JPH0815866B2

JPH0815866B2 - パワ−ステアリングの油圧制御装置

Info

Publication number: JPH0815866B2
Application number: JP61313520A
Authority: JP
Inventors: 耕内田; 栗原　　隆; 良三好; 宏英甲斐
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1986-12-27
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: DE3744313A1; US4862985A; DE3744313C2; JPS63166660A

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〕

従来の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ボジウム」
（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）及び油圧反力制
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。さらに、特開昭61−139563号公報に開示さ
れるごとく、四方切換弁としての油圧ブリッジ回路を２
組並列に配し、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て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、油圧制御弁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
油量を少なくすると、急転舵時に油圧制御弁に供給され
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共に、１
つの可変絞りの絞り特性によって低速から高速までの全
ての操舵力特性を実現しようとしているので、操舵力特
性の可変範囲が狭く、特性チューニングの自由度が低
く、あらゆる条件下での特性を実現することができない
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、操舵力特性の可変範囲を
ある程度広くすることができるが、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った。

また、上記特開昭61−139563号公報に開示されるパワ
ーステアリングの油圧制御装置においては、操舵力特性
を可変範囲とすることができるものの、２組のブリッジ
回路を独立して設けるという複雑な構造のわりに、各組
のブリッジ回路による操舵力特性の片方のみを使用する
か、両方を合成して使用するか、又はその中間的な特性
を使用するかに限られており、それ以外に操舵力特性を
変化させることはできないという問題点があった。

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、
操舵力特性の可変範囲を広範囲とすることができると共
に、種々の条件下で操舵力特性を任意に設定することが
可能であり、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がなく、ま
たそれに伴う過分な熱対策の必要がもなく、そのうえ油
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、該油圧ブ
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、前記パワーシリンダの上流側の各流路
に操舵トルクに応動する流入制御絞りを、下流側の各流
路に操舵トルクに応動する流出制御絞りをそれぞれ介挿
したパワーステアリングの油圧制御装置において、操舵
トルク以外の外部信号によって絞り面積が制御される第
１の外部制御可変絞りと操舵トルクに応動する第１の可
変絞りとの直列回路を前記流入又は流出制御絞りの少な
くとも１つと並列に設け、且つ前記流入又は流出制御絞
りの少なくとも１つと直列に操舵トルクに応動する第２
の可変絞りを設け、該第２の可変絞りをバイパスするバ
イパス流路に操舵トルク以外の外部信号によって絞り面
積が制御される第２の外部制御可変絞りを介挿したこと
を特徴としている。

〔作用〕

この発明においては、パワーシリンダの上流又は下流
の少なくとも一方側の流入又は流出制御絞りと並列に操
舵トルクに応動する第１の可変絞りと操舵トルク以外の
外部信号によって絞り面積が制御される第１の外部制御
可変絞りとの直列回路を介挿することにより、この第１
の外部制御可変絞りの絞り面積に応じて並列回路の絞り
面積を変化させることができ、パワーシリンダに供給す
る油圧を制御することができる。また、パワーシリンダ
の上流又は下流の少なくとも一方側の流入又は流出制御
絞りと直列に操舵トルクに応動する第２の可変絞りを介
挿し、この第２の可変絞りのバイパス流路に操舵トルク
以外の外部信号によって絞り面積が制御される第２の外
部制御可変絞りを介挿することにより、この第２の外部
制御可変絞りの絞り面積に応じて第２の可変絞りの絞り
面積を変化させることができ、パワーシリンダに供給す
る油圧を制御することができる。その結果、第１及び第
２の外部制御可変絞りの絞り面積を適宜制御することに
より、パワーシリンダで種々の条件下での操舵力特性を
発揮することができる。

