JP2007186012A - Hydraulic power steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic power steering device, capable of coping with change of auxiliary force characteristics in simple constitution. <P>SOLUTION: The hydraulic power steering device is provided with an output shaft 2a and an input shaft 2b coaxially connected through a torsion bar 22, and a hydraulic control valve 6 to control feed hydraulic pressure to a power cylinder for assisting steering in accordance with relative angular displacement between the output shaft 2a and the input shaft 2b caused by twisting of the torsion bar 22. A connection end part 23 at a lower part of the torsion bar 22 is fixed to the output shaft 2a, and a connection end part 24 at an upper part is relatively rotatably engaged with the input shaft 2b. A motor bracket 73 is fitted and fixed around an upper end part of the input shaft 2b, and rotation torque generated by an assisting motor 7 fixed and supported by the motor bracket 73 is added through a pinion and a gear wheel 71 to the connection end part 24 at an upper part of the torsion bar 22. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵補助力の発生源としての複動式の油圧シリンダ(パワーシリンダ)を用いてなる油圧パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a hydraulic power steering apparatus using a double-acting hydraulic cylinder (power cylinder) as a generation source of steering assist force.

車両の操舵を油圧により補助する油圧パワーステアリング装置は、操舵機構の一部に設けたパワーシリンダと油圧源としての油圧ポンプ及び排油先となる油タンクとの間に、操舵部材の操作に応じて油圧の給排動作をなす油圧制御弁を配し、この油圧制御弁を経て送給される油圧によりパワーシリンダが発する油圧力(操舵補助力)を操舵機構に加える構成となっている。   A hydraulic power steering device that assists the steering of a vehicle with hydraulic pressure is in accordance with the operation of a steering member between a power cylinder provided in a part of the steering mechanism, a hydraulic pump as a hydraulic source, and an oil tank as a drain destination. A hydraulic control valve for supplying and discharging hydraulic pressure is provided, and hydraulic pressure (steering assisting force) generated by the power cylinder is applied to the steering mechanism by the hydraulic pressure supplied through the hydraulic control valve.

前記油圧制御弁としては、操舵部材と操舵機構とを連結するステアリング軸の中途に構成されたロータリ式の油圧制御弁が一般的に用いられている。この油圧制御弁は、ステアリング軸の中途部を操舵部材の側の入力軸と操舵機構の側の出力軸とに分割し、既知の捩れ特性を有するトーションバーを介して同軸的に連結して、両軸の一方と一体形成されたバルブスプールを他方に連設された筒形のバルブボディーに内嵌し、これらの嵌合周上に複数の絞り部を並設してなり、操舵部材に操舵トルクが加えられたとき、トーションバーの捩れを伴ってバルブスプールとバルブボディーとの嵌合周上の絞り部の絞り面積が変化し、この変化に応じてパワーシリンダへの送給油圧が制御される構成となっている。   As the hydraulic control valve, a rotary hydraulic control valve constructed in the middle of a steering shaft that connects a steering member and a steering mechanism is generally used. This hydraulic control valve divides the middle part of the steering shaft into an input shaft on the steering member side and an output shaft on the steering mechanism side, and is connected coaxially via a torsion bar having a known torsional characteristic, A valve spool that is integrally formed with one of the two shafts is fitted into a cylindrical valve body that is connected to the other, and a plurality of throttles are juxtaposed on the circumference of these fittings. When torque is applied, the throttle area of the throttle on the fitting circumference of the valve spool and valve body changes with torsion of the torsion bar, and the hydraulic pressure supplied to the power cylinder is controlled according to this change. It is the composition which becomes.

以上の如く構成された油圧パワーステアリング装置においては、操舵部材に加えられる操舵トルクとパワーシリンダが発生する操舵補助力との間の対応関係(補助力特性)が、油圧制御弁に備えられたトーションバーの捩れ特性により一義的に決定されることから、車速、操舵角度等の走行状態の変化に応じた補助力特性の変更制御に対応し得ないという問題がある。   In the hydraulic power steering apparatus configured as described above, the torsion provided in the hydraulic control valve has a correspondence relationship (auxiliary force characteristic) between the steering torque applied to the steering member and the steering assist force generated by the power cylinder. Since it is uniquely determined by the torsional characteristic of the bar, there is a problem that it cannot cope with the change control of the auxiliary force characteristic according to the change in the running state such as the vehicle speed and the steering angle.

このような問題に対応するために従来から、前述の如く構成された油圧制御弁の一側に油圧反力部を並設し、この油圧反力部が発生する反力の作用によりトーションバーの捩れに伴うバルブスプールとバルブボディーとの相対角変位を制限して、走行状態に応じた補助力特性の変更に対応するように構成された油圧パワーステアリング装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In order to cope with such a problem, conventionally, a hydraulic reaction force part is provided in parallel with one side of the hydraulic control valve configured as described above, and the action of the reaction force generated by the hydraulic reaction force part causes the torsion bar to There has been proposed a hydraulic power steering device configured to limit the relative angular displacement between the valve spool and the valve body due to torsion, and to respond to the change of the assisting force characteristic according to the traveling state (for example, Patent Document) 1).

