JPH06509B2 - 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、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て、操舵するものにし
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、補正操舵弁が一対の補正操舵圧力室を備え
て、そのコントロール・バルブに配置され、切遅れ補正
通路がそのアキュムレータにその補正操舵圧力室を接続
し、補正圧力制御弁がそのアキュムレータの圧力を設定
値に配置され、切遅れ補正弁がその切遅れ補正通路に配
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それぞれ電気的に接続され、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、その切遅れ補正弁に切換え動作させ
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
弁に切換え動作をさせ、その補正操舵圧力室にそのアキ
ュムレータの圧油を選択的に供給し、そのコントロール
・バルブを急速に動作させ、そのオイル・ポンプから吐
出された圧油をそのパワー・シリンダのシリンダ室に選
択的に導き、そのパワー・シリンダを迅速に駆動するも
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。

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）、オイル・リザーバ１１、オイル・
ポンプ１２、フロー・コントロール・バルブ１３、コン
トロール・バルブ１４、パワー・シリンダ１５、そのコ
ントロール・バルブ１４の反力室４５、４６を互いに連
絡する反力調整通路１６、その反力室４５、４６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、補正操舵弁２０、切遅れ補正通路２１、２２、２
３、補正圧力制御弁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、車速センサ２
８、および圧力センサ２９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１５に圧油を供給するため
に、その油圧回路の油圧配管３０に配置され、オイル・
リザーバ１１内の油を吸い上げ、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構成され
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・ポンプと同様に構成され
るので、その説明については、省略する。

フロー・コントロール・バルブ１３は、その油圧回路に
おいて、そのオイル・リザーバ１１およびオイル・ポン
プ１２にそのパワー・シリンダ１５を接続する油圧配管
３０、３１に配置されている。

そのフロー・コントロール・バルブ１３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３
２、コントロール・バルブ１４の圧力ポート４０側に接
続されるコントロール・バルブ・ポート３３、および、
そのオイル・ポンプ１２の吸込み側に接続されるサクシ
ョン・ポート３４を備えるケーシングと、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３２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３３側に送り、
また、余剰流量をそのサクション・ポート３４からその
オイル・ポンプ１２の吸込み側、すなわち、オイル・リ
ザーバ１１にコントロール・バルブ・バイパス３５を介
し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１３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・バルブと同様に構成されるので、その構成の詳細
な説明を省略する。

そのコントロール・バルブ１４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１５に
組み込まれ、スプール・シャフトをそのコンペンセーテ
イング・ロッドに連結し、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、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、そのオイル・リザー
バ１１およびオイル・ポンプ１２にそのパワー・シリン
ダ１５を接続する油圧配管、すなわち、圧油供給配管３
０、圧油排出配管３１、および連通路６６、６７、６８
に配置され、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１３で流量調整された
圧油をそのパワー・シリンダ１５に供給し、また、その
パワー・シリンダ１５で作業した圧油をそのオイル・ポ
ンプ１２の吸込み側、すなわち、そのオイル・リザーバ
１１に戻す。

そのコントロール・バルブ１４は、バルブ・ボデイ３６
と、そのバルブ・ボデイ３６のスプール・ボア３７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３８と、そのバルブ・ボデイ３６において、そのスプ
ール・ボア３７を同心円的に広げたバルブ・ボア３９と
を含み、そのコントロール・バルブ・スプール３８がそ
のスプール・シャフト１１１、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３７内に往
復摺動され、そのパワー・シリンダ１５の一対のシリン
ダ室６４、６５に流れる圧油を切り替え、また、その補
正操舵弁２０をそのコントロール・バルブ・スプール３
８の外側に往復摺動可能に嵌め合わせながら、そのバル
ブ・ボア３９に往復摺動可能に配置されている。

そのバルブ・ボデイ３６は、所定の内径および長さを有
するスプール・ボア３７を内部に備え、さらに、そのス
プール・ボア３７を同心円的に広げるように、すなわ
ち、図に示されているように、そのスプール・ボア３７
の内径よりも大きい内径およびそのスプール・ボア３７
の長さよりも短かい長さを有するバルブ・ボア３９を内
部に備えている。

