JPS59220455A - パワ−ステアリング装置のセルフセンタリング機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車等の車両に用いられるパワーステア
リング装置における、ステアリングを中立位置（直進走
行状態）に自動的に復元させるセルフセンタリング機構
に関する。

〔従来技術〕

従来のパワーステアリング装置としては、例え２− ば第１図に示すようなものがある。すなわち、図中１が
液圧ポンプであり、この液圧ポンプ１は、リザーバタン
ク２内の作動液を吸引し、これを高圧にして供給回路３
に吐出する。供給回路３に吐出された作動液は、ステア
リング操作に応動するコントロールパルプ４に供給され
、さらに、戻り回路５を経てリザーバタンク２に環流さ
れる。

コントロールパルプ４は、４つの可変絞り４１゜４２．
４３．４４で構成されていて、４つの可変絞り４１，４
２，４３．４４は２つづつ直列に接続して、第１の可変
絞り４１と第２の可変絞り４２とからなる第１の絞り組
と、第３の可変絞り４３と第４の可変絞り４４とからな
る第２の絞り組とを形成すると共に、両校シ組が互いに
並列に接続されている。そして、第１の可変絞り４１と
第４の可変絞り４４、及び、第２の可変絞り４２と第３
の可変絞り４３は、ステアリング操作に応じてそれぞれ
同一の絞り面積で変化する。

また、図中６はパワーシリンダであり、シリンダチュー
ブ７を貫通するピストンロッド８と一体のピストン９に
よって、シリンダチューブ７内に２つの液圧室５ａ、５
ｂが画成されている。そして、ピストンロッド８の両端
には、左右の車輪（図中路）がそれぞれ個別に連結され
る。パワーシリンダ６の第１の液圧室６ａは、第１の可
変絞り４１と第２の可変絞り４２とを結ぶ回路間に接続
され、また、第２の液圧室６ｂは、第３の可変絞り４３
と第４の可変絞り４４とを結ぶ回路間に接続されている
。

而して、ステアリングホイールが中立位置に保持されて
車両が直進走行状態にあるときには、コントロールパル
プ４の第１の可変絞り４１と第３の可変絞り４３の絞り
面積、及び、第２の可変絞９４２と第４の可変絞り４４
の絞り面積はそれぞれ等しくなっている。例えば、この
状態から、ステアリングホイールを右側に回転させるこ
とにより、そのステアリング操作に応動して捩られるト
ーションバー（図示せ−ｒ）ｔ−介してコントロールパ
ルプ４を作動させ、第１の可変絞り４１と第、４の可変
絞り４４の各開度を広げつつ、第２の可変絞り４２と第
３の可変絞り４３の各開度を狭くすると、第３の可変絞
り４３よりも第１の可変絞り４１に多くの作動液が流れ
、これがパワーシリンダ６の第１の液圧室６ａに供給さ
れて、ピストン９と一体のピストンロッド８を図におい
て左動させると共に、その供給液量に見合う作動液が第
２０液圧室６ｂから排出され、これが第４の可変絞り４
４から戻り回路５を経てリザーバタンク２に環流される
。これにより、ピストンロッド８の両端に各連結された
左右の車輪が、ステアリングホイールの回転方向と同方
向に転舵され、このようなパワーシリンダ６の作動を介
して、ステアリング操作のパワーアシストが行なわれる
。

ここで、ステアリングホイールの保舵力を解放すると、
タイヤのセルファライニングトルクがパワーシリンダ６
を中立位置に復元させるように作用すると共に、図示し
ないトーションバーのばね力がコントロールパルプ４を
中立位置に復元させるように作用しパワーアシストを解
除する。これよりステアリングは、前記セルファライニ
ングトルクに基づき自動的に中立位置に復元され、その
結果車両が直進走行状態に変化する。

しかしながら、このような従来のパワーステアリング装
置にあっては、パワーシリンダ６と液圧ポンプとの間に
は、比較的絞り面積の狭い４つの可変絞り４１．４２，
４３．４４からなるコントロールパルプ４を介在させ、
これらの可変絞り４１゜４２．４３．４４を介してパワ
ーシリンダ６の一方の液圧室（ｉａ（又は６ｂ）に作動
液を追加供給しつつ、この供給液量に見合う作動液を他
方の液圧室６ｂ（又はｆｉａ）から排出させることでパ
ワーシリンダ６を５駆動させて、ステアリング操作のパ
ワーアシストを行なう構成となっていた。このため、中
立位置への復元時に、コントロールパルプ４の戻り回路
５側の可変絞り４２．４４による絞す抵抗やパワーシリ
ンダ６及びコントロールパルプ４に設けられた各種シー
ル部材の摺動部分に生じる摩擦抵抗が、パワーシリンダ
６のピストン９が移動する際の抵抗となっていて、これ
らの抵抗力のために、ステアリングの復元性、特に低速
走行時の復元性が一般のマニアルステアリング装置に比
べて良くないという不十分な点があった。

〔発明の目的〕

この発明は、このような従来のパワーステアリング装置
における中立位置への復元力の不十分な点に着目してな
されたものであり、ステアリングホイールの操・保舵力
を解放したときに、パワーシリンダの、操舵時に作動流
体が排出される側の流体王室に強制的に作動流体を供給
し、その流体圧力でパワーシリンダを中立位置に復元さ
せて、ステアリングを自動的に中立位置に復元させるセ
ルフセンタリング機構を提供することを目的としている
。

〔発明の構成〕

而して、この発明は、流体圧ポンプから吐出される作動
流体を、ステアリング操作に応動するコントロールパル
プを介して、２つの流体王室を有するパワーシリシダに
供給しつつ前記流体圧ポンプに戻し、ステアリング操作
時に、前記コントロールパルプの作動を介して前記作動
流体を前記パワーシリンダの一方の流体圧室に供給し１
つ他方の流体圧室から一部の作動流体を排出して、パワ
ーシリンダを駆動させてパワーアシストを行なうパワー
ステアリング装置において、前記流体圧ポンプと前記コ
ントロールパルプとの間に、前記作動流体の流量を調節
する流量制御手段を設け、この流量制御手段の上流側を
分岐させてこの分岐路に、作動流体の流れの方向を切り
換える方向切換手段を設け、この方向切換手段の下流側
を、前記パワーシリンダの２つの流体圧室と前記流体圧
ポンプの吸込側とにそれぞれ個別に接続すると共に、両
流体王室と前記コントロールパルプとの間に、パワーシ
リンダからコントロールパル７”　Ｋ　向かう作動流体
の流れを止める逆止弁を各設け、さらに、ステアリング
操作時の、操舵力の大きさに応じた検出出力を発生する
操舵力検出手段と、操舵角の大きさに応じた検出出力を
発生する操舵角検出手段とを設け、雨検出手段からの出
力信号に応じて前記流量制御手段の絞り開度及び前記方
向切換手段の切り換え作動とを制御する制御装置を設け
たことを特徴とするパワーステアリング装置のセルフセ
ンタリング機構に係わる。

