JPH02225B2

JPH02225B2 -

Info

Publication number: JPH02225B2
Application number: JP57068421A
Authority: JP
Inventors: Shinsaburo Ozaki
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1982-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1990-01-05
Also published as: JPS58185366A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、車両に使用されるパワー・ステア
リング、殊に、スプール・バルブ型のコントロー
ル・バルブを備えたパワー・ステアリングの改良
に関する。

従来、自動車に使用されてきているスプール・
バルブ型のコントロール・バルブを備えたパワ
ー・ステアリングは、そのコントロール・バルブ
がウオーム・シヤフトのまわりに同軸心的なバル
ブ・ボアを備え、かつ、ステアリング・ギヤ・ボ
ツクスに固定されたバルブ・ハウジングと、その
ウオーム・シヤフトに嵌められ、かつ、そのウオ
ーム・シヤフトの回転に伴なつて、そのバルブ・
ボア内に往複摺動されるように、そのウオーム・
シヤフトに取り付けられたバルブ・スプールとよ
り構成されているので、ある想定された走行条件
に合わせて設定され、また、自動操舵の場合、人
間と同等の力を出す手段を必要としてきた。

また、特開昭54−6134号公報には、自動操縦用
操舵装置が開示されているが、その操舵装置は、
油圧で制御されるので、制御スリーブを中立位置
に付勢する一対の平衡ばねが必要になり、それに
加えて、油圧回路が複雑になつた。さらに、その
操舵装置では、誘導信号発生装置を道路に敷設す
る必要があつた。

この発明の目的・課題は、コントロール・バル
ブや油圧回路を複雑化させることなしに、走行条
件に適した操舵力を制御可能にし、自動操舵を容
易に可能になし、必要に応じて、手動操舵に切り
換えることを容易に可能にするところの車両に使
用されるパワー・ステアリングの提供にある。

上述の目的・課題に関して、この発明のパワ
ー・ステアリングは、油圧ポンプ、コントロー
ル・バルブ、パワー・シリンダ、およびウオー
ム・シヤフトを含み、さらに、そのコントロー
ル・バルブが、そのウオーム・シヤフトのまわり
に同軸心的なバルブ・ボアを備えてそのパワー・
シリンダのシリンダ・ハウジングに固定さるバル
ブ・ハウジング、そのバルブ・ボア内に同軸心的
な空間を形成するように、そのウオーム・シヤフ
トに嵌め合わせられ、そして、そのウオーム・シ
ヤフトの回転に伴なわれて、そのバルブ・ボア内
に往複摺動されるように、そのウオーム・シヤフ
トに取り付けられるバルブ・スプール、および、
その空間において、そのバルブ・ハウジングおよ
びバルブ・スプールに往複摺動可能に配置される
バルブ・スリーブからなり、ポンプ・ポートおよ
びタンク・ポートを一対のシリンダ・ポートに切
り換え接続してその油圧ポンプからそのパワー・
シリンダの一対のシリンダ・チヤンバに圧油を方
向制御し、さらに、バルブ・コントローラが、そ
のバルブ・スリーブの軸線方向に伸長されてその
バルブ・スリーブの一端に連結されてあるコント
ロール・ラツクと、そのバルブ・スリーブに隣接
されてそのバルブ・ハウジングに配置される電気
モータと、その電気モータのモータ・シヤフトに
固定的に支持されてそのコントロール・ラツクに
噛み合わせられてあるピニオンと、市街地および
不整地の走行条件に応じて予め設定されたステア
リング・パターンを備え、そして、そのバルブ・
スプールおよびバルブ・スリーブの相対的位置を
感知するスプール・センサおよびスリーブ・セン
サ、車速センサ、およびレーダを入力側に、その
電気モータを出力側にそれぞれ電気的に接続し、
そして、そのステアリング・パターンに基づい
て、それらセンサおよびレーダからの信号に応じ
てその電気モータを運転および停止するところに
ある。