また、そのバルブ・ボデイ３６は、一方の側（図におい
て上方の側）に所定の間隔を置いてそのバルブ・ボア３
９に連絡される圧力ポート４０および排出ポート４１を
それぞれ形成し、他方の側（図において下方の側）にほ
ぼ等間隔で離され、そのバルブ・ボア３９に連絡される
３つのパワー・シリンダ・ポート４２、４３、４４をそ
れぞれ形成している。

その圧力ポート４０は、圧油供給通路３０を介してフロ
ー・コントロール・バルブ１３のコントロール・バルブ
・ポート３３に、その排出ポート４１は、圧油排出通路
３１を介してオイル・リザーバ１１に、また、そのパワ
ー・シリンダ・ポート４２、４３、４４は、パワー・シ
リンダ連通路６６、６７、６８を介してパワー・シリン
ダ１５の一対のシリンダ室６４、６５にそれぞれ接続さ
れる。

さらに、そのバルブ・ボデイ３６は、そのスプール・ボ
ア３７内において、そのコントロール・バルブ・スプー
ル３８の両側にそれぞれ形成された反力室４５、４６を
互いに連絡するのに使用される一対の反力ポート４７、
４８、およびそのコントロール・バルブ・スプール３８
の外周面でそのスプール・ボア３７から区画されたその
バルブ・ボア３９内において、その補正操舵弁２０の両
側にそれぞれ形成された補正操舵圧力室４９、５０に圧
油を給排する一対の補正操舵圧力ポート５１、５２を備
えている。

コントロール・バルブ・スプール３８は、両端面に開口
されたボア５３、５４をそれぞれ備え、そのスプール・
ボア３７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３７に嵌め合わせられた状態で、そのボ
ア５３、５４は、そのスプール・ボア３７内において、
そのコントロール・バルブ・スプール３８の両側に形成
される一対の反力室４５、４６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３８は、そ
のスプール・ボア３７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４５、４６の何れか一方に圧
油を供給する一対の反力連通ポート５５、５６を備えて
いる。

特に、そのコントロール・バルブ・スプール３８は、そ
の反力連通ポート５５、５６に関連して、軸方向に所定
の間隔を置いたスプール溝５８、５８、５９を外周に形
成している。

勿論、そのスプール溝５８、５９には、その反力室４
５、４６に連通した反力連通ポート５５、５６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
５、５６は、そのコントロール・バルブ・スプール３８
の動きに伴われたスプール・ボア３７内におけるそのス
プール溝５８、５９の位置によって、パワー・シリンダ
・ポート４３、４４をその反力室４５、４６に連絡し、
また、そのスプール溝５７は、圧力ポート４０をパワー
・シリンダ・ポート４２に連絡する。

また、そのコントロール・バルブ・スプール３８は、ス
テアリング操作に応動して、そのスプール・ボア３７内
に往復摺動されるように、そのバルブ・ボデイ３６を貫
通してそのスプール・ボア３７内に伸長されたスプール
・シャフト１１１の先端にスプールのほぼ中央を連結し
ている。勿論、そのスプール・シャフト１１１は、後端
をコンペンセーテイング・ロッドに連結している。

そのパワー・シリンダ１５は、そのコントロール・バル
ブ１４のバルブ・ボデイ３６を組み込み、そのコントロ
ール・バルブ１４のパワー・シリンダ・ポート４２、４
３、４４に接続されたシリンダ・ボア６１を備えたパワ
ー・シリンダ・ボデイ６０と、そのシリンダ・ボア６１
内に往復摺動可能に配置され、そのパワー・シリンダ・
ポート４２、４４、および４３に対応して接続された一
対のシリンダ室６４、６５をそのシリンダ・ボア６１内
に形成するパワー・ピストン６２と、そのパワー・ピス
トン６２に一端を固定し、そのパワー・シリンダ・ボデ
イ６０の外側に他端側を出し入れ可能に伸長している操
作ロッド６３とより構成され、そのパワー・シリンダ・
ボデイ６０をそのリンク・レバーに、その操作ロッド６
３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１５は、シリンダ室６４と
そのコントロール・バルブ１４のパワー・シリンダ・ポ
ート４２、４４とを連絡する連通路６６、６７、および
シリンダ室６５とそのコントロール・バルブ１４のパワ
ー・シリンダ・ポート４３とを連絡する連通路６８を備
えている。

