JP4566040B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents

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６および図７である。そこで、まず、図６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ＱＳ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７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７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の電流指令値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、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６を出力させるようにしている。この電流指令値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、電流指令値Ｉ６の減少率は、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の電流指令値Ｉ５と、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６との大小を比較し、大きい方の電流指令値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、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が小さくて、操舵角系の電流指令値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、その操舵角速度系の電流指令値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、操舵角系の電流指令値Ｉ５が大きくなったり、操舵角速度系の電流指令値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、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が大きく、保舵に入ってから操舵角系の電流指令値Ｉ５の方が大きくなる。
ただ、この従来の装置では、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、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が大きくなるので、その電流指令値Ｉ６が選択される。ただし、この電流指令値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ＱＳ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の電流指令値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、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が出力される。

そして、操舵角系の電流指令値Ｉ５と操舵角速度系の電流指令値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、主に操舵角系の電流指令値Ｉ５が基準となり、車両の低速走行時には、主に操舵角速度系の電流指令値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、操舵角系の電流指令値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、操舵角速度系の電流指令値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、車速が決まれば、そのときの車速に応じてアシスト力がすべて決まってしまう。例えば、８０Km/h以上で走行する高速道路で、一定時間以上走行した後に、インターチェンジやサービスエリアに入って車速が急に落とされた場合には、その急に遅くなった速度に応じて、アシスト力が決められてしまうので、ドライバーの操舵感に違和感を与えることがあった。言い換えると、高速走行中から、上記のように急に速度を落としたときには、ハンドル操作が実際以上に軽く感じることがある。しかし、ドライバーとしては、操舵感覚に連続性が保たれた方が、スムーズな運転が可能になるが、上記従来の装置では、操舵感覚の連続性が保たれないことがあるという問題があった。

この発明の目的は、高速道路で一定時間以上高速走行した後に、速度が急に落とされた場合にも、操舵感覚に連続性が保てる装置を提供することである。

この発明は、次の装置を前提にするものである。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を記憶または演算し、これら電流指令値Ｉ1およびＩ2に基づい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を前提にする。

上記の装置を前提にしつつ、第１の発明は、上記コントローラが、設定速度以上での走行か否かを判定する機能と、その設定速度以上の走行状態の時間をカウントする機能と、設定速度以上の走行状態が設定時間以上継続したか否かを判定する機能と、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行した後に、その走行速度が設定値以上減速されたか否かを判定する機能と、設定値を超えて減速されたとき、パワーシリンダのアシスト力が小から大に復帰する復帰の割合を、上記設定値を超える前の走行速度における通常制御特性による復帰の割合よりも小さくするためにソレノイド電流指令値Ｉを制御する機能と、を備えた点に特徴を有する。

第２の発明は、上記コントローラが、車速と、車速に関連した電流指令値との関数である車速信号制御特性を、通常制御特性と低ゲイン制御特性との少なくとも２種類を記憶し、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行したか否かを判定し、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行した後に、その走行速度が設定値以上減速されたとき、車速信号を低ゲイン制御特性に基づいて出力し、設定速度以下、あるいは設定速度以上であっても設定時間以内での走行であるか、または設定時間以上の継続走行であっても、その後の減速の値が上記設定速度以下の場合には、車速信号を通常制御特性に基づいて出力する点に特徴を有する。

第３の発明は、コントローラが、通常制御系と、パワーシリンダのアシスト力が小から大に復帰する復帰の割合を小さくする特殊制御系とを備え、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行したか否かを判定し、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行した後に、その走行速度が設定値以上減速されたとき特殊制御系を選択し、設定速度以下、あるいは設定速度以上であっても設定時間以内での走行であるか、または設定時間以上の継続走行であっても、その後の減速の値が上記設定速度以下の場合には、通常制御系を選択する構成にした点に特徴を有する。

第１〜３の発明によれば、高速道路で一定時間以上高速走行した後に、インターチェンジやサービスエリアに入って車速が急に落とされた場合にも、ハンドル操作が実際以上に軽く感じられるようなことがなくなる。言い換えると、高速道路で一定時間以上高速走行した後に、速度が急に落とされた場合にも、操舵感覚に連続性が保てることになる。

図１は第１実施形態を示したものであるが、この第１実施形態において、その全体構造は、図６に示した従来の装置を全く同様である。したがって、図６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６に関する説明およびそこに用いた符号等をすべて援用する。

また、この第１実施形態は、図１からも明らかなように、電流指令値Ｉ３およびＩ４を演算するための車速信号Ｖを特定する方法が従来と異なるところで、その他は、すべて従来と同様である。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。

この第１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の電流指令値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、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６を出力させるようにしている。この電流指令値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、電流指令値Ｉ６の減少率は、電流指令値Ｉ５の場合よりも小さい。

