JPS62265078A

JPS62265078A - パワ−ステアリングの油圧制御装置

Info

Publication number: JPS62265078A
Application number: JP10929386A
Authority: JP
Inventors: Ko Uchida; 内田　耕; Takashi Kurihara; 隆栗原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1986-05-12
Publication date: 1987-11-17
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0764263B2

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）本発明は、パワーステアリングの油圧制御装置に関する
。

（従来の技術）従来、自動車等車両のパワーステアリングの油圧制御装
置としては、例えば社団法人自動車技術全編［最近のシ
ャシ技術と車両運動性能に関するシンポジウム」　（昭
和５９年６月２９日）において、「パワーステアリング
のエレクトロニクス制御」として発表された流量制御方
式（いすず自動車装ピアソツァに採用）および油圧反力
制御方式三菱自動車製ギヤランに採用）によるものが知
られている。前記両方式ともに、据切り時の操舵力は軽
く、高速走行時は適度な操舵反力を持たせて安定した走
行を可能にし、一義的な絞り特性しか得られない一般型
式のパワーステアリングの油圧制御装置より優れた操舵
特性が得られる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記流量制御方式のように、車速に対応
した所定の比率で作動油流量の増減を制御するものにお
いては、高速走行中の急転舵時に必要な油量が確保でき
るよう設定すると、これに伴って据切り時の油量も必要
以上に過分に供給されることになり、油圧ポンプの吐出
容量を必要以上に大きくせざるを得ない。すなわち、油
圧制御バルブに導入される作動油量の多少で操舵力を軽
くしたりあるいは重くするに際し、例えば高速走行中の
操舵力が余り軽過ぎないように適度な重さとするために
油量を少なくすると、急転舵時に油圧制御バルブに供給
される油量の絶対量が不足し、ステアリングホイール転
舵時の操舵力が非常に重くなって安全走行性の面で好ま
しくない。この不具合を解消するために、急転舵時に必
要とする油量を確保すると、比例制御であるために据切
り時の油量も不本意に過分に増大してしまう。その結果
上記したように油圧ポンプの吐出容量が大きくなって、
油圧制御装置全体の発熱量増加に伴う過分な熱対策の必
要性が生じて、製造コスト等の高騰を招来するという問
題点があった。

また、上記油圧反力制御方式によるパワーステアリング
の油圧制御装置においては、油圧反力を発生させるため
に、反力室および反力ビストンに相当する部品、さらに
油圧の切換えのために作動油を還流させる油圧切換バル
ブなどを油圧制御バルブの他に必要とする。その結果、
構造全体や配管系が大きくかつ複雑化することから、大
きな組付スペースを必要としかつ油圧制御装置全体の高
騰を招来するという問題点があった。

本発明は、このような従来のパワーステアリングの油圧
制御装置の問題点を解決すべくなされたものであり、据
切り時の操舵力は軽く、走行中は低中速度から高速度領
域までの車速に対応して好適な操舵力が得られ、しかも
従来の流量制御方式のように油圧ポンプの吐出容量を必
要以上に大きくすることのない、またそれに伴う過分な
熱対策の必要もない、加えて油圧反力制御方式のように
複雑な構造を必要としない、簡素がっ廉価なパワーステ
アリングの油圧制御装置の提供を目的としている。

（問題点を解決するだめの手段）上記問題点を解決して目的を達成するために、本発明に
よるパワーステアリングの油圧制御装置は、油圧源とリ
ザーバタンクとに連通ずる第１および第２の油路が、パ
ワーシリンダ内の左右の油圧室にそれぞれ連通し、前記
油圧源からの油圧がステアリングホイールの転舵操作に
対応して前記パワーシリンダ内の左右の油圧室に圧力差
をもって作用するパワーステアリングの油圧制御装置で
あって、前記油圧室の上流側の前記第１および第２油路
に設けられかつ操舵トルクに対応して絞り面積が変化す
る一対の第１系の絞り弁と、前記油圧室の下流側の前記
第１および第２油路に設けられかつ前記操舵トルクに対
応して前記第１系の絞り弁に連動して絞り断面積が変化
する一対の第２系の絞り弁とを設けるとともに、前記操
舵トルクに対応して前記第１系および第２系の絞り弁に
連動して絞り面積が変化する第３系の絞り弁と、前記第
３系の絞り弁に並列に設けられがっ車速度に対応して絞
り面積が変化する第４系の絞り弁とが、前記第１および
第２油路の前記油圧室に対する上流側または下流側の少
なくとも一方側に一対に設けられることを備えた構成と
なっている。

