へ進み、それ以外はステップ３１２へ進む。
【００４２】
ステップ３０９では、フェールセーフタイマTFが所定時間TJ以下かどうかを判断し、TJ以下のときはステップ３１０へ進み、それ以外はステップ３１１へ進む。
【００４３】
ステップ３１０では、フェールセーフタイマTFの値に基づいてOFFデューティ比をマップに基づいて決定し、フェールセーフバルブ４へ駆動指令を出力する。
【００４４】
ステップ３１１では、フェールセーフバルブ４の駆動をOFF（OFFデューティ比100％）とする。
【００４５】
ステップ３１２では、フェールセーフバルブ４の駆動をON（ONデューティ比100％）とする。
【００４６】
上述のフローチャートについて、図８のタイムチャートに基づいて説明する。まず、ステップ３０２において、モータ回転数が０で、かつ、トルクセンサ値の絶対値が所定値THよりも大きいときとは、運転者が操舵しているにも関わらず、電動モータ６ａによるアシストトルクが発生していない状況を検出している。このときは、フェールの可能性が高いため、ステップ３０３へ進む。それ以外は、フェールしていないと判断してフェールセーフタイマTFを０にリセットする。
【００４７】
次に、ステップ３０３において、電流指令値が所定値Tvよりも大きいときは、アシストトルクを必要と判断し、運転者の操舵トルクに応じた電動モータ６ａの回転数を要求している状況である。よって、ステップ３０２及びステップ３０３の結果から、パワーステアリング装置に何らかのフェールが発生していると判断できる。
【００４８】
このときはステップ３０４→ステップ３０７へと進み、フェールセーフタイマTFのカウントアップを行う。上述のフェールの状況が所定時間Tr以上継続したときは、図８のタイムチャートにおいて、時刻ｔ１において、故障検出フラグを１にセットし、ステップ３０８へ進む。
【００４９】
そして、フェールセーフタイマTFのカウント値に応じて予め設定されたOFFデューティ比を用いて、フェールセーフバルブ４に対し、PWM駆動指令を出力する。次に、所定時間TJ経過後、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２の差圧が解消されたところで、本制御を終了する。
【００５０】
ここで、トルクアシスト操舵制御実行時にフェールが発生した際のフェールセーフバルブ４の駆動制御による油の流れについて説明する。図９は、第２シリンダ室５２に高油圧を供給している状態で、フェールが発生したときの油の流れを表す概略図である。
【００５１】
第２シリンダ室５２に高油圧が発生しているときは、油圧管６１ｃ,６１ｄ及びバイパス油路６２ｂ,６２ｂ'に高油圧が供給されている。このとき、リターンチェック弁２０３は、（第１ピストン室油圧＜第２ピストン室油圧）の関係が得られている。よって、図９中スプールバルブ２１０は左側に移動しており、バイパス油路６２ａ'とドレン油路６３が連通しているため、第１ピストン室２０８ａは大気開放されている。
【００５２】
この状態において、パワーステアリング装置に何らかのフェールが検知され、フェールセーフ制御が開始すると、フェールセーフバルブ４がPWM駆動により徐々に開く。すると、バイパス油路６２ｂの高油圧がフェールセーフバルブ４を介して徐々にバイパス油路６２ａに供給される。ここで、バイパス油路６２ａの油圧は徐々に高まるが、（バイパス油路６２ａ＜バイパス油路６２ｂ）の関係が得られているため、(第１ピストン室２０８ａ＜第２ピストン室２０８ｂ)の関係が維持される。よって、バイパス油路６２ａ'とドレン油路６３との連通状態が維持され、油圧管６１ａの油圧が急激に高まることがなく、第１シリンダ室５１の油圧も大気開放に近い低油圧を維持することができる。
【００５３】
すなわち、従来技術にあっては、フェールセーフバルブ４を一気に開放するため、リターンチェックバルブ２０３の第１ピストン室２０８ａと第２ピストン室２０８ｂが釣り合ってしまい、スプールバルブ２１０が中立位置に移動することで、閉じた油圧回路（剛性の高い回路）としてしまう。これにより、第２シリンダ室５２の油圧が第１シリンダ室５２に流れ込むことで、フェール発生時にステアリングの操作方向と逆向きのアシストトルクが発生する虞があり、このトルクによって舵角変動を引き起こし、運転者に違和感を与える虞があった（図８のタイムチャートの点線参照）。
【００５４】
これに対し、本実施の形態では、フェールセーフバルブ４をPWM駆動により徐々に開くことで、リターンチェックバルブ２０３によるドレン油路６３への大気開放を維持することが可能となる。よって、第２シリンダ室５２から流れ込む油圧によって、第１シリンダ室５１の油圧が上昇するといったことがなく、徐々に左右のシリンダ室５１，５２の油圧を大気開放側に低下させることができる。よって、舵角の急変を引き起こすことなく、スムーズに運転者によるマニュアル操舵を確保することができる（請求項１，２に対応）。
