JPS6082484A - 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】 この発明は、当該車両の走行条件を特定する信号を検出
して、最適な操舵力を得るようにしたパワーステアリン
グ装置に関する。

（従来の装置） 従来から知られているこの種の装置は、車速信号あるい
はハンドル操作信号等によって、流量制御弁を制御して
、パワーシリンダへの供給流量を調整するようにしてい
た。

例えば、設定速度以上になったとき、パワーシリンダへ
の供給流量を減少させてマニアルステアリングの状態に
し、設定速度以下のときには、供給流量を増大させてパ
ワーステアリングの状１ルにしていた。− しかし、上記流量制御弁を制御するだけでは、いろいろ
な走行条件にすべて適応できない欠点があった。

例えば、停止時あるいは極低速時には、流量制御弁の開
度を最大にしても、ポンプ吐出量がマキシマムであれば
、それ以上の流量を確保できない。したがって、停止時
あるいは極低速時等に、パワーアシストをさらに太きく
できない問題があった。

（本発明の目的） この発明は、あらゆる走行条件に対して適応できるパワ
ーステアリング装置の提供を目的にする。

（本発明の実施例） このパワーステアリング装置の油圧回路系は、原動機ｍ
に連結したポンプＰを流量制御弁Ｆに接続するとともに
、この流量制御弁ＦにコントロールバルブＣを接続して
いる。

なお、上記原動機ｍは、車のエンジンと共用するのが通
常であるが、図示の実施例では、車のエンジンＥと原動
機ｍとを、便宜士別に表わしている。ただし、上記エン
ジンＥと原動機ｍとを全く別にした場合でも、この実施
例が適用できること当然である。

そして、この原動機ｍ及び流量制御弁Ｆのそれぞれには
、出力器１．２を接続しているが、これら出力器ｌ、２
は、検出器りに接続している。

この検出器りは、ステアリングシャフトＳに接続して、
そのハンドルＨのハンドル角あるいはその角速度、さら
にはハンドルトルク等を電気信号として検出するように
している。さらにこの検出器りは、エンジンＥにも接続
して、当該車速を電気信号として検出するようにしてい
る。

このようにした検出器りは、上記各信号を検出するとと
もに、それらの信号に応じて、所定の出力器を動作させ
、それら出力器ｌ、２に対応したポンプＰあるいは流量
制御弁Ｆを制御する。

つまり、原動機ｍに接続した出力器１は、上記検出器り
の出力信号に応じて動作する比例ツレ／イドで構成して
いる。そして、この比例ソレノイドは、原動機ｍのスロ
ットルバルブに接続し、そのスロットルバルブの開度を
調整して、原動機ｍの回転数を制御するようにしている
。

なお、この出力器ｌを比例ソレノイドで構成したのは、
あくまでも−例であって、要するに、検出器りの出力信
号に応じて、原動機ｍの回転数を制御するものであれば
よい。また、この原動機ｍとして電気モータを用いたと
きは、例えば、出力器ｌとして可変抵抗等を利用しても
よい。

さらに流量制御弁Ｆに接続した出力器２も、この実施例
では比例ソレノイドを用いている。

そして、この流量制御弁Ｆに接続した出力器２は、検出
器りからの出力信号に応じて、流量制御弁Ｆの流量特性
を調整し、ポンプＰからパワーシリンダへの供給流量を
決めるようにしている。

さらに上記コントａ−ルパルブＣは、その本体３にポン
プポー１・４とタンクポー１・５とを形成するとともに
、スプール６を摺動自在に内装している。そして、この
スプール６の両端を反力室７．８に臨ませるとともに、
この反力室７．８にスプリング９、ｌＯを装填している
。

」二記のようにしたコントロールバルブＣのタンクポー
１・５は、ソレノイドバルブＶのインボート１１に接続
しているが、このソレノイドバルブ■の構成は、次のと
おりである。

すなわち、このソレノイドバルブＶは、その本体１２に
上記インボート１１を形成するとともに、コントロール
バルブ■の前記反力室７．８に連通する出力ポート１３
と、タンクＴに連通ずる戻りボート１４とを形成してい
る。

