JP3196478B2 - 電動ポンプ式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操舵者の操舵に対する
負担を軽減する電動ポンプ式パワーステアリング装置に
関し、特に、電動ポンプの駆動モータの回転数を電圧で
制御することにより、車速に応じた操舵補助（以下、
「アシスト」と称する。）力を操舵系に付与する構造の
電動ポンプ式パワーステアリング装置において、前記モ
ータに動力を与える電源の電圧が変化しても、車速に応
じた所定のアシスト力変化が操舵系に付与できるように
したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動ポンプ式パワーステアリング
装置のうち、電動ポンプの駆動モータの回転数を電圧で
制御してパワーシリンダ内の圧力を制御することによ
り、車速に応じたアシスト力を操舵系に付与する構造の
ものとしては、例えば特開昭５８−１８８７５２号公報
に開示されているように、車速に応じて設定される駆動
電圧の目標値に応じ、電動ポンプに出力される電圧パル
ス信号のデューティ比を変化させるものがある。

【０００３】このような電動ポンプの駆動モータの回転
数を電圧で制御するパワーステアリング装置において
は、電動ポンプの駆動モータへの印加電圧が、モータに
動力を与える電源の電圧変化やモータ負荷電流の変化に
伴って変化することにより、所定の印加電圧が得られ
ず、電動ポンプの駆動モータの回転数を正確に制御でき
ないという問題点があった。

【０００４】このような問題点を解決するために、特開
平３−１３２４７０号公報には、モータ駆動電源の電圧
とモータ負荷電流とを検出し、車速に基づいて設定され
る駆動電圧に応じてデューティ比を設定する際に、電源
電圧の検出値とモータ負荷電流の検出値とに基づく補正
を行うことにより、電動ポンプの駆動モータの回転数を
正確に制御するようにした電動ポンプ式パワーステアリ
ング装置が開示されている。ここで、モータ駆動電圧Ｅ
の目標値は、図１０に示すように、例えば車速がＶ₁ 以
下では最大電圧Ｅ_MAX に設定され、車速がＶ₁ 以上では
Ｅ_MAX 以下で車速の増加に伴い減少するように設定され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平３−１３２
４７０号公報に開示された技術は、電源電圧の検出値に
よるデューティ比の補正を行うことで、電源の電圧降下
に伴うポンプからの吐出油圧の減少分を吐出油量の増大
によって補い、これによりポンプが行うべき所定の仕事
量を確保しようとするものであるが、パワーシリンダ内
の圧力はあくまでもポンプからの吐出圧によって決定さ
れるものであるため、当該技術では、電源電圧Ｂが前記
駆動電圧の最大値Ｅ_MAX より小さい場合には、必要なア
シスト力は操舵系に付与されない恐れがある。

【０００６】これを子細に考察すると、電源電圧Ｂが前
記設定された駆動電圧の最大値Ｅ_{MA X} より小さい場合に
は、実質的には、図１０に仮想線で示すように、駆動電
圧Ｅが電源電圧Ｂに設定される車速Ｖ₂ となるまで、駆
動電圧Ｅが電源電圧Ｂに等しく設定されることになり、
アシスト力の減少を開始する車速が電源電圧の変化に応
じて変化することになるため、運転者に違和感を与える
という問題点がある。

【０００７】本発明は、このような従来技術の未解決の
課題に着目してなされたものであり、電動ポンプの駆動
モータに動力を与える電源の電圧が変化しても、設定さ
れたポンプからの吐出圧を確保することで、アシスト力
の減少を開始する車速が変化しないようにすることがで
きる電動ポンプ式パワーステアリング装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の電動ポンプ式パワーステアリング装置
は、図１の基本構成図に示すように、制御信号に応じた
出力を得るように電動ポンプを駆動して、当該電動ポン
プの出力を操舵系に操舵補助力として付与する操舵補助
力付与手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段
と、前記電動ポンプに動力を与える電源の電圧を検出す
る電源電圧検出手段と、前記車速検出手段からの車速検
出値と前記電源電圧検出手段からの電源電圧検出値とに
基づいて前記電動ポンプの駆動電圧を、車速が電源電圧
検出値に係わらず一律に設定された所定値以下では、電
源電圧検出値に応じてそれぞれ電源電圧検出値以下に設
定された最大電圧に設定し、車速が前記所定値以上で
は、車速の増加に伴い前記最大電圧から減少するように
設定する駆動電圧設定手段と、前記駆動電圧設定手段か
らの駆動電圧設定値に基づいて前記操舵補助力付与手段
への制御信号を出力する操舵補助力制御手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２の電動ポンプ式パワーステ
アリング装置は、前記操舵補助力制御手段が、制御信号
としてパルス信号を前記操舵補助力付与手段へ出力する
ものであり、図２の基本構成図に示すように、前記パル
ス信号に対する基本デューティ比を、前記駆動電圧設定
手段からの駆動電圧設定値と前記電源電圧検出手段から
の電源電圧検出値とに基づいて設定する基本デューティ
比設定手段を含むものである。

