JP2566447B2 - 自動車に使用されるパワー・ステアリング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の関係する分野 この発明は、自動車に使用されるパワー・ステアリン
グに関し、殊に、応答性を改善するパワー・ステアリン
グに関する。

背景技術 自動車に使用されるパワー・ステアリングでは、ハン
ドル操作に対する自動車の挙動の応答遅れを小さくし、
そして、操縦安定性を向上するために、操舵力センサを
ステアリング・ホイールに組み込み、操舵信号をその操
舵力センサで検出し、そして、その検出された操舵信号
でコントロール・バルブの動作遅れを補正してブースタ
を駆動させるものがあるが、この場合、そのステアリン
グ・ホイールが構造的に複雑になった。

発明の課題 この発明の課題は、簡易な手段で操舵信号を精度よく
検出可能にし、ハンドル操作に対する自動車の挙動の応
答遅れを改善し、そして、操縦安定性を向上してより安
全な走行を自動車に可能にするところの自動車に使用さ
れるパワー・ステアリングの提供にある。

課題に相応する発明の概要・請求する発明の内容 上述の課題に関連して、この発明の自動車に使用され
るパワー・ステアリングは、オイル・ポンプ、フロー・
コントロール・バルブ、一対の反力室を有してステアリ
ング・ホイールで操作されるコントロール・バルブ、お
よびパワー・シリンダを油圧回路に構成して操舵するも
のにおいて、絞りが、その油圧回路においてそのオイル
・ポンプをそのフロー・コントロール・バルブに接続す
る供給側油圧通路に配置され、応答遅れ補正油圧通路
が、その供給側油圧通路のその絞りの上流側をそのコン
トロール・バルブのその一対の反力室に接続し、一対の
電気圧油注入弁が、そのコントロール・バルブのその一
対の反力室に対応してその応答遅れ補正油圧通路に配置
されて応答遅れ補正圧油をその反力室に注入可能にし、
そのステアリング・ホイールが、慣性能率を通常のステ
アリング・ホイールのそれの1/2以下にされ、操舵角セ
ンサが、そのステアリング・ホイールを支持するステア
リング・シャフトに配置され、そして、コントロール・
ユニットが、その操舵角センサの信号に応じてその一対
の電気圧油注入弁に流れる電流を制御し、そして、その
一対の電気圧油注入弁を選択的に開閉して応答遅れ補正
圧油をその一対の反力室に選択的に注入する構成を備
え、そして、そのようにそのステアリング・ホイールを
軽量化することによってそのステアリング・ホイールに
加えられた操作力をその操舵角センサで実質的に検出
し、そして、その操舵角センサで検出された信号に応じ
てその一対の電気圧油注入弁を選択的に開閉して油量が
車速に実質的に関連して増加される応答遅れ補正圧油を
その一対の反力室に選択的に注入し、そして、ハンドル
操作に対するそのパワー・シリンダの応答遅れを小さく
して自動車の挙動の応答遅れを改善する。

具体例の説明 以下、この発明の自動車に使用されるパワー・ステア
リングの特定された具体例について、図面を参照して説
明する。

第１および２図は、中型トラックに適用されたこの発
明の自動車に使用されるパワー・ステアリングの具体例
10を概説的に示している。

このパワー・ステアリング10は、ステアリング・ホイ
ール11、ステアリング・シャフト12、油圧回路に接続さ
れた動力装置、およびリンク機構から構成され、そのト
ラックの前車軸（図示せず）の両端に揺動可能に連結さ
れた一対の前輪軸（図示せず）を操舵し、その前輪軸に
回転可能に支持された一対の前輪（図示せず）を動力操
舵および手動操舵を可能にしている。

その動力装置は、パワー・シリンダ13、一対の反力室
50,51を有するコントロール・バルブ14、オイル・ポン
プ15、フロー・コントロール・バルブ16、およびオイル
・リザーバ17を油圧回路に供給側および戻り側油圧通路
29,30で接続し、さらに、反力調整通路18が、その一対
の反力室50,51を互に連絡し、反力調整弁19が、その反
力調整通路18に配置され、絞り20、がそのフロー・コン
トロール・バルブ16の上流側であって、そのオイル・ポ
ンプ15をそのコントロール・バルブ14に接続するその供
給側油圧通路29に配置され、応答遅れ補正油圧通路21,2
2,23が、その絞り20の上流側におけるその供給側油圧通
路29をそのコントロール・バルブ14の一対の反力室50,5
1に接続し、一対の電気圧油注入弁24,25が、そのコント
ロール・バルブ14の一対の反力室50,51に対応してその
応答遅れ補正油圧通路22,23に配置され、そして、コン
トロール・ユニット26が、車速センサ27および操舵角セ
ンサ28に電気的に接続され、その車速センサ27および操
舵角センサ28からの信号に応じて、その反力調整弁19の
電気アクチュエータ83に流れる電流を制御し、また、そ
の操舵角センサ28からの信号に応じてその電気圧油注入
弁24,25に流れる電流を制御してその電気圧油注入弁24,
25を開閉し、圧力がその絞り20によって機関回転数の関
数で与えられるところの応答遅れ補正圧油をその反力室
50,51に注入する構成を備え、特に、その一対の前輪を
手動操舵可能にするように、そのパワー・シリンダ13の
ピストン44にそのステアリング・シャフト12をボール・
スクリュ結合してインテグラル型に構成されている。

