JP5617524B2 - 油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室及び第２油圧室に区画される油圧シリンダと、この油圧シリンダに作動油を供給する可変容量式の電動ポンプとを備え、第１油圧室及び第２油圧室の間の油圧差に応じて油圧シリンダに発生する力により車両のステアリング操作をアシストする油圧式パワーステアリング装置に関する。

車両のステアリング操作を油圧シリンダによってアシストする油圧式パワーステアリング装置では、ステアリングシャフトからピニオン・ラック機構を介して転舵シャフトに伝達される操舵トルクの量に応じて油圧シリンダに対する作動油の給排態様を制御する切替弁が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

このような切替弁では、ステアリングシャフトに固定されたシャフトと、トーションバーを介してシャフトに連結されたロータリバルブとの相対位相差、すなわちトーションバーの捩り量に応じて油圧シリンダに対する作動油の給排態様が決定されている。

特開２００６―１２３５８０号公報

ところで、こうした従来の油圧式パワーステアリング装置では、運転者のステアリング操作については適切にアシストすることができるとはいえ、そのアシスト力、換言すれば油圧シリンダに対する作動油の給排態様がステアリングシャフトの捩りトルクによって一義的に決定されるため、その他の車両の運転状態に基づく種々の要求に応じてアシスト力を変更することはできない。すなわち、従来の油圧式パワーステアリング装置にあっては、油圧シリンダのアシスト力を種々の要求に見合う高い自由度をもって変更するうえで改善の余地が残されている。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、油圧シリンダのアシスト力を高い自由度をもって制御することのできる油圧式パワーステアリング装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室及び第２油圧室に区画される油圧シリンダと、この油圧シリンダに作動油を供給する可変容量式の電動ポンプとを備え、前記第１油圧室及び前記第２油圧室の間の油圧差に基づいて生じる力により前記ピストンとともに前記転舵シャフトを変位させることで車両のステアリング操作をアシストする油圧式パワーステアリング装置において、前記第１油圧室及び前記第２油圧室に対する作動油の給排を切替可能な切替弁と、前記車両の運転状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて前記切替弁の切替位置と前記電動ポンプの作動油供給量を制御する制御部とを含み、前記制御部は、目標駐車位置と現在の車両位置との位置関係に応じた情報を取り込んで同情報と前記検出される車両の運転状態の検出結果とに基づいて前記車両位置が前記目標駐車位置に一致するように前記切替弁及び前記電動ポンプを制御することを要旨とする。

この発明によれば、油圧シリンダに作動油を給排する際の給排状態を車両の運転状態に基づいて設定し、その設定結果に基づいて切替弁の切替位置と電動ポンプの作動油供給量とを制御することにより、油圧シリンダのアシスト力をそのときどきの車両の運転状態に即したかたちで任意に変更することができる。このため、運転者によるステアリングホイールの操作に応じて一義的に油圧シリンダに対する作動油の給排態様が決定される従来の油圧式パワーステアリング装置と異なり、油圧シリンダのアシスト力をより高い自由度をもって制御することができるようになる。
また、運転者によりステアリングホイールの操作がなされなくても、電動ポンプ及び切替弁の制御を通じて油圧シリンダに対する給排態様を設定することで車両位置を目標駐車位置と一致させるように操舵輪の操舵角を調節することができ、車両をその目標駐車位置に駐車させる、いわゆる駐車支援制御を実行することができる。

請求項２に記載の発明は、転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室及び第２油圧室に区画される油圧シリンダと、この油圧シリンダに作動油を供給する可変容量式の電動ポンプとを備え、前記第１油圧室及び前記第２油圧室の間の油圧差に基づいて生じる力により前記ピストンとともに前記転舵シャフトを変位させることで車両のステアリング操作をアシストする油圧式パワーステアリング装置において、前記第１油圧室及び前記第２油圧室に対する作動油の給排を切替可能な切替弁と、前記車両の運転状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて前記切替弁の切替位置と前記電動ポンプの作動油供給量を制御する制御部とを含み、前記制御部は、路面の走行レーンに対する車両位置に応じた情報を取り込んで同情報と前記検出される車両の運転状態の検出結果とに基づいて前記車両が前記走行レーン内に位置するように前記切替弁及び前記電動ポンプを制御することを要旨とする。
この発明によれば、油圧シリンダに作動油を給排する際の給排状態を車両の運転状態に基づいて設定し、その設定結果に基づいて切替弁の切替位置と電動ポンプの作動油供給量とを制御することにより、油圧シリンダのアシスト力をそのときどきの車両の運転状態に即したかたちで任意に変更することができる。このため、運転者によるステアリングホイールの操作に応じて一義的に油圧シリンダに対する作動油の給排態様が決定される従来の油圧式パワーステアリング装置と異なり、油圧シリンダのアシスト力をより高い自由度をもって制御することができるようになる。
また、運転者によりステアリングホイールの操作がなされなくても、電動ポンプ及び切替弁の制御を通じて油圧シリンダに対する給排態様を設定することで車両が走行レーン内に位置するように操舵輪の操舵角を調節することができ、車両が走行レーンよりも外側に逸脱することを抑制する、いわゆるレーン逸脱抑制制御を実行することができる。

