JPS632772A - Power-steering device - Google Patents

Power-steering device

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Publication number
JPS632772A
JPS632772A JP14928586A JP14928586A JPS632772A JP S632772 A JPS632772 A JP S632772A JP 14928586 A JP14928586 A JP 14928586A JP 14928586 A JP14928586 A JP 14928586A JP S632772 A JPS632772 A JP S632772A
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JP
Japan
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steering
hydraulic
electric motor
hydraulic pump
steering force
Prior art date
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Pending
Application number
JP14928586A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Komatsu
浩一 小松
Shiyouji Akaike
赤池 生司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Atsugi Motor Parts Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP14928586A priority Critical patent/JPS632772A/en
Publication of JPS632772A publication Critical patent/JPS632772A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the fittability of an adequate power-subsidiary-device and lessen the power required by providing a control means operating an output control value to an electric motor which drives a hydraulic pump according to the steering direction and steering force of a 'handle'. CONSTITUTION:A hydraulic pump 63 is driven by an electric motor 71, which rotates according to a drive signal from a control circuit 72. Signals from a steering force sensor 73 and a vehicle speed sensor 74 are inputted at the control circuit 72. And the control circuit 72 operates a processing value necessary for supporting the steering force of a vehicle in conformity to a program housed therein, and outputs the drive signal to the electric motor 71 as occasion calls. The electric motor 71 generates rotational force according to this drive signal and reciprocates the hydraulic pump 63 and generates hydraulic pressure, which is supplied to a hydraulic cylinder 51 through main hydraulic passages 61, 62. The cylinder 51 steers a steering control wheel 76 through a linkage mechanism 75.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、動力操舵装置に係り、例えば自動車等車両の
パワーステアリングに用いて好適な動力操舵装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a power steering device, and more particularly, to a power steering device suitable for use in power steering of vehicles such as automobiles.

(従来の技術) 自動車の普及に伴い、特に都市部では駐車および車庫環
境の悪い状態での使用が避けられなくなり、据切り、幅
よせ、切返しなどの操舵頻度が多く、女性や老人の運転
者も増している。運転者の負担軽減は疲労の軽減、すな
わち、安全運転に対する余裕の増加につながる。
(Conventional technology) As automobiles become more popular, especially in urban areas, it has become inevitable to use them in poor parking and garage environments. is also increasing. Reducing the driver's burden leads to less fatigue, which means more margin for safe driving.

タイヤの幅増大の傾向から操舵力そのものが増える傾向
にある。このような背景下、操縦性、安定性の面からも
近時はいわゆるパワーステアリング装置が車両に装着さ
れ、その普及も著しいものがある。
As the width of tires increases, the steering force itself tends to increase. Against this background, from the viewpoint of maneuverability and stability, so-called power steering devices have recently been installed in vehicles, and their popularity has become remarkable.

パワーステアリングの目的は操舵に関する運転者の負担
軽減にあり、要求される諸機能としては、操舵力の軽減
、操舵に応じる適切な反力のフィードパツク、操舵のな
めらかさ等がある。また、これらの諸機能を実現する装
置についての所要動力が少ないことも要求される。
The purpose of power steering is to reduce the burden on the driver regarding steering, and the various functions required include reduction of steering force, appropriate reaction force feed pack in response to steering, and smooth steering. Furthermore, it is also required that the power required for devices that implement these various functions be small.

従来のこの種のパワーステアリング装置に適用される動
力操舵装置としては、例えば次のような3つの方式のも
のがあり、以下これらを第11図〜第13図に基づき説
明する。
There are, for example, the following three types of power steering devices applied to this type of conventional power steering device, and these will be explained below with reference to FIGS. 11 to 13.

([)油圧式(第11図参照) 第11図において、1はハンドルであり、ハンドル1の
操舵力はステアリングシャフト2を介して油圧サーボ弁
3に伝達されるとともに、ステアリングギア機構4に伝
達される。ステアリングギア機構4ではハンドル1の回
転変位がロッド5の直線変位に変換され、この直線変位
は油圧シリンダ6を介して所定のリンケージ機構7 (
図示せず)から操向輪8 (図示せず)に伝達され、操
向輪8がハンドル1の回転変位に応じて標舵される。
([) Hydraulic type (see Fig. 11) In Fig. 11, 1 is a handle, and the steering force of the handle 1 is transmitted to a hydraulic servo valve 3 via a steering shaft 2, and also to a steering gear mechanism 4. be done. In the steering gear mechanism 4, the rotational displacement of the handle 1 is converted into a linear displacement of the rod 5, and this linear displacement is transferred via a hydraulic cylinder 6 to a predetermined linkage mechanism 7 (
(not shown) to the steering wheel 8 (not shown), and the steering wheel 8 is steered according to the rotational displacement of the handle 1.

