(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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おいて、
前記電動モータに流れる電流を検出するモータ電流検出回路と、無負荷のときの該モータ電流検出回路の検出値を検出保持する無負荷電流検出部と、前記モータ電流検出回路の検出値から該無負荷電流検出部が保持する検出値を差し引く演算回路と、該演算回路の演算結果である電流値の所定範囲では、電流値の大小と大小関係が連続的に一致する、前記電動モータへの印加電圧の目標値を決定し、その指示信号を出力する目標決定手段とを備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記目標決定手段は、前記指示信号の出力側にローパスフィルタを有する請求項１記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記モータ電流検出回路が検出したモータ電流の変化を検出するモータ電流変化検出手段と、該モータ電流変化検出手段が検出した前記モータ電流の変化を前記目標決定手段の出力に加算する加算手段とを備える請求項１又は２記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記目標決定手段は、前記モータ電流が前記所定範囲に達しないときは、前記目標値を一定に保持する請求項１〜３の何れかに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、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、油圧シリンダ、油圧モータ等により操舵補助を行うパワーステアリング装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、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の１例の要部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】
モータ駆動回路２には、電動モータ４に流れる電流を検出するモータ電流検出回路３が接続され、そのモータ電流検出信号は無負荷電流検出部１ａと演算回路１ｂとへ入力される。無負荷電流検出部１ａは、油温によって変化するモータ電流を考慮した、パワーステアリング装置が無負荷の時のモータ電流検出信号を検出保持しており、演算回路１ｂは、モータ電流検出回路３が出力したモータ電流検出信号から、無負荷電流検出部１ａが出力した無負荷電流検出信号を差し引いて、モータ電流検出信号のパワーステアリング装置が無負荷の時からの増加量を目標決定部１ｃへ入力する。
目標決定部１ｃは、このモータ電流検出信号のパワーステアリング装置が無負荷の時からの増加量により、電動モータ４へ印加する電圧を高低に切り換え制御するようになっている。
【０００５】
このような構成の従来のパワーステアリング装置では、目標決定部１ｃは、舵輪７が操作されず操舵補助力を必要としないとき（電動モータ４に流れる電流は小さい）は、エネルギー消費量を抑えるため、図５に示すように、電動モータ４へ印加する電圧の目標値を低くして、電動モータ４の出力を減少させている。
一方、舵輪７が操作されてコントロールバルブ６が作動すると、作動油圧が上昇する。この作動油圧が上昇することにより、電動モータ４の負荷が増大し、電動モータ４に流れる電流が増加して、演算回路１ｂが出力するモータ電流検出信号の、パワーステアリング装置が無負荷の時からの増加量が所定値に達すると、目標決定部１ｃは、電動モータ４へ印加すべき電圧の目標値を高くして、電動モータ４の出力を増加させ、操舵補助力を発生させるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のパワーステアリング装置は、前述したように、電動モータ４へ印加する電圧を２段階に切り替えているので、電圧切り替え時の操舵補助力の変化が大きく、操舵フィーリングが悪いという問題があった。
【０００７】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、操舵フィーリングが良いパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係るパワーステアリング装置は、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おいて、前記電動モータに流れる電流を検出するモータ電流検出回路と、無負荷のときの該モータ電流検出回路の検出値を検出保持する無負荷電流検出部と、前記モータ電流検出回路の検出値から該無負荷電流検出部が保持する検出値を差し引く演算回路と、該演算回路の演算結果である電流値の所定範囲では、電流値の大小と大小関係が連続的に一致する、前記電動モータへの印加電圧の目標値を決定し、その指示信号を出力する目標決定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このパワーステアリング装置では、モータ電流検出回路が、電動モータに流れる電流を検出し、無負荷電流検出部が、無負荷のときのモータ電流検出回路の検出値を検出保持する。演算回路が、モータ電流検出回路の検出値から無負荷電流検出部が保持する検出値を差し引き、目標決定手段は、演算回路の演算結果である電流値の所定範囲では、電流の大小と大小関係が連続的に一致する、電動モータへの印加電圧の目標値を決定し、その指示信号を出力する。
これにより、電動モータへの印加電圧の変化が滑らかになり、作動油流量の変化も滑らかになるので、操舵フィーリングが改善される。
【００１０】
第２発明に係るパワーステアリング装置は、前記目標決定手段は、前記指示信号の出力側にローパスフィルタを有することを特徴とする。
【００１１】
