(57)【要約】【課題】オイルポンプとパワーシリンダとを接続する油圧管路の剛性の影響による操舵フィーリングの悪化を防止したパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ポンプユニット１６とパワーシリンダ１２の両油圧室１１ａをそれぞれ接続する第１，第２油圧管路２７の一部を合成ゴムから形成された可撓管３３をもって形成される低剛性管路２７ｃとし、第１，第２油圧伝達経路２９における作動油の見掛けの体積弾性係数Ｋｅがそれぞれ１００ＭＰａ以上であって且つ３００ＭＰａ以下となるように低剛性管路２７ｃの管路長Ｌを設定する。【選択図】図２
2009113733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンによって隔成された第１油圧室および第２油圧室を有する操舵アシスト用のパワーシリンダと、
そのパワーシリンダの両油圧室に選択的に作動油を圧送する可逆回転形のオイルポンプと、
上記第１油圧室とオイルポンプとを接続し、上記ピストンのうち上記第１油圧室側の第１受圧面にポンプ圧を伝達するための第１油圧伝達経路を上記第１油圧室とともに構成する第１油圧管路と、
上記第２油圧室とオイルポンプとを接続し、上記ピストンのうち上記第２油圧室側の第２受圧面にポンプ圧を伝達するための第２油圧伝達経路を上記第２油圧室とともに構成する第２油圧管路と、
上記オイルポンプを駆動制御するポンプ駆動制御手段と、
を備えたパワーステアリング装置において、
上記第１，第２油圧伝達経路のそれぞれに、双方の油圧変化に応じて弾性的に容積が増減する容積増減部を設け、
上記第１，第２油圧伝達経路における油圧変化量と、その油圧変化に伴う上記第１，第２油圧伝達経路自体の容積増減分を含む当該第１，第２油圧伝達経路における油量変化割合と、の比である第１，第２油圧伝達経路内における作動油の見掛けの体積弾性係数をそれぞれ１００ＭＰａ以上に設定したことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
上記第１，第２油圧伝達経路内における作動油の見掛けの弾性係数をそれぞれ３００ＭＰａ以下に設定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装置。
【請求項３】
上記第１，第２油圧管路は、鋼管をもって形成される高剛性管路と、合成ゴムから形成された可撓管をもって形成される容積増減部としての低剛性管路とからそれぞれ構成されている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装置。
【請求項４】
上記第１，第２油圧伝達経路における油圧変化量をΔＰ、油圧変化前における上記第１，第２油圧伝達経路の作動油量をＶ、油圧変化による上記第１，第２油圧伝達経路における作動油量変化量をΔＶとした場合に、上記第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの弾性係数Ｋｅは、下記（１）式をもってそれぞれ算出される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装置。
Ｋｅ＝ΔＰ×Ｖ／ΔＶ  …  （１）
【請求項５】
上記第１，第２油圧管路は、容積増減部としてのアキュムレータがそれぞれ介装されている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装置。
【請求項６】
ピストンによって隔成された第１油圧室および第２油圧室を有する操舵アシスト用のパワーシリンダと、
そのパワーシリンダの両油圧室に選択的に作動油を圧送する可逆回転形のオイルポンプと、
上記第１油圧室とオイルポンプとを接続し、上記ピストンのうち上記第１油圧室側の第１受圧面にポンプ圧を伝達するための第１油圧伝達経路を上記第１油圧室とともに構成する第１油圧管路と、
上記第２油圧室とオイルポンプとを接続し、上記ピストンのうち上記第２油圧室側の第２受圧面にポンプ圧を伝達するための第２油圧伝達経路を上記第２油圧室とともに構成する第２油圧管路と、
上記オイルポンプを駆動制御するポンプ駆動制御手段と、
を備えたパワーステアリング装置において、
上記第１，第２油圧管路を、鋼管をもって形成される高剛性管路と、合成ゴムから形成された可撓管をもって形成される低剛性管路とからそれぞれ構成し、
上記第１，第２油圧伝達経路のうち上記低剛性管路の容積を上記第１，第２油圧伝達経路の容積の４０％以下にそれぞれ設定したことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項７】
上記第１，第２油圧伝達経路のうち上記低剛性管路の容積を当該第１，第２油圧伝達経路の容積の１０％以上にそれぞれ設定したことを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング装置。
【請求項８】
上記第１，第２油圧伝達経路のうち上記低剛性管路の管路長をそれぞれ２００ｍｍ以上に設定したことを特徴とする請求項７に記載のパワーステアリング装置。
【請求項９】
上記第１，第２油圧伝達経路のうち上記低剛性管路の管路長をそれぞれ６００ｍｍ以下に設定したことを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１０】
ピストンによって隔成された第１油圧室および第２油圧室を有する操舵アシスト用のパワーシリンダと、
そのパワーシリンダの両油圧室に選択的に作動油を圧送する可逆回転形のオイルポンプと、
上記第１油圧室とオイルポンプとを接続し、上記ピストンのうち上記第１油圧室側の第１受圧面にポンプ圧を伝達するための第１油圧伝達経路を上記第１油圧室とともに構成する第１油圧管路と、
