JPH0374269A - パワーステアリング装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、産業用車両に採用される全油圧式パワース
テアリング装置に関する。

（従来の技術） 第５〜７図に示した従来の装置は、その車両ａを前部車
体ｌと後部車体２とに分割するとともに、それら両車体
ｌ、２を連結ピン３を介して連結し、両車両１．２がピ
ン３を中心に回動するようにしている。この連結ピン３
の両側にパワーシリンダ４．５を設けているが、このパ
ワーシリンダ４．５のロンド先端を前部車体ｌに連結し
、そのボトム側を後部車体２に連結している。そして、
第６図に示すように、一方のパワーシリンダ４のボトム
側室６と他方のパワーシリンダ５のロッド側室７とを連
通させるとともに、他方のパワーシリンダ５のボトム側
室８と一方のパワーシリンダ４のロッド側室９とを連通
させている。

このようにしたパワーシリンダ４．５を制御するのが第
６図に示した油圧回路である。

ハンドルｌＯに連係した全油圧式のステアリングポンプ
１１には、流路１２．１３を介してパイロットポンプ１
４とタンク１５とを接続している。

このようにしたステアリングポンプ１１は、ハンドル１
０を回転したとき、その回転速度に比例した流量をパイ
ロット流路１６あるいは１７のいずれか一方に吐出し、
いずれか他方のパイロット流路１７あるいは１６側の流
体をタンク１５に戻すが、ハンドル１０の回転速度と吐
出量との関係を示したのが第７図のグラフである。この
グラフからも明らかなように、ハンドル１０がある回転
速度以上にならないと、ステアリングポンプ１１から流
量が吐出されない。そして、所定の回転速度に達すると
、その回転速度に比例した流量を吐出するとともに、一
定速度以上に達すると、その吐出量も一定になる。

上記パイロット流路１６．１７のそれぞれは、ステアリ
ングバルブ１８の両側に設けたパイロッ）室１９．２０
に接続している。このステアリングバルブ１８の一方の
側には、供給流路２１と戻り流路２２とを接続している
。そして、この供給流路２１はメインポンプ２３に連通
し、戻り流路２２はタンク２４に連通させている。また
、このステアリングバルブ１８の他方の側にはアクチュ
エータ流路２５．２６を接続しているが、これらアクチ
ュエータ流路２５．２６は、パワーシリンダ４．５のボ
トム側室６．８に接続している。

いま、ハンドル１０を右に切ったとすると、その回転速
度に比例した作動油がを介してステアリングバルブ１８
の一方のパイロット室１９に流れる。そして、パイロッ
ト室１９内には、ステアリングポンプ１１からの供給流
量に応じたパイロット圧が発生するとともに、このパイ
ロット圧の作用でステアリングバルブ１８が切り換わり
、一方のアクチュエータ流路２５とメインポンプ２３と
を連通し、他方のアクチュエータ流路２６とタンク２４
とを連通させる。

したがって、一方のパワーシリンダ４のボトム側室６と
他方のパワーシリンダ５のロッド側室７とに圧油が供給
され、一方のパワーシリンダ４のロッド側室９と他方の
パワーシリンダ５のボトム側室８とがタンク２４に連通
ずる。これによって、一方のパワーシリンダ４が伸長動
作し、・他方のパワーシリンダ５が収縮動作するので、
当該車両ａは右方向に屈折する。つまり、当該車両が右
方向に転舵されることになる。

また、ハンドル１０を上記とは逆に左に切ると、そのス
テアリングポンプ１１から吐出された作動油がパイロッ
ト流路１７を介してステアリングバルブ１８のパイロッ
ト室１９に流れ、そこにパイロット圧を発生させる。こ
のパイロット圧の作用でステアリングバルブ１８が切り
換わり、前記と同様の原理で、一方のパワーシリンダ４
を収縮動作させ、他方のパワーシリンダ５を伸長動作さ
せて当該車両ａを左方向に屈折させ、車両を左に転舵さ
せるものである。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにした従来の装置では、ハンドルを低速で回
転させると、その回転角が大きくても、ステアリングポ
ンプ１１からの吐出量が少ないので、ステアリングバル
ブ１８の切り換え量も少なくなる。そのためにハンドル
１０が大きく回転しても車両ａがそれほど転舵されない
という状況が発生する。

