JPH0424169A - 動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、動力舵取装置に関し、詳しくは据切り時等に
圧力制御弁内で発生する流体音の低減を図った動力舵取
装置に関する。

（従来の技術） 従来の動力舵取装置としては、例えば「ステアリング整
備要領書パワーステアリング編Ａ２６Ｈ０１」　（日産
自動車株式会社発行）に記載されたものが知られており
、第８図のように示される。

第８図において、■は車幅方向に配設され、−部分がパ
ワーシリンダを構成するステアリングギヤおよびリンケ
ージアッシー（以下、単にパワーステアリングギヤとい
う）であり、このパワーステアリングギヤ１の内部には
図示しないランクギヤと、このランクギヤに歯合するピ
ニオンギヤと、ランクギヤに連結されピストンによって
内部を左右の油室に区画してパワーステアリングギヤの
一部分とパワーシリンダを構成するピストンロンド等、
が設けられている。このステアリングギヤ１内には圧力
制御弁２が設けられており、圧力制御弁２は内部に絞り
部を有するとともに、オイルポンプ３とパワーシリンダ
の左右の油圧室およびリザーバタンク４をそれぞれ連通
する油路を有している。そして、オイルポンプ３から吐
出された圧油を油圧室の何れか一方に切換え供給すると
ともに、絞り部の絞り量を可変させてその圧力を制御し
ている。また、リザーバタンク４とパワーステアリング
ギヤ１の間にはオイルクーラー配管５が設けられており
、この配管５はパワーステアリングギヤ１から吐出され
た圧油の温度が上昇するのを防止して制御弁２内におけ
る絞り部以外への圧油の流れを少なくする等をしている
。また、圧力制御弁２には途中にラバーカップリング６
が設けられたロアコラムシャフト７が接続されており、
このシャフト７はアッパーコラムシャフト８を介してス
テアリングホイール９に接続されている。

また、オイルポンプ３にはソレノイドバルブ１０が設け
られており、このソレノイドバルブ１０はエンジン回転
数に基づいてオイルポンプ３から吐出される圧油量を制
御している。

このような構成を有する動力舵取装置では、ステアリン
グホイール９を一方向に転舵すると、制御弁２がオイル
ポンプ３と油圧室の何れか一方を連通ずる絞り部の絞り
量をステアリングホイール９の転舵量に応じて増大させ
、オイルポンプ３から吐出された圧油を上記絞り部を通
してパワーシリンダの何れか一方の油圧室に供給するこ
とにより、ピストンをアシストしてランクギヤを介して
車輪を所定量だけ転舵させる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の動力舵取装置にあって
は、車両の低速走行時および据切り時にオイルポンプ３
から吐出される圧油量が一定であるとともに、圧力制御
弁２内の絞り部をステアリングホイール９の転舵によっ
て制御する構成であったため、据切り時等に絞り部に大
量の圧油が供給されてしまい、この絞り部にキャビテー
ションが発生する。このため、絞り部に発生した気泡が
潰れる際に発生する振動が各コラムシャフト７．８を介
してステアリングホイール９に伝達されてしまい該ホイ
ール９から放射騒音が発生してしまうという問題があっ
た。このため、ロアコラムシャフト７の途中にラバーカ
ップリング６を設け、振動の伝達を遮断するようにして
いるが、ラバーカンプリング６を設けることによりステ
アリング系全体の剛性が低下してしまい操舵感が悪化し
てしまうという不具合が生じてしまった。

そこで本発明は、圧力制御弁の絞り部にキャビテーショ
ンが発生することを抑制してステアリングホイールから
放射騒音が発生するのを抑制することができる動力舵取
装置を提供することを課題としている。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を達成するために、前輪操舵系に設
けられ、内部に形成された左右の油圧室にオイルポンプ
から吐出された圧油が供給されることにより操舵力をア
シストするパワーシリンダと、オイルポンプとパワーシ
リンダの間に介装すれ、オイルポンプから吐出された圧
油をステアリングホイール′の転舵状態に応じて左右の
油圧室に切換え供給する圧力制御弁と、を備えた動力舵
取装置において、前記ステアリングホイールの転舵速度
を検出する転舵速度検出手段と、オイルポンプの吐出流
量を制御する制御手段と、を設け、転舵速度検出手段か
らの出力信号に基づいてオイルポンプの吐出量を制御す
るようにしたことを特徴とするものである。

