JPH082432A - パワーステアリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構造で適切な操舵力を付与することがで
きる低コストなパワーステアリング１を得る。 【構成】オイルポンプＰから吐出されたオイルがサーボ
弁Ｖを介して供給されて操舵補助力を発生させるパワー
シリンダＣの、左右両シリンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂ 間にバイパ
スバルブ１０を設ける。このバイパスバルブ１０は、バ
ルブ孔１４内に摺動自在に嵌合されたスプール１６を備
えており、非作動時にはこのスプール１６によって両シ
リンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂ 間を遮断し、車両に発生する横方向
加速度が所定以上になったときにスプール１６を移動さ
せて両シリンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂ 間を連通し、高圧側のシリ
ンダ室から低圧側へバイパスさせる。 【効果】横方向加速度は、同一操舵角であれば高速にな
るに従って増大するもので、中高速での走行中に急操舵
を行なう場合等にハンドルが軽くなりすぎてしまうおそ
れがなく、好適な操舵感を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパワーステアリングに係
り、特に車両に発生する横方向加速度の変化に応じて適
切な操舵力が得られるようにしたパワーステアリングに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パワーステアリングは、舵取ハンドルに
加えられた入力に応じてコントロールバルブ（サーボ
弁）を切換えて、オイルポンプから吐出された圧油をパ
ワーシリンダの一方の室内に導入するとともに、他方の
シリンダ室をタンクに連通させてこの室内のオイルを還
流させることにより、パワーシリンダを作動させて操向
車輪に操舵補助力を付与するようになっている。このよ
うなパワーステアリングでは、据切り時あるいは低速走
行時のようにタイヤの接地抵抗が大きい時には、舵取ハ
ンドルの操作に要する力を低減するようにできるだけ大
きい操舵補助力を発生させる特性が要求され、一方、高
速走行時には、舵取ハンドルに適度の剛性を付与し、直
進安定性を向上させるために、操舵補助力をできるだけ
小さくするような特性が要求される。

【０００３】上記のような好ましい操舵力特性を得るた
めに、車両の走行速度等の変化に応じて操舵力を制御す
るようにした車速感応型パワーステアリングが既に知ら
れている。車速感応型パワーステアリングには各種の構
造のものがあり、例えば、サーボ弁を介してパワーシリ
ンダに供給する圧油の流量を、車速の変化に応じてフロ
ーコントロールバルブにより制御するようにした流量制
御型のパワーステアリング、あるいは反力圧制御弁によ
って制御した油圧を油圧反力室に作用させて操舵反力を
発生させるようにした反力圧制御型のパワーステアリン
グ等が用いられている。上記流量制御型のパワーステア
リングは、操舵力を制御しうる範囲が比較的狭いという
問題があり、また、反力圧制御型のパワーステアリング
は、好ましい操舵力を得ることが可能であるが、反力圧
制御弁や反力受部等の複雑な機構が必要であるためコス
ト高であり、しかもフリクションが大きい等の問題点が
あった。

【０００４】また、車速の変化に応じて流量を制御する
タイプのパワーステアリングに、さらに、転舵時に車体
に発生する横方向加速度を検出するセンサを設け、車速
等の情報に加えて、横方向加速度の変化に応じて操舵力
を制御するようにしたパワーステアリングも既に提案さ
れている（特開昭５７−６６０７１号公報）。この公報
に記載されたパワーステアリングは、中高速走行時に急
速な転舵を行なった場合に、転舵の中期から後期にかけ
て前車輪が向きを変えていくと、車体に生じる横方向加
速度が大きくなり、その加速度をタイヤで受けることに
なるのでタイヤ反力が増大し、トーションバーのねじり
量が大きくなり、その結果、パワーアシストが大きくな
ってハンドルが軽くなり過ぎ、不安定な感じになってし
まうという欠点を除くことを目的としてなされたものあ
る。

