JP2006315423A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 急発進時及び急ブレーキ時にもドライバーに違和感を与えない。
【解決手段】 演算部は、その出力信号によってスイッチを通常制御系、特殊制御系或は戻り制御系に切り換え、単位時間毎に車速の変化量ΔＶを演算し、直前に演算した車速Ｖ０と現在の車速との変化量ΔＶが予め設定した変化量ΔＶｆ以上になったかどうかを判定し、変化量ΔＶ≦設定変化量ΔＶｆのとき、スイッチを通常制御系に切り換えて、電流指令値Ｉ１或はＩ２に基づいた電流指令値をソレノイド励磁電流Ｉとして出力させ、変化量ΔＶ＞設定変化量ΔＶｆのときスイッチを特殊制御系に切り換え、電流指令値Ｉ１或はＩ２とは別系統である予め設定した特殊制御系電流指令値をソレノイド励磁電流Ｉとして出力させ、変化量ΔＶが設定変化量以内にあれば、スイッチを戻り制御系に切り換えて電流指令値Ｉ１或はＩ２に基づく電流指令値に復帰させる。
【選択図】 図１

Description

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。

この種の装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られているが、この従来の装置を示したのが、図２および図３である。そこで、まず、図２に基づいて、パワーステアリング装置全体の構成を説明する。
本体Ｂには、流量制御弁Ｖのスプール１とともにポンプＰも一体的に組み込んでいる。
上記スプール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。

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。

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。

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、そこに圧力損失が発生する。この圧力損失の作用で、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。

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。

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。

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への供給流量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供給流量も少な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。

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、操舵トルク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、いつも等しくすれば、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側のエネルギーロスは、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。

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に対する励磁電流であり、この励磁電流を制御するのが、コントローラＣである。
このコントローラＣには、操舵角センサー１６と車速センサー１７とを接続し、これら両センサー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。

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、一方のパイロット室２が、このスリット１８を介して、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。
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、装置全体の焼き付きの防止、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。ただし、これらの目的は、後で説明するスタンバイ流量を確保することでも達成できるので、詳細な説明は後に譲ることにする。

また、符号１９は、コントローラＣとソレノイドＳＯＬとの間に接続したドライバーである。

上記コントローラＣの制御システムは、図３に示すとおりである。すなわち、コントローラＣには、操舵角センサー１６からの操舵角信号と車速センサー１７からの車速信号とが入力する。そして、コントローラＣは、操舵角信号から操舵角θと操舵角速度ωとを演算する。そして、これら操舵角θおよび操舵角速度ωに基づいて、上記要求流量ＱＭを推定するようにしている。

図３における操舵角θとソレノイド電流指令値Ｉ１とは、その操舵角θと制御流量ＱＰとの関係がリニアな特性になる理論値を基にして決めている。また、操舵角速度ωとソレノイド電流指令値Ｉ２との関係も、操舵角速度ωと制御流量ＱＰとが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、操舵角θおよび操舵角速度ωが、ある設定値以上にならなければ、上記指令値Ｉ１およびＩ２の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時には、上記指令値Ｉ１もＩ２もゼロになるようにしている。
そして、これら操舵角θに対するソレノイド電流指令値Ｉ１、および操舵角速度ωに対するソレノイド電流指令値Ｉ２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いる。

また、コントローラＣは、車速センサー１７の出力信号に基づいて、操舵角用電流指令値Ｉ３と操舵角速度用電流指令値Ｉ４とを出力するようにしているが、これら操舵角用電流指令値Ｉ３および操舵角速度用電流指令値Ｉ４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れている。

そして、操舵角用電流指令値Ｉ３は、低速域で１を出力し、最高速域で例えば0.6を出力するようにしている。また、操舵角速度用電流指令値Ｉ４は、低速域で１を出力し、最高速域で例えば0.8を出力するようにしている。
つまり、操舵角用電流指令値Ｉ３は、１から0.6の範囲で制御する一方、操舵角速度用電流指令値Ｉ４は、１から0.8の範囲で制御するようにしている。したがって、低速域から最高速域でのゲインは、操舵角用電流指令値Ｉ３の方が、大きくなる。