以下、この発明のパワー・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。

図は、トラツクに適用されたこの発明のパワ
ー・ステアリングの具体例１０を部分的に示して
いる。

そのパワー・ステアリング１０は、油圧ポンプ
（図示せず）と、パワー・シリンダ１１と、ウオ
ーム・シヤフト１２と、コントロール・バルブ１
３とを含み、そして、そのコントロール・バルブ
１３が、そのウオーム・シヤフト１２のまわりに
同軸心的なバルブ・ボア２２を備えてそのパワ
ー・シリンダ１１のシリンダ・ハウジング１５に
固定されたバルブ・ハウジング２１と、そのバル
ブ・ボア２２内に同軸心的な空間を形成させてそ
のウオーム・シヤフト１２に嵌め合わせられ、し
かも、そのウオーム・シヤフト１２の回転に伴な
われて、そのバルブ・ボア２２内に往複摺動され
るように、そのウオーム・シヤフト１２に取り付
けられたバルブ・スプール２３と、その空間にお
いて、そのバルブ・ハウジング２１およびバル
ブ・スプール２３に往複摺動可能に配置されたバ
ルブ・スリーブ２４とよりなり、ポンプ・ポート
３０，３０およびタンク・ポート３１を一対のシ
リンダ・ポート３２，３３に切り換え接続してそ
の油圧ポンプからそのパワー・シリンダ１１の一
対のシリンダ・チヤンバ１７，１８に圧油を方向
制御し、さらに、バルブ・コントローラ１４が、
そのバルブ・スリーブ２４の軸線方向に伸長され
てそのバルブ・スリーブ２４の一端に一体的に形
成されたコントロール・ラツク４６と、そのバル
ブ・スリーブ２４に隣接されてそのバルブ・ハウ
ジング２１に配置されたステツプ・モータ４８
と、そのステツプ・モータ４８のモータ・シヤフ
ト５２に廻り止めされて支持され、そして、その
コントロール・ラツク４６に噛み合わせられたピ
ニオン４７と、市街地および不整地の走行条件に
応じて予め設定されたステアリング・パターンを
記憶し、そして、そのバルブ・スプール２３およ
びバルブ・スリーブ２４の相対的位置を感知する
スプール・センサ４９およびスリーブ・センサ５
０、車速センサ５５、および、レーダ５６を入力
側に、そのステツプ・モータ４８を出力側にそれ
ぞれ電気的に接続し、そして、そのステアリン
グ・パターンに基づいて、それらセンサ４９，５
０，５５およびレーダ５６からの信号に応じてそ
のステツプ・モータ４８を運転および停止すると
ころに組み立てられた。

その油圧ポンプはそのトラツクのデイーゼル・
エンジンによつて駆動され、オイル・タンク（図
示せず）の油を加圧し、パワー・シリンダ１１に
供給する。

パワー・シリンダ１１は、通常の構造であつ
て、シリンダ・ボア１６を備えたシリンダ・ハウ
ジング１５、およびセクタ・シヤフト（図示せ
ず）のピニオン（図示せず）に噛み合わせられる
ラツク部（図示せず）を備え、かつ、そのシリン
ダ・ボア１６の両側にシリンダ・チヤンバ１７，
１８を形成するように、そのシリンダ・ボア１６
に往複摺動可能に配置されたピストン（図示せ
ず）よりなり、それらシリンダ・チヤンバ１７，
１８をコントロール・バルブ１３のシリンダ・ポ
ート３２，３３に接続し、その油圧ポンプからの
圧油で駆動されるようにしている。

殊に、そのピストンには、ウオーム・シヤフト
１２のための貫通孔が軸心に形成され、その貫通
孔を部分的に構成するボール・ナツト（図示せ
ず）がそのピストンに埋め込まれている。

ウオーム・シヤフト１２は、ステアリング・シ
ヤフト連結部１９を一端に、ウオーム部２０を他
端側にそれぞれ備え、ステアリング・シヤフトに
連結されるように、そのシリンダ・ハウジング１
５およびそのシリンダ・ハウジング１５にねじ止
めされたコントロール・バルブ１３のバルブ・ハ
ウジング２１の外側に一端側を伸長し、ウオーム
部２０をボール・ナツトに螺合させている。

そのようにウオーム・シヤフト１２がパワー・
シリンダ１１のピストンにボール・スクリユ結合
されているので、油圧系統が故障した際のマニユ
アル・ステアリングが可能になるように構成され
ていること勿論である。

