JP3221212B2 - 油圧式動力舵取装置 - Google Patents
油圧式動力舵取装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧式動力舵取装置に
関するものであり、特に、パワーアシスト用作動油の供
給源となる油圧ポンプの駆動を電動モータにて行なうと
ともに、この電動モータの作動をステアリング装置の操
作に応じて制御するようにした、電動モータ駆動による
油圧式の動力舵取装置に関するものである。
関するものであり、特に、パワーアシスト用作動油の供
給源となる油圧ポンプの駆動を電動モータにて行なうと
ともに、この電動モータの作動をステアリング装置の操
作に応じて制御するようにした、電動モータ駆動による
油圧式の動力舵取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の油圧式動力舵取装置は、多くの場
合、その油圧供給源となる油圧ポンプがエンジンによっ
て直接駆動されるタイプのものである。しかしながら、
このタイプのものは、パワーアシストをほとんど必要と
しない直進走行時等においても油圧ポンプが駆動される
こととなり、常時、エンジンの出力損失を生じていると
いう問題点がある。このような問題点を解決するため
に、例えば図８に示す如く、油圧ポンプ２０を駆動する
動力源を、エンジンとは別個に設けられた電動モータ３
０とするものが考えられている。このものは、ステアリ
ング装置４０の操舵に応じて作動し、これに伴ってパワ
ーシリンダ９０への圧油（作動油）の切り換えを行なう
サーボバルブ１０と、上記ステアリング装置４０の操舵
状態を検出する舵角センサあるいはトルクセンサ等から
なる操舵センサ６０と、当該操舵センサ６０からの信号
を基に制御作用を行なう制御手段５０と、当該制御手段
５０からの制御信号に基づき作動する電動モータ３０
と、当該電動モータ３０によって駆動され、上記パワー
シリンダ９０等への作動油の供給を行なう油圧ポンプ２
０等からなるものである。すなわち、このものは、上記
ステアリング装置４０の操舵状態を検出することによっ
て、上記電動モータ３０及び油圧ポンプ２０が駆動さ
れ、これによって当該油圧ポンプ２０からパワーシリン
ダ９０へ圧油（作動油）が供給されるようになっている
ものである。従って、非操舵時にあっては、電動モータ
３０及び油圧ポンプ２０は作動しておらず、停止してい
る。
合、その油圧供給源となる油圧ポンプがエンジンによっ
て直接駆動されるタイプのものである。しかしながら、
このタイプのものは、パワーアシストをほとんど必要と
しない直進走行時等においても油圧ポンプが駆動される
こととなり、常時、エンジンの出力損失を生じていると
いう問題点がある。このような問題点を解決するため
に、例えば図８に示す如く、油圧ポンプ２０を駆動する
動力源を、エンジンとは別個に設けられた電動モータ３
０とするものが考えられている。このものは、ステアリ
ング装置４０の操舵に応じて作動し、これに伴ってパワ
ーシリンダ９０への圧油（作動油）の切り換えを行なう
サーボバルブ１０と、上記ステアリング装置４０の操舵
状態を検出する舵角センサあるいはトルクセンサ等から
なる操舵センサ６０と、当該操舵センサ６０からの信号
を基に制御作用を行なう制御手段５０と、当該制御手段
５０からの制御信号に基づき作動する電動モータ３０
と、当該電動モータ３０によって駆動され、上記パワー
シリンダ９０等への作動油の供給を行なう油圧ポンプ２
０等からなるものである。すなわち、このものは、上記
ステアリング装置４０の操舵状態を検出することによっ
て、上記電動モータ３０及び油圧ポンプ２０が駆動さ
れ、これによって当該油圧ポンプ２０からパワーシリン
ダ９０へ圧油（作動油）が供給されるようになっている
ものである。従って、非操舵時にあっては、電動モータ
３０及び油圧ポンプ２０は作動しておらず、停止してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
のものは、電動モータ３０及び油圧ポンプ２０は、通常
は停止しており、ステアリング装置の操舵が行なわれた
ときにのみ作動するようになっているものである。ま
た、これとは別に、ステアリング装置４０の操舵がなさ
れていないときには上記電動モータ３０を低速度にて回
転させ、操舵センサ６０にてステアリング装置４０の操
舵が検出されると、必要なアシスト力が得られるような
回転数まで電動モータ３０の回転速度を上昇させるもの
がある。このようにステアリング装置４０が操舵された
時に、必要なアシスト力が得られるような回転数まで電
動モータ３０の回転数を上昇させるような制御を行なう
動力舵取装置においては、そのステアリング操舵時にお
けるパワーアシストの応答性を良くするために、上記電
動モータ３０の作動立ち上がり、及び油圧ポンプの稼働
開始を迅速にする必要がある。そして、上記パワーシリ
ンダ９０への作動油の供給を迅速に行なうようにしてい
る。すなわち、上記パワーシリンダ９０への作動油の供
給状態を示す油圧（ポンプ吐出圧）の上昇の状況は、図
３の実線図示の如く、ある一定のステアリング作動角
（θr ）において、急激に立ち上がるようにしている。
その結果、この時点において、パワーアシスト力は急激
に上昇することとなり、ステアリング操舵力が急激に低
下する。すなわち、操舵者にとっては、急激な操舵力の
低下により、ハンドルショックを受けることとなる。そ
こで、このようなパワーアシスト力の急激な増加に基づ
く不快感を操舵者に与えることの無いようにした、油圧
式動力舵取装置を提供しようとするのが、本発明の目的
（課題）である。
のものは、電動モータ３０及び油圧ポンプ２０は、通常
は停止しており、ステアリング装置の操舵が行なわれた