そして、上記操舵角θによるソレノイド電流指令値Ｉ１には、車速信号Ｖに応じた操舵角用電流指令値Ｉ３を掛け合わせる。したがって、車速信号Ｖが高速になればなるほど、その乗算結果である出力値すなわち操舵角系電流指令値Ｉ５は小さくなる。しかも、操舵角用電流指令値Ｉ３のゲインを、操舵角速度用電流指令値Ｉ４のゲインよりも大きくしているので、高速になればなるほど、その減少率が大きくなる。

一方、操舵角速度ωによるソレノイド電流指令値Ｉ２には、車速に応じた操舵角速度用電流指令値Ｉ４を限界値として、操舵角速度系電流指令値Ｉ６を出力させるようにしている。この操舵角速度系電流指令値Ｉ６も、車速に応じて減少させるようにしているが、そのゲインを、操舵角用電流指令値Ｉ３のゲインよりも小さくしているので、操舵角速度系電流指令値Ｉ６の減少率は、操舵角系電流指令値Ｉ５の場合よりも小さい。

上記のように出力された操舵角系電流指令値Ｉ５と、操舵角速度系電流指令値Ｉ６との大小を比較し、その大きな電流指令値Ｉ５あるいはＩ６を採用するようにしている。
このように、いずれか大きな方を採用するようにしたのは、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、ステアリング操作した場合に、操舵角速度系電流指令値Ｉ６が小さくて、操舵角系電流指令値Ｉ５の方が大きくなるのが通常である。

したがって、高速走行時には、操舵角を基準にしながら、大きい方の操舵角系電流指令値Ｉ５を採用し、ステアリング操作の安全性・安定性を高めるようにしている。また、このようにすることによって、走行速度が速くなればなるほど、制御流量ＱＰを少なくする比率が高まり、エネルギーロスもより少なくできる。

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。そのために、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。
したがって、低速走行時には、操舵角速度を基準にしながら、その操舵角速度系電流指令値Ｉ６を採用し、ステアリング操作の操作性すなわち応答性を高めるようにしている。このようにすることによって、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、制御流量ＱＰを十分に確保し、応答性を優先させることができる。

なお、車両の走行速度が一定でも、操舵角系電流指令値Ｉ５が大きくなったり、操舵角速度系電流指令値Ｉ６が大きくなったりすることがある。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、ステアリングを保舵している時には、操舵角速度ωはゼロになってしまう。この場合には、車速が同じにもかかわらず、最初、操舵角速度系電流指令値Ｉ６が大きく、保舵に入ってから操舵角系電流指令値Ｉ５の方が大きくなる。
ただ、この装置では、電流指令値Ｉ５とＩ６の大きい方の値を選択しているので、どのような走行条件でも、いずれかの電流指令値が出力されることになる。

もし、上記のような保舵時に、電流指令値Ｉ５とＩ６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、保舵時には、車両のセルフアライニングトルクによる抗力に負けて、パワーシリンダ８が動いてしまう。このようにパワーシリンダ８がその位置を保てずに動いてしまえば、それこそ保舵そのものが不可能になる。

しかし、上記のように、電流指令値Ｉ５とＩ６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Ｉ１を確保できる。したがって、この電流指令値Ｉ１で保舵に必要なパワーを維持できることになる。

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。この時には、操舵角速度系電流指令値Ｉ６が大きくなるので、その操舵角速度系電流指令値Ｉ６が選択される。ただし、操舵角速度系電流指令値Ｉ６は、操舵角速度用電流指令値Ｉ４の限界値の範囲内に制御された値になるので、安全性は十分に確保される。

また、上記のようにして選択された電流指令値Ｉ５あるいはＩ６には、スタンバイ用電流指令値Ｉ７を加算する。
このスタンバイ用電流指令Ｉ７は、常に、所定の電流が可変オリフィスａのソレノイドＳＯＬに供給されるようにするためのものである。このようにスタンバイ用電流指令値Ｉ７が供給された可変オリフィスａは、操舵角θ、操舵角速度ωおよび車速を基にしたソレノイド電流指令値が、たとえゼロだったとしても、その開度を一定に保つとともに、一定のスタンバイ流量を確保する。