そのリンク機構は、そのパワー・シリンダ13のセクタ
・シャフト47に固定されたピットマン・アーム（図示せ
ず）、ドラック・リンク（図示せず）、ナックル・アー
ム（図示せず）、および、その前輪軸を互いに連結する
タイ・ロッド（図示せず）および一対のタイ・ロッド・
アーム（図示せず）から構成され、勿論、そのナックル
・アームは、そのトラックのシャシ・フレーム（図示せ
ず）の前方に配置された前車軸の両端にナックル（図示
せず）およびキング・ピン（図示せず）を介して揺動可
能に連結されてその前輪を回転可能に支持したところの
その前輪に連結されている。

そのステアリング・ホイール11は、慣性能率を通常の
ステアリング・ホイールのそれの1/2以下になされてあ
る。すなわち、慣性能率が大きいと、操舵力によってそ
のステアリング・ホイール11が回転され始めるのに時間
遅れが大きくなるので、そのステアリング・ホイール11
は、慣性能率が6m・kg・s²に製作された。

もっとも、そのステアリング・ホイール11に作用され
る操舵力は、直接的に検出されるのが理想的であるが、
操舵力を高い精度で検出可能にする手段の製作は非常に
厄介で、構造的にも複雑になるので、そのように、この
発明では、その操舵力を通常の手段で、実質的に検出す
るところに意図があり、そのように、簡易的に検出しよ
うとするところにある。

そのステアリング・シャフト12は、そのステアリング
・ホイール11を連結し、また、後述するように、そのパ
ワー・シリンダ13については、ピストン44にボール・ス
クリュ結合され、そのステアリング・ホイール11に加え
られた操舵力をそのピストン44に伝達可能にし、また、
そのコントロール・バルブ14については、スプール・シ
ャフト34に連結され、そのステアリング・ホイールの動
きをそのコントロール・バルブ14のスプール52に伝達可
能にしている。

そのパワー・シリンダ13は、そのコントロール・バル
ブ14を組み込み、そのコントロール・バルブ14のシリン
ダ・ポート54,55,56に接続されるオイル・ポート45,46
に連通してシリンダ・ボア41を形成したシリンダ・ボデ
ィ40と、そのシリンダ・ボア41内に往復摺動可能に嵌め
合わせられ、そのオイル・ポート45,46に対応して接続
された一対のシリンダ室42,43をそのシリンダ・ボア41
内に形成するピストン44と、そのピストン44に噛み合わ
せられて、そのピストン44の力および動きをそのピット
マン・アームに伝達するセクタ・シャフト47とより構成
されている。勿論、そのピストン44は、前述されたよう
に、そのステアリング・シャフト12にボール・スクリュ
結合され、その一対の前輪を手動操舵可能にしている。

また、このパワー・シリンダ13は、そのシリンダ室42
のオイル・ポート45とそのコントロール・バルブ14のシ
リンダ・ポート54,55とを連絡する連通路31,32、およ
び、そのシリンダ室43のオイル・ポート46とそのコント
ロール・バルブ14のシリンダ・ポート56とを連絡する連
通路33を備えている。勿論、その連通路31,32および33
は、そのコントロール・バルブ14によって、その供給側
および戻り側油圧通路29,30に切り換え接続され、ま
た、そのパワー・シリンダ13、コントロール・バルブ1
4、オイル・ポンプ15、フロー・コントロール・バルブ1
6、オイル・リザーバ17、およびリリーフ・バルブを油
圧回路に接続するところのその供給側および戻り側油圧
通路29,30の一部をなしている。

そのように構成されたパワー・シリンダ13では、その
ピストン44の力および動きがそのセクタ・シャフト47、
ピットマン・アーム、ドラッグ、リンクおよびナックル
・アームを経て前輪に伝達され、そのようにして、その
パワー・シリンダ13はその前輪を操舵する。

そのコントロール・バルブ14は、油圧反力型のスプー
ル・バルブに構成されて、そのパワー・シリンダ13のシ
リンダ・ボディ40に組み込まれ、ステアリング・シャフ
ト12に連結された入力軸（図示せず）に固定されたスプ
ール・シャフト34にスプール52を結合し、そのステアリ
ング・シャフト12に固定されたそのステアリング・ホイ
ール11でバルブ切換え操作され、また、その油圧回路に
おいては、そのパワー・シリンダ13にそのオイル・ポン
プ15およびオイル・リザーバ17を接続する供給側油圧通
路29、戻り側油圧通路30、および連通路31,32,33に配置
され、そのオイル・ポンプ15から吐き出され、そのフロ
ー・コントロール・バルブ16で流量制御された圧油を方
向制御し、そのパワー・シリンダ13に供給し、また、そ
のパワー・シリンダ13で作業した圧油を方向制御し、そ
のオイル・ポンプ15の吸込み側であるそのオイル・リザ
ーバ17にその圧油を戻す。

