(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータにより駆動される油圧ポンプを作動油圧の発生源として操舵補助を行うパワーステアリング装置において、
前記電動モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記電動モータを起動するに当たり、回転速度を第１の回転速度とすべき駆動電気量を決定する第１駆動電気量決定手段と、第１駆動電気量決定手段が決定した駆動電気量により前記電動モータが起動してから、前記回転速度検出手段が検出した回転速度が第２の回転速度に達するまでは、漸増する駆動電気量を決定する第２駆動電気量決定手段とを備え、第１及び第２駆動電気量決定手段が決定した駆動電気量により前記電動モータを駆動すべくなしたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
第２の回転速度に達してからは、前記電動モータの回転速度をフィードバック制御する請求項１記載のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舵輪に加わる操舵力を検出し、検出した操舵力が所定値より大きいときに、電動モータを駆動し、電動モータが駆動する油圧ポンプを作動油圧の発生源として、操舵補助を行うパワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータが駆動する油圧ポンプを作動油圧の発生源として、操舵補助を行うパワーステアリング装置では、舵輪が操作されておらず、車両が直進するようなときは、電動モータを停止させて、電力消費を削減させることが考えられている。図３は、このようなパワーステアリング装置の一例の構成を示すブロック図である。このパワーステアリング装置は、目標決定部１ｃが指示する印加電圧（駆動電圧）の目標値に従って、モータ駆動回路２が電動モータ４に電圧を印加して回転駆動させる。電動モータ４は、油圧ポンプ５を駆動して、コントロールバルブ６へ作動油を吐出させ作動油圧を発生させる。
【０００３】
コントロールバルブ６は、舵輪７が操作され、舵輪軸の下端に設けられたピニオンギア６ｃを含むギア装置（図示せず）が作動することにより、油圧シリンダ（図示せず）へ通じるパイプライン６ａ，６ｂへ圧送する作動油の圧力を制御する。これにより、油圧シリンダが作動して、舵輪７の操作方向に操作量に応じた操舵補助力を発生するようになっている。
作動油は、油圧ポンプ５、コントロールバルブ６、油圧シリンダ及び給油タンク５ａ等で構成される油圧回路を循環する。
【０００４】
電動モータ４には、その回転速度を検出する回転速度検出器４ｂが付加され、回転速度検出器４ｂが出力した回転速度検出信号は、回転速度検出回路４ａに与えられ回転速度信号に変換されて、演算回路１ｂに与えられる。
演算回路１ｂは、指示回転速度決定部３が出力した回転速度指示信号から、回転速度検出回路４ａが出力した回転速度信号を差し引いて、目標決定部１ｃへ入力する。指示回転速度決定部３は、油圧ポンプ５が操舵補助に必要とされる作動油圧力を発生させることができるような、電動モータ４の回転速度が設定されている。
目標決定部１ｃは、指示回転速度決定部３が出力した回転速度指示信号と回転速度検出回路４ａが出力した回転速度信号との差に基づいて、フィードバック制御（ＰＩ制御）により、印加電圧をモータ駆動回路２に指示する。
【０００５】
一方、舵輪７の舵輪軸には、舵輪７に加えられた操舵力を検出する為の、トルクセンサ等からなる操舵力検出器７ａが設けられ、操舵力検出器７ａが出力する操舵力信号は、操舵力検出回路７ｂに与えられる。操舵力検出回路７ｂは、与えられた操舵力信号が所定の操舵力より大きい操舵力を示すようになったとき、モータ駆動回路２の電源をオンにする。電源がオンされたモータ駆動回路２は、そのときの目標決定部１ｃから指示された印加電圧により、電動モータ４を回転起動させる。
【０００６】
また、逆に、操舵力検出回路７ｂは、与えられた操舵力信号が所定の操舵力より小さい操舵力を示すようになったとき、モータ駆動回路２の電源をオフにする。