このパワーステアリング装置では、ローパスフィルタが、電動モータへの印加電圧の目標値の指示信号に含まれる高周波の不要成分を除去する。
これにより、モータ電流の突発的変化による、操舵補助力の不要な変化が除去され、電動モータへの印加電圧の変化が滑らかになり、作動油流量の変化も滑らかになるので、操舵フィーリングが改善される。
【００１２】
第３発明に係るパワーステアリング装置は、前記モータ電流検出回路が検出したモータ電流の変化を検出するモータ電流変化検出手段と、該モータ電流変化検出手段が検出した前記モータ電流の変化を前記目標決定手段の出力に加算する加算手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
このパワーステアリング装置では、モータ電流変化検出手段は、モータ電流検出回路が検出したモータ電流の変化を検出する。加算手段は、この検出したモータ電流の変化を目標決定手段の出力に加算する。
これにより、急操舵時の、モータ電流の変化が大きいときは、電動モータに印加する電圧を、その変化の大きさ（操舵の速さ）に応じて、高めに設定することができるので、急操舵時の応答性が向上し、操舵条件に応じて、電動モータの最適な制御が行える。
【００１４】
第４発明に係るパワーステアリング装置は、前記目標決定手段は、前記モータ電流が前記所定範囲に達しないときは、前記目標値を一定に保持することを特徴とする。
これにより、モータ電流が所定値より小さい値で上下に揺れ動いても、電動モータに印加する電圧は変化せず、従って、操舵補助力も変化せず、動作を安定させることができる。
【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。
実施の形態１．
図１は、本発明の第１，２，４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例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１が、電動モータ４に流れるモータ電流に応じた電圧の指示信号を出力し、ローパスフィルタ９が、この指示信号に含まれる、モータ電流の突発的変化による高周波の、操舵補助力の不要な成分を除去し、この指示信号の変化を滑らかにする。目標決定部１及びローパスフィルタ９は、目標決定手段を構成している。
【００１６】
演算回路１０は、ローパスフィルタ９が出力した指示信号から、後述するモータ印加電圧検出回路８の出力信号を差し引く。モータ印加電圧検出回路８の出力信号を差し引かれた指示信号は、モータ駆動回路２に与えられる。
モータ駆動回路２は、この指示信号に従って、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へ作動油を吐出し作動油圧を発生させる。
【００１７】
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。
【００１８】
モータ駆動回路２には、電動モータ４に印加される電圧を検出するモータ印加電圧検出回路８が接続され、その出力信号は演算回路１０へ与えられる。演算回路１０、モータ駆動回路２及びモータ印加電圧検出回路８は、負フィードバック結合を構成している。
【００１９】
モータ駆動回路２には、また、電動モータ４に流れる電流を検出するモータ電流検出回路３が接続され、そのモータ電流検出信号は無負荷電流検出部１ａと演算回路１ｂとへ与えられる。無負荷電流検出部１ａは、油温によって変化するモータ電流を考慮した、パワーステアリング装置が無負荷の時のモータ電流検出信号を検出保持しており、演算回路１ｂは、モータ電流検出回路３が出力したモータ電流検出信号から、無負荷電流検出部１ａが出力した無負荷電流検出信号を差し引いて、モータ電流検出信号のパワーステアリング装置が無負荷の時からの増加量を目標決定部１へ与える。
目標決定部１は、モータ電流の無負荷時からの増加量の所定範囲では、図２に示すように、電流の大小と大小関係が連続的に一致する、電動モータ４への印加電圧の目標値を決定し、その指示信号をローパスフィルタ９へ与える。
【００２０】
このような構成のパワーステアリング装置では、目標決定部１は、舵輪７が操作されず操舵補助力を必要としないとき（電動モータ４に流れる電流は、パワーステアリング装置が無負荷の時の電流であり小さい）は、エネルギー消費量を抑えるために、また、その動作を安定させるために、図２に示すように、電動モータ４へ印加する電圧の目標値を低くして一定に保ち、電動モータ４の出力を減少させている。
【００２１】
一方、舵輪７が操作されてコントロールバルブ６が作動すると、作動油圧が上昇する。この作動油圧が上昇することにより電動モータ４の負荷が増大し、電動モータ４に流れる電流が増加して、演算回路１ｂが出力するモータ電流検出信号の、パワーステアリング装置が無負荷の時の検出信号からの増加量が大きくなり所定値を超えると、目標決定部１は、図２に示すように、電動モータ４へ印加する電圧の目標値を、モータ電流検出信号の無負荷時の電流からの増加量に応じた値にする。ここで、電動モータ４へ印加する電圧の目標値は、モータ電流検出信号の無負荷時の電流からの増加量の大小と大小関係が連続的に一致する。
【００２２】
さらに電動モータ４に流れる電流が増加して、モータ電流検出信号の、無負荷時の電流からの増加量が所定値を超えると、目標決定部１は、図２に示すように、電動モータ４へ印加する電圧の目標値を一定の高電圧に保つ。
ローパスフィルタ９は、目標決定部１から与えられた、電動モータ４へ印加する電圧の目標値の指示信号に含まれる、モータ電流の突発的変化による高周波の不要成分を除去し、この指示信号の変化を滑らかにする。
【００２３】
演算回路１０は、ローパスフィルタ９が出力した指示信号から、モータ印加電圧検出回路８の出力信号を差し引き、その出力信号が差し引かれた指示信号は、モータ駆動回路２に与えられる。
