JPH06508B2 - 車両に使用されるパワ−・ステアリング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、車両に使用されるパワー・ステアリングの
改良に関する。

背景技術 一般に、車両に使用されるパワー・ステアリングは、オ
イル・リザーバ、オイル・ポンプ、フロー・コントロー
ル・バルブ、一対の反力室を備えたコントロール・バル
ブ、およびパワー・シリンダを含む油圧回路に構成さ
れ、そのフロー・コントロール・バルブがそのオイル・
ポンプから送られる圧油の流量を調整し、さらに、その
コントロール・バルブがそのフロー・コントロール・バ
ルブからそのパワー・シリンダに送られる圧油の方向を
制御して、そのパワー・シリンダを動作し、適度の反
力、すなわち、手応えを得ながら操舵可能にしてきてい
る。

そのようなパワー・ステアリングでは、そのコントロー
ル・バルブの僅かな動きによってもそのパワー・シリン
ダが動作され、操舵に要求される力が増幅されるので、
そのコントロール・バルブには、ステアリング・ホイー
ルの回転に応じて適正に動作されること、換言するなら
ば、そのステアリング・ホイールの回転に対して動作遅
れが少ないことが要求される。

しかし、インテグラル型パワー・ステアリングを使用し
た車両においては、ステアリング・シャフトのスプライ
ン結合部分、ウオーム・シャフトとパワー・ピストンと
のボール・スクリュ結合部分、そのパワー・ピストンと
セクタ・シャフトとの噛合部分、そのステアリング・シ
ャフトとそのウオーム・シャフトとの連結部分などにが
たつきを生じ、それらのがたつきが総合されていわゆる
ステアリング・ホイールの遊びとして現われ、そのステ
アリング・ホイールを回転させる際、そのコントロール
・バルブ・スプールの往復摺動において動作遅れを生じ
る傾向にあった。

また、リンケージ型パワー・ステアリングでは、通常、
ドラック・リンクを介してナックル・アームに連結され
るリンク・レバーと、ピットマン・アームおよびマニュ
アル・ステアリング・ギア・ボックスを介してステアリ
ング・ホイールに連結されるコンペンセーテイング・ロ
ッドとの間に配置されてきているので、それらの連結部
分やそのステアリング・ギア・ボックスにおけるがたつ
き、所謂、遊びによって動作遅れを生じる傾向にあっ
た。

発明の目的・課題 この発明の目的・課題は、ステアリングにおける遊びを
補正し、ステアリング・ホイールの切り遅れ、すなわ
ち、ステアリングの動作遅れを防止し、応答性を改良
し、操縦安定性を向上し、操作感覚の変化を少なくし、
ステアリング操作による疲労を軽減し、より安全な走行
を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。

目的・課題に係る構成上の発明の概要： 請求する発明の内容 上述の目的・課題に関連して、この発明の車両に使用さ
れるパワー・ステアリングは、一対のシリンダ室を備え
たパワー・シリンダ、オイル・ポンプ、一対の反力室を
備えたコントロール・バルブ、フロー・コントロール・
バルブ、およびオイル・リザーバを含む油圧回路に構成
されて操舵するものにして、しかも、補正油圧配管がそ
のフロー・コントロール・バルブとそのコントロール・
バルブとの間で、その油圧回路の配管から分岐され、ア
キュムレータがその補正油圧配管に接続され、一対の切
遅れ補正油圧配管がそのシリンダ室および反力室の何れ
か一方とそのアキュムレータとの間に接続され、補正圧
力制御弁がそのアキュムレータの圧力を設定値に保つよ
うに、その補正油圧配管に配置され、一対の切遅れ補正
弁がその切遅れ補正油圧配管に配置され、そして、コン
トロール・ユニットが操舵量センサ、および圧力センサ
に電気的に接続され、それらセンサからの信号に応じ
て、その切遅れ補正弁に流れる出力電流を制御し、その
切遅れ補正弁を開閉する構成になし、所定の圧力の圧油
をそのアキュムレータに蓄え、そのコントロール・ユニ
ットがその切遅れ補正弁を選択的に開閉し、そのシリン
ダ室および反力室の何れか一方にそのアキュムレータの
圧油を供給し、そのパワー・シリンダおよびコントロー
ル・バルブの何れか一方を迅速に駆動するか、動作させ
るものである。

具体例の説明 以下、この発明に係る車両に使用されるパワー・ステア
リングの望ましい具体例について、図面を参照して説明
する。

第１図は、トラックに適用されたこの発明の車両に使用
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。

そのパワー・ステアリング１０は、前車輪を操舵するた
めに、リンケージ型に具体化されたもので、ナックル・
アーム（図示せず）、ドラック・リンク（図示せず）、
リンク・レバー、（図示せず）、コンペンセーテイング
・ロッド（図示せず）、ピットマン・アーム（図示せ
ず）、ステアリング・ギア・ボックス（図示せず）、ス
テアリング・シャフト（図示せず）、ステアリング・ホ
イール（図示せず）、一対のシリンダ室３４、３５を備
えたパワー・シリンダ１１、オイル・ポンプ１２、一対
の反力室４８、４９を備えたコントロール・バルブ１
３、フロー・コントロール・バルブ１４、オイル・リザ
ーバ１５、そのコントロール・バルブ１３の一対の反力
室４８、４９を互いに連絡する反力調整通路１６、その
反力室４８、４９のための反力調整弁１７、補正油圧配
管１８、アキュムレータ１９、一対の切遅れ補正油圧配
管２０、２１、補正圧力制御弁２２、一対の切遅れ補正
弁２３、２４、コントロール・ユニット２５、操舵量セ
ンサ２６、圧力センサ２７および車速センサ２８とを含
んで構成されている。

