JPH07110617B2 - 自動車に使用されるパワー・ステアリング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明に関係ある分野 この発明は、自動車に使用されるパワー・ステアリン
グ、殊に、応答の大きさおよび応答の遅れを改善するパ
ワー・ステアリングに関する。

背景技術 一般に、自動車には速度感応型パワー・ステアリングが
普及されてきているが、その種のパワー・ステアリング
は感度を上げると、応答遅れが小さくなって操縦性が向
上される反面、ハンドル角に対するタイヤ切れ角および
ヨーレイト、すなわち、応答の大きさが増してハンドル
が過敏になる傾向があった。

発明の課題 この発明の課題は、装置の複雑化を抑制して車速の上昇
に応じて応答の大きさ（ゲイン）を小さくし、その際の
応答の遅れ（位相）を小さくし、そして、操舵力の変動
を抑制して操縦安定性を向上させるところの自動車に使
用されるパワー・ステアリングの提供にある。

課題に相応する発明の概要・請求する発明の内容 上述の課題に関連して、この発明の自動車に使用される
パワー・ステアリングは、パワー・シリンダ、一対の反
力室を有するコントロール・バルブ、およびオイル・ポ
ンプが備えられ、そして、差圧調整弁が、車速の上昇に
応じてその反力室間に流れる圧油の流量を減少させ、可
変絞りが、その車速の上昇に応じてそのオイル・ポンプ
の吐出し側からそのコントロール・バルブに流れる駆動
圧油の流量を増加させ、そして、流量調整弁が、その可
変絞りの上流側および下流側間の差圧で通路断面を変化
させてその可変絞りの上流側からそのオイル・ポンプの
吸込み側にその駆動圧油の一部を戻すところで構成さ
れ、そして、その車速の上昇に応じてその反力室間の差
圧を調節することによってハンドル操作に対する応答の
大きさを小さく制御し、その際、その可変絞りの上流側
からそのオイル・ポンプの吸込み側にその駆動圧油の一
部分を戻しながらそのパワー・シリンダに供給される駆
動圧油の流量を増加させることによってそのハンドル操
作に対する応答の遅れを小さく制御し、そして、操舵力
の変動を抑制するところである。

また、この発明の自動車に使用されるパワー・ステアリ
ングでは、その応答の大きさ（ゲイン）は、操舵力とヨ
ーレイトとの比に、その応答の遅れ（位相）は、その操
舵力とそのヨーレイトとの位相にそれぞれ定義される。

具体例の説明 以下、この発明の自動車に使用されるパワー・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、トラックに適用されるところのこの発明の自動車
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。

このパワー・ステアリング10は、一対の前輪（図示せ
ず）を操舵するリンケージ型に製作され、そして、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）、コンペンセーティ
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）、
ハンドル、シャフト（ステアリング・シャフトであっ
て、図示せず）、ハンドル（ステアリング・ホイールで
あって、図示せず）、一対のシリンダ室34,35を備える
パワー・シリンダ11、オイル・ポンプ12、一対の反力室
46,47を備えるコントロール・バルブ13、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46,47を互いに連絡す
る反力調整通路16、その反力室46,47のためにその反力
調整通路16に配置される差圧調整弁17、そのコントロー
ル・バルブ13とそのフロー・コントロール・バルブ14と
の間で供給側油圧配管72に配置される可変絞り18、その
可変絞り18の上流側におけるその供給側油圧配管72を戻
り側油圧配管73に接続する可変絞りバイパス78に配置さ
れる流量調整弁19、および入力側が車速センサ21に、出
力側がその差圧調整弁17および可変絞り18にそれぞれ電
気的に接続されるコントロール・ユニット20を含んで構
成され、そして、そのコントロール・ユニット20が、そ
の車速センサ21から信号を入力してその差圧調整弁17お
よび可変絞りに流れる電流を制御し、その差圧調整弁17
が、車速の上昇に応じてその反力室46,47間に流れる圧
油の流量を減少させてハンドル操作に対する応答の大き
さ（ゲイン）を小さく制御し、そして、同時に、その可
変絞り18が、その車速の上昇に応じて駆動圧油の流量を
増加させてそのコントロール・バルブ13でその駆動圧油
をそのパワー・シリンダ11に供給させ、その際、流量調
整弁19が、その可変絞り18の上流側および下流側間の差
圧で通路断面を変化させてその可変絞り18の上流側から
そのオイル・ポンプ12の吸込み側にその駆動圧油の一部
分を戻してそのハンドル操作に対する応答の遅れ（位
相）を小さく制御するところで動作する。

