JP2008174194A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、かかる油圧パワーステアリング装置の性質を考慮し、油圧パワーステアリング装置の作動油の状態に応じて電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置の出力比率を変化させ、状況に応じて適切に電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置に出力分担させるパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電動パワーステアリング装置２０と油圧パワーステアリング装置１０とを備えた車両用パワーステアリング装置３０であって、
前記電動パワーステアリング装置と前記油圧パワーステアリング装置の操舵補助力の出力比率を、前記油圧パワーステアリング装置の作動油の状態に基づいて変化させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パワーステアリング装置に関し、特に、電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置とを並列して備えたパワーステアリング装置に関する。

従来から、電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置を備え、パワーステアリング装置に求められる要求操舵補助力が、電動パワーステアリング装置の最大操舵補助力より大きいときには、電動パワーステアリングの過熱保護のため、要求操舵補助力の不足分を、油圧パワーステアリング装置が発生する操舵補助力で補う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１３２２０１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、電動パワーステアリング装置の過熱防止への配慮はなされているが、油圧パワーステアリング装置の保護の配慮がなされていない。

一方、油圧パワーステアリング装置は、車両が悪路を走行している場合には、油圧パワーステアリング装置のリターン配管内の油圧がサージ状に発生して配管が抜けたり、耐久性が低下したりする場合がある。また、据え切り等を何度も繰り返し、大きな負荷を与えると油温が上昇し、その結果油圧ポンプが焼きつくおそれがある等、油圧パワーステアリング装置の方が、その保護対策を必要とする場合が多い。

そこで、本発明は、かかる油圧パワーステアリング装置の性質を考慮し、油圧パワーステアリング装置の作動油の状態に応じて電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置の出力比率を変化させ、状況に応じて適切に電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置に出力分担させるパワーステアリング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係るパワーステアリング装置は、電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置とを備えた車両用パワーステアリング装置であって、
前記電動パワーステアリング装置と前記油圧パワーステアリング装置の操舵補助力の出力比率を、前記油圧パワーステアリング装置の作動油の状態に基づいて変化させることを特徴とする。これにより、電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置とを適切に出力分担させ、油圧パワーステアリング装置の劣化等を防止できる。

第２の発明は、第１の発明に係るパワーステアリング装置において、
前記作動油の状態は、前記作動油の圧力変動に基づいて判定されることを特徴とする。これにより、油圧パワーステアリング装置のリターンサージ圧の圧力変動に基づいて、油圧パワーステアリング装置の出力比率を適切に変化させることができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係るパワーステアリング装置において、
前記作動油の状態は、前記作動油の温度に基づいて判定されることを特徴とする。これにより、油温に基づいて、油圧パワーステアリング装置の出力比率を適切に変化させることができる。

第４の発明は、第２の発明に係るパワーステアリング装置において、
前記圧力変動が所定値以上のときには、車両が悪路走行中であると判定し、前記油圧パワーステアリング装置の操舵補助力の出力比率を下げることを特徴とする。これにより、悪路走行時の油圧パワーステアリング装置のリターンサージ圧による配管の抜け、劣化等を防止しつつ、電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置を適切な出力比率にして必要な操舵補助力を発生させることができる。

第５の発明は、第３の発明に係るパワーステアリング装置において、
前記温度が所定値以上のときには、前記油圧パワーステアリング装置の操舵補助力の出力比率を下げることを特徴とする。これにより、据え切り時等の負荷が高く油温が上昇したときであっても、油圧パワーステアリング装置の油温上昇による油圧ポンプ焼き付きや配管劣化等を防ぎつつ、電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置を適切な出力比率にして必要な操舵補助力を発生させることができる。

