JPH1086834A - 液圧式サーボ制御装置特に自動車の液圧式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力源として使用する液圧ポンプが電動機で
駆動される液圧式サーボ制御装置特に自動車の液圧式パ
ワーステアリング装置に関する。 【解決手段】 電動機の回転数が、高い回転数がそれが
要求されているときにだけ生ずるように、負荷に関係し
て調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オープン基本位置
形ないしオープンセンタ形のサーボ弁によって液圧ポン
プの圧力側並びに吸込み側ないし相対的に無圧の液体溜
まりに制御して接続できる液圧サーボモータおよび液圧
ポンプを駆動する電動機を備えた液圧式サーボ制御装置
特に自動車の液圧式パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のパワーステアリング装置は基本
的に公知であり、液圧ポンプがその最大需要搬送容積に
応じて決められる不変の回転数で駆動されるという利点
を有している。

【０００３】しかし一般に自動車の液圧式パワーステア
リング装置は自動車エンジンを介して駆動される液圧ポ
ンプを有している。その液圧ポンプは走行条件に応じて
非常にいろいろな回転数で回転する。この場合液圧ポン
プは、それがエンジンの無負荷回転数において既に駐車
場における舵取り操作にとって必要であるような大きな
搬送流を発生できるように設計しなければならない。従
ってこれは、高速走行の場合および自動車エンジンの相
応した高速回転において需要を明らかに超過する搬送流
が発生されることを意味する。

【０００４】従ってその結果、一般的なパワーステアリ
ング装置は、液圧ポンプの搬送流が常に最大需要に相応
しているか、これを明らかに超過しているので、非常に
大きなエネルギを必要とする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エネ
ルギ需要を明らかに減少することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によればこの目的
は、冒頭に述べた形式の液圧式サーボ制御装置ないし液
圧式パワーステアリング装置において、電動機がその消
費電流ないし消費電力に関係して作動する回転数調整装
置を有し、この回転数調整装置がほぼ一定の低速回転数
の運転モード（スタンド・バイ運転）とほぼ一定の高速
回転数の運転モード（負荷運転）との間で自動的に切り
換わり、その場合、 − 低速回転数における電動機の消費電流ないし消費電
力が、低速回転数において予測される電動機の消費電流
ないし消費電力の第１の最小値の幾分上にある下側敷居
値を超過したとき、高速回転数への切換が行われ、 − 高速回転数における電動機の消費電流ないし消費電
力が予め与え得る時間幅にわたってほんの僅かしか変動
せず、高速回転数において予測される電動機の消費電流
ないし消費電力の第２の最小値のすぐ上にある上側敷居
値の下にとどまるとき、低速回転数への低下が行われ
る、ことによって達成される。

【０００７】本発明は、液圧ポンプ用電動機を負荷に関
係して回転数調整をするために、液圧ポンプによって引
き起こされる電動機の負荷が、サーボ弁がオープン基本
位置ないしオープンセンタ位置をとっているときに著し
く低下するということを利用するという全般的な考えに
基づいている。何故ならばそのような（サーボ弁がオー
プン基本位置ないしオープンセンタ位置をとっている）
状態において、液圧ポンプの圧力側から吸込み側ないし
は相対的に無圧の液圧媒体溜まりまでほとんど絞られな
い流れ経路が生ずる。これに対してサーボ弁がオープン
基本位置ないしオープンセンタ位置から離れたとき、液
圧ポンプの圧力側における絞り抵抗がかなり増大する。
サーボ弁はサーボモータがそもそもサーボ力を発生する
必要がないときにだけ基本位置ないしオープンセンタ位
置に置かれる。従ってサーボ弁が基本位置ないしオープ
ンセンタ位置にあるときに生ずるような或る時間にわた
って維持される電動機の低い負荷は、低速回転数による
運転状態に即ちスタンド・バイ運転に移行しても差し支
えないという確かな印である。他方では本発明の場合、
サーボ力が必要とされるかあるいは望まれる運転状態が
どんな場合でも認識されることが確実に保証される。何
故ならばサーボモータの負荷が僅かに上昇した際に既に
下側敷居値が超過され、その結果、高速回転数に移行さ
れ、液圧ポンプが大きなサーボ力を発生するためにも十
分である相応した高速回転数で運転される。

