JPS63251370A - 動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動モータの駆動により吐出される圧力流体
を利用して車輛の動力操舵を行う動力舵取装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕　　。

近年、自動車等の舵取装置には、軽快で迅速な舵取操作
を行い、運転者の疲労軽減のために動力舵取装置が用い
られている。

一般に、動力舵取装置といえば、エンジンを動力源とす
るオイルポンプの駆動により、適切な操舵力での運転を
可能とするパワーステアリングシステムが主として用い
られている。しかし、このようなパワーステアリングシ
ステムにおいては、エンジン回転の上昇に伴い消費エネ
ルギが増大する傾向にあり、最近では、この消費エネル
ギの低下を図るために、電動モータを動力源としてオイ
ルポンプを駆動するようになした電動モータ駆動ポンプ
式パワーステアリングシステムが開発されている。

すなわち、この電動モータ駆動ポンプ式パワーステアリ
ングシステムにおいては、車速及び操舵量に応じて電動
モータの回転数を制御し、オイルポンプからの吐出オイ
ル流量を変化するようにしており、大きな操舵力が必要
な低速走行時にあっては吐出オイル流量を増加させ、小
さな操舵力でよい高速走行時にあっては吐出オイル流量
を減少させて、広い車速範囲において適切な操舵力で操
舵を行えるようにしている。

しかし、一般にオイルは、低温において粘度が高くなり
、その循環が行われ難くなる。このため従来、エンジン
起動を検出したときから所定期間だけ、ステアリングホ
イールの操舵の有無にかかわらずオイルの循環を強制的
に行わせ、オイルの粘度を下げるものが実開昭５９−１
５１８７２号公報に提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのような従来の装置は、常にエンジンの
始動時において電動モータを作動させ、オイル循環を行
うようにしているので、その電力消費が激しくパンテリ
への負担増となるものであった。また、電動モータの駆
動によるオイルの循環によってのみ油温の上昇を期待し
ているので、そのオイル粘度の下降効率が悪いという問
題を有していた。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、所
定温度以下における車輛搭載エンジンの始動時において
、その操舵の有無にががわらず電動モータを駆動し圧力
流体を循環させるようになすと共に、この電動モータの
駆動開始後所定時間経過した後、加熱手段への通電を行
うことによって圧力流体の強制加熱を開始するようにし
たものである。

〔作用〕

したがってこの発明によれば、所定温度以下における車
輛搭載エンジンの始動時においてのみ、その操舵の有無
にかかわらず圧力流体の循環が行われると共に、この圧
力−流体の循環を行う電動モータの大電流を必要とする
起動時を避けて、該圧力流体への強制加熱を行うことが
可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る動力舵取装置を詳細に説明する。第
１図は、この動力舵取装置の一実施例を示す電動モータ
駆動ポンプ式パワーステアリングシステムのシステム構
成図である。同図において、１は操舵量に応じたパルス
状電気信号を送出する操舵センサ、２は車速に応じたパ
ルス状電気信号を送出する車速センサ、３はエンジンの
回転の有無を検出するエンジン回転検出器、４はオイル
ポンプ４１とこのオイルポンプ４１を駆動する電動モー
タ４２とから構成されてなる電動モータ駆動ポンプ、５
はオイルポンプ４１内の油温を高めるモータポンプヒー
タ、６はオイルポンプ４１の近傍に配置されこのオイル
ポンプ４１内の油温を相対的に検出する温度センサ、７
はこのシステムにおける異常警告を行う異常警告ランプ
、８はバッテリ、９はイグニッションスイッチである。

電動モータ４２は、その一端がバッテリ８の正極性側に
、その他端がパワートランジスタ１０のコレクタに接続
されており、パワートランジスタ１０のエミッタが抵抗
Ｒ１を介して接地されている。電動モータ４２には、並
列にフライホイールダイオード１１が接続されており、
パワートランジスタ１０のベースがコントローラ１２の
ＰＷＭ端子に接続されている。

コントローラ１２には、操舵センサＩ、車速セフサ２．
エンジフ回転検出器３および温度センサ６からの各信号
が入力されるようになっており、これら信号に基づき電
動モータ駆動ポンプ４の制御がなされるようになってい
る。すなわち、車速センサ２および操舵センサ１を介し
て入力される信号に基づき操舵状態を検出し、この操舵
状態に適したパルス幅変調特性を選択しＰＭＷ端子を介
してパワートランジスタＩ’０を駆動することによって
、電動モータ４２への供給平均電圧を変化させ、オイル
ポンプ４１から吐出されるオイル流量の制御が行われる
ようになっている。即ち、車速センサ２からの信号に基
づき１０ｋｍ／ｈ以下であるという車速判定がなされて
いる場合、操舵センサ１からの信号に基づき操舵が検出
されると、パワートランジスタ１０が１００％のデユー
ティ比で駆動されるようになっており、これによって電
動モータ４２が最大回転で駆動され、オイルポンプ４１
からの吐出オイル流量が最大となり、ステアリングホイ
ルに加わる補助操舵力が最大となるようになっている。

