JP6268912B2 - 油圧パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧を利用して操舵を補助する油圧パワーステアリング装置に関する。

たとえば特許文献１には２台の電動ポンプを有する油圧パワーステアリング装置が記載されている。当該装置ではポンプ負荷が大きくなる操舵時には２台の電動ポンプがそれぞれ駆動される。また、ポンプ負荷が小さくなる非操舵時には２台のうち少なくとも一方の電動ポンプが操舵時よりも少ない回転数で駆動された状態に維持される。これにより、操舵開始時の油圧応答性が確保される。また、特許文献２，３には油圧パワーステアリング装置の油圧源として電動式の歯車ポンプを使用することが記載されている。

特開平９−９５２５１号公報 特開平１１−２１８０８４号公報 特開平１１−５０９７４号公報

歯車ポンプでは、互いに噛み合う２つの歯車の回転に伴い、たとえば両歯車とケースとの間の隙間に油膜が形成される。当該油膜により両歯車の回転負荷が低減される。当該油膜が形成されるかどうかは両歯車の回転数に依存する。このため、歯車ポンプでは、当該油膜が形成される最低限の回転数を基準として、許容される最低回転数が設定されることもある。また、歯車ポンプの吐出流量は両歯車の回転数にほぼ比例する。このため、歯車ポンプの最低回転数が設定されることにより、歯車ポンプの最低吐出量も決まる。

歯車ポンプを有する２台の電動ポンプを油圧パワーステアリング装置の油圧源として使用する場合、アシスト力の発生源である油圧アクチュエータには２台の電動ポンプからそれぞれ吐出される作動油が供給される。油圧アクチュエータは２台の電動ポンプから供給される作動油の総流量に応じたアシスト力を発生する。また、油圧パワーステアリング装置では通常、車速が速くなるほどアシスト力を低減させる。すなわち、２台の電動ポンプの回転数をそれぞれ減少させて油圧アクチュエータに対する作動油の供給量を減少させる。作動油の供給量が減少される分だけ油圧アクチュエータが発生するアシスト力が低減される。

ところが、２台の電動ポンプは最低回転数以上の回転数に維持する必要があるため、油圧アクチュエータに供給される作動油の総流量の下限は自ずと決まる。このため、当該総流量の下限に応じたアシスト力よりも弱いアシスト力が要求される状況に対応することが困難となるおそれがある。

本発明の目的は、複数の電動ポンプから吐出される作動油の総流量の低減幅を拡大することができる油圧パワーステアリング装置を提供することにある。

上記目的を達成し得る油圧パワーステアリング装置は、アシスト力を発生させる油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに作動油を供給する複数の電動ポンプと、各電動ポンプを制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、通常時には各電動ポンプを駆動させる一方、各電動ポンプのうちいずれか一の吐出流量に相関する制御指令値が各電動ポンプに許容される当該制御指令値の下限に基づき設定される閾値未満であるとき、少なくとも一の電動ポンプを停止させるとともに当該停止に伴う吐出流量の減少を補うように残りの電動ポンプに対する制御指令値を増大させる。

何らかの理由により各電動ポンプの吐出流量に相関する制御指令値には下限が設定されることがある。この場合、各電動ポンプの吐出流量、ひいては油圧アクチュエータに供給される作動流の総流量の下限も自ずと決まる。しかし、当該総流量をその下限よりも少なくしたい状況も想定される。この点、上記の構成によれば、少なくとも一の電動ポンプを停止させて残りの電動ポンプに対する制御指令値を増大させることにより、各電動ポンプに対する制御指令値を、その下限を下回らせることなく、油圧アクチュエータに供給される作動油の総流量の低減幅を拡大することができる。すなわち、すべての電動ポンプを動作させることを前提とした場合の総流量の下限を下回る流量を油圧アクチュエータに供給することが可能となる。

上記の油圧パワーステアリング装置において、各電動ポンプは、前記制御装置により回転数制御されるモータと、当該モータにより駆動される歯車ポンプを有するものであってもよい。この場合、前記吐出流量に相関する指令値は前記モータの回転数指令値、前記閾値は歯車ポンプの歯車と当該歯車を収容するハウジングとの間に油膜が形成される最低限の回転数に基づき設定される回転数判定閾値とすることが好ましい。

歯車ポンプでは、歯車の回転に伴い当該歯車とハウジングとの間に油膜が形成されることにより当該歯車の回転負荷の軽減が図られる。当該油膜が形成されるかどうかは歯車の回転数、ひいてはモータの回転数によって決まる。このため、モータの回転数には下限が設定されることがある。この点を踏まえ、上記の構成によれば、各電動ポンプのモータうちいずれか一の回転数指令値が回転数判定閾値未満であるとき、少なくとも一の電動ポンプのモータが停止されるとともに、当該停止に伴う吐出流量の減少を補うように残りの電動ポンプのモータに対する回転数指令値が増大される。これにより、各モータの回転数指令値を、その下限を下回らせることなく、油圧アクチュエータに対する作動油の総流量の低減幅を拡大することができる。

上記の油圧パワーステアリング装置において、前記制御装置は、車速および操舵速度に基づき前記回転数指令値を演算するモータ回転数制御マップが格納された記憶部を有していてもよい。この場合、前記制御装置は、同一の前記モータ回転数制御マップを使用して各モータを制御することが好ましい。

