JP2639536B2

JP2639536B2 - 速度感応型パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2639536B2
Application number: JP62239550A
Authority: JP
Inventors: 勝博鈴木; 信治成瀬
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1987-09-24
Filing date: 1987-09-24
Publication date: 1997-08-13
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JPS6483465A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、高速時にはハンドルの反力を大きくし、
低速時にはその反力を小さくする速度感応型パワーステ
アリング装置に関する。

（従来の技術）第４〜６図に示した従来のパワーステアリングでは、
ハンドルＨの切り換えによってピニオン軸１を左右に揺
動させる。そして、このピニオン軸１の揺動によってレ
バー２を、支点ｏを中心に揺動させるとともに、このレ
バー２の揺動にともなってステアリング制御弁３のスプ
ール４を切換える。このようにスプール４を切り換える
ことによって、ポンプＰから供給された圧油を、パワー
シリンダ５のいずれか一方の室に導き、他方の室をタン
クＴに連通させる。

上記パワーシリンダ５のピストンロッド5aは、ナック
アームを介して車輪６に連係しているもので、このパワ
ーシリンダ５の動作量に応じて、その転舵角が制御され
る。

そして、上記スプール４の両端を反力室７、８に臨ま
せるとともに、これら反力室７、８は連通路９を介して
相互に連通している。さらに、この連通路９は、ポート
10及び通路11を介して反力圧力制御弁12の制御ポート13
に連通している。

上記反力圧力制御弁12は、その本体14に、上記制御ポ
ート13以外に、流入ポート15及びタンクポート16を形成
するとともに、その軸方向にスプール孔17を形成してい
る。そして、スプール孔17側における上記ポート15、16
の開口部には、第１、２環状凹溝18、19を形成してい
る。

なお、上記流入ポート15は、通路20を介して、ポンプ
Ｐとステアリング制御弁３との連通する供給通路21に連
通し、タンクポート16は戻り通路22を経由してタンクＴ
に連通している。

上記スプール孔17に摺動自在に内装したスプール23
は、その一端をスプリング室24に臨ませている。そし
て、このスプリング室24に内装したスプリング25の作用
で、スプール23の他端をソレノイド26のプッシュロッド
27に接触させている。

このようにしたスプール23には、その周囲に環状溝28
を形成しているが、この環状溝28はスプール23の移動位
置に関係なく制御ポート13に常時連通するようにしてい
る。

この反力圧力制御弁12のソレノイド26はコントローラ
Ｃと電気的に接続しているが、このコントローラＣは車
速センサ29の車速に応じて、上記ソレノイド26に対する
励磁電流を制御するものである。

そして、車両が停止中のときには、励磁電流が大きく
なり、スプリング25のバネ力に対してプッシュロッド27
の押圧力が勝り、第６図に示すように、環状溝28と第１
環状凹溝18とがオーバラップlpを保って、互いの連通を
遮断する。このとき第２環状凹溝19と環状溝28とはアン
ダーラップlrを最大に維持して互いに連通する。

この状態から車速が徐々に上昇して、ソレノイド26に
対する励磁電流が小さくなり、スプリング25のバネ力が
プッシュロッド27の押圧力に打ち勝ってくると、スプー
ル23が上記スプリング25のバネ力で移動する。

いま、ハンドルＨを所定の方向に回して、ステアリン
グ制御弁３のスプール４を切り換えると、ポンプＰの吐
出油は、供給通路21からステアリング制御弁３を経由し
て、パワーシリンダＳのいずれか一方の室に供給される
とともに、このパワーシリンダＳの他方の室がタンクＴ
に連通する。

このようにしてポンプＰに供給される吐出油の一部
は、通路20を経由して流入ポート15に流入する。

このとき当該車両が停止していれば、上流側の可変絞
りlpが全閉状態を維持するので、その圧油はこの可変絞
りlpの部分でカットされる。しかも、この場合には、下
流側の可変絞りlrが全開状態を維持するので、反力室
７、８はタンク圧に維持されることになる。換言すれ
ば、車両が停止しているときにハンドルＨを切ると、ハ
ンドルに対する反力が最少になるとともに、ポンプＰの
吐出油全量がパワーシリンダＳに供給されることにな
る。

