JP2004314765A - Steering gear for vehicles - Google Patents

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JP2004314765A
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雅也 瀬川
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Masayasu Azuma
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem wherein an operation oil is fed to a hydraulic actuator on or after twisting is generated on a steering shaft continued to a steering member in a hydraulic power steering device, the operation oil is fed to the hydraulic actuator on or after deviation of a steering angle and a steering angle is generated in a hydraulic steer-by-wire type steering device for a vehicle and responsiveness of feeding of the operation oil against the operation of the steering member is bad in either case. <P>SOLUTION: In the steering device 1 for the vehicle comprising the hydraulic type power steering device, when the operation of the steering member 2 is started, the starting of the operation is quickly detected based on a steering speed Va and a flow rate control valve 16 is controlled by a motor 20 to feed/discharge the operation oil to the hydraulic actuator 7 at the feed/discharge amount corresponding to the steering speed Va. Steering assist force can be generated without delaying from the operation of the steering member 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧アクチュエータを用いて車輪の向きを変えるための操舵力又は操舵補助力を発生させる車両用操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用操舵装置は、ステアリングホイール等の操舵部材が操舵軸等の伝動部材を介して舵取機構に機械的に連結されているリンク式と、前記操舵部材が前記舵取機構に機械的に連結されていないステアバイワイヤ式とに大別される。
前者のリンク式において、油圧を用いるパワーステアリング装置では、トーションバーを介して同軸上に連結される入力軸と出力軸との間のねじれによって、コントロールバルブが油圧アクチュエータ(パワーシリンダ)の左右の油室への作動油の流入/排出を制御しており、油圧アクチュエータの発生油圧によって操舵がアシストされる。
【0003】
後者のステアバイワイヤ式として、舵取機構の中途に操舵アクチュエータとしての油圧アクチュエータを設け、この油圧アクチュエータへの作動油の給排を制御する常用弁の駆動に異常が生じたときに、非常用弁から油圧アクチュエータへ作動油を供給する油供給手段を備えた車両用操舵装置がある(例えば特許文献1)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−137748号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前者のリンク式の油圧パワーステアリング装置では、通常用いられるロータリ型コントロールバルブの開度が操舵軸のねじれ量に依存する。すなわち、操舵軸にねじれが生じてからコントロールバルブを介して油圧アクチュエータに作動油が供給される。このため、ステアリングホイール等の操舵部材を速く操作した場合には、この操作に対してアシスト力の立ち上がりが遅れ、操舵部材の操作が重くなるという問題がある。また、例えば雪道等でカウンタ走行をするとき等のアクティブな操舵になじまないおそれがある。
【0006】
