JP6061061B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
油圧式パワーステアリング装置では、エンジン及びモータ等の原動機により駆動される油圧ポンプによって作動油を操舵補助機構に供給し、当該操舵補助機構において操舵に応じた操舵アシストトルクを発生させている。
当該ハイブリッド電気自動車に油圧式パワーステアリング装置を搭載する場合、エンジンを停止させ走行用モータのみで走行(以下モータ走行という)する際にはエンジン駆動による油圧ポンプが停止するため、作動油を供給できず操舵アシストトルクを付与できなくなる。そこで、ハイブリッド電気自動車の場合、油圧経路を追加して補機モータにより駆動する電動油圧ポンプを設け、エンジン停止時には当該電動油圧ポンプを用いて作動油の供給を行っている。
特に上述したハイブリッド電気自動車のパワーステアリング装置のように、2系統の油圧回路を備えている場合には、加熱手段をさらに追加する必要があり、更なる部品点数の増加及びコストの増加を招き好ましくない。また、加熱手段による作動油の加熱には時間を要し、余計な電力消費も増加するという問題がある。
請求項5のパワーステアリング装置では、請求項1ないし4のいずれか1項において、前記原動機は、第2のモータであることを特徴としている。
請求項2のパワーステアリング装置によれば、作動油貯留手段から第2の油圧ポンプを介して操舵補助機構へとつながる第2の油圧経路内の作動油の温度を検出して、当該作動油温度に基づき作動油の粘度を推定する。そして、当該作動油温度が所定温度より小であるときに、前記作動油の粘度が所定の粘度以上であると判定して、暖機運転を行う。
請求項3のパワーステアリング装置によれば、第1のモータの駆動電流により、作動油の粘度を推定する。つまり、作動油の粘度が高くなるほど作動油を供給するのに要する抵抗は増加し、第2のポンプを駆動する第1のモータの駆動電流は高くなる。このことから第1のモータを所定の一定回転数で駆動して当該第1のモータの駆動電流が所定の電流値以上である間は、作動油の粘度が前記所定の粘度以上であると判定して、暖機運転を行う。これにより部品の追加等なく作動油の粘度を推定して、適切なタイミングで暖機運転を行うことができる。
まず、第1実施形態について説明する。
図1は本発明の第1実施形態に係るパワーステアリング装置を備えた車両の概略構成図であり、同図に基づき説明する。
図1に示すように、本実施形態のパワーステアリング装置を搭載する車両は、駆動源としてエンジン2及び走行用モータ4を備えたハイブリッド電気自動車である。
エンジン2と走行用モータ4との間にはクラッチ6が設けられており、当該クラッチ6の入力軸にはエンジン2の出力軸が、当該クラッチ6の出力軸には走行用モータ4の回転軸がそれぞれ連結されている。
また、車両には、図示しない車輪に対して転向操作を行うステアリングホイール10(操舵手段)が設けられており、当該ステアリングホイール10の回転を伝達するステアリングシャフト12には操舵補助機構14が設けられている。当該操舵補助機構14は、ステアリングホイール10の操舵角度を検出し、ステアリングホイール10による操舵に応じて油圧による操舵アシストトルクを付与する機能を有する。当該操舵補助機構14は、作動油が循環する油圧回路を介して、当該車両に搭載されたリザーバタンク16(作動油貯留手段)、メイン油圧ポンプ18(第1のポンプ)、及びサブ油圧ポンプ20(第2のポンプ)と接続されている。
リザーバタンク16には、排出経路32の他、メイン油圧ポンプ18へと接続されたメイン吸入経路34(第1の油圧経路)、及びサブ油圧ポンプ20と接続されたサブ吸入経路36(第2の油圧経路)が接続されている。
ECU46は、操舵補助機構14及び作動油温度センサ44と電気的に接続されており、操舵補助機構14において検出される操舵トルク情報や操舵角情報、作動油温度センサ44により検出される作動油温度情報等を取得可能である。また、ECU46はエンジン2及び補機モータ22と電気的に接続されており、当該エンジン2及び補機モータ22の作動情報等を取得可能であるとともに、当該エンジン2及び補機モータ22の制御が可能である。
以下、ECU46が実行する油圧供給制御の暖機モードについて詳しく説明する。