上記第２油圧室とオイルポンプとを接続し、上記ピストンのうち上記第２油圧室側の第２受圧面にポンプ圧を伝達するための第２油圧伝達経路を上記第２油圧室とともに構成する第２油圧管路と、
上記オイルポンプを駆動制御するポンプ駆動制御手段と、
を備えたパワーステアリング装置において、
上記第１，第２油圧伝達経路における油圧変化量と、その油圧変化に伴う上記第１，第２油圧伝達経路自体の容積増減分を含む当該第１，第２油圧伝達経路における油量変化割合と、の比である第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの体積弾性係数を、第１，第２油圧伝達経路同士で互いに略等しくなるように設定したことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１１】
上記第１，第２油圧伝達経路における油圧変化量をΔＰ、油圧変化前における上記第１，第２油圧伝達経路の作動油量をＶ、油圧変化による上記第１，第２油圧伝達経路における作動油量変化量をΔＶとした場合に、上記第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの弾性係数Ｋｅは、下記（１）式をもってそれぞれ算出されることを特徴とする請求項１０に記載のパワーステアリング装置。
Ｋｅ＝ΔＰ×Ｖ／ΔＶ  …  （１）
【請求項１２】
上記第１，第２油圧管路が互いに剛性の異なる複数の管路からそれぞれ構成されていて、上記第１，第２油圧管路を構成する各管路のうち最も剛性の低い低剛性管路の容積が上記第１，第２油圧管路で互いに略等しくなっていることを特徴とする請求項１１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１３】
上記第１，第２油圧管路のうち低剛性管路の直径が互いに略等しく、且つ上記第１，第２油圧管路のうち低剛性管路の管路長が互いに略等しくなっていることを特徴とする請求項１２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１４】
上記第１，第２油圧管路の低剛性管路が合成ゴムから形成された可撓管をもってそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１５】
上記第１，第２油圧管路のうち低剛性管路の容積を上記第１，第２油圧伝達経路の容積の４０％以下にそれぞれ設定したことを特徴とする請求項１２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１６】
上記第１，第２油圧管路のうち低剛性管路の容積を上記第１，第２油圧伝達経路の容積の１０％以上にそれぞれ設定したことを特徴とする請求項１５に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１７】
上記第１，第２油圧管路のうち低剛性管路の管路長を２００ｍｍ以上であって且つ６００ｍｍ以下にそれぞれ設定したことを特徴とする請求項１６に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１８】
第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの体積弾性係数をそれぞれ１００ＭＰａ以上に設定したことを特徴とする請求項１１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１９】
上記第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの弾性係数をそれぞれ３００ＭＰａ以下に設定したことを特徴とする請求項１８に記載のパワーステアリング装置。
【請求項２０】
上記第１，第２油圧管路の低剛性管路が合成ゴムから形成された可撓管をもってそれぞれ形成されている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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリングホイールからの操舵入力に応じて油圧式のパワーシリンダを動作させ、運転者による操舵力を補助するパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のパワーステアリング装置として、例えば特許文献１に記載のものが提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載のパワーステアリング装置は、可逆回転形のオイルポンプと、そのオイルポンプを駆動する電動モータと、作動油を貯留するリザーバタンクと、を主要な構成要素とするポンプユニットを操舵アシスト用のパワーシリンダに接続したものであって、ポンプユニットは、第１油圧管路を介して上記パワーシリンダのうち一方の油圧室と接続されているとともに、第２油圧管路を介して上記パワーシリンダのうち他方の油圧室と接続されている。そして、コントロールユニットがステアリングホイールからの操舵入力に応じてオイルポンプを駆動することで、上記パワーシリンダが操舵アシスト力を発生するようになっている。
【特許文献１】特開２００６−２８２０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のパワーステアリング装置では、上記第１，第２油圧管路の剛性についてなんら考慮されていないことから、上記第１，第２油圧管路の剛性の影響により運転者が操舵時に違和感を感じ、操舵フィーリングが悪化する虞がある。
【０００５】