ときにのみ作動するようになっているものである。ま
た、これとは別に、ステアリング装置４０の操舵がなさ
れていないときには上記電動モータ３０を低速度にて回
転させ、操舵センサ６０にてステアリング装置４０の操
舵が検出されると、必要なアシスト力が得られるような
回転数まで電動モータ３０の回転速度を上昇させるもの
がある。このようにステアリング装置４０が操舵された
時に、必要なアシスト力が得られるような回転数まで電
動モータ３０の回転数を上昇させるような制御を行なう
動力舵取装置においては、そのステアリング操舵時にお
けるパワーアシストの応答性を良くするために、上記電
動モータ３０の作動立ち上がり、及び油圧ポンプの稼働
開始を迅速にする必要がある。そして、上記パワーシリ
ンダ９０への作動油の供給を迅速に行なうようにしてい
る。すなわち、上記パワーシリンダ９０への作動油の供
給状態を示す油圧（ポンプ吐出圧）の上昇の状況は、図
３の実線図示の如く、ある一定のステアリング作動角
（θr ）において、急激に立ち上がるようにしている。
その結果、この時点において、パワーアシスト力は急激
に上昇することとなり、ステアリング操舵力が急激に低
下する。すなわち、操舵者にとっては、急激な操舵力の
低下により、ハンドルショックを受けることとなる。そ
こで、このようなパワーアシスト力の急激な増加に基づ
く不快感を操舵者に与えることの無いようにした、油圧
式動力舵取装置を提供しようとするのが、本発明の目的
（課題）である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては次のような手段を講ずることとし
た。すなわち、油圧ポンプを駆動する電動モータと、ス
テアリング装置の操舵に基づいて作動するサーボバルブ
と、当該サーボバルブを介して上記油圧ポンプからの圧
油（作動油）が導入されるパワーシリンダとからなる油
圧式動力舵取装置に関して、上記ステアリング装置の操
舵状態を検出する操舵状態検出手段と、上記操舵状態検
出手段の検出結果に基づいて上記油圧ポンプを回転させ
るよう上記電動モータの作動を制御する制御手段とを有
し、更に、上記サーボバルブを、上記ステアリング装置
が操舵状態にあるとして油圧ポンプの作動が開始された
後に、上記作動油を上記パワーシリンダの一方の室に導
くとともに、他方の室をリザーバに連通させるように作
動するセンタクローズタイプのものにて形成することと
した。また、上記サーボバルブを、上記油圧ポンプとパ
ワーシリンダの両油室との間を接続する流路に設けられ
たセンタクローズタイプのバルブと、上記油圧ポンプと
リザーバとの間を接続する流路に設けられたセンタオー
プンタイプのバルブとにて形成するとともに、当該セン
タオープンタイプのバルブを上記センタクローズタイプ
のバルブが開口した後に絞り作用を開始させるようにし
てなる構成を採ることとした。
に、本発明においては次のような手段を講ずることとし
た。すなわち、油圧ポンプを駆動する電動モータと、ス
テアリング装置の操舵に基づいて作動するサーボバルブ
と、当該サーボバルブを介して上記油圧ポンプからの圧
油（作動油）が導入されるパワーシリンダとからなる油
圧式動力舵取装置に関して、上記ステアリング装置の操
舵状態を検出する操舵状態検出手段と、上記操舵状態検
出手段の検出結果に基づいて上記油圧ポンプを回転させ
るよう上記電動モータの作動を制御する制御手段とを有
し、更に、上記サーボバルブを、上記ステアリング装置
が操舵状態にあるとして油圧ポンプの作動が開始された
後に、上記作動油を上記パワーシリンダの一方の室に導
くとともに、他方の室をリザーバに連通させるように作
動するセンタクローズタイプのものにて形成することと
した。また、上記サーボバルブを、上記油圧ポンプとパ
ワーシリンダの両油室との間を接続する流路に設けられ
たセンタクローズタイプのバルブと、上記油圧ポンプと
リザーバとの間を接続する流路に設けられたセンタオー
プンタイプのバルブとにて形成するとともに、当該セン
タオープンタイプのバルブを上記センタクローズタイプ
のバルブが開口した後に絞り作用を開始させるようにし
てなる構成を採ることとした。
【０００５】
【作用】上記構成を採ることにより、本発明において
は、次のような作用を呈することとなる。すなわち、図
１において、ステアリング装置４が操舵されると、これ
を操舵状態検出手段６が検出し、この結果を制御手段５
に入力する。この入力信号を受けて制御手段５は電動モ
ータ３を作動させる。これによって油圧ポンプ２が駆動
され、当該油圧ポンプ２からは、圧油（作動油）がサー
ボバルブ１に送られる。そして、このときの供給油圧の
状況は、図３の実線図示の如く、迅速なパワーアシスト
を効かせるために、急激な立ち上がり状態となってい
る。
は、次のような作用を呈することとなる。すなわち、図
１において、ステアリング装置４が操舵されると、これ
を操舵状態検出手段６が検出し、この結果を制御手段５
に入力する。この入力信号を受けて制御手段５は電動モ
ータ３を作動させる。これによって油圧ポンプ２が駆動
され、当該油圧ポンプ２からは、圧油（作動油）がサー
ボバルブ１に送られる。そして、このときの供給油圧の
状況は、図３の実線図示の如く、迅速なパワーアシスト
を効かせるために、急激な立ち上がり状態となってい
る。
【０００６】ところで、一方、ステアリング装置４に連
動して作動するサーボバルブ１は、中立位置を明確にす
る目的から、図１及び図２に示す如く、センタクローズ
タイプのものが採用されている。従って、ステアリング
装置４が、ある一定角度（θ1 ）操舵されるまでの間
は、パワーシリンダ９側へは作動油は流れない。すなわ
ち、パワーアシストをしない。この間に、操舵状態検出
