JP4776092B2 - 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】
この発明は、パワーシリンダ側に導く流量を制御する流量制御弁を備えたパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に示した従来の装置は、流量制御弁Ｖに、ポンプＰを接続している。
上記流量制御弁Ｖのスプール１は、その一端を一方のパイロット室２に臨ませ、他端を他方のパイロット室３に臨ませている。上記一方のパイロット室２は、ポンプポート４を介してポンプＰに常時連通している。また、他方のパイロット室３にはスプリング５を介在させている。このようにした両パイロット室２，３は、ソレノイドＳＯＬの励磁電流Ｉに応じて開度を制御する可変オリフィスａを介して、たがいに連通している。
【０００３】
すなわち、一方のパイロット室２は、流路６→可変オリフィスａ→流路７を経由してパワーシリンダ８を制御するステアリングバルブ９の流入側に連通している。また、他方のパイロット室３は、流路１０および流路７を介してステアリングバルブ９の流入側に連通している。
したがって、上記両パイロット室２，３は、可変オリフィスａを介して連通することになり、可変オリフィスａの上流側の圧力が一方のパイロット室２に作用し、下流側の圧力が他方のパイロット室３に作用することになる。
【０００４】
そして、スプール１は、一方のパイロット室２の作用力と、他方のパイロット室３の作用力とがバランスした位置を保つが、そのバランス位置において、前記ポンプポート４とタンクポート１１との開度が決められる。
今、エンジン等からなるポンプ駆動源１２が停止していると、ポンプポート４に圧油が供給されない。ポンプポート４に圧油が供給されなければ、両パイロット室２，３には圧力が発生しないので、スプール１はスプリング５の作用で図示のノーマル位置を保つ。
【０００５】
上記の状態からポンプＰが駆動して、ポンプポート４に圧油が供給されると、可変オリフィスａに流れができるので、そこに差圧が発生する。この差圧の作用で、両パイロット室２，３に圧力差が発生し、この圧力差に応じてスプール１がスプリング５に抗して移動し、上記バランス位置を保つ。
このようにスプール１がスプリング５に抗して移動することによって、タンクポート１１の開度を大きくするが、このときのタンクポート１１の開度に応じて、ステアリングバルブ９側に導かれる制御流量ＱＰと、タンクＴあるいはポンプＰに還流される戻り流量ＱＴの分配比が決まる。言い換えれば、タンクポート１１の開度に応じて制御流量ＱＰが決まることになる。
【０００６】
上記のように制御流量ＱＰが、スプール１の移動位置で決まるタンクポート１１の開度に応じて制御されるということは、結局は、可変オリフィスａの開度に応じて制御流量ＱＰが決まることになる。なぜなら、スプール１の移動位置は、両パイロット室２，３の圧力差で決まるとともに、この圧力差を決めているのが可変オリフィスａの開度だからである。
【０００７】
したがって、車速や操舵状況に応じて、制御流量ＱＰを制御するためには、可変オリフィスａの開度、すなわちソレノイドＳＯＬの励磁電流を制御すればよいことになる。
なぜなら、可変オリフィスａは、ソレノイドＳＯＬが非励磁状態のときにその開度を最少に保ち、励磁電流を大きくしていくにしたがってその開度を大きくするからである。
【０００８】
なお、前記ステアリングバルブ９は、図示していないステアリングホィールの入力トルク（操舵トルク）に応じて、パワーシリンダ８の圧力を制御するものである。例えば、操舵トルクが大きければ、パワーシリンダ８への供給量を大きくし、操舵トルクが小さければそれに応じてパワーシリンダ８の圧力を小さくするようにしている。この操舵トルクとステアリングバルブ９の切り換え量は、図示していないトーションバーなどのねじれ反力によって決まることになる。
【０００９】
上記のように操舵トルクが大きいときに、ステアリングバルブ９の切り換え量を大きくすれば、その分、パワーシリンダ８によるアシスト力が大きくなる。反対に、ステアリングバルブ９の切り換え量を小さくすれば、上記アシスト力は小さくなる。
そして、ピストンの移動速度によって決まるパワーシリンダ８の必要（要求）流量ＱＭと、流量制御弁Ｖで決められる制御流量ＱＰとをなるべく等しくすれば、ポンプＰ側のエネルギー損失を低く抑えることができる。なぜなら、ポンプＰ側のエネルギー損失は、制御流量ＱＰとパワーシリンダ８の要求流量ＱＭとの差によって発生するからである。
【００１０】
上記のように制御流量ＱＰを、パワーシリンダ８の要求流量ＱＭにできるだけ近づけるために、可変オリフィスａの開度を制御するのが、ソレノイドＳＯＬに対するソレノイド電流指令値ＳＩであり、このソレノイド電流指令値ＳＩを制御するのが、コントローラＣである。
このコントローラＣには、操舵角センサ１６と車速センサ１７とを接続し、これら両センサの出力信号に基づいて、ソレノイドＳＯＬの励磁電流を制御するようにしている。
【００１１】
なお、図中符号１８はスプール１の先端に形成したスリットで、スプール１が図示の位置にあるときにも、このスリット１８を介して一方のパイロット室２が流路７に常時連通するようにしている。言い換えると、スプール１が図示の状態にあって、流路６を閉じているようなときにも、ポンプＰの吐出油が、このスリット１８を介して、ステアリングバルブ９側に供給されるようにしている。
【００１２】
このように微少流量であるが、ステアリングバルブ９側に圧油を供給するようにしたのは、キックバック等の外乱の防止、および応答性の確保を目的にしているからである。
なお、符号１９は、コントローラＣとソレノイドＳＯＬとの間に接続したソレノイドＳＯＬの駆動装置ある。
また、符号１３，１４は絞りであり、符号１５はリリーフ弁である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置では、油温の変化に対応できない。例えば、作動油は、油温が低ければそれだけ粘度が高くなる。粘度が高ければ、可変オリフィスａの開度が同じでも、単位時間当たりの通過流量が少なくなってしまう。逆に、油温が高くなれば、作動油の粘度が低くなり、通過流量は相対的に多くなる。
上記のように可変オリフィスａの開度が同じでも、作動油の粘度によって、その通過流量が異なるということは、作動油の粘度によって、パワーステアリング装置としてのアシスト力がばらついてしまうことを意味する。
つまり、従来の装置では、油温によってアシスト力がばらつくといった問題があった。
この発明の目的は、エンジン始動直後などの作動油の低温時に、通過流量を増大させることで、極力早くアシスト力のばらつきに影響を与えることのない油温にまで上昇させるようにしたパワーステアリング装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、パワーシリンダを制御するステアリングバルブと、このステアリングバルブの上流側に設けた可変オリフィスと、この可変オリフィスの開度を制御するソレノイドと、このソレノイド励磁電流を制御するコントローラと、ポンプから供給される流量を、上記可変オリフィスの開度に応じてステアリングバルブに導く制御流量とタンクまたはポンプに環流させる戻り流量とに分配する流量制御弁と、作動油の温度を直接的または間接的に検出する油温センサとを備え、上記コントローラに、ソレノイド励磁電流の基礎となる基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを出力する基本制御部と、油温がアシスト力に対して作動油の粘度の影響がなくなる油温、または粘性の影響がほとんどなくなる程度の油温より低いときに暖気指令値を出力する暖気用制御部とを設け、油温が上記油温よりも低いとき基本制御部をオフにするとともに、暖気用制御部をオンにして可変オリフィスの開度を相対的に大きくなるようソレノイド励磁電流を制御し、油温が上記油温以上になったときに、基本制御部をオンにするとともに、暖気用制御部をオフにして可変オリフィスの開度を相対的に小さくするようソレノイド励磁電流を制御する構成にしたことを特徴とする。
【００１５】
第２の発明は、上記第１の発明において、コントローラに操舵角θを検出する操舵角センサを接続する一方、基本制御部は、上記操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉθおよび操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉωとを演算または記憶するとともに、これらソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを加算し、この加算した値にさらにスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００１６】
第３の発明は、上記第２の発明において、基本制御部は、ソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを加算した値に、車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算するとともに、この乗算値にスタンバイ電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００１７】
第４の発明は、上記第１の発明において、コントローラに操舵角θを検出する操舵角センサを接続する一方、基本制御部は、操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉθおよび操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉωとを演算または記憶するとともに、これらソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとの大小を判定し、その大きい方の値と車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖとを比較して、ソレノイド電流指令値Ｉｖを限界値とした上記大きい方の値にスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００１８】
第５の発明は、上記第１の発明において、コントローラに操舵角θを検出する操舵角センサを接続する一方、基本制御部は、操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉθおよび操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉωとを演算または記憶するとともに、車速に応じた操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１と上記ソレノイド電流指令値Ｉθとを乗算して乗算値Ｉ１とする一方、上記ソレノイド電流指令値Ｉωと車速に応じた操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２とを比較して、上記ソレノイド電流指令値Iωと操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２とのうち小さい方を限界値Ｉ２とし、しかも、上記乗算値Ｉ１と限界値Ｉ２との大小を判定し、大きい方の値にスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００１９】
第６の発明は、上記第１の発明において、コントローラに操舵トルクＲを検出する操舵トルクセンサを接続する一方、基本制御部は、上記操舵トルクＲに応じたソレノイド電流指令値ＩＲを演算または記憶するとともに、このソレノイド電流指令値ＩＲに、車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算し、しかも、この乗算値にスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算した値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００２０】
第７の発明は、上記第１の発明において、コントローラに操舵トルクＲを検出する操舵トルクセンサを接続する一方、基本制御部は、上記操舵トルクＲに応じたソレノイド電流指令値ＩＲを演算または記憶するとともに、このソレノイド電流指令値ＩＲと車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖとを比較して、ソレノイド電流指令値Ｉｖを限界値としたソレノイド電流指令値ＩＲにスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算し、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００２１】
第８の発明は、上記第１〜７の発明において、コントローラに、操舵角センサで検出された操舵角θが設定角θ１を越えるとその値を減少するソレノイド電流指令値Ｉθｅを演算または記憶させる一方、上記基本ソレノイド電流指令値Ｉｄと油温によるソレノイド電流指令値Itとを乗算した油温補正後のソレノイド電流指令値と上記ソレノイド電流指令値Ｉθｅとを比較して、油温補正後のソレノイド電流指令値がソレノイド電流指令値Ｉθｅを越えると、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを採用して、パワーシリンダのアシスト力を小さくする構成にしたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１に示した第１実施例は、コントローラＣに油温センサ２０を接続した点に特徴を有し、その他の構成については図１２に示した前記従来例と同じである。
したがって、以下では、コントローラＣについて詳細に説明し、従来と同じ構成要素については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
上記コントローラＣは、図２に示すように、基本制御部Ｂと暖気用制御部Ｗとを備えている。
上記基本制御部Ｂには、操舵角信号θ、操舵角速度信号ω、および車速信号Ｖを入力するようにしている。
上記操舵角信号θは、操舵角センサ１６によって検出した操舵角に基づいて算出し、車速信号Ｖは、車速センサ１７によって検出した車速に基づいて算出している。また、操舵角速度信号ωは、上記操舵角信号θを微分して算出したものである。ただし、この操舵角速度信号ωは、操舵角速度センサを別に設けて、この操舵角速度センサによって直接求めてもよい。この操舵角速度信号ωの求め方については、後で説明する他の実施例でも同様である。
【００２４】
上記基本制御部Ｂは、操舵角信号θ、操舵角速度信号ωおよび車速信号Ｖを基準にして、ソレノイドＳＯＬの励磁電流の基礎となる基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを出力する。以下、この基本制御部Ｂの作用について説明する。