そのように構成されたパワー・シリンダ１５では、その
パワー・ピストン６２の動きが、そのパワー・シリンダ
・ボデイ６０および操作ロッド６３の動きになつて、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１５はその前車輪を操舵する。

その反力調整通路１６は、一端を反力ポート４７に、他
端を反力ポート４８にそれぞれ接続し、それら反力室４
５、４６を互いに連絡し、そのコントロール・バルブ１
４におけるコントロール・バルブ・スプール３８の動き
に応じて、反力室４５、４６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４５、４６間に流れる圧油量を調整し、
それら反力室４５、４６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７０、７１を備えるバルブ・ボデイ６９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
７０、７１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４５、
４６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７０、
７１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７２
によって開閉される。すなわち、そのアクチュエータ７
２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７２は、後述するコントロー
ル・ユニット２６に電気的に接続され、そのコントロー
ル・ユニット２６からの電気信号に応じてそのスプール
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７２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１３とそのコントロール・
バルブ１４との間で、その油圧配管、すなわち、圧油供
給配管３０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１３を経てその圧油供給配
管３０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。

その補正操舵弁２０は一対の補正操舵圧力室４９、５０
を備えて、そのコントロール・バルブ１４に配置されて
いる。

その補正操舵弁２０は、スライド・スリーブに形成さ
れ、そのコントロール・バルブ・スプール３８の外周面
でスプール・ボア３７から区画されたそのバルブ・ボア
３９内において、そのバルブ・ボア３９の両側に補正操
舵圧力室４９、５０を形成するように、そのコントロー
ル・バルブ・スプール３８の外側に往復摺動可能に嵌め
合わせられながら、そのバルブ・ボデイ３６のバルブ・
ボア３９に往復摺動可能に配置されている。

そのスライド・スリーブ２０は、そのバルブ・ボデイ３
６の圧力ポート４０、排出ポート４１および、パワー・
シリンダ・ポート４２、４３、４４にそれぞれ対応する
ように、圧力連通ポート７３、排出連通ポート７４、お
よび、パワー・シリンダ連通ポート７５、７６、７７を
それぞれ備えている。

従って、そのスライド・スリーブ２０が中立位置に保持
された状態で、そのコントロール・バルブ・スプール３
８が何れか一方に摺動されれば、それら連通ポート７
３、７４、７５、７６、７７およびそのコントロール・
バルブ・スプール３８のスプール溝５７、５８、５９を
介して、圧力ポート４０および排出ポート４１がパワー
・シリンダ・ポート４２、４３、４４に切り替え接続さ
れることは勿論のこと、そのコントロール・バルブ・ス
プール３８が中立位置に保持された状態で、そのスライ
ド・スリーブ２０が何れか一方に摺動されれば、上述の
場合と実質的に同様に、それら連通ポート７３、７４、
７５、７６、７７およびそのコントロール・バルブ・ス
プール３８のスプール溝５７、５８、５９を介して、そ
の圧力ポート４０および排出ポート４１がそのパワー・
シリンダ・ポート４２、４３、４４に切替え接続され
る。

また、その補正操舵弁２０はその補正操舵圧力室４９、
５０にそれぞれ配置されたセンターリング・スプリング
７８、７９によって、そのバルブ・ボア３９内で中立位
置に復帰可能にされている。

さらに、その補正操舵圧力室４９、５０には、前述され
たように、それぞれに開口された補正操舵圧力ポート５
１、５２が備えられ、その補正操舵圧力室４９、５０に
圧油の供給および排出を可能にしている。

