JP5822092B2 - 油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明は、油圧式パワーステアリング装置に関する。

車両のステアリング機構に結合されたパワーシリンダに、油圧ポンプからの作動油を、油圧制御バルブを介して供給することによって、操舵補助力を発生する油圧式パワーステアリング装置が従来から知られている。一般的な油圧式パワーステアリング装置では、油圧制御バルブは、ステアリングホイール等の操舵部材にステアリングシャフトを介して機械的に連結されており、操舵部材の操作に応じて油圧制御バルブの開度が調節される。

油圧式パワーステアリング装置として、油圧制御バルブを操舵部材に機械的に連結せずに、電動モータ（バルブ駆動用モータ）によって油圧制御バルブの開度を制御するものが開発されている。

特開２００６−３０６２３９号公報

バルブ駆動用モータによって油圧制御バルブの開度が制御される油圧式パワーステアリング装置において、周辺温度が低い場合には、油圧制御バルブ内部の作動油の粘度が高くなったり、油圧制御バルブ内部のオイルシールの摩擦が大きくなったりする。そうすると、バルブ駆動用モータのモータトルクが不足し、油圧制御バルブの開度制御の応答性が低下する。このため、操舵フィーリングが悪化する。

そこで、この発明の目的は、低温時に油圧制御バルブの開度制御の応答性が低下するのを回避でき、操舵フィーリングを向上させることができる油圧式パワーステアリング装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両のステアリング機構（２）に結合されたパワーシリンダ（１６）に、操舵部材（３）に機械的に連結されていない油圧制御バルブ（１４）を介して、油圧ポンプ（２３）からの作動油を供給することによって、操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置（１）であって、前記油圧制御バルブの開度を制御するためのバルブ駆動用モータ（１５）と、前記油圧制御バルブの周辺温度を検出するための温度検出手段（３６）と、前記温度検出手段によって検出された温度が所定値以下のときに、前記バルブ駆動用モータを、所定時間、往復回転駆動させる往復駆動手段（５１，５３）とを含む、油圧式パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。

この発明では、温度検出手段によって検出された温度が所定値以下のときに、バルブ駆動用モータが、所定時間、往復回転駆動されるので、摩擦熱によって油圧制御バルブ内の作動油の温度が上昇し、作動油の粘度やオイルシールの摩擦抵抗が低減する。これにより、バルブ駆動用モータのモータトルク不足によって油圧制御バルブの開度制御の応答性が低下するのを防止することができる。この結果、操舵フィーリングを向上させることができる。

請求項２記載の発明は、前記油圧ポンプを駆動するためのポンプ駆動用モータ（２５）と、前記往復駆動手段によって前記バルブ駆動用モータが往復回転駆動されるときに、前記ポンプ駆動用モータを停止状態にさせる手段（５１，５４）とをさらに含む、請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置である。この構成によれば、往復駆動手段によってバルブ駆動用モータが往復回転駆動されたときに、パワーシリンダのピストンが移動するのを防止することができる。

請求項３記載の発明は、前記パワーシリンダ内に形成され、転舵軸（７）に設けられたピストン（１７）によって区画された２つのシリンダ室（１８，１９）と、前記各シリンダ室と前記油圧制御バルブとをそれぞれ接続する２つの油路（２０，２１）と、前記２つの油路を接続するためのバイパス通路（２６）と、前記バイパス通路に設けられたバイパスバルブ（２７）と、前記往復駆動手段によって前記バルブ駆動用モータが往復回転駆動されるときに、前記バイパスバルブを開状態にさせる手段（５１，５２）とをさらに含む、請求項１または２に記載の油圧式パワーステアリング装置である。この構成によれば、往復駆動手段によってバルブ駆動用モータが往復回転駆動されたときに、パワーシリンダのピストンが移動するのを防止することができる。

請求項４記載の発明は、前記往復駆動手段は、イグニッションキーがオンされたときに、前記温度検出手段によって検出された温度が所定値以下であるか否かを判定する判定手段（５１，Ｓ１）と、前記判定手段によって検出温度が所定値以下であると判定されたときに、前記バルブ駆動用モータを、所定時間、往復回転駆動させる手段（５１，５３，Ｓ２〜Ｓ４）とを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の、油圧式パワーステアリング装置である。

この構成では、イグニッションキーがオンされたときに、温度検出手段によって検出された温度が所定値以下であるか否かが判定され、温度検出手段によって検出された温度が所定値以下であると判定されたときに、バルブ駆動用モータが、所定時間、往復回転駆動される。これにより、バルブ駆動用モータのモータトルク不足によって油圧制御バルブの開度制御の応答性が低下するのを防止することができる。この結果、操舵フィーリングを向上させることができる。

