JP2002046635A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両の高速走行時における安定性と低速走行時
における旋回性を向上でき、高速走行時における操舵フ
ィーリングを向上できるパワーステアリング装置を提供
する。 【解決手段】操舵補助力発生用油圧アクチュエータ２０
への圧油供給用ポンプ７０の駆動モータ７２を、そのポ
ンプ７０の圧油吐出流量が運転条件に応じて変化するよ
うに制御する。その油圧アクチュエータ２０に作用する
油圧の制御弁３０は、第１の組に属する絞り部と、第１
の組に属する絞り部よりも閉鎖される時の操舵抵抗が大
きな第２の組に属する絞り部とを有する。そのポンプ７
０から第２の組に属する絞り部を介してタンク７１に至
る圧油流路に、車両の運転条件に応じて開度が変化する
可変絞り部６７が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵補助力を発生
する油圧アクチュエータに作用する油圧を、車両の運転
条件と操舵抵抗とに応じて制御するパワーステアリング
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポンプからの圧油によって作動する油圧
アクチュエータにより操舵補助力を発生する油圧パワー
ステアリング装置においては、操舵抵抗が増大すると操
舵補助力が増加するように、その油圧アクチュエータに
作用する油圧を制御弁により制御している。

【０００３】さらに、車両の高速走行時における安定性
と低速走行時における旋回性を向上するため、高速走行
時において操舵補助力を低減し、低速走行時において操
舵補助力を増大している。そのため、その制御弁は操舵
抵抗に応じて開度が変化する複数の絞り部を有するもの
とされ、その複数の絞り部は第１の組と第２の組とに組
分けされ、その第１の組に属する絞り部が閉鎖される時
の操舵抵抗よりも、第２の組に属する絞り部が閉鎖され
る時の操舵抵抗が大きくされ、そのポンプから第２の組
に属する絞り部を介してタンクに至る圧油流路に、運転
条件に応じて開度が変化する可変絞り部が設けられてい
る。その可変絞り部の開度を高速走行時に大きくするこ
とで、操舵抵抗が大きくなっても第２の組に属する絞り
部を介して圧油がタンクに還流するので、操舵補助力は
増大せず高速走行時の安定性を向上できる。その可変絞
り部の開度を低速走行時に小さくし、あるいは閉じるこ
とで、操舵抵抗が小さくても第２の組に属する絞り部を
介して圧油がタンクに還流することはなく、操舵補助力
を増大して低速走行時の旋回性を向上できる。

【０００４】また、制御弁における絞り部の操舵抵抗に
対する開度変化割合を一様とし、上記のような可変絞り
部を設けることなく、ポンプの回転数を車両の運転条件
に応じて変化させることで、高速走行時に圧油供給量を
減少させて走行安定性を向上し、低速走行時に圧油供給
量を増加させることで旋回性の向上を図るパワーステア
リング装置がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の可変絞り部
を設けたパワーステアリング装置においては、操舵時に
油圧アクチュエータに圧油を吐出するポンプは定流量タ
イプのものが多い。また、ポンプを駆動するエンジンの
回転数に応じて吐出流量が変化するようにドルーピンブ
ポンプが使用される場合もあるが、その吐出流量の変化
幅はそれ程大きくはない。そのため、高速走行時でも制
御弁にはある程度以上の流量の圧油が供給される。そう
すると、高速走行時において、操舵抵抗がそれ程大きく
ないのに油圧アクチュエータに作用する圧油が増大する
ため、制御弁の絞り部の開度変化に応じて油圧アクチュ
エータに作用する油圧を制御可能な範囲が狭くなる。そ
のため、高速走行時における操舵フィーリングの向上が
妨げられていた。

【０００６】また、上記従来のポンプの回転数を車両の
運転条件に応じて変化させるパワーステアリング装置に
おいては、運転条件の変化に対するポンプの圧油吐出流
量の変化の応答遅れが、直接に操舵補助力の変化の応答
性に影響し、その応答性を低下させるので、必要な操舵
補助力が得られなかったり、必要以上の操舵補助力が作
用して操舵フィーリングが低下するという問題がある。