そして、上記のように電流指令値Ｉ３およびＩ４を特定するための車速信号Ｖを特定するロジックを次に説明するが、この第１実施形態において、車速信号Ｖを特定するロジックが、従来と相違する。

そこで、先ず、従来と相違するコントローラの構造を説明する。すなわち、コントローラＣは、図１に示す演算部から車速信号を出力する構成にしている。

上記演算部は、高速走行を特定するための設定速度をあらかじめ記憶しているが、その設定速度は、高速道路の走行を前提にして、この第１実施形態では、一例として８０km/hに設定している。このようにした演算部は、現在の車速が８０km/h以上であるか否かを判定する機能と、８０km/h以上で走行しているとき、その走行時間をカウントする機能とを備えている。

さらに、上記演算部は、上記８０km/h以上で走行がどのくらい継続したかを判定するための設定時間を記憶しているが、この第１実施形態ではその設定時間を１０分に定めている。この１０分という時間は、例えば、高速道路を１０分以上継続的に走行すると、ドライバーの速度感が鈍くなるであろうことを想定したものである。また、このようにした演算部は、図２のグラフに示す２種類の制御特性を記憶している。

上記図２のグラフは、車速と、車速に関連した電流指令値との関数である車速信号特性を示したもので、通常制御特性Ａと低ゲイン制御特性Ｂとの２種類を特定するものである。すなわち、この図２において、実際の車速を、一例として４０km/h以下と、８０km/h以上とに分け、４０km/h以下のときには一定にした高い電流指令値が出力されるような車速信号Ｖが出力され、８０km/h以上のときには一定にした低い電流指令値が出力されるような車速信号Ｖが出力されるようにしている。そして、上記４０km/h〜８０km/hまでの間を、通常制御特性Ａと低ゲイン制御特性Ｂとに分けている。なお、８０km/hから４０km/hの間で、低ゲイン制御特性Ｂによって制御されていても、４０km/hに達した時点で、図２の特性線Ｃで示すように、一定の高い電流指令値が得られる車速信号Ｖが出力されるようにしている。

また、上記演算部は、当該車両が設定速度である８０km/h以上の走行を設定時間である１０分以上継続して走行したか否かを判定できる構成にしている。さらに、この演算部は、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行した後に、その走行速度が減速されたとき、その減速速度が設定速度以上になっているかどうかを判定するが、そのために減速設定値をあらかじめ記憶している。そして、この第１実施形態では、上記減速設定値を、一例として４０km/hに設定している。このように減速設定値を４０km/hと大きくしたのは、４０km/hも減速されたときには、その速度差が大きすぎて、その速度差に運転感覚が付いてこられないと考えたからである。したがって、上記減速設定値は、速度差に運転感覚が付いてこられない値という設定であれば、具体的な数値は問題にならない。

上記のようにした演算部は、通常制御特性Ａを選択したときに、その制御特性に見合った車速信号Ｖを出力し、低ゲイン制御特性Ｂを選択したときに、その制御特性に見合った車速信号Ｖを出力する。そして、この車速信号Ｖに応じて、前記した電流指令値Ｉ３あるいはＩ４が特定されることになる。

次に、この第１実施形態の作用を、図３に示したフローチャートに基づいて、演算部を含めたコントローラＣの機能を説明する。なお、当該車両の通常の走行においては、８０km/h以上で１０分以上走行していて、急に４０km/hも減速されるのは希なことなので、上記図３に示したフローチャートにおいて、通常走行時である通常制御特性Ａが選択されている段階をステップＳ１としてそこからスタートする。このように通常制御特性Ａが選択されている状態では、車速信号Ｖは、通常制御特性Ａに基づいて出力される。

コントローラＣは、上記のように通常制御特性Ａを選択している状態で、車速が設定速度である８０km/h以上であるか否かを常にチェックし、８０km/h以上にならない限り、通常制御特性Ａに基づいた制御を継続することになる（ステップＳ２）。そして、上記車速が８０km/hを超えると、その車速が、設定時間である１０分以上継続したか否かを判定する。

８０km/h以上の走行が、１０分以上継続していなければ、車速信号Ｖは、再び通常制御特性Ａに基づいて出力される。しかし、８０km/h以上の走行が１０分以上継続したときには、ステップＳ４に移行して、上記８０km/h以上の走行から４０km/h以上減速されたか否かチェックする。４０km/hの減速がなければ、再びステップＳ３に移行して８０km/h以上の走行が１０分以上継続したか否かがチェックされる。上記ステップＳ４で４０km/h以上の減速があったと判定されたときには、ステップＳ５に移行して低ゲイン制御特性Ｂが選択されるとともに、車速が４０km/h以下に達したか否かをチェックし（ステップＳ６）、車速が４０km/h以下であれば、図２に示す復帰特性線Ｃに沿って通常制御特性Ａに復帰する。