尚、上述したパワーステアリング装置と類似の技術が、特開昭５８−１５６４５７号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したパワーステアリング装置では、モータ駆動回路２が、電源がオンされ、そのときの目標決定部１ｃから指示された印加電圧により、電動モータ４を回転起動させると、図４に示すように、電動モータ４の回転速度がオーバーシュートし、これに伴い不要な大きな突入電流が発生し、不要な電力エネルギーが消費される。また、場合によっては、回転速度がただちに安定しないことがある。
【０００８】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、電動モータに無駄な突入電流が発生せず、不要な電力エネルギーが節減でき、また、電動モータに回転速度のオーバーシュートが発生せず、即座に目標（必要）回転速度で安定した電動モータの回転制御が行えるパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るパワーステアリング装置は、電動モータにより駆動される油圧ポンプを作動油圧の発生源として操舵補助を行うパワーステアリング装置において、前記電動モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記電動モータを起動するに当たり、回転速度を第１の回転速度とすべき駆動電気量を決定する第１駆動電気量決定手段と、第１駆動電気量決定手段が決定した駆動電気量により前記電動モータが起動してから、前記回転速度検出手段が検出した回転速度が第２の回転速度に達するまでは、漸増する駆動電気量を決定する第２駆動電気量決定手段とを備え、第１及び第２駆動電気量決定手段が決定した駆動電気量により前記電動モータを駆動すべくなしたことを特徴とする。
【００１０】
このパワーステアリング装置では、電動モータにより駆動される油圧ポンプを作動油圧の発生源として操舵補助を行い、回転速度検出手段が電動モータの回転速度を検出する。第１駆動電気量決定手段は、電動モータを起動するに当たり、回転速度を第１の回転速度とすべき駆動電気量を決定し、第２駆動電気量決定手段は、第１駆動電気量決定手段が決定した駆動電気量により電動モータが起動してから、回転速度検出手段が検出した回転速度が第２の回転速度に達するまで、漸増する駆動電気量を決定し、それぞれ決定した駆動電気量により電動モータを駆動する。
【００１１】
これにより、電動モータに無駄な突入電流が発生せず、不要な電力エネルギーが節減でき、また、電動モータに回転速度のオーバーシュートが発生せず、即座に目標（必要）回転速度で安定した電動モータの回転制御が行えるパワーステアリング装置を実現することができる。
また、電動モータの回転速度検出手段の分解能が低い場合、回転速度の検出周期が長くなり、フィードバック制御で電動モータを起動すると、電動モータの回転速度にオーバーシュートが発生するが、このパワーステアリング装置の場合、オーバーシュートが発生しないので、回転速度検出手段の分解能を上げることなく、スムーズなモータ起動が実現できる。
【００１２】
第２発明に係るパワーステアリング装置は、第２の回転速度に達してからは、前記電動モータの回転速度をフィードバック制御することを特徴する。
【００１３】
このパワーステアリング装置では、電動モータにより駆動される油圧ポンプを作動油圧の発生源として操舵補助を行い、回転速度検出手段が電動モータの回転速度を検出する。第１駆動電気量決定手段は、電動モータを起動するに当たり、回転速度を第１の回転速度とすべき駆動電気量を決定し、第２駆動電気量決定手段は、第１駆動電気量決定手段が決定した駆動電気量により電動モータが起動してから第２の回転速度に達するまで、漸増する駆動電気量を決定し、それぞれ決定した駆動電気量により電動モータを駆動する。第２の回転速度に達してからは、電動モータの回転速度をフィードバック制御する。
【００１４】
これにより、電動モータに無駄な突入電流が発生せず、不要な電力エネルギーが節減でき、また、電動モータに回転速度のオーバーシュートが発生せず、即座に目標（必要）回転速度で安定した電動モータの回転制御が行えるパワーステアリング装置を実現することができる。
