(57)【要約】【課題】スネーキング現象の振動モードに陥ることを抑制する油圧パワーステアリングを提供する。【解決手段】２つのシリンダ室２３ｂ、２３ｃを有し、車両の前輪を操舵するハンドルの操舵力を補助する油圧シリンダ２３と、２つシリンダ室２３ｂ、２３ｃへのオイルの供給、排出を制御するロータリバルブ２７とを有し、シリンダ室２３ｂとロータリバルブ２７との間を接続する配管Ｌに、通過するオイルの流量を制限可能な流量可変バルブ２４を設け、車両が被牽引車を牽引しているときには、流量可変バルブ２４を通過するオイルの流量を調整し、油圧シリンダ２３の動きを抑制している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのシリンダ室を有し、車両の前輪を操舵するハンドルの操舵力を補助する油圧シリンダと、
前記２つシリンダ室へのオイルの供給、排出を制御する制御弁とを有し、
前記２つシリンダ室と前記制御弁との間を接続する２つの配管の少なくとも一方に、通過するオイルの流量を制御する流量制御手段を設け、
前記車両が被牽引車を牽引しているときには、前記流量制御手段を通過するオイルの流量を調整し、前記油圧シリンダの動きを抑制することを特徴とする油圧パワーステアリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧パワーステアリングに関し、特に、被牽引車を牽引する車両に適用するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３に示すように、トラクタ５１（牽引車）がトレーラ５２（被牽引車）を牽引して走行しているときに、レーンチェンジを行うと、トレーラ５２が左右に振られ、条件によっては、スネーキング現象と呼ばれる振動が減衰しにくい現象が発生する。スネーキング現象における振動は、車速が上がれば上がるほど激しくなる。又、スネーキング状態においては、図４（ａ）の操舵角の変動、図４（ｂ）のヨーレートの変動からわかるように、車体がゆすられ、ステアリングも振られている状態に陥ってしまう。なお、図４（ａ）、（ｂ）は、車速１００ｋｍ／ｈにおいて、インパルス状の操舵入力後、ステアリングをフリーの状態として実測したものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１１１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、牽引車の進行方向、車速、ヨーレートを検出することにより、スネーキング現象による振り子振動が発生しているかどうかを判断しており、スネーキング現象による振り子振動が発生していると判断した場合、ヨーレートが小さいときには、ステアリング操作に負荷をかけ、ヨーレートが大きいときには、牽引車に制動をかけることにより、スネーキング現象による振動を抑制するように制御している。
【０００５】
ところが、現実的には、スネーキング現象が発生しているかどうかの判断は難しく、その応答制御が遅れてしまい、その振動モードに陥るおそれがあった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、スネーキング現象の振動モードに陥ることを抑制する油圧パワーステアリングを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する第１の発明に係る油圧パワーステアリングは、
２つのシリンダ室を有し、車両の前輪を操舵するハンドルの操舵力を補助する油圧シリンダと、
前記２つシリンダ室へのオイルの供給、排出を制御する制御弁とを有し、
前記２つシリンダ室と前記制御弁との間を接続する２つの配管の少なくとも一方に、通過するオイルの流量を制御する流量制御手段を設け、
