JP2001301633A - 車両用流体圧式パワーステアリング装置 - Google Patents

車両用流体圧式パワーステアリング装置

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JP2001301633A
JP2001301633A JP2000124784A JP2000124784A JP2001301633A JP 2001301633 A JP2001301633 A JP 2001301633A JP 2000124784 A JP2000124784 A JP 2000124784A JP 2000124784 A JP2000124784 A JP 2000124784A JP 2001301633 A JP2001301633 A JP 2001301633A
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control valve
steering
oil
vehicle speed
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Akihiko Serizawa
明彦 芹沢
Masaru Ishiwatari
勝 石渡
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Showa Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車速に応じて設定される操舵補助力の設定の
自由度が大きい車両用流体圧式パワーステアリング装置
を提供する。 【解決手段】 車両用流体圧式パワーステアリング装置
は、ステアリングホイールに連動する入力軸と、転舵輪
を転舵する転舵機構に連動する出力軸との相対移動に基
づいて弁開度が制御される主制御弁29と、操舵補助力を
発生するパワーシリンダ機構21と、一定流量の作動油を
吐出するポンプ装置１と、主制御弁29に連通する供給路
14を含む第１流路と、アシスト制御弁32を制御する制御
ユニット４とを備える。主制御弁29は第１流路の作動油
のパワーシリンダ機構21への供給量を制御し、ポンプ装
置１から吐出された作動油の一部の流量を制御するアシ
スト制御弁32は、制御ユニット４により、車速および第
１流路の作動油の油圧に基づいて設定された設定弁開度
に制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、車両用の流体圧
式パワーステアリング装置であって、操舵補助力を、パ
ワーシリンダ機構に供給される作動流体の流体圧により
認識した外部負荷（路面反力）および車速に応じて制御
する圧力・車速感応型の流体圧式パワーステアリング装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の流体圧式パワーステアリング装
置として、例えば特公平６−７９８９５号公報で開示さ
れた動力舵取り装置が知られている。この動力舵取り装
置は、油を圧送するポンプと、車輪に舵取りリンケージ
を介して結合されたピストンとシリンダとを持つ液圧モ
ータと、液圧モータへの油の流れを制御する回転弁装置
とを備える。ポンプの出口通路は、車両速度感知弁の入
口側と連絡し、該速度感知弁の出口側が低速油入口通路
と高速油入口通路とに連絡する。また、回転弁装置は、
舵取り軸と一体に形成された内部弁部材と、該内部弁部
材を回転自在に収容すると共に、ピニオンと一体に回転
する弁スリーブとを有する。舵取り軸とピニオンとは捩
れ変位する捩り棒を介して結合され、また内部弁部材と
弁スリーブとにより第１および第２弁装置が構成され
る。ここで、第１弁装置は、捩れ変位の増加に応じて液
圧モータへ分配される圧力の大きさを増加させ、第２弁
装置は、捩れ変位に応じてポンプの吸入側への油の戻り
量を制御する。そして、速度感知弁は、車両が低速のと
き第１弁装置のみに油を分配し、車両が高速のとき第
１、第２弁装置の両方に油を分配することで、車両の速
度および捩れ変位に応じた適切なアシスト力を得ること
ができる。
【０００３】すなわち、低速時には、油の戻り量がない
ため、アシスト力が大きくなって、操舵ハンドルの操作
が軽くなり、高速時には、第２弁装置を介して所定量の
油がポンプの吸入側に戻されるため、その戻り量の分、
液圧モータに分配される油の量が減少し、アシスト力が
小さくなって、操舵ハンドルの操作が重くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
動力舵取り装置（パワーステアリング装置）では、車速
に応じて同じ捩れ変位に対するアシスト力（操舵補助
力）は異なるものの、いかなる車速においても、捩れ変
位に対するアシスト力の特性は、第１、第２弁装置の計
測縁の幾何学的形状により一義的に定まるものであっ
