JPS6332780Y2

JPS6332780Y2 -

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Publication number: JPS6332780Y2
Application number: JP10478180U
Authority: JP
Priority date: 1980-07-24
Filing date: 1980-07-24
Publication date: 1988-09-01
Also published as: JPS5728068U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は自動車のパワーステアリング装置、
詳細にはパワーステアリング装置に圧力流体を供
給するポンプの駆動を制御して、エネルギー消費
量の軽減と運転操作性の向上を図つたパワーステ
アリング装置に関するものである。

一般に、パワーステアリング装置を有する自動
車は、据切りや低速走行時、操舵力が軽減して舵
取操作が快適であるけれども、エンジンまたは電
動モータでポンプを常時駆動して、パワーステア
リング装置に圧力流体を常時供給するため、エネ
ルギー消費量が大きいものとなつている。このた
め、パワーステアリング装置に前述のポンプの駆
動を必要な時にのみに行い、不必要時は停止させ
る制御手段を設けてエネルギー消費量の軽減を図
ることが好ましい。

従来、この種のパワーステアリング装置として
は、例えば、特開昭50−160921に示されたものが
ある。すなわち、ピツトマンアームの中立位置を
挾んで回動範囲に２つの検出スイツチを設けるこ
となどにより、舵取の中立位置附近はポンプを停
止するが、操舵角度が一定値以上になるときはピ
ツトマンアームが検出スイツチに当接してポンプ
の駆動を開始し、手動操舵力をアシストするよう
にしている。

しかしながら、このような従来のパワーステア
リング装置にあつては、舵取の中立位置において
は手動操舵力はアシストされず、中立位置から一
定角度操舵したときアシストされるようになつて
いたため、操舵ハンドルの切返し操作の際に、中
立附近でパワーステアリング装置のポンプが
ON，OFFされて操舵力に変動を生じ、運転操作
が非常に不安定になるという問題点があつた。さ
らにまた、舵取の中立位置においてのみポンプの
駆動を停止するため、操舵ハンドルを回転させた
ままの状態で車輌を停止した場合には、ポンプが
駆動されたままとなり、エネルギー消費量の軽減
を図ることができないという問題点もあつた。

この考案は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、ポンプの駆動停止時期を、操
舵負荷に比例してパワーステアリング装置へ供給
される流体の圧力を圧力検出手段で検出して決
め、この停止時期を遅延手段により一定時間遅延
させた後でポンプの停止を行うことにより、前記
問題点を解決することを目的としている。

以下、この考案を図面に基づいて説明する。

第１，２図はこの考案の一実施例を示す図であ
る。まず、構成を説明する。１はステアリングホ
イールであり、２はステアリングシヤフト３を内
挿したステアリングコラムであり、４はステアリ
ングコラム２を取り付けるインストパネルであ
る。５はインテグラル型のパワーステアリング装
置であり、パワーステアリング装置５は既知のコ
ントロールバルブおよびパワーピストンが収納さ
れたステアリングギヤボツクス６と、ピツトマン
アーム６′に応動し操向車輪７に連結したステア
リングリンケージ８と、を有する。なお８′は、
リンケージ８を車体に支持するアイドラアームで
ある。ステアリングギヤボツクス６はステアリン
グコラム２に内挿されたステアリングシヤフト３
によりステアリングホイール１と連結されてい
る。９はパワーステアリング装置５に油などの圧
力流体を供給するポンプであり、導管１０，１１
を介してパワーステアリング装置５のステアリン
グギヤボツクス６に連結されている。ポンプ９か
らの圧力流体は吐出側の導管１０を通じてステア
リングギヤボツクス６へ供給され、戻り側の導管
１１を通じてステアリングギヤボツクス６から還
流されるようになされている。１２はポンプ９の
駆動源としてのエンジンであり、ポンプ９とはポ
ンプ９側のプーリー１３とエンジン１２側のプー
リー１４との間に橋架されたベルト１５で連結さ
れている。１６はポンプ９とプーリー１３との間
に設けられて、エンジン１２からの駆動力を断続
してポンプ９に伝達する電磁クラツチである。

