JP2007253653A

JP2007253653A - Power steering device

Info

Publication number: JP2007253653A
Application number: JP2006077281A
Authority: JP
Inventors: Osamu Sano; 修佐野; Masafumi Uota; 雅史魚田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-10-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power steering device compactly constituted by integrating a hydraulic control valve for the supply and discharge of hydraulic fluid to a part of a housing of a power cylinder for steering assistance. <P>SOLUTION: This power steering device is provided with a torque sensor 8 for detecting steering torque added to a steering wheel 30 together with a steering direction, the power cylinder 5 for applying steering assist force to a rack shaft 1, and the hydraulic control valve 6 operated based on the detected torque of the torque sensor 8 to perform supply and discharge control of the hydraulic fluid of the power cylinder 5. The hydraulic control valve 6 is constituted in a valve housing 60 attached to a part of the cylinder housing 50 of the power cylinder 5. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵部材に加えられる操舵トルクを検出し、この検出結果に基づいて動作する油圧制御弁により操舵補助用のパワーシリンダの作動油圧を給排制御する構成としたパワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a power steering device configured to detect a steering torque applied to a steering member, and to control supply and discharge of the hydraulic pressure of a steering assist power cylinder by a hydraulic control valve that operates based on the detection result.

近年の自動車には、ステアリングホイール等の操舵部材の操作に応じて操舵機構に操舵補助力を加え、操舵に要する労力負担を軽減し、快適な操舵感を得ることを目的としてパワーステアリング装置が広く装備されている。このパワーステアリング装置は、操舵補助力の発生源として復動式の油圧シリンダ（パワーシリンダ）を用いる油圧パワーステアリング装置と、同じく電動モータを用いる電動パワーステアリング装置とに大別される。 In recent automobiles, power steering devices are widely used for the purpose of reducing the labor burden required for steering by applying a steering assist force to the steering mechanism according to the operation of a steering member such as a steering wheel, and obtaining a comfortable steering feeling. Equipped. This power steering device is roughly classified into a hydraulic power steering device that uses a backward-acting hydraulic cylinder (power cylinder) as a source of steering assist force, and an electric power steering device that also uses an electric motor.

油圧パワーステアリング装置は、操舵補助用のパワーシリンダの発生力が大きく、コンパクトな構成にて十分な操舵補助力が得られるという利点を有する反面、操舵部材の操作に応じたパワーシリンダへの作動油の給排が、操舵部材と操舵機構とを連結するステアリング軸の捩れを利用した油圧制御弁の機械的な動作により制御される構成となっており、車速、操舵角度等の走行状態に応じた補助力特性の変更制御への対応が難しいという問題がある。 The hydraulic power steering device has the advantage that the generated force of the power cylinder for assisting steering is large and sufficient steering assisting force can be obtained with a compact configuration, while the hydraulic oil to the power cylinder according to the operation of the steering member. Is controlled by the mechanical operation of a hydraulic control valve that uses torsion of a steering shaft that connects the steering member and the steering mechanism, and corresponds to the traveling state such as the vehicle speed and the steering angle. There is a problem that it is difficult to cope with the change control of the auxiliary force characteristics.

これに対し電動パワーステアリング装置は、操舵部材に加えられる操舵トルクを操舵機構への伝動系の中途に配したトルクセンサにより検出し、該トルクセンサの検出トルクに基づいて操舵補助用の電動モータを駆動し、このモータが発生する回転力を操舵機構に加えて操舵を補助する構成であり、検出トルクと電動モータの発生力との対応関係を自在に変更可能であり、走行状態に応じた補助力特性の変更制御が容易であるという利点を有する一方、十分な操舵補助力を得ようとした場合、操舵補助用のモータ、及び該モータから操舵機構への伝動手段が大型化するという問題がある。 On the other hand, an electric power steering device detects a steering torque applied to a steering member by a torque sensor disposed in the middle of a transmission system to a steering mechanism, and an electric motor for assisting steering is detected based on the detected torque of the torque sensor. It is configured to assist the steering by adding the rotational force generated by this motor to the steering mechanism, and the correspondence relationship between the detected torque and the generated force of the electric motor can be freely changed, and the assist according to the running state While there is an advantage that change control of the force characteristic is easy, there is a problem that when a sufficient steering assist force is obtained, the motor for steering assist and the transmission means from the motor to the steering mechanism are enlarged. is there.

このような事情により、油圧パワーステアリング装置と電動パワーステアリング装置とを組み合わせ、両者の利点を活かすべく構成されたパワーステアリング装置が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Under such circumstances, a power steering device configured to combine a hydraulic power steering device and an electric power steering device and take advantage of both has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

このパワーステアリング装置は、操舵補助力の発生源としてパワーシリンダを用いる一方、操舵部材に加えられる操舵トルクをトルクセンサにより検出し、この検出トルクに基づいて油圧制御弁を動作させ、前記パワーシリンダへの作動油の給排を制御する構成となっている。 This power steering device uses a power cylinder as a source of steering assist force, detects a steering torque applied to the steering member by a torque sensor, operates a hydraulic control valve based on the detected torque, and supplies the power cylinder to the power cylinder. It is the structure which controls supply / discharge of the hydraulic oil.

