JPS6397465A - 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） この発明は、流体圧力でパワーシリンダを動作させ、操
舵力をアシストするパワーステアリング装置に関する。

（従来の技術） 第５図に示した従来の装置は、ハンドル１に設けた入力
軸２の先端にピニオン機構３を設けている。このピニオ
ン機構３のビニオンをパワーシリンダＳのロッド４と一
体に移動するラック部５にかみ合わせている。そして、
このピニオン機構３にはトルクセンサー６を接続すると
ともに、このトルクセンサー６をコントローラＣに電気
的に接続している。

上記パワーシリンダＳは、電磁制御弁７を切り換えるこ
とによって、シリンダ室８．９のいずれか一方をポンプ
Ｐの連通させ、他方をタンクＴに連通させている。

そして、上記電磁制御弁７のソレノイド１ｏ、１１に対
する励磁電流は、上記コントローラＣによって制御する
が、このコントローラＣには、トルクセンサー６からの
トルク信号等、当該走行条件を特定するための信号が入
力するとともに、ポンプＰの吐出側に設けた圧力センサ
ー１２の信号も入力するようにしている。

しかして、ハンドル１を回せば入力軸２が回転しようと
するが、換向抵抗の作用でラック部５が移動きない、こ
のようにラック部５が移動できなくても、当該ビニオン
機構３には所定のトルクが発生するが、このときのトル
クがトルク、センサー６で検出されるとともに、当該ト
ルク信号がコントローラＣに入力する。

トルク信号を受けたコントローラＣは、その操舵トルク
の方向を判断するとともに、その方向に応じていずれか
一方のソレノイド１０あるいは１１に励磁電流を供給す
る。この励磁電流は、車速や舵角等を基にしてコントロ
ーラＣで制御される。

そして、上記励磁電流が大きければ、当該電磁制御弁７
のスプールの移動量が大きくなるので、この制御弁７を
通過する作動油の流路が大きくなり、それだけパワーシ
リンダＳに対する供給流量も多くなる。

（本発明が解決しようとする問題点） 上記のようにした従来の装置では、電磁制御弁７にゴミ
等がかみ込んだりすると、スプールが固着して当該制御
弁７の作動が不能になる。このとき電磁制御弁７が中立
位置にあれば、パワーシリンダＳのいずれの室８．９に
も圧力が発生しないので、たとえ電磁制御弁７が作動不
能になっても、マニュアルステアリング操作が可能にな
る。

しかし、当該電磁制御弁７のスプールが左右いずれかに
ストロークした位置で固着すると、パワーシリンダＳの
いずれかの室に圧力が生じるので、ハンドルを中立位置
に復帰させられなくなり、非常な危険を伴なうという問
題があった。

この発明の目的は、制御弁にゴミ等がかみ込んで、それ
が作動不能になったとき、その事実を運転手に伝達する
ようにして、危険を未然に防止することである。

（問題点を解決する手段） 上記の目的を達成するために、この発明は、上記圧力検
出手段で圧力を検出しながら操舵検出手段でステアリン
グ操作していないことを検出したとき、あるいは圧力検
出手段で圧力を検出し、しかもステアリング中であるこ
とを検出しながら、操舵方向検出手段が、ステアリング
の方向とタイヤの転向方向とが所定の関係を維持してい
ない旨を検出したときに動作する警報手段を設けている
。

（本発明の作用） この発明は、上記のように構成したので、パワーシリン
ダに圧力が発生しているにもかかわらず、ステアリング
操作していないときには、誉報手段が動作して、運転手
に異常をう報する。

また、パワーシリンダに圧力が発生し、しかも、ステア
リング中であることを検出しながら、ステアリングの方
向とタイヤの転向方向とが所定の関係になっていないと
きにも、警報手段が警報を発する。

（本発明の効果） 特許請求の範囲第１項記載の装置によれば、制御弁に異
常が発生しても、その旨を即座に運転手に警報を発する
ので、運転手は、危険が発生する前に、いろいろな対応
ができる。

特許請求の範囲第２項記載の装置によれば、制御弁に異
常が発生すると、パワーシリンダの両室を短絡させるの
で、マニュアルステアリングが可能になり、その制御弁
の作動不能による危険を回避できる。

特許請求の範囲第３項記載の装置によれば、制御弁に異
常が発生すると、パワーシリンダに対する圧力流体の供
給を阻止するので、上記の場合と同様にマニュアルステ
アリングが可能になり、その制御弁の作動不能による危
険を回避できる。

（本発明の実施例） 第１図に示した第１実施例は、電磁制御弁７が動作不能
のときに、パワーシリンダＳのシリンダ室８．９を短絡
させる電磁オン・オフ弁１３を設けている。さらに、コ
ントローラＣには警報装置Ａを接続する一方、ハンドル
１の舵角を検出する舵角センサー１４と、ラック部５の
ストロークを検出するラックストロークセンサー１５と
を設けている。

