パワーステアリング装置
【課題】 運転者に煩雑な操作を強いることなく、車両の走行状態に応じた最適なステアリング特性を実現することができるパワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】 走行状態判定部６０は、車速Ｖ、車両加速度Ｇ、操舵角θs、操舵速度ωs、並びにエンジン状態量としてエンジン回転数及び水温に基づいて車両の走行状態を判定し、その判定結果を走行状態信号Ｖ_mdとして流量指令値演算部５５に出力する。一方、流量指令値演算部５５は、上記各走行モードに対応する複数のマップセット５６（５６ａ〜５６ｅ）を備える。そして、流量指令値演算部５５は、入力された走行状態信号Ｖ_mdに基づいて、流量指令値Ｑ*の演算に用いるマップセット５６を切り替える。
【解決手段】 走行状態判定部６０は、車速Ｖ、車両加速度Ｇ、操舵角θs、操舵速度ωs、並びにエンジン状態量としてエンジン回転数及び水温に基づいて車両の走行状態を判定し、その判定結果を走行状態信号Ｖ_mdとして流量指令値演算部５５に出力する。一方、流量指令値演算部５５は、上記各走行モードに対応する複数のマップセット５６（５６ａ〜５６ｅ）を備える。そして、流量指令値演算部５５は、入力された走行状態信号Ｖ_mdに基づいて、流量指令値Ｑ*の演算に用いるマップセット５６を切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダとを備えた油圧式のパワーステアリング装置には、油圧ポンプに還流するフルード（圧油）の分配比率を変化させることによりパワーシリンダに供給する圧油の流量（供給流量）を変更可能な流量制御弁（流量制御装置）を備えたものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のパワーステアリング装置は、車速、操舵角及び操舵速度に応じてその供給流量を変更することにより、車両状態に応じた必要十分な供給流量を確保するとともに（アシストモード）、アシスト要求の低い状態においては、その供給流量をアシストモードにおける流量よりも小とする（スタンバイモード）。そして、このような構成を採用することにより、車両状態に応じた最適なアシスト力を操舵系に付与して操舵フィーリングの向上を図るとともに、非アシスト時の圧力損失を抑えてエネルギー消費の低減を図ることができるようになる。
【０００４】
また、特許文献２に記載のパワーステアリング装置は、車速、操舵角及び操舵速度の各状態量について、該各状態量とソレノイド電流指令値とが関連付けられた特性の異なる複数のテーブルを備え、切替信号に応じてこれら各テーブルを選択可能とする。そして、このような構成を採用することにより、運転者の嗜好に応じた操舵フィーリングを実現することができる。
【特許文献１】特開２００１−１６３２３３号公報
【特許文献２】特開２００４−１４９０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、運転者の嗜好もさることながら、要求されるアシスト力は、市街地走行、高速走行等といった車両の走行状態に大きく依存する。そして、エネルギー消費の低減を目的とし、その最大化を図ろうとするならば、この走行状態の違いがエネルギー消費に及ぼす影響を無視することはできない。従って、上記のような供給流量の制御特性は、車両の走行状態に応じて変更することが望ましい。しかし、上記従来の構成では、手動によりその変更操作を行わなければならない。そのため、運転者に煩雑な操作を強いることとなり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者に煩雑な操作を強いることなく、車両の走行状態に応じた最適なステアリング特性を実現することができるパワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダと、前記油圧ポンプに還流する圧油の分配比率を変化させることにより前記パワーシリンダに供給する圧油の流量を変更可能な流量制御装置と、前記流量制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記流量と車速とが関連付けられたマップに基づいて、前記流量を決定するパワーステアリング装置であって、前記制御手段は、特性の異なる複数の前記マップと、操舵角、操舵速度、車速、車両加速度、及びエンジン状態量の少なくとも一つに基づいて、車両の走行状態を判定する走行状態判定手段とを備え、前記判定された走行状態に基づいて前記決定に用いる前記マップを切り替えること、を要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、運転者に煩雑な操作を強いることなく、車両の走行状態に応じて流量制御特性を自動的に変更することが可能となり、その結果、走行状態に応じた最適なステアリング特性を実現することができるとともに、そのエネルギー消費を最小化することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記アシスト力を付与するための前記流量を確保するアシストモードと、前記流量を前記アシストモードにおける流量よりも小とするスタンバイモードとを有し、前記判定された走行状態に基づいて前記アシストモードと前記スタンバイモードとの間の切替条件を変更すること、を要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、車両の走行状態に応じて、スタンバイモードからアシストモード、及びアシストモードからスタンバイモードへの移行のしやすさを最適化することができ、これにより、より一層のステアリング特性の最適化及びエネルギー消費の最小化を図ることができるようになる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記流量の増加時において、その立ち上がりを穏やかにするローパスフィルタを備え、前記判定された走行状態に基づいて前記ローパスフィルタの時定数を変更すること、を要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、車両の走行状態に応じて、スタンバイモードからアシストモードへの移行速度を最適化することができ、これにより、より一層のステアリング特性の最適化及びエネルギー消費の最小化を図ることができるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、運転者に煩雑な操作を強いることなく、車両の走行状態に応じた最適なステアリング特性を実現することが可能なパワーステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を油圧式パワーステアリング装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のパワーステアリング装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角、即ちタイヤ角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。
【００１５】
本実施形態のパワーステアリング装置１は、油圧ポンプ１１と、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダ１２とを備えた油圧式のパワーステアリング装置であり、油圧ポンプ１１から圧送されたフルード（圧油）は、コントロールバルブ１３を経由してラック５に設けられたパワーシリンダ１２に導入される。そして、パワーシリンダ１２に流入するフルードの圧力により、ラック５がその移動方向に押圧されることで、操舵系にアシスト力が付与されるようになっている。
【００１６】
尚、コントロールバルブ１３は、ステアリングシャフト３が連結されるピニオン軸（図示略）に設けられており、同コントロールバルブ１３は、操舵系への操舵トルクの印加に伴うトーションバー（図示略）の捻れに基づいて、パワーシリンダ１２に対するフルードの導入方向及びその流量を制御する。そして、操舵系にアシスト力を付与しない非アシスト時には、フルードはパワーシリンダ１２に流入することなく、コントロールバルブ１３から油圧ポンプ１１へと還流されるようになっている。
【００１７】
また、本実施形態のパワーステアリング装置１は、パワーシリンダ１２に供給するフルード流量を変更可能な流量制御装置としての流量制御弁１５と、同流量制御弁１５の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１６とを備えている。