【０００７】本発明は、上記問題を解決することのでき
るパワーステアリング装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のパワーステアリ
ング装置は、モータにより駆動されるポンプからの圧油
によって作動する操舵補助力発生用油圧アクチュエータ
と、その油圧アクチュエータに作用する油圧の制御弁と
を備え、その制御弁は、操舵抵抗に応じて開度が変化す
る複数の絞り部を有し、各絞り部の開度変化に応じた操
舵補助力を付与できるように、その制御弁を介して前記
アクチュエータが前記ポンプとタンクに接続され、その
複数の絞り部は第１の組と第２の組とに組分けされ、そ
の第１の組に属する絞り部が閉鎖される時の操舵抵抗よ
りも、第２の組に属する絞り部が閉鎖される時の操舵抵
抗が大きくされ、そのポンプから第２の組に属する絞り
部を介してタンクに至る圧油流路に、車両の運転条件に
応じて開度が変化する可変絞り部が設けられ、前記ポン
プの圧油吐出流量が車両の運転条件に応じて変化するよ
うに前記モータを制御する手段が設けられていることを
特徴とする。本発明の構成によれば、ポンプの駆動用モ
ータを制御することで、車両の運転条件に応じてポンプ
の圧油吐出流量を変化させることができる。これによ
り、高速走行時において制御弁に供給される圧油流量を
低減し、制御弁の絞り部の開度変化に応じて油圧アクチ
ュエータに作用する油圧を制御可能な範囲を拡げること
ができる。しかも、その油圧アクチュエータに作用する
油圧の制御を、高速走行時においても制御弁の絞り部の
開度変化により行うことができるので、運転条件の変化
に対するポンプの圧油吐出流量の変化の応答遅れが、操
舵補助力の変化の応答性を低下させるのを防止できる。

【０００９】前記可変絞り部の開度は車速が増加する程
に大きくなり、前記ポンプの圧油吐出流量は車速が増加
する程に低減されるのが好ましい。これにより、高速走
行時に確実に制御弁に供給される圧油流量を低減し、制
御弁の絞り部の開度変化に応じて油圧アクチュエータに
作用する油圧を制御可能な範囲を拡げることができる。

【００１０】前記ポンプの圧油吐出流量は、操舵速度が
増加する程に増大されるのが好ましい。これにより、油
圧アクチュエータに供給される圧油流量を素早い操舵を
行う時に増大し、ゆったりした操舵を行う時に低減する
ことができる。通常、素早い操舵は据え切りや低速走行
での旋回時に行われ、ゆったりした操舵は高速走行時に
行われることから、車両の走行状態に応じた操舵補助力
を付与できる。また、高速走行時に素早い操舵を行った
場合に、油圧アクチュエータに供給される圧油流量を低
減することで、過大な操舵補助力が作用するのを防止
し、車両挙動が不安定になるのを防止できる。

【００１１】その制御弁は、筒状の第１バルブ部材と、
この第１バルブ部材に操舵抵抗に応じて相対回転可能に
挿入される第２バルブ部材とを有し、その第１バルブ部
材の内周と第２バルブ部材の外周とに、複数の軸方向溝
が互いに周方向の間隔をおいて形成され、その第１バル
ブ部材の軸方向溝の軸方向に沿う縁と、第２バルブ部材
の軸方向溝の軸方向に沿う縁との間が、両バルブ部材の
相対回転角度に応じて開度が変化することにより前記絞
り部を構成し、その軸方向溝として、前記油圧アクチュ
エータの右操舵補助力発生用油室に接続される右操舵用
溝と、その油圧アクチュエータの左操舵補助力発生用油
室に接続される左操舵用溝と、前記ポンプに接続される
圧油供給用溝と、前記タンクに接続される第１圧油排出
用溝と、そのタンクに前記可変絞り部を介して接続され
る第２圧油排出用溝とを有し、その圧油供給用溝の数は
少なくとも２つとされ、その軸方向溝として少なくとも
２つの連絡用溝を含み、その右操舵用溝と左操舵用溝の
間に第１圧油排出用溝が配置され、その連絡用溝の間に
第２圧油排出用溝が配置され、右操舵用溝と連絡用溝と
の間および左操舵用溝と連絡用溝との間に圧油供給用溝
が配置され、その左右操舵用溝と第１圧油排出用溝との
間の絞り部と左右操舵用溝と圧油供給用溝との間の絞り
部とが前記第１の組に属し、圧油供給用溝と連絡用溝と
の間の絞り部と連絡用溝と第２圧油排出用溝との間の絞
り部とが前記第２の組に属するものとされ、その第２の
組に属する絞り部の閉鎖角度が第１の組に属する絞り部
の閉鎖角度よりも大きくされ、その第２の組に、互いに
閉鎖角度が異なる２種類の絞り部が属し、その第２の組
に属する絞り部とタンクとの間の油路に前記可変絞り部
が配置されているのが好ましい。これにより、操舵補助
力を操舵抵抗に応じ制御できない領域を小さくでき、よ
り操舵フィーリングの向上を図ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に示す本発明の実施形態の車
両のラックピニオン式油圧パワーステアリング装置１
は、ステアリングホイール（図示省略）に連結される入
力シャフト２と、この入力シャフト２にトーションバー
６を介し連結される出力シャフト３を備えている。その
トーションバー６は、ピン４により入力シャフト２に連
結され、セレーション５により出力シャフト３に連結さ
れている。その入力シャフト２は、ベアリング８を介し
バルブハウジング７により支持され、また、ブッシュ１
２を介し出力シャフト３により支持されている。その出
力シャフト３はベアリング１０、１１を介しラックハウ
ジング９により支持されている。その出力シャフト３に
ピニオン１５が形成され、このピニオン１５に噛み合う
ラック１６に操舵用車輪（図示省略）が連結される。こ
れにより、操舵による入力シャフト２の回転は、トーシ
ョンバー６を介してピニオン１５に伝達され、このピニ
オン１５の回転によりラック１６は車両幅方向に移動
し、このラック１６の移動により車両の操舵がなされ
る。なお、入出力シャフト２、３とハウジング７との間
にはオイルシール４２、４３が介在する。また、ラック
１６を支持するサポートヨーク４０がバネ４１の弾力に
よりラック１６に押し付けられている。

