JP2006273001A - Power steering device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the load of a cylinder and miniaturize whole device by using the cylinder in combination with an electric motor. <P>SOLUTION: One pressure chamber 3 or 4 of the cylinder 1 is communicated with a pump, and the other pressure chamber 4 or 3 is communicated with a tank according to the switching direction of a steering valve V. On the other hand, the power steering device is constituted that supply flow rate to the pressure chamber is controlled according to the switching amount of the steering valve, and equipped with the electric motor M and a transmission mechanism which directly or indirectly transmits the turning force of the electric motor to an output shaft side. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、シリンダを備えたパワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a power steering apparatus including a cylinder.

この種の装置として特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この従来の装置は、シリンダのピストンロッドの両端にボールジョイントを介してナックルアームを連係するとともに、上記ピストンロッドにはラックを形成している。そして、このラックにピニオンギアをかみ合わるとともに、このピニオンギアと連係した出力軸と、ステアリングホィールと連係した入力軸と、これら入力軸と出力軸とを連係させるとともにその系統に設けたトルク検出手段とを備えている。そして、上記トルク検出手段が検出した操舵トルクに応じてアシスト力を制御する構成にしている。
特開平１１−３２１６８２号公報 A device described in Patent Document 1 has been conventionally known as this type of device. In this conventional apparatus, knuckle arms are linked to both ends of a piston rod of a cylinder via ball joints, and a rack is formed on the piston rod. The rack is engaged with the pinion gear, the output shaft linked to the pinion gear, the input shaft linked to the steering wheel, the input shaft and the output shaft linked to each other, and the torque detection means provided in the system And. The assist force is controlled according to the steering torque detected by the torque detection means.
JP-A-11-321682

上記のようにした従来の装置では、そのパワー源がシリンダだけなので、必要とするアシスト力は、すべてシリンダによる力でまかなわなければならなかった。このようにシリンダだけで、すべてのアシスト力をまかなうと、シリンダを大型化しなければならない。シリンダが大型化すれば、当然のこととして、装置全体が大型化するので、部品密度が高いエンジンルームには、設置できなくなるという問題があった。   In the conventional apparatus as described above, since the power source is only the cylinder, the necessary assist force has to be covered by the force of the cylinder. In this way, if all the assisting force is covered by the cylinder alone, the cylinder must be enlarged. If the cylinder is increased in size, as a matter of course, the entire apparatus is increased in size, so that there is a problem that it cannot be installed in an engine room having a high component density.

また、パワーステアリング装置は、停車時のいわゆる据え切り時に最大アシスト力が必要とされる。このように据え切り時に必要とされる最大アシスト力に対応するためには、その分、シリンダやポンプを大型化せざるを得ない。しかも、ポンプはエンジンに直結しているので、アシスト力を必要としない場合でも、それは回転し続けることになる。したがって、上記のようにポンプを大型化すれば、アシスト力を必要としない場合でも、エネルギーロスが大きくなり、それだけ燃費も悪くなるという問題があった。   Further, the power steering device requires a maximum assist force at the time of so-called stationary when the vehicle is stopped. Thus, in order to cope with the maximum assist force required at the time of stationary, it is necessary to increase the size of the cylinder and the pump accordingly. Moreover, since the pump is directly connected to the engine, it will continue to rotate even when no assist force is required. Therefore, if the pump is increased in size as described above, there is a problem that even when the assist force is not required, energy loss is increased and fuel consumption is reduced accordingly.

この発明の目的は、シリンダと電動モータとを組み合わせて、トータル的には小型化を達成できるパワーステアリング装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a power steering device that can achieve a reduction in size in total by combining a cylinder and an electric motor.

