JPS587503B2 - パワ−ステアリングの操舵力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパワーステアリングの操舵力制御装置に関する
ものである。

一般のパワーステアリングは据切り力の軽減を主な目的
として用いられていたため、運転者は操舵力の変化を感
じ得す、高速走行時や山道では操舵不安定になり、又緊
急回避の場合にハンドルを切りすぎたり、戻しすぎだり
して危険な場合があった。

本発明は上記の不都合を解消することを目的としたもの
で、・ンドル操作を据切り時は極力軽く、走行時は車速
と旋回状態とに応じた重さになるように操舵力を制御す
る操舵力制御装置を提供しようとするものである。

一方、車両を旋回走行させる時、理想的には車両の旋回
の程度、即ち視覚から来る車両のヨーイング運動あるい
は体重の慣性から来る遠心力に応じて・ンドルの操舵力
を増減するのが望ましい。

本発明は上記の点に鑑み、操舵によって車両に生ずる横
加速度の増加に応じ操舵力を増加するよう変化させるも
のであり、次のような特徴を有する。

（１）求心加速度又は横向加速度の増加に応じて操だ力
を増すように変化させるため旋回状態を操舵力で感じら
れ、さらに、操舵力と求心加速度が対応して変化するた
め運転者が感覚的にアンバランスにならず、安定したハ
ンドリングが可能となる。

（２）求心加速度とタイヤが受けるサイドフォースとは
相関連するものであるため、タイヤの限界性能が操舵力
で感じられる。

従って高速走行に不慣れなことによる・ンドルの切り過
ぎ、あるいは切り過ぎによる車両のスピン等の事故を防
止できる。

（３）車両停止時は求心加速度が零となるだめ、この点
を特異点としておけば据切り操舵力を非常に軽く出来、
本来のパワーステアリングとしての利点が十分に活かせ
る。

（４）装着車両については、パワーステアリング装備車
であればパワーステアリングの油圧または油流量を求心
加速度により制御するため、ほとんどの車に採用が可能
である。

以下、図面により本発明の実施例を説明する。

第１図、第６図及び第７図中１は従来公知のトーション
バ一式インテグラル型パワーステアリングを示しエンジ
ン起動の定流量ポンプ２により一定流量の作動流体を供
給されている。

・ンドル３を操舵するとトーションバ−４がねじられ、
そのねじり角に応じたねじりトルクが反力としてドライ
バーに与えられると同時に、トーションバ−４のねじり
角に対応したポンプ油圧ＰＰがハンドル３の転舵方向に
応じてピストン５の側室６ａ又は６ｂに伝わる。

この油圧ＰＰによりピストン５は転舵を助ける方向に力
を発生し、セクターぞヤー７を回転させる。

以上は従来公知のパワーステアリングと同様であるが、
この発明では第１図に示すように、パワーステアリング
入口ポート８の油圧をとり出すことができるようにする
。

上記入口ポート８の油圧は比例電磁式流量制御弁９（以
下単に制御弁と称す）に導かれ、この制御弁９内の直流
ソレノイド１０に供給される制御電流に応じて絞り弁１
１が開き、ドレインされるようになっている。

なお、１２は車両に生ずる横加速度値を検出する横加速
度センサーを示し、この横加速度センサー１２よりの信
号はアンプ１３により増幅され、直流ソレノイド１０に
制御電流■を流すように構成されている。

従って上記入口ポート８の油圧は、車両に生ずる横加速
度に応じて減少されることになる。

上記横加速度センサー１２の詳細構造は例えば第２図に
示すように、ケース１２０内に制動油を満たした空間１
２１を構成し、この空間内に板バネ１２２，１２３によ
って支えられたおもり１２４を設けると共に、各板ばね
１２２及び１２３の両側にストレインゲージＲ１，Ｒ２
及びＲ３，Ｒ４を配置して設ける。

かくておもり１２４が車両の左右方向に振れるようにセ
ンサー１２を配置することにより、車両に横加速度が働
いた時ストレインゲージＲｌ＝Ｒ２＝Ｒ３，Ｒ４に生ず
る抵抗は増減する。

第３図は第２図の横加速度センサー１２に設けたストレ
インゲージＲ，，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を含む電気回路を示
し、ストレインゲージＲ１〜Ｒ４をブリッジ１２５に組
み込み、このブリッジ１２５に生ずる電流を整流器１２
６により整流して直流信号に変換するようになっている
。

第４図は制御弁９の一例の構成を示し、この例でポート
１１１は可変オリフイス１１２を介してドレンポート１
１３に連通し、ドレンポート１１３はオイルリザーバに
連通している。

