JP4800118B2 - Vehicle steering system - Google Patents
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Description
本発明は、ハンドルの操作に応じた油圧制御により、車輪を操舵させる車輌用操舵装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus for steering a wheel by hydraulic control according to an operation of a handle.
従来から、ハンドルの操作に応じて油圧制御を行わせ、同油圧制御によって車輪を操舵させる車輌用操舵装置として様々な構成のものが提案されている。車輌用操舵装置として特許文献１には、油圧ポンプと、油圧モータと、車輪を操舵するシリンダと、ハンドルの操作により切換わる油圧制御バルブと、を備えた油圧制御装置が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there have been proposed various vehicle steering devices that perform hydraulic control according to the operation of a steering wheel and steer a wheel by the hydraulic control. As a vehicle steering apparatus,
特許文献１に記載された油圧制御装置を本発明における従来例として、図４にはその油圧回路を示している。図４に示すように、ハンドル71を回転操作してコントローラ72を作動させると、図示しないステアリングリンク機構に連動連結した両ロッド型のシリンダ73に、ハンドル71の回転方向に対応した方向でハンドル操作量に比例した量だけ圧油を供給することができる。
FIG. 4 shows a hydraulic circuit of the hydraulic control device described in
コントローラ72には、ハンドル71に連動連結され、かつ正逆一対の中立復帰スプリング74によって中立付勢された油圧制御バルブ75と、シリンダ73に供給する圧油量を制御する油圧モータ76とが備えられている。コントローラ72には油路80を介して油圧ポンプ79が接続されており、油路80に接続されたリリーフバルブ77によって、コントローラ72におけるシステム圧の上限が設定されている。
The
ハンドル71が操作されていない状態では、油圧制御バルブ75は中立位置に保持されており、ハンドル71を回転操作すると、油圧制御バルブ75は中立位置からハンドル71の回転方向に対応した側に切換えられる。油圧制御バルブ75が中立位置から切換えられることにより、油圧ポンプ79から吐出した圧油は油圧制御バルブ75によって流量が制御されて油圧モータ76に供給される。
When the
油圧モータ76に供給された圧油によって、油圧モータ76は回転する。このとき、油圧モータ76を通った圧油は、油圧制御バルブ75を一旦通ってから、シリンダ73における一方の油室に供給される。これにより、シリンダ73が作動し、図示しないステアリングリンク機構を作動させて車輪が操舵される。シリンダ73における他方の油室から排出された圧油は、油圧制御バルブ75を通ってタンクに排出される。
また、油圧モータ76の回転は、回転伝達機構85を介して油圧制御バルブ75の開口を減じる方向にフィードバックされる。
The
The rotation of the
油圧ポンプ79に接続した油路80から分岐した油路83には、３位置に切換え可能なパイロット操作型のアンロードバルブ78が配備されている。アンロードバルブ78は、中立状態で油路開放状態となり、中立状態から左右に切換えられることで油路遮断状態となる。アンロードバルブ78の切換制御は、油圧モータ76に接続した油路81と油路82との間における差圧をパイロット圧として用いることで制御される。
A pilot operation
ハンドル71が操作されていない状態では、油圧制御バルブ75は中立位置に保持されており、コントローラ72におけるシステム圧は零となっている。従って、油路81と油路82との間における差圧もゼロ状態となり、アンロードバルブ78は中立状態で油路開放状態となっている。
When the
ハンドル71が操作されると、油圧制御バルブ75は中立位置から切換えられ、油圧モータ76はモータ作用を行う。油圧モータ76のモータ作用によって、油路81又は油路82の一方の油路に圧が立ち、油路81と油路82との間に差圧が発生する。この差圧によって、アンロードバルブ78は中立状態から油路遮断状態に切換えられる。
When the
ハンドル71の回転操作を停止すると油圧モータ76のモータ作用が停止し、油圧モータ76の油路81と油路82との間における差圧が消滅する。これによって、アンロードバルブ78は自らの復帰力によって油路開放状態に切換えられ、コントローラ72におけるシステム圧は再び零にまで低下する。
When the rotation operation of the
従って、油圧制御バルブ75は、圧力バランスによって中立から外れた位置に保持されてしまうようなことが防止され、中立復帰スプリング74の弱い中立復帰力だけで確実に中立位置に復帰移動することができるとしている。
特許文献１に記載された油圧制御装置では、油圧ポンプ79から吐出した圧油は、油圧制御バルブ75によって流量が制御された後、油圧モータ76を介してシリンダ73に供給されている。即ち、油圧ポンプ79からは、シリンダ73を作動させるために必要な圧油を吐出させておくことが必要となり、油圧制御バルブ75及び油圧モータ76には、シリンダ73を作動させるための高圧で大流量の圧油が流れることになる。
In the hydraulic control device described in
このため、油圧制御バルブ75及び油圧モータ76において、圧油のロスが大きくなってしまう問題が生じる。また、油圧制御バルブ75が中立状態のときには、コントローラ72におけるシステム圧を零としているので、油圧制御バルブ75が中立に戻る前後の状態において、ステアリングの操縦性が不安定になってしまう問題が生じる。
For this reason, the
また、例えば、操舵負荷の大きな車輌に対して大きな操舵力を得るため、シリンダ73の容量を大きく構成し、油圧制御バルブ75や油圧モータ76に流れる流量や圧力を増大させた場合、油圧制御バルブ75に流れる流量や圧力を増大させると、油圧制御バルブ75を中立状態に戻すためには、中立復帰スプリング74を強く構成しておかないと油圧制御バルブ75を中立状態に戻すことはできない。
Also, for example, in order to obtain a large steering force for a vehicle with a large steering load, the capacity of the
本願発明では、操舵負荷の大きな車輌に対しても車輪の操舵方向及び操舵量を小さな操作力でもって正確に制御することができ、また、圧油のロスを少なくすることができ、しかも、ハンドル操作に対しても、アーティキュレート角の変化量や車輪の旋回角の変化量を正確に追従させることのできる車輌用操舵装置を提供することにある。 In the present invention, it is possible to accurately control the steering direction and the steering amount of a wheel with a small operating force even for a vehicle having a large steering load, and it is possible to reduce the loss of pressure oil and to handle the steering wheel. An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can accurately follow the amount of change in the articulate angle and the amount of change in the turning angle of the wheel even with respect to the operation.
本願発明の課題は請求項１〜４に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願発明では、ハンドルの操作により車輪を操舵させる車輌用操舵装置において、ステアリングポンプと、ハンドルの操作に応じて切換わるサーボ式の第１バルブと、前記サーボ式の第１バルブから出力された前記ステアリングポンプからの圧油により回転する油圧モータと、前記油圧モータの回転により、前記サーボ式の第１バルブの開口を減じる方向にフィードバック制御するサーボ機構と、
前記ステアリングポンプから吐出された圧油が、前記第１バルブと前記油圧モータとを介して供給されることにより作動するパイロットシリンダと、操舵ポンプと、前記操舵ポンプから吐出された圧油を、前記パイロットシリンダの作動により制御するサーボ式の第２バルブと、前記第２バルブから出力された圧油により作動する操舵用油圧シリンダと、を備え、
前記操舵用油圧シリンダの作動により操舵される車輪の操舵量に応じたフィードバック制御が、前記サーボ式の第２バルブの開口を減じる方向に行われてなることを最も主要な特徴となしている。
The object of the present invention can be achieved by the inventions described in
That is, according to the present invention, in the vehicle steering apparatus that steers the wheel by operating the steering wheel, the steering pump, the servo-type first valve that switches in accordance with the steering wheel operation, and the servo-type first valve are output. A hydraulic motor that is rotated by pressure oil from the steering pump, and a servo mechanism that performs feedback control in a direction to reduce the opening of the servo-type first valve by the rotation of the hydraulic motor;
A pilot cylinder that operates when pressure oil discharged from the steering pump is supplied via the first valve and the hydraulic motor, a steering pump, and pressure oil discharged from the steering pump, A servo-type second valve controlled by operation of the pilot cylinder, and a steering hydraulic cylinder operated by pressure oil output from the second valve,
The most important feature is that feedback control according to the steering amount of the wheel steered by the operation of the steering hydraulic cylinder is performed in a direction to reduce the opening of the servo-type second valve .