前記油圧反力部は、バルブスプールとバルブボディーとの嵌合部を一側に延長し、バルブボディーの延長部に半径方向の貫通孔を複数設け、これらの貫通孔の夫々に摺動自在に保持させた反力プランジャの先端を内側に対向するバルブスプールの延長部に係合せしめると共に、各貫通孔の外側を共通の導圧室により連通した構成となっている。   The hydraulic reaction force part extends the fitting part between the valve spool and the valve body to one side, and provides a plurality of radial through holes in the extension part of the valve body so that each of these through holes can slide freely. The tip of the held reaction force plunger is engaged with the extension portion of the valve spool facing inward, and the outside of each through hole is communicated with a common pressure guiding chamber.

このように構成された油圧反力部において、例えば、車速の高低に応じて高低となる油圧を導圧室に導入すると、この油圧が夫々の貫通孔内の反力プランジャに作用し、夫々の先端がバルブスプールの延長部に押し付けられて、バルブスプールとバルブボディーとの相対角変位、即ち、油圧制御弁の動作が制限される。これにより高速走行時には、油圧反力部における押し付け力を超える大きさの操舵トルクが加わらない限り操舵補助が行われず、操舵部材に適度の剛性が付与されて直進安定性が確保される一方、停止時及び低速走行時には、小さい操舵トルクの作用下において操舵補助力が発生し、操舵部材の操作に要する力が低減されることとなり、望ましい補助力特性を得ることができる。
特開平6−303752号公報
In the hydraulic reaction force portion configured in this way, for example, when a hydraulic pressure that rises or falls according to the level of the vehicle speed is introduced into the pressure guiding chamber, the hydraulic pressure acts on the reaction force plungers in the respective through holes, and The tip is pressed against the extension of the valve spool, and the relative angular displacement between the valve spool and the valve body, that is, the operation of the hydraulic control valve is limited. As a result, during high-speed driving, steering assistance is not performed unless a steering torque with a magnitude exceeding the pressing force in the hydraulic reaction force is applied, and the steering member is provided with appropriate rigidity to ensure straight-running stability while stopping. During driving at low speeds and low speeds, a steering assist force is generated under the action of a small steering torque, and the force required to operate the steering member is reduced, so that a desirable assist force characteristic can be obtained.
JP-A-6-303752

ところが以上の如く構成された油圧反力部においては、複数の反力プランジャ及びこれらを保持する貫通孔に高精度の加工が要求される上、導圧室への導入油圧を発生するために、例えば、車速の高低に応動する圧力制御弁が必要となり、装置構成が複雑であってコスト高となるという問題があった。   However, in the hydraulic reaction force portion configured as described above, a plurality of reaction force plungers and through holes that hold these are required to be processed with high precision, and in order to generate an introduction hydraulic pressure into the pressure guiding chamber, For example, a pressure control valve that responds to the height of the vehicle speed is required, and there is a problem that the device configuration is complicated and the cost is high.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成により補助力特性の変更に対応可能な油圧パワーステアリング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a hydraulic power steering apparatus that can cope with a change in auxiliary force characteristics with a simple configuration.

本発明の第1発明に係る油圧パワーステアリング装置は、操舵部材の側の入力軸と操舵機構の側の出力軸とをトーションバーを介して同軸上に連結し、車両の操舵のために前記操舵部材に加えられる操舵トルクの作用により前記トーションバーの捩れを伴って生じる前記入力軸と前記出力軸との間の相対角変位に応じて操舵補助用のパワーシリンダへの送給油圧を制御する油圧制御弁を備える油圧パワーステアリング装置において、前記トーションバーは、前記出力軸に一端部を固定し、前記入力軸に相対回転可能に嵌合された他端部に前記操舵トルクが加わるように連結構成してあり、前記入力軸の一部に一体回転可能に固定支持され、前記トーションバーの他端部に前記相対角変位を助勢する回転トルクを加える助勢手段を備えることを特徴とする。   The hydraulic power steering apparatus according to the first aspect of the present invention is configured such that an input shaft on the steering member side and an output shaft on the steering mechanism side are connected coaxially via a torsion bar, and the steering is performed for vehicle steering. Hydraulic pressure for controlling the hydraulic pressure supplied to the power cylinder for assisting steering in accordance with the relative angular displacement between the input shaft and the output shaft caused by the torsion bar being twisted by the action of the steering torque applied to the member In the hydraulic power steering apparatus including a control valve, the torsion bar is connected to the output shaft so that the steering torque is applied to the other end portion of the output shaft fixed to the input shaft so as to be relatively rotatable. And an assisting means that is fixedly supported so as to be integrally rotatable with a part of the input shaft, and that applies rotational torque to assist the relative angular displacement at the other end of the torsion bar. And butterflies.