〔実施例〕

以下、この発明を図面に基づいて説明する。。

第２図ないし第９図は、この発明の一実施例を示す図で
ある。

まず、構成を説明すると、第２図に示す１が、流体圧ポ
ンプの一具体例を示す液圧ポンプであり、この液圧ポン
プ１の吸込口は、リザーバタンク２に内蔵された、作動
流体の一具体例を示す作動液内に挿入しており、また、
吐出口には供給回路３を接続している。かかる液圧ポン
プ１は、図示しないエンジンにより回転駆動されてリザ
ーバタンク２内の作動液を吸引すると共に、この作動液
を高圧にして供給回路３に吐出する。供給回路３は、流
量制御手段の一具体例を示す２ボ一ト２位置切換弁１０
を介して、ステアリング操作に応動するコントロールパ
ルプ４に接続している。この２ポ一ト２位置切換弁１０
は、ソレノイド５ＯＬ３　　とスプリングＳ３とを有す
るシングルンレノイド・スプリングオフセット形電磁切
換弁であり、その非操作位置１０ａ及び操作位置１０ｂ
のいずれも連通しているが、操作位置１０ｂの通路には
絞りを設けている。

コントロールパルプ４は、４つの可変絞す４１゜４２．
４３．４４で構成していて、この４つの可変絞り４１，
４２，４３．４４の内、第１の可変絞り４１と第２の可
変絞り４２とを直列に接続し且つ第３の可変絞り４３と
第４の可変絞り４４とを直列に接続すると共に、直列に
接続された絞りの組どうしを互いに並列に接続している
。さらに、第１の可変絞り４１と第４の可変絞り４４、
及び第２の可変絞り４２と第３の可変絞り４３は、ステ
アリング操作に応じてそれぞれ同一の絞り面積で変化す
るが、その開閉方向は、第１及び第４の可変絞り４１．
４４に対して第２及び第３の可変絞り４２．４３は逆側
に作動するように形成している。したがって、例えば第
１及び第４の可変絞り４１．４４の絞り面積が増加する
ときには、第２及び第３の可変絞り４２．４３の絞り面
積は減少する。なお、４つの可変絞り４１，４２，４３
．４４は、直進走行状態である中立位置にコントロール
バルブ４がある場合には、その絞り開度は等しくなるよ
うに形成している。

また、図中６はパワーシリンダであり、このパワーシリ
ンダ６は、シリンダチューブ７と、このシリンダチュー
ブＴの穴内を貫通するピストンロッド８と、シリンダチ
ューブ７の穴内に遊嵌され且つピストンロッド８に一体
に設けられたピストン９とからなり、このピストン９に
よりシリンダチューブ７を２つの液圧室６ａ、６ｂに区
画している。そして、両液圧室６ａ、５ｂが、パワーシ
リンダ６の２つの流体圧室の一具体例をなす。バｒ７−
シＩＪンダ６の、ピストンロッド８の両端には、図示し
々いタイロッド等を介して左右の車輪（図中路）がそれ
ぞれ個別に連結される。

パワーシリンダ６の第１液圧室６ａは、第１の可変絞り
４１と第２の可変絞り４２とを結ぶ回路間に逆止弁１１
を介して接続すると共に、第２の液圧室６ｂは、第３の
可変絞り４３と第４の可変絞り４４とを結ぶ回路間に逆
１］−，弁１２を介して接続している。これら２つの逆
ＩＬ弁１１，１２ｉ、］：、パワーシリンダ６の各液圧
室６ａ、６ｂからコントロールバルブ４に向かう作動液
の流れを止め、且ツコントロールバルブ４から各液圧室
５ａ、６ｂに向かう作動液の流れのみを許容するように
設置する。コントロールバルブ４の下流側は、戻り回路
５を介してリザーバタンク２に接続スる。

前記供給回路３は、２ポ一ト２位置切換弁１０の上流側
で分岐していて、この分岐路３ａ内には、作動液の流れ
の方向を切り換える方向切換手段の一具体例を示す４ポ
ート３立置切換弁１３を設けており、そのＰポートに供
給回路３の液圧ポンプ１側が接続している。そして、４
ボ一ト３位置切換弁１３のＡポートは、逆止弁１２のパ
ワーシリンダ６側と共通にして該パワーシリンダ６の第
２０液圧室６ｂに接続すると共に、Ｂポートは、逆止弁
１１のパワーシリンダ６側と共通にして該パワーシリン
ダ６の第１の液圧室６ａに接続し、さらに、Ｔポートは
、戻り回路５を介してリザーバタンク２に接続している
。なお、この４ポ一ト３位置切換弁１３は、２つのソレ
ノイド８０Ｌ１．５ＯＬ２と２つのスプリングｓ１．ｓ
２とを有するダブルソレノイド・スプリングセンタ形電
磁切換弁であり、その中立位置１３ａはオープンセンタ
としている。

かかる４ポ一ト３位置切換弁１３の切り換え作動と前記
２ポ一ト２位置切換弁１０の切シ換え作動は、制御装置
１５から出力される制御信号によって制御される。制御
装置１５は、マイクロコンピュータ等の処理装置で構成
されていて、プロセス入出力装置１６と、演算処理装置
１７と、記憶装置１８とを有する。プロセス入出力装置
１６には、操舵力検出手段の一例を示す操舵力検出器２
０からの検出信号と操舵角検出手段の一例を示す操舵角
検出器２１からの検出信号とがそれぞれアナログ電圧値
として入力されると共に、２つの操舵力設定器２２ａ、
２２ｂからの基準値信号と操舵角設定器２３からの基準
値信号とがそれぞれ予め設定された所定の電圧値として
入力される。