その切遅れ補正通路２１、２２、２３がそのアキュムレ
ータ１８にその補正操舵圧力室４９、５０を接続し、そ
のアキュムレータ１８に蓄積された高い圧力の圧油をそ
の補正操舵圧力室４９、５０に供給するもので、その供
給される圧油は、後に詳述される切遅れ補正弁２５によ
って制御される。

従って、その切遅れ補正通路２１は、そのアキュムレー
タ１８に一端を、その切遅れ補正弁２５の圧力ポート１
０２に他端をそれぞれ接続し、また、その切遅れ補正通
路２２、２３は、その切遅れ補正弁２５の制御ポート１
０５、１０６とその補正操舵弁２０の補正操舵圧力室４
９、５０とを接続している。

その補正圧力制御弁２４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１３を
経て、そのコントロール・バルブ１４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３０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２４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２４は、バルブ・ボデイ８０と、そ
のバルブ・ボデイ８０のスプール・ボア８１に往復摺動
可能に配置されたスプール８２と、圧力設定スプリング
８３とより構成されている。

そのバルブ・ボデイ８０は、内部にスプール・ボア８１
を形成し、また、そのスプール・ボア８１には、対応さ
れた背圧室８４およびスプリング室８５が備えられてい
る。

さらに、そのバルブ・ボデイ８０は、一方の側（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８１に連絡された主ポンプ・ポート８６および補助
ポンプ・ポート８７を形成し、他方の側（図において下
方の側）にコントロール・バルブ・ポート８８およびア
キュムレータ・ポート８９をそれら主および補助ポンプ
・ポート８６、８７に対応させて形成し、さらに、その
背圧室８４に連絡された背圧リード・ポート９０を形成
している。

その主ポンプ・ポート８６およびコントロール・バルブ
・ポート８８はその圧油供給配管３０に接続され、ま
た、その補助ポンプ・ポート８７およびアキュムレータ
・ポート８９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９０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
９１で接続され、そのアキュムレータ１９の圧油をその
背圧室８４に導き得るようにしている。

さらに、そのバルブ・ボデイ８０は、そのスプール８２
に形成された所定のランド９３、９４、９５に関連し
て、その主ポンプ・ポート８６およびコントロール・バ
ルブ・ポート８８において、そのスプール・ボア８１の
内周面にリング溝９２を形成している。

そのスプール８２は、軸方向に所定の間隔でランド９
３、９４、９５、９６を形成し、その背圧室８４の圧力
とその圧力設定スプリング８３との力の平衡および不平
衡によって、そのスプール・ボア内に往復摺動され、そ
の補助ポンプ・ポート８７およびアキュムレータ・ポー
ト８９を開閉する。

その圧力設定スプリング８３は、そのバルブ・ボデイ８
０に形成されたスプリング室８５に配置され、その背圧
室８４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８１に形成された肩部９７にそのス
プール８２を押し付け、その補助ポンプ・ポート８７お
よびアキュムレータ・ポート８９を開く。

その切遅れ補正弁２５は、その切遅れ補正通路２１、２
２、２３に配置され、その補正操舵弁２０の補正操舵圧
力室４９、５０に流れるところのそのアキュムレータ１
８に蓄積された高い圧力の圧油を制御し、その補正操舵
弁２０に迅速なバルブ切換え動作を保証する。すなわ
ち、その切遅れ補正弁２５は、そのアキュムレータ１８
に蓄積された高い圧力の圧油をその補正操舵弁２０の補
正操舵圧力室４９、５０に選択的に供給し、その補正操
舵弁２０に実質的に“おくれ”のない動作を可能にす
る。

その切遅れ補正弁２５は、スプール型電磁方向制御弁
で、バルブ・ボデイ９８と、そのバルブ・ボデイ９８に
形成されたバルブ・ボア９９内に往復摺動可能に嵌め合
わせられたスプール８２と、そのスプール１００を駆動
するソレノイド・コイル１０１とを含んで構成され、そ
のスプール１００がそのソレノイド・コイル１０１で駆
動され、圧力ポート１０２を制御ポート１０５、１０６
に選択的に切替え接続し、それに伴って、その制御ポー
ト１０５、１０６をタンク・ポート１０３、１０４に切
替え接続し、そのアキュムレータ１８に蓄積された高い
圧力の圧油をその補正操舵弁２０の補正操舵圧力室４
９、５０に選択的に供給し、スライド・スリーブ２０を
迅速に駆動させる。勿論、そのソレノイド・コイル１０
１には、後に詳述されるコントロール・ユニット２６に
よって制御された電流が与えられ、その制御された電流
でそのソレノイド・コイル１０１はそのスプール１００
を駆動する。

