JP3407482B2 - 動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車速に応じて操舵力を
変化できるようにした動力舵取装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車速に応じて操舵力を変化で
きるようにした動力舵取装置として種々のものが提案さ
れている。最も一般的なものとして、ポンプ（高圧）側
とリザーバ（低圧）側との間に可変絞りを設け、この可
変絞りを低速時には閉止し、高速時には開口してポンプ
から吐出された作動油の一部を制御弁をバイパスして低
圧側に排出することにより、低速時には操舵力を軽く、
高速時には操舵力を重くするように制御するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】上述したような操舵
力制御においては、車速に応じて操舵力を変化できる車
速感応性を実現できるが、制御弁に供給する作動油の流
量変化を利用した操舵力制御であるため、低速時と高速
時における操舵力の変化幅を大きく取れない制約があっ
た。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明は、上記した従
来の問題点を解決するためになされたもので、ポンプと
パワーシリンダの両油室とリザーバとにそれぞれ接続す
る流路に可変絞りをそれぞれ設け、ハンドル操舵に応じ
てポンプよりパワーシリンダに供給される作動油を絞り
制御する制御弁を備えた動力舵取装置において、前記制
御弁は円周方向に隣接して配置された２種類の制御弁部
からなり、第１の制御弁部はハンドル操舵に応じてポン
プからの作動油を前記パワーシリンダの両油室に給排す
る一対の可変絞りを有しており、第２の制御弁部は前記
パワーシリンダの高圧側の油室を前記リザーバに連通さ
れたバイパス部に連通する可変絞りを有しており、この
バイパス部に低速時は閉止され車速の上昇に応じて絞り
開度が拡大される電磁絞り弁を設けたことを基本とす
る。そして、請求項１および２に記載の発明は、第１の
制御弁部の各可変絞りが、アンダラップ形のセンタオー
プンバルブとして構成され、第２の制御弁部には前記第
１の制御弁部の可変絞りよりもアンダラップ量の大きな
センタオープンバルブ形可変絞りを備えてなるものであ
る。 また、請求項３および４に記載の発明は、第1の制
御弁部が、供給ポート、一対の第1シリンダポートおよ
び一対の排出ポートによって構成され、第２の制御弁部
が、一対の第２シリンダポート、この一対のシリンダポ
ートにアンダラップ量の異なる２つの可変絞りを介して
それぞれ連通されるバイパスポートを備えてなるもので
ある。

【０００５】

【作用】上記した構成により、ポンプより吐出された作
動油は第１の制御弁部の可変絞りによってパワーシリン
ダに差圧を発生するが、低速時においては、電磁絞り弁
が閉止されているため、パワーシリンダの高圧側油室よ
りリザーバに作動油がバイパスされることがなく、ハン
ドルの回転操作により、軽快なステアリング操作を行い
得る。

【０００６】しかしながら、車速が上昇して中速域ない
しは高速域に達すると、電磁絞り弁が車速の上昇に応じ
て開口されるため、パワーシリンダに供給された作動油
の一部が第２の制御弁部の可変絞りおよび電磁絞り弁を
介してリザーバに排出されるため、中速あるいは高速時
においては操舵力が重くなり、車速感応性がもたらされ
る。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は油圧式の動力舵取装置の全体構成を示し、こ
の動力舵取装置は、図略の自動車エンジンによって駆動
されるポンプ１０と、リザーバ１１と、ステアリング操
作をパワーアシストするパワーシリンダ１２と、ハンド
ルの回転に応じて作動して前記ポンプ１０からパワーシ
リンダ１２に供給される作動油を絞り制御するロータリ
式制御弁１４を備えている。

【０００８】前記ポンプ１０は、これの吐出通路１５中
に設けられたメータリングオリフィス１６と、このメー
タリングオリフィス１６と並列に接続されメータリング
オリフィス１６の前後差圧に応じて戻り通路１７を開閉
するように作動する流量調整バルブ１８と、この流量調
整バルブ１８を戻り通路１７を閉止する方向に付勢する
スプリング１９とからなる公知の流量制御弁２０を備え
ている。

