JPH03112776A - 動力舵取装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車用の動力舵取装置、特に電動ポンプによ
り作動流体を供給するようにした油圧式の動力舵取装置
の制御装置に関する。

（従来の技術） この種の動力舵取装置には、アシスト力を必要とする所
定レベル以上の操舵がなされた場合に電動ポンプに所定
の駆動電圧を印加し、一定時間以上継続して所定レベル
以上の操舵がなされなければ電動ポンプへの印加電圧を
駆動電圧よりもがなり低いスタンバイ電圧として、電動
ポンプを駆動するためのエネルギの節約をはかったもの
がある。

（発明が解決しようとするＨＭ） しかしながら前述の従来技術では、所定レベル以上の操
舵がなされなければ電動ポンプへの印加電圧を駆動電圧
からスタンバイ電圧に低下させる時間及びスタンバイ電
圧を一定としているので次のような不都合が生じる。

（１）この一定時間を短く設定すれば山間部などの短い
直線部でも印加電圧がスタンバイ電圧に低下し、続いて
行われるアシスト力が必要な大きなまたは急激な（以下
単に大きなという）操舵の際に動力舵取装置の作動の立
上がりに多少の時間を要するので一時的ながら操舵が重
くなる。

（２）この一定時間を長く設定すれば大きな操舵を連続
して行うことのない高速道路走行などの際にも必要以上
に電動ポンプの駆動を行うのでエネルギの損失を生じる
。

本発明は、所定レベル以上の操舵がなされなければ電動
ポンプへの印加電圧をスタンバイ電圧に低下させる時間
、またはスタンバイ電圧を自動車の走行状態に応じて変
化させて、このような問題を解決することを目的とする
ものである。

（課題を解決するための手段） このために、本発明による動力舵取装置の制御装置は、
第１図に示すごとく、油圧式の動力舵取装置１０と、こ
の動力舵取装置に作動流体を供給する電動ポンプ１８と
、前記動力舵取装置１ｏに関連して設けられて操舵量を
検出する操舵量センサ２０と、この操舵量センサにより
検出された操舵量が所定レベル以上となれば前記電動ポ
ンプ１８への印加電圧を所定の駆動電圧にすると共に前
記検出された操舵量が所定時間以上継続して所定レベル
以下であれば同電動ポンプへの印加電圧を前記駆動電圧
よりも低いスタンバイ電圧にする電子制御装置４０を備
えてなる動力舵取装置の制御装置において、前記電子制
御装置４０は、前記操舵量センサの信号に基づいて判別
された走行状態に応じて前記所定時間を設定する時間設
定手段１を備えたことを特徴とするものである。

前記電子制御装置４０は前記時間設定手段１に代えて、
前記走行状態に応じて前記スタンバイ電圧を設定する電
圧設定手段２を備えるようにしてもよい。

（作用） 操舵量センサ２ｏにより検出された操舵量は、山道、高
速道路などの自動車の走行状態により異なるものとなる
。時間設定手段１はこの各走行状態に応じて、所定レベ
ル以上の操舵がなされなければ電動ポンプ１８への印加
電圧をスタンバイ電圧に低下させる所定時間を、山道走
行のような場合には長い値に設定し、また高速道路走行
のような場合には短い値に設定する。あるいは電圧設定
手段２はこの各走行状態に応じて電動ポンプ１８へのス
タンバイ電圧を、山道走行のような場合には高い値に設
定し、また高速道路走行のような場合には低い値に設定
する。そして電子制御装Ｍ４０は、時間設定手段１によ
り設定された所定時間あるいは電圧設定手段２により設
定されたスタンバイ電圧に基づいて電動ポンプ１８への
印加電圧を制御する。

