(57)【要約】  【課題】  車両の走行中に種々の外乱に起因して発生する進路変化を修正する修正操舵を、可及的に簡素な構成により、通常の操舵を阻害することなく可能とする油圧パワーステアリング装置を提供する。  【解決手段】  操舵補助用のパワーシリンダ２と油圧ポンプＰとの間に、ピニオン軸11の中途に構成された油圧制御弁３と、操舵制御部６からの制御指令により駆動される電動モータ５により動作する電動制御弁４とを介装し、これらと油圧ポンプＰとの間に第１の切換弁７を、同じくパワーシリンダ２との間に第２，第３の切換弁８，９を介装し、油圧制御弁３及び電動制御弁４の上流側の油圧の作用による第１の切換弁７の動作により、油圧制御弁３及び電動制御弁４と油圧ポンプＰとの連通を、また油圧制御弁３及び電動制御弁４の下流側の油圧の作用による第２，第３の切換弁８，９の動作により、油圧制御弁３及び電動制御弁４とパワーシリンダ２との連通を選択的に切り換える構成とする。【選択図】        図１
2006256519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵機構に操舵補助力を加えるパワーシリンダと、該パワーシリンダと油圧源との間に介装され、前記操舵機構と操舵部材との連結軸の中途に構成された油圧制御弁とを備え、前記操舵部材の操作に応じた前記油圧制御弁の動作により、前記油圧源から送給される作動油を前記パワーシリンダに給排する油圧パワーステアリング装置において、
前記油圧制御弁に並設された電動制御弁と、
該電動制御弁及び前記油圧制御弁と前記油圧源との間に介装してあり、前記電動制御弁及び油圧制御弁の上流側の油圧の作用により動作し、前記電動制御弁又は油圧制御弁と前記油圧源との連通を選択的に切り換える第１の切換弁と、
前記電動制御弁及び前記油圧制御弁と前記パワーシリンダとの間に介装してあり、前記電動制御弁及び油圧制御弁の下流側の油圧の作用により動作し、前記電動制御弁又は油圧制御弁と前記パワーシリンダの両シリンダ室との連通を選択的に切り換える第２，第３の切換弁と、
前記車両の走行状態の検出結果に基づいて前記電動制御弁を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする油圧パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記電動制御弁は、前記操舵機構に機械的に連結してある請求項１記載の油圧パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵部材の操作に応じてなされる車両の操舵を、操舵機構中に配したパワーシリンダの発生力により補助すべく構成された油圧パワーステアリング装置に関し、更に詳しくは、走行中の外乱による進路変更に対する修正操舵を可能とした油圧パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧パワーステアリング装置は、操舵機構中に配した複動式の油圧シリンダ（パワーシリンダ）が発生する油圧力により操舵を補助し、操舵部材としてのステアリングホィールの操作に要する運転者の労力負担を軽減して快適な操舵感覚を得ようとするものであり、前記パワーシリンダの両シリンダ室と、油圧源としての油圧ポンプ及び排油先としての油タンクとの間に、ステアリングホイールに加わる操舵トルクの方向及び大きさに応じて油圧の給排制御を行う油圧制御弁を介装して構成されている。
【０００３】
前記油圧制御弁としては、操舵部材としてのステアリングホイールと操舵機構とを連結する連結軸の回転を直接的に利用するロータリ式の油圧制御弁が一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照）。この油圧制御弁は、前記連結軸をトーションバーを介して同軸に連結された２軸に分割し、一方の連結端に係合された筒形のバルブボディーの内側に他方の連結端部に一体に形成したバルブスプールを嵌め合わせ、ステアリングホイールに操舵トルクが加えられたとき、トーションバーの捩れを伴ってバルブボディーとバルブスプールとの間に相対角変位を生ぜしめる構成となっている。