【００１０】さらに、請求項３の電動ポンプ式パワース
テアリング装置は、図３の基本構成図に示すように、請
求項２の構成に加えて、前記電動ポンプの駆動電流を検
出する電流検出手段を備えるとともに、前記操舵補助力
制御手段が、前記パルス信号に対する補助デューティ比
を、前記駆動電圧設定手段からの駆動電圧設定値と前記
電流検出手段からの電流検出値とに基づいて設定する補
助デューティ比設定手段を含むものである。

【００１１】

【作用】請求項１の電動ポンプ式パワーステアリング装
置では、図１の基本構成図に示すように、車速検出手段
が検出した車速検出値と電源電圧検出手段が検出した電
源電圧検出値とが駆動電圧設定手段に供給され、当該駆
動電圧設定手段において、前記車速検出値と電源電圧検
出値とに基づいて電動ポンプの駆動電圧が、車速が電源
電圧検出値に係わらず一律に設定された所定値以下で
は、電源電圧検出値に応じてそれぞれ電源電圧検出値以
下に設定された最大電圧に設定され、車速が前記所定値
以上では、車速の増加に伴い前記最大電圧から減少する
ように設定され、当該駆動電圧設定値が操舵補助力制御
手段に供給され、当該操舵補助力制御手段において、前
記駆動電圧設定値に基づいて操舵補助力付与手段への制
御信号が出力され、操舵補助力付与手段は、この出力さ
れた制御信号に応じて電動ポンプに対する所定の出力、
すなわち、車速が前記所定値以下では電源電圧以下の最
大電圧で駆動し、車速が前記所定値以上では車速の増加
に伴い前記最大電圧から減少する電圧で駆動する出力を
得、この出力電圧に応じた吐出圧をアシスト力として例
えばパワーシリンダに付与する。

【００１２】すなわち、この装置においては、駆動電圧
設定手段で、電動ポンプの駆動電圧が車速検出値と電源
電圧検出値とに応じて前述のように設定されるため、電
動ポンプの電源電圧が変化してもポンプからの吐出圧は
設定された値に確保され、操舵補助力制御手段を介して
操舵補助力付与手段に所定のアシスト力が付与される。
そして、車速が前記所定値以下では電源電圧検出値に応
じて所定のアシスト力が付与され、車速が前記所定値以
上では車速の増加に伴い前記所定値から減少するアシス
ト力が付与される。

【００１３】したがって、請求項１の電動ポンプ式パワ
ーステアリング装置によれば、電動ポンプの駆動モータ
に動力を与える電源の電圧が変化しても、設定された吐
出圧を確保することができるため、アシスト力の減少を
開始する車速が変化しないようにすることができる。ま
た、請求項２の電動ポンプ式パワーステアリング装置で
は、図２の基本構成図に示すように、車速検出手段が検
出した車速検出値と電源電圧検出手段が検出した電源電
圧検出値とが駆動電圧設定手段に供給され、当該駆動電
圧設定手段において、前記車速検出値と電源電圧検出値
とに基づいて電動ポンプの駆動電圧が、例えば、車速が
電源電圧検出値に係わらず一律に設定された所定値以下
では、電源電圧検出値に応じてそれぞれ電源電圧検出値
以下に設定された最大電圧に設定され、車速が前記所定
値以上では、車速の増加に伴い前記最大電圧から減少す
るように設定され、当該駆動電圧設定値と前記電源電圧
検出値とが操舵補助力制御手段に供給されるが、当該操
舵補助力制御手段の基本デューティ比設定手段におい
て、操舵補助力付与手段へ出力するパルス信号に対する
基本デューティ比が、前記駆動電圧設定値と前記電源電
圧検出値とに基づいて、例えば前記駆動電圧設定値が大
きくなるほど基本デューティ比が大きくなり、且つ前記
駆動電圧設定値が同じ場合には前記電源電圧検出値が小
さいほど基本デューティ比が大きくなるように設定さ
れ、設定された基本デューティ比でパルス幅変調がなさ
れたパルス信号が操舵補助力付与手段への制御信号とし
て出力され、操舵補助力付与手段は、この出力された制
御信号に応じて電動ポンプに対する所定の出力、例え
ば、車速が前記所定値以下では電源電圧以下の最大電圧
で駆動し、車速が前記所定値以上では車速の増加に伴い
前記最大電圧から減少する電圧で駆動する出力を得、こ
の出力電圧に応じた吐出圧をアシスト力として例えばパ
ワーシリンダに付与する。

【００１４】すなわち、請求項２の装置は、基本デュー
ティ比設定手段において、駆動電圧設定値と電源電圧検
出値とに基づいて例えば前述のように基本デューティ比
を設定し、設定された基本デューティ比によりパルス幅
変調されたパルス信号を操舵補助力付与手段へ出力する
ことにより、前記請求項１の作用に加えて、電源電圧が
大きく低下した場合でも電動ポンプからの吐出油量を必
要な量に維持することができる作用を有する。

