(57)【要約】【課題】電動モータを駆動し、ポンプを回転させることで操舵アシストを行う際、ステアリングの切り戻し時にステアリングの戻りが悪化することなく、安定したアシスト力を得ることが可能なパワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】パワーステアリング装置において、２室のパワーシリンダ室を連通するバイパス油路と、該バイパス油路上であって、アシスト操舵制御手段からの制御信号に基づいて開閉状態を制御可能なバイパス弁と、ステアリングの切り戻しを判断する切り戻し判断手段とを設け、アシスト操舵制御手段は、切り戻し判断手段により切り戻しと判断されたときは、バイパス弁に対し、予め設定された所定時間の間、開弁指令を出力することとした。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者のステアリング操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
電動モータにより駆動されるポンプと、
前記ポンプの吐出圧をピストンで区切られたパワーシリンダの２室に導くことで操舵アシストを行う油圧系統を有する操舵アシスト手段と、
検出された操舵トルクに基づいて、前記電動モータの駆動を制御するアシスト操舵制御手段と、
を備えたパワーステアリング装置において、
前記２室のパワーシリンダ室を連通するバイパス油路と、
該バイパス油路上であって、前記アシスト操舵制御手段からの制御信号に基づいて開閉状態を制御可能なバイパス弁と、
ステアリングの切り戻しを判断する切り戻し判断手段と、
を設け、
前記アシスト操舵制御手段は、前記切り戻し判断手段により切り戻しと判断されたときは、前記バイパス弁に対し、予め設定された所定時間の間、開弁指令を出力することを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記操舵トルク検出手段を、運転者の操舵トルクが入力されていない状態を０とし、運転者の左右への操舵トルクを＋信号及び−信号として出力する手段とし、
前記切り戻し判断手段を、検出されたトルク信号の符号の反転を検出し、符号が反転したときは切り戻しと判断する手段としたことを特徴するパワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記操舵トルク検出手段を、運転者の操舵トルクが入力されていない状態を０とし、運転者の左右への操舵トルクを＋信号及び−信号として出力する手段とし、
前記切り戻し検出手段は、
検出されたトルク信号の絶対値が所定値以上を所定時間継続したかどうかを検出し、条件を満たしたときはトルク入力有りと判断し、条件を満たしていないときはトルク入力無しと判断するトルク入力判断部と、
検出されたトルク信号の変化量を検出し、検出されたトルク変化量が所定のトルク変化量以上かどうかを検出し、条件を満たしたときはトルク変化有りと判断し、条件を満たしていないときはトルク変化無しと判断するトルク変化判断部と、
検出されたトルク信号が０付近の所定範囲内にあるかどうかを検出し、条件を満たしたときはトルク値減少有りと判断し、条件を満たしていないときはトルク値減少無しと判断するトルク値判断部と、
を有し、
前記切り戻し判断手段を、前記トルク変化判断部によりトルク入力有りと判断され、前記トルク変化判断部によりトルク変化有りと判断され、かつ、前記トルク値判断部によりトルク値減少有りと判断されたときは、切り戻しと判断する手段としたことを特徴とする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、電動モータでポンプを駆動することで操舵アシストするパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーステアリング装置にあっては、操舵トルクを検出するトルクセンサの出力に基づき電動モータを駆動してオイルポンプを駆動し、ピストンで区切られたパワーシリンダの２室の一方の室の油圧を高めることで操舵アシストする技術が知られている。ここで、２室のパワーシリンダ室を連通するバイパス回路と、このバイパス回路の連通・非連通状態を切換可能なバイパス弁を設けた技術が特許文献１に開示されている。
【０００３】
この技術では、ステアリングに入力されるトルクが小さいときは、バイパス弁を連通状態とし、左右のパワーシリンダ室の差圧を解消することで、運転者の操舵によるマニュアル操舵を可能としている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２９０７７９号公報（図３参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方向へトルクの大きい操舵を行っている途中に、急激に反対方向の切り返しを行うと急激にトルクが変化する。しかしながら、上述の従来技術では、急激に反対方向に大きなトルクを与えたときに、一旦トルク値が０になる瞬間にバイパス弁が瞬時に連通する程度である。また、トルク検出値に対するバイパス弁指令出力にタイムラグがある場合はバイパス弁は遮断したままとなり、左右シリンダ間の圧力の移動は妨げられ、操舵フィーリングが悪化するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、電動モータを駆動し、ポンプを回転させることで操舵アシストを行う際、ステアリングの切り戻し時にステアリングの戻りが悪化することなく、安定したアシスト力を得ることが可能なパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため請求項１記載の発明では、パワーステアリング装置において切り戻し判断手段を設け、切り戻し判断時から所定時間バイパス弁を左右連通状態とすることとした。すなわち、従来技術にあっては、トルク値が反転し、大きなトルクが入力されると、バイパス弁を閉じてしまい、十分に差圧を解消する時間を確保できなかった。これに対し、本願発明では、所定時間は確実に開弁する時間を確保することができる。よって、操舵フィーリングの悪化を招くことなく安定した操舵アシスト制御を達成することができる。
