JPS611579A - 動力操舵装置 - 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 本発明は自動車等の車両圧用いられる動力操舵装置に関
し、とりわけ、フエールセーフ機能およびセルフセンタ
リング機能が設けられるようになった動力操舵装置に関
する。

従来の技術 従来、自動車等の車両には液圧又は電気駆動等によｐ操
舵補助力が得られるようになった動力操舵装置が多用さ
れているが、近年、この動力操舵装置にセルフセンタ９
７７機能を設けるようにしたものが提案されている。即
ち、このセル７セ／タリング機能とは、たとえば車庫入
れ後停車し九場合、操舵輪が操舵された状態となってい
るときに、前記動力操舵装置を用いて自動的に操舵輪を
直進状態に戻すようにしたもので、たとえば、％願昭５
８−９２８８７号に示されている。この特ａ昭５８−９
２８８７号に示されたセルフセンタリング機構は第４図
に示すように、流体圧ポンプ１から吐出される作動流体
を、ステアリング操作に応動するコントロールバルブ２
を介して、２つの流体王室３ｍ、３ｂを有するパワーシ
リンダ３に供給しつつ前記流体圧ボンダｌに戻し、ステ
アリング操作時に、前記コントロールバルブ２の作動を
介して前記作動流体を前記パワーシリンダ３の一部の流
体圧室に供給し且つ他方の流体圧室から一部の流体圧力
を排出してパワーシリ／ダ３′Ｊ！ｆ−駆動させてパワ
ーアシストを行なうパワーステアリフグ装置において、
前記流体圧ポンプｌと前記コントロールバルブ２との間
に、前記作動流体の流量を調節する流量制御手段４を設
け、この流量制御手段４の上流側を分岐させてこの分岐
路５Ｋ。

作動流体の流れの方向を切り換える方向切換手段６を設
け、この方向切換手段６の下流側を、前記パワーシリン
ダ３の２つの流体王室３ｍ、３ｂと前記流体圧ボンダｌ
の吸込側とにそれぞれ個別に接続すると共に、両流体王
室３ｍ、３ｂと前記コントロールバルブ２との間に、パ
ワーシリンダ３からコントロールバルブ２に向かり作動
流体の流れ金主める逆止弁７，７１を各般け、さらに、
ステア１Ｊ／グ操作時の、操舵力の大きさに応じ比検出
出力を発生する操舵力検出手段８と、操舵角の大きさに
応じた検出出力を発生する操舵角検出手段９と金設け、
雨検出手段８．９からの出力信号に応じて前記流量制御
手段４の絞り開度及び前記方向切換手段６の切シ換え作
動とを制御する制御装置１０を設けることによシ構成し
である。また。

かかる動力操舵装置にあっては制御ｌｌ系統の故障によ
って流量制御手段４および方向切換手段６が誤作動され
る場合のフエールセーフ機能が、各制御手段４，６のソ
レノイド５ＯＬＩ　、５ＯＬ２　、ＳＯＩ、３をＯＦＦ
することによって行なわれるようになっている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる従来のセルフセンタリング機構を
備え次動力操舵装置にあっては、骸セル７センタリング
機構を構成する流量制御手段４１方向切換手段６および
逆止弁７，７ａ等の機能部品を一般に用いられる動力操
舵装置に付加する必要があり、全体の装置自体が複雑に
なって大幅なコストアンプを余儀なくされてしｔ５．ま
九、フエールセーフ機能が電気的に行なわれるため、そ
の誤作動防止のための制御が複雑になってしまうという
問題点があった。

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされ次ものであ
って５機械的忙フェールセーフ機能が行なわれるコント
ロールバルブの駆動機構に、セル７セ７タリンク信号ヲ
入力してコントロールバルブを作動することにより、余
分な機能部品の付加を伴うことなく簡単な機造でセルフ
センタリングを行なりことができる動力操舵装置を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は、１１Ｌ磁力又は
流体圧等の駆動機構を介して作動されるコントロールバ
ルブｋ　（ｆｆ　エｈ　このコントロールバルブがステ
アリング系中の操舵負荷に応じて移動する負荷検出機構
に連動してフェニルセーフ機能を持つようにした動力操
舵装置において、前記駆動機構に駆動信号を出力する制
御手段に、車速検出部。

