(57)【要約】【課題】  省エネ効果を向上させたポンプ装置を提供する。【解決手段】  ソレノイドバルブを介してカムリングの偏心量を制御することによりポンプの吐出流量を可変させるポンプ装置であって、ソレノイドバルブは、通電量の変化に応じて駆動制御されるソレノイド部と、可変オリフィス部に設けられ、前記ソレノイド部の通電量の変化によってその位置を変化させるバルブ部とを備え、前記バルブ部は、前記可変オリフィス部における位置の変化に応じて、流路面積が最小となる第１の領域と、前記バルブ部の位置の変化に応じて前記流路面積が変化する第２の領域と、前記バルブ部の位置が前記第１の領域と前記第２の領域の間に位置しており前記バルブ部の位置の変化に伴う前記流路面積の変化量が前記第２の領域よりも小さい第３の領域を有する。【選択図】  図１
2019163699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ装置において、
ポンプハウジングであって、ポンプ要素収容空間、吸入通路、吐出通路、吸入ポート、吐出ポートを有し、
前記吸入通路は、前記吸入ポートと接続されており、
前記吐出通路は、前記吐出ポートと接続されている、
前記ポンプハウジングと、
前記ポンプハウジングに回転可能に設けられた駆動軸と、
前記駆動軸に設けられ、複数のスリットを有するロータと、
前記複数のスリットの夫々の中で移動可能に設けられた複数のベーンと、
カムリングであって、環状に形成されており、前記ポンプ要素収容空間の中に設けられており、前記ロータおよび複数の前記ベーンと共に複数のポンプ室を形成し、前記ポンプ要素収容空間に第１流体圧室と第２流体圧室を形成しており、
前記吸入ポートは、複数の前記ポンプ室のうち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口しており、
前記吐出ポートは、複数の前記ポンプ室のうち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口しており、
前記第１流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が減少する部分に設けられており、
前記第２流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が増大する部分に設けられており、
前記カムリングは、前記第１流体圧室と前記第２流体圧室の圧力差に基づき、前記ポンプ要素収容空間の中を移動可能に設けられている、
前記カムリングと、
制御バルブであって、スプール弁と、第１圧力室と、第２圧力室を備え、
前記第１圧力室は、前記スプール弁の移動方向において前記スプール弁の一方側に設けられ、前記吐出ポートから吐出された作動液が導入されており、
前記第２圧力室は、前記スプール弁の移動方向において前記スプール弁に対し前記第１圧力室の反対側に設けられ、前記吐出通路に設けられた可変オリフィス部よりも作動液の流れの方向において下流側の作動液が導入されており、
前記スプール弁は、前記第１圧力室の作動液の液圧と前記第２圧力室の作動液の液圧の差に基づき制御され、前記第１流体圧室の作動液の液圧を制御可能である、
前記制御バルブと、
ソレノイドバルブであって、ソレノイド部と、バルブ部を備え、
前記ソレノイド部は、通電量の変化に応じて駆動制御され、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置を変化させるものであり、
前記バルブ部は、前記可変オリフィス部に設けられ、前記可変オリフィス部における位置の変化に応じて、流路面積が最小となる第１の領域と、前記バルブ部の位置の変化に応じて前記流路面積が変化する第２の領域と、前記バルブ部の位置が前記第１の領域と前記第２の領域の間に位置しており前記バルブ部の位置の変化に伴う前記流路面積の変化量が前記第２の領域よりも小さい第３の領域を有する前記バルブ部と、
を有することを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記バルブ部は、作動液が通過する貫通孔である可変オリフィス通路部を備え、
前記可変オリフィス通路部は、前記第１の領域、前記第２の領域、または前記第３の領域に設けられており、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置の変化に応じて前記吐出通路に対する前記可変オリフィス通路部の開口量が変化可能であり、
前記第３の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置の変化に伴う前記可変オリフィス通路部と前記吐出通路とのオーバーラップ量の変化量が前記第２の領域よりも小さいことを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のポンプ装置において、
前記第３の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記第２の領域における前記可変オリフィス通路部よりも、前記バルブ部の移動方向に直角な方向の幅が小さいことを特徴とするポンプ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のポンプ装置において、
前記第３の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記バルブ部の移動方向に直角な方向の幅が零であることを特徴とするポンプ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記バルブ部は、作動液が通過する貫通孔である固定オリフィス通路部と可変オリフィス通路部を備え、
前記固定オリフィス通路部は、前記第１の領域に設けられており、前記吐出通路に対し常に開口しており、
前記可変オリフィス通路部は、前記第２の領域と第３の領域を併せた領域に設けられていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のポンプ装置において、
前記可変オリフィス通路部は、第１の開口部と、第２の開口部を備え、
前記固定オリフィス通路部は、前記第１の開口部または前記第２の開口部の開口面積よりも小さいことを特徴とするポンプ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記バルブ部は、スプール弁であることを特徴とするポンプ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記ソレノイドバルブは、スプリングを備え、
前記ソレノイド部は、前記スプリングの付勢力に抗して前記バルブ部を付勢することにより前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置を変化させるものであり、
前記スプリングは、非線形特性を有することを特徴とするポンプ装置。
【請求項９】
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記カムリングは、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心が一致する位置に対し、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心が最大となる最大偏心状態の反対側のマイナス偏心状態まで移動可能であり、前記バルブ部が、前記第１の領域のみ前記吐出通路に対し開口しているとき、前記マイナス偏心状態となることを特徴とするポンプ装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記ソレノイドバルブは、前記ソレノイド部への通電量が零のとき、前記第２の領域が前記吐出通路に対し開口することを特徴とするポンプ装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のポンプ装置は、車両に搭載されるパワーステアリング装置に作動液を供給可能であり、
前記パワーステアリング装置は、ピストンで区切られた１対の作動液室を有するパワーシリンダを有し、前記１対の作動液室に選択して作動液を供給することにより転舵輪に操舵力を付与可能であり、
前記ソレノイドバルブは、コントローラによって駆動制御され、
前記コントローラは、車両の運転状態に関する信号を受信可能であることを特徴とするポンプ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のポンプ装置において、
前記コントローラは、前記車両のフットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、または車速に関する信号に基づき、前記第１の領域のみが前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御することを特徴とするポンプ装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のポンプ装置において、前記コントローラは、転舵軸がストロークエンドにあるとき、前記第１の領域のみが前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御することを特徴とするポンプ装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載のポンプ装置において、
前記コントローラは、所定車速以上、かつ操舵操作が行われていないとき、第３の領域が前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御することを特徴とするポンプ装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載のポンプ装置において、
前記コントローラは、操舵輪の転舵軸にかかる荷重の変化に応じて前記ソレノイドバルブを駆動制御することを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のパワーステアリング装置に用いられるポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のパワーステアリング装置の油圧を制御するものとしては、可変容量形ポンプが用いられている。
【０００３】
電子制御式可変容量形ポンプは、ソレノイドを介してカムリングの偏心量を制御することにより、可変容量形ポンプの固有吐出量を可変制御している。可変容量形ポンプの固有吐出量を可変制御するにあたっては、車輪等に設けられた車速センサによって検出された車速信号と、ステアリング装置に設けられた操舵角センサによって検出された操舵角信号とに基づき、ソレノイドを制御して可変容量形ポンプの固有吐出量を可変制御することで、可変容量形ポンプの無用な駆動トルクを低減し、省エネ化を図っている。
【０００４】
このような従来技術としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９２７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された技術においては、カムリングの偏心量を制御するオリフィス差圧の制御範囲が狭いため、省エネ化を図るには改良の余地があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題を解決し、省エネ効果を向上させたポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、その１つの態様において、ソレノイドバルブを介してカムリングの偏心量を制御することによりポンプの吐出流量を可変させるポンプ装置であって、ソレノイドバルブは、通電量の変化に応じて駆動制御されるソレノイド部と、可変オリフィス部に設けられ、前記ソレノイド部の通電量の変化によってその位置を変化させるバルブ部とを備え、前記バルブ部は、前記可変オリフィス部における位置の変化に応じて、流路面積が最小となる第１の領域と、前記バルブ部の位置の変化に応じて前記流路面積が変化する第２の領域と、前記バルブ部の位置が前記第１の領域と前記第２の領域の間に位置しており前記バルブ部の位置の変化に伴う前記流路面積の変化量が前記第２の領域よりも小さい第３の領域を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、省エネ効果を向上させたポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る可変容量形ポンプのシステム構成図である。