−方、油圧サーボ弁3にはエンジン10により常時駆動
される油圧ポンプ11からの吐出油がふかれており、油
圧サーボ弁3はハンドル1の操舵方向に従って油圧シリ
ンダ6に供給する吐出油圧の切換制御を行って油圧シリ
ンダ6のピストンを移動させ、いわゆる油圧力を操作に
作用させて操舵力の増大を図る。なお、12は戻りタン
クである。
On the other hand, the hydraulic servo valve 3 is filled with discharge oil from a hydraulic pump 11 that is constantly driven by the engine 10, and the hydraulic servo valve 3 switches the discharge oil pressure supplied to the hydraulic cylinder 6 according to the steering direction of the handle 1. Control is performed to move the piston of the hydraulic cylinder 6 and apply so-called hydraulic pressure to the operation to increase the steering force. Note that 12 is a return tank.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような油圧式のものにあっては、エ
ンジンの動力により油圧ポンプを駆動しポンプの吐出量
を油圧サーボ弁によって方向および圧力を制御してステ
アリング装置の油圧シリンダへ送り動力を補助する構成
となっているため、次のような問題点がある。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in such hydraulic type devices, the hydraulic pump is driven by the power of the engine, and the direction and pressure of the discharge amount of the pump are controlled by a hydraulic servo valve to perform steering. Since the structure is such that the power to be fed to the hydraulic cylinder of the device is assisted, there are the following problems.

イ)油圧ポンプをエンジンで常時駆動するため、その流
量を制御するために流量制御弁を設ける必要がある。
b) Since the hydraulic pump is constantly driven by the engine, it is necessary to provide a flow control valve to control the flow rate.

口)動力補助が不必要な高速域においてもポンプが駆動
して大流量を吐出させるため、エンジンの動力損失が大
きい。
Since the pump is driven to discharge a large flow rate even at high speeds where power assistance is not required, engine power loss is large.

ハ)油圧制御を行うサーボ弁に高精度な加工が要求され
、コスト高となる。
c) High-precision machining is required for the servo valve that performs hydraulic control, resulting in high costs.

二)油圧特性を設定するため、油圧サーボ弁におけるス
プール弁に特殊なエッヂ加工が要求される。この場合、
加工上限界もあり、特性の自由度にも限界がある。
2) In order to set the hydraulic characteristics, special edge machining is required for the spool valve in the hydraulic servo valve. in this case,
There are limits to processing, and there are also limits to the degree of freedom in properties.

ホ)機械的な油圧制御のため、車両走行条件に適した制
御を実施するのに限界がある。
e) Since it is a mechanical hydraulic control, there is a limit to implementing control suitable for vehicle driving conditions.

−方、上記(I)のような油圧式の欠点をいくらかでも
解決するため、次のような電気式のものが提案されてい
る。
- On the other hand, in order to overcome some of the drawbacks of the hydraulic type as mentioned in (I) above, the following electric type has been proposed.

(II)電気式(第12図参照) 第12図においてステアリングシャフト2の変位は操舵
力検出器21により検出され、制御回路22に入力され
る。制御回路22はこの操舵力検出器21からの情報、
すなわちハンドル1の回転方向および操舵力の大きさに
応じて電動a23の出力を制御し、電動機23の動力は
減速機構24を介してステアリングギア機構25に伝達
される。このように、電動機23の機械的な動力により
操舵力の増大が図られる。
(II) Electric type (see FIG. 12) In FIG. 12, the displacement of the steering shaft 2 is detected by a steering force detector 21 and input to a control circuit 22. The control circuit 22 receives information from this steering force detector 21,
That is, the output of the electric motor a23 is controlled according to the rotation direction of the handle 1 and the magnitude of the steering force, and the power of the electric motor 23 is transmitted to the steering gear mechanism 25 via the speed reduction mechanism 24. In this way, the mechanical power of the electric motor 23 increases the steering force.

しかしながら、このような電気式のものにあっては、上
記油圧式のもつ欠点は解決されるが、次のような新たな
問題点が生じ、これが実用化の妨げとなっている。
However, although such an electric type solves the disadvantages of the hydraulic type, the following new problems arise, which hinders its practical use.

へ)電動機および電動機の回転をステアリングギア機構
へ連結する減速機等の連結装置がステアリング装置に取
り付けられるため、装置が大型となる。
f) Since a coupling device such as an electric motor and a reduction gear that couples the rotation of the electric motor to the steering gear mechanism is attached to the steering device, the device becomes large.

ト)ステアリング装置の取付スペースは一般に非常にせ
まい部分に設置されており、電気式をこのスペースに置
くことは車体との干渉が生じ困難である。また、取付け
のため車体の大幅な変更が必要となる。
g) The installation space for the steering device is generally installed in a very narrow area, and it is difficult to place an electric type in this space because it will interfere with the vehicle body. Additionally, installation requires significant changes to the vehicle body.

さらに、上記(T)、(II)の欠点を改良するため、
次のようなモータ駆動ポンプ式が提案されており、これ
は、(1)油圧式の欠点である動力損失の改善、(II
)電気式の欠点である取付性の改善をねらいとするもの
である。
Furthermore, in order to improve the drawbacks of (T) and (II) above,
The following motor-driven pump type has been proposed, which has the following advantages: (1) improvement of power loss, which is a drawback of hydraulic type;
) The aim is to improve the ease of installation, which is a drawback of electric types.

(III)モータ駆動ポンプ式(第13図参照)第13
図において、ステアリングシャフト2の変位は操舵スイ
ッチ31により検出されて制御回路32に入力される。
(III) Motor-driven pump type (see Figure 13) No. 13
In the figure, the displacement of the steering shaft 2 is detected by a steering switch 31 and input to a control circuit 32.