この構成によれば、制御装置は同一の前記モータ回転数制御マップを使用することにより簡単に回転数指令値を演算することができる。

本発明によれば、複数の電動ポンプを有する油圧パワーステアリング装置において、各電動ポンプから吐出される作動油の総流量の低減幅を拡大することができる。

油圧パワーステアリング装置およびその周辺の概略構成を示す構成図。 第１および第２の電動ポンプの構成を示すブロック図。 第１および第２の電動ポンプにおけるポンプ部分の断面図。 油圧アクチュエータへ供給される作動油の総流量の変化の一例を示すグラフ。 （ａ）は、第１のモータの回転数を制御する際の処理手順を示すフローチャート、（ｂ）は、第２のモータの回転数を制御する際の処理手順を示すフローチャート。 （ａ）は、油圧アクチュエータへ供給される作動油の総流量の変化の一例を示すグラフ、（ｂ）は、第１の電動ポンプの吐出流量の変化の一例を示すグラフ、（ｃ）は、第２の電動ポンプの吐出流量の変化の一例を示すグラフ。 モータ回転数マップの特性を示すグラフ。 他の実施の形態における第１および第２のモータの回転数を制御する際の処理手順を示すフローチャート。 他の実施の形態における第１および第２のモータの回転数を制御する際の処理手順を示すフローチャート。

以下、油圧パワーステアリング装置の一実施の形態を説明する。油圧パワーステアリング装置は車両の操舵機構の動作を補助するものである。
＜操舵機構＞
図１に示すように、操舵機構１０は、ステアリングホイール１１およびステアリングホイール１１が連結されるステアリングシャフト１２を備えている。ステアリングシャフト１２は、ステアリングホイール１１側から順にコラムシャフト１２ａ、インターミディエイトシャフト１２ｂおよびピニオンシャフト１２ｃが連結されてなる。ピニオンシャフト１２ｃはその軸線方向に対して交わる方向へ延びるラックシャフト１３に噛合されている。したがって、ステアリングシャフト１２の回転運動は、ピニオンシャフト１２ｃおよびラックシャフト１３からなるラックアンドピニオン機構１４によりラックシャフト１３の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動がラックシャフト１３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１５，１５を介して左右の転舵輪１６，１６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪１６，１６の転舵角が変更される。

＜Ｈ−ＥＰＳ＞
油圧パワーステアリング装置２０は、ラックシャフト１３の動作を補助することによりステアリング操作を補助する。油圧パワーステアリング装置２０は、ステアリング操作を補助するための構成として、油圧アクチュエータ２１、ステアリングバルブ２２、第１の電動ポンプ２３、第２の電動ポンプ２４および油タンク２５を備えている。第１および第２の電動ポンプ２３，２４はそれぞれ油圧アクチュエータ２１に対する油圧源として機能する。第１および第２の電動ポンプ２３，２４は油タンク２５に貯留された作動油（作動流体）を吸い込み、この吸い込んだ作動油の圧力を高めて吐出する。第１および第２の電動ポンプ２３，２４からそれぞれ吐出される作動油は、ステアリングバルブ２２を介して油圧アクチュエータ２１に供給される。

＜油圧アクチュエータ＞
油圧アクチュエータ２１は、中空のシリンダ３１およびピストン３２を有している。シリンダ３１はラックシャフト１３のハウジングとして兼用される。シリンダ３１にはピストンロッドとしても機能するラックシャフト１３が挿通されている。シリンダ３１の内部において、ラックシャフト１３にはピストン３２が貫通した状態で固定されている。ピストン３２によって、シリンダ３１の内部は、第１の室３１ａと第２の室３１ｂとに区画されている。ピストン３２は、ラックシャフト１３と一体をなしてシリンダ３１の内部をラックシャフト１３の軸線方向に沿って摺動する。また、第１の室３１ａと第２の室３１ｂとの差圧によって、ラックシャフト１３は図１に矢印で示される第１の方向ＬＡまたは第２の方向ＲＡへ移動する。当該差圧によるラックシャフト１３の変位がステアリング操作を補助するアシスト力として機能する。

＜ステアリングバルブ＞
ステアリングバルブ２２は、ピニオンシャフト１２ｃに設けられている。ステアリングバルブ２２は、ステアリングホイール１１の操作、すなわちピニオンシャフト１２ｃの回転に連動して油圧アクチュエータ２１（第１および第２の室３１ａ，３１ｂ）に対する作動油の供給経路および排出経路をそれぞれ切り替えるロータリバルブである。詳述すると、ステアリングバルブ２２は、ポンプポート４１、タンクポート４２、第１のシリンダポート４３および第２のシリンダポート４４を有している。ポンプポート４１は、途中で二股に分岐する供給管４５を介して第１および第２の電動ポンプ２３，２４の吐出ポート（図示略）にそれぞれ接続されている。タンクポート４２は、排出管４６を介して油タンク２５に接続されている。第１のシリンダポート４３は第１の給排管４７を介して第１の室３１ａに、第２のシリンダポート４４は第２の給排管４８を介して第２の室３１ｂに接続されている。なお、第１および第２の電動ポンプ２３，２４の吸入ポート（図示略）はそれぞれ吸入管４５ａ，４５ｂを介して油タンク２５に接続されている。

第１および第２の電動ポンプ２３，２４は、それぞれ油タンク２５に貯留されている作動油を吸入管４５ａ，４５ｂを介して吸い込み、この吸い込んだ作動油の圧力を高めて吐出する。ステアリングバルブ２２には第１および第２の電動ポンプ２３，２４から吐出される作動油が供給管４５を介して供給される。ステアリングバルブ２２は、ステアリングホイール１１に印加される操舵トルクの方向（操舵方向）および大きさ（操舵抵抗）に応じて、供給管４５を介して供給される作動油を第１および第２の給排管４７，４８のいずれかに振り分ける。すなわち、当該作動油は、第１および第２の給排管４７，４８のいずれか一を介して第１および第２の室３１ａ，３１ｂのいずれか一に供給される。

