(57)【要約】【課題】エネルギー損失を抑えかつ、安定した操舵感を得ることが可能なパワーステアリング用ポンプ装置を提供する。【解決手段】本発明のパワーステアリング用ポンプ装置によれば、電磁コイル２３にて流量制御弁１２が駆動され、電磁コイル２３を励磁するための電流の指令値Ｉ５と、実測した流量から求めた流量対応電流値Ｉ６との偏差を収束させるように指令値Ｉ５に補正が施される。これにより、電磁コイル２３に流す電流の指令値Ｉ５に対して流量制御弁１２の開度がばらついても、流量のばらつきを抑えた圧油の送給が可能になり、安定した操舵感を得ることができると共に、余分な圧油がパワーシリンダー４１に流れることを防いでエネルギー損失を抑えることができる。【選択図】　図４
2004017804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリング操作を補助するパワーシリンダーに所定流量の圧油を供給するパワーステアリング用ポンプ装置であって、
ポンプの圧油排出口に連絡した流量制御弁には、前記パワーシリンダーに向けて圧油を送給可能な送給路と、前記ポンプの吸引口側に圧油を還流可能な還流路とが設けられ、前記車両の運転状況に関する情報を受けたコントローラが、前記運転状況に応じて前記流量制御弁の開度を変更することにより、前記ポンプが排出した圧油のうち前記送給路から前記パワーシリンダーに送給する圧油の流量を変更しかつ残りの圧油を前記環流路に流すパワーステアリング用ポンプ装置において、
前記パワーシリンダーに送給された圧油の実際の流量を測定するための流量測定手段を設け、
前記コントローラは、前記運転状況に応じて前記流量制御弁の開度に係る指令値を決定すると共に、前記流量測定手段が測定した圧油の流量と、前記運転状況に応じて定まる前記パワーシリンダーへの圧油の流量との偏差を収束させるように前記流量制御弁の開度に係る指令値に補正を施す偏差収束手段を備えたことを特徴とするパワーステアリング用ポンプ装置。
【請求項２】
前記流量制御弁は、開度を変更する駆動源としての電磁コイルを備え、
前記コントローラは、前記流量制御弁の開度に係る指令値として、前記電磁コイルに流す電流の指令値を決定し、
前記パワーシリンダーに流す圧油の様々な流量に対応させて、それら流量を得るために前記電磁コイルに流す電流を流量対応電流値として記憶したデータマップを設け、
前記偏差収束手段は、前記データマップと前記流量測定手段の測定結果とから実際の流量に対する前記流量対応電流値を求め、その流量対応電流値と前記指令値との偏差を収束させるように前記指令値に補正を施す構成にしたことを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング用ポンプ装置。
【請求項３】
前記偏差収束手段は、比例制御及び／又は積分制御及び／又は微分制御により、前記偏差を収束させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング用ポンプ装置。
【請求項４】
前記偏差収束手段が行う比例制御又は前記積分制御又は微分制御の少なくとも何れかの利得幅を、前記車両の運転状況に応じて変更するように構成したことを特徴とする請求項３に記載のパワーステアリング用ポンプ装置。
【請求項５】
車両のステアリング操作を補助するパワーシリンダーに所定流量の圧油を供給するパワーステアリング用ポンプ装置であって、
ポンプの圧油排出口に連絡した流量制御弁には、前記パワーシリンダーに向けて圧油を送給可能な送給路と、前記ポンプの吸引口側に圧油を還流可能な還流路とが設けられ、前記車両の運転状況に関する情報を受けたコントローラが、前記運転状況に応じて前記流量制御弁の開度を変更することにより、前記ポンプが排出した圧油のうち前記送給路から前記パワーシリンダーに送給する圧油の流量を変更しかつ残りの圧油を前記環流路に流すパワーステアリング用ポンプ装置において、
前記パワーシリンダーに送給された圧油の実際の流量を測定するための流量測定手段を設け、
