JP4752393B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵アシストを行うパワーステアリング装置に関する。

従来、この種の技術としては、例えば、ステアリングラックに連結されて左右方向に移動可能なピストンを備え、当該ピストンで区切られたパワーシリンダの左右２室のうち一方のパワーシリンダ室に送液することで、液圧差を発生させて、操舵アシストを行うパワーステアリング装置において、ハンドルが切り返されると、前記左右２室を連通するバイパス路のバイパス弁を所定時間開放するものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の技術によれば、ハンドル切り返し時に、前記左右２室の差圧を十分に低下させることができ、操舵フィーリングを向上することができる。
特開２００４−３０６７２１号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、転舵速度が高速であると、前記２室の差圧が十分に低下しないうちに、操向輪が最大転舵角に到達し、操向輪の転舵角が最大転舵角で制限されるときに衝撃を生じる恐れがあった。
本発明は、上記従来技術の未解決の問題点を解決することを目的とするものであって、転舵速度が高速であるときに、操向輪の転舵角が最大転舵角で制限されるときに操舵アシストによって生じる衝撃を十分に低減することができるパワーステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明のパワーステアリング装置は、ステアリングラックに連結されて左右方向に移動可能なピストンで左右２室に区切られたパワーシリンダと、前記左右２室のいずれかに送液するポンプと、運転者のハンドル操作状態に基づいて前記ポンプの駆動を制御することで、前記運転者の操舵アシストを行うアシスト操舵制御手段と、前記左右２室間を連通するバイパス路と、前記バイパス路を開閉可能なバイパス弁とを備え、前記アシスト操舵制御手段は、操向輪が最大転舵角付近となったときには、前記バイパス弁を開状態とすると共に、低圧側のパワーシリンダ室に送液するように前記ポンプを駆動する最大転舵時制御を実行するようにしたことを特徴とする。

このような構成によれば、操向輪の舵角が最大転舵角付近となると、低圧側のパワーシリンダ室の液圧を増大し、前記低圧側のパワーシリンダ室側にピストンを押す力を大きくすることができる。そのため、積極的に高圧側のパワーシリンダ室の流体を押し出す（引き抜く）ことで、各シリンダ室間の差圧、つまり、操舵アシスト力を短時間に十分に低下させることができる。その結果、操向輪が最大転舵角に到達するまでの間に、操舵アシスト力を十分に小さくすることができ、転舵速度が高速であっても、操向輪の転舵角が最大転舵角で制限されるときに生じる衝撃を十分に小さくすることができる。

以下、本発明のパワーステアリング装置を車両に搭載した実施形態を、図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
即ち、この車両は、本実施形態のパワーステアリング装置を搭載することによって、通常時には、ハンドルに加えられた操舵トルクに基づいて、ステアリングラックに連結されたピストンで区切られるパワーシリンダの左右２室のうち操舵をアシストする方向と反対側のパワーシリンダ室に送液することで、運転者の操舵アシストを行うように構成されている。

＜パワーステアリング装置の構成＞
図１は、本発明のパワーステアリング装置の一実施形態を示す構成図である。この図１に示すように、パワーステアリング装置１は、パワーステアリング機構２、ポンプユニット３、トルクセンサ４、車速センサ５及びＥＰＳコントローラ６を含んで構成される。
パワーステアリング機構２は、ピストン２ａ及びパワーシリンダ２ｂを含んで構成される。ピストン２ａは、ステアリングラック１００に連結され、ステアリングラック１００と一体にパワーシリンダ２ｂ内を左右方向に移動可能に構成される。なお、ステアリングラック１００は、左方向に移動すると操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒを右旋回側に転舵し、右方向に移動すると操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒを左旋回側に転舵する。

パワーシリンダ２ｂは、ピストン２ａが内部に配され、ピストン２ａによって区切られた左パワーシリンダ室２Ｌ及び右パワーシリンダ室２Ｒが形成される。
そして、パワーステアリング機構２は、各パワーシリンダ室２Ｌ、２Ｒ間に差圧が発生すると、高圧のパワーシリンダ室側から低圧のパワーシリンダ室側にピストン２ａを押す力を生じ、ステアリングラック１００を低圧のパワーシリンダ室側に押し進める。

