JPH0764263B2 - 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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JPH0764263B2
JPH0764263B2 JP10929386A JP10929386A JPH0764263B2 JP H0764263 B2 JPH0764263 B2 JP H0764263B2 JP 10929386 A JP10929386 A JP 10929386A JP 10929386 A JP10929386 A JP 10929386A JP H0764263 B2 JPH0764263 B2 JP H0764263B2
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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会編「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
すず自動車製ピアッツァに採用)および油圧反力制御方
式三菱自動車製ギャランに採用)によるものが知られて
いる。前記車方式ともに、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、簡素かつ廉価なパワーステ
アリングの油圧制御装置の提供を目的としている。
(問題点を解決するための手段) 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かつ外部信号に対応して
他の絞り弁とは独立に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(I)および第2の油
路(II)に分岐して、ピストン13で隔成されたパワーシ
リンダ12内の左右の油圧室L、R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)、(II)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L、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1
R、1L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2R、2L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3R、3Lと第4系の絞り弁4R、
4L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1L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生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1L、2L、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、外部信号としての車速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。すなわち、車速
センサ16によって検出された車速vの検出信号Ivが制御
ユニットUに入力され、この検出信号Iv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系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1R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(a)〜(c)は第1系〜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(d)は第4系の絞り弁4R、4L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1
R、1Lおよび第3系の絞り弁3R、3L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の絞
り弁1Lの上流側(符号a位置)、または第1系の絞り弁
1Lとパワーシリンダ1の油圧室Rとの間(符号b位
置)、もしくは第2絞り弁2Lと油圧室Rとの間(符号f
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、c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)の各位値
に設置する場合は、第1系の絞り弁1R(1L)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図の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1R、
1L、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4R、4L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スプールバルブ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てある。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系〜第3系の各絞り弁の開
度が変化するようになっている。また、車速v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4R、4L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に替えてステッ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1L
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Iv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(d)に示すように絞り面積
A=0の閉状態となる。一方、第1系の絞り弁1R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1L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PKg/c
m2、第3系における圧力降下をPKg/cm2とすると、 P=K・Q2/A2、 P=K・Q2/A2、 による関係式から求められる。但し、Kはρ/2g(ρ:
油比重、g:重力加速度)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/cm2は、 であり、単一の絞り弁と見なした場合の等価絞り面積Ao
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1R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(a)、(b)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1L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とは並列配列であるがゆえ
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1R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1
R、第2系の絞り弁2R、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する第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、外部信号、例えば、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
バルブの他に油圧反力ピストン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)〜(d)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図は車速が零のときの第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10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。 1R、1L……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 (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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
    つ外部信号に対応して他の絞り弁とは独立に絞り面積が
    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。
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