JP2005255001A - 車両の動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 正常動作時の不要なポンプ作動を防止する一方、エンジン停止時でも操舵補助を可能とする。
【解決手段】 メインポンプ１４２の正常動作時は、オイルタンク１４１内のオイルがメイン送り流路１６ａを介してパワーステアリングユニット１２のポンプ切替バルブ１２１に送られ、メインポンプ１４２からのオイルによってパワーシリンダ１２３及びパワーシリンダ１３が車輪の操舵補助を行う。メインポンプ１４２が異常動作となるか、又はメイン送り流路１６ａなどが破損してオイル圧が低下すると、圧力検知スイッチ１４３がこれを検知し、このオン信号を受けた駆動制御部１４６は、バッテリ電圧をサブポンプ１４５に供給してサブポンプ１４５を駆動する。これにより、オイルタンク１４４内のオイルがサブ送り流路１６ｃを介してパワーステアリングユニット１２のポンプ切替バルブ１２１に送られ、パワーシリンダ１２３が駆動して、車輪の操舵補助を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、オイルタンク内のオイルをエンジン駆動のメインポンプにより操舵補助機構に給送することによって舵取ハンドルの操舵補助を行う車両の動力舵取装置である。

一般に車両用パワーステアリング機構では、オイルの油圧を利用してステアリングハンドルの操舵補助が行われる。具体的には、オイルタンク内のオイルをエンジン動力作動のメインポンプによりパワーシリンダに給送し、この油圧によってパワーシリンダを駆動して操舵を補助する。

しかし、メインポンプ１つのみの構成では、メインポンプの故障やオイル給送パイプの破損等によってオイルの給送ができなくなった場合、パワーシリンダへ流体圧が供給されなくなる。そこで、車軸などのエンジン以外の機械的回転力を駆動源とするサブポンプを設け、メインポンプが故障したときにサブポンプを使用して給送を行うようにした動力舵取装置がある（例えば特開２００１−３９３２８号公報）。

この動力舵取装置は、正常時にはサブポンプのオイル給送路および戻り通路を短絡してパワーシリンダへの給送を阻止し、メインポンプの異常時のみ、オイル給送路の短絡を解いてサブポンプからのオイルをパワーシリンダに供給する構成を有する。

特開２００１−３９３２８号公 特開２０００−２８９６３２号公報

しかし、特開２０００−２８９６３２号公報などのサブポンプを用いる動力舵取装置においては、サブポンプからのオイル給送の必要がないときでも、サブポンプ自体は常時作動している。このため、オイルを無駄に循環させることになり、燃費の悪化を招いていた。

また、サブポンプは、車両が動作していないと駆動しないため、故障によりエンジンが停止してしまった時、車両を路肩に移動させたくても、操舵補助機能が働かず、車両の移動が困難になるという問題があった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、正常動作時の不要なポンプ作動を防止する一方、エンジン停止時でも操舵補助が可能な車両の動力舵取装置の提供を目的とする。

本発明は、オイルタンク内のオイルをエンジン駆動のメインポンプにより操舵補助機構に給送することによって舵取ハンドルの操舵補助を行う車両の動力舵取装置において、バッテリ駆動によりオイルタンク内のオイルを操舵補助機構に給送するサブポンプと、メインポンプの給送状態の異常を検知する異常検知手段と、異常が検知されたときのみサブポンプを駆動させるサブポンプ駆動制御手段と、を有する構成である。

上記構成により、正常時はメインポンプによる給送を行う。この間、サブポンプは駆動しないため、サブポンプ側ではオイルは循環しない。そして、異常検知手段がメインポンプの給送状態の異常を検知すると、サブポンプ駆動制御手段が、バッテリ駆動のサブポンプを駆動させる。これにより、正常動作時の不要なポンプ作動を防止することができる。また、サブポンプはバッテリにより駆動するので、エンジン停止時でも操舵補助が可能である。よって、故障時に車両を適切な手段で移動させる場合（例えば、手押し移動等）でも、簡単にハンドルを操作でき、目的の方向に車両を移動させることができる。

また、異常検知手段を、給送されるオイルのオイル圧またはオイル流量に基づいて異常を検知する構成にすることにより、メインポンプの異常だけでなくエンジン停止、給送パイプの破損による不具合も検出できる。

あるいは、異常検知手段を、オイルタンク内のオイル量に基づいて異常を検知する構成にすることにより、メインポンプの異常だけでなく給送パイプの破損による不具合も検出できる。

