JPH1134895A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安全性が高く、小型、低コストで、自動操舵モ
ードから通常操舵モードに円滑に変更できるステアリン
グ装置を提供する。 【解決手段】外部信号に基づき作動される第２制御弁2
3′によるポンプ37からの圧油の油圧制御で、補助油圧
アクチュエータ50は右操舵用油室の油圧と左操舵用油室
の油圧の差圧に応じて第１制御弁23の作動力を発生す
る。ドライバーの操舵力に基づき作動される第１制御弁
23による油圧制御で、通常操舵用操舵補助力を油圧シリ
ンダ18が発生し、補助油圧アクチュエータ50の発生力に
基づき作動される第１制御弁23による油圧制御で、自動
操舵用操舵力を油圧アクチュエータ18が発生する。自動
操舵モードにおけるドライバーの操舵力の作用により前
記右操舵用油室と左操舵用油室とが短絡することで、通
常操舵モードに切り換えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部信号に応じて
車両を自動操舵することのできるステアリング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、車
両に搭載されるアクチュエータにより外部信号に応じた
操舵力を発生させ、その操舵力に基づき車両を自動操舵
するステアリング装置の開発が進められている。

【０００３】そのようなステアリング装置として、ドラ
イバーの操舵力に基づき車両が操舵される通常操舵モー
ドと、油圧アクチュエータが発生する操舵力に基づき車
両が操舵される自動操舵モードとを選択でき、その油圧
アクチュエータにより通常操舵モードでは操舵補助力を
発生させるものが提案されている（特開平７‐２０５８
２４号公報参照）。この従来のステアリング装置におい
ては、自動操舵モードにおいて断線が生じた場合に通常
操舵モードに切換えることが可能とされ、フェイルセー
フが図られている。

【０００４】しかし、上記従来のステアリング装置で
は、自動操舵に逆らってドライバーが自己の意志で操舵
方向を変更することはできなかった。そのため、断線以
外の制御系の異常や、予期しない緊急事態等に対処する
フェイルセーフは充分なものではなかった。

【０００５】自動操舵に逆らってドライバーが自己の意
志で操舵方向を変更できるものとして、自動操舵モード
においてドライバーが操舵力を作用させることで、通常
操舵モードに切り換えることが可能とされているステア
リング装置が提案されている（特開平４‐３９１６７号
公報、特開平４‐９５５７５号公報）。

【０００６】その特開平４‐３９１６７号公報に開示さ
れたステアリング装置においては、自動操舵時の操舵力
発生のため、サーボモータによりステアリングシャフト
を回転させる。そのため、構造が複雑化し、装置が大型
化する。また、非常に高価なものになる。

【０００７】その特開平４‐９５５７５号公報に開示さ
れたステアリング装置においては、自動操舵時の操舵力
発生のための油圧制御弁と、通常操舵時の操舵補助力発
生のための油圧制御弁とは並列的に設けられ、ポンプか
ら送られる圧油を切換え弁により各油圧制御弁に選択的
に供給している。

【０００８】そのように、自動操舵時の操舵力発生のた
めの油圧制御弁と、通常操舵時の操舵補助力発生のため
の油圧制御弁とを備える場合、構造が複雑化し、装置が
大型化する。また、自動操舵モードから通常操舵モード
への切換え時に圧油の流れを円滑に切り換えるのが困難
で、その切換え時にドライバーにショックを与えてしま
う。

【０００９】また、自動操舵時にドライバーがステアリ
ングホイールを操作して操舵力を作用させると、そのス
テアリングホイールの操作を電気的に検知して電気信号
を出力し、自動操舵を解除するシステムがある。しか
し、そのステアリングホイールの操作の検知手段や制御
機器の故障、電気的外乱により、そのステアリングホイ
ールの操作を検知できなくなったり、誤検知が生じるお
それがある。そのため、ステアリングホイールを操作し
ても自動操舵が解除されなかったり、自動操舵がドライ
バーの意思に反して解除されるという問題がある。

【００１０】本発明は、上記問題を解決することのでき
るステアリング装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ドライバーの
操舵力と油圧アクチュエータが発生する操舵補助力とに
基づき車両が操舵される通常操舵モードと、外部信号に
応じてその油圧アクチュエータが発生する操舵力に基づ
き車両が操舵される自動操舵モードとを選択可能なステ
アリング装置に適用される。本発明は、そのステアリン
グ装置において、圧油供給用ポンプと、右操舵用油室と
左操舵用油室とを有する補助油圧アクチュエータと、ド
ライバーの操舵力の作用と、その補助油圧アクチュエー
タが発生する力の作用の何れに基づいても作動される第
１制御弁と、その外部信号に基づき作動される第２制御
弁とを備え、通常操舵モードにおいては、そのポンプか
ら供給される圧油の油圧が、ドライバーの操舵力に基づ
き作動される第１制御弁により制御されることで、その
作動量に応じた操舵補助力が油圧アクチュエータにより
発生され、自動操舵モードにおいては、そのポンプから
供給される圧油の油圧が、第２制御弁により制御される
ことで、第１制御弁を作動させる力が前記右操舵用油室
の油圧と左操舵用油室の油圧の差圧に応じて補助油圧ア
クチュエータにより発生され、且つ、そのポンプから供
給される圧油の油圧が、補助油圧アクチュエータが発生
する力に基づき作動される第１制御弁により制御される
ことで、その作動量に応じた操舵力が油圧アクチュエー
タにより発生され、自動操舵モードにおいてドライバー
の操舵力を作用させることで通常操舵モードに切り換え
ることができるように、そのドライバーの操舵力により
前記右操舵用油室と左操舵用油室を短絡する手段が設け
られていることを特徴とする。

