JPH0141554B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動車のパワーステアリング装置、
詳細にはパワーステアリング装置に圧力流体を供
給するポンプの駆動を制御して、エネルギー消費
量の軽減と運転操作性の向上を図つたパワーステ
アリング装置に関するものである。

一般に、パワーステアリング装置を有する自動
車は、据切りや低速走行時、操舵力が軽減して舵
取操作が快適であるけれども、エンジンまたは電
動モータでポンプを常時駆動して、パワーステア
リング装置に圧力流体を常時供給するため、エネ
ルギー消費量が大きいものとなつている。このた
め、パワーステアリング装置に前述のポンプの駆
動を必要な時にのみに行い、不必要時は停止させ
る制御手段を設けてエネルギー消費量の軽減を図
ることが好ましい。

従来、この種のパワーステアリング装置として
は、例えば、特開昭50−160921あるいは特公昭54
−9774に示されたものがある。すなわち、特開昭
50−160921に示されているものは、ピツトマンア
ームの中立位置を挾んで回動範囲に２つの検出ス
イツチを設け、舵取の中立位置附近はポンプを停
止するが、操舵角度が一定値以上になるときはピ
ツトマンアームが検出スイツチに当接してポンプ
の駆動を開始し、手動操舵力をアシストするよう
にしている。また、特公昭54−9774に示されてい
るものは、ハンドル軸およびクロスシヤフトにそ
れぞれ衝接する２つの検出器を設けてこれらによ
り中立位置を検出し、また、ハンドル軸と流体圧
モーター側の軸とをトーシヨンバーで連結してこ
れら２軸間の捩れ変位により、操舵ハンドルに加
えられる手動操舵力を検出し、操舵ハンドルに一
定以上の手動操舵力が加えられ、かつ、操舵ハン
ドルが中立位置から一定角度回動したときのみポ
ンプの駆動を行ない、手動操舵力をアシストする
ようにしている。

しかしながら、このような従来のパワーステア
リング装置にあつては、舵取の中立位置において
は手動操舵力はアシストされず、中立位置から一
定角度に操舵したときアシストされるようになつ
ていたため、操舵ハンドルの切返し操作の際に、
中立附近でパワーステアリング装置のポンプが
ON、OFFされて操舵力に変動を生じ、運転操作
が非常に不安定になるという問題点があつた。ま
た、前者では舵取の中立位置においてのみポンプ
の駆動を停止するため、操舵ハンドルを切つたま
ま停止した状態では、ポンプが駆動されたままと
なり、エネルギー消費量の軽減を図ることができ
ないという問題点もあつた。

この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、ステアリングホイールの操舵
角速度を検出する操舵角速度検出手段と、ポンプ
からパワーステアリング装置へ供給される流体の
圧力を検出する圧力検出手段と、を備えるととも
に、前記操舵角速度検出手段からステアリングホ
イールの操舵角速度を示す信号が入力されるとポ
ンプの駆動を開始し前記圧力検出手段からパワー
ステアリング装置に供給される流体の圧力が所定
値以下である信号が入力されるとポンプの駆動を
停止する制御手段を設けて、改良したパワーステ
アリング装置を供給することにより、前記問題点
を解決することを目的としている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１，２図はこの発明の一実施例を示す図であ
る。まず、構成を説明する。１はステアリングホ
イールであり、２はステアリングシヤフト３を内
挿したステアリングコラムであり、４はステアリ
ングコラム２を取り付けるインストパネルであ
る。５はインテグラル型のパワーステアリング装
置であり、パワーステアリング装置５は既知のコ
ントロールバルブおよびパワーピストンが収納さ
れたステアリングギヤボツクス６と、ピツトマン
アーム６′に応動し操向車輪７に連結したステア
リングケージ８と、を有する。なお８′は、リン
ケージ８を車体に支持するアイドラアームであ
る。ステアリングギヤボツクス６はステアリング
コラム２に内挿されたステアリングシヤフト３に
よりステアリングホイール１と連結されている。
９はパワーステアリング装置５に油などの圧力流
体を供給するポンプであり、導管１０，１１を介
してパワーステアリング装置５のステアリングギ
ヤボツクス６に連結されている。ポンプ９からの
圧力流体は吐出側の導管１０を通じてステアリン
グギヤボツクス６へ供給され、戻り側の導管１１
を通じてステアリングギヤボツクス６から還流さ
れるようになされている。１２はポンプ９の駆動
源としてのエンジンであり、ポンプ９とはポンプ
９側のプーリー１３とエンジン１２側のプーリー
１４との間に橋架されたベルト１５で連結されて
いる。１６はポンプ９とプーリー１３との間に設
けられて、エンジン１２からの駆動力を断続して
ポンプ９に伝達する電磁クラツチである。