請求項３に記載の発明は、転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室及び第２油圧室に区画される油圧シリンダと、この油圧シリンダに作動油を供給する可変容量式の電動ポンプとを備え、前記第１油圧室及び前記第２油圧室の間の油圧差に基づいて生じる力により前記ピストンとともに前記転舵シャフトを変位させることで車両のステアリング操作をアシストする油圧式パワーステアリング装置において、前記第１油圧室及び前記第２油圧室に対する作動油の給排を切替可能な切替弁と、前記車両の運転状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて前記切替弁の切替位置と前記電動ポンプの作動油供給量を制御する制御部とを含み、前記制御部は、ステアリングの切り戻し操作時において、各油圧室のうち容積が減少する油圧室に作動油が供給可能な状態に前記切替弁の切替位置を制御することを要旨とする。

この発明によれば、油圧シリンダに作動油を給排する際の給排状態を車両の運転状態に基づいて設定し、その設定結果に基づいて切替弁の切替位置と電動ポンプの作動油供給量とを制御することにより、油圧シリンダのアシスト力をそのときどきの車両の運転状態に即したかたちで任意に変更することができる。このため、運転者によるステアリングホイールの操作に応じて一義的に油圧シリンダに対する作動油の給排態様が決定される従来の油圧式パワーステアリング装置と異なり、油圧シリンダのアシスト力をより高い自由度をもって制御することができるようになる。
また、ステアリングの切り戻し操作時には、容積が減少する油圧室に対して作動油が供給可能な状態に切替弁の切替位置が制御されるため、その油圧室からは作動油が排出されるものの、その排出が抑制されることとなる。このため、ステアリングの切り戻し操作時において、操舵角が急激に変化することを抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室及び第２油圧室に区画される油圧シリンダと、この油圧シリンダに作動油を供給する可変容量式の電動ポンプとを備え、前記第１油圧室及び前記第２油圧室の間の油圧差に基づいて生じる力により前記ピストンとともに前記転舵シャフトを変位させることで車両のステアリング操作をアシストする油圧式パワーステアリング装置において、作動油が供給される供給ポート、前記第１油圧室に接続される第１ポート、前記第２油圧室に接続される第２ポートがそれぞれ形成されたハウジングと、このハウジングに往復運動可能に収容されるとともに、各ポートの連通態様を、前記供給ポートと前記第１ポートとを連通する第１モードと、前記供給ポートと前記第２ポートとを連通する第２モードとに切り替える弁部と、同弁部を往復駆動する駆動機構とを含み、前記第１油圧室及び前記第２油圧室に対する作動油の給排を切替可能な切替弁と、前記第１油圧室から排出された作動油が供給される第１ポートと、前記第２油圧室から排出された作動油が供給される第２ポートと、作動油を排出する排出ポートとがそれぞれ形成されたハウジングと、このハウジングに往復運動可能に収容されるとともに、各ポートの連通態様を、前記第１ポートと前記排出ポートとを連通する第１モードと、前記第２ポートと前記排出ポートとを連通する第２モードとを切り替える弁部と、同弁部を往復駆動する駆動機構とを含み、前記第１油圧室及び前記第２油圧室から排出される作動油の量を調節するドレンバルブと、前記車両の運転状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて前記両弁部の移動量を前記各駆動機構を通じて調節することにより、前記切替弁の前記第１モードと前記ドレンバルブの前記第２モードとの組み合わせと、前記切替弁の前記第２モードと前記ドレンバルブの前記第１モードとの組み合わせとの切り替え、及び前記電動ポンプの作動油供給量を制御する制御部とを含み、前記ドレンバルブにおいて、前記弁部には、各ポートの連通態様が、前記第２モードであるときに前記第１ポートと前記排出ポートとを連通する一方、前記第１モードであるときに前記第２ポートと前記排出ポートとを連通する連通部が設けられ、前記連通部を通過する作動油の流量は、各ポートの連通態様が、前記第１モードのときに前記第１ポートから前記排出ポートを通じて排出される作動油の流量及び前記第２モードのときに前記第２ポートから前記排出ポートを通じて排出される作動油の流量よりも少なくなるように同連通部の流路断面積が設定されてなることを要旨とする。
この発明によれば、油圧シリンダに作動油を給排する際の給排状態を車両の運転状態に基づいて設定し、その設定結果に基づいて切替弁の切替位置と電動ポンプの作動油供給量とを制御することにより、油圧シリンダのアシスト力をそのときどきの車両の運転状態に即したかたちで任意に変更することができる。このため、運転者によるステアリングホイールの操作に応じて一義的に油圧シリンダに対する作動油の給排態様が決定される従来の油圧式パワーステアリング装置と異なり、油圧シリンダのアシスト力をより高い自由度をもって制御することができるようになる。
また、第１モードと第２モードとを切り替えるときには、連通部を通じて排出される作動油の流量を抑制することができるとともに、ステアリングの切り戻し操作時において第１油圧室及び第２油圧室から作動油の排出が遅れることにより、同切り戻し操作が緩慢になることを抑制することができ、ステアリングの切り戻し操作を速やかに行うことができるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の油圧式パワーステアリング装置において、連通部は弁部の外面に設けられた環状溝であることを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の油圧式パワーステアリング装置において、ドレンバルブは、弁部の位置に応じて第１ポート及び第２ポートの流路断面積を変更してステアリングの切り戻し操作時に第１油圧室及び第２油圧室のいずれか一方から排出される作動油の排出量を調整可能な傾斜部が連通部として弁部に形成されてなることを要旨とする。