また本発明の第2発明に係る油圧パワーステアリング装置は、前記車両の走行状態を検出する走行状態センサと、該走行状態センサの検出結果に基づいて前記回転トルクを増減すべく前記助勢手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a hydraulic power steering apparatus for controlling the assisting means for increasing or decreasing the rotational torque based on a traveling state sensor for detecting a traveling state of the vehicle and a detection result of the traveling state sensor. And a control means.

本発明の第1発明に係る油圧パワーステアリング装置においては、入力軸と出力軸とを連結するトーションバーが、操舵のために操舵部材に加えられる操舵トルクと、モータ等を用いて構成可能な助勢手段により加えられる回転トルクとの合成トルクの作用により捩れるから、この捩れに伴う入力軸と出力軸との相対角変位に応じて送給される油圧によりパワーシリンダが発生する操舵補助力と、前記操舵部材に加えられる操舵トルクとの対応関係を助勢手段により加えられる回転トルクの増減により変更することができ、簡素な構成により所望の補助力特性を実現することができる。   In the hydraulic power steering apparatus according to the first aspect of the present invention, the torsion bar that connects the input shaft and the output shaft can be configured using a steering torque applied to the steering member for steering, a motor, and the like. The steering assist force generated by the power cylinder by the hydraulic pressure supplied according to the relative angular displacement between the input shaft and the output shaft due to the twist, because the twist is caused by the action of the combined torque with the rotational torque applied by the means, The correspondence relationship with the steering torque applied to the steering member can be changed by increasing or decreasing the rotational torque applied by the assisting means, and a desired assisting force characteristic can be realized with a simple configuration.

また第2発明に係る油圧パワーステアリング装置においては、車両の走行状態の検出結果に基づいて助勢手段を制御し、トーションバーに加える回転トルクを増減するから、種々の走行状態に適合した補助力特性を実現することができ、またこの制御は、モータ等を用いてなる助勢手段の直接的な制御により簡易に実施することができる等、本発明は優れた効果を奏する。   In the hydraulic power steering apparatus according to the second invention, the assisting means is controlled based on the detection result of the running state of the vehicle, and the rotational torque applied to the torsion bar is increased or decreased. The present invention has an excellent effect that this control can be easily implemented by direct control of the assisting means using a motor or the like.

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、本発明に係る油圧パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図であり、本図に示すパワーステアリング装置は、図示しない車体の左右方向に延設されたラックハウジング10の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸1と、ラックハウジング10の一側端部近傍に交叉するピニオンハウジング20の内部に回転自在に支持されたピニオン軸2とを有するラックピニオン式の操舵機構を備えている。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a hydraulic power steering apparatus according to the present invention. The power steering apparatus shown in this figure has an axial length inside a rack housing 10 that extends in the left-right direction of a vehicle body (not shown). Rack-and-pinion-type steering mechanism having a rack shaft 1 supported so as to be movable in the direction and a pinion shaft 2 supported rotatably inside a pinion housing 20 that intersects the vicinity of one end of the rack housing 10 It has.

ラックハウジング10の両側から外部に突出するラック軸1の両端は、各別のタイロッド11,11を介して操舵輪としての左右の前輪12,12に連結されている。またピニオンハウジ
ング20の上部に突出するピニオン軸2の上端は、両端に自在継手を備える中間軸4を介してステアリング軸3の一端に後述の如く連結されており、上方に延長されたステアリング軸3の他端には、操舵部材としてのステアリングホイール30が固着されている。ピニオンハウジング20の内部に延びるピニオン軸2の下部には、ピニオン21(図2参照)が形成されており、該ピニオン21は、ラックハウジング10との交叉部において、ラック軸1の外面に適長に亘って形成されたラック歯13(図2参照)に噛合させてある。
Both ends of the rack shaft 1 projecting outward from both sides of the rack housing 10 are connected to left and right front wheels 12, 12 as steering wheels via separate tie rods 11, 11, respectively. Further, the upper end of the pinion shaft 2 protruding above the pinion housing 20 is connected to one end of the steering shaft 3 via an intermediate shaft 4 having universal joints at both ends as described later, and the steering shaft 3 extended upward. A steering wheel 30 as a steering member is fixed to the other end. A pinion 21 (see FIG. 2) is formed in the lower part of the pinion shaft 2 extending into the pinion housing 20, and the pinion 21 has an appropriate length on the outer surface of the rack shaft 1 at the intersection with the rack housing 10. It is meshed with rack teeth 13 (see FIG. 2) formed over the entire length.