【００５５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００５６】
図１０は実施の形態２のフェールセーフ制御を表すフローチャートである。ステップ３０１〜ステップ３０７は実施の形態１と同様であるため、異なるステップについてのみ説明する。
【００５７】
（遅延タイマによるフェールセーフ制御処理）
ステップ４０１では、故障検出フラグが１にセットされているかどうかを判断し、１にセットされているときはステップ４０２へ進み、それ以外はステップ４０３へ進む。
【００５８】
ステップ４０２では、遅延タイマTCが所定時間TD以下かどうかを判断し、TD以下のときはステップ４０３へ進み、それ以外はステップ４０５へ進む。
【００５９】
ステップ４０３では、フェールセーフバルブ４をONとする。
【００６０】
ステップ４０４では、遅延タイマTCを０にリセットする。
【００６１】
ステップ４０５では、遅延タイマTCをカウントアップする。
【００６２】
ステップ４０６では、フェールセーフバルブ４をOFFとする。
【００６３】
上記制御内容を図１１のタイムチャートを用いて説明する。時刻ｔ１において、（第１シリンダ室油圧＜第２シリンダ室油圧）の状態で、故障検知フラグが１にセットされると、遅延タイマTCのカウントアップを開始すると共に、フェールセーフバルブ４をONとしたままとする。そして、遅延タイマTCの値が所定時間TD経過後、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２の差圧が解消されたところで、フェールセーフバルブ４をOFFとし、本制御を終了する。
【００６４】
ここで、トルクアシスト操舵制御実行時にフェールが発生した際のフェールセーフバルブ遅延制御による油の流れについて説明する。図１２は、第２シリンダ室５２に高油圧を供給している状態で、フェールが発生したときの油の流れを表す概略図である。
【００６５】
第２シリンダ室５２に高油圧が発生しているときは、油圧管６１ｃ,６１ｄ及びバイパス油路６２ｂ,６２ｂ'に高油圧が供給されている。このとき、リターンチェック弁２０３は、（第１ピストン室油圧＜第２ピストン室油圧）の関係が得られており、図９中スプールバルブ２１０は左側に移動しており、バイパス油路６２ａ'とドレン油路６３が連通しているため、第１ピストン室２０８ａは大気開放されている。
【００６６】
この状態において、パワーステアリング装置に何らかのフェールが検知され、フェールセーフ制御が開始すると、フェールセーフバルブ４を閉じた状態（ON状態）のままとする。すると、オイルポンプ６のリークによって油圧管６１ｂへ油圧が徐々に移行し、油圧管６１ｃの高油圧が徐々にバイパス油路６２ａに供給される。ここで、バイパス油路６２ａの油圧は徐々に高まるが、（バイパス油路６２ａ＜バイパス油路６２ｂ）の関係が得られているため、(第１ピストン室２０８ａ＜第２ピストン室２０８ｂ)の関係が維持される。よって、バイパス油路６２ａ'とドレン油路６３との連通状態が維持され、油圧管６１ａの油圧が急激に高まることがなく、第１シリンダ室５１の油圧も大気開放に近い低油圧を維持することができる。
【００６７】
よって、実施の形態１に記載の作用効果と同様の効果を得ることができる共に、フェールセーフバルブ４に対し、ON・OFF指令のみ出力すればよいため、デューティ駆動をする必要がなく、安価なバルブを用いることが可能となり、低コスト化を図ることができる。また、制御上も遅延タイマを設けるのみでよいため、マップ等を備える必要がなく、メモリ的にも有利である（請求項３に対応）。
【００６８】
更に、上記実施の形態から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００６９】
（イ）請求項１ないし３に記載のパワーステアリング装置において、
運転者の操舵トルクを検出するトルク検出手段を設け、
前記フェール検出手段を、電動モータの回転数が所定値未満、検出されたトルクが所定値以上、かつ、電動モータへの電流指令値が所定値以上のときは、フェールとして検出する手段としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【００７０】
