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JPH0253269B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0253269B2
JPH0253269B2 JP56019196A JP1919681A JPH0253269B2 JP H0253269 B2 JPH0253269 B2 JP H0253269B2 JP 56019196 A JP56019196 A JP 56019196A JP 1919681 A JP1919681 A JP 1919681A JP H0253269 B2 JPH0253269 B2 JP H0253269B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input shaft
control valve
steering
microcomputer
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56019196A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57134363A (en
Inventor
Seiji Komamura
Katsuhiro Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYB Corp
Original Assignee
Kayaba Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kayaba Industry Co Ltd filed Critical Kayaba Industry Co Ltd
Priority to JP1919681A priority Critical patent/JPS57134363A/en
Publication of JPS57134363A publication Critical patent/JPS57134363A/en
Publication of JPH0253269B2 publication Critical patent/JPH0253269B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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】 本発明は油圧力によりハンドル操作力を軽減す
る自動車のパワーステアリング装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a power steering device for an automobile that uses hydraulic pressure to reduce steering force.

通常のパワーステアリング装置は、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
るコントロールバルブをもち、このコントロール
バルブの切換動作により入力軸の先端に配設され
たパワーシリンダに選択的に圧油を供給して、ス
テアリングリンクを介して車輪の向きを入力軸の
回転に比例して転向するようになつている。
A normal power steering device has a control valve that mechanically detects the rotation of the input shaft connected to the steering wheel and switches the control valve, and the switching operation of this control valve selectively controls the power cylinder installed at the tip of the input shaft. Pressure oil is supplied to the steering link to change the direction of the wheels in proportion to the rotation of the input shaft.

とくに自動車のパ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、パワーシリンダのピストンに対して入力軸の
先端がボール・スクリユアツセンブリを介して機
械的に連係している。
Especially in automobile power steering devices,
To ensure safety, the tip of the input shaft is connected to the piston of the power cylinder via a ball screw assembly so that the input shaft can be operated even if hydraulic assist force cannot be obtained due to a failure in the hydraulic system. They are mechanically linked.

ところで、入力軸の回転によつてこのパワーシ
リンダに送り込む圧油の方向を制御するコントロ
ールバルブは、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、フイードバツク
制御されるようになつているため、その設置には
著しく制約を受け、通常はパワーシリンダに対す
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イードバツク
制御を行うために、コントロールバルブの構造は
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を制御し、
常に最適な操縦性を得るようにした速度感応型の
パワーステアリング装置では、コントロールバル
ブの構造はなお一層緻密化せざるを得ず、これら
のため、整備性、保守性が悪く、高価にもなると
いう欠点があつた。
By the way, the control valve that controls the direction of the pressure oil sent to the power cylinder by the rotation of the input shaft is linked to the movement of the input shaft as well as the actual movement of the piston on the output side, and is now subject to feedback control. Because of this, there are significant restrictions on its installation, and its placement is usually limited to areas where the input shaft connects to the power cylinder. In addition, in order to perform such mechanical feedback control, the structure of the control valve is extremely complex, and in particular, the hydraulic pressure is controlled in response to the ground resistance of the wheels, which changes depending on the traveling speed.
In a speed-sensitive power steering system designed to always provide optimal maneuverability, the structure of the control valve has to become even more elaborate, making maintenance difficult and expensive. There was a drawback.

他方、種々の運転条件に応じて最適な操縦性が
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り強く要請さ
れる。
On the other hand, from the viewpoint of pursuing comfort and safety of automobiles, there will be a stronger demand for control so as to obtain optimum maneuverability according to various driving conditions.

本発明はこのような技術的課題を解決するため
に提案されたものであつて、マイクロコンピユー
タを利用してあらゆる運転条件下で常に最適な操
縦性を得られるようにしたパワーステアリング装
置を提供する。
The present invention was proposed to solve these technical problems, and provides a power steering device that utilizes a microcomputer to ensure optimal maneuverability under all driving conditions. .

以下、本発明を図示の実施例にもとづいて説明
する。
The present invention will be explained below based on illustrated embodiments.

ハンドル1に連結した入力軸2は、油圧アクチ
ユエータとしてのパワーシリンダ3のピストン4
に連係する。
An input shaft 2 connected to a handle 1 is connected to a piston 4 of a power cylinder 3 as a hydraulic actuator.
linked to.