【００１５】さらに、請求項３の電動ポンプ式パワース
テアリング装置では、図３の基本構成図に示すように、
車速検出手段が検出した車速検出値と電源電圧検出手段
が検出した電源電圧検出値とが駆動電圧設定手段に供給
され、当該駆動電圧設定手段において、前記車速検出値
と電源電圧検出値とに基づいて電動ポンプの駆動電圧
が、例えば、車速が電源電圧検出値に係わらず一律に設
定された所定値以下では、電源電圧検出値に応じてそれ
ぞれ電源電圧検出値以下に設定された最大電圧に設定さ
れ、車速が前記所定値以上では、車速の増加に伴い前記
最大電圧から減少するように設定され、当該駆動電圧設
定値と前記電源電圧検出値と電流検出手段からの電流検
出値とが操舵補助力制御手段に供給されるが、当該操舵
補助力制御手段の基本デューティ比設定手段において、
操舵補助力付与手段へ出力するパルス信号に対する基本
デューティ比が、前記駆動電圧設定値と前記電源電圧検
出値とに基づいて、例えば前記駆動電圧設定値が大きく
なるほど基本デューティ比が大きくなり、且つ前記駆動
電圧設定値が同じ場合には前記電源電圧検出値が小さい
ほど基本デューティ比が大きくなるように設定され、補
助デューティ比設定手段において、操舵補助力付与手段
へ出力するパルス信号に対する補助デューティ比が、前
記駆動電圧設定値と前記電流検出値とに基づいて、例え
ば前記電流検出値が大きくなるほど補助デューティ比が
大きくなり、且つ前記電流検出値が同じ場合には前記駆
動電圧設定値が小さいほど補助デューティ比が大きくな
るように設定され、設定された基本デューティ比と補助
デューティ比とでパルス幅変調がなされたパルス信号が
操舵補助力付与手段への制御信号として出力され、操舵
補助力付与手段は、この出力された制御信号に応じて電
動ポンプに対する所定の出力、例えば、車速が前記所定
値以下では電源電圧以下の最大電圧で駆動し、車速が前
記所定値以上では車速の増加に伴い前記最大電圧から減
少する電圧で駆動する出力を得、この出力電圧に応じた
吐出圧をアシスト力として例えばパワーシリンダに付与
する。

【００１６】すなわち、請求項３の装置は、操舵補助力
制御手段の基本デューティ比設定手段において、駆動電
圧設定値と電源電圧検出値とに基づいて例えば前述のよ
うに基本デューティ比を設定し、補助デューティ比設定
手段において、駆動電圧設定値と電流検出値とに基づい
て例えば前述のように補助デューティ比を設定し、設定
された基本デューティ比と補助デューティ比とによりパ
ルス幅変調されたパルス信号を操舵補助力付与手段へ出
力することにより、前記請求項２の作用に加えて、電動
ポンプの駆動電流が著しく大きくなった場合でも、電動
ポンプからの吐出油量を必要な量に維持することができ
る作用を有する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図４はこの実施例における車両操舵系の概略構成図
であり、これに基づいて先ず構成を説明する。ステアリ
ングホイール１１と一体に回転するステアリングシャフ
ト１２の先端を、既知のラックアンドピニオン式ステア
リングギヤボックス１３内において車両左右方向に延び
る操舵軸１４と噛合し、その操舵軸１４の両端部に、タ
イロッド１５を介して左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲを
連結している。また、ステアリングシャフト１２の中途
部には、ステアリングホイール１１の操舵角を検出する
操舵角センサ１６が介装されている。

【００１８】この操舵角センサ１６は、ステアリングホ
イール１１の左右操舵に応じて基準位置からの回動位置
を検出し、その回動位置に応じた電圧パルス信号を舵角
検出値θとして出力するものであり、操舵角度が０のと
きの舵角検出値を舵角中立値θ_N とし、舵角検出値θの
舵角中立値θ_N からの偏差Δθが、左操舵時には負の
値、右操舵時には正の値として算出される。

【００１９】前記操舵軸１４は両ロッド形複動シリンダ
２０のピストンロッドとして機能しており、このシリン
ダ２０内は操舵軸１４と一体のピストン２１によって左
右のシリンダ室２２Ｌ，２２Ｒに分割され、これらシリ
ンダ室２２Ｌ，２２Ｒに供給される油量に応じて操舵軸
１４がストロークされる。なお、各シリンダ室２２Ｌ，
２２Ｒ内には同等の弾性係数並びに自由長を有するスプ
リング２３が内装されており、各シリンダ室２２Ｌ，２
２Ｒへの油圧が解除されるとピストン２１がシリンダ２
０の中央部に移動されてセンタリングされ、前輪１０Ｆ
Ｌ，ＦＲが中庸位置に復帰される。

【００２０】このシリンダ２０の各シリンダ室２２Ｌ，
２２Ｒは、制御弁３０を介して油圧ポンプ４０に接続し
てあり、油圧ポンプ４０によりリザーバ４１から吸引さ
れた所定圧の作動油が制御弁３０を介して各シリンダ室
２２Ｌ，２２Ｒに供給される。すなわち、油圧ポンプ４
０は制御弁３０のポンプポートＰに接続され、制御弁３
０のリターンポートＲがリザーバ４１に接続され、制御
弁３０の一方の出力ポートＡがシリンダ２０の一方のシ
リンダ室２２Ｌに、他方の出力ポートＢがシリンダ２０
の他方のシリンダ室２２Ｌに接続されている。