前記油圧制御弁としては、筒形のバルブボディーと、該バルブボディーの内部に軸長方向への移動自在に嵌合保持されたバルブスプールと、該バルブスプールの両端に面して配されたソレノイドとを備える公知のソレノイド弁が用いられており、トルクセンサにより検出される操舵トルクの方向及び大きさに基づいて対応する側のソレノイドを励磁し、バルブスプールを押圧して軸長方向に移動させることにより、バルブボディーとの嵌合部に並設された絞り部の絞り面積を増減せしめてパワーシリンダへの作動油の給排を制御するようになしてある。
特開平１１−１８０３３２号公報 The hydraulic control valve includes a cylindrical valve body, a valve spool fitted and held in the valve body so as to be movable in the axial length direction, and a solenoid disposed facing both ends of the valve spool. A known solenoid valve is used to excite the corresponding solenoid based on the direction and magnitude of the steering torque detected by the torque sensor, and press the valve spool to move in the axial direction. As a result, the throttle area of the throttle portion provided in parallel with the fitting portion with the valve body is increased or decreased to control the supply and discharge of hydraulic oil to and from the power cylinder.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-180332

以上の如く構成されたパワーステアリング装置は、操舵補助力の発生源としてパワーシリンダが用いられており、コンパクトな構成にて十分な操舵補助力が得られる上、トルクセンサによる検出トルクと油圧制御弁のソレノイドの励磁電流との対応関係を変えることにより走行状態に応じた補助力特性の変更に対応可能であり、油圧パワーステアリング装置の利点と電動パワーステアリング装置との利点とを併せ持つ優れた装置である。 In the power steering device configured as described above, a power cylinder is used as a source of steering assist force, and sufficient steering assist force can be obtained with a compact configuration, and torque detected by a torque sensor and a hydraulic control valve can be obtained. By changing the correspondence relationship with the excitation current of the solenoid, it is possible to respond to changes in auxiliary force characteristics according to the running state, and it is an excellent device that combines the advantages of hydraulic power steering devices with the advantages of electric power steering devices is there.

ところが一方、パワーシリンダに作動油を給排する油圧制御弁が操舵部材から操舵機構への伝動系から独立して設けられることから、この油圧制御弁の配設スペースを確保し、更には、この油圧制御弁と油圧源としての油圧ポンプ及び前記パワーシリンダとを連絡する油圧配管の取り回しスペースを確保する必要があり、操舵機構周辺の限られたスペース内での構成が難しいという問題がある。 However, since a hydraulic control valve for supplying and discharging hydraulic oil to and from the power cylinder is provided independently from the transmission system from the steering member to the steering mechanism, a space for arranging the hydraulic control valve is secured. There is a problem that it is necessary to secure a space for the hydraulic piping connecting the hydraulic control valve, the hydraulic pump as the hydraulic power source, and the power cylinder, and it is difficult to configure in a limited space around the steering mechanism.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、パワーシリンダのハウジングの一部に油圧制御弁を構成し、更に油圧ポンプをハウジングに並設することにより、大なるスペースを必要とせずに構成可能なパワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a hydraulic control valve is formed in a part of the housing of the power cylinder, and a hydraulic pump is arranged in parallel with the housing, so that a large space is not required. An object is to provide a configurable power steering device.

本発明の第１発明に係るパワーステアリング装置は、操舵部材に加えられる操舵トルクを操舵の方向と共に検出するトルクセンサと、操舵機構中の操舵軸に操舵補助力を加えるパワーシリンダと、前記トルクセンサの検出トルクに基づいて動作し、前記パワーシリンダの作動油を給排制御する油圧制御弁とを備えるパワーステアリング装置において、前記油圧制御弁は、前記パワーシリンダのハウジングの一部に付設され、該パワーシリンダの両油室と連通して設けられた弁室と、該弁室内にて軸長方向に移動するバルブスプールとを備えて構成されていることを特徴とする。 A power steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering member together with a steering direction, a power cylinder that applies a steering assist force to a steering shaft in a steering mechanism, and the torque sensor. A hydraulic control valve that operates based on the detected torque of the hydraulic cylinder and controls the supply and discharge of hydraulic oil of the power cylinder, wherein the hydraulic control valve is attached to a part of the housing of the power cylinder, It is characterized by comprising a valve chamber provided in communication with both oil chambers of the power cylinder, and a valve spool that moves in the axial direction in the valve chamber.

また第２発明に係るパワーステアリング装置は、前記パワーシリンダのハウジングに外付け固定され、前記作動油を発生する電動ポンプを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a power steering apparatus including an electric pump that is externally fixed to a housing of the power cylinder and generates the hydraulic oil.

更に第３発明に係るパワーステアリング装置は、第１又は第２発明におけるパワーシリンダが、前記操舵軸のハウジングに外付け固定してあることを特徴とする。 Furthermore, a power steering device according to a third aspect of the invention is characterized in that the power cylinder in the first or second aspect of the invention is externally fixed to the housing of the steering shaft.

第１発明に係るパワーステアリング装置においては、作動油の給排のための油圧制御弁を、操舵補助用のパワーシリンダのハウジングの一部に付設したから、油圧制御弁の配設スペースが不要となり、また油圧制御弁とパワーシリンダとを連絡する油圧配管の取り回しが不要となって、操舵機構の周辺の限られたスペース内にコンパクトに構成することができる。 In the power steering device according to the first aspect of the present invention, the hydraulic control valve for supplying and discharging the hydraulic oil is attached to a part of the housing of the power cylinder for assisting the steering, so that the space for arranging the hydraulic control valve becomes unnecessary. In addition, it is not necessary to arrange the hydraulic piping connecting the hydraulic control valve and the power cylinder, and the configuration can be made compact in a limited space around the steering mechanism.