操舵角信号θとソレノイド電流指令値Ｉθとは、その操舵角信号θと制御流量ＱＰとの関係がリニアな特性になる理論値に基づいて決めている。また、操舵角速度信号ωとソレノイド電流指令値Ｉωとの関係も、操舵角速度信号ωと制御流量ＱＰとがリニアな特性になる理論値に基づいて決めている。
【００２５】
ただし、ソレノイド電流指令値Ｉθおよびソレノイド電流指令値Ｉωは、操舵角信号θおよび操舵角速度信号ωが、ある設定値以上にならなければいずれもゼロを出力するようにしている。つまり、ステアリングホィールが中立あるいはその近傍にあるときには、上記ソレノイド電流指令値ＩθもＩωもゼロになるようにしている。
【００２６】
また、上記ソレノイド電流指令値Ｉθ、Ｉωは、テーブル値としてコントローラＣにあらかじめ記憶させておいてもよいし、操舵角信号θあるいは操舵角速度信号ωを基にして、その都度コントローラＣに演算させるようにしてもよい。
いずれにしてもソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを決定したら、これら両者を加算する。
【００２７】
上記のようにして両ソレノイド電流指令値Ｉθ、Ｉωを加算したら、この加算値（Ｉθ＋Ｉω）に、車速信号Ｖに基づいたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算する。
この車速信号Ｖに基づいたソレノイド電流指令値Ｉｖは、車速が低速域では１を出力し、高速域ではゼロを出力する。また、低速域と高速域との間の中速域では、１からゼロまでの小数点以下の値を出力するようにしている。
【００２８】
したがって、上記加算値（Ｉθ＋Ｉω）に車速信号Ｖに基づいたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算すれば、低速域では（Ｉθ＋Ｉω）がそのまま出力され、高速域では（Ｉθ＋Ｉω）がゼロになる。
また、中速域では、速度が上がれば上がるほどそれに反比例した値が出力されることになる。
上記のようにして、（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖが決まったら、それにスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算する。
【００２９】
このスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓは、可変オリフィスａの開度を制御するソレノイドＳＯＬに所定の電流が常に供給されるようにするためのものである。つまり、操舵角信号θ、操舵角速度信号ωおよび車速信号Ｖに基づいたソレノイド電流指令値が全てゼロの場合でも、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓによって可変オリフィスａが一定の開度を保ち、所定のスタンバイ流量ＱＳがステアリングバルブ９側に常に供給されるようにしている。
【００３０】
このように一定のスタンバイ流量ＱＳを確保する理由は、以下の通りである。すなわち、タイヤにキックバック等の外乱やセルフアライニングトルク等による抗力が作用すると、それがパワーシリンダ８のロッドに作用するが、このような場合であっても、スタンバイ流量ＱＳを確保しておけば、タイヤがふらつくのを防止できるからである。また、スタンバイ流量ＱＳを確保しておけば、それが全然ないときよりも、目的の制御流量に短時間で達することができる分、応答性を向上させることができるからである。
そして、上記スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算した値〔{（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖ}＋Ｉｓ〕を、基本ソレノイド電流指令値Ｉｄとして基本制御部Ｂから出力する。
【００３１】
一方、上記暖気用制御部Ｗは、常に一定の暖気用ソレノイド電流指令値Ｉｗを出力するものであり、この暖気用ソレノイド電流指令値Ｉｗは、可変オリフィスａの開度が大きめになるように設定している。
なお、この暖気用ソレノイド電流指令値Ｉｗによる可変オリフィスａの開度をあらかじめどの程度に設定するかは、それこそ車両等の条件に応じて異なるものである。ただし、通常走行時に必要とするアシスト力を基準にして、それよりも開度を多少大きめに設定しておけば、暖気運転時の走行においても、ドライバーにそれほどの違和感を与えないですむ。
【００３２】
このように暖気用ソレノイド電流指令値Ｉｗに基づいて可変オリフィスａの開度が大きめに設定されていれば、パワーシリンダ８の必要（要求）流量ＱＭよりも、流量制御弁Ｖで決められる制御流量ＱＰの方が多くなる状況が頻繁に発生する。このように制御流量ＱＰが多くなれば、要求流量ＱＭ以上の余剰流量は全てタンクＴに循環することになる。このように多くの作動油が循環すれば、配管抵抗等によってその分油温が短時間で上昇するようになる。
【００３３】
上記基本制御部Ｂと暖気制御部Ｗとは、スイッチ２１でオンオフ制御されるが、このスイッチ２１は、油温センサ２０の温度信号に応じてオンオフ制御される。すなわち、油温センサ２０から温度信号がコントローラＣに入力すると、コントローラＣは、油温が設定温度ｂに達しているか否かを判定し、設定温度ｂ以下の時には、スイッチ２１が暖気用制御部Ｗをオンにし、基本制御部Ｂをオフにする。この場合には、可変オリフィスａは、暖気用ソレノイド電流指令値Ｉｗによって制御され、その開度を相対的に大きく保つ。
なお、上記設定温度ｂは、アシスト力に対して作動油の粘度の影響がなくなる油温、または粘性の影響がほとんどなくなる程度の油温をいう。この設定温度ｂは、使用している作動油よって異なるものであり、作動油の種類毎にコントローラＣに記憶されている。
【００３４】
一方、油温が設定温度ｂを越えると、今度はスイッチ２１が基本制御部Ｂをオンにし、暖気用制御部Ｗをオフにする。したがって、可変オリフィスａの開度は、操舵角、操舵角速度および車速に応じて制御されることになる。
なお、基本制御部Ｂは、エネルギー効率の良好なシステムを実現するためのものである。しかし、暖気用制御部Ｗは、前記したようにパワーシリンダ８の必要（要求）流量ＱＭよりも、制御流量ＱＰの方を多くして、要求流量ＱＭ以上の余剰流量を積極的にタンクＴに戻すようにしているので、かえってエネルギー損失が大きくなるように見える。
【００３５】
しかしながら、油温が低くその粘度が高くなると、ポンプＰを駆動するために必要なトルクが大きくなる。もし、基本制御部Ｂだけで、可変オリフィスａの開度を制御していれば、油温が上昇するまでの時間がかかりすぎてしまう。しかし、上記したように暖気用制御部Ｗによる暖機運転をして、早めに油温を上げてしまえば、結局、トータル的なエネルギー消費量はそれほど変わらなくなる。つまり、暖気用制御部Ｗを用いて暖機運転をしても、エネルギー効率の良い装置を提供するという発明の目的は、十分に達成することができる。
なお、上記油温センサ２０は、油温を直接検出しても良いし、エンジンルームの温度など周囲の雰囲気温度を検出して、油温を推定するようにしても良い。
【００３６】
次に、この実施例の作用を説明する。
コントローラＣは、油温が設定温度ｂ以上かどうかを判定し、設定温度ｂ以下であれば、スイッチ２１が暖気用制御部Ｗをオンにするとともに、基本制御部Ｂをオフにする。
このように暖気用制御部Ｗがオンになれば、パワーシリンダ８の必要（要求）流量ＱＭよりも制御流量ＱＰが多くなり、その余剰流量がタンクに循環するとともに、そのときの配管抵抗等によって油温を上昇させる。
【００３７】
上記のようにして油温が設定温度ｂ以上になると、今度は、スイッチ２１が基本制御部Ｂをオンにし、暖気制御部Ｗをオフにする。そして、この場合には、基本制御部Ｂによって、以下の制御が実行される。
まず、走行中の操舵角信号θと操舵角速度信号ωとに基づいて、コントローラＣがソレノイド電流指令値ＩθとＩωとを特定する。そして、これらソレノイド電流指令値Ｉθ，Ｉωを加算するとともに、この加算した値（Ｉθ＋Ｉω）に、そのときの車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算する。さらに、この乗算値（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖに、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この加算値｛（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖ｝＋Ｉｓを基本ソレノイド電流指令値Ｉｄとして基本制御部Ｂから出力する。
【００３８】
この基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを、そのまま駆動機構１９に出力してもよいが、この第１実施例では、ステアリングホィールを回しきったとき、すなわちロックエンドで生じるショックを防止するために、限界値として用いるソレノイド電流指令値Ｉθｅと比較して、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを限界値とした値を駆動機構１９に出力するようにしている。
上記ソレノイド電流指令値Ｉθｅは、ステアリングホィールの操舵角に応じて決まるものである。すなわち、図２に示すように、操舵角信号θが最大角に至る手前に設定した設定角θ１を越えない限り、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを一定に保ち、操舵角θが設定角θ１を越えると、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを小さくなるようにしている。
【００３９】
例えば、ステアリングホィールを操作した場合に、その操舵角信号θが設定角θ１より小さければ、ソレノイド電流指令値Ｉθｅは一定に保たれている。この一定のソレノイド電流指令値Ｉθｅは、通常、油温補正後の値〔{（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖ}＋Ｉｓ〕×Ｉｔよりも大きくなるように設定している。そのため、油温補正後の値の上限がカットされることはない。つまり、ステアリングホィールの操作量が少ない場合には、油温補正後の値〔{（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖ}＋Ｉｓ〕×Ｉｔが、そのままソレノイド電流指令値Ｉとして駆動機構１９に出力される。
【００４０】
一方、ステアリングホィールを大きく操作して、操舵角θが設定角θ１を越えると、ソレノイド電流指令値Ｉθｅが小さくなる。そして、この小さくなったソレノイド電流指令値Ｉθｅが、油温補正後の値よりも小さくなると、ソレノイド電流指令値Ｉθｅより大きい分がカットされる。
したがって、この場合には、ソレノイド電流指令値Ｉθｅがソレノイド電流指令値Ｉとなって駆動機構１９に出力される。つまり、ステアリングホィールを操作したときに、ロックエンド付近と判断した場合には、ソレノイド電流指令値Ｉを小さくすることによって、アシスト力を小さくする。このようにすれば、ロックエンドで生じるショックを防止することができる。
【００４１】
なお、上記操舵角信号θとソレノイド電流指令値Ｉθｅとの関係は、テーブル値としてあらかじめコントローラＣに記憶させておいてもよいし、その都度コントローラＣに演算させるようにしてもよい。
また、ソレノイド電流指令値Ｉθｅの特性は、図２に示すように徐々に下げるようにしてもよいし、一気に下げるようにしてもよい。ソレノイド電流指令値Ｉθｅを徐々に下げれば、操舵感を満足しつつ、ドライバーにスロークエンドを予測させることができる。また、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを一気に下げれば、ドライバーにストロークエンドであることをより明確に伝えることができる。
【００４２】
この第１実施例によれば、油温の影響がなくなる温度ｂに達するまで、暖気用制御部Ｗによって制御して、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御用回路Ｂによって制御する構成にした。そのため、操舵感に違和感を与えない範囲内で、アシスト力のばらつきに影響を与える作動油の低温時を、極力短時間に抑えることができ、より早くアシスト力が安定する油温にまで上昇させることができる。
【００４３】
また、ステアリングホィールを中立位置近傍に保っているときは、ソレノイド電流指令値Ｉθもソレノイド電流指令値Ｉωもゼロになる。しかし、この場合にも、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓだけは出力されるので、スタンバイ流量は必ず確保される。
したがって、低速域での直進走行時であっても、装置の冷却効果が期待でき、キックバック等による外乱にも対抗できる。そして、操舵時の応答性も良好に保つことができる。
【００４４】
なお、この第１実施例では、車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖを考慮して基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを決めているが、このソレノイド電流指令値Ｉｖは必須の要素ではない。その理由を以下に説明する。
通常、高速走行中にステアリングホィールをロックエンドまで切ることはなく、ステアリングホィールをロックエンドまで切るのはほとんど低速域である。その関係を示したのが図３，４である。これら図３，４に示すように、操舵角θおよび操舵角速度ωは、車速Ｖが上がると小さくなっていくことから、車速Ｖは、操舵角θおよび操舵角速度ωと相関性があることがわかる。
【００４５】
したがって、この車速Ｖと、操舵角θおよび操舵角速度ωとの関係を利用して、ソレノイド電流指令値Ｉθおよびソレノイド電流指令値Ｉωを特定すれば、車速に基づくソレノイド電流指令値Ｉｖを考慮しなくても済む。そして、ソレノイド電流指令値Ｉｖを用いない場合には、車速センサ１７も省略できるので、その分、コストダウンできる。
ただし、この第１実施例のように、実際の車速Ｖに基づくソレノイド電流指令値Ｉｖを考慮して、基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを決めた方が、実際の走行により適した制御をすることができる。
【００４６】
また、この第１実施例では、操舵トルクを考慮せずに要求流量ＱＭを特定しているが、操舵トルクに基づいて要求流量ＱＭを制御した方が、より正確な制御ができる。それにもかかわらず、この第１実施例で操舵トルクを考慮していないのは、操舵トルクに基づいて制御する場合には、現状のパワーステアリング装置を大幅に変更しなければならず、それがコストアップにつながるからである。
この第１実施例のように、操舵角θおよび操舵角速度ωに基づいて、要求流量ＱＭを推定する方法を採用すれば、現状のパワーステアリング装置をほとんど変更しなくても済む。したがって、この第１実施例によれば、操舵トルクを直接検出するシステムよりも、コストを安く抑えることができる。
【００４７】