【０００４】
バルブボディーとバルブスプールとの嵌合周（前者の内周と後者の外周）上には、軸長方向に延びる各複数の油溝が周方向に千鳥配置されている。これらの油溝の夫々は、油圧源及び排油先に夫々連なる給油溝及び排油溝と、給油溝の両側にて排油溝との間に夫々位置し、送油先となるパワーシリンダの両シリンダ室に各別に連なる一対の送油溝とを構成しており、各油溝間には、前記相対角変位に応じて絞り面積を変える絞り部が形成されている。
【０００５】
以上の構成により、ステアリングホイールに操舵トルクが加えられた場合、バルブスプールとバルブボディーとの嵌合周上に並ぶ絞り部の絞り面積が変化し、油圧源から給油溝に供給される作動油は、絞り面積を増した側の絞り部を経て一方の送油溝に導入され、該送油溝に連通された一方のシリンダ室と他方の送油溝に連通された他方のシリンダ室との間に圧力差が生じ、この圧力差に応じてパワーシリンダが発生する油圧力が操舵機構に加えられて操舵が補助される。また、この動作により他方のシリンダ室から押し出される作動油は、他方の送油溝に還流し、この送油溝の一側にて絞り面積を増した絞り部を経て排油溝に導入され、排油先に排出される。
【特許文献１】特開平８−２３９０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、車両の走行中には、例えば、滑り易い路面の走行時に発生する車輪のスリップ、不整地走行時に車輪に加わる路面反力、車体に加わる横風等、操舵に影響を及ぼす種々の外乱が作用し、予期せぬ進路変化が生じることがある。このような場合、運転者は、ステアリングホイールの操作により進路変化を相殺するための修正操舵を強いられる。
【０００７】
例えば、急旋回時に車輪のスリップに起因して発生するスピンを抑えるためには、車体がスピンしている方向へのステアリングホイールの操作、所謂、カウンターステアが必要となるが、これは、未熟な運転者にとって違和感を伴う困難な操作である。また横風の作用による進路変化の修正には、微細なステアリング操作の繰り返しを強いられることとなり、運転疲労の原因となる
【０００８】
ここで、操舵補助力の発生源として電動モータを用い、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクをトルクセンサにより検出し、この検出トルクに基づくアシスト制御部の動作により操舵補助用の電動モータを駆動する構成とした電動パワーステアリング装置においては、電動モータが発生する操舵補助力と前記検出トルクとの対応関係を自在に変更可能であり、検出トルクの如何、即ち、ステアリングホイールの操作の如何に拘らず電動モータを駆動することにより外乱の発生時における前述した修正操舵を自動的に行わせることも可能である。
【０００９】
しかしながら、前述の如く構成された従来の油圧パワーステアリング装置においては、パワーシリンダの作動油を給排制御する油圧制御弁が、ステアリングホイールに加わる操舵トルクによるトーションバーの捩れを利用した機械的な動作をなす弁であることから、ステアリングホイールの操作なしに操舵を行わせることはできず、外乱発生時における修正操舵への対応は難しい。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車両の走行中に種々の外乱に起因して発生する進路変化を修正する修正操舵を、可及的に簡素な構成により、通常の操舵を阻害することなく可能とする油圧パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１発明に係る油圧パワーステアリング装置は、車両の操舵機構に操舵補助力を加えるパワーシリンダと、該パワーシリンダと油圧源との間に介装され、前記操舵機構と操舵部材との連結軸の中途に構成された油圧制御弁とを備え、前記操舵部材の操作に応じた前