第１の発明は、ピストンによって左右の圧力室を区画するとともにこのピストンにピストンロッドを設けたシリンダと、上記ピストンロッドと連係するとともに、ピストンロッドと一体的に移動するラック軸と、ラック軸に形成したラックと、このラックにかみ合わせたピニオンギアと、このピニオンギアと連係した出力軸と、ステアリングホィールと連係した入力軸と、これら入力軸と出力軸とを連係させるとともにそれら両軸の相対回転量に応じて切り換え量が制御されるステアリングバルブと備え、上記ステアリングバルブの切り換え方向に応じてシリンダの一方の圧力室をポンプに連通し、他方の圧力室をタンクに連通させる一方、ステアリングバルブの切り換え量に応じて、圧力室への供給流量を制御する構成にしたパワーステアリング装置を前提にする。そして、この装置を前提にしつつ、第１の発明は、電動モータと、この電動モータの回転力を出力軸側に直接または間接的に伝達する伝達機構とを備えた点に特徴を有する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a cylinder in which left and right pressure chambers are partitioned by a piston and a piston rod is provided on the piston; a rack shaft that is linked to the piston rod and moves integrally with the piston rod; The formed rack, the pinion gear meshed with the rack, the output shaft linked to the pinion gear, the input shaft linked to the steering wheel, the input shaft and the output shaft are linked, and the relative rotation of both the shafts A steering valve whose switching amount is controlled according to the amount, and one pressure chamber of the cylinder communicates with the pump and the other pressure chamber communicates with the tank according to the switching direction of the steering valve. A power steer that is configured to control the supply flow rate to the pressure chamber according to the switching amount. To assume the packaging equipment. Based on this apparatus, the first invention is characterized in that it includes an electric motor and a transmission mechanism that directly or indirectly transmits the rotational force of the electric motor to the output shaft side.

第１の発明によれば、シリンダと電動モータとを組み合わせて、シリンダの出力不足を電動モータで補うようにしたので、トータル出力が同じにして、装置全体を小型化できる。なぜなら、シリンダの出力を大きくしようとすれば、そのピストン径を大きくしなければならないが、ピストン径を大きくすれば、当然のこととしてシリンダの直径も大きくしなければならない。   According to the first aspect of the invention, the cylinder and the electric motor are combined and the output shortage of the cylinder is compensated by the electric motor. Therefore, the total output can be made the same and the entire apparatus can be downsized. This is because if the output of the cylinder is to be increased, the piston diameter must be increased. However, if the piston diameter is increased, the cylinder diameter must naturally be increased.

しかし、この発明のように、電動モータを併用すると、電動モータそのものは、それほど大きくなくても、トータル出力を確保できるとともに、電動モータは、その回転力を、伝達機構を介して出力軸側に伝達すればよいので、シリンダよりもエンジンルームにおける配置の自由度が高くなる。言い換えると、エンジンの配置に関して、設計の自由度が増すことになる。その上、シリンダ径も小さくできるので、エンジンルーム内の設計の自由度がさらに増すことになる。   However, when the electric motor is used together as in the present invention, the total output can be secured even if the electric motor itself is not so large, and the electric motor transmits its rotational force to the output shaft side via the transmission mechanism. Since it only has to be transmitted, the degree of freedom of arrangement in the engine room becomes higher than that of the cylinder. In other words, the degree of freedom of design is increased with respect to the arrangement of the engine. In addition, since the cylinder diameter can be reduced, the degree of freedom of design in the engine room is further increased.

さらに、電動モータがアシスト力を分担する分、ポンプやシリンダを小型化できるので、それらポンプやシリンダを駆動するための消費エネルギーを小さくできる。しかも、直進走行時のように操舵量が少ない状況で走行しているとき、電動モータは、ほとんど停止しているので、ポンプやシリンダを小型化できることと相まって、燃費がいっそう改善されることになる。   Furthermore, since the electric motor shares the assisting force, the pump and the cylinder can be reduced in size, so that the energy consumption for driving the pump and the cylinder can be reduced. Moreover, when the vehicle is traveling in a state where the steering amount is small, such as when traveling straight ahead, the electric motor is almost stopped, so that the fuel efficiency is further improved in combination with the miniaturization of the pump and cylinder. .

図１に示した第１実施形態は、装置本体Ｈにシリンダ１を設けるとともに、このシリンダ１にはピストン２を摺動自在に組み込んでいる。このようにシリンダ１にピストン２を組み込むことによって、シリンダ１内を左右の圧力室３，４に区画している。また、このピストン２には、ピストンロッド５を設け、このピストンロッド５の両端をシリンダ１から外方に突出させるとともに、その突出端にはボールジョイントを介して図示していないナックルアームを連係している。さらに、上記ピストンロッド５は、シリンダ１を挟んで一方の側にラック６を形成するとともに、このラック６を形成した部分をラック軸５ａとしている。   In the first embodiment shown in FIG. 1, a cylinder 1 is provided in the apparatus main body H, and a piston 2 is slidably incorporated in the cylinder 1. By incorporating the piston 2 into the cylinder 1 in this way, the inside of the cylinder 1 is divided into left and right pressure chambers 3 and 4. The piston 2 is provided with a piston rod 5, and both ends of the piston rod 5 project outward from the cylinder 1, and a knuckle arm (not shown) is linked to the projecting end via a ball joint. ing. Furthermore, the piston rod 5 forms a rack 6 on one side with the cylinder 1 in between, and a portion where the rack 6 is formed is a rack shaft 5a.

