JPH02216363A - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車速感応型の動力舵取装置に用いて好適な油
圧反力機構による操舵力制御装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

自動車のハンドル操作力（操舵力）を軽減するための動
力舵取装置において２車輌の走行速度（車速）に応じた
操舵力制御を油圧反力機構により行なう車速感応型の操
舵力制御装置が従来から種々提案されている。すなわち
、車輌停車時や低速走行時には１反力油圧を最小限とし
軽快な操舵操作を可能とするとともに、高速走行時には
反力油圧を増大させてハンドルに剛性感をもたせ、直進
時の安定性を確保し得るような操舵力制御を、動力舵取
装置における人、出力軸間を１反力油圧の大きさに応じ
て選択的に拘束する反カピストンで相対的に回動させた
り拘束したりすることで行なうものであった。

そして、この種の操舵力制御装置として従来は、反力油
圧をポンプから流路切換弁を介してパワーシリンダに至
る主油圧通路の一部から分流して用い、これをスプール
バルブ等による反力油圧制御弁で制御し、反力ビストン
を動かすための油圧反力室に導く構成が、たとえば特開
昭６１−１０５２７３号公報、特開昭８１−１３２４８
８号公報、実開昭８２−２５２８５号公報、特開昭８３
−８８４８７号公報などにより提案されていた。

（発明が解決しようとする課題〕 ところで、上述した従来例にも示されるように油圧反力
室に至る反力油圧を車速に応じて制御する制ｗｍ構を作
動させるための駆動源としては、車速センサからの検出
信号によりコントローラからの出力電流で所要の作動力
を発生させ得るソレノイドコイルやステッピングモータ
等の電気的なアクチュエータを用いることが一般に行な
われている。しかしながら、このような電子制御方式に
よる車速感応型の操舵力制御装置によれば、車速センサ
からの検出信号を電流出力に変換する変換器を有するマ
イコン等を用いたコントローラが必要となるばかりでな
く、その出力電流に応じて作動されるソレノイドコイル
やステッピングモータ等といった電気的なアクチュエー
タも必要で、コスト高を避ζすられないという問題があ
った。さらに、上述したコントローラによれば、電磁波
障害等の外乱に対する対策が、安定した制御を行なうう
えで不可欠であり、コスト面などでの大きな問題となる
ものであった。

このため、たとえば実公昭６１−３２８５１号公報等に
示されるように、車速の増減に応じて吐出流量が増減変
化される車速感応型の油圧ポンプと、このポンプからの
吐出流量に応じて作動され油圧反力室への反力油圧を制
御するスプールを有する油圧制御式のスプールバルブと
を用いてなる構成によるものも提案されている。しかし
、このような従来装置では、ポンプからの吐出流量を増
大させることで、スプール内通路中に設けた固定絞りの
上、下流で生じる圧力差を利用してスプールを駆動制御
するとともに、固定絞りの上流側から導出させた反力通
路を経て反力油圧を油圧反力室に給送するようにした構
造であり、車速感応型ポンプから吐出される圧油を油圧
反力室に制御して導びくために多くの流量を必要とする
ことから、大型ポンプが必要で、装置大型化を招いてし
まう等といった問題をもつもので、このような点を考慮
し前述した問題点を一掃し得る何らかの対策を講じるこ
とが望まれている。

さらに、この種の油圧反力機構による操舵力制御装置に
おいて必要とされることは、上述した油圧反力を、車速
や操舵状況に応じて必要とされる操舵力が得られるよう
な操舵反力を生じさせるに足る大きさや特性をもつよう
に比例制御することが望まれており、このような点をも
考慮しなければならない。

