JPH0260555B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、車両に使用されるパワー・ステア
リング、特に、油圧反力室を備えた速度感応型パ
ワー・ステアリングに関する。

この種のパワー・ステアリングでは、その反力
室をオイル・ポンプの吸込み側に連絡し、反力調
整弁でその反力室からそのオイル・ポンプの吸込
み側に逃される圧油量が調節され、その反力調整
弁がまた、車速センサからの信号に応じてその反
力調整弁への電流を変えるところのコントロー
ル・ユニツトで開閉制御されるもので、そのコン
トロール・ユニツトの記憶回路には、車両毎に最
適の制御データを記憶させてきているので、非常
に多くの車型が製造され、販売され、そして使用
されてきている今日では、そのコントロール・ユ
ニツトのために車型分だけの記憶回路、すなわ
ち、読出し専用のメモリROMが必要で、その製
作およびデータの書込み作業が煩雑であつた。

この発明の目的は、予め、コントロール・ユニ
ツトに備えられる読出し専用記憶回路、すなわ
ち、メモリに複数の異なつた車型の制御データを
書き込み、車型に応じて、そのメモリから車型制
御データを選択し、使用可能にして、そのメモリ
の製作およびデータの書込み作業を容易にすると
ころの車両に使用されるパワー・ステアリングの
提供にある。

それらを課題として、この発明の車両に使用さ
れるパワー・ステアリングは、オイル・ポンプ、
コントロール・バルブ、反力室を備えた油圧反力
型コントロール・バルブおよびパワー・シリンダ
を含み、操舵するものにして、反力調整通路がそ
のコントロール・バルブの反力室をそのオイル・
ポンプの吸込み側に連絡し、反力調整弁がそのコ
ントロール・バルブの反力室の圧力を調節するよ
うに、その反力調整通路に配置され、そして、コ
ントロール・ユニツトが、入力および出力回路、
複数の異なつた車型制御データの書込みを含む読
出し専用記憶回路ROM、車型に対応してその記
憶回路ROMの車型制御データを選択し、使用可
能にする車両制御データ選択回路、演算回路、お
よび制御回路を備え、車速センサに電気的に接続
されて、その選択された車型制御データに基づい
て、その車速センサからの入力信号に応じて演算
し、その反力調整弁を開閉し、その反力室内の圧
力を制御する構成にしている。

以下、この発明に係る車両に使用されるパワ
ー・ステアリングの望ましい具体例について、図
面を参照して説明する。

第１および２図は、トラツクに適用されたこの
発明の車両に使用されるパワー・ステアリングの
具体例10を概説的に示している。

そのパワー・ステアリング１０は、前輪を操舵
するために、反力を速度感応型にして、リンケー
ジ型に具体化されたもので、ナツクル・アーム
（図示せず）、ドラツク、リンク（図示せず）、リ
ンク・レバー（図示せず）、ステアリング・ホイ
ール（図示せず）、マニユアル・ステアリング・
ギア・ボツクス（図示せず）、ピツトマン・アー
ム（図示せず）、コンペンゼーテイング・ロツド
（図示せず）、オイル・ポンプ１１、フロー・コン
トロール・バルブ１２、コントロール・バルブ１
３、そのリンク・レバーとそのコンペンゼーテイ
ング・ロツドとの間に配置されたパワー・シリン
ダ１４と、反力調整通路１５と、反力調整弁１６
と、その反力調整弁１６を駆動制御するコントロ
ール・ユニツト１７と、車速センサ１８とより構
成されている。

オイル・ポンプ１１は、そのトラツクに搭載さ
れた内燃機関（図示せず）によつて駆動されるも
ので、そのパワー・シリンダ１４の油圧回路にお
ける油圧配管１９に配置され、オイル・リザーバ
（図示せず）内の油を吸い上げ、その内燃機関の
回転数にほぼ比例した圧油の吐出量が得られるよ
うに構成されている。勿論、そのオイル・ポンプ
１１は、既存のパワー・ステアリングに使用され
るオイル・ポンプと同様に構成されるもので、そ
の構成の説明については、省略する。

