JPH0657533B2

JPH0657533B2 - パワ−ステアリングの油圧制御装置

Info

Publication number: JPH0657533B2
Application number: JP61231578A
Authority: JP
Inventors: 耕内田; 良三好
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPS6387370A; US4771841A; DE3733102A1; DE3733102C2

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に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、自動車等の車両のパワーステアリングの油圧制御
装置としては、例えば特開昭６０−１０７３号公報（以
下、第１従来例と称す）に記載されているものがある。

この第１従来例には、動力舵取装置のパワーシリンダの
両室を連通、遮断する第１のソレノイドバルブと、前記
パワーシリンダの一方室に通ずる通路の面積を制御する
第２のソレノイドバルブと、車速を検出する車速センサ
と、低速あるいは高速等の走行条件に応じて切替えられ
るセレクトスイッチと、前記車速センサの信号に応答し
前記パワーシリンダの両室を車速に応じて連通させるべ
く前記第１のソレノイドバルブを制御し、且つ前記セレ
クトスイッチの信号に応答し前記通路の面積を走行条件
に応じて可変制御させるべく前記第２のソレノイドバル
ブを制御する制御回路とを備えたパワーシリンダに対す
る流量制御方式を採用した動力舵取装置の操舵力制御装
置が示されている。

この他、例えば社団法人自動車技術会編「最近のシャシ
技術と車両運転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」として発表された油圧反力制御方式
（三菱自動車製ギャランに採用）（以下、第２従来例と
称す）によるものが知られている。

さらに、特開昭６１−１３９５６３号公報（以下、第３
従来例と称す）に開示されているように、四方切換弁と
しての油圧ブリッジ回路を２組並列に配設し、一方のブ
リッジ回路の特性に対し、他方のブリッジ回路の特性を
ステアリング入力トルクとは独立して制御可能な可変絞
りの開度を変化させて付加することによって可変特性と
したパワーステアリングの油圧制御装置が知られてい
る。

前記３方式ともに、据切り時の操舵力を軽く、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形式のパワー
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、上記パワーシリンダに対する流量制御方
式を採用した第１従来例にあっては、パワーシリンダの
両室を連通、遮断する第１のソレノイドバルブを車速の
増加に伴って開制御するようにしているので、同一操舵
トルクであってもパワーシリンダに供給される油量が据
切り時と高速走行時とで変化することになり、高速走行
中の急転舵時に必要な油量が確保できるように設定する
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、パワーシリンダに
導入される作動油量の多少で操舵力を軽くしたり或いは
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第１のソレノイド
バルブの開度を大きくして油量を少なくすると、このバ
イパス油量が多いことから急転舵時にパワーシリンダに
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しまう。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
圧ポンプの吐出流量が大きくなって、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る。

また、上記油圧反力制御方式による第２従来例にあって
は、油圧反力を発生させるために、反力室及び反力ピス
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弁などを油圧制御弁の他に必要
とする。その結果、構造全体や配管系が大きく且つ複雑
化することから、大きな組付スペースを必要とし且つ油
圧制御装置全体のコストの高騰を招来するという問題点
がある。

さらに、上記第３従来例にあっては、２組のブリッジ回
路を独立して設けるために、油圧制御装置としてのロー
タリバルブの溝群を軸方向に直列に並べており、溝の加
工、特に円筒形状であるバルブボデーの内径部に設ける
溝の加工が非常に困難で、加工工数が増加してしまう。
また、２組のブリッジ回路を構成する溝群のそれぞれ対
応する溝と溝とは中心が一致していなければならないた
め、２組の溝群は互いに正確な周方向の相対位置関係が
要求され、加工のコストが増加してしまうという問題点
がある。

そこで、この発明は、上記従来のパワーステアリングの
油圧制御装置の問題点に着目して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
も第１従来例のように油圧ポンプの吐出容量を必要以上
に大きくすることなく、またそれに伴う過分な熱対策の
必要もなく、しかも第２従来例及び第３従来例に開示さ
れている装置のように複雑な構造を必要としない、簡素
且つ廉価なパワーステアリングの油圧制御装置を提供す
ること、及び操舵力特性を自由に設定可能なパワーステ
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、前記流路に
操舵トルクに応動する第１の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油圧室を接続し、他方の対角線上
の接続点を油圧源に接続したコントロールバルブを有す
るパワーステアリングの油圧制御装置において、前記コ
ントロールバルブと並列に操舵トルク以外の外部信号に
よって制御される外部制御可変絞りと差圧発生用固定絞
りとの直列回路が接続され、該差圧発生用固定絞りの差
圧がこれに応動するアクチュエータに供給され、且つ前
記コントロールバルブが、前記パワーシリンダを挟む上
流側及び下流側の少なくとも一方の第１の可変絞りと直
列に前記操舵トルクに応動する第２の可変絞りを介挿し
且つ当該第１の可変絞りのバイパス流路に前記アクチュ
エータによって絞り面積が制御される第３の可変絞りを
介挿した構成を有することを特徴としている。

