(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプールの移動により開度変化する可変絞り部を有し、その開度変化により操舵補助力発生用の油圧を変化させる可変絞り弁と、
前記スプールを一方向と他方向とに移動させるためのステッピングモータと、
前記ステッピングモータをステップ数に従い駆動する手段と、
前記スプールの一方向への移動を原点において阻止可能なストッパーと、
前記スプールを前記原点まで移動させるのに要する予め定められたステップ数を、原点設定用ステップ数として記憶する手段と、
前記スプールを前記ステッピングモータの制御開始時点での位置から一方向に移動させるために予め定められたステップ数であって前記原点設定用ステップ数よりも小さい値を、仮原点設定用ステップ数として記憶する手段と、
前記仮原点設定用ステップ数に従った前記ステッピングモータの駆動完了時に、前記スプールが仮原点に位置するものとして、その時点でのステップ数の値を演算用仮原点に設定する手段と、
前記仮原点から他方向への前記スプールの移動距離に対応する前記演算用仮原点からのステップ数を、車両運転条件に応じて設定する手段と、
前記スプールが仮原点に配置され、且つ、車両運転条件に応じて設定される演算用仮原点からのステップ数が零であることを含む原点復帰条件が充足されている原点復帰許容状態か否かを判定する手段と、
前記原点復帰許容状態において、前記原点設定用ステップ数から前記仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数に従った前記ステッピングモータの駆動完了時に、その時点でのステップ数の値を演算用原点に設定する手段とを備え、
前記演算用原点の設定後においては、前記演算用仮原点からのステップ数に代えて、前記原点から他方向への前記スプールの移動距離に対応する前記演算用原点からのステップ数が、車両運転条件に応じて設定され、
車両運転条件に応じて設定されたステップ数に従った前記ステッピングモータの駆動により、前記スプールが位置決めされる油圧パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記原点設定用ステップ数から前記仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数に従った前記ステッピングモータの駆動途中に前記原点復帰許容状態でなくなった時、その時点で前記スプールが新たな仮原点に位置するものとして、その時点でのステップ数の値が演算用仮原点に新たに設定される請求項１に記載の油圧パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記車両運転条件は車速を含み、
前記仮原点または前記原点から他方向への前記スプールの移動距離は、車速が大きくなると大きくなるものとされる請求項１または２に記載の油圧パワーステアリング装置。
【請求項４】
操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧は、前記仮原点または前記原点から他方向への前記スプールの移動距離が大きくなると小さくなるものとされ、
前記ステッピングモータの制御は、車速が予め設定された値以下である時に開始される請求項３に記載の油圧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、車両運転条件に応じたステッピングモータの制御により操舵補助力を変化させることができる油圧パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧パワーステアリング装置において操舵補助力を例えば車速のような車両運転条件に応じて変化させるため、油圧回路に設けられる可変絞り弁のスプールを移動させるステッピングモータを、車両運転条件に応じて設定されるステップ数に従い駆動することが行われている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような可変絞り弁における可変絞り部の開度を正確に設定するためには、ステッピングモータの制御によりスプールの位置決めを正確に行う必要がある。そのため、スプールの実際の基準位置に対応する原点と、ステップ数を演算する基準となる演算用原点とを一致させる必要がある。
【０００４】
そこで、スプールの一方向への移動を原点において阻止可能なストッパーを設け、スプールを原点まで移動させるのに要する原点設定用ステップ数を予め定め、ステッピングモータを制御開始時点に原点設定用ステップ数に従い駆動することが行われている。これにより、原点設定用ステップ数に従ったステッピングモータの駆動完了時点においては、スプールは原点に位置することから、その時点でのステップ数の値を演算用原点に設定している。
【特許文献１】特開２０００−２２９５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステッピングモータを例えば車速により制御する場合、車速が零の時にスプールを原点に位置決めすることで可変絞り部を閉鎖し、車速が大きくなるとスプールを原点から離すことで可変絞り部の開度を大きくしている。これにより、車速が大きくなると操舵補助力を小さくしている。このようなステッピングモータの制御は、通常は車両のイグニッションスイッチのオン、オフに応じて開始、終了される。一般的な運転者は、車速が零あるいは零近傍でイグニッションスイッチをオフするため、ステッピングモータの制御終了時点におけるスプールは原点あるいは原点近傍に配置される。
【０００６】
しかし、例えば下り坂等において車両走行中にイグニッションスイッチをオフし、停車位置まで慣性で車両を走行させるような運転者も存在する。このような場合、ステッピングモータの制御終了時点における車速が大きいため、スプールは原点から離れて配置される。そのため、次にステッピングモータの制御を開始する時にスプールを確実に原点まで移動させることができるように、原点から最も離れた位置にスプールが配置されているものとして原点設定用ステップ数が設定されている。
