JPH0341387B2 - - Google Patents
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- JPH0341387B2 JPH0341387B2 JP58240100A JP24010083A JPH0341387B2 JP H0341387 B2 JPH0341387 B2 JP H0341387B2 JP 58240100 A JP58240100 A JP 58240100A JP 24010083 A JP24010083 A JP 24010083A JP H0341387 B2 JPH0341387 B2 JP H0341387B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はパワーステアリング装置に関し、更に
詳細には、操舵補助力を必要としない時にはトー
ションバーのばね定数を実質的に上昇させる事に
よつて、剛性を高める事のできるパワーステアリ
ング装置の改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a power steering device, and more particularly, the rigidity can be increased by substantially increasing the spring constant of a torsion bar when no steering assist force is required. This invention relates to improvements in power steering devices.
従来、この種のパワーステアリングとしては、
トーションバーのばね定数を実質的に上昇させる
為にクランプ手段を用い、入力軸と出力軸（ラツ
ク＆ピニオン形式の操舵装置ではピニオン軸）と
を一体に回転させる様にしたものが知られてお
り、更にこのクランプ手段の作動をエンジン駆動
等のパワーシリンダ用ポンプからの油圧により制
御する事により、高速走行時の剛性感を向上させ
ると同時に危険回避の必要ある時にはクランプ力
を減少させ、従来のパワーステアリング装置と同
様の作動を行わせるものがあつた。 Conventionally, this type of power steering
It is known that in order to substantially increase the spring constant of the torsion bar, a clamping means is used to rotate the input shaft and output shaft (or pinion shaft in a rack-and-pinion type steering device) together. Furthermore, by controlling the operation of this clamping means by hydraulic pressure from a pump for a power cylinder driven by an engine, etc., it improves the rigidity during high-speed driving, and at the same time reduces the clamping force when it is necessary to avoid danger. There was one that operated in the same way as a power steering device.
しかしながら、上記の如き従来技術では、クラ
ンプ手段を作動する油圧制御が上記のパワーシリ
ンダ用ポンプとソレノイド等の電気的に油路開度
を制御できる装置とにより行われていた。これは
下記の如き欠点があつた。即ちクランプ手段を作
動させる為の油量が極めて少ない為に、前記油路
開度を制御できる装置にて油流量や圧力を調整し
ようとしても、作動油の温度的粘度変化及び作動
油中の介在物等に影響を受けやすく微妙な調整が
極めて困難であつた。又、これを可能にしようと
すれば、油路及び油路開度制御装置の製作精度が
高くなり、製造コストの上昇をもたらしていた。 However, in the prior art as described above, hydraulic control for operating the clamping means is performed by the above-mentioned power cylinder pump and a device such as a solenoid that can electrically control the opening of the oil passage. This had the following drawbacks. In other words, since the amount of oil required to operate the clamping means is extremely small, even if an attempt is made to adjust the oil flow rate or pressure using a device that can control the opening of the oil passage, changes in the viscosity due to temperature of the hydraulic oil and interference in the hydraulic oil may occur. It was extremely difficult to make delicate adjustments because it was easily influenced by objects. Moreover, if this were to be made possible, the manufacturing precision of the oil passage and the oil passage opening degree control device would have to be increased, leading to an increase in manufacturing costs.
本発明の目的は上記の如き従来技術の欠点を改
善したパワーステアリング装置を提供する事にあ
る。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power steering device that overcomes the drawbacks of the prior art as described above.
かかる目的を達成する為に本発明はクランプ手
段を作動させる油圧発生源として電動モータによ
り駆動されるポンプを用いる様にしたのである。 In order to achieve this object, the present invention uses a pump driven by an electric motor as a hydraulic pressure generating source for operating the clamping means.