【０００８】
また、ポンプを電動モータの回転方向により吐出方向を切り換える可逆式ポンプとした場合、実際にパワーシリンダ室の油圧の関係を反転させるには応答遅れが発生する虞がある。これに対し、本願発明では、ポンプの吐出方向の切換を待つことなく、高油圧側のパワーシリンダ室の油圧を減圧することが可能となり、油圧の応答遅れを補償することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるパワーステアリング装置の全体構成を表すシステム図である。まず、構成について説明すると、１はステアリングホイール、２はステアリングシャフト、３はラックアンドピニオン式ギア機構、５は運転者の操舵力をアシストするパワーステアリング機構、６は電動モータ６ａにより駆動する外接ギア型のオイルポンプ、７は操舵輪、８は運転者にステアリング系に故障が発生したことを報知するウォーニングランプ、１０はステアリングコントロールユニットである。
【００１０】
パワーステアリング機構５の油圧源であるオイルポンプ６は、パワーシリンダ５ａの第１シリンダ室５１及び第２シリンダ室５２を連通する油圧管６１に設けられている。運転者がステアリングホイール１を操作すると、操作方向に応じて電動モータ６ａの回転方向が切り換えられ、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２との間の油を給排することで運転者の操舵力をアシストする。具体的には、図中ステアリング１を右に操舵すると、第２シリンダ室５２から第１シリンダ室５１に油圧が供給される方向に電動モータ６ａが駆動することでラック軸５４と一体に移動するピストン５３を第２シリンダ室側にアシストする。
【００１１】
油圧管６１には、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２とを、オイルポンプ６を介すことなく連通するバイパス回路６２が設けられている。このバイパス回路６２上には、コントロールユニット１０からの指令信号に基づいて作動する電子制御式のフェールセーフバルブ４が設けられている。
【００１２】
このフェールセーフバルブ４は、コントロールユニット１０からの指令信号により電圧が供給されると閉じた状態となり、電圧の供給がない状態では開いた状態となるノーマルオープン弁を用いている。これにより、ステアリング系に何らかの以上が発生し、電源の供給をシャットダウンした場合であっても、第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２を連通状態とすることが可能となり、アシストトルク無しの通常の操舵を確保することができる。
【００１３】
また、ステアリングシャフト２には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ１２が設けられている。
【００１４】
コントロールユニット１０には、トルクセンサ１２からの操舵トルク信号、イグニッションスイッチ１３からのＩＧＮ信号、エンジン回転数センサ１４からのエンジン回転数信号、車速センサ１５からの車速信号が入力される。これら入力された信号に基づいて、オイルポンプ６の電動モータ６ａ、フェールセーフバルブ４及びウォーニングランプ８へ指令信号を出力する。
【００１５】
図２はコントロールユニット１０内の構成を表すブロック図である。１０１は電源回路であり、バッテリ１１からの電圧信号、及びイグニッションスイッチ１３からのＩＧＮ信号が入力され、メインマイコン１０７と信号を送受信する。
【００１６】
１０２はエンジン回転数処理回路であり、エンジン回転数センサ１４からのエンジン回転数信号をメインマイコン１０７へ出力する。１０３はトルクセンサ処理回路であり、トルクセンサ１２からのトルク信号をメインマイコン１０７に出力すると共に、サブマイコン１０８へ出力する。１０４は車速信号処理回路であり、車速センサ１５からの車速信号をメインマイコン１０７へ出力する。１０５は診断回路であり、コネクタ１６を介して入力される診断信号をメインマイコンに出力する。１０６はＣＡＮ通信回路であり、車両系ＣＡＮによって送信される信号をメインマイコン１０７に出力する。
【００１７】
１０８はサブマイコンであり、メインマイコン１０７を監視する。メインマイコン１０７にフェールが発生したときは、フェールセーフリレー１０９，フェールセーフバルブ駆動回路１１６及びウォーニングランプ駆動回路１１７へ制御信号を出力可能に構成されている。
【００１８】
１０９はフェールセーフリレーであり、何らかのフェールが発生したときは、モータ駆動用の電源供給を遮断する。１１０はＥＥＰＲＯＭであり、制御に必要な各種データを格納すると共に、データを更新可能な構成となっている。１１１はフェールセーフリレー診断入力回路であり、フェールセーフリレー１０９の作動診断信号をメインマイコン１０７へ出力する。１１２はモータ駆動回路であり、メインマイコン１０７からの指令信号に基づいて電動モータ６ａへ電圧を供給する。１１３は電流モニタ回路であり、電動モータ６ａの電流値を検出し、メインマイコン１０７へ出力する。１１４はモータ端子電圧回路であり、電動モータ６ａの端子電圧をメインマイコン１０７へ出力する。
