JPH0418590B2 - - Google Patents

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
コンプライアンスステア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図はラツ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ヨンを持つ車両
の平面略図である。

図中１は車体、２は前輪、３はナツクルアー
ム、４はサイドロツド、５はラツクギヤ、６はパ
ワーステアリングのパワーシリンダー、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、１１はパワーステアリング作動油のリ
ザーバータンク、１２は油圧パイプである。また
１３は後輪、１４は後輪サスペンシヨンメンバ
ー、１５はデフアレンシヤ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つている。１６は
後輪サスペンシヨンメンバー１４のインシユレー
タラバーであり、後輪サスペンシヨンメンバー１
４はインシユレータラバー１６を介してピン１７
により車体１に弾性的に固定されている。１８は
デフアレンシヤルギヤインシユレータで、デフア
レンシヤルギヤハウジング１５はインシユレータ
１８を介してピン１９により車体１に弾性的に固
定されている。２０はセミトレーリングアーム、
２１はドライブシヤフトである。

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、油圧調整弁８内の可変オリフイス
ａ，ｂが絞られ、オリフイスｃ，ｄ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、ラツクギヤ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、ハン
ドル９を右に切れは可変オリフイスｃ，ｄが絞ら
れ、ａ，ｂが開かれて、油室ｆ内の油圧が上昇
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、このような従来のサスペンシヨ
ンにあつては、サスペンシヨンと車体の固定をラ
バーを用いて行つているため、例えば第２図に示
すように左旋回を行うと、後輪１３に作用するサ
イドフオースＦによつて、インシユレータラバー
１６，１８がたわみ、その結果後輪１３は前輪２
逆の矢印Ｅで示す方向に切れる。このため切れ込
み（オ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
点があつた。

本出願人は、このような従来の問題点を解決す
るため、第３図〜第８図に示す装置（特開昭57−
99470号）を提案した。

以下、この先願発明の各種実施例を第３図〜第
８図について簡単に説明する。図中前記符号と同
一の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ヨンメンバー１４がデフア
レンシヤルギヤインシユレータ１８の固定用ピン
１９を中心に回転するようにサスペンシヨンメン
バー１４と車体１との間に油圧シリンダー装置
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを取り付けてある。

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を油圧パイプ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
置Ａ，Ｃを油圧パイプ２５により接続してある。

したがつて第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と油圧パイプ
２４により接続されている油圧シリンダー装置
Ｂ，Ｄの油圧が上がり、油圧シリンダー装置Ｃ，
Ａの油圧が下がる。この結果インシユーレータラ
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１３に働くサイドフオース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、サイドフオースＦに比べ油圧による作
用力が小さい場合は、本来発生するコンプライア
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図の装置に
よれば、サイドフオース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
第１実施例の後輪サスペンシヨンメンバー１４の
インシユレータラバー１６とを各油圧シリンダー
装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの代りに、ゴム部に中空の油
室２６ａを両側に設けたインシユレータラバー２
６を、前記インシユレータラバー１６の設置位置
に設け、油圧パイプ２４，２５を直接、インシユ
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の両端部を弾性体のブツシ
ユ２７を介して車体１にそれぞれ連結すると共
に、車体１に固定した油圧シリンダー装置２８の
ピストンロツド２８ａの外方突出端部を、パワー
シリンダー６に突設したブラケツト６ａと連結
し、さらに前記油圧パイプ２４をシリンダー２８
の油室ｇに接続すると共に、油圧パイプ２５をシ
リンダー２８の油室ｈ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がブツシユ２
７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
作によりラツクギヤ５も矢印Ｈ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オース発生前に前輪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、サイドフオースの発生前にブツ
シユ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
をブツシユ２７を介して車体に取り付けた代り
に、前輪２のナツクルアーム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３ａ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ツド２８ａの端部を、それぞ
れ弾性体のブツシユ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、さらに前記油圧パイプ２４をシリンダ
ー２８の油室ｈと接続し、油圧パイプ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、ラツクギ
ヤ５が矢印Ｉの方向に移動すると共に、ブツシユ
２９をたわませてピストンロツト２８ａおよびト
ランスバースリンク３１が矢印Ｊの方向に移動す
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圧を油圧作動手段
（この場合は油圧シリンダー装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
に導く回路２４，２５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、電磁方向切換
弁３２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によつ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アイアンスス
テア制御用に必要な高油圧が得られないようにな
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、微少舵角時のシヤー
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つては、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せることがで
きないという問題点があつた。

