JP2805351B2

JP2805351B2 - パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2805351B2
Application number: JP21026489A
Authority: JP
Inventors: 篤藤井
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1989-08-15
Filing date: 1989-08-15
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPH0374269A

Description

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

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

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

ハンドル10に連係した全油圧式のステアリングポンプ
11には、流路12、13を介してパイロットポンプ14とタン
ク15とを接続している。

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

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

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

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

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

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

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

また、ハンドル10の回転速度に関係なく、回路系の油
漏れ等が原因になって、ノブずれが発生することもあっ
た。このようにノブずれが発生すると、例えば、ハンド
ルを中立に戻しているにもかかわらず、車両が直進走行
しないことになるので、その操舵の安定性が極端に悪く
なるという問題があった。

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

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

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

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

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

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

（本発明の実施例）第１〜４図に示した実施例は、流路12、13とパイロッ
ト流路16、17とを接続するバイパス通路27、28に、補正
用ソレノイドバルブＶを接続するとともに、この補正用
ソレノイドバルブＶを電気的に制御する制御系を設けた
点に特徴を有するもので、その他の構成は従来と全く同
様である。

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

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

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

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

このようにしたコントローラＣの具体的な構成は、第
２図に示すとおりである。

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

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

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

そして、舵角センサー32で検出した車両ａの屈折角
が、左右の屈折角限界の範囲内にあるとき、第２、３比
較部38、39が第１、２アンドゲート35、40に信号を出力
する。

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

次にこの実施例の作用を説明する。

車両の走行中にセンサー31で検出されたハンドル10の
回転角信号は、微分部33と演算部43に入力する。また、
車体屈折角センサー32で検出された屈折角信号は、増幅
部37と演算部43に入力する。

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

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

舵角センサー32で検出した信号は増幅部37で増幅され
て第２、３比較部38、39に入力する。この第２、３比較
部38、39には、車体の屈折角の限界を記憶した記憶部4
1、42からの信号も入力している。そして、第２、３比
較部38、39は、車体の屈折角が上記限界の範囲内にある
かどうかを判定する。もし、実際の屈折角が限界転に達
しているときには、それ以上の補正が無理なので、第
２、３比較部38、39から信号を出力せず、両アンドゲー
ト35、40の出力が０レベルとして補正制御を停止する。

ハンドル回転角センサー31と舵角センサー32とからの
信号が入力する演算部43では、ハンドル角と車体の舵角
（屈折角）との対応関係を演算するとともに、その演算
結果を増幅部44に入力する。この増幅部44は、上記信号
を増幅して第４、５比較部45、46に入力するが、この第
４、５比較部45、46には不感帯記憶部47、48から不感帯
域の限界を示す信号が入力している。そして、ハンドル
角と車体の屈折角との対応関係の差が、第３図に示す不
感帯の範囲内、換言すればハンドルの遊びの範囲内にあ
れば、ノブずれがないと判断し、第１、２アンドゲート
35、40に信号を出力しない。したがって、この両アンド
ゲート35、40の出力が０レベルとなり、補正制御を停止
させる。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの発明の実施例を示すもので、第１図は
回路図、第２図はコントローラＣのブロック図、第３図
はハンドル角と車体の屈折角との関係を示したグラフ、
第４図はフローチャート図、第５〜７図は従来の装置に
関するもので、第５図は車体とパワーシリンダとの関係
を示した概略図、第６図は回路図、第７図ハンドルの回
転速度とステアリングポンプの吐出量との関係を示した
グラフである。４、５……パワーシリンダ、10……ハンドル、11……ス
テアリングポンプ、14……パイロットポンプ、18……ス
テアリングバルブ、19、20……パイロット室、23……メ
インポンプ、27、28……バイパス通路、Ｖ……補正用ソ
レノイドバルブ、Ｃ……コントローラ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

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