JPH0825465B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents

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装置に係り、とくにステ
アリングホイールの操作によって切換え弁を切換え、ス
テアリングシリンダに圧力源から圧油を供給して車輪を
操舵するようにしたパワーステアリング装置に関する。

〔発明の概要〕

ステアリングホイールの操作によって切換えられる切
換え弁をステアリングシリンダの外側部にその軸線が直
角に交差するように連設するとともに、サブシリンダに
圧油を供給して切遅れを補正するための圧油注入弁をそ
の軸線がステアリングシリンダと平行になるようにステ
アリングシリンダの外側部であって切換え弁の上部また
は下部に取付けるようにしたものであって、パワーステ
アリング装置の制御バルブ類をコンパクトに組込むこと
によって、車両搭載性を向上させるようにしたものであ
る。

〔従来の技術〕

前輪を操舵するためのステアリングホイールの操舵力
を軽減するために、パワーステアリング装置が用いられ
るようになっている。パワーステアリング装置はステア
リングシリンダを用いて操舵を行なうようにするもので
あって、ステアリングホイールの操作によって切換え弁
を切換え、上記ステアリングシリンダに圧油を供給し、
このステアリングシリンダの出力によって車輪の操舵を
行なうようにしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなパワーステアリング装置は、ステアリング
ホイールを操作して切換え弁を切換え、ステアリングシ
リンダに圧油を供給して操舵を行なうようにしているた
めに、切換え弁の切換え、あるいは油圧の立上り等に時
間を要し、切遅れを生ずる。このような切遅れを補正す
るために、サブシリンダを設け、ステアリングホイール
に設けられている操舵力センサの検出に連動してサブシ
リンダをステアリングシリンダに先立って作動させるこ
とによって、切遅れを補正することが可能になる。

ところがこのような切遅れ補正のためにサブシリンダ
を設けるようにすると、その制御のための左右一対の圧
油注入弁を必要とし、あるいはまたこの圧油注入弁から
オイルを排出するための電磁弁を必要とする。さらにス
テアリングシリンダへの圧油の供給を切換えるための切
換え弁を備えなければならない。従って各種の制御バル
ブ類によって、パワーステアリング装置が大掛りにな
り、大きなスペースを要するとともに、車両搭載性が悪
化する問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであ
って、制御バルブ類をコンパクトに組込むようにしたパ
ワーステアリング装置を提供することを目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ステアリングホイールの操作によって切換
え弁を切換え、ステアリングシリンダに圧力源から圧油
を供給して車輪を操舵するようにした装置において、ス
テアリングホイールに生ずる操舵力を操舵力センサによ
って検出するとともに、該操舵力センサの検出に連動し
て圧油注入弁を切換え、サブシリンダに圧油を供給して
切遅れを補正するようにするとともに、前記ステアリン
グシリンダの外側部に前記切換え弁をその軸線が直角に
交差するように配するとともに、前記ステアリングシリ
ンダの外側部であって前記切換え弁の上部または下部に
前記圧油注入弁をその軸線が前記ステアリングシリンダ
と平行になるように取付けるようにしたものである。

〔作用〕

従ってステアリングシリンダへの圧油の供給および切
換えを制御する切換え弁と、サブシリンダと共働して切
遅れ補正を行なう圧油注入弁とをステアリングシリンダ
の外側部に連設して設けることが可能になり、切遅れ補
正の機能を有するパワーステアリング装置をコンパクト
に構成することが可能になるとともに、その車両搭載性
が向上することになる。

〔実施例〕

第７図は本発明の一実施例に係るパワーステアリング
装置の全体の構成を示すものであって、このパワーステ
アリング装置は油圧によって操舵力を発生するステアリ
ングシリンダ10を備えている。ステアリングシリンダ10
は第１図および第２図に示すよう円筒状に構成されると
ともに、その内部には第７図に示すピストン11が摺動可
能に保持されている。ピストン11にはラックギヤ12が一
体に連設されており、インテグラル型パワーステアリン
グシリンダを構成している。そしてラックギヤ12はセク
タギヤ13に噛合うようになっている。

セクタギヤ13は第２図に示すように、支軸14に固着さ
れるとともに、この支軸14にはピットマンアーム15が固
着されている。ピットマンアーム15は第７図に示すドラ
ックリンク16を介してナックル17に連結されている。従
ってこのナックル17を引張ることにより、タイヤ18を装
着したホイール19をキングピン20を中心として回転させ
て操舵を行なうことが可能になる。

上記ステアリングシリンダ10の中心部にはステアリン
グホイール22を先端部に取付けたステアリングシャフト
23が挿入されるようになっている。このステアリングシ
ャフト23の先端部には第７図に示すようにアーム24が設
けられている。そしてこのアーム24の先端部はピン25を
介して切換え弁26のスプール27を移動させるようになっ
ている。なお第２図に示すように、ステアリングシャフ
ト23と切換え弁26とは互いにそれらの軸線が直交するよ
うに設けられている。第７図においてはステアリングシ
リンダ10の軸線と切換え弁26とを互いに平行に配してい
るために、便宜上アーム24をその中間部で切断して示し
ている。

