JPS5812867A - パワ−ステアリング - 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】 本発明は車輌に搭載されるパワーステアリング、特にポ
ンプ吐出圧をアキュムレータに蓄圧しておき、その内圧
が規定値になっている間、ポンプを停止しておく省エネ
ルギー型のパワーステアリングに関するものである。

この種パワーステアリングは通常第１図（ａ）及び第１
図中）の如くに構成される。図中ｌはエンジン、２はク
ランクプーリ、３はＶベルト、弘はポンプブー９、ｊは
電磁クラッチ、乙はポンプ、７はバッテリ、ｌは圧力ス
イッチ、９はチェックパルプ、／θはアキュムレータ、
ｌ／はオリフィス、ｚ２ハ１ｌｌｉｌ開閉弁、／３は駆
動回路、／Ｆはコントロールバルブ、／ｊはトルクセン
サ、ｌ≦はステアリングホイールを示す。アキュムレー
タｌθの内圧が規定値以下の場合、圧力スイッチｌが閉
じて電磁クラッチｊがバッテリ７により附勢され、プー
リダがポンプ乙の駆動軸に結合される。これによりポン
プ６はエンジンｌによりプーリ２、Ｖベルト３、プーリ
ダを経て駆動され、ポンプ吐出圧はチェックバルブ９及
びオリフィスを経てアキュムレータ１０に向う。

これにより、アキュムレータ１０が内圧を上昇さへこれ
が規定値に達すると、圧力スイッチｔが開いて電磁クラ
ッチｊを減勢し、ポンプ６の駆動を停止する。かくて、
アキュムレータ１０の内圧は規定値に保たれ、又ポンプ
６が無駄にエンジン駆動されるのを防止し得て車輌の燃
費向上に寄与する。

そして、駆動回路１３は第１図中）の如くに構成され、
ステアリングホイール／４を回転する舵取操作時トルク
センサ／ｊは操舵トルクに対応した信号をコンバータ／
７に供給する。このコンバータ１７は該信号を電圧に変
換して比較器／Ｉに入力し、この比較器により基準電圧
発生器／９からの基準操舵トルク信号と比較される。比
較器／Ｉは操舵トルクが基準操舵トルクより大きい時、
即ち動力操向を必要とする時、操舵信号を出力し、この
操舵信号により電力制御部〃を作動させる。これにより
リレー２１がバッテリ７・で作動され、電磁開閉弁１２
がバッテリ７により作動されて開かれる。かくてアキュ
ムレータ／θの内圧が矢ａで示す如くコントロールパル
プｌりに供給されることとなり、同時に舵取操作時コン
トロールバルブ／４１が作動されることから、このコン
トロールパルプは流体圧をパワーシリンダ室（図示せず
）の一方に導入して舵取操作時のパワーアシストを行な
わせ、所定の動力操向が可能である。なお、コントロー
ルパルプ／４１からの金□分な作動流体は矢すで示す如
くポンプ６に戻される。

しかし、かかる従来のパワーステアリングにあっては、
操舵トルクが比較的長い時間に亘って継続的に大きくな
るような動力操向中、アキュムレータ１０の内圧がこの
動力操向に消費されて低下する。これがため、アキュム
レータ内圧に応動する圧力スイッチｌが上述の如くポン
プ６を作動させて、アキュムレータ内圧を高めようとす
るが、その後も操舵トルクが引続き上昇し続ける一方、
アキュムレータ１０の内圧は開閉弁１２の開動作後の時
間経過につれ第２図にＰムで示す如く低下し、ポンプ吐
出圧が同図にＰ。で示す如く上昇しても、アキュムレー
タ圧Ｐムの低下分を補い得ない。そして遂には、アキュ
ムレータ内圧Ｐムがポンプ吐出圧Ｐ。以下となり、その
瞬時ｔ。以後の（アキュムレータ内圧Ｐムが例えば４１
０ｋｇ／ｃ−以下となる）領域ムにおいてポンプ吐出圧
がアキュムレータｌ。

