(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンにより２室に区切られ、ステアリングホイールに連結したパワーシリンダと、このパワーシリンダの２室間に液圧差を与える液圧ポンプと、ステアリングホイールの操作に応じてアシスト操舵力を付加するように、前記液圧ポンプを駆動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、
前記パワーシリンダの２室間を連通するバイパス路と、このバイパス路を開閉するフェールセーフバルブとを備えるとともに、前記パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出手段を備え、
前記アシスト操舵制御手段は、前記パワーステアリング装置が異常であるが前記液圧ポンプが駆動可能であることを前記異常検出手段によって検出したときに、前記フェールセーフバルブを開状態とするとともに、前記パワーシリンダの２室のうち高圧側の室に液体が吐出するように前記液圧ポンプを作動し、
前記パワーシリンダの２室のうち高圧側の室の液圧を演算する液圧演算手段を備え、前記アシスト操舵制御手段は、前記液圧演算手段で演算した液圧に基づいて、前記液圧が大きくなるに従い高圧側の室への液圧吐出量を大きくするように制御し、
前記パワーシリンダの２室の液圧差を演算する液圧差演算手段を備え、前記アシスト操舵制御手段は、前記パワーステアリング装置が異常であるが前記液圧ポンプが駆動可能であることを前記異常検出手段によって検出した後、前記液圧差演算手段で演算した圧力差が所定のしきい値以下であるときに、前記液圧ポンプの作動を停止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】
車両の加速度を演算する加速度演算手段を備え、前記アシスト操舵制御手段は、前記加速度演算手段の演算結果が負の加速度であるときに、その負の加速度が大きくなるに従い高圧側の室への液圧吐出量を大きくするように制御することを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
ステアリングホイールの操舵方向を検出するステアリングホイール操舵検出部を備え、前記アシスト操舵制御手段は、前記パワーステアリング装置が異常であるが前記液圧ポンプが駆動可能であることを前記異常検出手段によって検出した後、ステアリングホイールが一方の操舵方向から他方の操舵方向に切り返したことを前記ステアリングホイール操舵検出部によって検出したときに、前記液圧ポンプの作動を停止することを特徴とする請求項１又は２記載のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータで液圧ポンプを駆動することで操舵アシストを行なうパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーステアリング装置として、例えば特許文献１の装置が知られている。この装置は、電動モータにより駆動される液圧ポンプの吐出圧を、パワーシリンダのピストンで区切った２室のパワーシリンダ室に導くことによりアシスト操舵力を発生する装置であって、各パワーシリンダ室に連通する一対のバイパス油路と、これらバイパス油路を連通・非連通状態に切替え可能なフェールセーフバルブとを設け、何らかの異常が発生したときには、フェールセーフバルブを徐々に開状態としていき、一定時間後に完全に開状態とする。
【特許文献１】特開２００４−２７６６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、フェールセーフバルブの故障、フェールセーフバルブを駆動させる回路の故障の場合には、フェールセーフバルブが制御不能となるので、フェール時に開状態とする、所謂ノーマルオープン型のフェールセーフバルブを採用する場合が多い。しかし、ノーマルオープン型のフェールセーフバルブを備えたパワーステアリング装置は、フェール発生時に、パワーシリンダの２室のパワーシリンダ室のうち低圧側のパワーシリンダ室に高圧側の油圧が流れ込んでしまい、ステアリングの操作方向に対して逆方向のアシスト操舵力が発生してしまい、ステアリングホイールの操舵力が変動してドライバに違和感を与える虞がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、フェール時にフェールセーフバルブを開放したときに、ステアリングホイールの操舵力の変動を抑制し、ドライバに違和感を与えることがな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。