【００２１】制御弁３０は、各二つずつの入出力ポート
を有する４ポート３位置、スプリングセンタ形の電磁方
向切換弁であり、図４の左方の電磁ソレノイド３１ａは
後述するコントローラからの駆動信号ＣＳ₁ で励起さ
れ、右方の電磁ソレノイド３１ｂはコントローラからの
駆動信号ＣＳ₂ で励起される。ここで制御弁３０の両電
磁ソレノイド３１ａ，３１ｂが励起されていない状態で
は、両側のリターンスプリング３２ａ，３２ｂの弾性力
が均衡して制御弁３０は中央切り換え位置となり、この
状態で制御弁３０のポンプポートＰとリターンポートＲ
とが連通状態となり、各出力ポートＡ，Ｂはそれぞれ遮
断状態となる。したがって、油圧ポンプ４０からの吐出
油はそのままリザーバ４１に帰還されるとともに、シリ
ンダ２０の左右のシリンダ室２２Ｌ，２２Ｒはそれぞれ
内部の油圧が連通して中立モードとなる。

【００２２】この状態から、前記コントローラの駆動信
号ＣＳ₁ により左方の電磁ソレノイド３１ａが励起され
ると、左方のリターンスプリング３２ａの弾性力に抗し
て制御弁３０は図４の右切り換え位置となり、この状態
で制御弁３０のポンプポートＰと出力ポートＢとが連通
状態となり、リターンポートＲと出力ポートＡとが連通
状態となる。したがって、油圧ポンプ４０からの吐出圧
により、作動油はシリンダ２０の右シリンダ室２２Ｒに
供給されるため、操舵軸１４のピストン２１が図４の左
方に移動し、結果的に左シリンダ室２２Ｌ内の作動油は
リザーバ４１に帰還されるから、前輪１０ＦＬ，ＦＲは
右切りモードとなる。

【００２３】この状態から、前記コントローラの駆動信
号ＣＳ₂ により右方の電磁ソレノイド３１ｂが励起され
ると、右方のリターンスプリング３２ｂの弾性力に抗し
て制御弁３０は図４の左切り換え位置となり、この状態
で制御弁３０のポンプポートＰと出力ポートＡとが連通
状態となり、リターンポートＲと出力ポートＢとが連通
状態となる。したがって、油圧ポンプ４０からの吐出圧
により、作動油はシリンダ２０の左シリンダ室２２Ｌに
供給されるため、操舵軸１４のピストン２１が図４の右
方に移動し、結果的に右シリンダ室２２Ｒ内の作動油は
リザーバ４１に帰還されるから、前輪１０ＦＬ，ＦＲは
左切りモードとなる。

【００２４】一方、前記油圧ポンプ４０にはモータ５が
接続してあり、このモータ５の負荷電流に応じて油圧ポ
ンプ４０が回転駆動される。そして、モータ５にはこの
モータ５の負荷電流を検出する電流センサ５１が接続し
てあり、この電流センサ５１による電流検出値Ｉが後述
のコントローラに出力される。また、このモータ５を駆
動する電源５２には、この電源５２の電圧を検出する電
圧センサ５３が接続してあり、この電圧センサ５３によ
る電圧検出値Ｅが後述のコントローラに出力される。

【００２５】さらに、車両の走行速度を検出してこれに
応じたパルス信号を車速検出値Ｖとして出力する車速セ
ンサ１７が、図示されない変速機に設置され、この車速
センサ１７による車速検出値Ｖが後述のコントローラに
出力される。コントローラ６は、図５に示すように、少
なくともＡ／Ｄ変換機能を有する入力インタフェース回
路６１ａ、中央演算装置（ＣＰＵ）６１ｂ、記憶装置
（ＲＯＭ，ＲＡＭ）６１ｃ、Ｄ／Ａ変換機能を有する出
力インタフェース回路６１ｄ等を有するマイクロコンピ
ュータ６１と、制御弁３０への駆動信号ＣＳ₁ を供給す
る駆動回路６２と、制御弁３０への駆動信号ＣＳ₂ を供
給する駆動回路６３と、モータ５への駆動信号ＣＳ₃ を
供給する駆動回路６４とを備えたものである。

【００２６】マイクロコンピュータ６１の記憶装置６１
ｃには、図６〜８に示す制御マップが記憶されている。
図６は、車速Ｖとモータ５の駆動電圧Ｅとの関係を、電
源電圧Ｂをパラメータとして示す制御マップであり、電
源電圧Ｂに対応させた複数の車速−駆動電圧制御曲線を
備えている。各車速−駆動電圧制御曲線は、車速が０か
ら所定値Ｖ₁ となるまでは駆動電圧Ｅを最大値Ｅ_MAX に
保持し、車速が所定値Ｖ₁ 以上となると駆動電圧Ｅを最
大値Ｅ_MAX から０まで直線的に減少させるものであり、
前記最大値Ｅ_MAX は、対応する各電源電圧Ｂ以下の値
で、電源電圧Ｂが大きいほど大きい値に設定されてい
る。なお、図示される制御曲線に一致しない各車速−駆
動電圧制御曲線は、適宜補間検索により設定される。

