JPH01314666A - パワーステアリング装置の操舵力制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、操舵力をパワーアシストするパワーステア
リング装置に関する。

（従来の技術） 従来から知られているパワーステアリング装置は、ハン
ドルの操舵方向に応して、パワーステアリングバルブを
切り換え、ポンプからの圧力流体をパワーシリンダに供
給して、操舵力をパワーアシストするようにしていた。

（本発明か解決しようとする問題点） 上記のようにした従来のパワーステアリング装置では、
例えば、腕力が相違する男性と女性とてそのアシスト力
を制御し、個々のドライバーに最も適した運転条件を設
定することができなかった。

この発明の目的は、ドライバーの腕力に応じて操舵アシ
スト力を選択できるようにした装置を提供することであ
る。

（問題点を解決する手段） 第１の発明は、ハンドルの操舵方向に応じて、ステア−
リングバルブを切り換え、パワーシリンダへの供給流量
を制御するパワーステアリング装置を前提にするもので
ある。

上記の装置を前提にしつつ、この第１の発明は、ステア
リングバルブの上流側に、その供給流量を制御する電磁
流量制御弁を設けるとともに、この電磁流量制御弁への
通電量を制御する操舵力操舵力選択スイッチを運転席の
近傍に設けた点に特徴を有する。

また、第２の発明は、ハンドルの操舵方向に応じてステ
アリングバルブを切り換え、パワーシリンダへの供給流
量を制御するとともに、このステアリングバルブに、操
舵反力を発生させる反力室を設けてなるパワーステアリ
ング装置を前提にするものである。

そして、上記の装置を前提にしつつ、この第２の発明は
、上記反力室の圧力を制御する電磁圧力制御弁を設け、
この電磁圧力制御弁への通電量を制御する操舵力選択ス
イッチを運転席の近傍に設けた点に特徴を有する。

さらに、第３の発明は、ステアリングシャフトの先端に
ピニオンを設け、このピニオンをラックにかみ合せると
ともに、電動モータｍの出力側に設けたピニオンも上記
ラックにかみ合せてなるパワーステアリング装置を前提
にするものである。

そして、上記の装置を前提にしつつ、この発明の操舵力
制御装置は、上記電動モータの出力を制御するコントロ
ーラを設けるとともに、このコントローラの出力信号を
選択する操舵力選択スイッチを運転席近傍に設りた点に
特徴を有する。

（本発明の作用） この発明は上記のように構成したので、操舵力選択スイ
ッチを操作して、ドライバーの腕力に応じた操舵アシス
ト力を設定することができる。

（本発明の効果） この発明の装置によれば、ドライバーが自分の腕力にあ
った操舵アシスト力を設定できるのて、例えば、腕力の
弱い女性でも、操舵が安定するようになる。

また、同一のドライバーでも、その時々の肉体的な条件
、例えば、腕の疲れ具合等によって、操舵アシスト力を
選択できるので、安全走行が可能になる。

（本発明の実施例） 第１図に示した第１実施例は、図示していないハンドル
の操舵方向に応じて切り換わるステアリングバルブＳＶ
に、供給通路１、戻り通路２及び−対のアクチュエータ
通路３．４を接続している。

そして、供給通路１にはポンプＰを接続し、戻り通路２
にはタンクＴを接続している。また、アクチュエータ通
路３．４は、パワーシリンダＣの圧力室５．６に接続し
ている。

さらに、上記供給通路１にはバイパス通路７を接続する
とともに、このバイパス通路７は、可変絞りからなる電
磁流量制御弁ＦＶを接続している。

この電磁流量制御弁ＦＶは、コントローラ８に接続して
いるが、このコントローラ８は、運転席の近傍に設けた
操舵力選択スイッチ９で制御できるようにしている。

しかして、操舵力選択スイッチ９を操作して、電磁流量
制御弁ＦＶを全閉状態にすると、バイパス通路７に流れ
る流量がゼロになるので、ポンプ吐出量全量が供給通路
１からステアリングバルブＳｖに供給される。したがっ
て、この場合には、パワーシリンダＣによる操舵アシス
ト力が犬きくなる。

これに対して、電磁流量制御弁ＦＶの開度を最大にする
と、ポンプ吐出量のほとんどがバイパス通路７を経由し
てそのままタンクＴに戻されるので、当該パワーシリン
ダＣの操舵アシスト力かゼロに近くなる。

