JPH04176776A - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 本発明は、ハンドルのステアリング条件に応じてパワー
シリンダを動作させる車両用ステアリング装置の改良に
関する。

（従来の技術） 従来の車両用ステアリング装置は、例えば、第５図に示
すように構成されている。ハンドル１゜１の回転速度に
応じてチャージポンプ１０Ｂからステアリングバルブ１
０５のパイロット室１０７．１０９に導かれる流体の流
量が制御される。そして、上記ステアリングバルブ１０
５は、チャージポンプ１０３からの供給流量に応じてそ
の開度が制御される。

上記ステアリングバルブ１０５のステアリングボート１
１１．１１３は、パワーシリンダ１１５．１１７に接続
されている。っ丈り、一方のステアリングボート１１１
は、パワーシリンダ１１５のボトム側室１１５ａと、他
方のパワーシリンダ１１７のロッド側室１１７ｂに接続
されている。

又、ステアリングポート１１３は、パワーシリンダ１１
５のロッド側室１１５ｂと、他方のパワーシリンダ１１
７のボトム側室１１７ａに接続されている。

又、上記ステアリングバルブ１０５には、メインポンプ
１１９とタンク１２１とが接続されている。そして、ス
テアリングバルブ１０５の切換量に応じて、メインポン
プ１１９からの作動油をパワーシリンダ１１５．１１７
のボトム側室とロッド側室とに供給する。その際、メイ
ンポンプ１１９に接続されなかった別のボトム側室とロ
ッド側室とは、タンク１２１に連通されるものである。

尚、図中符号１２３は、作業機ボートであって、ステア
リング流量以上の余剰流量を、作業機側にキャリアオー
バーさせるものである。

上記構成によると、ハンドル１０１を回転操作すると、
その回転速度に応じた流量がステアリングバルブ１０５
のパイロット室１０７．１０９に供給される。そして、
このステアリングバルブ１０５は、上記パイロット流量
に応じてその開度が制御されながら切換わる。

このようにして、ステアリングバルブ１０５が切換わる
と、その切換量すなわちその開度に応じた流量の作動油
が、メインポンプ１１９からパワーシリンダ１１５．１
１７に供給されるので、ハンドル１０１の回転数と車両
の転舵角とが対応することになる。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の構成によると次のような問題があった。

すなわち、ハンドル１０１を低速で回転操作した場合に
は、ステアリングバルブ１０５のパイロット室１０７．
１０９に供給される作動油の流量が微小であるために、
ステアリングバルブ１０５の切換が正常に行われないお
それがあった。これは、回路中にリークが生じた場合に
も同様に生じる問題である。

本発明はこのような点に基づいてなされたちのでその目
的とするところは、ハンドルを低速で回転操作した場合
であっても、車体を正常に屈折させることを可能とする
車両用ステアリング装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するべく本願発明による車両用ステアリ
ング装置は、ハンドルの操作量に応じてステアリングバ
ルブの開度を制御し、メインポンプから一対のパワーシ
リンダに供給される作動油の流量を制御する車両用ステ
アリング装置において、上記ステアリングバルブの一対
のパイロット室にパイロット圧を供給するチャージポン
プと、上記ステアリングバルブ及びチャージポンプとの
間に介挿され一対のソレノイドを動作させることにより
適宜切換わり上記一対のパイロット室に供給されるパイ
ロット圧を制御する電磁比例制御弁と、上記ハンドルの
回転角を検出するハンドル回転角検出センサと、上記ハ
ンドル回転角検出センサからの検出信号に基づいて算出
されたハンドル回転速度が予め設定された基準ハンドル
回転速度以下の場合に上記ステアリングバルブのパイロ
ット室に作動油を供給するべく上記電磁比例制御弁のソ
レノイドに出力信号を出力するコントローラと、を具備
したことを特徴とするものである。

（作用） まず、ハンドルの回転角は、ハンドル回転角検出センサ
によって検出され、その検出信号はコントローラに入力
される。

コントローラは、入力した検出信号に基づいて、ハンド
ル回転速度を算出する。そして、その算出したハンドル
回転速度と予め設定された基準ハンドル回転速度とを比
較して、基準ハンドル回転速度以下の場合には、ステア
リングバルブのパイロット室に作動油を供給するべく上
記電磁比例制御弁のソレノイドに出力信号を出力するも
のである。

つまり、ハンドルの回転速度が遅い場合に、ステアリン
グバルブのパイロット室に作動油を強制的に供給するよ
うにし、それによって、車体の正常な屈折を可能とする
ものである。