たとえば、第１の給排管４７を介して第１の室３１ａに作動油が供給された場合、油圧アクチュエータ２１は第２の室３１ｂとの間に生じる油圧差に応じた油圧力を発生し、当該油圧力がアシスト力としてラックシャフト１３に作用する。このとき、第２の室３１ｂ内の作動油は押し出され、この押し出される作動油は第２の給排管４８を介してステアリングバルブ２２に戻り（環流し）、さらに排出管４６を介して油タンク２５に戻る。ここでは、油圧力はピストン３２を介して第２の方向ＲＡ（図１中の右方向）へ作用するので、ラックシャフト１３はピストン３２と共に第２の方向ＲＡへ移動する。このラックシャフト１３の移動によってステアリング操作が補助される。

＜電動ポンプ＞
図２に示すように、第１の電動ポンプ２３は第１のモータ５１、第１のモータ５１により駆動される第１のポンプ５２、および第１のモータ５１の作動を制御する第１のＥＣＵ（電子制御装置）５３を備えている。第１のモータ５１としてはブラシレスモータが、第１のポンプとしては外接型の歯車ポンプが採用されている。第１のＥＣＵ５３は、第１のモータ５１を定められた一方向へ回転させることにより第１のポンプ５２を駆動する。なお、第２の電動ポンプ２４は第１の電動ポンプ２３と同一品であって、第２のモータ６１、第２のポンプ６２および第２のＥＣＵ６３を備えている。

図３に示すように、第１のポンプ５２は、ハウジング７１、駆動歯車７２および従動歯車７３を有している。
ハウジング７１の内部には、駆動歯車７２および従動歯車７３が収容される収容室７４が設けられている。ハウジング７１（収容室７４）の内周面７５には、駆動歯車７２および従動歯車７３の外径にそれぞれ対応する２つの円弧面７５ａ，７５ｂが設けられている。またハウジング７１には、収容室７４における２つの円弧面７５ａ，７５ｂの間から外部へ向けてハウジング７１を貫通する吸入口７６および吐出口７７が設けられている。吸入口７６は吸入管４５ａに、吐出口７７は供給管４５にそれぞれ接続される。

駆動歯車７２および従動歯車７３は互いに噛み合った状態で収容室７４に収容されている。駆動歯車７２は、第１のモータ５１に連動する軸７８と一体的に回転する。従動歯車７３は、駆動歯車７２との噛み合いを通じて駆動歯車７２の回転に伴い軸７９を中心として回転する。駆動歯車７２の外周面と円弧面７５ａとの間には隙間Ｄ１が、従動歯車７３の外周面と円弧面７５ｂとの間には隙間Ｄ２が形成される。駆動歯車７２は収容室７４の円弧面７５ａに沿って、従動歯車７３は円弧面７５ｂに沿ってそれぞれ回転する。

第１のモータ５１が定められた一方向へ回転されるとき、駆動歯車７２は図３に矢印ＲＢで示される時計方向へ回転する。また、駆動歯車７２に連動して従動歯車７３は図３に矢印ＬＢで示される反時計方向へ回転する。これにより、吸入口７６を介して作動油が収容室７４に吸入される。この吸入される吸入口７６側の作動油は、駆動歯車７２および従動歯車７３の回転に伴いそれらの歯とハウジング７１の内周面７５との間に閉じ込められるかたちで分離されつつ内周面７５に沿って移動して吐出口７７側へ運ばれる。そして駆動歯車７２と従動歯車７３とが噛み合うことにより、歯の間に満たされた作動油が吐出口７７を介して排出される。

なお、第２のポンプ６２は第１のポンプ５２と同一品であるため、第２のポンプ６２の詳細な説明を割愛する。
＜電気的な構成＞
つぎに、油圧パワーステアリング装置の電気的な構成を説明する。

図１に示すように、第１および第２の電動ポンプ２３，２４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの通信ネットワーク８１を介して互いに接続されている。この通信ネットワーク８１には、ステアリングセンサ８２および車速センサ８３もそれぞれ接続されている。ステアリングセンサ８２はステアリングホイール１１の操舵速度ωを検出する。車速センサ８３は車速（車両の走行速度）Ｖを検出する。第１および第２の電動ポンプ２３，２４は、通信ネットワーク８１を介して、ステアリングセンサ８２の検出結果である操舵速度ω、および車速センサ８３の検出結果である車速Ｖを取得する。

図２に示すように、第１および第２のＥＣＵ５３，６３は操舵速度ωおよび車速Ｖを取り込み、これら取り込まれる操舵速度ωおよび車速Ｖに基づき第１および第２のモータ５１，６１をそれぞれ制御する。第１のＥＣＵ５３は、第１のマイクロコンピュータ（以下、「第１のマイコン」という。）５４および第１の駆動回路（ＰＷＭインバータ）５５を有している。第１のマイコン５４は操舵速度ωおよび車速Ｖに基づきモータ制御信号Ｓｃ（ＰＷＭ信号）を生成する。第１の駆動回路５５は、モータ制御信号Ｓｃに基づき直流電源７０から供給される直流電力を三相の交流電力に変換する。当該交流電力が駆動電力として第１のモータ５１に供給される。

第１のマイコン５４は、車速Ｖおよび操舵速度ωに基づきモータ回転数指令値（第１のモータ５１の目標回転数）を演算し、当該モータ回転数指令値に応じてモータ制御信号Ｓｃを生成する。第１のマイコン５４は自身の記憶部５４ａに記憶されたモータ回転数制御マップＭｐを使用してその時々の車両状態に応じた適切なモータ回転数指令値を求める。