図５に示した第２実施例は、基本制御部Ｂの構成のみを変更したものであり、その他の構成については上記第１実施例と全く同じである。
この第２実施例では、操舵角θに応じて決まるソレノイド電流指令値Ｉθを、制御流量ＱＰが最大流量に達するまで曲線状に増加するようにしている。また、操舵角速度ωに応じて決まるソレノイド電流指令値Ｉωを、制御流量ＱＰが最大流量に達するまで曲線状に増加するようにしている。
このように曲線状に増加させる理由を以下に説明する。
【００４８】
ドライバーの操舵感覚を基にすれば、図６に示すように、操舵角θと制御流量ＱＰとの関係は、リニアな特性を維持するのが理想的である。
ところが、ソレノイド電流指令値Ｉθと、ソレノイドＳＯＬによる可変オリフィスａの開度で決まる制御流量ＱＰとは、図７に示すように、二乗特性に近いものになる。これは、可変オリフィスａを構成するポペット等のストロークに対する可変オリフィスａの開口面積の変化状態と、ソレノイドＳＯＬの性能とが相乗的に作用した結果である。
【００４９】
前記第１実施例は、操舵角θによってソレノイド電流指令値Ｉθを求め、このソレノイド電流指令値Ｉθで制御流量ＱＰを特定しているので、厳密にいうと、操舵角θと制御流量ＱＰとの関係がリニアな特性にならない。
そこで、この第２実施例では、ソレノイド電流指令値ＩθおよびＩωを、制御流量ＱＰが最大流量に達するまで曲線状に増加させている。
このようにすると、操舵角θおよび操舵角速度ωが、制御流量ＱＰに対してリニアな関係になるので、操舵感覚と出力とを一致させることができる。
なお、上記曲線は、図６に示すリニアな特性となるポイントを、実験によってプロットしてもよいし、図６の直線と図７の曲線とを数式化し、演算によって求めてもよい。
【００５０】
上記のようにしてソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを特定したら、いずれか大きい方のソレノイド電流指令値を選択する。大きい方のソレノイド電流指令値を選択する理由を以下に説明する。
前記第１実施例では、ソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを加算していたが、これらソレノイド電流指令値ＩθとＩωとを加算すると、図８のグラフに示すように、変化率の大きいところに斜線で示すような幅ができてしまう。このような幅ができると、同じｘ点でもソレノイド電流指令値がｙ１とｙ２の範囲で異なったものになる。すなわち、ドライバーの操舵感覚は同じなのに、出力されるソレノイド電流指令値がばらつくことがあり、このような場合に、操舵感が多少ラフになる可能性があった。
【００５１】
この第２実施例では、ソレノイド電流指令値Ｉθまたはソレノイド電流指令値Ｉωのうち、いずれか大きい方のソレノイド電流指令値だけを選択して、上記の幅を最小限に抑えるようにした。幅を最小限にすれば、操舵感がラフになるおそれもない。
また、ソレノイド電流指令値Ｉθまたはソレノイド電流指令値Ｉωのうち、小さい方の値ではなく、大きい方の値を選択するようにしたのは、応答性を確保するためである。すなわち、ソレノイド電流指令値が大きい方が、制御流量ＱＰも多くなり、制御流量ＱＰが多くなると、前記したように応答性が向上するからである。
【００５２】
上記のようにして、大きい方のソレノイド電流指令値を選択したら、そのソレノイド電流指令値は、車速によって決まるソレノイド電流指令値Ｉｖを上限限界値として比較される。そして、選択した大きい方の値がソレノイド電流指令値Ｉｖより小さければ、そのまま選択したソレノイド電流指令値を出力する。また、選択したソレノイド電流指令値が、ソレノイド電流指令値Ｉｖよりも大きい場合には、このソレノイド電流指令値Ｉｖを越えた分をカットする。つまり、この場合にはソレノイド電流指令値Ｉｖがソレノイド電流指令値となる。
このようにソレノイド電流指令値Ｉｖを考慮する理由は次の通りである。
すなわち、前記第１実施例では、ソレノイド電流指令値Ｉｖを（Ｉθ＋Ｉω）に乗算していたが、このようにソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算すると、車速が高くなればなるほど（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖが実質的に小さくなる。（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖが小さくなると、この関係を示すグラフの傾きがそれだけ緩やかになるので応答性が悪くなる。
【００５３】
この第２実施例では、車速によるソレノイド電流指令値Ｉｖを限界値として利用し、この限界値を超えた分のソレノイド電流指令値をカットすることによって、応答性の悪化を防止している。
なお、上記のようにソレノイド電流指令値をカットすると、その時点でソレノイド電流指令値の傾きが変化するが、この傾きの変化はほんのわずかなので、操舵に違和感を与えることはない。
【００５４】
上記のようにして車速に基づく限界値を考慮した後の値に、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算する。そして、このソレノイド電流指令値を基本ソレノイド電流指令値Ｉｄとして基本制御部Ｂから出力するようにしている。
【００５５】
この第２実施例によっても、油温の影響がなくなる温度ｂに達するまで、暖気用制御部Ｗによって制御して、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御部Ｂによって制御する構成にしたので、作動油の低温時を極力短時間に抑え、より早く油温を上昇させることができる。
したがって、すばやくアシスト力を安定させることができる。
また、この第２実施例によれば、ドライバーの操舵感により近い基本ソレノイド電流指令値Ｉｄが出力されるので、ドライバーの操舵感をより向上させることができる。
【００５６】
図９は、第３実施例を示したものである。この第３実施例は、基本制御部Ｂにおいて、操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１と操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２とを用いた点に特徴を有するものである。基本的な構成については、上記第２実施例と同じなので、同じ構成要素についてはその説明を省略する。
【００５７】
図示するように、コントローラＣは、車速センサ１７の出力信号に基づいて、操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１と操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２とを特定する。これら操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１および操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２は、テーブル値としてコントローラＣにあらかじめ記憶させておいてもよいし、車速Ｖを基にして、その都度コントローラＣに演算させるようにしてもよい。
また、具体的な数値はあげないが、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２より操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１の方が、低速域から最高車速域でのゲインが大きくなるように設定している。すなわち、高速になればなるほど、操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１の方が、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２よりも減少率が大きくなるように設定している。
【００５８】
この第３実施例では、一例として、操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１が低速域で１を出力し、最高速域で0.6を出力するようにしている。また、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２は、低速域から車速が上がるにしたがい、その値を小さく出力するようにしている。
そして、上記操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１を、ソレノイド電流指令値Ｉθに掛け合わせて、乗算値Ｉ１を求める。この操舵角系の乗算値Ｉ１は、高速になればなるほど小さくなる。
【００５９】
一方、操舵角速度ωによって特定されるソレノイド電流指令値Ｉωは、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２を上限限界値として比較される。ソレノイド電流指令値Ｉωが、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２を越えなければ、このソレノイド電流指令値Ｉωが、そのまま操舵角系の限界値Ｉ２として出力される。ソレノイド電流指令値Ｉωが操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２を越えると、その越えた分がカットされる。
【００６０】
次に、上記操舵角系の乗算値Ｉ１と、操舵角速度系の限界値Ｉ２との大小を比較し、その大きな方の値Ｉ１またはＩ２を選択するようにしている。
このように、いずれか大きな方の値を選択するのは、次の理由からである。すなわち、高速走行時には、ステアリングを急操作することはまずないので、操舵角速度系の限界値Ｉ２が小さくて、操舵角系の乗算値Ｉ１の方が大きくなるのが通常である。そのため、高速走行時には、ステアリング操作の安全性・安定性を高めるために、操舵角を基準にしながら、その操舵角系の乗算値Ｉ１のゲインを大きくしている。言い換えれば、走行速度が速くなればなるほど、制御流量ＱＰを少なくする比率を高めて、エネルギーロスをより少なくするようにしている。
【００６１】
一方、低速走行時には、ステアリングを急操作することが多くなるので、多くの場合に操舵角速度の方が大きくなる。このように操舵角速度が大きい場合には、応答性が重視される。そのため、低速走行時には、ステアリング操作の操作性すなわち応答性を高めるために、操舵角速度を基準にしながら、その操舵角速度系の限界値Ｉ２のゲインを小さくしている。言い換えれば、走行速度がある程度速くなっても、ステアリングを急操作したときには、制御流量ＱＰを十分に確保して、応答性を優先させるようにしている。
【００６２】
ただし、車両の走行速度が一定でも、操舵角系の乗算値Ｉ１が大きくなったり、操舵角速度系の限界値Ｉ２が大きくなったりする。例えば、ステアリングをある角度操舵して、その操舵角θの位置で、ステアリングを止めて保舵しているときには、操舵角速度ωはゼロになってしまう。したがって、車速が同じでも、最初のうちは操舵角速度系の限界値Ｉ２が大きく、保舵にはいってから操舵角系の乗算値Ｉ１の方が大きくなる。
いずれにしても、乗算値Ｉ１と限界値Ｉ２とのうち、いずれか大きい方の値を択一しているので、どのような走行条件でも、いずれかの指令値が出力されることになる。
【００６３】
もし、上記のような保舵時に、乗算値Ｉ１と限界値Ｉ２のいずれもが出力されなければ、制御流量ＱＰを確保できなくなる。制御流量ＱＰを確保できなければ、車両のセルフアライニングトルクや外力に対する保舵力が大きくなってしまう。
しかし、上記のように、乗算値Ｉ１と限界値Ｉ２とのいずれかを用いるようにしているので、ステアリング操作中に、両方ともゼロになることはない。言い換えれば、保舵時であっても操舵角θが保たれているので、ソレノイド電流指令値Ｉθを確保できる。したがって、ソレノイド電流指令値Ｉθによって、保舵に必要なパワーを維持することができる。
【００６４】
一方で、高速走行時でも、ステアリングを急操作することがある。このときには、操舵角速度系の限界値Ｉ２が大きくなるので、その限界値Ｉ２が選択される。ただし、この限界値Ｉ２は、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２の範囲内の値になるので、安全性は十分に確保される。
ただ、車両の高速走行時における操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２の最小値は、操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１の最小値よりもやや大きくなるように設定している。
【００６５】
したがって、高速走行時には、操舵角系の乗算値Ｉ１で制御される場合よりも、操舵角速度系の限界値Ｉ２で制御される場合の方が、応答性がよくなる。
ただし、高速走行時に、あまり応答性をよくしすぎると安全性が損なわれる危険がある。そこで、車両のヨーレートを基にした安全性を基準に最適値を設定している。
【００６６】
つまり、車両のヨーレートは、だいたい車速６０ｋｍ/ｈ以下で走行しているとき、その収れん性がほとんど似たような特性になる。つまり、６０ｋｍ/ｈ以下では、１０ｋｍ/ｈ走行であろうと、４０ｋｍ/ｈ走行であろうと、その収れん性はほとんど変わらない。このようにヨーレートの収れん性が安定している範囲を、安全性の限界としてとらえ、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２の最小値を最適値に設定したものである。
【００６７】
したがって、この第３実施例によれば、１００ｋｍ/ｈで走行中に、ステアリングを急操作し、操舵角速度系の限界値Ｉ２が大きくなって、その限界値Ｉ２が選択されたとき、６０ｋｍ/ｈで走行しているときと同じような高い安全性・安定性を確保した状態で操舵できることになる。
上記のようにして選択された乗算値Ｉ１あるいは限界値Ｉ２に、スタンバイ用ソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、基本制御部Ｂから出力信号として出力する。
【００６８】
この第３実施例によっても、油温の影響がなくなる温度ｂに達するまで、暖気用制御部Ｗによって制御して、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御部Ｂによって制御する構成にしたので、作動油の低温時を極力短時間に抑え、より早く油温を上昇させることができる。
したがって、すばやくアシスト力を安定させることができる。
【００６９】
図１０に示した第４実施例は、操舵トルクＲに基づいてソレノイド電流指令値ＩＲを特定し、このソレノイド電流指令値ＩＲに基づいて要求流量ＱＭを特定するものである。すなわち、図２に示した前記第１実施例では、操舵角θに基づくソレノイド電流指令値Ｉθと操舵角速度ωに基づくソレノイド電流指令値Ｉωとの加算値を利用して、要求流量ＱＭを推定していたが、この第４実施例では、実際の操舵トルクＲを検出して、この操舵トルクＲから正確な要求流量ＱＭを求める構成にしたものである。
【００７０】
そのため、この第４実施例では、図１に示したコントローラＣに、図示してない操舵トルクセンサを接続し、この操舵トルクセンサによって操舵トルクＲを検出するようにしている。