一方、車速センサ２からの信号に基づき１０ｋｍ／ｈ以
上であるという車速判定がなされている場合には、車速
か速くなるにつれパワートランジスタ１０の駆動デユー
ティ比が小さくなるようなパルス幅変調特性の設定がな
されており、これによって電動モータ４２の回転数が低
下し、オイルポンプ４１からの吐出オイル流量が減少す
るようになっている。すなわち、車速か速くなるにつれ
、ステアリングホイルに加わる補助操舵力が減少するよ
うになっている。

ところで、このようなパワーステアリング動作を通常時
行う電動モータ駆動ポンプ式パワーステアリングシステ
ムにおいては、エンジン始動後、即ちエンジン回転検出
器３らコントローラ１２にエンジンの回転有りという信
号が入力されると、温度センサ６を介して入力される信
号に基づきオイルポンプ４１内の油温の検出を行うよう
にしており、この検出油温が一２０℃以下であった場合
、操舵の有無にかかわらず、電動モータ４２の駆動によ
るオイルポンプ４１内のオイル循環およびモータポンプ
ヒータ５を用いたオイルの強制加熱が行われるようにな
っている。すなわち、−２０℃以下というオイルの低温
状態が検出された場合、エンジン回転検出器３を介する
エンジン回転有り信号に基づき（第２図（ａ）における
ａ点）、所定時間ｔ１経過後（本実施例におては約２秒
）、パワートランジスタ１０を介して電動モータ４２が
駆動されるようになっており（第２図（ｂ）におけるｂ
点）、そしてこれよりｔ２時間（本実施例おいては約２
秒）遅れて、モータポンプヒータ５への通電が行われる
ようになっている（第２図（Ｃ１における０点）。そし
て、この後、ｔ３時間継続して（本実施例においては５
分）、電動モータ４２およびモータポンプヒータ５への
電力の供給が行われ、第２図４ｂｌおよび（Ｃ１に示す
ｄ点において両者への電力の供給が遮断されるようにな
っており、この後、前述したような通常のパワーステア
リング動作へ移行するようになっている。

尚、モータポンプヒータ５への電力の供給は、リレー１
３のコイル１３１を通電付勢することによりその常開接
点１３２を閉じて行われるようになっており、検出油温
が一２０℃以上の場合においては、第２図に示したよう
な、電動モータ４２およびモータポンプヒータ５への電
力の供給が行われず、直接通常のパワーステアリング動
作へ移行するようになっている。また、コントローラ１
２は自己診断機能を有しており、イグニッションスイッ
チ９をオンとなしエンジンを回転させた後、温度センサ
６を介する油温の検出前に、まず電動モータ４２が正常
動作を行うか否かの診断が行われるようになっている。

そして、正常な動作が行われない場合には、電動モータ
４２およびモータポンプヒータ５への電力の供給回線を
コントローラ１２の内部において遮断するようになすと
共に、異常警告ランプ７が点灯しその異常警告を行うよ
うになっている。すなわち、第１図に示したシステム図
において、パワートランジスタ１０のエミッタに接続さ
れる抵抗Ｒ１の両端間の電圧とＰＷＭ端子を介して送出
するパルス幅変調信号との兼ね合いによって、電動モー
タ４２を含むこの電動モータ４２への電力供給回路の断
線およびショート等の不具合を検出するようにしており
、この検出結果に基づいて、電動モーフ４２およびモー
タポンプヒータ５のフェールセーフが行われるようにな
っている。

第３図は、このように構成された電動モータ駆動ポンプ
式パワーステアリングシステムにおけるエンジン始動時
の具体的な動作を示すフローチャートである。すなわち
、ステップ３０１において、イグニッションスイッチ９
をオンとすると、ステップ３０２においてエンジンの回
転の有無が検出される。ステップ３０２において、エン
ジン回転有りと検出されると、ステップ３０３および３
０４において電動モータ４２が正常動作を行うか否かの
診断が行われ、正常動作を行わない場合には、ステップ
３０５において、電動モータ４２およびモータポンプヒ
ータ５へのフェールセーフが行われる。一方、ステップ
３０３および３０４において、電動モータ４２の正常動
作が確認された場合には、ステップ３０６において、温
度センサ６を介するオイルポンプ４１内の油温の検出が
行われ、油温が一２０℃以下であれば、低温状態と判定
し、ステップ３０７において再度エンジンの回転の有無
を検出する（第２図ｆａ）におけるａ点に対応）。

