JPH0419065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、当該車両の走行条件を特定する信
号を検出して、最適な操舵力を得るようにしたパ
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この種の装置は、車速信
号あるいはハンドル操作信号等によつて、流量制
御弁を制御して、パワーシリンダへの供給流量を
調整するようにしていた。

例えば、設定速度以上になつたとき、パワーシ
リンダへの供給流量を減少させてマニアルステア
リングの状態にし、設定速度以下のときには、供
給流量を増大させてパワーステアリングの状態に
していた。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにした従来の装置では、上記流量制
御弁を制御するだけで走行条件に対応させるよう
にしていたので、あらゆる走行条件に対応できな
いという問題があつた。

例えば、停止時あるいは極低速時には、流量制
御弁の開度を最大にしても、ポンプ吐出量がマキ
シマムであれば、それ以上の流量を確保できな
い。したがつて、停止時あるいは極低速時等に、
パワーアシストをさらに大きくできない問題があ
つた。

この発明は、あるゆる走行条件に対して適応で
きるパワーステアリング装置の提供を目的にす
る。

（課題を解決するための手段） この発明は、原動機に連結したポンプと、この
ポンプに接続した流量制御弁と、この流量制御弁
に接続するとともに、パワーシリンダへの流入方
向を制御するコントロールバルブと、このコント
ロールバルブの反力室に圧力を導くためのソレノ
イドバルブとを備えた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、この発明は、原動
機及び流量制御弁のそれぞれに、検出器で検出し
た信号に応じて動作する出力器を接続し、停止時
あるいは極低速時に上記原動機に接続した出力器
の作用で、この原動機の回転数を少し上昇させる
構成にし、しかも走行条件に応じて流量制御弁の
流量特性を上記出力器の動作で調整するととも
に、上記検出器とソレノイドバルブとを接続し、
その検出器からの出力信号によつてソレノイドバ
ルブを制御し、コントロールバルブの反力室をタ
ンクあるいはポンプに連通し、しかも、その連通
時の開度を制御する構成にし、設定速度以上にな
つたとき、パワーステアリングの状態からマニア
ルステアリングの状態に切換えるようにした点に
特徴を有する。

（作用） この発明は、上記のように構成したので、原動
機の回転数、流量制御弁の流量特性及びコントロ
ールバルブの反力室の圧力等を制御して、あらゆ
る走行条件に適応した制御が可能になる。

（実施例） このパワーステアリング装置の油圧回路系は、
原動機ｍに連結したポンプＰを流量制御弁Ｆに接
続するとともに、この流量制御弁Ｆにコントロー
ルバルブＣを接続している。

なお、上記原動機ｍは、車のエンジンと共用す
るのが通常であるが、図示の実施例では、車のエ
ンジンＥと原動機ｍとを、便宜上別に表してい
る。ただし、上記エンジンＥと原動機ｍとを全く
別にした場合でも、この実施例が適用できること
とは当然である。

そして、この原動機ｍ及び流量制御弁Ｆのそれ
ぞれには、出力器１，２を接続しているが、これ
ら出力器１，２は、検出器Ｄに接続している。

この検出器Ｄは、ステアリングシヤフトＳに接
続して、そのハンドルＨのハンドル角あるいはそ
の角速度、さらにはハンドルトルク等を電気信号
として検出するようにしている。さらにこの検出
器Ｄは、エンジンＥにも接続して、当該車速を電
気信号として検出するようにしている。

このようにした検出器Ｄは、上記各信号を検出
するとともに、それらの信号に応じて、所定の出
力器を動作させ、それら出力器１，２に対応した
ポンプＰあるいは流量制御弁Ｆを制御する。

つまり、原動機ｍに接続した出力器１は、上記
検出器Ｄの出力信号に応じて動作する比例ソレノ
イドで構成している。そして、この比例ソレノイ
ドは、原動機ｍのスロツトルバルブに接続し、そ
のスロツトルバルブの開度を調整して、原動機ｍ
の回転数を制御するようにしている。

なお、この出力器１を比例ソレノイドで構成し
たのは、あくまでも一例であつて、要するに、検
出器Ｄの出力信号に応じて、原動機ｍの回転数を
制御するものであればよい。また、この原動機ｍ
として電気モータを用いたときは、例えば、出力
器１として可変抵抗等を利用してもよい。

さらに流量制御弁Ｆに接続した出力器２も、こ
の実施例では比例ソレノイドを用いている。

そして、この流量制御弁Ｆに接続した出力器２
は、検出器Ｄからの出力信号に応じて、流量制御
弁Ｆの流量特性を調整し、ポンプＰからパワーシ
リンダへの供給流量を決めるようにしている。

さらに上記コントロールバルブＣは、その本体
３にポンプポート４とタンクポート５とを形成す
るとともに、スプール６を摺動自在に内装してい
る。そして、このスプール６の両端を反力室７，
８に臨ませるとともに、この反力室７，８にスプ
リング９，１０を装填している。