【００１９】
１１５はモータ回転信号処理回路であり、電動モータ６ａの回転数をメインマイコン１０７へ出力する。１１６はフェールセーフバルブ駆動回路であり、メインマイコン１０７もしくはサブマイコン１０８からの指令信号に基づいて、フェールセーフバルブ４に対し駆動信号を出力する。１１７はウォーニングランプ駆動回路であり、メインマイコン１０７もしくはサブマイコン１０８からの指令信号に基づいて、ウォーニングランプ８に対し指令信号を出力する。
【００２０】
図３は実施の形態１におけるポンプユニットの構成を表す概略図である。まず構成について説明すると、６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは各シリンダ室５１とオイルポンプ６を接続する油圧管である。６２ａ，６２ａ’，６２ｂ，６２ｂ’は油圧管６１ｂ，６１ｃを連通するバイパス油路である。２０２ａ，２０２ｂ，２０５はオイルポンプ６へ油を供給すると共に、ドレンされた油を貯留するリザーバタンクである。２０１ａ，２０１ｂはオイルポンプ６により油圧が発生したときは閉じ、負圧が生じたときは開放するチェック弁である。
【００２１】
２０３はリターンチェック弁であり、詳細については後述する。２０４はドレンされた油をリザーバタンク２０５に供給するチェック弁、６３はリターンチェック弁２０３とリザーバタンク２０５とチェック弁２０４を介して接続するドレン油路である。
【００２２】
ここで、リターンチェック弁２０３について説明する。リターンチェック弁２０３は、第１リターンチェック弁２０３ａと、第２リターンチェック弁２０４ａと、スプールバルブ２１０と、スプールバルブ２１０を中央に付勢するリターンスプリング２０６ａ，２０６ｂから構成されている。
【００２３】
第１リターンチェック弁２０３ａには、油圧管６１ａ，６１ｂとの接続ポートを有する第１油圧室２０７ａと、ドレン油路６３とバイパス油路６２ａ’との接続ポートを有する第１ピストン室２０８ａが設けられている。同様に、第２リターンチェック弁２０３ｂには、油圧管６１ｃ，６１ｄとの接続ポートを有する第２油圧室２０７ｂと、ドレン油路６３とバイパス油路６２ｂ’との接続ポートを有する第２ピストン室２０８ｂが設けられている。
【００２４】
スプールバルブ２１０には、リターンスプリング２０６ａによる付勢力と、第１油圧室２０７ａの油圧と、第１ピストン室２０８ａの油圧により図中右側の付勢力が作用する。一方、反対側（図中左側）の付勢力として、リターンスプリング２０７ａによる付勢力と、第２油圧室２０７ｂの油圧と、第２ピストン室２０８ｂの油圧が作用する。これによりスプールバルブ２１０の位置が決定される。
【００２５】
スプールバルブ２１０には、リターンスプリング２０６ａによる付勢力と、第１油圧室２０７ａの油圧と、第１ピストン室２０８ａの油圧により図中右側の付勢力が作用する。一方、反対側（図中左側）の付勢力として、リターンスプリング２０７ａによる付勢力と、第２油圧室２０７ｂの油圧と、第２ピストン室２０８ｂの油圧が作用する。これによりスプールバルブ２１０の位置が決定される。
【００２６】
図４は通常のトルクアシスト制御時における油の流れを表す図、図５はリターンチェック弁の動きを表す動作説明図である。尚、図４中、太実線は高油圧を示し、太点線は低油圧を示す。
【００２７】
（中立位置からの操舵時）
第１シリンダ室５１の油圧と第２シリンダ室５２の油圧が共に釣り合った位置からの操舵時について説明する。操舵開始時において、第１シリンダ室５１の油圧と第２シリンダ室５２の油圧は釣り合った状態である。運転者の操舵により、ラック軸５２を図中右側にアシストするときは、オイルポンプ６を駆動し、第２シリンダ室５２へ油圧を供給する。すると、油圧管６１ｃ及び油圧管６１ｄが高油圧となる。
【００２８】
この高油圧は、バイパス油路６２ｂ及び６２ｄ’にも供給され、第２ピストン室２０８ｂが高油圧となる。このとき、フェールセーフバルブ４は閉じられているため、図５（ｂ）に示すように、第１ピストン室２０８ａと第２ピストン室２０８ｂ、及び第１油圧室２０７ａと第２油圧室２０７ｂに差圧が生じ、スプールバルブ２１０を図５中左側に移動する。これにより、バイパス油路６２ａ’とドレン油路６３が連通され、第１シリンダ室５１は大気解放された低油圧となる。この差圧を用いてトルクアシスト操舵を実行する。
【００２９】
（トルク符号反転時における切り戻し時フェールセーフバルブ制御処理）
【００３０】
次に、切り戻しを判断する手段をトルクセンサからの信号の符号が反転した時点とし、切り戻しと判断された時点から所定時間フェールセーフバルブを左右連通状態させる場合について説明する。図６はトルク符号反転による切り戻し判断を表すフローチャートである。尚、本制御フローは所定間隔（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行されるものとする。
【００３１】
ステップ３０１では、戻し判断フラグＦｍが戻し判断中であることを表す１になっているかどうかを判断し、０のときはステップ３０２へ、１のときはステップ３０３へ進む。
【００３２】
ステップ３０２では、トルク今回値の符号がトルク前回値の符号に一致するかどうかを判断する。一致する場合は、ステップ３０７に進む。一致しない場合は、ステップ３０３に進む。
【００３３】
