JP3010547B2 - 自動車用動力かじ取り装置 - Google Patents

自動車用動力かじ取り装置

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JP3010547B2 JP7189655A JP18965595A JP3010547B2 JP 3010547 B2 JP3010547 B2 JP 3010547B2 JP 7189655 A JP7189655 A JP 7189655A JP 18965595 A JP18965595 A JP 18965595A JP 3010547 B2 JP3010547 B2 JP 3010547B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念に
記載の自動車用動力かじ取り装置（パワーステアリン
グ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような液圧動力かじ取り装置はドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第３９０８２１８号明細書か
ら公知であり、かじ取りハンドル車に連結可能な電動機
が戻しトルクの発生に役立つ。
【０００３】特に非常に低速の走行例えば操車の際、操
作素子として設けられるかじ取りハンドル車へ運転者に
より加えられるかじ取り力を充分小さく保つため、現在
の乗用車は圧倒的に液圧動力かじ取り装置を備えてい
る。このような動力かじ取り装置は、かじ取りハンドル
車と車両の制御部材としてのかじ取り車輪との間の機械
的駆動伝達系中に２つの伝達素子を持ち、これらの伝達
素子がばね力に抗して限られた範囲で相対運動可能であ
り、従つてかじ取りハンドル車とかじ取り車輪との間に
伝達される力に関係して、異なる大きさの相対運動を行
う。これらの相対運動が、液圧の圧力源と比較的圧力な
しの液体だめとの間に設けられかつそれぞれ入口絞り及
び出口絞りを持つ２つの絞り区間を含むサーボ弁を制御
する。各絞り区間の入口絞り及び出口絞りは互いに逆方
向に制御され、更に両方の絞り区間も互いに逆方向に制
御される。
【０００４】更に液圧反作用部材はある程度の付加的な
摩擦を持ち、この摩擦がヒステリシス効果及びかじ取り
装置の戻しの悪化の原因となる。
【０００５】液圧動力かじ取り装置の代りに電気動力か
じ取り装置も公知であり、サーボ操作力が電動機により
連結される。しかしこの装置では、発生可能なサーボ操
作力を考慮して、車両の電気回路を大きい可能出力を持
つように構成せねばならない。更に非常に速いかじ取り
操作でもサーボ操作力を精確に制御するか又は所望の大
きさで利用可能にすることは、制御技術的に困難であ
る。特にこれは、電気サーボモータの小さい寸法を考慮
して、一般に比較的小さいトルクで速く回転する電動機
が使用され、分離可能な駆動経路を介してかじ取り装置
に連結可能であることに基いている。従つて電気サーボ
モータを常に高い回転数で動作させ、必要な場合かじ取
り装置に連結することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】さて本発明の課題は、
動力かじ取り装置の新しい構成を提示することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項１の特
徴部分によつて解決される。
【０００８】本発明は、液圧動力かじ取り装置におい
て、所定のパラメータに関係して反作用力を液圧制御す
るのをやめ、その代りにパラメータに関係して制御可能
な付加的な電動機を設ける、という一般的な考えに基い
ている。
【０００９】それにより、反作用力のパラメータに関係
する液圧制御装置なしに普通の液圧動力かじ取り装置を
使用可能であるという利点が得られる。このようなサー
ボ装置は多量生産で安価に製造される。特に多量生産で
は、反作用力のパラメータに関係する制御なしの標準車
両にも、特別な装備特にパラメータに関係して反作用力
を制御される動力かじ取り装置を持つ車両にも、同じ液
圧動力かじ取り装置を設けることができる。特別装備の
場合、電動機をその制御装置と共に付加的に設けさえす
ればよい。すべての車両が原理的に同じ装置を持ち、特
別装備の場合付加装置のみを取付ければよいので、全体
として著しい費用上の利点が得られる。
【００１０】本発明の好ましい実施態様によれば、動力
かじ取り装置は、液圧の圧力源と比較的圧力なしの液体
だめとの間に設けられて液圧サーボモータを制御する原
理的に公知のサーボ弁を持ち、かじ取りハンドル車を制
御部材特にかじ取り車輪に連結する機械的駆動伝達系の
２つの部分の相対運動によりサーボ弁が制御可能であ
る。この場合相対運動可能な両方の部分のうちかじ取り
ハンドル車側部分に電動機が伝動連結されている。
【００１１】このようにして、電動機により発生される
力が、液圧サーボモータにより発生されるサーボ操作力
へ直接影響を及ぼさないようにすることができる。
【００１２】自動車の動力かじ取り装置の場合一般に、
比較的高い速度において望まれる僅かなサーボ操作力の
みを発生できるように、液圧動力かじ取り装置を設計す
るのが好ましい。その場合電動機は、低い速度又は特別
な状況で付加的な援助力を発生するのに利用される。