手段６からの操舵信号に基づき電動モータ３が回転運動
を開始する。そして、この回転速度は急激に上昇する。
この電動モータ３の急激な回転上昇により、油圧の急激
な立ち上がりが生ずることとなる。しかしながら、この
急激な立ち上がりが完了するまでは、上記油圧ポンプ２
からの作動油（圧油）のパワーシリンダ９への供給は行
なわれない。
動して作動するサーボバルブ１は、中立位置を明確にす
る目的から、図１及び図２に示す如く、センタクローズ
タイプのものが採用されている。従って、ステアリング
装置４が、ある一定角度（θ1 ）操舵されるまでの間
は、パワーシリンダ９側へは作動油は流れない。すなわ
ち、パワーアシストをしない。この間に、操舵状態検出
手段６からの操舵信号に基づき電動モータ３が回転運動
を開始する。そして、この回転速度は急激に上昇する。
この電動モータ３の急激な回転上昇により、油圧の急激
な立ち上がりが生ずることとなる。しかしながら、この
急激な立ち上がりが完了するまでは、上記油圧ポンプ２
からの作動油（圧油）のパワーシリンダ９への供給は行
なわれない。
【０００７】従って、上記油圧ポンプ２からの圧油の圧
力がパワーシリンダ９に作用し、パワーアシストに供さ
れるときには、上記立ち上がり時の急激な油圧の上昇は
回避されており、操舵者には不快感を与えることがな
い。すなわち、図３における一点鎖線図示のようなパワ
ーアシストが行なわれることとなる。また、サーボバル
ブ１をセンタクローズタイプのバルブとセンタオープン
タイプのバルブとで構成したものにおいては、センタク
ローズタイプのバルブが開いても、差動角がθ1の値で
はセンターオープンタイプのバルブが未だ絞り作用を成
していないので、この時点ではパワーシリンダ９には圧
油の圧力が作用しない。そして、更にステアリング装置
４が操舵され、バルブ作動角がθ2 の値に達したところ
で、センタオープンタイプのバルブが絞り作用を成し始
め、パワーシリンダ９に油圧が作用することとなる。と
ころで、この状態にあっては、上記油圧の急激な上昇は
すでに完了しており、安定した油圧状態となっている。
力がパワーシリンダ９に作用し、パワーアシストに供さ
れるときには、上記立ち上がり時の急激な油圧の上昇は
回避されており、操舵者には不快感を与えることがな
い。すなわち、図３における一点鎖線図示のようなパワ
ーアシストが行なわれることとなる。また、サーボバル
ブ１をセンタクローズタイプのバルブとセンタオープン
タイプのバルブとで構成したものにおいては、センタク
ローズタイプのバルブが開いても、差動角がθ1の値で
はセンターオープンタイプのバルブが未だ絞り作用を成
していないので、この時点ではパワーシリンダ９には圧
油の圧力が作用しない。そして、更にステアリング装置
４が操舵され、バルブ作動角がθ2 の値に達したところ
で、センタオープンタイプのバルブが絞り作用を成し始
め、パワーシリンダ９に油圧が作用することとなる。と
ころで、この状態にあっては、上記油圧の急激な上昇は
すでに完了しており、安定した油圧状態となっている。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例について、図１ないし図４を
基に説明する。本実施例の構成は、図１に示す如く、油
圧ポンプ２を駆動する電動モータ３と、当該電動モータ
３によって駆動される油圧ポンプ２からの圧油（作動
油）をサーボバルブ１及びパワーシリンダ９に供給する
供給路２９と、ステアリング装置４の作動に応じて作動
するセンタクローズタイプのバルブからなるサーボバル
ブ１と、当該サーボバルブ１にて切り換えられた上記油
圧ポンプ２からの圧油（作動油）を受けて作動するパワ
ーシリンダ９と、上記ステアリング装置４の操舵状態を
検出する操舵センサ６と、当該操舵センサ６からの信号
に基づき、上記電動モータ３の作動を制御する制御手段
５とからなることを基本とするものである。
基に説明する。本実施例の構成は、図１に示す如く、油
圧ポンプ２を駆動する電動モータ３と、当該電動モータ
３によって駆動される油圧ポンプ２からの圧油（作動
油）をサーボバルブ１及びパワーシリンダ９に供給する
供給路２９と、ステアリング装置４の作動に応じて作動
するセンタクローズタイプのバルブからなるサーボバル
ブ１と、当該サーボバルブ１にて切り換えられた上記油
圧ポンプ２からの圧油（作動油）を受けて作動するパワ
ーシリンダ９と、上記ステアリング装置４の操舵状態を
検出する操舵センサ６と、当該操舵センサ６からの信号
に基づき、上記電動モータ３の作動を制御する制御手段
５とからなることを基本とするものである。
【０００９】このような基本構成において、上記電動モ
ータ３によって駆動される油圧ポンプ２は、ベーンポン
プ等からなるものであり、当該ベーンポンプ等の油圧ポ
ンプ２からは、その圧油（作動油）を切り換えバルブで
あるサーボバルブ１等に供給する供給路２９が設けられ
ている構成からなるものである。この供給路２９につな
がるサーボバルブ１は、ステアリング装置４の作動に応
じて作動するようになっているものである。
ータ３によって駆動される油圧ポンプ２は、ベーンポン
プ等からなるものであり、当該ベーンポンプ等の油圧ポ
ンプ２からは、その圧油（作動油）を切り換えバルブで
あるサーボバルブ１等に供給する供給路２９が設けられ
ている構成からなるものである。この供給路２９につな
がるサーボバルブ１は、ステアリング装置４の作動に応
じて作動するようになっているものである。
【００１０】その構成は、図２に展開図として示す如
く、ステアリング装置４に連結されて一体的に回転する
バルブシャフト２１と、このバルブシャフト２１の外周
上に同軸的に配設されるとともに、パワーシリンダ９に
よってパワーアシストされるステアリングリンケージに