そして、上記以外の構成は第５図に示した従来の装置と
同様である。

しかして、当該パワーステアリング装置の正常時には、
コントローラＣが第５図に示した従来と同様に動作する
。しかし、電磁制御弁７にゴミ等がかみ込んで、そのス
プールが切り換え不能になったときには、コントローラ
Ｃが次のように動作して、電磁オン・オフ弁を開弁させ
る。

コントローラＣが圧力センサー１２の圧力信号により、
パワーシリンダＳのシリンダ室に圧力が発生しているか
どうかを判断する。シリンダ室８．９のいずれにも圧力
が発生していないときは、換言すれば、電磁制御弁７が
中立位置を保っているときは、コントローラＣが特に動
作せず、この状態を保ったままにする。もし、電磁制御
弁７のスプールが中立位量を保持したまま動作不能にな
っても、そのままの状態でマニュアルステアリング操作
が可能なので、特に危険がない。したがって、電磁制御
弁７が中立位置にある限り、その故障の有無に関係なく
、電磁オン・オフ弁１３を動作させず、閉弁状態を維持
する。

なお、シリンダ室８．９のいずれかに圧力が発生してい
るかどうかを判断するのに、ラックストロークセンサー
１５の出力信号を利用してもよい。

上記圧力センサー１２でシリンダ室内の圧力を検出した
ときには、トルクセンサー６あるいは舵角センサー１４
の出力信号を基にして、実際にステアリング操作をして
いるかどうかを判断する。

シリンダ室内に圧力が発生していながら、ステアリング
操作をしていないときには、電磁制御弁７のスプールが
中立位置以外の位置で固着し動作不能になっていると考
えられる。

そこで、この場合には、警報装置Ａを動作させて運転手
に異常発生を伝えるとともに、電磁オン・オフ弁１３を
開弁させる。電磁オン・オフ弁１３が開弁すれば、両シ
リンダ室８．９が短絡するので、パワーシリンダＳが動
作せずマニュアルステアリング操作が可能になる。

また、上記のように圧力センサー１２で圧力を検出し、
トルクセンサー６あるいは舵角センサー１４によってス
テアリング操作中であることを検出しても、ステアリン
グの方向とタイヤの実際の転向方向とが不一致のときに
は、電磁制御弁７が異常な状態にあると考えられる。

したがって、この場合にも警報装置Ａを動作させるとと
もに、電磁オン・オフ弁１３を開弁して両シリンダ室８
．９を短絡させ、マニュアルステアリング操作を可能に
する。

結局、この第１実施例では、次の場合に電磁制御弁７に
異常が発生したと判断するものである。

（１）パワーシリンダＳのシリンダ室に圧力が発生して
いる状態で、ステアリング操作していないとき （２）上記のように圧力が発生していて、しかも、ステ
アリング操作中であるが、ステアリングの方向とタイヤ
の転向方向とが不一致のとき以上の状態のときに、電磁
操作弁７に異常が発生したと判断し、コントローラＣが
動作して、電磁オン・オフ弁１３のソレノイドに通電し
て当該電磁オン・オフ弁１３を開弁させる。

上記のようにして電磁オン拳オフ弁１３が開弁すれば、
パワーシリンダＳのシリンダ室８．９が短絡するので、
マニュアルステアリング操作が可能になる。つまり、電
磁制御弁７のスプールが固着したようなときにも、マニ
ュアルステアリング操作に切り換えて当該車両を走行さ
せることができる。

第２図に示した第２実施例は、後輪を転舵させるための
パワーステアリング装置で、この装置は、ハンドル１６
と、前輪操舵装置１７と、前輪操舵用のポンプ１８及び
タンク１９と、後輪制御弁２０と、後輪操舵用のポンプ
２１及びタンク２２と、流量制御弁２３後輪操舵用の方
向切換電磁弁２４と、コントローラＣと後輪操舵用のパ
ワーシリンダＳ２とを備えている。

上記前輪操舵装置１７は、ハンドル】６の入力軸２５と
、この入力軸２５の先端に設けたピニオン２Ｂと、左右
の前輪２７．２８のナックルを結ぶタイロッド２９と、
このタイロッド２８に形成したラック３０と、タイロッ
ド２８をピストンロッドにしたパワーシリンダＳ１　と
、入力軸２５に連動しかつパワーシリンダＳ１に供給す
る流量と方向を制御する前輪操舵用制御弁３１とを備え
、上記ビニオン２６をラック３０にかみ合せている。

そして、上記入力軸２５には舵角センサー３２）タイロ
ッド２９にはストロークセンサー３３を設け、それら各
センサー３２．３３からの出力信号をコントローラＣに
入力するようにしている。

