JPS58139867A - パワ−ステアリング装置 - 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】 本発明は、パワーステアリング装置に関するものである
。

従来のパワーステアリング装置として例えば第１図に示
すようなものがある。左、右の車輪１及び２にそれぞれ
取り付けられたナックルアーム３及び４は、サイドロッ
ド５及び６を介してラック７に連結されている。ラック
７にはステアリングホイール８に一体に連結されたステ
アリングシャフト９によって回転されるピニオン１０が
かみ合っている。また、ラック７には、シリンダ１１内
に軸方向に移動自在にはめ合わせたピストン１２が一体
に取り付けられている。ピストン１２はシリンダ１１を
左、右の室１１ａ及びｌｌｂに分割している。ステアリ
ングシャフト９の中間部に油圧制御装置１３が設けられ
ている。油圧制御装置１３は、４つの圧力制御弁１３ａ
、１３ｂ、１３Ｃ及び１３ｄを有している。これらの圧
力制御弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄ（７）絞り
はステアリングシャフト９の回転に応じて調節される。

圧力制御弁１３ａと１３ｂ、及び圧力制御弁１３ｃと１
３ｄはそれぞれ直列に接続され、圧力制御弁１３ａ及び
１３ｃの上流側は油路１４を介て油圧ポンプ１５に接続
され、また圧力制御弁１３ｂ及び１３ｄの下流側は油路
１６を介してリザーバタンク１７に接続されている。圧
力制御弁１３ａ及び１３ｂの中間部の出力ボート１３ｅ
は油路１８を介してシリンダ１１の室１１ａに接続され
、また圧力制御弁１３ｃ及び１３ｄの中間部の出カポ−
）１３ｆは油路１９を介してシリンダｌｌの室１１ｂに
接続されている。

このような構成によって、ステアリングホイール８を回
転させる力（操舵力）が軽減される。例えば、ステアリ
ングホイール８を図中反時計方向に回転する７と、回転
トルクに応じて油圧制御装置１３の圧力制御弁１３ａ及
び１３ｄの絞りが開かれ、圧力制御弁１３ｂ及び１３ｃ
の絞りは小さくなる。このため油路１８の油圧（すなわ
ち、シリンダ室１１ａの油圧）は高くなり、油路１９の
油圧（すなわち、シリンダ室１１ｂの油圧）は低くなる
。このためピストン１２は第１図中で右方向への力を受
け、サイドロッド５及び６、及びナックルアーム３及び
４を介して車輪ｌ及び２が反時計方向に転舵される。ス
テアリングホイール８を時計方向に回転させた場合も同
様の作動が行なわれる。従って、ステアリングシャフト
９．ピニオンｌＯ及びラック７を介して車輪ｌ及び２を
揺動させる力は小さくてすむ。

しかしながら、上記の′ような従来のパワーステアリン
グ装置にあっては、ピストン１２の移動に対する抵抗と
なる減衰力を与える機構が設けてなかったため、路面の
不整等に起因して車輪側から車輪を転舵させる力が作用
した場合、ピストン１２が容易に動いてしまい、車両の
進行方向が意図しない方向に乱れてしまうという問題点
があった。特に、直進時においては、両シリンダ室１１
ａ及びｌｌｂの油圧は非常に低く、ピストン１２に減衰
力がほとんど作用しないので、わずかなカが作用しても
直進性が乱されていた。なお、車輪ｌ及び２を大きく転
舵させた状態では、いずれが一方のシリンダ室の油圧は
圧力制御弁の絞りを介して排出されるため、ある程度の
減衰力が生じるが、この効果は十分なものではなかった
。

本発明は、従来のパワーステアリング装置における上記
ような問題点に着目してなされたものであり、シリンダ
室と油圧制御装置との間に流量制限装置を設けることに
より、上記問題点を解消することを目的としている。