上記切換え弁26はオイルポンプ28とチェックバルブ29
を介して連通されるようになっている。切換え弁26のス
プール27が第７図において上方へ移動されると、オイル
通路30を介してシリンダ10のピストン11の下側のチャン
バに圧油が供給されるようになっている。なおこのとき
にピストン11の上側のチャンバのオイルは戻り側のオイ
ル通路31および切換え弁26を介してリザーバ41側へ戻さ
れるようになっている。また切換え弁26のスプール27が
下方へ移動されると、開口32を通してピストン11の上側
のチャンバに圧油が供給されるようになっている。

切換え弁26は第２図に示すようにその内部にスプール
27を摺動可能に保持するとともに、スプール27の両側に
はピストン35が摺動可能に保持されており、ばね36によ
って両側の圧力室37、38側に押圧されるようになってい
る。そして左右の圧力室37、38はそれぞれ第７図、第３
図、および第４図に示す圧油注入弁39、40と接続されて
おり、これらの注入弁39、40を介して油圧が加えられる
ようになっている。

左右の圧油注入弁39、40は、第７図に示すリザーバ41
と戻り管路42を介してそれぞれ接続されている。そして
これらの戻り管路42にはそれぞれ電磁弁43、44が接続さ
れるようになっており、電磁弁43、44が開放されると、
圧油注入弁39、40はそれぞれのスプールが第７図におい
て上方へ移動するようになっている。また電磁弁43、44
はコンピュータから構成されるコントローラ45によって
その開閉が制御されるようになっている。

切換え弁26の左右の圧力室37、38はまた連通管46によ
って連通されるようになっている。そして連通管46には
絞り弁47が接続されるとともに、この絞り弁47をステッ
ピングモータ48によって制御するようにしている。なお
ステッピングモータ48も上記コントローラ45によって制
御されるようになっている。またコントローラ45にはそ
の入力側に車速センサ49と、操舵力センサ50とが接続さ
れている。操舵力センサ50は上記２重構造のステアリン
グホイール22の相対的な動きを歪ゲージで検出するよう
になっている。

さらにこのパワーステアリング装置はサブシリンダ51
を備えており、このサブシリンダ51によって切遅れの補
正を行なうようにしている。サブシリンダ51のピストン
52の上側および下側のチャンバはそれぞれ上記圧油注入
弁39、40の出口側のポートに接続されている。そしてサ
ブシリンダ51のピストン52がリンク53およびピン54を介
して上記ピットマンアーム15と連結されるようになって
いる。

以上のような構成において、ステアリングホイール22
を操作すると、ステアリングシリンダ10のピストン11が
それに応じて移動するまでは、操舵力センサ50が操舵力
を検出する。従ってコントローラ45が圧油注入弁39、40
を作動させる。すなわち電磁弁43、44の内の一方を開く
ことにより、対応する圧油注入弁39または40を開き、オ
イルポンプ28によって加圧された圧油をサブシリンダ51
のピストン52の上側または下側のチャンバに供給する。
するとピストン52が移動し、リンク53を介してピットマ
ンアーム15を回動させることになる。この回動運動がド
ラックリンク16を介してナックル17に伝達され、タイヤ
18が装着されているホイール19が遅れることなく操舵さ
れる。

ステアリングホイール22の回転運動がアーム24を介し
て切換え弁26のピン25に伝達されると、切換え弁26は第
２図において左右の何れかへ移動する。従ってオイルポ
ンプ28によって加圧されたオイルが第１図に示すチェッ
クバルブ29およびこの切換え弁26を通ってオイル通路30
または開口32からピストン11の下側または上側のチャン
バに供給される。

従ってシリンダ10内においてピストン11が上方または
下方へ移動する。このピストン11の移動によって、ラッ
ク12を介してセクタギヤ13が回動され、ピットマンアー
ム15が旋回することになる。そしてこのピットマンアー
ム15の旋回運動がドラックリンク16およびナックル17を
介してホイール19に伝達され、操舵が行なわれる。すな
わちサブシリンダ51による操舵の後に、切換え弁26の切
換えとシリンダ10内における油圧の立上りの遅れ時間を
経過した後は、ステアリングシリンダ10によってステア
リング動作が行なわれるようになっている。

このときに切換え弁26の左右の圧力室37、38にはそれ
ぞれ圧油注入弁39、40から圧油が供給されるようになっ
ており、これによってスプール27が移動する際に抵抗を
与えるようにしている。すなわちステアリングホイール
22の回転運動に対して抵抗力を生ずるようにしている。
しかも車速センサ49によって検出される車速に応じて、
コントローラ45の指示によって左右の圧油注入弁39、40
から左右の圧力室37、38に加えられる反力の調整を電磁
弁43、44のデューティ制御によって達成するようにして
いるために、車速に応じて最適な抵抗力を発生すること
が可能になる。また左右の圧力室37、38間のオイルの流
動を、絞り弁47によって許容するようにしており、絞り
の調整をステッピングモータ48によって行なうようにし
ている。