前記車両が被牽引車を牽引しているときには、前記流量制御手段を通過するオイルの流量を調整し、前記油圧シリンダの動きを抑制することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、油圧パワーステアリングの油圧シリンダと制御弁との間の配管に流量制御手段を設け、被牽引車を牽引しているときには、流量制御手段を通過するオイルの流量を調整するので、被牽引車の牽引時には、油圧パワーステアリングにより、ダンピングを増やし、油圧シリンダの動きを抑制して、運転者が急操舵をしづらくなるため、スネーキング現象に陥ることを防ぎ、仮に、スネーキング現象が発生したとしても、その振動モードを抑制して、操舵の安心感を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明に係る油圧パワーステアリングを詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
最初に、本実施例に係る油圧パワーステアリングが用いられる車両について、図１に示す概略構成図を用いて説明する。
【００１１】
トラクタ１（車両）は、トレーラ（被牽引車）を、ヒッチボール（牽引具）を用いて牽引可能なものである。トラクタ１には、トラクタ１の前輪１４の操舵を行うためのハンドル１１が備えられており、このハンドル１１は、ステアリングシャフト１１ａを介して、油圧パワーステアリング１３に連結されている。従って、ハンドル１１に付与された操舵力は、油圧パワーステアリング１３により補助されて、前輪１４に伝達される。
【００１２】
トラクタ１において、ステアリングシャフト１１ａには、ハンドル１１の操舵角を検出する操舵角センサ１２が設けられている。又、前輪１４には、車速に比例する車輪速を検出する車輪速センサ１５が設けられている。又、トラクタ１の中央部には、トラクタ１のヨーレートを検出するヨーレートセンサ２０が設けられている。又、ヒッチボールにおいては、トレーラのブレーキハーネスへの結線を行っており、その有無により、トレーラの牽引を検知している（牽引検知手段）。そして、操舵角センサ１２、車輪速センサ１５、ヨーレートセンサ２０、牽引検知手段等による検出値に基づいて、図示していないＥＣＵ(Electronics Control Unit；制御手段)により、油圧パワーステアリング１３が制御されている。なお、牽引検知手段としては、例えば、トラクタ１の変速機におけるシフトアップ前後の重量勾配、抵抗偏差等に基づいて、ＥＣＵにより、トレーラの牽引を検知するようにしてもよい。
【００１３】
又、トラクタ１において、前輪１４と後輪１８は、プロペラシャフト１６、電動制御カップリング１７を介して連結されて、所謂、４ＷＤ(4 Wheels Drive)の構成となっており、更に、後輪１８の操舵を行うアクチュエータ１９も設けられて、所謂、４ＷＳ(4 Wheels Steering)の構成となっている。これらも、ＥＣＵにより制御される。
【００１４】
なお、図１に示したトラクタ１は、適用例の一つであり、本発明において、４ＷＤ、４ＷＳの構成は必ずしも必要なものではない。
【００１５】
次に、図１も参照しながら、本実施例に係る油圧パワーステアリングの一例を示す図２の模式図を用いて説明する。
【００１６】
本実施例に係る油圧パワーステアリング１３は、トレーラを牽引可能なトラクタ１に備えられる。この油圧パワーステアリング１３は、配管Ｔを介して回収されるオイルを貯留しておくリザーブタンク２５と、配管Ｐを介して、リザーブタンク２５に貯留したオイルを加圧し供給するオイルポンプ２６と、ハンドル１１に加わる操舵力の方向及び大きさに応じて、オイルポンプ２６から供給されたオイルのパワーシリンダ２３への給排動作を行うロータリバルブ２７（制御弁）と、ピストン２３ａの両側にシリンダ室２３ｂ、２３ｃを備える複動式のパワーシリンダ２３とを有するものであり、更に、パワーシリンダ２３とロータリバルブ２７との間を接続する配管Ｌ、Ｒの少なくとも一方に、通過するオイルの流量を制御する流量可変バルブ２４（流量制御手段）を設けている。なお、流量可変バルブ２４としては、例えば、ソレノイド、スプリング、可動鉄心等からなるソレノイドバルブ等が適用可能である。
【００１７】