本発明は、正常動作時の不要なポンプ作動を防止することができる。また、サブポンプはバッテリ駆動なので、エンジン停止時でも操舵補助が可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る動力舵取装置を搭載した車両を模式的に示す側面図である。車両１は、例えばトレーラを牽引するトラクターやトラック等の車両であり、その車体前側部分に動力舵取装置１０が設けられている。動力舵取装置１０は、主に、ハンドル１１、パワーステアリングユニット１２、パワーシリンダ１３、およびポンプ部１４から構成され、車体前部の左右１対の前側車輪２と、左右１対の後側車輪３を舵取制御する。

ハンドル１１の操作による動力は、パワーステアリングユニット１２、およびリンク機構１５のアーム１５ａを介して前側の車輪２のドラッグリンク２ａに伝達される。これにより車輪２が左右に操舵される。また、アーム１５ａの動力は、コネクティングロッド１５ｂを介して後部の従動アーム１５ｃに伝えられる。この従動アーム１５ｃの動きが後側の車輪３のドラッグリンク３ａに伝達され、車輪３が左右に操舵される。

操舵補助機構としてのパワーステアリングユニット１２は、給送パイプ１６を介してポンプ部１４と連結されている。ポンプ部１４には、後述の図２に示すように、メインポンプ（ＭＰ）１４２およびサブポンプ（ＳＰ）１４５等が設けられており、オイルタンク内のオイルを状況に応じてパワーステアリングユニット１２に給送する。このオイルの供給により、パワーステアリングユニット１２は前側の車輪２の操舵を補助する。

また、パワーステアリングユニット１２は、給送パイプ１７を介して後側のパワーシリンダ１３と連結されている。操舵補助機構としてのパワーシリンダ１３は、給送パイプ１７からのオイル給送を受け、後側の車輪３の操舵を補助する。

さらに、車両１内には、警告ランプ１８が設けられており、メインポンプ１４２側に異常が起きたときに点灯して乗員に警告する。

次に、動力舵取装置１０の具体的な構成を説明する。

図２は動力舵取装置１０の具体的な構成を模式的に示す図である。ポンプ部１４には、メイン回路として、オイルタンク１４１およびメインポンプ１４２が設けられている。メインポンプ１４２は、給送パイプ１６のメイン送り流路１６ａの途中に設けられている。このメインポンプ１４２は、エンジン駆動式のポンプであり、オイルタンク１４１内のオイルを吸い上げてパワーステアリングユニット１２側に給送する。このときパワーステアリングユニット１２からの戻りオイルは、メイン戻り流路１６ｂを介してオイルタンク１４１に戻される。

メイン送り流路１６ａの途中には、圧力検知スイッチ１４３が取り付けられている。圧力検知スイッチ１４３は、オイルの圧力を検出してその圧力が一定値以下になったときにオン信号を出力する。このオン信号は、後述する駆動制御部１４６に送られる。

なお、この圧力検知スイッチ１４３としては、オイルの流量が一定値以下になったときにオン信号を出力する流量検知スイッチを用いるようにしても良い。

また、ポンプ部１４には、サブ回路として、オイルタンク１４４、サブポンプ１４５、および駆動制御部１４６が設けられている。オイルタンク１４４は、連通パイプ１４９を介して一方のオイルタンク１４１と連通している。これにより、両オイルタンク内は常に同じ圧力に保持される。

サブポンプ１４５は、給送パイプ１６のサブ送り流路１６ｃの途中に設けられている。このサブポンプ１４５は、バッテリ１４７により駆動するポンプであり、後述するようにメイン回路側の動作に障害がおきたときにオイルタンク１４４内のオイルを吸い上げてパワーステアリングユニット１２側に給送する。このときパワーステアリングユニット１２からの戻りオイルは、サブ戻り流路１６ｄを介してオイルタンク１４４に戻される。

駆動制御部１４６は、例えばリレースイッチなどから構成されており、キースイッチ（キーＳＷ）１４８を介してバッテリ１４７と接続されている。この駆動制御部１４６は、キースイッチ１４８がオンとなっているときに前述の圧力検知スイッチ１４３からオン信号を受け取ると、バッテリ電圧をサブポンプ１４５に供給して、サブポンプ１４５を駆動する。また、これと同時に駆動制御部１４６は、図１で示した警告ランプ１８を点灯する。

バッテリ１４７は、図示されていないオルタネータと接続されており、エンジン駆動中は常時充電されている。

パワーステアリングユニット１２には、ポンプ切替バルブ１２１、ロータリバルブ１２２、パワーシリンダ１２３、およびシリンダ切替バルブ１２４が同一のハウジング内に形成されている。