また、本願発明では、車輌の構成、及びサーボ式の第２バルブの開口を減じる方向へのフィードバック制御の構成を特定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願発明では、減速機を介して可変容量型油圧モータの回転を、サーボ機構に供給する構成を特定したことを主要な特徴となしている。
更にまた、本願発明では、油圧モータの構成及び車速センサからの検出信号に基づいて可変容量型油圧モータとした油圧モータの容量を制御する構成を特定したことを主要な特徴となしている。
In the present invention, the main feature is that the configuration of the vehicle and the configuration of the feedback control in the direction of reducing the opening of the servo-type second valve are specified.
Furthermore, the main feature of the present invention is that the configuration for supplying the rotation of the variable displacement hydraulic motor to the servo mechanism via the reduction gear is specified.
Furthermore, the main feature of the present invention is that the configuration for controlling the displacement of the hydraulic motor as a variable displacement hydraulic motor based on the configuration of the hydraulic motor and the detection signal from the vehicle speed sensor is specified.
本発明では、車輪の操舵方向及び操舵量を制御するステアリング回路を、小さなシリンダで構成したパイロットシリンダによって制御することができる。即ち、小さなシリンダで構成したパイロットシリンダによって、ステアリング回路における車輪操舵用の大きなシリンダを制御することができる。これにより、パイロットシリンダを小さな力で操作することで、車輪の操作力としては大きな操作力を得ることができる。しかも、車輪操舵用のシリンダの作動は、パイロットシリンダの作動に倣って制御されるので、車輪の操舵方向及び操舵量を正確に制御できる。 In the present invention, the steering circuit for controlling the steering direction and the steering amount of the wheel can be controlled by a pilot cylinder constituted by a small cylinder. That is, a large cylinder for wheel steering in a steering circuit can be controlled by a pilot cylinder constituted by a small cylinder. Thus, by operating the pilot cylinder with a small force, a large operating force can be obtained as the wheel operating force. In addition, since the operation of the wheel steering cylinder is controlled following the operation of the pilot cylinder, the steering direction and the steering amount of the wheel can be accurately controlled.
本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本発明における車輌用操舵装置の構成としては、以下で説明する形状、配置構成以外にも本発明の課題を解決することができる形状、配置構成であれば、それらの形状、配置構成を採用することができるものである。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. As the configuration of the vehicle steering device in the present invention, in addition to the shapes and arrangements described below, those shapes and arrangements are adopted as long as they can solve the problems of the present invention. It is something that can be done.
このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。また、本発明に係わる車輌用操舵装置を適用できる車輌としては、建設用作業車輌、土木用作業車輌、農業用車輌、乗用車、バス、トラック等の多岐に亘って適用することができる。しかも、これらの車輌以外においても、ハンドルの操作やレバー操作に応じた油圧制御で、車輪を操舵させることができるものであれば、本発明に係わる車輌用操舵装置を良好に適用することができる。 For this reason, this invention is not limited to the Example demonstrated below, A various change is possible. In addition, the vehicle to which the vehicle steering apparatus according to the present invention can be applied can be applied to a wide variety of vehicles such as construction work vehicles, civil engineering work vehicles, agricultural vehicles, passenger cars, buses, and trucks. In addition to these vehicles, the vehicle steering apparatus according to the present invention can be favorably applied as long as the wheels can be steered by hydraulic control according to the operation of the steering wheel or the lever. .
図１は、本発明の実施形態に係わる車輌用操舵装置の油圧回路図を示している。車輌用操舵装置1における回路構成としては、ステアリングポンプ7からの圧油をサーボ式ロータリーバルブ2及び可変容量型油圧モータ3を介してパイロットシリンダ40に供給する回路と、操舵ポンプ39からの圧油を第２バルブとしての切換弁41を介して、一対の操舵用油圧シリンダ35、37に供給する回路とから構成されている。
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention. The circuit configuration in the
尚、以下の説明では、可変容量型油圧モータ3を用いた実施例について説明を行うが、可変容量型油圧モータ3を用いる代わりに、固定容量型の油圧モータを用いた構成とすることもできる。
In the following description, an embodiment using the variable displacement
車輌用操舵装置1が搭載されたアーティキュレート車輌は、従来から公知の構成を備えており、図１ではアーティキュレート車輌を構成するフロントフレーム44の一部と本体フレーム45の一部とを模式的に示している。フロントフレーム44は、ピボットピン43を介して本体フレーム45に回動自在に支承されている。また、フロントフレーム44及び本体フレーム45には、それぞれ図示せぬ一対の車輪が備えられている。
The articulate vehicle equipped with the
一対の操舵用油圧シリンダ35、37は、それぞれ本体フレーム45に回動自在に支承されており、一対の操舵用油圧シリンダ35、37における各ピストンロッド35b、37bは、それぞれフロントフレーム44に回動自在に支承されている。
The pair of steering
アーティキュレート車輌は、例えば、操舵用油圧シリンダ35のピストンロッド35bが突出し、操舵用油圧シリンダ37のピストンロッド37bが縮小すれば、フロントフレーム44は、ピボットピン43を回動中心として図１において時計回り方向に回動して、アーティキュレート車輌は右方向に旋回操作されることになる。
In the articulated vehicle, for example, when the
同様に、操舵用油圧シリンダ35のピストンロッド35bが縮小し、操舵用油圧シリンダ37のピストンロッド37bが突出すれば、アーティキュレート車輌は左方向に旋回操作されることになる。これらの構成は、アーティキュレート車輌として、従来から公知の構成となっている。
Similarly, when the
上述したパイロットシリンダ40に供給する回路は、ステアリングポンプ7と、サーボ式ロータリーバルブ2と、可変容量型油圧モータ3と、減速機4と、回転伝達機構5と、パイロットシリンダ40とを備えた構成となっている。また、一対の操舵用油圧シリンダ35、37に供給する回路は、操舵ポンプ39と、第２バルブとしての切換弁41と、一対のリリーフ弁47a、47bとチェック弁48a、48bと、一対の操舵用油圧シリンダ35、37とを備えた構成となっている。
