JP5235694B2

JP5235694B2 - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP5235694B2
Application number: JP2009008168A
Authority: JP
Inventors: 伸吾石毛; 直正渡辺; 美樹高僧
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: JP2010163110A

Description

本発明は、車両、船舶推進機等に用いて好適な電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置として、特許文献１に記載の如く、車両のステアリング系に対して補助操舵トルクを付与するために、モータを動力源とする電動パワーステアリング装置と、前記車両の車軸駆動源としての内燃機関を動力源とする油圧パワーステアリング装置と、を並列して設けているものがある。

特開2006-213094

本出願人は、特願2008-262317において、ステアリング軸に連結されているピニオンに噛み合うラック軸をハウジング内に直線動可能に設け、ステアリング軸を転舵するように入力された手動操舵トルクに応じて電動アシストモータを駆動し、電動アシストモータが出力する電動アシスト力によりラック軸の直線動をアシストして該ラック軸に連結される車輪を操舵するとともに、電動アシストポンプが圧送する油圧により油圧シリンダを作動し、油圧シリンダが出力する油圧アシスト力をラック軸に付与することにより、電動アシストモータが出力する電動アシスト力を補助する電動パワーステアリング装置を提案している。この電動パワーステアリング装置は、電動アシスト力により手動操舵トルクをアシストすることを基本とし、電動アシスト力だけではアシスト不足となる範囲を油圧アシスト力で補助する。従って、車庫入れ等の車速が停止又は一定値より低い低速時には、図７に実線で示すアシスト力Ｆのアシスト特性において、ステアリング軸の転舵角θが例えば0度〜360度の範囲（又はこの転舵角θの範囲でトルクセンサが検出する手動操舵トルクの範囲）では、電動アシスト力Ａを用いる。そして、ステアリング軸の転舵角θが例えば360度を超える範囲（又はこの転舵角θの範囲でトルクセンサが検出する手動操舵トルクの範囲）では、電動アシスト力Ａを維持したまま、油圧アシスト力Ｂを付加し、大きな転舵角で車両が要求する大きなアシスト力を発生させる。

しかしながら、図７に示したアシスト特性では、電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角でトルクセンサが検出する手動操舵トルク）で、油圧アシスト力Ｂが急激に付加される結果、手動操舵力が大きく変化し、操舵感に違和感（ステアリングハンドルが抜けるような感覚）を生ずる。

また、油圧源となる電動アシストポンプが上述の電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角でトルクセンサが検出する手動操舵トルク）で、急激にオンされて必要な油圧アシスト力Ｂに見合う油圧を急激に発生することを要求され、当該転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角でトルクセンサが検出する手動操舵トルク）における油圧アシスト力Ｂの応答性の向上に困難がある。

本発明の課題は、電動ステアリング力を油圧アシスト力によって補助する、車両、船舶推進機等のための電動パワーステアリング装置において、車庫入れ等における操舵感を向上するとともに、油圧アシスト力の応答性を向上することにある。

請求項１の発明は、ステアリング軸に連結されているピニオンに噛み合うラック軸をハウジング内に直線動可能に設け、ステアリング軸を転舵するように入力された手動操舵トルクに応じて電動アシストモータを駆動し、電動アシストモータが出力する電動アシスト力によりラック軸の直線動をアシストして該ラック軸に連結される車輪を操舵するとともに、電動アシストポンプが圧送する油圧により油圧シリンダを作動し、油圧シリンダが出力する油圧アシスト力をラック軸に付与することにより、電動アシストモータが出力する電動アシスト力を補助する電動パワーステアリング装置において、車速が停止又は一定値より低いときに、45度以下の所定の転舵角から増加する各転舵角に対して要求される理想的な理想総合アシスト力を予め定めるとともに、各転舵角において電動アシストモータが出力する電動アシスト力が上記理想総合アシスト力に対する差分を目標油圧アシスト力として予め定めるアシスト力設定部と、車速が停止又は一定値より低いとき、各転舵角において電動アシストモータが出力する電動アシスト力に上記目標油圧アシスト力を付与するように油圧シリンダを作動させる油圧アシスト制御回路とを有してなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記理想総合アシスト力が転舵角の増加に対して滑らかに増加するように設定されるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記油圧アシスト制御回路が、電動アシストポンプが圧送する油を油圧シリンダに供給する供給油路と、油圧シリンダの油を作動油タンクに戻す戻り油路と、供給油路と戻り油路をつなぐバイパス路と、バイパス路に挿入されてバイパス路の通路面積の絞り度合を可変調整する流量調整弁とを有し、この流量調整弁により油圧シリンダが出力する油圧アシスト力を目標油圧アシスト力になるように制御するようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記油圧アシスト制御回路が、ステアリング軸と、ピニオンが設けられる出力軸とを連結するトーションバーにロータリバルブを設け、電動アシストポンプが圧送する油をロータリバルブの通路を介して油圧シリンダに供給し、トーションバーのねじれに起因するロータリバルブの通路面積の変化により油圧シリンダが出力する油圧アシスト力を目標油圧アシスト力になるように制御するようにしたものである。