記油圧制御弁の動作により、前記油圧源から送給される作動油を前記パワーシリンダに給排する油圧パワーステアリング装置において、前記油圧制御弁に並設された電動制御弁と、該電動制御弁及び前記油圧制御弁と前記油圧源との間に介装してあり、前記電動制御弁及び油圧制御弁の上流側の油圧の作用により動作し、前記電動制御弁又は油圧制御弁と前記油圧源との連通を選択的に切り換える第１の切換弁と、前記電動制御弁及び前記油圧制御弁と前記パワーシリンダとの間に介装してあり、前記電動制御弁及び油圧制御弁の下流側の油圧の作用により動作し、前記電動制御弁又は油圧制御弁と前記パワーシリンダの両シリンダ室との連通を選択的に切り換える第２，第３の切換弁と、前記車両の走行状態の検出結果に基づいて前記電動制御弁を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の第２発明に係る油圧パワーステアリング装置は、第１発明における電動制御弁が、前記操舵機構に機械的に連結してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１発明に係る油圧パワーステアリング装置においては、操舵部材の操作に応じた油圧制御弁の動作と、制御手段により制御される電動制御弁の動作と、これらの動作により発生する油圧の作用による第１〜第３の切換弁の切換動作とによりパワーシリンダも作動油が独立して給排されるから、電動制御弁により給排される作動油により、外乱に起因する進路変化を修正する修正操舵を、電動制御弁に対する制御のみにより、操舵部材の操作による通常の操舵を阻害することなく行わせることが可能となる。
【００１４】
また第２発明に係る油圧パワーステアリング装置においては、操舵機構に機械的に連結された電動制御弁の動作が、前記操舵機構による拘束下にて生じるから、該電動制御弁又は制御手段のフェイル発生時における誤った修正操舵を、操舵部材の操作による操舵機構への入力により防止することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る油圧パワーステアリング装置の全体構成を示すブロック図である。なお本図には、操舵部材としてのステアリングホイール１と、該ステアリングホイール１にステアリング軸10を介して連結されたピニオン軸11と、該ピニオン軸11の下端に設けたピニオン12と、該ピニオン12に噛合され、車体の左右方向に延設されたラック軸13とを備え、ステアリングホイール１の操作に応じたピニオン軸11の回動を、ピニオン12と噛合するラック軸13の軸長方向の移動に変換し、この移動を、ラック軸13の両端に各別のタイロッド14，14を介して連結された左右の操舵用の車輪15，15に伝えて操舵を行わせるようにした公知のラックピニオン式の操舵機構を備える車両への適用例が示されているが、以下に述べる本発明の特徴的な構成は、ラックピニオン式以外の形式の操舵機構を備える車両への適用も可能であることは言うまでもない。
【００１６】
本発明に係る油圧パワーステアリング装置は、ラック軸13の中途に復動式の油圧シリンダとして構成された操舵補助用のパワーシリンダ２と、該パワーシリンダ２の作動油圧の発生源としての油圧ポンプＰ及び排油先としての油タンクＴと、これらの間に介装され、ピニオン軸11の中途に構成された油圧制御弁３とを備えている。
【００１７】
図２は、油圧制御弁３の構成を示す縦断面図である。ピニオン軸11は、トーションバー30を介して同軸上に連結された入力軸 11aと出力軸 11bとに分割構成され、筒形をなすピニオンハウジングＨ1 の内部に回転自在に支持されている。入力軸 11aの上端は、ピニオンハウジングＨ1 の外側に突出され、ステアリングホイール１に前述の如く連結されている。ピニオンハウジングＨ1 の下半部には、前記ラック軸13を支承するラックハウジングＨが連設されており、出力軸 11bの下半部に形成された前記ピニオン12は、ラックハウジングＨとの連設部においてラック軸13に噛合されている。
【００１８】
