JPH054588A - 動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動力舵取装置の動作油圧を発生する油圧ポン
プの駆動に要するエンジンの無為な動力負担を軽減して
燃費低下を防ぐ共に、必要時には、十分な油圧及び油量
を確保する。 【構成】 ポンプ本体１にモータ２を直結し、これらを
電磁クラッチ３を介してエンジン４の出力端に連結す
る。電磁クラッチ３の係合動作を油圧力により補助する
補助シリンダ５を設け、ポンプ本体１から油圧アクチュ
エータ８に送給する油圧を、導油路９を介して補助シリ
ンダ５に導入する。車速センサ60による検出車速に基づ
いて制御部６が発する通電指令により、低速走行時及び
停止時にのみモータ２及び電磁クラッチ３への通電を行
い、ポンプ本体１を、モータ２及びエンジン４により駆
動する。この状態で油圧アクチュエータ８に送給される
油圧が増したとき、この油圧により補助シリンダ５が発
生する油圧力にて電磁クラッチ３の係合状態を強化し、
エンジン４の出力がポンプ本体１に十分に伝達されるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載した油圧ポ
ンプの吐出油圧を送給されて操舵補助力を発生する油圧
式の動力舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車においては、舵取りのため
の舵輪（ステアリングホィール）操作に要する労力負担
を軽減して快適な操舵感覚を得るべく、動力舵取装置
（パワーステアリング装置）が広く普及している。

【０００３】この動力舵取装置は、操舵補助力の発生源
として油圧アクチュエータを用いる油圧式と、同じく電
動モータを用いる電動式とに大別される。前者、即ち油
圧式の動力舵取装置は、車両に搭載された油圧ポンプが
発生する油圧を舵取機構中に配した油圧アクチュエータ
に舵輪操作に応じて送給し、この送給油圧により油圧ア
クチュエータが発生する油圧力にて舵取りを補助する構
成となっている。なお前記油圧ポンプの駆動には、車両
に搭載されたエンジンを利用するのが合理的であり、油
圧ポンプの駆動軸とエンジンの出力軸とをＶベルト等の
伝動手段を介して直結し、エンジンの駆動力の一部を油
圧ポンプの駆動に用いる構成が一般的に採用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて、自動車の舵取り
は操向車輪に作用する路面反力に抗して行われるもので
あり、路面反力の大小は車速の遅速及び操向角度の大小
に対応することから、動力舵取装置においては、低速走
行時又は停止時に大きく舵取りがなされた状態、所謂据
え切り状態において最大の操舵補助力を発生する必要が
あり、動作油圧の発生源となる前記油圧ポンプの仕様
は、据え切り状態での必要油圧及び必要油量を確保し得
ることを基準として選定されている。

【０００５】ところが、このように選定された油圧ポン
プをエンジンにて駆動する場合、該エンジンの回転速度
の大小は車速の高低に略対応することから、前記油圧ポ
ンプは、大きい操舵補助力を必要としない高速走行時に
多量の吐出油を発生することになる。この吐出油の大部
分は、油圧アクチュエータに送給されることなく油タン
クに還流せしめられる余剰油であり、この余剰油の昇圧
のための無為な動力負担により、前記エンジンの負荷増
大及びこれに伴う燃費低下を招来する難点があった。

【０００６】特に近年においては、米国において検討さ
れているCAFE（Corporate AverageFuel Economy：企業
平均燃費）値による燃費規制等、自動車の燃費規制は一
層強化される傾向にあり、このような燃費規制に対処す
るためにも、前述した無為な動力消費の解消が重要な課
題となっている。

【０００７】このような難点を解消すべく、特開昭57-1
34364 号公報等には、前記油圧ポンプとエンジンとを電
磁クラッチを介して連結し、この電磁クラッチを車速の
遅速に応じて係断して、油圧ポンプの駆動を低速時にの
み行わせる構成とした動力舵取装置が提案されている。

