JPH05473Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、車両に搭載されてステアリングホイ
ールの操舵力を助勢する動力舵取装置（パワース
テアリング機構）に関し、とくに操舵トルクを目
標とするトルクに制御できるようにした操舵トル
クフイードバツク制御動力舵取装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a power steering device (power steering mechanism) that is mounted on a vehicle and assists the steering force of a steering wheel. The present invention relates to a steering torque feedback control power steering device that can control steering torque feedback.

［従来の技術］ 従来から、ステアリングホイールからの操舵ト
ルクが入力される入力軸と、該入力軸に相対回転
可能に連結され入力軸からの操舵角を車輪側へと
伝達する出力軸と、両軸間に設けられ両軸間の相
対回転によりパワーシリンダへの作動油の給排を
制御する油圧切換弁機構を備えた動力舵取装置が
各種知られている。そして、パワーシリンダの出
力が助勢されることによつて、ステアリングホイ
ールは軽い力で操作できる。[Prior Art] Conventionally, an input shaft to which steering torque from a steering wheel is input, an output shaft coupled to the input shaft so as to be relatively rotatable and transmit the steering angle from the input shaft to the wheels, and both Various power steering devices are known that include a hydraulic switching valve mechanism that is provided between shafts and controls supply and discharge of hydraulic oil to and from a power cylinder by relative rotation between both shafts. By assisting the output of the power cylinder, the steering wheel can be operated with light force.

このような動力舵取装置においては、ステアリ
ングホイール操作力が軽くてすむので、高速時に
ステアリングホイールを切り込みすぎるおそれが
あり、それを防止するため従来から速度感応型の
動力舵取装置が知られている（たとえば特公昭57
−53236号公報）。この種の速度感応型動力舵取装
置においては、車速が速くなる程入力軸と出力軸
間に相対回転を生じにくくしており、速度が速く
なる程ステアリングホイール操作力が重くなるよ
うにしてある。両軸間の相対回転を拘束する方向
に力を作用させるには、たとえばばね部材や油圧
を用いて出力軸を入力軸に付勢する構造が採られ
る。その際、油圧が比較的低くても十分な伝達力
と拘束力の制御力が得られるように、入力軸と出
力軸との相対回転可能な連結部にカムフオロアを
設けた構造も知られている（たとえば特開昭60−
110571号公報）。さらに車両速度感応型のみに限
らず、たとえば操舵角等車速以外の条件にも応じ
て操舵トルクを制御するようにした機構も知られ
つつある。 In such a power steering device, since the steering wheel operation force is light, there is a risk of turning the steering wheel too much at high speeds, and to prevent this, speed-sensitive power steering devices have been known. (For example, special public service in 1984
-53236). In this type of speed-sensitive power steering system, as the vehicle speed increases, relative rotation between the input shaft and the output shaft becomes less likely to occur, and as the speed increases, the steering wheel operating force becomes heavier. . In order to apply a force in a direction that restricts the relative rotation between the two shafts, a structure is adopted in which the output shaft is biased toward the input shaft using, for example, a spring member or hydraulic pressure. In this case, a structure in which a cam follower is provided at the relatively rotatable connection between the input shaft and the output shaft is also known so that sufficient transmission force and restraint force control force can be obtained even when the oil pressure is relatively low. (For example, JP-A-60-
110571). Furthermore, not only the vehicle speed sensitive type but also mechanisms that control steering torque in response to conditions other than vehicle speed, such as the steering angle, are becoming known.

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、従来の動力舵取装置における操舵ト
ルクの制御は、たとえばコンピユータのマツプに
したがつて制御用アクチユエータを作動させるオ
ープン制御であつたため、ユーザ等で操舵トルク
制御指令値演算の基礎となる条件が変更された場
合、変更前に設定されていた操舵トルク制御値
と、変更後の条件における目標とする操舵トルク
制御値とがずれてしまい、現実には最適操舵トル
クに制御されなくなるという問題がある。[Problems to be solved by the invention] However, since the control of steering torque in conventional power steering devices was an open control in which the control actuator was operated according to a computer map, it was difficult for the user etc. to control the steering torque. If the conditions that form the basis of control command value calculation are changed, the steering torque control value that was set before the change and the target steering torque control value under the changed conditions will deviate, and in reality it may not be optimal. There is a problem in that it is no longer controlled by the steering torque.

たとえば、ユーザ等で車両のタイヤ条件を変更
した場合（たとえば、通常タイヤからスノータイ
ヤに変えた場合）、タイヤの特性（セルフアライ
ニングトルク、コーナリングフオース等）が変化
し、その結果操舵トルクが軽くなりすぎる不具合
が生じるおそれがある。また、作動油は気温変化
等で粘性変化し操舵トルクが変化するが、これを
たとえ温度センサで修正するようにしても、ユー
ザが使用オイルを変更した場合粘度指数が変わる
ので、十分に温度補正ができないことになり、や
はり最適な操舵トルクが得られない場合がある。 For example, when a user changes the tire conditions of a vehicle (for example, when changing from normal tires to snow tires), the characteristics of the tires (self-aligning torque, cornering force, etc.) change, and as a result, the steering torque changes. There is a possibility that the problem of becoming too light may occur. In addition, the viscosity of hydraulic oil changes due to changes in temperature, etc., and the steering torque changes, but even if this is corrected using a temperature sensor, if the user changes the oil used, the viscosity index will change, so the temperature must be adequately corrected. Therefore, the optimum steering torque may not be obtained.