〔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図はこの発明の第１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を制御するための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L₁〜L₄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1
2R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L₁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L₁及びL₂には、可変オリフィスで構成される流入
制御絞り1R及び1Lが介挿され、流路L₃及びL₄には、同様
に可変オリフィスで構成される流出制御絞り2R及び2Lが
介挿されている。また、流路L₁及びL₂の流入制御絞り1R
及び1Lと並列にそれぞれ第１の可変絞り3R及び3Lと第１
の外部制御可変絞り5A及び5Bの直列回路が接続されてい
る。さらに、流路L₃及びL₄の流出制御絞り2R及び2Lの下
流側にこれらと直列に第２の可変絞り4R及び4Lが介挿さ
れ、これら第２の可変絞り4R及び4Lと流出制御絞り2R及
び2Lとの接続点間にバイパス流路L₅が接続され、このバ
イパス流路L₅に外部制御可変絞り６が介挿されている。

そして、前記流入制御絞り1R,1L、流出制御絞り2R,2
L、第１の可変絞り3R,3L及び第２の可変絞り4R,4Lは、
ステアリングホイール15の例えば右方向の操舵によって
流入制御絞り1R,流出制御絞り2R、第１の可変絞り3R及
び第２の可変絞り4Rの４つが、左方向の操舵によって流
入制御絞り1L,流出制御絞り2L、第１の可変絞り3L及び
第２の可変絞り4Lの４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15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、各絞り1R,1L;2R,2L;3R,3L及び4R,4Lの絞り面積
A₁;A₂;A₃及びA₄が変化する。ここで、各絞り1R,1L;2R,2
L;3R,3L及び4R,4Lの操舵トルクＴに対する絞り面積特性
は、それぞれ第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）
に示すように選定されている。

すなわち、流入制御絞り1R,1Lのそれぞれについて
は、第２図（ａ）に示す如く、操舵トルクＴの値が所定
値T₁に達するまでは、直線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激に低下し、所定値
T₁を越えると所定値T₂までの間は直線l₁₂で示す如く比
較的緩やかに低下し、所定値T₂を越えると略零に近い絞
り面積となるように低速用特性に選定されている。

また、流出制御絞り2R,2Lのそれぞれについては、第
２図（ｂ）に示す如く、操舵トルクＴの所定値T₁より大
きい所定値T₁′に達するまでは、前記流入制御絞り1R,1
Lの直線l₁₁に比較して緩やかな傾斜の直線l₂₁で示す如
く比較的急激に絞り面積が低下し、所定値T₁′から所定
値T₂より大きい所定値T₂′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絞り
面積が低下し、所定値T₂′を越えると略零に近い絞り面
積となるように中速用特性に選定されている。

さらに、第１の可変絞り3R,3Lのそれぞれについて
は、第２図（ｃ）に示す如く、操舵トルクＴの所定値
T₁′より大きい所定値T₁″に達するまでは、前記流入制
御絞り1R,1Lの直線りる₁₁と略同様の傾斜の直線l₁₃で示
す如く比較的急激に絞り面積が低下し、所定値T₁″から
所定値T₂′より大きい所定値T₂″までの間は直線l₃₂で
示す如く、より緩やかに絞り面積が低下し、所定値T₂″
を越えると零に近い絞り面積となるように高速用特性に
選定されている。

またさらに、第２の可変絞り4R,4Lのそれぞれについ
ては、第２図（ｄ）に示す如く、前記流入制御絞り1R,1
Lと全く同様の低速用特性に選定されている。

一方、外部制御可変絞り5A,5B及び６のそれぞれは、
前記操舵トルクに応動する絞りとは関連せず独立して車
速に応じて開閉制御される電磁可変絞りで構成されてい
る。ここで、外部制御可変絞り5A,5B及び６のそれぞれ
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_V1及びI_V2に変換され、こ
の励磁電流I_V1及びI_V2が外部制御可変絞り5A,5B及び６
に供給されることによって、その絞り面積が制御され
る。すなわち、第２図（ｅ）に示す如く、外部制御可変
絞り5A,5Bが低速及び中速域で絞り面積が零即ち全閉状
態で高速域で開状態に移行するように選定され、外部制
御可変絞り６が低速域で閉状態で中，高速域で開状態と
な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
図及び第４図に示す如く、ロータリバルブ20で構成され
ている。

