JPS6085061A - ステアリング制御装置 - 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、車両の旋回時における前輪のパワーステアリ
ング制御と同時に、操舵トルクに応じて各種車両用機構
の制御をするステアリング制御装置に関するものである
。

第１図および第２図はラックピニオン式パワーステアリ
ング装置を備えると共に、後輪はセミトレーリングアー
ム式のサスペンションを持つ車両の平面略図である。

図中１は車体、２は前輪、３はナックルアーム、４はザ
イドロッド、５はラックギヤ、６はパワーステアリング
のパラ−シリンダー、７はピニオンギヤ、８はパワース
テアリングの油圧調整弁、９はハンドル、１０はパワー
ステアリング油圧ポンプＳ１１はパワーステアリング作
動油のリザーバ−タンク、１２は油圧パイプである。ま
た１３はａｓ、ｉ４は後輪サスペンションメンバー、１
５はデファレンシャルギヤハウジングでメンバー１４と
ハウジング１５はボルトにより固定されており一体に動
くようになっている。１６は後輪サスペンションメンバ
ー１４のインシュレータラバーであり、後輪サスペンシ
ョンメンバー１４はインシュレータラバー１６を介して
ビン１７ニ、ｌ：１１）車体１に弾性的に固定されてい
る。１８はデファレンシャルギヤインシュレータで、デ
ファレンシャルギヤハウジング］５はインシュレータ１
８を介してビン１９により車体１に弾性的に固定されて
いる。２０は七ミｌ−レーリングアーム、２１はドライ
ブシャフトである。

第２図は第１図の作動説明図で、ハンドル９を左に切る
と、油圧ｆ１Ｍ］整弁８内の可変オリフィスａ。

ｂが絞られ、メリフィスＯ，（ｌが開かれるので、パワ
ーシリンダー６の油室ｅ内の油圧が高まり、油室ｆ内の
油圧が下がり、ラックギヤ５にハンドル９を左に切るた
めの力が作用する。このためハンドル９の操舵力が軽減
される。なお、）・ンドル９を右に切れば可変メリフイ
スｃ、ｄが絞られ、ａ、ｂが開かれて、油室ｆ内のＭｌ
＋圧が上昇し、油室ｅ内の油圧が下がり同様の作用をす
る。

しかしながら、このような従来のす゛ペペンションにあ
っては、サスペンションと車体の固定をラバーを用いて
行っているため、例えは第２図に示すように左旋回を行
うと、後輪１３に作用するサイドフォースＦによって、
インシュレータラバー１６．１８がたわみ、その結果後
輪１ａは前輪２と逆の矢印Ｅで示す方向に切れる。この
ため切れ込み（コンプライアンスステア）作用を生じ、
高速走行時において車両の不安定を生じるという問題点
があった。

本出願人は、このような従来の問題点を解決するため、
第８図〜第８図に示す装置（特開ｔＩ／（５７−９９４
７０号）を提案した。

以下、この先願発明の各種実施例を第１３図〜第８図に
ついＣａ単に説明する。図中前記符号と同一ノ符号は同
等のものを示している。

まず第３図および第４図の構成を説明すると、これは後
輪サスペンションメンバー１４がデファレンシャルギヤ
インシュ５レータ１８の固定用ビン１９を中心に回転す
るようにサスペンションメンバー１４と車体１との間に
油圧シリンダー装置Ａ。

Ｂ、Ｏ，Ｄを取り付けである。

そして前輪のパワーステアリングのパワーシリンダー６
の左側油室ｅと油圧シリンダー装置Ｂ。

Ｄを油圧バイブ２４により接続すると共に、パワーシリ
ンダー６の右側油室ｆと油圧シリンダー装！？２Ａ、Ｇ
を油圧パイテ２５により接続しである。

したがって第４図に示すように、ハンドル９を左に切る
と、パワーステアリングのパワーシリンダー６の左側油
室ｅの油圧が高まり、右側油室ｆの油圧が下がる。これ
に従い油室ｅと油圧バイブ２４により接続されている油
用シリンダー装＠Ｂ　＋Ｄの油圧が上がり、油圧シリン
ダー装置０．Ａの油圧が下がる。この結果インシュレー
タラバー１６はたわませられて後輪１３が左に切れる。