図７のグラフに示すように、モータ回転数制御マップＭｐは、操舵速度ω、車速Ｖおよびモータ回転数指令値Ｎ^＊の関係を規定する三次元マップである。モータ回転数制御マップＭｐは車速Ｖが速いほど、また操舵速度ωが遅いほど、より小さな値のモータ回転数指令値Ｎ^＊を算出する。なお、図7のグラフに示されるモータ回転数指令値Ｎ^＊は一例であって車種あるいは製品仕様などに応じて適宜設定される。

第１のマイコン５４には第１の電流センサ５６および第１の回転角センサ５７が接続されている。第１の電流センサ５６は第１の駆動回路５５とグランドとの間に設けられていて、第１のモータ５１に供給される電流の値である第１の電流値Ｉｍ１を検出する。第１の回転角センサ５７は第１のモータ５１の回転角である第１の回転角θｍ１を検出する。

第１のマイコン５４は定められたサンプリング周期で第１の電流値Ｉｍ１および第１の回転角θｍ１をそれぞれ取り込む。第１のマイコン５４は、第１の回転角θｍ１に基づき第１のモータ５１の実際の回転数を監視する。そして第１のマイコン５４は、モータ回転数指令値Ｎ^＊および実際の回転数に基づき第１のモータ５１に対する回転数フィードバック制御を行う。また、第１のマイコン５４は第１の電流値Ｉｍ１に基づき過電流などの異常検出を行う。

第２のＥＣＵ６３は第１のＥＣＵ５３と同一の構成を有している。すなわち、第２のＥＣＵ６３は、第２のマイクロコンピュータ（以下、「第２のマイコン」という。）６４および第２の駆動回路６５を有している。第２のマイコン６４の記憶部６４ａにも図7のグラフに示されるモータ回転数制御マップＭｐが記憶されている。第２のマイコン６４は第１のマイコン５４と同じモータ回転数制御マップＭｐを使用してその時々の車両状態に応じた適切なモータ回転数指令値Ｎ^＊を演算し、当該モータ回転数指令値Ｎ^＊に応じてモータ制御信号Ｓｃを生成する。また、第２のマイコン６４には第２の電流センサ６６および第２の回転角センサ６７が接続されている。第２のマイコン６４は、第１のマイコン５４と同様に、モータ回転数指令値Ｎ^＊および実際の回転数に基づき第２のモータ６１に対する回転数フィードバック制御を行う。

＜油圧アクチュエータに対する供給油量＞
つぎに、油圧アクチュエータ２１に対する供給油量について説明する。
次式（１）に示されるように、油圧アクチュエータ２１には第１の電動ポンプ２３の吐出流量Ｑ１と第２の電動ポンプ２４の吐出流量Ｑ２を合計した総流量Ｑの作動油が供給される。

Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２ ……………（１）
ここで、第１および第２のマイコン５４，６４はそれぞれ同一のモータ回転数制御マップＭｐを使用してモータ回転数指令値Ｎ^＊を演算する。また、モータ回転数指令値Ｎ^＊の演算に使用される車速Ｖおよび操舵速度ωについてもそれぞれ同じである。このため、次式（２）に示されるように、第１および第２のモータ５１，６１の回転数、ひいては第１および第２の電動ポンプ２３，２４の吐出流量Ｑ１，Ｑ２は基本的には同じになる。したがって、次式（３）に示されるように、油圧アクチュエータ２１には、第１の電動ポンプ２３の吐出流量Ｑ１の２倍、または第２の電動ポンプ２４の吐出流量Ｑ２の２倍の作動油が供給される。

Ｑ１＝Ｑ２ …………………（２）
Ｑ＝２・Ｑ１＝２・Ｑ２ …（３）
第１および第２の電動ポンプ２３，２４の吐出流量Ｑ１，Ｑ２は、第１および第２のモータ５１，６１の回転数によって決まる。第１および第２の電動ポンプ２３，２４の吐出流量Ｑ１，Ｑ２は、次式（４）で表される。

Ｑ１＝Ｑ２＝Ｑ_０・Ｎ ……（４）
ただし、「Ｑ_０」は第１および第２のポンプ５２，６２の一回転当たりの吐出流量（単位：ｃｃ）である。「Ｎ」は第１および第２のモータ５１，６１の回転数（単位：ｒｐｍ）である。

第１および第２のマイコン５４，６４は、第１および第２のモータ５１，６１の回転数を制御することにより油圧アクチュエータ２１に供給する作動油の総流量Ｑを制御する。油圧アクチュエータ２１は総流量Ｑに応じた油圧、ひいてはアシスト力を発生させる。このため、総流量Ｑが減少するほど油圧アクチュエータ２１により発生される油圧が低くなり、ひいてはアシスト力が弱くなる。

油圧パワーステアリング装置２０では、モータ回転数制御マップＭｐの特性に起因して、車速Ｖが速いほど、また操舵速度ωが遅いほど、油圧アクチュエータ２１により発生される油圧、ひいてはアシスト力は小さくなる。すなわち、車速Ｖおよび操舵速度ωに応じて第１および第２の電動ポンプ２３，２４の回転数がそれぞれ減少されることによって油圧アクチュエータ２１に対する作動油の供給量が減少される。作動油の供給量が減少される分だけ油圧アクチュエータ２１が発生するアシスト力も低減される。