１７はステアリングホイール１の操舵角速度を
検出する操舵角速度検出手段である。操舵角速度
検出手段１７は、例えば、ステアリングホイール
１に連結されたステアリングシヤフト３に、周方
向に並んだスリツトを有する円板を同軸的に設
け、発光素子から光をこのスリツトを介して受光
素子へ断続的に伝えることにより、ステアリング
ホイール１の操舵角速度に比例したパルス信号を
発生するものである。１８はこのパルス信号をそ
のパルス周波数に比例した電圧に変換するＦ−Ｖ
変換器である。１９はポンプ９からパワーステア
リング装置５へ供給される流体の圧力を検出する
圧力検出手段である。この圧力検出手段１９は、
ステアリングギヤボツクス６のコントロールバル
ブの吐出側の導管１０側に設けられている。

２０は操舵角速度検出手段１７と圧力検出手段
１９とからの信号を受けて演算処理し、電磁クラ
ツチ１６の接続または遮断操作を行う制御手段で
ある。第２図に示すように、制御手段２０は２つ
の比較器２１，２２、、NOT回路２３、AND回
路２４およびOR回路２５を有する。比較器２１
にはＦ−Ｖ変換器１８を介して操舵角速度検出手
段１７から出力された信号が入力しており、この
信号が所定値以上の操舵角速度を表わすものであ
るならば「１」の論理信号を出力し、所定値以下
の操舵角速度を表わすものであるならば「０」の
論理信号を出力するものである。

他の比較器２２には圧力検出手段１９から出力
された流体圧に比例した信号が入力しており、こ
の信号が所定値以上の圧力を表わすものであるな
らば「１」の論理信号を出力し、所定値以下の圧
力を表わすものであるならば「０」の論理信号を
出力するものである。比較器２１の出力はAND
回路２４の１つの入力となつている。他の比較器
２２の出力はNOT回路２３の入力となり、また、
OR回路２５の１つの入力となつている。NOT回
路２３の出力はAND回路２４の他の１つの入力
となつている。AND回路２４の出力はOR回路２
５の他の１つの入力となつている。OR回路２５
の出力は駆動回路（図示せず）により電力増幅さ
れて電磁クラツチ１６に入力している。

電磁クラツチ１６はOR回路２５から「１」の
論理信号が入力するとONされて接続状態にな
り、ポンプ９にエンジン１２からの駆動力を伝達
して駆動するようになされている。また、電磁ク
ラツチ１６はOR回路２５から「０」の論理信号
が入力するとOFFされて遮断状態になり、ポン
プ９へエンジン１２からの駆動力を伝達せず、圧
力流体の供給を停止するようになされている。

