JPH05213218A

JPH05213218A - パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH05213218A
Application number: JP5695292A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Suzuki; 勝博鈴木; Hideo Furuyama; 秀雄古山; Jiro Hiroshima; 二郎広島
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1992-02-08
Filing date: 1992-02-08
Publication date: 1993-08-24

Abstract

(57)【要約】【目的】操舵反力が正常に発生する前にパワーアシス
ト力が発揮されることがないようなパワーステアリング
装置を提供することを目的とする。【構成】開放弁１０１は操舵反力発生回路側の圧力が
所定値まで上昇していない場合には、スプール１０３が
弾性部材１０５により一方向に付勢されていて、パワー
ステアリング制御弁１側に供給されるべき圧油をタンク
６７に戻し、操舵反力発生回路側の圧力が所定値まで上
昇したことにより、スプール１０３が操舵反力発生回路
側の圧力によって弾性部材１０５の弾性力に抗して他方
向に移動して、パワーステアリング制御弁１側に圧油を
供給するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種車両のパワース
テアリング装置に係り、特に、パワーアシスト力を不必
要に発生させないようにして、操安性を向上させるとと
もに運転者が不安感を感じるようなことをなくしたもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のパワーステアリング装置は、例え
ば、図６ないし図１０に示すように構成されている。図
６は、ステアリング制御弁１の構成を示す図で、まず、
ハウジング３があり、このハウジング３内には、スプー
ルシャフト５を挿入している。このスプールシャフト５
には、図示しない操舵ハンドルが連結されている。又、
ハウジング３内には、ピニオンシャフト７を収容してい
る。このピニオンシャフト７は上記スプールシャフト５
に回転方向に所定の余裕をもった状態で連結されてい
る。

【０００３】上記ピニオンシャフト７には、ピニオンギ
ヤ９が設けられていて、このピニオンギヤ９は、ラック
シャフト１１に形成したラックギヤ１３にかみ合わせて
いる。上記ラックギヤ１３とピニオンギヤ９とのかみ合
い状態は、プレッシャパット手段１５によって保たれて
いる。上記ラックシャフト１１の両端には、図示しない
連結具を介して車輪が連結されている。

【０００４】上記スプールシャフト５とハウジング３と
の間には、ロータリスリーブ１７を設け、このロータリ
スリーブ１７と上記スプールシャフト５とが相まって上
記ステアリング制御弁１としてのロータリーバルブを構
成している。上記ステアリング制御弁１は、Ｐ_S ’ポー
トを介して、図９に示すように、油圧源側と接続されて
いる。また、シリンダポートＡ、Ｂを介して、図９に示
すように、パワーシリンダ１９側と接続されている。そ
して、上記ステアリング制御弁１を介して、油圧源より
供給される圧油をパワーシリンダ１９に適宜方向で適当
量だけ供給・排出することにより、パワーアシスト力を
発揮させる。

【０００５】上記スプールシャフト５とピニオンシャフ
ト７との連結構造は、図７に示すようになっている。ま
ず、スプールシャフト５側には、１８０°の位置に一対
の突起２１、２３が突設されている。一方、ピニオンシ
ャフト７側には、１８０°の位置に一対の凹部２５、２
７が形成されている。上記突起２１、２３は、凹部２
５、２７に回転方向に所定の余裕をもった状態で挿入す
るとともに、突起２１、２３と、凹部２５、２７によっ
てそれぞれストッパ部を構成している。そして、その余
裕の範囲内では、スプールシャフト５はピニオンシャフ
ト７に拘束されることなく回転することができ、その範
囲を越えた場合にはトルクが伝達されるようになる。