そこで本発明は上記の課題を解決したパワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、上記パワーシリンダのピストンのうち上記第１油圧室側の第１受圧面にポンプ圧を伝達するための第１油圧伝達経路と、上記パワーシリンダのピストンのうち上記第２油圧室側の第２受圧面にポンプ圧を伝達するための第２油圧伝達経路と、のそれぞれに、双方の油圧変化に応じて弾性的に容積が増減する容積増減部を設け、上記第１，第２油圧伝達経路における油圧変化量と、その油圧変化に伴う上記第１，第２油圧伝達経路自体の容積増減分を含む当該第１，第２油圧伝達経路における油量変化割合と、の比である第１，第２油圧伝達経路内における作動油の見掛けの体積弾性係数をそれぞれ１００ＭＰａ以上に設定したことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項６に記載の発明は、オイルポンプとパワーシリンダの両油圧室をそれぞれ接続する第１，第２油圧管路を、鋼管をもって形成される高剛性管路と、合成ゴムから形成された可撓管をもって形成される低剛性管路とからそれぞれ構成し、上記第１，第２油圧伝達経路のうち上記低剛性管路の容積を上記第１，第２油圧伝達経路の容積の４０％以下にそれぞれ設定したことを特徴としている。
【０００８】
さらに、請求項１０に記載の発明は、上記パワーシリンダのピストンのうち上記第１油圧室側の第１受圧面にポンプ圧を伝達するための第１油圧伝達経路と、上記パワーシリンダのピストンのうち上記第２油圧室側の第２受圧面にポンプ圧を伝達するための第２油圧伝達経路と、における油圧変化量と、その油圧変化に伴う上記第１，第２油圧伝達経路自体の容積増減分を含む当該第１，第２油圧伝達経路における油量変化割合と、の比である第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの体積弾性係数を、第１，第２油圧伝達経路同士で互いに略等しくなるように設定したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１，６，１０に記載の発明によれば、特定の条件を満たすように上記第１，第２油圧伝達経路の剛性を設定することにより、操舵フィーリングを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明のより具体的な第１の実施の形態を示していて、パワーステアリング装置のシステム構成図である。
【００１１】
図１に示すように、運転者により回転操作されるステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２および中間シャフト３を介してピニオン軸４に連結され、そのピニオン軸４がラック軸５と噛合している。つまり、ピニオン軸４とラック軸５とをもっていわゆるラック＆ピニオン機構を構成している。なお、ステアリングシャフト２と中間シャフト３はユニバーサルジョイント６をもって互いに連結されているとともに、中間シャフト３とピニオン軸４はユニバーサルジョイント７をもって互いに連結されている。
【００１２】
ラック軸５の両端部はタイロッド８を介して操舵輪９にそれぞれ接続され、ステアリングホイール１の回転に伴ってラック軸５が軸方向に移動することにより、左右の操舵輪９がそれぞれ操舵されるようになっている。
【００１３】
ピニオン軸４の中間部には、ステアリングホイール１からの操舵入力である操舵入力トルクを検出する周知のトルクセンサ１０がトルク検出手段として設けられている。
【００１４】
また、ラック軸５はシリンダチューブ１１を挿通していて、そのラック軸５に結合されたピストン５ａによってシリンダチューブ１１の内部空間を第１油圧室１１ａと第２油圧室１１ｂに隔成している。つまり、ラック軸５とシリンダチューブ１１およびピストン５ａをもって操舵アシスト用のパワーシリンダ１２が構成されている。
【００１５】
パワーシリンダ１２には、作動油を貯留する作動油貯留手段としてのリザーバタンク１３と、いわゆる可逆回転形のオイルポンプ１４と、そのオイルポンプ１４を駆動する電動モータ１５と、を主たる構成要素とする油圧発生手段としてのポンプユニット１６が接続され、そのポンプユニット１６をもってパワーシリンダ１２の両油圧室１１ａ，１１ｂに作動油を給排することで操舵アシストを行うようになっている。なお、電動モータ１５はいわゆる直流三相ブラシレスモータであって、その電動モータ１５にはモータ回転位置センサ１７が付設されている。
【００１６】
そして、ポンプ駆動制御手段たるコントロールユニット１８が、トルクセンサ１０からの操舵トルク信号およびモータ回転位置センサ１７からのモータ回転位置信号のほか車速センサ１９からの車速信号に応じ、バッテリ２０からの電流を電動モータ１５へ通電してオイルポンプ１４を駆動制御することとなる。
【００１７】
オイルポンプ１４は略ブロック状をなす図示外のポンプボディに収容されていて、そのポンプボディの外部に開口する第１吸入吐出ポート２１ａとオイルポンプ１４を接続する第１油通路２２ａと、上記ポンプボディの外部に開口する第２吸入吐出ポート２１ｂとオイルポンプ１４を接続する第２油通路２２ｂと、が上記ポンプボディ内に穿設されている。
【００１８】
第１，第２油通路２２ａ，２２ｂは、第１，第２チェック弁２３ａ，２３ｂを介してリザーバタンク１３にそれぞれ接続されている。第１，第２チェック弁２３ａ，２３ｂは、リザーバタンク１３側から第１，第２油通路２２ａ，２２ｂ側への作動油の流れを許容するものであって、第１，第２油通路２２ａ，２２ｂ内の作動油が不足した場合には、リザーバタンク１３から第１，第２チェック弁２３ａ，２３ｂを介して第１，第２油通路２２ａ，２２ｂに作動油が補給されるようになっている。
【００１９】