〔課題を解決するための手段〕

上述した要請に応えるために本発明に係る動力舵取装置
の操舵力制御装置は、パワーシリンダに送られるメイン
ポンプからの圧油の一部を給送する供給通路およびタン
ク側に接続される排出通路が軸線方向に所定間隔をおい
て開口されるとともにこれら両通路開口部間に位置して
油圧反力室に至る反力通路が開口されているバルブ孔と
１　このバルブ孔内で一端側に配設した付勢手段により
他端側に付勢された状態で摺動自在に支持されその移動
に伴なって各通路開口部間での接続状態を可変制御する
スプールからなる油圧反力制御用スプールバルブを備え
てなり、そのスプールを、車速に応じて吐出圧が変動す
るサブポンプからの流体圧をバルブ孔他端側室内に供給
することで作動させるように構成するとともに、油圧反
力室側に送られる反力油圧が導入されるフィードバック
室を、スプールの一部で前記サブポンプからの流体圧が
供給されるバルブ孔他端側室と対向する位置に設けるよ
うにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、油圧反力制御用のスプールバルブを、
車速に応じて吐出側流体圧が変動するトランスミッショ
ン出力軸で駆動される小型モータヤオートマチックトラ
ンスミッションの／ＪｄＬｔＦンブ、さらにスピードメ
ータケーブルの取出し口に取付けた小型ポンプ等による
車速感応型のサブポンプを用いて作動させることにより
、装置アクチュエータ用のメインポンプからの圧油の一
部を１反力油圧として選択的に油圧反力室に導びき、所
要の操舵反力を得て車速に適合した操舵力をもって舵取
操作を適切に行なえる。特に１本発明によれば、スプー
ルの動きを、油圧反力によりフィードバック制御するこ
とで、車速や操舵状況の変化に対応した反力油圧を得て
所要の操舵力制御を行なえる。

〔実施例〕

第１図および第２図は本発明に係る動力舵取装置の操舵
力制御装置の一実施例を示し、これらの図において、ま
ず、動力舵取装置における油圧回路の概略を、第２図を
用いて簡単に説明すると。

この装置アクチュエータとなるパワーシリンダ（Ｐ／Ｃ
で示す）に圧油を給送するメインポンプＰから吐出され
る圧油は、主油圧通路１によって舵取操作に伴なう操舵
方向や操舵角度によりパワーシリンダＰ／Ｃ左、右室へ
の油圧制御を選択的に行なうコントロールバルブＣｖを
通りタンクＴに還流されることは周知の通りである。ま
た。

この主油圧通路１においてポンプＰとコントロールバル
ブＣｖ上流側に設けた固定オリフィス２との間から圧油
の一部を分流して給送する通路３が分岐されており、こ
の供給通路３の途中に本発明を特徴づける操舵力制御装
置を構成する油圧反力制御機構１０が配設され、さらに
この供給通路３は排出通路４を介してタンクＴ側に接続
される一方２これら供給通路３と排出通路４との間から
油圧反力室５に至る反力通路６が取出されている。ここ
で、図中７．８は上述した油圧反力制御機構ｌＯを構成
する油圧反力制御弁となるスプールバルブ１１（第１図
参照）中に設けられる可変絞りで、前記反力通路６はこ
れら可変絞り７．８間に接続される。

さて、本発明によれば５上述した操舵力制御装置として
の油圧反力制御機構１０として、第１図に示スように、
メインポンプＰからの圧油の一部を給送する供給通路３
およびタンクＴ側に接続される排出通路４が軸線方向に
所定間隔をおいて開口するとともにこれら両通路３．４
間に位置して油圧反力室５に至る反力通路６が開口して
いるバルブボディ１２内のバルブ孔１３と、このバルブ
孔１３内で右端側に配設したコイルばね１４により図中
左方向に付勢された状態で摺動自在に支持されかつその
移動に伴なって各通路３，６．４開口部間での接続状態
を可変制御するスプール１５とからなる油圧反力制御用
のスプールバルブ１１を備えてなり、このスプールバル
ブ１１のスプール１５をバルブ孔１３内で付勢力に抗し
て作動させる駆動手段として、車速に応じて吐出圧が変
動するサブポンプ１６（図中ｓｕｂ、　Ｐを付している
）からの流体圧を用いるようにし、さらに油圧反力室５
側に送られる反力油圧を導入するフィードバック室１７
を、スプール１５の一部で前記サブポンプ１６からの流
体圧が供給されるバルブ孔１３他端側室（スプール左方
室）１８と対向する位置に設けたところに特徴を有して
いる。