【０００５】上記従来のパワーステアリングの基本的構
成は、油圧ポンプ１からの吐出オイルを制御するフロー
コントロールバルブ２に電磁ソレノイド７を設け、この
電磁ソレノイド７への通電によってフローコントロール
バルブ２を作動させ、コントロールバルブ（サーボ弁）
３へ送られる作動オイルの流量を制御するようになって
いる。そして、上記電磁ソレノイド７に流れる電流は、
車両の走行速度を検知する車速センサ９の車速信号、操
舵時にステアリングホイールＳＷの回転角速度を検知す
る操舵角速度センサ１０の信号及び車体の横方向加速度
を検知する横Ｇセンサ１１の信号等に基づく制御回路８
の制御信号によって制御される。上記パワーステアリン
グは、以上の構成とすることにより、中速以上の車速で
の走行中に急速転舵を行なう場合、操舵角速度センサ１
０と横Ｇセンサ１１からの情報を組合せることにより、
転舵開始時の操舵力は比較的軽く、転舵後半になって重
くなる操舵特性となり、好ましい保舵感を得ることがで
きるようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
従来のパワーステアリングの構成では、車速感応型パワ
ーステアリングとしての好ましい操舵力を得ることは可
能であるが、制御回路、横Ｇセンサ等の各種センサおよ
びパワーステアリング本体等によって構成されているた
め、通常のパワーステアリングと比較して大幅にコスト
高であるという問題があった。

【０００７】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、極めて簡単な構造により、横方向加速度を感知し
て、従来の車速感応型パワーステアリングと同様の好ま
しい操舵特性を得ることができる低コストなパワーステ
アリングを提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るパワーステ
アリングは、オイルポンプから吐出された圧油をサーボ
弁を介してパワーシリンダへ供給し操舵補助力を発生さ
せる通常のパワーステアリングに、上記パワーシリンダ
の両シリンダ室間に、車体に発生する横方向加速度が所
定以上になったときに作動して両シリンダ室間を連通さ
せるバイパスバルブを設けたものである。

【０００９】

【作用】中高速での走行中に急操舵を行なった場合等
に、車体に大きい横方向加速度が発生すると、従来の構
成では、横Ｇセンサがこの横方向加速度を検出しコント
ローラを介してフローコントロールバルブを作動させて
操舵力が大きくなるように制御したが、本発明に係るパ
ワーステアリングでは、横方向加速度が所定以上になる
とバイパスバルブが作動して、高圧側のシリンダ室と低
圧側のシリンダ室とを連通させ、高圧側シリンダ室内の
オイルを低圧側にバイパスさせることによりパワーシリ
ンダが発生するアシスト力を低下させて、ドライバーが
感知する操舵力を増大させる。

【００１０】

【実施例】以下、図面に示す実施例により本発明を説明
する。図１は本発明の一実施例に係るパワーステアリン
グ（全体として符号１で示す）の油圧回路図であり、こ
のパワーステアリング１は、従来周知のようにコントロ
ールバルブ（サーボ弁）ＶとパワーシリンダＣとを備え
ている。コントロールバルブＶは、図示しない舵取ハン
ドルの回転操作による入出力軸の相対変位によって、オ
イルポンプＰ、オイルタンクＴおよびパワーシリンダＣ
の左右両側のシリンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂ への流路の切換えを
行なうようになっている。コントロールバルブＶの中立
位置では、オイルポンプＰから吐出されてコントロール
バルブＶへ送られたオイルは、このコントロールバルブ
Ｖ内を通過してオイルタンクＴに還流し、パワーシリン
ダＣの左右のシリンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂ もオイルタンクＴに
連通しているため、これら左右のシリンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂
間に差圧が発生せず、このパワーシリンダＣは作動しな
い。舵取ハンドルが操作されてコントロールバルブＶが
切換えられると、オイルポンプＰから吐出されたオイル
がコントロールバルブＶを介してパワーシリンダＣの一
方のシリンダ室Ｃ₁ またはＣ₂ に供給され、他方のシリ
ンダ室はオイルタンクＴに連通されるので、左右両シリ
ンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂ 間の差圧によってこのパワーシリンダ
Ｃが作動して、操舵補助力が発生する。

【００１１】さらに、本実施例に係るパワーステアリン
グ１には、パワーシリンダＣの左右のシリンダ室Ｃ₁ ，
Ｃ₂ 間を連通するバイパスバルブ１０が設けられてい
る。このバイパスバルブ１０は、図２に拡大して示すよ
うに、バルブハウジング１２の内部に形成されたバルブ
孔１４内にスプール１６が摺動自在に嵌合している。バ
ルブ孔１４の両端部の壁面とスプール１６の両端面との
間の室２２，２４内に、それぞれスプリング１８，２０
が配置されており、このスプール１６を両側から押圧し
てその中立位置に保持している。バイパスバルブ１０
は、後に説明するように、車両の進行方向に対して横向
きに配置されており、従って、このスプール１６は、車
体に横方向加速度が発生すると、スプリング１８および
２０の付勢力に応じた量だけ、その横方向加速度の作用
する方向へ向けて移動するようになっている。