図１は、この発明の一実施形態に係る油圧式パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。 図３は、バルブ駆動用モータ制御部の構成を示すブロック図である。 図４は、検出操舵トルクに対するアシストトルク指令値の設定例を示すグラフである。 図５は、アシストトルク指令値に対する第１のバルブ開度指令値の設定例を示すグラフである。 図６は、ポンプ駆動用モータ制御部の構成を示すブロック図である。 図７は、操舵角速度に対するポンプ回転数指令値の設定例を示すグラフである。 図８は、全体制御部の動作を示すフローチャートである。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る油圧式パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
油圧式パワーステアリング装置１は、車両のステアリング機構２に操舵補助力を与えるためのものである。ステアリング機構２は、車両の操向のために運転者によって操作される操舵部材としてのステアリングホイール３と、このステアリングホイール３に連結されたステアリングシャフト４と、ステアリングシャフト４の先端部に連結され、ピニオンギア６を持つピニオンシャフト５と、ピニオンギア６に噛合するラック７ａを有し、車両の左右方向に延びた転舵軸としてのラック軸７とを備えている。

ラック軸７の両端にはタイロッド８がそれぞれ連結されており、このタイロッド８は、それぞれ、左右の転舵輪９，１０を支持するナックルアーム１１に連結されている。ナックルアーム１１は、キングピン１２まわりに回動可能に設けられている。
ステアリングホイール３が操作されてステアリングシャフト４が回転されると、この回転が、ピニオンギア６およびラック７ａによって、ラック軸７の軸方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム１１のキングピン１２まわりの回転運動に変換され、これにより、左右の転舵輪９，１０が転舵される。

ステアリングシャフト４の周囲には、ステアリングシャフト４の回転角である操舵角θｈを検出するための舵角センサ３１が配置されている。この実施形態では、舵角センサ３１は、ステアリングシャフト４の中立位置からのステアリングシャフト４の正逆両方向の回転量（回転角）を検出するものであり、中立位置から左方向への回転量を例えば正の値として出力し、中立位置から右方向への回転量を例えば負の値として出力する。ピニオンシャフト５には、操舵トルクＴｈを検出するためのトルクセンサ３２が設けられている。

油圧式パワーステアリング装置１は、油圧制御バルブ１４、バイパスバルブ２７、パワーシリンダ１７および油圧ポンプ２３を含んでいる。油圧制御バルブ１４は、例えばロータリバルブであり、ロータハウジング（図示略）と作動油の流通方向を切り替えるためのロータ（図示略）とを備えている。油圧制御バルブ１４として、例えば前記特許文献１に開示されている油圧制御バルブを用いてもよい。油圧制御バルブ１４のロータが電動モータ１５（以下「バルブ駆動用モータ１５」という）によって回転されることにより、油圧制御バルブ１４の開度が制御される。バルブ駆動用モータ１５は、三相ブラシレスモータからなる。バルブ駆動用モータ１５の近傍には、バルブ駆動用モータ１５のロータの回転角θ_Ｂを検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ３３が配置されている。

油圧制御バルブ１４は、ステアリング機構２に操舵補助力を与えるパワーシリンダ１６に接続されている。パワーシリンダ１６は、ステアリング機構２に結合されている。具体的には、パワーシリンダ１６は、ラック軸７に一体に設けられたピストン１７と、このピストン１７によって区画された一対のシリンダ室１８，１９とを有しており、シリンダ室１８，１９は、それぞれ、対応する油路２０，２１を介して、油圧制御バルブ１４に接続されている。

油圧制御バルブ１４は、リザーバタンク２２および操舵補助力発生用の油圧ポンプ２３を通る油循環路２４の途中部に介装されている。油圧ポンプ２３は、例えば、ギヤポンプからなり、電動モータ２５（以下、「ポンプ駆動用モータ２５」という）によって駆動され、リザーバタンク２２に貯留されている作動油をくみ出して油圧制御バルブ１４に供給する。余剰分の作動油は、油圧制御バルブ１４から油循環路２４を介してリザーバタンク２２に帰還される。油圧制御バルブ１４の近傍には、油圧制御バルブ１４の周辺温度を検出するための温度センサ３６が配置されている。

バイパスバルブ２７は、常時開形電磁弁から構成されており、ソレノイド２７ａを有している。バイパスバルブ２７は、油路２０と油路２１とを接続するバイパス通路２６の途中に介装されている。バイパスバルブ２７は、ソレノイド２７ａに電流が流れていない場合（非通電時）には開状態（バイパス通路２６が開かれた状態）となり、ソレノイド２７ａに電流が流れている場合（通電時）には閉状態（バイパス通路２６が閉じられた状態）となる。バイパスバルブ２７は、何らかの異常によって後述するＥＣＵ４０への電源の供給が停止された場合に、両シリンダ室１８，１９を連通状態にすることにより、ステアリングホイール３の操作による操舵を確保するために設けられている。バイパスバルブ２７は、通常は、ＥＣＵ４０の電源がオンされた直後に閉状態にされる。