また、第１，第２切替弁２４ａ，２４ｂを介して第１，第２油通路２２ａ，２２ｂとそれぞれ接続するドレン油通路２５が上記ポンプボディに穿設されていて、そのドレン油通路２５に背圧弁２６が設けられている。つまり、第１，第２油圧室１１ａ，１１ｂから流出した作動油の圧力が所定値よりも大きくなった場合に背圧弁２６が開弁し、作動油が第１，第２切替弁２４ａ，２４ｂ側からドレン油通路２５を通じてリザーバタンク１３に排出されるようになっている。なお、第１，第２切替弁２４ａ，２４ｂはいわゆるノーマルクローズタイプのパイロット切替弁であって、第１切替弁２４ａは第２油通路２２ｂ内の油圧を、第２切替弁２４ｂは第１油通路２２ａ内の油圧をそれぞれパイロット圧として動作するようになっている。
【００２０】
そして、第１吸入吐出ポート２１ａに一端が接続された第１油圧管路２７をもってポンプユニット１６と第１油圧室１１ａが接続されているとともに、第２吸入吐出ポート２１ｂに一端が接続された第２油圧管路２８をもってポンプユニット１６と第１油圧室１１ｂが接続されている。換言すれば、第１油圧管路２７によって第１油圧室１１ａとオイルポンプ１４とが接続され、その第１油圧管路２７および第１油圧室１１ａをもってピストン５ａのうち第１油圧室１１ａ側の第１受圧面５ｂにポンプ圧を伝達する第１油圧伝達経路２９が構成されている一方、第２油圧管路２８によって第１油圧室１１ｂとオイルポンプ１４とが接続され、その第２油圧管路２８および第１油圧室１１ｂをもってピストン５ａのうち第１油圧室１１ｂ側の第２受圧面５ｃにポンプ圧を伝達する第２油圧伝達経路３０が構成されている。
【００２１】
図２は第１油圧管路２７の詳細を示す図である。なお、第１，第２油圧管路２７，２８はいずれも同様に構成されているため、代表例として第１油圧管路２７の詳細を図２に基づいて以下に説明する。
【００２２】
図２に示すように、第１油圧管路２７は、ポンプユニット１６の第１吸入吐出ポート２１ａに一端が接続された直線状の鋼管３１によって形成されるポンプ側高剛性管路２７ａと、第１油圧室１１ａに一端が接続され、略直角に曲折した鋼管３２から形成されるシリンダ側高剛性管路２７ｂと、いわゆるゴム状弾性を有するエラストマー材である合成ゴムから形成された可撓管３３をもって形成され、ポンプ側高剛性管路２７ａとシリンダ側高剛性管路２７ｂを接続する容積増減部としての低剛性管路２７ｃとから構成されている。なお、低剛性管路２７ｃは両高剛性管路２７ａ，２７ｂよりも剛性の低いものであることは言うまでもない。つまり、第１油圧伝達経路２９の油圧変化に応じて膨張または縮小し、弾性的に容積が増減する低剛性管路２７ｃを第１油圧管路２７に設け、第１油圧管路２７を含む第１油圧伝達経路２９全体としての剛性を低くしている。
【００２３】
低剛性管路２７ｃの管路長Ｌは、第１油圧伝達経路２９における油圧変化量と、その油圧変化に伴う第１油圧伝達経路２９の容積増減分を含む当該第１油圧伝達経路２９における油量変化割合と、の比である第１油圧伝達経路２９における作動油の見掛けの体積弾性係数Ｋｅが１００ＭＰａ以上であって且つ３００ＭＰａ以下となるように設定してある。より具体的には、第１油圧伝達経路２９における油圧変化量をΔＰ、油圧変化前における第１油圧伝達経路２９の作動油量をＶ、油圧変化に伴う第１油圧伝達経路２９における作動油量変化量をΔＶとした場合に、第１油圧伝達経路２９における作動油の見掛けの体積弾性係数Ｋｅは下記（１）式によって算出される。なお、下記（１）式をもって見掛けの体積弾性係数Ｋｅを算出するにあたっては、ピストン５ａが操舵輪９に舵角を与えない中立位置に位置した状態で移動しないものとし、且つ作動油中に混入空気が存在しないものとする。
【００２４】
Ｋｅ＝ΔＰ×Ｖ／ΔＶ  …  （１）
上記の油圧変化前における第１油圧伝達経路２９の作動油量Ｖは、油圧変化前におけるポンプ側高剛性管路２７ａの作動油量をＶａ、油圧変化前におけるシリンダ側高剛性管路２７ｂの作動油量をＶｂ、油圧変化前における低剛性管路２７ｃの作動油量をＶｃ、油圧変化前における第１油圧室の作動油量をＶｄとすると、下記（２）式によって算出される。
【００２５】
Ｖ＝Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ  …  （２）
また、上記の油圧変化に伴う第１油圧伝達経路２９における作動油量変化量ΔＶは、油圧変化に伴うポンプ側高剛性管路２７ａにおける作動油量変化量をΔＶａ、油圧変化に伴うシリンダ側高剛性管路２７ｂにおける作動油量変化量をΔＶｂ、油圧変化に伴う低剛性管路２７ｃにおける作動油量変化量をΔＶｃ、油圧変化に伴う第１油圧室１１ａにおける作動油量変化量をΔＶｄとすると、下記（３）式によって算出される。
【００２６】
ΔＶ＝ΔＶａ＋ΔＶｂ＋ΔＶｃ＋ΔＶｄ  …  （３）
図３は、第１油圧伝達経路２９の容積に対する低剛性管路２７ｃの容積の割合と、見掛けの弾性係数Ｋｅとの関係を示すグラフである。なお、図３では作動油中に混入空気が存在しないものとしている。
【００２７】
さらに具体的には、図３に示すように、第１油圧伝達経路２９の容積に対する低剛性管路２７ｃの容積の割合が大きくなるにしたがって見掛けの弾性係数Ｋｅは小さくなり、第１油圧伝達経路２９の容積に対する低剛性管路２７ｃの容積の割合が１０％である場合に、見掛けの体積弾性係数Ｋｅが３００ＭＰａとなる。また、第１油圧伝達経路２９の容積に対する低剛性管路２７ｃの容積の割合が４０％である場合に、見掛けの体積弾性係数Ｋｅが１００ＭＰａとなる。したがって、見掛けの体積弾性係数Ｋｅが１００ＭＰａ以上であって且つ３００ＭＰａ以下となるようにすべく、第１油圧伝達経路２９の容積に対する低剛性管路２７ｃの容積の割合が１０％以上であって且つ４０％以下となるように低剛性管路２７ｃの管路長Ｌを設定している。なお、本実施の形態では、低剛性管路２７ｃの管路長Ｌが２００ｍｍのときに、第１油圧伝達経路２９の容積に対する低剛性管路２７ｃの容積の割合が１０％となり、低剛性管路２７ｃの管路長Ｌが６００ｍｍのときに、第１油圧伝達経路２９の容積に対する低剛性管路２７ｃの容積の割合が４０％となることから、低剛性管路２７ｃの管路長Ｌが２００ｍｍ以上であって且つ６００ｍｍ以下となるように第１油圧管路２７を構成している。そして、このような第１油圧管路２７の構成は第２油圧管路２８についても同様である。
