JP3872990B2

JP3872990B2 - Automatic steering system

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Publication number: JP3872990B2
Application number: JP2002063494A
Authority: JP
Inventors: 慎一萩平
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP2003261049A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばパワーステアリング装置の油圧シリンダを自動操舵機構で制御するための自動操舵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動操舵機構を備えた従来の自動操舵システムとして、特開平１０−１５７６４３号公報に記載されたものが知られているが、この公報に記載されたシステムを示したのが、この出願に添付した図３である。
図３に示したように、従来の自動操舵システムでは、オイルポンプ１０１に分流弁１０２を接続し、この分流弁１０２にマニュアル操舵機構１０３と自動操舵機構１０４とを接続している。
【０００３】
これらマニュアル操舵機構１０３と自動操舵機構１０４とは、上記分流弁１０２に対して並列になるように接続するとともに、これらマニュアル操舵機構１０３および自動操舵機構１０４の下流側には油圧シリンダ１０５を接続している。また、上記油圧シリンダ１０５には、図示しないステアリングホイールを接続し、この油圧シリンダ１０５の移動によってステアリングホイールを転舵させるようにしている。
【０００４】
上記分流弁１０２は、オイルポンプ１０１からの作動油をマニュアル操舵機構１０３あるいは自動操舵機構１０４のいずれか一方に選択的に供給するようにしている。この分流弁１０２には、オイルポンプ１０１に接続する流入口１０６と、マニュアル操舵機構１０３に接続する第１流出口１０７と、自動操舵機構１０４に接続する第２流出口１０８とを備えている。
また、上記流入口１０６と第１流出口１０７とは第１連通路１０９で連通され、流入口１０６と第２流出口１０８とは第２連通路１１０で連通される。この第１連通路１０９および第２連通路１１０には、それぞれ絞り１１１、１１２を設けている。
【０００５】
また、上記分流弁１０２には、流入口１０６と第１流出口１０７および第２流出口１０８との間にスプール孔１１３を形成し、このスプール孔１１３には、摺動自在のスプール１１４を設けている。そして、このスプール１１４が図面右側に移動したときには第２流出口１０８を塞ぎ、左側に移動したときには第１流出口１０７を塞ぐようにしている。
【０００６】
また、上記スプール１１４の第１連通路１０９側に臨んだ一端１１４ａには、スプリング１１５のバネ力を作用させるとともに、移動部材１１６を臨ませている。また、第２連通路側１１０に臨んだ他端１１４ｂには、スプリング１１７のバネ力のみを作用させている。
上述したように、移動部材１１６の一端１１６ａは、上記スプール１１４に臨ませているが、その他端１１６ｂには、パイロットライン１１８を介してマニュアル操舵機構１０３のパイロット圧を導いている。
【０００７】
上記のような分流弁１０２の第１流出口１０７には、先に述べたようにマニュアル操舵機構１０３を接続している。このマニュアル操舵機構１０３はロータリー式油圧制御弁１１９により構成され、このロータリー式油圧制御弁１１９には、第１ポート１２０と第２ポート１２１とを備えている。上記第１ポート１２０は第１切換弁１２２を介して油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに接続している。また、第２ポート１２１は第２切換弁１２３を介して油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂに接続するようにしている。
このようなマニュアル操舵機構１０３では、ドライバーのステアリング操舵力に応じて上記ロータリー式油圧制御弁１１９が切り換えられる。
【０００８】
一方、上記分流弁１０２の第２流出口１０８には自動操舵機構１０４を接続している。この自動操舵機構１０４は、自動操舵制御弁１２４と、ステアリングの操舵量を検出する操舵量センサ１２５と、走行路やガードレールに設けた発信器から送信される外部信号を受信する受信機１２６と、これら操舵量センサ１２５あるいは受信機１２６からの信号によって自動操舵制御弁１２４を制御する制御装置１２７とを備えている。
このような自動操舵機構１０４では、上記制御装置１２７によって自動操舵制御弁１２４が切り換えられるようにしている。
【０００９】
上記自動操舵制御弁１２４には、オイルポンプ１０１側に接続する導入ポート１２８と、タンクＴ２に接続するタンクポート１２９と、右操舵用ポート１３０と、左操舵用ポート１３１とを備えている。そして、上記右操舵用ポート１３０が上記第１切換弁１２２を介して油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに接続し、左操舵用ポート１３１が上記第２切換弁１２３を介して油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂに接続するようにしている。
上記第１切換弁１２２および第２切換弁１２３は、マニュアル操舵機構１０３あるいは自動操舵機構１０４の差圧に応じて、上記マニュアル操舵機構１０３あるいは上記自動操舵機構１０４のいずれか一方の作動油を油圧シリンダ１０５に供給するようにしている。
【００１０】
上記従来の自動操舵システムにおいて、マニュアル操舵をしようとした場合、自動操舵機構１０４のスイッチをオフにして、自動操舵制御弁１２４を中立の位置に保持する。このように自動操舵制御弁１２４を中立の位置に保持させることで、オイルポンプ１０１から自動操舵機構１０４側に供給された作動油はタンクＴ２に流れる。
そして、ドライバーはステアリングを左右いずれかの方向に操舵する。このようにドライバーがステアリングを左右いずれかの方向に操舵することによって、マニュアル操舵機構１０３のロータリー式油圧制御弁１１９が切り換えられる。
【００１１】
例えば、ドライバーが右側に操舵した場合、ロータリー式油圧制御弁１１９の絞りＡおよびＢの開度が大きくなり、絞りＣおよびＤの開度が小さくなるようにしている。このように絞りＡ，Ｂの開度が大きくなり、絞りＣ，Ｄの開度が小さくなると、第１ポート１２０を介して第１切換弁１２２の一方の室１２２ａにオイルタンク１０１の作動油が供給される。
【００１２】
このように第１切換弁１２２の一方の室１２２ａに作動油が供給されると、第１切換弁１２２の弁体１３２が図面右側の他方の室１２２ｂ側に押され、自動操舵制御弁１２４の右走行用ポート１３０と、油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに連通するポート１３３との連通を遮断する。自動操舵制御弁１２４と油圧シリンダ１０５との連通が遮断されると、ロータリー式油圧制御弁１１９の第１ポート１２０と油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに連通するポート１３４とだけが連通される。したがって、マニュアル操舵機構１０３からの作動油だけが油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに供給される。
【００１３】
一方、油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂは排出側となるが、この排出される作動油は弁体１３５の両側に導かれる。したがって、この弁体１３５が左右いずれかに切り換わるということがない。上記弁体１３５が切り換わることがないので、ポート１３６は他方の室１２３ｂを介してタンクＴ２に導かれ、ポート１３７は一方の室１２３ａを介してタンクＴ２に導かれる。
したがって、上記油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂの作動油は、上記ポート１３６および１３７を介してタンクＴ２に流れる。
このように、油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに作動油が供給され、他方の室１０５ｂの油がタンクＴ２に流れることによって、油圧シリンダ１０５が移動し、ステアリングホイールを右方向に転舵することができる。
【００１４】
また、上記ではドライバーが右方向にステアリングを操舵した場合について説明したが、ドライバーがステアリングを左方向に操舵した場合には、ロータリー式油圧制御弁１１９の絞りＣ，Ｄの開度が大きくなり、絞りＡ，Ｂの開度が小さくなる。そして、オイルポンプ１０１の作動油が油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂに供給され、一方の室１０５ａの油がタンクＴ２に流れ、ステアリングホイールを左方向に転舵させることができる。
【００１５】
上記のようにドライバーが左右いずれかの方向にステアリングを操舵すると、このマニュアル操舵機構１０３に負荷圧が発生するが、この負荷圧は第１連通路１０９にも同様に発生している。この第１連通路１０９に発生した圧力は、スプール１１４の一端１１４ａに作用する。
【００１６】
さらに、上記マニュアル操舵機構１０３に発生した圧力は、パイロットライン１１８を介して移動部材１１６の他端１１６ｂにも作用する。このようにマニュアル操舵機構１０３に発生した圧力が、スプール１１４の一端１１４ａと移動部材１１６の他端１１６ｂとに作用して、この力がスプリング１１７のバネ力よりも大きくなると、スプール１１４が図面右方向に移動する。
このようにスプール１１４が右方向に移動すると、このスプール１１４によって第２流出口１０８が塞がれる。したがって、オイルポンプ１０１の作動油はマニュアル操舵機構１０３だけに供給されるようになる。
【００１７】