た。しかしながら、あらゆる車速において、同じ幾何学
的形状で得られるアシスト力の特性が最適であるとはい
えないため、車速の変化に応じたアシスト力の設定に当
たっては、各車速において、捩れ変位の変化毎にアシス
ト力を設定可能として、その設定の自由度を増やすこと
が望ましい。
【０００５】本願発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、外部負荷、すなわち路面反力をパワ
ーシリンダ機構に供給される作動流体の流体圧にて認識
し、車速に応じて設定される操舵補助力の設定の自由度
が大きい車両用流体圧式パワーステアリング装置を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本願の
請求項１記載の発明は、ステアリングホイールに連動す
る入力部材と、該入力部材に相対移動自在に結合された
出力部材と、該出力部材に連動して転舵輪を転舵する転
舵機構と、前記入力部材と前記出力部材との相対移動に
基づいて弁開度がそれぞれ制御される第１弁部と第２弁
部とを有する主制御弁と、作動流体が給排される作動室
の流体圧に応じて前記転舵機構に付与する操舵補助力を
発生するパワーシリンダ機構と、一定流量の作動流体を
吐出するポンプ装置と前記主制御弁とを連通する第１流
路と、該第１流路から分岐してアシスト制御弁および前
記主制御弁を介して低圧部と連通する第２流路と、該ア
シスト制御弁を制御する制御ユニットとを備え、前記第
１弁部は、前記第１流路の作動流体の前記作動室への供
給量を制御し、前記第２弁部は、前記アシスト制御弁と
の共働により前記第２流路の作動流体の前記低圧部への
排出量を制御する車両用流体圧式パワーステアリング装
置において、車速を検出する車速センサと、前記第１流
路の作動流体の流体圧を検出する圧力センサとが設けら
れ、前記制御ユニットは、前記アシスト制御弁の弁開度
を、該車速センサにより検出された車速および該圧力セ
ンサにより検出された流体圧に基づいて設定された設定
弁開度に制御することを特徴とする車両用流体圧式パワ
ーステアリング装置である。
【０００７】この請求項１記載の発明によれば、アシス
ト制御弁は、車速と、入力部材と出力部材との相対移動
を通じて操舵トルクに応じた弁開度となる第１および第
２弁部により外部負荷（路面反力）を反映した流体圧が
発生する第１流路の流体圧とに対応した設定弁開度に制
御される。そして、第２流路の作動流体の低圧部への排
出量は、そのようなアシスト制御弁により制御されるた
め、同一の車速であっても、そのときの特定の操舵トル
クに対して、外部負荷を反映した第１流路に発生する流
体圧に対するアシスト制御弁の設定弁開度を適宜設定す
ることにより、第１流路から第１弁部への作動流体の流
量が制御されて、その車速における最適な大きさの操舵
補助力を得るための油圧が、パワーシリンダ機構の作動
室に生じるようにすることができる。
【０００８】その結果、各車速におけるそれぞれの操舵
トルクに対する操舵補助力は、その操舵トルクにおける
外部負荷を反映した第１流路の流体圧に対するアシスト
制御弁の設定弁開度を適宜変更することにより様々な大
きさに設定できるため、その車速において、操舵トルク
に対する操舵補助力の設定の自由度が大きくなり、操舵
補助力を各車速において最適な大きさに設定することが
可能となる。
【０００９】また、主制御弁の第１、第２弁部の流量を
制御する部分は、第１流路に操舵トルクが反映される程
度の加工により形成されていればよいため、高精度の加
工が不要となって、コスト削減ができる。
【００１０】さらに、それぞれの操舵トルクに対する操
舵補助力の設定は、その操舵トルクに対して外部負荷を
反映した流体圧に対するアシスト制御弁の設定弁開度を
変更すればよいことから、同一構造の主制御弁を使用し
たうえで、車種や運転者の好みに応じて、それぞれの操
舵トルクに対する操舵補助力の設定の変更が容易にでき
るので、主制御弁の共用化により、そして第１、第２弁
部の流量制御を行う部分の加工等による変更が不要とな
ることにより、コストの削減ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例を図１な
いし図９を参照して説明する。図１は、本願発明の実施
例である車両用油圧式パワーステアリング装置の油路を
中心とした概念図であり、パワーステアリング装置は、
車両に搭載された内燃機関により駆動されるポンプ装置
１と、リザーバ２と、ギヤボックス３（図２参照）と、
電子制御ユニット４と、車速センサ５、機関回転数セン
サ６および圧力センサ７の各センサとを備える。
【００１２】ギヤボックス３に作動流体である作動油を
供給するポンプ装置１は、ベーン型の油圧ポンプ８、流
量制御弁９、固定オリフィス10およびリリーフ弁11を備