ポンプ切替バルブ１２１は、給送パイプ１６の各流路１６ａ〜１６ｄと連結されている。このポンプ切替バルブ１２１は、例えば図示しないバネに付勢されたスプールを有しており、メインポンプ１４２からのオイルの圧力をパイロット圧としてバネ圧とバランスを取るように構成されている。そして、メインポンプ１４２側が正常に動作している場合には、スプールは、パイロット圧を受けてバネ圧に抗して中立の位置に移動し、メイン送り流路１６ａをロータリバルブ１２２と連通する送り流路１２１ａに連通させ、同様にメイン戻り流路１６ｂを戻り流路１２１ｂにそれぞれ連通させる。これにより、メインポンプ１４２によるオイル供給モードとなる。

一方、メインポンプ１４２側に異常が生じてパイロット圧が低下すると、スプールがバネに押されて移動し、今度は、サブポンプ１４５側の送り流路１６ｃを送り流路１２１ａに連通させ、同様に戻り流路１６ｄを戻り流路１２１ｂにそれぞれ連通させる。これにより、サブンポンプ１４５によるオイル供給モードとなる。

ロータリバルブ１２２は、流路１２３ａ，１２３ｂを介してパワーシリンダ１２３と連通し、また、流路１２４ａ，１２４ｂを介してシリンダ切替バルブ１２４と連通している。ロータリバルブ１２２は、ハンドル１１と機械的に連結されており、ハンドル１１の回転方向に応じてパワーシリンダ１２３へのオイルの流路切替を行う。すなわち、流路１２３ａが送り流路として機能している場合には、流路１２３ｂは戻り流路として機能させ、ハンドル操作が逆になれば流路の向きも逆向きに切り替える。

また、ロータリバルブ１２２は、シリンダ切替バルブ１２４に対しても、同様の流路切替を行う。すなわち、流路１２４ａが送り流路として機能している場合には、流路１２４ｂは戻り流路として機能させ、ハンドル操作が逆になればオイル流路の向きも逆向きに切り替える。

パワーシリンダ１２３は、ロータリバルブ１２２によるオイル流路の切替に応じて動作することで、ハンドルの左右の舵取操作方向に対応して、前側の車輪２の操舵補助を行う。

シリンダ切替バルブ１２４は、ポンプ切替バルブ１２１と同様の構成となっている。すなわち、メインポンプ１４２からのオイル圧を図示しない供給路を介してパイロット圧として受け取り、パイロット圧が正常値であれば給送パイプ１７の各パイプ１７ａ、１７ｂを介して後側のパワーシリンダ１３にオイルの給送を行う。そして、パイロット圧が低下すると、シリンダ切替バルブ１２４は、パワーシリンダ１３へのオイル供給をストップさせる。

パワーシリンダ１３は、メイン回路の正常時、ロータリバルブ１２２によるオイル流路の切替に応じて動作することで、ハンドル１１の左右の舵取操作方向に対応して、後側の車輪３の操舵補助を行う。

なお、図２では、パワーステアリングユニット１２として、シリンダ切替バルブ１２４をパワーシリンダ１２３などと一体に形成する例を示したが、別体としてもよい。

次に、上記構成の本実施形態の動力舵取装置１０の動作について図２を参照して説明する。

まず、メインポンプ１４２が正常に動作しているときは、オイルタンク１４１内のオイルがメイン送り流路１６ａを介してパワーステアリングユニット１２のポンプ切替バルブ１２１に送られる。このとき、ポンプ切替バルブ１２１へのパイロット圧は正常値なので、ポンプ切替バルブ１２１は、メイン送り流路１６ａおよびメイン戻り流路１６ｂをロータリバルブ１２２と連通させる。

これにより、メインポンプ１４２からのオイルによって、パワーシリンダ１２３が前述したように前側の車輪２の操舵補助を行う。また、このとき、シリンダ切替バルブ１２４へのパイロット圧も正常なので、シリンダ切替バルブ１２４は、ロータリバルブ１２２からのオイルをパワーシリンダ１３に供給する。これにより、パワーシリンダ１３は、後側の車輪３の操舵補助を行う。

一方、メインポンプ１４２が異常動作となるか、あるいはメイン送り流路１６ａなどが破損してオイル圧が低下すると、圧力検知スイッチ１４３がこれを検知し、オン信号を駆動制御部１４６に送る。このオン信号を受け取った駆動制御部１４６は、バッテリ電圧をサブポンプ１４５に供給して、サブポンプ１４５を駆動する。サブポンプ１４５が駆動すると、オイルタンク１４４内のオイルがサブ送り流路１６ｃを介してパワーステアリングユニット１２のポンプ切替バルブ１２１に送られる。

