JPS5893668A - 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】 本発明鉱油圧力によりハンドル操作力ｔ−軽減する自動
車のパワーステアリング装置に関する。

通常の／やワーステアリング装置線、ハンドルに連結す
る入力軸の回転を機械的に検知して切換わるコントロー
ルパルプｔ％ち、こｏコ／）Ｏ−にパルプの切換動作に
よシ入力軸の先端に配設されたノ臂ワーシリンダに選択
的に圧油を供給して、ステアリングリンク金倉して車輪
の向き全入力軸の回転に比例して転向するようになって
いる。

とくに自動車の・ｆワーステアリング装置では。

安全性を確保するために、油圧系の故障で油圧アシスト
力が得られなくても操縦操作が可能なように、ノヤワー
シリンダのピストンに対して入力軸の先端がゴール・ス
クリュアッセンブリを介して機械的に連系している。

ところで、入力軸の回転によってこのノ４ワーシリンダ
に送シ込む圧油の方向を制御するコントロールパルプは
、入力軸の動°きとともに実際の出力側のピストンの動
きにも連動し、フィードバック制御されるようになって
いるため、その設置に社著しく制約を受け、通常はノ臂
ワーシリノダに対する入力軸の連結部分などに限定され
て配置されている。また、このような機械的なフィード
／４ツク制御を行うために、コントロールパルプの構造
抹極めて複雑となり、とくに走行速度に応じて変化する
車輪の接地抵抗に対応して油圧力ｔ−制御し、常に最適
な操縦力を得るようにし九速度感応型のパワーステアリ
ング装置では、コントロールパルプの構造はなお一層緻
密化せざるを得す、これらのため、整備性、保安性が悪
く、高価にもなるという欠点があった。

他方、Ｓ々の運転条件に応じて最適な操縦力が得られる
ように制御することは、自動車の快適性。

安全性の追求の観点から今後よシ強く要請されるところ
でＴｏ夛、そこでマイクロコンピュータを利用して弗ら
ゆる運転条件下で常に最適な操縦力を得られるようにし
たノ々ワーステアリング装置が本出願人により、特願昭
５６−１９１９６号として提案されている。

これを第１図にもとづいて説明すると、ノ）ンＶルｌ′
に連結した入力軸２は、油圧アクチュエータとしてのノ
母ワーシリ／グ３のピストン４に連系する。

この場合、ピストン４は入力軸２と図示しない？−ル・
スク、リュアツセンブリを介して連系するのでＩｎ、入
力軸２０回転方向と速度に応じてピストン４はシリンダ
３の内部で滑動する。

ピストン４の側面には２ツク５が設けて６４）、この２
ツク５にセクターギヤ６が噛み合い、ピストン４の移動
に伴いセクターギヤ６に連動するピットｉンアー五７を
介して図示しないステアリングリンクを駆動するように
なっている。

入力軸２０入力回転に−よシピストン４が移動するが、
この移動を油圧力でアシストするため、ピストン４の両
面に隔成された油室８人と８Ｂに、ＰＳコントロールパ
ルプ９によりポンプＰから圧油が選択的に制御されて供
給されるのでおる二このコントロールパルプ９は、入力
軸２０回転方向及び回転力めるい線回転速度が入力する
とともに出力側の操縦負荷がフィードバックされるマイ
クロコンピュータ１０によって動作が制御される電磁式
パルプである。

ここで１１は入力軸２に取シ付けられた四−ドセンサで
、入力軸２の捩〕を検出することによル回転力及び回転
方向を検出するストレンｒ−ジなとで構成する。１２［
同じく入力軸２０回転速度を検出するための磁気ピック
アップである。

そして、これらの検、比信号は、それぞれ増幅。

信号波形処理機能をもつ入力インター７エース１４に、
　介して、マイクロコンピュータｌＯの演算制御部１５
に入力する。

演算制御部（ＣＰＵ）１Ｍはこれらの入力にもとづいて
演算を行い、予め運転条件に対応しての最適値′を記憶
しである記憶部（ＲＯＭ）１６からの記憶値を選び出し
、出力インターフェース１７を介して前記コントロール
パルｆ９に出力する。