油圧制御弁３は、出力軸 11bと一体回転可能に連結され、ピニオンハウジングＨ1 の該当部位に同軸上での回転自在に保持された円筒形のバルブボディー31と、該バルブボディー31の内側への入力軸 11aの嵌合部に一体に形成されたバルブスプール32とを備え、両者の嵌合周上に、トーションバー30の捩れを伴って生じる相対角変位に応じて絞り面積を変える複数の可変絞りを並設してなる公知の構成を有している。
【００１９】
このように構成された油圧制御弁３は、ピニオンハウジングＨ1 を内外に貫通するポンプポート33及びタンクポート34を介して油圧ポンプＰ及び油タンクＴに後述の如く接続され、同じくシリンダポート35，36を介してパワーシリンダ２のシリンダ室ＳL ，ＳR に後述の如く接続されており、油ポンプＰから送給される作動油を、バルブボディー31とバルブスプール32との相対角変位に応じた可変絞りの絞り面積の変化に応じて一方のシリンダ室ＳL （又はＳR ）に選択的に送り出し、他方のシリンダ室ＳR （又はＳL ）から還流する作動油を油タンクＴに排出させる給排動作をなす。このような作動油の給排によりパワーシリンダ２は、シリンダ室ＳL ，ＳR 間に生じる圧力差に応じた油圧力を発生し、この油圧力がラック軸13に加えられる。
【００２０】
本発明に係る油圧パワーステアリング装置は、以上の如く機械的な給排動作をなす油圧制御弁３と共に、電動アクチュエータにより動作する電動制御弁４を備えている。この電動制御弁４は、図１に示す如く、ピニオン軸11に並設された第２ピニオン軸16の中途に構成されている。第２ピニオン軸16の下部には、ラック軸13の中途に噛合する第２ピニオン17が設けられ、また第２ピニオン軸16の上部には、電動アクチュエータとしての電動モータ５が後述の如く構成されている。
【００２１】
図３は、電動制御弁４の構成を示す縦断面図である。第２ピニオン軸16は、ピニオン軸11と同様に、トーションバー40を介して同軸上に連結された上部軸 16aと下部軸 16bとに分割構成され、筒形をなす第２ピニオンハウジングＨ2 の内部に回転自在に支持されている。第２ピニオンハウジングＨ2 の下半部には、前記ラック軸13を支承するラックハウジングＨが連設されており、下部軸 16bの下半部に形成された第２ピニオン17は、ラックハウジングＨとの連設部においてラック軸13に噛合されている。なお. 第２ピニオン17と噛合するラック歯は、前記ピニオン12と噛合すべくラック軸13に形成されたラック歯と兼用することができるが、ピニオン12が噛合するラック歯と第２ピニオン17が噛合するラック歯とを、ラック軸13の異なる部位に別体に設けることも可能である。
【００２２】
一方、上部軸 16aの上半部は、オイルシール18により液密に封止して第２ピニオンハウジングＨ2 の上部に延長されている。この延長部には、外周に複数のマグネットを固着してロータ50が一体構成されており、また第２ピニオンハウジングＨ2 には、ロータ50の外側に面してステータコイル51が内嵌固定されており、該ステータコイル51への通電によりロータ50に回転力を発生する電動モータ５が構成されている。該電動モータ５が発生する回転力は、ロータ50が固定された上部軸 16aに加えられる。
【００２３】
電動制御弁４は、下部軸 16bと一体回転可能に連結され、第２ピニオンハウジングＨ2 の該当部位に同軸上での回転自在に保持された円筒形のバルブボディー41と、該バルブボディー41の内側への上部軸 16aの嵌合部位に一体に形成されたバルブスプール42とを備えている。バルブボディー41とバルブスプール42との嵌合周上には、油圧制御弁３におけると同様に、トーションバー40の捩れを伴って生じる相対角変位に応じて絞り面積を変える複数の可変絞りが並設されている。
【００２４】