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を組み込み、そのコントロール・バ
ルブ13のシリンダ・ポート43,44,45に接続されるオイル
・ポート36,37を開口させたシリンダ・ボア31を有する
シリンダ・ボディ30と、そのシリンダ・ボア31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内に形成するピストン32と、そのピスト
ン32に固定され、そのシリンダ・ボディ30の両端におい
て外側に両端側を対応させて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、そのシリンダ・
ボディ30をそのリンク・レバーに、そのピストン・ロッ
ド33をシャン・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をそのコントロール・バルブ13のシリ
ンダ・ポート43,45に接続する連通路74,75と、そのシリ
ンダ室35のオイル・ポート37をそのコントロール・バル
ブ13のシリンダ・ポート44に接続する連通路76とを備え
ている。

そのように構成されたそのパワー・シリンダ11では、そ
のピストン32の動きが、そのシリンダ・ボディ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、前車軸（図示せず）の両端に緩動可能に連結された
一対の前輪軸（図示せず）に伝達され、そのようにし
て、そのパワー・シリンダ11は、その前輪軸に回転可能
に支持されたその一対の前輪を操舵する。

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41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供給側油圧配管72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のシリ
ンダ・ボディ30に組み込まれ、スプール・シャフト80を
そのコンペンセーティング・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、供給側油圧配管72、戻り側油圧配管73、および連通
路74,75,76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・ボディ38と、
そのバルブ・ボディ38のスプール・ボア39に往復摺動可
能に配置されたスプール40とを含み、そのスプール40が
そのスプール・シャフト80、コンペンセーティング・ロ
ッド、ピットマン・アーム、ステアリング・ギヤ・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39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3
4,35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・ボディ38は、所定の内径および長さを有す
るスプール・ボア39を内部に形成し、また、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39に連絡されたポンプ・ポート41およびタ
ンク・ポート42を形成し、他方の側（図において、下方
の側）にほぼ等間隔で離され、そのスプール・ボア39に
連絡された３つのシリンダ・ポート43,44,45を形成して
いる。

そのポンプ・ポート41は、供給側油圧配管72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42は、その戻り側油圧配管73を介して、
そのオイル・リザーバ15に接続され、さらに、そのシリ
ンダ・ポート43,44,45は、連通路74,75,76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・ボディ38は、そのスプール・ボア
39内において、そのスプール40の両側にそれぞれ形成さ
れた反力室46,47を互いに連絡するのに使用される一対
の反力ポート48,49を形成している。

そのスプール40は、両端面に開口されたボア50,51を備
え、そのスプール・ボア39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39に嵌め合わせられた
状態で、そのボア50,51は、そのスプール・ボア39内に
おいて、そのスプール40の両側に形成される一対の反力
室46,47の容積を大きくする。

また、このスプール40は、そのスプール・ボア39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4
6,47の何れか一方に圧油を供給する一対の反力連通ポー
ト52,53を備えている。

特に、そのスプール40は、その反力連通ポート52,53に
関して、軸方向に所定の間隔を置いたスプール溝54,55,
56を外周面に形成している。

勿論、そのスプール溝55,56には、その反力室46,47に連
通した反力連通ポート52,53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52,53は、そのスプ
ール40の動きに伴われたスプール・ボア39内におけるそ
のスプール溝55,56の位置によって、そのシリンダ・ポ
ート44,45をその反力室46,47に連絡し、また、そのスプ
ール溝54は、そのポンプ・ポート41をそのシリンダ・ポ
ート43に連絡する。