ポンプ駆動用モータ２５は、一方向に回転駆動されて、油圧ポンプ２３を駆動するものである。具体的には、ポンプ駆動用モータ２５は、その出力軸が油圧ポンプ２３の入力軸に連結されており、ポンプ駆動用モータ２５の出力軸が回転することで、油圧ポンプ２３の入力軸が回転して油圧ポンプ２３の駆動が達成される。ポンプ駆動用モータ２５は三相ブラシレスモータからなる。ポンプ駆動用モータ２５の近傍には、ポンプ駆動用モータ２５のロータの回転角θ_Ｐを検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ３４が配置されている。

油圧制御バルブ１４は、バルブ駆動用モータ１５によって油圧制御バルブ１４のロータが基準回転角度位置（中立位置）から一方の方向に回転された場合には、油路２０，２１のうちの一方を介してパワーシリンダ１６のシリンダ室１８，１９のうちの一方に作動油を供給するとともに、他方の作動油をリザーバタンク２２に戻す。また、バルブ駆動用モータ１５によって油圧制御バルブ１４のロータが中立位置から他方の方向に回転された場合には、油路２０，２１のうちの他方を介してシリンダ室１８，１９のうちの他方に作動油を供給するとともに、一方の作動油をリザーバタンク２２に戻す。

油圧制御バルブ１４のロータが中立位置にある場合には、油圧制御バルブ１４は、いわば平衡状態となり、操舵中立でパワーシリンダ１６の両シリンダ室１８，１９は等圧に維持され、作動油は油循環路２４を循環する。バルブ駆動用モータ１５によって油圧制御バルブ１４のロータが回転されると、パワーシリンダ１６のシリンダ室１８，１９のいずれかに作動油が供給され、ピストン１７が車幅方向（車両の左右方向）に沿って移動する。これにより、ラック軸７に操舵補助力が作用することになる。

バルブ駆動用モータ１５、バイパスバルブ２７のソレノイド２７ａおよびポンプ駆動用モータ２５は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）４０によって制御される。ＥＣＵ４０には、舵角センサ３１によって検出される操舵角θｈ、トルクセンサ３２によって検出される操舵トルクＴｈ、回転角センサ３３の出力信号、回転角センサ３４の出力信号、温度センサ３６によって検出される周辺温度Ｔ、車速センサ３５によって検出される車速Ｖ、バルブ駆動用モータ１５に流れる電流を検出するための電流センサ３８（図２参照）の出力信号等が入力される。

図２は、ＥＣＵ４０の電気的構成を示すブロック図である。
ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータ４１と、マイクロコンピュータ４１によって制御され、パイパスバルブ２７のソレノイド２７ａに電力を供給する駆動回路４２と、マイクロコンピュータ４１によって制御され、バルブ駆動用モータ１５に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）４３と、マイクロコンピュータ４１によって制御され、ポンプ駆動用モータ２５に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）４４とを備えている。駆動回路４３とバルブ駆動用モータ１５とを接続する電力供給線には電流センサ３８が設けられている。

マイクロコンピュータ４１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、全体制御部５１と、パイパスバルブ２７のソレノイド２７ａを駆動回路４２を介して制御するためのパイパスバルブ制御部５２と、バルブ駆動用モータ１５を駆動回路４３を介して制御するためのバルブ駆動用モータ制御部５３と、ポンプ駆動用モータ２５を駆動回路４４を介して制御するためのポンプ駆動用モータ制御部５４とを含んでいる。

全体制御部５１は、パイパスバルブ制御部５２、バルブ駆動用モータ制御部５３およびポンプ駆動用モータ制御部５４を制御する。全体制御部５１の動作の詳細については、後述する。パイパスバルブ制御部５２は、全体制御部５１からの指令に基づいて、パイパスバルブ１７の開閉を制御する。
バルブ駆動用モータ制御部５３の動作モードには、操舵状況に応じた操舵補助を実現するための通常モードと、油圧制御バルブ１４内の作動油の温度を上昇させるための往復回転モードとがある。通常モードでは、バルブ駆動用モータ制御部５３は、トルクセンサ３２によって検出される操舵トルクＴｈと車速センサ３５によって検出される車速Ｖとに基づいて、バルブ駆動用モータ１５を制御する。一方、往復回転モードでは、バルブ駆動用モータ制御部５３は、バルブ駆動用モータ１５を所定時間、往復回転駆動させる。動作モードの切換えは、全体制御部５１によって行なわれる。バルブ駆動用モータ制御部５３の動作の詳細については、後述する。