【００２８】
図４はコントロールユニット１８の構成を示すブロック図である。
【００２９】
次に、コントロールユニット１８の具体的構成を図４に基づいて説明すると、モータ回転位置算出手段３４は、モータ回転位置センサ１７からのモータ回転位置信号に基づいて電動モータ１５のモータ回転位置θをいわゆる電気角として算出する。
【００３０】
モータ回転速度算出手段３５は、モータ回転位置算出手段３４の算出したモータ回転位置θの変化に基づいてモータ回転速度ωを算出する。
【００３１】
遅れ補償トルク算出手段３６は、第１，第２油圧管路２７，２８の膨張のほか作動油中の混入空気によって生じる操舵入力に対する応答遅れを補償すべく、トルクセンサ１０からの操舵入力トルク信号の位相を所定量だけ進める補償を行う遅れ補償手段として設けられているものであり、トルクセンサ１０からの操舵入力トルク信号および車速センサ１９からの車速信号に基づいて遅れ補償トルクＴｃを算出するようになっている。
【００３２】
アシストトルク算出手段３７は、トルクセンサ１０からの操舵入力トルク信号および車速センサ１９からの車速信号のほか、モータ回転速度ωおよび遅れ補償トルクＴｃに基づき、後述する目標電流Ｉｑ*，Ｉｄ*算出の基礎となるアシスト駆動トルクＴＡを算出する。詳細には、アシスト駆動トルク算出手段３７は、操舵トルク信号および車速信号に基づいて基本アシスト駆動トルクを算出した上で、その基本アシスト駆動トルクに遅れ補償トルクＴｃおよびモータ回転速度ωに基づくモータ回転速度補正トルクを必要に応じて加算または減算してアシスト駆動トルクＴＡを算出する。
【００３３】
目標電流算出手段３８は、アシスト駆動トルク値ＴＡに基づいてｑ軸およびｄ軸の目標電流Ｉｑ*，Ｉｄ*を算出する。
【００３４】
電流制御手段３９は、電流検出手段４０の検出した実電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをモータ回転位置θに基づいて３相−２相変換してｑ軸およびｄ軸の実電流Ｉｑ，Ｉｄを算出し、その実電流Ｉｑ，Ｉｄと目標電流Ｉｑ*，Ｉｄ*との偏差に基づいてＰＩＤ制御により電動モータ１０駆動用のＰＷＭデューティを決定する。
【００３５】
モータ駆動手段４１は、例えばＦＥＴ等のパワー素子から構成され、電流制御手段３９によって決定されたＰＷＭデューティに基づいてパワー素子をスイッチングすることで、目標電流Ｉｑ*，Ｉｄ*に応じた電流をバッテリ２０から電動モータ１５に通電する。
【００３６】
図５は、遅れ補償トルク算出手段３６の構成を示すブロック図である。
【００３７】
遅れ補償トルク算出手段３６のさらに具体的な構成を図５に基づいて説明すると、遅れ補償トルク算出手段３６は、トルク微分手段３６ａと、そのトルク微分手段３６ａと並列に設けられた車速補正係数算出手段３６ｂと、トルク微分手段３６ａと車速補正係数算出手段３６ｂにそれぞれ接続された乗算機３６ｃと、その乗算機３６ｃに接続されたゲイン３６ｄとを備えている。
【００３８】
トルク微分手段３６ａは、トルクセンサ１０からの操舵入力トルク信号の位相を進めるためのものであって、いわゆる微分演算器としてのハイパスフィルターから構成され、トルクセンサ１０からの操舵入力トルク信号を微分してトルク微分値を算出する。
【００３９】
車速補正係数算出手段３６ｂは、トルクセンサ１０からの操舵入力トルク信号および車速センサ１９からの車速信号に基づき、車速補正係数マップを参照して車速補正係数を算出する。
【００４０】
乗算機３６ｃは、トルク微分手段３６ａの算出したトルク微分値と車速補正係数算出手段３６ｂの算出した車速補正係数とを乗算し、基本遅れ補償トルクを算出する。
【００４１】
そして、乗算機３６ｃの算出した基本遅れ補償トルクにゲイン３６ｄのゲイン値を乗じることで遅れ補償トルクＴｃが算出される。ここで、ゲイン３６ｄのゲイン値は見掛けの体積弾性係数Ｋｅに応じて設定されている。
【００４２】
したがって、本実施の形態では、例えば右操舵方向にステアリングホイール１が操舵操作され、その操舵入力トルクに応じてコントロールユニット１８が電動モータ１５を駆動すると、オイルポンプ１４の発生したポンプ圧が第１油圧伝達経路２９を介してピストン５ａの第１受圧面５ｂに伝達され、パワーシリンダ１２が右操舵方向の操舵アシスト力を発生することとなる。
【００４３】
このようにオイルポンプ１４の発生したポンプ圧が第１油圧伝達経路２９を介してピストン５ａの第１受圧面５ｂに伝達される場合には、第１油圧伝達経路２９の低剛性管路２７ｃの膨張および作動油中の混入空気の圧縮によって操舵入力に対する応答遅れが生じるが、その応答遅れはコントロールユニット１８の遅れ補償トルク算出手段３６によって補償される。なお、ステアリングホイール１が左方向に操舵された場合においても同様である。
【００４４】
ここで、前述した特許文献１に記載のパワーステアリング装置のように、第１，第２油圧管路の剛性についてなんら考慮されていない場合には、第１，第２油圧管路の剛性が過小となることにより、高い周波数での操舵入力に対する応答性が悪化し、急激な操舵入力があった場合に十分な操舵が行えなくなる虞があるほか、第１，第２油圧管路の剛性が過大となることにより、操舵入力時に第１，第２油圧伝達経路２９，３０内で油圧サージを生じ、その振動がステアリングホイールに伝達されて操舵フィーリングが悪化する虞がある。
【００４５】