【００１８】
図２に示すように、本実施形態では、油圧ポンプ１１は、ポンプ本体２１から吐出されたフルードをコントロールバルブ１３に圧送するためのポンプポート２２と、フルードをポンプ本体２１に導入するためのリターンポート２３とを備えており、流量制御弁１５は、同油圧ポンプ１１内に組み込まれている。そして、流量制御弁１５は、ポンプポート２２からリターンポート２３に還流するフルードの分配比率を変化させることにより、同ポンプポート２２から圧送されるフルード流量、即ちパワーシリンダ１２に供給するフルード流量を変更する。
【００１９】
詳述すると、流量制御弁１５は、ポンプポート２２に設けられた可変オリフィス２４と、可変オリフィス２４の上流側においてポンプポート２２と連通された第１圧力室２５ａ及びその下流側においてポンプポート２２と連通された第２圧力室２５ｂと、これら両圧力室間の圧力差に応じて軸線方向（図中左右方向）に移動するスプール２６とを備えている。
【００２０】
本実施形態では、スプール２６は、第２圧力室２５ｂに配設されたスプリング２７により第１圧力室２５ａ側に付勢されており、同スプール２６は、可変オリフィス２４の抵抗により第１圧力室２５ａの圧力が第２圧力室２５ｂの圧力とスプリング２７の弾性力との和よりも大となることで、その圧力差に応じた位置に移動する。
【００２１】
また、流量制御弁１５は、第１圧力室２５ａとリターンポート２３とを連通可能な戻り流路２８を有しており、戻り流路２８は、スプール２６が第２圧力室２５ｂ側に移動するほど、その第１圧力室２５ａへの開口面積、即ち流路断面積が大となるように設定されている。そして、流量制御弁１５は、このスプール２６の移動に基づいて、その移動位置に応じた流量のフルードをポンプポート２２からリターンポート２３に還流するようになっている。
【００２２】
一方、可変オリフィス２４の駆動源であるソレノイド２９は、ＥＣＵ１６と接続されており、同ＥＣＵ１６は、該ソレノイド２９に印加する電圧を制御することにより、可変オリフィス２４の開度（絞り量）を制御する。そして、この可変オリフィス２４の開度に対応する位置にスプール２６が移動し、ポンプ本体２１に還流されるフルードの分配比率が変化することにより、油圧ポンプ１１からコントロールバルブ１３に圧送されるフルード流量が制御されるようになっている。
【００２３】
（流量可変制御）
次に、本実施形態のパワーステアリング装置における流量可変制御について説明する。
図１に示すように、本実施形態では、上記の流量制御弁１５を制御するＥＣＵ１６には、操舵角センサ３７及び車速センサ３８が接続されている。そして、ＥＣＵ１６は、これら各センサにより検出される操舵角θs及び操舵速度ωs、並びに車速Ｖに基づいて、上記の流量可変制御を実行する。尚、この操舵速度ωsは、操舵角θsを時間で微分することにより算出される（以下同様）。
【００２４】
図３は、本実施形態のパワーステアリング装置の制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ１６は、流量制御弁１５（可変オリフィス２４）のソレノイド２９に印加する電圧を決定するマイコン５１と、該マイコン５１の出力する電圧制御信号に基づいてソレノイド２９に駆動電圧を印加する駆動回路５２とを備えている。そして、ＥＣＵ１６は、ソレノイド２９に印加する電圧を制御することにより流量制御弁１５の作動を制御、即ち流量可変制御を実行する。
【００２５】
図４に示すように、本実施形態のパワーステアリング装置１では、パワーシリンダ１２に供給するフルード流量（供給流量Ｑ）について、要求されるアシスト力を付与するために、車速に応じた十分な供給流量Ｑを確保する「アシストモード」と、このアシストモードにおける供給流量（アシスト流量Ｑa）よりも、供給流量Ｑ（スタンバイ流量Ｑs）を小とする「スタンバイモード」との２つの流量制御モードが設定されている。
【００２６】
そして、アシスト要求の高い状態では、流量制御モードを「アシストモード」として、要求されるアシスト力を発生するための十分な供給流量Ｑを確保し、アシスト要求の低い状態では、「スタンバイモード」として、ポンプ本体２１に還流されるフルードの分配比率を高めることにより、圧力損失を抑えてエネルギー消費の低減を図るようになっている。
【００２７】
図３に示すように、マイコン５１は、スタンバイ／アシストモードの切替判定を行うスタンバイ／アシスト判定部５４と、その判定結果（スタンバイ／アシスト判定値Ｖ_as）に基づいて供給流量Ｑの制御目標量である流量指令値Ｑ*を演算する流量指令値演算部５５とを備えている。
【００２８】
本実施形態では、スタンバイ／アシスト判定部５４には、操舵角θs、操舵速度ωs及び車速Ｖが入力される。そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、入力されたこれらの状態量に基づいて、スタンバイ／アシストモードの切替判定を実行する（スタンバイ／アシスト判定）。
【００２９】
具体的には、図５のフローチャートに示すように、スタンバイ／アシスト判定部５４は、先ず、車速Ｖが０（Ｋｍ／ｓ）であるか否か、即ち車両が停止状態にあるか否かについて判定する（ステップ１０１）。そして、停止状態にあると判定した場合（Ｖ＝０、ステップ１０１：ＹＥＳ）には、操舵速度ωsの絶対値が所定の閾値αより大きいか否かについて判定し（ステップ１０２）、停止状態ではないと判定した場合（|Ｖ|＞０、ステップ１０１：ＮＯ）には、操舵角θsの絶対値が所定の閾値βより大きいか否かについて判定する（ステップ１０３）。
【００３０】
尚、本実施形態では、操舵速度ωsに関する閾値αは、「０［ｄｅｇ／ｓ］」、操舵角θsに関する閾値βは、ステアリング中立近傍のタイヤ角の変化に車両進行方向が追従しない領域、即ち所謂「不感帯」に相当する値となっている。
【００３１】
そして、ステップ１０２において操舵速度ωsの絶対値が閾値αよりも大きいと判定した場合（|ωs|＞α、ステップ１０２：ＹＥＳ）、又はステップ１０３において操舵角θsの絶対値が閾値βよりも大きいと判定した場合（|θs|＞β、ステップ１０３：ＹＥＳ）には、「アシストＯＮ（スタンバイＯＦＦ）」と判定する（ステップ１０４）。
【００３２】
一方、上記ステップ１０２において操舵速度ωsの絶対値が閾値α以下であると判定した場合（|ωs|≦α、ステップ１０２：ＮＯ）、又は上記ステップ１０３において操舵角θsの絶対値が閾値β以下であると判定した場合（|θs|≦β、ステップ１０３：ＮＯ）には、スタンバイ／アシスト判定部５４は、「暫定フラグ」をセットする（ステップ１０５）。
【００３３】
次に、スタンバイ／アシスト判定部５４は、暫定フラグが所定時間ｔ以上継続してセットされているか否かについて判定する（ステップ１０６）。そして、所定時間ｔ以上継続してセットされていると判定した場合（ステップ１０６：ＹＥＳ）には、「スタンバイＯＮ（アシストＯＦＦ）」と判定する（ステップ１０７）。尚、上記ステップ１０６において、暫定フラグは所定時間ｔ以上継続してセットされていないと判定した場合（ステップ１０６：ＮＯ）には、上記ステップ１０４において「アシストＯＮ（スタンバイＯＦＦ）」と判定する。
【００３４】
そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、上記ステップ１０１〜ステップ１０７の処理を繰り返すことにより、スタンバイ／アシスト判定を実行する。尚、本実施形態では、スタンバイ／アシスト判定部５４は、「アシストＯＮ」と判定した場合には、スタンバイ／アシスト判定値Ｖ_asを「０」、「スタンバイＯＮ」と判定した場合には、スタンバイ／アシスト判定値Ｖ_asを「１」とする。
【００３５】
また、図３に示すように、流量指令値演算部５５には、上記のスタンバイ／アシスト判定部５４における判定結果であるスタンバイ／アシスト判定値Ｖ_as、車速Ｖ及び操舵速度ωsが入力される。そして、流量指令値演算部５５は、車速Ｖ及び操舵速度ωsに基づいて、スタンバイ／アシストの各モードに対応する流量指令値Ｑ*を演算する（流量指令値演算）。
【００３６】
詳述すると、流量指令値演算部５５は、スタンバイモードに対応するスタンバイ流量マップ５５ａと、アシストモードに対応するアシスト流量マップ５５ｂとにより構成されるマップセット５６ａを備えている。
【００３７】
スタンバイ流量マップ５５ａには、流量指令値Ｑ*と車速Ｖとが関連付けられており、流量指令値演算部５５は、スタンバイ／アシスト判定結果が「スタンバイＯＮ（Ｖ_as＝１）」である場合には、このスタンバイ流量マップ５５ａを用いて、入力された車速Ｖに対応する流量指令値Ｑ*を算出する。