コントは一ルパルプ９はソレノイドパルプで構成されて
いて、入力信号にもとづいて切換方向及び切換量が制御
され、パワーシリンダ３の左右の油室８Ａと８Ｂに送）
込む圧油の量を制御する。

ハンドル１を操作して入力軸２奮いずれかの方向に回転
させる場合、入力軸２に１１４７−シリンダ３のピスト
ン４Ｋかかる操縦負荷に比例した反力が発生するため、
これがハンドル操作力として運転者に伝達されようとす
るのであるが、この操作力（回転力と回転方向）を、入
力軸２に取り付ケタロードセンサ１１が感知し、また同
時に入力回転速度をビックアラｆ１２が検出し、これら
がマイクロコンピュータ１０に入力する。

記憶部１６には予め入力信号に対応しての最適値が設定
しであるので、演算制御部１５がこれを読み出して出力
インターフェース１７で所定の信号波形処理、増幅を施
して、コントウールパルプ９に入力する。

したがって、：ｙントμｍルパルプ９はノＳ／ドル操作
力の大事さと方向に比例して、必要量の圧油をパワーシ
リンダ３０油室８Ａ又ｆｉ８Ｂに送）込む（このときい
ずれか他方の油室８Ａ、８Ｂ社タンクＴ側へ接続される
。）この場合、車速か低く車輪の換向抵抗の大きいとき
は、ロードセンサ１１は入力、軸２の捩シ角が−大きい
ことを検出するので、パワーシリンダ３に供給される油
圧を高めるし、またハンドル、回転速度の速いときは、
これに対応して圧油の送油量を増大させるようにコント
ロールパルプ９、の切換量が大きくなるように、マイク
ロコンピュータ１０は出力値を制御する。

この結果、入力軸２によシピストン４を移動させようと
する操作は、操作負荷に対応しての油室８Ａまたは８Ｂ
の油圧力のアシストを受けるので、ハンドル操作は適切
な操作感覚を伴いながら軽快に行うことができる。

一方、ハンドル１を固定すると、その時点で入力軸２ｔ
−操作負荷に応じて捩ろうとする反力が減少スるため、
ロードセンサ１１の出力値が小さくナシ、コント・ロー
ルパルプ９はこれに応じて中立位置へとマイクロコンピ
ュータ１０ｔ−介して復帰させられ、これによジノ臂ワ
ーシリンダ３に対する圧油の供給−４１止められる。

つまり、フィード・電ツク入力も同時に得ることができ
、入力軸２が停止した時点でノ９ワーシリンダ３も作動
を停止し、車輪をその切換角度にホールドするのである
。

ところで、このノ９ワーステアリング装置では、ＰＳコ
ントロールパルプ９が独立して存在しているため、仮に
作動油中のゴミ等により、中立状態への復帰がスムーズ
に行われなかったりすると、ハンドルは中立位置へ戻し
ているにもかかわらず、パワーシリンダ３に圧油が供給
されるという、非常に危険な状態が生じる。

本発明はこのような問題を解決する、すなわちハンドル
中立位置では電磁式ＰＳコントロ；ルパルプを強制的に
中立位置へ戻すことを目的とする。

、本発明は、ハンドル中立位置信号か入力しているとき
に、ＰＳコントロールパルプがいｆｔＬか一方向に切り
換わっている場合に、パルプスプールの端部に高圧を導
いて中立位置へと強制的に復帰させるものである。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第２図において、電磁式Ｐｓコントロールバルブ９は、
パルプがディ２ｏにスプール２１が摺動自由に収装され
、ス“プール２１の端部にはソレノイ）”２２０１ＫＩ
Ｍ’ッＩ’２Ｂが連結し、これにょルスプール２１を左
右に切換作動させる。