そのコントロール・ユニット２６は、操舵量センサ２
７、車速センサ２８、および圧力センサ２９に入力側を
それぞれ電気的に接続し、また、反力調整弁１７のアク
チュエータ７２、およびその切遅れ補正弁２５のソレノ
イド・コイル１０１に出力側をそれぞれ電気的に接続
し、それらセンサ２７、２８、２９からの信号に応じ
て、そのアクチュエータ７２、およびソレノイド・コイ
ル１０１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２６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、そのコントロール・ユニット２６は、予め決定さ
れた操舵パターンを記憶し、それらセンサ２７、２８、
２９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７２、およびソレノイド・コイ
ル１０１に出力電流を与え、また、それらセンサ２７、
２８、２９からの信号を一度入力し、例えば、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２７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２５のソレノイド・コイル１０１に制御電流を与
え、その遊びを少なくし、また、動作遅れを生じさせな
いようにしている。

その操舵量センサ２７は、そのステアリング・ホイー
ル、すなわち、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。

その圧力センサ２９は、一対のポート１０７、１０８を
備えたケーシング内にポペット（図示せず）を往復摺動
可能に内蔵し、その一対のポート１０７、１０８に加え
られる圧力に応じて電気的な出力信号を送るように構成
されている。

その圧力センサ２９のポート１０７は、連通路１０９を
介してそのパワー・シリンダ１５の一方のシリンダ室６
５とそのコントロール・バルブ１４のパワー・シリンダ
・ポート４３とを連結する連通路６８に、また、その圧
力センサ２９のポート１０８は、連通路１１０を介して
そのパワー・シリンダ１５の他方のシリンダ室６４とそ
のコントロール・バルブ１４のパワー・シリンダ・ポー
ト４２、４４とを連結する連通路６６、６７にそれぞれ
接続されている。

従って、その圧力センサ２９は、そのパワー・シリンダ
１５の一対のシリンダ室６４、６５の圧力差を感知し、
その圧力差に応じた出力信号をそのコントロール・ユニ
ット２６に送るようにしている。

上述されたその操舵量センサ２７、車速センサ２８、圧
力センサ２９は、勿論、そのコントロール・ユニット２
６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２６の出力回路は、その反力調
整弁１７のアクチュエータ７２、および切遅れ補正弁２
５のソレノイド・コイル１０１に電気的に接続されてい
る。

従って、それら反力調整弁１７、および切遅れ補正弁２
５は、その操舵量センサ２７、車速センサ２８、圧力セ
ンサ２９からの信号に応じて、そのコントロール・ユニ
ット２６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、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２６はその操舵量センサ２７、車速センサ２８、お
よび圧力センサ２９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７２、切遅れ
補正弁２５のソレノイド・コイル１０１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、そのステアリング・ホイールに遊びが生じているな
らば、そのコントロール・ユニット２６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
２７および圧力センサ２９からの入力信号に基づいて演
算し、その切遅れ補正弁２５のソレノイド・コイル１０
１に流れる出力電流を変え、その切遅れ補正弁２５を駆
動し、その補正操舵圧力室４９、５０の一方からオイル
・リザーバ１１に圧油を逃がし、同時的に、そのアキュ
ムレータ１８に蓄えられた高圧の圧油をその補正操舵圧
力室４９、５０の他方に急速に供給し、それに伴って、
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１３で流量制御された圧油はそのパ
ワー・シリンダ１５のシリンダ室６４、６５の一方に供
給され、そして、そのパワー・シリンダ１５が迅速に駆
動され、その遊びは回避される。