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、制御上の遅れを招くものであつた。

本発明は、このような従来装置の問題点に直目
してなされたもので、操舵トルクに応じて作動し
てパワーステアリングの制御を行なうと共に微少
操舵トルクに対する不感帯を有する第１油圧制御
弁と、操舵トルクに応じて作動して旋回操作時の
車両挙動を調整するコンプライアンスステア機構
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
油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油圧回路を形成することによ
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、第９図〜第１６図により本発明を説明す
る。第９図は第３図の従来装置に本発明を実施し
た例を示すもので、図中前記符号と同一の符号は
同等のものである。

本実施例においては、第３図の従来装置におけ
るパワーステアリング用油圧ポンプ１０（油圧
源）の他に、コンプライアンスステア制御用油圧
ポンプ１０′（油圧源）を設けると共に、パワー
ステアリング用油圧制御弁８（第１油圧制御弁）
の他に、コンプライアンスステア制御用油圧制御
弁８′（第２油圧制御弁）を設け、油圧ポンプ１
０と接続した制御弁８のオリフイス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、オリフイス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′のオリフイスａ，ｃ間の油路を油圧パイプ２
４を介して油圧シリンダー装置Ｂ，Ｄ（旋回走行
時の車両挙動を調整するコンプライアンスステア
機構）に接続すると共に、制御弁８′のオリフイ
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Ａ，Ｃ（旋回走行時の車両挙動を調整
するコンプライアンスステア機構）に接続して第
２油圧回路を形成する。

そしてパワーステアリング用油圧ポンプ１０
を、第１０図に示すように、高車速時に流量が減
少する特性にすると共に、パワーステアリング用
油圧制御弁８に、第１１図に示すように、直進付
近の微少舵角範囲において不感帯Ｓを設ける。

またコンプライアンスステア制御用油圧ポンプ
１０′を、第１２図に示すように、高車速時に流
量が増大する特性にすると共に、コンプライアン
スステア制御用油圧制御弁８′は、第１３図に示
すように、不感帯Ｓ（第１１図参照）がない特性
とする。

また第１４図〜第１６図は油圧制御弁８，８′
を一体的に形成した実施例を示すもので、図中６
ａ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、
内部にクラツクギヤ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′共用
のバルブハウジングで、内部に中空円筒状のバル
ブボデイ８ｂが、ピニオンギヤ７と共に回転自在
に嵌装されており、さらにこのバルブボデイ８ｂ
の内部に回転弁体８ｃが嵌装されている。この回
転弁体８ｃはハンドル９の回転に伴つて回転する
バルブシヤフト８ｄと共に回転するようになつて
おり、またバルブシヤフト８ｄの回転は、バルブ
シヤフト８ｄおよび回転弁体８ｃの中心を貫通す
るトーシヨンバー８ｅを介してピニオンギヤ７に
伝えられるようになつている。

したがつて、ハンドル９の操作によりバルブシ
ヤフト８ｄの操舵力を加えると、タイヤの接地抵
抗のため、トーシヨンバー８ｅがねじられる結
果、バルブシヤフト８ｄと連動する回転弁体８ｃ
とバルブボデイ８ｂとの間にトーシヨンバー８ｅ
ののねじれ分に相当する回転変位が生ずる。第１
５図および第１６図は第１４図のパワーステアリ
ング用油圧制御弁８の横断面を示すものである
が、コンプライアンスステア制御用油圧制御弁
８′も略同様の構造である。

上述のようにバルブボデイ８ｂと回転弁体８ｃ
の間に回転変位が生ずると、それによつて油圧ポ
ンプ１０から送られてくる油の圧力と方向を制御
して、パワーシリンダー６の油室ｅまたはｆに圧
油を送り、パワーアシストしてラツクギヤ５を介
して車輪２を必要量だけ動かす。

すなわち、バルブシヤフト８ｄの動きはタイヤ
の負荷に応じて変位し、それに応じて油圧が上つ
て出力となり、同時にトーシヨンバー８ｅのねじ
れ角に応じた力が反力となつて運転者に伝えられ
る。そのため運転者は常に負荷に応じた路面反力
を感じることができるのである。