また、後者の特許文献1の油圧のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置では、操舵部材の操舵角に比例して弁(常用弁)を開放させた場合、所要の操舵角で操舵部材の回転を止めた後も、油圧アクチュエータに作動油が流入し、転舵が継続されるおそれがある。これは、操舵部材の操作から油圧アクチュエータへの作動油の流入にタイムラグが生ずるためである。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、操舵部材の操作に対して油圧アクチュエータへの作動油の給排に遅れがない車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するため、第1発明は、操舵部材の操作に応じて油圧アクチュエータにより操舵力又は操舵補助力を発生させる車両用操舵装置において、上記油圧アクチュエータへの作動油の流出入を司る弁と、この弁を動作させるための駆動手段と、操舵部材に関する操舵速度を検出するための操舵速度検出手段と、この操舵速度検出手段により検出される操舵速度に応じて、上記駆動手段を介して上記弁の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0008】
本発明では、例えば油圧式パワーステアリング装置に適用した場合に、操舵部材による操舵がなされたことを、操舵軸にねじれを生じるよりも早くに検出してこれに応じたアシスト力を得ることができるので、操舵部材が素早く操作されても操舵部材の操作が重くなるようなことがない。また、油圧アクチュエータを用いるステアバイワイヤ式に適用した場合にも、操舵部材の操作に対して遅れのない転舵を実現することができる。
【0009】
第2発明は、第1発明において、上記弁は流量制御弁からなり、上記制御手段は、操舵速度検出手段によって検出される操舵速度が大きいほど流量制御弁の流量が増加するように流量制御弁を制御することを特徴とするものである。油圧アクチュエータによって車輪を転舵する場合、その転舵量は油圧アクチュエータに流入する作動油の容積に比例する。本発明では、速度制御弁である流量制御弁によって、操舵速度が速い場合に、油圧アクチュエータへの作動油の流入速度を速くすることができるので、操舵部材の操作に対して操舵力又は操舵補助力を遅れなく発生させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は本発明の一実施の形態に係る車両用操舵装置の全体構成を示す模式図である。
本実施の形態では、車両用操舵装置が油圧式パワーステアリング装置である例に則して説明するが、本発明は、後述する、操舵用の油圧アクチュエータを用いるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置にも適用可能である。
【0011】
図1を参照して、本車両用操舵装置1は、例えばステアリングホイールからなる操舵部材2に一体回転可能に連結される入力軸3と、この入力軸3と同軸上に設けられラックアンドピニオン機構等の舵取り機構4に連結される出力軸5と、入力軸3と出力軸5とを相対回転可能に連結するトーションバー6と、操舵補助力を発生させるためのパワーシリンダからなる油圧アクチュエータ7と、油圧アクチュエータ7と油圧ポンプ8および油タンク9との間に介装され、トーションバー6のねじれに応じて油圧アクチュエータ7への作動油の給排を制御する公知のコントロールバルブ10とを備える。
【0012】
舵取り機構4は、出力軸5に一体回転するピニオン4aと、このピニオン4aと噛み合い車両の左右方向に延びるラック軸4bとを備える。ラック軸4bが軸方向に移動されることにより操向用の車輪11が操舵される。
コントロールハルブ10は、出力軸5に一体回転可能に保持されるバルブボディ10aと、このバルブボディ10aの内側に相対回転可能に嵌め合わされ、入力軸3に一体回転可能に保持されるバルブロータ10bとを含む。バルブボディ10aとバルブロータ10bの間には、両者10a,10bの相対角変位に応じて相異なる向きに絞り面積が変化する一対の絞り(図示せず)が備えられる。
【0013】
油圧アクチュエータ7は、ラック軸4bの外側を取り囲む筒形のラックハウジング(図示せず)の一部を液密的に封止してシリンダ室12を形成する。このシリンダ室12には、ラック軸4bの途中部に固定したピストン13が摺動自在に嵌め合わされており、このピストン13の両側の油室7a,7b間の差圧によってラック軸4bに与えられる油圧力が、ラック軸4bの軸長方向に沿ってなされる舵取り動作を直接的に補助する。
【0014】
具体的には、操舵部材2の操作がなされると、入力軸3が軸心回りに回動し、この回動がトーションバー6、出力軸5およびピニオン4aを介してラック軸4bに伝達され、このラック軸4bが軸長方向に摺動して舵取りがなされる。このとき、入力軸3と出力軸5とを連結するトーションバー6には、操舵部材2に加わる操舵トルクに応じた捩じれが生じる。この捩じれに応じてコントロールバルブ10のバルブボディ10aとバルブロータ10bが相対角変位を生じ、油圧ポンプ8からの圧油が油圧アクチュエータ7の所要の油室7a又は7bに供給されるようになっている。
【0015】