以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール30が回転操作された場合、この回転が、ステアリング軸3及び中間軸4を介してピニオン軸2に伝達され、更に、ピニオン21とラック歯13との噛合部においてラック軸1の軸長方向の移動に変換されることとなり、このラック軸1の移動により、左右の前輪12,12が各別のタイロッド11,11を介して押し引きされて操舵がなされる。   With the above configuration, when the steering wheel 30 is rotated for steering, this rotation is transmitted to the pinion shaft 2 via the steering shaft 3 and the intermediate shaft 4, and further, the pinion 21 and the rack teeth 13 The movement of the rack shaft 1 is converted into the movement of the rack shaft 1 in the meshing portion, and the movement of the rack shaft 1 pushes and pulls the left and right front wheels 12 and 12 through the separate tie rods 11 and 11, respectively. Made.

本発明に係る油圧パワーステアリング装置は、このようになされる操舵を油圧により補助するものであり、ラック軸1を支持するラックハウジング10の他側半部に所定の長さ範囲に亘って設けられたパワーシリンダ5と、ピニオン軸2を支持するピニオンハウジング20の内部に設けられた油圧制御弁6(図2参照)とを備え、更に、この油圧制御弁6の動作を助勢すべく、ピニオンハウジング20の上部へのピニオン軸2の突出部に後述の如く取付けられた助勢手段としての助勢モータ7を備えている。   The hydraulic power steering apparatus according to the present invention assists the steering performed in this way by hydraulic pressure, and is provided in the other half of the rack housing 10 that supports the rack shaft 1 over a predetermined length range. The power cylinder 5 and a hydraulic control valve 6 (see FIG. 2) provided inside the pinion housing 20 that supports the pinion shaft 2 are provided. Further, in order to assist the operation of the hydraulic control valve 6, the pinion housing An assisting motor 7 is provided as assisting means attached to the projecting portion of the pinion shaft 2 to the upper portion of 20 as described later.

図2は、油圧制御弁6及び助勢手段7の構成例を示す図1のII−II線による縦断面図である。本図に示す如くピニオン軸2は、筒形をなすピニオンハウジング20の内部に同軸上に支持された出力軸2aと中空の入力軸2bとを備えている。下位置にある出力軸2aの下半部にはピニオン21が一体形成されており、このピニオン21は、ラックハウジング10との交叉部においてラック軸1の外面に形成されたラック歯13に噛合させてある。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line II-II in FIG. 1 showing an example of the configuration of the hydraulic control valve 6 and the assisting means 7. As shown in the figure, the pinion shaft 2 includes an output shaft 2a and a hollow input shaft 2b that are coaxially supported inside a cylindrical pinion housing 20. A pinion 21 is integrally formed in the lower half of the output shaft 2a at the lower position, and this pinion 21 is meshed with rack teeth 13 formed on the outer surface of the rack shaft 1 at the intersection with the rack housing 10. It is.

上位置にある入力軸2bの中空部には、トーションバー22が内挿されている。このトーションバー22は、捩れ特性が既知の中間部の両側に連設された大径の連結端部23,24を備えており、下側の連結端部23は、出力軸2aの上端部の軸心位置に穿設された嵌合孔に内嵌され、スプライン及びピン結合により周方向及び軸方向の移動を拘束して同軸的に固定されている。   A torsion bar 22 is inserted in the hollow portion of the input shaft 2b at the upper position. The torsion bar 22 includes large-diameter connecting ends 23 and 24 connected to both sides of an intermediate portion having a known torsional characteristic, and the lower connecting end 23 is connected to the upper end of the output shaft 2a. It is fitted in a fitting hole drilled at the axial center position, and is concentrically fixed by restraining movement in the circumferential direction and axial direction by spline and pin coupling.

一方、トーションバー22の上側の連結端部24は、入力軸2bの上端部に相対回転可能に嵌合され、上方に適長突出させてある。この突出部には、円筒形をなす連結筒70が同軸をなして外嵌されており、この連結筒70は、トーションバー22の上端と共に、図2中に2点鎖線により示す中間軸4の下端部に連結ピン25によりピン結合されている。また連結筒70の下部には、外周に歯を備える歯車筒71が一体に連設されており、この歯車筒71は、ピニオンハウジング20の上部に突出する入力軸2bの上端部に、滑りブッシュ72を介して相対回転可能に外嵌されている。   On the other hand, the upper connection end 24 of the torsion bar 22 is fitted to the upper end of the input shaft 2b so as to be relatively rotatable, and protrudes upward by an appropriate length. A cylindrical connecting cylinder 70 is coaxially fitted to the projecting portion, and the connecting cylinder 70 is connected to the upper end of the torsion bar 22 along with the intermediate shaft 4 indicated by a two-dot chain line in FIG. The lower end portion is pin-coupled by a connecting pin 25. A gear cylinder 71 having teeth on the outer periphery is integrally connected to the lower part of the connecting cylinder 70, and this gear cylinder 71 is connected to the upper end of the input shaft 2b protruding from the upper part of the pinion housing 20 with a sliding bush. It is externally fitted through 72 so as to be relatively rotatable.