【０００９】前記制御弁１４は、図２に展開図として示
すように、ハンドルに連結されて一体的に回転するバル
ブシャフト２１と、このバルブシャフト２１の外周に同
軸的に配設されてパワーシリンダ１２にてパワーアシス
トされるステアリングリンケージに連結されるバルブボ
ディ２２と、これらバルブシャフト２１とバルブボディ
２２を相対回転可能に連結する図略のトーションバー
と、これらを収納する図略のバルブハウジング等によっ
て構成されている。図２の展開図は制御弁１４の半周を
展開したもので、残り半周も同一の構成からなり、バル
ブシャフト２１およびバルブボディ２２の各溝数はそれ
ぞれ円周上１０個となっている。

【００１０】以下、バルブシャフト２１とバルブボディ
２２のバルブ構成について詳細に説明する。図２におい
て、バルブボディ２２に形成された半周で５つの溝２２
Ａ１〜２２Ａ５のうち、左側の隣接する２つの溝２２Ａ
１，２２Ａ２にはパワーシリンダ１２の両油室１２Ａ，
１２Ｂに連通する一対の第１シリンダポート２５Ａ，２
５Ｂが開口され、この２つの溝２２Ａ１，２２Ａ２で囲
まれたランド部にはポンプ１０の吐出ポートに連通する
供給ポート２６が開口されている。また右側の互いに隣
接する３つの溝２２Ａ３〜２２Ａ５のうち、両側の２つ
の溝２２Ａ３，２２Ａ５には前記パワーシリンダ１２の
両油室１２Ａ，１２Ｂに連通する一対の第２シリンダポ
ート２５Ｃ，２５Ｄが開口され、中央の溝２２Ａ４には
リザーバ１１に連通するバイパスポート２７が開口され
ている。一方、バルブシャフト２１には前記バルブボデ
ィ２２に開口したシリンダポート２５Ｂ，２５Ｃおよび
２５Ｄ，２５Ａの各間に位置する溝２１Ａ１，２１Ａ３
にリザーバ１１に連通する一対の排出ポート２８Ａ，２
８Ｂが開口されている。

【００１１】前記シリンダポート２５Ａ，２５Ｂが開口
されたバルブボディ２２の２つの溝２２Ａ１，２２Ａ２
とこれら溝２２Ａ１，２２Ａ２に対応するバルブシャフ
ト２１の２つのランド部との各間には、可変絞りＶ１，
Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４がそれぞれ形成されている。これら可
変絞りＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は図３のＡで示すよう
に、アンダラップ形のセンタオープンバルブで構成され
ている。前記したバルブボディ２２の２つの溝２２Ａ
１，２２Ａ２とバルブシャフト２１の２つのランド部と
の間に形成される可変絞りＶ１〜Ｖ４によって、供給ポ
ート２６から供給された作動油をシリンダポート２５
Ａ，２５Ｂに給排する第１の制御弁部２９を構成してい
る。

【００１２】また前記シリンダポート２５Ｃ，２５Ｄお
よびバイパスポート２７を開口したバルブボディ２２の
３つの溝２２Ａ３，２２Ａ４，２２Ａ５とこれら溝２２
Ａ３，２２Ａ４，２２Ａ５に対応するバルブシャフト２
１の３つのランド部との各間には、可変絞りＶ５，Ｖ
６，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ９，Ｖ１０がそれぞれ形成されてい
る。これら可変絞りのうち、前記シリンダポート２５
Ｃ，２５Ｄにそれぞれ対応する各一対の可変絞りＶ５，
Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８は前記可変絞りＶ１〜Ｖ４と同一のア
ンダラップ量のセンタオープンバルブで構成されてい
る。また前記バイパスポート２７に対応する一対の可変
絞りＶ９，Ｖ１０は図３のＢで示すように、前記可変絞
りＶ１〜Ｖ４よりもアンダラップ量の大きなセンタオー
プンバルブで構成されている。前記したバルブボディ２
２の３つの溝２２Ａ３，２２Ａ４，２２Ａ５とバルブシ
ャフト２１の３つのランド部との間に形成される可変絞
りＶ５〜Ｖ１０によって、シリンダポート２５Ｃ，２５
Ｄから導入された作動油をバイパスポート２７にバイパ
スする第２の制御弁部３０を構成している。