フロー・コントロール・バルブ１２は、パワ
ー・シリンダ１４の油圧回路において、油圧配管
１９，２０に配置されている。

そのフロー・コントロール・バルブ１２は、そ
のオイル・ポンプ１１の吐出側に接続されるポン
プ・ポート２１、コントロール・バルブ１３の圧
力ポート３２側に接続されるコントロール・バル
ブ・ポート２２、および、そのオイル・ポンプ１
１の吸込み側に接続されるサクシヨン・ポート２
３を備えるケーシングと、そのケーシング内に往
復摺動可能に配置されたオイル・リターン・コン
トロール・スプールとを含む構成で、そのポン
プ・ポート２１側に送られた圧油の流量を調整し
て、所定の流量をそのコントロール・バルブ・ポ
ート２２側に送り、また、余剰流量をそのサクシ
ヨン・ポート２３からそのオイル・ポンプ１１の
吸込み側に戻すようにしている。勿論、そのフロ
ー・コントロール・バルブ１２は、既存のパワ
ー・ステアリングに使用されてきているフロー・
コントロール・バルブと同様に構成されるので、
その構成の詳細な説明を省略する。

コントロール・バルブ１３は、車速に応じて反
力を変える反力室を備えた速度感応型に構成され
て、そのパワー・シリンダ１４に組み込まれ、コ
ンペンゼーテング・ロツド、ピツトマン・アー
ム、マニユアル・ステアリング・ギヤ・ボツクス
を介してステアリング・ホイールでバルブ操作さ
れ、また、そのパワー・シリンダ１４の油圧回路
においては、油圧配管１９，２０に配置され、オ
イル・ポンプ１１から吐出され、フロー・コント
ロール・バルブ１２で流量調節された圧油をパワ
ー・シリンダ１４に供給し、また、そのパワー・
シリンダ１４で作業した圧油をそのオイル・ポン
プ１１の吸込み側に戻すもので、バルブ・ボデイ
２４、内側に反力室３９を備えたコントロール・
バルブ・スプール２５、スプール・シヤフト２
６、一対の反力プランジヤ２７，２８、一対のプ
ランジヤ・ストツパ２９、および反力スプリング
３０を含んで構成されている。

そのバルブ・ボデイ２４は、そのパワー・シリ
ンダ１４のシリンダ・ボデイに組み込まれるもの
で、スプール・ボア３１を内部に形成している。

また、そのバルブ・ボデイ２４は、そのスプー
ル・ボア３１に開口された圧力ポート３２、一対
のシリンダ・ポート３３，３４、一対のタンク・
ポート３５，３６、反力ポート３７を備え、その
フロー・コントロール・バルブ１２で流量調節さ
れた圧油をそのパワー・シリンダ１４のシリンダ
室５４，５５に供給するために、その圧力ポート
３２をその油圧配管１９の供給側に、また、その
シリンダ・ポート３３，３４をその油圧配管１
９，２０のシリンダ側に、さらに、そのタンク・
ポート３５，３６をその油圧配管２０にそれぞれ
接続している。

コントロール・バルブ・スプール２５は、内側
に反力室３９を形成するように、両端に開口され
た反力室ボア３８を形成し、そのスプール・ボア
３１に往復摺動可能に配置されている。

また、そのコントロール・バルブ・スプール２
５は、反力室ボア３８の一端に大径プランジヤ・
ボア４０を、その反力室ボア３８の他端に小径プ
ランジヤ・ボア４１をそれぞれ形成し、その圧力
ポート３２にその反力室３９を連絡させる圧力連
通ポート４２と、その反力ポート３７にその反力
室３９を連絡させる反力逃しポート４３とを備え
ている。

さらに、そのコントロール・バルブ・スプール
２５は、その圧力ポート３２をそのシリンダ・ポ
ート３３，３４に切り替え接続するスプール油室
を形成するリング溝４４，４５を備えている。

スプール・シヤフト２６は、一端側をそのコン
トロール・バルブ・スプール２５内に貫通させ、
しかも、そのスプール２５をそのスプール・ボア
３１内に往復摺動させるように、そのスプール２
５の両端に位置され、そのスプール２５を固定す
る一対のスプール・ストツパ４６を備え、他端を
コンペンゼーテイング・ロツドに連結している。

さらに、そのスプール２５の固定構造を詳述す
るならば、そのスプール・シヤフト２６は、それ
らスプール・ストツパ４６間に位置されるよう
に、そのスプール・シヤフト２６の一端側に嵌め
合わせられるスリーブ状スペーサ４７と、そのス
プール・シヤフト２６の一端にねじ結合されるナ
ツト４８とによつて、そのスプール・シヤフト２
６の一端側に固定されるスプール・ストツパ４６
間にそのスプール２５を挟み付け、そのスプール
２５を固定する。