しかし、車速が４０km/h以下に達しなければ、ステップＳ５に復帰して、低ゲイン制御特性Ｂに基づく車速信号Ｖが出力される。そして、上記低ゲイン制御特性Ｂにおいて、図２からも明らかなように、そのときの車速信号Ｖは、実際の車速が同じでも、通常制御特性Ａの場合よりも小さくなる。このようにしてコントローラＣが車速信号Ｖを特定すると、この車速信号Ｖに基づいて、電流指令値Ｉ３およびＩ４が演算される。

そして、上記のようにして演算された車速信号Ｖに基づいて、コントローラＣは、電流指令値Ｉ３およびＩ４を演算するが、前記したように上記操舵角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を掛け合わせて電流指令値Ｉ５を出力し、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、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６を出力する。

上記のように出力された操舵角系の電流指令値Ｉ５と、操舵角速度系の電流指令値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ているが、その理由は前記したとおりである。

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ＱＳを確保する。

次に、上記第１実施形態の作用を説明する。
今、車両の走行中に、コントローラＣは、車速センサー１７から入力した車速を検出するとともに、図３に示したフローチャートに基づいて、制御特性を特定する。すなわち、高速道路などを８０km/h以上で１０分以上継続的に走行したか否かを判定する。そして、８０km/h以上の高速走行を１０分以上継続させた後に、例えば、高速道路から、インターチェンジの料金所までの間で、大きく減速したときには、次のような問題が発生する。

上記のように高速走行時には、当該パワーステアリング装置のアシスト力を小さくし、ハンドルの操舵感を重くする。このように操舵感が重い状態で継続運転した後に、上記のような急激な減速があったからといって、実際の車速にあわせて上記アシスト力を制御すると、操舵感覚の連続性が断たれることになる。

そこで、この第１実施形態では、８０km/h以上で１０分以上継続的に走行した後に、設定速度である４０km/h以上減速されたときには、アシスト力を急激に大きくしないようにしている。すなわち、この場合には、車速信号Ｖを前記した低ゲイン制御特性Ｂに基づいて車速信号Ｖを出力するようにしている。このように低ゲイン制御特性Ｂに基づいて車速信号Ｖを出力すれば、実際の車速は同じでも、車速信号Ｖは、通常制御特性Ａの場合よりも小さくなる。

ただし、８０km/h以上で走行していても、それが設定時間である１０分以上継続されていなければ、たとえ大きく減速したとしても、操舵感覚にそれほどのずれが生じないであろうことを前提にして、コントローラＣは、通常制御特性Ａに基づいて車速信号Ｖを出力する。したがって、この場合の車速信号Ｖは、低ゲイン制御特性Ｂよりも大きくなる。いずれにしても、この第１実施形態では、継続的な高速走行があった後に、急減速があったときには、急減速が無かった場合に比べて車速信号Ｖを小さくするようにしている。

そして、コントローラＣは、上記した車速信号Ｖに応じて電流指令値Ｉ３およびＩ４を演算する。また、コントローラＣ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の電流指令値Ｉ５を出力するとともに、操舵角速度によるソレノイド電流指令値Ｉ２が、速舵角速度用電流指令値Ｉ４を限界値とした操舵角速度系の電流指令値Ｉ６を出力する。

そして、操舵角系の電流指令値Ｉ５と操舵角速度系の電流指令値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、主に操舵角系の電流指令値Ｉ５が基準となり、車両の低速走行時には、主に操舵角速度系の電流指令値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、操舵角系の電流指令値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、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６を基準にソレノイドの励磁電流Ｉが決められる。

上記のようにした第１実施形態によれば、継続的な高速走行の後に、大きく減速されたときには、車速信号Ｖが演算する前の車速より大きくなるよう、演算部が補正して出力するので、その車速信号に基づいて出力される電流指令値Ｉ３およびＩ４が小さくなる。このように電流指令値Ｉ３およびＩ４が小さくなれば、その後に特定されるソレノイドの励磁電流Ｉは、この電流指令値Ｉ３およびＩ４に基づいて演算されるので、その演算結果である励磁電流Ｉも小さくなる。このようにソレノイドの励磁電流Ｉが小さくなれば、その分、前記アシスト力も小さくなるので、走行速度の差による運転感覚の連続性が断たれたりしなくなる。

図４に示した第２実施形態は、実際の車速に応じて電流指令値Ｉ３およびＩ４を演算するとともに、コントローラＣが、通常制御系と、パワーシリンダのアシスト力が小から大に復帰する復帰の割合を小さくする特殊制御系とを備えている点が第１実施形態と相違する。すなわち、図４に示すように、スタンバイ流量ＱＳを特定したところからソレノイドＳＯＬに至る過程に切り換え用のスイッチＳＷを設けているが、このスイッチＳＷは、通常は、図示の位置すなわち通常制御系となる位置を保つようにしている。そして、このスイッチＳＷが切り替わることによって、特殊制御系を選択できるようにしている。