（実施例）以下、本発明によるパワーステアリングの油圧制御装置
の一実施例について図面を参照しつつ説明する。

第１図において、１０は油圧源の油圧ポンプ、１１はリ
ザーバタンクである。油圧ポンプ１０とリザーバタンク
１１の間の油路Ｃはその途中で第１の油路（１）および
第２の油路（ＩＩ）に分岐しテ、ヒストン１３で隔成さ
れたパワーシリンダ１２内の左右の油圧室り、Ｈに連通
している。ステアリングホイール１４の右転舵または左
転舵操作に対応して、油圧ポンプ１０からの油圧が第１
および第２油路（Ｉ）、（ｎ）を介して左右の油圧室Ｒ
，Ｌに圧力差をもって作用するようになっている。第１
および第２油路（Ｉ）、（ＩＩ）においては、左右の油
圧室り、Ｒのそれぞれ上流側に可変オリフィスよりなる
第１系の絞り弁１Ｒ１ＩＬが、下流側に同じく可変オリ
フィスよりなる第２系の絞り弁２Ｒ，２Ｌが設けられて
いる。また、第２系の絞り弁２Ｒ１２Ｌのそれぞれ下流
側においては、可変オリフィスよりなる第３系の絞り弁
３Ｒ１３Ｌと第４系の絞り弁４Ｒ１４Ｌがそれぞれ並列
一対に設けられている。

また、上記第１系〜第３系の各絞り弁においては、例え
ば一方向の操舵によって第１系の絞り弁ＩＲと第２系の
絞り弁２Ｌと第３系の絞り弁３Ｌの３つが連動して後述
する操舵トルクＴに対応してその絞り面積が縮小方向に
変化するようになっている。すなわち、ステアリングホ
イール１４の転舵操作によって発注する図外のトーショ
ンバー等の捩り弾性力による操舵トルクＴに基づいて、
上記の各絞り弁ｌＲ１２Ｌ、３Ｌの絞り面積Ａ■〜Ａ■
が変化するようになっている。これに対して、車速Ｖに
基づく制御ユニットＵからの作動信号Ｏｖが第４系の絞
り弁４Ｌに入力されるようになっている。すなわら、車
速センサ１６によって検出された車速Ｖの検出信号１ｖ
が制御ユニットＵに入力され、この検出信号１■に基づ
いて制御ユニットＵで制御された作動信号Ｏｖが第４系
の絞り弁４Ｌに入力されると、絞り面積Ａ■が上記３つ
の第１系〜第３糸の各絞り弁とは関連せずに単独で閉じ
切る方向に縮小変化するようになっている。なお逆方向
への転舵によっては、第１系の絞り弁ＩＬと第２系の絞
り弁２Ｒと第３系の絞り弁３Ｒと第４系の絞り弁４Ｒが
、上記と同様に作動する。第２図ｔａ）〜（ｃｌは第１
糸〜第３系の各絞り弁の絞り面積Ａ■〜Ａ■と操舵トル
クＴとの相関を示す特性線図、第２図＋ｄｉは第４系の
絞り弁４Ｒ１４Ｌの絞り面積Ａ■と操舵トルクＴとの相
関を示す特性線図である。第２図（ａ）〜（Ｃ）に示す
ように、第１系の絞り弁ＩＲ，ＬＬおよび第３系の絞り
弁３Ｒ１３Ｌはそれぞれ第２系の絞り弁２Ｒ，２Ｌより
も小さな値の操舵トルクＴによって閉じ切られる特性を
有している。