なお、その他、基本制御部Ｂの構成を変更した点以外については、上記第１実施例と同じである。
【００７１】
図示するように、操舵トルクＲに基づいて、ソレノイド電流指令値ＩＲを特定している。これら操舵トルクＲとソレノイド電流指令値ＩＲとは、リニアな特性になる理論値を基にして決めている。ただし、操舵トルクＲがある設定以上にならなければ、上記ソレノイド電流指令値ＩＲは、ゼロを出力するようにしている。つまり、ステアリングホィールが中立あるいはその近傍にあるときには、上記ソレノイド電流指令値ＩＲがゼロになるようにしている。
また、操舵トルクＲに対するソレノイド電流指令値ＩＲは、テーブル値としてコントローラＣにあらかじめ記憶させておいてもよいし、操舵トルクを基にして、その都度コントローラＣに演算させるようにしてもよい。
【００７２】
上記ソレノイド電流指令値ＩＲには、車速信号に基づいたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算する。このソレノイド電流指令値Ｉｖも、車速が低速域では１を出力し、高速域ではゼロを出力する。また、中速域では１からゼロまでの小数点以下の値を出力する。
したがって、上記ソレノイド電流指令値ＩＲに車速信号の基づいたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算すれば、車速の低速域ではＩＲがそのまま出力され、高速域ではＩＲがゼロになる。また、中速域では速度が上がればそれに反比例した値が出力されることになる。
【００７３】
上記のようにしてＩＲ×Ｉｖが決まったら、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算する。そして、この加算した値（ＩＲ×Ｉｖ）＋Ｉｓを基本ソレノイド電流指令値Ｉｄとして基本制御部Ｂから出力させる。
この第４実施例によっても、油温の影響がなくなる温度ｂに達するまで、暖気用制御部Ｗによって制御して、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御部Ｂによって制御する構成にしたので、作動油の低温時を極力短時間に抑え、より早く油温を上昇させることができる。
したがって、すばやくアシスト力を安定させることができる。
【００７４】
また、この第４実施例によれば、実際の操舵トルクＲに基づいて基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを特定しているので、操舵角θや操舵角速度ωから実際の基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを特定する場合よりも、要求流量ＱＭを正確に制御することができる。
【００７５】
図１１に示した第５実施例も、操舵トルクＲに基づいてソレノイド電流指令値ＩＲを特定し、このソレノイド電流指令値ＩＲに基づいて要求流量ＱＭを特定するものである。すなわち、図５に示した前記第２実施例では、操舵角θに基づくソレノイド電流指令値Ｉθと操舵角速度ωに基づくソレノイド電流指令値Ｉωとを大小判定して、大きい方の値を利用して要求流量ＱＭを推定していたが、この第５実施例では、上記した第４実施例のように実際の操舵トルクＲを検出して、この操舵トルクＲから正確な要求流量を求める構成にしたものである。
そのため、この第５実施例では、図１に示したコントローラＣに、操舵トルクＲを検出する操舵トルクセンサを接続している。
なお、基本制御部Ｂの構成を変更した点以外については、上記第２実施例と同じである。
【００７６】
図１１に示すように、操舵トルクＲに基づいてソレノイド電流指令値ＩＲを特定しているが、実際の状況により近づけるために、制御流量ＱＰが最大流量に達するまでソレノイド電流指令値ＩＲを曲線状に増加させている。
このようにソレノイド電流指令値ＩＲを曲線状に増加させたのは、以下の通りである。すなわち、ドライバーの操舵感覚を基にすれば、操舵トルクＲと制御流量ＱＰとの関係は、リニアな特性を維持するのが理想的である。ところが、ソレノイド電流指令値ＩＲと、可変オリフィスａの開度で決まる制御流量ＱＰとは、実際には二乗特性に近いものになる。これは、可変オリフィスａを構成するポペット等のストロークに対する可変オリフィスａの開口面積の変化状態と、ソレノイドの性能とが相乗的に作用した結果である。
【００７７】
前記第４実施例は、操舵トルクＲによってソレノイド電流指令値ＩＲを求め、この電流指令値ＩＲで制御流量ＱＰを特定しているので、厳密にいうと、操舵トルクＲと制御流量ＱＰとの関係がリニアな特性にならない。
そこで、この第５実施例では、ソレノイド電流指令値ＩＲを、制御流量ＱＰが最大流量に達するまで曲線状に増加させることによって、操舵トルクＲを制御流量ＱＰに対してリニアな関係にしている。このようにすれば、操舵感覚と出力とを一致させることができる。
なお、上記ソレノイド電流指令値ＩＲの曲線は、実験によって求めてもよいし、演算によって求めてもよい。
【００７８】
上記のようにして特定したソレノイド電流指令値ＩＲと、車速に基づいて決まるソレノイド電流指令値Ｉｖとを比較して、ソレノイド電流指令値Ｉｖの方が大きければ、ソレノイド電流指令値ＩＲを出力する。逆に、ソレノイド電流指令値Ｉｖがソレノイド電流指令値ＩＲよりも小さければ、このソレノイド電流指令値Ｉｖが限界値となり、この限界値Ｉｖを越えた分がカットされて出力される。
そして、上記出力された値に、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓが加算されて、それが基本ソレノイド電流指令値Ｉｄとなって基本制御部Ｂから出力される。
【００７９】
この第５実施例によっても、油温の影響がなくなる温度ｂに達するまで、暖気用制御部Ｗによって制御して、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御部Ｂによって制御する構成にしたので、作動油の低温時を極力短時間に抑え、より早く油温を上昇させることができる。
したがって、すばやくアシスト力を安定させることができる。
【００８０】
また、この第５実施例では、実際の操舵トルクＲに基づいて基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを特定しているので、操舵角θや操舵角速度ωから基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを特定する場合よりも、要求流量ＱＭを正確に制御することができる。
さらに、この第５実施例によれば、ドライバーの操舵感により近い基本ソレノイド電流指令値Ｉｄが出力されるので、ドライバーの操舵感をより向上させることができる。
【００８１】
なお、上記第１〜５実施例では、車速Ｖに応じたソレノイド電流指令値Ｉｖ，Ｉｖ１，Ｉｖ２を、車速の低速から高速までの範囲で１〜０としたが、何もこの値に限定する必要はない。すなわち、高速でソレノイド電流指令値Ｉｖの出力をゼロにするようにしていれば、そのレベルは問わない。なぜなら、ソレノイド電流指令値Ｉθ、Ｉω、Ｉｖ、Ｉθｅ等は、電流値そのものではなく、特に単位を持たない指令値であるからである。
【００８２】
【発明の効果】
第１〜８の発明によれば、油温の影響がなくなる温度に達するまで、暖気用制御部によって制御し、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御部によって制御する構成にしたので、作動油の低温時を極力短時間に抑え、より早く油温を上昇させることができる。
したがって、すばやくアシスト力を安定させることができる。
【００８３】
第２の発明によれば、第１の発明に対して、基本制御部において、操舵トルクを用いずに、操舵角と操舵角速度とから基本ソレノイド電流指令値を特定しているので、操舵トルクを用いる装置に比べて、コストダウンすることができる。
また、実際の車速を用いずに、基本ソレノイド電流指令値を特定しているので、車速センサを必要とする装置に比べて、コストダウンすることができる。
【００８４】
第３の発明によれば、第２の発明に対して、基本制御部において、実際の車速を考慮して基本ソレノイド電流指令値を特定しているので、実際の走行状態により近い制御ができる。
【００８５】
第４の発明によれば、第１の発明に対して、基本制御部において、操舵角によるソレノイド電流指令値Ｉθと操舵角速度によるソレノイド電流指令値Ｉωとを比較し、いずれか大きい方のソレノイド電流指令値に基づいて基本ソレノイド電流指令値を特定しているので、操舵感がラフになることを防止できる。
また、ソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとのうち、大きい方のソレノイド電流指令値を採用しているので、応答性を維持することもできる。
【００８６】
第５の発明によれば、第１の発明に対して、基本制御部が、操舵角系のソレノイド電流指令値と操舵角速度系のソレノイド電流指令値とを比較して、いずれか大きい方のソレノイド電流指令値に基づいて基本ソレノイド電流指令値を特定している。
このようにすれば、高速走行時には、操舵角を基準にしてソレノイドの励磁電流を決めることになるので、操舵の安全性を確保することができる。また、低速走行時には、操舵角速度を基準にしてソレノイドの励磁電流を決めることになるので、操舵の応答性を確保できる。
【００８７】
第６，７の発明によれば、第１の発明に対して、基本制御部が、実際の操舵トルクに基づいて、基本ソレノイド電流指令値を特定しているので、実際の操舵状況により近い制御をすることができる。
【００８８】
第８の発明によれば、第１〜第７の発明に対して、パワーシリンダがストロークエンドに達する前に、アシスト力を小さくすることによって、ストロークエンドで生じる衝撃を小さくすることができる。
また、アシスト力を小さくすることによって、ストロークエンド付近であることをドライバーに認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の油圧回路図である。
【図２】第１実施例のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図３】操舵角θと車速Ｖとの関係を示すグラフである。
【図４】操舵角速度ωと車速Ｖとの関係を示すグラフである。
【図５】第２実施例のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図６】操舵角θと要求流量ＱＰとの関係を示すグラフである。
【図７】操舵角θに基づくソレノイド電流指令値Ｉθと要求流量ＱＰとの関係を示すグラフである。
【図８】操舵角θと操舵角速度ωとを加算した値と、ソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを加算した値との関係を示すグラフである。
【図９】第３実施例のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図１０】第４実施例のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図１１】第５実施例のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図１２】従来の油圧回路図である。
【符号の説明】
Ｉ ソレノイド電流指令値Ｉ
Ｉθ 操舵角θによるソレノイド電流指令値
Ｉω 操舵角速度ωによるソレノイド電流指令値
ＩＲ 操舵トルクＲによるソレノイド電流指令値
Ｉｔ 油温ｔによるソレノイド電流指令値
Ｉｓ スタンバイソレノイド電流指令値
Ｉｖ 車速によるソレノイド電流指令値
Ｉｖ１ 操舵角用ソレノイド電流指令値
Ｉｖ２ 操舵角速度用ソレノイド電流指令値
Ｉｄ 基本ソレノイド電流指令値
Ｉ１ 乗算値
Ｉ２ 限界値
ＱＰ 制御流量
ＱＴ 戻り流量
ＱＭ 必要流量（要求流量）
ＱＳ スタンバイ流量
Ｖ 流量制御弁
ＳＯＬ ソレノイド
Ｐ ポンプ
Ｔ タンク
Ｂ 基本制御部
Ｗ 暖気用制御部
ａ 可変オリフィス
８ パワーシリンダ
９ ステアリングバルブ
Ｃ コントローラ
１６ 操舵角センサ
１７ 車速センサ
２０ 油温センサ
【発明の属する技術分野】
この発明は、パワーシリンダ側に導く流量を制御する流量制御弁を備えたパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に示した従来の装置は、流量制御弁Ｖに、ポンプＰを接続している。
上記流量制御弁Ｖのスプール１は、その一端を一方のパイロット室２に臨ませ、他端を他方のパイロット室３に臨ませている。上記一方のパイロット室２は、ポンプポート４を介してポンプＰに常時連通している。また、他方のパイロット室３にはスプリング５を介在させている。このようにした両パイロット室２，３は、ソレノイドＳＯＬの励磁電流Ｉに応じて開度を制御する可変オリフィスａを介して、たがいに連通している。
【０００３】
すなわち、一方のパイロット室２は、流路６→可変オリフィスａ→流路７を経由してパワーシリンダ８を制御するステアリングバルブ９の流入側に連通している。また、他方のパイロット室３は、流路１０および流路７を介してステアリングバルブ９の流入側に連通している。
したがって、上記両パイロット室２，３は、可変オリフィスａを介して連通することになり、可変オリフィスａの上流側の圧力が一方のパイロット室２に作用し、下流側の圧力が他方のパイロット室３に作用することになる。
【０００４】
そして、スプール１は、一方のパイロット室２の作用力と、他方のパイロット室３の作用力とがバランスした位置を保つが、そのバランス位置において、前記ポンプポート４とタンクポート１１との開度が決められる。
今、エンジン等からなるポンプ駆動源１２が停止していると、ポンプポート４に圧油が供給されない。ポンプポート４に圧油が供給されなければ、両パイロット室２，３には圧力が発生しないので、スプール１はスプリング５の作用で図示のノーマル位置を保つ。
【０００５】
上記の状態からポンプＰが駆動して、ポンプポート４に圧油が供給されると、可変オリフィスａに流れができるので、そこに差圧が発生する。この差圧の作用で、両パイロット室２，３に圧力差が発生し、この圧力差に応じてスプール１がスプリング５に抗して移動し、上記バランス位置を保つ。
このようにスプール１がスプリング５に抗して移動することによって、タンクポート１１の開度を大きくするが、このときのタンクポート１１の開度に応じて、ステアリングバルブ９側に導かれる制御流量ＱＰと、タンクＴあるいはポンプＰに還流される戻り流量ＱＴの分配比が決まる。言い換えれば、タンクポート１１の開度に応じて制御流量ＱＰが決まることになる。
【０００６】
上記のように制御流量ＱＰが、スプール１の移動位置で決まるタンクポート１１の開度に応じて制御されるということは、結局は、可変オリフィスａの開度に応じて制御流量ＱＰが決まることになる。なぜなら、スプール１の移動位置は、両パイロット室２，３の圧力差で決まるとともに、この圧力差を決めているのが可変オリフィスａの開度だからである。
【０００７】
したがって、車速や操舵状況に応じて、制御流量ＱＰを制御するためには、可変オリフィスａの開度、すなわちソレノイドＳＯＬの励磁電流を制御すればよいことになる。