次に、上記従来装置の作用を説明する。
今、車両の走行中には、操舵角によるソレノイド電流指令値Ｉ１と操舵角用電流指令値Ｉ３との乗算値である操舵角系電流指令値Ｉ５が出力される。これとともに、操舵角速度によるソレノイド電流指令値Ｉ２が、操舵角速度用電流指令値Ｉ４を限界値として、操舵角速度系電流指令値Ｉ６が出力される。

そして、操舵角系電流指令値Ｉ５と操舵角速度系電流指令値Ｉ６との大小が判定されるとともに、その大きい方の指令値Ｉ５あるいはＩ６に、スタンバイ用電流指令値Ｉ７が加算され、そのときのソレノイド励磁電流Ｉが決められる。
このソレノイド励磁電流Ｉは、車両の高速走行時には、主に操舵角系電流指令値Ｉ５が基準となり、車両の低速走行時には、主に操舵角速度系電流指令値Ｉ６が基準となる。

ただし、低速走行時であっても、その保舵時には、操舵角系電流指令値Ｉ５を基準にソレノイドの励磁電流Ｉが決められる。
また、高速走行時であっても、ステアリングを急操作したときには、操舵角速度系電流指令値Ｉ６を基準にソレノイドの励磁電流Ｉが決められる。
特開２００１−２６０９１７号公報

上記のようにした従来の装置は、車速に応じて電流指令値を制御するようにしているが、車速センサーは、あくまでも車輪の回転速度を検出しているもので、コントローラが車輪の回転数から車速を演算する構成にしている。

したがって、例えば、急発進時に車輪がスピンすると、その回転数に応じてコントローラが演算する車速が上昇してしまう。言い換えると、実際の車速はほとんど上がっていない低速走行にもかかわらず、見かけ上の車速のみが上昇してしまう。

また、反対に、車輪がロックするような急ブレーキをかけたときには、今度は、その回転数に応じてコントローラが演算する車速が下降してしまう。言い換えると、実際の車速はほとんど下がっていない高速走行にもかかわらず、見かけ上の車速のみが下降してしまう。

そして、コントローラは、上記した見かけ上の車速によって、ソレノイド電流指令値を演算するので、例えば、上記のような急発進時には、当該装置に多少のパワー不足が生じる。そのために、ドライバーにはステアリングが一瞬引っかかるような違和感を持たせることがある。また、上記のような急ブレーキ時には、反対に、当該装置のパワーが多少オーバーぎみになる。そのために、ドライバーにはステアリングが一瞬抜けたような違和感を持たせることがある。

結局、上記従来の装置では、急発進時あるいは急ブレーキ時に、ドライバーに違和感を与えるという問題があった。
この発明の目的は、急発進時および急ブレーキ時にも、ドライバーに違和感を与えないパワーステアリング装置を提供することである。

この発明は、次の構成を前提にする。すなわち、本体にスプールを組み込み、このスプールの一端を、ポンプポートに常時連通する一方のパイロット室に臨ませ、スプールの他端を、スプリングを介在させた他方のパイロット室に臨ませ、上記一方のパイロット室の下流側にオリフィスを設け、このオリフィスを介してパワーシリンダを制御するステアリングバルブに圧油を導く一方、上記オリフィスの上流側の圧力を上記一方のパイロット室のパイロット圧とし、下流側の圧力を上記他方のパイロット室のパイロット圧とし、両パイロット室の圧力バランスでスプールの移動位置を制御するとともに、その移動位置に応じて、ポンプの吐出量を上記ステアリングバルブ側に導く制御流量ＱＰと、タンクまたはポンプに還流させる戻り流量ＱＴとに分配する構成にし、上記オリフィスは、ソレノイドの励磁電流Ｉに応じて開度を制御する可変オリフィスとするとともに、この可変オリフィスのソレノイドの励磁電流Ｉを制御するコントローラを設け、かつ、このコントローラには操舵角センサーを接続し、この操舵角センサーからの操舵角に応じた操舵角θと操舵角速度ωとを演算または記憶する一方、コントローラは、これら操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉ１および操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉ２を記憶または演算するとともに、これら電流指令値Ｉ１およびＩ２を基にして可変オリフィスのソレノイドの励磁電流Ｉを制御する構成にしている