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図を参照すると、本発明に係るパワーステ
アリング装置を公知のエンジン駆動パワーステア
リング方式に適用した場合の実施例が示してあ
る。図中、符号１はパワーシリンダを示す。この
パワーシリンダの両端は通常の方法で車輪２，３
に連結されている。このパワーシリンダには制御
弁４を介してパワーポンプ５が接続されている。
このパワーポンプは車輪のエンジン６によつて駆
動される。制御弁４はハウジング７の中に収容さ
れている。この制御弁は一端にステアリングホイ
ール８が接続された入力軸９とこの入力軸の外周
に嵌合され且つハウジング内に収容された図示し
ない弁スリーブとから成る通常の形態を有する。
この入力軸の他端には出力軸１０が後述するトー
ションバー１１を介して接続されている。尚、上
記弁スリーブは出力軸１０にピンにより固定され
ている。 Referring to FIG. 1, there is shown an embodiment in which a power steering device according to the present invention is applied to a known engine-driven power steering system. In the figure, numeral 1 indicates a power cylinder. Both ends of this power cylinder are connected to the wheels 2 and 3 in the usual way.
is connected to. A power pump 5 is connected to this power cylinder via a control valve 4.
This power pump is driven by the engine 6 of the wheel. Control valve 4 is housed within housing 7. This control valve has a conventional configuration consisting of an input shaft 9 to which a steering wheel 8 is connected at one end, and a valve sleeve (not shown) fitted around the input shaft and housed in a housing.
An output shaft 10 is connected to the other end of this input shaft via a torsion bar 11, which will be described later. Note that the valve sleeve is fixed to the output shaft 10 with a pin.
この入力軸と出力軸との接続は図示の実施例で
は入力軸に設けられたコ字状の突出部とこの突出
部を緩く嵌合するよう出力軸に設けられたスリツ
トとから成つている。入力軸の突出部が出力軸の
スリツトに嵌合したとき入力軸はある角度出力軸
に対して自由に回転できるようになつている。入
力軸と出力軸との間には上述のトーションバー１
１が介在されている。このトーションバーは入力
軸に設けられた中央孔９ａの中に緩く嵌合し、そ
の一端は出力軸に固定され、他端は入力軸に固定
されている。 In the illustrated embodiment, the connection between the input shaft and the output shaft consists of a U-shaped protrusion provided on the input shaft and a slit provided in the output shaft to loosely fit the protrusion. When the protrusion of the input shaft fits into the slit of the output shaft, the input shaft can freely rotate relative to the output shaft at a certain angle. The above-mentioned torsion bar 1 is installed between the input shaft and the output shaft.
1 is interposed. This torsion bar fits loosely into a central hole 9a provided in the input shaft, one end of which is fixed to the output shaft, and the other end fixed to the input shaft.
出力軸１０には例えばピニオンギヤ１２が一体
に形成され、このピニオンギヤはラツクバー（図
示せず）に形成されたラツク歯と噛合つている。 For example, a pinion gear 12 is integrally formed on the output shaft 10, and this pinion gear meshes with rack teeth formed on a rack bar (not shown).
車輛の直進状態即ちステアリングホイール８の
中立位置からステアリングホイールを左右に回転
させると、入力軸９が回動する。この場合、入力
軸はトーションバー１１をねじりながら出力軸に
対してある角度回転する。この回転によつて入力
軸は弁スリーブとの間で弁作用を行い、従つて、
パワーポンプ５からパワーシリンダ１に流体が供
給され、ステアリングホイールの操舵が補助され
る。このような作用については公知であるので詳
細には述べない。 When the steering wheel is rotated left and right from a state in which the vehicle is traveling straight, that is, from a neutral position of the steering wheel 8, the input shaft 9 rotates. In this case, the input shaft rotates by a certain angle with respect to the output shaft while twisting the torsion bar 11. This rotation causes the input shaft to perform a valve action with the valve sleeve, and therefore,
Fluid is supplied from the power pump 5 to the power cylinder 1 to assist in steering the steering wheel. Since such an effect is well known, it will not be described in detail.