本発明によれば、油圧パワーステアリング装置の配管劣化等を防止しつつ、電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置の操舵補助力の出力比率を適切な比率として必要な補助操舵力を出力することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本実施例に係る車両用のパワーステアリング装置３０の概略構成を示した図である。図１において、本実施例に係るパワーステアリング装置３０は、主要構成要素として、油圧パワーステアリング装置１０と電動パワーステアリング２０とを備えている。また、関係する構成要素として、ステアリングコラム４０を備えている。

以下、個々の構成要素について、詳説する。

まず、ステアリングコラム４０の説明を行う。ステアリングコラム４０は、ステアリングギアボックス４１、トーションバー４２、ステアリングホイール４３及びピニオンギア４４を備える。

ステアリングホイール４３は、運転者が車両の操舵を行うための手段である。これにより、運転者は車両の旋回方向を定める。

トーションバー４２は、運転者のステアリンングホイール４３により操舵を行ったときに、ステアリングホイール４３の操舵トルクを検出するとともに、バルブ１６の制御を行うための手段である。

図６は、トーションバー４２を含むバルブ１６の断面図である。トーションバー４２は、例えば、図６に示すように、バルブシャフト１６１が固定され、その周囲がバルブポート１６２Ｐ、１６２Ｒ、１６２Ｌを有するハウジング１６３で覆われて構成されてよい。そして、操舵時にはトーションバー４２が捩れて、両者に相対変位を発生させてバルブ１６の開閉を行ってよい。また、この相対変位に基づいて、操舵トルクを検出し、必要な操舵補助トルクをＥＣＵ３５により算出するようにしてもよい。

図１に戻り、引き続きステアリングコラム４２の他の構成要素の説明を行う。

ステアリングギアボックス４１は、ステアリングホイール４３からの回転操舵入力を、ピニオンギア４４及びラックギア３２により左右方向の動きに変換し、操舵輪を進行方向に動かす装置である。上述のように、ステアリングギアボックス４１は、ピニオンギア４４及びラックギア３２を収容してよい。ピニオンギア４４及びラックギア３２の連結は、本実施例に係るパワーステアリング装置３０では、以後ラック＆ピニオン式で説明するが、これに限らず、例えばボール・ナット式が用いられてもよい。

次に、本実施例に係るパワーステアリング装置３０の説明を行う。

油圧パワーステアリング装置１０と電動パワーステアリング装置２０は、共通のタイロッド３１を有し、ピニオンギア４４を介してステアリングコラム４０及びステアリングホイール４３に連結されている。このように、本実施例に係るパワーステアリング装置３０は、油圧パワーステアリング装置１０と電動パワーステアリング装置２０とを並列に組み合わせて構成され、その発生操舵補助力は、双方の合計出力であってよい。そして、その発生操舵補助力により、ステアリングコラム４０を介して運転者のステアリングホイール４３の操舵を補助するトルクを発生させてよい。

油圧パワーステアリング装置１０は、油圧によりステアリングホイール４３に操舵補助力を発生させる操舵補助力発生手段である。油圧パワーステアリング装置１０は、パワーシリンダ１１、パワーピストン１２、油圧ポンプ１３、リザーバタンク１４、油圧配管１５及びバルブ１６を備える。そして、本実施例に係るパワーステアリング装置３０の油圧パワーステアリング装置１０は、更に、圧力センサ１７、油温センサ１８及びソレノイドバルブ１９を備える。

油圧パワーステアリング装置１０は、油圧ポンプ１３によりリザーバタンク１４に蓄えられた作動油を汲み上げ、油圧配管１５の送り配管１５ａから、バルブ１６を介してパワーシリンダ１１に作動油を供給するように構成されている。パワーシリンダ１１に供給された作動油は、操舵によるトーションバー４２の捩れに基づくバルブ１６の開閉操作により、パワーピストン１２の左右に圧力差を生じさせ、パワーピストン１２を圧力差により移動させる。作動油は、油圧配管１５の戻り配管１５ｂを通ってバルブ１６を介してリザーバタンク１４に戻る。そして、また油圧ポンプ１３により汲み上げられて油圧配管１５、バルブ１６及び１パワーシリンダ１１との循環を繰り返す。なお、油圧ポンプ１３は、油圧用として適したポンプが用いられてよく、例えばベーンポンプ等が用いられてよい。