すなわち、運転者が操舵トルクを入力していれば、操舵の意図があることがわかる。これに応じて電動モータへの電流指令値が出力されているにも関わらず、電動モータの回転数が所定値未満のときは、正常に作動していないと判断できるため、パワーステアリング装置のフェールを確実に検知することができる。
【００７１】
（ロ）請求項１ないし３及び（イ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記バイパス弁を、PWM駆動により制御可能なデューティソレノイド弁としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【００７２】
すなわち、デューティソレノイド弁を用いることで、精度よく開弁量を制御することが可能となり、よりスムーズにマニュアル操舵に移行することができる。
【００７３】
（ハ）請求項１ないし３及び（イ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記バイパス弁を、電磁比例制御弁としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【００７４】
すなわち、比例制御弁を用いることで、電流値に応じて更に精度よく開弁量を制御することが可能となる。また、デューティソレノイド弁のように、ON・OFFを繰り返すことがなく、静粛性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるパワーステアリング装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】実施の形態１における液圧戻し制御の制御内容を表すフローチャートである。
【図３】実施の形態１における制御ブロック図である。
【図４】実施の形態１におけるポンプユニットの構成を表す概略図である。
【図５】実施の形態１におけるリターンチェック弁を用いた差圧の保持によるフェールセーフ弁の制御時の油の流れを示す概略図である。
【図６】実施の形態１におけるリターンチェック弁の作動を表す概略図である。
【図７】実施の形態１におけるフェールセーフ判断を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１におけるフェールセーフバルブ駆動時のタイムチャートである。
【図９】実施の形態１におけるフェールセーフバルブ駆動時の油の流れを示す概略図である。
【図１０】実施の形態２におけるフェールセーフ弁を所定時間のディレイ制御を表すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２におけるディレイ制御時のタイムチャートである。
【図１２】実施の形態２におけるディレイ制御時の油の流れを示す概略図である。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ギア機構
４ フェールセーフバルブ
５ パワーステアリング機構
５ａ パワーシリンダ
６ オイルポンプ
６ａ 電動モータ
７ 操舵輪
８ ウォーニングランプ
１０ コントロールユニット（SBWCU）
１１ バッテリ
１２ 操舵角センサ
１３ イグニッションスイッチ
１４ エンジン回転数センサ
１５ 車速センサ
５１，５２ パワーシリンダ室
６１a,b,c,d 油圧管
６２a,a',b,b' バイパス油路
２０１a,b チェック弁
２０２a,b リザーブタンク
２０３a,b リターンチェック弁
２０４ チェック弁
２０５ リザーブタンク
２０６ リターンスプリング
２０７ 油圧室
２０８ ピストン室
２１０ スプールバルブ
Claims (6)
- 電動モータにより駆動されるポンプと、
前記ポンプの吐出圧をピストンで区切られたパワーシリンダの２室に導くことで操舵アシストを行う油圧系統を有する操舵アシスト手段と、
前記電動モータの駆動を制御するアシスト操舵制御手段と、
前記ポンプと前記パワーシリンダの一方のパワーシリンダ室とを連通する第１油路と、
前記ポンプと前記パワーシリンダの他方のパワーシリンダ室とを連通する第２油路と、
前記第１油路と前記第２油路とを連通するバイパス油路と、
前記バイパス油路上に設けられ前記アシスト操舵制御手段からの制御信号に基づいて開閉状態を制御するバイパス弁と、
前記バイパス弁より前記第１油路側の油路に一端が接続される第１リターン油路と、
前記バイパス弁より前記第２油路側の油路に一端が接続される第２リターン油路と、
前記第１リターン油路の他端と前記第２リターン油路の他端と大気開放されたドレン回路に接続され前記第１リターン油路と前記第２リターン油路との差圧によって前記第１リターン油路と前記ドレン回路との連通状態および前記第２リターン油路と前記ドレン回路との連通状態を切換可能であって、低油圧側の前記リターン油路と前記ドレン回路とを連通するリターンチェック弁と、