この場合、ピストン4は入力軸2と図示しない
ボール・スクリユアツセンブリを介して連係する
のであり、入力軸2の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。
In this case, the piston 4 is linked to the input shaft 2 via a ball screw assembly (not shown), and the piston 4 slides inside the cylinder 3 depending on the rotational direction and speed of the input shaft 2.

ピストン4の側面にはラツク5が設けてあり、
このラツク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
ツトマンアーム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つている。
A rack 5 is provided on the side of the piston 4.
A sector gear 6 meshes with this rack 5, and as the piston 4 moves, a steering link (not shown) is driven via a pitman arm 7 which is interlocked with the sector gear 6.

入力軸2の入力回転によりピストン4が移動す
るのであるが、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8Aと
8Bに、コントロールバルブ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あ
る。
The piston 4 moves due to the input rotation of the input shaft 2, and in order to assist this movement with hydraulic pressure, a control valve 9 applies pressure from the pump P to the oil chambers 8A and 8B, which are separated on both sides of the piston 4. Oil is supplied in a selectively controlled manner.

このコントロールバルブ9は、入力軸2の回転
方向及び回転力あるいは回転速度が入力すると同
時に出力側の操縦負荷がフイードバツクされるマ
イクロコンピユータ10によつて動作が制御され
る。
The operation of this control valve 9 is controlled by a microcomputer 10 to which the rotational direction, rotational force, or rotational speed of the input shaft 2 is input, and at the same time, the control load on the output side is fed back.

ここで11は入力軸2に取付けられたロードセ
ンサで、入力軸2の捩れを検出することにより操
舵トルク(入力トルク)及び回転方向を検出する
ストレンゲージなどで構成する。12は同じく入
力軸2の回転速度を検出するための磁気ピツクア
ツプである。
Here, reference numeral 11 denotes a load sensor attached to the input shaft 2, which is composed of a strain gauge or the like that detects the steering torque (input torque) and rotation direction by detecting the twist of the input shaft 2. 12 is a magnetic pickup for similarly detecting the rotational speed of the input shaft 2.

そして、これらの検出信号は、それぞれ増幅、
信号波形処理機能をもつ入力インターフエース1
4を介して、マイクロコンピユータ10の演算制
御部15に入力する。
These detection signals are then amplified and
Input interface 1 with signal waveform processing function
4 to the arithmetic control section 15 of the microcomputer 10.

演算制御部(CPU)15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
最適値を記憶してある記憶部(ROM)16から
の記憶値を選び出し、出力インターフエース17
を介して前記コントロールバルブ9に出力する。
The calculation control unit (CPU) 15 performs calculations based on these inputs, selects the stored value from the storage unit (ROM) 16 in which optimal values corresponding to the operating conditions are stored in advance, and outputs the stored value to the output interface 17.
The signal is output to the control valve 9 via the control valve 9.

コントロールバルブ9はソレノイドバルブで構
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に送り込む圧油の量を制御する。
The control valve 9 is composed of a solenoid valve, and the switching direction and switching amount are controlled based on an input signal, and the amount of pressure oil sent to the left and right oil chambers 8A and 8B of the power cylinder 3 is controlled.

次に作用を含めてさらに詳しく説明する。 Next, it will be explained in more detail, including its effects.

ハンドル1を操作して入力軸2をいずれかの方
向に回転させる場合、入力軸2にはパワーシリン
ダ3のピストン4に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に取付け
たロードセンサ11が感知し、また同時に入力回
転速度をピツクアツプ12の出力から求めてマイ
クロコンピユータ10に入力する。
When operating the handle 1 to rotate the input shaft 2 in either direction, a reaction force proportional to the operating load applied to the piston 4 of the power cylinder 3 is generated on the input shaft 2, so this is used as the operating force for operating the handle. This operating force (rotational force and direction of rotation) is detected by the load sensor 11 attached to the input shaft 2, and at the same time, the input rotational speed is determined from the output of the pickup 12 and transmitted to the microcontroller. input into the computer 10.

記憶部16には予め入力信号に対応しての最適
値が設定してあるので、演算制御部15がこれを
読み出して出力インターフエース17で所定の信
号波形処理、増幅を施して、コントロールバルブ
9に入力する。
Since the optimal value corresponding to the input signal is set in advance in the storage unit 16, the arithmetic control unit 15 reads it out, performs predetermined signal waveform processing and amplification at the output interface 17, and then outputs the control valve 9. Enter.

