JP3125224B2 - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車速等に応じた制御圧
を供給し、ハンドルトルクを車速等に応じて変化させる
反力機構を備えた動力舵取装置の操舵力制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の動力舵取装置として、特開昭６２
−１６７２に示すようなものがある。このものを図５に
示す油圧系統図で説明する。ポンプＰから吐出される圧
油は、流量制御弁ＦＣにより一定流量に制御されサーボ
弁ＳＶに供給される。

【０００３】サーボ弁ＳＶは、ハンドルの操舵方向に応
じてパワーシリンダＰＣへの圧油の供給方向を切換制御
するとともに、圧油の油圧制御を行なうものである。パ
ワーシリンダＰＣは、サーボ弁ＳＶから供給された圧油
によって、操縦リンク機構を介して操向車輪（図示せ
ず）を転舵させる。ポンプＰから吐出される圧油をサー
ボ弁ＳＶに供給する供給通路１より、反力制御通路２が
分岐し、反力制御通路２は電磁絞り弁６を介して一端を
反力制御機構８に連通している。

【０００４】電磁絞り弁６と反力制御機構８の間の部分
から、第１分岐路９と第２分岐路１０が分岐し、第１分
岐路９は固定絞り７を介してリザーバ１１に接続され、
第２分岐路１０はリリーフ弁１２を介してリザーバ１１
に接続される。電磁絞り弁６は、車の高速走行時に断線
する等の不測の事態が生じても、フェールセーフ機能が
得られるようにするため、据切り時は最大の電流が通電
されて弁は閉じた状態となり、車速が増大するにつれて
電流値が減少して開口面積が増大するように制御され
る。高速走行時においては少量の電流が流れており、そ
れに応じた開口面積で、油の流量を制御している。

【０００５】反力制御機構８のシャフトコントロールレ
バー８ｂとサーボ弁２とはつながっており、反力制御機
構８のプランジャー８ａに電磁絞り弁６と固定絞り７の
間の油圧が印加されることによって、シャフトコントロ
ールレバー８ｂには車速に応じて反力がブランジャー８
ａを介して負荷として入力される。この結果、サーボ弁
２の相対回転がさまたげられ、ハンドルトルクは固定絞
り７前の油の圧力に比例して大きくなる。

【０００６】このことから、据切り時は電磁絞り弁６は
閉じて、反力制御機構８に圧油が流入しないので、反力
制御機構８は作動せず、サーボ弁２の相対回転がスムー
ズに行われ、ハンドルトルクは小さい。低速時では、電
磁絞り弁６の開口面積は小さいので、電磁絞り弁６を通
過する油の流量は少なく、固定絞り７を油がスムーズに
流れてしまい、電磁絞り弁６と固定絞り７の間に発生す
る油圧が低く、それによって発生する反力が弱いので、
サーボ弁２の相対回転をさまたげる影響が少なく、ハン
ドルトルクは小さい。中速時では、電磁絞り弁６の開口
面積は車速に応じて徐々に大きくなっており、それに応
じて電磁絞り弁６を通過する油の流量を増加すること
で、固定絞り７を通過する流量が過剰になり、電磁絞り
弁６と固定絞り７の間に発生する油圧が高くなるので、
発生する反力が大きくなり、ハンドルトルクが大きくな
る。高速時は電磁絞り弁６の開口面積は中速時に較べて
さらに大きくなり、電磁絞り弁６を通過する流量も増加
し、それにともない電磁絞り弁６と固定絞り７の間に発
生する油圧は、高くなるが、油圧はリリーフ弁の限界圧
まで達すると、それ以上は高くならないで、その限界圧
による最大反力で、高速時におけるハンドルトルクを発
生させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】電磁絞り弁の断線時に
は、電流が流れなくなり、電磁絞り弁は通常の高速時よ
りもさらに開いた状態となり、電磁絞り弁を通過する油
の流量が増加し、据切り時におけるハンドルトルクが通
常のハンドルトルク以上となり、ハンドル操作が非常に
重くなるという問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
る動力舵取装置の操舵力制御装置は、入力軸と出力軸と
の相対回転に基づいて作動されパワーシリンダへの圧油
を給排を制御するサーボ弁と、車速等に応じてハンドル
トルクを変化させる反力制御機構を備えた動力舵取装置
の操舵力制御装置において、ポンプからの圧油を前記サ
ーボ弁に供給する供給通路より前記反力制御機構に連通
する反力制御通路を分岐し、この反力制御通路よりタン
クに連通する第1、第2分岐路を分岐し、この第1、第2分
岐路上にそれぞれ固定絞り、リリーフ弁を設け、前記反
力制御通路上に、車速に応じて開口面積が制御される電
磁絞り弁と、高速時前記電磁絞り弁の絞り開度より小さ
な絞り開度の固定絞りを設けたことを特徴とする動力舵
取装置の操舵力制御装置。

