(57)【要約】【課題】反力制御装置と流量制御装置とを関連させて、相互に補償し合うようにする。【解決手段】ポンプ１から吐出された作動油を適当な値に制御した状態でステアリングギヤ装置６を駆動するパワーアシスト部３３側へ送り出す流量制御装置２と、流量制御装置２の作動を制御する第一の電磁弁機構２１と、作動油の一部を導入してステアリング装置におけるステアリングトルクを適宜値に制御する反力制御装置３と、反力制御装置３の作動を制御する第二の電磁弁機構３１と、第一の電磁弁機構２１及び第二の電磁弁機構３１の作動を制御する制御手段４と、制御手段４へ車速信号を送るスピードセンサ７と、ステアリングハンドル５の操舵角を検出して制御手段４へ信号を送る舵角センサ５１と、からなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプにて生成された吐出油を流量制御装置にて制御した状態でステアリングギヤ機構を駆動するパワーアシスト部へ送出してアシストトルクを付与するように構成された油圧式パワーステアリング装置において、ポンプからの吐出油をパワーアシスト部を形成する油圧装置側へ送り出す通路中に設けられるものであって所定の電気信号の値に応じて作動する第一の電磁弁機構を有するとともに、上記ポンプからの吐出油の流量が所定値を超えたときに上記第一の電磁弁機構の前後差圧に応じて作動して余剰の吐出油をポンプ吸入ポートにつながるバイパス路へ還流させるスプールを有する流量制御装置と、ステアリングハンドルの操舵トルクを増大化させるように作用する油圧反力をステアリング装置に付与するものであって上記油圧反力の値を車速に応じて変化させるように制御作用を行う第二の電磁弁機構と、少なくともスピードセンサからの電気信号を入力して上記第一の電磁弁機構または第二の電磁弁機構の作動を制御する制御手段と、からなることを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１記載の油圧式パワーステアリング装置において、上記流量制御装置または反力制御装置のうちのいずれか一方側の装置が異状を来したときに、残りのもう一方側の装置を上記制御手段からの指令に基づき制御することにより、本油圧式パワーステアリング装置全体のパワーアシスト作動を補償させるようにしたことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項２記載の油圧式パワーステアリング装置において、上記制御手段に、流量制御装置の異状によりアシストトルクが減少した場合には上記反力制御装置における油圧反力の値を減少させるようにするか、または上記反力制御装置の異状により油圧反力の値が減少した場合には上記流量制御装置によるアシストトルクを減少させるような指令を発しさせるようにしたことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧式パワーステアリング装置において、パワーアシスト部への作動油の供給量を制御する流量制御機能及びパワーアシスト部における操舵補助力を適宜値に規制する圧力制御機能を電磁弁機構の作動にて制御するようにした電子制御方式の油圧式パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用パワーステアリング装置に用いられるオイルポンプ用流量制御装置は、例えば、特開２００１−１６３２３３号公報等に示される如く、車速あるいは操舵角等に応じて、パワーステアリング装置のパワーアシスト部へ供給される作動油の流量が適当な値になるように制御されるようになっているものである。この作動油供給量の制御を行う方法としては、既存のスプール式流量制御装置の送出ポート部に設けられた可変バルブをソレノイドにて作動させることによって行われるようになっているものが挙げられる。そして、このようなソレノイドのところには、車速あるいはステアリング機構における操舵角等に関連する電気信号が入力され、この電気信号に応じて上記ソレノイドが作動するとともに、このソレノイドの作動に応じて上記可変バルブが作動して、パワーステアリング装置のパワーアシスト部への作動油の供給量が制御されるようになっているものである。また、一方、油圧式のパワーステアリング装置において、例えば特公平８−１１５３８号公報に示される如く、車速の上昇に応じてステアリングハンドルにおける操舵トルクを増大化させるよう、上記ステアリング機構のところに油圧反力機構を設けるようにしたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１６３２３３号公報