また、上記装置本体Ｈには、ステアリングバルブＶを組み込むとともに、このステアリングバルブＶは、入力軸７と出力軸８とを連係するトーションバーを備え、入力軸７と出力軸８との相対回転量を操舵トルクに比例させるようにしている。さらに、上記入力軸７と出力軸８とが相対回転すると、その相対回転量に応じてステアリングバルブＶの切り換え量が制御される。   The apparatus body H incorporates a steering valve V. The steering valve V includes a torsion bar that links the input shaft 7 and the output shaft 8, and the relative rotation amount between the input shaft 7 and the output shaft 8. Is proportional to the steering torque. Further, when the input shaft 7 and the output shaft 8 are relatively rotated, the switching amount of the steering valve V is controlled according to the relative rotation amount.

なお、上記入力軸７はステアリングホィール９に連係され、出力軸８はピニオンギア１０に連係している。したがって、ステアリングホィール９を操作してそれをいずれかに回転すると、ピニオンギア１０側に作用している負荷の作用で、入力軸７と出力軸８とが、上記トーションバーをねじりながら相対回転するが、その相対回転量に応じて、ステアリングバルブＶの切り換え量が制御される。そして、このステアリングバルブＶの切り換え方向に応じて、圧力室３．４のいずれか一方の圧力室がエンジンＥに連係したポンプＰに連通し、いずれか他方の圧力室がタンクＴに連通する。   The input shaft 7 is linked to the steering wheel 9 and the output shaft 8 is linked to the pinion gear 10. Therefore, when the steering wheel 9 is operated and rotated either, the input shaft 7 and the output shaft 8 rotate relative to each other while twisting the torsion bar by the action of the load acting on the pinion gear 10 side. However, the switching amount of the steering valve V is controlled according to the relative rotation amount. Depending on the switching direction of the steering valve V, one of the pressure chambers 3.4 communicates with the pump P associated with the engine E, and the other pressure chamber communicates with the tank T.

また、上記ステアリングバルブＶの切り換え量に応じて、上記のように圧力室３あるいは４に供給される流量が制御されることになる。言い換えると、入力軸７と出力軸８との相対回転量が大きいときには、操舵トルクも大きくなるので、圧力室３あるいは４に供給される流量が多くなるが、入力軸７と出力軸８との相対回転量が小さいときには、操舵トルクも小さくなるので、圧力室３あるいは４に供給される流量が少なくなる。   Further, according to the switching amount of the steering valve V, the flow rate supplied to the pressure chamber 3 or 4 is controlled as described above. In other words, when the relative rotation amount between the input shaft 7 and the output shaft 8 is large, the steering torque also increases, so the flow rate supplied to the pressure chamber 3 or 4 increases, but the input shaft 7 and the output shaft 8 When the relative rotation amount is small, the steering torque is also small, so the flow rate supplied to the pressure chamber 3 or 4 is small.

一方、上記ピニオンギア１０に連係した出力軸８は、この発明の伝達機構であるギア１１を介して、電動モータＭに連係しているが、この電動モータＭはコントローラＣによって制御される。電動モータＭを制御するコントローラＣには、負荷圧センサー１２，１３からの負荷圧信号が入力する関係にしているが、この負荷圧センサー１２，１３は、シリンダ１の両圧力室３，４の負荷圧を検出して、それをコントローラＣに入力する構成にしている。   On the other hand, the output shaft 8 linked to the pinion gear 10 is linked to the electric motor M via the gear 11 which is the transmission mechanism of the present invention. The electric motor M is controlled by the controller C. The controller C that controls the electric motor M has a relationship in which load pressure signals from the load pressure sensors 12 and 13 are input. The load pressure sensors 12 and 13 are connected to the pressure chambers 3 and 4 of the cylinder 1. The load pressure is detected and input to the controller C.

