JPH0147348B2

JPH0147348B2 -

Info

Publication number: JPH0147348B2
Application number: JP56188900A
Authority: JP
Inventors: Seiji Komamura; Norihiro Mochizuki
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1989-10-13
Also published as: JPS5889469A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は油圧力によりハンドル操作力を軽減す
る自動車のパワーステアリング装置に関する。

通常のパワーステアリング装置は、ハンドルに
連結する入力軸の回転を機械的に検知して切換わ
るコントロールバルブをもち、このコントロール
バルブの切換動作により入力軸の先端に配設され
たパワーシリンダに選択的に圧油を供給して、ス
テアリングリンクを介して車輪の向きを入力軸の
回転に比較して転向するようになつている。

とくに自動車のパワーステアリング装置では、
安全性を確保するために、油圧系の故障で油圧ア
シスト力が得られなくても操縦操作が可能なよう
に、パワーシリンダのピストンに対して入力軸の
先端がボール・スクリユアツセンプリを介して機
械的に連系している。

ところで、入力軸の回転によつてこのパワーシ
リンダに送り込む圧油の方向を制御するコントロ
ールバルブは、入力軸の動きとともに実際の出力
側のピストンの動きにも連動し、フイードバツク
制御されるようになつているため、その設置には
著しく制約を受け、通常はパワーシリンダに対す
る入力軸の連結部分などに限定されて配置されて
いる。また、このような機械的なフイードバツク
制御を行うために、コントロールバルブの構造は
極めて複雑となり、とくに走行速度に応じて変化
する車輪の接地抵抗に対応して油圧力を制御し、
常に最適な操縦力を得るようにした速度感応型の
パワーステアリング装置では、コントロールバル
ブの構造はなお一層緻密化せざるを得ず、これら
のため、整備性、保安性が悪く、高価にもなると
いう欠点があつた。

他方、種々の運転条件に応じて最適な操縦力が
得られるように制御することは、自動車の快適
性、安全性の追求の観点から今後より強く要請さ
れるところであり、そこでマイクロコンピユータ
を利用いてあらゆる運転条件下で常に最適な操縦
力を得られるようにしたパワーステアリング装置
が本出願人により、特願和56−19196号として提
案されている。

これを第１図にもとづいて説明すると、ハンド
ル１に連結して入力軸２は、油圧アクチユエータ
としてのパワーシリンダ３のピストン４に連系す
る。

この場合、ピストン４は入力軸２と図示しない
ポール・スクリユアツセンプリを介して連系する
のであり、入力軸２の回転方向と速度に応じてピ
ストン４はシリンダ３の内部で滑動する。

ピストン４の側面にはラツク５が設けてあり、
こにラツク５にセクターギヤ６が噛み合い、ピス
トン４の移動に伴いセクターギヤ６に連動するピ
ツトマンアーム７を介して図示しないステアリン
グリンクを駆動するようになつている。

入力軸２の入力回転によりピストン４が移動す
るが、この移動を油圧力でアシストするため、ピ
ストン４の両面に隔成された油室８Ａと８Ｂに、
PSコントロールバルブ９によりポンプＰから圧
油が選択的に制御されて供給されるのである。

このコントロールバルブ９は、入力軸２の回転
方向及び回転力あるいは回転速度が入力するとと
もに出力側の操縦負荷がフイードバツクされるマ
イクロコンピユータ１０によつて動作が制御され
る電磁式バルブである。

ここで１１は入力軸２に取り付けられたロード
センサで、入力軸２の捩りを検出することにより
回転力及び回転方向を検出するストレンゲージな
どで構成する。１２は同じく入力軸２の回転速度
を検出するための磁気ピツクアツプである。

そして、これらの検出信号は、それぞれ増幅、
信号波形処理機能をもつ入力インターフエース１
４を介して、マイクロコンピユータ１０の演算制
御部１５に入力する。

演算制御部（CPU）１５はこれらの入力にも
とづいて演算を行い、予め運転条件に対応しての
最適値を記憶してある記憶部（ROM）１６から
の記憶値を選び出し、出力インターフエース１７
を介して前記コントロールバルブ９に出力する。

コントロールバルブ９はソレノイドバルブで構
成されていて、入力信号にもとづいて切換方向及
び切換量が制御され、パワーシリンダ３の左右の
油室８Ａと８Ｂに送り込む圧油の量を制御する。

ハンドル１を操作して入力軸２をいずれかの方
向に回転させる場合、入力軸２にはパワーシリン
ダ３のピストン４にかかる操縦負荷に比例した反
力が発生するため、これがハンドル操作力として
運転者に伝達されようとするのであるが、この操
作力（回転力と回転方向）を、入力軸２に取り付
けたロードセンサ１１が感知し、また同時に入力
回転速度をピツクアツプ１２が検出し、これらが
マイクロコンピユータ１０に入力する。

