JPH1016801A - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧制御により例えば自動操舵モードを構成
したり操舵力可変機構を構成するための構造が簡単かつ
安価に実現できる車両用操舵制御装置を得る。 【解決手段】 車両用操舵制御装置６０では、制御弁１
０のバルブボディ１４とバルブシャフト１６は軸線周り
及び軸線方向に沿って相対変位可能に嵌合している。バ
ルブボディ１４の凹溝２４とバルブシャフト１６のラン
ド部３２は軸線方向に沿って螺旋状に形成されている。
これにより、バルブボディ１４とバルブシャフト１６を
軸線周りに相対回転させるのみならず、軸線方向に沿っ
ても相対変位させることで、油圧制御による自動操舵モ
ード機構を構成したり操舵力可変機構を構成することが
でき、他の特別な油圧制御系が不要となり、構造が簡単
でかつ低コストになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車等の車両用の
操舵制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両用の操舵制御装置（例え
ば、油圧式のパワーステアリング装置）において、例え
ば、運転者のステアリングホイール操作により操舵を行
う手動操舵モードと車両の走行状態を検出して操舵を自
動的に行う自動操舵モードとを選択的に切り換え可能な
パワーステアリング装置がある（一例として、特開平４
−９５５７５号公報）。

【０００３】この公報に示されたパワーステアリング装
置では、操舵輪を操向させる油圧アクチュエータと、油
圧ポンプからの油圧をハンドル操作によって分配制御し
て操舵する油圧操舵系統とを備えており、自動操舵モー
ド時には自動操舵油圧系統から油圧を供給して操舵輪を
操向する構成である。

【０００４】しかしながら、このパワーステアリング装
置では、通常時（ハンドル操舵により操舵を行う手動操
舵モード）に用いられる油圧操舵系統とは別に、自動操
舵モード時に用いられる自動操舵油圧系統を備えた構成
であるため、油圧回路等の構成が全体として複雑であ
り、配置スペースやコストの面で問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、油圧制御により例えば自動操舵モードを構成した
り操舵力可変機構を構成するための構造が簡単でかつ安
価に実現できる車両用操舵制御装置を得ることが目的で
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の車
両用操舵制御装置は、互いに対向し合う螺旋状のバルブ
溝部を有し軸線周り及び軸線方向に沿って相対変位可能
なバルブシャフトとバルブボディとから成り、前記バル
ブシャフトとバルブボディの相対変位によって液圧を給
排制御する油圧制御弁を備えている。

【０００７】請求項１に記載の車両用操舵制御装置で
は、油圧制御弁のバルブシャフトとバルブボディが軸線
周りに相対変位することで液圧を給排制御できるのみな
らず、軸線方向に沿って相対変位することによっても液
圧を給排制御できる。

【０００８】したがって、この単一の油圧制御弁を用い
るだけで、異なる油圧操舵系統（例えば、手動操舵モー
ドに用いられる手動操舵油圧系統と、自動操舵モード時
に用いられる自動操舵油圧系統）を構成することがで
き、構造が簡単でかつ安価になる。

【０００９】請求項２に係る発明の車両用操舵制御装置
は、請求項１記載の車両用操舵制御装置において、前記
油圧制御弁はステアリングホイールと操舵輪とを連結す
る操舵機構の途中に配設され、ステアリングホイール操
作によって前記バルブシャフトとバルブボディが軸線周
りに相対変位すると共に、前記油圧制御弁のバルブシャ
フトとバルブボディを相対的に軸線方向に沿って変位さ
せる作動手段を備えたことを特徴としている。

【００１０】請求項２に記載の車両用操舵制御装置で
は、ステアリングホイールの操作に応じて油圧制御弁の
バルブシャフトとバルブボディが軸線周りに相対変位
し、これによって油圧源からの油液の液圧が給排制御さ
れる。またさらに、作動手段が駆動することで、油圧制
御弁のバルブシャフトとバルブボディが軸線方向に沿っ
て相対変位し、これによって油圧源からの油液の液圧が
給排制御される。