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するため、本発明に係るパワーステアリング装置は、ピストンにより２室に区切られ、ステアリングホイールに連結したパワーシリンダと、このパワーシリンダの２室間に液圧差を与える液圧ポンプと、ステアリングホイールの操作に応じてアシスト操舵力を付加するように、前記液圧ポンプを駆動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、前記パワーシリンダの２室間を連通するバイパス路と、このバイパス路を開閉するフェールセーフバルブとを備えるとともに、前記パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出手段を備え、前記アシスト操舵制御手段は、前記パワーステアリング装置が異常であるが前記液圧ポンプが駆動可能であることを前記異常検出手段によって検出したときに、前記フェールセーフバルブを開状態とするとともに、前記パワーシリンダの２室のうち高圧側の室に液体が吐出するように前記液圧ポンプを作動し、前記パワーシリンダの２室のうち高圧側の室の液圧を演算する液圧演算手段を備え、前記アシスト操舵制御手段は、前記液圧演算手段で演算した液圧に基づいて、前記液圧が大きくなるに従い高圧側の室への液圧吐出量を大きくするように制御し、前記パワーシリンダの２室の液圧差を演算する液圧差演算手段を備え、前記アシスト操舵制御手段は、前記パワーステアリング装置が異常であるが前記液圧ポンプが駆動可能であることを前記異常検出手段によって検出した後、前記液圧差演算手段で演算した圧力差が所定のしきい値以下であるときに、前記液圧ポンプの作動を停止する装置である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のパワーステアリング装置によると、フェール時にフェールセーフバルブを開放したときに、液圧がパワーシリンダの高圧側の室に供給されるように液圧ポンプを作動しているので、ステアリングホイールが操舵力の変動を引き起こさず、運転者に違和感を与えることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の電動パワーステアリング装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図であり、斜め上下方向に延びているステアリングシャフト２の上端部にステアリングホイール４が連結され、ステアリングシャフト２の下端部に、ピニオンシャフト６が連結されている。ピニオンシャフト６の下端部に設けたピニオンには車幅方向に配設したラック８が噛合しており、運転者が操舵したステアリングホイール４の回転運動が、操舵力としてラック８の直進運動（並進運動）に変換される。そして、ラック８の車幅方向の内方の端部に、パワーステアリング機構１０のパワーシリンダ１２が連結されている。
【０００７】
パワーステアリング機構１０のパワーシリンダ１２は、シリンダチューブ１６内を第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０に区切るピストン２２と、このピストン２２に一体化されてシリンダチューブ１６内を移動するピストンロッド２４とを備えており、ラック８及びピストンロッド２４が同軸に連結されている。そして、ラック８の車幅方向外側にタイロッド１４及びナックルを介して操舵輪ＷＬＲが連結され、パワーシリンダ１２のピストンロッド２４の車幅方向の外側の端部にタイロッド１４及びナックルを介して操舵輪ＷＬＬが連結されている。
【０００８】
パワーステアリング機構１０は、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０を連通している油圧管２６の途中に配置した可逆回転型のオイルポンプ２８と、このオイルポンプ２８を駆動する電動モータ３０と、オイルポンプ２８を介することなく第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０に連通するように油圧管２６に接続したバイパス管３２と、バイパス管３２の途中に配置したフェールセーフバルブ３４とを備えている。
【０００９】
そして、運転者がステアリングホイール４を操作すると、操作方向に応じて電動モータ３０の回転方向が切り換えられ、第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０との間に差圧を発生させることでピストン２２を移動し、ピストン２２とともにピストンロッド２４が車幅方向に移動することで、ラック８が車幅方向に移動するのをアシストするようになっている。
【００１０】
バイパス管３２の途中に配置したフェールセーフバルブ３４は、コントローラ３６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型のソレノイド弁が使用されている。これにより、何らかの異常が発生し、電源の供給が停止された場合には、第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０を連通状態とすることが可能となり、アシスト無しの通常の操舵が確保されるようにしている。
【００１１】
ステアリングシャフト２とピニオンシャフト６との連結部には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ３８が設けられており、そのトルクセンサ３８で検出した操舵トルクＴｑがコントローラ３６に入力する。
また、コントローラ３６には、車両に搭載された車速センサ４０から車速Ｖ、電動モータ３０からモータ位置θｆが入力され、これら入力した操舵トルクＴｑ，車速Ｖ，モータ位置θｆに基づいて電動モータ３０、バイパス弁３４に指令信号を出力する。
