WO2005021357A1 - パワーステアリングユニット - Google Patents

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WO2005021357A1
WO2005021357A1 PCT/JP2004/012105 JP2004012105W WO2005021357A1 WO 2005021357 A1 WO2005021357 A1 WO 2005021357A1 JP 2004012105 W JP2004012105 W JP 2004012105W WO 2005021357 A1 WO2005021357 A1 WO 2005021357A1
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WO
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assist force
steering
steering assist
hydraulic oil
pump
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/012105
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shuzo Hirakushi
Osamu Sano
Masashi Uota
Hiroaki Shintou
Yoshimi Kotake
Original Assignee
Koyo Seiko Co., Ltd.
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Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co., Ltd. filed Critical Koyo Seiko Co., Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist

Definitions

  • the present invention relates to a power steering unit that drives a pump that discharges hydraulic oil supplied to a steering assist force generating hydraulic actuator by an electric motor.
  • Patent Document 1 JP-A-6-206554
  • Patent Document 2 US Pat. No. 4,449,964
  • Patent Document 3 US Patent No. 6419042
  • a control valve in a conventional power steering device mechanically changes the opening degree of a throttle forming a flow path of hydraulic oil according to a steering direction and an operation state. Therefore, it is difficult to finely control the steering assist force, and the mechanical structure becomes complicated, so that the number of man-hours and the manufacturing cost increase. In addition, parts cannot be shared with manual-type steering devices, which makes it difficult to reduce manufacturing costs and also contributes to the conversion of manual-type steering devices to power steering devices. Furthermore, if the oil chamber in the hydraulic actuator on the side to which the hydraulic oil is supplied becomes negative pressure, the application of the steering assisting force is delayed, and the steering feeling deteriorates.
  • An object of the present invention is to solve the above problems.
  • a power steering unit includes a hydraulic actuator for generating a steering assist force, A tank for storing the hydraulic oil of the hydraulic actuator, a pump for discharging the hydraulic oil stored in the tank, an electric motor for driving the pump, a state for generating a right steering assist force, and a state for generating a left steering assist force And an electric switching valve for switching the flow path of the hydraulic oil to the hydraulic actuator, and a steering assist force corresponding to the required steering direction.
  • a control device for controlling the switching valve.
  • the motor is controlled by the control device such that the pressure of the hydraulic oil discharged from the pump changes in accordance with the determined operation state.
  • an electric valve for changing an opening degree in a hydraulic oil flow path between a discharge side of the pump and the tank is provided, and the electric valve is so arranged that a steering assist force changes according to a determined operation state. It is controlled by the control device.
  • both the motor and the motor-operated valve may be so controlled by the control device.
  • the action direction of the steering assist force can be changed according to the steering direction by switching the flow path of the hydraulic oil by the electric switching valve,
  • fine control of the steering assist force is possible by controlling the motor or the electric valve according to the operating state.
  • the tank, the pump, the motor, the switching valve, and the control device are integrated so as to be integrally detachable from the hydraulic actuator. Thereby, assembly can be performed efficiently. Also, by connecting the output member of the hydraulic actuator for generating steering assist force to the steering force transmitting member of the manual type steering device, and attaching the integrated tank, pump, motor, switching valve and control device to the hydraulic actuator, The steering device can be made a power steering device.
  • the hydraulic actuator includes a right steering assist force generating oil chamber and a left steering assist force generating oil chamber.
  • a check valve that regulates the flow of the hydraulic oil from each of the oil chambers to the tank and allows the flow of the hydraulic oil from the tank to each of the oil chambers is disposed in the hydraulic oil flow path between the two. Is preferred.
  • the hydraulic oil in the hydraulic actuator is When the oil chamber on the side where oil is supplied becomes negative pressure, hydraulic oil flows into the oil chamber from the tank via the check valve, so that a delay in the operation of the hydraulic actuator can be prevented and steering assist force can be generated quickly. .
  • the steering assist force generated by the hydraulic actuator can be finely controlled according to the steering direction and the driving state at a low cost without requiring a complicated structure. It is possible to contribute to the power steering device of the steering device and to obtain a good steering feeling.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a power steering unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of a hydraulic power steering device including the power steering unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a relationship between steering torque, vehicle speed, and hydraulic oil pressure in the power steering unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration explanatory view of a power steering unit according to a first modified example of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration explanatory view of a power steering unit according to a second modification of the present invention.