そのコントロール・バルブ14は、バルブ・ボア49を備
えたバルブ・ボディ48と、そのバルブ・ボア49に往復摺
動可能に配置され、そのバルブ・ボア49の両端に一対の
反力室50,51を形成するスプール52とより構成されてい
る。

そのバルブ・ボディ48は、そのパワー・シリンダ13の
シリンダ・ボディ40に組み込まれ、そして、所定の位置
において、そのバルブ・ボア49に開口されたポンプ・ポ
ート53、シリンダ・ポート54,55,56およびタンク・ポー
ト57を備えている。

そのポンプ・ポート53およびタンク・ポート57は、そ
のバルブ・ボア49の内周面における開口をリング溝58,5
9にそれぞれ形成している。

また、そのバルブ・ボディ48は、その反力室50,51に
位置されて、そのバルブ・ボディ48に開口された一対の
リアクション・ポート60,61および一対の補正油圧ポー
ト62,63を備えている。

そのスプール52は、両端面に開口されたボア64,65を
それぞれ形成し、その反力室50,51の容積を大きくして
いる。

また、そのスプール52は、中立位置に置かれた状態
で、そのリング溝58,59よりも外側に位置された両端外
周面にランド66,67をそれぞれ形成し、そのランド66,67
間には、そのリング溝58,59に向い合うようにして、ラ
ンド68,69を外周面に形成している。

勿論、そのスプール52が中立位置に置かれた状態で、
そのシリンダ・ポート54,55,56に位置されるように、そ
れらランド66,67,68,69間で、そのスプール52の外周面
にスプール溝70,71,72が形成され、それらスプール溝7
0,71,72は、そのスプール52がそのバルブ・ボア49内に
往復摺動されるに伴って、そのポンプ・ポート53をその
シリンダ・ポート54,55,56に、また、そのシリンダ・ポ
ート54,55,56をそのタンク・ポート57に切り換え接続可
能にしている。

また、そのスプール52は、対応するボア64,65とスプ
ール溝71,72と連絡させる連通ポート73,74を備えてい
る。

その連通ポート73,74は、そのスプール52がそのバル
ブ・ボア49内に往復摺動されるに伴って、その反力室5
0,51をそのポンプ・ポート53およびタンク・ポート57に
切り換え接続する。

さらに、このコントロール・バルブ14では、そのオイ
ル・ポンプ15から吐き出され、そのフロー・コントロー
ル・バルブ16で流量調整された圧油をそのパワー・シリ
ンダ13のシリンダ室42,43に供給するために、そのポン
プ・ポート53は、その供給側油圧通路29で、そのフロー
・コントロール・バルブ16の出口77に、そのシリンダ・
ポート54,55,56は、その連通路31,32,33で、そのパワー
・シリンダ13のオイル・ポート45,46に、そして、タン
ク・ポート57はその戻り側油圧通路30でそのオイル・リ
ザーバ17にそれぞれ接続されている。

そのオイル・ポンプ15は、そのトラックに搭載された
ディーゼル・エンジン（図示せず）で駆動され、そのパ
ワー・シリンダ13に圧油を供給するために、そのコント
ロール・バルブ14のポンプ・ポート53にそのオイル・リ
ザーバ17を接続するその油圧回路の供給側油圧通路29に
配置され、そのオイル・リザーバ17内の油を吸い上げ、
加圧し、そのディーゼル・エンジンの回転数にほぼ比例
した圧油の吐出量が得られるようにしている。勿論、そ
のオイル・ポンプ15は、既存のパワー・ステアリングに
使用されるオイル・ポンプと同様な構成に製作されてい
るので、その説明については、省略する。

そのフロー・コントロール・バルブ16は、その油圧回
路において、そのオイル・ポンプ15およびオイル・リザ
ーバ17にそのコントロール・バルブ14を接続する供給側
油圧通路29に配置され、また、コントロール・バルブ・
バイパス79でその戻り側油圧通路30に接続され、特に、
その絞り20がそのオイル・ポンプ15とそのコントロール
・バルブ14との間でその供給側油圧通路29に配置される
ので、このフロー・コントロール・バルブ16は、その絞
り20の下流側において、その供給側油圧通路29に配置さ
れてある。