【００１２】
図２及び図３は、本実施形態のパワーステアリング機構１０をさらに具体的に示した図である。
符号２６ａ〜２６ｄは、第１及び第２シリンダ室１８，２０及びオイルポンプ２８を接続する油圧管である。符号３２ａ，３２ａ´，３２ｂ，３２ｂ´は油圧管２６ｂ，２６ｃを連通するバイパス管である。符号６０ａ，６０ｂ，６０ｃはオイルポンプ２８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。また、６２ａ，６２ｂはオイルポンプ２８により油圧が発生した場合は閉じ、負圧が生じた場合は開放するチェック弁である。
【００１３】
符号６４はリターンチェック弁であり、符号６６はリターンチェック弁６４からドレンされた油をリザーバタンク６０ｃに供給するチェック弁、６８はリターンチェック弁６４とリザーバタンク６０ｃとチェック弁６６を介して接続するドレン油路である。
リターンチェック弁６４は、図３（ａ）に示すように、第１リターンチェック弁６４ａと、第２リターンチェック弁６４ａと、スプールバルブ７０、スプールバルブ７０を中央に付勢するリターンスプリング７２ａ，７２ｂから構成されている。
【００１４】
第１リターンチェック弁６４ａは、油圧管２６ａ，２６ｂとの接続ポートを有する第１油圧室７４ａと、ドレン油路６８とバイパス油路３２ａ’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６４ｂには、油圧管２６ｃ，２６ｄとの接続ポートを有する第２油圧室７４ｂと、ドレン油路６８とバイパス油路３２ｂ’との接続ポートを有する第２ピストン室７６ｂが設けられている。
【００１５】
スプールバルブ７０には、リターンスプリング７２ａによる付勢力と、第１油圧室７４ａの油圧と、第１ピストン室７６ａ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７２ｂによる付勢力と、第２油圧室７４ｂの油圧と、第２ピストン室７６ｂの油圧が作用する。これによりスプールバルブ７０の位置が決定される。
【００１６】
上記構成の電動パワーステアリング装置において、ステアリングホイール４の操舵開始時に、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８の油圧と第２シリンダ室２０の油圧が釣り合った状態であるときに、図２のラック８を車幅方向の右側にアシストするときには、オイルポンプ２８を駆動し、第２シリンダ室２０へ油圧を供給する。すると、油圧管２６ｃ及び油圧管２６ｄが高油圧となる。この高油圧は、バイパス油路３２ｂ及び３２ｂ’にも供給され、第２ピストン室７６ｂが高油圧となる。このとき、フェールセーフバルブ３４は閉じられているため、図３（ｂ）に示すように、第１ピストン室７６ａと第２ピストン室７６ｂ、及び第１油圧室７４ａと第２油圧室７４ｂに差圧が生じ、スプールバルブ７０が図中左側に移動する。これにより、バイパス油路３２ａ’とドレン油路６８が連通され、第１シリンダ室１８は大気開放された低油圧となる。この差圧を用いて、ラック８が車幅方向の左側に移動するように、パワーシリンダ１２にアシスト力が発生する。また、図示しないが、ラック８を車幅方向の左側にアシストするときには、オイルポンプ２８を逆回りに駆動し、第１シリンダ室１８へ油圧を供給する。
【００１７】
次に、図４は、本発明に係る第１実施形態のコントローラ３６を示す制御ブロック図であり、基本アシスト指令値演算部４２、切り返し検出部４４、転舵速度演算部４６、故障検出部４８、切替えスイッチ５０、モータ制御部５２、パワーシリンダ圧推定部５４、故障時モータ指令値演算部５６及びフェールセーフバルブ制御部５８で構成されている。
基本アシスト指令値演算部４２は、車速センサ４０から得られる車速Ｖ、トルクセンサ３８から得られる操舵トルクＴｑに基づいて、正常時のアシストポンプ指令値Ｔａを演算する。
【００１８】
切り返し検出部４４は、トルクセンサ３８から得られる操舵トルクＴｑ及び電動モータ３０から得られるモータ位置θｆに基づいて、ステアリングホイール４の切り返し動作の有無を判断する。具体的には、ステアリングホイール４の切り返し動作を行なった場合には切り返しフラグＲｆ＝１を故障時モータ指令値演算部５６に出力し、ステアリングホイール４の切り返し動作が行われていない場合には、切り返しフラグＲｆ＝０を故障時モータ指令値演算部５６に出力する。
転舵速度演算部４６は、電動モータ３０から得られるモータ位置θｆの変化量に基づいて、操舵輪ＷＬＲ、操舵輪ＷＬＬの転舵速度ωを演算して故障検出部４６に出力する。
【００１９】
故障検出部４８は、車速Ｖ，操舵トルクＴｑ，転舵速度ωの情報に基づいて装置（電動パワーステアリング装置）の故障を監視しているとともに、電動モータ３０が駆動可能な状態であるのか判断し、その判断結果を、切替えスイッチ５０、故障時モータ指令値演算部５６及びフェールセーフバルブ制御部５８に出力する。すなわち、装置が正常である場合には故障フラグＦｃ＝０を出力する。また、装置が故障しているが、転舵速度ωの変化に基づいて電動モータ３０が駆動可能な状態であると判断した場合には、故障フラグＦｃ＝１を出力する。さらに、装置が故障しており、電動モータ３０も駆動不可能な状態であると判断した場合には、故障フラグＦｃ＝２を出力する。