さらに、作動油に空気混入を生じている場合には、混入空気が圧縮性を有していることから、上述した作動油の見掛けの体積弾性係数が第１，第２油圧伝達経路の油圧の状態に応じて大きく変化することとなる。このことは第１，第２油圧管路の剛性が高いと特に顕著になり、第１，第２油圧伝達経路の油圧が低い場合には、操舵入力に対する応答遅れが大きくなることから、遅れ補償トルク算出手段の算出する遅れ補償トルクが不足して操舵入力に対する応答遅れを生じる虞がある一方、第１，第２油圧伝達経路の油圧が高い場合には、操舵入力に対する応答遅れが小さくなることから、遅れ補償トルク算出手段の算出する遅れ補償トルクが過大となって第１，第２油圧経路で油圧の振動が発生し、その振動がステアリングホイールに伝達されて操舵フィーリングがより悪化する虞がある。
【００４６】
これに対し、本実施の形態では、第１，第２油圧管路２７，２８に低剛性管路２７ｃをそれぞれ設けるとともに、その低剛性管路２７ｃの管路長Ｌまたは第１，第２油圧伝達経路２９，３０に対する低剛性管路２７ｃの容積比を特定の値とし、見掛けの体積弾性係数Ｋｅを１００ＭＰａ以上であって且つ３００ＭＰａ以下になるように構成することで、操舵フィーリングの向上を図っている。
【００４７】
図６は、第１，第２油圧伝達経路２９，３０の周波数応答を示すボード線図であって、図７は第１，第２油圧伝達経路２９，３０の油圧ステップ応答を示すグラフである。なお、図６，７では、見掛けの体積弾性係数Ｋｅを１００ＭＰａとした場合、見掛けの体積弾性係数Ｋｅを３００ＭＰａとした場合のほか、第１，第２油圧管路を鋼管のみで構成した比較例についてそれぞれ図示している。
【００４８】
以下、第１，第２油圧伝達経路２９，３０における作動油の見掛けの体積弾性係数Ｋｅを１００ＭＰａ以上であって且つ３００ＭＰａ以下に設定するようにした根拠について、図６，７に基づいて説明する。
【００４９】
図６に示すように、第１，第２油圧伝達経路２９，３０の周波数応答において、応答周波数ωｃ、すなわちゲインが−３ｄＢとなる周波数は、見掛けの体積弾性係数Ｋｅが小さくなるにしたがって低下する。具体的には、見掛けの体積弾性係数Ｋｅが１００ＭＰａの場合に応答周波数ωｃが３．６１Ｈｚとなり、作動油の見掛けの体積弾性係数Ｋｅが１００ＭＰａ未満になると応答周波数ωｃは３．６１Ｈｚ以下となる。つまり、ステアリングの操舵周波数は危険回避時に３．６１Ｈｚで最大となるため、第１，第２油圧伝達経路２９，３０の応答周波数ωｃを３．６１Ｈｚ以上にすべく見掛けの体積弾性係数Ｋｅを１００ＭＰａ以上に設定している。
【００５０】
また、図７に示すように、第１，第２油圧伝達経路２９，３０の過渡応答である油圧ステップ応答においては、見掛けの体積弾性係数Ｋｅが大きくなると、油圧ステップ応答における時定数は小さくなるものの、出力の立ち上がり時および立ち下がり時における振動が大きくなる。具体的には、出力の立ち上がり時および立ち下がり時における振動の大きさを示す振動レベルは見掛けの体積弾性係数Ｋｅが３００ＭＰａのときに許容限界の６ｄＢとなる。つまり、運転者の感知できる最小の振動レベルは３ｄＢであるため、安全代として２倍のマージンをとって振動レベルを６ｄＢ以下とすべく見掛けの体積弾性係数Ｋｅを３００ＭＰａ以下に設定している。
【００５１】
図８は、作動油に空気混入が生じたときの見掛けの体積弾性係数Ｋｅと第１，第２油圧伝達経路２９，３０の油圧との関係を示すグラフであって、混入空気が存在しない状態における見掛けの体積弾性係数Ｋｅを略２００ＭＰａとしたものをＢとする一方、第１，第２油圧管路を鋼管のみで構成した比較例をＡとしている。
【００５２】
また、図８に示すように、作動油に空気混入が生じた場合には、比較例のように第１，第２油圧管路の剛性が高いと第１，第２油圧伝達経路２９，３０の油圧の状態に応じて見掛けの体積弾性係数Ｋｅが大きく変化する。これに対して本実施の形態では、第１，第２油圧管路２７，２８に低剛性管路２７ｃを設け、比較例よりも第１，第２油圧管路２７，２８の剛性を低くすることで、第１，第２油圧伝達経路２９，３０の油圧の状態に応じた作動油の体積弾性係数Ｋｅの変化を小さくし、遅れ補償トルク算出手段３６をもって効果的に遅れ補償を行えるようにしている。
【００５３】
したがって、本実施の形態によれば、第１，第２油圧伝達経路のそれぞれに、双方の油圧変化に応じて弾性的に容積が増減する容積増減部を設け、上記第１，第２油圧伝達経路における油圧変化量と、その油圧変化による上記第１，第２油圧伝達経路の容積増減分を含む当該第１，第２油圧伝達経路内の油量変化割合と、の比である第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの体積弾性係数をそれぞれ１００ＭＰａ以上に設定したため、高い周波数の操舵入力に対する応答性を確保して操舵フィーリングを向上させることができる上に、第１，第２油圧伝達経路内の油圧の状態に応じた第１，第２油圧伝達経路内における作動油の見掛けの体積弾性係数の変化が小さくなり、効果的に遅れ補償を行うことが可能となる。なお、上記低剛性管路の容積を上記第１，第２油圧伝達経路の容積の４０％以下にそれぞれ設定することにより、上記第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの体積弾性係数がそれぞれ１００ＭＰａ以上となるため、これによっても同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、上記第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの弾性係数をそれぞれ３００ＭＰａ以下に設定することにより、第１，第２油圧伝達経路における油圧サージの発生を抑制し、操舵フィーリングをさらに向上させることができる。なお、上記低剛性管路の容積を上記第１，第２油圧伝達経路の容積の１０％以上にそれぞれ設定することにより、上記第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの弾性係数がそれぞれ３００ＭＰａ以下となるため、これによっても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