そのフロー・コントロール・バルブ16は、その絞り20
の出口側に接続される入口76、そのコントロール・バル
ブ14のポンプ・ポート53に接続される出口77、およびそ
の戻り側油圧通路30に接続される戻し口78を備えたバル
ブ・ケーシング75と、そのバルブ・ケーシング75内に往
復摺動可能に配置されたオイル・リターン・コントロー
ル・スプール（図示せず）とを含む構成で、その入口76
に送られる圧油の流量を調整して、所定の流量をその出
口77に送り、また、その圧油の余剰流量をその戻し口78
からそのオイル・リザーバ17にコントロール・バルブ・
バイパス79を経て戻す。

勿論、そのフロー・コントロール・バルブ16は、既存
のパワー・ステアリングに使用されるフロー・コントロ
ール・バルブと同様な構造に製作されたもので、その構
造の詳細な説明は省略する。

その反力調整通路18は、そのコントロール・バルブ14
の一対の反力室50,51を互いに連絡している。

すなわち、その反力調整通路18は、一方の反力室50に
開口されたリアクション・ポート60に一端を、他方の反
力室51に開口されたリアクション・ポート61に他端をそ
れぞれ接続して、その反力室50,51に互いに連絡してい
る。

勿論、その反力調整通路18には、所定の内径および長
さの配管が使用されるが、そのような配管を使用するこ
となく、そのバルブ・ボディ48若しくは、シリンダ・ボ
ディ40内に穴明け加工を施してもよい。

その反力調整弁19は、スプール・チャンバ（図示せ
ず）、および、そのスプール・チャンバに連通された一
対のポート81,81を備えるバルブ・ボディ80と、そのス
プール・チャンバ内に往復摺動可能に配置され、その往
復摺動に応じてそのスプール・チャンバ内の通路断面積
を変えるスプール（図示せず）と、そのスプール・チャ
ンバ内にそのスプールを往復摺動させる電気アクチュエ
ータ83とより構成されている。

従って、そのスプールがその電気アクチュエータ83に
よって、そのスプール・チャンバ内に往復摺動されるに
応じて、そのポート81,82間に流れる圧油の流量が調整
され、その結果、そのコントロール・バルブ14の反力室
50,51内の圧力が調整される。

また、その圧力調整弁19は、スプール型のものとして
説明されたが、そのポート81,82間に流れる圧油の流量
を調節するものであれば、その形態は任意であり、例え
ば、ロータリ型に構成されてもよい。

その絞り20は、固定絞りで、そのオイル・ポンプ15と
そのフロー・コントロール・バルブ16との間のその供給
側油圧通路29に配置され、そのオイル・ポンプ15から吐
き出され、そのフロー・コントロール・バルブ16に流れ
る圧油を絞り、その応答遅れ補正油圧通路21,22,23に流
れる圧油、換言するならば、そのコントロール・バルブ
14の反力室50,51に注入された応答遅れ補正圧油の圧力
を機関回転数の関数で与え、特に、機関回転数の上昇に
つれてその応答遅れ補正圧油の圧力を高くする、所謂、
増加させる。

この絞り20は、内部にボア（図示せず）を形成し、そ
のボアの両端に対応して形成された入口側および出口側
接続ポート85,86を備えたケーシング84と、そのケーシ
ング84内に配置されてそのボアの通路断面積を狭めるオ
リフィス板（図示せず）とより構成された。

そのように作られるその絞り20は、車速に密接に関連
する、換言すると、車速を実質的に表わす機関回転数の
関数で、所謂、車速の関数を実質的に表わす機関回転数
の関数でその応答遅れ補正圧油の圧力を簡易的に与え、
そのトラックが高速で走行される際にも、その応答遅れ
補正圧油の圧力を高くし、そのコントロール・バルブ14
のその反力室50,51に注入されるその応答遅れ補正圧油
の量を増加可能にし、そして、応答遅れを補正可能にす
る。すなわち、その絞り20は、そのトラックが高速で走
行される際にも、油量が車速に実質的に関連して増加さ
れる補正圧油で応答遅れを補正可能にする。

また、そのように機能するところのその絞り20は、絞
り量が手動で微調整される構造に製作されるのが望まし
い。

その応答遅れ補正油圧通路21,22,23は、互いに接続さ
れ、その応答遅れ補正油圧通路21は、その絞り20の上流
側におけるその供給側油圧通路29に接続され、また、そ
の応答遅れ補正油圧通路23,23は、そのコントロール・
バルブ14のバルブ・ボディ48に形成された補正油圧ポー
ト62,63に接続されてある。

そのような分岐油路になるところのその応答遅れ補正
油圧通路21,22,23は、その供給側油圧通路29のその絞り
20の上流側をそのコントロール・バルブ14の一対の反力
室50,51に接続し、その絞り20が圧力を機関回転数の関
数で与える応答遅れ補正圧油をそのコントロール・バル
ブ14の一対の反力室50,51に導き、そのコントロール・
バルブ14の動作遅れを回避し、所謂、このパワー・ステ
アリングの応答遅れを補正可能にする。

