JPS6317178A - 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、車両用のパワーステアリング装置に関するも
のである。

（従来の技術） 一般にこの種のパワーステアリング装置は、ステアリン
グホイールの回転操作によって切換えられるコントロー
ルバルブにより、パワーシリンダに対するアシスト用の
フルードの給排を制御するように構成されている（例え
ば実開昭５９−１５１８７２号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のパワーステアリング装置を備えた車両において、
急発進時や急加速時に発生するトルクステア現象により
、微小ではあるがハンドル（ステアリングホイール）を
とられることがある。このことは、特にフロントエンジ
ンフロントドライブ車（ＦＦ車）の急加速時等において
顕著である。

本発明は、このような問題点の解決をその目的とするも
のである。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解消するために、本発明は次のように構
成している。

まず、コントロールバルブとパワーシリンダとの間のフ
ルード給排路には、そのコイルに供給される電流に応じ
て弁開口面積が制御される電磁弁を組込んでいる。そし
て、車両の加速度に応じて信号を出力する加速度計と、
ステアリングの操舵角に応じた信号を出力する操舵角セ
ンサーと、これら加速度計及び操舵角センサーからの信
号が入力される制御回路とを備えている。この制御回路
は、加速度対応の信号と操舵角対応の信号とに基づき、
加速度が大きく操舵角が微小な範囲にあるときに、前記
電磁弁の弁開口面積が絞られる傾向を示すように、この
電磁弁のコイルに電流を供給するための信号を出力する
ように構成している。

（作　用） 上記の構成によれば、車両の加速度が大きく、かつステ
アリングの操舵角が微小な範囲にあるとき、つまり車両
がほぼ直進状態で急加速したような状況下では、前記の
制御回路からの信号に基づいて電磁弁はその弁開口面積
が絞られるように制御される。この結果、前記のコント
ロールバルブとパワーシリンダとの間のフルードの流れ
が抑制される。これによってステアリングの保舵機能が
高められて、トルクステア現象が防止される。

また、車両の加速と同時にステアリング操作を行なった
場合、前記制御回路からの出力信号によって電磁弁の弁
開口面積は開口されることとなる。

したがって、この場合にはコントロールバルブとパワー
シリンダとの間のフルードの給排量が通常の状態に戻さ
れ、もってステアリング操作に応じたアシスト力が発揮
される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

まず、ラックアンドビニオン式パワーステアリング装置
の縦断面を表わした第２図において、バルブハウジング
１の内部にはステアリングホイール（図示しない）から
その操作に伴う回転力を受けるバルブシャフト５が、そ
の軸心回りに回転するように軸支されている。また、同
じくバルブハウジング１内において上記バルブシャフト
５の外周には、このバルブシャフト５と共にパワーステ
アリング装置のコントロールバルブ３を構成するバルブ
ボディ４が、このバルブシャフト５に対して相対回転可
能に組込まれている。

上記バルブハウジング１の下部には、ギヤハウジング２
が互いの内部を連通させた状態で固定されている。この
ギヤハウジングの内部にはビニオンシャフト１０が上記
バルブシャフト５と同軸上において回転可能に軸支され
ており、かつこのビニオンシャフト１０と上記バルブボ
ディ４とは互いに一体関係で回転するように結合されて
いる。

また、ビニオンシャフト１０と一体に形成されているビ
ニオン１０ａは、通常よく知られているようにラックパ
ー１１のラック６！Ｊ１１ａと常！１ｍ噛合っている。

したがって、ビニオンシャフト１０の回転とラックパー
１１の軸方向へのスライド動作とは互いに連動関係にあ
り、ラックパー１１のスライド動作が車両の操舵輪（図
示しない）へステアリング操作力として伝えられるので
ある。

上記バルブシャフト５の軸心部にはトーションバー１２
が組込まれている。このトーションバー１２の上部はビ
ン１３によってバルブシャフト５に結合され、かつ下部
は別のビン１４によって上記ビニオンシャフト１０に結
合されている。したがって、バルブシャフト５の回転は
上記トーションバー１２を通じてビニオンシャフト１０
に伝達されることとなる。

さて、前記のコントロールバルブ３は、バルブハウジン
グ１に形成された四個のボート６〜９を備えている。そ
こで、これら各ボート６〜９の配管を、ステアリング装
置の概略を表わした第１図によって説明すると、まずボ
ート６はポンプ１５に連通しており、このポンプ１５か
らコントロールバルブ３内にアシスト用のフルードが送
油されるようになっている。また、別のボート７はリザ
ーバタンク１６に通じており、さらに別のボート８．９
はステアリング操作のアシスト様能を果ずパワーシリン
ダ１７の左右のシリンダ室にそれぞれ連通している。な
お、このパワーシリンダ１７のピストンに連動するのが
前記のラックパー１１であり、このラックパー１１の軸
方向のスライド２１３作をフルード作用によって補助す
ることでステアリング操作のアシスト機能を果すのであ
る。