そのように、そのパワー・ステアリング１０は、リンク
機構に構成される部分と、油圧回路に構成される部分と
よりなるもので、その油圧回路に構成される部分につい
て、詳述するに、そのパワー・シリンダ１１は、そのコ
ントロール・バルブ１３のバルブ・ボデイ４０を組み込
み、そのコントロール・バルブ１３のパワー・シリンダ
・ポート４５、４６、４７に接続されるオイル・ポート
３６、３７に連通したシリンダ・ボア３１を形成したパ
ワー・シリンダ・ボデイ３０と、そのシリンダ・ボア３
１内に往復摺動可能に嵌め合わせられ、そのオイル・ポ
ート３６、３７に対応して接続された一対のシリンダ室
３４、３５をそのシリンダ・ボア３１内に形成するパワ
ー・ピストン３２と、そのパワー・ピストン３２に一端
を固定し、そのパワー・シリンダ・ボデイ３０の外側に
他端側を出し入れ可能に伸長しているピストン・ロッド
３３とより構成され、そのパワー・シリンダ・ボデイ３
０をそのリンク・レバーに、そのピストン・ロッド３３
をシャシ・フレーム（図示せず）にそれぞれ回転可能に
連結している。

また、このパワー・シリンダ１１はそのシリンダ室３４
のオイル・ポート３６とそのコントロール・バルブ１３
のパワー・シリンダ・ポート４５、４７とを連絡する連
通路６４、６５およびそのシリンダ室３５のオイル・ポ
ート３７とそのコントロール・バルブ１３のパワー・シ
リンダ・ポート４６とを連絡する連通路６６を備えてい
る。

さらに、そのパワー・シリンダ１１は、そのシリンダ室
３４、３５に対応して開口された補正油圧ポート３８、
３９を備えている。

そのように構成されたパワー・シリンダ１１では、その
パワー・ピストン３２の動きが、そのパワー・シリンダ
・ボデイ３０およびピストン・ロッド３３の動きになっ
て、そのリンク・レバー、ドラック・リンク、およびナ
ックル・アームを経て、前車輪に伝達され、そのように
して、そのパワー・シリンダ１１はその前車輪を操舵す
る。

そのオイル・ポンプ１２は、そのトラックに搭載された
内燃機関（図示せず）によって駆動され、そのパワー・
シリンダ１１に圧油を供給するために、そのコントロー
ル・バルブ１３のポンプ・ポート４３にオイル・リザー
バ１５を接続するところのその油圧回路の油圧配管６２
に配置され、そのオイル・リザーバ１５内の油を吸い上
げ、加圧し、その内燃機関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１２は、既存のパワー・ステアリングに使用さ
れるオイル・ポンプと同様な構造に製作されたもので、
その説明については、省略する。

そのコントロール・バルブ１３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１１の
パワー・シリンダ・ボデイ３０に組み込まれ、スプール
・シャフト９６をそのコンペンセーテイング・ロッドに
連結し、そのピットマン・アーム・ステアリング・ギア
・ボックス、およびステアリング・シャフトを介して、
そのステアリング・ホイールでバルブ操作され、また、
その油圧回路においては、そのパワー・シリンダ１１に
そのオイル・ポンプ１２およびオイル・リザーバ１５を
接続する配管、すなわち、圧油供給配管６２、圧油戻り
配管６３、および連通路６４、６５、６６に配置され、
そのオイル・ポンプ１２から吐出された圧油を方向制御
し、そのパワー・シリンダ１１に供給し、また、そのパ
ワー・シリンダ１１で作業した圧油を方向制御し、その
オイル・ポンプ１２の吸込み側であるそのオイル・リザ
ーバ１５にその圧油を戻す。

そのコントロール・バルブ１３は、バルブ・ボデイ４０
と、そのバルブ・ボデイ４０のスプール・ボア４１に往
復摺動可能に配置されたコントロール・バルブ・スプー
ル４２とを含み、そのコントロール・バルブ・スプール
４２がそのスプール・シャフト９６、コンペンセーテイ
ング・ロッド、ピットマン・アーム、ステアリング・ギ
ア・ボックス、およびステアリング・シャフトを介して
そのステアリング・ホイールでそのスプール・ボア４１
内に往復摺動され、そのパワー・シリンダ１１の一対の
シリンダ室３４、３５に流れる圧油を切り替え、その切
替え動作に伴って、そのシリンダ室３４、３５からその
オイル・リザーバ１５に戻される圧油を方向制御する。

そのバルブ・ボデイ４０は、所定の内径および長さを有
するスプール・ボア４１を内部に形成し、また、一方の
側（第１図において、上方の側）に所定の間隔を置いて
そのスプール・ボア４１に連絡されたポンプ・ポート４
３およびタンク・ポート４４を形成し、他方の側（第１
図において、下方の側）にほぼ等間隔で離され、そのス
プール・ボア４１に連絡された３つのパワー・シリンダ
・ポート４５、４６、４７を形成している。

そのポンプ・ポート４３は、圧油供給配管６２を介し
て、そのオイル・ポンプ１２の吐出側に接続され、ま
た、そのタンク・ポート４４は、その圧油戻り配管６３
を介して、そのオイル・リザーバ１５に接続され、さら
に、そのパワー・シリンダ・ポート４５、４６、４７
は、連通路６４、６５、６６を介してパワー・シリンダ
１１のシリンダ室３４、３５に接続されている。

さらに、そのバルブ・ボデイ４０は、そのスプール・ボ
ア４１内において、そのコントロール・バルブ・スプー
ル４２の両側にそれぞれ形成された反力室４８、４９を
互いに連絡するのに使用される一対の反力ポート５０、
５１を形成している。