そして、この後、ステップ３０７においてエンジン回転
の継続を検出しながら、ステップ３０８および３０９に
おける２秒経過後、ステップ３１０において電動モータ
４２の駆動を開始する（第２図（ｂ）におけるｂ点に対
応）。すなわち、オイルポンプ４Ｉ内のオイル循環が開
始される。そして、さらにステップ３１１においてエン
ジン回転の継続を検出しながら、ステップ３１２および
３１３における２秒経過後、ステップ３１４においてモ
ータポンプヒータ５への通電が開始される（第２図ＦＣ
＋における０点に対応）。つまり、電動モータ４２の駆
動およびモータポンプヒータ５への通電により、オイル
ポンプ４１内のオイルが循環されながら強制的に加熱さ
れ、これによってそのオイルの粘度が急速に低下するよ
うになる。しかも、モータポンプヒータ５には、電動モ
ータ４２の起動時よりも２秒遅れてその通電が開始され
るので、電動モータ４２の起動時に流れる大電流とモー
タポンプヒータ５への通電々流とが重なって過大電流が
流れることがなく、バッテリ８における電圧低下が抑制
される。しかして、ステップ３１７においてエンジン回
転の継続を検出しながら、ステップ３１５および３１６
において５分が経過すると（第２図（ｂ）および（Ｃ）
におけるｄ点に対応）、ステップ３１８および３１９に
おいて電動モータ４２およびモータポンプヒータ５への
電力の供給が遮断され、ステップ３２０を経て通常のパ
ワーステアリング動作へ移行する。すなわち、オイルポ
ンプ４１内のオイルの粘度が、約５分にわたる循環と強
制加熱によって高効率で速やかに低下し、寒冷地等にお
いても良好な動力操舵性能を得ることができるようにな
る。

一方、ステップ３０６において、油温が一２０℃以上で
あるという判定がなされると、オイルポンプ４１内のオ
イルの粘度は問題なく低いものとして、直接ステップ３
２０を経て通常のパワーステアリング動作へ移行する。

すなわち、油温が一２０℃以上のときは、オイルポンプ
４１内のオイルの循環および強制加熱が行われないので
、温度に無関係にオイル循環および強制加熱を行う方法
に比してトータル的な電力消費が少なく、バ・ノテリ８
への負担が軽減される。また、ステップ３１１において
エンジンの回転の停止が検出されると、ステップ３２１
において電動モータ４２への通電を斬新したうえでステ
ップ３０７に戻り、ステップ３１７においてエンジンの
回転の停止が検出されると、ステップ３２２および３２
３において電動モータ４２およびモータポンプヒータ５
への通電を遮断したうえで、ステップ３０７に戻るよう
になっている。

尚、本実施例においては、−２０℃以下を油温の低温状
態としたが、この値はあくまでも目安であり、自由に設
定変更可能であることは言うまでもない。また、オイル
ポンプ４１の近傍にオイルポンプ４１を配置してその油
温を相対的に検出するようにしたが、エンジン冷却水温
やエンジンの潤滑油温度、エンジンルーム内の雰囲気温
度等に１２一 対応して油温を相対的に検出する方法等も考えられ、オ
イル自身の温度を直接測定するように構成してもよい。

さらに、低温状態の判定は、必ずしも油温に基づかなく
ともよく、エンジン始動時の外気をその判定基準として
もよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による動力舵取装置によると
、所定温度以下における車輛搭載エンジンの始動時にお
いて、その操舵の有無にかかわらず電動モータを駆動し
圧力流体を循環させるようになすと共に、この電動モー
タの駆動開始後所定時間経過した後、加熱手段への通電
を行うことによって圧力流体の強制加熱を開始するよう
にしたので、所定温度以下における車輛搭載エンジンの
始動時においてのみ、その操舵の有無にかかわらず圧力
流体の循環が行われると共に、この圧力流体の循環を行
う電動モータの大電流を必要とする起動時を避けて８本
圧力流体への強制加熱が行われ、電力消費を小さくして
バッテリへの負担が軽減されると共に、オイル粘度の下
降効率が高まり、寒冷地等においても良好な動力操舵性
能を得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の一実施例を示す電
動モータ駆動ポンプ式パワーステアリングシステムのシ
ステム構成図、第２図はこのパワーステアリングシステ
ムにおけるエンジン回転有信号に基づく電動モータおよ
びモータポンプヒータへの通電タイミングを示す図、第
３図はこのパワーステアリングシステムにおけるエンジ
ン始動時の具体的な動作を示すフローチャートである。 ■・・・操舵センサ、２・・・車速センサ、３・・・エ
ンジン回転検出器、４・・・電動モータ駆動ポンプ、４
１・・・オイルポンプ、４２・・・電動モータ、５・・
・モータポンプヒータ、６・・・温度センサ、１２・・
・コントローラ、１３・・・リレー、１３２・・・常開
接点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動モータの駆動により吐出される圧力流体を利用して
   車輛の動力操舵を行う動力舵取装置において、所定温度
   以下における車輛搭載エンジンの始動時においてその操
   舵の有無にかかわらず前記電動モータを駆動するモータ
   駆動手段と、このモータ駆動手段による電動モータの駆
   動開始後所定時間経過した後通電することによって前記
   圧力流体の強制加熱を開始する加熱手段とを具備してな
   る動力舵取装置。