ここで油圧パワーステアリング装置２０には、つぎのような懸念がある。
すなわち通常、第１のポンプ５２では、駆動歯車７２および従動歯車７３の回転に伴い、たとえば駆動歯車７２とハウジング７１の内周面７５（円弧面７５ａ）との間の隙間Ｄ１、および従動歯車７３とハウジングの内周面（円弧面７５ｂ）との間の隙間Ｄ２にそれぞれ油膜が形成される。この油膜により、駆動歯車７２および従動歯車７３の回転負荷がそれぞれ低減される。当該油膜が形成されるかどうかは駆動歯車７２および従動歯車７３の回転数に依存する。当該回転数は第１のモータ５１の回転数と相関する。このため、第１の電動ポンプ２３では第１のモータ５１に対して許容される回転数の下限である最低回転数が設定される。この最低回転数は、前述の油膜が形成される第１のモータ５１の最低限の回転数を基準として実験などによって定められる。また、第１のポンプ５２の吐出流量Ｑ１は、駆動歯車７２および従動歯車７３の回転数にほぼ比例する。このため、第１のモータ５１の最低回転数が設定されることにより、第１のポンプ５２の吐出流量Ｑ１の下限である下限流量Ｑ１_ｍｉｎも決まる。なお、このことは第１の電動ポンプ２３と同一の構成を有しかつ同一の制御が実行される第２の電動ポンプ２４についても同様である。すなわち、第２のモータ６１の最低回転数が設定されることにより、第２のポンプ６２の吐出流量Ｑ２の下限である下限流量Ｑ２_ｍｉｎも決まる。

このように、第１および第２の電動ポンプ２３，２４では、第１および第２のモータ５１，６１の回転数を最低回転数以上の値に維持する必要があるため、油圧アクチュエータ２１に供給される作動油の総流量Ｑの下限である下限流量Ｑ_ｍｉｎも自ずと決まる。このため、下限流量Ｑ_ｍｉｎに応じたアシスト力よりも弱いアシスト力が要求される状況に対応することが困難となるおそれがある。

なお、これら下限流量Ｑ_ｍｉｎ，Ｑ１_ｍｉｎ，Ｑ２_ｍｉｎの関係は先の式（１），（２）に基づき次式（５），（６）のように表される。
Ｑ_ｍｉｎ＝Ｑ１_ｍｉｎ＋Ｑ２_ｍｉｎ …（５）
Ｑ１_ｍｉｎ＝Ｑ２_ｍｉｎ …（６）
図４のグラフに破線で示されるように、油圧アクチュエータ２１に対する供給油量を下限流量Ｑ_ｍｉｎよりも少なくしたい状況が想定される。車種あるいは製品仕様などによって異なるものの、たとえば高速走行時などにおいて、より好適なアシスト力を得るために必要とされる作動油の総流量Ｑが下限流量Ｑ_ｍｉｎよりも少ない場合である。しかし前述した油膜が形成される状態を維持する観点から総流量Ｑを下限流量Ｑ_ｍｉｎよりも少なくすることはできない。このため、図４のグラフに実線で示されるように、油圧アクチュエータ２１に対する供給油量がたとえば下限流量Ｑ_ｍｉｎよりも若干多くなるように、第１および第２のポンプ５２，６２の吐出流量Ｑ１，Ｑ２が設定される。

具体的には、油膜形成される第１および第２のモータ５１，６１の最低回転数をそれぞれ１０００ｒｐｍ、ポンプ１回転当たりの吐出流量を１．７ｃｃとした場合、次式（７）で示されるように、単位時間当たりの下限流量Ｑ_ｍｉｎは３４００ｃｃとなる。

Ｑ_ｍｉｎ＝１．７ｃｃ×１０００ｒｐｍ×２台＝３４００ｃｃ／ｍｉｎ …（７）
第１および第２のポンプ５２，６２の回転数を最低回転数より少なくすることはできないので下限流量Ｑ_ｍｉｎも３４００ｃｃより少なくすることができない。このため、たとえば総流量Ｑが下限流量Ｑ_ｍｉｎである３４００ｃｃよりも多くなるように、換言すれば第１および第２のポンプ５２，６２の吐出流量Ｑ１，Ｑ２が下限流量Ｑ１_ｍｉｎ，Ｑ２_ｍｉｎよりも多くなるように、第１および第２のモータ５１，６１の回転数を最低回転数（ここでは１０００ｒｐｍ）よりも大きいな値（たとえば１３００ｒｐｍ）に設定せざるを得ない。すなわち、アシスト力は下限流量Ｑ_ｍｉｎである３４００ｃｃに応じたアシスト力よりも弱くすることができない。

このように、より好適なアシスト力を得るために総流量Ｑを下げたくても下げられない状況が発生し得る。このため、たとえば高速走行時において、より好適なアシスト力に対する実際のアシスト力は、図４のグラフに実線で示される実際の総流量Ｑと図４のグラフに破線で示される本来要求される総流量Ｑとの差ΔＱの分だけ強くなる。

そこで、より好適なアシスト力を発生させるために、本例では第１および第２の電動ポンプ２３，２４（正確には、第１および第２のモータ５１，６１）の回転数制御を通じて総流量Ｑの低減幅を拡大する。

＜第１のモータの回転数制御＞
つぎに、第１のマイコン５４による第１のモータ５１の回転数制御の処理手順を図５（ａ）のフローチャートに従って説明する。当該フローチャートの各処理は第１のマイコン５４の記憶部５４ａに格納される制御プログラムに従って所定の制御周期で実行される。

図５（ａ）のフローチャートに示すように、第１のマイコン５４は第１のモータ５１に対するモータ回転数指令値Ｎ^＊を演算する（ステップＳ１０１）。第１のマイコン５４は、車速Ｖおよび操舵速度ωに基づきモータ回転数制御マップＭｐを使用してモータ回転数指令値Ｎ^＊を演算する。