【００１２】本発明の構成によれば、通常操舵モードに
おいては、ドライバーの操舵力に基づき作動される第１
制御弁により、ポンプから供給される圧油の油圧が制御
されることで、油圧アクチュエータは通常操舵のための
操舵補助力を発生する。自動操舵モードにおいては、ポ
ンプから供給される圧油の油圧が外部信号に基づき作動
する第２制御弁により制御されることで、補助油圧アク
チュエータは右操舵用油室の油圧と左操舵用油室の油圧
の差圧に応じて第１制御弁を作動させる力を発生する。
その補助油圧アクチュエータが発生する力に基づき作動
される第１制御弁により、そのポンプから供給される圧
油の油圧が制御されることで、油圧アクチュエータは自
動操舵のための操舵力を発生する。その自動操舵モード
においてドライバーが操舵力を作用させることで、その
補助油圧アクチュエータの右操舵用油室と左操舵用油室
とが短絡される。これにより、その右操舵用油室の油圧
と左操舵用油室の油圧の差圧が零になるので、その補助
油圧アクチュエータは第１制御弁を作動させる力を発生
させることはない。よって、ドライバーの操舵力によっ
てのみ作動する第１制御弁により、そのポンプから供給
される圧油の油圧が制御されるので、油圧アクチュエー
タは通常操舵のための操舵補助力を発生する。すなわ
ち、自動操舵モードにおいてドライバーの操舵力を作用
させることで通常操舵モードに切り換えられる。これに
より、自動操舵に逆らってドライバーが自己の意志で確
実に操舵方向を変更でき、充分なフェイルセーフ機能を
奏することができる。

【００１３】また、本発明の構成によれば、第１制御弁
によりポンプから供給される圧油の油圧を制御すること
で、自動操舵時には操舵力を発生させ、通常操舵時には
操舵補助力を発生させることができる。すなわち、自動
操舵時の操舵力発生のための油圧制御弁と通常操舵時の
操舵補助力発生のための油圧制御弁とを個別に必要とし
ないことから、構造を簡単化し、装置を小型化できる。

【００１４】本発明のステアリング装置は、ドライバー
の操舵力の入力シャフトと出力シャフトとを備え、両シ
ャフトは、そのドライバーの操舵力に応じて弾性的に相
対回転可能に連結され、その第１制御弁は、第１バルブ
部材と第２バルブ部材とを有し、両バルブ部材の一方
は、両シャフトの一方に補助油圧アクチュエータが発生
する力に応じて弾性的に相対回転可能に連結され、両バ
ルブ部材の他方は、両シャフトの他方と同行回転可能と
され、両バルブ部材の相対回転量が第１制御弁の作動量
とされ、両バルブ部材の相対回転量に応じて油圧アクチ
ュエータに作用する油圧が制御可能とされ、その補助油
圧アクチュエータは、両バルブ部材の一方が弾性的に相
対回転可能に連結される両シャフトの一方において、変
位可能に設けられる移動部材と、その移動部材により仕
切られる前記右操舵用油室および左操舵用油室と、その
移動部材を両バルブ部材の一方に連結する連結部材とを
有し、その第２制御弁により右操舵用油室と左操舵用油
室とに択一的に油圧を作用させることが可能とされ、そ
の右操舵用油室の油圧と左操舵用油室の油圧の差圧によ
る移動部材の変位が連結部材を介して両バルブ部材の一
方に伝達されることで、両バルブ部材を相対回転させる
ことが可能とされ、その右操舵用油室と左操舵用油室と
を連絡するバイパス油路と、このバイパス油路の常閉の
開閉バルブとが設けられ、そのドライバーの操舵力に応
じた前記両シャフトの相対回転によりバイパス油路が開
閉バルブにより開かれるように、その開閉バルブと両シ
ャフトは連動されているのが好ましい。これにより、自
動操舵中において、補助油圧アクチュエータの発生する
力の作用により、両バルブ部材の一方が両シャフトの一
方に対して弾性的に相対回転し、その相対回転により両
バルブ部材が相対回転することで、第１制御弁が作動さ
れる。この第１制御弁の作動量に応じた操舵力が油圧ア
クチュエータにより発生される。この自動操舵中におい
て、ドライバーの操舵力の作用により、両シャフトが弾
性的に相対回転する。その両シャフトの相対回転により
バイパス油路が開かれることで右操舵用油室と左操舵用
油室とが短絡される。これにより、上記のようにドライ
バーの操舵力の作用により自動操舵を解除できる。すな
わち、簡単な構成により、自動操舵モードから通常操舵
モードに円滑に切り換えることができる。

【００１５】その開閉バルブは、前記両シャフトの一方
に前記バイパス油路を開閉できるように回転可能に挿入
されるスプールを有し、その両シャフトの他方の一方に
対する回転を、そのスプールに増速して伝達する手段が
設けられているのが好ましい。これにより、操舵力に応
じて両シャフトが僅かでも相対回転することで、その回
転を増速してスプールに伝達できる。よって、確実にバ
イパス油路をスプールにより開き、自動操舵モードから
通常操舵モードに切り換えることができる。