【０００９】

【作用】反力制御通路上に車速に応じて開口面積が制御
される電磁絞り弁と、高速時の前記電磁絞り弁の絞り開
度より小さな絞り開度の固定絞りを設けることによっ
て、中速時には、固定絞りと電磁絞り弁によって流量を
制限し、高速時には、電磁絞り弁の開口面積が固定絞り
弁より大きくなり、固定絞りだけによって流量が制限さ
れ、中・高速時とも流量に応じたハンドルトルクを発生
させる。そのことによって、電磁絞り弁の断線時に電磁
絞り弁が全開となって、反力制御機構が常に作動したと
しても、固定絞りの働きによって高速時のハンドルトル
ク以上にはならないので、低速時におけるハンドル操作
が重すぎとならない。

【００１０】また、固定絞りによって、電磁絞り弁前後
の圧力差を小さくできるので、電磁絞り弁の制御がしや
すくなる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を油圧系統図で示す図１
に基づいて説明する。本実施例の動力舵取装置は、ポン
プＰより吐出された圧油を一定流量制御する流量制御弁
ＦＣと、操舵方向に対応したパワーシリンダＰＣの室に
油圧が制御された圧油を供給するサーボ弁ＳＶと、サー
ボ弁ＳＶから供給された圧油によりピストンとシリンダ
との相対的動きにより操向ハンドル（図示せず）を動力
操舵するパワーシリンダＰＣと、供給通路１に生ずるギ
ヤ発生圧力に応じて反力制御通路２に分岐される圧油の
一部が、電磁絞り弁６と固定絞り７によって油圧を制御
され、その油圧によって制御される反力制御機構８とか
ら構成されている。

【００１２】流量制御弁ＦＣは、供給通路１中に設けら
れたメータリングオリフィス３と、メータリングオリフ
ィス３の前後圧に応じて作動され、この前後圧を一定に
保持するように低圧側に通じたバイパス通路４を開口制
御するバイパス弁５によって構成されている。ポンプＰ
から吐出される圧油をサーボ弁ＳＶに供給する供給通路
１より反力制御通路２が分岐し、反力制御通路２は電磁
絞り弁６を介して一端を反力制御機構８に連通してい
る。

【００１３】電磁絞り弁６と反力制御機構８の間の部分
から、第１分岐路９と第２分岐路１０が分岐し、第１分
岐路９は固定絞り７を介してリザーバ１１に接続され、
第２分岐路１０はリリーフ弁１２を介してリザーバ１１
に接続される。反力制御機構８は、油圧が印加されるプ
ランジャー８ａと、プランジャー８ａを介して反力が負
荷として入力されるシャフトコントロールレバー８ｂで
構成される。また、シャフトコントロールレバー８ｂと
サーボ弁２とはつながっており、反力はシャフトコント
ロールレバー８ｂを介してサーボ弁２の相対回転をさま
たげる。

【００１４】これらに加えて、反力制御通路２に電磁絞
り弁６の上流側に高速時における電磁絞り弁の開口面積
よりも小さい絞り開度に設定された固定絞り１３を設け
る。上記の構成に基づいて作動を説明する。ポンプＰか
ら吐出される圧油は、流量制御弁ＦＣにより一定流量に
制御されサーボ弁ＳＶに供給される。

【００１５】圧油が供給されたサーボ弁ＳＶは、ハンド
ルの操舵方向に応じてパワーシリンダＰＣへの圧油の供
給方向を切換制御するとともに、圧油の油圧制御を行
う。サーボ弁ＳＶから供給された圧油によりパワーシリ
ンダＰＣは、シリンダ内におけるピストンの軸方向移動
によって、操縦リンク機構を介して操向車輪（図示せ
ず）を転舵させる。

【００１６】ポンプＰから吐出された圧油の一部は、供
給通路１から分岐した反力制御通路２に分流され、固定
絞り１３によって流量が制限され、固定絞り１３を経た
圧油が車速に応じて開かれた電磁絞り弁６でさらに流量
が制限される。電磁絞り弁６を通過した圧油によって、
電磁絞り弁６と固定絞り７の間で油圧が発生し、その油
圧が反力制御機構８のプランジャー８ａに印加され、反
力制御機構８のシャフトコントロールレバー８ｂには車
速に応じた反力がプランジャー８ａを介して負荷として
入力される。また、その反力によって、シャフトコント
ロールレバー８ｂを介してサーボ弁２の相対回転がさま
たげられ、その結果、ハンドルトルクに変化をもたせる
ことができる。