内に入り込むこととなり、アキュムレータ内圧ＰＡが再
び高まるまでの間ポンプ吐出圧の上昇が緩やかなものと
なって動力操向の用に供し得なくなる。従ってこのよう
なパワーステアリングはその間パワーアシスト力が操作
力に対応して速やかに増大せず、ステアリングホイール
操作力が重くなって十分なパワーステアリング効果を期
待できなかった。

本発明は、このような場合アキュムレータのポンプ吐出
圧供給路を遮断しておけば、上述の如き不都合を生ずる
ことがなく、軽快な動力操向を行ない得るとの観点から
、アキュムレータのポンプ吐出圧供給路中にこれを適宜
遮断し得るよう開閉弁を挿入し、これを上記の要求にか
なうよう開閉制御可能な制御回路を設けたパワーステア
リングを提供しようとするものである。

以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する。

第３図及び第４Ａ図は本発明パワーステアリングの一実
施例で、図中第１図におけると同様の部分を同一符号に
て示す。

本発明においては先ず第３図に示すように、ポンプ６か
らコントロールパルプｌりに至る加圧流体供給通路ｎ中
チェックバルプヂの下流より分肢したアキュムレータ１
０のポンプ吐出圧供給路ｎに電磁開閉弁２ダを挿入し、
アキュムレータ１０の内ＥＥヲ検出する圧力センサＢを
設ける。通路ｎ中には従来と同様の電磁開閉弁１２の上
流にオリアイスまたはＤ口圧流体供給路ｎ中の圧力に応
じ作動する弁からなる流量調整弁ぶを挿入し、これによ
りコントロールバルブ／４（に向う加圧流体の流量を調
整可能とする。本発明においては別に、制（財）回路ｌ
を設け、この制御回路１はトルクセンサ／Ｊからの操舵
トルク信号Ｉ及び圧力センサＢからのアキュムレータ内
圧信号〃を入力されて、電磁クラッチｊのオン、オフを
制御する信号の及び電磁開閉弁／２　。

λｌの開閉を制御する信号の、のを出力するものとする
。

制御部＃８２７はこの目的のため第参図に示す如くに構
成し、トルクセンサｔＳに関連させたコンバータ１７、
比較器／Ｉ及び基準電圧発生回路／９を従来と同様に設
け、比較器／Ｉの出力を上記の信号のとして電磁開閉弁
１２用の電力制御部３０に供給する。こコテ、基ｆＩＩ
ＬｗＬ圧発生回路１９が例えば０．／＃９−ｍの基準操
舵トルクに対応した電圧を発生しているものとすると、
操舵トルクが例えば第Ｓ図にＴｒで示す如くに変化する
場合、比較器／Ｉはトルクセンサ／ｊにより検出された
操舵トルクＴｒと基準電圧発生回路１９からの基準操舵
トルク。、／　７９−ｍとの比較結果から、Ｔｒ　）　
ｏ、　ｉ　ｋｇ−ｍとなる瞬時ｔ１　ｓ　ｔ２　Ｍにお
いて信号のを第５図の如くＨレベルとなし、この間信号
のは電力制御部３θを導通せしめて電磁開閉弁１２をバ
ッテリ７により開く。

一方、信号のはＯＲゲート３７にも供給サレ、該ＯＲゲ
ートは少なくとも信号のが上述の如くＨレベルにされる
屏時ｔ工、ｔ２間において出方信号■を第Ｓ図の如くに
Ｈレベルとなす。従って少なくともこの間電磁クラッチ
！は出方信号■により導通される電力制御部３２を介し
てパ゛？テリ７により附勢され、ポンプ６をエンジン駆
動可能とする。