１７はポンプ９の駆動開始時期を決定するため
に、運転者の操舵意志で表わすステアリングホイ
ール１の操舵角速度を検出する操舵角速度検出手
段である。操舵角速度検出手段１７は、例えば、
ステアリングホイール１に連結されたステアリン
グシヤフト３に、周方向に並んだスリツトを有す
る円板を同軸的に設け、発光素子から光をこのス
リツトを介して受光素子へ断続的に伝えることに
より、ステアリングホイール１の操舵角速度に比
例したパルス信号を発生するものである。１８は
このパルス信号をそのパルス周波数に比例した電
圧に変換するＦ−Ｖ変換器である。１９はポンプ
９からパワーステアリング装置５へ供給される流
体の圧力を検出する圧力検出手段である。この圧
力検出手段１９は、ステアリングギヤボツクス６
のコントロールバルブの吐出側導管１０側に設け
られている。

２０は操舵角速度検出手段１７と圧力検出手段
１９とからの信号を受けて演算処理し、電磁クラ
ツチ１６の接続または遮断操作を行う制御手段で
ある。３０は制御手段２０内に設けられて電磁ク
ラツチ１６の遮断操作を一定時間遅延させる遅延
手段である。第２図に示すように、制御手段２０
は２つの比較器２１，２２、NOT回路２３、
AND回路２４およびOR回路２５を有する。遅延
手段３０は比較器２２の出力側とNOT回路２３
およびOR回路２５の入力側との間に介挿されて
いる。比較器２１にはＦ−Ｖ変換器１８を介して
操舵角速度検出手段１７から出力された信号が入
力しており、この信号が所定値以上の操舵角速度
を表わすものであるならば高電位Vcc「１」の論
理信号を出力し、所定値以下の操舵角速度を表わ
すものであるならば零電位の「０」の論理信号を
出力するものである。他の比較器２２には圧力検
出手段１９から出力される流体圧に比例した信号
が入力しており、この信号が所定値以上の圧力を
表わすものであるならば同じく高電位Vccの
「１」の論理信号を出力し、所定値以下の圧力を
表わすものであるならば零電位の「０」の論理信
号を出力するものである。比較器２１の出力は
AND回路２４の１つの入力となつている。他の
比較器２２の出力は遅延手段３０を介してNOT
回路２３の入力となり、また、遅延手段３０を介
してOR回路２５の１つの入力となつている。
NOT回路２３の出力はAND回路２４の他の１つ
の入力となつている。AND回路２４の出力はOR
回路２５の他の１つの入力となつている。OR回
路２５の出力は電磁クラツチ１６に駆動回路
（（図示せず）により電力増幅して入力している。

遅延手段３０は、コンデンサＣの一端が比較器
２２の出力端に結合し、他端がアースされてい
る。抵抗R₁は一端が比較器２２の出力端に結合
し、他端がツエナダイオードNDのカソードに結
合している。ツエナダイオードZDはアノードが
npn形のトランジスタT₁のベースに結合してい
る。トランジスタT₁のエミツタはアースされて
おり、コレクタは抵抗R₂を介して高電位Vccが与
えられている。また、トランジスタT₁のコレク
タは抵抗R₃を介してnpn形のトランジスタT₂の
ベースに結合している。トランジスタT₂のエミ
ツタはアースされており、コレクタは抵抗R₄を
介して高電位Vccが与えられている。また、トラ
ンジスタT₂のコレクタはNOT回路２３の入力端
に結合し、同時にOR回路２５の一つの入力端に
結合している。

電磁クラツチ１６はOR回路２５から「１」の
論理信号が入力するとONされて接続状態にな
り、ポンプ９にエンジン１２からの駆動力を伝達
して駆動するようになされている。また、電磁ク
ラツチ１６はOR回路２５から「０」の論理信号
が入力するとOFFされて遮断状態になり、ポン
プ９にエンジン１２からの駆動力を伝達せず高圧
流体の供給を停止するようになされている。

次に作用を説明する。

第３図に示すように、制御手段２０は、２つの
比較器２１，２２のすくなくとも１つが「１」の
論理信号を出力するとき、すなわち、操舵角速度
検出手段１７からの所定値以上の操舵角速度を示
す信号と圧力検出手段１９からの所定値以上の圧
力を示す信号との２つの信号のうち少なくとも１
つの信号が入力するときは、OR回路２５が論理
信号「１」を出力し、電磁クラツチ１６をONと
して接続状態とし、ポンプ９を駆動してパワース
テアリング装置５に圧力流体を供給する。また、
制御回路２０は２つの比較器２１，２２がともに
「０」の論理信号を出力するとき、すなわち、前
述の２つの信号のどちらも入力しないときは、
OR回路２５が論理信号「０」を出力し、電磁ク
ラツチ１６をOFFとして遮断状態にし、ポンプ
９の駆動を停止してパワーステアリング装置５に
圧力流体を供給しない。