【００１３】操舵補助力発生用油圧アクチュエータとし
て油圧シリンダ２０が設けられている。この油圧シリン
ダ２０は、ラックハウジング９により構成されるシリン
ダチューブと、ラック１６に一体化されるピストン２１
を備え、電動モータ７２により駆動されるポンプ７０か
らの圧油によって作動する。

【００１４】そのポンプ７０の圧油吐出流量が運転条件
に応じて変化するように、そのモータ７２を制御する制
御装置８１が設けられている。すなわち、その制御装置
８１に車速センサ８２と舵角センサ８３とが接続され
る。その車速センサ８２により検出される車速と、舵角
センサ８３により検出されるステアリングホイールの回
転角度の単位時間当たり変化量である操舵速度とが運転
条件として求められる。その運転条件に応じたモータ７
２の制御により、そのポンプ７０の圧油吐出流量は車速
が増加する程に低減され、操舵速度が増加する程に増大
される。図９におけるハッチングを施した領域は、その
制御装置８１により制御されるモータ７２の回転数と車
速と操舵速度との関係一例を示し、この関係を制御装置
８１は記憶し、その関係に従ってモータ７２を制御す
る。本実施形態では、そのポンプ７０はギヤポンプとさ
れているが、モータ７２の制御量に応じて圧油吐出量を
変化させるものであればよく、例えばベーンポンプであ
ってもよい。

【００１５】その油圧シリンダ２０におけるピストン２
１により仕切られる油室２２、２３に操舵抵抗に応じて
圧油を供給するため、その油圧シリンダ２０に作用する
油圧を制御するロータリー式油圧制御弁３０が設けられ
ている。その制御弁３０は、バルブハウジング７に相対
回転可能に挿入される筒状の第１バルブ部材３１と、こ
の第１バルブ部材３１に同軸中心に相対回転可能に挿入
される第２バルブ部材３２とを備える。その第１バルブ
部材３１は出力シャフト３にピン２９により同行回転す
るよう連結されている。その第２バルブ部材３２は入力
シャフト２と一体的に成形され、入力シャフト２の外周
部により第２バルブ部材３２が構成され、第２バルブ部
材３２は入力シャフト２と同行回転する。よって、第１
バルブ部材３１と第２バルブ部材３２は、操舵抵抗に応
じ前記トーションバー６がねじれることで同軸中心に弾
性的に相対回転する。

【００１６】そのバルブハウジング７に、ポンプ７０に
接続される入口ポート３４と、前記油圧シリンダ２０の
右操舵補助力発生用油室２２に接続される第１ポート３
７と、左操舵補助力発生用油室２３に接続される第２ポ
ート３８と、直接にタンク７１に接続される第１出口ポ
ート３６と、後述の運転条件に応じて開度が変化する可
変絞り弁６０の可変絞り部６７を介しタンク７１に接続
される第２出口ポート６１とが設けられている。各ポー
ト３４、３６、３７、３８、６１は、その第１バルブ部
材３１と第２バルブ部材３２との内外周間の流路を介し
互いに接続されている。

【００１７】すなわち、図３、図４に示すように、第１
バルブ部材３１の内周に軸方向溝５０ａ、５０ｂ、５０
ｃが、周方向に等間隔をおいた１２箇所に形成されてい
る。また、第２バルブ部材３２の外周に軸方向溝５１
ａ、５１ｂ、５１ｃが、周方向に等間隔をおいた１２箇
所に形成されている。図４は実線により第２バルブ部材
３２の展開図を示し、鎖線により第１バルブ部材３１に
形成された軸方向溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃを示す。第
１バルブ部材３１に形成された軸方向溝５０ａ、５０
ｂ、５０ｃの間に第２バルブ部材３２に形成された軸方
向溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃが位置する。