【００２７】図７は、図６の車速−駆動電圧制御マップ
により設定されたモータ５の駆動電圧Ｅと、モータ５に
出力する電圧パルス信号の基本デューティ比Ｄ_K との関
係を、電源電圧Ｂをパラメータとして示す制御マップで
あり、電源電圧Ｂに対応させた複数の駆動電圧−基本デ
ューティ比制御曲線を備えている。各駆動電圧−基本デ
ューティ比制御曲線は、複数の変曲点を備え、駆動電圧
Ｅの設定値が大きくなるほど基本デューティ比Ｄ_K が大
きくなり、変曲点毎にその増加率も大きくなるものであ
り、駆動電圧Ｅが同じ値では、電源電圧Ｂが小さいほど
基本デューティ比Ｄ_K が大きく設定されている。なお、
図示される制御曲線に一致しない各駆動電圧−基本デュ
ーティ比制御曲線は、適宜補間検索により設定される。

【００２８】図８は、モータ負荷電流Ｉと、モータ５に
出力される電圧パルス信号の補助デューティ比Ｄ_H との
関係を、図６の車速−駆動電圧制御マップにより設定さ
れた駆動電圧Ｅをパラメータとして示す制御マップであ
り、駆動電圧Ｅに対応させた複数のモータ負荷電流−補
助デューティ比制御曲線を備えている。各モータ負荷電
流−補助デューティ比制御曲線は、複数の変曲点を備
え、モータ負荷電流が大きくなるほど補助デューティ比
Ｄ_K が大きくなり、変曲点毎にその増加率も大きくなる
ものであり、モータ負荷電流Ｉが同じ値では、駆動電圧
Ｅが小さいほど補助デューティ比Ｄ_H が大きく設定され
ている。なお、図示される制御曲線に一致しない各モー
タ負荷電流−補助デューティ比制御曲線は、適宜補間検
索により設定される。

【００２９】コントローラ６のマイクロコンピュータ６
１では、後述される図９の演算処理に従い、操舵角セン
サ１６からの舵角検出値θに基づいて、制御信号Ｓ_cs1
またはＳ_cs2 を駆動回路６２または６３に向けて出力す
るか、制御信号Ｓ_cs1 またはＳ_cs2 の出力を停止すると
ともに、電圧センサ５３からの電圧検出値Ｂに応じて前
記車速−駆動電圧制御マップから対応する制御曲線を選
択し、選択された車速−駆動電圧制御曲線により車速セ
ンサ１７からの車速検出値Ｖに応じて駆動電圧Ｅを算出
設定し、前記電圧検出値Ｂに応じて前記駆動電圧−基本
デューティ比制御マップから対応する制御曲線を選択
し、選択された駆動電圧−基本デューティ比制御曲線に
より前記設定された駆動電圧Ｅに応じて基本デューティ
比Ｄ_K を算出設定し、前記設定された駆動電圧Ｅに応じ
て前記モータ負荷電流−補助デューティ比制御マップか
ら対応する制御曲線を選択し、選択されたモータ負荷電
流−補助デューティ比制御曲線により電流センサ５１か
らの電流検出値Ｉに応じて補助デューティ比Ｄ_H を設定
し、設定された基本デューティ比Ｄ_K と補助デューティ
比Ｄ_H との和をデューティ比Ｄとして算出し、算出され
たデューティ比Ｄでパルス幅変調された電圧パルス信号
を制御信号Ｓ_cs3 として駆動回路６４に向けて出力す
る。

【００３０】次に、コントローラ６内で行われる演算処
理における本実施例の基本原理について説明する。本実
施例では、図６に示す、電源電圧をパラメータとした車
速−駆動電圧制御マップから、電源電圧の検出値Ｂに応
じて対応する制御曲線を選択し、選択された車速−駆動
電圧制御曲線により車速検出値Ｖに応じてモータ５の駆
動電圧Ｅを設定する。ここで、前記駆動電圧を電源電圧
に応じて設定する請求項１の発明では、前記設定された
駆動電圧のみに応じて基本デューティ比を設定すること
で、前記車速−駆動電圧制御曲線に見合うアシスト力を
発揮させることも可能である。しかし、電源電圧が大き
く低下すると、モータ５の回転数を必要な値に維持して
ポンプ４からの吐出油量を必要な量に維持することがで
きなくなる恐れがあるため、本実施例では請求項２の発
明に則り、図７に示す、電源電圧をパラメータとした駆
動電圧−基本デューティ比制御マップを参照して基本デ
ューティ比Ｄ_Kを設定する。

【００３１】また、モータ負荷電流が大きくなると、ポ
ンプ４からの吐出量がモータ５の焼付きなどで駆動電圧
の設定値に応じた量より少なくなることが考えられるた
め、本実施例では請求項３の発明に則り、図８に示す、
駆動電圧をパラメータとしたモータ負荷電流−補助デュ
ーティ比制御マップを参照して補助デューティ比Ｄ_Hを
設定し、前記基本デューティ比Ｄ_K に補助デューティ比
Ｄ_H を加算したデューティ比Ｄで、電圧パルス信号をパ
ルス幅変調することにより、印加電圧の低下分が十分に
補正された電圧でモータ５を駆動することにより、車速
に応じて設定される所定のアシスト力を操舵系に付与す
る。

【００３２】次に、このような基本原理に基づいて、車
速に応じて設定される所定のアシスト力を操舵系に付与
するために、マイクロコンピュータ６１内で行われる演
算処理について、図９のフローチャートに従って説明す
る。この演算処理は、所定周期Δｔ₁ （例えば２０ｍｓ
ｅｃ）毎のタイマ割り込み処理として実行され、まず、
ステップＳ１で、操舵角センサ１６からの舵角検出値θ
を読み込む。