以下、本発明をその第１の実施例を示す添付図面の第２
図に基づいて説明する。

まず、構成について説明する。

左、右の車輪１及び２にそれぞれ取り付けられたナック
ルアーム３及び４は、サイドロッド５及び６を介してラ
ック７に連結されている。ラック７にｔｊステアリング
ホイール８に一体に連結されたステアリングシャフト９
によって回転されるピニオン１０がかみ合っている。ま
た、ラック７には、シリンダｌｌ内に軸方向に移動自在
にはめ合わせたピストン１２が一体に取り付けられてい
る。ピストン１２はシリンダ１１を左、右の室ｌｌａ及
びｌｌｂに分割している。ステアリングシャフト９の中
間部に油圧制御装置１３が設けられている。油圧制御装
置１３は、４つの圧力制御弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及
び１３ｄを有している。これらの圧力制御弁１３ａ、１
３ｂ、１３ｃ及び１３ｄの絞りはステアリングシャフト
９の回転に応じて調節される。圧力制御弁１３ａと１３
ｂ、及び圧力制御弁１３ｃと１３ｄはそれぞれ直列に接
続され、圧力制御弁１３ａ及び１３ｃの上流側は油路１
４を介て油圧ポンプ１５に接続され、また圧力制御弁１
３ｂ及び１３ｄの下流側は油路１６を介してリザーバタ
ン、り１７に接続されている。圧力制御弁１３ａ及び１
３ｂの中間部の出力ボート１３ｅは油路１８を介してシ
リンダ１１の室１１ａに接続され、また圧力制御弁１３
ｃ及び１３ｄの中間部の出カポ−）１３ｆは油路１９を
介してシリンダ１１の室ｆｌｂに接続されている。油路
１８及び１９にはそれぞれ施蓋制限装置であるオリフィ
ス２１及び２２が設けられている。

次に、作用について説明する。

ステアリングホイール８の回転に応じて油圧制御装置１
３の圧力制御弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄの絞
りが調節され、シリンダ室１１ａ及びｌｌｂの油圧が制
御されてピストンが右行又は左行する作用は従来のもの
と同様である。走行中に車輪ｌ及び２側から車輪１及び
２を転舵させようとする力が作用した場合、この力によ
ってピストン１２が移動しようとするが、これに伴ない
シリンダ室１１ａ（又はｌ　ｌ　ｂ）内の油がオリフィ
ス２１（又は２２）を通して排出され、シリンダ室１１
ｂ（又は１１　ａ）へ油がオリフィス２２（又は２１）
を通って流入する。このためピストン１２は移動方向に
反対向きの抵抗力を受ける。従って、車輪ｌ及び２に外
部から入力された力は直ちに減衰され、外力にょる舵角
の変化が抑制される。上記減衰作用は、シリンダ室１１
ａ及びｌｌｂ内に油圧が作用してぃなくてもシリンダ室
１１ａ及びｌｌｂ内に油が存在すれば、得られるため、
旋回時はもちろんのこと直進時においても安定性が向上
する。また、路面の不整等による入力よりも振動数の高
い車輪の振れ（シミー等）に対しても減衰作用が働くた
め、これらの不快な振動を抑制することもできる。

第３図に本発明の第２の実施例を示す、この実施例と第
１の実施例との相違点は、油路１８及び１９に設けるオ
リフィスを可変オリフィス２１・′及び２２′とした点
だけである。このような構成にすればオリフィス２１′
及び２２′の流量を任意に設定することができるので、
車両の走行状況に応じてそれぞれ最適な減衰力を与える
ように減衰特性を設定することができる。　第４図に本
発明の第３の実施例を示す、この実施例は第３図に示し
た第２の実施例の可変オリフィス２１’及び２２′を車
速に応じて制御するようにしたものである。すなわち、
車速センサー２３から車速信号を電子制御装置２４に入
力し、これに基づいて電子制御装置２４は、低速時には
流路抵抗が小さく高速時には流路抵抗が大きくなるよう
に可変オリフィス２１′及び２２′を制御するようにし
たものである。こうすることによって、高速時のステア
リング装置の安定性が増大すると共に低速時には操舵力
が軽減される。

第５図に本出願に係る第２の発明の第１の実施例を示す
、この実施例には、第２図に示した前述の実施例の油路
１８及び１９に、オリフィス２１及び２２と並列にそれ
ぞれバイパス路３１及び３２を設け、このバイパス路３
１及び３２にそれぞれ一方向バルブ３３及び３４を図示
の向きに設けたものである。その他の構成は上記実施例
と同様である。このような構成によれば、シリンダ室ｌ
ｌａ及びｌｌｂへ流入する操舵力軽減のための油はオリ
フィス２１及び２２の抵抗を受けず、排出される油のみ
が抵抗を受ける。従って、オリフィス２１及び２２だけ
を設けた前述の実施例と比較して、油圧制御装置１３に
対するピストン１２の応答が良くなり、ステアリングホ
イール８の操作に対する車輪ｌ及び２の転舵の時間遅れ
を小さくすることができる。