（請求項１）
(a)電動パワーステアリング装置がアシスト力設定部と油圧アシスト制御回路とを有する。アシスト力設定部は、車速が停止又は一定値より低いときに電動アシスト力だけではアシスト不足になる転舵角より小なる転舵角から増加する各転舵角に対して要求される理想的な理想総合アシスト力を予め定めるとともに、各転舵角において電動アシストモータが出力する電動アシスト力が上記理想総合アシスト力に対する差分を目標油圧アシスト力として予め定める。油圧アシスト制御回路は、車速が停止又は一定値より低いとき、各転舵角において電動アシストモータが出力する電動アシスト力に上記目標油圧アシスト力を付与するように油圧シリンダを作動させる。

従って、電動パワーステアリング装置は、電動アシスト力だけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）より小なる転舵角（例えば45度）から始まる広い転舵角範囲で、理想総合アシスト力を発生するように制御される。理想総合アシスト力は、電動アシスト力だけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）より小なる転舵角（例えば45度）から増加する各転舵角で電動アシスト力に目標油圧アシスト力を徐々に付加するものであり、電動アシスト力だけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）で油圧アシスト力が急激に付加されて手動操舵力が大きく変化することがなく、車庫入れ等における操舵感に優れる。

(b)油圧源となる電動アシストポンプが電動アシスト力だけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）より小なる転舵角（例えば45度）から徐々に駆動されるものであり、電動アシスト力だけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）で急激にオンされて必要な油圧アシスト力に見合う油圧を急激に発生することを要求されない。従って、電動アシスト力だけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）における油圧アシスト力の応答性が向上する。

（請求項２）
(c)前述(a)の理想総合アシスト力が転舵角の増加に対して滑らかに増加するように設定されるから、電動アシスト力だけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）より小なる転舵角（例えば45度）から始まる広い転舵角範囲で、電動アシスト力に油圧アシスト力を付加した総合アシスト力が滑らかに変化せしめられ、車庫入れ等における操舵感を一層向上する。

（請求項３）
(d)油圧アシスト制御回路が、電動アシストポンプが圧送する油を油圧シリンダに供給する供給油路と、油圧シリンダの油を作動油タンクに戻す戻り油路と、供給油路と戻り油路をつなぐバイパス路と、バイパス路に挿入されてバイパス路の通路面積の絞り度合を可変調整する流量調整弁とを有し、この流量調整弁により油圧シリンダが出力する油圧アシスト力を目標油圧アシスト力になるように制御する。これにより、電動パワーステアリング装置は、電動アシスト力だけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）より小なる転舵角（例えば45度）から始まる広い転舵角範囲で、電動アシスト力に目標油圧アシスト力を付加し、理想総合アシスト力を発生させる。

（請求項４）
(e)油圧アシスト制御回路が、ステアリング軸と、ピニオンが設けられる出力軸とを連結するトーションバーにロータリバルブを設け、電動アシストポンプが圧送する油をロータリバルブの通路を介して油圧シリンダに供給し、トーションバーのねじれに起因するロータリバルブの通路面積の変化により油圧シリンダが出力する油圧アシスト力を目標油圧アシスト力になるように制御する。これにより、電動パワーステアリング装置は、電動アシスト力だけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）より小なる転舵角（例えば45度）から始まる広い転舵角範囲で、電動アシスト力に目標油圧アシスト力を付加し、理想総合アシスト力を発生させる。

