JP2532081B2 - パワ−ステアリングの油圧制御装置 - Google Patents

パワ−ステアリングの油圧制御装置

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JP2532081B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、パワーステアリングの油圧制御装置、特
に車速等の外部信号に応動してパワーシリンダに供給す
る流体圧を変化させるようにした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〕
従来の車速感応形のパワーステアリングの油圧制御装
置としては、例えば特公昭56−38430号公報に記載され
ているものがある。
この従来例は、パワーシリンダと並列にバイパス流路
を形成し、このバイパス流路に車速に応動するソレノイ
ドバルブを介装して、停車速時にソレノイドバルブを全
閉状態としてバイパス流路を閉塞することによってパワ
ーシリンダで発生する操舵補助トルクを大きくし、この
低車速状態から車速の増加に伴って徐々にソレノイドバ
ルブのオリフィスを開状態としてバイパス流路を流れる
流量を増加させてパワーシリンダで発生する操舵補助ト
ルクを小さくする所謂流量制御方式を採用している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来のパワーステアリングの油圧
制御装置にあっては、パワーシリンダに並列に介装した
バイパス流路にソレノイドバルブを介装し、このソレノ
イドバルブを車速に応じて制御することにより、バイパ
ス流路の流量を制御するように構成されているが、バイ
パス流路を流れる作動油は、ステアリングホイールの右
転舵及び左転舵によって流れの方向が逆方向となって、
ソレノイドバルブに形成したオリフィスに双方向に流れ
ることになるため、オリフィスの双方向の特性を同じに
する必要があり、同じ特性にするためには極めて精度の
良い加工を行わなければならず、製造コストが嵩むこと
になる。よって、低コストの通常の加工においては、流
量係数が双方向で異なってしまい、この流量係数の相違
により差圧特性が異なることになり、右転舵及び左転舵
でパワーシリンダで発生する操舵補助トルクが異なる値
となって、右転舵及び左転舵における油圧特性を等しく
制御することが困難である問題点があった。
また、前記の解決手段として右転舵と左転舵時に各々
一方向のみに流体がながれる2つの車速感応性ソレノイ
ドバルブを設ける方法も考えられるが、この場合車速に
応動するソレノイドバルブが2つ必要となり、製造コス
トが上昇すると共に、油圧制御装置全体が大型化して車
両への搭載性が悪化するという未解決の問題点があっ
た。
さらに、これを解決するために、ソレノイドバルブを
2つのオリフィスを有する構成とすることも考えられる
が、このようにした場合には、ソレノイドバルブ自体は
1つで済むが、両オリフィスを同一特性に調整すること
が難しく、両者のマッチングが困難となる新たな問題点
が生じる。
そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目して
なされたものであり、油圧ブリッジ回路の左操舵用高圧
油路及び右操舵用高圧油路の他端とリザーブタンクに一
端が接続された外部制御可変絞りとの間に操舵用高圧油
路を選択する切換弁をを設けることによって、外部制御
可変絞りに対する流体の流れを単方向化することより、
上記従来例の問題点を解決することが可能なパワーステ
アリングの油圧制御装置を提供することを目的としてい
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、この発明は、4つの流路
を環状に接続して油圧ブリッジ回路を構成し、前記各流
路に操舵トルクに応動する可変絞りを設けると共に、前
記油圧ブリッジ回路の一方の対角線上の接続点間にパワ
ーシリンダの左右の圧力室を接続し、他方の対角線上の
一方の接続点を流体圧源に、他方をリザーブタンクにそ
れぞれ接続したパワーステアリングの油圧制御装置であ
って、前記左圧力室の上流及び下流に配設された可変絞
りと当該左圧力室とで挟まれる油圧ブリッジ回路の左操
舵用高圧油路部に一端が接続された左操舵用バイパス流
路と、前記右圧力室の上流及び下流に配設された可変絞
りと当該右圧力室とで挟まれる油圧ブリッジ回路の右操
舵用高圧油路部に一端が接続された右操舵用バイパス流