【００１２】バルブ孔１４の内周面には２個所の環状凹
溝１４ａ，１４ｂが形成され、連通路１４ｃ，１４ｄを
介して上記パワーシリンダＣの左右のシリンダ室Ｃ₁ ，
Ｃ₂にそれぞれ接続されている。一方、スプール１６
は、中央部に００環状溝１６ａが形成されており、上述
した中立位置では、この環状溝１６ａの両側に設けられ
たランド１６ｂ，１６ｃによって上記バルブ孔１４の内
面に形成された環状凹溝１４ａ，１４ｂをそれぞれ閉鎖
している。そして、このスプール１６が、横方向加速度
に応じてバルブ孔１４内で所定量以上移動すると、スプ
リング１８，２０を収容している室２２，２４の一方が
左右のシリンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂ の一方に接続され、他方の
シリンダ室は、スプール１６の外周面に形成された環状
溝１６ａ内の空間２６に連通するようになっている。

【００１３】スプール１６の上記２つのランド１６ｂ，
１６ｃの両端部外周面には、それぞれ、例えばテーパ状
の面取り部１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇが形成され
ており、これら面取り部１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６
ｇとバルブ孔１４の内面に形成された環状凹溝１４ａ，
１４ｂの両側エッジ部とによってそれぞれ可変オリフィ
スが構成されている。従って、スプール１６がバルブ孔
１４内で移動することによってシリンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂ の
一方とバルブ孔１４内のスプリング１８，２０を収容し
た室２２，２４の一方とが連通する際に、スプール１６
の移動量に応じて、面取り部１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，
１６ｇと環状凹溝１４ａ，１４ｂのエッジ部とにより構
成された可変オリフィスの開口面積が変化する。

【００１４】また、このスプール１６の内部には、その
軸部を貫通する軸方向通路１６ｈおよび、この軸方向通
路１６ｈと直角に交差し、環状溝１６ａ内の空間２６に
開口する半径方向通路１６ｉから成る内部通路が形成さ
れており、バルブ孔１４内のスプリング１８，２０を収
容している２つの室２２，２４の間およびこれらの室２
２，２４とスプール１６の中央部外周面に形成された環
状溝１６ａ内の空間２６とを常時連通している。従っ
て、スプール１６が移動してシリンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂ の一
方がバルブ孔１４内のスプリング１８，２０を収容した
室２２，２４の一方に連通すると、この室は、スプール
１６内の軸方向通路１６ｈおよび半径方向通路１６ｉに
よってスプール１６の中央に設けられた環状溝１６ａ内
の空間２６に連通し、さらに、環状凹溝１４ａ，１４ｂ
および連通路１４ｃ，１４ｄの一方を介して他方のシリ
ンダ室内に連通する。なお、スプール１６の両端には、
それぞれストッパ１６ｊ，１６ｋが設けられており、こ
のスプール１６の移動限を規制する。

【００１５】上記構成に係るバイパスバルブ１０は、上
記パワーシリンダＣと別体にして、車両の重心位置に、
かつ、車両の進行方向に対して横向きに配置することが
理想である。重心位置に設置することが不可能な場合で
も、車両の進行方向に対して横向きに配置する必要があ
り、しかも、車両の中央に配置すれば左右差をなくすこ
とができる。また、構造を簡単にしコンパクト化するた
めに、バイパスバルブ１０のバルブハウジング１２をパ
ワーシリンダＣのハウジングと一体にして横向きに配置
しても良い。この場合も、バイパスバルブ１０が車両の
中央に位置するように配置することが好ましい。

