JP2525494B2 - 自動車のパワ―ステアリング装置 - Google Patents

自動車のパワ―ステアリング装置

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JP2525494B2
JP2525494B2 JP1506145A JP50614589A JP2525494B2 JP 2525494 B2 JP2525494 B2 JP 2525494B2 JP 1506145 A JP1506145 A JP 1506145A JP 50614589 A JP50614589 A JP 50614589A JP 2525494 B2 JP2525494 B2 JP 2525494B2
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シュール，ルドルフ
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載さ
れている自動車のパワーステアリング装置に関する。
背景技術 かかるパワーステアリング装置はドイツ連邦共和国特
許公開第3714833号公報で公知である。この公知例で
は、舵取りハンドル軸は回転弁を介して舵取り伝動装置
の入力素子（舵取りウォームあるいはピニオン）に結合
されている。舵取り伝動装置ハウジングに一体化されて
いる液圧式増力装置の作動ピストンには、舵取りハンド
ル軸が入力素子に対して相対運動する場合、例えばサー
ボポンプによって搬送される圧力媒体が制御弁を介して
供給される。舵取り伝動装置の入力素子には電動機の出
力軸が連動するように接続されている。この電動機は、
舵取りハンドル軸の入力素子に対する相対運動に応動す
るセンサーの信号によって制御される。公知のパワース
テアリング装置の場合、トルク検出器の信号は、液圧式
増力装置が停止した際に電動機を投入する。舵取りハン
ドル軸と舵取り伝動装置の入力素子との間に配置された
ねじり棒は、舵取りハンドルにおいて感知できる非常に
小さな操作力を与える。さらに、このねじり棒によっ
て、回転弁は中立位置の方向に戻される。公知のパワー
ステアリング装置の場合、回転弁の正確なセンタリング
および種々のパラメータによる操作力の制御は行えな
い。
発明の開示 本発明の目的は、公知の形式のパワーステアリング装
置を、弁を正確にセンタリングできるように改良するこ
とにある。さらに、舵取りハンドルで感知できる復帰力
を、例えば走行速度あるいは負荷状態のような種々のパ
ラメータによって簡単に制御できるようにすることにあ
る。
本発明によれば、この目的は、請求の範囲第１項の冒
頭に述べた形式のパワーステアリング装置において、セ
ンサーの信号が電動機を舵取りハンドル軸の回転運動に
対抗する反力が回転スライダに発生されるように制御
し、舵取りハンドル軸の回転運動の終了後に舵取りハン
ドルを緩めた際に、回転スライダが電動機によって中立
位置まで戻されることによって達成される。電動機を制
御する信号は、車両の走行速度あるいは負荷状態に関係
した信号によって簡単に影響させられる。
本発明の有利で目的に適った実施態様は、請求の範囲
の実施態様項に記載されている。その場合、舵取り伝動
装置の出力素子に配置された第２のセンサーの信号によ
って、舵取りハンドル軸の回転運動の終了後において舵
取りハンドルを緩めた際に回転スライダを中立位置に戻
した後、電動機が回転スライダをその中立位置を越えて
舵取り方向逆転に相応した制御位置に変位調整するよう
に制御される。回転スライダは、この制御位置に舵取り
伝動装置の出力素子がその中立位置に戻されるまでの間
保持される。これによって液圧式舵取り車軸復帰が達成
される。
電動機の別の制御は、サーボポンプから回転弁に通じ
る圧力配管に圧力センサーを配置することによって行え
る。液圧式増力装置が停止した際に、電動機は舵取り力
を支援する方向に駆動される。
また、第１のセンサーは種々の箇所に組み込める。セ
ンサーが、例えば電動機の側に配置されているとき、舵
取りハンドル軸接続部を一般のパワーステアリング装置
と同じ構造にできる。
本発明は請求の範囲の特徴事項に限定されるものでは
