JPS5893669A - 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】 本発明は油圧力によりノ・ンドル操作力金軽減すル自動
車のパワーステアリング装置ＩＩ［Ｋ：関する。

通常の）４ワーステアリング装置は、ノ・ンドルに連結
する入力軸の回転を機械的に検知して切換力るコントロ
ールパルプを４ち、このコントロール　′パルプの切換
動作によシ入力軸の先端に配設されたパワーシリンダに
選択的に圧油を供給して、゛ステアリングリンクを介し
て車輪の向きを入力軸の回転に比例して転向するように
なっている。

とくに自動車のノ９ワーステアリング装置で蝶、安全性
ｔ−ａ保するために、油圧系の故障で油圧アシスト力が
得られなくても操縦操作が可能なように、ノ々ワーシリ
ンダのピストンに対して入力軸の先端カ〆−ル・スフリ
ニアラセンブリを介して機械的に連系している。

ところで、入力軸の回転によってこの／４ワーシリンダ
に送り込む圧油の方向を制御するコントロールパルプは
、入力軸の動きとともに実際の出力側のピストンの動き
に嶌連動し、フィートノく、ツク制御されるようになっ
ているため、その設置には着しく制約を受け、通常はパ
ワーシリンダに対する入力軸の連結部分などに限定され
て配置されている。また、このような機械的なフィード
バック制御を行うために、コントロールパルプの構造は
極めて複雑となシ、とくに走行速度に応じて変化する車
輪の接地抵抗に対応して油圧力を制御し、常に最適な操
縦力を得るようにした速度感応型の・臂ワーステアリン
グ装置でハ、コントロールパルプの構造はなお一層緻密
化せざるを得す、これらのため、整備性、保安性が悪く
、高価にもなるという欠点があった。

他方、種々の運転条件に応じて最適な操縦力が得られる
ように制御す名ことは、自動車の快適性、安全性の追求
の観点から今後よシ強く要語されるところであシ、そこ
でマイクロコンピュータヲオｕ用してあらゆる運転条件
下で常に最適な操作力を得られるようにしたパワーステ
アリング装置が本出願人により、％願昭５６−１９１９
６号として提案されている。

これを第１図にもとづいて説明すると、ハンドル１に連
結した入力軸２鉱、油圧アクテユエータトシてのパワー
シリンダ３のピストン４に連糸する。

この場合、ピストン４は入力軸２と図示しないが一層・
スクリュアッセンブリを介して連糸するのであシ、入力
軸２０回転方向と速度に応じてピストン４はシリンダ３
の内部で滑動する。

ピストン４の側面にはラック５が設けてあシ、１このラ
ック５にセクターギヤ６が噛み合い、ピストン４の移動
に伴いセクターギヤ６に連動するピットマンアーム７を
介して図示しないステアリングリンクを駆動するように
なっている。

入力軸２の入力回転によりピストン４が移動するが、こ
の移動を油圧力でアシストするため、ピストン４０両面
に隔成された油室８Ａと８Ｂに、ＰＳコントロールパル
プ９によシポングＰから圧油が選択的に制御されて供給
されるのである。

このコント・ロールパルプ９は、入力軸２の回転方向及
び回転力あるいは回転速度が入力するとともに出力側の
操縦負荷がフィードバックされるマイクロコンピュータ
１０によって動作が制御される電磁式パルプである。

ここでｌ’ｌは入力軸２に取シ付けられたロードセンサ
で、入力軸２の捩りを検出することにより（ロ）伝力及
び回転方向を検出するストレンｒ−ジなどで構成する。

１２は同じく人力軸２０回転速度を検出するための磁気
ピックアップである。

そして、これらの検出信号は、それぞれ増幅、信号波形
処理機能−をもつ入力インターフェース１４を介して、
マイクロコンピュータｌＯの演Ｎ　ＩＩＩ　１１部１５
に入力する。

演算制御部（ＣＰＵ）１５はこれらの入力にもとづいて
演算を行い、予め運転条件に対応しての最適値を記憶し
である記憶部（ＲＯＭ）１６からの記憶値を遺ひ出し、
出力インターフェース１７ｔ−介して前記コントロール
パルプ９に出力する。

コントロールパルプ９はンレノイドバルプで構成されて
いて、入力信号にもとついて切換方向及び切換量が制御
され、パワーシリンダ３の左右の油室８Ａと８Ｂに送り
込む圧油の量を制御する。

ハンドルミｔ操作して入力軸２ｔ−いずれかの方向に回
転させる揚台、入力軸２にはパワーシリンダ３のピスト
ン４にかかる操縦負荷に比例し九反力が発生するため、
これがハンドル操作力として運転者に伝達されようとす
るのであるが、この操作力（回転力と回転方向）を、入
力軸２に取り付けたロー　ドセンサー１が感知し、また
同時に入力用 回転速度をビックアラ７”１２が検髪し、これらがマイ
クロコンピュータ−０に入力する。

記憶部１６には予め入力信号に対応しての最適値が設定
しであるので、演算制御部１５がこれを読み出して出力
インターフェース１７で所定の信号波形処理、増幅を施
して、コントロールパルプ９に入力する。