【００２０】
パワーシリンダ圧推定部５４は、基本アシスト指令値演算部４２が演算した正常時のアシストポンプ指令値Ｔａに基づいて、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０のうち高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxを演算するとともに、第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０の差圧Ｐsubを演算し、これら高圧側のシリンダ室の圧力Ｐ及び差圧Ｐsubを故障時モータ指令値演算部５６に出力する。
【００２１】
故障時モータ指令値演算部５６は、マップＭ１を参照することで、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０の差圧Ｐsubからゲインを演算する。このゲインは、差圧Ｐsubが所定のしきい値Ｐα以下のときには０（ゼロ）になる。所定のしきい値Ｐαは、フェールセーフバルブ３４を開いたときに発生する逆方向のアシストによる操舵力変動が、運転者が違和感を感じない程度の値に設定する。また、マップＭ２を参照することで、高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxに対応したモータ指令値を演算し、このモータ指令値にゲインを乗じることで故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´を演算する。ここで、前述したマップＭ２は、高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxが高いほど、大きなモータ指令値を演算するように設定されている。
【００２２】
切替えスイッチ５０は、装置が正常である場合には（故障フラグＦｃ＝０の場合には）、正常時のアシストポンプ指令値Ｔａをモータ制御部５２に出力する。また、装置が故障しているが、電動モータ３０が駆動可能な状態である場合には（故障フラグＦｃ＝１の場合には）、故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´をモータ制御部５２に出力する。さらに、装置が故障しており、電動モータ３０も駆動不可能な状態である場合には（故障フラグＦｃ＝２の場合には）、モータ制御部５２に対してアシストポンプ指令値を出力しない。
【００２３】
モータ制御部５２は、正常時のアシストポンプ指令値Ｔａ、或いは故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´に応じたモータ制御指令値Ｔｒを演算して電動モータ３０に出力する。
フェールセーフバルブ制御部５４は、装置が故障しているが電動モータ３０が駆動可能な状態である場合には、フェールセーフバルブ３４への駆動信号Ｖｒの出力を停止し、フェールセーフバルブ３４を開いた状態とする。また、装置が故障しており、且つ電動モータ３０も駆動が不可能である場合には、フェールセーフバルブ３４に駆動信号Ｖｒを出力し、フェールセーフバルブ３４を閉じた状態とする。
【００２４】
なお、本実施形態のオイルポンプ２８が本発明の液圧ポンプに相当し、モータ制御部５２，故障時モータ指令値演算部５６及びフェールセーフバルブ制御部５８が本発明のアシスト操舵制御手段に相当し、故障検出部４８が本発明の異常検出手段に相当し、パワーシリンダ圧推定部５４が本発明の液圧差演算手段に相当し、切り返し検出部４４が本発明のステアリングホイール操舵検出部に相当している。
【００２５】
次に、本実施形態のコントローラ３６が行なうフェールセーフ制御処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、図５で示すフローチャート処理は、例えば１０msec程度に設定された所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた結果が随時記憶装置に更新記憶されるとともに、必要な情報やプログラムは随時記憶装置から読み込まれる。
【００２６】
図５の処理フローは、先ずステップＳ２において、故障フラグＦｃが「０」（Ｆｃ＝０）であるか否かを判断する。故障フラグＦｃが「０」である（Ｆｃ＝０）場合は、装置（電動パワーステアリング装置）が正常である故障していると判断してステップＳ１８に移行し、故障フラグＦｃが「０」でない場合は、装置が故障していると判断してステップＳ４に移行する。
【００２７】
ステップＳ４では、故障フラグＦｃが「１」（Ｆｃ＝１）であるか否かを判断する。故障フラグＦｃが「１」である（Ｆｃ＝１）場合は、装置が故障しているが電動モータ３０が駆動可能な状態であると判断してステップＳ６に移行し、故障フラグＦｃが「１」でない場合は、装置が故障しており、電動モータ３０も駆動不可能な状態であると判断してステップＳ２２に移行する。
【００２８】
ステップＳ６では、フェールセーフバルブ３４に駆動信号Ｖｒを出力することで、フェールセーフバルブ３４を開状態とする。