また、オープン制御方式では、操舵トルクを極
力制御目標値に近づけるために、各部品の精度、
たとえば油圧切換弁機構各部の精度や入力軸と出
力軸との連結部精度を高める必要があり、その分
コストが増大するという基本的な問題もある。 In addition, in the open control method, in order to bring the steering torque as close to the control target value as possible, the precision of each component,
For example, it is necessary to improve the precision of each part of the hydraulic switching valve mechanism and the precision of the connection between the input shaft and the output shaft, and there is a fundamental problem that the cost increases accordingly.

本考案は、上記のような従来のオープン制御方
式の動力舵取装置における各種問題点に着目し、
操舵トルクをフイードバツクできるようにして、
ユーザ等における条件変更にかかわらず実際に生
じる操舵トルクが正確に制御目標値になるように
し、しかもそのフイードバツク制御を高精度でか
つ安価に行うことができるようにするとともに、
フイードバツク制御により各部精度をそれ程高め
なくてもすむようにして動力舵取装置のコストダ
ウンをはかることを目的とする。 This invention focuses on various problems in the conventional open control type power steering device as described above, and
By making it possible to feedback the steering torque,
To make it possible for the actually generated steering torque to accurately reach the control target value regardless of changes in conditions by a user, etc., and to perform the feedback control with high precision and at low cost.
The purpose of the present invention is to reduce the cost of a power steering device by eliminating the need to increase the accuracy of each part so much through feedback control.

［問題点を解決するための手段］ このフイードバツク化の目的を達成するため
に、本考案の操舵トルクフイードバツク制御動力
舵取装置においては、次のような構成が取られ
る。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the purpose of feedback, the steering torque feedback control power steering device of the present invention has the following configuration.

ステアリングホイールからの操舵トルクが入力
される入力軸と該入力軸の操舵角を車輪側へと伝
達する出力軸とを相対回転可能に連結し、両軸間
に油圧切換弁機構を設け両軸間の相対回転により
油圧切換弁機構を作動させて、操舵力を助勢する
パワーシリンダの各油室に対する作動油の給排を
制御し、出力軸を入力軸側に付勢するばね部材を
設けるとともに同方向に油圧を作用させた動力舵
取装置において、出力軸を入力軸側に付勢する付
勢機構を、出力軸を直接付勢する第１のピストン
と、該第１のピストンを油圧により付勢する油室
と、該油室の前記第１のピストンと反対側に設け
られた第２のピストンと、第２のピストンを油室
側に付勢するばね部材と、から構成し、第２のピ
ストンに対し、油室に一定以上の油圧がかかりば
ね部材に変位により第２のピストンが一定以上の
変位したときに第２のピストンのそれ以上の変位
を規制するストツパ機構を設け、油室に油圧を導
入する油圧回路に、油室の油圧を検出する油圧セ
ンサを設けるとともに、該油圧センサからの信号
を、前記油圧を制御する油圧制御手段にフイード
バツクしたものから成つている。 An input shaft into which the steering torque from the steering wheel is input and an output shaft which transmits the steering angle of the input shaft to the wheels are connected so as to be relatively rotatable, and a hydraulic switching valve mechanism is provided between the two shafts. A hydraulic switching valve mechanism is actuated by the relative rotation of the power cylinder to control the supply and discharge of hydraulic oil to each oil chamber of the power cylinder that assists the steering force, and a spring member is provided to bias the output shaft toward the input shaft. In a power steering device that applies hydraulic pressure in the direction, a biasing mechanism that biases the output shaft toward the input shaft includes a first piston that directly biases the output shaft, and a biasing mechanism that biases the output shaft toward the input shaft. a second piston provided on the opposite side of the oil chamber to the first piston; and a spring member that biases the second piston toward the oil chamber. A stopper mechanism is provided for the piston to restrict further displacement of the second piston when the second piston is displaced beyond a certain level due to the application of hydraulic pressure to the oil chamber and the displacement of the spring member. A hydraulic circuit that introduces hydraulic pressure into the oil chamber is provided with an oil pressure sensor that detects the oil pressure in the oil chamber, and a signal from the oil pressure sensor is fed back to a hydraulic pressure control means that controls the oil pressure.

［作用］ このような動力舵取装置においては、油室に一
定以上の油圧がかけられると、その油圧は第２の
ピストンをストツパ機構の位置まで押圧してばね
部材の付勢機能を実質上殺してしまうとともに、
第１のピストンを押圧し、第１のピストンを介し
て出力軸を入力軸側に付勢する。この出力軸付勢
力は、油圧によつて得られるものであり、入力軸
と出力軸との相対回転に対し拘束力を作用させる
ものであるから、付勢力が強くなる程相対回転し
にくくなり、パワーシリンダによる操舵力の助勢
力が得られにくくなる。したがつて、この付勢力
の制御によつて操舵トルクも制御され、付勢力と
操舵トルクとは一定の関係にある。その結果、付
勢力の操舵トルクへの換算値を正確に目標値に制
御できれば、操舵トルクも目標値に制御されるこ
とになる。本考案では、油圧導入時は、ばね部材
の付勢力は出力軸側に作用しないので、あるいは
バネ取付荷重が微小のため、付勢力を検出するに
は単に油室の油圧を検出すればよいことになる。
この油圧が油圧センサによつて検出され、センサ
からの信号が、実際に生じている付勢力に相当す
る値として油圧制御手段にフイードバツクされ
て、車速や操舵角に応じ、実際に発生する付勢力
が目標値になるよう制御される。したがつて、こ
の制御においては、実際に生じている付勢力がフ
イードバツクされるので、タイヤや作動油の条件
が変更されても、操舵トルクは正確に目標値に制
御され、しかも各部部品精度がそれ程高くなくて
も、フイードバツク制御することにより、目標値
である操舵トルクの指令値と現実に生じる操舵ト
ルクとの差は自動的に修正される。[Function] In such a power steering device, when a certain level of oil pressure is applied to the oil chamber, the oil pressure presses the second piston to the stopper mechanism position, effectively disabling the biasing function of the spring member. As well as killing
The first piston is pressed to bias the output shaft toward the input shaft via the first piston. This output shaft biasing force is obtained by hydraulic pressure, and acts as a restraining force on the relative rotation between the input shaft and the output shaft, so the stronger the biasing force, the more difficult it becomes to rotate relative to each other. It becomes difficult to obtain the assisting force of the steering force by the power cylinder. Therefore, by controlling this biasing force, the steering torque is also controlled, and the biasing force and the steering torque have a constant relationship. As a result, if the conversion value of the biasing force to the steering torque can be accurately controlled to the target value, the steering torque will also be controlled to the target value. In this invention, when hydraulic pressure is introduced, the biasing force of the spring member does not act on the output shaft side, or the spring mounting load is minute, so in order to detect the biasing force, it is sufficient to simply detect the hydraulic pressure in the oil chamber. become.
This oil pressure is detected by a hydraulic sensor, and a signal from the sensor is fed back to the hydraulic control means as a value corresponding to the actually generated biasing force, and the biasing force that is actually generated is determined according to the vehicle speed and steering angle. is controlled so that it reaches the target value. Therefore, in this control, the biasing force actually generated is fed back, so even if the tire or hydraulic oil conditions are changed, the steering torque is accurately controlled to the target value, and the accuracy of each part is maintained. Even if the difference is not so high, the difference between the command value of the steering torque, which is the target value, and the actually occurring steering torque can be automatically corrected by performing feedback control.