路と、一端が前記両操舵用バイパス流路の他端に接続さ
れ、他端が第3バイパス流路を介して前記リザーブタン
クに接続されると共に、前記両操舵用高圧油路部圧力に
応じて前記両操舵用バイパス流路の一方を第3バイパス
流路に選択的に切換える切換弁と、前記第3バイパス流
路に操舵トルク以外の外部信号によって絞り面積が制御
される外部制御可変絞りとを備えたことを特徴としてい
る。
〔作用〕
この発明においては、ステアリングホイールの左操舵
時に、油圧ブリッジ回路に接続されたパワーシリンダの
左圧力室に連通する左操舵用高圧油路が高圧力となり、
この高圧力によって切換弁が左操舵用高圧油路に一端が
接続された左操舵用バイパス流路側に切換えられ、左操
舵用高圧油路の圧力が左操舵用バイパス流路、切換弁及
び車速等の外部制御信号によって絞り面積が制御される
外部制御可変絞りを介し、さらに第3のバイパス流路を
通ってリザーブタンクにバイパスされる。
一方、ステアリングホイールの右操舵時に、油圧ブリ
ッジ回路に接続されたパワーシリンダの右圧力室に連通
する右操舵用高圧油路が高圧力となり、この高圧力によ
って切換弁が右操舵用高圧油路に一端が接続された右操
舵用バイパス流路側に切換えられ、右操舵用高圧油路の
圧力が右操舵用バイパス流路、切換弁及び車速等の外部
制御信号によって絞り面積が制御される外部制御可変絞
りを介し、さらに第3のバイパス流路を通ってリザーブ
タンクにバイパスされる。
これらによって、油圧ブリッジ回路に接続されたパワ
ーシリンダの左右の油圧室間の差圧を制御してパワーシ
リンダの油圧特性を外部信号に応じて適宜変更する。
このとき、両操舵用バイパス流路を流れる作動流体の
流れは、切換弁によって外部制御可変絞りに対して単方
向化され、ステアリングホイールの左転舵及び右転舵に
よって外部制御可変絞りに対する作動流体の流れが逆方
向となることがなく、一つの外部制御可変絞りで外部信
号に応じてパワーシリンダで発生する操舵補助トルクを
変化させることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図はこの発明の第1実施例を示す油圧系統図であ
る。
図中、10は油圧源としての油圧ポンプ、11はリザーブ
タンクであって、これら油圧ポンプ10及びリザーブタン
ク11間には、ステアリングギヤ機構に対して操舵補助ト
ルクを発生するパワーシリンダ12を制御するためのコン
トロールバルブ13が介挿されている。
このコントロールバルブ13は、4つの流路L1〜L4が環
状に接続された油圧ブリッジ回路14を有し、その一方の
対角線上の接続点CA1及びCA2が油圧ポンプ10及びリザー
ブタンク11にそれぞれ接続され、他方の対角線上の接続
点CB1及びCB2が操舵補助トルクを発生するパワーシリン
ダ12の左右の圧力室12L及び12Rにそれぞれ接続され、ス
テアリングホイール15の右転舵又は左転舵操作に対応し
て、油圧ポンプ10からの作動油が接続点CA1と接続点CB1
及びCB2との間の流路L1及びL2を介して左右の圧力室12L
及び12Rに圧力差を持って作用するように構成されてい
る。
流路L1及びL2には、可変オリフィスで構成される、第
1の可変絞り1R,1Lが介挿され、流路L3及びL4には、同
様に可変オリフィスてだ構成される第1の可変絞り2R及
び2Lが介挿されている。また、流路L3及びL4の第1の可
変絞り2R及び2Lの下流側にこれらと直列に第2の可変絞
り3R及び3Lが介挿され、これら第2の可変絞り3R及び3L
と第1の可変絞り2R及び2Lとの接続点CC1及びCC2がそれ
ぞれ外部制御ユニット16の入力側に接続されている。
そして、前記第1の可変絞り1L,1R及び3L,3R並びに第
2の可変絞り2L,2Rは、ステアリングホイール15の例え
ば右方向の操舵によって第1の可変絞り1R,3R及び第2
の可変絞り2Rの3つが、左方向の操舵によって第1の可
変絞り1L,3L及び第2の可変絞り2Lの3つがそれぞれ連
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
縮小する方向に変化するように構成されている。すなわ
ち、ステアリングホイール15の転舵操作によって、発生
する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、各絞り1R,1L;2R,2L及び3R,3Lの絞り面積
A1;A2及びA3が変化する。ここで、各絞り1R,1L,3R,3L