【００１６】本発明のステアリング装置において、その
入力シャフトと出力シャフトとは同軸心に連結され、そ
の第１バルブ部材は筒状とされ、この第１バルブ部材に
第２バルブ部材が同軸心に相対回転可能に挿入され、そ
の第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外周とに軸
方向に沿う凹部が周方向に間隔をおいて形成され、その
第１バルブ部材側凹部の軸方向に沿う縁と第２バルブ部
材側凹部の軸方向に沿う縁との間が、その油圧アクチュ
エータとポンプとの間の油路に設けられる絞り部とさ
れ、その絞り部の開度の両バルブ部材の相対回転による
変更に応じて油圧アクチュエータに供給される圧油の油
圧が制御されるのが好ましい。これにより、補助アクチ
ュエータを、操舵力の伝達系内においてコンパクトに構
成することができる。

【００１７】本発明のステアリング装置において、第１
制御弁とタンクとの間に第２制御弁を設けるのが好まし
い。これにより、自動操舵のための油圧制御系を通常操
舵のための油圧制御系の下流側に配置できるので、自動
操舵モードから通常操舵モードに変更する際に、圧油の
流れを円滑に変更することができ、ドライバーにショッ
クを与えるのを防止できる。また、油圧回路の構成が簡
素化される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１９】図１に示すラックピニオン式ステアリング
装置１は、ステアリングホイール（図示省略）に連結さ
れる入力シャフト２と、この入力シャフト２にトーショ
ンバー３を介して同軸心に連結される出力シャフト４と
を備えている。そのトーションバー３はピン５を介し入
力シャフト２に連結され、また、セレーション６を介し
出力シャフト４に連結されている。これにより、入力シ
ャフト２と出力シャフト４は、ドライバーの操舵力に応
じて弾性的に相対回転可能とされている。その出力シャ
フト４にピニオン７が形成され、このピニオン７に噛み
合うラック８の各端に操舵用車輪（図示省略）が連結さ
れる。その入力シャフト２はベアリング９を介しバルブ
ハウジング１０ａに支持され、また、ブッシュ１１を介
し出力シャフト４に支持されている。その出力シャフト
４はベアリング１２、１３を介しラックハウジング１０
ｂに支持されている。

【００２０】ドライバーの操舵力と後述の油圧シリンダ
１８が発生する操舵補助力とに基づき車両が操舵される
通常操舵モードにおいては、そのドライバーの操舵力に
基づく操舵トルクにより入力シャフト２が回転する。そ
の入力シャフト２の回転はトーションバー３を介してピ
ニオン７に伝達される。そのピニオン７の回転によりラ
ック８は軸方向に移動する。このラック８の移動により
車輪が転舵される。その入力シャフト２とバルブハウジ
ング１０ａとの間、出力シャフト４とラックハウジング
１０ｂとの間にオイルシール１４、１５が設けられてい
る。そのラック８を支持するサポートヨーク１６が設け
られ、このサポートヨーク１６はバネ１７の弾力により
ラック８に押し付けられている。

【００２１】自動操舵モードにおいて操舵力を発生し、
通常操舵モードにおいて操舵補助力を発生する油圧アク
チュエータとして油圧シリンダ１８が設けられている。
その油圧シリンダ１８は、ラックハウジング１０ｂによ
り構成されるシリンダチューブと、ラック８に一体化さ
れるピストン２０とを有し、そのピストン２０により仕
切られる第１油室２１と第２油室２２とを有する。

【００２２】各油室２１、２２は、ドライバーの操舵力
の作用と、後述の補助油圧アクチュエータ５０が発生す
る力の作用の何れに基づいても作動されるロータリー式
油圧第１制御弁２３に接続される。その第１制御弁２３
の作動量に応じて、ポンプ３７から供給される圧油の油
圧が制御される。

【００２３】すなわち、その第１制御弁２３は、筒状の
第１バルブ部材２４と、この第１バルブ部材２４に同軸
心に相対回転可能に挿入される第２バルブ部材２５とを
備える。その第１バルブ部材２４は、バルブハウジング
１０ａに相対回転可能に挿入され、出力シャフト４に後
述のように同軸心かつ弾性的に相対回転可能に連結され
る。その第２バルブ部材２５は入力シャフト２の外周に
一体的に形成されることで、入力シャフト２と同行回転
する。これにより、ドライバーの操舵力に基づく操舵ト
ルクによりトーションバー３がねじれ、両シャフト２、
４が弾性的に相対回転することで、第１バルブ部材２４
と第２バルブ部材２５とは相対回転する。両バルブ部材
２４、２５の相対回転量が第１制御弁２３の作動量とさ
れる。

【００２４】両バルブ部材２４、２５の相対回転量に応
じて油圧シリンダ１８に作用する油圧が制御される。す
なわち、図２に示すように、その第１バルブ部材２４の
内周と第２バルブ部材２５の外周とに軸方向に沿う複数
の凹部が周方向等間隔に形成されている。その第１バル
ブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する右操舵
用凹部２７と左操舵用凹部２８とで構成される。その第
２バルブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する
圧油供給用凹部２９と圧油排出用凹部３０とで構成され
る。各右操舵用凹部２７と各左操舵用凹部２８とは周方
向に交互に配置され、各圧油供給用凹部２９と各圧油排
出用凹部３０とは周方向に交互に配置される。

【００２５】各右操舵用凹部２７は、第１バルブ部材２
４に形成された第１流路３１およびバルブハウジング１
０ａに形成された第１ポート３２から、油圧シリンダ１
８の第１油室２１に通じる。

【００２６】各左操舵用凹部２８は、第１バルブ部材２
４に形成された第２流路３３およびバルブハウジング１
０ａに形成された第２ポート３４から、油圧シリンダ１
８の第２油室２２に通じる。