さらに、上記コントローラＣにはフ報装置Ａを接続し、
このコントローラＣの出力信号に応じて、当該警報装置
Ａを動作させるようにしている。

前記前輪操舵用制御弁３１は、ハンドル１６の回転方向
と回転角に対応して切り換わり、例えば、パワーシリン
ダＳ１の一方のシリンダ室３４をポンプ１８に連通させ
、他方のシリンダ室３５をタンク１９に連通させる。し
たがっ七、このときには当該パワーシリンダＳ１が動作
して、前輪２７．２８を左方向に転舵させる。

前記後輪制御弁２０は、油圧パイロットライン３６．３
７を通じて前記前輪操舵装置１７に接続されている。ま
た、後輪制御弁２０は前記後輪操舵用のポンプ２工に接
続されている。さらに、前記流量制御弁２３は、後輪制
御弁２０とポンプ２１とを結ぶ通路に設け、前記方向切
換電磁弁２４は、後輪制御弁２０とポンプ２１とを結ぶ
通路に設けるとともに、この通路には圧力センサー３８
を設けている。

さらに、上記パワーシリンダＳ２のシリンダ室３９．４
０間に電磁オン拳オフ弁４１を接続している。

この電磁オン・オフ弁４１は、通常閉弁状態を維持して
いるが、そのソレノイドに通電することによって開弁す
るようにしている。電磁オン・オフ弁４１が上記のよう
に開弁すると、上記両シリンダ室３９．４０が短絡する
。このように再シリンダ室３９．４０が短絡すると、当
該パワーシリンダｓ２はシリンダ室３８．４０に内装し
たスプリング４２．４３の作用で、中立位置に復帰する
。

しかして、ハンドル１６を左方向に切って、パワーシリ
ンダＳＩの一方のシリンダ室３４をポンプ１８に連通し
、他方のシリンダ室３５をタンク１９に連通させると、
タイロッド２８が右方向に移動して前輪２７．２８が左
に転舵される。

このように前輪２７．２８が転舵されると、そのときの
パワーシリンダＳ１の一方のシリンダ室３４の圧力が後
輪制御弁２０にパイロット圧として作用し、当該制御弁
２０を開弁させる。

このときにはコントローラＣが機能して、流量制御弁２
３の開度を制御するとともに、方向切換電磁弁２４の切
り換え方向を制御する。したがって、上記のように後輪
制御弁２０が開弁すると、ポンプ２１の吐出油が、流量
制御弁２３で流量Ｍ御されつつ、方向切換電磁弁２４で
方向が制御され、後輪側のパワーシリンダＳ２のいずれ
か一方のシリンダ室３８あるいは４０に供給される。こ
の供給油によって、後輪側のパワーシリンダＳ２が作動
し、後輪４４、４５を所定の方向に転舵させる。

なお、上記方向切換電磁弁２４は、その切り換え方向に
応じて、の転舵方向を、前輪と同相にしたり逆相にした
りするものである。つまり、高速時にはそれを同相にし
、低速時には逆相にする。

しかして、後輪４４．４５を転舵した状態で、後輪制御
弁２０にゴミ等がかみ込んだりしてそのスプールが切り
換え不能になると、当該車両の直進性が著しく損なわれ
る。

そこで、この場合にはコントローラＣが次のように動作
して、電磁オン−オフ弁４１を開弁させる。

コントローラＣが圧力センサー３８の圧力信号により、
パワーシリンダＳ２のシリンダ室に圧力が発生している
かどうかを判断する。シリシダ室３θ、４０のいずれに
も圧力が発生していないときは、換言すれば、後輪制御
弁２０が中立位置を保っているときは、コントローラＣ
が特に動作せず、この状態を保ったままにする。もし、
後輪制御弁２０のスプールが中立位置を保持したまま動
作不能になれば、パワーシリンダＳ２がスプリング４２
．４３の作用で中立位置を保つので、特に危険はない。

したがって、後輪制御弁２０が中立位置にある限り、そ
の故障の有無に関係なく、電磁オン・オフ弁４１を動作
させず、閉弁状態を維持する。なお、シリンダ室３８．
４０のいずれかに圧力が発生しているかどうかを判断す
るのに、後輪ストロークセンサー４６の出力信号を利用
してもよい。

上記圧力センサー３８でシリンダ室内の圧力を検出した
ときには、舵角センサー３２あるいはストロークセンサ
ー３３の出力信号を基にして、実際にステアリング操作
をしているかどうかを判断する。なお、このステアリン
グ操作しているかどうかは、ラック軸力センサーやトル
クセンサー等を用いてもよい。

そして、シリンダ室内に圧力が発生していながら、ステ
アリング操作をしていないときには、後輪制御弁２０の
スプールが中立位置以外の位置で固着し動作不能になっ
ていると考えられる。