入力軸９と出力軸１０とをクランプするクラン
プ手段２０が設けられている。このクランプ手段
は図示の実施例では第２図に示すように出力軸１
０に設けられた複数の孔２１の中に摺動自在に嵌
合された複数のプランジヤー２２から成つてい
る。これらプランジヤーは入力軸９に設けられた
例えば正方形状の回転拘束部２３に第３図に示す
如く係合するようになつている。 A clamping means 20 for clamping the input shaft 9 and the output shaft 10 is provided. In the illustrated embodiment, this clamping means is connected to the output shaft 1 as shown in FIG.
It consists of a plurality of plungers 22 that are slidably fitted into a plurality of holes 21 provided at the bottom. These plungers are adapted to engage with, for example, a square-shaped rotation restraining portion 23 provided on the input shaft 9, as shown in FIG.
プランジヤー２２は本発明に係るクランプ流体
装置３０によつて出力軸１０に設けられた孔２１
内を摺動する。このクランプ流体装置は出力軸１
０の孔２１に接続された油圧作動のクランプポン
プ３１とこのクランプポンプを駆動する電動モー
タ３２とこの電動モータを電気的に制御する制御
器３３とを備えている。 The plunger 22 is connected to a hole 21 provided in the output shaft 10 by the clamp fluid device 30 according to the present invention.
Slide inside. This clamp fluid device is the output shaft 1
The pump includes a hydraulically operated clamp pump 31 connected to the hole 21 of 0, an electric motor 32 for driving the clamp pump, and a controller 33 for electrically controlling the electric motor.
クランプポンプ３１はパワーポンプ５に油路で
接続され、又、クランプポンプ３１と孔２１との
接続ラインとクランプポンプ３１とパワーポンプ
５との接続ラインとの間には例えば絞り弁３４お
よび安全弁３５が設けられている。これら絞り弁
と安全弁とはクランプポンプ３１に内蔵可能であ
る。制御器３３は一方でエンジンキースイツチ３
６を介して車載電源３７に接続され、他方で車速
センサー３８およびステアリングセンサー３９に
接続されている。尚上記絞り弁の代わりにオリフ
イスを使用してもよい。 The clamp pump 31 is connected to the power pump 5 through an oil line, and between the connection line between the clamp pump 31 and the hole 21 and the connection line between the clamp pump 31 and the power pump 5, for example, a throttle valve 34 and a safety valve 35 are provided. is provided. These throttle valves and safety valves can be built into the clamp pump 31. The controller 33 is connected to the engine key switch 3 on the one hand.
6 to an on-vehicle power source 37, and to a vehicle speed sensor 38 and a steering sensor 39 on the other hand. Incidentally, an orifice may be used instead of the above-mentioned throttle valve.