【特許文献２】
特公平８−１１５３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記オイルポンプ用流量制御装置または油圧反力機構が、単独にパワーステアリング装置に適用された場合、例えばソレノイドに接続された動力線に断線が生じ、ソレノイドへの電力供給が途絶えると、流量制御機能あるいは油圧反力制御機能が不能となり、ステアリングハンドルが軽くなり過ぎたり、あるいは逆に重くなり過ぎて、操舵フィーリングを損ねるおそれがある。そこで、これら流量制御機能及び油圧反力制御機能を、共に電磁弁機構にて発揮させるようにするとともに、一方の機構が異常状態となったときに、残りの一方の機構にて全体のパワーアシスト機能を補償させるようにした電子制御方式の油圧式パワーステアリング装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明においては、ポンプにて生成された吐出油を流量制御装置にて制御した状態でステアリングギヤ機構を駆動するパワーアシスト部へ送出してアシストトルクを付与するように構成された油圧式パワーステアリング装置に関して、ポンプからの吐出油をパワーアシスト部を形成する油圧装置側へ送り出す通路中に設けられるものであって所定の電気信号の値に応じて作動する第一の電磁弁機構を有するとともに、上記ポンプからの吐出油の流量が所定値を超えたときに上記第一の電磁弁機構の前後差圧に応じて作動して余剰の吐出油をポンプ吸入ポートにつながるバイパス路へ還流させるスプールを有する流量制御装置と、ステアリングハンドルの操舵トルクを増大化させるように作用する油圧反力をステアリング装置に付与するものであって上記油圧反力の値を車速に応じて変化させるように制御作用を行う第二の電磁弁機構と、少なくともスピードセンサからの電気信号を入力して上記第一の電磁弁機構または第二の電磁弁機構の作動を制御する制御手段と、からなるようにした構成を採ることとした。
【０００６】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、両油圧装置の機能が、ともに電磁弁機構の作動にて制御されるようになっているので、両装置の機能を、上記制御手段からの電気信号にて適当に補わせることができるようになる。従って、それぞれの油圧装置に、お互いの補償機能を持たせるようにすることができるようになる。
【０００７】
次に、請求項２記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項１記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１記載の油圧式パワーステアリング装置に関して、上記流量制御装置または反力制御装置のうちのいずれか一方側の装置が異状を来したときに、残りのもう一方側の装置を上記制御手段からの指令に基づき制御することにより、本油圧式パワーステアリング装置全体のパワーアシスト作動を補償させるようにした構成を採ることとした。
【０００８】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、例えば反力制御装置側が異常状態となり、ステアリング装置におけるトルク反力の値が低車速時においても異状に大きくなったようなときには、上記流量制御装置側における第一の電磁弁機構を作動させて、パワーアシスト部を形成する油圧装置側へ多くの作動油を供給させるようにする。これによって、最小限必要とされるパワーアシスト力を発揮させることができるようになる。また、一方、流量制御装置側に異状が生じてパワーアシスト部への十分な作動油の供給が行われなくなった場合には、反力制御装置側における第二の電磁弁機構を作動させて、ステアリング装置におけるステアリングトルク反力が過大な値とならないようにする。これによって、例えば低速走行時等において、最小限必要とされるパワーアシスト力を上記パワーアシスト部に適切に提供することができるようになる。
【０００９】
