(57)【要約】【課題】  実用性の高いステアリングシステムを提供する【解決手段】  エンジンポンプ８０から流量調整機構９６を介して供給される作動液によって転舵機構３８が有するステアリングロッド３６の動作をアシストする転舵アシスト装置７０と、ステアリングシャフト３４にアシストトルクを付与することでステアリング操作をアシストする操作アシスト装置１００とを備えたステアリングシステムにおいて、エンジンポンプから供給される作動液の流量Ｑを、ステアリングホイール３０の操作速度が、設定閾速度以上となるときに、増加させる。速いステアリング操作に対して車輪の転舵の遅れを防止するとともに、遅いステアリング操作に対しては、作動液の流量を小さく維持することで、エンジンポンプの負担が軽減し、当該車両１０の燃費を向上させることが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるステアリングシステムであって、
運転者によって操作されるステアリング操作部材と、
前記ステアリング操作部材に連結され、そのステアリング操作部材の操作に応じて回転するステアリングシャフトと、
車輪に連結された転舵部材を有し、前記ステアリングシャフトの回転に応じてその転舵部材を動作させることでその動作に応じた車輪の転舵を実現する転舵機構と、
前記ステアリングシャフトにトルクを付与することで前記ステアリング操作部材の操作をアシストする操作アシスト装置と、
作動液を供給するための作動液供給源と、その作動液供給源から供給される作動液の流量である供給流量を調整する流量調整機構とを有し、その作動液供給源から供給される作動液によって前記転舵機構の前記転舵部材の動作をアシストする転舵アシスト装置と、
前記操作アシスト装置が前記ステアリングシャフトに付与するトルクを制御するとともに、前記転舵アシスト装置の前記流量調整機構を制御することで、作動液の供給流量を制御するコントローラと
を備え、
前記転舵アシスト装置が、作動液の供給流量に依存したアシスト力で前記転舵部材の動作をアシストするように構成され、
前記コントローラが、前記ステアリング操作部材の操作速度が設定閾速度以上となる場合に、作動液の供給流量を増加させるように構成されたステアリングシステム。
【請求項２】
前記転舵機構が、前記ステアリングシャフトが連結されて前記ステアリングシャフトによって回転させられる入力軸を有し、
前記転舵アシスト装置が、前記ステアリングシャフトによって前記入力軸に付与されるトルクである転舵トルクに応じたアシスト力で前記転舵部材の動作をアシストするように構成された請求項１に記載のステアリングシステム。
【請求項３】
前記転舵アシスト装置が、前記作動液供給源として、前記車両が備えるエンジンによって回転させられるエンジンポンプを有する請求項１または請求項２に記載のステアリングシステム。
【請求項４】
前記操作アシスト装置が、
前記ステアリングシャフトに付与するトルクの発生源として電動モータを有する請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のステアリングシステム。
【請求項５】
当該ステアリングシステムが、前記ステアリング操作部材の操作によって前記ステアリングシャフトに付与されるトルクである操作トルクを検出するための操作トルクセンサを備え、
前記コントローラが、前記操作アシスト装置が前記ステアリングシャフトに付与するトルクを、検出された操作トルクに応じて制御するように構成された請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のステアリングシステム。
【請求項６】
前記コントローラが、前記ステアリング操作部材の操作速度に基づいて、前記操作アシスト装置が前記ステアリングシャフトに付与するトルクを制御するように構成された請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のステアリングシステム。
【請求項７】
前記コントローラが、前記ステアリング操作部材の操作量に基づいて、前記操作アシスト装置が前記ステアリングシャフトに付与するトルクを制御するように構成された請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のステアリングシステム。
【請求項８】