ポンプユニット３は、オイルポンプ３ａ及びバイパス弁３ｂを含んで構成される。オイルポンプ３ａは、左パワーシリンダ室２Ｌ及び右パワーシリンダ室２Ｒそれぞれに一端が連通された左油圧管３Ｌ及び右油圧管３Ｒの他端に配され、電動モータ３ｃで駆動されて左油圧管３Ｌ及び右油圧管３Ｒのいずれかに送液可能に構成されている。
電動モータ３ｃは、ＥＰＳコントローラ６から出力されるモータ制御信号Ｔr（後述）に基づいてオイルポンプ３ａを駆動する。また、電動モータ３ｃは、電動モータ３ｃの回転角度を示すモータ角度信号θfをＥＰＳコントローラ６に出力する。

バイパス弁３ｂは、左油圧管３Ｌと右油圧管３Ｒとをオイルポンプ３ａを介することなく連通するバイパス路３ｄの中央に設けられ、ＥＰＳコントローラ６から出力されるバルブ制御信号Ｖr（後述）に基づいてバイパス路３ｄを開閉する。なお、バイパス弁３ｂとしては、ＥＰＳコントローラ６からの制御信号により電圧が供給される状態では閉状態となり、電圧の供給がない状態では開状態となるノーマルオープン弁を用いている。

そして、ポンプユニット３は、図２に示すように、バイパス弁３ｂが閉じた状態で、モータ制御信号Ｔrを取得すると、オイルポンプ３ａを駆動して左油圧管３Ｌ及び右油圧管３Ｒのいずれかに送液し、各パワーシリンダ室２Ｌ、２Ｒ間に差圧を発生させる。
また、ポンプユニット３は、ＥＰＳコントローラ６からバルブ制御信号Ｖrを取得すると、バイパス弁３ｂを開いた状態とし、高圧のパワーシリンダ室から低圧のパワーシリンダ室への油の流入を可能として各パワーシリンダ室２Ｌ、２Ｒ間の差圧を小さくする。

トルクセンサ４は、ステアリングシャフト１０２に配され、ステアリングホイール１０３に加えられた運転者の操舵トルクを検出する。そして、トルクセンサ４は、その検出結果（操舵トルク）を示す操舵トルク信号ＴqをＥＰＳコントローラ６に出力する。
車速センサ５は、自車両の車速を検出する。そして、車速センサ５は、その検出結果（車速）を示す車速信号ＶをＥＰＳコントローラ６に出力する。

ＥＰＳコントローラ６は、電動モータ３ｃから出力されるモータ角度信号θf、トルクセンサ４から出力される操舵トルク信号Ｔq、及び車速センサ５から出力される車速信号Ｖに基づいて、操舵アシストのためのモータ制御信号Ｔr及びバルブ制御信号Ｖrを演算する。そして、ＥＰＳコントローラ６は、その算出されたモータ制御信号Ｔrを電動モータ３ｃに出力し、バルブ制御信号Ｖrをバイパス弁３ｂに出力する。

そして、パワーステアリング装置１は、通常時には、運転者がステアリングホイール１０３を操作し、トルクセンサ４から操舵トルク信号Ｔqが出力されると、操舵トルク信号Ｔqに基づいて操舵をアシストする方向と反対側の油圧管に送液する操舵制御信号及びバイパス弁３ｂを閉状態とするバルブ制御信号ＶrをＥＰＳコントローラ６で演算し、その演算結果を電動モータ３ｃ及びバイパス弁３ｂに出力する。そして、バイパス路３ｄを閉状態とし、前記操舵をアシストする方向と反対側の油圧管に送液することで、操舵をアシストする方向と反対側のパワーシリンダ室の油圧を増大し、パワーシリンダ室２Ｌ、２Ｒ間に差圧を発生し、操舵をアシストする方向側のパワーシリンダ室側へピストン２ａを押す力を生じ、ステアリングラック１００を操舵をアシストする方向側のパワーシリンダ室側へ押し進めて、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒを操舵方向に転舵する操舵アシスト力を発生させる。

また、パワーステアリング装置１は、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒの舵角の絶対値が予め定められた最大転舵角付近の特定舵角を超えたときには、低圧側の油圧管に送液する操舵制御信号及びバイパス弁３ｂを開状態とするバルブ制御信号ＶrをＥＰＳコントローラ６で演算し、その演算結果を電動モータ３ｃ及びバイパス弁３ｂに出力する。そして、バイパス路３ｄを開状態とし、リザーバ３ｅに回収することで、各パワーリンダ室２Ｌ、２Ｒの差圧を徐々に低下すると共に、低圧側の油圧管に送液することで、低圧側のパワーシリンダ室の油圧を増大し、操舵をアシストする方向と反対側のパワーシリンダ室側へピストン２ａを押す力を大きくし、操舵をアシストする方向側のパワーシリンダ室へピストン２ａを押す力を低下させる。そのため、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒが最大転舵角に到達するまでの間に、操舵アシスト量を十分に低減でき、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒの転舵角が最大転舵角で制限されるときに操舵アシストによって生じる衝撃を十分に小さくすることができる。