【０００８】また本願出願人は、小型の電動モータに直
結してなる油圧ポンプの駆動軸を、更に電磁クラッチを
介してエンジンの出力端に連結し、この電磁クラッチを
車速の遅速に応じて係断せしめ、高速走行時にはモータ
により、低速走行時及び停止時にはエンジンにより選択
的に駆動する構成とした動力舵取装置を既に提案してい
る（実願平3-111081号）。この構成においては、例え
ば、減速中又は加速中に操舵を行う際に、電磁クラッチ
の係断前後における操舵感覚の変化が少なく、運転者に
違和感を与える虞がないという更なる利点が得られる。

【０００９】ところが、動力舵取装置の油圧源となる前
記油圧ポンプに据え切り時に必要とされる駆動力に対し
十分な係断能力を有する電磁クラッチは、車上において
使用可能な係断用電流に限界があることから、実際には
かなり大型のものとならざるを得ず、この電磁クラッチ
を車上の限定された空間に配された前記油圧ポンプの周
辺に配設し得ない場合が多く、前述した構成の実現に困
難を伴うという難点があった。

【００１０】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、油圧源たる油圧ポンプとエンジンとの小型の電
磁クラッチによる係断を可能とし、据え切り時における
必要油圧及び必要油量が確保できると共に、高速走行時
におけるエンジンの無為な動力負担が軽減される動力舵
取装置を、実現可能に提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る動力舵取装
置は、車両に搭載した油圧ポンプを、これに直結された
モータ、又は電磁クラッチを介して連結されたエンジン
により選択的に駆動し、該油圧ポンプからの送給油圧に
より操舵補助力を発生するようになした動力舵取装置に
おいて、前記電磁クラッチに付設され、これの係合動作
を補助する油圧シリンダと、該油圧シリンダの動作油圧
として前記送給油圧を導く導油路と、前記車両の走行速
度を検出する車速センサと、該車速センサによる検出車
速の遅速に応じて、前記電磁クラッチの係合電流及び前
記モータの駆動電流を通断する制御手段とを具備するこ
とを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明においては、車速が低い場合、油圧ポン
プに直結されたモータへの給電が行われると共に、油圧
ポンプとエンジンとの間に介装された電磁クラッチへの
通電が行われ、油圧ポンプは、モータの発生力と電磁ク
ラッチを介して伝達されるエンジンの駆動力とにより駆
動されて、該油圧ポンプからの送給油圧が操舵補助力の
発生に供される。このとき前記電磁クラッチは、前記通
電に応じて自身が発生する係合力と、これに付設した油
圧シリンダが前記送給油圧の作用により発生する油圧力
とによって係合され、油圧の送給先での必要油圧が高ま
るに従って強固な係合状態が得られる。従って、停止時
又は低速走行時に舵取りがなされ、送給先での必要油圧
が高い場合、エンジンからの十分な駆動力の伝達により
前記必要油圧の確保が可能となり、またその他の場合に
おけるエンジンからの伝動は小さく、無為な動力負担に
よる燃費の低下が抑制される。

【００１３】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１は、本発明に係る動力舵取装置（以下
本発明装置という）のシステム構成を示すブロック図で
ある。図中１は、動作油圧を発生するポンプ本体であ
り、これに直結されたモータ２と、電磁クラッチ３を介
して連結されたエンジン４とにより駆動される構成とな
っており、前記電磁クラッチ３には、これの係合動作を
後述の如く発生する油圧力により補助する補助シリンダ
５が付設してある。

【００１４】また６は、モータ２への駆動電流の通断制
御、及び電磁クラッチ３の係断電流の通断制御を行う制
御部である。該制御部６の入力側には、車両の走行速度
を検出する車速センサ60の検出結果が与えられており、
モータ２及び電磁クラッチ３への通電は、車速センサ60
の検出結果が予め設定された所定の基準速度以下である
とき制御部６が発する通電指令に応じて行われる。