次に自動操舵をしようとした場合について説明する。自動操舵をする場合には、自動操舵機構１０４のスイッチをオンにする。このように自動操舵機構１０４のスイッチをオンにすると、制御装置１２７によって自動操舵制御弁１２４が制御されるようになる。
【００１８】
上記制御装置１２７によって自動操舵制御弁１２４が切り換えられると、その負荷圧力によって、第１切換弁１２２および第２切換弁１２３の弁体１３２，１３５が、図面左方向に移動する。そして、自動操舵制御弁１２４と油圧シリンダ１０５とを連通し、マニュアル操舵機構１０３のロータリー式油圧制御弁１１９と油圧シリンダ１０５との連通を遮断する。
そして、上記自動操舵制御弁１２４の切換位置に応じて油圧シリンダ１０５を移動させ、ステアリングホイールを転舵させる。
【００１９】
上記のように自動操舵機構１０４に負荷圧が発生すると、分流弁１０２の流入口１０６と、自動操舵機構１０４に接続する第２流出口１０８とを連通する第２連通路１１０にも上記圧力が発生する。そして、この圧力がスプリング１１５のバネ力よりも大きくなると、スプール１１４が図面左方向に移動する。スプール１１４が図面左方向に移動することによって、このスプール１１４が第１流出口１０７を塞ぐようになる。したがって、オイルポンプ１０１からの作動油は、マニュアル操舵機構１０３には供給されずに、自動操舵機構１０４に供給されることになる。
【００２０】
また、この従来の自動操舵システムでは、自動操舵機構１０４によって自動操舵をしている場合であっても、ドライバーが自己の意思でステアリングを操舵したときには、マニュアル操舵に切り換えるようにしている。上記自動操舵中にドライバーが自己の意思でステアリングを操舵するのは、例えば、ドライバーが危険を感知してとっさにステアリングを操舵した場合などがある。
【００２１】
上記自動操舵機構１０４にオイルポンプ１０１からの作動油が供給されるようにすると、上述したようにスプール１１４が左側に移動して第１流出口１０７を塞ぐようにするが、このとき、完全に塞ぐのではなく、スプール１１４に設けた通孔１３８によって、わずかにすき間ができるようにしている。このように通孔１３８を設けることによってオイルポンプ１０１からの作動油がわずかにマニュアル操舵機構１０３にも供給されるようにしている。
【００２２】
このようにわずかにマニュアル操舵機構１０３に作動油が供給されている状態で、ドライバーがステアリングを操舵すると、図３のロータリー式油圧制御弁１１９の絞りＡ，ＢあるいはＣ，Ｄのいずれかの開度が小さくなる。このように絞りの開度が小さくなることによって、このロータリー式油圧制御弁１１９には高い負荷圧が発生する。この発生した圧力は、スプール１１４の一端１１４ａに直接作用し、スプール１１４を図面右側に押し付けるとともに、移動部材１１６の他端１１６ｂにも圧力が作用し、スプール１１４を右側に押し付けるようにする。
【００２３】
上記のようにスプール１１４には図面右側に押し付ける力が作用するが、この右側に押し付ける力が、スプール１１４を左側に押し付けるスプリング１１７のバネ力と自動操舵機構１０４の負荷圧よりも大きくなったとき、スプール１１４は図面右側に移動する。
このようにスプール１１４が図面右側に移動すると、塞がれていた第１流出口１０７が開放される。一方、自動操舵機構１０４と接続する第２流出口１０８が塞がれ、オイルポンプ１０１の作動油は第１流出口１０７と接続するマニュアル操舵機構１０３に供給される。
上記のようにして、自動操舵中でも、ステアリングを操舵することによってマニュアル操舵機構１０３に切り換えられるようにしている。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の自動操舵システムにおいて、自動操舵機構１０４によって自動操舵をしている場合に、ドライバーが自己の意思でステアリングを操舵することでマニュアル操舵に切り換えるときには、以下のような問題があった。
【００２５】
上記従来の自動操舵システムでは、ドライバーがステアリングを操舵してロータリー式油圧制御弁１１９に発生する負荷圧が、スプリング１１７のバネ力と自動操舵機構１０４との負荷圧よりも大きくならないと、スプール１１４は図面右側に移動しない。したがって、上記ロータリー式油圧制御弁１１９に発生する負荷圧が、上記スプリング１１７のバネ力と自動操舵機構１０４との負荷圧より小さいと、自動操舵からマニュアル操舵に切り換わらない。言い換えれば、自動操舵機構１０４の負荷圧が大きい場合には、ステアリングの操作量も大きくする必要があり、自動操舵からマニュアル操舵に切り換わりにくいという問題があった。
【００２６】
また、上記自動操舵からマニュアル操舵に切り換わる場合、ドライバーがステアリングを操舵してロータリー式油圧制御弁１１９で負荷圧を発生させてから以下のような過程が必要となる。上記ドライバーがステアリングを操舵すると、その負荷圧が移動部材１１６に作用し、この移動部材１１６によってスプール１１４を移動させ、このスプール１１４によって自動操舵機構に連通する第２流出口１０８が塞がれるという過程である。
【００２７】
したがって、ドライバーがステアリングを操舵しても、マニュアル操舵に切り換わるまでに時間がかかってしまう。自動操舵からマニュアル操舵に切り換わるまでに時間がかかると、切り換えの応答性が悪いという問題があった。
上記のように自動操舵からマニュアル操舵への切り換えの応答性が悪いと、例えば、ドライバーが危険を察知してステアリングを操舵した場合には、危険回避が遅れてしまう可能性があった。
【００２８】
また、自動操舵時であっても、使用していないマニュアル操舵機構１０３のロータリー式油圧制御弁１１９に、通孔１３８を介して作動油が供給されるようになっている。したがって、上記マニュアル操舵機構１０３に供給される作動油の分だけ、エネルギーロスが発生するという問題もあった。
しかも、上記のように、自動操舵時であってもマニュアル操舵機構１０３に作動油を供給するようにしているので、自動操舵機構に最高圧力を発生できず、十分な操舵力を発揮できない可能性がある。このような場合には、油圧ポンプの圧力性能を上記通孔１３８の損失分だけ向上させなければならない。
【００２９】
この発明の目的は、自動操舵時に、マニュアル操舵に切り換える場合、ステアリングの操舵量に拘わらず確実に切り換わり、しかも、この切り換えの応答性が良好で、かつ、エネルギーロスのない自動操舵システムを提供することである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、オイルポンプと、ステアリングの操舵力に応じて切り換わるオープンセンタタイプの油圧バルブと、コントローラからの信号に応じて切り換わるオープンセンタタイプの制御バルブと、上記コントローラの信号に応じて上記油圧バルブおよび制御バルブのいずれか一方を油圧シリンダに連通させる切り換えバルブとを備え、上記切り換えバルブの一端に上記油圧バルブの上流側の圧力を導くとともに、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導き、ステアリングを操舵して上記切り換えバルブの一端側に作用する押力が、上記切り換えバルブの他端側に作用する押力よりも大きくなったとき、上記切り換えバルブの一端側に作用する押力によって切り換えバルブが切り換わり、上記油圧バルブを上記油圧シリンダに連通させることを特徴とする。
【００３１】
第２の発明は、切り換えバルブは、マニュアル操舵位置と自動操舵位置とを備え、上記マニュアル操舵位置では、油圧バルブと油圧シリンダとを連通させ、制御バルブと油圧シリンダとの連通を遮断するとともに、上記自動操舵位置では、上記油圧バルブと油圧シリンダとの連通を遮断し、制御バルブと油圧シリンダとを連通させたことを特徴とする。
第３の発明は、オイルポンプと、ステアリングの操舵力に応じて切り換わるオープンセンタタイプの油圧バルブと、コントローラからの信号に応じて切り換わるとともに、オイルポンプに対して上記油圧バルブと直列に設けたオープンセンタタイプの制御バルブと、上記油圧バルブと油圧シリンダとを連通する一対の連通路と、この一対の連通路に設けるとともに上記油圧バルブを油圧シリンダに連通させたり、あるいはこの連通を遮断したりする切り換えバルブとを備え、上記切り換えバルブの一端に上記油圧バルブの上流側の圧力を導くとともに、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導き、ステアリングを操舵して上記切り換えバルブの一端側に作用する押力が、上記切り換えバルブの他端側に作用する押力よりも大きくなったとき、上記切り換えバルブの一端側に作用する押力によって切り換えバルブが切り換わり、上記油圧バルブを上記油圧シリンダに連通させ、かつ、上記制御バルブは２つの通路を介して上記一対の連通路に連通するとともに、この通路には制御バルブから油圧シリンダへの流れのみを許容するチェック弁をそれぞれ設け、上記いずれか一方の通路の圧力をいずれか他方の通路に設けたチェック弁に作用させ、このいずれか一方の通路の圧力によって、いずれか他方の通路に設けたチェック弁が押し開かれ、上記いずれか一方の通路を介して、油圧シリンダに圧油が供給され、いずれか他方の通路を介して油圧シリンダの戻り油がタンクに戻される点に特徴を有する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１実施形態を表したものである。
図示したように、オイルポンプ１に供給路２を介してマニュアル操舵機構３を接続し、このマニュアル操舵機構３の下流側に流路４を介して自動操舵機構５を接続している。すなわち、オイルポンプ１に対してマニュアル操舵機構３と自動操舵機構５とを直列に接続している。
【００３３】
上記マニュアル操舵機構３は、オープンセンタタイプの油圧バルブ６によって構成される。この油圧バルブ６はステアリングシャフト７を介してステアリング８と接続している。そして、ステアリング８の操舵によって、上記油圧バルブ６が切り換わるとともに、その操舵力に応じて、油圧シリンダ９に供給する油圧を制御している。
【００３４】
