JP4136253B2 - ステアリング制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハンドルの操作によって、車両転舵用アクチュエータを制御するステアリング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に示した従来の装置は、パイロットポンプｐに通路１，２を接続し、これら通路１，２をステアリングバルブ３のパイロット室Ｐａ，Ｐｂに接続している。
上記パイロットポンプｐは、図示していないハンドルに連係されていて、このハンドルの操作量に比例した流量を、ハンドルを回した方向に吐出する。例えば、ハンドルを左に回すと、ポートａからハンドルの回転量に応じた流量が通路１側に吐出され、ハンドルを右に回すと、ポートｂからハンドルの回転量に応じた流量が通路２側に吐出される。
【０００３】
上記ステアリングバルブ３は、そのアクチュエータポートＡ，Ｂに図示していない車両転舵用のアクチュエータを接続している。そして、このアクチュエータを作動させることによって、車両を転舵するようにしている。
また、このステアリングバルブ３の供給ポート４にメインポンプＰを接続し、タンクポート９にタンクＴを接続している。
なお、上記メインポンプＰは、エンジンＥを駆動源とし、エンジンＥの回転数に比例した流量を吐出する。
【０００４】
さらに、ステアリングバルブ３の第１パイロットポート５に第１パイロットライン６を接続し、第２パイロットポート７に第２パイロットライン８を接続している。そして、上記第１パイロットライン６を介して第１パイロットポート５とパイロット室Ｐａ側とを連通し、上記第２パイロットライン８を介して第２パイロットポート７とパイロット室Ｐｂ側とを連通させている。
なお、図中符号１０はリリーフ弁である。
【０００５】
次に、この従来例の作用を説明する。
例えば、図示していないハンドルを左に回して、パイロットポンプｐから通路１側に圧油を吐出すると、その圧油がステアリングバルブ３のパイロット室Ｐａに導かれて、このステアリングバルブ３がセンタリングスプリングＳｂに抗して左側位置Ｌに切り換わる。このようにステアリングバルブ３が切り換わると、第１パイロットポート５と第２パイロットポート７とが絞り通路１１を介して連通する。
【０００６】
そのため、パイロットポンプｐからの圧油が、通路１→第１パイロットライン６→第１パイロットポート５→絞り通路１１→第２パイロットポート７→第２パイロットライン８→通路２の順に流れて、パイロットポンプｐに戻される。そして、このような流れが生じると、絞り通路１１前後に差圧が発生して、その上流側の圧力がパイロット室Ｐａに作用し、その下流側の圧力がパイロット室Ｐｂに作用する。
したがって、ステアリングバルブ３の切り換え量は、パイロット室Ｐａの作用力と、パイロット室Ｐｂの作用力にセンタリングスプリングＳｂのバネ力を合計した力とのバランスによって決まり、その切り換え量に応じた開度によって供給ポート２とアクチュエータポートＡとが連通する。つまり、ハンドルの操作量に応じて、供給ポート４とアクチュエータポートＡとの連通開度を制御するようにしている。
【０００７】
上記のようにしてステアリングバルブ３が切り換われば、このステアリングバルブ３を介して車両転舵用アクチュエータに圧油が供給されるので、このアクチュエータの作動によって車両が左方向に転舵する。
一方、ハンドルを右に回した場合には、通路２側に圧油が吐出されるので、ステアリングバルブ３が右側位置Ｒに切り換わる。このようにステアリングバルブ３が右側位置Ｒに切り換われば、絞り通路１２を介して両パイロット室Ｐａ，Ｐｂが連通する。そして、絞り通路１２前後に生じる差圧によって、このステアリングバルブ３の切り換え量すなわち供給ポート４とアクチュエータポートＢとの連通開度が決まり、その開度に応じた流量が、転舵用アクチュエータに供給されて、車両が右方向に転舵することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにした装置は、メインポンプＰの吐出量が、エンジンＥの回転数に依存しているため、車速にともなってエンジンＥの回転数が変われば、メインポンプＰの吐出量も変わる。そのため、ステアリングバルブ３の開度に一定に保っていても、車両転舵用アクチュエータに供給される流量が変化する。
つまり、この従来例では、走行中にハンドルを同じように操作しても、そのときの車速によって、車両転舵用アクチュエータの作動速度が異なり、車両の曲がり具合が違う。
【０００９】
そのため、高速走行中に、低速時と同じようにハンドルを操作すると、メインポンプＰの吐出量が低速時に比べて多いので、車両が曲がり過ぎてしまうという問題があった。