次いでステップＳ８に移行し、前記パワーシリンダ圧推定部５４で演算したパワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０の差圧Ｐsubと、しきい値Ｐαとを比較演算する。そして、差圧Ｐsubとしきい値Ｐαとの関係が、Ｐsub＞Ｐαである場合にはステップＳ１０に移行し、Ｐsub≦Ｐαである場合には後述するステップＳ２４に移行する。
【００２９】
ステップＳ１０では、切り返しフラグＲｆが「１」（Ｒｆ＝１）であるか否かを判断する。ステアリングホイール４の切り返し動作を行なった状態を示す切り返しフラグＲｆが「１」（Ｒｆ＝１）である場合にはステップＳ２４に移行し、ステアリングホイール４の切り返し動作を行なっていない切り返しフラグＲｆが「０」（Ｒｆ＝０）の場合には、ステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxに対応したモータ指令値を演算し、このモータ指令値にゲインを乗じることで故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´を出力する。
【００３０】
次いで、ステップＳ１４に移行して、最大タイマカウンタＣＮＴmaxがタイマカウンタＣＮＴを上回っているか否かを判定し、最大タイマカウンタＣＮＴmaxがタイマカウンタＣＮＴを上回っている場合にはステップＳ１６に移行し、最大タイマカウンタＣＮＴmaxがタイマカウンタＣＮＴを上回っていない場合には、ステップＳ１５に移行する。なお、このタイマカウンタＣＮＴは、実際の経過時間を、例えば１０msec単位で累積するものとする。
【００３１】
前記ステップＳ１６では、タイマカウンタＣＮＴをインクリメントしてステップＳ８に移行する。また、ステップＳ１５では、故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´の出力を停止し、それからフェールセーフ制御処理を終了する。
一方、ステップＳ２において故障フラグＦｃが「０」である（Ｆｃ＝０）場合に移行するステップＳ１８では、フェールセーフバルブ３４への駆動信号Ｖｒの出力を停止することで、フェールセーフバルブ３４を閉状態とする。そして、ステップＳ１９に移行し、正常時のアシストポンプ指令値Ｔａを出力し、次いでステップＳ２０に移行し、タイマカウンタＣＮＴをゼロクリアしてからフェールセーフ制御処理を終了する。
【００３２】
また、ステップＳ４において故障フラグＦｃが「１」でない場合に移行するステップＳ２２では、フェールセーフバルブ３４への駆動信号Ｖｒの出力を停止することで、フェールセーフバルブ３４を閉状態とする。次いで、ステップＳ２４に移行し、タイマカウンタＣＮＴをゼロクリアしてからフェールセーフ制御処理を終了する。
【００３３】
次に、アシスト操舵実行時にフェールが発生した際の図５で示したフェールセーフ制御処理の具体的な動作について、図６から図１１を参照しながら説明する。
先ず、運転者がステアリングホイール４を一定の舵角で操舵し、パワーシリンダ１２の第２シリンダ室２０が第１シリンダ室１８に対して高油圧となっているときに、電動パワーステアリング装置に何らかのフェールが発生したときのタイムチャートを図６に示す。
【００３４】
図６に示すように、装置が異常であると判断し、電動モータ３０が駆動可能であると判断したときには（ステップＳ２及びステップＳ４）、フェールバルブ３４を開状態とするとともに（ステップＳ６）、電動モータ３０の駆動制御を行なう。電動モータ３０の駆動制御は、高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxに対応したモータ指令値を演算し、このモータ指令値にゲインを乗じることで演算した故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´をモータ制御部５２に出力する（ステップＳ８、ステップＳ１２）。そして、所定時間ＣＮＴmax経過した時点で電動モータ３０の駆動を停止する（ステップＳ１４、ステップＳ１６、ステップＳ１５）。
【００３５】
次に、図６のタイムチャート時におけるパワーステアリング機構１０の油の流れを図７に示す。
パワーシリンダ１２の第２シリンダ室２０に高油圧が発生しているときは、油圧管２６ｃ，２６ｄ及びバイパス管３２ｂ，３２ｂ’に高油圧が供給されている。このとき、リターンチェック弁６４は、（第１油圧室７４ａの油圧＜第２油圧室７４ｂの油圧）の関係が得られている。よって、リターンチェック弁６４のスプールバルブ６０は左側に移動しており、バイパス油路３２ａ’とドレン油路６８が連通しているため、第１ピストン室７６ａは大気開放されている。
この状態において、パワーステアリング装置に何らかのフェールが検知され、フェールセーフ制御が開始すると、フェールセーフバルブ３４が開状態となると、電動モータ３０の駆動によってオイルポンプ２８が作動し、バイパス管３２ｂの高油圧がフェールセーフバルブ３４を介してバイパス管３２ａに供給される。
【００３６】