ステップ３０３では、戻り時間タイマＴが設定時間よりも長いかどうかを判断する。設定時間より長い場合は戻し判断中と判断し、ステップ３０４で戻し判断フラグＦｍを０にセットし、ステップ３０９に進む。設定時間より短い場合にはステップ３０５に進む。
【００３４】
ステップ３０５では、戻し判断フラグＦｍを０にセットし、ステップ３０６に進む。
【００３５】
ステップ３０６では、戻り時間タイマＴをカウントアップし、ステップ３０９に進む。
【００３６】
ステップ３０７では、非戻し時判断を行い、ステップ３０８に進む。
【００３７】
ステップ３０８では、通常制御状態にセットされ、ステップ３０９に進む。
【００３８】
ステップ３０９では、戻し判断フラグＦｍが１であるか確認を行い、１のときはステップ３１１に、１でないときはステップ３１０に進む。
【００３９】
ステップ３１０では、フェールセーフバルブ４の駆動をＯＮ（閉じる）にセットして、本制御フローを終了する。
【００４０】
ステップ３１１では、フェールセーフバルブ４の駆動をＯＦＦ（開く）にセットして、本制御フローを終了する。
【００４１】
上述のフローチャートについて、図７のタイムチャートに基づいて説明する。まず、左から右にステアリングを切った場合について説明する。時間Ｔａにおいて、トルクセンサの出力の増大に伴い左側シリンダ圧も上昇する。時間Ｔａから時間Ｔｂの間は戻し判断中でないので、ステップ３０２に進む。ステップ３０２では、トルク今回値の符号がトルク前回値の符号と異なるかどうかを判断する。トルク今回値の符号がトルク前回値の符号と異なるときとは、運転者が意図して反転方向に切り返しを行うことを表している。時間Ｔｂで符合が反転するので、ステップ３０３へ進む。
【００４２】
時間Ｔｂにおいて、トルクの符号反転に伴い、ステップ３０５において、戻し判断フラグＦｍが１にセットされる。次に、ステップ３０６に進み、戻し時間タイマＴのカウントアップを開始する。時間Ｔｂから時間Ｔｃにかけて、戻り時間タイマＴのカウント値が所定時間ＴＲを上回るまでの間、ステップ３１１にあるようにフェールセーフバルブ駆動をＯＦＦとし、フェールセーフバルブを開く。これにより、左右シリンダ室５１，５２の差圧を一気に減少方向に向かわせることができる。
【００４３】
時間Ｔｃにおいて、戻し時間タイマＴのカウント値がＴＲを上回るため、ステップ３０３→ステップ３０４へと進み、戻し判断フラグＦｍを０にセットすると共に、本制御を終了する。
【００４４】
時間Ｔｄのときは、戻し判断制御を行っていないため、ステップ３０９で戻し判断フラグＦｍが１でないと判断し、ステップ３１０に進む。ステップ３１０でフェールセーフバルブ４の駆動をＯＮ（閉じる）にして、本制御を終了する。
【００４５】
時刻Ｔｅにおいて、運転者の操舵によりステアリングが左から右に切ると、トルク符号が再度反転し、再度、切り戻し時フェールセーフバルブ制御が実行される。尚、このようにステアリングを右から左に切った場合でも、基本的な構成は上述の左から右に切った場合と同じであるため、説明を省略する。
【００４６】
以上説明したように、本第１実施例においては、トルク信号の符号の反転のみという少ない条件で切り戻し判断が可能である。この切り戻し判断によって、フェールセーフバルブ４を所定時間開くことで、素早く左右シリンダ室の差圧を解消することが可能となり、運転者の操舵意図に対する応答性の向上を図ることができる。
【００４７】
（第２実施例）
【００４８】
次に、第２実施例について説明する。基本的な構成は第１実施例と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００４９】
図８はトルクセンサ信号絶対値及びトルク変化量による戻し判断を表すフローチャートである。ステップ３０１、ステップ３０３〜ステップ３１１は第１実施例と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
尚、本制御フローは所定間隔（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行されるものとする。
【００５０】
（戻し判断時フェールセーフバルブ制御処理）
【００５１】
〔トルクセンサ信号絶対値及びトルク変化量による戻し判断〕
【００５２】
ステップ４０１では、トルクセンサ信号の絶対値が所定値Ａを上回るかどうかを判断する。上回る場合はステップ４０２へ、所定値以下の場合はステップ４０３へ進む。
【００５３】
ステップ４０２では、戻り時間タイマＴｃのカウントアップを行う。
【００５４】
ステップ４０３では、戻り時間タイマＴｃをリセットする。
【００５５】
ステップ４０４では、トルクの変化量がしきい値より大きく、トルクセンサ信号の絶対値が０付近の値を所定時間以上継続するかどうかを判断する。
【００５６】
上記内容を図９のタイムチャートに基づいて説明する。
時間Ｔａで、トルク信号の値が増大し、それに伴いトルク変化量も上昇する。時間Ｔａ経過後、トルク信号の絶対値が所定値Ａを越えると、ステップ４０２において、トルク値カウンタＴｃのカウントアップが開始される。
【００５７】
時間Ｔｂでは、戻し判断制御を行っていないので、ステップ３０１の戻し判断フラグＦｍは１ではないと判断し、ステップ４０１に進む。尚、時刻Ｔｂにおいて、トルク値カウンタＴｃのカウンタ値が所定時間Ｔ０を越えるため、カウントアップを終了し、ステップ４０４へと進む。
【００５８】