ない。当業者において目的に則して請求の範囲の各特徴
事項を組み合わせることができる。
発明を実施するための最良の形態 以下第１図から第３図に示した実施例を参照して本発
明を詳細に説明する。
舵取り伝動装置のハウジング１内において、舵取りハ
ンドル（図示せず）に結合されている舵取りハンドル軸
２は横棒３を介して、舵取り伝動装置５の入力素子を形
成するねじ付きスピンドル４に接続されている。
回転弁６の形をした制御弁は回転スライダ７を有し、
この回転スライダ７は舵取りハンドル軸２に接続され、
弁ブッシュ８と制御溝９を介して共働する。弁ブッシュ
８はねじ付きスピンドル４に相対回転不能に結合されて
いる。
舵取りハンドル軸２ないし回転スライダ７は、舵取り
ハンドル軸２内に固定されている中央アキシャル棒10を
介して、ねじ付きスピンドル４内に保持されている横棒
３に軸方向に遊びなしに接している。回転スライダ７の
弁ブッシュ８に対する変位は、回転スライダ７の横孔に
ある横棒３によって制限される。
回転ピストン弁で置き換えることもできる回転弁６
は、サーボポンプ11のよって圧力媒体タンク12から搬送
される圧力媒体を２つの作動室13、14に制御して搬送す
る。これらの円筒状をした作動室13、14は舵取り伝動装
置ハウジング１内に形成されており、作動ピストン15に
よって互いに分離されている。作動ピストン15はボール
チェーン16を介してねじ付きスピンドル14に、また歯17
を介して舵取り伝動装置５の出力素子であるピットマン
アーム軸18にそれぞれ結合されている。作動室13,14は
別々のサーボモータに付属させることもできる。同様に
舵取り伝動装置はラック・ピニオン式伝動装置でもよ
い。
電動機21の出力軸20は回転スライダ７に、かつ舵取り
ハンドル軸２に固着されている。第３図における実施例
の場合、電動機21の出力軸は２つのかさ歯車を介して回
転スライダ７に接続されている。
舵取りハンドル軸２に、舵取りハンドル軸２とねじ付
きスピンドル４との相対回転運動に応動する第１のセン
サー22が配置されている。その第１のセンサー22は回転
角検出器あるいはトルク検出器として形成される。舵取
りハンドル軸２とねじ付きスピンドル４との相対回転
は、液圧式増力装置によって必要とされる作動圧に対す
る大きさを直接表している。このセンサー22によって測
定された制御ストロークに応じて、電子制御装置23に信
号が導かれる。この制御装置23を介して電動機21が、回
転スライダ７および舵取りハンドル軸２にこの舵取りハ
ンドル軸２の回転運動に対抗する反力が発生されるよう
に制御される。この反力は舵取りハンドルにおいて操作
力として感知される。
この操作力は、電子制御装置23に、例えば速度検出器
24ないし負荷検出器25の信号が導かれるときに、制御装
置23を介して別のパラメータによって制御できる。
舵取り運動が終了した後、舵取りハンドルを緩めた際
に電動機21は電子制御装置23によって、電動機21が回転
スライダ７をその中立位置の方向に戻し、詳しくはセン
サー22によって中立位置が報知されるまで戻すように制
御され、制御装置23によって電動機21の制御が終了され
る。これによって回転弁６の非常に良好なセンタリング
が達成される。
舵取りハンドル軸２に配置された第１のセンサー22に
加えて第２のセンサー26がピットマンアーム軸18に配置
されているとき、次のように複合的な液圧式車軸センタ
リングが達成される。即ち、例えば舵取りハンドル軸２
が舵取りハンドルの２回転分だけ回転されると、ピット
マンアーム軸18の相応した回転運動は第２のセンサー26
によって記録される。舵取り運動の終了後に舵取りハン
ドルが緩められると、回転スライダ７は上述したように
その中立位置の方向に戻される。ピットマンアーム軸18
の端部にある第２のセンサー26により、相応した信号に
よって正確な舵取り角度が電子制御装置23に報知され
る。舵取りハンドル軸２における第１のセンサー22と共
働して、いまや回転スライダ７は電動機21によってその
中立位置を越えて、舵取り方向逆転に相応した制御位置
に変位調整される。これによって、いままで無圧であっ
た作動室13に圧力媒体が供給され、ステアリング装置は
液圧式に増強されてその直進走行位置に戻る。電子制御