モータ駆動回路２は、この指示信号により、電動モータ４に印加する電圧を、ローパスフィルタ９が出力した指示信号が示す目標値になるようにして、電動モータ４を回転駆動させる。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へ作動油を吐出し作動油圧を発生させる。
【００２４】
これにより、本発明によるパワーステアリング装置は、電動モータ４への印加電圧の変化が滑らかになり、作動油流量の変化も滑らかになるので、操舵フィーリングが改善される。また、モータ電流変化量が所定値より小さいときは、電動モータ４への印加電圧が一定の低電圧に保たれるので、モータ電流変化量が所定値より小さい範囲で変化しても、操舵補助力は変化せず、その動作を安定させることができる。
また、保舵状態では、電動モータ４への印加電圧は、その最高電圧と最低電圧との中間電圧で一定となり、従来生じているパワーモード（最高電圧）及びスタンバイモード（最低電圧）間のハンチングが生じず、操舵力も一定となる。
また、電動モータ４に印加する電圧を、必要な時に必要に応じて上昇させることができるので、消費エネルギーを小さくすることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図３は、本発明の第１〜４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例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、実施の形態１で説明したパワーステアリング装置の構成に、演算回路１ｂによりモータ電流検出信号のパワーステアリング装置が無負荷の時からの増加量が与えられ、その無負荷時からの増加量の変化を検出するモータ電流変化検出回路１２と、その検出信号をローパスフィルタ９が出力した指示信号に加算する演算回路１１とが付加された構成である。演算回路１１の出力信号は、演算回路１０へ与えられ、モータ印加電圧検出回路８の出力信号が差し引かれた後、モータ駆動回路２へ与えられる。その他の構成は、実施の形態１で説明したパワーステアリング装置の構成と同様であるので、説明を省略する。
【００２６】
このような構成のパワーステアリング装置は、モータ電流変化検出回路１２は、モータ電流検出回路３が検出したモータ電流検出信号の、パワーステアリング装置が無負荷の時からの増加量の変化を検出し、その検出信号を演算回路１１に与える。演算回路１１は、その検出信号をローパスフィルタ９が出力した、電動モータ４へ印加する電圧の目標値の指示信号に加算する。演算回路１１で加算された指示信号は演算回路１０に与えられる。
【００２７】
これにより、本発明によるパワーステアリング装置は、急操舵時の、モータ電流の変化が大きいときは、電動モータ４に印加する電圧を、その変化の大きさ（操舵の速さ）に応じて、高めに設定することができるので、急操舵時の応答性が向上し、操舵条件に応じて、電動モータの最適な制御が行える。
操舵が緩慢に行われるときは、モータ電流変化検出回路１２の検出信号は略０となり、モータ電流変化検出回路１２及び演算回路１１は略作動しない。その他の動作は、実施の形態１で説明したパワーステアリング装置の動作と同様であるので、説明を省略する。
尚、前述した各実施の形態では、目標決定部１の目標値特性は、図２に示すように、モータ電流変化量の所定範囲では、目標値の最低値と最高値とを結ぶ直線で示しているが、直線である必要はなく、連続した曲線又は折れ線で示されるような目標値特性であっても良い。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の第１発明に係るパワーステアリング装置によれば、操舵フィーリングが改善される。また、保舵状態では、従来生じたパワーモード（最高電圧）及びスタンバイモード（最低電圧）間のハンチングが生じず、操舵力が一定となる。また、電動モータに印加する電圧を、必要な時に必要に応じて上昇させることができるので、消費エネルギーを小さくすることができる。
【００２９】
第２発明に係るパワーステアリング装置によれば、モータ電流の突発的変化による高周波の操舵補助力の不要な変化が除去されるので、操舵フィーリングが改善される。
【００３０】
第３発明に係るパワーステアリング装置によれば、急操舵時の応答性が向上し、操舵条件に応じて、電動モータの最適な制御が行える。
【００３１】
第４発明に係るパワーステアリング装置によれば、モータ電流が所定値より小さいときは、モータ電流が上下に揺れ動いても、電動モータへの印加電圧を変化させないので、安定した動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１，２，４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例を示すブロック図である。
【図２】目標決定部が有する、モータ電流の無負荷時からの増加量と電動モータへの印加電圧の目標値との特性を示す特性図である。
【図３】第１〜４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要部構成例を示すブロック図である。
【図５】従来の特性決定部が有する、モータ電流の無負荷時からの変化量と電動モータへの印加電圧の目標値との特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１  目標決定部（目標決定手段）
１ａ  無負荷電流検出部
２  モータ駆動回路
３  モータ電流検出回路
４  電動モータ
５  油圧ポンプ
６  コントロールバルブ
７  舵輪
９  ローパスフィルタ（目標決定手段）
１１  演算回路（加算手段）
１２  モータ電流変化検出回路
【図１】
0003586780.tif 000002
【図２】
0003586780.tif 000003
【図３】
0003586780.tif 000004
【図４】
0003586780.tif 000005
【図５】
0003586780.tif 000006