JPS5948265A - パワ−ステアリング制御装置 - 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】 本発明は自動車に使用されるノくワーステアリングの制
御装置、さらに詳しくは車速感応型のパワーステアリン
グにおいてノくワーリレーが誤作動した時の安全手段を
備えた制御装置に関するものである。

油圧手段によって操舵力を補助′１−るノ（ソーステア
リングには、車速の高低によって補助力を変化させる車
速感応型のものが知られている。ｊなわち、例えば特開
昭５５−５５０５９号に示されているように、車速か低
（、太ぎな補助力が必要なとぎにはオイルポンプの回転
数を上げて補助力を大さくし、車速か増すにつれて補′
助力を小すくする補助力（アシスト力）可変型のものが
知られている。

このような車速感応型のパワーステアリングにおいて、
特にパワートランジスタを使用してモータをコントロー
ルし、モータによりオイルポンプを駆動する形式のもの
においては、大ぎな補助力を要するとぎはモータに供給
する電力量が大さくなり、トランジスタの負荷が太さく
なる。このような状態は渋滞中の低速運転時等、比較的
長く続くもので々ンるかも、このような高負荷状態から
トランジスタを保護するため、高負荷時にはトランジス
タと並列に設けたバイパス回路により電源なモータに直
結するようにしたものが知られている。づ−なわち、モ
ータ高負荷時にモータに直列に接続されたカレントトラ
ンスによりホール素子等−を作ｕＪさせて、パワートラ
ンジスタと並列に設けたパワーリレーのコイルを励磁し
、パワーリレーによりパワートランジスタをバイパスさ
せ、高負荷時にはパワートランジスタに負荷をかけない
保護回路が知られている。

このような保護回路を備えたパワーステアリングにおい
ては、高速走行時にカレントトランスやリレー等が誤動
作づ−ると、パワーリレーが誤作動して上記バイパス回
路によりモータに高電流を流し、オイルポンプの回転数
を急激に上げて補助力を太き（するということが起こる
可能性がある。これは高速走行中にステ゛）′リングを
軽くすることになり、非常に危険である。

そこで、高速走行中には上記パワーリレーの作動を防止
し、過大な高補助力が生じないような安全手段を講じる
必要がある。

本発明はこのような必要に応え、所定以上の車速の場合
には上記リレーの作動を防止する手段を備えたパワース
テアリング制御装置を提供することを目的とするもので
゛ある。

本発明のパワーステアリング制御装置は、走行速度が設
定値以上であるとぎ、これを検出して、上記パワーリレ
ーのコイルに励磁信号が印加されるのを阻止する保安手
段を備えたことを特徴とするものである。づ−なわち、
本発明の澗側１装置は、ステアリングの操舵力を補助“
Ｊ−るパワーシリンダ、このパワーシリンターへ圧油を
供給するオイルポンプ、このオイルポンプを駆動する電
動モータ、この電動モータへの電力供給量を調整する半
導体素子、車両の走行速度に応じた速度信号が入力され
、上記半導体−素子に走行速度のＪｕｇ人にしたかつて
電力供給量を低下さ−じる利潤１信号を発づ−るコント
ロール手段、接点が上記半導体素子に並列接続されたリ
レー、および上記電動モータの高負荷状態を検出１〜、
上記リレーのコイルに励（Ｉａ倍号を発する負荷検出手
段からなるパワーステアリング制御装置であってＦ記走
行速度が設定値以上であることを検出し、上記リレーの
コイルに励磁信号が印加されることを阻止する保安手段
を設けたことを特徴とするものである。

ここで保安手段としては、例えば車速すぎ号を受け、単
速か断電値以上になったときに、パワーリレーのコイル
と直列に接続されたトランジスタをオフして、パワーリ
レーがオンすることがないようにする手段を使用するこ
とができる。