〔作用〕

この発明においては、コントロールバルブと並列に介挿
した外部制御可変絞りを閉状態とすることにより、これ
と直列に介挿された差圧発生用固定絞りに対する供給油
量を零とし、これに応じてアクチュエータが非作動状態
を維持し、コントロールバルブの第１の可変絞りをバイ
パスするバイパス流路に介挿された第３の可変絞りを例
えば全閉として、第１の可変絞り及び第２の可変絞りを
直列関係とする。この絞り面積の少ない方の可変絞りの
絞り特性が支配的となる剛性された絞り特性により、パ
ワーシリンダの左右の油圧室間の差圧を発生させ、それ
に応じた操舵補助トルクを発生させる。

一方、外部制御可変絞りを全開状態とすることにより、
差圧発生用固定絞りでの差圧が大きくなり、これに応じ
てアクチュエータが作動状態となって、コントロールバ
ルブに介挿された第３の可変絞りを前述とは逆に全開状
態に制御する。これによって、第３の可変絞りと第１の
可変絞りとが並列関係となるので、これら第３及び第１
の可変絞りを両者の絞り面積の和で表される即ち第１の
可変絞りの絞り特性に比較して大きい絞り面積の単一の
可変絞りとみることができ、この単一可変絞りと第２の
絞りとが直列関係となる絞り特性により、パワーシリン
ダの左右の油圧室間の差圧が発生し、それに応じた操舵
補助トルクを発生することになる。

さらに、外部制御絞りの絞り面積を全開及び全閉の中間
の絞り面積とすることにより、パワーシリンダで前記両
操舵補助トルクの中間の操舵補助トルクを発生すること
ができる。

以上の結果、外部制御可変絞りを制御することにより、
パワーシリンダで発生する操舵補助トルクを広範囲に制
御することができる。

〔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図はこの発明の一実施例を示す油圧系統図である。

図中、１０は油圧ポンプ、１１はリザーバタンクであ
り、これら油圧ポンプ１０及びリザーバタンク１１で油
圧源が構成されている。

油圧ポンプ１０及びリザーバタンク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Ｌ_１〜Ｌ_４
を環状に接続し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Ｃ_A1及びＣ_A2が油圧ポンプ１０及
びリザーバタンク１１にそれぞれ接続され、他方の対角
線上の接続点Ｃ_B1及びＣ_B2がパワーシリンダ１２の左右
の油圧室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Ｃ_A1と接続点
Ｃ_B1及びＣ_B2との間の流路Ｌ_１及びＬ_２を介して左右の
油圧室１２Ｌ及び１２Ｒに圧力差をもって作用するよう
に構成されている。

流路Ｌ_１及びＬ_２には、可変オリフィスで構成される第
１の可変絞り１Ｌ，１Ｒが介装され、流路Ｌ_３及びＬ_４
には、同様に可変オリフィスで構成される、第１の可変
絞り２Ｌ，２Ｒと第２の可変絞り３Ｌ，３Ｒとが可変絞
り２Ｌ，２Ｒ側を上流側として直列に介挿され、且つ可
変絞り２Ｌ及び３Ｌ間と可変絞り２Ｒ及び３Ｒ間との間
にバイパス流路Ｌ_５が形成され、このバイパス流路Ｌ_５
に後述するアクチュエータによって作動され且つスプー
ルバルブの構成を有する第３の可変絞り４が介挿されて
いる。

前記第１及び第２の各可変絞りは、ステアリングホイー
ル１５の例えば一方向の操舵によって第１の可変絞り１
Ｌ，２Ｌ及び第２の可変絞り３Ｌの３つが、他方向の操
舵によって第１の可変絞り１Ｒ，２Ｒ及び第２の可変絞
り３Ｒ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１
５の転舵操作によって発生するトーションバー（図示せ
ず）等の捩り弾性力による操舵トルクＴに基づいて、各
可変絞り１Ｌ，１Ｒ；２Ｌ，２Ｒ及び３Ｌ，３Ｒの絞り
面積Ａ_１；Ａ_２及びＡ_３が変化する。ここで、各可変絞
り１Ｌ，１Ｒ；２Ｌ，２Ｒ及び３Ｌ，３Ｒの操舵トルク
Ｔに対する絞り面積の関係を表す絞り特性は、それぞれ
第２図(a)，(b)及び(c)に示すように選定されている。

すなわち、可変絞り１Ｌ，１Ｒ及び３Ｌ，３Ｒのそれぞ
れについては、第２図(a)及び(c)に示す如く、操舵トル
クＴの値が所定値Ｔ_１に達するまでは、直接ｌ₁₁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峻
に低下し、所定値Ｔ_１を越えると所定値Ｔ_２までの間直
線ｌ₁₂で示す如く比較的緩やかに低下し、所定値Ｔ_２を
越えると略零に近い絞り面積となるように選定されてい
る。

また、可変絞り２Ｌ，２Ｒについては、第２図(b)に示
す如く、操舵トルクＴの所定値Ｔ_１より大きい所定値Ｔ
_１′に達するまでは、前記可変絞り１Ｌ，１Ｒの直線ｌ
₁₁に比較して緩やかな直線ｌ₂₁で示す如く比較的急峻に
絞り面積が低下し、所定値Ｔ_１′から所定値Ｔ_２より大
きい所定値Ｔ_２′までの間は前記直線ｌ₁₂に比較して緩
やかな直線ｌ₂₂で示す如く比較的緩やかに低下し、所定
値Ｔ_２′以上では、零より大きい所定絞り面積Ａ_Ｓで一
定となるように選定されている。

一方、コントロールバルブ１３と並列にコントロールバ
ルブ１３の第１及び第２の可変絞りとは関連せず独立し
て車速に応じて絞り面積Ａ_５が制御される電磁流量制御
弁で構成される外部制御可変絞り５と差圧発生用固定絞
り６との直列回路が接続されている。ここで、外部制御
可変絞り５は、車速センサ１６からの車速検出信号Ｖ_Ｄ
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Ｖ_Ｄの値に応じた電流値の励磁電流Ｉ_Ｖに変
換され、この励磁電流Ｉ_Ｖが外部制御可変絞り５に供給
されることによって、その絞り面積Ａ_５が第２図(d)に
示す如く車速Ｖの増加に伴って緩やかなＳ字曲線的に増
加するように選定されている。

また、差圧発生用固定絞り６の両端間には、アクチュエ
ータとしてのスプリングオフセット型の複動油圧シリン
ダ７の左右の油圧室７Ｌ，７Ｒが接続され、この油圧シ
リンダ７のピストンロッド７Ｐがコントロールバルブ１
３の第３の可変絞り４に連結されている。したがって、
第３の可変絞り４の絞り面積Ａ_４は、第２図(e)に示す
如く、差圧発生用固定絞り６の両端間の差圧Ｐ_０の増加
に伴ってライン圧まで緩やかなＳ字曲線的に増加するよ
うに選定されている。

そして、コントロールバルブ１３の具体的構成は、第３
図(a)及び(b)に示す如く、ロータリバルブ２０で構成さ
れ、例えばラックアンドピニオン式ステアリングギヤの
ピニオンに接続されたバルブボデー２１と、その内周面
に回動自在に配設され且つステアリングホイール１５に
連結された円筒状のバルブシャフト２２と、その内周面
に配設され且つ一端がステアリングホイール１５に、他
端がラックアンドピニオン式ステアリングギヤのピニオ
ンにそれぞれ連結されたトーションバー２３とを備えて
いる。そして、ロータリバルブ２０に３組のコントロー
ルバルブ１２が１２０度の角間隔を保って並列に形成さ
れている。

すなわち、各コントロールバルブ１３のそれぞれは、バ
ルブボデー２１の内周面に軸方向に延長して形成された
４個の油溝Ｃ_１〜Ｃ_４と、バルブシャフト２２の外周面
に形成された油溝Ｃ_１〜Ｃ_４に対向する突条Ｄ_１〜Ｄ_４
とで構成され、油溝Ｃ_１及び突条Ｄ_１の反時計方向端縁
で第１の可変絞り２Ｌが、油溝Ｃ_２及び突条Ｄ_２の反時
計方向端縁で第２の可変絞り３Ｌが、油溝Ｃ_２及び突条
Ｄ_２の時計方向端縁で第１の可変絞り１Ｒが、油溝Ｃ_３
及び突条Ｄ_３の反時計方向端縁で第１の可変絞り１Ｌ
が、油溝Ｃ_３及び突条Ｄ_３の時計方向端縁で第２の可変
絞り３Ｒが、油溝Ｃ_４及び突条Ｄ_４の時計方向端縁で第
１の可変絞り２Ｒがそれぞれ構成されている。

そして、バルブシャフト２２の突条Ｄ_２及びＤ_３間の油
溝Ｅ_１がバルブボデー２１の油路を介して油圧ポンプ１
０に、突条Ｄ_４及びＤ_１間の油溝Ｅ_２がバルブシャフト
２２の内部を通じてリザーバタンク１１にそれぞれ接続
され、且つバルブボデー２１の油溝Ｃ_２及びＣ_３がそれ
ぞれパワーシリンダ１２の左右の油圧室１２Ｌ及び１２
Ｒに、油溝Ｃ_１及びＣ_４が第３の可変絞り４にそれぞれ
接続されている。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、車両停車状態
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１Ｌ，１
Ｒ〜３Ｌ，３Ｒの全てが全開状態となっていると共に、
車速センサ１６で検出される車速Ｖが零であり、したが
って、外部制御可変絞り５がその絞り面積が零となっ
て、全閉状態となっており、油圧ポンプ１０から差圧発
生用固定絞り６に供給される作動油が遮断状態であるの
で、その前後の差圧Ｐ_０は零となっている。このため、
アクチュエータ７のピストンロッド７Ｐは復帰スプリン
グ７Ｓによって左方に付勢されているので、これに連結
されたコントロールバルブ１３の第３の可変絞り４の絞
り面積Ａ_４も零となっており、バイパス路Ｌ_５が閉塞状
態となっている。

したがって、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Ｌ_１及びＬ_４と流路Ｌ_２及びＬ_３とに等しい
流量で分流されるので、パワーシリンダ１２の左右の油
圧室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なく、転舵輪は直進走行状態
を維持する。

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、そのときの操舵トル
クに応じて可変絞り１Ｒ〜３Ｒが互いに連動してそれら
の絞り面積Ａ_１〜Ａ_３が縮小方向となるが、他方の可変
絞り１Ｌ〜３Ｌは全開状態を維持する。

したがって、流路Ｌ_１については、可変絞り１Ｌが介挿
されていない状態と等価となり、同様に、流路Ｌ_３につ
いても可変絞り２Ｌ，３Ｌが介挿されていない状態と等
価となり、油圧ブリッジ回路１４の等価回路は第４図に
示すようになる。

そして、流路Ｌ_４については、第３の可変絞り４が全開
状態であることにより、第１の可変絞り２Ｒ及び第２の
可変絞り３Ｒが直列に介挿されることにより、これらを
圧力損失が同等な単一の可変絞りとみなすことができ
る。すなわち、２Ｒ及び３Ｒの可変絞りの圧力降下Ｐ₂k
g/cm²及びＰ₃kg/cm²は、それぞれ下記(1)式及び(2)式で
表すことができる。

Ｐ_２＝Ｋ・Ｑ^２／Ａ₂ ^２……(1) Ｐ_３＝Ｋ・Ｑ^２／Ａ₃ ^２……(2) 但し、Ｋはρ／２ｇ（ρ：油比重、ｇ：重力加速度）で
求められる定数、Ｑは通過流量である。

これら(1)式及び(2)式から流路Ｌ_４における全体の圧力
降下Ｐkg／cm²は、次式で表すことができる。

したがって、上記(3)式の右辺の括弧で括った項が単一
可変絞りとみなした場合の等価絞り面積Ａ_Ａに対応する
ことにより、結局単一可変絞りの等価絞り面積Ａ_Ａは次
式で表すことができる。

したがって、第２図(b)及び(c)の絞り特性を合わせた第
５図のような絞り面積特性が得られる。このとき、可変
絞り２Ｒと可変絞り３Ｒとは、直列関係に接続されてい
るので、これらを単一可変絞りとみなしたときに、絞り
面積の小さい可変絞り即ち可変絞り３Ｒの絞り特性が支
配的となる。

また、等価絞り面積Ａ_Ａと第１の可変絞り１Ｒとは、並
列関係にあるので、油圧ブリッジ回路１４の全体からみ
た絞り面積Ａは、両者の絞り面積Ａ_Ａ及びＡ_１を加算し
たものとなり、次式で表すことができる。

Ａ＝Ａ_Ａ＋Ａ_１ ……(5) このため、油圧ブリッジ回路１４の全体の絞り面積特性
及び油圧特性は、第６図(a)及び(b)に示すようになり、
これらの図から明らかなように、据切り時のように車速
Ｖが零若しくはその近傍の値となるときに、比較的小さ
な操舵トルクＴｃで高い油圧Ｐ_１が得られ、これによっ
てパワーシリンダ１２で転舵輪を右切りする操舵補助ト
ルクが発生するので、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。

また、ステアリングホイール１５を左切りした場合も、
上記とは逆に可変絞り１Ｌ〜３Ｌが操舵トルクに応じて
縮小方向となり、可変絞り１Ｒ〜３Ｒが全開状態とな
り、パワーシリンダ１２によって転舵輪を左操舵補助ト
ルクを発生して、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。

一方、車両が高速で定速走行しているときには、車速セ
ンサ１６から高車速検出信号Ｖ_Ｄ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Ｉ_Ｖが出力
される。このため、電磁ソレノイド等のアクチュエータ
によってコントロールバルブ１３と並列に接続された外
部制御可変絞り５の絞り面積Ａ_５が第７図に示すように
比較的大きい絞り面積に維持される。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
が零であるときには、コントロールバルブ１３の各可変
絞り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及び１２Ｒ間には、差圧
が生じることはなく、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
が全開状態となる。したがって、油圧ブリッジ回路１４
の等価油圧回路は、第８図に示すようになる。

すなわち、第２の可変絞り３Ｒと第３の可変絞り４とが
並列関係となるので、これら両可変絞りを単一の可変絞
りとみなすと、この単一可変絞りの等価絞り面積Ａ
_Ｂは、第９図に示す如く、両可変絞りの絞り面積Ａ_３及
びＡ_４を合算したものとなり、次式で表すことができ
る。

Ａ_Ｂ＝Ａ_３＋Ａ_４ ……(6) そして、上記単一絞りと第２の可変絞り２Ｒとが直列関
係となるので、これらを単一の可変絞りとみなすと、流
路Ｌ_４での等価絞り面積Ａ_Ｃは、第１０図に示すように
なり、次式で表すことができる。

このとき、可変絞り２Ｒの絞り面積Ａ_２と可変絞り３Ｒ
及び４の単一可変絞りの絞り面積Ａ_Ｂとは、可変絞り２
Ｒの絞り面積Ａ_２の方が小さくなるので、流路Ｌ_４での
等価絞り面積Ａ_Ｃは、可変絞り２Ｒの絞り面積特性が支
配的となる。

そして、流路Ｌ_４における等価絞り面積Ａ_Ｃと流路Ｌ_２
の第１の可変絞り１Ｒとが並列関係となるので、油圧ブ
リッジ回路１４全体の等価絞り面積Ａは、第１１図(a)
に示すように、等価絞り面積Ａ_Ｃと可変絞り１Ｒの絞り
面積Ａ_１との和となり、次式で表される。

Ａ＝Ａ_Ｃ＋Ａ_１ ……(8) その結果、前記据切り時に比較して絞り面積特性が緩和
されるので、第１１図(b)示す如くパワーシリンダ１２
で発生する操舵補助トルクが据切り時に比較して小さく
なり、ステアリングホイール１５の操舵が重くなる。こ
のとき、可変絞り２Ｒ及び４の絞り面積Ａ_２及びＡ_４の
何れか一方又は双方を適当に設定することにより、高速
走行時における操舵補助トルクを適宜選定することがで
き、高速走行時にステアリングホイール１５の転舵操作
を適度の反力をもって行うことができ、急操舵を防止し
て操縦安定性を向上させることができる。

そして、この高速走行時の旋回状態において、さらにス
テアリングホイール１５を右切りして操舵トルクを大き
くすると、コントロールバルブ１３の可変絞り１Ｒ〜３
Ｒの絞り面積Ａ_１〜Ａ_３が縮小するので、油圧ブリッジ
回路１４の入力側及び出力側間の差圧Ｐ_Ｃが高くなり、
これに応じて外部制御可変絞り５及び差圧発生用固定絞
り６に分流する流量Ｑ_Ｂが増大する。このように、流量
Ｑ_Ｂが増大すると、差圧発生用固定絞り６の両端間の差
圧Ｐ_０もさらに大きくなり、アクチュエータ７のピスト
ンロッド７Ｐがさらに右方に移動し、コントロールバル
ブ１３の第３の可変絞り４の絞り面積Ａ_４が大きくな
る。このため、前記(7)式において、右辺の分母が小さ
くなり、流路Ｌ_４における全体の絞り面積Ａ_Ｃが増大す
ることになるので、パワーシリンダ１２の右油圧室１２
Ｒに供給される作動油圧力が第１１図で鎖線図示の如く
低下し、発生する操舵補助トルクがさらに小さくなっ
て、ステアリングホイール１５の転舵操作がより重くな
り、しかも操舵トルクＴに対する圧力の関係を線形性の
良い特性とすることができる。そのうえ、悪路走行時の
ように、路面状況に基づく振動入力が転舵輪及びステア
リングギヤ機構を介してパワーシリンダ１２に負荷変動
として伝達され、その負荷変動に応じてコントロールバ
ルブ１３の差圧Ｐ_１が変動する場合にも、その差圧Ｐ_１
の変動によって、外部制御可変絞り５及び差圧発生用固
定絞り６に流れる流量Ｑ_Ｂが変化するので、ステアリン
グホイール１５の操舵感覚が路面状況に対応して変化
し、運転者が的確に路面状況を把握することができる。