そして、車速の上昇にともなって、上流側の可変絞り
lpの開口面積が大きくなるとともに、下流側の可変絞り
lrの開口面積が小さくなる。したがって、パワーシリン
ダＳに供給される圧油の一部が、通路20→流入ポート15
→第１環状凹溝18→環状溝28を経由してステアリング制
御弁３の反力室７、８に流入するとともに、その一部の
油は下流側の可変絞りlrを経由してタンクＴに戻され
る。このように可変絞りlrを圧油が通過すれば、その前
後に差圧が発生するので、この差圧が反力室７、８に作
用し、これによってハンドルの反力を発生させる。

（本発明が解決しようとする問題点）上記のようにした従来の装置は、車速センサー29、コ
ントローラＣ及び電磁制御とした反力圧力制御弁12を用
いているので、当該システム全体が高価になるという問
題があった。

この発明の目的は、従来のように電気的な機器を用い
ずに車速感応タイプとしたパワーステアリング装置を提
供することである。

（問題点を解決する手段）この発明は、スプールを切り換えることによって、ポ
ンプからの流体をパワーシリンダのいずれか一方の圧力
室に導くとともに、いずれか他方の圧力室の流体をタン
クに導くステアリング制御弁を備え、上記スプールの両
端を反力室に臨ませ、かつ、この反応室を反応圧力制御
弁に連通した速度感応型パワーステアリング装置におい
て、エンジンに連係し、車速に応じて吐出量を可変にし
たポンプの吐出側に、車速に比例して流量を増大させる
流量制御弁を接続するとともに、この流量制御弁の下流
側に絞りを設け、この絞りの上流側を、反力圧力制御弁
の一方のパイロット室に接続し、その下流側を他方のパ
イロット室に接続し、しかも、この反力圧力制御弁に
は、ステアリング制御弁の反力室に連通したポートと、
タンクに接続したタンクポートとを備えるとともに、ス
テアリング制御弁の反応室には圧力源からの流体を導く
構成にし、上記絞り前後の差圧が大きいとき上記ポート
とタンクポートとを連通する通路の開度を小さくして反
力室の圧力を高くし、差圧が小さくなるにしたがって、
上記両ポートを連通させる通路の開度を大きくして反力
室の圧力を低くする構成にした点に特徴を有する。

（本発明の作用）この発明は、上記のように構成したので、絞りに供給
される流量は、車速が上昇するにしたがって増大する。
したがって、この絞り前後の差圧は、高速であればある
ほど大きくなり、逆に低速であればあるほどその差圧が
小さくなる。

そして、上記絞り前後の差圧が反力圧力制御弁の両パ
イロット室に作用するので、その差圧が大きければ大き
いほど、当該反力圧力制御弁の流出入ポートとタンクポ
ートとを連通する流路の開度が小さくなる。したがっ
て、高速走行時には、反力室に圧力源の圧力が供給され
るので、当該ハンドルの圧力が大きくなり、そのハンド
ル操作が重くなる。

これに対して、絞り前後の差圧が小さければ、流出入
ポートとタンクポートとを連通する流路の開度が大きく
なり、反力室の圧力がタンクに逃がされるので、当該ハ
ンドルの反力が小さくなり、そのハンドル操作が軽くな
る。

（本発明の効果）この発明の装置によれば、流体機器のみで車速感応タ
イプにできるので、システム全体が安価になる。

（本発明の実施例）第１、２図に示した第１実施例は、エンジンに連係
し、吐出量を車速に依存したポンプＰの吐出側に流量制
御弁V_Fを接続しているが、この流量制御弁V_Fの具体的な
構成は第２図に示すとおりである。

すなわち、その弁本体30に形成した弁孔31は、その内
端との間にスプリング32を介在するようにして流量制御
スプール33を摺動自在に挿入している。さらに、上記流
量制御スプールの外方には、中空のコネクタ34を挿入す
るとともに、そのネジ部35を締め付けてフランジ36を弁
本体30の側面に圧接させている。