制御回路32はこの検出情報、すなわち、ハンドル1の
操舵がなされたという情報Gこ基づいて電動機33の出
力を制?:[II シ、電動機33の駆動により前記(
1)油圧ポンプ方式と同様の油圧ポンプ11が駆動され
る。
The control circuit 32 controls the output of the electric motor 33 based on this detection information, that is, the information that the steering wheel 1 has been turned. : [II, by driving the electric motor 33, the above (
1) A hydraulic pump 11 similar to the hydraulic pump system is driven.

しかしながら、このような方式は、ポンプ駆動を電動機
によりON−〇FF制御するのみで、圧力制御は従来の
油圧サーボ弁を共用しており、この点に関する前述の欠
点は解消されない。
However, in such a system, the pump drive is only ON-FF controlled by an electric motor, and a conventional hydraulic servo valve is commonly used for pressure control, and the above-mentioned drawbacks in this respect cannot be solved.

(発明の目的) そこで本発明は、操舵状態に応して油圧ポンプを必要な
場合だけ電動機によって駆動することにより、操舵力に
応じた油圧を発生させて、適切な動力補助を図るととも
に、装置の取付性の向上、パワーアシストに必要な動力
の軽減を図ることを目的としている。
(Purpose of the Invention) Therefore, the present invention generates hydraulic pressure according to the steering force by driving the hydraulic pump with an electric motor only when necessary according to the steering state, and at the same time, it is possible to provide appropriate power assistance to the device. The aim is to improve installation ease and reduce the power required for power assist.

(問題点を解決するための手段) 本発明による動力操舵装置は上記目的達成のため、その
基本概念図を第1図に示すように、/%ンドルの操舵状
態を検出する操舵状B検出手段aと、操舵状態検出手段
aの出力に基づいてハンドルの操舵方向および操舵力を
判別する判別手段すと、ハンドルの操舵方向および操舵
力に応じて油圧ポンプを駆動する電動機への出力制御値
を演算する制御手段Cと、制御手段Cからの出力制御値
に応じた駆動力を出力する電動機dと、電動機dにより
駆動され、該電動機dの出力に対応する油圧を発生する
油圧ポンプeと、油圧ポンプeからの吐出圧に基づいて
ハンドルの操舵力を補助する補助動力を発生させる油圧
アクチュエータfと、を備えている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the power steering system according to the present invention has a steering state B detection means for detecting the steering state of the /% steering wheel, as shown in FIG. a, and a determining means for determining the steering direction and steering force of the steering wheel based on the output of the steering state detecting means a, which determines an output control value to the electric motor that drives the hydraulic pump in accordance with the steering direction and steering force of the steering wheel. A control means C that performs calculations, an electric motor d that outputs a driving force according to an output control value from the control means C, and a hydraulic pump e that is driven by the electric motor d and generates hydraulic pressure corresponding to the output of the electric motor d. The hydraulic actuator f generates auxiliary power to assist the steering force of the steering wheel based on the discharge pressure from the hydraulic pump e.

(作用) 本発明では、ハンドルの操舵方向および操舵力が検出さ
れ、この検出結果に応して電動機により油圧ポンプが必
要な場合だけ駆動される。
(Function) In the present invention, the steering direction and steering force of the steering wheel are detected, and the hydraulic pump is driven by the electric motor only when necessary according to the detection results.

したがって、操舵力に応じた適切な油圧が発生し、適切
な動力補助、装置の取付性の向上、所要動力の軽減が図
られる。
Therefore, an appropriate hydraulic pressure is generated according to the steering force, providing appropriate power assistance, improving the ease of mounting the device, and reducing the required power.

(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第2〜10図は本発明の一実施例を示す図であり、本発
明を自動車等車両のパワーステアリング装置に適用した
例である。
2 to 10 are diagrams showing one embodiment of the present invention, and are examples in which the present invention is applied to a power steering device for a vehicle such as an automobile.

まず、構成を説明する。第2図において、41はハンド
ルであり、ハンドル41の操舵力THはステアリングシ
ャフト42を介してステアリング装置43の一部を構成
するピニオン44に伝達される。ピニオン44はハウジ
ング45に固定されたベアリング47.48によって回
動自在に支持されており、その中央部はラック49と噛
合している。したがって、ノλンドル41を操舵すると
ピニオン44が回り、ラック49が噛み合って該ラック
49が図中左右に動く。すなわち、ハンドル41の回転
変位がう・ツク49の直線変位に変換される。上記ピニ
オン44、ノ1ウジング45、ベアリング46.47.
48およびラック49はステアリング装置43を構成す
る(なお、46はダストシールである)。
First, the configuration will be explained. In FIG. 2, 41 is a handle, and the steering force TH of the handle 41 is transmitted via a steering shaft 42 to a pinion 44 that constitutes a part of a steering device 43. The pinion 44 is rotatably supported by bearings 47 and 48 fixed to the housing 45, and its central portion meshes with a rack 49. Therefore, when the knob 41 is steered, the pinion 44 rotates, and the rack 49 is engaged with it, causing the rack 49 to move left and right in the figure. That is, the rotational displacement of the handle 41 is converted into a linear displacement of the handle 49. The above pinion 44, No. 1 housing 45, bearing 46.47.
48 and rack 49 constitute the steering device 43 (note that 46 is a dust seal).

