JP3622009B2

JP3622009B2 - パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP3622009B2
Application number: JP07484396A
Authority: JP
Inventors: 克邦加太; 真澄林
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: JPH09263257A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーステアリングシリンダに圧油を供給するオイルポンプを電動モータで駆動するようにしたパワーステアリング装置に関する。詳細にはハンドル操作時点においてこれに即応したパワーアシストを得ることができる応答性に優れたパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、パワーステアリング装置としては、例えば特公昭６３−５４５９０号公報に記載のものが一般に多く採用されている。このパワーステアリング装置は、ステアリングギアボックスに内蔵されたパワーステアリングシリンダに圧油を供給するオイルポンプを電動モータで駆動するようにしたものである。
【０００３】
ところが、このパワーステアリング装置は、電動モータのブラシ部の磨耗量低減或いはシステム全体の省エネルギー化のため、ハンドル操作時にのみ電動モータが駆動してオイルポンプを回転させるようになっていたことから、ハンドル非操作時からハンドル操作時に移行した場合に、その起動初期においてオイルポンプの吐出量が不足し、応答性が悪いという不具合があった。
【０００４】
そこで、この応答性の改善を目的としたパワーステアリング装置が、実公平１−１１５８７号公報において提案されている。このパワーステアリング装置では、電動モータをハンドル非操作時においても低回転で駆動させておき、ハンドル操作への移行時に、電動モータの予回転分だけオイルポンプの吐出量の立ち上がりが早められるようにしている。
【０００５】
ところが、このパワーステアリング装置にあっては、回路内の圧力が予め設定された値まで上昇したときにはじめて圧力スイッチで検知することにより、ハンドル非操作時（スタンバイ時）からハンドル操作時への移行を感知する構成となっていることから、ハンドル操作からポンプ起動までには、なお若干の時間を必要としていた。このため、ハンドル操作時点においてこれに即応したパワーアシストが得られないという不具合があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ハンドル操作時点においてこれに即応したパワーアシストを得ることができる応答性に優れたパワーステアリング装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、パワーステアリングシリンダ９にパワーステアリングバルブを介して圧油を供給するオイルポンプ４を電動モータ７で駆動するようにしたパワーステアリング装置１００において、
前記電動モータ７は、操舵時においてオイルポンプ４を駆動するとともに、非操舵時においてもオイルポンプ４を操舵時より低回転で駆動し、前記パワーステアリングバルブを第一制御バルブ８ａとし、この第一制御バルブ８ａより高感度の第二制御バルブ８ｂを当該第一制御バルブ８ａに対して並列に設けると共に、操舵が為されるとその操舵に応じて先ず前記第二制御バルブ８ｂを構成するバルブが切り替わり、次いで前記第一制御バルブ８ａを構成するバルブが切り替わるようにされており、前記第二制御バルブ８ｂの下流に圧油の通過流量の変動を検出する検出手段１０を設け、この検出信号に基づいて前記電動モータ７の回転数を制御するようにしたことを特徴とするパワーステアリング装置１００をその要旨とした。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、検出手段が流量センサー１０であることを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置１００をその要旨とした。更に、請求項３記載の発明は、車速が任意に設定した速度を超えたことが車速センサーにより検知されると、該車速センサーからの信号に基づき、電動モータ７の回転数を車速に比例して徐々に低下させるように制御す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１００をその要旨とした。