JPH0156943B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポンプから吐出される圧力流体をハ
ンドル操作によつて流路を切り換えるサーボ弁に
よつてシリンダの左右両室に選択的に供給し、該
圧力流体の供給量に応じて前記シリンダを作動さ
せて操舵補助を行なうパワーステアリング装置、
殊に前記圧力流体の供給量を車速の増加にともな
つて低減し、高速走行時の操舵補助を低下させる
ようにした車速応答型のパワーステアリング装置
の改良に関するものである。

従来の車速応答型パワーステアリング装置は第
１図に示す如くハンドル１によつてサーボ弁５を
操作し操向車輪８と連結されたシリンダ６を作動
させて操向車輪８を偏倚せしめるものであり、エ
ンジン１０によつて回転駆動させるポンプ１１の
吐出口と前記サーボ弁５の流入口５Ａとを接続す
る圧力流体供給路２１に可変絞り弁２３，２４を
介挿し、該可変絞り弁２３，２４の流入口にスプ
ール２６によつて仕切られた逃し弁２５の弁孔の
前方室２５Ａを接続するとともに前記絞り弁２
３，２４の流出口を前記逃し弁２５の後方室２５
Ｂに接続し、かつ前記スプール２６を前記前方室
２５Ａと前記逃し弁の排出口２８との連通を遮断
する方向に付勢するスプリング２７を前記後方室
２５Ｂに設けている。また前記可変絞り弁２３，
２４は該可変絞り弁の開度を変更せしめるソレノ
イド３３，３４と車輪の回転速度（車速）を検出
する車速センサー４２と、該車速センサー４２の
出力によつて前記ソレノイド３３，３４を車輪回
転速度の増加に従つて前記絞り弁２３，２４の開
度を減少せしめるべく作動するように制御する制
御回路４３とが接続されている。なお通常前記絞
り弁２３，２４、逃し弁２５及びソレノイド３
３，３４は、前記ポンプ１１のハウジング内に一
体的に取付けられている。そして第２図に示すよ
うにパワーステアリング装置のサーボ弁に供給す
る流体流量を車速に対して一定の条件で低下せし
めてパワーステアリング装置の操舵出力を車速の
増加に伴なつて低減させ、高速走行時の操舵補助
力を低下せしめるようになつている。従つて運転
者に車速に応じた操舵感覚を付与することがで
き、これによつて特に高速走行に際して安定した
ハンドル操作を期待し得る動力舵取装置が得られ
る特徴がある。しかしながらこの従来のパワース
テアリング装置ではハンドル操作に対するタイヤ
の応答性はほぼハンドル操作に対して正確に応答
するため例えば高速走行時に前方の障害物を避け
るためハンドルを必要以上に急激に切つたような
場合、ハンドル操作に前述した操舵補助力の低下
によるある程度の抵抗はあるものの、ハンドルの
操作スピードに応じてタイヤも切れていき、タイ
ヤの必要以上に切れ過ぎてしまうという現象が生
じ、そのため運転者に上記急操舵に対する不安感
を与えてしまうという欠点がある。しかも、ハン
ドルの復元性能に対しても何等考慮がはらわれて
いないため、ハンドルを戻す時にも力が必要とな
ることがあり、そのためハンドルの復元時に操舵
補助力が働いてハンドルを戻し過ぎるということ
が生じることがあつた。そのためハンドルの操作
中にハンドルがとられるという恐れがあつた。又
従来のものは逃し弁２５とともに絞り弁２３，２
４及びソレノイド３３，３４がポンプに内蔵され
る構造であるため、ポンプ自体が大型化し、エン
ジン廻りの極くスペースの限られた場所にポンプ
を取付ける場合、その取付けが困難になるという
欠点があつた。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みサーボ弁と
シリンダの左右両室とを連絡するそれぞれの圧力
流体路内に配設した１ないし複数個のセンサーの
検知信号により絞り開度を変化させる可変絞り弁
を設けるとともに、該可変絞り弁とそれぞれ並列
に前記サーボ弁からシリンダに向う圧力流体のみ
を通過させるチエツク弁を設けて、自動車の高速
走行時において、直進時には前記２つの可変絞り
弁の開度をそれぞれ小さくし、かつハンドル操作
時には前記開度を小さくした可変絞り弁の圧力流
体が操舵補助のためサーボ弁からシリンダに流入
する側の可変絞り弁の開度を大きくして、自動車
の直進走行性能及びハンドルの復元性能を向上す
るとともに、ハンドルの切り過ぎがあつても、タ
イヤはハンドルの操作速度に関わりなく、その時
の自動車の走行速度に見合つた適切な速度で切れ
ていくようにして、運転者にハンドル操作に対す
る安心感を与えるパワーステアリング装置を提供
することを目的とし、しかもポンプ自体をも小型
化しポンプのエンジン廻りへの取付を容易にしよ
うとするものである。

