JP2004306806A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】極低速・停車中であっても確実に操舵力の補助を達成する。
【解決手段】トルクセンサでステアリングに対する操舵トルクをＳ１０で検出した後、Ｓ２０で車速センサにより車速を検出する。その車速が所定値以上かどうかをＳ３０で判断する。その判断で車速が所定値以下なら操舵トルク、車速に基づいてＳ４０でアシストトルクを演算する。演算されたアシストトルクが、操舵用モータの最大発生トルク以下かどうかをＳ５０で判断する。アシストトルクが必要ならＳ６０、Ｓ７０でクラッチ，デフクラッチを解放し、Ｓ８０でＰ／Ｓクラッチを締結し、Ｓ９０で駆動用モータに対して演算したアシストトルクから操舵用モータの最大可能発生トルクを減じたトルクを指令して、駆動用モータを駆動し、操舵用モ−タにアシストトルクを与える。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にハイブリッド車両に具備した電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パワーステアリングを有するハイブリッド車両において、
エンジン駆動中には、エンジンの駆動力でパワーステアリングの駆動用油圧ポンプを駆動させ、
走行用モータ駆動中で、通常速度での走行時には、モータの駆動力で前記油圧ポンプを駆動させ、
また、走行用モータ駆動中で、極低速・停止時には、蓄圧タンクに蓄積された油圧で前記油圧ポンプを駆動させる技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３１５０５９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては、走行用モータ駆動中で、極低速・停止時には、蓄圧タンクに蓄積された油圧で前記油圧ポンプを駆動させるようにしているので、蓄圧タンクの油圧が低下した場合には、パワーステアリングによる操舵力の補助ができないという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、操舵用モータ、駆動用モータ又は発電機をモータとして機能させてアシストトルクを発生させることで、極低速・停車中であっても確実に操舵力の補助を達成することができることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操舵トルクが所定トルク以上で、且つ車速が所定以下のとき、操舵用モータ及び駆動用モータにより操舵用アシストトルクを発生するようにしたものである。
【０００７】
【発明の効果】
本発明は、低車速時においても、確実に操舵力の補助を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は本発明の第１実施の形態を示すハイブリッド車両に具備した電動パワーステアリング装置の構成説明図で、図１において、符号１はハイブリッド車両本体であり、エンジン２に発電機３が連結されている。
【００１０】
発電機３はクラッチ４を介して変速機５に連結され、変速機５には駆動用モータ６が連結されている。発電機３と駆動用モータ６は、インバータ７，８を介してバッテリ９に接続され、電力の授受が行われる。
【００１１】
１０は動力伝達機構部で、この動力伝達機構部１０は、エンジン２、発電機３、駆動用モータ６で発生した動力を、デフクラッチ１２、デフギア１８を介して車輪１１に伝達する。また、駆動用モータ６からの操舵力は、図示矢印のように後述する電動パワーステアリング（Ｐ／Ｓ）部２１にＰ／Ｓクラッチ１３を介して伝達される。
【００１２】
１４はコントローラで、このコントローラ１４には、ドライバーがステアリング２７を操作することで生じる操舵トルクを検出するトルクセンサ２２、車速を検出する車速センサ１５、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ１６及びブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ１７からの各値が入力される。
【００１３】
コントローラ１４は、これら入力されたセンサの各値などを用いて、各種の演算を行い、駆動用モータ６、クラッチ４、デフクラッチ１２、Ｐ／Ｓクラッチ１３などを制御する信号を送出する。
【００１４】
次に、電動Ｐ／Ｓ部２１について述べる。この電動Ｐ／Ｓ部２１は、直接車輪に角度を与える電動Ｐ／Ｓ用ラック軸２３と、このラック軸２３をアシストする電動Ｐ／Ｓ用ロータ２４と、ロータ２４へ駆動用モ−タ６のアシスト力をＰ／Ｓクラッチ１３の締結時に伝達する電動Ｐ／Ｓロータアシストギア２５と、ロータ２４へ回転力を磁気的に与える電動Ｐ／Ｓ用ステータ２６とから構成されている。なお、ラック軸２３にはステアリング２７が軸２８を介して連結されている。
【００１５】
まず、電動Ｐ／Ｓ部２１の動作を説明するに前に、ハイブリッド車両の動作概要を述べる。