【００３３】次にステップＳ２に移行して、読み込まれ
た舵角検出値θから舵角中立値θ_Nを引き算することに
より、舵角検出値θの中立値θ_N からの偏差Δθを算出
する。次に、ステップＳ３に移行して、ステップＳ２で
算出された舵角検出値θの偏差Δθが０に等しいか否か
を判定し、前記偏差Δθが０であればステップＳ４に移
行し、０でなければステップＳ５に移行する。

【００３４】前記ステップＳ５では、車速センサ１７か
らの車速検出値Ｖを読み込む。次に、ステップＳ６に移
行して、電圧センサ５３からの電源電圧検出値Ｂを読み
込む。次に、ステップＳ７に移行して、記憶装置６１ｃ
に記憶された図６に示す制御マップから、ステップＳ６
で読み込まれた電源電圧検出値Ｂに応じて、車速−目標
電圧制御曲線を選択する。

【００３５】次に、ステップＳ８に移行して、ステップ
Ｓ７で選択された車速−駆動電圧制御曲線に従って、車
速検出値Ｖに応じたモータ駆動電圧の目標値Ｅを算出設
定する。次に、ステップＳ９に移行して、記憶装置６１
ｃに記憶された図７に示す制御マップから、ステップＳ
６で読み込まれた電源電圧検出値Ｂに応じて、駆動電圧
−基本デューティ比制御曲線を選択する。

【００３６】次に、ステップＳ１０に移行して、ステッ
プＳ９で選択された駆動電圧−基本デューティ比制御曲
線に従って、ステップＳ８で設定された駆動電圧Ｅに応
じた基本デューティ比Ｄ_K を算出設定する。次に、ステ
ップＳ１１に移行して、電流センサ５１からの電流検出
値Ｉを読み込む。

【００３７】次に、ステップＳ１２に移行して、記憶装
置６１ｃに記憶された図８に示す制御マップから、ステ
ップＳ８で設定された駆動電圧Ｅに応じて、モータ負荷
電流−補助デューティ比制御曲線を選択する。次に、ス
テップＳ１３に移行して、ステップＳ１２で選択された
モータ負荷電流−補助デューティ比制御曲線に従って、
ステップＳ１１で読み込まれた電流検出値Ｉに応じた補
助デューティ比Ｄ_H を算出設定する。

【００３８】次に、ステップＳ１４に移行して、ステッ
プＳ１０で設定された基本デューティ比Ｄ_K にステップ
Ｓ１３で設定された補助デューティ比Ｄ_H を加算するこ
とによりデューティ比Ｄを算出して、ステップＳ１５に
移行する。一方、前記ステップＳ４ではデューティ比Ｄ
を０に設定して、ステップＳ１５に移行する。

【００３９】前記ステップＳ１５では、ステップＳ１４
またはステップＳ４で算出されたデューティ比Ｄを出力
インターフェイス６１ｄに出力する。なお、これに伴
い、出力インターフェイス６１ｄ内で、前記デューティ
比Ｄでパルス幅変調がなされた電圧パルス信号が形成さ
れ、制御信号Ｓ_cs3 として駆動回路６４に出力される。
次に、ステップＳ１６に移行して、舵角検出値の前記偏
差Δθの値を判定し、この偏差Δθが正の値である場合
にはステップＳ１７に移行し、この偏差Δθが負の値で
ある場合にはステップＳ１８に移行し、この偏差Δθが
０である場合にはステップＳ１９に移行する。

【００４０】前記ステップＳ１７では、右操舵されたと
判定し、右操舵をアシストするための駆動信号を得るた
めに、前記制御信号Ｓ_cs1 を前記駆動回路６２に向けて
出力してメインプログラムに復帰する。前記ステップＳ
１８では、左操舵されたと判定し、左操舵をアシストす
るための駆動信号を得るために、前記制御信号Ｓ_cs2 を
前記駆動回路６３に向けて出力してメインプログラムに
復帰する。

【００４１】前記ステップＳ１９では、操舵されていな
いと判定し、制御信号Ｓ_cs1 ，Ｓ_{cs 2} の出力を停止して
メインプログラムに復帰する。次に、この実施例の動作
を説明する。図４において、ステアリングホイール１１
を右に操舵すると、ステアリングシャフト１２の先端が
ステアリングギヤボックス１３内で操舵軸１４に噛合し
ているため、操舵角センサ１６により操舵角が検出さ
れ、その舵角検出値θがコントローラ６内に出力され
る。

【００４２】この操舵角センサ１６からの舵角検出値θ
がステップＳ１で読み込まれ、ステップＳ２で算出され
た舵角検出値の偏差ΔθがステップＳ３でΔθ≠０と判
定されるため、ステップＳ３からステップＳ５に移行し
て、ステップＳ５で車速センサ１７からの車速検出値Ｖ
が読み込まれ、ステップＳ６で電圧センサ５３からの電
源電圧検出値Ｂが読み込まれる。

