JPS6132850Y2 - - Google Patents

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JPS6132850Y2
JPS6132850Y2 JP1978167828U JP16782878U JPS6132850Y2 JP S6132850 Y2 JPS6132850 Y2 JP S6132850Y2 JP 1978167828 U JP1978167828 U JP 1978167828U JP 16782878 U JP16782878 U JP 16782878U JP S6132850 Y2 JPS6132850 Y2 JP S6132850Y2
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    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062—Details, component parts
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は動力舵取装置の流量制御に用いるス
テツプモータ制御装置に関する。
従来、車速により動力舵取装置の流量制御を電
気的に行なう方法には、車速信号（周波数）を電
流変化に変換して電流の増減によるコイル吸引力
の変化を利用したものや、特公昭52−27887号公
報、実公昭51−6828号公報のように、タコジエネ
レータにより車速を電圧に変換し、電圧の増減に
よつて複数のソレノイドを作動させ流量を制御す
るもの等が考案されてきた。しかし、これらの方
法では車種や車両の仕様変更等に伴う操舵特性の
変更が行ないにくく、汎用化が困難であり、制御
油量を段階的に変化させるにもかかわらず、重
量、スペースの点から制御段数が制限されて、車
両の走行中の車速の変化により操舵力が急激に変
化するため、ドライバーに不安感を与える欠点が
あつた。その上、いるれの方法においても、万一
の故障に対するフエイルセーフ対策や操舵の誤動
作防止対策が十分に行なわれているとはいえず、
電気回路が比較的簡単な構成であつてもバルブ部
分の機構が複雑になつたり、重量が増加したりし
てコストアツプを引き起こすなどの欠点があつ
た。
この考案は、動力舵取装置の流量制御にステツ
プモータを使用する場合において、上記欠点を解
消したステツプモータ制御装置を提供することを
目的とするものである。
先ず、本考案の制御システムについて説明すれ
ば、第１図において車両がイグニツシヨンスイツ
チ（以下、Igスイツチと略記する。）をONにした
始動状態になれば、それまで無励磁でバネ等の機
械的な位置決め手段によつて最終停止位置（安全
側、流量最小）にあつたステツプモータのロータ
が原点復帰回路の作用により流量制御の原点（流
量最大）に復帰され、車両が走行し始めると車速
センサーから車速に比例したパルス信号を受け
て、ステツプモータ制御回路（以下、本制御回路
と略記する。）がステツプモータのロータを車速
に応じて一定角度だけ回転させ、該ロータの支持
軸の一部に設けた孔の油圧回路から臨む開口面積
を変えることにより操作油の流量制御を行う。車
両が停止しIgスイツチをOFFにすると、ステツ
プモータは無励磁になり、ロータはバネ等の位置
決め手段により再び最終停止位置に固定される。
上記操作中、もし電気系統に故障が発生すると、
ステツプモータは上記した場合と同様に無励磁状
態になるため、ロータは前記位置決め手段によつ
て最終停止位置に固定され、吐出流量が少なくな
り操舵の安全性を確保することができる。
次に、第２図以下に示す本制御回路のブロツク
線図と該ブロツク線図の各部に発生する波形を用
いて制御動作を説明する。
車速センサー１から電磁式または光学式パルス
発生方式によつて車速に比例して発生させたパル
ス信号３ａを、ワンシヨツト回路２により一定パ
ルス巾に整形し波形３ｂとする。ワンシヨツト回
路２からの出力信号３ｂはデジタル−アナログ変
換回路（以下、Ｄ−Ａ変換回路と略記する。）３
によりアナログ出力電圧３ｃに変換し、原点復帰
回路４を経て、これに接続した複数個の多段シユ
ミツト回路S1，S2…S7に入力する。
原点復帰回路４は第４図に示すように抵抗R1
とコンデンサC1よりなる微分回路であつて、電
源投入時（IgスイツチON）の電圧立上り波形４
ｂを抵抗R1とコンデンサC1で決まる時定数で減
衰させ、ステツプモータ５のロータ６を予め定め
られた最終停止位置から流量制御の原点に強制的
に復帰させる。即ち、電源投入により第４図の原
点復帰回路４のａ点に印加される電源電圧４ｂ
は、シユミツト回路Ｓにつながるｂ点において微
分波形４ｃで示す如くなる。ここに、V7，V6…