及び2R,2Lの操舵トルクTに対する絞り面積特性は、そ
れぞれ第2図(a)及び(b)に示すように選定されて
いる。
すなわち、第1の可変絞り1R,1L及び3R,3Lのそれぞれ
については、第2図(a)に示す如く、操舵トルクTの
値が所定値T1に達するまでは、直線11で示す如く操舵
トルクTの増加に伴って絞り面積が比較的急激に低下
し、所定値T1を越えると略零に近い絞り面積となるよう
に低車速用特性に選定されている。
また、第1の可変絞り2R,2Lのそれぞれについては、
第2図(b)に示す如く、操舵トルクTの所定値T1より
小さい所定値T1′に達するまでは、前記第1の可変絞り
1R,1Lの直線l11に比較して緩やかな傾斜の直線l21で示
す如く比較的急激に絞り面積が低下し、所定値T1′から
所定値T2までの間は比較的緩やかな直線l22で示す如く
比較的緩やかに絞り面積が低下し、所定値T2を越えると
略零に近い絞り面積となるように高車速特性に選定され
ている。
外部制御ユニット16は、第3図に示すように、切換弁
17と外部制御可変絞り21とで構成されている。
切換弁17は、所定間隔を保って形成された2つの入力
ポート18a及び18bとこれら入力ポート18a及び18b間の中
央位置に形成された1つの出力ポート18cと円筒状の空
間であるスプール収納部18dとを有する弁ハウジング18
と、この弁ハウジング18のスプール収納部18dに摺動自
在に配設されたスプール19とを備えている。また、スプ
ール収納部18dのスプール19によって画成される左右の
圧力室18e,18fにそれぞれ入力ポート18g,18hが形成さ
れ、これら入力ポート18g及び18hが油圧ブリッジ回路14
の接続点CC2及びCC1にそれぞれ接続されていると共に、
入力ポート18a及び18bが油圧ブリッジ回路14の接続点C
C1及びCC2に接続されている。
スプール19は、軸方向両端の大径部19a,19bとこれら
間に形成された小径部19cとで構成され、その大径部19
a,19bの外端面と弁ハウジング18のスプール収納部18dを
形成する側壁との間に介挿された復帰スプリング20a及
び20bによって通常状態では中立位置に保持され、この
中立位置で大径部19a,19bの外周面によって入力ポート1
8a及び18bがそれぞれ閉塞されている。
外部制御可変絞り21は、ソレノイドバルブで構成さ
れ、切換弁17の出力ポート18cと油圧ブリッジ回路14の
リザーブタンク11に連通する接続点CA2との間の第3バ
イパス流路L6に介挿されており、前記操舵トルクに応動
する可変絞り1L,1R〜3L,3Rとは関連せず独立して車速に
応じて絞り面積A4が制御される。すなわち、車速センサ
22からの車速検出信号VDが制御ユニットUに供給され、
この制御ユニットUで車速検出信号VDの値に応じた電流
値の励磁電流IVに変換され、この励磁電流IVが外部制御
可変絞り21に供給されることによって、その絞り面積A4
が第2図(c)に示す如く車速Vの増加に伴って緩やか
なS字状曲線に沿って増加するように選定されている。
次に、上記実施例の動作を説明する。今、車両が停車
状態にあってステアリングホイール15を操舵しておら
ず、転舵輪が直進走行状態の中立位置にあるものとす
る。この状態では、コントロールバルブ13の可変絞り1
L,1R〜3L,3Rの全てが全開状態となっており、油圧ポン
プ10から供給される所定油圧の作動油は、その全量がコ
ントロールバルブ13の油圧ブリッジ回路14に供給される
が、この油圧ブリッジ回路14の流路L1及びL4と流路L2
びL3とに等しい流量で分流されるので、パワーシリンダ
12の左右の圧力室12L,12Rは、同圧となって両者間に差
圧を生じることがなく、このパワーシリンダ12で操舵補
助トルクは何ら発生することはく、転舵輪は直進走行状
態を維持する。
一方、油圧ブリッジ回路14の流路L3及びL4における接
続点CC1及びCC2間の差圧も等しいので、外部制御ユニッ
ト16における切換弁17の左右の圧力室18e及び18fの圧力
が等しくなり、スプール19が中立位置に保持されるの
で、入力ポート18a及び18bが閉塞状態となり、且つ車速
センサ22で検出される車速Vが零であり、外部制御可変
絞り21の絞り面積A4が零となって、全閉状態となってい
る。したがって、流路L3及びL4において可変絞り2L,3L
及び2R,3Rが直列関係となっている。
この停車状態で、ステアリングホイール15を例えば右
切りして所謂据切り状態とすると、そのときのステアリ