【０００８】本発明の特別な利点は、下側敷居値の超過
が実際に遅れなしに検出され、従って非常に速く高速回
転数に移行されることにある。それに応じて本発明に基
づいて形成された自動車のパワーステアリング装置はそ
の都度サーボ力（支援力）を発生するために、これが運
転手の側から必要とされる前に既に用意される。即ち本
発明に基づくパワーステアリング装置は常に大きな快適
性を提供する。

【０００９】ここでは、下側敷居値の超過を認識するた
めに電動機の消費電流ないし消費電力の時間的な平均値
を全く形成する必要がないという利点が生ずる。

【００１０】本発明の特に有利な実施態様において、電
動機の回転数が低速回転数に移行する際に時間的に遅ら
せて調整ないし制御して低下され、その場合、電動機の
消費電流ないし消費電力が回転数低下中に先行の消費電
流ないし消費電力の値を所定のないしは予め与え得る僅
かな差より大きく超過したとき、直ちに高速回転数に切
り換えて戻されることを提案する。このようにして、高
速回転数から低速回転数への快適性を考慮したゆっくり
した移行が実現され、同時に、場合によって必要なサー
ボ力が遅れなしに用立てられることが保証される。

【００１１】電動機の回転数の低下は、電動機の消費電
流ないし消費電力が所定のあるいは予め与え得る時間幅
にわたってほんの僅かしか変動せず、その場合サーボ弁
の基本位置（オープンセンタ）において高速回転数にお
ける電動機の消費電流ないし消費電流力の幾分（例えば
１Ａだけ）上にある上側敷居値の下に維持されていると
きに行われる。

【００１２】本発明において特に、上側敷居値と下側敷
居値が常に高速回転数ないしスタンド・バイ回転数にお
ける電動機の実際の消費電流ないし消費電力に合わされ
ることが有利である。これによって、電動機の消費電流
ないし消費電力が液圧媒体の温度変化およびそれに伴っ
て生ずる粘性変化および連続圧力変化に大きく影響され
ることが、考慮に入れられる。

【００１３】外気温が低い場合に低温起動後に、液圧媒
体ができるだけ速く温められ、従って液圧ポンプが比較
的小さな抵抗に抗して運転できるような高い粘性の状態
を得ることを保証するために、高速回転数における電動
機の消費電流ないし消費電力が、液圧媒体の温度が例え
ば０°Ｃの場合における電動機の消費電流ないし消費電
力に相応する所定のないしは予め与え得る敷居値を下回
るまで、電動機を高速回転数で回転させることが有利で
ある。

【００１４】更に、低い負荷要件の範囲において消費電
力および騒音の発生を減少するために電動機の高速回転
数を、予測される中間電圧において中間負荷（例えば最
大負荷が７０Ａの場合に３５Ａ）の電動機の回転数に相
応する調整された最大値に制限することが有利である。
この最大回転数制限の他の利点は、ステアリング装置の
サーボ弁が低い舵取り負荷から中間舵取り負荷までの範
囲において電圧に無関係の一定の油量を供給され、従っ
て舵取りハンドルに搬送量に関係したトルク変化が生じ
ないことである。

【００１５】場合によっては、電動機の消費電流ないし
消費電力が所定のないしは予め与え得る時間幅にわたっ
てサーボ弁が最大に絞られるか閉じられた際に予測され
る最大値の近くで僅かしか変動しないとき、上側回転数
を減少された値に設定することを提案する。この基準
は、自動車のステアリング装置の場合においてステアリ
ング装置がストッパまで変位調整されストッパに保持さ
れている場合にだけ生ずる。何故ならばこのような場合
にだけ、パワーステアリング装置のサーボ弁はその最大
に絞られるか閉鎖された位置に到達する。いまこの状態
が長い時間維持されると、液圧媒体の望ましくない強い
加熱が生じてしまい、これはそのような場合に特に考慮
されている上側回転数の減少によって弱められる。同時
に液圧ポンプは過負荷を防止される。

【００１６】なお本発明の有利な特徴について特許請求
の範囲並びに以下の図面を参照した実施例の説明を参照
されたい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下図を参照して本発明の有利な
実施例を詳細に説明する。

【００１８】図１において詳細に図示されていない自動
車はタイロッド２などを介して舵取り歯車ラック３に機
械的に連結されている舵取り車輪１を有している。この
舵取り歯車ラック３は舵取り歯車ピニオン４並びに舵取
りハンドル軸５を介して舵取りハンドル６に連動接続さ
れている。即ち舵取り車輪１は基本的に公知のようにし
て舵取りハンドル６によって制御される。