【００１３】なお、前記可変絞りＶ１〜Ｖ１０を構成す
るバルブシャフト２１のランド部のエッジ部には圧力制
御用の面取りが形成されている。前記バイパスポート２
７とリザーバ１１とを結ぶバイパス通路３１中には、電
磁絞り弁３２が配置され、この電磁絞り弁３２の可変絞
り３３は、車速に応じて絞り開度が制御されるようにな
っている。すなわち、電磁絞り弁３２は車速センサ３４
からの信号に応じて制御電流を制御するコントローラ３
５によって図５に示すように、低速時には閉止され、中
速時には車速の上昇に応じて漸次開度が拡大され、高速
時には最大開度に保たれるようになっている。

【００１４】上記した構成の本実施例においては、ポン
プ１０より吐出された作動油は、流量制御弁２０により
一定流量に制御され、制御弁１４の供給ポート２６に供
給される。供給ポート２６に供給された作動油は、第１
の制御弁部２９の可変絞りＶ１，Ｖ３を介して排出ポー
ト２８Ａより、また可変絞りＶ２，Ｖ４を介して排出ポ
ート２８Ｂより排出される。

【００１５】操舵の中立状態においては、前記可変絞り
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は全て同一の絞り開度に保たれ
ているため、制御弁１４の供給ポート２６に供給された
作動油は排出ポート２８Ａ，２８Ｂより等分的に排出さ
れ、そのためパワーシリンダ１２の両油室１２Ａ，１２
Ｂは低圧で、かつ差圧が発生せず、アシスト力は発生し
ない。

【００１６】その状態でハンドルが回転操作され、バル
ブシャフト２１が例えば図２の右方向に変位されると、
可変絞りＶ１，Ｖ４の開度が減少されるとともに、可変
絞りＶ２，Ｖ３の開度が拡大される。従ってパワーシリ
ンダ１２の右油室１２Ｂの圧力が上昇し、左油室１２Ａ
の圧力が減少するため、パワーシリンダ１２は両油室１
２Ａ，１２Ｂの差圧によってアシストを開始する。

【００１７】ところで、低速時においては、電磁絞り弁
３２の可変絞り３３が閉止されているため、第２の制御
弁部３０には作動油が流通せず、パワーシリンダ１２は
両油室１２Ａ，１２Ｂの作動油がバイパスポート２７よ
りリザーバ１１にバイパスされることがなく、ハンドル
の回転操作により、軽快なステアリング操作を行い得
る。

【００１８】しかしながら、車速が上昇して中速域ない
しは高速域に達すると、電磁絞り弁３２の可変絞り３３
が開口されるため、その状態でハンドルを回転操作して
バルブシャフト２１を例えば図２の右方向に変位する
と、第１の制御弁部２９においては可変絞りＶ１，Ｖ３
の開度が減少されるとともに、可変絞りＶ２，Ｖ４の開
度が拡大されるため、パワーシリンダ１２の右油室１２
Ｂの圧力が上昇する。一方、第２の制御弁部３０におい
ては可変絞りＶ５，Ｖ８，Ｖ９の開度が減少されるとと
もに、可変絞りＶ６，Ｖ７，Ｖ１０の開度が拡大され
る。従ってパワーシリンダ１２の高圧側油室（右油室１
２Ｂ）の作動油の一部が第２シリンダポート２５Ｄよ
り、可変絞りＶ６，Ｖ９、バイパスポート２７および電
磁絞り弁３２の可変絞り３３を介してリザーバ１１にバ
イパスされる。これによりパワーシリンダ１２に発生す
る作動油の差圧が減少され、その減少割合は車速の変化
による電磁絞り弁３２の可変絞り３３の変化によって変
化する。従って車速の中速域ないし高速域においては、
第２の制御弁部２４より電磁絞り弁３２の可変絞り３３
を介してリザーバ１１に排出される作用により、ハンド
ルトルクに対するパワーシリンダ１２の差圧は低減され
る。これによりハンドルトルクに対するパワーシリンダ
１２の圧力特性は図６に示すようになり、車速に応じて
操舵力が重くなる車速感応性がもたらされる。なお、同
図でＡは低速時の圧力特性を、Ｂは中速時の圧力特性
を、Ｃは高速時の圧力特性を示している。

