JP3711475B2

JP3711475B2 - パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP3711475B2
Application number: JP07361496A
Authority: JP
Inventors: 克邦加太; 真澄林
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: JPH09263256A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーステアリングシリンダに圧油を供給するオイルポンプを電動モータで駆動するようにしたパワーステアリング装置に関する。詳細にはハンドル操作時点においてこれに即応したパワーアシストを得ることができる応答性に優れたパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、パワーステアリング装置としては、例えば特公昭６３−５４５９０号公報に記載のものが一般に多く採用されている。このパワーステアリング装置は、ステアリングギアボックスに内蔵されたパワーステアリングシリンダに圧油を供給するオイルポンプを電動モータで駆動するようにしたものである。
【０００３】
ところが、このパワーステアリング装置は、電動モータのブラシ部の磨耗量低減或いはシステム全体の省エネルギー化のため、ハンドル操作時にのみ電動モータが駆動してオイルポンプを回転させるようになっていたことから、ハンドル非操作時からハンドル操作時に移行した場合に、その起動初期においてオイルポンプの吐出量が不足し、応答性が悪いという不具合があった。
【０００４】
そこで、この応答性の改善を目的としたパワーステアリング装置が、実公平１−１１５８７号公報において提案されている。このパワーステアリング装置では、電動モータをハンドル非操作時においても低回転で駆動させておき、ハンドル操作への移行時に、電動モータの予回転分だけオイルポンプの吐出量の立ち上がりが早められるようにしている。
【０００５】
ところが、このパワーステアリング装置にあっては、回路内の圧力が予め設定された値まで上昇したときに初めて圧力スイッチで検知することにより、ハンドル非操作時（スタンバイ時）からハンドル操作時への移行を感知する構成となっていることから、ハンドル操作からポンプ起動までには、なお若干の時間を必要としていた。このため、ハンドル操作時点においてこれに即応したパワーアシストが得られないという不具合があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハンドル操作時点においてこれに即応したパワーアシストを得ることができる応答性に優れたパワーステアリング装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、パワーステアリングシリンダ９にパワーステアリングバルブ８を介して圧油を供給するオイルポンプ４を電動モータ７で駆動するようにしたパワーステアリング装置１００において、前記パワーステアリングバルブ８は、ブリッジ回路状に組まれており、前記パワーステアリングシリンダ９は、ブリッジ回路状に組まれたパワーステアリングバルブ８のホイートストンブリッジ辺に配設されており、前記パワーステアリングバルブ８に対して前記パワーステアリングシリンダ９と直列に設けられた検出手段１０により、前記パワーステアリングシリンダ９の作動による圧油の流量の変動を検出し、この検出信号に基づいて前記電動モータ７の回転数を制御するようにしたことを特徴とするパワーステアリング装置１００をその要旨とした。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記検出手段１０が、絞り１０ｃと、この絞り１０ｃと並列に設けられるとともに該絞り１０ｃの前後の差圧を検出する差圧センサー１０ｂとから成ることを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置１００をその要旨とした。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記絞り１０ｃと並列にパイロット作動チェック弁１０ｄを設けたことを特徴とする請求項３記載のパワーステアリング装置１００をその要旨とした。
【００１０】
請求項４記載の発明は、パワーステアリングシリンダ９にパワーステアリングバルブ８を介して圧油を供給するオイルポンプ４を電動モータ７で駆動するようにしたパワーステアリング装置１００において、前記パワーステアリングバルブ８に対して前記パワーステアリングシリンダ９と直列に設けられた検出手段１０により、その間を通過する圧油の流量の変動を検出し、この検出信号に基づいて前記電動モータ７の回転数を制御するようにしたことを特徴とするパワーステアリング装置１００をその要旨とした。
また、請求項４記載の発明は、前記検出手段１０が、絞り１０ｃと、この絞り１０ｃと並列に設けられるとともに該絞り１０ｃの前後の差圧を検出する差圧センサー１０ｂとから成ることを特徴とするパワーステアリング装置１００をその要旨とした。