【００２７】各圧油供給用凹部２９は、第１バルブ部材
２４に形成された第３流路３５と、バルブハウジング１
０ａに形成された入口ポート３６を介してポンプ３７に
通じる。

【００２８】各圧油排出用凹部３０は、第２バルブ部材
２５に形成された第１排出路３８、入力シャフト２とト
ーションバー３の内外周間の通路４７、図１に示す入力
シャフト２に形成された第２排出路３９、及び後述の第
２制御弁２３′を介してタンク４１に通じる。

【００２９】これにより、第１バルブ部材２４と第２バ
ルブ部材２５の内外周間に形成された弁間油路４２を介
して、その油圧シリンダ１８の各油室２１、２２とポン
プ３７とが接続される。その弁間油路４２において、第
１バルブ部材側凹部と第２バルブ部材側凹部の間は、両
バルブ部材２４、２５の相対回転により開度が変化する
絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとされる。各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの開度が変化することで、油圧シリンダ１８に作用す
る油圧が制御される。

【００３０】図２は、操舵が行なわれていない直進操舵
位置での両バルブ部材２４、２５の相対位置を示す。こ
の状態においては各圧油供給用凹部２９と各圧油排出用
凹部３０との間の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度は一定で
あり、圧油は各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを通って第２排出
路３９から第２制御弁２３′を介してタンク４１に還流
する。

【００３１】直進操舵位置から右方へ操舵すると、ドラ
イバーの操舵トルクに応じたトーションバー３の捩じれ
により、あるいは後述の補助油圧アクチュエータ５０の
発生力による第１バルブ部材２４の出力シャフト４に対
する相対回転により、両バルブ部材２４、２５は相対回
転する。その相対回転量に応じて、各右操舵用凹部２７
と各圧油供給用凹部２９との間の絞り部Ａの開度および
各左操舵用凹部２８と各圧油排出用凹部３０との間の絞
り部Ｂの開度が大きくなり、各左操舵用凹部２８と各圧
油供給用凹部２９との間の絞り部Ｃの開度および各右操
舵用凹部２７と各圧油排出用凹部３０との間の絞り部Ｄ
の開度が小さくなる。これにより、ポンプ３７から第１
油室２１へ圧油が供給され、第２油室２２からタンク４
１へ油が還流され、通常操舵時には車両の右方への操舵
補助力が、自動操舵時には車両の右方への操舵力が、ラ
ック８に作用する。

【００３２】直進操舵位置から左方へ操舵すると、各絞
り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度は右方へ操舵した場合と逆に
変化するので、通常操舵時には車両の左方への操舵補助
力が、自動操舵時には車両の左方への操舵力が、ラック
８に作用する。

【００３３】図１、図３〜図５に示すように、補助油圧
アクチュエータ５０が設けられている。この補助油圧ア
クチュエータ５０は、上記出力シャフト４に変位可能に
設けられる移動部材５３、この移動部材５３により仕切
られる右操舵用油室５１および左操舵用油室５２、その
移動部材５３を第１バルブ部材２４に連結する連結部材
５４を有する。本実施形態では、出力シャフト４の一端
側（図１において上端側）の外周に、一対の凹部４ａ、
４ｂが形成され、両凹部４ａ、４ｂを覆う環状部材５５
が出力シャフト４に嵌め合わされる。これにより、両凹
部４ａ、４ｂの内部が上記油室５１、５２とされる。ま
た、その出力シャフト４の一端側に、両油室５１、５２
を連絡する通孔５６が形成され、その通孔５６に略円柱
形の上記移動部材５３が軸方向移動可能に挿入される。
その移動部材５３は、外周に周溝５３ａが形成され、各
端は押さえ板５３ｂに対向する。各押さえ板５３ｂは、
端部にニードル５３ｃが取り付けられ、各油室５１、５
２の内面に形成されたガイド溝５１ａ、５２ａに嵌め合
わされることで、移動部材５３の軸方向に移動可能とさ
れている。

【００３４】本実施形態では、その移動部材５３を介し
て、上記第１バルブ部材２４は出力シャフト４に弾性的
に相対回転可能に連結される。すなわち、各油室５１、
５２の内面に重ね板バネ５８、５９が、その移動部材５
３の両端にニードル５３ｃと押さえ板５３ｂとを介して
接するように取り付けられる。上記連結部材５４は丸棒
状で、一端は移動部材５３の外周中央に固定され、他端
は第１バルブ部材２４の下端に形成された切欠２４ａに
挿入される。その移動部材５３の移動方向は、その出力
シャフト４の軸心に直交する平面内において第１バルブ
部材２４の周面の接線方向に平行方向とされている。ド
ライバーの操舵力に基づく操舵トルクに応じてトーショ
ンバー３がねじれる際に、第１バルブ部材２４と第２バ
ルブ部材２５との間の摩擦、および、第１バルブ部材２
４とバルブハウジング１０ａとの間の摩擦に応じ、その
第１バルブ部材２４が第２バルブ部材２５に追従回転す
るのを、その板バネ５８、５９の予荷重により阻止する
ものとされている。これにより、両バルブ部材２４、２
５をドライバーの操舵力に応じて相対回転させ、また、
移動部材５３が通常操舵モードにおける中立位置から不
慮に移動するのを阻止している。また、自動操舵モード
において、その移動部材５３の中立位置からの移動によ
り第１バルブ部材２４は出力シャフト４に対して相対回
転し、その移動部材５３の一方向への移動により右操舵
用油室５１の板バネ５８が弾性変形し、他方向への移動
により左操舵用油室５２の板バネ５９が弾性変形する。
すなわち、その移動部材５３の移動により、両バルブ部
材２４、２５を弾性的に相対回転させることができる。
なお、第１バルブ部材２４と出力シャフト４とは、移動
部材５３を介することなく、例えば第１バルブ部材２４
と出力シャフト４とに個々に接合されるバネを介して弾
性的に相対回転可能に連結されてもよい。