前記コントローラは、前記車両の運転状況に応じて前記パワーシリンダーに流す圧油の流量値を決定すると共に、その流量値に基づいて前記流量制御弁の開度に係る指令値を求めて前記流量制御弁を駆動し、さらに、前記流量測定手段にて測定した圧油の実際の流量をフィードバックして前記パワーシリンダーに流す圧油の流量を制御するように構成したことを特徴とするパワーステアリング用ポンプ装置。
【請求項６】
前記流量測定手段は、
前記パワーシリンダーに送給された圧油の油圧を測定する圧力測定手段と、
前記圧油の温度を測定する温度測定手段と、
前記圧力測定手段及び前記温度測定手段の測定結果に基づいて流量を算出する流量算出手段とからなることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のパワーステアリング用ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のステアリング操作を補助するパワーシリンダーに所定流量の圧油を供給するパワーステアリング用ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のステアリング操作を補助するパワーシリンダーが、車速、操舵角等の運転状況に応じたアシスト力を出力するためには、運転状況に応じて異なる流量の圧油をパワーシリンダーに送給する必要がある。また、圧油はパワーシリンダーを通ってオイルタンクに戻されるが、その間に流路から抵抗を受けるので、必要以上の流量の圧油が増えると、圧油を送給するために用いるエネルギー損失が増すことになる。
【０００３】
そこで、特開２００１−２６０９１７号及び特開２００１−２５３３５２号公報に掲載されたパワーステアリング用ポンプ装置では、図８に示すようにポンプ１の圧油排出口に流量制御弁２を備え、その流量制御弁２に内蔵した可変オリフィス２Ａの開度を、電磁コイル４の磁力にて変更することで、必要な流量の圧油だけをパワーシリンダー３に送給し、余分にポンプ１から供給された圧油をポンプ１の吸引口側に還流する構成になっている。ここで、ポンプ１の吸引口側に環流される流路は、パワーシリンダー３を通る流路の長さに比べて短くかつ太いので、圧油を環流した場合の抵抗は僅かである。従って、余分な流量の圧油を環流することで、エネルギー損失を抑えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、流量制御弁２を駆動するために電磁コイル４に流す電流値と、パワーシリンダー３に流れる圧油の流量との関係をグラフ化すると、図９（Ａ）に示すようにヒステリシス曲線になる。これは、可変オリフィス２Ａの摺動抵抗等が要因と推測され、パワーシリンダー３への流量の変動範囲を大きくすると、図９（Ｂ）に示すようにヒステリシス誤差が大きくなる。
【０００５】
しかしながら、上記公報に掲載された装置では、前記ヒステリシス誤差を考慮せずに、運転状況に関する情報とデータマップとから決定した指令値に基づいて可変オリフィス２Ａを駆動するので、可変オリフィス２Ａの開度がばらつき、圧油の流量もばらつく。このため、ステアリング操作に対するアシスト力が安定せず、操舵時に違和感を感じる現象が起こり得た。また、操舵感を安定させるために圧油の流量の変動範囲を小さくすると、余分な流量の圧油がパワーシリンダー３に流れることになり、エネルギー損失が増してしまう。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、エネルギー損失を抑えかつ、安定した操舵感を得ることが可能なパワーステアリング用ポンプ装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るパワーステアリング用ポンプ装置は、車両のステアリング操作を補助するパワーシリンダーに所定流量の圧油を供給するパワーステアリング用ポンプ装置であって、ポンプの圧油排出口に連絡した流量制御弁には、パワーシリンダーに向けて圧油を送給可能な送給路と、ポンプの吸引口側に圧油を還流可能な還流路とが設けられ、車両の運転状況に関する情報を受けたコントローラが、運転状況に応じて流量制御弁の開度を変更することにより、ポンプが排出した圧油のうち送給路からパワーシリンダーに送給する圧油の流量を変更しかつ残りの圧油を環流路に流すパワーステアリング用ポンプ装置において、パワーシリンダーに送給された圧油の実際の流量