つまり、この実施例によれば、電磁流量制御弁ＦＶの開
度を制御することによって、パワーシリンダＣによる操
舵アシスト力を制御できるとともに、このアシスト力を
運転席近傍に設けた操舵力選択スイッチ９を操作するこ
とによって、ドライバーが自己の腕力に応した操舵アシ
スト力を設定することがてきる。

なお、第２図に示した第２実施例は、アクチュエータ通
路３．４間に電磁流量制御弁ＦＶを設けたもので、その
他は第１実施例と同様である。

第３図に示した第３実施例は、第１実施例のステアリン
グバルブを具体的に示したもので、このステアリングバ
ルブＳ■は、従来公知のロータリバルブタイプのもので
ある。

すなわち、このステアリングバルブＳｖは、スリーブ１
０内にローター１１を設けるとともに、図示していない
ハンドルの操舵方向に応して、スリーブ１０とローター
１１とが相対回転するようにしている。

上記スリーブ１０の内周には所定の間隔を保持して凹部
１２〜１５を形成し、ローター１１の外周には凹溝１６
〜］９を形成している。そして、スリーブ１０とロータ
ー１１とが図示の中立位置にあるとき、互いに隣り合う
凹部と凹溝とが連通ずるいわゆるアンターラップの状態
を保つようにしている。

また、スリーブ１０には供給通路１を介してポンプＰに
連通ずるポンプポート２０を形成しているが、このポン
プポート２０は、上記凹溝１６に常時連通するようにし
ている。さらに、このスリーブ１０には一対のシリンダ
ポート２１．２２を形成し、一方のシリンダポート２１
を凹部１２に開口させ、他方のシリンダポート２２を凹
部１３側に開口させている。

上記ローター１１には、複数のタンクポート２３を放射
状にして形成し、その外端を上記凹溝１７．１８側に開
口させ、内端をタンク通路２４側に開口させている。

さらに、上記スリーブ１０には制御ポート２５を形成し
ているが、この制御ポート２５の内端を上記凹溝１９側
に開口させ、外端は電磁流量制御弁ＦＶを設けたバイパ
ス通路７を経由してポンプＰに接続している。

しかして、スリーブ１０とローター１１とか図示の中立
位置にあるときは、シリンダポート２１．２２のそれぞ
れかポンプボート２０とタンクポート２３との両者に連
通ずるので、ポンプＰの吐出流体は、タンクポート２３
及びタンク通路２４を経由してタンクＴに流出する。

そして、ハンドルの操舵方向に応じてローター１１が例
えば図面左方向に回転したとすると、一方のシリンダポ
ート２１がポンプポート２０に連通した状態を保つが、
他方のシリンダポート２２はタンクポート２３に連通す
る。したがって、パワーシリンダＣのいずれか一方の圧
力室がポンプＰに連通し、他方の圧力室がタンクＴに連
通ずることになり、当該シリンダＣが動作する。

このとき制御ポート２５はタンクポート２３に連通した
状態を保つとともに、その切り換え量が大きくなると、
その連通が遮断される関係にしている。したがって、所
定の切り換え位置までは、当該制御ポート２５がタンク
ポート２３に連通したままなので、電磁流量制御弁ＦＶ
の開度に応じた流量がバイパス通路７を経由してタンク
Ｔに戻されることになる。

このようにポンプＰの吐出量のうちタンクＴに戻される
流量が多くなればなるほど、パワーシリンダＣの出力が
小さくなるのて、その操舵アシスト力も小さくなり、操
舵感も重くなる。したがって、この第２実施例において
も、電磁流量制御弁ＦＶの開度を制御することによって
、パワーシリンダＣによる操舵アシスト力を制御できる
とともに、このアシスト力を運転席近傍に設けた操舵力
選択スイッチ９を操作することによって、ドライバーが
自己の腕力に応じた操舵アシスト力を設定することがで
きる。

第４図に示した第４実施例は、第１実施例のステアリン
グバルブＳｖを従来公知のスプールタイプにしたもので
ある。

すなわち、このステアリングバルブＳｖは、バルブケー
ス２６にスプール２７を摺動自在に内装するとともに、
このスプール２７の両端にセンタリングスプリング２８
を設けている。

そして、このスプール２７の周囲には第１〜５環状溝２
９〜３３を形成するとともに、第２〜４環状溝３０〜３
２は、スプール２７の中心に形成した通孔３４を介して
互いに連通している。