The circuit supplied to the
また、切換弁41とパイロットシリンダ40との間には、パイロットシリンダ40の作動を切換弁41に伝達するリンク機構42が配されている。
尚、車輌用操舵装置1を構成する一部として、ハンドル6の操作により切換わるサーボ式ロータリーバルブ2を用いた例について説明を行うが、サーボ式ロータリーバルブを用いる代わりに、スプールがその軸方向に往復摺動するサーボ式バルブを用いた構成とすることもできる。
A
Although an example using a servo type
最初に、パイロットシリンダ40に圧油を供給する回路について説明する。
ステアリングポンプ7は、タンク8内の油を吸引して、サーボ式ロータリーバルブ2のポートfに圧油を供給する。サーボ式ロータリーバルブ2は、３位置６ポートの切換弁として構成されており、サーボ式ロータリーバルブ2におけるスプールの作動位置に応じて流量を連続的に変化させることができる。また、サーボ式ロータリーバルブ2は一対のバネ22によって、中立位置（II）を維持するように付勢されている。
First, a circuit for supplying pressure oil to the
The steering pump 7 sucks oil in the tank 8 and supplies pressure oil to the port f of the
サーボ式ロータリーバルブ2のスプールは、ハンドル6のハンドル軸6aに連動連結されている。ハンドル6が回動操作されたときには、ハンドル6の回動量及び回動方向がハンドル軸6aを介してサーボ式ロータリーバルブ2のスプールに伝達され、サーボ式ロータリーバルブ2のスプールは、ハンドル6の回動方向に応じて中立位置（II）から第１の位置（I）側又は第２の位置（III）側に切換わる。
The spool of the
例えば、アーティキュレート車輌を右方向に操舵させるためにハンドル6を右方向に回動したときには、サーボ式ロータリーバルブ2は第２の位置（III）側に切換わる。車輌を左方向に操舵させるためにハンドル6を左方向に回動したときには、サーボ式ロータリーバルブ2は第１の位置（I）側に切換わることになる。
For example, when the handle 6 is rotated to the right in order to steer the articulate vehicle to the right, the
またこのとき、ハンドル6の回動量に応じて、サーボ式ロータリーバルブ2のスプールが中立位置（II）から第１の位置（I）側又は第２の位置（III）側へ回動するときの回動量が、制御されることになる。
At this time, when the spool of the
サーボ式ロータリーバルブ2は、６ポートa〜fを備えており、ポートaは、油路33を介してパイロットシリンダ40の油圧室60aと接続している。ポートbは、油路31を介して可変容量型油圧モータ3のポート3aと接続しており、ポートcは、油路32を介して可変容量型油圧モータ3のポート3bと接続している。ポートdは、油路34を介してパイロットシリンダ40の油圧室60bと接続している。また、ポートeは、タンク8に接続し、ポートfは、油路30を介してステアリングポンプ7の吐出ポートと接続している。
The
サーボ式ロータリーバルブ2の中立位置（II）では、ステアリングポンプ7と可変容量型油圧モータ3との連通状態と、可変容量型油圧モータ3とパイロットシリンダ40との連通状態と、パイロットシリンダ40とタンク8との連通状態とが、全て遮断された状態となっている。
At the neutral position (II) of the
ハンドル6を操作してサーボ式ロータリーバルブ2を中立位置（II）から第１の位置（I）側に切換えると、ステアリングポンプ7は油路31に連通して、ステアリングポンプ7から吐出した圧油がポート3aから可変容量型油圧モータ3に供給される。可変容量型油圧モータ3は、可変容量装置11によって制御された容量状態で回転する。
When the
可変容量型油圧モータ3を通った圧油は、油路32を通り、ポートcからポートdを経由して油路34からパイロットシリンダ40の油圧室60bに供給される。パイロットシリンダ40の油圧室60aから排出された油は、油路33を通り、ポートaからポートeを経由して、油路29を通ってタンク8に排出される。
The pressure oil that has passed through the variable displacement
パイロットシリンダ40の油圧室60bに供給された圧油によって、ピストンロッド40bは図１に向かって右方向に摺動する。ピストンロッド40bの右方向への摺動により、ピストンロッド40bに連結されたリンク機構42が時計回り方向に作動し、切換弁41を中立位置（V）から（VI）位置側に切換えることができる。
The
同様に、ハンドル6を操作してサーボ式ロータリーバルブ2を中立位置（II）から第２の位置（III）側に切換えると、ステアリングポンプ7は油路32に連通して、ステアリングポンプ7からの吐出圧油は、ポート3bから可変容量型油圧モータ3に供給される。可変容量型油圧モータ3は、可変容量装置11によって制御された容量状態で回転する。
Similarly, when the
このとき、パイロットシリンダ40の油圧室60aに供給された圧油によって、ピストンロッド40bは図１に向かって左方向に摺動する。ピストンロッド40bの左方向への摺動によって、ピストンロッド40bに連結されたリンク機構42が反時計回り方向に作動し、切換弁41を中立位置（V）から（IV）位置側に切換える。
At this time, the
可変容量型油圧モータ3は、可変容量装置11によってその斜板角が制御されており、可変容量装置11は、コントローラ15によって制御されている。即ち、コントローラ15によって、可変容量型油圧モータ3の容量を制御することができる。可変容量型油圧モータ3の回転は、回転軸28により取り出される。
The variable displacement
回転軸28によって取り出された可変容量型油圧モータ3の回転は、減速機4を介して回転伝達機構5に伝達される。回転伝達機構5に伝達された回転は、サーボ式ロータリーバルブ2のサーボ作動部側のスリーブにフィードバックされる。これにより、ハンドル6の操作により回動したサーボ式ロータリーバルブ2のスプールと、サーボ作動部側のスリーブとの間において生じていた回転差が減少されることになる。最終的には、サーボ式ロータリーバルブ2は中立位置（II）に復帰することになる。
The rotation of the variable displacement
減速機4は、遊星歯車機構から構成されており、太陽歯車4aが可変容量型油圧モータ3の回転軸28に連結されている。太陽歯車4aの周りを自転及び公転しながら回る遊星歯車4bは、キャリヤ4dに回転自在に支承され、かつ、車体フレーム等に固定されたリンク歯車4cに噛合している。キャリヤ4dには、キャリヤ4dの回転を取り出せるように回転伝達機構5が接続されている。
The
このように、サーボ式ロータリーバルブ2のサーボ作動部と回転伝達機構5とによって、可変容量型油圧モータ3の回転でサーボ式ロータリーバルブ2の開口を減ずる方向に制御するサーボ機構が構成されている。
As described above, the servo operation unit of the
減速機4の構成としては、太陽歯車4aを回転伝達機構5に連結し、キャリヤ4dを可変容量型油圧モータ3の回転軸28に連結した構成とすることもできる。尚、減速機4における減速比としては、所望の減速比となるように各歯車の歯数を調整しておくことが必要である。
As a configuration of the
減速機4を介して可変容量型油圧モータ3の回転を回転伝達機構5に伝達する構成について説明を行っているが、減速機4は必ずしも必要とする構成ではない。減速機4を用いずに、可変容量型油圧モータ3の回転を直接回転伝達機構5に伝達する構成とすることもできる。また、減速機として遊星歯車機構を用いずに他の減速機構を用いることもできる。
The configuration for transmitting the rotation of the variable displacement
次に、切換弁41を介して、一対の操舵用油圧シリンダ35、37に圧油を供給する回路について説明する。
操舵ポンプ39は、タンク8内の油を吸引して、切換弁41のポートpに圧油を供給することができる。操舵ポンプ39としては単一のポンプとして構成することも、複数のポンプから構成することもできる。切換弁41は、３位置４ポートの切換弁として構成されており、切換弁41におけるスプールの作動位置に応じて流量を連続的に変化させることができる。
Next, a circuit for supplying pressure oil to the pair of steering
The
切換弁41のスプールには、パイロットシリンダ40の作動がリンク機構42を介して伝達される構成となっている。パイロットシリンダ40のピストンロッド40bが、図１に向かって左方向に摺動すると、リンク機構42が反時計回り方向に作動して、切換弁41は（IV）位置側に切換わる。また、ピストンロッド40bが、図１に向かって右方向に摺動すると、リンク機構42が時計回り方向に作動して、切換弁41は（VI）位置側に切換わる。
The operation of the
切換弁41は、４ポートp、q、s、tを備えており、ポートpは、油路50を介して操舵ポンプ39の吐出ポートと接続している。ポートqは、油路51を介してタンク8に接続している。ポートsは、油路54を介して操舵用油圧シリンダ35のボトム側の油圧室36b及び操舵用油圧シリンダ37のヘッド側の油圧室38aに接続している。ポートtは、油路53を介して操舵用油圧シリンダ35のヘッド側の油圧室36a及び操舵用油圧シリンダ37のボトム側の油圧室38bに接続している。
The switching
また、油路53と油路54との間には、各油路53、54における油圧の圧力上昇を制御するリリーフ弁47a、47bとチェック弁48a、48bとが、並列状態にて配設されている。一対のリリーフ弁47a、47bの間及び一対のチェック弁48a、48bの間は、油路52によりドレイン油路51に接続している。
