JP2000219143A

JP2000219143A - 制御トルク式ステアリング装置及びその制御方法

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Publication number: JP2000219143A
Application number: JP2000020164A
Authority: JP
Inventors: George Graf Carl Jr; ジョージグラフ、ジュニアカール; Joseph Frank Edward; ジョセフフランクエドワード; Bruce Rea Ervin; ブルースレアアービン
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2000-08-08
Also published as: EP1024072B1; ES2201956T3; EP1024072A1; DE60003857T2; DE60003857D1; US6098741A

Abstract

(57)【要約】【課題】要求する所定のアシスト量を選択する選択手段
と通信するコントローラを用いた制御トルク式ステアリ
ング装置を提供すること。【解決手段】制御出力信号を遅らせるか或はランプダウ
ンさせる信号処理手段（１６）を用いたコントローラ
（１８）に、ユーザーが操作可能な手段（２６）を接続
させる選択手段（２４）を備えたオンデマンド型油圧ア
シスト式ステアリング装置用制御トルク式ステアリング
装置（１０）を構成した。このような制御トルク式ステ
アリング装置により要求する所定のステアリングアシス
ト量を選択することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用ステアリング
装置、特に、オンデマンド型油圧アシスト式ステアリン
グ装置用の制御トルク式ステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両には多種多様のステアリング装置が
採用されている。最初に車両に使用したステアリング装
置は機械式ステアリング装置であった。この形式のステ
アリング装置では、ウォームローラ式ステアリングギア
(Gemmerタイプ)及び／またはボールスクリュー式ステア
リングギアを採用していた。特に、１９７０年代に入る
と、機械式ステアリング装置は多数の自動車に使用され
てきた。

【０００３】従来の一般的なラックピニオン式パワース
テアリング装置（非可変アシスト式）は、今日でも広く
使用されている。初期の油圧式パワーステアリング装置
は、ラックピニオンを備えたボールスクリュー式ステア
リングギアを有している。

【０００４】さらに最近では、可変アシスト式パワース
テアリング装置が開発され、このパワーステアリング装
置は１９８８年には早くも実施された。この形式のパワ
ーステアリング装置は、従来のパワーステアリング装置
を改善して、ステアリング負荷フィーリングを改善する
と共に燃費を改善している。可変アシスト式パワーステ
アリング装置では、電動型可変オリフィスアクチュエー
タ或は装置(ＥＶＯ)、コントローラ、及びステアリング
ホイール速度センサを使用している。車両速度は、ＥＶ
Ｏのコントローラに入力され、車両速度が変化すると、
ステアリング力を適切に制御するようにステアリング操
作をアシストする。

【０００５】従来の一般的なパワーステアリング装置よ
りも低馬力のオンデマンド型油圧式ステアリング装置も
公知である。

【０００６】最近のパワーステアリング装置は、手動ス
テアリング力を増加させるか、或は高速時にコントロー
ルバルブを流れる流体流量を減少させる速度感応型装置
を備えている。このような可変アシスト式パワーステア
リング装置は、１９９２年７月２８日に発行された「可
変アシスト式パワーステアリング用コントロールバル
ブ」と題する米国特許第５，１３３，４２４号及び１９
８９年１０月３１日に発行された「電子制御型可変アシ
スト式パワーステアリング装置」と題する第４，８７
７，０９９号に開示されているように従来公知であり、
これらの特許は参考として本説明に含まれる。

【０００７】一般的に、オンデマンド型油圧アシスト式
ステアリング装置は、リンク機構に結合された油圧パワ
ーシリンダ及び圧力流体ポンプ或は圧力流体源を有して
いる。ステアリングホイールに作用するステアリングト
ルクの大きさと方向に関連して、バルブ機構により流体
をポンプからパワーシリンダに供給する。このようにし
て、車両動作を補助するステアリングアシスト力がリン
ク機構上に発生する。

【０００８】低車速では、比較的高レベルのステアリン
グアシスト量を必要としており、流体流量は比較的高レ
ベルに維持される。高車速では、比較的低レベルのステ
アリングアシスト量を必要としており、流体流量は減少
される。したがって、エネルギー消費を低減することが
できると共に、車両の中心安定性を改善することができ
る。米国特許第５，７２５，０２３号には、コントロー
ルバルブとセンサを備えた電子式圧力可変型パワーステ
アリング装置が示されている。この特許は参考として本
説明に含まれる。