図１は電動パワーステアリング装置を示す正面図である。図２は電動パワーステアリング装置を示す制御ブロック図である。図３は電動パワーステアリング装置の油圧回路を示す回路図である。図４は電動パワーステアリング装置の流路切換弁と流量調整弁を示す断面図である。図５は電動パワーステアリング装置の油圧回路の変形例を示す回路図である。図６は電動パワーステアリング装置のアシスト特性を示す線図である。図７は従来例のアシスト特性を示す線図である。

電動パワーステアリング装置１０は、図１に示す如く、ハウジング１１にステアリングホイールが連結されたステアリング軸１２を支持し、ステアリング軸１２にトーションバー１３を介して出力軸（不図示）を連結し、この出力軸にピニオン（不図示）を設け、このピニオンと噛合うラック軸１４をハウジング１１内の左右方向に直線動可能に設ける。

電動パワーステアリング装置１０は、ステアリング軸１２と出力軸の間にトルクセンサ１５を設けている。トルクセンサ１５は、ステアリングホイールからステアリング軸１２に入力された手動操舵トルクに起因するトーションバー１３の弾性ねじり変形により、ステアリング軸１２と出力軸の間に生ずる相対回転変位量に基づき、手動操舵トルク信号Ｔｓを出力する。

電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４の両端部をハウジング１１の両側に突出し、それらの端部にタイロッド１６Ａ、１６Ｂを連結し、ラック軸１４の直線動に連動するタイロッド１６Ａ、１６Ｂを介して、左右の車輪を転舵する。

電動パワーステアリング装置１０は、ハウジング１１に電動アシストモータ１７を固定してある。電動アシストモータ１７の回転軸（不図示）にはウォーム（不図示）が固定され、このウォームに噛合うウォームホイール（不図示）が前述の出力軸に固定されている。

電動パワーステアリング装置１０は、図２に示す如く、電動アシスト制御回路２０を有している。電動アシスト制御回路２０は、電動アシスト力演算部２１を有する。電動アシスト力演算部２１は、トルクセンサ１５が出力する手動操舵トルク信号Ｔｓ（手動操舵トルクとその操舵方向）と、車速センサ１８が出力する車速信号Ｖｓを受け、予めメモリに設定してある電動アシストのための目標電動アシスト力マップから、車速信号Ｖｓをパラメータにした手動操舵トルク信号Ｔｓに対するアシスト電流（電動アシストモータ１７が目標電動アシスト力を発生する目標アシスト電流）を読み出し、このアシスト電流に基づいて電動アシストモータ１７を駆動する。電動アシストモータ１７が出力する電動アシスト力により、ウォームとウォームホイール、ピニオンとラック軸１４を介して、手動操舵トルクによるラック軸１４の直線動をアシストし、ラック軸１４に連結される車輪を転舵する。

尚、電動アシストモータ１７は、トルクセンサ１５が出力した手動操舵トルク信号ＰＴsにより検出される操舵方向が左操舵方向に対しては正転され、ラック軸１４を左転舵方向へ直線動させ、右操舵方向に対しては逆転され、ラック軸１４を右転舵方向へ直線動させる。

しかるに、電動パワーステアリング装置１０は、図１〜図３に示す如く、電動アシストポンプ３１、作動油タンク３２、油圧シリンダ３３を有する。電動パワーステアリング装置１０は、例えば車速が一定値より低いときに電動アシストポンプ３１を駆動し、電動アシストポンプ３１が圧送する油圧により油圧シリンダ３３を作動し、油圧シリンダ３３が出力する油圧アシスト力をラック軸１４に付与することにより、前述の電動アシストモータ１７が出力する電動アシスト力を補助する。

尚、電動パワーステアリング装置１０は、ハウジング１１のラック軸１４を収容する筒状部を油圧シリンダ３３とし、ハウジング１１内のラック軸１４まわりに油圧シリンダ３３の左右の油室３４Ａ、３４Ｂを設ける。即ち、油圧シリンダ３３を貫通するラック軸１４にピストン３５を設け、油圧シリンダ３３の内部にピストン３５によって仕切られる左油室３４Ａと右油室３４Ｂを設ける。

