JPH0224268A - 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じて、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。

（本発明が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に応じてアシスト
力を制御し、個々のドライバーに最も適した運転条件を
設定するという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、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と、こ
の電磁流量制御弁への通電量を制御するコントローラと
、パワーシリンダへの供給流量を制御する電磁流量制御
弁と、この電磁流量制御弁への通電量を制御するコント
ローラと、ドライバーの腕力情報を読み取フてコントロ
ーラに伝達する腕力情報読み取り装置とを備え、この腕
力情報読み取り装置からの情報に応じてコントローラの
出力信号を制御する構成にした点に特徴を有する。

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で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、上記装置を前提にしつつ、この第２の発明は、
反力室の圧力を制御する電磁圧力制御弁と、この電磁圧
力制御弁への通電量を制御するコントローラと、ドライ
バーの腕力情報を読み取ってコントローラに伝達する腕
力情報読み取り装置とを備え、この腕力情報読み取り装
置からの情報に応じてコントローラの出力信号を制御す
る構成にした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
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、このと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、この第３の発明は
、電動モータの出力を制御するコントローラと、ドライ
バーの腕力情報を読み取ってコントローラに伝達する腕
力情報読み取り装置とを備え、この腕力情報読み取り装
置からの情報に応じてコントローラの出力信号を制御す
る構成にし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、腕力情報読み取
り装置で読み取ったドライバーの個人情報に応じて、操
舵アシスト力を制御することができる。

（本発明の効果） この発明の装置によれば、ドライバーの個人情報に応じ
て操舵アシスト力を制御できるので、例えば、腕力の弱
い女性でも、操舵が安定するようになる。

（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には、運転席の近傍に設け
た腕力情報読み取り装置Ａを接続し、この読み取り装置
Ａの測定値に応じてコントローラ８の出力信号を制御で
きるようにしている。

そして、上記腕力情報読み取り装置Ａとして、例えば、
第２図に示すものが考えられる。この腕力情報読み取り
装置Ａは、ドライバーの個々の腕力値を記憶させた磁気
カード、ＩＣカートあるいは光ディスク等の情報記憶手
段９０を備えるとともに、この情報記憶手段９０に記憶
された個人情報を検出する検出器９１を備えている。そ
して、この検出器９１を上記コントローラ８に接続して
いるものである。

したがって、ドライバーが情報記憶手段９０に記憶され
た個人情報を検出器９１に読み取らせれば、この検出器
９１からその個人情報をコントローラ８に伝達する。こ
のようにして個人情報を受けたコントローラ８は、その
ドライバーの腕力に合った電流値を電磁流量制御弁ＦＶ
に出力する。

なお、情報記憶手段９０の情報を検出器９１に読み取ら
せないときには、当該操舵カバターンは、その中間値に
自動的にセットされるようにしている。つまり、ドライ
バーが情報記憶手段９０を紛失しても、その運転に支障
のないようにしている。

また、上記情報記憶手段９０で読み取った個人情報に応
じた操舵カバターンを、運転席の近傍に設けたモニタに
表示するようにすれば、ドライバーは現在の操舵カバタ
ーンを意識しながら運転することができる。

そして、上記コントローラ８の出力信号に応じて、電磁
流量制御弁ＦＶが全閉状態になると、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
シスト力が大きくなる。

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の操舵アシスト力がゼロに近くなる。

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、そのアシスト力は
腕力情報読み取り装置Ａで読み取った個人情報に応じて
制御されるものである。

また、腕力情報読み取り装置Ａとしては、第３図に示す
ものも考えられる。すなわちこの第３図の腕力情報読み
取り装置Ａは、運転席のパネル部にインプット端子９２
を設置し、ドライバーが自らこのインプット端子９２を
操作して腕力情報をコントローラ８に入力するようにし
たものである。

て、それをスプリング９５に抗して移動すること第３図
の場合と同様であるが、この第４図の場合は第４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５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ｓｖ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、このステアリングパルプ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じて、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ｌＯ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
〜１９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ダーラップの状態
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
連通するポンプボート２０を形成しているが、このポン
プボート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とが図示の中立
位置にあるときは、シリンダポート２１．２２のそれぞ
れがポンプポート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２’ｌ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、当該制御ボート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
小さくなるので、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、このアシスト力をドライバーの腕力に応じて
制御することができる。

第６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２６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３９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
ポート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環状溝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、このアシスト力はドライバーの腕力に応
じて制御されることになる。

第７図に示した第５実施例は、ステアリングバルブＳ■
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４４．
４５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。

しかして、ステアリングバルブＳ■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４
４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ができるので、前記各実施
例と同様にして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８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
リング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
ないシリンダ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はしている。

また、上記反力室Ｒ，，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が左方向に移動する。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環状満５２を介
してタンクボート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Ｒ１、Ｒ２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
が、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の可変絞りの開度を制御
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９．１０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６
３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ウオームシャフト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。

こ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、これらウオームシャ
フト６５とスタブシャフト６７とを、トーションバー６
８を介して連結している。つまり、上記トーションバー
６８の一端を図示していないピンでウオームシャフト６
５に連結し、他端を連結ピン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、この圧入リング７１には、第１
０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Ｒ１，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Ｒ
４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Ｒ，−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、それを反力ブラン
ジャ７２と７３．７４と７５の間に臨ませている。

さらに上記反力室には、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Ｐ
ｖ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１１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の出力側にビニオン８５を設け、このビニオ
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ビニオン
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２．３図は腕力情報読み取り装置の例
を示す回路図、第４図は第２実施例の回路図、第５．６
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７図は第５実施例の回路図
、第８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９．１０図は第７実施例
を示すもので、第９図は部分断面図、第１０図は要部の
断面図、第１１図は第８実施例の回路図である。 Ｓ　Ｖ−・・ステアリングバルブ、Ａ・・・腕力情報読
み取り装置、ＦＶ・・・電磁流量制御弁、ｐ　ｖ−・・
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と、この電磁流量制
   御弁への通電量を制御するコントローラと、ドライバー
   の腕力情報を読み取ってコントローラに伝達する腕力情
   報読み取り装置とを備え、この腕力情報読み取り装置か
   らの情報に応じてコントローラの出力信号を制御する構
   成にし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と、こ
   の電磁圧力制御弁への通電量を制御するコントローラと
   、ドライバーの腕力情報を読み取ってコントローラに伝
   達する腕力情報読み取り装置とを備え、この腕力情報読
   み取り装置からの情報に応じてコントローラの出力信号
   を制御する構成にしたパワーステアリング装置の舵力制
   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と、ドライバーの腕力
   情報を読み取ってコントローラに伝達する腕力情報読み
   取り装置とを備え、この腕力情報読み取り装置からの情
   報に応じてコントローラの出力信号を制御する構成にし
   たパワーステアリング装置の操舵力制御装置。