【０００９】また、他の可変アシスト式パワーステアリ
ング装置は、「電子制御式パワーステアリング装置」と
題する米国特許第５，３０７，８９２号、「自動車用パ
ワーステアリングギア用流体バルブ装置」と題する第
５，２０７，７８０号、「電子制御式パワーステアリン
グ装置」と題する第４，８２８，０６５号、「パワース
テアリング装置用線形ソレノイドバルブ」と題する第
４，４７１，８１１号、「パワーステアリング装置用線
形ソレノイドバルブ」と題する第４，６４３，２２７号
及び「操作回避性能を具備した流量調整型パワーステア
リング装置」と題する第４，６２９，０２５号に開示さ
れており、これらの特許は参考として本説明に含まれ
る。また、「操作力可変式ソレノイドバルブ」と題する
第５，５１３，８３２号、「操作力可変ソレノイドを備
えた電子式圧力調整バルブ」と題する第５，５１３，６
７３号、「電子式可変オリフィス式アクチュエータ」と
題する第５，２６１，６３７号及び「電子式変速機コン
トローラ用操作力可変型ソレノイド式圧力調整器」と題
する第４，９４７，８９３号にも可変アシスト式パワー
ステアリング装置が開示されており、これらの特許は参
考として本説明に含まれる。

【００１０】ステアリングホイールシャフトに配置され
たトルクセンサがトルク信号を出力したとき、通常は、
電子コントローラにより電子式可変オリフィス装置（Ｅ
ＶＯ）へ指令出力信号を出力して、ステアリングギアへ
の流量を増大させる。しかしながら、トルクデマンドが
減少、或は小さくなったときは、不安定な電子部品及び
／または油圧部品に起因する振動が発生する。

【００１１】このような振動に伴う問題を解決して、よ
り安定した、より制御性に優れたステアリング装置を提
供するためのニーズが存在する。好適には、このような
装置により、可変オリフィスへの出力信号を遅らせるか
ランプダウン(ramp down)させ、或はより遅いレートに
させる。このような装置は、オペレータ用の選択手段或
は作動時に要求する所定のアシスト量を選択する手段を
有するユーザが操作可能なスイッチを備えたユーザイン
ターフェースを備える方が有利である。不作動状態で
は、選択手段により可変アシスト式パワーステアリング
装置は自動的にデフォールトされる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、要求
する所定のアシスト量を選択する選択手段と通信するコ
ントローラを用いた制御トルク式ステアリング装置を提
供することである。コントローラは、トルクセンサから
のトルク信号を受信し、このトルク信号を処理して、設
定レートで遅らせるかランプダウンさせた制御出力信号
を、作動時のステアリングユニットの流体流量可変手段
へ送信する。

【００１３】また、本発明の他の目的は、要求する所定
のステアリングアシスト量を選択するためにユーザが操
作可能な手段を用いた制御トルク式ステアリング装置を
提供することである。

【００１４】さらに、本発明の他の目的は、要求する所
定のステアリングアシスト量を自動的に選択する手段を
備えた制御トルク式ステアリング装置を提供することに
ある。

【００１５】さらにまた、本発明の他の目的は、電子式
可変オリフィス装置へプリセットレートで制御出力信号
を供給するために、制御出力信号の応答時間を遅延或は
ランプダウンさせる手段を備えた車両用制御トルク式ス
テアリング装置を提供することにある。

【００１６】さらに、本発明の他の目的は、要求する所
定のステアリングアシスト量を選択する段階と、トルク
センサを備えたステアリングホイールシャフトのトルク
を感知して、その感知信号を設定する段階と、トルクセ
ンサと通信するコントローラでトルク信号を受信する段
階と、作動時にコントローラによりプリセットレートで
制御出力信号を発生する段階と、制御出力信号に応答し
てステアリングユニットへの流体流量を変化させる段階
とからなる、オンデマンド型油圧アシスト式ステアリン
グ装置用ステアリング装置を制御する方法を提供するこ
とにある。

【００１７】さらにまた、本発明の他の目的は、ユーザ
が操作可能な手段で要求する所定のステアリングアシス
ト量を選択させるオンデマンド型油圧アシスト式ステア
リング装置用ステアリング装置を制御する方法を提供す
ることにある。