今、例えば、電磁クラツチ１６がOFFで、ポ
ンプ９が駆動されていないとする。パワーステア
リング装置５には圧力流体が供給されず、圧力検
出手段１９から出力される信号は所定値以下の圧
力を示し、比較器２２は「０」の論理信号を出力
する。ここで、舵取操作を所望してステアリング
ホイール１を所定の角速度以上の角速度でもつて
回転すると、比較器２１は「１」の論理信号を出
力する。この結果、第３図に示すように、制御手
段２０は、「１」の論理信号を出力し電磁クラツ
チ１６をONとして接続し、ポンプ９の駆動を開
始してパワーステアリング装置５に圧力流体を供
給する。

パワーステアリング装置５は圧力流体が供給さ
れると、既知の様に、図外のコントロールバルブ
がステアリングホイール１から加わる手動操舵力
と操向車輪７から加わる操舵負荷との差により、
吐出側の導管１０と戻り側の導管１１とを短絡し
ていた流路を絞り、図外のパワーピストンへの流
路を開き、パワーピストンへ圧力流体を附与す
る。このため、パワーピストンに加わる圧力流体
の作用により、ステアリングホイール１の手動操
舵力が増大され、ステアリングリンケージ８を介
して操向車輪７に伝達される。

パワーステアリング操作中、ポンプ９からパワ
ーステアリング装置５へ供給される流体の圧力
は、前述のようにコントロールバルブが、吐出側
の導管１０から戻り側の導管１１へ短絡して流れ
る流体の流路を絞るようにして、図外のパワーピ
ストン側へ流すため、操舵負荷に対応した大きさ
となる。したがつて、操舵負荷が加わつている場
合、圧力検出手段１９で検出される圧力は、操舵
負荷が加わつていない場合よりも高い。操舵負荷
が加わつている場合の圧力を所定値以上とし、操
舵負荷が加わつていない場合の圧力を所定値以下
とすると、操舵負荷が加わつている状態では比較
器２２は「１」の論理信号を出力する。したがつ
て、ステアリングホイール１が所定の角速度以上
で回転され、かつ、操舵負荷も加わる通常の舵取
中、あるいは、ステアリングホイール１の操舵角
速度は小さいが保舵力としての操舵負荷が加わる
旋回中においては、比較器２２は「１」の論理信
号を出力し、第３図に示すように、電磁クラツチ
１６は「１」の論理信号を出力する制御手段２０
により接続されつづけ、ポンプ９はパワーステア
リング装置５に圧力流体を供給して、手動操舵力
をアシストしつづける。

直進時や停止時のように、操舵負荷もステアリ
ングホイールの操作もなく、手動操舵力をアシス
トする必要のない場合は、ステアリングホイール
１が所定角速度以上で操作されないから比較器２
１は「０」の論理信号を出力し、圧力検出手段１
９は所定値以下の圧力の信号を出力するから比較
器２２も「０」の論理信号を出力する。したがつ
て、第３図に示すように、制御手段２０は「０」
の論理信号を出力して電磁クラツチ１６を遮断し
てポンプ９の駆動を停止し、パワーステアリング
装置５への圧力流体の供給を停止する。

この場合、比較器２２の論理信号は遅延手段３
０を介してOR回路２５に伝達されるため、比較
器２２の出力が、「１」の論理信号から「０」の
論理信号に切換つても、一定時間経過した後に電
磁クラツチ１６が遮断される。

