(57)【要約】【課題】作動油の温度上昇を抑制する。【解決手段】ハンドルの操作によって回転する操舵軸３と、操舵軸３の操舵角を測定する操舵角測定部と、操舵軸３にトルクを付与するための作動油を供給する可変容量ポンプ５と、操舵角が所定の値よりも大きい場合には、操舵角が所定の値よりも小さい場合と比較して、操舵角に応じて可変容量ポンプ５に供給させる作動油の追加量を少なく指示する流量指示部と、を備えるパワーステアリング装置１。【選択図】図１
2018052189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルの操作によって回転する操舵軸と、
前記操舵軸の操舵角を測定する操舵角測定部と、
前記操舵軸にトルクを付与するための作動油を供給する可変容量ポンプと、
前記操舵角が所定の値よりも大きい場合には、前記操舵角が前記所定の値よりも小さい場合と比較して、前記操舵角の変位に応じて前記可変容量ポンプに供給させる作動油の追加量を少なく指示する流量指示部と、
を備えるパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記流量指示部は、前記操舵角が前記所定の値よりも大きくなるほど、前記操舵角の変位に応じて前記可変容量ポンプに供給させる作動油の追加量をより少なく指示する、
請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記流量指示部は、所定の期間内において前記ハンドルの変位量の絶対値を累計した値が所定の値よりも大きい場合に、前記操舵角の変位に応じて前記可変容量ポンプに供給させる作動油の追加量を少なく指示する、
請求項１又は２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記流量指示部は、車両が所定の値よりも遅い速度で走行している際に、前記操舵角の変位に応じて前記可変容量ポンプに供給させる作動油の追加量を少なく指示する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドルの操舵角に応じて作動油の流量を調節するパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハンドル操作時にステアリングシャフトにトルクを付与することによって、ハンドル操作をアシストするパワーステアリング装置が知られている。特許文献１には、車両が高速で走行している状態において作動油の流量を減少させ、ハンドル操作の安定性を高める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２７１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ステアリングシャフトにトルクを付与するために作動油がポンプによって高い圧力で圧送されるため、作動油は大きな熱を発生する。従って、ハンドル操作を過度に行った場合、作動油の温度が上昇し、例えば作動油を輸送するための経路に設けられたシーリング部材等の部品の劣化が早まる等の熱害をおこしかねない。
【０００５】
車両の運転者は、パワーステアリング装置によってハンドル操作をアシストされると、容易にハンドルを回転させることができるため、必要以上にハンドル操作をしてタイヤの向きを変化させることがある。その場合、作動油の温度が上昇し、車両は上記熱害を被り得る。特にトラックやバスといった大型車両は車重が重いため、パワーステアリング装置が付与するトルクは大きくなり、作動油の発熱も大きい。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、作動油の温度上昇を抑制するパワーステアリング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】
【０００７】
本発明の第１の態様においては、ハンドルの操作によって回転する操舵軸と、前記操舵軸の操舵角を測定する操舵角測定部と、前記操舵軸にトルクを付与するための作動油を供給する可変容量ポンプと、前記操舵角が所定の値よりも大きい場合には、前記操舵角が前記所定の値よりも小さい場合と比較して、前記操舵角に応じて前記可変容量ポンプに供給させる作動油の追加量を少なく指示する流量指示部と、を備えるパワーステアリング装置を提供する。
【０００８】
前記流量指示部は、例えば、前記操舵角が前記所定の値よりも大きくなるほど、前記操舵角の変位に応じて前記可変容量ポンプに供給させる作動油の追加量をより少なく指示する。
【０００９】
前記流量指示部は、例えば、所定の期間内において前記ハンドルの変位量の絶対値を累計した値が所定の値よりも大きい場合に、前記操舵角の変位に応じて前記可変容量ポンプに供給させる作動油の追加量を少なく指示する。