コントロール・バルブ１３は、そのシリンダ・
ハウジング１５にボルトで止められたバルブ・ハ
ウジング２１と、そのバルブ・ハウジング２１の
バルブ・ボア２２内において、そのウオーム・シ
ヤフト１２に嵌め合わせられたバルブ・スプール
２３と、そのバルブ・スプール２３のまわりにお
いて、そのバルブ・ボア２２内に配置されたバル
ブ・スリーブ２４とより構成されている。

そのバルブ・ハウジング２１は、ウオーム・シ
ヤフト１２のまわりに同軸心的なバルブ・ボア２
２を備え、また、そのウオーム・シヤフト１２を
貫通させるためのシヤフト孔２７，２８をパワ
ー・シリンダ側端壁２５およびステアリング・シ
ヤフト側端面２６にそれぞれ形成し、そのウオー
ム・シヤフト１２の一端側を支えるボール・ベア
リング２９がそのシヤフト孔２８に配置されてい
る。

そのバルブ・ハウジング２１には、ポンプ・ポ
ート３０、タンク・ポート３１および、シリン
ダ・ポート３２，３３が所定の位置において、バ
ルブ・ボア２２に開口されている。勿論、そのポ
ンプ・ポート３０は、油圧ポンプの吐出口に、ま
た、タンク・ポート３１は、オイル・タンク（図
示せず）にそれぞれ接続され、他方、シリンダ・
ポート３２はパワー・シリンダ１１のシリンダ・
ボア１６の一方の側に形成されたシリンダ・チヤ
ンバ１７に連通され、また、シリンダ・ポート３
３はパワー・シリンダ１１のシリンダ・ボア１６
の他方の側に形成されたシリンダ・チヤンバ１８
に連通されている。

バルブ・スプール２３は、そのバルブ・ハウジ
ング２１のバルブ・ボア２２内に同軸心的な環状
空間を形成するように、そのウオーム・シヤフト
１２に嵌められ、そのウオーム・シヤフト１２に
通常の方法で取り付けられ、そのウオーム・シヤ
フト１２の回転に伴なつて、そのバルブ・ボア２
２内を往複摺動される。

そのバルブ・スプール２３は、バルブ・ハウジ
ング２１のバルブ・ボア２２に開口されたポン
プ・ポート３０、タンク・ポート３１、およびシ
リンダ・ポート３２，３３に関連された２条の外
周溝３６，３７を外周面に形成している。

バルブ・スリーブ２４は、そのバルブ・スプー
ル２３を嵌め込んで、そのバルブ・スプール２３
に協働されて、そのバルブ・ハウジング２１のバ
ルブ・ボア２２内に形成された環状空間に配置さ
れている。

そのバルブ・スリーブ２４は、バルブ・ハウジ
ング２１のバルブ・ボア２２に開口されたシリン
ダ・ポート３２，３３、すなわち、そのバルブ・
スプール２４の外周溝３６，３７に関連された３
条の内周周溝３８，３９，４０間に連通孔４１，
４２を形成し、さらに、その連通孔４１，４２を
シリンダ・ポート３２，３３に連絡するための２
条の外周溝４３，４４を外周面に形成している。

バルブ・コントローラ１４は、バルブ・スリー
ブ２４のステアリング・シヤフト側端に配置され
たコントロール・ラツク４６と、そのコントロー
ル・ラツク４６に噛み合わせられたピニオン４７
と、そのピニオン４７を駆動するステツプ・モー
タ４８と、バルブ・スプール２３およびバルブ・
スリーブ２４の相対的位置を感知するスプール・
センサ４９およびスリーブ・センサ５０と、コン
トロール・ユニツト５１とを含んでいる。

そのコントロール・ラツク４６、ピニオン４７
およびステツプ・モータ４８はバルブ・ハウジン
グ２１に形成されたモータ・チヤンバ４５に位置
され、殊に、そのピニオン４７は、そのステツ
プ・モータ４８のモータ・シヤフト５２に取付さ
られている。

スプールおよびスリーブ・センサ４９，５０
は、コンタクト・ロツド５３，５４を備え、バル
ブ・スプール２３およびバルブ・スリーブ２４の
軸方向動きを感知するように構成されている。