このようにした反力室７，８は、ソレノイドバ
ルブＶのポート１１に接続している。また、この
ソレノイドバルブＶは、通常、図示の閉位置を保
持し、ポンプＰと連通するポート１２と、反力室
７，８に連通するポート１１との連通を遮断する
一方、ポート１１をポンプＴに連通させる。そし
て、ソレノイドが励磁すると、上記両ポート１
１，１２が連通し、ポンプＰからの圧力を反力室
７，８に導く。

このようにしたソレノイドバルブＶは、前記し
た検出器Ｄに接続し、その検出器Ｄによつて検出
した車速信号等に応じて開閉する。例えば、設定
速度以下のときは、このソレノイドバルブＶが閉
位置を保持し、設定速度を超えると、開位置を保
持するようにしている。

また、上記本体３でピニオン軸１３を支持して
いるが、このピニオン軸１３はハンドルＨと一体
回転するとともに、操向アーム１４と連接するラ
ツクにかみ合せている。

なお、上記ラツクは図示していないが、それは
ピニオン軸１３と直交する方向に設けている。

このようにしたピニオン軸１３は、上記ラツク
に沿つて、矢印１５方向に所定の距離平行移動で
きるように支持されている。しかも、このピニオ
ン軸１３の周囲には、駆動レバー１６を設け、ピ
ニオン軸１３が上記矢印１５方向に移動したと
き、この駆動レバー１６が、支点１７を中心に揺
動するようにしている。

そして、この駆動レバー１６の支点１７とは反
対側に連結ピン１８を設け、この連結ピン１８を
前記スプール６に挿入している。

したがつて、ピニオン軸１３が矢印１５方向に
移動すると、駆動レバー１６が揺動するととも
に、この駆動レバー１６の揺動にともなつて、ス
プール６が切換わるが、反力室７，８に圧力が導
入されているときは、その移動が規制される。

そして、上記スプール６が、図示の中立位置に
あるときは、流量制御弁Ｆを経由してポンプポー
ト４に流入した流体が、タンクポート５を経由し
てそのままタンクＴに戻る。一方、このスプール
６が左右いずれかに移動すると、パワーシリンダ
の左右室のいずれかの室に、上記流体を導いて当
該パワーシリンダを動作させ、パワーアシストす
る。

しかして、ソレノイドバルブＶが閉位置にある
とき、ハンドルＨを回すと、次のようになる。

すなわち、ハンドルＨを回すと、ラツク側の抵
抗が大きいので、ピニオン軸１３が矢印１５方向
に変位する。ピニオン軸１３のこの変位にともな
つて、駆動レバー１６すなわち連結ピン１８が揺
動しようとする。このときソレノイドバルブＶが
上記のように閉位置に保持され、反力室７，８が
タンクＴに連通していると、連結ピン１８の揺動
にともなつて、スプール６が連結ピン１８の揺動
方向に移動する。

このスプール６の移動にともなつて、ポンプＰ
からの流体が、パワーシリンダの一方の室に流入
し、他方の室がタンクＴに連通する。

したがつて、パワーアシストによるステアリン
グ状態になる。

一方、ソレノイドバルブＶが開位置を保持して
いると、ポンプＰからの圧力が、反力室７，８に
流入する。反力室７，８に圧力が流入すると、こ
のスプール６が両側から押さえつけられた状態に
なる。そのためにハンドルＨを回しても、スプー
ル６が切換わらず、ピニオン軸１３のみが回転す
るマニアルステアリングの状態になる。

このようにしたステアリング装置では、ハンド
ルＨの操舵力とパワーシリンダの出力とが、第２
図に示す関係になるように制御する。

つまり、車速がV₁からVnへ速くなるにしたが
つて、パワーシリンダの出力を小さくし、その操
舵力を大きくしていく。

例えば、車の停止時あるいは極低速時には、次
のような制御をする。

つまり、上記停止時あるには極低速時にハンド
ルＨを操作すると、換向抵抗が大きいので、ハン
ドルトルクも大きくなる。そこで、検出器Ｄがそ
のハンドルトルクを検出するとともに、車速をも
検出する。

このようにハンドルトルクと車速を検出する
と、この検出器Ｄが演算機能を発揮して、所定の
信号を出力する。

この信号に応じて、ソレノイドバルブＶが閉位
置を保持するとともに、流量制御弁Ｆを全開状態
にし、しかも出力器１の動作で原動機ｍの回転数
を少し上昇させ、当該ポンプＰの吐出量を多くす
る。

このように流量制御弁Ｆが全開状態にあつて、
しかもポンプＰの吐出量が多くなれば、それだけ
パワーシリンダに対する供給流量が多くなるの
で、換向抵抗が大きくても、ハンドルＨを軽く操
作できる。