また第２発明に係るパワーステアリング装置においては、油圧制御弁が付設されたパワーシリンダのハウジングに作動油の発生源となる電動ポンプを外付け固定したから、電動ポンプと油圧制御弁とを連絡する油圧配管の取り回しも不要となり、更なるコンパクト化を達成することができる。 In the power steering apparatus according to the second aspect of the invention, since the electric pump that is the source of hydraulic oil is externally fixed to the housing of the power cylinder provided with the hydraulic control valve, the electric pump and the hydraulic control valve are communicated with each other. It is not necessary to handle hydraulic piping, and further downsizing can be achieved.

更に第３発明に係るパワーステアリング装置においては、油圧制御弁が一体化されたパワーシリンダ、又は油圧制御弁と電動ポンプとが一体化されたパワーシリンダを操舵軸のハウジングに外付け固定したから、コンパクトに構成可能であり、補助力特性の変更に対応可能なパワーステアリング装置を簡易に構成することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。 Furthermore, in the power steering device according to the third aspect of the invention, the power cylinder in which the hydraulic control valve is integrated or the power cylinder in which the hydraulic control valve and the electric pump are integrated is fixed to the housing of the steering shaft. The present invention has an excellent effect, such as being able to be configured compactly and being able to easily configure a power steering device that can cope with changes in assisting force characteristics.

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るパワーステアリング装置の全体構成を示す図であり、このパワーステアリング装置は、図示しない車体の左右方向に延設されたラックハウジング10の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸１と、ラックハウジング10の一側端部近傍に交叉するピニオンハウジング20の内部に回転自在に支持されたピニオン軸２とを備えるラックピニオン式の操舵機構を備えている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a power steering apparatus according to the present invention. This power steering apparatus is movable in the axial direction in a rack housing 10 that extends in the left-right direction of a vehicle body (not shown). And a rack and pinion type steering mechanism including a pinion shaft 2 rotatably supported inside a pinion housing 20 that crosses in the vicinity of one end of the rack housing 10.

ラックハウジング10の両側から外部に突出するラック軸１の両端は、各別のタイロッド11，11を介して操舵輪としての左右の前輪12，12に連結されており、ピニオンハウジング20の外部に突出するピニオン軸２の上端は、ステアリング軸３を介して操舵部材としてのステアリングホイール30に連結されている。ピニオンハウジング20の内部に延びるピニオン軸２の下部には、図示しないピニオンが形成されており、該ピニオンは、ラックハウジング10との交叉部において、ラック軸１の外面に適長に亘って形成されたラック歯に噛合させてある。 Both ends of the rack shaft 1 projecting outward from both sides of the rack housing 10 are connected to left and right front wheels 12 and 12 as steering wheels via respective tie rods 11 and 11, and projecting to the outside of the pinion housing 20. The upper end of the pinion shaft 2 is connected to a steering wheel 30 as a steering member via a steering shaft 3. A pinion (not shown) is formed at the lower part of the pinion shaft 2 extending into the pinion housing 20, and the pinion is formed on the outer surface of the rack shaft 1 at an appropriate length at the intersection with the rack housing 10. Meshed with the rack teeth.

ステアリング軸３は、筒形をなすコラムハウジング31の内部に回転自在に支持され、このコラムハウジング31を介して、図示しない車室の内部に前方を下とした傾斜姿勢を保って固定されている。このようなステアリング軸３のコラムハウジング31の上方への突出端にステアリングホイール30が固設されており、下方への突出端は、両端に自在継手を備える中間軸４を介してピニオン軸２に連結されている。 The steering shaft 3 is rotatably supported inside a cylindrical column housing 31, and is fixed to the inside of a vehicle compartment (not shown) while maintaining a tilted posture with the front facing down through the column housing 31. . A steering wheel 30 is fixed to the upward protruding end of the column housing 31 of the steering shaft 3 and the downward protruding end is connected to the pinion shaft 2 via an intermediate shaft 4 having universal joints at both ends. It is connected.

以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール30が回転操作された場合、この回転が、ステアリング軸３及び中間軸４を介してピニオン軸２に伝達され、更にピニオンとラック歯との噛合部においてラック軸１の軸長方向の移動に変換されることとなり、このようなラック軸１の移動により、左右の前輪12，12が各別のタイロッド11，11を介して押し引きされて操舵がなされる。 With the above configuration, when the steering wheel 30 is rotated for steering, this rotation is transmitted to the pinion shaft 2 via the steering shaft 3 and the intermediate shaft 4, and further at the meshing portion between the pinion and the rack teeth. The movement of the rack shaft 1 is converted into the movement in the axial length direction, and by such movement of the rack shaft 1, the left and right front wheels 12, 12 are pushed and pulled through the respective tie rods 11, 11 to be steered. The

ラック軸１を支持するラックハウジング10の他側半部には、所定の長さ範囲に亘ってシリンダハウジング50が設けてあり、このシリンダハウジング50の内部には、前述の如くなされる操舵を補助するパワーシリンダ５（図２参照）が構成されている。またシリンダハウジング50の外側には、周方向の一か所に軸長方向の適長に亘ってバルブハウジング60が付設されており、このバルブハウジング60の内部には、パワーシリンダ５の作動油を給排制御する油圧制御弁６（図２参照）が構成されている。 The other half of the rack housing 10 that supports the rack shaft 1 is provided with a cylinder housing 50 over a predetermined length range, and inside the cylinder housing 50 assists the steering performed as described above. A power cylinder 5 (see FIG. 2) is configured. In addition, a valve housing 60 is attached to the outside of the cylinder housing 50 at an appropriate position in the axial direction at one place in the circumferential direction, and hydraulic oil for the power cylinder 5 is placed inside the valve housing 60. A hydraulic control valve 6 (see FIG. 2) for supply / discharge control is configured.