また、上記バルブケース２５の内周には、第１〜４環状
凹部３５〜３８を形成している。そして、第１．２環状
囲部３５．３６の間にポンプポート３１（を形成する一
方、シリンダポート４０．４１の内端を上記第１．２環
状囲部３５．３６に開口させている。また、第２環状凹
部３６の外側にはタンクポート４２を形成ているが、こ
のタンクポート４２は第３環状溝３１に常時連通するよ
うにしている。さらに、第３．４環状囲部３７．３８の
間には制御ポート４３を形成しているが、この制御ポー
ト４３は電磁流量制御弁ＦＶを設けたバイパス通路７を
経由して供給通路１に接続している。

上記のようにしたステアリングバルブＳｖは、スプール
２７が図示の中立位置にあるとき、互いに隣り合う環状
溝と環状凹部とが連通ずるいわゆるアンダーラップの状
態を保つようにしている。

したがって、このスプール２７が中立位置にあれば、ポ
ンプＰの吐出量全量が、通孔３４→第３環状溝３１→タ
ンクポ一ト４２→タンク通路２を経由してタンクＴに戻
される。

上記の状態からハンドルを操舵して、例えばスプール２
７を図面左方向に移動したとすると、ポンプポート３９
が一方のシリンダポート４０に連通し、他方のシリンダ
ポー）４１がタンクポート４２に連通して、パワーシリ
ンダＣを動作させる。

このとき制御ポート４３は、第５遍状溝３３→第３環状
凹部３７→第４環状溝３２→通孔３４→第３環状溝３１
→タンクポート４２→タンク通路２を経由してタンクＴ
に戻される。

このようにした第３実施例においても、ポンプＰの吐出
量のうちタンクＴに戻される流量が多くなればなるほど
、パワーシリンダＣの出力が小さくなるので、その操舵
アシスト力も小さくなり、その操舵感が重くなる。した
がって、電磁流量制御弁ＦＶの開度を制御することによ
って、パワーシリンダＣによる操舵アシスト力を制御、
できるとともに、このアシスト力を運転席近傍に設けた
操舵力選択スイッチ９を操作することによって、ドライ
バーが自己の腕力に応じた操舵アシスト力を設定するこ
とができる。

第５図に示した第５実施例は、ステアリングバルブＳｖ
の反力室Ｒの圧力を制御するようにしたものである。

すなわち、ステアリングバルブＳｖを介してパワーシリ
ンダＣのいずれか一方の圧力室をポンプＰに連通し、い
ずれか他方の圧力室をタンクＴに連通させること第１実
施例と同様である。ただ、この実施例では、ステアリン
グバルブＳｖに反力室Ｒを設けるとともに、この反力室
Ｒの圧力を、電磁圧力制御弁Ｐｖで制御するようにした
ものである。そして、この電磁圧力制御弁Ｐｖは、バイ
パス通路７に設けるとともに、第１．２可変絞り４４．
４５を主要素にしてなるものである。

このようにした電磁圧力制御弁Ｐｖの両可変絞り４５．
４６間をステアリングバルブＳｖの反力室Ｒに導くよう
にしている。

なお、上記電磁圧力制御弁Ｐ■は、コントローラ８に接
続するとともに、運転席の近傍に設けた操舵力選択スイ
ッチ９を操作して、当該可変絞りの開度を制御するよう
にしている。

しかして、ステアリングバルブＳｖを切り換えて例えば
パワーシリンダＣの圧力室５に圧力流体を供給し、他方
の圧力室６をタンクＴに接続し、当該シリンダＣを作動
させる。

このとき電磁圧力制御弁ｐｖの第１．２可変絞り４４．
４５の開度を制御すると、両者間の圧力がその開度に応
じて変化する。例えば、第１可変絞り４４の開度を最大
にして、第２可変絞り４５の開度を絞り込めば、絞り込
むほど、両者間の圧力が高くなる。逆に、第１可変絞り
４４の開度を最少にして第２可変絞り４５の開度を大き
くすればするほど、両者間の圧力が低くなる。

このように反力室Ｒの圧力を制御することによって、ス
テアリングバルブＳｖを切り換えるときの反力、すなわ
ち、操舵反力を制御することかてきるので、ドライバー
の腕力に応じた操舵アシスト力を設定できる。