その一対の電気圧油注入弁24,25は、電磁型２方向制
御弁で、対応する応答遅れ補正油圧通路22,23にそれぞ
れ配置されている。

また、その電気圧油注入弁24,25は、ソレノイド・コ
イル87,88をそのコントロール・ユニット26の出力回路
に接続し、そのコントロール・ユニット26で制御された
電流で駆動され、圧力が機関回転数の関数で与えられた
その応答遅れ補正圧油をそのコントロール・バルブ14の
反力室50,51に操舵に応じて選択的に注入する。

そのコントロール・ユニット26は、入力側をその車速
センサ27および操舵角センサ28にそれぞれ電気的に接続
し、また、出力側をその反力調整弁19の電気アクチュエ
ータ83およびその電気圧油注入弁24,25のソレノイド・
コイル87,88にそれぞれ電気的に接続し、それらセンサ2
7,28からの信号に応じて、その電気アクチュエータ83お
よびソレノイド・コイル87,88に流れる電流を制御す
る。

すなわち、このコントロール・ユニット26は、その車
速センサ27および操舵角センサ28からの信号に応じてそ
の反力調整弁19の電気アクチュエータ83に流れる電流を
制御してそのスプールをそのスプール・チャンバ内に摺
動させ、そのスプール・チャンバ内の通路断面積を変
え、その反力室50,51には、車速に応じた油圧反力を発
生させ、また、その絞り20の上流側のその供給側油圧通
路29には、その絞り20によって圧力が機関回転数で与え
られた圧油、すなわち応答遅れ補正圧油が得られている
ので、その操舵角センサ28からの信号に応じてその電気
圧油注入弁24,25のソレノイド・コイル87,88に流れる電
流を制御し、その電気圧油注入弁24,25を選択的に開
き、それに伴って、その応答遅れ補正油圧通路22,23を
選択的に経てその応答遅れ補正圧油をその反力室50,51
に選択的に注入し、そのコントロール・バルブ14の動作
遅れを抑制してそのパワー・ステアリング10の切遅れを
回避するところに構成されている。勿論、このコントロ
ール・ユニット26は、入力および出力回路、記憶回路、
演算回路、制御回路、および電源回路より構成され、そ
の電源回路は、また、そのトラックのバッテリ35を共用
している。

その車速センサ27は、そのトラックの走行速度を検出
するもので、そのトラックに搭載されたトランスミッシ
ョン（図示せず）の出力軸に配置され、また、その操舵
角センサ28は、そのステアリング・シャフト12の回転速
度、回転方向、および回転角度などを検出する通常の回
転センサであって、そのステアリング・シャフト12の所
定の位置において、そのステアリング・シャフト12のま
わりに配置された。

次に、その上述されたパワー・ステアリング10の動作
をそのトラックの走行状態に関連して述べるに、そのデ
ィーゼル・エンジンが運転されているので、そのオイル
・ポンプ15が駆動され、そのオイル・ポンプ15から吐き
出された圧油は、その絞り20を経て、そのフロー・コン
トロール・バルブ16で流量調整され、その供給側油圧通
路29を流れてそのコントロール・バルブ14のポンプ・ポ
ート53に送られる。勿論、その絞り20の入口側に流れた
圧油は、その絞り20で流量が絞られてその絞り20の下流
側のその供給側油圧通路29を経てその絞り20の出口側か
らそのフロー・コントロール・バルブ16の入口76に送ら
れるので、その絞り20の上流側のその供給側油圧通路29
には、圧力が機関回転数の関数で与えられた圧油、所
謂、応答遅れ補正圧油が得られている。

また、同時に、そのコントロール・ユニット26は、そ
の車速センサ27および操舵角センサ28からの信号を入力
し、その反力調整弁19の電気アクチュエータ83、および
電気圧油注入弁24,25のソレノイド・コイル87,88にそれ
ぞれ流れる電流を制御し、車速および操舵に適合した油
圧反力が、そのコントロール・バルブ14の反力室50,51
に得られる態勢、およびその応答遅れ補正油圧通路21,2
2,23に流れる態勢にある。

そのような状態で、そのステアリング・ホイールが中
立位置にあるならば、そのスプール52もまた、図示され
たように、中立位置におかれるので、そのポンプ・ポー
ト53に送られたその圧油は、その戻り側油圧通路30を経
てそのタンク・ポート57からそのオイル・リザーバ17に
戻される。

そこで、そのステアリング・ホイール11を回転する際
の操舵力から述べる。

今、そのトラックが低速で走行されるならば、そのコ
ントロール・ユニット26が、その車速センサ27および操
舵角センサ28から信号を入力し、その入力信号に基づい
て演算してその反力調整弁19の電気アクチュエータ83に
流す電流を決定し、その反力調整弁19の電気アクチュエ
ータ83に流れる電流を制御するので、その反力調整弁19
においては、そのスプールは、その電気アクチュエータ
83によってそのスプール・チャンバ内に摺動され、その
スプール・チャンバ内の通路断面積は広くされる。