さらに、請求項４記載の発明は、前記絞り１０ｃと並列にパイロット作動チェック弁１０ｄを設けたことを特徴とするパワーステアリング装置１００をその要旨とした。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記検出手段１０が、流量センサー１０ａであることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のパワーステアリング装置１００をその要旨とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパワーステアリング装置１００（以下ＰＳ装置１００という）の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、ハンドル１の入力軸２の先端には、内部にパワーステアリングシリンダ９（以下ＰＳシリンダ９という）とステアリングギアを内蔵したステアリングギアボックス３（以下ギアボックス３という）が連結されている。入力軸２は、ＰＳシリンダ９とトーションバー、ボールスクリューなどを介して結合し、同時にパワーステアリングバルブ８（以下ＰＳバルブ８という）と連係し、ハンドル１の回転方向に応じてＰＳバルブ８を切り換え作動させるようになっている。
【００１３】
また、このギアボックス３内部に内蔵されたＰＳシリンダ９に圧油を供給するオイルポンプ４がエンジンルーム内の所定の位置に配置されている。そして、オイルポンプ４で発生した高油圧が高圧ホース５Ａを介してＰＳシリンダ９に送り込まれ、その戻り油が低圧ホース５Ｂを介してオイルポンプ４のオイルタンク６へと返されるようになっている。
【００１４】
オイルポンプ４はベーンポンプであって、そのポンプ軸には電動モータ７が同軸的に結合され、電動モータ７の回転によってオイルポンプ４が駆動するようになっている。電動モータ７は、エンジンルーム内或いは車室内に配置された制御回路（ＥＣＵ）からの出力信号によって駆動制御されていて、車両等の運転状態に応じて最適なパワーアシストが得られるようオイルポンプ４の回転数を可変制御するようになっている。
【００１５】
ＥＣＵには、後述する検出手段１０からの検出信号が入力されるとともに、エンジン本体の配電器からのエンジン回転数信号、トランスミッション部からの車速信号及び荷重信号等が入力される。ＥＣＵでは、これらの入力信号を適宜電流値または電圧値に変換し、これらを比較演算した後、制御電流または制御電圧として電動モータ７に出力して、これを可変回転させるようになっている。
【００１６】
検出手段１０は、本発明の特徴をなすものであり、前記パワーステアリングバルブ８に対して前記パワーステアリングシリンダ９と直列に設けられており、ＰＳシリンダ９の作動による圧油の流量の変動を検出するようになっている。例えば、図１に示す実施例１のように、検出手段１０として流量センサー１０ａを用いた場合には、ハンドル１を操作してＰＳシリンダ９が作動し、これに変位が生じると、直ちにＰＳバルブ８からＰＳシリンダ９に至る間の流量に変動が生じることになる。特に、ハンドル１を急操作した場合には、極短時間の間に大きな流量差が発生することになる。このようなＰＳシリンダ９の作動による流量の変動を流量センサー１０ａ（検出手段１０）で検出し、この検出信号に基づいて電動モータ７の回転数を制御するようにしたのが本発明のパワーステアリング装置１００なのである。そして、これらはハンドル１の操舵と略同時に起こることになるため、回路内の圧力が予め設定された圧力まで上昇しないとポンプ起動しない従来例に比較し、応答性を著しく高めることができる。
【００１７】
尚、検出手段１０は、実施例１の場合には流量センサー１０ａであったが、後述の実施例２又は３の様に、絞り１０ｃとこれに並列に設けた差圧センサー１０ｂとの組み合わせなど、ＰＳバルブ８とＰＳシリンダ９の間の圧油の流量変動を直ちに検出できる方法であればその構成は特に限定されない。
【００１８】
次に、上記如く構成されたパワーステアリング装置１００の作動説明を行う。尚、パワーステアリング装置１００の作動説明で用いる図５（車速と電動モータ７の回転数との関係を示したグラフ）では、ハンドル非操作時における電動モータ７の回転数を図５中点線で示し、ハンドル操作時における電動モータ７の回転数を図５中実線で示した。
【００１９】
まずハンドル１の非操作時について説明する。図１に示すようにエンジンの始動と共に電動モータ７が始動する。その際、図５に示すように電動モータ７は任意に設定した回転数、例えば３００回転で回転している。つまり、オイルポンプ４から供給された油は、ＰＳバルブ８を経由してオイルタンク６へ戻るが、この時流量センサー１０ａを通過する流量に変化はない（圧油の流れがない）ため、ＥＣＵは電動モータ７が予め設定した回転数で回転するよう制御する。
【００２０】
次に、図１及び図２に示すように、電動モータ７によって回転駆動されるオイルポンプ４は所要流量の圧油を高圧ホース５Ａを介してＰＳシリンダ９へと送り込む。その戻り油は低圧ホース５Ｂを介してオイルポンプ４のオイルタンク６へと戻される。
【００２１】
車速が任意に設定した速度、例えば６０ｋｍ／ｈに達するまでは、電動モータ７は設定した３００ｒｐｍで回転し続ける。車速が速度６０ｋｍ／ｈを越えると、これを検知した車速センサーからの信号に基づき、ＥＣＵが電動モータ７の回転数を車速に比例して徐々に低下させるよう制御する。さらに車速が任意に設定した速度、例えば１００ｋｍ／ｈを越えたとき、これを検知した車速センサーからの信号でＥＣＵが作動し、電動モータ７の回転を停止させる。
【００２２】
次に、ハンドル１の操作時について説明する。ハンドル１を操作してＰＳシリンダ９が作動し、それに伴って直ちにＰＳバルブ８とＰＳシリンダ９との間に流れる圧油の流量に変動が生じる。
【００２３】