更にシリンダハウジング50には、バルブハウジング60と隣接する周方向位置にポンプブラケット70が付設されており、このポンプブラケット70には、パワーシリンダ５の作動油を発生する電動ポンプ７と、該電動ポンプ７の駆動源となるモータ71とが、軸長方向の両側に振り分けて同軸をなして固定されている。 Further, a pump bracket 70 is attached to the cylinder housing 50 at a circumferential position adjacent to the valve housing 60. The pump bracket 70 includes an electric pump 7 that generates hydraulic oil for the power cylinder 5, and the electric pump. The motor 71 serving as the drive source 7 is fixed to the both sides in the axial direction in a coaxial manner.

この電動ポンプ７は、ポンプブラケット70及びモータ71を含めて、例えば、本願出願人による特開平10-82377号公報等に開示された公知の構成を有しており、ポンプブラケット70の内側に突出するモータ71の出力端を電動ポンプ７の入力端に連結し、モータ71からの伝動により駆動されるように構成されている。また電動ポンプ７の吐出路72（図２、３参照）は、ポンプブラケット70の内部を経てバルブハウジング60に延設されており、電動ポンプ７の動作により昇圧された作動油は、吐出路72を経てバルブハウジング60内の油圧制御弁６に給油されるように構成されている。 The electric pump 7 includes a pump bracket 70 and a motor 71, and has a known configuration disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-82377 by the applicant of the present application, and protrudes inside the pump bracket 70. The output end of the motor 71 is connected to the input end of the electric pump 7 and is driven by transmission from the motor 71. A discharge path 72 (see FIGS. 2 and 3) of the electric pump 7 is extended to the valve housing 60 through the inside of the pump bracket 70, and hydraulic oil whose pressure has been increased by the operation of the electric pump 7 is discharged from the discharge path 72. Then, the hydraulic control valve 6 in the valve housing 60 is supplied with oil.

一方、ピニオン軸２を支持するピニオンハウジング20の中途には、ステアリングホイール30の回転操作により、ステアリング軸３及び中間軸４を介してピニオン軸２に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ８が設けてある。このトルクセンサ８は、検出対象となるピニオン軸２を上下の２軸に分割し、これらの２軸を捩れ特性が既知のトーションバーにより同軸上に連結し、操舵トルクの作用によりトーションバーの捩れを伴って前記２軸間に生じる相対角変位を適宜の手段により検出する公知の構成を有している。 On the other hand, in the middle of the pinion housing 20 that supports the pinion shaft 2, a torque sensor 8 that detects a steering torque applied to the pinion shaft 2 via the steering shaft 3 and the intermediate shaft 4 by a rotation operation of the steering wheel 30 is provided. is there. The torque sensor 8 divides the pinion shaft 2 to be detected into two upper and lower shafts, and these two shafts are connected coaxially by a torsion bar having a known torsion characteristic, and the torsion bar is twisted by the action of the steering torque. With this, there is a known configuration for detecting the relative angular displacement generated between the two axes by an appropriate means.

図２は、パワーシリンダ５及び油圧制御弁６の構成部分を略示する縦断面図である。図示の如くパワーシリンダ５は、シリンダハウジング50の内部を、ラックハウジング10との連結側の端壁51と他側の開口部に嵌着されたシール筒52との間にて液密に封止し、この封止部間にラック軸１の中途に同軸的に嵌着固定されたピストン5aを嵌挿して、該ピストン5aの両側に左右の油室5L，5Rを設けた構成となっている。 FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing components of the power cylinder 5 and the hydraulic control valve 6. As shown in the figure, the power cylinder 5 is liquid-tightly sealed inside the cylinder housing 50 between an end wall 51 on the connection side with the rack housing 10 and a seal cylinder 52 fitted in the opening on the other side. The piston 5a, which is coaxially fitted and fixed in the middle of the rack shaft 1, is inserted between the sealing portions, and left and right oil chambers 5L and 5R are provided on both sides of the piston 5a. .

油圧制御弁６は、バルブハウジング60の内部に設けた円形断面の弁室61内に軸長方向への移動自在に内嵌保持されたバルブスプール62を備えている。バルブスプール62の両端面と夫々に対向する弁室61の両端面との間には中立ばね63，64が介装されており、バルブスプール62は、これらの中立ばね63，64のばね力により、弁室61内にて軸長方向中央の中立位置に保持されている。 The hydraulic control valve 6 includes a valve spool 62 that is fitted and held in a valve chamber 61 having a circular cross section provided in the valve housing 60 so as to be movable in the axial direction. Neutral springs 63 and 64 are interposed between both end faces of the valve spool 62 and both end faces of the valve chamber 61 facing each other. The valve spool 62 is caused by the spring force of the neutral springs 63 and 64. The valve chamber 61 is held in a neutral position in the center in the axial direction.

弁室61の内周面には、軸長方向に所定の間隔を隔てて３つの油溝が周設されている。中央の油溝は、前述した電動ポンプ７の吐出路72に連通され、電動ポンプ７が吐出する高圧の作動油が供給される給油溝65とされている。また両側の２つの油溝は、図示しない油タンクに連通され、該油タンクと同等の低圧に保たれた排油溝66，66とされている。 Three oil grooves are provided around the inner peripheral surface of the valve chamber 61 at a predetermined interval in the axial direction. The central oil groove communicates with the discharge path 72 of the electric pump 7 described above, and serves as an oil supply groove 65 to which high-pressure hydraulic oil discharged from the electric pump 7 is supplied. Further, the two oil grooves on both sides are communicated with an oil tank (not shown) and are drained oil grooves 66 and 66 maintained at a low pressure equivalent to that of the oil tank.

