(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーステアリングポンプにて昇圧された油圧をステアリングホイールの操舵回転に応じてシリンダ／ピストン装置へ導くことによりステアリングホイールによる操舵輪の操舵を助ける操舵力を発生するパワーステアリングシステムに於いて、ステアリングホイールの操舵回転が停止したときエネルギー消費節約のためにパワーステアリングポンプの駆動を停止することを、パワーステアリングシステム内に所定のしきい値以上の操舵力が残留していないことをパワーステアリングシステムの油圧経路内に設けられた圧力センサーにより確認した上で行うことを特徴とするパワーステアリングシステム。
【請求項２】
パワーステアリングポンプにて昇圧された油圧をステアリングホイールの操舵回転に応じてシリンダ／ピストン装置へ導くことによりステアリングホイールによる操舵輪の操舵を助ける操舵力を発生するパワーステアリングシステムに於いて、ステアリングホイールの操舵回転が停止したときエネルギー消費節約のためにパワーステアリングポンプの駆動を停止することを、パワーステアリングシステム内に所定のしきい値以上の操舵力が残留していないことをパワーステアリングシステムの力伝達部材に設けられた歪計により確認した上で行うことを特徴とするパワーステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のパワーステアリングシステムに係わり、特にエネルギー資源の節約と環境保全に配慮した燃料消費節約型自動車のためのエネルギー消費節約型パワーステアリングシステムに係る。
【０００２】
【従来の技術】
パワーステアリングシステムに於いて作動用油圧を発生させるパワーステアリングポンプは、従来一般に、自動車の運転中、エンジンにより連続的に駆動されている。近年エネルギー資源の節約と環境保全のために、自動車の運転中にエンジンの一時停止が許容される所定の条件が成立したとき、エンジンを一時停止させることが考えられ、又一部の自動車に於いて実施されているが、かかる燃料消費節約型の自動車に於いては、パワーステアリングポンプは、エンジンの回転中にはエンジンにより駆動され、エンジン一時停止中にはエンジンの回転中にジェネレーターを駆動することにより得られた電力を蓄えるバッテリーによりモーターにて駆動される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
いづれにしても、エネルギー消費の一層の節約のため、また特に燃料消費節約型の自動車に於いてはバッテリー性能の保持のために、ステアリングホイールの操舵回転が行われていないときには、パワーステアリングポンプの駆動を一時停止することが考えられる。しかし、ステアリングホイールの操舵回転が行われていないことを操舵角センサー等により検出してパワーステアリングポンプの駆動を一時停止すると、パワーステアリングポンプにハンチング駆動が生ずることがある。それは以下の理由によると考えられる。
【０００４】
即ち、パワーステアリングシステムは、運転者の操舵に追随して任意の操舵角に於いてその近傍での操舵角の微小偏位に応じて油圧切換弁を微小偏位させ、シリンダー／ピストン装置に於けるピストンの両側に油圧差を生ぜしめ、運転者による操舵運動に力を添えるものであり、運転者の操舵運動に対応した操舵が達成されると、そのことがシステムに組み込まれたフィードバック機構を経て油圧切換弁へ自動的にフィードバックされ、油圧切換弁の微小偏位を打ち消すように構成されているものであり、従って機構的には、任意の操舵角にて操舵操作が停止されると、その操舵角位置にてパワーステアリングシステム内には何らの操舵力は残留しない筈のものである。
【０００５】
しかし、ステアリングホイールの操舵回転が行われていないときにも、運転者は、タイヤに操舵方向の弾性歪を与えステアリングホイールに幾分かの操舵トルクが作用している状態で、これを押さえていたり、操舵停止直前の操舵態様の如何によっては、ステアリングホイールには操舵トルクは残っていなくても、タイヤに生じた操舵方向の弾性歪によりパワーステアリングシステムの油圧切換弁以降の油圧経路に幾分かの操舵力が残留する場合がある。その様な状態にあるとき、操舵回転が停止したことを以って、パワーステアリングポンプの駆動が停止されると、パワーステアリングシステムは残留操舵力に対抗する支持を失って動く。すると操舵回転が生じたことによってパワーステアリングポンプの駆動が再開され、残留操舵力の解放を助長する方向にパワーステアリング作用が生じるので、今度は、残留操舵力の解放が行き過ぎ、それに時間遅れが伴うことにより、操舵の動と静とパワーステアリングポンプの駆動と停止とが交互に繰り返され、こうしてパワーステアリングポンプにハンチング駆動が生ずる。