【００１８】さらにまた、本発明の他の目的は、所望の
ステアリングアシスト量を自動的に決定する自動決定手
段を用いたオンデマンド型油圧アシスト式ステアリング
装置用ステアリング装置を制御する方法を提供すること
にある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
問題が解決されると共に、電子式可変オリフィス装置へ
の出力信号を遅らせるか、ランプダウンさせるオンデマ
ンド型油圧アシスト式ステアリング装置用の制御トルク
式ステアリング装置が提供される。また、本発明によれ
ば、不安定な電子部品或は油圧部品などが原因と考えら
れているトルクデマンドを変動させる振動は解消され
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の種々の新規な特徴は、本
説明の一部を構成する請求の範囲に示されている。添付
された図面と共に以下の好適な実施の形態に係る説明を
参照することにより、本発明は特有の効果を奏し、所定
の目的を達成することが理解される。

【００２１】図面を参照すると、同じ符号は同じ或は同
様のものを示しており、特に図１には、可変アシスト式
パワーステアリング装置が示されている。このパワース
テアリング装置は、コントロールバルブ２１、非追従型
ピニオンシャフト２３、ピニオンギア２５、ラック２
７、ステアリングシリンダ２９、ステアリングポンプ３
１、ステアリングオイルタンク３３、センサ３５、電子
制御ユニット３７、及びオペレータが操作可能なステア
リングホイール３９を備えている。ステアリングホイー
ル３９は、ステアリングシャフト４１に固定されてお
り、ステアリングシャフト４１は、複数のカップリング
５１、５３、５５を介してピニオンシャフト２３に連結
されている。オペレータ或はドライバーがステアリング
ホイール３９を回転させると、ステアリングシャフト４
１、ピニオンシャフト２３及びピニオンギア２５は一緒
に回転する。ピニオンギア２５はラック２７の歯部分に
噛合っているため、ピニオンシャフト２３が回転する
と、ラック２７はステアリングシリンダ２９内を直線的
に移動する。このラック及びピニオン組立体は、ラック
２７と共に移動するピストンを一体に結合した一般的な
形式のものである。バルブ２１は、流体流を管理して、
操舵力を軽減するように流体圧を制御する。ピストンの
両側の流体圧力差でラック２７の移動をアシストするこ
とにより、ラック２７とピニオンギア２５との間に機械
的に作用する手動力を選択的に補って操舵力を軽減させ
る。ステアリングシリンダ２９の相対的に圧縮される部
分内の流体圧力がバルブ２１内及びタンク３３内に作用
する。操舵力が停止すると、ピストンの両側の圧力は等
しくなるため、前輪は前方に真直ぐに或は中立位置に旋
回する。

【００２２】本発明の制御トルク式ステアリング装置は
特に前述した可変アシスト式パワーステアリング装置に
適用できることは分るが、本発明は如何なるオンデマン
ド型油圧アシスト式ステアリング装置にも適用できるこ
とは明らかである。

【００２３】図３には、本発明の制御トルク式ステアリ
ング装置１０が示されている。図３の制御トルク式ステ
アリング装置１０は、ステアリングホイールシャフトに
作動連結されたトルクセンサ１２を用いて、その回転に
基づく信号を設定する。トルクセンサ１２は、図２に示
したセンサ３５と同じように装着することができる。ト
ルクセンサ１２としては、「非接触型磁気トルクセンサ
及びこのセンサを利用したトルク測定方法」と題する米
国特許第５，３５１，５５５号に開示されたような磁気
弾性変化型(magnetoelastic variety)トランスジューサ
が適している。このセンサは、「磁気弾性型トルクトラ
ンスジューサ」と題する米国特許第４，８９６，５４４
号、「電動パワーステアリング装置用トランスジュー
サ」と題する第５，１２３，２７９号などにも開示され
ている。これらの特許は参考として本説明に含まれる。
図２を参照すると、トランスジューサ３５は電源５０１
に接続されており、また電子制御ユニットに信号を送信
するように第二の対のリード線で接続されている。