電動パワーステアリング装置１０は、図２に示す如く、油圧アシスト制御回路４０を有している。油圧アシスト制御回路４０は、油圧アシスト判断部４１、電動アシストポンプ電流算出部４２を有する。油圧アシスト判断部４１は、車速センサ１８が出力する車速信号Ｖｓを受け、予めメモリに設定してあるアシスト車速を基準とし、現在の車速がアシスト車速より低い低速時に、油圧アシストの必要を判断する。電動アシストポンプ電流算出部４２は、油圧アシスト判断部４１が油圧アシストの必要を判断したことを受け、電動アシストポンプ３１の駆動電流（電動アシストポンプ３１が油圧アシストに必要十分な作動油を圧送する目標駆動電流）を算出し、電動アシストポンプ３１を駆動する。このとき、電動アシストポンプ電流算出部４２は、車速センサ１８が検出した車速の低速度合に応じて電動アシストポンプ３１の駆動電流を異なるものとし、例えば低速時に駆動電流を小電流、極低速時の駆動電流を中電流、停車時の駆動電流を大電流とすることができる。

油圧アシスト制御回路４０は、操舵方向検出部４３、流路切換弁４４、４５を有する。両流路切換弁４４、４５は、図４に示す如く、バルブボディ５０に設けられるスプール弁からなり、ソレノイド４４Ａ、４５Ａのオン／オフにより駆動される。このとき、バルブボディ５０は、電動アシストポンプ３１の供給口３１Ａが連通する供給油路５１と、作動油タンク３２への戻り口３２Ａが開口する戻り油路５２と、流路切換弁４４の切換位置により供給油路５１と戻り油路５２を選択的に油圧シリンダ３３の左油室３４Ａに連通する左油路５３と、流路切換弁４５の切換位置により供給油路５１と戻り油路５２を選択的に油圧シリンダ３３の右油室３４Ｂに連通する右油路５４を有する。

従って、操舵方向検出部４３が、トルクセンサ１５が出力する手動操舵トルク信号Ｔｓを受けて操舵方向を検出したとき、左操舵方向に対しては、ソレノイド４４Ａのオンにより流路切換弁４４をばね４４Ｂに抗して押し下げ、流路切換弁４４の細径部Ａにより供給油路５１を左油路５３に接続し、ソレノイド４５Ａのオフにより流路切換弁４５をばね４５Ｂにより押し上げ、流路切換弁４５の細径部Ａにより戻り油路５２を右油路５４に接続し、電動アシストポンプ３１が圧送する作動油を供給油路５１から左油路５３を経由して油圧シリンダ３３の左油室３４Ａに供給し、右油室３４Ｂの作動油を右油路５４から戻り油路５２を経由して、戻り口３２Ａを介し、作動油タンク３２に戻し（図３の１点鎖線矢印）、ラック軸１４を左転舵方向へ直線動させる。他方、右操舵方向に対しては、ソレノイド４５Ａのオンにより流路切換弁４５をばね４５Ｂに抗して押し下げ、流路切換弁４５の細径部Ａにより供給油路５１を右油路５４に接続し、ソレノイド４４Ａのオフにより流路切換弁４４をばね４４Ｂにより押し上げ、流路切換弁４４の細径部Ａにより戻り油路５２を左油路５３に接続し、電動アシストポンプ３１が圧送する作動油を供給油路５１から右油路５４を経由して油圧シリンダ３３の右油室３４Ｂに供給し、左油室３４Ａの作動油を左油路５３から戻り油路５２を経由して、戻り口３２Ａを介し、作動油タンク３２に戻し（図３の２点鎖線矢印）、ラック軸１４を右転舵方向へ直線動させる。

油圧アシスト制御回路４０は、油圧アシスト力演算部４６、流量調整弁４７を有する。流量調整弁４７は、図４に示す如く、バルブボディ５０に設けられるスプール弁からなり、ソレノイド４７Ａのオン／オフにより駆動される。このとき、バルブボディ５０は、供給油路５１と戻り油路５２をつなぐバイパス路５５に流量調整弁４７を挿入し、流量調整弁４７の挿入位置の調整により、流量調整弁４７の細径部Ａの相対位置によりバイパス路５５の通路面積の絞り度合を可変調整可能にする。

