(57)【要約】  【課題】  低速走行時のように比較的大きな操舵補助力を必要とする場合であっても、油圧式の車両用操舵装置及び電動式の車両用操舵装置の両方を併用することにより十分な操舵補助力を確保することができる車両用操舵装置を提供する。  【解決手段】  操舵部材１の操作に応じて回転する操舵軸２と同軸的に固定連結した電動モータ４により、及びエンジン８の回転に応じて駆動力を発生する油圧ポンプ９により操舵補助する車両用操舵装置において、車両の速度を検出する速度センサ２０と、速度センサ２０で検出した速度が所定値より高いと判断した場合、電動モータ４による操舵補助のみを行うように切り換え、所定値より低いと判断した場合、電動モータ４による操舵補助及び油圧ポンプ９による操舵補助を行うように切り換える。【選択図】        図１
2006111141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に固定連結した電動モータにより、及びエンジンの回転に応じて駆動力を発生する油圧ポンプにより操舵補助する車両用操舵装置において、
車両の速度を検出する速度センサと、
該速度センサで検出した速度が所定値より高いか否かを判断する判断手段と、
該判断手段で所定値より高いと判断した場合、前記電動モータによる操舵補助のみを行うように切り換え、前記判断手段で所定値より低いと判断した場合、前記電動モータによる操舵補助及び前記油圧ポンプによる操舵補助を行うように切り換える切換手段と
を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
前記切換手段は、前記油圧ポンプと前記エンジンとを継断するクラッチを備えることを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に固定連結した電動モータ、及びエンジンの回転に応じて駆動力を発生する油圧ポンプにより操舵補助する車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
操舵補助用の電動モータが操舵軸と同軸的に配置されており、電動モータの回転を電動モータのロータから操舵軸に直接伝動するように構成された直接伝動タイプの車両用操舵装置においては、操舵部材の操作に応じて回転する電動モータの回転を操舵軸へ直接的に伝達することにより、車輪の舵角を変化させる。しかし、操舵用の電動モータのみで舵角を変化させる場合、出力が大きな電動モータが必要になる。
【０００３】
電動モータの出力では足りない事態が生じることのないよう、例えば特許文献１に示すような油圧ポンプとエンジンとの間に電磁クラッチを設け、油圧ポンプの吐出油圧の供給により操舵補助力を発生する油圧式の車両用操舵装置と、電動モータの回転により操舵補助力を発生する電動式の車両用操舵装置とを、電磁クラッチを用いて切り換えることが可能なハイブリッド型の車両用操舵装置が開発されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−４５８７号公報
【特許文献２】特開２００２−２９４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えば特許文献２に開示されているハイブリッド型の車両用操舵装置では、ステアバイワイヤシステムを採用していることから、駆動源である電動モータに何らかの障害が発生し、電力の供給が停止した場合、操舵部材による操舵自体をすることができず、油圧ポンプの吐出油圧の供給により操舵補助力を発生する油圧式の車両用操舵装置を備えているにもかかわらず使用することができず、障害が発生した場合に相互に補完し合うことができないという問題点があった。
【０００５】
操舵装置は車両の走行中の安全を確保するという観点から最も重要な装置の１つであり、操舵補助力を発生する油圧式の車両用操舵装置又は電動式の車両用操舵装置の両方に障害が発生した場合であっても、操舵補助がない通常の状態で操舵することができる必要がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、低速走行時のように比較的大きな操舵補助力を必要とする場合であっても、油圧式の車両用操舵装置及び電動式の車両用操舵装置の両方を併用することにより十分な操舵補助力を確保することができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また本発明は、油圧ポンプ及び電動モータのいずれか一方、又は両方に障害が発生した場合であっても、操舵補助なしに操舵することができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る車両用操舵装置は、操