【００２４】再び図３を参照すると、トルク信号はトル
ク調整回路１４に伝達され、ハイインピーダンス出力電
圧出力信号に処理され、さらにこの信号は信号プロセッ
サ１６で処理される。コントローラ１８は電子コントロ
ーラ３７の構成とほぼ同じであるが、信号プロセッサ１
６、トルク調整回路１４及びトルクセンサ１２と通信し
て、処理されたトルク信号を受信し、制御出力信号を発
生する。図３のブロック図では、これらの装置はそれぞ
れ独立したユニットとして示されているが、トルク調整
回路１４及び信号プロセッサ１６は、コントローラ１８
内に一体に組み込むことができることを理解されたい。
コントローラ１８はマイクロプロセッサが適している
が、アナログ装置やほかの同様の装置でもよい。また、
コントローラ１８は、車両の駆動軸に結合された永久磁
石速度センサなどの速度センサ１３から車速信号を受信
することもできる。コントローラ１８は、米国特許第
４，６２９，０２５号に開示されたような速度の関数と
して所望のソレノイド電流を計算するために種々の数式
を用いている。この特許は参考として本説明の含まれ
る。本発明の制御トルク式ステアリング装置１０が作動
しているときに、制御出力信号はプリセットレートで印
可或は復旧され、電子式可変オリフィス装置のような流
体流量を変化させる手段へ送信される。電子式可変オリ
フィス装置２０は、米国特許第５，７２５，０２３号に
開示さたものが適しており、この特許は参考として本説
明に含まれる。図１のタンク３３のようなオイルタンク
からの流体は、公知のようにステアリングユニット２２
に供給される。ステアリングユニット２２は当業者には
周知であり、図１にも示されており、また米国特許第
５，７２５，０２３号にも開示されている。本発明の制
御トルク式ステアリング装置１０は、如何なるオンデマ
ンド型油圧式ステアリング装置にも採用することができ
る。

【００２５】制御トルク式ステアリング装置１０は、要
求する所定のステアリングアシスト量を選択する選択手
段２４を有している。選択手段２４は、スイッチ２６或
は他の係合手段などのユーザが操作可能なものでもよ
い。また、選択手段２４は、車速センサ１３からの車速
に基づいて所望のステアリングアシスト量を決定するた
めに自動決定手段２８を備えることもできる。本実施の
形態に係るユーザが操作可能な手段２６は、所望の最大
アシスト量或は最小アシスト量を選択する選択可能なス
イッチなどの入力手段５２を含んでいる。

【００２６】次に、図４を参照すると、本発明の制御戦
略を論理フローチャートで示している。まず、車両のオ
ペレータは、スタート位置３０に続いて、決定ブロック
３２に示すように選択手段２４を介して、制御トルク式
ステアリング装置１０を作動位置或は作動状態にする
か、或は、車両製造者の可変アシスト式パワーステアリ
ングを作動させるかを決定する。オペレータは単にＯＥ
Ｍ(他社製品を自社仕様で販売する会社)で提供されたオ
ンデマンド型油圧アシスト式ステアリング装置を選択し
て使用することもできる。さらに、選択手段２４によ
り、ＯＥＭで提供された可変アシスト式ステアリング装
置を使用しないようにすることもできる。こうすること
により、一般的なパワーステアリング装置と同じような
ステアリング装置を提供することになる。この決定は、
図４では、ＮＯラインで示されており、指示ブロック３
４で示すオンデマンド型油圧アシスト式ステアリング装
置に接続される。車両のオペレータが制御トルク式ステ
アリング装置１０に接続することを決定した場合、ＹＥ
Ｓラインにより制御戦略の論理段階に接続される。トル
クセンサ入力と名づけられた指示ブロック３６は決定ブ
ロック３８に接続されている。ユーザが操作可能な手段
２６が選択された場合、ユーザ入力手段５２により、決
定ブロック３８の所望アシスト形式を指定させる。例え
ば、アシスト量小を要求した場合、選択手段２４は図４
に示すアシスト量小と称されるラインを選択させる。そ
の結果、装置１０は、指示ブロック４０により、指示レ
ートでアシスト量を減少させるように指示される。この
指示レートはコントローラ１８内の計算式に基づいてプ
ログラムされている。また、車両のオペレータがアシス
ト量大を指定した場合は、指示ブロック４２により、プ
ログラムされた比例ゲインまたは指示レートで、或はさ
らに車速またはトルクに基づいてアシスト量を増大させ
る。指示ブロック４４は、信号を受信する流体流量可変
手段２０を表しており、好適には、図１及び図２に示さ
れるような電子式可変オリフィス装置を備えている。