また、上記自動操舵機構５は、オープンセンタタイプの制御バルブ１０によって構成されるとともに、この制御バルブ１０にはソレノイド１１、１２を設けている。このソレノイド１１、１２はコントローラＥに接続し、コントローラＥの励磁信号によって励磁されるようにしている。
【００３５】
そして、上記マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６の戻りポート１６と、自動操舵機構５の制御バルブ１０のポンプポート１７とを流路４で連通することによって、マニュアル操舵機構３と自動操舵機構５とを接続している。
また、上記マニュアル操舵機構３および自動操舵機構５を、スプールバルブである切り換えバルブ１９を介して上記油圧シリンダ９に接続している。
なお、この実施形態では、上記切り換えバルブ１９はスプールバルブとしているが、上記切り換えバルブ１９は、どのようなタイプの切り換えバルブでもよい。
【００３６】
上記切り換えバルブ１９はマニュアル操舵位置１９ａと自動操舵位置１９ｂとを有している。また、上記切り換えバルブ１９はポート２０〜２３を有している。
上記切り換えバルブ１９がマニュアル操舵位置１９ａにあるときは、上記油圧バルブ６は、ポート２０、２１を介して油圧シリンダ９と連通している。このとき、上記制御バルブ１０と、油圧シリンダ９との連通は遮断されている。
一方、上記切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂにあるときは、上記制御バルブ１０は、ポート２２、２３を介して油圧シリンダ９と連通している。このとき、上記油圧バルブ６と、上記油圧シリンダ９との連通は遮断されている。
【００３７】
また、上記切り換えバルブ１９には、その一端２４にスプリング２７を、他端２５にソレノイド２６を設けている。そして、上記ソレノイド２６も上記コントローラＥに接続し、コントローラＥの励磁信号によって励磁されるようにしている。さらに、上記切り換えバルブ１９には、その一端２４に油圧バルブ６の上流側の圧力を、パイロットラインＰ１を介して導くようにしている。また、上記切り換えバルブ１９の他端２５に上記油圧バルブ６の下流側の圧力を、パイロットラインＰ２を介して導くようにしている。
なお、上記油圧シリンダ９のピストンロッド２８の両端には操舵輪２９を接続するとともに、この油圧シリンダ９は、実際にはマニュアル操舵機構３と一体的に構成されるようにしている。
【００３８】
また、上記コントローラＥには、操舵指令Ｍと、自動操舵ON/OFFスイッチ１３からのON/OFF信号と、タイヤの舵角を検出する舵角センサ１４からの舵角信号とが入力されるようにしている。上記操舵指令Ｍとは、例えば車両が走行路から外れないように車両の走行状態に応じて出力される信号である。
上記のようなコントローラＥによって、上記切り換えバルブ１９あるいは自動操舵機構５の制御バルブ１０を切り換えるようにしている。
【００３９】
上記のような構成において、その作用を説明する。
ドライバーがマニュアル操舵をしようとした場合、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をOFFにする。自動操舵ＯＮ/ＯＦＦスイッチをＯＦＦにすると、コントローラＥは切り換えバルブ１９のソレノイド２６を非励磁にするとともに、自動操舵機構５の制御バルブ１０のソレノイド１１、１２も非励磁にする。したがって、上記切り換えバルブ１９は、スプリング２７のバネ力によって、マニュアル操舵位置１９ａに保たれ、制御バルブ１０も中立位置に保たれる。
そして、ドライバーはマニュアル操舵を開始して、ステアリング８を操舵する。ステアリング８が操舵されると、この操舵力によって油圧バルブ６が左右いずれかの位置に切り換わる。
【００４０】
上記のように油圧バルブ６が切り換わると、オイルポンプ１の圧油は、以下のように油圧シリンダ９に導かれる。すなわち、オイルポンプ１の圧油は、供給路２を通り、油圧バルブ６のポンプポート１５を介して切り換えバルブ１９に導かれる。このとき切り換えバルブ１９はマニュアル操舵位置１９ａに切り換わっているので、この切り換えバルブ１９を介して油圧シリンダ９のいずれかの室９ａ、９ｂに圧油が導かれる。
【００４１】
このとき、この油圧シリンダ９からの戻り油は、切り換えバルブ１９を介して油圧バルブ６の戻りポート１６に導かれる。さらにこの戻り油は、流路４を介して自動操舵機構５の制御バルブ１０に導かれる。制御バルブ１０は、中立位置に保たれているので、流路４はポンプポート１７、短絡路３０、戻りポート１８を介してタンク通路３１に連通する。このようにして、油圧シリンダ９からの戻り油は、タンクＴ１に戻される。
【００４２】
一方、ドライバーが自動操舵をしようとした場合、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をONにする。自動操舵ＯＮ／ＯＦＦスイッチをオンにすると、このON信号がコントローラＥに入力される。コントローラＥは、切り換えバルブ１９のソレノイド２６を励磁するとともに、操舵指令Ｍと舵角センサ１４からの舵角信号とに応じて制御バルブ１０のソレノイド１１、１２を励磁する。
上記ソレノイド２６が励磁されると、スプリング２７に抗して、上記切り換えバルブ１９は、自動操舵位置１９ｂに切り換わる。また、制御バルブ１０も、操舵指令Ｍと、舵角センサ１４からの舵角信号とに応じて左右いずれかの位置に切り換わる。
【００４３】
このとき、オイルポンプ１からの圧油は、以下のようにして油圧シリンダ９に導かれる。
すなわち、上記オイルポンプ１からの供給油は、供給路２を介してマニュアル操舵機構３の油圧バルブ６のポンプポート１５に導かれる。この油圧バルブ６がドライバーによって切り換えられていないので、油圧バルブ６は中立位置を保っている。また、切り換えバルブ１９は自動操舵位置１９ｂに切り換わっているので、ポート２０とポート２１とがブロックされている。したがって、ポンプポート１５に導かれた圧油は、短絡路３２、流路４を介して、自動操舵機構５の制御バルブ１０のポンプポート１７に導かれる。ポンプポート１７に導かれた圧油は、自動操舵位置１９ｂに切り換わっている切り換えバルブ１９を介して油圧シリンダ９に導かれる。
このとき、油圧シリンダ９からの戻り油は、切り換えバルブ１９に導かれ、制御バルブ１０の戻りポート１８からタンク通路３１を介してタンクＴ１に戻される。
【００４４】
この実施形態の自動操舵システムも、従来の自動操舵システムと同様に、自動操舵機構５によって自動操舵をしている場合であっても、ドライバーが自己の意思でステアリング８を操舵したときには、マニュアル操舵に切り換わるようにしている。上記自動操舵中にドライバーが自己の意思でステアリングを操舵するのは、例えば、ドライバーが危険を感知してとっさにステアリングを操舵した場合などがある。
【００４５】
自動操舵時に、ドライバーがステアリング８を操舵すると、上記油圧バルブ６は、この操舵力によって左右いずれかに切り換わる。上記油圧バルブ６が切り換わると、オイルポンプ１の圧油は、供給路２を介して油圧バルブ６のポンプポート１５に導かれる。
しかし、切り換えバルブ１９は自動操舵位置１９ｂに保持されているので、上記ポンプポート１５に導かれた圧油は、切り換えバルブ１９によって遮断される。圧油が切り換えバルブ１９によって遮断されても、供給路２にはオイルポンプ１からの供給圧が導かれるので、この供給路２の圧力が一時的に高くなる。供給路２の圧力が高くなるので、この供給路２に接続するパイロットラインＰ１の圧力も上昇し、この上昇した圧力が切り換えバルブ１９の一端２４に導かれる。
【００４６】
そして、上記上昇したパイロット圧によって、上記切り換えバルブ１９は、ソレノイド２６の押圧力に抗して、自動操舵位置１９ｂからマニュアル操舵位置１９ａに切り換わる。このように切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂからマニュアル操舵位置１９ａに切り換わることによって、ドライバーのマニュアル操舵が可能となる。
【００４７】
上記のように自動操舵中にステアリング８を操舵すると、その操舵の大小に拘わらず供給路２の連通が遮断される。そして、この遮断によって上昇した供給路２の圧力によって、切り換えバルブ１９を切り換えるようにしている。したがって、従来のように自動操舵機構の負荷圧が大きい場合に、ステアリングの操作量を大きくしなければならないという不都合を解消することができ、上記ステアリングの操作量の大小に拘わらずマニュアル操舵に切り換えることができる。
【００４８】
また、上記供給路２の圧力をパイロットポートＰ１から直接切り換えバルブ１９に導いて、この切り換えバルブ１９を切り換えているので、ステアリング８を操舵して供給路２の圧力が上昇したら、すぐに上記切り換えバルブ１９が切り換わる。したがって、ステアリング８を操舵してから、マニュアル操舵に切り換わるまでの応答性を良好に保つことができる。
上記のように応答性を良好に保つことができるので、例えば、ドライバーが危険を察知して自己の意思でステアリング８を操舵した場合には、その危険を回避できる可能性が高い。
【００４９】
さらに、従来の自動操舵システムでは、ステアリングの操舵量が大きくなった状態で自動操舵からマニュアル操舵に切り換わっていた。このように、ステアリングの操舵量が大きくなった状態で自動操舵からマニュアル操舵に切り換わると、切り換わりの瞬間にステアリングが軽くなるなどのショックが伴うことがあった。しかし、この実施例の自動操舵システムでは、ドライバーがステアリング８を操舵すると、瞬時に自動操舵からマニュアル操舵に切り換わるので、ステアリング８に与えるショックも少ない。つまりは、ドライバーに感じさせるショックを小さく抑えることができる。
【００５０】
さらに、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と、自動操舵機構５の制御バルブ１０とを、オイルポンプ１に対して直列に接続しているので、マニュアル操舵機構３と自動操舵機構５とに、別々に圧油を供給することがない。すなわち、従来例では、自動操舵時であっても使用していないマニュアル操舵機構に圧油を供給していたが、この第１実施例では使用していない操舵機構には圧油を供給しなくてもよい。使用していない操舵機構に圧油を供給しないので、その分、エネルギーロスを防止することができる。また、エネルギーロスを防止することができるので、この分、オイルポンプ１も小型にすることができる。