  • FIG. 6 is a configuration explanatory view of a power steering unit according to a third modification of the present invention.
  • Electromagnetic open / close valve (electric valve)
  • FIGS. 1 and 2 show a rack-and-pinion type power steering device 1 including a power steering unit according to the present invention, which is connected to a steering shaft 3 connected to a steering wheel 2 of a vehicle via a universal joint 4.
  • the input shaft 5 is provided.
  • the input shaft 5 is supported by a housing 6 via a bearing (not shown).
  • a pinion 7 is connected to the input shaft 5, and wheels are connected to a rack rod 8 formed with rack teeth 8 a engaging with the pinion 7 via tie rods, knuckle arms, and the like, not shown.
  • the rotation of the pinion 7 due to the steering of the steering wheel 2 moves the rack rod 8, and the movement of the rack port 8 is transmitted to the wheels so that the steering angle changes.
  • the power steering unit includes a hydraulic cylinder 10 as a hydraulic actuator for generating a steering assist force.
  • the hydraulic cylinder 10 includes a cylinder 11 formed integrally with the housing 6 so as to cover the rack rod 8, and a piston 12 integrated with the rack rod 8. Between the inner circumference of the cylinder 11 and the outer circumference of the rack rod 8, a right steering assist force generating oil chamber 13 and a left steering assist force generating oil chamber 14 partitioned by a piston 12 are formed. Are sealed by oil seals 15 and 16 between the outer periphery of the rack rod 8 and the inner periphery of the housing 6.
  • the hydraulic oil of the hydraulic cylinder 10 is stored in a tank 20, and the hydraulic oil stored in the tank 20 is discharged by a pump 21.
  • the pump 21 is configured by, for example, a vane pump, a gear pump, or the like, and is driven by an electric motor 22.
  • the hydraulic oil discharged from the pump 21 is sent to the hydraulic cylinder 10 via an electric switching valve 23.
  • the switching valve 23 of the present embodiment is a solenoid valve and has a spool 23b displaced by a solenoid 23a, and the spool 23b is selectively positioned at a right steering assist position, a left steering assist position, and a neutral position.
  • the spool 23b is located at the right steering assist position, the hydraulic oil is guided from the pump 21 to the right steering assist force generating oil chamber 13 so as to increase the hydraulic pressure, and the hydraulic oil is sent from the left steering assist force generating oil chamber 14.
  • the flow path of the hydraulic oil is switched to a state of leading to the tank 20.
  • Spool 23b is located at left steering assist position As a result, the hydraulic oil flows from the pump 21 to the left steering assist force generating oil chamber 14 so as to increase the oil pressure, and the hydraulic oil flows from the right steering assist force generating oil chamber 13 to the tank 20. The road is switched. Thus, the state in which the right steering assist force is generated and the state in which the left steering assist force is generated can be selectively selected by switching the flow path of the hydraulic oil by the switching valve 23.
  • the spool 23b is located at the neutral position, both the oil chambers 13 and 14 communicate with the tank 20.
  • the two oil chambers 13 and 14 of the hydraulic cylinder 10 are connected to each other via a hydraulic oil flow path having a fixed throttle 24 outside the hydraulic cylinder 10.
  • the fixed throttle 24 suppresses a sudden change in the steering assist force when the hydraulic oil pressure suddenly changes.
  • the hydraulic oil flow path having the fixed throttle 24 may be provided in the piston 12 in the hydraulic cylinder 10, and may not be provided because it is not essential.
  • the discharge side of the pump 21 and the tank 20 are connected via a hydraulic oil flow path having a relief valve 31.
  • the relief valve 31 closes when the discharge pressure of the pump 21 is lower than the set value, and opens so that the hydraulic oil discharged from the pump 21 is returned to the tank 20 when the discharge pressure is equal to or higher than the set value.
  • a tonnole sensor 40 for detecting a steering torque is provided on the input shaft 5.
  • the steering direction according to the positive or negative of the output value can be obtained.
  • a publicly known torque sensor 40 can be used.
  • the torque sensor 40 is also used as means for determining the magnitude of the steering torque as the driving state of the vehicle.
  • a vehicle speed sensor 41 is provided as a means for determining the driving state of the vehicle.
  • the motor 22, the switching valve 23, the torque sensor 40, and the vehicle speed sensor 41 are connected to the control device 50.