すなわち、バルブハウジング21内に、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22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に連結された円筒上のバル
ブシャフト33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24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13a〜13cが120度の角間
隔を保って並列に形成されている。

各コントロールバルブ13a〜13cのそれぞれは、第４図
に示す如く、バルブボデー22の内周面に軸方向に延長し
且つ周方向に所定間隔で形成された点線図示の２本の長
油溝D₁及びD₂と、これら長油溝D₁及びD₂の外側に並列に
形成された点線図示の短油溝D₃〜D₆と、バルブシャフト
23の外周面に形成された前記各油溝D₁〜D₆に僅かな間隙
を介して連通する実線図示の油溝E₁〜E₇とを有し、油溝
D₁及びE₃間の間隙で流入制御絞り1Rが、油溝D₂及びE₃間
の間隙で流入制御絞り1Lが、油溝D₂及びE₄間の間隙で流
出制御絞り2Rが、油溝D₁及びE₂間の間隙で流出制御絞り
2Lが、油溝D₅及びE₆間の間隙で第１の可変絞り3Rが、油
溝D₆及びE₇間の間隙で第１の可変絞り3Lが、油溝D₄及び
E₅間の間隙で第２の可変絞り4Rが、油溝D₃及びE₁間の間
隙で第２の可変絞り4Lがそれぞれ構成され、油溝D₃及び
E₂間、油溝D₄及びE₄間、油溝D₁及びE₆間及び油溝D₂及び
E₇間の間隙がバルブシャフト23の何れの方向の回動によ
っても全開状態を維持するように単なる流路とされてい
る。

そして、バルブシャフト23の油溝E₃がバルブボデー22
に形成された透孔M₄及びその外周面に形成された円環状
溝N₄を介して油圧ポンプ10に、油溝E₁及びE₅が第３図に
示すようにバルブシャフト23を貫通する透孔Q₁及びQ₂と
バルブシャフト23の内部とを通じ、さらにバルブシャフ
ト23を貫通する透孔Q₃を通じてリザーバタンク11にそれ
ぞれ接続され、油溝E₂及びE₄間に、バルブボデー22を貫
通して形成された油溝M₁及びM₂とその外周面に形成され
た円環状溝N₁及びN₂とを介して第２の外部制御可変絞り
６が接続されている。また、バルブボデー22の油溝D₅及
びD₆がそれぞれバルブボデー22を貫通して形成した透孔
M₇及びM₆とその外周面に形成された円環状溝N₇及びN₆と
を介し、さらに第１の外部制御可変絞り5A及び5Bを介し
て油圧ポンプ10に接続され、油溝D₁及びD₂間に、バルブ
ボデー22を貫通して形成した透孔M₃及びM₅とその外周面
に形成した円環状溝N₃及びN₅とを介してパワーシリンダ
12の両油圧室12L及び12Rが接続されている。

一方、バルブハウジング21には、第３図に示すよう
に、ロータリバルブ20と一体に外部制御可変絞り5A,5B
及び６を構成するスプールバルブ25が形成されている。
このスプールバルブ25は、電磁ソレノイド26の作動子26
aに連結されて摺動されるスプール27を有し、このスプ
ール27の外周面に形成した油溝H_A及びH_Bと、これらに対
向してバルブハウジング21の内周面に形成した油溝J_A1,
J_A2及びJ_B1,J_B2とで外部制御可変絞り5A,5B及び６がそ
れぞれ構成されている。

次に、上記第１実施例の動作を説明する。今、車両が
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の各絞り1L,1
R〜4L,4R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、外部制御可変絞
り5A,5B及び６は全閉状態となっている。

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L₁及びL₄と流路L₂及びL₃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で何ら操舵補助トルクを発生することは
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
クに応じて絞り1R〜4Rが互いに連動してそれらの絞り面
積A₁〜A₄が縮小方向となるが、他方の絞り1L〜4Lは全開
状態を維持する。

