JPH022749B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパワーステアリングにおいて、車速に
応じて操舵反力を発生させるようにした油圧反力
装置に関する。

自動車等のハンドル操作力を油圧によるパワー
アシストで補うことにより、軽快なハンドル操作
を可能とするパワーステアリングが普及してい
る。

ところで操舵力は、車両速度が高速化するほど
減少する傾向にあり、高速域では操安性を確保す
る意味から、むしろハンドルを重くする方が好ま
しい。

そこで、ハンドル回転に連動して切換わるパワ
ーステアリングの制御弁に、その切換作動に抵抗
を付与するように油圧反力室を設け、高速域で油
圧をかけて制御弁の切換えを重くすることによ
り、ハンドルの切り過ぎを未然に防止しているも
のがある。

ところが、この場合には高速域で何等かの原因
で油圧反力室の発生油圧が減少あるいは消失する
と、油圧反力が低減してハンドル操作が不安定に
なりやすくなる。

自動車の高速走行時の安全性向上のためには、
このような故障時にもハンドルが軽くなり過ぎる
ことは確実に回避されなければならない。

本発明はかかる問題を解決するために、制御弁
の反力機構として、予め必要とする最大の反力を
バネによりセツトし、このバネ反力を打消すよう
に油圧反力室に油圧を導き、高速域では油圧を弱
めて所定の反力を発生させることにより、高速走
行時に油圧系統の故障があつても操安性が悪化す
ることのないようにしたパワーステアリングの油
圧反力装置を提供するものである。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。

第１図において、１は図示しないハンドルの回
転に連動して左右に切換わる制御弁、２はエンジ
ン回転の同期して駆動される油圧ポンプ、３は図
示しないステアリングリンクに連係して、パワー
アシストを行なうパワーシリンダに示し、パワー
シリンダ３の左右の油室４Ａ，４Ｂには、制御弁
１の切換えに伴いポンプ２からの作動油が選択的
に供給される。

制御弁１のスプール５は、公知のように、ハン
ドルの回転に伴つてステアリングリンク側との位
相差分だけ左右に切換わり、ポンプポートＰから
の作動油をシリンダポンプC₁またはC₂のいずれ
か一方に送り込み、同時にいずれか他方をタンク
ポートＴに接続する。

このスプール５の一端軸部７に、２つのピスト
ン６Ａ，６Ｂが挿入され、ピストン６Ａ，６Ｂに
間に反力バネ８が介装される。

反力バネ８は皿バネ状に形成され、ピストン６
Ａと６Ｂの間を押広げるように作用する。

ピストン６Ａと６Ｂはバネ室９内に摺動自由に
収められ、バネ室９の両外側に形成したバネ室９
の内径D₁よりも小さい内径D₂をもつ反力室１０
Ａと１０Ｂに端面を臨ませてある。

そして、ピストン６Ａと６Ｂは、両反力室１０
Ａ，１０Ｂとバネ室９の段差部に当接するととも
に、軸部７の段差部と軸部７に螺合したナツト１
２にも同時に接触している。

なお、ピストン６Ａ，６Ｂの内外周の摺動面に
はシール１４が介在させてある。

次にこれら両反力室１０Ａ，１０Ｂには、切換
弁１５Ａ，１５Ｂ通路１６Ａ，１６Ｂを介して、
前記ポンプ２の吐出圧の一部がシリンダポート
C₁またはC₂から選択的に導かれる。

切換弁１５Ａ，１５Ｂは、車両の速度もしくは
エンジン回転数などを検出するセンサ１６からの
信号により、コントローラ１７を介して切換制御
される。

これにより、低車速域ではスプール５の移動方
向、つまりバネ反力を打消す方向に油圧をかけ、
高車速域ではこの油圧を解除してバネ反力を最大
に発揮させる。

そのために、切換弁１５Ａはシリンダポート
C₁と反力室１０Ａを結ぶ通路１６Ａの途中に、
また切換弁１５ＢはシリンダポートC₂と反力室
１０Ｂを結ぶ通路１６Ｂの途中にそれぞれ介装さ
れる。

次に作用について説明する。

制御弁１はハンドル中立状態では、図示するよ
うに、反力バネ８によつてスプール５が中立状態
に保持され、パワーシリンダ３の左右の油室４Ａ
と４Ｂの圧力を同一に保つ。

これに対して、スプール５がハンドルの回転に
伴つて図中右方へ切換えられたとする。

すると、ポンプポートＰの圧力はシリンダポー
トC₁に導かれ、パワーシリンダ３の一方の油室
４Ａを高圧化すると同時に、シリンダポートC₂
がタンクポートＴに接続して、他方の油室４Ｂを
低圧化する。