従って、油圧アシスト力演算部４６が、トルクセンサ１５が出力する手動操舵トルク信号Ｔｓと、車速センサ１８が出力する車速信号Ｖｓを受け、予めメモリに設定してある油圧アシストのための目標油圧アシスト力マップから、車速信号Ｖｓをパラメータとした手動操舵トルク信号Ｔｓに対する油圧シリンダ３３のアシスト力（電動アシストモータ１７が出力する電動アシスト力を補助するために、油圧シリンダ３３が出力すべき油圧アシスト力）を読み出し、このアシスト力を実現するように流量調整弁４７を駆動する。油圧シリンダ３３が出力すべき油圧アシスト力を増加させるときには、ソレノイド４７Ａのオンにより流路調整弁４７をばね４７Ｂに抗して押し下げてバイパス路５５を絞り、電動アシストポンプ３１が圧送した作動油を供給油路５１からバイパス路５５経由で戻り油路５２へバイパスさせ難くすることにより、供給油路５１から左油路５３又は右油路５４経由で油圧シリンダ３３の油室３４Ａ、３４Ｂへ供給される作動油の圧力を増大化し、ひいては油圧シリンダ３３がラック軸１４に付与する油圧アシスト力を増加させる。

尚、流量調整弁４７は、油圧シリンダ３３が出力すべき油圧アシスト力の増減の程度により、バイパス路５５の絞り度合を調整し、油圧シリンダ３３がラック軸１４に付与する油圧アシスト力を適度に調整できる。

しかるに、電動パワーステアリング装置１０は、車庫入れ等の車速が停止又は一定値より低い微低速時における操舵感を向上するとともに、油圧アシスト力の応答性を向上するため、アシスト力設定部６０を有し、電動アシスト制御回路２０及び油圧アシスト制御回路４０を以下の如くに制御する。アシスト力設定部６０は、車庫入れ等の車速が停止又は微低速時に、電動アシストモータ１７が出力すべき電動アシスト力Ａと油圧シリンダ３３が出力すべき油圧アシスト力Ｂを予め設定した総合アシスト力マップを保有する。尚、アシスト力設定部６０は、電動アシスト制御回路２０の電動アシスト力演算部２１のメモリに設定される電動アシストのための前述の目標電動アシスト力マップと、油圧アシスト制御回路４０の油圧アシスト力演算部４６のメモリに設定される油圧アシストのための前述の目標油圧アシスト力マップをそれらの各メモリに設定する機能も備える。

アシスト力設定部６０は、電動アシスト制御回路２０が、車速の停止又は微低速時に、ステアリング軸１２の各転舵角θで電動アシストモータ１７が出力すべき電動アシスト力Ａを総合アシスト力マップ（図６）内に予め定める。

そして、アシスト力設定部６０は、総合アシスト力マップ（図６）において、車速の停止又は微低速時に、上述の電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角θb（例えば360度）より小なる転舵角θa（例えば45度）から増加する各転舵角θに対して要求される理想的な理想総合アシスト力Ｍ（電動アシストモータ１７が出力する電動アシスト力Ａと油圧シリンダ３３が出力する油圧アシスト力Ｂの総和）を予め定める。理想総合アシスト力Ｍは、転舵角θが上述のθaから転舵角θbを経由してより大きな据切り転舵角θc（例えば540度）にまで増加するに対し、滑らかに連結する曲線（直線でも可）を描いて増加するものとされる。

更に、アシスト力設定部６０は、総合アシスト力マップ（図６）において、上述の各転舵角θにおいて電動アシストモータ１７が出力する電動アシスト力Ａが上記理想総合アシスト力Ｍに対する差分（Ｍ−Ａ）を目標油圧アシスト力Ｂa（図６）として予め定める。

電動アシスト制御回路２０と油圧アシスト制御回路４０は、車庫入れ等に際し、ラック軸１４に上述の理想総合アシスト力Ｍを付与するように以下の如くに制御される。

(1)電動アシスト制御回路２０の電動アシスト力演算部２１は、車速センサ１８が出力する車速信号Ｖsが停止又は微低速時に、舵角センサ１９が出力する転舵角信号θsを受け、アシスト力設定部６０に設定してある総合アシスト力マップから、各転舵角θにおいて電動アシストモータ１７が出力すべき電動アシスト力Ａを読み出し、この電動アシスト力Ａを発生するアシスト電流を演算し、このアシスト電流に基づいて電動アシストモータ１７を駆動する。

尚、電動アシストモータ１７はトルクセンサ１５が出力した手動操舵トルク信号Ｔsにより検出される操舵方向が左操舵方向に対しては正転され、ラック軸１４を左転舵方向へ直線動させ、右操舵方向に対しては逆転され、ラック軸１４を右転舵方向へ直線動させる。