さらに、そのスプール40は、ステアリング操作に応動し
て、そのスプール・ボア39内に往復摺動されるように、
そのバルブ・ボディ38を貫通して、そのスプール・ボア
39内に伸長されたスプール・シャフト80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80は、後端をそのコンペン
セーティング・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、供給側油圧配管72および戻り側油圧配管
73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58、その
コントロール・バルブ13のポンプ・ポート41側に接続さ
れるコントロール・バルブ・ポート59、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
60を備えたケーシング57と、そのケーシング57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58側に
送られる駆動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59側に送り、また、その
駆動圧油の余剰流量をそのリターン・ポート60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
77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48に、他端を
反力ポート49にそれぞれ接続し、それら反力室46,47を
互いに連絡し、そのコントロール・バルブ13におけるそ
のスプール40の動きに応じて、その反力室46,47の間に
圧油の移動を可能にする。

その差圧調整弁17は、その反力調整通路16に配置され、
その反力室46,47間に流れる圧油量を調整し、それら反
力室46,47間の反力差を調整する。

その差圧調整弁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62,63を備えるバルブ・ボディ61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
62,63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13の反力室46,47間の差
圧の調整がなされる。

勿論、その差圧調整弁17は、その一対のポート62,63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。

その差圧調整弁17は、電気アクチュエータ64によって開
閉される。すなわち、その電気アクチュエータ64は、サ
ーボ・モータで、その差圧調整弁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、その電気アクチュエータ64は、後述するコントロ
ール・ユニット20に電気的に接続され、そのコントロー
ル・ユニット20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電気
アクチュエータ64として使用することも可能である。

その可変絞り18は、電気アクチュエータ（図示せず）で
ニードル（図示せず）を駆動し、そのニードルとオリフ
ィス（図示せず）との隙間を調整して流量を決定する構
造に製作されたもので、そのコントロール・バルブ13と
そのフロー・コントロール・バルブ14との間でその供給
側油圧配管72に配置され、そのオイル・ポンプ12から吐
き出され、そのフロー・コントロール・バルブ14で流量
が制御されてそのコントロール・バルブ13に流れる駆動
圧油が、そのトラックの走行速度、すなわち、車速の上
昇に応じて流量を増加させられる制御を可能にしてい
る。勿論、その電気アクチュエータはソレノイド・コイ
ルであって、その可変絞り18は、そのソレノイド・コイ
ルをそのコントロール・ユニット20の出力回路（図示せ
ず）に電気的に接続し、そのコントロール・ユニット20
で決定された出力電流、換言するならば、そのコントロ
ール・ユニット20で制御された電流で駆動され、そのフ
ロー・コントロール・バルブ14を経てそのオイル・ポン
プ12からそのコントロール・バルブ13に流れる駆動圧油
が、その車速の上昇に応じて流量を増加させられるよう
に、その駆動圧油の流量調節を行なう。

その流量調整弁19は、バルブ・ボア66、そのバルブ・ボ
ア66の一端側に連絡されたポンプ・ポート69およびタン
ク・ポート70、およびそのバルブ・ボア66の他端側に連
絡された圧力リード・ポート71を備えたバルブ・ボディ
65と、そのポンプ・ポート69およびタンク・ポート70を
連絡および遮断するように、そのバルブ・ボア66に往復
摺動可能に嵌め込まれたポペット67と、そのポペット67
をそのバルブ・ボア66の一端側に片寄らせるように、そ
のバルブ・ボア66の他端側に配置された調圧スプリング
68とを含んだ構造に製作され、そして、そのポンプ・ポ
ート69およびタンク・ポート70が、その可変絞りバイパ
ス78に接続され、また、その圧力リード・ポート71が、
圧力リード配管79でその供給側油圧配管72のその可変絞
り18の下流側に接続されてある。

そのようにその供給側および戻り側油圧配管72,73を互
いに接続するその可変絞りバイパス78に配置されたその
流量調整弁19は、そのポペット67がその可変絞り18の上
流側と下流側との差圧でそのバルブ・ボア66内に往復摺
動され、所謂、開閉され、そのポペット67の開閉動作に
伴ってそのポンプ・ポート69をそのタンク・ポート70に
連絡し、そのフロー・コントロール・バルブ14を経てそ
のオイル・ポンプ12からそのコントロール・バルブ13に
流れる駆動圧油の一部分をそのオイル・リザーバ15に戻
す。すなわち、この流量調整弁19は、その可変絞り18の
絞り量に応じてその可変絞り18の上流側および下流側間
に生じる差圧でそのポペット67がその調圧スプリング68
に抗してそのバルブ・ボア66内に摺動され、そして、弁
の通路断面であるところのそのタンク・ポート70の開口
面積がそのポペット67で変化されてその可変絞り18の上
流側からそのオイル・リザーバ15に戻されるその駆動圧
油の流量を調整する。