一方、バルブスプール62の外周には、軸長方向に所定の間隔を隔てて２本の油溝が周設されている。これらの油溝は、パワーシリンダ５との間の隔壁に形成された各別の送油孔53，54により、パワーシリンダ５の左右の油室5L，5Rに夫々連通された送油溝67，68とされており、これらの送油溝67，68は、バルブスプール62が中立位置にあるとき、夫々の両側の給油溝65及び排油溝66，66と略等しい絞り面積を有する絞り部を介して連通するように位置決めされている。 On the other hand, two oil grooves are provided around the outer periphery of the valve spool 62 at a predetermined interval in the axial direction. These oil grooves are respectively connected to the left and right oil chambers 5L, 5R of the power cylinder 5 by separate oil supply holes 53, 54 formed in the partition wall between the power cylinder 5 and the oil supply grooves 67, When the valve spool 62 is in the neutral position, these oil feeding grooves 67 and 68 are throttle portions having a throttle area substantially equal to the oil supply groove 65 and the oil discharge grooves 66 and 66 on both sides. It is positioned so as to communicate with each other.

図３は、図１の III−III 線による吐出路72の形成態様の説明図である。前述した如く電動ポンプ７の吐出路72は、該電動ポンプ７を駆動用のモータ71と共に固定支持するポンプブラケット70に設けてある。ポンプブラケット70は、図示の如く、シリンダハウジング50の外側にバルブハウジング60と隣接して一体に連設された円筒体であり、吐出路72は、バルブハウジング60との連設部に向けて放射状に延設され、図２に示す如く、弁室61の給油溝65に連通されている。 FIG. 3 is an explanatory diagram of a mode of forming the discharge passage 72 along the line III-III in FIG. As described above, the discharge path 72 of the electric pump 7 is provided in the pump bracket 70 that fixes and supports the electric pump 7 together with the driving motor 71. As shown in the figure, the pump bracket 70 is a cylindrical body integrally connected to the outside of the cylinder housing 50 adjacent to the valve housing 60, and the discharge path 72 is radially directed toward the connecting portion with the valve housing 60. 2 and communicates with the oil supply groove 65 of the valve chamber 61 as shown in FIG.

バルブハウジング60の左右両側の外部には、ソレノイドＳ_L，Ｓ_Rが取付けてあり、弁室61内に延出された両ソレノイドＳ_L，Ｓ_Rの出力端は、バルブスプール62の同側の端面の中央部に当接させてある。ソレノイドＳ_L，Ｓ_Rは、夫々の励磁に応じて出力端を突出させる動作をなし、この動作によりバルブスプール62は、他側の中立ばね64，63のばね力に抗して右又は左方向に移動せしめられ、バルブスプール62の外周の送油溝67，68と、夫々の両側の給油溝65及び排油溝66，66との間の絞り部の絞り面積が変化する。 Solenoids S _L and S _R are attached to the outside of the left and right sides of the valve housing 60, and the output ends of both solenoids S _L and S _R extending into the valve chamber 61 are on the same side of the valve spool 62. It is made to contact | abut to the center part of an end surface. The solenoids S _L and S _R operate to project the output end in accordance with the respective excitation, and this operation causes the valve spool 62 to move in the right or left direction against the spring force of the other neutral springs 64 and 63. Accordingly, the throttle area of the throttle portion between the oil feed grooves 67 and 68 on the outer periphery of the valve spool 62 and the oil supply grooves 65 and the oil drain grooves 66 and 66 on both sides of the valve spool 62 changes.

図４は、油圧制御弁６の動作説明図であり、図４（ａ）には、ソレノイドＳ_Rの励磁によりバルブスプール62が左向きに移動した状態が、図４（ｂ）は、ソレノイドＳ_Lの励磁によりバルブスプール62が右向きに移動した状態が夫々示されている。 Figure 4 is an explanatory view of the operation of the hydraulic control valve 6, in FIG. 4 (a), the state in which the valve spool 62 by the excitation of the solenoid S _R has moved to the leftward, FIG. 4 (b), the solenoid S _L The state in which the valve spool 62 has moved to the right by the excitation is shown.

バルブスプール62が移動した場合、前述の如く、送油溝67，68の両側の絞り部の絞り面積が変化する。この面積変化は、左右の送油溝67，68において互いに逆向きに生じ、図４（ａ）に示す如くバルブスプール62が左向きに移動した場合、左の送油溝67においては、給油溝65との間の絞り面積が減少し、排油溝66との間の絞り面積が増大する一方、右の送油溝68においては、給油溝65との間の絞り面積が増大し、排油溝66との間の絞り面積が減少する。逆に図４（ｂ）に示す如くバルブスプール62が右向きに移動した場合、左の送油溝67においては、給油溝65との間の絞り面積が増大し、排油溝66との間の絞り面積が減少する一方、右側の送油溝68においては、給油溝65との間の絞り面積が減少し、排油溝66との間の絞り面積が増大する。 When the valve spool 62 moves, the throttle areas of the throttle portions on both sides of the oil feed grooves 67 and 68 change as described above. This area change occurs in opposite directions in the left and right oil supply grooves 67, 68. When the valve spool 62 moves to the left as shown in FIG. 4A, the oil supply groove 65 in the left oil supply groove 67. In the right oil feed groove 68, the throttle area between the oil supply groove 65 increases and the oil drain groove increases. The aperture area between 66 and 66 is reduced. Conversely, when the valve spool 62 moves to the right as shown in FIG. 4B, the throttle area between the oil supply groove 67 and the oil supply groove 65 increases in the left oil supply groove 67, and between the oil supply groove 66 and the oil supply groove 66. While the throttle area decreases, in the right oil feed groove 68, the throttle area between the oil supply groove 65 decreases and the throttle area between the oil drain groove 66 increases.