える。そして、内燃機関のクランク軸により駆動される
油圧ポンプ８は、リザーバ２に貯留された作動油を吸入
路12を介して吸入し、高圧となった作動油を吐出路13に
吐出する。吐出路13は、固定オリフィス10を介してギヤ
ボックス３に設けられた後述する主制御弁29に作動油を
供給する供給路14に連通すると共に、流量制御弁９が設
けられた戻し路15を介して吸入路12と連通する。そし
て、吐出路13と供給路14の差圧に応動する流量制御弁９
は、固定オリフィス10と共働して、供給路14へ吐出する
作動油の流量が、内燃機関のアイドリング回転数に対応
する油圧ポンプ８の所定回転数以上の回転数域におい
て、一定となるように、戻し路15を介して吸入路12に戻
る流量を調整する。また、供給路14と吸入路12との間は
リリーフ弁11を介して連通されており、このリリーフ弁
11は、供給路14の油圧が設定された許容最高値を超える
値となったときに開弁して、供給路14の油圧を許容最高
値以下に保つ。
【００１３】リザーバ２は、ギヤボックス３の主制御弁
29と還流路16を介して連通されて、主制御弁29から排出
された作動油を一旦貯留する。貯留された作動油は吸入
路12を介して油圧ポンプ８に供給される。
【００１４】ギヤボックス３は、図２に図示されるよう
に、ラック軸17をその軸方向（この実施例では左右方向
でもある）に移動自在に収容する筒状のハウジング18
と、ハウジング18の一端部に結合された弁ハウジング19
とを備える。ラック軸17の両端部には、一対のボールジ
ョイントを介して一対のタイロッド20，20の各一端部が
それぞれ連結され、さらにタイロッド20，20の各他端部
は、図示されない連結機構を介して転舵輪に連結され
る。ここで、ラック軸17、タイロッド20，20および連結
機構は転舵機構を構成している。
【００１５】また、ハウジング18の中間部には、該ハウ
ジング18の一部をパワーシリンダ21とするパワーシリン
ダ機構21が設けられる。すなわち、パワーシリンダ機構
21は、パワーシリンダ21と、ラック軸17に固着されてパ
ワーシリンダ21内に前記軸方向に摺動自在に嵌合された
パワーピストン23と、パワーピストン23の両側方にそれ
ぞれ形成された一対の作動室である左油室24および右油
室25を備える。
【００１６】一方、弁ハウジング19には、図３に図示さ
れるように、ステアリングホイール（図示されず）に連
動連結された入力部材である入力軸26と、入力軸26とト
ーションバー27を介して連結された出力軸28が、それぞ
れ回転自在に収容される。したがって、入力軸26と出力
軸28とは、トーションバー27の捩れの範囲で、回転方向
の相対移動が可能となっている。また、出力軸28の下端
部には、ハウジング18内において、ラック軸17に形成さ
れたラック歯と噛合するピニオン28aが形成されてい
る。
【００１７】さらに、弁ハウジング19には、左油室24お
よび右油室25に対する作動油の給排を制御するロータリ
弁からなる主制御弁29が収容され、また主制御弁29に連
通すると共に、供給路14と連通する給油ポート（図示さ
れず）および還流路16と連通する排油ポート31が、それ
ぞれ設けられる。
【００１８】また、弁ハウジング19の側面には、リニア
ソレノイド弁からなるアシスト制御弁32が取り付けられ
る。アシスト制御弁32は、弁ハウジング19にボルトによ
り締結される弁ボディ33と、弁ボディ33内に摺動自在に
嵌合されたスプール34と、戻しばね35と、戻しばね35に
抗してスプール34を軸方向に駆動するソレノイド36とを
備える。弁ボディ33には給油ポートと連通する油路37が
形成され、該油路37は主制御弁29の弁ハウジング19の接
続ポート38に連通する一方、油路37から分岐した油路39
が、スプール34の外周面に設けられた円環状の制御溝40
と連通および遮断される位置に開口している。さらに、
一端が制御溝40と常時連通し、他端が弁ハウジング19の
接続ポート42に連通する油路41が設けられる。油路39と
制御溝40とは、車速が所定低車速以下の時に遮断状態と
なり、スプール34がソレノイド36により移動されて、車
速が前記所定低車速よりも大きくなったとき連通状態と
なり、車速の増大に応じて両者の間の連通面積が増大す
るようになっている。なお、戻しばね35が収容される空
間は、スプール34および弁ボディ33に設けられた油路43
を介して後述する中心孔50と連通する。なお、主制御弁
29およびアシスト制御弁32の各軸線は、図２に図示され
るように、ねじれの位置関係にあり、図３の断面は、そ
れぞれの軸線を通る断面を示している。
【００１９】主制御弁29は、入力軸26と一体成形された
回転弁体44と、内部に回転弁体44が回転方向に摺動自在
に嵌合されたスリーブ45とを備える。スリーブ45は、出
力軸28と一体的に回転するように結合され、弁ハウジン
