(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両の良好な燃費性能を確保しつつ、大きな操舵トルクが要求された場合にも対応可能なハイブリッド車両のパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】本発明はハイブリッド車両（１）のパワーステアリング装置（２０）であって、エンジン（２）又は、電動モータ（２５）のいずれか一方で駆動されることで、ステアリング（３０）からの入力操舵トルクを増幅する増幅手段（２４）と、右左折要求を検出する右左折要求検出手段（３１）と、右左折要求が検出されないとき増幅手段を電動モータで駆動し、右左折要求が検出されたとき増幅手段をエンジンで駆動する駆動源選択手段（３３）とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン及び走行用モータの少なくとも一方から出力された動力で走行するハイブリッド車両において、ステアリングから入力された操舵トルクを増幅して操舵輪に伝達するハイブリッド車両のパワーステアリング装置であって、
前記エンジン又は、前記ハイブリッド車両に補機駆動用として搭載された電動モータのいずれか一方を駆動源として駆動されることにより、前記ステアリングから入力された操舵トルクを増幅する増幅手段と、
前記ハイブリッド車両の右左折要求を検出する右左折要求検出手段と、
前記右左折要求検出手段によって右左折要求が検出されないとき、前記増幅手段の駆動源として前記電動モータを選択し、前記右左折要求検出手段によって右左折要求が検出されたとき、前記増幅手段の駆動源として前記エンジンを選択する駆動源選択手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両のパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記ハイブリッド車両は、前記エンジン及び前記走行用モータ間にクラッチが設けられ、前記エンジン及び前記走行用モータの少なくとも一方から出力された動力を前記駆動輪に伝達して走行し、
前記ハイブリッド車両の走行速度を検出する走行速度検出手段を更に備え、
前記駆動源選択手段は前記走行速度検出手段によって検出された走行速度が所定値以上の場合に、前記増幅手段の駆動源を前記電動モータに切り替えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記右左折要求検出手段は、前記ハイブリッド車両の方向指示器からの出力信号に基づいて、右左折要求の有無を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両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、エンジン及び走行用モータの少なくとも一方から出力された動力で走行するハイブリッド車両において、ステアリングから入力された操舵トルクを増幅して操舵輪に伝達するハイブリッド車両のパワーステアリング装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンなどの動力を用いて走行する車両では、ドライバーがステアリングから入力した操舵トルクが操舵機構を介して操舵輪に伝達されることにより、旋回動作が行われる。車両を旋回させるために必要な操舵トルクは、ドライバーが直接ステアリングから入力するには負担が大きいため、ステアリングから入力された操舵トルクを増幅して駆動輪に伝達するパワーステアリング装置が広く用いられている。
【０００３】
この種のパワーステアリング装置は、その駆動方式としてモータ駆動方式とエンジン駆動方式とがある。モータ駆動方式は、バッテリに充電された電力で電動モータを回転駆動することによって、パワーステアリング装置を駆動するための油圧ポンプ等を動作させる。一方、エンジン駆動方式は、該油圧ポンプ等をエンジンの動力の一部（エンジン回転）を用いて動作させる。
【０００４】
モータ駆動方式では、エンジン駆動方式のようにエンジンの駆動を伴わない分だけ燃費向上が望めるが、大きな操舵トルクの要求に対応するためにはモータの大型化が不可避になってしまい、コスト増加や搭載性の悪化が生じるという問題点がある。一方、エンジン駆動方式はエンジンの出力の一部を使用しているため、大きな操舵トルクの要求に対しても対応が可能であるが、エンジンの駆動を伴う分だけ燃費性能が低下してしまうという問題点がある。このような両者のメリット及びデメリットに鑑みて、乗用車などの要求操舵トルクが比較的小さい車両では、モータ駆動方式のパワーステアリング装置が採用される一方、例えばトラックやバスなどの大型車両では、大きな要求操舵トルクに対応するためエンジン駆動方式が採用されている。