【００１９】舵取り歯車ラック３は複動ピストン・シリ
ンダ装置７として形成されている液圧サーボモータのピ
ストンロッドの一部を形成している。そのサーボモータ
の作動室は一般的なサーボ弁１０のサーボモータ接続口
８、９に接続されている。ピストン・シリンダ装置７の
両側はそれぞれサーボ弁１０を介して液圧ポンプ１１の
圧力側および又は相対的に無圧の液圧媒体溜まり１２に
制御して接続できる。液圧媒体溜まり１２には液圧ポン
プ１１の吸込み側も連通している。

【００２０】基本的な一般的なサーボ弁１０は、液圧ポ
ンプ１１の圧力接続口１３から液圧媒体溜まり１２に通
じている一つの入口絞り１４ないし１５と一つの出口絞
り１６ないし１７とを備えた二つの絞り装置を有してい
る。これらの絞り１４〜１７は公知のようにしてサーボ
弁１０のスプール側制御縁とハウジング側制御縁との間
の制御隙間として形成されている。なお絞り１４〜１７
はそれぞれ同期調整され、それぞれ入口絞り１４、１５
の一方の絞り抵抗が増大し、その際に他方の入口絞りの
絞り抵抗が同時に減少し、出口絞り１６、１７の絞り抵
抗も同様に反対に、それらに付属して入口絞り１４、１
５と逆向きに変化される。これは絞り１４〜１７におけ
る逆平行矢印によって記号的に示されている。

【００２１】サーボ弁１０のセンタ位置においてすべて
の絞り１４〜１７はほぼ同じ小さな絞り抵抗を有してい
る。即ち液圧ポンプ１１によって搬送される液圧媒体は
互いに対称的な流れ経路を通ってほとんど絞られずに液
圧媒体溜まり１２に流れる。その場合、互いに対応した
入口絞り１４、１５と出口絞り１６、１７との間に接続
されているサーボモータ接続口８、９には同じ圧力状態
が存在している。従ってピストン・シリンダ装置７の両
側には同じ（小さな）液圧が作用し、この結果、ピスト
ン・シリンダ装置７は全く調整力を発生しない。サーボ
弁１０のこの状態は「オープンセンタ」とも呼ばれる。

【００２２】サーボ弁１０がオープンセンタ位置から離
れるや否や、一つの入口絞り例えば１４および他方の絞
り装置の出口絞り例えば１７の絞り抵抗が増大され、残
りの他の絞り１５、１６の絞り抵抗が減少される。従っ
て圧力接続口１３から液圧媒体溜まり１２への非対称な
流れ経路が生じ、この結果、サーボモータ接続口８、９
に明らかに異なった液圧が存在し、上述の例の場合、サ
ーボモータ接続口９における液圧がサーボモータ接続口
８における液圧より明らかに高くなる。従ってピストン
・シリンダ装置７の両側間に相応した圧力差が存在し、
この圧力差はピストン・シリンダ装置７の相応した調整
力を生ずる。

【００２３】サーボ弁１０が終端位置に制御して置かれ
ると、一つの入口絞り１４、１５例えば入口絞り１４お
よびその他方の絞り装置に付属された出口絞りこの場合
には出口絞り１７が閉じる。これによって一方では液圧
ポンプ１１の圧力接続口１３がサーボ弁１０を介して決
して液圧媒体溜まり１２に接続されず、更にサーボモー
タ接続口８、９間に、従ってピストン・シリンダ装置７
の両側間に非常に高い圧力差が作用し、この圧力差はピ
ストン・シリンダ装置７の相応した大きな調整力を生
じ、更に圧力制限弁１８が開き、液圧ポンプ１１によっ
て搬送される液圧媒体がこの圧力制限弁１８を通して液
圧ポンプ１１の吸込み側に戻される。

【００２４】サーボ弁１０の制御は基本的に公知のよう
にして舵取りハンドル６と舵取り車輪１との間を伝達さ
れる力ないしトルクに関係して行われる。そのために例
えば舵取りハンドル軸５はばね力に抗して限られた範囲
で相対回転できる軸部分５′、５″を有し、それらの相
対回転がサーボ弁１０にそれを制御するために伝達され
る。