パルプがディ２ｏには油圧４ング側の高圧４−トＰと、
これを挾んでリザーバ側の２つの低圧ポー）Ｔと、これ
らの間に位置してノヤヮーシリンダ３の油室８Ａ、８Ｂ
Ｋ接続する作動ポートＡ、Ｂとが形成され、スノ丁ル２
１に形成した３つの２″ンド０１Ｃｓ　−Ｃｓにょシ、
図の中立位置では、高圧ポートＰからの作動、油を低圧
ポートＴへとリターンし、スプール２１が右方向へ切換
ゎったときは、高圧ポートＰからの圧油を作動、ｊ？−
）Ａへ（このとき作動ポートＢは低圧ポートＴと接続）
。

また逆にスプー゛ル２１が左方へ切換ゎったときは、高
圧ポートＰの圧油を作動ポー）Ｂへ（作動ボート人は低
圧ポートＴと接続−）それぞれ送シ込む。

スプール２１の両端に位置して中立リターンスプリング
２４と２５が介設されたスプリング室訪と２７が形成さ
れる。

このスプリング室２６．２７はそれぞれスプール２１の
周囲からリークなどにょシ低圧側へと連通し、スプール
２１の左右への変位を妨げることはない。

ところで左方のスプリング室２６は作動？−トＢと圧力
通路２９を介して連通し、同様に右方のスプリング室２
７は作動？−トＡと通路３ｏを介して連通し、それぞれ
その途中には常閉の電磁弁３１と３２が介装される。

前記ソレノイド２２は２つのコイル３３Ａと３３Ｂをも
ちマイクロコンピュータ１０（第１図参照）からの励磁
電流が囲路３４Ａと３４Ｂを介して供給され１例えばコ
イル３３Ａが励磁されるとスプール２１は左へ変位し、
コイル３３Ｂが励磁されると同じく右へ変位する。

一方、ルノイド２２の動きを検出するパルプ位置センサ
３５が設けられ、この検出信号がＡＮＤ回路３７に入力
する。

なお、パルプ位置センサ３５はパルプ中立位置以外のと
きにハイレベルの信号５１”を出力し、中立位置では出
力が四−レベル１０”に切換゛わる。

マイクロコンピュータｌＯからの信号回路３４Ａ。

３４ＢＯ両出力ｔｉＯＲ回路３Ｂに取）出され、インバ
ータ３９を介してＡＮＤ回路３７に入力される。ソレノ
イドコイル３３Ａ−またｔｉ３３Ｂにステアリング信号
が入っているときは、回路３４Ａまたは３４Ｂの出力は
ハイレベル＠１１となり、ハンドル中立位置ではローレ
ベル１０″になる。

し次がって、ＡＮＤ回路３７紘１両入力信号が共に“１
”のとき、すなわち、パルプスツール２１がいずれか一
方に切換わっていて、かつソレノイド２２．にはステア
リング信号が入っていないときのみ、その出力がハイレ
ベル゛＠１７１に切換わ９、増巾器４０を介して前記電
磁弁３１と３２１−励磁して開弁させるようになってい
る。

以上したがって、マイクロコンピュータ１０からのステ
アリング信号が、ソレノイド２２のいずれか一方のコ４
ル、例えば３３ムに入力すると、これにもとづいてスプ
ール２１が左方へ移動し、ノ４ワーシリンダ３に圧油が
送シ込まれてハンドル操作をノクワーアシストする。

この場合、パルプ位置センサ３５紘スプール２１の変位
を検出してＡＮＤ回節３７へ１１１を出力するが、回路
・３４Ａの出力が１１′のためインバータ３９によ、り
ＡＮＤ回路３７の他方の入力は１０ｍとなシ、したがっ
て、ＡＮＤ回路３７はローレベルの出力のままで電磁弁
３１．３２は非励磁となる。

このようなステアリング状態からハンドルを戻してステ
アリング信号が中立信号に切換わったときに、ソレノイ
ド２２の励磁が解けたにもかかわらず、スツール２１が
例えば油中のゴミなどにより戻）不良を起こしたとする
と、ＯＲ回路３８に入力するステアリング信号が０ｍの
ため、インバータ３９がこれを反転して、これによｊｊ
）ＡＮＤ回路３７はパルプ位置センｔ３５の出力も＠１
ｍであることから、電磁弁３１と３２に励磁信号を出力
する。

