JP3872992B2 - 自動操舵システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばパワーステアリング装置の油圧シリンダを自動操舵機構で制御するための自動操舵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動操舵機構を備えた従来の自動操舵システムとして、特開平１０−１５７６４３号公報に記載されたものが知られているが、この公報に記載されたシステムを示したのが、この出願に添付した図３である。
図３に示したように、従来の自動操舵システムでは、オイルポンプ１０１に分流弁１０２を接続し、この分流弁１０２にマニュアル操舵機構１０３と自動操舵機構１０４とを接続している。
【０００３】
これらマニュアル操舵機構１０３と自動操舵機構１０４とは、上記分流弁１０２に対して並列になるように接続するとともに、これらマニュアル操舵機構１０３および自動操舵機構１０４の下流側には油圧シリンダ１０５を接続している。
また、上記油圧シリンダ１０５には、図示しないステアリングホイールを接続し、この油圧シリンダ１０５の移動によってステアリングホイールを転舵させるようにしている。
【０００４】
上記分流弁１０２は、オイルポンプ１０１からの作動油をマニュアル操舵機構１０３あるいは自動操舵機構１０４のいずれか一方に選択的に供給するようにしている。この分流弁１０２には、オイルポンプ１０１に接続する流入口１０６と、マニュアル操舵機構１０３に接続する第１流出口１０７と、自動操舵機構１０４に接続する第２流出口１０８とを備えている。
また、上記流入口１０６と第１流出口１０７とは第１連通路１０９で連通され、流入口１０６と第２流出口１０８とは第２連通路１１０で連通される。この第１連通路１０９および第２連通路１１０には、それぞれ絞り１１１、１１２を設けている。
【０００５】
また、上記分流弁１０２には、流入口１０６と第１流出口１０７および第２流出口１０８との間にスプール孔１１３を形成し、このスプール孔１１３には、摺動自在のスプール１１４を設けている。そして、このスプール１１４が図面右側に移動したときには第２流出口１０８を塞ぎ、左側に移動したときには第１流出口１０７を塞ぐようにしている。
【０００６】
また、上記スプール１１４の第１連通路１０９側に臨んだ一端１１４ａには、スプリング１１５のバネ力を作用させるとともに、移動部材１１６を臨ませている。また、第２連通路側１１０に臨んだ他端１１４ｂには、スプリング１１７のバネ力のみを作用させている。
上述したように、移動部材１１６の一端１１６ａは、上記スプール１１４に臨ませているが、その他端１１６ｂには、パイロットライン１１８を介してマニュアル操舵機構１０３のパイロット圧を導いている。
【０００７】
上記のような分流弁１０２の第１流出口１０７には、先に述べたようにマニュアル操舵機構１０３を接続している。このマニュアル操舵機構１０３はロータリー式油圧制御弁１１９により構成され、このロータリー式油圧制御弁１１９には、第１ポート１２０と第２ポート１２１とを備えている。上記第１ポート１２０は第１切換弁１２２を介して油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに接続している。また、第２ポート１２１は第２切換弁１２３を介して油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂに接続するようにしている。
このようなマニュアル操舵機構１０３では、ドライバーのステアリング操舵力に応じて上記ロータリー式油圧制御弁１１９が切り換えられる。
【０００８】
一方、上記分流弁１０２の第２流出口１０８には自動操舵機構１０４を接続している。この自動操舵機構１０４は、自動操舵制御弁１２４と、ステアリングの操舵量を検出する操舵量センサ１２５と、走行路やガードレールに設けた発信器から送信される外部信号を受信する受信機１２６と、これら操舵量センサ１２５あるいは受信機１２６からの信号によって自動操舵制御弁１２４を制御する制御装置１２７とを備えている。
このような自動操舵機構１０４では、上記制御装置１２７によって自動操舵制御弁１２４が切り換えられるようにしている。
【０００９】
上記自動操舵制御弁１２４には、オイルポンプ１０１側に接続する導入ポート１２８と、タンクＴ２に接続するタンクポート１２９と、右操舵用ポート１３０と、左操舵用ポート１３１とを備えている。そして、上記右操舵用ポート１３０が上記第１切換弁１２２を介して油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに接続し、左操舵用ポート１３１が上記第２切換弁１２３を介して油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂに接続するようにしている。
上記第１切換弁１２２および第２切換弁１２３は、マニュアル操舵機構１０３あるいは自動操舵機構１０４の差圧に応じて、上記マニュアル操舵機構１０３あるいは上記自動操舵機構１０４のいずれか一方の作動油を油圧シリンダ１０５に供給するようにしている。
【００１０】
上記従来の自動操舵システムにおいて、マニュアル操舵をしようとした場合、自動操舵機構１０４のスイッチをオフにして、自動操舵制御弁１２４を中立の位置に保持する。このように自動操舵制御弁１２４を中立の位置に保持させることで、オイルポンプ１０１から自動操舵機構１０４側に供給された作動油はタンクＴ２に流れる。
そして、ドライバーはステアリングを左右いずれかの方向に操舵する。このようにドライバーがステアリングを左右いずれかの方向に操舵することによって、マニュアル操舵機構１０３のロータリー式油圧制御弁１１９が切り換えられる。
【００１１】
例えば、ドライバーが右側に操舵した場合、ロータリー式油圧制御弁１１９の絞りＡおよびＢの開度が大きくなり、絞りＣおよびＤの開度が小さくなるようにしている。このように絞りＡ，Ｂの開度が大きくなり、絞りＣ，Ｄの開度が小さくなると、第１ポート１２０を介して第１切換弁１２２の一方の室１２２ａにオイルタンク１０１の作動油が供給される。
【００１２】
このように第１切換弁１２２の一方の室１２２ａに作動油が供給されると、第１切換弁１２２の弁体１３２が図面右側の他方の室１２２ｂ側に押され、自動操舵制御弁１２４の右走行用ポート１３０と、油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに連通するポート１３３との連通を遮断する。自動操舵制御弁１２４と油圧シリンダ１０５との連通が遮断されると、ロータリー式油圧制御弁１１９の第１ポート１２０と油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに連通するポート１３４とだけが連通される。したがって、マニュアル操舵機構１０３からの作動油だけが油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに供給される。
【００１３】
一方、油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂは排出側となるが、この排出される作動油は弁体１３５の両側に導かれる。したがって、この弁体１３５が左右いずれかに切り換わるということがない。上記弁体１３５が切り換わることがないので、ポート１３６は他方の室１２３ｂを介してタンクＴ２に導かれ、ポート１３７は一方の室１２３ａを介してタンクＴ２に導かれる。
したがって、上記油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂの作動油は、上記ポート１３６および１３７を介してタンクＴ２に流れる。
このように、油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに作動油が供給され、他方の室１０５ｂの油がタンクＴ２に流れることによって、油圧シリンダ１０５が移動し、ステアリングホイールを右方向に転舵することができる。
【００１４】
また、上記ではドライバーが右方向にステアリングを操舵した場合について説明したが、ドライバーがステアリングを左方向に操舵した場合には、ロータリー式油圧制御弁１１９の絞りＣ，Ｄの開度が大きくなり、絞りＡ，Ｂの開度が小さくなる。そして、オイルポンプ１０１の作動油が油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂに供給され、一方の室１０５ａの油がタンクＴ２に流れ、ステアリングホイールを左方向に転舵させることができる。
【００１５】
上記のようにドライバーが左右いずれかの方向にステアリングを操舵すると、このマニュアル操舵機構１０３に負荷圧が発生するが、この負荷圧は第１連通路１０９にも同様に発生している。この第１連通路１０９に発生した圧力は、スプール１１４の一端１１４ａに作用する。
【００１６】
さらに、上記マニュアル操舵機構１０３に発生した圧力は、パイロットライン１１８を介して移動部材１１６の他端１１６ｂにも作用する。このようにマニュアル操舵機構１０３に発生した圧力が、スプール１１４の一端１１４ａと移動部材１１６の他端１１６ｂとに作用して、この力がスプリング１１７のバネ力よりも大きくなると、スプール１１４が図面右方向に移動する。
このようにスプール１１４が右方向に移動すると、このスプール１１４によって第２流出口１０８が塞がれる。したがって、オイルポンプ１０１の作動油はマニュアル操舵機構１０３だけに供給されるようになる。
【００１７】
次に自動操舵をしようとした場合について説明する。自動操舵をする場合には、自動操舵機構１０４のスイッチをオンにする。このように自動操舵機構１０４のスイッチをオンにすると、制御装置１２７によって自動操舵制御弁１２４が制御されるようになる。
【００１８】
上記制御装置１２７によって自動操舵制御弁１２４が切り換えられると、その負荷圧力によって、第１切換弁１２２および第２切換弁１２３の弁体１３２，１３５が、図面左方向に移動する。そして、自動操舵制御弁１２４と油圧シリンダ１０５とを連通し、マニュアル操舵機構１０３のロータリー式油圧制御弁１１９と油圧シリンダ１０５との連通を遮断する。
そして、上記自動操舵制御弁１２４の切換位置に応じて油圧シリンダ１０５を移動させ、ステアリングホイールを転舵させる。
【００１９】
上記のように自動操舵機構１０４に負荷圧が発生すると、分流弁１０２の流入口１０６と、自動操舵機構１０４に接続する第２流出口１０８とを連通する第２連通路１１０にも上記圧力が発生する。そして、この圧力がスプリング１１５のバネ力よりも大きくなると、スプール１１４が図面左方向に移動する。スプール１１４が図面左方向に移動することによって、このスプール１１４が第１流出口１０７を塞ぐようになる。したがって、オイルポンプ１０１からの作動油は、マニュアル操舵機構１０３には供給されずに、自動操舵機構１０４に供給されることになる。
【００２０】
また、この従来の自動操舵システムでは、自動操舵機構１０４によって自動操舵をしている場合であっても、ドライバーが自己の意思でステアリングを操舵したときには、マニュアル操舵に切り換えるようにしている。上記自動操舵中にドライバーが自己の意思でステアリングを操舵するのは、例えば、ドライバーが危険を感知してとっさにステアリングを操舵した場合などがある。
【００２１】
上記自動操舵機構１０４にオイルポンプ１０１からの作動油が供給されるようにすると、上述したようにスプール１１４が左側に移動して第１流出口１０７を塞ぐようにするが、このとき、完全に塞ぐのではなく、スプール１１４に設けた通孔１３８によって、わずかにすき間ができるようにしている。このように通孔１３８を設けることによってオイルポンプ１０１からの作動油がわずかにマニュアル操舵機構１０３にも供給されるようにしている。