そのコントロール・ユニット20は、車速センサ21に入力
側を電気的に接続し、また、その差圧調整弁17の電気ア
クチュエータ64および可変絞り18のソレノイド・コイル
に出力側をそれぞれ電気的に接続し、その車速センサ21
から信号を入力し、その入力された信号に応じて、その
差圧調整弁17および可変絞り18のための出力電流を決定
し、その出力電流をその電気アクチュエータ64およびソ
レノイド・コイルに流し、その差圧調整弁17を開閉動作
させ、その際のその差圧調整弁17においては、通路断面
積を変えて応答の大きさ（ゲイン）を小さくさせる調節
を行ない、また、その可変絞り18を開閉させ、その際の
可変絞り18においては、そのニードルとそのオリフィス
との隙間を変え、そのオイル・リザーバ15に戻されるそ
の駆動圧油の流量を調整するところのその流量調整弁19
に協働されて応答の遅れ（位相）を小さくさせる調節を
行なう。

勿論、そのコントロール・ユニット20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
路から構成され、その電源回路は、そのトラックのバッ
テリ（図示せず）を共用している。

特に、このコントロール・ユニット20は、そのトラック
に関連して、車速に対応したパワー・シリンダ圧の最適
値が、そのパワー・シリンダ11に発生されるように、そ
のコントロール・バルブ13の反力室46,47間の差圧の理
想値を予め入力してあり、その車速センサ21から入力さ
れた信号に基づいて演算し、その演算値とその最適値と
を比較し、その差圧調整弁17に流れる出力電流を制御
し、そのコントロール・バルブ13の反力室46,47間の差
圧が予め入力された理想値に一致するように、その差圧
調整弁17の通路断面積を調節して、その車速にこのパワ
ー・ステアリング10を適合させる。

また、このコントロール・ユニット20は、応答の遅れ
（位相）を小さくするように、車速の上昇に応じてその
ニードルとそのオリフィスとの隙間を広げ、そのコント
ロール・バルブ13を経てそのパワー・シリンダ11に流れ
るその駆動圧油の流量を増加させて、その車速にこのパ
ワー・ステアリング10を適合させる。

そのようにして、そのコントロール・ユニット20は、こ
のパワー・ステアリング10において、車速に適合した操
舵力が得られて応答の大きさ（ゲイン）が補正されるよ
うに、そして、応答の遅れ（位相）が補正されるよう
に、その差圧調整弁17および可変絞り18を制御する。

その車速センサ21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（図示せず）の出力軸に配置されてある。

次に、上述されたパワー・ステアリング10の動作をその
トラックの走行状態に関連して述べるに、その内燃機関
が運転されているので、そのオイル・ポンプ12が駆動さ
れ、そのオイル・ポンプ12から吐き出された駆動圧油
は、そのフロー・コントロール・バルブ14で最初に流量
調整され、次いで、その可変絞り18で流量調整され、そ
の流量調整で定められる圧力に保たれ、その供給側油圧
配管72に流れて、そのコントロール・バルブ13のポンプ
・ポート41に送られ、その駆動圧油の一部分は、車速、
換言するならば、その可変絞り18の上流側と下流側との
差圧で開かれるその流量調整弁19によってそのオイル・
リザーバ15に戻される。

そして、そのポンプ・ポート41に送られた駆動圧油は、
図に示されるように、そのスプール40がニュートラル位
置に置かれるならば、その戻り側油圧配管73を経てその
タンク・ポート42からそのオイル・リザーバ15に戻され
る。

また、同時に、そのコントロール・ユニット20は、その
車速センサ21から信号を入力し、その差圧調整弁17の電
気アクチュエータ64に流れる出力電流を制御し、車速に
応じてそのコントロール・バルブ13の反力室46,47間の
差圧を調節してその車速に適合した油圧反力を得る態
勢、すなわち、応答の大きさを制御する態勢にあり、ま
た、その可変絞り18のソレノイド・コイルに流れる出力
電流を制御し、車速に応じてそのニードルとそのオリフ
ィスとの隙間を変えてその車速に適合した駆動圧油の流
量を得る態勢、すなわち、応答の遅れを制御する態勢に
ある。