ングホイール15に作用する操舵トルクに応じて絞り1R〜
3Rが互いに連動してそれらの絞り面積A1〜A3が縮小方向
となるが、他方の絞り1L〜3Lは全開状態を維持する。
したがって、流路L2については第1の可変絞り1Lが介
挿されていない単なる流路の状態となり、同様に流路L4
についても第2の可変絞り2L及び第1の可変絞り3Lが介
挿入されていない単なる流路の状態となり、油圧ブリッ
ジ回路14の等価油圧回路は、第4図(a)に示すように
なる。
この第4図(a)において、流路L3においては、第2
の可変絞り2Rと第1の可変絞り3Rとが直列関係に接続さ
れているので、これら2つの絞り2R,3Rを第4図(b)
に示す如く単一の等価可変絞りOAとみなすと、その絞り
面積AAは次式で表すことができる。
ここで、第2の可変絞り2Rと第1の可変絞り3Rとは、
同一操舵トルクTに対して第1の可変絞り3Rの絞り面積
A3の方が小さく選定されているので、流路L3における絞
り面積は、第1の可変絞り3Rの絞り面積A3が支配的とな
り、操舵トルクTの増加に伴う閉じ切りが早くなる。
、据切り状態では、パワーシリンダ12はこれと並列に介
挿された等価可変絞りOBの存在により、第5図で実線図
示の直線lLで示す如く、所定値T1以上の操舵トルクTが
入力されたときに、右油圧室12Rに最大油圧が供給さ
れ、左油圧室12Lはリザーブタンク11のドレン圧となる
ので、その差圧が大きくなり、これに応じてパワーシリ
ンダ12で発生する操舵補助トルクが大きくなって、ステ
アリングホイール15の転舵操作を軽く行うことができ
る。このとき、外部制御ユニット16の切換弁17におい
て、流路L3側の油圧が流路L4側の油圧に比較して高くな
り、スプール19が左動して入力ポート18aが開くことに
なるが、車両が停車状態であるので、外部制御可変絞り
21は全閉状態を維持し、油圧ブリッジ回路14の接続点C
C1及び接続点CA2間にバイパス路が形成されることはな
い。
一方、車両が高車速で走行しているときには、車速セ
ンサ22から高車速検出信号VDが出力されるので、制御ユ
ニットUから比較的高電流値の励磁電流IVが出力され
る。このため、外部制御ユニット16の外部制御可変絞り
21が全開状態となり、単なる油路とみなすことができ
る。このとき、ステアリングホイール15を転舵していな
い状態で操舵トルクTが零であるときには、コントロー
ルバルブ13の各絞り1L,1R〜3L,3Rが前記据切り時と同様
に全開状態を維持し、パワーシリンダ12の両油圧室12L,
12R間には、差圧が生じることがなく、このパワーシリ
ンダ12で操舵補助トルクを発生することはない。
しかしながら、このステアリングホイール15の非転舵
状態から、例えば右切りして右旋回状態とすると、前述
したようにコントロールバルブ13の可変絞り1R〜3Rの絞
り面積が縮小方向となり、可変絞り1L〜3Lが全開状態を
維持する。したがって、流路L3の接続点CC1の圧力が流
路L4の接続点CC2の圧力に比較して高くなるので、外部
制御ユニット16における切換弁17のスプール19が左動し
て入力ポート18aを開く。このとき、入力ポート18aが全
開状態となると、接続点CC1の圧力がリザーブタンク11
のドレン圧となり、接続点CC2の圧力と等しくなるた
め、スプール19は接続点CC1及びCC2間に適度の差圧を生
じる位置に安定することになり、入力ポート18aとスプ
ール19との間に絞りが介挿された状態となって完全なバ
イパス流路を形成することができないが、この絞りの絞
り面積は復帰スプリング20a及び20bの押圧力を比較的小
さく設定することにより、無視し得る程度に小さくする
ことができる。
したがって、油圧ブリッジ回路14の等価油圧回路は、
第6図(a)に示すように、流路L3の第1の可変絞り3R
と並列に右操舵用バイパス流路L5が形成されることにな
る。そして、このバイパス流路L5の絞り面積と第1の可
変絞り3Rの絞り面積A3とを合算した絞り面積は、十分に
大きな絞り面積となるので、両者を単なる油路とみなす
ことができ、流路L3には第2の可変絞り2Rのみが介挿さ
れていることと等価となり、第6図(b)に示すように
なる。
この第6図(b)において、パワーシリンダ12に対し
て第1の可変絞り1Rと第2の可変絞り2Rとが並列関係と
なるので、第6図(c)に示す如く、両者の絞り面積A1
及びA2を合算した絞り面積AC(=A1+A2)の等価可変絞
りCCとみなすことができる。
この第6図(c)から明らかなように、高速走行状態