  • the tank 20, the pump 21, the motor 22, the switching valve 23, and the control device 50 are integrated so as to be integrally detachable from the hydraulic cylinder 10 with bolts or the like.
  • the casing of the control device 50 is mounted on the casing of the motor 22 and the pump 21.
  • the casing of the pump 21 is fitted with the casing of the switching valve 23 and the tank 20.
  • the rotating shaft of the motor 22 passes through the casing of the control device 50 and is connected to the rotating shaft of the pump 21.
  • a hydraulic oil flow path and a fixed throttle 24 are formed in the casing of the switching valve 23.
  • the control device 50 controls the switching valve 23 so that a steering assist force according to the steering direction obtained from the positive or negative of the steering torque detected by the torque sensor 40 acts, whereby the electromagnetic force of the solenoid 23a is controlled. As a result, the spool 23b is displaced to the right steering assist position or the left steering assist position. When the steering torque is not detected, the control device 50 displaces the spool 23b to the neutral position. Further, the control device 50 controls the motor 22 so that the pressure of the hydraulic oil discharged from the pump 21 changes according to the magnitude of the steering torque detected by the torque sensor 40 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 41. I do. For example, as shown in Fig.
  • the drive power of the motor 22 is increased so that the hydraulic oil becomes high pressure and the steering assist force becomes large as the detected vehicle speed is low and the detected steering torque is large.
  • the motor 22 is stopped to release the steering assist force, thereby saving energy.
  • the operation of the steering assist force according to the steering direction is performed by switching the flow path of the hydraulic oil by the electric switching vanoreb 23.
  • the direction can be changed, and fine control of the steering assist force can be performed by controlling the electric motor 22 according to the driving state.
  • the tank 20, the pump 21, the motor 22, the switching valve 23 and the control device 50 are integrally and detachably integrated with the hydraulic cylinder 10, the assembling can be performed efficiently.
  • the hydraulic cylinder 10 has a negative pressure on the side where the hydraulic oil is supplied in the oil chambers 13 and 14, the hydraulic oil is supplied from the tank 20 to the corresponding chamber in the two check valves 32 and 33. , The operation delay of the hydraulic cylinder 10 can be prevented, and the steering assist force can be quickly generated.
  • an electric flow control valve 60 as an electric valve connected to the control device 50 is provided with the two oil chambers 13 of the hydraulic cylinder 10, 14 and the flow control valve 60 is By functioning as such, the opening degree in the hydraulic oil flow path between the pump 21 and the tank 20 can be changed.
  • the control device 50 controls the flow control valve 60 together with the motor 22 so that the steering assist force changes according to the determined operating state. For example, when the steering assist force is applied, the control device 50 controls the motor 22 so that the driving power increases as the detected steering torque increases, and the flow control valve 60 controls the detected vehicle speed to a low speed. Control is performed so that the degree of opening of the hydraulic oil passage becomes smaller as much as possible.
  • the motor 22 is driven at a constant output by the control device 50, and the flow control valve 60 may be controlled according to the operating state.For example, the magnitude of the detected steering torque is increased. As the detected vehicle speed is lower, the opening degree of the hydraulic oil passage is reduced by the flow control valve 60.
  • the electric flow control valve 60 is preferably integrated with the tank 20, the pump 21, the motor 22, the switching valve 23 and the control device 50. Others are the same as the above embodiment.
  • an electric valve is provided in the hydraulic oil flow path between each of the oil chambers 13 and 14 and the tank 20.
  • An electric flow control valve 60 is provided, and the opening of the hydraulic oil flow path between the pump 21 and the tank 20 can be changed by each flow control valve 60 functioning as a variable throttle.
  • the control device 50 controls the motor 22 and the flow control valve 60 connected to the high pressure side in both oil chambers 13 and 14 in the same manner as in the first modification, and the flow control valve 60 connected to the low pressure side is
  • the opening degree of the hydraulic oil passage is controlled to be constant, for example, fully open or fully closed. Others are the same as the above embodiment.
  • an electromagnetic valve 61 that opens and closes a hydraulic oil passage as an electric valve and a discharge side pressure of the pump 21 are detected.
  • the pressure sensor 62 is arranged between the discharge side of the pump 21 and the tank 20, so that the opening degree of the hydraulic oil flow path between the pump 21 and the tank 20 can be changed.