【００５１】
なお、この第１実施形態の制御バルブや切り換えバルブは、従来のパワーステアリング装置内に一体的に組み込むこともできるし、上記パワーステアリング装置の外側に組み付けることもできる。上記パワーステアリング装置の外側に組み付ける場合には、従来のパワーステアリング装置をそのまま利用し、これに組み付けることも可能である。したがって、車両搭載時のレイアウトも比較的容易であり、かつ、オプションとして後付けすることもできる。
【００５２】
図２は、この発明の第２実施形態を示したものである。この第２実施形態では、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６に切り換えバルブ３３を接続し、この切り換えバルブ３３は、連通状態となるマニュアル操舵位置３３ａと遮断状態となる自動操舵位置３３ｂとを備えている。上記マニュアル操舵位置３３ａでは、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と油圧シリンダ９とを連通路３４、３５を介して連通し、上記自動操舵位置３３ｂでは、これを遮断する。
【００５３】
また、上記切り換えバルブ１９には、その一端３７にスプリング３６を、他端３８にソレノイド３９を設けている。
さらに、上記切り換えバルブ３３には、その一端３７に油圧バルブ６の上流側の圧力を、パイロットラインＰ１を介して導き、上記切り換えバルブ３３の他端３８に上記油圧バルブ６の下流側の圧力を、パイロットラインＰ２を介して導くようにしている。
【００５４】
上記自動操舵機構５の制御バルブ１０は、チェック弁４０、４１を介して上記連通路３４，３５に連通する。このチェック弁４０，４１は、通路４２，４３を介して制御バルブ１０に接続している。
また、上記チェック弁４０，４１は、制御バルブ１０から油圧シリンダ９への流れのみを許容し、その逆を阻止するようにしている。
【００５５】
さらに、上記チェック弁４０の上流の圧力をパイロットライン４４によって他方のチェック弁４１に導いている。そして、上記一方のチェック弁４０の上流が高圧になったとき、他方のチェック弁４１を押し開くようにしている。同様にチェック弁４１の上流の圧力を、パイロットライン４５を介して一方のチェック弁４０に導いている。
この第２実施形態において、上記以外の構成は、第１実施形態と同様である。その同様の構成要素については、第１実施形態と同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
上記のような構成の第２実施形態において、ドライバーがマニュアル操舵をおこなうとき、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をOFFにする。自動操舵ON/OFFスイッチ１３をOFFにしているとき、コントローラＥは切り換えバルブ３３のソレノイド３９を非励磁にするとともに、自動操舵機構５の制御バルブ１０のソレノイド１１，１２も非励磁にする。したがって、上記切り換えバルブ３３は、スプリング３６のバネ力によって、マニュアル操舵位置３３ａに保たれ、上記マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６が油圧シリンダ９に連通する。したがって、オイルポンプ１からの供給油は、上記マニュアル操舵機構３を介して上記油圧シリンダ９のいずれかの室９ａ、９ｂに導かれる。
【００５７】
一方、ドライバーが自動操舵にする場合には、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をONにして、このON信号をコントローラＥに入力する。コントローラＥは、切り換えバルブ３３のソレノイド３９を励磁するとともに、制御バルブ１０のソレノイド１１，１２を励磁する。
上記励磁された切り換えバルブ３３は、自動操舵位置３３ｂに切り換わり、オイルポンプ１からの供給油は、供給路４を介して、自動操舵機構５の制御バルブ１０に導かれる。制御バルブ１０に導かれた供給油は、チェック弁４０，４１のいずれか一方を介して連通路３４あるいは３５に導かれ、この連通路３４あるいは３５を介して油圧シリンダ９に供給される。
【００５８】
このとき上記いずれか一方のチェック弁の上流の圧力が、他方のチェック弁にパイロット圧として導かれている。したがって、この他方のチェック弁は、上記パイロット圧によって押し開かれる。
したがって、油圧シリンダ９からの戻り油は、上記押し開かれた他方のチェック弁を介して、タンクＴ１に戻される。
【００５９】
この第２実施形態によれば、自動操舵機構５の制御バルブ１０と油圧シリンダ９との間にチェック弁４０，４１を設けることによって、操舵輪２９，２９に加わる外力で、自動操舵時に油圧シリンダ９が動いてしまうのを防止することができる。
例えば、自動操舵の直進時においては、舵角センサ１４の舵角がゼロとなることがある。このように舵角がゼロになったときには、コントローラＥに入力される舵角信号がゼロになり、制御バルブ１０は中立位置に保たれる。制御バルブ１０が中立位置に保たれたとき、この制御バルブ１０はタンクＴ１に連通する。さらに、制御バルブ１０がタンクＴ１に連通し、しかも、油圧シリンダ９と制御バルブ１０とが連通すると、操舵輪２９，２９に外力が加わったときに、油圧シリンダ９の室９ａあるいは９ｂの油が制御バルブ１０側に流出入し、ピストンロッド２８が動いてしまうことがある。
【００６０】
また、上記ピストンロッド２８が動いてしまうと、回路内に圧力が発生する。この発生した回路内の圧力によって、パイロットポートＰ１，Ｐ２に圧力が発生し、切り換えバルブ３３を切り換える可能性もある。
しかし、この第２実施形態によれば、油圧シリンダ９と制御バルブ１０との間にチェック弁４０，４１を設けているので、操舵輪２９，２９に外力が加わったとしても、油圧シリンダ９の室の油が制御バルブ１０側に流入することがない。したがって、上記操舵輪２９，２９に外力が加わっても、油圧シリンダ９が動いてしまうことがない。油圧シリンダ９が外力で動くことがないので、コントローラＥの誤作動を誘発することもなく、安全性を向上させることができる。
【００６１】
さらに、この第２実施形態の切り換えバルブ３３は、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と油圧シリンダ９とを連通させるか、あるいは、遮断するかのどちらかのみを行う。したがって、第１実施形態のように、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と、自動操舵機構５の制御バルブ１０との両方を切り換えバルブ３３に接続し、どちらかのバルブを油圧シリンダ９に接続するように切り換えるときに比べて、この切り換えバルブ３３のポート数が少なくてよい。しかも、この切り換えバルブ３３の構造も簡単にすることができる。
また、切り換えバルブ３３に、油圧バルブ６の上流側の圧力と下流側の圧力とを導くことによって、ドライバーが、記自動操舵中にマニュアル操舵をしたときには、マニュアル操舵に切り換えることができるということは第１実施形態と同様である。
【００６２】
【発明の効果】
第１の発明によれば、切り換えバルブの一端に油圧バルブの上流側の圧力を導き、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導く構成にしたので、自動操舵時にドライバーがステアリングを操舵して、上記油圧バルブの上流側の圧力を上昇させることによって、この上昇した圧力で直接切り換えバルブを切り換えることができる。
したがって、上記ステアリングの操舵量に拘わらず、切り換えバルブを切り換えることができる。
また、油圧バルブの上流側の圧力で直接切り換えバルブを切り換えることができるので、その切り換えを瞬時におこなうことができ、自動操舵からマニュアル操舵への切り換えの応答性を良好に保つことができる。
【００６３】
第２の発明によれば、切り換えバルブのマニュアル操舵位置では、油圧バルブと油圧シリンダとを連通させ、制御バルブと油圧シリンダとの連通を遮断するとともに、上記自動操舵位置では、上記油圧バルブと油圧シリンダとの連通を遮断し、制御バルブと油圧シリンダとを連通させることとしたので、上記切り換えバルブが自動操舵位置にある状態で、油圧バルブに圧油が導かれると、この油圧バルブの上流の圧力が上昇する。したがって、上記油圧バルブの切り換え量に拘わらず、油圧バルブの上流の圧力を上昇させることができ、より一層、自動操舵からマニュアル操舵への応答性を良好にすることができる。
第３の発明によれば、制御バルブと油圧シリンダとの間にチェック弁を設けたので、自動操舵時に操舵輪に加わる外力によって、油圧シリンダが動いてしまうのを防止することができ、安全性を向上させることができる。
また、切り換えバルブは、油圧シリンダに油圧バルブのみを連通させたり、あるいは、遮断したりするので、切り換えバルブのポート数を少なくすることができ、切り換えバルブの構造を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態を示す図である。
【図２】第２実施形態を示す図である。
【図３】従来の自動操舵システムを示す図である。
【符号の説明】
１オイルポンプ
６油圧バルブ
８ステアリング
９油圧シリンダ
１０制御バルブ
１９切り換えバルブ
１９ａマニュアル操舵位置
１９ｂ自動操舵位置
Ｅコントローラ
２４切り換えバルブの一端
２５切り換えバルブの他端
３３切り換えバルブ
３３ａマニュアル操舵位置
３３ｂ自動操舵位置
３７切り換えバルブの一端
３８切り換えバルブの他端[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic steering system for controlling, for example, a hydraulic cylinder of a power steering apparatus with an automatic steering mechanism.