これにより、パワーシリンダ１２の第２シリンダ室２０に接続している油圧管２６ｄと、第１シリンダ室１８に接続している油圧管２６ａとに、リターンチェック弁６４を介してバイパス管３２ｂ，３２ｂ’，３２ａ，３２ａ'から供給された油圧が流れて、第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０に供給される。これにより、パワーシリンダ１２には、車幅方向左側を向くアシスト力と車幅方向右側を向くアシスト力が釣り合う。これにより、フェールセーフバルブ３４が開状態となったときに、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８、第２シリンダ室２０の一方の油圧が急激に高まることがない。
【００３７】
従来技術にあっては、フェールセーフバルブ３４を開放すると、同時に電動モータ３０の駆動も停止しているので（図６の破線で示す電動モータのタイムチャートを参照）、オイルポンプ２８が作動せず、パワーシリンダ１２の第１シリンダ１８及び第２シリンダ室２０の内圧も低下してしまう（図６の破線で示す高圧側のシリンダ圧及び低圧側のシリンダ圧のタイムチャートを参照）。これにより、フェール発生時にアシスト力が発生し、ステアリングホイール４に操舵力の変動を引き起こし、運転者に違和感を与える虞があった（図６の破線で示すステアリングホイール舵角のタイムチャートを参照）。
【００３８】
これに対し、本実施形態では、フェールセーフバルブ３４を開放すると同時に、油圧が高圧側のシリンダ（本実施形態では、第２シリンダ２０）に供給されるように電動モータ３０を駆動制御してオイルポンプ２８を作動しているので、パワーシリンダ１２には、車幅方向左側を向くアシスト力と車幅方向右側を向くアシスト力とが釣り合うように発生し、ステアリングホイール４が操舵力の変動を引き起こさず、運転者に違和感を与えない。
【００３９】
次に、電動パワーステアリング装置に何らかのフェールが発生し、運転者がステアリングホイール４の切り返しを行なったときのタイムチャートを図８に示す。
図８に示すように、装置が異常であると判断し、電動モータ３０が駆動可能であると判断したときには（ステップＳ２及びステップＳ４）、フェールバルブ３４を開状態とするとともに（ステップＳ６）、電動モータ３０の駆動制御を行なう（ステップＳ８、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１６）。ここで、ステアリングホイール４の切り返しを行なったときには、電動モータ３０の駆動を停止する（ステップＳ１０、ステップＳ２４、ステップＳ１５）。
【００４０】
次に、図８のタイムチャート時におけるパワーステアリング機構１０の油の流れを図９に示す。
ステアリングホイール４の切り返し時に電動モータ３０の駆動を停止すると、バイパス管３２ｂの高油圧がフェールセーフバルブ３４を介してバイパス管３２ａに供給され、バイパス管３２ａ，３２ａ'から供給された油圧が、リターンチェック弁６４及び油圧管２６ａを介してパワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８に供給される。一方、パワーシリンダ１２の第２シリンダ室２０の油圧は、油圧管２６ｄ及びリターンチェック弁６４を介してバイパス管３２ｂ，３２ｂ'側に戻されていく。
【００４１】
これにより、ステアリングホイール４の切り返し時には、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８の油圧が上昇することで切り返し方向のアシスト力が発生し、第２シリンダ室２０の油圧は減少していくので、ステアリングホイール４の切り返し時の操舵力が低減し、スムーズなステアリング操作が行える。
次に、電動パワーステアリング装置に何らかのフェールが発生し、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０の差圧Ｐsubが小さくなったときのタイムチャートを図１０に示す。
【００４２】
図１０に示すように、装置が異常であると判断し、電動モータ３０が駆動可能であると判断したときには（ステップＳ２及びステップＳ４）、フェールバルブ３４を開状態とするとともに（ステップＳ６）、電動モータ３０の駆動制御を行なう（ステップＳ８、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１６）。その後、差圧Ｐsubがしきい値Ｐα以下（Ｐsub≦Ｐα）となったときには、電動モータ３０の駆動を停止する（ステップＳ８、ステップＳ２４、ステップＳ１５）。
【００４３】
次に、図１０のタイムチャート時におけるパワーステアリング機構１０の油の流れを図１１に示す。
差圧Ｐsubがしきい値Ｐα以下（Ｐsub≦Ｐα）となったときには、フェールバルブ３４を開状態とし、電動モータ３０の駆動によりオイルポンプ３８を作動しなくても、ステアリングホイール４の操舵力の変動を引き起こすような、車幅方向左側を向くアシスト力と車幅方向右側を向くアシスト力とが、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０には発生しない。また、電動モータ３０を継続して駆動していると、加熱の面で問題が生じる虞がある。
【００４４】
したがって、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０の差圧Ｐsubがしきい値Ｐα以下（Ｐsub≦Ｐα）となったときに、電動モータ３０の駆動を停止することで、電動モータ３０の加熱を防止することができる。