さらに、このソレノイドバルブＶには、ポペット１５を
内装するとともに、このポペット１５に対向する位置に
制御孔１６を形成している。

そして、上記ポペット１５は、圧縮スプリング１７の作
用で、通常は、図示の位置に保持されるが、ソレノイド
１８を励磁させると、スプリング１７に抗して移動する
。ただし、その移動量は、当該ソレノイドＩ８に対する
通電量に比例する。

このようにしたソレノイドバルブＶは、上記インポー）
１１と出カポ−Ｈ３とが常時連通ずるが、戻リポート１
４は、上記制御孔１６を介しで、インポー［１及び出力
ポート１３と連通ずる構成にしている。

そこで、いまソレノイド１８に通電すると、ポペット１
５がスプリング１７に抗して移動する。そして、このポ
ペット１５の移動量に応じて、制御孔１６に対するボペ
ッＨ５の先端の突入量が相違してくるが、その突入量が
多ければ多いほど、制御孔１６の開口面積が小さくなる
。つまり、このポペット１５と制御孔１６とが相まって
、可変オリフィスを構成することになる。

したがって、ポペット１５が図示の状態にあるときは、
制御孔１６が全開する。制御孔１６が全開した状態では
、インボー［１から流入した油が、制御孔１６を経由し
て、全量タンクＴに戻るとともに、反力室７．８内もタ
ンク圧になる。

このように反力室７．８内がタンク圧になれば、スプー
ル６の両端には、スプリング９．１０のばね力しか作用
しない。スプール６の両端にスプリング９．１０のばね
力しか作用していない状態では、当該スプールがスプリ
ングに抗する力で移動する。

そして、ソレノイド１８を励磁して、ポペット１５をス
プリングＩ７に抗して移動させると、制御孔１６の開口
面積が小さくなる。したがって、この制御孔１６前後に
差圧が発生し、その前圧が出力ポート１３を経由して反
力室７．８に流入する。

反力室７．８に圧力が流入すると、その圧力がスプール
６の移動に対して、抵抗として作用する。したがって、
反力室７．８の圧力分だけ、操舵反力が大きくなる。

そして、ポペツ）１５と制御孔１６とで構成する上記可
変オリフィスの開口面積が最小になると、反力室７．８
内の圧力が最大になる。このように反力室７．８内の圧
力が最大になると、スプール６が両側からロックされた
状態になり、ハンドルを回してもスプール６が移動せず
に図示の中立位置を保持する。そのために、パワーアシ
ストが停止されてマニアルステアリングの状態になる。

このようにしたソレノイドバルブＶは、前記した検出器
りに接続し、その検出器りによって検出した車速信号等
に応じて上記可変オリフィスの開口面積が決定される。

例えば、車速が設定速度以下のときは、このソレノイド
パルプＶが全開状態を保持し、設定速度を超えると、そ
の速度に応じて開口面積を小さくしていく。

また、上記本体３でピニオンｉｌｄ＋１９を支持してい
るが、このピニオン軸１９はハンドルＨと一体回転する
とともに、操向アーム２ｏと連接するラックにかみ合せ
ている。

なお、上記ラックは図示していないが、それはピニオン
軸１８と直交する方向に設けている。

このようにしたピニオン軸１８は、上記ラックに沿って
、矢印２１方向に所定の距離平行移動できるように支持
されている。しかも、このピニオン軸１９の周囲には、
駆動レバー２２を設け、ピニオン軸１８が上記矢印２１
方向に移動したとき、この駆動レバー２２が、支点２３
を中心に揺動するようにしている。

そして、この駆動レバー２２の支点２３とは反対側に連
結ピン２４を設け、この連結ピン２４を前記スプール６
に挿入している。

したがって、ピニオン軸１８が矢印２１方向に移動する
と、駆動し／＜−２２が揺動するとともに、この駆動レ
バー２２の揺動にともなって、スプール６が切換わるが
、反力室７．８に圧力が導入されているときは、その移
動が規制される。