[0002]
[Prior art]
As a conventional automatic steering system having an automatic steering mechanism, a system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-157463 is known, and the system described in this publication is shown in the attached to this application. FIG.
As shown in FIG. 3, in the conventional automatic steering system, a diversion valve 102 is connected to the oil pump 101, and a manual steering mechanism 103 and an automatic steering mechanism 104 are connected to the diversion valve 102.
[0003]
The manual steering mechanism 103 and the automatic steering mechanism 104 are connected in parallel to the flow dividing valve 102, and a hydraulic cylinder 105 is connected downstream of the manual steering mechanism 103 and the automatic steering mechanism 104. ing. A steering wheel (not shown) is connected to the hydraulic cylinder 105, and the steering wheel is steered by the movement of the hydraulic cylinder 105.
[0004]
The diversion valve 102 selectively supplies hydraulic oil from the oil pump 101 to either the manual steering mechanism 103 or the automatic steering mechanism 104. The diversion valve 102 includes an inlet 106 connected to the oil pump 101, a first outlet 107 connected to the manual steering mechanism 103, and a second outlet 108 connected to the automatic steering mechanism 104.
Further, the inlet 106 and the first outlet 107 are communicated with each other through a first communication path 109, and the inlet 106 and the second outlet 108 are communicated with each other through a second communication path 110. The first communication path 109 and the second communication path 110 are provided with throttles 111 and 112, respectively.
[0005]
The diversion valve 102 is provided with a spool hole 113 between the inlet 106 and the first outlet 107 and the second outlet 108, and a slidable spool 114 is provided in the spool hole 113. ing. The second outlet 108 is closed when the spool 114 moves to the right side of the drawing, and the first outlet 107 is closed when the spool 114 moves to the left side.
[0006]
Further, a spring force of the spring 115 is applied to the one end 114a of the spool 114 facing the first communication path 109, and the moving member 116 is faced. Further, only the spring force of the spring 117 is applied to the other end 114 b facing the second communication path side 110.
As described above, one end 116 a of the moving member 116 faces the spool 114, but the pilot pressure of the manual steering mechanism 103 is guided to the other end 116 b through the pilot line 118.
[0007]
The manual steering mechanism 103 is connected to the first outlet 107 of the flow dividing valve 102 as described above. The manual steering mechanism 103 includes a rotary hydraulic control valve 119, and the rotary hydraulic control valve 119 includes a first port 120 and a second port 121. The first port 120 is connected to one chamber 105 a of the hydraulic cylinder 105 through a first switching valve 122. The second port 121 is connected to the other chamber 105 b of the hydraulic cylinder 105 via the second switching valve 123.
In such a manual steering mechanism 103, the rotary hydraulic control valve 119 is switched according to the steering force of the driver.
[0008]
On the other hand, an automatic steering mechanism 104 is connected to the second outlet 108 of the flow dividing valve 102. The automatic steering mechanism 104 includes an automatic steering control valve 124, a steering amount sensor 125 that detects a steering amount of the steering, a receiver 126 that receives an external signal transmitted from a transmitter provided on a traveling path or a guard rail, And a control device 127 that controls the automatic steering control valve 124 by a signal from the steering amount sensor 125 or the receiver 126.
In such an automatic steering mechanism 104, the automatic steering control valve 124 is switched by the control device 127.
[0009]
The automatic steering control valve 124 includes an introduction port 128 connected to the oil pump 101 side, a tank port 129 connected to the tank T2, a right steering port 130, and a left steering port 131. The right steering port 130 is connected to one chamber 105a of the hydraulic cylinder 105 via the first switching valve 122, and the left steering port 131 is connected to the other side of the hydraulic cylinder 105 via the second switching valve 123. It connects to the chamber 105b.
The first switching valve 122 and the second switching valve 123 hydraulically supply hydraulic fluid of either the manual steering mechanism 103 or the automatic steering mechanism 104 in accordance with the differential pressure of the manual steering mechanism 103 or the automatic steering mechanism 104. The cylinder 105 is supplied.
[0010]
In the conventional automatic steering system described above, when manual steering is attempted, the automatic steering mechanism 104 is turned off and the automatic steering control valve 124 is held in a neutral position. By thus holding the automatic steering control valve 124 at the neutral position, the hydraulic oil supplied from the oil pump 101 to the automatic steering mechanism 104 side flows into the tank T2.
Then, the driver steers the steering in either the left or right direction. As described above, when the driver steers the steering in either the left or right direction, the rotary hydraulic control valve 119 of the manual steering mechanism 103 is switched.
[0011]
For example, when the driver steers to the right, the apertures of the throttles A and B of the rotary hydraulic control valve 119 are increased, and the apertures of the apertures C and D are decreased. As described above, when the apertures of the throttles A and B are increased and the apertures of the apertures C and D are decreased, the hydraulic oil in the oil tank 101 is supplied to one chamber 122a of the first switching valve 122 via the first port 120. Supplied.
[0012]
When hydraulic oil is thus supplied to one chamber 122a of the first switching valve 122, the valve body 132 of the first switching valve 122 is pushed toward the other chamber 122b on the right side of the drawing, and the automatic steering control valve 124 The communication between the right traveling port 130 and the port 133 communicating with one chamber 105a of the hydraulic cylinder 105 is blocked. When communication between the automatic steering control valve 124 and the hydraulic cylinder 105 is interrupted, only the first port 120 of the rotary hydraulic control valve 119 and the port 134 communicating with one chamber 105a of the hydraulic cylinder 105 are communicated. Therefore, only the hydraulic oil from the manual steering mechanism 103 is supplied to the one chamber 105 a of the hydraulic cylinder 105.
[0013]
On the other hand, the other chamber 105 b of the hydraulic cylinder 105 is on the discharge side, and the discharged hydraulic oil is guided to both sides of the valve body 135. Therefore, the valve body 135 does not switch to either the left or right. Since the valve body 135 is not switched, the port 136 is led to the tank T2 via the other chamber 123b, and the port 137 is led to the tank T2 via the one chamber 123a.
Accordingly, the hydraulic oil in the other chamber 105b of the hydraulic cylinder 105 flows to the tank T2 via the ports 136 and 137.
In this way, hydraulic oil is supplied to one chamber 105a of the hydraulic cylinder 105, and the oil in the other chamber 105b flows into the tank T2, whereby the hydraulic cylinder 105 moves and steers the steering wheel to the right. Can do.
[0014]
In the above description, the case where the driver steers the steering wheel in the right direction has been described. However, when the driver steers the steering wheel in the left direction, the opening degree of the throttles C and D of the rotary hydraulic control valve 119 increases. The apertures of the apertures A and B are reduced. Then, the hydraulic oil of the oil pump 101 is supplied to the other chamber 105b of the hydraulic cylinder 105, the oil in the one chamber 105a flows into the tank T2, and the steering wheel can be steered leftward.
[0015]
As described above, when the driver steers the steering in either the left or right direction, a load pressure is generated in the manual steering mechanism 103, and this load pressure is also generated in the first communication path 109. The pressure generated in the first communication path 109 acts on one end 114 a of the spool 114.
[0016]
Further, the pressure generated in the manual steering mechanism 103 also acts on the other end 116 b of the moving member 116 via the pilot line 118. When the pressure generated in the manual steering mechanism 103 in this way acts on the one end 114a of the spool 114 and the other end 116b of the moving member 116, and this force becomes larger than the spring force of the spring 117, the spool 114 is moved to the right in the drawing. Move in the direction.
When the spool 114 moves in the right direction in this way, the second outlet 108 is closed by the spool 114. Therefore, the hydraulic oil of the oil pump 101 is supplied only to the manual steering mechanism 103.
[0017]
Next, a case where automatic steering is attempted will be described. When performing automatic steering, the automatic steering mechanism 104 is turned on. When the automatic steering mechanism 104 is thus switched on, the automatic steering control valve 124 is controlled by the control device 127.
[0018]
When the automatic steering control valve 124 is switched by the control device 127, the valve bodies 132 and 135 of the first switching valve 122 and the second switching valve 123 move in the left direction in the drawing by the load pressure. Then, the automatic steering control valve 124 and the hydraulic cylinder 105 are communicated, and the communication between the rotary hydraulic control valve 119 of the manual steering mechanism 103 and the hydraulic cylinder 105 is blocked.