一方、パワーピストン１２の左右移動により、タイロッド３１に設けられたラックギア３２がステアリングコラム４０の下部に設けられたピニオンギア４４を介して回転トルクを発生させ、ステアリングコラム４０に操舵補助力を伝達する。

圧力センサ１７は、油圧パワーステアリング装置１０の作動油の圧力を測定するための検出手段であり、例えば、パワーシリンダ１１内に設けられてよい。詳細は後述するが、本実施例に係るパワーステアリング装置３０においては、圧力センサ１７により、作動油の圧力変動△Ｐを測定し、これに基づいて、車両が悪路走行中であるか否かを判定し、油圧パワーステアリング装置１０の出力比率を定める。

油温センサ１８は、作動油の温度を検出するための検出手段であり、例えば、リザーバタンク１４内に設けられて、油温を検出してよい。油音センサ１８は、作動油の温度が検出可能であれば、他の位置に設けられてもよく、その態様は問わない。詳細は後述するが、本実施例に係るパワーステアリング装置３０では、油温センサ１８により検出した油温に基づいて高温判定を行い、これに基づいて油圧パワーステアリング装置１０の出力比率を定める。

ソレノイドバルブ１９は、バルブ１６を制御するための手段であり、電磁バルブで駆動制御可能に構成されてよい。本実施例に係るパワーステアリング装置３０では、作動油の状態により油圧パワーステアリング装置１０の出力比率を変化させる。詳細は後述するが、その制御は、バルブ１６を構成する低速用バルブ１６ａと高速用バルブ１６ｂとの流量を調整することにより行われる。かかる低速用バルブ１６ａと高速用バルブ１６ｂの流量制御動作は、ソレノイドバルブ１９のバルブ開閉により行うが、かかるバルブ開閉制御は、ＥＣＵ３５の指令により行われてよい。

なお、油圧パワーステアリング装置１０で発生させる操舵補助力の制御は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、電子制御ユニット）３５により行われてよい。例えば、運転者のステアリング４３の操舵によるトーションバー４２の捩れに基づいて、ＥＣＵ３５により油圧パワーステアリング装置１０で出力すべき操舵補助力を演算算出し、ソレノイドバルブ１９を制御することにより、油圧パワーステアリング装置１０を制御してよい。

電動パワーステアリング装置２０は、モータを利用した電気動力によりステアリング４３に操舵補助力を発生させる操舵補助力発生手段である。電動パワーステアリング装置２０は、電動モータ（図示せず）を備え、この回転駆動力によりピニオンギア２１を回転させてタイロッド３１のラックギア３２に動力を伝え、ステアリングギアボックス４１内のピニオンギア４４を介してステアリングコラム４０に操舵補助力を与えて、運転者のステアリング４３の操舵補助を行う。

なお、電動パワーステアリング装置２０の駆動制御も、ＥＣＵ３５の指令により制御されてよい。

本実施例に係るパワーステアリング装置３０では、上述の油圧パワーステアリング装置１０と電動パワーステアリング装置２０との組み合わせにより操舵補助力を発生するが、この出力配分制御は、ＥＣＵ３５により実行してよい。

ＥＣＵ３５は、上述のように、油圧パワーステアリング装置１０、電動パワーステアリング装置２０及び両者の発生する操舵補助力の出力配分比率の制御の他、パワーステアリング装置３０の全体の制御を行ってよい。ＥＣＵ３５は、例えばプログラムによって実行されるコンピュータ等の演算手段であってよく、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、タイマやカウンタ等を備えてよい。