【０００７】
そうすると、原点設定用ステップ数が大きくなるため、ステッピングモータの制御開始時点における原点設定用ステップ数に従った駆動が完了するまでの時間が長くなり、演算用原点の設定まで長時間を要することになる。演算用原点が設定されるまでは車両運転条件に応じて操舵補助力を制御できないため、車両の始動当初において操舵フィーリングが低下する時間が長くなるという問題がある。
本発明は、上記問題を解決することのできる油圧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】
【０００８】
本発明の油圧パワーステアリング装置は、スプールの移動により開度変化する可変絞り部を有し、その開度変化により操舵補助力発生用の油圧を変化させる可変絞り弁と、前記スプールを一方向と他方向とに移動させるためのステッピングモータと、前記ステッピングモータをステップ数に従い駆動する手段と、前記スプールの一方向への移動を原点において阻止可能なストッパーと、前記スプールを前記原点まで移動させるのに要する予め定められたステップ数を、原点設定用ステップ数として記憶する手段と、前記スプールを前記ステッピングモータの制御開始時点での位置から一方向に移動させるために予め定められたステップ数であって前記原点設定用ステップ数よりも小さい値を、仮原点設定用ステップ数として記憶する手段と、前記仮原点設定用ステップ数に従った前記ステッピングモータの駆動完了時に、前記スプールが仮原点に位置するものとして、その時点でのステップ数の値を演算用仮原点に設定する手段と、前記仮原点から他方向への前記スプールの移動距離に対応する前記演算用仮原点からのステップ数を、車両運転条件に応じて設定する手段と、前記スプールが仮原点に配置され、且つ、車両運転条件に応じて設定される演算用仮原点からのステップ数が零であることを含む原点復帰条件が充足されている原点復帰許容状態か否かを判定する手段と、前記原点復帰許容状態において、前記原点設定用ステップ数から前記仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数に従った前記ステッピングモータの駆動完了時に、その時点でのステップ数の値を演算用原点に設定する手段とを備え、前記演算用原点の設定後においては、前記演算用仮原点からのステップ数に代えて、前記原点から他方向への前記スプールの移動距離に対応する前記演算用原点からのステップ数が、車両運転条件に応じて設定され、車両運転条件に応じて設定されたステップ数に従った前記ステッピングモータの駆動により、前記スプールが位置決めされる。
本発明によれば、ステッピングモータの制御開始時点においては、仮原点設定用ステップ数に従ったステッピングモータの駆動が完了した時、スプールが仮原点に位置するものとして、その時点でのステップ数の値が演算用仮原点に設定される。その仮原点から他方向への前記スプールの移動距離に対応する演算用仮原点からのステップ数が、車両運転条件に応じて設定される。その車両運転条件に応じて設定されたステップ数に従ったステッピングモータの駆動によりスプールが位置決めされることで、車両運転条件に応じた操舵補助力を得ることができる。
その仮原点設定用ステップ数は原点設定用ステップ数よりも小さいので、演算用仮原点を演算用原点よりも短時間で設定できる。これにより、車両運転条件に応じた操舵補助力を従来よりも短時間で得ることができ、車両の始動当初に運転条件に応じたステッピングモータの制御が制限される時間を短縮できる。
その仮原点は必ずしも原点と一致しないため、演算用仮原点と演算用原点に差が生じる場合があるが、操舵補助力が車両運転条件に全く対応しない場合に比べて操舵フィーリングを向上することが可能になる。さらに、その仮原点が原点と一致する場合は演算用仮原点が演算用原点に一致するため、短時間で十分な操舵フィーリングを得ることができる。
さらに、原点復帰許容状態においてはスプールが仮原点に配置されているので、原点設定用ステップ数から仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数に従ったステッピングモータの駆動完了時に、スプールを原点に配置し、その時点のステップ数の値を演算用原点に設定することができる。これにより、仮原点を確実に原点に一致させることができる。しかも、演算用原点の設定は、スプールを仮原点から他方向に移動させる必要のない車両運転条件の充足時になされるので、操舵フィーリングに悪影響を与えることなく行うことができる。
【０００９】
前記原点設定用ステップ数から前記仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数に従った前記ステッピングモータの駆動途中に前記原点復帰許容状態でなくなった時、その時点で前記スプールが新たな仮原点に位置するものとして、その時点でのステップ数の値が演算用仮原点に新たに設定されるのが好ましい。これにより、仮原点と原点とが一致しない場合でも、演算用仮原点と演算用原点の差を演算用原点の設定前に次第に小さくし、操舵フィーリングへの悪影響を低減できる。
【００１０】
前記車両運転条件は車速を含み、前記仮原点または前記原点から他方向への前記スプールの移動距離は、車速が大きくなると大きくなるものとされるのが好ましい。これにより、ステッピングモータの制御終了時においては通常は車速が零または零近傍であるので、スプールは原点または原点近傍に配置される。よって通常の場合においては、次の制御開始時におけるステッピングモータの仮原点設定用ステップ数に従った駆動が完了した時点で、スプールの移動をストッパーにより阻止することで仮原点を原点に一致させ、短時間で十分な操舵フィーリングを得ることができる。