【００３８】
尚、本実施形態では、このスタンバイ流量マップ５５ａにおいて、流量指令値Ｑ*は、車速Ｖの値に関わらず所定のスタンバイ流量Ｑsとなるように設定されている。従って、図６に示すように、スタンバイモードにおいては、車速Ｖに関わらず、一定の流量指令値Ｑ*（スタンバイ流量Ｑs）が算出されるようになっている。
【００３９】
一方、アシスト流量マップ５５ｂは、流量指令値Ｑ*と車速Ｖ及び操舵速度ωsとが関連付けられた３次元マップであり、流量指令値演算部５５は、スタンバイ／アシスト判定結果が「アシストＯＮ（Ｖ_as＝０）」である場合には、このアシスト流量マップ５５ｂを用いて、入力された車速Ｖ及び操舵速度ωsに対応する流量指令値Ｑ*を算出する。
【００４０】
具体的には、このアシスト流量マップ５５ｂにおいて、流量指令値Ｑ*は、車速Ｖが大となるに従って小となるように設定されている。また、流量指令値Ｑ*は、操舵速度ωsが大となるに従って大となるように設定されている。従って、図６に示すように、アシストモードにおいては、車速Ｖが大となるほど小さな流量指令値Ｑ*が算出されるとともに、操舵速度ωsが大となるほど大きな流量指令値Ｑ*が算出されるようになっている。
【００４１】
また、本実施形態のマイコン５１は、流量指令値Ｑ*の変化を穏やかにするフィルタ演算部５７を備えており、流量指令値演算部５５により演算された流量指令値Ｑ*は、このフィルタ演算部５７に入力される。本実施形態では、フィルタ演算部５７は、ローパスフィルタにより構成されており、同フィルタ演算部５７は、流量指令値Ｑ*の増加時には、その立ち上がりを鈍らせるべく、流量指令値Ｑ*を補正する（流量指令値フィルタ演算）。
【００４２】
例えば、図７に示すように、流量制御モードがスタンバイモードからアシストモードに移行する場合、流量指令値Ｑ*は、モード移行時を境としてスタンバイ流量Ｑsからアシスト流量Ｑaへと矩形波状に変化する。従って、フィルタ演算部５７による補正を行うことなく、この流量指令値Ｑ*に基づいて流量可変制御を実行すれば、アシスト力の急激な変化によって操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
【００４３】
この点、本実施形態では、スタンバイモードからアシストモードへの移行時には、フィルタ演算部５７にて流量指令値Ｑ*を補正するため、補正後の流量指令値Ｑ**は、モード移行後、スタンバイ流量Ｑsから急速に増加し、その後は滑らかにアシスト流量Ｑaまで増加する。その結果、迅速なアシスト力の立ち上がりを確保しつつ、アシスト力の急変による操舵フィーリングの悪化を防止することが可能となっている。
【００４４】
フィルタ演算部５７により補正された補正後の流量指令値Ｑ**は、電圧指令値演算部５８に入力される。電圧指令値演算部５８は、この流量指令値Ｑ**に基づいて流量制御弁１５のソレノイド２９に印加する電圧指令値を演算し、同電圧指令値をＰＷＭ制御演算部５９に出力する。そして、ＰＷＭ制御演算部５９は、入力された電圧指令値に基づいて電圧制御信号を生成（演算）して駆動回路５２に出力し、その電圧制御信号に基づいてソレノイド２９に駆動電圧が印加されることにより、流量制御弁１５の作動、即ちパワーシリンダ１２に供給するフルード流量が制御されるようになっている。
【００４５】
（走行状態に応じた流量可変制御の特性変更）
次に、本実施形態のパワーステアリング装置における走行状態に応じた流量可変制御の特性変更について説明する。
【００４６】
図３に示すように、本実施形態では、マイコン５１は、各種センサにより検出される車両状態量に基づいて車両の走行状態（走行モード）を判定する走行状態判定手段としての走行状態判定部６０を備えている。そして、この走行状態判定部６０により判定された走行状態に基づいて上記流量可変制御の特性を変更する。
【００４７】
詳述すると、本実施形態では、走行状態判定部６０には、車速Ｖ、車両加速度Ｇ、操舵角θs、操舵速度ωs、並びにエンジン状態量としてエンジン回転数及び水温が入力されるようになっており、走行状態判定部６０は、これらの車両状態量に基づいて車両の走行状態を判定する。具体的には、「ノーマル」「市街地」「高速走行」「渋滞」「停車」の５つの走行モードの何れかを判定する。そして、走行状態判定部６０は、その判定結果を走行状態判定値Ｖ_mdとして流量指令値演算部５５に出力する。
【００４８】
本実施形態では、流量指令値演算部５５は、上記各走行モードに対応する複数のマップセット５６（５６ａ〜５６ｅ）を備えている。尚、上述のスタンバイ流量マップ５５ａ及びアシスト流量マップ５５ｂとからなるマップセット５６ａは、ノーマルモードに対応するものである。そして、流量指令値演算部５５は、入力された走行状態判定値Ｖ_mdに基づいて、流量指令値Ｑ*の演算に用いるマップセット５６を切り替える。
【００４９】
また、走行状態判定部６０は、走行状態判定値Ｖ_mdをスタンバイ／アシスト判定部５４及びフィルタ演算部５７に出力する。そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、走行状態判定値Ｖ_mdに基づいて、スタンバイ／アシストモードの切替条件（Ｓ／Ａ切替条件）である操舵角θsの閾値β（アシスト検出角、図５参照ステップ１０３）を変更し、フィルタ演算部５７は、スタンバイモードからアシストモードへの移行時におけるその時定数（流量復帰時定数）を変更する。
【００５０】
即ち、本実施形態のマイコン５１は、車両状態量に基づき判定された車両の走行状態に応じて、流量指令値Ｑ*の演算に用いるマップセット５６、Ｓ／Ａ切替条件、流量復帰時定数のうちの少なくとも何れか一つを変更する。そして、これにより流量可変制御の特性をその走行モードに応じたものに変更する。
【００５１】
次に、図８を参照し、本実施形態における上記各走行モードの判定条件、及びその制御態様について詳述する。
［市街地モード］
市街地モードは、車両が市街地を走行している状態にある場合の走行モードであり、走行状態判定部６０は、検出される各車両状態量が以下の条件を満たす場合に、その走行状態が「市街地モード」にあると判定する。
【００５２】
− 低中速領域（例えば、２０〜６０Ｋｍ／ｈまでの範囲）で車速Ｖが変化。
− 断続的に車速Ｖが「０」となる。
− 操舵角θsが所定値θ０（例えば９０ｄｅｇ）以上となる頻度が高い。
【００５３】
− 車両加速度Ｇが所定値Ｇ０以上となる頻度が高い。
また、走行状態判定部６０の出力する走行状態判定値Ｖ_mdが市街地モードを示すものである場合、流量指令値演算部５５は、低速領域（例えば３０Ｋｍ／ｈまでの範囲）のアシスト流量Ｑaが高く設定されたマップセット５６ｂを用いて流量指令値Ｑ*を演算（決定）する。そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、Ｓ／Ａ切替条件である操舵角θsの閾値βを小（アシスト検出角縮小）とし、フィルタ演算部５７は、流量復帰時定数を小とする。
【００５４】
即ち、市街地モードは、低速領域でのアシスト量を増加させるとともに、スタンバイモードからアシストモードへ移行しやすく且つその移行を速やかなものとすることで、操作性を重視したステアリング特性となるように設定されている。
【００５５】
［高速走行モード］
高速走行モードは、車両が高速走行状態にある場合の走行モードであり、走行状態判定部６０は、検出される各車両状態量が以下の条件を満たす場合に、その走行状態が「高速走行モード」にあると判定する。
【００５６】
− 所定時間以上、車速Ｖが所定値Ｖ０（例えば、８０Ｋｍ／ｈ）以上を継続。
− 操舵速度ωsが所定値ω１以下（例えば６０ｄｅｇ／ｓ）。
また、走行状態判定部６０の出力する走行状態判定値Ｖ_mdが高速走行モードを示すものである場合、流量指令値演算部５５は、アシスト流量Ｑaが低く設定されたマップセット５６ｃを用いて流量指令値Ｑ*を演算する。そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、Ｓ／Ａ切替条件である操舵角θsの閾値βを大（アシスト検出角拡大）とし、フィルタ演算部５７は、流量復帰時定数を大とする。
【００５７】
即ち、高速走行モードは、アシスト量を減少させるとともに、スタンバイモードからアシストモードへ移行しにくく且つその移行を緩やかなものとすることで、ステアリング剛性感（手応え感）のある安定性を重視したステアリング特性となるように設定されている。
【００５８】
［渋滞モード］
