JP3231868B2 - サーボステアリング装置 - Google Patents
サーボステアリング装置Info
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Description
回転ディスク弁を介してサーボシリンダの左右の室に圧
力油を供給するサーボステアリング装置、それも入力軸
と回転ディスク弁の制御スリーブとの間に、圧縮ばねに
より負荷された反動ピストンが配置され、このピストン
が、入力軸上に軸方向に可動かつ回動不能に支承され、
弾性的な回転連行体(すなわち、弾性的な従属回転する
部材)を介して制御スリーブと結合されている形式のも
のに関する。
は、米国特許4819545号により公知である。この
装置は、実地にその効果が明らかになってはいるが、次
のような欠点も有している。すなわち、トーションバー
によって調整される機械的な基本荷重を除いて、路面と
の密着感が、低速の場合、たとえば駐車時の操車の場合
などに解消されるだけでなく、高速のさいにも、マニュ
アル・ステアリングと比較すると、事実上解消されてし
まう点である。
て、本発明が課題とする点は、冒頭に述べた種類のサー
ボステアリング装置用に簡単な構成の液圧式反動装置を
製作し、この反動装置により車速に応じてステアリング
パワーをより精確に調整できるようにし、それによって
特に車速を高めた場合のかじ取り感を改善することにあ
る。
策として、本発明は次のように提案する。すなわち、前
記ポンプと、前記反動ピストンの前記圧縮ばねによって
負荷される側との間の導管には、システム圧力を、より
低い反動圧力へ減圧するための比率圧力調整弁と、液圧
反動モーメントを速度に従属して調整する第1の可変オ
リフィスとが配置されており、また、前記反動ピストン
の前記圧縮ばねによって負荷される側の反対側と、タン
クとの間の導管には、戻し圧力を速度に従属して調整す
る第2可変オリフィスが配置されている。
の圧縮ばねによって負荷される側への導管と、タンクへ
の導管との間には、最大反動圧力を制限するための締切
弁が設けられている。
荷される側にある圧縮ばね用環状室(反動室)と、入力
軸内側空間との間に圧力逃がし孔が設けられている。
テアリングボックスとの間にシールピストンを配置し、
圧縮ばねをこのシールピストンで支えるようにするのが
好ましい。同時に、シールピストンの軸線方向外面付近
において入力軸内に漏れオイル孔を設け、漏れオイルを
タンクへ戻すようにすることができる。
グ装置は、液圧反動装置により車速に応じてあらゆる運
転状態の場合にかじ取り力を精密に調整することが可能
である。液圧式反動装置を有するこのサーボステアリン
グ装置の利点は、圧縮ばねにより反動ピストンに加えら
れる機械的な基本荷重が、可変オリフィスの閉鎖と戻し
圧力の動圧とにより解消されることによって、“指一本
で操作可能なパーキング”が達成される。圧縮ばねによ
り生ぜしめられる機械的な基本荷重は、車速が増すと、
液圧反動回路内で双方のオリフィスが開くことにより再
び補償される。かじ取り操作なしの直進時には、反動圧
力が、相応に寸法づけされた入力軸内の圧力逃がし孔を
介して一定に維持できる。しかし、かじ取り操作が行な
われると、上昇する系内圧力が、反動室前方の可変オリ
フィスを介して入力軸への反作用トルクを生ぜしめ、こ
のトルクが入力トルクと、それにより生じる系内圧力と
に抗して作用する。
成されたサーボステアリング装置を略示した添付図面に
ついての以下の説明により明らかにされる。
グホイールのところで調達せねばならないステアリング
ホイール・トルクを低減するため、機械式ステアリング
2と組合せて用いられる。この低減は、ステアリングタ
イロッド5と結合されたピストンロッド4を有するサー
ボシリンダ3を介して行なわれる。サーボシリンダ3の
双方の室6,7には、ステアリングコラム8に配置され