そして、上記スプール６が、図示の中立位置にあるとき
は、流量制御弁Ｆを経由してポンプボート４に流入した
流体が、タンクポート５を経由してそのままタンクＴに
戻る。一方、このスプール６が左右いずれかに移動する
と、パワーシリンダの左右室のいずれかの室に、上記流
体を導いて当該パワーシリンダを動作させ、パワーアシ
ストする。

しかして、ソレノイドパルプＶが全開状態にあるとき、
ハンドルＨを回すと次のようになる。

すなわち、ハンドルＨを回すと、ラック側の抵抗が大き
いので、ピニオン軸１８が矢印２１方向に変位する。ピ
ニオン軸１９のこの変位にともなって、駆動レバー２２
すなわち連結ピン２４が揺動しようとする。このときソ
レノイドバルブＶが上記のように全開状態に保持され、
反力室７．８がタンクＴに連通していると、連結ピン２
４の揺動にともなって、スプール６が連結ピン２４の揺
動方向に移動する。

このスプール６の移動にともなって、ポンプＰからの流
体が、パワーシリンダの一方の室に流入し、他方の室が
タンクＴに連通ずる。

したがって、パワーアシストによるステアリング状態に
なる。

一方、ソレノイドバルブＶの開口面積が最小になると、
その可変オリイフィス前後に差圧が発生し、その前圧が
反力室７．８に流入する。反力室７．８に圧力が流入す
ると、このスプール６が両側から押さえつげられた状態
になる。そのためにハンドルＨを回しても、スプール６
が切換わらず、ピニオン軸１９のみが回転するマニアル
ステアリングの状態になる。

このようにしたステアリング装置では、ハンドルＨの操
舵力とパワーシリンダの出力とが、第２図に示す関係に
なるように制御する。

つまり、車速がＶｌからＶｎへ速くなるにしたかって、
パワーシリンダの出力を小さくし、その操舵力を大きく
していく。

例えば、車の停止時あるいは極低速時には、次のよな制
御をする。

つまり、」１記停止時あるいは極低速時にハンドルＨを
操作すると、換向抵抗が大きいので、ハンドルトルクも
大きくなる。そこで、検出器りがそのハンドルトルクを
検出するとともに、車速をも検出する。

このようにハンドルトルクと車速を検出すると、この検
出器りが演算機能を発揮して、所定の信号を出力する。

この信号に応じて、ソレノイドバルブＶが全開状態に保
持されるとともに、流量制御弁Ｆを全開状態にし、しか
も出力器１の動作で原動機ｍの回転数を少し上昇させ、
当該ポンプＰの吐出量を多くする。

このように流量制御弁Ｆが全開状態にあって、しかもポ
ンプＰの吐出量が多くなれば、それだけパワーシリンダ
に対する供給流量が多くなるので、換向抵抗が大きくて
も、ハンドルＨを軽く操作できる。

そして、原動機ｍの回転数とパワーシリンダへの供給流
量との相関関係を示したのが第３図であり、この第３図
からも明らかなように、上記停止時あるいは極低速時に
は、原動機ｍの回転数すなわちパワーシリンダに対する
供給流量を、ａ点まで上昇させる。

そして、この第３図中す点は、停止時あるいは極低速時
における従来の吐出量であり、したがって、この実施例
における吐出量ａが、上記吐出量すよりも多くなってい
ることがよくわかる。

なお、上記原動機ｍをエンジンＥと共用したとき、上記
条件では、当該エンジンＥの回転数が上昇するが、この
上昇分は、車速にほとんど影響のない程度で足りる。

このように停止時あるいは極低速時には、原動機ｍの回
転数を上げ、ポンプＰ自体の吐出量を多くして、ハンド
ルＨの操作力を軽くしているが、中高速走行時には、パ
ワーシリンダへの供給流量を減らすような制御をして、
その操舵力を重くする必要がある。

このような制御関係を示したのが第４図であるが、この
第４図は、車速が速くなるにしたがって、流量制御弁Ｆ
を制御し、パワーシリンダに対する供給流量を減少させ
る。

そして、車速が設定速度以上になると、流量制御弁Ｆの
制御流量は、その車速に応じて制御されるとともに、当
該車速を検出器りで検出してソレノイドバルブＶを励磁
させる。