を測定するための流量測定手段を設け、コントローラは、運転状況に応じて流量制御弁の開度に係る指令値を決定すると共に、流量測定手段が測定した圧油の流量と、運転状況に応じて定まるパワーシリンダーへの圧油の流量との偏差を収束させるように流量制御弁の開度に係る指令値に補正を施す偏差収束手段を備えたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のパワーステアリング用ポンプ装置において、流量制御弁は、開度を変更する駆動源としての電磁コイルを備え、コントローラは、流量制御弁の開度に係る指令値として、電磁コイルに流す電流の指令値を決定し、パワーシリンダーに流す圧油の様々な流量に対応させて、それら流量を得るために電磁コイルに流す電流を流量対応電流値として記憶したデータマップを設け、偏差収束手段は、データマップと流量測定手段の測定結果とから実際の流量に対する流量対応電流値を求め、その流量対応電流値と指令値との偏差を収束させるように指令値に補正を施す構成にしたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載のパワーステアリング用ポンプ装置において、偏差収束手段は、比例制御及び／又は積分制御及び／又は微分制御により、偏差を収束させるように構成したところに特徴を有する。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３に記載のパワーステアリング用ポンプ装置において、偏差収束手段が行う比例制御又は積分制御又は微分制御の少なくとも何れかの利得幅を、車両の運転状況に応じて変更するように構成したところに特徴を有する。
【００１１】
請求項５の発明に係るパワーステアリング用ポンプ装置は、車両のステアリング操作を補助するパワーシリンダーに所定流量の圧油を供給するパワーステアリング用ポンプ装置であって、ポンプの圧油排出口に連絡した流量制御弁には、パワーシリンダーに向けて圧油を送給可能な送給路と、ポンプの吸引口側に圧油を還流可能な還流路とが設けられ、車両の運転状況に関する情報を受けたコントローラが、運転状況に応じて流量制御弁の開度を変更することにより、ポンプが排出した圧油のうち送給路からパワーシリンダーに送給する圧油の流量を変更しかつ残りの圧油を環流路に流すパワーステアリング用ポンプ装置において、パワーシリンダーに送給された圧油の実際の流量を測定するための流量測定手段を設け、コントローラは、車両の運転状況に応じてパワーシリンダーに流す圧油の流量値を決定すると共に、その流量値に基づいて流量制御弁の開度に係る指令値を求めて流量制御弁を駆動し、さらに、流量測定手段にて測定した圧油の実際の流量をフィードバックしてパワーシリンダーに流す圧油の流量を制御するように構成したところに特徴を有する。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載のパワーステアリング用ポンプ装置において、流量測定手段は、パワーシリンダーに送給された圧油の油圧を測定する圧力測定手段と、圧油の温度を測定する温度測定手段と、圧力測定手段及び温度測定手段の測定結果に基づいて流量を算出する流量算出手段とからなるところに特徴を有する。
【００１３】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１及び６の発明＞
請求項１のパワーステアリング用ポンプ装置によれば、運転状況に応じて定まるパワーシリンダーへの圧油の流量と、流量測定手段にて実測した流量との偏差を収束させるように流量制御弁の開度に係る指令値に補正を施すから、指令値に対する流量制御弁の開度がばらついても、流量のばらつきを抑えた圧油の送給が可能になる。これにより、安定した操舵感を得ることができると共に、余分な圧油がパワーシリンダーに流れることを防いでエネルギー損失を抑えることができる。
【００１４】
ここで、流量測定手段は、パワーシリンダーに送給された圧油の油圧を測定する圧力測定手段と、圧油の温度を測定する温度測定手段と、圧力測定手段及び温度測定手段の測定結果に基づいて流量を算出する流量算出手段とで構成してもよい（請求項６の発明）。
【００１５】
＜請求項２〜４の発明＞