【図２】図１に示すＥＣＵの構成ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例を表した図１に示すＥＣＵの制御ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る電磁弁の制御内容を表したフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施例に係る図であって図４に示す制御フローに基づいたタイムチャートである。
【図６】本発明の第１実施例に係る図であって車速と操舵角加速度との関係を表したグラフである。
【図７】本発明の第１実施例に係る図であって車速と補正加算流量との関係を表したグラフである。
【図８】非操舵時における車速とポンプ吐出流量との関係を表したグラフである。
【図９】本発明に本発明の第１実施例に係るソレノイドの断面図である。
【図１０】図９の切断線Ｘ−Ｘにおけるソレノイドの断面図である。
【図１１】図９の切断線ＸＩ−ＸＩにおけるソレノイドの断面図である。
【図１２】図９の切断線ＸＩ−ＸＩにおけるソレノイドの断面図である。
【図１３】図９の切断線ＸＩ−ＸＩにおけるソレノイドの断面図である。
【図１４Ａ】比較例に係るポンプの固有吐出量とバルブ部の移動量との関係を示す図である。
【図１４Ｂ】本実施例に係るポンプの固有吐出量とバルブ部の移動量との関係を示す図である。
【図１５】本実施例に係る車両状態、フットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジションとポンプ吐出量との関係を示す図である。
【図１６】本発明に係る第２実施例に係るソレノイドの断面図である。
【図１７】本発明に係る第２実施例に係るソレノイドの断面図である。
【図１８】本発明に係る第２実施例に係るソレノイドの断面図である。
【図１９】本発明に係る第３実施例に係るソレノイドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る可変容量形ポンプの実施例を図面に基づいて詳述する。なお、下記実施例では、この可変容量形ポンプを、従来と同様に、自動車の操舵装置であって液圧式のパワーステアリング装置に適用したものを示している。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図８は本発明の第１実施例を示し、まず、本発明に係る可変容量形ポンプ（以下、単に「ポンプ」という。）が適用される前記パワーステアリング装置について説明すれば、このパワーステアリング装置は、図１に示すように、その一端側がステアリングホイール１と一体回転可能に連係され、運転者からの操舵入力を行う入力軸２と、その一端側が後記のラック・ピニオン機構４を介して図外の転舵輪に連係されると共に、他端側が入力軸２の他端側に図外のトーションバーを介して相対回転可能に連結されて入力軸２からの操舵入力に基づく前記トーションバーの捩れ変形の反力によって操舵出力を行う出力軸３と、該出力軸３と転舵輪との間に介装され、ピストンによってその内部が区切られた後記の一対の圧力室Ｐ１，Ｐ２（作動液室）に選択して作動液を供給することによって出力軸３による操舵出力を補助（アシスト）するパワーシリンダ５と、該パワーシリンダ５へ供給する作動液を貯留するリザーバタンク６と、該リザーバタンク６内に貯留された作動液を吸い上げて、これをパワーシリンダ５の一対の圧力室Ｐ１，Ｐ２へと圧送するポンプ１０と、前記トーションバーの捩れ変形により入力軸２と出力軸３とが相対回転することによって開閉し、これら両軸２，３の相対回転量（前記トーションバーの捩れ量）に応じてパワーシリンダ５へ供給する作動液の液量を制御するコントロールバルブ７と、から主として構成されている。
【００１３】
前記ラック・ピニオン機構４は、出力軸３の一端部外周に形成された図外のピニオン歯と当該出力軸３の一端部にほぼ直交するように配置されるラック軸８の軸方向の所定範囲に形成される図外のラック歯とが噛合してなるもので、出力軸３の回転方向に応じてラック軸８が図１中の左右方向へ移動するようになっている。そして、このラック軸８が左右方向へ移動することで、該ラック軸８の両端に連係された図外のナックルが押し引きされて、これによって前記転舵輪の向きが変更されることとなる。
【００１４】
前記パワーシリンダ５は、ほぼ円筒状に形成されたシリンダチューブ５ａにピストンロッドとしてのラック軸８が軸方向に沿って貫装され、該ラック軸８の外周に固定された図外のピストンによってシリンダチューブ５ａ内に一対の圧力室である第１圧力室Ｐ１及び第２圧力室Ｐ２が隔成されている。そして、これらの第１圧力室Ｐ１，第２圧力室Ｐ２に作用する液圧に基づいてラック軸８に対する推進力が発生し、これによって操舵出力がアシストされるようになっている。具体的には、前記第１圧力室Ｐ１，第２圧力室Ｐ２が第１〜第４配管９ａ〜９ｄをもってコントロールバルブ７を通じてリザーバタンク６及びポンプ１０に接続されていて、コントロールバルブ７を介してポンプ１０から吐出された作動液を前記第１圧力室Ｐ１，第２圧力室Ｐ２の一方の圧力室へ選択的に供給すると共に他方の圧力室の作動液をリザーバタンク６へと還流するようになっている。
【００１５】
前記ポンプ１０は、ベーン式の可変容量形ポンプであって、その内部にほぼ円柱状の空間であるポンプ要素収容空間１１ａを有するポンプハウジング１１と、該ポンプハウジング１１に回転可能に支持され、図外のエンジンによる駆動力をもって回転駆動される駆動軸１２と、ポンプ要素収容空間１１ａ内に収容され、駆動軸１２によって図１中の反時計方向に回転駆動されることで作動液を吸入すると共にこの吸入した作動液を吐出するといったいわゆるポンプ作用を行うポンプ要素１３と、ポンプ要素収容空間１１ａ内においてポンプ要素１３の外周側に駆動軸１２の軸心に対し偏心（移動）可能に設けられ、この偏心量に基づいてポンプ要素１３の１回転あたりの吐出流量（以下、「固有吐出量」という。）を可変にするほぼ円環状のカムリング１４と、ポンプハウジング１１内に設けられ、その内部にて摺動可能に収容されたスプール弁１５ａの軸方向位置に基づいて後記の第１流体圧室２１ａ，第２流体圧室２１ｂの差圧を変化させることによりカムリング１４の偏心量を制御する制御バルブ１５と、ポンプハウジング１１内に収容固定され、後記のＥＣＵ４０（コントローラ）から出力される制御電流に基づいて後記の第１圧力室１５ｂ，第２圧力室１５ｃの差圧を変化させることにより前記固有吐出量を制御するソレノイドであるソレノイドバルブ１６と、を備えている。制御バルブ１５は配管６ｂ及び吸入通路３０と接続される。本実施例のポンプハウジング１１には、フロントハウジング、リアハウジング、プレッシャプレート、およびアダプタリングが含まれる。
【００１６】
前記ポンプ要素１３は、カムリング１４の内周側に回転可能に収容配置され、駆動軸１２によって回転駆動されるロータ１７と、該ロータ１７の外周部に径方向へ沿って放射状に切欠形成された複数のスリット内でそれぞれ移動可能に設けられ、ロータ１７の回転時に外方へ飛び出してカムリング１４の内周面に摺接することでカムリング１４とロータ１７の間に形成される空間に複数のポンプ室２０を隔成するほぼ矩形板状のベーン１８と、から構成されている。複数のポンプ室２０には、吸入ポート１３ａと、吐出ポート１３ｂが形成されている。吸入ポート１３ａは、複数のポンプ室２０にうち、駆動軸１２の回転に伴いポンプ室２０の容積が増大する吸入領域に開口し、吸入通路３０と接続される。吸入通路３０は制御バルブ１５と連通している。吐出ポート１３ｂは、複数のポンプ室２０にうち、駆動軸１２の回転に伴いポンプ室２０の容積が減少する吐出領域に開口し、吐出通路２５と接続されている。
【００１７】
前記カムリング１４は、その外周部に切欠形成された横断面ほぼ半円形状の支持溝を介して揺動支点ピン２２により支持され、この揺動支点ピン２２を支点として図１中の左右方向において揺動可能となっている。そして、このカムリング１４が同図中の左右方向へと揺動することによって前記各ポンプ室２０の容積が増減し、これによって、前記固有吐出量が変化するようになっている。また、前記カムリング１４の外周側には、揺動支点ピン２２と径方向においてほぼ対向する位置にシール部材２３が配置されており、このシール部材２３と前記揺動支点ピン２２とによって、当該カムリング１４の外周域に、このカムリング１４の揺動制御に供される図１中の左側の第１流体圧室２１ａと右側の第２流体圧室２１ｂとが隔成されている。さらに、第１流体圧室２１ａ，第２流体圧室２１ｂの圧力のほか、前記カムリング１４には、第２流体圧室２１ｂ内に配置されたコイルばね２４のばね力が作用し、このコイルばね２４のばね力により第１流体圧室２１ａ側、つまりカムリング１４の偏心量が最大となる側に常時付勢されている。
【００１８】
第１流体圧室２１ａは、駆動軸１２の回転軸線の径方向においてカムリング１４の径方向外側に設けられた空間であり、駆動軸１２の回転軸線とカムリング１４の内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が減少する部分に設けられている。
【００１９】
第２流体圧室２１ｂは、駆動軸１２の回転軸線の径方向においてカムリング１４の径方向外側に設けられた空間であり、駆動軸１２の回転軸線とカムリング１４の内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が増大する部分に設けられている。
【００２０】
このようにカムリング１４は、第１流体圧室２１ａと第２流体圧室２１ｂの圧力差に基づき、ポンプ要素収容空間１１ａの中を移動可能に設けられている、
前記制御バルブ１５は、ポンプハウジング１１の内部に形成された弁穴１１ｂ内に摺動可能に収容されたスプール弁１５ａによって当該弁穴１１ｂ内が図１中の左側の第１圧力室１５ｂと右側の第２圧力室１５ｃとに隔成されている。第２圧力室１５ｃには、第１圧力室１５ｂと第２圧力室１５ｃとの差圧により動作するスプール弁１５ａを付勢するコイルばね１５ｄが備えられている。
そして、第１圧力室１５ｂにはソレノイドバルブ１６の上流側の液圧が作用し、第２圧力室１５ｃにはソレノイドバルブ１６の下流側の液圧が作用するようになっている。すなわち、吐出ポート１３ｂを介して吐出側のポンプ室２０に接続される吐出通路２５が第１吐出通路２５ａと第２吐出通路２５ｂとに分岐形成されていて、第１吐出通路２５ａは固定オリフィス部４８を介して第１圧力室１５ｂに接続され、該第１圧力室１５ｂには吐出圧が作用するようになっている。一方、第２吐出通路２５ｂはその途中に配置されたソレノイドバルブ１６の下流側において外部に開口すると共に第２圧力室１５ｃに接続され、該第２圧力室１５ｃ及び外部にはソレノイドバルブ１６において減圧された液圧が作用するようになっている。かかる構成から、スプール弁１５ａが図１中の左側に位置する場合には、第１流体圧室２１ａには吸入圧である低圧が導入されることとなって、カムリング１４はコイルばね２４のばね力により押圧されて最大偏心状態に保持される一方、スプール弁１５ａが同図中の右側に位置する場合には、第１流体圧室２１ａには吐出圧である高圧が導入されることとなって、カムリング１４はコイルばね２４のばね力に抗して偏心量が減少する方向へと移動することとなる。
【００２１】
前記ソレノイドバルブ１６は、車載のＥＣＵ４０に接続されていて、このＥＣＵ４０に入力される操舵角、車速、エンジン回転数、フットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション及び前記操舵角を基に算出される操舵角加速度等の各情報に基づいて駆動制御される。そして、このソレノイドバルブ１６は、その内部に固定オリフィス部２６と可変オリフィス部２７とにより構成された可変メータリングオリフィス２８が設けられていて、前記ＥＣＵ４０からの各情報に基づいて可変オリフィス部２７に設けたバルブ部１６ｂにより可変オリフィス部２７の流路面積を変化させて前記可変メータリングオリフィス２８の前後差圧、つまり制御バルブ１５内の前記両圧力室１５ｂ，１５ｃの差圧を可変制御することによって、当該制御バルブ１５のスプール弁１５ａの軸方向位置を制御してカムリング１４の偏心量を制御することで、前記固有吐出量が制御される。第２吐出通路２５ｂは、可変オリフィス部２７に連通する第２吐出通路２５ｂ１と、固定オリフィス部２６に連通する第２吐出通路２５ｂ２に分岐される。また、第２圧力室１５ｃに接続される第２吐出通路２５ｂには固定オリフィス部２９が設けられている。