連結されるバルブボデー２２と、これらバルブシャフト
２１とバルブボデー２２を相対回転可能に連結する図略
のトーションバーと、これらを収納する図略のバルブハ
ウジング等からなるものである。そして、バルブシャフ
ト２１とバルブボデー２２との間には、上記ステアリン
グ装置４の作動に応じて作動油（圧油）の切り換え作用
を主に行ない、パワーシリンダ９への圧油の送出は行な
わない第一制御部１１と、上記供給路２９からの圧油を
上記パワーシリンダ９の左右のいずれかのシリンダ室９
Ａ（９Ｂ）に送り出すとともに、他方のシリンダ室９Ｂ
（９Ａ）をリザーバ９９に連通させるように切り換え作
用を行なう第二制御部１２とが設けられている。
く、ステアリング装置４に連結されて一体的に回転する
バルブシャフト２１と、このバルブシャフト２１の外周
上に同軸的に配設されるとともに、パワーシリンダ９に
よってパワーアシストされるステアリングリンケージに
連結されるバルブボデー２２と、これらバルブシャフト
２１とバルブボデー２２を相対回転可能に連結する図略
のトーションバーと、これらを収納する図略のバルブハ
ウジング等からなるものである。そして、バルブシャフ
ト２１とバルブボデー２２との間には、上記ステアリン
グ装置４の作動に応じて作動油（圧油）の切り換え作用
を主に行ない、パワーシリンダ９への圧油の送出は行な
わない第一制御部１１と、上記供給路２９からの圧油を
上記パワーシリンダ９の左右のいずれかのシリンダ室９
Ａ（９Ｂ）に送り出すとともに、他方のシリンダ室９Ｂ
（９Ａ）をリザーバ９９に連通させるように切り換え作
用を行なう第二制御部１２とが設けられている。
【００１１】更に、これら構成からなるサーボバルブ１
のうち、第一制御部１１は、図１に示す如く、油圧ポン
プ２とリザーバ９９との間に設けられた４つの流路Ｌ
1 、Ｌ2 、Ｌ3 、Ｌ4 とバルブＶ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4
とにて形成される第一のブリッジ回路Ｃ1 によって構成
されている。そして、これらバルブＶ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、
Ｖ4 は、図５に示すようにセンタオープンタイプのバル
ブとして形成され、それら開口面積は、バルブシャフト
２１とバルブボデー２２との間の相対回転角（バルブ作
動角）に応じて、図７のＡに示すように変化するように
なっている。
のうち、第一制御部１１は、図１に示す如く、油圧ポン
プ２とリザーバ９９との間に設けられた４つの流路Ｌ
1 、Ｌ2 、Ｌ3 、Ｌ4 とバルブＶ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4
とにて形成される第一のブリッジ回路Ｃ1 によって構成
されている。そして、これらバルブＶ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、
Ｖ4 は、図５に示すようにセンタオープンタイプのバル
ブとして形成され、それら開口面積は、バルブシャフト
２１とバルブボデー２２との間の相対回転角（バルブ作
動角）に応じて、図７のＡに示すように変化するように
なっている。
【００１２】次に、第二制御部１２は、上記第一のブリ
ッジ回路Ｃ1 と並列に接続された第二のブリッジ回路Ｃ
2 にて形成されている。また、油圧ポンプ２とリザーバ
９９との間に設けられるとともに、パワーシリンダ９の
両油室９Ａ、９Ｂにも接続するようになっている。そし
て更に、上記第二のブリッジ回路Ｃ2 は、４つの流路Ｌ
5 、Ｌ6 、Ｌ7 、Ｌ8 及びこれら流路にそれぞれ形成さ
れたバルブＶ5 、Ｖ6、Ｖ7 、Ｖ8 からなるものであ
る。これらバルブのうち、ポンプ２側に接続するバルブ
Ｖ5 、Ｖ6 は、図４に示すように、センタクローズタイ
プのバルブとして形成され、これらバルブＶ5 、Ｖ6 の
開口面積は、バルブシャフト２１とバルブボデー２２と
の間の相対回転角に応じて、図７のＢに示すように変化
するようになっている。また、リザーバ９９側に接続す
るバルブＶ7 、Ｖ8 は図６に示す如く、上記第一制御部
１１のバルブＶ1 〜Ｖ4 と同様、センタオープンタイプ
のバルブとなっている。そして、中立時におけるバルブ
Ｖ1 、Ｖ5 、Ｖ7 のバルブ開口面積は、Ｖ5 ＞Ｖ1 ＞Ｖ
7 の関係式が成り立つようになっている。
ッジ回路Ｃ1 と並列に接続された第二のブリッジ回路Ｃ
2 にて形成されている。また、油圧ポンプ２とリザーバ
９９との間に設けられるとともに、パワーシリンダ９の
両油室９Ａ、９Ｂにも接続するようになっている。そし
て更に、上記第二のブリッジ回路Ｃ2 は、４つの流路Ｌ
5 、Ｌ6 、Ｌ7 、Ｌ8 及びこれら流路にそれぞれ形成さ
れたバルブＶ5 、Ｖ6、Ｖ7 、Ｖ8 からなるものであ
る。これらバルブのうち、ポンプ２側に接続するバルブ
Ｖ5 、Ｖ6 は、図４に示すように、センタクローズタイ
プのバルブとして形成され、これらバルブＶ5 、Ｖ6 の
開口面積は、バルブシャフト２１とバルブボデー２２と
の間の相対回転角に応じて、図７のＢに示すように変化
するようになっている。また、リザーバ９９側に接続す
るバルブＶ7 、Ｖ8 は図６に示す如く、上記第一制御部
１１のバルブＶ1 〜Ｖ4 と同様、センタオープンタイプ
のバルブとなっている。そして、中立時におけるバルブ
Ｖ1 、Ｖ5 、Ｖ7 のバルブ開口面積は、Ｖ5 ＞Ｖ1 ＞Ｖ
7 の関係式が成り立つようになっている。
【００１３】また、上記ステアリング装置４には、当該
ステアリング装置４の操舵状態を検出するための操舵状
態検出手段（操舵センサ）６が設けられているが、この
操舵センサ６は、例えば、ステアリング装置４のステア