なお１図中１９は前記バルブ孔１３内で供給通路３と排
出通路４との開口部間に位置して凹設された環状溝で、
この環状溝１９内に前記反力通路６が開口されている。

また、１５ａはこの環状溝１９に対向してスプール１５
側に設けられたランド部で、その軸線方向両側が環状溝
１９両側縁と共に前記可変絞り７．８を形成するように
構成されている。さらに２図中１６ａは前記バルブ孔１
３内でコイルばね１４と反対側の室１８内に前記サブポ
ンプ１６を接続する通路で、さらにこの室１８に臨むス
プール１５端部には、前記ランド部１５ａやその両側で
前記各通路３，４間口部に臨む環状溝１５ｂ、１５ｃの
外側のランド部１５ｄ、１５ｅよりも大径なランド部２
０が形成され、このランド部２０と前記バルブ孔１３の
左端側に形成した大径孔１３ａとでサブポンプ１６から
の流体圧が供給される室１Ｂが形成される。

また、このバルブ孔大径孔１３ａ内で前記ランド部２０
よりもスプール１５内側寄りの部分には、環状溝２０ａ
が形成され、これにより前記反力通路６が開口する環状
溝１９から通路孔２１を経て反力油圧が導入される前記
フィードバック室１７が形成され、このフィードバー２
り室１７と前記スプール左方室１８とがランド部２０を
介して対向している。なお、上述したランド部２０の外
径寸法をφＤとし、スプール１５の残りのランド部１５
ｃｉ等の外径寸法をφｄとしたときに、これらはφＤ〉
φｄの関係に設定されている。そして、このような構成
では、スプール１５には、前記サブポンプ１６からの流
体圧が室ｌＢ内に導入されることで図中右側への作用力
が＃Ｊき、これに対向して前記コイルばね１４による付
勢力とフィードバック室１７に導びかれる反力油圧によ
る作用力とが、逆の方向への力として働くようになって
いる。なお、このスプール１５上での圧力差等による上
述した以外の力はバランスしていることは容易に理解さ
れよう。

以上の構成によれば、油圧反力制御用のスプールバルブ
１１を、車速に応じて吐出側流体圧が変動する。たとえ
ばトランスミッション出力軸で駆動される小型モータや
オートマチ−、クトランスミッションの小型ポンプ、あ
るいはスピードメータケーブルの取出し口に取付けた小
型ポンプなどといった単純でしかも簡易型である車速感
応型サブポンプ１６を用いて作動させることで、装置ア
クチュエータ用の主ポンプＰからの圧油の一部を、反力
油圧として選択的に油圧反力室５に導びき、所要の操舵
反力を得て車速に適合した操舵力をもって舵取操作を適
切に行なえる。

すなわち、車速が低速から高速へと移行し、サブポンプ
１６からの流体圧が高圧となり、スプール１５への付勢
力に抗した力が作用することで、メインポンプＰ側から
の圧油が開状態となる可変絞り７を通して反力通路６を
経て油圧反力室５に導びかれ、所要の操舵反力を得て操
舵力をマニュアルに近い状態で操舵し得るものである。

なお。

このような操舵反力を得るための反力油圧は。

車速が高速になる程迅速に立上りかつ一定の値で飽和す
る特性を描く、これは、本発明によれば、スプール１５
の内側寄りの部分に前記反力油圧°を導びくフィードバ
ック室１７を形成しており、この室１７内の圧力と前記
コイルばね１４との合力が前記サブポンプ１６からの流
体圧に抗する力として作用し、上限油圧反力トルクまで
の間での立上り特性を比例制御することができる。そし
て、このようにすれば２停車時のすえ切り動作から低速
、中速、高速走行時での操舵反力を得る反力油圧を、よ
り実際的に制御し得るもので、これは第３図等に示す特
性図からも容易に理解されよう、また、上述したフィー
ドバック制御を行なうと、第４図に示されるように、す
え切り時や低速時には入力トルクすなわち操舵トルクに
応じて必要とされる立上り特性を得ることができるとと
もに、高速時には緩やかな立上り特性をもち、入力トル
クが一定以上になったときに急激に立上り。