またピニオンハウジング20の上方への入力軸2bの突出部には、歯車筒71よりも下位置にモータブラケット73が外嵌固定されており、このモータブラケット73には、助勢手段としての助勢モータ7が固定支持されている。この助勢モータ7は、上向きに突出するモータ軸の先端に小歯車74を備えており、この小歯車74は歯車筒71に噛合させてある。   Further, a motor bracket 73 is externally fitted and fixed at a position below the gear cylinder 71 to the protruding portion of the input shaft 2b above the pinion housing 20, and an assisting motor 7 as assisting means is attached to the motor bracket 73. Is fixedly supported. The assist motor 7 includes a small gear 74 at the tip of a motor shaft that protrudes upward. The small gear 74 is engaged with a gear cylinder 71.

以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール30が回転操作された場合、これに伴うステアリング軸3の回転は、中間軸4及び連結筒70を介してトーションバー22の上端に伝達され、このトーションバー22の下端に連結された出力軸2aに伝達され、該出力軸2aの下半部のピニオン21と噛合するラック歯13を備えるラック軸1の移動に変換されて前述の如く操舵がなされる。   With the above configuration, when the steering wheel 30 is rotated for steering, the rotation of the steering shaft 3 is transmitted to the upper end of the torsion bar 22 via the intermediate shaft 4 and the connecting cylinder 70. It is transmitted to the output shaft 2a connected to the lower end of the bar 22 and converted into the movement of the rack shaft 1 having the rack teeth 13 meshing with the pinion 21 in the lower half of the output shaft 2a, and steering is performed as described above. .

ここでピニオン軸2の上半部を構成する入力軸2bの回転状態は、助勢モータ7の回転の有無により変化する。助勢モータ7が非回転状態にある場合、該助勢モータ7は、モータブラケット73に突設されたレバー杆としての作用をなし、連結筒70の回転が互いに噛合する歯車筒71及び小歯車74を介して助勢モータ7に伝わり、更にモータブラケット73を介して入力軸2bに伝えられ、該入力軸2bは、連結筒70及びトーションバー22の上端部と一体をなして回転する。このときトーションバー22には、ステアリングホイール30に加えられた操舵トルクのみに応じた捩れが生じ、入力軸2bと出力軸2aとの間には、トーションバー22の捩れ、即ち、ステアリングホイール30に加えられた操舵トルクに対応する相対角変位が生じる。   Here, the rotation state of the input shaft 2b constituting the upper half of the pinion shaft 2 changes depending on whether the assist motor 7 is rotated. When the assisting motor 7 is in a non-rotating state, the assisting motor 7 acts as a lever rod projecting from the motor bracket 73, and includes a gear cylinder 71 and a small gear 74 in which the rotation of the connecting cylinder 70 meshes with each other. Is transmitted to the assist motor 7 through the motor bracket 73 and further transmitted to the input shaft 2b through the motor bracket 73. The input shaft 2b rotates integrally with the connecting cylinder 70 and the upper end portions of the torsion bar 22. At this time, the torsion bar 22 is twisted only in accordance with the steering torque applied to the steering wheel 30, and the torsion bar 22 is twisted between the input shaft 2b and the output shaft 2a, that is, the steering wheel 30 is twisted. A relative angular displacement corresponding to the applied steering torque occurs.

一方、助勢モータ7が回転駆動された場合、この助勢モータ7が発生する回転トルクが小歯車74及び歯車筒71を介して連結筒70及びトーションバー22の上端部に加わるため、トーションバー22には、ステアリングホイール30に加えられた操舵トルクと助勢モータ7の回転トルクとの合成トルクに対応する捩れが生じる。このとき、入力軸2bと出力軸2aとの間の相対角変位は、ステアリングホイール30に加えられた操舵トルクに対応する相対角変位よりも大きくなる。   On the other hand, when the assist motor 7 is driven to rotate, the rotational torque generated by the assist motor 7 is applied to the upper end portions of the connecting cylinder 70 and the torsion bar 22 via the small gear 74 and the gear cylinder 71. Therefore, a twist corresponding to the combined torque of the steering torque applied to the steering wheel 30 and the rotational torque of the assisting motor 7 occurs. At this time, the relative angular displacement between the input shaft 2b and the output shaft 2a is larger than the relative angular displacement corresponding to the steering torque applied to the steering wheel 30.

なお助勢モータ7が操舵トルクの方向と逆方向に回転駆動された場合、この助勢モータ7の回転トルクをトーションバー22の捩れを減じるように作用させることもできるが、以下の説明においては、助勢モータ7をトーションバー22の捩れを増す方向に回転させる場合について述べる。この場合、入力軸2bと出力軸2aとの間の相対角変位は、助勢モータ7が非駆動状態にあるとき最小となり、助勢モータ7が発生する回転トルクの増大に応じて増加する。   When the assist motor 7 is rotationally driven in the direction opposite to the steering torque direction, the rotational torque of the assist motor 7 can be applied so as to reduce the torsion of the torsion bar 22, but in the following description, the assist motor 7 The case where the motor 7 is rotated in the direction in which the twist of the torsion bar 22 is increased will be described. In this case, the relative angular displacement between the input shaft 2b and the output shaft 2a is minimized when the assisting motor 7 is in a non-driven state, and increases as the rotational torque generated by the assisting motor 7 increases.