そこで、そのトラックが操舵されながら走行する際のこ
のパワー・ステアリング10の応答の大きさの調節動作に
ついて述べる。

今、そのトラックが低速で走行されるならば、そのコン
トロール・ユニット20は、その車速センサ21から信号を
入力し、その入力信号に応じて演算し、予め入力された
差圧の理想値と比較し、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差圧調整弁17の電気アク
チュエータ64に流すので、その電気アクチュエータ64が
駆動され、その差圧調整弁17においては、そのスプール
がそのスプール・チャンバ内に摺動され、そのスプール
・チャンバ内の通路断面積が広くされる。

そのような状態で、そのコントロール・バルブ13のスプ
ール40が操舵によって、そのスプール・ボア39内に何れ
か一方に摺動されるならば、そのスプール40の摺動方向
に応じて、そのオイル・ポンプ12から吐き出された駆動
圧油が、そのパワー・シリンダ11のシリンダ室34,35の
何れか一方、およびそのコントロール・バルブ13の反力
室46,47の何れか一方に送られる。

例えば、そのスプール40が図において、右側に摺動され
るならば、そのポンプ・ポート41がそのスプール溝55を
介してシリンダ・ポート44に、そして、そのタンク・ポ
ート42がそのスプール溝56を介してシリンダ・ポート45
にそれぞれ連絡され、そのオイル・ポンプ12から吐き出
された駆動圧油は、その連通路76を経て、そのパワー・
シリンダ11のシリンダ室35に送られ、そのピストン32が
図において、右側に摺動され、そのパワー・シリンダ11
のシリンダ室34内の駆動圧油は、連通路74,75および戻
り側油圧配管73を経てそのオイル・リザーバ15に戻され
る。

そのように、駆動圧油が供給される際には、その駆動圧
油の一部は、反力連通ポート52およびボア50を経てその
反力室46に送られる。

そのような操舵の際の反力は、その反力室46内の油圧に
よって与えられるが、上述したように、低速走行時に
は、その差圧調整弁17の通路断面積が広くされているの
で、その反力室46内の圧油が、その反力調整通路16を通
り、その差圧調整弁17によって極端に絞られることな
く、他方の反力室47に流れる。

また、そのスプール40が、上述の方向に摺動されれば、
そのタンク・ポート42がそのスプール溝56に連絡され、
その反力室47内の圧油は、その戻り側油圧配管73を経て
そのオイル・リザーバ15に戻される。

従って、その差圧調整弁17による圧力降下が小さくな
り、左右の反力室46,47内の圧力差が小さくなって、そ
の反力室46内の圧油はそのスプール40の摺動に大きな抵
抗にならず、言い換えれば、低速走行時の操舵は小さい
操作力で行なわれる。すなわち、応答の大きさ、所謂、
その操舵力とそのヨーレイトとの比が、この低速走行に
適合されて小さくなり、走行安定性が向上される。

また、そのコントロール・バルブ13におけるそのスプー
ル40が、図において、左側に摺動されるならば、そのポ
ンプ・ポート41がそのスプール溝54に、そのタンク・ポ
ート42がそのスプール溝55にそれぞれ連絡され、そのオ
イル・ポンプ12から吐き出された駆動圧油は、連通路74
を経てそのパワー・シリンダ11のシリンダ室34に送ら
れ、そのピストン32が、図において、左側に摺動され、
そのパワー・シリンダ11のシリンダ室35内の駆動圧油
は、連通路76および戻り側油圧配管73を経てそのオイル
・リザーバ15に戻される。

その反力室47内の圧油は、前述の場合とは逆に、その反
力調整通路16を通り、その差圧調整弁17に極端に絞られ
ることなく、その反力室46に送られ、その反力室46内の
圧油は、ボア50、反力連通ポート52、スプール溝55、タ
ンク・ポート42、および戻り側油圧配管73を経てそのオ
イル・リザーバ15に戻される。