請求項２のパワーステアリング用ポンプ装置では、電磁コイルにて流量制御弁が駆動される。そして、電磁コイルを励磁するための電流の指令値と、実測した流量から求めた流量対応電流値との偏差を収束させるように指令値が補正されるので、流量のばらつきを抑えた圧油の送給が可能になる。これにより、安定した操舵感を得ることができると共に、余分な圧油がパワーシリンダーに流れることを防いでエネルギー損失を抑えることができる。
【００１６】
具体的には、比例制御及び／又は積分制御及び／又は微分制御により、偏差を収束させるように構成してもよい（請求項３の発明）。また、比例制御又は積分制御又は微分制御のうちの少なくとも何れかの利得幅を、車両の運転状況に応じて変更する構成にしてもよい（請求項４の発明）。
【００１７】
＜請求項５の発明＞
請求項５のパワーステアリング用ポンプ装置では、パワーシリンダーに送給した圧油の流量を流量測定手段にて実測し、その実測結果をフィードバックして圧油の流量を制御するので、指令値に対して流量制御弁の開度がばらついても、流量のばらつきを抑えた圧油の送給が可能になる。これにより、安定した操舵感を得ることができると共に、余分な圧油がパワーシリンダーに流れることを防いでエネルギー損失を抑えることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
本実施形態のパワーステアリング用ポンプ装置１０（以下、単に「ポンプ装置１０」という）は、図１に示すようにポンプ１１と流量制御弁１２とを一体に固定して備える。また、ポンプ１１及び流量制御弁１２はハウジング１３を共有し、そのハウジング１３に形成されたポンプ１１の圧油排出口１４が、流量制御弁１２の各内部空間に連通している。
【００１９】
図２に示すように、流量制御弁１２は軸状に延びかつ軸方向で内部空間を複数の部屋に区画して備える。そして、それら部屋のうち前記圧油排出口１４（図２には示さず。図１参照）が開放した部屋が流量制御弁１２の入力ポート１５になっている。
【００２０】
流量制御弁１２の軸方向で入力ポート１５を挟んだ両側に、送給ポート１６と環流ポート１７が設けられている。送給ポート１６には、入力ポート１５側からインナーノズル１８が突出する一方、入力ポート１５と反対側から可動栓１９が突出しており、それらインナーノズル１８及び可動栓１９の先端同士が互いに突き合わされている。また、インナーノズル１８の基端部には複数の横孔１５Ａが形成され、それら横孔１５Ａを介して入力ポート１５がインナーノズル１８の内側空間に連通している。インナーノズル１８の先端には、絞孔１８Ａが形成されている。絞孔１８Ａは軸方向の両方向からテーパ状に窄んだ形状をなして、インナーノズル１８の内部空間を送給ポート１６に開放している。
【００２１】
一方、可動栓１９は、軸方向でスライド可能になっており、コイルバネ２１にてインナーノズル１８側に付勢されている。これにより、可動栓１９の先端円柱部１９Ａが、常にはインナーノズル１８のうち絞孔１８Ａの外側テーパー面に当接して絞孔１８Ａが閉塞されている（図２参照）。
【００２２】
また、可動栓１９は、流量制御弁１２の一端に組み付けられた電磁コイル２３を励磁することでインナーノズル１８から離れる側にスライドし、そのスライド量に応じて絞孔１８Ａが開放する。このとき、可動栓１９の先端円柱部１９Ａとインナーノズル１８の絞孔１８Ａとの間にできた隙間により、可変オリフィス２０が構成される。そして、電磁コイル２３に流す電流の大きさに応じて、可変オリフィス２０の開度が変更される。
【００２３】
インナーノズル１８の先端部には、絞孔１８Ａより小さな連通孔１８Ｂが側方に向けて開放している。これにより、絞孔１８Ａが閉塞されていても、連通孔１８Ｂを通過可能な僅かな流量の圧油が、入力ポート１５から送給ポート１６に流れる。
【００２４】
なお、可動栓１９には、可動栓１９を挟んで流量制御弁１２内の両側の部屋（送給ポート１６及びコイルバネ２１の収容部屋２２）の内圧を均等にするための連通路１９Ｂが形成されている。
【００２５】