このように、本実施形態の電動パワーステアリング装置は、フェールセーフバルブ３４を開放すると同時に、油圧が高圧側のシリンダに供給されるように電動モータ３０を駆動制御してオイルポンプ２８を作動しているので、ステアリングホイール４が操舵力の変動を引き起こさず、運転者に違和感を与えることがない。
【００４５】
また、ステアリングホイール４の切り返し時には、パワーシリンダ１２の高圧側のシリンダ内の油圧を減少させることで、ステアリングホイール４の切り返し時の操舵力を低減し、スムーズなステアリング操作を行なうことができる。
また、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０の差圧Ｐsubがしきい値Ｐα以下（Ｐsub≦Ｐα）となったときに、電動モータ３０の駆動を停止することにより、電動モータ３０の加熱を防止して耐久性を向上させることができる。
【００４６】
さらに、コントローラ３６を構成している故障時モータ指令値演算部５６は、高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxの値が高いほど、大きなモータ指令値を演算するマップＭ２を参照し、このマップＭ２により得たモータ指令値に基づいて故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´を演算するようにしているので、高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxが極端に高い場合であっても、ステアリングホイール４の操舵力の変動を確実に防止することができる。
【００４７】
なお、第１実施形態では、パワーシリンダ圧推定部５４を設け、高圧側のシリンダ圧力Ｐmaxに応じて、故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´を出力し、差圧Ｐsubが所定しきい値Ｐα以下では０としているが、パワーシリンダ圧推定部５４は設けず、ステアリングホイールの操舵位置から故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´と、故障時のアシストポンプ指令の継続時間ＣＮＴを決め、出力するようにしてもよい。
【００４８】
次に、図１２から図１４は、本発明に係る第２実施形態のコントローラ３６を示す制御ブロック図である。本実施形態のコントローラ３６と、図４で示したコントローラ３６とで同一構成部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態のコントローラ３６は、図４で示した構成に加えて車両加速度演算部８０を備えている。
【００４９】
車両加速度演算部８０は、車速センサ４０から得られる車速Ｖに基づいて車両の加速度Ｇを演算し、故障時モータ指令値演算部５６に出力している。
パワーシリンダ圧推定部５４は、基本アシスト指令値演算部４２が演算した正常時のアシストポンプ指令値Ｔａに基づいて、パワーシリンダ１２の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室２０のうち高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxを演算し、故障時モータ指令値演算部５６に出力している。
【００５０】
故障時モータ指令値演算部５６は、マップＭ３を参照することで、車両加速度演算部８０から負の加速度（減速度：Ｇ＜０）が入力したときに、その減速度Ｇに応じてゲインを演算する。正の加速度（加速度：Ｇ≧０）では、ゲインを１として、第１実施形態と同様の故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´が出力される。また、第１実施形態と同様に、マップＭ２を参照することで、高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxに対応したモータ指令値を演算し、このモータ指令値に、前記ゲインを乗じることで故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´を演算する。
【００５１】
本実施形態のパワーシリンダ圧推定部５４が、本発明の液圧演算手段に相当し、故障時モータ指令値演算部５６が加速度演算手段に相当している。
次に、本実施形態のコントローラ３６が行なうフェールセーフ制御処理について、図１３のフローチャートを参照して説明する。
なお、本実施形態のフローチャートは、図５で示した第１実施形態のフローチャートと比較してステップＳ１０とステップＳ１２の間にステップＳ２６を挿入している。
ステップＳ２６では、車両加速度演算部８０で演算した加速度Ｇが読み込まれ、ステップＳ１２に移行する。
【００５２】
次に、アシスト操舵実行時にフェールが発生した際の本実施形態のフェールセーフ制御処理について説明する。
図１４は、パワーシリンダ１２の第２シリンダ室２０が第１シリンダ室１８に対して高油圧となっているとともに、車両が減速しながら走行しているときに、電動パワーステアリング装置に何らかのフェールが発生したときのタイムチャートである。
