JPS61113561A - 油圧反力制御式パワ−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】 （産業上の利用分野） 本発明は、従来のものよシ、車両の実際の運転条件に一
層即応した制御を可能とする、車両用パワーステアリン
グ装置に関する。

（、・従来の技術） パワーステアリング装置において、操舵反力の制御に車
速および操舵の作動速度を関連せしめた、すなわち、操
舵反力の制御に操舵輪の取り廻し速さをパラメータとし
て関与せしめると共に、高速走行中にはこのパラメータ
の関与の度合を大きくして路面反力の大小をよく運転者
に伝え、舵の切り過ぎを防止する一方、停車中や低速走
行中にはこのパラメータの関与度合を減少せしめ、敏速
な操向機能を保障するようにしたパワーステアリング装
置は、特公昭５フ一６０１８６号公報等によって既に公
知となっている。

例えば第３図に示すように１工／ジンで駆動されるポン
プ６１と流量制御弁６２とを有する油圧源６０から供給
される圧油は、絞９４５を具えた管６・８によりスプー
ル２１を具えた切換弁２０に達し、操舵輪２の操作によ
りスプール２１が移動したとき、それぞれオリフィス斡
、ワンウエイバルブムを含む制御オリフィス４０を有す
る管８ま念は９を通ってパワーシリンダ６のいずれか一
方の室に入り、ピストン７を右または左に移動すると共
に、シリンダ６の他方の室の油を弁４１、切換弁ｚｄお
よび管８０を通して排出することにより、操舵力を助勢
する。

同時に、管６８の絞シ４５よシ上流に連結された分岐管
３４に分流した圧油は、反力制限弁５０ｔ−通夛、さら
に管３４を経て、切換弁２０′の外周に配置され互に管
３３で連通した多数の反力室３０に入り、プランジャ３
１を加圧して操舵反力を生ぜしめる。

オえ、圧油ゆ弁、。。下流ア管、４カ、ら絞、５□およ
゛び管７５ｆ：経て、車速センサ７０の、ミッションか
ら駆動され車両の走行速度に比例し比速度で回転するポ
ンプ７２を通って排出する。絞シ５２の・下流側の圧力
は反力制限弁５０に伝達され、絞シ５２（の上流側の圧
力との差に応じて弁５０を移動することにより、弁５０
を車速に応じて制御するようになっている。

上記公知のパワーステアリング装置の作動は下記のとお
りである。

車速Ｖ−Ｏのとき、ポンプ７２は回転しないため管７５
内の圧力は高く、従って反力制限弁５０は閉じ、油圧源
６０の供給した圧油は反力室３０に達しない。そのため
、圧油はすべてシリンダ６に供給されることになシ、摺
切シ操舵をきわめて軽く行なうことができる。

車速Ｖが上昇すると、ポンプ７２が回転を始め、管７５
内の圧力降下につれて絞り５２の上下の圧力差が徐々に
増大し、それにつれて制限弁５０も徐々に開き、反力室
３０に圧油が供給されることにより操舵反力が発生し、
この反力は車速の上昇に伴なって上昇する。これは第４
図に示すとおりでちる。なお第４図のグラフにおいて　
Ａ／点を通る破線は、操舵速度が速い場合の、オリフィ
ス４５の作用による操舵反力の増加を示す。

このグラブから、低速運転時には操舵反力が　　　０”
小さく操舵力も小さくて済むためパワーアシスト性能が
向・上し、高速時には操舵反力が大きいため操舵力に大
きい力を要し、操舵の安定性が向上することが理解され
る。

ところで、上記の操舵反力制御方式においてはポンプ６
１から吐出され九回路圧を反力室３０に作用させるよう
罠なっているので、一定圧より大きい圧力が反力室３０
に作用しないようにするため、複雑な構造の圧力制限弁
５０の設置が必要となる。１＋、上記の操舵反力制御方
式は、ポンプ７２をエンジンミッションによって駆動し
ている。ため反力圧の特性が第４図に示すように一様で
アリ、自由度が少ない。とくに、反力圧の増加率が車速
に対して一定であることから、成る車速域から反力圧の
増加率を大きくして保舵力を大きくしようとしてもそれ
は不可能である。

それ故に車速条件に対応した最適な保舵力が得られない
。等の欠点を避けることができない。

要するに、従来の装置は、ポンプ７２の制御がエンジン
ミッションの回転数（車速）に依存しているため、車速
、操舵角、操舵角速度、主回路圧、油温等のファクタに
依存することによフ実際の運転状態に十分即応し、さら
に操舵安定性、操舵感度に優れた制御をすることができ
ない。