このように本実施例に係るパワーステアリング装置
は、ステアリングシリンダ10の切遅れの補正を操舵力セ
ンサ50の検出に連動して、コントローラ45および圧油注
入弁39、40を介してサブシリンダ51によって行なうよう
にしている。従って運転者がステアリングホイール22を
操作してから操舵が行なわれるまでの応答時間を短くす
ることが可能になり、高速走行時の操舵の応答性を改善
してハイマージン型パワーステアリング装置を提供する
ことが可能になる。また切換え弁26の左右の圧力室37、
38へ、上述の如く車速センサ49の検出に応じて、コント
ローラ45、電磁弁43、44、および圧油注入弁39、40を介
して最適な圧力を供給することが可能になり、速度感応
型パワーステアリング装置を達成することが可能にな
る。

このようなパワーステアリング装置において、ステア
リングシリンダ10への圧油の供給を切換えるための切換
え弁26、サブシリンダ51への圧油の供給を切換える圧油
注入弁39、40、および圧油注入弁39、40からリザーバ41
側へオイルを逃がすための電磁弁43、44をそれぞれ第１
図〜第６図に示すように、ステアリングシリンダ10に組
込むようにしている。とくに第１図に示すように、ステ
アリングシリンダ10の外周部上に、切換え弁26、圧油注
入弁39、40、および電磁弁43、44を取付けるようにして
いる。しかも切換え弁26をシリンダ10の軸線に対して直
角に交差するように配するとともに、その下側に一対の
圧油注入弁39、40をシリンダ10に対して平行に取付け、
しかもこれらの注入弁39、40の下側にシリンダ10に平行
に電磁弁43、44を取付けている。従ってインテグラル型
パワーステアリング装置のとくに制御バルブ類をコンパ
クトに組込むことが可能になり、これによって車両搭載
性が向上するようになる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、ステイリングホイールに生ず
る操舵力を操舵力センサによって検出するとともに、操
舵力センサの検出に連動して圧油注入弁を切換え、サブ
シリンダに圧油を供給して切遅れを補正するようにする
とともに、ステアリングシリンダの外側部に切換え弁を
その軸線が直角に交差するように配するとともに、ステ
アリングシリンダの外側部であって切換え弁の上部また
は下部に圧油注入弁をその軸線がステアリングシリンダ
と平行になるように取付けるようにしたものである。従
ってこのような構成によれば、ステアリングホイールに
生ずる操舵力の検出に連動してサブシリンダを作動させ
ることによって、切遅れを補正することが可能になり、
応答性に優れたパワーステアリング装置を提供すること
が可能になる。しかも応答性を改善するようにしたパワ
ーステアリング装置の制御バルブ類、とくに切換え弁お
よび圧油注入弁をステアリングシリンダの外側部上にコ
ンパクトに組込むことが可能になる。従ってパワーステ
アリング装置をコンパクト化するとともに、その車両搭
載性を改善することが可能になる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例に係るパワーステアリング装
置のステアリングシリンダを示す外観斜視図、第２図は
同要部横断面図、第３図はステアリングシリンダに取付
けられている制御バルブの部分を示す一部を破断した側
面図、第４図は同正面図、第５図は切換え弁の内部構造
を示す横断面図、第６図は圧油注入弁と電磁弁の底面
図、第７図はパワーステアリング装置の全体の構造を示
す配管図である。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 10……ステアリングシリンダ 15……ピットマンアーム 17……ナックル 19……ホイール 22……ステアリングホイール 26……切換え弁 28……オイルポンプ 39……圧油注入弁（左） 40……圧油注入弁（右） 43……電磁弁（左） 44……電磁弁（右） 45……コントローラ 49……車速センサ 50……操舵力センサ 51……サブシリンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングホイールの操作によって切換
   え弁を切換え、ステアリングシリンダに圧力源から圧油
   を供給して車輪を操舵するようにした装置において、ス
   テアリングホイールに生ずる操舵力を操舵力センサによ
   って検出するとともに、該操舵力センサの検出に連動し
   て圧油注入弁を切換え、サブシリンダに圧油を供給して
   切遅れを補正するようにするとともに、前記ステアリン
   グシリンダの外側部に前記切換え弁をその軸線が直角に
   交差するように配するとともに、前記ステアリングシリ
   ンダの外側部であって前記切換え弁の上部または下部に
   前記圧油注入弁をその軸線が前記ステアリングシリンダ
   と平行になるように取付けるようにしたことを特徴とす
   るパワーステアリング装置。