プロセス入出力装置１６はＡ／ｌ）変換器を有し、それ
ぞれの入力信号をデジタル値に変換して順次演算処理装
置１７に送出する。演算処理装置１７は、記憶装置１８
に予め記憶されたプログラムに従って作動され、操舵力
検出器２０からの電圧信号と操舵力設定器２２ａ、２２
ｂからの電圧信号とを比較すると共に、操舵角検出器２
１からの電圧信号と操舵角設定器２３からの電圧信号と
を比較して、操舵力が所定範囲内の値であるか否か及び
所定値より大きいか否かと、操舵角が零か否か及び零で
々いときには所定角度より大きいか否かとを判定する。

そして、演算処理装置１７は、判定の結果に基づいて前
記３つのソレノイド５ＯＬ１゜５ＯＬ２．５ＯＬ３を励
磁するための制御信号ＳＣである励磁電流を、プロセス
入出力装置１６及びそれぞれのソレノイド駆動回路３０
ａ、３０ｂ、３０Ｃを介して各ソレノイド５ＱＬ１．８
０Ｌ２．５ＯＬ３　　に個別に送出する。

操舵力検出器２０としては、例えば第４図に示すような
構成のものを採用することができる。この操舵力検出器
２０　（ｒｉ、ステアリングシャフト２５を入力軸２５
ａと出力軸２５ｂとに２分割すると共に、両軸２５ａ、
２５ｂｊをトーションバー２６を介して連結し、これら
と同軸上に第１及び第２の遊星歯車組２７．２８を設け
、この第１遊星歯車組２７を構成するサンギヤ、ピニオ
ンキャリヤ、リングギヤの３要素の内いずれか１つの要
素を車体側に固定すると共に、残りの２要素の内一方の
要素を入力軸２５ａ又は出力軸２５ｂの一方に連結し、
且つ他方の要素を回転自由にしておく一方、第２遊星歯
車組の３要素のうちいずれか１つの要素を回転自由にし
て前記第１遊星歯車組の回転自由となった要素に連結す
ると共に、残りの２要素の内一方の要素を入力軸２５ａ
又は出力軸２５ｂの他方に連組し、且つ他方の要素を回
転自由としてこの要素に、回転角を検出するためのポテ
ンショシメータ等を用いた回転角検出手段２９を設けた
ことを特徴としている。そして、入力軸２５ａと出力軸
２５ｂとの間の捩れ角を、第１及び第２の遊星歯車組２
７．２８により増幅させると共に、それを回転角検出手
段２９で検出し、その検出値を、例えば第５図に示すよ
うに、操舵力の大きさ及び操舵方向に応じて所定のアナ
ログ信号に変換して、制御装置１５のプロセス入出力装
置１６に送出するようにする。

すなわち、この操舵力検出器２０は、操舵力Ｔが零のと
きには基準電圧ＶＯを出力すると共に、操舵方向の左右
いかんにかかわらず操舵力Ｔが所定値以内にあるときの
中立区域Ｔｏ　　を設定し、ステアリングホイール２４
を右側に所定の操舵力Ｔ□以上のトルクで切り込んだと
きにはその右側操舵力ＴＲに応じた電圧Ｖ　（Ｖ≧ＶＲ
・・・ＶＲは操舵力ＴＲに対応する電圧）を出力し、且
つ、ステアリングホイール２４を左側に所定の操舵力Ｔ
Ｉ、以上のトルクで切り込んだときにはその左側操舵力
ＴＬ　　に応じた電圧Ｖ　（Ｖ≦ＶＬ・・ＶＩ、は操舵
力ＴＬ　に対応する電圧）を出力する。したがって、中
立区域Ｔ。

では、ＶＲ＞　Ｖ　＞ＶＩ、　　となる。

操舵角検出器２１は、前述した操舵方向とは一関係で、
ステアリングホイール２４の回転位置に応動する、第６
図に示すようなボテンショシメータで構成され、車両が
直進走行状態にあるステアリングホイール２４の中立位
置、すなわち操舵角θが零（中立点）のときθｍには、
第７図に示すように基準電圧ｖ６ｍが出力されるように
する。そして、同図に示すように、例えばステアリング
ホイール２４を中立点より右側に切り込んだときには出
力電圧Ｖ、が増加する一方、中立点より左側に切り込ん
だときには出力電圧Ｖ、が減少するように構成する。こ
れにより、操舵角検出器２１の検出信号Ｖ、が、基準電
圧ｖ６ｍと等しいときには、車両は直進走行状態にあり
、その検出信号Ｖ、が基準電圧Ｖ＃□より高いときには
、ステアリングが右側操舵位置状態にあり、また、検出
信号が基準電圧ｖ６ｍより低いときには、ステアリング
が左側操舵位置状態にあるものと判断することができる
。

２つの操舵力設定器２２ａ、２２ｂは、例えば可変電圧
源で構成され、第１の操舵力設定器２２ａでは、前記右
側操舵力Ｔ、で表わされる任意の操舵力設定値ＴＦＬ　
に応じた電圧信号を出力し、さらに、第２の操舵力設定
器２２ｂでは、前記左側操舵力ＴＬ　　で表わされる任
意の操舵力設定値ＴＬに応じた電圧信号を出力するよう
にする。そして、２つの操舵力設定器２２ａ、２２ｂの
各操舵力設定値ＴＦＬ、ＴＬをプロセス入出力装置１６
を介して演算処理装置１７が読み込み、これを演算処理
して両縁舵力設定値Ｔ１．Ｔ、の差、すなわち操舵力Ｔ
の中立区域Ｔｏ　　に相当する区域値を記憶装置１８に
記憶する。

操舵角設定器２３としては、例えば可変電圧源で構成さ
れ、θ□で表わされる操舵していない中立位置における
操舵角設定値θｍに応じた電圧信号を出力するようにす
る。

上述した操舵力検出器２０、操舵角検出器２１、操舵力
設定器２２ａ、２２ｂ及び操舵角設定器２３からのそれ
ぞれの電圧出力信号が入力される制御装置１５は、それ
らの入力信号に基づいて前記４ポ一ト３位置切換弁１３
の２つのソレノイド５ＯＬ１、５ＯＬ２　　と２ポ一ト
２位置切換弁１０のソレノイド８０Ｌ３　　とに制御信
号ＳＣである励磁電流を出力し、第８図に示すように各
ソレノイド５ＯＬＩ、　５ＯＬ２゜５ＯＬ３　　を個別
に又は選択的に組み合せて励磁駆動させることにより、
両切換弁１０．１３を駆動制御する。