一旦、このような状況が発生すると、ハンドル１０と車
両ａとの対応関係がずれてしまい、ハンドル１０を中立
位置に復帰させても、車両ａが直進状態に戻らないとい
う、いわゆるノブずれは発生していた。

また、ハンドルｌＯの回転速度に関係なく、回路系の油
漏れ等が原因になって、ノブずれが発生することもあっ
た。このようにノブずれが発生すると、例えば、ハンド
ルを中立に戻しているにもかかわらず、車両が直進走行
しないことになるので、その操舵の安定性が極端に悪く
なるという問題があった。

この発明の目的は、ハンドルと車両との対応関係がずれ
ても、それを自動的に補正できる装置を提供することで
ある。

（課題を解決するための手段） この発明は、パイロットポンプに、ハンドルの回転速度
に比例した流量吐出するステアリングポンプを接続する
とともに、このステアリングポンプをステアリングバル
ブのパイロット室に接続し、当該ステアリングバルブが
上記パイロット流量に応じて切り換わる一方、このステ
アリングバルブの切り換え位置に応じてメインポンプの
吐出油をパワーシリンダに供給するパワーステアリング
装置を前提にするものである。

上記の装置を前提にしつつ、この発明の装置は、ハンド
ルの回転角を検出するハンドル角センサーと、車両の転
舵角を検出する舵角センサーと、これら両センサーから
の信号によってハンドルの回転角と車両の転舵角との相
対差を演算し、その演算結果を補正信号として出力する
コントローラと、パイロットポンプとステアリングバル
ブのパイロット室とを接続するバイパス通路に設け、し
かも、上記補正信号に応じて切り換わり、ステアリング
バルブのパイロット室とパイロットポンプとを連通させ
る補正用ソレノイドバルブとを備えた点に特徴を有する
。

（本発明の作用） この発明は、上記のように構成したので、両センサーで
検出された信号によって、コントローラが、ハンドルの
回転角と車両の転舵角との相対差を演算する。そして、
この相対差が発生すると、コントローラが補正用ソレノ
イドバルブに補正信号を発信する。これによって補正用
ソレノイドバルブが切り換わり、パイロットポンプとス
テアリングバルブのパイロット室とを連通させ、ステア
リングバルブを切り換える。

このように、ハンドルと車両との対応関係がずれたとき
には、ハンドルの回転角に関係なく、ステアリングバル
ブが切り換わるので１両者の相対差を自動的に補正する
ことができる。

（本発明の効果） この発明のパワーステアリング装置によれば、ハンドル
と車両との対応関係がずれても、それを自動的に補正す
るので、例えば、ハンドルを中立にしているにもかかわ
らず、車両が直進走行しないといった危険を回避できる
。

（本発明の実施例） 第１〜４図に示した実施例は、流路１２．１３とパイロ
ット流路１６．１７とを接続するバイパス通路２７．２
８に、補正用ソレノイドバルブＶを接続するとともに、
この補正用ソレノイドバルブＶを電気的に制御する制御
系を設けた点に特徴を有するもので、その他の構成は従
来と全く同様である。

そこで、従来と同じ４ｉｉｌＪｌｉｌｉ、要素について
は、第６図と同一符号を付し、その詳細な説明を省略す
るとともに、従来との相違点について詳細に説明する。

上記補正用ソレノイドバルブ■は、その両側にソレノイ
ド２９．３０を設けている。これら両ソレノイド２９．
３０を非励磁の状態にして、バルブ■を中立位置に保っ
ているときには、」二記バイパス通路２７．２８が閉じ
られる。そして、いずれか一方のソレノイドを励磁する
と、バルブ■が切り換わり、これらバイパス通路２７．
２８を介していずれか一方のパイロット流路１６あるい
は１７をパイロットポンプ１４に連通させ、他方のパイ
ロット流路１７あるいは１６をタンク１５に連通させる
ものである。