パワーステアリング装置のフェールを検出するフェール検出手段と、
を設け、
前記アシスト操舵制御手段は、フェールが検出されたときは、前記バイパス弁に対し徐々に開弁する指令を出力し、所定時間経過後、前記バイパス弁を完全開放すること
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と、
前記ポンプの吐出圧をピストンで区切られたパワーシリンダの２室に導くことで操舵アシストを行う油圧系統を有する操舵アシスト手段と、
前記電動モータの駆動を制御するアシスト操舵制御手段と、
前記ポンプと前記パワーシリンダの一方のパワーシリンダ室とを連通する第１油路と、
前記ポンプと前記パワーシリンダの他方のパワーシリンダ室とを連通する第２油路と、
前記第１油路と前記第２油路とを連通するバイパス油路と、
前記バイパス油路上に設けられ前記アシスト操舵制御手段からの制御信号に基づいて開閉状態を制御するバイパス弁と、
前記バイパス弁より前記第１油路側の油路に一端が接続される第１リターン油路と、
前記バイパス弁より前記第２油路側の油路に一端が接続される第２リターン油路と、
前記第１リターン油路の他端と前記第２リターン油路の他端と大気開放されたドレン回路に接続され前記第１リターン油路と前記第２リターン油路との差圧によって前記第１リターン油路と前記ドレン回路との連通状態および前記第２リターン油路と前記ドレン回路との連通状態を切換可能であって、低油圧側の前記リターン油路と前記ドレン回路とを連通するリターンチェック弁と、
パワーステアリング装置のフェールを検出するフェール検出手段と、
を設け、
前記アシスト操舵制御手段は、フェールが検出されたときは、前記バイパス弁に対し、前記第１リターン油路と前記第２リターン油路との差圧を徐々に減少させるよう開弁する指令を出力すること
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と、
前記ポンプの吐出圧をピストンで区切られたパワーシリンダの２室に導くことで操舵アシストを行う油圧系統を有する操舵アシスト手段と、
前記電動モータの駆動を制御するアシスト操舵制御手段と、
前記ポンプと前記パワーシリンダの一方のパワーシリンダ室とを連通する第１油路と、
前記ポンプと前記パワーシリンダの他方のパワーシリンダ室とを連通する第２油路と、
前記第１油路と前記第２油路とを連通するバイパス油路と、
前記バイパス油路上に設けられ前記アシスト操舵制御手段からの制御信号に基づいて開閉状態を制御するバイパス弁と、
前記バイパス弁より前記第１油路側の油路に一端が接続される第１リターン油路と、
前記バイパス弁より前記第２油路側の油路に一端が接続される第２リターン油路と、
前記第１リターン油路の他端と前記第２リターン油路の他端と大気開放されたドレン回路に接続され前記第１リターン油路と前記第２リターン油路との差圧によって前記第１リターン油路と前記ドレン回路との連通状態および前記第２リターン油路と前記ドレン回路との連通状態を切換可能であって、低油圧側の前記リターン油路と前記ドレン回路とを連通するリターンチェック弁と、
パワーステアリング装置のフェールを検出するフェール検出手段と、
を設け、
前記アシスト操舵制御手段は、フェールが検出されたときから前記ポンプのリークによって前記第１油路と前記第２油路のうち高油圧側の油圧が低油圧側に徐々に移行する間前記バイパス弁を閉弁状態とし、所定時間経過後、前記バイパス弁を完全開放すること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
前記バイパス弁は、前記アシスト操舵制御手段からの制御信号に応じて開弁量が制御されるノーマルオープン弁であること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置は、
運転者の操舵トルクを検出するトルク検出手段をさらに備え、
前記フェール検出手段は、前記電動モータの回転数が所定値未満、検出されたトルクが所定値以上、かつ前記電動モータへの電流指令値が所定値以上のときは、フェールとして検出すること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
前記バイパス弁を、ＰＷＭ駆動により制御可能なデューティソレノイド弁としたこと
を特徴とするパワーステアリング装置。
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