JPS5816958A - パワ−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】 本発明は自動車等の／ぐワーステアリング装置に関する
。

通常のパワーステアリング装置は、油圧全利用してハン
ドル操作力をパワーアシストする構造のため、エンジン
で駆動される油圧ポンプと１その供給油圧でステアリン
グギヤを駆動する油圧シリンダなどのアクチュエータを
備えている。

このため、自動車のエンジンルームのステアリング回シ
には、これらを配置するかなりのスペースが必要とガリ
、それでなくても狭いエンジンルームをなお一層狭くし
て保守、点検などの整備性を著しく悪化させる原因とな
っている。

これに対して小型化とエネルギロスの低減を目的として
アクチュエータとして電動モータを用い直接的に駆動す
るものもあるが、実際には制御が困難で実用化されるに
至っていない。

そこで本発明は、アクチュエータとして電動モータを設
ける一方、変速機及び電磁クラッチを介してステアリン
グギヤと連結し、電動モータ及び電磁クラッチを運転状
態に応じてコントロールすることによシ、コン・臂りト
にしてエネルギ効率が高く操縦性及び安全性にすぐれた
・そワーステアリング装置を提供することを目的とする
。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

図において、１はハンドル、２はハンドル軸、３はハン
ドル軸２に取付けたビニオン、４はビニオン３に噛み合
って移動し、図示しないステアリングを動かすラックで
あり、これらビニオン３とラック４によシステアリング
ギヤを構成する。

ハンドル軸２にはさらに変速機（減速機）５の出力軸５
Ｂが連結し、この変速機５の入力軸５Ａには電動モータ
６が連結される。

電動モータ６の回転を変速機５を介してノ・ンドル軸２
（ビニオン３）に伝達する途中には、電磁クラッチ７が
介装され、これによシモータ６の回転を選択的にハンド
ル軸２側へと伝達する。

変速機５として、本実施例では３段につなげた遊星歯車
機構が用いてあシ、それぞれ、サンギヤ８Ａ、８Ｂ、８
Ｃ，プラネタリギヤ＼’ＯＡ、９Ｂ。

９Ｃ及びリングギヤ１０　Ａ　、　１０１１　、１０　
Ｃを備え、入力軸５Ａは第１列のサンギヤ８Ａに、出力
軸５Ｂは第３列のプラネタリギヤ９Ｃ（−？ヤリア）に
連結される。

そして、第２列とＨｃ３列のリングギヤ１０Ｂ。

１０Ｃはハウジング１２に固定されるが、第１列のリン
グギヤＩＯＡは電磁ソレノイド１１によシ選択的に固定
されるようにｈつておシ、これによつまシ、第１列のプ
ラネタリギヤ９Ａは第２列のサンギヤ８Ｂに連結し、さ
らに第２列のプラネタギャ９Ｂは第３列のサンギヤ８Ｃ
に連結し、これらによシ入力軸５Ａの回転をギヤ比に応
じて出力軸５Ｂに減速して伝達するのである。そしてこ
のためには、リングギヤＩＯＡ〜１０Ｃを全て固定（プ
ラネタリギヤ９Ａ〜９Ｃの回シヲ公転しないようにする
）する必要があるが、このように第１列のリングギヤＩ
ＯＡについて、電磁ソレノイド１１を介して固定したシ
固定を解除したシすることで、入力回転の出力側への伝
達を遮断できる。

なお、電磁ソレノイド１１はその作動ロンド１１Ａの伸
長時にリングギヤＩＯＡの外周に係合したシ摩擦力で固
定したりする。

電動モータ６の回転を制御するためにモータコントロー
ラ１３が、また、電磁クラッチ７（電磁ソレノイド１１
）の係脱を制御するためにクラッチコントローラ１４が
設けられる。

モータコントローラ１３１ｃ　ｉｔ：　ｓハンドル軸２
に取付けられ、その回転方向及び速度を検出する操舵セ
ンサ１５からの信号が入力するとともに、車速センサ（
あるいは回転数センサ）１６から車速信号が、またその
他運転条件を代表する信号が入力し、これにもとづいて
電動モータ６の回転方向や出力を制御つまりハンドル回
転時にそれと同一方向にモータ６ｆ：駆動する。

なお、低車速時にはモータトルクが増大し、高車速時に
は逆に減少させるように制御が行われる。

他方のクラッチコントローラ１４には、電動モータ６の
駆動電流が所定値を越えて過大となったときにこれを検
出する検出器１７の出力、上記操舵センサ１５の出力、
あるいは車速センサ１６の出力が入力し、これにもとづ
いてノ・ンドル回転時に電磁クラッチ７を制御してリン
グギヤＩＯＡを固定して変速機５を出力回転させる。

