JPH09240499A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧力流体にて制御可能な操舵量（ロッド１４の
軸方向移動量）を十分に確保することができるステアリ
ング装置を提供すること。 【解決手段】ステアリング装置を、車体に固定支持され
たシリンダ１１と、シリンダ１１内に軸方向へ摺動可能
に組付けられラック歯１２ａを有するラック１２と、シ
リンダ１１に組付けられラック歯１２ａに噛合しステア
リングホイールに連結されるピニオン１３と、シリンダ
１１とラック１２を貫通し両端部にて操舵輪に連結され
るロッド１４と、ロッド１４に一体的に設けられシリン
ダ１１内に軸方向へ摺動可能に組付けられラック１２間
に一対の圧力室Ｒ１，Ｒ２を形成するピストン１５，１
６と、各圧力室Ｒ１，Ｒ２に組付けられラック１２をロ
ッド１４に対して所定位置に復帰付勢するリターンスプ
リング１７，１８と、各圧力室Ｒ１，Ｒ２への圧力流体
の給排を制御する制御手段とを備える構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵量を任意に制
御可能なステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のステアリング装置は、例えば特
開平４−３５６２７６号公報に示されている。この公報
に示されているステアリング装置は、車体に本来固定支
持されるラックハウジングを弾性体（ラックハウジング
を車体に組付けるための連結部材が備えている）の弾性
許容範囲内で油圧により軸方向へ移動可能として、操舵
量を任意に制御可能としてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した公報のステア
リング装置においては、ラックハウジングを車体に組付
けるための連結部材が備えている弾性体の弾性許容範囲
内で車体に本来固定支持されるラックハウジングを軸方
向へ移動可能としたものであるため、ラックハウジング
の軸方向移動量を十分に確保することは難しい。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
に対処すべくなされたものであり、ステアリング装置
を、車体に固定支持されたシリンダと、このシリンダ内
に両端部にて軸方向へ摺動可能に組付けられて中間部に
軸方向に延びるラック歯を有するラックと、前記シリン
ダに組付けられて前記ラック歯に噛合しステアリングホ
イールに連結されるピニオンと、前記シリンダと前記ラ
ックの軸心を貫通して両端部にて操舵輪に連結されるロ
ッドと、このロッドに一体的に設けられて前記シリンダ
内に軸方向へ摺動可能に組付けられ前記ラック間に一対
の第１の圧力室を形成する一対のピストンと、前記第１
の各圧力室にそれぞれ組付けられて前記ラックを前記ロ
ッドに対して所定位置に復帰付勢するリターンスプリン
グと、前記第１の各圧力室への圧力流体の給排を制御す
る制御手段とを備える構成とした。この場合において、
前記両ピストンの反ラック側にそれぞれ第２の圧力室を
形成して、これら第２の圧力室に操舵を助勢するアシス
ト圧が供給されるように構成することも可能である。

【０００５】

【発明の作用・効果】本発明のステアリング装置におい
ては、ステアリングホイールの操作によってピニオンが
回転されると、ラックが軸方向に移動され、この動きが
リターンスプリングを介してロッドに伝わり、ロッドが
軸方向に移動して操舵輪が転舵される。かかる機械的な
作動は、第１の両圧力室に圧力流体が供給されない場合
にも同様に得られる。

【０００６】また、本発明のステアリング装置において
は、制御手段によって一方の第１の圧力室に圧力流体が
供給され他方の第１の圧力室から流体が排出されると、
ロッドと両ピストンがラックに対して一方に軸方向へ移
動し、また他方の第１の圧力室に圧力流体が供給され一
方の第１の圧力室から流体が排出されると、ロッドと両
ピストンがラックに対して他方に軸方向へ移動する。し
たがって、第１の各圧力室への圧力流体の供給を舵角，
車速，ヨーレート等に基づいて制御手段により制御すれ
ば、ロッドの軸方向移動によって得られる操舵量を制御
できて、例えば可変ギア比制御、ステア特性制御、ヨー
レートフィードバックによるアクティブ制御等の様々な
制御が可能である。

【０００７】また、本発明において、両ピストンの反ラ
ック側にそれぞれ第２の圧力室を形成して、これら第２
の圧力室に操舵を助勢するアシスト圧が供給されるよう
に構成した場合には、当該ステアリング装置をパワース
テアリング装置として作動させることができる。

【０００８】ところで、本発明によるステアリング装置
においては、シリンダとラックの軸心を貫通して両端部
にて操舵輪に連結されるロッドとこのロッドに一体的に
設けた両ピストンを第１の各圧力室への圧力流体の供給
によってラックに対して軸方向へ移動させるようにした
ものであり、ロッドと両ピストンのラックに対する軸方
向移動可能量は両ピストン間の軸方向距離とラックの軸
方向長さの設定によって適宜に設定可能であるため、ロ
ッドと両ピストンの軸方向移動量を十分に確保すること
ができ、上記した様々な制御にて十分な制御量を得るこ
とができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１及び図２に示した本発明に
よるステアリング装置においては、車体（図示省略）に
固定支持されたシリンダ１１にラック１２、ピニオン１
３、ロッド１４、左右一対のピストン１５，１６及び左
右一対のリターンスプリング１７，１８等が組付けられ
ている。