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、ポンプ１０からの作動油はイ
ンレツトポートｋからバルブボデイ８ｂの外周の
溝を通つてバルブボデイ８ｂの周辺の凹みｌに流
れ込むが、第１５図の場合、バルブボデイ内周の
凹みｌと回転弁体８ｃとの円周方向の隙間が同じ
で回路抵抗が等しいので、作動油はバルブボデイ
側の凹みｌと回転弁体８ｃ側の凹みｍを通つてリ
ターンポートｎから、回転弁体８ｃとトーシヨン
バー８ｅ間の隙間ｏを経てアウトレツトポートｐ
からリザーバータンク１１へ戻る。したがつて、
この場合はパワーシリンダー６の左右の油室ｅ，
ｆに圧力差を生じないため、ピストン６ｂは中立
を保つて動かない。

つぎにハンドル９を右に切つた場合は、第１６
図に示すようになる。すなわち、回転弁体８ｃが
矢印Ｋの方向に回転するため、凹みｌとｍが通ず
ることにより、インレツトポートｋからの油圧が
パワーシリンダー６の油室ｆに作用してピストン
６ｂにパワーアシストし、ラツクギヤ５を左方向
へ動かす力となる。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、ポートｑおよびリ
ターンポートｎを介して隙間ｏに入り、アウトレ
ツトポート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の作用
を説明する。第９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が中立位置にあるた
め、パワーシリンダー６のピストン６ｂも中立位
置にあつて車両は直進する。

しかして、油圧ポンプ１０を第１０図に示す特
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を第１
１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１０の流量が
大きいため、パワーステアリングのアシスト力も
大となる。したがつて車庫入れ等の操作が楽にな
る。そしてこの場合は低速であるため、サイドフ
オースＦ（第２図参照）は殆ど発生しないから、
油圧ポンプ１０′の流量も殆ど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
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。したがつて高速走
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変位に対して
は、油圧制御弁８に第１１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われること
はない。

しかしながら、高速時にハンドルを切つた時は
サイドフオースＦも大きくなるが、この場合は油
圧ポンプ１０′の流量が第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。またこの場合の油圧を制御する
油圧制御弁８′は、第１３図に示すように不感帯
がないため、ハンドル９の操作に直ちに応答する
ことができる。したがつて本発明によれば、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
５，６，７，８図に示した従来技術にも適用でき
ることは云うまでもない。また、第９図に示した
実施例は、油圧源として異なつた特性を持つ２種
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、各々の油圧制御弁に供
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が、本発明は
この他、スプールバルブ式、プラネツトギヤ式、
コニカルロータリー式のバルブでも実施可能であ
る。

以上説明してきたように、本発明においては、
操舵トルクに応じて作動してパワーステアリング
の制御を行なうと共に微少操舵トルクに対する不
感帯を有する第１油圧制御弁と、操舵トルクに応
じて作動して旋回走行時の車両挙動を調整するコ
ンプライアンスステア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、これら両油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
回路を形成したから、高速直進時のハンドルの操
舵反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、第１０図〜第
１３図は本発明で使用する油圧ポンプと油圧制御
弁の特性図、第１４図は本発明で使用する油圧制
御弁の実施例を示す断面図、第１５図はその油圧
制御弁の横断面図、第１６図はその作動説明図で
ある。 １……車体、２……前輪、３……ナツクルアー
ム、４……サイドロツド、５……ラツクギヤ、６
……パワーシリンダー、７……ピニオンギヤー、
８……パワーステアリング用油圧制御弁（第１油
圧制御弁）、８′……コンプ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圧ポンプ（油圧
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、１３……後輪、１４……後
輪サスペンシヨンメンバー、１５……デフアレン
シヤルギヤハウジング、１６……インシユレータ
ラバー、１７……ピン、１８……デフアレンシヤ
ルギヤインシユレータ、１９……ピン、２０……
セミトレーリングアーム、２１……ドライブシヤ
フト、２２……油圧シリンダー、２３……油圧ピ
ストン、２４，２５……油圧パイプ、２６……イ
ンシユレータラバー、２７……ブツシユ、２８…
…油圧シリンダー装置、２９……ブツシユ、３０
……ピン、３１……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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 操舵トルクに応じて作動してパワーステアリ
   ングの制御を行なうと共に微少操舵トルクに対す
   る不感帯を有する第１油圧制御弁と、操舵トルク
   に応じて作動して旋回走行時の車両の挙動を調整
   するコンプライアンスステア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、これら両油圧制御弁と前記
   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。 ２ 車速の増加に対して流量が減少する特性を持
   つ油圧源を第１の油圧回路に使用し、車速の増加
   に対して流量が増加する特性を持つ油圧源を第２
   の油圧回路に使用したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のステアリング制御装置。 ３ 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。