この場合、操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧は、前記仮原点または前記原点から他方向への前記スプールの移動距離が大きくなると小さくなるものとされ、前記ステッピングモータの制御は、車速が予め設定された値以下である時に開始されるのが好ましい。これにより、例えば下り坂等において車両を慣性により走行させている途中にイグニッションスイッチをオンした場合に、演算用仮原点の設定のためにスプールが操舵補助力を大きくする方向に移動することはなく、車速増加時に操舵補助力が大きくなるのを防止して操舵の安定性を維持できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の油圧パワーステアリング装置によれば、車両の始動当初に操舵補助力の運転条件に応じた制御が制限される時間を短縮し、操舵フィーリングを向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に示すラックピニオン式油圧パワーステアリング装置１においては、図外ステアリングホイールに連結される入力シャフト２にピン４を介して連結されるトーションバー６が、出力シャフト３にセレーション５を介して連結されている。入力シャフト２はベアリング８を介しバルブハウジング７により支持され、また、ブッシュ１２を介して出力シャフト３により支持されている。出力シャフト３はベアリング１０、１１を介してラックハウジング９により支持されている。出力シャフト３に形成されるピニオン１５に噛み合うラック１６に図外操舵用車輪が連結される。これにより、操舵による入力シャフト２の回転がトーションバー６、出力シャフト３を介して伝達されることでピニオン１５が回転し、ラック１６が車両幅方向に移動することで車両の舵角が変化する。
【００１３】
操舵補助力発生用油圧アクチュエータとして油圧シリンダ２０が設けられている。油圧シリンダ２０は、ラックハウジング９により構成されるシリンダチューブと、ラック１６に一体化されるピストン２１を備えている。ピストン２１により仕切られる油室２２、２３に操舵抵抗に応じて圧油を供給するため、ロータリー式油圧制御弁３０が設けられている。制御弁３０においては、バルブハウジング７に相対回転可能に挿入される筒状の第１バルブ部材３１が出力シャフト３にピン２９を介して同行回転するよう連結され、第１バルブ部材３１に同軸中心に相対回転可能に挿入される第２バルブ部材３２が入力シャフト２の外周部に同行回転するように一体的に成形されている。ポンプ７０に接続される入口ポート３４、油圧シリンダ２０の一方の油室２２に接続される第１ポート３７、他方の油室２３に接続される第２ポート３８、タンク７１に接続される第１出口ポート３６、可変絞り弁６０を介してタンク７１に接続される第２出口ポート６１が、バルブハウジング７に設けられ、両バルブ部材３１、３２の内外周間の流路を介して互いに接続される。
【００１４】
図３、図４に示すように、第１バルブ部材３１の内周において、複数の右操舵用溝５０ａが流路５３と第１ポート３７を介し油室２２に接続され、複数の左操舵用溝５０ｂが流路５４と第２ポート３８を介し油室２３に接続され、複数の連絡用溝５０ｃが形成されている。第２バルブ部材３２の外周において、複数の圧油供給用溝５１ａが圧油供給路５５と入口ポート３４を介しポンプ７０に接続され、複数の第１圧油排出用溝５１ｂが流路５２ａから入力シャフト２とトーションバー６との間を通り流路５２ｂ（図１参照）と第１出口ポート３６を介しタンク７１に接続され、第２圧油排出用溝５１ｃが流路５９と第２出口ポート６１を介し可変絞り弁６０に接続される。各溝は周方向間隔をおいて配置され、第１圧油排出用溝５１ｂは右操舵用溝５０ａと左操舵用溝５０ｂの間に配置され、各第２圧油排出用溝５１ｃは連絡用溝５０ｃの間に配置され、右操舵用溝５０ａと連絡用溝５０ｃとの間および左操舵用溝５０ｂと連絡用溝５０ｃとの間に圧油供給用溝５１ａが配置される。第１バルブ部材３１に形成された溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃの軸方向に沿う縁と第２バルブ部材３２に形成された溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃの軸方向に沿う縁との間が絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′を構成する。
【００１５】
図５に示すように、第２バルブ部材３２に形成された溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃの軸方向に沿う縁は面取り部とされている。圧油供給用溝５１ａと連絡用溝５０ｃとの間の絞り部Ａ′、Ｃ′における圧油供給用溝５１ａの軸方向に沿う縁（図３において□で囲む）の面取り部の幅をＷ、連絡用溝５０ｃと第２圧油排出用溝５１ｃとの間の絞り部Ｂ′、Ｄ′における第２圧油排出用溝５１ｃの軸方向に沿う縁（図３において△で囲む）の面取り部の幅をＷ′、その他の第２バルブ部材３２に形成された溝の軸方向に沿う縁（図３において○で囲む）の面取り部の幅をＷ″として、図４、図５に示すように、Ｗ＞Ｗ′＞Ｗ″とされている。操舵抵抗のない状態（図４、図５の状態）から各絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′を全閉するのに要する両バルブ部材３１、３２の相対回転角度（すなわち閉鎖角度）を互いに比較すると、絞り部Ａ′、Ｃ′の閉鎖角度θｒは絞り部Ｂ′、Ｄ′の閉鎖角度θｓよりも大きく、両閉鎖角度θｒ、θｓは、他の各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの閉鎖角度θｔよりも大きい。これにより、第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２との間の各絞り部は、複数の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからなる第１の組と、第１の組に属する各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりも閉鎖角度の大きな複数の絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′からなる第２の組とに組分けされ、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′を閉鎖するのに要する操舵抵抗は第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを閉鎖するのに要する操舵抵抗よりも大きくされる。また、第２の組に属する絞り部は、絞り部Ｂ′、Ｄ′と、この絞り部Ｂ′、Ｄ′よりも閉鎖角度の大きな絞り部Ａ′、Ｃ′の２種類とされる。