  • the electromagnetic opening / closing valve 61 is controlled by the control device 50 so that the discharge side pressure of the pump 21 detected by the pressure sensor 62 does not exceed the set value, so that the electromagnetic opening / closing valve 61 functions as a relief valve. Further, the control device 50 controls the electromagnetic opening and closing valve 61 together with the motor 22 so that the steering assist force changes in accordance with the obtained operating state.
  • the control device 50 detects the motor 22 to increase the detected steering torque. Is controlled so that the driving power increases as the pressure increases, and the electromagnetic on-off valve 61 is controlled so that the hydraulic oil discharge pressure of the pump 21 increases as the detection vehicle speed decreases.
  • the control device 50 drives the motor 22 with a constant output, and the electromagnetic opening / closing valve 61 may be controlled according to the operating state.For example, the magnitude of the detected steering torque is large.
  • the electromagnetic opening / closing valve 61 is controlled such that the lower the detected vehicle speed, the greater the pressure on the discharge side of the pump 21 detected by the pressure sensor 62. Others are the same as the above embodiment.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the driving state is not limited to the steering torque and the vehicle speed.For example, the steering angle, the steering speed, and the steering acceleration are obtained as the driving conditions. You can control it to make it bigger.
  • a steering angle sensor may be provided to determine the steering direction from the detected value.
  • the piston rod of a hydraulic cylinder may be connected to a rack of a manual type rack and pinion type steering device.
  • the cylinder tube of the hydraulic cylinder is fixed to the vehicle body side, and the integrated tank, pump, electric motor, switching valve and control device are attached to the hydraulic cylinder.

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Abstract