まず、ステップS1として、ECU46は、エンジン2が駆動状態であるか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合、即ちエンジン2が駆動状態であることからメイン油圧ポンプ18により操舵補助機構14へ作動油を供給しており、サブ油圧ポンプ20は停止している場合には、ステップS2に進む。一方、当該判別結果が偽(No)である場合、即ちエンジン2が停止状態にある場合には、後述するステップS3に進む。
ステップS3では、上述した通常モードにおける油圧供給制御を実行し、当該ルーチンをリターンする。つまり、モータ走行時等でエンジン2が停止状態にあることでステップS1の判別結果が偽(No)であった場合は、当該ステップS3においてECU46は、補機モータ22によりサブ油圧ポンプ20を駆動して作動油の供給を行う。またエンジン駆動状態であり且つ作動油温度が所定温度以上であることでステップS2の判別結果が偽(No)であった場合には、ステップS3においてECU46は、補機モータ22を停止状態のまま、エンジン2によりメイン油圧ポンプ18を駆動して作動油の供給を行う。
ステップS4では、ECU46は、油圧供給制御を通常モードから暖機モードへと切り替え、当該ルーチンをリターンする。詳しくは、ECU46は暖機モードとして、補機モータ22によりサブ油圧ポンプ20を低速駆動させる。このときエンジン駆動状態であることから、主にメイン油圧ポンプ18により操舵補助機構14へ作動油を供給しているが、サブ油圧ポンプ20も駆動させることで、それまで停止状態にあった油圧回路のサブ吸入経路36及びサブ吐出経路40の作動油も循環させる。なお、このときの操舵補助機構14への油圧供給はメイン油圧ポンプ18で行い、サブ油圧ポンプ20の駆動はサブ吸入経路36及びサブ吐出経路40内の作動油を循環させるのに必要な最低限の低速駆動で構わない。
また、本実施形態では、サブ吐出経路40に設けられた作動油温度センサ44により検出される作動油温度から作動油の粘度を推定し、当該作動油温度が所定温度より小である場合に、暖機モードを実行している。このように、サブ吐出経路40の作動油温度を検出するだけで容易に作動油の粘度を推定することができ、適切なタイミングで暖機モードを実行することができる。
第2実施形態におけるパワーステアリング装置の構成は、上記第1実施形態の図1に示した車両の概略構成図から、作動油温度センサ44を除いた構成である。よって、第2実施形態の構成は図示せず、上記第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
詳しくは図3を参照すると、本発明の第2実施形態に係るパワーステアリング装置のECUが実行する油圧供給制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに基づき説明する。
まず、ステップS10として、ECU46’は、エンジン2が駆動状態であるか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、即ちエンジン2が停止状態にある場合は、ステップS11に進む。
一方、ステップS10の判別結果が真(Yes)である場合、即ちエンジン2が駆動状態にある場合は、ステップS12に進む。
続くステップS14では、サブ油圧ポンプ20を所定回転数で駆動させている補機モータ22の駆動電流が、所定値(所定の電流値)より小であるか否かを判別する。当該所定値は、操舵補助機構14において、作動油の粘度が適正であるときに、サブ油圧ポンプ20を所定回転数で駆動させたときの駆動電流の値であり、予め実験等を行いECU46’に記憶されているものとする。ここで、上記ステップS12の判別結果より、ステアリングホイール10の操舵角は車輪の転向に影響を与えない範囲にあることから、操舵アシストトルクをほとんど付与しておらず、補機モータ22の駆動電流の変動は少なく、安定している。
ステップS15では、暖機モードを終了すべく、補機モータ22を停止しサブ油圧ポンプ20を停止させ、当該ルーチンを終了する。
以上のように、第2実施形態におけるECU46’は、第1実施形態のように作動油温度センサ44を用いることなく、補機モータ22の駆動電流に基づき作動油の粘度を推定する。つまり、作動油の粘度が高くなるほど作動油を供給するのに要する抵抗は増加し、サブ油圧ポンプ20を駆動する補機モータ22の駆動電流は高くなる。このことから補機モータ22を所定の一定回転数で駆動して当該補機モータ22の駆動電流が所定の電流値以上である間は、作動油の粘度が前記所定の粘度以上であると判定して、暖機モードを実行する。