したがって、コントロールパルプ９Ｆｉハンドル操作力
の大きさと方向に比例して、必要量の圧油をノ９ワーシ
リンダ３の油室８Ａ又は８Ｂに送り込む（このときいず
れか他方の油室８Ａ、８ＢはタンクＴｌ１ｌｌへ接続さ
れる。）この場合、車速か低く車輪の換向抵抗の大きい
ときは、ロードセンサーｌは入力軸２の捩９角が大きい
ことを検出するので、パワーシリンダ３に供給される油
圧を高めるし、またハンドル回転速度の速いとき鉱、こ
れに対応して圧油の送油量を増大させるようにコントロ
ールパルプ９の切換量が大きくなるように、マイクロコ
ンピュータｌＯは出力値を制御する。

この結果、入力軸２によシピストン４を移動させようと
する操作は、操作負荷に対応しての油室８Ａｔたは８Ｂ
の油圧力のアシストを受けるので、ハンドル操作は適切
な操作感覚を伴いながら軽快に行うことができる。

一方、ハンドル１を固定すると、その時点で入力軸２を
操作負荷に応じて捩ろうとする反力が減少するため、ロ
ードセンサ１１の出力値が小さくな９、コントロールパ
ルプ９はこれに応じて中立位置へとマイクロコンピュー
タ１０ｔ−介して復帰させられ、これによりパワーシリ
ンダ３に対ｆる圧油の供給が止められる。

つまり、フィードバック入力も同時に得ることができ、
入力軸２が停止し九時点でパワーシリンダドするのであ
る。

ところで、この／４ワーステアリング装置では、ＰＳコ
ントロールパルプ９が独立して存在しているため、仮に
作動油中のゴミ等にょシ、中立状態への復帰がスムーズ
に行われなかったシすると、ハンドルは中立位置へ戻し
ているにもかかわらず、ノ譬ワーシリンダ３に圧油が供
給されるという、非常に危険な状態が生じる。

本発明はこのような問題を解決する、すなわちハンドル
中立位置で電磁式ＰＳコントロールパルプが切換わった
ままのときはポンプ吐出油をタンク側へ戻してノ臂ワー
アシストを停止することを目的とする。

本発明は、ハンドル中立位置信号が入力しているときに
、ＰＳコントロールパルプがいずれか一方向に切シ換わ
っている場合に、バルプスグール４ングからの高圧をタ
ンク側へとバイパスしてパワーアシストを強制的に中止
させるものである。

以下、本発明の実施例を図面に４ｈとついて説明する。

第２図において、電磁式ＰＳコントロールパパルプは、
パルプがディ２ｏにスツール２１が指動自由に収装され
、スツール２１の端部にはソレノイド２２の駆動ロッド
２３が連結し、これによシスプール２１を左右に切換作
動させる。

パルプがディ２０には油圧ポンプ側の高圧ポートＰと、
これを挾んでリデーパ側の２つの低圧ポートＴと、これ
らの間に位置してノ臂ワーシリンダ３０油室８Ａ、８Ｂ
に接続する作動ボー）Ａ、Ｂとが形成され、スツール２
１に形成した３つのランド部Ｃ１ｍ　ＣＩ　ｒ　Ｃｓに
よシ、図の中立位置では、高圧ポートＰからの作動油を
低圧／−）Ｔへとリターンし、スツール２１が右方向へ
切換わったときは、高圧ポートＰからの圧油を作動ポー
）Ａへ（このとき作動ポートＢは一低圧？−トＴと接続
）、また逆にスツール２１が左方へ切換わったときは、
高圧ポートＰの圧油を作動ボー）Ｂへ（作動ポートＡは
低圧ポー）Ｔと接続）それぞれ送９込む。

スプール２１０両端に位置して中立リターンスジリング
２４と２５が介設されたスプリング室２６と２７が形成
される。

このスプリング室２６．２７ｄそれぞれスプール２１の
周囲からリークなどにより低圧側へと連通し、スツール
２１の左右への変位を妨けることはない。

ところで左方の低圧ポートＴと高圧ポートＰとは通路２
９を介して連通し、その途中に通常社閉じている電磁弁
３１が介装される。

前記ソレノイド２２は２つのコイル３３Ａと３３Ｂをも
ち、マイクロコンピュータｌＯ（第１図参照）からの励
磁電流が回路３４Ａと３４Ｂを介して供給され、例えば
コイル３３Ａが励磁されるとスツール２１Ｆｉ左へ変位
し、コイル３３Ｂが励磁されると同じく右へ変位する。