ポンプ駆動用モータ制御部５４は、舵角センサ３１によって検出される操舵角θｈに基づいて、ポンプ駆動用モータ２５を制御する。ポンプ駆動用モータ制御部５４の動作の詳細については、後述する。
図３は、バルブ駆動用モータ制御部５３の構成を示すブロック図である。
バルブ駆動用モータ制御部５３は、アシストトルク指令値設定部６１と、バルブ開度指令値設定部６２と、往復回転モード用指令値生成部６３と、指令値切換部６４と、回転角演算部６５と、回転角偏差演算部６６と、ＰＩ（比例積分）制御部６７と、モータ電流演算部６８と、電流偏差演算部６９と、ＰＩ制御部７０と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部７１とを含んでいる。

アシストトルク指令値設定部６１は、トルクセンサ３２によって検出される検出操舵トルクＴｈと車速センサ３５によって検出される車速Ｖに基づいて、パワーシリンダ１６によって発生させるべきアシストトルクの指令値であるアシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊を設定する。
具体的には、アシストトルク指令値設定部６１は、車速毎に検出操舵トルクとアシストトルク指令値との関係を記憶したマップに基づいて、アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊を設定する。図４は、検出操舵トルクに対するアシストトルク指令値の設定例を示すグラフである。

検出操舵トルクＴｈは、例えば左方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、右方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊は、パワーシリンダ１６によって左方向操舵ためのアシストトルクを発生させるときには正の値とされ、パワーシリンダ１６によって右方向操舵ためのアシストトルクを発生させるときには負の値とされる。

アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊は、検出操舵トルクＴｈの正の値に対しては正の値をとり、検出操舵トルクＴｈの負の値に対しては負の値をとる。検出操舵トルクＴｈが−Ｔ１〜Ｔ１の範囲の微小な値のときには、アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊は零とされる。そして、検出操舵トルクＴｈが−Ｔ１〜Ｔ１の範囲以外の領域においては、アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊は、検出操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定されている。また、アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊は、車速センサ３５によって検出される車速Ｖが大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定されている。アシストトルク指令値設定部６１によって設定されたアシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊は、バルブ開度指令値設定部６２に与えられる。

バルブ開度指令値設定部６２は、アシストトルク指令値設定部６１から与えられたアシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊に基づいて、油圧制御バルブ１４の開度の指令値（バルブ駆動用モータ１５の回転角の指令値）である第１のバルブ開度指令値（モータ回転角指令値）θ_Ｂ１ ^＊を設定する。この実施形態では、油圧制御バルブ１４のロータが中立位置にあるときのバルブ駆動用モータ１５の回転角を０°とする。そして、バルブ駆動用モータ１５の回転角が０°より大きくなると、パワーシリンダ１６によって左方向操舵ためのアシストトルクが発生するように、油圧制御バルブ１４の開度が制御されるものとする。一方、バルブ駆動用モータ１５の回転角が０°より小さくなると、パワーシリンダ１６によって右方向操舵ためのアシストトルクが発生するように、油圧制御バルブ１４の開度が制御されるものとする。なお、バルブ駆動用モータ１５の回転角度の絶対値が大きくなるほど、パワーシリンダ１６によって発生するアシストトルクの絶対値は大きくなる。

バルブ開度指令値設定部６２は、アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊と第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊との関係を記憶したマップに基づいて、第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊を設定する。図５は、アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊に対する第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊の設定例を示すグラフである。
第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊は、アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊の正の値に対しては正の値をとり、アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊の負の値に対しては負の値をとる。第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊は、アシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊の絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定されている。バルブ開度指令値設定部６２によって設定された第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊は、指令値選択部６４に与えられる。

往復回転モード用指令値生成部６３は、バルブ駆動用モータ１５を往復回転駆動させるための第２のバルブ開度指令値θ_Ｂ２ ^＊を生成する。往復回転モード用指令値生成部６３は、例えば、次のようにして第２のバルブ開度指令値θ_Ｂ２ ^＊を生成する。バルブ駆動用モータ１５を往復回転駆動させるためのバルブ開度指令値の変化パターンを、ＲＯＭに予め記憶させておく。そして、往復回転モード用指令値生成部６３は、ＲＯＭから所定の演算周期毎に前記変化パターンを構成するデータを順次読み出すことにより、第２のバルブ開度指令値θ_Ｂ２ ^＊を生成する。往復回転モード用指令値生成部６３によって生成された第２のバルブ開度指令値θ_Ｂ２ ^＊は、指令値選択部６４に与えられる。