このように構成された電動制御弁４は、第２ピニオンハウジングＨ2 を内外に貫通するポンプポート43及びタンクポート44を介して油圧ポンプＰ及び油タンクＴに、同じくシリンダポート45，46を介してパワーシリンダ２のシリンダ室ＳL ，ＳR に、夫々後述の如く接続されており、前記油圧制御弁３におけると同様に、油タンクＰから送給される作動油を、バルブボディー41とバルブスプール41との相対角変位に応じた可変絞りの絞り面積の変化に応じてパワーシリンダ２のシリンダ室ＳL 又はＳR に選択的に送り出し、他方のシリンダ室ＳR 又はＳL から還流する作動油を油タンクＴに排出させる給排動作をなす。この給排動作によりパワーシリンダ２は、シリンダ室ＳL ，ＳR 間に生じる圧力差に応じた油圧力を発生し、この油圧力がラック軸13に加えられる。
【００２５】
以上の如く本発明に係る油圧パワーステアリング装置においては、油圧制御弁３及び電動制御弁４による作動油の給排動作によりパワーシリンダ２が油圧力を発生する。ここで油圧制御弁３による給排動作は、ステアリングホイール１の操作に応じてピニオン軸11に加えられる操舵トルクの作用により、バルブボディー31とバルブスプール32との間に発生する相対角変位に応じて生じる。これに対し電動制御弁４による給排動作は、電動モータ５が発生する回転力が上部軸 16aを介してバルブスプール42に加えられ、該バルブスプール42がトーションバー40の捩れを伴ってバルブボディー41に対して相対角変位することにより生じる。
【００２６】
従って、油圧制御弁３の動作によって作動油が給排される場合、パワーシリンダ２は、運転者によりステアリングホイール１に加えられる操舵トルクの方向に、この操舵トルクに対応する大きさの油圧力を発生し、この油圧力が、ステアリングホイール１の操作による操舵を補助するための操舵補助力としてラック軸13に加えられる。一方、電動制御弁４の動作によって作動油が給排される場合、パワーシリンダ２は、アクチュエータとしての電動モータ５が発生する回転力の方向に、この回転力に対応する油圧力を発生する。この油圧力は、ステアリングホイール１の操作に対して独立して発生させることができる。
【００２７】
電動モータ５は、マイクロプロセッサを用いてなる操舵制御部６から駆動回路60を介して与えられる制御指令に応じて回転駆動される。操舵制御部６には、車両の適宜部位に配した走行状態センサ61から、車速、横加速度、ヨーレート等、操舵に影響を及ぼす走行状態の検出結果が、またステアリング軸10の中途に配したトルクセンサ62から、ステアリングホイール１に加えられる操舵トルクの検出値が、更に、操舵機構に配した舵角センサ63及び軸力センサ64から、操舵機構の動作により実現されている実舵角及び操舵機構に加わる外力の検出値が夫々与えられている。
【００２８】
操舵制御部６は、走行状態センサ61から与えられる走行状態の検出結果、及び舵角センサ63及び軸力センサ64から与えられる操舵状態の検出結果を用い、横風、スリップ等の外乱による進路変化を予測演算して、この進路変化を相殺するために必要な電動モータ５の回転方向及び回転力を求め、求められた回転力を発生すべく電動モータ５に制御指令を発する動作をなす。この制御指令に従って電動モータ５が駆動された場合、電動制御弁４が前述の如く動作し、この動作により給排される作動油によりパワーステアリング２が発生する油圧力がラック軸13に加えられ、操舵用の車輪15，15が修正操舵される。なお、トルクセンサ62、舵角センサ63及び軸力センサ64による検出値は、制御指令の補正、電動モータ５の駆動により生じる修正操舵のフィードバック信号として用いられる。
【００２９】
このような修正操舵のために電動制御弁４の動作による作動油の給排は、ステアリングホイール１の操作に応じた油圧制御弁３の動作による作動油の給排と共に、単一の油圧ポンプＰを共通の油圧発生源とし、ラック軸13の中途に構成されたパワーシリンダ２を共通の送油先としてなされる。本発明に係る油圧パワーステアリング装置においては、油圧制御弁３と電動制御弁４とによる作動油の給排の干渉を避けるべく、油圧ポンプＰと油圧制御弁３及び電動制御弁４とを連絡する油路の中途に第１の切換弁７が介装され、またパワーシリンダ２の両シリンダ室ＳL ，ＳR と油圧制御弁３及び電動制御弁４とを連絡する油路の中途に第２，第３の切換弁８，９が夫々介装されている。