さらに、第１，第２油圧管路を、鋼管と、合成ゴムから形成された容積増減部としての可撓管とからそれぞれ構成することにより、上記第１，第２油圧伝達経路内における作動油の見掛けの弾性係数を容易に調整することができるメリットがある。
【００５６】
図９は、第１の実施の形態の変形例を示す図である。
【００５７】
ここで、上述した第１の実施の形態では、第１，第２油圧管路２７，２８に可撓管３３からなる低剛性管路２７ｃをそれぞれ設けているが、第１の実施の形態の変形例として図９に示すように、第１，第２油圧管路４２，４３にアキュムレータ４４を介装することも可能である。なお、図９では第１，第２油圧伝達経路４５，４６のうち代表例として第１油圧伝達経路４５を示しているが、第２油圧伝達経路４６も第１油圧伝達経路４５と同様に構成されている。
【００５８】
アキュムレータ４４は、シリンダ４９と、そのシリンダ４９内を油室４９ａとばね室４９ｂに隔成するピストン５０と、そのピストン５０を油室４９ａ側に付勢する付勢部材としてのコイルスプリング５１と、から構成されている。なお、シリンダ４９のうちばね室４９ｂ側の底壁には空気流通孔４９ｃが貫通形成されている。
【００５９】
そして、鋼管４７からなるポンプ側高剛性管路４２ａおよび鋼管４８からなるシリンダ側高剛性管路４２ｂがアキュムレータ４４の油室４９ａにそれぞれ接続されている。つまり、アキュムレータ４４の油室４９ａは、第１，第２油圧管路４２，４３の一部を構成し、第１,第２油圧伝達経路４５，４６の油圧変化に応じて弾性的に容積が増減する容積増減部として機能するようになっていて、見掛けの体積弾性係数Ｋｅが１００ＭＰａ以上であって且つ３００ＭＰａ以下になるようにコイルスプリング５１のばね定数を設定している。したがって、本変形例においても第１の実施の形態と同様の効果を得られる。
【００６０】
図１０は本発明の第２の実施の形態を示す図であって、第１，第２油圧管路の詳細を示す図である。なお、図１０において上述した第１の実施の形態と同様または相当する部位には同一の符号を付してある。
【００６１】
図１０に示す第２の実施の形態は、第１，第２油圧管路５２，５３の管路長が互いに異なるものであって、第１油圧管路５２は、ポンプユニット１６の第１吸入吐出ポート２１ａに一端が接続された直線状の鋼管５４をもって形成される第１ポンプ側高剛性管路５２ａと、パワーシリンダ１２の第１油圧室１１ａに一端が接続された直線状の鋼管５５をもって形成される第１シリンダ側高剛性管路５２ｂと、いわゆるゴム状弾性を有するエラストマー材である合成ゴムから形成された可撓管５６をもって形成され、略直角に屈曲した状態で第１ポンプ側高剛性管路５２ａと第１シリンダ側高剛性管路５２ｂ同士を接続する容積増減部としての第１低剛性管路５２ｃとから構成されている。
【００６２】
一方、第２油圧管路５３は、ポンプユニット１６の第２吸入吐出ポート２１ｂに一端が接続された直線状の鋼管５７をもって形成される第２ポンプ側高剛性管路５３ａと、パワーシリンダ１２の第２油圧室１１ｂに一端が接続され、略クランク状に曲折した鋼管５８をもって形成される第２シリンダ側高剛性管路５３ｂと、いわゆるゴム状弾性を有するエラストマー材である合成ゴムから形成された可撓管５９をもって形成され、略直角に屈曲した状態で第２ポンプ側高剛性管路５３ａと第２シリンダ側高剛性管路５３ｂ同士を接続する容積増減部としての第２低剛性管路５３ｃとから構成されている。換言すれば、第１，第２油圧管路５２，５３が互いに剛性の異なる複数の管路からそれぞれ構成されている。
【００６３】
そして、第１，第２低剛性管路５２ｃ，５３ｃを互いに同一の断面形状とするとともに、その管路長を互いに同一とし、作動油の見掛けの体積弾性係数Ｋｅを第１，第２油圧伝達経路６０，６１で互いに略等しくしている。換言すれば、第１，第２低剛性管路５２ｃ，５３ｃの容積が互いに等しくなるように設定している。つまり、本実施の形態のように、第１，第２油圧管路５２，５３のうち各高剛性管路５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂと第１，第２低剛性管路５２ｃ，５３ｃとの剛性が著しく異なる場合には、操舵アシスト時における各高剛性管路５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂの膨張容積は第１，第２低剛性管路５２ｃ，５３ｃの膨張容積と比較して無視できる程度に小さいため、第１，第２低剛性管路５２ｃ，５３ｃの材質と断面形状および管路長を等しくすることで、第１，第２油圧管路５２，５３の管路長が互いに異なってはいても、見掛けの体積弾性係数Ｋｅを第１，第２油圧伝達経路６０，６１で互いに略等しくしている。なお、他の部分は第１の実施の形態と同様であって、第１，第２油圧伝達経路６０，６１における見掛けの体積弾性係数Kｅは、１００ＭＰａ以上であって且つ３００ＭＰａ以下となるようにそれぞれ設定してある。
【００６４】
ここで、上述した特許文献１に記載のパワーステアリング装置のように第１，第２油圧管路の剛性についてなんら考慮されておらず、作動油の見掛けの体積弾性係数Ｋｅが第１，第２油圧伝達経路で互いに大きく相違する場合には、操舵アシスト時における第１，第２油圧伝達経路の膨張容積が操舵方向によって異なることから、操舵入力に対する応答遅れの度合いが操舵方向によって変化して運転者に違和感を与え、操舵フィーリングが悪化する虞がある。
【００６５】
これに対し、本実施の形態では、見掛けの体積弾性係数Ｋｅを第１，第２油圧伝達経路６０，６１で互いに略等しくすることで、操舵入力に対する応答遅れの度合いが右操舵時と左操舵時とで同様になり、操舵フィーリングが向上する。
【００６６】