次に、本実施例に係るパワーステアリング装置３０の動作について説明する。

図２は、車両の通常の走行状態におけるパワーステアリング装置３０の、ある車速での出力特性を示した図である。

図２において、横軸は操舵トルクＴｍ、縦軸は必要な操舵補助力Ｆを示している。図２において、本実施例に係るパワーステアリング装置３０の合計出力を１００％とすると、電動パワーステアリング装置２０の出力と、油圧パワーステアリング装置１０の出力比率は、５０％：５０％となっており、等分された１：１の比率となっている。

次に、同じ車速で、車両が悪路を走行している場合を考える。悪路走行時には、路面から車輪への外乱の入力によってタイロッド３１が振動し、ラックギア３２が左右に揺れることによってピニオンギア４４を回転させ、バルブ１６の開閉に影響を与える。バルブ１６が悪路走行による外乱振動により急開閉を繰り返し、流路を急激に閉じると、作動油の流れが急激に止められるため、バルブ１６下流の戻り配管１５ｂ内のステアリングギアボックス４１出口で圧力が急低下して負圧となる。この圧力低下は、波動となって戻り配管１５ｂ内を伝わり、リザーバタンク１４に到達する。そして圧力波は反射され、ステアリングギアボックス４１に向かう。この圧力波がステアリングギアボックス４１に到達する前後にバルブ１６が開かれると、ステアリングギアボックス４１からリザーバタンク１４に向かって作動油が流れるため、反射した圧力波との相互作用で、戻り配管１５ｂ内でリターンサージ圧力が発生する。このリターンサージ圧力は、配管の抜け、劣化を招くおそれがあり、特に、配管が抜けた場合には、作動油が飛散するという深刻な事態となる。例えば、通常の走行では、戻り配管の圧力は０．１ＭＰａ程度であるが、悪路走行中には、２〜３ＭＰａとなり、２０〜３０倍程度の圧力がかかるため、配管劣化等の要因となり得る。

一方、電動パワーステアリング装置２０は、このような悪路走行時に特別に発生する問題というのは存在しない。

そこで、本実施例に係るパワーステアリング装置３０では、このような悪路走行時には、油圧パワーステアリング装置１０のバルブ１６の感度を小さくするように制御し、同じトーションバー４１の捩れに対して、バルブ１６があまり開かないように変化させている。このようにすることにより、悪路走行時には油圧パワーステアリング装置１０の出力を小さくすることができ、リターンサージ圧の発生を抑えることができる。このとき、要求されている操舵補助力は一定であるから、油圧パワーステアリング装置１０の出力が下がった分、電動パワーステアリング装置２０が大きな比率で操舵補助力の出力を分担することになる。

図３は、悪路走行時の、図２と同じ車速における本実施例に係るパワーステアリング装置３０の操舵補助力の出力特性図である。図３において、図２と同様に、横軸は操舵トルクＴｍ、縦軸は操舵補助力Ｆを示している。

図３において、パワーステアリング装置３０のトータル出力１００％の出力特性は図２と同様であるが、油圧パワーステアリング装置１０と電動パワーステアリング装置２０の出力比率が、油圧パワーステアリング装置３０％：電動パワーステアリング装置７０％として、油圧パワーステアリング装置１０の出力比率を下げた点で異なっている。

このように、本実施例に係るパワーステアリング装置３０では、油圧パワーステアリング装置１０と電動パワーステアリング装置２０の双方を備えているので、油圧パワーステアリング装置１０に問題が生じうる悪路等の状況下では、油圧パワーステアリング装置１０の出力比率を下げて問題が生じない範囲での動作を行わせるとともに、電動パワーステアリング装置２０に大きな出力比率を担わせることにより、必要な操舵補助力を確保することができる。

なお、図２及び図３に示した操舵補助力特性図は、車速感応型のパワーステアリング装置３０とし、車速により変化し得る特性であってよい。通常、高速の時には、操舵補助力を小さくして、あまりステアリングホイール４３が軽くならないようにする制御を行う方が好ましいので、車速に応じて、図２及び図３のような出力マップが用意され、適切なものが適用されてよい。そして、これらの制御は、ＥＣＵ３５により実行されてよい。