【００２２】
前記ＥＣＵ４０は、車載のバッテリ３１からイグニッションスイッチ３２を介して電力が供給されるようになっていると共に、当該ＥＣＵ４０には、運転者による操舵角を検出する舵角センサ３３、車両の速度を検出する車速センサ３４、エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ３５、フットブレーキの動作状況を検出するフットブレーキセンサ３６、サイドブレーキの動作状況を検出するサイドブレーキセンサ３７及びシフトポジションの位置を検出するシフトポジションセンサ３８等が接続されていて、当該各センサ３３，３４，３５，３６，３７，３８等からの情報が入力されるようになっている。
【００２３】
より具体的に説明すれば、このＥＣＵ４０では、図２に示すように、ソレノイドバルブ１６を駆動制御するＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）５０に、前記パワーステアリング装置の入力軸２に設けられた舵角センサ３３からの操舵角信号と、図外の各車輪に備えるブレーキ制御装置に設けられた車速センサ３４からの車速信号と、図外のエンジン制御装置に設けられたエンジン回転センサ３５からのエンジンの回転数信号とがＣＡＮインターフェース４１を介して与えられ、前記各センサ３３，３４，３５，３６，３７，３８の出力に基づいてＭＰＵ５０がソレノイドバルブ１６を駆動するためのＰＷＭ駆動制御信号を出力するようになっている。そして、前記ＭＰＵ５０への電源の供給は、バッテリ３１からヒューズ３９、イグニッションスイッチ３２、ダイオード４２、及びレギュレータ４３を介して行われる。ここで、レギュレータ４３は、通常１２Ｖ程度のバッテリ電圧をＭＰＵ５０の動作電圧である５Ｖに降圧するものである。
【００２４】
また、前記ＭＰＵ５０からのＰＷＭ駆動制御信号は、いわゆるスイッチング手段としてのＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）４４に与えられ、このＦＥＴ４４は、バッテリ３１からヒューズ３９、イグニッションスイッチ３２、及びダイオード４２を介して供給される電流をＰＷＭ駆動制御信号に基づいてスイッチングすることで、ソレノイドバルブ１６のソレノイド部１６ａに励磁電流を供給するようになっている。
【００２５】
ここで、前記ソレノイドバルブ１６のソレノイド部１６ａは、一端がＦＥＴ４４に接続されている一方、他端が電流検出用の抵抗４５を介してグラウンドに接続されていて、ソレノイド部１６ａに流れる電流に応じて抵抗４５の両端に発生する電圧が、増幅器（ＡＭＰ）４６を介してＭＰＵ５０に実供給電流信号として与えられる。なお、このソレノイド部１６ａには、当該ソレノイド部１６ａと並列に設けられたフリーホイールダイオード４７が接続されている。
【００２６】
前記ＭＰＵ５０は、図３に示すように、車速センサ３４からの車速信号に基づき車速Ｖを算出する車速算出部５１と、舵角センサ３３からの操舵角信号に基づき操舵角θを算出する操舵角算出部５２と、該操舵角算出部５２にて算出された操舵角θに基づき操舵角速度ωを算出する操舵角速度算出部５３と、該操舵角速度算出部５３にて算出された操舵角速度ωに基づき操舵角加速度ωｄを算出する操舵角加速度算出部５４と、前記操舵角速度算出部５３にて算出された操舵角速度ωと車速算出部５１にて算出された車速Ｖとに基づき基本吐出流量Ｑω_CMDを算出する基本吐出流量算出部５５と、車速算出部５１にて算出された車速Ｖに基づき補正加算流量Ｑωd_CMDを算出する補正加算流量算出部５６と、基本吐出流量算出部５５において算出された基本吐出流量Ｑω_CMDに補正加算流量算出部５６により算出された補正加算流量Ｑωd_CMDを加算することで得られた目標吐出流量ＱCMDをソレノイドバルブ１６に供給するための指令電流である目標指令電流ＩCMDを算出する目標電流算出部５７と、該目標電流算出部５７において算出された目標指令電流ＩCMDとソレノイド電流検出部５８により検出されたソレノイド部１６ａに流れる実供給電流Ｉrealとの差に基づきＰＩ制御によりＰＷＭデューティを算出するＰＩ制御部５９と、該ＰＩ制御部５９により算出されたＰＷＭデューティに基づきＦＥＴ４４へＰＷＭ駆動制御信号を出力するＰＷＭ信号出力部６０と、を備えている。
【００２７】
そして、前記ＰＩ制御部５９において算出されたＰＷＭデューティに基づき、ＦＥＴ４４により、ソレノイド駆動手段６１を介してソレノイドバルブ１６が駆動される。なお、前記ソレノイド駆動手段６１は、当該ソレノイド駆動手段６１の温度が所定以上となった際にその出力を遮断する機能や、過電流が流れた場合に通電量を制限する機能等を有している。
【００２８】
前記基本吐出流量算出部５５では、車速Ｖと操舵角速度ωとに基づいて図外の所定のマップから基本吐出流量Ｑω_CMDを求める。換言すれば、この基本吐出流量算出部５５は、車速Ｖと操舵角速度ωとに基づいてソレノイドバルブ１６の駆動制御のベースとなる基本通電量の演算に供する本発明に係る基本通電量演算回路を構成する。なお、前記車速Ｖ及び操舵角速度ωと基本吐出流量Ｑω_CMDとの関係については、車速Ｖが高くなるにつれて基本吐出流量Ｑω_CMDを減少させるような特性になっていると共に、同一車速内においては、操舵角速度ωが高くなるにつれて基本吐出流量Ｑω_CMDを増加させるような特性になっている。
【００２９】
前記補正加算流量算出部５６では、車速Ｖに基づいて図７に示すような車速−補正加算流量マップから補正加算流量Ｑωd_CMDを求める。なお、この車速Ｖと補正加算流量Ｑωd_CMDとの関係については、同図に示すように、基本的には、車速Ｖが高くなるにつれて補正加算流量Ｑωd_CMDを減少させるような特性になっていて、このうち、車速Ｖが、第１所定値Ｖ１以上となる高速走行状態、並びに前記第１所定値Ｖ１よりも低い第２所定値Ｖ２以下となる車両停止状態ないし低速走行状態においては、補正加算流量Ｑωd_CMDが一定となるような特性となっている。
【００３０】
このように、基本的には、車速Ｖが高くなるにつれて補正加算流量Ｑωd_CMDを減少させることで、急転舵に対する車両挙動の安定化を図り得る、車速Ｖに応じた適切な操舵アシスト力を付与する特性となっている。そして、このうち、車速Ｖが第１所定値Ｖ１以上となる高速走行状態では、補正加算流量Ｑωd_CMDを一定とすることにより、当該高速走行時における操舵安定性の向上及び車両挙動の不安定化の抑制が図れるようになっている。また、車速Ｖが第２所定値Ｖ２以下となる車両停止状態ないし低速走行状態では、操舵性を高めることによる車両挙動の不安定化を考慮する必要がないことから、補正加算流量Ｑωd_CMDを一定とする、すなわち当該補正加算流量Ｑωd_CMDを最大とすることによって、当該車両停止状態ないし低速走行時における操舵応答性の向上が図れるようになっている。
【００３１】
前記目標電流算出部５７では、基本吐出流量算出部５５において算出された基本吐出流量Ｑω_CMDと補正加算流量算出部５６において算出された補正加算流量Ｑωd_CMDとを加算し、図外の所定マップに基づいてソレノイドバルブ１６に供給する目標指令電流ＩCMDを求める。換言すれば、この目標電流算出部５７は、操舵角速度ωに依存する基本吐出流量Ｑω_CMDに操舵角加速度ωｄに依存する補正加算流量Ｑωd_CMDを加算することで、ソレノイドバルブ１６に供給する総通電量として前記基本通電量よりも増加速度の大きい通電量の演算に供し、補正加算流量算出部５６と共に本発明に係る総通電量演算回路を構成している。
【００３２】
また、前記ＭＰＵ５０には、車速算出部５１により算出された車速Ｖと操舵角加速度算出部５４により算出された操舵角加速度ωｄとをもって急転舵状態にあるか否かを判定する舵角急転判定部６２を備えている。この舵角急転判定部６２は、所定の信号切換手段６３を介して補正加算流量算出部５６及び目標電流算出部５７と連係されていて、当該舵角急転判定部６２にて急転舵状態と判断された場合には、急転判定フラグＦcに「１」をセットして、前記補正加算流量算出部５６により算出された補正加算流量Ｑωd_CMDを、前記信号切換手段６３を介してそのまま目標電流算出部５７へ出力する一方、当該舵角急転判定部６２にて急転舵状態と判断されない場合には、急転判定フラグＦcに「０」をセットして、前記補正加算流量算出部５６により算出された補正加算流量Ｑωd_CMDを、前記信号切換手段６３を介してゼロに切り換えて目標電流算出部５７へ出力するようになっている。
【００３３】
さらに、前記ＭＰＵ５０には、舵角センサ３３からの操舵角信号に基づいて当該舵角センサ３３の異常（故障）を判定する舵角センサ故障判定部６４を備えている。そして、この舵角センサ故障判定部６４による判定結果は舵角急転判定部６２へ出力されるようになっていて、当該舵角センサ故障判定部６４において舵角センサ３３に異常が生じていると判断された場合には、判定フラグＦeに「１」をセットして、前記補正制御を中止する一方、当該舵角センサ故障判定部６４において舵角センサ３３は正常と判断された場合には、判定フラグＦeに「０」をセットして、前記舵角急転判定部６２の判定に従い前記補正制御が行われる。このように、操舵角加速度ωｄが異常値を示すときは当該操舵角加速度ωｄを用いた前記補正制御を中止することにより、適正なポンプ制御に供され、前記パワーステアリング装置の安全性を確保することができる。   
以下、前記ＭＰＵ５０による舵角急転判定に基づいたソレノイドバルブ１６の具体的な制御内容につき、図４に基づいて説明する。
【００３４】
同図に示すように、まずイニシャライズを行い（ステップＳ１０１）、ソレノイド部１６ａに流れる実供給電流Ｉrealを読み込んだ後に（ステップＳ１０２）、舵角センサ３３からの操舵角信号に基づき、当該舵角センサ３３の故障判定処理を行う（ステップＳ１０３）。この故障判定処理については、具体的な図示は省略するが、舵角センサ３３が異常と判断された場合には、前述のように前記補正制御は中止とし、後記のステップＳ１１１へ移行する。一方、舵角センサ３３が正常と判断された場合には、次のステップＳ１０４にて操舵角θを読み込み、この読み込んだ操舵角θから操舵角速度ωを算出した後（ステップＳ１０５）、この算出した操舵角速度ωに基づいて操舵角加速度ωｄを算出する（ステップＳ１０６）。その後、車速Ｖを読み込んだ後（ステップＳ１０７）、以下の急転判定処理を行う。
【００３５】
すなわち、次のステップＳ１０８において前記車速Ｖ及び操舵角加速度ωｄに基づいて図６に示すような車速−操舵角加速度マップから舵角急転判定用閾値ωｄthを算出した後、この算出した舵角急転判定用閾値ωｄthに基づいて、操舵角加速度の絶対値｜ωｄ｜≧舵角急転判定用閾値ωｄthの条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ１０９）。ここで、当該条件を満たすと判断された場合は、車速Ｖに応じた補正加算流量Ｑωd_CMDを算出する（ステップＳ１１０）一方、当該条件を満たさないと判断された場合には、補正加算流量Ｑωd_CMDを「０」に設定する（ステップＳ１１１）。
【００３６】
そして、かかる急転判定処理を行った後、次のステップＳ１１２にて操舵角速度ωに応じた基本吐出流量Ｑω_CMDを算出し、この算出した基本吐出流量Ｑω_CMDに前記舵角急転判定結果に応じた補正加算流量Ｑωd_CMDを加算することによって、目標吐出流量ＱCMDを算出する（ステップＳ１１３）。その後、この算出した目標吐出流量ＱCMDについて上限値制限をかける上限リミット処理を行うと共に（ステップＳ１１４）、当該処理後の値につき、所定時間の間、上限保持を継続した後にこれを所定の割合で漸減するピークホールド及び漸減処理を行うことで、これらの処理により得られた値に基づいて指令吐出流量Ｑoutを算出する（ステップＳ１１５）。その後、この算出した指令吐出流量Ｑoutに基づいてソレノイドバルブ１６に供給する目標指令電流ＩCMDを算出した後に（ステップＳ１１６）、この算出した目標指令電流ＩCMDとソレノイド部１６ａに流れる実供給電流Ｉrealとの差分からＰＩ制御を用いてＰＷＭデューティを算出し（ステップＳ１１７）、この算出したＰＷＭデューティに基づいてソレノイドバルブ１６に対してＰＷＭ駆動制御信号を出力することによって（ステップＳ１１８）、当該プログラムが終了することとなる。