【００１６】
両バルブ部材３１、３２が操舵抵抗によるトーションバー６のねじれによって弾性的に相対回転することで、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度が変化し、その開度変化に応じて油圧シリンダ２０に作用する油圧が変更されることで、操舵抵抗に応じた操舵補助力が発生する。図４は操舵が行なわれていない状態を示し、両バルブ部材３１、３２の間の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′は全て開かれ、入口ポート３４と各出口ポート３６、６１とは弁間流路２７を介し連通し、ポンプ７０から制御バルブ３０に流入する油はタンク７１に還流し、操舵補助力は発生しない。右方へ操舵することによって生じる操舵抵抗により両バルブ部材３１、３２が相対回転すると、図３に示すように、絞り部Ａ、Ａ′の開度が大きくなり、絞り部Ｂ、Ｂ′の開度が小さくなり、絞り部Ｃ、Ｃ′の開度が小さくなり、絞り部Ｄ、Ｄ′の開度が大きくなる。これにより、図中矢印で示す圧油の流れにより油圧シリンダ２０の右操舵補助力発生用油室２２に操舵抵抗に応じた圧力の圧油が供給され、また、左操舵補助力発生用油室２３からタンク７１に油が還流し、車両の右方への操向補助力が油圧シリンダ２０からラック１６に作用する。左方へ操舵すると第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２とが右方に操舵した場合と逆方向に相対回転し、絞り部Ａ、Ａ′の開度が小さくなり、絞り部Ｂ、Ｂ′の開度が大きくなり、絞り部Ｃ、Ｃ′の開度が大きくなり、絞り部Ｄ、Ｄ′の開度が小さくなるので、車両の左方への操舵補助力が油圧シリンダ２０からラック１６に作用する。
【００１７】
図１、図６に示すように、第２出口ポート６１に連通する可変絞り弁６０は、バルブハウジング７に接続される第２バルブハウジング７′と、第２バルブハウジング７′に形成された挿入孔６６に軸方向（図１、図６において上下方向）に沿って直線的に移動可能に挿入されたスプール（移動部材）６２と、スプール６２にねじ合わされるネジ部材６４と、ネジ部材６４を回転駆動するステッピングモータ８０を有する。ネジ部材６４の軸心はスプール６２の軸心と平行とされることで両軸心は互いに対して偏心され、これによりネジ部材６４の回転時におけるスプール６２の連れ回りが防止される。なお、両軸心を互いに一致させてもよく、この場合、例えばスプール６２の外周に形成する軸方向溝に軸方向相対移動可能に嵌め合わされる突起を第２バルブハウジング７′に設ける等して連れ回りを防止すればよい。スプール６２の外周に周溝６２ａが形成され、挿入孔６６の内周に周溝６６ａが形成され、両周溝６２ａ、６６ａの間が可変絞り部６７とされている。可変絞り部６７の開度はスプール６２の軸方向に沿う直線的移動によって変化する。
【００１８】
ステッピングモータ８０をステップ数に従い駆動する手段として、車両に搭載されるコンピュータにより構成される制御装置１００が設けられている。制御装置１００は、車両運転条件として車速を検出する車速センサ１０１に接続され、検出した車速に応じた数のステップ数に対応するパルスをモータ８０に送る。これにより、ステッピングモータ８０は車速に応じたステップ数だけ回転駆動され、ステッピングモータ８０は低車速になるとネジ部材６４を回転方向一方に回転させ、スプール６２を一方向（図中下方）に変位させ、高車速になるとネジ部材６４を回転方向他方に回転させてスプール６２を他方向（図中上方）に変位させる。よって、可変絞り部６７の開度は高車速になるとスプール６２が図中上方に変位するので図６に示すように大きくなり、低車速になるとスプール６２が下方に変位するので図７に示すように小さくなる。
【００１９】
挿入孔６６の内周の周溝６６ａと第２出口ポート６１とを連通する連絡流路５８が第２バルブハウジング７′に形成されている。スプール６２の外周の周溝６２ａとスプール６２の通孔６２ｄとを連通する径方向孔６２ｃがスプール６２に形成されている。スプール６２の通孔６２ｄは、挿入孔６６におけるスプール６２の下方空間に連通する。スプール６２の下方空間と第１出口ポート３６とを連通する連絡流路７６が、スプール６２の径方向外方においてバルブハウジング７と第２バルブハウジング７′とに亘り形成されている。スプール６２に通孔６２ｄと平行にドレン流路６２ｈが形成され、スプール６２の上方空間と下方空間とを接続する。これにより、ポンプ７０から供給される圧油は、弁間流路２７、第２出口ポート６１、連絡流路５８を介して可変絞り部６７に至り、可変絞り部６７から連絡流路７６、第１出口ポート３６を介しタンク７１に至る。よって、図２に示す油圧回路が構成される。すなわち、油圧制御弁３０における第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′とは互いに並列とされる。第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′にタンク７１との間において可変絞り弁６０の可変絞り部６７が直列に配置される。第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより制御される圧油流量の第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′により制御される圧油流量に対する割合を変化させることができるように、その第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′と直列に可変絞り弁６０が接続される。これにより、可変絞り部６７の開度変化により操舵補助力発生用の油圧が変化する。
