JP3507940B2 - 動力舵取装置 - Google Patents
動力舵取装置Info
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Description
ル操舵力を軽減するための動力舵取装置、殊に動力源と
して電動モータによって駆動する油ポンプを用いて低燃
費を図った動力舵取装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】動力舵取装置には、油圧式と電気式とが
ある。油圧式の多くは、油ポンプをエンジンによって駆
動するが、この方式においてはアシストを必要としない
直進走行時においても油ポンプがエンジンによって常時
駆動されるため、油ポンプの駆動で消費するエンジン動
力の損失が大きい問題がある。 【0003】一方、電気式においては、上記した油ポン
プが不要であり、必要時のみ電動モータが起動してパワ
ーアシストされる構成であるので、エンジン動力の損失
が少ない利点があるが、前記油圧式動力舵取装置におい
ては、ハンドル操作に対してアシスト方向が機械的に決
定されるのに対し、電気式動力舵取装置においては、ハ
ンドルの操作方向に応じて電動モータを正逆回転させる
必要がある。 【0004】そこで、動力源として電動モータを用い、
必要時のみ電動モータを起動して油ポンプを駆動し、低
燃費を図った動力舵取装置が知られている。この動力舵
取装置は、入力軸と出力軸との相対回転によって圧油の
供給通路をパワーシリンダの左右2つのシリンダ室の油
給排ポートの一方のシリンダ室の油給排ポートに連通
し、パワーシリンダの他方のシリンダ室の油給排ポート
を排出通路に連通させる方向切替弁と、前記供給通路に
回転数に応じた圧油を吐出する油ポンプと、この油ポン
プを駆動する電動モータとを備え、パワーシリンダの高
圧側と供給圧との差圧を検知し、その差圧に応じて電動
モータを制御するようにしている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の動力舵取装
置は、ハンドルを切った操舵直後に発振現象が生じやす
いことがある。この原因は、差圧が小さい時にはモータ
駆動電圧を大きくして供給圧流量を増大させ、差圧が大
きい時にはモータ駆動電圧を小さくして供給圧流量を減
少し差圧を小さくするような差圧−モータ駆動電圧の制
御システムであるからである。 【0006】すなわち、無操舵時にはモータ駆動電圧は
ゼロで電動モータは停止しているが供給通路内の圧油の
圧力により無操舵時の差圧領域が保持されている。この
ような状態でハンドルを切るとパワーシリンダの高圧側
と供給圧との差圧が減少しモータ駆動電圧を漸次大きく
して供給圧流量を増大するが、この供給圧流量の増大に
より差圧が大きくなるためモータ駆動電圧は下がる傾向
となり、供給圧流量が減少する。 【0007】このようなモータ最大駆動電圧に到達する
までの過程における差圧の変動によりモータ駆動電圧も
変動してしまうためハンドルを切ったときに軽くなった
り重たくなったりする発振現象が生じる。また、ハンド
ルを切った後のハンドル戻りもハンドルを切った時の差
圧−モータ駆動電圧の軌跡でモータ駆動電圧を降下制御
するため同じような現象が生じて操舵フィーリングを悪
くしている。 【0008】本発明の目的は、操舵時のハンドル発振現
象をなくし、操舵フィーリングを向上した電動モータの
油圧式動力舵取装置を提供することである。 【0009】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成要旨は、相相対回転可能な入力軸およ
び出力軸と、前記入力軸と出力軸との相対回転によって
圧油の供給通路をパワーシリンダの一方のシリンダ室に
連通しパワーシリンダの他方のシリンダ室を排出通路に
連通させる方向切替弁と、前記供給通路に電動モータの
駆動によって回転数に応じた圧油を吐出する油ポンプ
と、前記パワーシリンダの高圧側のシリンダ室と前記供
給通路の供給圧との差圧を検出する差圧検出器と、この
差圧検出器からの検出信号によって示されるパワーシリ
ンダの高圧側と供給圧との差圧が所定値より大きい場
合、供給通路内の圧力を低圧に保つよう低いモータ駆動
電圧で電動モータを低回転で制御するとともに、前記差
圧が前記所定値以下の場合、差圧が所定値よりも減少す
る時のモータ駆動電圧と、差圧が所定値よりも低い状態
から増加する時のモータ駆動電圧にヒステリシスを設定
するコントローラとを備えたものである。 【0010】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。図2において、10はラックピニオン形