すなわち後輪１８に働くサイドフォースＦに比べ油圧に
よる作用力が大きい場合は後輪１３が左に切れ、サイド
フォースＦに比べ油圧による作用力が小さい場合は、本
来発生するフンプライアンスステア（右切れ量）を減少
させる。

以上述べたように第３図および第４図の装ｊｉｆｆ　ニ
よれば、サイドフォースＦにより生じる後輪の切れ込み
量が減少し高速走行時の安定化がはかられる。

第５図は第２実施例を示すもので、これは前記に＋　ｉ
　”Ａｍ例の後輪サスペンションメンバー１４のインシ
ュレータラバー１６と各油圧シリンダー装置Ａ、Ｂ、Ｏ
，Ｄの代りに、ゴム部に中空の油室ｓ　ｅ　ａｔ−両側
に設けたインシュレータラバー２６を、前記インシュレ
ータラバー１６の設置位置に殴り、油圧パイプ２４．２
５を直接、インシュレータラバー２６内の各油室２６ａ
に接続したものである。この第２実施例の作用は第１実
施例と同様であるから、説明は省略する。

次に第６図は第３実施例を示すもので、これは前輪２の
舵角を決定するパワーステアリング装置のパワーシリン
ダー６の両！７ｉｉ、１部を弾性体のブツシュ２７を介
し°Ｃ車体ｌにそれぞれ連結すると共に、車体１に固定
した油１−Ｆ、シリンダー装置２８のピストンロッド２
８ａの外方突出端部を、パワーシリンダー６に突設した
ブラケット６ａと連結し、さらに前記油圧バイブ２４を
シリンダー２８の、油室ｇに接続すると共に、油圧バイ
ブ２５をシリンダー２８の油室りに接続したものである
。

この場合第６図に示すように、ハンドル９を左に切ると
、前述したようにパワーシリンダー６の油室ｅの油圧が
高まると共に、シリンダー２８の油室ｇの油圧も高まり
、逆に油室ｆ、ｈ内の油圧が下がるから、パワーシリン
ダー６がブツシュ２７をたわませて矢印Ｇの方向へ移動
すると共に、このパワーシリンダー６に対してハンドル
９の操作によりラックギヤ５も矢印■（の方向へ移動す
る。

この場合、油圧（ハンドル９の操作力）の変化は、ハン
ドル９の操作による前輪の舵角変化より位相が進んでい
るから、前述のコンプライアンスステアと異なりサイド
フォース発生前に前輪２の転舵作動がパワーシリンダー
６の移動分だけ増加する。すなわち、サイドフォースの
発生前にブツシュ２７をたわませ、コンプライアンスス
テアを増加させて、操舵の応答性を向上させることがで
きる。

また第７図は、第４実施例を示すもので、これは前記第
３実施例において、パワーシリンダー６をブツシュ２７
を介して車体に取り付けた代りに、前輪２のナックルア
ーム３の基部にある転舵時に前輪２の回転軸を決定する
ピン８ａを油圧シリンダー装置２８により移動させるも
のである。

すなわち、油圧シリンダー装置２８の両側に突出させた
ピストンロッド２８ａの端部を、それぞれ弾性体のブツ
シュ２９を介して車体１に設けたピン３０に連結すると
共に、このピン３０とピン３ａとをそれぞれトランスバ
ースリンク３１により連結し、さらに前記油圧バイブ２
４をシリンダー２８の油室りと接続し、油圧バイブ２５
を油室ｇと接続したものである。