In addition,
パイロットシリンダ40によって切換弁41が（IV）位置側に切換えられているときには、操舵ポンプ39からの圧油は油路54を通って、操舵用油圧シリンダ35の油圧室36b及び操舵用油圧シリンダ37の油圧室38ａに供給される。これにより、ピストン35aは油圧室36aを縮小する方向に摺動して、ピストンロッド35bを突出させる。同時に、操舵用油圧シリンダ37のピストン37aは油圧室38bを縮小する方向に摺動して、ピストンロッド37bを縮小させる。
このとき、フロントフレーム44はピボットピン43を回動中心として図１において時計回り方向に回動して、例えば、アーティキュレート車輌は右旋回することになる。
When the switching
At this time, the
同様に、パイロットシリンダ40によって切換弁41が（VI）位置側に切換えられているときには、操舵ポンプ39からの圧油は油路53を通って、操舵用油圧シリンダ35の油圧室36a及び操舵用油圧シリンダ37の油圧室38bに供給される。これにより、フロントフレーム44はピボットピン43を回動中心として図１において反時計回り方向に回動して、例えば、アーティキュレート車輌は左旋回することになる。
Similarly, when the switching
リンク機構42は、クランク形状の部材から構成されており、クランク形状の部材の中間部に形成したリンク部42aは、フロントフレーム44と本体フレーム45とを回動自在に支承するピボットピン43に遊嵌している。リンク部42aがピボットピン43に遊嵌していることによって、パイロットシリンダ40のピストンロッド40bの摺動と切換弁41のスプールの摺動との間で、多少の遊びを持たせることができる。
The
クランク形状の部材の両端部側はそれぞれ、フロントフレーム44と本体フレーム45とにそれぞれ固定した支軸61,62を回動軸として、フロントフレーム44と本体フレーム45とに支承されている。
Both end portions of the crank-shaped member are supported by the
クランク形状の部材におけるリンク部42aと支軸61との間、及びリンク部42aと支軸62との間には、それぞれ一対の球形軸端部42bによってリンク結合が構成されている。これにより、リンク部42aと支軸61との間、及びリンク部42aと支軸62との間においてそれぞれ平行リンク機構が構成されることになる。
A link connection is formed by a pair of spherical
また、クランク形状の部材における両端部は、それぞれパイロットシリンダ40のピストンロッド40bと切換弁41のスプールとに遊嵌状態で連結している。
このように構成されたリンク機構42によって、パイロットシリンダ40におけるピストンロッド40bの動きが、切換弁41のスプールに伝達されることになる。
Further, both end portions of the crank-shaped member are connected to the
The movement of the
また、操舵用油圧シリンダ35及び操舵用油圧シリンダ37の作動により、フロントフレーム44と本体フレーム45との間におけるアーティキュレート角度が操作されると、ピボットピン43に対して支軸61又は支軸62の位置が回動することになる。支軸61又は支軸62の位置がピボットピン43に対して回動することに、リンク機構42はパイロットシリンダ40による作動方向とは逆方向に作動する。
Further, when the articulate angle between the
このことについて、パイロットシリンダ40のピストンロッド40bが図１の左方向に摺動して、リンク機構42がピボットピン43を中心として反時計回り方向に作動し、切換弁41のスプールが（IV）位置側に切換わった場合を例に挙げて説明する。
In this regard, the
切換弁41のスプールが（IV）位置側に切換わることによって、操舵ポンプ39からの圧油は油路54に導入されて、操舵用油圧シリンダ35のピストンロッド35bを突出させ、操舵用油圧シリンダ37のピストンロッド37ｂを縮小させる。これにより、フロントフレーム44は、ピボットピン43を中心として時計回り方向に回動する。
When the spool of the switching
フロントフレーム44の時計回り方向への回動に伴って、リンク機構42における支軸61もピボットピン43を中心として時計回り方向に回動する。即ち、リンク部42aと支軸61との間における平行リンク機構の部分は、パイロットシリンダ40のピストン位置が変わらないとすると、ピボットピン43を中心とした支軸61の回動に伴って、平行リンクの形状を保ったまま時計回り方向に回動する。
As the
同時に、リンク部42aを挟んだ反対側におけるリンク部42aと支軸62との間における平行リンク機構の部分も、時計回り方向に回動することになる。従って、ピボットピン43を中心とした支軸61の回動が、リンク機構42に接続されている切換弁41のスプールを、(IV)位置から(V)位置に戻すフィードバック力として作用することになる。
At the same time, the part of the parallel link mechanism between the link part 42a and the
切換弁41が中立位置（V）に戻ると、操舵ポンプ39からの圧油供給が遮断され、一対の操舵用油圧シリンダ35、37は、それぞれの作動位置で停止することになる。即ち、アーティキュレート車輌に対して操舵したアーティキュレート角度が保持されることになる。
When the switching
サーボ式ロータリーバルブ2のスプールの回転角、即ち、ハンドル6の回動量に比例した値は、ハンドル角検出センサ18によって検出され、コントローラ15に入力される。また、リンク機構42における支軸62には、リンク機構42の回動量、回動方向を検出する回転角度検出器49が設けられている。回転角度検出器49で検出された検出信号は、コントローラ15に入力される。回転角度検出器49からの検出信号によって、コントローラはアーティキュレート角度を検出することができる。
A rotation angle of the spool of the
車速センサ16からの検出信号は、コントローラ15に入力される。車速センサ16は、各種公知の検出手段を用いて構成され、車輌の走行速度を検出することができる。その検出値に基づいて、可変容量型油圧モータの容量を制御し、ハンドル6の回転量とアーティキュレート角度との関係を可変に制御している。
A detection signal from the
また、油路33及び油路34には、それぞれ電磁制御弁17a、17bが設けられている。電磁制御弁17a、17bは、ハンドル角検出センサ18からの検出信号と回転角度検出器49で検出されたアーティキュレート角度の検出信号とに基づいて、ハンドル回転角のズレを補正するように構成されている。
The
即ち、ハンドル角検出センサ18で検出したハンドル角と、回転角度検出器49で検出されたアーティキュレート角と、を比較して、ハンドル角がアーティキュレート角よりも小さなときには、油路33または油路34における圧油を抜く作動を行う。
これにより、パイロットシリンダ40に供給される圧油の流量が減少し、切換弁41を切換える操作量が小さくなって、一対の操舵用油圧シリンダ35、37に供給される圧油の流量を減らすことができる。一対の操舵用油圧シリンダ35、37に供給される圧油の流量が減ることによって、アーティキュレート角度をハンドル角に対応させて小さくすることができる。
That is, when the handle angle detected by the handle
As a result, the flow rate of the pressure oil supplied to the
また、ハンドル角がステアリング角よりも大きなときには、油路33または油路34に圧油を注入する作動を行う。
これにより、一対の操舵用油圧シリンダ35、37に供給される圧油の流量が増大し、アーティキュレート角度をハンドル角に対応させて大きくすることができる。
Further, when the steering wheel angle is larger than the steering angle, an operation of injecting pressure oil into the
As a result, the flow rate of the pressure oil supplied to the pair of steering
このように、ハンドル回転角にズレが生じた場合、電磁制御弁17aまたは電磁制御弁17bによって、油路33または油路34に対して圧油を注入したり、圧油を抜いたりすることにより、ハンドル回転角のズレを補正することができる。
As described above, when a deviation occurs in the rotation angle of the handle, the pressure oil is injected into the
ハンドル角検出センサ18と、車速センサ16と、回転角度検出器49とによって、車輌の操作状態を検出する状態検出センサが構成されている。
The handle
上述したような各種の検出結果を適宜選択して、コントローラ15は可変容量装置11に対して、可変容量型油圧モータ3の容量を制御する制御信号を出力することもできる。このとき、可変容量型油圧モータ3の容量は、ハンドル角検出センサ18からの検出信号、車速センサ16からの検出信号、アーティキュレート角度等の検出信号あるいはこれら複数の検出信号の組合せに基づいて制御されることになる。
The
次に、車輌用操舵装置の作動について説明する。
サーボ式ロータリーバルブ2のスプールは、ハンドル6の回動量に対応して回動し、ステアリングポンプ7から吐出した圧油をハンドル6の回動量に対応した流量だけ可変容量型油圧モータ3に供給することができる。可変容量型油圧モータ3に導入された圧油によって可変容量型油圧モータ3は回転しながら、可変容量型油圧モータ3を通った圧油をパイロットシリンダ40に供給する。
Next, the operation of the vehicle steering apparatus will be described.