次に作用を説明する。

第２図および第３図に示すように、制御手段２
０は、２つの比較器２１，２２のすくなくとも１
つが「１」の論理信号を出力するとき、すなわ
ち、操舵角速度検出手段１７からの所定値以上の
操舵角速度を示す信号と圧力検出手段１９からの
所定値以上の圧力を示す信号との２つの信号のう
ち少なくとも１つの信号が入力するときは、OR
回路２５が論理信号「１」を出力し、電磁クラツ
チ１６をONとして接続状態とし、ポンプ９を駆
動してパワーステアリング装置５に圧力流体を供
給する。また、制御回路２０は２つの比較器２
１，２２がともに「０」の論理信号を出力すると
き、すなわち、前述の２つの信号のどちらも入力
しないときは、OR回路２５が論理信号「０」を
出力し、電磁クラツチ１６をOFFとして遮断状
態にし、ポンプ９の駆動を停止してパワーステア
リング装置５に圧力流体を供給しない。

今、例えば、電磁クラツチ１６がOFFで、ポ
ンプ９が駆動されていないとする。パワーステア
リング装置５には圧力流体が供給されず、圧力検
出手段１９から出力される信号は所定値以下の圧
力を示し、比較器２２は「０」の論理信号を出力
する。ここで、舵取操作を所望してステアリング
ホイール１を所定の角速度以上の角速度でもつて
回転すると、比較器２１は「１」の論理信号を出
力する。この結果、第３図に示すように、制御手
段２０は「１」の論理信号を出力し、電磁クラツ
チ１６をONとして接続し、ポンプ９の駆動を開
始してパワーステアリング装置５に圧力流体を供
給する。

パワーステアリング装置５は圧力流体が供給さ
れると、既知の様に、図外のコントロールバルブ
がステアリングホイール１から加わる手動操舵力
と操向車輪７から加わる操舵負荷との差により、
吐出側の管１０と戻り側の導管１１とを短絡して
いた流路を絞り、図外のパワーピストンへの流路
を開き、パワーピストンへ圧力流体を附与する。
このため、パワーピストンに加わる圧力流体の作
用により、ステアリングホイール１の手動操舵力
が増大され、ステアリングリンケージ８を介して
操向車輪７に伝達される。

パワーステアリング操作中、ポンプ９からパワ
ーステアリング装置５へ供給される流体の圧力
は、前述のようにコントロールバルブが、吐出側
の導管１０から戻り側の導管１１へ短絡して流れ
る流体の流路を絞るようにして、図外のパワーピ
ストン側へ流すため、操舵負荷に対応した大きさ
となる。したがつて、操舵負荷が加わつている場
合、圧力検出手段１９で検出される圧力は、操舵
負荷が加わつていない場合よりも高い。操舵負荷
が加わつている場合の圧力を所定値以上とし、操
舵負荷が加わつていない場合の圧力を所定値以下
とすると、操舵負荷が加わつている状態では比較
器２２は「１」の論理信号を出力する。したがつ
て、ステアリングホイール１が所定の角速度以上
で回転され、かつ、操舵負荷も加わる通常の舵取
中、あるいは、ステアリングホイール１の操舵角
速度は小さいが保舵力としての操舵負荷が加わる
旋回中においては、比較器２２は「１」の論理信
号を出力し、第３図に示すように、電磁クラツチ
１６は「１」の論理信号を出力する制御手段２０
によりONされつづけ、ポンプ９はパワーステア
リング装置５に圧力流体を供給して、手動操舵力
をアシストしつづける。

直進時や、停止時のように、操舵負荷もステア
リングホイール１の操作もなく、手動操舵力をア
シストする必要はない場合は、ステアリングホイ
ール１が所定角速度以上で操作されないから比較
器２１は「０」の論理信号を出力し、圧力検出手
段１９は所定値以下の圧力の信号を出力するから
比較器２２も「０」の論理信号を出力する。した
がつて、第３図に示すように、制御手段２０は
「０」の論理信号を出力して電磁クラツチ１６を
OFFとしてポンプ９の駆動を停止し、パワース
テアリング装置５への圧力流体の供給を停止す
る。

すなわち、制御手段２０は、操舵角速度検出手
段１７からステアリングホイール１の操舵角速度
が所定値以上である信号が入力すると、ポンプ９
の駆動を開始する。また、ポンプ９からパワース
テアリング装置５へ供給される圧力が所定値以下
であることを示す信号が圧力検出手段１９から入
力すると、ポンプ９の駆動を停止する。この場
合、操舵角速度検出手段１７からの信号は運転者
の操舵意志を表わし、圧力検出手段１９からの信
号は操舵負荷を表わしている。