そして、原動機ｍの回転数とパワーシリンダへ
の供給流量との相関関係を示したのが第３図であ
り、この第３図からも明らかなように、上記停止
時あるいは極低速時には、原動機ｍの回転数すな
わちパワーシリンダに対する供給流量を、ａ点ま
で上昇させる。

そして、この第３図中ｂ点は、停止時あるいは
極低速時における従来の吐出量であり、したがつ
て、この実施例における吐出量ａが、上記吐出量
ｂよりも多くなつていることがよくわかる。

なお、上記原動機ｍをエンジンＥと共用したと
き、上記条件では、当該エンジンＥの回転数が上
昇するが、この上昇分は、車速にほとんど影響の
ない程度で足りる。

このように停止時あるいは極低速時には、原動
機ｍの回転数を上げ、ポンプＰ自体の吐出量を多
くして、ハンドルＨの操作力を軽くしているが、
中高速走行時には、パワーシリンダへの供給流量
を減らすような制御をして、その操舵力を重くす
る必要がある。

このような制御関係を示したのが第４図である
が、この第４図は、車速が速くなるにしたがつ
て、流量制御弁Ｆを制御し、パワーシリンダに対
する供給流量を減少させる。

そして、車速が設定速度以上になると、流量制
御弁Ｆの制御流量は、その車速に応じて制御され
るとともに、当該車速を検出器Ｄで検出してソレ
ノイドバルブＶを励磁させる。

ソレノイドバルブＶが励磁すると、それが開位
置を保持し、ポンプＰからの圧力を反力室７，８
に導く。反力室７，８に圧力が流入すると、スプ
ール６の移動が規制されるので、ハンドルＨを回
してもスプール６が移動しない。そのためにパワ
ーシリンダへの流体の供給が阻止されるととも
に、ピニオン軸１３の回転によつてラツクが移動
するマニアルステアリングの状態になる。

上記のようにこの実施例では、車速、ハンドル
トルク、ハンドル角あるいはハンドルの角速度等
を検出して、ポンプＰ、流量制御弁Ｆあるいはコ
ントロールバルブＣを制御するようにしたので、
これらを有機的に制御することによつて、あらゆ
る走行条件に適応させることができる。

なお、上記実施例における検出器Ｄとしては、
マイクロコンピユータを利用してもよい。また、
その検出信号は、走行条件を特定できるものであ
れば、どのようなものでもよい。

（本発明の効果） この発明の装置によれば、原動機の回転数、流
量制御弁の流量特性及びコントロールバルブの反
力室の圧力等を制御して、あらゆる走行条件に適
応した制御が可能になる。

また、この発明の装置は、反力室とポンプとを
ソレノイドバルブを介して連通させるようにした
ので、例えば、この反力室をロツクする構造のも
のよりも、次の点で有利である。

すなわち、反力室を完全にロツクするものの場
合には、管路及び反力室内のエアーが混入するの
で、当該油の非圧縮性が低下し、信頼性に欠ける
という問題があつた。これに対して、この発明の
装置は、ポンプの吐出圧を反力室に作用させるよ
うにしたので、エアーが混入しても、それを圧潰
してしまう。そのために、この発明の装置によれ
ば、上記のように反力室をロツクするものよりも
信頼性が高くなるという利点がある。

【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
は回路図、第２図は操舵トルクとパワーシリンダ
との相関関係を示したグラフ、第３図は原動機の
回転数とパワーシリンダへの供給流量との相関関
係を示したグラフ、第４図はパワーシリンダへの
供給流量と車速との相関関係を示したグラフであ
る。 ｍ……原動機、Ｐ……ポンプ、Ｆ……流量制御
弁、Ｃ……コントロールバルブ、１，２……出力
器、Ｄ……検出器、７，８……反力室、Ｖ……ソ
レノイドバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原動機に連結したポンプと、このポンプに接
   続した流量制御弁と、この流量制御弁に接続する
   とともに、パワーシリンダへの流入方向を制御す
   るコントロールバルブと、このコントロールバル
   ブの反力室に圧力を導くためのソレノイドバルブ
   とを備えたパワーステアリング装置において、上
   記原動機及び流量制御弁のそれぞれに、検出器で
   検出した信号に応じて動作する出力器を接続し、
   停止時あるいは極低速時に上記原動機に接続した
   出力器の作用で、この原動機の回転数を少し上昇
   させる構成にし、しかも走行条件に応じて流量制
   御弁の流量特性を上記出力器の動作で調整すると
   ともに、上記検出器とソレノイドバルブとを接続
   し、その検出器からの出力信号によつてソレノイ
   ドバルブを制御し、コントロールバルブの反力室
   をタンクあるいはポンプに連通し、しかも、その
   連通時の開度を制御する構成にし、設定速度以上
   になつたとき、パワーステアリングの状態からマ
   ニアルステアリングの状態に切換えるパワーステ
   アリング装置。