Then, the hydraulic cylinder 105 is moved according to the switching position of the automatic steering control valve 124 to steer the steering wheel.
[0019]
When load pressure is generated in the automatic steering mechanism 104 as described above, the pressure is also applied to the second communication path 110 that connects the inlet 106 of the diversion valve 102 and the second outlet 108 connected to the automatic steering mechanism 104. appear. When this pressure becomes larger than the spring force of the spring 115, the spool 114 moves to the left in the drawing. As the spool 114 moves to the left in the drawing, the spool 114 closes the first outlet 107. Accordingly, the hydraulic oil from the oil pump 101 is supplied to the automatic steering mechanism 104 without being supplied to the manual steering mechanism 103.
[0020]
Further, in this conventional automatic steering system, even when the automatic steering mechanism 104 performs automatic steering, when the driver steers the steering by his / her own intention, switching to manual steering is performed. The reason why the driver steers the steering wheel during the automatic steering is, for example, when the driver senses danger and steers the steering wheel.
[0021]
When the hydraulic oil from the oil pump 101 is supplied to the automatic steering mechanism 104, the spool 114 moves to the left as described above so as to block the first outlet 107. Instead of closing, a slight gap is made by a through hole 138 provided in the spool 114. By providing the through hole 138 in this manner, the hydraulic oil from the oil pump 101 is slightly supplied to the manual steering mechanism 103 as well.
[0022]
When the driver steers the steering wheel while the hydraulic oil is being supplied to the manual steering mechanism 103 in this manner, either of the throttles A, B or C, D of the rotary hydraulic control valve 119 in FIG. 3 is opened. The degree becomes smaller. Thus, a high load pressure is generated in the rotary hydraulic control valve 119 by reducing the opening of the throttle. The generated pressure directly acts on one end 114a of the spool 114 and presses the spool 114 to the right side of the drawing, and pressure also acts on the other end 116b of the moving member 116 to press the spool 114 to the right side.
[0023]
As described above, a force that presses the spool 114 on the right side of the drawing acts on the spool 114. When the force that presses the spool 114 on the right side becomes larger than the spring force of the spring 117 that presses the spool 114 on the left side and the load pressure of the automatic steering mechanism 104. The spool 114 moves to the right side of the drawing.
Thus, when the spool 114 moves to the right side of the drawing, the blocked first outflow port 107 is opened. On the other hand, the second outlet 108 connected to the automatic steering mechanism 104 is closed, and the hydraulic oil of the oil pump 101 is supplied to the manual steering mechanism 103 connected to the first outlet 107.
As described above, even during automatic steering, the steering can be switched to the manual steering mechanism 103.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional automatic steering system described above, when automatic steering is performed by the automatic steering mechanism 104, when the driver switches to manual steering by steering the steering by his / her own intention, there are the following problems.
[0025]
In the above-described conventional automatic steering system, the load pressure generated in the rotary hydraulic control valve 119 when the driver steers the steering does not become larger than the spring force of the spring 117 and the load pressure of the automatic steering mechanism 104. Does not move to the right side of the drawing. Therefore, when the load pressure generated in the rotary hydraulic control valve 119 is smaller than the spring force of the spring 117 and the load pressure of the automatic steering mechanism 104, the automatic steering is not switched to the manual steering. In other words, when the load pressure of the automatic steering mechanism 104 is large, it is necessary to increase the operation amount of the steering, and there is a problem that it is difficult to switch from automatic steering to manual steering.
[0026]
Further, when the automatic steering is switched to the manual steering, the following process is required after the driver steers the steering and generates the load pressure with the rotary hydraulic control valve 119. When the driver steers the steering, the load pressure acts on the moving member 116, the spool 114 is moved by the moving member 116, and the second outlet 108 communicating with the automatic steering mechanism is blocked by the spool 114. It is a process.
[0027]
Therefore, even if the driver steers the steering, it takes time to switch to manual steering. When it took time to switch from automatic steering to manual steering, there was a problem that the responsiveness of switching was poor.
If the responsiveness of switching from automatic steering to manual steering is poor as described above, for example, when the driver senses danger and steers the steering, danger avoidance may be delayed.
[0028]
Further, even during automatic steering, hydraulic oil is supplied to the rotary hydraulic control valve 119 of the manual steering mechanism 103 that is not being used via the through hole 138. Therefore, there is also a problem that energy loss occurs by the amount of hydraulic oil supplied to the manual steering mechanism 103.
In addition, as described above, since hydraulic oil is supplied to the manual steering mechanism 103 even during automatic steering, there is a possibility that maximum pressure cannot be generated in the automatic steering mechanism and sufficient steering force cannot be exerted. There is. In such a case, the pressure performance of the hydraulic pump must be improved by the loss of the through hole 138.
[0029]
An object of the present invention is to provide an automatic steering system that switches to manual steering at the time of automatic steering, regardless of the steering amount of the steering, and has good switching response and no energy loss. It is to be.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
  The first invention includes an oil pump, an open center type hydraulic valve that switches according to the steering force of the steering, an open center type control valve that switches according to a signal from the controller,Depending on the controller signalEither one of the hydraulic valve or control valve is connected to the hydraulic cylinder.RuReplacement BarAndWith,UpThe pressure upstream of the hydraulic valve is guided to one end of the switching valve, and the pressure downstream of the hydraulic valve is guided to the other end of the switching valve,Steer the steeringWhen the pressing force acting on one end side of the switching valve becomes larger than the pressing force acting on the other end side of the switching valve,The switching valve is switched by the pressing force acting on one end of the switching valve,The hydraulic valve communicates with the hydraulic cylinder.RuIt is characterized by that.
[0031]
  According to a second aspect of the present invention, the switching valve has a manual steering position and an automatic steering position. At the manual steering position, the hydraulic valve and the hydraulic cylinder are communicated, and the control valve and the hydraulic cylinder are disconnected. In the automatic steering position, the communication between the hydraulic valve and the hydraulic cylinder is cut off, and the control valve and the hydraulic cylinder are communicated.
  According to a third aspect of the present invention, an oil pump, an open center type hydraulic valve that switches in accordance with the steering force of the steering, and a switch in response to a signal from the controller, are provided in series with the hydraulic valve with respect to the oil pump. An open center type control valve, a pair of communication passages that connect the hydraulic valve and the hydraulic cylinder, and a communication valve that is provided in the pair of communication passages and that connects the hydraulic valve to the hydraulic cylinder or shuts off the communication. A switching valve that guides the pressure upstream of the hydraulic valve to one end of the switching valve, guides the pressure downstream of the hydraulic valve to the other end of the switching valve, and steers the steering to The pushing force acting on one end of the switching valve is the pushing force acting on the other end of the switching valve. The switching valve is switched by a pressing force acting on one end side of the switching valve, the hydraulic valve is communicated with the hydraulic cylinder, and the control valve is connected to the pair of valves via two passages. In addition to communicating with the communication passage, each passage is provided with a check valve that allows only the flow from the control valve to the hydraulic cylinder, and the pressure in one of the passages acts on the check valve provided in the other passage. The check valve provided in either one of the passages is pushed open by the pressure in one of the passages, and the hydraulic oil is supplied to the hydraulic cylinder through the one of the passages. It is characterized in that the return oil of the hydraulic cylinder is returned to the tank through the passage.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
As shown in the figure, a manual steering mechanism 3 is connected to the oil pump 1 via a supply path 2, and an automatic steering mechanism 5 is connected to the downstream side of the manual steering mechanism 3 via a flow path 4. That is, the manual steering mechanism 3 and the automatic steering mechanism 5 are connected in series to the oil pump 1.
[0033]
The manual steering mechanism 3 includes an open center type hydraulic valve 6. The hydraulic valve 6 is connected to a steering 8 via a steering shaft 7. The hydraulic valve 6 is switched by steering of the steering 8 and the hydraulic pressure supplied to the hydraulic cylinder 9 is controlled according to the steering force.
[0034]
The automatic steering mechanism 5 includes an open center type control valve 10, and the control valve 10 is provided with solenoids 11 and 12. The solenoids 11 and 12 are connected to the controller E and are excited by an excitation signal from the controller E.
[0035]
Then, by connecting the return port 16 of the hydraulic valve 6 of the manual steering mechanism 3 and the pump port 17 of the control valve 10 of the automatic steering mechanism 5 through the flow path 4, the manual steering mechanism 3 and the automatic steering mechanism 5 Is connected.
The manual steering mechanism 3 and the automatic steering mechanism 5 are connected to the hydraulic cylinder 9 via a switching valve 19 that is a spool valve.
In this embodiment, the switching valve 19 is a spool valve, but the switching valve 19 may be any type of switching valve.
[0036]
The switching valve 19 has a manual steering position 19a and an automatic steering position 19b. The switching valve 19 has ports 20-23.
When the switching valve 19 is in the manual steering position 19a, the hydraulic valve 6 communicates with the hydraulic cylinder 9 via the ports 20 and 21. At this time, the communication between the control valve 10 and the hydraulic cylinder 9 is blocked.