ステアリング装置43の図中右方には一体として油圧シ
リンダ51が配設されており、油圧シリンダ51はラッ
ク49と一体に形成されたロンド52を有する。ロッド
52にはピストン53が固定されており、ピストン53
は油圧シリンダ51の外筒54内を摺動自在に移動可能
である。また、外筒54内はピストン53によってA室
55およびB室56に区画されており、各室55.56
の側方にはそれぞれシール57.58が設けられる。各
室55.56にそれぞれボート59.60を介してメイ
ン油路61.62に接続されており、メイン油路61.
62は正逆回転可能な油圧ポンプ63に接続される。メ
イン油路61.62の各途中にはそれぞれ分岐油路64
.65が接続されており、分岐油路64.65は油タン
ク66に接続される。これら各分岐油路の通路途中には
それぞれチエツク弁67.68および固定絞り69.7
0が配設されており、固定絞り69.70は作動油を通
過させるときその前後に圧力差を生じさせる。
A hydraulic cylinder 51 is integrally disposed on the right side of the steering device 43 in the figure, and the hydraulic cylinder 51 has a rond 52 that is integrally formed with the rack 49. A piston 53 is fixed to the rod 52.
is slidably movable within the outer cylinder 54 of the hydraulic cylinder 51. Further, the inside of the outer cylinder 54 is divided into an A chamber 55 and a B chamber 56 by a piston 53, and each chamber 55, 56
A seal 57, 58 is provided on each side. Each chamber 55.56 is connected to a main oil passage 61.62 via a boat 59.60, respectively.
62 is connected to a hydraulic pump 63 capable of forward and reverse rotation. Branch oil passages 64 are provided in the middle of each of the main oil passages 61 and 62.
.. 65 are connected, and branch oil passages 64 and 65 are connected to an oil tank 66. Check valves 67, 68 and fixed throttles 69, 7 are located in the middle of each of these branch oil passages.
0 is provided, and the fixed throttle 69.70 creates a pressure difference before and after the fixed throttle when the hydraulic oil passes through it.

油圧ポンプ63は電動機71により駆動されており、電
動機71は制御回路72からの駆動信号V、によって回
転する。制御回路72には操舵力センサ73および車速
センサ74からの信号V、 、V、が入力される。操舵
力センサ73はステアリングシャフト42に装着され、
ハンドル41の操舵力の方向および大きさを検出するも
のである。このような操舵力を検出するものとしては例
えばトルクにより生じる歪量を電気量に検出する歪ゲー
ジ式のもの、トルクによる捩れを変位量として電気的に
検出するポテンショ式のもの、あるいは映れ変位を磁界
の変化量として検出するホール素子を利用するものが用
いられる。また、操舵角を検出するものとしては、例え
ば回転板のスリットを通過する光をパルス信号として検
出する方式のものが用いられる。
The hydraulic pump 63 is driven by an electric motor 71, and the electric motor 71 is rotated by a drive signal V from a control circuit 72. Signals V, , V, from a steering force sensor 73 and a vehicle speed sensor 74 are input to the control circuit 72 . The steering force sensor 73 is attached to the steering shaft 42,
The direction and magnitude of the steering force of the handle 41 are detected. Devices for detecting such steering force include, for example, a strain gauge type that detects the amount of distortion caused by torque as an electrical quantity, a potentiometer type that electrically detects the twist caused by torque as an amount of displacement, or a mirror displacement type. A device using a Hall element that detects the amount of change in the magnetic field is used. Further, as a device for detecting the steering angle, for example, a method of detecting light passing through a slit in a rotary plate as a pulse signal is used.

−4、車速センサ74は車両のスピード(車速)■3を
検出するもので、例えばスピードメータの信号等が利用
される。制御回路72は判別手段および制御手段として
の機能を有し、マイクロコンピュータにより構成される
。そして、制御回路72は内部に格納されているプログ
ラムに従って車両の操舵力補助に必要な処理値を演算し
、必要に応じて駆動信号V、を電動機71に出力する。
-4. The vehicle speed sensor 74 detects the speed (vehicle speed) (3) of the vehicle, and uses, for example, a signal from a speedometer. The control circuit 72 has functions as a determination means and a control means, and is constituted by a microcomputer. Then, the control circuit 72 calculates a processing value necessary for assisting the steering force of the vehicle according to a program stored therein, and outputs a drive signal V to the electric motor 71 as necessary.

電動機71は駆動信号■、に応じた回転力を発生して油
圧ポンプ63を正転あるいは逆転させる。油圧ポンプ6
3は正逆回転可能なタイプが用いられており、電動機7
1の回転駆動力に応じた圧力の油圧を発生させ、メイン
油路61.62を通して油圧シリンダ51に供給する。
The electric motor 71 generates a rotational force according to the drive signal (2) to rotate the hydraulic pump 63 forward or reverse. hydraulic pump 6
3 is a type that can rotate in forward and reverse directions, and the electric motor 7
Hydraulic pressure corresponding to the rotational driving force of No. 1 is generated and supplied to the hydraulic cylinder 51 through main oil passages 61 and 62.