【００４３】次に、ステップＳ７で、図６に示す車速−
駆動電圧制御マップから前記電源電圧検出値Ｂに応じた
車速−駆動電圧制御曲線が選択され、ステップＳ８で、
選択された車速−駆動電圧制御曲線から前記車速検出値
Ｖに応じた駆動電圧Ｅが算出設定され、ステップＳ９
で、図７に示す駆動電圧−基本デューティ比制御マップ
から前記電源電圧検出値Ｂに応じた駆動電圧−基本デュ
ーティ比制御曲線が選択され、ステップＳ１０で、選択
された駆動電圧−基本デューティ比制御曲線から前記設
定された駆動電圧Ｅに応じた基本デューティ比Ｄ_K が算
出設定され、ステップＳ１１で、電流センサ５１からの
電流検出値Ｉが読み込まれ、ステップＳ１２で、図８に
示すモータ負荷電流−補助デューティ比制御マップから
前記設定された駆動電圧Ｅに応じたモータ負荷電流−補
助デューティ比制御曲線が選択され、ステップＳ１３
で、選択されたモータ負荷電流−補助デューティ比制御
曲線から前記電流検出値Ｉに応じた補助デューティ比Ｄ
_H が算出設定される。

【００４４】次に、ステップＳ１４で、基本デューティ
比Ｄ_K と補助デューティ比Ｄ_H との和がデューティ比Ｄ
として算出され、算出されたデューティ比Ｄがステップ
Ｓ１５で出力インターフェイス６１ｄに出力され、これ
に伴い、出力インターフェイス６１ｄ内で、前記デュー
ティ比Ｄでパルス幅変調がなされた電圧パルス信号が形
成され、形成された電圧パルス信号が制御信号Ｓ_cs3 と
して駆動回路６４に出力される。

【００４５】次に、ステップＳ１６で、舵角検出値の偏
差Δθが正であると判定されてステップＳ１７に至り、
右操舵されたと判定され、制御信号Ｓ_cs1 が前記駆動回
路６２に向けて出力される。これにより、駆動回路６４
から前記制御信号Ｓ_cs3 に応じた駆動信号ＣＳ₃ がモー
タ５に向けて出力され、モータ５の駆動電圧が、車速と
電源電圧とに応じて設定され、電源電圧とモータ負荷電
流とにより補正されたデューティ比Ｄでパルス幅変調が
なされた電圧パルス信号に応じた値に制御される。これ
に伴い、油圧ポンプ４０の吐出圧がモータ５の駆動電圧
に応じた値となる。

【００４６】これととともに、駆動回路６２から駆動信
号ＣＳ₁ が制御弁３０の左方のソレノイド３１ａに向け
て出力され、このソレノイド３１ａが励起されて制御弁
３０は図４の右切り換え位置に切り換えられ、油圧ポン
プ３０の吐出圧に伴う作動油はシリンダ２０の右シリン
ダ室２２Ｒに供給されるから、ピストン２１が図４の左
方に移動され、これにより操舵軸１４が左方に移動され
て前左右輪１０ＦＬ，１０ＦＲの右操舵がアシストされ
る。

【００４７】したがって、モータ５の駆動電圧Ｅは、車
速がＶ₁ 以下の場合には電源電圧Ｂに応じて当該電源電
圧Ｂ以下に設定された最大値Ｅ_MAX に設定され、車速が
Ｖ₁以上の場合には前記最大値Ｅ_MAX から直線的に減少
する値に設定されるため、電源電圧が変化しても油圧ポ
ンプ３０からの吐出圧は設定された値に制御される。こ
れにより、電源電圧に係わらずに車速Ｖ₁ でアシスト力
の減少が開始されるため、運転者に違和感を与えない。
また、電源電圧が大きく低下した場合でも、図７の駆動
電圧−基本デューティ比制御マップにより電源電圧に応
じて対応する制御曲線を選択しているため、油圧ポンプ
４からの吐出油量を必要な量に維持することができる。
さらに、図８のモータ負荷電流−補助デューティ比制御
マップにより駆動電圧に応じて対応する制御曲線を選択
しているため、モータ５の焼付き等により生じる油圧ポ
ンプ４からの吐出油量の低下を補うことができる。

【００４８】なお、ステアリングホイール１１を左に操
舵した場合については、舵角検出値の偏差Δθ＜０であ
るため、ステップＳ１６からＳ１８に至り、制御信号
_cs2 が前記駆動回路６３に向けて出力され、アシスト方
向が変わることを除いて前記と同様に動作し、前左右輪
１０ＦＬ，ＦＲの左操舵がアシストされる。また、操舵
されていないときには、舵角検出値の偏差Δθ＝０であ
るためステップＳ３からＳ４に至り、ステップＳ４でデ
ューティ比Ｄが０に設定され、ステップＳ１５でＤ＝０
が出力インターフェイス６１ｄに出力され、ステップＳ
１６からステップＳ１９に至って制御信号Ｓ_cs1 も制御
信号Ｓ_cs2 も出力されない。

【００４９】したがって、モータ５が停止され、油圧ポ
ンプ４０の吐出圧は大気圧かほぼ大気圧になるととも
に、制御弁３０のいずれのソレノイド３１ａ，３１ｂも
励起されないから、この制御弁３０は中央の切り換え位
置に保持され、シリンダ２０のピストン２１は中央位置
にセンタリングされた状態が維持されて、アシスト力が
発生しないため操舵系のアシストがなされない。