以下、添付第３図ないし第９図に示した本発明
の一実施例に基づく本発明を詳細に説明する。５
０はエンジンにより駆動されるポンプ、５１は該
ポンプ５０の吐出流体が流入し、該流体をハンド
ル操作により流路を切り換えてシリンダ５２に供
給するサーボ弁、シリンダ５２は前記サーボ弁５
１により管路５３，５４の内の圧力流体の流れの
向きを切り換えられてシリンダ左室５２ａ或いは
右室５２ｂに流入する圧力流体の供給量に応じて
作動し、ラツクピニオンステアリングギヤ部５５
に操舵補助力を与える。５６，５７は前記管路５
３，５４とシリンダ左室５２ａ及び右室５２ｂと
の間に介装されステアリングギヤのハウジングに
取付けられた可変絞り弁であり、ソレノイド５
８，５９により管路５３，５４とシリンダ室５２
ａ，５２ｂとの間の流体の流量を制御する。６０
は車輪回転数（車速）をパルス信号に変えて検知
する車速センサーであり、該車速センサー６０の
信号により前記ソレノイド５８，５９の制御装置
６１を介して作動を制御している。６２，６３は
前記可変絞り弁５６，５７が介装された通路と並
列に管路５３，５４とシリンダ室５２ａ，５２ｂ
とを連通するように設けられた通路に介装された
チエツクバルブである。なおこのチエツクバルブ
６２，６３は、管路５３，５４からシリンダ室５
２ａ，５２ｂへの油の流れのみを通し、その逆は
通さないようになつている。

前記ステアリングギヤ部５５のギヤケース６４
にはラツクバー６５の摺動時の変位を検知する変
位センサー６６，６７が装着され、該センサー６
６，６７はラツクバー６５の外周面上軸方向に、
ハンドル中立位置で前記センサー６６，６７とそ
れぞれ左右等距離となるように２ヶ所形成した切
りかき溝６８，６９が前記センサー６６，６７の
取付位置部を通過することで、ラツクバーの摺動
時の変位量を検出する。この変位センサー６６，
６７も前記制御装置６１につながり、変位センサ
ーからの信号でも前記ソレノイド５８，５９を作
動するようになつている。７０はポンプ５０の流
量制御弁、７１はリーフ弁でポンプ５０の吐出量
の制御と過大圧の発生を防止している。

次に作用について説明する。ハンドル７２を操
作すると負荷に応じてサーボ弁５１が作動し、管
路５３，５４を通じて圧力流体をシリンダ５２へ
送る。

車輌の停止時や低速時に於ては、第７図に示す
如く車速センサー６０の出力パルス信号Ｐの周波
数が低くなるので、第６図に示す制御回路内にお
いて前記パルス信号Ｐを−Ｖ変換した後の出力
電圧V_Sはコンパレータ７３のもう一方の入力V_R
に比して小さく、従つてコンパレータ７３の出力
V_Pは論理的に０の状態となる。その結果トラン
ジスタTR₁、TR₂はオフされるため、ソレノイド
５８，５９は作動せず、可変絞り弁５６，５７は
その絞り開度が大きいままの状態で維持されてシ
リンダー５２は通常の作動を行う。