【００３０】
図４〜図６は、第１〜第３の切換弁７〜９の構成及び動作説明のための油圧回路図である。第１の切換弁７は、筒形をなすハウジング70の空洞部内に軸長方向への摺動自在に嵌挿されたバルブスプール71を備えている。バルブスプール71は、軸長方向の中央及び両側を大径としてなる３つのランド72，73，74を備えており、両側のランド73，74の端面に弾接する中立ばね75，76のばね力により、図４に示す中立位置に位置決めされている。
【００３１】
ハウジング70の内面には、バルブスプール71が中立位置にあるとき、中央のランド72の両側に略等しい幅のギャップを介して連通する環状溝が周設されており、この環状溝の内部に給油口77が開設され、また前記環状溝の両側に２つの送油口78，79が夫々開設されている。
【００３２】
以上の如く構成された第１の切換弁７は、油圧ポンプＰからの送油路を給油口77に接続し、また油圧制御弁３のポンプポート33を一方の送油口78に、電動制御弁４のポンプポート43を他方の送油口79に夫々接続して、油圧ポンプＰと油圧制御弁３及び電動制御弁４との間に介装されている。
【００３３】
第２，第３の切換弁８，９は、互いに同一の構成を有しており、第１の切換弁７と同様に、筒形をなすハウジング80又は90の空洞部内に軸長方向への摺動自在に嵌挿されたバルブスプール81又は91を備えている。バルブスプール81，91は、軸長方向の両側に振り分けて形成された各２つのランド82，83又は92，93を備えており、一方のランド82又は92の端面に弾接する付勢ばね84又は94のばね力により他方のランド83又は93の側に向けて付勢され、図４に示す如く、ハウジング80又は90の同側端面に押し付けられた初期位置に位置決めされている。
【００３４】
ハウジング80又は90の内面には、前記初期位置にある２つのランド82，83間、又はランド92，93間に適宜のギャップを介して連通する環状溝が周設されており、これらの環状溝の内部に送油口85又は95が開設され、また前記環状溝の両側に２つの給排油口86，87又は96，97が夫々開設されている。
【００３５】
以上の如く構成された第２の切換弁８は、油圧制御弁３のシリンダポート35を給排油口86に、電動制御弁４のシリンダポート45を給排油口87に夫々接続し、またパワーシリンダ２の一方のシリンダ室ＳL を送油口85に接続して、油圧制御弁３及び電動制御弁４とパワーシリンダ２との間に介装されている。また第３の切換弁９は、油圧制御弁３のシリンダポート36を給排油口96に、電動制御弁４のシリンダポート46を給排油口97に夫々接続し、またパワーシリンダ２の他方のシリンダ室ＳR を送油口95に接続して、油圧制御弁３及び電動制御弁４とパワーシリンダ２との間に介装されている。
【００３６】
図４には、油圧制御弁３及び電動制御弁４が動作していない状態が示されている。このとき油圧ポンプＰから第１の切換弁７に送給される作動油は、給油口77を経て中央のランド72の両側に略均等に分配されて導入されることとなり、該ランド72の両側に圧力差は発生せず、バルブスプール71は、中立ばね75，76により設定される中立位置を維持し、前記作動油は、送油口78，79を経て油圧制御弁３及び電動制御弁４の双方に送給される。
【００３７】
ここで非動作状態にある油圧制御弁３においては、バルブボディー31とバルブスプール32との嵌合周上に並ぶ可変絞りの絞り面積が生じておらず、ポンプポート33に送給される作動油は、油圧制御弁３の内部を通ってタンクポート34から送出され、油タンクＴに排油される。このとき油圧制御弁３のシリンダポート35，36間に圧力差は発生せず、これらに第２，第３の切換弁８，９を介して夫々接続されたパワーシリンダ２のシリンダ室ＳL ，ＳR 間にも圧力差は生じず、パワーシリンダ２は油圧力を発生しない。
【００３８】