更に、請求項４記載の発明は、車速が任意に設定した速度を超えたことが車速センサーにより検知されると、該車速センサーからの信号に基づき、電動モータ７を回転を停止させることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のパワーステアリング装置１００をその要旨とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパワーステアリング装置１００（以下ＰＳ装置１００という）の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、ハンドル１の入力軸２の先端には、内部にパワーステアリングシリンダ９（以下ＰＳシリンダ９という）とステアリングギアを内蔵したステアリングギアボックス３（以下ギアボックス３という）が連結されている。入力軸２は、ＰＳシリンダ９とトーションバー、ボールスクリューなどを介して結合し、同時にパワーステアリングバルブ８ａ（以下第一制御バルブ８ａという）と連係し、ハンドル１の回転方向に応じて第一制御バルブ８ａを切り換え作動させるようになっている。
【００１０】
また、この第一制御バルブ８ａより高感度の第二制御バルブ８ｂが当該第一制御バルブ８ａに対して並列に接続されており、ハンドル１の操舵時、始めに第二制御バルブ８ｂのバルブが切り替わり、次いで第一制御バルブ８ａのバルブが切り替わるようになっている。
【００１１】
さらに、ギアボックス３内部に内蔵されたＰＳシリンダ９に圧油を供給するオイルポンプ４がエンジンルーム内の所定の位置に配置されている。
そして、オイルポンプ４で発生した高油圧が高圧ホース５Ａを介してＰＳシリンダ９に送り込まれ、その戻り油が低圧ホース５Ｂを介してオイルポンプ４のオイルタンク６へと返されるようになっている。
【００１２】
オイルポンプ４はベーンポンプであって、そのポンプ軸には電動モータ７が同軸的に結合され、電動モータ７の回転によってオイルポンプ４が駆動するようになっている。
電動モータ７は、エンジンルーム内或いは車室内に配置された制御回路（ＥＣＵ）からの出力信号によって駆動制御されていて、車両等の運転状態に応じて最適なパワーアシストが得られるようオイルポンプ４の回転数を可変制御するようになっている。
【００１３】
ＥＣＵには、後述する流量センサー１０からの検出信号が入力されるとともに、エンジン本体の配電器からのエンジン回転数信号、トランスミッション部からの車速信号及び荷重信号等が入力される。ＥＣＵでは、これらの入力信号を適宜電流値または電圧値に変換し、これらを比較演算した後、制御電流または制御電圧として電動モータ７に出力して、これを可変回転させるようになっている。
【００１４】
流量センサー１０は、本発明の特徴をなすものであり、第二制御バルブ８ｂと下流のオイルタンク６との間に設けられており、ハンドル１の操舵時に第二制御バルブ８ｂのバルブが切り替わることに起因して生ずる圧油の通過流量の変動を検出する検出手段１０として作動するようになっている。なお、この検出手段１０は本実施例のように流量センサー１０に限定されるものではなく、第二制御バルブ８ｂの前後の油圧の差を検出する差圧センサーの組み合わせなど、第二制御バルブ８ｂの下流の通過流量の変動を検出できる手段であれば如何なる構成であっても良い。さて、ハンドル１を操舵すると、前述したように先ず感度の高い第二制御バルブ８ｂのバルブが切り替わり、その下流の圧油の通過流量が変動することになる。このような通過流量の変動を検出手段である流量センサー１０で検出し、この検出信号に基づいて電動モータ７の回転数を制御するようにしたのが本発明のパワーステアリング装置１００である。そして、これらはハンドル１の操舵と略同時に起こることになるため、回路内の圧力が予め定められた圧力まで上昇しないとポンプ起動しない従来例のものに比較し応答性を著しく高めることができる。
【００１５】
尚、本実施例にあっては、第二制御バルブ８ｂや流量センサ１０ー等が故障した場合のフェールセーフとして従来と同様に圧力スイッチ１２を設けている。
【００１６】
次に、上記如く構成されたパワーステアリング装置１００の作動説明を行う。ここで、パワーステアリング装置１００の作動説明で用いる図３（車速と電動モータ７の回転数との関係を示したグラフ）では、ハンドル非操作時における電動モータ７の回転数を図３中点線で示し、ハンドル操作時における電動モータ７の回転数を図３中実線で示した。
【００１７】
まずハンドル１の非操舵時について説明する。図１に示すようにエンジンの始動と共に電動モータ７が始動する。その際には、図３に示すように電動モータ７は任意に設定した回転数、例えば３００ｒｐｍで回転している。
【００１８】