第６図に示した第６実施例は、第５実施例のステアリン
グバルブＳｖをスプールタイプとしたもので、そのバル
ブケース４６内にスプール４７を摺動自在に内装すると
ともに、このスプールの両端を反力室Ｒ，、Ｒ２に臨ま
せている。そして、これら反力室にはセンタリングスプ
リンタ４８．４９を設け、通常は、スプール４７が図示
の中立位置を保つようにしている。

上記のようにしたバルブケース４６のスプール孔内周に
は第１〜３環状溝５０〜５２を形成するとともに、第１
．２環状溝５０．５１の間にポンプポート５３を形成し
ている。また、第３環状溝５２にはタンクポート５４を
開口させている。

なお、上記第１．２環状溝５０．５１には、図示してい
ないシリンタ゛ポートを開口させている。

上記スプール４７の外周には第１〜３環状凹部５５〜５
７を形成するとともに、第２．３環状囲部５６．５７は
通孔５８を介して常時連通させている。

上記のようにした第１〜３環状溝５０〜５２と第１〜３
環状凹部５５〜５７とは、スプールが図示の中立位置に
あるとき、互いに隣り合うもの同志が連通ずるいわゆる
アンダーラップの状態にしている。

また、上記反力室Ｒ１，Ｒ２は、連通孔５９を介して互
いに連通させるとともに、この連通孔５９を電磁圧力制
御弁ｐｖの可変絞り４４．４５間に連通している。

しかして、ハンドルを回転すると、その操舵方向に応じ
て、例えば操作レバー６０が支点６１を中心に左方向に
回動すると、スプール４７か左方向に移動する。このよ
うにスプールが移動すると、ポンプポート５３が第１環
状凹部５５及び第１環状溝５０を介してパワーシリンダ
Ｃに連通ずる。また、第２環状溝５１が第３環状凹部５
７→通孔５８→第２環状凹部５６→第３環状溝５２を介
してタンクポート５４に連通する。したがって、パワー
シリンダＣが作動し操舵アシスト力を発揮する。

そして、上記反力室Ｒ，、Ｒ，、のそれぞれには、電磁
圧力制御弁ｐｖの可変絞り４４．４５間の圧力が導かれ
るか、この圧力は第５実施例と同様に可変絞りの開度に
応じて変化する。

このように電磁圧力制御弁ｐｖの可変絞りの開度な制御
することによって反力室の圧力を制御できるが、この反
力室の圧力が高ければ高いほど、操舵感が重くなる。し
たがって、この電磁圧力制御弁Ｐｖを制御すれば、ドラ
イバーの腕力に応じて操舵アシスト力を制御できるもの
である。

第７．８図に示した第７実施例は、ピストンとセクタギ
ヤを内装したギヤケース６２の一側にバルブケース６３
を嵌着し、さらにこのバルブケース６３の外側にプラグ
６４を嵌着している。

そして、上記ピストンにら合したつオームシャフト６５
のスリーブ部６５ａ及びこのスリーブ部６５ａよりも外
端に形成した大径部６５ｂを、上記バルブケース６３に
挿入するとともに、大径部６５ｂの外周をスラストベア
リング６６で支持している。

１　に のウオームシャフト６５には、スタブシャフト６７を相
対回転自在に挿入するとともに、これらつオームシャフ
ト６５とスタブシャフト６７とを、トーションバー６８
を介して連結している。つまり、上記トーションバー６
８の一端を図示していないピンでつオームシャフト６５
に連結し、他端を連結ビン６９でスタブシャフト６７に
連結している。そして、この連結ピン６９の両端は、ス
タブシャフト６７の軸線に直交する方向に突出させてい
る。

上記のようにしたウオームシャフト６５のスリーブ部６
５ａには、ローター７０を回転自在に挿入しているが、
このローター７０の具体的な構成は、前記第３実施例の
場合と同様である。

また、上記ウオームシャフト６５には、この圧入リング
７１を設けるとともに、この圧入リンダ７１には、第８
図に示すように、対称位置に反力機構を設けている。こ
れら反力機構は、軸線に直交する方向に形成した一対の
反力室Ｒ，、Ｒ２及びＲ３、Ｒ４を互いに対向させると
ともに、それら対向した反力室Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４
の境界部分に、上記連結ピン６９の両端を臨ませている
。そして、これら各反力室Ｒ１〜Ｒ４には反力ブランジ
ャ７２〜７５を内装している。また、ウオームシャフト
６５であって、上記連結ピン６９の両端に対応する位置
に孔７６．７７を形成し、この孔７６．７７からアジャ
ストストッパ７８．７９をら合し、そわを反力ブランジ
ャ７２と７３．７４と７５の間に臨ませている。