【０００５】
ところで近年、環境意識の高まりに伴い、ハイブリッド車両が着目されている。ハイブリッド車両では走行用動力源としてエンジン及び走行用モータを備えており、これらの少なくとも一方から出力された動力で走行する。ハイブリッド車両では走行用動力源としてモータを使用する分、エンジンの運転期間を短縮し、燃費性能を向上させることができる。例えば、特許文献１に示すように、このようなハイブリッド車両においても、専らエンジンで走行する従来の車両と同様にパワーステアリング装置の搭載が進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１５５７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、ハイブリッド車両に、モータの動力で油圧ポンプを駆動するモータ駆動方式のパワーステアリング装置が搭載された例が開示されている。しかしながら、上述したようにモータ駆動方式では大きな要求操舵トルクに対応するためには、電動モータの大型化が不可避である。このような場合、従来のハイブリッド車両では大きな操舵トルクに対応するために、エンジン駆動方式を採用せざるを得なかった。特に大型車両にでは発進時の据え切り動作や右左折時に大きな操舵トルクが必要とされるため、エンジン駆動方式が採用されている。そのため、大型のハイブリッド車両ではエンジンの運転期間が長くなり、燃費性能が低下してしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ハイブリッド車両の良好な燃費性能を確保しつつ、大きな要求操舵トルクにも要求可能なハイブリッド車両の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】
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両のパワーステアリング装置は上記課題を解決するために、エンジン及び走行用モータの少なくとも一方から出力された動力で走行するハイブリッド車両において、ステアリングから入力された操舵トルクを増幅して操舵輪に伝達するハイブリッド車両のパワーステアリング装置であって、前記エンジン又は、前記ハイブリッド車両に補機駆動用として搭載された電動モータのいずれか一方を駆動源として駆動されることにより、前記ステアリングから入力された操舵トルクを増幅する増幅手段と、前記ハイブリッド車両の右左折要求を検出する右左折要求検出手段と、前記右左折要求検出手段によって右左折要求が検出されないとき、前記増幅手段の駆動源として前記電動モータを選択し、前記右左折要求検出手段によって右左折要求が検出されたとき、前記増幅手段の駆動源として前記エンジンを選択する駆動源選択手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、発進時の据え切りや右左折時などのように大きな操舵トルクが要求された場合であっても、エンジンにより増幅手段を駆動することで対応が可能である。一方、電動モータで対応可能な程度に小さな操舵トルクが要求される場合には、エンジンを停止させて電動モータによって増幅手段を動作することで、エンジンの運転時間を短縮して、燃費性能を向上することができる。このように、増幅手段の駆動源としてエンジンと電動モータとを併用することで、大きな操舵トルク要求に対応しつつ、良好な燃費性能を確保することができる。
【００１１】
好ましくは、前記ハイブリッド車両は、前記エンジン及び前記走行用モータ間にクラッチが設けられ、前記エンジン及び前記走行用モータの少なくとも一方から出力された動力を前記駆動輪に伝達して走行し、前記ハイブリッド車両の走行速度を検出する走行速度検出手段を更に備え、前記駆動源選択手段は前記走行速度検出手段によって検出された走行速度が所定値以上の場合に、前記増幅手段の駆動源を前記電動モータに切り替えるとよい。これによれば、走行速度が所定値以上の高速走行時には、発進時の据え切り動作や低速走行時の右左折旋回のように大きな操舵トルクが必要とされないため、この間、エンジンを停止することが可能となり、良好な燃費性能や静粛性を得ることができる。
【００１２】