なぜなら、可変オリフィスａは、ソレノイドＳＯＬが非励磁状態のときにその開度を最少に保ち、励磁電流を大きくしていくにしたがってその開度を大きくするからである。
【０００８】
なお、前記ステアリングバルブ９は、図示していないステアリングホィールの入力トルク（操舵トルク）に応じて、パワーシリンダ８の圧力を制御するものである。例えば、操舵トルクが大きければ、パワーシリンダ８への供給量を大きくし、操舵トルクが小さければそれに応じてパワーシリンダ８の圧力を小さくするようにしている。この操舵トルクとステアリングバルブ９の切り換え量は、図示していないトーションバーなどのねじれ反力によって決まることになる。
【０００９】
上記のように操舵トルクが大きいときに、ステアリングバルブ９の切り換え量を大きくすれば、その分、パワーシリンダ８によるアシスト力が大きくなる。反対に、ステアリングバルブ９の切り換え量を小さくすれば、上記アシスト力は小さくなる。
そして、ピストンの移動速度によって決まるパワーシリンダ８の必要（要求）流量ＱＭと、流量制御弁Ｖで決められる制御流量ＱＰとをなるべく等しくすれば、ポンプＰ側のエネルギー損失を低く抑えることができる。なぜなら、ポンプＰ側のエネルギー損失は、制御流量ＱＰとパワーシリンダ８の要求流量ＱＭとの差によって発生するからである。
【００１０】
上記のように制御流量ＱＰを、パワーシリンダ８の要求流量ＱＭにできるだけ近づけるために、可変オリフィスａの開度を制御するのが、ソレノイドＳＯＬに対するソレノイド電流指令値ＳＩであり、このソレノイド電流指令値ＳＩを制御するのが、コントローラＣである。
このコントローラＣには、操舵角センサ１６と車速センサ１７とを接続し、これら両センサの出力信号に基づいて、ソレノイドＳＯＬの励磁電流を制御するようにしている。
【００１１】
なお、図中符号１８はスプール１の先端に形成したスリットで、スプール１が図示の位置にあるときにも、このスリット１８を介して一方のパイロット室２が流路７に常時連通するようにしている。言い換えると、スプール１が図示の状態にあって、流路６を閉じているようなときにも、ポンプＰの吐出油が、このスリット１８を介して、ステアリングバルブ９側に供給されるようにしている。
【００１２】
このように微少流量であるが、ステアリングバルブ９側に圧油を供給するようにしたのは、キックバック等の外乱の防止、および応答性の確保を目的にしているからである。
なお、符号１９は、コントローラＣとソレノイドＳＯＬとの間に接続したソレノイドＳＯＬの駆動装置ある。
また、符号１３，１４は絞りであり、符号１５はリリーフ弁である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置では、油温の変化に対応できない。例えば、作動油は、油温が低ければそれだけ粘度が高くなる。粘度が高ければ、可変オリフィスａの開度が同じでも、単位時間当たりの通過流量が少なくなってしまう。逆に、油温が高くなれば、作動油の粘度が低くなり、通過流量は相対的に多くなる。
上記のように可変オリフィスａの開度が同じでも、作動油の粘度によって、その通過流量が異なるということは、作動油の粘度によって、パワーステアリング装置としてのアシスト力がばらついてしまうことを意味する。
つまり、従来の装置では、油温によってアシスト力がばらつくといった問題があった。
この発明の目的は、エンジン始動直後などの作動油の低温時に、通過流量を増大させることで、極力早くアシスト力のばらつきに影響を与えることのない油温にまで上昇させるようにしたパワーステアリング装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、パワーシリンダを制御するステアリングバルブと、このステアリングバルブの上流側に設けた可変オリフィスと、この可変オリフィスの開度を制御するソレノイドと、このソレノイド励磁電流を制御するコントローラと、ポンプから供給される流量を、上記可変オリフィスの開度に応じてステアリングバルブに導く制御流量とタンクまたはポンプに環流させる戻り流量とに分配する流量制御弁と、作動油の温度を直接的または間接的に検出する油温センサとを備え、上記コントローラに、ソレノイド励磁電流の基礎となる基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを出力する基本制御部と、油温がアシスト力に対して作動油の粘度の影響がなくなる油温、または粘性の影響がほとんどなくなる程度の油温より低いときに暖気指令値を出力する暖気用制御部とを設け、油温が上記油温よりも低いとき基本制御部をオフにするとともに、暖気用制御部をオンにして可変オリフィスの開度を相対的に大きくなるようソレノイド励磁電流を制御し、油温が上記油温以上になったときに、基本制御部をオンにするとともに、暖気用制御部をオフにして可変オリフィスの開度を相対的に小さくするようソレノイド励磁電流を制御する構成にしたことを特徴とする。
【００１５】
第２の発明は、上記第１の発明において、コントローラに操舵角θを検出する操舵角センサを接続する一方、基本制御部は、上記操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉθおよび操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉωとを演算または記憶するとともに、これらソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを加算し、この加算した値にさらにスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００１６】
第３の発明は、上記第２の発明において、基本制御部は、ソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを加算した値に、車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算するとともに、この乗算値にスタンバイ電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００１７】
第４の発明は、上記第１の発明において、コントローラに操舵角θを検出する操舵角センサを接続する一方、基本制御部は、操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉθおよび操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉωとを演算または記憶するとともに、これらソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとの大小を判定し、その大きい方の値と車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖとを比較して、ソレノイド電流指令値Ｉｖを限界値とした上記大きい方の値にスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００１８】
第５の発明は、上記第１の発明において、コントローラに操舵角θを検出する操舵角センサを接続する一方、基本制御部は、操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉθおよび操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉωとを演算または記憶するとともに、車速に応じた操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１と上記ソレノイド電流指令値Ｉθとを乗算して乗算値Ｉ１とする一方、上記ソレノイド電流指令値Ｉωと車速に応じた操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２とを比較して、上記ソレノイド電流指令値Iωと操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２とのうち小さい方を限界値Ｉ２とし、しかも、上記乗算値Ｉ１と限界値Ｉ２との大小を判定し、大きい方の値にスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００１９】
第６の発明は、上記第１の発明において、コントローラに操舵トルクＲを検出する操舵トルクセンサを接続する一方、基本制御部は、上記操舵トルクＲに応じたソレノイド電流指令値ＩＲを演算または記憶するとともに、このソレノイド電流指令値ＩＲに、車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算し、しかも、この乗算値にスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算した値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００２０】
第７の発明は、上記第１の発明において、コントローラに操舵トルクＲを検出する操舵トルクセンサを接続する一方、基本制御部は、上記操舵トルクＲに応じたソレノイド電流指令値ＩＲを演算または記憶するとともに、このソレノイド電流指令値ＩＲと車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖとを比較して、ソレノイド電流指令値Ｉｖを限界値としたソレノイド電流指令値ＩＲにスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算し、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする。
【００２１】
第８の発明は、上記第１〜７の発明において、コントローラに、操舵角センサで検出された操舵角θが設定角θ１を越えるとその値を減少するソレノイド電流指令値Ｉθｅを演算または記憶させる一方、上記基本ソレノイド電流指令値Ｉｄと油温によるソレノイド電流指令値Itとを乗算した油温補正後のソレノイド電流指令値と上記ソレノイド電流指令値Ｉθｅとを比較して、油温補正後のソレノイド電流指令値がソレノイド電流指令値Ｉθｅを越えると、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを採用して、パワーシリンダのアシスト力を小さくする構成にしたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１に示した第１実施例は、コントローラＣに油温センサ２０を接続した点に特徴を有し、その他の構成については図１２に示した前記従来例と同じである。
したがって、以下では、コントローラＣについて詳細に説明し、従来と同じ構成要素については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
上記コントローラＣは、図２に示すように、基本制御部Ｂと暖気用制御部Ｗとを備えている。
上記基本制御部Ｂには、操舵角信号θ、操舵角速度信号ω、および車速信号Ｖを入力するようにしている。
上記操舵角信号θは、操舵角センサ１６によって検出した操舵角に基づいて算出し、車速信号Ｖは、車速センサ１７によって検出した車速に基づいて算出している。また、操舵角速度信号ωは、上記操舵角信号θを微分して算出したものである。ただし、この操舵角速度信号ωは、操舵角速度センサを別に設けて、この操舵角速度センサによって直接求めてもよい。この操舵角速度信号ωの求め方については、後で説明する他の実施例でも同様である。
【００２４】
上記基本制御部Ｂは、操舵角信号θ、操舵角速度信号ωおよび車速信号Ｖを基準にして、ソレノイドＳＯＬの励磁電流の基礎となる基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを出力する。以下、この基本制御部Ｂの作用について説明する。
操舵角信号θとソレノイド電流指令値Ｉθとは、その操舵角信号θと制御流量ＱＰとの関係がリニアな特性になる理論値に基づいて決めている。また、操舵角速度信号ωとソレノイド電流指令値Ｉωとの関係も、操舵角速度信号ωと制御流量ＱＰとがリニアな特性になる理論値に基づいて決めている。
【００２５】
ただし、ソレノイド電流指令値Ｉθおよびソレノイド電流指令値Ｉωは、操舵角信号θおよび操舵角速度信号ωが、ある設定値以上にならなければいずれもゼロを出力するようにしている。つまり、ステアリングホィールが中立あるいはその近傍にあるときには、上記ソレノイド電流指令値ＩθもＩωもゼロになるようにしている。
【００２６】
また、上記ソレノイド電流指令値Ｉθ、Ｉωは、テーブル値としてコントローラＣにあらかじめ記憶させておいてもよいし、操舵角信号θあるいは操舵角速度信号ωを基にして、その都度コントローラＣに演算させるようにしてもよい。
いずれにしてもソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを決定したら、これら両者を加算する。
【００２７】
上記のようにして両ソレノイド電流指令値Ｉθ、Ｉωを加算したら、この加算値（Ｉθ＋Ｉω）に、車速信号Ｖに基づいたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算する。
この車速信号Ｖに基づいたソレノイド電流指令値Ｉｖは、車速が低速域では１を出力し、高速域ではゼロを出力する。また、低速域と高速域との間の中速域では、１からゼロまでの小数点以下の値を出力するようにしている。
【００２８】
したがって、上記加算値（Ｉθ＋Ｉω）に車速信号Ｖに基づいたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算すれば、低速域では（Ｉθ＋Ｉω）がそのまま出力され、高速域では（Ｉθ＋Ｉω）がゼロになる。
また、中速域では、速度が上がれば上がるほどそれに反比例した値が出力されることになる。
上記のようにして、（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖが決まったら、それにスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算する。
【００２９】
このスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓは、可変オリフィスａの開度を制御するソレノイドＳＯＬに所定の電流が常に供給されるようにするためのものである。つまり、操舵角信号θ、操舵角速度信号ωおよび車速信号Ｖに基づいたソレノイド電流指令値が全てゼロの場合でも、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓによって可変オリフィスａが一定の開度を保ち、所定のスタンバイ流量ＱＳがステアリングバルブ９側に常に供給されるようにしている。
【００３０】