そして前記可変オリフイス１１２はスプール１１４に設
けたスリット１０１と条溝１１０によって形成され、両
者の整合程度によって可変となる。

前記スプール１１４ぱバネ１１５によって図中右方に押
圧されており、調整ネジ１１６によってこの押王力が設
定される。

なお、１１６ａはネジ１１６の固定ナットである。

以上により前記オリフイス１１が構成される。

直流ノレノイド１０はこれに流れる電流に比例しだ力Ｆ
を発生するもので、電流に比例した力Ｆとバネ１１５の
つりあいによってスプール１１４の位置が調整され、ス
プール１１４の位置が決まると、それに対応した可変オ
リフイス１１２の開口度が決定されるものである。

該スプール１１４に設置した穴１１７はスプール１１４
にダンピングを与えるだめのものである。

一般のパワーステアリングでは据切時、高速時に無関係
に第１１図のｂで示す如く固定された特性となっている
が、この発明では据切時の特性をａで示す如くなし、据
切時の操舵力を軽減することができ、ドライバーの負担
を軽減できる。

これは、車速零のとき横加速度が生ぜず従って制御電流
が流れず可変オリフイス１１２の開口度が零になるため
である。

即ち、この時可変オリフイス１１２に作動油が流れず、
従来のパワーステアリングと機能が一致する。

車速か増すと、それに応じて操舵により生ずる横加速度
は、加速的に大きくなるため横加速度に応じ制御電流が
増大してスプール１１４は第４図において左方向に動き
、可変オリフィス１１２の開口度が増加し、転舵するこ
とによって生じたパワーステアリング１の油圧は、可変
オリフイス１１２から作動油が逃げるために低下する。

このことは可変オリフイス１１２の開口度が大きいほど
作動油が流れやすくなるので、パワーステアリング１の
油圧は上がらない。

したがって操舵トルクに対する出力トルクは小さくなる
。

このだめ第１１図に示す如く車速と旋回度が増加するに
従い、操舵トルクぱａからＣのような特性に向け連続的
に変化することができる。

第２図示の横向加速度センサーを用いる場合、車両が横
方向に傾いている場合、その傾斜成分も制御信号として
操舵力に与えられてしまい操舵力制御に正確さを欠く。

そこで本発明においてはとれに代え第５図に示すレイト
ジャイロを用いるのがよい。

このレイトジャイロでは、求心加速度が下記（１）式に
示すように旋回半径を変数としてヨー角速度の２乗に比
例する。

さらに下記（２）式に示すように車速とヨー角速度はＲ
を変数として変化する。

これらより、ヨー角速度を感知すれば、求心加速度、車
速共に感知した事となり、パワーステアリング０２大欠
点を補え、一挙両得である。

この装置は、車両の前後、横方向傾きが横加速度の検出
に影響することはない。

Ａｃ＝Ｒω２・・・・・・（１） ω＝■／Ｒ・・・・・・（２） 但し Ａｃ：求心加速度 Ｒ：旋回半径 ω：ヨー角速度 ■：車速 レイトジャイロは第５図に示すように回転するコマ２１
，このコマの回転軸を支えるフレーム、すなわちジンバ
ル２２、このジンバルとベース２３を結ぶスプリング２
４を主な構成要素として具備する。

ヨー角速度はスプリング２４のたわみ量により検出され
る。

ジャイロの回転コマ２１ぱ角運動量を与えられているだ
め、回転軸を変化させるためにはその変化速度に応じた
外力を与えてやる事が必要である。

すなわち車両にベース２３が取り付けられている場合、
車両が向きを変えようとしてヨー角速度を生じると、コ
マ２１０回転軸はその状態を保持しようとするため、ス
プリング２４がたわみ回転軸を変化させるに必要な力を
出す。

このたわみ量をポテンショメータ２５で電気信号に変換
してとり出す。

このたわみ量は機械式に取出大事も可能である。

電気信号に変換する場合は、第１図に示す横加速度セン
サー１２を上記レイトジャイロで置換える。

第６図は本発明の他の例で、この例では入口ポート８の
手前に、横加速度センサー１２よりの信号に応じてソレ
ノイド３１により開度が減少するよう作動される絞り３
２を有する制御弁３０を配置する。

入口油圧が制御弁３０の絞りに応じて低下するようにな
っており、前記した実施例と同様の作用効果が奏し得ら
れる。

なお、３３はＩＪ一フ弁である。

まだこの例で、パワーステアリング装置１内に反力室３
４を有するものにおいては、制御弁３０の下流の油圧Ｐ
Ｐを第６図点線図示の如く該反力室３４に供給すること
により、横加速度に応じて増加する油圧Ｐ，により運転
者の感ずる操舵力をより適切に加減することが出来る。

第７図は本発明の更に他の実施例を示し、本例ではピス
トン５の側室６ａ，６ｂをチェック弁４１’，４２’を
介して共通にリザーバに接続すると共に、とれらチェッ
ク弁４１’，４２’の下流に、横加速度センサー１２よ
りの信号に応じてソレノイド４１により′開度が増加す
るよう作動する絞り４２を有する制御弁４０を配置する
。

