JP2000289634A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両の衝突事故時などにおける安全性を向上で
きるパワーステアリング装置を提供すること。 【解決手段】エアバッグ制御部５によって車両が衝突事
故などを起こしたと判断され、エアバッグ制御部５から
電子制御ユニット３に衝突信号が与えられると、電子制
御ユニット３は、舵角センサ３１および電流検出回路３
３の出力信号に基づいて、このパワーステアリング装置
に異常が生じているか否かを判断する。そして、このパ
ワーステアリング装置に異常が生じていると判断した場
合には、電動モータＭを強制的に停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータによ
り駆動されるポンプの発生油圧によって、操舵を補助す
るための操舵補助力を発生させるパワーステアリング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ステアリング機構に結合され
たパワーシリンダにオイルポンプからの作動油を供給す
ることによって、ステアリング操作を補助するパワース
テアリング装置が用いられている。このようなパワース
テアリング装置の中には、ブラシレスモータなどの電動
モータによってオイルポンプを駆動するようにしたもの
がある。このモータ駆動ポンプ型のパワーステアリング
装置は、車両のエンジンが停止している状態でも、バッ
テリからの電力で電動モータを駆動して、オイルポンプ
を作動させることにより、ステアリング操作を補助する
ことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両が衝突
事故などを起こした場合、オイルポンプからパワーシリ
ンダに作動油を供給するための油圧ホースが破損するこ
とがある。モータ駆動ポンプ型のパワーステアリング装
置では、上記したようにエンジン停止状態でもオイルポ
ンプを作動させることができるため、油圧ホースが破損
した状態でステアリング操作が行われると、オイルポン
プが作動して、油圧ホースの破損部分から作動油が噴出
するおそれがある。作動油は一般に可燃性のものである
から、噴出した作動油への引火に対する安全対策には万
全を期することが望ましい。

【０００４】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、油圧ホースの破損などの異常を検出でき
るパワーステアリング装置を提供することである。ま
た、この発明の他の目的は、車両の衝突事故時などにお
ける安全性を向上できるパワーステアリング装置を提供
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モー
タにより駆動されるポンプの発生油圧によって、操舵を
補助するための操舵補助力を発生させるパワーステアリ
ング装置であって、上記ポンプの発生油圧を操舵補助力
に変換するためのパワーシリンダと、操舵を検出するた
めの操舵検出手段と、この操舵検出手段によって操舵が
検出されたことに応答して、上記電動モータを起動させ
るモータ起動手段と、このモータ起動手段による上記電
動モータの起動後において、上記操舵検出手段によって
操舵が検出され続けている状態で、上記パワーシリンダ
内の油圧が上昇したか否かを判断する油圧上昇判断手段
と、この油圧上昇判断手段によって油圧が上昇していな
いと判断された場合に、異常が発生していると判断する
異常判断手段とを含むことを特徴とするパワーステアリ
ング装置である。

【０００６】パワーステアリング装置が正常に動作して
いる場合、操舵が行われて電動モータが起動されると、
ポンプからパワーシリンダに作動油が供給されて、パワ
ーシリンダ内の油圧が上昇する。したがって、この発明
のように、パワーシリンダ内の油圧が上昇したか否かを
判断することにより、このパワーステアリング装置に異
常が発生しているか否かを判断できる。

【０００７】なお、請求項２記載のように、上記油圧上
昇判断手段は、上記電動モータに作用するモータ負荷が
増大したか否かを検出するモータ負荷検出手段を含み、
上記モータ起動手段による上記電動モータの起動後にお
いて、上記操舵検出手段によって操舵が検出され続けて
いる状態で、上記モータ負荷検出手段によってモータ負
荷が増大したことが検出された場合には、上記パワーシ
リンダ内の油圧が上昇したと判断し、上記モータ負荷検
出手段によってモータ負荷が増大していないことが検出
された場合には、上記パワーシリンダ内の油圧は上昇し
ていないと判断するものであってもよい。