The spool of the
尚、サーボ式ロータリーバルブ2の代わりに、スプールがその軸方向に往復摺動するサーボ式バルブを用いた場合には、ハンドル6の回動量に対応してスプールはその軸方向に摺動することになる。またこのとき、ハンドルの回転運動を直線運動に変換する公知の変換手段を用いることができる。
If a servo valve that reciprocally slides the spool in the axial direction is used instead of the
可変容量型油圧モータ3は、可変容量装置11によって設定されている可変容量型油圧モータ3の容量でもって、可変容量型油圧モータ3を通過した油量を計量することになる。即ち、サーボ式ロータリーバルブ2のスプールの回動量に対応した流量が、可変容量型油圧モータ3の回転によって計量されていくことになる。
The variable displacement
可変容量型油圧モータ3は通過油量を計量しながら回転していくことで、回転伝達機構5を介してサーボ式ロータリーバルブ2のサーボ作動部を回動させ、サーボ式ロータリーバルブ2のスプールとサーボ作動部との間に形成された相対的な回動量の差を減少させていく。即ち、サーボ式ロータリーバルブ2を中立位置（II）に戻していくことになる。
The variable displacement
サーボ式ロータリーバルブ2から出力された圧油の流量に応じて、パイロットシリンダ40のピストンロッド40ｂが摺動する。ピストンロッド40ｂの摺動はリンク機構42を介して切換弁41のスプールに伝達される。切換弁41のスプールが摺動することによって、切換弁41は中立位置（V）から（IV）位置側又は(VI)位置側に切換えられる。
The
切換弁41が中立位置（V）から切換わることによって、操舵ポンプ39からの圧油が、一対の操舵用油圧シリンダ35、37に供給される。これにより、一対の操舵用油圧シリンダ35、37における一方のピストンロッドが伸長し、他方のピストンロッドが縮小することで、アーティキュレート車輌におけるフロントフレーム44と本体フレーム45との間におけるアーティキュレート角度が変化する。
When the switching
可変容量型油圧モータ3の容量を小さく制御したときには、ハンドル6の回動量に対するアーティキュレート角度の変化量の比率を小さくすることができ、可変容量型油圧モータ3の容量を大きく制御したときには、ハンドル6の回動量に対するアーティキュレート角度の変化量の比率を大きくすることができる。
When the displacement of the variable displacement
車両用操舵装置1では、例えば、車速センサ16によって車輌が高速走行状態であることを検出したときには、コントローラ15は、可変容量型油圧モータ3の容量が小さくなるように、車速センサ16で検出した車速に応じて可変容量装置11を制御することができる。
In the
即ち、可変容量型油圧モータ3の容量を車速に応じて制御することができ、例えば、車速が速くなるのに従って、前記容量が小さくなるように制御することができる。
That is, the capacity of the variable displacement
車両が高速走行状態であるとき、例えば、走行中に車線変更を行うためハンドル6が操作されると、ハンドル6の回動量に対応して、サーボ式ロータリーバルブ2のサーボ作動部とスプールとの間には相対的な回動量の差が生じる。この回動量の差をゼロにするために、容量を小さく制御された可変容量型油圧モータ3が、容量が大きかったときと同じだけ回転しても、可変容量型油圧モータ3を通過する流量は減少する。
When the vehicle is in a high-speed traveling state, for example, when the handle 6 is operated to change the lane during traveling, the servo operating portion of the
これにより、パイロットシリンダ40に供給される圧油の流量が少なくなり、パイロットシリンダ40のピストンロッド40bの摺動量も小さくなる。そして、リンク機構42を介してピストンロッド40bの摺動量が伝達される切換弁41におけるスプールの摺動量は、小さくなる。切換弁41におけるスプールの摺動量が小さくなることは、切換弁41を通過する圧油の流量が減少し、アーティキュレート角度の変化量が小さくなって、アーティキュレート車輌は小さく操舵されることになる。
As a result, the flow rate of the pressure oil supplied to the
従って、可変容量型油圧モータ3の容量を小さくすることで、ハンドル6の操作に対するアーティキュレート角を小さくすることができ、安定して車線変更を行うことができる。
Therefore, by reducing the capacity of the variable displacement
また、例えば、車輌が低速走行状態であるときには、コントローラ15は、可変容量型油圧モータ3の容量が大きくなるように、車速センサ16で検出した車速に応じて可変容量装置11を制御することができる。即ち、車速が遅くなるのに従って、可変容量型油圧モータ3の容量が大きくなるように制御することができる。
Further, for example, when the vehicle is running at a low speed, the
このとき、例えば、車庫入れや路地等を曲がるためにハンドル6が操作されると、ハンドル6の回動量に対応して、サーボ式ロータリーバルブ2のサーボ作動部とスプールとの間には相対的な回動量の差が生じる。この回動量の差をゼロにするために、容量を大きく制御された可変容量型油圧モータ3が、容量が小さかったときと同じだけ回転しても、可変容量型油圧モータ3を通過する流量は増大する。
At this time, for example, when the handle 6 is operated to turn a garage or an alley, the servo operation portion of the servo-
可変容量型油圧モータ3を通過する流量が増大することによって、操舵用油圧シリンダ35、37に供給される圧油の流量が増大し、アーティキュレート角度は大きく変化して、アーティキュレート車輌は大きく操舵されることになる。
As the flow rate passing through the variable displacement
従って、ハンドル6の回動量に対してより大きく車輪を操舵させることができ、車庫入れや路地等を曲がるときなどに、ハンドル6の回動量に比べて車輌を大きく操舵させることができる。特に、車速が低速であればあるほど、ハンドル6の回動量に対応して車輌をより大きく操舵させることができるように構成できる。 Therefore, the wheel can be steered more greatly with respect to the turning amount of the handle 6, and the vehicle can be steered more greatly than the turning amount of the handle 6 when turning in a garage or an alley. In particular, the lower the vehicle speed, the more the vehicle can be steered corresponding to the amount of rotation of the handle 6.
尚、例えば、車速に応じて可変容量型油圧モータ3の容量を制御する場合、所定の速度範囲内では、車速に応じた可変容量型油圧モータ3の容量制御を行わないようにすることもできる。即ち、車速に応じた可変容量型油圧モータ3の容量制御を行うのは、車速が所定の速度以上の場合と、他の所定の速度以下の場合とに制限して行うこともできる。
For example, when the displacement of the variable displacement
車輌が作業車輌等である場合には、作業時、非作業時、走行時等に応じて可変容量型油圧モータ3の容量を制御することもでき、作業状況等に応じてハンドル6の回動量に対する車輪10の旋回角の変化量の比率を、任意に調整することができる。また、作業状況等に応じて前記比率を連続的に変化させることもできる。
When the vehicle is a working vehicle or the like, the displacement of the variable displacement
更に、リンク機構42の作動量を検出する回転角度検出器49からの検出角度に応じて、可変容量型油圧モータ3の容量を制御したりすることもできる。尚、回転角度検出器49で検出した検出角度は、アーティキュレート角度と対応させた角度として取り扱うこともできる。
しかも、車輌の走行時においてはハンドル6の回動量に対し、車速に応じてアーティキュレート角度に違いを持たせることができる。
Further, the capacity of the variable displacement
In addition, when the vehicle is running, the articulate angle can be varied according to the vehicle speed with respect to the amount of rotation of the handle 6.