それらスプール・ストツパ４６は、プレート状
に形成されたもので、互いに所定の間隔を置い
て、所定の位置に２個の小穴４９をストツパ面に
開口している。

反力プランジヤ２７，２８は、大径のものと、
小径のものとに形成され、大径の反力プランジヤ
２７は、大径プランジヤ・ボア４０およびスプー
ル・シヤフト２６上のスペーサ４７に往復摺動可
能に嵌め合わせられ、また、小径反力プランジヤ
２８は小径プランジヤ・ボア４１およびスプー
ル・シヤフト２６上のスペーサ４７に往復摺動可
能に嵌め合わせられ、そのコントロール・バル
プ・スプール２５内に形成された反力室３９を閉
じている。

そのように、反力プランジヤ２７，２８が大径
のものと、小径のものとに設計されるところは、
このパワー・ステアリング１０において、そのパ
ワー・シリンダ１４が縮み動作する際、ドライバ
ーには、操舵が重く感じ、また、そのパワー・シ
リンダが伸び動作する際、そのドライバーには、
操舵が軟く感じるので、換言するならば、左右の
操作力に差を生じるので、右切りおよび左切りの
操舵力を均等にするにある。

一対のプランジヤ・ストツプ２９は、それぞれ
スプール・ボア３１の両内側端面に突出された２
個のピンからなり、それらピンは、スプール・ス
トツパ４６の小穴４９を貫通し、対応する大径お
よび小径反力プランジヤ２７，２８に先端を突き
当て、そのスプール・ボア３１の内側端面方向へ
のそれら反力プランジヤ２７，２８の動きを規制
し、そのスプール・シヤフト２６の動きに伴な
い、その反力スプリング３０に協働されて、それ
ら反力プランジヤ２７，２８にポンピング動作を
与え、その反力室３９に満された油を圧縮し、そ
のスプール・シヤフト２６に感じる反力に変化を
与える。

その反力スプリング３０は、それら反力プラン
ジヤ２７，２８間において、そのスプール・シヤ
フト２６、すなわち、スペーサ４７のまわりに配
置され、それら反力プランジヤ２７，２８にポン
ピング動作を付与し、また、バルブのためのニユ
ートラル・スプリング、換言するならば、センタ
ーリング・スプリングとして機能している。

パワー・シリンダ１４は、リンク・レバーにピ
ボツト連結されたシリンダ・ボデイ５０と、その
シリンダ・ボデイ５０のシリンダ・ボア５３内に
一対のシリンダ室５４，５５を形成するように、
そのシリンダ・ボア５３に往復摺動可能に配置さ
れたパワー・ピストン５１と、一端をそのパワ
ー・ピストン５１に固定し、他端をシヤシ側にピ
ボツト連結した操作ロツド５２とよりなり、ポー
ト５６，５７を油圧配管１９，２０に接続し、そ
のコントロール・バルブ１３で制御された圧油に
よつて、駆動される。

反力調整通路１５は、そのコントロール・バル
ブ１３のバルブ・ボデイ２４に形成された反力ポ
ート３７を油圧配管２０に接続する配管からな
り、反力逃しポート４３が反力ポート３７に連結
される際、その反力室３９内の圧油をオイル・ポ
ンプ１１の吸込み側に逃がすが、その逃がす油量
は、また、反力調整弁１６によつて制御される。

その反力調整弁１６は、スプール・チヤンバ
（図示せず）、およびそのスプール・チヤンバに連
結された一対のポート６０，６１を備えたバル
ブ・ボデイ５８と、そのスプール・チヤンバ内に
往復摺動可能に配置され、その往復摺動に応じ
て、そのスプール・チヤンバ内の通路断面積を変
えるスプール（図示せず）と、そのスプールを駆
動させる電気サーボ・モータ５９とを含み、その
トラツクの走行速度に応じて、そのスプールをそ
のスプール・チヤンバ内に往復摺動させ、そのス
プール・チヤンバ内の通路断面積を変え、そのポ
ート６０，６１間に流れる圧油の流量を調整し、
そのコントロール・バルブ１３の反力室３９内の
圧油によつて発生される反力を変える構成になつ
ている。

さらに具体的に述べるならば、この反力調整弁
１６では、そのトラツクが低速走行する場合、そ
の通路断面積を広げ、また、そのトラツクが高速
走行する場合、その通路断面積を狭めるように、
そのサーボ・モータ５９がそのスプールを駆動す
る。勿論、そのサーボ・モータ５９は、車速セン
サ１８の信号に基づくコントロール・ユニツト１
７によつて駆動され、制御される。