【００１１】したがって、この単一の油圧制御弁を用い
るだけで、異なる油圧操舵系統を構成することができる
のみならず、作動手段を所望により駆動させれば、例え
ば自動操舵モードを構成したり操舵力可変機構を構成す
ることが容易に実現でき、構造も簡単でかつ安価にな
る。

【００１２】請求項３に係る発明の車両用操舵制御装置
は、請求項２記載の車両用操舵制御装置において、前記
作動手段は、運転者のステアリングホイール操作により
操舵を行う手動操舵モードと車両の走行状態を検出して
自動的に操舵を行う自動操舵モードのうち自動操舵モー
ドが選択された場合に、前記油圧制御弁のバルブシャフ
トとバルブボディを軸線方向に沿って相対変位させるこ
とを特徴としている。

【００１３】請求項３に記載の車両用操舵制御装置で
は、運転者のステアリングホイール操作により操舵を行
う手動操舵モードにおいては、ステアリングホイールが
操作されると、油圧制御弁のバルブシャフトとバルブボ
ディが軸線周りに相対変位されて液圧が給排制御され
る。一方、車両の走行状態を検出して自動的に操舵を行
う自動操舵モードにおいては、作動手段が駆動して油圧
制御弁のバルブシャフトとバルブボディが軸線方向に沿
って相対変位され、これにより液圧が給排制御される。

【００１４】このように、単一の油圧制御弁を用い作動
手段を所望により駆動させるだけで、自動操舵モードを
構成すること（手動操舵モードと自動操舵モードとを選
択的に切り換えること）が容易に実現でき、構造が簡単
で安価になる。

【００１５】請求項４に係る発明の車両用操舵制御装置
は、請求項２記載の車両用操舵制御装置において、前記
作動手段は、操舵トルクに基づいて、前記油圧制御弁の
バルブシャフトとバルブボディを軸線方向に沿って相対
変位させることを特徴としている。

【００１６】請求項４に記載の車両用操舵制御装置で
は、運転者のステアリングホイール操作による操舵トル
クに基づいて、作動手段が駆動して油圧制御弁のバルブ
シャフトとバルブボディが軸線方向に沿って相対変位さ
れ、これにより液圧が給排制御される。したがって、単
一の油圧制御弁を用い作動手段を所望により駆動させる
だけで、操舵力可変機構を構成することが容易に実現で
き、構造が簡単で安価になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には本
発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵制御装置６０
の全体構成が示されている。

【００１８】この車両用操舵制御装置６０では、制御弁
１０を備えている。図１にも示す如く、制御弁１０は円
筒状をしたバルブシャフト１６を有しており、ピニオン
軸１５に一体回転可能に連結されている。このバルブシ
ャフト１６には、バルブボディ１４が軸線周りに相対回
転可能でかつ軸線方向に沿って移動可能に嵌合されてい
る。このバルブボディ１４はステアリングシャフト１２
に連結されており、さらに、ステアリングシャフト１２
にはステアリングホイール１３が取り付けられている。

【００１９】また、バルブシャフト１６の軸芯部分に
は、トーションバー１８が配置されている。トーション
バー１８は一端がステアリングシャフト１２に連結され
ると共に、他端がピニオン軸１５に連結されている。す
なわち、ステアリングシャフト１２はトーションバー１
８を介してピニオン軸１５に連結された構成であり、ス
テアリングホイール１３の回動操作によってトーション
バー１８が捩じられると、ピニオン軸１５に連結された
バルブシャフト１６とステアリングシャフト１２に連結
されたバルブボディ１４との間に相対的な角度変位を生
じるようになっている。

【００２０】バルブボディ１４の外周面には、環状溝２
０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが軸方向に所定間隔で形成されて
おり、中央の環状溝２０Ｂは油圧ポンプ５２に連結さ
れ、軸方向上側の環状溝２０Ａはパワーシリンダ４０の
例えば右側の油室４２に連結され、軸方向下側の環状溝
２０Ｃはパワーシリンダ４０の例えば左側の油室４４に
連結されている。また、バルブシャフト１６には、バル
ブボディ１４に対応しない部位に戻し油孔１９が貫通形
成されており、リザーバタンク２１に接続されている。
このため、油圧ポンプ５２から吐出された油液は、制御
弁１０（バルブボディ１４及びバルブシャフト１６）へ
供給され、リザーバタンク２１へと戻される構成であ
る。