つぎに、第１のマイコン５４はステップＳ１０１で算出されたモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下であるかどうかを判断する（ステップ１０２）。回転数判定閾値Ｎ_ｔｈは前述した油膜が形成される第１のモータ５１の最低限の回転数あるいは当該回転数を基準として実験などによって定められる値である。回転数判定閾値Ｎ_ｔｈは記憶部５４ａに記憶されている。

第１のマイコン５４はモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下ではない旨判断されるとき（ステップＳ１０２でＮＯ）、第１のモータ５１の通常制御を実行する（ステップＳ１０３）。すなわち、第１のマイコン５４はステップＳ１０１で算出された通常時のモータ回転数指令値Ｎ^＊に基づきモータ制御信号Ｓｃを生成する。

これに対して、第１のマイコン５４はモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下である旨判断されるとき（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、第１のモータ５１の回転数を通常時の２倍とする回転数２倍制御を実行する（ステップＳ１０４）。すなわち、第１のマイコン５４はステップＳ１０１で算出された通常時のモータ回転数指令値Ｎ^＊を２倍するとともに当該２倍のモータ回転数指令値Ｎ^＊に基づきモータ制御信号Ｓｃを生成する。第１のモータ５１の回転数が通常時の２倍になることにより、第１のポンプ５２の吐出流量Ｑ１は通常時の２倍になる。

＜第２のモータの回転数制御＞
つぎに、第２のマイコン６４による第２のモータ６１の回転数制御の処理手順を図５（ｂ）のフローチャートに従って説明する。当該フローチャートの各処理は第２のマイコン６４の記憶部６４ａに格納される制御プログラムに従って所定の制御周期で実行される。

図５（ｂ）のフローチャートに示すように、第２のマイコン６４は第２のモータ６１に対するモータ回転数指令値Ｎ^＊を演算する（ステップＳ２０１）。第２のマイコン６４は、車速Ｖおよび操舵速度ωに基づきモータ回転数制御マップＭｐを使用してモータ回転数指令値Ｎ^＊を演算する。

つぎに、第２のマイコン６４はステップＳ２０１で算出されたモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下であるかどうかを判断する（ステップ２０２）。この回転数判定閾値Ｎ_ｔｈは第１のマイコン５４の記憶部５４ａに記憶されるものと同じ値であって、第２のマイコン６４の記憶部６４ａに記憶されている。

第２のマイコン６４はモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下ではない旨判断されるとき（ステップＳ２０２でＮＯ）、第２のモータ６１の通常制御を実行する（ステップＳ２０３）。すなわち、第２のマイコン６４はステップＳ２０１で算出された通常時のモータ回転数指令値Ｎ^＊に基づきモータ制御信号Ｓｃを生成する。

これに対して、第２のマイコン６４はモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下である旨判断されるとき（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、第２のモータ６１を停止させるための制御を実行する（ステップＳ２０４）。第２のモータ６１が停止されることにより、第２のポンプ６２の吐出流量Ｑ２は「０（零）」になる。

＜モータ回転数制御の作用＞
つぎに、第１および第２のモータ５１，６１の回転数制御を実行することによる作用を説明する。

図６（ａ）のグラフに示されるように、ここでは作動油の総流量Ｑがその下限流量Ｑ_ｍｉｎよりも多い第１の総流量Ｑ_Ｕに維持された状態において、下限流量Ｑ_ｍｉｎよりも少ない第２の総流量Ｑ_Ｌを流量制御の目標値として制御する場合を想定する。

図６（ｂ）に示されるように、通常制御を通じて第１の電動ポンプ２３の吐出流量Ｑ１はその下限流量Ｑ１_ｍｉｎよりも多い吐出流量Ｑ１_Ｕに維持されている。また、図６（ｃ）に示されるように、通常制御を通じて第２の電動ポンプ２４の吐出流量Ｑ２はその下限流量Ｑ２_ｍｉｎよりも多い吐出流量Ｑ２_Ｕに維持されている。第１の電動ポンプ２３と第２の電動ポンプ２４はそれぞれ同一のモータ回転数制御マップＭｐに基づき同一の流量制御が行われる。このため、このときの第１の電動ポンプ２３の吐出流量Ｑ１_Ｕと第２の電動ポンプ２４の吐出流量Ｑ２_Ｕとは同じ流量である。そしてこれら吐出流量Ｑ１_Ｕ，Ｑ２_Ｕを合計した流量が第１の総流量Ｑ_Ｕとなる。

図６（ｂ），（ｃ）に示されるように、この状態において、たとえば車両の加速などを契機として（時刻ｔ１）、吐出流量Ｑ１，Ｑ２は徐々に減少する。これら吐出流量Ｑ１，Ｑ２がそれぞれ回転数判定閾値Ｎ_ｔｈに応じた下限流量Ｑ１_ｍｉｎ，Ｑ２_ｍｉｎに至ったとき（時刻ｔ２）、第１の電動ポンプ２３では回転数２倍制御が、また第２の電動ポンプ２４では停止制御が実行される。

なお、ここでは説明の便宜上、回転数２倍制御の実行が開始されたとき即時に通常制御時の２倍の吐出流量Ｑ１が得られ、また停止制御の実行が開始されたとき吐出流量Ｑ２が即時に「０」に至るものとしている。

図６（ｂ），（ｃ）に二点鎖線で示されるように、第１および第２の電動ポンプ２３，２４の双方を動作させる本来の状況（通常制御時）であれば、時刻ｔ２以降、第１および第２の電動ポンプ２３，２４の吐出流量Ｑ１を下限流量Ｑ１_ｍｉｎ，Ｑ２_ｍｉｎよりも少ない流量に制御する必要があるところ、このような流量制御は前述した油膜の観点から困難である。