【００１３】しかし作動中に望まれる最大のサーボ操作
力を発生できるような可能出力を持つ液圧動力かじ取り
装置を構成し、電動機がパラメータに関係して操作素子
で感知可能な付加的抵抗を発生することも、原理的に可
能である。
【００１４】なお本発明の好ましい特徴に関して、請求
項及び図面を参照して説明される特に好ましい実施例の
以下の説明が参照される。
【００１５】
【実施例】図１によれば、自動車のかじ取りハンドル車
１は、かじ取りハンドル軸２及び図示しないかじ取り歯
車素子を介して、かじ取り車輪４のかじ取りリンク機構
３に機械的に連結されて、かじ取り車輪４のかじ取り偏
向角がかじ取りハンドル車１の回転に必然的に関係する
ようになつている。
【００１６】かじ取りハンドル車１とかじ取り車輪４と
の間の機械的駆動伝達系に、ばね力に抗して限られた範
囲で相対運動可能な２つの部分が設けられている。即ち
図１では、これらの部分は、限られた範囲で相対回転可
能なかじ取りハンドル軸部分２′及び２″である。かじ
取りハンドル車１の操作の際これらのかじ取りハンドル
軸部分２′及び２″は、これらを伝動結合するねじりば
ね（図示せず）の力に抗して相対回転せしめられる。
【００１７】この相対回転は、入口絞り６′及び６″と
出口絞り７′及び７″とを持つ２つの互いに並列な絞り
区間から成るサーボ弁５を制御する。これらの絞り区間
は、液圧の圧力源としての液圧ポンプ８の吐出側と圧力
なしの液体だめ９との間に設けられ、この液体だめ９は
ポンプ８の吸入側に接続されている。
【００１８】かじ取りハンドル軸部分２′及び２″が互
いに中間の位置をとると、絞り６′ないし７″が開かれ
て、入口絞り６′及び６″と出口絞り７′及び７″とが
それぞれ同じ絞り抵抗を持ち、従つて両方の絞り区間を
通つて互いに対称に液圧媒体が流れる。かじ取りハンド
ル軸部分２′及び２″が相対回転せしめられると、入口
絞り例えば入口絞り６′が他方の入口絞り６″に対して
閉じられ、他方の絞り区間の出口絞り、この場合出口絞
り７″が、一方の絞り区間の出口絞り７′に対して次第
に閉じられる。
【００１９】両方の絞り区間の絞り６′と７′及び６″
と７″との間に、例えば複動ピストン−シリンダ装置と
して構成することができる液圧サーボモータ１２の接続
導管１０及び１１が接続されている。両方の絞り区間が
互いに対称に設定されていると、接続導管１０及び１１
の間の圧力が平衡している。かじ取りハンドル軸の軸部
分２′及び２″の相対回転の際絞り区間が非対称に動か
されると、接続導管１０及び１１にそれに応じた圧力差
が生ずる結果、サーボモータ１２はサーボ力を発生し
て、かじ取りリンク機構３へ伝達する。それにより、そ
のつどのかじ取り操作のためかじ取りハンドル車１に加
えるべき手の力が減少される。
【００２０】本発明によれば、かじ取りハンドル車１の
側のかじ取りハンドル軸部分２′に、セルフロツキング
なしの電動機即ち可逆電動機１３が設けられ、かじ取り
ハンドル軸部分２′又はそれに固定的に結合される部分
が電動機１３の回転子を形成し、電動機１３の固定子が
例えば車体に固定的に設けられるように、この電動機１
３が構成されている。
【００２１】電動機１３の駆動回路として電気又は電子
制御装置１４が設けられ、その出力側が電動機１３に接
続されている。制御装置１４の入力側は、かじ取りハン
ドル車１とかじ取りハンドル軸部分２′との間に設けら
れるトルクセンサ１５に接続することができる第１の入
力端を持つている。別の入力端１６は、所定のパラメー
タ例えば車両の走行速度用の図示しない信号発生器に接
続されている。
【００２２】それにより運転者によりかじ取りハンドル
車１へ加えるべき手の力を減少する付加的なかじ取り補
助力を発生する電動機１３を、走行速度に応じて異なる
ように制御することができる。例えば高い走行速度では
電動機１３が動作しないようにすることができるので、
かじ取りハンドル車１へ加えるべき手の力を減少するサ
ーボ操作力を液圧サーボモータ１２のみが発生する。車
両の走行速度が低いほど、電動機１３により発生される
補助力を大きくすることができる。それにより、特に比
較的大きい抵坑に抗して車両のかじ取り車輪４を動かさ
ねばならない操車が、著しく容易になる。
【００２３】トルクセンサ１５の代りに又はそれに加え
て、かじ取りリンク機構、図示した例ではタイロツド
に、制御装置１４の入力端に接続される力測定素子１７
を設けることができる。その代りに又はそれに加えて、
液圧サーボモータ１２の接続導管１０及び１１に設けら
れる圧力センサ１８によるが、これらの接続導管１０及
び１１の間に設けられる差圧測定器１９により、接続導
管１０及び１１の圧力差を表す信号を発生して、制御装
置１４の入力端へ供給することができる。こうして制御
装置１４により電動機１３を制御して、走行速度（又は
その他の規定すべきパラメータ）に関係して、かじ取り
リンク機構３に作用する力に対してアナログに又は液圧
サーボモータ１２に作用する圧力差に対してアナログに
変化する補助力を発生することができる。
【００２４】その結果図２に示すような状態が得られ
る。ここには、液圧サーボモータ１２にそのつど存在す
る圧力差Ｐが、かじ取りハンドル車に加えるべき手の力
Ｍに関係して示され、しかも例えば０ｋｍ／ｈと１００
ｋｍ／ｈとの間にある種々の走行速度ｖについて示され