したがって、流路L₂については、流入制御絞り1Lが介
挿されていない単なる流路の状態となり、同様に流路L₄
についても流出制御絞り3L,4Lが介挿されていない単な
る流路の状態となり、油圧ブリッジ回路14の等価油圧回
路は第６図（ａ）に示すようになる。

この第６図（ａ）において、流路L₃においては、流出
制御絞り2Rと第２の可変絞り4Rとが直列関係に接続され
ているので、これら２つの絞り2R,4Rを第６図（ｂ）に
示す如く単一の等価可変絞りO_Aとみなすと、その絞り面
積A_Aは次式で表すことができる。

ここで、流出制御絞り2Rと第２の可変絞り4Rとは、同
一操舵トルクＴに対して第２の可変絞り4Rの絞り面積A₄
の方が小さく選定されているので、流路L₃における絞り
面積は、第２の可変絞り4Rの絞り面積A₄が支配的とな
り、操舵トルクＴの増加に伴う閉じ切りが早くなる。

第６図（ｂ）において、パワーシリンダ12に対して流
入制御絞り1Rと等価可変絞りO_Aとが並列関係であるの
で、両者の絞り面積A₁及びA_Aを合算した単一の等価可変
絞りO_Bとみなすことができ、第６図（ｂ）の等価油圧回
路は第６図（ｃ）に示すように書き換えることができ
る。

この第６図（ｃ）から明らかなように、据切り状態で
は、パワーシリンダ12はこれと並列に介挿された等価可
変絞りO_Bの存在により、第７図で実線図示の直線l_Lで示
す如く、所定値T₂以上の操舵トルクＴが入力されたとき
に、右油圧室12Rに最大油圧が供給され、左油圧室12Lは
リザーバタンク11のドレン圧となるので、その差圧が大
きくなり、これに応じてパワーシリンダ12で発生する操
舵補助トルクが大きくなって、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_V1及びI_V2が
出力される。このため、外部制御可変絞り5A,5B及び６
が全開状態となり、単なる油路とみなすことができる。
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Ｔが零であるときには、コントロールバ
ルブ13の各絞り1L,1R〜4L,4R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の両油圧室間には、
差圧が生じることがなく、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の絞り1R〜4Rの絞り面
積が縮小方向となり、絞り1L〜4Lが全開状態を維持す
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（ａ）に示すようになる。

この第８図（ａ）において、流路L₁の流入制御絞り1R
と第１の可変絞り3Rとが並列関係となるので、これらを
それぞれの絞り面積A₁及びA₃を合算した等価絞り面積A_C
（＝A₁＋A₃）の等価可変絞りO_Cとみなすことができ、ま
た、流路L₃における第２の可変絞り4Rは、バイパス流路
L₅によってバイパスされるので、単なる油路とみなすこ
とができ、流路L₃には流出制御絞り2Rのみが介挿されて
いることと等価となり、第８図（ｂ）に示すようにな
る。ここで、等価可変絞りO_Cの絞り面積A_Cは、流入制御
絞り1Rの絞り面積A₁に比較して操舵トルクＴの増加に伴
う閉じ切りが遥かに遅くなる。

この第８図（ｂ）において、パワーシリンダ12に対し
て等価可変絞りO_Cと流出制御絞り2Rとは、並列関係とな
るので、第８図（ｃ）に示す如く、両者の絞り面積A₂及
びA_Cを合算した絞り面積A_D（＝A₂＋A_C）の等価可変絞り
O_Dとみなすことがでる。

この第８図（ｃ）から明らかなように、高速走行状態
でのステアリングホイール15の転舵時には、パワーシリ
ンダ12はこれと並列に介挿された等価可変絞りO_Dの存在
により、第７図で鎖線図示の曲線l_Hで示す如く、所定値
T₂′以上の操舵トルクＴが入力されたときに、右油圧室
12R及び左油圧室12L間の差圧Ｐが大きくなり、これに応
じてパワーシリンダ12で発生する操舵補助トルクが大き
くなって、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、急操舵を防止して操縦安定性を確保する
ことができる。