本実施の形態の特徴とするところは、下記である。すなわち、油圧ポンプ8および油タンク9と油圧アクチュエータ7とをコントロールバルブ10を介して結ぶ一対の経路14に、コントロールバルブ10を迂回するバイパス路としての一対の経路15を併設し、該経路15に油圧アクチュエータ7への作動油の給排量を制御する流量制御弁16を設ける。
また、経路15において、流量制御弁16と油圧ポンプ8および油タンク9との間には電磁式の方向制御弁17が設けられている。この方向制御弁17は操舵方向に応じて油圧ポンプ8を油圧アクチュエータ7の油室7a又は7bに択一的に接続するように一対の経路15を互いに切り換える。
【0016】
また、操舵部材2の操舵角を検出するための操舵角センサ18が設けられる。この操舵角センサ18は制御部19に接続されており、操舵角センサ18から検出される信号は、CPU、ROM、RAM等で構成される制御部19に与えられるようになっている。
制御部19では、操舵角センサ18により検出された操舵角Aを微分して操舵速度(操舵角速度)Vaを検出し、検出された操舵速度Vaに応じて、流量制御弁16を駆動する駆動手段としてのモータ20を駆動回路21を介して制御する。モータ20としては例えばステップモータを用いることができる。
【0017】
また、制御部19では、操舵角センサ18により検出された操舵角Aに基づいて操舵部材2の操舵方向を検出し、検出した操舵方向に応じて、駆動回路22を介して方向制御弁17を制御する。
図2は制御部19による舵取り制御の流れを示している。制御部19は、操舵角センサ18により検出された操舵角Aを読み込み(ステップS1)、読み込んだ操舵角Aを微分することにより、操舵速度(操舵角速度)Vaを求める(ステップS2)。
【0018】
操舵速度Vaが零でない場合(実際には、零近傍の誤差領域から逸脱する場合)には(ステップS3でNO)、操舵速度Vaの大きさに所定の係数kを乗じて、すなわち、演算式B=k・|Va|を用いて流量制御弁16の開度Bを求める(ステップS4)。
次いで、操舵方向に応じて必要であれば方向制御弁17により一対の経路15を相互に切り換え(ステップS5,S6)、流量制御弁16がステップS4で求められた開度Bになるように、モータ20を駆動制御し(ステップS7)、操舵の終了に伴って流量制御弁16を閉じる。
【0019】
一方、ステップS2にて求められた操舵速度Vaが零である場合(実際には、零近傍の誤差領域にある場合)には(ステップS3にてYES)、ステップS1〜S3を繰り返し、操舵速度Vaの監視を続ける。
本実施の形態によれば、油圧式パワーステアリング装置からなる車両用操舵装置1において、操舵部材2の操作が開始されると、直ちに操舵角センサ18が操舵角Aを検出し、これに伴って操舵速度Vaが検出され、この操舵速度Vaに応じた給排量で油圧アクチュエータ7に作動油を給排することができるので、操舵補助力を遅れなく応答性良く発生させることができる。少し遅れて、トーションバー6のねじれが生じ、このねじれに応じてコントロールバルブ10を介しても圧油が供給され、操舵補助がさらに補完されることになる。
【0020】
また、操舵速度Vaが速い場合に、油圧アクチュエータ7への作動油の流入速度を速くすることができるので、より応答性の良い操舵補助が可能となる。
次いで、図3は本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置の全体構成を示す模式的断面図である。本実施の形態では、操舵用の油圧アクチュエータを用いるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置1Aである場合に則して説明する。
ステアリングホイール等の操舵部材2と舵取り機構4との機械的な結合をなくし、操舵部材2の例えば回転操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータとしての油圧アクチュエータ7の油圧力により、転舵軸4cを軸長方向に移動させて操向用の転舵輪11を転舵させる。
【0021】
操舵部材2は、車両に対して回転自在に支持された操舵軸30に連結されている。この操舵軸30には、操舵部材2に操作反力を与えるための反力用アクチュエータ31が付設されている。反力用アクチュエータ31には、操舵軸30と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータ等を含む。
操舵軸30の操舵部材2とは反対側の端部には、渦巻きばね等からなる弾性部材32が連結されている。この弾性部材32は、反力用アクチュエータ31が操舵部材2にトルクを付加していないときに、その弾性力によって操舵部材2を直進操舵位置に復帰させる。
【0022】
操舵部材2の操作入力値を検出するために、操舵軸30に関連して、操舵部材2の操舵角を検出するための操舵角センサ18が設けられている。また、操舵軸30には、操舵部材2に加えられるトルクを検出するためのトルクセンサ33が設けられている。一方、転舵軸4cに関連して、舵取り用の転舵輪11の転舵角を検出するための転舵角検出センサ34が設けられている。
操舵角センサ18、トルクセンサ33、転舵角センサ34および車速センサ35が制御部36に接続されている。
【0023】