車速が増大すると前記車速センサー６１の出力
パルス信号Ｐの周波数が高くなり、従つて−Ｖ
変換後の出力電圧V_Sが増加し、コンパレータの
もう一方の入力V_Rに比して大きくなりトランジ
スタTR₁、TR₂をオンにし、ソレノイド５８，５
９を作動させ、可変絞り弁５６，５７の開度を減
少させる。従つて車の高速走行直進時にはサーボ
弁５１とシリンダ５２とを通ずる管路５３，５４
内の圧力流体の排出抵抗がそれぞれ増大し、路面
からのキツクバツク等の異常力が車のタイヤに作
用しても、シリンダ５２自体が前記圧力液体の排
出抵抗の増大によりダンパーとなり、前記キツク
バツク等の異常力によりハンドルが取られるとい
うことがなくなりその直進安定性を維持する。

なお、上記可変絞り弁５６，５７の開度が減少
せしめられても、チエツクバルブ６２，６３の作
用によりシリンダ５２へ流入する圧力流体に対し
ては流入抵抗は生じない。

次に高速走行時にハンドル操作した場合につい
て説明する。

今、車速が大で、車速センサー６０からの信号
が可変絞り弁５６，５７の開度を減少せしめる作
用を行つている時に、ハンドルを左に回転すると
ラツクバー６５が第３図の図中右方に移動し切り
かき溝６８と変位センサー６６が相対する。その
結果変位センサー６４の出力が論理的に１の状態
になりV_A1が理論的に１の状態になる。その結果
V_A1はゲート回路７４に作用してコンパレータ７
３の出力信号V_PをトランジスタTR₁に伝達する
事を阻止し、従つて入力側の可変絞り弁５６の開
度を制御するソレノイド５８がオフし、可変絞り
弁５６の開度が最大にされる。なおさらに継続し
てハンドル操作が行なわれラツクバーが移動し、
変位センサー６６，６７が共に切りかき溝６８と
一致した場合でも論理回路により上述の状態に変
化は生じない。しかしもう一方の可変絞り弁５７
は開度最小に維持されている為、シリンダ５２を
含む圧力流体路内のシリンダ室５２ｂからサーボ
弁５１に通じる管路５４内の排出抵抗が増大し、
シリンダ５２を作動させるためには、この排出抵
抗に打ち勝つだけの圧力をサーボ弁５１内に発生
させ、サーボ弁５１からシリンダ室５２ａ内にそ
の圧力流体を流入させる必要が生じる。

すなわち第９図に示すように車速の増大にとも
ない、サーボ弁５１内の圧力がハンドル角が小さ
い時における圧力P₁に対しハンドル角が大きい
時では圧力P₂まで上昇し、その分だけハンドル
操作抵抗が増加し、高速走行時の走行安定性を与
えることになる。ハンドル操作が完了すると、路
面からの反力によりハンドルが復元されようとす
るためサーボ弁５１とシリンダ５２との流体の流
入、排出は前記とは逆に流れようとする。ここで
可変絞り弁５６，５７の状態は前記ハンドル操作
時の状態のままであるため、すなわち前記可変絞
り弁５６の開度が最大で可変絞り弁５７の開度が
最小のままの状態であるためシリンダ室５２ｂへ
の流入に対してはチエツクバルブ６３を通じて流
入し、又流体の流出に対しては、前記開度最大と
なつた可変絞り弁５６を通じて流出するので、シ
リンダ５２を含む圧力流体路の排出抵抗は小とな
る。従つてシリンダ５２のハンドルの復帰に対す
る抵抗は小となり、従つてハンドルの復元性能の
悪化が防止される。

復元が進み切りかき溝６８が変位センサー６
６，６７を通過し変位センサー６６，６７が切り
かき溝６８と相対しなくなるとV_A1、V_A2のどち
らも論理的に０の状態になるので、前記車速セン
サー６０の信号に依存する制御が行なわれる状態
になる。