そのような状態で、そのステアリング・ホイール11が
何れか一方に回転されると、それに対応して、そのコン
トロール・バルブ14では、そのスプール52が左右の何れ
か一方に摺動される。

そして、そのスプール52の摺動方向に応じて、その圧
油は、そのパワー・シリンダ13のシリンダ室42,43の左
右の何れか一方、および、そのコントロール・バルブ14
の反力室50,51の何れか一方に送られる。

例えば、そのスプール52が、図において、右側に摺動
されるならば、そのポンプ・ポート53が、そのスプール
52のスプール溝71を介してシリンダ・ポート56に、そし
て、そのタンク・ポート57がそのスプール52のスプール
溝72を介してシリンダ・ポート55にそれぞれ連絡され、
そのオイル・ホンプ15から吐き出された圧油はその連通
路33を経てそのパワー・シリンダ13のシリンダ室43に送
られ、そのピストン44が、図において、右側に摺動さ
れ、そのパワー・シリンダ13のシリンダ室42内の圧油は
連通路31,32および戻り側油圧通路30を経てそのオイル
・リザーバ17に戻される。

そのように、圧油が供給される際には、その圧油の一
部は、連通ポート73およびボア64を経てその反力室50に
送られる。

そのような操舵の際の反力はその反力室50内の油圧に
よって与えられるが、上述したように、低速走行時に
は、その反力調整弁19の通路断面積が広くされているの
で、その反力室50内の圧油が、その反力調整通路18を通
り、その反力調整弁19によって極端に絞られることな
く、他方の反力室51に流れる。

また、そのスプール52が上述の方向に摺動されれば、
そのタンク・ポート57がそのスプール溝72に連絡され、
その反力室51内の圧油は、そのボア65、連通ポート74、
スプール溝72、タンク・ポート57、および、戻り側油圧
通路30を経てそのオイル・リザーバ17に戻される。

従って、その反力調整弁19による圧力降下が小さくな
り、左右の反力室50,51内の圧力差が小さくなって、そ
の反力室50内の圧油は、そのスプール52の摺動に対して
大きな抵抗にならず、言い換えれば、低速走行時の操舵
は小さい操作力で行なわれる。

また、そのコントロール・バルブ14におけるそのスプ
ール52が、図において、左側に摺動されるならば、ポン
プ・ポート57がそのスプール溝70に、そのタンク・ポー
ト57がそのスプール溝71にそれぞれ連絡され、そのオイ
ル・ポンプ15から吐き出された圧油は、連通路31を経て
そのパワー・シリンダ13のシリンダ室42に送られ、その
ピストン44が図において、左側に摺動され、そのパワー
・シリンダ13のシリンダ室43内の圧油は連通路33および
戻り側油圧通路30を経てそのオイル・リザーバ17に戻さ
れる。

その反力室51の圧油は、前述の場合とは逆に、その反
力調整通路18を通り、その反力調整弁19で極端に絞られ
ることなく、その反力室50に送られ、その反力室50内の
圧油は、ボア64、連通ポート73、スプール溝71、タンク
・ポート57および戻り側油圧通路30を経てそのオイル・
リザーバ17に戻される。

従って、前述の場合と同様に、その反力調整弁19によ
る圧力降下が小さくなり、左右の反力室50,51内の圧力
差が小さくなって、その反力室51内の圧油はそのスプー
ル52の摺動に対して大きな抵抗にならず、操舵は小さい
操作力で行われる。

また、上述と同様であって、そのトラックが据切りさ
れる場合には、走行速度が零であるので、その反力調整
弁19においては、通路断面積が最大に広げられ、その反
力室50,51の相互に圧力差が極めて小さくなり、その結
果、その据切りは、極めて小さい操作力で行なわれる。

さらに、そのトラックが高速で走行されるならば、そ
のコントロール・ユニット26は、その車速センサ27およ
び操舵センサ28から信号を入力し、その入力信号に基づ
いて演算してその反力調整弁19の電気アクチュエータ83
に流す電流を決定し、その反力調整弁19の電気アクチュ
エータ83に流れる電流を制御するので、その反力調整弁
19においては、そのスプールは、その電気アクチュエー
タ83によってそのスプール・チャンバ内に摺動され、そ
のスプール・チャンバ内の通路断面積は、この場合の車
速に適合されて狭くされる。

そのような状態で、前述の低速走行の場合と同様に、
そのステアリング・ホイール11が左右の何れか一方に切
られると、それに対応して、そのコントロール・バルブ
14では、そのスプール52が左右の何れか一方に摺動され
る。