【００１６】
ハイブリッド車両は、エンジン２またはエンジン２と駆動用モータ６で駆動する場合には、クラッチ４、デフクラッチ１２をそれぞれ締結して駆動力を伝達し、駆動用モータ６のみで駆動する場合には、クラッチ４を解放し、デフクラッチ１２を締結して駆動力を伝達することにより駆動する。
【００１７】
そして、発進時や低負荷時には、エンジン２を停止して駆動用モータ６のみで走行し、通常走行時には、エンジン２で直接駆動力を発生させると共に、エンジン２の出力によって発電機３を発電させ、この発電電力を用いて、駆動用モータ６を駆動させる。
【００１８】
全開加速時などの高負荷時には、通常走行時の状態に加えて、バッテリ９からの電力が駆動用モータ６に加わり、駆動用モータ６を駆動させる。減速時・制動時には、車輪１１が駆動用モータ６を発電させ、発電した電力をバッテリ９へ充電する。バッテリ容量が一定値以下になると、発電機３を駆動させ、発電電力をバッテリ９へ充電する。
【００１９】
次に電動Ｐ／Ｓ部２１（以下操舵用モータと称す）の動作を図２に示すフローチャートを用いて説明する。この操舵用モータ２１の動作は、コントローラ１４で行われる制御であって、図２のフローチャートはＩＧＮ−ＳＷがオンでスタートする。
【００２０】
まず、トルクセンサ２２でドライバーにより操作されたステアリング２７に対する操舵トルクをステップＳ１０で検出した後、ステップＳ２０で車速センサ１５により車速を検出する。その車速が所定値（略「０」ｋｍ／ｈで、例えば５ｋｍ／ｈ）以上かどうかを、ステップＳ３０で判断する。
【００２１】
ステップＳ３０の判断で車速が所定値未満（Ｎ）なら、トルクセンサ２２で検出された操舵トルク、車速センサ１５で検出された車速に基づいて、ステップＳ４０でアシストトルクを演算する。なお、操舵トルク、車速、アシストトルクは、図３に示すように、予め３次元マップとして記憶されている。
【００２２】
ステップＳ４０で演算されたアシストトルクが、操舵用モータ２１の最大発生トルク以下かどうかを、ステップＳ５０で判断する（駆動用モータ６による補助が必要か不要かを判断する）。
【００２３】
補助が必要（Ｎ）ならステップＳ６０でクラッチ４を解放するとともに、ステップＳ７０でデフクラッチ１２を解放する。また、ステップＳ８０でＰ／Ｓクラッチ１３を締結する。
【００２４】
Ｐ／Ｓクラッチ１３の締結により、ステップＳ９０で駆動用モータ６に対してステップＳ４０で演算したアシストトルクから操舵用モータ２１の最大可能発生トルクを減じたトルクを指令して、駆動用モータ６を駆動する。このとき、操舵用モータ２１を最大トルクで駆動するのではなく、発熱などを考慮して、操舵用モータ２１に対しては最大トルクから一定値を減じたトルクを出力し、その減じた分を駆動用モータ６で発生するようにしても良い。
【００２５】
操舵用モ−タ２１にアシストトルクが与えられているとき、アクセルセンサ１６からアクセル操作量が所定値以上であるかどうかを、ステップＳ１００で判断し、ドライバーの加速要求を判断する。このステップＳ１００で加速要求なし（Ｎ）なら処理が戻り、要求有り（Ｙ）ならＰ／Ｓクラッチ１３をステップＳ１１０で解放し、その後、ステップＳ１２０でデフクラッチ１２を締結する。
【００２６】
デフクラッチ１２の締結によりアクセルセンサ１６で検出されたアクセル操作量に対応するトルクを、ステップＳ１３０で駆動用モータ６に出力することで、走行を開始し、処理が戻る。
【００２７】
なお、ステップＳ３０の処理で車速が所定値以上（Ｙ）と判断されたなら、トルクセンサ２２で検出された操舵トルク、車速センサ１５で検出された車速に基づいて、ステップＳ１４０でアシストトルクを演算する。その後、演算されたアシストトルクを、ステップＳ１５０で操舵用モータ２１にて発生させる。なお、ステップＳ５０で演算されたアシストトルクが操舵用モータ２１の最大トルク以下の場合もステップＳ１５０でアシストトルクを操舵用モータ２１に発生させる。
【００２８】
上記第１実施の形態では、駆動用モータ６による駆動力で、操舵用モータ２１の駆動力を補助するので、駆動用モータ６により車両駆動力を得ながら、操舵用モータ２１の補助駆動力を得るということはできない。すなわち、例えば、走行しながら据え切りを行なうようなことができない（アクセルを踏むと、駆動用モータ６の駆動力は車両に対する駆動力として動作するからである）。このことを両立させることができるのは、以下に述べる第２実施の形態である。
【００２９】
図４は本発明の第２実施の形態を示すハイブリッド車両に具備した電動パワーステアリング装置の構成説明図で、第１実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３０】
第２実施の形態では、図４に示すように、エンジン２と発電機３とを連結する軸にクラッチ４ａを設けると共に、発電機３とクラッチ４とを連結する軸に操舵力補助力伝達部１０ａを設けて、発電機３のアシスト力を操舵用モータ（電動Ｐ／Ｓ部）２１に伝達するようにしたものである。