【００２２】
このようにわずかにマニュアル操舵機構１０３に作動油が供給されている状態で、ドライバーがステアリングを操舵すると、図３のロータリー式油圧制御弁１１９の絞りＡ，ＢあるいはＣ，Ｄのいずれかの開度が小さくなる。このように絞りの開度が小さくなることによって、このロータリー式油圧制御弁１１９には高い負荷圧が発生する。この発生した圧力は、スプール１１４の一端１１４ａに直接作用し、スプール１１４を図面右側に押し付けるとともに、移動部材１１６の他端１１６ｂにも圧力が作用し、スプール１１４を右側に押し付けるようにする。
【００２３】
上記のようにスプール１１４には図面右側に押し付ける力が作用するが、この右側に押し付ける力が、スプール１１４を左側に押し付けるスプリング１１７のバネ力と自動操舵機構１０４の負荷圧よりも大きくなったとき、スプール１１４は図面右側に移動する。
このようにスプール１１４が図面右側に移動すると、塞がれていた第１流出口１０７が開放される。一方、自動操舵機構１０４と接続する第２流出口１０８が塞がれ、オイルポンプ１０１の作動油は第１流出口１０７と接続するマニュアル操舵機構１０３に供給される。
上記のようにして、自動操舵中でも、ステアリングを操舵することによってマニュアル操舵機構１０３に切り換えられるようにしている。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の自動操舵システムにおいて、自動操舵機構１０４によって自動操舵をしている場合に、ドライバーが自己の意思でステアリングを操舵することでマニュアル操舵に切り換えるときには、以下のような問題があった。
【００２５】
上記従来の自動操舵システムでは、ドライバーがステアリングを操舵してロータリー式油圧制御弁１１９に発生する負荷圧が、スプリング１１７のバネ力と自動操舵機構１０４との負荷圧よりも大きくならないと、スプール１１４は図面右側に移動しない。したがって、上記ロータリー式油圧制御弁１１９に発生する負荷圧が、上記スプリング１１７のバネ力と自動操舵機構１０４との負荷圧より小さいと、自動操舵からマニュアル操舵に切り換わらない。言い換えれば、自動操舵機構１０４の負荷圧が大きい場合には、ステアリングの操作量も大きくする必要があり、自動操舵からマニュアル操舵に切り換わりにくいという問題があった。
【００２６】
また、上記自動操舵からマニュアル操舵に切り換わる場合、ドライバーがステアリングを操舵してロータリー式油圧制御弁１１９で負荷圧を発生させてから以下のような過程が必要となる。上記ドライバーがステアリングを操舵すると、その負荷圧が移動部材１１６に作用し、この移動部材１１６によってスプール１１４を移動させ、このスプール１１４によって自動操舵機構に連通する第２流出口１０８が塞がれるという過程である。
【００２７】
したがって、ドライバーがステアリングを操舵しても、マニュアル操舵に切り換わるまでに時間がかかってしまう。自動操舵からマニュアル操舵に切り換わるまでに時間がかかると、切り換えの応答性が悪いという問題があった。
上記のように自動操舵からマニュアル操舵への切り換えの応答性が悪いと、例えば、ドライバーが危険を察知してステアリングを操舵した場合には、危険回避が遅れてしまう可能性があった。
【００２８】
また、自動操舵時であっても、使用していないマニュアル操舵機構１０３のロータリー式油圧制御面１１９に、通孔１３８を介して作動油が供給されるようになっている。したがって、上記マニュアル操舵機構１０３に供給される作動油の分だけ、エネルギーロスが発生するという問題もあった。
しかも、上記のように、自動操舵時であってもマニュアル操舵機構１０３に作動油を供給するようにしているので、自動操舵機構に最高圧力を発生できず、十分な操舵力を発揮できない可能性がある。このような場合には、油圧ポンプの圧力性能を上記通孔１３８の損失分だけ向上させなければならない。
【００２９】
さらに、上記従来例の場合、一度、自動操舵からマニュアル操舵に切換わっても、ステアリングを中立位置に戻したら、再び自動操舵に切り換わるという問題があった。それは以下の理由による。
この従来例では、ロータリー式油圧制御弁１１９に発生する負荷圧によってスプール１１４を移動させ、供給圧がロータリー式油圧制御弁１１９に導かれるようにしている。しかし、ステアリングが中立位置になると、ロータリー式油圧制御弁１１９の負荷圧が低下する。
【００３０】
上記のようにロータリー式油圧制御弁１１９の負荷圧が低下すると、スプール１１４は、スプリング１１７のバネ力によって図４の左側に移動する。このとき、自動操舵制御弁１２４が切り換わったままなので、この自動操舵制御弁１２４にも供給圧が供給され、この自動操舵制御弁１２４に圧力が発生する。この発生した圧力によってスプール１１４がさらに左側に移動して第１流出口１０７を塞ぐ可能性もある。
このように、第１流出口１０７が塞がれると、マニュアル操舵から再び自動操舵に切り換わってしまう。
【００３１】
したがって、上記ステアリングが中立位置になると、マニュアル操舵から自動操舵に切り換わり、ステアリングを操舵すると、今度は自動操舵からマニュアル操舵に切り換わるようになる。
しかし、このように、マニュアル操舵と自動操舵とが入り交じった操舵になった場合、ドライバーは、マニュアル操舵をしているのか自動操舵をしているのかを認識することができない。したがって、ドライバーが操舵フィーリングに違和感を覚えるという問題がった。さらに、上記マニュアル操舵と自動操舵が入り交じることによって、操舵の安定性が悪くなったりするという問題もあった。
【００３２】
この発明の目的は、自動操舵時に、マニュアル操舵に切り換える場合、ステアリングの操舵量に拘わらず確実に切り換わり、しかも、この切り換えの応答性が良好で、かつ、エネルギーロスのない自動操舵システムを提供することである。さらに、自動操舵からマニュアル操舵に切り換わったら、この切換位置を保持することができる自動操舵システムを提供する。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、オイルポンプと、ステアリングの操舵力に応じて切り換わるオープンセンタタイプの油圧バルブと、コントローラからの信号に応じて切り換わるオープンセンタタイプの制御バルブと、上記コントローラの信号に応じて上記油圧バルブおよび制御バルブのいずれか一方を油圧シリンダに連通させる切り換えバルブと、この切り換えバルブの切換位置を保持させるデテント機構とを備え、上記切り換えバルブの一端に上記油圧バルブの上流側の圧力を導くとともに、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導き、ステアリングを操舵して上記切り換えバルブの一端側に作用する押力が、上記切り換えバルブの他端側に作用する押力よりも大きくなったとき、上記切り換えバルブの一端側に作用する押力によって切り換えバルブが切り換わり、上記油圧バルブを上記油圧シリンダに連通させたことを特徴とする。
【００３４】
第２の発明は、切り換えバルブは、マニュアル操舵位置と自動操舵位置とを備え、上記マニュアル操舵位置では、油圧バルブと油圧シリンダとを連通させ、制御バルブと油圧シリンダとの連通を遮断するとともに、上記自動操舵位置では、上記油圧バルブと油圧シリンダとの連通を遮断し、制御バルブと油圧シリンダとを連通させたことを特徴とする。
第３の発明は、オイルポンプと、ステアリングの操舵力に応じて切り換わるオープンセンタタイプの油圧バルブと、コントローラからの信号に応じて切り換わるとともに、オイルポンプに対して上記油圧バルブと直列に設けたオープンセンタタイプの制御バルブと、上記油圧バルブと油圧シリンダとを連通する一対の連通路と、この一対の連通路に設けるとともに上記油圧バルブを油圧シリンダに連通させたり、あるいはこの連通を遮断したりする切り換えバルブと、この切り換えバルブの切換位置を保持させるデテント機構とを備え、上記切り換えバルブの一端に上記油圧バルブの上流側の圧力を導くとともに、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導き、ステアリングを操舵して上記切り換えバルブの一端側に作用する押力が、上記切り換えバルブの他端側に作用する押力よりも大きくなったとき、上記切り換えバルブの一端側に作用する押力によって切り換えバルブが切り換わり、上記油圧バルブを上記油圧シリンダに連通させ、かつ、上記制御バルブは２つの通路を介して上記一対の連通路に連通するとともに、この通路には制御バルブから油圧シリンダへの流れのみを許容するチェック弁をそれぞれ設け、上記いずれか一方の通路の圧力をいずれか他方の通路に設けたチェック弁に作用させ、このいずれか一方の通路の圧力によって、いずれか他方の通路に設けたチェック弁が押し開かれ、上記いずれか一方の通路を介して、油圧シリンダに圧油が供給され、いずれか他方の通路を介して油圧シリンダの戻り油がタンクに戻される点に特徴を有する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１実施形態を表したものである。
図示したように、オイルポンプ１に供給路２を介してマニュアル操舵機構３を接続し、このマニュアル操舵機構３の下流側に流路４を介して自動操舵機構５を接続している。すなわち、オイルポンプ１に対してマニュアル操舵機構３と自動操舵機構５とを直列に接続している。
【００３６】
上記マニュアル操舵機構３は、オープンセンタタイプの油圧バルブ６によって構成される。この油圧バルブ６はステアリングシャフト７を介してステアリング８と接続している。そして、ステアリング８の操舵によって、上記油圧バルブ６が切り換わるとともに、その操舵力に応じて、油圧シリンダ９に供給する油圧を制御している。
【００３７】
また、上記自動操舵機構５は、オープンセンタタイプの制御バルブ１０によって構成されるとともに、この制御バルブ１０にはソレノイド１１、１２を設けている。このソレノイド１１、１２はコントローラＥに接続し、コントローラＥの励磁信号によって励磁されるようにしている。
【００３８】
そして、上記マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６の戻りポート１６と、自動操舵機構５の制御バルブ１０のポンプポート１７とを流路４で連通することによって、マニュアル操舵機構３と自動操舵機構５とを接続している。
また、上記マニュアル操舵機構３および自動操舵機構５を、スプールバルブである切り換えバルブ１９を介して上記油圧シリンダ９に接続している。
なお、この実施形態では、上記切り換えバルブ１９はスプールバルブとしているが、上記切り換えバルブ１９は、どのようなタイプの切り換えバルブでもよい。
【００３９】
上記切り換えバルブ１９はマニュアル操舵位置１９ａと自動操舵位置１９ｂとを有している。また、上記切り換えバルブ１９はポート２０〜２３を有している。
上記切り換えバルブ１９がマニュアル操舵位置１９ａにあるときは、上記油圧バルブ６は、ポート２０、２１を介して油圧シリンダ９と連通している。このとき、上記制御バルブ１０と、油圧シリンダ９との連通は遮断されている。
一方、上記切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂにあるときは、上記制御バルブ１０は、ポート２２、２３を介して油圧シリンダ９と連通している。このとき、上記油圧バルブ６と、上記油圧シリンダ９との連通は遮断されている。
【００４０】