【００１０】ラック１２は、中間部に軸方向に延びるラ
ック歯１２ａを有していて、両端部にてシール部材２
１，２２を介してシリンダ１１内に軸方向へ摺動可能に
組付けられている。ピニオン１３は、周知の手段（図示
省略）にてシリンダ１１に回転自在に組付けられてい
て、ラック１２のラック歯１２ａに噛合しており、また
ステアリングホイール１９に連結されていて、ステアリ
ングホイール１９の回転操作によって回転されるように
構成されている。

【００１１】ロッド１４は、シリンダ１１とラック１２
の軸心を貫通していて、両端部にてタイロッド及びナッ
クルアーム（共に図示省略）等を介して操舵輪（図示省
略）に連結されるようになっている。各ピストン１５，
１６は、ロッド１４に一体的に設けられていて、シール
部材２３，２４を介してシリンダ１１内に軸方向へ摺動
可能に組付けられおり、ラック１２間に左右一対の第１
の圧力室Ｒ１，Ｒ２を形成するとともに、シリンダ１１
の左右各端部に組付けたシール部材２５，２６間に左右
一対の第２の圧力室Ｒ３，Ｒ４を形成している。なお、
各シール部材２５，２６の背部にはシリンダ１１に固着
したバックアッププレート２７，２８が設けられてい
る。

【００１２】各リターンスプリング１７，１８は、第１
の各圧力室Ｒ１，Ｒ２にそれぞれ組付けられていて、ラ
ック１２をロッド１４に対して所定位置（図２に示した
両ピストン１５，１６間のセンター位置）に復帰付勢し
ており、外端にて各ピストン１５，１６に係合するとと
もに、内端にて各リテーナ３１，３２を介してラック１
２と各クリップ３３，３４に係脱可能に係合している。
各クリップ３３，３４はロッド１４の所定位置に固定さ
れていて、ラック１２が図２に示したセンター位置にあ
る状態では各リテーナ３１，３２がラック１２と各クリ
ップ３３，３４に当接している。

【００１３】第１の各圧力室Ｒ１，Ｒ２は、シリンダ１
１に設けた各ポート１１ａ，１１ｂと各通路４１，４２
を通してストローク制御弁Ｖ１に接続されていて、スト
ローク制御弁Ｖ１によって圧力流体の給排が制御される
ようになっている。ストローク制御弁Ｖ１は、供給路４
３を通してストローク用ポンプＰ１の吐出口に接続され
るとともに、排出路４４を通してリザーバＲに接続され
ていて、電気制御装置ＥＣＵによって作動を制御される
ように構成されている。電気制御装置ＥＣＵは、舵角セ
ンサＳ１，車速センサＳ２，ヨーレートセンサＳ３等の
それ自体周知のセンサに接続されるとともに、ロッド１
４の軸方向移動量を検出するストロークセンサＳ４（フ
ィードバック制御用のセンサ）に接続されていて、各セ
ンサＳ１〜Ｓ４からの信号に基づいてストローク制御弁
Ｖ１の作動を制御する制御プログラムを備えている。

【００１４】一方、第２の各圧力室Ｒ３，Ｒ４は、シリ
ンダ１１に設けた各ポート１１ｃ，１１ｄと各通路４
５，４６を通してアシスト制御弁Ｖ２に接続されてい
て、アシスト制御弁Ｖ２によって圧力流体の給排が制御
されるようになっている。アシスト制御弁Ｖ２は、供給
路４７を通してアシスト用ポンプＰ２の吐出口に接続さ
れるとともに、排出路４８を通してリザーバＲに接続さ
れていて、周知のように操舵トルクに応じて作動を制御
されるように構成されている。なお、各ポンプＰ１，Ｐ
２の吸入口はリザーバＲに接続されている。

【００１５】上記のように構成した本実施形態のステア
リング装置においては、ステアリングホイール１９の操
作によってピニオン１３が回転されると、ピニオン１３
の回転方向に応じてラック１２が軸方向に移動され、こ
の動きが各リテーナ３１，３２と各リターンスプリング
１７，１８と各ピストン１５，１６を介してロッド１４
に伝わり、ロッド１４が軸方向に移動して操舵輪が転舵
される。また、このときには、操舵トルクに応じてアシ
スト制御弁Ｖ２が作動し、第１の各圧力室Ｒ３，Ｒ４に
操舵を助勢するアシスト圧が供給される。