【００１６】以上の構成に係るパワーステアリング１の
作動について説明する。例えば、高速走行中に舵取ハン
ドル（図示せず）を左に回転操作すると、コントロール
バルブＶが切換えられ、オイルポンプＰから吐出された
オイルが、このコントロールバルブＶを介してパワーシ
リンダＣの左側シリンダ室Ｃ₁ に送られるとともに、右
側シリンダ室Ｃ₂ がオイルタンクＴに連通してこのシリ
ンダ室Ｃ₂ 内のオイルが還流され、これら両シリンダ室
Ｃ₁ ，Ｃ₂ 間の圧力差でパワーシリンダＣが作動して、
操向車輪が左側へ方向を変える。操向車輪が左へ方向を
変えると、車体には、右方向へ向けて横方向加速度が発
生し、上記バイパスバルブ１０のスプール１６が、スプ
リング２０を撓めて車両の進行方向に向かって右方向へ
移動する。スプール１６の移動量が所定以上に達する
と、図３に示すように、高圧になっている左側シリンダ
室Ｃ₁ が、バルブ孔１４の内周面の左側の環状凹溝１４
ａを介して左側のスプリング１８を収容した室２２に連
通し、さらに、スプール１６の内部の軸方向通路１６
ｈ、半径方向通路１６ｉ、スプール１６の外周面に形成
された環状溝１６ａ内の空間２６およびバルブ孔１４の
内周面に形成された右側の環状凹溝１４ｂを通って低圧
の右側シリンダ室Ｃ₂ 内に接続される。その結果、左側
シリンダ室Ｃ₁ 内の高圧のオイルが低圧の右側シリンダ
室Ｃ₂ 内にバイパスされ、パワーシリンダＣの作動によ
るアシスト力が低減し、操舵力を増大させる。

【００１７】本実施例のバイパスバルブ１０は、上記公
報（特開昭５７−６６０７１号）に記載された従来のパ
ワーステアリングと異なり、コントローラやセンサ等を
必要とせずに機械的部品だけで構成されているので、極
めて簡単な構造で低コストであるにもかかわらず、車両
に発生する横方向加速度を検知して操舵力を制御し、好
ましい操舵力を得ることができる。しかも、車両に発生
する横方向加速度を検出して操舵力を制御しているの
で、路面の状態やタイヤの変化等の横方向加速度を変化
させる車両の状態が、直接ハンドルを介してドライバー
に伝達される。また、上記実施例では、横方向加速度の
増大によってスプール１６の移動量が大きくなり、可変
オリフィスの開口面積が増加するようになっているの
で、横方向加速度に応じて車両の入出力特性が変化す
る。そして、通常、車体に発生する横方向加速度は、操
舵角が同じであれば車速の上昇に伴って増大するから、
この点で、本実施例に係るパワーステアリング１は車速
感応式としての機能も有している。

【００１８】なお、上記実施例では、スプール１６の２
つのランド部１６ｂ，１６ｃの両端部外周面にテーパ状
の面取り部１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを設けて、
バルブハウジング１２の環状凹溝１４ａ，１４ｂのエッ
ジ部との間に可変オリフィスを構成したが、可変オリフ
ィスに限られるものではなく、横方向加速度に応じてス
プール１６が移動した際に開放して、高圧側シリンダ室
Ｃ₁ またはＣ₂ 内のオイルを低圧側のシリンダ室内へバ
イパスさせるものであれば良い。また、可変オリフィス
の場合には、面取り部１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ
の形状を適宜選択することにより、所望の操舵力特性を
得ることもできる。

【００１９】図４は第２の実施例に係るパワーステアリ
ングに設けられたバイパスバルブ１１０を示すもので、
このバイパスバルブ１１０は、上記図２に示すバイパス
バルブ１０とはスプール１１６の形状が異なっており、
その他の部分は同一の構成を有している。この実施例の
スプール１１６は、外周面に中央の小さいランド１１６
ｍを挟んで２本の環状溝１１６ｎ，１１６ｐが形成され
ている。両端部側の２つのランド１１６ｂ，１１６ｃ
は、上記実施例と同様に、中立位置においてバルブハウ
ジング１１２の環状凹溝１１４ａ，１１４ｂをそれぞれ
閉塞しており、横方向加速度に応じてスプール１１６が
移動した際には、パワーシリンダＣの一方のシリンダ室
Ｃ₁ またはＣ₂ が、環状凹溝１１４ａ，１１４ｂを介し
てバルブ孔１１４内のスプリング１１８，１２０を収容
した室１２２，１２４の一方に接続され、他方のシリン
ダ室は、環状凹溝１１４ａ，１１４ｂを介して、スプー
ル１１４の外周面に形成された２本の環状溝１１６ｎ，
１１６ｐのうちの近い方の環状溝に連通する。