次に、請求項３記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項２記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項２記載の油圧式パワーステアリング装置に関して、上記制御手段に、流量制御装置の異状によりアシストトルクが減少した場合には上記反力制御装置における油圧反力の値を減少させるようにするか、または上記反力制御装置の異状により油圧反力の値が減少した場合には上記流量制御装置によるアシストトルクを減少させるような指令を発しさせるようにした。これによって、ステアリング装置における最低限必要な制御機能を保持させることができるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１及び図２を基に説明する。このものは、図１に示す如く、ポンプ１にて生成された吐出油（作動油）を流量制御装置２にて適当な値に制御した状態でステアリングギヤ装置６を駆動するパワーアシスト部３３側へ送り出すとともに、上記吐出油（作動油）の一部を反力制御装置３へ導いてステアリングトルクを車速に応じて適当な値に制御するようにした反力制御機構付きの油圧式パワーステアリング装置に関するものである。そして、このような構成からなる上記流量制御装置２及び反力制御装置３は、ともに制御手段４からの励磁電流（指令）に基づいて作動する電磁弁機構２１、３１にて駆動されるようになっているものである。すなわち、本実施の形態にかかるものは、図１に示す如く、ドライバーによって操舵されるステアリングハンドル５と、当該ステアリングハンドル５に連結されるステアリングシャフト５５と、当該ステアリングシャフト５５からの操舵トルクを車輪（図示せず）へ伝達する役目を果たすステアリングギヤ装置６と、からなるステアリング装置において、当該ステアリング装置におけるステアリングハンドル５からの入力を、油圧機構を介して増大化させた状態にて上記ステアリングギヤ装置６側へ伝達する油圧式パワーステアリング装置に関するものである。
【００１１】
このような構成からなるものにおいて、上記流量制御装置２は、図２に示す如く、ポンプ１からの吐出油のうち、余剰のものをポンプ吸入ポートにつながるバイパス路２７へ還流させるスプール２５を主に形成されるものである。そして、このようなバイパス路２７等を有するハウジング２９の一方の端部側にはユニオン２６を介して第一の電磁弁機構２１が設けられるようになっている。また、上記ユニオン２６内には上記第一の電磁弁機構２１にて、その開度の制御される可変絞り２２が設けられるようになっている。この可変絞り２２周りには、送出口２３が設けられ、ここを通じて可変絞り２２にて制御された作動油がパワーアシスト部３３へ送出されるようになっているものである。また、上記可変絞り２２における前後差圧に応じて上記スプール２５が作動して、上記ポンプ１から吐出された余剰の作動油はバイパス路２７側へと放出されるようになっているものである。
【００１２】
なお、上記可変絞り２２の開度を制御する第一の電磁弁機構２１は、可変絞り２２を形成する弁体２１２と、当該弁体２１２につながる可動鉄芯２１１と、当該可動鉄芯２１１の外側に設けられるものであって当該可動鉄芯２１１を相対スライド運動させるコイル２１３と、からなるものである。そして、このような第一の電磁弁機構２１を形成するコイル２１３のところには、本第一の電磁弁機構２１の作動を制御する制御手段４からの励磁電流（指令）が、動力線４１を介して入力されるようになっているものである（図１参照）。そして更に、当該制御手段４のところには、スピードセンサ７からの信号あるいは舵角センサ５１からの信号、更にはエンジン回転速度等の信号が入力され、本第一の電磁弁機構２１を適宜作動させるようになっているものである。
【００１３】
また、上記反力制御装置３のところにも、上記第一の電磁弁機構と同様、ソレノイド機構を主に形成される第二の電磁弁機構３１が設けられるようになっている（図１参照）。そして、この第二の電磁弁機構３１のところには、スピードセンサ７または舵角センサ５１からの入力信号に基づいて所定の演算処理を行うとともに、これに基づいた指令を発するように形成された制御手段４からの励磁電流が、動力線４３を介して供給されるようになっているものである。このような制御手段４からの励磁電流（指令）に基づいて本第二の電磁弁機構３１は作動し、上記ポンプ１からの吐出油（作動油）の一部が上記反力制御装置３に導入されるようになる。これによって、反力制御装置３には、車速あるいはハンドル操舵角等に応じた油圧反力が形成されることとなり、ステアリングシャフト５５のところには、車速等に応じたステアリングトルク反力が形成されることとなる。その結果、本ステアリング装置における高速安定性あるいは直進時の中立保持性等が確保されるようになる。