【０００６】
本発明は、ステアリングホイールの操舵回転が停止したときパワーステアリングポンプの駆動を停止させてエネルギー消費の節約を計らんとするエネルギー消費節約型パワーステアリングシステムに於いて生ずる虞れのある上記の如きパワーステアリングポンプのハンチング駆動の問題に鑑み、かかる問題の発生を予め防止したエネルギー消費節約型パワーステアリングシステムを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決すべく、本発明は、パワーステアリングポンプにて昇圧された油圧をステアリングホイールの操舵回転に応じてシリンダ／ピストン装置へ導くことによりステアリングホイールによる操舵輪の操舵を助ける操舵力を発生するパワーステアリングシステムに於いて、ステアリングホイールの操舵回転が停止したときエネルギー消費節約のためにパワーステアリングポンプの駆動を停止することを、パワーステアリングシステム内に所定のしきい値以上の操舵力が残留していないことを確認した上で行うことを特徴とするパワーステアリングシステムを提案するものである。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
上記の如くパワーステアリングポンプにて昇圧された油圧をステアリングホイールの操舵回転に応じてシリンダ／ピストン装置へ導くことによりステアリングホイールによる操舵輪の操舵を助ける操舵力を発生するパワーステアリングシステムに於いて、エネルギー消費を節約すべく、操舵が行われていないときにはパワーステアリングポンプの駆動を止めようとするとき、そのようなパワーステアリングポンプの停止制御を、パワーステアリングシステム内に所定のしきい値以上の操舵力が残留していないことを確認した上で行うようにしておけば、上記の如き現象によるパワーステアリングポンプのハンチング駆動を確実に防止することができる。
【０００９】
パワーステアリングシステム内に所定のしきい値以上の操舵力が残留していないことの確認は、パワーステアリングシステムの油圧経路内に圧力センサーを設けることにより行われてよい。
【００１０】
或いは又、パワーステアリングシステム内に所定のしきい値以上の操舵力が残留していないことの確認は、パワーステアリングシステムの力伝達部材に歪計を設けることにより行われてよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照して、本発明を実施例について詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明によるエネルギー消費節約型パワーステアリングシステムを組み込んだ燃料消費節約型自動車のエンジン及びそれに関連する装置を解図的に示す図である。
【００１３】
図に於いて、１０はエンジンであり、そのクランク軸１２によりトランスミッション１４を経て図には示されていない車輪を駆動するようになっている。クランク軸１２にはクラッチ１６を経てプーリー１８が選択的に連結されるようになっている。２０は電動機としても発電機としても作動することのできるモーター／ジェネレーター（以下Ｍ／Ｇと称する）であり、その回転軸２２にはプーリー２４が取り付けられている。プーリー１８とプーリー２４とはそれらの周りを回って張設された無端ベルト２６により駆動的に連結されている。
【００１４】
パワーステアリングポンプ２８は、エンジンの運転中にはエンジンにより又エンジンの一時停止中にはＭ／Ｇ２０により駆動されるべく、その回転軸３０がクラッチ３１を経てプーリー３２により無端ベルト２６に連結されている。無端ベルト２６には、更にエアーコンディショナー３４の回転軸３６がクラッチ３７を経てプーリー３８により連結されている。Ｍ／Ｇ２０の回転軸２２にはクラッチ４０を経てエンジン冷却水用のウォーターポンプ４２の回転軸４４が選択的に連結されるようになっている。
【００１５】
こうしてエンジンの作動中には、クラッチ１６が係合されることにより、Ｍ／Ｇ２０がジェネレーターとして駆動され、又パワーステアリングポンプ２８、エアーコンディショナー３４及びウォーターポンプ４２も必要に応じてエンジンにより駆動される。