したがつて、コントロールバルブ9はハンドル
操作力の大きさと方向に比例して、必要量の圧油
をパワーシリンダ3の油室8A又は8Bに送り込
む(このときいずれか他方の油室8A,8Bはタ
ンクT側へと接続される)。この場合、車速が低
く車輪の操舵抵抗の大きいときは、ロードセンサ
11は入力軸2の捩りトルク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
コントロールバルブ9の切換量が大きくなるよう
に、マイクロコンピユータ10は出力値を制御す
るのである。
Therefore, the control valve 9 sends the required amount of pressure oil to the oil chamber 8A or 8B of the power cylinder 3 in proportion to the magnitude and direction of the handle operating force (at this time, the other oil chamber 8A, 8B is (connected to tank T side). In this case, when the vehicle speed is low and the steering resistance of the wheels is large, the load sensor 11 detects that the torsional torque of the input shaft 2 is large, so it increases the oil pressure supplied to the power cylinder 3 and also reduces the steering wheel rotation speed. When it's fast,
Correspondingly, the microcomputer 10 controls the output value so that the switching amount of the control valve 9 increases to increase the amount of pressure oil fed.

この結果、入力軸2によりピストン4を移動さ
せようとする操作は、操縦負荷に対応しての油室
8A又は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舵感覚を伴いながら軽快
に行うことができる。
As a result, the operation of moving the piston 4 using the input shaft 2 is assisted by the hydraulic pressure of the oil chamber 8A or 8B corresponding to the operating load.
The steering wheel can be operated easily and with an appropriate steering feel.

一方、ハンドル1を固定すると、その時点で入
力軸2を操縦負荷に応じて捩ろうとする反力が減
少するため、ロードセンサ11の出力値が小さく
なり、コントロールバルブ9はこれに応じて中立
位置へとマイクロコンピユータ10を介して復帰
させられ、これによりパワーシリンダ3に対する
圧油の供給が止められる。
On the other hand, when the handle 1 is fixed, the reaction force that tries to twist the input shaft 2 according to the operating load decreases, so the output value of the load sensor 11 becomes smaller, and the control valve 9 is moved to the neutral position accordingly. The power cylinder 3 is returned to the original state via the microcomputer 10, thereby stopping the supply of pressure oil to the power cylinder 3.

つまり、フイードバツク入力も同時に得ること
ができ、入力軸2が停止した時点でパワーシリン
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。
In other words, feedback input can be obtained at the same time, and when the input shaft 2 stops, the power cylinder 3 also stops operating, and the wheels are held at that switching angle.

なお、このとき、入力軸2を介してハンドル1
を元に戻そうとする作用力が、車輪からの抵抗反
力として働く場合、ハンドル1を静止させておけ
ば、この反力をロードセンサ11が検出するの
で、これがマイクロコンピユータ10を介してコ
ントロールバルブ9へとフイードバツクされ、ハ
ンドル1が車輪からの操舵反力で回わされそうに
なるのを、パワーシリンダ3の油圧を高めること
によりバランスを保つて阻止する働きも生じる。
At this time, the handle 1 is connected via the input shaft 2.
If the acting force that tries to return the wheel to its original state acts as a resistance reaction force from the wheels, if the handle 1 is kept stationary, the load sensor 11 will detect this reaction force, and this will be controlled via the microcomputer 10. The feedback is fed back to the valve 9, and the hydraulic pressure of the power cylinder 3 is increased to maintain balance and prevent the handle 1 from turning due to the steering reaction force from the wheels.

ところで、この実施例では、制御入力としてロ
ードセンサ11や回転数ピツクアツプ12の信号
を採用したが、ピツトマンアーム7にかかる負荷
をロードセンサで検出しても、同様の制御を行う
ことが可能である。
Incidentally, in this embodiment, signals from the load sensor 11 and the rotation speed pickup 12 are used as control inputs, but the same control can be performed even if the load applied to the pitman arm 7 is detected by a load sensor.

また、マイクロコンピユータ10への入力とし
て、操舵抵抗の関数となる車速や、車両重量(例
えばタイヤ圧)などの複数信号を検出して付加信
号とし、高速走行中は相対的にパワーアシスト力
を弱めてハンドル1の操作感を強め操縦安定性を
向上させたり、車載重量の大きいときのパワーア
シスト力を強めハンドル操作力を軽くしたりする
こともできる。
In addition, as inputs to the microcomputer 10, multiple signals such as vehicle speed, which is a function of steering resistance, and vehicle weight (for example, tire pressure) are detected and used as additional signals, and the power assist force is relatively weakened during high-speed driving. It is also possible to strengthen the operating feeling of the steering wheel 1 and improve steering stability, or to strengthen the power assist force when the weight of the vehicle is large, and to reduce the steering force.