第９図は、制御装置１５のプログラムを実行するための
フローチャートである。演算処理をスタートさせると、
まず、ステップ１で操舵力検出器２０の検出値Ｔを読み
込み、これを記憶装置１８の所定領域に記憶する。次い
で、ステップ２で操舵力検出値Ｔが操舵力の中立区域Ｔ
ｏ　にないか否かを判定する。そして、検出操舵力Ｔが
中立区域Ｔｏ　　になくはないとき、すなわち、操舵力
Ｔが零か又は所定値以内（ＴＲ＞Ｔ＞ＴＬ）であるとき
には、ステップ３に移行して操舵角検出器２１の検出値
θを読み込み、これを記憶装置１Ｂの所定領域に記憶す
る。

次いで、ステップ４で操舵角検出値θが基準角度θ□　
と等しい（操舵角θが零）か否かを判定し、検出操舵角
θが基準角度θ□に等しくないときにはステップ５に移
行する。ステップ５では、検出操舵角θが基準角度θ□
より大きいか否かを判定する。これは、前述したように
、操舵角設定器２３が基準角度（操舵角設定値）Ｏｍ　
　を所定の電圧信号Ｖ、に変換して出力する一方、操舵
角検出器２１は、右側操舵位置にある時にはその操舵角
度θに応じて基準角度θ□に対応する電圧信号Ｖ、より
も大きな電圧信号Ｖ□を出し、またこれとは逆に、左側
操舵位置にある時にはその操舵角度θに応じて基準角度
θ、に対応する電圧信号Ｖθ　よりも小さな電圧信号Ｖ
Ｌを出力する（第５図）ため、検出操舵角θに対応する
電圧信号Ｖが基準角度θ□に対応する電圧信号Ｖ、より
大きいか否かを判定することにより、いま右側に操舵輪
が向いているのか左側に向いているのかを判定すること
ができる。

そこで、検出操舵角θが基準角度幅　よりも大きくない
場合、すなわち操舵輪が左側に向いているときには、ス
テップ６に移行してソレノイド５ＯＬ２　　を”ＯＦＦ
”すると共に、ステップ７に移行し。

てソレノイドｓｏｒ、１　　を°’ＯＮ′′シ、さらに
、ステップ８に移行してソレノイド５ＯＬ３　　をＯＮ
”　する。

これにより、４ポ一ト３位置切換弁１３が左位置１３ｂ
に切り換えられ、液圧ポンプ１からの作動液がこの４ポ
一ト３位置切換弁１３を介してパワーシリンダ６の第１
の液圧室６ａに供給され、これと同時に、２ボ一ト２位
置切換弁１０が操舵位置１０ｂに切り換えられてその回
路が絞られる。

その結果、パワーシリンダ６が第２図中左側に戻され、
このようにしてセンタリングが行なわれる。

一方、ステップ５において、検出操舵角θが基準角度θ
□　より大きい場合、すなわち操舵輪が右側に向い　て
いるときには、ステップ９に移行してソレノイド８０Ｌ
１をＯＦＦ”　　すると共に、ステップ１０に移行して
ソレノイド８０Ｌ２を”ＯＮ”　ｊ、、さらに、ステッ
プ８に移行してソレノイド５ＯＬ３を”ＯＮ”　する。

これにより、４ポ一ト３位置切換弁１３が右位置１３Ｃ
に切り換えられ、液圧ポンプ１からの作動液がこの４ボ
一ト３位置切換弁１３を介してパワーシリンダ６の第２
の液圧室６ｂに供給され、これと同時に、２ボ一ト２位
置切換弁１０が操作位置１０ｂに切り換えられてその回
路が絞られる。その結果、パワーシリンダ６が第２図中
右側に戻され、このようにしてセンタリングが行なわれ
る。

さらに、ステップ４において、検出操舵角θが基準角度
θ□に等しい場合、すなわち車両が直進走行状態にある
ときには、すでにセンタ１）ングされているため、ステ
ップ１１に移行してソレノイド５ＯＬ３を”ＯＦＦ”す
ると共に、ステップ１２に移行してソレノイド５ＯＬ２
を”ＯＦＦ”し、さらに、ステップ１３に移行してソレ
ノイド８０Ｌ１を”ＯＦＦ”する。これにより、４ポ一
ト３位置切換弁１３が中立位置１３ａに保持されると共
に、２ボ一ト２位置切換弁１０が非操作位置１０ａに保
持され、センタリング状態が維持される。

また、ステップ２において、検出操舵力Ｔが操舵力の中
立区域Ｔ。にない場合、すなわち所定値ＴＦＬ又はＴＬ
以上の操舵力Ｔで右側操舵又は左側操舵しているときに
は、ステップ２１に移行してソレノイド　５ＯＬ３を”
　ＯＦＦ”し、次いで、ステップ２２に移行して検出操
舵力Ｔが右側操舵時の設定操舵力ＴＲより大きいか否か
を先に第４図、第５図で示した方法で判定する。

したがって、検出操舵力Ｔが右側操舵力設定値Ｔ１　よ
りも大きくない場合、すなわち左側に操舵しているとき
には、ステップ２３に移行してソレノイド５ＯＬ１を°
’ＯＦＦ”　Ｌ、さらに、ステップ２４に移行してソレ
ノイド５ＯＬ２をＯＮ”する。これにより、２ポ一ト２
位置切換弁１０が非操作位置１゜ａに保持される一方、
４ポ一ト３位置切換弁１３が右位置１３Ｃに切り換えら
れ、前述したと同様にパワーシリンダ６が第２図中右側
に押されて、右側へのパワーアシストが行なわれる。

一方、ステップ２２において、検出操舵力Ｔが右側操舵
時の設定操舵力ＴＲより大きい場合、すなわち右側に操
舵しているときには、ステップ２５に移行してソレノイ
ド５ＯＬ２をＯＦＦ″′し、さらに、ステップ２６に移
行してソレノイド８０Ｌ１をＯＮ”′する。これにより
、２ポ一ト２位置切換弁１０が非操作位置に保持される
一方、４ポ一ト３位置切換弁１３が左位置１３ｂに切り
換えられ、パワーシリンダ６が第２図中左側に押されて
、左側へのパワーアシストが行なわれる。