そこで、この場合には、警報装置Ａを動作させて運転手
に異常を伝えるとともに、電磁オン・オフ弁４１を開弁
させる。電磁オン・オフ弁４１が開弁ずれば、両シリン
ダ室３８．４０が短絡するので、このパワーシリンダＳ
２がスプリング４２．４３の作用で中立位置に復帰する
。

また、上記のように圧力センサー３８で圧力を検出し、
舵角センサー３２やストロークセンサー３３等の出力信
号によって、ステアリング操作中であると判断しても、
ステアリングの方向と後輪の転向方向とに相関性がない
ときには、後輪制御弁２０が異常な状態にあると考えら
れる。

したがって、この場合にも警報装置Ａを動作させるとと
もに、電磁オン・オフ弁４１を開弁じて両シリンダ室３
９．４０を短絡させ、当該パワーシリンダＳ２を中立位
置に復帰させる。

第３図に示し第３実施例は、後輪制御弁２０に異常が発
生したとき、流量制御弁２３を動作してポンプ２１から
の吐出油をタンク２２に戻し、後輪制御弁２０への流量
供給を停止するようにしたものである。

そして、前輪操舵装置１７や後輪を操舵する機構、その
異常を検出する手段、及び警報装置Ａを動作させること
等は、上記第２実施例と全く同様である。

第４図に示した第４実施例は、後輪制御弁２０に異常が
発生したとき、ポンプ２１を駆動するモータ４７を停止
するようにしたものである。このようにモータ４７を停
止すれば、ポンプ２１も停止するので、後輪制御弁２０
に対する流量供給が停止される。

そして、この第４実施例においても、前輪操舵装置１７
や後輪を操舵する機構、その異常を検出する手段、及び
警報装置Ａを動作させること等は、上記第２実施例と全
く同様である。

４、面の簡単な説明 図面第１〜４図はこの発明の第１〜４実施例を示す回路
図、第５図は従来の装置を示す回路図である。

１．１６・・・ハンドル、Ｓ、Ｓｌ　、Ｓ２・・・パワ
ーシリンダ、６・・・トルクセンサー、Ｃ・・・コント
ローラ、７・・・電磁制御弁、１２．３日・・・圧力セ
ンサー、１２・・・電磁オン−オフ弁、Ａ・・・警報装
置、１４．３２・・・舵角センサー、１５・・・ラック
ストロークセンサー、２０・・・後輪制御弁、２１・・
・ポンプ、２３・・・流量制御弁、３３・・・ストロー
クセンサー、４６・・・後輪ストロークセンサー、４７
・・・モータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハンドルの回転方向に応じて制御弁を動作させる
   とともに、パワーシリンダを駆動して操舵力をアシスト
   するパワーステアリング装置において、上記パワーシリ
   ンダに圧力が発生しているかどうかを検出する圧力検出
   手段と、ステアリング中であるかどうかを判断する操舵
   検出手段と、ステアリングの方向とタイヤの転向方向と
   が所定の関係を維持しているかどうかを判断する操舵方
   向検出手段とのそれぞれを、コントローラに接続すると
   ともに、上記圧力検出手段で圧力を検出しながら操舵検
   出手段でステアリング操作していないことを検出したと
   き、あるいは圧力検出手段で圧力を検出し、しかもステ
   アリング中であることを検出しながら、操舵方向検出手
   段が、ステアリングの方向とタイヤの転向方向とが所定
   の関係を維持していない旨を検出したときに動作する警
   報手段を設けてなるパワーステアリング装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のパワーステアリング
   装置において、圧力検出手段で圧力を検出し、しかも操
   舵検出手段でステアリング中であることを検出しながら
   、操舵方向検出手段が、ステアリングの方向とタイヤの
   転向方向とが所定の関係を維持していない旨を検出した
   ときに、パワーシリンダの両室を短絡させる電磁オン・
   オフ弁を設けたパワーステアリング装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載のパワーステアリング
   装置において、圧力検出手段で圧力を検出し、しかも操
   舵検出手段でステアリング中であることを検出しながら
   、操舵方向検出手段が、ステアリングの方向とタイヤの
   転向方向とが所定の関係を維持していない旨を検出した
   ときに、当該パワーシリンダに供給する圧力流体をタン
   クに戻す流量制御弁を設けてなるパワーステアリング装
   置。
4. （４）特許請求の範囲第１項記載のパワーステアリング
   装置において、圧力検出手段で圧力を検出し、しかも操
   舵検出手段でステアリング中であることを検出しながら
   、操舵方向検出手段が、ステアリングの方向とタイヤの
   転向方向とが所定の関係を維持していない旨を検出した
   ときに、当該パワーシリンダに圧力流体を供給するポン
   プのモータを停止させる機構を有するパワーステアリン
   グ装置。