（発明の効果） 上述のごとく、本発明によれば、山道走行のような場合
には、所定レベル以上の操舵がなされなければ電動ポン
プへの印加電圧をスタンバイ電圧に低下させる所定時間
が長くなりあるいはスタンバイ電圧が高くなるので、繰
り返して行われる大きな操舵の際に動力舵取装置の作動
の立上がりが遅れて一時的にも操舵が重くなることはな
く、また高速道路走行のような場合には、電動ポンプへ
の印加電圧をスタンバイ電圧に低下させる所定時間が短
くなりあるいはスタンバイ電圧が低くなるので、電動ポ
ンプの駆動に要するエネルギを減少させることができる
。

（実施例） 以下に、第２図〜第８図に示す実施例により、本発明の
説明をする。

第２ｒＥｉに示すごとく、動力舵取装置１０は入力軸１
３及び出力軸１４の間に設けられたサーボ弁１１と、ラ
ックピニオン機構により出力軸１４に連結されたパワー
シリンダ１２により構成さ九、入力軸１３はハンドル軸
を介して操舵ハンドル１６に連結され、パワーシリンダ
１２の作動ロッド１２ａは操舵リンク機構を介して回路
の操向車輪に連結されている。サーボ弁１１に作動流体
を供給する電動ポンプ１８は容積形のベーンポンプと電
動機を組み合わせたもので、その吐出量は印加電圧に応
じて変化するものである。

サーボ弁１１は公知のロータリータイプのオープンセン
タ形４ポート絞り切換弁よりなり、操舵ハンドル１６に
加わるハンドルトルクに基づく入力軸１３と出力軸１４
の間の相対的回動により作動するものである。ハンドル
トルクが生じない操舵中立状態においては、各ポート１
１　ａ　”　１１　ｄは実質的絞りなしに互いに連通さ
れている。この状態では電動ポンプ１８から供給ポート
１１ａに供給される作動流体に生じる圧力（以下ギヤ発
生圧力という）は低く、両分配ボー）１１ｃ、１１ｄは
等しい低圧となるのでパワーシリンダ１２は作動されな
い。操舵ハンドル１６が一方に回動されてハンドルトル
クが生じれば、サーボ弁１１は中立状態から偏位して供
給ポート１１ａと一方の分配ポート１１ｃ（または１１
ｄ）の間、および排出ポート１１ｂと他方の分配ポート
１１ｄ（または１１Ｃ）の間の通路面積が絞られる。こ
れによりギヤ発生圧力が増大し、他方の分配ポート１１
ｄ（または１１ｃ）からパワーシリンダ１２の一方の作
動室に流入してアシスト力を発生させ、他方の作動室の
作動流体は一方の分配ボート１１Ｃ（または１１ｄ）か
ら排出ポートｌｌｂを経てリザーバ１７に排出される。

このアシスト力により作動ロッド１２ａに生じる操舵力
が増大し、回路の操舵リンク機構を介して操向車輪に伝
達される。なお、電磁Ｉ１１御弁１５は両分配ポート１
１ｃ。

ｌｉｄの間をバイパスするように設けられ、車速等に応
じて開度が制御されて操舵力を制御するものである。

ギヤ発生圧力は、操舵中立位置を中心とする操舵ハンド
ル１６の回動に伴う各向きのハンドルトルクの増大に応
じて、第５図に示すごとく増大する。高速道路走行の場
合は大きな操舵を行うことが少なく、従ってギヤ発生圧
力が比較的低いＰ１付近を越えることはあるが比１鮫的
高いＰ２を越えることはなく、山道走行の場合は大きな
操舵を行うことが多くなるのでギヤ発生圧力が比較的高
いＰ２付近を越えることが多くなる。

動力舵取装置１０には舵取り装置の操舵量を検出する操
舵量センサ２０が設けられている。操舵量センサ２０は
１本実施例では電動ポンプ１８に設けられてギヤ発生圧
力を検出する圧力センサ２０であり、その圧力センサ２
０により後述のように所定の時間内に圧力値Ｐ、及びＰ
２に達した回数である頻度Ｘ、及びｘ２を演算して操舵
量としている。