【００２１】図３に詳細に示す如く、バルブボディ１４
の内周面には、軸方向に延びるランド部２２と凹溝２４
とが、円周方向に沿って交互に形成されている。このラ
ンド部２２と凹溝２４は、バルブボディ１４の軸線方向
に沿って螺旋状に形成されている。またバルブボディ１
４には、中央の環状溝２０Ｂを介して油圧ポンプ５２か
らの油圧を制御弁１０内に導入するプレッシャ油孔２６
がランド部２２の径方向に貫通形成されている。また、
パワーシリンダ４０の例えば右側の油室４２に油圧を吸
排する一方の環状溝２０Ａに連通する吸排油孔２８が凹
溝２４に形成され、パワーシリンダ４０の例えば左側の
油室４４に油圧を吸排する他方の環状溝２０Ｃに連通す
る吸排油孔３０が凹溝２４に形成されている。

【００２２】一方、バルブシャフト１６の外周面には、
軸方向に延びるランド部３２と凹溝３４とが円周方向に
沿って交互に形成されている。図４に示す如く、このラ
ンド部３２と凹溝３４は、バルブボディ１４に形成され
たランド部２２及び凹溝２４と同様に、バルブシャフト
１６の軸線方向に沿って螺旋状に形成されている。また
バルブシャフト１６には、バルブボディ１４のプレッシ
ャ油孔２６の形成されていないランド部２２に対向する
凹溝３４に、圧力油をバルブシャフト１６の内周空間部
３８に導く連通油孔３６が貫通形成されている。

【００２３】これらのバルブシャフト１６とバルブボデ
ィ１４とは、トーションバー１８が捩じれていない状態
（ステアリングホイール１３の中立状態）において、バ
ルブボディ１４の凹溝２４とバルブシャフト１６のラン
ド部３２とが図３に示すように周方向中心部を一致させ
て対向している。これにより、前記ステアリングホイー
ル１３の中立状態においては、図５（Ａ）に示す如く、
ランド部３２の周方向両側にはバルブボディ１４のラン
ド部２２との間に所定の隙間３９が形成されるようにな
っている。この隙間３９は、図５（Ｂ）に示す如く、バ
ルブシャフト１６とバルブボディ１４とが軸線周りに相
対回転するときに絞部となり、またさらに、図５（Ｃ）
に示す如く、バルブシャフト１６とバルブボディ１４と
が軸線方向に沿って相対移動するときに絞部となる構成
である。

【００２４】図１及び図２に示す如く、バルブシャフト
１６の下端部には、作動手段を構成する回転リング４６
が設けられている。この回転リング４６の周囲には送り
ネジ部４８が設けられており、さらにウォームホイール
５０が螺合している。このため、ウォームホイール５０
が回転すると、送りネジ部４８の作用により回転リング
４６が軸線方向に移動され、これによりバルブシャフト
１６が軸線方向に移動されるようになっている。また、
ウォームホイール５０には、作動手段を構成するモータ
５４のウォームギヤ５６が噛み合っており、モータ５４
の駆動によってウォームホイール５０が回転される構成
である。

【００２５】なお、モータ５４は図示しないコントロー
ラに接続されており、自動操舵モードが選択された場合
に、自動操舵モードにおける操舵方向に応じてモータ５
４を駆動制御することができる。

【００２６】次に、本第１の実施の形態の作用を説明す
る。先ず、この車両用操舵制御装置６０を、運転者のス
テアリングホイール操作により操舵を行う手動操舵モー
ドで作動させる場合について説明する。

【００２７】この手動操舵モードでは、図６（Ａ）に示
す如くステアリングホイール１３は機械的に制御弁１０
に接続された状態とされる。

【００２８】ここで、油圧ポンプ５２から供給される圧
力油は、制御弁１０の中央の環状溝２０Ｂ、プレッシャ
油孔２６を介してバルブシャフト１６の凹溝３４に導入
され、凹溝３４の周方向両側の隙間３９を介して、両側
に隣接するバルブボディ１４の凹溝２４に導入される。
凹溝２４に導入された圧力油は、この凹溝２４における
前記凹溝３４とは反対側の隙間３９を介して連通油孔３
６に連通された凹溝３４に導入され、連通油孔３６、内
周空間部３８を介してリザーバタンク２１に戻される。