グ19内に回転方向に摺動自在に嵌合している。したがっ
て、回転弁体44は、入力軸26と連動する入力側弁要素を
構成し、スリーブ45は、出力軸28と連動する出力側弁要
素を構成する。
【００２０】図４も併せて参照すると、回転弁体44の外
周面には、軸方向に延びる４つの流入溝46a，46a，46
b，46bと４つの戻り溝47，47，47，47とが、交互に周方
向に等間隔に設けられ、隣接する戻り溝47，47の間に位
置する２つの第１ランド48a，48bおよび２つの第２ラン
ド49a，49bが、周方向に交互に設けられる。そして、第
１ランド48a，48a，48b，48bは、直径方向に対向する一
対の左第１ランド48a，48aおよび直径方向に対向する一
対の右第１ランド48b，48bとからなり、第２ランド49
a，49a，49b，49bは、直径方向に対向する一対の左第２
ランド49a，49aおよび直径方向に対向する一対の右第２
ランド49b，49bとからなる。流入溝46a，46a，46b，46b
は、２つの第１流入溝46a，46aおよび２つの第２流入溝
46b，46bとからなり、各第１流入溝46a，46aは左右の第
１ランド48a，48bの間に位置し、各第２流入溝46b，46b
は、左右の第２ランド49a，49bの間に位置する。また、
各戻り溝47，47，47，47は、回転弁体44の回転軸線に沿
って設けられた中心孔50に油路51，51，51，51を介して
連通され、中心孔50は、弁ハウジング19に設けられた油
路52を介して排油ポート31に連通する。
【００２１】一方、スリーブ45の内周面には、入力軸26
と出力軸28との間に相対移動がない状態での回転弁体44
およびスリーブ45の相互の位置、すなわち主制御弁29の
中立位置において、両第１流入溝46a，46aに対向する位
置に、接続ポート38、油路37を介して供給路14と連通す
る２つの第１流入路53，53が、そして両第２流入溝46
b，46bに対向する位置に、接続ポート42、油路41と連通
する２つの第２流入路54，54が、それぞれ設けられる。
さらに、前記中立位置において、一対の左第１ランド48
a，48aに対向して、一対の左第１制御溝55a，55aが、一
対の右第１ランド48b，48bに対向して、一対の右第１制
御溝55b，55bが設けられ、一対の左第２ランド49a，49a
に対向して一対の左第２制御溝56a，56aが、一対の右第
２ランド49b，49bに対向して一対の右第２制御溝56b，5
6bが設けられる。
【００２２】そして、各左第１制御溝55a，55aは、スリ
ーブ45の左第１給排路57a，57a、弁ハウジング19の接続
ポート58、弁ボディ33の油路59を介して、弁ボディ33に
設けられた左給排ポート60に連通し、左給排ポート60
は、左油路61を介して左油室24に連通する。同様に、各
右第１制御溝55b，55bは、スリーブ45の右第１給排路57
b，57b、弁ハウジング19の接続ポート62、弁ボディ33の
油路63を介して、弁ボディ33に設けられた右給排ポート
64に連通し、右給排ポート64は、右油路65を介して右油
室25に連通する。
【００２３】それゆえ、供給路14、給油ポート、油路3
7、接続ポート38、第１流入路53，53は、第１流路を構
成し、油路39、油路41、接続ポート42、第２流入路54，
54、油路51、中心孔50、油路52、排油ポート31および還
流路16は、第２流路を構成する。そして、還流路16を経
て作動油が戻されるリザーバ２は、低圧部を構成する。
【００２４】図５によく図示されるように、各第１ラン
ド48a，48a，48b，48bの周方向の両角部は、面取りされ
て形成された２つの第１制御部66a，66bをそれぞれ有
し、両第１制御部66a，66bと各第１制御溝55a，55a，55
b，55bの周方向の両エッジ67a，67bとの共働により、２
つの左右の第１絞り部68a，68bがそれぞれ形成される。
それゆえ、第１ランド48a，48a，48b，48bおよび第１制
御溝55a，55a，55b，55bにより第１弁部が構成され、第
１絞り部68a，68bの開口面積は、第１弁部の弁開度によ
りその大きさが決定される。
【００２５】そして、図６にも示されるように、中立位
置から回転弁体44が左回転すると、各左第１絞り部68a
の開口面積が、左回転変位の増大に応じて小さくなっ
て、所定回転位置でゼロ（零）となる一方、各右第１絞
り部68bの開口面積が、左回転変位の増大に応じて大き
くなり、また、中立位置から回転弁体44が右回転する
と、各右第１絞り部68bの開口面積が、右回転変位の増
大に応じて小さくなって、所定回転位置でゼロとなる一
方、各左第１絞り部68aの開口面積が、右回転変位の増
大に応じて大きくなるような幾何学的形状を有するよう
に、各第１制御部66a，66bが形成されている。
【００２６】また、各第２ランド49a，49a，49b，49bの