【００１８】その第１バルブ部材３１の溝は、３つの右
操舵用溝５０ａと、３つの左操舵用溝５０ｂと、６つの
連絡用溝５０ｃとを構成する。その右操舵用溝５０ａ
は、第１バルブ部材３１に形成された流路５３と第１ポ
ート３７とを介し油圧シリンダ２０の右操舵補助力発生
用油室２２に接続され、互いに周方向に１２０°離れて
配置される。その左操舵用溝５０ｂは、第１バルブ部材
３１に形成された流路５４と第２ポート３８とを介し油
圧シリンダ２０の左操舵補助力発生用油室２３に接続さ
れ、互いに周方向に１２０°離れて配置される。

【００１９】その第２バルブ部材３２の溝は、６つの圧
油供給用溝５１ａと、３つの第１圧油排出用溝５１ｂ
と、３つの第２圧油排出用溝５１ｃとを構成する。その
圧油供給用溝５１ａは、第１バルブ部材３１に形成され
た圧油供給路５５と入口ポート３４とを介しポンプ７０
に接続され、互いに周方向に６０°離れて配置される。
その第１圧油排出用溝５１ｂは、入力シャフト２に形成
された流路５２ａから入力シャフト２とトーションバー
６との間を通り、入力シャフト２に形成された流路５２
ｂ（図１参照）と第１出口ポート３６とを介しタンク７
１に接続され、互いに周方向に１２０°離れて配置され
る。その第２圧油排出用溝５１ｃは、第１バルブ部材３
１に形成された流路５９と第２出口ポート６１とを介し
可変絞り弁６０に接続され、互いに周方向に１２０°離
れて配置される。

【００２０】各第１圧油排出用溝５１ｂは右操舵用溝５
０ａと左操舵用溝５０ｂの間に配置され、各第２圧油排
出用溝５１ｃは連絡用溝５０ｃの間に配置され、右操舵
用溝５０ａと連絡用溝５０ｃとの間および左操舵用溝５
０ｂと連絡用溝５０ｃとの間に圧油供給用溝５１ａは配
置される。

【００２１】その第１バルブ部材３１に形成された軸方
向溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃの軸方向に沿う縁と第２バ
ルブ部材３２に形成された軸方向溝５１ａ、５１ｂ、５
１ｃの軸方向に沿う縁との間が、複数の絞り部Ａ、
Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′を構成する。これ
により、各絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、
Ｄ′はポンプ７０とタンク７１と油圧シリンダ２０とを
接続する油路２７に配置され、操舵抵抗に応じて開度が
変化する。

【００２２】図５に示すように、その第２バルブ部材３
２に形成された溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃの軸方向に沿
う縁は面取り部とされている。各面取り部の周方向幅
は、各絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′
を全閉するのに要する両バルブ部材の相対回転角度であ
る閉鎖角度に応じて定められている。すなわち、その圧
油供給用溝５１ａと連絡用溝５０ｃとの間の絞り部
Ａ′、Ｃ′における圧油供給用溝５１ａの軸方向に沿う
縁（図３において□で囲む）の面取り部の周方向幅を
Ｗ、連絡用溝５０ｃと第２圧油排出用溝５１ｃとの間の
絞り部Ｂ′、Ｄ′における第２圧油排出用溝５１ｃの軸
方向に沿う縁（図３において△で囲む）の面取り部の周
方向幅をＷ′、その他の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおける
第２バルブ部材３２に形成された溝の軸方向に沿う縁
（図３において○で囲む）の面取り部の周方向幅をＷ″
として、図４、図５に示すように、Ｗ＞Ｗ′＞Ｗ″とさ
れている。操舵抵抗のない状態（図４、図５の状態）か
ら各絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′を
全閉するのに要する両バルブ部材３１、３２の相対回転
角度（すなわち閉鎖角度）を互いに比較すると、絞り部
Ａ′、Ｃ′の閉鎖角度θｒは絞り部Ｂ′、Ｄ′の閉鎖角
度θｓよりも大きく、両閉鎖角度θｒ、θｓは、他の各
絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの閉鎖角度θｔよりも大きい。こ
れにより、第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２と
の間の各絞り部は、複数の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからな
る第１の組と、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
よりも閉鎖角度の大きな複数の絞り部Ａ′、Ｂ′、
Ｃ′、Ｄ′からなる第２の組とに組分けされる。すなわ
ち、その第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが閉鎖
される時の操舵抵抗よりも、第２の組に属する絞り部
Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′が閉鎖される時の操舵抵抗が大
きくなる。また、第２の組に属する絞り部は、絞り部
Ｂ′、Ｄ′と、この絞り部Ｂ′、Ｄ′よりも閉鎖角度の
大きな絞り部Ａ′、Ｃ′の２種類とされる。