そのコントロール・ユニツト１７は、車速セン
サ１８に入力側を電気的に接続し、また、反力調
整弁１６の電気サーボ・モータ５９に出力側を電
気的に接続し、その車速センサ１８からの信号に
応じて、そのサーボ・モータ５９への出力信号、
すなわち、出力電流を制御するもので、主とし
て、入力および出力回路６２、記憶回路６３、中
央処理回路６４、および電源回路（図示せず）よ
り構成され、その中央処理回路６４は、演算回路
６５、車型制御データ選択回路６６および制御回
路６７から成り立ち、また、アドレス・バス、デ
ータ・バス、制御線が準備され、さらに、その記
憶回路６３や外部機器のためにインタフエース回
路を備えている。

その記憶回路６３は、読出し専用のメモリ
ROMで、パワー・ステアリング１０のために必
要なデータに加えて、複数の異なつた車型制御デ
ータ、例えば、フロント・エンジン・フロント・
ドライブ型乗用車、フロント・エンジン・リア・
ドライブ型乗用車、二軸型トラツク、三軸型トラ
ツク、バス、…の車型制御データが６８，６９，
７０，７１，７２，…書き込まれている。すなわ
ち、記憶されている。

また、その車型制御データ選択回路６６は、そ
の記憶回路６３に書き込まれた複数の車型制御デ
ータ６８，６９，７０，７１，７２，…から車型
に対応した制御データを選択するもので、多数の
スイツチを備えた選択信号発生回路７３を含んで
いる。勿論、その選択信号発生回路７３は、基板
上において、それらスイツチの接点間をジヤンパ
線で選択的に接続するように構成することも可能
で、そのように構成されるならば、その選択信号
発生回路７３はより簡単になる。

車速センサ１８は、そのトラツクの走行速度を
検出するもので、そのトラツクに搭載されたトラ
ンスミツシヨンの出力軸に配置されている。

その車速センサ１８は、勿論、上述されてきた
ように、コントロール・ユニツト１７の入力回路
６２に電気的に接続され、反力調整弁１６を開閉
制御するための信号をコントロール・ユニツト１
７に送る。

次に、トラツクの走行に際し、上述されたパワ
ー・ステアリング１０による、そのトラツクの前
輪操舵について述べるに、先ず、そのコントロー
ル・ユニツト１７のために、車型制御データ選択
回路６６の選択信号発生回路において、スイツチ
を操作し、その記憶回路６３に書き込まれた車型
制御データ６８，６９，７０，７１，７２，…か
らそのトラツクの車型制御データを使用可能に選
択する。

そのように、そのトラツクのための車型制御デ
ータが選択されたならば、コントロール・ユニツ
ト１７は、車速センサ１８から信号を入力し、反
力調整弁１６の電気サーボ・モータ５９に出力信
号を与え、ステアリング・ホイールの操作に適応
可能な態勢にある。

また、オイル・ポンプ１１からは、圧油がフロ
ー・コントロール・バルブ１２で流量調整され、
所定の流量で、コントロール・バルブ１３の圧力
ポート３２に送られる。

その圧力ポート３２に送られた圧油は、第１図
に示されるように、コントロール・バルブ・スプ
ール２５が中立位置に置かれているならば、主と
して、油圧配管２０を径てタンク・ポート３５，
３６からオイル・ポンプ１１の吸込み側に戻され
るが、ステアリング・ホイールが操舵され、マニ
ユアル・ステアリング・ボツクス、ピツトマン・
アーム、コンペンゼーテイング・ロツドを介して
そのスプール・シヤフト２６が何れかの方向に押
し引きされ、そのコントロール・バルブ・スプー
ル２５がそのスプール・シヤフト２６の動きの方
向に摺動されるならば、そのコントロール・バル
ブ・スプール２５の動きに応じて、その圧油が油
圧配管１９，２０のシリンダ側を経てパワー・シ
リンダ１４のシリンダ室５４，５５の何れか一方
および反力室３９に供給される。

その操舵に対する反力は、反力調整弁１６によ
つて調整されたその反力室３９の圧力および反力
スプリング３０によつて与えられる。

そのようなパワー・ステアリング１０の動作に
おいて、そのトラツクが低速走行されるならば、
そのコントロール・ユニツト１７が車速センサ１
８から信号を入力し、その入力信号に基づいて比
較演算された出力信号、すなわち、出力電流をそ
の反力調整弁１６の電気サーボ・モータ５９に流
すので、その反力調整弁１６において、スプール
が摺動され、スプール・チヤンバ内の通路が比較
的広く開かれる。