圧力センサＢからのアキュムレータ内圧信号Σはコンバ
ータ３３により電圧に変換して比較器３り。

Ｉｓ　、　３６に供給し、これら比較ＩＩｉ！には夫々
別に基準電圧発生回路ｆｆ　、　３１　、　Ｊ９がらの
基準電圧を供給する。回路ｎからの基準電圧は、前述の
如く舵取操作中ポンプ吐出圧がアキュムレータｌθ内に
侵入するようなアキュムレータ内圧の下限値１’ｉ７　
ｋｇ／Ｃａｌ”　（第２図参照）に対応させ、回路３ｊ
からの基準電圧はアキュムレータ内圧の下限基準値（例
えば５０に９Δ、２）に対応させ、回路ｙからの基準電
圧はアキュムレータ内圧の上限基準値（例えば４ｊ　ｌ
ｃ９／ｅ１ｍ”　）に対応させる。比較器３グは圧力セ
ンサＢにより検出したアキュムレータ内圧が４！Ｏｋｇ
／ｃ１１２以上の間□、出力官営■をＨレベルとなし、
比較ｌｉ！３ｓはアキュムレータ内圧がｓｏ　ｋｇ／Ｃ
ｍ２以上の間、出力信号のをＨレベルとなし、比較器３
６はアキュムレータ内圧がｔＳＴｃｇ／ｃｍ２ＳＴｃ間
、出力信号■をＨレベルにするものとする。

ところで、第５図にＴｒで示す操舵トルクを生ずる舵取
操作当初、アキュムレータｌθの内圧が未だ十分高く、
第５図にＰＡで示す如＜　ｕｏ蝙６２以上であるため、
比較器３１の出力■はＨレベルにされており、このＨレ
ベル信号及び信号のを入力されるＡＮＤゲートｐは瞬時
ｔ工具後その出方信号のを第５図に示すようにＨレベル
となす。このＨレベル信号はＯＲゲー）　４１／の出力
信号■をＨレベルとなし、電力料ｆ１１部ダコを導通せ
しめて電磁開閉弁２１をバッテリ７により開動作させる
。

以上により、瞬時ｔ工具後、即ち動力操向時、電磁クラ
ッチｊがオンにされてポンプ≦を作動させると同時に、
電磁開閉弁／２　、２４１が夫々開かれるため、ポンプ
６及びアキュムレータ１０からの加圧流体が通路ｎを経
てコントロールパルプ／ｌ’に供給すれ、この舵取操作
に応動する該コントロールバルブが流体圧を対応するパ
ワーシリンダ室の一方に導入することから、舵取操作時
舵取方向のパワーアシストを行ない得て軽快な動力操向
が可能である。こノ動力操向中、コントロールパルプ／
９９．：、ヨり生ぜしめられる流体圧（アシスト油圧）
は第５５４にＰ８で示す如くに変化し、又同図に示す如
くアキュムレータ内圧ＰＡは一時ｔ工以後、ポンプ吐出
圧と共に上記動力操向に消費されて徐々に低下する。

そして、アキュムレータ内ＥＥＰムが瞬時ｔ３において
遂に４ＩＯｋｇ／ｃ−に低下して、舵取操作中にもかか
わらずポンプ６からの吐出圧がアキュムレータｌθ内に
導入されるようになると、比較器３４ｔはその結果から
出力■をＬレベルとなし、この信号を入力されるＡＮＤ
ゲート蜀の出力のもＬレベルになる。

このＬレベル信号はＯＲゲー）　Ｆ／の出力信号ＯをＬ
レベルとなして電力制御部４ｔコを非導通にし、電磁開
閉弁２１を閉じる。しかし、電磁クラッチｊ及び電磁開
閉弁１２は、信号のがその後もＨレベルを保つことから
、これによりバッテリ７からの電力供給を受は続けるた
め、ポンプ６が引続き駆動されると共に、これからの加
圧流体が電磁開閉弁１２を経てコントロールバルブ／４
１に向い、ポンプ吐出圧により上記の動力操向を継続可
能である。ところでこの間、電磁開閉弁２ぴが上述の如
く閉じられていることから、アキュムレータ内圧がＩｌ
Ｏｋｇｌ’ｍ２に低下しても、アキュムレータｌｏ内に
ポンプ吐出圧が導入されず、このポンプ吐出圧を全て動
力操向に供し得られ、舵取操作が重くなるのを防止でき
る。なお、上述の如く弁２１を閉じた瞬時ｔ３以後も、
該弁の漏れによりアキュムレータ内圧ＰＡは引続き第３
図に示す如く低下する。