この変動は、流量センサー１０ａで検知され、その検出信号はＥＣＵに入力される。ＥＣＵは流量センサー１０ａからの検出信号に基づき、電動モータ７の回転数を非操作時よりも高い回転数、例えば３０００回転まで上昇させる。これにより、ハンドル１には圧油によるパワーアシストが行われ、ハンドル１を容易に操舵できるようになる。その後、ハンドル操作が終了し流量変動が無くなったことを流量センサー１０ａで検出すると、ＥＣＵは電動モータ７の回転数を上記３０００回転から３００回転に落とすよう制御する。
【００２４】
図３は請求項３の発明に係る実施例２を示すシステム図であり、検出手段１０として、ＰＳバルブ８とＰＳシリンダ９との間に設けた絞り１０ｃと、この絞り１０ｃに並列に設けた差圧センサー１０ｂとより構成したものである。この実施例の場合には、絞り１０ｃに圧油の流れが生じると当該絞り１０ｃの前後に圧力差が生じ、この圧力差を差圧センサー１０ｂで検出して、その検出信号をＥＣＵに伝達し、ＥＣＵは電動モータ７の回転数を非操作時よりも高い回転数に上昇させるようにしたのである。
【００２５】
なお、絞り１０ｃの絞り面積は、オイルポンプ４からの供給流量が最大時であっても圧力損失が極力大きくならないように決定する必要があるが、図４に示すよう前記絞り１０ｃに対して並列にパイロット作動チェック弁１０ｄを設ければ、圧力損失を低減することができるのである。
【００２６】
つまり、ＰＳバルブ８から図４の通路Ａを経由してＰＳシリンダ９に圧油が流入する場合に、圧力が低い時には絞り１０ｃのみを経由してＰＳシリンダ９に流入し、圧力が上昇してパイロット作動チェック弁１０ｄのパイロット圧を越えるとパイロット作動チェック弁１０ｄが開き圧油は絞り１０ｃとパイロット作動チェック弁１０ｄの双方を経由してＰＳシリンダ９に流入するため、オイルポンプ４からＰＳシリンダ９への最大供給流量が絞りを通過する時（操舵時）の圧力損失を低減することができるのである。
【００２７】
一方、ＰＳバルブ８から図４の通路Ｂを経由してＰＳシリンダ９に圧油が流入する場合には、ＰＳシリンダ９からの戻り油は、絞り１０ｃとパイロット作動チェック弁１０ｄの双方を経由してオイルタンク６に戻るのである。なお、パイロット作動チェック弁１０ｄのクラックキング圧力は極力低く設定して圧力損失を少なくする。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のパワーステアリング装置は、ＰＳシリンダの作動による流量の変動を流量センサー等の検出手段で検出し、この検出信号に基づいて電動モータの回転数を制御するようになっていることから、ハンドル非操作時からハンドル操作時への移行を瞬時に感知することができ、ハンドル操作時点においてこれに即応したパワーアシストが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例のパワーステアリング装置のシステム構成図。
【図２】本発明のパワーステアリング装置の概略構成図。
【図３】請求項３の発明に係る実施例のパワーステアリング装置のシステム構成図。
【図４】請求項４の発明に係る実施例のパワーステアリング装置のシステム構成図。
【図５】車速と電動モータの回転数の関係を示したグラフ。
【符号の説明】
１・・・ハンドル
２・・・入力軸
３・・・ギアボックス
４・・・オイルポンプ
５・・・ホース
６・・・オイルタンク
７・・・電動モータ
８・・・ＰＳバルブ
９・・・ＰＳシリンダ
１０・・・検出手段
１０ａ・・流量センサー
１０ｂ・・差圧センサー
１０ｃ・・絞り
１０ｄ・・パイロット作動チェック弁
１００・・・パワーステアリング装置

Claims

パワーステアリングシリンダにパワーステアリングバルブを介して圧油を供給するオイルポンプを電動モータで駆動するようにしたパワーステアリング装置において、
前記パワーステアリングバルブは、ブリッジ回路状に組まれており、
前記パワーステアリングシリンダは、前記ブリッジ回路状に組まれたパワーステアリングバルブのホイートストンブリッジ辺に配設されており、
前記パワーステアリングシリンダと直列に設けられた検出手段により、前記パワーステアリングシリンダの作動による圧油の流量の変動を検出し、この検出信号に基づいて前記電動モータの回転数を制御するようにしたことを特徴とするパワーステアリング装置。
検出手段が、絞りと、この絞りと並列に設けられるとともに該絞りの前後の差圧を検出する差圧センサーとから成ることを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
絞りと並列にパイロット作動チェック弁を設けたことを特徴とする請求項２記載のパワーステアリング装置。
パワーステアリングシリンダにパワーステアリングバルブを介して圧油を供給するオイルポンプを電動モータで駆動するようにしたパワーステアリング装置において、
前記パワーステアリングバルブに対して前記パワーステアリングシリンダと直列に設けられた検出手段により、その間を通過する圧油の流量の変動を検出し、この検出信号に基づいて前記電動モータの回転数を制御するようにし、
前記検出手段が、絞りと、この絞りと並列に設けられるとともに該絞りの前後の差圧を検出する差圧センサーとから成り、
前記絞りと並列にパイロット作動チェック弁を設けたことを特徴とするパワーステアリング装置。
検出手段が、流量センサーであることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のパワーステアリング装置。