油圧シリンダ51は各室55.56に供給される油圧に
応じてピストン53を図中左右に直線運動させ、ロッド
52に連結されるリンケージ機構75を介して操向輪7
6を操舵する。
The hydraulic cylinder 51 moves the piston 53 linearly from side to side in the figure in response to the oil pressure supplied to each chamber 55, 56, and moves the steering wheel 7 via a linkage mechanism 75 connected to the rod 52.
Steer 6.

上記油圧シリンダ(ピストンや外筒を含む)51、ロッ
ド52、メイン油路61.62、分岐油路64.65、
油タンク66、チエツク弁67.68および固定絞り6
9.70は全体として油圧アクチュエータ77を構成し
、油圧アクチュエータ77は油圧ポンプ63からの吐出
圧に基づいてハンドル41の操舵力T、を補助(アシス
ト)するための補助動力を発生させる。
The hydraulic cylinder (including the piston and outer cylinder) 51, the rod 52, the main oil passage 61.62, the branch oil passage 64.65,
Oil tank 66, check valve 67, 68 and fixed throttle 6
9.70 as a whole constitutes a hydraulic actuator 77, and the hydraulic actuator 77 generates auxiliary power for assisting the steering force T of the handle 41 based on the discharge pressure from the hydraulic pump 63.

第3図は上述した全体的な構成をブロック的に表した図
である。
FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration described above.

この図において、運転手によるハンドル41を介しての
操舵力T、の付与は操舵力センサ73により検出され、
操舵力センサ73はこれを信号■1として制御回路72
に出力する。制御回路72は信号増幅処理回路81、演
算回路(CPU等)82および電動機駆動回路83によ
り構成される。信号増幅処理回路81は信号■、を必要
量だけ増幅し信号■2として演算回路82に出力し、演
算回路82にはさらにその他の入力として車速センサ7
4からの車速信号V、が入力される。演算回路82はこ
れら各信号■2、V3に基づき前述したプログラムに従
って車両の操舵力補助の制御に必要な信号■4を電動機
駆動回路83に出力する。電動機駆動回路83は信号■
4に基づき電動機71を駆動するのに必要なレベルに変
換した信号V、を電動機71に出力する。電動機71は
信号V、に応じて正転あるいは逆転し、油圧ポンプ63
は電動機7Iの駆動力に応じた油圧Pを発生させて油圧
シリンダ51を含むステアリング装置43(本図では油
圧アクチュエータ77で示す)を作動させ、補助操舵力
Fを発生させる。そして、この補助操舵力Fはステアリ
ングシャフト42の回転変位として再び操舵力センサ7
3により検出され、操向輪が所望の位置まで操舵される
ようにフィードバック制御される。
In this figure, the application of steering force T by the driver via the steering wheel 41 is detected by the steering force sensor 73,
The steering force sensor 73 uses this as a signal 1 and sends it to the control circuit 72.
Output to. The control circuit 72 is composed of a signal amplification processing circuit 81, an arithmetic circuit (such as a CPU) 82, and a motor drive circuit 83. The signal amplification processing circuit 81 amplifies the signal (2) by the necessary amount and outputs it as the signal (2) to the arithmetic circuit 82.The arithmetic circuit 82 also receives the vehicle speed sensor 7 as another input.
A vehicle speed signal V from 4 is input. Based on these signals (2) and (V3), the arithmetic circuit 82 outputs a signal (4) necessary for controlling the steering force assistance of the vehicle to the motor drive circuit 83 in accordance with the aforementioned program. The motor drive circuit 83 is a signal ■
4, the signal V is converted to a level necessary to drive the motor 71 and is output to the motor 71. The electric motor 71 rotates forward or reverse depending on the signal V, and the hydraulic pump 63
generates a hydraulic pressure P corresponding to the driving force of the electric motor 7I, operates the steering device 43 (indicated by a hydraulic actuator 77 in this figure) including the hydraulic cylinder 51, and generates an auxiliary steering force F. Then, this auxiliary steering force F is returned to the steering force sensor 7 as a rotational displacement of the steering shaft 42.
3, and feedback control is performed so that the steering wheel is steered to a desired position.

次に、作用を説明する。Next, the effect will be explained.

第4図は制御回路72により実行される操舵力補助のプ
ログラムを示すフローチャートである。本プログラムは
所定時間毎に一度実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing a steering force assistance program executed by the control circuit 72. This program is executed once every predetermined time.

まず、Plでハンドル41の操舵力T、および車速■3
を読み込む。次いで、操舵力T、を表す操舵力センサ7
3の出力■1を変換、増幅して信号■2を得る。P、で
は今回の操舵力変換値■2を所定値■。と比較する。こ
こに、所定値V。はハンドル41の操舵力T、が極めて
小さく、いわゆるパワーアシストを必要としない場合に
対応する値に設定され、例えば車両等の振動および操舵
装置を構成している各部材の摩耗によるガタなどを考慮
したものとなっている。
First, the steering force T of the steering wheel 41 and the vehicle speed ■3 are determined by Pl.
Load. Next, a steering force sensor 7 representing the steering force T
3's output ■1 is converted and amplified to obtain signal ■2. At P, the current steering force conversion value ■2 is set to a predetermined value ■. Compare with. Here, the predetermined value V. is set to a value corresponding to the case where the steering force T of the steering wheel 41 is extremely small and so-called power assist is not required, and takes into consideration, for example, vibrations of the vehicle etc. and rattles due to wear of various members constituting the steering device. It has become.