た回転ディスク弁9を介して、かじ取り角に応じてポン
プ10から導管11,12を経て圧力油が負荷される。
に固定されたステアリングボックス13から成り、ステ
アリングボックス13内には入力軸14が配置され、こ
の入力軸14に制御スリーブ15が支承されている。ス
テアリングコラム8を介してトルクを調達する場合、入
力軸14は両方向に約3度〜4度の角度だけ回動させる
ことができる。この回動運動は、トーションバー16の
ねじりモーメントに抗して作用する。トーションバー1
6は、入力軸14および駆動ピニオン17と結合されて
おり、ピニオン17は、ラックを介してステアリングタ
イロッド5を動かす。
クを望み通りに変化させるために、言いかえると、パー
キング時には前記トルクを僅かにし、加速時には前記ト
ルクを増大させるために、以下で説明される装置を介し
て、制御スリーブ15に応じて入力軸14を回動させる
ステアリングホイール・トルクが調節できるようにす
る。入力軸14と制御スリーブ15との間には、軸方向
に可動であると同時に弾性的な回転連行体が配置されて
いる。この連行体により、トーションバー16はブリッ
ジされる。そうでない場合には、トーションバー16だ
けによって液圧式にステアリングホイール・トルクが規
定されることになる。
の間の環状室内には、反動ピストン18が、圧縮ばね1
9によって軸方向に可動に支承されている。この圧縮ば
ね19の他端は、シールピストン20に支えられてい
る。入力軸14に対して反動ピストン18を回動不能に
固定し、かつ軸方向に可動に配置するため、入力軸14
には継みぞ21が形成され、これらの縦みぞ21内に球
22がはめ込まれ、これらの球22が、反動ピストン1
8の縦みぞ23内に係合している。
間の弾性的な回転連行体は、制御スリーブ15の端側の
間に配置された球24から成り、これらの球の両側がV
字形の凹所25,26内に支えられている。
ストン18を球24を介して制御スリーブ15に押付
け、入力軸14と制御スリーブ15との錠止の度合が増
強される。この錠止は、付加的なステアリングホイール
・トルクなしには克服できない。これを克服するには、
球24を、ばね力に抗してV字形凹所25,26から外
へ出さねばならない。これによって、ステアリングホイ
ールのところで入力トルクの増大が知覚される。この効
果は、高速時にサーボ作用が低減され、走路からの応答
が改善されるために望ましいものである。
より予め与えられる機械的な基本荷重が、したがってま
たステアリングホイール・トルクも解消される。すなわ
ち、圧力油を戻す導管PRの途中に車速に応じて変化可
能のオリフィスPRSTが配置され、このオリフィスに
よりタンク27へ戻る圧力油がせき止められる。これに
よって、反動ピストン18が圧縮ばね19に抗して変位
せしめられ、機械的基本荷重が補償される。かくしてス
テアリングホイール・トルクはトーションバー16によ
ってのみ規定されることになる。
ーボシリンダ3内の系内圧力と、反動ピストン18・シ
ールピストン20間の反動室28との間に、車速に応じ
て、かつまたかじ取り角又は加速によるヨーイング等の
別のパラメータに応じて変化可能のオリフィス29が配
置されている。反動室28内への圧力油の供給は、比率
圧力調整弁30を介して行なわれる。この弁30は、最
高120バールの系内圧力を最高15バールの反動圧力
に引下げるように調整する。オリフィス29と比率圧力
調整弁30は導管31の途中に設けられている。導管3
1は、ポンプ10からの系内圧力用導管PSYSTに接
続されている。15バールの最高反動圧力は、導管31
をタンク27に接続する締切弁ASVにより制限され
る。
圧力油の戻しは、タンク27へ通じる導管PRを介して
行われる。タンク27とは、入力軸14内の反動室28
用の圧力逃がし孔32及びシール弁20の軸線方向外面