そして、そのスプール52の摺動方向に応じて、その圧
油はそのパワー・シリンダ13のシリンダ室42,43の何れ
か一方に送られ、そのピストン44が摺動され、また、そ
の圧油の一部は、その反力室50,51の何れか一方から送
られるが、その反力調整弁19のスプール・チャンバ内の
通路断面積が狭くされるので、その反力調整弁19による
圧力降下が大きくなり、左右の反力室50,51内の圧力差
が大きくなり、その結果、その反力室50,51の一方の圧
油は、そのスプール52の摺動に対して大きな抵抗にな
る。

そのようにして、高速走行時の操舵には比較的大きな
操作力が要求され、走行安定性が向上される。

次いで、そのステアリング・ホイール11が回転される
際の応答遅れの補正について述べる。勿論、この遅れ補
正は、前述された反力調整と同時的に行なわれる。

そのステアリング・ホイール11が、左右方向の何れか
一方に回転されるならば、そのコントロール・ユニット
26は、そのステアリング・ホイール11が回転された左右
何れか一方の方向であるところの操舵信号をその操舵角
センサ28から入力し、その操舵信号に基づいて演算して
その電気圧油注入弁24,25のソレノイド・コイル87,88の
何れか一方に流す電流を決定し、その電気圧油注入弁2
4,25のソレノイド・コイル87,88の何れか一方に流れる
電流を制御してその電気圧油注入弁24,25の何れか一方
を開く。

そのように、そのステアリング・ホイール11が回転さ
れた左右の何れか一方に対応してその電気圧油注入弁2
4,25の何れか一方が開かれると、圧力がそのトラックの
走行速度に対応される機関回転数の関数で与えられた応
答遅れ補正圧油は、その絞り20の上流側のその供給側油
圧通路29からその応答遅れ補正油圧通路21に流れ、そし
て、その応答遅れ補正油圧通路22,23の何れか一方を経
てそのコントロール・バルブ14の反力室50,51の何れか
一方に注入される。

そのようにして検出され操舵信号がそのコントロール
・ユニット26に入力され、そして、圧力が機関回転数で
与えられた応答遅れ補正圧油が、そのステアリング・ホ
イール11の操舵方向に対応してそのコントロール・バル
ブ14の反力室50,51の何れか一方に注入されるので、そ
のコントロール・バルブ14の動作遅れが抑制され、その
パワー・シリンダ13の応答性が向上され、そのステアリ
ング・ホイール11の操舵力に対する前輪の実舵角の遅れ
が小さく抑制される。

第２図は、このトラックが定積された状態で、車速10
0km/hで走行された際に得られたところの急操舵のデー
タである。すなわち、操舵力に対する実舵角の遅れは0.
10秒であり、また、ヨーレートの遅れは0.26秒であっ
た。

このような、第２図のデータから、そのステアリング
・ホイール11の慣性能率を小さくして、そのステアリン
グ・シャフト12のまわりに配置した操舵角センサ28で操
舵信号を得るこのパワー・ステアリング10では、操舵力
センサで操舵信号を得るパワー・ステアリングに近い効
果が、得られる。

また、そのステアリング・ホイール11が、上述と逆方
向に回転されるならば、このパワー・ステアリング10
は、上述とは実質的に逆に動作されて前述とは逆方向に
その前輪を操舵し、この際にも、そのステアリング・ホ
イール11の操舵力に対する前輪の実舵角の遅れが小さく
抑制される。

上述のパワー・ステアリング10では、その一対の電気
圧油注入弁24,25が電磁型２方向制御弁に具体化された
ものとして説明されたが、その一対の電気圧油注入弁2
4,25は、１箇の電磁型３位置４方向制御弁に置き換える
ことも可能である。

また、上述のパワー・ステアリング10では、その絞り
20がそのオイル・ポンプ15とそのフロー・コントロール
・バルブ16との間のその供給側油圧通路29に配置され、
そして、その応答遅れ補正油圧通路21が、そのオイル・
ポンプ15とそのフロー・コントロール・バルブ16との間
にその供給側油圧通路29に接続されたものとして説明さ
れたが、その絞り20は、そのコントロール・バルブ14と
そのフロー・コントロール・バルブ16との間のその供給
側油圧通路29に配置し、そして、その応答遅れ補正油圧
通路21は、そのコントロール・バルブ14とそのフロー・
コントロール・バルブ16との間のその供給側油圧通路29
に接続されてもよい。

さらに、上述のパワー・ステアリング10では、その絞
り20が固定絞りに具体化されたものとして説明された
が、その絞り20は、絞り量が車速に応じてそのコントロ
ール・ユニット26で変えられる可変絞りに置き換えられ
るならば、そのトラックの高速走行域における応答遅れ
の補正がより高められる。

また、上述のパワー・ステアリング10では、そのコン
トロール・バルブ14がスプール型に具体化されたものと
して説明されたが、そのコントロール・バルブ14は、ロ
ータリ型に具体化することも可能である。