これらのことから第2実施形態に係るパワーステアリング装置は、部品の追加等なく作動油の粘度を推定して、適切なタイミングで暖機モードを実行することができる。そして、当該暖機モードの実行により上記第1実施形態同様、操舵フィーリングの悪化を防止することができる。
上記実施形態では、車両1は、エンジン2と走行用モータ4との間にクラッチ6の設けられたハイブリッド電気自動車であるが、本発明が適用可能な車両は当該構成のハイブリッド電気自動車に限られるものではない。例えば、エンジンと走行用モータが常時連結され、走行用モータと変速機との間にクラッチが設けられた構成のハイブリッド電気自動車にも適用可能である。
また、上記第1実施形態において、作動油温度センサ44は、サブ吐出経路40に設けられているが、作動油温度センサは、メイン油圧ポンプを含む油圧回経路から独立したサブ油圧ポンプを含む油圧経路に設けられればよい。従って、例えば作動油温度センサをサブ吸入回路に設けても構わない。
4 走行用モータ
10 ステアリングホイール(操舵手段)
14 操舵補助機構
16 リザーバタンク(作動油貯留部)
18 メイン油圧ポンプ(第1のポンプ)
20 サブ油圧ポンプ(第2のポンプ)
22 補機モータ
30 供給経路
32 排出経路
34 メイン吸入経路(第1の油圧経路)
36 サブ吸入経路(第2の油圧経路)
38 メイン吐出経路(第1の油圧経路)
40 サブ吐出経路(第2の油圧経路)
42 逆止弁
44 作動油温度センサ(作動油粘度推定手段、作動油温度検出手段)
46、46’ ECU(油圧供給制御手段)
Claims (5)
- 運転者の操舵に応じて車輪を転向させる操舵手段と、
原動機により駆動されて作動油の供給を行う第1のポンプと、
補機モータにより駆動されて作動油の供給を行う第2のポンプと、
前記第1のポンプ又は前記第2のポンプにより供給される作動油の油圧により前記操舵手段の操舵に対し操舵アシストトルクを付与する操舵補助機構と、
前記第2のポンプにより供給される作動油の粘度を推定する作動油粘度推定手段と、
前記原動機により前記第1のポンプを駆動しているときに、前記作動油粘度推定手段により推定された作動油の粘度が所定の粘度以上であると判定した場合には、前記原動機による前記第1のポンプの駆動に併せ、前記補機モータにより前記第2のポンプを駆動する油圧供給制御手段と、
を備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。 - 前記作動油を貯留する作動油貯留手段と、
前記作動油貯留手段から前記第1のポンプを介して前記操舵補助機構へとつながる第1の油圧経路と、
前記第1の油圧経路と独立して設けられ、前記作動油貯留手段から前記第2のポンプを介して前記操舵補助機構へとつながる第2の油圧経路と、
前記第2の油圧経路内の作動油の温度を検出する作動油温度検出手段と、を備えており、
前記作動油粘度推定手段は、前記作動油温度検出手段により検出される作動油温度に基づき前記作動油の粘度を推定するものであり、
前記油圧供給制御手段は、前記作動油温度検出手段により検出された作動油温度が所定の温度より小であるときに、前記作動油の粘度が前記所定の粘度以上であると判定す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。 - 前記第1のモータの駆動電流を検出する第1のモータ電流検出手段を備え、
前記作動油粘度検出手段は、前記第1のモータ電流検出手段により検出される駆動電流により前記作動油の粘度を推定するものであり、
前記油圧供給制御手段は、前記第1のモータを所定の一定回転数で駆動して、前記第1のモータ電流検出手段により検出された駆動電流が所定の電流値以上である間は、前記作動油の粘度が前記所定の粘度以上であると判定す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。 - 前記油圧供給制御手段は、前記操舵手段の操舵角が車輪の転向に影響を与えない所定の範囲である場合に、前記第1のモータを所定の一定回転数で駆動して、前記第1のモータ電流検出手段により検出された駆動電流が所定の電流値以上である間は、前記作動油の粘度が前記所定の粘度以上であると判定することを特徴とする請求項3記載のパワーステアリング装置。
- 前記原動機は、第2のモータであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のパワーステアリング装置。
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