【０００６】また、スプールシャフト５とピニオンシャ
フト７との間には、操舵反力発生手段２９が設けられて
いる。その構成を図８を参照して説明する。まず、４個
の反力プランジャ３１、３３、３５、３７が配置されて
いて、これら４個の反力プランジャ３１、３３、３５、
３７の外側には、反力室３９が形成されており、内側に
は内圧室４１が形成されている。また、スプールシャフ
ト５側には、一対の作用部４３、４５が突設されてい
る。そして、操舵ハンドルを介して初期回転操作を行う
と、スプールシャフト５が回転する。その回転によっ
て、一対の作用部４３、４５を介して、点対称位置にあ
る二つの反力プランジャ、例えば、反力プランジャ３
１、３５が動作する。それによって、操舵反力が発生す
るものである。その操舵反力は、反力室３９の圧力と内
圧室４１内の圧力との差圧である。

【０００７】また、上記操舵反力を発生させる構成につ
いて、図９を参照してさらに詳細に説明する。まず、油
圧源としての油圧ポンプ４７より供給された圧油は、分
流弁４９に流入する。この分流弁４９は、図１０に示す
ような構成になっている。まず、ボディ５１があり、こ
のボディ５１には、Ｐポート、Ｐ_S ポート、Ｐ_Rポート
が形成されている。また、ボディ５１内には、スプール
５３が移動可能に収容されている。このスプール５３の
一端は、上記Ｐポートに連通するパイロット室５４に臨
ませ、他端は上記Ｐ_R ポートに連通する圧力室５８に臨
ませている。そして、この圧力室５８にはコイルスプリ
ング５５を介在させている。上記のようにしたスプール
５３にはオリフィス５６を形成し、スプール５３の移動
位置に関係なく、Ｐポートと圧力室５８とがこのオリフ
ィス５６を介して連通する構成にしている。

【０００８】いま、Ｐポートから圧油が流入すると、そ
のオリフィス５６の前後の圧力がパイロット室５４と圧
力室５８とに作用するので、スプール５３は、オリフィ
ス５６前後の差圧とコイルスプリング５５のスプリング
力がバランスする位置で停止する。このバランス位置に
おいて、Ｐ_Rポートの開度と、Ｐ_S ポートとの開度が決
定されることになる。したがって、あらかじめ定めた一
定の制御流量がＰ_R ポートから流出し、残りの余剰流量
がＰ_S ポートから流出する。

【０００９】そして、Ｐ_R側に負荷が上昇して、上記バ
ランスがくずれると、スプール５３が図面左方向に移動
するので、Ｐ_S ポート側の開度が絞られる。また、Ｐ_S
側の負荷が上昇して上記バランスがくずれると、スプー
ル５３が図面右方向に移動するので、Ｐ_R ポート側の開
度が絞られることになる。ただし、いずれの場合であっ
ても、上記Ｐ_R ポート側には、常に、一定の制御流量が
供給され、Ｐ_S ポート側には、制御流量以上の余剰流量
が供給されることになる。また、ステアリング制御弁１
が操作されて、Ｐ_S 回路の圧力が上昇すると、圧力セン
サ６１がそれを検知して、コントローラ６３に信号を出
力する。コントローラ６３は予め入力されている内部マ
ップに沿って圧力制御弁６５を制御する。このようにし
て圧力制御弁６５が動作することによりその上流側に発
生した回路圧は、操舵反力発生手段２９に作用して操舵
反力を発揮させる。なお、図９中符号６７はタンクであ
り、符号６９はリリーフバルブである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
ハンドルを切換えたままで、エンジンを切ったあと、再
びエンジンをかけるときに、次のような不都合が発生す
る。すなわち、エンジンを切っているときには、油圧源
が駆動していないので、当然のこととして操舵反力も発
生していない。したがって、ステアリング制御弁１は中
立位置以外の位置に切換わったままになっている。この
状態で、油圧ポンプ４７が起動すると、分流弁４９のＰ
_S ポートが閉じているので、Ｐ_Rポート側に流れる流量
が優先されることになる。そして、Ｐ_R ポート側に一定
の制御流量が流れると、それに応じてスプール５３が移
動して、その余剰流量をＰ_R ポート側に流す。