なお、第３系の絞り弁３Ｌと第４系の絞り弁４Ｌは第１
系の絞り弁ＩＲの上流側（符号ａ位置）、または第１系
の絞り弁ＩＲとパワーシリンダーの油圧室Ｒとの間（符
号す位置）、もしくは第２絞り弁２Ｒと油圧室Ｒとの間
（符号Ｃ位置）に設置してもよい。同じく、第３系の絞
り弁３Ｒと第４系の絞り弁４Ｒも図中ｄ、ｅ、ｆの何れ
の位置に設置してもよい。但し、ａまたはｂ　（ｄまた
はｅ）の各位置に設置する場合は、第１系の絞り弁ＩＲ
（ＬＬ）と第２系の絞り弁２Ｌ（２Ｒ）の油圧特性は交
互に入れ換えたものとなる。

また、第３図は油圧制御バルブとして、ロータリーバル
ブ２０を採用した場合の実施例であり、図中の絞り弁Ｉ
Ｒ，ＩＬ、２Ｒ，２Ｌ、３Ｒ，３Ｌ、４Ｒ，４Ｌは、第
１図におけるこれらと同符号の絞り弁にそれぞれ対応し
ている。なお、絞り弁４Ｒ１４Ｌは、以下に説明する第
４図に示す第２スプールバルブ３１および電磁ソレノイ
ド３２と同様のバルブ構造を用いて絞り弁開度を変化さ
せている。。

第４図は、上記ロータリーバルブ２０に替えて、第１お
よび第２スプールバルブ３０．３１を採用した場合の実
施例である。第１および第２スプールパルプ３０．３１
における各絞り弁は、第３図のロータリーバルブ２０の
場合に対応させて同様な符号を付して示しである。すな
わち、ステアリングホイール１４の転舵操作に連動する
第１スプールバルブ３０の移動によって、第１糸〜第３
糸の各絞り弁の開度が変化するようになっている。

また、車速■に基づいた制御ユニットＵからの作動信号
Ｏｖの入力によって電磁ソレノイド３２が作動すると、
上記第２スプールバルブ３１が移動して第４系の絞り弁
４Ｒ１４Ｌの開度が変化するようになっている。なお、
第２スプールバルブ３１を移動させるアクチュエータと
して、実施例のような電磁ソレノイド３２に替えてステ
ンピングモータを使用してもよい。

つぎに、作用を説明する。

車速Ｖが零もしくはこれに近い据切り時においては、ス
テアリングホイール１４の一方向の転舵操作によって発
生する操舵トルクＴに対応して、例えば第１系の絞り弁
ＩＲと、第２系の絞り弁２Ｌと、第３系の絞り弁３Ｌと
が連動して絞り面積Ａ■、Ａ■、Ａ■を縮小する方向に
作動する。このとき、車速センサ１６によって検出され
た零もしくはこれに近い車速Ｖの検出信号１ｖが制御ユ
ニットＵに送られて制御され、この制御ユニットＵから
の作動信号Ｏｖが第４系の絞り弁４Ｌに第４図の電磁ソ
レノイド３２等を介して入力されると、これら第４系の
絞り弁４Ｌが縮小する方向に作動して、第２図（ｄｌに
示すように絞り面積Ａ■＝Ｏの閉状態となる。一方、第
１系の絞り弁ＩＬと、第２系の絞り弁２Ｒと、第３系の
絞り弁３Ｒのそれぞれは開状態となっている。したがっ
て、この場合、第３系の絞り弁３Ｌの絞り面積Ａ■のみ
を制御の対象とすればよく、第２系から第１系へと絞り
面積を順次合算して等価のものに置き換えると、油圧回
路全体の油圧特性は第３系の絞り弁３Ｌと第１系の絞り
弁ＩＲとの閉じ切り状態における操舵トルクＴに支配さ
れたものとなる。すなわち、第２系の絞り弁２Ｌと第３
系の絞り弁３Ｌは、第４系の絞り弁４Ｌの絞り面積がＡ
■−０であるがために、直列に配列されて圧力損失が同
等な単一の絞り弁とみなすことができる。この場合の第
２系および第３系の各絞り弁の絞り面積Ａ■、Ａ■は、
第２系における圧力降下をＰ　＠　Ｋｇ／　ｃｄ、第３
系における圧力降下をＰ■Ｋｇ／−とすると、Ｐ■−に
−Ｑ”／Ａ’■　、Ｐ■−に−Ｑ１／ｒ■　、による関係式から求められる。但し、Ｋは２７２ｇ（ρ
：油比重、ｇ：Ｍカ加速度）で求められ、Ｑは通過油量
を表している。