従って、前述の場合と同様に、その差圧調整弁17による
圧力降下が小さくなり、左右の反力室46,47内の圧力差
が小さくなって、その反力室47内の圧油はそのスプール
40の摺動に対して大きな抵抗にならず、操蛇は小さな操
作力で行なわれる。すなわち、応答の大きさ、所謂、そ
の操蛇力とそのヨーレイトとの比が、この低速走行に適
合されて小さくなり、走行安定性が向上される。

また、そのトラックが高速で走行されるのであるなら
ば、そのコントロール・ユニット20は、その車速センサ
21から信号を入力し、その入力信号に応じて演算し、予
め入力された反力圧の理想値と比較し、出力電流を決定
し、その出力電流をその差圧調整弁17の電気アクチュエ
ータ64に流す。

従って、その電気アクチュエータ64がその出力電流で駆
動され、その差圧調整弁17において、そのスプールがそ
のスプール・チャンバ内に摺動され、そのスプール・チ
ャンバ内の通路断面積が車速に適合されて狭くされる。

前述の低速走行の場合と同様に、そのコントロール・バ
ルブ13のスプール40が操蛇によって、何れか一方に摺動
されれば、そのスプール40の摺動方向に応じて、その圧
油がそのパワー・シリンダ11のシリンダ室34,35の何れ
か一方に送られ、そのピストン32が摺動され、また、そ
の駆動圧油の一部は、その反力室46,47の何れか一方に
送られるが、その差圧調整弁17のスプール・チャンバ内
の通路断面積が狭くされるので、その差圧調整弁17によ
る圧力降下が大きくなり、左右の反力室46,47内の圧力
差が大きくなり、その結果、その反力室46,47の一方の
圧油は、そのスプール40の摺動に対して大きな抵抗にな
る。

そのようにして、高速走行時の操蛇には比較的に大きな
操作力が要求される。すなわに、応答の大きさ、所謂、
その操蛇力とそのヨーレイトとの比が、この高速走行に
適合されて小さくなり、走行安定性が向上される。

さらに、このトラックが据切りされる場合には、走行速
度が零であるので、その差圧調整弁17において、通路断
面積が最大に広げられ、その反力室46,47の相互の圧力
差が極めて小さくなり、その結果、その裾切りは、極め
て小さな操作力で行なわれる。

上述のようにして、このパワー・ステアリング10では、
車速に適合されて応答の大きさが小さく制御される。

次には、そのトラックの車速に応じたこのパワー・ステ
アリング10の応答性補正動作について述べる。

今、そのトラックが、低速で走行されるならば、そのコ
ントロール・ユニット20は、その車速センサ21から信号
を入力し、その入力信号に応じて演算し、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可変絞
り18のソレノイド・コイルに流すので、その可変絞り18
においては、そのニードルがそのソレノイド・コイルに
よって駆動され、そのニードルとそのオリフィスとの隙
間が狭くされる。

従って、そのコントロール・バルブ13のポンプ・ポート
41に流れるその駆動圧油の流量は減少され、同時に、そ
の可変絞り18の上流側と下流側との差圧が大きくなり、
その流量調整弁19においては、そのポンプ・ポート69か
らそのバルブ・ボア66の一端側内に流入される駆動圧油
の圧力が、その圧力リード・ポート71からそのバルブ・
ボア66の他端側内に流入される駆動圧油の圧力よりも高
くなり、そのポペット67が、その調圧スプリング68に抗
してそのバルブ・ボア66内に一端側から他端側に摺動さ
れ、そして、そのタンク・ポート70が広く開かれ、すな
わち、そのタンク・ポート70の開口面積、所謂、通路断
面が広くされてその可変絞り18に流れる駆動圧油は、そ
の可変絞りバイパス78および戻り側油圧配管73を経てそ
のオイル・リザーバ15に多量に戻される。

そのような状態で、そのコントロール・バルブ13のスプ
ール40が操蛇によって、そのスプール・ボア39内に何れ
か一方に摺動されるならば、そのスプール40の摺動に対
応されて、そのオイル・ポンプ12から吐き出された駆動
圧油が、そのパワー・シリンダ11のシリンダ室34,35の
何れか一方に供給され、同時的に、その駆動圧油の一部
分は、その反力連通ポート52,53の何れか一方を経て、
そのコントロール・バルブ13の反力室46,47の何れか一
方にも供給される。