第６図に本出願に係る第２の発明の第２の実施例を示す
、この実施例は、バイパス弁４１を設けたこと以外は第
２図に示した実施例と基本的に同様であるので、油圧制
御装置、パワーシリンダ等については同様の参照符号を
付して説明を省略する。バイパス弁４１のスプール４２
は、油圧が作用しない状態では、両側に配置されたスプ
リング４３及び４４に押されて図示の中立位置にあり、
ランド４２ｂ及び４２ｃによってそれぞれ、ボート４５
ｂと４５ｃ、及びボート４５ｄと４５ｅの連通を阻止し
ている。ボート４５ｂ及び４５ｄはそれぞれ油路４６及
び４７によってオリフィス２１及び２２の下流と接続さ
れている。また、ボート４５ｃ及び４５ｅはそれぞれ油
路４８及び４９を介してオリフィス２１及び２２の上流
、すなわち圧力制御弁１３の出力ポート１３ｅ及び１３
ｆ、に接続されている。ランド４２ａに油圧を作用させ
るボート４５ａは油路４８に接続されており、またラン
ド２４ｄに油圧を作用させるボート４５ｆは油路４９に
接続されている。

直進時のようにステアリングホイール８の回転トルクが
小さいときには、油路１８及び１９の油圧、すなわちボ
ー）４５ａ及び４５ｆの油圧、はほぼ等しく、スプール
４２は中立位置にあり、ボート４５ｂと４５ｃ、及びボ
ート４５ｄと４５ｅはしゃ断されている。このため、シ
リンダ室１１ａ及びｌｌｂに供給される油は必ずオリフ
ィス２１及び２２を通過する。従って、ピストン１２の
移動に対する大きな減衰力が得られる。

旋回時のようにステアリングホイール８に大きな力を作
用して回転トルクを大きくした場合には、油路１８及び
１９の油圧のいずれか一方は高くなり、他方は小さくな
る。このため、スプール４２は右方向又は左方向の力を
受けて移動し、ボート４５ｂと４５ｃ、及びボート４５
ｄと４５８が連通ずる。従って、圧力制御弁１３の出力
ポート１３ｅは油路４８及び４６を介してシリンダ室１
１ａと連通し、また圧力制御弁１３の出力ポート１３ｆ
は油路４９及び４７を介してシリンダ室１１ｂと連通す
る。従って５オリフイス２１及び２２のしぼり効果が作
用しなくなるので、ピストン１２の移動に対する減衰力
は小さくなる。

このようにして、直進時にはピストン１２の移動に対す
る減衰力を大きくして安定性を増し、旋回時には操舵力
を小さくして操作性を向上させることができる。

第７図に第２の発明の第３の実施例を示す、油路１８及
び１９にそれぞれバイパス路５１及び５２が設けてあり
、このバイパス路５１及び５２の途中には電磁弁５３及
び５４が設けである。電磁弁５３及び５４が開くとバイ
パス路５１及び５２は開かれ、また電磁弁５３及び５４
が閉じられるとバイパス路５３及び５４はしゃ断される
。電磁弁５３及び５４は電子制御装置５５からの電気信
号によって作動される。電子制御装置５５には、ステア
リングシャフト９に設けられた操舵力センサ５６からの
信号が入力される。操舵力センサ５６は例えばストレイ
ンゲージであり、ステアリングシャフト９に作用する回
転トルクを電気信号に変換する。

ステアリングホイール８にほとんど回転力が作用せず操
舵力センサ５６の出力が小さい場合には、電磁弁５３及
び５４が閉じられバイパス路５１及び５２はしゃ断され
ているため、オリフィス２１及び２２の作用によりピス
トン１２に大きな抵抗力が作用する。操舵力センサ５６
の出力か大きくなると、電磁弁５３及び５４が開かれバ
イパス路５３及び５４が開かれる。このためオリフィス
２１及び２２の絞り効果がなくなりピストン１２に対す
る減衰力が小さくなる。従って、第６図に示した実施例
と同様の効果が得られる。

以上説明してきたように、本発明によると、車輪を揺動
させるリンクに連結されたピストンの両側にシリンダ室
を形成するパワーシリンダと、ステアリングホイールの
回転方向に応じて増大する油圧又は減少する油圧を交互
に出力する２つのポ−トを有する油圧制御装置と、油圧
制御装置の２つのポートをそれぞれパワーシリンダの両
シリンダ室に連通させる２つの油路とを有するパワース
テアリング装置において、２つの油路にそれぞれ、油路
を通る油の抵抗となる流量制限装置を設けたので、車輪
側から力が作用した場合にピストンの移動に対する減衰
力を生じ、車両の進行方向が安定するという効果が得ら
れる。