そして、この補正用ソレノイドバルブＶの切り換え量は
、ソレノイド２９．３０に対する励磁電流に比例するも
のである。したがって、励磁電流が大きければ大きいほ
ど、補正用ソレノイドバルブ■の切り換え量が大きくな
り、それだけパイロット室１９あるいは２０に供給され
るパイロット流量が多くなる。そして、前記したように
パイロット室内の圧力はパイロット流量に比例して高く
なるので、補正用ソレノイドバルブＶのンレノ０ イド２９．３０の励磁電流が大きければ、パイロット室
１９．２０内の圧力も高くなり、その分、ステアリング
バルブ１８の切り換え量も大きくなる。ステアリングバ
ルブ１８の切り換え量が大きいということは、パワーシ
リンダ４．５に対するメインポンプ２３からの供給流量
も多くなり、パワーシリンダに対する補正量も大きくな
る。反対に、ソレノイド２９．３０に対する励磁電流が
小さければ、補正用ソレノイドバルブ■の切り換え量も
小さくなり、結果的にパワーシリンダに対する補正量も
少なくなる。

上記のようにした補正用ソレノイドバルブ■のソレノイ
ド２９．３０には、コントローラＣを接続している。こ
のコントローラＣには、ハンドル１０の回転角を検出す
るハンドル回転角センサー３１と、車両ａの屈折角（舵
角）を検出する舵角センサー３２とを接続している。

このようにしたコントローラＣの具体的な構成は、第２
図に示すとおりである。

上記ハンドル回転角センサー３１は、コントローラＣの
微分部３３→第１比較部３４→第１アンドゲート３５を
介して補正用ソレノイド／ヘルプ■の右切り換え用のソ
レノイド２９に接続している。上記微分部３３はハンド
ルの回転角を微分してハンドル回転速度を演算するため
のものである。

第１比較部３４は空転速度記憶部３６に接続し、ハンド
ル１０が空転速度以上の回転速度を保っているかを判断
し、その速度以下のときに第１アンドゲート３５に信号
を出力するものである。

車両ａの屈折角を検出する舵角センサー３２は、増幅部
３７→第２．３比較部３８．３９を介して第１．２アン
ドゲート３５．４０に接続している。上記第２．３比較
部３８．３９には、車両ａの右曲り方向の屈折角の限界
を設定した右屈折角限界記憶部４１を接続している。ま
た、第３比較郁３９には、左曲り方向の屈折角の限界を
設定した左屈折角限界記憶部４２を接続している。

そして、舵角センサー３２で検出した車両ａの１ ２ 屈折角が、左右の屈折角限界の範囲内にあるとき、第２
．３比較部３８．３９が第１．２アンドゲート３５．４
０に信号を出力する。

上記のようにしたハンドル回転角センサー３１と舵角セ
ンサー３２のそれぞれは、演算部４３にも接続している
。この演算部４３は、両センサー３１．３２からの信号
によって、ハンドル角と車両の屈折角（舵角）との相対
差を演算し、その演算結果を増幅部４４を介して第４．
５比較部４５．４６に伝達する。これら第４．５比較部
のそれぞれには、不感帯記憶部４７．４８を接続してい
る。この不感帯記憶部４７．４８は、いわゆるハンドル
１０の遊びの範囲を記憶しているものである。そして、
演算部４３で演算された相対差がハンドル１０の遊びの
範囲内のときには、第４．５比較部４５．４６が信号を
出力しない。しかし、その遊びの範囲を超えたときには
、第４．５比較部４５．４６がその旨の信号を第１．２
アンドゲート３５．４０に出力する。