この発明によれば、ステアリングの切り戻し操作時において第１油圧室及び第２油圧室から作動油の排出が遅れることにより、同切り戻し操作が緩慢になることを抑制することができ、ステアリングの切り戻し操作を速やかに行うことができるになる。その上、傾斜部により第１油圧室及び第２油圧室から排出される作動油の流量を調節することができるため、ステアリングの切り戻し操作を円滑に行うことができるようになる。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置において、前記検出手段は操舵トルク及び操舵角並びに車速の少なくとも一つを車両の運転状態として検出することを要旨とする。

本発明の油圧式パワーステアリング装置によれば、油圧シリンダのアシスト力を高い自由度をもって制御することができる。

本発明の油圧式パワーステアリング装置を具体化した第１実施形態について、同装置の全体構成を示す模式図。 同実施形態の制御構成を示すブロック図。 同実施形態の油圧式パワーステアリング装置について、（ａ）〜（ｃ）は切替弁及び油圧シリンダの断面構造を示す断面図。 本発明の第２実施形態について、切替弁、油圧シリンダ及びドレンバルブの断面構造を示す断面図。 同実施形態の切替弁、油圧シリンダ及びドレンバルブの各断面構造を示す断面図。 同実施形態の切替弁、油圧シリンダ及びドレンバルブの各断面構造を示す断面図。 同実施形態の制御構成を示すブロック図。 本発明の第３実施形態について、（ａ）は切替弁、油圧シリンダ及びドレンバルブの各断面構造を示す断面図、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）の一点鎖線円の拡大図。

（第１実施形態）
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、油圧式パワーステアリング装置１において、ステアリングホイール１１が固定されたステアリングシャフト１２と転舵シャフト１６とは、それらに形成されたラック及びピニオンからなるピニオン・ラック機構１５を介して連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１２の回転は、このピニオン・ラック機構１５により転舵シャフト１６の往復直線運動に変換される。そして、このステアリングシャフト１２の回転に伴う転舵シャフト１６の往復直線運動が、同転舵シャフト１６の両端に連結されたタイロッド１７を介して図示しないナックルに伝達されることにより、操舵輪１８の舵角が変更されるようになっている。

また、油圧式パワーステアリング装置１は、ステアリング操作をアシストする機構として、転舵シャフト１６と一体に設けられた油圧シリンダ２１と、油圧シリンダ２１に作動油を供給する可変容量式の電動ポンプ２２と、油圧シリンダ２１への作動油の切替態様を制御する切替弁２３と、切替弁２３から排出された作動油を貯留する貯留タンク２４とを備えている。

また、油圧シリンダ２１、電動ポンプ２２、切替弁２３及び貯留タンク２４は、第１油路２５〜第５油路２９により接続されている。第１油路２５は、電動ポンプ２２と切替弁２３とを接続している。第２油路２６及び第３油路２７は、切替弁２３と油圧シリンダ２１とをそれぞれ接続している。第４油路２８は、油圧シリンダ２１と貯留タンク２４とを接続している。第５油路２９は、貯留タンク２４と電動ポンプ２２とを接続している。

油圧シリンダ２１の外枠を構成するハウジング４１には、転舵シャフト１６が挿通されている。この転舵シャフト１６には、ピストン４２が設けられている。ハウジング４１の内部には、ピストン４２によって区画される第１油圧室４３と第２油圧室４４とが形成されている。また、第２油路２６は第１油圧室４３に接続され、第３油路２７は第２油圧室４４に接続されている。

電動ポンプ２２は、その動力源として、一方向回転のみを行う３相コイルのブラシレスモータ（以下、「モータ４５」）を内蔵している。また電動ポンプ２２には、モータ４５の出力軸と連結する図示しない羽根車が設けられ、モータ４５の回転に伴ってこの羽根車が回転することにより、第５油路２９を介して貯留タンク２４内の作動油を吸い上げるとともに、その作動油を第１油路２５を介して切替弁２３に向けて吐出する。

また、電動ポンプ２２及び切替弁２３は制御部としての電子制御装置（以下、「ＥＣＵ３１」）により制御される。具体的には、ＥＣＵ３１には、検出手段としてのトルクセンサ３２、操舵角センサ３３及び車速センサ３４が電気的に接続されており、ＥＣＵ３１は、これらセンサの出力信号に基づいて、車両の運転状態である操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖを検出する。

次に、図２を参照して、油圧式パワーステアリング装置１の制御構成について説明する。
ＥＣＵ３１には、トルクセンサ３２、操舵角センサ３３及び車速センサ３４の出力信号に基づいて算出した操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖに基づいてアシスト方向及びアシスト力の大きさを指令するアシスト力指令値ＴＡを演算するアシスト力演算部５１が設けられている。そして、ＥＣＵ３１は、アシスト力演算部５１のアシスト力指令値ＴＡに基づいて、電動ポンプ２２の圧力Ｐと、切替弁２３による油圧シリンダ２１に対する作動油の給排態様を制御する。