ソレノイドバルブＶが励磁すると、その開口面積が小さ
くなるので、反力室７．８に導かれる圧力が高くなる。

反力室７．８に圧力が流入すると、スプール６の移動が
規制されるので、ハンドルＨを回してもスプール６が移
動しない。そのためにパワーシリンダへの流体の供給が
阻止されるとともに、ピニオン軸１９の回転によってラ
ックが移動するマニアルステアリングの状態になる。

上記のようにこの実施例では、車速、ハンドルトルク、
ハンドル角あるいはハンドルの角速度等を検出して、ポ
ンプＰ、流量制御弁ＦあるいはコントロールバルブＣを
制御するようにしたので、これらを有機的に制御するこ
とによって、あらゆる走行条件に適応させることができ
る。

なお、上記実施例における検出器りとしては、マイクロ
コンピュータを利用してもよい。また、その検出信号は
、走行条件を特定できるものであれば・どのようなもの
でもよい。

（本発明の構成） この発明の構成は、原動機に連結したポンプと、このポ
ンプに接続した流量制御弁と、この流量制御弁に接続す
るとともに、パワーシリンダへの流入方向を制御するコ
ントロールバルブと、このコントロールバルブの反力室
に圧力を導くためのソレノイドバルブとを備えたパワー
ステアリング装置において、上記原動機及び流量制御弁
のそれぞれに、検出器で検出した信号に応じて動作する
出力器を接続し、停止時あるいは極低速時に上記原動機
に接続した出力器の作用で、この原動機の回転数を少し
上昇させる構成にし、しかも走行条件に応じて流量制御
弁の流量特性を上記出力器の動作で調整するとともに、
上記検出器とソレノイドバルブとを接続し、その検出器
からの出力信号によってソレノイドバルブを比例制御し
、コントロールバルブの反力室の圧力を比例的に調整し
て、設定速度以上になったとき、パワーステアリングの
状態からマニアルステアリングの状態に切換えるように
した点に特徴を有する。

（本発明の効果） したがって、この発明によれば、原動機の回転数、流量
制御弁の流量特性及びコントロールバルブの反力室の圧
力等を制御して、あらゆる走行条件に適応した制御が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は回路図
、第２図は操舵トルクとパワーシリンダとの相関関係を
示したグラフ、第３図は原動機の回転数とパワーシリン
ダへの供給流量との相関関係を示したグラフ、第４図は
パワーシリンダへの供給流量と車速との相関関係を示し
たグラフである。 ｍｅｎ−原動機、Ｐ・・・ポンプ、Ｆ・・・流量制御弁
、ＣΦ・Φコントロールバルブ、ｌ、２・壷・出力器、
Ｄ−・・検出器、７．８拳・・反力室、ｖｍ　＊　嗜ソ
レノイドバルブ。 代理人弁理士　鴫　宣之

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原動機に連結したポンプと、このポンプに接続した流量
   制御弁と、この流量制御弁に接続するとともに、パワー
   シリンダへの流入方向を制御するコン）・ロールバルブ
   と、このコントロールバルブの反力室に圧力を導くため
   のソレノイドバルブとを備えたパワーステアリング装置
   において、上記原動機及び流量制御弁のそれぞれに、検
   出器で検出した信号に応じて動作する出力器を接続し、
   停止時あるいは極低速時に上記原動機に接続した出力器
   の作用で、この原動機の回転数を少し上昇させる構成に
   し、しかも走行条件に応じて流量制御弁の流量特性を上
   記出力器の動作で調整するとともに、」二記検出器とソ
   レノイドバルブとを接続し、その検出器からの出力信号
   によってソレノイドバルブを比例制御し、コントロール
   バルブの反力室の圧力を車速に応じて比例的に調整して
   、設定速度以上になったとき、パワーステアリングの状
   態からマニアルステアリングの状態に切換えるパワース
   テアリング装置。