さらに、この制御におけるフイードバツク信号
は、単に油圧センサからの油圧信号だけでよいの
で、一般的なセンサが使用できるとともに制御シ
ステムも簡単なものですむ。 Furthermore, since the feedback signal for this control only needs to be the oil pressure signal from the oil pressure sensor, a general sensor can be used and the control system can be simple.

［実施例］ 以下に本考案の望ましい実施例を図面を参照し
て説明する。[Embodiments] Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１実施例 第１図ないし第４図は、本考案の第１実施例に
係る操舵トルクフイードバツク制御動力舵取装置
を示している。本動力舵取装置はラツクピニオン
式動力舵取装置で、当該動力舵取装置において
は、バルブハウジング１１内に回転可能に支持し
た、ステアリングホイール１からの操舵トルクが
入力される入力軸１２と、バルブハウジング１１
と一体のギヤハウジング１３内に回転可能に支持
した、車輪側へと入力軸１２の操舵角を伝達する
ピニオンシヤフトからなる出力軸１４とがそれら
の端部間にて相対回転可能に嵌合されている。こ
れら両軸１２，１４は後述するカムフオロア２４
および付勢機構３０により連結されている。この
入力軸１２におけるバルブハウジング１１内の部
位はバルブロータ２１に形成されていて、その外
周にバルブスリーブ２２が同心的に配置されてい
る。また、出力軸１４はパワーシリンダ４１のロ
ツドを構成するラツクバー１５に常時噛合してい
る。First Embodiment FIGS. 1 to 4 show a steering torque feedback control power steering system according to a first embodiment of the present invention. This power steering device is a rack and pinion type power steering device, and the power steering device includes an input shaft 12 rotatably supported within a valve housing 11 and into which steering torque from the steering wheel 1 is input; Valve housing 11
and an output shaft 14 consisting of a pinion shaft rotatably supported in a gear housing 13 integral with the input shaft 12 and transmitting the steering angle of the input shaft 12 to the wheels. ing. Both shafts 12 and 14 are connected to a cam follower 24 which will be described later.
and a biasing mechanism 30. A portion of the input shaft 12 inside the valve housing 11 is formed as a valve rotor 21, and a valve sleeve 22 is arranged concentrically around the outer periphery of the valve rotor 21. Further, the output shaft 14 is always engaged with a rack bar 15 that constitutes the rod of the power cylinder 41.

バルブロータ２１は、入力軸１２の外周のたと
えば８箇所に均等に形成されて軸方向に延びる円
弧溝２１ａと、各円弧溝２１ａの１つおきの底部
から軸心へ延びて内孔２１ｃに達する連通孔２１
ｂを備えている。また、バルブロータ２１はバル
ブスリーブ２２より上方の部位に、その外周から
軸心へ延びて内孔２１ｃに達する連通孔２１ｄを
備えている。 The valve rotor 21 includes arcuate grooves 21a that are equally formed at, for example, eight locations on the outer periphery of the input shaft 12 and extend in the axial direction, and extend from the bottom of every other arcuate groove 21a toward the axial center to reach the inner hole 21c. Communication hole 21
It is equipped with b. Further, the valve rotor 21 is provided with a communication hole 21d above the valve sleeve 22, extending from its outer periphery toward the axis and reaching the inner hole 21c.