また、旋回中に車速が変化すると、曲がり具合が急に変わるため、車両が不安定になるという問題もあった。
この発明の目的は、メインポンプの吐出量が変化したとしても、安定した旋回性を得ることができるステアリング制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、２つのポートを備えるとともに、ハンドルの操作方向に応じていずれか一方のポートからその操作量に応じた流量を吐出するパイロットポンプと、このパイロットポンプの吐出量に応じて開度を制御されるステアリングバルブと、このステアリングバルブに接続するとともに、エンジンの回転数に応じた流量を吐出するメインポンプと、ステアリングバルブに接続した車両転舵用アクチュエータとを備え、上記ステアリングバルブを切り換えて、メインポンプの吐出油を車両転舵用アクチュエータに供給すると、この車両転舵用アクチュエータによって車両が転舵するステアリング制御装置を前提とする。
【００１１】
この発明は、上記装置を前提としつつ、上記パイロットポンプの両方のポートを連通するバイパス通路と、このバイパス通路に設けた連通弁と、この連通弁の切り換え量を制御する制御機構と、エンジンの回転数を検出するセンサーとを備え、上記制御機構は、エンジンが所定の回転数を超えたとき、上記連通弁を制御するとともに、上記バイパス通路をエンジンの回転数に応じた開度に保つ一方、上記ステアリングバルブは、一対のパイロット室と、これら一対のパイロット室をステアリングバルブの切り換え量に応じて連通するノッチからなる絞り通路とを備え、上記いずれか一方のパイロット室に上記ノッチの上流側の圧力を導くとともに、いずれか他方のパイロット室に上記ノッチの下流側の圧力を導き、これら両パイロット室の差圧に応じて切り換え量を制御する構成にしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に示す実施例は、通路１，２にバイパス通路１３を接続し、このバイパス通路１３を介してパイロットポンプｐのポートａとポートｂとを連通させている。
また、上記バイパス通路１３に連通弁１４を設けるとともに、この連通弁１４の開度を制御機構１５によって制御するようにしている。
なお、上記ステアリングバルブ３やパイロットポンプｐなどの構成については前記従来例と同じなので、同じ構成要素については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００１３】
上記連通弁１４は、ノーマル位置で図示する閉じた状態を保ち、通路１と通路２との連通を遮断する。
また、この連通弁１４は、そのパイロット室Ｐｃにパイロット圧が導かれると切り換わり、その切り換え量に応じた開度を保つ。そして、この連通弁１４を介して通路１と通路２とが連通する。
【００１４】
一方、上記制御機構１５は、連通弁１４のパイロット室Ｐｃにパイロット圧を供給するためのポンプと、パイロット圧を制御するコントローラとを備え、このコントローラには、エンジンＥの回転数に基づいてパイロット圧を決めるテーブル値を予め記憶させている。
また、この制御機構１５には、エンジンの回転数を検出する図示していないセンサーを接続している。
このようにした制御機構１５は、上記センサーから検出信号が入力されると、その検出値に対応するパイロット圧をテーブル値から選び、そのパイロット圧を連通弁１４のパイロット室Ｐｃに供給するものである。
【００１５】
次に、この実施例の作用を説明する。
例えば、ハンドルを左に回し、パイロットポンプｐから通路１側に圧油を吐出させると、その吐出量に応じた位置にステアリングバルブ３が切り換わり、車両が左方向に転舵する。
このとき、車両が低速走行していて、エンジンＥが所定の回転数以下であれば、制御機構１５はパイロット圧を吐出せず、連通弁１４を閉じた状態に保つ。
したがって、ステアリングバルブ３は、上記の切り換え位置を保ち、その開度に応じた流量が車両転舵用アクチュエータに供給される。
【００１６】
一方、車速が上がり、エンジンＥが所定の回転数を超えると、その回転数に対応したパイロット圧が、制御機構１５から連通弁１４のパイロット室Ｐｃに供給される。
そのため、連通弁１４がパイロット圧によって切り換わり、その切り換え量に応じた開度を保つ。そして、この連通弁１４を介して通路１と通路２とが連通し、パイロットポンプｐから吐出された流量の一部が、バイパス通路１３を介して戻される。
【００１７】