【００１６】また、本実施形態のステアリング装置にお
いては、ストローク制御弁Ｖ１の作動が電気制御装置Ｅ
ＣＵによって制御されて、左方の第１の圧力室Ｒ１に圧
力流体が供給され右方の第１の圧力室Ｒ２から流体が排
出されると、ロッド１４と両ピストン１５，１６がリタ
ーンスプリング１８に抗しラック１２に対して左方に軸
方向へ移動し、また右方の第１の圧力室Ｒ２に圧力流体
が供給され左方の第１の圧力室Ｒ１から流体が排出され
ると、ロッド１４と両ピストン１５，１６がリターンス
プリング１７に抗しラック１２に対して右方に軸方向へ
移動する。したがって、舵角，車速，ヨーレート等に基
づいてロッド１４の軸方向移動（ストローク量）によっ
て得られる操舵量が制御され、例えば可変ギア比制御、
ステア特性制御、ヨーレートフィードバックによるアク
ティブ制御等の様々な制御がなされる。

【００１７】可変ギア比制御においては、車速または舵
角量に応じて、舵角に対するロッド１４のストローク量
の比（ギヤ比）が可変とされ、車速，舵角量の増大に伴
って操舵量を低減させることができる。またステア特性
制御においては、舵角，車速に対して、車両のアンダー
ステア又はオーバーステア量が所定量補正されて、車両
旋回時の特性が改善される。またヨーレートフィードバ
ックによるアクティブ制御においては、発進、制動、外
乱時等における車体のふらつきをヨーレートセンサＳ３
にて測定し、発生ヨーを低減させる方向にロッド１４を
ストロークさせて車両を安定させること、車両旋回時の
舵角と発生ヨーレートを舵角センサＳ１とヨーレートセ
ンサＳ３にて測定し、車両のアンダーステア又はオーバ
ーステア特性を制御して車両の姿勢を安定化させること
（例えば、車両が旋回限界を越えてスピンしかけた状態
にてカウンタステアを切り車両の姿勢を安定化させるこ
と）等の様々な制御が可能である。

【００１８】ところで、本実施例のステアリング装置に
おいては、シリンダ１１とラック１２の軸心を貫通して
両端部にて操舵輪に連結されるロッド１４とこのロッド
１４に一体的に設けた両ピストン１５，１６を第１の各
圧力室Ｒ１，Ｒ２への圧力流体の供給によってラック１
２に対して軸方向へ移動させるようにしたものであり、
ロッド１４と両ピストン１５，１６のラック１２に対す
る軸方向移動可能量は両ピストン１５，１６間の軸方向
距離とラック１２の軸方向長さの設定によって適宜に設
定可能であるため、ロッド１４と両ピストン１５，１６
の軸方向移動量を十分に確保することができ、上記した
様々な制御にて十分な制御量を得ることができる。

【００１９】上記実施形態においては、両ピストン１
５，１６の反ラック側にそれぞれ第２の圧力室Ｒ３，Ｒ
４を形成して、これら第２の圧力室Ｒ３，Ｒ４に操舵を
助勢するアシスト圧が供給されるように構成したが、請
求項１に記載の発明を実施する場合には、かかる構成を
無くして実施することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるステアリング装置の一実施形態
を概略的に示す全体構成図である。

【図２】 図１に示したステアリング装置の要部断面図
である。

【符号の説明】

１１…シリンダ、１２…ラック、１２ａ…ラック歯、１
３…ピニオン、１４…ロッド、１５，１６…ピストン、
１７，１８…リターンスプリング、Ｒ１，Ｒ２…第１の
圧力室、Ｒ３，Ｒ４…第２の圧力室、Ｖ１…ストローク
制御弁、Ｖ２…アシスト制御弁、ＥＣＵ…電気制御装
置、Ｓ１…舵角センサ、Ｓ２…車速センサ、Ｓ３…ヨー
レートセンサ、Ｓ４…ストロークセンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体に固定支持されたシリンダと、この
   シリンダ内に両端部にて軸方向へ摺動可能に組付けられ
   て中間部に軸方向に延びるラック歯を有するラックと、
   前記シリンダに組付けられて前記ラック歯に噛合しステ
   アリングホイールに連結されるピニオンと、前記シリン
   ダと前記ラックの軸心を貫通して両端部にて操舵輪に連
   結されるロッドと、このロッドに一体的に設けられて前
   記シリンダ内に軸方向へ摺動可能に組付けられ前記ラッ
   ク間に一対の第１の圧力室を形成する一対のピストン
   と、前記第１の各圧力室にそれぞれ組付けられて前記ラ
   ックを前記ロッドに対して所定位置に復帰付勢するリタ
   ーンスプリングと、前記第１の各圧力室への圧力流体の
   給排を制御する制御手段とを備えたステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記両ピストンの反ラック側にそれぞれ
   第２の圧力室を形成して、これら第２の圧力室に操舵を
   助勢するアシスト圧が供給されるように構成した請求項
   １記載のステアリング装置。