【００５０】なお、この実施例では、車速センサ１７と
図９の演算処理におけるステップＳ５とが請求項１〜３
の電動ポンプ式パワーステアリング装置の車速検出手段
に相当し、電圧センサ５３と図９の演算処理におけるス
テップＳ６とが請求項１〜３の電源電圧検出手段に相当
し、電流センサ５１と図９の演算処理におけるステップ
Ｓ１１とが請求項３の駆動電流検出手段に相当し、図９
の演算処理におけるステップＳ７、Ｓ８が請求項１〜３
の駆動電圧設定手段に相当し、図９の演算処理における
ステップＳ９〜Ｓ１９が請求項１〜３の操舵補助力制御
手段に相当し、このうちステップＳ９，１０が請求項
２，３の基本デューティ比設定手段に相当し、ステップ
Ｓ１２，１３が請求項３の補助デューティ比設定手段に
相当し、操舵角センサ１６、図９の演算処理におけるス
テップＳ１〜Ｓ３、制御弁３０、油圧ポンプ４０、モー
タ５、パワーシリンダ２０、および油圧回路により操舵
補助力付与手段が構成される。

【００５１】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１〜３
の電動ポンプ式パワーステアリング装置によれば、電動
ポンプの駆動電圧を、車速検出手段からの車速検出値と
電源電圧検出手段からの電源電圧検出値とに基づいて前
述のように設定し、この設定値に基づいて操舵補助力付
与手段への制御信号を出力することにより、電源電圧が
変化してもアシスト力の減少を開始する車速が変化しな
いようにすることができるため、運転者に違和感を与え
ることが防止できる。

【００５２】また、特に、請求項２の装置によれば、電
源電圧が大きく低下した場合でも電動ポンプからの吐出
油量を必要な量に維持することができ、請求項３の装置
によれば、これに加えて、電動ポンプの駆動電流が著し
く大きくなった場合でも、電動ポンプからの吐出油量を
必要な量に維持することができるため、前記効果に加え
て、必要なアシスト力を常に確保できるという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の基本構成図である。

【図２】請求項２の発明の基本構成図である。

【図３】請求項３の発明の基本構成図である。

【図４】請求項１〜３の一実施例における車両操舵系を
示す概略構成図である。

【図５】図４のコントローラの概略構成を示すブロック
図である。

【図６】図９の演算処理において使用される、電源電圧
をパラメータとした車速−駆動電圧制御マップである。

【図７】図９の演算処理において使用される、電源電圧
をパラメータとした駆動電圧−基本デューティ比制御マ
ップである。

【図８】図９の演算処理において使用される、駆動電圧
をパラメータとしたモータ負荷電流−補助デューティ比
制御マップである。

【図９】この実施例における図４のコントローラにおい
て実行される演算処理を示すフローチャートである。

【図１０】従来例における車速−駆動電圧制御マップで
ある。

【符号の説明】

１６ 操舵角センサ １７ 車速センサ ２０ パワーシリンダ ３０ 制御弁 ４０ 油圧ポンプ ５ モータ ５１ 電流センサ ５２ 電源 ５３ 電圧センサ ６ コントローラ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御信号に応じた出力を得るように電動
   ポンプを駆動して、当該電動ポンプの出力を操舵系に操
   舵補助力として付与する操舵補助力付与手段と、車両の
   走行速度を検出する車速検出手段と、前記電動ポンプに
   動力を与える電源の電圧を検出する電源電圧検出手段
   と、前記車速検出手段からの車速検出値と前記電源電圧
   検出手段からの電源電圧検出値とに基づいて前記電動ポ
   ンプの駆動電圧を、車速が電源電圧検出値に係わらず一
   律に設定された所定値以下では、電源電圧検出値に応じ
   てそれぞれ電源電圧検出値以下に設定された最大電圧に
   設定し、車速が前記所定値以上では、車速の増加に伴い
   前記最大電圧から減少するように設定する駆動電圧設定
   手段と、前記駆動電圧設定手段からの駆動電圧設定値に
   基づいて前記操舵補助力付与手段への制御信号を出力す
   る操舵補助力制御手段とを備えたことを特徴とする電動
   ポンプ式パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記操舵補助力制御手段は、制御信号と
   してパルス信号を前記操舵補助力付与手段へ出力するも
   のであり、前記パルス信号に対する基本デューティ比
   を、前記駆動電圧設定手段からの駆動電圧設定値と前記
   電源電圧検出手段からの電源電圧検出値とに基づいて設
   定する基本デューティ比設定手段を含むものであること
   を特徴とする請求項１記載の電動ポンプ式パワーステア
   リング装置。
3. 【請求項３】 前記電動ポンプの駆動電流を検出する電
   流検出手段を備え、前記操舵補助力制御手段は、前記パ
   ルス信号に対する補助デューティ比を、前記駆動電圧設
   定手段からの駆動電圧設定値と前記電流検出手段からの
   電流検出値とに基づいて設定する補助デューティ比設定
   手段を含むものであることを特徴とする請求項２記載の
   電動ポンプ式パワーステアリング装置。