V2<V。のときはハンドル41の操舵力T、を補助す
る必要がないと判断し、今回のルーチンを終了する。し
たがって、この場合は後述の駆動信号v5が出力されず
、電動機71に電力が供給されない。これは、パワーア
シストを行う必要のない場合、油圧アクチュエータ77
を駆動するために常時油圧を発生させる必要のないこと
を意味する。
V2<V. In this case, it is determined that there is no need to assist the steering force T of the steering wheel 41, and the current routine is ended. Therefore, in this case, a drive signal v5, which will be described later, is not output, and no power is supplied to the electric motor 71. This is the case when the hydraulic actuator 77 does not need to perform power assist.
This means that there is no need to constantly generate hydraulic pressure to drive the engine.

因に、従来の油圧式のタイプではパワーアシストを行わ
ない場合でも、油圧ポンプが回転していた。
Incidentally, in conventional hydraulic types, the hydraulic pump rotates even when power assist is not applied.

したがって、これは駆動電力の軽減につながる。Therefore, this leads to a reduction in driving power.

−方、上記ステップP、でV、>V、のときはパワーア
シストが必要であると判断し、P4では前方向(転舵方
向)を判別する。信号vtは操舵方向と操舵力の大きさ
を表しており、■2〉0のときは右に操舵されている旨
を、V2くOのときは左に操舵されている旨を表す。
On the other hand, if V>V in step P, it is determined that power assist is necessary, and the forward direction (steering direction) is determined in P4. The signal vt represents the steering direction and the magnitude of the steering force, and when 2>0 indicates that the vehicle is being steered to the right, and when V2<0, it indicates that the vehicle is being steered to the left.

■、〉0のときはP、で右操舵時における制御信号子■
4を算出し、また、vz<0のときはP、で左操舵時に
おける制御信号−v4を算出する。
■, When >0, use P, the control signal when steering to the right■
4, and when vz<0, P is used to calculate the control signal -v4 during left steering.

制in信号十v、 、−V4は第5図に示すように操舵
開始時より、−定の範囲内は操舵を補助しないように設
定され、ハンドルの遊び量を考慮したものとなっている
。そして、該−定の範囲を超えると、操舵力変換値v2
の増大(絶対値の増大)に伴ってその値(これも絶対値
)が太き(なっていく。
As shown in FIG. 5, the control signals V, -V4 are set so as not to assist the steering within a certain range from the start of steering, taking into account the amount of play in the steering wheel. When the specified range is exceeded, the steering force conversion value v2
As the value increases (the absolute value increases), the value (also the absolute value) becomes thicker (becomes thicker).

P5あるいはP6を得ると、次いで、P?で上述の演算
結果に対応する制御信号子V4、 V4に応じて駆動信
号V、を電動機71に出力する。制御信号子V、 、−
V、と駆動信号V、との関係は、第6図に示すように、
直線性をもっているが、この特性は制御態様に応じて任
意に設定してもよい。
If we get P5 or P6, then P? Then, a control signal V4 corresponding to the above calculation result and a drive signal V according to V4 are output to the electric motor 71. Control signal V, , -
The relationship between V and the drive signal V is as shown in FIG.
Although it has linearity, this characteristic may be arbitrarily set depending on the control mode.

また、このステップP1においては前述の車速V、とい
う情報による補正を加える。この補正値は具体的には後
述の第10図で示す。
Further, in this step P1, a correction is made based on the information of the vehicle speed V mentioned above. This correction value is specifically shown in FIG. 10, which will be described later.

このように、正負の値に区別される制御信号子V、 、
−V4に基づいて駆動信号V、が電動機71に出力され
るから、電動機71は第7図に示すように操舵方向と操
舵力の大きさに対応した回転数Nで回転し、油圧ポンプ
63を正転あるいは逆転に駆動する。これにより、油圧
ポンプ63が電動機71の回転数Nに対応して駆動され
、第8図に示すようなポンプ吐出量Qを発生させて油圧
アクチュエータ77に供給する。
In this way, the control signal V, which is differentiated into positive and negative values,
-V4, the drive signal V is output to the electric motor 71, so the electric motor 71 rotates at a rotation speed N corresponding to the steering direction and the magnitude of the steering force as shown in FIG. Drives forward or reverse. As a result, the hydraulic pump 63 is driven in accordance with the rotational speed N of the electric motor 71 to generate a pump discharge amount Q as shown in FIG. 8 and supply it to the hydraulic actuator 77.

この油圧ポンプ63から吐出された作動油により、油圧
シリンダ51が第2図において左右に摺動する。
The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 63 causes the hydraulic cylinder 51 to slide left and right in FIG.

油圧ポンプ63においてメイン油路61を吐出側とした
場合、作動油はA室55に流入するとともに、分岐油路
64、固定絞り69を通って油タンク66に戻る。
When the main oil passage 61 is set as the discharge side in the hydraulic pump 63, the hydraulic oil flows into the A chamber 55 and returns to the oil tank 66 through the branch oil passage 64 and the fixed throttle 69.