でのステアリングホイール15の転舵時には、パワーシリ
ンダ12はこれと並列に介挿された等価可変絞りOCの存在
により、第5図で鎖線図示の曲線lHで示す如く、所定値
T1以上の操舵トルクTが入力されたときに、右油圧室12
R及び左油圧室12L間の差圧Pが小さくなり、これに応じ
てパワーシリンダ12で発生する操舵補助トルクが小さく
なって、ステアリングホイール15の転舵操作を重くする
ことができ、急操舵を防止して操縦安定性を確保するこ
とができる。
さらに、車両が据切り及び高速走行状態の中間の車速
で走行している状態では、そのときの車速に応じて外部
制御弁16における外部制御可変絞り21の絞り面積A4が高
速走行時の状態から縮小することになる。したがって、
ステアリングホイール15を右切りしたときに、流路L3
おいてバイパス流路L5と第2の可変絞り3Rとが並列関係
となり、これらの等価可変絞りODはその絞り面積ADが外
部制御可変絞り21の絞り面積A4と第1の可変絞り3Rの絞
り面積A3との和の絞り面積AD(=A4+A3)で表され、こ
れが高速走行状態に比較して小さな値となるので、流路
L3に第2の可変絞り2Rと等価可変絞りODとが直列に介挿
されることになり、これらの等価絞り面積OEが高速走行
状態及び据切り状態の中間の値となり、結局パワーシリ
ンダ12の左右の油圧室12L,12R間の差圧が据切り状態及
び高速走行状態の中間の車速に応じた値となって、パワ
ーシリンダ12で発生される操舵補助トルクも両者の中間
の車速に応じた値となる。
また、据切り時、高車速走行時及び中間車速走行にお
いて、ステアリングホイール15を左切りすると、これに
応じて可変絞り1L〜3Lの絞り面積が縮小方向となり、可
変絞り1R〜3Rの絞り面積が全開状態を維持するので、パ
ワーシリンダ12の左油圧室12Lが高圧側、右油圧室12Rが
低圧側とそれぞれなるので、パワーシリンダ12で左転舵
を補助する操舵補助トルクを発生させると共に、油圧ブ
リッジ回路14の接続点CC2が高圧側、接続点CC1が低圧側
とそれぞれなるので、外部制御ユニット16における切換
弁17のスプール19が右動して入力ポート18bを開状態と
して、流路L4における第1の可変絞り3Lに対する左操舵
用バイパス流路L7(第1図参照)が形成される。
このように、第1の実施例によると、据切り時の除く
他の走行状態で、ステアリングホイール15の右切り及び
左切りの何れの転舵操作によっても、外部制御弁16の切
換弁部17によって油圧ブリッジ回路14の接続点CC1及びC
C2からの作動油が単方向の流れとして外部制御可変絞り
21に供給されることになり、1つの外部制御可変絞り21
でステアリングホイール15の右切り及び左切りの何れの
転舵操作によっても同一絞り特性を得ることができる。
次に、この発明の第2実施例を第7図について説明す
る。
この第2実施例は、外部制御ユニット16における切換
弁17の構成を簡易化するようにしたものである。
すなわち、第7図に示すように、入力ポート18aが油
圧ブリッジ回路14の接続点CC2に、入力ボート18bが接続
点CC1にそれぞれ接続されると共に、弁ハウジング18に
形成された入力ポート18g及び18hが省略され、且つ切換
弁17のスプール19をその中立位置で入力ポート18a及び1
8bをそれぞれ全開状態とするように、大径部19a,19bの
外端面間距離が選定され、且つ中心部に比較的絞り面積
の大きい固定絞りを兼ねる貫通油路19iが形成され、こ
の貫通油路19iと小径部19cとの間に連通孔19jが形成さ
れていることを除いては第1実施例と同様に構成され、
第3図との対応部分には同一符号を付しその詳細説明は
これを省略する。
この第2実施例によると、接続点CC1及びCC2間に差圧
が生じ、例えばステアリングホイール15を左切りして接
続点CC2が高圧側、接続点CC1が低圧側となると、貫通油
路19iが固定絞りを兼ねている関係で、スプール19が右
動することになり、入力ポート18bが閉状態となって、
前記第1実施例と同様の切換弁としての機能を発揮させ
ることができ、しかもこの場合には、入力ポート18g及
び18hが省略されていることにより、切換弁17に対する
油圧配管又は油路を2本分削減することができ、切換弁
17の構造を簡易化することができる利点がある。
次に、この発明の第3実施例を第8図について説明す
る。
この第3実施例は、外部制御ユニット16における切換
弁17と外部制御可変絞り21とを一体に形成することによ