車速センサ３８は車輛の速度を検出し、これに
よつて制御器３３は車速の増大に応じてクランプ
手段へのクランプポンプ３１の出力が増大するよ
うに設定されている（第４図参照）。尚、符号４
０は車速センサ３８に接続されたスピードメータ
ーである。この第４図に示す如きクランプポンプ
の出力の車速に対する特性は第５図に示す如きパ
ワーポンプ５の車速に対する特性に対して対称的
である。更に詳細にのべると、第５図の特性では
車速の増大に応じてパワーポンプ５の出力が減少
するのに対し、第４図の特性では車速の増大に応
じてクランプポンプ３１の出力が増大する。車速
の増大に応じてパワーポンプ５の出力が減少する
ことは車輛が高速になるにつれてパワーが徐々に
きかなくなつていくことを意味する。そして、こ
の高速になるにつれてクランプポンプ３１の出力
を増大させ、その流体供給量を増大してプランジ
ヤー２２が強力に入力軸の回転拘束部２３に係合
し入力軸と出力軸との間の自由度を拘束すること
によつてパワーをより減少させるのである。この
入力軸と出力軸との間の拘束はトーションバーの
剛性を高めパワーアシストの依存比率を減少さ
せ、結果として制御弁の作動をも拘束して操舵力
に対する制御弁の作動量の比を小さくし、入力軸
と制御弁との位相差を小さくする。 The vehicle speed sensor 38 detects the speed of the vehicle, and the controller 33 is therefore set to increase the output of the clamp pump 31 to the clamping means as the vehicle speed increases (see FIG. 4). In addition, code 4
0 is a speedometer connected to the vehicle speed sensor 38. The characteristics of the output of the clamp pump with respect to vehicle speed as shown in FIG. 4 are symmetrical to the characteristics of the power pump 5 with respect to vehicle speed as shown in FIG. More specifically, in the characteristics shown in FIG. 5, the output of the power pump 5 decreases as the vehicle speed increases, whereas in the characteristics shown in FIG. 4, the output of the clamp pump 31 increases as the vehicle speed increases. . The fact that the output of the power pump 5 decreases as the vehicle speed increases means that the power gradually decreases as the vehicle speeds up. Then, as the speed increases, the output of the clamp pump 31 is increased, and the amount of fluid supplied is increased, so that the plunger 22 strongly engages the rotation restraint part 23 of the input shaft, thereby freeing the space between the input shaft and the output shaft. By restricting the degree, the power is further reduced. This restraint between the input shaft and the output shaft increases the rigidity of the torsion bar, reduces the dependence ratio of power assist, and as a result also restrains the operation of the control valve, reducing the ratio of the amount of operation of the control valve to the steering force. and reduce the phase difference between the input shaft and the control valve.
ステアリングとセンサ３９はステアリングホイ
ール８の操作例えば操舵角速度を検出し、これを
制御器に供給する。制御器はこのステアリングホ
イールの回転角速度に応じて第４図にａ〜ｆで示
すようにクランプポンプの出力を一時的に減少さ
せ、即ちプランジヤー２２の入力軸に対する係合
を緩和させる。従つて、入力軸と出力軸との間の
拘束力が一時的に減少され通常の状態に近づいた
制御量で制御弁を必要量作動させてパワーを最適
量きかせるようになつている。又、本発明ではス
テアリングセンサによりステアリングホイールの
操舵角度を検出し、その操舵角度量に応じて制御
器がクランプポンプの出力を大きくし、もつて入
力軸と出力軸との間の拘束力を増大させるように
することもできる。 The steering sensor 39 detects the operation of the steering wheel 8, such as the steering angular velocity, and supplies this to the controller. The controller temporarily reduces the output of the clamp pump as shown by a to f in FIG. 4 in accordance with the rotational angular velocity of the steering wheel, that is, relaxes the engagement of the plunger 22 with the input shaft. Therefore, the restraining force between the input shaft and the output shaft is temporarily reduced, and the control valve is actuated by the necessary amount with a control amount close to the normal state, so that the optimum amount of power is applied. Furthermore, in the present invention, the steering angle of the steering wheel is detected by the steering sensor, and the controller increases the output of the clamp pump according to the amount of the steering angle, thereby increasing the restraining force between the input shaft and the output shaft. It is also possible to do so.