【００２０】
図６、図７に示すように、挿入孔６６の一端は第２バルブハウジング７′にねじ込まれるストッパー６８により閉鎖され、他端はカバー９６により閉鎖される。ストッパー６８は、可変絞り部６７の開度を小さくする一方向へのスプール６２の直線的移動を図７に示すように阻止する。ストッパー６８によるスプール６２の移動阻止位置が原点とされる。ストッパー６８の第２バルブハウジング７′へのネジ込み量は変更可能とされることで原点の位置は変更調節可能とされている。スプール６２とストッパー６８との間にスプール６２のがたつき防止のために圧縮コイルバネ９０が配置されている。
【００２１】
制御装置１００は、ステッピングモータ８０によりスプール６２を原点まで移動させるのに要する予め定められたステップ数を原点設定用ステップ数として記憶する。原点決定ステップ数は、ステッピングモータ８０の制御開始時にスプール６２を確実に原点まで移動させることができるように、原点から最も離れた位置にスプール６２が配置されているものとして設定すればよい。本実施形態においては、スプール６２が原点から最も離れる時のステップ数は２１７ステップに設定されることから、原点設定用ステップ数は２２０ステップとされる。これにより、スプール６２の移動がストッパー６８により阻止された後もステッピングモータ８０は脱調状態で回転し、確実にスプール６２を原点に配置できる。
【００２２】
制御装置１００は、スプール６２をステッピングモータ８０の制御開始時点での位置から一方向に移動させるために予め定められたステップ数であって原点設定用ステップ数よりも小さい値を、仮原点設定用ステップ数として記憶する。本実施形態の仮原点設定用ステップ数は７０ステップとされるが、原点設定用ステップ数よりも小さな値であって制御開始当初に操舵補助力の運転条件に応じた制御が制限される時間を短縮できる値であれば特に限定されない。
【００２３】
制御装置１００は、仮原点設定用ステップ数に従ったステッピングモータ８０の駆動完了時に、スプール６２が仮原点に位置するものとして、その時点でのステップ数の値を演算用仮原点に設定する。図８は、イグニッションスイッチがオンされてからの経過時間ｔに対する制御装置１００の回路電圧Ｖ、警告灯（図示省略）のオン・オフ状態、車速ν、およびスプール６２の原点からの位置の関係を示す。図８において車速νは零であるとする。その警告灯は、制御装置１００による制御の開始後に操舵補助力が運転条件に応じ制御されない状態である場合に、運転者に警告するために点灯される。車両のイグニッションスイッチがオンされ、時間ｔ0 の経過により回路電圧Ｖが制御に必要な値Ｖａに達すると、警告灯がオンされ、制御装置１００によるステッピングモータ８０の制御が開始される。ステッピングモータ８０がステップ数に従い駆動されることで、スプール６２はステッピングモータ８０の制御開始時点での位置ＰA から一方向に向かい移動を開始する。時間ｔ1 の経過によりステッピングモータ８０が仮原点設定用ステップ数（７０ステップ）だけ回転駆動されると、その時点でのスプール６２の位置ＰB が仮原点とされ、その時点でのステップ数の値が例えば零とされることで演算用仮原点として制御装置１００において設定され記憶される。これにより制御装置１００は、仮原点から他方向へのスプール６２の移動距離に対応する演算用仮原点からのステップ数を車両運転条件に応じて設定する状態になり、操舵補助力は運転条件に応じ制御されるため、警告灯はオフされる。車両運転条件に応じて設定された演算用仮原点からのステップ数に従ったステッピングモータ８０の駆動により、スプール６２が位置決めされる。ここで、仮原点から他方向へのスプール６２の移動距離は車速νが大きくなると大きくなるものとされ、油圧シリンダ２０に作用する油圧は操舵抵抗が等しければ仮原点から他方向へのスプール６２の移動距離が大きくなると小さくなる。本実施形態の車両運転条件は車速とされるが、車速だけでなく舵角のような他の車両運転条件を含んでもよいし、また、車速に代えて舵角のような他の運転条件を車両運転条件としてもよい。
【００２４】
制御装置１００は、スプール６２が仮原点に配置され、且つ、車両運転条件に応じて設定された演算用仮原点からのステップ数が零であることを含む原点復帰条件が充足されている原点復帰許容状態か否かを判定する。本実施形態では、スプール６２が仮原点に配置され、且つ、車速νが零である時に原点復帰条件が充足されるが、これに代えて、スプール６２が仮原点に配置され、且つ、車速νが零よりも大きな値以下である時に原点復帰条件が充足されてもよい。また、追加の条件が充足されることで原点復帰条件が充足されるようにしてもよい。例えば、制御装置１００がフェールセーフ制御中でないことを追加の条件とし、フェールセーフ制御中は原点復帰条件が充足されないようにし、車速センサ１０１からの信号が制御装置１００に入力されない場合、制御装置１００はフェールセーフ制御によりスプール６２を原点から最も他方向に離れた位置に配置させる。
【００２５】