指令値選択部６４は、第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊および第２のバルブ開度指令値θ_Ｂ２ ^＊のうちの一方を選択して、バルブ開度指令値θ_Ｂ ^＊として出力する。具体的には、通常モード時には、指令値選択部６４は、第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊を選択して、バルブ開度指令値θ_Ｂ ^＊として出力する。一方、往復回転モード時には、指令値選択部６４は、第２のバルブ開度指令値θ_Ｂ２ ^＊を選択して、バルブ開度指令値θ_Ｂ ^＊として出力する。指令値選択部６４から出力されたバルブ開度指令値θ_Ｂ ^＊は、回転角偏差演算部６６に与えられる。

回転角演算部６５は、回転角センサ３３の出力信号に基づいて、バルブ駆動用モータ１５の回転角θ_Ｂを演算する。回転角演算部６５によって演算された回転角θ_Ｂは、回転角偏差演算部６６に与えられる。回転角偏差演算部６６は、指令値切換部６４から出力されたバルブ開度指令値θ_Ｂ ^＊と回転角演算部６５によって演算された回転角θ_Ｂとの偏差Δθ_Ｂ（＝θ_Ｂ ^＊−θ_Ｂ）を演算する。

ＰＩ制御部６７は、回転角偏差演算部６６によって演算された回転角偏差Δθ_Ｂに対してＰＩ演算を行なう。すなわち、回転角偏差演算部６６およびＰＩ制御部６７によって、バルブ駆動用モータ１５の回転角θ_Ｂをバルブ開度指令値θ_Ｂ ^＊に導くための回転角フィードバック制御手段が構成されている。ＰＩ制御部６７は、回転角偏差Δθ_Ｂに対してＰＩ演算を行なうことで、バルブ駆動用モータ１５の電流指令値を演算する。

モータ電流演算部６８は、電流センサ３８の出力信号に基づいて、バルブ駆動用モータ１５に流れるモータ電流を検出する。電流偏差演算部６９は、ＰＩ制御部６７によって求められた電流指令値と、モータ電流演算部６８によって演算されたモータ電流との偏差を演算する。ＰＩ制御部７０は、電流偏差演算部６９によって演算された電流偏差に対してＰＩ演算を行なう。すなわち、電流偏差演算部６９およびＰＩ制御部７０によって、バルブ駆動用モータ１５に流れるモータ電流を電流指令値に導くための電流フィードバック制御手段が構成されている。ＰＩ制御部７０は、電流偏差に対してＰＩ演算を行なうことで、バルブ駆動用モータ１５に印加すべき制御電圧値を演算する。

ＰＷＭ制御部７１は、ＰＩ制御部７０によって演算された制御電圧値と、回転角演算部６５によって演算されたバルブ駆動用モータ１５の回転角θ_Ｂとに基づいて、駆動信号を生成して、駆動回路４３に供給する。これにより、駆動回路４３から、ＰＩ制御部７０によって演算された制御電圧値に応じた電圧がバルブ駆動用モータ１５に印加される。
図６は、ポンプ駆動用モータ制御部５４の構成を示すブロック図である。

ポンプ駆動用モータ制御部５４は、操舵角速度演算部８１と、ポンプ回転数指令値設定部８２と、回転角演算部８３と、回転数演算部８４と、回転数偏差演算部８５と、ＰＩ制御部８６と、ＰＷＭ制御部８７とを含んでいる。
操舵角速度演算部８１は、舵角センサ３１の出力値を時間微分することによって、操舵角速度を演算する。ポンプ回転数指令値設定部８２は、操舵角速度演算部８１によって演算された操舵角速度ωｈに基づいて、油圧ポンプ２３の回転数（回転速度）の指令値（ポンプ駆動用モータ２５の回転数の指令値）であるポンプ回転数指令値（モータ回転数指令値）Ｖ_Ｐ ^＊を設定する。

具体的には、ポンプ回転数指令値設定部８２は、操舵角速度とポンプ回転数指令値Ｖ_Ｐ ^＊との関係を記憶したマップに基づいてポンプ回転数指令値Ｖ_Ｐ ^＊を設定する。図７は、操舵角速度ωｈに対するポンプ回転数指令値Ｖ_Ｐ ^＊の設定例を示すグラフである。ポンプ回転数指令値Ｖ_Ｐ ^＊は、操舵角速度が０のときに所定の下限値をとり、操舵角速度の増加に応じて単調に増加するように設定されている。

