(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルポンプから供給される油圧でハンドルの操作力をアシストするパワーステアリング装置において、オイルポンプの駆動手段として電動モータを採用する一方、車両のイグニッションスイッチと、車両の変速操作手段として電気信号を発生するシフタと、これらの信号に基づいてイグニッションスイッチがオフまたはシフタがニュートラルのときはオイルポンプを停止すると共に、イグニッションスイッチがオンでかつシフタがニュートラル以外のときはオイルポンプを運転するように電動ポンプを制御する手段と、を設けたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
オイルポンプから供給される油圧でハンドルの操作力をアシストするパワーステアリング装置において、エンジンからオイルポンプへの駆動力の伝達を断続するクラッチを設ける一方、エンジン回転を検出する手段と、車両の変速操作手段として電気信号を発生するシフタと、これらの信号に基づいてエンジンが停止中またはシフタがニュートラルのときはオイルポンプを停止すると共に、エンジンが回転中でかつシフタがニュートラル以外のときはオイルポンプを運転するように電磁クラッチを制御する手段と、を設けたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のパワーステアリング装置として、オイルポンプから供給される油圧でハンドルの操作力をアシストするものがよく採用される。パワーステアリング用のオイルポンプは一般にエンジンで駆動されるが、ハイブリッド電気自動車において、エンジンと電動モータ（走行用モータ）にオイルポンプを選択的に連結するようにしたものが見られる（特開平７ー３１５０５９号公報）。また、ハイブリッド電気自動車において、パワーステアリング用のオイルポンプを駆動するエンジンが停止状態のときは、車両の走行を禁止するようにしたものがある（特開平８ー９８３１８号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ハイブリッド電気自動車の例に見られるように、エンジンまたは電動モータでオイルポンプを選択的に駆動するにしても、一般の場合（エンジンで駆動する）と同じく常時運転を行うのでは、オイルポンプの空運転に伴うエネルギ損失が大きいという不具合が考えられる。
【０００４】
この発明は、このような不具合に着目してなされたものであり、パワーステアリング用のオイルポンプの運転を不要時は停止することにより、エネルギ損失を低減しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、オイルポンプから供給される油圧でハンドルの操作力をアシストするパワーステアリング装置において、オイルポンプの駆動手段として電動モータを採用する一方、車両のイグニッションスイッチと、車両の変速操作手段として電気信号を発生するシフタと、これらの信号に基づいてシフタがニュートラルのときはオイルポンプを停止すると共に、イグニッションスイッチがオンでかつシフタがニュートラル以外のときはオイルポンプを運転するように電動モータを制御する手段と、を設ける。
【０００６】
第２の発明では、エンジンで駆動されるオイルポンプから供給される油圧でハンドルの操作力をアシストするパワーステアリング装置において、エンジンからオイルポンプへの駆動力の伝達を断続する電磁クラッチを設ける一方、エンジン回転を検出する手段と、車両の変速操作手段として電気信号を発生するシフタと、これらの信号に基づいてシフタがニュートラルのときはオイルポンプを停止すると共に、エンジンが回転中でかつシフタがニュートラル以外のときはオイルポンプを運転するように電磁クラッチを制御する手段と、を設ける。
【０００８】
【発明の効果】
第１の発明では、電動モータはイグニッションスイッチがオンでかつシフタがニュートラル以外のときに運転され、シフタのニュートラルで停止される。このため、パワーステアリング用のオイルポンプについて、その不要時の空運転に伴うエネルギ損失を低減できる。
【０００９】
第２の発明では、電磁クラッチはエンジンが回転中でかつシフタがニュートラル以外のときに接続され、シフタのニュートラルで切断される。このため、パワーステアリング用のオイルポンプについて、その不要時の空運転に伴うエネルギ損失を低減できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は第１の実施形態としてハイブリッド電気自動車への適用例を表すものである。インテグラル型のパワーステアリング装置において、ステアリングギヤボックス１には、図示しないパワーシリンダおよびコントロールバルブが組み込まれる。２はオイルポンプであり、その油圧はステアリングギヤボックス１へ供給され、ステアリングホイール３（ハンドル）の操作に応じて作動するコントロールバルブを介してパワーシリンダに導かれ、ピストンの動きによって操舵出力をパワーアシストする。