【００１６】
Ｍ／Ｇ２０はインバーター４６を経てバッテリー４８と電気的に接続されており、インバーター４６がコントローラー５０により切換制御されることにより、Ｍ／Ｇ２０がエンジン１０により駆動されるときには、Ｍ／Ｇは発電機として作動してバッテリー４８を充電し、エンジンの始動に当たっては、Ｍ／Ｇ２０はバッテリー４８を電源としてモーターとして作動し、エンジンを駆動する。又エンジンの一時停止中にパワーステアリングポンプ２８、エアーコンディショナー３４、ウォーターポンプ４２の少なくとも一つを駆動する必要があるときにも、Ｍ／Ｇ２０はバッテリー４８を電源としてモーターとして作動するようになっている。
【００１７】
コントローラー５０は図には示されていないブレーキスイッチからの信号ａ、図には示されていない車速センサーからの信号ｂ、図には示されていない走行距離計からの信号ｃ、以下に説明される図２にその要部を示すパワーステアリングシステムに於ける操舵角センサーからの操舵角を示す信号ｄ、パワーステアリングの油圧供給油路に於ける油圧を示す油圧センサーからの信号ｅ、或いはパワーステアリングピニオン軸の捩れを検出する歪計からの信号ｆ等を供給され、以下に説明される要領にてクラッチ１６の係合或いは解除を制御し、又インバーター４６によりＭ／Ｇ２０の作動を制御して、エンジンの一時停止を伴う燃料消費節約型の自動車の運行を行いつつ、更に本発明によるパワーステアリングポンプ２８の一時停止を伴う作動を制御するようになっている。
【００１８】
図２はパワーステアリングシステムの本発明に関連する要部を解図的に示す図である。図に於いて、５２はギヤボックス、５４はラック、５６はピニオン、５８はシリンダー／ピストン装置、６０はロータリーバルブ、６２はステアリングコラムであり、これらはこの技術の分野に於いては周知の構造のものであってよい。又周知の通りシリンダー／ピストン装置５８内にはラック５４と連結されたピストンが内蔵されており、該ピストンより図にて右方へ延びるロッド６４とラック５４の図にて左端に連結されたロッド６６とが、図には示されていない左右一対の操舵輪のナックルアームまで延びている。
【００１９】
ロータリーバルブ６０にはパワーステアリングポンプ２８より供給管６８を経て油圧が供給され、余剰の油又は使用後の油は戻り管７０を経てパワーステアリングポンプ２８内のリザーブタンクへ戻されるようになっており、この油圧に基づきステアリングコラム６２によるロータリーバルブ６０の回動に応じて調整された油圧が管７２又は７４を経てシリンダー５８の右端又は左端へ供給されるようになっている。
【００２０】
７６はステアリングコラム６２の回転角を検出する操舵角センサーであり、図１について上に記した信号ｄを発する。７８は圧力センサーであり、供給管６８の油圧を検出し、図１について上に記した信号ｅを発する。８０はピニオン５６の軸部の捩れを検出することによりピニオン５６に作用しているトルクを検出する歪計であり、圧力センサー７８により検出される油圧と同様に、パワーステアリングシステム内に残留する操舵力を検出するものである。尚、図２には、説明の目的で、圧力センサー７８と歪計８０の両方が示されているが、本発明の作動には、圧力センサー７８又は歪計８０のいずれか一方が設けられれば足りる。
【００２１】
図１に示されたエンジンと補機の集合に於いて、信号ａにより図には示されていないブレーキペダルが所定の踏込み深さを越えて踏み込まれたこと、信号ｂにより車速が所定のしきい値以下であること、信号ｃにより前回のエンジン一時停止よりの走行距離が例えば１５ｍ程度のしきい値以上であること、が同時に検出されると、コントローラー５０はエンジン１０を一時停止し、クラッチ１６を解除し、パワーステアリングポンプ２８、エアーコンディショナー３４、ウォーターポンプ４２の作動の要に応じて、それぞれのクラッチ３１、３７、４０を制御しつつＭ／Ｇ２０をバッテリー４８にてモーターとして駆動する。
【００２２】
コントローラー５０は、操舵角センサー７６からの信号ｄによりステアリングコラム６２が回転されていないことが検出されると、更なるエネルギー消費節約のために、クラッチ３１を切ること、或いはエンジンの一時停止中であってパワーステアリングポンプ２８のみがＭ／Ｇ２０により駆動されているときにはＭ／Ｇ２０への通電を停止することによって、パワーステアリングポンプ２８の駆動を停止しようとするが、このとき圧力センサー７８からの信号ｅ又は歪計８０からの信号ｆによりパワーステアリングシステム内に上述の如きパワーステアリングポンプのハンチング駆動を生ずる虞れのあるしきい値以上の操舵力が残留していないことが確認されなければ、パワーステアリングポンプ２８の駆動を停止しない。