さて、第１図において前記コントロールバルブ３のボー
ト８，９からパワーシリンダ１７の左右のシリンダ室に
通じるフルード給排路１８．１９にはそれぞれ電磁弁２
０．２１が組込まれている。

また、これらの電磁弁２０．２１はそのコイルに供給さ
れる電流に応じて弁開口面積が制御されるように構成さ
れている。そして、各電磁弁２０゜２１のコルイに供給
される電流■と弁開口面積Ｓとの関係は第３図で示す関
係に予め設定されている。なお、この第３図において横
軸にとった電流ＩのうちＩａは弁開口面積Ｓが全開時の
電流値であり、Ｉｂは弁開口面積Ｓが最も絞られたとき
の電流値を示している。

次に第１図において前記の各電磁弁２０．２１に対する
コイル電流を制御するための制御回路３０について説明
する。まず、この制御回路３０には車両の加速度を感知
し、この加速度に応じた電圧信号を出力する加速度計４
０と、ステアリングの操舵角に応じた電圧信号を出力す
る操舵角センサー４１とからのそれぞれの電圧信号が入
力される。つまり、この制御回路３０は上記加速度計４
０及び操舵角センサー４１から出力された電圧信号（ア
ナログ信号）をそれぞれディジタル信号に変換するアナ
ログ・ディジタル変換器３１と、このアナログ・ディジ
タル変換器３１からの電気信号に基づいて前記の各電磁
弁２０．２１に対してコイル電流を供給するための信号
を出力するマイクロコンピュータ３２と、このマイクロ
コンピュータ３２からのディジタル信号をアナログ信号
に変換し、かつその信号に対応する電流を各電磁弁２０
．２１のコイルへ供給するディジタル・アナログ変換器
３３とを備えている。

また、上記のマイクロコンピュータ３２は、第６図で示
すフローチャートに対応したプログラムを記憶する読出
し専用メモリー（ＲＯＭ）、このプログラムを実行する
中央処理袋！（ＣＰＵ）及び同プログラムに必要な変数
を一次的に記憶する書込み可能メモリー（ＲＡＭ）等を
それぞれ備えている。

上記のように構成したパワーステアリング装置において
、図示しないステアリングホイールの操作によって第２
図で示すバルブシャフト５がいずれかの方向に回転操作
されると、このバルブシャフト５はビニオンシャフト１
０及びこれと一体関係にある前記バルブボディ４に対し
、トーションバー１２の捩れ邑の範囲で相対的に回転す
る。このことは、コントロールバルブ３を構成するバル
ブボディ４とバルブシャフト５との間に相互の回転方向
のずれが生じる。この結果、上述したようにポンプ１５
からコントロールパル３に送油されているフルードが、
ボート８．９のいずれか一方、及びこれに対応する前記
フルード給排路１８，１９のいずれか一方を通じてパワ
ーシリンダ１７の左右いずれかのシリンダ室に送油され
ることとなる。これにより、周知のようにラックパー１
１を左右いずれかの方向へスライドさせる力が生じ、も
ってステアリング操作がアシストされる。なお、コント
ロールバルブ３の切換えによって例えばパワーシリンダ
１７の右シリンダ室にフルードが送油された場合、左シ
リンダ雫のフルードは上記のコントロールバルブ３を通
じて前記のボート７からリザーバタンク１６に戻される
。

第１図で示すように上記の各フルード給排路１８．１９
には前述したように゛耐磁弁２０．２１が設けられてい
て、これら各電磁弁２０．２１のコイルに対する電流を
制御することで、これらの弁開口面積が制御される。そ
して、この弁開口面積を絞ることにより、上記コントロ
ールバルブ３とパワーシリンダ１７との間のフルードの
流れが抑制される。これによって、上述したステアリン
グ操作のアシスト機能が低下し、ステアリグ操作の保舵
機能が高まることとなる。

次に、前記制御回路３０におけるマイクロコンピュータ
３２の機能を、第６図で示すフローチャ−トにしたがっ
て説明する。エンジン駆動のためにイグニツシミンスイ
ッチ（図示しない）をオンにすると前記マイクロコンピ
ュータ３２の中央処理装置がプログラムの実行を開始（
スタート）する。これにより、第６図で示すステップ１
００において前記の加速度計４０からアナログ・ディジ
タル変換器３１を経て車両の加速度Ｇ対応の信号が入力
される。また、ステップ１０１において前記の操舵角セ
ンナ−４１から同じくアナログ・ディジタル変換器３１
を経て操舵角θ対応の信号が入力される。

続いてステップ１０２において加速度Ｇに対応する電流
値Ｉ＠算出してこれを記憶する。また、ステップ１０３
においてステアリングの操舵角θ対応するあり罪係数ｒ
を算出してこれを記憶する。

なお、上記の加速度Ｇに対応する電流値■は第４図で示
す特性にしたがって算出するのであり、この第４図にお
いて縦軸にとった電流値Ｉの１８及びＩｂは先に説明し
た第３図の電流値１ａ、１ｂと対応している。また、上
記の操舵角θに対応する制御係数ｒは、第５図で示す特
性にしたがって算出するのであって、この筒５図から明
らかなように操舵角θが「０」のときの制御係数ｒは「
１」である。