制御装置１００は、原点復帰許容状態において、原点設定用ステップ数から仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数に従ったステッピングモータ８０の駆動完了時に、その時点でのステップ数の値を演算用原点に設定する。図８に示すように、時間ｔ1 の経過により演算用仮原点が設定された時点で原点復帰許容状態であれば、ステッピングモータ８０の駆動が継続され、原点設定用ステップ数から仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数（１５０ステップ）だけ原点復帰許容状態において回転駆動されると、時間ｔ2 の経過によりスプール６２は原点ＰC に位置し、その時点でのステップ数の値が例えば零とされることで演算用原点として制御装置１００において設定され記憶される。この演算用原点の設定後においては、演算用仮原点からのステップ数に代えて、原点から他方向へのスプール６２の移動距離に対応する演算用原点からのステップ数が、車両運転条件に応じて制御装置１００により設定される。これにより、車両運転条件に応じて設定された原点からのステップ数に従ったステッピングモータ８０の駆動によりスプール６２が位置決めされる。ここで、原点から他方向へのスプール６２の移動距離は車速νが大きくなると大きくなるものとされ、油圧シリンダ２０に作用する油圧は操舵抵抗が等しければ原点から他方向へのスプール６２の移動距離が大きくなると小さくなる。
【００２６】
制御装置１００においては、原点設定用ステップ数から仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数に従ったステッピングモータ８０の駆動途中に原点復帰許容状態でなくなった時、その時点でスプール６２が新たな仮原点に位置するものとして、その時点でのステップ数の値が演算用仮原点に新たに設定される。
例えば図９に示すように、時間ｔ1 の経過により演算用仮原点が設定された後に、時間ｔ3 の経過時点で車速νが零を超えることで原点復帰許容状態でなくなり、その後に車速νがνa に達し、しかる後に時間ｔ4 の経過時点で車速νが零になることで原点復帰状態になったとする。この場合、時間ｔ3 の経過時点でのスプール６２の位置ＰB ′が新たな仮原点とされ、その時点でのステップ数の値が例えば零とされることで演算用仮原点として制御装置１００において新たに設定され記憶される。これにより制御装置１００は、時間ｔ3 の経過時点から時間ｔ4 の経過時点までは、仮原点から他方向へのスプール６２の移動距離に対応する新たな演算用仮原点からのステップ数を車速νに応じて設定し、新たな演算用仮原点からのステップ数に従ったステッピングモータ８０の駆動によりスプール６２が位置決めされる。時間ｔ4 の経過時点において原点復帰許容状態になることから、原点復帰許容状態において原点設定用ステップ数から仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数（１５０ステップ）だけステッピングモータ８０が回転駆動される状態が再開され、時間時間ｔ5 の経過によりスプール６２は原点ＰC に位置し、その時点でのステップ数の値が例えば零とされることで演算用原点として制御装置１００において設定され記憶される。
【００２７】
ステッピングモータ８０の制御は、車速νが予め設定された値νb 以下である時に開始されるものとされ、本実施形態では車速νが５ｋｍ／ｈ以下である時に開始される。例えば図１０に示すように、車両のイグニッションスイッチがオンされ、時間ｔ0 の経過により回路電圧Ｖが制御に必要な値Ｖａに達しても、車両が坂道等にあってイグニッションスイッチがオンされた時から５ｋｍ／ｈを超える車速νC で走行している場合、制御装置１００によるステッピングモータ８０の制御は開始されない。時間ｔ0 ′の経過時点で車速νが５ｋｍ／ｈになることでステッピングモータ８０がステップ数に従い駆動され、時間ｔ1 ′の経過によりステッピングモータ８０が仮原点設定用ステップ数（７０ステップ）だけ回転駆動されると、その時点でのスプール６２の位置ＰB が仮原点とされ、演算用仮原点が設定される。時間ｔ1 ′の経過以降において原点復帰許容状態であれば、ステッピングモータ８０の駆動が継続され、原点設定用ステップ数から仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数（１５０ステップ）だけ原点復帰許容状態において回転駆動されると、時間ｔ2 ′の経過によりスプール６２は原点ＰC に位置し、演算用原点が設定される。
【００２８】
図１１、図１２のフローチャートは、制御装置１００によるステッピングモータ８０の制御手順を示す。まず、原点設定フラグをオフし（ステップＳ１）、車速νを読み込み（ステップＳ２）、車速νが予め設定された値νb 以下か否かを判断し（ステップＳ３）、車速νがνb 以下でなければ制御手順ステップＳ２に戻り、νb 以下であればステッピングモータ８０を駆動し（ステップＳ４）、スプール６２を一方向に移動させる。次に、ステッピングモータ８０の回転ステップ数Ｎが仮原点設定用ステップ数（本実施形態では７０）に達したか否かを判断し（ステップＳ５）、達していなけば制御手順ステップＳ４に戻って駆動を継続する。制御手順ステップＳ５において回転ステップ数Ｎが仮原点設定用ステップ数に達していれば、その時点の回転ステップ数Ｎを零として演算用仮原点に設定し（ステップＳ６）、仮原点設定用ステップ数に現時点の回転ステップ数Ｎを加えた値αを求め（ステップＳ７）、車速νを読み込み（ステップＳ８）、原点復帰許容状態か否かを判断する（ステップＳ９）。現時点の回転ステップ数Ｎが零で車速νが零であれば原点復帰許容状態であると判断し、そうでなければ原点復帰許容状態ではないと判断する。原点復帰許容状態であると判断するとステッピングモータ８０を駆動し（ステップＳ１０）、スプール６２を一方向に移動させ、ステッピングモータ８０の回転ステップ数Ｎが原点設定用ステップ数（本実施形態では２２０）から値αを差し引いた値に達したか否かを判断し（ステップＳ１１）、達していなけば制御手順ステップＳ７に戻る。制御手順ステップＳ１１において回転ステップ数Ｎが原点設定用ステップ数から値αを差し引いた値に達していれば、その時点の回転ステップ数Ｎを零として演算用原点に設定し（ステップＳ１２）、ステッピングモータ８０の駆動を停止し（ステップＳ１３）、原点設定フラグをオンし（ステップＳ１４）、制御を終了するか否かを例えばイグニッションスイッチがオンか否かにより判断する（ステップＳ１５）。制御手順ステップＳ９において原点復帰許容状態ではないと判断した場合、仮原点から他方向へのスプール６２の移動距離に対応する演算用仮原点からのステップ数Ｎ0 ′を車両運転条件に応じて設定する（ステップＳ１６）。