時間Ｔｃにおいて、運転者が手を離してステアリングが戻る。すると、トルク信号出力が急激に減少して０付近の値になるのに伴い、トルク変化量も急増して、しきい値Ｂを超えた段階で戻し判断をスタートする。時間Ｔｃから時間Ｔｄにかけて、戻し時間タイマＴのカウント値が所定時間ＴＲを上回るまでの間、戻し制御が実行される。この戻し制御の時間が所定時間を上回るとステップ３０４に進む。ステップ３０４で戻し判断フラグＦｍ＝０にセットし、ステップ３０９に進む。ステップ３０９で、戻し判断フラグは１でないので、フェールセーフバルブ４の駆動をＯＮ（閉じる）にセットし、本制御を終了する。
【００５９】
以上説明したように、第２実施例では、切り戻し判断手段に、所定トルク値Ａを所定時間継続、トルク信号値が０付近、かつ、所定のトルク変化量Ｂ以上の変化を伴うときを、切り戻しと判断する。これにより、運転者が切り返し動作に入る前、もしくは、手を離した瞬間から切り戻し時と判断することが可能となり、より応答性良く切り戻しに対応することができる。
【００６０】
また、所定トルク値Ａを所定時間継続を判定条件としているため、十分にパワーシリンダ室５１，５２の差圧が発生している状態かどうかを検出することができる。よって、差圧が小さいときには無用に所定時間フェールセーフバルブ４が開くことを防止することが可能となり、操舵フィーリングの悪化を防止することができる。
【００６１】
（第３実施例）
【００６２】
次に、第３実施例について説明する。基本的な構成は第１実施例と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００６３】
図１０はシリンダ差圧が所定値以上の変化量で小さくなることによる切り戻し判断を表すフローチャートである。ステップ３０１、ステップ３０３〜ステップ３１２は第１実施例と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
尚、本制御フローは所定間隔（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行されるものとする。
【００６４】
（戻し判断時フェールセーフバルブ制御処理）
〔シリンダ差圧が所定値以上の変化量で小さくなることによる戻し判断〕
【００６５】
ステップ４０５では、シリンダ差圧の変化量が０より小さく、かつ、シリンダ差圧変化量がしきい値より大きいかどうかを判断する。この条件を満たすときはステップ３０３へ、条件を満たさないときは、ステップ３０７へ進む。
【００６６】
上記内容を図１１のタイムチャートに基づいて説明する。
時間Ｔａでトルク信号の増大に伴うシリンダ差圧の増加により、差圧変化量はピークになる。
【００６７】
時間Ｔｂでトルク信号の安定に伴いシリンダ差圧も安定すると、差圧変化量は０に近づくが、この段階ではまだ戻し判断制御を行っていないので、ステップ３０１の戻し判断フラグＦｍは１ではないと判断し、ステップ４０２に進む。
【００６８】
時間Ｔｃで差圧変化量は０を下回り、しきい値を超えるため、戻し判断をスタートする。時間Ｔｃから時間Ｔｄにかけて戻し時間タイマＴのカウント値が所定時間ＴＲを上回るまでの間、戻し制御が実行される。この戻し制御の時間が所定時間を上回るとステップ３０４に進む。ステップ３０４で戻し判断フラグＦｍ＝０にセットし、ステップ３０９に進む。ステップ３０９で、戻し判断フラグは１でないので、フェールセーフバルブ４の駆動をＯＮ（閉じる）にセットし、本制御フローを終了する。
【００６９】
第３実施例では、シリンダ差圧の変化量がしきい値を下回るときに戻し判断をスタートさせてフェールセーフバルブ４を開くことで、運転者のステアリング操舵意図を素早く検知することが可能となり、これに伴い、素早くシリンダ差圧を解消させることができる。
【００７０】
（第４実施例）
次に、第４実施例について説明する。
図１２は、トルクセンサ信号反転後、モータ回転センサ信号が０付近の所定値以下であることを切り戻し判断手段とする場合のフローチャートである。
尚、本制御フローは所定間隔（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行されるものとする。
【００７１】
（戻し判断時フェールセーフバルブ制御処理）
〔トルクセンサ信号反転後、モータ回転センサ信号が０付近の所定値以下であることによる戻し判断〕
【００７２】
ステップ５０１では、反転フラグが１であるかどうかを判断し、０のときはステップ５０２に、１のときはステップ５０５に進む。
【００７３】
ステップ５０２では、戻し判断フラグＦｍが１になっているかどうかを判断し、０のときはステップ５０３へ、１のときはステップ５０７へ進む。
【００７４】
ステップ５０３では、トルク今回値の符号がトルク前回値の符号に一致するかどうかを判断する。一致する場合は、ステップ５１１に進む。一致しない場合は、ステップ５０４に進む。
【００７５】
ステップ５０４では、反転フラグを１にセットし、ステップ５０５へ進む。
【００７６】
ステップ５０５では、モータ回転数が所定値以下かどうかを判断する。所定値以下のときはステップ５０６へ、所定値を上回るときはステップ５１１へ進む。
【００７７】
ステップ５０６では、反転フラグを０にセットし、ステップ５０７へ進む。
【００７８】
ステップ５０７では、戻り時間タイマＴが所定時間ＴＲを上回るかどうかの判断を行う。上回る場合はステップ５０８へ、下回るときはステップ５０９へ進む。
【００７９】
ステップ５０８では、戻し判断フラグＦｍを０にセットし、ステップ５１３に進む。
【００８０】
ステップ５０９では、戻し判断フラグＦｍを１にセットし、ステップ５１０へ進む。
【００８１】
ステップ５１０では、戻り時間タイマＴのカウントアップを行い、ステップ５１３へ進む。
【００８２】
ステップ５１１では、非戻し時判断を行い、ステップ５１２へ進む。
【００８３】
ステップ５１２では、通常制御状態とし、ステップ５１３へ進む。