(2)上述(1)の電動アシスト制御回路２０の制御と同時に、油圧アシスト制御回路４０の油圧アシスト力演算部４６は、車速センサ１８が出力する車速信号Ｖsが低速又は微低速時に、舵角センサ１９が出力する転舵角信号θsを受け、アシスト力設定部６０に設定してある総合アシスト力マップから、各転舵角θにおいて油圧シリンダ３３が出力すべき目標油圧アシスト力Ｂaを読み出し、この目標油圧アシスト力Ｂaを実現するように流量調整弁４７を駆動する。油圧シリンダ３３が出力すべき油圧アシスト力を増加させるときには、ソレノイド４７Ａのオンにより流路調整弁４７をばね４７Ｂに抗して押し下げてバイパス路５５を絞り、電動アシストポンプ３１が圧送した作動油を供給油路５１からバイパス路５５経由で戻り油路５２へバイパスさせ難くすることにより、供給油路５１から左油路５３又は右油路５４経由で油圧シリンダ３３の油室３４Ａ、３４Ｂへ供給される作動油の圧力を増大化し、ひいては油圧シリンダ３３がラック軸１４に付与する油圧アシスト力を増加させる。流量調整弁４７は、油圧シリンダ３３が出力すべき油圧アシスト力の増減の程度により、バイパス路５５の絞り度合を調整し、油圧シリンダ３３がラック軸１４に付与する油圧アシスト力を適度に調整できる。

これにより、油圧アシスト制御回路４０は、各転舵角θにおいて、電動アシストモータ１７が上述(1)の如くに出力する電動アシスト力Ａに上記目標油圧アシスト力Ｂaを付加するように油圧シリンダ３３を作動させ、結果として図６に実線で示すように理想総合アシスト力Ｍに概ね合致するアシスト力Ｆのアシスト特性を得るものになる。

ここで、トルクセンサ１５が出力した手動操舵トルク信号Ｔsにより検出される操舵方向が左操舵方向に対しては、ソレノイド４４Ａのオンにより流路切換弁４４をばね４４Ｂに抗して押し下げ、流路切換弁４４の細径部Ａにより供給油路５１を左油路５３に接続し、ソレノイド４５Ａのオフにより流路切換弁４５をばね４５Ｂにより押し上げ、流路切換弁４５の細径部Ａにより戻り油路５２を右油路５４に接続し、電動アシストポンプ３１が圧送する作動油を供給油路５１から左油路５３を経由して油圧シリンダ３３の左油室３４Ａに供給し、右油室３４Ｂの作動油を右油路５４から戻り油路５２を経由して、戻り口３２Ａを介し、作動油タンク３２に戻し（図３の１点鎖線矢印）、ラック軸１４を左転舵方向へ直線動させる。他方、右操舵方向に対しては、ソレノイド４５Ａのオンにより流路切換弁４５をばね４５Ｂに抗して押し下げ、流路切換弁４５の細径部Ａにより供給油路５１を右油路５４に接続し、ソレノイド４４Ａのオフにより流路切換弁４４をばね４４Ｂにより押し上げ、流路切換弁４４の細径部Ａにより戻り油路５２を左油路５３に接続し、電動アシストポンプ３１が圧送する作動油を供給油路５１から右油路５４を経由して油圧シリンダ３３の右油室３４Ｂに供給し、左油室３４Ａの作動油を左油路５３から戻り油路５２を経由して、戻り口３２Ａを介し、作動油タンク３２に戻し（図３の２点鎖線矢印）、ラック軸１４を右転舵方向へ直線動させる。