バルブスリーブ２２はバルブロータ２１ととも
に油圧切換機構の構成部材であり、バルブロータ
２１の外周に同心的かつ回動可能に組付けられ、
その下端にて連結ピン２３を介してピニオンシヤ
フト１４の上端部に連結されている。このバルブ
スリーブ２２においては、内周の８箇所に均等に
形成されて軸方向に延びる切換溝２２ａを備えて
いる。これら各切換溝２２ａのうち、それらの半
数はバルブスリーブ２２の外周に設けた上側環状
溝２２ｂに連通し、かつ残りの半数はパルブスリ
ーブ２２の外周に設けた下側環状溝２２ｃに連通
している。このバルブスリーブ２２は公知のバル
ブスリーブと同様のもので、上側環状溝２２ｂが
給排流路４１ａを介してパワーシリンダ４１の右
側油室Ｒ１に連通するとともに、下側環状溝２２
ｃが給排流路４１ｂを介してパワーシリンダ４１
の左側油室Ｒ２に連通し、かつバルブスリーブ２
２の外周に設けた中央環状溝２２ｄが供給流路４
２ａを介して油圧ポンプ２に連通している。バル
ブスリーブ２２の上方に位置し連通溝２１ｄが開
口する油室Ｒ３は排出流路４２ｂを介して油圧ポ
ンプ２のタンクに連通している。 The valve sleeve 22 is a component of the hydraulic switching mechanism together with the valve rotor 21, and is attached concentrically and rotatably to the outer periphery of the valve rotor 21.
Its lower end is connected to the upper end of the pinion shaft 14 via a connecting pin 23. This valve sleeve 22 is provided with switching grooves 22a that are equally formed at eight locations on the inner circumference and extend in the axial direction. Of these switching grooves 22a, half of them communicate with an upper annular groove 22b provided on the outer periphery of the valve sleeve 22, and the remaining half communicate with a lower annular groove 22c provided on the outer periphery of the valve sleeve 22. There is. This valve sleeve 22 is similar to a known valve sleeve, and the upper annular groove 22b communicates with the right oil chamber R1 of the power cylinder 41 via the supply/discharge passage 41a, and the lower annular groove 22
c is connected to the power cylinder 41 via the supply/discharge flow path 41b.
communicates with the left oil chamber R2 of the valve sleeve 2.
The central annular groove 22d provided on the outer periphery of the supply flow path 4
It communicates with the hydraulic pump 2 via 2a. An oil chamber R3 located above the valve sleeve 22 and having a communication groove 21d opens therein communicates with the tank of the hydraulic pump 2 via a discharge passage 42b.

このような動力舵取装置においては、公知の動
力舵取装置と同様、軸１２，１４間に相対回転が
生じた場合、供給流路４２ａを通して供給された
作動油はバルブスリーブ２２の中央環状溝２２
ｄ、いずれか一方の切換溝２２ａ、上側環状溝２
２ｂまたは下側環状溝２２ｃおよびいずれか一方
の給排流路４１ａ，４１ｂを経てパワーシリンダ
４１の右側油室Ｒ１または左側油室Ｒ２内に供給
される。同時に、左側油室Ｒ２または右側油室Ｒ
１内の作動油は他方の給排流路４１ｂ，４１ａ、
バルブスリーブ２２の下側環状溝２２ｃまたは上
側環状溝２２ｂ、他方の切換溝２２ａ、油室Ｒ３
および排出流路４２ｂを経てタンクに排出され
る。この結果、ステアリングホイール１の右切り
時または左切り時の操舵力が助勢される。 In such a power steering device, as in known power steering devices, when relative rotation occurs between the shafts 12 and 14, the hydraulic oil supplied through the supply flow path 42a flows into the central annular groove of the valve sleeve 22. 22
d, either switching groove 22a, upper annular groove 2
2b or lower annular groove 22c and one of the supply/discharge channels 41a, 41b into the right oil chamber R1 or left oil chamber R2 of the power cylinder 41. At the same time, left oil chamber R2 or right oil chamber R
The hydraulic oil in 1 is supplied to the other supply and discharge channels 41b, 41a,
Lower annular groove 22c or upper annular groove 22b of valve sleeve 22, other switching groove 22a, oil chamber R3
and is discharged to the tank via the discharge channel 42b. As a result, the steering force when turning the steering wheel 1 to the right or to the left is assisted.

そして、本実施例においては、出力軸１４に同
心的に設けた挿入孔１４ａ内にカムフオロア２４
が組付けられ、かつ入力軸１２の下端に係合凹部
１２ａが設けられている。また、ギヤハウジング
１３の下端部には、出力軸１４に対する付勢機構
３０が設けられている。 In this embodiment, a cam follower 24 is inserted into an insertion hole 14a provided concentrically on the output shaft 14.
is assembled, and an engagement recess 12a is provided at the lower end of the input shaft 12. Furthermore, a biasing mechanism 30 for the output shaft 14 is provided at the lower end of the gear housing 13 .

カムフオロア２４は、第１図および第２図に示
すように、円柱状のカムピース２４ａからなるも
ので、カムピース２４ａにはその上端部に一対の
立体カム面２４ｂを備えている。このカムフオロ
ア２４は、出力軸１４の挿入孔１４ａに挿入さ
れ、出力軸１４に固着した連結ピン２５を介して
ピニオンシヤフト１４に一体的に組付けられてい
る。また出力軸１４はブツシユ２６、ボールベア
リング２７等を介してハウジング１４内に回転可
能かつ軸方向へ所定量摺動可能に組付けられてい
る。これにより、カムフオロア２４は入力軸１２
の下端に設けた係合凹部１２ａに対向し、付勢機
構３０から出力軸１４を介して伝達される付勢力
により係合凹部１２ａの一対のカム面１２ｂに弾
撥的に係合している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the cam follower 24 is composed of a cylindrical cam piece 24a, and the cam piece 24a is provided with a pair of three-dimensional cam surfaces 24b at its upper end. The cam follower 24 is inserted into the insertion hole 14a of the output shaft 14, and is integrally assembled to the pinion shaft 14 via a connecting pin 25 fixed to the output shaft 14. Further, the output shaft 14 is assembled into the housing 14 via a bush 26, a ball bearing 27, etc. so as to be rotatable and slidable a predetermined amount in the axial direction. As a result, the cam follower 24 is connected to the input shaft 12.
It faces the engagement recess 12a provided at the lower end of the cam surface 12a, and elastically engages with the pair of cam surfaces 12b of the engagement recess 12a by the urging force transmitted from the urging mechanism 30 via the output shaft 14. .