【００３５】上記右操舵用油室５１と左操舵用油室５２
は、図１に示すように第２制御弁２３′に接続されてい
る。その第２制御弁２３′は、上記第１制御弁２３とタ
ンク４１との間に設けられ、補助油圧アクチュエータ５
０に作用する油圧を制御する。

【００３６】その第２制御弁２３′は、バルブハウジン
グ１０ａに接続される補助バルブハウジング６１と、こ
の補助バルブハウジング６１の挿入孔６６に軸方向（図
１において上下方向）に移動可能に挿入されたスプール
６２と、そのスプール６２にねじ合わされるネジ部材６
４とを有する。そのスプール６２の軸心とネジ部材６４
の軸心は、両バルブ部材２４、２５の相対回転軸に平行
とされると共に、互いに偏心される。その挿入孔６６の
一端はプラグ６８により閉鎖され、他端はカバー９４に
より閉鎖されている。そのスプール６２とプラグ６８と
の間に圧縮コイルバネ９０が配置されている。そのネジ
部材６４にステッピングモータ８０の出力軸が接続され
る。

【００３７】そのステッピングモータ８０は制御装置８
１に接続され、自動操舵モードにおいてネジ部材６４を
右操舵時に一方向に回転駆動し、左操舵時に他方向に回
転駆動する。そのネジ部材６４の右操舵時の回転により
スプール６２は図中下方に変位し、左操舵時の回転によ
りスプール６２は図中上方に変位する。そのスプール６
２の軸心とネジ部材６４の軸心とが互いに偏心すること
で、スプール６２の回り止めがなされる。

【００３８】その制御装置８１はコンピュータにより構
成され、外部信号の受信器８５と、操舵量センサ８６と
に接続される。その外部信号は、例えば、走行路やガー
ドレールに設けられた発信器から発信される車両誘導信
号や、他車両に設けられた発信器から発信される衝突危
険性を報知する警報信号等とすることができる。その操
舵量センサ８６は、例えばラック８の移動量やステアリ
ングホイールの回転角等の実際の操舵量に対応する量を
検知する。

【００３９】その制御装置８１は、自動操舵モードにお
いて下記の制御信号を出力し、その制御信号の出力は通
常操舵モードにおいて解除される。その自動操舵モード
と通常操舵モードの選択の切り換えは図外スイッチ操作
によりなされる。

【００４０】そのスプール６２の外周２ヶ所に第１、第
２周溝６２ａ、６２ｂが形成され、その挿入孔６６の内
周３ヶ所に第３、第４、第５周溝６６ａ、６６ｂ、６６
ｃが形成される。その第２周溝６２ｂと第５周溝６６ｃ
との間が第１絞り部Ａ′とされ、第１周溝６２ａと第４
周溝６６ｂとの間が第２絞り部Ｂ′とされ、その第１周
溝６２ａと第３周溝６６ａとの間が第３絞り部Ｃ′とさ
れ、その第２周溝６２ｂと第４周溝６６ｂとの間が第４
絞り部Ｄ′とされている。

【００４１】その第１周溝６２ａは、補助バルブハウジ
ング６１とバルブハウジング１０ａに形成された油路７
０、７１と、上記出力シャフト４の外周に形成された周
溝４ｄと、その出力シャフト４に形成された油路７２と
を介して、上記補助油圧アクチュエータ５０の左操舵用
油室５２に通じる。その第２周溝６２ｂは、補助バルブ
ハウジング６１とバルブハウジング１０ａに形成された
油路７３、７４と、その出力シャフト４と上記オイルシ
ール１０ｂとの間に形成された空間４ｅと、その出力シ
ャフト４に形成された油路７５とを介して、上記補助油
圧アクチュエータ５０の右操舵用油室５１に通じる。そ
の第３、第５周溝６６ａ、６６ｃは、補助バルブハウジ
ング６１とバルブハウジング１０ａに形成された油路７
６、７７、７８を介して上記第１制御弁２３の第２排出
路３９に通じ、その第１制御弁２３を介してポンプ３７
に通じる。その第４周溝６６ｂは、補助バルブハウジン
グ６１に形成された排出ポート７９を介してタンク４１
に通じる。これにより、第２制御弁２３′を介して補助
油圧アクチュエータ５０の各油室５１、５２とポンプ３
７とが接続され、図６に示す油圧回路が構成される。

【００４２】その第２制御弁２３′の第１〜第４絞り部
Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度は、上記受信器８５を介
して入力される外部信号に基づき制御装置８１がモータ
８０の制御信号を出力し、第２制御弁２３′を作動させ
ることで変化する。その開度変化によりポンプ３７から
供給される圧油が第２制御弁２３′により制御される。
これにより、補助油圧アクチュエータ５０の右操舵用油
室５１と左操舵用油室５２とに択一的に油圧が作用さ
れ、上記第１制御弁２３を作動させる力が補助油圧アク
チュエータ５０により発生される。

【００４３】すなわち、図１は操舵が行なわれていない
直進操舵位置での第２制御弁２３′のスプール６２の位
置を示す。この状態においては、第１〜第４絞り部
Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度は一定であり、ポンプ３
７から第１制御弁２３を介して第２制御弁２３′に供給
される圧油は、各絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′を通っ
てタンク４１に還流し、補助油圧アクチュエータ５０は
力を発生させない。