前記コントローラが、前記車両の走行速度に基づいて、前記操作アシスト装置が前記ステアリングシャフトに付与するトルクを制御するように構成された請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載のステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるステアリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される一般的なステアリングシステムは、(a) 運転者によって操作されるステアリング操作部材と、(b) そのステアリング操作部材に連結され、そのステアリング操作部材の操作に応じて回転するステアリングシャフトと、(c) 車輪に連結された転舵部材を有し、ステアリングシャフトの回転に応じてその転舵部材を動作させることでその動作に応じた車輪の転舵を実現する転舵機構とを含んで構成される。そのようなステアリングシステムにおいて、例えば、下記特許文献に記載されているように、２つのアシスト装置、詳しくは、(d) ステアリングシャフトにトルクを付与することで前記ステアリング操作部材の操作をアシストする操作アシスト装置と、(e) 作動液を供給するための作動液供給源を有し、その作動液供給源から供給される作動液によって前記転舵機構の前記転舵部材の動作をアシストする転舵アシスト装置とを設けることも検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５１２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献に記載されているステアリングシステムでは、操作アシスト装置がステアリングシャフトに付与するトルク（以下、「アシストトルク」という場合がある）と、転舵部材の動作に対するアシスト力とを、ステアリング操作部材の操作量と、車両の走行速度とに基づいて、協調的に制御している。そのような協調制御を行ったとしても、例えば、ステアリング操作部材の操作速度が高い場合には、ステアリング操作部材の操作に対して車輪の転舵が遅れることが予想される。転舵アシスト装置が、作動液供給源から供給される作動液の流量である供給流量に依存したアシスト力で転舵部材の動作をアシストするようにされている場合、供給流量が大きい状態を常に維持しておけば、上記転舵の遅れを生じさせる可能性は低い。しかしながら、供給流量が大きい状態を常に維持しておくことは、作動液供給のためのエネルギ消費が相当に大きなものとなる。そのような問題に対処することは、上記２つのアシスト装置を備えたステアリングシステムの実用性を向上させることに繋がる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いステアリングシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のステアリングシステムは、作動液の供給流量に依存したアシスト力で転舵部材の動作をアシストするように構成された転舵アシスト装置を備えたステアリングシステムにおいて、ステアリング操作部材の操作速度が設定閾速度以上となる場合に、作動液の供給流量を増加させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のステアリングシステムによれば、ステアリング操作部材の操作部材の操作速度が比較的高い場合に、転舵アシスト装置の作動液供給源からの作動液の供給流量を大きくして上述の転舵の遅れを防止し、ステアリング操作部材の操作速度が比較的低い場合には、その供給流量を小さくすることで、転舵アシスト装置の作動液供給源のエネルギ消費を小さくすることが可能となる。
【発明の態様】
【０００７】
本発明のステアリングシステムの基本的な態様、すなわち、基本態様のステアリングシステムは、
車両に搭載されるステアリングシステムであって、
運転者によって操作されるステアリング操作部材と、
前記ステアリング操作部材に連結され、そのステアリング操作部材の操作に応じて回転するステアリングシャフトと、
車輪に連結された転舵部材を有し、前記ステアリングシャフトの回転に応じてその転舵部材を動作させることでその動作に応じた車輪の転舵を実現する転舵機構と、
前記ステアリングシャフトにトルクを付与することで前記ステアリング操作部材の操作をアシストする操作アシスト装置と、
作動液を供給するための作動液供給源と、その作動液供給源から供給される作動液の流量である供給流量を調整する流量調整機構とを有し、その作動液供給源から供給される作動液によって前記転舵機構の前記転舵部材の動作をアシストする転舵アシスト装置と、
前記操作アシスト装置が前記ステアリングシャフトに付与するトルクを制御するとともに、前記転舵アシスト装置の前記流量調整機構を制御することで、作動液の供給流量を制御するコントローラと
を備え、
前記転舵アシスト装置が、作動液の供給流量に依存したアシスト力で前記転舵部材の動作をアシストするように構成され、
前記コントローラが、前記ステアリング操作部材の操作速度が設定閾速度以上となる場合に、作動液の供給流量を増加させるように構成される。
【０００８】