入力ポート１５を挟んで送給ポート１６と反対側に配された環流ポート１７は、差動弁２５によって入力ポート１５との間を遮断した状態になっている。詳細には、環流ポート１７は、差動弁２５を収容したハウジング１３の内周面の軸方向の一部に形成された環状溝によって構成されている。一方、差動弁２５は、インナーノズル１８の基端面に接離するようにスライド可能となっており、入力ポート１５と反対側に設けたコイルバネ２８によって入力ポート１５側に付勢されて、インナーノズル１８の基端面に突き当てられている。また、差動弁２５は、軸方向の中間部分に小径部を備え、その小径部の前後に備えた第１及び第２の大径部２６，２７が、ハウジング１３の内周面に摺動する。
【００２６】
そして、差動弁２５の一端側の第１大径部２６は、図２に示すように差動弁２５がインナーノズル１８の基端部に突き当てられた状態で、環流ポート１７と入力ポート１５との間に位置して環流ポート１７と入力ポート１５との間を遮断する。また、図３に示すように、差動弁２５が入力ポート１５から離れる側に移動することで第１大径部２６が環流ポート１７側に移動すると、環流ポート１７と入力ポート１５とが連通して、入力ポート１５から環流ポート１７に圧油が流れる。さらに、差動弁２５を挟んで入力ポート１５と反対側に備えたバネ収容室２９と環流ポート１７との間は、第２大径部２７によって常に遮断されている。
【００２７】
図２に示すように、バネ収容室２９と送給ポート１６とは、ハウジング１３のうちインナーノズル１８及び差動弁２５等を収容した空間と平行に延びた圧力伝達路３０にて連絡されている。これにより、差動弁２５のうちバネ収容室２９側の端面には、送給ポート１６と同じ内圧がかかっている。また、差動弁２５のうち入力ポート１５側の端面には、入力ポート１５の内圧がかかっている。ここで、差動弁２５の両端面の径は等しいので、差動弁２５の両端面にかかる内圧が同じ場合には、コイルバネ２８の弾発力により差動弁２５が、入力ポート１５と環流ポート１７と閉塞した位置に保持される。
【００２８】
これに対し、差動弁２５のうち入力ポート１５側の端面にかかる内圧が、送給ポート１６側の端面にかかる内圧より大きくかつ、その両内圧の差がコイルバネ２８の弾発力に勝ったときに、図３示すように差動弁２５がコイルバネ２８を圧縮する方向に移動し、入力ポート１５と環流ポート１７とが連絡される。そして、差動弁２５の移動量に応じた流量の圧油が入力ポート１５から環流ポート１７に流れる。
【００２９】
従って、差動弁２５は、入力ポート１５と送給ポート１６との間の差圧を一定の大きさに保持する役割を果たす。ここで、可変オリフィス２０に流れる流量は、入力ポート１５と送給ポート１６との間の差圧と、可変オリフィス２０の開度とにより定まる。そして、上記の如く、入力ポート１５と送給ポート１６との間は一定の差圧に保持されているから、可変オリフィス２０の開度を変更することで可変オリフィス２０に流れる圧油の流量が変更される。
【００３０】
以上を要約すると、電磁コイル２３に流す電流値によって可変オリフィス２０の開度が変更され、その可変オリフィス２０の開度に応じた流量の圧油が入力ポート１５から可変オリフィス２０を通って送給ポート１６に流れる。このとき、ポンプ１１から流量制御弁１２に供給された送給ポート１６に流れなかった過剰な（余分な）流量の圧油は、入力ポート１５から環流ポート１７に流れる。
【００３１】
前記した環流ポート１７は、環流ノズル３２の内側空間に連絡しており、その環流ノズル３２に連結した図示しないパイプが、ポンプ１１の吸引口側のオイルタンク４５に連絡されている。なお、これら環流ポート１７及び環流ノズル３２の内側空間が、本発明に係る「環流路」に相当する。
【００３２】
一方、送給ポート１６は、送給ノズル３１の内側空間に連絡しており、その送給ノズル３１に連結した図示しないパイプにステアリングバルブ４０に連結され、さらにそのステアリングバルブ４０の出力側にパワーシリンダー４１に接続されている。なお、これら送給ポート１６及び送給ノズル３１の内側空間が、発明に係る「供給路」が相当する。
【００３３】