また、可変容量型油圧モータ3の回転は、減速機4を介して取り出され、サーボ式ロータリーバルブ2にフィードバックされているので、予め減速機4における減速比を調整しておくことにより、ハンドル6の回動量に対するサーボ式ロータリーバルブ2の応答性を調整することが可能となる。
Since the rotation of the variable displacement
更に、リンク機構42におけるリンク部42aとリンク部42aを遊嵌させるピボットピン43との間に、遊び用の隙間を持たせているのでピストンロッド40bが前記遊びを吸収するだけ摺動した後に、切換弁41のスプールを摺動させることができる。
Furthermore, since a gap for play is provided between the link part 42a in the
ピストンロッド40bで作動させているのは、リンク機構42と切換弁41のスプールとである。パイロットシリンダ40における負荷としては、リンク機構42と切換弁41とを操作するだけの極小さな圧力で、リンク機構42と切換弁41のスプールとを作動させることができる。これにより、ハンドル6の回動量に対応してパイロットシリンダ40におけるピストンロッド40bの作動位置を正確に制御することができる。
The
このため、例えば、車輌の操舵に対して大きな外力が加わるヌカルミや砂地などを、車輌が走行する場合でも、車輪の操舵力としては操舵ポンプ39からの圧力が高くて大流量の圧油を用いることができる。
更に、操舵ポンプ39としては、吐出圧力及び吐出流量が小さな仕様のものを用いることができるので、操舵ポンプ39を配設する場積も少なくてすむ。また、操舵ポンプ39としては、吐出圧力及び吐出流量が大きな仕様のものを用いることができるので、操舵ポンプ39の下流側に分流弁を設けることによって、操舵ポンプ39からの吐出圧を他の作業機アクチュエータを操作する圧油としても使用できる。
For this reason, for example, even when the vehicle travels in the case of Nukarumi or sand where a large external force is applied to the steering of the vehicle, the pressure from the
Furthermore, as the
尚、操舵ポンプ39の下流側に分流弁を設ける回路構成は、当業者にとって容易に構成できるものである。また、操舵ポンプ39から切換弁41を介した操舵用油圧シリンダ35、37までの回路構成としては、既存のステアリング回路を使用することもできる。
A circuit configuration in which a diversion valve is provided on the downstream side of the
このように本発明では、ハンドル6により制御される第１バルブ2と車輪を操舵する第２バルブ41とを並存させている。しかも、第１バルブ2を流れる圧油の流量を可変容量型油圧モータ3で計量して、計量した結果に応じて第１バルブ2の開口を減じる方向にフィードバック制御を行っている。また、第２バルブ41によって制御された車輪の操舵方向及び操舵量でもって、第２バルブ41の開口を減じる方向にフィードバック制御を行っている。
As described above, in the present invention, the
更に、可変容量型油圧モータ3の容量に応じて、第２バルブ41を制御するパイロットシリンダ40の作動位置を制御している。しかも、第２バルブ41に対するフィードバック制御によって、パイロットシリンダ40による第２バルブ41に対する切換制御をキャンセルすることができる。また、第２バルブ41に対する切換制御がキャンセルされるまでの間は、第２バルブ41から操舵用油圧シリンダ35、37に対して圧油を供給し続けることができる。
Further, the operating position of the
また、可変容量型油圧モータ3の容量を連続的に変化させるだけで、ハンドル6の回動量と車輪の操舵量における変化量との比率を連続的に変化させることができる。しかも、本発明の車輌用操舵装置における構成によって、操舵負荷の大きな車輌に対しても、ハンドル操作に対して車輪の操舵方向や操舵量における変化量を正確に追従させることができる。
Further, the ratio between the amount of rotation of the handle 6 and the amount of change in the steering amount of the wheel can be changed continuously by merely changing the capacity of the variable displacement
言い換えると、パワーステアリング機能を有する車輌用操舵装置において、例えば、車速に応じて前記比率を連続的に変化させることなどが可能となり、ハンドル操作に対応して正確に車輪を追従させることができる。 In other words, in a vehicle steering apparatus having a power steering function, for example, the ratio can be continuously changed according to the vehicle speed, and the wheels can be accurately followed in accordance with the steering operation.
尚、電磁制御弁17a、17bによるハンドル回転角のズレの補正は、可変容量型油圧モータ3の容量を制御している条件下において行われるものである。このため、ハンドル角とアーティキュレート角との関係は、１対１の関係におけるズレの補正に限定されるものではなく、制御された可変容量型油圧モータ3の容量に応じて、ハンドル角とアーティキュレート角との比例関係を修正した上で両方の検出角を比較することになる。
Note that the correction of the deviation of the handle rotation angle by the
本発明に係わる車輌用操舵装置の他の実施形態について、図２を用いて説明する。実施例２における車輌用操舵装置では、パイロットシリンダ40が直接切換弁41のスプールを作動させ、操舵用油圧シリンダのピストンロッドの動きを切換弁41のサーボ作動部としてのスリーブにフィードバックさせた構成となっている。
Another embodiment of the vehicle steering apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In the vehicle steering apparatus according to the second embodiment, the
また実施例２では、操舵用油圧シリンダ35、37における各ピストンロッド35b、37bの作動によって、車輪10を直接操舵する構成になっている。他の構成は、実施例１における構成と同様の構成となっている。このため、実施例１で説明した構成と同様の構成については、図１で用いた部材符号と同じ部材符号を用いることで、その説明を省略する。また図２においては、実施例１で説明したリリーフ弁47a、47b及びチェック弁48a、48bの構成、フロントフレーム44、本体フレーム45等の構成は、省略して示している。
In the second embodiment, the
図２の記載において、操舵ポンプ39からの圧油の流れを、図１で示した油圧回路での説明と整合性をとるため、切換弁41におけるポートp、qの位置は、図１で示した位置とは逆の位置に配してある。以下では、本発明の特徴であるパイロットシリンダ40の構成及び作動、切換弁41の構成及び作動を中心にして説明する。
In FIG. 2, the positions of the ports p and q in the switching
切換弁41のポートsは、油路56を介して操舵用油圧シリンダ35のボトム側の油圧室36b及び操舵用油圧シリンダ37のヘッド側の油圧室38aに接続している。また、切換弁41のポートtは、油路55を介して操舵用油圧シリンダ35のヘッド側の油圧室36a及び操舵用油圧シリンダ37のボトム側の油圧室38bに接続している。
The port s of the switching
ステアリングポンプ7からの圧油によって作動するパイロットシリンダ40のピストンロッド40bは、パイロットシリンダ40の両端側から突出して形成され、一端側から突出したピストンロッド40bは切換弁41のスプールに連結している。ピストンロッド40bが図２の右方向に摺動すると、切換弁41は図示せぬバネによって保持された中立位置（V）から（IV）位置側に切換わることができる。また、ピストンロッド40bが図２の左方向に摺動すると、切換弁41は中立位置（V）から（VI）位置側に切換わることができる。
The
リンク機構58としては、Ｌ字状に屈折したリンク部材58aを有し、リンク部材58aの屈折部58bを本体フレーム又はフロントフレームに回動自在に支承した構成を備えている。リンク部材58aの両端部は、操舵用油圧シリンダ37のピストンロッド37bと切換弁41のサーボ作動部としてのスリーブとにそれぞれ遊嵌状態にて連結している。
The
また、屈折部58bには、リンク部材58aの回動量を検出する角度センサ57が配設されている。角度センサ57で検出したリンク部材58aの回動量、即ち、車輪10の操舵角度は、コントローラ15に入力される。
In addition, an
操舵用油圧シリンダ37のピストンロッド37bが図２の上側に摺動すると、リンク機構58を介して切換弁41のサーボ作動部としてのスリーブは図２の左方向に摺動し、切換弁41は（VI）位置側から中立位置（V）側に戻ることになる。ピストンロッド37bが図２の下側に摺動すると、リンク機構58を介して切換弁41のサーボ作動部としてのスリーブは図２の右方向に摺動し、切換弁41は（IV）位置側から中立位置（V）側に戻ることになる。
When the
各ピストンロッド35b、37bが伸長すると、各ピストンロッド35b、37bに一端部を取り付けた作動ロッド68、69が作動して、図示せぬタイロッドやアクスルビーム等に回動可能に支承されたナックルアームを回動させることができる。ナックルアームの回動により、ナックルアームに支持された車輪10を操舵することができる。