そのコントロール・ユニツト５１は、市街地お
よび不整地の走行条件に応じて予め設定されたス
テアリング・パターンを記憶し、そして、そのス
テアリング・パターンに基づいて、そのスプー
ル・センサ４９、スリーブ・センサ５０、車速セ
ンサ５５、および、レーダ５６からの入力信号で
演算し、出力信号、すなわち、出力電流を決定
し、その出力電流をそのステツプ・モータ４８に
流し、その出力電流でそのステツプ・モータ４８
を運転してそのピニオン４７を介してそのコント
ロール・ラツク４６を往復動させ、そのバルブ・
スプール２３とそのバルブ・スリーブ２４との相
対的位置を制御するところに製作され、入力およ
び出力回路、記憶回路、演算回路、および、制御
回路を含んで構成された。勿論、そのレーダ５６
は、障害物を感知するために、そのトラツクの前
面に設けられた。

次に、上述のように構成されたパワー・ステア
リング１０の通常の操舵および自動操舵について
述べるに、通常の操舵の場合は、先ず、レーダ５
６の回路スイツチ（図示せず）をオフし、ステア
リング・ホイール（図示せず）を左右に回転操作
し、バルブ・スプール２３を軸方向に往復動する
ことによつて、圧油は、そのステアリング・ホイ
ールの操作に応じて、油圧ポンプからパワー・シ
リンダ１１のシリンダ・チヤンバ１７，１８の一
方に供給され、パワー・シリンダ１１を駆動す
る。また、そのステアリング・ホイールの回転操
作が止められたならば、バルブ・コントローラ１
４によつて、バルブ・スプール２３との相対的位
置を零にするように、バルブ・スリーブ２４がバ
ルブ・スプール２３に摺動され、パワー・シリン
ダ１１のシリンダ・チヤンバ１７，１８の油圧が
等しくなるので、パワー・シリンダ１１のピスト
ンは停止される。

その際、車速センサ５５からの信号が、予め決
定された速度以上になると、パワー・シリンダ１
１のサーボ機能を抑えるようにしている。

次に自動操舵する場合は、レーダ５６の回路ス
イツチをオンにする。パワー・ステアリング１０
は、前述の操舵の動作をする際、レーダ５６から
の信号によつて、すなわち、レーダ５６が障害物
を感知したならば、パワー・ステアリングによつ
て与えられたタイヤ回転角度を変えるように、コ
ントロールユニツト５１によつてステツプ・モー
タ４８を制御し、ピニオン４７、コントロール・
ラツク４６を介してバルブ・スリーブ２４を制御
する。そのように、パワー・ステアリング１０に
は、トラツク１０を障害物から保護する、所謂、
衝突を回避するところの回避動作が付加される。