そのコントロール・バルブ・スプール４２は、両端面に
開口されたボア５２、５３を備え、そのスプール・ボア
４１に往復摺動可能に配置され、そのように、そのスプ
ール・ボア４１に嵌め合わせられた状態で、そのボア５
２、５３は、そのスプール・ボア４１内において、その
コントロール・バルブ・スプール４２の両側に形成され
る一対の反力室４８、４９の容積を大きくする。

また、このコントロール・バルブ・スプール４２は、そ
のスプール・ボア４１内に往復摺動する際、自身の摺動
方向に応じて、その反力室４８、４９の何れか一方に圧
油を供給する一対の反力連通ポート５４、５５を備えて
いる。

特に、そのコントロール・バルブ・スプール４２は、そ
の反力連通ポート５４、５５に関して、軸方向に所定の
間隔を置いたスプール溝５６、５７、５８を外周面に形
成している。

勿論、そのスプール溝５７、５８には、その反力室４
８、４９に連通した反力連通ポート５４、５５が対応し
て開口されてあり、その結果、その反力連通ポート５
４、５５は、そのコントロール・バルブ・スプール４２
の動きに伴われたスプール・ボア４１内におけるそのス
プール溝５７、５８の位置によって、パワー・シリンダ
・ポート４６、４７をその反力室４８、４９に連絡し、
また、そのスプール溝５６は、ポンプ・ポート４３をパ
ワー・シリンダ・ポート４５に連絡する。

さらに、そのコントロール・バルブ・スプール４２は、
ステアリング操作に応動して、そのスプール・ボア４１
内に往復摺動されるように、そのバルブ・ボデイ４０を
貫通して、そのスプール・ボア４１内に伸長されたスプ
ール・シャフト９６の先端にスプールのほぼ中央（スプ
ール・センタ）を連結している。勿論、そのスプール・
シャフト９６は、後端をそのコンペンセーテイング・ロ
ッドに連結している。

そのフロー・コントロール・バルブ１４は、その油圧回
路において、そのオイル・ポンプ１２およびオイル・リ
ザーバ１５にそのコントロール・バルブ１３を接続する
油圧配管、すなわち、圧油供給配管６２および圧油戻り
配管６３に配置されている。

そのフロー・コントロール・バルブ１４は、そのオイル
・ポンプ１２の吐出側に接続されるポンプ・ポート５
９、そのコントロール・バルブ１３のポンプ・ポート４
３側に接続されるコントロール・バルブ・ポート６０、
およびそのオイル・ポンプ１２の吸込み側に接続される
リターン・ポート６１を備えたケーシングと、そのケー
シング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・スプールとを含む構成で、そのポンプ
・ポート５９側に送られる圧油の流量を調整して、所定
の流量をそのコントロール・バルブ・ポート６０側に送
り、また、その圧油の余剰流量をそのリターン・ポート
６１からそのオイル・リザーバ１５にコントロール・バ
ルブ・バイパス６７を経て戻すようにしている。

勿論、そのフロー・コントロール・バルブ１４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１６は、一端を反力ポート５０に、他
端を反力ポート５１にそれぞれ接続し、それら反力室４
８、４９を互いに連絡し、そのコントロール・バルブ１
３におけるコントロール・バルブ・スプール４２の動き
に応じて、反力室４８、４９の間に圧油の移動を可能に
する。

その反力調整弁１７は、その反力調整通路１６に配置さ
れ、その反力室４８、４９間に流れる圧油量を調整し、
それら反力室４８、４９内の圧力を調整する。

その反力調整弁１７は、スプール・チャンバ（図示せ
ず）、および、そのスプール・チャンバに連絡された一
対のポート６９、７０を備えるバルブ・ボデイ６８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とより構成されている。

従って、そのスプールの往復摺動に応じて、そのポート
６９、７０間を流れる圧油の流量が調整され、換言する
ならば、そのコントロール・バルブ１４の反力室４８、
４９内の圧力の調整がなされる。

勿論、その反力調整弁１７は、その一対のポート６９、
７０間を流れる圧油の流量を調整し得るものであれば、
形態は任意であり、例えば、ロータリ型に構成すること
も可能である。

その反力調整弁１７は、反力調整用アクチュエータ７１
によって開閉される。すなわち、そのアクチュエータ７
１は、サーボ・モータで、その反力調整弁１７のスプー
ルを往復摺動させ、そのスプール・チャンバ内の通路断
面積を変えるように、そのスプールに連結されている。

勿論、そのアクチュエータ７１は、後述するコントロー
ル・ユニット２５に電気的に接続され、そのコントロー
ル・ユニット２５からの出力電流によってそのスプール
を往復摺動させるものであれば、その形態は任意であ
り、例えば、ステッピング・モータや電磁コイルをその
アクチュエータ７１として使用することも可能である。

その補正油圧配管１８は、その油圧回路におけるそのフ
ロー・コントロール・バルブ１４とそのコントロール・
バルブ１３との間で、その油圧配管、すなわち、圧油供
給配管６２から分岐されている。

そのアキュムレータ１９は、その補正油圧配管１８に接
続され、そのオイル・ポンプ１２から吐出され、そのフ
ロー・コントロール・バルブ１４を経てその圧油供給配
管６２内に流れる圧油の一部分を蓄える。その蓄えられ
る圧油の圧力は１５〜２０kg f/cm²に設定されている。

一対の切遅れ補正油圧配管２０、２１は、そのパワー・
シリンダ１１のパワー・シリンダ・ボデイ３０に形成さ
れた補正油圧ポート３８、３９にそのアキュータ１９を
接続し、そのパワー・シリンダ１１のシリンダ室３４、
３５をそのアキュムレータ１９に接続して、そのアキュ
ムレータ１９に蓄えられた圧油をそのシリンダ室３４、
３５に直接的に供給可能にしている。

