(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータにより駆動されるポンプの発生油圧によって、操舵を補助するための操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置であって、
上記ポンプの発生油圧を操舵補助力に変換するためのパワーシリンダと、
操舵を検出するための操舵検出手段と、
この操舵検出手段によって操舵が検出されたことに応答して、上記電動モータを起動させるモータ起動手段と、
このモータ起動手段による上記電動モータの起動後において、上記操舵検出手段によって操舵が検出され続けている状態で、上記パワーシリンダ内の油圧が上昇したか否かを判断する油圧上昇判断手段と、
この油圧上昇判断手段によって油圧が上昇していないと判断された場合に、異常が発生していると判断する異常判断手段と、
上記異常判断手段によって異常が発生していると判断された場合に、上記電動モータの駆動を強制的に停止させるモータ停止手段と、
車両が衝突したことを検出するための衝突検出手段とを含み、
上記異常判断手段は、上記衝突検出手段によって車両の衝突が検出された場合に、異常が発生しているか否かを判断するものであることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
上記油圧上昇判断手段は、
上記電動モータに作用するモータ負荷が増大したか否かを検出するモータ負荷検出手段を含み、
上記モータ起動手段による上記電動モータの起動後において、上記操舵検出手段によって操舵が検出され続けている状態で、上記モータ負荷検出手段によってモータ負荷が増大したことが検出された場合には、上記パワーシリンダ内の油圧が上昇したと判断し、上記モータ負荷検出手段によってモータ負荷が増大していないことが検出された場合には、上記パワーシリンダ内の油圧は上昇していないと判断するものであることを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
電動モータにより駆動されるポンプの発生油圧によって、操舵を補助するための操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置であって、
上記ポンプの発生油圧を操舵補助力に変換するためのパワーシリンダと、
操舵を検出するための操舵検出手段と、
この操舵検出手段によって操舵が検出されたことに応答して、上記電動モータを起動させるモータ起動手段と、
操舵によりねじれを生じるトーションバーと、
このトーションバーに加えられたトルクの大きさを検出するトルクセンサと、
上記モータ起動手段により上記電動モータを起動しても、上記トルクセンサにより検出されるトルクが小さくならない場合には、異常が生じていると判断する異常判断手段と、
上記異常判断手段によって異常が発生していると判断された場合に、上記電動モータの駆動を強制的に停止させるモータ停止手段と、
車両が衝突したことを検出するための衝突検出手段とを含み、
上記異常判断手段は、上記衝突検出手段によって車両の衝突が検出された場合に、異常が発生しているか否かを判断するものである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、電動モータにより駆動されるポンプの発生油圧によって、操舵を補助するための操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ステアリング機構に結合されたパワーシリンダにオイルポンプからの作動油を供給することによって、ステアリング操作を補助するパワーステアリング装置が用いられている。
このようなパワーステアリング装置の中には、ブラシレスモータなどの電動モータによってオイルポンプを駆動するようにしたものがある。このモータ駆動ポンプ型のパワーステアリング装置は、車両のエンジンが停止している状態でも、バッテリからの電力で電動モータを駆動して、オイルポンプを作動させることにより、ステアリング操作を補助することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両が衝突事故などを起こした場合、オイルポンプからパワーシリンダに作動油を供給するための油圧ホースが破損することがある。モータ駆動ポンプ型のパワーステアリング装置では、上記したようにエンジン停止状態でもオイルポンプを作動させることができるため、油圧ホースが破損した状態でステアリング操作が行われると、オイルポンプが作動して、油圧ホースの破損部分から作動油が噴出するおそれがある。