油圧制御弁6は、入力軸2bと出力軸2aとの間に以上の如く生じる相対角変位を利用してパワーシリンダ5への送給油圧を制御する公知のロータリ弁であり、ピニオンハウジング20の内部に同軸回動自在に内嵌された円筒形のバルブボディー60と、これの内側に嵌合するバルブスプール61とを備えてなる。バルブボディー60は、出力軸2aの上端に、これの外周に打設されたダウエルピン62を介して連結され、出力軸2aと一体回転するようになしてある。またバルブスプール61は、バルブボディー60の内側に嵌合する入力軸2bの中途部外周に一体的に構成されている。これにより、油圧制御弁6のバルブボディー60とバルブスプール61との間には、入力軸2bと出力軸2aとの間と同一の相対角変位が生じる。   The hydraulic control valve 6 is a known rotary valve that controls the hydraulic pressure supplied to the power cylinder 5 using the relative angular displacement generated between the input shaft 2b and the output shaft 2a as described above. It comprises a cylindrical valve body 60 that is coaxially fitted inside and a valve spool 61 that is fitted inside thereof. The valve body 60 is connected to the upper end of the output shaft 2a via a dowel pin 62 provided on the outer periphery of the output shaft 2a so as to rotate integrally with the output shaft 2a. The valve spool 61 is integrally formed on the outer periphery of the midway part of the input shaft 2b that fits inside the valve body 60. As a result, the same relative angular displacement occurs between the valve body 60 and the valve spool 61 of the hydraulic control valve 6 as between the input shaft 2b and the output shaft 2a.

このような油圧制御弁6には、図示しない油圧ポンプにより昇圧された作動油が、ピニオンハウジング20の該当位置に設けられたポンプポート26を経て導入されている。またピニオンハウジング20には,一対のシリンダポート27,28が開設されており、これらのシリンダポート27,28は、各別の送油管14,15(図1参照)を介して操舵補助用のパワーシリンダ5の左右のシリンダ室5L,5Rに接続されている。更にピニオンハウジング20の内側には、油圧制御弁6の上位置に還流室63が設けてあり、この還流室63は、ピニオンハウジング20に開設されたタンクポート29を介して図示しない油タンクに連通されている。   In such a hydraulic control valve 6, hydraulic oil whose pressure has been increased by a hydraulic pump (not shown) is introduced through a pump port 26 provided at a corresponding position of the pinion housing 20. The pinion housing 20 is provided with a pair of cylinder ports 27 and 28, and these cylinder ports 27 and 28 are provided with power for steering assistance via respective oil supply pipes 14 and 15 (see FIG. 1). The cylinder chambers 5L and 5R are connected to the left and right cylinder chambers. Further, inside the pinion housing 20, a reflux chamber 63 is provided above the hydraulic control valve 6. This reflux chamber 63 communicates with an oil tank (not shown) via a tank port 29 provided in the pinion housing 20. Has been.

バルブボディー60とバルブスプール61との嵌合周上には、これらの相対角変位に応じて絞り面積を変える複数の絞り部が並設されており、油圧制御弁6は、ポンプポート26を経て導入される作動油を、前述した絞り部の絞り面積の変化によって振り分け、シリンダポート27,28を介してパワーシリンダ5の左右のシリンダ室SL ,SR のいずれか一方に送給すると共に、この送給により他方のシリンダ室SL ,SR から還流する作動油を、還流室63及びタンクポート29を介して油タンクに排油させる給排動作をなす。なおシリンダ室SL 又はSR から油圧制御弁6に還流する作動油は、入力軸2bの中空部を経て還流室63に導入される。 A plurality of throttle portions that change the throttle area in accordance with the relative angular displacement are arranged in parallel on the fitting periphery of the valve body 60 and the valve spool 61. The hydraulic control valve 6 passes through the pump port 26. The introduced hydraulic oil is distributed according to the change in the throttle area of the throttle portion described above, and is sent to one of the left and right cylinder chambers S L and S R of the power cylinder 5 through the cylinder ports 27 and 28. With this feed, the hydraulic oil recirculated from the other cylinder chambers S L and S R is supplied and discharged to the oil tank through the recirculation chamber 63 and the tank port 29. In addition, the hydraulic fluid which recirculates from the cylinder chamber S L or S R to the hydraulic control valve 6 is introduced into the recirculation chamber 63 through the hollow portion of the input shaft 2b.