パワーシリンダー４１は、ステアリング操作へのアシスト力を出力するための公知な構造をなしている。即ち、パワーシリンダー４１の内側には、直動シャフト（図示せず）が挿通され、直動シャフトの途中に固定されたピストン（図示せず）によりパワーシリンダー４１内が軸方向で２つの部屋に区分されている。そして、それら両部屋の間の差圧によって直動シャフトが駆動されて、自動車の操舵輪（例えば、前輪）に連結されたリンク機構にアシスト力を与える。また、パワーシリンダー４１の前記両部屋は、ステアリングバルブ４０に連通している。ステアリングバルブ４０も、公知な構造をなしており、ステアリングホイールの操作に連動して作動し、ステアリングホイールを切り始めたときに、パワーシリンダー４１の前記両部屋の間に差圧を生じさせるように動作する。これによりステアリング操作を補助するようにパワーシリンダー４１が直動力（アシスト力）を出力する。
【００３４】
さて、本実施形態では、流量制御弁１２からパワーシリンダー４１に繋がる圧油の流路の途中に、圧力センサ４２と温度センサ４３とが設けられている。そして、これら両センサ４２，４３によりパワーシリンダー４１に流れる圧油の油圧及び温度を測定して、ポンプ装置１０のコントローラ４４に取り込んでいる。また、コントローラ４４には、車両の車速、ステアリングの操舵角及び操舵角速度に関する情報（本発明の「車両の運転状況に関する情報」に相当する）も取り込まれており、これら情報と両センサ４２，４３の測定結果とに基づいて電磁コイル２３に流す電流の指令値Ｉ５が決定され、その指令値Ｉ５に基づいて流量制御弁１２が駆動される。
【００３５】
コントローラ４４におけるデータ処理の構成は、図４に示されている。
コントローラ４４には、各操舵角に対して電磁コイル２３に流す電流の指令値Ｉ１を記憶したマップ１００と、各操舵角速度に対して電磁コイル２３に流す電流の指令値Ｉ２を記憶したマップ１０１と、各操舵角毎に車速に対する電磁コイル２３に流す電流の指令値Ｉ３を記憶したマップ１０２と、さらに、各操舵角速度毎に車速に対する電磁コイル２３に流す電流の指令値Ｉ４を記憶したマップ１０３とが備えられている。
【００３６】
コントローラ４４は、上記した操舵角，操舵角速度及び車速をコントローラ４４に備えたＣＰＵに取り込み、それら操舵角，操舵角速度及び車速に対応した指令値Ｉ１〜Ｉ４を各マップ１００〜１０３から求める。そして、指令値演算ブロック１０４において、指令値Ｉ１〜Ｉ４を掛け合わせて、電磁コイル２３に流す電流の指令値Ｉ５（＝Ｉ１×Ｉ２×Ｉ３×Ｉ４）を算出する。
【００３７】
また、コントローラ４４には、圧力センサ４２及び温度センサ４３の測定結果から圧油の流量を求める流量算出手段１１０が設けられている。なお、これら流量算出手段１１０と両センサ４２，４３とから本発明に係る流量測定手段１１１が構成されている。ここで、流体（圧油）の粘性は温度によって特定され、その粘性における流体の流量は、流路によって定まる定数と流体圧力とによって特定される。前記流量算出手段１１０は、圧力センサ４２，４３にて実測した圧力及び温度をパラメータとして流量を求めるマップを備え、各センサ４２，４３の測定結果とマップとに基づいて、パワーシリンダー４１に流れる流量を算出する。
【００３８】
上述のようにして求めた実測流量は、流量／電流変換手段１１２により流量対応電流値Ｉ６に換算される。流量／電流変換手段１１２には、パワーシリンダー４１に流す圧油の様々な流量に対応させて、それら流量を得るために電磁コイル２３に流す電流を、流量対応電流値Ｉ６として記憶した流量／電流変換マップが備えられている。そして、流量／電流変換手段１１２は、流量測定手段１１１で実測した実測流量に基づいて、流量／電流変換マップから流量対応電流値Ｉ６を求める。
なお、流量／電流変換マップに記憶した流量のデータと、流量対応電流値Ｉ６のデータとをグラフ化すると、例えば、図６の実線Ｊ１で示したように、流量が所定の範囲で、その流量と電流（流量対応電流値Ｉ６）とがリニアな関係となり、流量が所定の範囲より外れると、電流（流量対応電流値Ｉ６）が一定の値に飽和する関係になっている。
【００３９】
また、コントローラ４４では、電磁コイル２３に流す電流の指令値Ｉ５から前記流量対応電流値Ｉ６を減算して偏差を求め、その偏差に常数を乗じた値と、偏差を時間積分した値と偏差を微分した値を加算して補正電流値Ｉ７を生成する。即ち、比例制御及び積分制御（以下、適宜、「ＰＩＤ制御」という）を行って指令値Ｉ５に補正を施し、補正電流値Ｉ７を生成する。そして、その補正電流値Ｉ７を駆動回路１１４に与えて電磁コイル２３を励磁する。すると、流量制御弁１２に備えた可変オリフィス２０の可動栓１９が磁力を受けて直動し、もって可変オリフィス２０の開度が決まり、所定流量の圧油がポンプ装置１０からパワーシリンダー４１側に流れる。