【００１０】
前記流量指示部は、例えば、車両が所定の値よりも遅い速度で走行している際に、前記操舵角の変位に応じて前記可変容量ポンプに供給させる作動油の追加量を少なく指示する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、作動油の温度上昇を抑制するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係るパワーステアリング装置の構成を示す図である。
【図２】ＥＣＵ（Electronic Control Unit）が処理する信号の流れを示した図である。
【図３】操舵角と単位角当たりの作動油供給量との関係を示したグラフである。
【図４】操舵角と単位角当たりの作動油供給量との関係を示したグラフである。
【図５】パワーステアリング装置が行う処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［概要］
車体を壁に幅寄せするような場合や、車両を所定の駐車枠に駐車させるような場合、運転者がハンドルを繰り返し回転操作して車体の態勢を整えることがある。ハンドルにはパワーステアリング装置によってトルクが付与されているので、上記のような車体の態勢を整える必要がある状況では、運転者が過剰にハンドルを回転させて何度も車体を切り替えしてしまうこともある。
【００１４】
通常、パワーステアリング装置は、操舵角が増加するとその増加分に比例した作動油を追加で供給する。一方、実施の形態に係るパワーステアリング装置１を搭載した車両では、所定の角度よりも大きい角度までハンドル２を回転させると、トルクを付与するための作動油の供給量を減少させるため、ドライバがハンドル２を過剰に回転させることを抑制することができる。以下に、実施の形態に係るパワーステアリング装置１について説明する。
【００１５】
［パワーステアリング装置１の構成］
図１は、実施の形態に係るパワーステアリング装置１の構成を示す図である。パワーステアリング装置１は、ハンドル２と、操舵軸３と、パワーステアリングユニット４と、可変容量ポンプ５と、エンジンＥと、ＥＣＵ６と、車速センサ７と、操舵角センサ８と、を備えている。
【００１６】
操舵軸３は、ハンドル２に接続されて、ハンドル２の操作によって回転する。また、操舵軸３は、パワーステアリングユニット４からトルクを付与されることができるようにパワーステアリングユニット４と接続されている。
【００１７】
パワーステアリングユニット４は、可変容量ポンプ５から作動油を供給されて、操舵軸３にトルクを付与する。操舵軸３が大きく捩じれた場合、パワーステアリングユニット４には多くの作動油が可変容量ポンプ５から供給される。パワーステアリングユニット４は、供給された作動油の圧力が高いほど、また供給された作動油の流量が多いほど、大きなトルクを操舵軸３に付与する。
【００１８】
可変容量ポンプ５は、操舵軸３にトルクを付与するための作動油を供給する。可変容量ポンプ５は、ポンプ本体９と電磁弁１０とを備える。可変容量ポンプ５は、エンジンＥから動力を得て稼働する。可変容量ポンプ５は、パワーステアリングユニット４に供給する作動油の量についてＥＣＵ６から指示を受け付ける。可変容量ポンプ５は、ＥＣＵ６から受け付けた作動油の量に応じて、電磁弁１０の開閉度合いを調節する。可変容量ポンプ５は、ポンプ本体９が稼働することによって、ポンプ本体９とパワーステアリングユニット４とを接続する配管を通して作動油をパワーステアリングユニット４に供給する。
【００１９】
［ＥＣＵ６の信号処理］
図２は、ＥＣＵ６が処理する信号の流れを示した図である。ＥＣＵ６は、記憶部２０と制御部２１とを有する。記憶部２０は、例えば、制御部２１が実行するプログラムが記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、車速センサ７及び操舵角センサ８から受信した信号を記録するＲＡＭ（Random Access Memory）とを有する。また、記憶部２０には、作動油の流量を制限する閾値となる操舵角が記録されている。
【００２０】
制御部２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部２０に記録されたプログラムを実行することによって、操舵角測定部２２及び流量指示部２３として機能する。また、制御部２１は、車速センサ７から車両の速度を取得して記憶部２０に記録する。
【００２１】