【００２５】本発明に基づいて液圧ポンプ１１は回転数
調整装置２０を有する電動機１９によって駆動される。
その回転数調整装置２０は電動機１９の消費電流ないし
消費電力を表す信号を発する第１のセンサ２１に対する
入力端を有している。電動機１９が給電のために（電圧
が負荷に無関係にほとんど一定に維持されている）バッ
テリ２２あるいは他の電源に接続されているとき、セン
サ２１は電流計として形成され、ただ電動機に導入され
る電流の強さを検出するだけで足りる。

【００２６】たとい給電ケーブルにおける損失のために
電動機の端子において負荷に関係して電圧降下が生じて
も、本発明に基づく電動機制御に対しては、その電圧降
下は負荷のために高速回転数に切り換えられた後ではじ
めて生ずるので、消費電流を感知することしか必要とさ
れない。

【００２７】更に回転数調整装置２０は入力側に第２の
センサ２３が接続されている。この第２のセンサ２３は
電動機１９の回転数を検出し、例えばタコメータとして
形成されている。回転数調整装置２０は出力側が電動機
制御装置２４に、回転数調整装置２０が後述するように
電動機１９を種々の回転数レベルに置くかないしはその
回転数レベルに保つように、接続されている。

【００２８】特に図２を参照して後述する特色のある運
転状態が生ずる。図２には電動機１９の消費電流Ｉが時
間ｔに関して示されている。

【００２９】時点ｔ０と時点ｔ１との間で電動機１９は
例えば１０００ｒｐｍの低速回転数で回転し、サーボ弁
１０はオープンセンタ位置にあり、液圧媒体は標準の運
転温度を有している。その電動機１９の消費電流は或る
限度内で液圧媒体の温度に関係して変化する値Ｉ０を中
心として僅かに変動する。液圧媒体の粘性はその温度上
昇に伴って増大する。電動機１９が不変の低速回転数で
回転している場合にいま（例えば図２において時点ｔ１
の後で）サーボ弁１０がオープンセンタ位置から幾分変
位したとき、液圧ポンプ１１の圧力側における液圧抵抗
が増大し、この結果、電動機１９の回転数が回転数調整
装置２０によって一定に維持されていることに基づい
て、その消費電流も明らかに増大しなければならず、い
ずれにしても値Ｉ０のすぐ上に、例えば値Ｉ０より約１
Ａだけ上にある値Ｉ１を超過しなければならない。

【００３０】時点ｔ２と時点ｔ３との間で電動機１９は
例えば３０００ｒｐｍの一定高速回転数で回転し、サー
ボ弁１０はオープンセンタ位置をとり、更に液圧媒体は
中間温度を有している。このような場合において、電動
機１９の消費電流は液圧媒体の温度に関係して上下する
値Ｉ２を中心として僅かに変動する。時点ｔ３の後でサ
ーボ弁１０がいまオープンセンタ位置から離れる。この
結果、電動機１９の消費電流は急激に増加し、いずれに
しても値Ｉ２より僅かに例えば約１Ａだけ上にある値Ｉ
３を超過する。

【００３１】時点ｔ４と時点ｔ５との間で電動機１９は
上述の高速回転数に維持され、更にサーボ弁１０はオー
プンセンタ位置をとり、しかも液圧媒体は極めて低い温
度例えば−３０°Ｃの温度を有する。この場合において
電動機１９の消費電流はさしあたり非常に高い値Ｉ４を
中心として変動する。この値Ｉ４ははじめ正に明らかに
値Ｉ５の上にある。電動機１９の消費電流は液圧媒体の
温度が増大するにつれてその値Ｉ５に近づき、液圧媒体
の温度が一層増大して液圧媒体の温度が中間温度値まで
上昇されるや否や、その値Ｉ５を下回る。

【００３２】いま図３を参照して、外気温が非常に低く
従って液圧媒体が冷たい場合における自動車の始動後に
おける代表的な運転経過を説明する。図には電動機１９
の消費電流Ｉが時間ｔに関して示されている。