When each
これにより、各ピストンロッド35bが縮小し、ピストンロッド37bが伸長したときには、例えば、車輌を左方向に操舵させることができ、各ピストンロッド35bが伸長し、ピストンロッド37bを縮小させたときには、例えば、車輌を右方向に操舵させることができる。
Thereby, when each
このように、ハンドル6の回動量に対応して、ステアリングポンプ7から吐出した圧油の流量が、サーボ式ロータリーバルブ2と可変容量型油圧モータ3の容量とによって制御されることになり、制御された圧油の流量によってパイロットシリンダ40が作動する。パイロットシリンダ40の作動は、ピストンロッド40bの摺動量として取り出され、切換弁41を中立位置（V）から（IV）位置側又は（VI）位置側に切換える。
As described above, the flow rate of the pressure oil discharged from the steering pump 7 is controlled by the
即ち、図２においては、操舵ポンプ39から吐出した圧油が、操舵用油圧シリンダ35、37に供給されて、車輪10が操舵されることになる。車輪10の操舵角度は、操舵用油圧シリンダ37のピストンロッド37bの摺動量として、リンク部材58aの回動量を検出する角度センサ57によって検出できる。また、ピストンロッド37bの摺動は、リンク機構58を介して切換弁41を中立位置（V）に戻すように作用して、切換弁41のサーボ作動部としてのスリーブを、切換弁41の開口を減じる方向に摺動させる。
That is, in FIG. 2, the pressure oil discharged from the
切換弁41が中立位置（V）に戻った時点で、操舵ポンプ39から操舵用油圧シリンダ35、37に供給していた圧油の供給が遮断される。これにより、車輌はハンドル6の回動量に対応した操舵角度状態に保持されることになる。しかも、ハンドル6の回動量が少ないときでも、サーボ式ロータリーバルブ2を流れる圧油の流量としては、パイロットシリンダ40を作動させるのに十分な流量である。
When the switching
このため、ハンドル6の回動量に対応させてパイロットシリンダ40を作動させることができ、パイロットシリンダ40の作動によって車輌の操舵角度を正確に制御することができる。
For this reason, the
また、実施例１の場合で説明したと同様に、ハンドル6の回動量に対する操舵角度の変化量の比率を、車輌の操作状態に応じて可変容量型油圧モータ3の容量を制御することによって任意に設定したり、連続的に変化させたりすることができる。
Further, as described in the case of the first embodiment, the ratio of the change amount of the steering angle to the rotation amount of the handle 6 can be arbitrarily set by controlling the displacement of the variable displacement
また、ハンドル回転角にズレが生じた場合、油路33に接続した電磁制御弁17aまたは油路34に接続した電磁制御弁17bによって、油路33または油路34に対して圧油を注入したり、圧油を抜いたりすることができる。これにより、パイロットシリンダ40におけるピストンロッド40bの摺動量を補正して、切換弁41を切換える操作量を制御する。
In addition, when a deviation occurs in the steering wheel rotation angle, pressure oil is injected into the
例えば、電磁制御弁17aまたは電磁制御弁17bを制御して、油路33または油路34における圧油を抜くと、切換弁41を切換えるパイロットシリンダ40の操作量を小さくすることができる。これにより、切換弁41を通って一対の操舵用油圧シリンダ35、37に供給される圧油の流量を減らすことができる。一対の操舵用油圧シリンダ35、37に供給される圧油の流量が減少することによって、操舵角度をハンドル角に対応させて小さくすることができる。このようにして、ハンドル回転角のズレを補正できる。
For example, when the
また、電磁制御弁17aまたは電磁制御弁17bを制御して、油路33または油路34に圧油を注入した場合には、一対の操舵用油圧シリンダ35、37に供給される圧油の流量を増大させることができ、操舵角度をハンドル角に対応させて大きくすることができる。
Further, when pressure oil is injected into the
尚、ハンドル回転角におけるズレの補正に関して、ハンドル角検出センサ18と角度センサ57とで検出したそれぞれの角度の比較は、実施例１で説明したと同様に、可変容量型油圧モータ3の容量を制御している条件下において行われている。即ち、制御された可変容量型油圧モータ3の容量に応じて、ハンドル角検出センサ18と角度センサ57とで検出したそれぞれの角度の比較関係を修正した上で両者の角度の比較を行うことになる。
Regarding the correction of the deviation in the handle rotation angle, the comparison of the angles detected by the handle
本発明に係わる車輌用操舵装置の別の実施形態について図３を用いて説明する。実施例３における車輌用操舵装置では、操舵用油圧シリンダ9によって車輪10を操舵する構成となっている。また、実施例２と同様に、パイロットシリンダ40が直接切換弁41のスプールを作動させ、操舵用油圧シリンダ9のピストンロッド25bの動きを切換弁41のサーボ作動部としてのスリーブにフィードバックさせた構成となっている。
Another embodiment of the vehicle steering apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In the vehicle steering apparatus according to the third embodiment, the
他の構成は、実施例１及び実施例２における構成と同様の構成となっている。このため、実施例１及び実施例２で説明した構成と同様の構成については、図１及び図２で用いた部材符号と同じ部材符号を用いることで、その説明を省略する。また、図３においては、実施例１で説明したリリーフ弁47a、47b及びチェック弁48a、48bの構成、フロントフレーム44、本体フレーム45等の構成は、省略して示している。
Other configurations are the same as the configurations in the first and second embodiments. For this reason, about the structure similar to the structure demonstrated in Example 1 and Example 2, the description is abbreviate | omitted by using the same member code | symbol as the member code | symbol used in FIG.1 and FIG.2. 3, the configurations of the
更に、操舵ポンプ39からの圧油の流れを、図１で示した油圧回路での説明と整合性をとるため、切換弁41におけるポートp、qの位置は、図１で示した位置とは逆の位置に配してある。
Further, in order to make the flow of the pressure oil from the
また、車輪10の操舵角を検出するのに、操舵用油圧シリンダ9のピストンロッド25bのストロークを検出するストロークセンサ63が設けられている。車輪10の操舵角は、ストロークセンサ63で検出する以外にも、他の公知の検出手段を用いて検出することができる。
In order to detect the steering angle of the
切換弁41のポートsは、油路55を介して操舵用油圧シリンダ9の油圧室26ａに接続している。また、切換弁41のポートtは、油路56を介して操舵用油圧シリンダ9の油圧室26bに接続している。
The port s of the switching
ステアリングポンプ7からの圧油によって作動するパイロットシリンダ40のピストンロッド40bは、切換弁41のスプールに連結している。パイロットシリンダ40の油圧室60bに圧油が供給されてピストンロッド40bが図２の右方向に摺動すると、切換弁41は図示せぬバネによって保持された中立位置（V）から（IV）位置側に切換わることができる。また、油圧室60aに圧油が供給されてピストンロッド40bが図３の左方向に摺動すると、切換弁41は中立位置（V）から（VI）位置側に切換わることができる。
The
リンク機構59としては、操舵用油圧シリンダ9のピストンロッド25bと切換弁41のサーボ作動部としてのスリーブとを遊嵌状態にて連結した構成となっている。操舵用油圧シリンダ9のピストンロッド25bが図３の右側に摺動すると、リンク機構59を介して切換弁41のサーボ作動部としてのスリーブは図３の右方向に摺動し、切換弁41は（IV）位置側から中立位置（V）側に戻ることができる。
The
ピストンロッド25bが図３の左側に摺動すると、リンク機構59を介して切換弁41のサーボ作動部としてのスリーブは図３の左方向に摺動し、切換弁41は（VI）位置側から中立位置（V）側に戻ることができる。
When the
操舵用油圧シリンダ9の油圧室26aに圧油が供給されて、ピストン25aが図３の右側に摺動すると、ピストン25aの両側に設けられたピストンロッド25bは右方向に摺動する。ピストンロッド25bの右方向への摺動によって、図示せぬタイロッドを介して図示せぬアクスルビーム等に回動可能に支承されたナックルアーム27が回動する。ナックルアーム27の回動により、ナックルアーム27に支持された車輪10を操舵され、例えば、車輌を右方向に操舵させることができる。
When pressure oil is supplied to the
同様に、油圧室26bに圧油が供給されたときには、油圧室26bに圧油が供給されたときとは逆方向、例えば、車輌を左方向に操舵させることができる。
