JPH0136688Y2

JPH0136688Y2 -

Info

Publication number: JPH0136688Y2
Application number: JP1981110136U
Authority: JP
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1981-07-23
Publication date: 1989-11-07
Also published as: JPS5815578U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、電気式パワー・ステアリング装置
に関する。

パワー・ステアリング装置に要求される機能に
はいくつかあるが、最も重要なものは、オペレー
タによるステアリング・ホイールの回転角（入力
角）に比例した舵角（出力角）が得られることで
ある。また、車両状態たとえば車両速度などに応
じて上記の比例定数を変化させ、高速度のときに
は舵角を小さく制限し、低速度のときには大きな
舵角が得られるようにすることが好ましい。さら
に、車両や路面の状態を操舵系を介してオペレー
タが感知しうる構成であると一層よい。

この考案は、上記の要請を満足しうる電気式パ
ワー・ステアリング装置を提供することを目的と
する。

以下、図面にもとづいてこの考案の実施例につ
いて詳述する。

第１図および第２図において、ステアリング・
ホイール１が取付けられるシヤフトは、シヤフト
２と３の２つに分割されている。。シヤフト２の
上端にホイール１が固定されている。シヤフト３
の上端には筒状の受部３Ａが設けられ、この受部
３Ａ内にシヤフト２の下端が回転自在に収められ
ている。両シヤフト２，３は、ともに軸受（図示
略）によつて回転自在に支持されている。シヤフ
ト２の下端と受部３Ａとの間には、無接触ポテン
シヨメータ４が設けられている。このポテンシヨ
メータ４は、両シヤフト２と３の相対的な回転角
度を検出し、その回転角度に応じた偏位角信号を
出力する。無接触ポテンシヨメータには、フラツ
クス・ブリツジ、インダクシヨン・ポテンシヨメ
ータ、サーボ磁気バランスなどがある。

シヤフト３の受部３Ａの周壁の一部は適当な角
度範囲で切欠かれている（３ａで示す）。シヤフ
ト２の下端にはストツパ５が径方向に突出して設
けられており、このストツパ５が受部３Ａの切欠
き３ａ内に入つている。そして、このストツパ５
と切欠き３ａの側壁との間に復帰ばね７が設けら
れている。。リミツト・スイツチ６はストツパ５
によつて作動され、両シヤフト２，３の相対的な
偏位角が０であること（中立位置）を検出する。

シヤフト３の下端にはステアリング・ギヤ１２
が設けられている。また、シヤフト３には、ステ
アリング用のサーボモータ１０の回転動力がギヤ
などの伝動機構１１を介して伝達される。シヤフ
ト３の回転角はドラグ・リンク１３を介して操向
輪１５に伝達される。ステアリング・ギヤ１２に
は、無接触ポテンシヨメータ１４が設けられてい
る。このポテンシヨメータ１４は、操向輪１５の
舵角δを検出するものである。ポテンシヨメータ
４，１４はいずれも、偏差角および舵角の方向
（左、右）に応じて正または負の電圧信号を出力
する。これらの角度が０のときこの電圧信号は０
である。

第３図は、パワー・ステアリング装置の電気回
路を示している。サーボ・モータ１０は、その制
御回路２０によつて制御される。制御回路２０
は、トランジスタ・チヨツパ回路などを含んでい
る。この制御回路２０には、ポテンシヨメータ４
からの偏差角信号、ポテンシヨメータ１４からの
舵角信号、リミツト・スイツチ６からの中立位置
検出信号および走行速度信号が入力している。速
度検出器２１は、車両の走行速度に比例した周波
数のパルスを発生するものであり、この検出パル
スは周波数−電圧変換回路２２でその周波数に比
例した電圧に変換される。

制御回路２０は、ポテンシヨメータ４，１４の
出力信号に応じて、サーボモータ１０を駆動する
電流を出力する。第４図はポテンシヨメータ４の
偏差角電圧Ｖに対応する電流Ｉの変化を示してい
る。この図から明らかなように、電圧Ｖが所定の
範囲内ではサーボ・モータ１０の駆動電流Ｉは電
圧Ｖに比例して増減する。そして、電圧が所定値
を超えると、電流Ｉは一定値I₁，I₂に制限され
る。。この電流の制限によつてサーボ・モータ１
０の焼損が防止される。電流の上限値にはI₁，I₂
の２つが設定されている。車両の走行速度が遅い
とき、より厳密には回路２２の走行速度を表わす
出力電圧が所要の設定値以下のときには電流上限
値I₁が選択され、逆に走行速度が速いときすなわ
ち回路２２の出力電圧が上記の設定値を超えたと
きには電流上限値はI₂となる。後に述べるよう
に、リミツト・スイツチ６が中立位置を検出し、
かつポテンシヨメータ１４から舵角電圧が出力さ
れているときには手放し復元動作となる。このと
きには、制御回路２０はポテンシヨメータ１４の
出力電圧にもとづいて第４図に示す特性と正負が
逆の電流Ｉを出力する。この手放し復元動作にお
ける電流上限値はI₂である。