付勢機構３０は、ギヤハウジング１３の下端開
口部１３ａ内に次のように構成されている。 The biasing mechanism 30 is configured in the lower end opening 13a of the gear housing 13 as follows.

開口部１３ａ内には、ベアリング２７を介して
出力軸１４を入力軸１２側に付勢する第１のピス
トン３１が摺動自在に嵌挿されている。第１のピ
ストン３１の出力軸１４と反対側には、油圧によ
り第１のピストンを出力軸１４側に付勢する油室
Ｒ４が設けられており、油室Ｒ４には、ポートＲ
４ａを通して油圧が導入されるようになつてい
る。油室Ｒ４の第１のピストン３１と反対側に
は、第１のピストン３１とは別の第２のピストン
３２が摺動自在に嵌挿されている。第２のピスト
ン３２は、プラグ１６に対し皿バネ３３により油
室Ｒ４側に付勢されている。この皿バネ３３は、
比較的ばね定数の小さいものから成つており、油
室Ｒ４にかけられる油圧により容易に撓んで第２
のピストン３２をプラグ１６側に変位できるよう
になつている。そして、プラグ１６には、第２の
ピストン３２側に突出するストツパ機構としての
ストツパ部１６ａが形成されており、ストツパ部
１６ａは、第２のピストン３２に対し、油室Ｒ４
に一定以上の油圧がかかり皿バネ３３の変位によ
り第２のピストン３２が一定以上変位したときに
第２のピストン３２のそれ以上の変位を規制す
る。なお、油室Ｒ４には、バネ３４が介装されて
いるが、このバネ３４は第１のピストン３１落下
防止用のものであり、とくになくてもよい。 A first piston 31 that urges the output shaft 14 toward the input shaft 12 via a bearing 27 is slidably inserted into the opening 13a. An oil chamber R4 that urges the first piston toward the output shaft 14 side by hydraulic pressure is provided on the side opposite to the output shaft 14 of the first piston 31, and the oil chamber R4 includes a port R.
Hydraulic pressure is introduced through 4a. A second piston 32, which is different from the first piston 31, is slidably inserted into the oil chamber R4 on the opposite side of the first piston 31. The second piston 32 is biased toward the oil chamber R4 with respect to the plug 16 by a disc spring 33. This disc spring 33 is
It is made of a material with a relatively small spring constant, and is easily bent by the hydraulic pressure applied to the oil chamber R4.
The piston 32 can be moved toward the plug 16 side. The plug 16 is formed with a stopper portion 16a as a stopper mechanism that protrudes toward the second piston 32.
When the second piston 32 is displaced by a certain amount or more due to the displacement of the disk spring 33 due to the application of a certain amount of oil pressure to the disc spring 33, further displacement of the second piston 32 is restricted. Note that although a spring 34 is interposed in the oil chamber R4, this spring 34 is for preventing the first piston 31 from falling, and is not particularly necessary.

そして、上記の構成に加え、次のような操舵ト
ルクフイードバツク制御機構が加えられている。 In addition to the above configuration, the following steering torque feedback control mechanism is added.

油室Ｒ４に油圧を導入する油圧ポンプ２からの
油圧回路３には、油室Ｒ４の油圧を検出する油圧
センサ５１が設けられている。この油圧センサ５
１からの信号TM_Rは、制御装置（コンピユータ）
５２に入力されている。コンピユータ５２では、
油圧センサ５１からの油圧検出信号に基づいて演
算され、目標とする操舵トルクに相当する信号
が、比例ソレノイドバルブ４に出力され、操舵力
制御油圧（油圧Ｒ４の油圧）が制御される。 A hydraulic circuit 3 from the hydraulic pump 2 that introduces hydraulic pressure into the oil chamber R4 is provided with a hydraulic pressure sensor 51 that detects the hydraulic pressure in the oil chamber R4. This oil pressure sensor 5
The signal TM _R from 1 is the control device (computer)
52 is input. In the computer 52,
A signal calculated based on the oil pressure detection signal from the oil pressure sensor 51 and corresponding to the target steering torque is output to the proportional solenoid valve 4, and the steering force control oil pressure (the oil pressure of the oil pressure R4) is controlled.

コンピユータ５２には、油圧センサ５１からの
油圧信号TM_Rの他、車速センサ５３からの車速
信号Ｖ、操舵角センサ５４からの操舵角信号θM
が入力部５５に入力される。そして、CPU（中央
処理装置）５６で、ROM５７、RAM５８、
RAMバツクアツプ５９のマツプに従がい目標と
する操舵トルクが演算され、演算値が入・出力部
６０に送られ、そこから比例ソレノイドバルブ４
の出力信号I_SOとして出力される。 In addition to the oil pressure signal TM _R from the oil pressure sensor 51, the computer 52 also receives a vehicle speed signal V from the vehicle speed sensor 53, and a steering angle signal θM from the steering angle sensor 54.
is input to the input section 55. Then, in the CPU (central processing unit) 56, the ROM 57, RAM 58,
The target steering torque is calculated according to the map of the RAM backup 59, and the calculated value is sent to the input/output section 60, from which it is sent to the proportional solenoid valve 4.
is output as the output signal I _SO .