一方、ソレノイド２２の動きを検出するパ）Ｑプ位置セ
ンサ３５が設けられ、この検出信号がＡＮＤ回路３７に
入力する。

なお、パルプ位置センサ３５絋パルプ中立位置以外のと
きにノ・イレベルの信号“１″を出力し、中立位置では
出力がローレベル″″０”に切換ゎる。

マイクロコンピュータ１０から信号回路３４Ａ。

３４Ｂに送られる両出方はＯＲ回路３８１Ｃ取り出され
、インバータ３９′ｔ−介してＡＮＤ回路３７に入力さ
れる。ソレノイドコイル３３ＡまたＵ３３Ｂにステアリ
ング信号が入っているときは、回路３４Ａまたは３４Ｂ
の出方はハイレベル１１′とすり、ハンドル中立位置で
鉱ローレベル“０”になる。

したがって、ＡＮＤ回路３７は、両入方信号が共に＠１
”のとき、すなわち、パルプスプール２１がいずれか一
方に切換わっていて、かつソレノイド２２にはステアリ
ング信号が入っていないときのみ、その出力がハイレベ
ル″″ｌ＃に切換ゎシ、増巾器４ｏを介して前記電磁弁
３１を励磁゛して開弁させるようになっている。

以上したがって、マイクロコンピユー１１１０からのス
テアリング信号が、−ソレノイド２２のいずれか一方の
コイル、例えは３３Ａに入力すると、これにもとづいて
スプール２１が左方へ移動し、／４’７−シリンダ３に
圧油が送シ込まれてハンドル操作をパワーアシストスル
。

この場合、パルプ位置センナ３５祉スグール２１の変位
を検出してＡＮＤ回路３７へ１１＃を出力するが、回路
３４Ａの出力が１１＃のためインバータ３９によ、９Ａ
ＮＤ回路３７の他方の入力は″０”とな９、したがって
ＡＮＤ回路３７はローレベルの出力のままで電磁弁３１
は非励磁となる。

１　このようなステアリング状態からハンドルｔＲして
ステアリング信号が中立信号″″０＃に切換わったとき
に、ソレノイド２２の励磁が解けたにもかかわらず、ス
プール２１が例えば油中のゴミなどによシ戻シネ良を起
こしたとすると、ＯＲ回路３　’＆に入力するステアリ
ング信号が″ｏ１のため、インバータ３９がこれを反転
し、これによりＡＮＤ回路３７はパルプ位置センｔ３５
の出力も１１”のであることから、電磁弁３１に励磁信
号を出力する。

、この結果、電磁弁３１が細き、高圧ポー）Ｐを低圧ボ
ートＴに短絡する。

この結果スプール２１が例えは左方位置にあって戻シネ
良を起ζしたとしても、作動／−トＢには高圧が供給さ
れずこのためパワーシリンダ３には圧油が送シ込まれな
くなル、ノ母ワーアシストが停止するのである。したが
って、運転者の意志に反して勝手に車輪の向きが変わる
ような不側の事態は未然に防止できる。

なお、この実施例では、ソレノイド２２に２つのコイル
２３Ａ、２３Ｂを設けて両効きのものとしたが、スプー
ル２１の両端にそれぞれソレノイドを配電して、かつ、
パルプ位置センナも２つ設ケ、戻υ不良時に高圧を解放
するように電磁弁３１を開弁させるようにしてもよいこ
とは、勿論である。

また、ＰＳコントロールパルプ９の制御は必らずマイク
ロコンピュータによるというものではなく、賛はステア
リング操作を感知して信号を出力する制御回路を備えて
いれによい。

以上のように本発明によれば、スプールの戻ｐ不良時に
、スプール端部に高圧をタンク側へと解放してノｆワー
アシストを中止させるので、ハンドル中立位置にもかか
わらずコントロールパルプが切換わった１まのときには
、必らずｉ４ワーシリンダへの圧油の供給が停止し、勝
手にステアリング操作されるという危険を確実に防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略構成図、第２図は本発明の要部
を示す構成図である。 ２・・・入力軸、３・・・ノ母ワーシリンダ、９・・・
Ｐｓコントトロルパル７”、１０・・・・マイクロコン
ピュータ、１１・・・ロードセンサ、２１・・・スプー
ル、２２・・・ソレノイド、２ｊＡ、２３Ｂ・・・コイ
ル、２６．２７・・・スプリング室、２９・・・油通路
、３１・・・電磁弁、３５・・・パルプ位置センナ、３
７・・・ＡＮＩＩＩＭ、３８・・・ＯＲ回路。 ｓ杵出顯人　萱場工業株式会社 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ハンドルに結けれた入力軸の負荷及び回転方向を検出す
   る手段と、この検出値にもとづいてステアリング信号を
   出力する制御回路と、この制御回路からの信号で切換動
   作して操舵糸の油圧アクチュエータに選択的に圧油を供
   給する電磁コン）。 −ルバルプとからなるノ９ワーステアリング装置におい
   て、前記コントロールパルプが切換位置にあることを検
   出する手段と、前記ステアリング信号を検出する手段と
   、コントロールパルプの高圧ポートと低圧ポートとを連
   通する通路と、この通路に介装した電磁弁と、前記ステ
   アリング信号が中立位置にあるにもかかわらずパルプス
   プールが中立位置にないときに電磁弁を−いて高圧を低
   圧ポートへバイパスする制御手段とを備えたことを特徴
   とするパワーステアリング装置。