のギヤハウジングであり、このラックピニオン形のギヤ
ハウジング10には入力軸11と出力軸12が同一の軸
線上にそれぞれ回転可能に収納され、これら入力軸11
と出力軸12はトーションバー13を介して互いに相対
回転可能に連結されている。尚、入力軸11は図1に示
すように操向ハンドル14に連結されている。 【0011】図1及び図2において、前記入力軸11及
び出力軸12には方向切替弁17を構成するインナバル
ブ19及びアウタバルブ20がそれぞれ設けられ、この
方向切替弁17は前記入力軸11と出力軸12との相対
回転により供給ポート21を2つのシリンダポート2
2,23の何れか一方に連通し、他方を排出ポート24
に連通するようになっている。 【0012】前記方向切替弁17は、中立状態のときに
インナバルブ19に形成された第1ランド19aによっ
て供給ポート21が閉止され、方向切替弁17の作動時
に供給ポート21がシリンダポート22,23の何れか
一方に連通するセンタクローズバルブと、中立状態のと
きにインナバルブ19に形成された第2ランド19bに
よって排出ポート24と開口し、方向切替弁17の作動
時にシリンダポート22,23へ流入する油の圧力制御
を行うセンタオープンバルブとによって構成されてい
る。 【0013】前記出力軸12の先端にはピニオン歯25
が形成され、このピニオン歯25に噛合するラック歯2
6を形成したラック軸27が前記ギヤハウジング10に
摺動可能に収納されている。前記ラック歯27には図1
で示すように、操舵トルクをアシストするパワーシリン
ダ30のピストン31が連結されている。また、パワー
シリンダ30内はピストン31によって区画された左右
シリンダ室30a,30bを有しており、これら左右シ
リンダ室30a,30bは前記2つのシリンダポート2
2,23にそれぞれ連通されている。 【0014】40はプランジャタイプあるいはベーンタ
イプの油ポンプであり、この油ポンプ40の吐出側はチ
ェック弁41を介して吐出された油の圧力を供給通路4
3によって前記方向切替弁17の供給ポート21と差圧
検出器60に供給するよう接続されている。 【0015】前記差圧検出器60は図3で示すように、
ケースハウジング61と、このケースハウジング61に
嵌合するスプールハウジング62と、スプール弁63及
び差動トランス64によって構成されている。 【0016】前記ケースハウジング61には摺動孔65
が形成されており、この摺動孔65にはスプール弁63
が摺動可能に嵌挿されている。このスプール弁63は軸
部66とプランジャ67で構成されており、前記プラン
ジャ67は前記摺動孔65を第1圧力室70と第2圧力
室71に区画し、第1圧力室70は供給通路43に連通
し、第2圧力室71はシャトル弁72を介してシリンダ
ポート22,23に連通している。このシャトル弁72
は通路内に配置されたボール72aがシリンダポート2
2,23の圧力差によって移動し、シリンダポート2
2,23の圧力の高い方を第2圧力室71と連通するよ
うになっている。 【0017】また、第2圧力室71にはスプリング69
が介装され、プランジャ67を第1圧力室70側へ押圧
している。前記スプール弁63の軸部66の一端はスプ
ールハウジング62を貫通しており、この軸部66の一
端には差動トランス64の一部を構成するコア68が取
り付けられている。差動トランス64は前記コア68の
移動を図略の2次巻線に発生する起電力の変化によって
検出することでスプール弁63の動きを検出するもので
あり、この差動トランス64の出力信号は図4に示すよ
うに、供給通路43とシリンダポート22,23の高圧
側との差圧△Pの上昇に伴って増大し、この差動トラン
ス64の出力信号Sはコントローラ73に入力されてい
る。 【0018】前記コントローラ73には駆動回路74が
接続されており、駆動回路74は前記油ポンプ40を駆
動する電動モータ75に接続されている。 【0019】前記コントローラ73はマイクロプロセッ
サ及びメモリから構成され、差動トランス64の出力信
号Sが図4に示す供給通路43とシリンダポート22,
23の高圧側との差圧△P1に相当する出力信号S1以
下になったとき(ハンドル14が操舵されたときに相
当)に駆動回路74に電動モータ75をモータ駆動電圧
VMで駆動する指令信号を出力し、差圧△P2に相当す
る出力信号S2以上になったときに電動モータ75を停
止する指令信号を出力する。 【0020】前記駆動回路74はコントローラ73から
指令信号SがS1<S<S2のとき、供給通路内の圧油