【００８４】
ステップ５１３では、戻し判断フラグＦｍが１かどうかを判断し、０のときはステップ５１４へ、１のときはステップ５１５へ進む。
【００８５】
ステップ５１４では、フェールセーフバルブ駆動をＯＮ（閉じる）にし、本制御フローを終了する。
【００８６】
ステップ５１５では、フェールセーフバルブ駆動をＯＦＦ（開く）にし、ステップ５１６へ進む。
【００８７】
ステップ５１６では、戻り時間タイマＴのカウントアップを行い、本制御フローを終了する。
【００８８】
上記内容を図１３のタイムチャートに基づいて説明する。
時間Ｔａにおいて、トルク信号の増大に伴うモータ回転数の増加により、シリンダ圧力も上昇する。このとき、反転フラグは１でないので、ステップ５０２へ進む。
【００８９】
時間Ｔｂでは、トルク信号の安定によりモータ回転数も安定しており、この段階ではまだ戻し判断制御を行っていないので、ステップ５０２の戻し判断フラグＦｍは１ではないと判断し、ステップ５０３に進む。
【００９０】
時間Ｔｃでは、トルク信号が反転し、モータ回転数も下降するため、ステップ５０４で反転フラグを１にセットし、ステップ５０５へ進む。
【００９１】
時間Ｔｄでは、モータ回転数が所定値を下回るので、ステップ５０６で反転フラグを０にセットし、戻し判断をスタートしてステップ５０７へ進む。
【００９２】
時間Ｔｄから時間Ｔｅにかけて差圧変化量はしきい値を超え、戻し時間タイマＴのカウント値が所定時間ＴＲを上回るまでの間、戻し制御が実行される。この戻し制御の時間が所定時間を上回るとステップ５０８に進む。ステップ５０８で戻し判断フラグＦｍ＝０にセットし、ステップ５１３に進む。ステップ５１３で、戻し判断フラグは１でないので、フェールセーフバルブ４の駆動をＯＮ（閉じる）にセットし、本制御フローを終了する。
【００９３】
以上説明したように、第４実施例では、モータ回転数が０付近のしきい値を下回るまで低下してから戻し判断を行うこととした。すなわち、運転者の操舵トルクが反転すると、この操舵トルクに応じて電動モータ６への指令電圧も切り換えられる。このとき、電動モータ６の回転数は徐々に低下し、０に低下した後、反転を開始する。よって、電動モータ６の回転数を素早く低下させる必要がある。そこで、操舵トルクが反転したとしても、電動モータ６の回転数が低下するまでの間、フェールセーフバルブ４を閉じたままにし、ポンプ負荷を確保することでモータ回転数を素早く低下させ、その後にフェールセーフバルブ４を開くことで、高圧側の油圧を素早く減圧しつつ、電動モータ６の回転数を反転させるタイミングを早めることが可能となり、素早く差圧を解消することができる。
【００９４】
（第５実施例）
【００９５】
次に、第５実施例について説明する。基本的な構成は第３実施例と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
図１４は、舵角速度信号負のとき舵角速度の大きさに応じ戻り制御信号を作成して、その信号に応じて駆動デューティ比を可変させることを戻し判断とする場合のフローチャートである。ステップ３０１〜ステップ３０９、ステップ３１０、ステップ３１２は第３実施例と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
尚、本制御フローは所定間隔（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行されるものとする。
【００９６】
（戻し判断時フェールセーフバルブ制御処理）
【００９７】
〔舵角速度信号負のとき舵角速度の大きさに応じ戻り信号作成し、その信号に応じ駆動デューティ比を可変することによる戻し判断〕
【００９８】
ステップ４０６では、舵角速度信号＜０であるかどうかを確認し、ＹＥＳの場合はステップ４０７へ進み、ＮＯの場合はステップ３０７へ進む。
【００９９】
ステップ４０７では、トルク今回値の符号がトルク前回値の符号と違うかどうかを確認する。違う場合は、ステップ３０３へ進み、同じ場合はステップ３０７へ進む。
【０１００】
ステップ４０８では、戻り信号Ｍ＝ｋ・│ｄδ／ｄｔ│にセットし、ステップ４０９へ進む。
【０１０１】
ステップ４０９では、舵角速度の大きさに応じ戻り制御信号を作成して、その信号に応じて駆動デューティ比を可変させる。
【０１０２】
上記内容を図１５のタイムチャートに基づいて説明する。
時間Ｔａにおいて、舵角を右に切ると舵角速度信号は増大し、シリンダ差圧も上昇する。時間Ｔｂにおいて、舵角が安定し舵角速度信号は０に近づく。
【０１０３】
時間Ｔｃにおいて、舵角が０に近づき始め、舵角速度信号が負の値になると、ステップ４０７に進み、トルクの符号も反転を確認する。
【０１０４】
時間Ｔｄにおいて、トルク信号が反転しているので、ステップ３０３に進み、戻し時間タイマＴのカウント値が所定時間ＴＲを上回るまでの間、戻し制御が実行される。
【０１０５】
時間Ｔｅにおいて、この戻し制御の時間が所定時間を上回るとステップ３０４に進み、戻し制御フラグＦｍを０にセットしてステップ３０９に進む。ステップ３０９で、戻し判断フラグは１であるので、ステップ４０８で戻り信号Ｍをセットし、ステップ４０９で舵角速度の大きさに応じ戻り制御信号を作成して、その信号に応じて駆動デューティ比を可変させ、本制御フローを終了する。
【０１０６】
以上説明したように、第５実施例にあっては、戻し判断が行われたときは、運転者の操舵速度に応じた戻し信号を作成することで、操舵状況に応じたフェールセーフバルブ制御を達成することが可能となり、更に安定した操舵制御を達成することができる。
【０１０７】