この結果、電磁弁３１．３２が開き、スプール２１０両
端のスプリング室２６と２７は、それぞれ作動ポートＢ
とＡに連通する。

スツール２１が左方位置に戻シネａｔ起こすと、作動ポ
ー）Ｂは依然として高圧状態のため、この圧力が左方の
スゲリング室２６に作用し、スプール２１を右方に向け
１し戻すのである。このとき。

右方のスプリング室２７は低圧の作動ポートＡに連通し
ており、スプール２１の戻り作用を妨げることはない。

またこの逆にスプール２１が右方位置にあって戻り不良
を起こしたとｌし右方のスプリング室２７と連通する作
動ポー）Ａが高圧となっているため、スツール２１を左
方へと押し戻すことができる。

このようにして、スプール２１が変位したままで戻シネ
良を起こしたときは、油圧力を利用してスツール２１−
１−中立状態に強制的に復帰させられるのでメジ、この
油圧力はスプール２１が中立位置へ戻ると自動的に消滅
するので、仮にパルプ位置センサ３５が中立復帰をすば
やく検出できすに電磁弁３１．３２が開い九ままでも、
スツール２１の中立位置で保持されるので、スツール２
１がそのまま反対側へ切換わ′るような不都合は発生し
ない。

また１両ｔａ弁３１．３２會同時に開弁しても、スツー
ル２１を戻し側に働くスゲリング室にのみ高圧が必らず
供給されるので、誤作動を起こす心配はない。

なお、この実施例で線、ソレノイド２２に２つのコイル
２３Ａ、２３Ｂを設けて両効きのものとしたが、スプー
ル２１０両端にそれぞれソレノイドを配置して、かつパ
ルプ位置センサも２つ設け、戻シネ良時にスツール２１
１ｃ押し戻す側のスプリング室の電磁弁のみを開弁させ
るようにしてもよいことは、勿論である。また、ＰＳコ
ントロールパルプ９の制御は必らずマイクロコンピュー
タによるというものではなく、要はステアリング操作を
感知して信号を出力する制御回路を備えていればよい。

以上のように本発明によれば、スプールの戻り不良時に
、スプール端部に油圧を作用させ、強制的に中立位置へ
と復帰させることができ、ハンドル中立位置にもかかわ
らず、コントロールパルプが切挾わったままでノ臂ワー
シリンダ圧油が供給される１という危険を確実に防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略構成図、第２図は本発明の要部
を示す構成図である。 ２・・・入力軸、３・・りぐワーシリンダ、９・・・Ｐ
Ｓコントロールパルプ、１０・・・ｉイクｐコンピュー
タ。 １１・・・ロードセンサ、２１・・・スプール、２２・
・・ンレノイド、２３Ａ、２３Ｂ・・・コイル、２６，
２７、・・スプリング室、２９．３０・・・油通路、３
１．３２・・・電磁弁、３５・・・パルプ位置センサ、
３７・・・ＡＮＤ回路、３８・・・ＯＲ回路。 特許出願人　　萱場工業株式会社 １′： 代理人　弁理士　　　後　　藤　　政　　喜゛、；５゜
しｋ・シ 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハンドルに結ばれた入力軸の負荷及び回転方向を検出す
   る手段と、この検出値にもとづいてステアリング信号を
   出力す゛る制御回路と、この制御回路からの信号で切換
   動作して操舵系の一油圧アクチュエータに選択的に゛圧
   油を供給する電磁コントロールバルブとからなるパワー
   ステアリング装置におい七、−前記コントロールパルプ
   が切換位置にあることを検出する手段と、前記ステアリ
   ング信号を検出する手段と、コントロールパルプのスプ
   ールの両端にそれぞれコントロールパルプの作動ポート
   がちの圧油を導く通路と、内通路にそれぞれ介装した電
   磁弁と、前記ステアリング信号が中立位置にｂるにもか
   かわらず、パルプスゾールが中立位置にないときにｔａ
   弁を開きスプール端部に圧油を導いて中立位置へと戻さ
   せる制御手段とを備えたこと全特徴とするノ臂ワーステ
   アリング装置。