また、電動モータの回転速度検出手段の分解能が低い場合、回転速度の検出周期が長くなり、フィードバック制御で電動モータを起動すると、電動モータの回転速度にオーバーシュートが発生するが、このパワーステアリング装置の場合、オーバーシュートが発生しないので、回転速度検出手段の分解能を上げることなく、スムーズなモータ起動が実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るパワーステアリング装置の実施の形態を、それを示す図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るパワーステアリング装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。このパワーステアリング装置は、駆動電圧決定部１ａ（第１及び第２駆動電気量決定手段）が指示する駆動電圧に従って、モータ駆動回路２ａが電動モータ４に電圧を印加して回転駆動させる。電動モータ４は、油圧ポンプ５を駆動して、コントロールバルブ６へ作動油を吐出させ作動油圧を発生させる。
【００１６】
コントロールバルブ６は、舵輪７が操作され、舵輪軸の下端に設けられたピニオンギア６ｃを含むギア装置（図示せず）が作動することにより、油圧シリンダ（図示せず）へ通じるパイプライン６ａ，６ｂへ圧送する作動油の圧力を制御する。これにより、油圧シリンダが作動して、舵輪７の操作方向に操作量に応じた操舵補助力を発生するようになっている。
作動油は、油圧ポンプ５、コントロールバルブ６、油圧シリンダ及び給油タンク５ａ等で構成される油圧回路を循環する。
【００１７】
電動モータ４には、その回転速度を検出する回転速度検出器４ｂ（回転速度検出手段）が付加され、回転速度検出器４ｂが出力した回転速度検出信号は、回転速度検出回路４ａ（回転速度検出手段）に与えられ回転速度信号に変換されて、演算回路１ｂに与えられる。
演算回路１ｂは、指示回転速度決定部３が出力した回転速度指示信号から、回転速度検出回路４ａが出力した回転速度信号を差し引いて、駆動電圧決定部１ａへ入力する。指示回転速度決定部３には、油圧ポンプ５が操舵補助に必要とされる作動油圧力を発生させることができるような、電動モータ４の目標回転速度（第２の回転速度）が設定されている。
【００１８】
一方、舵輪７の舵輪軸には、舵輪７に加えられた操舵力を検出する為の、トルクセンサ等からなる操舵力検出器７ａが設けられ、操舵力検出器７ａが出力する操舵力信号は、操舵力検出回路７ｂに与えられる。操舵力検出回路７ｂは、与えられた操舵力信号が所定の操舵力より大きい操舵力を示すようになったとき、駆動電圧決定部１ａに電動モータ４を起動させる為の信号を与える。また、逆に、操舵力検出回路７ｂは、与えられた操舵力信号が所定の操舵力より小さい操舵力を示すようになったとき、駆動電圧決定部１ａに電動モータ４を停止させる為の信号を与える。
【００１９】
駆動電圧決定部１ａは、操舵力検出回路７ｂから電動モータ４を起動させる為の信号を与えられ、電動モータ４を起動させるに際して、回転速度がオーバーシュートして、指示回転速度決定部３が指示した目標回転速度を確実に超えないような回転速度（第１の回転速度）に対応する駆動電圧を決定し、モータ駆動回路２ａに与える。
【００２０】
また、駆動電圧決定部１ａは、目標回転速度を確実に超えないような回転速度（第１の回転速度）に対応する駆動電圧により電動モータ４が起動してから、指示回転速度決定部３が指示した目標回転速度に達するまでは、漸増する駆動電圧を決定し、モータ駆動回路２ａに与える。
駆動電圧決定部１ａは、回転速度検出器４ｂが検出した回転速度が、指示回転速度決定部３が指示した目標回転速度に達した以降は、指示回転速度決定部３が出力した回転速度指示信号と回転速度検出回路４ａが出力した回転速度信号との差に基づいて、フィードバック制御（ＰＩ制御）により、駆動電圧をモータ駆動回路２ａに指示する。
【００２１】
以下に、このような構成のパワーステアリング装置の動作を、それを示す図２のタイミングチャートを参照しながら説明する。