その補正圧力制御弁２２は、そのオイル・ポンプ１２か
ら吐出され、そのフロー・コントロール・バルブ１４を
経て、そのコントロール・バルブ１３に流れる圧油の一
部分をそのアキュムレータ１９に供給し、そのアキュム
レータ１９に圧油を蓄え、そのアキュムレータ１９の圧
力を設定値に保つように、その圧油供給配管６２に関連
して、その補正油圧配管１８に配置されている。

勿論、その補正圧力制御弁２２は、そのアキュムレータ
１９の圧力とスプリングとの力の平衡および不平衡で切
替え動作されるところのスプール弁に具体化されてい
る。

その補正圧力制御弁２２は、バルブ・ボデイ７２と、そ
のバルブ・ボデイ７２のスプール・ボア７３に往復摺動
可能に配置されたスプール７４と、圧力設定スプリング
７５とより構成されている。

そのバルブ・ボデイ７２は、内部にスプール・ボア７３
を形成し、また、そのスプール・ボア７３には、対応さ
れた背圧室７６およびスプリング室７７が備えられてい
る。

さらに、そのバルブ・ボデイ７２は、一方の側（第１図
において、上方の側）に所定の間隔を置いて、そのスプ
ール・ボア７３に連絡された主ポンプ・ポート７８およ
び補助ポンプ・ポート７９を形成し、他方の側（第１図
において、下方の側）にコントロール・バルブ・ポート
８０およびアキュムレータ・ポート８１をそれら主およ
び補助ポンプ・ポート７８、７９に対応させて形成し、
さらに、その背圧室７６に連絡された背圧リード・ポー
ト８２を形成している。

その主ポンプ・ポート７８およびコントロール・バルブ
・ポート８０はその圧油供給配管６２に接続され、ま
た、その補助ポンプ・ポート７９およびアキュムレータ
・ポート８１はその補正油圧配管１８に接続されてい
る。

その背圧リード・ポート８２は、そのアキュムレータ１
９側において、その補正油圧配管１８に背圧リード配管
８３で接続され、そのアキュムレータ１９の圧油をその
背圧室７６に導き得るようにしている。

さらに、そのバルブ・ボデイ７２は、そのスプール７４
に形成された所定のランド８５、８６、８７に関連し
て、その主ポンプ・ポート７８およびコントロール・バ
ルブ・ポート８０において、そのスプール・ボア７３の
内周面にリング溝８４を形成している。

そのスプール７４は、軸方向に所定の間隔でランド８
５、８６、８７、８８を形成し、その背圧室７６の圧力
とその圧力設定スプリング７５との力の平衡および不平
衡によって、そのスプール・ボア７３内に往復摺動さ
れ、その補助ポンプ・ポート７９およびアキュムレータ
・ポート８１を開閉する。

その圧力設定スプリング７５は、そのバルブ・ボデイ７
２に形成されたスプリング室７７に配置され、その背圧
室７６の圧力が設定値よりも低い場合、その背圧室側の
そのスプール・ボア７３に形成された肩部８９にそのス
プール７４を押し付け、その補助ポンプ・ポート７９お
よびアキュムレータ・ポート８１を開く。

一対の切遅れ補正弁２３、２４は、電磁型２方向制御弁
で、対応する切遅れ補正油圧配管２０、２１にそれぞれ
配置され、後に詳述されるコントロール・ユニット２５
からの出力電流で駆動され、そのアキュムレータ１９か
らそのパワー・シリンダ１１のシリンダ室３４、３５に
直接的に供給される圧油の量を制御する。

そのコントロール・ユニット２５は、操舵量センサ２
６、圧力センサ２７、および車速センサ２８に入力側を
それぞれ電気的に接続し、また、反力調整弁１７および
切遅れ補正弁２３、２４のアクチュエータ７１およびソ
レノイド・コイル９０、９１に出力側をそれぞれ電気的
に接続し、それらセンサ２６、２７、２８からの信号に
応じて、そのアクチュエータ７１およびソレノイド・コ
イル９０、９１に流れる出力電流を制御する。勿論、そ
のコントロール・ユニット２５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
されている。

また、このコントロール・ユニット２５は、予め決定さ
れた操舵パターンを記憶し、それらセンサ２６、２７、
２８からの信号を入力し、その操舵パターンに基づい
て、そのアクチュエータ７１およびソレノイド・コイル
９０、９１に出力電流を与え、また、それらセンサ２
６、２７、２８からの信号を一度入力し、例えば、その
ステアリング・ホイールに遊びが発生している場合に
は、その遊びが電気信号として、その操舵量センサ２６
によって与えられるので、その遊びを記憶し、その遊び
を考慮した上で、次のステアリング操作を予測して、そ
の切遅れ補正弁２３、２４のソレノイド・コイル９０、
９１に出力電流を与え、その遊びを少なくし、また、動
作おくれを生じさせないようにしている。

その操舵量センサ２６は、そのステアリング・ホイー
ル、すなわち、そのステアリング・シャフトの回転方
向、回転速度、および回転角度を検出するもので、所定
の位置において、そのステアリング・シャフトに配置さ
れている。

その圧力センサ２７は、一対のポート９２、９３を備え
たケーシング内にポペットを往復摺動可能に内蔵し、そ
のポート９２、９３に加えられる圧力に応じて電気的な
出力信号を発生するように構成されている。