第１の発明は、上記の装置を前提にしつつ、上記コントローラに設けた演算部は、その出力信号によって、スイッチを、通常制御系、特殊制御系あるいは戻り制御系に切り換える一方、一定時間ごとに車速を検出する車速検出機能と、上記単位時間ごとに車速の変化量ΔＶを演算する車速変化演算機能と、直前に演算した車速Ｖ０と現在の車速との変化量│ΔＶ│があらかじめ設定した変化量ΔＶｆ以上になったかどうかを判定する機能と、変化量│ΔＶ│≦設定変化量ΔＶｆのとき、スイッチを通常制御系に切り換えて、上記電流指令値Ｉ１あるいはＩ２に基づいた電流指令値をソレノイド励磁電流Ｉとして出力させる機能と、変化量│ΔＶ│＞設定変化量ΔＶｆのとき、上記スイッチを特殊制御系に切り換え、上記電流指令値Ｉ１あるいはＩ２とは別系統のあらかじめ設定した特殊制御系電流指令値をソレノイド励磁電流Ｉとして出力させる機能と、特殊制御系に切り換わった状態で、上記変化量│ΔＶ│が、上記設定変化量ΔＶｆよりもさらに小さい設定変化量以内に変化したとき、スイッチを戻り制御系に切り換えて、電流指令値Ｉ１あるいはＩ２に基づく電流指令値に復帰させる機能とを備えた点に特徴を有する

第２の発明は、演算部が、上記特殊制御系電流指令値に到達するための遅れ時間をあらかじめ記憶し、この遅れ時間内で上記特殊制御系電流指令値に到達させる機能を備えた点に特徴を有する
第３の発明は、演算部が、上記戻り制御系電流指令値に到達するための遅れ時間をあらかじめ記憶し、この遅れ時間内で上記戻り制御系電流指令値に到達させる機能を備えた点に特徴を有する。

第１〜第３の発明の装置によれば、急発進時および急ブレーキ時にも、ドライバーにステアリング操作上の違和感を与えることがなくなる。

図１はこの発明の実施形態を示したものであるが、この実施形態において、その全体構造は、図２に示した従来の装置と全く同様である。したがって、図２に示した全体構造に関する詳細な説明を省略するとともに、以下の説明において、図２に関する説明およびその説明に用いた符号等をすべて援用する。そして、この実施形態の特徴は、操舵角系電流指令値１５あるいは操舵角速度系電流指令値Ｉ６を特定した直後に、切り換え用のスイッチＳＷを設け、このスイッチＳＷによって、通常走行時と、急発進あるいは急ブレーキ等の急変走行時とにおける制御系を切り換えるようにした点である。ただし、以下には、従来と重複する部分も含めて図１の各構成要素を詳しく説明する。

この実施形態におけるコントローラＣの制御システムは、図１に示すとおりである。すなわち、コントローラＣには、操舵角センサー１６からの操舵角信号と車速センサー１７からの車速信号とが入力する。そして、コントローラＣは、操舵角信号から操舵角θと操舵角速度ωとを演算する。そして、これら操舵角θおよび操舵角速度ωに基づいて、上記要求流量ＱＭを推定するようにしている。

図１における操舵角θとソレノイド電流指令値Ｉ１とは、その操舵角θと制御流量ＱＰとの関係がリニアな特性になる理論値を基にして決めている。また、操舵角速度ωとソレノイド電流指令値Ｉ２との関係も、操舵角速度ωと制御流量ＱＰとが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、操舵角θおよび操舵角速度ωが、ある設定値以上にならなければ、上記指令値Ｉ１およびＩ２の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時には、上記指令値Ｉ１もＩ２もゼロになるようにしている。
そして、これら操舵角θに対するソレノイド電流指令値Ｉ１、および操舵角速度ωに対するソレノイド電流指令値Ｉ２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いる。ただし、この発明においては、上記電流指令値Ｉ１およびＩ２を、コントローラＣがその都度演算するようにしてもよい。