＜ＥＰＳコントローラの機能構成＞
図３は、本実施形態のＥＰＳコントローラ６の機能構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＥＰＳコントローラ６は、基本アシスト指令値演算部６ａ、ラックストローク速度演算部６ｂ、ラック端検出部６ｃ、ハンドル切り返し検出部６ｄ、ラック端検出時モータ指令値演算部６ｅ、切り替えスイッチ６ｆ、モータ制御部６ｇ及びバイパス弁制御部６ｈを含んで構成される。

基本アシスト指令値演算部６ａは、トルクセンサ４から出力される操舵トルク信号Ｔqと車速センサ５から出力される車速信号Ｖとに基づいて操舵アシストのためのモータ指令値Ｔａを算出し、その第１モータ指令値Ｔａ１を切り替えスイッチ６ｆに出力する。
ラックストローク速度演算部６ｂは、電動モータ３ｃからのモータ角度信号θfに基づいてピストン２ａの移動速度（ラックストローク速度ω）を算出し、そのラックストローク速度をラック端検出部６ｃとラック端検出時モータ指令値演算部６ｅとに出力する。

ラック端検出部６ｃは、電動モータ３ｃから出力されるモータ角度信号θfに基づいて、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒの転舵角の絶対値が特定転舵角以上であるか否かを示すラック端フラグＲｅを設定し、そのラック端フラグＲｅをラック端検出時モータ指令値演算部６ｅと切り替えスイッチ６ｆとバイパス弁制御部６ｈとに出力する。なお、操向輪の転舵角の絶対値が特定舵角以上である場合にはラック端検出フラグＲｅを「１」とし、特定舵角付近より小さい場合にはラック端検出フラグＲｅを「０」とする。

ハンドル切り返し検出部６ｄは、電動モータ３ｃから出力されるモータ角度信号θfとトルクセンサ４から出力される操舵トルク信号Ｔqとに基づいて、運転者によってステアリングホイール１０３の切り返し操作が行われたか否かを示すハンドル切り返しフラグＲｆを設定し、そのハンドル切り返しフラグＲｆをラック端検出時モータ指令値演算部６ｅと切り替えスイッチ６ｆとバイパス弁制御部６ｈとに出力する。なお、運転者によってステアリングホイール１０３の切り返し操作が行われた場合にはハンドル切り返しフラグＲｆを「１」のセット状態とし、切り返し操作が行われていない場合にはハンドル切り返しフラグＲｆを「０」のリセット状態とする。

ラック端検出時モータ指令値演算部６ｅは、基本アシスト指令値演算部６ａから出力される第１モータ指令値Ｔａ１とラックストローク速度演算部６ｂから出力されるラックストローク速度ωとラック端検出部６ｃから出力されるラック端フラグＲｅとハンドル切り返し検出部６ｄから出力される切り返しフラグＲｆとに基づいて、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒの転舵角が最大転舵角で制限されるときに操舵アシストによって生じる衝撃を小さくするための第２モータ指令値Ｔａ２を算出し、その算出結果（第２モータ指令値Ｔａ２）を切り替えスイッチ６ｆに出力するモータ指令演算処理（後述）を実行する。また、モータしれ演算処理では、バイパス路３ｄを閉鎖させるバイパス弁閉鎖指令、或いはバイパス弁３ｂを開放させるバイパス弁開放指令をバイパス弁制御部６ｈに出力する。

切り替えスイッチ６ｆは、ラック端検出部６ｃから出力されるラック端フラグＲｅとハンドル切り返し検出部６ｄから出力される切り返しフラグＲｆとに基づいて、基本アシスト指令値演算部６ａから出力される第１モータ指令値Ｔａ１とラック端検出時モータ指令値演算部６ｅから出力される第２モータ指令値Ｔａ２とのいずれかをモータ制御部６ｇに出力する。具体的には、ラック端検出フラグＲｅが「０」である場合、或いはラック端検出フラグＲｅ及び切り返しフラグＲｆが共に「１」である場合には第１モータ指令値Ｔａ１を出力する。また、ラック端検出フラグＲｅが「１」であり且つ切り替えしフラグＲｅが「０」である場合には第２モータ指令値Ｔａ２を出力する。