このように一定のスタンバイ流量ＱＳを確保する理由は、以下の通りである。すなわち、タイヤにキックバック等の外乱やセルフアライニングトルク等による抗力が作用すると、それがパワーシリンダ８のロッドに作用するが、このような場合であっても、スタンバイ流量ＱＳを確保しておけば、タイヤがふらつくのを防止できるからである。また、スタンバイ流量ＱＳを確保しておけば、それが全然ないときよりも、目的の制御流量に短時間で達することができる分、応答性を向上させることができるからである。
そして、上記スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算した値〔{（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖ}＋Ｉｓ〕を、基本ソレノイド電流指令値Ｉｄとして基本制御部Ｂから出力する。
【００３１】
一方、上記暖気用制御部Ｗは、常に一定の暖気用ソレノイド電流指令値Ｉｗを出力するものであり、この暖気用ソレノイド電流指令値Ｉｗは、可変オリフィスａの開度が大きめになるように設定している。
なお、この暖気用ソレノイド電流指令値Ｉｗによる可変オリフィスａの開度をあらかじめどの程度に設定するかは、それこそ車両等の条件に応じて異なるものである。ただし、通常走行時に必要とするアシスト力を基準にして、それよりも開度を多少大きめに設定しておけば、暖気運転時の走行においても、ドライバーにそれほどの違和感を与えないですむ。
【００３２】
このように暖気用ソレノイド電流指令値Ｉｗに基づいて可変オリフィスａの開度が大きめに設定されていれば、パワーシリンダ８の必要（要求）流量ＱＭよりも、流量制御弁Ｖで決められる制御流量ＱＰの方が多くなる状況が頻繁に発生する。このように制御流量ＱＰが多くなれば、要求流量ＱＭ以上の余剰流量は全てタンクＴに循環することになる。このように多くの作動油が循環すれば、配管抵抗等によってその分油温が短時間で上昇するようになる。
【００３３】
上記基本制御部Ｂと暖気制御部Ｗとは、スイッチ２１でオンオフ制御されるが、このスイッチ２１は、油温センサ２０の温度信号に応じてオンオフ制御される。すなわち、油温センサ２０から温度信号がコントローラＣに入力すると、コントローラＣは、油温が設定温度ｂに達しているか否かを判定し、設定温度ｂ以下の時には、スイッチ２１が暖気用制御部Ｗをオンにし、基本制御部Ｂをオフにする。この場合には、可変オリフィスａは、暖気用ソレノイド電流指令値Ｉｗによって制御され、その開度を相対的に大きく保つ。
なお、上記設定温度ｂは、アシスト力に対して作動油の粘度の影響がなくなる油温、または粘性の影響がほとんどなくなる程度の油温をいう。この設定温度ｂは、使用している作動油よって異なるものであり、作動油の種類毎にコントローラＣに記憶されている。
【００３４】
一方、油温が設定温度ｂを越えると、今度はスイッチ２１が基本制御部Ｂをオンにし、暖気用制御部Ｗをオフにする。したがって、可変オリフィスａの開度は、操舵角、操舵角速度および車速に応じて制御されることになる。
なお、基本制御部Ｂは、エネルギー効率の良好なシステムを実現するためのものである。しかし、暖気用制御部Ｗは、前記したようにパワーシリンダ８の必要（要求）流量ＱＭよりも、制御流量ＱＰの方を多くして、要求流量ＱＭ以上の余剰流量を積極的にタンクＴに戻すようにしているので、かえってエネルギー損失が大きくなるように見える。
【００３５】
しかしながら、油温が低くその粘度が高くなると、ポンプＰを駆動するために必要なトルクが大きくなる。もし、基本制御部Ｂだけで、可変オリフィスａの開度を制御していれば、油温が上昇するまでの時間がかかりすぎてしまう。しかし、上記したように暖気用制御部Ｗによる暖機運転をして、早めに油温を上げてしまえば、結局、トータル的なエネルギー消費量はそれほど変わらなくなる。つまり、暖気用制御部Ｗを用いて暖機運転をしても、エネルギー効率の良い装置を提供するという発明の目的は、十分に達成することができる。
なお、上記油温センサ２０は、油温を直接検出しても良いし、エンジンルームの温度など周囲の雰囲気温度を検出して、油温を推定するようにしても良い。
【００３６】
次に、この実施例の作用を説明する。
コントローラＣは、油温が設定温度ｂ以上かどうかを判定し、設定温度ｂ以下であれば、スイッチ２１が暖気用制御部Ｗをオンにするとともに、基本制御部Ｂをオフにする。
このように暖気用制御部Ｗがオンになれば、パワーシリンダ８の必要（要求）流量ＱＭよりも制御流量ＱＰが多くなり、その余剰流量がタンクに循環するとともに、そのときの配管抵抗等によって油温を上昇させる。
【００３７】
上記のようにして油温が設定温度ｂ以上になると、今度は、スイッチ２１が基本制御部Ｂをオンにし、暖気制御部Ｗをオフにする。そして、この場合には、基本制御部Ｂによって、以下の制御が実行される。
まず、走行中の操舵角信号θと操舵角速度信号ωとに基づいて、コントローラＣがソレノイド電流指令値ＩθとＩωとを特定する。そして、これらソレノイド電流指令値Ｉθ，Ｉωを加算するとともに、この加算した値（Ｉθ＋Ｉω）に、そのときの車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算する。さらに、この乗算値（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖに、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この加算値｛（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖ｝＋Ｉｓを基本ソレノイド電流指令値Ｉｄとして基本制御部Ｂから出力する。
【００３８】
この基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを、そのまま駆動機構１９に出力してもよいが、この第１実施例では、ステアリングホィールを回しきったとき、すなわちロックエンドで生じるショックを防止するために、限界値として用いるソレノイド電流指令値Ｉθｅと比較して、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを限界値とした値を駆動機構１９に出力するようにしている。
上記ソレノイド電流指令値Ｉθｅは、ステアリングホィールの操舵角に応じて決まるものである。すなわち、図２に示すように、操舵角信号θが最大角に至る手前に設定した設定角θ１を越えない限り、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを一定に保ち、操舵角θが設定角θ１を越えると、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを小さくなるようにしている。
【００３９】
例えば、ステアリングホィールを操作した場合に、その操舵角信号θが設定角θ１より小さければ、ソレノイド電流指令値Ｉθｅは一定に保たれている。この一定のソレノイド電流指令値Ｉθｅは、通常、油温補正後の値〔{（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖ}＋Ｉｓ〕×Ｉｔよりも大きくなるように設定している。そのため、油温補正後の値の上限がカットされることはない。つまり、ステアリングホィールの操作量が少ない場合には、油温補正後の値〔{（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖ}＋Ｉｓ〕×Ｉｔが、そのままソレノイド電流指令値Ｉとして駆動機構１９に出力される。
【００４０】
一方、ステアリングホィールを大きく操作して、操舵角θが設定角θ１を越えると、ソレノイド電流指令値Ｉθｅが小さくなる。そして、この小さくなったソレノイド電流指令値Ｉθｅが、油温補正後の値よりも小さくなると、ソレノイド電流指令値Ｉθｅより大きい分がカットされる。
したがって、この場合には、ソレノイド電流指令値Ｉθｅがソレノイド電流指令値Ｉとなって駆動機構１９に出力される。つまり、ステアリングホィールを操作したときに、ロックエンド付近と判断した場合には、ソレノイド電流指令値Ｉを小さくすることによって、アシスト力を小さくする。このようにすれば、ロックエンドで生じるショックを防止することができる。
【００４１】
なお、上記操舵角信号θとソレノイド電流指令値Ｉθｅとの関係は、テーブル値としてあらかじめコントローラＣに記憶させておいてもよいし、その都度コントローラＣに演算させるようにしてもよい。
また、ソレノイド電流指令値Ｉθｅの特性は、図２に示すように徐々に下げるようにしてもよいし、一気に下げるようにしてもよい。ソレノイド電流指令値Ｉθｅを徐々に下げれば、操舵感を満足しつつ、ドライバーにスロークエンドを予測させることができる。また、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを一気に下げれば、ドライバーにストロークエンドであることをより明確に伝えることができる。
【００４２】
この第１実施例によれば、油温の影響がなくなる温度ｂに達するまで、暖気用制御部Ｗによって制御して、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御用回路Ｂによって制御する構成にした。そのため、操舵感に違和感を与えない範囲内で、アシスト力のばらつきに影響を与える作動油の低温時を、極力短時間に抑えることができ、より早くアシスト力が安定する油温にまで上昇させることができる。
【００４３】
また、ステアリングホィールを中立位置近傍に保っているときは、ソレノイド電流指令値Ｉθもソレノイド電流指令値Ｉωもゼロになる。しかし、この場合にも、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓだけは出力されるので、スタンバイ流量は必ず確保される。
したがって、低速域での直進走行時であっても、装置の冷却効果が期待でき、キックバック等による外乱にも対抗できる。そして、操舵時の応答性も良好に保つことができる。
【００４４】
なお、この第１実施例では、車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖを考慮して基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを決めているが、このソレノイド電流指令値Ｉｖは必須の要素ではない。その理由を以下に説明する。
通常、高速走行中にステアリングホィールをロックエンドまで切ることはなく、ステアリングホィールをロックエンドまで切るのはほとんど低速域である。その関係を示したのが図３，４である。これら図３，４に示すように、操舵角θおよび操舵角速度ωは、車速Ｖが上がると小さくなっていくことから、車速Ｖは、操舵角θおよび操舵角速度ωと相関性があることがわかる。
【００４５】
したがって、この車速Ｖと、操舵角θおよび操舵角速度ωとの関係を利用して、ソレノイド電流指令値Ｉθおよびソレノイド電流指令値Ｉωを特定すれば、車速に基づくソレノイド電流指令値Ｉｖを考慮しなくても済む。そして、ソレノイド電流指令値Ｉｖを用いない場合には、車速センサ１７も省略できるので、その分、コストダウンできる。
ただし、この第１実施例のように、実際の車速Ｖに基づくソレノイド電流指令値Ｉｖを考慮して、基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを決めた方が、実際の走行により適した制御をすることができる。
【００４６】
また、この第１実施例では、操舵トルクを考慮せずに要求流量ＱＭを特定しているが、操舵トルクに基づいて要求流量ＱＭを制御した方が、より正確な制御ができる。それにもかかわらず、この第１実施例で操舵トルクを考慮していないのは、操舵トルクに基づいて制御する場合には、現状のパワーステアリング装置を大幅に変更しなければならず、それがコストアップにつながるからである。
この第１実施例のように、操舵角θおよび操舵角速度ωに基づいて、要求流量ＱＭを推定する方法を採用すれば、現状のパワーステアリング装置をほとんど変更しなくても済む。したがって、この第１実施例によれば、操舵トルクを直接検出するシステムよりも、コストを安く抑えることができる。
【００４７】
図５に示した第２実施例は、基本制御部Ｂの構成のみを変更したものであり、その他の構成については上記第１実施例と全く同じである。
この第２実施例では、操舵角θに応じて決まるソレノイド電流指令値Ｉθを、制御流量ＱＰが最大流量に達するまで曲線状に増加するようにしている。また、操舵角速度ωに応じて決まるソレノイド電流指令値Ｉωを、制御流量ＱＰが最大流量に達するまで曲線状に増加するようにしている。
このように曲線状に増加させる理由を以下に説明する。
【００４８】
ドライバーの操舵感覚を基にすれば、図６に示すように、操舵角θと制御流量ＱＰとの関係は、リニアな特性を維持するのが理想的である。
ところが、ソレノイド電流指令値Ｉθと、ソレノイドＳＯＬによる可変オリフィスａの開度で決まる制御流量ＱＰとは、図７に示すように、二乗特性に近いものになる。これは、可変オリフィスａを構成するポペット等のストロークに対する可変オリフィスａの開口面積の変化状態と、ソレノイドＳＯＬの性能とが相乗的に作用した結果である。
【００４９】
前記第１実施例は、操舵角θによってソレノイド電流指令値Ｉθを求め、このソレノイド電流指令値Ｉθで制御流量ＱＰを特定しているので、厳密にいうと、操舵角θと制御流量ＱＰとの関係がリニアな特性にならない。
そこで、この第２実施例では、ソレノイド電流指令値ＩθおよびＩωを、制御流量ＱＰが最大流量に達するまで曲線状に増加させている。
このようにすると、操舵角θおよび操舵角速度ωが、制御流量ＱＰに対してリニアな関係になるので、操舵感覚と出力とを一致させることができる。
なお、上記曲線は、図６に示すリニアな特性となるポイントを、実験によってプロットしてもよいし、図６の直線と図７の曲線とを数式化し、演算によって求めてもよい。
【００５０】
上記のようにしてソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを特定したら、いずれか大きい方のソレノイド電流指令値を選択する。大きい方のソレノイド電流指令値を選択する理由を以下に説明する。
前記第１実施例では、ソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを加算していたが、これらソレノイド電流指令値ＩθとＩωとを加算すると、図８のグラフに示すように、変化率の大きいところに斜線で示すような幅ができてしまう。このような幅ができると、同じｘ点でもソレノイド電流指令値がｙ１とｙ２の範囲で異なったものになる。すなわち、ドライバーの操舵感覚は同じなのに、出力されるソレノイド電流指令値がばらつくことがあり、このような場合に、操舵感が多少ラフになる可能性があった。
【００５１】
この第２実施例では、ソレノイド電流指令値Ｉθまたはソレノイド電流指令値Ｉωのうち、いずれか大きい方のソレノイド電流指令値だけを選択して、上記の幅を最小限に抑えるようにした。幅を最小限にすれば、操舵感がラフになるおそれもない。
また、ソレノイド電流指令値Ｉθまたはソレノイド電流指令値Ｉωのうち、小さい方の値ではなく、大きい方の値を選択するようにしたのは、応答性を確保するためである。すなわち、ソレノイド電流指令値が大きい方が、制御流量ＱＰも多くなり、制御流量ＱＰが多くなると、前記したように応答性が向上するからである。