第６図は本発明に係るパワーシリンダ装置をモ
ータ駆動パワーステアリング方式に適用した場合
の実施例を示す。この実施例ではパワーポンプ５
をモータ５０で駆動するようにしていることを除
き、上記実施例と略同一である。従つて、この第
６図では第１図と同様の部分には同じ符号が付し
てある。ここに、制御器は、例えば、ステアリン
グセンサ３９のパルスをＰ／Ｖで電圧変換した信
号と、車速センサ４０のパルスをＦ／Ｖで電圧変
換した信号と、三角波発振器の基準信号とを比較
器に入力しパルス幅変調信号を発生させPWM出
力器で増幅した出力信号で電動モータを駆動させ
るような構成を有している。 FIG. 6 shows an embodiment in which the power cylinder device according to the present invention is applied to a motor-driven power steering system. In this embodiment, the power pump 5
This embodiment is substantially the same as the embodiment described above, except that it is driven by a motor 50. Therefore, in FIG. 6, the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals. Here, the controller uses a comparator to compare, for example, a signal obtained by converting the pulse of the steering sensor 39 into a voltage using P/V, a signal obtained by converting the pulse of the vehicle speed sensor 40 into a voltage using F/V, and a reference signal of the triangular wave oscillator. It has a configuration in which the electric motor is driven by the output signal that is input to the PWM output device, generates a pulse width modulation signal, and is amplified by the PWM output device.
上述の本発明の構成において、注目されるべき
ことは、第４図および第５図に示すように、ステ
アリングホイールが移動している間、その角速度
に応じて、換言すると、ステアリングセンサ３９
から出力が出ている間、その出力の大きさに応じ
てクランプポンプ出力又はパワーポンプ出力が変
化されることである。これは、ステアリングホイ
ールが移動し始める際にステアリングセンサが単
にスイツチオンする場合と大きく異なる。 In the configuration of the present invention described above, what should be noted is that, as shown in FIGS. 4 and 5, while the steering wheel is moving, the steering sensor 39
While the output is being output from the pump, the clamp pump output or the power pump output is changed depending on the magnitude of the output. This is very different from simply switching on the steering sensor when the steering wheel begins to move.
モータ５０は制御器３３に接続され、車速およ
びステアリングホイールの操作によつて制御され
る。この第６図の実施例によれば、制御器からク
ランプモータへ送る電力制御パターンとパワース
テアリングモータへ送る電力制御パターンが対照
的になる為、一つの制御器の回路中の主要部分を
共有でき、経済的であるというメリツトがある。 The motor 50 is connected to the controller 33 and controlled by vehicle speed and steering wheel operation. According to the embodiment shown in FIG. 6, the power control pattern sent from the controller to the clamp motor is contrasted with the power control pattern sent to the power steering motor, so the main parts of the circuit of one controller can be shared. It has the advantage of being economical.
本発明によれば、クランプ手段を作動させるの
に電動モータにより駆動されるポンプによつて行
うようにしたのでクランプ作動の微少な調整が可
能であり且つ精度の高いクランプ作動を安価な装
置で行うことができる実益がある。又、本発明に
よれば、ステアリングホイールの移動中その角速
度に応じてクランプポンプ出力又はパワーポンプ
出力を変化させることができるので常に適式のパ
ワー状態とクランプ手段の適式な制御とを得るこ
とができるという利点がある。 According to the present invention, since the clamping means is operated by a pump driven by an electric motor, minute adjustment of the clamping operation is possible, and highly accurate clamping operation can be performed using an inexpensive device. There are practical benefits that can be achieved. Further, according to the present invention, the clamp pump output or the power pump output can be changed according to the angular velocity of the steering wheel while the steering wheel is moving, so that an appropriate power state and appropriate control of the clamping means can always be obtained. It has the advantage of being able to
第１図は本発明に係るパワーステアリング装置
をエンジン駆動パワーステアリング方式に適用し
た場合の実施例を示す構成図、第２図は制御弁部
分の断面図、第３図はクランプ手段の拡大断面
図、第４図はクランプポンプ出力と車速との関係
を示すグラフ、第５図はパワーポンプ出力と車速
との関係を示すグラフ、第６図は本発明に係るパ
ワーステアリング装置をモータ駆動パワーステア
リング方式に適用した場合の実施例を示す構成図
である。
１……パワーシリンダ、２，３……車輪、４…
…制御弁、５……パワーポンプ、８……ステアリ
ングホイール、９……入力軸、１０……出力軸、
１１……トーションバー、２０……クランプ手
段、３０……クランプ流体装置。
Fig. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the power steering device according to the present invention applied to an engine-driven power steering system, Fig. 2 is a sectional view of the control valve portion, and Fig. 3 is an enlarged sectional view of the clamping means. , FIG. 4 is a graph showing the relationship between the clamp pump output and vehicle speed, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the power pump output and vehicle speed, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the power steering device according to the present invention and the motor-driven power steering system. FIG. 2 is a configuration diagram showing an example in which the present invention is applied. 1...Power cylinder, 2, 3...Wheel, 4...