さらに、上記コントローラＣは、シリンダ１の設定負荷圧を記憶する機能と、負荷圧センサー１２，１３で検出したシリンダ１の負荷圧が、上記設定負荷圧以上になったか否かを判定する機能と、シリンダ１の負荷圧が、上記設定負荷圧以上になったとき、電動モータＭを駆動させる機能とを備えている。   Further, the controller C has a function of storing the set load pressure of the cylinder 1 and a function of determining whether or not the load pressure of the cylinder 1 detected by the load pressure sensors 12 and 13 is equal to or higher than the set load pressure. And a function of driving the electric motor M when the load pressure of the cylinder 1 becomes equal to or higher than the set load pressure.

今、ステアリングホィール９を回すと、前記したようにそのときの操舵トルクに応じてステアリングバルブＶが切り換わるとともに、その切り換え量も制御される。そして、その切り換え量に応じた流量がポンプＰからシリンダ１のいずれかの圧力室３あるいは４に供給される。したがって、ピストン２はシリンダ１内を移動して、ピストンロッド５を移動し、車輪の転舵を行う。   Now, when the steering wheel 9 is turned, the steering valve V is switched according to the steering torque at that time as described above, and the switching amount is also controlled. A flow rate corresponding to the switching amount is supplied from the pump P to any pressure chamber 3 or 4 of the cylinder 1. Therefore, the piston 2 moves in the cylinder 1, moves the piston rod 5, and steers the wheel.

このとき、負荷圧センサー１２，１３はシリンダ１の圧力室３，４内の負荷圧を検出するとともに、それをコントローラＣに入力する。コントローラＣは、負荷圧センサー１２，１３で検出した負荷圧が、自ら記憶している設定負荷圧以上か否かを判定し、負荷圧センサー１２，１３で検出した負荷圧が、設定負荷圧以上になったとき、コントローラＣは電動モータＭを駆動させる。   At this time, the load pressure sensors 12 and 13 detect the load pressure in the pressure chambers 3 and 4 of the cylinder 1 and input it to the controller C. The controller C determines whether or not the load pressure detected by the load pressure sensors 12 and 13 is greater than or equal to the set load pressure stored therein, and the load pressure detected by the load pressure sensors 12 and 13 is greater than or equal to the set load pressure. When it becomes, the controller C drives the electric motor M.

電動モータＭが駆動すれば、その駆動力で出力軸８が回転させられるので、その駆動力はピニオンギア１０を介してラック軸５ａすなわちピストンロッド５を移動させる力になる。言い換えれば、ピストンロッド５は、シリンダ１の駆動力と電動モータＭの駆動力とによって動かされることになる。このようにシリンダ１と電動モータＭとの合計駆動力がピストンロッド５を動かすことになるので、シリンダ１が負担すべき出力を小さくできる。このようにシリンダ１の出力を小さくできるので、シリンダ１の外径を小さくできる。   When the electric motor M is driven, the output shaft 8 is rotated by the driving force, so that the driving force becomes a force for moving the rack shaft 5 a, that is, the piston rod 5 via the pinion gear 10. In other words, the piston rod 5 is moved by the driving force of the cylinder 1 and the driving force of the electric motor M. Thus, since the total driving force of the cylinder 1 and the electric motor M moves the piston rod 5, the output that the cylinder 1 should bear can be reduced. Thus, since the output of the cylinder 1 can be reduced, the outer diameter of the cylinder 1 can be reduced.

また、上記負荷圧センサー１２，１３が検出する負荷圧が、上記設定負荷圧よりも小さくなったときには、コントローラＣは電動モータＭの出力を停止して自由回転させる。このように電動モータＭが自由回転すれば、ピストンロッド５に伝達される駆動力は、シリンダ１の駆動力だけになる。   Further, when the load pressure detected by the load pressure sensors 12 and 13 becomes smaller than the set load pressure, the controller C stops the output of the electric motor M and freely rotates it. Thus, if the electric motor M rotates freely, the driving force transmitted to the piston rod 5 is only the driving force of the cylinder 1.

なお、上記第１実施形態では、電動モータＭを自由回転にして、電動モータＭの駆動力をピストンロッド５に伝達されないようにしたが、上記第１実施形態のギア１１に変えて、そこに伝達機構としてのクラッチを設けるようにしてもよい。このようにしたクラッチを切れば、電動モータＭの慣性モーメントや逆起電力の影響を排除することができる。   In the first embodiment, the electric motor M is freely rotated so that the driving force of the electric motor M is not transmitted to the piston rod 5, but instead of the gear 11 of the first embodiment, A clutch as a transmission mechanism may be provided. By disengaging the clutch as described above, it is possible to eliminate the influence of the moment of inertia of the electric motor M and the back electromotive force.