尚、電動パワーステアリング装置１０にあっては、車庫入れ等の車速が停止又は微低速時に、電動アシストモータ１７が出力すべき電動アシスト力Ａと油圧シリンダ３３が出力すべき油圧アシスト力Ｂは、ステアリング軸１２の各転舵角θに対して図６の縦軸に示した如くに変化するものの、この各転舵角θに対応してトルクセンサ１５が検出する手動操舵トルクＴに対しても図６の縦軸に示した如くに変化する。転舵角θの増加に応じて手動操舵トルクＴも増加する。従って、アシスト力設定部６０は、車速が停止又は微低速時に電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる手動操舵トルクＴbより小なる手動操舵トルクＴaから増加する各手動操舵トルクＴに対して要求される理想的な理想総合アシスト力Ｍ（電動アシストモータ１７が出力する電動アシスト力Ａと油圧シリンダ３３が出力する油圧アシスト力Ｂの総和）を予め定めるとともに、各手動操舵トルクＴにおいて電動アシストモータ１７が出力する電動アシスト力Ａが上記理想総合アシスト力Ｍに対する差分を目標油圧アシスト力Ｂaとして予め定めることもできる。このとき、油圧アシスト制御回路４０は、車速が停止又は微低速時に、各手動操舵トルクＴにおいて電動アシストモータ１７が出力する電動アシスト力Ａに上記目標油圧アシスト力Ｂaを付加するように油圧シリンダ３３を作動させるものになる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動パワーステアリング装置１０がアシスト力設定部６０と油圧アシスト制御回路４０とを有する。アシスト力設定部６０は、車速が停止又は一定値より低いときに電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）より小なる転舵角（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）から増加する各転舵角（又はこの各転舵角に対応する各手動操舵トルク）に対して要求される理想的な理想総合アシスト力Ｍを予め定めるとともに、各転舵角（又はこの各転舵角に対応する各手動操舵トルク）において電動アシストモータ１７が出力する電動アシスト力Ａが上記理想総合アシスト力Ｍに対する差分を目標油圧アシスト力Ｂaとして予め定める。油圧アシスト制御回路４０は、車速が停止又は一定値より低いとき、各転舵角（又はこの各転舵角に対応する各手動操舵トルク）において電動アシストモータ１７が出力する電動アシスト力Ａに上記目標油圧アシスト力Ｂaを付与するように油圧シリンダ３３を作動させる。

従って、電動パワーステアリング装置１０は、電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）より小なる転舵角（例えば45度）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）から始まる広い転舵角範囲（又は手動操舵トルク範囲）で、理想総合アシスト力Ｍを発生するように制御される。理想総合アシスト力Ｍは、電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）より小なる転舵角（例えば45度）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）から増加する各転舵角（又はこの転舵角に対応する各手動操舵トルク）で電動アシスト力Ａに目標油圧アシスト力Ｂaを徐々に付加するものであり、電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）で油圧アシスト力Ｂが急激に付加されて手動操舵力が大きく変化することがなく、車庫入れ等における操舵感に優れる。

(b)油圧源となる電動アシストポンプ３１が電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）より小なる転舵角（例えば45度）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）から徐々に駆動されるものであり、電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）で急激にオンされて必要な油圧アシスト力Ｂに見合う油圧を急激に発生することを要求されない。従って、電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）における油圧アシスト力Ｂの応答性が向上する。

(c)前述(a)の理想総合アシスト力Ｍが転舵角（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）の増加に対して滑らかに増加するように設定されるから、電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）より小なる転舵角（例えば45度）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）から始まる広い転舵角範囲（又は手動操舵トルク範囲）で、電動アシスト力Ａに油圧アシスト力Ｂを付加した総合アシスト力が滑らかに変化せしめられ、車庫入れ等における操舵感を一層向上する。

(d)油圧アシスト制御回路４０が、電動アシストポンプ３１が圧送する油を油圧シリンダ３３に供給する供給油路５１と、油圧シリンダ３３の油を作動油タンク３２に戻す戻り油路５２と、供給油路５１と戻り油路５２をつなぐバイパス路５５と、バイパス路５５に挿入されてバイパス路５５の通路面積の絞り度合を可変調整する流量調整弁４７とを有し、この流量調整弁４７により油圧シリンダ３３が出力する油圧アシスト力Ｂを目標油圧アシスト力Ｂaになるように制御する。これにより、電動パワーステアリング装置１０は、電動アシスト力Ａだけではアシスト不足になる転舵角（例えば360度超）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）より小なる転舵角（例えば45度）（又はこの転舵角に対応する手動操舵トルク）から始まる広い転舵角範囲（又は手動操舵トルク範囲）で、電動アシスト力Ａに目標油圧アシスト力Ｂaを付加し、理想総合アシスト力Ｍを発生させる。

尚、油圧アシスト制御回路４０は、ステアリング軸１２と、ピニオンが設けられる出力軸とを連結するトーションバー１３にロータリバルブ（不図示）を設け、電動アシストポンプ３１が圧送する油をロータリバルブの通路を介して油圧シリンダ３３に供給するロータリバルブ式からなるものでも良い。このロータリバルブ式の油圧アシスト制御回路４０では、トーションバー１３のねじれに起因するロータリバルブの通路面積の変化により油圧シリンダ３３が出力する油圧アシスト力Ｂを目標油圧アシスト力Ｂaになるように制御することができる。