【００３３】時点ｔＡにおいて自動車エンジンのスター
タが作動され、このスタータは時点ｔＢにおいて始動し
自動的に回転する。基本的に一般的なエンジン調整装置
がその間に自動車エンジンの無負荷回転を安定し終えて
いる短い遅延時間経過後に、時点ｔＣにおいて電動機１
９が自動的に動き始め、その場合、回転数調整装置２０
が電動機１９をまず高速回転数に投入する。従って電動
機１９の消費電流が時点ｔＣ後に急激に増加し、いずれ
の場合にも液圧媒体が非常に冷たいことによりＩ５を超
過する。いま時点ｔＤと時点ｔＥとの間で舵取り操作が
行われたとき、サーボ弁１０がその液圧的中立位置から
ずらされ、電動機１９の消費電流Ｉが非常に大きく変動
する。舵取り操作が行われず、舵取り車輪１に全く障害
力が作用しないとき、サーボ弁１０はオープンセンタ位
置をとり、この結果、電動機１９の消費電流はほんの僅
かしか変動せず、液圧媒体の温度がはじめなお極めて低
いために値Ｉ５の上の高い値を有している。

【００３４】高速回転における暖機運転後にはじめて、
例えば０°Ｃの液圧媒体における電動機１９の消費電流
に相応した上述の値Ｉ５が下回される。これは、高速回
転数における電動機の消費電流ないし消費電力によって
下回されねばならない上述したような上側敷居値の相応
した初期値によって達成され、これによって回転数を低
下するための条件が満たされる。

【００３５】自動車を再始動するごとに、上側敷居値は
この初期値Ｉ５に設定される。これによって、液圧媒体
が温められたときだけ回転数低下が行われること、およ
び電動機の回転数調整装置に対して明白に規定された状
態が存在することが保証される。

【００３６】これによって時点ｔＦの後にはじめて、サ
ーボ弁１０がセンタ位置にとどまっている場合に消費電
流が敷居値Ｉ５の下側にある値Ｉ６を中心として僅かに
変動する運転相が生ずる。

【００３７】この場合敷居値Ｉ５が十分に大きく下回さ
れ、所定の時間幅にわたって消費電流の僅かな変動が存
在するとき、回転数調整装置２０が電動機１９の回転数
を後述するようにして低い回転数に低下する。

【００３８】図４は液圧媒体の中間温度における関係を
示している。時点ｔＡにおいて自動車エンジンのスター
タが作動される。自動車エンジンは時点ｔＢで自動的に
回転し始める。所定の遅延時間経過後に、回転数調整装
置２０が電動機１９を時点ｔＣで投入し、これを再び高
速回転数にする。液圧媒体の温度が高いことにより値Ｉ
５は、サーボ弁１０がオープンセンタ位置から離れた位
置をとったときだけ、即ち舵取り操作が行われたときだ
け超過される。舵取り操作が行われない場合あるいは舵
取り操作の終了後に、時点ｔＧにおいて消費電流Ｉは値
Ｉ２を中心として僅かに変動する。この値Ｉ２は回転数
調整装置２０に敷居値として記憶された値Ｉ３の下にあ
る。所定の時間幅にわたってこのような状態が生じたと
き、回転数調整装置２０は電動機１９の回転数を後述す
るようにして低い回転数に低下する。

【００３９】外気温が低いときにエンジンを低温始動し
た後において、Ｉ３は値Ｉ５に相応する（図３参照）。

【００４０】図５を参照して、電動機１９の高速回転数
から低速回転数への回転数の低下についておよび電動機
の消費電流の実際に温度に関係した実際値への上側敷居
値および下側敷居値の整合について説明する。

【００４１】まず図５を参照して電動機１９の高速回転
数から低速回転数への回転数の低下について説明する。
舵取り操作の際に電動機１９は高速回転数で回転し、大
きく変動する非常に高い消費電流を有する。舵取り操作
の終了後にはじめに時点ｔＬにおいて、舵取り操作が行
われていないのでサーボ弁１０がオープンセンタ位置に
とどまっている運転相が開始する。この結果、一時的に
なお高速回転数で回転する電動機１９の消費電流は、比
較的低い値ＩＬを中心としてほんの僅かに変動する。こ
の値ＩＬは、先行の運転相において決定され例えば値Ｉ
５あるいは値Ｉ３と同じである上側敷居値ＩＳの幾分下
に位置している。この状態が十分長い時間継続した場
合、サーボ弁１０がオープンセンタ位置にとどまってい
るので、回転数調整装置２０が電動機１９の回転数を低
下する。消費電流がそれを中心として変動していた平均
値ＩＬから、続く運転のために、ＩＳを最後に記憶して
以後に液圧媒体が温まった場合に相応して減少された新
たな敷居値ＩＳ１が求められ、記憶される。即ち