【００４０】
なお、前記した流量／電流変換手段１１２及びＰＩＤ制御のブロック（図１の符合１１３で示した部分）が本発明に係る「偏差収束手段」に相当する。また、前記した比例制御又は積分制御又は微分制御の利得幅は固定であってもよいし、車両の運転状況に応じて変動する構成にしてもよい。
【００４１】
次に、上記構成からなる本実施形態の動作を説明する。
イグニッションをオンして、車両のエンジンが回転すると、そのエンジンの回転数に応じてポンプ１１の回転数が上昇し、その回転数に応じた流量の圧油が、ポンプ１１から流量制御弁１２に供給される。そして、操舵角、操舵角速度、車速との運転状況によりコントローラ４４が流量制御弁１２の開度（詳細には、可変オリフィス２０の開度）に係る指令値Ｉ５を決定する。これにより、ポンプ装置１０からパワーシリンダー４１側に送給される圧油の流量が決定される。
【００４２】
ところで、図５には、ポンプ１１の回転数と、電磁コイル２３に流す電流値と、ポンプ装置１０の送給ポート１６からパワーシリンダー４１側に送給される流量との理想の関係が実線で示されている。即ち、ポンプ１１の回転数が所定値以上であれば、その回転数に関係なく、電磁コイル２３に流す電流値に応じた一定の流量が送給されることが理想である。
【００４３】
ところが、現実には図５の点線で示したようにポンプ装置１０から送給される圧油の流量には、ばらつきが生じる。その要因として、従来の技術で説明したような弁体（本実施形態では可動栓１９及び差動弁２５）の摺動抵抗によるヒステリシスが考えられる。従って、電磁コイル２３に流す様々な電流と、各電流で電磁コイル２３を励磁したときに実際にポンプ装置１０から流れる圧油の流量とは、図６の点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・で示したようにばらつきを有した関係になる。また、これら点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・は、ポンプ装置１０のコントローラ４４に備えた流量／電流変換マップのデータのグラフＪ１の近傍にランダムに散在する。そこで、本実施形態のポンプ装置１０のコントローラ４４では、電磁コイル２３を励磁するための電流の指令値Ｉ５と、流量測定手段１１１にて実測した圧油の流量から求めた流量対応電流値Ｉ６との偏差を収束させるようにＰＩＤ制御を行う。これにより、指令値Ｉ５と流量対応電流値Ｉ６とが一致するように圧油の流量が制御され、最終的には、コントローラ４４で決定した通りの流量の圧油がポンプ装置１０から送給される。
【００４４】
以上により、本実施形態のポンプ装置１０によれば、電磁コイル２３に流す電流の指令値Ｉ５に対して流量制御弁１２の開度がばらついても、流量のばらつきを抑えた圧油の送給が可能になり、安定した操舵感を得ることができると共に、余分な圧油がパワーシリンダー４１に流れることを防いでエネルギー損失を抑えることができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、圧力センサ４２及び温度センサ４３の測定結果に基づいて流量を測定する構成であったが、ポンプ装置１０からパワーシリンダー４１に繋がるパイプの途中に一般的な流量計を設けて流量を測定する構成にしてもよい。ここで、一般的な流量計としては、例えば超音波流量計やオリフィス流量計等を挙げることができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
本実施形態は、図７に示されており、ポンプ装置１０から送球される油圧の流量を制御対象としてフィードバック制御している点が前記第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる構成に関してのみ説明し、同じ構成については、同一符号を付して重複説明は省略する。
【００４７】