図２に示す如く、バルブスプール62が中立位置にある場合、電動ポンプ７から給油溝65に供給される圧油は、左右両側の絞り部を経て左右の送油溝67，68に分配され、更にこれらの送油溝67，68の他側の絞り部を経て排油溝66，66に導入される。このとき、圧油が通過する左右の絞り部の絞り面積は等しいから、左右両側への圧油の分配は均等になされ、左右の送油溝67，68、及びこれらに連通されたパワーシリンダ５の左右の油室5L，5R間に圧力差は生じず、パワーシリンダ５は何らの力も発生しない。 As shown in FIG. 2, when the valve spool 62 is in the neutral position, the pressure oil supplied from the electric pump 7 to the oil supply groove 65 is distributed to the left and right oil supply grooves 67 and 68 through the left and right throttle parts, Further, the oil is introduced into the oil drain grooves 66 and 66 through the throttle portions on the other side of the oil feed grooves 67 and 68. At this time, the left and right throttle portions through which the pressure oil passes have the same throttling area, so the pressure oil is evenly distributed to the left and right sides, and the left and right oil feed grooves 67, 68 and the power cylinder 5 communicated therewith. No pressure difference occurs between the left and right oil chambers 5L, 5R, and the power cylinder 5 does not generate any force.

バルブスプール62が左向きに移動して図４（ａ）の位置にある場合、給油溝65に供給される圧油は、絞り面積を増した絞り部を経て右側の送油溝68に主として導入されるようになる。このとき、右側の送油溝68及び該送油溝68に連通された右側の油室5R内の圧力が増し、左側の油室5Lとの間に圧力差が生じる結果、パワーシリンダ５は、この圧力差に応じた油圧力を発生し、ラック軸１には、図中に矢符にて示す如く左向きの操舵補助力が加えられる。 When the valve spool 62 moves to the left and is in the position shown in FIG. 4A, the pressure oil supplied to the oil supply groove 65 is mainly introduced into the right oil supply groove 68 through the throttle portion with an increased throttle area. Become so. At this time, the pressure in the right oil supply groove 68 and the right oil chamber 5R communicated with the oil supply groove 68 increases, and as a result of a pressure difference with the left oil chamber 5L, the power cylinder 5 An oil pressure corresponding to the pressure difference is generated, and a leftward steering assist force is applied to the rack shaft 1 as indicated by an arrow in the figure.

一方バルブスプール62が右向きに移動して図４（ｂ）の位置にある場合、給油溝65に供給される圧油は、絞り面積を増した絞り部を経て左側の送油溝67に主として導入される結果、該送油溝67に連通された左側の油室5L内の圧力が増し、パワーシリンダ５は、図中に矢符にて示す如く右向きの操舵補助力を発生し、この操舵補助力がラック軸１に加えられる。 On the other hand, when the valve spool 62 moves to the right and is in the position shown in FIG. 4B, the pressure oil supplied to the oil supply groove 65 is mainly introduced into the oil supply groove 67 on the left side through the throttle portion having an increased throttle area. As a result, the pressure in the left oil chamber 5L communicated with the oil feed groove 67 increases, and the power cylinder 5 generates a steering assist force in the right direction as indicated by an arrow in the figure, and this steering assist A force is applied to the rack shaft 1.

なお、以上の如きパワーシリンダ５の動作により他方の油室5L又は5Rから作動油が押し出されるが、この作動油は、夫々に連通された送油溝67又は68内に還流し、夫々の一側にて絞り面積を増した絞り部を経て排油室66，66に流入し、これらに連通された油タンクＴに排出される。 The hydraulic oil is pushed out from the other oil chamber 5L or 5R by the operation of the power cylinder 5 as described above, and this hydraulic oil returns to the oil feed groove 67 or 68 communicated with the hydraulic chamber 5L or 5R. The oil flows into the oil discharge chambers 66 and 66 through a throttle portion having an increased throttle area on the side, and is discharged to an oil tank T communicated therewith.

このようにパワーシリンダ５が発生する操舵補助力の方向は、バルブスプール62の移動方向に対応し、また操舵補助力の大きさは、バルブスプール62に移動に応じて前述の如く生じる絞り部の絞り面積の増減程度に対応する。バルブスプール62は、左右のソレノイドＳ_L，Ｓ_Rの励磁に応じて移動するから、これらのソレノイドＳ_L，Ｓ_Rの励磁電流の制御によりパワーシリンダ５が発生する操舵補助力の方向及び大きさを制御することができる。 Thus, the direction of the steering assist force generated by the power cylinder 5 corresponds to the moving direction of the valve spool 62, and the magnitude of the steering assist force is that of the throttle portion generated as described above according to the movement of the valve spool 62. This corresponds to the increase or decrease of the aperture area. Since the valve spool 62 moves in response to the excitation of the left and right solenoids S _L and S _R , the direction and magnitude of the steering assist force generated by the power cylinder 5 by controlling the excitation current of these solenoids S _L and S _R. Can be controlled.