【数１】（ＩＳ１＝ＩＬ＋ＩＡｂｓｔａｎｄ） （例えばＩＡｂｓｔａｎｄ＝１Ａ）

【００４２】ＩＳを最後に記憶した以後における液圧媒
体の冷却に対して、次の二つの場合が区別される。 １．僅かな冷却 ： 電流値ＩＬがＩＳを下回るが、値
ＩＳを求めた時点より高い。即ちＩＳ−ＩＡｂｓｔａｎ
ｄ＜ＩＬ＜ＩＳ）。相応して増大された敷居値ＩＳ１が
求められ記憶される。 ２．顕著な冷却 ： 電流値ＩＬがＩＳを超過する。即
ちＩＬ＞ＩＳ。この状態は後述する。

【００４３】回転数低下は時点ｔＱでまず非常に大きな
変化速度で、次いで次第に減少する変化速度で行われ
る。従って電動機１９の消費電流はまず急速に減少し、
次いでゆっくり減少する。電動機の実際の消費電流の低
下に相似して連続的に曲線ＫＳに応じて敷居値が決定さ
れる。この敷居値は実際の消費電流より僅か上に例えば
１Ａだけ上にある。

【００４４】この過程中にいま舵取り操作を行おうとす
るとき、サーボ弁１０がそのオープンセンタ位置から変
位され、この結果必然的に、電動機の消費電流が衝撃的
に曲線ＫＳのその都度の実際値を超過する。そして回転
数調整装置２０が電動機１９を再び直ちに高速回転数に
切り換え、上述の経過が繰り返される。

【００４５】舵取り操作が行われず、従ってサーボ弁１
０が常にオープンセンタ位置にとどまっているとき、例
えば時点ｔＭで低い回転数が得られる。いまサーボ弁１
０の位置が変化しないとき、電動機１９の実際の消費電
流はほんの僅かに、場合によって温度に関係してゆっく
り変化する非常に僅かな値だけ変動する。その場合（液
圧媒体の温度が上昇するとき）実際の消費電流の曲線Ｋ
Ｓは顕著な遅れなしに下向きに延びる。（液圧媒体の温
度が下がるとき）曲線ＫＳは上向きに長時間にわたって
しか延びない。

【００４６】これによって、舵取り操作に基づいてサー
ボ弁１０がオープンセンタ位置から離れたときに直ち
に、曲線ＫＳのその都度の実際値が電動機１９の実際の
消費電流によって下回されることが確実に保証される。

【００４７】その後の舵取り操作の際に回転数調整装置
２０が電動機１９を、最後に記憶された敷居値ＩＳ１が
十分に長く下回されたときにはじめて再び低速回転数の
方向に制御する。

【００４８】これが電動機１９の実際の消費電流がほん
の僅かしか変動しない比較的長い時間幅にわたって行わ
れないと（これは長い直線走行のために低速回転数にお
いて液圧媒体が冷める際に生ずる）、回転数調整装置２
０が最後に求められた敷居値ＩＳを、長い時間をかけて
回転数を低い値に下げることを可能にするためにゆっく
りと高める。前記の敷居値ＩＳのゆっくりとしか行われ
ない上昇によって、自動車のいわゆる連続的な旋回走行
が敷居値の永続的変化を生じないことが保証される。そ
のような連続的な旋回走行は、舵取り車輪１のほとんど
一定に保たれる舵取り角度およびほぼ一定にとどまって
いる舵取り力によって特徴づけられ、その結果、サーボ
弁１０はオープンセンタ位置に対して僅かに変位された
位置を長い時間にわたって変わらずにとる。従って電動
機１９の実際の消費電流も高められたレベルにおいてほ
んの僅かしか変動しない。前述の敷居値ＩＳのゆっくり
した上昇によって、これは時間的に長い連続的な旋回走
行の場合もほんの僅かしか変化しない。本質的にこれ
は、電動機１９が高速回転であり且つサーボ弁１０がオ
ープンセンタ位置にある場合に生ずるレベルの近くにと
どまっている。