作動油は一般に可燃性のものであるから、噴出した作動油への引火に対する安全対策には万全を期することが望ましい。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、油圧ホースの破損などの異常を検出できるパワーステアリング装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、車両の衝突事故時などにおける安全性を向上できるパワーステアリング装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モータにより駆動されるポンプの発生油圧によって、操舵を補助するための操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置であって、上記ポンプの発生油圧を操舵補助力に変換するためのパワーシリンダと、操舵を検出するための操舵検出手段と、この操舵検出手段によって操舵が検出されたことに応答して、上記電動モータを起動させるモータ起動手段と、このモータ起動手段による上記電動モータの起動後において、上記操舵検出手段によって操舵が検出され続けている状態で、上記パワーシリンダ内の油圧が上昇したか否かを判断する油圧上昇判断手段と、この油圧上昇判断手段によって油圧が上昇していないと判断された場合に、異常が発生していると判断する異常判断手段と、上記異常判断手段によって異常が発生していると判断された場合に、上記電動モータの駆動を強制的に停止させるモータ停止手段と、車両が衝突したことを検出するための衝突検出手段とを含み、上記異常判断手段は、上記衝突検出手段によって車両の衝突が検出された場合に、異常が発生しているか否かを判断するものであることを特徴とするパワーステアリング装置である。
【０００６】
パワーステアリング装置が正常に動作している場合、操舵が行われて電動モータが起動されると、ポンプからパワーシリンダに作動油が供給されて、パワーシリンダ内の油圧が上昇する。したがって、この発明のように、パワーシリンダ内の油圧が上昇したか否かを判断することにより、このパワーステアリング装置に異常が発生しているか否かを判断できる。
また、パワーステアリング装置に異常が生じていると判断した場合には、電動モータが強制的に停止される。これにより、たとえば、ポンプからパワーシリンダに向けて供給すべき作動油が流通する油圧ホースが破損している場合などに、その油圧ホースの破損部分から作動油が噴出するといったことを防止でき、作動油の引火が生じるおそれをなくすことができる。ゆえに、車両の衝突事故時などにおける安全性を向上することができる。
さらに、車両が衝突したことが検出された場合にのみ、パワーステアリング装置に異常が発生しているか否かの判断が行われる。したがって、パワーステアリング装置に異常が発生しているか否かの判断を追加したことによって、当該パワーステアリング装置を制御するための制御ユニットへの負荷が増大することはない。
【０００７】
なお、請求項２記載のように、上記油圧上昇判断手段は、上記電動モータに作用するモータ負荷が増大したか否かを検出するモータ負荷検出手段を含み、上記モータ起動手段による上記電動モータの起動後において、上記操舵検出手段によって操舵が検出され続けている状態で、上記モータ負荷検出手段によってモータ負荷が増大したことが検出された場合には、上記パワーシリンダ内の油圧が上昇したと判断し、上記モータ負荷検出手段によってモータ負荷が増大していないことが検出された場合には、上記パワーシリンダ内の油圧は上昇していないと判断するものであってもよい。
【０００８】
パワーステアリング装置が正常に動作している場合、電動モータが起動されて、ポンプからこのポンプの発生油圧を操舵補助力に変換するためのパワーシリンダに作動油が供給され、パワーシリンダ内の油圧が上昇すると、この油圧の上昇に伴ってポンプの負荷が増大する。その結果、ポンプを駆動するための電動モータの負荷が増大する。一方、パワーステアリング装置に異常が生じている場合には、電動モータが起動されてもパワーシリンダ内の油圧は上昇しないので、電動モータに作用する負荷が増大することはない。
【０００９】