次に、作用を説明する。

まず、操舵力設定器２２ａ、２２ｂの各設定値ＴＲＩ　
ＴＬ　（ＴＲ＞　ＴＬ）を所望値に設定し、これで操舵
力の中立区域Ｔｏ　　を決定すると共に、操舵角設定器
２３の設定値θ□を零に設定する。そして、演算処理装
置１７をスタートさせ、第９図のフローチャートに基づ
いて前述したように処理を開始すると、ステアリングホ
イール２４の操舵力Ｔが中立区域Ｔ。内の値にあり、且
つ、操舵角θが設定値θ□に等しく零である場合、すな
わち、車両が直進状態にあって所定値以上の操舵力Ｔも
作用していないときには、ステップ１〜４を経てステッ
プ１１〜１３に進む処理が行なわれ、３つのソレノイド
８０Ｌ１．５ＯＬ２．５ＱＬ３　　をすべて”ＯＦＦ”
にして、２ボ一ト２位置切換弁１０を非操作位置１０ａ
に保持し且つ４ポ一ト３位置切換弁１３を中立位置１３
ａに保持する。この状態では、すでにステアリングはセ
ンタリングされているため、セルフセンタリングは行な
われない。

また、操舵力Ｔは中立区域Ｔｏ　　内の値にあるが、操
舵角θが操舵角設定値θｍより大きい場合、すなわち、
操舵力Ｔは所定値ＴＲ以下ではあるが、ステアリングが
右側に操舵された位置にあるときニハ、ステップ１〜５
を経てステップ９．ステップ１０及びステップ８に進む
処理が行なわれ、ソレノイド５ＯＬ１をＯＦＦ”　　に
する一方２つのソレノイド８０Ｌ２．５ＯＬ３を共に“
ＯＮ”　して、２ポ一ト２位置切換弁１０を操作位置１
０ｂに切り換え１つ４　゛ボート３位置切換弁１３を右
位置１３ｃに切り換える制御がなされる。これにより、
液圧ポンプ１からの作動液の内、２ボ一ト２位置切換弁
１０及びコントロールパルプ４を経てパワーシリンタロ
の２つの液圧室５ａ、５ｂに供給される液圧が共に２ボ
一ト２位置切換弁１０によって絞られコントロールパル
プ４の各可変絞り４１．４２，４３゜４４、の開度の差
による影響を少なくさせる一方、４ボ一ト３位置切換弁
１３を介して第２の液圧室６ｂに液圧が供給されるため
、パワーシリンダ６が第２図中左側に移動して中立位置
まで戻され、このようにして右側へのセルフセンタリン
クカ行なわれる。

さらに、操舵力Ｔは中立区域Ｔｏ　　内の値にあるが、
操舵角θが設定操舵角θ□　より大きくない場合、すな
わち、操舵力Ｔは設定操舵力ＴＬ以下ではあるが、左側
に操舵された位置にあるときには、ステップ１〜８に進
む処理が行なわれ、ソレノイド５ＯＬ２をＯＦＦ”にす
る一方２つのソレノイド５ＱＬ１．５ＯＬ３を共にＯＮ
”　　して、２ポ一ト２位置切換弁。

１０を操作位置１０ｂに切り換え且つ４ポ一ト３位置切
換弁１３を左位置１３ｂに切り換える制御がなされる。

これにより、前記右側操舵時とは逆に、４ポ一ト３位置
切換弁１３を介してパワーシリンダ６の第１の液圧室６
ａに液圧ポンプ１の作動液が供給されるため、パワーシ
リンダ６が第２図中左側に移動して中立位置まで戻され
、このようにして左側へのセルフセンタリングが行なわ
れる。

一方、ステアリングホイール２４を設定操舵力ＴＩ５　
以上の力で左方に操舵しているときに（ｄ１４つの可変
絞り４１．４２，４３．４４の内、４１゜４４が絞られ
ると共に４２．４３が広げられる。

捷た、ステップ１、ステップ２を経てステップ２１〜２
６に進む処理が行表われ、２つのソレノイド５ＯＬ１．
５ＯＬ３を共に”ＯＦＦ”　　にする一方ソレノイド８
０Ｌ２を’ＯＮ”にして、２ポ一ト２位置切換弁１０を
非操作位置１０ａに戻し月一つ４ポ一ト３位置切換弁１
３を右位置１３Ｃに切り換える制御がなされる。これに
より、２ポ一ト２位置切換弁１００通路を通常状態に保
持してコントロールパルプ４の４つの可変絞り４１，４
２，４３．４４の開度の差による影響を大きくした状態
で、さらに４ポ一ト３位置切換弁１３を介してパワーシ
リンダ６の第２の液圧室６ｂに液圧ポンプ１の作動液が
供給されるため、パワーシリンダ６が第２図中右側に移
動して左方操舵の通常パワーアシストが行なわれる。

また、ステアリングホイール２４を設定操舵力ＴＲ以上
の力で右方向に操舵しているときには、４つの可変絞り
４１，４２，４３．４４の内４２゜４３が絞られると共
に４１．４４が広げられる。

またステップ１、ステップ２、ステップ２１、ステップ
２２を経てステップ２５．２６に進む処理が行なわれ、
２つのソレノイド５ＯＬ２．５ＯＬ３を共に”ＯＦＦ″
゛する一方ソレノイドｓｏＩ、１を’ＯＮ″′にして、
２ポ一ト２位置切換弁１０を非操作位Ｆ（ｔ、　１０　
ａに戻し且つ４ボート３泣竜切換弁１３を左位置１３１
〕に切り換える制御がなされる。これにより、２ポ一ト
２位置切換弁１０の通路を通常状態に保持してコントロ
ールバルブ４の４つの可変絞り４１゜４２．４３．４４
の開度の差による影響を大きくした状態で、さらに４ポ
一ト３位置切換弁１３を介シテパワーシリンダ６の第１
の液圧室６ａＫ液圧ポンプ１の作動液が供給されるため
、パワーシリンダ６が第２図中左側に移動して右方操舵
の通常パワーアシストが行なわれる。