... Control valve, 5 ... Power pump, 8 ... Steering wheel, 9 ... Input shaft, 10 ... Output shaft,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Torsion bar, 20... Clamp means, 30... Clamp fluid device.
Claims (1)
と、該入力軸との位相差によつて操舵補助力を発
生させる制御弁と、タイロツドを介して操舵可能
な車輪に連結されたラツクと該ラツク上に形成さ
れたラツク歯と噛み合うピニオンを有する出力軸
と、前記入力軸に一端を固定され前記出力軸に他
端を固定され、前記入力軸と出力軸を弾性的に結
合するトーションバーと、該トーションバーのば
ね定数を実質的に変化させて前記入力軸と前記制
御弁と前記出力軸とを一体に回転させるクランプ
手段とを備えたパワーステアリング装置におい
て、車輛の速度を検出する車速センサと、ステア
リングホイールの角速度を検出し該角速度に応じ
た信号を発生するステアリングセンサと、前記車
速センサとステアリングセンサとの電気信号を入
力し、該電気信号の入力に応じた電力を出力する
制御器と、該制御器からの供給電力によつて回転
数が制御される電動モータと、該電動モータによ
つて駆動され、前記クランプ手段へ流れる流体の
流量を変化させる油圧ポンプとを設け、前記制御
器はステアリングホイールが移動している間、該
ステアリングホイールの角速度に応じて電動モー
タを制御することを特徴とするパワーステアリン
グ装置。1. An input shaft connected to a steering wheel, a control valve that generates a steering assist force based on a phase difference between the input shaft, a rack connected to steerable wheels via tie rods, and a control valve formed on the rack. an output shaft having a pinion that meshes with the rack teeth; a torsion bar having one end fixed to the input shaft and the other end fixed to the output shaft, elastically coupling the input shaft and the output shaft; and the torsion bar. A power steering device comprising: a clamp means for rotating the input shaft, the control valve, and the output shaft together by substantially changing a spring constant of the steering wheel; a steering sensor that detects the angular velocity of the vehicle and generates a signal according to the angular velocity; a controller that receives electrical signals from the vehicle speed sensor and the steering sensor and outputs electric power according to the input of the electrical signals; an electric motor whose rotation speed is controlled by power supplied from the clamping device; and a hydraulic pump driven by the electric motor to change the flow rate of fluid flowing to the clamping means, the controller being connected to the steering wheel. A power steering device that controls an electric motor according to the angular velocity of the steering wheel while the steering wheel is moving.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58240100A JPS60131371A (en) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | Power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58240100A JPS60131371A (en) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | Power steering device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131371A JPS60131371A (en) | 1985-07-13 |
| JPH0341387B2 true JPH0341387B2 (en) | 1991-06-21 |
Family
ID=17054489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58240100A Granted JPS60131371A (en) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | Power steering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131371A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5912761B2 (en) * | 1975-12-27 | 1984-03-26 | 旭化成株式会社 | Itoshiyorihouhou |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5912761U (en) * | 1982-07-15 | 1984-01-26 | 三菱自動車工業株式会社 | power steering control device |
-
1983
- 1983-12-20 JP JP58240100A patent/JPS60131371A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5912761B2 (en) * | 1975-12-27 | 1984-03-26 | 旭化成株式会社 | Itoshiyorihouhou |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60131371A (en) | 1985-07-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |