JP3073603B2 - 油圧式パワーステアリングの油圧制御装置 - Google Patents

油圧式パワーステアリングの油圧制御装置

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JP3073603B2
JP3073603B2 JP04133602A JP13360292A JP3073603B2 JP 3073603 B2 JP3073603 B2 JP 3073603B2 JP 04133602 A JP04133602 A JP 04133602A JP 13360292 A JP13360292 A JP 13360292A JP 3073603 B2 JP3073603 B2 JP 3073603B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等車両において
採用される油圧式パワーステアリングの油圧制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】油圧式パワーステアリングの油圧制御装
置の一つとして、特開昭63−166657号公報に
て、全ての車速領域にて操舵トルクに応じてパワーシリ
ンダに供給される作動油を絞り制御する主制御装置と、
この主制御装置に対して並列に設けられて高速の車速領
域にて前記パワーシリンダに供給される作動油を絞り制
御する高速用制御装置とを備えたものが提案されてい
て、高速用制御装置が操舵トルクに応じて作動する一対
の可変絞りとこれらの上流または中間に配設されて低速
及び中速の車速領域にて閉じ高速の車速領域にて開くソ
レノイドバルブによって構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報の
油圧制御装置においては、パワーシリンダに供給される
作動油を絞り制御する制御装置が、主制御装置と高速用
制御装置の二つによって構成されていて、低速と高速で
の各最適操舵特性を確保した上で、低速から高速までの
操舵特性の可変幅を大きくとろうとすると、中速の速度
領域の操舵特性において不連続感が発生し、滑らかに変
化する操舵特性が得られない。したがって、低速から高
速までの操舵特性の可変幅に限界があり、広範囲におい
て最適な操舵特性を得ることが困難である。また、高速
用制御装置が操舵トルクに応じて作動する一対の可変絞
りとこれらの上流または中間に配設されて高速の車速領
域にて開くソレノイドバルブによって構成されているた
め、ソレノイドバルブには高圧が作用し、強度を確保す
るためにソレノイドバルブが大きくなるとともに、異
音,振動が発生しやすい。本発明は、上記した問題に対
処すべくなされたものであり、その目的は最適な操舵特
性が得られる車速領域を広範囲とすること、及び使用す
るソレノイドバルブの小型化及び低異音,低振動化を図
ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、全ての車速領域にて操舵ト
ルクに応じてパワーシリンダに供給される作動油を絞り
制御する主制御装置と、この主制御装置に対して並列に
設けられて高速の車速領域にて前記パワーシリンダに供
給される作動油を絞り制御する高速用制御装置とを備え
た油圧式パワーステアリングの油圧制御装置において、
中速の車速領域にて前記パワーシリンダに供給される作
動油を絞り制御する中速用制御装置を前記主制御装置及
び高速用制御装置に対して並列に設けた。また、前記高
速用制御装置を、操舵トルクに応じて作動する可変絞り
または固定絞りと、これの下流に配設されて低速及び中
速の車速領域にて閉じ高速の車速領域にて開くソレノイ
ドバルブによって構成し、前記中速用制御装置を、操舵
トルクに応じて作動する可変絞りと、これの下流に配設
されて低速の車速領域にて閉じ中速の車速領域にて開く
ソレノイドバルブによって構成した。
【0005】
【発明の作用・効果】本発明による油圧式パワーステア
リングの油圧制御装置においては、低速の車速領域にお
いて主制御装置が機能し、中速の車速領域にて主制御装
置及び中速用制御装置が機能し、高速の車速領域にて主
制御装置,中速用制御装置及び高速用制御装置が機能し
て、各車速領域にてそれぞれ特定の操舵特性が得られ
る。したがって、低速と高速での各最適操舵特性を確保
した上で、低速から高速までの操舵特性の可変幅を大き
くしても、中速の車速領域にて中速用制御装置により操
舵特性が補間され、最適な操舵特性が得られる車速領域
を広範囲とすることができる。また、中速用制御装置及
び高速用制御装置を構成するソレノイドバルブが各絞り
の下流に配設される構成であるため、ソレノイドバルブ
に高圧が作用することはなく、ソレノイドバルブの小型
化及び低異音,低振動化を図ることができる。
【0006】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図1〜図3は車両用の油圧式パワーステアリ
ング装置を示していて、このパワーステアリング装置は
エンジン(図示省略)によって駆動されるポンプ10と
リザーバ20を備えるとともに、ステアリングホイール
31の回転に応じて作動してポンプ10から周知のパワ
ーシリンダ40(ステアリング操作をパワーアシストす
る)に供給される作動油を絞り制御するロータリ式制御
弁30と、この制御弁30と協同してパワーシリンダ4
0に供給される作動油を絞り制御するソレノイドバルブ
50を備えている。
【0007】制御弁30は、ステアリングホイール31
に連結されて一体的に回転するバルブシャフト32と、
この外周に同軸的に配設されてパワーシリンダ40によ
ってパワーアシストされるステアリングリンケージ(図
示省略)に連結されるバルブボディ33と、各端部にて
バルブシャフト32とバルブボディ33にそれぞれ連結
されて操舵トルクに応じて捩り変形しバルブシャフト3
2とバルブボディ33間に相対回転を生じさせる周知の
トーションバー34と、これらを収容するバルブハウジ
ング35等によって構成されていて、バルブシャフト3
2とバルブボディ33間には、3個の制御部Aと2個の
制御部Bと1個の制御部Cが形成されている。
【0008】各制御部Aは、ポンプ10とパワーシリン
ダ40の各油室とリザーバ20をそれぞれ接続する4つ
の流路からなるブリッジ回路と、このブリッジ回路の各
流路に設けた可変絞りARi,ALi,ARo,ALo
によって構成されていて、3個の制御部Aによって全て
の車速領域にて操舵トルクに応じてパワーシリンダ40
に供給される作動油を絞り制御する主制御装置が構成さ
れ、また3個の制御部Aの各可変絞りによって形成され
る開口面積S1はバルブシャフト32とバルブボディ3
3の相対回転角(操舵トルクに対応する)に応じて図4
にて示したように変化する。各制御部Bは、ブリッジ回
路に並列接続されてポンプ10とリザーバ20を接続す
る流路と、この流路に設けた可変絞りBR,BLによっ
て構成されていて、2個の制御部Bの各可変絞りによっ
て形成される開口面積S2はバルブシャフト32とバル
ブボディ33の相対回転角に応じて図4にて示したよう
に変化する。制御部Cは、ブリッジ回路に並列接続され
てポンプ10とリザーバ20を接続する流路と、この流
路に設けた可変絞りCR,CLによって構成されてい
て、この制御部Cの各可変絞りによって形成される開口
面積S3はバルブシャフト32とバルブボディ33の相
対回転角に応じて図4にて示したように変化する。
【0009】ソレノイドバルブ50は、図2にて詳細に
示したように、車速センサ61からの信号に基づいてコ
ンピュータ60により通電を制御されるものであり、低
速の車速領域では全閉で中速の車速領域にて図5にて示
したように開口面積Sbが順次大きくなる中速絞り部5
1と、低速及び中速の車速領域では全閉で高速の車速領
域にて図5にて示したように開口面積Scが順次大きく
なる高速絞り部52を備えている。中速絞り部51は、
制御弁30の両可変絞りBR,BLの下流に配設されて
いて、両可変絞りBR,BLとにより中速の車速領域に
てパワーシリンダ40に供給される作動油を上述した主
制御装置と協同して絞り制御する中速用制御装置を構成
している。また、高速絞り部52は、制御弁30の両可
変絞りCR,CLの下流に配設されていて、両可変絞り
CR,CLとにより高速の車速領域にてパワーシリンダ
40に供給される作動油を上述した主制御装置及び中速
用制御装置と協同して絞り制御する高速用制御装置を構
成している。
【0010】上記のように構成した本実施例において
は、ステアリングホイール31が回転操作されてバルブ
シャフト32がバルブボディ33に対して図3の右方向
へ回転移動した場合には、各制御部Aの両可変絞りAR
i,ARoと各制御部Bの可変絞りBRと制御部Cの可
変絞りCRにて絞り作動がそれぞれ得られ、また逆方向
へ回転移動した場合には、各制御部Aの両可変絞りAL
i,ALoと各制御部Bの可変絞りBLと制御部Cの可
変絞りCLにて絞り作動がそれぞれ得られる。
【0011】しかして、低速の車速領域ではソレノイド
バルブ50の両絞り部51,52が全閉となっているた
め、各制御部Bの可変絞りBR,BLと制御部Cの可変
絞りCR,CLは機能せず、各制御部Aの両可変絞りA
Ri,ARoまたはALi,ALoのみが機能する。ま
た、中速の車速領域ではソレノイドバルブ50の中速絞
り部51は開くものの高速絞り部52は閉じたままであ
るため、制御部Cの可変絞りCR,CLは機能せず、各
制御部Aの両可変絞りARi,ARoまたはALi,A
Loと各制御部Bの可変絞りBRまたはBLが機能し、
高速の車速領域ではソレノイドバルブ50の中速絞り部
51に加えて高速絞り部52が開くため、制御弁30に
おける全ての可変絞りが機能する。
【0012】したがって、バルブシャフト32とバルブ
ボディ33の相対回転角とパワーシリンダ40に供給さ
れる油圧の関係が車速に対応して図6にて示した特性線
のように変化する。すなわち、中速の車速領域では、車
速に応じて中速絞り部51の開口面積Sbが順次大きく
なるため、図6に示した低速の特性線と中速の特性線間
で車速に応じて特性線が決まる。また、高速の車速領域
では、車速に応じて中速絞り部51の開口面積Sbと高
速絞り部52の開口面積Scが順次大きくなるため、図
6に示した中速の特性線と高速の特性線間で車速に応じ
て特性線が決まる。
【0013】以上要するに、本実施例においては、低速
の車速領域にて各制御部Aからなる主制御装置が機能
し、中速の車速領域にて各制御部Aからなる主制御装置
及び各制御部Bと中速絞り部51からなる中速用制御装
置が機能し、高速の車速領域にて主制御装置,中速用制
御装置及び制御部Cと高速絞り部52からなる高速用制
御装置が機能して、各車速領域にてそれぞれ特定の操舵
特性が得られる。したがって、低速と高速での各最適操
舵特性を確保した上で、低速から高速までの操舵特性の
可変幅を大きくしても、中速の車速領域にて中速用制御
装置により操舵特性が補間され、低速から高速にかけて
最適かつ良好な操舵特性を得ることができる。また、中
速用制御装置及び高速用制御装置を構成するソレノイド
バルブ50の各絞り部51,52が各絞りBL・BR,
CL・CRの下流に配設される構成であるため、ソレノ
イドバルブ50に高圧が作用することはなく、ソレノイ
ドバルブ50の小型化及び低異音,低振動化を図ること
ができる。
【0014】上記実施例においては、バルブシャフト3
2とバルブボディ33間に3個の制御部Aと2個の制御
部Bと1個の制御部Cが形成されるようにしたが、図7
および図8にて示したように、バルブシャフト32とバ
ルブボディ33間には3個の制御部Aと3個の制御部B
が交互に形成されるようにし、またこれら制御部A,B
とは別個に高速時の最低油圧Poを保証するための固定
絞りCoを設けて本発明を実施することも可能である。
この場合には、バルブシャフト32とバルブボディ33
の相対回転角とパワーシリンダ40に供給される油圧の
関係が車速に対応して図9にて示した特性線のように変
化する。
【0015】また、上記実施例においては、バルブシャ
フト32とバルブボディ33間に3個の制御部Aと2個
の制御部Bと1個の制御部Cが形成されるようにした
が、各々2個の制御部A,B,Cで形成することも可能
である。この場合には、制御部Aに比べて制御部B,C
の絞り部が少ないことからバルブシャフト32とバルブ
ボディ33を小型化することが可能である。
【0016】また、上記各実施例においては、単一のソ
レノイドバルブ50に中速絞り部51と高速絞り部52
を同軸的に設けて本発明を実施したが、これらを別個に
構成して本発明を実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を記号にて示した全体構成
図である。
【図2】 本発明の一実施例を概略的に示した全体構成
図である。
【図3】 図2の要部展開図である。
【図4】 バルブシャフトとバルブボディの相対回転角
と各可変絞りの開口面積との関係を示すグラフである。
【図5】 ソレノイドバルブの各絞り部における車速と
開口面積との関係を示すグラフである。
【図6】 車速をパラメータとした相対回転角と油圧の
関係を示すグラフである。
【図7】 本発明の他の実施例を記号にて示した全体構
成図である。
【図8】 同実施例の図2相当図である。
【図9】 同実施例の車速をパラメータとした相対回転
角と油圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10…ポンプ、20…リザーバ、30…制御弁、31…
ステアリングホイール、32…バルブシャフト、33…
バルブボディ、34…トーションバー、A,B,C…制
御部、ARi,ALi,ARo,ALo,BR,BL,
CR,CL…可変絞り、Co…固定絞り、40…パワー
シリンダ、50…ソレノイドバルブ、51…中速絞り
部、52…高速絞り部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 睦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 芳賀 恭輔 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 鈴木 幹夫 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−166657(JP,A) 特開 昭63−87370(JP,A) 特開 平2−175467(JP,A) 特開 平4−63767(JP,A) 実開 平4−13468(JP,U) 実開 平2−49783(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 - 6/04 B62D 5/083

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全ての車速領域にて操舵トルクに応じて
    パワーシリンダに供給される作動油を絞り制御する主制
    御装置と、この主制御装置に対して並列に設けられて高
    速の車速領域にて前記パワーシリンダに供給される作動
    油を絞り制御する高速用制御装置とを備えた油圧式パワ
    ーステアリングの油圧制御装置において、中速の車速領
    域にて前記パワーシリンダに供給される作動油を絞り制
    御する中速用制御装置を前記主制御装置及び高速用制御
    装置に対して並列に設けたことを特徴とする油圧式パワ
    ーステアリングの油圧制御装置。
  2. 【請求項2】 前記高速用制御装置を、操舵トルクに応
    じて作動する可変絞りまたは固定絞りと、これの下流に
    配設されて低速及び中速の車速領域にて閉じ高速の車速
    領域にて開くソレノイドバルブによって構成し、また前
    記中速用制御装置を、操舵トルクに応じて作動する可変
    絞りと、これの下流に配設されて低速の車速領域にて閉
    じ中速の車速領域にて開くソレノイドバルブによって構
    成したことを特徴とする請求項1に記載の油圧式パワー
    ステアリングの油圧制御装置。
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