上記のようにしたスイッチＳＷが通常制御系となる図示の位置を保っているときには、電流指令値Ｉ５またはＩ６にスタンバイ流量ＱＳを特定する電流指令値Ｉ７が加算された値が、そのままソレノイドの励磁電流Ｉになる。しかし、スイッチＳＷが図示の位置とは反対である特殊制御系となる位置に切り換えられたときには、特殊制御系出力部の電流指令値が出力されるようにしている。この特殊制御系出力部は、一定の減速値、例えば２０Km/hごとに段階的に減速されるような電流指令値を出力するものである。

上記演算部は、車速センサー１７から入力された車速の変化を演算する機能を備えているが、その他は、第１実施形態と同じである。したがって、この第２実施形態においても、図５に示したフローチャートに基づいて制御されることになる。すなわち、コントローラＣは、ステップＳ１で、スイッチＳＷに通常制御系を選択させるとともに、この状態で、車速が設定速度である８０km/hを超えたか否かを常にチェックする。８０km/h以上にならない限り、スイッチＳＷを図示の状態である通常制御系に保つ（ステップＳ２）。そして、上記車速が８０km/h以上になると、その車速が、設定時間である１０分以上継続したか否かを判定する。

８０km/h以上の走行が、１０分以上継続していなければ、通常制御系が継続されることになる。しかし、８０km/h以上の走行が上記１０分以上継続したときには、ステップＳ４に移行して、上記８０km/h以上の走行から４０km/h減速されたか否かチェックする。４０km/hの減速がなければ、再びステップＳ３に移行して８０km/h以上の走行が１０分以上継続したか否かがチェックされる。上記ステップＳ４で４０km/hの減速があったと判定されたときには、ステップＳ５に移行してスイッチＳＷを特殊制御系に切り換える。さらに、車速が４０km/h以下に達したか否かをチェックし（ステップＳ６）、車速が４０km/h以下であれば、スイッチＳＷを再び通常制御系に切り換える。

しかし、車速が４０km/h以下に達しなければ、ステップＳ５に復帰して、特殊制御系を保つ。したがって、この場合には、特殊制御系出力部から、一定の減速値である２０Km/hごとに段階的に減速されるような電流指令値が出力される。このように段階的に減速されるような電流指令値が出力されるので、高速走行から急減速があったとしても、第１実施形態と同様に、運転感覚の連続性が保たれることになる。

第１実施形態におけるコントローラの制御系を示す説明図である。 第１実施形態の制御特性を示すグラフである。 第１実施形態の制御系のフローチャートである。 第２実施形態におけるコントローラの制御系を示す説明図である。 第２実施形態のフローチャートである。 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。 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。

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に基づい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、上記コントローラは、設定速度以上での走行か否かを判定する機能と、その設定速度以上の走行状態の時間をカウントする機能と、設定速度以上の走行状態が設定時間以上継続したか否かを判定する機能と、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行した後に、その走行速度が設定値以上減速されたか否かを判定する機能と、設定値を超えて減速されたとき、パワーシリンダのアシスト力が小から大に復帰する復帰の割合を、上記設定値を超える前の走行速度における通常制御特性による復帰の割合よりも小さくするためにソレノイドの励磁電流Ｉを制御する機能と、を備えたパワーステアリング装置。
2. 上記コントローラは、車速と、車速に関連した電流指令値との関数である車速信号制御特性を、通常制御特性と低ゲイン制御特性との少なくとも２種類を記憶し、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行したか否かを判定し、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行した後に、その走行速度が設定値以上減速されたとき、車速信号を低ゲイン制御特性に基づいて出力し、設定速度以下、あるいは設定速度以上であっても設定時間以内での走行であるか、または設定時間以上の継続走行であっても、その後の減速の値が上記設定速度以下の場合には、車速信号を通常制御特性に基づいて出力する構成にした請求項１記載のパワーステアリング装置。
3. コントローラは、通常制御系と、パワーシリンダのアシスト力が小から大に復帰する復帰の割合を小さくする特殊制御系とを備え、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行したか否かを判定し、設定速度以上でかつ設定時間以上継続的に走行した後に、その走行速度が設定値以上減速されたとき特殊制御系を選択し、設定速度以下、あるいは設定速度以上であっても設定時間以内での走行であるか、または設定時間以上の継続走行であっても、その後の減速の値が上記設定速度以下の場合には、通常制御系を選択する構成にした請求項１記載のパワーステアリング装置。

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