次に、圧力センサ２ｏの具体的構造を第３図により説明
する。圧力センサ２０のハウジング２１は互いに同軸的
にかしめ結合された金属製シリンダ部２１ａと樹ｎ製ス
イッチケース部２１ｂよりなり、この両部の間にはダイ
アフラム２４の全周縁が気密に挟持固定されている。シ
リンダ部２１ａの中心孔にはピストン２２が液密かつ摺
動自在に嵌合され、またスイッチケース部２　Ｉ　ｂ　
側にはダイアフラム２４の中心に気密に設けられた伝達
部材２５のためのストッパ２３が固定されている。

有底筒状のスイッチケース部２１ｂ内には樹脂製の可動
部材２６が設けられて、通常はスイッチケース部２１ｂ
の底部との間に介装したスプリング２９により、伝達部
材２５を介してストッパ２３に弾性的に当接されている
。可動部材２６中央の筒状部内には！１１接２７が摺動
自在に設けられて可動部材２６内に嵌着したばね受け２
６ａとの間に介装したスプリング３０により筒状部先端
側内面の突起に弾性的に当接され、筒状部の外周には第
２接点２８が摺動自在に嵌合されて伝達部材２５の基端
部との間に介装されたスプリング３１により筒状部先篩
のストッパ２６ｂに弾性的に当接されている。スイッチ
ケース部２１ｂの底壁には内外各１対の第１端子３２　
ａ、　　３２　ｂと第２端子３３　ａ、　　３３　ｂが
貫通して固定されている。

この圧力センサ２ｏは、ピストン２２がギヤ発生圧力を
受けるように、シリンダ部２１ａを電動ポンプ１８のハ
ウジングにねじ込んで使用される。

ギヤ発生圧力の増大に応じてピストン２２は伝達部材２
５を介して可動部材２６を押し、可動部材２６はスプリ
ング２９に抗して移動する。そしてギヤ発生圧力がＰ、
に達すれば可動部材２６の先端から突出した第１接点２
７が第１端子３２ａ、３２ｂの先端部を短絡する。ギヤ
発生圧力が更に増大すれば可動部材２６はスプリング２
つ及び３０に抗して移動し、ギヤ発生圧力がＰ２に達す
れば第２接点２８が第２端子３３　ａ、　　３３　ｂの
先端部を短絡する。すなわち第３図に示す圧力センサ２
０は、ギヤ発生圧力の２つのレベルＰ１及びＰ２を検出
するものである。ギヤ発生圧力のレベルＰ、は高速道路
走行の場合にかなりの頻度で達する値であり、レベルＰ
２は山道走行の場合はかなりの頻度で達するが高速道路
走行では達することのない値である。

電動ポンプ１８への印加電圧を制御する電子制御装置４
０は、中央処理装置（ＣＰＵ）４１．読出し専用メモリ
（ＲＯＭ）４２．！込み可能メモリ（ＲＡＭ）４３及び
電圧制御装置４４等からなり、ＣＰＵ４１には回路のイ
ンターフェイスを介して圧力センサ２０が接続され、ま
た電圧制御装置４４を介して電動ポンプ１８が接続され
ている。

電子制御装置４０は圧力センサ２ｏにより検出されたギ
ヤ発生圧力が所定のレベル以上となれば、第４図に示す
ごとく、電動ポンプ１８への印加電圧を所定の駆動電圧
（Ｖ。またはｖｂ）に所定時間（ｔ、またはｔｂ）維持
し、ギヤ発生圧力が所定レベル以上となる毎に所定時間
の開始時点を０にリセットし、この所定時間を経過すれ
ば印加電圧をスタンバイ電圧（ｖ６またはｖｂ）に低下
させるものである。電子制御装置４０のＲＯＭ４２には
、圧力センサ２０からの入力などに基づいてＣＰＵ４１
が駆動電圧及び所定時間を演算し、これを電圧制御装置
４４に出力して作動させるための制御プログラム及び各
種の定数が記憶されており、ＲＡＭ４３には各種の変数
が記憶されるようになっている。