また、中速走行状態では、第２の外部制御可変絞り６
のみが全開状態となり、第１の外部制御可変絞り5A,5B
は全閉状態を維持するので、ステアリングホイール15を
例えば右切りしたときの油圧ブリッジ回路14の等価油圧
回路は第９図（ａ）に示すようになる。

この第９図（ａ）において、流路L₁については、前記
据切り時と同様に、流入制御絞り1Rのみが介挿されてお
り、流路L₃については、前記高車速走行時と同様に、第
２の可変絞り4Rがバイパス流路L₅によってバイパスされ
ているので、第９図（ｂ）に示す如く、流出制御絞り2R
のみが介挿されている状態となる。

この第９図（ｂ）において、パワーシリンダ12に対し
て、流入制御絞り1Rと流出制御絞り2Rとが並列関係であ
るので、これらを第９図（ｃ）に示す如く両者の絞り面
積A₁及びA₂を合算した等価絞り面積A_E（＝A₁＋A₂）の等
価可変絞りO_Eとみなすことができる。

この第９図（ｃ）から明らかなように、高速走行状態
でのステアリングホイール15の転舵時には、パワーシリ
ンダ12はこれと並列に介挿された等価可変絞りO_Dの存在
により、第７図で点線図示の曲線l_Mで示す如く、所定値
T₂″以上の操舵トルクＴが入力されたときに、右油圧室
12R及び左油圧室12L間の差圧Ｐが大きくなり、これに応
じてパワーシリンダ12で発生する操舵補助トルクが大き
くなって、ステアリングホイール15の転舵操作を据切り
時及び高速走行時の中間の重さで行うことができる。

さらに、据切り時と中速走行時との中間（又は中速走
行時と高速走行時との中間）においては、第２の外部制
御可変絞り６の絞り面積A₆（又は第１の外部制御可変絞
り5A,5Bの絞り面積A₅）が車速Ｖの増加に伴って増加す
ることになるので、第２の可変絞り4Rと第２の外部制御
可変絞り６との等価可変絞りO_Fの絞り面積A_F（又は流入
制御絞り1Rと第１の可変絞り3Rとの等価絞りO_Cの絞り面
積A_C）が徐々に増加することになり、これに応じてパワ
ーシリンダ12の油圧特性が第７図の曲線l_L及びl_Mの中間
の特性（又は曲線l_M及びl_Hの中間の特性）となる。

またさらに、据切り状態及び各走行状態において、ス
テアリングホイール15を左切りしたときには、これに応
じて各絞り1L〜4Lの絞り面積が縮小方向となり、各絞り
1R〜4Rの絞り面積が開状態を維持し、油圧ブリッジ回路
14の流路L₂及びL₄で上記右切りと同様の絞り特性が得ら
れ、パワーシリンダ12の左油圧室12Lに作動油が供給さ
れて、このパワーシリンダ12で左転舵を補助する操舵補
助トルクを発生させる。

なお、上記第１実施例においては、流出制御絞り2L,2
Rと第２の可変絞り4L,4Rとの接続点間にバイパス流路L₅
を設け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、第10図に示す如くバイパス流路L₅を省略
し、これに代えて第２の可変絞り4L,4Rの両端にそれぞ
れバイパス流路L₆及びL₇を接続し、これらバイパス流路
L₆及びL₇にそれぞれ外部制御可変絞り６と同等の車速Ｖ
に対する絞り面積特性を有する外部制御可変絞り6A,6B
を介挿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、さらに、第11図に示す如く、第10図におけ
る、流路L₃及びL₄の流出制御絞り2L,2Rと、第２の可変
絞り4L,4R及び外部制御可変絞り5A,5Bの並列回路とを入
れ換えても上記第１実施例と同様の作用効果を得ること
ができる。