On the other hand, when the switching valve 19 is at the automatic steering position 19b, the control valve 10 communicates with the hydraulic cylinder 9 via the ports 22 and 23. At this time, the communication between the hydraulic valve 6 and the hydraulic cylinder 9 is blocked.
[0037]
The switching valve 19 is provided with a spring 27 at one end 24 and a solenoid 26 at the other end 25. The solenoid 26 is also connected to the controller E and is excited by an excitation signal from the controller E. Furthermore, the pressure on the upstream side of the hydraulic valve 6 is guided to one end 24 of the switching valve 19 via the pilot line P1. Further, the pressure on the downstream side of the hydraulic valve 6 is guided to the other end 25 of the switching valve 19 via the pilot line P2.
Steering wheels 29 are connected to both ends of the piston rod 28 of the hydraulic cylinder 9, and the hydraulic cylinder 9 is actually configured integrally with the manual steering mechanism 3.
[0038]
The controller E receives a steering command M, an ON / OFF signal from the automatic steering ON / OFF switch 13, and a steering angle signal from a steering angle sensor 14 that detects the steering angle of the tire. I have to. The steering command M is a signal that is output according to the traveling state of the vehicle so that the vehicle does not deviate from the traveling path, for example.
The switching valve 19 or the control valve 10 of the automatic steering mechanism 5 is switched by the controller E as described above.
[0039]
The operation of the above configuration will be described.
When the driver tries to perform manual steering, the automatic steering ON / OFF switch 13 is turned OFF. When the automatic steering ON / OFF switch is turned OFF, the controller E de-energizes the solenoid 26 of the switching valve 19 and de-energizes the solenoids 11 and 12 of the control valve 10 of the automatic steering mechanism 5. Therefore, the switching valve 19 is maintained at the manual steering position 19a by the spring force of the spring 27, and the control valve 10 is also maintained at the neutral position.
Then, the driver starts manual steering and steers the steering 8. When the steering 8 is steered, the hydraulic valve 6 is switched to either the left or right position by this steering force.
[0040]
When the hydraulic valve 6 is switched as described above, the pressure oil of the oil pump 1 is guided to the hydraulic cylinder 9 as follows. That is, the pressure oil of the oil pump 1 passes through the supply path 2 and is guided to the switching valve 19 via the pump port 15 of the hydraulic valve 6. At this time, since the switching valve 19 is switched to the manual steering position 19a, the pressure oil is guided to one of the chambers 9a, 9b of the hydraulic cylinder 9 via the switching valve 19.
[0041]
At this time, the return oil from the hydraulic cylinder 9 is guided to the return port 16 of the hydraulic valve 6 via the switching valve 19. Further, the return oil is guided to the control valve 10 of the automatic steering mechanism 5 through the flow path 4. Since the control valve 10 is maintained at the neutral position, the flow path 4 communicates with the tank passage 31 via the pump port 17, the short-circuit path 30, and the return port 18. In this way, the return oil from the hydraulic cylinder 9 is returned to the tank T1.
[0042]
On the other hand, when the driver tries to perform automatic steering, the automatic steering ON / OFF switch 13 is turned ON. When the automatic steering ON / OFF switch is turned on, this ON signal is input to the controller E. The controller E excites the solenoid 26 of the switching valve 19 and excites the solenoids 11 and 12 of the control valve 10 according to the steering command M and the steering angle signal from the steering angle sensor 14.
When the solenoid 26 is excited, the switching valve 19 is switched to the automatic steering position 19b against the spring 27. The control valve 10 is also switched to either the left or right position according to the steering command M and the steering angle signal from the steering angle sensor 14.
[0043]
At this time, the pressure oil from the oil pump 1 is guided to the hydraulic cylinder 9 as follows.
That is, the supply oil from the oil pump 1 is guided to the pump port 15 of the hydraulic valve 6 of the manual steering mechanism 3 through the supply path 2. Since the hydraulic valve 6 is not switched by the driver, the hydraulic valve 6 maintains a neutral position. Since the switching valve 19 is switched to the automatic steering position 19b, the port 20 and the port 21 are blocked. Therefore, the pressure oil guided to the pump port 15 is guided to the pump port 17 of the control valve 10 of the automatic steering mechanism 5 via the short circuit 32 and the flow path 4. The pressure oil guided to the pump port 17 is guided to the hydraulic cylinder 9 via the switching valve 19 that is switched to the automatic steering position 19b.
At this time, the return oil from the hydraulic cylinder 9 is guided to the switching valve 19 and returned from the return port 18 of the control valve 10 to the tank T1 through the tank passage 31.
[0044]
In the automatic steering system of this embodiment as well as in the conventional automatic steering system, even when the automatic steering mechanism 5 performs automatic steering, when the driver steers the steering 8 with his / her own intention, manual steering is performed. To switch to. The reason why the driver steers the steering wheel during the automatic steering is, for example, when the driver senses danger and steers the steering wheel.
[0045]
When the driver steers the steering 8 during automatic steering, the hydraulic valve 6 is switched to either left or right by this steering force. When the hydraulic valve 6 is switched, the pressure oil of the oil pump 1 is guided to the pump port 15 of the hydraulic valve 6 via the supply path 2.
However, since the switching valve 19 is held at the automatic steering position 19 b, the pressure oil introduced to the pump port 15 is blocked by the switching valve 19. Even if the pressure oil is shut off by the switching valve 19, the supply pressure from the oil pump 1 is guided to the supply path 2, so that the pressure in the supply path 2 temporarily increases. Since the pressure in the supply path 2 increases, the pressure in the pilot line P1 connected to the supply path 2 also increases, and this increased pressure is guided to one end 24 of the switching valve 19.
[0046]
The switching valve 19 is switched from the automatic steering position 19b to the manual steering position 19a against the pressing force of the solenoid 26 by the increased pilot pressure. As described above, the switching valve 19 is switched from the automatic steering position 19b to the manual steering position 19a, so that the driver can perform manual steering.
[0047]
When the steering 8 is steered during automatic steering as described above, the communication of the supply path 2 is blocked regardless of the magnitude of the steering. Then, the switching valve 19 is switched by the pressure of the supply path 2 that has risen due to the interruption. Therefore, it is possible to eliminate the inconvenience of having to increase the steering operation amount when the load pressure of the automatic steering mechanism is large as in the conventional case, and switch to manual steering regardless of the steering operation amount. be able to.
[0048]
Further, since the pressure of the supply path 2 is directly guided from the pilot port P1 to the switching valve 19, and the switching valve 19 is switched, the switching is performed immediately after the steering 8 is steered and the pressure of the supply path 2 increases. The valve 19 is switched. Therefore, it is possible to maintain good responsiveness from when the steering wheel 8 is steered until switching to manual steering.
Since the responsiveness can be kept good as described above, for example, when the driver senses the danger and steers the steering 8 with his own intention, there is a high possibility that the danger can be avoided.
[0049]
Further, in the conventional automatic steering system, the automatic steering is switched to the manual steering with the steering amount increased. As described above, when switching from automatic steering to manual steering in a state where the steering amount of the steering wheel is large, a shock such as lightening of the steering wheel may occur at the moment of switching. However, in the automatic steering system of this embodiment, when the driver steers the steering 8, the automatic steering is switched to the manual steering instantaneously, so that the shock applied to the steering 8 is small. In other words, the shock felt by the driver can be kept small.
[0050]
Further, since the hydraulic valve 6 of the manual steering mechanism 3 and the control valve 10 of the automatic steering mechanism 5 are connected in series to the oil pump 1, the manual steering mechanism 3 and the automatic steering mechanism 5 are separately provided. There is no need to supply pressure oil. That is, in the conventional example, pressure oil is supplied to a manual steering mechanism that is not used even during automatic steering. However, in this first embodiment, pressure oil is not supplied to a steering mechanism that is not used. May be. Since pressure oil is not supplied to a steering mechanism that is not used, energy loss can be prevented accordingly. Moreover, since an energy loss can be prevented, the oil pump 1 can also be reduced in size accordingly.
[0051]
The control valve and the switching valve according to the first embodiment can be integrated into the conventional power steering apparatus or can be assembled outside the power steering apparatus. In the case of assembling outside the power steering apparatus, it is possible to use a conventional power steering apparatus as it is and to assemble it. Therefore, the layout when mounted on the vehicle is relatively easy and can be retrofitted as an option.
[0052]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, a switching valve 33 is connected to the hydraulic valve 6 of the manual steering mechanism 3, and the switching valve 33 includes a manual steering position 33a that is in a communication state and an automatic steering position 33b that is in a cutoff state. Yes. At the manual steering position 33a, the hydraulic valve 6 and the hydraulic cylinder 9 of the manual steering mechanism 3 are communicated with each other via communication passages 34 and 35, and at the automatic steering position 33b, this is shut off.
[0053]
The switching valve 19 is provided with a spring 36 at one end 37 and a solenoid 39 at the other end 38.
Further, the pressure of the upstream side of the hydraulic valve 6 is guided to one end 37 of the switching valve 33 via the pilot line P1, and the pressure of the downstream side of the hydraulic valve 6 is supplied to the other end 38 of the switching valve 33. In this case, it is guided through the pilot line P2.