すなわち、そのパワー・ステアリング１０において、ス
テアリング・ホイールとコントロール・バルブ１４のコ
ントロール・バルブ・スプール３８とを連結する操作力
伝達系統、例えば、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、いわゆるステアリング・
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３８は摺動されず、パワ
ー・シリンダ１５の一対のシリンダ室６４、６５の圧力
は実質的に等しい状態にされている。

そのような状態で、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２６は、その圧力セ
ンサ２９からの出力信号はもとより、操舵量センサ２７
からの出力信号を入力し、その切遅れ補正弁２５のソレ
ノイド・コイル１０１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１０１に流れる電
流が変えられる結果、その切遅れ補正弁２５において、
スプール１００がそのソレノイド・コイル１０１によっ
て摺動され、そのアキュムレータ１８内の圧油がその補
正操舵圧力室４９、５０の何れか一方に供給され、その
補正操舵弁２０がバルブ・ボア３９内に迅速に摺動され
る。勿論、その補正操舵圧力室４９、５０の何れか一方
の選択および圧油の量は、その操舵量センサ２７からの
信号、すなわち、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、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２
６がその操舵量センサ２７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・コイルに流れる出力電
流を変え、その切遅れ補正弁２５において、そのスプー
ル１００を図上、左側に摺動させる。

そのように、そのスプール１００が摺動されるならば、
その切遅れ補正弁２５において、制御ポート１０５がタ
ンク・ポート１０３に連絡され、その補正操舵弁２０の
補正操舵圧力室４９内の圧油は切遅れ補正通路２２およ
び圧油排出配管３１を経てそのオイル・リザーバ１１に
排出され、また、同時的に、圧力ポート１０２が制御ポ
ート１０６に連絡され、そのアキュムレータ１８に蓄積
された高い圧力の圧油が切遅れ補正通路２１、２３を流
れて、その補正操舵弁２０の補正操舵圧力室５０に供給
される。

その補正操舵圧力室５０に高圧の圧油が供給されると、
その補正操舵弁２０が図において、右側に摺動され、そ
のように、その補正操舵弁２０が動かされるならば、圧
力ポートおよび圧力連通ポート４０、７３がリング溝５
７を介してパワー・シリンダ・ポート４２に連絡され、
そのフロー・コントロール・バルブ１３を経るようにし
て、その圧油供給配管３０内を流れるところのそのオイ
ル・ポンプ１２から供給される圧油は、そのパワー・シ
リンダ１５の右側のシリンダ室６４に流れ、そのパワー
・ピストン６２は図において、左側に摺動され、そのパ
ワー・シリンダ１５は縮み方向に速やかに動作される。

従って、そのパワー・ステアリング１０において、ステ
アリング・ホイールとそのコントロール・バルブ１４の
コントロール・バルブ・スプール３８とを連結する操作
力伝達系統、例えば、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、いわゆる、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れば、その遊びの範囲内におい
ても、パワー・シリンダ１５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２６は、その操舵量センサ２７および
圧力センサ２９からのそれぞれの信号を入力し、その切
遅れ補正弁２５のソレノイド・コイルに流れる出力電流
を制御しているが、そのコントロール・ユニット２６
は、それらセンサ２７、２８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２５のソレノイド・コイル１０１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２６
の制御下で、その切遅れ補正弁２５の駆動により、その
ステアリング・ホイールの操作量とパワー・シリンダ１
５内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２６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２５への出力電
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、上述とは、実質的に逆の動作が行わ
れ、その補正操舵弁２０が図において、左側に摺動さ
れ、それに伴って、そのパワー・シリンダ１５は、パワ
ー・ピストン６２が図において、右側に摺動されるとこ
ろの伸び動作を行い、すなわち、そのパワー・シリンダ
１５は伸び方向に動作され、このパワー・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、
前輪に切り遅れが生じている場合、そのコントロール・
ユニット２６はその操舵量センサ２７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、出力信号としての出力電
流をその切遅れ補正弁２５のソレノイド・コイル１０１
に流す。