【００２９】ステアリングが中立状態である場合には、
トーションバー１８に捩じれが生じないので、図５
（Ａ）に示すようにプレッシャ油孔２６に対向する凹溝
３４の周方向両側に位置する隙間３９の開口面積は等し
くなる。このときには、プレッシャ油孔２６の形成され
たランド部２２の両側の凹溝２４間には圧力差が生じ
ず、パワーシリンダ４０の右側の油室の圧力と左側の油
室の圧力とは等しくなり、パワーシリンダ４０にアシス
ト力は生じない。

【００３０】ステアリングホイールが回転操作されトー
ションバー１８に捩じれが生じると、バルブボディ１４
とバルブシャフト１６との間に相対的な軸線周りの角度
変位を生じ、図５（Ｂ）に示す如く、凹溝３４の周方向
両側の隙間３９の開口面積に差が生じる。これにより、
プレッシャ油孔２６の形成されたランド部２２の両側の
凹溝２４間に一方の隙間３９が絞られることによって圧
力差が生じ、これらに連結するパワーシリンダ４０の両
油室間にも圧力差が生じて操舵方向にアシスト力が生じ
る。

【００３１】一方、車両の走行状態を検出して自動的に
操舵を行う自動操舵モードにおいては、図６（Ｂ）に示
す如くステアリングホイール１３は制御弁１０から分離
された状態とされる。

【００３２】ここで、自動操舵信号に基づいてモータ５
４が駆動されると、ウォームホイール５０が回転して送
りネジ部４８の作用により回転リング４６すなわちバル
ブシャフト１６が軸線方向に移動される。これにより、
バルブボディ１４とバルブシャフト１６との間に相対的
な軸線方向に沿った変位を生じ、図５（Ｃ）に示す如
く、凹溝３４の周方向両側の隙間３９の開口面積に差が
生じる。これにより、プレッシャ油孔２６の形成された
ランド部２２の両側の凹溝２４間に一方の隙間３９が絞
られることによって圧力差が生じ、これらに連結するパ
ワーシリンダ４０の両油室間にも圧力差が生じて操舵方
向に操舵力が生じ、操舵輪が操舵される。

【００３３】このように、車両用操舵制御装置６０で
は、単一の制御弁１０を用いモータ５４を所望により駆
動させるだけで、自動操舵モードを構成すること（手動
操舵モードと自動操舵モードとを選択的に切り換えるこ
と）が容易に実現でき、構造が簡単で安価になる。した
がって、自動操舵モード時に用いられる自動操舵油圧系
統を特別に設ける必要がなく、構造が簡単で安価にな
る。

【００３４】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。なお、前記第１の実施の形態と基本的に同一の部品
には前記第１の実施の形態と同一の符号を付与してその
説明を省略する。

【００３５】図７には本発明の第２の実施の形態に係る
車両用操舵制御装置７０の全体構成が示されている。

【００３６】この車両用操舵制御装置７０は、基本的構
成は前述した車両用操舵制御装置６０と同一であるが、
バルブシャフト１６を軸線方向に沿って移動させるため
の作動手段を構成するモータ５４は、操舵トルクに基づ
いて駆動制御されるようになっている。

【００３７】したがって、この車両用操舵制御装置７０
では、例えば、車両が高速走行状態で操舵力を重くした
い場合には、モータ５４の駆動によりバルブシャフト１
６を軸線方向に沿って移動させてバルブボディ１４とバ
ルブシャフト１６との間に相対的な軸線方向に沿った変
位を生じさせる。これにより、プレッシャ油孔２６の形
成されたランド部２２の両側の凹溝２４（凹溝３４）の
周方向両側の隙間３９の開口面積に差が生じる。これに
より、ステアリングホイール１３の操作によるバルブボ
ディ１４とバルブシャフト１６との間の相対変位（軸線
周りの変位）が、モータ５４の駆動によるバルブボディ
１４とバルブシャフト１６との間の相対変位（軸線方向
に沿った変位）によって相殺される。この結果、図８に
示す如く、前記隙間３９の実質的な開口面積が例えば広
がり、結果的に油圧が減少されて操舵力を重くできる。

