JP2015120410A

JP2015120410A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2015120410A
Application number: JP2013264988A
Authority: JP
Inventors: 公宏麻畠; Kimihiro Asahata
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2015-07-02

Abstract

【課題】車両のエンジンに掛かる負荷を低減することにより燃費を有効に向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】本発明に係る電動パワーステアリング装置１は、ウォータポンプ５及びコンプレッサ６をエンジンから駆動力を伝達するための機構とは独立させ、補機作動切替機構３が、遊星歯車機構３１とクラッチ３５と嵌合式アクチュエータ３６とを有し、アクチュエータ３６をモータ４の駆動軸の軸心方向に動作させることによりモータ４の駆動力を遊星歯車機構３１の何れかの構成要素へ伝達するか又は伝達しないようにするとともに、遊星歯車機構３１及びクラッチ３５を操作することによりウォータポンプ５及びコンプレッサ６の作動又は停止を任意に選択できるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に適用される電動パワーステアリング装置に関するものである。

補機を駆動するベルト・プーリー機構に加わる実負荷を低減すべく、電動パワーステアリング装置が担う操舵補助力と油圧パワーステアリング装置が担う操舵補助力の分配配分を制御し、エンジンによって駆動される補機を駆動するベルト・プーリー機構の負荷を低減しようとするシステムが提案されている(例えば、特許文献１参照)。

しかしながら上記特許文献１のようなものであると、電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置との両方がそもそも必要なシステムであるために構造も複雑なものとなり、部品点数も多くなることからコストの増大をも招来してしまう。

また、補機を駆動するベルト・プーリー機構はエンジンのクランクシャフトに巻き掛けられているため、エンジンの出力には潜在的な引きずり損失が発生していることになる。つまり、エンジンはベルト・プーリー機構によって燃費を悪化させていることになる。

特開２０１０−９５０１２号公報

本発明は、このような不具合に着目したものであり、車両のエンジンに掛かる負荷を低減することにより燃費を有効に向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち本発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両に搭載される電動パワーステアリング装置であって、操舵装置に駆動力を付与するためのモータと、このモータと複数の補機との間に介装させた補機作動切替機構とを備え、複数の補機が、車両のエンジンから駆動力を伝達するための機構とは独立したものであり、補機作動切替機構が、遊星歯車機構とクラッチと嵌合式アクチュエータとを有し、嵌合式アクチュエータをモータの駆動軸の軸心方向に動作させることによりモータの駆動力を遊星歯車機構の何れかの構成要素へ伝達するか又は伝達しないようにするとともに、遊星歯車機構を構成する何れかのギヤの回転を許容又は禁止し且つクラッチを断接切り替えすることにより複数の補機のそれぞれの作動又は停止を任意に選択できるようにしたことを特徴とする。

このようなものであれば、上記特許文献のものに比べて油圧パワーステアリング装置を実装する必要が無くなるため、より簡素な構成を実現できる。加えて複数の補機はエンジンから駆動力を伝達する例えばベルト・プーリー機構といった機構に対し独立しているため、これらの補機が直接エンジンの負荷となることを有効に回避している。その結果、燃費を有効に向上させることができる。すなわち本発明によれば、車両のエンジンに掛かる負荷を低減することにより燃費を有効に向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供することができる。

本発明によれば、車両のエンジンに掛かる負荷を低減することにより燃費を有効に向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電動ステアリング装置の模式的な説明図。同実施形態に係るステアリング動作を表として説明する図。図１の要部を示す図。図１に係る動作説明図。同上。同実施形態に係る補機の作動又は停止を表として示す図。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、例えば軽自動車といった車両に搭載されるものである。この電動ステアリング装置は、操舵装置に駆動力を付与するためのモータたるＥＰＳモータ４と、このＥＰＳモータ４と操舵装置１との間に介在する正逆回転機構２と、複数の補機たるウォータポンプ５及びエアコンディショナのコンプレッサ６との間に介装させた補機作動切替機構３とを備えている。そしてＥＰＳモータ４の駆動軸は、正逆回転機構２側に接続すべく突出するのみではない。つまりＥＰＳモータ４の駆動軸は正逆回転機構とは反対側にも突出し、その先端には補機作動切替機構３側へ係合するための補機側ギヤ４ａが設けられている。

そして本実施形態では、これら複数の補機たるウォータポンプ５及びエアコンディショナのコンプレッサ６が、通常では車両のエンジンから駆動力を伝達するためのプーリ・ベルト機構とは独立したものであり、エンジンから駆動力が直接伝達されることは無い。

以下、本実施形態に係る電動ステアリング装置について説明する。なお、本実施形態において操舵装置及び正逆回転機構は、通常の車両に搭載されているものと同様のものである。