これより、全体の圧力降下ＰＫｇ、／Ｊは、Ｐ＝Ｐ■＋
Ｐ■ ＝に−Ｑ　　　□ であり、単一の絞り弁と見なした場合の等価絞り面積Ａ
Ｏは、となって、第２図（ｂ）、（ｃ）を合わせた第５図のよ
うな絞り面積特性が得られる。また、上記等価絞り面積
Ａｏと第１系絞り弁ＩＲの絞り面積Ａ■との合算による
油圧回路全体から見た絞り面積特性及び油圧特性はＡ＝ＡＯ＋Ａ■ の関係から、第６図（ａｌ、（ｂｌのようになる。すな
わち、これより明らかなように、据切り時のように車速
Ｖが零もしくはこれに近いときは、比較的小さな操舵ト
ルクＴｃで高い油圧Ｐｏが得られ、ステアリングホイー
ル１４の転舵操作を軽く行うことができる。

また、高速走行時においては、操舵トルクＴに対応して
例えば第１系の絞り弁ＩＲと、第２系の絞り弁２Ｌと、
第３系の絞り弁３Ｌとが絞り面積Ａ■、Ａ■、Ａ■を縮
小する方向に作動する。また、車速センサ１６で検出さ
れた車速Ｖが制御ユニットＵで制御され、制御ユニット
Ｕからの作動信号Ｏｖが第４系の絞り弁４Ｌに第４図の
電磁ソレノイド３２等を介して入力されると、この第４
系の絞り弁４Ｌがこれらの絞り面積Ａ■を拡大する方向
に作動させ、開状態で第７図のように一定値の絞り面積
Ａ■で直線状となるように維持させている。この場合、
第２図（Ｃ）に示される第３系の絞り弁３Ｌの絞り面積
Ａ■と第４系の一方の絞り弁４Ｌの絞り面積Ａ■とは並
行配列であるがゆえに、これら両絞り面積Ａ■、Ａ■と
を合算したものを等価絞り面積Ａｏとすることができる
。

すなわち、Ａｏ＝Ａ■＋Ａ■ であり、第８図のようになる。さらに、上記等価絞り面
積Ａｏと第２図（ｂ）の第２系絞り弁２Ｌの絞り面積Ａ
■との合算による等価絞り面積Ａｂは第９図のようにな
り、次式で求められる。

また、上記等価絞り面積Ａｂと第１系の絞り弁ＩＲの絞
り面積Ａ■との合算による油圧回路全体から見た等価絞
り面積Ａは、Ａ−Ａｂ＋Ａ■ となり、第１０図（ａ）、（ｂ）に示されるように、油
圧回路全体の特性が第２系の絞り弁２Ｌに近似したもの
が得られ、高速走行時にはステアリングホイール１４の
転舵操作が適度の反力を持って行われるようになってい
る。

なお、低中速度時においては、第１０図（ｂ）の車速度
が零と高速時の間の領域に対応した油圧特性が得られる
。また逆方向への転舵操作に対しては、第１系の絞り弁
ＩＬ、第２系の絞り弁２Ｒ１第３系の絞り弁３Ｒ及び第
４系の絞り弁４Ｒによって上記と同様の特性を得ること
ができる。

（発明の効果）上記したことから理解されるように、本発明によるパワ
ーステアリングの油圧制御装置は、ステアリングホイー
ルの転舵操作によって油圧の圧力差が生じるパワーシリ
ンダの左右油圧室のそれぞれに連通ずる第１および第２
油路において、従来の装置のように操舵トルクに対応し
て変化する第１系〜第２系の４つの絞り弁が設けられた
油圧回路に、さらに操舵トルクに対応して変化する第３
系の２つの絞り弁と、車速に対応して変化する第４系の
２つの絞り弁を加えた構成となされているので、従来の
車速に対応して所定の比率で油流量を制御する流量制御
方式のように、高速走行中の急転舵操作を軽い操舵力で
行うべく必要な油量を確保しようと設定すると、これに
追従して据切り時の油量も過分に供給されることから、
油圧ポンプの吐出容量の増大に伴う過分な熱対策の必要
性を生じる、といった問題点を解消することができる。