上記基本態様のステアリングシステムにおいて、「ステアリング操作部材」は、例えば、ステアリングホイールのようなものであり、ステアリング操作部材がステアリングホイールである場合の操作量は、ステアリングホイールの回転角、すなわち、操作角と考えることができる。「ステアリングシャフト」は、ステアリング操作部材と後述の転舵機構とを連結するものであり、例えば、いわゆるステアリングコラムによって車体に保持されていればよい。「転舵機構」は、種々の形式のものを採用することが可能である。例えば、ステアリングシャフトに連結されてステアリングシャフトから付与されるトルクによって回転させられる入力軸として、ピニオンを有するピニオン軸を、車輪を転舵するために入力軸の回転によって動作させられる転舵部材として、左右の車輪を繋ぐようにして配設されて上記ピニオンと噛合するラックが形成されたラックバーを、それぞれ有するラック＆ピニオン式の機構を採用することが可能である。
【０００９】
２つのアシスト装置のうちの一方である「転舵アシスト装置」は、作動液を利用して転舵部材の動作をアシストすることで、車輪の転舵をアシストすることを目的とする装置、いわゆる一般的な液圧式パワーステアリングシステムに採用される転舵アシスト装置である。本転舵アシスト装置は、運転者によってステアリング操作部材に加えられる力（以下、「操作力」という場合がある）によっては、充分な転舵が行われないことを考慮して、転舵部材の動作をアシストする。転舵アシスト装置は、アシスト力を転舵部材に付与するように構成されたものであってもよく、また、例えば、転舵機構が上述の入力軸を有する場合には、アシスト力をその入力軸にトルクとして付与するように構成されたものであってもよい。つまり、転舵アシスト装置は、転舵部材の動作を、直接的若しくは間接的にアシストするものであればよいのである。
【００１０】
転舵アシスト装置が上記入力軸を有する場合、ステアリングシャフトからその入力軸に付与されるトルクである転舵トルクに応じたアシスト力を付与するように構成することが望ましい。具体的に言えば、転舵アシスト装置が、入力軸と、作動液を受け入れてアシスト力を転舵部材に付与するアクチュエータとを有するように構成される場合、入力軸とステアリングシャフトとの間にトーションバーを配設し、アクチュエータが受け入れる作動液の量をそのトーションバーの捩れ量に応じて調整するような弁機構を設けることで転舵トルクに応じたアシスト力を付与するように構成することができる。
【００１１】
転舵アシスト装置の作動液供給源は、例えば、ポンプであるが、そのポンプは、電動モータを駆動源とする電動ポンプであってもよく、当該車両のエンジンを駆動源とするエンジンポンプであってもよい。エンジンポンプは、信頼性が高く、液圧式の転舵アシスト装置において広く一般的に用いられているものであるため、エンジンポンプを採用することで、一般的な転舵アシスト装置に本態様のステアリングシステムを適用することが可能となる。エンジンポンプを採用する場合、ステアリング操作部材の操作速度が比較的高い場合を除いて作動液の供給流量を小さくできることで、エンジンの負荷が軽減される。したがって、エンジンポンプを採用する場合、本態様のステアリングシステムは、当該車両の燃費の改善に大きく寄与する。
【００１２】
転舵アシスト装置の流量調整機構は、例えば、電磁弁を含んで構成し、その電磁弁がコントローラによって制御されることで、作動液供給源から供給される作動液の流量を調整するように構成すればよい。流量調整機構は、供給流量が大きい場合に作動液供給源の負荷が大きくなるものの、供給流量が小さい場合には作動液供給源の負荷が小さくなるようなものとすることが望ましい。なお、作動液の流量とは、一般に、単位時間当たりの流量を意味し、厳密には流速と言うべきであるかもしれないが、本明細書では、断りのない限り、一般的な呼び方に従って、単位時間当たりの流量のことを、単に、「流量」と言うことにする。
【００１３】
コントローラによる流量調整機構の制御に関して言えば、ステアリング操作部材の操作速度（以下、単に「操作速度」という場合がある）が設定閾速度以上となる場合に、作動液の供給流量が増加させられる。操作速度が比較的低い場合には、ステアリング操作部材の操作に転舵機構による車輪の転舵は充分に追従可能であるため、供給流量を小さく抑えることで、作動液供給源の負荷が小さくされる。それに対して、操作速度が比較的高い場合には、ステアリング操作部材の操作に転舵機構による車輪の転舵が追従できない可能性が高いため、供給流量を大きくすることで、その転舵の遅れを防止若しくは抑制可能なアシスト力が確保される。ステアリング操作部材の操作速度に基づいて作動液供給源の負荷を切り換えることで、できるだけ作動液供給源のエネルギ消費を抑えつつ（作動液供給源がエンジンポンプであるときには当該車両の燃費を抑えつつ）、ステアリング操作に対する転舵の遅れを防止若しくは抑制することが可能である。
【００１４】