【００４４】自動操舵モードにおいて、外部信号が受信
器８５を介して制御装置８１に入力されると、制御装置
８１は、操舵量センサ８６から入力される実際の操舵量
と、外部信号に基づく操舵量とを比較し、実際の操舵量
が外部信号に基づく操舵量になるように制御信号をモー
タ８０に出力する。

【００４５】制御装置８１が直進操舵位置から右方へ操
舵するための制御信号をモータ８０に出力すると、モー
タ８０がネジ部材６４を回転させることでスプール６２
が図１において下方に変位する。この変位により、第１
絞り部Ａ′の開度と第２絞り部Ｂ′の開度が大きくな
り、第３絞り部Ｃ′の開度と第４絞り部Ｄ′の開度が小
さくなる。これにより、ポンプ３７から補助油圧アクチ
ュエータ５０の右操舵用油室５１へ外部信号に応じた圧
油が供給され、左操舵用油室５２からタンク４１へ油が
還流される。

【００４６】その補助油圧アクチュエータ５０の右操舵
用油室５１に圧油が供給されることにより、右操舵用油
室５１の油圧と左操舵用油室５２の油圧との差圧によ
り、その移動部材５３は左操舵用油室５２の板バネ５９
を弾性変形させるように変位する。この変位が上記連結
部材５４を介して第１バルブ部材２４に伝達されること
で、右操舵力が発生するように第１バルブ部材２４と第
２バルブ部材２５を弾性的に相対回転させる力が発生す
る。すなわち、補助油圧アクチュエータ５０の発生する
力に基づき第１制御弁２３が作動され、この第１制御弁
２３により上記のようにポンプ３７から供給される圧油
の油圧が制御されることで、ポンプ３７から油圧シリン
ダ１８の第１油室２１へ圧油が供給され、車両の右方へ
の操舵力がラック８に作用する。

【００４７】制御装置８１が直進操舵位置から左方へ操
舵するための制御信号をモータ８０に出力すると、モー
タ８０がネジ部材６４を回転させることでスプール６２
が図１において上方に変位する。この変位により、第１
絞り部Ａ′の開度と第２絞り部Ｂ′の開度が小さくな
り、第３絞り部Ｃ′の開度と第４絞り部Ｄ′の開度が大
きくなる。これにより、ポンプ３７から補助油圧アクチ
ュエータ５０の左操舵用油室５２へ外部信号に応じた圧
油が供給され、右操舵用油室５１からタンク４１へ油が
還流される。

【００４８】その補助油圧アクチュエータ５０の左操舵
用油室５２に圧油が供給されることにより、右操舵用油
室５１の油圧と左操舵用油室５２の油圧との差圧によ
り、その移動部材５３は右操舵用油室５１の板バネ５８
を弾性変形させるように変位する。この変位が上記連結
部材５４を介して第１バルブ部材２４に伝達されること
で、左操舵力が発生するように第１バルブ部材２４と第
２バルブ部材２５を弾性的に相対回転させる力が発生す
る。すなわち、補助油圧アクチュエータ５０の発生する
力に基づき第１制御弁２３が作動され、この第１制御弁
２３により上記のようにポンプ３７から供給される圧油
の油圧が制御されることで、ポンプ３７から油圧シリン
ダ１８の第２油室２２へ圧油が供給され、車両の左方へ
の操舵力がラック８に作用する。

【００４９】これにより、その制御装置８１による制御
信号の出力中は、外部信号に応じて油圧シリンダ１８が
発生する操舵力に基づき車両を操舵する自動操舵モード
とされる。

【００５０】その自動操舵モードにおいてドライバーの
操舵力を作用させることで通常操舵モードに切り換える
ことができるように、そのドライバーの操舵力により右
操舵用油室５１と左操舵用油室５２を短絡する手段が設
けられている。すなわち、図１、図３〜図７に示すよう
に、その右操舵用油室５１と左操舵用油室５２とを連絡
するように、出力シャフト４にバイパス油路１０１が設
けられ、このバイパス油路１０１を開閉する常閉の開閉
バルブ１０２が設けられている。

【００５１】その開閉バルブ１０２は、出力シャフト４
にバイパス油路１０１を開閉できるように回転可能に挿
入される円柱形のスプール１０３を有する。そのスプー
ル１０３の回転軸は入出力シャフト２、４の軸に平行と
されている。そのスプール１０３の外周に、互いに反対
側に位置する一対の凹部１０３ａ、１０３ｂが形成さ
れ、また、両凹部１０３ａ、１０３ｂを連絡する通孔１
０３ｃが形成されている。ドライバーの操舵力がなく、
入力シャフト２と出力シャフト４とが相対回転していな
い状態では、図３に示すように、そのスプール１０３に
よりバイパス油路１０１が閉鎖される。

【００５２】そのドライバーの操舵力に応じた両シャフ
ト２、４のトーションバー３を介する弾性的な相対回転
によりバイパス油路１０１が開閉バルブ１０２により開
かれるように、その開閉バルブ１０２は上記入出力シャ
フト２、４に連動する。すなわち、そのスプール１０３
の一端にギア１０５が一体化され、そのギア１０５に噛
み合うセクターギア１０６が入力シャフト２に一体化さ
れている。これにより、その入力シャフト２と出力シャ
フト４の相対回転により、セクターギア１０６の回転が
ギア１０５に伝達され、スプール１０３は回転する。そ
のギア１０５とセクターギア１０６のギア比は、その出
力シャフト４に対する入力シャフト２の回転を、スプー
ル１０３に増速して伝達するように設定されている。図
８は、ドライバーの右操舵力による両出力シャフト４の
相対回転により、スプール１０３が回転し、バイパス油
路１０１が開かれた状態を示す。図９は、ドライバーの
左操舵力による両出力シャフト４の相対回転により、ス
プール１０３が回転し、バイパス油路１０１が開かれた
状態を示す。