を低圧に保つように低いモータ駆動電圧で電動モータ7
5を低回転で制御し、指令信号SがS≦S1のとき、操
舵アシストに必要な供給圧を供給できるように高いモー
タ駆動電圧VMで電動モータ75を高回転で制御して油
ポンプ40を一方向に回転駆動する。 【0021】そこで本発明は、コントローラ73によっ
て前記差圧検出器60からの検出信号がパワーシリンダ
30の高圧側と供給圧との差圧が所定値よりも減少する
時のモータ駆動電圧と、差圧が所定値よりも低い状態か
ら増加する時のモータ駆動電圧にヒステリシスを設定す
るようにしたものである。 【0022】すなわち、図4,図5で示すように、パワ
ーシリンダ30の高圧側と供給圧との差圧△Pが△P1
よりも減少し、差動トランス64の出力信号SがS1よ
りも減少する時(ハンドルを切った時に相当)にモータ
駆動電圧Vを最大モータ駆動電圧VMに一挙に増大して
供給圧流量を速やかに増量するAマップと、差圧△Pが
△P1よりも減少し、差動トランス64の出力信号がS
1よりも低い状態から増加する時(ハンドル戻し時に相
当)にモータ駆動電圧Vを所定値(<VM)まで速やか
に降下して供給圧流量を減少するBマップとのヒステリ
シスを設定するものである。 【0023】上記構成の動作について説明する。油ポン
プ40が電動モータ75で駆動されると、油が吐出され
供給通路43に供給された油は方向切替弁17と差圧検
出器60に流入する。このときハンドル14が操作され
ておらず、直進走行状態であれば入力軸11と出力軸1
2との間に相対回転が発生していないため、方向切替弁
17は作動せず、供給ポート21はシリンダポート2
2,23の何れにも連通しない閉止状態である。 【0024】この閉止状態においては、シリンダポート
22,23は排出ポート24に対して開口しているため
油圧が作用しておらず、差圧検出器60の第2圧力室7
1には圧力は作用しない。これにより、差圧検出器60
のスプール弁63の移動は供給通路43の油圧によって
のみ決定され、差圧検出器60の差動トランス64から
差圧△P2に相当する出力信号S2がコントローラ73
に出力された時点で電動モータ75が停止する。 【0025】一方、ハンドル14が操作され、トーショ
ンバー13が捩じられて入力軸11と出力軸12とが相
対回転されると、この両軸の相対回転により方向切替弁
17が作動して例えば供給ポート21が一方のシリンダ
ポート22に連通し、他方のシリンダポート23が排出
ポート24に連通する。シリンダポート22と供給ポー
ト21が連通すると、シリンダポート22からパワーシ
リンダ30の一方のシリンダ室30aに供給される。こ
のパワーシリンダ30に供給された流量によってピスト
ン31が摺動し、所要のリンク機構を介して操向車輪が
操舵される。この時、パワーシリンダ30の他方室30
bの油は方向切替弁17の排出ポート24からタンクに
排出する。 【0026】前記方向切替弁17が作動して供給ポート
21が一方のシリンダポート22に連通し、他方のシリ
ンダポート23が排出ポート24に連通することによっ
て、供給通路43内の油の圧力が低下すると共に、差圧
検出器60の第2圧力室71にシリンダポート22から
の圧力が作用するため、第1圧力室70と第2圧力室7
1の差圧が小さくなる。 【0027】このため、スプール弁63が第1圧力室7
0側へ戻され、差動トランス64からの出力信号Sが小
さくなり、図5に示すように、出力信号SがS1以下に
なった時点で油ポンプ40は差圧検出器60の差動トラ
ンス64から所定値の出力信号がコントローラ73に出
力されるまで高いモータ駆動電圧VMで電動モータ75
により高回転で駆動される。 【0028】以後、連続してハンドル14の操作が行わ
れる場合には、供給通路43とシリンダポート22の差
圧が△P1以上にならないため、油ポンプ40は高回転
で連続して駆動され、操向車輪の操舵が完了して入力軸
11と出力軸12との間に相対回転がなくなり、インナ
バルブ19及びアウタバルブ20が中立状態になると、
再び供給ポート21が閉止され、供給通路43内の圧力
が上昇して差圧検出器60からの出力信号SがS2とな
った時点で電動モータ75へのモータ駆動電圧Vが遮断
して油ポンプ40は停止する。 【0029】上記のような動作において、図6のフロー
チャートで示すように、ステップ80で差圧△Pを検出
し、この差圧△Pが△P1以下(=差動トランス64か
らの出力信号SがS1以下)と判定された場合にステッ
プ81以下の処理が行われる。ステップ81ではステッ
プ80により検出した差圧△Pが増加であるか減少であ
るかを判定する。差圧△Pが減少であることを判定した