装置23は、ピットマンアーム軸18に実際にひねり角度が
存在するときしか回転スライダ７がその中立位置を越え
て回転されないように設計されている。制御装置23のこ
のような設計によって、ピットマンアーム軸角度に対応
した所定の経過で復帰力が発生される。電動機21がこの
ように制御されることによって、例えば直進走行位置か
ら既に僅かに変位している場合に大きな復帰力を発生す
ることができ、大きな舵取り角度からの復帰運動は滑ら
かな特性曲線経過で制御される。
パワーステアリング装置の安全性を高めるために、サ
ーボポンプ11から回転弁６に通じる圧力配管27に圧力セ
ンサー28が接続されている。圧力センサー28は液圧式増
力装置が故障した場合ないし増力装置の運転にとって必
要な所定の値以下に圧力が低下した場合、制御装置23に
信号を与える。この信号によって電動機21は制御装置23
により、電動機21が舵取り力を支援するように投入され
る。かかる状態の識別は圧力センサー28の相応した信号
および第１のセンサー22の信号によって保証される。
第２図にはパワーステアリング装置の第２実施例が示
されており、これはほとんど第１図の実施例に相応して
いる。ただ舵取りハンドル軸２とねじ付きスピンドル４
との間にねじり管29の形をしたねじりばねが配置されて
いる。ねじり管29のねじり力は、回転弁６が中立位置か
ら変位している場合、舵取りハンドルにおいて追加的で
あるが小さな操作力として感知される。舵取り運動の終
了後、舵取りハンドルを緩めた際、回転スライダ７はね
じり管29によってその中立位置の方向に戻される。
追加的なねじり管29の設置は、電動機21が停止したと
きも回転弁６のセンタリングができるという利点を有す
る。さらに、舵取りハンドル軸２が回転される際に所定
の残留操作力が常に存在している。液圧式車軸復帰を調
整するために、唯一の信号だけで済み、即ち、ピットマ
ンアーム軸28における第２のセンサー26の信号しか必要
とされない。ねじり管29のねじり定数は公知である。従
って、電動機21、所定の全トルクを発生し、かつ、車軸
復帰調整制御のために回転スライダ７を正確に規定され
た位置に回転するように制御される。
第３図における実施例はほとんど完全に第１図におけ
る実施例に相応している。しかし第１のセンサー22は、
舵取りハンドル軸２に配置する代わりに、舵取り伝動装
置５の下側部分における電動機21の側に位置する箇所に
配置されている。第１のセンサー22Aをこのように配置
することによって、パワーステアリング装置の舵取りハ
ンドル軸２の接続部を、普通のパワーステアリング装置
と同じ構造寸法にできる。これによって、例えば舵取り
ハンドル軸接続部とピットマンアーム軸18との間隔を同
じに保てる。
符号の説明 １…舵取り伝動装置ハウジング ２…舵取りハンドル軸 ３…横棒 ４…ねじ付きスピドル ５…舵取り伝動装置 ６…回転弁 ７…回転スライダ ８…弁ブッシュ ９…制御溝 10…アキシャル棒 11…サーボポンプ 12…圧力媒体タンク 13,14…作動室 15…作動ピストン 16…ボールチェーン 17…歯 18…ピットマンアーム軸 20…出力軸 21…電動機 22,22A…第１のセンサー 23…電子制御装置 24…速度検出器 25…負荷検出器 26…第２のセンサー 27…圧力配管 29…圧力センサー 29…ねじり管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 131:00 Ｂ６２Ｄ 131:00 (72)発明者 シュール，ルドルフ ドイツ連邦共和国アーレン、ファールバ ッハシュトラーセ、147 (56)参考文献 実開 昭61−169675（ＪＰ，Ｕ)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】舵取りハンドル軸（２）が制御弁（６）を
    介して舵取り伝動装置（５）の入力素子（４）に結合さ
    れ、液圧式増力装置の作動ピストン（15）が舵取りハン
    ドル軸（２）が入力素子（４）に対して相対運動した際
    に回転弁（６）を介してサーボポンプ（11）から圧力媒
    体を供給され、電動機（21）の出力軸（20）が回転スラ
