JPH0495574A - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、車両のハンドル操舵力を軽減するためのパワ
ーステアリング装置、特に動力源として電動モータと油
ポンプとを用いて低燃費を図ったパワーステアリング装
置に関するものである。

〈従来の技術〉 周知のように、パワーステアリング装置には油圧式と電
気式がある。油圧式の多くは、油ポンプがエンジンによ
って駆動されるが、この方式においては、アシストを必
要としない直進走行時においても油ポンプがエンジンに
よって常時駆動されることになるので、エンジン馬力の
損失が大きい問題がある。

一方、電気式においては、上記した油ポンプを不要にで
き、必要時にのみ電動モータが起動されてパワーアシス
トされる構成であるので、エンジン馬力の損失が少ない
利点がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、油圧式パワーステアリング装置においては、
ハンドル操作に対してアシスト方向がメカ的に決定され
るのに対し、電気式パワーステアリング装置においては
、ハンドルの操作方向に応じて電動モータを正逆回転さ
せる必要がある。

従って電気式パワーステアリング装置においては、制御
装置の暴走を防止するための安全回路の付加および機械
的異常動作検出手段等、アシストパワー制御系の信軌性
向上策が種々工夫されているが、現状の油圧式パワース
テアリング装置に比較して未だ信頼性の面での問題が多
い。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は上記した問題を解決するためになされたもので
、相対回転可能な入力軸および出力軸と、この入力軸に
加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記
入力軸と出力軸との相対回転によって供給通路をパワー
シリンダの一方室に連通しパワーシリンダの他方室を排
出通路に連通させる方向切替弁と、この方向切替弁の供
給通路に回転数に応じた圧油を吐出する油ポンプと、前
記トルクセンサの検出出力に応じた回転速度で前記油ポ
ンプを駆動してアシストすべきトルクに応じた量の圧油
を吐出させる電動モータとを備えたものである。

〈作用〉 上記した構成により、ハンドルが操作されていない直進
走行状態においては、トルクセンサの出力は０であり、
油ポンプは駆動されない。

ハンドルが操作されると、ハンドル操舵力がトルクセン
サにて検出され、その検出信号に応じた回転速度で電動
モータが回転制御され、この電動モータの回転により油
ポンプが駆動されてアシストすべきトルクに応した流量
の油が吐出される。

一方、前記入力軸と出力軸との相対回転によって方向切
替弁が作動され、アシストすべき方向のシリンダボート
に供給ボートが連通される。従って前記油ポンプより吐
出された油が方向切替弁を介して前記一方のシリンダボ
ートに分配され、操舵力がアシストされる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、１０はラックピニオン形のギヤハウジ
ングを示し、このギヤハウジング１０には入力軸１１と
出力軸１２が同一の軸線上にそれぞれ回転可能に収納さ
れ、これら入力軸１１と出力軸１２はトーションバー１
３を介して互いに相対回転可能に連結されている。入力
軸１１は第２図に示すように操向ハンドル１４に連結さ
れ、この操向ハンドル１４に加えられたハンドルトルク
がトルクセンサ１５にて検出されるようになっているヵ 前記入力軸１１および出力軸１２には方向切替弁１７を
構成するインナバルブ１９およびアウタバルブ２０がそ
れぞれ設けられ、この方向切替弁１７は入力軸１１と出
力軸１２との相対回転により供給ポー）２１を２つのシ
リンダボート２２゜２３の何れか一方に連通し、他方を
排出ポート２４に連通ずるようになっている。かかる方
向切替弁１７は、通常の油圧式のパワーステアリング装
置に用いられるサーボ弁と異なり、圧力制御機能はもた
ず、方向切替機能のみをもつゼロラップ方向切替弁であ
る。

前記出力軸１２の先端にはビニオン歯２５が形成され、
このビニオン歯２５に噛合するラック歯２６を形成した
ラック軸２７が前記ギヤハウジングｌＯに摺動可能に収
納されている。ラック軸２７には第２図に示すように操
舵トルクをアシストするアシスト用シリンダ３０のピス
トン３１が連結されている。アシスト用シリンダ３０内
はピストン３１によって左室と右室とに区画され、これ
ら左右室は前記２つのシリンダボート２２，２３にそれ
ぞれ連通されている。

４０は小容量低リーク油ポンプを示し、この油ポンプ４
０は電動モータ５０によって回転駆動され、回転数に比
例した圧油を吐出するようになっている。かかる電動モ
ータ５０はマイクロプロセッサからなるコントローラ６
０により、前記トルクセンサ１５の出力信号に比例した
回転速度で一方向に回転駆動されるようになっている。