リングシャフト４１等に設けられているものであり、当
該ステアリングシャフト４１の回転角（操舵角）あるい
はトルク（操舵トルク）等を検出するようになっている
ものである。なお、これらステアリング装置４の操舵状
態を検出する手段としては、この外に、供給路２９の途
中に設けられるものであって、操舵状態によって変化す
る負荷圧を検出する圧力センサ７（図１参照）、更に
は、電動モータ３の負荷電流を検出するもの等が考えら
れる。
ステアリング装置４の操舵状態を検出するための操舵状
態検出手段（操舵センサ）６が設けられているが、この
操舵センサ６は、例えば、ステアリング装置４のステア
リングシャフト４１等に設けられているものであり、当
該ステアリングシャフト４１の回転角（操舵角）あるい
はトルク（操舵トルク）等を検出するようになっている
ものである。なお、これらステアリング装置４の操舵状
態を検出する手段としては、この外に、供給路２９の途
中に設けられるものであって、操舵状態によって変化す
る負荷圧を検出する圧力センサ７（図１参照）、更に
は、電動モータ３の負荷電流を検出するもの等が考えら
れる。
【００１４】上記操舵センサ６等からの操舵信号を受け
て、上記電動モータ３を作動させるように制御作用を行
なう制御手段５は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰ
Ｕ）等の演算手段を主にして形成されるマイクロコンピ
ュータからなるものである。これら構成からなる制御手
段５には、上記操舵センサ６からの操舵トルク信号、操
舵角信号、あるいは圧力センサ７からの負荷圧信号、更
には、電動モータ３からの負荷電流値信号（Ｉ）等が入
力されるようになっている。そして、これら入力信号を
受けて、上記電動モータ３を作動させるための信号が電
動モータ３へと出力されるようになっているものであ
る。
て、上記電動モータ３を作動させるように制御作用を行
なう制御手段５は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰ
Ｕ）等の演算手段を主にして形成されるマイクロコンピ
ュータからなるものである。これら構成からなる制御手
段５には、上記操舵センサ６からの操舵トルク信号、操
舵角信号、あるいは圧力センサ７からの負荷圧信号、更
には、電動モータ３からの負荷電流値信号（Ｉ）等が入
力されるようになっている。そして、これら入力信号を
受けて、上記電動モータ３を作動させるための信号が電
動モータ３へと出力されるようになっているものであ
る。
【００１５】これら構成からなる本実施例の作動態様等
について、以下に説明する。まず、図１において、ステ
アリング装置４が操舵されると、この操舵状態を操舵セ
ンサ６が検出して、その結果を制御手段５に送る。この
入力信号を受けて、上記制御手段５は電動モータ３を稼
働させる。この電動モータ３の稼働により、油圧ポンプ
２が駆動され、作動油（圧油）が供給路２９へと送出さ
れる。この圧油は、上記供給路２９を経て、切り換え機
能を有するサーボバルブ１へと供給される。
について、以下に説明する。まず、図１において、ステ
アリング装置４が操舵されると、この操舵状態を操舵セ
ンサ６が検出して、その結果を制御手段５に送る。この
入力信号を受けて、上記制御手段５は電動モータ３を稼
働させる。この電動モータ３の稼働により、油圧ポンプ
２が駆動され、作動油（圧油）が供給路２９へと送出さ
れる。この圧油は、上記供給路２９を経て、切り換え機
能を有するサーボバルブ１へと供給される。
【００１６】ところで、一方、上記ステアリング装置４
の操舵に応じて、上記サーボバルブ１が作動し、切り換
え作用を行なうが、これによって直ちにパワーアシスト
作用が行なわれるものではない。すなわち、上記サーボ
バルブ１は、図１及び図２に示す如く、センタクローズ
タイプのものからなるものであり、かつ、バルブ構成の
異なる第一制御部１１及び第二制御部１２からなるもの
であるので、上記ステアリング装置４の初期の操舵段階
にあっては、センタクローズタイプのバルブＶ5 、Ｖ6
からなる第二制御部１２は、未だ閉じられており、第一
制御部１１のみが開いている状態である。従って、上記
供給路２９からサーボバルブ１に供給された作動油は、
第一制御部１１側へのみ流入し、リザーバ９９へと流動
して行く。すなわち、この段階においては、第二制御部
１２へは作動油は流れず、従って、パワーシリンダ９へ
の流動もないので、パワーアシストも行なわれない。
の操舵に応じて、上記サーボバルブ１が作動し、切り換
え作用を行なうが、これによって直ちにパワーアシスト
作用が行なわれるものではない。すなわち、上記サーボ
バルブ１は、図１及び図２に示す如く、センタクローズ
タイプのものからなるものであり、かつ、バルブ構成の
異なる第一制御部１１及び第二制御部１２からなるもの
であるので、上記ステアリング装置４の初期の操舵段階
にあっては、センタクローズタイプのバルブＶ5 、Ｖ6
からなる第二制御部１２は、未だ閉じられており、第一
制御部１１のみが開いている状態である。従って、上記
供給路２９からサーボバルブ１に供給された作動油は、
第一制御部１１側へのみ流入し、リザーバ９９へと流動
して行く。すなわち、この段階においては、第二制御部
１２へは作動油は流れず、従って、パワーシリンダ９へ
の流動もないので、パワーアシストも行なわれない。
【００１７】このような状態において、ステアリング装
置４が操舵されると、操舵センサ６からの操舵状態検出
信号に基づき、電動モータ３が回転運動を開始する。そ
の場合、当該電動モータ３は急激な回転数上昇をするの
で、これによって油圧ポンプ２からは、急激な立ち上が
りによる大量の作動油の送出が行なわれ、当該作動油は