【００１５】而してポンプ本体１は、車速センサ60によ
り検出される現状の車速が低い場合にのみ、これに直結
されたモータ２の発生力と、係合状態にある電磁クラッ
チ３を介して伝達されるエンジン４の駆動力とにより回
転駆動される。ポンプ本体１の吐出油は、舵輪70と舵取
機構80とを連結する舵輪軸71の中途に構成された油圧制
御弁７を経て、舵取機構80に操舵補助力を加えるべく配
された油圧アクチュエータ８に送給されており、この送
給油圧はまた、油圧制御弁７への送給油路の中途を分岐
してなる導油路９を介して前記補助シリンダ５に導入さ
れている。

【００１６】油圧制御弁７は、舵輪70に加えられた操舵
トルクにより舵輪軸71に生じる捩れに応じて油圧を給排
する動作をなし、この給排動作に伴ってポンプ本体１か
ら送給される油圧により油圧アクチュエータ８は、前記
操舵トルクの方向及び大きさに対応する油圧力（操舵補
助力）を発して舵取機構80に加える動作をなす。これに
より、舵輪70の操作に応じた舵取機構80の動作、即ち、
車両の舵取り動作が補助される。

【００１７】一方前記補助シリンダ５は、ポンプ本体１
から導油路９を介して導入される油圧に応じた油圧力
（係合補助力）を発生し、この力を電磁クラッチ３に後
述の如く付加して、該電磁クラッチ３の係合動作を補助
し、係合状態を強化する作用をなす。補助シリンダ５へ
の導入油圧は、油圧制御弁７を経て油圧アクチュエータ
８に送給される油圧であり、これの高低は、油圧アクチ
ュエータ８が発生する操舵補助力の大小に対応する一
方、この油圧により補助シリンダ５が発生する係合補助
力の大小は、電磁クラッチ３における係合状態の強弱に
対応する。

【００１８】ここで、油圧アクチュエータ８が発生する
操舵補助力の大きさは、路面に接地する操向車輪81，81
を介して舵取機構80に作用する路面反力の大きさに対応
し、路面反力の大小は、車速の遅速及び操向角度の大小
に夫々対応する。即ち、本発明装置においては、電磁ク
ラッチ３に並設した補助シリンダ５が発生する係合補助
力が、ポンプ本体１からの油圧の送給先である油圧アク
チュエータ８が発生する操舵補助力の増大に伴って増大
し、この係合補助力の作用により電磁クラッチ３の係合
状態が強化されることになり、電磁クラッチ３自体が高
い係合能力を有する必要がなく、電磁クラッチ３の小型
化が可能となり、係合のための通電電流もまた小さく抑
えることができる。

【００１９】このように構成された本発明装置において
は、車速センサ60により検出される現状の車速が前記基
準速度よりも大きい高速走行時においては、制御部６の
前述した動作によりモータ２への給電がなされず、また
電磁クラッチ３が遮断状態にあることから、ポンプ本体
１はポンプ作用を行わず、油圧アクチュエータ８は操舵
補助力を発生しない。

【００２０】これに対し、車速センサ60による検出車速
が前記基準速度よりも小さい低速走行時においては、モ
ータ２への給電が行われると共に、電磁クラッチ３が係
合状態となり、ポンプ本体１は、モータ２の出力と電磁
クラッチ３を介して伝達されるエンジン４の出力とによ
り駆動され、ポンプ本体１の吐出油圧は、油圧制御弁７
を介して油圧アクチュエータ８に送給されると共に、導
油路９を介して補助シリンダ５に送給されるが、舵輪70
の操作が行われず油圧アクチュエータ８による操舵補助
力の発生が不要である場合には、前記送給油圧は低いレ
ベルに保たれ、この送給油圧により動作する補助シリン
ダ５の発生力もまた小さいことから、電磁クラッチ３の
係合状態は弱く、エンジン４からの伝動量は限定され、
ポンプ本体１は、主としてモータ２の出力により駆動さ
れる。