油路ポンプ8および油タンク9と油圧アクチュエータ7とを結ぶ一対の経路37に油圧アクチュエータ7への作動油の給排量を制御する流量制御弁16と、電磁式の方向制御弁17が設けられており、制御部36が、駆動回路21を介して流量制御弁16の開度調整用のモータ20を駆動制御し、また、駆動回路22を介して、方向制御弁17を切り換え制御する点については図1の実施の形態と同様である。また、制御部36は駆動回路38を介して反力用アクチュエータ31を制御する。
【0024】
図4は制御部36による舵取り制御の流れを示している。制御部36は、操舵角センサ18により検出された操舵角A、転舵角センサ34により検出された転舵角Cおよび車速センサ35により検出された車速Rを読み込み(ステップS1)、読み込んだ操舵角Aを微分することにより、操舵速度(操舵角速度)Vaを求める(ステップS2)。
操舵速度Vaが零でない場合(実際には、零近傍の誤差領域から逸脱する場合)には(ステップS3でNO)、演算式B=B1(C−A,R)+k・|Va|を用いて流量制御弁16の開度Bを求める(ステップS4)。
【0025】
B1(C−A,R)は操舵角センサ18により検出される操舵角Aと、転舵角センサ34により検出される転舵角Cとの偏差(C−A)と、車速センサ35により検出される車速Rに基づいて設定される基準開度である。一方、k・|Va|は、操舵速度Vaの大きさの増加に応じて増加するファクターである。
次いで、操舵方向に応じて必要であれば方向制御弁17により一対の経路37を相互に切り換え(ステップS5,S6)、流量制御弁16がステップS4で求められた開度Bになるように、モータ20を駆動制御する(ステップS7)。
【0026】
また、検出される操舵角A、トルクセンサ33により検出される操舵トルク、および検出される車速Rに基づいて、操舵部材2の操作方向と逆方向の適当な反力が発生されるように、駆動回路38を介して反力用アクチュエータ31を駆動制御する。なお、操舵の終了に伴って流量制御弁16が閉じられる。
一方、ステップS2にて求められた操舵速度Vaが零である場合(実際には、零近傍の誤差領域にある場合)には(ステップS3にてYES)、ステップS1〜S3を繰り返し、操舵速度Vaの監視を続ける。
【0027】
本実施の形態では、油圧アクチュエータ7により転舵力を得るステアバイワイヤの車両用操舵装置1Aにおいて、操舵部材2の操作が開始されると、直ちに操舵角センサ18が操舵角Aを検出し、これに伴って操舵速度Vaが検出され、この操舵速度Vaに応じた増分を含む給排量で油圧アクチュエータ7に作動油を給排することができるので、操舵部材2の操作に対して遅れのない転舵を実現することができる。特に、操舵速度Vaが速い場合に、油圧アクチュエータ7への作動油の流入速度を速くすることができるので、より応答性の良い操舵が可能となる。
【0028】
また、流量制御弁16の開度Bとして、上記の基準開度B1に操舵速度Vaに依存する増分k・|Va|を付加することで、油圧アクチュエータ7への充分な給排量を確保できるので、操舵部材2の操作を止めると、タイムラグなく、油圧アクチュエータ7による転舵が終了する。
なお、上記各実施の形態では、流量制御弁16と駆動手段としてのモータ20を用い、操舵速度Vaの増大に応じて開度を増大させるようにしたが、これに限らない。例えば、図1の実施の形態において、流量制御弁16に代えて電磁式の開閉弁を用いると共に、駆動手段としてモータ20に代えてソレノイドを用い、操舵速度Vaが検出されるとソレノイドをオン(又はオフ)して開閉弁を開状態とし、操舵速度Vaが検出されない場合はソレノイドをオフ(又はオン)して開閉弁を閉状態に切り換えるようにしても良い。また、流量制御弁の開度や開閉時間を操舵速度や負荷に応じて制御して、アクティブ操舵を可能とすることもできる。
【0029】
その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態としての油圧式パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図2】舵取り制御の流れを示すフローチャートである。
【図3】本発明の別の実施の形態としてのステアバイワイヤ式の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図4】舵取り制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1,1A 車両用操舵装置
2 操舵部材
3 入力軸
4 舵取り機構
5 出力軸
6 トーションバー
7 油圧アクチュエータ
8 油圧ポンプ
9 油タンク
10 コントロールバルブ
11 車輪
14,15 経路
16 流量制御弁
17 方向制御弁
18 操舵角センサ
19 制御部
20 モータ
31 反力用アクチュエータ
34 転舵角センサ
35 車速センサ
36 制御部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering device that generates a steering force or a steering assist force for changing the direction of a wheel using a hydraulic actuator.