−方、メイン油路62は吸込側となり、作動油がチエツ
ク弁68、固定絞り70、分岐油路65を通過し、メイ
ン油路62により再び油圧ポンプ63内へ吸込まれる。
On the other hand, the main oil passage 62 is on the suction side, and the hydraulic oil passes through the check valve 68, the fixed throttle 70, and the branch oil passage 65, and is sucked into the hydraulic pump 63 again by the main oil passage 62.

そして、このときロッド52はピストン53が油圧を受
けることにより図中右側に移動し、操舵力が補助される
。これに対して、吐出側と吸込側が逆になった場合は、
作動油の通過ルートが逆になる。
At this time, the rod 52 moves to the right in the figure as the piston 53 receives hydraulic pressure, and the steering force is assisted. On the other hand, if the discharge side and suction side are reversed,
The passage route of hydraulic oil is reversed.

上記の場合、油圧ポンプ63により吐出された作動油が
固定絞り69、(70)を通過するとき、絞りの前後に
圧力差が生じる。例えば、絞りの下流側を略大気圧(油
タンク66に開放されているから)とすれば、その上流
側には圧力PDが発生する。
In the above case, when the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump 63 passes through the fixed throttles 69, (70), a pressure difference occurs before and after the throttles. For example, if the downstream side of the throttle is set to approximately atmospheric pressure (because it is open to the oil tank 66), the pressure PD will be generated on the upstream side.

この圧力PDは固定絞り69、(70)を通過する流I
Qによって決まり、その特性は第9図に示すように操舵
力が大きくなるに従って急激に大きくなるという傾向を
示す。なお、固定絞り69、(70)を通過する流量Q
は概略油圧ポンプ63の吐出流量であるから、この流i
1Qはポンプ回転数N(=電動機回転数)に比例し、こ
の特性は前記第8図のようになる。
This pressure PD is equal to the flow I passing through the fixed throttle 69, (70).
It is determined by Q, and its characteristics tend to increase rapidly as the steering force increases, as shown in FIG. Note that the flow rate Q passing through the fixed throttle 69, (70)
is approximately the discharge flow rate of the hydraulic pump 63, so this flow i
1Q is proportional to the pump rotation speed N (=motor rotation speed), and this characteristic is as shown in FIG. 8 above.

以上のことから、操舵力T、に応じた作動圧PDが決定
され、特性は第10図に示すように前記車速■、によっ
て適切に補正される。したがって、操舵力T、および車
速V、に応じたパワーアシストがステアリングの際に油
圧アクチュエータ77によって付与される。
From the above, the operating pressure PD is determined according to the steering force T, and the characteristics are appropriately corrected based on the vehicle speed (2), as shown in FIG. Therefore, power assist according to the steering force T and vehicle speed V is applied by the hydraulic actuator 77 during steering.

以上の作用に基づき、本実施例の効果について、前記問
題点(イ)〜(ト)の観点から従来例との比較を行う。
Based on the above operations, the effects of this embodiment will be compared with the conventional example from the viewpoints of problems (a) to (g) above.

(A)油圧ポンプ63をハンドル41に応じてパワーア
シストを必要とするときのみ電動機71で駆動している
ので、操舵しないときは油圧ポンプ63が停止している
。これのみならず、例えばパワーアシストの不用な高速
域で操舵力のいかんにかかわらずポンプを停止すること
もでき、エンジン動力損失がなく省エネ効果が大きい。
(A) Since the hydraulic pump 63 is driven by the electric motor 71 only when power assistance is required depending on the steering wheel 41, the hydraulic pump 63 is stopped when the vehicle is not being steered. In addition to this, the pump can also be stopped regardless of the steering force, for example in high speed ranges where power assist is not required, resulting in no loss of engine power and a significant energy saving effect.

これは前記問題点(ロ)の解消を意味する。This means that the problem (b) above is solved.

(B)従来のような精密加工が要求される油圧す−ボ弁
や流量制御弁が不用となり、制御を全て電気的に処理実
施できる。したがって、前記問題点(イ)、(ハ)、(
ニ)および(Ill)を解消することができる。
(B) Hydraulic valves and flow control valves that require precision machining as in the past are no longer required, and all control can be performed electrically. Therefore, the above problems (a), (c), (
D) and (Ill) can be resolved.

(C)電気的制御により、車両の種々の走行条件に最適
な操舵特性を簡単に作ることができる。
(C) Electrical control makes it possible to easily create steering characteristics that are optimal for various vehicle running conditions.

したがって、前記問題点(ホ)を解消することができる
Therefore, the above problem (e) can be solved.

(D)電動機71と油圧ポンプ63で構成される油圧発
生源は油圧配管によりステアリング装置の油圧シリンダ
に連結されるので、車両の空いているスペースにどこで
も設置することができる。
(D) Since the hydraulic pressure generation source composed of the electric motor 71 and the hydraulic pump 63 is connected to the hydraulic cylinder of the steering device through hydraulic piping, it can be installed anywhere in an empty space of the vehicle.

すなわち、装着性が極めて良い。したがって、減速機等
の連結装置が不用であるから前記問題点(へ)を解消で
き、また、問題点(ト)も同様に解消することができる
In other words, the wearability is extremely good. Therefore, since a coupling device such as a speed reducer is unnecessary, the above-mentioned problem (f) can be solved, and problem (g) can be solved as well.