モータ制御部６ｇは、切り替えスイッチ６ｆから出力されるモータ角度信号θf（第１モータ指令値Ｔａ１、或いは第２モータ指令値Ｔａ２）に応じてオイルポンプ３ａを駆動させるための電流（モータ制御信号Ｔr）を電動モータ３ｃに出力する。
バイパス弁制御部６ｈは、ラック端検出部６ｃから出力されるラック端フラグＲｅとハンドル切り返し検出部６ｄから出力されるハンドル切り返しフラグＲｆとラック端検出時モータ指令値演算部６ｅから出力されるバイパス弁閉鎖指令、或いはバイパス弁開放指令とに基づいて開閉動作を制御するバルブ制御信号Ｖrをバイパス弁３ｂに出力する。

＜ラック端検出時モータ指令値演算部の動作＞
次に、ラック端検出時モータ指令値演算部６ｅで実行されるモータ指令演算処理を図４のフローチャートに従って説明する。このモータ指令演算処理は、所定時間（例えば、１０msec.）が経過するたびに実行される処理であって、図４に示すように、まず、そのステップＳ１０１で、ラック端検出部６ｃから出力されるラック端検出フラグＲｅと、ラックストローク速度演算部６ｂから出力されるラックストローク速度ωとを取得する。

次にステップＳ１０２に移行して、前記ステップＳ１０１で取得されたラックストローク速度ωが予め定められた最大ラック速度maxspより大きいか否かを判定する。最大ラック速度maxspより大きい場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０５に移行し、最大ラック速度maxsp以下である場合には（Ｎｏ）ステップＳ１０１に移行する。
前記ステップＳ１０１では、バイパス弁閉鎖指令をバイパス弁制御部６ｈに出力する。

次にステップＳ１０４に移行して、電動モータ３ｃを停止させる第２モータ指令値Ｔａ２（＝０）を切り替えスイッチ６ｆに出力してから、この演算処理を終了する。
一方、前記ステップＳ１０５では、前記ステップＳ１０１で取得されたラック端検出フラグＲｅが「１」のセット状態（操向輪の転舵角の絶対値が特定転舵角以上）であるか否かを判定する。「１」のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０６に移行し、「０」のリセット状態である場合には（Ｎｏ）前記ステップＳ１０１に移行する。

前記ステップＳ１０６では、ハンドル切り返し検出部６ｄから出力されるハンドル切り返しフラグＲｆが「１」のセット状態であるか（切り返し操作があったか）否かを判定する。「１」のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）前記ステップＳ１０１に移行し、「０」のリセット状態である場合には（Ｎｏ）ステップＳ１０７に移行する。
前記ステップＳ１０７では、バイパス弁開放指令をバイパス弁制御部６ｈに出力する。
次にステップＳ１０８に移行して、低圧側の油圧管に送液するように電動モータ３ｃを駆動させる第２モータ指令値Ｔａ２（＝ＣurrｅntＴyp（一定））を切り替えスイッチ６ｆに出力してから、前記ステップＳ１０５に移行する。

＜パワーステアリング装置の具体的動作＞
次に本実施形態のパワーステアリング装置の動作を具体的状況に基づいて説明する。
まず、運転者がステアリングホイール１０３を左方向に高速に操舵したとする。すると、図５の時刻ｔ１未満に示すように、操向輪１０１Ｌ、１０１Rの転舵角の絶対値が特定転舵角より小さいときには、ラック端検出部６ｃで、ラック端フラグＲｅが「０」とされ、ハンドル切り返し検出部６ｄでハンドル切り返しフラグＲｆが「０」とされ、それらのフラグＲｅ及びＲｆがラック端検出時モータ指令値演算部６ｅに出力される。また、基本アシスト指令値演算部６ａで、操舵アシストのための第１モータ指令値Ｔａ１が算出され、その第１モータ指令値Ｔａ１が切り替えスイッチ６ｆに出力される。

また、その際、ラック端検出時モータ指令値演算部６ｅで、モータ指令演算処理が実行されると、図４に示すように、まず、そのステップＳ１０１で、ラック端検出フラグＲｅ「１」及びラックストローク速度ωが取得され、ステップＳ１０２の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ１０５の判定が「Ｎｏ」となり、ステップＳ１０１で、バイパス弁閉鎖指令がバイパス弁制御部６ｈに出力され、ステップＳ１０４で、第２モータ指令値Ｔａ２（＝０）が切り替えスイッチ６ｆに出力された後、この演算処理を終了する。

