JPH02503544A - 操向制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 操向制御システム 技術分野 本発明は一般的には、車輌用の操向システム並びに特に１次制御にエレクトロニ クスを、またバックアップ制御（ｂａｃｋｕｐ（ｏｎｔｒｏｌ）に油圧（ｈｙｄ ｒａｎ　１１ｃｓ）を用いるシステムに関するものである。

技術の背景 電子的操向制御は、今日では機械式並びに油圧式操向システムに関してそれらが 潜在的に汎用であるため、車輌の操向システム用に開発されてきている。そのよ うな電子的システムは、普通にはまだ実際の操向機能のための筋力として油圧を 用い、また油圧部品の精密な制御のための命令として電気部品を用いている。

そのような操向制御装置の１つに、１９８５年４月３０日に、Ｆｕｋ　ｉｎ。

その他により、開示されているアメリカ特許（Ｕ、Ｓ、Ｐａｔｅｎｔ）４、５１ ３．８３５がある。

この操向制御は、ハンドルに連結した軸の回転を感知するセンサを持ち、そして その軸の回転速度に相応する大きさの電気信号を電気制御箱に導く。電気制御箱 は、従って軸の回転速度に比例した信号を電磁方向弁（ｓｏｌｅｎｏｉｄ　ｄｉ ｒｅｃｔｉｏｎａｌｖａｌｖｅ）のコイルに導き、圧縮した油圧を操向制御アク チュエータ（ａｃｔｕａｔｏｒ）に導く。ハンドルの軸はまた、ラック・ビニオ ンよりなる操向ギヤ装置（ｒａｃｋ　ａｎｄ　ｐｉｎｉｏｎ　ｓｔｅｅｒｉｎｇ 　ｇｅａｒａｓｓｅｍｂｌｙ）のビニオンに連結されている。操向ギヤ装置の歯 形をもつラックは、機械的に油圧操昨りチニエータのロッドに機械的に連結され ている。従って、若し、電気部品の１つが故障しても、運転者は、まだ緊急の事 態に、ラックとビニオンの操向ギヤ装置の相互作用を通じ車輌を操縦することが できる。上記の操向システムは、自動車や軽トラツクには適しているが、大きな 地ならし機械のような構造のものやまたは、操向機能が通常は、油圧力により完 備している産業用とは実現可能ではない。操向がエレクトロニクスだけに頼って いる車輌を購入する顧客には、可成りの抵抗があるので、従って問題は、１次操 向が電子的に、油圧操向が可能な形で行なわれ且つ常に電子操向に対しては、油 圧操向をバックアップとして利用できるような１つの完全なシステムにおいて、 如何にして電子的操向と油圧式操向とを合体させるかが問題となるのである。

本発明は、上に述べた多くの問題を解決するために、導かれたものである。

本発明の開示 本発明の１観点では、車輌用の操向制御システムは、回転する軸に連結されたハ ンドル（ｓｔｅｅｒｉｎｇ　ｗｈｅｅｌ）と、油圧操向アクチュエータと、油圧 ポンプ並びにそのポンプと対向端を有する操向弁よりなる操向アクチュエータ間 に連結された案内動作をする操向弁をもっている。電子的制御の操向回路は、操 向弁の対向端に連結され、また圧縮案内流体源と、その流体源に連結されている 電磁弁と、操向弁の対向端をもつ電磁弁に連結している１対の案内導管（Ｐｉｌ ｏｔ　１ｉｎｅ）、および軸の回転速度を感知しそして適切な電気信号を電磁弁 に導く手段を含んでいる。油圧操向回路は、操向弁の対向端に連結され、また操 向軸の回転に応じて油圧流体信号を発生する手段を含んでいる。電気制御の操向 回路が動作するときは、油圧回路を不動作にする手段が備えられている。