以上のように本発明によればハンドルの操舵ト
ルク(入力トルク)及び付加的にはハンドル操作
速度等のその時の運転条件に応じて最適な操縦性
が得られるようにパワーアシストすることがで
き、安全性、操舵感覚のきわめてすぐれたパワー
ステアリングシステムを提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform power assist so that optimum maneuverability can be obtained according to the driving conditions at the time, such as the steering torque (input torque) of the steering wheel and additionally the steering wheel operation speed. We can provide a power steering system with excellent safety and steering feel.

また、コントロールバルブは構造の簡単なもの
を採用できるとともに入力軸の周辺から切離して
設置できるため、配置スペース上の制約もなく、
保守、整備性も向上する。
In addition, the control valve can have a simple structure and can be installed separately from the input shaft, so there are no restrictions on installation space.
Maintenance and maintainability will also be improved.

なお、マイクロコンピユータについては、車両
に搭載されているエンジン制御用のものなどを利
用すれば、コスト的な負担はきわめて少なく、ま
たその形式についても、デジタル式、アナログ式
及びこれらの複合型のハイブリツト方式等何れの
方式で実施するかは任意に選択することができ
る。
As for microcomputers, the cost burden is extremely low if one used for engine control installed in a vehicle is used, and the types of microcomputers include digital, analog, and hybrid types. The method to be used can be arbitrarily selected.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の概略構成図である。 2……入力軸、3……パワーシリンダ、4……
ピストン、7……ピツトマンアーム、8A,8B
……油室、9……コントロールバルブ、10……
マイクロコンピユータ、11……ロードセル、1
2……回転数ピツクアツプ、15……演算制御部
(CPU)、16……記憶部(ROM)。
The drawings are schematic configuration diagrams of the present invention. 2...Input shaft, 3...Power cylinder, 4...
Piston, 7... Piston arm, 8A, 8B
...Oil chamber, 9...Control valve, 10...
Microcomputer, 11...Load cell, 1
2... Rotation speed pickup, 15... Arithmetic control unit (CPU), 16... Memory unit (ROM).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ハンドルに結ばれた入力軸と連動する油圧ア
クチユエータと、すくなくとも入力軸に伝達され
る操舵トルク及び入力軸の回転方向を検出する手
段と、この検出値にもとづいて操縦最適値を演算
するマイクロコンピユータと、マイクロコンピユ
ータの出力により切換動作して油圧アクチユエー
タに供給する圧油を制御するコントロールバルブ
とを備えたことを特徴とするパワーステアリング
装置。 2 操舵トルク及び回転方向の検出手段が入力軸
に取付けた捩りトルクを検出するロードセンサで
ある特許請求の範囲第1項に記載のパワーステア
リング装置。
[Scope of Claims] 1. A hydraulic actuator that interlocks with an input shaft connected to a handle, means for detecting at least the steering torque transmitted to the input shaft and the rotational direction of the input shaft, and an optimal control system based on the detected values. A power steering device comprising: a microcomputer that calculates a value; and a control valve that switches according to the output of the microcomputer to control pressure oil supplied to a hydraulic actuator. 2. The power steering device according to claim 1, wherein the steering torque and rotation direction detecting means is a load sensor attached to the input shaft and detecting torsional torque.
JP1919681A 1981-02-12 1981-02-12 Power steering gear Granted JPS57134363A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1919681A JPS57134363A (en) 1981-02-12 1981-02-12 Power steering gear

Applications Claiming Priority (1)

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JP1919681A JPS57134363A (en) 1981-02-12 1981-02-12 Power steering gear

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57134363A JPS57134363A (en) 1982-08-19
JPH0253269B2 true JPH0253269B2 (en) 1990-11-16

Family

ID=11992588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1919681A Granted JPS57134363A (en) 1981-02-12 1981-02-12 Power steering gear

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JP (1) JPS57134363A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5847657A (en) * 1981-09-16 1983-03-19 Toyoda Mach Works Ltd Control device of power steering unit
JPS6012377A (en) * 1983-06-30 1985-01-22 Kayaba Ind Co Ltd Power steering device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5766071A (en) * 1980-10-03 1982-04-22 Fuji Heavy Ind Ltd Controller for power-operated steering device

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JPS57134363A (en) 1982-08-19

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