バイパス弁制御部６ｈで、図２に示すように、ハンドル１０３が操舵され、ステアリングラック１００が右側にストロークされる場合、バイパス弁３ｂが閉状態とされ、切り替えスイッチ６ｆで、第１モータ指令値Ｔａ１がモータ制御部６ｇに出力され、モータ制御部６ｇで、第１モータ指令値Ｔａ１に応じてオイルポンプ３ａを駆動させるためのモータ制御信号Ｔrが電動モータ３ｃに出力される。そして、オイルポンプ３ａで、左側（操舵をアシストする方向と反対側）の油圧管３Lに送液することで、左側のパワーシリンダ室２Ｌの油圧が増大され、パワーシリンダ室２Ｌ、２Ｒ間に差圧が発生し、右パワーシリンダ室２Ｒ側（操舵をアシストする方向側）へピストン２ａを押す力が生じ、ステアリングラック１００が右パワーシリンダ室２Ｒ側に押し進められて、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒを操舵方向に転舵する操舵アシストが行われる。

また、上記アシストが操り返されるうちに、図５の時刻ｔ１に示すように、最大ラック速度maxspより速いラックストローク速度ωにより、操向輪１０１Ｌ、１０１Rの転舵角の絶対値が特定転舵角を超えたとすると、ラック端検出部６ｃで、ラック端フラグＲｅが「１」とされ、ラック端検出時モータ指令値演算部６ｅに出力される。
また、ラック端検出時モータ指令値演算部６ｅで、モータ指令演算処理が実行されると、図４に示すように、前記ステップＳ１０１を経て、前記ステップＳ１０２の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ１０５の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ１０６の判定が「Ｎｏ」となり、ステップＳ１０７で、バイパス弁開放指令がバイパス弁制御部６ｈに出力され、ステップＳ１０８で、第２モータ指令値Ｔａ２（＝ＣurrｅntＴyp（一定））が切り替えスイッチ６ｆに出力された後、前記ステップＳ１０５に移行する。

すると、バイパス弁制御部６ｈで、図５の時刻ｔ２及び図６に示すように、バイパス弁３ｂが開状態とされ、作動流体である油がリザーバ３ｅに回収されることで、左パワーリンダ室２Ｌ及び右パワーシリンダ室２Ｒの差圧が徐々に低下されると共に、切り替えスイッチ６ｆで、第２モータ指令値Ｔａ２がモータ制御部６ｇに出力され、モータ制御部６ｇで、第２モータ指令値Ｔａ２に応じてオイルポンプ３ａを駆動させるためのモータ制御信号Ｔrが電動モータ３ｃに出力される。そして、オイルポンプ３ａで、右側（操舵をアシストする方向側（低圧側））の油圧管３Ｒに送液することで、右パワーシリンダ室２Ｒの油圧が増大され、左パワーシリンダ室２Ｌ側（操舵をアシストする方向と反対側（高圧側））へピストン２ａを押す力が大きくされ、右パワーシリンダ室２Ｒ側（操舵をアシストする方向側（低圧側））へピストン２ａを押す力が低下される。そのため、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒが最大転舵角に到達するまでの間に、操舵アシスト量が低減され、その結果、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒの転舵角が最大転舵角で制限されるときに生じる衝撃を十分に小さくされる。
一方、転舵角が最大転舵角に到達した後に、運転者がステアリングホイール１０３を切り返したとすると、ハンドル切り返し検出部６ｄで、切り返しフラグＲｆが「１」とされ、ラック端検出時モータ指令値演算部６ｅに出力される。
また、ラック端検出時モータ指令値演算部６ｅで、モータ指令演算処理が実行されると、図４に示すように、前記ステップＳ１０１〜Ｓ１０５を経て、前記ステップＳ１０６の判定が「Ｙｅｓ」となり、前記ステップＳ１０１で、バイパス弁閉鎖指令がバイパス弁制御部６ｈに出力され、前記ステップＳ１０４で、第２モータ指令値Ｔａ２（＝０）が切り替えスイッチ６ｆに出力された後、この演算処理を終了する。