したがって、請求項２のように、電動モータの負荷が増大したか否かを判断することにより、このパワーステアリング装置に異常が発生しているか否かを判断できる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、電動モータにより駆動されるポンプの発生油圧によって、操舵を補助するための操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置であって、上記ポンプの発生油圧を操舵補助力に変換するためのパワーシリンダと、操舵を検出するための操舵検出手段と、この操舵検出手段によって操舵が検出されたことに応答して、上記電動モータを起動させるモータ起動手段と、操舵によりねじれを生じるトーションバーと、このトーションバーに加えられたトルクの大きさを検出するトルクセンサと、上記モータ起動手段により上記電動モータを起動しても、上記トルクセンサにより検出されるトルクが小さくならない場合には、異常が生じていると判断する異常判断手段と、上記異常判断手段によって異常が発生していると判断された場合に、上記電動モータの駆動を強制的に停止させるモータ停止手段と、車両が衝突したことを検出するための衝突検出手段とを含み、上記異常判断手段は、上記衝突検出手段によって車両の衝突が検出された場合に、異常が発生しているか否かを判断するものであることを特徴とするパワーステアリング装置である。
この発明によれば、パワーステアリング装置に異常が生じていると判断した場合には、電動モータが強制的に停止される。これにより、たとえば、ポンプからパワーシリンダに向けて供給すべき作動油が流通する油圧ホースが破損している場合などに、その油圧ホースの破損部分から作動油が噴出するといったことを防止でき、作動油の引火が生じるおそれをなくすことができる。ゆえに、車両の衝突事故時などにおける安全性を向上することができる。
【００１１】
また、車両が衝突したことが検出された場合にのみ、パワーステアリング装置に異常が発生しているか否かの判断が行われる。したがって、パワーステアリング装置に異常が発生しているか否かの判断を追加したことによって、当該パワーステアリング装置を制御するための制御ユニットへの負荷が増大することはない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本的な構成を示す概念図である。このパワーステアリング装置は、車両のステアリング機構に関連して設けられ、このステアリング機構１に操舵補助力を与えるためのものである。
【００１３】
ステアリング機構１は、運転者によって操作されるステアリングホイール１１と、このステアリングホイール１１に連結されたステアリング軸１２と、ステアリング軸１２の先端部に設けられたピニオンギア１３と、このピニオンギア１３に噛合するラックギア部１４ａを有し、車両の左右方向に延びたラック軸１４とを備えている。ラック軸１４の両端にはタイロッド１５がそれぞれ結合されており、このタイロッド１５は、それぞれ、操舵輪としての前左右輪ＦＬ，ＦＲを支持するナックルアーム１６に結合されている。ナックルアーム１６は、キングピン１７まわりに回動自在に設けられている。
【００１４】
ステアリングホイール１１が操作されてステアリング軸１２が回転されると、この回転がピニオンギア１３およびラック軸１４によって車両の左右方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム１６のキングピン１７まわりの回動に変換され、これにより、前左右輪ＦＬ，ＦＲの転舵が達成される。
【００１５】
ステアリング軸１２の途中部には、ステアリングホイール１１に加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてねじれを生じるトーションバー２１と、このトーションバー２１のねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧制御弁２２とが介装されている。この油圧制御弁２２は、ステアリング機構１に操舵補助力を与えるパワーシリンダ２３に接続されている。パワーシリンダ２３は、ラック軸１４に一体的に設けられたピストン２４と、このピストン２４によって区画された一対のシリンダ室２５，２６とを有しており、シリンダ室２５，２６は、それぞれ、油圧ホース２７，２８を介して、油圧制御弁２２に接続されている。
【００１６】
油圧制御弁２２は、さらに、リザーバタンク２９およびオイルポンプＰを通るオイル循環路１９の途中部に介装されている。オイルポンプＰは、電動モータＭによって駆動され、リザーバタンク２９に貯留されている作動油をくみ出して油圧制御弁２２に供給する。余剰分の作動油は、油圧制御弁２２からオイル循環路１９を介してリザーバタンク２９に帰還される。
【００１７】