なお、操作速度が設定閾速度以上となる場合の供給流量の増加の態様について詳しく言えば、操作速度が設定閾速度となった時点で、作動液の供給流量を、それまでの設定小流量から、設定大流量にまで、一気に増加させてもよく、また、操作速度が設定閾速度となった時点から、作動液の供給流量を、設定小流量から設定大流量まで、操作速度の高さに応じて段階的に若しくは連続的に増加させてもよい。
【００１５】
２つのアシスト装置のうちの他方である「操作アシスト装置」は、ステアリングシャフトにトルク、すなわち、アシストトルクを付与することで、運転者の操作力についての負担を軽減し、運転者の操作に対する操作感を良好なものとすることを、主目的とする装置である。このアシストトルクは、積極的に付与させることで、運転者に拠らないステアリング操作を当該ステアリングシステムに行わせることにも利用可能である。つまり、操作アシスト装置によって、例えば、当該車両の自動運転システム，走行レーンの維持等の運転支援システム等からの要求に応じたステアリング操作を当該ステアリングシステムに行わせることが可能となる。なお、操作アシスト装置が付与するアシストトルクは、運転者によるステアリング操作を推進する向きのトルクに限定されない。場合によっては、運転者のステアリング操作に対抗する向きのトルク、すなわち、対抗トルク（「反力トルク」と呼ぶこともできる）であってもよい。
【００１６】
操作アシスト装置は、アシストトルクの発生源が特に限定されるものではないが、例えば、電動モータをアシストトルクの発生源とするものであってもよい。発生源として電動モータを採用すれば、応答性の良好な操作アシスト装置を構築することができ、運転者の操作感をより向上させることが可能となる。
【００１７】
操作アシスト装置は、操作力に対する運転者の負担を軽減するという目的からすれば、操作トルクに応じたアシストトルクをステアリングシャフトに付与するように構成することが望ましく、コントローラは、そのようなアシストトルクを付与するように操作アシスト装置を制御することが望ましい。操作アシスト装置がアシストトルクの発生源として電動モータを含んで構成されている場合、コントローラは、例えば、その電動モータに供給される電流を制御することで、アシストトルクを制御すればよい。ステアリング操作部材の操作によってステアリングシャフトに付与されるトルクである操作トルクを検出するためのセンサ、すなわち、操作トルクセンサは、例えば、ステアリング操作部材がステアリングホイールである場合には、そのステアリングホイールとステアリングシャフトとの間にトーションバーを配設し、そのトーションバーの捩れ量を検出することで、操作トルクを検出するような構成のものを採用することができる。
【００１８】
コントローラによる操作アシスト装置の制御、つまり、コントローラによるアシストトルクの制御について説明すれば、例えば、コントローラは、ステアリング操作部材の操作速度に基づいてアシストトルクを制御してもよい。
【００１９】
また、例えば、コントローラは、ステアリング操作部材の操作量（ステアリング操作部材がステアリングホイールである場合にはステアリングホイールの操作角）に基づいてアシストトルクを制御してもよい。
【００２０】
さらに、例えば、コントローラは、車両の走行速度に基づいてアシストトルクを制御してもよい。その場合、具体的には、例えば、車両の走行速度が高くなるにつれてアシストトルクが小さくなるように操作アシスト装置を制御すればよい。
【００２１】
つまり、ステアリング操作部材の操作速度，ステアリング操作部材の操作量，車両の走行速度等のパラメータのうちの少なくとも１つに基づいてアシストトルクを制御することで、ステアリング操作部材の操作に対してより良好な操作感を運転者に与えることが可能となる。アシストトルクの制御は、１つのパラメータに依拠するものであってもよく、複数のパラメータに基づくものであってもよい。複数のパラメータに依拠してアシストトルクを制御する場合、例えば、各パラメータに対応したアシストトルク成分を決定し、それらアシストトルクの成分を足し合わせることでアシストトルクを決定してもよい。
【００２２】
「コントローラ」は、例えば、コンピュータを主要構成要素とし、操作アシスト装置の駆動回路，転舵アシスト装置の流量調整機構の駆動回路等を含んで構成されるような電子制御ユニットを採用すればよい。コントローラは、操作アシスト装置と転舵アシスト装置の流量調整機構との両方を制御する１つの電子制御ユニットによって構成されてもよく、また、それぞれがコンピュータを有する２つの電子制御ユニットを、すなわち、操作アシスト装置を制御する電子制御ユニットと、転舵アシスト装置の流量調整機構を制御する電子制御ユニットとを含んで構成されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例のステアリングシステムの全体構成を模式的に示す図である。
【図２】実施例のステアリングシステムが備える操作アシスト装置によって付与されるアシストトルクの各成分を決定するためのゲインを示すグラフである。