【００３７】
続いて、上記フローに基づく制御内容につき、図５に示すタイムチャートをもって説明すれば、前記舵角急転判定処理にて操舵角加速度の絶対値｜ωｄ｜が閾値ωｄthを上回ると（図中ｔ１）、車速Ｖに応じた補正加算流量Ｑωd_CMDが基本吐出流量Ｑω_CMDに加算されることとなるが、この時点では、操舵角速度ωに基づいて算出される基本吐出流量Ｑω_CMDは制御の遅れから未だ低い状態にあることから、補正加算流量Ｑωd_CMD分が指令吐出流量Ｑoutとして出力されることになる。これによって、基本吐出流量Ｑω_CMDを指令吐出流量Ｑoutとする従来（図中の実吐出流量Ｑrealを示す欄における破線）に比べ、ポンプの実吐出流量Ｑrealを早期に増大させることが可能となる。その後、操舵角速度ωの増大に伴って基本吐出流量Ｑω_CMDが追従して増大すると、当該操舵角速度ωに応じた基本吐出流量Ｑω_CMDが指令吐出流量Ｑoutに上乗せされることとなるが、当該指令吐出流量Ｑoutは、基本吐出流量Ｑω_CMDの目標値に到達したところで前記ピークホールド処理が開始される（図中ｔ２）。
【００３８】
やがて、操舵角加速度の絶対値｜ωｄ｜が前記閾値ωｄthを下回ると（図中ｔ３）、これに応じて補正加算流量Ｑωd_CMDに「０」が入力されることになるが、指令吐出流量Ｑoutは、前記ピークホールド処理によって基本吐出流量Ｑω_CMDの目標値がピークを過ぎても当該基本吐出流量Ｑω_CMDの目標値にて保持されることとなる（図中ｔ４）。その後、前記ピークホールド処理開始から所定時間が経過すると（図中ｔ５）、当該処理を終了して前記漸減処理が開始されることによって、その間に前記閾値ωｄthを超えない程度の操舵角加速度ωｄを伴う操舵操作が行われても、指令吐出流量Ｑoutは当該操舵操作に関係なく所定の割合をもって漸減されて初期値へ戻されることとなる（図中ｔ６）。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、運転者の要求する操舵応答性が反映される操舵角加速度ωｄをもってポンプ１０の吐出流量補正を行うこととしたため、操舵角速度ωに基づいて吐出流量補正を行っていた従来に比べて、当該ポンプ１０において、前記固有吐出量をより早期に増大させ、必要な吐出流量を確保することができ（図５中の実吐出流量Ｑrealを示す欄におけるハッチング参照）、これによって、運転者から求められる操舵応答性に応じたポンプ制御が可能となる。
【００４０】
換言すれば、操舵角加速度ωｄが大きい状態とは、運転者が急転舵している状態であってポンプ１０の吐出流量を増加させる必要が生じている状態であることから、本実施形態では、この操舵角加速度ωｄを基準として、具体的には当該操舵角加速度ωｄが前記閾値ωｄthを超えているか否かの判断をもって、基本吐出流量Ｑω_CMDの増加速度より目標吐出流量ＱCMD（指令吐出流量Ｑout）の増加速度が大きくなるように、つまり前記基本通電量の増加速度より前記総通電量の増加速度が大きくなるように補正制御することで、従来よりも早期にポンプ１０の吐出流量の増大化を図ることが可能となり、これによって、前記パワーステアリング装置に対する作動液供給に際し、高い応答性の確保に供される。
【００４１】
しかも、上記補正制御において、操舵角加速度ωｄが前記閾値ωｄth以上となったときの目標吐出流量ＱCMDの目標値と基本吐出流量Ｑω_CMDの目標値とが等しくなる、すなわち前記総通電量の目標値と前記基本通電量の目標値とが等しくなるように構成されていることから、前記総通電量の前記基本通電量に対する増加分はソレノイドバルブ１６の応答性を高めることにのみ使用されることとなり、操舵操作に対する操舵アシスト力の大きさを変化させてしまうおそれがない。このため、当該操舵操作における操舵違和感を抑制することができる。
【００４２】
また、前記ポンプ１０の場合、車両停止状態となるエンジンのアイドル状態において、非操舵状態では、図８に示すように前記固有吐出量は５Ｌ／ｍｉｎが最大となる一方で、操舵状態では、図７に示すように最大で７Ｌ／ｍｉｎの補正加算流量Ｑωd_CMDを加算するようになっている。このように、エンジンのアイドル運転状態では、操舵状態に比べて非操舵状態の方が前記固有吐出量が小さくなるようにソレノイドバルブ１６が制御されることで、操舵時における適切な操舵アシスト力の発生を担保しつつ、ポンプ負荷の低減化を図ることができる。
【００４３】
さらに、前記ポンプ１０では、前記ソレノイドバルブ１６によって、カムリング１４を直接駆動するのではなく、制御バルブ１５のスプール弁１５ａを駆動する構成としたため、当該ソレノイドバルブ１６の駆動対象の重量の低減化が図れ、当該ソレノイドバルブ１６による駆動応答性を高めることも可能となる。これにより、前記パワーステアリング装置に係る操舵応答性のさらなる向上に供される。
【００４４】
近年、環境性能の向上を目的として自動車の更なる低燃費化が求められている。低燃費化には、エンジンの効率化に加え、エンジンを駆動源とする機器の負荷低減が有効である。パワーステアリング装置では、作動液の供給源となるポンプ負荷の低減が求められる。例えば、車両停止状態となるエンジンのアイドル状態において、フットブレーキやサイドブレーキが動作している場合、シフトレバーの位置がニュートラルＮやパーキングＰといった場合は、ステアリング操作が行なわれる可能性は低いので、ポンプの固有吐出量をより小さくしても問題はない。従来のポンプでは、オリフィス差圧の制御範囲が狭いため、非操舵状態におけるポンプの固有吐出量を低減することについて改良の余地があった。
【００４５】
以下、ポンプ負荷の更な低減を図り、操舵状態へのスムーズな復帰を実現するための本実施例に構成について図面を用いて説明する。
【００４６】
図９は本発明に第１実施例に係るソレノイドの断面図、図１０は図９の切断線Ｘ−Ｘにおけるソレノイドの断面図、図１１〜図１３は図９の切断線ＸＩ−ＸＩのおけるソレノイドの断面図である。
【００４７】
図９〜図１３に示すように、ソレノイドバルブ１６は、ハウジング部材７０の内部に、ソレノイド部１６ａとプランジャ７１とステータ７２とを有する。また、ハウジング部材７０には、コネクタ部７３が備えられている。コネクタ部７３の内部には、端子７３ａが備えられ、ＥＣＵ４０と電気的に接続される。
【００４８】
ソレノイド部１６ａは、通電により磁力を発生する電磁コイルであり、端子７３ａを介して駆動電流が供給される。ソレノイド部１６ａは、通電時に磁力線を発生し、磁界を形成することで、ステータ７２にプランジャ７１を磁気吸引させる。プランジャ７１は、軟磁性体の金属材料により形成された可動コアであり、ソレノイド部１６ａの内周側にＸ軸方向に移動（ストローク）可能に支持される。
【００４９】
プランジャ７１は、ソレノイド部１６ａへの通電により形成される磁気回路の磁束による推力（Ｘ軸正方向への磁気吸引力）を受けて、所定範囲内で軸方向に移動可能に配置されている。プランジャ７１の軸心には棒状の部材であるロッド７４が圧入等により固定されている。ロッド７４は、プランジャ７１の軸心に貫通形成された孔に貫通して設置され、プランジャ７１の軸方向両端から突出している。
【００５０】
ロッド７４のＸ軸正方向端部はバルブ部１６ｂに当接可能に設けられている。ロッド７４は、ソレノイド部１６ａに供給される駆動電流に応じてプランジャ７１に作用するＸ軸正方向の推力をバルブ部１６ｂに伝達し、バルブ部１６ｂを付勢する。
【００５１】
可変オリフィス部２７は中空に形成された筒状部７５を有しており、内部にバルブ部１６ｂとスプリング７６が配置されている。スプリング７６は非線形特性を有している。バルブ部１６ｂは可変オリフィス部２７の筒状部７５内を移動し、可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの位置の変化に応じて流路面積を変化させる。スプリング７６は、バルブ部１６ｂをＸ軸負方向（ソレノイド部１６ａ側）に向かって付勢している。
【００５２】
ソレノイド部１６ａへ通電されると、プランジャ７１はスプリング７６の付勢力に打ち勝ってバルブ部１６ｂをＸ軸正方向へ移動させる。ソレノイド部１６ａは、ソレノイド部１６ａに供給される駆動電流を制御することでプランジャ７１への磁気吸引を変化させ、バルブ部１６ｂの位置を変化させる。
【００５３】
バルブ部１６ｂには、作動液が通過する貫通孔である複数の可変オリフィス通路部７７（７７ａ、７７ｂ）が形成されている。本実施例においては、可変オリフィス通路部７７ａの開口面積は可変オリフィス通路部７７ｂの開口面積より大きくしている。
【００５４】
次に流路構成について説明する。可変オリフィス部２７の筒状部７５には、合流部７８が接続されている。図１０に示すように、合流部７８の直径は、筒状部７５の直径よりも大きく形成されている。換言すると、合流部７８は筒状部７５の外周を覆うような形で配置されている。
【００５５】
合流部７８には、固定オリフィス部２６を介して第２吐出通路２５ｂ（２５ｂ２）と、第４配管９ｄが接続されている（図９及び図１０）。さらに合流部７８は、固定オリフィス部２９を介して制御バルブ１５の第２圧力室と接続されている（図１１）。換言すると、合流部７８は、第２吐出通路２５ｂ１，２５ｂ２が合流しており、吐出通路２５としての第２吐出通路２５ｂを構成している。
【００５６】
図９に示すように、吐出通路２５は、第１吐出通路２５ａと第２吐出通路２５ｂ１とに分岐され、第２吐出通路２５ｂ１は可変オリフィス部２７における筒状部７５のスプリング７６側に接続されている。第１吐出通路２５ａは、図１１〜図１３に示すように、制御バルブ１５の第１圧力室１５ｂに接続されている。制御バルブ１５には、配管７９が接続され、この配管７９には配管６ｂ及び吸入通路３０と接続される。
【００５７】
次に、ソレノイドバルブ１６及び制御バルブ１５の動作について図１１〜図１３を用いて説明する。
【００５８】
図１１に示すように、ソレノイド部１６ａに駆動電流が供給された場合（通電された場合）、バルブ部１６ｂはスプリング７６の付勢力に打ち勝って、Ｘ軸正方向、すなわち図１１の左側に移動する。この時、可変オリフィス部２７のバルブ部１６ｂは、バルブ部１６ｂに形成された複数の可変オリフィス通路部７７ａ、７７ｂのうち、可変オリフィス通路部７７ａに比べ小孔である可変オリフィス通路部７７ｂが合流部７８とオーバーラップする位置に移動する。第２吐出通路２５ｂ１を通過した作動液は、可変オリフィス部２７のバルブ部１６ｂに形成された可変オリフィス通路部７７ｂを通過して合流部７８に吐出され、固定オリフィス部２６を介して供給される第２吐出通路２５ｂ２の作動液と合流する。第２吐出通路２５ｂ１と第２吐出通路２５ｂ２とから供給された作動液は、固定オリフィス部２９を介して制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する。可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの開口は最小となり、制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する作動液も最小となる。本実施例においては、可変オリフィス部２７の流路面積が最小となる領域を第１の領域と称する。
【００５９】
可変オリフィス部２７のバルブ部１６ｂに形成された可変オリフィス通路部７７ｂが合流部７８とオーバーラップする位置にある場合は、第２圧力室１５ｃに比べ、第１圧力室１５ｂの圧力が大きい（第１圧力室１５ｂと第２圧力室１５ｃと差圧が大きい）ので、第１圧力室１５ｂの圧力がコイルばね１５ｄの付勢力に打ち勝って、スプール弁１５ａは図１１における右側、すなわちＸ軸負方向に移動する。第１流体圧室２１ａには高圧が導入されることとなり、カムリング１４はコイルばね２４のばね力に打ち勝って最小偏心状態に保持される。換言すると、カムリング１４は、駆動軸１２の回転軸線とカムリング１４の内周縁の中心が一致する位置に対し、駆動軸１２の回転軸線とカムリング１４の内周縁の中心が最大となる最大偏心状態の反対側のマイナス偏心状態まで移動する。マイナス偏心状態になるのは、バルブ部１６ｂが、前記第1の領域のみ合流部７８に対し開口しているときである。そして、カムリング１４が最小偏心状態では、ポンプの固有吐出量が減少する。