本発明によれは、車速が所定値以上となり、パワーステ
アリングの補助力が不要となる場合には、常にパワーリ
レーが作動しないようになるので、仮に回路中の種々の
素子の誤動作によりパワーリレーが誤作動しようとして
も、実際に誤作動することはない。したがって、高速走
行中に補助力が急に大きくなるような危険は防）卜され
る。

以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明′１−る
。

第１図は本発明の実施例によるパワーステアリング制御
装置の対象となる車速感応型パワーステアリングの系統
図である。パワーステアリングは、マニュアルステアリ
ングとしてラックピニオン式のステアリングを’ＩｈＭ
えるものであり、ステアリングホイール１により回転さ
れるステアリングシャブト２はジヨイント３，４をプｒ
してビニオン５に連結されている。このビニオン５はラ
ック６に噛合され、このランク６０両端には、軸７ａ、
７ｂを中心に回動可能に支持されたナックルアーム８ａ
。

８ｂに係合されたタイロッド９ａ、９ｂが連結されてい
る。ステアリングホイール１が操作され、ステアリング
シャフト２０回転がビニオン５を介してラック６に伝達
されると、ラック６は図中左右方向に動き、タイロッド
９ａ、９ｂを介してナックルアーム８ａ、８ｂを回動さ
せ、操舵輪（一般には前輪）１０ａ。

ｆｏｂに舵角な与える。

上記ラック６にはパワーシリンダ１１のピストンｌｌｃ
が固定され、このピストンＩＩＣにより画成された油室
１１ａ、ｌｌｂに連通−１−６６υｇｉ１２ａ、１２ｂ
ば、コントロールバルブプ１３を介してオイルポンプ１
４に接続されている。コントロールバルブＺ３は、に米
からこの種のパワーステアリング装置に一般的に使用さ
れているものであり、オイルポンプ１４の吐出配管１５
と戻し配置＃１６を操舵方向に応じて各々配管１２ａと
１２ｂ、あるいは１２ｂと１２ａｌＣ接続するように油
圧系統を切り換える。例えばラック６が図中右方に移動
するように操舵されたとぎ、吐出配管１５は配管１２ｂ
に、戻し配管１６は配管１２ａに接続される。その結果
パワーシリンダｌｌ内の油圧によりラック６の右方への
移動が補助される。またこのコントロールバルブ１３は
、ステ、アリングシャフト２が回転されていないとぎに
は、吐出配管１５と戻し配管１６を直接連通させ、パワ
ーシリンダ１１に圧油を送らない。

上記オ・ｆルポンプ１４はバッテリ等の電源１７によっ
て回転されるモータ１８によって駆動される。このモー
タ１８は車速を検出づ−るスピードセンサ１９から車速
信号Ｓ１が入力びれるコントローラ２０により、車両の
定行速度の増大に応じて回転数を低下させて補助力を低
下させるように制御される。さらにステアリング１が回
転操作されたことを検出するステアリングセンサ２１か
らの信号Ｓ２もコントローラ２０に入力される。

このコントローラ２００基本回路を、第２図（ブロック
で示す。第２図に示すように、コントロ゛−２２０は、
スピードセンサ１９からの車速信号Ｓ１と、ステアリン
／センサ２１からの出力に基く信号Ｓ２により、パワー
トランジスタ２８ａとリレー■もＹを含む制御回路２８
を介して上記オイルポンプ１４を駆動するモータ１８を
駆動制御するものである。スピードセンサ１９の出力Ｓ
１はスピード電圧変換回路２２により電圧Ｂ（速度大は
ど低い）に変換され、三角波発生回路２３から常時発振
される三角波Ａとコンパレータ２４によつ゛Ｃ比較され
、電圧Ｂの方が三角波Ａより高い間だけＩＩ　（ハイレ
ベル）になる（車速が増丁につれてチューティ比が小さ
くなる）矩形波信号Ｃが出力される。一方、ステアリン
グ１の操舵を検出するステアリングセンサ２１からの出
力Ｓ２は、ステアリングタイマ回路２５を介して、ステ
アリングを切ったとぎ（操舵時）にＨになる信号りとな
って、前記信号ＣとともにＡ　、ＩＮ　Ｄ回路ａ、に入
力される。また、このステアリングタイマ２５からの信
号１〕はインバータ２６をｊｌ′シてアイドルデユーテ
ィを常時発振する回路２７の出力Ｅとともに、もう一つ
のＡＮＬ）回路ａ２に人力される。２つのＡ　Ｎ　Ｄ回
路ａＩ＋　”２の出力は、パワートランジスタ・チョッ
ピング信号となって入力端子すからパワートランジスタ
２８ａとリレーＪもｙを含む制御回路２８に入力される
。この制御回路２８の他の入力端子ａにはリレー駆動信
号が入力されている。このリレー駆動信号は。