【００３１】
また、発電機３からアシスト力が操舵用モータ２１に加えられている時でも、車両は、駆動用モータ６からの駆動力が、動力伝達機構部１０からデフギア１８を介して伝達されるため、車両を走行させながら据え切りが行なえる。
【００３２】
図５は第２実施の形態のフローチャートで、図２に示す第１実施の形態のフローチャートと異なるステップは、ステップＳ１９０である。ステップＳ１９０は、ステップＳ６０でクラッチ４、４ａを解放し、ステップＳ８０でＰ／Ｓクラッチ１３を締結したとき、発電機３をモータとして駆動させて、操舵力補助力伝達部１０ａを介してアシスト力を操舵用モータ２１に伝達する。
【００３３】
図６は操舵トルク、車速、アシストトルクが３次元マップとして予め記憶されている様子を示すもので、操舵力が発電機３による補助の場合である。なお、図３の場合は、操舵力が駆動用モータ６による補助の場合である。
【００３４】
上記第２実施の形態の効果としては、第１実施の形態と同様に、低車速時においても、確実に操舵力のアシスト（補助）を行うことができるが、さらに第２実施の形態では、操舵力の補助を行いつつ、車両を駆動することができる効果もある。
【００３５】
なお、特許請求の範囲の構成要件と、本実施の形態の構成との対応関係は以下の通りである。
【００３６】
エンジン２がエンジンを、発電機３が発電機を、駆動用モータ６が駆動用モータを、電動Ｐ／Ｓ部２１が操舵用モータを、トルクセンサ２２が操舵トルク検出手段を、コントローラ１４がアシストトルク算出手段とを構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示すハイブリッド車両に具備した電動パワーステアリング装置の構成説明図。
【図２】コントローラで行なわれる制御フローチャート。
【図３】操舵トルク、車速、アシストトルクの３次元マップ説明図。
【図４】本発明の第２実施の形態を示すハイブリッド車両に具備した電動パワーステアリング装置の構成説明図。
【図５】コントローラで行なわれる制御フローチャート。
【図６】操舵トルク、車速、アシストトルクの３次元マップ説明図。
【符号の説明】
１…ハイブリッド車両本体
２…エンジン
３…発電機
４、４ａ…クラッチ
５…変速機
６…駆動用モータ
７，８…インバータ
９…バッテリ
１０…動力伝達機構部
１２…デフクラッチ
１３…Ｐ／Ｓクラッチ
１４…コントローラ
１５…車速センサ
１６…アクセルセンサ
２１…電動Ｐ／Ｓ部（操舵用モータ）

Claims (4)

1. 車両を駆動する駆動用モータと、
   操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生する操舵用モータと、
   運転者が前記操舵系に与える操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
   操舵トルク検出値に基づいて、前記操舵トルクの操舵方向と同一方向に発生するアシストトルクを演算するアシストトルク算出手段と、
   を備えた電動パワーステアリング装置であって、
   前記操舵トルクが所定トルク以上の場合には、前記アシストトルクを前記操舵用モータ及び前記駆動用モータにて発生する、
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記操舵用モータと、前記駆動用モータとはクラッチを介して締結可能とし、前記操舵トルクが所定トルク以上の場合には、前記クラッチを締結し、
   前記クラッチが締結している状態で前記車両に対する駆動要求が行なわれた場合には、前記クラッチを解放して、駆動用モータによって走行を行なうようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 車両の駆動源であるエンジンと、
   エンジンによって発電される発電機と、
   操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生する操舵用モータと、
   運転者が前記操舵系に与える操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
   操舵トルク検出値に基づいて、前記操舵トルクの操舵方向と同一方向に発生するアシストトルクを演算するアシストトルク算出手段と、
   を備えた電動パワーステアリング装置であって、
   前記操舵トルクが所定トルク以上の場合には、前記アシストトルクを前記操舵用モータ、及び前記発電機をモータとして駆動させることで発生する、
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. 前記車両の駆動源として、エンジンに加えて、駆動用モータを備えたことを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。

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