(図2におけるシール弁20の上面)付近において入力
軸14に設けた漏れオイル孔33も接続されている。
を閉じることにより、圧力油の戻りがせき止められ、圧
縮ばね19の機械的基本荷重が補償され、“指一本で可
能な”かじ取りが実現される。そのさい、別のオリフィ
ス29は完全に閉じられており、反動室28は、圧力逃
がし孔32を介してタンク27の戻り圧力PRとなる。
車速が増すと、双方の可変オリフィス29、34が次第
に開かれ、ばね力の補償が解消される。かじ取り操作な
しの直進走行時には、反動室28内の反動圧力も圧力逃
がし孔32を介して戻り圧力レベルに維持される。しか
し、かじ取り操作が行なわれると、可変オリフィス29
を介して系内圧力が高められ、入力トルクに抗する逆作
用トルクが反動ピストン18を介して生ぜしめられる。
この液圧反動が、図8の特性線線図に従って利用され、
サーボ効果を解消し、ステアリングホイールと路面との
接触感を改善することができる。
用圧力を制限し、それにより逆作用トルクが更に増大す
るのを阻止する。調達される最大ステアリングホイール
・トルクが、それによって制限され、かつ高速時に、必
要な場合、たとえば障害物回避操車やタイヤ損傷の場合
などに常に十分なサーボ効果が利用できる。
スの縦断面図。
転連行体を有するステアリングボックス部分の縦断面
図。
回転固定部を有するステアリングボックス部分の縦断面
図。
Claims (5)
- 【請求項1】 回転ディスク弁(9)を介して、ポンプ
(10)により、サーボシリンダ(3)の左右の室
(6,7)に圧力油を供給するサーボステアリング装置
にして、前記回転ディスク弁(9)の入力軸(14)と
制御スリーブ(15)との間に、圧縮ばね(19)によ
って負荷された反動ピストン(18)が配置されてお
り、該反動ピストン(18)は、軸方向に可動であり且
つ前記入力軸(14)に回動不能に配置されており、ま
た、前記反動ピストン(18)は弾性的な従属回転する
部材(24)を介して前記制御スリーブ(15)に結合
されている、前記サーボステアリング装置において、前記 ポンプ(10)と、前記反動ピストン(18)の前
記圧縮ばね(19)によって負荷される側との間の導管
(31)には、システム圧力(P)を、より低い反動圧
力(P2)へ減圧するための比率圧力調整弁(VDR
V)(30)と、液圧反動モーメントを速度に従属して
調整する第1の可変オリフィス(29)とが配置されて
おり、また、前記反動ピストン(18)の前記圧縮ばね
(19)によって負荷される側の反対側と、タンク(2
7)との間の導管(35)には、戻し圧力(PR)を速
度に従属して調整する第2可変オリフィス(34)が配
置されていることを特徴とするサーボステアリング装
置。 - 【請求項2】 前記反動ピストン(18)の前記圧縮ば
ね(19)によって負荷される側への前記導管(31)
と、前記タンク(27)への導管(PR)との間に、最
大反動圧力(P2)を制限するための締切弁(ASV)
が配置されていることを特徴とする、請求項1記載のサ
ーボステアリング装置。 - 【請求項3】 前記反動ピストン(18)の前記圧縮ば
ね(19)によって負荷される側にある該圧縮ばね(1
9)用の反動室(28)と、前記入力軸(14)の内側
空間との間に圧力逃がし孔(32)が配置されているこ
とを特徴とする、請求項1記載のサーボステアリング装
置。 - 【請求項4】 前記圧縮ばね(19)が、シールピスト
ン(20)によって支持されていることを特徴とする、
請求項1記載のサーボステアリング装置。 - 【請求項5】 シールピストン(20)の軸線方向外面
付近において入力軸(14)内に漏れオイル孔(33)
が設けられていることを特徴とする、請求項1又は4に
記載のサーボステアリング装置。
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