モータ１８に直列に接続された負荷電流検出用カレント
トランス２９及びホール素子、トランジスタ等から成る
リレー駆動回路３０より発せられる。こりモータ１８は
ステアリング１に補助力を付与するオイルポンプ１４を
駆動して、車速に応じた補助力が得られる。

本発明のパワーステアリング制御装置は、上記コントロ
ーラ２０中に■で示すスピード−電圧変換回路２２の出
力端と、■で示す電流検出、リレー駆動回路３０内のト
ランジスタ＋１＋　、ｌ　、、のベース端子との間に、
第３図に示すようなパワーリレー作動防止回路（上記保
安子役に相当−づ−る）３１を接続したことを特徴どす
るものである。

第３図は第２図のコントローラ２０中に示した制御回路
２８および電流検出、リレー駆動回路３０の詳卸Ｊとと
もに、本発明の特徴であるパワーリレー防止回路３１を
示すものである。以下、第３図によって、本発明の実施
例ヶ詳細に説明１−る。

スピードセンナ１９およびステアリングタイマ２１の出
力Ｓ、、　Ｓ２に応じた、補助力を決定する信号は制御
回路２８のパワートランジスタ２８ａのベースに入力き
れる。これによりパワートランジスタ２８ａにはモータ
１８を駆動するだめの電流が流れる。この電流が所定値
以上になると、（例えば低速走行、駐車時の据切り等）
負荷電流検出用カレントトランス２９とこの作用を受け
るホール素子３０ａの作用によりトランジスタｌｌＩ、
２がオンして、このトランジスタＴｒ２に直列に接続さ
れたノζヮーリレー１ｔｙのリレーコイルＩ（、ｃ　Ｋ
電流が流れ、常開リレー接点１−Ｌｘがオンし一〇パワ
ートランジスタ２８ａがこれと並列接続の上記常開リレ
ー接点１モｘにバイパスされる。したカッチ、パワート
ランジスタ２８ａは大負荷から保護され、モータ１８に
は大電流が流れたまｆとなり、大ぎな補助力が維持され
る。

一方、上記トランジスタＴｒ２のベース■とスピード−
電圧変換回路２２の出力端＠との間に接続された防止回
路３１には、スピード−電圧変換回路２２の出力Ｂを所
定レベルと比較１−るコンパレータ３１’ａがあり、こ
の出力がトランジスタＴ【、のベースに接続されている
。このトランジスタｌ１ｌｒ１は上記トランジスタ゛１
゛ｒ２のベース■とアースの間に接続され、コンパレー
タ３１ａの出力が）・イレベル（１１，）になるとオン
し、以下になるとオフするものでめる。コンパレータ３
１ａの入力はスピード−′電圧変換回路２２の出力Ｂで
あるから、車速か所定値以上になり、太ぎな補助力を必
要としない高速領域に達すると、コンノくレータ３１ａ
の出力はノ・イレベル０υとなり、トランジスタＴｒ１
をオンする。これによりトランジスタＩｌｌ、、　　は
ベースが接Ｊｌｊされるためオフする。

したがって、この状態ではリレーコイル１°ＬＣには電
流は流れず、パワーリレー１（、ｙはオフの状態に保持
されることになり、モータ１８には常にパワートランジ
スタ２８ａが接続されて大電流がモータ１８に流れるこ
とは防止される。