このように構成された実施例装置においては。
油室Ｒ４に一定以上の油圧をかけると、第１のピ
ストン３１が出力軸１４を入力軸１２側に付勢す
るとともに、第２のピストン３２が皿バネ３３の
力に抗してストツパ部１６ａまで押圧移動され
る。したがつて、この状態では、出力軸１４は油
室Ｒ４の油圧のみにより付勢される。この付勢力
は、操舵トルクと一定の関係にあり、付勢力を増
大させると、入力軸１２と出力軸１４が相対回転
しにくくなつて、操舵トルクが増大される。つま
り、入力軸１２を回転させると、その各カム面１
２ｂの作用により操舵力に応じて第１のピストン
３１が油圧に抗して変位され、出力軸１４が軸方
向へ摺動し、両シヤフト１２，１４間に相対回転
を生じさせる。このため、油圧切換弁機構により
パワーシリンダ４１に油が給排され、ステアリン
グハンドルの操舵力が助勢される。そして、付勢
機構３０の第１のピストン３１に車速に応じて増
圧する油圧を付与すれば、両軸１２，１４間の回
転方向の見掛けのバネ定数は車速に応じて大きく
なり、これに応じて両軸１２，１４間の相対回転
は漸次拘束される。すなわち、比例ソレノイドバ
ルブ４の電流を大にすれば背圧（操舵力制御油
圧）が小となり、操舵トルクは軽くなり、逆に電
流を小にすれば背圧は大になり、操舵トルクは重
くなる。したがつて、ステアリングホイールの操
舵力に対する助勢力は車速の増大に応じて低下さ
せることができる。 In the embodiment apparatus configured in this manner.
When a certain level of oil pressure is applied to the oil chamber R4, the first piston 31 urges the output shaft 14 toward the input shaft 12, and the second piston 32 resists the force of the disc spring 33 to close the stopper portion 16a. It is pressed and moved up to. Therefore, in this state, the output shaft 14 is energized only by the oil pressure in the oil chamber R4. This biasing force has a constant relationship with the steering torque, and when the biasing force is increased, it becomes difficult for the input shaft 12 and the output shaft 14 to rotate relative to each other, and the steering torque is increased. In other words, when the input shaft 12 is rotated, each cam surface 1
2b, the first piston 31 is displaced against the hydraulic pressure according to the steering force, and the output shaft 14 slides in the axial direction, causing relative rotation between the two shafts 12 and 14. Therefore, oil is supplied to and discharged from the power cylinder 41 by the hydraulic switching valve mechanism, and the steering force of the steering wheel is assisted. If hydraulic pressure is applied to the first piston 31 of the biasing mechanism 30 in accordance with the vehicle speed, the apparent spring constant in the rotational direction between the shafts 12 and 14 will increase in accordance with the vehicle speed. Thus, the relative rotation between the two shafts 12 and 14 is gradually restrained. In other words, if the current of the proportional solenoid valve 4 is increased, the back pressure (steering force control hydraulic pressure) will be decreased, and the steering torque will be reduced; conversely, if the current is decreased, the back pressure will be increased, and the steering torque will be increased. Become. Therefore, the assisting force for the steering force of the steering wheel can be reduced as the vehicle speed increases.

そして、この操舵トルク制御に、油圧センサ５
１からの油圧検出信号がフイードバツクされる。
上述の如く、第２のピストン３２がストツパ部１
６ａまで変位され、皿バネ３３のばね力が出力軸
１４の付勢力として作用しない状態では、付勢力
は単に油室Ｒ４の油圧を検出するだけで精度よく
検出されることになる。したがつて、油圧センサ
５１からの信号を、実際に生じてる付勢力に相当
する信号、つまり実際の操舵トルクと一定の関係
にある力とし、それを車速や操舵角に応じて計算
された目標とする操舵トルクと比較し、その結果
を比例ソレノイドバルブ４に出力することによ
り、実際に発生する操舵トルクを計算目標値に正
確に制御できる。比較制御であるから、従来のオ
ープン制御に比べ格段に制御精度が高められると
ともに、タイヤや作動油の条件が変わつても正確
に目標とする操舵トルクに制御される。 The oil pressure sensor 5 is used for this steering torque control.
The oil pressure detection signal from 1 is fed back.
As mentioned above, the second piston 32
6a and the spring force of the disc spring 33 does not act as a biasing force on the output shaft 14, the biasing force can be detected with high accuracy simply by detecting the oil pressure in the oil chamber R4. Therefore, the signal from the oil pressure sensor 51 is taken as a signal corresponding to the actually generated biasing force, that is, a force that has a certain relationship with the actual steering torque, and is used as a target calculated according to the vehicle speed and steering angle. By comparing the steering torque with the calculated steering torque and outputting the result to the proportional solenoid valve 4, the actually generated steering torque can be accurately controlled to the calculated target value. Because it is a comparative control, the control accuracy is significantly improved compared to conventional open control, and the steering torque is accurately controlled to the target even if the tire or hydraulic oil conditions change.

また、このフイートバツク制御においては、フ
イードバツク信号として検出されるのは油圧のみ
であり、一般的なセンサ（たとえばエンジン油圧
センサ）を用いることができ、信頼性、精度とも
十分に得られて一層高精度の制御が可能となる。 In addition, in this feedback control, only oil pressure is detected as a feedback signal, and a general sensor (for example, an engine oil pressure sensor) can be used. control becomes possible.

さらに、皿バネ３３は、油圧による操舵トルク
制御だけの面からみると、不要のようにも思える
が、このばね部材がないと、油圧ポンプ２オフ時
にハンドル周方向にガタが生じて操作フイーリン
グを悪くするので、ばね部材は必要である。つま
り、皿バネ３３の反力によつて、第２のピストン
３２を介してピストン３１、出力軸１４を付勢で
き、それによりカムフオロア２４部のガタがなく
なつて、ポンプ停止中にもハンドルのガタの発生
が防止される。 Furthermore, although the disc spring 33 may seem unnecessary from the perspective of controlling the steering torque using hydraulic pressure, without this spring member, play would occur in the circumferential direction of the handle when the hydraulic pump 2 is turned off, and the operation feeling would be affected. The spring member is necessary because it makes the problem worse. In other words, the reaction force of the disc spring 33 can bias the piston 31 and the output shaft 14 via the second piston 32, which eliminates play in the cam follower 24 and keeps the handle stable even when the pump is stopped. This prevents rattling from occurring.