操舵装置１は、ハンドル１１と、ハンドル１１と共に回転するホイールギヤ１２とハンドルとホイールギヤ１２に介在する動力伝達部１４と、ＥＰＳモータ４による駆動力により回転しホイールギヤ１２をハンドル１１の回転操作方向に回転させるためのウォームギヤ１３とを有している。

正逆回転機構２は、一方向の回転しかし得ないＥＰＳモータ４の回転方向を適宜逆転方向に転換し、ウォームギヤ１３を正逆両方向に回転させるためのものである。この正逆回転機構２は、所謂遊星歯車機構により構成される。すなわち、ウォームギヤ１３と共に回転するリングギヤ２１と、サンギヤ２２と、リングギヤ２１及びサンギヤ２２に介在するように噛合するプラネタリギヤ２３と、このプラネタリギヤ２３を回転可能に保持するとともに自身も回転するキャリア２４と、締結する事によりキャリア２４及びプラネタリギヤ２３をサンギヤ２２とともに回転サンギヤとともに回転させる第一クラッチ２５と、締結することによりキャリア２４の回転を禁止する第二クラッチ２６とを有している。なお第一クラッチ２５又は第二クラッチ２６を断接切換駆動するための作動液圧を制御するソレノイドバルブ（図示せず）は、例えば制御信号を受けてその開度を変化させる流量制御バルブであるが勿論、第一クラッチ２５及び第二クラッチ２６を電動式のクラッチにより構成してもよい。

ここで、ハンドル１１の右折並びに左折操作時の正逆回転の動作をアシストするための正逆回転機構２の動作について図１及び図２を参照して説明する。例えば右折時にウォームギヤ１３を正転させるときは、第一クラッチ２５をＯＦＦとするとともに第二クラッチ２６をＯＮとする。これによりキャリア２４の回転が禁止されてリングギヤ２１及びサンギヤ２２が回転する。そしてリングギヤ２１の正方向への回転がウォームギヤ１３に伝達される。一方、ウォームギヤ１３を逆転させるときは第一クラッチ２５をＯＮとするとともに第二クラッチ２６をＯＦＦとする。これによりリングギヤ２１、キャリア２４及びサンギヤ２２が逆方向にともに回転することになり、リングギヤ２１の逆方向の回転がウォームギヤ１３に伝達される。

しかして本実施形態では、補機作動切替機構３が、遊星歯車機構とクラッチ３５と嵌合式アクチュエータたるアクチュエータ３６とを有し、アクチュエータ３６をＥＰＳモータ４の駆動軸の軸心方向に動作させることによりＥＰＳモータ４の駆動力を遊星歯車機構の何れかの構成要素であるサンギヤ３２又はキャリア３４へ伝達するか又は伝達しないように図３〜図５に示すａ位置、ｂ位置又はｃ位置に位置付けられようにするとともに、遊星歯車機構を構成する何れかのギヤの回転を許容又は禁止し且つクラッチ３５を断接切り替えすることによりウォータポンプ５及びコンプレッサ６のそれぞれの作動又は停止を任意に選択できるようにした。

以下、補機作動切替機構３の構成及び作動について説明する。

補機作動切替機構３は、所謂遊星歯車機構を主体として構成される。すなわち、コンプレッサ６に接続されたリングギヤ３１と、サンギヤ３２と、リングギヤ３１及びサンギヤ３２に介在するように噛合するプラネタリギヤ３３と、このプラネタリギヤ３３を回転可能に保持するとともに自身も回転することでウォータポンプを駆動し得るキャリア３４と、締結する事によりキャリア３４の回転を禁止するクラッチ３５と、ＥＰＳモータ４の駆動軸の軸心方向に動作し得るアクチュエータ３６とを有している。また本実施形態では、サンギヤ３２及びキャリア３４はそれぞれ、ＥＰＳモータにアクチュエータ３６を介して駆動されるためのサン側被駆動ギヤ３２ａ及びキャリア側被駆動ギヤ３４ａを有している。なおクラッチ３５又はアクチュエータ３６を断接切換駆動するための作動液圧を制御するソレノイドバルブ（図示せず）は、例えば制御信号を受けてその開度を変化させる流量制御バルブであるが勿論、クラッチ３５又はアクチュエータ３６を電動式としてもよい。

そして、図３〜図５に示すように、ＥＰＳモータ４の補機側ギヤ４ａと、サンギヤ３２のサン側被駆動ギヤ３２ａと、キャリア側被駆動ギヤ３４ａとは同じ径をなすように構成している。そしてアクチュエータ３６はこれら補機側ギヤ４ａと、サンギヤ３２のサン側被駆動ギヤ３２ａと、キャリア側被駆動ギヤ３４ａの隣接する２つに同時に外嵌し得るように内面で噛合し得る例えば円筒状をなすものとしている。そして図３（図１）は、アクチュエータ３６が補機側ギヤ４ａ及びサン側被駆動ギヤ３２ａに同時に外嵌するａ位置にある状態を示している。図４は、アクチュエータ３６が補機側ギヤ４ａ及びキャリア側被駆動ギヤ３４ａに同時に外嵌するｂ位置にある状態を示している。図５は、アクチュエータ３６が補機側ギヤ４ａから退避し、キャリア側被駆動ギヤ３４ａのみに外嵌するｃ位置にある状態を示している。