また、上記切り換えバルブ１９には、その一端２４にデテント機構Ｓを、他端２５にソレノイド２６を設けている。そして、上記ソレノイド２６も上記コントローラＥに接続し、コントローラＥの励磁信号によって励磁されるようにしている。
また、上記デテント機構Ｓは、移動規制溝２７と、この移動規制溝２７にかみ合う図示しないボール部材とからなる。上記移動規制溝２７はマニュアル操舵保持溝２７ａと、自動操舵保持溝２７ｂとを備え、上記移動規制溝２７にボール部材がかみ合うことによって、上記切り換えバルブ１９を各切換位置に保持するようにしている。
【００４１】
そして、上記切り換えバルブ１９には、その一端２４に油圧バルブ６の上流側の圧力を、パイロットラインＰ１を介して導くようにしている。また、上記切り換えバルブ１９の他端２５に上記油圧バルブ６の下流側の圧力を、パイロットラインＰ２を介して導くようにしている。
なお、上記油圧シリンダ９のピストンロッド２８の両端には操舵輪２９を接続するとともに、この油圧シリンダ９は、実際にはマニュアル操舵機構３と一体的に構成されるようにしている。
【００４２】
また、上記コントローラＥには、操舵指令Ｍと、自動操舵ON/OFFスイッチ１３からのON/OFF信号と、タイヤの舵角を検出する舵角センサー１４からの舵角信号とが入力されるようにしている。上記操舵指令Ｍとは、例えば車両が走行路から外れないように車両の走行状態に応じて出力される信号である。
このようなコントローラＥによって、上記切り換えバルブ１９あるいは自動操舵機構５の制御バルブ１０を切り換えるようにしていることは先に述べたとおりである。
【００４３】
上記のような構成において、その作用を説明する。
ドライバーが自動操舵をしようとした場合、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をONにする。このように自動操舵ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮにすると、ON信号がコントローラＥに入力される。コントローラＥは、切り換えバルブ１９のソレノイド２６を励磁するとともに、舵角センサー１４からの舵角信号に応じて制御バルブ１０のソレノイド１１、１２を励磁する。
【００４４】
上記ソレノイド２６が励磁されると、そのソレノイド推力によって、デテント機構Ｓのマニュアル保持溝２７ａがボール部材から外れ、上記切り換えバルブ１９は、自動操舵位置１９ｂに切り換わる。
上記切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂに切り換わると、上記デテント機構Ｓのボール部材が、自動保持溝２７ｂにかみ合うようになり、この切り換えバルブ１９を自動操舵位置１９ｂにしっかりと保持する。
【００４５】
上記のように切り換えバルブ１９が切り換わったら、その後はデテント機構Ｓによってその位置が保持されるので、上記切り換えバルブ１９のソレノイド２６は非励磁にするようにしている。
また、制御バルブ１０も、操舵指令Ｍと舵角センサ１４とからの舵角信号に応じて左右いずれかの位置に切り換わる。
【００４６】
このとき、オイルポンプ１からの圧油は、以下のようにして油圧シリンダ９に導かれる。
すなわち、上記オイルポンプ１からの供給油は、供給路２を介してマニュアル操舵機構３の油圧バルブ６のポンプポート１５に導かれる。この油圧バルブ６がドライバーによって切り換えられていないので、油圧バルブ６は中立位置を保っている。これと同時に、切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂに切り換わっているのでポート２０とポート２１とはブロックさせる。
【００４７】
したがって、ポンプポート１５に導かれた圧油は、短絡路３２、流路４を介して、自動操舵機構５の制御バルブ１０のポンプポート１７に導かれる。ポンプポート１７に導かれた圧油は、自動操舵位置１９ｂにある切り換えバルブ１９を介して油圧シリンダ９に導かれる。
このとき、油圧シリンダ９からの戻り油は、切り換えバルブ１９に導かれ、制御バルブ１０の戻りポート１８からタンク通路３１を介してタンクＴ１に戻される。
以上のようにして、ドライバーは自動操舵をすることができる。
【００４８】
一方、ドライバーがマニュアル操舵をしようとした場合、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をOFFにする。自動操舵ＯＮ/ＯＦＦスイッチをＯＦＦにすると、コントローラＥは切り換えバルブ１９のソレノイド２６を非励磁にするとともに、自動操舵機構５の制御バルブ１０のソレノイド１１、１２も非励磁にする。
ここで、上記マニュアル操舵をする前に自動操舵をしていた場合には、切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂに切換わっていて、その切換位置をデテント機構Ｓによって保持されている。したがって、油圧バルブ６と油圧シリンダ９との連通が遮断されている。
【００４９】
上記油圧バルブ６と油圧シリンダ９との連通が遮断されている状態で、マニュアル操舵を開始して、ステアリング８を操舵すると、この操舵力によって油圧バルブ６が左右いずれかの位置に切り換わる。そして、オイルポンプ１からの供給油が油圧バルブ６に供給される。
しかし、上記したように油圧バルブ６と油圧シリンダ９との連通が遮断されているので、供給側の圧力が高くなる。すなわち、供給路２の圧力が高くなり、パイロットポートＰ１の圧力が上昇する。そして、この上昇した圧力が切り換えバルブ１９の一端２４に導かれる。
【００５０】
そして、上記パイロットポートＰ１の圧力が、切り換えバルブ１９の他端２５に導かれた圧力よりも高くなると、この切り換えバルブ１９は図１の左側に押し付けられる。そして、上記一端２４に導かれた圧力が他端２５に導かれた圧力よりも設定以上に高くなると、デテント機構Ｓの自動操舵保持溝２７ｂからボール部材が外され、この切り換えバルブ１９が切り換わる。すなわち、上記切り換えバルブ１９は、自動操舵位置１９ｂからマニュアル操舵位置１９ａに切り換わる。
【００５１】
さらに、上記自動操舵位置１９ｂからマニュアル操舵位置１９ａに切り換わると、デテント機構Ｓのボール部材は、マニュアル保持溝２７ａにかみ合うようになる。
上記切り換えバルブ１９が切り換わると、油圧バルブ６と油圧シリンダ９とが連通し、ドライバーによるマニュアル操舵が可能となる。
【００５２】
さらに、上記この第１実施形態の自動操舵システムも、従来の自動操舵システムと同様に、自動操舵機構５によって自動操舵をしている場合であっても、ドライバーが自己の意思でステアリング８を操舵したときには、マニュアル操舵に切り換わるようにしている。上記自動操舵中にドライバーが自己の意思でステアリングを操舵するのは、例えば、ドライバーが危険を感知してとっさにステアリングを操舵した場合などがある。
【００５３】
上記自動操舵時というのは、切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂに切り換わっているときである。上記切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂに切り換わっている状態で、ドライバーがステアリング８を操舵すると、上記油圧バルブ６は、この操舵力によって左右いずれかに切り換わる。
これは、上記マニュアル操舵をするときと同様である。したがって、自動操舵時にマニュアル操舵をしたときにも、通常のマニュアル操舵と同様の機構で切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂからマニュアル操舵位置１９ａに切り換わる。
【００５４】
さらに、上記切り換えバルブ１９のマニュアル操舵位置１９ａは、デテント機構Ｓによってその位置が保持される。したがって、上記切り換えバルブ１９が、一度、自動操舵位置１９ｂからマニュアル操舵位置１９ａに切り換わったら、再び自動操舵ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１３をＯＮにしてソレノイド２６を励磁させない限り、自動操舵位置１９ｂに戻ってしまうことがない。自動操舵位置１９ｂに戻ってしまうことがないので、自動操舵からマニュアル操舵に切り換えたとき、その操舵中に、ドライバーの意思に拘わらず再び自動操舵に切り換わるということがなくなる。したがって、操舵フィーリングを良好に保つことができ、操舵の安定性を維持することができる。
【００５５】
また、上記のようにデテント機構Ｓによって機械的に切り換えバルブ１９の切換位置を保つことができるので、例えばバルブ位置センサや圧力検出装置を用いて電気的に上記切り換えバルブ１９を制御するよりも、コストを低く抑えることができる。
上記切り換えバルブ１９の切換位置を電気的な制御で保持しようとすると、上記保持しているときには、常に通電が必要となる。このように、常に通電することによって、ソレノイドの寿命を短くしたり、誤作動を発生させたりする可能性が高くなる。これに対して、この実施形態のようにデテント機構Ｓを採用することによって、ソレノイドの信頼性や耐久性を向上させることができる。
なお、自動操舵ＯＮ／ＯＦＦスイッチを再びＯＮにしてソレノイド２６を励磁させた場合には、マニュアル操舵位置１９ａから自動操舵位置１９ｂに切り換わるようにしている。
【００５６】
上記のように自動操舵中にステアリング８を操舵すると、その操舵の大小に拘わらず供給路２の連通が遮断される。そして、この遮断によって上昇した供給路２の圧力によって、切り換えバルブ１９を切り換えるようにしている。したがって、従来のように自動操舵機構の負荷圧が大きい場合に、ステアリングの操作量を大きくしなければならないという不都合を解消することができ、上記ステアリングの操作量の大小に拘わらずマニュアル操舵に切り換えることができる。
【００５７】
また、上記供給路２の圧力をパイロットポートＰ１から直接切り換えバルブ１９に導いて、この切り換えバルブ１９を切り換えているので、ステアリング８を操舵して供給路２の圧力が上昇したら、すぐに上記切り換えバルブ１９が切り換わる。したがって、ステアリング８を操舵してから、マニュアル操舵に切り換わるまでの応答性を良好に保つことができる。
上記のように応答性を良好に保つことができるので、例えば、ドライバーが危険を察知して自己の意思でステアリング８を操舵した場合には、その危険を回避できる可能性が高い。
【００５８】
さらに、従来の自動操舵システムでは、ステアリングの操舵量が大きくなった状態で自動操舵からマニュアル操舵に切り換わっていた。このように、ステアリングの操舵量が大きくなった状態で自動操舵からマニュアル操舵に切り換わると、切り換わりの瞬間にステアリングが軽くなるなどのショックが伴うことがあった。しかし、この実施例の自動操舵システムでは、ドライバーがステアリング８を操舵すると、瞬時に自動操舵からマニュアル操舵に切り換わるので、ステアリング８に与えるショックも少ない。つまりは、ドライバーに感じさせるショックを小さく抑えることができる。
【００５９】
さらに、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と、自動操舵機構５の制御バルブ１０とを、オイルポンプ１に対して直列に接続しているので、マニュアル操舵機構３と自動操舵機構５とに、別々に圧油を供給することがない。すなわち、従来例では、自動操舵時であっても使用していないマニュアル操舵機構に圧油を供給していたが、この第１実施例では使用していない操舵機構には圧油を供給しなくてもよい。使用していない操舵機構に圧油を供給しないので、その分、エネルギーロスを防止することができる。また、エネルギーロスを防止することができるので、この分、オイルポンプ１も小型にすることができる。