バイパス弁制御部６ｈで、図８に示すように、ハンドル１０３が切り返され、ステアリングラック１００が右側から左側にストロークされた場合、バイパス弁３ｂが閉状態とされ、切り替えスイッチ６ｆで、第１モータ指令値Ｔａ１がモータ制御部６ｇに出力され、モータ制御部６ｇで、第１モータ指令値Ｔａ１に応じてオイルポンプ３ａを駆動させるためのモータ制御信号Ｔrが電動モータ３ｃに出力される。そして、オイルポンプ３ａで、右側（操舵をアシストする方向と反対側）の油圧管３Ｒに送液することで、右側のパワーシリンダ室２Ｒの油圧が増大され、パワーシリンダ室２Ｌ、２Ｒ間に差圧が発生し、左パワーシリンダ室２Ｌ側（操舵をアシストする方向側）へピストン２ａを押す力が生じ、ステアリングラック１００が左パワーシリンダ室２Ｌ側に押し進められて、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒを操舵方向に転舵する操舵アシストが行われる。即ち、電動モータ３ｃの駆動状態が復帰され、通常の操舵アシストにスムーズに復帰する。

このように、本実施形態のパワーステアリング装置１にあっては、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒの舵角の絶対値が最大転舵角付近の特定角度を超えた場合には、バイパス弁３ｂを開状態とすると共に、低圧側のパワーシリンダ室（それまで送液していたパワーシリンダと反対側のパワーシリンダ室）に送液するようにオイルポンプ３ａを駆動するようにした。そのため、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒの舵角が最大転舵角付近となると、低圧側のパワーシリンダ室の液圧を増大し、高圧側のパワーシリンダ室側にピストン２ａを押す力を大きくすることができる。それゆえ、積極的に高圧側のパワーシリンダ室の流体を押し出す（引き抜く）ことで、各シリンダ室間の差圧、つまり、操舵アシスト力を短時間に十分に低下させることができる。その結果、図５に示すように、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒが最大転舵角に到達するまでの間に、操舵アシスト量を十分に小さくすることができ、転舵速度が高速であっても、操向輪１０１Ｌ、１０１Ｒの転舵角が最大転舵角で制限されるときに生じる衝撃を十分に小さくすることができる。

また、転舵速度が０になると、各シリンダ室２Ｌ、２Ｒの油圧を全てリザーバ３ｅに回収し、操舵アシストの発生を停止することができ、その結果、運転者によるハンドル操舵力が低下しても不要なアシストトルクによってショックが発生することを防止できる。
さらに、運転者によるステアリングホイール１０３の切り返し操作が行われると、バイパス弁３ｂを閉状態とすると共に、操舵トルクや車速に応じた操舵アシストを行うようにした。そのため、ステアリングホイール１０３の切り返し操作時には、運転者は小さい操舵トルクで操舵することができ、スムーズに切り返し操作を行うことができる。

なお、本実施形態では、ステアリングホイール１０３の切り返し操作が検出されると、直ぐにバイパス弁３ｂを閉じる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、前記切り返し操作が検出後、バイパス弁３ｂを徐々に閉じるようにしてもよく、そのようにすれば、操舵アシストの急な立ち上がりによるショックを防止することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明のパワーステアリング装置の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
この第２実施形態は、操向輪１０１Ｌ、１０１Rの舵角の絶対値が特定角度を超えた場合には、ラックストローク速度ωが大きいほど、低圧側のパワーシリンダ室への送液量が多くなるようにした点が、前記第１実施形態と異なる。
具体的には、図９に示すように、第２実施形態では、図４のステップＳ１０８に代えて、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４を用いるようになっている。

なお、この第２実施形態は、前記第１実施形態の構成と同等の構成を多く含んでおり、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
前記ステップＳ２０１では、ラックストローク速度演算部６ｂから出力されるラックストローク速度ωを取得してから、前記ステップＳ２０３に移行する。
前記ステップＳ２０２では、前記ステップＳ２０１で取得されたラックストローク速度ωに基づき、図１０の制御マップに従って第２モータ指令値Ｔａ２の算出に用いる第３モータ指令値Ｔxを算出してから、前記ステップＳ２０３に移行する。

なお、この図１０の制御マップは、ラックストローク速度ωの絶対値の増加に伴って、第３モータ指令値Ｔxの絶対値が直線的に増加するように構成されている。
前記ステップＳ２０３では、前記ステップＳ２０１で取得されたラックストローク速度ωに基づき、図１１の制御マップに従って第２モータ指令値Ｔａ２の算出に用いる第１モータゲインＧe1を算出してから、前記ステップＳ２０４に移行する。