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、パワーシリンダ12の両油圧室12L
及び12R間の差圧を、両者間に並列に接続された操舵ト
ルクＴに応動する第１の可変絞り3L,3Rと第１の外部制
御可変絞り５との直列回路によって制御すると共に、パ
ワーシリンダ12の下流側の各絞りをそれぞれのバイパス
流路に介挿した外部制御可変絞りによって制御すること
により、例えば車速に応じて適宜可変絞りを選択しなが
ら効果的な絞り面積特性を得るようにしたものである。

すなわち、第２実施例においては、前記第１実施例の
第１図の構成において、流路L₁及びL₂と並列な第１の外
部制御可変絞り5A,5Bと第１の可変絞り3R,3Lを直列に介
挿した流路が省略され、これに代えてパワーシリンダ12
と並列にバイパス流路L₈が形成され（実質的に流路L₁及
びL₂と並列）、このバイパス流路L₈に第１の可変絞り3
R,3Lと第１の外部制御可変絞り５の直列回路が介挿さ
れ、且つ流路L₃及びL₄において、第11図と同様に第２の
可変絞り4R,4Lと並列に第２の外部制御可変絞り6A,6Bが
介挿されていると共に、流路L₃における流出可変絞り2R
と第２の可変絞り4Rとの接続点及び流路L₄における流出
可変絞り2Lと第２の可変絞り4Lとの接続点間に連通する
バイパス流路L₅に第３の外部制御可変絞り７が介挿され
ていることを除いては前記第１図と同様の構成を有し、
第１図との対応部分には、同一符号を付しその詳細説明
はこれを省略する。ここで、流出制御絞り2R,2L、第１
の可変絞り3R,3L、第２の可変絞り4R,4L及び第３の外部
制御可変絞り７の絞り面積特性が第13図（ａ）〜（ｄ）
に示すように選定されている。

この第２実施例によれば、車両が低車速域で走行して
いる状態で、ステアリングホイール15を例えば右切りし
た据切り状態では、第１及び第２の外部制御絞り５及び
6A,6Bが閉状態を維持し、第３の外部制御絞り７が開状
態を維持するので、油圧ブリッジ回路14の等価油圧回路
は第14図に示すようになる。

すなわち、流路L₁に流入制御絞り1Rが介挿され、流路
L₃に第２の可変絞り4Rが介挿された状態となり、この第
２の可変絞り4Rの操舵トルクＴに対する絞り面積特性が
第13図（ｃ）に示す如く閉じ切りが早い低速用に選定さ
れているので、前記第１実施例と同様に、パワーシリン
ダ12で小さい操舵トルクＴで大きな操舵補助トルクを発
生することができる。

また、車両が中車速域で走行する状態でステアリング
ホイール15を例えば右切りすると、第１の外部制御絞り
５及び第３の外部制御絞り７が閉状態に、第２の外部制
御絞り6A,6Bが開状態に制御されるので、油圧ブリッジ
回路14の等価油圧回路は、第15図に示す如く、流路L₁に
流入制御絞り1Rが、流路L₃に流出制御絞り2Rがそれぞれ
介挿されることになり、この流出制御絞り2Rが第13図
（ａ）に示す如く、前記第２の可変絞り4Rに比較して操
舵トルクＴに対して遅く閉じ切る中速用に選定されてい
るので、第１実施例と同様に、中車速に対応した低車速
状態に比較して重い操舵感を与えることができる。

さらに、車両が高車速域で走行する状態でステアリン
グホイール15を例えば右切りすると、第３の外部制御可
変絞り７が閉状態、第１及び第２の外部制御絞り５及び
6A,6Bが開状態にそれぞれ制御されるので、油圧ブリッ
ジ回路14の等価油圧回路は、第16図に示す如く、流路L₁
に流入制御絞り1Rが、流路L₃に流出制御絞り2Rが、パワ
ーシリンダ12と並列に第１の可変絞り3Rがそれぞれ介挿
されることになる。したがって、油圧ブリッジ回路14全
体の等価絞り面積が中速走行状態に比較して第１の可変
絞り3R分増加することになるので、前記第１実施例と同
様に、パワーシリンダ12で発生する操舵トルクＴに対す
る操舵補助トルクがより小さくなり、ステアリングホイ
ール15の転舵操作がより重くなって、急操舵を防止して
操縦安定性を向上することができる。