図１に示す如く、油圧制御弁６の左右のソレノイドＳ_L，Ｓ_Rは、アシスト制御部９から夫々に与えられる制御指令に応じて励磁されるように構成されている。アシスト制御部９には、トルクセンサ８による操舵トルクの検出値が与えられ、また車両の各部に配した走行状態センサ90から、走行速度、操舵角度等、操舵に影響を与える各種の走行状態の検出結果が与えられている。 As shown in FIG. 1, the left and right solenoids S _L and S _R of the hydraulic control valve 6 are configured to be excited in accordance with control commands given from the assist control unit 9. The assist control unit 9 is given a detected value of the steering torque by the torque sensor 8, and from the running state sensor 90 arranged in each part of the vehicle, various running conditions that affect the steering, such as a running speed and a steering angle. The detection result is given.

アシスト制御部９には、操舵補助力と操舵トルクとの対応関係が、例えば、制御マップの形態を有して記憶させてあり、アシスト制御部９は、トルクセンサ８から与えられる操舵トルクの検出値を前記制御マップに適用して必要な操舵補助力の方向及び大きさを逐次求め、この操舵補助力を発生すべくソレノイドＳ_L，Ｓ_Rに制御指令を発する制御動作をなす。走行状態センサ90から与えられる走行状態の検出結果は、前述の如く求められる操舵補助力の補正に使用される。この補正は、例えば、低速走行時には操舵補助力を増し、より軽快な操舵を実現する一方、高速走行時には操舵補助力を減じ、中立剛性を高めるべく行われる。 The assist control unit 9 stores the correspondence relationship between the steering assist force and the steering torque, for example, in the form of a control map, and the assist control unit 9 detects the steering torque applied from the torque sensor 8. A value is applied to the control map to sequentially obtain the direction and magnitude of the necessary steering assist force, and a control operation is performed to issue a control command to the solenoids S _L and S _R to generate the steering assist force. The detection result of the traveling state given from the traveling state sensor 90 is used for correcting the steering assist force obtained as described above. This correction is performed, for example, in order to increase the steering assist force during low-speed traveling and realize lighter steering while reducing the steering assist force during high-speed traveling to increase neutral rigidity.

以上の操舵制御部９の動作により油圧制御弁６のバルブスプール62が前述の如く移動せしめられ、この移動に応じてパワーシリンダ５が発生する油圧力がラック軸１に加えられて操舵が補助される。このように本発明に係るパワーステアリング装置においては、ラック軸１の中途に構成されたパワーシリンダ５が操舵補助力の発生源となるから、コンパクトな構成により十分な操舵補助力が得られ、またパワーシリンダ５の作動油が、ソレノイド弁として構成された油圧制御弁６により給排制御されるから、操舵トルク及び走行状態の検出結果に基づく補助力特性の変更制御に柔軟に対応することができる。 By the operation of the steering control unit 9 described above, the valve spool 62 of the hydraulic control valve 6 is moved as described above, and the hydraulic pressure generated by the power cylinder 5 is applied to the rack shaft 1 in accordance with this movement to assist the steering. The As described above, in the power steering apparatus according to the present invention, the power cylinder 5 configured in the middle of the rack shaft 1 is a source of the steering assist force, so that a sufficient steering assist force can be obtained with a compact configuration. Since the hydraulic oil of the power cylinder 5 is supplied and discharged by the hydraulic control valve 6 configured as a solenoid valve, it is possible to flexibly cope with the change control of the assist force characteristic based on the detection result of the steering torque and the running state. .

また、作動油を給排する油圧制御弁６が、シリンダハウジング50の一部に一体に付設されたバルブハウジング60にパワーシリンダ５の左右の油室5L，5Rと連通して設けられた弁室61内にバルブスプール62を配して構成されているから、油圧制御弁６とパワーシリンダ５とを連絡する油圧配管が不要であり、操舵機構の周辺に大なるスペースを必要とせずにコンパクトに構成することができる。 In addition, a hydraulic control valve 6 for supplying and discharging hydraulic oil is provided in a valve housing 60 provided integrally with a part of the cylinder housing 50 so as to communicate with the left and right oil chambers 5L and 5R of the power cylinder 5. Since the valve spool 62 is arranged in the 61, hydraulic piping for connecting the hydraulic control valve 6 and the power cylinder 5 is unnecessary, and a compact space is not required around the steering mechanism. Can be configured.

更に以上の実施の形態においては、ラックハウジング10の一部をなすシリンダハウジング50に、作動油の発生源となる電動ポンプ７を外付け固定してあるから、この電動ポンプ７と油圧制御弁６との間の油圧配管も不要となり、一層のコンパクト化を達成することができる。なお電動ポンプ７は、図示の如く大嵩となるから、ラックハウジング10の周辺の余剰スペースが限られている場合には、別体に設けることも可能であり、この場合においても、パワーシリンダ５と油圧制御弁６との前述した一体化によるスペース削減効果が得られることは言うまでもない。 Further, in the above embodiment, since the electric pump 7 that is a source of hydraulic oil is externally fixed to the cylinder housing 50 that forms a part of the rack housing 10, the electric pump 7 and the hydraulic control valve 6 are fixed. No hydraulic piping between the two is required, and further downsizing can be achieved. Since the electric pump 7 is bulky as shown in the figure, it can be provided separately when the excess space around the rack housing 10 is limited. In this case, the power cylinder 5 is also provided. Needless to say, the above-described integration with the hydraulic control valve 6 can achieve the space saving effect.