回転角演算部８３は、回転角センサ３４の出力信号に基づいて、ポンプ駆動用モータ２５の回転角θ_Ｐを演算する。回転数演算部８４は、回転角演算部８３によって演算されるポンプ駆動用モータ２５の回転角θ_Ｐに基づいて、ポンプ駆動用モータ２５の回転数（回転速度）Ｖ_Ｐを演算する。回転数偏差演算部８５は、ポンプ回転数指令値設定部８２によって設定されたポンプ回転数指令値Ｖ_Ｐ ^＊と回転数演算部８４によって演算されたポンプ駆動用モータ２５の回転数Ｖ_Ｐとの偏差ΔＶ_Ｐ（＝Ｖ_Ｐ ^＊−Ｖ_Ｐ）を演算する。

ＰＩ制御部８６は、回転数偏差演算部８５によって演算された回転数偏差ΔＶ_Ｐに対してＰＩ演算を行なう。すなわち、回転数偏差演算部８５およびＰＩ制御部８６によって、ポンプ駆動用モータ２５の回転数Ｖ_Ｐをポンプ回転数指令値Ｖ_Ｐ ^＊に導くための回転数フィードバック制御手段が構成されている。ＰＩ制御部８６は、回転数偏差ΔＶ_Ｐに対してＰＩ演算を行なうことで、ポンプ駆動用モータ２５に印加すべき制御電圧値を演算する。

ＰＷＭ制御部８７は、ＰＩ制御部８６によって演算された制御電圧値と、回転角演算部８３によって演算されたポンプ駆動用モータ２５の回転角θ_Ｐとに基づいて、駆動信号を生成して、駆動回路４４に供給する。これにより、駆動回路４４から、ＰＩ制御部８６によって演算された制御電圧値に応じた電圧がポンプ駆動用モータ２５に印加される。
図８は、全体制御部５１の動作を示すフローチャートである。

図示しないイグニッションキーがオンされることにより、ＥＣＵ４０の電源がオンされると、全体制御部５１は、温度センサ３６によって検出された温度（以下、「検出温度Ｔ」という）が所定温度Ｔth以下であるか否かを判定する（ステップＳ１）。所定温度Ｔthは、例えば−１０°Ｃに設定される。なお、ＥＣＵ４０の電源がオンされた時点では、バイパスバルブ制御部５２、バルブ駆動用モータ制御部５３およびポンプ駆動用モータ制御部５４は、非作動状態である。したがって、バイバスバルブ２７は開状態であり、バルブ駆動用モータ１５およびポンプ駆動用モータ２５は非駆動状態である。

検出温度Ｔが所定温度Ｔthより高いと判定された場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、全体制御部５１は、通常のバルブ＆ポンプ制御を開始させるための処理（ステップＳ５，Ｓ６の処理）を行なうために、ステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、全体制御部５１は、バイパスバルブ制御部５２にバルブ閉指令を与える。バイパスバルブ制御部５２は、全体制御部５１からのバルブ閉指令を受信すると、バイパスバルブ２７のソレノイド２７ａに通電させる。これにより、バイパスバルブ２７が閉状態となる。

この後、全体制御部５１は、ポンプ駆動用モータ制御部５４に動作開始指令を与えるとともに、バルブ駆動用モータ制御部５３を通常モードで動作させるための第１の動作開始指令をバルブ駆動用モータ制御部５３に与える（ステップＳ６）。
ポンプ駆動用モータ制御部５４は、全体制御部５１からの動作開始指令を受信すると、制御動作を開始する。具体的には、ポンプ駆動用モータ制御部５４内の各部が作動状態にされる。これにより、ポンプ駆動用モータ２５が、操舵角θｈ（操舵角速度ωｈ）に応じて、制御される。

バルブ駆動用モータ制御部５３は、全体制御部５１からの第１の動作開始指令を受信すると、通常モードの動作を開始する。具体的には、バルブ開度指令値設定部６２によって設定される第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊を選択するように指令値切換部６４が切換えられた後に、往復回転モード用指令値生成部６３を除いて、バルブ駆動用モータ制御部５３内の各部が作動状態とされる。したがって、アシストトルク指令値設定部６１によって操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに応じたアシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊が設定され、このアシストトルク指令値Ｔ_Ａ ^＊に応じた第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊がバルブ開度指令値設定部６２によって設定される。そして、バルブ開度指令値設定部６２によって設定された第１のバルブ開度指令値θ_Ｂ１ ^＊に基づいて、バルブ駆動用モータ１５が制御される。なお、この際、往復回転モード用指令値生成部６３を作動状態にしてもよい。