【００５３】上記構成によれば、通常操舵モードにおい
ては、ドライバーの操舵力に基づき作動される第１制御
弁２３により、ポンプ３７から供給される圧油の油圧が
制御されることで、油圧シリンダ１８は通常操舵のため
の操舵補助力を発生する。自動操舵モードにおいては、
ポンプ３７から供給される圧油の油圧が外部信号に基づ
き作動する第２制御弁２３′により制御されることで、
補助油圧アクチュエータ５０は右操舵用油室５１の油圧
と左操舵用油室５２の油圧の差圧に応じて第１制御弁２
３を作動させる力を発生する。その補助油圧アクチュエ
ータ５０が発生する力に基づき作動される第１制御弁２
３により、そのポンプ３７から供給される圧油の油圧が
制御され、油圧シリンダ１８は自動操舵のための操舵力
を発生する。すなわち、補助油圧アクチュエータ５０の
発生する力の作用により、第１バルブ部材２４が出力シ
ャフト４に対して弾性的に相対回転し、その相対回転に
より両バルブ部材２４、２５が相対回転することで、第
１制御弁２３が作動される。この第１制御弁２３の作動
量に応じた操舵力が油圧シリンダ１８により発生され
る。その自動操舵モードにおいてドライバーが操舵力を
作用させることで、その補助油圧アクチュエータ５０の
右操舵用油室５１と左操舵用油室５２とが短絡される。
すなわち、ドライバーの操舵力の作用により、両シャフ
ト２、４が弾性的に相対回転し、この相対回転によりバ
イパス油路１０１が開かれることで右操舵用油室５１と
左操舵用油室５２とが短絡される。これにより、その右
操舵用油室５１の油圧と左操舵用油室５２の油圧の差圧
が零になるので、移動部材５３は中立位置に復帰し、そ
の補助油圧アクチュエータ５０は第１制御弁２３を作動
させる力を発生させることはない。よって、ドライバー
の操舵力によってのみ作動する第１制御弁２３により、
そのポンプ３７から供給される圧油の油圧が制御される
ので、油圧シリンダ１８は通常操舵のための操舵補助力
を発生する。すなわち、自動操舵モードにおいてドライ
バーの操舵力を作用させるだけで、自動操舵を速やかに
解除でき、通常操舵モードに切り換えられる。これによ
り、自動操舵に逆らってドライバーが自己の意志で確実
に操舵方向を変更でき、充分なフェイルセーフ機能を奏
することができる。また、その自動操舵モードから通常
操舵モードに簡単な構成により円滑に切り換えることが
できる。また、上記構成では、操舵力に応じて両シャフ
ト２、４が僅かでも相対回転することで、その回転を増
速して開閉バルブ１０２のスプール１０３に伝達でき
る。これにより、確実にバイパス油路１０１をスプール
１０３により開き、自動操舵モードから通常操舵モード
に切り換えることができる。また、ドライバーの操舵力
を解除すると、トーションバー３のねじれが解除される
ので、スプール１０３はバイパス油路１０１の閉鎖位置
に復帰する。

【００５４】その第１制御弁２３によりポンプ３７から
供給される圧油の油圧を制御することで、自動操舵時に
は操舵力を発生させ、通常操舵時には操舵補助力を発生
させることができる。すなわち、自動操舵時の操舵力発
生のための油圧制御弁と通常操舵時の操舵補助力発生の
ための油圧制御弁とを個別に必要としないことから、構
造を簡単化し、装置を小型化できる。

【００５５】また、第１制御弁２３とタンク４１との間
に第２制御弁２３′が設けられ、両弁２３、２３′は直
列に配置されるので、自動操舵のための油圧制御系を通
常操舵のための油圧制御系の下流側に配置でき、自動操
舵モードを通常操舵モードに変更する際に、圧油の流れ
を円滑に変更することができ、ドライバーにショックを
与えるのを防止できる。

【００５６】さらに、自動操舵モードのための補助油圧
アクチュエータ５０を操舵力の伝達系内においてコンパ
クトに構成することができる。

【００５７】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、第１バルブ部材を出力シャフトと同行回転
可能とし、第２バルブ部材を入力シャフトに弾性的に相
対回転可能に連結し、入力シャフトに設けた補助油圧ア
クチュエータの発生力により入力シャフトと第２バルブ
部材を相対回転させてもよい。また、第２バルブ部材を
筒状とし、第２バルブ部材に第１バルブ部材を挿入して
もよい。また、本発明はボールスクリュー式ステアリン
グ装置にも適用できる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、自動操舵モードと通常
操舵モードを選択可能なステアリング装置において、安
全性を向上し、装置を小型化し、構成を簡単化して製造
コストを低減し、さらに、自動操舵モードから通常操舵
モードに確実かつ円滑に変更でき、その変更時にドライ
バーに作用するショックを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のステアリング装置の断面図