上記のようにした各反力室には、導入通路８０〜８３を
開口させているが、この導入通路８０〜８３は電磁圧力
制御弁ｐｖの可変絞り４４．４５間に連通させている。

しかして、ハンドルを回転すると、その回転力がスタブ
シャフト６７に伝わるので、トーションバー６８がよじ
れ、スタブシャフト６７とウオームシャフト６５とが相
対回転する。

このようにスタブシャフト６７が回転すると、連結ピン
６９を介してスタブシャフト６７と連結したローター７
０が回転する。つまり、ローター７０もウオームシャフ
ト６５と相対回転する。

したがって、上記のようにスタブシャフト６７が回転し
て、連結ピン６９が回動すると、対角線上に位置する反
力ブランジャが移動するが、このときの反力室内の圧力
が操舵反力として作用する。そして、この反力室内の圧
力は電磁圧力制御弁ｐｖの可変絞りの開度に応じて異な
ること第６実施例と全く同様である。

第９図に示した第８実施例は、電動モータｍを用いたパ
ワーステアリング装置で、この電動モータｍに設けた減
速機８４の出力側にピニオン８５を設け、このピニオン
８５をラック８６にかみ合わせたものである。

そして、この電動モータｍの出力はコントローラ８で制
御されるが、このコントローラの出力信号を制御するの
が操舵力選択スイッチ９である。

なお、図中符号８７はハンドル、８８はステアリングシ
ャフト、８９はステアリングシャフトに設けたピニオン
である。

したがって、この操舵力選択スイッチ９を操作して電動
モータｍの出力を制御すれば、その操舵アシスト力を制
御することができ、前記各実施例と同様に、ドライバー
の腕力に応じた操舵アシスト力を設定できる。

【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図は第１実
施例の回路図、第２図は第２実施例の回路図、第３．４
図は第１実施例のステアリングバルブを具体的に示した
第３．４実施例の断面図、第５図は第５実施例の回路図
、第６図は第５実施例のステアリングバルブを具体的に
示した第６実施例の断面図、第７．８図は第７実施例を
示すもので、第７図は部分断面図、第８図は要部の断面
図、第９図は第８実施例の回路図である。 Ｓｖ・・・ステアリングバルブ、９・・・操舵力選択ス
イッチ、ＦＶ−・・電磁流量制御弁、ＦＰ・・・電磁圧
力制御弁、Ｃ・・・パワーシリンダ、Ｒ１−Ｒ４・・・
反力室、ｍ・・・電動モータ、８５．８９・・・ピニオ
ン、８６・・・ラック、８８・・・ステアリングシャフ
ト。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハンドルの操舵方向に応じて、ステアリングバル
   ブを切り換え、パワーシリンダへの供給流量を制御する
   パワーステアリング装置において、パワーシリンダへの
   供給流量を制御する電磁流量制御弁を設けるとともに、
   この電磁流量制御弁への通電量を制御する操舵力選択ス
   イッチを運転席の近傍に設けたパワーステアリング装置
   の操舵力制御装置。
2. （２）ハンドルの操舵方向に応じてステアリングバルブ
   を切り換え、パワーシリンダへの供給流量を制御すると
   ともに、このステアリングバルブに、操舵反力を発生さ
   せる反力室を設けてなるパワーステアリング装置におい
   て、上記反力室の圧力を制御する電磁圧力制御弁を設け
   、この電磁圧力制御弁への通電量を制御する操舵力選択
   スイッチを運転席の近傍に設けたパワーステアリング装
   置の操舵力制御装置。
3. （３）ステアリングシャフトの先端にピニオンを設け、
   このピニオンをラックにかみ合せるとともに、電動モー
   タｍの出力側に設けたピニオンも上記ラックにかみ合せ
   てなるパワーステアリング装置において、上記電動モー
   タの出力を制御するコントローラを設けるとともに、こ
   のコントローラの出力信号を選択する操舵力選択スイッ
   チを、運転席近傍に設けたパワーステアリング装置の操
   舵力制御装置。