（第６実施例）
【０１０８】
次に、第６実施例について説明する。
図１６は、シリンダ間連通路に設けた、切り戻し判断手段を持つ制御弁を切り戻し判断時から所定時間連通させ、かつ、制御弁の開閉信号をＰＷＭ駆動とするフローチャートである。尚、戻り信号は、操舵角、操舵速度、操舵トルク、シリンダ圧力、シリンダストローク、モータ回転の推定値により演算したものを用いる。
【０１０９】
（戻し判断時フェールセーフバルブ制御処理）
〔シリンダ間連通路に設けた切り戻し判断手段を持つ制御弁を切り戻し判断時から所定時間連通させ、かつ、制御弁の開閉信号をＰＷＭ駆動とする戻し判断〕
【０１１０】
ステップ６０１では、複数のパラメータ（操舵角、操舵速度、操舵トルク、シリンダ圧力、シリンダストローク、モータ回転）の読み込みを行い、ステップ６０２に進む。
【０１１１】
ステップ６０２では、戻り制御信号の演算を行い、ステップ６０３に進む。
【０１１２】
ステップ６０３では、フェールセーフバルブ４の駆動デューティ演算を行い、本制御を終了する。
【０１１３】
上記内容を、図１７のタイムチャートを用いて説明する。
時間ＴａからＴｂにかけて、上昇した舵角は一定の値を取っている。
時間Ｔｂで、舵角は小さくなり操舵トルクが下降し始める。このとき、複数のパラメータ（操舵角、操舵速度、操舵トルク、シリンダ圧力、シリンダストローク、モータ回転）を読込み、戻り制御信号の演算を開始する。戻り信号の出力の上昇に従い、フェールセーフバルブ４の駆動デューティ演算をＰＷＭ駆動により行い、本制御を終了する。
【０１１４】
以上説明したように、第６実施例では、他の実施例と異なり、フェールセーフバルブ駆動信号を複数のパラメータの推定値から演算して決定することで、更に操舵状況に応じたフェールセーフバルブ制御を達成することができる。
【０１１５】
更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【０１１６】
（イ）請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
パワーシリンダ室間の差圧を検出する差圧検出手段を設け、
前記切り戻し判断手段を、検出された差圧の変化量が差圧減少方向で、かつ、所定値以上の変化量のときは、切り戻しと判断する手段としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【０１１７】
すなわち、シリンダ差圧の変化量が所定値以上のときとは、一旦発生した差圧を運転者の意図により一気に減少させようとしているときである。このとき、戻し判断をスタートさせてフェールセーフバルブ４を開くことで、運転者のステアリング操舵意図をいち早く検知することが可能であり、素早くシリンダ差圧を解消させることができる。
【０１１８】
（ロ）    請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記操舵トルク検出手段を、運転者の操舵トルクが入力されていない状態を０とし、運転者の左右への操舵トルクを＋信号及び−信号として出力する手段とし、
前記電動モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段を設け、
前記切り戻し判断手段を、トルクセンサ信号の符号反転後、検出されたモータ回転数が０付近の所定値以下のときを切り戻しと判断する手段としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【０１１９】
すなわち、操舵トルクが反転したとしても、電動モータ６の回転数が低下するまでの間、フェールセーフバルブ４を閉じたままにし、ポンプ負荷を確保することでモータ回転数を素早く低下させ、その後にフェールセーフバルブ４を開くことで、高圧側の油圧を素早く減圧しつつ、電動モータ６の回転方向を反転させるタイミングを早めることが可能となり、素早く差圧を解消することができる。
【０１２０】
（ハ）    請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記操舵トルク検出手段を、運転者の操舵トルクが入力されていない状態を０とし、運転者の左右への操舵トルクを＋信号及び−信号として出力する手段とし、
舵角が中立から離れる方向を正、中立に戻る方向を負として舵角速度を検出する舵角速度検出手段と、
検出された舵角速度に応じて前記バイパス弁への指令信号である戻り信号を作成する戻り信号作成手段と、
を設け、
前記バイパス弁を、デューティ比により制御可能なデューティソレノイド弁とし、
前記切り戻し判断手段を、検出された舵角速度が負であって、かつ、トルクセンサ信号の符号が反転したときは、切り戻しと判断する手段とし、
前記ステアリング操舵制御手段は、作成された戻り制御信号に応じて可変とした駆動デューティ比を前記バイパス弁に出力する手段としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【０１２１】
すなわち、運転者の操舵速度に応じた戻し信号を作成することで、操舵状況に応じたステアリング操舵制御を達成することが可能となり、更に安定した操舵制御を達成することができる。
【０１２２】
（ニ）    請求項１及び２及び３及び前記（イ）、（ロ）に記載のパワーステアリング装置において、
検出された操舵トルク、舵角、舵角速度、パワーシリンダ差圧、シリンダストローク、モータ回転数、又はこれらの推定値の少なくとも一つに基づいて前記バイパス弁への指令信号である戻り信号を作成する戻り信号作成手段を設け、