なお、４ポ一ト３位置切換弁１３の中立ｒＷ置１３ａは
センタオープン形式であるため、車両直進時には、液圧
ポンプ１から吐出される流量のほとんどがこの切換弁１
３の内部を流れて直接リザーバタンク２に環流されるか
ら、液圧ポンプ１の吐出圧を低減させることができ、そ
の分燃費を向上させることができる。

第１０図ないし第１６図には、この発明の第２の実施例
を示す。

この実施例は、車速Ｖとステアリングの操舵角θとに応
じて、セルフセンタリング速度を無段階に連続制御する
ようにしたものである。そのため、車速を検出してその
信号を出力する車速検出器３１と、所定の車速設定値に
対応する信号を出力する車速設定器３２とを設け、それ
ぞれの信号を制御装置１５に入力する。

車速検出器３１は、例えばプロペラシャフト（図中路）
に近接対向された回転検出器で構成され、この回転検出
器からプロペラシャフトの回転数に応じた周波数のパル
ス信号が出力され、これを周波数−電圧変換器により回
転数に応じた電圧出力に変換するようにする。

また、車速設定器３２としては、例えば可変電圧源で構
成され、ｖ５で表わされる任意の車速設定値ｖ５に応じ
た電圧信号を出力するようにする。

さらに、この実施例では、第１０図に示すように、セル
フセンタリング速度を無段階に行なうために、流量制御
手段の一具体例として２ポ一ト２位置の可変絞り弁３３
を用いている。この２ポート２位置可変絞り弁３３は、
ソレノイド５ＯＬ４　　とスプリング８４とを有するシ
ングルソレノイド・スプリングオフセット形電磁絞り弁
であり、ソレノイド５ＯＬ４に印加される駆動電流の大
きさに応じてその絞り面積が無段階に連続して変化する
ものであって、ソレノイド５ＯＬ４が”ＯＦＦ”“のと
きには絞り面積が最大となり且つ励磁電流が最大のとき
にはその回路を閉じるように構成している。第１１図は
、ソレノイド５ＯＬ４　への印加電流（１）と、このソ
レノイド５ＯＬ４の作動によって開閉される可変絞りの
開度との関係を示すグラフ図であり、印加電流の大きさ
を調節することによって可変絞りを任意の開度に制御す
ることができる。

かかる２ポート２位置可変絞り弁３３におけるソレノイ
ド５ＯＬ４の駆動電流値は、例えば第１２図に示すよう
なブロック説明図の決定手順に基づいて決定する。すな
わち、まず、車速Ｖと操舵角θとから、ステアリングを
中立位置へ戻すために必要なアシスト液圧Ｐの大きさを
決定する。これは、第１３図に示したように、車速Ｖに
応じて、操舵角θとアシスト液圧Ｐとの間には一定の関
係があるところから、必要なアシスト液圧Ｐを容易に演
算することができる。なお、同図中、実線ａは据切り時
（車速ｖ−０）におけるアシスト液圧Ｐ−操舵角θの特
性グラフを示し、破線すはある車速時（車速ｖ〉０）に
おける同様の特性グラフを示す。

さらに、同じく車速Ｖと操舵角θに基づいて、ステアリ
ング戻り速度（π）の目標値を決定する。これは、第１
４図に示したように、車速Ｖと操舵角θの絶対値１θ１
との値によって異々す、車速ｖ（ｖｌ、ｖ２．ｖ、・・
・基準車速、’／１＜　Ｖ２　＜　Ｖ３　）に応じてス
テアリング戻り速度（π）の目標値は大きくなる。した
がって、車速Ｖと操舵角１θＩとをみることにより、そ
の運転条件における目標となるスｄθ テアリング戻り速度（π）が求められる。なお、同図は
ステアリング戻り速度（−２７）と操舵角Ｉθ１との関
係を示すもので、実線Ｃはｖ　（ｖ工の時、実線ｄはｖ
ｌ〈ｖ＜ｖ２の時、実線ｅ（ｄｖ２くｖ〈■、の時のそ
れぞれ特性グラフである。

次いで、前述したアシスト液圧Ｐとステアリング戻り速
度（π）とに基づいて、２ポート２位置可変絞り弁３３
の絞り開度を決定する。第１５図は、可変絞り弁３３の
絞り開度をパラメータにしたときのアシスト液圧Ｐとス
テアリング戻り速度０ （訂）との関係を示すグラフ図であり、所定のステアリ
ング戻り速度（π）を得るためには、実線ｆで示すよう
に可変絞り弁３３の絞り開度が大きい場合にはアシスト
液圧Ｐは小さく、そして、実線ｇで示すように絞り開度
が小さい場合にはアシスト液圧Ｐは大きく必要となる。

したがって、ステアリングを中立位置へ戻すために必要
とされるれを実現するだめの可変絞り弁３３の絞り開度
を求めることができる。なお、同図中ステアリング戻り
速度（π）と平行をなす実線りは、可変絞り弁３３のリ
リーフ圧を示す。

この実施例においては、第３図における制御装置１５の
演算処理装置１７が、第１６図に示すフローチャートに
従って動作される。すなわち、第１６図においては、第
９図におけるステップ４とステップ５との間に、車速検
出器３１の検出ｍｖを読み込み、これを記憶装置１Ｂの
所定領域に記憶するステップ４１と、その検出車速Ｖが
車速設定器３２からの設定車速ｖ５より速いか否かを判
定するステップ４２が介装され、且つ、ステップ４２で
検出車速Ｖが設定車速Ｖ、よりも速いと判定された表き
にはステップ１１Ａに移行するように構成されている。

そして、２ポ一ト２位置切換弁１０を２ポート２位置可
変絞り弁３３に変更したことに伴なってソレノイド５Ｏ
Ｌ３をソレノイド５ＯＬ４としたため、第９図における
ステップ８、ステップ１１及びステップ２１をそれぞれ
ステップ８Ａ。