【００１９】ここで第１の制御弁部２９の可変絞りＶ１
〜Ｖ４の開度と第２の制御弁部３０の可変絞りＶ９，Ｖ
１０の開度に差を持たせることにより、第１の制御弁部
２９の可変絞りＶ１〜Ｖ４が閉止された後においても車
速感応性を持続できるようになる。すなわち、図４に示
すように可変絞りＶ１〜Ｖ４を閉じるまでハンドルを回
転操作すると、パワーシリンダ１２の高圧側油室１２Ｂ
に通ずる第１シリンダポート２５Ｂが２つの可変絞りＶ
１，Ｖ４によって閉止状態となるが、前記高圧側油室１
２Ｂに通ずるもう第２シリンダポート２５Ｄは可変絞り
Ｖ６，Ｖ１０を介してバイパスポート２７との連通関係
を持続され、高圧側油室１２Ｂの作動油の一部がバイパ
スポート２７より電磁絞り弁３２の可変絞り３３を介し
てリザーバ１１にバイパスされる。従って可変絞りＶ１
〜Ｖ４が閉止された後においても、第２の制御弁部３０
を介してリザーバ１１にバイパスされる作動油の流量
は、車速とハンドルトルクの関数で変化されるようにな
り、車速感応性を持続できるようになる。

【００２０】次に他の実施例を図７、図８に基づいて説
明する。この実施例のものは、第２の制御弁部３０の可
変絞りのうち、第２シリンダポート２５Ｃ，２５Ｄとバ
イパスポート２７との各間に存在する各々２つの可変絞
りＶ６，Ｖ９，Ｖ８，Ｖ１０のそれぞれいずれか一方
を、オーバラップ形のセンタクローズバルブに変更した
ものである。

【００２１】すなわち、第２シリンダポート２５Ｃ，２
５Ｄとバイパスポート２７との各間に形成される各２つ
の可変絞りＶ６，Ｖ９およびＶ８，Ｖ１０の一方（Ｖ
６，Ｖ８）をセンタオープン形から図８に示すセンタク
ローズ形に変更し、他方（Ｖ９，Ｖ１０）を可変絞りＶ
１〜Ｖ４よりもアンダラップ量の大きなセンタオープン
形としたものである。

【００２２】上記センタクローズ形可変絞りＶ６，Ｖ８
の採用により、アンダラップ量の大きなセンタオープン
形可変絞りＶ９，Ｖ１０がアンダラップ量までは絞り開
度の変化が急激であるのに対し、その後は面取りの作用
によって絞り開度の変化が緩慢になるために、その間で
の絞り開度の変化の度合いが大きくなる不具合を解決で
きる。すなわち、絞り開度の変化が急激である領域では
センタクローズ形可変絞りＶ６，Ｖ８によって第２シリ
ンダポート２５Ｃ，２５Ｄとバイパスポート２７との間
の連通面積を制限し、連通面積をハンドルトルクに対し
て緩やかに増大させるようにしている。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、ポンプより
供給された作動油の全量を、ハンドル操舵に応じてパワ
ーシリンダの両油室に給排する第１の制御弁部に供給
し、中速あるいは高速時には、パワーシリンダの高圧側
油室の作動油を、車速の上昇に応じて絞り開度が拡大さ
れる電磁絞り弁を介してリザーバにバイパスする構成で
あるので、従来のような制御弁に供給する前に車速に応
じて作動油を低圧側にバイパスするものに比べて、電磁
絞り弁の絞り制御と制御弁の絞り制御との相乗作用によ
って車速に応じた操舵力変化を大きくできる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す動力舵取装置の油圧系統
図である。