（発明が解決しよりとする問題点） 本発明は、複雑な構造の圧力制限弁を必要とすることな
く、可及的に多くの制御ファクタを取入れることによフ
、従来のものよシ、車両の実際の運転“条件に一層即応
した制御が可能なパワーステアリング装置を提供する。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明によ
れば、反力案内の油圧による反力に抗して切換弁を開き
、メイン油圧ポンプの圧力をパワーシリンダに供給して
操舵を助勢するパワーステアリング装置において、反力
室に油圧を供給する電動ポンプを上記メインポンプとは
別に設けると共に、車速、操舵角、操舵角速度、主回路
圧または油温等の車両の運転条件に一応じて上記電動ポ
ンプの作動を制御し、ポンプの吐出圧力を調節すること
によって反力室の反力を変化し、簡単な構造ながら、従
来のものよりも−１実際の車両の運転条件に即応し念制
御を達成することができる。

（実施例） 以下第１図（ａ）（１））および第２図を参照し、実施
例に基づいて本発明を説明する。

第１図（ａ）ｒｉ本発明の制御装置を線図的に示し、８
はメイン油圧ポンプでニンジンによって駆動される。１
０！Ｉｉポンプ８の吐出側に設けた流量制御弁であって
、エンジンの回転数または吐出圧の変動Ｋか＼わらず流
量を一定に保つ。９は固定絞りで６タ、７はギヤ部に設
けられ操舵輪によって操作される回転パルプでらる。６
Ｆｉパワーシリンダで、回転パルプの開口度に応じて主
回路から圧力流体が供給され、操舵力を助勢する。これ
らのものはごく普通のものである。

操舵輪の操作に対して反力を発生する反力室番　　　３
“・主回路とは別０独立し北回路を形成している。その
回路は、油圧源となる電動ポンプ１およびボンダ１とリ
ザーブタンク５との間の固定絞り４を有し、電動ポンプ
１は電子制御二二ツ）　（瓦Ｃ！Ｕ）２によってそのモ
ータ部を制御される。車速、操舵角、操舵角速度、主回
路圧および油温をそれぞれ検出するセンサが、適当　　
　・な位置に設けられ、その検出値に基づく信号は本 電子制御ユニット２に入力される。電力制御ユニット２
は入力された信号に基づいて演算し、その結果により電
動ポンプ１のモータ部を制御し、ボンダの吐出圧を調節
する。

第１図（１））は、電子制御ユニット２の作動を説明す
るブロック線図である。

ユニット２は、マイクロコンピュータ１１、Ｄ／Ａコン
バータ１２、誤差増巾器１３、チョッパ駆動回路１４お
よびフィードバック用増巾回路１５から成っている。

例えば、車速センサからの信号がマイクロコンピュータ
１１に入力、されると、マイクロコンピュータ１１はそ
の車速条件に適合したモータ電流に関する信号をＤ／Ａ
コンバータ１２に出力する。　　　　１Ｄ／Ａコンバー
タ１２はこの信号をアナログ信号に・、・変換し、これ
を誤差増巾器１３に入力する。一方誤差増巾器１３には
電動ポンプＩのモータ電流信号がフィードバックされて
いるので、誤差増巾器はこれらの二つの信号を演算し、
チョッパ、駆動回路１４に信号を出力し、モータ電流を
制御する。

従って、電動ボンダのトルクすなわち吐出圧力が制御さ
れる。

それ故、車両の直進走行時にも反力室３に最適圧力を印
加することができるので、ステアリング装置の中央保舵
力が増大し、直進安定性が良くなり、安定し念ハンドル
操作が可能となる。

上記は車速信号のみを入力条件としたものであるが、こ
れＫさらに舵角信号も入力条件とすると上記の車速条件
の外に舵角信号を加味したモータ電流に関する信号がマ
イクロコンピュータ１１から出力され、上記と同様な制
御が行なわれる。

舵角信号を入力することにより直進走行時には中央保舵
力が得られ、舵角に従って反力室圧力が制御されるので
切り込み感が得られ、その結果一層適切な操舵条件が得
られる。

その他、主回路圧、油温、操舵角速度によっても同様に
反力圧の制御が可能である。

第２．図は、油圧反力部を具えたトーションバ一式パワ
ーステアリング装置に適用した実施例を示し、１６はギ
ヤボックスで上端から入力軸１７が挿入され、入力軸１
７と同軸で上端が軸１７に固ｊｌｌれたトーションバー
１８は、軸１１からさらに下方に突出してその下端をピ
ニオン１９に固定されている。ピニオン１９は、これと
直交して配置されたランク２０と噛合う。ラック２０に
は、図示しないパワーシリンダ６が連結されている。ピ
ニオン１９の上端延長部には油圧反力部３が一体に形成
され、その入力軸１７の軸線に直交するように配置され
た四個のグランジャ２１は、油圧により入力ｉ＃１７の
外周に押付けられるようになっている。油圧反力部３の
上方には、回転パルプ７が入力軸１１の外側に設置され
ている。回転パルプ７は、その下端において油圧反力部
３の上端と連結され、一体に回転することができる。