本実施形態のコントローラ４４には、各操舵角に対する流量指令値ｑ１を記憶したマップ１００’と、各操舵角速度に対する流量指令値ｑ２を記憶したマップ１０１’と、各操舵角毎に車速に対する流量指令値ｑ３を記憶したマップ１０２’と、さらに、各操舵角速度毎に車速に対する流量指令値ｑ４を記憶したマップ１０３’とが備えられている。
【００４８】
コントローラ４４は、上記した操舵角，操舵角速度及び車速をコントローラ４４に備えたＣＰＵに取り込み、それら操舵角，操舵角速度及び車速に対応した流量指令値ｑ１〜ｑ４を各マップ１００’〜１０３’から求める。そして、流量値演算ブロック１０４’において、流量指令値ｑ１〜ｑ４を掛け合わせて、流量値指令値ｑ５（＝ｑ１×ｑ２×ｑ３×ｑ４）を算出する。
【００４９】
また、本実施形態では流量測定手段として流量計１１５（例えば、超音波流量計）を備え、その流量計１１５を用いてポンプ装置１０からパワーシリンダー４１側に送給された圧油の実測流量ｑ６を測定している。そして、実測流量ｑ６を前記流量指令値ｑ５から減算することでフィードバック制御の閉ループが構成されている。また、流量指令値ｑ５と実測流量ｑ６との偏差は、流量／電流変換手段１１７により電流値に戻され、以下前記第１実施形態と同様に偏差をＰＩＤ制御にて収束させ、駆動回路１１４にて電磁コイル２３を駆動する構成になっている。
【００５０】
本実施形態の構成によれば、パワーシリンダー４１に送給した圧油の流量を流量計１１５にて実測し、その実測結果をフィードバックして圧油の流量を制御するので、指令値に対して流量制御弁１２の開度がばらついても、流量のばらつきを抑えた圧油の送給が可能になる。これにより、安定した操舵感を得ることができると共に、余分な圧油がパワーシリンダー４１に流れることを防いでエネルギー損失を抑えることができる。
【００５１】
なお、流量計１１５に代えて、前記第１実施形態のように圧力センサ４２及び温度センサ４３の測定結果を用いて流量を算出してもよい。
【００５２】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で様々変更して実施することができる。
（１）前記第１及び第２の実施形態では、比例制御及び積分制御及び微分制御を行って指令値と実測値との偏差を収束させる構成であったが、比例制御だけで偏差を収束させる構成にしてもよい。
【００５３】
（２）前記実施形態では、電磁コイル２３の磁力によって流量制御弁１２（詳細には、可変オリフィス２０）の開度を変更する構成であったが、磁力以外を動力（例えば、モータの駆動力）を用いて流量制御弁の開度を変更する構成にしてもよい。従って、本発明における「流量制御弁の開度に係る指令値」は、必ずしも電流の指令値でなくてもよい。
【００５４】
（３）前記第１実施形態のポンプ装置１０は、ポンプ１１と流量制御弁１２とを一体に固定して備えた構成であったが、ポンプ及び流量制御弁を別々に設けてパイプで連絡した構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るパワーステアリング用ポンプ装置の斜視図
【図２】ポンプ装置の平面図
【図３】流量制御弁の側断面図
【図４】流量制御弁の側断面図
【図５】ポンプ装置のデータ処理の構成を示したブロック図
【図６】ポンプ回転数と流量を示したグラフ
【図７】電磁コイルに流す電流と流量の関係を示したグラフ
【図８】従来のパワーステアリング用ポンプ装置の構成を示した模式図
【図９】電磁コイルに流す電流と流量の関係を示したグラフ
【符号の説明】
１０…パワーステアリング用ポンプ装置
１１…ポンプ
１２…流量制御弁
１４…圧油排出口
１６…送給ポート（送給路）
１７…環流ポート（環流路）
２３…電磁コイル
３１…送給ノズル（送給路）
３２…環流ノズル（環流路）
４１…パワーシリンダー
４２…圧力センサ（圧力測定手段）
４３…温度センサ（温度測定手段）
４４…コントローラ
１１１…流量測定手段
１１５…流量計（流量測定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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