場合(ハンドルを切った時に相当)にはステップ82で
Aマップを選択し、ステップ84でモータ駆動電圧Vを
演算し、ステップ85でモータ駆動電圧Vを出力して最
大モータ駆動電圧VMに一挙に増大し、供給圧流量を速
やかに増量する。 【0030】また、ステップ81で差圧△Pの増加を判
定する。この差圧△Pの増加の判定によって増加と判定
された場合(ハンドルの戻し時に相当)にはステップ8
3でBマップを選択し、ステップ84でモータ駆動電圧
を演算し、ステップ85でモータ駆動電圧を出力して所
定値まで速やかに降下させ供給圧流量を減少する。 【0031】このようなパワーシリンダ30の高圧側と
供給圧との差圧△Pの減少と増加によるモータ駆動電圧
Vの増大と減少を制御するヒステリシスを設けることに
より、差圧△Pの変動が抑制されハンドルを切った時及
びハンドルの戻し時に軽くなったり重たくなったりする
発振現象を防止することができる。 【0032】 【発明の効果】以上述べたように本発明によると、パワ
ーシリンダの高圧側のシリンダ室と供給通路の供給圧と
の差圧が所定値以下の場合、差圧の減少と増加によるモ
ータ駆動電圧の増大と減少を制御するヒステリシス特性
を持たせたことにより、モータ駆動電圧の制御時におけ
るハンドルの発振現象を防止し操舵フィーリングを向上
する。また、ハンドル操作時の異音を減少する利点を有
している。
チャート 【符号の説明】 11 入力軸 12 出力軸 17 方向切替弁 30 パワーシリンダ 40 油ポンプ 60 差圧検出器 73 コントローラ 75 電動モータ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】相対回転可能な入力軸および出力軸と、前
記入力軸と出力軸との相対回転によって圧油の供給通路
をパワーシリンダの一方のシリンダ室に連通しパワーシ
リンダの他方のシリンダ室を排出通路に連通させる方向
切替弁と、前記供給通路に電動モータの駆動によって回
転数に応じた圧油を吐出する油ポンプと、前記パワーシ
リンダの高圧側のシリンダ室と前記供給通路の供給圧と
の差圧を検出する差圧検出器と、この差圧検出器からの
検出信号によって示されるパワーシリンダの高圧側と供
給圧との差圧が所定値より大きい場合、供給通路内の圧
力を低圧に保つよう低いモータ駆動電圧で電動モータを
低回転で制御するとともに、前記差圧が前記所定値以下
の場合、差圧が所定値よりも減少する時のモータ駆動電
圧と、差圧が所定値よりも低い状態から増加する時のモ
ータ駆動電圧にヒステリシスを設定するコントローラと
を備えたことを特徴とする動力舵取装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01770798A JP3507940B2 (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 動力舵取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01770798A JP3507940B2 (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 動力舵取装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11198832A JPH11198832A (ja) | 1999-07-27 |
JP3507940B2 true JP3507940B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=11951251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01770798A Expired - Fee Related JP3507940B2 (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 動力舵取装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3507940B2 (ja) |
-
1998
- 1998-01-14 JP JP01770798A patent/JP3507940B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH11198832A (ja) | 1999-07-27 |
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