【００５２】
上記のようにして、大きい方のソレノイド電流指令値を選択したら、そのソレノイド電流指令値は、車速によって決まるソレノイド電流指令値Ｉｖを上限限界値として比較される。そして、選択した大きい方の値がソレノイド電流指令値Ｉｖより小さければ、そのまま選択したソレノイド電流指令値を出力する。また、選択したソレノイド電流指令値が、ソレノイド電流指令値Ｉｖよりも大きい場合には、このソレノイド電流指令値Ｉｖを越えた分をカットする。つまり、この場合にはソレノイド電流指令値Ｉｖがソレノイド電流指令値となる。
このようにソレノイド電流指令値Ｉｖを考慮する理由は次の通りである。
すなわち、前記第１実施例では、ソレノイド電流指令値Ｉｖを（Ｉθ＋Ｉω）に乗算していたが、このようにソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算すると、車速が高くなればなるほど（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖが実質的に小さくなる。（Ｉθ＋Ｉω）×Ｉｖが小さくなると、この関係を示すグラフの傾きがそれだけ緩やかになるので応答性が悪くなる。
【００５３】
この第２実施例では、車速によるソレノイド電流指令値Ｉｖを限界値として利用し、この限界値を超えた分のソレノイド電流指令値をカットすることによって、応答性の悪化を防止している。
なお、上記のようにソレノイド電流指令値をカットすると、その時点でソレノイド電流指令値の傾きが変化するが、この傾きの変化はほんのわずかなので、操舵に違和感を与えることはない。
【００５４】
上記のようにして車速に基づく限界値を考慮した後の値に、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算する。そして、このソレノイド電流指令値を基本ソレノイド電流指令値Ｉｄとして基本制御部Ｂから出力するようにしている。
【００５５】
この第２実施例によっても、油温の影響がなくなる温度ｂに達するまで、暖気用制御部Ｗによって制御して、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御部Ｂによって制御する構成にしたので、作動油の低温時を極力短時間に抑え、より早く油温を上昇させることができる。
したがって、すばやくアシスト力を安定させることができる。
また、この第２実施例によれば、ドライバーの操舵感により近い基本ソレノイド電流指令値Ｉｄが出力されるので、ドライバーの操舵感をより向上させることができる。
【００５６】
図９は、第３実施例を示したものである。この第３実施例は、基本制御部Ｂにおいて、操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１と操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２とを用いた点に特徴を有するものである。基本的な構成については、上記第２実施例と同じなので、同じ構成要素についてはその説明を省略する。
【００５７】
図示するように、コントローラＣは、車速センサ１７の出力信号に基づいて、操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１と操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２とを特定する。これら操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１および操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２は、テーブル値としてコントローラＣにあらかじめ記憶させておいてもよいし、車速Ｖを基にして、その都度コントローラＣに演算させるようにしてもよい。
また、具体的な数値はあげないが、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２より操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１の方が、低速域から最高車速域でのゲインが大きくなるように設定している。すなわち、高速になればなるほど、操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１の方が、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２よりも減少率が大きくなるように設定している。
【００５８】
この第３実施例では、一例として、操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１が低速域で１を出力し、最高速域で0.6を出力するようにしている。また、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２は、低速域から車速が上がるにしたがい、その値を小さく出力するようにしている。
そして、上記操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１を、ソレノイド電流指令値Ｉθに掛け合わせて、乗算値Ｉ１を求める。この操舵角系の乗算値Ｉ１は、高速になればなるほど小さくなる。
【００５９】
一方、操舵角速度ωによって特定されるソレノイド電流指令値Ｉωは、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２を上限限界値として比較される。ソレノイド電流指令値Ｉωが、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２を越えなければ、このソレノイド電流指令値Ｉωが、そのまま操舵角系の限界値Ｉ２として出力される。ソレノイド電流指令値Ｉωが操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２を越えると、その越えた分がカットされる。
【００６０】
次に、上記操舵角系の乗算値Ｉ１と、操舵角速度系の限界値Ｉ２との大小を比較し、その大きな方の値Ｉ１またはＩ２を選択するようにしている。
このように、いずれか大きな方の値を選択するのは、次の理由からである。すなわち、高速走行時には、ステアリングを急操作することはまずないので、操舵角速度系の限界値Ｉ２が小さくて、操舵角系の乗算値Ｉ１の方が大きくなるのが通常である。そのため、高速走行時には、ステアリング操作の安全性・安定性を高めるために、操舵角を基準にしながら、その操舵角系の乗算値Ｉ１のゲインを大きくしている。言い換えれば、走行速度が速くなればなるほど、制御流量ＱＰを少なくする比率を高めて、エネルギーロスをより少なくするようにしている。
【００６１】
一方、低速走行時には、ステアリングを急操作することが多くなるので、多くの場合に操舵角速度の方が大きくなる。このように操舵角速度が大きい場合には、応答性が重視される。そのため、低速走行時には、ステアリング操作の操作性すなわち応答性を高めるために、操舵角速度を基準にしながら、その操舵角速度系の限界値Ｉ２のゲインを小さくしている。言い換えれば、走行速度がある程度速くなっても、ステアリングを急操作したときには、制御流量ＱＰを十分に確保して、応答性を優先させるようにしている。
【００６２】
ただし、車両の走行速度が一定でも、操舵角系の乗算値Ｉ１が大きくなったり、操舵角速度系の限界値Ｉ２が大きくなったりする。例えば、ステアリングをある角度操舵して、その操舵角θの位置で、ステアリングを止めて保舵しているときには、操舵角速度ωはゼロになってしまう。したがって、車速が同じでも、最初のうちは操舵角速度系の限界値Ｉ２が大きく、保舵にはいってから操舵角系の乗算値Ｉ１の方が大きくなる。
いずれにしても、乗算値Ｉ１と限界値Ｉ２とのうち、いずれか大きい方の値を択一しているので、どのような走行条件でも、いずれかの指令値が出力されることになる。
【００６３】
もし、上記のような保舵時に、乗算値Ｉ１と限界値Ｉ２のいずれもが出力されなければ、制御流量ＱＰを確保できなくなる。制御流量ＱＰを確保できなければ、車両のセルフアライニングトルクや外力に対する保舵力が大きくなってしまう。
しかし、上記のように、乗算値Ｉ１と限界値Ｉ２とのいずれかを用いるようにしているので、ステアリング操作中に、両方ともゼロになることはない。言い換えれば、保舵時であっても操舵角θが保たれているので、ソレノイド電流指令値Ｉθを確保できる。したがって、ソレノイド電流指令値Ｉθによって、保舵に必要なパワーを維持することができる。
【００６４】
一方で、高速走行時でも、ステアリングを急操作することがある。このときには、操舵角速度系の限界値Ｉ２が大きくなるので、その限界値Ｉ２が選択される。ただし、この限界値Ｉ２は、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２の範囲内の値になるので、安全性は十分に確保される。
ただ、車両の高速走行時における操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２の最小値は、操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１の最小値よりもやや大きくなるように設定している。
【００６５】
したがって、高速走行時には、操舵角系の乗算値Ｉ１で制御される場合よりも、操舵角速度系の限界値Ｉ２で制御される場合の方が、応答性がよくなる。
ただし、高速走行時に、あまり応答性をよくしすぎると安全性が損なわれる危険がある。そこで、車両のヨーレートを基にした安全性を基準に最適値を設定している。
【００６６】
つまり、車両のヨーレートは、だいたい車速６０ｋｍ/ｈ以下で走行しているとき、その収れん性がほとんど似たような特性になる。つまり、６０ｋｍ/ｈ以下では、１０ｋｍ/ｈ走行であろうと、４０ｋｍ/ｈ走行であろうと、その収れん性はほとんど変わらない。このようにヨーレートの収れん性が安定している範囲を、安全性の限界としてとらえ、操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２の最小値を最適値に設定したものである。
【００６７】
したがって、この第３実施例によれば、１００ｋｍ/ｈで走行中に、ステアリングを急操作し、操舵角速度系の限界値Ｉ２が大きくなって、その限界値Ｉ２が選択されたとき、６０ｋｍ/ｈで走行しているときと同じような高い安全性・安定性を確保した状態で操舵できることになる。
上記のようにして選択された乗算値Ｉ１あるいは限界値Ｉ２に、スタンバイ用ソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、基本制御部Ｂから出力信号として出力する。
【００６８】
この第３実施例によっても、油温の影響がなくなる温度ｂに達するまで、暖気用制御部Ｗによって制御して、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御部Ｂによって制御する構成にしたので、作動油の低温時を極力短時間に抑え、より早く油温を上昇させることができる。
したがって、すばやくアシスト力を安定させることができる。
【００６９】
図１０に示した第４実施例は、操舵トルクＲに基づいてソレノイド電流指令値ＩＲを特定し、このソレノイド電流指令値ＩＲに基づいて要求流量ＱＭを特定するものである。すなわち、図２に示した前記第１実施例では、操舵角θに基づくソレノイド電流指令値Ｉθと操舵角速度ωに基づくソレノイド電流指令値Ｉωとの加算値を利用して、要求流量ＱＭを推定していたが、この第４実施例では、実際の操舵トルクＲを検出して、この操舵トルクＲから正確な要求流量ＱＭを求める構成にしたものである。
【００７０】
そのため、この第４実施例では、図１に示したコントローラＣに、図示してない操舵トルクセンサを接続し、この操舵トルクセンサによって操舵トルクＲを検出するようにしている。
なお、その他、基本制御部Ｂの構成を変更した点以外については、上記第１実施例と同じである。
【００７１】
図示するように、操舵トルクＲに基づいて、ソレノイド電流指令値ＩＲを特定している。これら操舵トルクＲとソレノイド電流指令値ＩＲとは、リニアな特性になる理論値を基にして決めている。ただし、操舵トルクＲがある設定以上にならなければ、上記ソレノイド電流指令値ＩＲは、ゼロを出力するようにしている。つまり、ステアリングホィールが中立あるいはその近傍にあるときには、上記ソレノイド電流指令値ＩＲがゼロになるようにしている。
また、操舵トルクＲに対するソレノイド電流指令値ＩＲは、テーブル値としてコントローラＣにあらかじめ記憶させておいてもよいし、操舵トルクを基にして、その都度コントローラＣに演算させるようにしてもよい。
【００７２】
上記ソレノイド電流指令値ＩＲには、車速信号に基づいたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算する。このソレノイド電流指令値Ｉｖも、車速が低速域では１を出力し、高速域ではゼロを出力する。また、中速域では１からゼロまでの小数点以下の値を出力する。
したがって、上記ソレノイド電流指令値ＩＲに車速信号の基づいたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算すれば、車速の低速域ではＩＲがそのまま出力され、高速域ではＩＲがゼロになる。また、中速域では速度が上がればそれに反比例した値が出力されることになる。
【００７３】
上記のようにしてＩＲ×Ｉｖが決まったら、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算する。そして、この加算した値（ＩＲ×Ｉｖ）＋Ｉｓを基本ソレノイド電流指令値Ｉｄとして基本制御部Ｂから出力させる。
この第４実施例によっても、油温の影響がなくなる温度ｂに達するまで、暖気用制御部Ｗによって制御して、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御部Ｂによって制御する構成にしたので、作動油の低温時を極力短時間に抑え、より早く油温を上昇させることができる。
したがって、すばやくアシスト力を安定させることができる。
【００７４】
また、この第４実施例によれば、実際の操舵トルクＲに基づいて基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを特定しているので、操舵角θや操舵角速度ωから実際の基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを特定する場合よりも、要求流量ＱＭを正確に制御することができる。
【００７５】
図１１に示した第５実施例も、操舵トルクＲに基づいてソレノイド電流指令値ＩＲを特定し、このソレノイド電流指令値ＩＲに基づいて要求流量ＱＭを特定するものである。すなわち、図５に示した前記第２実施例では、操舵角θに基づくソレノイド電流指令値Ｉθと操舵角速度ωに基づくソレノイド電流指令値Ｉωとを大小判定して、大きい方の値を利用して要求流量ＱＭを推定していたが、この第５実施例では、上記した第４実施例のように実際の操舵トルクＲを検出して、この操舵トルクＲから正確な要求流量を求める構成にしたものである。