次にこの実施例の作用を説明する。

車両の走行中にセンサー３１で検出されたハンドル１０
の回転角信号は、微分部３３と演算部４３に入力する。

また、車体屈折角センサー３２で検出された屈折角信号
は、増幅部３７と演算部４３に入力する。

上記微分部３３では、ハンドル１０の回転速度を演算し
、それを第１比較部３４に入力する。また、この第１比
較部３４には空転速度記憶部３６の信号が入力され、上
記ハンドル１０の回転速度が第７図に示したハンドル空
転域にあるかどうかを判定する。実際のハンドル回転速
度が、上記空転域以上であれば、いま、ハンドル１０を
回して操舵中と判断し、ハンドル１０のノブずれの補正
制御はしない。なぜなら、ハンドル１０の操舵中に補正
制御をすると次のような問題があるからである。例えば
、ハンドル１０を回して車両を転舵している最中に補正
制御をすると、その補正と同時に急に操舵感が変化する
ことになる。このように操舵中に操舵感が急に変化する
と、ドライバーがとまどうだけでなく、それが事故のも
とになる　３ ４ ことも考えられる。そこで、ハンドルの回転速度が空転
域以上となる操舵中には、第１比較部３４から信号を出
力させず、第１．２アンドゲート３５．４０の出力を０
レベルとし、ノブずれの補正制御を停止するようにした
ものである。

また、ハンドル１０の回転速度が上記空転域以下であれ
ば、操舵が停止中で補正制御が可能であると判定し、ア
ンドゲート３５．４０のそれぞれに信号を入力する。

舵角センサー３２で検出した信号は増幅部３７で増幅さ
れて第２．３比較部３８．３９に入力する。この第２．
３比較部３８．３９には、車体の屈折角の限界を記憶し
た記憶部４１．４２からの信号も入力している。そして
、第２．３比較部３８．３９は、車体の屈折角が上記限
界の範囲内にあるかどうかを判定する。もし、実際の屈
折角が限界点に達しているときには、それ以上の補正が
無理なので、第２．３比較部３８．３９から信号を出力
せず、両アンドゲート３５．４０の出力がＯレベルとし
て補正制御を停止する。

ハンドル回転角センサー３１と舵角センサー３２とから
の信号が入力する演算部４３では、ハンドル角と車体の
舵角（屈折角）との対応関係を演算するとともに、その
演算結果を増幅部４４に入力する。この増幅部４４は、
上記信号を増幅して第４．５比較部４５．４６に入力す
るが、この第４．５比較部４５．４６には不感帯記憶部
４７．４８から不感帯域の限界を示す信号が入力してい
る。そして、ハンドル角と車体の屈折角との対応関係の
差が、第３図に示す不感帯の範囲内、換言すればハンド
ルの遊びの範囲内にあれば、ノブずれがないと判断し、
第１．２アンドゲート３５．４０に信号を出力しない。

したがって、この両アンドゲート３５．４０の出力がＯ
レベルとなり、補正制御を停止させる。

ハンドル角と車体の屈折角との対応関係の差が、上記不
感帯域の範囲を超えたときには、ノブずれが発生したと
判定するとともに、そのずれの方向が右方向なのか左方
向なのかも判定する。例えば、両者の相対差がプラスで
あれば、右方向に５ ６ ずれたと判定し、その差がマイナスのときには左にずれ
たと判定する。そして、右方向にずれたときには第１比
較部４５が動作して第１アンドゲート３５に信号を出力
する。左方向にずれたときには第２アントゲ−）４０に
信号を出力する。

上記のようにして各比較部からの信号が、第１アンドゲ
ート３５あるいは第２アンドゲート４０にすべて入力し
たとき、両アンドゲート３５．４０の出力が１レベルと
なり、補正用ソレノイドバルブ■のいずれか一方のソレ
ノイド２９あるいは３０を励磁して補正制御をするもの
である。