[0002]
[Prior art]
The vehicle steering system includes a link type in which a steering member such as a steering wheel is mechanically connected to a steering mechanism via a transmission member such as a steering shaft, and a steering system in which the steering member is mechanically connected to the steering mechanism. It is roughly divided into the steer-by-wire type that is not performed.
In the former type of link type, in a power steering device using hydraulic pressure, the control valve is driven by the hydraulic oil on the left and right of the hydraulic actuator (power cylinder) due to the twist between the input shaft and the output shaft which are coaxially connected via a torsion bar. The flow of hydraulic oil into and out of the chamber is controlled, and steering is assisted by the hydraulic pressure generated by a hydraulic actuator.
[0003]
As the latter steer-by-wire system, a hydraulic actuator is provided as a steering actuator in the middle of the steering mechanism, and when an abnormality occurs in the drive of the service valve that controls the supply and discharge of hydraulic oil to and from this hydraulic actuator, the emergency valve There is a vehicle steering system provided with oil supply means for supplying hydraulic oil from a hydraulic actuator to a hydraulic actuator (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-137748
[Problems to be solved by the invention]
In the former link-type hydraulic power steering device, the opening of a commonly used rotary control valve depends on the amount of twist of the steering shaft. That is, after the steering shaft is twisted, the hydraulic oil is supplied to the hydraulic actuator via the control valve. For this reason, when the steering member such as the steering wheel is operated quickly, there is a problem that the rise of the assist force is delayed with respect to this operation, and the operation of the steering member becomes heavy. Further, for example, there is a possibility that active steering such as when performing counter running on a snowy road or the like may not be adjusted.
[0006]
Further, in the latter, a steer-by-wire hydraulic steering apparatus for a vehicle disclosed in Patent Document 1, when a valve (service valve) is opened in proportion to the steering angle of the steering member, the rotation of the steering member at a required steering angle is performed. Even after stopping, hydraulic oil may flow into the hydraulic actuator, and steering may be continued. This is because a time lag occurs between the operation of the steering member and the flow of the hydraulic oil into the hydraulic actuator.
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a vehicular steering apparatus in which there is no delay in supply and discharge of hydraulic oil to and from a hydraulic actuator with respect to operation of a steering member.
[0007]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a steering apparatus for a vehicle that generates a steering force or a steering assist force by a hydraulic actuator in response to an operation of a steering member, wherein the valve controls the flow of hydraulic oil into and out of the hydraulic actuator. A driving unit for operating the valve, a steering speed detecting unit for detecting a steering speed of the steering member, and a driving speed via the driving unit according to a steering speed detected by the steering speed detecting unit. Control means for controlling the operation of the valve.
[0008]
According to the present invention, for example, when applied to a hydraulic power steering apparatus, it is possible to detect that the steering by the steering member has been performed earlier than when twisting occurs in the steering shaft, and to obtain an assisting force corresponding thereto. Therefore, even if the steering member is quickly operated, the operation of the steering member does not become heavy. In addition, even in the case of a steer-by-wire system using a hydraulic actuator, it is possible to realize steering without delay with respect to operation of the steering member.
[0009]
In a second aspect based on the first aspect, the valve comprises a flow control valve, and the control means controls the flow control valve so that the flow rate of the flow control valve increases as the steering speed detected by the steering speed detection means increases. Is controlled. When a wheel is steered by a hydraulic actuator, the steering amount is proportional to the volume of hydraulic oil flowing into the hydraulic actuator. According to the present invention, when the steering speed is high, the flow rate of the hydraulic oil into the hydraulic actuator can be increased by the flow rate control valve, which is a speed control valve. Force can be generated without delay.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a vehicle steering system according to one embodiment of the present invention.
In the present embodiment, a description will be given based on an example in which the vehicle steering device is a hydraulic power steering device.However, the present invention is directed to a steer-by-wire type vehicle steering device using a hydraulic actuator for steering described later. Is also applicable.
[0011]
Referring to FIG. 1, a vehicle steering system 1 includes an input shaft 3 that is integrally rotatably connected to a steering member 2 formed of, for example, a steering wheel, and a rack and pinion mechanism provided coaxially with the input shaft 3. And the like, an output shaft 5 connected to a steering mechanism 4, a torsion bar 6 connecting the input shaft 3 and the output shaft 5 so as to be relatively rotatable, and a hydraulic actuator 7 including a power cylinder for generating a steering assist force. And a well-known control valve 10 interposed between the hydraulic actuator 7 and the hydraulic pump 8 and the oil tank 9 to control the supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic actuator 7 in accordance with the torsion of the torsion bar 6.