瞬時ｔ２において動力操向を終えると、比較器／ｇは揉
乾トルクＴｒが規準値０．／に９−ｍ以下になることか
ら出力信号のをＬレベルに切替え、電源制御部３θを非
導通にして弁１２を閉じ、コントロールパルプ／ｌへ無
駄に流体圧が供給されるのを防止して、エネルギーの消
費を必要最小限にする。このようにＬレベルにされた信
号のはＯＲゲート３／にも供給されている。しかし、こ
の時アキュムレータ内圧ＰムがＩＩＯ’　ｌｔｇ／ｃ１
ｍ２以下であることから、比較器３ｓ及び３６の出力信
号■、■は第３図の如くＨレベル及びＬレベルとなって
おり、これらがＮＡＮＤゲート４４７　、　ｌｌｌ１の
一方の入力端子に供給される。又、ＨＡＮＤゲートａｓ
　、　＋ｅの他方の入力端子には、信号のを反転し１ｉ
ｉｊ図の如き信号の全出力するＮＯＴゲー）　ＩＮの当
該出力信号を入力されており、この出力信号のが瞬時ｔ
、でＨレベルにされることから、ＮＡＮＤゲート４！３
の出力信号■は瞬時ｔ２においてＬレベルにされ、ＮＡ
ＮＤゲー）　ｕ４Ａの出力信号■はＨレベルにされてい
る。これがため、７リツプフロツプ回路参ｔはセット端
子「及びリセッ・か端子πに夫々信号■、■を入力され
てセットされ、出力端子Ｑからの出力信号のをＨレベル
となす。このＨレベルの信号■はＯＲゲー）　３／に供
給され、同じくこのＯＲゲートに供給されている信号の
が瞬時ｔ２において上述の如くＬレベルにされても、Ｏ
Ｒゲー）　Ｊ／の出力■は第３図の如くＨレベルを保っ
て電磁クラッチｊをオンにし続け、動力操向後もポンプ
６は引続き駆動されて加圧流体を吐出する。

一方、信号のはＯＲゲー）　４１／にも供給されて、瞬
時ｔ３以後前述のようにＬレベルにしていたＯＲゲート
ダ／の出力信号■を第３図の如く瞬時ｔ、においてＨレ
ベルに切換える。これにより、弁２ダが閉から開に切換
ねり、ポンプ乙の上記駆動継続と相俟って、又弁１２が
瞬時ｔ２で上述の如くに閉じられていることから、ポン
プ吐出圧が動力操向後アキュムレータｌθに再び蓄圧さ
れ始める。これによりアキュムレータ内圧Ｐムは第３図
に示す如くに動力操向終了一時ｔ２以後再上昇し、これ
が４ＩＯｃＶ′ｃＷＩ２を越える瞬時ｔ４に比較ＷＩ３
ダが出力信号■をＨレベルにして次の作動に備える。そ
の後アキュムレータ内圧ＰＡが下限基準値ＳＯψ−を越
える瞬時ｔ５に比較器３５が出力信号■をＬレベルとな
し、これを入力されるＮＡＮＤゲートグ３が出力信号■
をＨレベルに切換えるが、アリツブフロップ回路４１．
＜　４１リセツト端子Ｂの入力信号のが未だレベル変化
しないため、相変らず出力信号のをＨレベルに保ってア
キュムレータ゛１０へのポンプ吐出圧の供給を継続する
。これによりアキュムレータ内ＥＥＰＡが上限基準値ｔ
！　ｋｇ／Ｃｌ１２を越えると、その瞬時ｔ６において
比較Ｍ３６は出力信号■をＨレベルになし、これでＮＡ
ＮＤゲート参りの出力信号、即ち７リツプフロツプ回路
ダ６のリセット入力がＬレベルに切換わることから、フ
リツプフロツプ回路％はリセットされてその出力信号の
をＬレベルに切換える。