上記のようにしたコネクタ34は、その先端部分を小径
部37とし、この小径部37と弁孔31との間に環状の空間38
を形成するとともに、このコネクタ34の先端部をプラグ
39でふさいでいる。そして、このプラグ39には、上記空
間38とコネクタ33の中空部とを連通する固定オリフィス
40を形成している。

上記のようにしたコネクタ34には中空のプランジャ41
を摺動自在に挿入しているが、このプランジャ41と上記
プラグ39との間にスプリング42を介在させ、通常は、こ
のプランジャ41が図示の位置を保持するようにしてい
る。

そして、コネクタ34の小径部37には可変オリフィス43
を形成しているが、この可変オリフィス43は、プランジ
ャ41が図示のノーマル位置にあるとき全閉し、それがス
プリング42に抗して移動したときこの可変オリフィス43
が開くようにしている。

さらに、このプランジャ41の外周には、コネクタ34と
相まって圧力室44を形成するとともに、この圧力室44
は、通孔45を介して上記空間38に連通させている。

なお、図中符号46はポンプＰの吐出油を空間38に導く
導入ポート、47はコネクタ34に形成した流出ポートであ
る。

上記流量制御スプール33は、第１、２ランド部48、49
を形成するとともに、スプリング32の作用で、通常は、
上記プラグ39に圧接している。そして、この流量制御ス
プール33が上記のようにプラグ39に圧接しているときに
は、その第１ランド部48でバイパス通路50と上記空間38
との連通を遮断する。

上記の状態で、空間38内の圧力が上昇し、その作用力
がスプリング32のバネ力に打ち勝つと、この流量制御ス
プール33が移動し、空間38とバイパス通路50とを連通さ
せるものである。

上記のようにした流量制御弁V_Fの流出ポート47は、通
路51を介して上記従来と同様にしたステアリング制御弁
３のポート10に連通しているが、上記通路51には絞り52
を形成している。

なお、上記ステアリング制御弁３は、その構成が従来
と全く同様なので、その詳細は省略するとともに、各構
成要素には同一符号を付して説明する。

そして、上記通路51に接続した反力圧力制御弁V₀は、
その弁本体53にスプール54を摺動自在に内装するととも
に、このスプール54の両端をパイロット室55、56に臨ま
せている。

上記パイロット室のうち一方のパイロット室55を絞り
52の上流側に接続し、他方のパイロット室56を上記絞り
52の下流側に接続するとともに、この他方のパイロット
室56にはスプリング57を設けている。

上記のようにした弁本体53には、絞り52の下流側にお
ける通路51に接続した圧力ポート58と、ステアリング制
御弁３の反力室７、８に接続した流出入ポート59と、タ
ンクＴに連通したタンクポート60とを形成するととも
に、圧力ポート58及びタンクポート60の内側には環状溝
61、62を形成している。

また、上記スプール54にも環状凹部63を形成するとと
もに、この環状凹部63の両側には、それよりも浅い環状
段部64、65を形成しているもので、この環状段部64、65
と上記環状溝61、62とが相まって可変オリフィスを構成
するものである。

そして、スプール54がスプリング57の作用で図示のノ
ーマル位置にあるときには、圧力ポート58と流出入ポー
ト59との連通が遮断されるとともに、流出入ポート59と
タンクポート60との連通が全開状態になる。

しかして、当該車両の走行中には、ポンプＰが動作し
て圧力流体を吐出するが、この圧力流体はステアリング
制御弁V_Fの流入ポート46に流入する。

そして、流入ポート46に流入した圧油は、固定オリフ
ィス40を経由して流出ポート47から流出するが、上記し
たように当該車両が低速で走行中には、上記ポンプＰの
吐出量も多くならないので、流入ポート46への流入量も
少なくなる。

このように流入量が少なければ、固定オリフィス40前
後の差圧も大きくならないので、圧力室44内の圧力も高
くならない。そのためにプランジャ41が図示のノーマル
位置を保持し、可変オリフィス43を閉じたままの状態に
維持する。