[0054]
The control valve 10 of the automatic steering mechanism 5 communicates with the communication passages 34 and 35 via check valves 40 and 41. The check valves 40 and 41 are connected to the control valve 10 via passages 42 and 43.
The check valves 40 and 41 allow only the flow from the control valve 10 to the hydraulic cylinder 9 and prevent the reverse.
[0055]
Further, the pressure upstream of the check valve 40 is guided to the other check valve 41 by the pilot line 44. When the pressure upstream of the one check valve 40 becomes high, the other check valve 41 is pushed open. Similarly, the pressure upstream of the check valve 41 is led to one check valve 40 via the pilot line 45.
In the second embodiment, the configuration other than the above is the same as that of the first embodiment. About the same component, the same code | symbol as 1st Embodiment is used, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0056]
In the second embodiment configured as described above, when the driver performs manual steering, the automatic steering ON / OFF switch 13 is turned OFF. When the automatic steering ON / OFF switch 13 is OFF, the controller E de-energizes the solenoid 39 of the switching valve 33 and de-energizes the solenoids 11 and 12 of the control valve 10 of the automatic steering mechanism 5. Accordingly, the switching valve 33 is maintained at the manual steering position 33 a by the spring force of the spring 36, and the hydraulic valve 6 of the manual steering mechanism 3 communicates with the hydraulic cylinder 9. Therefore, the oil supplied from the oil pump 1 is guided to one of the chambers 9 a and 9 b of the hydraulic cylinder 9 via the manual steering mechanism 3.
[0057]
On the other hand, when the driver performs automatic steering, the automatic steering ON / OFF switch 13 is turned ON and this ON signal is input to the controller E. The controller E excites the solenoid 39 of the switching valve 33 and excites the solenoids 11 and 12 of the control valve 10.
The excited switching valve 33 is switched to the automatic steering position 33b, and the supply oil from the oil pump 1 is guided to the control valve 10 of the automatic steering mechanism 5 through the supply path 4. The supply oil guided to the control valve 10 is guided to the communication path 34 or 35 via one of the check valves 40 and 41, and is supplied to the hydraulic cylinder 9 via the communication path 34 or 35.
[0058]
At this time, the pressure upstream of one of the check valves is guided as a pilot pressure to the other check valve. Therefore, the other check valve is pushed open by the pilot pressure.
Therefore, the return oil from the hydraulic cylinder 9 is returned to the tank T1 via the other check valve that has been pushed open.
[0059]
According to the second embodiment, by providing the check valves 40 and 41 between the control valve 10 and the hydraulic cylinder 9 of the automatic steering mechanism 5, the hydraulic force is applied to the steering wheels 29 and 29 by the external force applied to the steering wheels 29 and 29 during the automatic steering. 9 can be prevented from moving.
For example, the steering angle of the steering angle sensor 14 may become zero when the automatic steering is going straight. When the steering angle becomes zero in this way, the steering angle signal input to the controller E becomes zero, and the control valve 10 is kept in the neutral position. When the control valve 10 is maintained at the neutral position, the control valve 10 communicates with the tank T1. Furthermore, when the control valve 10 communicates with the tank T1 and the hydraulic cylinder 9 and the control valve 10 communicate with each other, when an external force is applied to the steering wheels 29, 29, the oil in the chamber 9a or 9b of the hydraulic cylinder 9 is discharged. The piston rod 28 may move in and out of the control valve 10 side.
[0060]
Further, when the piston rod 28 moves, pressure is generated in the circuit. Due to the generated pressure in the circuit, pressure may be generated in the pilot ports P1 and P2, and the switching valve 33 may be switched.
However, according to the second embodiment, since the check valves 40 and 41 are provided between the hydraulic cylinder 9 and the control valve 10, even if an external force is applied to the steering wheels 29 and 29, the hydraulic cylinder 9 The chamber oil does not flow into the control valve 10 side. Therefore, even if an external force is applied to the steering wheels 29, 29, the hydraulic cylinder 9 does not move. Since the hydraulic cylinder 9 does not move due to an external force, safety can be improved without causing a malfunction of the controller E.
[0061]
Further, the switching valve 33 of the second embodiment only allows the hydraulic valve 6 and the hydraulic cylinder 9 of the manual steering mechanism 3 to communicate with each other or to be shut off. Therefore, as in the first embodiment, both the hydraulic valve 6 of the manual steering mechanism 3 and the control valve 10 of the automatic steering mechanism 5 are connected to the switching valve 33, and one of the valves is connected to the hydraulic cylinder 9. Compared to the switching, the number of ports of the switching valve 33 may be small. In addition, the structure of the switching valve 33 can be simplified.
Further, by guiding the upstream pressure and the downstream pressure of the hydraulic valve 6 to the switching valve 33, the driver can switch to manual steering when performing manual steering during automatic steering. This is the same as in the first embodiment.
[0062]
【The invention's effect】
According to the first invention, the pressure upstream of the hydraulic valve is guided to one end of the switching valve, and the pressure downstream of the hydraulic valve is guided to the other end of the switching valve. By turning the steering and increasing the pressure on the upstream side of the hydraulic valve, the switching valve can be switched directly with the increased pressure.
Therefore, the switching valve can be switched regardless of the steering amount of the steering.
Further, since the switching valve can be switched directly by the pressure upstream of the hydraulic valve, the switching can be performed instantaneously, and the responsiveness of switching from automatic steering to manual steering can be kept good.
[0063]
  According to the second aspect of the invention, the hydraulic valve and the hydraulic cylinder are in communication with each other at the manual steering position of the switching valve, and the communication between the control valve and the hydraulic cylinder is cut off. Since the communication with the cylinder is cut off and the control valve and the hydraulic cylinder are made to communicate with each other, when pressure oil is introduced to the hydraulic valve while the switching valve is in the automatic steering position, the upstream of the hydraulic valve Pressure increases. Therefore, the pressure upstream of the hydraulic valve can be increased regardless of the switching amount of the hydraulic valve, and the response from automatic steering to manual steering can be further improved.
  According to the third aspect of the invention, since the check valve is provided between the control valve and the hydraulic cylinder, it is possible to prevent the hydraulic cylinder from moving due to an external force applied to the steered wheel during automatic steering. Can be improved.
  Further, since the switching valve allows only the hydraulic valve to communicate with or shut off from the hydraulic cylinder, the number of ports of the switching valve can be reduced, and the structure of the switching valve can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a conventional automatic steering system.
[Explanation of symbols]
1 Oil pump
6 Hydraulic valve
8 Steering
9 Hydraulic cylinder
10 Control valve
19 Switching valve
19a Manual steering position
19b Automatic steering position
E controller
24 One end of switching valve
25 The other end of the switching valve
33 Switching valve
33a Manual steering position
33b Automatic steering position
37 One end of switching valve
38 The other end of the switching valve

Claims

An oil pump, an open center type hydraulic valve that switches according to the steering force of the steering, an open center type control valve that switches according to a signal from the controller, and the hydraulic valve and control according to the signal from the controller and a one switching Rikae valve Ru one a is communicated with the hydraulic cylinder of the valve, and guides the pressure on the upstream side of the hydraulic valve to one end of the upper Symbol switching valve, the hydraulic valve to the other end of the switching valve When the pressing force acting on one end side of the switching valve by guiding the downstream pressure and steering the steering is greater than the pressing force acting on the other end side of the switching valve, one end side of the switching valve communicating switching valve is switched by pushing force acting, the hydraulic valve in the hydraulic cylinder Automatic steering system to the configuration that was.

The switching valve has a manual steering position and an automatic steering position. In the manual steering position, the hydraulic valve and the hydraulic cylinder communicate with each other, the communication between the control valve and the hydraulic cylinder is blocked, and in the automatic steering position, 2. The automatic steering system according to claim 1, wherein the communication between the hydraulic valve and the hydraulic cylinder is cut off, and the control valve and the hydraulic cylinder are communicated.

An oil pump, an open center type hydraulic valve that switches according to the steering force of the steering wheel, and an open center type control that switches according to the signal from the controller and is provided in series with the hydraulic valve for the oil pump. A valve, a pair of communication passages that connect the hydraulic valve and the hydraulic cylinder, and a switching valve that is provided in the pair of communication passages and connects the hydraulic valve to the hydraulic cylinder or shuts off the communication. A pressure on the upstream side of the hydraulic valve is guided to one end of the switching valve, a pressure on the downstream side of the hydraulic valve is guided to the other end of the switching valve, and the steering is steered to one end of the switching valve. The pressing force acting is greater than the pressing force acting on the other end of the switching valve. The switching valve is switched by a pressing force acting on one end side of the switching valve, the hydraulic valve communicates with the hydraulic cylinder, and the control valve communicates with the pair of communication paths via two paths. In addition, a check valve that allows only the flow from the control valve to the hydraulic cylinder is provided in this passage, and the pressure of one of the passages is applied to the check valve provided in the other passage. The check valve provided in either one of the passages is pushed open by the pressure in one of the passages, and the hydraulic oil is supplied to the hydraulic cylinder through any one of the above passages. An automatic steering system in which the return oil from the hydraulic cylinder is returned to the tank.