【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線に沿う断面図

【図３】図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線に沿う断面図

【図４】図３のＩＶ矢視図

【図５】図３のＶ矢視図

【図６】本発明の実施形態のステアリング装置の油圧回
路図

【図７】本発明の実施形態のステアリング装置の開閉バ
ルブを示す断面図

【図８】右操舵力が作用した状態での要部の断面図

【図９】左操舵力が作用した状態での要部の断面図

【符号の説明】

２ 入力シャフト ４ 出力シャフト １８ 油圧シリンダ ２３ 第１制御弁 ２３′ 第２制御弁 ２４ 第１バルブ部材 ２５ 第２バルブ部材 ３７ ポンプ ４１ タンク ５０ 補助油圧アクチュエータ ５１ 右操舵用油室 ５２ 左操舵用油室 ５３ 移動部材 ８１ 制御装置 ８５ 受信器 １０１ バイパス油路 １０２ 開閉バルブ １０３ スプール １０５ ギア １０６ セクターギア Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 絞り部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドライバーの操舵力と油圧アクチュエー
   タが発生する操舵補助力とに基づき車両が操舵される通
   常操舵モードと、外部信号に応じてその油圧アクチュエ
   ータが発生する操舵力に基づき車両が操舵される自動操
   舵モードとを選択可能なステアリング装置であって、 圧油供給用ポンプと、 右操舵用油室と左操舵用油室とを有する補助油圧アクチ
   ュエータと、 ドライバーの操舵力の作用と、その補助油圧アクチュエ
   ータが発生する力の作用の何れに基づいても作動される
   第１制御弁と、 その外部信号に基づき作動される第２制御弁とを備え、 通常操舵モードにおいては、そのポンプから供給される
   圧油の油圧が、ドライバーの操舵力に基づき作動される
   第１制御弁により制御されることで、その作動量に応じ
   た操舵補助力が油圧アクチュエータにより発生され、 自動操舵モードにおいては、そのポンプから供給される
   圧油の油圧が、第２制御弁により制御されることで、第
   １制御弁を作動させる力が前記右操舵用油室の油圧と左
   操舵用油室の油圧の差圧に応じて補助油圧アクチュエー
   タにより発生され、且つ、そのポンプから供給される圧
   油の油圧が、補助油圧アクチュエータが発生する力に基
   づき作動される第１制御弁により制御されることで、そ
   の作動量に応じた操舵力が油圧アクチュエータにより発
   生され、 自動操舵モードにおいてドライバーの操舵力を作用させ
   ることで通常操舵モードに切り換えることができるよう
   に、そのドライバーの操舵力により前記右操舵用油室と
   左操舵用油室を短絡する手段が設けられていることを特
   徴とするステアリング装置。
2. 【請求項２】 ドライバーの操舵力の入力シャフトと出
   力シャフトとを備え、両シャフトは、そのドライバーの
   操舵力に応じて弾性的に相対回転可能に連結され、 その第１制御弁は、第１バルブ部材と第２バルブ部材と
   を有し、両バルブ部材の一方は、両シャフトの一方に補
   助油圧アクチュエータが発生する力に応じて弾性的に相
   対回転可能に連結され、両バルブ部材の他方は、両シャ
   フトの他方と同行回転可能とされ、両バルブ部材の相対
   回転量が第１制御弁の作動量とされ、 両バルブ部材の相対回転量に応じて油圧アクチュエータ
   に作用する油圧が制御可能とされ、 その補助油圧アクチュエータは、両バルブ部材の一方が
   弾性的に相対回転可能に連結される両シャフトの一方に
   おいて、変位可能に設けられる移動部材と、その移動部
   材により仕切られる前記右操舵用油室および左操舵用油
   室と、その移動部材を両バルブ部材の一方に連結する連
   結部材とを有し、 その第２制御弁により右操舵用油室と左操舵用油室とに
   択一的に油圧を作用させることが可能とされ、 その右操舵用油室の油圧と左操舵用油室の油圧の差圧に
   よる移動部材の変位が連結部材を介して両バルブ部材の
   一方に伝達されることで、両バルブ部材を相対回転させ
   ることが可能とされ、 その右操舵用油室と左操舵用油室とを連絡するバイパス
   油路と、このバイパス油路の常閉の開閉バルブとが設け
   られ、 そのドライバーの操舵力に応じた前記両シャフトの相対
   回転によりバイパス油路が開閉バルブにより開かれるよ
   うに、その開閉バルブと両シャフトは連動されている請
   求項１に記載のステアリング装置。
3. 【請求項３】 その開閉バルブは、前記両シャフトの一
   方に前記バイパス油路を開閉できるように回転可能に挿
   入されるスプールを有し、 その両シャフトの他方の一方に対する回転を、そのスプ
   ールに増速して伝達する手段が設けられている請求項２
   に記載のステアリング装置。
4. 【請求項４】 その入力シャフトと出力シャフトとは同
   軸心に連結され、 その第１バルブ部材は筒状とされ、この第１バルブ部材
   に第２バルブ部材が同軸心に相対回転可能に挿入され、 その第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外周とに
   軸方向に沿う凹部が周方向に間隔をおいて形成され、 その第１バルブ部材側凹部の軸方向に沿う縁と第２バル
   ブ部材側凹部の軸方向に沿う縁との間が、その油圧アク
   チュエータとポンプとの間の油路に設けられる絞り部と
   され、その絞り部の開度の両バルブ部材の相対回転によ
   る変更に応じて油圧アクチュエータに供給される圧油の
   油圧が制御される請求項２に記載のステアリング装置。
5. 【請求項５】 その第１制御弁とタンクとの間に第２制
   御弁が設けられる請求項１〜４の何れかに記載のステア
   リング装置。