従つて、その反力室５４内の圧油は、反力逃し
ポート４３、反力ポート３７に流れ、さらに、反
力調整通路１５、油圧配管３１を経てオイル・ポ
ンプ１１の吸込み側に流れるので、その反力室３
９内の圧油は、反力プランジヤ２７または２８の
摺動に対して大きな抵抗にはならず、その低速走
行時の操舵は小さな操作力で行なわれる。

勿論、そのトラツクが停止時に操舵されるなら
ば、走行速度が零であり、反力調整弁１６の通路
が最大に開かれているので、その反力室３９内の
圧力は大気圧に近い状態になり、据切り、幅寄
せ、切返しなどが小さな操作力で行なわれる。

また、そのトラツクが高速走行されているなら
ば、そのコントロール・ユニツト１７が車速セン
サ１８から信号を入力し、その入力信号に基づい
て比較演算された出力信号、すなわち、出力電流
をその反力調整弁１６の電気サーボ・モータ５９
に流すので、その反力調整弁１６において、スプ
ールが摺動され、スプール・チヤンバ内の通路が
狭く開かれる。

従つて、その反力室３９内の圧油は、その反力
調整弁１６の絞り効果によつて、そのオイル・ポ
ンプ１１の吸込み側に一層戻され難くなるので、
その反力室３９内の圧油は、反力プランジヤ２７
あるいは２８の摺動に大きな抵抗になり、その結
果、その高速走行時の操舵は、比較的大きな操作
力で行なわれる。そのように、高速走行時の操舵
には、比較的大きな操作力が要求されることにな
り、走行安定性が向上される。

また、そのトラツクの低速走行時、高速走行
時、据切り時などにおいて、パワー・ステアリン
グ１０が上述のような動作されるのであるが、そ
の反力プランジヤ２７，２８が大径のものと、小
径のものとよりなるので、そのパワー・ステアリ
ング１０において、パワー・シリンダが縮み動作
および伸び動作を行なう際、右切り操作力と左切
り操作力との差が極めて小さくなり、換言するな
らば、、右切りおよび左切り操舵力が均等化され
ている。その結果、このパワー・ステアリング１
０は、トラツク操舵による肉体的疲労からドライ
バーを解放させる。

如上のこの発明によれば、コントロール・ユニ
ツトに備えられる読出し専用記憶回路、すなわち
メモリには、予め、複数の異なつた車型の制御デ
ータが書き込まれ、車型に応じて、車型制御デー
タ選択回路によつて、そのメモリから車型制御デ
ータを選択し、使用することが可能になり、その
メモリを車型分製作し、データを書き込むことが
省かれ、その結果、そのメモリの製作およびデー
タの書込み作業が容易になり、製作費用が低減さ
れる。

先のように、図面を参照しながら説明されたこ
の発明の具体例からして、その発明の属する技術
の分野における通常の知識を有する者にとつて、
種々の設計的修正や変更は容易に行われることで
あり、さらには、この発明の内容が、その発明と
本質的に同一の課題を充足し、その発明と同一の
効果を達成するところのその発明と本質的に同一
の態様に容易に置き換えられるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、リンケージ型として具体化され、ト
ラツクに適用されたこの発明の車両に使用される
パワー・ステアリングの具体例を示す概説図、お
よび第２図は第１図に示すパワー・ステアリング
に使用されたコントロール・ユニツトの概説図で
ある。 １０……パワー・ステアリング、１１……オイ
ル・ポンプ、１２……フロー・コントロール・バ
ルブ、１３……コントロール・バルブ、１４……
パワー・シリンダ、１５……反力調整通路、１６
……反力調整弁、１７……コントロール・ユニツ
ト、１８……車速センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ オイル・ポンプ、フロー・コントロール・バ
   ルブ、反力室を備えた油圧反力型コントロール・
   バルブおよびパワー・シリンダを含み、操舵する
   ものにおいて、 反力調整通路がそのコントロール・バルブの反
   力室をそのオイル・ポンプの吸込み側に連絡し、 反力調整弁がそのコントロール・バルブの反力
   室の圧力を調節するように、その反力調整通路に
   配置され、そして、 コントロール・ユニツトが、入力および出力回
   路、複数の異なつた車型制御データの書込みを含
   む読出し専用記憶回路ROM、車型に対応してそ
   の記憶回路ROMの車型制御データを選択し、使
   用可能にする車型制御データ選択回路、演算回路
   および制御回路を備え、車速センサに電気的に接
   続されて、その選択された車型制御データに基づ
   いて、その車速センサからの入力信号に応じて演
   算し、その反力調整弁を開閉し、その反力室内の
   圧力を制御する ことを特徴とする車両に使用されるパワー・ステ
   アリング。