これによりパワーシリンダ３が作動し始め、ス
テアリング操作を油圧によりパワーアシストす
る。

このとき、スプール５はピストン６Ａを介して
反力バネ８を押し縮めながら移動するのである
が、このバネ反力がハンドル側へ操舵反力してフ
イードバツクされ、操舵感覚を付与する。

ところで、反力バネ８は予め必要とする最大の
反力に設定してあり、したがつて操舵抵抗の大き
い低車速域では、ハンドルは重くなりすぎる。

このような領域では、車速（回転数）センサ１
６の出力にもとづいてコントローラ１７を介して
切換弁１５Ａ，１５Ｂが切換わり、左方の反力室
１０Ａに高圧化しているシリンダポートC₁から
の圧油を導く（ただし、右方の反力室１０Ｂは低
圧化しているシリンダポートC₂と連通する）。

このため、ピストン６Ａが油圧で右方へ押さ
れ、バネ反力を打消すように働き、したがつてス
プール５を移動させるのに必要な操作力が軽減、
つまりハンドル操舵力が軽くなる。

これに対して、高車速域などの操舵抵抗の小さ
い運転領域では、パワーアシストがわずかでも、
ハンドルは非常に軽くなる。

このようなときは、コントローラ１７を介して
切換弁１５Ａが反力室１０Ａを低圧側に切換え
る。

これによりスプール５の移動方向への押圧力が
消失し、反力バネ８によつてスプール５に大きな
抵抗力が与えられ、ハンドルを適度に重くするこ
とができる。

この状態を示したのが、第２図であり、油圧を
発生させない高車速域ではバネ反力のみとなり
（点線Ａ）、油圧を発生させる低車速域ではバネ反
力が打消されて実線Ｂで示すように小さな操舵反
力となる。

実線Ｃはピストン６Ａ，６Ｂに作用する油圧力
で、制御弁１のストローク量が大きくなるほど高
圧化するため、操舵反力としては、制御弁中立付
近からわずかにハンドルを切つたときは相対的に
重く、大きく切つたときは軽くなるような特性を
与えられるので、低速走行域でもハンドルのブレ
が少ない安定した操縦性能が得られる。

なお、上記説明は制御弁１のスプール５が右方
に移動するときのみを説明したが、反対に移動す
るときは、右方の反力室１０Ｂが高圧化してバネ
反力を弱めることは、容易に理解されるであろ
う。

したがつて、高速域などを含めて、何等かの原
因で反力室１０Ａ，１０Ｂの油圧が減少しても、
操舵反力は強まる方向にあるため、油圧が切れて
もハンドルのふらつきを防ぐことができる。

ところが、高速走行時などの操舵反力をさらに
高めたいときは、第３図のように、バネ室９に高
車速域で油圧を導くように切換弁２０を設ける。

このようにすると、高車速域で、バネ反力に加
えて油圧反力が作用し、ハンドルのふらつきをな
お一層確実に防ぐことができる。

なお、この実施例では、スプール５の一端に２
つの反力室１０Ａ，１０Ｂを設けたものを示した
が、各々を両端に形成し、反力バネ８をそれぞれ
に設けてもよい。

また、制御弁１はスプール弁のみならず、ロー
タリ弁にも適用できる。

切換弁１５Ａと１５Ｂは、ハンドルの回転方向
あるいはスプール５の移動方向を検知する手段を
設け、これによつて反力室１０Ａまたは１０Ｂに
油圧を振り分けられるようにすれば、１つの切換
弁で、しかも、シリンダポートC₁，C₂でなくポ
ンプポートＰからの圧油を直接に導くようにする
こともできる。

また、切換弁１５Ａ，１５Ｂの開度を車速に比
例して切換えるようにすれば、操舵反力の不連続
間が解消できる。

以上のように操作によれば、制御弁を中立保持
する反力バネと、このバネに対向的に作用する油
圧ピストンと、油圧ピストンに低車速域で油圧を
かける切換弁を設けたため、高速走行中に油圧が
切れても反力バネによる強い操舵反力を付与する
ことができ、故障時の高速操安性を向上させられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図
はその作動特性図、第３図は他の実施例の要部を
示す断面図である。 １……制御弁、２……油圧ポンプ、３……パワ
ーシリンダ、５……スプール、６Ａ，６Ｂ……ピ
ストン、７……軸部、８……反力バネ、９……バ
ネ室、１０Ａ，１０Ｂ……反力室、１５Ａ，１５
Ｂ……切換弁、１６……車速センサ、１７……コ
ントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハンドルの回転に応じて切換わる制御弁と、
   制御弁を介して選択的に供給される油圧に応動す
   るパワーシリンダとを備えたパワーステアリング
   において、制御弁を中立位置に保持する反力バネ
   と、油圧に応じてこの反力バネに対向的に作用す
   る油圧ピストンと、この油圧ピストンに低車速域
   で油圧を導く切換弁とを備えたことを特徴とする
   パワーステアリングの油圧反力装置。