次にステップ１０５においてｌａ≦Ｉ／ｒか否かを判断
する。そこで、Ｉ／ｒの値がＩａよりも大きいか等しい
ときにはＹＥＳの判断をして、ステップ１０６において
電流値１ａを流すための信号を出力する。また、Ｉ／ｒ
の値がｌａより小さいときにはＮＯと判断してステップ
１０７においてＩ／ｒの電流を流すための信号を出力す
る。そして、ステップ１０６もしくはステップ１０７に
よって信号を出力したのちは、再びステップ１００に戻
り、以下循環処理を続ける。

上述したようにして制御回路３０から出力される信号に
基づく電流が前記の各電磁弁２０．２１のコイルに流さ
れることにより、これら電磁弁２０．２１の弁開口面積
が第３図の特性にしたがって制御される。すなわち、車
両の加速度Ｇが大きく、かつステアリングの操舵角θが
微小であるとき（直進加速時）には、第４図で示す特性
に基づいて加速度Ｇに対応してｌａより小さい値の電流
が各電磁弁２０．２１のコイルに流される。このため、
各電磁弁２０．２１の弁開口面積Ｓは絞られ、この結果
は前述したようにステアリングのアシスト機能が低減す
る。これにより、車両を直進状態で急加速したような状
況下においてはステアリングの保舵機能が高められてト
ルクステアが防止される。

また、車両の加速度Ｇならびに操舵角θが共に大きい場
合、つまり車両の急発進と同時に大きくステアリング操
作をしたような場合には、各電磁弁２０．２１のコイル
に大きな電流値１ａを流し、もって各電磁弁２０．２１
の弁開口面積Ｓを全開状態とする。これにより、ステア
リング操作には先に説明した通常のアシスト力が作用し
、ステアリング操作が重くなるといった不都合を防止す
る。

（発明の効果） 以上のように本発明は、コントロールバルブ及びパワー
シリンダの間のフルード給排路に組込まれ、かつそのコ
イルに供給される電流に応じて弁開口面積が制−される
電磁弁と、車両の加速度に応じた信号を出力する加速度
計と、ステアリングの操舵角に応じた信号を出力する操
舵角センサーと、これら加速度計及び操舵角センサーか
らの信号が入力される制御回路とを備え、この制御回路
は加速度対応の信号と操舵角対応の信号とに基づき、加
速度が大きく操舵角が微小な範囲にあるときに、前記電
磁弁の弁開口面積が絞られる傾向を示すように、このＴ
ｉ電磁弁コイルに電流を供給するための信号を出力する
構成としている。これにより、車両が直進状態で加速さ
れるような状況下においては上記電磁弁の弁間口面−積
を絞り、コントロールバルブとパワーシリンダとの間の
フルード給排路におけるフルードの流れを抑制すること
ができ、これによってステアリングの保舵機能が高めら
れてトルクステアを防止できるとともに、車両の急加速
と同時にステアリング操作をしたような状態ではその操
舵角に応じてコントロールバルブとパワーシリンダとの
間のフルード給排量を通常の状態に戻し、もってステア
リング操作のアシスト力を発゛揮してステアリングの操
作フィーリングを良好に維持することができる。

ステアリング装置と電磁弁の制御回路との関連を表わし
た概略図、第２図はラックアントビニオン式パワーステ
アリング装置の縦断面図、第３図は電磁弁への供給電流
と電磁弁の弁開口面積との関連を表わした特性図、第４
図は車両の加速度と電磁弁への供給電流との関連を表わ
した特性図、第５図はステアリングの操舵角と制御係数
とのｌ３１Ｉ運を表わした特性図、第６図はマイクロコ
ンピュータのフローチャートである。

３・・・コントロールバルブ １７・・・パワーシリンダ １８、１９・・・フルード給排路 ２０．２１・・・電磁弁 ３０・・・制ｗＪ回路 ４０・・・加速度計 ４１・・・操舵角センサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリング操作によって切換えられるコントロールバ
   ルブにより、パワーシリンダに対するフルードの給排が
   制御されるパワーステアリング装置であつて、前記のコ
   ントロールバルブ及びパワーシリンダの間のフルード給
   排路に組込まれ、コイルに供給される電流に応じて弁開
   口面積が制御される電磁弁と、車両の加速度に応じた信
   号を出力する加速度計と、ステアリングの操舵角に応じ
   た信号を出力する操舵角センサーと、これら加速度計及
   び操舵角センサーからの信号が入力される制御回路とを
   備え、この制御回路は加速度対応の信号と操舵角対応の
   信号とに基づき、加速度が大きく操舵角が微小な範囲に
   あるときに、前記電磁弁の弁開口面積が絞られる傾向を
   示すように、この電磁弁のコイルに電流を供給するため
   の信号を出力するように構成してなるパワーステアリン
   グ装置。