【００２７】トルクセンサ１２は、図５に示すトルク調
整回路１４に約０〜５ボルト（Ｖ）のトルク信号を供給
する。トルクセンサの信号は電圧入力信号４６として供
給される。好適には、トルク信号はステアリングホイー
ルの位置を表している。例えば、約２．５ボルトの信号
は、ステアリングホイールにトルクが作用していないこ
とを表している。つまり、車輪が実質的に真直ぐの位置
にあるステアリングホイールの位置である。ステアリン
グホイールが右へ回転されると、従来周知のように車輪
の移動方向によって、電圧は正或は負に振動する。従来
公知であるトルク調整回路１４は、０〜５ボルトの信号
を受信して、ハイインピーダンス出力電圧信号を供給す
る。図３では、トルク調整回路１４はコントローラ１８
の外側に位置するように示されているが、コントローラ
内に組み込むことは容易に理解できることである。ま
ず、トルクセンサの信号４６は演算増幅器４８に送られ
る。演算増幅器４８は、National Semiconductor Cor
porationから販売されているＬＭ２９０２演算増幅器が
適している。演算増幅器４８の反転入力（−）でトルク
センサの信号を受信している。演算増幅器４８と共働す
る回路は絶対値検出を供給する。演算増幅器４８の出力
電圧は常に正である。約２．５ボルトの一定の電圧値が
演算増幅器４８の非反転入力（＋）に供給される。ゼロ
(０)トルクの場合、つまりステアリングホイールが回転
されていない場合、演算増幅器４８の出力電圧に差はな
い。抵抗器５４，５６，５８は、回路配列内で作動接続
されている。好適な実施の形態では、抵抗器５４，５
６，５８、６０は、１００キロオーム（ＫΩ）の抵抗器
である。ダイオード６２、６４は、常に正の出力電圧を
供給するように作動接続されている。ダイオードは、Na
tional Semiconductor Corporationから販売されてい
る１Ｎ４１４８ダイオードが適している。抵抗器６６は
２００キロオームの抵抗器である。図示された実施の形
態のために他の値の抵抗器を採用することができること
は明らかである。

【００２８】演算増幅器６８は反転ピンで出力電圧を受
信する。演算増幅器６８の非反転ピンには、演算増幅器
４８の非反転ピンと同様に、一定電圧が供給される。一
定電圧は、好適には車両のバッテリーから入力ライン５
０に供給される。一定電圧ラインには抵抗器７０、７
２、７４が直列に接続されている。演算増幅器４８、６
８の非反転ピンラインに印可される一定電圧は、抵抗器
７６を介して接地されており、また、約５ボルトの参照
電圧を設定するようにゼナーダイオード１１０を有して
いる。抵抗器７４，７６により、演算増幅器４８、６８
に供給される参照電圧はほぼ半分に分圧される。また公
知のように、５ボルトの参照電圧はトルクセンサに印可
される。演算増幅器６８は出力を増幅して、ポテンショ
メータ７８に調整可能な閾値を供給する。ポテンショメ
ータ７８は、抵抗器８０を介して接地されている。回路
内には負帰還抵抗器８２が配置され、また、抵抗器８４
がポテンショメータ７８と演算増幅器６８に接続されて
おり、閾値を調整するようにオフセット値を加える。ポ
テンショメータ７８の閾値調整は、速度パラメータまた
は他の選択可能なパラメータに基づいて自動的に調整す
ることもできるし、或は手動的に調整することもでき
る。したがって、力学的にシフアップ或はシフトダウン
させたり、ステアリングホイールの範囲或は他のパラメ
ータに応答させたりすることができる。抵抗器７４、７
６は、４７キロオームの抵抗器が適している。抵抗器７
２は４７０オーム、抵抗器７０は１００オームの抵抗器
である。また、抵抗器８０は２０キロオーム、抵抗器８
４は３００キロオーム、抵抗器８２は１メガオーム（Ｍ
Ω）の抵抗器である。ポテンショメータ７８の抵抗値
は、１０キロオームである。

【００２９】さらに回路には、非反転ピンで信号を受信
する演算増幅器８６が使用されており、ゲイン設定を調
整して供給する。演算増幅器８６はゲインを設定してポ
テンショメータ８８で調整することができる。ポテンシ
ョメータ８８は抵抗器９０を介して接地されており、演
算増幅器８６の反転ピンに接続されている。