【００２３】その入力シャフト２と出力シャフト３は、
路面から操舵用車輪を介し伝達される操舵抵抗によるト
ーションバー６のねじれによって相対回転する。その相
対回転により第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２
とが相対回転することで、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積すなわち開度が変化
する。各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、
Ｄ′の開度変化に応じた操舵補助力を付与できるよう
に、制御弁３０を介して油圧シリンダ２０がポンプ７０
とタンク７１に接続され、油圧シリンダ２０が操舵抵抗
に応じた操舵補助力を発生する。

【００２４】すなわち、図４は操舵が行なわれていない
状態を示し、両バルブ部材３１、３２の間の絞り部Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′は全て開かれ、入
口ポート３４と各出口ポート３６、６１とは弁間流路２
７を介し連通し、ポンプ７０から制御バルブ３０に流入
する油はタンク７１に還流し、操舵補助力は発生しな
い。

【００２５】この状態から右方へ操舵することによって
生じる操舵抵抗により両バルブ部材３１、３２が相対回
転すると、図３に示すように、絞り部Ａ、Ａ′の開度が
大きくなり、絞り部Ｂ、Ｂ′の開度が小さくなり、絞り
部Ｃ、Ｃ′の開度が小さくなり、絞り部Ｄ、Ｄ′の開度
が大きくなる。これにより、図中矢印で示す圧油の流れ
により油圧シリンダ２０の右操舵補助力発生用油室２２
に操舵抵抗に応じた圧力の圧油が供給され、また、左操
舵補助力発生用油室２３からタンク７１に油が還流し、
車両の右方への操向補助力が油圧シリンダ２０からラッ
ク１６に作用する。

【００２６】左方へ操舵すると第１バルブ部材３１と第
２バルブ部材３２とが右方に操舵した場合と逆方向に相
対回転し、絞り部Ａ、Ａ′の開度が小さくなり、絞り部
Ｂ、Ｂ′の開度が大きくなり、絞り部Ｃ、Ｃ′の開度が
大きくなり、絞り部Ｄ、Ｄ′の開度が小さくなるので、
車両の左方への操舵補助力が油圧シリンダ２０からラッ
ク１６に作用する。

【００２７】図１、図６に示すように、その第２出口ポ
ート６１に連通する可変絞り弁６０は、バルブハウジン
グ７に接続される第２バルブハウジング７′と、この第
２バルブハウジング７′に形成された挿入孔６６に軸方
向（図１、図６において上下方向）に移動可能に挿入さ
れたスプール６２と、そのスプール６２にねじ合わされ
るネジ部材６４とを有する。その挿入孔６６の一端はプ
ラグ６８により閉鎖され、他端はカバー９４′により閉
鎖されている。そのスプール６２とプラグ６８との間に
圧縮コイルバネ９０が配置されている。そのネジ部材６
４にステッピングモータ８０が接続され、そのステッピ
ングモータ８０に上記制御装置８１が接続される。その
制御装置８１は上記車速センサ８２により検出される車
速に応じてステッピングモータ８０を制御する。すなわ
ち、高速になるとネジ部材６４は一方向に回転してスプ
ール６２は図中上方に変位し、低速になるとネジ部材６
４は他方向に回転してスプール６２は図中下方に変位す
る。

【００２８】そのスプール６２の外周に周溝６２ａが形
成され、その挿入孔６６の内周に周溝６６ａが形成さ
れ、両周溝６２ａ、６６ａの間が可変絞り部６７とされ
ている。すなわち可変絞り部６７は、ポンプ７０から第
２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′を介して
タンク７１に至る圧油流路の中で、第２の組に属する絞
り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′とタンク７１との間の油路
に設けられている。これにより図２に示す油圧回路が構
成され、可変絞り部６７の開度は、高速になってスプー
ル６２が図中上方に変位すると大きくなり、低速になっ
てスプール６２が下方に変位すると小さくなる。すなわ
ち可変絞り部６７の開度は車両の運転条件である車速に
応じて変化し、車速が増加する程に大きくなる。

【００２９】その挿入孔６６の内周の周溝６６ａと第２
出口ポート６１とを連通する連絡流路５８が、スプール
６２の径方向外方において第２バルブハウジング７′に
形成されている。そのスプール６２の外周の周溝６２ａ
とスプール６２の通孔６２ｄとを連通する径方向孔６２
ｃがスプール６２に形成されている。そのスプール６２
の通孔６２ｄは、その挿入孔６６におけるスプール６２
の下方空間に連絡する。そのスプール６２の下方空間と
第１出口ポート３６とを連通する連絡流路７６が、スプ
ール６２の径方向外方においてバルブハウジング７と第
２バルブハウジング７′とに亘り形成されている。