これがため、該信号のを入力されるＯＲゲートＪ／。

４Ｉｔは出力信号の、■をＬレベルにし、電磁クラッチ
ｊをオフにしてポンプ６を駆動停止させると共に、弁２
１を閉じてアキュムレータ１０内にアキュムレータ圧を
封じ込める。

かかる状態で次の動力操向に備えることができ、次の舵
取操作で上述したと同様に軽快な動力操向を行なうこと
ができるが、この状態以後舵取操作を行なわない直進走
行を行なう場合も、アキュムレータ内圧ＰＡは閉状態の
弁λ’ｌ　＊　／２を経て漏洩し、第５図に示す如くに
徐々に低下する。そして、アキュムレータ圧Ｐ□が下限
基準値！Ｏｋｇ／ｃｍ２に低下する騎時ｔ７においては
、比較器３ｊが出力信号■をＬレベルに切換えるため、
ＮＡＮＤゲー）　４４７が該信号とこの時Ｌレベルの信
号のとのＮＡＮＤをとり、出力信号■をＬレベルに切換
える。これがため、フリツプフロツプ回路弘６はセット
されて出力信号のをＬレベルに切換え、この信号を受け
るＯＲアゲ−Ｊ／　、　４（／が出力信号■、■をＬレ
ベルにしてポンプ６を再起動させると同時に弁２１を開
く。かくて、ポンプ吐出圧がアキュムレータｌθ内に供
給され始め、アキュムレータ内圧ＰＡは第５図に示す如
くに上昇する。これによりアキュムレータ内圧ＰＡ力壬
限基準値、４ｊ　Ｉｃｇ／ｃ−を越える一時ｔ８におい
て比較器３６が出力信号■をＬレベルに切換えるため、
ＨＡＮＤ　ケ−）　ｕ４Ｉが［ｉ号とこの時Ｌレベルの
信号のとのＮＡＮＤをとる結果、出力信号■をＬレベル
に１７７換える。これがため、フリツプフロツプ回路１
６はリセットさ口て出力信号■をＬレベルに切換え、こ
の信号を受けるＯＲアゲ−Ｊ／　、　ｐ／ハ、他の人力
信号レベルも前述した処から明らかなようにＬレベルで
あることから、出力信号■、■をＬレベルにしてポンプ
ｔを停止すると共に弁２グを閉じる。

かかる作用の繰返しをこより、アキュムレータ内圧ＰＡ
　ハＭ　ＩＩ　Ｍｌ　５０　ｋｇ／Ｃｒ１１”　〜６！
ｋｙ／ｃ＋ｒ、２の範囲に常時保たれるが、該規準値に
幅を持たせであるため、弁／２　、２４！の漏洩による
アキュムレータ内圧の低下分を補足する目的から行なう
べき、ポンプ乙の駆動。

停止と、弁２４＋の開閉とを頻繁に行なう必要がなくな
り、省エネレギー効果を確実に達成できると某に、部品
の耐久性を向上させることができる。

カくシて本発明パワーステアリングはアキュムレータ１
０のポンプ吐出圧供給路λ３中に開閉弁２１を設け、舵
取操作中これによるアキュムレータ内圧の消費でこれが
規定値に□低下すると、上記の弁２１を閉じておくよう
構成したから、動力操向中アキュムレータ内圧が大きく
低下しても、アキュムレータｌＯ内にポンプ吐出圧が導
ひかれて、コントロールパルプ／Ｆに向う流体圧が不足
し、操舵力が重くなお、ような不都合を回避できる。