この場合、ハンドル９を左に切ると、ラックギヤ５が矢
印工の方向に移動すると共に、ブツシュ・２９をたわま
せてピストンロッド２８ａおよびトランスバースリンク
３１が矢印Ｊの方向に移動スるから、この場合も前輪２
の転舵作動が増加し、操舵の応答性を向上させることが
できる。

第８図は第５実施例を示すもので、これはパワーステア
リング機構への供給油１１モを油圧作動手段（この場合
は油圧シリンダー装置Ａ、Ｂ、Ｃｔ、Ｄ）に導く回路２
４．２５中に車速に応じて作動する切換弁３２を設けた
ものである。すなわち、図中３３は車速センサー、３４
はアンプである。

これは前記第１実施例のものを、１に磁方向切換ｆｐ８
２と、車速センサー３３と、アンプ３４により車庫入れ
等の低速時に方向切換弁３２を切り換え、後輪１３を切
り込み方向（前輪の操舵方向と逆方向）に転舵させ、最
小回転半径を小さくするようにしたものである。

しかしながら、上述した従来のステアリングギヤ装置は
、いずれも１個の油圧制御弁（油圧調整弁）８によって
油圧を制御する構成であるため、据切り時等の低速時に
大きなパワーステアリングのアシスト力を得るために、
油圧ポンプ１０の発生油量゛を低速時に特に高くなるよ
うにする必要があり、アシスト力をあまり要しない高速
時においては、発生流量を減少させる為コンプライアン
スステア制御用に必要な高油圧が司られないようになる
。また、微少舵角で不感帯を設けたパワーステアリング
用油圧を用いると、微少舵角時のシャープなコンプライ
アンスステア制御ができなくなる。

すなわち１個の油圧制御弁のみによっては、低速時に大
きなアシスト油圧を要し且つ微少操舵トルクには不感帯
を持つパワーステアリングのアシスト性能と、高速時に
大きな制御油圧を要し、微少操舵トルクに対しても反応
するコンプライアンスステア制御性能とを同時に満足さ
ぜることができないという問題点があった。

また、コンプライアンスステア制御以外に後輪を操作す
る例として特開昭５４−１５９９２１に示すものがある
が、前輪の操舵角を検出して後輪の制御を行なうため、
制御上の遅れを４（１＜ものであった。

本発明は、このような従来装置の問題点に着目してなさ
れたもので、ステアリングギヤ装置に操舵トルクにＩ心
じて作！ｌＵ、＋　Ｌ　、パワーステアリングの制御を
行なう第１油圧制御弁とコンプライアンスステア機構等
の車両用機構を制御する第２油圧制御弁を設けることに
より、上記問題点を解決することを目的とするものであ
る。

以下１第９図〜第１６図により本発明に説明する。第９
図は第８図の従来装置に本発明を実通ｌした例を示すも
ので、図中…１記ｔ−Ｊ号と同一の符号は。

同等のものである。

本実施例においてＧ、１、第８図１の従来装置ｉＬにお
けるパワーステアリンタ月１油比ポンプ１０（油圧源）
の他に、コンプライアンスステア制御用１油圧ポンプ１
０′（油Ｌｌ−ｉ１１；ｉ　）をＨシ′けると共に、パ
ワーステアリング川油田１ｂｉ１佃ＩＪＦ８（第１油圧
１１ｒ制御弁）の他に、コンプライアンスステア制御用
１油出制御力８′（第２油圧制御弁）を設け、油圧ポン
プ１０と接粘゛１した制御弁８のオリフィスａ、Ｃ間の
油路を油圧パイプ１２を介してパワーシリンダー６の油
室ｅと接続すると共に、オリフィスｂ、ｄ間の油路を油
圧パイプ１２を介してパワーシリンダー６の油室ｆと接
続し、第１油圧回路を形成する。また、油圧ポンプ１０
’と接続した制御弁８′のオリフィスａ、Ｃ間の油路を
油圧パイプ２４を介して油Ｈ−シリンダー装ｆｆｔＢ　
、　Ｄに接続すると共に、制御弁８′のオリフィスｂ、
ｄ間の油路を油圧パイプ２５を介して油圧シリンダー装
［Ａ　、　Ｏに接続して第２油日：：回路を形成する。