【００３０】これにより、ポンプ７０から供給される圧
油は、前記弁間流路２７および第２出口ポート６１から
連絡流路５８に導かれ、この連絡流路５８から可変絞り
部６７に至り、この可変絞り部６７から連絡流路７６、
第１出口ポート３６を介しタンク７１に至る。なお、ス
プール６２には通孔６２ｄと平行にドレン流路６２ｈが
形成され、スプール６２の上方空間と下方空間とを接続
する。

【００３１】その可変絞り部６７の開度に対応する流路
面積の最大値は、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、
Ｃ′、Ｄ′の開度に対応する流路面積の最大値（両バル
ブ部材３１、３２の相対回転角が大きくなる程に流路面
積が小さくなる特性における最大値である。すなわち、
右操舵時は絞り部Ｂ′、Ｃ′の合計流路面積の最大値を
いい、左操舵時は絞り部Ａ′、Ｄ′の合計流路面積の最
大値をいう。以下「流路面積の最大値」という場合は同
旨）以上、若しくは絞り機能を奏さなくなるまで大きく
されている。その可変絞り部６７の流路面積の最小値
は、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の
流路面積の最小値（両バルブ部材３１、３２の相対回転
角が大きくなる程に流路面積が小さくなる特性における
最小値である。すなわち、右操舵時は絞り部Ｂ′、Ｃ′
の合計流路面積の最小値をいい、左操舵時は絞り部
Ａ′、Ｄ′の合計流路面積の最小値をいい、全閉状態を
含む。以下「流路面積の最小値」という場合は同旨）以
下とされる。

【００３２】図７において、実線Ｘは両バルブ部材３
１、３２の相対回転角に対する第１の組に属する絞り部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度に対応する流路面積の変化特性
（その相対回転角が大きくなる程に流路面積が小さくな
る特性である。この場合、右操舵時は絞り部Ｂ、Ｃの合
計流路面積の変化特性をいい、左操舵時は絞り部Ａ、Ｄ
の合計流路面積の変化特性をいう。以下「流路面積の変
化特性」という場合は同旨）を示す。１点鎖線Ｕは、そ
の相対回転角に対する第２の組に属する絞り部Ａ′、
Ｃ′の流路面積の変化特性を示す。１点鎖線Ｖは、その
相対回転角に対する第２の組に属する絞り部Ｂ′、Ｄ′
の流路面積の変化特性を示す。実線Ｙは、その絞り部
Ａ′、Ｃ′の流路面積の変化特性と絞り部Ｂ′、Ｄ′の
流路面積の変化特性を合成した特性を示す。破線Ｒは可
変絞り部６７の中速走行時における流路面積を示す。

【００３３】低速走行時においては、スプール６２は図
１、図６において下方に変位し、このスプール６２の変
位により可変絞り部６７は全閉状態になる。よって、油
圧シリンダ２０に作用する油圧は、第１の組の絞り部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積の変化特性線Ｘに応じ制御さ
れる。この場合、図８において実線αで示すように、操
舵抵抗に対応する操舵トルクが小さく、両バルブ部材３
１、３２の相対回転角が小さくても、第１の組に属する
絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度は小さいので、操舵トルク
の変化に対して油圧変化が少ない領域を小さくし、操舵
の高応答性を満足させて旋回性能を向上できる。

【００３４】高速走行時においては、スプール６２は図
１、図６において上方に変位し、このスプール６２の変
位によって可変絞り部６７の流路面積は、第２の組に属
する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の最大値
以上になる。よって、油圧シリンダ２０に作用する油圧
は、第２の組の絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面
積の変化特性線Ｙ及び第１の組の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
の流路面積の変化特性線Ｘの合成特性に応じ制御され
る。この場合、図８において実線βで示すように、操舵
トルクが大きく、両バルブ部材３１、３２の相対回転角
が大きくても、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、
Ｃ′、Ｄ′の開度は大きいので、操舵トルクの変化に対
して油圧変化が少ない領域を大きくし、高速走行時にお
ける走行安定性を満足させることができる。

【００３５】中速走行時においては、スプール６２の変
位により可変絞り部６７の流路面積は、第２の組に属す
る絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の最小値よ
りも大きく最大値よりも小さくなる。これにより、図７
に示すように、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
の流路面積が最小値（本実施形態では全閉状態）になる
までの間（図７において両バルブ部材の相対回転角がθ
ａになるまでの間）は、その第１の組に属する絞り部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積の変化特性線Ｘに可変絞り部
６７の流路面積の特性線Ｒを合成した特性に応じて、油
圧シリンダ２０に作用する油圧が制御される。第１の組
に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが全閉状態になった時点
から、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′
の流路面積が可変絞り部６７の流路面積よりも小さくな
るまでの間（図７において両バルブ部材の相対回転角が
θａとθｂとの間）では、可変絞り部６７の流路面積に
より定まる一定値になり、油圧シリンダ２０に作用する
油圧は操舵抵抗に応じて制御できない。しかる後に、第
２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面
積が可変絞り部６７の流路面積よりも小さくなると、第
２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面
積の変化特性線Ｙに応じた操舵補助力が付与される。こ
の場合、図８において実線γで示すように、操舵トルク
の変化に対する油圧変化は、低速走行時と高速走行時の
中間の特性を示す。