操舵角測定部２２は、操舵軸３の操舵角を測定する。操舵角測定部２２は、操舵角センサ８から操舵軸３の操舵角を取得し、記憶部２０に記録する。操舵軸３の操舵角は、例えば、車輪が車両の進行方向正面を向いている時の操舵軸３の角度を０度とする。ハンドル２が正面から右方向に回転している時は、操舵軸３の角度を正の角度とし、ハンドル２が正面から左方向に回転している時は、操舵軸３の角度を負の角度とする。
【００２２】
流量指示部２３は、操舵角が所定の値よりも大きい場合には、操舵角が所定の値よりも小さい場合と比較して、操舵角の変位に応じて可変容量ポンプ５に供給させる作動油の追加量を少なく指示する。ここで所定の値の操舵角は、ハンドル２操作による作動油の温度上昇を抑制するために定められた油温上昇抑制角である。所定の値の操舵角は、パワーステアリングユニット４の性能や作動油の性質、パワーステアリング装置１を搭載する車両の重量等を考慮して実験により定めればよいが、例えば、壁への幅寄せや縦列駐車をする際に、急にハンドル２が重くなって運転者が違和感を覚えないような角度とすることも考慮して設定する。一例として、所定の値を６０度として、以下に具体的に説明する。
【００２３】
図３は、操舵角と単位角当たりの作動油供給量との関係を示したグラフである。流量指示部２３は、ハンドル２の操作量又は操舵軸３の変位量に基づいて可変容量ポンプ５が供給する作動油の量を決定する。図３に示した例では、可変容量ポンプ５は、操舵角が−６０度以上６０度以下である場合と、操舵角が−６０度以下又は６０度以上である場合とで、単位角当たりの作動油供給量が異なる。
【００２４】
可変容量ポンプ５は、例えば、操舵軸３が０度から１０度まで回転した場合と、操舵軸３が１０度から２０度まで回転した場合とでは、同じ量の作動油をパワーステアリングユニット４に供給する。一方、可変容量ポンプ５は、例えば、操舵軸３が６０度から７０度まで回転した場合（操舵角が所定の値よりも大きい場合）、操舵軸３が５０度から６０度まで回転した場合（操舵角が所定の値よりも小さい場合）と比較して、パワーステアリングユニット４に供給する作動油の量を少なくする。
【００２５】
流量指示部２３は、操舵角が上記所定の値よりも大きくなるほど、操舵角の変位に応じて可変容量ポンプ５に供給させる作動油の追加量をより少なく指示してもよい。このことを、再度所定の値を６０度として、以下に具体的に説明する。
【００２６】
図４は、操舵角と単位角当たりの作動油供給量との関係を示したグラフである。図４に示した例では、可変容量ポンプ５は、操舵角が所定の値（例えば−６０度又は６０度）から乖離して大きくなるほど、単位角当たりの作動油供給量を変更する。
【００２７】
可変容量ポンプ５は、例えば、操舵軸３が６０度から７０度まで回転した場合（操舵角が所定の値よりも大きい場合）、操舵軸３が５０度から６０度まで回転した場合（操舵角が所定の値よりも小さい場合）と比較して、パワーステアリングユニット４に供給する作動油の量を少なくする。また、可変容量ポンプ５は、例えば、操舵軸３が７０度から８０度まで回転した場合（操舵角が所定の値よりも大きい場合）、操舵軸３が６０度から７０度まで回転した場合（操舵角が所定の値よりも大きい場合）と比較して、パワーステアリングユニット４に供給する作動油の量を更に少なくする。
【００２８】
流量指示部２３は、所定の期間内においてハンドル２の変位量の絶対値を累計した値が所定の値よりも大きい場合に、操舵角の変位に応じて可変容量ポンプ５に供給させる作動油の追加量を少なく指示してもよい。ここで所定の期間とは、作動油の温度を推測するためにハンドル２の操作量の累積値を計測するための期間である。作動油は、ひとたび温度上昇すると冷却されるまでに時間がかかるため、直近に運転者がハンドル２の操作を多く行っていた場合、作動油の温度は熱害が生じるレベルまですぐに達してしまうおそれがある。従って、過去の所定の期間内にハンドル２の操作が多かった場合には、可変容量ポンプ５が圧送する作動油の量を少なく指示することによって、作動用の温度上昇を防ぐことができる。
【００２９】
所定の期間の具体的な値は、例えば、３０分間である。直近の３０分間において、ハンドル２の変位量の絶対値の累計値が１８００度以上の場合、直近にハンドル２の操作をしなかった場合と比較して、流量指示部２３は、操舵軸３が６０度以上に回転する際に可変容量ポンプ５に供給させる作動油の量を更に少なく指示する。なお、この場合ハンドル２の変位量は、絶対値の累計で計測されるため、ハンドル２が右に６０度回転した後、正面の位置まで戻された場合は、絶対値の累計は１２０度となる。ハンドル２の変位量の絶対値は、例えば、ハンドル２が回転し始めた時の操舵軸３の操舵角とハンドル２が停止した際の操舵軸３の操舵角とを計測し、その差分の絶対値とする。
【００３０】