渋滞モードは、渋滞走行に対応する走行モードであり、走行状態判定部６０は、検出される各車両状態量が以下の条件を満たす場合に、その走行状態が「渋滞モード」にあると判定する。
【００５９】
− 極低速領域（例えば、２０Ｋｍ／ｈまでの範囲）で車速Ｖが変化。
− 断続的に車速Ｖが「０」となる。
− 所定値ω２以下（例えば６０ｄｅｇ／ｓ）の操舵速度ωsの頻度が高い。
【００６０】
そして、走行状態判定部６０の出力する走行状態判定値Ｖ_mdが渋滞モードを示すものである場合、流量指令値演算部５５は、スタンバイ流量Ｑsが低く設定されたマップセット５６ｄを用いて流量指令値Ｑ*を演算する。
【００６１】
即ち、渋滞走行中は、エンジン冷却効果が低下するため、油温が上昇しやすい状態にある。そのため、渋滞モードは、スタンバイ流量Ｑsを減少させることで、こうした油温上昇を極力抑制する設定となっている。
【００６２】
［停止モード］
停止モードは、車両がアイドル状態にある場合に対応する走行モードであり、走行状態判定部６０は、検出される各車両状態量が以下の条件を満たす場合に、その走行状態が「停止モード」にあると判定する。
【００６３】
− 所定時間以上、車速Ｖ＝０が継続。
− 所定時間以上、操舵速度ωs＝０が継続。
− 所定時間以上、エンジン回転数が所定回転以下。
【００６４】
− 水温が所定値以上。
そして、走行状態判定部６０の出力する走行状態判定値Ｖ_mdが渋滞モードを示すものである場合、流量指令値演算部５５は、スタンバイ流量Ｑsが更に低く設定されたマップセット５６ｅを用いて流量指令値Ｑ*を演算する。即ち、停車モードは、操舵系へのアシスト付与を必要としないため、供給流量Ｑを最小化し、熱劣化部品を保護する設定となっている。
【００６５】
以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）走行状態判定部６０は、車速Ｖ、車両加速度Ｇ、操舵角θs、操舵速度ωs、並びにエンジン状態量としてエンジン回転数及び水温に基づいて車両の走行状態を判定し、その判定結果を走行状態判定値Ｖ_mdとして流量指令値演算部５５に出力する。一方、流量指令値演算部５５は、上記各走行モードに対応する複数のマップセット５６（５６ａ〜５６ｅ）を備えている。そして、流量指令値演算部５５は、入力された走行状態判定値Ｖ_mdに基づいて、流量指令値Ｑ*の演算に用いるマップセット５６を切り替える。
【００６６】
このような構成とすれば、運転者に煩雑な操作を強いることなく、車両の走行状態に応じて流量可変制御の特性を自動的に変更することが可能となり、その結果、走行状態に応じた最適なステアリング特性を実現することができるとともに、そのエネルギー消費を最小化することができるようになる。
【００６７】
（２）走行状態判定部６０は、走行状態判定値Ｖ_mdをスタンバイ／アシスト判定部５４に出力する。そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、走行状態判定値Ｖ_mdに基づいて、スタンバイ／アシストモードの切替条件（Ｓ／Ａ切替条件）である操舵角θsの閾値β（アシスト検出角、図５参照ステップ１０３）を変更する。
【００６８】
このような構成とすれば、車両の走行状態に応じて、スタンバイモードからアシストモード、及びアシストモードからスタンバイモードへの移行のしやすさを最適化することができ、これにより、より一層のステアリング特性の最適化及びエネルギー消費の最小化を図ることができるようになる。
【００６９】
（３）走行状態判定部６０は、走行状態判定値Ｖ_mdをフィルタ演算部５７に出力する。そして、フィルタ演算部５７は、走行状態判定値Ｖ_mdに基づいて、スタンバイモードからアシストモードへの移行時におけるその時定数（流量復帰時定数）を変更する。
【００７０】
このような構成とすれば、車両の走行状態に応じて、スタンバイモードからアシストモードへの移行速度を最適化することができ、これにより、より一層のステアリング特性の最適化及びエネルギー消費の最小化を図ることができるようになる。
【００７１】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、流量制御弁１５は、同油圧ポンプ１１内に組み込まれ、ポンプポート２２からリターンポート２３に還流するフルードの分配比率を変化させることにより、同ポンプポート２２から圧送されるフルード流量、即ちパワーシリンダ１２に供給するフルード流量を変更することとした。しかし、これに限らず、流量制御弁１５は、油圧ポンプ１１以外の場所に設けてもよい。尚、流量制御弁１５の構成は、図２に示すものに限らないことはいうまでもない。
【００７２】
・本実施形態では、走行状態判定部６０は、車速Ｖ、車両加速度Ｇ、操舵角θs、操舵速度ωs、並びにエンジン状態量としてエンジン回転数及び水温に基づいて車両の走行状態を判定することとしたが、これらの車両状態量のうちの少なくとも一つに基づいて走行状態を判定する構成としてもよい。
【００７３】
・本実施形態では、アシスト流量マップ５５ｂは、流量指令値Ｑ*と車速Ｖ及び操舵速度ωsとが関連付けられた３次元マップとしたが、少なくとも流量指令値Ｑ*と車速Ｖとが関連付けられたものであればよい。
【００７４】
・本実施形態では、スタンバイ／アシストモードの切替条件として操舵角θsの閾値β（アシスト検出角、図５参照ステップ１０３）を変更することとしたが、これに限らず、操舵速度ωsの閾値α（図５参照ステップ１０２）を変更する構成としてもよい。
【００７５】
次に、以上の実施形態から把握することのできる請求項以外の技術的思想を記載する。
（イ）請求項２に記載のパワーステアリング装置において、前記制御手段は、前記操舵角が所定値を超えるか否かを判定することにより、前記アシストモードと前記スタンバイモードとの切替を行うものであって、前記判定された走行状態に基づいて前記所定値を変更すること、を特徴とするパワーステアリング装置。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】パワーステアリング装置の概略構成図。
【図２】油圧ポンプ及び流量制御弁の概略構成図。
【図３】パワーステアリング装置の制御ブロック図。
【図４】スタンバイ／アシストモードの説明図。
【図５】スタンバイ／アシスト判定の処理手順を示すフローチャート。
【図６】流量指令値演算の説明図。
【図７】流量指令値フィルタ演算の説明図。
【図８】各走行モードの判定条件及びその制御態様を示す説明図。
【符号の説明】
【００７７】
１…パワーステアリング装置、１１…油圧ポンプ、１２…パワーシリンダ、１５…流量制御弁、１６…ＥＣＵ、２９…ソレノイド、３７…操舵角センサ、３８…車速センサ、５１…マイコン、５２…駆動回路、５４…スタンバイ／アシスト判定部、５５…流量指令値演算部、５５ａ…スタンバイ流量マップ、５５ｂ…アシスト流量マップ、５６（５６ａ〜５６ｅ）…マップセット、５７…フィルタ演算部、６０…走行状態判定部、Ｖ…車速、Ｇ…車両加速度、θs…操舵角、ωs…操舵速度、α，β…閾値、Ｑ…供給流量、Ｑa…アシスト流量、Ｑs…スタンバイ流量、Ｑ*，Ｑ**…流量指令値、Ｖ_as…スタンバイ／アシスト判定値、Ｖ_md…走行状態判定値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダとを備えた油圧式のパワーステアリング装置には、油圧ポンプに還流するフルード（圧油）の分配比率を変化させることによりパワーシリンダに供給する圧油の流量（供給流量）を変更可能な流量制御弁（流量制御装置）を備えたものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のパワーステアリング装置は、車速、操舵角及び操舵速度に応じてその供給流量を変更することにより、車両状態に応じた必要十分な供給流量を確保するとともに（アシストモード）、アシスト要求の低い状態においては、その供給流量をアシストモードにおける流量よりも小とする（スタンバイモード）。そして、このような構成を採用することにより、車両状態に応じた最適なアシスト力を操舵系に付与して操舵フィーリングの向上を図るとともに、非アシスト時の圧力損失を抑えてエネルギー消費の低減を図ることができるようになる。
【０００４】
また、特許文献２に記載のパワーステアリング装置は、車速、操舵角及び操舵速度の各状態量について、該各状態量とソレノイド電流指令値とが関連付けられた特性の異なる複数のテーブルを備え、切替信号に応じてこれら各テーブルを選択可能とする。そして、このような構成を採用することにより、運転者の嗜好に応じた操舵フィーリングを実現することができる。