ステップＩＩＡ及びステップ２１．　Ａと変更したこと
を除いては、同図と全く同様に構成されている。

次に、この第２の実施例の作用を説明する。

ステアリングホイール２４の操舵力Ｔが中立区域Ｔｏ　
内の値にあり、且つ、操舵角θが設定値θｍに等しく零
であって検出車速■が設定車速ｖ５よりも大きくない場
合、すなわち、車両が直進状態にあって設定操舵力ＴＲ
（又はＴＬ）以上の操舵力Ｔも作用しておらず、しかも
車速Ｖが設定車速ｖ８以下のときにはステップ５に移行
し、゛ここで操舵角θの方向に応じて、右側又は左側へ
のセルフセンタリング制御を行なう。そして、車速Ｖと
操舵角θとから前述したようにして求められた駆動電流
値で２ポート２位置可変絞り弁３３の絞り開度を所定値
に設定して、車速Ｖと操舵角θとに応じたセルフセンタ
リング速度の制御が行なわれる。

一方、ステップ４２において、検出車速Ｖが設定車速Ｖ
よりも速い場合には、パワーシリンダ６のアシスト液圧
を用いたセルフセンタリングを行なう必要がなく、通常
の車両が本来布するステアリング復元力のみでよいため
、ステップ１１Ａ１ステツプ１２及びステップ１３に進
む処理が行なわにすると共に、４ポ一ト３位置切換弁１
３を中立位ｔｉａａに保持する制御が行なわれ、セルフ
センタリングは行なわれない。

かくして、この実施例では、車速が任意の設定値Ｖｓ以
下のときは、そのときの運転条件に応じたステアリング
戻し速度（π）を目標値として所望の値に設定すること
ができると共に、それを実現させて理想的な戻り速度で
ステアリングのセルフセンタリングを行なうことができ
る。しかも、車速は運転状況を把握するための有力な手
段でもあるため、セルフセンタリングの条件信号として
車速を採ることにより、操縦安定性の一層の向上が図れ
ると共に、ある車速以上ではセルフセンタリング機能が
作用し得ない構成とすることで、ソレノイド５ＱＬ１．
８０Ｌ２．５ＯＬ４の誤動作に対するフェールセーフ機
能をも同時に果すことができる。

第１７図には、この発明の第３の実施例を示す。

この実施例は、方向切換手段の一具体例を示す４ボ一ト
３位置切換弁３４として、センタクローズド型式のダブ
ルソレノイド・スプリングセンタ形電磁切換弁を用いた
ものであり、他の構成は第２図に示した前記第１の実施
例と同様である。この実施例では、車両直進時に、４ポ
一ト３位置切換弁３４はその４つのボートが全て閉じら
れた中立位置にあるため、パワーシリンダ６の両液圧室
５ａ、５ｂが密封された状態となり、直進状態を維持し
易くなる。したがって、運転状況に応じた最適なセルフ
センタリング制御を行なうことができると同時に、高速
走行時の直進安定性を大幅に向上させることができる。

第１８図は、ソレノイド５ＯＬ１，５ＯＬ２，５ＯＬ３
　（又は５ＯＬ４　）が誤作動したときの現象を示した
図表である。この図表中縦欄の番号１〜６は、３つのソ
レノイド５ＯＬ１〜３の”ＯＮ”　、　　ＯＦＦ”の組
み合せを示し、また、横欄にはステアリングの操舵状態
を示した。この図表から明らかなように、誤作動形態に
は、次の２通りがある。

（１）液圧アシストしないか又はそれと同等の状態 （１１）意図とは逆側のソレノイドが作動するか又は自
動的にステアリングが切れてしまう状態この内、（１）
の場合は、ステアリングの操舵力が、オーバオールギヤ
比の差等のためにマニュア／ｌ／ステアリングの操舵力
よりも若干重くなる程度であり、操舵不能となることが
なくあまり問題とはならない。しかしながら、Ｑｉ）の
場合は、操舵性能に大きく影響を与え、特に、車速が大
きい程その影響力は大となる。

そこで、上記（ＩＩ）の場合について対策した実施例を
以下に述べる。かかる（１１）の場合のような重大な影
響が生じる条件は、 （イ）　ソレノイド５ＯＬ３　（又は５ＯＬ４　）が・
ＯＮ’−。

時 （ロ）　ソレノイド５ＯＬｌとソレノイド５ＱＬ２　　
とが逆に作動した時 の２条件を同時に満たした時（図表において４番、６番
）のみに問題が生じる。

したがって、異常と判断されたときには、ソレノイド８
０Ｌ３　（又は５ＯＬ４　）のみを”ＯＦＦ’”にする
か、又は全てのソレノイド５ＱＬ１〜５ＱＬ３　（又は
５ＯＬ４　）をＯＦＦ″することによって、ソレノイド
５ＱＬ１〜５ＯＬ４　　の誤作動に対するフェールセー
フをなすことができる。特に、第１６図に示すように、
車速Ｖが設定車速ｖ５以上のときには、必ず全てのソレ
ノイド５ＯＬ１〜４を　ＯＦＦ”させることによってそ
の誤作動による危険性を緩和することができる。

さらに、第１９図には、この発明の第４の実施例のフロ
ーチャートを示す。

この実施例においては、第１０図における制御装置１５
の演算処理装置１７が第１９図に示すフローチャートに
従って動作される。すなわち、第１９図においては、第
１６図におけるステップ８Ａの後に、今回読み込んだ操
舵角θの絶対値１θ−０ｍ１□が前回読み込んだ操舵角
θの絶対値１θ−θｍｉｏよシも大きいか否かを判定す
るステップ８１と、その判定が１０−０ｍ１□〉１θ−
θｍＩＯであるときには異常であるものとして全てのソ
レノイド５ＯＬ１．５ＯＬ２．５ＯＬ４を”ＯＦＦ”さ
せるステップ８２と、異常を警告する異常ランプを点灯
させるステップ８３とを介装して構成されている。これ
は、２ポート２位置可変絞り弁３３のソレノイド５ＯＬ
４が”ＯＮ”のときは、本来セルフセンタリングを行表
っているときだけであるから、このソレノイド５ＯＬ４
がＯＮ”していて作動が正常の場合には、必ず操舵角θ
は中央位置θ□　に近づいていなければならないという
前提から得られたものである。したがって、この場合に
は、ソレノイド５ＯＬ４及び他のソレノイド５ＯＬ１゜
５ＯＬ２をすべてＯＦＦ″′にして、パワーシリンダ６
によるパワーアシストを行なわないようにすることによ
り、これらの重大な誤作動をすばやく防止することがで
きる。このように、操舵角θの読み込み値が中央位置θ
□　からどれくらい離れているか１θ−θｍｌ　　をモ
ニタして前回のデータとの比較を行なうことによって、
セルフセンタリング作動時に各ソレノイド８０Ｌ１．５
ＯＬ２．５ＯＬ４の作動が正常か異常かの判断ができる
ため、これらの重大な誤作動を瞬時に防止することがで
きる。しかも、その異常を異常ランプの点灯等によって
運転者に知らしむることかできる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明では、流体圧ポンプ
とコントロールパルプとの間に、作動流体の流量を調節
する流量制御手段を設け、この流量制御手段の上流側を
分岐させてこの分岐路に、作動流体の流れの方向を切り
換える方向切換手段を設け、この方向切換手段の下流側
を、パワーシリンダの２つの流体圧室と流体圧ポンプの
吸込側とにそれぞれ個別に接続すると共に、両流体圧室
とコントロールパルプとの間ニ、パワーシリンダからコ
ントロールパルプに向かう作動流体の流れを止める逆止
弁を各設け、さらに、ステアリング操作時の、操舵力の
大きさに応じた検出出力を発生する操舵力検出手段と、
操舵角の大きさに応じた検出出力を発生する操舵角検出
手段とを設け、雨検出手段からの出力信号に応じて流量
制御手段。