この動作によりパワーシリンダ5は、作動油が送給される一方のシリンダ室SL ,SR から他方に向かう油圧力を発生し、この油圧力がラック軸1に加えられて前述した操舵が補助される。このときパワーシリンダ5が発生する油圧力(操舵補助力)の方向及び大きさは、バルブボディー60とバルブスプール61との間の相対角変位の方向及び大きさに対応し、本発明に係る油圧パワーステアリング装置においては、バルブボディー60とバルブスプール61との間の相対角変位は、前述の如くステアリングホイール30に加えられる操舵トルクと助勢モータ7が発生する回転トルクとの合成トルクに対応するから、運転者がステアリングホイール30に加える操舵トルクとパワーシリンダ5が発生する操舵補助力との対応関係(補助力特性)は、助勢モータ7の駆動制御により自在に変更することができる。 By this operation, the power cylinder 5 generates an oil pressure from the one cylinder chamber S L , S R to which the hydraulic oil is fed toward the other, and this oil pressure is applied to the rack shaft 1 to assist the above-described steering. Is done. The direction and magnitude of the hydraulic pressure (steering assisting force) generated by the power cylinder 5 at this time corresponds to the direction and magnitude of the relative angular displacement between the valve body 60 and the valve spool 61, and the hydraulic pressure according to the present invention. In the power steering apparatus, the relative angular displacement between the valve body 60 and the valve spool 61 corresponds to the combined torque of the steering torque applied to the steering wheel 30 and the rotational torque generated by the assist motor 7 as described above. The correspondence relationship (auxiliary force characteristic) between the steering torque applied to the steering wheel 30 by the driver and the steering assist force generated by the power cylinder 5 can be freely changed by driving control of the assist motor 7.

図示の如く助勢モータ7は、アシスト制御部8から図示しない駆動回路に与えられる制御指令に従って駆動されるように構成されている。アシスト制御部8には、車両の各部に配した走行状態センサ9から、走行速度、操舵角度等、操舵に影響を与える各種の走行状態の検出結果が与えられている。   As shown in the figure, the assist motor 7 is configured to be driven in accordance with a control command given from the assist control unit 8 to a drive circuit (not shown). The assist control unit 8 is provided with detection results of various traveling states that affect the steering, such as a traveling speed and a steering angle, from a traveling state sensor 9 disposed in each part of the vehicle.

アシスト制御部8は、例えば、車速の検出値に基づいて、低速走行時には助勢モータ7を駆動し、高速走行時には助勢モータ7を非駆動とする制御動作を行う。これにより低速時には、助勢モータ7が発生する回転トルクにより油圧制御弁6の動作が助勢されて軽快な操舵感を実現することができる。これに対し高速走行時には、助勢モータ7による助勢がなされず、ステアリングホイール30に加えられる操舵トルクのみによりトーションバー22に捩れが生じ、この捩れに応じて油圧制御弁6の前述した給排動作がなされるから、操舵補助力の増加率が小さい補助力特性が実現され、適度の中立剛性下にて安定した操舵を行わせることができる。   For example, based on the detected value of the vehicle speed, the assist controller 8 performs a control operation of driving the assist motor 7 during low-speed traveling and not driving the assist motor 7 during high-speed traveling. As a result, at low speed, the operation of the hydraulic control valve 6 is assisted by the rotational torque generated by the assisting motor 7, and a light steering feeling can be realized. On the other hand, at the time of high speed traveling, the assist motor 7 is not assisted, and the torsion bar 22 is twisted only by the steering torque applied to the steering wheel 30, and the above-described supply / discharge operation of the hydraulic control valve 6 is performed according to this twist. Thus, an assist force characteristic with a small increase rate of the steering assist force is realized, and stable steering can be performed under moderate neutral rigidity.

アシスト制御部8による助勢モータ7の駆動制御は、以上のような駆動、非駆動の切換え制御に限らず、車速の増加に応じて助勢モータ7の駆動電流を段階的又は無段階に減じるように行わせることもできる。これにより、車速の遅速に応じて増減する操舵補助力が得られ、より良好な操舵感を達成することができる。   The drive control of the assist motor 7 by the assist control unit 8 is not limited to the drive / non-drive switching control as described above, and the drive current of the assist motor 7 is reduced stepwise or steplessly as the vehicle speed increases. It can also be done. Thereby, a steering assist force that increases or decreases according to the slow speed of the vehicle speed is obtained, and a better steering feeling can be achieved.

更に走行状態センサ9により検出される他の走行状態も同様に助勢モータ7の駆動制御に用いることができ、操舵角度の増大に応じて操舵補助力が減少する特性等、適宜の補助力特性を実現することができる。   Further, other traveling states detected by the traveling state sensor 9 can be similarly used for driving control of the assisting motor 7, and appropriate assisting force characteristics such as a characteristic in which the steering assisting force decreases as the steering angle increases are obtained. Can be realized.