そしてパワーステアリング用油■−ポンプ１０を、第１
Ｏ図に示すように、高車速時に流１ｆｔかｎ・Ｖ少する
特性にすると共に、パワーステアリング月１油Ｈ・。

制御弁８に、第１１図に示すように、泊進角近の微少舵
角範囲において不恣帯Ｓを設ける。

またコンプライアンスステア制ｔｉｌｌ用油圧ポンプ１
０′を、第１２図に示すように、高車速時にｉｆｆ、　
ｉｉｌか増大するね性にすると共に、コンプライアンス
ステア制御用イ圧制御弁８′は、第１３図に示すように
、不感帯Ｓ（第１１図糸間）かない才り性とする。

また第１４図〜第１６図は油圧制御弁８，８′を一体的
に形［反した実施例を示すもので、図中６ａはパワース
テアリングのパワーシリンダー６と一体に形成したステ
アリングギヤハウジングで、内部にランクギヤ５があり
、ピニオンギヤ７と噛合している。８ａはステアリング
ギヤハウジング６ａと一体に形成した油圧制御弁８．８
′共月１のバルブハウジングで、内部に中柴円筒状のバ
ルブボディ８ｂが、ピニオンギヤ７と共に回転自在に成
製されており、さらにこのバルブボディ８ｂの内部に回
転弁体８Ｃが成製されている。この回転弁体８Ｃはハン
ドル９の回転に骨って回転するバルブシャフト８ｄと共
に回転するようになっており、またバルブシャフト８ｄ
の回転は、バルブシャフト８ｄおよび回転１１体８Ｃの
中心を貞通ずるトーションバー８８を介してピニオンギ
ヤ７に伝えられるよう昏こなっている。

したかつて、ハンドル９の操作によりバルブシャツ）８
ｄに保吐力を加えると、タイヤの接地抵抗のため、トー
ションバー８ｅかねじられる結果、バルブシャツ）８ｄ
と連動する回転弁体８ｃとバルブボディ８ｂとの間にト
ーションバー８０のねじれ分に相当する回転変位が生ず
る。ψ、１６図および第１６図は第１４図のパワーステ
アリング月１油圧制御弁Ｂの横断向を示すものであるが
、コンプライアンスステア制御用油圧制御弁８′も略１
１１１梯の構造である。

上述のようにパルプボディ８ｂと回転弁体８ｃの間に回
転変位が生ずると、それによって油圧ポンプ１０から送
られてくる油の圧力と方向を制６１１１して、パワーシ
リンダー６の油室ｅまたはｆにＨ−油を送り、パワーア
シストしてランクギヤ５を介して車輪２を必要量だけ動
がず。

すなわち、バルブシャフト８ｄの動きはタイヤの負荷に
応じて変位し、それにＭ＞じて油Ｉイー、が土っ□て出
力となり、同時にｌ・−ジョンバー８ｅの４」じれ角に
応じた力が反力となって］１１（転者に伝えらオＩる。

そのため運転者は常に負荷に応した路面反力を感じるこ
とかできるのである。

そして車両の直進時に油圧制御弁８は第１５図に示す状
態であり１ポンプ１ｏがらの作動油はインレットボート
ｋがらバルブボディ８ｂの外周の溝を通ってバルブボデ
ィ８ｂの周辺の凹みｌに流れ込むか、第１５図の場合、
バルブボディ内周の凹みｌと回転弁体８ｃとの円ＩＭ方
向の隙間が同じで回路抵抗か等しいので、作動油はバル
ブボデ１側の四みｌと回転弁体８　Ｃ（ＩｊＪの門みｍ
をｉｉｌ＋ってリターンボートｎから、回転弁体８ｃと
トーションバー８ｅｌ１４Ｊの隙間Ｏを経てアウトレッ
トボートｐからリザーバータンク１１へ戻る。したがっ
て、この場合はパワーシリンダー６の配布の油￥ｅ。