記憶部１６には予め入力信号に対応しての最適
値が設定してあるので、演算制御部１５がこれを
読み出して出力インターフエース１７で所定の信
号波形処理、増幅を施して、コントロールバルブ
９に入力する。

したがつて、コントロールバルブ９はハンドル
操作力の大きさと方向に比例して、必要量の圧油
をパワーシリンダ３の油室８Ａ又は８Ｂに送り込
む（このときいずれか他方の油室８Ａ，８Ｂはタ
ンクＴ側へ接続される。）この場合、車速が低く
車輪の換向抵抗の大きいときは、ロードセンサ１
１は入力軸２の捩り角が大きいことを検出するの
で、パワーシリンダ３に供給される油圧を高める
し、またハンドル回転速度の速いときは、これに
対応して圧油の送油量を増大させるようにコント
ロールバルブ９の切換量が大きくなるように、マ
イクロコンピユータ１０は出力値を制御する。

この結果、入力軸２によりピストン４を移動さ
せようとする操作は、操作負荷に対応しての油室
８Ａまたは８Ｂの油圧力のアシストを受けるの
で、ハンドル操作は適切な操作感覚を伴いながら
軽快に行うことができる。

一方、ハンドル１を固定すると、その時点で入
力軸２を操作負荷に応じて捩ろうとする反力が減
少するため、ロードセンサ１１の出力値が小さく
なり、コントロールバルブ９はこれに応じて中立
位置へとマイクロコンピユータ１０を介して復帰
させられ、これによりパワーシリンダ３に対する
圧油の供給が止められる。

つまり、フイードバツク入力も同時に得ること
ができ、入力軸２が停止した時点でパワーシリン
ダ３も作動を停止し、車輪をその切換角度にホー
ルドするのである。

ところで、このパワーステアリング装置では、
PSコントロールバルブ９を自由に設置できるの
だが、他の部品と独立して設けていたため、配管
が長くなつたり、車体側の取り付け手段が必要と
なるなど、実際の装備上の問題はあつた。

本発明はこのような問題の解決、すなわちPS
コントロールバルブの配管簡略化と取り付け性の
向上をはかり、同時に軽量化を達成することを目
的とする。

本発明は、電磁式PSコントロールバルブのバ
ルブハウジングを油圧ポンプのボデイ、もしくは
フローコントロールバルブボデイに固定し、油圧
通路をハウジング内部で相互に連結することによ
り、ポンプとコントロールバルブとをつなぐ油圧
配管の省略化をはかり、かつコントロールバルブ
の取り付け手間を省くようにしてある。

以下、実施例を図面にもとづいて説明する。

第２図、第３図において、２０はパワーシリン
ダ３に圧油を供給する油圧ポンプであり、その吐
出油はフローコントロールバルブ２１で流量を制
御さつつPSコントロールバルブ２２を経由して
パワーシリンダ３の油室８Ａまたは８Ｂに送ら
れ、その戻り油はリザーバ２３に戻され、再び油
圧ポンプ２０に吸り込まれる。

リザーバ２３は油圧ポンプ２０の上部に一体的
に取り付けられ、フローコントロールバルブ２１
はポンプボデイ２４の一部にバルブボデイ２５が
一体的に鋳造などで形成される。

マイクロコンピユータ１０によつて制御される
電磁式のPSコントロールバルブ２２のハウジン
グ２６は、フローコントロールバルブ２１からの
吐出通路２７を内部にもつ中空ボルト２８によ
り、バルブボデイ２５に固定される。

また、ハウジング２６に形成したリザーバ２３
への捩り通路３０に、リザーバ２３のリターンパ
イプ３１がシール３２を介して中空ボルト２８と
同軸方向から挿入される。

前記バルブハウジング２６にはバルブスプール
３３が摺動自由に挿入され、スプール３３の端部
にはマイクロコンピユータ１０からの制御出力が
与えられるソレノイド３５が連結する。したがつ
てソレノイド３５の励磁によりバルブスプール３
３が変位し、パワーシリンダ３の油室８Ａ又は８
Ｂに接続する作動ポート（通路）３７又は３８
を、前記吐出通路２７に接続するポンプポート３
６あるいは戻り通路３０に接続するタンクポート
３９に選択的に切換連通する。

前記の中空ボルト２８はバルブスプール３３の
軸心と直角な方向からバルブハウジング２６を貫
通してバルブボデイ２５に螺合しており、ポンプ
ポート３６とは中空通路２７Ａと接続する放射孔
２７Ｂにより、その外周の環状溝４０を介して連
通する。