なお、本実施形態においてはスプール６２が原点から最も離れる時のステップ数は２１７ステップに設定されることから、Ｎ0 ′＋αが２１７ステップ以下になるようにＮ0 ′の上限が設定される。次に、ステッピングモータ８０を駆動し（ステップＳ１７）、ステッピングモータ８０の回転ステップ数ＮがＮ0 ′に達したか否かを判断し（ステップＳ１８）、達していれば制御手順ステップＳ１５に戻って制御を終了するか否かを判断し、達していなければ制御手順ステップＳ８に戻る。制御手順ステップＳ１５において制御を終了しなければ、原点復帰フラグがオンか否かを判断し（ステップＳ１９）、原点復帰フラグがオンでなければ制御手順ステップＳ８に戻り、原点復帰フラグがオンであれば車速νを読み込み（ステップＳ２０）、原点から他方向へのスプール６２の移動距離に対応する演算用原点からのステップ数Ｎ0 を車両運転条件に応じて設定する（ステップＳ２１）。なお、本実施形態においてはスプール６２が原点から最も離れる時のステップ数は２１７ステップに設定されることから、Ｎ0 が２１７ステップ以下になるようにＮ0 の上限が設定される。次に、ステッピングモータ８０を駆動し（ステップＳ２２）、ステッピングモータ８０の回転ステップ数ＮがＮ0 に達したか否かを判断し（ステップＳ２３）、達していればステッピングモータ８０の駆動を停止し（ステップＳ２４）、制御手順ステップＳ１５に戻って制御を終了するか否かを判断し、達していなければ制御手順ステップＳ２０に戻る。
【００２９】
上記実施形態によれば、ステッピングモータ８０の制御開始時点においては、仮原点設定用ステップ数に従ったステッピングモータ８０の駆動が完了した時、スプール６２が仮原点に位置するものとして、その時点でのステップ数の値が演算用仮原点に設定される。その仮原点から他方向へのスプール６２の移動距離に対応する演算用仮原点からのステップ数Ｎ0 ′が車両運転条件に応じて設定され、そのステップ数Ｎ0 ′に従ったステッピングモータ８０の駆動によりスプール６２が位置決めされることで、車両運転条件に応じた操舵補助力を得ることができる。その仮原点設定用ステップ数は原点設定用ステップ数よりも小さいので、演算用仮原点を演算用原点よりも短時間で設定できる。これにより、車両運転条件に応じた操舵補助力を従来よりも短時間で得ることができ、車両の始動当初に運転条件に応じたステッピングモータ８０の制御が制限される時間を短縮できる。その仮原点は必ずしも原点と一致しないため、演算用仮原点と演算用原点に差が生じる場合があるが、操舵補助力が車両運転条件に全く対応しない場合に比べて操舵フィーリングを向上することが可能になる。さらに、その仮原点が原点と一致する場合は演算用仮原点が演算用原点に一致するため、短時間で十分な操舵フィーリングを得ることができる。
また、原点復帰許容状態においてはスプール６２が仮原点に配置されているので、原点設定用ステップ数から仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数に従ったステッピングモータ８０の駆動完了時に、スプール６２を原点に配置し、その時点のステップ数の値Ｎ0 を演算用原点に設定することができる。これにより、仮原点を原点に確実に一致させることができる。しかも、演算用原点の設定は、スプール６２を仮原点から他方向に移動させる必要のない車両運転条件の充足時になされるので、操舵フィーリングに悪影響を与えることなく行うことができる。
さらに、原点設定用ステップ数から仮原点設定用ステップ数を差し引いたステップ数に従ったステッピングモータ８０の駆動途中に原点復帰許容状態でなくなった時、その時点でスプール６２が新たな仮原点に位置するものとして、その時点でのステップ数の値が演算用仮原点に新たに設定されるので、仮原点と原点とが一致しない場合でも、演算用仮原点と演算用原点の差を演算用原点の設定前に次第に小さくし、操舵フィーリングへの悪影響を低減できる。
その車両運転条件が車速を含み、仮原点または原点から他方向へのスプール６２の移動距離は車速が大きくなると大きくなるので、ステッピングモータ８０の制御終了時においては、通常は車速が零または零近傍であることからスプール６２は原点または原点近傍に配置される。よって通常の場合においては、次の制御開始時におけるステッピングモータ８０の仮原点設定用ステップ数に従った駆動が完了した時点で、スプール６２の移動をストッパーにより阻止することで仮原点を原点に一致させ、短時間で十分な操舵フィーリングを得ることができる。
操舵補助力発生用油圧シリンダ２０に作用する油圧は、仮原点または原点から他方向へのスプール６２の移動距離が大きくなると小さくなるものとされ、ステッピングモータ８０の制御は、車速が予め設定された値以下である時に開始されるので、例えば下り坂等において車両を慣性により走行させている途中にイグニッションスイッチをオンした場合に、演算用仮原点の設定のためにスプール６２が操舵補助力を大きくする方向に移動することはなく、車速増加時に操舵補助力が大きくなるのを防止して操舵の安定性を維持できる。
【００３０】