【０００８】パワーステアリング装置が正常に動作して
いる場合、電動モータが起動されて、ポンプからこのポ
ンプの発生油圧を操舵補助力に変換するためのパワーシ
リンダに作動油が供給され、パワーシリンダ内の油圧が
上昇すると、この油圧の上昇に伴ってポンプの負荷が増
大する。その結果、ポンプを駆動するための電動モータ
の負荷が増大する。一方、パワーステアリング装置に異
常が生じている場合には、電動モータが起動されてもパ
ワーシリンダ内の油圧は上昇しないので、電動モータに
作用する負荷が増大することはない。

【０００９】したがって、請求項２のように、電動モー
タの負荷が増大したか否かを判断することにより、この
パワーステアリング装置に異常が発生しているか否かを
判断できる。また、請求項３のように、上記油圧上昇判
断手段は、上記パワーシリンダ内の油圧を検出するため
の油圧検出手段を含むものであってもよい。

【００１０】請求項４記載の発明は、上記異常判断手段
によって異常が発生していると判断された場合に、上記
電動モータの駆動を強制的に停止させるモータ停止手段
をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし３のいず
れかに記載のパワーステアリング装置である。この発明
によれば、パワーステアリング装置に異常が生じている
と判断した場合には、電動モータが強制的に停止され
る。これにより、たとえば、ポンプからパワーシリンダ
に向けて供給すべき作動油が流通する油圧ホースが破損
している場合などに、その油圧ホースの破損部分から作
動油が噴出するといったことを防止でき、作動油の引火
が生じるおそれをなくすことができる。ゆえに、車両の
衝突事故時などにおける安全性を向上することができ
る。

【００１１】請求項５記載の発明は、車両が衝突したこ
とを検出するための衝突検出手段をさらに含み、上記異
常判断手段は、上記衝突検出手段によって車両の衝突が
検出された場合に、異常が発生しているか否かを判断す
るものである請求項１ないし４のいずれかに記載のパワ
ーステアリング装置である。この発明によれば、車両が
衝突したことが検出された場合にのみ、パワーステアリ
ング装置に異常が発生しているか否かの判断が行われ
る。したがって、パワーステアリング装置に異常が発生
しているか否かの判断を追加したことによって、当該パ
ワーステアリング装置を制御するための制御ユニットへ
の負荷が増大することはない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本
的な構成を示す概念図である。このパワーステアリング
装置は、車両のステアリング機構に関連して設けられ、
このステアリング機構１に操舵補助力を与えるためのも
のである。

【００１３】ステアリング機構１は、運転者によって操
作されるステアリングホイール１１と、このステアリン
グホイール１１に連結されたステアリング軸１２と、ス
テアリング軸１２の先端部に設けられたピニオンギア１
３と、このピニオンギア１３に噛合するラックギア部１
４ａを有し、車両の左右方向に延びたラック軸１４とを
備えている。ラック軸１４の両端にはタイロッド１５が
それぞれ結合されており、このタイロッド１５は、それ
ぞれ、操舵輪としての前左右輪ＦＬ，ＦＲを支持するナ
ックルアーム１６に結合されている。ナックルアーム１
６は、キングピン１７まわりに回動自在に設けられてい
る。

【００１４】ステアリングホイール１１が操作されてス
テアリング軸１２が回転されると、この回転がピニオン
ギア１３およびラック軸１４によって車両の左右方向に
沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックル
アーム１６のキングピン１７まわりの回動に変換され、
これにより、前左右輪ＦＬ，ＦＲの転舵が達成される。

【００１５】ステアリング軸１２の途中部には、ステア
リングホイール１１に加えられた操舵トルクの方向およ
び大きさに応じてねじれを生じるトーションバー２１
と、このトーションバー２１のねじれの方向および大き
さに応じて開度が変化する油圧制御弁２２とが介装され
ている。この油圧制御弁２２は、ステアリング機構１に
操舵補助力を与えるパワーシリンダ２３に接続されてい
る。パワーシリンダ２３は、ラック軸１４に一体的に設
けられたピストン２４と、このピストン２４によって区
画された一対のシリンダ室２５，２６とを有しており、
シリンダ室２５，２６は、それぞれ、油圧ホース２７，
２８を介して、油圧制御弁２２に接続されている。