本発明の操向制御システムは、主操向制御弁の１次制御として電気的に制御され る回路および、同様の主操向制御弁のバックアップ制御として油圧回路とを有し ている。油圧回路は電子制御回路が動作するときは、不動作にある。然しなから 、油圧回路は、電気制御回路が動作するときでさえ、油圧信号発生手段が動作状 態のまま、留まって不動作にある結果、油圧回路は必要時には要求に基すいて常 に利用される状態にある。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の実施例の配線図を示したものである。また、第２図は、本発 明の他の実施例の配線図を示したものである。

本発明を実施する最良の方法（ｂｅｓｔ　ｍｏｄｅ）転軸１２、およびピストン １７０両側に流体室１４．１６を有する油圧アクチユエータ１３を含んでいる。

案内動作をする主操向弁（ｐｉｌｏｔ　ｏｐｅｒａｔｅＪ　ｍａｉｎ　ｓｔｅｅ ｒｉｎｇ　ｖａｌｖｅ）１８は、対向端１９．２０を有し、モータの導管２１． ２２を通じ流体室１４　、１６に連結されている。油圧ポンプ２３とタンク２４ は、供給導管２６およびタンク導管２７を通じて操向弁１８に適切に結ばれてい る。操向弁１８は、流体室１４　、１６への、また流体室からの連絡が阻止され るように、中立位置に、ばねで図示されているように偏倚され（ｂｉａｓｅｄ） ている。操向弁１８は、右の位置に移動でき、その位置でポンプ２３から圧縮流 体がモータ導管２１を経て、流体室１４に導かれ、初めの方向の操作のため、ピ ストン１７を右方に動かす。同様に、操向弁１８を左方に動かして、圧縮流体を 、モータ導管２２を経て流体室１６に導くことにより、操向を反対方向にするよ うピストン１７を左方向に動かすのである。

操向制御システム１０はまた、１対の案内導管２９　、３１を経て操向弁１８の 対向端１９　、２０に連結されている電気制御回路２８と、１対の案内導管３３ 　、３４を経て操向弁の対向端にまた連結されている油圧回路３２、および電気 制御回路２８が動作しているとき、油圧回路３２を不動作にさせる手段３６とを 含んでいる。

電気制御回路２８は、導管２９　、３１に連結している電磁油圧案内弁（ｓｏｌ ｅｎｏｉｄ　ａｃｔｕａｔｅｄ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ　ｐｉｌ□ｔ　ｖａ ｌｖｅ）３７と、供給導管３９を経て案内弁に連結されている案内ポンプ３８と しての圧縮案内流体源、およびタンク２４に案内弁３７を連結している排管４１ とを含んでいる。

図示されているように、案内弁３７が中立の位置にあると供給導管３９は、導管 ２９．３１が排管４１に連結されている間は、阻止されている。案内弁は、案内 供給導管３９が案内導管２９と連絡し、案内導管２８が廃管４１と連絡する第１ の位置まで右の方に動くことができる。案内弁はまた、供給導管３９が案内導管 ３１と連絡し、案内導管２９が廃管４１と連絡する第２の位置ま、で左方に動く ことができる。

電気制御回路２８は、また軸１２の回転および回転方向を感知し、また適当な電 気信号を電磁油圧案内弁３７に導く手段４２を含んでいる。手段４２は、１対の 電気導線４６　、４７を経て安定弁３７のソレノイドに配線されている電子制御 箱４３を含んでいる。操向速度センサ４８は、軸１２に関連して、その回転によ り感知するよう適切に取付けられ電気導線４９により制御箱４３に接続されてい る。電池５１のような電源が電気導線５２を経て制御箱４３および電気導線５２ に配置されている手動スイッチ５３に接続されている。

油圧回路３２は、軸１２の回転に応じて油圧流体信号を発生する手段５４を含ん でいる。信号発生手段５４は、通常手動計測ユニット（ｈａｎｄ　ｍｅｔｅｒｉ ｎｇ　ｕｎｉｔ）５６と呼ばれている操向制御弁を含んでおり、これは案内流体 供給導管３９および導管３３　、３４に連結されている。手動計測ユニット５６ は、機械的に軸１２に結合されていて、軸１２の回転速度と同じ速度の圧力と流 量の圧縮流体信号を案内導管３３または３４を通じて導く通常のタイプのもので ある。