この際には、その駆動圧油の流量が、その可変絞り18に
よって減少させられてあるので、そのシリンダ室34,35
の何れか一方に供給される駆動圧油の流量も減少させら
れ、そのピストン32の動きは、その低速走行に適合され
て遅くなり、言い換えれば、応答遅れ、所謂、その操舵
力とそのヨーレイトとの位相はその低速走行に適合され
て減少され、操縦性が向上される。

上述とは逆に、そのコントロール・バルブ13のスプール
40が操舵によって、そのスプール・ボア39内に何れか他
方の摺動されるならば、その駆動圧油は、そのパワー・
シリンダ11のシリンダ室34,35の何れか他方に少量にお
いて供給され、同時的に、その駆動圧油の一部分はその
コントロール・バルブ13の反力室46,47の何れか他方に
も供給される。

この際にも、そのピストン32の動きは、その低速走行に
適合されて遅くなり、換言するならば、応答遅れ、所
謂、その操舵力とそのヨーレイトとの位相はその低速走
行に適合されて減少され、操縦性が向上される。

また、そのトラックが高速で走行されるのであるなら
ば、そのコントロール・ユニット20は、その車速センサ
21から信号を入力し、その入力信号に応じて演算し、出
力信号、すなわち、出力電流を決定し、その出力電流を
その可変絞り18のソレノイド・コイルに流すので、その
可変絞り18においては、そのニードルがそのソレノイド
・コイルによって駆動され、そのニードルとそのオリフ
ィスとの隙間が広くされる。

従って、そのコントロール・バルブ13のポンプ・ポート
41に流れるその駆動圧油の流量は増加され、同時に、そ
の可変絞り18の上流側と下流側との差圧が小さくなり、
その流量調整弁19においては、そのポンプ・ポート69か
らそのバルブ・ボア66の一端側内に流入される駆動圧油
の圧力が、その圧力リード・ポート71からそのバルブ・
ボア66の他端側内に流入される駆動圧油の圧力に近づ
き、そのポペット67が、その調圧スプリング68によって
そのバルブ・ボア66内に他端側から一端側に摺動され、
そのタンク・ポート70が狭く開かれ、すなわち、そのタ
ンク・ポート70の開口面積、所謂、通路断面が狭くされ
てその可変絞り18に流れる駆動圧油は、その可変絞りバ
イパス78および戻り側油圧配管73を経てそのオイル・リ
ザーバ15に少量が戻される。

そのような状態で、そのコントロール・バルブ13のスプ
ール40が操舵によって、そのスプール・ボア39内に何れ
か一方に摺動されるならば、そのスプール40の摺動に対
応されて、そのオイル・ポンプ12から吐き出された駆動
圧油が、そのパワー・シリンダ11のシリンダ室34,35の
何れか一方に供給され、同時的に、その駆動圧油の一部
分は、その反力連通ポート52,53の何れか一方を経て、
そのコントロール・バルブ13の反力室46,47の何れか一
方にも供給される。

この際には、その駆動圧油の流量がその可変絞り18によ
って増加されてあるので、そのシリンダ室34,35の何れ
か一方に供給される駆動圧油の流量も増加させられ、そ
のピストン32の動きはその高速走行に適合されて早くな
り、言い換えれば、応答遅れ、所謂、その操舵力とその
ヨーレイトとの位相はその高速走行に適合されて減少さ
れ、操縦性が向上される。

上述とは逆に、そのコントロール・バルブ13のスプール
が操舵によって、そのスプール・ボア39内に何れか他方
に摺動されるならば、その駆動圧油は、そのパワー・シ
リンダ11のシリンダ室34,35の何れか他方に多量に供給
され、同時的に、その駆動圧油の一部分はそのコントロ
ール・バルブ13の反力室46,47の何れか他方にも供給さ
れる。

この際にも、そのピストン32の動きはその高速走行に適
合されて早くなり、換言するならば、応答遅れ、所謂、
その操舵力とそのヨーレイトとの位相はその高速走行に
適合されて減少され、操縦性が向上される。