[0012]
The steering mechanism 4 includes a pinion 4a that rotates integrally with the output shaft 5, and a rack shaft 4b that meshes with the pinion 4a and extends in the left-right direction of the vehicle. By moving the rack shaft 4b in the axial direction, the steering wheel 11 is steered.
The control hull 10 is fitted to the output shaft 5 so as to be rotatable integrally with the output shaft 5, and a valve rotor 10 b fitted to the inside of the valve body 10 a so as to be rotatable relative to the input shaft 3. including. Between the valve body 10a and the valve rotor 10b, there is provided a pair of throttles (not shown) whose throttle areas change in different directions according to the relative angular displacement of the two 10a, 10b.
[0013]
The hydraulic actuator 7 forms a cylinder chamber 12 by liquid-tightly sealing a part of a cylindrical rack housing (not shown) surrounding the outside of the rack shaft 4b. A piston 13 fixed at an intermediate portion of the rack shaft 4b is slidably fitted in the cylinder chamber 12, and is applied to the rack shaft 4b by a differential pressure between the oil chambers 7a and 7b on both sides of the piston 13. The hydraulic pressure directly assists the steering operation performed along the axial direction of the rack shaft 4b.
[0014]
Specifically, when the steering member 2 is operated, the input shaft 3 rotates around the axis, and this rotation is transmitted to the rack shaft 4b via the torsion bar 6, the output shaft 5, and the pinion 4a. The rack shaft 4b slides in the axial direction to perform steering. At this time, a torsion corresponding to the steering torque applied to the steering member 2 is generated in the torsion bar 6 connecting the input shaft 3 and the output shaft 5. In response to this torsion, the valve body 10a of the control valve 10 and the valve rotor 10b undergo relative angular displacement, and pressure oil from the hydraulic pump 8 is supplied to a required oil chamber 7a or 7b of the hydraulic actuator 7. I have.
[0015]
The features of the present embodiment are as follows. That is, a pair of paths 15 that connect the hydraulic pump 8 and the oil tank 9 to the hydraulic actuator 7 via the control valve 10 are provided along with a pair of paths 15 as bypass paths that bypass the control valve 10. A flow control valve 16 for controlling the supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic actuator 7 is provided.
In the path 15, an electromagnetic direction control valve 17 is provided between the flow control valve 16 and the hydraulic pump 8 and the oil tank 9. The direction control valve 17 switches between the pair of paths 15 so as to selectively connect the hydraulic pump 8 to the oil chamber 7a or 7b of the hydraulic actuator 7 according to the steering direction.
[0016]
Further, a steering angle sensor 18 for detecting a steering angle of the steering member 2 is provided. The steering angle sensor 18 is connected to a control unit 19, and a signal detected from the steering angle sensor 18 is provided to the control unit 19 including a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
The control unit 19 differentiates the steering angle A detected by the steering angle sensor 18 to detect a steering speed (steering angular speed) Va, and drives the flow control valve 16 in accordance with the detected steering speed Va. Is controlled via a drive circuit 21. As the motor 20, for example, a step motor can be used.
[0017]
Further, the control unit 19 detects the steering direction of the steering member 2 based on the steering angle A detected by the steering angle sensor 18, and controls the direction control valve 17 via the drive circuit 22 according to the detected steering direction. Control.
FIG. 2 shows a flow of the steering control by the control unit 19. The control unit 19 reads the steering angle A detected by the steering angle sensor 18 (step S1), and obtains a steering speed (steering angular speed) Va by differentiating the read steering angle A (step S2).
[0018]
When the steering speed Va is not zero (actually, when it deviates from an error region near zero) (NO in step S3), the magnitude of the steering speed Va is multiplied by a predetermined coefficient k, that is, an arithmetic expression The opening degree B of the flow control valve 16 is obtained using B = k · | Va | (step S4).
Next, if necessary according to the steering direction, the pair of paths 15 is switched between each other by the direction control valve 17 (steps S5 and S6), and the flow control valve 16 is set to the opening degree B obtained in step S4. The drive of the motor 20 is controlled (step S7), and the flow control valve 16 is closed with the end of the steering.