また、本出願に係る第２の発明によると、車輪を揺動ぎ
せるリンクに連結されたピストンの両側にシリンダ室を
形成するパワーシリンダと、ステアリングホイールの回
転方向に応じて増大する油圧又は減少する油圧を交互に
出力する２つのポートを有する油圧制御装置と、油圧制
御装置の２つのポートをそれぞれパワーシリンダの両シ
リンダ室に連通させる２つの油路と、２つの油路にそれ
ぞれ設けられた流量制限装置とを有するパワーステアリ
ング装置において、２つの油路に、流量制限装置をバイ
パスするバイパス路を設け、バイパス路にバイパス路を
しゃ断可能な弁を設けたので、減衰力を運転条件に応じ
て制御すること、例えば、直進時にはピストンの移動に
対する大きな減衰力が生じ、旋回時には操舵力が軽減さ
れるようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパワーステアリング装置を示す図、第２
図は本出願の第１発明の第１実施例を示す図、第３図は
本出願の第１発明の第２実施例を示す図、第４図は本出
願の第１発明の第３実施例を示す図、第５図は本出願の
第２発明の第１実施例を示す図、第６図は本出願の第２
発明の第２実施例を示す図、第７図は本出願の第２発明
の第３実施例を示す図である。 １・・・車輪、２・・・車輪、３・・・ナックルアーム
、４・・・ナックルアーム、５・・・サイドロッド、６
・・争サイドロッド、７・ｅ・ラック、８・・・ステア
リングホイール、９−１１・ステアリングシャフト、１
０・・・ピニオン、１１・・・シリンダ、ｌｌａ＠魯・
室、ｌｌｂ・・・室、１２・０・ピストン、１３・ｅ・
油圧制御装置、１３ａ−１３ｄ・・・圧力制御弁、１３
６＊＊＊出力ボート、１３ｆ−拳・出力ポート、１４・
・・油路、１５・・・油圧ポンプ、１６・・・油路、１
７−・・リザーバタンク、１８・・・油路、１９・・・
油路、２１・・・オリフィス、２２＠・・オリフィス、
２３・・・車速センサー、２４・＠−電子制御装置、３
１・・・バイパス路、３２．−、バイパス路、３３−、
−一方向パルブ、３４ｅ＠・一方向バルブ、４１・・ｅ
バイパス弁、４２φ・・スプール、４２ａ〜４２ｄ・・
・ランド、４３・・・スプリング、４４・・・スプリン
グ、４５ａ〜４５ｆ・・・ポート、４６・・番油路、４
７＠ｅ−油路、４８◆１１１１油路、４９−−−油路、
５１・０．バイパス路、５２００．バイパス路、５３・
・、電磁弁、５４φ・・電磁弁、５５φ・瞭電子制御装
置、５６・・・操舵力センサ。 特許出願人　　　日　産　自　動　車株式会社代理人　
　弁理士　宮内利行 １１／ｌ！１ 第２図 ２ 第３図 ＩＩり図 ２３　　　　　　　′１４ 第９図 第６図 ４′３ｅ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車輪を揺動させるリンクに連結されたピストンの両
   側にシリンダ室を形成するパワーシリンダと、ステアリ
   ングホイールの回転方向に応じて増大する油圧又は減少
   する油圧を交互に出力する２つのポートを有する油圧制
   御装置と、油圧制御装置の２つのボートをそれぞれパワ
   ーシリンダの両シリンダ室に連通させる２つの油路とを
   有するパワーステアリング装置において、 ２つの油路にそれぞれ、油路を通る油の抵抗となる流量
   制限装置を設けたことを特徴とするパワーステアリング
   装置。 ２、流量制限装置は、その流路抵抗が可変である特許請
   求の範囲第１項記載のパワーステアリング装置。 ３、車輪を揺動させるリンクに連結されたピストンの両
   側にシリンダ室を形成するパワーシリンダと、ステアリ
   ングホイールの回転方向に応じて増大する油圧又は減少
   する油圧を交互に出力する２つのボートを有する油圧制
   御装置と、油圧制御装置の２つのポートをそれぞれパワ
   ーシリンダの両シリンダ室に連通させる２つの油路と、
   ２つの油路にそれぞれ設けられた流量制限装置とを有す
   るパワーステアリング装置において、 ２つの油路に、流量制限装置をバイパスするバイパス路
   を設け、バイパス路にバイパス路をしゃ断可能な弁を設
   けたことを特徴とするパワーステアリング装置。 ４、バイパス路をしゃ断可能な弁は、油圧制御装置の出
   力ポートからパワーシリンダのシリンダ室への流れを許
   容する向きに設けられた一方向パルブである特許請求の
   範囲第３項記載のパワーステアリング装置。 ５、バイパス路をしゃ断可能な弁は、油圧制御装置の２
   つの出力ボートの油圧の差が所定値以下のときにバイパ
   ス路をしゃ断するバイパス弁である特許請求の範囲第３
   項記載のパワーステアリング装置。 ６．バイパス路をしゃ断可能な弁は、ステアリングシャ
   フトの回転力が所定値以下のときにバイパス路をしゃ断
   する電磁弁である特許請求の範囲第３項記載のパワース
   テアリング装置。