その圧力センサ２７のポート９２は、そのパワー・シリ
ンダ１１の一方のシリンダ室３５とそのコントロール・
バルブ１３のパワー・シリンダ・ポート４６とを連結す
る連通路６６に連通路９４を介して接続され、また、そ
の圧力センサ２７のポート９３は、そのパワー・シリン
ダ１１の他方のシリンダ室３４とそのコントロール・バ
ルブ１３のパワー・シリンダ・ポート４５、４７とを連
結する連通路９５に連通路９５を介して接続されてい
る。

従って、その圧力センサ２７は、そのパワー・シリンダ
１１のシリンダ室３４、３５の圧力差を感知し、その差
圧に応じた電気的出力信号をそのコントロール・ユニッ
ト２５に送るようにしている。

その車速センサ２８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
ョンの出力軸に配置されている。

上述されたその操舵量センサ２６、圧力センサ２７、車
速センサ２８は、勿論、そのコントロール・ユニット２
５の入力回路にそれぞれ電気的に接続され、また、その
コントロール・ユニット２５の出力回路は、その反力調
整弁１７のアクチュエータ７１、および切遅れ補正弁２
３、２４のソレノイド・コイル９０、９１に電気的に接
続されている。

従って、その反力調整弁１７および切遅れ補正弁２３、
２４は、その操舵量センサ２６、圧力センサ２７、およ
び車速センサ２８からの信号に応じて、そのコントロー
ル・ユニット２５によって開閉される。

次に、上述のように構成されたパワー・ステアリング１
０によって、そのトラックが走行する際のそのトラック
の前車輪の操舵について述べるに、そのコントロール・
ユニット２５はその操舵量センサ２６、圧力センサ２
７、および車速センサ２８からのそれぞれの信号を常に
入力し、その反力調整弁１７のアクチュエータ７１、お
よび切遅れ補正弁２３、２４のソレノイド・コイル９
０、９１にそれぞれ流れる電流を制御し、そのステアリ
ング・ホイールの操作に適応可能な態勢にある。

今、そのパワー・ステアリング１０のリンク機構に遊び
が生じているならば、そのコントロール・ユニット２５
は、その車速センサ２８からの入力信号に関連して、そ
の操舵量センサ２６および圧力センサ２７からの入力信
号に基づいて演算し、その切遅れ補正弁２３、２４のソ
レノイド・コイル９０、９１に流れる出力電流を変え、
その切遅れ補正弁２３、２４を選択的に駆動する。

その切遅れ補正弁２３、２４の一方が開かれると、その
アキュムレータ１９に蓄えられた圧油がその切遅れ補正
油圧配管２０、２１の一方を流れてそのパワー・シリン
ダ１１のシリンダ室３４、３５の一方に直接的に、しか
も、急速に供給され、時間的に僅かに遅れて、そのステ
アリング・ホイールの回転に伴って、そのコントロール
・バルブ１３において、そのコントロール・バルブ・ス
プール４２が一方に摺動され、そのオイル・ポンプ１２
から吐出され、そのフロー・コントロール・バルブ１４
で流量制御され、その補正圧力制御弁２２を経た圧油が
そのように摺動されたそのコントロール・バルブ１３で
方向制御され、そのパワー・シリンダ１１のシリンダ室
３４、３５の一方に供給される。

そのようにして、そのパワー・シリンダ１１が駆動され
るので、そのパワー・ステアリング１０のリンク機構に
生じた遊びが速やかに回避される。

さらに具体的に述べるならば、そのパワー・ステアリン
グ１０において、そのステアリング・ホイールとそのコ
ントロール・バルブ１３のコントロール・バルブ・スプ
ール４２とを連結する操作力伝達機構、例えば、そのス
テアリング・シャフトのスプライン結合部分にがたつき
を生じ、所謂、そのステアリング・ホイールの遊びが大
きい場合、そのステアリング・ホイールを回転させて
も、その遊びの範囲内においてそのコントロール・バル
ブ・スプール４２は摺動されず、そのパワー・シリンダ
１１のシリンダ室３４、３５の圧力は実質的に等しい状
態に置かれている。

そのような状態で、そのステアリング・ホイールが回転
されると、そのコントロール・ユニット２５は、その圧
力センサ２７からの出力信号はもとより、その操舵量セ
ンサ２６からの出力信号を入力し、その切遅れ補正弁２
３、２４のソレノイド・コイル９０、９１の一方に流れ
る出力電流を変える。

そのように、そのソレノイド・コイル９０、９１の一方
に流れる電流が変えられる結果、その切遅れ補正弁２
３、２４の一方が開かれ、そのアキュムレータ１９内の
圧油がその切遅れ補正油圧配管２０、２１の一方を流れ
て、そのパワー・シリンダ１１のシリンダ室３４、３５
の一方に直接的に、しかも、急速に供給され、そのパワ
ー・シリンダ１１において、そのパワー・ピストン３２
がそのシリンダ室３４、３５の他方側に速やかに移動さ
れる。勿論、そのシリンダ室３４、３５の一方の選択お
よび供給される圧油の量は、その操舵量センサ２６から
の信号、すなわち、そのステアリング・シャフトの回転
速度、回転方向、および回転角度に応じてそのコントロ
ール・ユニット２５で決定される。

例えば、そのステアリング・ホイールが右廻りに回転さ
れ、そのステアリング・シャフトのスプライン結合部分
に遊びが生じているならば、そのコントロール・ユニッ
ト２５がその操舵量センサ２６からの信号を入力し、そ
の入力信号に応じてそのソレノイド・コイル９０に出力
電流を流し、その切遅れ補正弁２３を開く。

そのように、その切遅れ補正弁２３が開かれると、その
アキュムレータ１９に蓄えられた高圧の圧油がその切遅
れ補正油圧配管２０に流れて、そのパワー・シリンダ１
１のシリンダ室３４に供給される。