このようにして、通常のバルブ＆ポンプ制御が開始される。つまり、バイパスバルブ２７が閉じられた状態で、ポンプ駆動用モータ２５が駆動されるとともにバルブ駆動用モータ１５が通常制御モードで駆動される。
前記ステップＳ１において、検出温度Ｔが所定温度Ｔth以下であると判定された場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、全体制御部５１は、通常のバルブ＆ポンプ制御を開始させるための処理（ステップＳ５，Ｓ６の処理）を行なう前に、油圧制御バルブ１４内の作動油の温度を上昇させるために、ステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、全体制御部５１は、バルブ駆動用モータ制御部５３を往復回転モードで動作させるための第２の動作開始指令をバルブ駆動用モータ制御部５３に与える。バルブ駆動用モータ制御部５３は、全体制御部５１からの第２の動作開始指令を受信すると、往復回転モードの動作を開始する。具体的には、往復回転モード用指令値生成部６３によって生成される第２のバルブ開度指令値θ_Ｂ２ ^＊を選択するように指令値切換部６４が切換えられた後に、アシストトルク指令値設定部６１およびバルブ開度指令値設定部６２を除いて、バルブ駆動用モータ制御部５３内の各部が作動状態とされる。したがって、往復回転モード用指令値生成部６３によって第２のバルブ開度指令値θ_Ｂ２ ^＊が生成され、生成された第２のバルブ開度指令値θ_Ｂ２ ^＊に基づいて、バルブ駆動用モータ１５が制御される。これにより、バルブ駆動用モータ１５が往復回転駆動される。なお、この際、アシストトルク指令値設定部６１およびバルブ開度指令値設定部６２を作動状態にしてもよい。

ステップＳ２で第２の動作開始指令をバルブ駆動用モータ制御部５３に与えてから所定時間が経過すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、全体制御部５１はバルブ駆動用モータ制御部５３に動作停止指令を与える（ステップＳ４）。バルブ駆動用モータ制御部５３は、全体制御部５１からの動作停止指令を受信すると、動作を停止する。前記所定時間は、例えば１０秒に設定される。この場合には、前記ステップＳ２と前記ステップＳ４との間の約１０秒間、バルブ駆動用モータ制御部５３が往復回転駆動されることになる。

このようにバルブ駆動用モータ制御部５３が所定時間、往復回転駆動されると、摩擦熱によって油圧制御バルブ１４内の作動油の温度が上昇する。これにより、作動油の粘度やオイルシールの摩擦抵抗が低減する。また、この場合、ポンプ駆動用モータ２５は、停止状態となっているため、バルブ駆動用モータ１５の往復回転駆動によって、パワーシリンダ１４のピストン１７（ラック軸７）が移動するのを防止できる。また、この場合、バイパスバルブ２７は開状態であるため、パワーシリンダ１４のピストン１７が移動するのをより確実に防止できる。

前記ステップＳ４の処理が行なわれた後に、通常のバルブ＆ポンプ制御を開始させるための処理（ステップＳ５，Ｓ６の処理）を行なうために、全体制御部５１は、ステップＳ５に移行する。そして、全体制御部５１によって、ステップＳ５およびステップＳ６の処理が行なわれることにより、通常のバルブ＆ポンプ制御が開始される。つまり、バイパスバルブ２７が閉じられた状態で、ポンプ駆動用モータ２５が駆動されるとともにバルブ駆動用モータ１５が通常制御モードで駆動される。

通常のバルブ＆ポンプ制御が行なわれている状態において、イグニッションキーがオフされたことを示すイグニッションキーオフ指令が全体制御部５１に入力されると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、全体制御部５１は、バイパスバルブ制御部５２に、バルブ開指令を与える（ステップＳ８）。バイパスバルブ制御部５２は、全体制御部５１からのバルブ開指令を受信すると、バイパスバルブ２７のソレノイド２７ａへの通電を停止させる。これにより、バイパスバルブ２７が開状態となる。

また、全体制御部５１は、ポンプ駆動用モータ制御部５４およびバルブ駆動用モータ制御部５３に動作停止指令を与える（ステップＳ９）。ポンプ駆動用モータ制御部５４およびバルブ駆動用モータ制御部５３は、全体制御部５１からの動作停止指令を受信すると、その動作を停止させる。
この後、全体制御部５１は、電源をオフさせる（ステップＳ１０）。これにより、全体制御部５１による処理が終了する。

以上のように、この実施形態では、イグニッションキーがオン（ＥＣＵ４０の電源がオン）されたときに、検出温度Ｔが所定温度Ｔthより低い場合には、バルブ駆動用モータ１５が所定時間、往復回転駆動される。これにより、摩擦熱によって油圧制御バルブ１４内の作動油の温度が上昇し、作動油の粘度やオイルシールの摩擦抵抗が低減する。この後に、通常のバルブ＆ポンプ制御が開始されるので、通常のバルブ＆ポンプ制御が開始された後において、バルブ駆動用モータ１５のモータトルク不足によって油圧制御バルブ１４の開度制御の応答性が低下するのを防止することができる。これにより、操舵フィーリングを向上させることができる。