【００６０】
次にソレノイド部１６ａに駆動電流が供給されていない場合について、図１２を用いて説明する。図１２に示すようにソレノイド部１６ａに駆動電流が供給されていない場合（通電量が零の場合）、バルブ部１６ｂはスプリング７６の付勢力により、Ｘ軸負方向、すなわちソレノイド部１６ａ側に付勢される。この時、可変オリフィス部２７のバルブ部１６ｂに形成された複数の可変オリフィス通路部７７ａ、７７ｂは、合流部７８とオーバーラップする位置にある。第２吐出通路２５ｂ１を通過した作動液は、可変オリフィス部２７のバルブ部１６ｂに形成された複数の可変オリフィス通路部７７ａ、７７ｂから合流部７８に吐出され、固定オリフィス部２６を介して供給される第２吐出通路２５ｂ２の作動液と合流する。第２吐出通路２５ｂ１と第２吐出通路２５ｂ２とから供給された作動液は、固定オリフィス部２９を介して制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する。可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの開口は最大となり、制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する作動液も最大となる。可変オリフィス部２７の流路面積が最大（第１の領域より大きい）となる領域を第２の領域と称する。
【００６１】
可変オリフィス部２７のバルブ部１６ｂに形成された複数の可変オリフィス通路部７７ａ、７７ｂが合流部７８とオーバーラップする位置にある場合は、第１圧力室１５ｂと第２圧力室１５ｃと差圧が小さいので、コイルばね１５ｄの付勢力が第１圧力室１５ｂの圧力に勝り、スプール弁１５ａは図１２における左側、すなわちＸ軸正方向に位置する。第１流体圧室２１ａには吸入圧である低圧が導入されることとなり、カムリング１４はコイルばね２４のばね力により押圧されて最大偏心状態に保持される。カムリング１４が最大偏心状態では、ポンプの固有吐出量が増加する。
【００６２】
本実施例のソレノイドバルブ１６は、ソレノイド部１６ａへの通電量が零のとき、第２の領域が合流部７８に対し開口するようにしている。本実施例によれば、ソレノイドバルブ１６を所謂ノーマルオープン弁とすることで、ソレノイドバルブ１６への通電不良時においても必要流量を確保することができる。
【００６３】
次にバルブ部１６ｂを中間の位置に制御する手段について図１３を用いて説明する。図１３に示すようにソレノイド部１６ａに駆動電流が供給されると、バルブ部１６ｂはスプリング７６の付勢力に打ち勝って、Ｘ軸正方向、すなわち図１３の左側に移動する。この時、可変オリフィス部２７のバルブ部１６ｂに形成された複数の可変オリフィス通路部７７ａ、７７ｂのうち、可変オリフィス通路部７７ａの一部（例えば半分）及び可変オリフィス通路部７７ｂが合流部７８とオーバーラップする位置とする。第２吐出通路２５ｂ１を通過した作動液は、可変オリフィス部２７のバルブ部１６ｂに形成された可変オリフィス通路部７７ａの一部（例えば半分）及び可変オリフィス通路部７７ｂから合流部７８に吐出され、固定オリフィス部２６を介して供給される第２吐出通路２５ｂ２の作動液と合流する。第２吐出通路２５ｂ１と第２吐出通路２５ｂ２とから供給された作動液は、固定オリフィス部２９を介して制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する。可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの開口は中間となり、制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する作動液も中間となる。可変オリフィス部２７の流路面積が第１の領域と第２の領域の間にあり、流路面積が第２の領域より小さくなる領域を第３の領域と称する。
【００６４】
可変オリフィス部２７のバルブ部１６ｂに形成された可変オリフィス通路部７７ａの一部（例えば半分）及び可変オリフィス通路部７７ｂが合流部７８とオーバーラップする位置にある場合は、第２圧力室１５ｃに比べ、第１圧力室１５ｂの圧力が大きい（第１圧力室１５ｂと第２圧力室１５ｃと差圧が大きい）ので、第１圧力室１５ｂの圧力がコイルばね１５ｄの付勢力に打ち勝って、スプール弁１５ａは図１１における右側、すなわちＸ軸負方向に位置する。第１流体圧室２１ａには第２の領域よりは低い圧の作動液が導入されることとなり、カムリング１４はコイルばね２４のばね力に打ち勝って偏心状態が第２の領域よりは小さくなる位置に保持される。カムリング１４の偏心状態が小さくなると、ポンプの固有吐出量が減少する。本実施例では可変オリフィス通路部７７ａにおける合流部７８とのオーバーラップ量は半分としたが、例えばオーバーラップ量１／３程度にしても良い。この場合、第３の領域における可変オリフィス通路部７７ａは、前記第２の領域における可変オリフィス通路部７７ａよりも、バルブ部１６ｂの移動方向に直角な方向の幅が小さくなる。本実施例によれば、バルブ部１６ｂの移動方向に対し直角な方向の幅、即ち開口幅が第３の領域で小さいことにより、バルブ部１６ｂのストロークの変化に対する開口面積の変化が小さくなり、バルブ部１６ｂを移動させながら、流量が少ないまま、流量復帰の応答性がよい状態を得ることができる。
【００６５】
このように、本実施例では、ソレノイド部への通電量を変化させて可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの位置を変化させている。
【００６６】
可変オリフィス通路部７７ａ、７７ｂは、前記第１の領域、前記第２の領域、または前記第３の領域に設けられており、可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの位置の変化に応じて合流部７８に対する可変オリフィス通路部７７ａ、７７ｂの開口量が変化可能である。前記第３の領域における可変オリフィス通路部７７ａ、７７ｂは、可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの位置の変化に伴う可変オリフィス通路部７７ａ、７７ｂと合流部７８とのオーバーラップ量の変化量が前記第２の領域よりも小さくなっている。本実施例によれば、バルブ部１６ｂのストローク変化に対する可変オリフィス通路部７７のオーバーラップ量の変化量を小さくすることで、バルブ部１６ｂを移動させながら、流量が少ないまま、流量復帰の応答性がよい状態を得ることができる。
【００６７】
また、可変オリフィス通路部７７ｂは、第１の領域、第２の領域、第３の領域において合流部７８に対し常に開口しており、可変オリフィス通路部７７ｂは、固定オリフィス通路部としての機能を有している。換言すると、本実施例のバルブ部１６ｂは、作動液が通過する貫通孔である固定オリフィス通路部と可変オリフィス通路部を備えていることとなる。可変オリフィス通路部７７ａは第２の領域と第３の領域をあわせた領域に設けられている。本実施例では、第１の領域を所謂固定オリフィスとすることで、バルブ部の位置の変化に拘わらず最小流量を確保することができる。
【００６８】
さらに、可変オリフィス通路部７７ａは、開口部の全てが合流部７８とオーバーラップする第１の開口部と、開口部の一部が合流部７８とオーバーラップする第２の開口部とを備えている。固定オリフィスとして機能する可変オリフィス通路部７７ｂは、第１の開口部または第２の開口部の面積よりも小さくしている。本実施例によれば、固定オリフィスとして機能する可変オリフィス通路部７７ｂの開口面積を充分に小さくすることで、吐出量が最小の状態における吐出量を充分に少なくすることができる。
【００６９】
次にポンプの固有吐出量とバルブ部１６ｂの移動量との関係について図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて説明する。図１４Ａは比較例に係るポンプの固有吐出量とバルブ部の移動量との関係を示す図、図１４Ｂは本実施例に係るポンプの固有吐出量とバルブ部の移動量との関係を示す図である。
【００７０】
図１４Ａにおいて、車速が低速時においてステアリング操作を行う操舵状態では、ソレノイド部を制御してポンプの固有吐出量が多くなるようにする。車速が上がり通常走行になると、ステアリング操作が行われる可能性が低いのでポンプの固有吐出量を抑え、操舵準備状態に移行する。比較例における操舵準備状態においては、操舵状態へのスムーズな移行に備え、ポンプの固有吐出量を所定の状態に保っているので、ポンプの固有吐出量の更なる低減を図ることが困難であった。
【００７１】
これに対し、本実施例では図１４Ｂに示すように、第１の領域としてポンプの固有吐出量が最小となる最小吐出状態を備えている。本実施例ではポンプの固有吐出量が最小となる最小吐出状態を備えているので、ポンプが必要以上に運転するのを抑制し、省エネルギー化が図れる。例えば、本実施例の構成を自動車用にパワーステアリング装置に適用した場合、低燃費化が図れる。
【００７２】
本実施例では種々の条件に応じて、ソレノイドバルブ１６を第１の領域、第２の領域、第３の領域に制御して、ポンプの固有吐出量を制御するようにしている。特にステアリング操作に対する操舵補助が必要でないときは、ポンプの固有吐出量を最小にしている。以下、ポンプの固有吐出量を最小になるようにする条件について図１５を用いて説明する。
【００７３】
図１５は本実施例に係る車両状態、フットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジションとポンプ吐出量との関係を示す図である。
【００７４】
図１５において、例えばＡ〜Ｆまでのパターンがある。パターンＡでは車両が停止していることを車速センサ３４で検出し、フットブレーキがＯＮの状態であることをフットブレーキセンサ３６で検出し、ＥＣＵ４０がこれらの信号を受信している。車両が信号待ちで停車しているような状態である。図中「−」とあるのは、状態を問わない。このような状態では、ステアリング操作を行う可能性は低いので、ポンプの固有吐出量が最小となるようにソレノイドバルブ１６を制御する。
【００７５】
パターンＢでは車両が停止していることを車速センサ３４で検出し、サイドブレーキがＯＮの状態であることをサイドブレーキセンサ３７で検出し、ＥＣＵ４０がこれらの信号を受信している。エンジンがアイドリングの状態で車両が駐停車しているような状態である。このような状態では、ステアリング操作を行う可能性は低いので、ポンプの固有吐出量が最小となるようにソレノイドバルブ１６を制御する。
【００７６】
パターンＣでは車両が停止していることを車速センサ３４で検出し、シフトポジションがニュートラルＮ、もしくはパーキングＰの位置にある状態をシフトポジションセンサ３８が検出し、ＥＣＵ４０がこれらの信号を受信している。エンジンがアイドリングの状態で車両が駐停車しているような状態である。このような状態では、ステアリング操作を行う可能性は低いので、ポンプの固有吐出量が最小となるようにソレノイドバルブ１６を制御する。
【００７７】
パターンＤでは、フットブレーキがＯＦＦの状態である。車両が信号待ちで停車しているようなパターンＡの状態から走り出す状態である。このような状態では、運転者がステアリング操作を行い交差点を右折、左折する可能性があるので、ポンプの固有吐出量が多くなるようにソレノイドバルブ１６を制御する。
【００７８】
パターンＥでは、サイドブレーキがＯＦＦの状態である。車両が駐停車しているようなパターンＢの状態から走り出す状態である。このような状態では、運転者がステアリング操作を行い、車両を駐停車位置から車道の本線戻す可能性があるので、ポンプの固有吐出量が多くなるようにソレノイドバルブ１６を制御する。
【００７９】
パターンＦでは、シフトポジションがドライブＤの状態である。車両が駐停車しているようなパターンＣの状態から走り出す状態である。このような状態では、運転者がステアリング操作を行い、車両を駐停車位置から車道の本線戻す可能性があるので、ポンプの固有吐出量が多くなるようにソレノイドバルブ１６を制御する。
【００８０】