（作用） 本発明では、転舵速度検出手段からの出力信号に基づい
てオイルポンプの吐出流量が制御される。

したがって、アシスト油圧が大きい据切り時等において
ステアリングホイールの転舵速度が小さい場合にオイル
ポンプから吐出される圧油量が減少され、圧力制御弁の
絞り部を通過する圧油量が減少される。この結果、絞り
部でキャビテーションが発生するのが抑制され、ステア
リングホイールの放射騒音が抑制される。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜５図は本発明に係る動力舵取装置の第１実施例を
示す図である。

まず、構成を説明する。なお、本実施例は従来例と同一
部分には同一番号を付して説明を省略する。第１．２図
において、パワーステアリングギヤ１は前輪操舵系に設
けられており、図示しないピストンによって区画された
左右の油圧室を有するパワーシリンダと、オイルポンプ
３とパワーシリンダの間に介装され、左右の油圧室に供
給される圧油をステアリングホイールの転舵状態に応じ
てパワーシリンダの左右の油圧室に切換え供給する圧力
制御弁２等、を含んで構成されている。また、オイルポ
ンプ３はソレノイドバルブ１０、ベーンポンプ１１、可
変オリフィス１２およびフローコントロールバルブ１３
から構成されている。可変オリフィス１２はソレノイド
バルブ１０に接続されており、ソレノイドバルブ１０は
コントロールユニット２１からの出力信号に基づいてオ
リフィス１２の流路を可変させる。コントロールユニッ
ト２１は図示しないエンジン回転数センサに接続されて
おり、回転数センサからの出力信号に基づいてソレノイ
ドバルブ１０に信号を出力する。フローコントロールバ
ルブ１３はベーンポンプ１０から吐出された圧油を負荷
の状態に拘らず一定流量で吐出するように制御するよう
になっている。

一方、オイルポンプ３の吐出側通路２２とパワーステア
リングギヤ１の圧力制御弁２の間には圧力センサ２３が
設けられており、この圧力センサ２３はオイルポンプ３
とパワーステアリングギヤ１の圧力制御弁２の間の圧油
の圧力を検出し、この検出信号をコントロールユニット
２１に出力する。コントロールユニット２１は圧力セン
サ２３からの検出情報に基づいて後述する制御プログラ
ムに基づいてステアリングホイール９の転舵速度を演算
してソレノイドバルブ１０に信号を出力する。すなわち
、ステアリングホイール９を大きく転舵すると圧力制御
弁２の絞り部の絞り量が大きくなるため、パワーシリン
ダの左右の油圧室の何れか一方に供給される圧油量が増
大してアシスト油圧が増大する。

そして、アシスト油圧の上昇速度はステアリングホイー
ル９の転舵速度に比例するため、コントロールユニット
２１は圧力センサ２３によって検出される圧力値の時間
変化（圧力上昇速度）からステアリングホイール９の転
舵速度を演算する。上述した圧力センサ２３とコントロ
ールユニット２１はステアリングホイール９の転舵速度
を検出する転舵速度検出手段を構成する。

第３図は油圧特性を示す図であり、−軽鎖線は従来据切
り時にオイルポンプ３が吐出している大流量の状態でオ
イルポンプ３の吐出圧油量を制御せずにステアリングホ
イール９を操舵した場合の油圧特性であり、実線は小流
量の状態で吐出圧油量を制御せずに操舵した場合の油圧
特性である。

また、破線は本実施例における油圧特性を示す図であり
、操舵トルクの小さい側では大流量で、操舵トルクの大
きい据切り時には小流量になっており、ソレノイドバル
ブ１０によりこの大流量および小流量の間でオイルポン
プ３から吐出される圧油を連続的に減少させる。また、
第４図は本実施例の制御による圧力変化に対する流量変
化を示しており、実線はステアリングホィール９０転舵
速度の小さい場合でアシスト油圧が高くなると連続的に
オイルポンプ３の吐出圧油量が減少したことを示し、破
線はステアリングホィール９０転舵速度が大きい場合で
流量の制御は行われない。