第を図は本発明パワーステアリングの他の例を示し、本
例では比較器／ｌの出力信号のを前述した例のようにそ
のまま制８１信号として使用せず、単安定マルチバイブ
レータ弘７に入力し、これからの出力信号の′を制御信
号として使用するよう構成する。この場合、左右交互の
操舵を繰返し行なうことで操舵トルクＴｒが第７図に示
す如く複数の山を連続して生ずるよう変化しても、信号
■の立上がりに同期して生ずる出力信号の′の継続時間
τを適切に設定することで、　　　　　　ｒ−−操舵ト
ルクＴｒの山が連続し て生ずる限り信号の′をＬレベルに保つことができる。

従って、本例パワーステアリングは上述した作用効果に
附加して、操舵方向を切換える度に弁１２が開閉された
り、電磁クラッチｊがオン、オフを繰返してポンプ乙の
駆動、非駆動を繰返した弧弁２１が開閉を繰返すような
煩雑な動作をなくせ、構成部品の耐久性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は従来型パワーステアリングのシステム図
、第１図（ｂ）は同じくその電子制御回路図、第２図は
動力操向中におけるアキュムレータ内圧とポンプ吐出圧
との関係線図、第３図は本発明パワーステアリングのシ
ステム図、第参図は同じくその電子制御回路図、第５図
は同制御回路の動作タイムチャート、第６図は本発明の
他の例を示す電子制御回路の部分図、第７図＆６・同制
御回路の動作タイムチャートである。 ｌ・・・エンジン、２・・・クランクプーリ、３・・・
Ｖペル）　、４（−６，ポンププーリ、！・・、電磁ク
ラッチ、ｔ・・・ポンプ、７・・・バッテリ、９・・・
チェックパルプ、／θ・・・７−＋ユムレータ、ｌλ・
・・電磁開閉弁、／ｌ・・・コントロールパルプ、／Ｓ
・・・トルクセンサ、／４・・・ステアリングホイール
、ｎ・・・流体圧供給通路、ｎ・・・アキュムレータの
ポンプ吐出圧供給路、２０・・・電磁開閉弁、Ｂ・・・
田カセンサ、Ｕ・・・流量調整弁、１・・・制御回路、
Ｉ・・・操舵トルク信号、Ｊ・・・アキュムレータ内圧
信号。 特許出願人　　日頑自動車株式金社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１ＪＯ圧流体を吐出するポンプと、該ポンプからの吐
   出圧を蓄圧するアキュふレータとを具え、該アキュムレ
   ータの内圧を前記ポンプの駆動、非駆動により規定値に
   保ち、舵取操作時操舵信号に応動して開く弁を経て前記
   ポンプ及びアキュムレータがらの加圧流体をコントロー
   ルパルプに供給すると共に、この舵取操作に応動する該
   コントロールパルプにより流体圧をパワーシリンダ室の
   一方に導入して舵取操作時のパワーアシストを行なうよ
   うにしたパワーステアリングにおいて、前記アキュムレ
   ータのポンプ吐出圧供給路中にこれを速動し得るよう挿
   入した開閉弁と、前記アキュムレータの内圧を検出して
   アキュムレータ内圧信号を出力する圧力センサと、前記
   操舵信号及びアキュムレータ内圧信号に応じ前記開閉弁
   を開閉する制御回路とを設け、舵取操作中７キユムレー
   タ内圧の使用でこれがアキュムレータ内へのポンプ吐出
   圧の流入を許容するような低い値になる間前記開閉弁を
   閉じておくよう前記制御回路を構成したことを特徴とす
   るパワーステアリング。 ２、、　　前記制御回路は前記操舵信号を操舵操作の消
   失後も一定時゛間保持しておくものである特許請求の範
   囲第１項記載のパワーステアリング０