具体的には、アシスト力指令値ＴＡは、流量制御部５２に入力されるとともに、同制御部５２によりアシスト力指令値ＴＡに応じた流量指令値ＱＡ、すなわち油圧室へ供給する作動油の目標流量に換算された後、電流演算部５３に入力される。一方、電流演算部５３には、モータ４５の電流値を検出する電流検出部５４により検出された実電流ＩＲ及びモータ４５の回転角度を検出する回転角検出部５５により検出された実回転角度ＳＲがそれぞれ入力される。この電流演算部５３は、流量指令値ＱＡと、実電流ＩＲ及び実回転角度ＳＲの電流フィードバック制御とに基づいて生成したモータ制御信号を駆動回路５６に出力する。これにより、電動ポンプ２２の圧力Ｐが制御される。

一方、流量指令値ＱＡは、切替制御部５７にも入力される。この切替制御部５７は、流量指令値ＱＡに基づいて、切替弁２３の切替位置、すなわち第１油圧室４３及び第２油圧室４４のいずれに作動油を供給するかを切り替える。これにより、切り替えられた油圧室に対して所定量の作動油が供給されるようになる。

また、本実施形態にかかる装置では、ステアリングの切り戻し操作時において操舵角θの急激に変化することを抑制する操舵制御が実行される。
この操舵制御は、ステアリングの切り戻し操作時か否か判定した後、ステアリングの切り戻し操作時であれば、切り戻し方向のピストン４２の移動速度を小さくするように電動ポンプ２２及び切替弁２３をそれぞれ制御するものである。

具体的には、ＥＣＵ３１は、操舵角センサ３３により検出される操舵角θを微分することにより算出される実操舵角速度ＳＶＲと、現在のアシスト力指令値ＴＡとの関係に基づいて現在のステアリングの切り戻し操作時か否か判定する。

そして、ステアリングの切り戻し操作時である旨判定したとき、各油圧室４３，４４のうち容積が減少する油圧室に作動油が供給可能な状態となるように切替弁２３の切替位置を制御する。

またそのときの操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて、目標操舵速度ＳＶＡを算出する。この目標操舵速度ＳＶＡと実操舵角速度ＳＶＲとが一致するようにモータ４５の電流値、すなわち電動ポンプ２２の圧力Ｐを制御する。これにより、容積が減少する油圧室から電動ポンプ２２に向けて排出される作動油の流量が調節される。

また、本実施形態かかる装置では、車両の走行支援制御として駐車支援制御を行う。
駐車支援制御は、駐車時に車両に取り付けられたモニタからの情報に基づいて、自動的にステアリング操作を実行することにより予め設定した駐車位置に車両を駐車するものである。この駐車支援制御では、まず、図示しない車両側のＥＣＵによって予め設定された目標駐車位置とモニタからの情報である現在の車両位置との位置関係に応じて車両を駐車するためのトルク指令値τａが算出される。そして、このトルク指令値τａはＥＣＵ３１（アシスト力演算部５１）に入力されるとともに、アシスト力演算部５１は、トルク指令値τａ、車速Ｖ及び操舵トルクτに基づいて、現在の車両位置が目標駐車位置と一致するようなアシスト力指令値ＴＡを算出する。そして、このアシスト力指令値ＴＡに基づいて、上述のように電動ポンプ２２の圧力Ｐ及び切替弁２３の切替位置を制御する。

図３を参照して、切替弁２３の構成及び動作について説明する。
切替弁２３は、各油路の連通態様が以下の第１モード〜第３モードに切り替えられる。図３（ａ）に示すように、第１モードは、第１油路２５と第４油路２８とを連通するとともに第２油路２６と第３油路２７とを連通する。図３（ｂ）に示すように、第２モードは、第１油路２５と第２油路２６とを連通するとともに第３油路２７と第４油路２８とを連通する。図３（ｃ）に示すように、第３モードは、第１油路２５と第３油路２７とを連通するとともに第２油路２６と第４油路２８とを連通する。ここで、切替弁２３は、車両の直進走行時や停止時等のステアリング操作がなされないときに第１モードに切り替えられ、車両の右旋回時に第２モードに切り替えられ、車両の左旋回時に第３モードに切り替えられる。

次に、各連通態様における作動油の流れについて説明する。
第１モードでは、電動ポンプ２２から第１油路２５を介して切替弁２３に吐出された作動油が第４油路２８を介して貯留タンク２４に排出される。また、第２油路２６と第３油路２７とが連通するため、第１油圧室４３と第２油圧室４４との油圧差が発生しなくなる。このため、ステアリング操作のアシスト力は「０」となる。

第２モードでは、電動ポンプ２２から第１油路２５を介して切替弁２３に吐出された作動油が第２油路２６を介して第１油圧室４３に供給される。これに伴い、第２油圧室４４の作動油は、第３油路２７、切替弁２３及び第４油路２８を介して貯留タンク２４に排出される。このとき、ピストン４２は、実線の白抜き矢印にて示すように図中の左側に移動することにより、第１油圧室４３の容積が増大するとともに第２油圧室４４の容積が減少する。

第３モードでは、電動ポンプ２２から第１油路２５を介して切替弁２３に吐出された作動油が第３油路２７を介して第２油圧室４４に供給される。これに伴い、第１油圧室４３の作動油は、第２油路２６、切替弁２３及び第４油路２８を介して貯留タンク２４に排出される。このとき、ピストン４２は、実線の白抜き矢印にて示すように図中の右側に移動することにより、第２油圧室４４の容積が増大するとともに第１油圧室４３の容積が減少する。