供給路２９を経由してサーボバルブ１へと供給される。
すなわち、図３における実線図示の如く、供給路２９等
のライン圧は急激に上昇した状態となる。しかしなが
ら、この時点においては、図４に示す如く、センタクロ
ーズタイプからなる第二制御部１２の切り換えバルブＶ
5 、Ｖ6 は、未だ閉じられた状態となっているので、パ
ワーシリンダ９へは圧油が導入されず、パワーアシスト
には何らの影響も及ぼさない。
置４が操舵されると、操舵センサ６からの操舵状態検出
信号に基づき、電動モータ３が回転運動を開始する。そ
の場合、当該電動モータ３は急激な回転数上昇をするの
で、これによって油圧ポンプ２からは、急激な立ち上が
りによる大量の作動油の送出が行なわれ、当該作動油は
供給路２９を経由してサーボバルブ１へと供給される。
すなわち、図３における実線図示の如く、供給路２９等
のライン圧は急激に上昇した状態となる。しかしなが
ら、この時点においては、図４に示す如く、センタクロ
ーズタイプからなる第二制御部１２の切り換えバルブＶ
5 、Ｖ6 は、未だ閉じられた状態となっているので、パ
ワーシリンダ９へは圧油が導入されず、パワーアシスト
には何らの影響も及ぼさない。
【００１８】そして、このような油圧の急激な上昇を経
て、油圧が安定しかかった状態において、すなわち、ス
テアリング装置４がある程度回転し、バルブシャフト２
１がバルブボデー２２に対してθ1 の角度だけ相対回転
をすると、第二制御部１２を形成する切り換えバルブＶ
5 、Ｖ6 は開かれることとなる。一方、このとき、第一
制御部１１のバルブＶ1 、Ｖ4 （Ｖ2 、Ｖ3 ）は開口面
積が徐々に小さくなる。従って、このθ1 の角度だけサ
ーボバルブ１が作動した後に、供給路２９からの作動油
が、第二制御部１２のところで切り換えられて、パワー
シリンダ９のシリンダ室９Ａ、９Ｂに供給されることと
なる。しかしながら、この状態においては、第二制御部
１２のバルブＶ7 、Ｖ8 も十分な開口面積を有してお
り、当該バルブＶ7 、Ｖ8 を経て作動油の油圧はリザー
バ９９へとリーク（逃げる）する。その結果、この時点
においては、シリンダ室９Ａ、９Ｂに作動油（圧油）の
圧力は作用しない。そして、更に相対回転角度が大きく
なりバルブ作動角がθ2 の値に達すると、バルブＶ7
（Ｖ8 ）の開口面積は小さくなり、絞り作用が成され
る。
て、油圧が安定しかかった状態において、すなわち、ス
テアリング装置４がある程度回転し、バルブシャフト２
１がバルブボデー２２に対してθ1 の角度だけ相対回転
をすると、第二制御部１２を形成する切り換えバルブＶ
5 、Ｖ6 は開かれることとなる。一方、このとき、第一
制御部１１のバルブＶ1 、Ｖ4 （Ｖ2 、Ｖ3 ）は開口面
積が徐々に小さくなる。従って、このθ1 の角度だけサ
ーボバルブ１が作動した後に、供給路２９からの作動油
が、第二制御部１２のところで切り換えられて、パワー
シリンダ９のシリンダ室９Ａ、９Ｂに供給されることと
なる。しかしながら、この状態においては、第二制御部
１２のバルブＶ7 、Ｖ8 も十分な開口面積を有してお
り、当該バルブＶ7 、Ｖ8 を経て作動油の油圧はリザー
バ９９へとリーク（逃げる）する。その結果、この時点
においては、シリンダ室９Ａ、９Ｂに作動油（圧油）の
圧力は作用しない。そして、更に相対回転角度が大きく
なりバルブ作動角がθ2 の値に達すると、バルブＶ7
（Ｖ8 ）の開口面積は小さくなり、絞り作用が成され
る。
【００１９】これによって、パワーシリンダ９に徐々に
圧力が作用し、パワーアシストが発揮されることとなる
が、このときには、図３の実線図示の如く、供給油圧の
急激な立ち上がり状態は完了しており、完全に安定した
状態となっている。従って、パワーシリンダ９のシリン
ダ室９Ａ、９Ｂに供給される油圧は、安定した状態とな
っている。その結果、パワーシリンダ９によって発揮さ
れるパワーアシストの状態（パワーシリンダ差圧）は、
図３の一点鎖線図示の如く、滑らかな安定した状態とな
り、操舵者にハンドルショック等の不快感を与えること
が無い。
圧力が作用し、パワーアシストが発揮されることとなる
が、このときには、図３の実線図示の如く、供給油圧の
急激な立ち上がり状態は完了しており、完全に安定した
状態となっている。従って、パワーシリンダ９のシリン
ダ室９Ａ、９Ｂに供給される油圧は、安定した状態とな
っている。その結果、パワーシリンダ９によって発揮さ
れるパワーアシストの状態（パワーシリンダ差圧）は、
図３の一点鎖線図示の如く、滑らかな安定した状態とな
り、操舵者にハンドルショック等の不快感を与えること
が無い。
【００２０】また、上記実施例では、ステアリング装置
４が中立状態にある場合には、油圧ポンプ２を停止させ
るようにしているが、この外に、低速度で回転させるよ
うにして、立ち上がり時の応答遅れを少なくするように
することもできる。更に、操舵センサ６からの信号に、
圧力センサ７からの負荷圧信号や電動モータ３の負荷電
流値を使用する場合においても、油圧ポンプ２を中立時
において低速度で回転させるようにすることができる。
また、上記実施例のサーボバルブ１は、第一制御部１１
と第二制御部１２とにて形成されているが、この第二制
御部１２は必ずしも必要とされるものではなく、バルブ
Ｖ5 （Ｖ6 ）が開口するまでの間に油圧ポンプ２から吐
出される作動油の油圧を逃がせるもの、もしくは蓄積で
きるものであればよい。例えば、図１に示すような供給
路２９に設けられたリリーフ弁Ｖであってもよい。ま
た、供給路２９にアキュムレータを設けるタイプのもの
であってもよい。なお、上記実施例のように、サーボバ
ルブ１に第一制御部１１を設けるようにすれば部品点数
を減らすことができ、全体の構成を簡単にすることがで