ている。これからわかるように、低い走行速度又は車両
の停止状態では、かじ取り装置は高い走行速度における
より容易に動作する。
【００２５】上述した実施例では、液圧サーボモータ１
２も電動機１３も、かじ取りハンドル車１に加えるべき
手の力を減少する力をそれぞれ発生するという前提から
出発した。これは、かじ取りの比較的困難な状態即ち高
い走行速度において電動機１３が作用しないことを意味
する。即ち電動機１３は低い走行速度又は車両の停止状
態においてのみ付加的に作用する。
【００２６】しかしその代りに、低い走行速度又は車両
の停止状態においては液圧サーボモータ１２のみによつ
て容易なかじ取りが行われるように、このサーボモータ
１２を設計することも可能である。その場合かじ取りハ
ンドル車１に加えるべき手の力を高める補助力を電動機
１３により発生することによつて、高い走行速度におけ
るかじ取りを所望のように困難にすることができる。
【００２７】安全上の理由から、自動車では一般に第１
の実施例が好ましい。即ち電動機１３又は付加の制御装
置１４が万一故障する場合、高い走行速度ではかじ取り
が困難なままである。低い走行速度又は停止状態では、
この作動状態でもかじ取りが困難なままなので、快適さ
の低下を甘受しさえすればよい。これに反し、かじ取り
が比較的困難な状態から容易な状態へ予想しないように
変わるという事態は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】かじ取りハンドル車において感知可能な反作用
力をパラメータに関係して制御する本発明の装置を持つ
液圧動力かじ取り装置の概略構成図である。
【図２】かじ取りハンドル車に加えるべき手の力と液圧
サーボモータに作用する圧力差との関係を種々の走行速
度について示す線図である。
【符号の説明】
１ 操作素子（かじ取りハンドル車） ２ かじ取りハンドル軸 ２′，２″ かじ取りハンドル軸部分 ４ 制御部材（かじ取り車輪） ５ サーボ弁 ８ 圧力源（液圧ポンプ） ９ 液体だめ １２ 液圧サーボモータ １３ 電動機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−266569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−64869（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−34852（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−251368（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−233169（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−139322（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−144876（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 かじ取りハンドル車（１）及び機械的駆
    動伝達系（２，３）を介してかじ取りハンドル車（１）
    に連結されるかじ取り車輪（４）、 機械的駆動伝達系（２，３）に設けられかつかじ取りハ
    ンドル車（１）の操作の際ばね力に抗して限られた範囲
    内で相対運動可能な２つの伝達部分（２′，２″）、 液圧圧力源（８）と液体だめ（９）との間に設けられか
    つ伝達部分（２′，２″）の相対運動により制御可能な
    サーボ弁（５）、 かじ取り車輪（４）に伝動連結されかつサーボ弁（５）
    により操作される液圧サーボモータ（１２）かじ取りハ
    ンドル車（１）に伝動連結される可逆電動機（１３）、 電動機（１３）を制御する制御装置（１４）、 サーボモータ（１２）により発生される操作力又はサー
    ボモータ（１２）からかじ取り車輪（４）へ及ぼされる
    操作力を検出しかつ制御装置（１４）の入力端へ接続さ
    れるセンサ（１７，１８，１９）を備え電動機（１３）
    が、センサ（（１７，１８，１９）により検出される操
    作力に応じて制御装置（１４）により制御される ことを
    特徴とする、自動車用液圧動力かじ取り装置。
  2. 【請求項２】 電動機（１３）の回転子が、かじ取りハ
    ンドル車（１）のかじ取りハンドル軸（２）のかじ取り
    ハンドル車側伝達部分（２′）により形成されているこ
    とを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 電動機（１３）が、液圧サーボモータ
    （１２）のサーボ操作力と同じ方向に作用する補助力を
    発生することを特徴とする、請求項１又は２に記載の装
    置。
  4. 【請求項４】 電動機（１３）により、液圧サーボモー
    タ（１２）のサーボ操作力に抗して作用する付加力が発
    生可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載
    の装置。
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