なお、上記各実施例における可変絞り1R,1L,2R,2L,3
R,3L,4R,4Lの絞り特性を種々設定し、これに応じて外部
制御可変絞り5,5A,5B,6,6A,6B及び７を制御することに
より、様々な特性曲線を設定することができる。

また、上記各実施例においては、外部制御可変絞り5,
5A,5B,6,6A,6B及び７を車速に応じて制御する場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、第17
図に示すように、制御ユニットＵに車速センサ16の車速
検出信号V_Dに代えて運転席の近傍に設けたロータリスイ
ッチ、可変抵抗器等で構成される操舵トルク選択器40の
選択信号を供給し、この操舵トルク選択器40を操作する
ことにより、制御ユニットＵから出力する励磁電流I_V1
及びI_V2の値を任意に変更可能に構成して、運転者の好
みに応じて油圧ブリッジ回路14全体の等価絞り面積を任
意に変更し、任意の操舵補助トルクをパワーシリンダ12
によって発生させるようにしてもよい。

さらに、第18図に示すように、路面の摩擦係数を検出
する摩擦係数センサ41を設け、この摩擦係数センサ41の
摩擦係数検出値に応じて制御ユニットＵからの励磁電流
を変更することにより、路面の摩擦係数に応じて最適な
操舵補助トルクをパワーシリンダ12で発生させるように
してもよい。すなわち、摩擦係数センサ41からの摩擦係
数検出値が制御ユニットＵに供給され、この制御ユニッ
トＵで励磁電流I_V1及びI_V2の値を低摩擦係数時には比較
的小さな値に、高摩擦係数時には大きな値に、それらの
中間の摩擦係数時には両者の中間の値にそれぞれ制御す
る。ここで、摩擦係数センサ61としては、ワイパスイッ
チと連動する切換スイッチ、雨滴センサ等の間接的に路
面摩擦係数を検出するもの、或いは車両の前輪及び後輪
の回転数を検出し、両者の回転数差を算出して摩擦係数
を算出したり、駆動輪のスプラッシュ量を検出して摩擦
係数を算出したりして直接的に路面摩擦係数を検出する
もの等を適用し得る。この場合、路面摩擦係数よっての
み外部制御可変絞り5,5A,5B,6,6A,6B,7を制御する場合
に限らず車速に応じて算出した励磁電流値を摩擦係数セ
ンサ41の摩擦係数検出値で補正するようにしてもよい。

その他、車両の加減速装置の作動を検出センサを設
け、このセンサの検出値に基づき車両の加減速の頻度を
算出し、これによって車両の走行状態を判断して外部制
御可変絞り5,5A,5B,6,6A,6B,7を車速によって制御する
場合の車速感応パターン即ち第２図（ｅ），（ｆ）及び
第15図（ｄ）の車速に対する絞り面積特性を変更するよ
うにしてもよく、さらには、ステアリングホイール15の
操舵角を検出する操舵角センサとその出力を微分して操
舵角速度を算出する操舵角速度算出手段とを設け、操舵
角センサの操舵角検出値及び操舵角速度算出手段の操舵
角速度算出値に基づき前記車速感応パターンを変更して
急転舵を防止し、操縦安定性を向上させるようにしても
よく、またさらに、車両前輪荷重検出する荷重センサを
設け、前輪荷重の変化に応じて外部制御可変絞り5,5A,5
B,6,6A,6B及び７を制御するようにしてもよく、また、
外部制御可変絞り5,5A,5B,6,6A,6B,7の可変絞りは全く
別のパラメータ（例えば車速と摩擦係数）で独立に制御
してもよい。