【００２１】この状態にて舵輪70の操作が行われた場
合、この操作に応じた油圧制御弁７の動作に伴って、該
油圧制御弁７の上流側、即ち、補助シリンダ５への送給
油圧が高くなり、電磁クラッチ３の係合状態がこの油圧
の上昇に伴って強化される。このときポンプ本体１は、
主として、強固な係合状態にある電磁クラッチ３を介し
て伝達されるエンジン４の出力により駆動されることと
なり、該ポンプ本体１からの送給油により動作する油圧
アクチュエータ８は、大きい操舵補助力を余裕をもって
発生することができる。また、ポンプ本体１の駆動に要
するエンジン４の動力負担は、ポンプ本体１からの送給
油により油圧アクチュエータ８が発生すべき操舵補助力
が大きい場合、即ち、車速が低く、しかも操向角度が大
きい場合に増大するのみであり、全体としてのエンジン
４の動力負担は小さく、これによる燃費低下はわずかで
ある。

【００２２】以上の如き本発明装置は、ポンプ本体１、
モータ２、電磁クラッチ３及び補助シリンダ５を一体的
に備えた図２に示すポンプ組立体を用いて実現される。
ポンプ本体１は、公知のベーンポンプであり、複数枚の
ベーンを半径方向への進退自在に備える円筒状のロータ
10を偏肉環状をなすカムリング11の内側に同軸的に遊嵌
し、これらをカムリング11の一側に同軸的に位置決めし
たプレッシャプレート12と共にハウジング14内に一体的
に収納した後、カムリング11の他側をエンドプレート13
にて閉塞して、カムリング11の内周とロータ10の外周と
の間に複数のポンプ室を形成した構成となっている。

【００２３】またモータ２は、ポンプ本体１のハウジン
グ14の外側面にその一側を同軸的に固定された薄肉円筒
形のヨークハウジング21の内周にマグネットを固設して
なる固定子20と、これの内部に同軸回動自在に支承さ
れ、外周にコイルを巻着してなる回転子22とを備え、ヨ
ークハウジング21の他側に固設されて回転子22の支承部
材を兼ねるグロメット23を介して行われる前記コイルへ
の給電により、ヨークハウジング21内側に固定子20によ
り形成された磁界中の回転子22に回転力を得る構成とな
っている。

【００２４】回転子22の回転軸24は、ヨークハウジング
21の両側、即ちポンプ本体１のハウジング14の内側、及
びグロメット23の外側に夫々延設されており、ハウジン
グ14側への延設部は、図示の如く、ハウジング14に内嵌
固定された玉軸受とエンドプレート13の軸心部に嵌着さ
れた軸受ブッシュとにより支承してあり、ロータ10はこ
れらの支承位置間に嵌着されている。

【００２５】即ちポンプ本体１とモータ２とは、共通の
回転軸24を介して直結された状態にあり、ポンプ本体１
のロータ10は、モータ２への給電に伴う回転子22の回転
に応じて回転し、ハウジング14の外側に固設された吸込
管15からエンドプレート13側の吸込油路16を経て前記ポ
ンプ室に導入される油を昇圧する動作をなし、このよう
にして昇圧された油は、プレッシャプレート12背面側の
圧力室17、及びこれに連通された弁室18を経て吐出され
る。

【００２６】前記電磁クラッチ３は、グロメット23の外
側面に同軸的に固設したクラッチハウジング30の内部に
構成してある。電磁クラッチ３への入力軸31は、玉軸受
32によりその中途部を支承されてクラッチハウジング30
の内外に延設させてあり、クラッチハウジング30外側へ
の入力軸31の延設端は、これに嵌着されたＶプーリ33、
及び該Ｖプーリ33に巻装された図示しないＶベルトを介
して前記エンジン４の出力軸に連結されている。

【００２７】クラッチハウジング30内側への入力軸31の
延設端は、グロメット23の軸心部に突出するモータ２の
回転軸24の延設端に突き合わせてあり、両軸24，31の突
き合わせ端部には、相互に所定の間隔を有して対向する
一対の摩擦板34，35が嵌着してあり、回転軸24側の摩擦
板34の背部には、グロメット23の外側面に環状をなして
周設された励磁コイル36が対向させてある。

