(57)【要約】【課題】液圧ポンプが故障などにより意図せずに停止したときのドライバーによる操舵力の増加を抑制できる液圧パワーステアリングシステムを提供すること。【解決手段】油圧パワーステアリングシステム１００は、油圧ポンプ１３０とコントロールバルブ１５０とを接続する第１油路１７１と、リザーバータンク１４０とコントロールバルブ１５０とを接続する第２油路１７２と、第１油路１７１と第２油路１７２とを接続し油圧ポンプ１３０を介さずに第１油路１７１と第２油路１７２とを連通させるバイパス油路２００と、バイパス油路２００に配置されバイパス油路２００を開閉するバイパスバルブ２０１と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンと、当該ピストンによって区画される第１液室及び第２液室とを有し、操舵軸に連結された前記ピストンに液圧力を与えるパワーシリンダと、
前記パワーシリンダの作動液圧の発生源としての液圧ポンプと、
前記パワーシリンダの作動液を回収するとともに、前記液圧ポンプに作動液を供給する液タンクと、
前記液圧ポンプと前記パワーシリンダとの間に介在し前記第１液室及び前記第２液室のうち操舵方向に応じた一方を前記液圧ポンプに接続し他方を前記液タンクに接続するコントロールバルブと、
前記液圧ポンプと前記コントロールバルブとを接続する第１液路と、
前記液タンクと前記コントロールバルブとを接続する第２液路と、
前記第１液路と前記第２液路とを接続し、前記液圧ポンプを介さずに前記第１液路と前記第２液路とを連通させるバイパス液路と、
前記バイパス液路に配置され、前記バイパス液路を開閉するバイパスバルブと、
を具備する液圧パワーステアリングシステム。
【請求項２】
前記バイパスバルブは、前記第２液路から前記第１液路の方向に作動液を通過させるワンウェイバルブである、
請求項１に記載の液圧パワーステアリングシステム。
【請求項３】
前記バイパスバルブは、前記液圧ポンプの正常動作時には前記バイパス液路を閉状態とし、前記液圧ポンプの異常停止時には前記バイパス液路を開状態とする開閉バルブである、
請求項１に記載の液圧パワーステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液圧ポンプとパワーシリンダを有し、ステアリングの操舵力を作動液によりアシストする液圧パワーステアリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧パワーステアリングシステムとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１等に記載された油圧パワーステアリングは、パワーシリンダと、油圧ポンプと、油タンクと、コントロールバルブと、を有する。
【０００３】
パワーシリンダは、ピストンによって区画された第１及び第２の油室を有する。ピストンには、ステアリングホイールの操舵軸が連結されているとともに、リンク機構を介して操舵対象の車輪が連結されている。コントロールバルブは、ステアリングホイールが右方向に操舵されるか又は左方向に操舵されるかに応じて、油圧ポンプからの作動油をパワーシリンダの第１油室に流入させるか又は第２油室に流入させるかを切り換える。
【０００４】
これにより、油圧パワステシステムは、油圧ポンプによって発生された油圧によってピストンを動かし、ピストンと連動するステアリングホイールの回転力（運転者による操舵力）をアシストすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１４９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、油圧パワーステアリングシステムにおいては、油圧ポンプが故障などにより意図せずに動作を停止した場合、油圧ポンプが邪魔となって作動油供給回路（油路）内の作動油が動きにくくなる。この結果、ドライバーは、操舵力として、油圧によるアシスト無しにピストンを動かすための力に加えて、作動油供給回路（油路）内で動きにくくなった作動油を動かすための力を与える必要がある。
【０００７】
本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、液圧ポンプが意図せずに停止したときのドライバーによる操舵力の増加を抑制できる液圧パワーステアリングシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の液圧パワーステアリングシステムの一つの態様は、
ピストンと、当該ピストンによって区画される第１液室及び第２液室とを有し、操舵軸に連結された前記ピストンに液圧力を与えるパワーシリンダと、
前記パワーシリンダの作動液圧の発生源としての液圧ポンプと、
前記パワーシリンダの作動液を回収するとともに、前記液圧ポンプに作動液を供給する液タンクと、