なお、この図１１の制御マップは、ラックストローク速度ωが予め定められたラック速度閾値ωth（ラック端で生じる衝撃を十分に小さくすることができる速度）より小さい領域ではラックストローク速度ωの絶対値の増加に伴って、第１モータゲインＧe1の大きさが直線的に増加し、ラック速度閾値ωthより大きい領域では第１モータゲインＧe1を比較的大きい一定値とするように構成されている。

前記ステップＳ２０４では、前記ステップＳ２０２で算出された第３モータ指令値Ｔxに、前記ステップＳ２０３で算出された第１モータゲインＧe1を乗じ、その乗算結果を第２モータ指令値Ｔａ２として切り替えスイッチ６ｆに出力する。
このように、本実施形態のパワーステアリング装置１にあっては、ラックストローク速度ωが大きいほど低圧側のパワーシリンダ室への送液量が大きくなるように第３モータ指令値Txを算出するようにした。そのため、転舵速度が速いほど低圧側のパワーシリンダ室の液圧を増大し、操舵をアシストする方向と反対側のパワーシリンダ室側にピストン２ａを押す力を大きくすることができ、転舵速度がより速くても、転舵角が最大転舵角で制限されるときに生じる衝撃を十分に小さくすることができる。

また、図１２の時刻ｔ２に示すように、ラックストローク速度ωがラック速度閾値ωth以下となると、ラックストローク速度ωの減少に応じて、低圧側のパワーシリンダ室への送液量が小さくなるように第１モータゲインＧe1を算出するようにした。そのため、転舵角の絶対値が特定舵角を超えた後、ラックストローク速度ωを十分に減速できた場合に、不要なモータ駆動を抑制でき、モータ加熱を防止することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明のパワーステアリング装置の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
この第３実施形態は、操向輪１０１Ｌ、１０１Rの舵角の絶対値が特定角度を超えた場合には、運転者による操舵トルクが小さくなると、オイルポンプ３ａの駆動を停止するようにした点が、前記第２実施形態とは異なる。
具体的には、図１３に示すように、第３実施形態では、図９のステップＳ２０１に代えてステップＳ３０１を用い、ステップＳ２０４に代えてステップＳ３０２及びＳ３０３を用いるようになっている。

なお、この第３実施形態は、前記第２実施形態の構成と同等の構成を多く含んでおり、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
前記ステップＳ３０１では、ラックストローク速度演算部６ｂから出力されるラックストローク速度ωと、トルクセンサ４から出力される操舵トルク信号Ｔqとを取得してから、前記ステップＳ２０２に移行する。
前記ステップＳ３０２では、前記ステップＳ３０１で取得された操舵トルク信号Ｔqに基づき、図１４の制御マップに従って第２モータ指令値Ｔａ２の算出に用いる第２モータゲインＧe2を算出してから、前記ステップＳ３０３に移行する。

なお、この図１４の制御マップは、操舵トルク信号Ｔqが示す操舵トルクが予め定められた操舵トルク閾値Ｔqｔｈ以下の領域では第２モータゲインＧe2を「０」とし、操舵トルク信号Ｔqが操舵トルク閾値Ｔqｔｈより大きい領域では第２モータゲインＧe2を「１」とするように構成されている。
前記ステップＳ３０３では、前記ステップＳ２０２で算出された第３モータ指令値Ｔxに、前記ステップＳ２０３で算出された第１モータゲインＧe1と前記ステップＳ３０２で算出された第２モータゲインＧe2とを乗じ、その乗算結果を第２モータ指令値Ｔａ２として切り替えスイッチ６ｆに出力する。

このように、本実施形態のパワーステアリング装置１にあっては、図１５の時刻ｔ３に示すように、操舵トルク信号Ｔqが示す操舵トルクが操舵トルク閾値Ｔqｔｈ以下となると、第２モータ指令値Ｔａ２が「０」となるように（オイルポンプ３ａが停止するように）第２モータゲインＧe2を「０」とするようにした。そのため、ステアリングホイール１０３から手を放しているとき、或いは軽く保舵しているときのように、操舵トルクが小さい場合に、不要なモータ駆動を抑制でき、モータ加熱を防止することができる。