本実施例では、図１及び図２で示したように、車速センサ３４、フットブレーキセンサ３６、サイドブレーキセンサ３７、シフトポジションセンサ３８を備え、これらセンサで検出した車両の運転状態に関する信号をＥＣＵ４０で受信し、ソレノイドバルブ１６を制御してポンプの固有吐出量を制御している。
【００８１】
本実施例によれば、バルブ部１６ｂの第１の領域により吐出量が最小の状態、第３の領域で吐出量が少なく、かつ流量復帰（増大）の応答性が確保された状態、第２の領域で必要な流量が確保された状態、の３つの状態を実現することができる。
【００８２】
また、本実施例によれば、パワーステアリング装置は、操舵補助が必要でないとき、ポンプの吐出量を最小とすることでポンプ駆動負荷を低減し、燃料（電力）消費量を低減することができる。そこで、車両の運転状態または操舵状態に応じて第１、第２、または第３の領域を選択して使用することで、操舵応答性の確保と省エネの両立を図ることができる。
【００８３】
また、本実施例では、ＥＣＵ４０は、車両のフットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、または車速に関する信号に基づき、前記第1の領域のみが合流部７８に開口するようにソレノイドバルブ１６を駆動制御するようにしている。車両の停車中は操舵補助の必要性が低いため、ポンプの吐出量を最小とすることができる。 この停車中の判断は、フットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、車速によって判断することができる。
【００８４】
さらに、舵角センサ３３の信号を用いてソレノイドバルブ１６を制御するようにしても良い。例えば、操舵軸がストロークエンドにあることを舵角センサ３３が検出した時、ＥＣＵ４０はその信号を受信し、バルブ部１６ｂが前記第1の領域のみが合流部７８に開口するようにソレノイドバルブ１６を駆動制御するようにする。
【００８５】
転舵軸がストロークエンド付近にあるときは、操舵補助の必要性が低いため、ポンプ吐出量を最小とすることで、省エネ効果向上を図ることができる。
【００８６】
また、ＥＣＵ４０は、所定車速以上、かつ操舵操作が行われていないとき、第３の領域が合流部７８に開口するようにソレノイドバルブ１６を駆動制御するようにしても良い。操舵操作が行われていないときは、多くの吐出流量は必要としないため、第２の領域を使用する状態よりも吐出流量が少ない状態としておくと良い。一方、車速が所定車速以上のため、操舵操作が行われ、必要な吐出流量が急に増加する可能性がある。そこで、第１の領域のみを使用する状態よりも吐出流量を増加させ、かつ、バルブ部の位置も第２の領域に近い位置としておくことにより、操舵応答性を確保することができる。
【００８７】
さらにまた、ＥＣＵ４０は、操舵輪の転舵軸にかかる荷重の変化に応じてソレノイドバルブ１６を駆動制御するようにしても良い。転舵軸にかかる荷重を検出する手段としては、例えばトーションバーの捩れを検出するトルクセンサを用いる。操舵輪の操舵軸（例えば前側転舵軸）にかかる荷重が大きいとき（例えば積載量が多いとき）、操舵負荷が増大するため、吐出流量を多くすることにより、操舵負荷の低減を図ることができる。一方、操舵軸にかかる荷重が小さいときは、吐出流量を少なくすることにより、省エネ効果の向上を図ることができる。このように、操舵軸にかかる荷重の変化に応じてソレノイドを制御することにより、操舵負荷の低減と省エネ効果の向上の両立を図ることができる。
【実施例２】
【００８８】
次に図１６〜図１８を用いて本発明に係る第２実施例について説明する。図１６〜図１８は本発明に係る第２実施例に係るソレノイドの断面図である。
【００８９】
第２実施例において第１実施例と異なるのは、ソレノイドバルブ１６のバルブ部として、スプール弁１６ｃを用いたところにある。第１実施例と同じ構成については同一の符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【００９０】
スプール弁１６ｃには、スプール弁の径方向外側から内側に向かって凹んだ凹部１６ｃ１が形成されると共に、その凹部１６ｃ１にはソレノイド部１６ａからスプリング７６側に向かって、スプール弁１６ｃの移動方向に直角な方向に幅が狭くなるような傾斜部１６ｃ２が形成されている。可変オリフィス通路部７７から吐出した作動液は、合流部７８とオーバーラップした凹部１６ｃ１から合流部７８へ吐出される。
【００９１】
図１６に示すように、ソレノイド部１６ａに駆動電流が供給された場合（通電された場合）、スプール弁１６ｃはスプリング７６の付勢力に打ち勝って、Ｘ軸正方向、すなわち図１６の左側に移動する。この時、可変オリフィス部２７のスプール弁１６ｃは、スプール弁１６ｃに形成された凹部１６ｃ１の一部である傾斜部１６ｃ２が合流部７８とオーバーラップする位置に移動する。第２吐出通路２５ｂ１を通過した作動液は、可変オリフィス部２７のスプール弁１６ｃに形成された可変オリフィス通路部７７を通過し、凹部１６ｃ１に形成された傾斜部１６ｃ２から合流部７８に吐出され、固定オリフィス部２６を介して供給される第２吐出通路２５ｂ２の作動液と合流する。可変オリフィス通路部７７を通過した作動液は、傾斜部１６ｃ２によって絞られて合流部７８に吐出される。換言すると、可変オリフィス部２７におけるスプール弁１６ｃの開口は最小とる。第２吐出通路２５ｂ１と第２吐出通路２５ｂ２とから供給された作動液は、固定オリフィス部２９を介して制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する。可変オリフィス部２７におけるスプール弁１６ｃの開口は最小であるので、制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する作動液も最小となる。可変オリフィス部２７の流路面積が最小となる領域を第１の領域と称する。
【００９２】
可変オリフィス部２７のスプール弁１６ｃに形成された凹部１６ｃ１の傾斜部１６ｃ２が合流部７８とオーバーラップする位置にある場合は、第２圧力室１５ｃに比べ、第１圧力室１５ｂの圧力が大きい（第１圧力室１５ｂと第２圧力室１５ｃと差圧が大きい）ので、第１圧力室１５ｂの圧力がコイルばね１５ｄの付勢力に打ち勝って、制御バルブ１５のスプール弁１５ａは図１１における右側、すなわちＸ軸負方向に位置する。第１流体圧室２１ａには高圧が導入されることとなり、カムリング１４はコイルばね２４のばね力に打ち勝って最小偏心状態に保持される。換言すると、カムリング１４は、駆動軸１２の回転軸線とカムリング１４の内周縁の中心が一致する位置に対し、駆動軸１２の回転軸線とカムリング１４の内周縁の中心が最大となる最大偏心状態の反対側のマイナス偏心状態まで移動する。マイナス偏心状態になるのは、スプール弁１６ｃに形成された凹部１６ｃ１の傾斜部１６ｃ２が、前記第1の領域のみ合流部７８に対し開口しているときである。そして、カムリング１４が最小偏心状態では、ポンプの固有吐出量が減少する。
【００９３】
次にソレノイド部１６ａに駆動電流が供給されていない場合について図１７を用いて説明する。図１７に示すようにソレノイド部１６ａに駆動電流が供給されていない場合（通電量が零の場合）、スプール弁１６ｃはスプリング７６の付勢力により、Ｘ軸負方向、すなわちソレノイド部１６ａ側に付勢される。この時、可変オリフィス部２７のスプール弁１６ｃに形成された凹部１６ｃ１および傾斜部１６ｃ２が合流部７８とオーバーラップする位置に移動する。第２吐出通路２５ｂ１を通過した作動液は、可変オリフィス通路部７７を通過し、可変オリフィス部２７のスプール弁１６ｃに形成された凹部１６ｃ１および傾斜部１６ｃ２から合流部７８に吐出され、固定オリフィス部２６を介して供給される第２吐出通路２５ｂ２の作動液と合流する。第２吐出通路２５ｂ１と第２吐出通路２５ｂ２とから供給された作動液は、固定オリフィス部２９を介して制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する。可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの開口は最大となり、制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する作動液も最大となる。可変オリフィス部２７の流路面積が最大（第１の領域より大きい）となる領域を第２の領域と称する。
【００９４】
可変オリフィス部２７のスプール弁１６ｃに形成された凹部１６ｃ１および傾斜部１６ｃ２が合流部７８とオーバーラップする位置にある場合は、第１圧力室１５ｂと第２圧力室１５ｃと差圧が小さいので、コイルばね１５ｄの付勢力が第１圧力室１５ｂの圧力に勝り、制御バルブ１５のスプール弁１５ａは図１１における左側、すなわちＸ軸正方向に位置する。第１流体圧室２１ａには吸入圧である低圧が導入されることとなり、カムリング１４はコイルばね２４のばね力により押圧されて最大偏心状態に保持される。カムリング１４が最大偏心状態では、ポンプの固有吐出量が増加する。
【００９５】
本実施例のソレノイドバルブ１６は、ソレノイド部１６ａへの通電量が零のとき、第２の領域が合流部７８に対し開口するようにしている。本実施例によれば、ソレノイドバルブ１６を所謂ノーマルオープン弁とすることで、通電不良時においても必要流量を確保することができる。
【００９６】
次にバルブ部１６ｂを中間の位置に制御する手段について図１８を用いて説明する。ソレノイド部１６ａに駆動電流が供給されると、スプール弁１６ｃはスプリング７６の付勢力に打ち勝って、Ｘ軸正方向、すなわち図１８の左側に移動する。この時、可変オリフィス部２７のスプール弁１６ｃに形成された凹部１６ｃ１の一部及び傾斜部１６ｃ２が合流部７８とオーバーラップする位置に移動する。第２吐出通路２５ｂ１を通過した作動液は、可変オリフィス部２７のスプール弁１６ｃに形成された可変オリフィス通路部７７を通過し、凹部１６ｃ１の一部及び傾斜部１６ｃ２から合流部７８に吐出され、固定オリフィス部２６を介して供給される第２吐出通路２５ｂ２の作動液と合流する。第２吐出通路２５ｂ１と第２吐出通路２５ｂ２とから供給された作動液は、固定オリフィス部２９を介して制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する。可変オリフィス部２７におけるスプール弁１６ｃの開口は中間となり、制御バルブ１５の第２圧力室１５ｃに流入する作動液も中間となる。可変オリフィス部２７の流路面積が第１の領域と第２の領域の間にあり、流路面積が第２の領域より小さくなる領域を第３の領域と称する。
【００９７】
可変オリフィス部２７のスプール弁１６ｃに形成された凹部１６ｃ１の一部及び傾斜部１６ｃ２が合流部７８とオーバーラップする位置にある場合は、第２圧力室１５ｃに比べ、第１圧力室１５ｂの圧力が大きい（第１圧力室１５ｂと第２圧力室１５ｃと差圧が大きい）ので、第１圧力室１５ｂの圧力がコイルばね１５ｄの付勢力に打ち勝って、制御バルブ１５のスプール弁１５ａは図１８における右側、すなわちＸ軸負方向に移動する。第１流体圧室２１ａには第２の領域よりは低い圧が導入されることとなり、カムリング１４はコイルばね２４のばね力に打ち勝って偏心状態が第２の領域よりは小さくなる状態に保持される。カムリング１４の偏心状態が小さくなると、ポンプの固有吐出量が減少する。
【実施例３】
【００９８】
次に図１９を用いて本発明に係る第３実施例について説明する。図１９は本発明に係る第３実施例に係るソレノイドの断面図であり、第３の領域の状態を示している。
【００９９】
バルブ部１６ｂには、作動液が通過する貫通孔である複数の可変オリフィス通路部７７（７７ａ、７７ｂ）が形成されている。本実施例においては、可変オリフィス通路部７７ａの開口面積は可変オリフィス通路部７７ｂの開口面積より大きくしている。
【０１００】
ソレノイド部１６ａに駆動電流が供給された場合（通電された場合）は、バルブ部１６ｂの可変オリフィス通路部７７ｂが合流部７８とオーバーラップする位置になるようにバルブ部１６ｂを移動させる。この状態は第１の領域となる。
【０１０１】
また、ソレノイド部１６ａに駆動電流が供給されない場合（通電されない場合）は、バルブ部１６ｂの可変オリフィス通路部７７ａが合流部７８とオーバーラップする位置になるようにバルブ部１６ｂを移動させる。この状態は第２の領域となる。第１の領域及び第２の領域における制御バルブ１５、ポンプの動作については、第１実施例、第２実施例と同様である。