また、前記右左折要求検出手段は、前記ハイブリッド車両の方向指示器からの出力信号に基づいて、右左折要求の有無を検出するとよい。これによれば、大きな操舵トルクが要求される右左折時を簡易な方法で確実に検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発進時の据え切りや右左折時などのように大きな操舵トルクが要求された場合であっても、エンジンによって増幅手段を駆動することで対応が可能である。一方、電動モータで対応可能な程度に小さな操舵トルクが要求される場合には、エンジンを停止させて電動モータによって増幅手段を動作することで、エンジンの運転時間を短縮して、燃費性能を向上することができる。このように、増幅手段の駆動源としてエンジンと電動モータとを併用することで、大きな操舵トルク要求に対応しつつ、良好な燃費性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＵの構成を機能的に示す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係るハイブリッド車両に搭載されたパワーステアリング装置の制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両１の全体構成を概念的に示すブロック図である。ハイブリッド車両１は走行用動力源としてエンジン２及びモータ４（走行用モータ）を有するパラレル式ハイブリッド電気自動車である。エンジン２の出力軸とモータ４の回転軸とはクラッチ３を介して接続されており、該クラッチ３の接続状態に応じて動力の伝達が切り換えられる。クラッチ３が接続状態にある場合には、動力源としてエンジン２、またはエンジン２とモータ４を併用し、クラッチ３が切断状態にある場合には、動力源としてモータ４を用いて、変速機５にて所定のギア比でプロペラシャフト６に伝達される。プロペラシャフト６に伝達された動力は、差動装置７及び駆動軸８を介して駆動輪９（後輪）が駆動されることにより、ハイブリッド車両１の走行が行われる。
【００１７】
エンジン２は、ハイブリッド車両１の動力源の一つとして機能する内燃機関であり、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。ガソリンエンジンの場合には燃焼室に直接燃料を噴射する、いわゆる直噴式ガソリンエンジンであってもよい。
【００１８】
クラッチ３は、エンジン２の出力軸とモータ４の回転軸との間の接続状態を切り替える動力伝達機構である。クラッチ３が接続状態にある場合、エンジン２及びモータ４の出力トルクは共に駆動輪９側に伝達される。一方、クラッチ３が切断状態にある場合、エンジン２の出力トルクはモータ４側に伝達されないため、駆動輪９側にはモータ４からの出力トルクのみが伝達されることとなる。
【００１９】
モータ４（走行用モータ）は、所定の磁場を発生させるステータ（固定子）と、該ステータによって発生された磁場を横切るように回転するロータ（回転子）とを含んでなる電動機である。モータ４は、インバータ１０を介してバッテリ１１から供給される電力により力行駆動することにより、駆動トルクを発生させ、ハイブリッド電気自動車１の動力源の一つとして機能する。またモータ４が回生駆動された場合には、回生エネルギーを発生させることによって発電を行うと共に、制動トルクを発生させて回生ブレーキとしても機能する。尚、モータ４で発電された電力は、インバータ１０にて直流変換された後、バッテリ１１に充電される。
【００２０】
変速機５は複数の変速段を有するマニュアルトランスミッション又はオートマティックトランスミッションであり、その変速段は段階的に可変であってもよいし、連続的に可変であってもよい。
【００２１】
バッテリ１１は、モータ４を力行駆動するための電力を蓄積する二次電池セルからなる蓄電池である。バッテリ１１には予め直流電力が充電されており、放電時に出力された直流電力がインバータ１０によって交流変換され、モータ４の力行駆動のために消費される。一方、モータ４の回生駆動時には、モータ４で発電した交流電力をインバータ１０によって直流変換し、バッテリ１１に充電される。
【００２２】
クラッチ３が接続状態にある場合、エンジン２の出力軸はモータ４の回転軸と機械的に接続される。このときモータ４を力行駆動すると、駆動輪９にはエンジン２及びモータ４の双方からの出力トルクが伝達されることとなる。つまり、駆動輪９を駆動させるためのトルクの一部はエンジン２から供給されると共に、残りはモータ４から供給される。また、走行中にバッテリ１１の充電量が少なくなったときには、エンジン２の出力トルクの一部を用いて駆動輪９を駆動しつつ、エンジン２の出力トルクの残りを用いてモータ４を回生駆動させ、発電した電力をバッテリ１１に充電することもできる。
【００２３】
一方、クラッチが切断状態にある場合、エンジン２の出力軸はモータ４の回転軸と機械的に切断される。このときモータ４を力行駆動すると、駆動輪９にはエンジン２からの出力トルクは伝達されず、モータ４からの出力トルクのみが伝達される。即ち、ハイブリッド電気自動車１の走行は、専ら、バッテリ１１に蓄えられた電力を用いてモータ４を駆動することによって行われる。