【００６０】
図２は、この発明の第２実施形態を示したものである。この第２実施形態では、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６に切り換えバルブ３３を接続し、この切り換えバルブ３３は、マニュアル操舵位置３３ａと自動操舵位置３３ｂとを備えている。上記マニュアル操舵位置３３ａでは、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と油圧シリンダ９とを連通路３４、３５を介して連通し、自動操舵位置３３ｂでは、これを遮断する。
【００６１】
さらに、上記切り換えバルブ３３には、その一端側３７にデテント機構Ｓを設けている。このデテント機構Ｓは上記第１実施形態と同様である。
また、上記切り換えバルブ３３には、その一端３７に油圧バルブ６の上流側の圧力を、パイロットラインＰ１を介して導き、上記切り換えバルブ３３の他端３８に上記油圧バルブ６の下流側の圧力を、パイロットラインＰ２を介して導くようにしている。また、この他端３８側にはソレノイド３９を備えている。
【００６２】
自動操舵機構５の制御バルブ１０は、チェック弁４０、４１を介して上記連通路３４，３５に連通する。また、このチェック弁４０，４１は、通路４２，４３を介して制御バルブ１０に接続している。
また、上記チェック弁４０，４１は、制御バルブ１０から油圧シリンダ９への流れのみを許容し、その逆を阻止するようにしている。
【００６３】
さらに、上記チェック弁４０の上流の圧力をパイロットライン４４によって他方のチェック弁４１に導いている。そして、上記一方のチェック弁４０の上流が高圧になったとき、他方のチェック弁４１を押し開くようにしている。同様にチェック弁４１の上流の圧力を、パイロットライン４５を介して一方のチェック弁４０に導いている。
この第２実施形態において、上記以外の構成は、第１実施形態と同様である。その同様の構成要素については、第１実施形態と同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
上記のような構成の第２実施形態において、ドライバーが自動操舵にする場合には、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をONにして、このON信号をコントローラＥに入力する。コントローラＥは、切り換えバルブ３３のソレノイド３９を励磁するとともに、制御バルブ１０のソレノイド１１，１２を励磁する。
上記励磁された切り換えバルブ３３は、遮断位置３３ｂに切り換わり、オイルポンプ１からの供給油は、供給路４を介して、自動操舵機構５の制御バルブ１０に導かれる。制御バルブ１０に導かれた供給油は、チェック弁４０，４１のいずれか一方を介して連通路３４あるいは３５に導かれ、この連通路３４あるいは３５を介して油圧シリンダ９に供給される。
【００６５】
このとき上記いずれか一方のチェック弁の上流の圧力が、他方のチェック弁にパイロット圧として導かれている。したがって、この他方のチェック弁は、上記パイロット圧によって押し開かれる。
したがって、油圧シリンダ９からの戻り油は、上記押し開かれた他方のチェック弁を介して、タンクＴ１に戻される。
【００６６】
一方、ドライバーがマニュアル操舵をおこなうとき、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をOFFにする。自動操舵ON/OFFスイッチ１３をOFFにしているとき、コントローラＥは切り換えバルブ３３のソレノイド３９を非励磁にするとともに、自動操舵機構５の制御バルブ１０のソレノイド１１，１２も非励磁にする。
上記自動操舵ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＦＦにしたとき、上記切り換えバルブ３３が自動操舵位置３３ｂに切換わっているときには、上記第１実施形態と同様に、この切り換えバルブ３３が一端３７に導かれるパイロット圧と他端３８に導かれるパイロット圧とによって、マニュアル操舵位置３３ａに切り換わる。したがって、オイルポンプ１からの供給油は、上記マニュアル操舵機構３を介して上記油圧シリンダ９のいずれかの室９ａ、９ｂに導かれる。
【００６７】
この第２実施形態によれば、自動操舵機構５の制御バルブ１０と油圧シリンダ９との間にチェック弁４０，４１を設けることによって、操舵輪２９，２９に加わる外力で、自動操舵時に油圧シリンダ９が動いてしまうのを防止することができる。
例えば、自動操舵の直進時においては、舵角センサー１４の舵角がゼロとなることがある。このように舵角がゼロになったときには、コントローラＥに入力される舵角信号がゼロになり、制御バルブ１０は中立位置に保たれる。制御バルブ１０が中立位置に保たれたとき、この制御バルブ１０はタンクＴ１に連通する。
さらに、制御バルブ１０がタンクＴ１に連通し、しかも、油圧シリンダ９と制御バルブ１０とが連通すると、操舵輪２９，２９に外力が加わったときに、油圧シリンダ９の室９ａあるいは９ｂの油が制御バルブ１０側に流出入し、ピストンロッド２８が動いてしまうことがある。
【００６８】
また、上記ピストンロッド２８が動いてしまうと、回路内に圧力が発生する。この発生した回路内の圧力によって、パイロットポートＰ１，Ｐ２に圧力が発生し、切り換えバルブ３３を切り換える可能性もある。
【００６９】
しかし、この第２実施形態によれば、油圧シリンダ９と制御バルブ１０との間にチェック弁４０，４１を設けているので、操舵輪２９，２９に外力が加わったとしても、油圧シリンダ９の室の油が制御バルブ１０側に流入することがない。
したがって、上記操舵輪２９，２９に外力が加わっても、油圧シリンダ９が動いてしまうことがない。油圧シリンダ９が外力で動くことがないので、安全性を向上させることができる。
【００７０】
さらに、この第２実施形態の切り換えバルブ３３は、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と油圧シリンダ９とを連通させるか、あるいは、遮断するかのどちらかのみを行う。したがって、第１実施形態のように、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と、自動操舵機構５の制御バルブ１０との両方を切り換えバルブ３３に接続し、どちらかのバルブを油圧シリンダ９に接続するように切り換えるときに比べて、この切り換えバルブ３３のポート数が少なくてよい。しかも、この切り換えバルブ３３の構造も簡単にすることができる。
【００７１】
また、切り換えバルブ３３に、油圧バルブ６の上流側の圧力と下流側の圧力とを導くことによって、ドライバーが、記自動操舵中にマニュアル操舵をしたときには、マニュアル操舵に切り換えることができるという効果は第１実施形態と同様である。また、デテント機構Ｓを設けることによって、この切り換えバルブ３３が遮断位置３３ｂに戻ってしまうことがない等の効果も第１実施形態と同様である。
【００７２】
なお、上記第１および第２実施形態の制御バルブや切り換えバルブは、従来のパワーステアリング装置内に一体的に組み込むこともできるし、上記パワーステアリング装置の外側に組み付けることもできる。上記パワーステアリング装置の外側に組み付ける場合には、従来のパワーステアリング装置をそのまま利用し、これに組み付けることも可能である。したがって、車両搭載時のレイアウトも比較的容易であり、かつ、オプションとして後付けすることもできる。
【００７３】
【発明の効果】
第１の発明によれば、切り換えバルブの一端に油圧バルブの上流側の圧力を導き、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導く構成にしたので、自動操舵時にドライバーがステアリングを操舵して、上記油圧バルブの上流側の圧力を上昇させることによって、この上昇した圧力で直接切り換えバルブを切り換えることができる。
したがって、上記ステアリングの操舵量に拘わらず、切り換えバルブを切り換えることができる。
【００７４】
また、油圧バルブの上流側の圧力で直接切り換えバルブを切り換えることができるので、その切り換えを瞬時におこなうことができ、自動操舵からマニュアル操舵への切り換えの応答性を良好に保つことができる。
さらに、上記切り換えバルブにデテント機構を設け、この切り換えバルブが切り換わったら、その切換位置を保持できるようにしたので、自動操舵とマニュアル操舵とが入り交じった操舵になることを防止することができる。したがって、操舵フィーリングに違和感を感じたり、操舵の安定性が悪くなったりすることがない。
【００７５】
第２の発明によれば、切り換えバルブのマニュアル操舵位置では、油圧バルブと油圧シリンダとを連通させ、制御バルブと油圧シリンダとの連通を遮断するとともに、上記自動操舵位置では、上記油圧バルブと油圧シリンダとの連通を遮断し、制御バルブと油圧シリンダとを連通させることとしたので、上記切り換えバルブが自動操舵位置にある状態で、油圧バルブに圧油が導かれると、この油圧バルブの上流の圧力が上昇する。したがって、上記油圧バルブの切り換え量に拘わらず、油圧バルブの上流の圧力を上昇させることができ、より一層、自動操舵からマニュアル操舵への応答性を良好にすることができる。
第３の発明によれば、油圧シリンダと制御バルブとの間にチェック弁を設けているので、操舵輪に外力が加わったとしても、油圧シリンダの室の油が制御バルブ側に流入することがない。したがって、操舵輪に外力が加わっても、油圧シリンダが動いてしまうことがなく、安全性を向上させることができる。
また、切り換えバルブは、油圧シリンダに油圧バルブのみを連通させたり、あるいは、遮断したりするので、切り換えバルブのポート数を少なくすることができ、切り換えバルブの構造を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明である自動操舵システムの第１実施形態を示す図である。
【図２】第２実施形態を示す図である。
【図３】従来の自動操舵システムを示す図である。
【符号の説明】
１ オイルポンプ
６ 油圧バルブ
８ ステアリング
９ 油圧シリンダ
１０ 制御バルブ
１９ 切り換えバルブ
Ｅ コントローラ
２４ 切り換えバルブの一端
２５ 切り換えバルブの他端
３３ 切り換えバルブ
３７ 切り換えバルブの一端
３８ 切り換えバルブの他端
Ｓ デテント機構
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばパワーステアリング装置の油圧シリンダを自動操舵機構で制御するための自動操舵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動操舵機構を備えた従来の自動操舵システムとして、特開平１０−１５７６４３号公報に記載されたものが知られているが、この公報に記載されたシステムを示したのが、この出願に添付した図３である。
図３に示したように、従来の自動操舵システムでは、オイルポンプ１０１に分流弁１０２を接続し、この分流弁１０２にマニュアル操舵機構１０３と自動操舵機構１０４とを接続している。
【０００３】
これらマニュアル操舵機構１０３と自動操舵機構１０４とは、上記分流弁１０２に対して並列になるように接続するとともに、これらマニュアル操舵機構１０３および自動操舵機構１０４の下流側には油圧シリンダ１０５を接続している。
また、上記油圧シリンダ１０５には、図示しないステアリングホイールを接続し、この油圧シリンダ１０５の移動によってステアリングホイールを転舵させるようにしている。
【０００４】