　複雑な構造を要することなく低コストで、油圧アクチュエータの発生操舵補助力を操舵方向と運転状態に応じてきめ細かに制御できるパワーステアリングユニットを提供する。 　操舵補助力発生用油圧アクチュエータ10への作動油の流路を電動の切換バルブ23により切り換えることで、右操舵補助力を発生する状態と左操舵補助力を発生する状態とを択一的に選択できる。求められた操舵方向に応じた操舵補助力が作用するように切換バルブ23を制御すると共に、求められた運転状態に応じてポンプ21から吐出される作動油の圧力が変化するように、ポンプ21の駆動用電動モータ22を制御する。

Description

明 細 書
パワーステアリングユニット
技術分野
[0001] 本発明は、操舵補助力発生用油圧ァクチユエータに供給される作動油を吐出する ポンプを電動モータにより駆動するパワーステアリングユニットに関する。
背景技術
[0002] 従来、操舵補助力発生用油圧ァクチユエータに供給される作動油を吐出するボン プを電動モータにより駆動するパワーステアリング装置においては、操舵方向に応じ て操舵補助力の作用方向を変化させ、操舵トルクや車速等の運転状態に応じて操 舵補助力の大きさを変化させるためにコントロールバノレブが用いられてレ、た（特許文 献 1、 2、 3参照)。
特許文献 1：特開平 6 - 206554号公報
特許文献 2：米国特許第 4499964号公報
特許文献 3：米国特許第 6419042号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 従来のパワーステアリング装置におけるコントロールバルブは、作動油の流路を構 成する絞りの開度を操舵方向や運転状態に応じて機械的に変化させている。そのた め、操舵補助力をきめ細かに制御するのが困難であり、機械的な構造が複雑になる ために製造工数、製造コストが増大する。また、マニュアルタイプのステアリング装置 との部品の共用ができず、製造コストの低減が困難であるだけでなぐマニュアルタイ プのステアリング装置のパワーステアリング装置化に寄与することもできなレ、。さらに、 油圧ァクチユエータにおいて作動油が供給される側の油室が負圧になると、操舵補 助力の付与に遅れが生じて操舵フィーリングが低下する。本発明は以上のような問 題を解決することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0004] 本発明のパワーステアリングユニットは、操舵補助力発生用油圧ァクチユエータと、 前記油圧ァクチユエータの作動油を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された作動 油の吐出用ポンプと、前記ポンプの駆動用電動モータと、右操舵補助力を発生する 状態と左操舵補助力を発生する状態とを択一的に選択できるように、前記油圧ァク チユエータへの作動油の流路を切り換える電動の切換バルブと、求められた操舵方 向に応じた操舵補助力が作用するように前記切換バルブを制御する制御装置とを備 る。
さらに、求められた運転状態に応じて前記ポンプから吐出される作動油の圧力が変 化するように、前記モータが前記制御装置により制御される。あるいは、前記ポンプ の吐出側と前記タンクとの間の作動油流路における開度を変化させる電動バルブを 備え、求められた運転状態に応じて操舵補助力が変化するように前記電動バルブが 前記制御装置により制御される。あるいは、前記モータと前記電動バルブの双方が、 そのように前記制御装置により制御されても良い。
本発明によれば、油圧ァクチユエータにより操舵補助力を発生させる場合において 、電動の切換バルブにより作動油の流路を切り換えることで操舵方向に応じて操舵 補助力の作用方向を変化させることができ、また、モータあるいは電動バルブを運転 状態に応じて制御することで操舵補助力のきめ細かな制御が可能になる。
[0005] 本発明のパワーステアリングユニットにおいて、前記タンク、ポンプ、モータ、切換バ ルブおよび制御装置が、前記油圧ァクチユエータに対して一体的に着脱可能なよう に一体化されているのが好ましい。これにより、組み立てを効率良く行うことができる。 また、マニュアルタイプのステアリング装置の操舵力伝達部材に操舵補助力発生用 油圧ァクチユエータの出力部材を連結し、一体化されたタンク、ポンプ、モータ、切換 バルブおよび制御装置を油圧ァクチユエータに取り付けるだけで、そのステアリング 装置をパワーステアリング装置化できる。
[0006] 本発明のパワーステアリングユニットにおいて、前記油圧ァクチユエ一タは右操舵 補助力発生用油室と左操舵補助力発生用油室とを有し、前記各油室それぞれと前 記タンクとの間の作動油流路に、前記各油室から前記タンクへの作動油の流れを規 制すると共に前記タンクから前記各油室への作動油の流れを許容するチェックバル ブが配置されているのが好ましい。これにより、油圧ァクチユエータにおいて作動油 が供給される側の油室が負圧になると、その油室にタンクから作動油がチェックバル ブを介して流入するので、油圧ァクチユエータの作動遅れを防止して迅速に操舵補 助力を発生できる。
発明の効果
