JP2003507260A - サーボ操舵システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車両用サーボ操舵システムが液圧式のリアクション装置（１１）を有し、このリアクション装置（１１）を用いて車両の舵取り柱における反力が生成され、この反力は車両速度に依存する。本発明に従い、リアクション装置（１１）に向かう接続路（１３）に溜め部（１４）が設けられていて、この溜め部（１４）はローパスフィルタとして作用し、車道が平坦ではないことに起因する圧力変動をリアクション装置（１１）から切り離す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の前提部に記載したサーボ操舵システム（パワーステアリ
ングシステム）に関する。

【０００２】 リアクション装置を備えたサーボ操舵システムはドイツ特許発明第４１１２７
３５号明細書(DE4112735C2)から周知であり、このリアクション装置は、車両速
度に依存して操舵反力を生成し、この操舵反力は、車両の運転手により操舵抵抗
力として感知され得る。このリアクション装置の接続路には絞り弁が設けられて
いて、この絞り弁を用いてサーボアシスト特性が調節され得る。

【０００３】 本出願人の現在の５シリーズ及び７シリーズの車両には「サーボトロニック(S
ervotronic)」と称されるサーボ操舵システムがオプション装備として組み込ま
れる。ドイツ特許発明第４１１２７３５号明細書(DE4112735C2)から周知のサー
ボ操舵システムではサーボアシスト量により反力が生成されるのに対して、本出
願人の車両では別個のリアクション装置が設けられていて、このリアクション装
置では、液圧抵抗部の直列接続による圧力降下を介して反力が舵取り軸（ステア
リングシャフト）に加えられる。

【０００４】 周知の操舵システムにおいて、僅かな体積流だけを生成する高い振動数の圧力
衝撃は、原則的に、液圧抵抗部により影響されない。その結果として、平坦でな
い車道を走行する際に特に生じる高い振動数の圧力変動は、十分にフィルタリン
グされずにリアクション装置に導入され、サーボ操舵装置の作業シリンダを介し
ても液圧式のリアクション装置を介しても操舵モーメント衝撃を引き起こしてし
まう。特にラックアンドピニオン式操舵装置では、比較的少ないその質量慣性に
より車道の刺激作用が操舵装置の「衝撃性」を導くことになる。

【０００５】 本発明の課題は、周知のサーボ操舵システムを改善することにある。

【０００６】 前記課題は、請求項１に記載した特徴、即ち、リアクション装置の接続路内に
おける液柱の振動特性が、振動の振動数に依存して影響されることによって解決
される。

【０００７】 更に請求項２に従い、有利には、液圧式のローパスフィルタが設けられていて
、この液圧式のローパスフィルタは、通常時に導入される操舵運動の振動数より
も高い領域にて有効である（請求項６）。

【０００８】 フィルタは、請求項３に従い、液圧容量部を有し、この液圧容量部は、例えば
ピストン式溜め部、ブロー式溜め部、またはダイヤフラム式溜め部により形成さ
れる。更に、操舵システム内の圧媒液案内空間における弾性の壁部により液圧容
量部が実現されることが考慮されている。この種の装置は、例えば可撓管接続部
により提供される。液圧容量部は、液圧抵抗部（絞りまたは絞り弁）と直列接続
式に組み合わせられ得る（請求項４）。請求項５には、液圧容量部及び場合によ
って設けられる液圧抵抗部の有利な装置が記載されている。

【０００９】 次に、図面に示されている本発明の可能な実施形態について詳細に説明する。

【００１０】 図１には、自動車両用のサーボ操舵システム（パワーステアリングシステム）
が図示されていて、このサーボ操舵システムでは、操舵運動が液圧式の作動シリ
ンダ１によりアシストされている。符号２により、圧媒液を用いて加圧するため
の操舵補助パワーポンプが示されている。圧媒液は、貯蔵タンク３から取り出さ
れ、再びこの貯蔵タンク３に戻るように案内される。図示されていない舵取り柱
（ステアリングコラム）における操舵運動は、操舵弁４を介してサーボ操舵シス
テムに導入される。操舵弁４は接続路１３を介してリアクション装置１１と接続
されていて、前記接続路１３内には、電磁弁として形成されている変換部５、並
びに液圧抵抗部６及び７が設けられている。操舵運動時には液圧抵抗部６及び７
が可変の圧力差を生成し、この圧力差によりリアクション装置１１内のリアクシ
ョンピストン１２が加圧される。変換部５は、車両速度に依存するリアクション
装置１１の駆動をもたらし、その結果、速度に依存する操舵モーメント反力が舵
取り柱に及ぼされる。操舵補助パワーポンプ２の送出側に対する逆止め弁８は、
サーボ操舵システムの振動を最小限に抑える。逆止め弁９及び１０は、作動シリ
ンダ１の運動方向に依存して、変換部５並びに液圧抵抗部６及び７と共に、リア
クション装置１１の所望の駆動をもたらす。

【００１１】 運転者により意識的に導入された操舵運動に起因する低い振動数の圧力変動ま
たは停滞性の圧力状態は、所望の操舵モーメント反力を生成する。例えば車道が
平坦でないことに起因する更に高い振動数の圧力変動は、この圧力変動が極めて
僅かな体積流だけを生じさせるために、液圧抵抗部６及び７の影響を僅かに受け
るだけである。その結果として、より高い振動数の圧力変動は、十分にはフィル
タリングされずにリアクション装置１１に伝達され、リアクションピストン１２
にて圧力差を生じさせ、この圧力差が、舵取り歯車装置入力部（ステアリングギ
ア入力部）における操舵モーメント衝撃、並びにそれにより舵取り柱における操
舵モーメント衝撃を結果として生じさせることになる。