またさらに、上記各実施例においては、一方向操舵時
のみ操舵力を制御するようにしてもよく、またステアリ
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、１つの油圧
ブリッジ回路で、パワーシリンダの油圧特性を車速等の
外部制御信号によって広範囲に変化させることができ、
しかもその油圧特性を、使用する可変絞りを外部制御可
変絞りによって適宜選択して変更するようにしているの
で、異なる油圧特性を容易に選択することができると共
に、油圧特性の直線性を向上させることができ、さら
に、パワーシリンダで発生する操舵補助トルクを第１又
は第２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
限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上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。さらに、特開昭61−139563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
もバルブの加工コストを増加させずに、油圧ブリッジ回
路１組のみで様々な可変操舵力特性を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す油圧系統図、第２
図（ａ）〜（ｆ）はそれぞれこの発明に適用し得る流入
制御絞り、流出制御絞り、第１の可変絞り、第２の可変
絞り、第１の外部可変絞り及び第２の外部可変絞りの絞
り面積特性を示す特性線図、第３図はこの発明に適用し
得るロータリバルブの一例を示す断面図、第４図はバル
ブボデーの正面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線上の展開
図、第６図（ａ）〜（ｃ）は第１実施例の据切り状態の
動作の説明に供する説明図、第７図は据切り状態、中速
走行状態及び高速走行状態における操舵トルクに対する
油圧特性を示す特性線図、第８図（ａ）〜（ｃ）はそれ
ぞれ第１実施例の高速走行状態の動作の説明に供する説
明図、第９図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ第１実施例の中
速走行状態の動作の説明に供する説明図、第10図及び第
11図はそれぞれ第１実施例の変形例を示す油圧系統図、
第12図はこの発明の第２実施例を示す油圧系統図、第13
図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ第２実施例の流出制御絞
り、第１の可変絞り、第２の可変絞り及び第３の外部制
御可変絞りの絞り面積特性を示す特性線図、第14図、第
15図及び第16図はそれぞれ第２実施例の据切り時、中速
走行時及び高速走行時の油圧ブリッジ回路の等価油圧回
路を示す油圧回路図、第17図及び第18図はそれぞれこの
発明の他の実施例を示す油圧系統図である。図中、1L,1Rは流入制御絞り、2L,2Rは流出制御絞り、3
L,3Rは第１の可変絞り、4L,4Rは第２の可変絞り、５は
第１の外部制御可変絞り、6,6A,6Bは第２の外部制御可
変絞り、７は第３の外部制御可変絞り、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、12L,12
Rは油圧室、13はコントロールバルブ、14は油圧ブリッ
ジ回路、L₁〜L₄は流路、L₅はバイパス流路、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、21はバルブハウジング、22はバル
ブボデー、23はバルブシャフト、24はトーションバー、
25はスプールバルブ、26は電磁ソレノイド、40は操舵ト
ルク選択器、41は摩擦係数センサである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者甲斐宏英神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (56)参考文献実開昭61−107685（ＪＰ，Ｕ)

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、該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、前記パワーシ
リンダの上流側の各流路に操舵トルクに応動する流入制
御絞りを、下流側の各流路に操舵トルクに応動する流出
制御絞りをそれぞれ介挿したパワーステアリングの油圧
制御装置において、操舵トルク以外の外部信号によって
絞り面積が制御される第１の外部制御可変絞りと操舵ト
ルクに応動する第１の可変絞りとの直列回路を前記流入
又は流出制御絞りの少なくとも１つと並列に設け、且つ
前記流入又は流出制御絞りの少なくとも１つと直列に操
舵トルクに応動する第２の可変絞りを設け、該第２の可
変絞りをバイパスするバイパス流路に操舵トルク以外の
外部信号によって絞り面積が制御される第２の外部制御
可変絞りを介挿したことを特徴とするパワーステアリン
グの油圧制御装置。