【００４９】ステアリング装置が長い時間にわたって終
端位置に保持されるとき、サーボ弁１０は相応して長い
時間にわたって、圧力接続口１３がサーボ弁１０を介し
て液圧媒体溜まり１２に連通できない閉鎖状態にとどま
る。液圧ポンプ１１によって搬送される液圧媒体は圧力
制限弁１８を介して連続的に直接液圧ポンプ１１の吸込
み側に流れ、非常に速く温まる。この状態は電動機１９
の消費電流Ｉに関して、消費電流が永続的に極めて高い
値にとどまっていることによって特徴づけられる。これ
が或る時間幅にわたって持続されたとき、回転数調整装
置２０は高速回転数をまず減少した値に下げる。これは
ちなみに電動機１９の消費電流に関して、液圧ポンプ１
１が依然として大きな液圧抵抗に抗して作動されねばな
らないので、非常に僅かにしか影響を与えない。それに
もかかわらず、液圧媒体の予想される加熱は少なくとも
遅らされる。

【００５０】いま続いて舵取り操作が終了した際にサー
ボ弁１０が再び或る時間幅にわたってオープンセンタ位
置をとるとき、電動機１９の実際の消費電流Ｉが最後の
上側敷居値ＩＳ１以下に下がり、この結果、回転数調整
装置２０が回転数を低い値に下げることができる。回転
数低下中に舵取り操作が行われたとき、これは、曲線Ｋ
Ｓのその都度最後の値の上昇補正がゆっくりしか許され
ず、即ち大きな時間間隔でしか許されないので、電動機
１９の実際の消費電流Ｉを再び強く増加し、従って曲線
ＫＳのその都度の実際の値を超過する。この超過は、回
転数調整装置２０が電動機１９を再び急速に高速回転数
（例えば３０００ｒｐｍ）にするようにする。

【００５１】基本的には回転数調整装置２０は、自動車
において別の目的のためにもともと存在している他のセ
ンサの信号を評価するためにも設計できる。そのような
信号は電動機１９の負荷に関係する回転数調整に対して
直接必要とされない。しかしその信号は、回転数調整装
置２０が常に自動的に正しい機能について検査できるよ
うに、その都度投入された状態の容認性を検査するため
に関与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくパワーステアリング装置の基本
的な概略構成図。

【図２】種々の運転条件における電動機の消費電流の特
性線図。

【図３】外気温が非常に低く従って液圧媒体の粘性が大
きい場合における電動機の消費電流の時間的な経過を示
す線図。

【図４】標準の温度状態および標準の液状液圧媒体にお
ける図３に相応した線図。

【図５】電動機の回転数を高い値から低い値に下げる運
転相を表す線図。

【符号の説明】

１０ サーボ弁 １９ 電動機 ２０ 回転数調整装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウヴエ クーツ ドイツ連邦共和国 71069 ジンデルフイ ンゲングリユーンエツカーシユトラーセ 25