【００２４】
ハイブリッド車両１の走行方向（旋回方向）は、ドライバーによってステアリング３０から入力された操舵トルクがパワーステアリング装置２０にて増幅後、操舵輪（前輪）２１に伝達されることにより決定される。パワーステアリング装置２０は、第１のパワーステアリングポンプ２２，第２のパワーステアリングポンプ２３によって制御される油圧によって駆動され、ハイブリッド車両１の旋回挙動を行うためにドライバーがステアリング３０から入力した操舵トルクを増幅し、ドライバーの操舵負担を軽減する。尚、パワーステアリング装置２０の詳細な構成は公知のものと同様であるため、ここではパワーステアリング装置２０の増幅機能を増幅手段２４として機能的に図示し、その機械的構成などの詳細な説明は省略することとする。
【００２５】
第１のパワーステアリングポンプ２２は、エンジン２から出力された動力の一部で駆動されることにより、増幅手段２４を油圧制御する油圧ポンプである。第２のパワーステアリングポンプ２３は、電動モータ２５から出力された動力で駆動されることにより、増幅手段２４を油圧制御する油圧ポンプである。このように本実施形態では、増幅手段２４の駆動源として、エンジン２と電動モータ２５とがあるが、これらは後述するＥＣＵ１８によって選択されることによって、いずれか一方からの動力に基づいて増幅手段２４が駆動されるようになっている。
【００２６】
尚、本実施形態ではエンジン２によって駆動される第１のパワーステアリングポンプ２２と、電動モータ２５によって駆動される第２のパワーステアリングポンプ２３とを別々に設けているが、共通するパワーステアリングポンプをエンジン２及び電動モータ２５で駆動するように構成してもよい。
【００２７】
電動モータ２５は上述のモータ４と同様に、所定の磁場を発生させるステータ（固定子）と、該ステータによって発生された磁場を横切るように回転するロータ（回転子）とを含んでなる電動機である。電動モータ２５は、インバータ１０を介してバッテリ１１から供給される電力で駆動され、電気エネルギーを回転エネルギーとして出力する。尚、電動モータ２５はハイブリッド車両１に搭載された補機類（エアコン用コンプレッサー、エア機器用コンプレッサーなど）の駆動用モータを兼用していてもよい。
【００２８】
ハイブリッド車両１には方向指示器２６が搭載されており、該方向指示器２６はドライバーが右左折地点に侵入する際に、前もって周辺の他車や歩行者等に右左折の意思を報知するための手段、例えばウインカーの指示器である。また、ハイブリッド車両１には走行速度を検出するための車速センサ２７が設けられている。
【００２９】
ＥＣＵ１８は、ハイブリッド車両１の各部位から取得した信号に基づいて、ハイブリッド車両１の動作全体を制御する電子制御ユニットであり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）等を備えて構成される。ＥＣＵ１８は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する各種制御を実行することが可能に構成されているが、これら各種制御の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではない。
【００３０】
ここで図２にＥＣＵ１８の構成を機能的に示す機能ブロック図である。方向指示器２６はドライバーによって右左折時に旋回方向に対応するウインカーを表示するために操作され、その旋回方向に対応する右左折要求信号を出力する。ＥＣＵ１８の右左折要求検出部３１は当該右左折要求信号を検出すると共に、走行速度検出部３２は車速センサ２７から検出値を取得する。そして、これら取得した右左折要求信号と走行速度は駆動源選択部３３に送信され、パワーステアリング装置２０の増幅手段２４の駆動源として、エンジン２２又は電動モータ２５のいずれを選択すべきか判断して、それぞれに制御信号を送信する。
【００３１】
続いて図３を参照して、上記説明したハイブリッド車両１におけるパワーステアリング装置２０に関する制御内容について、詳細に説明する。図３は、本実施形態に係るハイブリッド車両に搭載されたパワーステアリング装置の制御内容を示すフローチャートである。
【００３２】
まずＥＣＵ１８は車速センサ２７から検出値（走行速度Ｖ）を取得し、該検出値が所定値Ｖ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで所定値Ｖ１はメモリなどの記憶手段に予め記憶されており、低速走行状態にあるか否かを判定するための閾値である。より具体的には、ハイブリッド車両１がブレーキなどの制動手段によって急な操舵を必要とすることなく安全に停車可能な速度として予め設定しておくことが好ましい。