ｆに圧力差が生じないため、ピストン６ｂは中Ｍを保っ
て動かない。

つきにハンドル９を右に切った場合は、第１６図に示す
ようになる。すなわち、回転弁体８ｃが矢印にの方向に
回転するため、凹みｔとｍがＪ］１１することにより、
インレットボートｋがらのｉｌ＋　ｌ−Ｆ、がパワ−シ
リンダー６の油室ｆに昨月Ｊしてピストン６ｂにパワー
アシストし、ランクギヤ５を左方向へ動かず力となる。

この時シリンダー６の左側の油室ｅから押し出された油
は、ボートｑおよびリターンボートｎを介して隙間０に
入り、アウトレットボートｐからリザーバータンク１１
に戻る。

つぎに上述のように構成した本発明装置Ｉの作用１を説
明する。第０図の実施例において、車両が直進している
時はハンドル９が中立（１１置にあるため、パワーシリ
ンダー６のピストン６ｂも中立４’ｌ　ＩｊＪにあって
車両は直進する。

しかして、油圧ポンプ１０を第１０図に示す９゛Ｉ性と
し、油圧ポンプ１０′を第１２図に示す特性と・・し、
パワーステアリング用油圧制御弁８をに５．１１図に示
す特性とし、コンプライアンスステア制御用油圧制御弁
８′を第１３図に示す特性にすると、低車速時において
は油圧ポンプ［０の流（にが大きいため、パワーステア
リングＵ〕アシスト力も大となる。したがって車庫入れ
等のｆ！４作が楽にｆ、［る。

そしてこの場合は低速であるため、サイドフォースｌｉ
’　（第２図参照）は殆ど発生しないから、ＩＩ＋１１
にポンプ１０′の涼暖も殆ど０で、コンプライアンスス
テア制御は殆ど作用しない。

つぎに高車速時においては、油圧ポンプ１０の鴫流量は
小さくなるため、パワーステアリングのアシスト力は比
較的小さくなる。したがって高速定行時のハンドルがふ
らつく欠点がなくなる。

またこの時ハンドルの微少角度の夏位に対しては、油圧
制御弁８に第ｉｉ図に示すように不感帯Ｓがあるため、
車両の直進安定性が害ゎれることはない。

しかしなから、筒速時にハンドルを切った時はサイドフ
ォースＦも大きくなるが、この場合は油圧ポンプ１０′
の流ｈｔが第１２図に示すように大きくなるため、コン
プライアンスステア作用も大きく確実に働く。またこの
場合の油Ｈ・を制御する油圧制御弁８′は、第１３図に
承ずように不感帯がないため、ハンドル０の１☆′８Ｐ
にに的、ちに１心答することができる。したがって本発
明によれば、微少舵角でもコンプライアンスステア制御
が有効に行われることになる。

なお、第９図は第３図で示した従来技術に本発明を適用
したものであるが、本発明はこの他、第５　ｒ　’６　
＋　７　＋　８図に示した従来技術にも適用でき□るこ
と云うまでもない。また、第９図に示した実施例は、油
圧源として異なった特性を持つ２押のポンプを用いたが
、１種のポンプからの油を図示しない分流弁を用いて、
各々の油ｔ」；　；＋＋＋＋御弁に供給することも可能
である。

また、第１５．１６図に示した油圧制御弁は、ロータリ
ーバルブ式の実施例であるか、本発明はこの他、スプー
ルバルブ式、プラネットギヤ式、コニカルロータリ一式
のバルブでも実施可能であト□る。更に、また、前記実
施例は、コンプライアンスステア機構の制御について述
べたが、１１」両のアンチロール制御４１等、各積車両
用）幾構の制御にも適用可能であることはｉうまでもな
い。