この点、本例では第１の電動ポンプ２３における回転数２倍制御を通じて図６（ｂ）に二点鎖線で示される本来要求される吐出流量Ｑ１の２倍の流量である吐出流量Ｑ１_Ｕが得られる。この吐出流量Ｑ１_Ｕは、流量制御の目標値である第２の総流量Ｑ_Ｌと等しい。また、図６（ｃ）に示されるように、時刻ｔ２以降、第２の電動ポンプ２４の停止制御を通じて吐出流量Ｑ２が「０」となる。このため、時刻ｔ２以降、第１の電動ポンプ２３の吐出流量Ｑ１_Ｕがそのまま第２の総流量Ｑ_Ｌとなる。

このように、第２の電動ポンプ２４の停止に伴う総流量Ｑの減少が第１の電動ポンプ２３により補われる。これにより、第１および第２のモータ５１，６１の回転数をそれぞれ前述した油膜が形成される最低回転数よりも少なくすることなく、下限流量Ｑ_ｍｉｎを下回る総流量Ｑ、ここでは第２の総流量Ｑ_Ｌが得られる。すなわち、総流量Ｑの低減幅が下限流量Ｑ_ｍｉｎよりも少ない流量にまで拡大される。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第１及び第２の電動ポンプ２３，２４において、第１および第２のモータ５１，６１に対するモータ回転数指令値Ｎ^＊が定められた最低回転数以下になるとき、第２のモータ６１は停止される。また第１のモータ５１は最低回転数を超える回転数、すなわち本来のモータ回転数指令値Ｎ^＊の２倍の回転数で駆動される。このため、油膜切れを抑制しつつ総流量Ｑの低減幅を拡大することができる。高車速域などにおける過アシストも抑制される。

（２）第１および第２のマイコン５４，６４は、それぞれ同一のモータ回転数制御マップＭｐを使用することにより簡単にモータ回転数指令値Ｎ^＊を演算することができる。
＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。

・本例では第１および第２の電動ポンプ２３，２４にそれぞれ第１および第２のマイコン５４，６４を設けたが、第１および第２のマイコン５４，６４は単一のマイコンとして統合してもよい。また、本例では第１および第２のモータ５１，６１はそれぞれ同一のモータ回転数制御マップＭｐを使用して制御するようにしたが、異なるモータ回転数制御マップＭｐを使用して制御してもよい。この場合も、トータルとしての回転数が変化しないように第１および第２のモータ５１，６１を駆動させることが好ましい。

・単一のマイコンにより第１および第２のモータ５１，６１をそれぞれ同一のモータ回転数制御マップＭｐを使用して制御してもよい。この場合の処理手順の一例はつぎの通りである。

図８のフローチャートに示すように、マイコンは第１および第２のモータ５１，６１に対するモータ回転数指令値Ｎ^＊を演算する（ステップＳ３０１）。つぎに、マイコンはステップＳ３０１で算出されたモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下であるかどうかを判断する（ステップ３０２）。マイコンはモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下ではない旨判断されるとき（ステップＳ３０２でＮＯ）、第１および第２のモータ５１，６１の通常制御を実行する（ステップＳ３０３）。これに対して、マイコンはモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下である旨判断されるとき（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、第１のモータ５１に対して回転数２倍制御を実行するとともに（ステップＳ３０４）、第２のモータ６１を停止させる。このようにしても本実施の形態と同様の効果が得られる。

・単一のマイコンにより第１および第２のモータ５１，６１をそれぞれ異なるモータ回転数制御マップＭｐを使用して制御してもよい。この場合の処理手順の一例はつぎの通りである。

図９のフローチャートに示すように、マイコンは第１および第２のモータ５１，６１に対する第１および第２のモータ回転数指令値Ｎ１^＊，Ｎ２^＊をそれぞれ演算する（ステップＳ４０１）。つぎに、マイコンはステップＳ４０１で算出された第１のモータ回転数指令値Ｎ１^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下であるかどうかを判断する（ステップ４０２）。マイコンは第１のモータ回転数指令値Ｎ１^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下である旨判断されるとき（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、第１のモータ５１を停止させる（ステップＳ４０３）。そしてマイコンは、第２のモータ６１を本来の第２のモータ回転数指令値Ｎ２^＊よりも大きな値の回転数で駆動させる（ステップＳ４０４）。具体的には、マイコンは先のステップＳ４０１において算出された本来の第２のモータ回転数指令値Ｎ２^＊に先のステップＳ４０１において算出された第１のモータ回転数指令値Ｎ１^＊を加算した値を新たな第２のモータ回転数指令値Ｎ２^＊とし、当該新たな第２のモータ回転数指令値Ｎ２^＊を使用して第２のモータ６１を駆動させる。これに対し、マイコンはステップＳ４０２においてモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下ではない旨判断されるとき（ステップＳ４０２でＮＯ）、マイコンはステップＳ４０１で算出された第２のモータ回転数指令値Ｎ２^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下であるかどうかを判断する（ステップ４０５）。マイコンは第２のモータ回転数指令値Ｎ２^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下である旨判断されるとき（ステップＳ４０５でＹＥＳ）、第２のモータ６１を停止させる（ステップＳ４０６）。そしてマイコンは、第１のモータ５１を本来の第１のモータ回転数指令値Ｎ１^＊よりも大きな値の回転数で駆動させる（ステップＳ４０７）。具体的には、マイコンは先のステップＳ４０１において算出された本来の第１のモータ回転数指令値Ｎ１^＊に先のステップＳ４０１において算出された第２のモータ回転数指令値Ｎ２^＊を加算した値を新たな第１のモータ回転数指令値Ｎ１^＊とし、当該新たな第１のモータ回転数指令値Ｎ１^＊を使用して第１のモータ５１を駆動させる。なお、マイコンは先のステップＳ４０５においてモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下ではない旨判断されるとき（ステップＳ４０５でＮＯ）、第１および第２のモータ５１，６１の通常制御を実行する（ステップＳ４０８）。このようにしても本実施の形態と同様の効果が得られる。なお本実施の形態において、第１および第２のモータ５１，６１をそれぞれ異なるモータ回転数制御マップＭｐを使用して制御してもよい。この場合、第１および第２のマイコン５４，６４は通信ネットワーク８１を介して第１および第２のモータ回転数指令値Ｎ１^＊，Ｎ２^＊を相互に授受する。