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に固定連結した電動モータにより、及びエンジンの回転に応じて駆動力を発生する油圧ポンプにより操舵補助する車両用操舵装置において、車両の速度を検出する速度センサと、該速度センサで検出した速度が所定値より高いか否かを判断する判断手段と、該判断手段で所定値より高いと判断した場合、前記電動モータによる操舵補助のみを行うように切り換え、前記判断手段で所定値より低いと判断した場合、前記電動モータによる操舵補助及び前記油圧ポンプによる操舵補助を行うように切り換える切換手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る車両用操舵装置は、第１発明において、前記切換手段は、前記油圧ポンプと前記エンジンとを継断するクラッチを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明では、操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に配設した電動モータにより、及びエンジンの回転に応じて駆動力を発生する油圧ポンプにより操舵補助する車両用操舵装置において、通常は電動モータによる操舵補助を行い、特に大きな操舵補助力を必要とする低速走行時には、操舵補助力の大きな油圧ポンプによる操舵補助を併用するよう切り換える。これにより、電動モータの体格を必要以上に大きくすること無く、必要な場合に必要なだけ操舵補助力を発生させることができ、特に大きな操舵補助力を必要とする低速走行時であっても、操舵補助力の大きな油圧ポンプによる操舵補助を行うことにより、安定した操舵補助を行うことが可能となる。
【００１１】
また、油圧ポンプに障害が発生した場合であっても、電動モータによる操舵補助を行っていることから、低速走行時を除けば十分な操舵補助を受けることができる。一方、電動モータに障害が発生した場合であっても、油圧ポンプによる操舵補助へ切り換えることにより、十分な操舵補助を受けることが可能となる。
【００１２】
第２発明では、油圧ポンプとエンジンとを接続又は離脱するクラッチにより、油圧ポンプによる操舵補助を行うか否かを制御する。これにより、特に大きな操舵補助力を必要とする低速走行時であっても、操舵補助力の大きな油圧ポンプによる操舵補助を行うようクラッチを接続することにより、安定した操舵補助を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置の構成を示す模式図である。本実施の形態に係る車両用操舵装置は、ステアリングホイール（操作部材）１の回転操作に応じた回転を、ステアリングホイール１に連結してある操舵軸２を介してステアリングギア部３に伝達する。
【００１４】
操舵軸２には、操舵補助を行う電動モータ４が、操舵軸と同軸的に固定連結されている。電動モータ４は、ブラシレス型の比較的小型のモータであり、ステアリングホイール（操作部材）１の回転操作に応じたトルクを検出する後述するトルクセンサ１０による検出値に対応した回転を、操舵軸２に伝達する。
【００１５】
ステアリングギア部３は、操舵軸２と略同軸上に固定連結してあるピ二オン軸３１と、ピ二オン軸３１に設けてあるピ二オン歯と噛合するラック歯を設けてあるラック軸３２とからなるラックアンドピニオン方式の減速機を備え、ラック軸３２は、その両端にステアリングロッド１１を連結してある。ステアリングロッド１１の動きは、タイロッド１２及びナックルアーム１３を介して車輪５に伝達される。
【００１６】
ステアリングギア部３は、油圧を制御する油圧制御弁を兼ねている。図２は、本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置のステアリングギア部３の構成を示す操舵軸２を含む面での断面図であり、図３は、図２の III−III 線での断面図である。
【００１７】
図２に示すように、ステアリングギア部３は、筒状の第１バルブ部材２４と、第１バルブ部材２４に同軸中心に相対回転可能に挿入される第２バルブ部材２５と、第１バルブ部材２４及び第２バルブ部材２５を覆うバルブハウジング５１とを有し、バルブハウジング５１は、車体側部材に固着されている。
【００１８】
第１バルブ部材２４の内周及び第２バルブ部材２５の外周には、図３に示すように操舵軸方向に沿った複数の凹部が、周方向で等間隔になるよう形成されている。第１バルブ部材２４に設けてある凹部は、互いに周方向等間隔に位置する４つの右操舵用凹部２７、２７、・・・と、互いに周方向等間隔に位置する４つの左操舵用凹部２８、２８、・・・とで構成される。第２バルブ部材２５に設けてある凹部は、互いに周方向等間隔に位置する４つの圧油供給用凹部２９、２９、・・・と、互いに周方向等間隔に位置する４つの圧油排出用凹部３０、３０、・・・とで構成される。