また、コントロール・ユニツト５１の回路スイ
ツチ（図示せず）がオフされるならば、パワー・
ステアリング１０は通常の手動操舵になる。

上述から理解されるように、その発明のパワ
ー・ステアリングは、コントロール・バルブが、
ウオーム・シヤフトのまわに同軸心的はバルブ・
ボアを備えてパワー・シリンダのシリンダ・ハウ
ジングに固定されるバルブ・ハウジング、そのバ
ルブ・ボア内に同軸心的な空間を形成するよう
に、そのウオーム・シヤフトに嵌め合わせられ、
そして、そのウオーム・シヤフトの回転に伴なわ
れて、そのバルブ・ボア内に往複摺動されるよう
に、そのウオーム・シヤフトに取り付けられるバ
ルブ・スプール、および、その空間において、そ
のバルブ・ハウジングおよびバルブ・スプールに
往複摺動可能に配置されるバルブ・スリーブから
なり、ポンプ・ポートおよびタンク・ポートを一
対のシリンダ・ポートに切り換え接続してその油
圧ポンプからそのパワー・シリンダの一対のシリ
ンダ・チヤンバに圧油を方向制御し、そして、バ
ルブ・コントローラが、そのバルブ・スリーブの
軸線方向に伸長されてそのバルブ・スリーブの一
端に連結されてあるコントロール・ラツクと、そ
のバルブ・スリーブに隣接されてそのバルブ・ハ
ウジングに配置される電気モータと、その電気モ
ータのモータ・シヤフトに固定的に支持されてそ
のコントロール・ラツクに噛み合わせられてある
ピニオンと、市街地および不整地の走行条件に応
じて予め設定されたステアリング・パターンを記
憶し、そして、そのバルブ・スプールおよびバル
ブ・スリーブの相対的位置を感知するスプール・
センサおよびスリーブ・センサ、車速センサ、お
よびレーダを入力側に、その電気モータを出力側
にそれぞれ電気的に接続し、そして、そのステア
リング・パターンに基づいて、それらセンサおよ
びレーダからの信号に応じてその電気モータを運
転および停止するところにあるので、この発明の
パワー・ステアリングでは、そのバルブ・コント
ローラがそのコントロール・バルブを自動切り換
え状態にするように、そのバルブ・スプールに対
してそのバルブ・スリーブを軸方向に往複摺動さ
せて、走行条件に適した操舵力が制御可能にな
り、また、自動操舵が、容易に可能になり、さら
に、必要に応じて手動操舵に切り換えることが可
能になり、加えて、従来の自動操舵装置に比し
て、コントロール・バルブや油圧回路の複雑化が
回避され、また、従来のパワー・ステアリングに
比して、操舵に要求される運転者の負担が、より
軽減され、それに伴つて、運転者の疲労がより軽
減され、安全運転のための余裕が、より増加され
る。

【図面の簡単な説明】

図はトラツクに適用されたこの発明のパワー・
ステアリングの具体例の部分軸方向断面図であ
る。１０…パワー・ステアリング、１１…パワー・
シリンダ、１２…ウオーム・シヤフト、１３…コ
ントロール・バルブ、１４…バルブ・コントロー
ラ、１５…シリンダ・ハウジング、２１…バル
ブ・ハウジング、２３…バルブ・スプール、２４
…バルブ・スリーブ、４６…コントロール・ラツ
ク、４７…ピニオン、４８…ステツプ・ーモー
タ、５１…コントロール・ユニツト。

Claims

【特許請求の範囲】１油圧ポンプ、コントロール・バルブ、パワ
ー・シリンダ、およびウオーム・シヤフトからな
り、車両の操舵に使用されるものにおいて、そのコントロール・バルブが、そのウオーム・
シヤフトのまわりに同軸心的なバルブ・ボアを備
えてそのパワー・シリンダのシリンダ・ハウジン
グに固定されるバルブ・ハウジング、そのバル
ブ・ボア内に同軸心的な空間を形成するように、
そのウオーム・シヤフトに嵌め合わせられ、そし
て、そのウオーム・シヤフトの回転に伴なわれ
て、そのバルブ・ボア内に往複摺動されるよう
に、そのウオーム・シヤフトに取り付けられるバ
ルブ・スプールおよび、その空間において、その
バルブ・ハウジングおよびバルブ・スプールに往
複摺動可能に配置されるバルブ・スリーブからな
り、ポンプ・ポートおよびタンク・ポートを一対
のシリンダ・ポートに切り換え接続してその油圧
ポンプからそのパワー・シリンダの一対のシリン
ダ・チヤンバに圧油を方向制御し、そして、バルブ・コントローラが、そのバルブ・スリー
ブの軸線方向に伸長されてそのバルブ・スリーブ
の一端に連結されてあるコントロール・ラツク
と、そのバルブ・スリーブに隣接されてそのバル
ブ・ハウジングに配置される電気モータと、その
電気モータのモータ・シヤフトに固定的に支持さ
れてそのコントロール・ラツクに噛み合わせられ
てあるピニオンと、市街地および不整地の走行条
件に応じて予め設定されたステアリング・パター
ンを記憶し、そして、そのバルブ・スプールおよ
びバルブ・スリーブの相対的位置を感知するスプ
ール・センサおよびスリーブ・センサ、車速セン
サ、およびレーダを入力側に、その電気モータを
出力側にそれぞれ電気的に接続し、そして、その
ステアリング・パターンに基づいて、それらセン
サおよびレーダからの信号に応じてその電気モー
タを運転および停止するところに特徴があるパワー・ステアリング。