【００１６】油圧制御弁２２は、さらに、リザーバタン
ク２９およびオイルポンプＰを通るオイル循環路１９の
途中部に介装されている。オイルポンプＰは、電動モー
タＭによって駆動され、リザーバタンク２９に貯留され
ている作動油をくみ出して油圧制御弁２２に供給する。
余剰分の作動油は、油圧制御弁２２からオイル循環路１
９を介してリザーバタンク２９に帰還される。

【００１７】油圧制御弁２２は、トーションバー２１に
一方方向のねじれが加わった場合には、油圧ホース２
７，２８のうちの一方を介してパワーシリンダ２３のシ
リンダ室２５，２６のうちの一方に作動油を供給する。
また、トーションバー２１に他方方向のねじれが加えら
れた場合には、油圧ホース２７，２８のうちの他方を介
してシリンダ室２５，２６のうちの他方に作動油を供給
する。トーションバー２１にねじれがほとんど加わって
いない場合には、油圧制御弁２２は、いわば平衡状態と
なり、作動油はパワーシリンダ２３に供給されることな
く、オイル循環路１９を循環する。パワーシリンダ２３
のいずれかのシリンダ室に作動油が供給されると、ピス
トン２４が車幅方向に沿って移動する。これにより、ラ
ック軸１４に操舵補助力が作用することになる。

【００１８】電動モータＭの駆動は、電子制御ユニット
３によって制御されるようになっている。電子制御ユニ
ット３は、たとえば、ＣＰＵとこのＣＰＵの動作プログ
ラムなどを記憶したメモリとを含むマイクロコンピュー
タで構成されている。電子制御ユニット３には、ステア
リングホイール１１が一定角度だけ回転される度にパル
ス信号（舵角パルス）を出力する舵角センサ３１、車両
の速度を検出するための車速センサ３２、電動モータＭ
を流れる電流（モータ電流）値を検出するための電流検
出回路３３の出力信号が与えられるようになっている。
電子制御ユニット３は、舵角センサ３１、車速センサ３
２および電流検出回路３３から与えられる信号に基づい
て、適切な操舵補助力がステアリング機構１に与えられ
るように電動モータＭの駆動を制御する。

【００１９】また、この実施形態では、ステアリングホ
イール１１に関連してエアバッグ装置４が設けられてお
り、このエアバッグ装置４の動作は、たとえばマイクロ
コンピュータからなるエアバッグ制御部５によって制御
されるようになっている。このエアバッグ制御部５に
は、車両の進行方向に関する加速度を検出する加速度セ
ンサ５１が接続されており、エアバッグ制御部５は、加
速度センサ５１の出力信号に基づいて、車両が衝突事故
などを起こしたか否かを判断する。そして、その判断結
果に基づいてエアバッグ装置４の動作を制御するととも
に、車両が衝突事故などを起こしたと判断した場合に
は、その旨の信号（以下「衝突信号」という。）を電子
制御ユニット３に送る。

【００２０】電子制御ユニット３は、エアバッグ制御部
５から衝突信号が送られてくると、舵角センサ３１およ
び電流検出回路３３の出力信号に基づいて、このパワー
ステアリング装置に異常が生じていないか否かを判断
し、その判断結果に応じた電動モータＭの駆動制御を行
う。図２は、電子制御ユニット３が実行する処理の流れ
を示すフローチャートである。この図２に示す処理は、
たとえば、車両のイグニションスイッチがオンにされた
ことに応答して開始される。

【００２１】電子制御ユニット３は、まず、車両に衝突
事故などが生じたか否かを判断する（ステップＳ１）。
すなわち、電子制御ユニット３は、エアバッグ制御部５
から衝突信号を受信したか否かを判断する。エアバッグ
制御部５から衝突信号を受信していない場合には、舵角
センサ３１、車速センサ３２および電流検出回路３３か
ら与えられる信号に基づいて、適切な操舵補助力がステ
アリング機構１に与えられるように電動モータＭの駆動
を制御し（ステップＳ５）、この処理をリターンする。