勿論、上述された車速に対するそのパワー・ステアリン
グ10の動作は、前述のそのパワー・ステアリング10の応
答の大きさの調節動作と同時的に行なわれる。

前述のパワー・ステアリング10は、リンケージ型に製作
されたが、このパワー・ステアリング10は、インテグラ
ル型、セミ・インテグラル型などの種々の型に製作可能
である。

先に図面を参照して説明されたところのこの発明の特定
された具体例から明らかであるように、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、
この発明の内容は、その発明の性質（nature）および本
質（substance）に由来し、そして、それらを内在させ
ると客観的に認められる別の態様に容易に具体化され
る。勿論、この発明の内容は、その発明の課題に相応し
（be commensurate with）、そして、その発明の成立に
必須である。

発明の便益 上述から理解されるように、この発明の自動車に使用さ
れるパワー・ステアリングは、パワー・シリンダ、一対
の反力室を有するコントロール・バルブ、オイル・ポン
プ、差圧調整弁、可変絞り、および流量調整弁を含み、
そして、そこではその差圧調整弁が、車速の上昇に応じ
てその反力室間に流れる圧油の流量を減少させ、その可
変絞りが、その車速の上昇に応じてそのオイル・ポンプ
の吐出し側からそのコントロール・バルブに流れる駆動
圧油の流量を増加させ、そして、その流量調整弁が、そ
の可変絞りの上流側および下流側間の差圧で通路断面を
変化させてその可変絞りの上流側からそのオイル・ポン
プの吸込み側にその駆動圧油の一部分を戻すので、この
発明の自動車に使用されるパワー・ステアリングでは、
その反力室間の差圧を調節することによってハンドル操
作に対する応答の大きさが小さく制御され、すなわち、
車速の上昇に応じてその反力室間の差圧を大きくさせて
操舵力を増加させ、所謂、ハンドルを重くさせ、そし
て、その応答の大きさであって操舵力とヨーレイトとの
比が小さくされ、そして、走行安定性が向上され、ま
た、そのパワー・シリンダに供給される駆動圧油の流量
を変化させることによってそのハンドル操作に対する応
答の遅れが小さく制御され、すなわち、その可変絞りの
上流側および下流側間の差圧に応じてその可変絞りの上
流側からそのオイル・ポンプの吸込み側にその駆動圧油
の一部分を戻しながら車速の上昇に応じてそのパワー・
シリンダに供給されるその駆動圧油の流量を増加させ、
所謂、その駆動圧油の流量増加によって油圧の立上りを
早くさせ、そして、その応答の遅れであって操舵力とヨ
ーレイトとの位相が小さくされ、そして、操縦性が向上
され、そのようにその応答の大きさ（ゲイン）を小さく
する制御とその応答の遅れ（位相）を小さくする制御と
が同時的に行なわれて操縦安定性が向上され、そして、
操舵力の変動が抑制されてハンドルのニュートラル状態
が鮮明になり、さらには、装置全体が構造的に複雑にさ
れることが抑制され、その結果、自動車にとって非常に
有用で実用的である。

【図面の簡単な説明】

図は、トラックに適用されたこの発明の自動車に使用さ
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……パワー・シリンダ、12……オイル・ポンプ、13…
…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……差圧調整弁、18……可変絞り、19……流量調
整弁、20……コントロール・ユニット、21……車速セン
サ、72……供給側油圧配管、73……戻り側油圧配管、78
……可変絞りバイパス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パワー・シリンダ、一対の反力室を有する
   コントロール・バルブ、およびオイル・ポンプを備えて
   操舵するものにおいて、 差圧調整弁が、車速の上昇に応じてその反力室間に流れ
   る圧油の流量を減少させ、 可変絞りが、その車速の上昇に応じてそのオイル・ポン
   プの吐出し側からそのコントロール・バルブに流れる駆
   動圧油の流量を増加させ、そして、 流量調整弁が、その可変絞りの上流側および下流側間の
   差圧で通路断面を変化させてその可変絞りの上流側から
   そのオイル・ポンプの吸込み側にその駆動圧油の一部分
   を戻すところが特徴である自動車に使用されるパワー・
   ステアリング。