本発明に係る油圧パワーステアリング装置においては、以上のような補助力特性の変更に、トーションバー22の入力端に回転トルクを加えるべく配された助勢モータ7の駆動制御により対応することができ、このような駆動制御は、例えば、走行状態センサ9による走行状態の検出結果をアシスト制御部8に予め格納されたマップに適用し、助勢モータ7の駆動電流を増減制御することにより実現可能であるから、アクチュエータ及び制御部を含めた簡素な構成により補助力特性の変更を実現することができる。   In the hydraulic power steering apparatus according to the present invention, it is possible to respond to the change in the assisting force characteristic as described above by driving control of the assisting motor 7 arranged to apply rotational torque to the input end of the torsion bar 22, Such drive control can be realized, for example, by applying the detection result of the traveling state by the traveling state sensor 9 to a map stored in advance in the assist control unit 8 and increasing / decreasing the driving current of the assist motor 7. Thus, the assist force characteristic can be changed with a simple configuration including the actuator and the control unit.

なお助勢手段としては、実施の形態に示す助勢モータ7に限らず、適宜の回転又は非回転アクチュエータを採用することができるが、トーションバー22への伝動系を簡素化するためには回転アクチュエータを採用するのが望ましく、更に制御の容易性を考慮に入れた場合、実施の形態に示すモータを採用するのが望ましい。   The assisting means is not limited to the assisting motor 7 shown in the embodiment, and an appropriate rotating or non-rotating actuator can be adopted. However, in order to simplify the transmission system to the torsion bar 22, a rotating actuator is used. It is desirable to employ the motor, and when the ease of control is taken into consideration, it is desirable to employ the motor described in the embodiment.

なお本実施の形態においては、ラックピニオン式の操舵機構を備える車両への適用例について述べたが、本発明の適用範囲はこれに限らず、ボールねじ式等、他の形式の操舵機構においても適用可能であることは言うまでもない。   In the present embodiment, an example of application to a vehicle having a rack and pinion type steering mechanism has been described. However, the scope of application of the present invention is not limited to this, and also in other types of steering mechanisms such as a ball screw type. Needless to say, it is applicable.

本発明に係る油圧パワーステアリング装置の模式図である。1 is a schematic diagram of a hydraulic power steering apparatus according to the present invention. 油圧制御弁及び助勢手段の構成例を示す図1のII−II線による縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view by the II-II line of FIG. 1 which shows the structural example of a hydraulic control valve and an assistance means.

符号の説明Explanation of symbols

2a 出力軸
2b 入力軸
5 パワーシリンダ
6 油圧制御弁
7 助勢モータ(助勢手段)
8 アシスト制御部(制御手段)
9 走行状態センサ
22 トーションバー
30 ステアリングホイール(操舵部材)
2a Output shaft
2b Input shaft 5 Power cylinder 6 Hydraulic control valve 7 Support motor (support means)
8 Assist control unit (control means)
9 Running state sensor
22 Torsion bar
30 Steering wheel (steering member)

Claims (2)

操舵部材の側の入力軸と操舵機構の側の出力軸とをトーションバーを介して同軸上に連結し、車両の操舵のために前記操舵部材に加えられる操舵トルクの作用により前記トーションバーの捩れを伴って生じる前記入力軸と前記出力軸との間の相対角変位に応じて操舵補助用のパワーシリンダへの送給油圧を制御する油圧制御弁を備える油圧パワーステアリング装置において、
前記トーションバーは、前記出力軸に一端部を固定し、前記入力軸に相対回転可能に嵌合された他端部に前記操舵トルクが加わるように連結構成してあり、
前記入力軸の一部に一体回転可能に固定支持され、前記トーションバーの他端部に前記相対角変位を助勢する回転トルクを加える助勢手段を備えることを特徴とする油圧パワーステアリング装置。
An input shaft on the steering member side and an output shaft on the steering mechanism side are coaxially connected via a torsion bar, and the torsion bar is twisted by the action of steering torque applied to the steering member for steering the vehicle. In a hydraulic power steering apparatus including a hydraulic control valve that controls a hydraulic pressure supplied to a power cylinder for assisting steering in accordance with a relative angular displacement between the input shaft and the output shaft generated along with
The torsion bar is configured so that one end is fixed to the output shaft and the steering torque is applied to the other end fitted to the input shaft so as to be relatively rotatable,
A hydraulic power steering apparatus, comprising: an assisting means fixed to and supported by a part of the input shaft so as to be integrally rotatable, and applying a rotational torque for assisting the relative angular displacement at the other end of the torsion bar.
前記車両の走行状態を検出する走行状態センサと、該走行状態センサの検出結果に基づいて前記回転トルクを増減すべく前記助勢手段を制御する制御手段とを備える請求項1記載の油圧パワーステアリング装置。   The hydraulic power steering apparatus according to claim 1, further comprising: a traveling state sensor that detects a traveling state of the vehicle; and a control unit that controls the assisting unit to increase or decrease the rotational torque based on a detection result of the traveling state sensor. .
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