[0007] 本発明のパワーステアリングユニットによれば、複雑な構造を要することなく低コスト で、油圧ァクチユエータの発生操舵補助力を操舵方向と運転状態に応じてきめ細か に制御でき、また、マニュアルタイプのステアリング装置のパワーステアリング装置化 に寄与することができ、さらに、良好な操舵フィーリングを得ることができる。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本発明の実施形態のパワーステアリングユニットの構成説明図
[図 2]本発明の実施形態のパワーステアリングユニットを備えた油圧パワーステアリン グ装置の正面図
[図 3]本発明の実施形態のパワーステアリングユニットにおける操舵トルクと車速と作 動油圧力との関係の一例を示す図
[図 4]本発明の第 1変形例のパワーステアリングユニットの構成説明図
[図 5]本発明の第 2変形例のパワーステアリングユニットの構成説明図
[図 6]本発明の第 3変形例のパワーステアリングユニットの構成説明図
符号の説明
[0009] 10 油圧シリンダ
13、 14 油室
20 タンク
21 ポンプ
22 モータ
23 切換バルブ
32、 33 チェックノ
40 トノレクセンサ
41 車速センサ
50 制御装置 60 流量制御バルブ（電動バルブ）
61 電磁開閉バルブ（電動バルブ）
発明を実施するための最良の形態
[0010] 図 1、図 2は、本発明に係るパワーステアリングユニットを備えたラックピニオン式パ ワーステアリング装置 1を示し、車両のステアリングホイール 2に連結されたステアリン グシャフト 3に自在継手 4を介し連結される入力シャフト 5を備えている。入力シャフト 5 はベアリング（図示省略）を介してハウジング 6により支持されている。入力シャフト 5に ピニオン 7が連結され、ピニオン 7に嚙み合うラック歯 8aが形成されたラックロッド 8に 図外タイロッド、ナックルアーム等を介して車輪が連結される。これにより、ステアリン グホイール 2の操舵によるピニオン 7の回転によりラックロッド 8が移動し、このラック口 ッド 8の動きが車輪に舵角が変化するように伝達される。
[0011] そのパワーステアリングユニットは、操舵補助力発生用油圧ァクチユエータとして油 圧シリンダ 10を備えている。油圧シリンダ 10は、ラックロッド 8を覆うようにハウジング 6 と一体的に成形されるシリンダ 11と、ラックロッド 8に一体化されるピストン 12を備える 。シリンダ 11の内周とラックロッド 8の外周との間に、ピストン 12によって仕切られる右 操舵補助力発生用油室 13と左操舵補助力発生用油室 14が形成され、各油室 13、 14の端部はラックロッド 8の外周とハウジング 6の内周との間のオイルシール 15、 16 によりシールされている。
[0012] 油圧シリンダ 10の作動油がタンク 20に貯留され、このタンク 20に貯留された作動 油はポンプ 21により吐出される。ポンプ 21は、例えばべーンポンプやギヤポンプ等 により構成され、電動モータ 22により駆動される。
[0013] ポンプ 21から吐出される作動油は電動の切換バルブ 23を介して油圧シリンダ 10に 送られる。本実施形態の切換バルブ 23はソレノイドバルブとされ、ソレノイド 23aにより 変位されるスプール 23bを有し、スプール 23bは右操舵補助位置と左操舵補助位置 とニュートラル位置に択一的に位置決めされる。スプール 23bが右操舵補助位置に 位置することで、右操舵補助力発生用油室 13にポンプ 21から作動油を油圧が上昇 するように導くと共に左操舵補助力発生用油室 14から作動油をタンク 20に導く状態 に作動油の流路が切り換えられる。スプール 23bが左操舵補助位置に位置すること で、左操舵補助力発生用油室 14にポンプ 21から作動油を油圧が上昇するように導 くと共に右操舵補助力発生用油室 13から作動油をタンク 20に導く状態に作動油の 流路が切り換えられる。これにより、切換バルブ 23によって作動油の流路を切り換え ることで、右操舵補助力を発生する状態と左操舵補助力を発生する状態とを択一的 に選択できる。スプール 23bがニュートラル位置に位置することで、両油室 13、 14は 共にタンク 20に通じるものとされる。
[0014] 油圧シリンダ 10の両油室 13、 14は、油圧シリンダ 10の外部において固定絞り 24を 有する作動油流路を介して接続されている。固定絞り 24により作動油圧力の急変時 における操舵補助力の急変が抑制される。なお、固定絞り 24を有する作動油流路は 、油圧シリンダ 10内のピストン 12に設けてもよぐまた、必須のものではないので設け なくてもよい。
[0015] ポンプ 21の吐出側とタンク 20がリリーフバルブ 31を有する作動油流路を介して接 続される。リリーフバルブ 31は、ポンプ 21の吐出側圧力が設定値未満では閉じ、設 定値以上になるとポンプ 21から吐出される作動油をタンク 20に還流するように開く。
[0016] 油圧シリンダ 10の各油室 13、 14それぞれとタンク 20との間の作動油流路に、各油 室 13、 14からタンク 20への作動油の流れを規制すると共にタンク 20から各油室 13、 14への作動油の流れを許容するチェックバルブ 32、 33が配置されている。