【００３０】抵抗器９０は、１００キロオームであり、
また、ポテンショメータ８８は１メガオームの抵抗値を
有している。演算増幅器９２は、抵抗器９４を介して演
算増幅器８６から調整されたゲイン信号を受信する。演
算増幅器９２は反転ピンで信号を受信して、この回路で
得られる最大レベルを決定する。演算増幅器９２の非反
転ピンにはスイッチ９６が接続されており、スイッチ９
６の一位置で、ポテンショメータ９８で得られる速度信
号などの所定の信号をシミュレートする。スイッチ９６
はユーザが操作可能なスイッチが適しているが、自動ス
イッチでもよい。スイッチ９６はトグル１００を有して
おり、本発明に係る制御トルク式ステアリング装置を作
動させるためにＯＮ位置１０１に切り換えたり、可変ア
シスト式装置を不作動にするためにＯＦＦ位置１０３に
切り換えたり、或は、アナログ信号である実際の速度入
力信号を使用するために他の位置１０５に切り換えるこ
ともできる。アナログ速度入力信号は、ライン１０２で
スイッチ９６に供給される。この信号はライン１０４を
経由して接地されている。ポテンショメータ９８により
擬似速度信号或は他のパラメータを調整させる。スイッ
チ９６により、ＯＦＦ位置１０３で可変アシスト式ステ
アリング装置との結合を解除させ、或は単に実際の速度
入力を採用する。コンデンサ１０６，１０８はフィルタ
用コンデンサであり、電気ノイズを減少させるか取り除
いた直流(ＤＣ)を供給する。図５に示すトルク調整回路
１４は、出力１１２に、０〜５ボルトの範囲の比較的ハ
イインピーダンス出力電圧出力信号を供給する。

【００３１】本実施の形態において、抵抗器９４、９３
は、１００キロオームの抵抗器である。ポテンショメー
タ９８は１００キロオームの抵抗値を有している。スイ
ッチ９６はユーザが操作可能なスイッチとして示されて
いるが、コントローラ１８等のマイクロプロセッサや他
の適宜の手段を経由して自動的に或は設定パラメータや
ユーザの操作に基づいてプログラム処理或は制御できる
ことは明らかである。また、抵抗値は本実施の形態用に
設定されているが、他の実施の形態では他の抵抗値を使
用することができる。

【００３２】次に図６を参照すると、図５に示す回路１
４で調整されたトルク信号を処理する回路１６が示され
ており、制御トルク式ステアリング装置が作動している
ときにコントローラ１８によりプリセットレートで制御
出力信号を発生させる。比較的ハイインピーダンス出力
電圧信号１１２は、抵抗器１１４を介して接続されたポ
テンショメータ１１６により信号の一部が分岐され、演
算増幅器１１８の非反転ピンへの入力として供給され
る。演算増幅器１１８の出力は、トランジスタ１２０の
ベースに直接供給される。トランジスタとしてはNation
al Semiconductor Corporationから販売されているダ
ーリントントランジスタ（Darlington transistor）Ｔ
ＩＰ１１１が適している。トランジスタ１２０のエミッ
タは、接地されている１ワット‐１オームの抵抗器１２
２を介して信号を送信する。ＥＶＯ２０のような流体流
量可変手段の負荷出力電流は、演算増幅器１１８の反転
入力に送られ、トルク出力電圧信号と比較される。トラ
ンジスタ１２０の出力は、電圧の入力信号に比例する電
流として負荷２０に送られる。電子式可変オリフィス２
０は、図２に示されると共に、米国特許第５，７２５，
０２３号に開示されたようなソレノイド２０１と同様の
制御ソレノイドを備えており、流体流量を調整してい
る。図６に示された電圧入力‐出力電流コンバータは、
車両のバッテリー５０を介して電力が供給され、またこ
の回路は演算増幅器１１８に電力を送るための電源１２
４を備えている。フィルタ用コンデンサ１２６はライン
のノイズを消去する。抵抗器１２８が作動的に接続され
ている。ダイオード１３０、抵抗器１３２及びコンデン
サ１３４は、遅延させたり、ランプを設定し、また、コ
ンデンサ１３４で時間を一定に調整する。これは回路の
バイアス部分である。信号プロセッサ１６は、制御出力
信号の印加方向をバイアス部分で一方向に遅らせる。信
号プロセッサ１６により、制御出力信号の印加を遅延さ
せるか、或は単に制御出力信号を復旧させることもでき
るが、印加を遅らせるほうが好ましい。ソレノイドに印
可される負荷電流は、部分１３６で適宜の手段或は電圧
計などの計器で監視することもできる。抵抗器１３８は
回路から電圧計を絶縁している。

【００３３】本発明では、電圧入力‐出力電流コンバー
タとして機能する適宜の信号プロセッサを使用できるこ
とを理解すべきである。信号を処理することにより、よ
り安定した制御トルク式ステアリング装置を提供するこ
とができる。