不動作手段３６は、案内導管３３．３４と相互連結している並列導管５７と、並 列導管５７に配置されている電磁並列弁５８を含んでいる。並列弁５８は、並列 導管５７を経て、流体の流れを阻止するため、図示されている阻止位置まで、ば ねで偏倚されている。並列弁は、並列導管５８を経て流体を流させる動作位置ま で動き得るものである。そして、それにより、手動計測ユニット５６を操向弁１ ８から隔離するよう制御できる。電気導線５９は、制御箱４３を分路弁５７に接 続されている。

案内動作チェック弁６１が、導管３３に配置され、一方性の案内動作チェック弁 ６２が案内導管３４に配置されている。案内導管６３は、導管３４をチェック弁 ６１に連結しており、また案内導管６４は案内導管３３をチェック弁６２に連結 している。

同様に、１対のチェック弁６６　、６７は、案内導管２９　、３１に個々に配置 されている。案内導管６８は案内導管３１をチェック弁６６に、また案内導管６ ９は、案内導管２９をチェック弁６７に連結している。本発明の操向制御１０の 他の実施例を第２図に示す。

この実施例について、同様な構造の対応要素を示すのに、第１実施例と同様な引 用番号が用いられているので注意されたい。然しなから、この実施例では、１対 の２位置形電磁弁７０．−７１が、第」図の実施例に開示した案内弁６１．６２ の代りに、導管３３　、３４に夫々配置されている。電気導管５９は、共通に弁 ７０゜７１０両方に結ばれている。弁７０　、７１は共に、流体が夫々の案内導 管３３　、３４を経て自由に連絡できるよう図示されている位置に、ばねで偏倚 されている。弁は、夫々の導管を経ての連絡を阻止するために阻止位置まで動く ことができる。

両者の実施例において、圧力補正無負荷弁（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｏｍ−ｐｅｎ ｓａｔｅｄ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｖａｌｖｅ）７３は、供給導管２６に連結さ れている。レゾルバ弁（ｒｅｓｏｌｖｅｒ　ｖａｌｖｅ）７４は、モータ導管２ １と２２の間に、連結されていて、無負荷弁７３のばねの端に対して、負荷信号 線７６を経て、より高い負荷圧力を導くものである。

無負荷弁７３は、弁１８が図示された中立位置にあるとき、導管２６に最小予備 圧力を維持するため、また弁１８が動作状態にあるとき、弁１８間の差異が所定 の圧力を維持するために、通常の形式の機能をするものである。

工業への応用性 第１図の実施例を使用するにあたって、車輌の運転者は、制御箱４３を電池５１ に接続するためのスイッチを手動で閉じて、電気制御回路２８を起動させる。こ れにより直ちに、分路弁５８を動作させるための電気信号を送る。それにより分 路弁は、案内導管３３　、３４の間の分路導管５７を経て流体を通させるため、 十分に開いた動作位置に動かされる。分路弁５８を動作位置に動かして、油圧回 路３２効果的に非動作させる。

それは、手動計測ユニット５６からハンドル１１と軸１２の回転に応じて案内導 管３３または３４の一方に導かれる圧縮流体が分路導管５７を経て、手動計測ユ ニットを通じタンクに戻る他の導管に導かれるからである。

電気制御回路２８が起動し、運転者がハンドル１１と軸１２を第１の方向に回転 することにより、第１の方向の操向が始まる。

センサ４８が軸１２の角速度を検知し、また検知された回転速度を表わす信号の 大きさで制御箱４３に電気導線４４を経て、電気信号を導く。制御箱４３は次に 、電気信号を電線４６を経て、センサからの入力信号の大きさに対応した電気信 号を導びく。