    イダ（７）に連動接続され、電動機（21）が舵取りハン
    ドル軸（２）と入力素子（４）との相対運動に応動する
    第１のセンサー（22）の信号によって制御されるような
    自動車のパワーステアリング装置において、 第１のセンサー（22）の信号が電動機（21）を舵取りハ
    ンドル軸（２）の回転運動に対抗する反力が回転スライ
    ダ（７）に発生されるように制御し、舵取りハンドル軸
    （２）の舵取り運動の終了後に舵取りハンドルを緩めた
    際に、回転スライダ（７）が電動機（21）によってその
    中立位置まで戻されることを特徴とする自動車のパワー
    ステアリング装置。
  2. 【請求項２】舵取り伝動装置（５）の出力素子（18）に
    出力素子（18）の中立位置からの動きに応動する第２の
    センサー（26）が配置され、舵取りハンドル軸（２）の
    回転運動の終了後における第２のセンサー（26）の信号
    によっておよび回転スライダ（７）をその中立位置に戻
    した後における第１のセンサー（22）の信号を介して、
    舵取りモータ（21）が回転スライダ（７）をその中立位
    置を越えて舵取り方向逆転に相応した制御位置に変位調
    整するように制御され、回転スライダ（７）が該制御位
    置に、舵取り伝動装置（５）の出力素子（18）がその中
    立位置に戻されるまで保持されていることを特徴とする
    請求の範囲第１項記載のパワーステアリング装置。
  3. 【請求項３】サーボポンプ（11）から回転弁（６）に通
    じる圧力配管（27）に圧力センサー（28）が配置され、
    圧力配管（27）内の圧力が液圧式増力装置の運転にとっ
    て必要な所定の値以下に低下した際に発生される信号に
    よって、電動機（21）が舵取り力を支援する方向に制御
    されることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項
    記載のパワーステアリング装置。
  4. 【請求項４】電動機（21）が舵取り伝動装置（５）の舵
    取りハンドル軸接続部と反対側に配置されていることを
    特徴とする請求の範囲第１項記載のパワーステアリング
    装置。
  5. 【請求項５】舵取りハンドル軸（２）と舵取り伝動装置
    （５）の入力素子（４）との間にねじりばねが配置され
    ていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のパワー
    ステアリング装置。
  6. 【請求項６】電動機（21）の制御が車両の走行速度およ
    び負荷状態に関係して影響されることを特徴とする請求
    の範囲第１項記載のパワーステアリング装置。
  7. 【請求項７】第１のセンサー（22）が舵取り伝動装置
    （５）の舵取りハンドル軸接続部の側に配置されている
    ことを特徴とする請求の範囲第４項記載のパワーステア
    リング装置。
  8. 【請求項８】第１のセンサー（22A）が舵取り伝動装置
    （５）の電動機（21）の側に配置されていることを特徴
    とする請求の範囲第４項記載のパワーステアリング装
    置。
  9. 【請求項９】ねじりばねがねじり管（29）の形をしてい
    ることを特徴とする請求の範囲第５項記載のパワーステ
    アリング装置。
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DE3820355.3 1988-06-15
DE3820355 1988-06-15

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EP (1) EP0440638B1 (ja)
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ES (1) ES2014138A6 (ja)
WO (1) WO1989012567A1 (ja)

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