また、コントローラＣは、車速センサー１７の出力信号に基づいて、操舵角用電流指令値Ｉ３と操舵角速度用電流指令値Ｉ４とを出力するようにしているが、これら操舵角用電流指令値Ｉ３および操舵角速度用電流指令値Ｉ４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れている。

そして、操舵角用電流指令値Ｉ３は、低速域で１を出力し、最高速域で例えば0.6を出力するようにしている。また、操舵角速度用電流指令値Ｉ４は、低速域で１を出力し、最高速域で例えば0.8を出力するようにしている。
つまり、操舵角用電流指令値Ｉ３は、１から0.6の範囲で制御する一方、操舵角速度用電流指令値Ｉ４は、１から0.8の範囲で制御するようにしている。したがって、低速域から最高速域でのゲインは、操舵角用電流指令値Ｉ３の方が、大きくなるようにしている。

そして、上記操舵角θによるソレノイド電流指令値Ｉ１には、車速信号Ｖに応じた操舵角用電流指令値Ｉ３を掛け合わせる。したがって、車速信号Ｖが高速になればなるほど、その乗算結果である出力値すなわち操舵角系電流指令値Ｉ５は小さくなる。しかも、操舵角用電流指令値Ｉ３のゲインを、操舵角速度用電流指令値Ｉ４のゲインよりも大きくしているので、高速になればなるほど、その減少率が大きくなる。

一方、操舵角速度ωによるソレノイド電流指令値Ｉ２には、車速に応じた操舵角速度用電流指令値Ｉ４を限界値として、操舵角速度系電流指令値Ｉ６を出力させるようにしている。この操舵角速度系電流指令値Ｉ６も、車速に応じて減少させるようにしているが、そのゲインを、操舵角用電流指令値Ｉ３のゲインよりも小さくしているので、操舵角速度系電流指令値Ｉ６の減少率は、操舵角系電流指令値Ｉ５の場合よりも小さい。

上記のように出力された操舵角系電流指令値Ｉ５と、操舵角速度系電流指令値Ｉ６との大小を比較し、その大きな電流指令値Ｉ５あるいはＩ６を採用するようにしている。
このように、いずれか大きな方を採用するようにしたのは、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、ステアリング操作した場合に、操舵角速度系電流指令値Ｉ６が小さくて、操舵角系電流指令値Ｉ５の方が大きくなるのが通常である。

したがって、高速走行時には、操舵角を基準にしながら、大きい方の操舵角系電流指令値Ｉ５を採用し、ステアリング操作の安全性・安定性を高めるようにしている。また、このようにすることによって、走行速度が速くなればなるほど、制御流量ＱＰを少なくする比率が高まり、エネルギーロスもより少なくできる。

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。そのために、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。
したがって、低速走行時には、操舵角速度を基準にしながら、その操舵角速度系電流指令値Ｉ６を採用し、ステアリング操作の操作性すなわち応答性を高めるようにしている。このようにすることによって、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、制御流量ＱＰを十分に確保し、応答性を優先させることができる。

なお、車両の走行速度が一定でも、操舵角系電流指令値Ｉ５が大きくなったり、操舵角速度系電流指令値Ｉ６が大きくなったりすることがある。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、ステアリングを保舵している時には、操舵角速度ωはゼロになってしまう。この場合には、車速が同じにもかかわらず、最初、操舵角速度系電流指令値Ｉ６が大きく、保舵に入ってから操舵角系電流指令値Ｉ５の方が大きくなる。
ただ、この装置では、電流指令値Ｉ５とＩ６の大きい方の値を選択しているので、どのような走行条件でも、いずれかの電流指令値が出力されることになる。