[0017] 操舵方向を求める手段として、操舵トルクを検出するトノレクセンサ 40が入力シャフト 5に設けられている。左右一方への操舵時におけるトルクセンサ 40の出力を正値、左 右他方への操舵時におけるトルクセンサ 40の出力を負値とすることで、その出力値 の正負に応じた操舵方向が求められる。トルクセンサ 40は公知のものを用いることが できる。トルクセンサ 40は車両の運転状態として操舵トルクの大きさを求める手段を 兼用するものとされている。さらに、車両の運転状態を求める手段として車速センサ 4 1が設けられている。
[0018] モータ 22、切換バルブ 23、トルクセンサ 40および車速センサ 41は制御装置 50に 接続されている。タンク 20、ポンプ 21、モータ 22、切換バルブ 23および制御装置 50 は、油圧シリンダ 10に対してボルト等により一体的に着脱可能なように一体化されて いる。本実施形態では、モータ 22とポンプ 21のケーシングに制御装置 50のケーシン グが挟み込まれるように取り付けられ、ポンプ 21のケーシングに切換バルブ 23のケ 一シングとタンク 20が取り付けられ、モータ 22の回転シャフトは制御装置 50のケーシ ングを貫通してポンプ 21の回転シャフトに連結され、切換バルブ 23のケーシング内 に作動油の流路と固定絞り 24が形成されている。
[0019] 制御装置 50は、トルクセンサ 40による検出操舵トルクの正負から求められる操舵方 向に応じた操舵補助力が作用するように切換バルブ 23を制御し、これにより、ソレノ イド 23aの電磁力によりスプール 23bは右操舵補助位置あるいは左操舵補助位置に 変位する。また、操舵トルクが検出されていない場合、制御装置 50はスプール 23bを ニュートラル位置に変位させる。さらに制御装置 50は、トルクセンサ 40により検出され た操舵トルクの大きさと車速センサ 41により検出された車速とに応じてポンプ 21から 吐出される作動油の圧力が変化するように、モータ 22を制御する。例えば図 3に示 すように、検出操舵トルクの大きさが大きぐ検出車速が低速である程に、作動油が 高圧になって操舵補助力が大きくなるようにモータ 22の駆動電力を増加させ、また、 検出操舵トルクが小さぐ検出車速が高速である場合はモータ 22を停止させて操舵 補助力を解除し、省エネルギー化を図る。
[0020] 上記実施形態によれば、油圧シリンダ 10により操舵補助力を発生させる場合にお いて、電動の切換バノレブ 23により作動油の流路を切り換えることで操舵方向に応じ て操舵補助力の作用方向を変化させることができ、さらに、電動モータ 22を運転状 態に応じて制御することで操舵補助力のきめ細かな制御が可能になる。また、タンク 20、ポンプ 21、モータ 22、切換バルブ 23および制御装置 50は、油圧シリンダ 10に 対して一体的に着脱可能に一体化されているので、組み立てを効率良く行うことがで きる。さらに、油圧シリンダ 10において両油室 13、 14の中で作動油が供給される側 が負圧になると、その油室にタンク 20から作動油が両チェックバルブ 32、 33の中の 対応する側を介して流入するので、油圧シリンダ 10の作動遅れを防止し迅速に操舵 補助力を発生できる。
[0021] 図 4に示す第 1変形例においては、上記実施形態における固定絞り 24に代えて、 制御装置 50に接続される電動バルブとして電動流量制御バルブ 60が油圧シリンダ 10の両油室 13、 14の間の作動油流路に設けられ、流量制御バルブ 60が可変絞りと して機能することでポンプ 21とタンク 20との間の作動油流路における開度が変更可 能とされている。制御装置 50は、求められた運転状態に応じて操舵補助力が変化す るように、モータ 22と共に流量制御バルブ 60を制御する。例えば、操舵補助力を付 与する際は制御装置 50はモータ 22を検出操舵トルクの大きさが大きくなる程に駆動 電力が大きくなるように制御し、また流量制御バルブ 60を検出車速が低速になる程 に作動油流路の開度が小さくなるように制御する。あるいは、操舵補助力を付与する 際は制御装置 50によりモータ 22を一定出力で駆動すると共に、流量制御バルブ 60 を運転状態に応じて制御してもよぐ例えば検出操舵トルクの大きさが大きぐ検出車 速が低速である程に流量制御バルブ 60により作動油流路の開度を小さくする。電動 流量制御バルブ 60はタンク 20、ポンプ 21、モータ 22、切換バルブ 23および制御装 置 50に一体化されるのが好ましい。他は上記実施形態と同様とされる。
[0022] 図 5に示す第 2変形例においては、上記実施形態におけるチェックバルブ 32、 33 に代えて、各油室 13、 14それぞれとタンク 20との間の作動油流路に電動バルブとし て電動の流量制御バルブ 60が設けられ、各流量制御バルブ 60が可変絞りとして機 能することでポンプ 21とタンク 20との間の作動油流路の開度が変更可能とされてい る。制御装置 50によりモータ 22と両油室 13、 14の中で高圧側に接続される流量制 御バルブ 60が第 1変形例と同様に制御され、低圧側に接続される流量制御バルブ 6 0は作動油流路の開度が一定、例えば全開あるいは全閉となるように制御される。他 は上記実施形態と同様とされる。