上記分流弁１０２は、オイルポンプ１０１からの作動油をマニュアル操舵機構１０３あるいは自動操舵機構１０４のいずれか一方に選択的に供給するようにしている。この分流弁１０２には、オイルポンプ１０１に接続する流入口１０６と、マニュアル操舵機構１０３に接続する第１流出口１０７と、自動操舵機構１０４に接続する第２流出口１０８とを備えている。
また、上記流入口１０６と第１流出口１０７とは第１連通路１０９で連通され、流入口１０６と第２流出口１０８とは第２連通路１１０で連通される。この第１連通路１０９および第２連通路１１０には、それぞれ絞り１１１、１１２を設けている。
【０００５】
また、上記分流弁１０２には、流入口１０６と第１流出口１０７および第２流出口１０８との間にスプール孔１１３を形成し、このスプール孔１１３には、摺動自在のスプール１１４を設けている。そして、このスプール１１４が図面右側に移動したときには第２流出口１０８を塞ぎ、左側に移動したときには第１流出口１０７を塞ぐようにしている。
【０００６】
また、上記スプール１１４の第１連通路１０９側に臨んだ一端１１４ａには、スプリング１１５のバネ力を作用させるとともに、移動部材１１６を臨ませている。また、第２連通路側１１０に臨んだ他端１１４ｂには、スプリング１１７のバネ力のみを作用させている。
上述したように、移動部材１１６の一端１１６ａは、上記スプール１１４に臨ませているが、その他端１１６ｂには、パイロットライン１１８を介してマニュアル操舵機構１０３のパイロット圧を導いている。
【０００７】
上記のような分流弁１０２の第１流出口１０７には、先に述べたようにマニュアル操舵機構１０３を接続している。このマニュアル操舵機構１０３はロータリー式油圧制御弁１１９により構成され、このロータリー式油圧制御弁１１９には、第１ポート１２０と第２ポート１２１とを備えている。上記第１ポート１２０は第１切換弁１２２を介して油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに接続している。また、第２ポート１２１は第２切換弁１２３を介して油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂに接続するようにしている。
このようなマニュアル操舵機構１０３では、ドライバーのステアリング操舵力に応じて上記ロータリー式油圧制御弁１１９が切り換えられる。
【０００８】
一方、上記分流弁１０２の第２流出口１０８には自動操舵機構１０４を接続している。この自動操舵機構１０４は、自動操舵制御弁１２４と、ステアリングの操舵量を検出する操舵量センサ１２５と、走行路やガードレールに設けた発信器から送信される外部信号を受信する受信機１２６と、これら操舵量センサ１２５あるいは受信機１２６からの信号によって自動操舵制御弁１２４を制御する制御装置１２７とを備えている。
このような自動操舵機構１０４では、上記制御装置１２７によって自動操舵制御弁１２４が切り換えられるようにしている。
【０００９】
上記自動操舵制御弁１２４には、オイルポンプ１０１側に接続する導入ポート１２８と、タンクＴ２に接続するタンクポート１２９と、右操舵用ポート１３０と、左操舵用ポート１３１とを備えている。そして、上記右操舵用ポート１３０が上記第１切換弁１２２を介して油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに接続し、左操舵用ポート１３１が上記第２切換弁１２３を介して油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂに接続するようにしている。
上記第１切換弁１２２および第２切換弁１２３は、マニュアル操舵機構１０３あるいは自動操舵機構１０４の差圧に応じて、上記マニュアル操舵機構１０３あるいは上記自動操舵機構１０４のいずれか一方の作動油を油圧シリンダ１０５に供給するようにしている。
【００１０】
上記従来の自動操舵システムにおいて、マニュアル操舵をしようとした場合、自動操舵機構１０４のスイッチをオフにして、自動操舵制御弁１２４を中立の位置に保持する。このように自動操舵制御弁１２４を中立の位置に保持させることで、オイルポンプ１０１から自動操舵機構１０４側に供給された作動油はタンクＴ２に流れる。
そして、ドライバーはステアリングを左右いずれかの方向に操舵する。このようにドライバーがステアリングを左右いずれかの方向に操舵することによって、マニュアル操舵機構１０３のロータリー式油圧制御弁１１９が切り換えられる。
【００１１】
例えば、ドライバーが右側に操舵した場合、ロータリー式油圧制御弁１１９の絞りＡおよびＢの開度が大きくなり、絞りＣおよびＤの開度が小さくなるようにしている。このように絞りＡ，Ｂの開度が大きくなり、絞りＣ，Ｄの開度が小さくなると、第１ポート１２０を介して第１切換弁１２２の一方の室１２２ａにオイルタンク１０１の作動油が供給される。
【００１２】
このように第１切換弁１２２の一方の室１２２ａに作動油が供給されると、第１切換弁１２２の弁体１３２が図面右側の他方の室１２２ｂ側に押され、自動操舵制御弁１２４の右走行用ポート１３０と、油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに連通するポート１３３との連通を遮断する。自動操舵制御弁１２４と油圧シリンダ１０５との連通が遮断されると、ロータリー式油圧制御弁１１９の第１ポート１２０と油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに連通するポート１３４とだけが連通される。したがって、マニュアル操舵機構１０３からの作動油だけが油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに供給される。
【００１３】
一方、油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂは排出側となるが、この排出される作動油は弁体１３５の両側に導かれる。したがって、この弁体１３５が左右いずれかに切り換わるということがない。上記弁体１３５が切り換わることがないので、ポート１３６は他方の室１２３ｂを介してタンクＴ２に導かれ、ポート１３７は一方の室１２３ａを介してタンクＴ２に導かれる。
したがって、上記油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂの作動油は、上記ポート１３６および１３７を介してタンクＴ２に流れる。
このように、油圧シリンダ１０５の一方の室１０５ａに作動油が供給され、他方の室１０５ｂの油がタンクＴ２に流れることによって、油圧シリンダ１０５が移動し、ステアリングホイールを右方向に転舵することができる。
【００１４】
また、上記ではドライバーが右方向にステアリングを操舵した場合について説明したが、ドライバーがステアリングを左方向に操舵した場合には、ロータリー式油圧制御弁１１９の絞りＣ，Ｄの開度が大きくなり、絞りＡ，Ｂの開度が小さくなる。そして、オイルポンプ１０１の作動油が油圧シリンダ１０５の他方の室１０５ｂに供給され、一方の室１０５ａの油がタンクＴ２に流れ、ステアリングホイールを左方向に転舵させることができる。
【００１５】
上記のようにドライバーが左右いずれかの方向にステアリングを操舵すると、このマニュアル操舵機構１０３に負荷圧が発生するが、この負荷圧は第１連通路１０９にも同様に発生している。この第１連通路１０９に発生した圧力は、スプール１１４の一端１１４ａに作用する。
【００１６】
さらに、上記マニュアル操舵機構１０３に発生した圧力は、パイロットライン１１８を介して移動部材１１６の他端１１６ｂにも作用する。このようにマニュアル操舵機構１０３に発生した圧力が、スプール１１４の一端１１４ａと移動部材１１６の他端１１６ｂとに作用して、この力がスプリング１１７のバネ力よりも大きくなると、スプール１１４が図面右方向に移動する。
このようにスプール１１４が右方向に移動すると、このスプール１１４によって第２流出口１０８が塞がれる。したがって、オイルポンプ１０１の作動油はマニュアル操舵機構１０３だけに供給されるようになる。
【００１７】
次に自動操舵をしようとした場合について説明する。自動操舵をする場合には、自動操舵機構１０４のスイッチをオンにする。このように自動操舵機構１０４のスイッチをオンにすると、制御装置１２７によって自動操舵制御弁１２４が制御されるようになる。
【００１８】
上記制御装置１２７によって自動操舵制御弁１２４が切り換えられると、その負荷圧力によって、第１切換弁１２２および第２切換弁１２３の弁体１３２，１３５が、図面左方向に移動する。そして、自動操舵制御弁１２４と油圧シリンダ１０５とを連通し、マニュアル操舵機構１０３のロータリー式油圧制御弁１１９と油圧シリンダ１０５との連通を遮断する。
そして、上記自動操舵制御弁１２４の切換位置に応じて油圧シリンダ１０５を移動させ、ステアリングホイールを転舵させる。
【００１９】
上記のように自動操舵機構１０４に負荷圧が発生すると、分流弁１０２の流入口１０６と、自動操舵機構１０４に接続する第２流出口１０８とを連通する第２連通路１１０にも上記圧力が発生する。そして、この圧力がスプリング１１５のバネ力よりも大きくなると、スプール１１４が図面左方向に移動する。スプール１１４が図面左方向に移動することによって、このスプール１１４が第１流出口１０７を塞ぐようになる。したがって、オイルポンプ１０１からの作動油は、マニュアル操舵機構１０３には供給されずに、自動操舵機構１０４に供給されることになる。
【００２０】
また、この従来の自動操舵システムでは、自動操舵機構１０４によって自動操舵をしている場合であっても、ドライバーが自己の意思でステアリングを操舵したときには、マニュアル操舵に切り換えるようにしている。上記自動操舵中にドライバーが自己の意思でステアリングを操舵するのは、例えば、ドライバーが危険を感知してとっさにステアリングを操舵した場合などがある。
【００２１】
上記自動操舵機構１０４にオイルポンプ１０１からの作動油が供給されるようにすると、上述したようにスプール１１４が左側に移動して第１流出口１０７を塞ぐようにするが、このとき、完全に塞ぐのではなく、スプール１１４に設けた通孔１３８によって、わずかにすき間ができるようにしている。このように通孔１３８を設けることによってオイルポンプ１０１からの作動油がわずかにマニュアル操舵機構１０３にも供給されるようにしている。
【００２２】
このようにわずかにマニュアル操舵機構１０３に作動油が供給されている状態で、ドライバーがステアリングを操舵すると、図３のロータリー式油圧制御弁１１９の絞りＡ，ＢあるいはＣ，Ｄのいずれかの開度が小さくなる。このように絞りの開度が小さくなることによって、このロータリー式油圧制御弁１１９には高い負荷圧が発生する。この発生した圧力は、スプール１１４の一端１１４ａに直接作用し、スプール１１４を図面右側に押し付けるとともに、移動部材１１６の他端１１６ｂにも圧力が作用し、スプール１１４を右側に押し付けるようにする。
【００２３】
上記のようにスプール１１４には図面右側に押し付ける力が作用するが、この右側に押し付ける力が、スプール１１４を左側に押し付けるスプリング１１７のバネ力と自動操舵機構１０４の負荷圧よりも大きくなったとき、スプール１１４は図面右側に移動する。
このようにスプール１１４が図面右側に移動すると、塞がれていた第１流出口１０７が開放される。一方、自動操舵機構１０４と接続する第２流出口１０８が塞がれ、オイルポンプ１０１の作動油は第１流出口１０７と接続するマニュアル操舵機構１０３に供給される。