【特許文献１】特開２００１−１６３２３３号公報
【特許文献２】特開２００４−１４９０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、運転者の嗜好もさることながら、要求されるアシスト力は、市街地走行、高速走行等といった車両の走行状態に大きく依存する。そして、エネルギー消費の低減を目的とし、その最大化を図ろうとするならば、この走行状態の違いがエネルギー消費に及ぼす影響を無視することはできない。従って、上記のような供給流量の制御特性は、車両の走行状態に応じて変更することが望ましい。しかし、上記従来の構成では、手動によりその変更操作を行わなければならない。そのため、運転者に煩雑な操作を強いることとなり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者に煩雑な操作を強いることなく、車両の走行状態に応じた最適なステアリング特性を実現することができるパワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダと、前記油圧ポンプに還流する圧油の分配比率を変化させることにより前記パワーシリンダに供給する圧油の流量を変更可能な流量制御装置と、前記流量制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記流量と車速とが関連付けられたマップに基づいて、前記流量を決定するパワーステアリング装置であって、前記制御手段は、特性の異なる複数の前記マップと、操舵角、操舵速度、車速、車両加速度、及びエンジン状態量の少なくとも一つに基づいて、車両の走行状態を判定する走行状態判定手段とを備え、前記判定された走行状態に基づいて前記決定に用いる前記マップを切り替えること、を要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、運転者に煩雑な操作を強いることなく、車両の走行状態に応じて流量制御特性を自動的に変更することが可能となり、その結果、走行状態に応じた最適なステアリング特性を実現することができるとともに、そのエネルギー消費を最小化することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記アシスト力を付与するための前記流量を確保するアシストモードと、前記流量を前記アシストモードにおける流量よりも小とするスタンバイモードとを有し、前記判定された走行状態に基づいて前記アシストモードと前記スタンバイモードとの間の切替条件を変更すること、を要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、車両の走行状態に応じて、スタンバイモードからアシストモード、及びアシストモードからスタンバイモードへの移行のしやすさを最適化することができ、これにより、より一層のステアリング特性の最適化及びエネルギー消費の最小化を図ることができるようになる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記流量の増加時において、その立ち上がりを穏やかにするローパスフィルタを備え、前記判定された走行状態に基づいて前記ローパスフィルタの時定数を変更すること、を要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、車両の走行状態に応じて、スタンバイモードからアシストモードへの移行速度を最適化することができ、これにより、より一層のステアリング特性の最適化及びエネルギー消費の最小化を図ることができるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、運転者に煩雑な操作を強いることなく、車両の走行状態に応じた最適なステアリング特性を実現することが可能なパワーステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を油圧式パワーステアリング装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のパワーステアリング装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角、即ちタイヤ角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。
【００１５】
本実施形態のパワーステアリング装置１は、油圧ポンプ１１と、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダ１２とを備えた油圧式のパワーステアリング装置であり、油圧ポンプ１１から圧送されたフルード（圧油）は、コントロールバルブ１３を経由してラック５に設けられたパワーシリンダ１２に導入される。そして、パワーシリンダ１２に流入するフルードの圧力により、ラック５がその移動方向に押圧されることで、操舵系にアシスト力が付与されるようになっている。
【００１６】
尚、コントロールバルブ１３は、ステアリングシャフト３が連結されるピニオン軸（図示略）に設けられており、同コントロールバルブ１３は、操舵系への操舵トルクの印加に伴うトーションバー（図示略）の捻れに基づいて、パワーシリンダ１２に対するフルードの導入方向及びその流量を制御する。そして、操舵系にアシスト力を付与しない非アシスト時には、フルードはパワーシリンダ１２に流入することなく、コントロールバルブ１３から油圧ポンプ１１へと還流されるようになっている。
【００１７】
また、本実施形態のパワーステアリング装置１は、パワーシリンダ１２に供給するフルード流量を変更可能な流量制御装置としての流量制御弁１５と、同流量制御弁１５の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１６とを備えている。
【００１８】
図２に示すように、本実施形態では、油圧ポンプ１１は、ポンプ本体２１から吐出されたフルードをコントロールバルブ１３に圧送するためのポンプポート２２と、フルードをポンプ本体２１に導入するためのリターンポート２３とを備えており、流量制御弁１５は、同油圧ポンプ１１内に組み込まれている。そして、流量制御弁１５は、ポンプポート２２からリターンポート２３に還流するフルードの分配比率を変化させることにより、同ポンプポート２２から圧送されるフルード流量、即ちパワーシリンダ１２に供給するフルード流量を変更する。
【００１９】
詳述すると、流量制御弁１５は、ポンプポート２２に設けられた可変オリフィス２４と、可変オリフィス２４の上流側においてポンプポート２２と連通された第１圧力室２５ａ及びその下流側においてポンプポート２２と連通された第２圧力室２５ｂと、これら両圧力室間の圧力差に応じて軸線方向（図中左右方向）に移動するスプール２６とを備えている。
【００２０】
本実施形態では、スプール２６は、第２圧力室２５ｂに配設されたスプリング２７により第１圧力室２５ａ側に付勢されており、同スプール２６は、可変オリフィス２４の抵抗により第１圧力室２５ａの圧力が第２圧力室２５ｂの圧力とスプリング２７の弾性力との和よりも大となることで、その圧力差に応じた位置に移動する。
【００２１】
また、流量制御弁１５は、第１圧力室２５ａとリターンポート２３とを連通可能な戻り流路２８を有しており、戻り流路２８は、スプール２６が第２圧力室２５ｂ側に移動するほど、その第１圧力室２５ａへの開口面積、即ち流路断面積が大となるように設定されている。そして、流量制御弁１５は、このスプール２６の移動に基づいて、その移動位置に応じた流量のフルードをポンプポート２２からリターンポート２３に還流するようになっている。
【００２２】
一方、可変オリフィス２４の駆動源であるソレノイド２９は、ＥＣＵ１６と接続されており、同ＥＣＵ１６は、該ソレノイド２９に印加する電圧を制御することにより、可変オリフィス２４の開度（絞り量）を制御する。そして、この可変オリフィス２４の開度に対応する位置にスプール２６が移動し、ポンプ本体２１に還流されるフルードの分配比率が変化することにより、油圧ポンプ１１からコントロールバルブ１３に圧送されるフルード流量が制御されるようになっている。
【００２３】
（流量可変制御）
次に、本実施形態のパワーステアリング装置における流量可変制御について説明する。
図１に示すように、本実施形態では、上記の流量制御弁１５を制御するＥＣＵ１６には、操舵角センサ３７及び車速センサ３８が接続されている。そして、ＥＣＵ１６は、これら各センサにより検出される操舵角θs及び操舵速度ωs、並びに車速Ｖに基づいて、上記の流量可変制御を実行する。尚、この操舵速度ωsは、操舵角θsを時間で微分することにより算出される（以下同様）。