【００３３】
走行速度Ｖが所定値Ｖ１より大きい場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ハイブリッド車両１は高速走行状態にある。高速走行状態では大きな操舵トルクを伴うステアリング３０の操舵が必要とならない。このように操舵トルクの要求値が少ない場合には、ＥＣＵ１８は増幅手段２４の駆動源として電動モータ２５を選択する。
尚、高速走行時においても危険回避のために急ハンドルを切る必要がある場合が考えられるが、ステアリング３０の操舵速度を検知して、閾値と比較することによって制御を細分化するなど、適宜制御するとよい。
【００３４】
一方、走行速度Ｖが所定値Ｖ１以下である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１８は方向指示器２６からの出力信号を検知し、右左折要求の有無を判定する（ステップＳ１０２）。すなわち、ＥＣＵ１８はハイブリッド車両１が低速走行状態にある場合に、大きな操舵トルクの要求が見込まれる右左折時にあるか否かを判定する。より具体的には、ハイブリッド車両１が交差点などの分岐路に差し掛かるにあたり、減速すると共に方向指示器２６を作動させることで、大きな操舵トルクが要求されるステアリング操作が予測される場合にあるか否かを判定する。
【００３５】
そして右左折要求が有ったと判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１８は大きな操舵トルクの要求に対応可能なように、増幅手段２４の駆動源としてエンジン２を選択する。ここで、ハイブリッド車両１が回生走行時などのエンジン２が停止した状態にある場合には、停止したエンジン２を始動させる。これにより、エンジン２の動力を用いて第１のパワーステアリングポンプ２２を駆動して、大きな操舵トルクの要求に対しても対応が可能となる。
【００３６】
一方、右左折要求が無いと判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１８は大きな操舵トルクへの対応が不要と判断し、増幅手段２４の駆動源として電動モータ２５を選択し、第２のパワーステアリングポンプ２３を駆動する。これにより、エンジン２の動力を用いることなくパワーステアリング装置２０を駆動することができるので、エンジン２の運転期間を効果的に短縮し、燃費性能を向上することができる。
【００３７】
尚、同じく大きな操舵トルクの要求が見込まれる発進時の据え切り動作に関しては、ハイブリッド車両１は停止状態にあるので、ステアリング３０の操舵角度を直接検知することによってステップＳ１０２の判定を行うようにすることで同様に判断が可能である。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、発進時の据え切りや右左折時などのように大きな操舵トルクが要求された場合であっても、エンジン２を始動して増幅手段２４を駆動することで対応が可能である。一方、電動モータ２５で対応可能な程度に小さな操舵トルクが要求される場合には、エンジン２を停止させて電動モータ２５によって増幅手段２４を動作することで、エンジン２の運転時間を短縮して、燃費性能を向上することができる。このように、増幅手段２４の駆動源としてエンジン２と電動モータ２５とを併用することで、大きな操舵トルク要求に対応しつつ、良好な燃費性能を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、エンジン及び走行用モータの少なくとも一方から出力された動力で走行するハイブリッド車両において、ステアリングから入力された操舵トルクを増幅して駆動輪に伝達するハイブリッド車両のパワーステアリング装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ハイブリッド車両
２  エンジン
３  クラッチ
４  モータ（走行用モータ）
５  変速機
６  プロペラシャフト
７  差動装置
８  駆動軸
９  駆動輪
１０  インバータ
１１  バッテリ
１８  ＥＣＵ
２０  パワーステアリング装置
２１  操舵輪
２２  第１のパワーステアリングポンプ
２３  第２のパワーステアリングポンプ
２４  増幅手段
２５  電動モータ
２６  方向指示器
２７  車速センサ
３０  ステアリング
３１  右左折要求検出部
３２  走行速度検出部
３３  駆動源選択部
【図１】
2013091398.tif 000003
【図２】
2013091398.tif 000004
【図３】
2013091398.tif 000005