【００１２】 図２から見て取れるように、本発明に従い、操舵弁４とリアクション装置１１
との間の接続路１３にて液圧式の溜め部１４が設けられていて、この溜め部１４
は液圧容量部として機能する。溜め部１４は、操舵運動に起因する低い振動数の
圧力変動または停滞性の圧力状態、並びにそれと共に車両の操舵特性には影響を
及ぼさない。それに対して、障害となる更に高い振動数の圧力変動は、溜め部１
４によってリアクション装置１１から切り離される。このことは、サーボ操舵シ
ステム、特に液圧抵抗部６及び７に対する溜め部１４の対応的な調整により達成
され、この調整において、より高い振動数の圧力変動は、減少された圧力勾配を
用いた溜め部１４の平滑作用に基づいて抵抗部６及び７にて留まり、抵抗部６及
び７にて、対応して更に小さな圧力降下、及びそれによる更に小さな通流を生成
することになる。

【００１３】 舵取りリンク機構（ステアリングリンケージ）を介して液圧作用経路に通じる
直接的な機械的導入部に加えて、操舵システム内に導入される車道に起因する衝
撃が、溜め部１４の上述の「ローパス作用」により適切にフィルタリングされる
。それにより、振動が導入する液圧経路が適切にダンピングされる。振動が導入
することを防止ないしは明らかに減少することにより、操舵の快適性が改善され
る。例えば、操舵補助パワーポンプ２と操舵弁４との間の圧力路内の逆止め弁８
または機械的な操舵装置用ダンパーのような、衝撃を減少するための周知の措置
は、この方法ではリアクション装置１１を介した液圧的なフィードバックが妨げ
られ得ないので、この観点では余り効力を発揮しない。

【００１４】 ローパスフィルタが作用する境界振動数は、有利には、乗用車ではほぼ１２〜
２０Ｈｚの値である軸固有振動の振動数以下に位置する。他の車両タイプにおい
て、軸固有振動数は、５Ｈｚの領域内にまでも発生し得る。それに対してローパ
スフィルタは、意識的な操舵運動に起因し且つほぼ２Ｈｚまでの振動数に達する
圧力変動を減少させることはない。

【００１５】 溜め部１４は、図２による本発明の実施形態に従い、変換部５と液圧抵抗部６
及び７との間の袋路内に配設されていて、更に、有利にはダイヤフラム式溜め部
またはブロー式溜め部として形成されている。サーボ操舵システムの構成に応じ
て、溜め部１４を、弾性の壁部を有する伸縮性可撓管として変換部５と液圧抵抗
部６及び７との間の接続路１３内に直接的に組み込むこと、並びに、溜め部１４
を、弾性の壁部を有する伸縮性可撓管を用いて通流溜め部として形成することも
可能である。

【００１６】 変換部５の下流側に溜め部１４（並びに液圧抵抗部１５）を配置することは、
他の可能な配置に対して、特にその大きな効力により傑出している。

【００１７】 図２にて更に示されているように、溜め部１４には、追加的に液圧抵抗部１５
が直列接続されていて、この液圧抵抗部１５を用いて、ローパスフィルタの他の
調整が可能とされる。この場合、先ず第一に圧力構成の減衰率及び勾配に影響が
及ぼされ、それに対して境界振動数は、溜め部１４自体の設計により決定される
。

【００１８】 本発明の有利な使用領域はラックアンドピニオン式操舵装置であり、これらの
ラックアンドピニオン式操舵装置では、操舵装置の個々の構成要素の質量慣性が
僅かなために、車道に起因する衝撃が十分にダンピングされない。当然のことな
がら、本発明は全ての種類の操舵システム、例えばボールナット式操舵装置にお
いても使用され得る。溜め部１４並びに場合により提供される他の液圧抵抗部１
５のための追加的なコストは、これらの構成要素がスタンダードな構成要素であ
るために比較的少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本出願人の車両に使用されている冒頭に掲げたサーボ操舵システムを示す図で
ある。

【図２】 本発明によるサーボ操舵システムを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケーン フイリップ ドイツ連邦共和国 デー・80639 ミュン ヘン リーアシュトラーセ ７ (72)発明者 ザーゲフカ ミヒャエル ドイツ連邦共和国 デー・52064 アーヘ ン ケーニッヒシュトラーセ 28 Ｆターム(参考） 3D033 EB05 EB11 JB17 JB18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の舵取り柱における操舵反力を生成するための液圧式リア
   クション装置を備えた車両用サーボ操舵システムにおいて、リアクション装置（
   １１）に向かう接続路（１３）に、接続路（１３）内の液柱に影響を及ぼす手段
   （１４、１５）が設けられていて、これらの手段（１４、１５）が液柱の振動の
   振動数に依存して作用することを特徴とするサーボ操舵システム。
2. 【請求項２】手段（１４、１５）が、液圧式のローパスフィルタとして形成
   されていることを特徴とする、請求項１に記載のサーボ操舵システム。
3. 【請求項３】手段が、液圧容量部（１４）を有することを特徴とする、請求
   項１または２に記載のサーボ操舵システム。
4. 【請求項４】手段が、液圧抵抗部（１５）を有することを特徴とする請求項
   ３に記載のサーボ操舵システム。
5. 【請求項５】手段（１４、１５）が、車両の速度に依存して通流量を制御す
   る変換部（５）とリアクション装置（１１）との間に配設されていることを特徴
   とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載のサーボ操舵システム。
6. 【請求項６】ローパスフィルタの境界振動数が、車両の運転者により導入さ
   れる操舵運動の振動数以上に位置することを特徴とする、請求項２〜５のいずれ
   か一項に記載のサーボ操舵システム。