第２モードかつステアリングの切り戻し操作時において、図３（ｂ）に示すように、ステアリング操作によりピストン４２が破線の白抜矢印にて示すように右側に移動する。このため、第１油圧室４３の容積が減少することに伴い、第１油圧室４３から第２油路２６、切替弁２３及び第１油路２５を介して電動ポンプ２２に作動油が供給される。一方、第２油圧室４４の容積が増大することに伴い、貯留タンク２４の作動油が第４油路２８、切替弁２３及び第３油路２７を介して第２油圧室４４に供給される。

このとき、操舵制御が実行されるときには、切替弁２３の切替位置は第２モードを維持している。そして、電動ポンプ２２の羽根車は、切替弁２３から同ポンプ２２に供給される作動油により、モータ４５により回転する羽根車の回転方向とは反対方向に回転する。一方、モータ４５は、操舵制御に基づいて所定の電流値（出力）にて駆動する。このモータ４５の回転トルクは、羽根車は上記反対方向への回転の抵抗となる。このため、羽根車は、モータ４５が停止したときよりも反対方向へ回転し難くなっている。その結果、モータ４５が停止した場合と比較して、第１油圧室４３から切替弁２３に向かう作動油の流量が少なくなる。これに伴い、第１油圧室４３の容積の減少速度が小さくなり、ピストンの移動速度が小さくなる。さらに、切替弁２３における第１油圧室４３に連通するポートの開度を調節することにより同ポートを介して第１油圧室４３から切替弁２３に流入する作動油の流量が調節される。これにより、ピストンの移動速度を調節する。なお、第３モードかつ切り戻し時についても、図３（ｃ）の破線の矢印および破線の白抜き矢印にて示すように第２モードかつ切り戻し時と概ね同様の内容であるため、その説明を省略する。

本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、油圧シリンダ２１に作動油を給排する際の給排状態をアシスト力指令値ＴＡとして設定し、そのアシスト力指令値ＴＡに基づいて電動ポンプ２２の作動油供給量及び切替弁２３の切替位置を制御することにより、油圧シリンダ２１のアシスト力をそのときどきの車両の運転状態に即したかたちで変更することができる。このため、運転者によるステアリング操作に応じて一義的に油圧シリンダにおける作動油の給排態様が決定される従来の油圧式パワーステアリング装置と異なり、油圧シリンダ２１のアシスト力をより高い自由度をもって制御することができるようになる。

（２）本実施形態によれば、運転者によりステアリングホイール１１の操作がなされなくても、切替弁２３の制御を通じて油圧シリンダ２１に対する給排態様を設定することができるため、駐車支援制御を実行することができる。

（３）本実施形態では、ステアリングの切り戻し操作時に容積が小さくなる側の油圧室と電動ポンプ２２とが連通するように切替弁２３の切替位置を制御するため、その油圧室からは作動油が排出されるものの、その排出が抑制されることとなる。このため、ステアリングの切り戻し操作時において、操舵角θが急激に変化することを抑制することができる。

（第２実施形態）
図４〜図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と比較して異なる部分について詳細に説明するとともに、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、電動ポンプ２２の制御構成と、切替弁の構成と、油圧シリンダ２１に接続される油路の接続態様とが異なる。

図４に示すように、油圧式パワーステアリング装置１には、切替弁６０に加え、油圧シリンダ２１の作動油を排出するドレンバルブ７０が設けられている。
油圧シリンダ２１と切替弁６０及びドレンバルブ７０とは、以下の第１接続油路８１〜第４接続油路８４によりそれぞれ接続されている。第１接続油路８１は、切替弁６０と第１油圧室４３とを接続している。第２接続油路８２は、切替弁６０と第２油圧室４４とを接続している。第３接続油路８３は、第１接続油路８１とドレンバルブ７０とを接続している。第４接続油路８４は、第２接続油路８２とドレンバルブ７０とを接続している。

箱状をなす切替弁６０のハウジング６１内には、同ハウジング６１の長手方向に往復運動する弁部６２が収容されている。ハウジング６１外には、モータ６３と、モータ６３の回転運動を直線運動に変換するとともに弁部６２に連結される変換機構６４とが設けられている。この変換機構６４は、モータ６３の出力軸に連結されるとともに雄ねじが形成されたシャフトと、このシャフトに螺合するねじ穴が形成されるとともに弁部６２に取り付けられる取付部材とにより構成されている。このため、モータ６３の回転に伴い、弁部６２が往復運動する。

また、ハウジング６１には、第１油路２５に接続される供給ポート６５と、第１接続油路８１（第１油圧室４３）に接続される第１ポート６６と、第２接続油路８２（第２油圧室４４）に接続される第２ポート６７がそれぞれ設けられている。

切替弁６０は、弁部６２の往復運動により、各ポート６５，６６，６７の連通態様が以下の第１モードと第２モードとに切り替えられる。第１モードは、供給ポート６５と第１ポート６６（第１油圧室４３）とを連通するとともに、供給ポート６５と第２ポート６７（第２油圧室４４）とを遮断する。第２モードは、供給ポート６５と第２ポート６７（第２油圧室４４）とを連通するとともに、供給ポート６５と第１ポート６６（第１油圧室４３）とを遮断する。