…V1は第７段ないし段１段シユミツト回路S7，
S6……S1にセツトされる設定電圧で、微分波形４
ｃがシユミツト回路Ｓに入力されるとシユミツト
回路S7，S6……S1から順次出力を出し、バネ等の
位置決め手段により最終停止位置にあつたステツ
プモータ５のロータ６を強制的に前記原点に戻
し、車両始動時のロータ６の原点位置を保障し、
操舵時における誤動作を防止する。
Ｄ−Ａ変換されたアナログ出力３ｃはシユミツ
ト回路Ｓにおいて予め設定した設定電圧V1，V2
……V7と比較され、設定電圧V1，V2……V7とシ
ユミツト回路Ｓのヒステリシス特性によつて決ま
る電圧に達すると、第１段ないし第７段シユミツ
ト回路S1，S2……S7から出力３ｄを出す。シユミ
ツト回路Ｓの多段はステツプモータ５のステツプ
数に関係し、その段数は操舵特性から自由に決定
すればよいが、本考案の説明においては回路の便
宜上７段（ただし、ステツプモータの多段は後述
の分配回路により８段となる。）とした。シユミ
ツト回路Ｓの段数が多いほど円滑な操舵特性を得
ることができる。
また、シユミツト回路Ｓにおける設定電圧
V1，V2……V7の変更は、Ｄ−Ａ変換回路出力の
対応する車速をそれぞれυ′１，υ′２……υ′７
に変えるため、第５図において例えば実線で示し
た流量Ｑ−車速υ特性をシユミツト回路Ｓの設定
電圧の変更により点線で示したように任意に設定
し直すことができる。
各段シユミツト回路S1，S2……S7は第６図に示
すように演算増巾器Amと抵停R2〜R5の組合せに
より構成しているので、シユミツト回路S1，S2…
…S7に附与するヒステリシス特性は抵抗R4とR5
の分圧比によつて決めることができる。このた
め、第３図において上述の抵抗R4とR5の分圧比
を変えることによりシユミツト回路ＳがONする
時とOFFする時の車速（周波数）を、例えば第
７段シユミツト回路S7についてそれぞれυ７，
υ″７なるように設定し、ヒステリシス巾（υ７
−υ″７）を自由に決定すれば、本制御回路I0の
チヤタリングを防止し、ステツプモータ５の安定
動作を確保することができる。
各段シユミツト回路S1，S2……S7の出力を、以
下に記述する論理回路を介してステツプモータ５
に印加する。すなわち各段シユミツト回路S1，S2
……S7の出力をそれぞれ対応する排他的OR回路
E1，E2……E7に入力するほか一段上の排他的OR
回路E2，E3……E8に接続して、各段の排他的OR
回路E1，E2……E8の出力が３ｅに示す如くなる
ように構成する。排他的OR回路E1，E2……E8は
順次３個のOR回路O1，O2，O3に分配されるよう
に接続しているので、OR回路O1，O2，O3からの
分配出力は３ｆに示す如くなり、それぞれ電流増
巾回路A1，A2，A3により増巾されてステツプモ
ータ５のコイルC1，C2，C3を励磁する。このた
め、ステツプモータ５のロータ６は車速に応じた
回転角だけ回転され、ロータ軸６′の一部に設け
た孔７が油圧回路８に臨む孔面積を変えることに
より、操舵力の変化に影響を与える流量を制御す
ることができる。
本制御回路I0を動力舵取装置に適用した場合の
実施例を第７図に示す。図において、Enは自動
車のエンジン、Ｔはトランスミツシヨンンであつ
て、自動車の走行速度は駆動ケーブルＤを介して
速度計Ｍに伝達する。車速センサー１は駆動ケー
ブルＤの任意の位置に接続することができ、車速
に比例して発生したパルス信号３ａを本制御回路
I0に入力する。本制御回路I0において、上述の信
号処理を行なうことにより車速に応じてステツプ
モータ５のロータ６の回転角を変えることができ
る。一方、油圧ポンプＰはエンジンEnによりベ
ルトＲを介して駆動されているため、油圧ポンプ
Ｐから回路８を通してステアリングギヤー１０の
制御弁９に供給する圧力流体の流量をロータ軸
６′に設けた孔７の回路８への開口面積を変える
ことにより制御し、ハンドル１１に作用する操舵
力を調整することができる。リザーブタンク１２
は油圧ポンプＰから制御弁９に送つて圧力流体の
受タンクであるとともに油圧ポンプＰへの供給タ
ンクの役目をも果している。
第８図はリードスイツテ１３を用いた車速セン
サー１の一例を示すもので、車速に比例して回転
する回転軸１５のまわりに磁石片１４を適当個数
（図では２個）取付け、軸１５の回転で磁石片１
４が通過する極く近傍のハウジング１６内にリー
ドスイツチ１３を設けたものであつて、軸１５の
一回転毎に適当個数のパルス（図では２個）を発
生する。この発生パルス数、即ち磁石片１４の数
は本制御回路I0の設計の際、操舵特性に合せて任
意に決定すればよい。
第９図は油圧ポンプＰと一体的に組立てたステ
ツプモータ５と流量制御弁１７の一実施例を示す
もので、第１０図は流量制御弁１７の油圧回路の
一例を示す。これらの図において、１８と１９は