【００１７】図２、図３、図４は、図１に示すギヤ発生
圧力Ｐ、油圧反力発生圧力Ｐａ、電磁絞り弁通過後の流
量ｑ、ハンドルトルクＴM の関係を表したグラフであ
る。ここで夫々の図における二点鎖線は、中速と高速の
中間の車速における特性を表している。図３において
は、ギヤ発生圧力Ｐが大きくなるにつれて、電磁絞り弁
６を通過する油の流量は、据切り時では電磁絞り弁は閉
じているので流量はなく、中速時では徐々に増加してい
き、高速時では、中速時に較べてさらに増加していって
いる。

【００１８】図４においては、ギヤ発生圧力Ｐが大きく
なるにつれて、油圧反力発生圧力Ｐａは、大きくなって
いき、中速時に較べて高速時は急激な増加を示す。そし
て、最後にはリリーフバルブ１２の作用により油圧発生
反力Ｐａがリリーフバルブ１２の限界圧に達した所で増
加率は小さくなる。図５においては、ギヤ発生圧力Ｐに
対するハンドルトルクＴM の増加は、据切り時では小さ
く、中・高速時では車速に応じて大きくなっており、車
速に応じたハンドルトルクＴM となっている。

【００１９】これらから、中・高速時は、反力制御通路
２へ流れる流量変化によりハンドルトルクは決まること
がわかる。本実施例において、反力制御通路２上に電磁
絞り弁６の上流側に固定絞り１３を設けることによっ
て、高速走行時において電磁絞り弁６の開口面積が固定
絞り１３よりも大きくなり、固定絞り１３だけによって
流量が制限され、固定絞り１３と固定絞り７によって反
力制御機構に印加される油圧が発生し、それに応じた反
力によって、高速時のハンドルトルクが決まる。そのこ
とによって、電磁絞り弁６断線時に電磁絞り弁６が全開
となって、反力制御機構８が常に作動したとしても、高
速時のハンドルトルク以上にはならないので低速時にお
けるハンドル操作が重すぎとならない。

【００２０】また、固定絞り１３によって、電磁絞り弁
６前後の圧力差を小さくできるので、電磁絞り弁６の制
御がしやすくなる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、反力制御通路上に車速
に応じて開口面積が制御される電磁絞り弁と、高速時の
前記電磁絞り弁の絞り開度より小さな絞り開度の固定絞
りを設けることによって、中速時には、固定絞りと電磁
絞り弁によって流量を制限し、その流量に応じたハンド
ルトルクを発生させることができる。さらに、高速時に
は、電磁絞り弁の開口面積が固定絞り弁より大きくなれ
ば、固定絞りだけによって流量が制限され、この固定絞
りによって決定される流量に応じたハンドルトルクを発
生させることができる。このような構造をもつ操舵力制
御装置において、電磁絞り弁の断線等による不測の事態
が生じて電磁絞り弁が全開となっても、前記固定絞りの
作用によって高速時のハンドルトルク以上にはならない
ので、低速時におけるハンドル操作が重すぎとならな
い。

【００２２】また、固定絞りによって、電磁絞り弁前後
の圧力が小さくなるので、電磁絞り弁の制御がしやすく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内容を示す油圧回路図を示す。

【図２】ギヤ発生圧力−ハンドルトルク線図を示す。

【図３】ギヤ発生圧力−油圧反力部流量線図を示す。

【図４】ギヤ発生圧力−油圧反力発生圧力線図を示す。

【図５】従来の内容を示す油圧回路図を示す。

【符号の説明】

Ｐ ポンプ ＦＣ 流量制御弁 ＳＶ サーボ弁 ＰＣ パワーシリンダ １ 供給通路 ２ 反力制御通路 ６ 電磁絞り弁 ７ 固定絞り ８ 反力制御機構 ９ 第１分岐路 １０ 第２分岐路 １１ リザーバ １２ リリーフ弁 １３ 固定絞り

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸と出力軸との相対回転に基づいて作
   動されパワーシリンダへの圧油を給排を制御するサーボ
   弁と、車速等に応じてハンドルトルクを変化させる反力
   制御機構を備えた動力舵取装置の操舵力制御装置におい
   て、ポンプからの圧油を前記サーボ弁に供給する供給通
   路より前記反力制御機構に連通する反力制御通路を分岐
   し、この反力制御通路よりタンクに連通する第1、第2分
   岐路を分岐し、この第1、第2分岐路上にそれぞれ固定絞
   り、リリーフ弁を設け、前記反力制御通路上に、車速に
   応じて開口面積が制御される電磁絞り弁と、高速時の前
   記電磁絞り弁の絞り開度より小さな絞り開度の固定絞り
   を設けたことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制御装
   置。