【００２２】一方、エアバッグ制御部５から衝突信号を
受信した場合には、電子制御ユニット３は、舵角センサ
３１の出力を参照して、ステアリングホイール１１が操
舵されたか否かを判断する（ステップＳ２）。ステアリ
ングホイール１１が操舵されていない場合は、この処理
をリターンする。ステアリングホイール１１が操舵され
た場合、電子制御ユニット３は、電動モータＭを起動す
る（ステップＳ３）。そして、電子制御ユニット３は、
電流検出回路３３の出力を参照して、電動モータＭが起
動されてから、電動モータＭの負荷が増大したか否かを
判断する（ステップＳ４）。この実施形態では、ステッ
プＳ３の処理がモータ起動手段の機能に相当し、ステッ
プＳ４の処理がモータ負荷検出手段の機能に相当してい
る。

【００２３】このパワーステアリング装置が正常である
場合、電動モータＭが起動されてオイルポンプＰからパ
ワーシリンダ２３に作動油が供給され、パワーシリンダ
２３内の油圧が上昇すると、この油圧の上昇に伴ってオ
イルポンプＰの負荷が増大する。その結果、オイルポン
プＰを駆動するための電動モータＭの負荷が増大し、電
動モータＭに流れる電流値が大きくなる。したがって、
電流検出回路３３によって検出される電流値に基づい
て、電動モータＭの負荷が増大したか否かを判断するこ
とにより、パワーステアリング装置に異常が生じている
か否かを判断することができる。

【００２４】電子制御ユニット３は、電動モータＭの負
荷が増大したと判断した場合には、このパワーステアリ
ング装置は正常であると判断し、舵角センサ３１、車速
センサ３２および電流検出回路３３から与えられる信号
に基づいて、適切な操舵補助力がステアリング機構１に
与えられるように電動モータＭの駆動を制御し（ステッ
プＳ５）、この処理をリターンする。

【００２５】一方、電動モータＭの負荷が増大していな
い場合には、油圧ホース２７，２８からの作動油漏れな
どの異常が生じているために、パワーシリンダ２３内に
作動油が良好に供給されていないと判断して、電動モー
タＭを強制的に停止させる（ステップＳ６）。そして、
この処理をリターンする。この実施形態では、ステップ
Ｓ６の処理がモータ停止手段の機能に相当している。

【００２６】以上のように、この実施形態によれば、エ
アバッグ制御部５によって車両が衝突事故などを起こし
たと判断され、エアバッグ制御部５から電子制御ユニッ
ト３に衝突信号が与えられると、電子制御ユニット３
は、舵角センサ３１および電流検出回路３３の出力信号
に基づいて、このパワーステアリング装置に異常が発生
しているか否かを判断する。そして、このパワーステア
リング装置に異常が生じていると判断した場合には、電
動モータＭを強制的に停止させる。これにより、たとえ
ば油圧ホース２７，２８が破損している場合などに、そ
の油圧ホース２７，２８の破損部分から作動油が噴出す
るといったことを防止でき、作動油の引火が生じるおそ
れをなくすことができる。ゆえに、車両の衝突事故時な
どにおける安全性を向上することができる。

【００２７】また、この実施形態では、エアバッグ制御
部５から衝突信号が出力された場合にのみ、このパワー
ステアリング装置に異常が生じているか否かの判断が行
われるようになっている。したがって、このパワーステ
アリング装置に異常が生じているか否かの判断処理を追
加したことによって、電子制御ユニット３への負荷が増
大することはない。

【００２８】この発明の一実施形態の説明は以上のとお
りであるが、この発明は、上述の一実施形態に限定され
るものではない。たとえば、上述の実施形態では。電動
モータＭの負荷が増大したか否かに基づいて、パワーシ
リンダ２３内に良好に作動油が供給されているか否か、
言い換えれば、パワーシリンダ２３内の油圧が上昇した
か否かを判断するとしたが、たとえば、パワーシリンダ
２３内の油圧を直接に検出する油圧センサ（油圧検出手
段）が設けられて、電動モータＭを起動しても、油圧セ
ンサによって検出されるパワーシリンダ２３内の油圧が
上昇しない場合には、パワーステアリング装置に異常が
生じていると判断し、パワーシリンダ２３内の油圧が上
昇した場合には、パワーステアリング装置は正常である
と判断してもよい。