前記液圧ポンプと前記パワーシリンダとの間に介在し前記第１液室及び前記第２液室のうち操舵方向に応じた一方を前記液圧ポンプに接続し他方を前記液タンクに接続するコントロールバルブと、
前記液圧ポンプと前記コントロールバルブとを接続する第１液路と、
前記液タンクと前記コントロールバルブとを接続する第２液路と、
前記第１液路と前記第２液路とを接続し、前記液圧ポンプを介さずに前記第１液路と前記第２液路とを連通させるバイパス液路と、
前記バイパス液路に配置され、前記バイパス液路を開閉するバイパスバルブと、
を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、液圧ポンプが停止してもバイパス液路を介して第２液路から第１液路へと作動液が流れるので、液圧ポンプが意図せずに停止したときの操舵力の増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る油圧パワーステアリングシステムの構成を示す油圧回路図
【図２】ステアリングホイールが右方向に操作されたときの状態を示す油圧回路図
【図３】ステアリングホイールが左方向に操作されたときの状態を示す油圧回路図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本開示の実施の形態に係る油圧パワーステアリングシステム（以下「油圧パワステシステム」と略記する）１００の構成を示す油圧回路図である。図１は、本開示の油圧パワステシステムをトラックなどの２軸の操舵輪を有する車両に搭載した構成例を示したものである。よって、油圧パワステシステム１００は、１軸目の操舵輪に対応するパワーシリンダ１１０と２軸目の操舵輪に対応するパワーシリンダ１２０の２つのパワーシリンダ１１０、１２０を有する。ただし、本開示の油圧パワステシステムは１軸のみの操舵輪を有する車両にも適用することができ、その場合は２軸目の操舵輪に対応するパワーシリンダ１２０が省略される。
【００１３】
油圧パワステシステム１００は、パワーシリンダ１１０、１２０と、パワーシリンダ１１０、１２０の作動油圧の発生源としての油圧ポンプ１３０と、パワーシリンダ１１０、１２０の作動油を回収するとともに油圧ポンプ１３０に作動油を供給するリザーバータンク（油タンク）１４０と、コントロールバルブ１５０と、を有する。
【００１４】
油圧ポンプ１３０はエンジンの回転よって駆動されてもよく、電動により駆動されてもよい。
【００１５】
図１では、図を簡単化するためにコントロールバルブ１５０は簡略化して示されている。コントロールバルブ１５０は、ステアリングホイール１６０を左右のどちらに回したかに応じて、リザーバータンク１４０及び油圧ポンプ１３０と、パワーシリンダ１１０との間の油路の切換を行う。コントロールバルブ１５０の構成については従来から良く知られたものなので、ここでの説明は省略する。本実施の形態では、図２及び図３において、コントロールバルブ１５０によって、リザーバータンク１４０及び油圧ポンプ１３０と、パワーシリンダ１１０との間の油路がどのように切り換わるかを示した。
【００１６】
パワーシリンダ１１０は、ピストン１１１によって第１油室１１２と第２油室１１３とに区画されている。
【００１７】
コントロールバルブ１５０は、油圧ポンプ１３０とパワーシリンダ１１０との間に介在し、第１油室１１２及び第２油室１１３のうち操舵方向に応じた一方を油圧ポンプ１３０に接続し他方をリザーバータンク１４０に接続する。
【００１８】
図１の例は、インテグラル型の油圧パワステシステムであり、実際には、パワーシリンダ１１０及びコントロールバルブ１５０などがステアリングギア内に組み込まれている。ピストン１１１とステアリングホイール１６０の操舵軸１６１はボールねじによって連動しており、ステアリングホイール１６０の回転に連動してピストン１１１が第１油室１１２の方向又は第２油室１１３の方向に動く。ステアリングギア１１４はピストン１１１が有するラックギアによってピストン１１１と連動しており、ステアリングギア１１４には、ピットマンアーム（図示せず）などが連結される。ピストン１１１に連動してピットマンアームが揺動し、それに連動して、ピットマンアームにリンク機構を介して連結された１軸目の車輪の方向が変化する。
【００１９】
また、油圧パワステシステム１００は、油圧ポンプ１３０とコントロールバルブ１５０とを接続する第１油路１７１と、リザーバータンク１４０とコントロールバルブ１５０とを接続する第２油路１７２と、を有する。
【００２０】
パワーシリンダ１２０は、パワーシリンダ１１０と同様にピストン１２１によって第１油室１２２と第２油室１２３とに区画されている。第１油室１２２は油路１８１を介して第１油室１１２と連通されており、第２油室１２３は油路１８２を介して第２油室１１３と連通されている。ピストン１２１には、リンクアーム（図示せず）やリンク機構が連結され、これらを介してピストン１２１に連動して２軸目の車輪の方向が変化する。