【００１１】ただし、分流比は、Ｐ_Rポート側が「１」
に対して、Ｐ_S ポート側が「７」ぐらいなので、実際に
はＰ_Rポート側に流れるとほとんど同時にＰ_S ポート側
にも圧油が流れていく。そのとき、上記したように、ス
テアリング制御弁１が切換わったままだと、パワーシリ
ンダ１９に圧油が供給されてしまう。このようにパワー
シリンダ１９に圧油が供給されれば、当然のこととし
て、ドライバーの意図にかかわりなく、ハンドルが切れ
てしまう、いわゆる「セルフステア」の状態となり、ド
ライバーに不安感を与えてしまうという問題があった。
この発明の目的は、操舵反力が正常に作用していないか
ぎりパワーアシスト力が発揮されないパワーステアリン
グ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、油圧源から
ステアリング制御弁を介してパワーシリンダに連通する
経路と、油圧源から圧力制御弁を介してタンクに連通す
る経路とを備え、圧力制御弁によって発生した回路圧力
を操舵反力発生手段に作用させて所定の操舵反力をえる
構成にするとともに、ハンドルからの力が作用していな
いときに、操舵反力発生手段に反力が作用したとき、ス
テアリング制御弁が中立位置に復帰する構成にしたパワ
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、油圧源とステアリング
制御弁との間に開放弁を設けるとともに、この開放弁
は、そのボディに摺動自在に設けたスプールの一端を、
上記圧力制御弁の上流側に連通させたパイロット室に臨
ませ、他端を、タンクに連通したスプリング室に臨ませ
てなり、上記パイロット室に圧力が発生していないとき
にノーマル状態を保って、油圧源と上記ステアリング制
御弁との連通を遮断するとともに、そのステアリング制
御弁に通じる通路をタンクに連通させる一方、操舵反力
発生手段に反力が作用して上記パイロット室にパイロッ
ト圧が作用したときに切換わって、油圧源とステアリン
グ制御弁とを連通させるとともに、そのステアリング制
御弁をタンクに通じさせる上記通路を遮断する構成にし
た点に特徴を有する。

【００１３】

【作用】この発明は、上記のように構成したので、操舵
反力発生回路側の圧力が所定値まで上昇していない場合
には、油圧源と上記ステアリング制御弁との連通を遮断
するとともに、そのステアリング制御弁に通じる通路を
タンクに連通させる。したがって、ステアリング制御弁
が切換わった状態のままでも、パワーシリンダに圧油が
供給されたりしなくなる。また、操舵反力発生回路側の
圧力が所定値まで上昇した場合には、圧油をステアリン
グ制御弁に供給するようにしたものである。したがっ
て、例えば、エンジンのスタート時に操舵反力側の圧力
が未だ十分に上昇していないような場合には、ステアリ
ング制御弁側には圧油は供給されず、パワーアシスト力
が不必要に発生して操安性を損ねたり、運転者が不安感
を感じるようなことを防止することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図１〜図４を参照してこの発明の第１
実施例を説明する。なお、従来と同一部分には同一符号
を付して示しその説明は省略する。この第１実施例の場
合には、図１に示すように、従来の分流弁４９以外に、
開放弁１０１を設けている。分流弁４９と開放弁１０１
は、図２に示すように、一体化された弁構造になってい
る。すなわち、ボディ５１には、スプール５３とは別の
スプール１０３が移動可能に収容されている。そして、
このスプール１０３の一端をパイロット室５７に臨ま
せ、他端をスプリング室５９に臨ませている。

【００１５】上記パイロット室５７は、ボディ５１に形
成した通孔６０を介して、分流弁４９の圧力室５８に常
時連通させている。したがって、圧力室５８には、Ｐ_R
ポート側の圧力が導かれることになる。またスプリング
室５９は、スプール１０３に形成した流路６２を介して
タンク６７に接続したＴ’ポートに常時連通させてい
る。また、スプール１０３に形成した環状溝６４は、ス
プール１０３の移動位置にかかわらず、ボディ５１に形
成した連通路１０７及びステアリング制御弁１に接続し
たＰ_S ポートに常時連通している。いい換えれば、連通
路１０７とＰ_S ポートとは、この環状溝６４を介して常
時連通している。