り外部制御ユニットの構成をより簡易化するようにした
ものである。
すなわち、第8図に示すように、切換弁17のスプール
19が比較的絞り面積の小さい固定絞りを兼ねる貫通油路
19iを形成した円筒状に形成し、且つ弁ハウジング18の
出力ポート18cが左圧力室18eの左側面に形成され、弁ハ
ウジング18のスプール収納部18cの左側に出力ポート18c
と連通する外部制御可変絞り21が一体に形成されてい
る。この外部制御可変絞り21は、切換弁17の出力ポート
18cに連通路24を介して連通するバルブ室25と、このバ
ルブ室25の連通路24との境界位置に形成された弁座26に
対して進退自在に配設されたニードル27と、このニード
ル27を制御ユニットUから供給される励磁電流IVによっ
て進退駆動する比例ソレノイド28とで構成されている。
この第3実施例によると、比例ソレノイド28の励磁電
流を車速に応じて制御することにより、ニードル27と弁
座26との間隙が制御されて可変絞りが構成され、一方切
換弁17はその出力ポート18cが左圧力室18eに設けられて
いることを除いては、前記第2実施例と同様の構成を有
するので、この第2実施例と同様の油路切換機能を発揮
することができる。その結果、外部制御ユニットとして
の機能は第2実施例と同様でありながら、切換弁17と外
部制御可変絞り21とを同一弁ハウジング18内に一体に形
成したことにより、外部制御ユニット16の組付が容易と
なると共に、外部制御ユニット16全体の構成を簡易小型
化することができ、点検整備作業を容易に行うことがで
きる利点がある。
なお、この第3実施例においては、外部制御可変絞り
21としてニードルバルブを適用した場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、第9図に示すよ
うに、ニードルバルブに代えて比例ソレノイド28によっ
て摺動されるスプール30及び復帰スプリング31で構成さ
れるスプールバルブを適用することもできる。
次に、この発明の第4実施例を第10図及び第11図につ
いて説明する。
この第4実施例においては、第10図及び第11図に示す
如く、前記第1実施例の外部制御ユニット16における切
換弁17のスプール19を摺動させる差圧源として油圧ブリ
ッジ回路14の接続点CC1及びCC2間の差圧を利用する場合
に代えて、パワーシリンダ12の左右の油圧室12L,12Rの
差圧を利用するようにしたことを除いては前記第1実施
例と同様の構成を有し、第1図及び第3図との対応部分
には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
この第4実施例によると、ステアリングホイール15の
右切り時には、切換弁17の入力ポート18aが全開状態
に、左切り時には入力ポート18bが全開状態にそれぞれ
切換えられるので、前記第1実施例と同様の動作を行う
ことができ、しかも外部制御ユニット16における切換弁
17のスプール19がパワーシリンダ12の左右油圧室12L及
び12R間の差圧によって摺動制御されるので、油圧ブリ
ッジ回路14の接続点CC1及びCC2間の差圧に比較して大き
な差圧を使用することができるので、復帰スプリング20
a,20bの押圧力を大きくして応答性を向上させることが
できると共に、高車速走行状態で、外部制御可変絞り21
が全開状態となったときに、入力ポート18a及び18bの何
れか一方を全開状態に、他方を全閉状態に制御すること
ができ、ステアリングホイール15を右切りした状態での
流路L3の第1の可変絞り3R及びステアリングホイール15
を左切りした状態での流路L4の第1の可変絞り3Lを、絞
り部の殆どないバイパス流路でバイパスすることができ
る等の利点がある。
次に、この発明の第5実施例を第12図について説明す
る。
この第5実施例は、外部制御ユニット16の切換弁17を
2つの逆止弁を組み合わせて構成したものである。
すなわち、第12図に示すように、油圧ブリッジ回路14
の流路L3及びL4の接続点CC1及びCC2と外部制御可変絞り
21との間の右操舵用バイパス流路L5及び左操舵用バイパ
ス流路L7にそれぞれ外部制御可変絞り21に対する流れを
許容し、その逆方向の流れを遮断するインラインチェッ
ク弁、アングルチェック弁等の逆止弁50及び51が介挿さ
れ、これら逆止弁50,51で油圧ブリッジ回路14の圧力に
応動する切換弁17が構成されていることを除いては前記
第1実施例と同様の構成を有する。