そのため、この第５実施例では、図１に示したコントローラＣに、操舵トルクＲを検出する操舵トルクセンサを接続している。
なお、基本制御部Ｂの構成を変更した点以外については、上記第２実施例と同じである。
【００７６】
図１１に示すように、操舵トルクＲに基づいてソレノイド電流指令値ＩＲを特定しているが、実際の状況により近づけるために、制御流量ＱＰが最大流量に達するまでソレノイド電流指令値ＩＲを曲線状に増加させている。
このようにソレノイド電流指令値ＩＲを曲線状に増加させたのは、以下の通りである。すなわち、ドライバーの操舵感覚を基にすれば、操舵トルクＲと制御流量ＱＰとの関係は、リニアな特性を維持するのが理想的である。ところが、ソレノイド電流指令値ＩＲと、可変オリフィスａの開度で決まる制御流量ＱＰとは、実際には二乗特性に近いものになる。これは、可変オリフィスａを構成するポペット等のストロークに対する可変オリフィスａの開口面積の変化状態と、ソレノイドの性能とが相乗的に作用した結果である。
【００７７】
前記第４実施例は、操舵トルクＲによってソレノイド電流指令値ＩＲを求め、この電流指令値ＩＲで制御流量ＱＰを特定しているので、厳密にいうと、操舵トルクＲと制御流量ＱＰとの関係がリニアな特性にならない。
そこで、この第５実施例では、ソレノイド電流指令値ＩＲを、制御流量ＱＰが最大流量に達するまで曲線状に増加させることによって、操舵トルクＲを制御流量ＱＰに対してリニアな関係にしている。このようにすれば、操舵感覚と出力とを一致させることができる。
なお、上記ソレノイド電流指令値ＩＲの曲線は、実験によって求めてもよいし、演算によって求めてもよい。
【００７８】
上記のようにして特定したソレノイド電流指令値ＩＲと、車速に基づいて決まるソレノイド電流指令値Ｉｖとを比較して、ソレノイド電流指令値Ｉｖの方が大きければ、ソレノイド電流指令値ＩＲを出力する。逆に、ソレノイド電流指令値Ｉｖがソレノイド電流指令値ＩＲよりも小さければ、このソレノイド電流指令値Ｉｖが限界値となり、この限界値Ｉｖを越えた分がカットされて出力される。
そして、上記出力された値に、スタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓが加算されて、それが基本ソレノイド電流指令値Ｉｄとなって基本制御部Ｂから出力される。
【００７９】
この第５実施例によっても、油温の影響がなくなる温度ｂに達するまで、暖気用制御部Ｗによって制御して、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御部Ｂによって制御する構成にしたので、作動油の低温時を極力短時間に抑え、より早く油温を上昇させることができる。
したがって、すばやくアシスト力を安定させることができる。
【００８０】
また、この第５実施例では、実際の操舵トルクＲに基づいて基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを特定しているので、操舵角θや操舵角速度ωから基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを特定する場合よりも、要求流量ＱＭを正確に制御することができる。
さらに、この第５実施例によれば、ドライバーの操舵感により近い基本ソレノイド電流指令値Ｉｄが出力されるので、ドライバーの操舵感をより向上させることができる。
【００８１】
なお、上記第１〜５実施例では、車速Ｖに応じたソレノイド電流指令値Ｉｖ，Ｉｖ１，Ｉｖ２を、車速の低速から高速までの範囲で１〜０としたが、何もこの値に限定する必要はない。すなわち、高速でソレノイド電流指令値Ｉｖの出力をゼロにするようにしていれば、そのレベルは問わない。なぜなら、ソレノイド電流指令値Ｉθ、Ｉω、Ｉｖ、Ｉθｅ等は、電流値そのものではなく、特に単位を持たない指令値であるからである。
【００８２】
【発明の効果】
第１〜８の発明によれば、油温の影響がなくなる温度に達するまで、暖気用制御部によって制御し、油温の影響がなくなった時点で、通常の基本制御部によって制御する構成にしたので、作動油の低温時を極力短時間に抑え、より早く油温を上昇させることができる。
したがって、すばやくアシスト力を安定させることができる。
【００８３】
第２の発明によれば、第１の発明に対して、基本制御部において、操舵トルクを用いずに、操舵角と操舵角速度とから基本ソレノイド電流指令値を特定しているので、操舵トルクを用いる装置に比べて、コストダウンすることができる。
また、実際の車速を用いずに、基本ソレノイド電流指令値を特定しているので、車速センサを必要とする装置に比べて、コストダウンすることができる。
【００８４】
第３の発明によれば、第２の発明に対して、基本制御部において、実際の車速を考慮して基本ソレノイド電流指令値を特定しているので、実際の走行状態により近い制御ができる。
【００８５】
第４の発明によれば、第１の発明に対して、基本制御部において、操舵角によるソレノイド電流指令値Ｉθと操舵角速度によるソレノイド電流指令値Ｉωとを比較し、いずれか大きい方のソレノイド電流指令値に基づいて基本ソレノイド電流指令値を特定しているので、操舵感がラフになることを防止できる。
また、ソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとのうち、大きい方のソレノイド電流指令値を採用しているので、応答性を維持することもできる。
【００８６】
第５の発明によれば、第１の発明に対して、基本制御部が、操舵角系のソレノイド電流指令値と操舵角速度系のソレノイド電流指令値とを比較して、いずれか大きい方のソレノイド電流指令値に基づいて基本ソレノイド電流指令値を特定している。
このようにすれば、高速走行時には、操舵角を基準にしてソレノイドの励磁電流を決めることになるので、操舵の安全性を確保することができる。また、低速走行時には、操舵角速度を基準にしてソレノイドの励磁電流を決めることになるので、操舵の応答性を確保できる。
【００８７】
第６，７の発明によれば、第１の発明に対して、基本制御部が、実際の操舵トルクに基づいて、基本ソレノイド電流指令値を特定しているので、実際の操舵状況により近い制御をすることができる。
【００８８】
第８の発明によれば、第１〜第７の発明に対して、パワーシリンダがストロークエンドに達する前に、アシスト力を小さくすることによって、ストロークエンドで生じる衝撃を小さくすることができる。
また、アシスト力を小さくすることによって、ストロークエンド付近であることをドライバーに認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の油圧回路図である。
【図２】第１実施例のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図３】操舵角θと車速Ｖとの関係を示すグラフである。
【図４】操舵角速度ωと車速Ｖとの関係を示すグラフである。
【図５】第２実施例のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図６】操舵角θと要求流量ＱＰとの関係を示すグラフである。
【図７】操舵角θに基づくソレノイド電流指令値Ｉθと要求流量ＱＰとの関係を示すグラフである。
【図８】操舵角θと操舵角速度ωとを加算した値と、ソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを加算した値との関係を示すグラフである。
【図９】第３実施例のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図１０】第４実施例のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図１１】第５実施例のコントローラの制御系を示す説明図である。
【図１２】従来の油圧回路図である。
【符号の説明】
Ｉ ソレノイド電流指令値Ｉ
Ｉθ 操舵角θによるソレノイド電流指令値
Ｉω 操舵角速度ωによるソレノイド電流指令値
ＩＲ 操舵トルクＲによるソレノイド電流指令値
Ｉｔ 油温ｔによるソレノイド電流指令値
Ｉｓ スタンバイソレノイド電流指令値
Ｉｖ 車速によるソレノイド電流指令値
Ｉｖ１ 操舵角用ソレノイド電流指令値
Ｉｖ２ 操舵角速度用ソレノイド電流指令値
Ｉｄ 基本ソレノイド電流指令値
Ｉ１ 乗算値
Ｉ２ 限界値
ＱＰ 制御流量
ＱＴ 戻り流量
ＱＭ 必要流量（要求流量）
ＱＳ スタンバイ流量
Ｖ 流量制御弁
ＳＯＬ ソレノイド
Ｐ ポンプ
Ｔ タンク
Ｂ 基本制御部
Ｗ 暖気用制御部
ａ 可変オリフィス
８ パワーシリンダ
９ ステアリングバルブ
Ｃ コントローラ
１６ 操舵角センサ
１７ 車速センサ
２０ 油温センサ
Claims (8)
- パワーシリンダを制御するステアリングバルブと、このステアリングバルブの上流側に設けた可変オリフィスと、この可変オリフィスの開度を制御するソレノイドと、このソレノイド励磁電流を制御するコントローラと、ポンプから供給される流量を、上記可変オリフィスの開度に応じてステアリングバルブに導く制御流量とタンクまたはポンプに環流させる戻り流量とに分配する流量制御弁と、作動油の温度を直接的または間接的に検出する油温センサとを備え、上記コントローラに、ソレノイド励磁電流の基礎となる基本ソレノイド電流指令値Ｉｄを出力する基本制御部と、油温がアシスト力に対して作動油の粘度の影響がなくなる油温、または粘性の影響がほとんどなくなる程度の油温より低いときに暖気指令値を出力する暖気用制御部とを設け、油温が上記油温よりも低いとき基本制御部をオフにするとともに、暖気用制御部をオンにして可変オリフィスの開度を相対的に大きくなるようソレノイド励磁電流を制御し、油温が上記油温以上になったときに、基本制御部をオンにするとともに、暖気用制御部をオフにして可変オリフィスの開度を相対的に小さくするようソレノイド励磁電流を制御する構成にしたことを特徴とするパワーステアリング装置。
- コントローラに操舵角θを検出する操舵角センサを接続する一方、基本制御部は、上記操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉθおよび操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉωとを演算または記憶するとともに、これらソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを加算し、この加算した値にさらにスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
- 基本制御部は、ソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとを加算した値に、車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算するとともに、この乗算値にスタンバイ電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする請求項２記載のパワーステアリング装置。
- コントローラに操舵角θを検出する操舵角センサを接続する一方、基本制御部は、操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉθおよび操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉωとを演算または記憶するとともに、これらソレノイド電流指令値Ｉθとソレノイド電流指令値Ｉωとの大小を判定し、その大きい方の値と車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖとを比較して、ソレノイド電流指令値Ｉｖを限界値とした上記大きい方の値にスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
- コントローラに操舵角θを検出する操舵角センサを接続する一方、基本制御部は、操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉθおよび操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉωとを演算または記憶するとともに、車速に応じた操舵角用ソレノイド電流指令値Ｉｖ１と上記ソレノイド電流指令値Ｉθとを乗算して乗算値Ｉ１とする一方、上記ソレノイド電流指令値Ｉωと車速に応じた操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２とを比較して、上記ソレノイド電流指令値Iωと操舵角速度用ソレノイド電流指令値Ｉｖ２とのうち小さい方を限界値Ｉ２とし、しかも、上記乗算値Ｉ１と限界値Ｉ２との大小を判定し、大きい方の値にスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算して、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
- コントローラに操舵トルクＲを検出する操舵トルクセンサを接続する一方、基本制御部は、上記操舵トルクＲに応じたソレノイド電流指令値ＩＲを演算または記憶するとともに、このソレノイド電流指令値ＩＲに、車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖを乗算し、しかも、この乗算値にスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算した値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
- コントローラに操舵トルクＲを検出する操舵トルクセンサを接続する一方、基本制御部は、上記操舵トルクＲに応じたソレノイド電流指令値ＩＲを演算または記憶するとともに、このソレノイド電流指令値ＩＲと車速に応じたソレノイド電流指令値Ｉｖとを比較して、大きい方の値にスタンバイソレノイド電流指令値Ｉｓを加算し、この値を基本ソレノイド電流指令値として出力する構成にしたことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
- コントローラに、操舵角センサで検出された操舵角θが設定角θ１を越えるとその値を減少するソレノイド電流指令値Ｉθｅを演算または記憶させる一方、上記基本ソレノイド電流指令値Ｉｄと油温によるソレノイド電流指令値Itとを乗算した油温補正後のソレノイド電流指令値と上記ソレノイド電流指令値Ｉθｅとを比較して、油温補正後のソレノイド電流指令値がソレノイド電流指令値Ｉθｅを越えると、ソレノイド電流指令値Ｉθｅを採用して、パワーシリンダのアシスト力を小さくする構成にしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載のパワーステアリング装置。
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