[0019]
On the other hand, when the steering speed Va obtained in step S2 is zero (actually, when it is in an error region near zero) (YES in step S3), steps S1 to S3 are repeated, and the steering speed is reduced. Continue monitoring Va.
According to the present embodiment, in the vehicle steering system 1 including the hydraulic power steering system, when the operation of the steering member 2 is started, the steering angle sensor 18 immediately detects the steering angle A, and accordingly, the steering angle A is detected. Since the steering speed Va is detected, and the hydraulic oil can be supplied / discharged to / from the hydraulic actuator 7 with a supply / discharge amount corresponding to the steering speed Va, the steering assist force can be generated without delay with good responsiveness. With a slight delay, the torsion bar 6 is twisted, and in response to this torsion, the pressure oil is also supplied via the control valve 10, and the steering assist is further complemented.
[0020]
In addition, when the steering speed Va is high, the flow speed of the working oil into the hydraulic actuator 7 can be increased, so that steering assistance with more responsiveness can be performed.
Next, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of a vehicle steering system according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, a description will be given based on the case of a steer-by-wire type vehicle steering system 1A using a hydraulic actuator for steering.
The mechanical coupling between the steering member 2 such as a steering wheel and the steering mechanism 4 is eliminated, and the steering shaft 4c is driven by the hydraulic pressure of a hydraulic actuator 7 as a steering actuator driven in response to, for example, a rotation operation of the steering member 2. Is moved in the axial direction to steer the steered wheels 11 for steering.
[0021]
The steering member 2 is connected to a steering shaft 30 rotatably supported by the vehicle. The steering shaft 30 is provided with a reaction force actuator 31 for applying an operation reaction force to the steering member 2. The reaction force actuator 31 includes an electric motor such as a brushless motor having an output shaft integrated with the steering shaft 30.
An elastic member 32 composed of a spiral spring or the like is connected to an end of the steering shaft 30 opposite to the steering member 2. The elastic member 32 causes the steering member 2 to return to the straight-ahead steering position by its elastic force when the reaction force actuator 31 does not apply torque to the steering member 2.
[0022]
In order to detect an operation input value of the steering member 2, a steering angle sensor 18 for detecting a steering angle of the steering member 2 is provided in association with the steering shaft 30. The steering shaft 30 is provided with a torque sensor 33 for detecting a torque applied to the steering member 2. On the other hand, a turning angle detection sensor 34 for detecting the turning angle of the steered wheels 11 is provided in association with the turning shaft 4c.
The steering angle sensor 18, the torque sensor 33, the turning angle sensor 34, and the vehicle speed sensor 35 are connected to the control unit 36.
[0023]
A flow control valve 16 for controlling the supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic actuator 7 and an electromagnetic directional control valve 17 are provided in a pair of paths 37 connecting the hydraulic passage 7 with the oil passage pump 8 and the oil tank 9. The control unit 36 controls the drive of the motor 20 for adjusting the opening of the flow control valve 16 via the drive circuit 21, and controls the switching of the direction control valve 17 via the drive circuit 22. Is similar to the embodiment of FIG. Further, the control unit 36 controls the reaction force actuator 31 via the drive circuit 38.
[0024]
FIG. 4 shows a flow of the steering control by the control unit 36. The control unit 36 reads the steering angle A detected by the steering angle sensor 18, the steering angle C detected by the steering angle sensor 34, and the vehicle speed R detected by the vehicle speed sensor 35 (step S1). The steering speed (steering angular speed) Va is obtained by differentiating the angle A (step S2).
When the steering speed Va is not zero (actually, when it deviates from the error region near zero) (NO in step S3), the arithmetic expression B = B1 (CA, R) + k · | Va | Then, the opening degree B of the flow control valve 16 is obtained (step S4).
[0025]
B1 (CA, R) is a deviation (CA) between the steering angle A detected by the steering angle sensor 18 and the steering angle C detected by the steering angle sensor 34, and detected by the vehicle speed sensor 35. The reference opening is set based on the vehicle speed R to be set. On the other hand, k · | Va | is a factor that increases as the magnitude of the steering speed Va increases.
Next, if necessary according to the steering direction, the pair of paths 37 are switched between each other by the direction control valve 17 (steps S5 and S6), and the flow control valve 16 is set to the opening degree B obtained in step S4. The drive of the motor 20 is controlled (step S7).