【００３４】好適な実施の形態によれば、抵抗器１１４
は３９キロオームの抵抗器であり、また抵抗器１３２，
１４０，１３８は１キロオームの抵抗器である。ダイオ
ード１３０は、National Semiconductor Corporation
から販売されている１Ｎ４１４８ダイオードが適してい
る。抵抗器１２８は４７０オームである。ポテンショメ
ータ１１６は１０キロオームの抵抗値を有している。本
実施の形態では数値を限定しているが、本発明はこの実
施の形態に限定されるものではない。ポテンショメータ
として、抵抗値が一定に設定されているものを使用して
もよい。目的を達成するために他の適宜の信号処理手段
を使用することができる。

【００３５】本発明は、特にオンデマンド型油圧式ステ
アリング装置に適しているが、現在販売されている電子
式可変オリフィス式パワステアリング装置を改良しても
よい。他の非制御トルク式ステアリング装置の利点は、
燃料を節約し、操舵感が全体的に良くなり、車両の側方
変位が減少すると共に、ステアリングホイール速度セン
サを必要としないことである。

【００３６】本発明の制御トルク式ステアリング装置は
比較的簡単に作動させることができる。直進していると
きは、流体流量は最低流量である。旋回し始めると、ス
テアリング装置はトルク増加を感知して、流体流量を増
加させる。旋回中は、ドライバーが旋回を終了すると直
ちに平衡段階に到達し、トルク減少を感知して、流体流
量を減少させる。直進状態になると、流量は最低流量に
戻される。

【００３７】本発明の制御トルク式ステアリング装置に
よれば、指令制御出力信号をより遅いレートに遅延或は
ランプダウンさせることによって、不安定な電子部品及
び／または油圧部品に起因すると思われる振動を減少さ
せる。言換えると、オペレータが従来のパワーステアリ
ング装置の感覚を望む場合、選択手段２４を使用するこ
とにより、希望する制御トルク式ステアリング装置を不
作動とし、さらに、電子式可変オリフィス式ステアリン
グ装置を不作動とすることができる。また、選択手段２
４により、車速入力を利用して、異なる戦略を指令する
ようにステアリングコントローラへ信号を送信すること
もできる。ユーザが操作可能な手段２６により、オペレ
ータは安定した制御トルク式ステアリング装置を選択す
ることができると共にユーザ入力手段５２と関連させて
アシスト量を制御することができる。

【００３８】本発明は、本発明の原理を具体化させた実
施の形態により詳細に説明してきたが、本発明の原理か
ら離れることなく、他の形態に具体化できることを理解
されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来の可変アシスト式パワーステアリ
ング装置の斜視図である。

【図２】図２は、公知のコントロールバルブを備えた従
来の可変アシスト式パワーステアリング装置の側面図で
ある。

【図３】図３は、本発明のブロック図である。

【図４】図４は、本発明の制御トルク式ステアリング装
置の論理フロー図である。

【図５】図５は、本発明のステアリング装置に採用した
公知のトルク調整回路である。

【図６】図６は、本発明の制御出力信号を遅延及び／ま
たはランプダウンさせるための電圧入力‐出力電流コン
バータである。

【符号の説明】

１０制御トルク式ステアリング装置１２トルクセンサ１４トルク調整回路１６信号プロセッサ１８コントローラ２０可変オリフィス装置２２ステアリングユニット２４選択手段２６ユーザが操作可能な手段（スイッチ）２８自動決定手段５２ユーザ入力手段

フロントページの続き (71)出願人 390033020 ＥａｔｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者エドワードジョセフフランクアメリカ合衆国ミシガン 48328 ウォーターフォード、ビュイックアベニュー 2858 (72)発明者アービンブルースレアアメリカ合衆国ミシガン 48067 ロイヤルオーク、ホフマンアベニュー1520