ポンプ切替バルブ１２１では、メインポンプ１４２側の異常によりパイロット圧が低下しているので、ロータリバルブ１２２との連通をサブ送り流路１６ｃおよびサブ戻り流路１６ｄに切り替える。これにより、サブポンプ１４５からのオイルがパワーステアリングユニット１２に供給される。

こうして、サブポンプ１４５からのオイルによって、パワーシリンダ１２３が動作し、前側の車輪２の操舵補助を行う。

また、このとき、シリンダ切替バルブ１２４でもパイロット圧が低下しているので、シリンダ切替バルブ１２４は、パワーシリンダ１３へのオイル供給をストップさせる。これにより、後側の車輪３の操舵補助は停止する。

このように、本形態の動力舵取装置１０では、メインポンプ１４２側に異常が生じた場合にサブポンプ１４５をバッテリ１４７で駆動するようにしたので、メインポンプ１４２側が正常に動作している場合には、サブポンプ１４５を停止させることができる。よって、不必要なオイル循環をなくすことができるので、無駄なエネルギー消費をなくせる。

また、キースイッチ１４８が入っていればサブポンプ１４５をバッテリ１４７で駆動できるので、エンジン停止時でも操舵補助が可能となる。このため、故障時に車両を手押し移動させる場合でも、簡単にハンドルを操作でき、目的の方向に車両を移動できる。

なお、本実施の形態では、トレーラを牽引する車体前側に前後１対ずつの車輪を有するトラクターの舵取制御に本発明を用いる例を示したが、４輪駆動の乗用車にも適用できる。また、後側のパワーシリンダ１３を除いた構成にすれば、前輪のみの舵取機構しか持たない普通乗用車にも適用できる。

また、図２では、メイン回路側の異常検知手段として、圧力検知スイッチ１４３を用いる例を示したが、図３に示すように、オイルタンク１４１にオイル量を検出するオイル量検知スイッチ１５０を設けるようにしてもよい。これにより、メイン送り流路１６ａなどの破損によりオイル漏れが起きた場合、間接的にこれを検知して、迅速にサブポンプ１４５の駆動に切り替えることができる。

なお、図３におけるオイル量検知スイッチ１５０以外の構成は図２とほぼ同じなので、同一符号を付してその説明を省略している。

本発明は、例えばトレーラを牽引するトラクターやトラック等の車両などの車両の舵取補助装置に適用することができる。

本発明の一実施形態に係る動力舵取装置を搭載した車両を模式的に示す側面図である。 図１の動力舵取装置の模式図である。 図２の動力舵取装置の変形例を示す模式図である。

符号の説明

１：車両
２：前側の車輪
３：後側の車輪
１０：動力舵取装置
１１：（舵取）ハンドル
１２：パワーステアリングユニット
１３：パワーシリンダ
１４：ポンプ部
１６：給送パイプ
１７：給送パイプ
１８：警告ランプ
１２１：ポンプ切替バルブ
１２２：ロータリバルブ
１２３：パワーシリンダ
１２４：シリンダ切替バルブ
１４１，１４４：オイルタンク
１４２：メインポンプ
１４３：圧力検知スイッチ（異常検知手段））
１４５：サブポンプ
１４６：駆動制御部（サブポンプ駆動制御手段）
１４７：バッテリ
１５０：オイル量検知スイッチ

Claims (3)

1. オイルタンク内のオイルをエンジン駆動のメインポンプにより操舵補助機構に給送することによって舵取ハンドルの操舵補助を行う車両の動力舵取装置において、
   バッテリ駆動により前記オイルタンク内のオイルを前記操舵補助機構に給送するサブポンプと、
   前記メインポンプの給送状態の異常を検知する異常検知手段と、
   前記異常が検知されたときのみ前記サブポンプを駆動させるサブポンプ駆動制御手段と、
   を有することを特徴とする車両の動力舵取装置。
2. 請求項１記載の車両の動力舵取装置において、
   前記異常検知手段は、前記給送されるオイルのオイル圧またはオイル流量に基づいて異常を検知する、
   ことを特徴とする車両の動力舵取装置。
3. 請求項１記載の車両の動力舵取装置において、
   前記異常検知手段は、前記オイルタンク内のオイル量に基づいて異常を検知する、
   ことを特徴とする車両の動力舵取装置。
   

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