すなわち、本発明においては、据切り時に必要な最小限
の油量を確保しておけば、走行中は車速に応じて絞り弁
の面積のみを制御するため、高速急転舵時に油量不足を
生じることがなく、従来の流量制御方式のものに比較し
て、油圧ポンプを必要最小限の吐出容量のものに抑える
ことができるから、油圧ポンプの吐出容量増大に伴う油
圧制御装置全体の熱対策を軽減し、かつ大型化を防止し
てコスト低減を図ることができる。また、従来の油圧反
力制御方式に比較しても、油圧制御バルブの他に油圧切
換バルブを必要としないから、この油圧切換バルブに付
帯する部材などの削減に伴い油圧制御装置全体のコンパ
クト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパワーステアリングの油圧制御装
置の油圧回路図、第２図（ａ）〜（ｂ）は実施例による
第１系〜第４系の可変オリフィスによる絞り弁の面積特
性線図、第３図は油圧制御バルブとしてロータリバルブ
を採用したときの実施例の油圧回路図、第４図は油圧制
御バルブとしてスプールバルブを採用したときの実施例
の油圧回路図、第５図は車速か零のときの第４系絞り弁
と第３系絞り弁および第２系絞り弁とを順次合算した等
価絞り面積特性線図、第６図（ａ）、（ｂ）は上記第５
図の等価絞り面積と第１系絞り弁の絞り面積との等価絞
り面積、油圧のそれぞれと操舵トルクとの相関を示す特
性線図、第７図は高速時の第４系絞り弁の面積特性線図
、第８図は高速時の第４系絞り弁と第３系絞り弁との等
価絞り面積特性線図、第９図は上記第８図の等価絞り面
積と第２系絞り弁の絞り面積との等価面積特性線図、第
１θ図（ａ）、（ｂ）は上記第９図の等価絞り面積と第
１系絞り弁の絞り面積との等価絞り面積及び油圧と操舵
トルクとの相関を示す特性線図である□。ＩＲ，ＩＬ・・・第１系の絞り弁、２Ｒ，２Ｌ・・・第２系の絞り弁、３Ｒ，３Ｌ・・・第３系の絞り弁、４Ｒ，４Ｌ・・・第４系の絞り弁、１０・・・油圧源の油圧ポンプ、１１　・・・リザーバタンク、１２・・・パワーシリンダ、Ｒ，Ｌ・・・左右の油圧室、１４・・・ステアリングホイール、１５・・・トーションバー、１６・・・車速センサ、２０・・・ロータリバルブ、３０．３１・・・第１および第２スプールバルブ３２・
・・電磁ソレノイド、Ｕ・・・制御ユニット、Ａ■〜Ａ■・・・絞り面積、Ｔ・　・　・操舵トルク。

Claims

【特許請求の範囲】

油圧源とリザーバタンクとに連通する第１および第２の
油路が、パワーシリンダ内の左右の油圧室にそれぞれ連
通し、前記油圧源からの油圧がステアリングホィールの
転舵操作に対応して前記パワーシリンダ内の左右の油圧
室に圧力差をもって作用するパワーステアリングの油圧
制御装置であって、前記油圧室の上流側の前記第１およ
び第２油路に設けられかつ操舵トルクに対応して絞り面
積が変化する一対の第１系の絞り弁と、前記油圧室の下
流側の前記第１および第２油路に設けられかつ前記操舵
トルクに対応して前記第１系の絞り弁に連動して絞り断
面積が変化する一対の第２系の絞り弁とを設けるととも
に、前記操舵トルクに対応して前記第１系および第２系
の絞り弁に連動して絞り面積が変化する第３系の絞り弁
と、前記第３系の絞り弁に並列に設けられかつ車速度に
対応して絞り面積が変化する第４系の絞り弁とが、前記
第１および第２油路の前記油圧室に対する上流側または
下流側の少なくとも一方側に一対に設けられ、かつ前記
第１系および第２系の絞り弁とは直列に設けられること
を特徴とするパワーステアリングの油圧制御装置。