このパワーステアリング装置では、駆動電圧決定部１ａは、舵輪７が操作されず、操舵力検出器７ａが出力する操舵力信号が、所定値より小さく、操舵補助力を必要としないときは、エネルギー消費量を抑えるため、電動モータ４を停止させる。
【００２２】
一方、舵輪７が操作されて、操舵力検出器７ａが出力する操舵力信号が、所定値より大きくなると、操舵力検出回路７ｂは、駆動電圧決定部１ａに電動モータ４を起動させる為の信号を与える。
このとき、駆動電圧決定部１ａは、回転速度がオーバーシュートして、指示回転速度決定部３が指示した目標回転速度（図２）を確実に超えないような回転速度（図２▲１▼）に対応する駆動電圧（ＰＷＭデューティ比）を決定し、その指示信号をモータ駆動回路２ａに与える開ループ制御を行う。モータ駆動回路２ａは、与えられた指示信号に対応する駆動電圧を電動モータ４に印加し回転起動させる（図２▲１▼）。
【００２３】
駆動電圧決定部１ａは、電動モータ４が回転起動してから、指示回転速度決定部３が指示した目標回転速度に達するまでは、漸増する駆動電圧（図２▲２▼）を決定し、その指示信号をモータ駆動回路２ａに与える開ループ制御を行う。モータ駆動回路２ａは、与えられた指示信号に対応する漸増する駆動電圧を電動モータ４に印加し徐々に回転速度を上昇させる。
【００２４】
駆動電圧決定部１ａは、電動モータ４の回転速度が上昇し、回転速度検出器４ｂが検出した回転速度が、指示回転速度決定部３が指示した目標回転速度に達した（図２▲３▼）以降は、指示回転速度決定部３が出力した回転速度指示信号と回転速度検出回路４ａが出力した回転速度信号との差に基づいて、フィードバック制御（ＰＩ制御）により、駆動電圧を決定し、その指示信号をモータ駆動回路２ａに与える。
【００２５】
また、駆動電圧決定部１ａは、回転速度検出器４ｂが検出した回転速度が、指示回転速度決定部３が指示した目標回転速度に達した（図２▲３▼）以降は、フィードバック制御により、必要に応じて、駆動電圧を上昇／下降させてモータ駆動回路２ａにその指示信号を与える。モータ駆動回路２ａは、与えられた指示信号に対応する駆動電圧を電動モータ４に印加し、必要な回転速度に上昇／下降させる（図２▲４▼）。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係るパワーステアリング装置によれば、電動モータに無駄な突入電流が発生せず、不要な電力エネルギーが節減でき、また、電動モータに回転速度のオーバーシュートが発生せず、即座に目標（必要）回転速度で安定した電動モータの回転制御が行える。
また、電動モータの回転速度検出手段の分解能が低い場合、回転速度の検出周期が長くなり、フィードバック制御で電動モータを起動すると、電動モータの回転速度にオーバーシュートが発生するが、本発明に係るパワーステアリング装置によれば、オーバーシュートが発生しないので、回転速度検出手段の分解能を上げることなく、スムーズなモータ起動が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るパワーステアリング装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】従来のパワーステアリング装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図４】従来のパワーステアリング装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ａ  駆動電圧決定部（第１，２駆動電気量決定手段）
１ｂ  演算回路
２ａ  モータ駆動回路
３  指示回転速度決定部
４  電動モータ
４ａ  回転速度検出回路（回転速度検出手段）
４ｂ  回転速度検出器（回転速度検出手段）
５  油圧ポンプ
６  コントロールバルブ
７  舵輪
７ａ  操舵力検出器
７ｂ  操舵力検出回路
【図１】
0003648619.tif 000002
【図２】
0003648619.tif 000003
【図３】
0003648619.tif 000004
【図４】
0003648619.tif 000005