ロータリバルブ２７は、ハンドル１１の操作を伝えるステアリングシャフト１１ａの回転を利用するロータリ式の制御弁である。具体的には、ロータリバルブ２７では、ステアリングシャフト１１ａ側に連なる入力軸（図示省略）とラックシャフト２１側に連なる出力軸２９とに分割し、トーションバー２８を介して同軸に連結しており、一方の連結端に係合された筒形のアウターバルブ２７ａの内側に、他方の連結端に一体に形成されたインプットシャフト（インナーバルブ）２７ｂを相対回転自在に嵌め合わせた構造である。
【００１８】
又、出力軸２９には、ピニオンギヤ２２が設けられており、ピストン２３ａと接続されたラックシャフト２１と交差するように配置されて、ピニオンギヤ２２とラックシャフト２１のラックギヤ２１ａとが噛合するように構成されている。従って、ハンドル１１が操舵される際には、その操舵力がトーションバー２８を介して、出力軸２９、ピニオンギヤ２２へ伝達され、ピニオンギヤ２２の回転に伴って、ラックシャフト２１が軸方向に移動されると共に、パワーシリンダ２３により操舵力が補助されて、ラックシャフト２１の端部に設けたタイロッド３０を介して、前輪１４を操舵することになる。
【００１９】
ロータリバルブ２７において、アウターバルブ２７ａの内周側及びインナーバルブ２７ｂの外周側には、各々、軸方向に延びる複数の溝が周方向に設けられ、アウターバルブ２７ａの複数の溝は、周方向に交互にシリンダ室２３ｂ又はシリンダ室２３ｃと連通され、インナーバルブ２７ｂの複数の溝は、周方向に交互に配管Ｐ又は配管Ｔと連通されている。つまり、アウターバルブ２７ａにおいては、シリンダ室２３ｂに連通する溝（以降、ＬＨ溝と呼ぶ。）とシリンダ室２３ｃに連通する溝（以降、ＲＨ溝と呼ぶ。）が周方向に交互に配置され、インナーバルブ２７ｂにおいては、配管Ｐに連通する溝（以降、供給溝と呼ぶ。）と配管Ｔに連通する溝（以降、回収溝と呼ぶ。）が周方向に交互に配置されている。
【００２０】
そして、ロータリバルブ２７では、ステアリングシャフト１１ａに操舵力が加えられたとき、その操舵力の方向に伴って、アウターバルブ２７ａの任意の１つの溝に対して、両隣のインナーバルブ２７ｂの溝から連通する１つの溝が選択されて、シリンダ室２３ｂ又はシリンダ室２３ｃのいずれか一方にオイルを供給し、いずれか他方からオイルを回収することになる。又、ステアリングシャフト１１ａに操舵力が加えられたときには、トーションバー２８の捩れに伴って、アウターバルブ２７ａとインナーバルブ２７ｂとの間に相対角変位が生じ、その相対角変位に応じて、連通するアウターバルブ２７ａの溝とインナーバルブ２７ｂの溝との間の絞り部分において、その絞り面積が変更されて、通過するオイルの流量が制御されることになる。
【００２１】
例えば、ハンドル１１に操舵力が加えられておらず、トーションバー２８に捩れが生じていない中立状態においては、アウターバルブ２７ａの任意の１つの溝に対して、両隣のインナーバルブ２７ｂの溝が同時に連通する。このため、ロータリバルブ２７に供給されたオイルは、インナーバルブ２７ｂの供給溝に供給された後、連通するアウターバルブ２７ａの溝を介して、インナーバルブ２７ｂの回収溝へ流入するので、配管Ｔを通って、リザーブタンク２５に回収されることになる。その結果、アウターバルブ２７ａの各溝に各々連通するシリンダ室２３ｂとシリンダ室２３ｃとの間に圧力差は生じず、パワーシリンダ２３は何の力も発生しないことになる。
【００２２】
一方、ハンドル１１に操舵力が加えられた場合、トーションバー２８の捩れに伴って、アウターバルブ２７ａとインナーバルブ２７ｂとの間に相対角変位が生じ、アウターバルブ２７ａの任意の１つの溝に対して、両隣のインナーバルブ２７ｂの溝から連通する１つの溝が選択されると共に、連通するアウターバルブ２７ａの溝とインナーバルブ２７ｂの溝との間の絞り部分の絞り面積が変化することとなる。
【００２３】