上記した関係を示したのが第４図のフローチャート図で
、次にこのフローチャート図を説明する。

まず、第工〜ｍステップで、ハンドル角と、ハンドル回
転速度と、車体の舵角（屈折角）とを検出する。

そして、第Ｖステップでハンドル回転速度が空転域の範
囲内にあるかどうかを判定する。もし、空転域の範囲を
超えているときには、現在操舵の最中と判断して第Ｖス
テップに進み、補正制御を停止するとともに、再びスタ
ートに戻る。逆に、ハンドルの回転速度が空転域の範囲
内にあれば、とりあえず補正制御が可能状態にあると判
定して第■ステップに移行する。

この第■ステップでは、車体の屈折角が制限内にあるか
どうかを判定し、それが制限を超えていることきには、
それ以上の補正が不可能と判断して、上記第Ｖステップ
に移行し、補正制御を停止するとともに、再びスタート
の戻る。反対に、車体の屈折角が上記制限内にあれば、
第■ステップに移行する。

この第■ステップでは、ハンドルと車体の対応関係にず
れがあるかどうかを判定する。そして、そのずれが不感
帯域の範囲内のものであれば、ハンドル１０が遊びの範
囲内で回っているだけなので、第Ｖステップに移行し、
補正制御を停止するとともに、再びスタートに戻る。こ
れに対して、ハンドルと車体の対応関係の差が不惑帯域
を超えるときには、その方向に応じて第Ｖステップある
　７ ８ いは第Ｘステップに移行し、補正用ソレノイドバルブ■
のソレノイド２９あるいは３０を励磁して補正制御を実
行するものである。このように補正制御を実行したら再
びスタートに戻るが、このように補正制御したときには
、それをフィードバックして、ハンドルと車体との対応
関係がずれないような制御を常に実行するものである。

上記のようにこの実施例の装置によれば、ハンドルと車
体との対応関係を検出し、それら両者にずれが発生した
ときには、補正用ソレノイドバルブ■を動作させて、そ
のずれを補正するすることができる。

しかも、その補正制御は操舵最中には実行されないので
、操舵中に操舵感が急に変化するようなこともなくなる
。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの発明の実施例を示すもので、第１図は
回路図、第２図はコントローラＣのブロック図、第３図
はハンドル角と車体の屈折角との関係を示したグラフ、
第４図はフローチャート図、第５〜７図は従来の装置に
関するもので、第５図は車体とパワーシリンダとの関係
を示した概略図、第６図は回路図、第７図ハンドルの回
転速度とステアリングポンプの吐出量との関係を示した
グラフである。 ４．５・・・パワーシリンダ、１０・・・ハンドル、１
１・・・ステアリングポンプ、１４・・・パイロットポ
ンプ、１８・・・ステアリングバルブ、１９．２０・・
・パイロット室、２３・・・メインポンプ、２７．２８
・・・バイパス通路、■・・・補正用ソレノイドバルブ
、Ｃ・・・コントローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 パイロットポンプに、ハンドルの回転速度に比例した流
   量を吐出するステアリングポンプを接続するとともに、
   このステアリングポンプをステアリングバルブのパイロ
   ット室に接続し、当該ステアリングバルブが上記パイロ
   ット流量に応じて切り換わる一方、このステアリングバ
   ルブの切り換え位置に応じてメインポンプの吐出油をパ
   ワーシリンダに供給するパワーステアリング装置におい
   て、 ハンドルの回転角を検出する回転角センサーと、 車両の転舵角を検出する舵角センサーと、 これら両センサーからの信号によってハンドルの回転角
   と車両の転舵角との相対差を演算し、その演算結果を補
   正信号として出力するコントローラと、 パイロットポンプとステアリングバルブのパイロット室
   とを連通するバイパス通路に設け、しかも、上記補正信
   号に応じて切り換わり、ステアリングバルブのパイロッ
   ト室とパイロットポンプとを連通させる補正用ソレノイ
   ドバルブと を備えたパワーステアリング装置。