周方向の両角部は、面取りされて形成されて第１制御部
66a，66bよりも周方向に長く延びる２つの第２制御部69
a，69bをそれぞれ有し、両第２制御部69a，69bと各第２
制御溝56a，56a，56b，56bの周方向の両エッジ70a，70b
との共働により、２つの左右の第２絞り部71a，71bが形
成される。それゆえ、第２ランド49a，49a，49b，49bお
よび第２制御溝56a，56a，56b，56bにより第２弁部が構
成され、第２絞り部71a，71bの開口面積は、第２弁部の
弁開度によりその大きさが決定される。
【００２７】そして、図６に図示されるように、中立位
置から回転弁体44が左回転すると、各左第２絞り部71a
の開口面積が、左回転変位の増大に応じて小さくなっ
て、所定回転位置でゼロとなる一方、各右第２絞り部71
bの開口面積が、左回転変位の増大に応じて大きくな
り、また、中立位置から回転弁体44が右回転すると、各
右第２絞り部71bの開口面積が、右回転変位の増大に応
じて小さくなって、所定回転位置でゼロとなる一方、各
左第２絞り部71aの開口面積が、右回転変位の増大に応
じて大きくなるような幾何学的形状を有するように、各
第２制御部69a，69bが形成されている。
【００２８】それゆえ、この主制御弁29により、供給路
14から油路37を経て第１流入溝46a，46aに供給された作
動油については、第１弁部の各第１絞り部68a，68bによ
り戻り溝47，47，47，47に流入する流量が制御され、そ
の結果、第１弁部では、パワーシリンダ機構21の左油室
24および右油室25への作動油の供給量が制御される。ま
た、このアシスト制御弁32により、油路39から油路41を
経て第２流入溝46b，46bに供給された作動油について
は、アシスト制御弁32の弁開度および第２弁部の各第２
絞り部71a，71bにより、戻り溝47，47，47，47に流入す
る流量が制御され、その結果、リザーバ２への作動油の
排出量が制御される。
【００２９】アシスト制御弁32の作動を制御する電子制
御ユニット４には、車両の速度を検出する車速センサ５
からの車速信号、内燃機関の回転数を検出する機関回転
数センサ６からの機関回転数信号および供給路14に設け
られて供給路14の作動油の流体圧である油圧を検出する
圧力センサ７からの油圧信号が入力される。この供給路
14の油圧は、操舵トルクに応じた主制御弁29の第１およ
び第２弁部の弁開度にに依存する値を示すため、操舵ト
ルクと共に、外部負荷、すなわち路面反力を反映したも
のとなる。
【００３０】電子制御ユニット４は、各センサからの入
力信号に基づいてソレノイド36への駆動信号を出力する
までの処理を実行する一連の処理手段を有し、それら処
理手段のうち、入力された車速信号および油圧信号に基
づいて、車速および油圧をパラメータとしてアシスト制
御弁32の設定弁開度が設定された弁開度マップを検索す
る手段は、弁開度設定手段を構成し、求められた設定弁
開度に対応する駆動信号、例えばデューティ制御された
所定のデューティ比の電流をソレノイド36に出力する手
段は、弁駆動制御手段を構成する。
【００３１】ソレノイド36は、供給された駆動信号に応
じて連続的にスプール34を軸方向に直線移動させ、それ
によってスプール34は、油路39と制御溝40とを連通状態
および遮断状態に制御する。なお、機関回転数は、内燃
機関が運転状態にあるか否かを確認して、アシスト制御
弁32の制御を許可するか否かを決定する制御許可信号で
あり、内燃機関が停止されているときは、アシスト制御
弁32は非作動状態とされ、スプール34は戻しばね35のば
ね力により、油路39と制御溝40とが連通する位置を占め
る。
【００３２】そして、弁開度マップにおいては、車速セ
ンサ５により検出された車速との関連では、車両の停車
時を含む前記所定低車速以下の車速時には設定弁開度が
ゼロとされ、このとき、ソレノイド36は、戻しばね35に
抗してスプール34を移動させて油路39と制御溝40との連
通を遮断し、車速が前記所定低車速よりも増大するにつ
れて、油路39と制御溝40との連通面積が増大するような
設定弁開度が設定され、一方、圧力センサ７により検出
された油圧との関連では、ある車速において、運転者が
ステアリングホイールを操作した際に生じる操舵トルク
に対して、最適な大きさの操舵補助力が発生するような
油圧がパワーシリンダ機構21の左油室24または右油室25
に生じるように設定弁開度が設定される。
【００３３】この実施例では、弁開度マップの一例とし
て、図９に図示されるように、前記所定低車速以下の低
車速ＳLでは、圧力センサ７により検出された油圧に無
関係に、アシスト制御弁32の設定弁開度がゼロ、すなわ
ち全閉とし、車速が前記所定低車速よりも大きくなりア
シスト制御弁32が開弁状態にある車速域の車速の一例と