これにより電動ポンプ１８への印加電圧Ｖは、第４図に
示すようにＩ！制御される。

第６図は駆動電圧及び所定時間を演算して電圧ＩＩＩ御
装置４４に出力するための制御プログラムのフローチャ
ートであり、これにより本実施例の説明をする。

電子制御装置４ｏの電源を入れれば、ＣＰＵ４１は第６
図のフローチャートによる制御動作を開始する。先ずス
テップ１０１において、ＣＰＵ４１は圧力センサ２０か
らの信号に基づいて、所定の時間内にギヤ発生圧力が前
述の比較的低い値Ｐ。

に達した頻度Ｘ、及び前述の比較的高い値Ｐ２に達した
頻度ｘ２を演算する。ステップ１０１の演算は次のよう
にして行う。すなわちギヤ発生圧力がＯから上昇してＰ
、に遠し、Ｐ２に達することなくＰ、以下となった場合
には頻度Ｘ、としてカウントするが、上昇してＰ、に達
してからＰ１以下になることなくＰ２に達した場合には
頻度Ｘ、はカウントせず頻度Ｘ２のみをカウントする。

第７図の例においてこれを説明すれば１期間Ｔ、におい
ては　Ｘ、＝２．　Ｘ２＝Ｏであり、期間Ｔ２において
は　Ｘ、＝Ｏ，Ｘ２＝２である。

ギヤ発生圧力は、高速道路走行の場合は第８図の（ａ）
に示すように小さく変動し、頻度Ｘ、は大であるが頻度
ｘ２はきわめて小となる。山道走行の場合は第８図の（
ｂ）に示すように一気に大きく変動することが多く、頻
度ｘＩは小となり頻度ｘ２は大となる。なお市街地走行
の場合は第８図の（ｃ）に示すようになり、頻度Ｘ、及
びｘ２は何れも小となる。

ステップ１０１に続くステップ１０２及び１０３におい
て、ＣＰＵ４１は頻度Ｘ１及びｘ２をそれぞれ定数Ｃ２
及びＣ２と比較し、Ｘｌが小でｘ２が大であれば山道走
行と判断して制御動作をステップ１０４に進め、スタン
バイ電圧Ｖ、を高めの値Ｖ、に設定し、所定レベル以上
の操舵がなされなければ電動ポンプ１８への印加電圧を
駆動電圧■。からスタンバイ電圧ＶＳに低下させるまで
の所定時間ｔを長めの値し、に設定する。ｘｌが大でＸ
２が小であればＣＰＵ４１は高速道路走行と判断して制
御動作をステップ１０５に進め、スタンバイ電圧■、を
低めの値Ｖ、に設定し前述の所定時間ｔを長めの値し、
に設定する。

なお、Ｘ、及びｘ２が何れも小である場合（市街地走行
）は、ＣＰＵ４１は高速道路走行と判断した場合と同様
の作動を行う。定数ＣＩ及びＣ２はこれらの判断が的確
になされるように実験などにより定めるものとする。

続いてＣＰＵ４１はステップ１０６において、ステップ
１０４または１０５で設定したスタンバイ電圧■、及び
所定時間ｔを電圧制御装置４４に出力する。ＣＰＵ４１
は一定の時間毎に以上の制御動作を繰り返す。電圧制御
装置４４は、Ｖｓ＝Ｖａ。

１＝１．に設定された場合は第４図の実線Ａに示すよう
に電動ポンプ１８への印加電圧Ｖを制御し、ｖｓ＝　ｖ
、、　　ｔ　＝　ｔ、に設定された場合は第４図の破線
Ｂに示すように電動ポンプ１８への印加電圧Ｖを制御す
る。