【００２１】
かかる構成に加えて、本実施の形態の油圧パワステシステム１００は、第１油路１７１と第２油路１７２とを接続し、油圧ポンプ１３０を介さずに第１油路１７１と第２油路１７２とを連通させるバイパス油路２００と、バイパス油路２００に配置されバイパス油路２００を開閉するバイパスバルブ２０１と、を有する。本実施の形態の場合、バイパスバルブ２０１は、第２油路１７２から第１油路１７１の方向にのみ作動油を通過させるワンウェイバルブである。
【００２２】
次に、図２及び図３を用いて、本実施の形態の油圧パワステシステム１００の動作について説明する。
【００２３】
図２は、ドライバーがステアリングホイール１６０を右に操作したときの状態を示す図である。図中の矢印は作動油の流れを示している。油圧ポンプ１３０によってリザーバータンク１４０から吸われた作動油は、第１油路１７１を通ってパワーシリンダ１１０の第２油室１１３に流入する。この結果、ピストン１１１が図中の矢印で示される上方向に移動されると同時に、第２油室１１３内の作動油の一部が油路１８２を通ってパワーシリンダ１２０の第２油室１２３に流入し、ピストン１２１が図中の矢印で示される右方向に移動される。このピストン１２１の移動によって第１油室１２２内の作動油が油路１８１を通ってパワーシリンダ１１０の第１油室１１２に流入する。また、ピストン１１１の移動によって第１油室１１２内の作動油は第２油路１７２を通ってリザーバータンク１４０に流入する。
【００２４】
このような作動油の流れによって、油圧ポンプ１３０の出口に近い第２油室１１３、１２３の油圧はそれぞれ第１油室１１２、１２２の油圧よりも高くなる。この油圧の差によって、ピストン１１１、１２１の矢印で示される方向への移動がアシストされる。この結果、ステアリングホイール１６０の右回転方向への操舵がアシストされる。また、ピストン１１１、１２１の矢印で示される方向への移動に連動して、１軸目及び２軸目の車輪が右方向に操舵される。
【００２５】
因みに、このような正常動作時には、第２油路１７２の油圧は第１油路１７１の油圧よりも小さいので、ワンウェイバルブであるバイパスバルブ２０１は実際上の閉状態となる。
【００２６】
ここで、油圧ポンプ１３０が故障などにより意図せずに停止した場合、ドライバーは油圧ポンプ１３０のアシストなしにステアリングホイール１６０を回してピストン１１１、１２１を矢印の方向に移動させなければならない。
【００２７】
このとき、本実施の形態の構成によれば、ステアリングホイールの操作によるピストン１１１、１２１の矢印の方向への移動に伴って、作動油はバイパス油路２００を通って第２油路１７２から第１油路１７１に流れるようになる。この結果、油圧ポンプ１３０の停止によりリザーバータンク１４０から第１油路１７１への作動油の流れが遮断されたとしても、第１油路１７１への作動油の流れはバイパス油路２００により確保される。これにより、油圧ポンプ１３０の停止に起因して作動油が動きにくくなるといった現象を低減でき、その分だけ、ドライバーの操舵力が小さくて済むようになる。
【００２８】
比較例として、バイパス油路２００を有しない従来構成について考える。このような構成において、油圧ポンプ１３０が故障などにより停止すると、ドライバーがステアリングホイール１６０を操作することでピストン１１１、１２１を矢印の方向に移動させようとしても、第１油路１７１の作動油が動きにくいため、ドライバーは大きな力でステアリングホイール１６０を操作する必要がある。
【００２９】
これに対して、本実施の形態の構成では、油圧ポンプ１３０が意図せずに停止してしまったとしても、作動油を動かすために必要な力を増加させずに済むので、油圧ポンプ１３０の停止に伴うステアリングホイールの操作の負担を抑制できるようになる。
【００３０】
図３は、ドライバーがステアリングホイール１６０を左に操作したときの状態を示す図である。図２と比較して、コントロールバルブ１５０の油路が切り換わっている。油圧ポンプ１３０によってリザーバータンク１４０から吸われた作動油は、第１油路１７１を通ってパワーシリンダ１１０の第１油室１１２に流入する。この結果、ピストン１１１が図中の矢印で示される下方向に移動されると同時に、第１油室１１２内の作動油の一部が油路１８１を通ってパワーシリンダ１２０の第１油室１２２に流入し、ピストン１２１が図中の矢印で示される左方向に移動される。このピストン１２１の移動によって第２油室１２３内の作動油が油路１８２を通ってパワーシリンダ１１０の第２油室１１３に流入する。また、ピストン１１１の移動によって第２油室１１３内の作動油は第２油路１７２を通ってリザーバータンク１４０に流入する。
【００３１】