図２に示した第２実施形態は、第１実施形態の負荷圧センサー１２，１３に変えて操舵トルクを電気的に検出するトルク検出手段１５を採用したもので、その他は第１実施形態と同様である。ただし、以下には、第２実施形態のすべての構成を詳細に説明する。   The second embodiment shown in FIG. 2 employs torque detection means 15 that electrically detects the steering torque in place of the load pressure sensors 12 and 13 of the first embodiment, and others are the same as the first embodiment. It is the same. However, in the following, all configurations of the second embodiment will be described in detail.

図２に示した第１実施形態は、装置本体Ｈにシリンダ１を設けるとともに、このシリンダ１にはピストン２を摺動自在に組み込んでいる。このようにシリンダ１にピストン２を組み込むことによって、シリンダ１内を左右の圧力室３，４に区画している。また、このピストン２には、ピストンロッド５を設け、このピストンロッド５の両端をシリンダ１から外方に突出させるとともに、その突出端にはボールジョイントを介して図示していないナックルアームを連係している。さらに、上記ピストンロッド５は、シリンダ１を挟んで一方の側にラック６を形成するとともに、このラック６を形成した部分をラック軸５ａとしている。   In the first embodiment shown in FIG. 2, a cylinder 1 is provided in the apparatus main body H, and a piston 2 is slidably incorporated in the cylinder 1. By incorporating the piston 2 into the cylinder 1 in this way, the inside of the cylinder 1 is divided into left and right pressure chambers 3 and 4. The piston 2 is provided with a piston rod 5, and both ends of the piston rod 5 project outward from the cylinder 1, and a knuckle arm (not shown) is linked to the projecting end via a ball joint. ing. Furthermore, the piston rod 5 forms a rack 6 on one side with the cylinder 1 in between, and a portion where the rack 6 is formed is a rack shaft 5a.

また、上記装置本体Ｈには、ステアリングバルブＶを組み込むとともに、このステアリングバルブＶは、入力軸７と出力軸８とを連係するトーションバーを備え、入力軸７と出力軸８との相対回転量を操舵トルクに比例させるようにしている。さらに、上記入力軸７と出力軸８とが相対回転すると、その相対回転量に応じてステアリングバルブＶの切り換え量が制御される。   The apparatus body H incorporates a steering valve V. The steering valve V includes a torsion bar that links the input shaft 7 and the output shaft 8, and the relative rotation amount between the input shaft 7 and the output shaft 8. Is proportional to the steering torque. Further, when the input shaft 7 and the output shaft 8 are relatively rotated, the switching amount of the steering valve V is controlled according to the relative rotation amount.

なお、上記入力軸７はステアリングホィール９に連係され、出力軸８はピニオンギア１０に連係している。したがって、ステアリングホィール９を操作してそれをいずれかに回転すると、ピニオンギア１０側に作用している負荷の作用で、入力軸７と出力軸８とが、上記トーションバーをねじりながら相対回転するが、その相対回転位相差に応じて、ステアリングバルブＶの切り換え量が制御される。そして、このステアリングバルブＶの切り換え方向に応じて、圧力室３．４のいずれか一方の圧力室がエンジンＥに連係したポンプＰに連通し、いずれか他方の圧力室がタンクＴに連通する。   The input shaft 7 is linked to the steering wheel 9 and the output shaft 8 is linked to the pinion gear 10. Accordingly, when the steering wheel 9 is operated and rotated either, the input shaft 7 and the output shaft 8 rotate relative to each other while twisting the torsion bar by the action of the load acting on the pinion gear 10 side. However, the switching amount of the steering valve V is controlled according to the relative rotational phase difference. Depending on the switching direction of the steering valve V, one of the pressure chambers 3.4 communicates with the pump P associated with the engine E, and the other pressure chamber communicates with the tank T.