この第5実施例によると、ステアリングホイール15の
右切り時には、逆止弁50が開き、逆止弁51が閉じて右操
舵用バイパス流路L5が連通状態に、左切り時には逆止弁
51が開き、逆止弁50が閉じて左操舵用バイパス流路L7
連通状態にそれぞれ切換えられるので、前記第1実施例
と同様の動作を行うことができ、しかも切換弁17が2つ
の逆止弁で構成されているので、スプール弁構成に比較
して構成をより簡易化することができる利点がある。
なお、上記第1〜第5実施例においては、外部制御ユ
ニット16を車速に応じて制御する場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、第13図に示す如
く、制御ユニットUに車速センサ22の車速検出信号VD
代えて運転席の近傍に設けたロータリスイッチ、可変抵
抗器等で構成される操舵トルク選択器40の選択信号を供
給し、この操舵トルク選択器40を操作することにより、
制御ユニットUから出力する励磁電流IVの値を任意に変
更可能に構成して、運転者の好みに応じて油圧ブリッジ
回路14全体の等価絞り面積を任意に変更し、任意の操舵
補助トルクをパワーシリンダ12によって発生させるよう
にしてもよい。
また、第14図に示すように、路面の摩擦係数を検出す
る摩擦係数センサ41を設け、この摩擦係数センサ41の摩
擦係数検出値に応じて制御ユニットUからの励磁電流を
変更することにより、路面の摩擦係数に応じて最適な操
舵補助トルクをパワーシリンダ12で発生させるようにし
てもよい。すなわち、摩擦係数センサ41からの摩擦係数
検出値が制御ユニットUに供給され、この制御ユニット
Uで励磁電流IVの値を低摩擦係数時には比較的大きな値
に、高摩擦係数時には小さな値に、それらの中間の摩擦
係数時には両者の中間の値にそれぞれ制御する。ここ
で、摩擦係数センサ41としては、ワイパスイッチと連動
する切換スイッチ、雨滴センサ等の間接的に路面摩擦係
数を検出するもの、或いは車両の前輪及び後輪の回転数
を検出し、両者の回転数差を算出して摩擦係数を算出し
たり、駆動輪のスプラッシュ量を検出して摩擦係数を算
出したりして直接的に路面摩擦係数を検出するもの等を
適用し得る。この場合、路面摩擦係数によってのみ外部
制御ユニット16を制御する場合に限らず車速に応じて算
出した励磁電流値を摩擦係数センサ41の摩擦係数検出値
で補正するようにしてもよい。
その他、車両の加減速装置の作動を検出するセンサを
設け、このセンサの検出値に基づき車両の加減速の頻度
を算出し、これによって車両の走行状態を判断して外部
制御ユニット16を車速によって制御する場合の車速感応
パターン即ち第2図(c)の車速に対する絞り面積特性
を変更するようにしてもよく、さらには、ステアリング
ホイール15の操舵角を検出する操舵角センサとその出力
を微分して操舵角速度を算出する操舵角速度算出手段と
を設け、操舵角センサの操舵角検出値及び操舵角速度算
出手段の操舵角速度算出値に基づき前記車速感応パター
ンを変更して急転舵を防止し、操縦安定性を向上させる
ようにしてもよく、またさらに、車両前輪荷重を検出す
る荷重センサを設け、前輪荷重の変化に応じて外部制御
ユニット16を制御するようにしてもよい。
さらに、上記実施例においては、油圧ブリッジ回路14
におけるパワーシリンダ12の下流側の流路L3及びL4に第
2の可変絞り2R及び2Lを介挿した場合について説明した
が、第2の可変絞り2R,2Lを介挿せず、第1の可変絞り1
R,2R,1L,2Lのみを有しパワーシリンダ12と並列にバイパ
ス流路を形成した所謂流量制御形式のパワーステアリン
グに適用してもよいことは言うまでもない。
また、パワーシリンダ12の上流側の流路L1及びL2に第
1の可変絞り1R及び1Lと直列に第1の可変絞り3R及び3L
を介挿し、これらの接続点間に外部制御ユニット16を介
挿してもよく、またパワーシリンダ12と並列にバイパス
流路を形成し、このバイパス流路に外部制御ユニット16
を介挿するようにしてもよく、要はバイパス流路の流量
を制御することにより、パワーシリンダ12の左右の圧力
室12L,12R間の差圧を制御するように構成されていれば
よいものである。
またさらに、上記各実施例においては、ステアリング
ギヤ機構としてラックアンドピニオン式を適用した場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
他の形式のステアリングギヤ機構を適用し得ることは言
うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、一端が左及
び右操舵用高圧油路部に接続された左及び右操舵用バイ
パス流路の他端に両者の一方をリザーブタンクに連通す
る第3バイパス流路に介挿された操舵トルク以外の外部
制御信号に応動する外部制御可変絞りに接続し、この外
部制御可変絞りを外部信号によって制御することによ
り、油圧ブリッジ回路に接続されたパワーシリンダの左
右の圧力室間の差圧を制御するように構成したので、切
換弁で左操舵用バイパス流路及び右操舵用バイパス流路
の作動流体流れを単方向化し、これを外部制御可変絞り
に供給して、バイパス流量を制御することができ、1つ
の外部制御可変絞りを設けるのみでよく、外部制御系の
構成を簡易化することができ、製造コストの低減、車両
搭載性の向上及び信頼性の向上を図ることができると共
に、絞り特性の設計の自由度が向上するうえ、絞り特性
の調整を容易に行うことができ、逆方向の流れを考慮す
る必要がないので、制御幅,感度を自由に設定すること
ができ、パワーシリンダの左右油圧室間の差圧の制御を
最適に行うことができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例を示す油圧系統図、第2
図(a)〜(c)は、それぞれこの発明に適用し得る第
1の可変絞り、第2の可変絞り及び外部制御可変絞りの
操舵トルクに対する絞り面積特性を示す特性線図、第3
図は第1実施例に適用し得る外部制御弁の一例を示す断
面図、第4図(a)〜(c)は第実施例の据切り時の動
作の説明に供する等価油圧回路図、第5図は据切り時、
中速走行時及び高速走行時における操舵トルクに対する
パワーシリンダの油圧特性を示す特性線図、第6図
(a)〜(c)はそれぞれ第1実施例の高速走行時の動
作の説明に供する等価油圧回路図、第7図はこの発明の
第2実施例を示す断面図、第8図はこの発明の第3実施
例を示す断面図、第9図は第3実施例の変形例を示す断
面図、第10図はこの発明の第4実施例を示す油圧系統
図、第11図は第4実施例に適用し得る外部制御弁の一例
を示す断面図、第12図はこの発明の第5実施例を示す油
圧系統図、第13図及び第14図はそれぞれこの発明の他の
実施例を示す油圧系統図である。 図中、L1〜L4は流路、L5は右操舵用バイパス流路、L6
第3バイパス流路、L7は左操舵用バイパス流路、1L,1R,
3L,3Rは第1の可変絞り、2L,2Rは第2の可変絞り、10は
油圧ポンプ、11はリザーブタンク、12はパワーシリン
ダ、12L,12Rは圧力室、13はコントロールバルブ、14は
油圧ブリッジ回路、15はステアリングホイール、16は外
部制御ユニット、17は切換弁、18は弁ハウジング、19は
スプール、21は外部制御可変絞り、22は車速センサ、U
は制御ユニット、40は操舵トルク選択器、41は摩擦係数
センサ、50,51は逆止弁である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】4つの流路を環状に接続して油圧ブリッジ
    回路を構成し、前記各流路に操舵トルクに応動する可変
    絞りを設けると共に、前記油圧ブリッジ回路の一方の対
    角線上の接続点間にパワーシリンダの左右の圧力室を接
    続し、他方の対角線上の一方の接続点を流体圧源に、他
    方をリザーブタンクにそれぞれ接続したパワーステアリ
    ングの油圧制御装置であって、前記左圧力室の上流及び
    下流に配設された可変絞りと当該左圧力室とで挟まれる
    油圧ブリッジ回路の左操舵用高圧油路部に一端が接続さ
    れた左操舵用バイパス流路と、前記右圧力室の上流及び
    下流に配設された可変絞りと当該右圧力室とで挟まれる
    油圧ブリッジ回路の右操舵用高圧油路部に一端が接続さ
    れた右操舵用バイパス流路と、一端が前記両操舵用バイ
    パス流路の他端に接続され、他端が第3バイパス流路を
    介して前記リザーブタンクに接続されると共に、前記両
    操舵用高圧油路部圧力に応じて前記両操舵用バイパス流
    路の一方を第3バイパス流路に選択的に切換える切換弁
    と、前記第3バイパス流路に操舵トルク以外の外部信号
    によって絞り面積が制御される外部制御可変絞りとを備
    えたことを特徴とするパワーステアリングの油圧制御装
    置。
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