そのシリンダ室３４に高圧の圧油が供給されるので、そ
のパワー・ピストン３２は、第１図において、左側に摺
動され、そのパワー・シリンダ１１は縮む方向の動作を
始める。

また、僅かな遅れを伴って、そのコントロール・バルブ
１３において、そのコントロール・バルブ・スプール４
２がそのステアリング・シャフトを介してそのステアリ
ング・ホイールでそのスプール・ボア４１内に第１図
上、左側に摺動されるので、そのコントロール・バルブ
１３において、そのポンプ・ポート４３がそのパワー・
シリンダ・ポート４５にリング溝５６を介して連絡さ
れ、そのオイル・ポンプ１２から供給される圧油は、途
中、そのフロー・コントロール・バルブ１４および補正
圧力制御弁２２を経るようにして、その圧油供給配管６
２に流れ、さらに、連通路６４に流れてそのシリンダ室
３４に流れ、そのパワー・ピストン３２を第１図におい
て、さらに左側に摺動させ、そのパワー・シリンダ１１
をさらに縮む方向に動作させる。

従って、そのパワー・ステアリング１０において、その
ステアリング・ホイールとそのコントロール・バルブ１
３のコントロール・バルブ・スプール４２とを連結する
操作力伝達機構、例えば、そのステアリング・シャフト
のスプライン結合部分にがたつきを生じ、所謂、そのス
テアリング・ホイールの遊びが大きい場合にも、そのス
テアリング・ホイールが回転されるならば、その遊びの
範囲内においても、そのパワー・シリンダ１１が適正に
動作し、このパワー・ステアリング１０は、その前車輪
を操舵する。

勿論、そのような動作を可能にするために、そのコント
ロール・ユニット２５は、その操舵量センサ２６、およ
び圧力センサ２７からのそれぞれの信号を入力し、その
切遅れ補正弁２３、２４のソレノイド・コイル９０、９
１に流れる出力電流を制御しているが、そのコントロー
ル・ユニット２５は、それらセンサ２６、２７からのそ
れぞれの信号の関係が実質的に一定に維持されるよう
に、その切遅れ補正弁２３、２４のソレノイド・コイル
９０、９１に流れる出力電流を制御する。その結果、そ
のコントロール・ユニット２５の制御下で、その切遅れ
補正弁２３、２４を開閉することにより、そのステアリ
ング・ホイールの操作量とそのパワー・シリンダ１１の
内圧との関係が所定の関係に保たれ、その遊びの増加が
回避される。

さらに、このコントロール・ユニット２５は、一度、そ
の遊びを記憶すると、その遊びを考慮した上で、次の操
舵の遊びを予測して、その切遅れ補正弁２３、２４に流
れる出力電流を変え、そのような動作を繰り返し、その
遊びの増加を事前に回避するように動作する。

また、そのステアリング・ホイールが上述と逆方向に回
転されるならば、そのパワー・ステアリング１０は、上
述とは、実質的に逆に動作される。すなわち、そのコン
トロール・ユニット２５によって、その切遅れ補正弁２
４のソレノイド・コイル９１に電流が流れるので、その
切遅れ補正弁２４が開かれ、そのアキュムレータ１９に
蓄えられた高圧の圧油がその切遅れ補正油圧配管２１に
流れて、そのパワー・シリンダ１１のシリンダ室３５に
供給され、そのパワー・ピストン３２が第１図におい
て、右側に摺動され、そのパワー・シリンダ１１は伸び
方向の動作を始める。

次いで、そのコントロール・バルブ１３によって、その
パワー・シリンダ１１はさらに伸び方向に動作され、そ
のパワー・ステアリング１０は、前述とは逆方向におい
て、その前車輪を操舵する。

次には、そのステアリング・ホイールが操作される際、
その前車輪に切遅れが生じている場合、そのコントロー
ル・ユニット２５は、その操舵量センサ２６で検出され
たそのステアリング・ホイールの操作速度を入力し、記
憶された操舵パターンと比較演算し、出力電流をその切
遅れ補正弁２３、２４のソレノイド・コイル９０、９１
に選択的に流す。

すなわち、前述の遊びの場合と同様に、そのコントロー
ル・ユニット２５がその切遅れ補正弁２３、２４を選択
的に動作させ、そのアキュムレータ１９に蓄えられた高
圧の圧油をそのパワー・シリンダ１１のシリンダ室３
４、３５に選択的に直接的、かつ急速に供給され、その
パワー・シリンダ１１は迅速に駆動される。

その際、そのコントロール・ユニット２５は、その切遅
れの度合を記憶し、その切遅れを考慮した上で、次の操
舵の切遅れを予測し、その切遅れが少なくなるように、
その操舵量センサ２６で感知された入力信号に基づいて
比較演算した出力電流をそのソレノイド・コイル９０、
９１に選択的に流し、その切遅れ補正弁２３、２４を選
択的に開く。

その結果、そのステアリング・ホイールの操作に対する
その前車輪の切遅れが防止され、その切遅れに関するそ
のステアリング・ホイールの操作感覚の変化が防止され
る。

また、そのパワー・ステアリング１０において、操舵さ
れる際の反力は、反力調整弁１７によってなされる。

すなわち、そのトラックが低速走行している場合、その
コントロール・ユニット２５は車速センサ２８からの信
号に応じて、反力調整用アクチュエータ７１に出力電流
を流し、その反力調整弁１７の絞り量を少なくする。

従って、その反力調整弁１７における圧力降下が少なく
なり、その反力室４８、４９内の圧油は、そのコントロ
ール・バルブ・スプール４２の摺動に対して大きく抵抗
することなく、小さな操作力をもって操舵がなされる。