また、上記ステアリングバルブＶの切り換え量に応じて、上記のように圧力室３あるいは４に供給される流量が制御されることになる。言い換えると、入力軸７と出力軸８との相対回転量が大きいときには、操舵トルクも大きくなるので、圧力室３あるいは４に供給される流量が多くなるが、入力軸７と出力軸８との相対回転量が小さいときには、操舵トルクも小さくなるので、圧力室３あるいは４に供給される流量が少なくなる。   Further, according to the switching amount of the steering valve V, the flow rate supplied to the pressure chamber 3 or 4 is controlled as described above. In other words, when the relative rotation amount between the input shaft 7 and the output shaft 8 is large, the steering torque also increases, so the flow rate supplied to the pressure chamber 3 or 4 increases, but the input shaft 7 and the output shaft 8 When the relative rotation amount is small, the steering torque is also small, so the flow rate supplied to the pressure chamber 3 or 4 is small.

一方、上記ピニオンギア１０に連係した出力軸８は、この発明の伝達機構であるギア１１を介して、電動モータＭに連係しているが、この電動モータＭはコントローラＣによって制御される。電動モータＭを制御するコントローラＣには、ステアリングホィール９と入力軸７とを連係するシャフト１４にトルク検出手段１５を設けているが、このトルク検出手段１５は、入力軸７の操舵トルクを検出して、それをコントローラＣに入力する構成にしている。なお、この電動モータを制御するトルク検出手段１５は、トーションバーのねじりによって発生する入力軸７と出力軸８との相対回転量に応じて操舵トルクを検出する構成のものを採用してもよい。要するに、トルク検出手段１５の具体的な構成は問わない。   On the other hand, the output shaft 8 linked to the pinion gear 10 is linked to the electric motor M via the gear 11 which is the transmission mechanism of the present invention. The electric motor M is controlled by the controller C. The controller C for controlling the electric motor M is provided with torque detection means 15 on the shaft 14 that links the steering wheel 9 and the input shaft 7. The torque detection means 15 detects the steering torque of the input shaft 7. Then, it is configured to input it to the controller C. The torque detecting means 15 for controlling the electric motor may be configured to detect the steering torque in accordance with the relative rotation amount between the input shaft 7 and the output shaft 8 generated by torsion of the torsion bar. . In short, the specific configuration of the torque detection means 15 does not matter.

さらに、上記コントローラＣは、設定トルクを記憶する機能と、トルク検出手段１５で検出した操舵トルクが、上記設定トルク以上になったか否かを判定する機能と、トルク検出手段１５で検出した操舵トルクが、上記設定トルク以上になったとき、電動モータＭを駆動させる機能とを備えている。   Further, the controller C has a function of storing the set torque, a function of determining whether or not the steering torque detected by the torque detection means 15 is equal to or higher than the set torque, and the steering torque detected by the torque detection means 15. Has a function of driving the electric motor M when the set torque is exceeded.

今、ステアリングホィール９を回すと、前記したようにそのときの操舵トルクに応じてステアリングバルブＶが切り換わるとともに、その切り換え量も制御される。そして、その切り換え量に応じた流量がポンプＰからシリンダ１のいずれかの圧力室３あるいは４に供給される。したがって、ピストン２はシリンダ１内を移動して、ピストンロッド５を移動し、車輪の転舵を行う。   Now, when the steering wheel 9 is turned, the steering valve V is switched according to the steering torque at that time as described above, and the switching amount is also controlled. A flow rate corresponding to the switching amount is supplied from the pump P to any pressure chamber 3 or 4 of the cylinder 1. Therefore, the piston 2 moves in the cylinder 1, moves the piston rod 5, and steers the wheel.

このとき、トルク検出手段１５は、操舵トルクを検出するとともに、それをコントローラＣに入力する。コントローラＣは、トルク検出手段１５で検出した操舵トルクが、自ら記憶している設定トルク以上か否かを判定し、トルク検出手段１５で検出した操舵トルクが、設定トルク以上になったとき、コントローラＣは電動モータＭを駆動させる。   At this time, the torque detection means 15 detects the steering torque and inputs it to the controller C. The controller C determines whether or not the steering torque detected by the torque detection means 15 is equal to or greater than the set torque stored in itself, and when the steering torque detected by the torque detection means 15 becomes equal to or greater than the set torque, the controller C C drives the electric motor M.