【図３】実施例のステアリングシステムにおいて実行される制御プログラムのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例であるステアリングシステムを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。
【実施例】
【００２５】
［Ａ］ステアリングシステムのハード構成
図１に示すように、実施例のステアリングシステムが搭載されている車両１０は、２つの前輪１２が、転舵輪でありかつ駆動輪とされている。車両１０は、駆動源としてのエンジン１４を備え、そのエンジン１４の回転が、トルクコンバータ／トランスミッション１６，デファレンシャル１８，ドライブシャフト２０Ｒ，２０Ｌを介して、ステアリングナックル２２に保持された前輪１２に伝達される。前輪１２の回転によって、車両１０は走行する。
【００２６】
実施例のステアリングシステムは、(a) 運転者によって操作されるステアリング操作部材としてのステアリングホイール３０と、(b) ステアリングコラム３２によって保持され、一端がステアリングホイール３０に連結されてステアリングホイール３０の操作に応じて回転するステアリングシャフト３４と、(c) 両端が前輪１２にそれぞれ連結されて車幅方向に延びるように配設された転舵部材としてのステアリングロッド３６を有し、そのステアリングロッド３６をステアリングシャフト３４の回転に応じて動作させることでその動作に応じた前輪１２の転舵を実現する転舵機構３８とを備えている。
【００２７】
転舵機構３８は、ステアリングシャフト３４の他端が連結されるとともにギヤボックス４０に保持された入力軸４２を有している。入力軸４２には、ギヤボックス４０内において、ピニオンが形成されている。一方、ステアリングロッド３６もギヤボックス４０に保持され、ステアリングロッド３６には、そのピニオンに噛合するラック４４が形成されている。つまり、転舵機構３８は、ラック＆ピニオン式の動作変換機構を有しており、ステアリングシャフト３４の回転によって入力軸４２が回転することで、ステアリングロッド３６が車幅方向に移動する。ステアリングロッド３６の両端は、それぞれ、リンクロッド４６を介して、左右の前輪１２をそれぞれ保持するステアリングナックル２２のナックルアーム４８に連結されており、ステアリングロッド３６の移動によって、前輪１２が転舵される。
【００２８】
ステアリングシャフト３４の一端は、第１トーションバー６０を介してステアリングホイール３０に連結されている。ステアリングコラム３２には、その第１トーションバー６０の捩れ量を検出して、ステアリングホイール３０の操作によってステアリングシャフト３４に付与されるトルク（以下、「操作トルク」という場合がある）を検出する操作トルクセンサ６２が設けられている。ちなみに、操作トルクは、ステアリング操作によって運転者がステアリングホイール３０に加えるトルクと考えることができる。一方、ステアリングシャフト３４の他端は、第２トーションバー６４を介して転舵機構３８の入力軸４２に連結されている。この第２トーションバー６４の捩れ量は、ステアリングシャフト３４によって入力軸４２に付与されるトルク（以下、「転舵トルク」という場合がある）に応じたものとなる。
【００２９】
本ステアリングシステムは、作動液（作動油である）によって転舵機構３８のステアリングロッド３６の動作をアシストする転舵アシスト装置７０を備えている。転舵アシスト装置７０は、ステアリングロッド３６に固定されたピストン７２と、ピストン７２によって内部が２つの液室７４Ｒ，７４Ｌに区画されるハウジング７６とを有する液圧式のアクチュエータ７８を有している。また、転舵アシスト装置７０は、エンジン１４によって駆動される作動液供給源としてのエンジンポンプ８０を有している。エンジンポンプ８０は、作動液を貯留するリザーバ８２から汲上路８４を介してその作動液を汲み上げ、その汲み上げた作動液を、供給路８６を介して、後述の供給流制御機構８８に供給する。
【００３０】
供給流制御機構８８は、例えば、特開平６−８８４０号公報の図２に示すような一般的な構造のものであり、具体的には、例えば、第２トーションバー６４の捩れ量および捩れの向き、すなわち、転舵トルクと転舵の向きとに基づいて、アクチュエータ７８に供給する作動液の流量、および、２つの液室７４Ｒ，７４Ｌのいずれに作動液を供給するかを制御する機能を有している。供給流制御機構８８は、エンジンポンプ８０から供給された作動液を受け入れ、転舵トルクが入力軸４２に作用していない場合には、帰還路９０を介して、リザーバ８２に、その受け入れた作動液を帰還させる。つまり、作動液は、循環させられるのである。一方で、転舵トルクが入力軸４２に作用している場合には、供給流制御機構８８は、受け入れた作動液の少なくとも一部を、転舵の向きに応じたアクチュエータ７８の２つの液室７４Ｒ，７４Ｌの一方に、転舵トルクに応じた流量で供給し、他方からその流量と同じ流量の作動液を受け入れて、その受け入れた作動液をもリザーバ８２に帰還させるようにされている。アクチュエータ７８は、供給流制御機構８８から２つの液室７４Ｒ，７４Ｌの一方に供給された作動液の圧力に応じた力がピストン７２に作用することで、その力（以下、「アシスト力」という場合がある）によって、ステアリングロッド３６が前輪１２を転舵する力である転舵力をアシストする。つまり、転舵アシスト装置７０は、転舵トルクに応じたアシスト力でステアリングロッド３６の動作をアシストするように構成されているのである。