【００５３】
装置が異常であると判断し、電動モータ３０が駆動可能であると判断したときには（図１３のステップＳ２及びステップＳ４）、フェールバルブ３４を開状態とするとともに（ステップＳ６）、電動モータ３０の駆動制御を行なう。電動モータ３０の駆動制御は、高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmax及び車両の加速度Ｇを演算する。ここで、車両の加速度Ｇが正の値であるときは、ゲインを１とし、車両の加速度Ｇが負の値（減速度）のときには、減速度Ｇに応じてゲインを演算するとともに、高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxに対応したモータ指令値を演算する。そして、このモータ指令値、前記ゲインを乗じることで、故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´を演算して出力する（ステップＳ２２及びステップＳ１２）。
【００５４】
車両の減速走行時には、一定速度の走行時に比べ、操舵輪ＷＬＲ，ＷＬＬを操舵するための操舵力が大きくなるとともに、フェール発生時のアシスト操舵力の変動も大きくなる。そのため、本実施形態では、車両の減速走行時には、フェールセーフバルブ３４を開放すると同時に、高圧側のシリンダ室の圧力Ｐmaxに対応したモータ指令値を演算し、このモータ指令値に減速度Ｇの変化に応じたゲインを乗じることで、故障時のアシストポンプ指令値Ｔａ´を一定速度の走行時よりも上昇させてモータ制御部５２に出力しているので、車両の減速走行時にフェールが発生した場合でも、アシスト操舵力の変動をより確実に防止することができる。
したがって、本実施形態は、車両の減速走行時にフェールが発生しても、図１４のＣで示す丸印内の領域で示すように、アシスト操舵力を徐々に発生させてショックを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の概略を示す図である。
【図２】電動パワーステアリング装置を構成するパワーステアリング機構の構成を示した図である。
【図３】パワーステアリング機構を構成するリターンチェック弁を示す図である。
【図４】電動パワーステアリング装置を構成するコントローラを示す制御ブロック図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態のフェールセーフ制御処理を示すフローチャートである。
【図６】ステアリングホイールを一定の舵角で操舵しているときにフェールが発生したときの各装置のタイムチャートである。
【図７】ステアリングホイールを一定の舵角で操舵しているときにフェールが発生したときのパワーステアリング機構の油圧の流れを示す図である。
【図８】ステアリングホイールの切り返し時にフェールが発生したときの各装置のタイムチャートである。
【図９】ステアリングホイールの切り返し時にフェールが発生したときのパワーステアリング機構の油圧の流れを示す図である。
【図１０】電動パワーステアリング装置に何らかのフェールが発生し、パワーシリンダの第１シリンダ室及び第２シリンダ室の差圧が小さくなったときのタイムチャートである。
【図１１】電動パワーステアリング装置に何らかのフェールが発生し、パワーシリンダの第１シリンダ室及び第２シリンダ室の差圧が小さくなったときのパワーステアリング機構の油圧の流れを示す図である。
【図１２】電動パワーステアリング装置を構成する他の構成のコントローラを示す制御ブロック図である。
【図１３】他の構成のコントローラが行なうフェールセーフ制御処理を示すフローチャートである。
【図１４】他の構成のコントローラがフェールセーフ制御処理を行なう際の各装置のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
４    ステアリングホイール
１０  パワーステアリング装置
１２  パワーシリンダ
１４  タイロッド
１６  シリンダチューブ
１８  第１シリンダ室（パワーシリンダの一方の室）
２０  第２シリンダ室（パワーシリンダの他方の室）
２２  ピストン
２４  ピストンロッド
２６  油圧管
２８  オイルポンプ（液圧ポンプ）
３０  電動モータ
３２  バイパス管（バイパス路）
３４  フェールセーフバルブ
３６  コントローラ
３８  トルクセンサ
４０  車速センサ
【図１】
0004797516.tif 000002
【図２】
0004797516.tif 000003
【図３】
0004797516.tif 000004
【図４】
0004797516.tif 000005
【図５】
0004797516.tif 000006
【図６】
0004797516.tif 000007
【図７】
0004797516.tif 000008
【図８】
0004797516.tif 000009
【図９】
0004797516.tif 000010
【図１０】
0004797516.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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