[0023] 図 6に示す第 3変形例においては、上記実施形態におけるリリーフバルブ 31に代 えて、電動バルブとして作動油流路を開閉する電磁開閉バルブ 61とポンプ 21の吐 出側圧カを検知する圧力センサ 62が、ポンプ 21の吐出側とタンク 20との間に配置さ れ、これによりポンプ 21とタンク 20との間の作動油流路の開度が変更可能とされてい る。圧力センサ 62により検出されるポンプ 21の吐出側圧力が設定値以上にならない ように制御装置 50により電磁開閉バルブ 61が制御されることで、電磁開閉バルブ 61 はリリーフバルブとして機能する。さらに、制御装置 50は求められた運転状態に応じ て操舵補助力が変化するように、モータ 22と共に電磁開閉バルブ 61を制御する。例 えば、操舵補助力を付与する際は制御装置 50はモータ 22を検出操舵トルクの大き さが大きくなる程に駆動電力が大きくなるように制御し、また電磁開閉バルブ 61を検 出車速が低速になる程にポンプ 21の作動油吐出圧力が大きくなるように制御する。 あるいは、操舵補助力を付与する際は制御装置 50によりモータ 22を一定出力で駆 動すると共に、電磁開閉バルブ 61を運転状態に応じて制御してもよぐ例えば検出 操舵トルクの大きさが大きぐ検出車速が低速である程に圧力センサ 62により検出さ れるポンプ 21の吐出側圧力が大きくなるように電磁開閉バルブ 61を制御する。他は 上記実施形態と同様とされる。
本発明は上記実施形態に限定されない。運転状態として求めるのは操舵トルクや 車速に限定されず、例えば、舵角や操舵速度や操舵加速度を運転条件として求め、 舵角や舵角速度や操舵加速度の大きさが大きい程に操舵補助力が大きくなるように 制御を行ってもよレ、。また、舵角センサを設け、その検出値から操舵方向を求めるよう にしてもよレ、。さらに、マニュアルタイプのステアリング装置に本発明のパワーステアリ ングユニットを取り付けることでパワーステアリング装置化してもよぐ例えばマ二ユア ルタイプのラックピニオン式ステアリング装置のラックに油圧シリンダのピストンロッドを 連結し、車体側に油圧シリンダのシリンダチューブを固定し、一体化されたタンク、ポ ンプ、電動モータ、切換バルブおよび制御装置をその油圧シリンダに取り付ける。

Claims

請求の範囲
[1] 操舵補助力発生用油圧ァクチユエータと、
前記油圧ァクチユエータの作動油を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された作動油の吐出用ポンプと、
前記ポンプの駆動用電動モータと、
右操舵補助力を発生する状態と左操舵補助力を発生する状態とを択一的に選択で きるように、前記油圧ァクチユエータへの作動油の流路を切り換える電動の切換バル ブと、
求められた操舵方向に応じた操舵補助力が作用するように前記切換バノレブを制御 すると共に、求められた運転状態に応じて前記ポンプから吐出される作動油の圧力 が変化するように前記モータを制御する制御装置とを備えるパワーステアリングュニ ク 。
[2] 操舵補助力発生用油圧ァクチユエータと、
前記油圧ァクチユエータの作動油を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された作動油の吐出用ポンプと、
前記ポンプの駆動用電動モータと、
右操舵補助力を発生する状態と左操舵補助力を発生する状態とを択一的に選択で きるように、前記油圧ァクチユエータへの作動油の流路を切り換える電動の切換バル ブと、
前記ポンプの吐出側と前記タンクとの間の作動油流路における開度を変化させる電 動バルブと、
求められた操舵方向に応じた操舵補助力が作用するように前記切換バノレブを制御 すると共に、求められた運転状態に応じて操舵補助力が変化するように前記電動バ ルブを制御する制御装置とを備えるパワーステアリングユニット。
[3] 求められた運転状態に応じて前記ポンプから吐出される作動油の圧力が変化するよ うに、前記モータが前記制御装置により制御される請求項 2に記載のパワーステアリ ングユニット。
[4] 前記タンク、ポンプ、モータ、切換バルブおよび制御装置が、前記油圧ァクチユエ一 タに対して一体的に着脱可能なように一体化されている請求項 1一 3の中の何れか に記載のパワーステアリングユニット。
前記油圧ァクチユエ一タは右操舵補助力発生用油室と左操舵補助力発生用油室と を有し、前記各油室それぞれと前記タンクとの間の作動油流路に、前記各油室から 前記タンクへの作動油の流れを規制すると共に前記タンクから前記各油室への作動 油の流れを許容するチェックバルブが配置されている請求項 1一 4の中の何れかに 記載のパワーステアリングユニット。
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