箱状をなすドレンバルブ７０のハウジング７１内には、同ハウジング７１の長手方向に往復運動する弁部７２が収容されている。ハウジング７１外には、モータ７３と、モータ７３の回転運動を直線運動に変換するとともに弁部７２に連結される変換機構７４とが設けられている。なお、変換機構７４は、切替弁６０の変換機構６４と概ね共通であるため、その説明を省略する。

また、ハウジング７１には、第３接続油路８３（第１油圧室４３）に接続される第１ポート７５と、第４接続油路８４（第２油圧室４４）に接続される第２ポート７６と、ドレンバルブ７０内の作動油を排出する排出ポート７７とがそれぞれ設けられている。

弁部７２には、第１ポート７５を開閉するための第１弁体７２Ａと、第２ポート７６を開閉するための第２弁体７２Ｂとが設けられている。各弁体７２Ａ，７２Ｂの外周面（外面）の長手方向の中央部には、円環溝７８が設けられている。弁部７２が各ポート７５，７６を閉じた状態においても、円環溝７８により各ポート７５，７６と排出ポート７７とが連通するようになる。

ドレンバルブ７０は、弁部７２の往復動作により以下の第１モードと第２モードとに切り替えられる。第１モードは、第１弁体７２Ａが第１ポート７５を開けるとともに第２弁体７２Ｂが第２ポート７６を閉じる。第２モードは、第２弁体７２Ｂが第２ポート７６を開けるとともに第１弁体７２Ａが第１ポート７５を閉じる。

ここで、円環溝７８を通過する作動油の流量がドレンバルブ７０の第１モードのときの第１ポート７５から排出ポート７７を通じて排出される作動油の流量及びドレンバルブ７０の第２モードのときの第２ポート７６から排出ポート７７を通じて排出される作動油の流量よりも小さくなるように円環溝７８の長手方向の幅および溝深さ、すなわち流路断面積が設定されている。

このような切替弁６０及びドレンバルブ７０は、ステアリング操作によりそれぞれ以下の組み合わせに制御される。すなわち、車両の左旋回時においては、図５に示すように、切替弁６０が第１モードに制御されるとともにドレンバルブ７０が第２モードに制御される（以下、「第１組合モード」）。また、車両の右旋回時においては、図６に示すように、切替弁６０が第２モードに制御されるとともにドレンバルブ７０が第１モードに制御される（以下、「第２組合モード」）。

次に、各組合態様のときの作動油の流れについて説明する。
図５に示すように、第１組合モードでは、電動ポンプ２２から第１油路２５を介して切替弁６０に供給された作動油は、第１接続油路８１を介して第１油圧室４３に供給される。これに伴い、第２油圧室４４の作動油は第４接続油路８４を介してドレンバルブ７０に排出されるとともに、排出ポート７７を介して貯留タンク２４に排出される。

図６に示すように、第２組合モードでは、電動ポンプ２２から第１油路２５を介して切替弁６０に供給された作動油は、第２接続油路８２を介して第２油圧室４４に供給される。これに伴い、第１油圧室４３の作動油は第３接続油路８３を介してドレンバルブ７０に排出されるとともに、排出ポート７７を介して貯留タンク２４に排出される。

また、図５に示すように、第１組合モードにおいて、ステアリングの切り戻し操作されるとき、すなわちピストン４２を破線の白抜矢印のように移動させるようにするとき、この切り戻し操作に対して第１組合モードから第２組合モードに変更するまで所定期間必要となる。この期間内においては、第１油圧室４３の容積の減少に伴い排出される作動油は、第３接続油路８３及び円環溝７８を介してドレンバルブ７０の排出ポート７７に排出される。このため、上記所定期間においてもピストンの移動が許容される。なお、第２組合モードにおいて、ステアリングの切り戻し操作されるときについても、概ね同様の内容であるため、その説明を省略する。

次に、図７を参照して、電動ポンプ２２、切替弁６０及びドレンバルブ７０の制御について説明する。
流量制御部５２により算出された流量指令値ＱＡは、電動ポンプ２２のモータ４５の回転速度を制御する回転速度制御部９１に入力される。また、この回転速度制御部９１には、モータ４５の回転角度を検出する回転角検出部５５により検出された実回転角度ＳＲと、モータ４５の回転速度を検出する回転速度検出部９２により検出された実回転速度ＶＲとがそれぞれ入力される。回転速度制御部９１は、流量指令値ＱＡと、実回転角度ＳＲ及び実回転速度ＶＲの回転速度フィードバック制御とに基づいて生成したモータ制御信号を駆動回路５６に出力する。これにより、電動ポンプ２２の流量Ｑが制御される。

一方、流量指令値ＱＡは、切替制御部５７及びドレンバルブ制御部９３にそれぞれ入力される。切替制御部５７は、流量指令値ＱＡに基づいて、切替弁６０の切替位置を第１モードと第２モードとに切り替える。また、ドレンバルブ制御部９３は、流量指令値ＱＡに基づいて、ドレンバルブ７０の切替位置を第１モードと第２モードとに切り替える。