前記バイパス弁を、デューティ比により制御可能なデューティソレノイド弁とし、
前記ステアリング操舵制御手段は、作成された戻り制御信号に応じて可変とした駆動デューティ比を前記バイパス弁に出力する手段としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【０１２３】
すなわち、バイパス弁の駆動信号を複数の検出値もしくは推定値に応じて演算することで、更に操舵状況に応じたステアリング操舵制御を達成することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるパワーステアリング装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】実施の形態１における液圧戻し制御の制御内容を表すフローチャートである。
【図３】実施の形態１におけるポンプユニットの構成を表す概略図である。
【図４】実施の形態１における切り戻し判断時から所定時間連通させる場合のポンプユニットにおける油の流れを示す概略図である。
【図５】実施の形態１におけるリターンチェック弁の作動を表す概略図である。
【図６】実施の形態１におけるトルク符号反転による切り戻し判断を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１におけるトルク符号反転による切り戻し判断を示すタイムチャートである。
【図８】実施の形態２におけるトルクセンサ信号絶対値及びトルク変化量による切り戻し判断を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２におけるトルクセンサ信号絶対値及びトルク変化量による切り戻し判断を示すタイムチャートである。
【図１０】実施の形態３におけるシリンダ差圧が所定値以上の変化量で小さくなることによる切り戻し判断を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態３におけるシリンダ差圧が所定値以上の変化量で小さくなることによる切り戻し判断を示すタイムチャートである。
【図１２】実施の形態４におけるトルクセンサ信号反転後、モータ回転センサ信号が０付近の所定値以下にあることによる切り戻し判断を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態４におけるトルクセンサ信号反転後、モータ回転センサ信号が０付近の所定値以下にあることによる切り戻し判断を示すタイムチャートである。
【図１４】実施の形態５における舵角速度信号負の時舵角速度の大きさに応じ戻り信号を作成し、信号に応じ駆動デューティ比を可変することによる切り戻し判断を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態５における舵角速度信号負の時舵角速度の大きさに応じ戻り信号を作成し、信号に応じ駆動デューティ比を可変することによる切り戻し判断を示すタイムチャートである。
【図１６】実施の形態６におけるシリンダ間連通路に設けた、切り戻し判断手段を持つ制御弁を切り戻し判断時から所定時間連通させ、かつ、制御弁の開閉信号をＰＷＭ駆動とするフローチャートである。
【図１７】実施の形態６におけるシリンダ間連通路に設けた、切り戻し判断手段を持つ制御弁を切り戻し判断時から所定時間連通させ、かつ、制御弁の開閉信号をＰＷＭ駆動とするタイムチャートである。
【符号の説明】
１        ステアリングホイール
２        ステアリングシャフト
３        ギア機構
４        フェールセーフバルブ
５        パワーステアリング機構
５ａ        パワーシリンダ
６        オイルポンプ
６ａ        電動モータ
７        操舵輪
８        ウォーニングランプ
１０        コントロールユニット（ＳＢＷＣＵ）
１１        バッテリ
１２        操舵角センサ
１３        イグニッションスイッチ
１４        エンジン回転数センサ
１５        車速センサ
５１，５２    パワーシリンダ室
６１ａ，ｂ，ｃ，ｄ        油圧管
６２ａ，ａ’，ｂ，ｂ’    バイパス油路
２０１ａ，ｂ    チェック弁
２０２ａ，ｂ    リザーブタンク
２０３ａ，ｂ    リターンチェック弁
２０４    チェック弁
２０５    リザーブタンク
２０６    リターンスプリング
２０７    油圧室
２０８    ピストン室
２１０    スプールバルブ
【図１】
2004306721.tif 000003
【図２】
2004306721.tif 000004
【図３】
2004306721.tif 000005
【図４】
2004306721.tif 000006
【図５】
2004306721.tif 000007
【図６】
2004306721.tif 000008
【図７】
2004306721.tif 000009
【図８】
2004306721.tif 000010
【図９】
2004306721.tif 000011
【図１０】
2004306721.tif 000012
【図１１】
2004306721.tif 000013
【図１２】
2004306721.tif 000014
【図１３】
2004306721.tif 000015
【図１４】
2004306721.tif 000016
【図１５】
2004306721.tif 000017
【図１６】
2004306721.tif 000018
【図１７】
2004306721.tif 000019