上記のようにして、自動操舵中でも、ステアリングを操舵することによってマニュアル操舵機構１０３に切り換えられるようにしている。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の自動操舵システムにおいて、自動操舵機構１０４によって自動操舵をしている場合に、ドライバーが自己の意思でステアリングを操舵することでマニュアル操舵に切り換えるときには、以下のような問題があった。
【００２５】
上記従来の自動操舵システムでは、ドライバーがステアリングを操舵してロータリー式油圧制御弁１１９に発生する負荷圧が、スプリング１１７のバネ力と自動操舵機構１０４との負荷圧よりも大きくならないと、スプール１１４は図面右側に移動しない。したがって、上記ロータリー式油圧制御弁１１９に発生する負荷圧が、上記スプリング１１７のバネ力と自動操舵機構１０４との負荷圧より小さいと、自動操舵からマニュアル操舵に切り換わらない。言い換えれば、自動操舵機構１０４の負荷圧が大きい場合には、ステアリングの操作量も大きくする必要があり、自動操舵からマニュアル操舵に切り換わりにくいという問題があった。
【００２６】
また、上記自動操舵からマニュアル操舵に切り換わる場合、ドライバーがステアリングを操舵してロータリー式油圧制御弁１１９で負荷圧を発生させてから以下のような過程が必要となる。上記ドライバーがステアリングを操舵すると、その負荷圧が移動部材１１６に作用し、この移動部材１１６によってスプール１１４を移動させ、このスプール１１４によって自動操舵機構に連通する第２流出口１０８が塞がれるという過程である。
【００２７】
したがって、ドライバーがステアリングを操舵しても、マニュアル操舵に切り換わるまでに時間がかかってしまう。自動操舵からマニュアル操舵に切り換わるまでに時間がかかると、切り換えの応答性が悪いという問題があった。
上記のように自動操舵からマニュアル操舵への切り換えの応答性が悪いと、例えば、ドライバーが危険を察知してステアリングを操舵した場合には、危険回避が遅れてしまう可能性があった。
【００２８】
また、自動操舵時であっても、使用していないマニュアル操舵機構１０３のロータリー式油圧制御面１１９に、通孔１３８を介して作動油が供給されるようになっている。したがって、上記マニュアル操舵機構１０３に供給される作動油の分だけ、エネルギーロスが発生するという問題もあった。
しかも、上記のように、自動操舵時であってもマニュアル操舵機構１０３に作動油を供給するようにしているので、自動操舵機構に最高圧力を発生できず、十分な操舵力を発揮できない可能性がある。このような場合には、油圧ポンプの圧力性能を上記通孔１３８の損失分だけ向上させなければならない。
【００２９】
さらに、上記従来例の場合、一度、自動操舵からマニュアル操舵に切換わっても、ステアリングを中立位置に戻したら、再び自動操舵に切り換わるという問題があった。それは以下の理由による。
この従来例では、ロータリー式油圧制御弁１１９に発生する負荷圧によってスプール１１４を移動させ、供給圧がロータリー式油圧制御弁１１９に導かれるようにしている。しかし、ステアリングが中立位置になると、ロータリー式油圧制御弁１１９の負荷圧が低下する。
【００３０】
上記のようにロータリー式油圧制御弁１１９の負荷圧が低下すると、スプール１１４は、スプリング１１７のバネ力によって図４の左側に移動する。このとき、自動操舵制御弁１２４が切り換わったままなので、この自動操舵制御弁１２４にも供給圧が供給され、この自動操舵制御弁１２４に圧力が発生する。この発生した圧力によってスプール１１４がさらに左側に移動して第１流出口１０７を塞ぐ可能性もある。
このように、第１流出口１０７が塞がれると、マニュアル操舵から再び自動操舵に切り換わってしまう。
【００３１】
したがって、上記ステアリングが中立位置になると、マニュアル操舵から自動操舵に切り換わり、ステアリングを操舵すると、今度は自動操舵からマニュアル操舵に切り換わるようになる。
しかし、このように、マニュアル操舵と自動操舵とが入り交じった操舵になった場合、ドライバーは、マニュアル操舵をしているのか自動操舵をしているのかを認識することができない。したがって、ドライバーが操舵フィーリングに違和感を覚えるという問題がった。さらに、上記マニュアル操舵と自動操舵が入り交じることによって、操舵の安定性が悪くなったりするという問題もあった。
【００３２】
この発明の目的は、自動操舵時に、マニュアル操舵に切り換える場合、ステアリングの操舵量に拘わらず確実に切り換わり、しかも、この切り換えの応答性が良好で、かつ、エネルギーロスのない自動操舵システムを提供することである。さらに、自動操舵からマニュアル操舵に切り換わったら、この切換位置を保持することができる自動操舵システムを提供する。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、オイルポンプと、ステアリングの操舵力に応じて切り換わるオープンセンタタイプの油圧バルブと、コントローラからの信号に応じて切り換わるオープンセンタタイプの制御バルブと、上記コントローラの信号に応じて上記油圧バルブおよび制御バルブのいずれか一方を油圧シリンダに連通させる切り換えバルブと、この切り換えバルブの切換位置を保持させるデテント機構とを備え、上記切り換えバルブの一端に上記油圧バルブの上流側の圧力を導くとともに、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導き、ステアリングを操舵して上記切り換えバルブの一端側に作用する押力が、上記切り換えバルブの他端側に作用する押力よりも大きくなったとき、上記切り換えバルブの一端側に作用する押力によって切り換えバルブが切り換わり、上記油圧バルブを上記油圧シリンダに連通させたことを特徴とする。
【００３４】
第２の発明は、切り換えバルブは、マニュアル操舵位置と自動操舵位置とを備え、上記マニュアル操舵位置では、油圧バルブと油圧シリンダとを連通させ、制御バルブと油圧シリンダとの連通を遮断するとともに、上記自動操舵位置では、上記油圧バルブと油圧シリンダとの連通を遮断し、制御バルブと油圧シリンダとを連通させたことを特徴とする。
第３の発明は、オイルポンプと、ステアリングの操舵力に応じて切り換わるオープンセンタタイプの油圧バルブと、コントローラからの信号に応じて切り換わるとともに、オイルポンプに対して上記油圧バルブと直列に設けたオープンセンタタイプの制御バルブと、上記油圧バルブと油圧シリンダとを連通する一対の連通路と、この一対の連通路に設けるとともに上記油圧バルブを油圧シリンダに連通させたり、あるいはこの連通を遮断したりする切り換えバルブと、この切り換えバルブの切換位置を保持させるデテント機構とを備え、上記切り換えバルブの一端に上記油圧バルブの上流側の圧力を導くとともに、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導き、ステアリングを操舵して上記切り換えバルブの一端側に作用する押力が、上記切り換えバルブの他端側に作用する押力よりも大きくなったとき、上記切り換えバルブの一端側に作用する押力によって切り換えバルブが切り換わり、上記油圧バルブを上記油圧シリンダに連通させ、かつ、上記制御バルブは２つの通路を介して上記一対の連通路に連通するとともに、この通路には制御バルブから油圧シリンダへの流れのみを許容するチェック弁をそれぞれ設け、上記いずれか一方の通路の圧力をいずれか他方の通路に設けたチェック弁に作用させ、このいずれか一方の通路の圧力によって、いずれか他方の通路に設けたチェック弁が押し開かれ、上記いずれか一方の通路を介して、油圧シリンダに圧油が供給され、いずれか他方の通路を介して油圧シリンダの戻り油がタンクに戻される点に特徴を有する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１実施形態を表したものである。
図示したように、オイルポンプ１に供給路２を介してマニュアル操舵機構３を接続し、このマニュアル操舵機構３の下流側に流路４を介して自動操舵機構５を接続している。すなわち、オイルポンプ１に対してマニュアル操舵機構３と自動操舵機構５とを直列に接続している。
【００３６】
上記マニュアル操舵機構３は、オープンセンタタイプの油圧バルブ６によって構成される。この油圧バルブ６はステアリングシャフト７を介してステアリング８と接続している。そして、ステアリング８の操舵によって、上記油圧バルブ６が切り換わるとともに、その操舵力に応じて、油圧シリンダ９に供給する油圧を制御している。
【００３７】
また、上記自動操舵機構５は、オープンセンタタイプの制御バルブ１０によって構成されるとともに、この制御バルブ１０にはソレノイド１１、１２を設けている。このソレノイド１１、１２はコントローラＥに接続し、コントローラＥの励磁信号によって励磁されるようにしている。
【００３８】
そして、上記マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６の戻りポート１６と、自動操舵機構５の制御バルブ１０のポンプポート１７とを流路４で連通することによって、マニュアル操舵機構３と自動操舵機構５とを接続している。
また、上記マニュアル操舵機構３および自動操舵機構５を、スプールバルブである切り換えバルブ１９を介して上記油圧シリンダ９に接続している。
なお、この実施形態では、上記切り換えバルブ１９はスプールバルブとしているが、上記切り換えバルブ１９は、どのようなタイプの切り換えバルブでもよい。
【００３９】
上記切り換えバルブ１９はマニュアル操舵位置１９ａと自動操舵位置１９ｂとを有している。また、上記切り換えバルブ１９はポート２０〜２３を有している。
上記切り換えバルブ１９がマニュアル操舵位置１９ａにあるときは、上記油圧バルブ６は、ポート２０、２１を介して油圧シリンダ９と連通している。このとき、上記制御バルブ１０と、油圧シリンダ９との連通は遮断されている。
一方、上記切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂにあるときは、上記制御バルブ１０は、ポート２２、２３を介して油圧シリンダ９と連通している。このとき、上記油圧バルブ６と、上記油圧シリンダ９との連通は遮断されている。
【００４０】
また、上記切り換えバルブ１９には、その一端２４にデテント機構Ｓを、他端２５にソレノイド２６を設けている。そして、上記ソレノイド２６も上記コントローラＥに接続し、コントローラＥの励磁信号によって励磁されるようにしている。
また、上記デテント機構Ｓは、移動規制溝２７と、この移動規制溝２７にかみ合う図示しないボール部材とからなる。上記移動規制溝２７はマニュアル操舵保持溝２７ａと、自動操舵保持溝２７ｂとを備え、上記移動規制溝２７にボール部材がかみ合うことによって、上記切り換えバルブ１９を各切換位置に保持するようにしている。
【００４１】
そして、上記切り換えバルブ１９には、その一端２４に油圧バルブ６の上流側の圧力を、パイロットラインＰ１を介して導くようにしている。また、上記切り換えバルブ１９の他端２５に上記油圧バルブ６の下流側の圧力を、パイロットラインＰ２を介して導くようにしている。
なお、上記油圧シリンダ９のピストンロッド２８の両端には操舵輪２９を接続するとともに、この油圧シリンダ９は、実際にはマニュアル操舵機構３と一体的に構成されるようにしている。
【００４２】
また、上記コントローラＥには、操舵指令Ｍと、自動操舵ON/OFFスイッチ１３からのON/OFF信号と、タイヤの舵角を検出する舵角センサー１４からの舵角信号とが入力されるようにしている。上記操舵指令Ｍとは、例えば車両が走行路から外れないように車両の走行状態に応じて出力される信号である。