油圧回路８内に配置した可変絞りと固定絞りであ
つて、油圧ポンプＰから制御弁９への圧力流体の
流量を規定するが、車速による流量の変化はロー
タ６の回転によつて可変絞り１８開口面積を変え
ることにより調整する。２０は制御弁９側の圧力
保障用リリーフ弁であつて制御弁９の圧力を検出
し、過剰圧力を検出するとバネ２１に抗して作動
する。２２は油圧ポンプＰの吐出流量が過剰にな
つたときに作動し、過剰な圧力流体をリザーブタ
ンク１２に戻流させるフローコントロール弁であ
つて、油圧ポンプＰと流量制御弁１７との間にお
ける分岐回路２５の圧力と、これに対抗するバネ
２３の付勢力と回路２４の圧力の和との差圧によ
り作動する。２６は、ステツプモータ５のケース
とロータ６との間に設けられ一端をケースに、他
端をロータ６に固定してロータを最終停止位置に
戻す機械的位置決め手段としてのバネである。
この考案は以上説明したように、車両始動時に
ステツプモータを原点復帰回路により強制的に流
量制御の原点に復帰する機能を有しているため、
操舵時における誤動作を防止することができる。
しかも、動力舵取装置の操作中に電気系統に故障
が発生したとしても、その場合には、ステツプモ
ータが無励磁状態となつて前記位置決め手段によ
つて最終停止位置に固定されるので、自動的に流
量が最小となり、故障によつて流量が急激に増加
するというような危険な状態になることを未然に
防止することができる。
さらに、車速の検出から流量制御弁の制御まで
を電気的に行うので、これら車速センサー、流量
制御弁等の故障時にも、ステツプモータを無励磁
状態になるように設定しておけば、故障発生時に
ステツプモータを最終停止位置に固定し、上記と
同様安全性を確保することができる。
したがつて本装置によれば、万一のトラブルに
対するフエイルセーフ対策もとりやすく、従来の
動力舵取装置のポンプや車両を特別に改造するこ
となしに容易に実施することができる。
また各段毎のシユミツト回路の設定電圧を調整
することにより流量−車速特性を任意に変更する
ことができるため、車種、仕様変更に合せて、そ
れぞれにもつとも適した特性を容易に対応させる
ことができる。
その上、この考案に使用する流量制御弁の構造
は従来のものに比べて簡単であるため、本制御回
路の軽量化を容易に実施することができる。
なお、車両に本制御回路を採用し、操舵力にか
かる他の条件、例えば荷重変化や操舵角等を各種
センサーで追加検出することにより、さらに発展
したシステムの開発を可能にするとともに、自動
車の電子制御化、マイクロコンピユーター化が進
んだ場合においても、本考案をそのシステムの一
環として導入することができ、コストの低減をは
かることができるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの考案の制御システム図、第２図は
本制御回路のブロツク線図、第３図は本制御回路
動作説明図、第４図は原点復帰回路とその動作説
明図、第５図は流量−車速特性設定説明図、第６
図はシユミツト回路構成図の一例、第７図はこの
考案を適用した実施例の系統図、第８図は車速セ
ンサーの一例を示す断面図、第９図は流量制御弁
の断面正面図、第１０図は同油圧回路の一例を示
す回路図である。 １……車速センサー、２……ワンシヨツト回
路、３……Ｄ−Ａ変換回路、４……原点復帰回
路、５……ステツプモータ、６……ロータ、７…
…孔、１７……流量制御弁、I0……本制御回路、
Ｓ……シユミツト回路、Ｅ……排他的OR回路、
Ｏ……OR回路、Ａ……電流増巾回路、Ｖ……設
定電圧。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 油圧ポンプからの供給電流をステツプモータ
    の回転に応じて開口面積が変化する可変絞りを
    用いて制御し、操舵力を車速に応じて変化させ
    るようになつた動力舵取装置の前記ステツプモ
    ータ制御装置において、前記ステツプモータに
    無励磁状態でステツプモータのロータを可変絞
    りの開口面積が最小となる最終停止位置に機械
    的に位置決めする位置決め手段を設けると共
    に、ステツプモータの制御回路に、車両始動時
    にステツプモータのロータを前記最終停止位置
    から流量制御の原点に復帰させる原点復帰回路
    を設けたことを特徴とする動力舵取装置の流量
    制御に用いるステツプモータ制御装置。 (2) 原点復帰回路を抵抗とコンデンサよりなる微
    分回路で構成した実用新案登録請求の範囲(1)記
    載の動力舵取装置の流量制御に用いるステツプ
    モータ制御装置。
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