なお、可変絞り部６７の開度に対応する流路面積の最大値は、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の最大値（右操舵時は絞り部Ｂ′、Ｃ′の合計流路面積の最大値をいい、左操舵時は絞り部Ａ′、Ｄ′の合計流路面積の最大値をいう。）以上、若しくは絞り機能を奏さなくなるまで大きくされている。可変絞り部６７の流路面積の最小値は本実施形態では零とされる。図１３において、実線Ｘは両バルブ部材３１、３２の相対回転角に対する第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積の変化特性（右操舵時は絞り部Ｂ、Ｃの合計流路面積の変化特性をいい、左操舵時は絞り部Ａ、Ｄの合計流路面積の変化特性をいう。）を示す。１点鎖線Ｕは、その相対回転角に対する絞り部Ａ′、Ｃ′の流路面積の変化特性を示す。１点鎖線Ｖは、その相対回転角に対する絞り部Ｂ′、Ｄ′の流路面積の変化特性を示す。実線Ｙは、絞り部Ａ′、Ｃ′の流路面積の変化特性と絞り部Ｂ′、Ｄ′の流路面積の変化特性を合成した特性を示す。破線Ｒは可変絞り部６７の中速走行時における流路面積を示す。低速走行時においては可変絞り部６７は全閉状態になるので、油圧シリンダ２０に作用する油圧は、第１の組の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積の変化特性線Ｘに応じ制御される。高速走行時においては可変絞り部６７の流路面積は最大になり、油圧シリンダ２０に作用する油圧は第２の組の絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の変化特性線Ｙ及び第１の組の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積の変化特性線Ｘの合成特性に応じ制御される。中速走行時においては可変絞り部６７の流路面積は第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の最小値よりも大きく最大値よりも小さくなり、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積が零になるまでの間（図１３において相対回転角がθａになるまでの間）は、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積の変化特性線Ｘに可変絞り部６７の流路面積の特性線Ｒを合成した特性に応じた操舵補助力が付与され、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが全閉状態になった時点から、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積が可変絞り部６７の流路面積よりも小さくなるまでの間（図１３において相対回転角がθａとθｂとの間）では、操舵補助力は可変絞り部６７の流路面積により定まる一定値になり、しかる後に、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積が可変絞り部６７の流路面積よりも小さくなると、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の変化特性線Ｙに応じた操舵補助力が付与される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置の縦断面図
【図２】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置の油圧回路を示す図
【図３】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における制御弁の横断面構造の説明図
【図４】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における制御弁の展開図
【図５】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における制御弁の部分拡大図
【図６】本発明の実施形態の可変絞り弁の可変絞り部の開き状態での縦断面図
【図７】本発明の実施形態の可変絞り弁の可変絞り部の閉じ状態での縦断面図
【図８】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置において、イグニッションスイッチがオンされてからの経過時間に対する制御装置の回路電圧、警告灯のオン・オフ状態、車速、およびスプールの原点からの位置の関係を示す図
【図９】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置において、イグニッションスイッチがオンされてからの経過時間に対する制御装置の回路電圧、警告灯のオン・オフ状態、車速、およびスプールの原点からの位置の関係を示す異なる図
【図１０】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置において、イグニッションスイッチがオンされてからの経過時間に対する制御装置の回路電圧、警告灯のオン・オフ状態、車速、およびスプールの原点からの位置の関係を示すさらに異なる図
【図１１】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置の制御装置によるステッピングモータの制御手順を示すフローチャート
【図１２】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置の制御装置によるステッピングモータの制御手順を示すフローチャート
【図１３】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における制御弁の絞り部の開度とバルブ部材の相対回転角との関係を示す図
【符号の説明】
【００３２】
６０  可変絞り弁
６２  スプール
６７  可変絞り部
６８  ストッパー
８０  ステッピングモータ
１００  制御装置
【図１】
0004577512.tif 000002
【図２】
0004577512.tif 000003
【図３】
0004577512.tif 000004
【図４】
0004577512.tif 000005
【図５】
0004577512.tif 000006
【図６】
0004577512.tif 000007
【図７】
0004577512.tif 000008
【図８】
0004577512.tif 000009
【図９】
0004577512.tif 000010
【図１０】
0004577512.tif 000011
【図１１】
0004577512.tif 000012
【図１２】
0004577512.tif 000013
【図１３】
0004577512.tif 000014