次に、作用を説明する。

第５図はコントロールユニット２１で実行される制御プ
ログラムであり、このプログラムに基づいて説明する。

まず、車両の低速走行時または据切り状態でステアリン
グホイール９の転舵速度が小さい場合には、ステアリン
グホイール９を切り始める操舵トルクおよびアシスト油
圧の小さい領域では圧力制御弁２の絞り部がステアリン
グホイール９の転舵状態に応じて絞られるとともに、オ
イルポンプ３から吐出される油圧が大きくなり、パワー
シリンダにはステアリングホイール９の転舵量に応した
圧油が供給され、通常の操舵が行われる。さらに、ステ
アリングホイール９の切り増しを行うと圧力制御弁２を
介してパワーシリンダに供給される油圧が増大する。こ
のとき、圧力センサ２３はオイルポンプ３の吐出側通路
２２と圧力制御弁２の間の油圧力を検出しているため、
この検出情報をコントロールユニット２１に出力する。

そして、コントロールユニット２１はステップＰＩにお
いて圧力センサ２３の検出情報に基づいて操舵トルクお
よびアシスト油圧が第３．４図のＡ点（油圧Ｐａ）を越
えたと判断したときにステップＰ２に進み、Ｐ２におい
て圧力センサ２３によって検出された圧力値の時間的変
化が比較的短いもの（規定値よりも小さい）と判断する
とステップＰ３に進み、ソレノイドバルブ１０に可変オ
リイス１２の流路を絞るための信号を出力する。このた
め、オイルポンプ３から吐出される圧油の量が第３図の
破線および第４図の実線で示すように連続的に減少する
。この結果、据切り時等にパワーシリンダに高いアシス
ト油圧が供給され、かつオイルポンプ３の吐出流量が減
少しているため、圧力制御弁２の絞り部を通過する圧油
量が少なくなり、キャビテーションの発生量が低減され
てステアリングホイール９の放射騒音が低減される。

次いで、車両の低速走行時または据切り状態でステアリ
ングホイール９の転舵速度が大きい場合には、圧力制御
弁２からパワーシリンダに供給される圧油量が急激に増
大する。このとき、圧力センサ２３は圧力値の時間的変
化が比較的大きい信号をコントロールユニット２１に出
力するため、コントロールユニット２１はステップＰ１
においてアシスト油圧がＰａよりも大きいものと判断し
て、ステップＰ２に進んだときにステアリングホイール
９の転舵速度が大きいものと判断してステップＰ。

に進まない。このため、アシスト油圧が第３．４図のＡ
点を越えてもソレノイドバルブ１０に圧油の流量を減少
させる信号を出力しない。このため、オイルポンプ３か
ら吐出される圧油量は第４図の破線で示すように変化す
る。したがって、急転舵時にオイルポンプ３の吐出量が
不足して転舵中に急にステアリングホイール９が重たく
なって操舵感が悪化するのを防止することができる。

次いで、転舵初期はステアリングホィール９０転舵速度
が小さく、切込み中に転舵速度が大きくなるようにした
場合には、コントロールユニット２１はアシスト圧力の
上昇速度が大きくなるまで圧油の吐出量を減少し、上昇
速度が太き（なると吐出量が大きくなるような信号をソ
レノイドバルブ１０に出力する。このため、ステアリン
グホイール９の転舵速度に応じた圧油量がパワーシリン
ダに供給される。

次いで、高速走行時にステアリングホイール９を転舵し
た場合には、はとんどの走行状態において第３．４図の
Ａ点よりも低いアシスト油圧が使用されるため、上述し
たような制御は行われず通常のパワーアシストが行われ
る。

このように本実施例では、圧力センサ２３からの検出情
報に基づいてオイルポンプ３の吐出流量を制御している
ため、アシスト油圧が大きい据切り時等においてステア
リングホイール９の転舵速度が小さい場合にオイルポン
プ３から吐出される圧油量を減少して、圧力制御弁２の
絞り部を通過する圧油量を減少させることができる。こ
のため、絞り部でキャビテーションが発生するのを抑制
することができ、ステアリングホイールの放射騒音を抑
制することができる。

第６．７図は本発明に係る動力舵取装置の第２実施例を
示す図であり、第１実施例と同一部分には同一番号を付
して説明を省略する。

本実施例では第６図に示すように可変オリフィス１２と
圧力センサ２３の間にオリフィス挿入手段３１を設けた
ものである。この挿入手段３１は可変オリフィス１２と
パワーステアリングギヤ１を連通ずる連通位置３１ａお
よび可変オリフィス１２とパワーステアリングギヤ１を
オリフィスを介して連通ずる連通位置３１ｂを有してい
る。この挿入手段３１はコントロールユニット２１に接
続されており、このユニット２１に格納された後述する
制御プログラムに基づいて切換位置が可変されるように
なっている。