第２実施例 つぎに第５図に本考案の第２実施例を示す。第
５図は、第１図の状態とは異なり、油室Ｒ４に油
圧が作用していない状態を示している。本実施例
においては、基本的構成については第１実施例と
同じであるが、油室Ｒ４への油路が、プラグ７１
内に形成され、プラグ７１にポートＲ４ａが設け
られている。また、第２のピストン７２を付勢す
る皿バネ７３を設けたばね室７４に、大気連通孔
７５が接続されている。（第１図の装置では、プ
ラグ１６のねじ部が大気連通孔を代用している。）
そして、第１のピストン７６は、プラグ７１内に
嵌挿されて出力軸１４側を付勢している。Second Embodiment Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. Unlike the state shown in FIG. 1, FIG. 5 shows a state in which no oil pressure is acting on the oil chamber R4. In this embodiment, the basic configuration is the same as in the first embodiment, but the oil passage to the oil chamber R4 is connected to the plug 71.
A port R4a is provided in the plug 71. Further, an atmospheric communication hole 75 is connected to a spring chamber 74 provided with a disc spring 73 that biases the second piston 72 . (In the device shown in FIG. 1, the threaded portion of the plug 16 serves as the atmosphere communication hole.)
The first piston 76 is fitted into the plug 71 and biases the output shaft 14 side.

このように構成された実施例装置においては、
基本的な作用、制御については第１実施例と実質
的に同一であるが、第１のピストン７６、第２の
ピストン７２、皿バネ７３等をプラグ７１と一体
的に組み込むことができるようにされているとと
もに、大気連通孔７５を設けることにより皿バネ
７３の作動がより円滑化されている。 In the embodiment device configured in this way,
The basic operation and control are substantially the same as in the first embodiment, but the first piston 76, second piston 72, disc spring 73, etc. can be integrated with the plug 71. In addition, by providing the atmosphere communication hole 75, the operation of the disc spring 73 is made smoother.

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案の操舵トルクフイ
ードバツク制御動力舵取装置によるときは、操舵
トルクを制御する出力軸の入力軸側への付勢力を
油圧のみによつて制御できるようにし、その油圧
検出値に基づき実際の操舵トルクが目標とする計
算操舵トルクに正確になるようにフイードバツク
制御するようにしたので、タイヤの条件、作動油
の条件、路面状況等が変わつても、フイードバツ
ク制御により確実にかつ正確に操舵トルクを目標
値に制御することができ、車速、操舵角等に応じ
た操舵トルクの最適制御が可能となるという効果
が得られる。[Effects of the invention] As explained above, when using the steering torque feedback control power steering device of the present invention, the biasing force of the output shaft toward the input shaft side that controls the steering torque is controlled only by hydraulic pressure. Based on the oil pressure detection value, feedback control is performed so that the actual steering torque is accurate to the target calculated steering torque, so even if tire conditions, hydraulic oil conditions, road surface conditions, etc. change. Also, the steering torque can be reliably and accurately controlled to the target value by feedback control, and the steering torque can be optimally controlled according to vehicle speed, steering angle, etc.

また、フイードバツク制御であるから、各部品
にそれ程高い精度は要求されず、またソレノイド
バルブのヒステリシス低減等も不要であるので、
動力舵取装置のコストダウンをはかることができ
る。 In addition, since it is feedback control, high precision is not required for each part, and there is no need to reduce hysteresis of solenoid valves.
The cost of the power steering device can be reduced.

また、油圧系の異常、たとえばソレノイドバル
ブ等のアクチユエータの異物噛み込み等による異
常があつた場合に、設定トルクと実際のトルクに
差が生じるので、それをコンピユータで判断する
ことが可能となる。つまり、従来装置では、ドラ
イバーのフイーリングで判断するので個人差があ
つたが、コンピユータにより正確に判断できるよ
うになり、トラブルの早期発見が可能になる。 Furthermore, if there is an abnormality in the hydraulic system, such as an abnormality caused by foreign matter getting caught in an actuator such as a solenoid valve, a difference will occur between the set torque and the actual torque, which can be determined by the computer. In other words, with conventional devices, judgments were made based on the driver's feeling, which caused individual differences, but with a computer, it is now possible to make more accurate judgments, making it possible to detect problems early.

また、実際に生じている操舵力を検出するの
で、この検出値から実際にかかつているラツク軸
力（車輪を操舵する軸力）を正確に把握すること
ができ、その値から路面状況（たとえば路面が滑
りやすい状態であるか否か）をコンピユータで判
断することが可能になる。そして、その判断結果
を利用すれば、アンチスキツドコントロールブレ
ーキ制御性能やトラクシヨンコントロールの制御
性能の向上をはかることも可能である。 In addition, since the steering force that is actually occurring is detected, it is possible to accurately grasp the actual axial force (axial force that steers the wheels) that is actually applied from this detected value, and from that value, the road surface condition (for example, It becomes possible to use a computer to determine whether the road surface is slippery or not. By using the determination results, it is also possible to improve the anti-skid control brake control performance and the traction control control performance.