上記した構成において、ハンドルが操作されていない、
直進走行状態においては、トルクセンサ１５の出力はＯ
であり、この状態においては電動モータ５０は起動され
ず、油ポンプ４０は駆動されていない。

ハンドルが操作されると、トーションバー１３が捩られ
て入力軸１１と出力軸１２とが相対回転される。かかる
両輪の相対回転により方向切替弁１７が作動されて供給
ポート２１が一方のシリンダポート２２に連通され、他
方のシリンダポート２３が排出ポート２４に連通される
。一方、ハンドルトルクはトルクセンサ１５にて検出さ
れ、その検出信号がコントローラ６０に入力される。こ
れによってコントローラ６０はトルクセンサ１５の出力
信号に比例した回転速度で電動モータ５０を一方向に回
転制御する。この電動モータ５０の回転により油ポンプ
４０が駆動されて電動モータ５０の回転速度に比例した
流量、すなわちアシストすべきトルクに応じた流量の圧
油が吐出され、方向切替弁１７の供給ポート２１に供給
される。

供給ポート２１に供給された圧油は前記一方のシリンダ
ボート２２に分配され、アシスト用シリンダ３０の一方
室に供給される。かかるアシスト用シリンダ３０に供給
された流量によってピストン３１が摺動され、所要のリ
ンク機構を介して操向車輪が操舵される。この際、アシ
スト用シリンダ３０の他方室の油は方向切替弁１７の排
出ポート２４よりタンクに排出される。

このように油ポンプ４０より吐出される油は、方向切替
弁１７でのリークがゼロと仮定すれば、アシスト用シリ
ンダ３０での移動骨に相当する流量を吐出すれば足る。

しかしながら、実際上方向切替弁１７での少量のリーク
は避けられないことから、油ポンプ４０は、前記アシス
ト用シリンダ３０での移動骨にリーク分を加えた流量を
吐出すればよい。このように電動モータ５０は所要の流
量を吐出させるに必要な回転速度で油ポンプ４０を駆動
させればよいことになる。

上記した実施例においては、ハンドルトルクをトルクセ
ンサ１５にて検出し、アシスト用シリンダ３０に入力ト
ルクに応じた圧油を供給してハンドルトルクをアシスト
する例について述べたが、車速あるいは操舵角感応性を
もたせたい場合には、上記したハンドルトルクに対する
電動モータ５０の回転速度の特性を、例えば車速に応じ
て第３図に示すように変化させ、これによって油ポンプ
４０より吐出する流量を減少させてピストン移動速度を
遅くすることにより、車速に応じてハンドル操舵力を重
くすることができるようになる。

なお、上記した実施例においては、入力軸１１と出力軸
１２とをトーションバー１３を介して連結した例につい
て述べたが、このトーションバー１３に代えて他のばね
手段にすることもできるものである。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、電動モータによって
駆動される油ポンプは通常停止されており、アシストが
必要なときのみ電動モータによって駆動されるように構
成されているので、従来の油圧式パワーステアリング装
置に比してエンジン馬力を大幅に低減できるとともに、
油ポンプもアシストすべきトルクに応じた流量の圧油を
吐出するだけでよいので、低容量ポンプを使用できる効
果がある。

しかも本発明によれば、アシスト時電動モータは常に一
方向に駆動されればよく、アシスト方向はハンドル操作
によって作動される方向切替弁によって決定されるので
、信鯨性が高く、いかなる状況においてもアシスト方向
が反対方向に作用する不測の事態を確実に回避できる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は転速度を
示す特性図である。 １１・・・入力軸、１２・・・出力軸、１３・・・トー
ションバー　１５・・　・トルクセンサ、１７・・・方
向切替弁、２１・・・供給ポート、２２．２３・・・シ
リンダポート、２４・・・排出ポート、３０・・・パワ
ーシリンダ、４０・・・油ポンプ、５０・・・電動モー
タ、６０・・・コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対回転可能な入力軸および出力軸と、この入力
   軸に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、
   前記入力軸と出力軸との相対回転によって供給通路をパ
   ワーシリンダの一方室に連通しパワーシリンダの他方室
   を排出通路に連通させる方向切替弁と、この方向切替弁
   の供給通路に回転数に応じた圧油を吐出する油ポンプと
   、前記トルクセンサの検出出力に応じた回転速度で前記
   油ポンプを駆動してアシストすべきトルクに応じた量の
   圧油を吐出させる電動モータとを備えたことを特徴とす
   るパワーステアリング装置。