【００２９】さらに、トーションバー２１に加えられた
トルクの大きさを検出するトルクセンサが備えられてい
る場合には、このトルクセンサの出力信号に基づいて、
パワーステアリング装置に異常が生じているか否かを判
断してもよい。すなわち、電動モータＭを起動しても、
トーションバー２１に加えられているトルクが小さくな
らない場合には、パワーステアリング装置に異常が生じ
ていると判断し、トーションバー２１に加えられている
トルクが小さくなった場合には、パワーステアリング装
置は正常であると判断してもよい。

【００３０】また、上述の実施形態では、車両に備えら
れた加速度センサ５１の出力信号に基づいて、車両が衝
突事故などを起こしたか否かが判断されるとしたが、た
とえば、車両が衝突したことを直接に検出することがで
きる衝突センサ（衝突検出手段）が備えられてもよい。
この場合、衝突センサの出力が、電子制御ユニット３に
直接に与えられてもよい。

【００３１】さらに、上述の実施形態では、車両が衝突
事故などを起こした場合にのみ、パワーステアリング装
置に異常が生じているか否かを判断するとしたが、車両
が衝突事故などを起こした場合に限らず、車両のイグニ
ションスイッチがオンされている間、パワーステアリン
グ装置に異常が生じているか否かの判断が繰り返し行わ
れてもよい。

【００３２】その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の設計変更を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るパワーステアリン
グ装置の基本的な構成を示す概念図である。

【図２】電子制御ユニットが実行する処理の流れを示す
フローチャートである。

【符号の説明】

３ 電子制御ユニット（油圧上昇判断手段、異常判
断手段） ５ エアバッグ制御部（衝突検出手段） ２１ トーションバー ２３ パワーシリンダ ３１ 舵角センサ（操舵検出手段） ３３ 電流検出回路（電流検出手段） ５１ 加速度センサ（衝突検出手段） Ｍ 電動モータ Ｐ オイルポンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動モータにより駆動されるポンプの発生
   油圧によって、操舵を補助するための操舵補助力を発生
   させるパワーステアリング装置であって、 上記ポンプの発生油圧を操舵補助力に変換するためのパ
   ワーシリンダと、 操舵を検出するための操舵検出手段と、 この操舵検出手段によって操舵が検出されたことに応答
   して、上記電動モータを起動させるモータ起動手段と、 このモータ起動手段による上記電動モータの起動後にお
   いて、上記操舵検出手段によって操舵が検出され続けて
   いる状態で、上記パワーシリンダ内の油圧が上昇したか
   否かを判断する油圧上昇判断手段と、 この油圧上昇判断手段によって油圧が上昇していないと
   判断された場合に、異常が発生していると判断する異常
   判断手段とを含むことを特徴とするパワーステアリング
   装置。
2. 【請求項２】上記油圧上昇判断手段は、 上記電動モータに作用するモータ負荷が増大したか否か
   を検出するモータ負荷検出手段を含み、 上記モータ起動手段による上記電動モータの起動後にお
   いて、上記操舵検出手段によって操舵が検出され続けて
   いる状態で、上記モータ負荷検出手段によってモータ負
   荷が増大したことが検出された場合には、上記パワーシ
   リンダ内の油圧が上昇したと判断し、上記モータ負荷検
   出手段によってモータ負荷が増大していないことが検出
   された場合には、上記パワーシリンダ内の油圧は上昇し
   ていないと判断するものであ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。
3. 【請求項３】上記油圧上昇判断手段は、上記パワーシリ
   ンダ内の油圧を検出するための油圧検出手段を含むこと
   を特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
4. 【請求項４】上記異常判断手段によって異常が発生して
   いると判断された場合に、上記電動モータの駆動を強制
   的に停止させるモータ停止手段をさらに含むことを特徴
   とする請求項１ないし３のいずれかに記載のパワーステ
   アリング装置。
5. 【請求項５】車両が衝突したことを検出するための衝突
   検出手段をさらに含み、 上記異常判断手段は、上記衝突検出手段によって車両の
   衝突が検出された場合に、異常が発生しているか否かを
   判断するものである請求項１ないし４のいずれかに記載
   のパワーステアリング装置。