さらに、据切り及び高速走行時の操舵の中間の車速状態
では、そのときの車速に応じて外部制御可変絞り５及び
コントロールバルブ１３の第４の可変絞り４の絞り面積
が高速走行時の第７図に示す状態から縮小することにな
るので、第６図(b)と第１１図(b)の中間の油圧特性が得
られる。

次に、この発明の第２実施例を第１２図について説明す
る。

この第２実施例は、前記第１実施例におけるコントロー
ルバルブ１３の第２の可変絞り３Ｌ，３Ｒに対するバイ
パス流路Ｌ_５が省略され、これに代えて、各可変絞り３
Ｌ，３Ｒと並列にバイパス流路Ｌ_６，Ｌ_７形成され、こ
れらバイパス流路Ｌ_６，Ｌ_７にアクチュエータ７によっ
て作動される第３の可変絞り４Ｌ，４Ｒが介挿されてい
ることを除いては前記第１実施例と同様の構成を有し、
したがって第１実施例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、据切り時には、第３の可変絞
り４Ｌ，４Ｒが閉状態に制御されるので、バイパス路Ｌ
_６，Ｌ_７が遮断状態となり、油圧ブリッジ回路１４が第
１実施例の第４図と同様の等価油圧回路となる。したが
って、据切り時においては、上記第１の実施例と同様に
パワーシリンダ１２で大きな操舵補助トルクを発生させ
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。

一方、高車速走行時で、ステアリングホイール１５を右
切りした場合には、流路Ｌ_４については上記第１実施例
と全く等しい等価絞り面積特性が得られ、他方の流路Ｌ
_３において、全開状態の第２の可変絞り３Ｌと並列に第
３の可変絞り４Ｌとが並列関係となり、これらを単一の
可変絞りとみなしたときに、その等価絞り面積Ａ_Ｄは第
２の可変絞り３Ｌの絞り面積Ａ_３と第３の可変絞り４Ｌ
の絞り面積Ａ_４とを加算したものとなり、第１の実施例
における流路Ｌ_３の絞り面積とは異なるものとなるが、
この流路Ｌ_３においては、第１の可変絞り２Ｌが全開状
態にあり、流路Ｌ_３全体の等価絞り面積は第１の可変絞
り２Ｌの絞り面積特性が支配的となり、実質的に前記第
１実施例と等価となる。その結果、高車速走行時におけ
るステアリングホイール１５の操舵時にも、上記第１実
施例と同様にパワーシリンダ１２で小さな操舵補助トル
クを発生して、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る。

なお、上記第２実施例においては、可変絞り２Ｌ，２Ｒ
の下流側に第２の可変絞り３Ｌ，３Ｒと第３の可変絞り
４Ｌ，４Ｒとの並列回路を介挿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１の可変絞り
１Ｌ，１Ｒの上流側（符号ａ位置）、第１の可変絞り１
Ｌ，１Ｒと接続点Ｃ_B1，Ｃ_B2との間（符号ｂ位置）及び
第１の可変絞り２Ｌ，２Ｒと接続点Ｃ_B1，Ｃ_B2との間
（符号ｃ位置）の何れかに介挿するようにしてもよい。
但し、ａ又はｂ位置に介挿する場合には、第１の可変絞
り１Ｌ，１Ｒと第１の可変絞り２Ｌ，２Ｒとの絞り面積
特性を交互に入れ換えたものとする必要がある。

次に、この発明の第３実施例を第１３図について説明す
る。

この第３実施例においては、上記第２実施例における油
圧ブリッジ回路１４の第１の可変絞り２Ｌ，２Ｒを第２
の可変絞り３Ｌ，３Ｒと直列に介挿して流路Ｌ_１，Ｌ_２
に設け、第１の可変絞り１Ｌ，１Ｒを流路Ｌ_３，Ｌ_４に
設け、これら第１の可変絞り２Ｌ，２Ｒ及び第２の可変
絞り３Ｌ，３Ｒとの接続点と接続点Ｃ_A2との間にそれぞ
れバイパス流路Ｌ_８，Ｌ_９を形成し、これらバイパス流
路Ｌ_８，Ｌ_９に第３の可変絞り４Ｌ，４Ｒを介挿したこ
とを除いては前記第２実施例と同様の構成を有する。