上記のようにパイロットポンプｐの吐出量の一部を戻せば、その分、ステアリングバルブ３側に供給される流量が減るので、絞り通路１１の前後に生じる差圧が小さくなる。このように差圧が小さくなれば、ステアリングバルブ３の切り換え位置が中立方向に戻されるので、供給ポート４とアクチュエータポートＡとの連通開度が小さくなる。そして、このようにステアリングバルブ３の開度が小さくなれば、エンジンＥの回転数の増加によってメインポンプＰの吐出量も増えたとしても、このステアリングバルブ３を介して車両転舵用アクチュエータに供給される流量の増加を防止できる。
つまり、車速が上がっても、ハンドルを同じように操作していれば、車両転舵用アクチュエータに供給される流量が一定に保たれて、その作動速度も一定に保たれる。
【００１８】
以上のように、この実施例では、エンジンの回転数の上昇にともなってメインポンプＰの吐出量が増えたとしても、ステアリングバルブ３の開度を絞ることによって、アクチュエータへ供給される流量が変化しないようにしている。
したがって、車速が違っていても、ハンドルを同じ量だけ操作すれば、それに応じた速度で車両転舵用アクチュエータが動き、高速走行時に車両が曲がり過ぎるといった問題を防止できる。
また、車両転舵用アクチュエータの作動速度が、エンジンＥの回転数の影響を受けないので、旋回中の安定性も保つことができる。
【００１９】
なお、上記実施例では、エンジンの回転数を図示していないセンサーによって直接検出し、その検出信号に基づいて連通弁１４の開度を制御するようにしているが、エンジンの回転数に比例するスロットルバルブの開度を検出し、その検出値に基づいて連通弁１４の開度を制御するようにしてもよい。
また、エンジンＥの回転数は、車速にもほぼ比例するので、車速センサーによって車速を検出し、この検出値に基づいて連通弁１４の開度を制御するようにしてもいい。
【００２０】
図２は、上記実施例の具体的な構造を示したものであるが、図１と同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。
ステアリングバルブ３は、そのバルブボディ１６にスプール１７を摺動自在に組み込むとともに、このスプール１７の両端をパイロット室Ｐａ，Ｐｂにそれぞれ臨ませている。
また、上記パイロット室Ｐａ，Ｐｂには、センタリングスプリングＳａ，Ｓｂを組み込むとともに、これらセンタリングスプリングＳａ，Ｓｂのバネ力を、バネ受け１８，１９を介してスプール１７の両端に作用させている。
【００２１】
さらに、バルブボディ１６には、第１、２パイロットポート５，７を形成し、第１パイロットポート５とパイロット室Ｐａとを第１パイロットライン６を介して連通し、第２パイロットポート７とパイロット室Ｐｂとを第２パイロットライン８を介して連通している。
そして、上記スプール１７には、ノッチ２０，２１を形成し、ノッチ２０によって絞り通路１１を構成し、ノッチ２１によって絞り通路１２を構成している。
【００２２】
一方、連通弁１４は、バルブボディ２２内にスプール２３を摺動自在に組み込むとともに、このスプール２３の一端をバルブボディ２２から突出させている。そして、このスプール２３の突出させた一端を、バルブボディ２２に固定したキャップ２４内に臨ませるとともに、このキャップ２４内に組み込んだスプリングＳｃのバネ力を、スプール２３の一端に作用させている。
また、上記スプール２３の他端を、パイロット室Ｐｃに臨ませるとともに、このパイロット室Ｐｃに制御機構１５を接続している。そして、この制御機構１５からパイロット室Ｐｃにパイロット圧を導くようにしている。
【００２３】
さらに、バルブボディ２２には、パイロット通路２５，２６を形成し、これらパイロット通路２５，２６にバイパス通路１３を接続している。
このようにした連通弁１４は、通常、スプール２３によってパイロット通路２５とパイロット通路２６との連通を遮断しているが、パイロット室Ｐｃにパイロット圧が供給されると、スプリングＳｃに抗してスプール２３が移動して、パイロット通路２５とパイロット通路２６とを連通する。
【００２４】
次に、上記装置の作用を説明する。
例えば、パイロットポンプｐから、通路１を介してステアリングバルブ３のパイロット室Ｐａに圧油を導くと、このパイロット室Ｐａの圧力作用によってスプール１７がセンタリングスプリングＳｂをたわませながら図面右方向に移動する。このようにスプール１７が移動すると、ノッチ２０が第２パイロットポート７に開口するため、第２パイロットライン８を介してパイロット室Ｐａとパイロット室Ｐｂとが連通する。
このように両パイロット室Ｐａ，Ｐｂが連通すると、ポンプｐからの圧油が、通路１→パイロット室Ｐａ→ノッチ２０→第２パイロットポート７→第２パイロット通路８→パイロット室Ｐｂ→通路２の順に流れて、ノッチ２０の前後に差圧が生じる。そして、このノッチ２０の上流側の圧力がパイロット室Ｐａに導かれ、ノッチ２０の下流側の圧力がパイロット室Ｐｂに導かれる。
【００２５】