また、そのトラックが高速走行している場合、上述の場
合と逆に、その反力調整弁１７の絞り量が多くなる。

従って、その反力調整弁１７における圧力降下が大きく
なり、その反力室４８、４９内の圧油は、そのコントロ
ール・バルブ・スプール４２の摺動に対して大きな抵抗
となり、操舵に比較的大きな操作力が要求される。

第２図は、トラックに適用されたこの発明の車両に使用
されるパワー・ステアリングの他の具体例１００を概説
的に示している。

このパワー・ステアリング１００は、前述のパワー・ス
テアリング１０がアキュムレータ１９に蓄えられた高い
圧力の圧油をそのパワー・シリンダ１１に直接的に導
き、そのステアリング・ホイールの切遅れを回避するの
に対して、そのアキュムレータ１９に蓄えられた高圧の
圧油をそのコントロール・バルブ１０２に導き、そのス
テアリング・ホイールの切遅れを回避するものであり、
そのパワー・ステアリング１０の構成要素に相当する構
成要素には、同符号を付してそれらの詳細な説明は省略
する。

また、このパワー・ステアリング１００では、そのアキ
ュムレータ１９の圧油がそのコントロール・バルブ１０
２の反力室４８、４９に選択的に導入されるので、その
パワー・ステアリング１０の場合に比して、そのアキュ
ムレータ１９が小型化可能になる。

そのパワー・ステアリング１００は、リンケージ型に具
体化され、ナックル・アーム、ドラック・リンク、リン
ク・レバー、コンペンセーテイング・ロッド・ピットマ
ン・アーム、ステアリング・ギア・ボックス、ステアリ
ング・シャフト、ステアリング・ホイール、一対のシリ
ンダ室３４、３５を備えたパワー・シリンダ１０１、オ
イル・ポンプ１２、一対の反力室４８、４９を備えたコ
ントロール・バルブ１０２、フロー・コントロール・バ
ルブ１４、オイル・リザーバ１５と、そのコントロール
・バルブ１０２の一対の反力室４８、４９を互いに連絡
する反力調整通路１６、その反力室４８、４９のための
反力調整弁１７、補正油圧配管１８、アキュムレータ１
９、一対の切遅れ補正油圧配管１０３、１０４、補正圧
力制御弁２２、一対の切遅れ補正弁２３、２４、コント
ロール・ユニット２５、操舵量センサ２６、圧力センサ
２７および車速センサ２８とを含んで構成されている。

そのパワー・シリンダ１０１は、そのパワー・ステアリ
ング１０におけるパワー・シリンダ１１の補正油圧ポー
ト３８、３９を省いた構造に製作されている。

そのコントロール・バルブ１０２は、そのパワー・ステ
アリング１０におけるコントロール・バルブ１３に補正
油圧ポート１０５、１０６を付加した構造に製作されて
いる。すなわち、このコントロール・バルブ１０２で
は、その補正油圧ポート１０５、１０６がその反力室４
８、４９に対応して開口されて、そのバルブ・ボデイ４
０に形成されている。

一対の切遅れ補正油圧配管１０３、１０４は、そのコン
トロール・バルブ１０２のバルブ・ボデイ４０に形成さ
れた補正油圧ポート１０５、１０６にそのアキュムレー
タ１９を接続し、そのコントロール・バルブ１０２の反
力室４８、４９をそのアキュムレータ１９に接続して、
そのアキュムレータ１９に蓄えられた圧油をその反力室
４８、４９に選択的に供給し、そのコントロール・バル
ブ１０２の切換え動作遅れを回避している。

また、その切遅れ補正油圧配管１０３、１０４には、そ
のパワー・ステアリング１０の場合と同様に、切遅れ補
正弁２３、２４が配置されている。

そのように構成されたパワー・ステアリング１００は、
自身のリンク機構に遊びが生じたり、また、その前車輪
に切遅れが生じている場合、そのコントロール・ユニッ
ト２５が、その車速センサ２８からの入力信号に関連し
て、その操舵量センサ２６および圧力センサ２７からの
入力信号に基づいて演算し、その切遅れ補正弁２３、２
４のソレノイド・コイル９０、９１に流れる出力電流を
制御し、その切遅れ補正弁２３、２４を選択的に駆動し
て、その遊びおよび切遅れを回避する。

特に、このパワー・ステアリング１００では、そのアキ
ュムレータ１９に蓄えられた高圧の圧油がそのコントロ
ール・バルブ１０２の反力室４８、４９に選択的に、急
速に供給され、そのオイル・ポンプ１２から吐出された
圧油は、そのパワー・シリンダ１０１のシリンダ室３
４、３５に選択的に供給され、その遊びや切遅れは速や
かに回避される。

第３図は、第１および２図に示されたパワー・ステアリ
ング１０、１００に使用される他の補正圧力制御弁１１
０を示している。

その補正圧力制御弁１１０は、電磁型方向制御弁からな
り、その方向制御弁１１０のソレノイド・コイル１１１
をそのコントロール・ユニット２５に電気的に接続して
いる。

また、この方向制御弁１１０は、そのアキュムレータ１
９の下流側において、その補正油圧配管１８に配置さ
れ、そして、そのコントロール・ユニット２５に電気的
に接続された圧力センサ１１２からの信号に応じてその
コントロール・ユニット２５がそのソレノイド・コイル
１１１に流れる電流を制御して、切換え動作され、その
オイル・ポンプ１２から吐出された圧油をそのアキュム
レータ１９に供給可能にする。