したがって、この第３実施例によると、車速が零近傍で
の右据切り時には、第３の可変絞り４Ｌ，４Ｒが閉状態
となり、且つ可変絞り１Ｌ〜３Ｌが開状態を維持し、可
変絞り１Ｒ〜３Ｒが操舵トルクに応じて縮小状態となる
ので、これを等価油圧回路で表すと第１４図に示すよう
になる。

このとき、流路Ｌ_２については第１の可変絞り２Ｒと第
２の可変絞り３Ｒとが直列関係であるので、これらを単
一の可変絞りとみなすと、その等価絞り面積Ａ_Ｅは、で表され、絞り面積の小さい可変絞り３Ｒの絞り面積特
性が支配的となり、油圧ブリッジ回路１４全体の等価絞
り面積特性は第１及び第２実施例と全く等しくなるの
で、第１及び第２実施例と同様の作用効果を得ることが
できる。

また、高車速走行時には、第３の可変絞り４Ｌ，４Ｒの
絞り面積Ａ_４が大きくなるので、等価的に表すと第１５
図に示すようになり、流路Ｌ_２については、その等価絞
り面積Ａ_Ｆが、となり、絞り面積の少ない第１の可変絞り２Ｒの絞り面
積特性が支配的となり、流路Ｌ_４については、可変絞り
１Ｌ，４Ｌが並列関係であるので、等価絞り面積Ａ
_Ｇは、Ａ_Ｇ＝Ａ_４＋Ａ_４ ……(9) となり、このときの可変絞り４Ｌの絞り面積特性を適宜
選定することにより、第１及び第２実施例における流路
Ｌ_４の等価絞り面積Ａ_Ｃ及びＡ_Ｅと等価なものとするこ
とができる。

したがって、高車速走行時においても第１及び第２実施
例と同様の作用効果を得ることができる。

なお、上記第３実施例においては、バイパス路Ｌ_８，Ｌ
_９の一端が接続点Ｃ_A2に接続されている場合について説
明したが、これに代えて第１６図に示すように、パワー
シリンダ１２の油圧室１２Ｌ，１２Ｒと第２の可変絞り
３Ｌ，３Ｒとの間に襷掛けで接続するようにしても上記
と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記第１〜第３実施例においては、コントロール
バルブ１３の具体例としてロータリバルブ２０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、操舵トルクに応動するスプールバルブを適用する
こともできることは勿論である。

さらに、上記第１〜第３実施例においては、差圧発生用
固定絞り６とアクチュエータとしての油圧シリンダ７と
が別体に構成されてい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１７図に示すように、油
圧シリンダ７のピストン７Ｐに固定絞り６を形成して両
者を一体化することもでき、また第１８図に示す如く外
部制御絞り５、固定絞り６及び油圧シリンダ７の３者を
一体に構成することもでき、さらには、第１９図に示す
ように、外部制御絞り５、固定絞り６、油圧シリンダ７
及びコントロールバルブ１３の可変絞り４を一体に構成
することもでき、このようにすることにより、部品点数
を減少させて製造コストをより軽減することができる利
点がある。

またさらに、上記第１〜第３実施例においては、外部制
御可変絞り５を車速に応じて制御する場合について説明
したが、これに限らず例えばステアリングホイール１５
の操舵角を操舵角検出器で検出し、この検出信号に基づ
き所定操舵角以上のときには、パワーシリンダ１２での
操舵補助トルクの発生を低下させ、過度の転舵を防止す
るようにしてもよい。

また、上記第１〜第３実施例においては、コントロール
バルブの第１及び第２の可変絞り１Ｌ，１Ｒ及び３Ｌ，
３Ｒの絞り面積特性が等しい場合について説明したが、
これらを異なる絞り面積特性とすることもできる。