第４図は、この発明の他の実施例を示す図であ
る。なお、前述の実施例と同一の部分には同一番
号を附して説明を省略する。

この実施例では、ポンプ９の駆動源としてエン
ジンの代りに電動モータ３０を用い、制御手段２
０により電動モータ３０のON、OFFを制御し
て、ポンプ９の駆動を制御するようにしている。
この実施例では電動モータ３０を使用するので特
に運転者の操舵意志に応じて素早く応答する必要
がある。このためにステアリングホイール１の操
舵角速度を検出して作動する制御手段２０の動作
が役立つ。

以上説明してきたように、この発明によれば、
ステアリングホイールの操舵角速度を検出する操
舵角速度検出手段と、ポンプからパワーステアリ
ング装置へ供給される流体の圧力を検出する圧力
検出手段と、操舵角速度検出手段から、ステアリ
ングホイールの操舵角速度を示す信号が出力され
るとポンプの駆動を開始し、一方、圧力検出手段
からパワーステアリング装置に供給される流体の
圧力が所定値以下である信号が出力されるとポン
プの駆動を停止する制御手段と、を設けている。
このため、運転者の操舵意志に素早く応答してポ
ンプを駆動して手動操舵力をアシストすることが
でき、一方、操舵負荷が加わらなくて手動操舵力
をアシストする必要のない場合はポンプの駆動を
停止することができるので、従来のように切返し
時に中立位置でポンプがON、OFFされて操舵力
に変動を生ずるようなことがなく、あるいは、ス
テアリングホイールを回転させた状態で車輪を停
止してもポンプが駆動したままになることがな
い。したがつて、運転操作性をよくすることがで
き、かつ、エネルギー消費量を減少することがで
きるという効果がある。また、圧力検出手段によ
つて操舵負荷を検出することによつて従来のトー
シヨンバーを用いて手動操舵力を検出するものに
較べて構造が簡潔になり、調整が容易となる効果
がある。さらに、旋回走行中に操舵を検出する手
段が故障しても、ポンプを駆動し続ける必要があ
るか否かを圧力検出手段によつて判別して旋回走
行中の間ポンプを駆動し続けることが可能である
ので、安全性をも向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかるパワース
テアリング装置の概略を示す図、第２図はこの実
施例の制御手段の回路構成を示す図、第３図はこ
の制御手段の作用を説明するためにその出力を
「０」、「１」の２値で示す図表、第４図はこの発
明の他の実施例にかかるパワーステアリング装置
の概略を示す図である。 １……ステアリングホイール、５……パワース
テアリング装置、６……ステアリングギヤボツク
ス、７……操向車輪、８……ステアリングリンケ
ージ、９……ポンプ、１０……吐出側の導管、１
１……戻り側の導管、１２……エンジン、１６…
…電磁クラツチ、１７……操舵角速度検出手段、
１９……圧力検出手段、２０……制御手段、３０
……電動モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステアリングホイールとポンプとに連結さ
   れ、ポンプから供給される圧力流体の作用により
   前記ステアリングホイールに加えられる手動操舵
   力を増大して操向車輪へ伝達するパワーステアリ
   ング装置において、前記ステアリングホイールの
   操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段と、前
   記ポンプから前記パワーステアリング装置へ供給
   される流体の圧力を検出する圧力検出手段と、前
   記操舵角速度検出手段から前記ステアリングホイ
   ールの操舵角速度を示す信号が出力されると前記
   ポンプの駆動を開始し前記圧力検出手段から前記
   パワーステアリング装置に供給される流体の圧力
   が所定値以下であることを示す信号が出力される
   と前記ポンプの駆動を停止する制御手段と、を備
   えたことを特徴とするパワーステアリング装置。