流量指示部２３は、所定の期間内においてハンドル２の変位量の絶対値を累計した値に応じて、操舵角の変位に応じて可変容量ポンプ５に供給させる作動油の追加量を少なくし始める操舵角を小さくしてもよい。流量指示部２３は、例えば、直近の３０分間において、ハンドル２の変位量の絶対値の累計値が１８００度以上の場合、操舵軸３の操舵角が４０度又は５０度以上になったら、可変容量ポンプ５に供給させる作動油の量を少なくするよう指示する。
【００３１】
流量指示部２３は、車両が所定の値よりも遅い速度で走行している際に、操舵角の変位に応じて可変容量ポンプ５に供給させる作動油の追加量を少なく指示してもよい。パワーステアリング装置１は、車両が停車している場合であっても稼働してよい。また、パワーステアリング装置１は、例えば、車速センサ７から取得した車両の速度が時速２０ｋｍ以上である場合は、稼働しない。車両が所定の速度よりも早く走行している際は、実施の形態のパワーステアリング装置１を作動させないことにより、車両が通常の速度で走行している時にハンドル２が重くなって、車両の運転に支障をきたすことがなくなる。
【００３２】
［パワーステアリング装置１の動作フロー］
図５は、パワーステアリング装置１が行う処理のフローチャートである。パワーステアリング装置１は、先ず車速センサ７から車両の速度を取得し、車両の速度が所定の速度よりも遅いか否か判定する（Ｓ３１）。車両の速度が所定の速度よりも速い場合（Ｓ３１においてＮＯ）、パワーステアリング装置１は待機する。車両の速度が所定の速度よりも遅い場合（Ｓ３１においてＹＥＳ）、続いて、操舵角測定部２２が操舵軸３の操舵角が変化したか否かを測定する（Ｓ３２）。
【００３３】
操舵角が変化していない場合（Ｓ３２においてＮＯ）、パワーステアリング装置１は操舵角が変化するまで待機する。操舵角が変化した場合（Ｓ３２においてＹＥＳ）、操舵角測定部２２は操舵角が所定の値より大きいか否かを判定する（Ｓ３３）。
【００３４】
操舵角が所定の値より大きい場合（Ｓ３３においてＹＥＳ）、流量指示部２３は、可変容量ポンプ５に供給させる作動油の量を操舵角が所定の値より小さい場合と比較して少なく指示する（Ｓ３４）。操舵角が所定の値より小さい場合（Ｓ３３においてＮＯ）、流量指示部２３は、可変容量ポンプ５に供給させる作動油の量を予め設定された量で指示する（Ｓ３５）。
【００３５】
［実施の形態に係るパワーステアリング装置１が奏する効果］
上記のとおり、実施の形態のパワーステアリング装置１は、操舵軸３の操舵角が所定の値よりも大きい場合には、操舵角が所定の値よりも小さい場合と比較して、操舵角に応じて可変容量ポンプ５に供給させる作動油の追加量を少なく指示する。こうすると、運転手は、所定の値よりも大きな角度でハンドル２を操作しようとした場合に、パワーステアリングユニット４から操舵軸３にアシストされるトルクが小さくなるため、ハンドル２をどれぐらい操作したか認識することができ、ハンドル２を過度に操作する機会が減少する。そのため、可変容量ポンプ５からパワーステアリングユニット４に作動油が圧送される機会及び作動油の量が少なくなり、作動油が発熱することを抑制できる。従って、実施の形態のパワーステアリング装置１を搭載した車両は、作動油の発熱に伴う熱害を抑制できる。
【００３６】
＜変形例＞
実施の形態では、流量指示部２３は、操舵角が所定の値よりも大きい場合に、操舵角が所定の値よりも小さい場合と比較して、操舵角に応じて可変容量ポンプ５に供給させる作動油の追加量を少なく指示した。その代わりに、流量指示部２３は、作動油の温度が所定の温度よりも高くなった場合に、作動油の温度が所定の温度よりも低い場合と比較して、操舵角に応じて可変容量ポンプ５に供給させる作動油の追加量を少なく指示してもよい。なお、作動油の温度は、例えば、作動油を配送する配管に温度センサをとりつけて計測する。また、圧送する作動油の追加量を少なくし始める作動油の温度は、例えば外気温、作動油となる媒体の種類、作動油を送達する系に用いられている配管の材料等に基づいて決定すればよい。
【００３７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・パワーステアリング装置
２・・・ハンドル
３・・・操舵軸
４・・・パワーステアリングユニット
５・・・可変容量ポンプ
６・・・ＥＣＵ
７・・・車速センサ
８・・・操舵角センサ
９・・・ポンプ本体
１０・・・電磁弁
２０・・・記憶部
２１・・・制御部
２２・・・操舵角測定部
２３・・・流量指示部
Ｅ・・・エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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