【００３８】また例えば、据え切り時等において操舵力
を軽くしたい場合には、前述とは逆むきにモータ５４を
駆動させてバルブシャフト１６を軸線方向に沿って移動
させれば、ステアリングホイール１３の操作によるバル
ブボディ１４とバルブシャフト１６との間の相対変位
（軸線周りの変位）に加えて、モータ５４の駆動による
バルブボディ１４とバルブシャフト１６との間の相対変
位（軸線方向に沿った変位）も作用することになり、結
果的に油圧が増加されて操舵力を軽くできる。

【００３９】このように、車両用操舵制御装置７０で
は、運転者のステアリングホイール１３の操作による操
舵トルクに基づいて、モータ５４が駆動して制御弁１０
のバルブシャフト１６とバルブボディ１４が軸線方向に
沿って相対変位され、これにより液圧が給排制御され
る。したがって、単一の制御弁１０を用いモータ５４を
所望により駆動させるだけで、操舵力可変機構を構成す
ることが容易に実現でき、構造が簡単で安価になる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る車両用
操舵制御装置は、油圧制御により例えば自動操舵モード
を構成したり操舵力可変機構を構成するための構造が簡
単でかつ安価に実現できるという優れた効果を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵制
御装置に適用される制御弁の軸線に沿った概略的な断面
図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵制
御装置に適用される回転リング、ウォームホイール、及
びモータの関係を示す概略的な斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵制
御装置に適用される制御弁の軸線に直角な模式的な半断
面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵制
御装置に適用される制御弁のバルブシャフトの概略的な
斜視図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵制
御装置に適用される制御弁のバルブシャフトのランド部
とバルブボディの凹溝との対応関係を示す概略的な断面
図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵制
御装置の全体構成図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る車両用操舵制
御装置の全体構成図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る車両用操舵制
御装置に適用される制御弁のバルブ作動角とバルブ開口
面積との関係を示し、バルブシャフトとバルブボディを
軸線周りにのみ相対変位させた場合と、軸線周り及び軸
線方向に沿って相対変位させた場合の相違を示す線図で
ある。

【符号の説明】

１０ 制御弁 １２ ステアリングシャフト １４ バルブボディ １６ バルブシャフト １８ トーションバー ２４ 凹溝（バルブ溝部） ３２ ランド部（バルブ溝部） ３９ 隙間 ４６ 回転リング（作動手段） ４８ 送りネジ部（作動手段） ５０ ウォームホイール（作動手段） ５４ モータ（作動手段） ６０ 車両用操舵制御装置 ７０ 車両用操舵制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向し合う螺旋状のバルブ溝部を
   有し軸線周り及び軸線方向に沿って相対変位可能なバル
   ブシャフトとバルブボディとから成り、前記バルブシャ
   フトとバルブボディの相対変位によって液圧を給排制御
   する油圧制御弁を備えた車両用操舵制御装置。
2. 【請求項２】 前記油圧制御弁はステアリングホイール
   と操舵輪とを連結する操舵機構の途中に配設され、ステ
   アリングホイール操作によって前記バルブシャフトとバ
   ルブボディが軸線周りに相対変位すると共に、 前記油圧制御弁のバルブシャフトとバルブボディを相対
   的に軸線方向に沿って変位させる作動手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の車両用操舵制御装置。
3. 【請求項３】 前記作動手段は、運転者のステアリング
   ホイール操作により操舵を行う手動操舵モードと車両の
   走行状態を検出して自動的に操舵を行う自動操舵モード
   のうち自動操舵モードが選択された場合に、前記油圧制
   御弁のバルブシャフトとバルブボディを軸線方向に沿っ
   て相対変位させることを特徴とする請求項２記載の車両
   用操舵制御装置。
4. 【請求項４】 前記作動手段は、操舵トルクに基づい
   て、前記油圧制御弁のバルブシャフトとバルブボディを
   軸線方向に沿って相対変位させることを特徴とする請求
   項２記載の車両用操舵制御装置。