以上説明しできたように、本発明においては、操舵トル
クに応じて作動し、パワーステアリングの制御を行なう
第１油圧制御弁と各柚ｊｌＬ両月１機＋１°１７の制御
を行なう第２油圧制御弁とを設けると共に、少なくとも
１つの油圧源を使用し、これら両油田制御弁と前記油圧
源より、それぞれ独立した第１油田回路と第２油圧回路
を形成したから、高速直進時のハンドルの操舵及力感を
確保できると共に、舵角制御による車両の走行安定性の
向上を両立できる上に、微少舵角時にもコンプライアン
スステア制御やアンチロール制御を有効にするというす
ぐれた効果が得られる。

また第１４図に示すように、２組の油圧制御弁をステア
リングギヤハウジングと一体的に構成すれば、重量、コ
スト、およびスペースの上から有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は従来のステアリング制御装置を示す車
両の平面図、 第９図は本発明のステアリング制御装置を示す車両の平
面図１ 第１０図〜第１３図は本発明で（４ｊ川する油圧ポンプ
と油圧制御弁の判性図、 第１４図は本発明で使用する油田制御：Ｉｒの実施例を
示す断面図、 第１５図はその油Ｂ、制御弁の横断面図、第１６図はそ
の作動説明図である。 ｌ・・・車体　２・・・前輪 ８・・・ナックルアーム　４・・・サイドロッド６・・
・ラックギヤ　６・・・パワーシリンダー７・・・ピニ
オンギヤ ８・・・パワーステアリング用油日・、制御弁（第１油
１コモ制御弁） ダ・・・コンブラインスステア制御用油圧制御弁（第２
油圧制御弁） ９・・・ハンドル １０・・・パワーステアリング用油１」−ポンプ（油Ｅ
Ｅ、源）１０′・・・コンプライアンスステア制御用油
圧ポンプ（油圧源） １１・・・リザーバータンク １２・・・油圧パイプ　１８・・・後輪・１４・・・後
＠叩スペンションメンバー１５・・・デファレンシャル
ギヤハウジンク１６・・・インシュレータラバー １７・・・ピン １８・・・デファンレシャルギャインンユレータ１９・
・・ビン ２０・・・セミトレーリングアーム ２１・・・ドライブシャフト　２２・・・油圧シリンダ
ー２８・・・油圧ピストン ２４　、２５・・・油圧パイプ ２６・・・インシュレ−タラバー ２７・・・ブツシュ ２８・・・油圧シリンダー装置ｒド ２９・・・ブツシュ　３０・°°上ピ ン１・・・トランスバースリンク ３２・・・電磁方向切換弁　３３・・・車速センサー３
４・・・アンプ。 特許出願人　日量自動車ヤ′（、式会社’ｆ”ｉ：、・
、゛− 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 つΔ 第８図 第９図 第１０図　第１１図 第１５図 第１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　操舵トルクに応じて作動し、パワーステアリングの
   制御を行なう第１油圧制御弁と各種車両用機構の制御を
   行なう第２油圧制御弁とを設けると共に、少なくとも１
   つの油圧源を使用し、これら両前圧制御弁と前記油圧源
   より、それぞれ独立した第１油圧回路と第２油圧回路を
   形成したことを特徴とするステアリング制御装置。 ａ　異なった特性を持つ２種の油圧源を使用した特許請
   求の範囲第１項記載のステアリング制御装置。 ＆　前記第１油圧制御弁には微少操舵トルクに対する不
   感帯を設けたことを特徴とする特許請求の範聞第１項記
   戦のステアリング制御装置。 表　前記第１油圧制御弁と第２油圧制御弁をパワーステ
   アリングギヤハウジングと一体に２連バルブとして構成
   した特許請求の範囲第１項記載のステアリング制御装置
   。 ＆　前記各種車両用機構はコンプライアンスステア機構
   とした特許請求の範囲第１項ないし第４項記載のステア
   リング制御装置。