して、車速が高車速ＳHであるとき、操舵トルクにより
生じる油圧が第１所定値Ｐ1以上であるとき、アシスト
制御弁32の設定弁開度が所定値Ａ1から徐々に大きくさ
れて、油圧が第２所定値Ｐ2以上で第２所定値Ａ2になる
ように設定される。
【００３４】次に、前述のように構成された実施例の作
用および効果について説明する。内燃機関が運転され
て、ポンプ装置１から一定流量の作動油が、油路39の分
岐部よりも上流側の供給路14に吐出されている状態で
は、機関回転数信号が電子制御ユニット４に入力され
て、アシスト制御弁32は制御可能となっており、電子制
御ユニット４は、車速センサ５により検出された車速お
よび圧力センサ７により検出された油圧に基づいて弁開
度マップで設定される設定弁開度に、アシスト制御弁32
を制御する。
【００３５】そして、車速が低車速ＳLであるとき、図
９に図示されるように、アシスト制御弁32は、外部負荷
（路面反力）を反映した油圧の大きさには無関係に設定
弁開度がゼロとされる。それゆえ、この状態では、油路
39と制御溝40とは遮断されており、供給路14の作動油の
全量が一対の第１流入路53，53から一対の第１流入溝46
a，46aに流入する一方、第２流入路54，54からは作動油
は供給されない。
【００３６】そして、ステアリングホイールが操作され
ていない状態では、主制御弁29は中立位置にあり、第１
流入溝46a，46aに流入した作動油は、第１弁部の絞り部
68a，68bを経て、戻り溝47，47，47，47、油路51，51，
51，51、中心孔50、さらには還流路16を通ってリザーバ
２に還流する。そのため、左油室24および右油室25はい
ずれも低油圧状態にあり、パワーピストン23に作用する
差圧も殆どないので、操舵補助力は発生しない。
【００３７】ステアリングホイールが左回転（右回転）
（以下、括弧内の記載はステアリングホイールが右回転
されたときの動きを示すものである。）されると、ピニ
オン28aがラック歯と噛み合い、ラック軸17が右動（左
動）し、タイロッド20，20がラック軸17と一体に右動
（左動）して、左右車輪の転舵を行なう。そして、主制
御弁29では、供給路14から第１流入路53，53、第１流入
溝46a，46a、左第１制御溝55a，55a（右第１制御溝55
b，55b）、左第１給排路57a，57a（右第１給排路57b，5
7b）を経た作動油が、左油路61（右油路65）を介して左
油室24（右油室25）に供給される。このときの左油室24
（右油室25）への作動油量は、第１弁部の第１絞り部68
a，68a（第１絞り部68b，68b）により制御されて戻り溝
47，47，47，47に流入する作動油量により決定される。
【００３８】同時に、右油室25（左油室24）からの作動
油が、右油路65（左油路61）を通って、主制御弁29の右
第１給排路57b，57b（左第１給排路57a，57a）、右第１
制御溝55b，55b（左第１制御溝55a，55a）、戻り溝47，
47、中心孔50を経て、さらに還流路16を介してリザーバ
２に還流する。
【００３９】その結果、図７に図示されるように、操舵
トルクに応じた油圧がパワーシリンダ機構21の左油室24
または右油室25に発生し、両油室24，25の差圧に基づい
て発生した操舵補助力が前記転舵機構に付加される。
【００４０】車速が増大して、例えば前述の高車速ＳH
になったとき、アシスト制御弁32は、操舵トルクに応じ
た油圧が第１所定値Ｐ1以下のときは、所定値Ａ1の設定
弁開度とされる。この状態では、ポンプ装置１から吐出
された作動油の一部が、油路39からアシスト制御弁32を
介して主制御弁29に流入し、残りの作動油が油路37、接
続ポート38を経て主制御弁29に流入する。
【００４１】そして、第２流入路54，54から供給された
作動油は、第２弁部の絞り部71a，71bを経て、戻り溝4
7，47，47，47、油路51，51，51，51、中心孔50さらに
は還流路16を通ってリザーバ２に還流する。還流する作
動油量は、ステアリングホイールが操作されていないと
きは、第２弁部の第２絞り部71a，71a，71b，71bにより
制御されて戻り溝47，47，47，47に流入する作動油量に
より決定され、またステアリングホイールが左回転（右
回転）されたときは、第２弁部の第２絞り部71a，71a
（第２絞り部71b，71b）により制御されて戻り溝47，4
7，47，47に流入する作動油量により決定される。
【００４２】一方、接続ポート38から第１流入路53，53
を経て第１流入溝46a，46aに流入した作動油は、操舵ト
ルクに応じて第１絞り部68a，68bで制御されてパワーシ
リンダ機構21の左油室24または右油室25に供給される
が、このときは、第１流入路53，53に流入する作動油量
が、アシスト制御弁32が閉弁しているときに比べて少な
くされているため、前述の低車速ＳLのときと同様に、