【００１９】
右操舵用凹部２７、２７、・・・と左操舵用凹部２８、２８、・・・とは周方向に交互に配置され、圧油供給用凹部２９、２９、・・・と圧油排出用凹部３０、３０、・・・とは周方向に交互に配置されている。右操舵用凹部２７、２７、・・・は、第１バルブ部材２４に形成された第１流路３１及びバルブハウジング５１の外周に形成された第１ポート３２に接続される配管を介して、油圧シリンダ１８の一方の油室Ｒに通じ、左操舵用凹部２８、２８、・・・は、第１バルブ部材２４に形成された第２流路３３及びバルブハウジング５１の外周に形成された第２ポート３４に接続される配管を介して油圧シリンダ１８の他方の油室Ｌに通じる。
【００２０】
圧油供給用凹部２９、２９、・・・は、第１バルブ部材２４に形成された第３流路３５及びバルブハウジング５１の外周に形成された入口ポート３６に接続される配管を介して、油圧ポンプ９に通じる。圧油排出用凹部３０、３０、・・・は、第２バルブ部材２５に形成された第１排出路３８、操舵軸２の外周面と第１バルブ部材２４の内周面との間の通路４７、操舵軸２に形成された第２排出路３９、及びバルブハウジング５１の外周に形成された排出ポート４０に接続される配管を介してタンクＴに通じる。これにより、油圧ポンプ９、タンクＴ、及び油圧シリンダ１８の各油室Ｒ、Ｌが第１バルブ部材２４と第２バルブ部材２５の内外周間の弁間流路４２を介して通じる。
【００２１】
第１バルブ部材２４の内周面と第２バルブ部材２５の外周面との間の弁間流路４２において、第１バルブ部材側凹部と第２バルブ部材側凹部との間は絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとされている。各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度は、第１バルブ部材２４に対する第２バルブ部材２５の相対的な回転方向への変位により変化する。各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、油圧ポンプ９、タンクＴ、及び油圧シリンダ１８の各油室Ｒ、Ｌに通じ、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度変化により油圧シリンダ１８に作用する油圧が制御される。
【００２２】
すなわち、ステアリングホイール１の操作量に応じた第１バルブ部材２４に対する第２バルブ部材２５の変位により油圧が制御され、例えばステアリングホイール１を直進状態から右折方向（左折方向）へ回転操作した場合、ステアリングホイール１の回転操作量に応じて第１バルブ部材２４に対して第２バルブ部材２５は相対的に回転方向に変位する。斯かる変位により絞り部Ａの開度及び絞り部Ｂの開度が大きく（小さく）なり、絞り部Ｃの開度及び絞り部Ｄの開度が小さく（大きく）なる。したがって、油圧ポンプ９から油圧シリンダ１８の一方の油室Ｒ（Ｌ）へ圧油が供給され、油圧シリンダ１８の他方の油室Ｌ（Ｒ）からタンクＴへ圧油が還流され、車両の右方（左方）への操舵力がステアリングロッド１１に作用する。これにより、油圧制御弁２３により制御される油圧に応じて作動する油圧シリンダ１８の動きが、舵角が変化するように車輪４に伝達される。
【００２３】
本実施の形態に係る車両用操舵装置のステアリングギア部３は、操舵軸２の回転に伴う相対位相差を検出するトルクセンサ１０と、トルクセンサ１０で検出した位相差の入力を受け付けるマイクロコンピュータ６と、マイクロコンピュータ６の指示に応じて油圧ポンプ９の駆動源であるエンジン８と油圧ポンプ９とを継断する電磁クラッチ７とを備えている。マイクロコンピュータ６は、電磁クラッチ７の継断を判断する判断手段及び油圧ポンプ９による操舵補助を行うか否かを切り換える切換手段として機能する。
【００２４】
図４は、本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置のマイクロコンピュータ６の構成を示すブロック図である。マイクロコンピュータ６は、少なくともＭＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、通信部６４で構成されている。ＭＰＵ６１は、内部バス６５を介してマイクロコンピュータ６の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ６２に記憶されている処理プログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。
【００２５】
ＲＯＭ６２は、フラッシュメモリ等で構成され、ＭＰＵ６１で実行する処理プログラム、例えば車両の速度に応じて電磁クラッチ７を継断する電磁クラッチ制御プログラム等を記憶してある。
【００２６】