さらに、上記第１〜第３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、操舵トルクに
応動する第１及び第２の可変絞りを設けた油圧ブリッジ
回路に、その第２の可変絞りをバイパスするバイパス流
路に第３の可変絞りを介挿してコントロールバルブを構
成し、その第３の可変絞りを、コントロールバルブと並
列に接続した外部制御可変絞り及び差圧発生用固定絞り
の直列回路の差圧発生用固定絞りの両端間の差圧に応じ
て制御するようにしているので、パワーシリンダで発生
する操舵補助トルクを広範囲に変更することが可能であ
ると共に、パワーシリンダで発生する操舵補助トルクを
第３の可変絞りの絞り面積の変化によって制御し、油量
を変化させることがないので、据切り時に必要な最小源
の油量を確保しておけば、据切り時以外で油量不足を生
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、且つ大型化を防止し
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ていないから、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。また、特開昭６１−１３９５
６３号に開示されるパワーステアリングの油圧制御装置
に比較しても、油圧ブリッジ回路が１組のみでも可変操
舵力特性を得ることができるため、バルブの加工コスト
低減が可能となる。しかも、コントロールバルブの入側
及び出側の差圧がこれと並列に接続された外部制御可変
絞り及び差圧発生用固定絞りにフィードバックされるの
で、急操舵の抑制或いは路面状況の把握等を的確に行う
ことができ、優れた操舵感覚を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるパワーステアリングの油圧制御
装置の一実施例を示す油圧回路図、第２図(a)〜(e)はそ
れぞれこの発明に適用し得る第１〜第３の可変絞りの絞
り面積特性を示す特性線図、第３図(a)及び(b)はそれぞ
れコントロールバルブとしてロータリバルブを適用した
場合の縦断面図及びそのＢ−Ｂ線上の断面図、第４図は
据切り時の油圧ブリッジ回路の等価回路を示す油圧回路
図、第５図は据切り時の第１の可変絞り２Ｒと第２の可
変絞り３Ｒとを単一可変絞りとみなしたときの等価絞り
面積特性線図、第６図(a)及び(b)はそれぞれ据切り時の
油圧ブリッジ回路全体の等価絞り面積及び油圧と操舵ト
ルクとの関係を示す特性線図、第７図は高車速時の第３
の可変絞りの絞り面積特性線図、第８図は高車速時の油
圧ブリッジ回路の等価回路を示す油圧回路図、第９図は
高車速時の第２の可変絞り３Ｒ及び第３の可変絞り４の
等価絞り面積特性線図、第１０図は高車速時の油圧ブリ
ッジ回路の流路Ｌ_４における等価絞り面積特性線図、第
１１図(a)及び(b)はそれぞれ高車速時の油圧ブリッジ回
路全体の等価絞り面積及び油圧と操舵トルクとの関係を
示す特性線図、第１２図はこの発明の第２実施例を示す
油圧回路図、第１３図はこの発明の第３実施例を示す油
圧回路図、第１４図は第３実施例の据切り時の等価回路
を示す油圧回路図、第１５図は第３実施例の高車速走行
時の等価回路を示す油圧回路図、第１６図は第３実施例
の変形例を示す油圧回路図、第１７図〜第１９図はそれ
ぞれ差圧発生用固定絞り及び油圧シリンダの組み合わせ
構成例、外部制御可変絞り、差圧発生用固定絞り及び油
圧シリンダの組み合わせ構成例及び外部制御可変絞り、
差圧発生用固定絞り、油圧シリンダ及びコントロールバ
ルブの可変絞りの組み合わせ構成例を示す図である。図中、１Ｌ，１Ｒは第１の可変絞り、２Ｌ，２Ｒは第２
の可変絞り、３Ｌ，３Ｒは第３の可変絞り、４は第４の
可変絞り、５は外部制御可変絞り、６は差圧発生用固定
絞り、７は油圧シリンダ（アクチュエータ）、１０は油
圧ポンプ、１１はリザーバタンク、１２はパワーシリン
ダ、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は車速センサ、
Ｕは制御ユニット、２０はロータリバルブである。

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記流路に操舵トルクに応動する第１の
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油圧室
を接続し、他方の対角線上の接続点を油圧源に接続した
コントロールバルブを有するパワーステアリングの油圧
制御装置において、前記コントロールバルブと並列に操
舵トルク以外の外部信号によって制御される外部制御可
変絞りと差圧発生用固定絞りとの直列回路が接続され、
該差圧発生用固定絞りの差圧がこれに応動するアクチュ
エータに供給され、且つ前記コントロールバルブが、前
記パワーシリンダを挟む上流側及び下流側の少なくとも
一方の第１の可変絞りと直列に前記操舵トルクに応動す
る第２の可変絞りを介挿し且つ当該第２の可変絞りのバ
イパス流路に前記アクチュエータによって絞り面積が制
御される第３の可変絞りを介挿した構成を有することを
特徴とするパワーステアリングの油圧制御装置。
【請求項２】前記外部制御可変絞りは、その絞り面積が
車速によって制御されるように構成されている特許請求
の範囲第１項記載のパワーステアリングの油圧制御装
置。
【請求項３】前記アクチュエータは、複動型油圧シリン
ダで構成され、そのピストンロッドにスプール弁で構成
される第３の可変絞りのスプールが連結されている特許
請求の範囲第１項又は第２項記載のパワーステアリング
油圧制御装置。