このようなコントローラＥによって、上記切り換えバルブ１９あるいは自動操舵機構５の制御バルブ１０を切り換えるようにしていることは先に述べたとおりである。
【００４３】
上記のような構成において、その作用を説明する。
ドライバーが自動操舵をしようとした場合、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をONにする。このように自動操舵ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮにすると、ON信号がコントローラＥに入力される。コントローラＥは、切り換えバルブ１９のソレノイド２６を励磁するとともに、舵角センサー１４からの舵角信号に応じて制御バルブ１０のソレノイド１１、１２を励磁する。
【００４４】
上記ソレノイド２６が励磁されると、そのソレノイド推力によって、デテント機構Ｓのマニュアル保持溝２７ａがボール部材から外れ、上記切り換えバルブ１９は、自動操舵位置１９ｂに切り換わる。
上記切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂに切り換わると、上記デテント機構Ｓのボール部材が、自動保持溝２７ｂにかみ合うようになり、この切り換えバルブ１９を自動操舵位置１９ｂにしっかりと保持する。
【００４５】
上記のように切り換えバルブ１９が切り換わったら、その後はデテント機構Ｓによってその位置が保持されるので、上記切り換えバルブ１９のソレノイド２６は非励磁にするようにしている。
また、制御バルブ１０も、操舵指令Ｍと舵角センサ１４とからの舵角信号に応じて左右いずれかの位置に切り換わる。
【００４６】
このとき、オイルポンプ１からの圧油は、以下のようにして油圧シリンダ９に導かれる。
すなわち、上記オイルポンプ１からの供給油は、供給路２を介してマニュアル操舵機構３の油圧バルブ６のポンプポート１５に導かれる。この油圧バルブ６がドライバーによって切り換えられていないので、油圧バルブ６は中立位置を保っている。これと同時に、切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂに切り換わっているのでポート２０とポート２１とはブロックさせる。
【００４７】
したがって、ポンプポート１５に導かれた圧油は、短絡路３２、流路４を介して、自動操舵機構５の制御バルブ１０のポンプポート１７に導かれる。ポンプポート１７に導かれた圧油は、自動操舵位置１９ｂにある切り換えバルブ１９を介して油圧シリンダ９に導かれる。
このとき、油圧シリンダ９からの戻り油は、切り換えバルブ１９に導かれ、制御バルブ１０の戻りポート１８からタンク通路３１を介してタンクＴ１に戻される。
以上のようにして、ドライバーは自動操舵をすることができる。
【００４８】
一方、ドライバーがマニュアル操舵をしようとした場合、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をOFFにする。自動操舵ＯＮ/ＯＦＦスイッチをＯＦＦにすると、コントローラＥは切り換えバルブ１９のソレノイド２６を非励磁にするとともに、自動操舵機構５の制御バルブ１０のソレノイド１１、１２も非励磁にする。
ここで、上記マニュアル操舵をする前に自動操舵をしていた場合には、切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂに切換わっていて、その切換位置をデテント機構Ｓによって保持されている。したがって、油圧バルブ６と油圧シリンダ９との連通が遮断されている。
【００４９】
上記油圧バルブ６と油圧シリンダ９との連通が遮断されている状態で、マニュアル操舵を開始して、ステアリング８を操舵すると、この操舵力によって油圧バルブ６が左右いずれかの位置に切り換わる。そして、オイルポンプ１からの供給油が油圧バルブ６に供給される。
しかし、上記したように油圧バルブ６と油圧シリンダ９との連通が遮断されているので、供給側の圧力が高くなる。すなわち、供給路２の圧力が高くなり、パイロットポートＰ１の圧力が上昇する。そして、この上昇した圧力が切り換えバルブ１９の一端２４に導かれる。
【００５０】
そして、上記パイロットポートＰ１の圧力が、切り換えバルブ１９の他端２５に導かれた圧力よりも高くなると、この切り換えバルブ１９は図１の左側に押し付けられる。そして、上記一端２４に導かれた圧力が他端２５に導かれた圧力よりも設定以上に高くなると、デテント機構Ｓの自動操舵保持溝２７ｂからボール部材が外され、この切り換えバルブ１９が切り換わる。すなわち、上記切り換えバルブ１９は、自動操舵位置１９ｂからマニュアル操舵位置１９ａに切り換わる。
【００５１】
さらに、上記自動操舵位置１９ｂからマニュアル操舵位置１９ａに切り換わると、デテント機構Ｓのボール部材は、マニュアル保持溝２７ａにかみ合うようになる。
上記切り換えバルブ１９が切り換わると、油圧バルブ６と油圧シリンダ９とが連通し、ドライバーによるマニュアル操舵が可能となる。
【００５２】
さらに、上記この第１実施形態の自動操舵システムも、従来の自動操舵システムと同様に、自動操舵機構５によって自動操舵をしている場合であっても、ドライバーが自己の意思でステアリング８を操舵したときには、マニュアル操舵に切り換わるようにしている。上記自動操舵中にドライバーが自己の意思でステアリングを操舵するのは、例えば、ドライバーが危険を感知してとっさにステアリングを操舵した場合などがある。
【００５３】
上記自動操舵時というのは、切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂに切り換わっているときである。上記切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂに切り換わっている状態で、ドライバーがステアリング８を操舵すると、上記油圧バルブ６は、この操舵力によって左右いずれかに切り換わる。
これは、上記マニュアル操舵をするときと同様である。したがって、自動操舵時にマニュアル操舵をしたときにも、通常のマニュアル操舵と同様の機構で切り換えバルブ１９が自動操舵位置１９ｂからマニュアル操舵位置１９ａに切り換わる。
【００５４】
さらに、上記切り換えバルブ１９のマニュアル操舵位置１９ａは、デテント機構Ｓによってその位置が保持される。したがって、上記切り換えバルブ１９が、一度、自動操舵位置１９ｂからマニュアル操舵位置１９ａに切り換わったら、再び自動操舵ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１３をＯＮにしてソレノイド２６を励磁させない限り、自動操舵位置１９ｂに戻ってしまうことがない。自動操舵位置１９ｂに戻ってしまうことがないので、自動操舵からマニュアル操舵に切り換えたとき、その操舵中に、ドライバーの意思に拘わらず再び自動操舵に切り換わるということがなくなる。したがって、操舵フィーリングを良好に保つことができ、操舵の安定性を維持することができる。
【００５５】
また、上記のようにデテント機構Ｓによって機械的に切り換えバルブ１９の切換位置を保つことができるので、例えばバルブ位置センサや圧力検出装置を用いて電気的に上記切り換えバルブ１９を制御するよりも、コストを低く抑えることができる。
上記切り換えバルブ１９の切換位置を電気的な制御で保持しようとすると、上記保持しているときには、常に通電が必要となる。このように、常に通電することによって、ソレノイドの寿命を短くしたり、誤作動を発生させたりする可能性が高くなる。これに対して、この実施形態のようにデテント機構Ｓを採用することによって、ソレノイドの信頼性や耐久性を向上させることができる。
なお、自動操舵ＯＮ／ＯＦＦスイッチを再びＯＮにしてソレノイド２６を励磁させた場合には、マニュアル操舵位置１９ａから自動操舵位置１９ｂに切り換わるようにしている。
【００５６】
上記のように自動操舵中にステアリング８を操舵すると、その操舵の大小に拘わらず供給路２の連通が遮断される。そして、この遮断によって上昇した供給路２の圧力によって、切り換えバルブ１９を切り換えるようにしている。したがって、従来のように自動操舵機構の負荷圧が大きい場合に、ステアリングの操作量を大きくしなければならないという不都合を解消することができ、上記ステアリングの操作量の大小に拘わらずマニュアル操舵に切り換えることができる。
【００５７】
また、上記供給路２の圧力をパイロットポートＰ１から直接切り換えバルブ１９に導いて、この切り換えバルブ１９を切り換えているので、ステアリング８を操舵して供給路２の圧力が上昇したら、すぐに上記切り換えバルブ１９が切り換わる。したがって、ステアリング８を操舵してから、マニュアル操舵に切り換わるまでの応答性を良好に保つことができる。
上記のように応答性を良好に保つことができるので、例えば、ドライバーが危険を察知して自己の意思でステアリング８を操舵した場合には、その危険を回避できる可能性が高い。
【００５８】
さらに、従来の自動操舵システムでは、ステアリングの操舵量が大きくなった状態で自動操舵からマニュアル操舵に切り換わっていた。このように、ステアリングの操舵量が大きくなった状態で自動操舵からマニュアル操舵に切り換わると、切り換わりの瞬間にステアリングが軽くなるなどのショックが伴うことがあった。しかし、この実施例の自動操舵システムでは、ドライバーがステアリング８を操舵すると、瞬時に自動操舵からマニュアル操舵に切り換わるので、ステアリング８に与えるショックも少ない。つまりは、ドライバーに感じさせるショックを小さく抑えることができる。
【００５９】
さらに、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と、自動操舵機構５の制御バルブ１０とを、オイルポンプ１に対して直列に接続しているので、マニュアル操舵機構３と自動操舵機構５とに、別々に圧油を供給することがない。すなわち、従来例では、自動操舵時であっても使用していないマニュアル操舵機構に圧油を供給していたが、この第１実施例では使用していない操舵機構には圧油を供給しなくてもよい。使用していない操舵機構に圧油を供給しないので、その分、エネルギーロスを防止することができる。また、エネルギーロスを防止することができるので、この分、オイルポンプ１も小型にすることができる。
【００６０】
図２は、この発明の第２実施形態を示したものである。この第２実施形態では、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６に切り換えバルブ３３を接続し、この切り換えバルブ３３は、マニュアル操舵位置３３ａと自動操舵位置３３ｂとを備えている。上記マニュアル操舵位置３３ａでは、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と油圧シリンダ９とを連通路３４、３５を介して連通し、自動操舵位置３３ｂでは、これを遮断する。
【００６１】
さらに、上記切り換えバルブ３３には、その一端側３７にデテント機構Ｓを設けている。このデテント機構Ｓは上記第１実施形態と同様である。
また、上記切り換えバルブ３３には、その一端３７に油圧バルブ６の上流側の圧力を、パイロットラインＰ１を介して導き、上記切り換えバルブ３３の他端３８に上記油圧バルブ６の下流側の圧力を、パイロットラインＰ２を介して導くようにしている。また、この他端３８側にはソレノイド３９を備えている。
【００６２】
自動操舵機構５の制御バルブ１０は、チェック弁４０、４１を介して上記連通路３４，３５に連通する。また、このチェック弁４０，４１は、通路４２，４３を介して制御バルブ１０に接続している。
また、上記チェック弁４０，４１は、制御バルブ１０から油圧シリンダ９への流れのみを許容し、その逆を阻止するようにしている。