【０１０２】
バルブ部１６ｂを中間の位置に制御する場合、図１９に示すようにソレノイド部１６ａに駆動電流が供給されると、バルブ部１６ｂはスプリング７６の付勢力に打ち勝って、Ｘ軸正方向、すなわち図１９の左側に移動する。この時、可変オリフィス部２７のバルブ部１６ｂは可変オリフィス通路部７７（７７ａ、７７ｂ）が合流部７８とオーバーラップしない位置に移動する。換言すると、第３の領域において、可変オリフィス通路部７７は、バルブ部１６ｂの移動方向に直角な方向の幅が零となる。
【０１０３】
このようにすることにより、本実施例によれば、バルブ部１６ｂの位置が変化しても、第３の領域における開口面積が零であるため、バルブ部１６ｂのストローク変化に対する開口面積お変化を少なく（零）とすることができる。
【０１０４】
（各実施例の効果）
近年、環境性能の向上を目的として自動車の更なる低燃費化が求められている。低燃費化には、エンジンの効率化に加え、エンジンを駆動源とする機器の負荷低減が必要である。エンジンを駆動源とする機器の負荷低減の１つとして、本実施例ではパワーステアリング装置のポンプ装置の改良に着目した。
【０１０５】
本実施例では、ポンプ装置において、ポンプハウジング１１であって、ポンプ要素収容空間１１ａ、吸入通路３０、吐出通路２５、吸入ポート１３ａ、吐出ポート１３ｂを有し、吸入通路３０は、吸入ポート１３ａと接続されており、吐出通路２５は、吐出ポート１３ｂと接続されている、ポンプハウジング１１と、ポンプハウジング１１に回転可能に設けられた駆動軸１２と、駆動軸１２に設けられ、複数のスリットを有するロータ１７と、前記複数のスリットの夫々の中で移動可能に設けられた複数のベーン１８と、カムリング１４であって、環状に形成されており、ポンプ要素収容空間１１ａの中に設けられており、ロータ１７および複数のベーン１８と共に複数のポンプ室２０を形成し、ポンプ要素収容空間１１ａに第１流体圧室２１ａと第２流体圧室２１ｂを形成しており、吸入ポート１３ａは、複数のポンプ室２０のうち、駆動軸１２の回転に伴いポンプ室２０の容積が増大する吸入領域に開口しており、吐出ポート１３ｂは、複数のポンプ室２０のうち、駆動軸１２の回転に伴いポンプ室２０の容積が減少する吐出領域に開口しており、第１流体圧室２１ａは、駆動軸１２の回転軸線の径方向においてカムリング１４の径方向外側に設けられた空間であって、駆動軸１２の回転軸線とカムリング１４の内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が減少する部分に設けられており、第２流体圧室２１ｂは、駆動軸１２の回転軸線の径方向においてカムリング１４の径方向外側に設けられた空間であって、駆動軸１２の回転軸線とカムリング１４の内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が増大する部分に設けられており、カムリング１４は、第１流体圧室２１ａと第２流体圧室２１ｂの圧力差に基づき、ポンプ要素収容空間１１ａの中を移動可能に設けられている、カムリング１４と、制御バルブ１５であって、スプール弁１５ａと、第１圧力室１５ｂと、第２圧力室１５ｃを備え、第１圧力室１５ｂは、スプール弁１５ａの移動方向においてスプール弁１５ａの一方側に設けられ、吐出ポート１３ｂから吐出された作動液が導入されており、第２圧力室１５ｃは、スプール弁１５ａの移動方向においてスプール弁１５ａに対し第１圧力室１５ｂの反対側に設けられ、吐出通路２５に設けられた可変オリフィス部２７よりも作動液の流れの方向において下流側の作動液が導入されており、スプール弁１５ａは、第１圧力室１５ｂの作動液の液圧と第２圧力室１５ｃの作動液の液圧の差に基づき制御され、第１流体圧室２１ａの作動液の液圧を制御可能である、制御バルブ１５と、ソレノイドバルブ１６であって、ソレノイド部１６ａと、バルブ部１６ｂを備え、ソレノイド部１６ａは、通電量の変化に応じて駆動制御され、可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの位置を変化させるものであり、バルブ部１６ｂは、可変オリフィス部２７に設けられ、可変オリフィス部２７における位置の変化に応じて、可変オリフィス部２７における位置に応じて流路面積が最小となる第１の領域と、バルブ部１６ｂの位置の変化に応じて前記流路面積が変化する第２の領域と、バルブ部１６ｂの位置が前記第１の領域と前記第２の領域の間に位置しておりバルブ部１６ｂの位置の変化に伴う前記流路面積の変化量が前記第２の領域よりも小さい第３の領域を有するバルブ部１６ｂと、を有している。
【０１０６】
本実施例によれば、バルブ部１６ｂの第１の領域により吐出量が最小の状態、第３の領域で吐出量が少なく、かつ流量復帰（増大）の応答性が確保された状態、第２の領域で必要な流量が確保された状態、の３つの状態を実現することができる。
【０１０７】
また、本実施例では上記において、バルブ部１６ｂは、作動液が通過する貫通孔である可変オリフィス通路部７７を備え、可変オリフィス通路部７７は、前記第１の領域、前記第２の領域、または前記第３の領域に設けられており、可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの位置の変化に応じて吐出通路２５（合流部７８）に対する可変オリフィス通路部７７の開口量が変化可能であり、前記第３の領域における可変オリフィス通路部７７は、可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの位置の変化に伴う可変オリフィス通路部７７と吐出通路２５（合流部７８）とのオーバーラップ量の変化量が前記第２の領域よりも小さい。
【０１０８】
本実施例によれば、バルブ部１６ｂのストローク変化に対する可変オリフィス通路部７７のオーバーラップ量の変化量を小さくすることで、バルブ部１６ｂを移動させながら、流量が少ないまま、流量復帰の応答性がよい状態を得ることができる。
【０１０９】
また、本実施例では上記において、前記第３の領域における可変オリフィス通路部７７は、前記第２の領域における可変オリフィス通路部７７よりも、バルブ部１６ｂの移動方向に直角な方向の幅が小さい。
【０１１０】
本実施例によれば、バルブ部１６ｂの移動方向に対し直角な方向の幅、即ち開口幅が第３の領域で小さいことにより、バルブ部１６ｂのストロークの変化に対する開口面積の変化が小さくなり、バルブ部１６ｂを移動させながら、流量が少ないまま、流量復帰の応答性がよい状態を得ることができる。
【０１１１】
また、本実施例では上記において、前記第３の領域における可変オリフィス通路部７７は、バルブ部１６ｂの移動方向に直角な方向の幅を零とした。
【０１１２】
本実施例によれば、バルブ部１６ｂの位置が変化しても、第３の領域における開口面積が零であるため、バルブ部１６ｂのストロークの変化に対する開口面積の変化を少なく（零）とすることができる。
【０１１３】
また、本実施例では上記において、バルブ部１６ｂは、作動液が通過する貫通孔である固定オリフィス通路部（可変オリフィス通路部７７ｂ）と可変オリフィス通路部７７ａを備え、固定オリフィス通路部（可変オリフィス通路部７７ｂ）は、前記第１の領域に設けられており、吐出通路２５（合流部７８）に対し常に開口しており、可変オリフィス通路部７７ａは、前記第２の領域と第３の領域を併せた領域に設けられている。
【０１１４】
本実施例によれば、第１の領域を所謂固定オリフィスとすることで、バルブ部１６ｂの位置の変化に拘わらず最小流量を確保することができる。
【０１１５】
また、本実施例では上記において、可変オリフィス通路部７７ａは、第１の開口部と、第２の開口部を備え、固定オリフィス通路部（可変オリフィス通路部７７ｂ）は、前記第１の開口部または前記第２の開口部の開口面積よりも小さくした。
【０１１６】
本実施例によれば、固定オリフィス通路部（可変オリフィス通路部７７ｂ）の開口面積を充分に小さくすることで、吐出量が最小の状態における吐出量を充分に少なくすることができる。
【０１１７】
また、本実施例では上記において、バルブ部を、スプール弁１６ｃとした。
【０１１８】
本実施例によれば、ソレノイドバルブ１６のストロークに対する開口面積の調整を行い易くなる。
【０１１９】
また、本実施例では上記において、ソレノイドバルブ１６は、スプリング７６を備え、ソレノイド部１６ａは、スプリング７６の付勢力に抗してバルブ部１６ｂを付勢することにより可変オリフィス部２７におけるバルブ部１６ｂの位置を変化させるものであり、スプリング７６は、非線形特性を有するものとした。
【０１２０】
本実施例によれば、ソレノイド部１６ａの推力変化に対するバルブ部１６ｂのストロークの変化量を非線形特性とすることができるため、第２の領域と第３の領域とで、ソレノイド部１６ａの推力変化に対する開口面積変化に差を設けることができる。
【０１２１】
また、本実施例では上記において、カムリング１４は、駆動軸１２の回転軸線とカムリング１４の内周縁の中心が一致する位置に対し、駆動軸１２の回転軸線とカムリング１４の内周縁の中心が最大となる最大偏心状態の反対側のマイナス偏心状態まで移動可能であり、バルブ部１６ｂが、前記第１の領域のみ吐出通路２５（合流部７８）に対し開口しているとき、前記マイナス偏心状態となるようにした。
【０１２２】
本実施例によれば、第１の領域においてもカムリング１４を移動させる場合、マイナス偏心状態を使用することにより、カムリング１４の偏心量の変化に伴う吐出量の変化を抑制することができる。
【０１２３】
また、本実施例では上記において、ソレノイドバルブ１６は、ソレノイド部１６ａへの通電量が零のとき、前記第２の領域が吐出通路２５（合流部７８）に対し開口するようにした。
【０１２４】
本実施例によれば、ソレノイドバルブ１６を所謂ノーマルオープン弁とすることで、通電不良時においても必要流量を確保することができる。
【０１２５】
また、本実施例では上記において、ポンプ装置は、車両に搭載されるパワーステアリング装置に作動液を供給可能であり、前記パワーステアリング装置は、ピストンで区切られた１対の作動液室を有するパワーシリンダ５を有し、前記１対の作動液室に選択して作動液を供給することにより転舵輪に操舵力を付与可能であり、ソレノイドバルブ１６は、コントローラ（ＥＣＵ４０）によって駆動制御され、コントローラは、車両の運転状態に関する信号を受信可能とした。
【０１２６】
本実施例によれば、パワーステアリング装置は、操舵補助が必要でないとき、吐出量を最小とすることでポンプ駆動負荷を低減し、燃料（電力）消費量を低減することができる。そこで、車両の運転状態または操舵状態に応じて第１、第２、または第３の領域を選択して使用することで、操舵応答性の確保と省エネの両立を図ることができる。
【０１２７】
また、本実施例では上記において、コントローラ（ＥＣＵ４０）は、前記車両のフットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、または車速に関する信号に基づき、前記第１の領域のみが吐出通路２５（合流部７８）に開口するようにソレノイドバルブ１６を駆動制御するようにした。
【０１２８】
本実施例によれば、車両の停車中は操舵補助の必要性が低いため、ポンプの吐出量を最小とすることができる。 この停車中の判断は、フットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、車速によって判断することができる。
【０１２９】
また、本実施例では上記において、コントローラ（ＥＣＵ４０）は、転舵軸がストロークエンドにあるとき、前記第１の領域のみが前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブ１６を駆動制御するようにした。
【０１３０】
本実施例によれば、転舵軸がストロークエンド付近にあるときは、操舵補助の必要性が低いため、ポンプ吐出量を最小とすることで、省エネ効果向上を図ることができる。
【０１３１】
また、本実施例では上記において、コントローラ（ＥＣＵ４０）は、所定車速以上、かつ操舵操作が行われていないとき、第３の領域が前記吐出通路に開口するようにソレノイドバルブ１６を駆動制御するようにした。
【０１３２】