次に、図１及び図２に示すように、電動モータ７によって回転駆動されるオイルポンプ４は所要流量の圧油を高圧ホース５Ａを介してＰＳシリンダ９へと送り込まれる。そして、その戻り油は低圧ホース５Ｂを介してオイルポンプ４のオイルタンク６へと戻される。
つまり、オイルポンプ４から供給された油は、第一制御バルブ８ａ及び第二制御バルブ８ｂと流量センサー１０を経由してオイルタンク６へ戻るのであるが、この時流量センサー１０を通過する圧油の流量に変動はないため、ＥＣＵは電動モータ７が予め設定した回転数で回転するよう制御する。
【００１９】
車速が任意に設定した速度、例えば６０ｋｍ／ｈに達するまでは、電動モータ７は設定した３００ｒｐｍで回転し続ける。車速が速度６０ｋｍ／ｈを越えると、これを検知した車速センサーからの信号に基づき、ＥＣＵが電動モータ７の回転数を車速に比例して徐々に低下させるよう制御する。
【００２０】
さらに車速が任意に設定した速度、例えば１００ｋｍ／ｈを越えたとき、これを検知した車速センサーからの信号でＥＣＵが作動し、電動モータ７の回転を停止させる。
【００２１】
次に、ハンドル１の操舵時について説明する。ハンドル１を操舵すると、先ず高感度の第二制御バルブ８ｂのバルブが切り替わり、次いで第１制御バルブ８ａのバルブが切り替わる。これにより、第２制御バルブ８ｂの下流を通過する圧油の流量に変動が生じる。
【００２２】
この変動は流量センサー１０で検知され、その検出信号はＥＣＵに入力される。ＥＣＵは流量センサー１０からの検出信号に基づき、電動モータ７の回転数を非操作時よりも高い回転数、例えば３０００回転まで上昇させる。これにより、ハンドル１には圧油によるパワーアシストが行われ、ハンドル１を容易に操舵できるようになる。
その後、ハンドル操作が終了し圧油の流量変動が無くなったことを流量センサー１０で検出すると、ＥＣＵは電動モータ７の回転数を上記３０００回転から３００回転に落とすよう制御する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のパワーステアリング装置は、第一制御バルブより高感度の第二制御バルブを設けると共にその下流の流量の変動を流量センサーで検出し、この検出信号に基づいて電動モータの回転数を制御するようになっていることから、ハンドル非操作時からハンドル操作時への移行を瞬時に感知することができ、ハンドル操作時点においてこれに即応したパワーアシストが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパワーステアリング装置のシステム構成図。
【図２】本発明のパワーステアリング装置の概略構成図。
【図３】車速と電動モータの回転数の関係を示したグラフ。
【符号の説明】
１・・・ハンドル
２・・・入力軸
３・・・ギアボックス
４・・・オイルポンプ
５・・・ホース
６・・・オイルタンク
７・・・電動モータ
８ａ・・第一制御バルブ
８ｂ・・第二制御バルブ
９・・・ＰＳシリンダ
１０・・・流量センサー（検出手段）
１１・・・パワーユニット
１２・・・圧力スイッチ
１００・・・パワーステアリング装置

Claims

パワーステアリングシリンダにパワーステアリングバルブを介して圧油を供給するオイルポンプを電動モータで駆動するようにしたパワーステアリング装置において、
前記電動モータは、操舵時においてオイルポンプを駆動するとともに、非操舵時においてもオイルポンプを操舵時より低回転で駆動し、
前記パワーステアリングバルブを第一制御バルブとし、この第一制御バルブより高感度の第二制御バルブを当該第一制御バルブに対して並列に設けると共に、操舵が為されるとその操舵に応じて先ず前記第二制御バルブを構成するバルブが切り替わり、次いで前記第一制御バルブを構成するバルブが切り替わるようにされており、
前記第二制御バルブの下流に圧油の通過流量の変動を検出する検出手段を設け、この検出信号に基づいて前記電動モータの回転数を制御するようにしたことを特徴とするパワーステアリング装置。
前記検出手段が流量センサーであることを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
車速が任意に設定した速度を超えたことが車速センサーにより検知されると、該車速センサーからの信号に基づき、電動モータの回転数を車速に比例して徐々に低下させるように制御す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。
車速が任意に設定した速度を超えたことが車速センサーにより検知されると、該車速センサーからの信号に基づき、電動モータを回転を停止させることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のパワーステアリング装置。