次に、本実施例に係るパワーステアリング装置３０の、油圧パワーステアリング装置１０と電動パワーステアリング装置２０との出力比率を変化させる制御条件について説明する。

（１）式及び（２）式は、車両が悪路走行中か否かを判定する式である。

（１）式かつ（２）式が成立したときに、車両は悪路走行中であると判定し、図３に示した制御を行う。（１）式は、油圧パワーステアリング装置１０の作動油の圧力変動△Ｐが、所定の閾値αより大きい場合である。上述のように、車両が悪路を走行中には、リターンサージ圧の発生により、圧力変動△Ｐが大きくなる。従って、図１に示した圧力センサ１７ａ、１７ｂにより作動油の圧力変動△Ｐを検出し、これが所定の閾値αを超えたときには、悪路走行中の可能性が高い。

（２）式は、時間に関する式であり、（１）式の条件が、時間△Ｔが所定の閾値βを超えたときに、悪路走行中と判定する。（１）式が成立しても、それが短い時間であるならば、油圧配管１５の抜けや劣化のおそれは少なく、また、車両の走行状況も、悪路を継続して走行しているのではなく、一瞬の外乱による影響の可能が高い。このような状況下で、あまりに頻繁に出力比率を変化させる制御を行なうと、ハンチングのような状態となり、パワーステアリング装置３０への負担が大きくなってしまうおそれがある。従って、作動油の圧力変動△Ｐが所定値αを超えて（１）式が成立し、かつそれが所定時間△Ｔより長く継続したときに、油圧パワーステアリング装置１０の出力比率を変化させる制御を行うこととしている。なお、時間△Ｔは、ＥＣＵ３５内のタイマで計測してもよいし、他の計測手段を設けて、それにより計測してもよい。

このように、（１）式かつ（２）式が成立したときには、油圧パワーステアリング装置１０へのサージ圧の影響が大きい状態であるから、油圧パワーステアリング装置１０の出力比率を下げる制御を行うことにより、油圧パワーステアリング装置１０の悪路走行に弱い性質を補うことができる。なお、本実施例では、車両が悪路走行中と判定して油圧パワーステアリング装置１０の出力を下げる例について説明したが、車両が現実に悪路走行中であるか否かに関わらず、（１）式かつ（２）式が成立したら、油圧パワーステアリング装置１０の出力を下げる制御を行ってよい。（１）式かつ（２）式が成立していれば、実際の車両の走行状況が悪くないとしても、油圧パワーステアリング装置１０の作動油の状態は良好ではないので、サージ圧による影響から油圧パワーステアリング装置１０を保護する必要があるからである。

なお、（１）式及び（２）式の成立判断の判定演算は、ＥＣＵ３５で行ってよく、成立時の出力比率を変化させる制御も、ＥＣＵ３５の指令により、ソレノイドバルブ１９を制御することにより行ってよい。出力比率の制御は、比率自体を制御してもよいが、要求された操舵補助力に対して、油圧パワーステアリング装置１０の出力を定めれば、自動的に残りの操舵補助力が電動パワーステアリング装置２０の担当分になるので、そのような制御としてもよい。

次に、他の態様の油圧パワーステアリング装置１０の出力を下げる制御条件について説明する。

（３）式及び（４）式は、高温判定式である。（３）式かつ（４）式が成立したときには、油圧パワーステアリング装置１０の作動油が高温となり、油圧ポンプ１３の焼きつき又は油圧配管１５の劣化のおそれがあるため、油圧パワーステアリング装置１０の出力を下げることが好ましい。