【００１４】
このような構成からなるものにおいて、上記制御手段４は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）を主に形成されるコンピュータ装置からなるものであり、予め入力されたＲＯＭデータに基づいて所定の演算処理が成されるようになっているものである。そして、このような構成からなる本制御手段４のところには、スピードセンサ７からの車速情報あるいはステアリングハンドル５の周りに設けられた舵角センサ５１からの操舵角信号等が入力されるとともに、これら入力信号を受けて所定の演算処理を行った後に、本制御手段４は、上記第一の電磁弁機構２１及び第二の電磁弁機構３１に所定の励磁電流（指令）を、動力線４１、４３を介して流すようになっているものである。
【００１５】
次に、このような構成からなる本実施の形態のものについての、その作動態様等について、図１及び図２を基に説明する。まず、ポンプ１が稼働を開始すると、当該ポンプ１から吐出された吐出油（作動油）は、流量制御装置２へと導入され、そして更に、第一の電磁弁機構２１にて制御される可変絞り２２を経由して油圧装置からなるパワーアシスト部３３へと送られる。このとき、ポンプ回転速度がある程度上昇して吐出流量が所定値を超えた場合、当該余剰の吐出油は図２におけるバイパス路２７へと還流される。これによって、送出口２３から送出される作動油の流量は一定値になる。すなわち、定流量制御状態となる。なお、この定流量状態時における流量は、エンジン回転速度に比例したポンプ回転速度、あるいはスピードセンサ７から入力された車速等に関する信号に基づいて、上記制御手段４が所定の演算処理を行うことによって決定される。また、一方、上記ポンプ１からの吐出油の一部は反力制御装置３へも供給される。そして、この反力制御装置３への作動油の供給量は、車速センサ７あるいは舵角センサ５１等からの信号に基づき、上記制御手段４が所定の演算処理を行った、その結果に基づいて上記第二の電磁弁機構３１に所定の指令を発することによって制御されることとなる。具体的には、車両が高速走行状態にある場合、あるいは直進状態にある場合には、上記スピードセンサ７あるいは舵角センサ５１からは、その旨の信号が上記制御手段４に送られるので、これを受けて、制御手段４からは上記第二の電磁弁機構３１のところに、反力制御装置３の油圧反力を上昇させるような指令が出力される。その結果、反力制御装置３における反力は高めに保持されることとなり、ステアリングシャフト５５におけるステアリングトルクは高い値に保持されることとなる。これによって、高速走行時におけるステアリングハンドル５の直進安定性等が確保されるようになる。
【００１６】
これに加えて、本実施の形態のものにおいては、流量制御装置２と反力制御装置３との間において相互に補償機能をもたせるようにしている。具体的には、例えば、反力制御装置３を形成する第二の電磁弁機構３１に励磁電流が供給されない場合には、上記反力制御装置３の反力の値が最小となるように設定されているものとする。そして、この場合、上記制御手段４と第二の電磁弁機構３１との間の動力線４３または第二の電磁弁機構を形成するコイル等に断線が生じ、第二の電磁弁機構３１には励磁電流が供給されない状態となったとすると、上記ステアリングシャフト５５に対する反力は、仮に車両が高速走行状態にあったとしても最小の値となってしまう。そこで、この場合、上記流量制御装置２側における第一の電磁弁機構２１へ供給する励磁電流を変更し、パワーアシスト部３３を形成する油圧装置側へ供給する作動油の量を減少させるようにする。すなわち、低速走行状態においてはステアリング反力は最小の値であっても差し支えないので、反力制御装置３側の動力線４３の断線が検出されたときには、少なくとも高速走行状態であることを条件に、上記パワーアシスト部３３を形成する油圧装置側へ供給する作動油の量を減少させるように、上記流量制御装置２を制御する。これによって、不意に反力が減少（消失）した分を、上記流量制御装置２にて補償し、パワーステアリング装置全体の制御作用を補償させるようにする。なお、このような作動油の減少量は、車速、舵角のそれぞれに応じた異なった複数の値とすることもできるし、または連続的に変化する値とすることもできる。