の絞り開度及び方向切換手段の切り換え作動とを制御す
る制御装置を設ける構成とした。このため、ステアリン
グホイールの操舵力・保舵力を解放したときに、パワー
シリンダの、操舵時に、作動流体が排出される側の流体
圧室に強制的に作動流体を供給し、その流体圧力でパワ
ーシリンダを中立位置まで自動的に復元させることがで
きる。したがって、低速時におけるステアリングの復元
性を著しく向上させることができると共に、据切り時で
あってもステアリングホイールから手を放すだけでステ
アリングが自動的に中立位置まで復元されるため、運転
操作性を大幅に向上させることができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のパワーステアリング装置を示す液圧回
路図、第２図は、この発明の一実施例を示す液圧回路図
、第３図は、制御装置の一例を示すブロック図、第４図
は、操舵力検出手段の一例を示す説明図、第５図は、第
４図の操舵力検出手段から出力される信号の特性線図、
第６図は、操舵角検出手段の一例を示す説明図、第７図
は、第４図の操舵角検出手段から出力される信号の特性
線図、第８図は、第２図の動作の説明に供するソレノイ
ド作動状態を示す図表、第９図は、第３図の制御装置の
動作の説明に供するフローチャート、第１０図は、この
発明の第２の実施例を示す液圧回路図、第１１図は、第
１０図における可変絞り弁の絞り開度と印加電流との関
係を示すグラフ図、第１２図は、そのソレノイドの駆動
電流値を決定するためのプロセス説明図、第１３図は、
第１０図の動作の説明に供するアシスト液圧と操舵角と
を車速との関係で示すグラフ図、第１４図は、同じくセ
ルフセンタリング時のステアリング戻り速度と操舵角と
を車速との関係で示すグラフ図、第１５図は、同じくア
シスト液圧とステアリング戻り速度とを絞り開度との関
係で示すグラフ図、第１６図は、第１０図の制御装置の
動作の説明に供するフローチャート、第１７図は、この
発明の第３の実施例を示す液圧回路図、第１８図は、ソ
レノイドの誤動作とその現象とを示す図表、第１９図は
、この発明の第４の実施例に係わる制御装置の動作の説
明に供するフローチャートである。 １・・・液圧ポンプ（流体圧ポンプ）、４・・・コント
ロールパルプ、４１，４２，４３．４４・・・可変絞り
、６・・・パワーシリンダ、６ａ、６ｂ・・・液圧室（
流体王室）、１０・・・２ポ一ト２位置切換弁（流量制
御手段）、１１．１２・・・逆止弁、１３．３４・・・
４ボ一ト３位置切換弁（方向切換手段）、１５・・・制
御装置、２０・・・操舵力検出器（操舵力検出手段）、
２１・・・操舵角検出器、（操舵角検出手段）、２２ａ
、２２ｂ・・・操舵力設定器、２３・・・操舵角設定器
、３１・・・車速検出器、３２・・・車速設定器、３３
・・・２ポート２位置可変絞り弁（流量制御手段）　、
８０Ｌ１゜５ＯＬ２．５ＯＬ３．５ＯＬ４・・・ソレノ
イド特許出願人　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　　森　　　　　　哲　　也弁理士　　
内　　藤　　　嘉　　昭 弁理士　　清　　水　　　　　　正 弁理士　　　伯　　　山　　　桔　　　是４３− 第４図 ２６ 出７７＠圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体圧ポンプから吐出される作動流体を、ステアリング
   操作に応動するコントロールバルブを介して、２つの流
   体圧室を有するパワーシリンダに供給しつつ前記流体圧
   ポンプに戻し、ステアリング操作時に、前記コントロー
   ルバルブの作動を介して前記作動流体を前記パワーシリ
   ンダの一方の流体王室に供給し且つ他方の流体王室から
   一部の流体圧力を排出してパワーシリンダを、駆動させ
   てパワーアシストを行なうパワーステアリング装置にお
   いて、前記流体圧ポンプと前記コントロールバルブとの
   間に、前記作動流体の流量を調節する流量制御手段を設
   け、この流量制御手段の上流側を分岐させてこの分岐路
   に、作動流体の流れの方向を切り換える方向切換手段を
   設け、この方向切換手段の下流側を、前記パワーシリン
   ダの２つの＝１−　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　　　　　りり１流体圧室と前記流体圧ポンプの吸
   込側とにそれぞれ個別に接続すると共に、両流体王室と
   前記コントロールバルブとの間に、パワーシリンダから
   コントロールバルブに向かう作動流体の流れを止める逆
   止弁を各設け、さらに、ステアリング操作時の、操舵力
   の大きさに応じた検出出力を発生する操舵力検出手段と
   、操舵角の大きさに応じた検出出力を発生する操舵角検
   出手段とを設け、雨検出手段からの出力信号に応じて前
   記流量制御手段の絞り開度及び前記方向切換手段の切り
   換え作動とを制御する制御装置を設けたことを特徴とす
   るパワーステアリング装置のセルフセンタリング機構。