図５は、本発明の他の実施の形態に係るパワーステアリング装置の全体構成を示す図である。この実施の形態において操舵補助用のパワーシリンダ５は、ラック軸１を支持するラックハウジング10と別体に構成されている。このパワーシリンダ５は、一側（先端側）に突出する出力ロッド54を備えており、この出力ロッド54の先端をラック軸１と一側のタイロッド11とを連絡する玉継手14に連結し、ラックハウジング10のピニオンハウジング20との連設部近傍に外向きに突設された固定ブラケット13に基部を連結して、図示の如く、ラックハウジング１の外側に軸長方向を沿わせて外付け固定されている。 FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of a power steering apparatus according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the steering assist power cylinder 5 is configured separately from the rack housing 10 that supports the rack shaft 1. The power cylinder 5 includes an output rod 54 that protrudes to one side (tip side). The tip of the output rod 54 is connected to a ball joint 14 that connects the rack shaft 1 and the tie rod 11 on one side, A base portion is connected to a fixed bracket 13 projecting outward in the vicinity of a portion where the rack housing 10 and the pinion housing 20 are connected to each other, and is externally attached to the outside of the rack housing 1 along the axial length direction as shown in the figure. It is fixed.

パワーシリンダ５のシリンダハウジング50の外側には、軸長方向の適長に亘ってバルブハウジング60が付設されており、このバルブハウジング60に隣接する周方向位置に一体に付設されたポンプブラケット70に電動ポンプ７が、駆動用のモータ71と共に固定されている。他の部分の構成は、バルブハウジング60の内部の油圧制御弁６の構成を含めて、図１に示す第１の実施の形態と同一であり、対応する構成部材に図１と同一の参照符号を付して構成及び動作の説明を省略する。 A valve housing 60 is attached to the outside of the cylinder housing 50 of the power cylinder 5 over an appropriate length in the axial length direction. A pump bracket 70 integrally attached to a circumferential position adjacent to the valve housing 60 is attached to the valve housing 60. The electric pump 7 is fixed together with a driving motor 71. The configuration of other parts is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 including the configuration of the hydraulic control valve 6 inside the valve housing 60, and the corresponding reference numerals are the same as those of FIG. The description of the configuration and operation is omitted.

この実施の形態においては、第１の実施の形態と全く同様の効果が得られる上、油圧制御弁６及び電動ポンプ７を一体に付設してなるパワーシリンダ５をラックハウジング１に外付けすることによりパワーステアリング装置を構成することができる。なおこの実施の形態においても、電動ポンプ７を別体に設けることが可能であることは言うまでもない。 In this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and a power cylinder 5 in which the hydraulic control valve 6 and the electric pump 7 are integrally attached is externally attached to the rack housing 1. Thus, a power steering device can be configured. In this embodiment as well, it goes without saying that the electric pump 7 can be provided separately.

本発明に係るパワーステアリング装置の全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole power steering device composition concerning the present invention. パワーシリンダ及び油圧制御弁の構成部分を略示する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which briefly shows the structural part of a power cylinder and a hydraulic control valve. 図１の III−III 線による横断面図である。It is a cross-sectional view by the III-III line of FIG. 油圧制御弁の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a hydraulic control valve. 本発明の他の実施の形態に係るパワーステアリング装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the power steering apparatus which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ラック軸（操舵軸）、５パワーシリンダ、5L，5R 油室、６油圧制御弁、
７電動ポンプ、８トルクセンサ、10 ラックハウジング（操舵軸のハウジング）、
30 ステアリングホイール（操舵部材）、50 シリンダハウジング（パワーシリンダのハウジング）、61 弁室、62 バルブスプール 1 rack shaft (steering shaft), 5 power cylinder, 5L, 5R oil chamber, 6 hydraulic control valve,
7 Electric pump, 8 Torque sensor, 10 Rack housing (steering shaft housing),
30 Steering wheel (steering member), 50 Cylinder housing (Power cylinder housing), 61 Valve chamber, 62 Valve spool

Claims

操舵部材に加えられる操舵トルクを操舵の方向と共に検出するトルクセンサと、操舵機構中の操舵軸に操舵補助力を加えるパワーシリンダと、前記トルクセンサの検出トルクに基づいて動作し、前記パワーシリンダの作動油を給排制御する油圧制御弁とを備えるパワーステアリング装置において、
前記油圧制御弁は、前記パワーシリンダのハウジングの一部に付設され、該パワーシリンダの両油室と連通して設けられた弁室と、該弁室内にて軸長方向に移動するバルブスプールとを備えて構成されていることを特徴とするパワーステアリング装置。 A torque sensor for detecting a steering torque applied to the steering member together with a steering direction, a power cylinder for applying a steering assist force to a steering shaft in the steering mechanism, and an operation based on the detected torque of the torque sensor, In a power steering device comprising a hydraulic control valve that controls supply and discharge of hydraulic oil,
The hydraulic control valve is attached to a part of the housing of the power cylinder, and is provided with a valve chamber that communicates with both oil chambers of the power cylinder, and a valve spool that moves in the axial direction within the valve chamber. A power steering device comprising:

前記パワーシリンダのハウジングに外付け固定され、前記作動油を発生する電動ポンプを備える請求項１記載のパワーステアリング装置。 The power steering apparatus according to claim 1, further comprising an electric pump that is externally fixed to a housing of the power cylinder and generates the hydraulic oil.

前記パワーシリンダは、前記操舵軸のハウジングに外付け固定してある請求項１又は請求項２記載のパワーステアリング装置。 The power steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the power cylinder is externally fixed to a housing of the steering shaft.