第７図はコントロールユニット２１で実行される制御プ
ログラムを説明するフローチャートである。

まず、ステップＰ、でアシスト油圧がＡ点に示すアシス
ト油圧Ｐａを越えているか否かを判別し、越えていない
場合には据切り状態でないものと判断してステップＰＺ
、Ｐ３に進み、オリフィス挿入手段３１およびソレノイ
ドバルブ１０に信号を送信しない。このため、挿入手段
３１は切換位置３１ａに位置するとともにポンプ３の吐
出量が大きくなるため、通常のパワーアシストが行われ
る。一方、ステップＰ１でアシスト油圧がＡ点に示すＰ
ａを越えている場合には据切り状態であるものと判断し
、ステップＰ４に進み挿入手段３１に信号を出力する。

このため、挿入手段３１は連通位置３１ｂに切換えられ
る。次いで、ステップＰ５に進み、圧力センサ２３から
の検出情報に基づいてアシスト油圧の上昇速度が規定値
よりも大きいか否かを判別し、規定値よりも大きいとき
にはステアリングホイールの回転速度が大きいものと判
断してステップＰ６に進み、ソレノイドバルブ１０に流
量を減少する信号を出力しない。一方、規定値よりも小
さいときにはステアリングホイールの回転速度が小さい
ものと判断してステップＰ７に進み、ソレノイドバルブ
１０に流量を減少する信号を出力する。このため、オイ
ルポンプ３の吐出量がステアリングホイールの転舵速度
に応じて急激に変化したり、圧油が振動する場合でも可
変オリフィス１２の出口にオリフィスが挿入されるので
、パワーシリンダに供給される圧油量の時間的変化が緩
やかになり、第１実施例と同様の効果に加えて流量変化
による操舵違和感を緩和することができるという効果が
得られる。

（効果） 本発明によれば、転舵速度検出手段からの出力信号に基
づいてオイルポンプの吐出流量を制御しているので、ア
シスト油圧が大きい据切り時等においてステアリングホ
イールの転舵速度が小さい場合にオイルポンプから吐出
される圧油量を減少させて圧力制御弁の絞り部を通過す
る圧油量を減少させることができる。この結果、絞り部
でキャビテーションが発生するのを抑制することができ
、ステアリングホイールの放射騒音を抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明に係る動力舵取装置の第１実施例を
示す図であり、第１図はその構成図、第２図はその油圧
回路図、第３図はその油圧特性を示す特性図、第４図は
その流量特性を示す特性図、第５図はそのコントロール
ユニットで実行されるプログラムのフローチャート、第
６．７図は本発明に係る動力舵取装置の第２実施例を示
す図であり、第６図はその油圧回路図、第７図はそのコ
ントロールユニットで実行されるプログラムのフローチ
ャート、第８図は従来の動力舵取装置の構成図である。 ２・・・・・・圧力制御弁、 ３・・・・・・オイルポンプ、 ９・・・・・・ステアリングホイール、１０・・・・・
・ソレノイドバルブ（制御手段）、２１・・・・・・コ
ントロールユニット（転舵状Ｂ検出手段） ２３・・・・・・圧力センサ（転舵状態検出手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪操舵系に設けられ、内部に形成された左右の
   油圧室にオイルポンプから吐出された圧油が供給される
   ことにより操舵力をアシストするパワーシリンダと、オ
   イルポンプとパワーシリンダの間に介装され、オイルポ
   ンプから吐出された圧油をステアリングホイールの転舵
   状態に応じて左右の油圧室に切換え供給する圧力制御弁
   と、を備えた動力舵取装置において、前記ステアリング
   ホイールの転舵速度を検出する転舵速度検出手段と、オ
   イルポンプの吐出流量を制御する制御手段と、を設け、
   転舵速度検出手段からの出力信号に基づいてオイルポン
   プの吐出量を制御するようにしたことを特徴とする動力
   舵取装置。
2. （２）前記オイルポンプの吐出側通路と圧力制御弁の間
   に圧力センサを設け、該圧力センサの検出情報に基づい
   てステアリングホイールの転舵速度を求めるようにした
   ことを特徴とする請求項第１記載の動力舵取装置。
3. （３）前記オイルポンプの吐出側通路にコントロールユ
   ニットからの出力信号に基づいてオリィフィスを挿入す
   るオリフィス挿入手段を設け、オイルポンプの吐出流量
   の減少時に吐出側通路中にオリフィスを挿入することを
   特徴とする請求項第１記載の動力舵取装置。