もし、上記のような保舵時に、電流指令値Ｉ５とＩ６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、保舵時には、車両のセルフアライニングトルクによる抗力に負けて、パワーシリンダ８が動いてしまう。このようにパワーシリンダ８がその位置を保てずに動いてしまえば、それこそ保舵そのものが不可能になる。

しかし、上記のように、電流指令値Ｉ５とＩ６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Ｉ１を確保できる。したがって、この電流指令値Ｉ１で保舵に必要なパワーを維持できることになる。

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。この時には、操舵角速度系電流指令値Ｉ６が大きくなるので、その操舵角速度系電流指令値Ｉ６が選択される。ただし、操舵角速度系電流指令値Ｉ６は、操舵角速度用電流指令値Ｉ４の限界値の範囲内に制御された値になるので、安全性は十分に確保される。

また、上記のようにして選択された電流指令値Ｉ５あるいはＩ６には、スタンバイ用電流指令値Ｉ７を加算する。
このスタンバイ用電流指令Ｉ７は、常に、所定の電流が可変オリフィスａのソレノイドＳＯＬに供給されるようにするためのものである。このようにスタンバイ用電流指令値Ｉ７が供給された可変オリフィスａは、操舵角θ、操舵角速度ωおよび車速を基にしたソレノイド電流指令値が、たとえゼロだったとしても、その開度を一定に保つとともに、一定のスタンバイ流量を確保する。

また、車速センサー１７は、従来と同様に車輪の回転数を検出するが、その検出結果を、コントローラＣ内の演算部Ｅに常時入力する。この演算部Ｅは、前記したスイッチＳＷを制御するが、このスイッチＳＷは、図１からも明らかなように、通常制御系と、特殊制御系と、戻り制御系とに切り換え可能にし、上記演算部Ｅはこれら３つの制御系を選択制御するものである。

そして、上記演算部Ｅは、車速センサー１７から入力した車輪の回転数を基にして車速を演算するが、決められた時間ごとにその演算を繰り返す。また、演算部Ｅは、その演算結果である車速信号Ｖを、直前の車速信号Ｖ０と対比するとともに、その変化量│ΔＶ│と、あらかじめ設定した変化量ΔＶｆとの大小を判定する。

なお、上記設定変化量ΔＶｆは、演算部Ｅにあらかじめ記憶させておくもので、この実施形態では、その設定変化量ΔＶｆを、例えば、（２０km/h）/ｓに設定している。この設定変化量ΔＶｆである（２０km/h）/ｓは、単位時間当たりの車速の変化量を特定するゲインを意味する。

そして、上記演算部Ｅは、上記演算結果である変化量│ΔＶ│と、上記設定変化量ΔＶｆとの大小が、│ΔＶ│≦ΔＶｆと判定すると、急発進あるいは急ブレーキ等が発生していない通常運転と判定する。このようにし、演算部Ｅが通常運転であると判定すると、スイッチＳＷを、図示の通常制御系を維持するようにする。このように通常制御系が選択されると、前記のように大小判定された後の操舵角系電流指令値Ｉ５あるいは操舵角速度系電流指令値Ｉ６のいずれかに、スタンバイ用電流指令値Ｉ７を加算した値であるソレノイド励磁電流Ｉが出力される。

一方、演算部Ｅが、│ΔＶ│＞ΔＶｆと判定すれば、急発進あるいは急ブレーキ等があったものと判定する。このように急発進あるいは急ブレーキ等があったと判定したときには、上記演算部ＥによってスイッチＳＷは特殊制御系に切り換えられる。このようにスイッチＳＷが特殊制御系に切り換えられると、コントローラＣは、急発進時あるいは急ブレーキ時における電流指令値が、あらかじめ設定した制御時間内に、例えば、最大流量を確保するために必要な電流指令値の１／２となる特殊制御系電流指令値Ｉ８に到達するように制御する。このように制御時間をあらかじめ設定して徐々に特殊電流指令値Ｉ８に変化させるようにしたのは、急発進あるいは急ブレーキ時に、電流指令値を急変させると、ドライバーに違和感を与えることがあるので、そのようなことがないようにするためである。