また、前述したように、バルブ駆動用モータ１５が往復回転駆動されるときには、ポンプ駆動用モータ２５は、停止状態となっているため、バルブ駆動用モータ１５の往復回転駆動によってパワーシリンダ１６のピストン１７が移動するのを防止できる。さらに、バルブ駆動用モータ１５が往復回転駆動されるときには、バイパスバルブ２７は開状態となっているため、バルブ駆動用モータ１５の往復回転駆動によってパワーシリンダ１６のピストン１７が移動するのをより確実に防止できる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、バルブ駆動用モータ制御部５３を往復回転モードで動作させるときには、ポンプ駆動用モータ２５が停止されているとともにバイパスバルブ２７が開状態となっている。しかし、バルブ駆動用モータ制御部５３を往復回転モードで動作させるときに、ポンプ駆動用モータ２５が停止されていれば、バイパスバルブ２７を閉状態にしてもよく、逆にバイパスバルブ２７が開状態であれば、ポンプ駆動用モータ２５を駆動状態にしてもよい。

また、前述の実施形態では、イグニッションキーがオン（ＥＣＵ４０の電源がオン）されたときに検出温度Ｔが所定温度Ｔth以下であるか否かを判定し、検出温度Ｔが所定温度Ｔth以下である場合に、バルブ駆動用モータ制御部５３を往復回転モードで動作させている。しかし、通常のバルブ＆ポンプ制御が開始された後において、バルブ駆動用モータ１５が所定時間以上にわたって停止しているときに、検出温度Ｔが所定温度Ｔth以下であるか否かを判定し、検出温度Ｔが所定温度Ｔth以下である場合に、バルブ駆動用モータ制御部５３を往復回転モードで所定時間動作させるようにしてもよい。このような場合には、バルブ駆動用モータ制御部５３が往復回転モードで動作されるときには、バルブ駆動用モータ１５の往復回転駆動によってパワーシリンダ１６のピストン１７が移動するのを防止するために、ポンプ駆動用モータ２５を停止させるかまたはバイバスバルブ２７を開状態にさせることが好ましい。バルブ駆動用モータ制御部５３が往復回転モードで動作されるときに、ポンプ駆動用モータ２５を停止させるとともにバイバスバルブ２７を開状態にさせるようにしてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１…油圧式パワーステアリング装置、２…ステアリング機構、３…ステアリングホイール、１４…油圧制御バルブ、１５…バルブ駆動用モータ、１６…パワーシリンダ、２０，２１…油路、２３…油圧ポンプ、２５…ポンプ駆動用モータ、２６…バイパス通路、２７…バイパスバルブ、３６…温度センサ、５１…全体制御部、５２…バイパスバルブ制御部、５３…バルブ駆動用モータ制御部、５４…ポンプ駆動用モータ制御部

Claims (4)

1. 車両のステアリング機構に結合されたパワーシリンダに、操舵部材に機械的に連結されていない油圧制御バルブを介して、油圧ポンプからの作動油を供給することによって、操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置であって、
   前記油圧制御バルブの開度を制御するためのバルブ駆動用モータと、
   前記油圧制御バルブの周辺温度を検出するための温度検出手段と、
   前記温度検出手段によって検出された温度が所定値以下のときに、前記バルブ駆動用モータを、所定時間、往復回転駆動させる往復駆動手段とを含む、油圧式パワーステアリング装置。
2. 前記油圧ポンプを駆動するためのポンプ駆動用モータと、
   前記往復駆動手段によって前記バルブ駆動用モータが往復回転駆動されるときに、前記ポンプ駆動用モータを停止状態にさせる手段とをさらに含む、請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置。
3. 前記パワーシリンダ内に形成され、転舵軸に設けられたピストンによって区画された２つのシリンダ室と、
   前記各シリンダ室と前記油圧制御バルブとをそれぞれ接続する２つの油路と、
   前記２つの油路を接続するためのバイパス通路と、
   前記バイパス通路に設けられたバイパスバルブと、
   前記往復駆動手段によって前記バルブ駆動用モータが往復回転駆動されるときに、前記バイパスバルブを開状態にさせる手段とをさらに含む、請求項１または２に記載の油圧式パワーステアリング装置。
4. 前記往復駆動手段は、
   イグニッションキーがオンされたときに、前記温度検出手段によって検出された温度が所定値以下であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって検出温度が所定値以下であると判定されたときに、前記バルブ駆動用モータを、所定時間、往復回転駆動させる手段とを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の、油圧式パワーステアリング装置。

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