（３）式は、作動油の温度ｔが所定の閾値ｔ０より大きいことを要求した条件式である。例えば、据え切り等を繰り返すと、必要とされる操舵補助力が大きくなり、パワーステアリング装置３０には大きな負荷がかかる。この場合は、負荷自体が大きい状態なので、油圧パワーステアリング装置１０だけではなく、電動パワーステアリング装置２０にも大きな負荷がかかり、電動モータの過熱等も同時に招くことになる。しかしながら、油圧パワーステアリング装置１０の場合は、ポンプ焼きつき等を招くので、その被害は電動パワーステアリング装置２０よりも深刻である。よって、作動油の油温が上昇した場合には、油圧パワーステアリング装置１０の出力比率を下げる条件としている。なお、作動油の温度ｔは、図１に示した油温センサ１８により検出してよい。

（４）式は、時間△Ｔについての条件式である。上述の（２）式と同じ条件であり、高温判定の場合にも、所定時間より長く継続したことを要し、所定の閾値βより大きいときに出力比率変更の制御を行うこととしたものである。あまり頻繁に、出力比率の変更制御を行なうことは、却って煩わしさを招いて実用的ではないからである。

なお、（３）式かつ（４）式の条件成立の判定演算及び出力比率を変化させる制御も、ＥＣＵ３５及びソレノイドバルブ１９により実行してよいことは、今までの説明と同様である。

このように、油圧パワーステアリング装置１０の作動油の圧力変動△Ｐ、温度ｔ等の状態に着目することにより、油圧パワーステアリング装置１０の作動状態を把握することができる。そして、所定時間継続して圧力変動△Ｐが大きい場合、又は温度ｔが高い場合には、油圧パワーステアリング装置１０の出力比率を下げることにより、油圧パワーステアリング装置１０の問題を解消しつつ、必要な操舵補助力を発生させることができる。また、作動油の状態は、現実の車両の置かれた状況においても、圧力変動△Ｐが大きい場合は悪路走行中を示し、油温ｔが高い場合には据え切り等の高負荷状態を示しており、外乱等の影響を含めた車両の状況を反映している。従って、作動油の状態に応じて油圧パワーステアリング装置１０と電動パワーステアリング装置２０を適切に出力分担して使用することにより、車両の置かれた状況に応じた使い分けが必然的になされていることになる。

なお、本実施例では詳細には、説明していないが、例えば、作動油の圧力Ｐの値について所定の閾値を設定し、本実施例に係るパワーステアリング装置３０を適用してもよい。圧力Ｐも、油圧配管１５の劣化の要因となり得るため、これを考慮した条件を設定することとしてもよい。

図４は、図１とは異なる態様のパワーステアリング装置３０の概略構成を示した図である。図４において、圧力センサ１７ｃが、パワーシリンダ１１内ではなく、油圧配管１５の戻り配管１５ｂに設けられている点で、図１の構成図と異なっている。他の構成要素は、図１と同様であるので、その説明を省略する。

図４において、圧力センサ１７ｃは、油圧配管１５の戻り配管１５ｂに設けられているが、上述の説明のように、悪路走行中に発生するリターンサージ圧は、戻り配管１５ｂで発生するものであるため、よりリターンサージ圧を反映する圧力変動△Ｐを正確に検出することが好ましい。従って、図４に示すように、圧力センサ１７ｃを戻り配管１５ｂに設けた構成としてもよい。これにより、より適切な作動油の状態の検出及び油圧パワーステアリング装置１０の操舵補助力の出力制御が期待できる。なお、圧力センサ１７ｃは、戻り配管１５ｂ内であれば、いずれの位置に設けてもよい。

次に、ソレノイドバルブ１９、バルブ１６及び油圧配管１５により構成される油圧回路について説明する。図５は、本実施例に係るパワーステアリング装置３０の油圧パワーステアリング装置１０に適用される、バルブ感度可変タイプ車速感応型パワーステアリングの油圧回路の例を示した図である。なお、今までの説明と同様の構成要素については、同一の参照符号を付す。