例えば、電磁案内弁３７を動作させて、案内弁を右の方に動かす。案内弁３７を 右に動かすと、相応した油圧信号が案内導管２９を経て、案内弁３７に導かれた 電気信号の大きさに比例した流体圧力で操向弁１８の端１９へ導かれる。圧縮流 体信号は操向弁１８を右方に適当量動かし、流体をモータ導管２１を経て流体を 導き、そしてピストン１７を右に動かさせて流体室１４に導く。

案内導管２９の油圧は、導管６９を経てチェック弁６７を通過しないで進み、ま た操向弁１８の右端２０からの産出流体を案内導管３１、チェック弁６７並びに 案内弁３７を経て、タンクに戻させる。

チェック弁６１は案内導管２９の流体圧力を案内導管３３と連絡させることを妨 げる。

ハンドルを反対方向に回転すると、案内弁３７と操向弁３８は左方に動き、ピス トンを左方に上記に述べたと同様に油圧流体を流体室１６に導く。

電気導管４９を経てくる電気信号の大きさは、またハンドルに操向動作の感じを 備えさすため、分路弁５８の動作位置を制御することに使われる。センサ４８に よって発生する電気信号の大きさがハンドル１１と軸１２の回転速度が大になる のに応じて大きくなるので、制御箱４４は、比例して分路弁５８に導かれる電気 信号の大きさを減少させる。このことは、分路弁への流体の流れを比例的に制限 させる。それにより手動計測ユニット５６の回転に、従って、ハンドル１１の回 転に抵抗を与えることになる。

若し、運転者にとって、車輌を操向するために、油圧回路３２を利用することが 必要になるとすれば、運転者は手動で電気スイッチを開き、制御箱への電力の供 給を止める。そうすると、分路弁５８は、案内導管３４から案内導管３３を隔離 させるため図示された阻止位置に、ばねで偏倚されている。このとき第１の方向 にハンドル１１を回転すると、案内導管３３およびチェック弁６１を経て、操向 弁１８の端１９に流体信号を導く。これは、弁１８を右の方向に動かし、圧縮流 体をモータ導管２１を経て流体室１４に導き、ピストン１７を右へ動かす。

案内導管３３の圧縮流体は、チェック弁６２を動かさないで、導管６４を経て操 向弁の端２０から廃山される流体を導管３４を経て手動計測ユニット５６に、そ してタンク２４に導かれる。ハンドル１１を反対方向に回転すると、圧縮流体信 号は、案内導管３４を経て流体を流体室１６に導き、ピストンを左方に動かすこ とは、前に述べた方法と同様である。第２図の実施例の動作は、本質的に第１図 と同じであるが、異っているところは、電気制御システム２８を動作するため、 スイッチ５３を閉じると、弁７０　、７１を阻止位置に動かせ同時に弁路弁を開 放位置に動かしたことである。分路弁５８と弁７０　、７１の相互動作が有効に 電気制御回路２８が動作状態のとき、油圧回路３２を非動作にさせる。

スイッチ５３を電気制御回路２８を不起動にするため、開放位置に動かすと、分 路弁５８が阻止位置へ動き、そして弁７０　、７１を開放位置に動かす。油圧回 路３２は、そのとき操向弁１８を制御する動作状態となる。

前述の説明で、本発明が１次操向制御としての電気制御回路とバックアップ操向 制御としての油圧制御とを有効的に組合せた改良操向制御システムを具備したも のであることが、容易に、明白なことである。