【００１６】さらに、スプール１０３が、スプリング室
５９に設けたコイルスプリング１０５の作用で、図３、
４に示すノーマル位置にあるとき、環状溝６４を介して
Ｐ_SポートとＴ’ポートとを連通する。また、スプール
１０３がコイルスプリング１０５に抗して図２に示す位
置まで移動すると、この環状溝６４がＴ’ポートと食い
違い、Ｐ_S ポートとＴ’ポートとの連通を遮断する。

【００１７】以上の構成を基にその作用を説明する。ま
ず、通常動作時から説明していく。この場合には、分流
弁４９と開放弁１０１は、図２に示すような状態にあ
る。油圧ポンプ４７より供給される圧油は、分流弁４９
のＰポートを介して流入する。そして、オリフィス５６
の前後の圧力差とコイルスプリング５５のスプリング力
とがバランスして、スプール５３の位置が決定されてい
くもので、この作用は従来とまったく同様である。この
ようにしてスプール５３が移動していくと、Ｐポート
は、Ｐ_R ポートとともに連通路１０７にも連通する。

【００１８】一方、開放弁１０１のスプール１０３は、
Ｐ_Rポート側の圧力とタンク６７側の圧力との差圧によ
って、矢印ｊ側に移動した状態にある。なぜなら、正常
な状態では、Ｐ_Rポート側の圧力がタンク６７側の圧力
より常に高くなるように設定されているからである。こ
のようにスプール１０３が図２に示す位置まで移動する
と、Ｐ_S ポートとＴポートとが遮断され、Ｐポートから
連通路１０７に流入した圧油は、Ｐ_S ポート側だけに供
給されることになる。したがって、この圧油の作用で、
所定のパワーアシスト力が発揮される。

【００１９】次に、Ｐ_R ポート側が故障して、その圧力
が低下した場合について説明する。この場合には、スプ
ール１０３が、矢印ｋで示す方向に移動する。それが図
３に示す状態である。それによって、Ｐ_S ポートとＴポ
ートとが連通されるので、圧油がタンク６７に戻される
ことになり、結局、パワーアシスト力は発揮されない状
態となる。次に、エンジンがオフとなっていて油圧ポン
プ４７が停止している場合について説明する。この場合
には、分流弁４９と開放弁１０１とは図４に示すような
状態にある。つまり、圧油の作用がないので、スプール
５３、１０１は、それぞれコイルスプリング５５、１０
５のスプリング力によってノーマル位置に保たれる。こ
の状態でエンジンを起動して油圧ポンプ４７をオンする
と、図３に示すように、まず、スプール５３が矢印ｈ方
向に移動し、次に、Ｐ_Rポート側の圧力によって、スプ
ール１０３が矢印ｊ方向に移動して、図２に示すような
状態に移行していく。

【００２０】上記動作はエンジンを起動して油圧ポンプ
４７をオンすることにより、ほとんど瞬間的になされる
が、開放弁１０１があることによって、必ず、Ｐ_Rポー
ト側の圧力の上昇を先行させることができる。つまり、
まず、Ｐ_Rポート側の圧力が上昇し、次に、スプール１
０３が矢印ｊ方向に移動し、そして初めて、Ｐ_S ポート
側に圧油が供給されることになる。Ｐ_Rポート側の圧力
が上昇するまでは、Ｐs ポートはＴポートに連通されて
いるので、圧油はタンク６７側に戻される。以上本実施
例によると次のような効果を奏することができる。ま
ず、Ｐ_Rポート側の故障、例えば、コントローラ６３や
圧力制御弁６５の故障により、操舵反力が発生しないよ
うな場合には、Ｐ_S ポート側への圧油の供給は停止され
て、パワーアシスト力が発揮されない状態になる。よっ
て、操舵反力が発生しない状態で、パワーアシスト力が
発揮され、操舵ハンドルが非常に軽い状態で操作される
ことをなくすことができ、操安性を向上させることがで
きる。