図５において、油圧回路は、油圧ポンプ１３と、ソレノイドバルブ１９と、低速用バルブ１６ａと、高速用バルブ１６ｂと、パワーシリンダ１１と、パワーピストン１２と、タイロッド３１と、リザーバタンク１４とから構成される。

低速用バルブ１６ａは、トーションバー４２の捩れ角に対して、敏感に油圧が上昇する高感度のバルブ特性を有するバルブである。低速用バルブ１６ａにおいては、トーションバーの捩れ角に対して、サージ圧の上昇が大きい。

一方、高速用バルブ１６ｂは、トーションバー４２の捩れ角に対して、油圧上昇が鈍い、感度が小さいバルブ特性を有する。高速用バルブ１６ｂのバルブ特性においては、トーションバーの捩れ角に対して、サージ圧の上昇が小さい。

ソレノイドバルブ１９は、油圧ポンプ１３から供給される作動油の高速用バルブ１６ｂに流れる流量を制御する電磁バルブである。ソレノイドバルブ１９を全閉とすれば、油圧ポンプから供給される作動油は、総て低速用バルブ１６ａの方に流れる。ソレノイドバルブ１９のバルブを開として流路を開けてゆくと、高速用バルブ１６ｂに作動油が流れ込み、これにより、低速用バルブ１６ａと高速用バルブ１６ｂの流量比を制御することができる。そして、その流量比により、油圧パワーステアリング装置１０の出力が定まる。

上述のように、悪路走行時のサージ圧は、油圧パワーステアリング装置１０の出力特性を決めるバルブ感度によって、その大小が変化する。よって、図１〜図４において説明したように、ある車速で電動パワーステアリング装置２０と油圧パワーステアリング装置１０の出力分担を各々５０％にしておき、サージ圧変動△Ｐが所定の閾値αより大きい状態が一定時間βより長く継続した場合には、悪路走行と判定し、油圧パワーステアリング装置１０のバルブ感度を下げる制御を行う。つまり、バルブ感度の小さい高速用バルブ１６ｂへの流量を上げてゆくように、ソレノイドバルブ１９のバルブ開度を上げる制御を行う。これにより、トーションバー４２の捩れに対して、サージ圧の上昇が小さい状態とすることができる。ここで、バルブ感度を下げるということは、油圧パワーステアリング装置１０側の出力を低下させることに相当する。

一方、油圧パワーステアリング装置１０の出力を低下させた分を、電動パワーステアリング装置２０側で増加させ、パワーステアリング装置３０全体としての出力は、同じになる制御をＥＣＵ３５にて行う。

このように、ソレノイドバルブ１９により低速用バルブ１６ａと高速用バルブ１６ｂの流量比を制御し、通常の走行状態では低速用バルブ１６ａに多く流量を流しておき、作動油の状態の変化に応じて、高速用バルブ１６ｂの流量を上げてゆくことにより、油圧パワーステアリング装置１０の出力比率を下げることができる。

また、油温センサ１８により、作動油が所定の閾値温度ｔ０より高い状態が一定時間βより長時間継続した場合にも、ソレノイドバルブ１９の流路を開けて高速用バルブ１６ｂへの流量を上げていってよい。これにより、油圧パワーステアリング装置１０のバルブ感度を下げて油圧パワーステアリング装置１０の出力を低減させることができる。この場合も、ＥＣＵ３５の演算制御により、要求される操舵補助力を電動パワーステアリング装置２０で補うようにすれば、全体の出力は一定とすることができる。