すなわち、前述の遊びの場合と同様に、その切遅れ補正
弁２５によって、圧油が、その補正操舵圧力室４９、５
０の何れか一方からそのオイル・リザーバ１１に逃がさ
れ、同時に、高圧の圧油がそのアキュムレータ１８から
その補正操舵圧力室４９、５０の何れか他方に供給さ
れ、その補正操舵弁２０は図において、左右の何れかに
極めて迅速に摺動され、そのような補正操舵弁２０の動
きに伴われて、そのパワー・シリンダ１５もまた、迅速
に駆動される。

その際、そのコントロール・ユニット２６は、その切り
遅れの度合を記憶し、その切り遅れを考慮した上で、次
の操舵の切り遅れを予測し、その切り遅れが少なくなる
ように、その操舵量センサ２７で検出された入力信号に
基づいて比較演算された出力電流をそのソレノイド・コ
イル１０１に与え、その切遅れ補正弁２５に切換え動作
させる。

その結果、そのステアリング・ホイールの操作に対する
その前輪の切り遅れが防止され、その切り遅れに関する
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２６は車速センサ２７からの信
号に応じて、反力調整用アクチュエータ７２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４５、４６内の圧油は、そのコントロ
ール・バルブ・スプール３８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４５、４６内の圧油は、そのコントロ
ール・バルブ・スプール３８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。

上述のパワー・ステアリング１０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。

また、上述の具体例１０における補正圧力制御弁２４は
油圧型に構成されたが、電磁型方向制御弁に置き換える
ことも可能で、その場合、そのアキュムレータ１９の圧
力に応じてそのコントロール・ユニット２６がその方向
制御弁のソレノイド・コイルに流れる電流を制御して、
その方向制御弁に切換え動作させ、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
給させる。

さらに、上述の具体例１０における切遅れ補正弁２５は
２個の電磁型２方向制御弁に置き換え、その切遅れ補正
通路２２、２３にそれぞれ配置し、そのコントロール・
ユニット２６で切換え動作させることも可能である。

さらにまた、上述の具体例１０における圧力センサ２９
は、そのパワー・シリンダ１５の一対のシリンダ室６
４、６５の圧力を感知するように１個のセンサとして構
成され、それらシリンダ室６４、６５に接続されるもの
として説明したが、そのシリンダ室６４、６５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６４、６５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
ろの反力が油圧でなす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、補正油圧配管がフロー・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、アキュムレータがその補正
油圧配管に接続され、補正操舵弁が一対の補正操舵圧力
室を備えて、そのコントロール・バルブに配置され、切
遅れ補正通路がそのアクチュエータにその補正操舵圧力
室を接続し、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、切遅れ補正弁がその切遅れ補正通路に配置され、そ
して、コントロール・ユニットが操舵量センサおよび圧
力センサにそれぞれ電気的に接続され、それらセンサの
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、その切遅れ補正弁に切換え動作させる構成を備え
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補正操舵圧力室に導入され、その補
正操舵弁が急速に切換え動作され、オイル・ポンプから
吐出された圧油がそのパワー・シリンダに供給され、そ
のパワー・シリンダが迅速に駆動され、そのようにその
パワー・シリンダに迅速な駆動が可能になるに伴って、
ステアリングにおける遊び、殊に、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・ホイールの切り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】

図は、リンケージ型に具体化され、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である。 １１…オイル・リザーバ、１２…オイル・ポンプ、１３
…フロー・コントロール・バルブ、１４…コントロール
・バルブ、１５…パワー・シリンダ、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…補正操舵弁、２１、２２、２３…
切遅れ補正通路、２４…補正圧力制御弁、２５…切遅れ
補正弁、２６…コントロール・ユニット、２７…操舵量
センサ、２８…車速センサ、２９…圧力センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、 補正操舵弁が一対の補正操舵圧力室を備えて、そのコン
   トロール・バルブに配置され、 切遅れ補正通路がそのアキュムレータにその補正操舵圧
   力室を接続し、 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、 切遅れ補正弁がその切遅れ補正通路に配置され、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
   サにそれぞれ電気的に接続され、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、その切遅れ補正弁に切換え動作させる 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。