上述のパワー・ステアリング１０、１００は、そのアキ
ュムレータ１９に蓄えられた高圧の圧油がそのパワー・
シリンダ１１のシリンダ室３４、３５およびそのコント
ロール・バルブ１３の反力室４８、４９の一方に供給さ
れるものとして説明されたが、そのアキュムレータ１９
の圧油は、そのシリンダ室３４、３５および反力室４
８、４９の両方に供給するように構成することも勿論、
可能である。

また、上述のパワー・ステアリング１０、１００は、リ
ンケージ型に具体化されたものとして説明されたが、そ
のパワー・ステアリング１０、１００は、ステアリング
・ギア部分にコントロール・バルブおよびパワー・シリ
ンダを組み込んだインテグラル型に具体化することも可
能である。

さらに、上述の具体例１０、１００における圧力センサ
２７は、そのパワー・シリンダ１１、１０１の一対のシ
リンダ室３４、３５の圧力を感知する１個のセンサとし
て構成され、それらシリンダ室３４、３５に接続される
ものとして説明したが、そのシリンダ室３４、３５のそ
れぞれのために独立して構成し、２個の圧力センサをそ
れぞれのシリンダ室３４、３５に接続することも可能で
ある。

発明の利便・利益 上述よりして、既に提案され、使用されてきているとこ
ろの反力が油圧で行われる車両に使用されるパワー・ス
テアリングに比較していえば、この発明の車両に使用さ
れるパワー・ステアリングは、アキュムレータがフロー
・コントロール・バルブとコントロール・バルブとの間
で、油圧回路の配管から分岐された補正油圧配管に接続
され、一対の切遅れ補正油圧配管がパワー・シリンダの
一対のシリンダ室およびコントロール・バルブの一対の
反力室の何れか一方とそのアキュムレータとの間に接続
され、補正圧力制御弁がその補正油圧配管に配置され、
そのアキュムレータの圧力を設定値に維持し、一対の切
遅れ補正弁がその切遅れ補正油圧配管に配置され、そし
て、コントロール・ユニットが操舵量センサおよび圧力
センサに電気的に接続され、それらセンサからの信号に
応じて、その切遅れ補正弁に流れる出力電流を制御し、
その切遅れ補正弁を開閉する構成を備えるので、この発
明の車両に使用されるパワー・ステアリングでは、その
コントロール・ユニットがその操舵量センサおよび圧力
センサからの信号に応じて、その切遅れ補正弁を切換え
動作させ、そのアキュムレータに蓄えられた高圧の圧油
がそのシリンダ室および反力室の一方に導入され、その
パワー・シリンダが迅速に駆動されるか、そのコントロ
ール・バルブが急速に切換え動作されて、圧油がそのシ
リンダ室に供給され、そのパワー・シリンダが迅速に駆
動され、ステアリングにおける遊び、殊に、そのステア
リング・ホイールの動きをそのコントロール・バルブに
伝達する操作力伝達機構にある遊びが自動的に補正さ
れ、また、そのステアリング・ホイールの切遅れが未然
に阻止され、換言するならば、そのステアリングの動作
遅れが未然に防止され、そのように、応答性が制御さ
れ、操縦安定性が向上され、操作感覚の変化が少なくな
り、ステアリング操作による疲労が軽減され、より安全
な走行が可能になり、極めて実用的で、特に、自動車に
とって非常に有用になる。

発明と具体例との関係 先のように、図面を参照しながら説明されたこの発明の
具体例からして、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、種々の設計的修正や変
更は容易に行われることであり、さらには、この発明の
内容が、その発明と本質的に同一の課題を充足し、その
発明と同一の効果を達成するところのその発明と本質的
に同一の態様に容易に置き換えられるでしょう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トラックに適用されたこの発明の車両に使用
されるパワー・ステアリングの具体例を示す概説図、第
２図は、同様に、トラックに適用されたこの発明の車両
に使用されるパワー・ステアリングの他の具体例を示す
概説図、および第３図は、第１および２図に示されたパ
ワー・ステアリングに使用される補正圧力制御弁を使用
状態で示した概説図である。 １１、１０１…パワー・シリンダ、１２…オイル・ポン
プ、１３、１０２…コントロール・バルブ、１４…フロ
ー・コントロール・バルブ、１５…オイル・リザーバ、
１６…反力調整通路、１７…反力調整弁、１８…補正油
圧配管、１９…アキュムレータ、２０、２１、１０３、
１０４…切遅れ補正油圧配管、２２、１１０…補正圧力
制御弁、２３、２４…切遅れ補正弁、２５…コントロー
ル・ユニット、２６…操舵量センサ、２７…圧力セン
サ、２８…車速センサ、３４、３５…シリンダ室、４
８、４９…反力室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のシリンダ室を備えたパワー・シリン
   ダ、オイル・ポンプ、一対の反力室を備えたコントロー
   ル・バルブ、フロー・コントロール・バルブ、およびオ
   イル・リザーバを含む油圧回路に構成されて操舵するも
   のにおいて、 補正油圧配管がそのフロー・コントロール・バルブとそ
   のコントロール・バルブとの間で、その油圧回路の配管
   から分岐され、 アキュムレータがその補正油圧配管に接続され、 一対の切遅れ補正油圧配管がそのシリンダ室および反力
   室の何れか一方とそのアキュムレータとの間に接続さ
   れ、 補正圧力制御弁がそのアキュムレータの圧力を設定値に
   保つように、その補正油圧配管に配置され、 一対の切遅れ補正弁がその切遅れ補正油圧配管に配置さ
   れ、そして、 コントロール・ユニットが操舵量センサ、および圧力セ
   ンサに電気的に接続され、それらセンサからの信号に応
   じて、その切遅れ補正弁に流れる出力電流を制御し、そ
   の切遅れ補正弁を開閉することを特徴とする車両に使用
   されるパワー・ステアリング。