以上、上記実施形態にあっては、図１のＥＰＳコントローラ６、図３のラック端検出時モータ指令値演算部６ｅ、図４のステップＳ１０５、Ｓ１０７及びＳ１０８、図９のステップＳ２０２〜Ｓ２０４、図１３のステップＳ２０２、Ｓ２０３、Ｓ３０１〜Ｓ３０３が特許請求の範囲に記載のアシスト操舵制御手段を構成する。
なお、本発明のパワーステアリング装置１は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明のパワーステアリング装置の一実施形態を示す構成図である。 図１のポンプユニットの構成を拡大して示す要部拡大図である。 図１のＥＰＳコントローラの機能性を示すブロック図である。 モータ指令演算処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の動作を説明するためのタイムチャートである。 第１実施形態の動作を説明するための説明図である。 第１実施形態の動作を説明するためのタイムチャートである。 第１実施形態の動作を説明するための説明図である。 第２実施形態のモータ指令演算処理を示すフローチャートである。 モータ指令演算処理で用いられる制御マップである。 モータ指令演算処理で用いられる制御マップである。 第２実施形態の動作を説明するためのタイムチャートである。 第３実施形態のモータ指令演算処理を示すフローチャートである。 モータ指令演算処理で用いられる制御マップである。 第３実施形態の動作を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１はパワーステアリング装置、２はパワーステアリング機構、２ａはピストン、２ｂはパワーシリンダ、２Ｌは左パワーシリンダ室、２Ｒは右パワーシリンダ室、３ａはオイルポンプ、３ｂはバイパス弁、３ｃは電動モータ、３ｄはバイパス路、３ｅはリザーバ、３Ｒは右油圧管、３Ｌは左油圧管、４はトルクセンサ、５は車速センサ、６はＥＰＳコントローラ、６ａは基本アシスト指令値演算部、６ｂはラックストローク速度演算部、６ｃはラック端検出部、６ｄはハンドル切り返し検出部、６ｅはラック端検出時モータ指令値演算部、６ｆは切り替えスイッチ、６ｇはモータ制御部、６ｈはバイパス弁制御部、１００はステアリングラック、１０１Ｌ及び１０１Ｒは操向輪、１０２はステアリングシャフト、１０３はステアリングホイール

Claims (5)

1. ステアリングラックに連結されて左右方向に移動可能なピストンで左右２室に区切られたパワーシリンダと、前記左右２室のいずれかに送液するポンプと、運転者のハンドル操作状態に基づいて前記ポンプの駆動を制御することで、前記運転者の操舵アシストを行うアシスト操舵制御手段と、前記左右２室間を連通するバイパス路と、前記バイパス路を開閉可能なバイパス弁とを備え、
   前記アシスト操舵制御手段は、操向輪が最大転舵角付近となったときには、前記バイパス弁を開状態とすると共に、低圧側のパワーシリンダ室に送液するように前記ポンプを駆動する最大転舵時制御を実行し、前記最大転舵時制御の実行時には、ハンドルに加えられた操舵トルクが所定値以下となると、前記ポンプの駆動を停止することを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 前記アシスト操舵制御手段は、前記最大転舵時制御の実行時には、ハンドル操作方向が反転すると、前記バイパス弁を閉状態とすると共に、前記運転者の操舵アシストを再開することを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
3. ステアリングラックに連結されて左右方向に移動可能なピストンで左右２室に区切られたパワーシリンダと、前記左右２室のいずれかに送液するポンプと、運転者のハンドル操作状態に基づいて前記ポンプの駆動を制御することで、前記運転者の操舵アシストを行うアシスト操舵制御手段と、前記左右２室間を連通するバイパス路と、前記バイパス路を開閉可能なバイパス弁とを備え、
   前記アシスト操舵制御手段は、操向輪が最大転舵角付近となったときには、前記バイパス弁を開状態とすると共に、低圧側のパワーシリンダ室に送液するように前記ポンプを駆動する最大転舵時制御を実行し、前記最大転舵時制御の実行時には、ハンドル操作方向が反転すると、前記バイパス弁を閉状態とすると共に、前記運転者の操舵アシストを再開することを特徴とするパワーステアリング装置。
4. 前記アシスト操舵制御手段は、前記最大転舵時制御の実行時には、前記ピストンのストローク速度が大きいほど、前記低圧側のパワーシリンダ室への送液量が大きくなるように前記ポンプを駆動することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置。
5. 前記アシスト操舵制御手段は、前記最大転舵時制御の実行時には、前記ピストンのストローク速度が所定値以下となると、前記ストローク速度の減少に応じて前記低圧側のパワーシリンダ室への送液量を徐々に小さくすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置。

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