電動モータＭが駆動すれば、その駆動力で出力軸８が回転させられるので、その駆動力はピニオンギア１０を介してラック軸５ａすなわちピストンロッド５を移動させる力になる。言い換えれば、ピストンロッド５は、シリンダ１の駆動力と電動モータＭの駆動力とによって動かされることになる。このようにシリンダ１と電動モータＭとの合計駆動力がピストンロッド５を動かすことになるので、シリンダ１が負担すべき出力を小さくできる。このようにシリンダ１の出力を小さくできるので、シリンダ１の外径を小さくできる。   When the electric motor M is driven, the output shaft 8 is rotated by the driving force, so that the driving force becomes a force for moving the rack shaft 5 a, that is, the piston rod 5 via the pinion gear 10. In other words, the piston rod 5 is moved by the driving force of the cylinder 1 and the driving force of the electric motor M. Thus, since the total driving force of the cylinder 1 and the electric motor M moves the piston rod 5, the output that the cylinder 1 should bear can be reduced. Thus, since the output of the cylinder 1 can be reduced, the outer diameter of the cylinder 1 can be reduced.

また、上記操舵トルク検出手段１５が検出する操舵トルクが、上記設定トルクよりも小さくなったときには、コントローラＣは電動モータＭの出力を停止して自由回転させる。このように電動モータＭが自由回転すれば、ピストンロッド５に伝達される駆動力は、シリンダ１の駆動力だけになる。   Further, when the steering torque detected by the steering torque detection means 15 becomes smaller than the set torque, the controller C stops the output of the electric motor M and freely rotates it. Thus, if the electric motor M rotates freely, the driving force transmitted to the piston rod 5 is only the driving force of the cylinder 1.

なお、上記第２実施形態では、電動モータＭを自由回転にして、電動モータＭの駆動力をピストンロッド５に伝達されないようにしたが、上記第１実施形態のギア１１に変えて、そこに伝達機構としてのクラッチを設けるようにしてもよい。このようにしたクラッチを切れば、電動モータＭの慣性モーメントや逆起電力の影響を排除することができる。   In the second embodiment, the electric motor M is freely rotated so that the driving force of the electric motor M is not transmitted to the piston rod 5, but instead of the gear 11 of the first embodiment, A clutch as a transmission mechanism may be provided. By disengaging the clutch as described above, it is possible to eliminate the influence of the moment of inertia of the electric motor M and the back electromotive force.

上記のようにシリンダ１と電動モータＭとを併用して、パワーステアリング装置の操舵補助を行うようにしたので、シリンダ１の外径を小さくしても、シリンダ１と電動モータＭとのトータル出力を、大型シリンダを用いた従来装置の出力と同じ出力に保つことができる。また、電動モータＭの出力負担分、シリンダ１の出力負担を小さくできるので、シリンダ１の強度を下げることができる。このようにシリンダ１の強度を下げることができるので、その分、シリンダ１の肉厚も薄くでき、コストダウンを実現できる。   Since the cylinder 1 and the electric motor M are used in combination as described above to assist the steering of the power steering apparatus, the total output of the cylinder 1 and the electric motor M can be achieved even if the outer diameter of the cylinder 1 is reduced. Can be maintained at the same output as that of a conventional apparatus using a large cylinder. Moreover, since the output burden of the cylinder 1 can be reduced by the output burden of the electric motor M, the strength of the cylinder 1 can be lowered. Thus, since the strength of the cylinder 1 can be lowered, the thickness of the cylinder 1 can be reduced correspondingly, and the cost can be reduced.

さらに、上記したようにシリンダ径を小さくできるので、その分、使用する作動油の油量を少なくできる。このように作動油の油量を少なくできるので、環境対応型の装置を得ることができる。   Furthermore, since the cylinder diameter can be reduced as described above, the amount of hydraulic oil to be used can be reduced accordingly. Thus, since the amount of hydraulic oil can be reduced, an environment-friendly device can be obtained.

一方、電動モータＭがアシスト力を分担する分、ポンプやシリンダ１を小型化できるので、それらポンプやシリンダ１を駆動するための消費エネルギーを小さくできる。しかも、直進走行時のように操舵量が少ない状況で走行しているとき、電動モータＭは、ほとんど停止しているので、ポンプやシリンダ１を小型化できることと相まって、燃費がいっそう改善されることになる。   On the other hand, since the pump and the cylinder 1 can be miniaturized as much as the electric motor M shares the assist force, energy consumption for driving the pump and the cylinder 1 can be reduced. Moreover, since the electric motor M is almost stopped when traveling with a small amount of steering as in the case of straight traveling, the fuel consumption is further improved in combination with the miniaturization of the pump and the cylinder 1. become.