操舵力検出部および転舵角検出部からの各信号を入力し
、停車状態で操舵力が無の条件下に前記駆動機構を駆動
してコントロールバルブを作動し。

ステアリングを直進状態にするセルフセンクリング手段
を設けることによシ構成しである。

作用 以上の構成により本発明の動力操舵装置の作用は、既設
されたコントロールバルブの駆動機構に、車速検出部、
操舵力検出部、転舵角検出部の各信号に基づいて制御手
段からセル７セ／タリ／グのための信号が送られること
により、前記コントロールバルブが作動され、操舵輪を
自動的に直進状態にする。また、前記コントロールノ（
ルプは駆動機構以外にステアリング系中の負荷検出機構
に機械的に連動され、前記駆動機構を駆動するための制
御機構が故障した場合にあっても、前記負荷検出機構を
介してコントロールバルブが機械的に作動され、フエー
ルセーフ機能を行なりことができるようになっている。

実施列 以下１本発明の実施列を図に基づいて詳細に説明する。

即ち、第１図は本発明の一実施例を示す動力操舵装置１
００の要部を示し、１１０はセレーション１１１を介し
ステアリングシャ７　）　１０１に連結されるスタブシ
ャ７ト、１２０はラック軸１０２に噛合されるピニオン
ギヤ１２１が形成されたビニオンシャフトで、該ビニオ
ンシャ７　）　１２０の図中右端部はスタブシャ；ｙ　
）　１１００図中左端部に形成された中心穴１１２内に
相対回転可能に嵌合されている。また。

前記スタブシャ７　）　１１０の中心軸上には貫通孔１
１３が形成されると共に、前記ビニオンシャ７　）　１
２０には該貫通孔１１３に連続して凹孔１２２が形成さ
れている。そして、これら貫通孔１１３１凹孔１２２内
ＶＣ）　−Ｖ　Ｅン／＜−１０３カ挿入すレ、このトー
ション／＜−１０３の一端部（図中右端部）がビン１０
３ｓ１を介してスタブシャ７　ｈ　１１０に装着される
と共に。

前記トーションバー１０３の他端部（図中左端部）がビ
ン１０３ｂを介してビニオンシャ７　）　１２０に装着
されている。１３０は前記ラック軸１０２．ピニオンギ
ヤ１２１を支持するギヤハウジングで、このギヤハウジ
ング１３０内に前記スタブシャ、ｙ　ト１１０　。

ビニオンシャ７　）　１２０が挿入され、これら両シャ
フト１１０　、１２０はベアリング１０４　、　’１０
４ａ　、　１０４ｂによって回転自在に支持されている
。１０５は前記ラック＄１１１０２の噛合部分反対側を
押圧保持するリテーナで、ギヤハウジング１３０　Ｋ螺
着されたプラグ１０５ａとの間に縮設されたスプリング
１０５ｂによって付勢されている。

ところで、前記ギヤハウジング１３０の外側（図中上側
）には、前記スタブシャ７　）　１１０　、ビニオンシ
ャフト１２０と平行にコントロールバルブ１４０が設け
られている。このコントロールバルブ１４０はギヤハウ
ジング１３０と一体に形成されたバルブハウジング１４
１と、このバルブノ・ウジフグ１４１内に摺動可能に嵌
装されるスプール１４２とによって概略構成されている
。そして、前記バルブノ１ウジング１４１の一端部（図
中左端部）には駆動機構としてのソレノイド１５０が設
けられ、このソレノイド１５０の中心部に挿入されたプ
ランジャ１５１　Ｋ前記スプール１４２の一端部が連結
されている。従って、スプール１４２は前記ソレノイド
１５０の磁力変化によって移動量が制御されるようにな
っている。

また、前記スプール１４２の両湘部には夫々スプリング
１４３　、１４３ｍが設けられ、前記ソレノイド１５０
が消磁された状態でスプール１４２は図示する中立位置
に設定されるようＫなっている。