以上はハンドルを左に回転した場合の説明であ
るが、右に回転した場合も同様である。

本発明によるとサーボ弁とシリンダの左右両室
とを連結する圧力流体路にそれぞれ車速センサー
或いは変位センサーによつて作動する可変絞り弁
及びチエツクバルブを並列に配設し、かつ該チエ
ツクバルブはシリンダへの流れのみを通し、その
逆は通さないようにして、シリンダからの流体の
排出抵抗を可変絞り弁により制御することによ
り、車速応答型のパワーステアリング装置を得る
ようにしたので、次の効果を得ることができる。

(イ) 高速走行時に急激にハンドルを操作しても、
シリンダはその排出抵抗に応じた動きしかしな
い。従つてシリンダの排出抵抗を調整して、走
行速度に応じた最適速度にシリンダの動きを調
整しておけば、ハンドルは切り過ぎても、タイ
ヤはその時の走行速度に見合つた速度で切れて
いくようにできる。

従つて高速走行時のハンドル操作に対して運転
者に安心感を与えることができる。

(ロ) 直進走行性が、シリンダがダンパーとなるこ
とによつて安定する。特に可変絞り弁が高速時
に開度最小となるので高速走行時にタイヤが石
をはねたりしてそのキツクバツクがシリンダを
介してハンドルに伝わることを確実に防止で
き、高速時の直進走行性が良くなる。

(ハ) 変位センサーの働きにより、シリンダの復帰
に際し、排出側の絞り弁の開度を最大に設定で
きるので、シリンダの復元性が良い。また可変
絞り弁及びソレノイドをステアリングギヤ側の
空間部ハウジングに取付けるようにしたので、
ポンプ自体が小型化でき従つてポンプ自体のエ
ンジン廻りへの取付けが容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の制御回路図、第２図は第１
図のハンドル操作抵抗と操舵ゲインとの関係を示
す図、第３図は本発明の一実施例一部切断正面
図、第４図は第３図のＡ−Ａ側断面図、第５図は
本発明の制御系を示すブロツク図、第６図は本発
明の制御回路図、第７図は第６図の作動説明図、
第８図は本発明の油圧回路図、第９図は本発明の
サーボ弁内の圧力とハンドル操作抵抗との関係を
示す図である。 ５０……ポンプ、５１……サーボ弁、５２……
シリンダ、５３，５４……圧力流体路、５６，５
７……可変絞り弁、５８，５９……ソレノイド、
６０……車速センサー、６１……制御装置、６
２，６３……チエツクバルブ、６６，６７……変
位センサー、６８，６９……切りかき溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポンプから吐出される圧力流体をハンドル操
   作によつて流路を切換えるサーボ弁によつてシリ
   ンダの左右両室に選択的に供給し、該圧力流体の
   供給量に応じて前記シリンダを作動させて操舵補
   助を行うパワーステアリング装置において、前記
   サーボ弁とシリンダの左右両室とを連絡するそれ
   ぞれの圧力流体路内に、１ないし複数個のセンサ
   ーの検知信号により絞り開度を変化させる可変絞
   り弁を設けるとともに、該可変絞り弁とそれぞれ
   並列に前記サーボ弁からシリンダに向う圧力流体
   のみを通過させるチエツク弁を設けたことを特徴
   とするパワーステアリング装置。 ２ 前記２つの可変絞り弁の開度が自動車の車速
   の増加に従つてそれぞれ小さく制御されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパワース
   テアリング装置。 ３ 自動車の車速の増加に従つて前記２つの可変
   絞り弁の開度がそれぞれ小さく制御されるととも
   に、開度を小さくされた２つの可変絞り弁の内、
   圧力流体が操舵補助のためサーボ弁からシリンダ
   へ流入する側の流路に設けた可変絞り弁の開度
   が、ハンドル操作量が所定値以上になつた事を検
   出する変位センサーの信号に基づいて大きく制御
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のパワーステアリング装置。