次に、図６を用いて、低速用バルブ１６ａと高速用バルブ１６ｂの構成について説明する。図６は、バルブ１６の断面図である。

図６において、バルブ１６は、バルブシャフト１６１と、バルブポート１６２Ｐ、１６２Ｌ、１６２Ｒと、ハウジング１６３と、トーションバー４２とを含む。図６は、ステアリングホイール４３を右に操舵した状態を示している。作動油は、１６２Ｐからバルブ１６に供給されるが、ステアリングホイール４３を右に操舵することにより、バルブシャフト１６１が右方向にトーションバー４２の捩れからの復元力に引っ張られるように遅れて回転し、右側のバルブポート１６２Ｐへの流路を大きくするとともに、左側のバルブポート１６２Ｌへの流路を小さくする。右側のバルブポート１６２Ｐから流出した作動油は、パワーシリンダ１１の右側に流入し、パワーピストン１２を左に移動させる。そして、ピニオンギア４４を介して、右側への操舵補助トルクを出力する。

このような構成のバルブ１６において、バルブシャフト１６１のランド部１６１ａは、面取り部１６１ｂを有するが、この面取り部が大きいと、流路が緩やかに開閉するため、トーションバーの捩れに対して、作動油の圧力の上昇は緩やかである。一方、面取り部１６１ｂを小さくすると、流路は急激に開閉するため、圧力の上昇は急激になる。このように、バルブシャフト１６１のランド部１６１ａの面取り部１６１ｂの大小により、圧力の上昇度合を変えることができる。図５の例に適用すると、低速用バルブ１６ａは面取り部１６１ｂが小さく、高速用バルブ１６ｂは、面取り部１６１ｂが大きく構成されている。

図５に戻ると、例えばバルブ１６は、ソレノイドバルブ１９によって流路が切替可能なように、面取り部１６１ｂの小さい低速用バルブ１６ａと、面取り部１６１ｂの大きい高速用バルブ１６ｂを備え、このバルブ１６の流量比率は、ソレノイドバルブ１９により制御される。このように構成することにより、バルブ感度可変型の油圧パワーステアリング装置１０を備えたパワーステアリング装置３０とすることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

本実施例に係る車両用のパワーステアリング装置３０の概略構成図である。 通常の走行状態でのパワーステアリング装置３０の出力特性を示した図である。 悪路走行時の、パワーステアリング装置３０の操舵補助力の出力特性図である。 図１とは異なる態様のパワーステアリング装置３０の概略構成図である。 バルブ感度可変タイプ車速感応型パワーステアリングの油圧回路図である。 バルブ１６の断面図である。

符号の説明

１０ 油圧パワーステアリング装置
１１ パワーシリンダ
１２ パワーピストン
１３ 油圧ポンプ
１４ リザーバタンク
１５、１５ａ、１５ｂ 油圧配管
１６、１６ａ、１６ｂ バルブ
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 圧力センサ
１８ 油温センサ
１９ ソレノイドバルブ
２０ 電動パワーステアリング装置
２１、４４ ピニオンギア
３０ パワーステアリング装置
３１ タイロッド
３２ ラックギア
３５ ＥＣＵ
４０ ステアリングコラム
４１ ステアリングギアボックス
４２ トーションバー
４３ ステアリングホイール
１６１ バルブシャフト
１６２Ｐ、１６２Ｒ、１６２Ｌ バルブポート
１６３ ハウジング

Claims (5)

1. 電動パワーステアリング装置と油圧パワーステアリング装置とを備えた車両用パワーステアリング装置であって、
   前記電動パワーステアリング装置と前記油圧パワーステアリング装置の操舵補助力の出力比率を、前記油圧パワーステアリング装置の作動油の状態に基づいて変化させることを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 前記作動油の状態は、前記作動油の圧力変動に基づいて判定されることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
3. 前記作動油の状態は、前記作動油の温度に基づいて判定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のパワーステアリング装置。
4. 前記圧力変動が所定値以上のときには、車両が悪路走行中であると判定し、前記油圧パワーステアリング装置の操舵補助力の出力比率を下げることを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
5. 前記温度が所定値以上のときには、前記油圧パワーステアリング装置の操舵補助力の出力比率を下げることを特徴とする請求項３に記載のパワーステアリング装置。

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