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オープン基本位置形ないしオープンセン
   タ形のサーボ弁によって液圧ポンプの圧力側並びに吸込
   み側ないし相対的に無圧の液体溜まりに制御して接続で
   きる液圧サーボモータおよび液圧ポンプを駆動する電動
   機を備えた液圧式サーボ制御装置特に自動車の液圧式パ
   ワーステアリング装置において、 電動機（１９）がその消費電流ないし消費電力（Ｉ）に
   関係して作動する回転数調整装置（２０）を有し、この
   回転数調整装置（２０）がほぼ一定の低速回転数の運転
   モード（スタンド・バイ運転）とほぼ一定の高速回転数
   の運転モード（負荷運転）との間で自動的に切り換わ
   り、その場合、 − 低速回転数における電動機（１９）の消費電流ない
   し消費電力（Ｉ）が、低速回転数において予測される電
   動機（１９）の消費電流ないし消費電力（Ｉ）の第１の
   最小値の幾分上にある下側敷居値を超過したとき、高速
   回転数への切換が行われ、 − 高速回転数における電動機（１９）の消費電流ない
   し消費電力（Ｉ）が予め与え得る時間幅にわたってほん
   の僅かしか変動せず、高速回転数において予測される電
   動機（１９）の消費電流ないし消費電力（Ｉ）の第２の
   最小値のすぐ上にある上側敷居値の下にとどまるとき、
   低速回転数への低下が行われる、ことを特徴とする液圧
   式サーボ制御装置特に自動車の液圧式パワーステアリン
   グ装置。
2. 【請求項２】 電動機（１９）の回転数が低速回転数に
   移行する際に時間的に遅らせて調整ないし制御されて低
   下され、その場合電動機（１９）の消費電流ないし消費
   電力（Ｉ）が回転数低下中に先行の消費電流ないし消費
   電力の値を所定のないしは予め与え得る僅かな差より大
   きく超過したとき、直ちに高速回転数に戻されることを
   特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
3. 【請求項３】 電動機（１９）が高速回転数に切り換え
   る際に強く加速されることを特徴とする請求項１又は２
   記載のサーボ制御装置。
4. 【請求項４】 少なくとも低い外気温の場合に、自動車
   を駆動するために使用するモータの始動後に、所定のな
   いしは予め与え得る遅延時間の経過後に、電動機（１
   ９）が運転し始めることを特徴とする請求項１ないし３
   のいずれか１つに記載のサーボ制御装置。
5. 【請求項５】 高速回転数において電動機（１９）の消
   費電流ないし消費電流力（Ｉ）が、液圧媒体の温度が例
   えば０°Ｃの場合に高速回転数において予測される電動
   機の消費電流ないし消費電力に相応する所定のないしは
   予め与え得る敷居値を初めて下回るまで、電動機（１
   ９）が高速回転数に維持されることを特徴とする請求項
   １ないし４のいずれか１つに記載のサーボ制御装置。
6. 【請求項６】 下側敷居値が（初期値で始まり）変動す
   る運転状態に整合して自動的に変更され、低速回転数に
   おいて電動機（１９）の消費電流ないし消費電力が僅か
   しか変動しない所定のないしは予め与え得る時間間隔の
   経過後に、前記の時間間隔中の消費電流ないし消費電力
   の値の僅か上にある新たな下側敷居値が設定されること
   を特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の
   サーボ制御装置。
7. 【請求項７】 低速回転数において電動機（１９）の消
   費電流ないし消費電力（Ｉ）が下降する傾向にある場
   合、消費電流ないし消費電力が僅かしか変動しないと
   き、下側敷居値の相応した速い低下が行われることを特
   徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のサー
   ボ制御装置。
8. 【請求項８】 低速回転数において電動機（１９）の消
   費電流ないし消費電力（Ｉ）が上昇する傾向にある場
   合、非常にゆっくりした舵取り運動も下側敷居値の超過
   によって認識できるようにするために、下側敷居値のゆ
   っくりした上昇しか行われないことを特徴とする請求項
   １ないし７のいずれか１つに記載のサーボ制御装置。
9. 【請求項９】 上側敷居値が（初期値で始まり）変動す
   る運転状態に整合して自動的に変更され、液圧媒体が低
   温（例えば０°Ｃ）である場合に高速回転数において予
   測される電動機（１９）の最小の消費電流ないし消費電
   力（Ｉ）のすぐ上にある上側初期敷居値がまず設定され
   ることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに
   記載のサーボ制御装置。
10. 【請求項１０】 電動機の回転数を低速回転数に低下す
    る前に新たな上側敷居値が設定され、この新たな上側敷
    居値が、所定の時間幅にわたって電動機の消費電流ない
    し消費電力のほんの僅かな変動が示されていた先行の運
    転過程中における電動機の消費電流ないし消費電力
    （Ｉ）の値のすぐ上にあることを特徴とする請求項１な
    いし９のいずれか１つに記載のサーボ制御装置。
11. 【請求項１１】 電動機の高速回転数が、予測される中
    間電圧において中間負荷（例えば最大負荷が７０Ａの場
    合に３５Ａ）の電動機の回転数に相応する調整された最
    大値に制限されることを特徴とする請求項１ないし１０
    のいずれか１つに記載のサーボ制御装置。
12. 【請求項１２】 上側回転数に対して、電動機（１９）
    の消費電流ないし消費電力（Ｉ）が所定のないしは予め
    与え得る時間幅にわたってサーボ弁（１０）が最大に絞
    られるか閉じられた際に予測される最大値の近くになっ
    たとき、減少された値が設定されることを特徴とする請
    求項１ないし１１のいずれか１つに記載のサーボ制御装
    置。
13. 【請求項１３】 消費電流ないし消費電力が続いて低下
    した際、サーボ弁が僅かに絞られた位置に置かれること
    により、上側回転数が再び元来の（高い）値に設定され
    ることを特徴とする請求項１２記載のサーボ制御装置。
14. 【請求項１４】 回転数調整装置（２０）が自動車の他
    の目的のためにも評価すべき補助的な運転パラメータを
    評価するための入力を有していることを特徴とする請求
    項１ないし１３のいずれか１つに記載のサーボ制御装
    置。