本実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）に加え、以下の効果を奏することができる。
（４）本実施形態では、ドレンバルブ７０の弁部７２に円環溝７８が設けられるとともに、ドレンバルブ７０が第１モード及び第２モードであるときにも円環溝７８を介して各ポート７５，７６と排出ポート７７とが連通する。そして、円環溝７８を通じて排出される作動油の流量がドレンバルブ７０の第１モードのときの第１ポート７５から排出ポート７７を通じて排出される作動油の流量及びドレンバルブ７０の第２モードのときの第２ポート７６から排出ポート７７を通じて排出される作動油の流量よりも小さくなるように円環溝７８の長手方向の幅および溝深さ、すなわち流路断面積が設定されている。したがって、切替弁６０の第１モードと第２モードとを切り替えるときには、円環溝７８を通じて排出される作動油の流量を抑制することができるとともに、ステアリングの切り戻し操作時において第１油圧室４３及び第２油圧室４４から作動油の排出が遅れることにより、同切り戻し操作が緩慢になることを抑制することができる。その結果、ステアリングの切り戻し操作を速やかに行うことができるになる。

（その他の実施形態）
本発明の油圧式パワーステアリング装置の具体的な構成は、上記各実施形態の内容に限定されるものではなく、例えば以下の変更が可能である。また、以下の変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。

・第１実施形態において、図７に示すように、アシスト力指令値ＴＡから流量指令値ＱＡを算出した後、流量指令値ＱＡと、実回転角度ＳＲ及び実回転速度ＶＲの回転速度フィードバック制御とに基づいて生成したモータ制御信号を駆動回路５６に出力することにより、電動ポンプ２２の流量Ｑを制御することもできる。

・第２実施形態において、図２に示すように、アシスト力指令値ＴＡから流量指令値ＱＡを算出した後、この流量指令値ＱＡと、実電流ＩＲ及び実回転角度ＳＲの電流フィードバック制御とに基づいて生成したモータ制御信号を駆動回路５６に出力することにより、電動ポンプ２２の圧力Ｐを制御することもできる。

・第２実施形態のドレンバルブ７０において、円環溝７８に代えて、図８（ａ）に示すように第１弁体７２Ａの左側端部及び第２弁体７２Ｂの右側端部に傾斜部７９をそれぞれ設けることもできる。この場合、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、弁部７２を往復動作させることにより、第２ポート７６の開度を変更することができる。これにより、ステアリングの切り戻し操作時において、各油圧室からドレンバルブ７０に排出される作動油の排出量を調節することができる。このため、ステアリングの切り戻し操作を円滑に行うことができる。

・上記各実施形態において、操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖに基づいてアシスト力指令値ＴＡを算出したが、操舵トルクτ及び操舵角θに基づいてアシスト力指令値ＴＡを算出することもできる。また、操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいてアシスト力指令値ＴＡを算出することもできる。また、操舵トルクτ、操舵角θ及び車速Ｖのいずれかのみに基づいてアシスト力指令値ＴＡを算出することもできる。

・上記各実施形態において、油圧式パワーステアリング装置１は電動ポンプ２２を制御するためのＥＣＵと、切替弁２３を制御するためのＥＣＵとを各別に備えることもできる。この場合、各ＥＣＵは、ＣＡＮ通信による接続がなされる。

・上記各実施形態において、走行支援制御として駐車支援制御の他にレーン逸脱抑制制御を実行することもできる。レーン逸脱抑制制御は、走行時に車両に取り付けられるとともに路面の走行レーンを検出するレーン検出手段としてのモニタからの情報に基づいて、ステアリング操作することにより車両が走行レーンから逸脱することを抑制する制御である。レーン逸脱抑制制御では、モニタからの情報である現在の走行レーンに対する車両位置に応じて車両が走行レーンから逸脱することを抑制するためのトルク指令値を算出する。そして、トルク指令値、車速Ｖ及び操舵トルクτに基づいてアシスト力指令値ＴＡを算出する。そして、その指令値ＴＡに基づいて、電動ポンプ２２の流量Ｑ及び切替弁２３による各油圧室４３，４４への作動油の供給の切り替え及び切り替えられた油圧室への作動油の量を制御する。このような構成によれば、第１実施形態の効果（２）に準じた効果を奏することができる。

１…油圧式パワーステアリング装置、１６…転舵シャフト、２１…油圧シリンダ、２２…電動ポンプ、２３…切替弁、３１…電子制御装置（ＥＣＵ）、３２…トルクセンサ、３３…操舵角センサ、３４…車速センサ、４２…ピストン、４３…第１油圧室、４４…第２油圧室、６０…切替弁、６１…ハウジング、６２…弁部、６３…モータ（駆動機構）、６４…変換機構（駆動機構）、６５…供給ポート、６６…第１ポート、６７…第２ポート、７０…ドレンバルブ、７１…ハウジング、７２…弁部、７３…モータ（駆動機構）、７４…変換機構（駆動機構）、７５…第１ポート、７６…第２ポート、７７…排出ポート、７８…円環溝（連通部）、７９…傾斜部、τ…操舵トルク、θ…操舵角、Ｖ…車速。

Claims (7)