例えば、図２では、アウターバルブ２７ａのＬＨ溝に対して、インナーバルブ２７ｂの供給溝が選択され、アウターバルブ２７ａのＲＨ溝に対して、インナーバルブ２７ｂの回収溝が選択されている。このとき、ロータリバルブ２７に供給されたオイルは、インナーバルブ２７ｂの供給溝に供給された後、絞り面積を増した側の絞り部分を経て、アウターバルブ２７ａのＬＨ溝に導入され、配管Ｌ、流量可変バルブ２４を通過して、シリンダ室２３ｂへ供給される。一方、配管Ｔと連通するインナーバルブ２７ｂの回収溝は、配管Ｒと連通するアウターバルブ２７ａのＲＨ溝と連通しているので、シリンダ室２３ｃ内のオイルは、配管Ｒ、アウターバルブ２７ａのＲＨ溝、インナーバルブ２７ｂの回収溝、配管Ｔを順次通過して、リザーブタンク２５に戻される。この結果、シリンダ室２３ｂ、シリンダ室２３ｃとの間に圧力差が生じ、この圧力差がピストン２３ａに接続されたラックシャフト２１に加えられて、操舵力が補助されることになる。
【００２４】
そして、本実施例においては、パワーシリンダ２３とロータリバルブ２７との間を接続する配管Ｌ、Ｒの少なくとも一方（図２では配管Ｌ）に流量可変バルブ２４を設けており、ＥＣＵによりトラクタ１がトレーラを牽引していると検出したときには、ＥＣＵから制御信号を流量可変バルブ２４に付与し、この流量可変バルブ２４のバルブ開度を電気的に制御して、流量可変バルブ２４を通過するオイルの流量を調整するようにしている。このことにより、油圧パワーステアリング１３により、ダンピングを増やし、パワーシリンダ２３（ステアリング系）の動きを抑制して、ラックシャフト２１の作動抵抗を増やしている。一方、ＥＣＵがトレーラの牽引を検出していないときには、流量可変バルブ２４を作動させない、若しくは、バルブ開度を牽引しているときより大きくして、オイルを通過させている。
【００２５】
このように、油圧パワーステアリング１３においては、そのパワーシリンダ２３とロータリバルブ２７との間の配管Ｌ、Ｒの少なくとも一方に流量可変バルブ２４を設け、トレーラを牽引しているときには、流量可変バルブ２４を通過するオイルの流量を調整するので、トレーラの牽引時には、油圧パワーステアリング１３により、ダンピングを増やし、パワーシリンダ２３（ステアリング系）の動きを抑制している。このため、運転者が急操舵をしづらくなるため、スネーキング現象に陥ることを防ぎ、仮に、後輪操舵装置による制御限界を超えて、スネーキング現象が発生したとしても、その振動を減衰させて、その挙動の変化をなるべく緩やかにすることができる。その結果、走行安定性を向上させて、操舵の安心感を向上させることができる。一方、トレーラを牽引していないときには、流量可変バルブ２４を通過するオイルの流量を制限しないので、トレーラの無牽引時には、操舵に違和感を与えることなく、その安定性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る油圧パワーステアリングは、トレーラ等の被牽引車を牽引するときに好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る油圧パワーステアリングが用いられる車両を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る油圧パワーステアリングの一例を示す模式図である。
【図３】スネーキング現象を説明する図である。
【図４】（ａ）は、スネーキング状態における操舵角の実測値のグラフであり、（ｂ）は、スネーキング状態におけるヨーレートの実測値のグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１３  油圧パワーステアリング
２１  ラックシャフト
２１ａ  ラックギヤ
２２  ピニオンギヤ
２３  パワーシリンダ
２３ａ  ピストン
２３ｂ、２３ｃ  シリンダ室
２４  流量可変バルブ
２５  リザーブタンク
２６  オイルポンプ
２７  ロータリバルブ
２８  トーションバー
２９  出力軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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