ＲＡＭ６３は、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成され、ソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。通信部６４は内部バス６５に接続されており、車内ＬＡＮ等のハーネスに接続されることにより、処理に必要とされるデータを送受信する。
【００２７】
図５は、本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置のマイクロコンピュータ６のＭＰＵ６１の処理手順を示すフローチャートである。マイクロコンピュータ６のＭＰＵ６１は、車両に配設してある速度センサ２０で検出した車両の速度を受け付け（ステップＳ５０１）、受け付けた車両の速度が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ５０２）。なお、速度センサ２０の方式は特に限定されるものではなく、車両に搭載される速度計に用いる速度センサであればどのような方式のものであっても良い。
【００２８】
ＭＰＵ６１が、受け付けた車両の速度が所定値以上であると判断した場合（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、ＭＰＵ６１は、電動モータ４による操舵補助で十分であると判断し、エンジン８と油圧ポンプ９とを切断する旨を指示する信号を、通信部６４を介して電磁クラッチ７に対して送出する（ステップＳ５０６）。
【００２９】
ＭＰＵ６１が、受け付けた車両の速度が所定値以下であると判断した場合（ステップＳ５０２：ＮＯ）、ＭＰＵ６１は、電動モータ４の近傍に配設してある電流センサ（図示せず）の検出値を受け付け（ステップＳ５０４）、受け付けた電流値が所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ５０５）。
【００３０】
ＭＰＵ６１が、受け付けた電流値が所定値以下であると判断した場合（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、ＭＰＵ６１は、電動モータ４に何らかの障害が発生していると判断し、操舵補助が電動モータ４による操舵補助が期待できないと判断し、エンジン８と油圧ポンプ９とを接続する旨を指示する信号を、通信部６４を介して電磁クラッチ７に対して送出する（ステップＳ５０３）。
【００３１】
ＭＰＵ６１が、受け付けた電流値が所定値以上であると判断した場合（ステップＳ５０５：ＮＯ）、ＭＰＵ６１は、電動モータ４による操舵補助で十分であると判断し、エンジン８と油圧ポンプ９とを切断する旨を指示する信号を、通信部６４を介して電磁クラッチ７に対して送出する（ステップＳ５０６）。
【００３２】
したがって、例えば据え切り操作を行う場合のように、大きな操舵補助を必要とする場合、電動モータ４による操舵補助だけではなく、油圧ポンプ９による操舵補助を並行して行うことができ、電動モータを大型化することなく、十分な操舵補助を行うことが可能となる。
【００３３】
また、電動モータ４に障害が発生した場合、電磁クラッチ７を接続することにより油圧ポンプ９による操舵補助を行うことができ、油圧ポンプ９に障害が発生した場合、電動モータ４による操舵補助を行うことができる。さらに、電動モータ４及び油圧ポンプ９の双方に障害が発生した場合、操舵補助を受けることはできないが、通常の操舵を行うことができ、安全な操舵を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置のステアリングギア部の構成を示す操舵軸を含む面での断面図である。
【図３】図２の III−III 線での断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置のマイクロコンピュータの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置のマイクロコンピュータのＭＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１  ステアリングホイール（操舵部材）
２  操舵軸
３  ステアリングギア部
４  電動モータ
６  マイクロコンピュータ
７  電磁クラッチ
８  エンジン
９  油圧ポンプ
１０  トルクセンサ
２０  速度センサ
【図１】
2006111141.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006111141.tif 000005
【図４】
2006111141.tif 000006
【図５】
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