【００２４】
図３は、本実施形態のパワーステアリング装置の制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ１６は、流量制御弁１５（可変オリフィス２４）のソレノイド２９に印加する電圧を決定するマイコン５１と、該マイコン５１の出力する電圧制御信号に基づいてソレノイド２９に駆動電圧を印加する駆動回路５２とを備えている。そして、ＥＣＵ１６は、ソレノイド２９に印加する電圧を制御することにより流量制御弁１５の作動を制御、即ち流量可変制御を実行する。
【００２５】
図４に示すように、本実施形態のパワーステアリング装置１では、パワーシリンダ１２に供給するフルード流量（供給流量Ｑ）について、要求されるアシスト力を付与するために、車速に応じた十分な供給流量Ｑを確保する「アシストモード」と、このアシストモードにおける供給流量（アシスト流量Ｑa）よりも、供給流量Ｑ（スタンバイ流量Ｑs）を小とする「スタンバイモード」との２つの流量制御モードが設定されている。
【００２６】
そして、アシスト要求の高い状態では、流量制御モードを「アシストモード」として、要求されるアシスト力を発生するための十分な供給流量Ｑを確保し、アシスト要求の低い状態では、「スタンバイモード」として、ポンプ本体２１に還流されるフルードの分配比率を高めることにより、圧力損失を抑えてエネルギー消費の低減を図るようになっている。
【００２７】
図３に示すように、マイコン５１は、スタンバイ／アシストモードの切替判定を行うスタンバイ／アシスト判定部５４と、その判定結果（スタンバイ／アシスト判定値Ｖ_as）に基づいて供給流量Ｑの制御目標量である流量指令値Ｑ*を演算する流量指令値演算部５５とを備えている。
【００２８】
本実施形態では、スタンバイ／アシスト判定部５４には、操舵角θs、操舵速度ωs及び車速Ｖが入力される。そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、入力されたこれらの状態量に基づいて、スタンバイ／アシストモードの切替判定を実行する（スタンバイ／アシスト判定）。
【００２９】
具体的には、図５のフローチャートに示すように、スタンバイ／アシスト判定部５４は、先ず、車速Ｖが０（Ｋｍ／ｓ）であるか否か、即ち車両が停止状態にあるか否かについて判定する（ステップ１０１）。そして、停止状態にあると判定した場合（Ｖ＝０、ステップ１０１：ＹＥＳ）には、操舵速度ωsの絶対値が所定の閾値αより大きいか否かについて判定し（ステップ１０２）、停止状態ではないと判定した場合（|Ｖ|＞０、ステップ１０１：ＮＯ）には、操舵角θsの絶対値が所定の閾値βより大きいか否かについて判定する（ステップ１０３）。
【００３０】
尚、本実施形態では、操舵速度ωsに関する閾値αは、「０［ｄｅｇ／ｓ］」、操舵角θsに関する閾値βは、ステアリング中立近傍のタイヤ角の変化に車両進行方向が追従しない領域、即ち所謂「不感帯」に相当する値となっている。
【００３１】
そして、ステップ１０２において操舵速度ωsの絶対値が閾値αよりも大きいと判定した場合（|ωs|＞α、ステップ１０２：ＹＥＳ）、又はステップ１０３において操舵角θsの絶対値が閾値βよりも大きいと判定した場合（|θs|＞β、ステップ１０３：ＹＥＳ）には、「アシストＯＮ（スタンバイＯＦＦ）」と判定する（ステップ１０４）。
【００３２】
一方、上記ステップ１０２において操舵速度ωsの絶対値が閾値α以下であると判定した場合（|ωs|≦α、ステップ１０２：ＮＯ）、又は上記ステップ１０３において操舵角θsの絶対値が閾値β以下であると判定した場合（|θs|≦β、ステップ１０３：ＮＯ）には、スタンバイ／アシスト判定部５４は、「暫定フラグ」をセットする（ステップ１０５）。
【００３３】
次に、スタンバイ／アシスト判定部５４は、暫定フラグが所定時間ｔ以上継続してセットされているか否かについて判定する（ステップ１０６）。そして、所定時間ｔ以上継続してセットされていると判定した場合（ステップ１０６：ＹＥＳ）には、「スタンバイＯＮ（アシストＯＦＦ）」と判定する（ステップ１０７）。尚、上記ステップ１０６において、暫定フラグは所定時間ｔ以上継続してセットされていないと判定した場合（ステップ１０６：ＮＯ）には、上記ステップ１０４において「アシストＯＮ（スタンバイＯＦＦ）」と判定する。
【００３４】
そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、上記ステップ１０１〜ステップ１０７の処理を繰り返すことにより、スタンバイ／アシスト判定を実行する。尚、本実施形態では、スタンバイ／アシスト判定部５４は、「アシストＯＮ」と判定した場合には、スタンバイ／アシスト判定値Ｖ_asを「０」、「スタンバイＯＮ」と判定した場合には、スタンバイ／アシスト判定値Ｖ_asを「１」とする。
【００３５】
また、図３に示すように、流量指令値演算部５５には、上記のスタンバイ／アシスト判定部５４における判定結果であるスタンバイ／アシスト判定値Ｖ_as、車速Ｖ及び操舵速度ωsが入力される。そして、流量指令値演算部５５は、車速Ｖ及び操舵速度ωsに基づいて、スタンバイ／アシストの各モードに対応する流量指令値Ｑ*を演算する（流量指令値演算）。
【００３６】
詳述すると、流量指令値演算部５５は、スタンバイモードに対応するスタンバイ流量マップ５５ａと、アシストモードに対応するアシスト流量マップ５５ｂとにより構成されるマップセット５６ａを備えている。
【００３７】
スタンバイ流量マップ５５ａには、流量指令値Ｑ*と車速Ｖとが関連付けられており、流量指令値演算部５５は、スタンバイ／アシスト判定結果が「スタンバイＯＮ（Ｖ_as＝１）」である場合には、このスタンバイ流量マップ５５ａを用いて、入力された車速Ｖに対応する流量指令値Ｑ*を算出する。
【００３８】
尚、本実施形態では、このスタンバイ流量マップ５５ａにおいて、流量指令値Ｑ*は、車速Ｖの値に関わらず所定のスタンバイ流量Ｑsとなるように設定されている。従って、図６に示すように、スタンバイモードにおいては、車速Ｖに関わらず、一定の流量指令値Ｑ*（スタンバイ流量Ｑs）が算出されるようになっている。
【００３９】
一方、アシスト流量マップ５５ｂは、流量指令値Ｑ*と車速Ｖ及び操舵速度ωsとが関連付けられた３次元マップであり、流量指令値演算部５５は、スタンバイ／アシスト判定結果が「アシストＯＮ（Ｖ_as＝０）」である場合には、このアシスト流量マップ５５ｂを用いて、入力された車速Ｖ及び操舵速度ωsに対応する流量指令値Ｑ*を算出する。
【００４０】
具体的には、このアシスト流量マップ５５ｂにおいて、流量指令値Ｑ*は、車速Ｖが大となるに従って小となるように設定されている。また、流量指令値Ｑ*は、操舵速度ωsが大となるに従って大となるように設定されている。従って、図６に示すように、アシストモードにおいては、車速Ｖが大となるほど小さな流量指令値Ｑ*が算出されるとともに、操舵速度ωsが大となるほど大きな流量指令値Ｑ*が算出されるようになっている。
【００４１】
また、本実施形態のマイコン５１は、流量指令値Ｑ*の変化を穏やかにするフィルタ演算部５７を備えており、流量指令値演算部５５により演算された流量指令値Ｑ*は、このフィルタ演算部５７に入力される。本実施形態では、フィルタ演算部５７は、ローパスフィルタにより構成されており、同フィルタ演算部５７は、流量指令値Ｑ*の増加時には、その立ち上がりを鈍らせるべく、流量指令値Ｑ*を補正する（流量指令値フィルタ演算）。
【００４２】
例えば、図７に示すように、流量制御モードがスタンバイモードからアシストモードに移行する場合、流量指令値Ｑ*は、モード移行時を境としてスタンバイ流量Ｑsからアシスト流量Ｑaへと矩形波状に変化する。従って、フィルタ演算部５７による補正を行うことなく、この流量指令値Ｑ*に基づいて流量可変制御を実行すれば、アシスト力の急激な変化によって操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
【００４３】
この点、本実施形態では、スタンバイモードからアシストモードへの移行時には、フィルタ演算部５７にて流量指令値Ｑ*を補正するため、補正後の流量指令値Ｑ**は、モード移行後、スタンバイ流量Ｑsから急速に増加し、その後は滑らかにアシスト流量Ｑaまで増加する。その結果、迅速なアシスト力の立ち上がりを確保しつつ、アシスト力の急変による操舵フィーリングの悪化を防止することが可能となっている。
【００４４】