なお、本実施例では油圧ポンプとして正逆回転可能のも
のを用いているが、これに限るものではない。要はハン
ドルの操舵状態に応じて一定の作動圧を発生させるもの
であればよい。したがって、−定方向へのみ回転する油
圧ポンプを用い、その吐出作動圧を所定の油圧機構で切
換えて油圧シリンダを作動させるようにしてもよい。
In this embodiment, a hydraulic pump capable of forward and reverse rotation is used, but the present invention is not limited to this. In short, any device that generates a constant operating pressure depending on the steering condition of the steering wheel may be used. Therefore, a hydraulic pump that rotates only in the - fixed direction may be used, and the discharge operating pressure may be switched by a predetermined hydraulic mechanism to operate the hydraulic cylinder.

(効果) 本発明によれば、操舵状態に応じて油圧ポンプを必要な
場合だけ電動機によって駆動しているので、操舵力に応
じた油圧を発生させて適切な動力補助を図ることができ
る。その結果、装置の取付性の向上、パワーアシストに
必要な動力軽減を図ることができる。
(Effects) According to the present invention, since the hydraulic pump is driven by the electric motor only when necessary according to the steering state, it is possible to generate hydraulic pressure according to the steering force and provide appropriate power assistance. As a result, it is possible to improve the ease of mounting the device and reduce the power required for power assist.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基本概念図、第2〜10図は本発明の
一実施例を示す図であり、第2図はその全体構成図、第
3図はそのブロック図、第4図はその操舵力補助のプロ
グラムを示すフローチャート、第5図はその制御信号の
特性を示す図、第6図はその駆動信号の特性を示す図、
第7図はその電動機回転数の特性を示す図、第8図はそ
のポンプ吐出量の特性を示す図、第9図はその油圧をポ
ンプ吐出量との関係で示す図、第10図はその油圧を操
舵力との関係で示す図、第11〜13図は従来の動力操
舵装置を説明するための図であり、第11図はその油圧
式動力操舵装置を示す概略構成図、第12図はその電気
式動力操舵装置を示す概略構成図、第13図はそのモー
タ駆動ポンプ式駆動式動力操舵装置を示す概略構成図で
ある。 63・・・・・・油圧ポンプ、 71・・・・・・電動機、 72・・・・・・制御回路(判別手段、制御手段)、7
3・・・・・・操舵力センサ(操舵状態検出手段)、7
7・・・・・・油圧アクチュエータ。
Fig. 1 is a basic conceptual diagram of the present invention, Figs. 2 to 10 are diagrams showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an overall configuration diagram thereof, Fig. 3 is a block diagram thereof, and Fig. 4 is a diagram showing an embodiment of the present invention. A flowchart showing the steering force assistance program; FIG. 5 is a diagram showing the characteristics of the control signal; FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of the drive signal;
Figure 7 is a diagram showing the characteristics of the motor rotation speed, Figure 8 is a diagram showing the characteristics of the pump discharge amount, Figure 9 is a diagram showing the oil pressure in relation to the pump discharge rate, and Figure 10 is a diagram showing the relationship between the pump discharge amount and the oil pressure. Figures 11 to 13 are diagrams showing the relationship between hydraulic pressure and steering force; Figures 11 to 13 are diagrams for explaining a conventional power steering system; Figure 11 is a schematic configuration diagram showing the hydraulic power steering system; Figure 12 is a schematic diagram showing the hydraulic power steering system; 13 is a schematic configuration diagram showing the electric power steering device, and FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing the motor-driven pump drive type power steering device. 63... Hydraulic pump, 71... Electric motor, 72... Control circuit (discrimination means, control means), 7
3...Steering force sensor (steering state detection means), 7
7...Hydraulic actuator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 a)ハンドルの操舵状態を検出する操舵状態検出手段と
、 b)操舵状態検出手段の出力に基づいてハンドルの操舵
方向および操舵力を判別する判別手段と、 c)ハンドルの操舵方向および操舵力に応じて油圧ポン
プを駆動する電動機への出力制御値を演算する制御手段
と、 d)制御手段からの出力制御値に応じた駆動力を出力す
る電動機と、 e)電動機により駆動され、該電動機の出力に対応する
油圧を発生させる油圧ポンプと、 f)油圧ポンプからの吐出圧に基づいてハンドルの操舵
力を補助する補助動力を発生させる油圧アクチュエータ
と、 を備えたことを特徴とする動力操舵装置。
[Scope of Claims] a) Steering state detection means for detecting the steering state of the steering wheel; b) Discrimination means for determining the steering direction and steering force of the steering wheel based on the output of the steering state detection means; c) Discrimination means for determining the steering direction and steering force of the steering wheel. a control means that calculates an output control value to an electric motor that drives a hydraulic pump according to a steering direction and a steering force; d) an electric motor that outputs a driving force according to an output control value from the control means; and e) an electric motor. (f) a hydraulic pump that is driven to generate hydraulic pressure corresponding to the output of the electric motor; and (f) a hydraulic actuator that generates auxiliary power that assists the steering force of the steering wheel based on the discharge pressure from the hydraulic pump. Characteristic power steering device.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5959572A (en) * 1982-09-29 1984-04-05 Toyoda Mach Works Ltd Power steering system for car

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5959572A (en) * 1982-09-29 1984-04-05 Toyoda Mach Works Ltd Power steering system for car

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