【００２３】
換言すれば、たとえ自動車が一時停車中であり、エンジンも一時停止中であって、ステアリングコラムが回転されておらず、一見エネルギーの更なる節約と、更にはバッテリー性能の保持のために、パワーステアリングポンプのＭ／Ｇによる駆動が直ちに一時停止されてもよいと思われるときにも、その実行はパワーステアリングシステム内の残留操舵力が所定のしきい値以上でないことが確認できたときに限って行われる。かかる制御配慮により、パワーステアリングポンプにハンチング駆動が生ずることが確実に回避される。
【００２４】
尚、図２に解図的に示されている如きそれ自身は周知の構造のパワーステアリングシステムに於いては、パワーステアリングポンプ２８より供給管６８を経て供給される油は、常時ロータリーバルブ６０を経て戻り管７０へ戻されており、供給管６８内には或る比較的低い圧力しか生じていない。そして、管７２又は７４を経てシリンダー／ピストン装置５８の図には示されていないピストンの右側又は左側へ油圧を導入することによりラック５４を図にて左方又は右方へ駆動するパワーステアリング力を発生すべきときには、ロータリーバルブ６０により供給管６８を管７２又は７４に連通させると同時に、戻り管７０へ戻される油を絞ることにより、供給管６８内の油圧を上昇せしめるようになっている。従って、パワーステアリングシステム内に操舵力が残留しているときには、供給管６８内の油圧は、それに応じて常時の比較的低い圧力より上昇しており、この油圧の上昇度を圧力センサー７８により検出し、それが所定のしきい値以上であるか否かを判定すれば、上記のパワーステアリングポンプのハンチング駆動を生ずる虞れのある操舵力がパワーステアリングシステム内に残留しているか否かを知ることができる。
【００２５】
また、パワーステアリングシステム内に所定のしきい値以上の操舵力が残留していないかどうかは、シリンダー／ピストン装置５８のピストンの右側と左側の間に所定のしきい値以上の圧力差が存在するか否かを、管７２及び７４に個別に圧力センサーを設け、それらの出力値を比較することによっても知ることができる。
【００２６】
尚、パワーステアリングシステム内に所定のしきい値以上の操舵力が残留していないかどうかは、図示の実施例の如くピニオン５６の軸部に於ける歪を検出する代わりにラック５４やステアリングコラム６２の如きパワーステアリングシステム内に於ける他のパワーステアリング力伝達部材に於ける歪を検出してもよい。唯、ステアリングコラム６２の場合には、運転者がステアリングホイールを押さえた状態で回転させていない状態での残留操舵力は検出できるが、運転者がステアリングホイールより手を離しており、残留操舵力がタイヤの弾性歪によるものであって車輪とロータリーバルブ６０との間に保持されているときには検出されないことが留意されなければならない。
【００２７】
以上に図示し説明した実施例について本発明の技術思想の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエネルギー消費節約型パワーステアリングシステムを備えた燃料消費節約型自動車に於けるエンジン及び周辺装置を解図的に示す図。
【図２】パワーステアリングシステムの本発明に関連する要部を解図的に示す図。
【符号の説明】
１０…エンジン
１２…クランク軸
１４…トランスミッション
１６…クラッチ
１８…プーリー
２０…モーター／ジェネレーター（Ｍ／Ｇ）
２２…Ｍ／Ｇの回転軸
２４…プーリー
２６…無端ベルト
２８…パワーステアリングポンプ
３０…パワーステアリングポンプの回転軸
３１…クラッチ
３２…プーリー
３４…エアーコンディショナー
３６…エアーコンディショナーの回転軸
３７…クラッチ
３８…プーリー
４０…クラッチ
４２…ウォーターポンプ
４４…ウォーターポンプの回転軸
４６…インバーター
４８…バッテリー
５０…コントローラー
５２…ギヤボックス
５４…ラック
５６…ピニオン
５８…シリンダー
６０…ロータリーバルブ
６２…ステアリングコラム
６４、６６…ロッド
６８…供給管
７０…戻り管
７２、７４…管
７６…操舵角センサー
７８…圧力センサー
８０…歪計
【図１】
0003630078.tif 000002
【図２】
0003630078.tif 000003