したがって、スプール１７は、パイロット室Ｐａ側の作用力と、パイロット室Ｐｂ側の作用力及びセンタリングスプリングＳｂのバネ力とがバランスする位置に切り換わる。このように連通弁１４が切り換われば、その切り換え量に応じた開度でアクチュエータポートＡと図示していない供給ポートとが連通し、また、アクチュエータポートＢと図示していないタンクポートとが連通する。
そのため、図示していない車両転舵用アクチュエータが作動し、それによって車両が左方向に転舵する。
【００２６】
上記のように車両が転舵している場合において、エンジンＥの回転数が所定の回転数以下であれば、連通弁１４のパイロット室Ｐｃにパイロット圧は供給されないが、所定の回転数を超えると、その回転数に応じたパイロット圧が制御機構１５からパイロット室Ｐｃに供給される。
このようにパイロット室Ｐｃにパイロット圧が供給されると、その圧力作用によってスプール２３がスプリングＳｃをたわませながら図面上方向に移動する。
【００２７】
このようにスプール２３が移動すると、このスプール２３に形成したノッチ２７を介してパイロット通路２５とパイロット通路２６とが連通し、パイロットポンプＰから吐出された圧油の一部がバイパス通路１３を介して戻される。そのため、ステアリングバルブ３側に供給される流量が減り、このステアリングバルブ３のノッチ２０前後に生じる差圧も小さくなる。このようにノッチ２０前後の差圧が小さくなれば、スプール１７が中立方向に移動するので、上記供給ポートとアクチュエータポートとの連通開度が絞られる。
したがって、エンジンＥの回転数の増加によってメインポンプＰの吐出量が増えたとしても、車両転舵用アクチュエータに供給される流量が増えたりしない。
【００２８】
なお、上記実施例では、パイロット圧によって連通弁１４を切り換える構成にしているが、連通弁をソレノイドによって切り換える構成にしてもよい。その場合には、ソレノイドの励磁電流を制御機構によって制御するようにすればいい。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によれば、連通弁の開度を制御して、パイロットポンプから吐出された流量の一部をバイパス通路を介して戻すことにより、ステアリングバルブに供給される流量を調節できる。
そのため、エンジンの回転数に応じて連通弁の開度を制御すれば、ステアリングバルブの開度も制御でき、このようにステアリングバルブの開度をエンジンの回転数に応じて制御すれば、メインポンプの吐出量が変化しても、車両転舵用アクチュエータへの供給流量を一定に保つことができる。
したがって、高速走行時に、低速走行時と同様にハンドルを操作しても、車両が曲がり過ぎるという問題を防止できる。
また、車両転舵用アクチュエータの作動速度を、エンジンの回転数の影響を受けないようにできるので、車両の旋回中の安定性も保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の回路図である。
【図２】実施例の具体的構造を示す断面図である。
【図３】従来の油圧制御装置を示す回路図である。
【符号の説明】
３ ステアリングバルブ
１３ バイパス通路
１４ 連通弁
１５ 制御機構
ｐ パイロットポンプ
Ｐ メインポンプ
Ｅ エンジン
ａ，ｂ パイロットポンプのポート

Claims (1)

1. ２つのポートを備えるとともに、ハンドルの操作方向に応じていずれか一方のポートからその操作量に応じた流量を吐出するパイロットポンプと、このパイロットポンプの吐出量に応じて開度を制御されるステアリングバルブと、このステアリングバルブに接続するとともに、エンジンの回転数に応じた流量を吐出するメインポンプと、ステアリングバルブに接続した車両転舵用アクチュエータとを備え、上記ステアリングバルブを切り換えて、メインポンプの吐出油を車両転舵用アクチュエータに供給すると、この車両転舵用アクチュエータの作動によって車両を転舵させるステアリング制御装置において、上記パイロットポンプの両方のポートを連通するバイパス通路と、このバイパス通路に設けた連通弁と、この連通弁の切り換え量を制御する制御機構と、エンジンの回転数を検出するセンサーとを備え、上記制御機構は、エンジンが所定の回転数を超えたとき、上記連通弁を制御するとともに、上記バイパス通路をエンジンの回転数に応じた開度に保つ一方、上記ステアリングバルブは、一対のパイロット室と、これら一対のパイロット室をステアリングバルブの切り換え量に応じて連通するノッチからなる絞り通路とを備え、上記いずれか一方のパイロット室に上記ノッチの上流側の圧力を導くとともに、いずれか他方のパイロット室に上記ノッチの下流側の圧力を導き、これら両パイロット室の差圧に応じて切り換え量を制御する構成にしたことを特徴とするステアリング制御装置。

Images