【図２】制御弁の半周部分を展開した展開図である。

【図３】図２のＡ、Ｂ部の詳細図である。

【図４】図３の作動状態図である。

【図５】車速と可変絞りの開口面積との関係を示すグラ
フである。

【図６】ハンドルトルクとシリンダ差圧との関係を示す
グラフである。

【図７】本発明の他の実施例を示す図２に相応する展開
図である。

【図８】図７のＣ部の詳細図である。

【符号の説明】

１０ ポンプ １１ リザーバ １２ パワーシリンダ １４ 制御弁 ２９ 第１の制御弁部 ３０ 第２の制御弁部２７ バイパスポート ３２ 電磁絞り弁 ３３ 可変絞り

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプとパワーシリンダの両油室とリザー
   バとにそれぞれ接続する流路にハンドル操舵方向に応じ
   て拡大縮小される可変絞りをそれぞれ設け、ハンドル操
   舵に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動
   油を絞り制御する制御弁を備えた動力舵取装置におい
   て、前記制御弁は円周方向に隣接して配置された２種類
   の制御弁部からなり、第１の制御弁部はハンドル操舵に
   応じてポンプからの作動油を前記パワーシリンダの両油
   室に給排する一対の可変絞りを有しており、第２の制御
   弁部は前記パワーシリンダの高圧側の油室を前記リザー
   バに連通されたバイパス部に連通する可変絞りを有して
   おり、このバイパス部に低速時は閉止され車速の上昇に
   応じて絞り開度が拡大される電磁絞り弁を設けるととも
   に、前記第１の制御弁部の各可変絞りは、アンダラップ
   形のセンタオープンバルブとして構成され、前記第２の
   制御弁部には前記第１の制御弁部の可変絞りよりもアン
   ダラップ量の大きなセンタオープンバルブ形可変絞りを
   備えてなることを特徴とする動力舵取装置。
2. 【請求項２】前記第１の制御弁部は、作動油を供給する
   供給ポートと、この供給ポートの両側に配置され前記パ
   ワーシリンダの両油室に接続する一対の第１シリンダポ
   ートと、この一対のシリンダポートの両側に配置された
   一対の排出ポートとによって構成され、前記第２の制御
   弁部は、前記パワーシリンダの両油室に接続する一対の
   第２シリンダポートと、この一対の第２シリンダポート
   の中央部に配置され前記各第２シリンダポートに２つの
   可変絞りを介してそれぞれ連通されるバイパスポートと
   を備えてなる請求項１に記載の動力舵取装置。
3. 【請求項３】ポンプとパワーシリンダの両油室とリザー
   バとにそれぞれ接続する流路にハンドル操舵方向に応じ
   て拡大縮小される可変絞りをそれぞれ設け、ハンドル操
   舵に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動
   油を絞り制御する制御弁を備えた動力舵取装置におい
   て、前記制御弁は円周方向に隣接して配置された２種類
   の制御弁部からなり、第１の制御弁部はハンドル操舵に
   応じてポンプからの作動 油を前記パワーシリンダの両油
   室に給排する一対の可変絞りを有しており、第２の制御
   弁部は前記パワーシリンダの高圧側の油室を前記リザー
   バに連通されたバイパス部に連通する可変絞りを有して
   おり、このバイパス部に低速時は閉止され車速の上昇に
   応じて絞り開度が拡大される電磁絞り弁を設けるととも
   に、前記第１の制御弁部は、作動油を供給する供給ポー
   トと、この供給ポートの両側に配置され前記パワーシリ
   ンダの両油室に接続する一対の第１シリンダポートと、
   この一対のシリンダポートの両側に配置された一対の排
   出ポートとによって構成され、前記第２の制御弁部は、
   前記パワーシリンダの両油室に接続する一対の第２シリ
   ンダポートと、この一対の第２シリンダポートの中央部
   に配置され、前記各第２シリンダポートに、アンダラッ
   プ量の異なる２つの可変絞りを介してそれぞれ連通され
   るバイパスポートとを備えてなることを特徴とする動力
   舵取装置。
4. 【請求項４】 前記第１の制御弁部の各可変絞りは、アン
   ダラップ形のセンタオープンバルブとして構成され、前
   記第２の制御弁部には前記第１の制御弁部の可変絞りよ
   りもアンダラップ量の大きなセンタオープンバルブ形可
   変絞りを備えてなる請求項３に記載の動力舵取装置。