上記のようにしてスイッチＳＷが、特殊制御系に切り換わった状態で、上記演算部Ｅは、現在の車速信号Ｖと直前車速信号Ｖ０との差である変化量│ΔＶ│が、戻り制御の基準となる設定値、例えば、（５km/h）/s以下になったかどうかを比較している。そして、上記変化量│ΔＶ│が設定値である（５km/h）/s以下になると、演算部Ｅは、スイッチＳＷを戻り制御系に切り換える。

上記のようにスイッチＳＷが戻り制御系に切り換えられると、コントローラＣは、急発進時あるいは急ブレーキ時における電流指令値が、あらかじめ設定した制御時間内に、通常制御系における電流指令値に戻るように制御する。このように制御時間をあらかじめ設定して徐々に通常制御系の電流指令値に戻すようにしたのは、あまり急に電流指令値を変化させると、ドライバーに違和感を与えることがあるので、そのようなことがないようにするためである。

次に、上記実施形態の作用を説明する。
今、車両の走行中に、演算部Ｅは、車速センサー１７から入力した車輪の回転数を基にして車速を演算する。また、演算部Ｅは、その演算結果である車速信号Ｖを、直前の車速信号Ｖ0と対比するとともに、その変化量│ΔＶ│と、あらかじめ設定した変化量ΔＶｆとの大小を判定する。

そして、演算部Ｅが、上記演算結果である変化量│ΔＶ│と、上記設定変化量ΔＶｆとの大小が、│ΔＶ│≦ΔＶｆと判定すれば、急発進あるいは急ブレーキ等が発生していない通常運転と判定し、スイッチＳＷを図示の通常制御系に保つ。したがって、ソレノイド励磁電流Ｉは、操舵角系電流指令値Ｉ５あるいは操舵角速度系電流指令値Ｉ６にスタンバイ用電流指令値Ｉ７を加算した電流指令値に基づいて決められることになる。

これに対して、演算部Ｅが│ΔＶ│＞ΔＶｆと判定すれば、急発進あるいは急ブレーキ等が発生したものと判定して、スイッチＳＷを図示の通常制御系から特殊制御系に切り換える。スイッチＳＷが、上記のように特殊制御系に切り換えられれば、コントローラＣは、通常制御系とは別系統の特殊制御系電流指令値を出力する。すなわち、急発進時あるいは急ブレーキ時における電流指令値が、あらかじめ設定した制御時間内に、最大流量を確保するために必要な電流指令値の１／２の特殊制御系電流指令値Ｉ８に、徐々に到達するように制御する。

上記のようにしてスイッチＳＷが、特殊制御系に切り換わった状態において、上記演算部Ｅは、現在の車速信号Ｖと直前車速信号Ｖ０との差である変化量│ΔＶ│が、戻り制御の基準となる設定値（５km/h）/s以下になったかどうかを比較している。そして、上記変化量│ΔＶ│が設定値である５km/h/s以下になると、演算部Ｅは、スイッチＳＷを戻り制御系に切り換える。このようにスイッチＳＷが戻り制御系に切り換えられると、コントローラＣは、急発進時あるいは急ブレーキ時における電流指令値が、あらかじめ設定した制御時間内に、通常制御系における電流指令値に徐々に戻るように制御する。

上記のようにした実施形態では、コントローラが、見かけ上の車速によってソレノイド電流指令値を演算しているにもかかわらず、急発進時あるいは急ブレーキ時に、ドライバーに違和感を持たせることがなくなる。

なお、上記実施形態で説明した特殊制御系によって決められる流量である１／２Ｑｍａｘ、車速急変の判断基準となる車速の設定変化量ΔＶｆ、車速急変戻りの判断基準となる設定変化量、制御系が切り換わった際に設定流量にまで変化させる各制御時間は、あくまでも一例であり、チューニングで適宜最適値に調整されるものである。

この発明の実施形態を示すコントローラの制御系を示す説明図である。 従来のパワーステアリング装置のコントローラの制御系を示す説明図である。 従来のパワーステアリング装置の全体構造を示す説明図である。