[0026]
Further, based on the detected steering angle A, the steering torque detected by the torque sensor 33, and the detected vehicle speed R, an appropriate reaction force in a direction opposite to the operation direction of the steering member 2 is generated. The driving of the reaction force actuator 31 is controlled via the drive circuit 38. The flow control valve 16 is closed with the end of the steering.
On the other hand, when the steering speed Va obtained in step S2 is zero (actually, when it is in an error region near zero) (YES in step S3), steps S1 to S3 are repeated, and the steering speed is reduced. Continue monitoring Va.
[0027]
In the present embodiment, in the steer-by-wire vehicle steering device 1A that obtains the steering force by the hydraulic actuator 7, when the operation of the steering member 2 is started, the steering angle sensor 18 immediately detects the steering angle A, With this, the steering speed Va is detected, and the hydraulic oil can be supplied / discharged to / from the hydraulic actuator 7 with a supply / discharge amount including an increment corresponding to the steering speed Va, so that there is no delay with respect to the operation of the steering member 2. Steering can be realized. In particular, when the steering speed Va is high, the flow speed of the hydraulic oil into the hydraulic actuator 7 can be increased, so that steering with more responsiveness can be performed.
[0028]
Further, by adding an increment k · | Va | depending on the steering speed Va to the above-mentioned reference opening B1 as the opening B of the flow control valve 16, a sufficient amount of supply / discharge to the hydraulic actuator 7 can be secured. Therefore, when the operation of the steering member 2 is stopped, the turning by the hydraulic actuator 7 ends without a time lag.
In the above embodiments, the flow control valve 16 and the motor 20 as the driving means are used, and the opening is increased in accordance with the increase in the steering speed Va. However, the present invention is not limited to this. For example, in the embodiment of FIG. 1, an electromagnetic on-off valve is used in place of the flow control valve 16, a solenoid is used in place of the motor 20 as a driving means, and when the steering speed Va is detected, the solenoid is turned on ( Or off) to open the on-off valve, and when the steering speed Va is not detected, the solenoid may be turned off (or on) to switch the on-off valve to the closed state. Also, the opening degree and the opening / closing time of the flow control valve can be controlled in accordance with the steering speed and the load to enable active steering.
[0029]
In addition, various changes can be made within the scope of the claims of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hydraulic power steering device as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a flow of steering control.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a steer-by-wire type vehicle steering system as another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of steering control.
[Explanation of symbols]
1, 1A Vehicle steering device 2 Steering member 3 Input shaft 4 Steering mechanism 5 Output shaft 6 Torsion bar 7 Hydraulic actuator 8 Hydraulic pump 9 Oil tank 10 Control valve 11 Wheels 14, 15 Route 16 Flow control valve 17 Direction control valve 18 Steering Angle sensor 19 Control unit 20 Motor 31 Reaction force actuator 34 Steering angle sensor 35 Vehicle speed sensor 36 Control unit

Claims (2)

操舵部材の操作に応じて油圧アクチュエータにより操舵力又は操舵補助力を発生させる車両用操舵装置において、
上記油圧アクチュエータへの作動油の流出入を司る弁と、
この弁を動作させるための駆動手段と、
操舵部材に関する操舵速度を検出するための操舵速度検出手段と、
この操舵速度検出手段により検出される操舵速度に応じて、上記駆動手段を介して上記弁の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
In a vehicle steering device that generates a steering force or a steering assist force by a hydraulic actuator according to an operation of a steering member,
A valve that controls the flow of hydraulic oil into and out of the hydraulic actuator,
Driving means for operating the valve;
Steering speed detection means for detecting a steering speed of the steering member,
Control means for controlling the operation of the valve via the drive means in accordance with the steering speed detected by the steering speed detection means.
請求項1において、上記弁は流量制御弁からなり、上記制御手段は、操舵速度検出手段によって検出される操舵速度が大きいほど流量制御弁の流量が増加するように流量制御弁を制御することを特徴とする車両用操舵装置。In claim 1, the valve comprises a flow control valve, and the control means controls the flow control valve such that the flow rate of the flow control valve increases as the steering speed detected by the steering speed detection means increases. A steering device for a vehicle.
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