また、フイードバツク信号は油圧検出信号のみ
であるので、従来から使用実績のある油圧センサ
を使用することができ、信頼性が高くかつ高精度
の制御機構が実現されるとともに、比較的簡単で
安価な制御システムで本考案を実施できる。 In addition, since the feedback signal is only the oil pressure detection signal, it is possible to use oil pressure sensors that have been used in the past, and a highly reliable and highly accurate control mechanism is realized, as well as being relatively simple and inexpensive. The present invention can be implemented in a control system.

さらに、付勢機構中には、ポンプ停止中に第２
のピストンを介して第１のピストンを付勢できる
ばね部材が設けられているので、エンジン停止中
にも出力軸と入力軸連結部のガタの発生を防止で
き、ハンドルのガタの発生を防止できるるという
効果も得られる。 Furthermore, during the biasing mechanism, a second
Since a spring member is provided that can bias the first piston via the first piston, it is possible to prevent play between the output shaft and the input shaft connection even when the engine is stopped, and prevent play from occurring in the handle. You can also get the effect of

本考案に、さらに横向加速度（横Ｇ）やヨーレ
ート等の計測量を追加して制御させる事も可能で
ある。 It is also possible to control the present invention by adding measurement quantities such as lateral acceleration (lateral G) and yaw rate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本考案の第１実施例に係る操舵トルク
フイードバツク制御動力舵取装置の縦断面図、第
２図は第１図の装置のカムフオロアの斜視図、第
３図は第１図の装置の全体機器系統図、第４図は
第１図のコンピユータのブロツク図、第５図は本
考案の第２実施例に係る操舵トルクフイードバツ
ク制御動力舵取装置の部分縦断面図、である。 １……ステアリングホイール、２……油圧ポン
プ、３……油圧通路、４……比例ソレノイドバル
ブ、１１……バルブハウジング、１２……入力
軸、１４……出力軸、１６，７１……プラグ、２
１……バルブロータ、２２……バルブスリーブ、
２４……カムフオロア、３０……付勢機構、３
１，７６……第１のピストン、３２，７２……第
２のピストン、３３，７３……皿バネ、４１……
パワーシリンダ、５１……油圧センサ、５２……
コンピユータ、５３……車速センサ、５４……操
舵角センサ、７５……大気連通孔、Ｒ４……油
室。 FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a steering torque feedback control power steering device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a cam follower of the device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view similar to that shown in FIG. 1. FIG. 4 is a block diagram of the computer shown in FIG. 1, FIG. 5 is a partial vertical sectional view of a steering torque feedback control power steering device according to a second embodiment of the present invention, It is. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Steering wheel, 2... Hydraulic pump, 3... Hydraulic passage, 4... Proportional solenoid valve, 11... Valve housing, 12... Input shaft, 14... Output shaft, 16, 71... Plug, 2
1... Valve rotor, 22... Valve sleeve,
24...cam follower, 30...biasing mechanism, 3
1,76...first piston, 32,72...second piston, 33,73...disc spring, 41...
Power cylinder, 51... Oil pressure sensor, 52...
Computer, 53... Vehicle speed sensor, 54... Steering angle sensor, 75... Atmospheric communication hole, R4... Oil chamber.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ステアリングホイールからの操舵トルクが入力
される入力軸と該入力軸の操舵角を車輪側へと伝
達する出力軸とを相対回転可能に連結し、前記両
軸間に油圧切換弁機構を設け両軸間の相対回転に
より前記油圧切換弁機構を作動させて、操舵力を
助勢するパワーシリンダの各油室に対する作動油
の給排を制御し、前記出力軸を入力軸側に付勢す
るばね部材を設けるとともに同方向に油圧を作用
させた動力舵取装置において、前記出力軸を入力
軸側に付勢する付勢機構を、出力軸を直接付勢す
る第１のピストンと、該第１のピストンを油圧に
より付勢する油室と、該油室の前記第１のピスト
ンと反対側に設けられた第２のピストンと、該第
２のピストンを前記油室側に付勢するばね部材
と、から構成し、前記第２のピストンに対し、前
記油室に一定以上の油圧がかかり前記ばね部材の
変位により第２のピストンが一定以上の変位した
ときに第２のピストンのそれ以上の変位を規制す
るストツパ機構を設け、前記油室に油圧を導入す
る油圧回路に、油室の油圧を検出する油圧センサ
を設けるとともに、該油圧センサからの信号を、
前記油圧を制御する油圧制御手段にフイードバツ
クしたことを特徴とする操舵トルクフイードバツ
ク制御動力舵取装置。 An input shaft into which the steering torque from the steering wheel is input and an output shaft which transmits the steering angle of the input shaft to the wheels are connected so as to be relatively rotatable, and a hydraulic switching valve mechanism is provided between the two shafts. a spring member that operates the hydraulic switching valve mechanism by relative rotation between the two, controls the supply and discharge of hydraulic oil to each oil chamber of the power cylinder that assists steering force, and biases the output shaft toward the input shaft; In the power steering device in which hydraulic pressure is applied in the same direction, the biasing mechanism that biases the output shaft toward the input shaft includes a first piston that directly biases the output shaft, and a first piston that biases the output shaft directly; an oil chamber that urges the oil chamber with hydraulic pressure; a second piston provided on the opposite side of the oil chamber to the first piston; and a spring member that urges the second piston toward the oil chamber. When a hydraulic pressure above a certain level is applied to the oil chamber of the second piston and the second piston is displaced above a certain level due to displacement of the spring member, further displacement of the second piston is prevented. A stopper mechanism for regulating is provided, a hydraulic pressure sensor for detecting the hydraulic pressure in the oil chamber is provided in a hydraulic circuit for introducing hydraulic pressure into the oil chamber, and a signal from the oil pressure sensor is
A steering torque feedback control power steering device characterized in that the hydraulic pressure is fed back to a hydraulic pressure control means for controlling the hydraulic pressure.