・本例では第１および第２の電動ポンプ２３，２４を設けたが、３台、４台またはそれ以上の電動ポンプを設けてもよい。たとえば３台の電動ポンプを設け、これら電動ポンプのモータをそれぞれ同一のモータ回転数制御マップＭｐを使用して制御してもよい。この場合の制御の一例はつぎの通りである。すなわち、マイコンはモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下である旨判断されるとき、１つのモータに対して回転数３倍制御を実行するとともに、残りの２つのモータを停止させる。また、つぎのように３台の電動ポンプを制御してもよい。すなわち、マイコンはモータ回転数指令値Ｎ^＊が回転数判定閾値Ｎ_ｔｈ以下である旨判断されるとき、２つのモータに対してたとえば回転数１．５倍制御を実行するとともに、残りの１つのモータを停止させる。必要とされる吐出流量が得られるように適宜の台数の電動ポンプを駆動させればよい。４台以上の電動ポンプを設ける場合も同様である。

・本例では、モータ回転数２倍制御を行うかどうかの判断（ステップＳ１０２、ステップＳ２０２）にはモータ回転数指令値Ｎ^＊を使用したが、第１および第２のポンプ５２，６２の吐出流量Ｑ１，Ｑ２に相関する他の制御指令値を使用して判断してもよい。たとえば、第１および第２のマイコン５４，６４は、正確にはモータ回転数指令値Ｎ^＊を電流指令値に変換し、当該電流指令値に基づきモータ制御信号Ｓｃを生成する。この電流指令値に基づきモータ回転数２倍制御を行うかどうかの判断を行ってもよい。

また、供給管４５を流れる作動油の実際の流量（実際の総流量Ｑ）を検出する流量センサを供給管４５に設け、第１および第２のマイコン５４，６４は当該流量センサの検出結果に基づき第１および第２のモータ５１，６１に対する流量フィードバック制御を行うようにしてもよい。当該流量フィードバック制御を行う際、第１および第２のマイコン５４，６４により生成される制御指令値である流量指令値に基づきモータ回転数２倍制御を行うかどうかを判断してもよい。

また、供給管４５内の圧力を検出する圧力センサを供給管４５に設け、第１および第２のマイコン５４，６４は当該圧力センサの検出結果に基づき第１および第２のモータ５１，６１に対する圧力フィードバック制御を行うようにしてもよい。当該圧力フィードバック制御を行う際、第１および第２のマイコン５４，６４により生成される制御指令値である圧力指令値に基づきモータ回転数２倍制御を行うかどうかを判断してもよい。

・本例では、第１および第２の電動ポンプ２３，２４は第１および第２のＥＣＵ５３，６３を含んで構成したが、第１および第２のＥＣＵ５３，６３を第１および第２の電動ポンプ２３，２４と別体に設けてもよい。また、第１および第２のＥＣＵ５３，６３の機能を他の車載システムのＥＣＵに持たせてもよい。

＜他の技術的思想＞
つぎに、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記制御装置は異なるモータ回転数制御マップを使用して各モータを制御すること。

（ロ）前記制御装置は各電動ポンプに設けられること。

２０…油圧パワーステアリング装置、２１…油圧アクチュエータ、２３…第１の電動ポンプ、２４…第２の電動ポンプ、５１…第１のモータ、５２…第１のポンプ（歯車ポンプ）、５３…第１のＥＣＵ（制御装置）、５４ａ…記憶部、６１…第２のモータ、６２…第２のポンプ（歯車ポンプ）、６３…第２のＥＣＵ（制御装置）、６４ａ…記憶部、Ｍｐ…モータ回転数制御マップ。

Claims (2)

1. アシスト力を発生させる油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに作動油を供給する複数の電動ポンプと、各電動ポンプを制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、通常時には各電動ポンプを駆動させる一方、各電動ポンプのうちいずれか一の吐出流量に相関する制御指令値が各電動ポンプに許容される当該制御指令値の下限に基づき設定される閾値未満であるとき、少なくとも一の電動ポンプを停止させるとともに当該停止に伴う吐出流量の減少を補うように残りの電動ポンプに対する制御指令値を増大させるものであって、
   各電動ポンプは、前記制御装置により回転数制御されるモータと、当該モータにより駆動される歯車ポンプを備え、
   前記吐出流量に相関する指令値は前記モータの回転数指令値、前記閾値は歯車ポンプの歯車と当該歯車を収容するハウジングとの間に油膜が形成される最低限の回転数に基づき設定される回転数判定閾値である油圧パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の油圧パワーステアリング装置において、
   前記制御装置は、車速および操舵速度に基づき前記回転数指令値を演算するモータ回転数制御マップが格納された記憶部を有し、
   前記制御装置は、同一の前記モータ回転数制御マップを使用して各モータを制御する油圧パワーステアリング装置。