この環状溝４０の両側に位置して中空ボルト２
８にはシール４１，４２が嵌められる。

したがつて、このようにしてPSコントロール
バルブ２２をフローコントロールバルブ２１のバ
ルブボデイ２５に中空ボルト２８により結合する
と、PSコントロールバルブ２２の取り付けが簡
略化するし、また、フローコントロールバルブ２
１からの吐出油をそのままバルブハウジング２６
の内部通路３６を経由してPSコントロールバル
ブ２２に導き、同時に戻り油を通路３０を経由し
てリザーバ２３に戻すので、これらの間を結ぶ配
管も不要となる。

なお、PSコントロールバルブ２２は、第１図
のコントロールバルブ９と同様にマイクロコンピ
ユータ１０の出力で動作を行い、パワーステアリ
ング操作における油圧アシスト力を制御し、これ
により運転条件に応じて最適な操舵力を得ること
は第１図と変わりない。

第４図にはラツクアンドピニオン型のパワース
テアリングアクチユエータを示す。

この場合、前記作動ポート３７と３８は、それ
ぞれシリンダ４３のポート４４と４５に接続す
る。

シリンダ４３の内部ピストン４６のロツド４７
は、それぞれ突出両端４７Ａ，４７Ｂが車輪側に
連結されるが、その途中に図示しないラツクが刻
設してあり、入力軸２のピニオン（図示せず）と
噛み合つている。

したがつて、作動ポート３７，３８からの油圧
の供給により、ピストン４６はいずれか一方に移
動し、ピストンロツド４７が変位して車輪の向き
が変わる。

この場合、油圧源故障時など油圧アシストが得
られなくても、入力軸２の回転によりピニオンを
介してラツクを変位させ、車輪の向きを変えるこ
とができる。

なお、上記実施例において、ソレノイド３５は
比例型のほかに、プツシユ・プル型を両端２箇所
に設けることもできる。」以上のように本発明によれば、PSコントロー
ルバルブを油圧ポンプボデイまたはフローコント
ロールバルブのバルブボデイなど、ポンプボデイ
側に対しボルトを介して締結する構成とし、かつ
結合状態でバルブボデイとコントロールバルブの
油路が連結するようにしたので、PSコントロー
ルバルブの配管構造に簡略化すると共にその取り
付けブラケツトなどが一切不要となり、従つてパ
ワーステアリング装置全体の小型軽量化を達成す
ることができる。

特に、本発明ではポンプボデイ側の吐出通路と
コントロールバルブ内のポートとを連通する通路
を備えた中空構造のボルトを介してコントロール
バルブをポンプボデイ側に締結するようにしたの
で、ポンプからコントロールバルブに至る通路構
成を最大限に合理化して、コントロールバルブの
寸法を可及的に抑えられるという利点がある。

さらに本発明は、コントロールバルブをポンプ
ボデイ側に結合するボルトを吐出通路に螺合する
構成としたので、従来からあるポンプボデイ等の
構造を大幅に変更することなく小型軽量化を実現
できるという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略構成図、第２図は本発
明の要部であるコントロールバルブ部分を中心と
する断面図、第３図はそのＡ−Ａ線断面図、第４
図は油圧アクチユエータの他例を示す断面図であ
る。２……入力軸、３……パワーシリンダ、１０…
…マイクロコンピユータ、１１……ロードセル、
１２……回転数ピツクアツプ、２０……油圧ポン
プ、２１……フローコントロールバルブ、２２…
…PSコントロールバルブ、２３……リザーバ、
２４……ポンプボデイ、２５……バルブボデイ、
２６……バルブハウジング、２７……吐出通路、
２８……中空ボルト、３０……戻り通路、３１…
…リターンパイプ、３３……バルブスプール、３
５……ソレノイド。

Claims

【特許請求の範囲】

１ハンドルに結ばれた入力軸と連動する油圧ア
クチユエータと、すくなくとも入力軸に伝達され
る負荷及びその回転方向を検出する手段と、この
検出値にもとづいて操縦最適値を演算するマイク
ロコンピユータと、マイクロコンピユータの出力
により切換動作して油圧アクチユエータに供給す
る油圧ポンプからの油圧を制御する電磁式コント
ロールバルブとを備えたパワーステアリング装置
において、前記コントロールバルブをポンプボデ
イ側の吐出通路に螺合するボルトを介して着脱可
能に構成し、かつ前記ボルトはコントロールバル
ブをポンプボデイ側に締着した状態で前記吐出通
路とコントロールバルブ内のポートとを連通する
通路を有する中空構造としたことを特徴とするパ
ワーステアリング装置。