第１実施形態の概略図である。It is the schematic of 1st Embodiment. 第２実施形態の概略図である。It is the schematic of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ シリンダ
２ ピストン
３，４ 圧力室
５ ピストンロッド
５ａ ラック軸
６ ラック
Ｖ ステアリングバルブ
７ 入力軸
８ 出力軸
９ ステアリングホィール
１０ ピニオンギア
１１ 伝達機構としてのギア
Ｍ 電動モータ
Ｃ コントローラ
１２ 負荷圧センサー
１３ 負荷圧センサー
１５ トルク検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 2 Piston 3, 4 Pressure chamber 5 Piston rod 5a Rack shaft 6 Rack V Steering valve 7 Input shaft 8 Output shaft 9 Steering wheel 10 Pinion gear 11 Gear as a transmission mechanism M Electric motor C Controller 12 Load pressure sensor 13 Load pressure Sensor 15 Torque detection means

Claims (3)

ピストンによって左右の圧力室を区画するとともにこのピストンにピストンロッドを設けたシリンダと、上記ピストンロッドと連係するとともに、ピストンロッドと一体的に移動するラック軸と、ラック軸に形成したラックと、このラックにかみ合わせたピニオンギアと、このピニオンギアと連係した出力軸と、ステアリングホィールと連係した入力軸と、これら入力軸と出力軸とを連係させるとともにそれら両軸の相対回転量に応じて切り換え量が制御されるステアリングバルブと備え、上記ステアリングバルブの切り換え方向に応じてシリンダの一方の圧力室をポンプに連通し、他方の圧力室をタンクに連通させる一方、ステアリングバルブの切り換え量に応じて、圧力室への供給流量を制御する構成にしたパワーステアリング装置において、電動モータと、この電動モータの回転力を出力軸側に直接または間接的に伝達する伝達機構とを備えたパワーステアリング装置。   A cylinder in which left and right pressure chambers are partitioned by a piston and a piston rod is provided on the piston, a rack shaft that is linked to the piston rod and moves integrally with the piston rod, a rack formed on the rack shaft, The pinion gear meshed with the rack, the output shaft linked to the pinion gear, the input shaft linked to the steering wheel, the input shaft and the output shaft are linked, and the switching amount according to the relative rotation amount of both the shafts Is connected to the pump according to the switching direction of the steering valve, and the other pressure chamber is connected to the tank, while according to the switching amount of the steering valve, The power steering system is configured to control the flow rate to the pressure chamber. Te, power steering device including an electric motor and a transmission mechanism for transmitting directly or indirectly the rotation force of the electric motor to the output shaft side. 上記電動モータを制御するコントローラと、上記圧力室の負荷圧を検出するとともに検出した負荷圧信号をコントローラに入力する負荷圧センサーとを備え、上記コントローラは、圧力室の設定負荷圧を記憶する機能と、圧力室の負荷圧が、上記設定負荷圧以上になったか否かを判定する機能と、圧力室の負荷圧が、設定負荷圧以上になったとき、電動モータを駆動させる機能とを備えた請求項１記載のパワーステアリング装置。   A controller that controls the electric motor; and a load pressure sensor that detects a load pressure of the pressure chamber and inputs the detected load pressure signal to the controller, and the controller stores a set load pressure of the pressure chamber. And a function for determining whether or not the load pressure in the pressure chamber is equal to or higher than the set load pressure, and a function for driving the electric motor when the load pressure in the pressure chamber is equal to or higher than the set load pressure. The power steering apparatus according to claim 1. 上記電動モータを制御するコントローラと、ピニオンギアに作用する負荷に応じて操舵トルクを検出するトルク検出手段とを備え、上記コントローラは、設定トルクを記憶する機能と、操舵トルクが設定トルク以上になったか否かを判定する機能と、操舵トルクが、設定トルク以上になったとき、電動モータを駆動させる機能とを備えた請求項１記載のパワーステアリング装置。   A controller for controlling the electric motor; and torque detecting means for detecting a steering torque in accordance with a load acting on the pinion gear. The controller stores a set torque and the steering torque becomes equal to or greater than the set torque. The power steering apparatus according to claim 1, further comprising: a function for determining whether or not the vehicle has been operated; and a function for driving the electric motor when the steering torque is equal to or greater than a set torque.

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