1. 転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室及び第２油圧室に区画される油圧シリンダと、この油圧シリンダに作動油を供給する可変容量式の電動ポンプとを備え、前記第１油圧室及び前記第２油圧室の間の油圧差に基づいて生じる力により前記ピストンとともに前記転舵シャフトを変位させることで車両のステアリング操作をアシストする油圧式パワーステアリング装置において、
   前記第１油圧室及び前記第２油圧室に対する作動油の給排を切替可能な切替弁と、
   前記車両の運転状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて前記切替弁の切替位置と前記電動ポンプの作動油供給量を制御する制御部とを含み、
   前記制御部は、目標駐車位置と現在の車両位置との位置関係に応じた情報を取り込んで同情報と前記検出される車両の運転状態の検出結果とに基づいて前記車両位置が前記目標駐車位置に一致するように前記切替弁及び前記電動ポンプを制御する
   ことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
2. 転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室及び第２油圧室に区画される油圧シリンダと、この油圧シリンダに作動油を供給する可変容量式の電動ポンプとを備え、前記第１油圧室及び前記第２油圧室の間の油圧差に基づいて生じる力により前記ピストンとともに前記転舵シャフトを変位させることで車両のステアリング操作をアシストする油圧式パワーステアリング装置において、
   前記第１油圧室及び前記第２油圧室に対する作動油の給排を切替可能な切替弁と、
   前記車両の運転状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて前記切替弁の切替位置と前記電動ポンプの作動油供給量を制御する制御部とを含み、
   前記制御部は、路面の走行レーンに対する車両位置に応じた情報を取り込んで同情報と前記検出される車両の運転状態の検出結果とに基づいて前記車両が前記走行レーン内に位置するように前記切替弁及び前記電動ポンプを制御する
   ことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
3. 転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室及び第２油圧室に区画される油圧シリンダと、この油圧シリンダに作動油を供給する可変容量式の電動ポンプとを備え、前記第１油圧室及び前記第２油圧室の間の油圧差に基づいて生じる力により前記ピストンとともに前記転舵シャフトを変位させることで車両のステアリング操作をアシストする油圧式パワーステアリング装置において、
   前記第１油圧室及び前記第２油圧室に対する作動油の給排を切替可能な切替弁と、
   前記車両の運転状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて前記切替弁の切替位置と前記電動ポンプの作動油供給量を制御する制御部とを含み、
   前記制御部は、ステアリングの切り戻し操作時において、各油圧室のうち容積が減少する油圧室に作動油が供給可能な状態に前記切替弁の切替位置を制御する
   ことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
4. 転舵シャフトに設けられたピストンによりその内部が第１油圧室及び第２油圧室に区画される油圧シリンダと、この油圧シリンダに作動油を供給する可変容量式の電動ポンプとを備え、前記第１油圧室及び前記第２油圧室の間の油圧差に基づいて生じる力により前記ピストンとともに前記転舵シャフトを変位させることで車両のステアリング操作をアシストする油圧式パワーステアリング装置において、
   作動油が供給される供給ポート、前記第１油圧室に接続される第１ポート、前記第２油圧室に接続される第２ポートがそれぞれ形成されたハウジングと、このハウジングに往復運動可能に収容されるとともに、各ポートの連通態様を、前記供給ポートと前記第１ポートとを連通する第１モードと、前記供給ポートと前記第２ポートとを連通する第２モードとに切り替える弁部と、同弁部を往復駆動する駆動機構とを含み、前記第１油圧室及び前記第２油圧室に対する作動油の給排を切替可能な切替弁と、
   前記第１油圧室から排出された作動油が供給される第１ポートと、前記第２油圧室から排出された作動油が供給される第２ポートと、作動油を排出する排出ポートとがそれぞれ形成されたハウジングと、このハウジングに往復運動可能に収容されるとともに、各ポートの連通態様を、前記第１ポートと前記排出ポートとを連通する第１モードと、前記第２ポートと前記排出ポートとを連通する第２モードとを切り替える弁部と、同弁部を往復駆動する駆動機構とを含み、前記第１油圧室及び前記第２油圧室から排出される作動油の量を調節するドレンバルブと、
   前記車両の運転状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記油圧シリンダに作動油を給排する際の給排態様を設定し、その設定された給排態様に応じて前記両弁部の移動量を前記各駆動機構を通じて調節することにより、前記切替弁の前記第１モードと前記ドレンバルブの前記第２モードとの組み合わせと、前記切替弁の前記第２モードと前記ドレンバルブの前記第１モードとの組み合わせとの切り替え、及び前記電動ポンプの作動油供給量を制御する制御部とを含み、
   前記ドレンバルブにおいて、前記弁部には、各ポートの連通態様が、前記第２モードであるときに前記第１ポートと前記排出ポートとを連通する一方、前記第１モードであるときに前記第２ポートと前記排出ポートとを連通する連通部が設けられ、
   前記連通部を通過する作動油の流量は、各ポートの連通態様が、前記第１モードのときに前記第１ポートから前記排出ポートを通じて排出される作動油の流量及び前記第２モードのときに前記第２ポートから前記排出ポートを通じて排出される作動油の流量よりも少なくなるように同連通部の流路断面積が設定されてなる
   ことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
5. 前記連通部は前記弁部の外面に設けられた環状溝である
   請求項４に記載の油圧式パワーステアリング装置。
6. 前記ドレンバルブは、前記弁部の位置に応じて前記第１ポート及び前記第２ポートの流路断面積を変更してステアリングの切り戻し操作時に前記第１油圧室及び前記第２油圧室のいずれか一方から排出される作動油の排出量を調整可能な傾斜部が前記連通部として前記弁部に形成されてなる
   請求項４に記載の油圧式パワーステアリング装置。
7. 前記検出手段は操舵トルク及び操舵角並びに車速の少なくとも一つを前記車両の運転状態として検出する
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置。

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