【００３６】その第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄが全閉状態になった後に、第２の組に属する絞り部
Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積が可変絞り部６７の
流路面積よりも小さくなるまでの間（θａ〜θｂの間）
は、その第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、
Ｄ′が全閉状態になる点と、第１の組に属する絞り部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが全閉状態になる点との差（θｃ−θ
ａ）を小さくすることなく、小さくされている。すなわ
ち、絞り部Ｂ′、Ｄ′が絞り部Ａ′、Ｃ′と同様に図７
において１点鎖線Ｕで示す相対回転角に対する流路面積
変化特性を有すると仮定すると、相対回転角に対する第
２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面
積の変化特性は、図７において２点鎖線Ｍで示すものに
なる。そうすると、第２の組に属する絞り部Ａ′、
Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積が可変絞り部６７の流路面
積よりも小さくなるまでの間（両バルブ部材の相対回転
角がθａとθｄとの間）は大きくなるので、操舵補助力
を操舵抵抗に応じ制御できない領域が大きくなる。これ
に対し、上記実施形態では、絞り部Ｂ′、Ｄ′の閉鎖角
度θｓは絞り部Ａ′、Ｃ′の閉鎖角度θｒよりも小さい
ので、中速走行時において操舵補助力を操舵抵抗に応じ
制御できない領域を小さくできる。しかも、絞り部
Ｂ′、Ｄ′が全閉状態になる点（図７において両バルブ
部材の相対回転角がθｅの点）では、絞り部Ａ′、Ｃ′
は未だ閉じていないので、操舵補助力を操舵抵抗に応じ
制御できる領域は小さくなることはない。よって、より
操舵フィーリングの向上を図ることができる。

【００３７】上記構成によれば、ポンプ７０の駆動用モ
ータ７２を制御することで、車速と操舵速度に応じてポ
ンプ７０の圧油吐出流量を変化させることができる。す
なわち、高速走行時において制御弁３０に供給される圧
油流量を低減し、制御弁３０の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度変化に応じて油圧シリン
ダ２０に作用する油圧を制御可能な範囲を拡げることが
できる。例えば、そのポンプ７０の圧油吐出流量が従来
のように一定であったり変化幅が小さいと、操舵トルク
と油圧の関係は図８における一点鎖線β′で示すものと
なり、油圧が急激に立ち上がる時点の操舵トルクが小さ
くなる。すなわち、制御弁３０の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度変化に対応する操舵
トルクの変化がそれ程大きくなくても、油圧シリンダ２
０に作用する油圧を制御できなくなる。これに対して上
記実施形態によれば、図８において一点鎖線βで示すよ
うに、油圧が急激に立ち上がる時点の操舵トルクが大き
くなる。すなわち、制御弁３０の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度変化に対応する操舵
トルクの変化に応じて、油圧シリンダ２０に作用する油
圧を微妙に制御できる範囲が広くなる。これにより、高
速走行時において操舵抵抗に応じた操舵補助力を付与で
きる範囲が広くなり、操舵フィーリングを向上できる。
しかも、その油圧シリンダ２０に作用する油圧の制御
を、高速走行時においても制御弁３０の絞り部Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度変化により行う
ことができるので、車速と操舵速度の変化に対するポン
プ７０の圧油吐出流量の変化の応答遅れが、操舵補助力
の変化の応答性を低下させるのを防止できる。さらに、
ポンプ７０の圧油吐出流量を操舵速度が増加する程に増
大させることで、油圧シリンダ２０に供給される圧油流
量を素早い操舵を行う時に増大し、ゆったりした操舵を
行う時に低減することができる。通常、素早い操舵は据
え切りや低速走行での旋回時に行われ、ゆったりした操
舵は高速走行時に行われることから、車両の走行状態に
応じた操舵補助力を付与できる。また、高速走行時に素
早い操舵を行った場合に、油圧シリンダ２０に供給され
る圧油流量を低減することで、過大な操舵補助力が作用
するのを防止し、車両挙動が不安定になるのを防止でき
る。

【００３８】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、上記実施形態では可変絞り部の開度制御に際して
車速を運転条件とし、車速が増加する程に開度を大きく
したが、その運転条件を舵角とし、舵角が小さいる程に
開度を大きくしてもよい。また、ポンプ７０の圧油吐出
流量を車速と操舵速度とに基づき制御したが、車速のみ
に基づき制御するようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、車両の高速走行時にお
ける安定性と低速走行時における旋回性を向上できるだ
けでなく、高速走行時における操舵フィーリングの向上
を図ることができるパワーステアリング装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置の縦断面図