このようにして、上記実施例ではパワーリレー作動防止
回路；３１のコンパレータ３１ａか、所定値以上の車速
を検出して第１のトランジスタＴｒ１をオンし、これに
よりパワーリン−のコイルＪもＣに接続した第２のトラ
ンジスタＴｒ２をオフ′するから、パワーリレーＪｔｙ
は不作動の状態に維持され、高速走行時に）くワーリレ
ーが誤作動によりオンづ−ることはな（１゜ なお、」二貨己冥施１列では七−夕１８への′電流の・
供給量χ調整″ツーる索子としてパワートランジスタを
使用したが、この他にサイリスタを使用することもでき
る。また、パワーリレーを駆動−４−るコイルをオンオ
フ−」−るのにトランジスタｌ１ｌｒ２を、またこのト
ランジスタＴｒ２のオンオンを制ＸＩ−ｆるのにもう一
つのトランジスタ１゛ｒ、を使用しているか、これらの
トランジスタＩｌｌ　、、、　、　　ｌ１ｌｒ２は他の
スイッチ素子、例えば別のリレー等で置き換えてもよい
。

本発明によるパワーステアリング制御装置は、以Ｊ−の
説明から明らかなように、所定以上の車速の場合にはパ
ワーリレーの作動を防止し、モータへの電力供給量を調
整１−る半導体素子の高負荷防止用のバイパスを不能に
して、モ・−夕に大電流が１５１すれ込むことを防止し
ている。したがって、高速走行時に誤作動によりパワー
ステアリングの補助力が太ぎくなることか防止され、高
速走行における安全がイー保されろう ４図面の簡単な説ｌす、 第１図は本発明のパワーステアリング制御装置の対象と
なる車速感応型のパワーステアリングの一例を示ず系統
図、 第２図は同じ（その基本回路を示すブロック図、 第３図は本発明の実施例によるパワーステアリング制御
装置の要部をなすパワーリレー作動防止回路とその周辺
の回路構成を示１−回路図である。

］°°°ステアリングホイール　　　　１１・・・・・
・パワーリレー■４・・・・・・オイルポンプ　　１８
・・・・・・モ　−　タ１９・・・車速（スピード）セ
ンサ　　　２０・・・・　コント　ローラ２Ｉ・・・・
・・ステアリングセンザ ２２・・・・・・スピード−亀圧変侯回路２５・・ステ
アリングタイマ回路 ２７・・・・・・アイドルチューティ発生回路２８・・
・・・・制　呻　回　路　　　　２８ａ・・・パワート
ランジスタ２９・・・・・・カレントトランス　　　ｔ
ｔｙ・・・・・・パワーリ　レー１（ｃ・・・・・リレ
ーコイル ：３０・・・・・・電流検出、リレー駆動回路３０ａ・
・・ホー嶋ル素子 ３１・・・・・・パワーリレー作動防止回路：Ｈａ・°
・コンパレータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ステアリングの操舵力を補助支るパワーシリンダ、
   このパワーシリンダへ圧油を供給°４ｒ−るオ・ｆルポ
   ンプ、・このオイルポンプを躯Ｗｈ　ｉ−る電動モータ
   、この電動モータへの電力供Ｎ＠蛍を調督Ｊ−る半導体
   素子、車両の走行速度に応じた速度信号が人力され、上
   記半導体素トに走行速度の増大にしたかつて電力供給量
   を低下させる器側１信号を発づ−るコントロール手段、
   接点が」二記半４体素子に並列接続すれたリレー、上記
   電動モータの尚負荷状態を検出し、上記リレーのコイル
   に励４ｔｉ信号を発１−る負荷検出手段、および上記走
   行速度が設定胆以上であることを検出し、上記リレーの
   コイルに励磁信号が印加されることを耐重する保安手段
   からなるパワーステアリング制御装置。 ２）上記半導体素子がトランジスタであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のパワーステアリング開
   側１装置。