【００３１】
エンジンポンプ８０は、エンジン１４の回転数（厳密には、「回転速度」の意味である）に応じた流量の作動液を吐出するようにされている。そのため、転舵アシスト装置７０には、エンジンポンプ８０の吐出側に、エンジンポンプ８０から吐出される作動液の流量を制限する流量制限機構９２が設けられている。この流量制限機構９２は、例えば、特許第３２１８７８８号公報，特開平８−３０１１３２号公報，特開平６−８８４０号公報等に示すような構造、つまり、バルブを含んだ一般的な構造のものであり、具体的には、エンジン１４の回転数がある程度高くなった場合に、自身を通過して供給流制御機構８８に送られる作動液の流量を、設定された流量に制限する機能を有している。さらに、転舵アシスト装置７０では、流量制限機構９２からの吐出側において流量制限機構９２と直列的に設けられ、流量制限機構９２から供給流制御機構８８に送られる作動液の流量を制御するための流量制御機構９４が設けられている。流量制御機構９４は、例えば、特開２０１４−１９２９０号公報の図２に示すような一般的な構造の電磁バルブ機構であり、ソレノイドに供給される電流に応じた流量の作動液の通過を許容する機能を有している。転舵アシスト装置７０は、流量制限機構９２と流量制御機構９４とを含んで構成された機構、つまり、エンジンポンプ８０から供給流制御機構８８に供給される作動液の流量（以下、「供給流量」という場合がある）を調整する流量調整機構９６を有しているのである。
【００３２】
以上説明した構造から解るように、転舵アシスト装置７０は、供給流量に依存したアシスト力でステアリングロッド３６の動作をアシストするように構成されており、概ね、アシスト力は、供給流量が大きくなる程大きく、供給流量が小さくなる程小さくなる。
【００３３】
さらに、本ステアリングシステムは、ステアリングシャフト３４にトルクを付与することでステアリングホイール３０の操作をアシストする操作アシスト装置１００を備えている。操作アシスト装置１００は、ステアリングシャフト３４に付与するトルク（以下、「アシストトルク」という場合がある）の発生源として、電動モータ１０２を有しており、その電動モータ１０２の発生させるトルクは、減速機１０４を介して、アシストトルクとしてステアリングシャフト３６に付与される。電動モータ１０２は、三相のブラシレスＤＣモータであり、アシストトルクは、電動モータ１０２に供給される電流（以下、「供給電流」という場合がある）に応じたものとなる。供給電流が大きい程アシストトルクは大きくなり、供給電流が小さいほどアシストトルクは小さくなる。
【００３４】
本ステアリングシステムにおける転舵アシスト装置７０および操作アシスト装置１００の制御、詳しくは、流量調整機構９６の流量制御機構９４および電動モータ１０２の制御は、コントローラとしての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という場合がある）１１０によって行われる。ＥＣＵ１１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含んで構成される主要構成要素としてのコンピュータと、そのコンピュータからの指令によって作動させられる流量制御機構９４のソレノイドの駆動回路および電動モータ１０２の駆動回路であるインバータとを含んで構成され、作動液の供給流量およびアシストトルクを制御する。なお、本ステアリングシステムには、ステアリングホイール３０の操作角を、ステアリング操作部材の操作量として検出するための操作角センサ１１２や、前輪１２を含む４つの車輪の各々の回転速度である車輪回転速度を検出するための車輪速センサ１１４を備えており、それら操作角センサ１１２，車輪速センサ１１４も、先に説明した操作トルクセンサ６２とともに、ＥＣＵ１１０に接続されている。
【００３５】
［Ｂ］ステアリングシステムの制御
i）転舵アシスト装置における作動液の供給流量の制御
先に説明した構成から解るように、転舵機構３８は、ステアリングホイール３０の操作角θに応じた前輪１２の転舵を実現するものであり、転舵アシスト装置７０は、適切な前輪１２の転舵を実現させるためにステアリングロッド３６の動作をアシストするものである。本ステアリングシステムでは、ＥＣＵ１１０は、操作角センサ１１２によってステアリングホイール３０の操作角θを検出しており、検出された操作角に基づいて、ステアリングホイール３０の操作速度ｄθ／ｄｔを認定するようにされている。