すなわち、比較器２２が高電位の「１」の論理
信号を出力している状態では、トランジスタT₁
はベースが抵抗R₁およびツエナダイオードZDを
介して比較器２２の出力端に連結されているため
その電位が零電位よりも高く、ON状態にある。
一方、トランジスタT₂はトランジスタT₁がON
のためそのベース電位が零電位となつて、OFF
状態にある。このため、トランジスタT₂のコレ
クタ側は高電位Vccとなり、NOT回路２３およ
びOR回路２５へ高電位Vcc「１」の論理信号が入
力されている。したがつて、電磁クラツチ１６は
OR回路２５の論理信号により接続状態となつ
て、ポンプ９は駆動された状態になつている。こ
こにおいて、比較器２２が高電位の「１」から零
電位の「０」の論理信号に切換ると、トランジス
タT₁のベース電位はコンデンサＣに蓄えられて
いた電荷が放電される一定の放電時間後に零電位
となる。このため、トランジスタT₁は一定時間
後にOFF状態になり、トランジスタT₂はそのベ
ース電位が上昇して一定時間後にON状態にな
り、コレクタ側の電位は下がる。したがつて、
NOT回路２３およびOR回路２５には零電位の
「０」の論理信号が一定時間後に入力される。電
磁クラツチ１６はOR回路２５の出力する論理信
号により、比較器２２の出力が「１」から「０」
に切換つた一定時間後にOFFされて、遮断され
る。このため、操舵負荷がなくなつて圧力検出信
号手段１９が所定値以下の圧力信号を出力して
も、一定時間経過した後にポンプ９の駆動が停止
され、パワーステアリング装置５への圧力流体の
供給が止まる。

なお、比較器２２が「０」から「１」の論理信
号へ切換る際にも、遅延手段３０はこれを同様に
遅延するけれども、ポンプ９の駆動の開始は、前
述のように操舵角速度検出手段１７の信号を受け
る比較器２１の論理信号で行なわれるため、ポン
プ９の駆動の開始が遅れてパワーステアリング装
置５への圧力流体の供給が遅れることはない。

すなわち、パワーステアリング装置５はポンプ
９の駆動開始は運転者の操舵意志に即応してすば
やく手動操舵力をアシストするが、操舵負荷がな
くなつてアシストする必要がなくなつた時は、一
定時間経過後にポンプを停止して圧力流体の供給
を止めるようにし、短時間にポンプの駆動停止、
駆動開始が繰り返されるのを防いでいる。

なお、前述した実施例において、エンジン１２
の代りに電動モータを用いてポンプ９の駆動源と
してもよい。この場合、電磁クラツチ１６は省い
て電動モータをポンプ９に直結し、制御手段２０
により電動モータのON，OFFを制御する。ま
た、前述した実施例において、ステアリングホイ
ール１の操舵角速度を検出してポンプ９の駆動開
始時期を決定したのに代えて、運転者の操舵意志
を表わす他の信号、例えば、手動操舵力をトルク
センサーにより検出して行なつてもよい。

以上説明してきたように、この考案によれば、
ポンプの駆動を制御して所望の時にのみ圧力流体
を発生するようにパワーステアリング装置におい
て、ポンプの駆動停止時期を、操舵負荷に比例し
てパワーステアリング装置へ供給される流体の圧
力を圧力検出手段で検出して決め、遅延手段によ
りこの停止時期を一定時間遅延させた後でポンプ
の停止を行うようにしたため、操舵負荷が加わつ
ている必要な間のみポンプを駆動することがで
き、同時に、短時間にポンプの駆動停止、駆動開
始が繰り返されるのを防ぐことができる。この結
果、エネルギー消費量の軽減と運転操作性の向上
をはかることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例にかかるパワース
テアリング装置の概略を示す図、第２図はこの実
施例の制御手段および遅延手段の回路構成を示す
図、第３図はこの制御手段の作用を説明するため
その出力を「０」と「１」の２値で示す図であ
る。１……ステアリングホイール、５……パワース
テアリング装置、６……ステアリングギヤボツク
ス、７……操向車輪、８……ステアリングリンケ
ージ、９……ポンプ、１０……吐出側の導管、１
１……戻り側の導管、１２……エンジン、１６…
…電磁クラツチ、１７……操舵角速度検出手段、
１９……圧力検出手段、２０……制御手段、３０
……遅延手段。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ステアリングホイールとポンプとに連結され、
ポンプから供給される圧力流体の作用により前記
ステアリングホイールに加えられる手動操舵力を
増大して操向車輪へ伝達するとともに、前記ポン
プの駆動を制御して所望の時にのみ圧力流体を発
生するようにしたパワーステアリング装置におい
て、前記ポンプから前記パワーステアリング装置
へ供給される流体の圧力を検出する圧力検出手段
と、この圧力検出手段から前記パワーステアリン
グ装置へ供給される流体の圧力が所定値以下であ
ることを示す信号が入力されると前記ポンプの駆
動の停止命令を出す制御手段と、この停止命令が
出力されてから一定時間後に前記ポンプの駆動を
停止する遅延手段と、を備えたことを特徴とする
パワーステアリング装置。