符号の説明

Ｉ ソレノイド電流指令値
Ｉ１ 操舵角θによるソレノイド電流指令値
Ｉ２ 操舵角速度ωによるソレノイド電流指令値
Ｉ３ 操舵角用電流指令値
Ｉ４ 操舵角速度用電流指令値
Ｉ５ 操舵角度系電流指令値
Ｉ６ 操舵角速度系電流指令値
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
Ｂ 本体
１ スプール
２ 一方のパイロット室
３ 他方のパイロット室
４ ポンプポート
Ｐ ポンプ
ＳＯＬ ソレノイド
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 操舵角センサー
１７ 車速センサー
Ｔ タンク

Claims (3)

1. 本体にスプールを組み込み、このスプールの一端を、ポンプポートに常時連通する一方のパイロット室に臨ませ、スプールの他端を、スプリングを介在させた他方のパイロット室に臨ませ、上記一方のパイロット室の下流側にオリフィスを設け、このオリフィスを介してパワーシリンダを制御するステアリングバルブに圧油を導く一方、上記オリフィスの上流側の圧力を上記一方のパイロット室のパイロット圧とし、下流側の圧力を上記他方のパイロット室のパイロット圧とし、両パイロット室の圧力バランスでスプールの移動位置を制御するとともに、その移動位置に応じて、ポンプの吐出量を上記ステアリングバルブ側に導く制御流量ＱＰと、タンクまたはポンプに還流させる戻り流量ＱＴとに分配する構成にし、上記オリフィスは、ソレノイドの励磁電流Ｉに応じて開度を制御する可変オリフィスとするとともに、この可変オリフィスのソレノイドの励磁電流Ｉを制御するコントローラを設け、かつ、このコントローラには操舵角センサーを接続し、この操舵角センサーからの操舵角に応じた操舵角θと操舵角速度ωとを演算または記憶する一方、コントローラは、これら操舵角θに応じたソレノイド電流指令値Ｉ１および操舵角速度ωに応じたソレノイド電流指令値Ｉ２を記憶または演算し、これら電流指令値Ｉ１およびＩ２を基にして可変オリフィスのソレノイドの励磁電流Ｉを制御する構成にしたパワーステアリング装置において、上記コントローラに設けた演算部は、その出力信号によって、スイッチを、通常制御系、特殊制御系あるいは戻り制御系に切り換える一方、一定時間ごとに車速を検出する車速検出機能と、上記単位時間ごとに車速の変化量ΔＶを演算する車速変化演算機能と、直前に演算した車速Ｖ０と現在の車速との変化量│ΔＶ│があらかじめ設定した変化量ΔＶｆ以上になったかどうかを判定する機能と、変化量│ΔＶ│≦設定変化量ΔＶｆのとき、スイッチを通常制御系に切り換えて、上記電流指令値Ｉ１あるいはＩ２に基づいた電流指令値をソレノイド励磁電流Ｉとして出力させる機能と、変化量│ΔＶ│＞設定変化量ΔＶｆのとき、上記スイッチを特殊制御系に切り換え、上記電流指令値Ｉ１あるいはＩ２とは別系統であるあらかじめ設定した特殊制御系電流指令値をソレノイド励磁電流Ｉとして出力させる機能と、特殊制御系に切り換わった状態で、上記変化量│ΔＶ│が、上記設定変化量ΔＶｆよりもさらに小さい設定変化量以内に変化したとき、スイッチを戻り制御系に切り換えて、電流指令値Ｉ１あるいはＩ２に基づく電流指令値に復帰させる機能とを備えたパワーステアリング装置。
2. 演算部は、上記特殊制御系電流指令値に到達するための遅れ時間をあらかじめ記憶し、この遅れ時間内で上記特殊制御系電流指令値に到達させる機能を備えた請求項１記載のパワーステアリング装置。
3. 演算部は、上記戻り制御系電流指令値に到達するための遅れ時間をあらかじめ記憶し、この遅れ時間内で上記戻り制御系電流指令値に到達させる機能を備えた請求項１または２記載のパワーステアリング装置。

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