油圧回路は電気制御が動作状態にあるときは、非使用の状態にあるが、しかし運 転者により、直ちに使用できるように動作的に保持されている。

電気制御回路と油圧制御回路とは共に、操向機能として同じ主操向弁の動作を制 御することが、操向制御システムを単純にしているのである。

この発明の他の観点、目的および利点は、図面・開示内容並びに添付の請求範囲 を考察することから、得られるものである。

国際調査報告 ＳＡ　　　　１８２１４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．車輌用操向制御システム（１０）であって、回転し得る軸１２に連結されて いるハンドルと油圧操向アクチュエータ（１３）と油圧ポンプ（２３）およびポ ンプ（２３）とアクチュエータ（１３）間に連結されている案内動作操向弁（１ ８）とを有すると共に、該操向弁は対向端（１９，２０）を有している該システ ムは、圧縮案内流体源（３８）と、流体源に連結された電磁案内弁（３７）と案 内弁（３７）と操向弁（１８）の対向端に連結されている１対の案内導管を含ん でおり、また軸（１２）の回転速度を感知し、並びに案内弁（３７）に適切な電 気信号を導く手段とをもつ電気制御回路（２８）で、操向弁（１８）の対向端（ １９，２０）に連結しているものと、軸（１２）の回転に応じて油圧流体を発生 する手段（５４）および電気制御回路（２８）が起動されるとき油圧制御回路を 不動作にする手段（３６）とを有する操向弁（１８）の対向端に連結されている 油圧制御回路（３２）と から成ることを特徴とする車輌用操向制御システム（１０）。
2. ２．該発生手段は、軸（１２）に連結された手動計測ユニット（５６）を含み、 また該油圧制御回路は操向弁（１８）の対向端（１９，２０）に連結されている １対の導管（３３，３４）を含むことを特徴とする請求項１記載の操向制御シス テム（１０）。
3. ３．該不動作手段（３６）は、油圧制御回路（３２）の１対の案内導管（３３， ３４）を相互連結している分路導管（５７）と、該分路導管（５７）に配置され ている分路弁（５８）を含むことを特徴とする請求項２記載の操向制御回路（１ ０）。
4. ４．該不動作手段（３６）は、油圧制御回路（３２）の１対の案内導管（３３， ３４）の各に配置されている案内動作チェック弁（６１，６２）を含むことを特 徴とする請求項３記載の操向制御システム（１０）。
5. ５．電気制御回路（２８）の案内導管（２９，３１）の各に配置されている案内 動作チェック弁（６６，６７）を含むことを特徴とする請求項４記載の操向制御 システム（１０）。
6. ６．不動作手段（３６）は油圧制御回路（３２）の案内導管（３３，３４）の各 に配置された２位置弁（７０，７１）を含むことを特徴とする請求項３記載の操 向制御システム（１０）。
7. ７．該分路弁（５８）と、導かれた電気信号に応じて閉止位置より動作位置まで 動き得る電磁弁であり、軸（１１）の回転速度の増加に比例して電気信号の大き さを減少するための手段（４３）を含むことを特徴とする請求項３記載の操向制 御システム（１０）。
8. ８．車輌用の操向制御システム（１０）であり、回転する軸（１２）に連結され たハンドル（１１）と、油圧操向アクチュエータ（３）と、油圧ポンプ（２３） およびポンプ（２３）と油圧操向アクチュエータ（１３）との間に連結された案 内動作操向弁（１８）とを有すると共に、該操向弁は、対向端（１９，２０）を 有している該システムは、 案内ポンプ（３８）と、案内ポンプと操作弁（１８）の対向端（１９，２０）の 間に連結された電磁案内弁（３７）と、軸１２の回転速度を感知し、そして案内 弁（３７）に適切な電気信号を導く手段（４２）と、それにより回転する軸（１ ２）に機械的に連結されており操向弁（１８）の対向端に油圧的に連絡されてい る手動計測ユニット（５６）と、および操向弁（１８）から手動計測ユニット（ ５６）を隔離するように制御する手段（３６）とから成ることを特徴とする車輌 用の操向制御システム（１０）。
9. ９．手動計測ユニット（５６）を操向弁（１８）の対向端に連結している１対の 導管（３３，３４）を含み、該隔離する手段は案内導管（３３，３４）と分路導 管に配置された分路弁（５８）とを相互連結している分路導管（５７）を含むこ とを特徴とする請求項８記載の操向制御システム（１０）。
10. １０．該分路弁（５８）は、導かれた電気信号に応じて閉止位置から動作位置に 動き得る電磁弁であり、そして軸（１１）の回転速度の増加に比例して、電気信 号の大きさを減少する手段（４３）を含むことを特徴とする請求項９記載の操向 制御システム（１０）。