したがって、流出ポート47から流出する流量は固定オ
リフィス40の通過分だけのごく少量になる。そして、こ
のときの余剰流量は流量制御スプール33を押し開き、バ
イパス通路50を経由してタンクＴに戻される。

上記の状態から、当該車両が中高速域に移行すると、
上記固定オリフィス40前後の差圧が大きくなるので、圧
力室44内の圧力も相対的に高くなり、プランジャ41をス
プリング42に抗して移動し、可変オリフィス43を開く。
このように可変オリフィス43が開けば、流出ポート47か
らの流出量を増大させる。

なお、このときに余剰流量は、流量制御スプール33を
押しひらいて、バイパス通路50からタンクＴに戻され
る。

したがって、車両の走行速度が上昇すればするほど、
流量制御弁を通過する流量も増大するものである。

そして、低速走行時には、流出ポート47からの流出量
が少ないので、それだけ絞り52を通過する流量が相対的
に少なくなる。このように絞り52を通過する流量が少な
ければ少ないほど、この絞り52前後の差圧が小さくなる
が、そのときの差圧が反力圧力制御弁V₀におけるパイロ
ット室55、56の圧力差になる。

このように両パイロット室55、56の圧力差が小さけれ
ば、反力圧力制御弁V₀のスプール54がスプリング57の作
動で図示のノーマル位置を保持する。

この図示のノーマル位置においては、圧力ポート58と
流出入ポート59との連通が遮断されるとともに、この流
出ポート59がタンクポート60にほぼ全開状態で連通す
る。

したがって、ステアリング制御弁３の両反力室７、８
は、流出入ポート59→環状凹部63→環状溝62→タンクポ
ート60を経由してタンクＴに連通するので、反力室７、
８には圧力が発生しない。反力室に圧力が発生しないの
で、ハンドルＨを操作しても、その反力が作用せず、そ
れだけハンドル操作力が軽くなる。

上記の状態から車速が上昇していくと、前記したよう
に流量制御弁V_Fのプランジャ41が移動して可変オリフィ
ス43を徐々に開くので、流出ポート47からの流出量が増
大していく。このように流量が増えると、絞り52前後の
差圧も大きくなるので、反力圧力制御弁V₀の両パイロト
ット室55、56の圧力差も大きくなり、スプール54は、上
記圧力差とスプリング57のバネ力とがバランスする位置
まで移動する。

そして、このときには、当該車両の速度に応じて、換
言すればスプール54の移動位置に応じて、圧力ポート58
及び流出入ポート59の流通過程の開度と、流出入ポート
59及びタンクポート60の流通過程の開度とが相違する。

例えば、スプール54がスプリング57に抗して、図示の
位置から少し移動する中速域では、圧力ポート58と流出
入ポート59とが環状段部64を介して連通し、流出入ポー
ト59とタンクポート60とが環状段部65を介して連通す
る。

したがって、この場合には、通路51に供給された圧力
流体の一部が、反力室７、８に供給されるとともに、そ
の一部がタンクＴにも流れる。そのために圧力室７、８
に多少の圧力が作用するとともに、その圧力作用でハン
ドルＨの操作力も少し重くなる。

そして、高速走行時には、絞り52前後の差圧が最も大
きくなるので、反力圧力制御弁V₀のパイロット室55、56
の圧力差も大きくなる。したがって、そのスプール54が
スプリング57のバネ力に抗して最大に移動し、圧力ポー
ト58と流出入ポート59とが全開状態で連通する一方、流
出入ポート59とタンクポート60との連通を遮断する。

そこで、通路51に供給された圧力流体が、圧力ポート
58及び流出入ポート59を経由して反力室７、８に供給さ
れるとともに、この反力室７、８とタンクＴとの連通が
遮断されるので、当該反力室７、８内の圧力が最大にな
る。反力室７、８の圧力が最大になれば、それだけハン
ドル操作も重くなる。

なお、上記したようにステアリング制御弁３が従来と
同様で、当該制御弁３の切り換え位置に応じて、通路51
に供給された圧力流体が、パワーシリンダ５のいずれか
一方の室に供給され、いずれか他方の室をタンクＴに連
通させるものである。