上述のごとく、本実施例によれば、電動ポンプ１８への
印加電圧Ｖの特性は、山道走行の場合は第４図の破線Ｂ
に示すごとく、所定時間し、が長めでスタンバイ電圧Ｖ
、が高めとなり、高速道路走行（及び市街地走行）の場
合は、第４図の実線Ａのごとく、所定時間し、が短めで
スタンバイ電圧Ｖ、が低めとなる。従って山道走行の場
合に繰り返されるアシスト力が必要な大きな操舵は殆ど
が長めに設定された所定時間し、内に行われ、その都度
駆動電圧Ｖ、の開始時期が更新されるので、動力舵取装
置１０には電動ポンプ１８から常に正常な量の作動流体
が供給され、−時的にも操舵が重くなることはない。大
きな操舵が所定時間ｔ、内に行われなかった場合には電
動ポンプ１８への印加電圧はスタンバイ電圧■、となる
が、この■、の値は高めであるので次の大きな操舵の際
に駆動電圧Ｖ、となれば電動ポンプ１８の吐出量は直ち
に正常な量になり、動力舵取装置１０は殆ど遅れること
なく正常に作動する。また、高速道路走行（及び市街地
走行）の場合にはアシスト力を必要とする大きな操舵は
比較的少ないが、所定時間ｔ、が短めでスタンバイ電圧
■、が低めとなるので電動ポンプ１８の駆動に要するエ
ネルギは減少する。

上記実施例においては、所定レベル以上の操舵がなされ
なければ電動ポンプ１８への印加電圧を駆動電圧Ｖ、か
らスタンバイ電圧■、に低下させる所定時間ｔとスタン
バイ電圧■、の両方を自動車の走行状態に応じて変化さ
せている。しかし本発明はこの所定時間ｔとスタンバイ
電圧ｖｓの何れか一方のみを変化させるようにして実施
してもよい。また操舵量を検出する操舵量センサ２０は
上記実施例の圧力センサ２ｏの代わりにハンドル軸に設
けた操舵角センサまたはトルクセンサ等を用いてもよい
し、操舵量を２段階で検出する代わりに多段階または連
続的に検出して実施するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による動力舵取装置の制御装置の構成を
示す図である。第２図〜第８図は本発明による動力舵取
装置の制御装置の一実施例を示し、第２図は全体説明図
、第３図は操舵量センサとして使用する圧力センサの縦
所面図、第４図は電動ポンプへの印加電圧の説明図、第
５図はギヤ発生圧力の説明図、第６図は制御プログラム
のフローチャート、第７図はギヤ発生圧力の頻度の演算
の例の説明図、第８図は各走行状態におけるギヤ発生圧
力の変動状態の例を示す図である。 符　　号　　の　　説　　明 １・・・時間設定手段、２・・・電圧設定手段、１０・
・・動力舵取装置、１８・・・電動ポンプ、２ｏ・・・
操舵量センサ（圧力センサ）、４０・・・電子制御装置
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧式の動力舵取装置と、この動力舵取装置に作
   動流体を供給する電動ポンプと、前記動力舵取装置に関
   連して設けられて操舵量を検出する操舵量センサと、こ
   の操舵量センサにより検出された操舵量が所定レベル以
   上となれば前記電動ポンプへの印加電圧を所定の駆動電
   圧にすると共に前記検出された操舵量が所定時間以上継
   続して所定レベル以下であれば同電動ポンプへの印加電
   圧を前記駆動電圧よりも低いスタンバイ電圧にする電子
   制御装置を備えてなる動力舵取装置の制御装置において
   、前記電子制御装置は走行状態に応じて前記所定時間を
   設定する時間設定手段を備えたことを特徴とする動力舵
   取装置の制御装置。
2. （２）前記電子制御装置は前記時間設定手段に代えて、
   前記走行状態に応じて前記スタンバイ電圧を設定する電
   圧設定手段を備えてなる請求項１に記載の動力舵取装置
   の制御装置。