フィルタ演算部５７により補正された補正後の流量指令値Ｑ**は、電圧指令値演算部５８に入力される。電圧指令値演算部５８は、この流量指令値Ｑ**に基づいて流量制御弁１５のソレノイド２９に印加する電圧指令値を演算し、同電圧指令値をＰＷＭ制御演算部５９に出力する。そして、ＰＷＭ制御演算部５９は、入力された電圧指令値に基づいて電圧制御信号を生成（演算）して駆動回路５２に出力し、その電圧制御信号に基づいてソレノイド２９に駆動電圧が印加されることにより、流量制御弁１５の作動、即ちパワーシリンダ１２に供給するフルード流量が制御されるようになっている。
【００４５】
（走行状態に応じた流量可変制御の特性変更）
次に、本実施形態のパワーステアリング装置における走行状態に応じた流量可変制御の特性変更について説明する。
【００４６】
図３に示すように、本実施形態では、マイコン５１は、各種センサにより検出される車両状態量に基づいて車両の走行状態（走行モード）を判定する走行状態判定手段としての走行状態判定部６０を備えている。そして、この走行状態判定部６０により判定された走行状態に基づいて上記流量可変制御の特性を変更する。
【００４７】
詳述すると、本実施形態では、走行状態判定部６０には、車速Ｖ、車両加速度Ｇ、操舵角θs、操舵速度ωs、並びにエンジン状態量としてエンジン回転数及び水温が入力されるようになっており、走行状態判定部６０は、これらの車両状態量に基づいて車両の走行状態を判定する。具体的には、「ノーマル」「市街地」「高速走行」「渋滞」「停車」の５つの走行モードの何れかを判定する。そして、走行状態判定部６０は、その判定結果を走行状態判定値Ｖ_mdとして流量指令値演算部５５に出力する。
【００４８】
本実施形態では、流量指令値演算部５５は、上記各走行モードに対応する複数のマップセット５６（５６ａ〜５６ｅ）を備えている。尚、上述のスタンバイ流量マップ５５ａ及びアシスト流量マップ５５ｂとからなるマップセット５６ａは、ノーマルモードに対応するものである。そして、流量指令値演算部５５は、入力された走行状態判定値Ｖ_mdに基づいて、流量指令値Ｑ*の演算に用いるマップセット５６を切り替える。
【００４９】
また、走行状態判定部６０は、走行状態判定値Ｖ_mdをスタンバイ／アシスト判定部５４及びフィルタ演算部５７に出力する。そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、走行状態判定値Ｖ_mdに基づいて、スタンバイ／アシストモードの切替条件（Ｓ／Ａ切替条件）である操舵角θsの閾値β（アシスト検出角、図５参照ステップ１０３）を変更し、フィルタ演算部５７は、スタンバイモードからアシストモードへの移行時におけるその時定数（流量復帰時定数）を変更する。
【００５０】
即ち、本実施形態のマイコン５１は、車両状態量に基づき判定された車両の走行状態に応じて、流量指令値Ｑ*の演算に用いるマップセット５６、Ｓ／Ａ切替条件、流量復帰時定数のうちの少なくとも何れか一つを変更する。そして、これにより流量可変制御の特性をその走行モードに応じたものに変更する。
【００５１】
次に、図８を参照し、本実施形態における上記各走行モードの判定条件、及びその制御態様について詳述する。
［市街地モード］
市街地モードは、車両が市街地を走行している状態にある場合の走行モードであり、走行状態判定部６０は、検出される各車両状態量が以下の条件を満たす場合に、その走行状態が「市街地モード」にあると判定する。
【００５２】
− 低中速領域（例えば、２０〜６０Ｋｍ／ｈまでの範囲）で車速Ｖが変化。
− 断続的に車速Ｖが「０」となる。
− 操舵角θsが所定値θ０（例えば９０ｄｅｇ）以上となる頻度が高い。
【００５３】
− 車両加速度Ｇが所定値Ｇ０以上となる頻度が高い。
また、走行状態判定部６０の出力する走行状態判定値Ｖ_mdが市街地モードを示すものである場合、流量指令値演算部５５は、低速領域（例えば３０Ｋｍ／ｈまでの範囲）のアシスト流量Ｑaが高く設定されたマップセット５６ｂを用いて流量指令値Ｑ*を演算（決定）する。そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、Ｓ／Ａ切替条件である操舵角θsの閾値βを小（アシスト検出角縮小）とし、フィルタ演算部５７は、流量復帰時定数を小とする。
【００５４】
即ち、市街地モードは、低速領域でのアシスト量を増加させるとともに、スタンバイモードからアシストモードへ移行しやすく且つその移行を速やかなものとすることで、操作性を重視したステアリング特性となるように設定されている。
【００５５】
［高速走行モード］
高速走行モードは、車両が高速走行状態にある場合の走行モードであり、走行状態判定部６０は、検出される各車両状態量が以下の条件を満たす場合に、その走行状態が「高速走行モード」にあると判定する。
【００５６】
− 所定時間以上、車速Ｖが所定値Ｖ０（例えば、８０Ｋｍ／ｈ）以上を継続。
− 操舵速度ωsが所定値ω１以下（例えば６０ｄｅｇ／ｓ）。
また、走行状態判定部６０の出力する走行状態判定値Ｖ_mdが高速走行モードを示すものである場合、流量指令値演算部５５は、アシスト流量Ｑaが低く設定されたマップセット５６ｃを用いて流量指令値Ｑ*を演算する。そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、Ｓ／Ａ切替条件である操舵角θsの閾値βを大（アシスト検出角拡大）とし、フィルタ演算部５７は、流量復帰時定数を大とする。
【００５７】
即ち、高速走行モードは、アシスト量を減少させるとともに、スタンバイモードからアシストモードへ移行しにくく且つその移行を緩やかなものとすることで、ステアリング剛性感（手応え感）のある安定性を重視したステアリング特性となるように設定されている。
【００５８】
［渋滞モード］
渋滞モードは、渋滞走行に対応する走行モードであり、走行状態判定部６０は、検出される各車両状態量が以下の条件を満たす場合に、その走行状態が「渋滞モード」にあると判定する。
【００５９】
− 極低速領域（例えば、２０Ｋｍ／ｈまでの範囲）で車速Ｖが変化。
− 断続的に車速Ｖが「０」となる。
− 所定値ω２以下（例えば６０ｄｅｇ／ｓ）の操舵速度ωsの頻度が高い。
【００６０】
そして、走行状態判定部６０の出力する走行状態判定値Ｖ_mdが渋滞モードを示すものである場合、流量指令値演算部５５は、スタンバイ流量Ｑsが低く設定されたマップセット５６ｄを用いて流量指令値Ｑ*を演算する。
【００６１】
即ち、渋滞走行中は、エンジン冷却効果が低下するため、油温が上昇しやすい状態にある。そのため、渋滞モードは、スタンバイ流量Ｑsを減少させることで、こうした油温上昇を極力抑制する設定となっている。
【００６２】
［停止モード］
停止モードは、車両がアイドル状態にある場合に対応する走行モードであり、走行状態判定部６０は、検出される各車両状態量が以下の条件を満たす場合に、その走行状態が「停止モード」にあると判定する。
【００６３】
− 所定時間以上、車速Ｖ＝０が継続。
− 所定時間以上、操舵速度ωs＝０が継続。
− 所定時間以上、エンジン回転数が所定回転以下。
【００６４】
− 水温が所定値以上。
そして、走行状態判定部６０の出力する走行状態判定値Ｖ_mdが渋滞モードを示すものである場合、流量指令値演算部５５は、スタンバイ流量Ｑsが更に低く設定されたマップセット５６ｅを用いて流量指令値Ｑ*を演算する。即ち、停車モードは、操舵系へのアシスト付与を必要としないため、供給流量Ｑを最小化し、熱劣化部品を保護する設定となっている。
【００６５】
以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）走行状態判定部６０は、車速Ｖ、車両加速度Ｇ、操舵角θs、操舵速度ωs、並びにエンジン状態量としてエンジン回転数及び水温に基づいて車両の走行状態を判定し、その判定結果を走行状態判定値Ｖ_mdとして流量指令値演算部５５に出力する。一方、流量指令値演算部５５は、上記各走行モードに対応する複数のマップセット５６（５６ａ〜５６ｅ）を備えている。そして、流量指令値演算部５５は、入力された走行状態判定値Ｖ_mdに基づいて、流量指令値Ｑ*の演算に用いるマップセット５６を切り替える。
【００６６】
このような構成とすれば、運転者に煩雑な操作を強いることなく、車両の走行状態に応じて流量可変制御の特性を自動的に変更することが可能となり、その結果、走行状態に応じた最適なステアリング特性を実現することができるとともに、そのエネルギー消費を最小化することができるようになる。
【００６７】