【００６３】
さらに、上記チェック弁４０の上流の圧力をパイロットライン４４によって他方のチェック弁４１に導いている。そして、上記一方のチェック弁４０の上流が高圧になったとき、他方のチェック弁４１を押し開くようにしている。同様にチェック弁４１の上流の圧力を、パイロットライン４５を介して一方のチェック弁４０に導いている。
この第２実施形態において、上記以外の構成は、第１実施形態と同様である。その同様の構成要素については、第１実施形態と同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
上記のような構成の第２実施形態において、ドライバーが自動操舵にする場合には、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をONにして、このON信号をコントローラＥに入力する。コントローラＥは、切り換えバルブ３３のソレノイド３９を励磁するとともに、制御バルブ１０のソレノイド１１，１２を励磁する。
上記励磁された切り換えバルブ３３は、遮断位置３３ｂに切り換わり、オイルポンプ１からの供給油は、供給路４を介して、自動操舵機構５の制御バルブ１０に導かれる。制御バルブ１０に導かれた供給油は、チェック弁４０，４１のいずれか一方を介して連通路３４あるいは３５に導かれ、この連通路３４あるいは３５を介して油圧シリンダ９に供給される。
【００６５】
このとき上記いずれか一方のチェック弁の上流の圧力が、他方のチェック弁にパイロット圧として導かれている。したがって、この他方のチェック弁は、上記パイロット圧によって押し開かれる。
したがって、油圧シリンダ９からの戻り油は、上記押し開かれた他方のチェック弁を介して、タンクＴ１に戻される。
【００６６】
一方、ドライバーがマニュアル操舵をおこなうとき、自動操舵ON/OFFスイッチ１３をOFFにする。自動操舵ON/OFFスイッチ１３をOFFにしているとき、コントローラＥは切り換えバルブ３３のソレノイド３９を非励磁にするとともに、自動操舵機構５の制御バルブ１０のソレノイド１１，１２も非励磁にする。
上記自動操舵ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＦＦにしたとき、上記切り換えバルブ３３が自動操舵位置３３ｂに切換わっているときには、上記第１実施形態と同様に、この切り換えバルブ３３が一端３７に導かれるパイロット圧と他端３８に導かれるパイロット圧とによって、マニュアル操舵位置３３ａに切り換わる。したがって、オイルポンプ１からの供給油は、上記マニュアル操舵機構３を介して上記油圧シリンダ９のいずれかの室９ａ、９ｂに導かれる。
【００６７】
この第２実施形態によれば、自動操舵機構５の制御バルブ１０と油圧シリンダ９との間にチェック弁４０，４１を設けることによって、操舵輪２９，２９に加わる外力で、自動操舵時に油圧シリンダ９が動いてしまうのを防止することができる。
例えば、自動操舵の直進時においては、舵角センサー１４の舵角がゼロとなることがある。このように舵角がゼロになったときには、コントローラＥに入力される舵角信号がゼロになり、制御バルブ１０は中立位置に保たれる。制御バルブ１０が中立位置に保たれたとき、この制御バルブ１０はタンクＴ１に連通する。
さらに、制御バルブ１０がタンクＴ１に連通し、しかも、油圧シリンダ９と制御バルブ１０とが連通すると、操舵輪２９，２９に外力が加わったときに、油圧シリンダ９の室９ａあるいは９ｂの油が制御バルブ１０側に流出入し、ピストンロッド２８が動いてしまうことがある。
【００６８】
また、上記ピストンロッド２８が動いてしまうと、回路内に圧力が発生する。この発生した回路内の圧力によって、パイロットポートＰ１，Ｐ２に圧力が発生し、切り換えバルブ３３を切り換える可能性もある。
【００６９】
しかし、この第２実施形態によれば、油圧シリンダ９と制御バルブ１０との間にチェック弁４０，４１を設けているので、操舵輪２９，２９に外力が加わったとしても、油圧シリンダ９の室の油が制御バルブ１０側に流入することがない。
したがって、上記操舵輪２９，２９に外力が加わっても、油圧シリンダ９が動いてしまうことがない。油圧シリンダ９が外力で動くことがないので、安全性を向上させることができる。
【００７０】
さらに、この第２実施形態の切り換えバルブ３３は、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と油圧シリンダ９とを連通させるか、あるいは、遮断するかのどちらかのみを行う。したがって、第１実施形態のように、マニュアル操舵機構３の油圧バルブ６と、自動操舵機構５の制御バルブ１０との両方を切り換えバルブ３３に接続し、どちらかのバルブを油圧シリンダ９に接続するように切り換えるときに比べて、この切り換えバルブ３３のポート数が少なくてよい。しかも、この切り換えバルブ３３の構造も簡単にすることができる。
【００７１】
また、切り換えバルブ３３に、油圧バルブ６の上流側の圧力と下流側の圧力とを導くことによって、ドライバーが、記自動操舵中にマニュアル操舵をしたときには、マニュアル操舵に切り換えることができるという効果は第１実施形態と同様である。また、デテント機構Ｓを設けることによって、この切り換えバルブ３３が遮断位置３３ｂに戻ってしまうことがない等の効果も第１実施形態と同様である。
【００７２】
なお、上記第１および第２実施形態の制御バルブや切り換えバルブは、従来のパワーステアリング装置内に一体的に組み込むこともできるし、上記パワーステアリング装置の外側に組み付けることもできる。上記パワーステアリング装置の外側に組み付ける場合には、従来のパワーステアリング装置をそのまま利用し、これに組み付けることも可能である。したがって、車両搭載時のレイアウトも比較的容易であり、かつ、オプションとして後付けすることもできる。
【００７３】
【発明の効果】
第１の発明によれば、切り換えバルブの一端に油圧バルブの上流側の圧力を導き、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導く構成にしたので、自動操舵時にドライバーがステアリングを操舵して、上記油圧バルブの上流側の圧力を上昇させることによって、この上昇した圧力で直接切り換えバルブを切り換えることができる。
したがって、上記ステアリングの操舵量に拘わらず、切り換えバルブを切り換えることができる。
【００７４】
また、油圧バルブの上流側の圧力で直接切り換えバルブを切り換えることができるので、その切り換えを瞬時におこなうことができ、自動操舵からマニュアル操舵への切り換えの応答性を良好に保つことができる。
さらに、上記切り換えバルブにデテント機構を設け、この切り換えバルブが切り換わったら、その切換位置を保持できるようにしたので、自動操舵とマニュアル操舵とが入り交じった操舵になることを防止することができる。したがって、操舵フィーリングに違和感を感じたり、操舵の安定性が悪くなったりすることがない。
【００７５】
第２の発明によれば、切り換えバルブのマニュアル操舵位置では、油圧バルブと油圧シリンダとを連通させ、制御バルブと油圧シリンダとの連通を遮断するとともに、上記自動操舵位置では、上記油圧バルブと油圧シリンダとの連通を遮断し、制御バルブと油圧シリンダとを連通させることとしたので、上記切り換えバルブが自動操舵位置にある状態で、油圧バルブに圧油が導かれると、この油圧バルブの上流の圧力が上昇する。したがって、上記油圧バルブの切り換え量に拘わらず、油圧バルブの上流の圧力を上昇させることができ、より一層、自動操舵からマニュアル操舵への応答性を良好にすることができる。
第３の発明によれば、油圧シリンダと制御バルブとの間にチェック弁を設けているので、操舵輪に外力が加わったとしても、油圧シリンダの室の油が制御バルブ側に流入することがない。したがって、操舵輪に外力が加わっても、油圧シリンダが動いてしまうことがなく、安全性を向上させることができる。
また、切り換えバルブは、油圧シリンダに油圧バルブのみを連通させたり、あるいは、遮断したりするので、切り換えバルブのポート数を少なくすることができ、切り換えバルブの構造を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明である自動操舵システムの第１実施形態を示す図である。
【図２】第２実施形態を示す図である。
【図３】従来の自動操舵システムを示す図である。
【符号の説明】
１ オイルポンプ
６ 油圧バルブ
８ ステアリング
９ 油圧シリンダ
１０ 制御バルブ
１９ 切り換えバルブ
Ｅ コントローラ
２４ 切り換えバルブの一端
２５ 切り換えバルブの他端
３３ 切り換えバルブ
３７ 切り換えバルブの一端
３８ 切り換えバルブの他端
Ｓ デテント機構
Claims (3)
- オイルポンプと、ステアリングの操舵力に応じて切り換わるオープンセンタタイプの油圧バルブと、コントローラからの信号に応じて切り換わるオープンセンタタイプの制御バルブと、上記コントローラの信号に応じて上記油圧バルブおよび制御バルブのいずれか一方を油圧シリンダに連通させる切り換えバルブと、この切り換えバルブの切換位置を保持させるデテント機構とを備え、上記切り換えバルブの一端に上記油圧バルブの上流側の圧力を導くとともに、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導き、ステアリングを操舵して上記切り換えバルブの一端側に作用する押力が、上記切り換えバルブの他端側に作用する押力よりも大きくなったとき、上記切り換えバルブの一端側に作用する押力によって切り換えバルブが切り換わり、上記油圧バルブを上記油圧シリンダに連通させる構成にした自動操舵システム。
- 切り換えバルブは、マニュアル操舵位置と自動操舵位置とを備え、上記マニュアル操舵位置では、油圧バルブと油圧シリンダとを連通させ、制御バルブと油圧シリンダとの連通を遮断するとともに、上記自動操舵位置では、上記油圧バルブと油圧シリンダとの連通を遮断し、制御バルブと油圧シリンダとを連通させた請求項１記載の自動操舵システム。
- オイルポンプと、ステアリングの操舵力に応じて切り換わるオープンセンタタイプの油圧バルブと、コントローラからの信号に応じて切り換わるとともに、オイルポンプに対して上記油圧バルブと直列に設けたオープンセンタタイプの制御バルブと、上記油圧バルブと油圧シリンダとを連通する一対の連通路と、この一対の連通路に設けるとともに上記油圧バルブを油圧シリンダに連通させたり、あるいはこの連通を遮断したりする切り換えバルブと、この切り換えバルブの切換位置を保持させるデテント機構とを備え、上記切り換えバルブの一端に上記油圧バルブの上流側の圧力を導くとともに、上記切り換えバルブの他端に上記油圧バルブの下流側の圧力を導き、ステアリングを操舵して上記切り換えバルブの一端側に作用する押力が、上記切り換えバルブの他端側に作用する押力よりも大きくなったとき、上記切り換えバルブの一端側に作用する押力によって切り換えバルブが切り換わり、上記油圧バルブを上記油圧シリンダに連通させ、かつ、上記制御バルブは２つの通路を介して上記一対の連通路に連通するとともに、この通路には制御バルブから油圧シリンダへの流れのみを許容するチェック弁をそれぞれ設け、上記いずれか一方の通路の圧力をいずれか他方の通路に設けたチェック弁に作用させ、このいずれか一方の通路の圧力によって、いずれか他方の通路に設けたチェック弁が押し開かれ、上記いずれか一方の通路を介して、油圧シリンダに圧油が供給され、いずれか他方の通路を介して油圧シリンダの戻り油がタンクに戻される構成にした自動操舵システム。
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