ピストン５を押圧する操舵油圧が制御弁４０の絞り４２
に応じて低下するようになっており、前述した実施例と
同様の作用効果を奏し得る。

第８図は本発明の更に他の実施例を示し、本例では、ピ
ストン５の側室６ａ，６ｂ間を、横加速度センサー１２
よりの信号に応じてソレノイド５１により駆動され、零
から開度が漸増する絞り５２を持った制御弁５０を介し
て連通せしめ、これにより第１図の実施例と同様の作用
効果を奏し得るようにする。

以上の各実施例は、いずれも連続的に変化する絞りを用
いて操舵力制御するものであるが、下記の様に段階的に
コントロールしてもよい。

即ち、第１．７．８図の実施例の如く横加速度に応じて
開度が増加するものにあっては、第９図の如き切換弁を
用いてもよく、第６図に示す実施例の如く横加速度に応
じて開度が減少するものにあっては、第１０図の如永切
換弁を用いてもよい。

第９図の切換弁はソレノイド６１０オンで６２の弁配置
となり、ソレノイド６１のオフでばね６３により６４の
弁配置にされるものとし、第１０図の切換弁ｎソレノイ
ド７１のオンで７２の弁配置となり、ノレノイド７１の
オフでばね７３により７４の弁配置にされるものとする
。

まだこのように２段階に変化する切換弁のかわりにソレ
ノイドを複数涸用いて多段階に変化する切換弁を用いて
もよいことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略系統図、第２図は本発明装置
に用いる横加速度センサーの断面図、第３図は横加速度
センサーから制御電流を取出すだめの回路図、第４図は
本発明装置に用いる制御弁の断面図、第５図は第２図に
示す横加速度センサ一の代りに用いるレイトジャイロの
斜視図、第６図乃至第８図は本発明の他の３例を示す概
略系統図、第９図笈び第１０図は本発明装置の制御弁の
代りに用い得る切換弁の説明図、第１１図は本発明装置
の作動特性図である。 １・・・パワーステアリング、２・・・ポンプ、３・・
・ステアリングハンドル、４・・・トーションバー、５
．．．パワーピス１・ン、６ａｔ６ｂ・・・側室、７・
・・セクターギヤ、８・・・油圧入口ポー｝、９，３０
，４０・・・；制御弁、１０，３１，４１，５１・・・
ソレノイド、１１，３２，４２，５２・・・可変絞り、
１３・・・増幅器、２１・・・コマ、２２・・・ジンバ
ル、２３・・・ベース、２４・・・スプリング、２５・
・・ポテンショメータ、１０１・・・スリット、１１０
・・・条溝、１１１・・・油圧・入口ポート、１１２・
・・オリフイス、１１３・・・ドレンポート、１１４・
・・スプール、１１５・・・バネ、１１６・・・調整ネ
ジ、１１７・・・ダンバー穴、１２０・・・ケース、１
２１・・・制動油室、１２２，１２３・・・板バネ、１
２４・・・おもり、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４・・・スト
レインゲージ、１２５・・・ブリッジ、１２６・・・整
流器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステアリングホイールにより操作されるコントロー
   ルバルプにより、ポンプから供給される油圧をパワーシ
   リンダに選択的に給排し、操舵輪をステアリングホイー
   ルに応答して操舵するパワーステアリングにおいて、前
   記コントロールバルブへのオイル供給通路に制御弁を有
   するドレイン通路を接続し、この制御弁の絞り開度を車
   両に生ずる横加速度に応じて増加するように構成し、走
   行状態に応じて操舵力を制御するよう構成したことを特
   徴とするパワーステアリングの操舵力制御装置。 ２ ステアリングホイールにより操作されるコントロー
   ルバルブにより、ポンプから供給される油圧をパワーシ
   リンダに選択的に給排し、操舵輪をステアリングホイー
   ルに応答して操舵するパワーステアリングにおいて、前
   記コントロールバルブへのオイル供給通路中に制御弁を
   設け、この制御弁の絞り開度を車両に生ずる横加速度に
   応じて減少するように構成したことを特徴とするパワー
   ステアリングの操舵力制御装置。 ３ ステアリングホイールにより操作されるコントロー
   ルバルブにより、ポンプから供給される油圧をパワーシ
   リンダに選択的に給排し、操舵輪をステアリングホイー
   ルに応答して操舵するパワーステアリングにおいて、前
   記パワーシリンダに生ずる油圧を、車両に生ずる横加速
   度の増加に応じて絞り開度が増加する制御弁により制御
   するよう構成したことを特徴とするパワーステアリング
   の操舵力制御装置。