したがって、本実施の形態によれば、上記第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの体積弾性係数を、第１，第２油圧伝達経路同士で互いに略等しくなるように設定したため、第１の実施の形態と同様の効果に加え、上記第１，第２油圧管路の長さが互いに異なる場合においても、操舵入力に対する応答遅れの度合いが操舵方向によって変化することを防止し、操舵フィーリングを向上させることができる。
【００６７】
また、上記第１，第２油圧管路を互いに剛性の異なる複数の管路からそれぞれ構成しているため、上記第１，第２油圧管路を構成する各管路のうち最も剛性の低い低剛性管路の容積を互いに等しくすることによって、上記第１，第２油圧伝達経路における作動油の見掛けの体積弾性係数を容易に略等しくすることができるメリットがある。
【００６８】
なお、上記第１，第２油圧管路を構成する各管路のうち最も剛性の低い低剛性管路の容積を互いに等しくするに際しては、本実施の形態のように、上記第１，第２油圧管路のうち低剛性管路の直径を互いに略等しくするとともに、且つ上記第１，第２油圧管路のうち低剛性管路の管路長を互いに略等しくするとよい。
【００６９】
図１１は、上述した第２の実施の形態の変形例を示す図であって、第１，第２油圧管路の詳細を示す図である。なお、図１１においては、上述した第２の実施の形態と同様または相当する部位には同一の符号を付してある。
【００７０】
図１１に示す変形例では、第２の実施の形態における第２シリンダ側高剛性管路５３ｂを、第１油圧室１１ｂに一端が接続され、略直角に曲折した鋼管６２をもって形成される第３シリンダ側高剛性管路５３ｄと、直線状の鋼管６３をもって形成される中間高剛性管路５３eと、に分割するとともに、それら第３シリンダ側高剛性管路５３ｄと中間高剛性管路５３ｅとを可撓管６４をもって形成される第３低剛性管路５３ｆによって接続している。そして、第１低剛性管路５２ｃを第２の実施の形態のものよりも延長し、第２低剛性管路５３ｃの管路長と第３低剛性管路５３ｆの管路長との和が第１低剛性管路５２ｃの管路長と等しくなるように設定している。なお、他の部分は第２の実施の形態と同様である。したがって、見掛けの体積弾性係数Ｋｅが第１，第２油圧伝達経路６０，６１で互いに略等しくなり、第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７１】
なお、本変形例では、第２油圧管路５３に第２低剛性管路５３ｃおよび第３低剛性管路５３ｆを設けているが、第１油圧管路５２における低剛性管路の容積の総和と第２油圧管路５３における低剛性管路の容積の総和とを略等しくすればよく、第１，第２油圧管路５２，５３における低剛性管路の数量は問わないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図。
【図２】図１における第１油圧管路の詳細を示す図。
【図３】第１油圧伝達経路の容積に対する低剛性管路の容積の割合と見掛けの弾性係数との関係を示すグラフ。
【図４】図１におけるコントロールユニットの構成を示すブロック図。
【図５】図４における遅れ補償トルク算出手段の構成を示すブロック図。
【図６】第１，第２油圧伝達経路の周波数応答を示すボード線図。
【図７】第１，第２油圧伝達経路の油圧ステップ応答を示すグラフ。
【図８】作動油に空気混入が生じたときの見掛けの体積弾性係数と第１，第２油圧伝達経路の油圧との関係を示すグラフ。
【図９】第１の実施の形態の変形例を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示す図。
【図１１】第２の実施の形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００７３】
５ａ…ピストン
５ｂ…ピストンの第１受圧面
５ｃ…ピストンの第２受圧面
１１ａ…パワーシリンダの第１油圧室
１１ｂ…パワーシリンダの第２油圧室
１２…パワーシリンダ
１４…オイルポンプ
１８…コントロールユニット（ポンプ駆動制御手段）
２７…第１油圧管路
２７ａ…ポンプ側高剛性管路
２７ｂ…シリンダ側高剛性管路
２７ｃ…低剛性管路（容積増減部）
２８…第２油圧管路
２９…第１油圧伝達経路
３０…第２油圧伝達経路
３１…鋼管
３２…鋼管
３３…可撓管
４２…第１油圧管路
４２ａ…ポンプ側高剛性管路
４２ｂ…シリンダ側高剛性管路
４３…第２油圧管路
４４…アキュムレータ
４５…第１油圧伝達経路
４６…第２油圧伝達経路
４７…鋼管
４８…鋼管
４９ａ…アキュムレータの油室（容積増減部）
５２…第１油圧管路
５２ａ…第１ポンプ側高剛性管路
５２ｂ…第１シリンダ側高剛性管路
５２ｃ…第１低剛性管路（容積増減部）
５３…第２油圧管路
５３ａ…第２ポンプ側高剛性管路
５３ｂ…第２シリンダ側高剛性管路
５３ｃ…第２低剛性管路（容積増減部）
５３ｄ…第３シリンダ側高剛性管路
５３ｅ…中間高剛性管路
５３ｆ…第３低剛性管路（容積増減部）
５４…鋼管
５５…鋼管
５６…可撓管
５７…鋼管
５８…鋼管
５９…可撓管
６０…第１油圧伝達経路
６１…第２油圧伝達経路
６２…鋼管
６３…鋼管
６４…可撓管
【図１】
2009113733.tif 000003
【図２】
2009113733.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009113733.tif 000006
【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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【図１０】
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【図１１】
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