【００１２】
ステアリングギヤボックス１の入力軸にステアリングシャフト４を介してステアリングホイール３が、同じく出力軸にピットマンアーム５を介してステアリングリンケージのドラックリンク６が連結される。８は車輪左右のナックルアーム７を連結するタイロッドであり、ドラックリンク６は一方のナックルアーム７にピットマンアーム５を連結する。１０はオイルリザーバを表す。
【００１３】
ステアリングホイール３を操作すると、その回転はステアリングギヤボックス１に入力され、既述のようにパワーシリンダのアシスト力とともに出力される。この操舵出力は、ピットマンアーム５から各ナックルアーム７へと伝達され、運転者の操舵角に応じて車輪９を操向する。
【００１４】
図示しないが、ハイブリッド電気自動車（ハイブリッド駆動システム）においては、エンジンで駆動される発電機と、発電機により充電されるバッテリと、車両の動力源として発電機およびバッテリを電源に駆動される走行用モータ（電動モータ）と、その出力を車両の駆動輪へ伝達する駆動系と、走行用モータへの電流を制御するインバータおよびそのコントローラと、を備える。
【００１５】
駆動系に変速機構が介装され、運転室にその変速操作手段としてのシフタ１１が設けられる。シフタ１１はＤ（ドライブ）モードとＲ（リバース）モードとＮ（ニュートラル）モードを備えるものであり、レバー操作でこれらモードのひとつを選択すると、それに対応するモード選択スイッチ（図示せず）の信号を出力するようになっている。
【００１６】
１２はイグニッションスイッチであり、これをオンするとハイブリッド駆動システムの電源が投入される。そして、アクセルペダルを操作すると、インバータから走行用モータへ電流が供給され、車両走行用の駆動力を発生する。その駆動力は、シフタ１１がＤモードのときは変速機構を介して正回転で駆動輪へ伝達され、Ｒモードのときは同じく逆回転で駆動輪へ伝達される。また、シフタ１１がＮモードのときは変速機構が中立位置になり、駆動力の伝達を遮断するのである。
【００１７】
図１において、オイルポンプ２の駆動手段として電動モータ１５が採用され、その運転を制御するコントローラ１６が設けられる。コントローラ１６はシフタ１１の信号およびイグニッションスイッチ１２の信号に基づいて、図２のような制御を実行する。すなわち、電動モータ１５は、イグニッションスイッチ１２がオンでシフタ１１がＤモードまたはＲモードのときに運転され、イグニッションスイッチ１２がオフまたはシフタ１１がＮモードのときは停止される。
【００１８】
図３はオイルポンプ２の特性を表すものであり、ポンプ流量は所定の回転数以上で流量制御弁により一定に調整され、余分な油量は低圧側へ逃がすようになっている。なお、オイルポンプ２には流量制御弁のほか、最高圧力を制限する圧力制御弁が備えられる。図３のＰはポンプの駆動に要する動力を表す。
【００１９】
このような構成により、イグニッションスイッチ１２がオフまたはシフタ１１がＮモードのときは、パワーステアリング用のオイルポンプ２を駆動する電動モータ１５は停止されるため、常時運転の場合に較べると、オイルポンプ２の空運転時のエネルギ損失を低減できる。
【００２０】
イグニッションステアリング１２がオンでシフタ１１がＤモードまたはＲモードのときは、電動モータ１５でオイルポンプ２は駆動されるため、車両の据え切り時のパワーステアリング機能も確保できる。なお、車両の据え切り時は、イグニッションスイッチ１２をオンするとともにシフタ１１をＤモードまたはＲモードに入れ、アクセルペダルを踏めば、車両は走行用モータの駆動力で動き出すため、アクセルペダルを踏まずにステアリングホイール３を操舵することになる。
【００２１】
図４は第２の実施形態としてハイブリッド電気自動車への適用例を表すものであり、パワーステアリング用のオイルポンプ２は、発電用のエンジン２０で駆動される。エンジン２０からオイルポンプ２への駆動力の伝達を断続する電磁クラッチ２１が設けられる。パワーステアリングの安全対策の上からも、電磁クラッチ２１は通電時に伝達経路を切断する一方、非通電時に伝達経路を接続するようになっている。
【００２２】
２３は電磁クラッチ２１を制御するのがコントローラであり、シフタ１１のほか、エンジン２０の回転数を検出する手段２４（エンジン回転を表示する計器）が設けられる。コントローラ２３は、これらの信号に基づいて、図５のようにエンジン２０が停止のときは、シフタ１１に関係なく電磁クラッチ２１を接続すると共に、エンジン２０が回転中でかつシフタ１１がＮモードのときは、電磁クラッチ２１を切断する。また、エンジン２０が回転中でかつシフタ１１がＤモードまたはＲモードのときは、電磁クラッチ２１を接続する。