きる。更には、バルブＶ5 （Ｖ6 ）が開口した際に、パ
ワーシリンダ９側へ流動する作動油（圧油）の流量を制
御することができ、バルブＶ7 、Ｖ8 の作用と併せて、
より細かい油圧制御ができるようになり、操舵感を向上
させることができる。
４が中立状態にある場合には、油圧ポンプ２を停止させ
るようにしているが、この外に、低速度で回転させるよ
うにして、立ち上がり時の応答遅れを少なくするように
することもできる。更に、操舵センサ６からの信号に、
圧力センサ７からの負荷圧信号や電動モータ３の負荷電
流値を使用する場合においても、油圧ポンプ２を中立時
において低速度で回転させるようにすることができる。
また、上記実施例のサーボバルブ１は、第一制御部１１
と第二制御部１２とにて形成されているが、この第二制
御部１２は必ずしも必要とされるものではなく、バルブ
Ｖ5 （Ｖ6 ）が開口するまでの間に油圧ポンプ２から吐
出される作動油の油圧を逃がせるもの、もしくは蓄積で
きるものであればよい。例えば、図１に示すような供給
路２９に設けられたリリーフ弁Ｖであってもよい。ま
た、供給路２９にアキュムレータを設けるタイプのもの
であってもよい。なお、上記実施例のように、サーボバ
ルブ１に第一制御部１１を設けるようにすれば部品点数
を減らすことができ、全体の構成を簡単にすることがで
きる。更には、バルブＶ5 （Ｖ6 ）が開口した際に、パ
ワーシリンダ９側へ流動する作動油（圧油）の流量を制
御することができ、バルブＶ7 、Ｖ8 の作用と併せて、
より細かい油圧制御ができるようになり、操舵感を向上
させることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、通常は停止しており、
ステアリング装置が操舵されたときにのみ、その操舵に
応じて作動する電動モータ等からなる油圧式の動力舵取
装置に関して、油圧ポンプを駆動する電動モータと、上
記油圧ポンプからの圧油（作動油）の導入されるパワー
シリンダと、ステアリング装置の操舵に基づいて作動す
るものであって、上記油圧ポンプからの作動油を上記パ
ワーシリンダの一方の室に導くとともに、他方の室をリ
ザーバに連通させるように作動するセンタクローズタイ
プのサーボバルブと、上記ステアリング装置の操舵状態
を検出するとともに、当該ステアリング装置が操舵状態
にあるときには、上記油圧ポンプを稼働させるように上
記電動モータの作動を制御する制御手段等からなる構成
を採ることとしたので、ステアリング装置の操舵初期の
段階、すなわち、中立位置付近においては、上記センタ
クローズタイプのサーボバルブを開かせないようにし
て、この間に電動モータにて駆動される油圧ポンプから
の急激な圧油の供給を完了させ、上記圧油の急激な供給
に起因する急激な油圧の立ち上がり状態を完了させた後
に、上記センタクローズタイプのサーボバルブを開か
せ、安定した油圧によってパワーシリンダ差圧を発生さ
せるようにすることができるようになった。これによっ
て、中立位置付近においては、パワーアシストを効かせ
ることなく、中立位置での節度感を与えることができる
ようになるとともに、この間に油圧の急激な立ち上がり
を完了させることができるようになったので、操舵者に
パワーアシスト力の急激な付与を感じさせることがなく
なった。従って、操舵時には円滑なパワーアシスト力を
与えることができるようになった。そして、センタクロ
ーズタイプのバルブとセンタオープンタイプのバルブと
を組み合わせることによって、更に細かなアシスト特性
の調整を行なうことができるようになった。また、電動
モータの駆動による油圧ポンプを用いることとしたの
で、油圧ポンプを、操舵時にのみ、パワーアシストを行
なうのに必要な回転数で作動させることができるように
なり、省エネルギー化を図ることができるようになっ
た。
ステアリング装置が操舵されたときにのみ、その操舵に
応じて作動する電動モータ等からなる油圧式の動力舵取
装置に関して、油圧ポンプを駆動する電動モータと、上
記油圧ポンプからの圧油（作動油）の導入されるパワー
シリンダと、ステアリング装置の操舵に基づいて作動す
るものであって、上記油圧ポンプからの作動油を上記パ
ワーシリンダの一方の室に導くとともに、他方の室をリ
ザーバに連通させるように作動するセンタクローズタイ
プのサーボバルブと、上記ステアリング装置の操舵状態
を検出するとともに、当該ステアリング装置が操舵状態
にあるときには、上記油圧ポンプを稼働させるように上
記電動モータの作動を制御する制御手段等からなる構成
を採ることとしたので、ステアリング装置の操舵初期の
段階、すなわち、中立位置付近においては、上記センタ
クローズタイプのサーボバルブを開かせないようにし
て、この間に電動モータにて駆動される油圧ポンプから
の急激な圧油の供給を完了させ、上記圧油の急激な供給
に起因する急激な油圧の立ち上がり状態を完了させた後
に、上記センタクローズタイプのサーボバルブを開か
せ、安定した油圧によってパワーシリンダ差圧を発生さ
せるようにすることができるようになった。これによっ
て、中立位置付近においては、パワーアシストを効かせ
ることなく、中立位置での節度感を与えることができる
ようになるとともに、この間に油圧の急激な立ち上がり
を完了させることができるようになったので、操舵者に
パワーアシスト力の急激な付与を感じさせることがなく
なった。従って、操舵時には円滑なパワーアシスト力を
与えることができるようになった。そして、センタクロ
ーズタイプのバルブとセンタオープンタイプのバルブと
を組み合わせることによって、更に細かなアシスト特性
の調整を行なうことができるようになった。また、電動
モータの駆動による油圧ポンプを用いることとしたの
で、油圧ポンプを、操舵時にのみ、パワーアシストを行