前記コントロールバルブ１４０には、定流量型ノオイル
ボンプ１６０から吸い上げられた作動油が、通路１６１
を介してメインボートＭから導入されるト共に、該コン
トロールバルブ１４０の左、右ボートＬ、Ｒが通路１６
２　、１６３を介してパワーシリンダ１６４の左、右シ
リンダ室１’６４ｍ　、　１６４ｂ　Ｖｃ連通されてい
る。尚、ＤＬ、ＤＲはドレンボートで、ドレン通路１６
５を介してリザーバタ／り１６６に接続されている。そ
して、スプール１４２の左右移動によって、左、右ボー
トＬ、Ｒが切換えられると共に、該スプール１４２の移
動量によって油圧制御され、この制御油圧がパワーシリ
ンダ１６４の左、右シリンダ室１６４ｍ　、　１６４ｂ
の一部に供給されると共に他方からドレンされることに
よｔ）、　　ピスト／１６４Ｃと共にランク軸１０２が
軸方向移動し操舵補助力が得られるようになっている。

ところで、前記コントロールバルブ１４０のスプール１
４２は前記ソレノイド１５０によって作動されるが、こ
のソレノイド１５０以外にもステアリング系中に設けら
れた負荷検出機構１７０に礪械的に連結されている。即
ち、この負荷検出機構１７０は。

第２図にも示すようにヌタブシャン）　１１０とビニオ
ンシヤフト１２０の嵌合された重合部分の該ビニオンシ
ャフ）　１２０外周に、軸方向に延びる直線溝１７１を
形成すると共に、この直線溝１７１の形成位置に対応し
て前記スタブシャフト１１０の中心穴１１２外周を切欠
くことによって綿線溝１７２を形成し。

かつ、前記重合部分外周にスリーブ１７３を嵌合し、こ
のスリーブ１７３内周に形成された周溝１７４と前記直
線溝１７１．綿線溝１７２内にボール１７５を嵌合係止
することによって構成されている。尚、前記綿線溝１７
２の傾斜方向および傾斜角度は前記スプール１４２の移
動方向および移動量に応じて決定される。１７６は前記
スリーブ１７３を一方向に付勢するスプリングである。

従って、前記負荷検出機構１７０は、操舵時に発生する
負荷でトーションバー１０３が捩られ、スタブシャフト
１１０とビニオンシャ７　）　１２０間に相対回転差が
生ずると、ボール１′７５は直線溝１７１によって回転
規制されつつ綿線溝１７２に沿って移動するため、結果
的に該ボール１７５は軸方向に移動される。このため、
該ボール１７５に周溝１７４で係止されたスリーブ１７
３は、このボール１７５に伴って軸方向移動され、この
移動量はスタブシャ：ｙ　）　１１０　、ビニオンシャ
７　）　１２０間の相対回転量、つｔｐ操舵負荷の大き
さに比例した量となる。そして、該スリーブ１７３の外
周に形成した凹部１７７に連結ビン１７８が嵌合され、
この連結ビン１７８がギヤハウジング１３０に形成され
た貫通孔１３１を貫通してスプール１４２の取付孔１４
４に挿入されている６該貫通孔１３１は連結ビ／１７８
の軸方向移動が許容されるように長孔状に形成され、ま
た、前記連結ビン１７８と前記取付孔１４４の軸方向両
端との間には、ソレノイド１５０を介して駆動されるス
プール１４２の移動を防害しない程度の間隙δが設けら
れている。従って、ソレノイド１５０を駆動するための
電気系統が故障した場合にあっても、前記連結ビン１７
８が間隙δ分だけ移動して取付孔ｉ４４内周に当接する
ことによって、スプール１４２を前記負荷検出機構１７
０で移動することができ、フェールセーフ機能が発揮さ
れるようになっている。

ところで、前記ソレノイド１５０には制御手段１（資）
からの出力信号、つまり電極変換を伴う制御電流直が入
力されている。この出力信号は制御手段１８０に入力さ
れる車速検出部１８１がらの車速信号、操舵力検出部１
８２からの操舵力信号等に基づいて制御され、電極の変
化によってスプール１４２の中立位置からの移動方向つ
まり油圧を供給する左、右シリンダ室１７１　、１７２
の選択を行な偽、電流直変化ニヨってスプール１４２の
移動量っまシアクスト油圧が制御されるようになってい
る。