しかして本実施形態に係る電動ステアリング装置は、補機作動切替機構３を図６のように作動させることにより、ウォータポンプ５及びコンプレッサ６の作動を選択的に行い得る。以下に、図６に示す４つの態様について説明する。

まず、コンプレッサ６のみを駆動させる場合は、リングギヤ３１の回転を許容するとともにクラッチ３５をＯＮとしてキャリア３４の回転を停止させ、アクチュエータ３６をａ位置に位置付けサンギヤ３２を回転させる。すなわち、補機駆動ギヤ４ａからの駆動力はサンギヤ３２、プラネタリギヤ３３を介してリングギヤ３１を回転させるとともに、キャリア３４は回転しないため、コンプレッサ６のみが駆動される。

また、ウォータポンプ５のみを駆動させる場合はリングギヤ３１の回転を停止するとともにクラッチをＯＦＦとしてキャリア３４を回転させ、アクチュエータ３６をｂ位置に位置付けサンギヤ３２を回転させる。すなわち、補機駆動ギヤ４ａからの駆動力はキャリア３４に伝わるとともにリングギヤ３１は回転しないため、ウォータポンプ５のみが駆動される。

そして、コンプレッサ６及びウォータポンプ５の両方を駆動する場合には、リングギヤの回転を許容するとともにクラッチ３５をＯＦＦとしキャリア３４を回転させ、アクチュエータ３６をａ位置とし、サンギヤを回転させる。すなわち、補機駆動ギヤ４ａからの駆動力はサンギヤ３２、プラネタリギヤ３３を介してリングギヤ３１を回転させるとともに、キャリア３４も回転するため、コンプレッサ６及びウォータポンプ５の両方が駆動される。

コンプレッサ６及びウォータポンプ５の両方を停止する場合には、アクチュエータ３６をｃ位置に位置付ける。これにより補機駆動ギヤ４ａからの駆動力はサン側被駆動ギヤ３２ａにもキャリア側被駆動ギヤ３４ａにも伝達されず、クラッチをＯＦＦとしてもキャリア３４は回転せず、リングギヤ３１もサンギヤ３２も回転しない。このようにして本実施形態に係る補機作動切替機構は、コンプレッサ６及びウォータポンプ５の両方を適宜選択的に作動させることができる。

以上のような構成とすることにより、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、油圧パワーステアリング装置を実装しない簡素な構成であるにも拘わらず、エンジンから駆動力を伝達する例えばベルト・プーリー機構といった機構から独立させたコンプレッサ６及びウォータポンプ５を選択的に好適に駆動させることを実現している。これによりこれらの補機が直接エンジンの負荷となることを有効に回避している。その結果、本実施形態に係る電動ステアリング装置によれば、車両のエンジンに掛かる負荷を低減することにより燃費を有効に向上せしめている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

例えば、上記実施形態ではアクチュエータがモータの駆動力をサンギヤ及びキャリアに選択的に伝達し得る構成を開示したが勿論、リングギヤ及びサンギヤ、キャリア及びリングギヤ、或いはサンギヤ、キャリア及びリングギヤの何れかに選択的に伝達し得る構造を適用したものであってもよい。また操舵装置や補機の具体的な態様は上記実施形態のものに限定されることはなく、既存のものを含め、種々の態様のものを適用することができる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は車両に適用される電動パワーステアリング装置として利用することができる。

１…操舵装置
３…補機作動切替機構
３１…遊星歯車機構（リングギヤ）
３２…遊星歯車機構（サンギヤ）
３３…遊星歯車機構（プラネタリギヤ）
３４…遊星歯車機構（キャリア）
３５…クラッチ
３６嵌合式アクチュエータ（アクチュエータ）
４…モータ（ＥＰＳモータ）
５…補機（ウオータポンプ）
６…補機（コンプレッサ）

Claims

車両に搭載される電動パワーステアリング装置であって、
操舵装置に駆動力を付与するためのモータと、このモータと複数の補機との間に介装させた補機作動切替機構とを備え、
複数の補機が、車両のエンジンから駆動力を伝達するための機構とは独立したものであり、
補機作動切替機構が、遊星歯車機構とクラッチと嵌合式アクチュエータとを有し、
嵌合式アクチュエータをモータの駆動軸の軸心方向に動作させることによりモータの駆動力を遊星歯車機構の何れかの構成要素へ伝達するか又は伝達しないようにするとともに、遊星歯車機構を構成する何れかのギヤの回転を許容又は禁止し且つクラッチを断接切り替えすることにより複数の補機のそれぞれの作動又は停止を任意に選択できるようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。