油圧制御弁２２は、トーションバー２１に一方方向のねじれが加わった場合には、油圧ホース２７，２８のうちの一方を介してパワーシリンダ２３のシリンダ室２５，２６のうちの一方に作動油を供給する。また、トーションバー２１に他方方向のねじれが加えられた場合には、油圧ホース２７，２８のうちの他方を介してシリンダ室２５，２６のうちの他方に作動油を供給する。トーションバー２１にねじれがほとんど加わっていない場合には、油圧制御弁２２は、いわば平衡状態となり、作動油はパワーシリンダ２３に供給されることなく、オイル循環路１９を循環する。パワーシリンダ２３のいずれかのシリンダ室に作動油が供給されると、ピストン２４が車幅方向に沿って移動する。これにより、ラック軸１４に操舵補助力が作用することになる。
【００１８】
電動モータＭの駆動は、電子制御ユニット３によって制御されるようになっている。電子制御ユニット３は、たとえば、ＣＰＵとこのＣＰＵの動作プログラムなどを記憶したメモリとを含むマイクロコンピュータで構成されている。
電子制御ユニット３には、ステアリングホイール１１が一定角度だけ回転される度にパルス信号（舵角パルス）を出力する舵角センサ３１、車両の速度を検出するための車速センサ３２、電動モータＭを流れる電流（モータ電流）値を検出するための電流検出回路３３の出力信号が与えられるようになっている。電子制御ユニット３は、舵角センサ３１、車速センサ３２および電流検出回路３３から与えられる信号に基づいて、適切な操舵補助力がステアリング機構１に与えられるように電動モータＭの駆動を制御する。
【００１９】
また、この実施形態では、ステアリングホイール１１に関連してエアバッグ装置４が設けられており、このエアバッグ装置４の動作は、たとえばマイクロコンピュータからなるエアバッグ制御部５によって制御されるようになっている。このエアバッグ制御部５には、車両の進行方向に関する加速度を検出する加速度センサ５１が接続されており、エアバッグ制御部５は、加速度センサ５１の出力信号に基づいて、車両が衝突事故などを起こしたか否かを判断する。そして、その判断結果に基づいてエアバッグ装置４の動作を制御するとともに、車両が衝突事故などを起こしたと判断した場合には、その旨の信号（以下「衝突信号」という。）を電子制御ユニット３に送る。
【００２０】
電子制御ユニット３は、エアバッグ制御部５から衝突信号が送られてくると、舵角センサ３１および電流検出回路３３の出力信号に基づいて、このパワーステアリング装置に異常が生じていないか否かを判断し、その判断結果に応じた電動モータＭの駆動制御を行う。
図２は、電子制御ユニット３が実行する処理の流れを示すフローチャートである。この図２に示す処理は、たとえば、車両のイグニションスイッチがオンにされたことに応答して開始される。
【００２１】
電子制御ユニット３は、まず、車両に衝突事故などが生じたか否かを判断する（ステップＳ１）。すなわち、電子制御ユニット３は、エアバッグ制御部５から衝突信号を受信したか否かを判断する。エアバッグ制御部５から衝突信号を受信していない場合には、舵角センサ３１、車速センサ３２および電流検出回路３３から与えられる信号に基づいて、適切な操舵補助力がステアリング機構１に与えられるように電動モータＭの駆動を制御し（ステップＳ５）、この処理をリターンする。
【００２２】
一方、エアバッグ制御部５から衝突信号を受信した場合には、電子制御ユニット３は、舵角センサ３１の出力を参照して、ステアリングホイール１１が操舵されたか否かを判断する（ステップＳ２）。ステアリングホイール１１が操舵されていない場合は、この処理をリターンする。
ステアリングホイール１１が操舵された場合、電子制御ユニット３は、電動モータＭを起動する（ステップＳ３）。そして、電子制御ユニット３は、電流検出回路３３の出力を参照して、電動モータＭが起動されてから、電動モータＭの負荷が増大したか否かを判断する（ステップＳ４）。この実施形態では、ステップＳ３の処理がモータ起動手段の機能に相当し、ステップＳ４の処理がモータ負荷検出手段の機能に相当している。
【００２３】
このパワーステアリング装置が正常である場合、電動モータＭが起動されてオイルポンプＰからパワーシリンダ２３に作動油が供給され、パワーシリンダ２３内の油圧が上昇すると、この油圧の上昇に伴ってオイルポンプＰの負荷が増大する。その結果、オイルポンプＰを駆動するための電動モータＭの負荷が増大し、電動モータＭに流れる電流値が大きくなる。したがって、電流検出回路３３によって検出される電流値に基づいて、電動モータＭの負荷が増大したか否かを判断することにより、パワーステアリング装置に異常が生じているか否かを判断することができる。
【００２４】
電子制御ユニット３は、電動モータＭの負荷が増大したと判断した場合には、このパワーステアリング装置は正常であると判断し、舵角センサ３１、車速センサ３２および電流検出回路３３から与えられる信号に基づいて、適切な操舵補助力がステアリング機構１に与えられるように電動モータＭの駆動を制御し（ステップＳ５）、この処理をリターンする。