一方、非動作状態にある電動制御弁４においても全く同様の作動油の流れが生じる。このときシリンダポート45，46に発生する油圧は、給排油口87，97を経て第２，第３の切換弁８，９に導入され、夫々のバルブスプール81，91のランド83，93を付勢ばね84，94のばね力に抗して押圧するが、これらの作用油圧は小さく、第２，第３の切換弁８，９は、図４に示す初期位置を保つ。
【００３９】
図５には、ステアリングホイール１が左方向に回転操作された状態が示されている。このとき油圧制御弁３が動作し、バルブボディー31とバルブスプール32との相対角変位に応じて可変絞りの絞り面積が変化する。これにより油圧制御弁３の上流側の油圧が上昇し、上流側に位置する第１の切換弁７においては、送油口78を介して加わる油圧が中央のランド72の左側に作用し、図中に白抜矢符にて示す如く、バルブスプール71が右側の中立ばね76のばね力に抗して右向きに移動することとなり、右側の送油口79と給油口77との連通が中央のランド72により遮断される。
【００４０】
従って油圧ポンプＰから送給される作動油は、図中に矢符により示す如く、送油口78を経て油圧制御弁３に全量が送り込まれ、該油圧制御弁３の内部にて前述の如く生じる可変絞りの絞り面積の変化に応じてシリンダポート35，36間に圧力差が発生する。ステアリングホイール１が左操作されている場合、シリンダポート35の側に高圧が発生し、このシリンダポート35に第２の切換弁８を介して接続されたパワーシリンダ２のシリンダ室ＳL の内圧が高くなり、パワーシリンダ２は、他方のシリンダ室ＳR との間に生じる圧力差に応じた油圧力を発生し、この油圧力が、ステアリングホイール１の操作による操舵を補助するための操舵補助力として、図中に白抜矢符にて示す如くラック軸13に加えられる。
【００４１】
またこの動作により他方のシリンダ室ＳR から押し出される作動油は、第２の切換弁９に送油口95を経て導入され、図中に矢符にて示す如く、給排油口96を経て油圧制御弁３のシリンダポート36に還流されて、油タンクＴに排油される。なお以上の動作中、電動制御弁４は非動作状態にあるため、シリンダポート45，46を経て第２，第３の切換弁８，９に導入される油圧は低く、夫々のバルブスプール81，91は、前述した初期位置を保った状態にある。
【００４２】
ステアリングホイール１が右方向に操作された場合には、油圧制御弁３の動作によりシリンダポート36の側に高圧が発生し、このシリンダポート36に第２の切換弁９を介して接続されたシリンダ室ＳR の内圧が高くなり、パワーシリンダ２は、シリンダ室ＳR からシリンダ室ＳL に向かう操舵補助力を発生する。
【００４３】
本発明に係る油圧パワーステアリング装置においては、ステアリングホイール１の操作に応じた以上の動作により、左右両方向の操舵補助がなされる。この操舵補助は、第１の切換弁７の切換え動作により、油圧ポンプＰから送給される作動油の全量を用いてなされるから、電動制御弁４を備えていない一般的な油圧パワーステアリング装置と同等の力及び速度での操舵補助が行える。
【００４４】
図６には、電動モータ５が右操舵の方向に駆動された状態が示されており、この場合、電動制御弁４が前述の如く動作し、バルブボディー41とバルブスプール42との相対角変位に応じて可変絞りの絞り面積が変化する。この動作により電動制御弁４の上流側の油圧が上昇する結果、第１の切換弁７においては、バルブスプール71が、図中に白抜矢符にて示す如く、送油口79を介して加わる油圧の作用により左側の中立ばね75のばね力に抗して左向きに移動し、右側の送油口78と給油口77との連通が遮断される。
【００４５】
従って油圧ポンプＰから送給される作動油は、図中に矢符により示す如く、送油口79を経て動作状態にある電動制御弁４に全量が送り込まれ、該電動制御弁４の内部にて前述の如く生じる絞り面積の変化に応じてシリンダポート45，46間に圧力差が発生する。電動モータ５が右操舵の方向に駆動されている場合、シリンダポート46の側に高圧が発生し、この高圧の作動油が、図中に矢符により示す如く、給排油口97を経て第２の切換弁９に導入され、バルブスプール91のランド93に作用する。