【００２３】
これによると、エンジン２０が回転中でかつシフタ１１がＮモードのときは、電磁クラッチ２１の切断により、オイルポンプ２は停止されるため、常時運転の場合に較べると、空運転に伴うエネルギ損失を低減できる。また、エンジン２０が回転中でかつシフタ１１がＤモードまたはＲモードのときは、電磁クラッチ２１の接続により、オイルポンプ２は駆動されるため、車両の据え切り時のパワーステアリング機能も確保できる。
【００２４】
図６は第３の実施形態としてハイブリッド電気自動車への適用例を表すものであり、インテグラル型のパワーステアリング装置において、２５は流量制御弁および圧力制御弁を持たないオイルポンプ（たとえば、ギヤポンプ）であり、その駆動手段としての電動モータ１５を備える。
【００２５】
ステアリングギヤボックス１の入力軸にステアリングシャフト４を介してステアリングホイール３が、同じく出力軸にピットマンアーム５を介してステアリングリンケージのドラックリンク６が連結される。そして、ステアリングホイール３を操作すると、その回転はステアリングギヤボックス１に入力され、パワーシリンダのアシスト力とともに出力される。この操舵出力は、ピットマンアーム５から各ナックルアームへと伝達され、運転者の操舵角に応じて車輪を操向する。
【００２６】
電動モータ１５の運転を制御するのがコントローラ２６であり、ステアリングギヤボックス１に入力される操舵トルクＴを検出するトルクセンサ２７が設けられる。コントローラはイグニッションスイッチ１２がオフのときに電動モータ１５を停止する一方、イグニッションスイッチ１２がオンのときは、図７のようにトルクセンサ２７で検出される操舵トルクＴに応じて電動モータ１５の回転数を制御する。
【００２７】
これによると、イグニッションスイッチ１２がオンのときは、電動モータ１５は操舵トルクＴに応じた回転数に制御され、オイルポンプ２５から操舵トルクＴに応じた油量がステアリングボックス１へ供給され、油圧も操舵トルクＴに応じて変化するため、車両の据え切り時においても、必要かつ十分なパワーアシスト力が得られるようになる。
【００２８】
この場合、イグニッションスイッチ１２のオンにより、電動モータ１５は常時運転されるが、その回転数を操舵トルクＴに応じて制御することにより、余分な油量を生じることもなく、オイルポンプ２５のエネルギ損失を低減できる。
【００２９】
なお、オイルポンプ２５からステアリングギヤボックス１へ供給される油の最高圧力を制限するため、図９のように配管途中に過剰な油圧を低圧側（オイルリザーバ１０）へ逃がす圧力制御弁２８を設けることが望ましい。また、電動モータ１５の制御特性については、図８のように操舵トルクＴが所定値以下のときは電動モータ１５を停止状態に維持するように不感帯を設定してもよい。
【００３０】
第１の実施形態〜第３の実施形態においては、ハイブリッド電気自動車への適用例を説明したが、この発明はエンジンを動力源とする通常車両のパワーステアリング装置としても適用可能である。図４または図６において、図１と同じ部品は同じ符号を付ける。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を表す構成図である。
【図２】同じく電動モータの制御特性を説明する表である。
【図３】同じくオイルポンプの特性図である。
【図４】第２の実施形態を表す一部構成図である。
【図５】同じく電磁クラッチの制御特性を説明する表である。
【図６】第３の実施形態を表す構成図である。
【図７】同じく電動モータの制御特性図である。
【図８】同じく電動モータの制御特性図である。
【図９】同じく圧力制御弁を付加する一部構成図である。
【符号の説明】
１  ステアリングギヤボックス
２，２５  オイルポンプ
３  ステアリングホイール
４  ステアリングシャフト
５  ピットマンアーム
６  ドラックリンク
７  ナックルアーム
８  タイロッド
９  車輪
１０  オイルリザーバ
１１  シフタ
１２  イグニッションスイッチ
１５  電動モータ
１６，２３  コントローラ
２１  電磁クラッチ
２４  エンジン回転計
２７  トルクセンサ
【図１】
0003714797.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003714797.tif 000007
【図７】
0003714797.tif 000008
【図８】
0003714797.tif 000009
【図９】
0003714797.tif 000010