（実施例） 以下、第１図ないし第４図を参照して本発明の一実施例
を説明する。第１図に示すように、まず、パワーシリン
ダ１．３があり、これらパワーシリンダ１．３には、ス
テアリングバルブ５が接続されている。このステアリン
グバルブ５は、パイロット室７．９を備えており、又、
ステアリングボート１１．１３を介して、上記パワーシ
リンダ１．３に接続されている。

そして、ステアリングバルブ５を適宜切換操作すること
により、メインポンプ１５からの作動油をパワーシリン
ダ１．３に供給するとともに、その戻し油をタンク１７
に戻す。

上記ステアリングバルブ５のパイロット室７．９には、
電磁比例制御弁としての電磁比例圧力制御弁１９を介し
て、チャージポンプ２１からパイロット圧が作用するよ
うになっている。すなわち、パイロット室７．９は、ボ
ート２３．２５を介して、電磁比例圧力制御弁１９に接
続されている又、電磁比例圧力制御弁１９の両端には、
ソレノイド２７．２９が設置されていて、これら両ソレ
ノイド２７．２９は、コントローラ３１に電気的に接続
されている。

又、ハンドル４１の回転角はハンドル回転角検出センサ
４３によって検出され、その検出信号８４３が上記コン
トローラ３１に入力される。又、パワーシリンダ１．３
の動作位置、すなわち、車体屈折角は、車体屈折角検出
センサ４５によって検出され、その検出信号Ｓ４５もコ
ントローラ３１に入力される。

尚、本実施例の場合には、制御ユニット４７及びエマ−
ジエンシー弁４９が設置されており、コントローラ３１
が万一故障した場合に、これら制御ユニット４７及びエ
マ−ジエンシー弁４９とによって、ステアリングバルブ
５を切換制御するようにしているに こで、上記コントローラ３１の構成を、第２図を参照し
て詳細に説明する。まず、比較器５１、微分器５３．５
５が配置されている。比較器５１には、ハンドル回転角
検出センサ４３がら検出信号Ｓ４３が入力され、又、車
体屈折角検出センサ４５から検出信号Ｓ４５が入力され
る。検出信号Ｓ４３はハンドル回転角（θＨ）を示すも
のであり、又、検出信号Ｓ４５は車体屈折角（θ、〉を
示すものである。

比較器５１はそれら両信号に基づいて、車体屈折角（θ
Ｆ）に対するハンドル回転角（θ）Ｉ）の相対関係が、
予め設定された制御目標に対して一致しているか否かを
判別し、一致していない場合に、演算器５７に指令信号
を出力する。上記制御目標は、第３図に示すようなもの
である。第３図は横軸に車体屈折角（θ２）をとり、縦
軸にハンドル回転角（θＨ）をとって両者の関係を示し
た特性図である。

微分器５３には、ハンドル回転角検出センサ４３から検
出信号Ｓ４３が入力される。微分器５３は、その検出信
号を微分してハンドル回転速度（ｅ。

′）を算出する。その算出されたハンドル回転速度（θ
、／）は、比較器５９に入力される。

比較器５９は、入力したハンドル回転速度（ｅＨ′）と
、予め設定・入力されている基準ハンドル回転速度（θ
ＨＲ′）とを比較する。そして、次の式（１）に相当す
る場合には、スイッチ部６１にＯＮ信号を出力する。又
、次の式（ＩＩ）に相当する場合には、スイッチ部６１
にＯＦＦ信号を出力する。

Ｏ≦６′≦θＯＲ”・・・・・・（Ｉ）θＭ−＞θＨＲ
−・・・・・・・・・・・・（ＩＩ）微分器５５には、
車体屈折角検出センサ４５がら検出信号Ｓ４５が入力さ
れる。微分器５５は入力した検出信号を微分して、車体
屈折角速度（θＦ′）を算出して、演算器５７に出方す
る。演算器５７には、目標車体屈折角速度（θＦＳ′）
が設定・入力されており、演算器５７は、車体屈折角速
度（θ、′）と目標車体屈折角速度（θｐｓ−）との偏
差をなくすように出力する。

尚、図中符号６３．６５は、ドライバである。

以上の構成を基にその作用を説明する。

まず、ハンドル回転速度（θＨ′）が基準ハンドル回転
速度（θＭＲ−）より早い場合には、比較器５９からス
イッチ部６１にＯＦＦ信号が出−カされるので、スイッ
チ部６１はＯＦＦとなり、この場合には従来通りの制御
がなされる。

これに対して、ハンドル回転速度（θ□′）が基準ハン
ドル回転速度（θＨＲ′）より遅い場合には、比較５５
９がらスイッチ部６１にＯＮ信号が出方されるので、ス
イッチ部６１はＯＮとなる。よって、演算器５７による
制御が可能な状態となる。