図５は、電動パワーステアリング装置１０の油圧回路の変形例を示すものであり、図２の実施例と異なる点は、中立操舵判断部４８、流路絞り弁４９を付加したことにある。中立操舵判断部４８は、舵角センサ１９によるステアリング軸１２やラック軸１４等の位置検出に基づき、運転者により駆動操舵されたステアリング軸１２が中立転舵状態にあることを判断する。流路絞り弁４９は、ステアリング軸１２が中立転舵状態にあるときに、電動アシストポンプ３１が圧送する作動油を油圧シリンダ３３の左右の油室３４Ａ、３４Ｂに給排するための左右の油路５３、５４を絞る。本実施例では、流路絞り弁４９として、流路切換弁４４、４５を用いることができ、左右の油路５３、５４に対する流路切換弁４４、４５の細径部Ａの位置の調整により、左右の油路５３、５４を供給油路５１又は戻り油路５２に接続する通路面積を絞る。

即ち、ステアリング軸１２が中立転舵状態にあるときに、油圧シリンダ３３の左右の油室３４Ａ、３４Ｂに作動油を供給するための左右の油路５３、５４を絞る流路絞り弁４９（流路切換弁４４、４５）を設けた。車両の中立操舵時に、油圧シリンダ３３がラック軸１４の直線動に対するダンパとなってラック軸１４を動きにくくし、車両の中立走行状態を安定化する。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

本発明によれば、電動ステアリング力を油圧アシスト力によって補助する、車両、船舶推進機等のための電動パワーステアリング装置において、車庫入れ等における操舵感を向上するとともに、油圧アシスト力の応答性を向上することができる。

１０電動パワーステアリング装置
１１ハウジング
１２ステアリング軸
１４ラック軸
１７電動アシストモータ
２０電動アシスト制御回路
３１電動アシストポンプ
３２作動油タンク
３３油圧シリンダ
３４Ａ、３４Ｂ油室
４０油圧アシスト制御回路
４７流量調整弁
４９流路絞り弁
５１供給油路
５２戻り油路
５３、５４油路
５５バイパス路
６０アシスト力設定部

Claims

ステアリング軸に連結されているピニオンに噛み合うラック軸をハウジング内に直線動可能に設け、
ステアリング軸を転舵するように入力された手動操舵トルクに応じて電動アシストモータを駆動し、
電動アシストモータが出力する電動アシスト力によりラック軸の直線動をアシストして該ラック軸に連結される車輪を操舵するとともに、
電動アシストポンプが圧送する油圧により油圧シリンダを作動し、油圧シリンダが出力する油圧アシスト力をラック軸に付与することにより、電動アシストモータが出力する電動アシスト力を補助する電動パワーステアリング装置において、
車速が停止又は一定値より低いときに、45度以下の所定の転舵角から増加する各転舵角に対して要求される理想的な理想総合アシスト力を予め定めるとともに、各転舵角において電動アシストモータが出力する電動アシスト力が上記理想総合アシスト力に対する差分を目標油圧アシスト力として予め定めるアシスト力設定部と、
車速が停止又は一定値より低いとき、各転舵角において電動アシストモータが出力する電動アシスト力に上記目標油圧アシスト力を付与するように油圧シリンダを作動させる油圧アシスト制御回路とを有してなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
前記理想総合アシスト力が転舵角の増加に対して滑らかに増加するように設定される請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記油圧アシスト制御回路が、電動アシストポンプが圧送する油を油圧シリンダに供給する供給油路と、油圧シリンダの油を作動油タンクに戻す戻り油路と、供給油路と戻り油路をつなぐバイパス路と、バイパス路に挿入されてバイパス路の通路面積の絞り度合を可変調整する流量調整弁とを有し、この流量調整弁により油圧シリンダが出力する油圧アシスト力を目標油圧アシスト力になるように制御する請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
前記油圧アシスト制御回路が、ステアリング軸と、ピニオンが設けられる出力軸とを連結するトーションバーにロータリバルブを設け、電動アシストポンプが圧送する油をロータリバルブの通路を介して油圧シリンダに供給し、トーションバーのねじれに起因するロータリバルブの通路面積の変化により油圧シリンダが出力する油圧アシスト力を目標油圧アシスト力になるように制御する請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。