【００３６】
ステアリングホイール３０の操作速度ｄθ／ｄｔが比較的高い場合、すなわち、比較的速いステアリング操作が運転者によって行われた場合、アクチュエータ７８のピストン７２が速く動く分アクチュエータ７８は大きな流量の作動液を受け入れる必要がある。そのことを考慮して、本ステアリングシステムでは、操作速度ｄθ／ｄｔが設定閾速度（ｄθ／ｄｔ）0以上となったときには、アクチュエータ７８が受け入れる作動液の流量が不足しないように、作動液の供給流量Ｑが、比較的大きな流量として設定された設定大流量ＱHとされる。
【００３７】
一方で、ステアリングホイール３０の操作速度ｄθ／ｄｔが比較的低い場合、すなわち、運転者によって行われているステアリング操作が比較的遅い場合には、アクチュエータ７８のピストン７２の動きは遅く、アクチュエータ７８が受け入れる作動液の流量は小さくて済む。そのことを考慮して、本ステアリングシステムでは、操作速度ｄθ／ｄｔが設定閾速度（ｄθ／ｄｔ）0未満であるときには、エンジンポンプ８０の負荷を軽減するために、作動液の供給流量Ｑが、比較的小さな流量として設定された設定小流量ＱLとされる。このエンジンポンプ８０の負荷の軽減によって、エンジン１４の負担が軽減され、当該車両１０の燃費が向上させられることになる。
【００３８】
なお、先に説明したように、供給流量Ｑの変更は、流量制御機構９４のソレノイドへ供給される電流を変更することによって行われる。
【００３９】
ii）操作アシスト装置が付与するアシストトルクの制御
本ステアリングシステムでは、ステアリング操作において運転者が感じるステアリングホイール３０の操作感を良好なものとすることを主目的として、操作アシスト装置１００が設けられており、その操作アシスト装置１００がステアリングシャフト３４に付与すべきアシストトルクＴAは、以下のようにして決定される。
【００４０】
本ステアリングシステムでは、アシストトルクＴAを構成する成分として、操作トルク依拠成分ＴA-TO，操作速度依拠成分ＴA-R，操作角依拠成分ＴA-θの３つの成分が設定されており、それら操作トルク依拠成分ＴA-TO，操作速度依拠成分ＴA-R，操作角依拠成分ＴA-θが、次式に従って足し合わされることで、ステアリングシャフト３４に付与すべきアシストトルクＴAが決定される。
ＴA＝ＴA-TO＋ＴA-R＋ＴA-θ
【００４１】
操作トルク依拠成分ＴA-TOは、操作トルクＴOと車両の走行速度ｖとをパラメータとした関数として、操作速度依拠成分ＴA-Rは、ステアリングホイール３０の操作速度ｄθ／ｄｔと車両の走行速度ｖとをパラメータとした関数として、操作角依拠成分ＴA-θは、ステアリングホイール３０の操作角θと車両の走行速度ｖとをパラメータとした関数として、以下のように設定されており、それら関数に従って、操作トルク依拠成分ＴA-TO，操作速度依拠成分ＴA-R，操作角依拠成分ＴA-θの３つの成分が、それぞれ決定される。
ＴA-TO＝ｆTO（ＴO，ｖ）
ＴA-R＝ｆR（ｄθ／ｄｔ，ｖ）
ＴA-θ＝ｆθ（θ，ｖ）
【００４２】
上記関数に従うことにより、操作トルク依拠成分ＴA-TO，操作速度依拠成分ＴA-R，操作角依拠成分ＴA-θの各々は、自身のパラメータの変化に対して、図２のグラフで示すように変化する。具体的に、それぞれの成分について説明すれば、操作トルク依拠成分ＴA-TOは、基本的な成分であり、運転者のステアリング操作の負担を軽減すべくステアリング操作を推進するためのアシストトルクＴAの成分である。操作トルク依拠成分ＴA-TOは、図２（ａ）に示すように、操作トルクＴOが大きい程アシストトルクＴAが大きく、車両の走行速度ｖが高い程アシストトルクＴAが小さくなるように決定される。操作速度依拠成分ＴA-Rは、ステアリング操作に対する減衰力と考えることができる成分であり、操作トルク依拠成分ＴA-TOとは逆の向きのアシストトルクＴAを付与するための成分である。この逆向きのアシストトルクＴAを便宜的にステアリング操作に対する対抗トルクＴAと呼べば、図２（ｂ）に示すように、ステアリングホイール３０の操作速度ｄθ／ｄｔが高い程対抗トルクＴAが大きく、車両の走行速度ｖが高い程対抗トルクＴAが大きくなるように決定される。操作角依拠成分ＴA-θは、ステアリング操作を中立位置に戻すための力（いわゆる「ばね力」である）と考えることができる成分であり、操作速度依拠成分ＴA-Rと同様に、操作トルク依拠成分ＴA-TOとは逆の向きの対抗トルクＴAを付与するための成分である。操作角依拠成分ＴA-θは、図２（ｃ）に示すように、ステアリングホイール３０の操作角θが大きくなる程対抗トルクＴAが大きく、車両の走行速度ｖが高い程対抗トルクＴAが小さくなるように決定される。ちなみに、操作トルク依拠成分ＴA-TO，操作速度依拠成分ＴA-R，操作角依拠成分ＴA-θの符号（±）に関して言えば、図２のグラフから解るように、１つのステアリング操作に対して、概して、操作トルク依拠成分ＴA-TOの符号と、操作速度依拠成分ＴA-R，操作角依拠成分ＴA-θの符号とは、異なることになる。