さて、オペレータがホイール１を回して操舵操
作をすると、シヤフト２が回転し、その回転角に
応じて偏差角電圧がポテンシヨメータ４から出力
される。この電圧は制御回路２０に送られるの
で、偏差角に比例した駆動電流がサーボ・モータ
１０に流れ、サーボ・モータ１０が回転する。サ
ーボ・モータ１０の回転力は伝動機構１１を介し
てシヤフト３に伝達され、シヤフト３がシヤフト
２と同方向に回転し、ステアリング・ギヤ１２お
よびドラグ・リンク１３を介して操向輪１５が換
向される。シヤフト３が回転することによつて、
シヤフト２と３の偏差角が小さくなつていつて遂
には０となる。この偏位角の変化はポテンシヨメ
ータ４によつて検出され、、それに応じて制御回
路２０から出力される電流Ｉによつてサーボ・モ
ータ１０が駆動される。偏差角が０となつた時点
では、ポテンシヨメータ４の出力電圧も０とな
り、サーボ・モータ１０が停止する。この状態
で、シヤフト３はシヤフト２の回転に追従して同
角度回転したことになり、操向輪１５は、ステア
リング・ホイール１の回転角θに比例した舵角δ
だけ換向される。ステアリング・ホイール１の左
または右への回転によつて、ポテンシヨメータ４
の出力も正または負となり、これに応じて操向輪
１５も左または右に換向されるのは言うまでもな
い。また、シヤフト２の回転量が大きくストツパ
５がシヤフト３の受部３Ａの切欠き３ａの側壁に
当ると、このストツパ５によつてシヤフト２の回
転力がシヤフト３に直接に伝達され、手動の操舵
が行なわれる。

上述のようにサーボ・モータ１０に流れる電流
はI₁またはI₂に制限されている。そして、この上
限値I₁，I₂は車両の走行速度に応じて切換えら
れ、走行速度が速いときには上限値は小さいI₂と
なる。この上限値I₂によつて舵角δも小さく制限
されるので、高速時には操舵角が小さく、過度の
換向による事故発生が防止される。また、低速速
行時には、操舵角は大きくなるので操作が容易と
なる。

オペレータがホイール１を回して操舵したの
ち、ホイール１から手を放すと、シヤフト２が中
立位置になかつた場合でも、シヤフト２は復元ば
ね７の力によつて元の位置にもどり、中立位置に
至つたところでストツパ５によつてリミツト・ス
イツチ６がオンとなる。。このとき、操向輪１５
は既に換向されており、ポテンシヨメータ１４か
らは舵角δに応じた電圧が出力され、制御回路２
０に入力している。この場合には、上述のよう
に、制御回路２０は、操向輪１５を中立位置に戻
すようサーボ・モータ１０を駆動する電流を出力
する。このことにより、操向輪１５は元の中立位
置に戻され、手放し復元が達成される。

制御回路２０の出力電流Ｉの上限値を非常に小
さな値に設定すると、ホイール１の回転角θに対
する舵角δの値も小さくなる。これはパワー・ス
テアリングの機能が減少して、手動操舵の割合が
大きくなることを意味する。このことにより、操
向輪１５の動きがホイール１にフイードバツクし
て伝達されるようになり、オペレータは路面状態
や車体の状況（たとえば操向輪１５の浮き上り）
などをホイール１から感じとれることができるよ
うになる。

以上詳細に説明したようにこの考案によれば、
電気的な構成によつて、オペレータによるステア
リング・ホイールの回転角に比例した舵角が得ら
れる。また、車両の送行速度に応じて舵角を制限
することができ、高速のときには舵角を小さくし
て安全性を高めることができる。さらに、舵角を
小さく制限することにより、車輪の状態や路面状
態をオペレータが感知することができるようにす
ることも可能である。そして、制御回路が複数の
出力上限値から車速に応じて上限値を選択するだ
けでよく、しかもサーボ・モータの電流値をこの
上限値に制限するだけでよいので、制御回路の構
成および制御が簡単である。また、オペレータが
操舵操作後、ステアリング・ホイールから手を放
しても自動的に復元することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は全体的な構成を示す構成図、第２図は
第１図の−線にそう断面図、第３図は電気制
御回路を示す回路図、第４図は制御回路の特性を
示すグラフである。１……ステアリング・ホイール、２，３……シ
ヤフト、４，１４……ポテンシヨメータ、５……
ストツパ、６……リミツト・スイツチ、７……復
元ばね、１０……サーボ・モータ、１２……ステ
アリング・ギヤ、１５……操向輪、２０……制御
回路、２１……速度検出器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】ステアリング・ホイール、このホイールが取付けられた第１のシヤフト、第１のシヤフトに一直線状に配置された第２の
シヤフト、第１のシヤフトと第２のシヤフトとの間に設け
られた復元用部材、第１のシヤフトと第２のシヤフトとの相対的回
転偏差角を検出する偏差角検出器、第１のシヤ
フトと第２のシヤフトの偏差角が零である中立位
置を検出する中立位置検出器、第２のシヤフトに回転力を与えるパワー・ステ
アリング用サーボモータ、第２のシヤフトの回転によつて操向輪を換向さ
せるステアリング機構、ステアリング機構に設けられ舵角を検出する舵
角検出器、車両の速度検出装置、ならびに、偏差角検出器、中立位置検出器およ
び速度検出装置の出力に応じてサーボ・モータを
正逆回転させる制御回路を備えており、制御回路が、複数の可変の出力上限値を有し、
検出速度に応じて上限値を選択し、中立位置検出
信号が出力されたときに舵角検出器の出力に応じ
て操向輪を中立位置に戻すようサーボ・モータを
制御する電気式パワー・ステアリング装置。