JPH03505071A - 自動車のパワーステアリング装置 - 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】 自動車のパワーステアリング装置 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（舵取リウォームあるいはビニオン）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 置の人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１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の詳細な説明する。

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、弁ブツシュ８と制御溝９を介して共働する。弁ブツ 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の弁ブツシュ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によっ 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、ｉ４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はポールチェーン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・ビ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２ ２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１．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２ ６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・ｆ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 。制御袋Ｗ２３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、す・−ボポンブ１］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１．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が舵取リカを支援するように 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どの間にねじり管２９の形をしたねじりばねが配置されている。ねじり管２ ９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・・・ねじ付きスピンドル ５・・・舵取り伝動装置 ６・・・回転弁 ７・・・回転スライダ ８・・・弁ブツシュ ９・・・制御溝 １０・・・アキシャル棒 １１・・・す・−ボポンブ １２・・・圧力媒体タンク １３．１４・・・作動室 １５・・・作動ピストン １６・・・ポールチェーン 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 国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＥＰ　８９１００６５２

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 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ずる第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. （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．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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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。