本実施例では、操舵操作が行われていないときは、多くの吐出流量は必要としないため、第２の領域を使用する状態よりも吐出流量が少ない状態としておく。一方、車速が所定車速以上のため、操舵操作が行われ、必要な吐出流量が急に増加する可能性がある。そこで、本実施例では、第１の領域のみを使用する状態よりも吐出流量を増加させ、かつ、バルブ部の位置も第２の領域に近い位置としておくことにより、操舵応答性を確保することができる。
【０１３３】
また、本実施例では上記において、コントローラ（ＥＣＵ４０）は、操舵輪の転舵軸にかかる荷重の変化に応じてソレノイドバルブ１６を駆動制御するようにした。
【０１３４】
本実施例によれば、操舵輪の操舵軸（例えば前側転舵軸）にかかる荷重が大きいとき（例えば積載量が多いとき）、操舵負荷が増大するため、吐出流量を多くすることにより、操舵負荷の低減を図ることができる。一方、操舵軸にかかる荷重が小さいときは、吐出流量を少なくすることにより、省エネ効果の向上を図ることができる。このように、操舵軸にかかる荷重の変化に応じてソレノイドを制御することにより、操舵負荷の低減と省エネ効果の向上の両立を図ることができる。
（実施例に基づくポンプ装置の態様）
以上説明した実施例に基づくポンプ装置としては、例えば以下に述べられる態様のものが考えられる。
【０１３５】
ポンプ装置において、ポンプハウジングであって、ポンプ要素収容空間、吸入通路、吐出通路、吸入ポート、吐出ポートを有し、前記吸入通路は、前記吸入ポートと接続されており、前記吐出通路は、前記吐出ポートと接続されている、
前記ポンプハウジングと、前記ポンプハウジングに回転可能に設けられた駆動軸と、前記駆動軸に設けられ、複数のスリットを有するロータと、前記複数のスリットの夫々の中で移動可能に設けられた複数のベーンと、カムリングであって、環状に形成されており、前記ポンプ要素収容空間の中に設けられており、前記ロータおよび複数の前記ベーンと共に複数のポンプ室を形成し、前記ポンプ要素収容空間に第１流体圧室と第２流体圧室を形成しており、前記吸入ポートは、複数の前記ポンプ室のうち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口しており、前記吐出ポートは、複数の前記ポンプ室のうち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口しており、前記第１流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの前記径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が減少する部分に設けられており、前記第２流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が増大する部分に設けられており、前記カムリングは、前記第１流体圧室と前記第２流体圧室の圧力差に基づき、前記ポンプ要素収容空間の中を移動可能に設けられている、前記カムリングと、制御バルブであって、スプール弁と、第１圧力室と、第２圧力室を備え、前記第１圧力室は、前記スプール弁の移動方向において前記スプール弁の一方側に設けられ、前記吐出ポートから吐出された作動液が導入されており、前記第２圧力室は、前記スプール弁の移動方向において前記スプール弁に対し前記第１圧力室の反対側に設けられ、前記吐出通路に設けられた可変オリフィス部よりも作動液の流れの方向において下流側の作動液が導入されており、前記スプール弁は、前記第１圧力室の作動液の液圧と前記第２圧力室の作動液の液圧の差に基づき制御され、前記第１流体圧室の作動液の液圧を制御可能である、前記制御バルブと、ソレノイドバルブであって、ソレノイド部と、バルブ部を備え、前記ソレノイド部は、通電量の変化に応じて駆動制御され、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置を変化させるものであり、前記バルブ部は、前記可変オリフィス部に設けられ、前記可変オリフィス部における位置の変化に応じて、前記可変オリフィス部における位置に応じて流路面積が最小となる第１の領域と、前記バルブ部の位置の変化に応じて前記流路面積が変化する第２の領域と、前記バルブ部の位置が前記第１の領域と前記第２の領域の間に位置しており前記バルブ部の位置の変化に伴う前記流路面積の変化量が前記第２の領域よりも小さい第３の領域を有する前記バルブ部と、を有している。
【０１３６】
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記バルブ部は、作動液が通過する貫通孔である可変オリフィス通路部を備え、前記可変オリフィス通路部は、前記第１の領域、前記第２の領域、または前記第３の領域に設けられており、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置の変化に応じて前記吐出通路に対する前記可変オリフィス通路部の開口量が変化可能であり、前記第３の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置の変化に伴う前記可変オリフィス通路部と前記吐出通路とのオーバーラップ量の変化量が前記第２の領域よりも小さくなるようにしている。
【０１３７】
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記第３の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記第２の領域における前記可変オリフィス通路部よりも、前記バルブ部の移動方向に直角な方向の幅が小さくなるようにしている。
【０１３８】
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記第３の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記バルブ部の移動方向に直角な方向の幅が零となるようにしている。
【０１３９】
別の好ましい態様では、前記バルブ部は、作動液が通過する貫通孔である固定オリフィス通路部と可変オリフィス通路部を備え、前記固定オリフィス通路部は、前記第１の領域に設けられており、前記吐出通路に対し常に開口しており、前記可変オリフィス通路部は、前記第２の領域と第３の領域を併せた領域に設けられている。
【０１４０】
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記可変オリフィス通路部は、第１の開口部と、第２の開口部を備え、前記固定オリフィス通路部は、前記第１の開口部または前記第２の開口部の開口面積よりも小さくなるようにしている。
【０１４１】
別の好ましい態様では、記バルブ部は、スプール弁としている。
【０１４２】
別の好ましい態様では、前記ソレノイドバルブは、スプリングを備え、前記ソレノイド部は、前記スプリングの付勢力に抗して前記バルブ部を付勢することにより前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置を変化させるものであり、  前記スプリングは、非線形特性を有している。
【０１４３】
別の好ましい態様では、前記カムリングは、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心が一致する位置に対し、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心が最大となる最大偏心状態の反対側のマイナス偏心状態まで移動可能であり、前記バルブ部が、前記第１の領域のみ前記吐出通路に対し開口しているとき、前記マイナス偏心状態となるようにしている。
【０１４４】
別の好ましい態様では、前記ソレノイドバルブは、前記ソレノイド部への通電量が零のとき、前記第２の領域が前記吐出通路に対し開口するようにしている。
【０１４５】
別の好ましい態様では、ポンプ装置は、車両に搭載されるパワーステアリング装置に作動液を供給可能であり、前記パワーステアリング装置は、ピストンで区切られた１対の作動液室を有するパワーシリンダを有し、前記１対の作動液室に選択して作動液を供給することにより転舵輪に操舵力を付与可能であり、前記ソレノイドバルブは、コントローラによって駆動制御され、前記コントローラは、車両の運転状態に関する信号を受信可能とした。
【０１４６】
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記コントローラは、前記車両のフットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、または車速に関する信号に基づき、前記第１の領域のみが前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御するようにした。
【０１４７】
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記コントローラは、転舵軸がストロークエンドにあるとき、前記第１の領域のみが前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御するようにした。
【０１４８】
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記コントローラは、所定車速以上、かつ操舵操作が行われていないとき、第３の領域が前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御するようにした。
【０１４９】
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記コントローラは、操舵輪の転舵軸にかかる荷重の変化に応じて前記ソレノイドバルブを駆動制御するようにした。
【０１５０】
なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。
【符号の説明】
【０１５１】
１０・・ポンプ、１１・・ポンプハウジング、１１ａ・・ポンプ要素収容空間、１２・・駆動軸、１３・・ポンプ要素、１３ａ・・吸入ポート、１３ｂ・・吐出ポート、１４・・カムリング、１５・・制御バルブ、１５ａ・・スプール弁、１５ｂ・・第１圧力室、１５ｃ・・第２圧力室、１５ｄ・・コイルばね、１６・・ソレノイドバルブ、１６ａ・・ソレノイド部、１６ｂ・・バルブ部、１６ｃ・・スプール弁、１６ｃ１・・凹部、１６ｃ２・・傾斜部、１７・・ロータ、１８・・ベーン、２０・・ポンプ室、２１ａ・・第１流体圧室、２１ｂ・・第２流体圧室、２５・・吐出通路、２５ａ・・第１吐出通路、２５ｂ・・第２吐出通路、２５ｂ１・・第２吐出通路、２５ｂ２・・第２吐出通路、２６・・固定オリフィス部、２７・・可変オリフィス部、２９・・固定オリフィス部、３０・・吸入通路、３３・・舵角センサ、３４・・車速センサ、３６・・フットブレーキセンサ、３７・・サイドブレーキセンサ、３８・・シフトポジションセンサ、４０・・ＥＣＵ、７６・・スプリング、７７・・可変オリフィス通路部、７７ａ・・可変オリフィス通路部、７７ｂ・・可変オリフィス通路部、７８・・合流部。
【図１】
2019163699.tif 000003
【図２】
2019163699.tif 000004
【図３】
2019163699.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019163699.tif 000007
【図６】
2019163699.tif 000008
【図７】
2019163699.tif 000009
【図８】
2019163699.tif 000010
【図９】
2019163699.tif 000011
【図１０】
2019163699.tif 000012
【図１１】
2019163699.tif 000013
【図１２】
2019163699.tif 000014
【図１３】
2019163699.tif 000015
【図１４Ａ】
2019163699.tif 000016
【図１４Ｂ】
2019163699.tif 000017
【図１５】
2019163699.tif 000018
【図１６】
2019163699.tif 000019
【図１７】
2019163699.tif 000020
【図１８】
2019163699.tif 000021
【図１９】
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