【００２５】
一方、電動モータＭの負荷が増大していない場合には、油圧ホース２７，２８からの作動油漏れなどの異常が生じているために、パワーシリンダ２３内に作動油が良好に供給されていないと判断して、電動モータＭを強制的に停止させる（ステップＳ６）。そして、この処理をリターンする。この実施形態では、ステップＳ６の処理がモータ停止手段の機能に相当している。
【００２６】
以上のように、この実施形態によれば、エアバッグ制御部５によって車両が衝突事故などを起こしたと判断され、エアバッグ制御部５から電子制御ユニット３に衝突信号が与えられると、電子制御ユニット３は、舵角センサ３１および電流検出回路３３の出力信号に基づいて、このパワーステアリング装置に異常が発生しているか否かを判断する。そして、このパワーステアリング装置に異常が生じていると判断した場合には、電動モータＭを強制的に停止させる。これにより、たとえば油圧ホース２７，２８が破損している場合などに、その油圧ホース２７，２８の破損部分から作動油が噴出するといったことを防止でき、作動油の引火が生じるおそれをなくすことができる。ゆえに、車両の衝突事故時などにおける安全性を向上することができる。
【００２７】
また、この実施形態では、エアバッグ制御部５から衝突信号が出力された場合にのみ、このパワーステアリング装置に異常が生じているか否かの判断が行われるようになっている。したがって、このパワーステアリング装置に異常が生じているか否かの判断処理を追加したことによって、電子制御ユニット３への負荷が増大することはない。
【００２８】
この発明の一実施形態の説明は以上のとおりであるが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述の実施形態では。電動モータＭの負荷が増大したか否かに基づいて、パワーシリンダ２３内に良好に作動油が供給されているか否か、言い換えれば、パワーシリンダ２３内の油圧が上昇したか否かを判断するとしたが、たとえば、パワーシリンダ２３内の油圧を直接に検出する油圧センサ（油圧検出手段）が設けられて、電動モータＭを起動しても、油圧センサによって検出されるパワーシリンダ２３内の油圧が上昇しない場合には、パワーステアリング装置に異常が生じていると判断し、パワーシリンダ２３内の油圧が上昇した場合には、パワーステアリング装置は正常であると判断してもよい。
【００２９】
さらに、トーションバー２１に加えられたトルクの大きさを検出するトルクセンサが備えられている場合には、このトルクセンサの出力信号に基づいて、パワーステアリング装置に異常が生じているか否かを判断してもよい。すなわち、電動モータＭを起動しても、トーションバー２１に加えられているトルクが小さくならない場合には、パワーステアリング装置に異常が生じていると判断し、トーションバー２１に加えられているトルクが小さくなった場合には、パワーステアリング装置は正常であると判断してもよい。
【００３０】
また、上述の実施形態では、車両に備えられた加速度センサ５１の出力信号に基づいて、車両が衝突事故などを起こしたか否かが判断されるとしたが、たとえば、車両が衝突したことを直接に検出することができる衝突センサ（衝突検出手段）が備えられてもよい。この場合、衝突センサの出力が、電子制御ユニット３に直接に与えられてもよい。
【００３１】
さらに、上述の実施形態では、車両が衝突事故などを起こした場合にのみ、パワーステアリング装置に異常が生じているか否かを判断するとしたが、車両が衝突事故などを起こした場合に限らず、車両のイグニションスイッチがオンされている間、パワーステアリング装置に異常が生じているか否かの判断が繰り返し行われてもよい。
【００３２】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本的な構成を示す概念図である。
【図２】電子制御ユニットが実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
３      電子制御ユニット（油圧上昇判断手段、異常判断手段）
５      エアバッグ制御部（衝突検出手段）
２１    トーションバー
２３    パワーシリンダ
３１    舵角センサ（操舵検出手段）
３３    電流検出回路（電流検出手段）
５１    加速度センサ（衝突検出手段）
Ｍ      電動モータ
Ｐ      オイルポンプ
【図１】
0003803501.tif 000002
【図２】
0003803501.tif 000003