【００４６】
これによりバルブスプール91は、図中に白抜矢符にて示す如く、付勢ばね94のばね力に抗して左向きに移動し、給排油口97が送油口95に連通され、前記高圧の作動油は、送油口95を経てパワーシリンダ２のシリンダ室ＳR に送り込まれ、パワーシリンダ２は、他方のシリンダ室ＳL との間に生じる圧力差に応じた油圧力を発生し、この油圧力が、図中に白抜矢符にて示す如くラック軸13に加わえられる。なおこの動作により他方のシリンダ室ＳL から押し出される作動油は、第１の切換弁８に送油口85を経て導入され、図中に矢符にて示す如く、給排油口86を経て油圧制御弁３のシリンダポート35に還流されて、油タンクＴに排油される。
【００４７】
電動モータ５が、左操舵の方向に駆動された場合には、電動制御弁４の動作によりシリンダポート45の側に高圧が発生し、このシリンダポート45に接続された第１の切換弁８において切換動作がなされ、高圧の作動油の導入によりシリンダ室ＳL の内圧が高くなり、パワーシリンダ２は、シリンダ室ＳL からシリンダ室ＳR に向かう油圧力がラック軸13に加えられる。
【００４８】
以上の如くラック軸13に加えられる油圧力は、電動モータ５の駆動に応じた電動制御弁４の動作によりステアリングホイール１の操作によらずに生じるものであり、また電動モータ５は、操舵制御部６の前述した動作により、車両走行中の外乱による進路変化を相殺すべく駆動されるから、前記油圧力の作用による操舵により、種々の進路変化に対する修正操舵を自動的に行わせることができる。
【００４９】
またこのような修正操舵は、第１の切換弁７の切換え動作により、油圧制御弁３への作動油の送給を遮断して行われるから、油圧制御弁３の動作と干渉することなく生じ、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感を与える虞れがない。第１の切換弁７の切換え動作は、電動制御弁４の動作に応じて上流側に発生する油圧の作用によりなされるから、修正操舵のために操舵制御部６は、電動モータ５を駆動制御する動作のみを行えばよく、ステアリングホイール１の操作に干渉しない修正操舵を、簡素な構成にて確実に行わせることができる。
【００５０】
また電動制御弁４は、第２ピニオン17によりラック軸13に噛合する第２ピニオン軸16の中途に構成され、操舵機構に機械的に連結されているから、電動制御弁４の動作は、ラック軸13を備える操舵機構による拘束下にて生じることとなり、電動制御弁４又は操舵制御部７のフェイル発生時に無用な修正操舵がなされる虞れを、ステアリングホイール１の操作による操舵機構への入力により防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る油圧パワーステアリング装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】油圧制御弁の構成を示す縦断面図である。
【図３】電動制御弁の構成を示す縦断面図である。
【図４】第１〜第３の切換弁の構成及び動作説明のための油圧回路図である。
【図５】第１〜第３の切換弁の構成及び動作説明のための油圧回路図である。
【図６】第１〜第３の切換弁の構成及び動作説明のための油圧回路図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    ステアリングホイール（操舵部材）
２    パワーシリンダ
３    油圧制御弁
４    電動制御弁
６    操舵制御部（制御手段）
７    第１の切換弁
８    第２の切換弁
９    第３の切換弁
Ｐ    油圧ポンプ（油圧源）
ＳL ，ＳR   シリンダ室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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