【図２】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置の油圧回路を示す図

【図３】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置における制御弁の横断面構造の説明図

【図４】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置の制御弁の展開図

【図５】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置の制御弁の部分拡大図

【図６】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置の可変絞り弁の縦断面図

【図７】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置における制御弁の絞り部の開度とバルブ部材の相対回
転角との関係を示す図

【図８】油圧パワーステアリング装置における操舵トル
クと油圧との関係を示す図

【図９】本発明の実施形態のモータの回転数と車速と操
舵速度との関係一例を示す図

【符号の説明】

２０ 油圧シリンダ ３０ 制御弁 ３１ 第１バルブ部材 ３２ 第２バルブ部材 ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 軸
方向溝 ６７ 可変絞り部 ７０ ポンプ ７１ タンク ７２ モータ ８１ 制御装置 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 第１の組に属する絞り部 Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′ 第２の組に属する絞り部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータにより駆動されるポンプからの圧油
   によって作動する操舵補助力発生用油圧アクチュエータ
   と、その油圧アクチュエータに作用する油圧の制御弁と
   を備え、その制御弁は、操舵抵抗に応じて開度が変化す
   る複数の絞り部を有し、各絞り部の開度変化に応じた操
   舵補助力を付与できるように、その制御弁を介して前記
   アクチュエータが前記ポンプとタンクに接続され、その
   複数の絞り部は第１の組と第２の組とに組分けされ、そ
   の第１の組に属する絞り部が閉鎖される時の操舵抵抗よ
   りも、第２の組に属する絞り部が閉鎖される時の操舵抵
   抗が大きくされ、そのポンプから第２の組に属する絞り
   部を介してタンクに至る圧油流路に、車両の運転条件に
   応じて開度が変化する可変絞り部が設けられ、前記ポン
   プの圧油吐出流量が車両の運転条件に応じて変化するよ
   うに前記モータを制御する手段が設けられているパワー
   ステアリング装置。
2. 【請求項２】前記可変絞り部の開度は車速が増加する程
   に大きくなり、前記ポンプの圧油吐出流量は車速が増加
   する程に低減される請求項１に記載のパワーステアリン
   グ装置。
3. 【請求項３】前記ポンプの圧油吐出流量は、操舵速度が
   増加する程に増大される請求項１または２に記載のパワ
   ーステアリング装置。
4. 【請求項４】その制御弁は、筒状の第１バルブ部材と、
   この第１バルブ部材に操舵抵抗に応じて相対回転可能に
   挿入される第２バルブ部材とを有し、その第１バルブ部
   材の内周と第２バルブ部材の外周とに、複数の軸方向溝
   が互いに周方向の間隔をおいて形成され、その第１バル
   ブ部材の軸方向溝の軸方向に沿う縁と、第２バルブ部材
   の軸方向溝の軸方向に沿う縁との間が、両バルブ部材の
   相対回転角度に応じて開度が変化することにより前記絞
   り部を構成し、その軸方向溝として、前記油圧アクチュ
   エータの右操舵補助力発生用油室に接続される右操舵用
   溝と、その油圧アクチュエータの左操舵補助力発生用油
   室に接続される左操舵用溝と、前記ポンプに接続される
   圧油供給用溝と、前記タンクに接続される第１圧油排出
   用溝と、そのタンクに前記可変絞り部を介して接続され
   る第２圧油排出用溝とを有し、その圧油供給用溝の数は
   少なくとも２つとされ、その軸方向溝として少なくとも
   ２つの連絡用溝を含み、その右操舵用溝と左操舵用溝の
   間に第１圧油排出用溝が配置され、その連絡用溝の間に
   第２圧油排出用溝が配置され、右操舵用溝と連絡用溝と
   の間および左操舵用溝と連絡用溝との間に圧油供給用溝
   が配置され、その左右操舵用溝と第１圧油排出用溝との
   間の絞り部と左右操舵用溝と圧油供給用溝との間の絞り
   部とが前記第１の組に属し、圧油供給用溝と連絡用溝と
   の間の絞り部と連絡用溝と第２圧油排出用溝との間の絞
   り部とが前記第２の組に属するものとされ、その第２の
   組に属する絞り部の閉鎖角度が第１の組に属する絞り部
   の閉鎖角度よりも大きくされ、その第２の組に、互いに
   閉鎖角度が異なる２種類の絞り部が属し、その第２の組
   に属する絞り部とタンクとの間の油路に前記可変絞り部
   が配置されている請求項１〜３の中の何れかに記載のパ
   ワーステアリング装置。