図示しない操舵輪を回転すると、その回転は入力軸１７
に伝達され、トーションバー１８を介してピニオン１９
を回転し、これに噛合つ九ラック２０を図面に対して垂
直方向に移動する。それと同時に油圧反力部３を介して
回転バルブ７が回転せしめられ、メイン油圧ポンプ８か
ら供給され食油は、ラック２０に連結されたパワーシリ
ンダ６に達し、操舵を助勢する。もし電動ポンプ１が電
子制御装置の制御に従って回転していれば、その吐出し
た油圧は油圧反力部３に供給されるので、プランジャ２
１を介して入力軸１７に圧力を加え操舵輪の回転に反力
を及ぼす。

こ＼に、第２図の装置において車速信号のみを入力し九
ときの作用について説明する。

車速Ｖ−Ｏのとき電動ポンプ１は作動せず、反力室３に
圧力は発生しない。それ故トーションバー１８のばね定
数には変化がなく、従来のパ）　　ツー８ｆア１，２□
□□よ、−７ｆｆ：／／＜−１８の捩れ角に応じて回転
バルブ７が開口し、メイン油圧ポンプ８が吐出した圧力
流体がパワーシリンダ６に供給され、操舵を助勢する。

車速が増大すると、電動ボンダ１のトルクが電子制御装
置２によって車速条件に適合したトルクに制御される。

電動ポンプの吐出圧力はトルクの関数であって、トルク
に比例した圧力が得られる。電動ボンダ１が吐出する圧
力流体は反力室３に導かれ、反力室３に内蔵されたグラ
ンジャ２１を加圧する。グランジャ２１は、先端が入力
軸１７を押圧するようになっているため、グランジャ２
１が入力軸を加圧するとトーションバー１８のばね定数
が擬似的に大きくなる。ばね定数は入力軸１７を加圧す
る反力圧すなわち電動ボンダ１の吐出圧力に比例する。

トーションバ−１８のばね定数が大きくなると、保舵力
が増し、直進走行が安定する。また操舵時には操舵力に
対するトーションバ＝１８の捩れ角が小さくな９、回転
バルブ７の開口度は減少する。それ故メイン回路からパ
ワーシリンダ６に供給される圧力流体は減少する。そし
て操舵力に対するパワーシリンダ６の助勢力は減少し、
同時に操舵力に対する反力も大きくなるので操舵は安定
し、切シ′込み感が得られる。

その他、操舵□角信号、操舵角速度信号、主回路圧信号
または油温信号が入力され念場合にも、同様・Ｋ車両の
運転状態に適合した制御を達成するごとができる。

（発明の□効果） 上記のように構成されているので、本発明による油圧反
力制御式パワーステアリング装置は、車１両の運転条件
を電子制御装置に入力して電動ボジプの□吐出圧力、し
たがって反力室の油圧を適切に□制御し、従来のものよ
り一層車両の実際の運転状態に即応した制御をすること
が可能になる。

とく□に、（１）直進走行中にも最適な反力室圧力を印
加で□きる九め、十分な中□央保舵力を得られ、直進安
定性が増し九こと。（２）反力室が独立した油圧源を具
えているため、メイン回路圧以上の圧力をも□反力室に
供給することができ、そのため制御範囲を広く設定する
ことがで□きること。

は、本発明の特筆すべき効果である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の制御装置を示す線図。 第１図（１＋）は、とくに電子制御装置の詳細を示すブ
ロック線図。 第２図は、本発明を油圧反力部を具えたトーションバ一
式パワーステアリング装置に適用し念実施例を示す図。 第３図は１、従来の制御装置を示す線図。 第４図は第３図の装置の特性を示すグラフ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）反力室内の油圧による反力に抗して切換弁を開き
   、メイン油圧ポンプの圧力をパワーシリンダに供給して
   操舵を助勢するパワーステアリング装置において、反力
   室に油圧を供給する電動ポンプを上記メイン油圧ポンプ
   とは別に設けると共に、車両の運転条件に応じて上記電
   動ポンプの作動を制御する電子制御装置を設けたことを
   特徴とする、油圧反力制御式パワーステアリング装置。
2. （２）電子制御装置が、車速、操舵角、操舵角速度、主
   回路圧または油温等の車両の運転条件を検出するセンサ
   を具えていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   記載の油圧反力制御式パワーステアリング装置。