【００２８】而して、この電磁クラッチ３においては、
前記制御部６からの通電指令に応じて図示しない励磁回
路から与えられる励磁電流を励磁コイル36に通電せしめ
たとき、これにより生じる磁界の作用により、回転軸24
側の摩擦板34に入力軸31側の摩擦板35が引きつけれら
て、両板34，35間の摩擦により回転軸24と入力軸31と
が、即ちポンプ本体１とエンジン４とが係合される。

【００２９】このように行われる電磁クラッチ３の係合
を油圧により補助する補助シリンダ５は、クラッチハウ
ジング30の内周と入力軸31の外周との間に、軸長方向へ
の摺動自在に嵌挿され、入力軸31に嵌着された摩擦板35
の背面に対向せしめた受圧板50と、該受圧板50の背面側
に、図示の如く、クラッチハウジング30に嵌着されたＸ
リングとオイルシールとによりその内外周を液密に封止
して形成された導圧室51とを備えてなる。

【００３０】前記導圧室51は、クラッチハウジング30の
外面に開口を有して穿設された連結孔90に連通させてあ
り、この連結孔90には、ポンプ本体１の吐出側に基端を
発して図中に２点鎖線にて示す如く配管された導圧管91
の先端が連結してある。即ち導圧室51には、導圧管91及
び連結孔90にて構成された導油路９を介してポンプ本体
１の吐出油圧が導入されることになり、この油圧を受圧
した受圧板50が、摩擦板35との間に図示の如く介装され
たコイルばねのばね力に抗して軸長方向に摺動し、励磁
コイル36への通電により摺接状態にある摩擦板34，35相
互の押し付け力を増すべく作用し、両板34，35間の摩擦
力が増して電磁クラッチ３の係合が強化される。

【００３１】本発明装置においては、補助シリンダ５に
よる前述した係合補助動作が行われる結果、励磁コイル
36への通電に伴う電磁クラッチ３本来の係合能力は小さ
くてよく、図示の如く、ポンプ本体１及びモータ２の直
径に比して十分に小さい摩擦板34，35の採用が可能であ
り、また励磁コイル36の大きさも小さくでき、エンジン
４とポンプ本体１とを係合する電磁クラッチ３の大幅な
小型化が可能であり、これに補助シリンダ５を含めたと
しても、従来に比して大幅なコンパクト化が達成され
る。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明装置において
は、操舵補助用の油圧アクチュエータへの送給油圧を発
生する油圧ポンプの駆動軸と車両に搭載したエンジンの
出力軸との間に介装されて車速の遅速に応じて係断され
る電磁クラッチの係合動作が、前記送給油圧を動作油圧
とする油圧シリンダの発生力により補助されるから、前
記電磁クラッチを大幅に小型化でき、該電磁クラッチ及
び前記油圧シリンダからなる係合手段を油圧ポンプ周辺
の限定された空間に容易に配設でき、エンジンの燃費低
下を招来することなく、必要時における十分な操舵補助
力が得られる構成が実現可能となる等、本発明は優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置のシステム構成を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明装置の実現に用いるポンプ組立体の一実
施例を示す側断面図である。

【符号の説明】

１ ポンプ本体 ２ モータ ３ 電磁クラッチ ４ エンジン ５ 補助シリンダ ６ 制御部 ７ 油圧制御弁 ８ 油圧アクチュエータ ９ 導油路 10 ロータ 24 回転軸 34 摩擦板 35 摩擦板 50 受圧板 51 導圧室 60 車速センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 車両に搭載した油圧ポンプを、これに直
   結されたモータ、又は電磁クラッチを介して連結された
   エンジンにより選択的に駆動し、該油圧ポンプからの送
   給油圧により操舵補助力を発生するようになした動力舵
   取装置において、前記電磁クラッチに付設され、これの
   係合動作を補助する油圧シリンダと、該油圧シリンダの
   動作油圧として前記送給油圧を導く導油路と、前記車両
   の走行速度を検出する車速センサと、該車速センサによ
   る検出車速の遅速に応じて、前記電磁クラッチの係合電
   流及び前記モータの駆動電流を通断する制御手段とを具
   備することを特徴とする動力舵取装置。