そして、その際、車体屈折角（θＦ）に対するハンドル
回転角（θＨ）の相対関係が、予め設定された制御目標
に対して一致していない場合には、比較器５１より演算
器５７に指令信号が出方される演算器５７は、それに基
づいて、車体屈折角速度（ｅｐ”＞と目標車体屈折角速
度（θｐｓ′）との偏差をなくすような信号を、スイッ
チ部６１を介して−、ドライバ６３．６５に出方する。

ドライバ６３．６５は、それに基づいて、ソレノイド２
７．２９に出力信号を出力する。

これを第４図を参照してさらに詳細に説明する。第４図
は横軸に車体屈折角速度（θ、′）をとり、縦軸にハン
ドル回転速度（θｐ’）をとって両者の関係を示した特
性図である。この第４図において、ハンドル回転速度（
０１′）が基準ハンドル回転速度（θＯＲ”）より早い
場合には、図中実線で示すような車体屈折角速度（０１
′）で、車体は正常に屈折していく。

これに対して、ハンドル回転速度（θ、′）が基準ハン
ドル回転速度（ｅ□Ｒ″）より遅い場合には、図に示す
ように、車体屈折角速度（θｐ−）は略０になってしま
い、車体は正常に屈折しなくなってしまうそこで、その
間については、目標車体屈折角速度（θＦＳ−）を設定
しく図中破線で示す）、この目標車体屈折角速度（Ｏｐ
ｓ’）と、実際の車体屈折角速度（θｐ’）との偏差を
なくすように、演算器５７によって制御するものである
。

以上の制御の結果、電磁比例圧力制御弁１９が切換わり
、チャージポンプ２１がら、ステアリングバルブ５のパ
イロット室７．９に作動油が供給される。それによって
、ハンドル回転速度が遅い場合であっても、ステアリン
グバルブ５が切換ゎり、パワーシリンダｌ、３を駆動し
て、車体を正常に屈折させることができる。

以上本実施例によると次のような効果を奏することがで
きる。

まず、ハンドル４１の回転速度が遅い場合であっても、
ステアリングバルブ５を正常に切換えて、パワーシリン
ダ１．３を駆動して、車体を所望量だけ屈折させること
ができる。

又、本実施例の場合には、目標車体屈折角速度（θＦ５
′）を設定して、この目標車体屈折角速度（θｐｓ′）
と車体屈折角速度（θｐ′）の偏差をなくすように出力
しているので、エンジンの回転数及び油温による影響を
なくすことができる。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるものではない。

例えば、電磁比例圧力制御弁の代わりに、電磁比例流量
制御弁を使用する場合にも、同様に適用できる。

又、制御ユニット４７、エマ−ジエンシー弁４９の有無
は問わないものである。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明による車両用ステアリング装
置によると、ハンドルの回転速度が遅い場合にも、ステ
アリングバルブを正常に切換動作させてパワーシリンダ
を駆動させ、車体を所望量だけ屈折させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図は車両用ステアリング装置の構成図、第２図は機能
ブロック図、第３図及び第４図は制御目標を示す特性図
、第５図は従来例を示す車両用ステアリング装置の構成
図である。 １．３・・・パワーシリンダ、５・・・ステアリングバ
ルブ、１５・・・メインポンプ、１つ・・・電磁比例圧
力制御弁（電磁比例制御弁）、２１・・・チャージポン
プ−２７，２９・・・ソレノイド、３１・・・コントロ
ーラ、４１・・・ハンドル、４３・・・ハンドル回転角
検出センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハンドルの操作量に応じてステアリングバルブの開度を
   制御し、メインポンプから一対のパワーシリンダに供給
   される作動油の流量を制御する車両用ステアリング装置
   において、上記ステアリングバルブの一対のパイロット
   室にパイロット圧を供給するチャージポンプと、上記ス
   テアリングバルブ及びチャージポンプとの間に介挿され
   一対のソレノイドを動作させることにより適宜切換わり
   上記一対のパイロット室に供給されるパイロット圧を制
   御する電磁比例制御弁と、上記ハンドルの回転角を検出
   するハンドル回転角検出センサと、上記ハンドル回転角
   検出センサからの検出信号に基づいて算出されたハンド
   ル回転速度が予め設定された基準ハンドル回転速度以下
   の場合に上記ステアリングバルブのパイロット室に作動
   油を供給するべく上記電磁比例制御弁のソレノイドに出
   力信号を出力するコントローラと、を具備したことを特
   徴とする車両用ステアリング装置。