このような作動油の流れによって、油圧ポンプ１３０の出口に近い第１油室１１２、１２２の油圧はそれぞれ第２油室１１３、１２３の油圧よりも高くなる。この油圧の差によって、ピストン１１１、１２１の矢印で示される方向への移動がアシストされる。この結果、ステアリングホイール１６０の左回転方向への操舵がアシストされる。また、ピストン１１１、１２１の矢印で示される方向への移動に連動して、１軸目及び２軸目の車輪が左方向に操舵される。
【００３２】
因みに、このような正常動作時には、第２油路１７２の油圧は第１油路１７１の油圧よりも小さいので、ワンウェイバルブであるバイパスバルブ２０１は実際上の閉状態となる。
【００３３】
ここで、上述したのと同様に、油圧ポンプ１３０が故障などにより意図せずに停止した場合、ドライバーのステアリングホイールの操作に伴って、作動油はバイパス油路２００を通って第２油路１７２から第１油路１７１に流れるようになる。この結果、油圧ポンプ１３０の停止によりリザーバータンク１４０から第１油路１７１への作動油の流れが遮断されたとしても、第１油路１７１への作動油の流れはバイパス油路２００により確保される。これにより、油圧ポンプ１３０の停止に起因して作動油が動きにくくなるといった現象を低減でき、その分だけ、ドライバーの操舵力が小さくて済むようになる。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、第１油路１７１と第２油路１７２とを接続し油圧ポンプ１３０を介さずに第１油路１７１と第２油路１７２とを連通させるバイパス油路２００と、バイパス油路２００に配置されバイパス油路２００を開閉するバイパスバルブ２０１と、を設けたことにより、油圧ポンプ１３０が停止してもバイパス油路２００を介して第２油路１７２から第１油路１７１へと作動油が流れるので、油圧ポンプ１３０が意図せずに停止したときの操舵力の増加を抑制できる。
【００３５】
国際法規であるＵＮ規格において規定されている、ステアリング装置に係る車両認可に関する統一規定（Ｎｏ．７９）などでは、ステアリング装置が故障したときの規定がある。この規定では、ステアリング装置が故障した場合でも、人力により、所定の速度、操舵力、操舵時間において所定の旋回半径で車両を旋回できなければならないことが定められている。つまり、パワステのアシスト機能が故障した場合でも、ステアリングホイールの操作力が極端に大きくなってはならないことが規定されている。本実施の形態の構成は、このような規定を満たすために貢献できる。
【００３６】
特にトラックなどのように２軸以上の操舵輪を有する車両では、ステアリング装置故障時に要求される操舵力が非常に大きくなるが、本実施の形態の構成を用いれば、その増加を抑制できるようになる。
【００３７】
上述の実施の形態は、本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
【００３８】
上述の実施の形態では、本開示の油圧パワステシステムをインテグラル型の油圧パワステシステムに適用した例について説明したが、勿論、本開示の油圧パワステシステムはインテグラル型以外の油圧パワステシステムに適用することもできる。
【００３９】
上述の実施の形態では、バイパスバルブ２０１として、第２油路１７２から第１油路１７１の方向にのみ作動油を通過させるワンウェイバルブを用いた場合について述べたが、バイパスバルブ２０１はワンウェイバルブに限らない。例えば油圧ポンプ１３０が停止したときに開状態となる開閉バルブを用いてもよい。具体的には、開閉バルブは、油圧ポンプ１３０の正常動作時にはバイパス油路２００を閉状態とし、油圧ポンプ１３０の異常停止時にはバイパス油路２００を開状態とする。開閉バルブの開閉制御は、油圧ポンプ１３０の異常を検知するセンサーの検知結果に基づいて行うようにすればよい。
【００４０】
上述の実施の形態では、作動液として油を用いた場合について述べたが、本開示はこれに限らず、油以外の液体を用いてもよい。つまり、上述の実施の形態における「油」を「液」に置き換えて実施することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本開示は、液圧ポンプとパワーシリンダを有し、ステアリングの操舵力を作動液によりアシストする液圧パワーステアリングシステムに広く適用し得る。
【符号の説明】
【００４２】
１００  油圧パワーステアリングシステム
１１０、１２０  パワーシリンダ
１１１、１２１  ピストン
１１２、１２２  第１油室
１１３、１２３  第２油室
１３０  油圧ポンプ
１４０  リザーバータンク
１５０  コントロールバルブ
１６０  ステアリングホイール
１６１  操舵軸
１７１  第１油路
１７２  第２油路
１８１、１８２  油路
【図１】
2020050258.tif 000003
【図２】
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【図３】
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