ここで１本実施例にあっては前記ステアリングシャ７　
）　１０１に前記操舵力検出部１８２以外に操舵角検出
部１８３を設け、この操舵角検出部１８３からの操舵角
信号を前記制御手段１８０に入力してある。

そして、この制御手段１８０内にセル７センタリング手
段２００を組み込み、該制御手段１８０からソレノイド
１５０に通常の駆動信号を出力する以外に、前記車速信
号、操舵力信号、操舵角信号ＶＣ基づいてセルフセンタ
リング慴号を出力するようにしである。即ち、前記セル
フセンタリング手段２００は第３図に示すようにプロセ
ス入出力装置２０１と、演算処理装置２０２と記憶装置
２０３とを備えている。

プロセス入出力装置２０１には、車速信号、操舵力信号
および操舵角信号が入力されると共に、操舵力設定部２
０４からの基準直信号と操舵角検出部訪からの基準信号
とがそれぞれ予め設定された所定の電圧肱とじて入力さ
れる。また、プロセス入出力装Ｒ２０１はＡ／Ｄ変換器
を有し、夫々の入力信号をデジタル直に変換して順次演
算処理装置２０２に送出する。該演算処理装置２０２は
、記憶装置２０３に予め記憶されたプログラムに従って
作動され。

操舵力検出部１８２からの電圧信号と操舵力設定部２０
４からの電圧信号とを比較すると共に、操舵角検出部１
８３からの電圧信号と操舵角設定部２０５からの電圧信
号とを比較して、操舵力が所定範囲内の呟でらるか否か
および所定値より大きいか否かと、操舵角が零か否かお
よび零でないときには所定角度より大きいか否かとな判
定する。そして、演算処理装置２０２は５判定の結果に
基づいて、車速か零であるときにコントロールバルブ１
４０のソレノイド１５０　Ｋセルフセンタリング信号全
前記プロセス入出力装置２０１を介して出力するように
なっている。即ち、このセルフセンタリング手段は、車
速信号により停車状態を読み取り、次に、操舵力信号に
より操舵トルクが作用していない事および操舵角信号に
よシフテアリングホイール１０６が転舵されている事（
操舵輪が回動されている事ンを読み取り、これらの諸条
件下でコントロールバルブ１４０によってステアリング
ホイール１０６が中立状態、つま９操舵輪が直進状態に
なるよりにソレノイド１５０を駆動するようになってい
る。

以上の構成により、本実施例の動力操舵装置１００は、
ソレノイド１５０駆動されるスプール１４２が。

更に負荷検出機構１７０に機械的に連結されることによ
って７工−ルセーフ機能が発揮されるようになってお９
、また、前記ソレノイド１５０にセル７セ／ｊＲす７７
手段２００からセル７セノタリ／グ信号が出力されるこ
とにより、他の部品を付加することなくセル７センタリ
ング機能を行なうことができる。即ち、車速および操舵
力が無の状態、たとえば車庫入れ後停車し、ステアリン
グホイール１０６から手を離した時に、操舵輪が回動状
態にある場合、これを前記セルフセンタリング手段２０
０で読み取ってソレノイド１５０を駆動し、スプール１
４２を作動する。このスプール１４２の移動方向は。

回動された操舵輪がパワーシリンダ１６４を介して直進
状態に矯正されるよりに設定されている。つまり、たと
えば操舵輪が左側に回動じているときは、スプール１４
２を図中左側に移動し、メインボートＭから導入された
作動油を右ボートＲから右シリンダ室１６４ｂに供給し
て、ランク軸１０２を左方に移動するようになっている
。尚、これに対し操舵輪が逆に回動されているときは前
記スプール１４２が逆に作動される。