【００１７】
一方、流量制御装置２を形成する第一の電磁弁機構２１に励磁電流が供給されない場合には送出口２３から送出される作動油の流量が最小となるように設定されているものとする。そして、この場合、上記制御手段４と第一の電磁弁機構２１との間の動力線４１またはコイル２１３に断線が生じ、第一の電磁弁機構２１に励磁電流が供給されない状態となったとすると、上記パワーアシスト部３３を形成する油圧装置側にて発生するアシストトルクが不足することとなる。そこで、この場合には、上記反力制御装置３側における第二の電磁弁機構３１へ供給する励磁電流を変更し、ステアリングシャフト５５に対する反力を減少させるようにする。具体的には、高速走行状態ではアシストトルクが減少しても操舵フィーリングに大きな影響が生じないので、少なくとも低速走行状態であることを条件に、上記反力を減少させるように反力制御装置３を制御する。これによって、不意にアシストトルクが減少した分を上記反力制御装置３側にて補償し、パワーステアリング装置全体のパワーアシスト作動を補償させるようにする。なお、このような反力の減少量は、車速、舵角のそれぞれに応じた異なった複数の値とすることもできるし、または連続して変化する値とすることもできる。
【００１８】
このように、本実施の形態においては、反力制御装置３の第二の電磁弁機構３１が、励磁電流が供給されないときには反力の値が最小となるように設定されており、流量制御装置２の第一の電磁弁機構２１が、励磁電流が供給されないときには作動油の流量が最小となるように設定されているものについて説明をして来た。しかし、これとは逆に、第二の電磁弁機構３１が、当該第二の電磁弁機構３１への励磁電流が供給されないときに反力が最大となるように設定され、そして、第一の電磁弁機構２１が、当該第一の電磁弁機構２１への励磁電流が供給されないときに作動油の流量が最大となるように設定されているものであるとすると、相互の制御装置による補償作用も前の説明とは逆のパターンになることは言うまでもない。なお、上記動力線４１、４３等の断線検出は、これら動力線４１、４３に別途設けられた電流センサ等による電流監視機構を初めとした周知のものにて行うことができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、流量制御装置側に設けられる第一の電磁弁機構と、反力制御装置側に設けられる第二の電磁弁機構とを、一つの制御手段にて両者を関連させた状態にて制御するようにしたので、いずれか一方側の装置に異状が生じた場合に、残りのもう一方側の装置を上記制御手段からの指令に基づき制御することにより、本油圧式パワーステアリング装置全体のパワーアシスト作動を補償させることができるようになった。
【００２０】
すなわち、本発明のものにおいては、流量制御装置と反力制御装置との間において相互に補償機能をもたせることによって、例えば、不意に反力トルクが減少したような場合には、流量制御装置側にて補償させて、パワーステアリング装置全体のパワーアシスト作動を行わせるようにするとともに、逆に、不意にアシストトルクが減少した場合には、反力制御装置を制御することによってパワーステアリング装置全体のパワーアシスト作動を補償させることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の主要部を成す電磁式流量制御装置の全体構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  ポンプ
２  流量制御装置
２１  第一の電磁弁機構
２１１  可動鉄芯
２１２  弁体
２１３  コイル
２２  可変絞り
２３  送出口
２５  スプール
２６  ユニオン
２７  バイパス路
２９  ハウジング
３  反力制御装置
３１  第二の電磁弁機構
３３  パワーアシスト部
４  制御手段
４１  動力線
４３  動力線
５  ステアリングハンドル
５１  舵角センサ
５５  ステアリングシャフト
６  ステアリングギヤ装置
７  スピードセンサ
【図１】
2004359191.tif 000003
【図２】
2004359191.tif 000004