第１、第２弁部により作動油量が制御されて左油室24ま
たは右油室25に供給される作動油により、操舵トルクに
応じた油圧がパワーシリンダ機構21の左油室24または右
油室25に発生する油圧は、図７に図示されるように、前
述の低車速ＳLのときとの比較したとき、同じ操舵トル
クでは小さな値となり、両油室24，25の差圧に基づいて
発生する操舵補助力も小さくなって、図８に図示される
ように、同じ操舵トルクでは、必要な操舵力が大きなも
のとなる。なお、図８には、操舵補助力が発生していな
いときの操舵力が、一点鎖線で示されている。
【００４３】しかも、操舵トルクがさらに大きくなっ
て、圧力センサ７により検出された油圧が第１所定値Ｐ
1よりも大きくなるときは、アシスト制御弁32の設定弁
開度が大きくされて、第２所定値Ｐ2以上では所定値Ａ2
の弁開度となるため、第１所定値Ｐ1よりも大きな油圧
となる操舵トルクの範囲では、アシスト制御弁32の設定
弁開度が所定値Ａ1となっているとき、すなわち第１、
第２弁部の制御部66a，66b，69a，69bの幾何学的形状の
みで両油室24，25の油圧が決定されるときに比べて、パ
ワーシリンダ機構21に供給される作動油量が少なくな
る。その結果、図７および図８に図示されるように、ア
シスト制御弁32の設定弁開度が所定値Ａ1のままである
ときの二点鎖線で示される特性と比較すると、同じ操舵
トルクでは、両油室24，25の油圧は小さくなり、その油
圧に基づいて発生する操舵補助力も小さくなって、必要
な操舵力は大きくなる。このようにして、操舵補助力が
小さい状態がさらに大きな操舵トルクの範囲まで維持さ
れ、高車速ＳHのときの操舵安定性を向上させることが
できる。
【００４４】なお、アシスト制御弁32が開弁している状
態であっても、操舵トルクが大きくなって、第２弁部の
絞り部71a，71bの開口面積がゼロとなった場合には、第
１流入路53，53にポンプ装置１からの作動油の全量が供
給されるため、大きな補助操舵力が発生することにな
る。
【００４５】このように、アシスト制御弁32は、車速
と、トーションバー27を介して連結される入力軸26と出
力軸28との回転方向の相対移動（すなわち、トーション
バー27の捩れ）を通じて発生する操舵トルクに応じた弁
開度となる第１、第２弁部により外部負荷を反映した油
圧が発生する供給路14の油圧とに対応した設定弁開度に
制御される。そして、供給路14から分岐した油路39の作
動油のリザーバ２への排出量は、アシスト制御弁32によ
り制御されるため、同一の車速であっても、そのときの
特定の操舵トルクに対して、外部負荷を反映した供給路
14に発生する油圧に対するアシスト制御弁32の設定弁開
度を適宜設定することにより、供給路14から第１流入路
53，53を経た後の第１弁部への作動流体の流量が制御さ
れて、その車速における最適な大きさの操舵補助力を得
るための油圧が、パワーシリンダ機構21の左油室24およ
び右油室25に生じるようにすることができる。
【００４６】その結果、各車速におけるそれぞれの操舵
トルクに対する操舵補助力は、その操舵トルクにおける
外部負荷を反映した供給路14の油圧に対するアシスト制
御弁32の設定弁開度を適宜変更することにより様々な大
きさに設定できるため、その車速において、操舵トルク
に対する操舵補助力の設定の自由度が大きくなり、操舵
補助力を各車速において最適な大きさに設定することが
可能となる。
【００４７】また、主制御弁29において、パワーシリン
ダ機構21への作動油の供給量を制御する、第１弁部の第
１絞り部68a，68bおよび第２弁部の第２絞り部71a，71b
において、第１制御部66a，66bおよび第２制御部69a，6
9bの幾何学的形状は、操舵トルクが反映される程度の加
工により形成されていればよいため、高精度の加工が不
要となって、コスト削減ができる。
【００４８】さらに、それぞれの操舵トルクに対する操
舵補助力の設定は、その操舵トルクに対して外部負荷を
反映した油圧に対するアシスト制御弁32の設定弁開度を
変更すればよいことから、同一構造の主制御弁29を使用
したうえで、車種や運転者の好みに応じて、それぞれの
操舵トルクに対する操舵補助力の設定の変更が容易にで
きるので、主制御弁29の共用化により、そして第１弁部
の第１絞り部68a，68bおよび第２弁部の第２絞り部71
a，71bの、作動油量を制御する部分である第１制御部66
a，66bおよび第２制御部69a，69bの加工等による変更が
不要となることにより、コストの削減ができる。
【００４９】なお、前記実施例では、所定の操舵トルク
の範囲で、設定弁開度を増大させたが、場合によって
は、ある操舵トルクの範囲で、設定弁開度を減少させる
ようにすることもできる。また、前記所定低車速以下の
ときは、アシスト制御弁32の設定弁開度はゼロとされた