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】要求する所定のステアリングアシスト量を
選択する手段(２４)と；ステアリングホイールシャフト
のトルクを感知して、その指示信号を設定するトルクセ
ンサ(１２)と；前記選択手段(２４)及び前記トルクセン
サ(１２)と通信し、かつ応答するコントローラ(１８)で
あって、該コントローラ(１８)は、トルク信号処理手段
(１４、１６)を有していて、前記選択手段(２４)の作動
状態でプリセットレートで制御出力信号を発生するコン
トローラ(１８)と；前記コントローラ(１８)と通信し、
かつそこからの出力信号に応答する、ステアリングユニ
ット(２２)への流体流量を変化させる手段（２０）；を
具備することを特徴とするオンデマンド型油圧アシスト
式ステアリング装置用制御トルク式ステアリング装置。
【請求項２】前記選択手段は、要求する所定のステアリ
ングアシスト量を選択するために、ユーザが操作可能な
手段(２６)を具備することを特徴とする請求項１に記載
の制御トルク式ステアリング装置。
【請求項３】前記ユーザが操作可能な手段は、スイッチ
から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の
制御トルク式ステアリング装置。
【請求項４】前記選択手段(２４)は、車速に基づいて所
望のステアリングアシスト量を決定する自動決定手段
(２８)を具備することを特徴とする請求項１に記載の制
御トルク式ステアリング装置。
【請求項５】前記コントローラの前記処理手段(１４、
１６)は、さらに、プリセットレートで制御出力信号を
供給するために制御出力信号の応答時間を遅らせる遅延
手段(１６)を具備することを特徴とする請求項１に記載
の制御トルク式ステアリング装置。
【請求項６】前記遅延手段(１６)は、電圧入力‐出力電
流コンバータから構成されていることを特徴とする請求
項５に記載の制御トルク式ステアリング装置。
【請求項７】さらに、所望のアシスト量を選択するため
にユーザ入力手段（５２）を具備することを特徴とする
請求項１に記載の制御トルク式ステアリング装置。
【請求項８】前記流体流量可変手段(２０)は、電子式可
変オリフィスから構成されていることを特徴とする請求
項１に記載の制御トルク式ステアリング装置。
【請求項９】要求する所定のステアリングアシスト量を
選択する段階と；トルクセンサ(１２)を備えたステアリ
ングホイールシャフトのトルクを感知して、その指示信
号を設定する段階と；トルクセンサ(１２)と通信するコ
ントローラ(１８)でトルク信号を受信する段階と；選択
作動時にコントローラ(１８)によりプリセットレートで
制御出力信号を発生する段階と；制御出力信号に応答し
て流体流量可変手段（２０）によりステアリングユニッ
ト(２２)への流体流量を変える段階と；を特徴とするオ
ンデマンド型油圧アシスト式ステアリング装置用ステア
リング装置の制御方法。
【請求項１０】前記選択する段階は、さらに、要求する
所定のステアリングアシスト量を決定するために、ユー
ザが操作可能な手段(２６)を準備する段階を含むことを
特徴とする請求項９に記載の制御方法。
【請求項１１】前記選択する段階は、さらに、所望のス
テアリングアシスト量を決定する自動決定手段(２８)を
準備する段階を含むことを特徴とする請求項９に記載の
制御方法。
【請求項１２】前記自動決定手段(２８)を準備する段階
は、さらに、コントローラ(１８)に車速信号(１０２)を
入力して、車速に応答するステアリングアシスト量を決
定する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の
制御方法。
【請求項１３】前記制御出力信号を発生する段階は、制
御出力信号を遅らせる段階を含むことを特徴とする請求
項９に記載の制御方法。
【請求項１４】さらに、トルクフィーリングの離脱信号
をコントローラへ供給する段階を特徴とする請求項９に
記載の制御方法。
【請求項１５】さらに、ユーザが操作可能な入力手段
(２６)を準備して、ステアリングアシスト量を入力する
段階を特徴とする請求項９に記載の制御方法。
【請求項１６】前記入力する段階は、ステアリングアシ
スト増加量を供給する段階を含むことを特徴とする請求
項１５に記載の制御方法。
【請求項１７】前記入力する段階は、ステアリングアシ
スト減少量を供給する段階を含むことを特徴とする請求
項１５に記載の制御方法。
【請求項１８】コントローラによって発生され、可変オ
リフィス式ステアリング装置内の流量を変化させる手段
に伝達する制御出力信号を遅らせるための信号処理手段
（１６）を有することを特徴とする電子式可変オリフィ
ス式ステアリング装置用電子コントローラ。
【請求項１９】前記信号処理手段(１６)は、ソレノイド
に印加する制御出力信号を一方向だけに遅らせることを
特徴とする請求項１８に記載の電子コントローラ。
【請求項２０】前記信号処理手段(１６)は、ソレノイド
を復旧させる制御出力信号を一方向だけに遅らせること
を特徴とする請求項１８に記載の電子コントローラ。