電動モータ６に過大電流が流れたときはフェイルセーフ
として、電磁クラッチ７を切って回転の伝達を遮断して
ハンドル１の切り過ぎやモータ過熱を防止する。

電動モータ６は原則的にはハンドル中立時には駆動され
ないが、ステアリング時の応答性をよくするために、予
め小電流で助走回転させておくこともでき、とのときは
クラッチコントローラ１４によシミ磁りラッチ７がリン
グギヤＩＯＡを解放してモータ回転がハンドル軸２側に
伝達されないようにする。

また、高車速時に電動モータ６による・ぐワーアシスト
ヲ解除するように、電磁クラッチ７を制御してもよい。

以上の構成において、ハンドル１の非操作時、すなわち
ハンドル中立（静止）時には、電動モータ６は原則的に
停止しており、ハンドル軸２のビニオン３と噛み合うラ
ック４はその位置に保持される。

ハンドル操作（ステアリング時）に伴って操舵センサ１
５がハンドル回転を検出すると、即座にモータコントロ
ーラ１３から電動モータ６にそのときの接地抵抗に対応
する電流が流れ、ハンドル１と同一回転方向に変速機５
を出力回転させる。

このとき同時にクラッチコントローラ１４を介して電磁
クラッチ７が作動してリングギヤＩＯＡを固定するので
、変速機５の出力軸５Ｂが回転を始めて、これによりハ
ンドル軸１の回転をパワーアシストする。

ハンドル軸２の回転によりビニオン３と噛み合うラック
４が移動１／　％　図示し彦いステアリングリンクが作
動して車輪の転向が行われる。

この場合、車速か低いほど接地抵抗が犬きぐハンドル１
が重くなるが、電動モータ６の出力トルクが、低車速時
はど大きく々るので、軽快なハンドル操作が行われるし
、逆に高速走行時など換向抵抗が小さく安全性の点から
マニアルステアリングに近い状態が求められるときは、
電動モータ６の出力トルクが減少する。

なお、このよう々高車速域では電動モータ６の出力回転
の伝達を電磁クラッチ７を切ることで停止し、全くのマ
ニアルステアリングと１７てもよい。

また、ハンドル操作開始時の応答性を高めるために、電
磁クラッチ７を切った状態で電動モータ６を常に小電流
で助走回転させておき、ハンドル操作に伴い電動モータ
６の供給電流を増加するとともに電磁クラッチ７を投入
して立上シ良＜・千ワーアシストすることもできる。

ところでステアリング負荷が大きく電動モータ６に過大
電流が流れたときは、モータ自体が損傷することもあシ
、また逆にパワーアシストが過剰となってハンドル１の
切れ過ぎを起こす危険も考えられるが、このような異常
時はクラッチコントローラ１４の信号で電磁クラッチ７
が切られて回転の伝達を遮断するので、このようなとき
はフェイルセーフの機能をも発揮する。

上記実施例では、ステアリングギヤとしてラックピニオ
ン式ステアリングギヤを例示したが、この他ボールスク
リュ式ステアリングギヤなども当然用いることができる
。

また、電磁クラッチ７も通常の公知のものを用いること
もでき、変速機５も遊星歯車式に限定されるものではカ
い。

以上のように本発明によれば、運転条件に対応した電動
モータの出力によって電磁クラッチ、変速機を介してス
テアリングギヤを駆動するようにしたので、ステアリン
グシステムの簡略化コンパクト化と・ともに、動力伝達
系のエネルギロスを低減することができる一方、運転条
件に応じた・ぞワーアシストが得られ操縦応答性や安全
性の向上がはかれる。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の実施例を示す概略構成図である。 １・・・ハンドル、２・・・ハンドル軸、３・・・ビニ
オン、４・・・ラック、５・・・変速機、６・・・電動
モータ、７・・・電磁クラッチ、１３．１４・・・コン
トローラ。 特許出願人　萱場工業株式会社 ’　　　　　　　　　　　−３６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハンドルに連結するステアリングギヤに変速機及び電磁
   クラッチを介してパワーアシスト用の電動モータを連動
   し、ハンドルの回転を検出する手段及び運転状態を検出
   する手段からの信号にもとづき電動モータ及び電磁クラ
   ッチの作動を制御するコントローラを設けたことを躬′
   徴とする・ｅワーステアリング装置。