が、例えば急激に操舵補助力が増大する操舵トルクの範
囲では、アシスト制御弁32を開弁するように設定弁開度
をゼロよりも大きくすることもできる。また、圧力セン
サ７は、供給路14に設けられたが、供給路14以外にも前
記第１流路を構成する油路であればどこでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施例である車両用油圧式パワース
テアリング装置の油路を中心とした概念図である。
【図２】ギヤボックス全体の部分断面図である。
【図３】主制御弁およびアシスト制御弁の断面図であ
る。
【図４】主制御弁の軸方向に直交する平面での断面図で
あって、主制御弁の弁構造の説明図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】操舵トルクと絞り部の開口面積との関係を示す
グラフである。
【図７】操舵トルクとパワーシリンダ機構の油室の油圧
との関係を示すグラフである。
【図８】操舵トルクと操舵力との関係を示すグラフであ
る。
【図９】特定の車速において、圧力センサにより検出さ
れた油圧に対するアシスト制御弁の設定弁開度を設定す
る弁開度マップである。
【符号の説明】
１…ポンプ装置、２…リザーバ、３…ギヤボックス、４
…電子制御ユニット、５…車速センサ、６…機関回転数
センサ、７…圧力センサ、８…油圧ポンプ、９…流量制
御弁、10…固定オリフィス、11…リリーフ弁、12…吸入
路、13…吐出路、14…供給路、15…戻し路、16…還流
路、17…ラック軸、18…ハウジング、19…弁ハウジン
グ、20…タイロッド、21…パワーシリンダ機構、22…パ
ワーシリンダ、23…パワーピストン、24，25…油室、26
…入力軸、27…トーションバー、28…出力軸、29…主制
御弁、31…排油ポート、32…アシスト制御弁、33…弁ボ
ディ、34…スプール、35…戻しばね、36…ソレノイド、
37…油路、38…接続ポート、39…油路、40…制御溝、41
…油路、42…接続ポート、43…油路、44…回転弁体、45
…スリーブ、46a，46b…流入溝、47…戻り溝、48a，48b
…ランド、49a，49b…ランド、50…中心孔、51，52…油
路、53，54…流入路、55a，55b…制御溝、56a，56b…制
御溝、57a，57b…給排路、58…接続ポート、59…油路、
60…給排ポート、61…油路、62…接続ポート、63…油
路、64…給排ポート、65…油路、66a，66b…制御部、67
a，67b…エッジ、68a，68b…絞り部、69a，69b…制御
部、70a，70b…エッジ、71a，71b…絞り部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 127:00 Ｂ６２Ｄ 127:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC05 CC08 CC48 DA23 DA49 DA52 DB11 DC33 DC34 DD01 DD10 EB11 EC05 GG01 3D033 EB06 FD06 FD09 FD12

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステアリングホイールに連動する入力部
    材と、該入力部材に相対移動自在に結合された出力部材
    と、該出力部材に連動して転舵輪を転舵する転舵機構
    と、前記入力部材と前記出力部材との相対移動に基づい
    て弁開度がそれぞれ制御される第１弁部と第２弁部とを
    有する主制御弁と、作動流体が給排される作動室の流体
    圧に応じて前記転舵機構に付与する操舵補助力を発生す
    るパワーシリンダ機構と、一定流量の作動流体を吐出す
    るポンプ装置と前記主制御弁とを連通する第１流路と、
    該第１流路から分岐してアシスト制御弁および前記主制
    御弁を介して低圧部と連通する第２流路と、該アシスト
    制御弁を制御する制御ユニットとを備え、前記第１弁部
    は、前記第１流路の作動流体の前記作動室への供給量を
    制御し、前記第２弁部は、前記アシスト制御弁との共働
    により前記第２流路の作動流体の前記低圧部への排出量
    を制御する車両用流体圧式パワーステアリング装置にお
    いて、 車速を検出する車速センサと、前記第１流路の作動流体
    の流体圧を検出する圧力センサとが設けられ、前記制御
    ユニットは、前記アシスト制御弁の弁開度を、該車速セ
    ンサにより検出された車速および該圧力センサにより検
    出された流体圧に基づいて設定された設定弁開度に制御
    することを特徴とする車両用流体圧式パワーステアリン
    グ装置。
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