ところで、このようにセルフセンタリング信号によりス
プール１４２を移動するときには、該スプール１４２と
負荷検出機構１７０の連結ピン１７８との開に間隙δが
設けられているので、スプール１４２の移動が可能とな
ジ、パワーシリンダ１６４のシリ／ダ室１６４ａ　、　
１６４ｂの一方への油圧供給が可能となる。そして、こ
のようにパワーシリンダ１６４　Ｋ発生する油圧力でラ
ンク軸１０２が移動されると、このランク軸１０２に噛
会されたビニオンシャフト１２０を介してステアリング
ホイール１０６も中立方向へ自動的に転舵される。そし
て、操舵輪が直進状態に矯正されると、これを操舵角検
出部１８３が読みとり、この操舵角零信号でセルフセン
タリング信号の出力を停止してスプール１４２を中立位
置に設定し、パワーシリンダ１６４への油圧供給を停止
する。この状態で操舵輪は直進状態を指向して静止し、
爾後の発進動作を容易にする。

尚、本実施例にあっては、コントロールバルブ１４０の
駆動機構として電磁力で駆動するソレノイド１５０を用
いたものを示したが、これ忙限ることなく流体圧で駆動
する機構を用いたものでもよい。

そして、この流体圧駆動される機構を用いた場合にあっ
ても、この駆動機構にセルフセンタリング信号を出力し
てフントロールバルブ１４０を作動することにより、同
様にセルフセンタリング機能を発揮することができるこ
とはいうまでもない。ま友、セルフセンタリング手段２
００とソレノイド１５０ト（７）ｆＪＪにマニュアルス
インチを設け、運転者の意思によＩ）該マニュアルスイ
ンチをＯＦＦすることで、セルフセンタリング機能の停
止を行なりことができる。

更に、セル７セ／タリ／グ信号によシコ／トロ−ルバル
グ１４０が作動されるときには、その動力操舵装置のフ
ルアシスト油圧を使用することにより、操舵輪の矯正を
スムーズに行なうことができる。

発明の詳細 な説明したように本発明の動力操舵装置にあっては、負
荷検出機構に機械的に連動して７エールセー７ｍ＊ｉ持
つようになったコントロールバルブの駆動機構に、セル
フセンタリング信号を出力して該コン）０−ルパルプを
作動するようにしたので、前記駆動機構を制御する制御
手段に単にセルフセンタリング手段を付加するのみでよ
い。

従って、７エールセー７を確保しつつセルフセンタリン
グａ能を行な９にあたって、複Ｍな機能部品の付加を伴
うことなく構造の著しｈ簡単化全達成し、もって大幅な
コストダウンを図ることができるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動力操舵装置の一実ｔＩｆＡ例を示す
要部断面図、第２図は負荷検出装置の要部説明図、第３
図は本発明の動力操舵装置に用いられるセル７センタリ
ング手段の一実施例を示す１１２７図、第４図は従来の
動力操舵装置の概略構成図である。 １００・・・動力操舵装置、１０２・・・ラック軸、　
　１０３・・・トーショ／パー、　　１０６・・・ステ
アリングホイール、１１０・・・スタブシャ７）＄１２
０・・・ビニオンシャフト、１３０・・・キャハウシン
グ、　　１４０・・・コントロールバルブ、１４２・・
・スプール、１５０・・・ソレノイド（駆動機構）、１
６０・・・オイルポンプ、１６４・・・パワーシリンダ
、１７０・・・負荷検出機構、１８０・・・制御手段、
１８１・・・車速検出部、１８２・・・操舵力検出部、
１８３・・・操舵角検出部、２００・・・セルフセンタ
リング手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁力又は流体圧等の駆動機構を介して作動され
   るコントロールバルブを備え、このコントロールバルブ
   がステアリング系中の操舵負荷に応じて移動する負荷検
   出機構に連動してフエールセーフ機能を持つようにした
   動力操舵装置において、前記駆動機構に駆動信号を出力
   する制御手段に、車速検出部、操舵力検出部および転舵
   角検出部からの各信号を入力し、停車状態で操舵力が無
   の条件下に前記駆動機構を駆動してコントロールバルブ
   を作動し、ステアリングを直進状態にするセルフセンタ
   リング手段を設けたことを特徴とする動力操舵装置。