【００２１】また、エンジンスタート時における「セル
フステア」の状況を回避させることができる。つまり、
Ｐ_Rポート側の圧力が上昇して操舵反力が発生した後で
なければ、Ｐ_S ポート側に圧油が供給されない構成にな
っているので、その途中の状態でパワーステアリング制
御バルブ１側が操作されていても、パワーアシスト力が
発揮されることはないものである。よって、運転者が不
安感を感じることはない。

【００２２】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではない。例えば、図５に示すように、油圧源がそ
れぞれ独立しているような場合、すなわち、油圧ポンプ
４７以外に定流量型の油圧ポンプ１１１が設置されてい
る場合にも、同様に適用できる。この場合には、開放弁
１０１を分流弁４９とは独立させた構成として設置する
ことになる。なお、図中符号１１３はリリーフ弁であ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によるパワ
ーステアリング装置によると、開放弁を設置することに
より、操舵反力発生回路側の圧力が所定値まで上昇して
いない場合には、ステアリング制御弁側に供給されるべ
き圧油をタンク側に戻し、操舵反力発生回路側の圧力が
所定値まで上昇した場合には、圧油をステアリング制御
弁側に供給するように構成したので、操舵反力発生回路
側の故障により操舵反力が発生していないような場合、
及びエンジンスタート時に操舵反力側の圧力が未だ正常
に上昇していないような場合には、ステアリング制御弁
には圧油は供給されず、パワーアシスト力が不必要に発
生して操安性を損ねたり、セルフステアなどでドライバ
ーが不安感を感じるようなことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図で操舵反力が発生
する構成を示す図である。

【図２】この発明の一実施例を示す図で分流弁及び開放
弁の構成と作用を示す断面図である。

【図３】この発明の一実施例を示す図で分流弁及び開放
弁の構成と作用を示す断面図である。

【図４】この発明の一実施例を示す図で分流弁及び開放
弁の構成と作用を示す断面図である。

【図５】この発明の他の実施例を示す図で操舵反力が発
生する構成を示す図である。

【図６】従来例を示す図でパワーテスアリング装置の一
部の構成を示す断面図である。

【図７】従来例を示す図で図６のVII-VII 断面図であ
る。

【図８】従来例を示す図で図６のVIII-VIII 断面図であ
る。

【図９】従来例を示す図で操舵反力が発生する構成を示
す図である。

【図１０】従来例を示す図で分流弁の断面図である。

【符号の説明】

１ステアリング制御弁４７油圧ポンプ（油圧源）４９分流弁５１ボディ１０１開放弁１０３スプール１０５コイルスプリング（弾性部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧源からステアリング制御弁を介して
パワーシリンダに連通する経路と、油圧源から圧力制御
弁を介してタンクに連通する経路とを備え、圧力制御弁
の開度を制御して発生させた回路圧を操舵反力発生手段
に作用させて所定の操舵反力をえる構成にするととも
に、ハンドルからの力が作用していないときに、操舵反
力発生手段に反力が作用したとき、ステアリング制御弁
が中立位置に復帰する構成にしたパワーステアリング装
置において、油圧源とステアリング制御弁との間に開放
弁を設けるとともに、この開放弁は、そのボディに摺動
自在に設けたスプールの一端を、上記圧力制御弁の上流
側に連通させたパイロット室に臨ませ、他端を、タンク
に連通したスプリング室に臨ませてなり、上記パイロッ
ト室に圧力が発生していないときにノーマル状態を保っ
て、油圧源と上記ステアリング制御弁との連通を遮断す
るとともに、そのステアリング制御弁に通じる通路をタ
ンクに連通させる一方、操舵反力発生手段に反力が作用
して上記パイロット室にパイロット圧が作用したときに
切換わって、油圧源とステアリング制御弁とを連通させ
るとともに、そのステアリング制御弁をタンクに通じさ
せる上記通路を遮断する構成にしたパワーステアリング
装置。