また、上述のパワー・ステアリング10では、動力装置
がインテグラル型に具体化されたものとして説明された
が、この動力装置は、セミ・インテグラル型にもまた、
リンケージ型にも具体化することが可能である。

先に図面を参照して説明されたところのこの発明の特
定された具体例から明らかであるように、この発明の属
する技術の分野における通常の知識を有する者にとっ
て、この発明の内容は、その発明の性質（nature）およ
び本質（substance）に由来し、そして、それらを内在
させると客観的に認められる別の態様に容易に具体化さ
れる。勿論、この発明の内容は、その発明の課題に相応
し（be commcnsurate with）、そして、その発明の成
立に必須である。

発明の便益 上述から理解されるように、この発明の自動車に使用
されるパワー・ステアリングは、オイル・ポンプ、フロ
ー・コントロール・バルブ、一対の反力室を有してステ
アリング・ホイールで操作されるコントロール・バル
ブ、およびパワー・シリンダを油圧回路に構成して操舵
するものにおいて、絞りが、その油圧回路においてその
オイル・ポンプをそのフロー・コントロール・バルブに
接続する供給側油圧通路に配置され、応答遅れ補正油圧
通路が、その供給側油圧通路のその絞りの上流側をその
コントロール・バルブのその一対の反力室に接続し、一
対の電気圧油注入弁が、そのコントロール・バルブのそ
の一対の反力室に対応してその応答遅れ補正油圧通路に
配置されて応答遅れ補正圧油をその反力室に注入可能に
し、そのステアリング・ホイールが、慣性能率を通常の
ステアリング・ホイールのそれの1/2以下にされ、操舵
角センサが、そのステアリング・ホイールを支持するス
テアリング・シャフトに配置され、そして、コントロー
ル・ユニットが、その操舵角センサの信号に応じてその
一対の電気圧油注入弁に流れる電流を制御し、そして、
その一対の電気圧油注入弁を選択的に開閉して応答遅れ
補正圧油をその一対の反力室に選択的に注入する構成を
備えるので、この発明の自動車に使用されるパワー・ス
テアリングでは、操舵が、その小さな慣性能率のステア
リング・ホイールと操舵角センサとの簡易の手段で精度
よく検出可能になり、そして、その検出された操舵信号
に基づいて応答遅れ補正圧油がその反力室に注入可能に
なり、さらに、自動車が高速走行される際にも、油量が
機関回転数の関数で与えられる。すなわち、機関回転数
の上昇に応じて増加される補正圧油で応答遅れが補正可
能になり、そのような応答遅れ補正が可能になってその
コントロール・バルブの動作遅れが抑制されてそのパワ
ー・シリンダの応答性が向上され、ハンドル操作に対す
る自動車の挙動の応答遅れが改善され、それに伴って操
縦安定性が向上され、そして、自動車には、より安全な
走行が確保され、その結果、自動車にとって非常に有用
で実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、中型トラックに適用されたこの発明の自動車
に使用されるパワー・ステアリングの具体例を示す概説
図、および第２図は、第１図に示されたパワー・ステア
リングの特性図である。 11……ステアリング・ホイール、12……ステアリング・
シャフト、13……パワー・シリンダ、14……コントロー
ル・バルブ、15……オイル・ポンプ、16……フロー・コ
ントロール・バルブ、17……オイル・リザーバ、18……
反力調整通路、19……反力調整弁、20……絞り、21,22,
23……応答遅れ補正油圧通路、24,25……電気圧油注入
弁、26……コントロール・ユニット、27……車速セン
サ、28……操舵角センサ、29……供給側油圧通路、30…
…戻り側油圧通路、31,32,33……連通路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オイル・ポンプ、フロー・コントロール・
   バルブ、一対の反力室を有してステアリング・ホイール
   で操作されるコントロール・バルブ、およびパワー・シ
   リンダを油圧回路に構成して操舵するものにおいて、 絞りが、その油圧回路においてそのオイル・ポンプをそ
   のフロー・コントロール・バルブに接続する供給側油圧
   通路に配置され、 応答遅れ補正油圧通路が、その供給側油圧通路のその絞
   りの上流側をそのコントロール・バルブのその一対の反
   力室に接続し、 一対の電気圧油注入弁が、そのコントロール・バルブの
   その一対の反力室に対応してその応答遅れ補正油圧通路
   に配置されて応答遅れ補正圧油をその反力室に注入可能
   にし、 そのステアリング・ホイールが、慣性能率を通常のステ
   アリング・ホイールのそれの1/2以下にされ、 操舵角センサが、そのステアリング・ホイールを支持す
   るステアリング・シャフトに配置され、そして、 コントロール・ユニットが、その操舵角センサの信号に
   応じてその一対の電気圧油注入弁に流れる電流を制御
   し、そして、その一対の電気圧油注入弁を選択的に開閉
   して応答遅れ補正圧油をその一対の反力室に選択的に注
   入する ところに特徴がある自動車に使用されるパワー・ステア
   リング。