第３図に示した第２実施例は、その反力圧力制御弁V₀
の弁本体53に、流出入ポート59とタンクポート60とを形
成している。そして、この流出入ポート59は固定オリフ
ィス66を介して上記通路51に連通するとともに、ステア
リング制御弁３の反力室７、８にも連通している。この
ようにした流出入ポート59の内側には、環状溝67を形成
するとともに、スプール54にも環状凹部68と環状段部69
を形成し、これら環状溝67と環状段部69とが相まって可
変オリフィスを構成するものである。

上記以外の構成は前記第１実施例と同様である。

したがって、低速走行時には、両パイロット室55、56
内の圧力がほとんど等しくなるので、当該スプール54が
図示のノーマル位置を保持し、流出入ポート59とタンク
ポート60とを全開状態で連通させる。したがって、反力
室７、８の圧力が流出入ポート59からタンクポート60を
経由してタンクＴに逃がされるので、この反力室７、８
には圧力が作用しない。このように反力室７、８に圧力
が作用しないので、ハンドルＨの操作力が軽くなる。

一方、中速走行時には、絞り52前後の差圧が多少発生
するので、パイロット室55、56にも圧力差が発生し、ス
プール54がスプリング57に抗して移動するが、このとき
には環状溝67と環状段部69とで構成する可変オリフィス
が少し閉じる。

上記のように可変オリフィスが少し閉じると、その開
度に応じて通路51の圧力流体がタンクＴに流れるが、そ
のときに当該可変オリフィス前後に圧力差が生じる。そ
して、その前圧が反力室７、８に作用するので、上記前
圧に応じた反力が発生し、その分、ハンドル操作が少し
重くなる。

また、高速走行時には、絞り52前後の圧力差が最大に
なるので、スプール54がスプリング57に抗してフルスト
ロークし、流出入ポート59とタンクポート60との連通を
遮断する。

したがって、通路51の圧力が反力室７、８に作用し、
当該ハンドル操作を重くする。

なお、上記両実施例では、流出入ポートに圧力を供給
する圧力源を通路51側に圧力に求めたが、この圧力源と
して小型ポンプを特別に設けてもよいものである。

【図面の簡単な説明】

図面第１、２図はこの発明の第１実施例を示すもので、
第１図は反力圧力制御弁を具体的な断面にした回路図、
第２図は流量制御弁の断面図、第３図は第２実施例の回
路図、第４〜６図は従来の装置を示すもので、第４図は
反力圧力制御弁を具体的な断面にした回路図、第５図は
ステアリング制御弁の断面図、第６図は反力圧力制御弁
の要部の断面図である。Ｐ……ポンプ、３……ステアリング制御弁、５……パワ
ーシリンダ、７、８……圧力室、Ｈ……ハンドル、33…
…絞り、V₀……反力圧力制御弁、36、37……パイロット
室、40……流出入ポート、41……タンクポート。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スプールを切り換えることによって、ポン
プからの流体をパワーシリンダのいずれか一方の圧力室
に導くとともに、いずれか他方の圧力室の流体をタンク
に導くステアリング制御弁を備え、上記スプールの両端
を反力室に臨ませ、かつ、この反応室を反応圧力制御弁
に連通した速度感応型パワーステアリング装置におい
て、エンジンに連係し、車速に応じて吐出量を可変にし
たポンプの吐出側に、車速に比例して流量を増大させる
流量制御弁を接続するとともに、この流量制御弁の下流
側に絞りを設け、この絞りの上流側を、反力圧力制御弁
の一方のパイロット室に接続し、その下流側を他方のパ
イロット室に接続し、しかも、この反力圧力制御弁に
は、ステアリング制御弁の反力室に連通したポートと、
タンクに接続したタンクポートとを備えるとともに、ス
テアリング制御弁の反応室には圧力源からの流体を導く
構成にし、上記絞り前後の差圧が大きいとき上記ポート
とタンクポートとを連通する通路の開度を小さくして反
力室の圧力を高くし、差圧が小さくなるにしたがって、
上記両ポートを連通させる通路の開度を大きくして反力
室の圧力を低くする構成にした車速感応型パワーステア
リング装置。