【００２０】このスプール１１６の内部には、両端面間
を貫通する軸方向の通路１１６ｈおよび、２本の環状溝
１１６ｎ，１１６ｐ内の空間１２６，１２７にそれぞれ
開口する２本の半径方向の通路１１６ｒ，１１６ｓから
成る内部通路が設けられており、上述のように、スプー
ル１１６が移動してパワーシリンダＣの一方のシリンダ
室Ｃ₁ またはＣ₂ がスプリング１１８，１２０を収容し
た室１２０，１２２の一方に連通し、他方のシリンダ室
が一方の環状溝１１６ｎまたは１１６ｐに連通すると、
これら両シリンダ室Ｃ₁ ，Ｃ₂ は、スプール１１６の内
部の軸方向通路１１６ｈおよび半径方向通路１１６ｒま
たは１１６ｓを介して接続される。また、スプール１１
６の中央に設けられたランド１１６ｍの外周面には、防
振用のＯリングまたはシールリング１１６ｑが嵌着され
てこのスプール１１６の作動時の発振を防止するように
なっている。本実施例に係るバイパスバルブ１１０も、
上記実施例のバイパスバルブ１０と同様に、車両の進行
方向に対して横向きに配置する必要があり、しかも、車
両の重心位置に配置することが理想的である。また、パ
ワーシリンダＣと一体として横向きに設置しても良く、
特に、車両の中央部であればなお好ましい。このバイパ
スバルブ１１０を備えたパワーステアリングも上記実施
例と同様の作用効果を奏することができ、しかも、それ
に加えてスプール１１６の発振を防止するという効果も
得ることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、サー
ボ弁を介してオイルポンプから吐出されたオイルが供給
されるパワーシリンダの両シリンダ室間に、車両の横方
向加速度が所定以上になったときに作動して両シリンダ
室間を連通するバイパスバルブを設けたことにより、極
めて簡単な構成で、好適な操舵力をドライバーに与える
ことができる低コストなパワーステアリングを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るパワーステアリングの
構成を簡略化して示す油圧回路図である。

【図２】上記パワーステアリングに設けられたバイパス
バルブの一例を示す縦断面図である。

【図３】図２のバイパスバルブの作動時の状態を示す縦
断面図である。

【図４】バイパスバルブの他の一例を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｃ パワーシリンダ Ｃ₁ シリンダ室 Ｃ₂ シリンダ室 Ｐ オイルポンプ Ｖ サーボ弁（コントロールバルブ） １ パワーステアリング １０ バイパスバルブ １２ バルブハウジング １４ バルブ孔 １４ｃ 連通孔 １４ｄ 連通孔 １６ スプール １６ａ スプールの環状溝 １６ｂ スプールのランド １６ｃ スプールのランド １６ｈ スプールの内部通路（軸方向溝） １６ｉ スプールの内部通路（半径方向溝） １８ スプリング ２０ スプリング ２２ スプリングが収容された室 ２４ スプリングが収容された室

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイルポンプから吐出された圧油をサー
   ボ弁を介してパワーシリンダへ供給し操舵補助力を発生
   させるパワーステアリングにおいて、上記パワーシリン
   ダの両シリンダ室間に、車両の横方向加速度が所定以上
   になったときに両シリンダ室間を連通するバイパスバル
   ブを設けたことを特徴とするパワーステアリング。
2. 【請求項２】 上記バイパスバルブは、横方向加速度の
   変化に応じて両シリンダ室間の通路面積を変化させる可
   変オリフィスを備えていることを特徴とする請求項１に
   記載のパワーステアリング。
3. 【請求項３】 上記バイパスバルブは、車両の進行方向
   に対して横向きに配置されたバルブハウジングと、この
   バルブハウジングに形成されたバルブ孔内に摺動自在に
   嵌合されたスプールと、このスプールの両側に配置され
   てスプールをバルブ孔内の中立位置に保持する２つのス
   プリングと、バルブ孔内に開口し、上記両シリンダ室を
   それぞれバルブ孔内に連通する連通路と、上記スプール
   の中央部に形成された少なくとも１つの環状溝と、スプ
   ールに形成され、上記バルブ孔内のスプリングが収容さ
   れた２つの室の間およびこれらの室と上記環状溝内を常
   時連通する内部通路とを備え、上記スプールが中立位置
   にあるときには、その環状溝の両側のランドによって上
   記両シリンダ室への連通路を閉塞し、スプールが横方向
   加速度によって所定以上移動したときには、一方のシリ
   ンダ室への連通路がバルブ孔内の一方のスプリングを収
   容した室内に開放するとともに、他方のシリンダ室への
   連通路が上記環状溝内に開放することにより両シリンダ
   室を連通させることを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載のパワーステアリング。
4. 【請求項４】 上記バイパスバルブのハウジングは、パ
   ワーシリンダと一体であることを特徴とする請求項３に
   記載のパワーステアリング。