【００４３】
上記のように決定されたアシストトルクＴAをステアリングシャフト３４に付与すべく、操作アシスト装置１００の電動モータ１０２に、そのアシストトルクＴAに基づく電流が供給される。なお、操作トルクＴOは、操作トルクセンサ６２の検出に基づいて入手され、ステアリングホイール３０の操作角θは操作角センサ１１２の検出に基づいて入手される。ステアリングホイール３０の操作速度ｄθ／ｄｔは、入手された操作角θに基づいて認定され、車両走行速度ｖは、各車輪に設けられた車輪速センサ１１４によって検出された車輪回転速度ｖWに基づいて認定される。
【００４４】
iii）制御フロー
上述した転舵アシスト装置７０における作動液の供給流量Ｑの制御、および、操作アシスト装置１００が付与するアシストトルクＴAの制御は、ＥＣＵ１１０のコンピュータが、図３にフローチャートを示す供給流量／アシストトルク制御プログラムを、短い時間ピッチ（例えば、数ｍsec〜数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。以下に、上記２つの制御の処理の流れについて、そのフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
【００４５】
上記プログラムに従う処理では、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す。他のステップも同様である。）において、ＥＣＵ１１０は、操作角センサ１１２，車輪速センサ１１４，操作トルクセンサ６２のそれぞれの検出に基づいて、ステアリングホイール３０の操作角θ，車輪の回転速度ｖW，ステアリングホイール３０からステアリングシャフト３４に加えられている操作トルクＴOを入手する。続くＳ２において、ＥＣＵ１１０は、入手した操作角θ，車輪回転速度ｖWに基づいて、ステアリングホイール３０の操作速度ｄθ／ｄｔ，車両走行速度ｖを、それぞれ認定する。
【００４６】
次のＳ３において、ＥＣＵ１１０は、認定した操作速度ｄθ／ｄｔが、設定閾速度（ｄθ／ｄｔ）0以上であるか否かを判断する。操作速度ｄθ／ｄｔが設定閾速度（ｄθ／ｄｔ）0以上であるときには、Ｓ４において、転舵アシスト装置７０が付与するアシスト力を大きくするために、実現されるべき作動液の供給流量Ｑを設定大流量ＱHに決定し、操作速度ｄθ／ｄｔが設定閾速度（ｄθ／ｄｔ）0以上でないときには、Ｓ５において、転舵アシスト装置７０が付与するアシスト力が小さいままで維持するために、実現されるべき作動液の供給流量Ｑを設定小流量ＱLに決定する。ＥＣＵ１１０は、Ｓ６において、決定された供給流量Ｑに基づく電流を、流量調整機構９６の上記ソレノイドに供給する。
【００４７】
ＥＣＵ１１０は、続くＳ７において、設定されている上記３つの関数に従って、入手した操作トルクＴO，入手したステアリングホイール３０の操作角θ，認定したステアリングホイール３０の操作速度ｄθ／ｄｔ，認定した車両走行速度ｖに基づいて、操作トルク依拠成分ＴA-TO，操作速度依拠成分ＴA-R，操作角依拠成分ＴA-θを決定する。そして、Ｓ８において、それら操作トルク依拠成分ＴA-TO，操作速度依拠成分ＴA-R，操作角依拠成分ＴA-θを足し合わせることで、操作アシスト装置１００が付与すべきアシストトルクＴAを決定する。
【００４８】
そして、ＥＣＵ１１０は、Ｓ９において、以上のようにして決定されたアシストトルクＴAに基づく電流を操作アシスト装置１００の電動モータ１０２に供給する。以上の一連の処理を実行することで、当該制御プログラムに従った１サイクルの処理は終了する。
【符号の説明】
【００４９】
１０：車両    １２：前輪〔車輪〕    １４：エンジン    ３０：ステアリングホイール〔ステアリング操作部材〕    ３４：ステアリングシャフト    ３６：ステアリングロッド〔転舵部材〕    ３８：転舵機構    ４２：入力軸    ６０：第１トーションバー    ６２：操作トルクセンサ    ６４：第２トーションバー    ７０：転舵アシスト装置    ７８：アクチュエータ    ８０：エンジンポンプ〔作動液供給源〕    ８８：供給流制御機構    ９６：流量調整機構    １００：操作アシスト装置    １０２：電動モータ    １１０：電子制御ユニット（ＥＣＵ）〔コントローラ〕    １１２：操作角センサ    １１４：車輪速センサ
【図１】
2020175699.tif 000003
【図２】
2020175699.tif 000004
【図３】
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