（２）走行状態判定部６０は、走行状態判定値Ｖ_mdをスタンバイ／アシスト判定部５４に出力する。そして、スタンバイ／アシスト判定部５４は、走行状態判定値Ｖ_mdに基づいて、スタンバイ／アシストモードの切替条件（Ｓ／Ａ切替条件）である操舵角θsの閾値β（アシスト検出角、図５参照ステップ１０３）を変更する。
【００６８】
このような構成とすれば、車両の走行状態に応じて、スタンバイモードからアシストモード、及びアシストモードからスタンバイモードへの移行のしやすさを最適化することができ、これにより、より一層のステアリング特性の最適化及びエネルギー消費の最小化を図ることができるようになる。
【００６９】
（３）走行状態判定部６０は、走行状態判定値Ｖ_mdをフィルタ演算部５７に出力する。そして、フィルタ演算部５７は、走行状態判定値Ｖ_mdに基づいて、スタンバイモードからアシストモードへの移行時におけるその時定数（流量復帰時定数）を変更する。
【００７０】
このような構成とすれば、車両の走行状態に応じて、スタンバイモードからアシストモードへの移行速度を最適化することができ、これにより、より一層のステアリング特性の最適化及びエネルギー消費の最小化を図ることができるようになる。
【００７１】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、流量制御弁１５は、同油圧ポンプ１１内に組み込まれ、ポンプポート２２からリターンポート２３に還流するフルードの分配比率を変化させることにより、同ポンプポート２２から圧送されるフルード流量、即ちパワーシリンダ１２に供給するフルード流量を変更することとした。しかし、これに限らず、流量制御弁１５は、油圧ポンプ１１以外の場所に設けてもよい。尚、流量制御弁１５の構成は、図２に示すものに限らないことはいうまでもない。
【００７２】
・本実施形態では、走行状態判定部６０は、車速Ｖ、車両加速度Ｇ、操舵角θs、操舵速度ωs、並びにエンジン状態量としてエンジン回転数及び水温に基づいて車両の走行状態を判定することとしたが、これらの車両状態量のうちの少なくとも一つに基づいて走行状態を判定する構成としてもよい。
【００７３】
・本実施形態では、アシスト流量マップ５５ｂは、流量指令値Ｑ*と車速Ｖ及び操舵速度ωsとが関連付けられた３次元マップとしたが、少なくとも流量指令値Ｑ*と車速Ｖとが関連付けられたものであればよい。
【００７４】
・本実施形態では、スタンバイ／アシストモードの切替条件として操舵角θsの閾値β（アシスト検出角、図５参照ステップ１０３）を変更することとしたが、これに限らず、操舵速度ωsの閾値α（図５参照ステップ１０２）を変更する構成としてもよい。
【００７５】
次に、以上の実施形態から把握することのできる請求項以外の技術的思想を記載する。
（イ）請求項２に記載のパワーステアリング装置において、前記制御手段は、前記操舵角が所定値を超えるか否かを判定することにより、前記アシストモードと前記スタンバイモードとの切替を行うものであって、前記判定された走行状態に基づいて前記所定値を変更すること、を特徴とするパワーステアリング装置。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】パワーステアリング装置の概略構成図。
【図２】油圧ポンプ及び流量制御弁の概略構成図。
【図３】パワーステアリング装置の制御ブロック図。
【図４】スタンバイ／アシストモードの説明図。
【図５】スタンバイ／アシスト判定の処理手順を示すフローチャート。
【図６】流量指令値演算の説明図。
【図７】流量指令値フィルタ演算の説明図。
【図８】各走行モードの判定条件及びその制御態様を示す説明図。
【符号の説明】
【００７７】
１…パワーステアリング装置、１１…油圧ポンプ、１２…パワーシリンダ、１５…流量制御弁、１６…ＥＣＵ、２９…ソレノイド、３７…操舵角センサ、３８…車速センサ、５１…マイコン、５２…駆動回路、５４…スタンバイ／アシスト判定部、５５…流量指令値演算部、５５ａ…スタンバイ流量マップ、５５ｂ…アシスト流量マップ、５６（５６ａ〜５６ｅ）…マップセット、５７…フィルタ演算部、６０…走行状態判定部、Ｖ…車速、Ｇ…車両加速度、θs…操舵角、ωs…操舵速度、α，β…閾値、Ｑ…供給流量、Ｑa…アシスト流量、Ｑs…スタンバイ流量、Ｑ*，Ｑ**…流量指令値、Ｖ_as…スタンバイ／アシスト判定値、Ｖ_md…走行状態判定値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダと、前記油圧ポンプに還流する圧油の分配比率を変化させることにより前記パワーシリンダに供給する圧油の流量を変更可能な流量制御装置と、前記流量制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記流量と車速とが関連付けられたマップに基づいて、前記流量を決定するパワーステアリング装置であって、
前記制御手段は、特性の異なる複数の前記マップと、
操舵角、操舵速度、車速、車両加速度、及びエンジン状態量の少なくとも一つに基づいて、車両の走行状態を判定する走行状態判定手段とを備え、
前記判定された走行状態に基づいて前記決定に用いる前記マップを切り替えること、
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記アシスト力を付与するための前記流量を確保するアシストモードと、前記流量を前記アシストモードにおける流量よりも小とするスタンバイモードとを有し、
前記判定された走行状態に基づいて前記アシストモードと前記スタンバイモードとの間の切替条件を変更すること、を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のうちの何れか一項に記載のパワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記流量の増加時において、その立ち上がりを穏やかにするローパスフィルタを備え、前記判定された走行状態に基づいて前記ローパスフィルタの時定数を変更すること、を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１】
油圧ポンプと、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダと、前記油圧ポンプに還流する圧油の分配比率を変化させることにより前記パワーシリンダに供給する圧油の流量を変更可能な流量制御装置と、前記流量制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記流量と車速とが関連付けられたマップに基づいて、前記流量を決定するパワーステアリング装置であって、
前記制御手段は、特性の異なる複数の前記マップと、
操舵角、操舵速度、車速、車両加速度、及びエンジン状態量の少なくとも一つに基づいて、車両の走行状態を判定する走行状態判定手段とを備え、
前記判定された走行状態に基づいて前記決定に用いる前記マップを切り替えること、
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記アシスト力を付与するための前記流量を確保するアシストモードと、前記流量を前記アシストモードにおける流量よりも小とするスタンバイモードとを有し、
前記判定された走行状態に基づいて前記アシストモードと前記スタンバイモードとの間の切替条件を変更すること、を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のうちの何れか一項に記載のパワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記流量の増加時において、その立ち上がりを穏やかにするローパスフィルタを備え、前記判定された走行状態に基づいて前記ローパスフィルタの時定数を変更すること、を特徴とするパワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１４３０５９（Ｐ２００６−１４３０５９Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３７６５１（Ｐ２００４−３３７６５１）
【出願日】平成１６年１１月２２日（２００４．１１．２２）
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２２日（２００４．１１．２２）
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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