これにより、ハンドル6の回動量に対応して、ステアリングポンプ7から吐出した圧油の流量が、サーボ式ロータリーバルブ2と可変容量型油圧モータ3の容量とによって制御され、制御された圧油の流量によってパイロットシリンダ40が作動することになる。パイロットシリンダ40の作動は、ピストンロッド40bの摺動量として取り出され、切換弁41を中立位置（V）から（IV）位置側又は（VI）位置側に切換える。
Similarly, when the pressure oil is supplied to the
As a result, the flow rate of the pressure oil discharged from the steering pump 7 is controlled by the
このように、操舵ポンプ39から吐出した圧油が、操舵用油圧シリンダ9に供給されて車輪10が操舵されることになる。車輪10を操舵したピストンロッド25bの摺動量は、リンク機構59を介して切換弁41のサーボ作動部としてのスリーブにフィードバックされる。フィードバックされたサーボ作動部としてのスリーブの摺動によって、切換弁41は（IV）位置側又は（VI）位置側から中立位置（V）に復帰することになる。
Thus, the pressure oil discharged from the
切換弁41が中立位置（V）に戻った時点で、操舵ポンプ39から操舵用油圧シリンダ9に供給していた圧油の供給が遮断される。これにより、車輌はハンドル6の回動量に対応した操舵角度で操舵状態が保持されることになる。しかも、ハンドル6の回動量が少ないとき
でも、サーボ式ロータリーバルブ2を流れる圧油の流量としては、パイロットシリンダ40を作動させるのに十分な流量である。
When the switching
このため、ハンドル6の回動量に対応させてパイロットシリンダ40を作動させることができ、パイロットシリンダ40の作動によって車輪10の操舵角度を制御することができる。また、実施例１の場合で説明したと同様に、ハンドル6の回動量に対する車輪10の操舵角度の変化量の比率を、車輌の操作状態に応じて可変容量型油圧モータ3の容量を制御することによって任意に設定したり、連続的に変化させたりすることができる。
Therefore, the
更に、ハンドル回転角にズレが生じた場合、油路33に接続した電磁制御弁17aまたは油路34に接続した電磁制御弁17bによって、油路33または油路34に対して圧油を注入したり、圧油を抜いたりすることができる。これにより、パイロットシリンダ40におけるピストンロッド40bの摺動量を補正して、ハンドル回転角のズレを補正できる。
Further, when a deviation occurs in the steering wheel rotation angle, pressure oil is injected into the
尚、ハンドル回転角におけるズレの補正に関して、ハンドル角検出センサ18とストロークセンサ63とで検出したそれぞれの角度の比較は、実施例１で説明したと同様に、可変容量型油圧モータ3の容量を制御している条件下において行われている。即ち、制御された可変容量型油圧モータ3の容量に応じて検出した両角度の対応関係を修正した上で、両者の角度の比較を行うことになる。
Regarding the correction of the shift in the steering wheel rotation angle, the comparison of the angles detected by the steering wheel
本願発明は、本願発明の技術思想を適用することができる装置等に対しては、本願発明の技術思想を適用することができる。 The present invention can apply the technical idea of the present invention to an apparatus or the like to which the technical idea of the present invention can be applied.
１・・・車輌用操舵装置
２・・・サーボ式ロータリーバルブ（第１バルブ）
３・・・可変容量型油圧モータ
４・・・減速機
５・・・回転伝達機構
６・・・ハンドル
９・・・操舵用油圧シリンダ
１１・・・可変容量装置
１５・・・コントローラ
２５ｂ・・・ピストンロッド
３５・・・操舵用油圧シリンダ
３７・・・操舵用油圧シリンダ
４０・・・パイロットシリンダ
４１・・・切換弁（第２バルブ）
４２・・・リンク機構
４３・・・ピボットピン
４４・・・フロントフレーム
４５・・・本体フレーム
５８・・・リンク機構
５９・・・リンク機構
７２・・・コントローラ
７５・・・油圧制御バルブ
７６・・・油圧モータ
７８・・・アンロードバルブ
８５・・・回転伝達機構
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
42 ...
Claims (4)
ハンドルの操作に応じて切換わるサーボ式の第１バルブと、
前記サーボ式の第１バルブから出力された前記ステアリングポンプからの圧油により回転する油圧モータと、
前記油圧モータの回転により、前記サーボ式の第１バルブの開口を減じる方向にフィードバック制御するサーボ機構と、
前記ステアリングポンプから吐出された圧油が、前記第１バルブと前記油圧モータとを介して供給されることにより作動するパイロットシリンダと、
操舵ポンプと、
前記操舵ポンプから吐出された圧油を、前記パイロットシリンダの作動により制御するサーボ式の第２バルブと、
前記第２バルブから出力された圧油により作動する操舵用油圧シリンダと、
を備え、
前記操舵用油圧シリンダの作動により操舵される車輪の操舵量に応じたフィードバック制御が、前記サーボ式の第２バルブの開口を減じる方向に行われてなることを特徴とする車輌用操舵装置。 A steering pump,
A servo-type first valve that switches according to the operation of the handle;
A hydraulic motor that is rotated by pressure oil from the steering pump output from the servo-type first valve;
A servo mechanism that performs feedback control in a direction to reduce the opening of the servo-type first valve by rotation of the hydraulic motor;
A pilot cylinder that operates when pressure oil discharged from the steering pump is supplied via the first valve and the hydraulic motor;
A steering pump,
A servo-type second valve for controlling the pressure oil discharged from the steering pump by the operation of the pilot cylinder;
A hydraulic cylinder for steering operated by the pressure oil output from the second valve;
With
A vehicle steering apparatus , wherein feedback control according to a steering amount of a wheel steered by operation of the steering hydraulic cylinder is performed in a direction to reduce the opening of the servo-type second valve .
前記連結部を挟んで、前記パイロットシリンダと前記第２バルブとが配置され、
前記サーボ式の第２バルブの開口を減じる方向への前記フィードバック制御が、前記パイロットシリンダと前記第２バルブとを連結するリンク機構を介して行われることを特徴とする請求項１記載の車輌用操舵装置。 The vehicle is an articulated vehicle having a connecting portion,
The pilot cylinder and the second valve are arranged across the connecting portion,
2. The vehicle according to claim 1 , wherein the feedback control in a direction to reduce the opening of the servo-type second valve is performed via a link mechanism that connects the pilot cylinder and the second valve. Steering device.
前記油圧モータが、可変容量型油圧モータとして構成されてなり、
前記可変容量型油圧モータの容量が、前記車速センサからの検出信号に基づいて制御されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輌用操舵装置。 Equipped with a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed,
The hydraulic motor is configured as a variable displacement hydraulic motor,
The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the displacement of the variable displacement hydraulic motor is controlled based on a detection signal from the vehicle speed sensor.
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