なうのに必要な回転数で作動させることができるように
なり、省エネルギー化を図ることができるようになっ
た。
【図１】本発明の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の主要部をなすセンタクローズタイプサ
ーボバルブの構成を示すスケルトン構造図である。
ーボバルブの構成を示すスケルトン構造図である。
【図３】本発明にかかるステアリング装置の作動状態と
それに対応するパワーアシスト力との関係を示す図であ
る。
それに対応するパワーアシスト力との関係を示す図であ
る。
【図４】本発明にかかるセンタクローズタイプサーボバ
ルブのバルブ構成を示す図である。
ルブのバルブ構成を示す図である。
【図５】本発明における第一制御部のセンタオープンタ
イプバルブのバルブ構成を示す図である。
イプバルブのバルブ構成を示す図である。
【図６】本発明における第二制御部のセンタオープンタ
イプバルブのバルブ構成を示す図である。
イプバルブのバルブ構成を示す図である。
【図７】本発明におけるセンタオープンタイプバルブの
開口面積の変化状態を示す図である。
開口面積の変化状態を示す図である。
【図８】従来例における電動モータ駆動による油圧式動
力舵取装置の全体構成を示すブロック図である。
力舵取装置の全体構成を示すブロック図である。
１ サーボバルブ １１ 第一制御部 １２ 第二制御部 ２ 油圧ポンプ ２１ バルブシャフト ２２ バルブボデー ２９ 供給路 ３ 電動モータ ４ ステアリング装置 ４１ ステアリングシャフト ５ 制御手段 ６ 操舵状態検出手段（操舵センサ） ７ 圧力センサ ９ パワーシリンダ ９Ａ シリンダ室 ９Ｂ シリンダ室 ９９ リザーバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 深見 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−56668（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−95574（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−92176（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 5/083 B62D 6/00
Claims (1)
- 【請求項１】 油圧ポンプを駆動する電動モータと、ス
テアリング装置の操舵に基づいて作動するサーボバルブ
と、上記油圧ポンプからの圧油が上記サーボバルブを介
して導入されるパワーシリンダとからなる油圧式動力舵
取装置において、上記ステアリング装置の操舵状態を検
出する操舵状態検出手段と、上記操舵状態検出手段の検
出結果に基づいて上記油圧ポンプを回転させるよう上記
電動モータの作動を制御する制御手段とを有し、更に、
上記サーボバルブを、上記油圧ポンプとパワーシリンダ
の両油室との間を接続する流路に設けられたセンタクロ
ーズタイプのバルブと、上記パワーシリンダの両油室と
リザーバとの間を接続する流路に設けられたセンタオー
プンタイプのバルブとにて構成するとともに、当該セン
タオープンタイプのバルブは上記センタクローズタイプ
のバルブが開口した後に絞り作用を開始するように構成
したことを特徴とする油圧式動力舵取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05294794A JP3221212B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 油圧式動力舵取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05294794A JP3221212B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 油圧式動力舵取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07232655A JPH07232655A (ja) | 1995-09-05 |
| JP3221212B2 true JP3221212B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=12929076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05294794A Expired - Fee Related JP3221212B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 油圧式動力舵取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221212B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5154469B2 (ja) * | 2009-02-17 | 2013-02-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 可変容量形ポンプ及びこれを用いたパワーステアリング装置 |
-
1994
- 1994-02-24 JP JP05294794A patent/JP3221212B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07232655A (ja) | 1995-09-05 |
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