必要とされる操舵補助力を確保できる特性をもたせるこ
ともできる。

したがって、このような構成によれば、単純な車速感応
型サブポンプ１６を、油圧反力制御用のスプールパルプ
１１によるスプール駆動源と用いるようにしたので、高
い信頼性をもった油圧反力制御用のスプールバルブｊ　
ｌを簡単かつ適切に作動させることができ、これにより
従来のようなンレノイドコイルやステッピングモータ等
といった高価な部品を必要とせず、しかも？を層全体の
大型化を防ぎ、また従来のような車速センサを始めコン
トローラ等のように電磁波障害等の外乱影響を受は易い
部品を省略し、高い信頼性をもった油圧反力制御４１構
！０を低コストで得ることができる等の種々優れた効果
がある。また、このようなスプールバルブ１１により装
置アクチュエータ用のメインポンプＰからの圧油の一部
を、反力油圧として選択的に油圧反力室５に導びき、所
要の操舵反力を得て車速に適合した操舵力をもって舵取
操作を適切に行なえる等の利点もある。

特に、本発明によれば、スプールの動きを、油圧反力に
よりフィードバック制御することで、車速や操舵状況の
変化に対応して比例制御される反力油圧を得て、所要の
操舵力制御を行なえるもので、その利点は大きい。

ここで、この種の油圧反力制御機構１０による反力制御
動作、油圧反力室４を始めとする動力舵取装置の構造や
これらの関係については周知の通りであり、その詳細な
説明は省略する。

なお、本発明は旧述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由で１
種々の変形例が考えられよう。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る動力舵取装置の操舵力
制御装置によれば、メインポンプからの圧油の一部を給
送する供給通路およびタンク側の排出通路が軸線方向に
所定間隔をおいて開口されるとともにこれら両通路開口
部間に位置して油圧反力室に至る反力通路が開口されて
いるバルブ孔と、この孔内で一端側に配設した付勢手段
により他端側に付勢されて摺動自在に支持されその移動
に伴なって各通路開口部間での接続状態を可変制御する
スプールからなる油圧反力制御用スプールバルブを備え
、そのスプールを、車速に応じて吐出圧が変動するサブ
ポンプからの流体圧を、駆動源としてバルブ孔他端側室
内に供給することで作動させるように構成するとともに
、油圧反力室側に送られる反力油圧が導入されるフィー
ドバック室を、スプールの一部で前記サブポンプからの
流体圧が供給されるバルブ孔他端側室と対向する位置に
設けるようにしたので、簡単な構成にもかかわらず、た
とえばトランスミッション出力軸で駆動される小型モー
タやオートマチックトランスミッションの小型ポンプ、
さらにスピードメータケーブルの取出し口に取付けた小
型ポンプ等といった簡易型のものを、車速に応じて吐出
側流体圧を変動させ得る車速感応型サブポンプとして用
い、高い信頼性をもった油圧反力制御用のスプールバル
ブを簡単かつ適切に作動させることができ、これにより
ンレノイドコイルやステ７ピングモータ等といった高価
な部品を必要とせず、しかも装置全体の大型化を防ぎ、
また従来のような車速センサを始めコントローラ等のよ
うに電磁波障害等の外乱影響を受は易い部品を省略し、
高い信頼性をもった反力油圧制御手段を低コストで得る
ことができる等の種々優れた効果がある。また、このよ
うなスプールバルブにより装置アクチュエータ用のメイ
ンポンプからの圧油の一部を１反力油圧として選択的に
油圧反力室に導びき、所要の操舵反力を得て車速に適合
した操舵力をもって舵取操作を適切に行なえる等の利点
もある。

特に１本発明によれば、スプールの動きを、油圧反力に
よりフィードバック制御するようにしているため、車速
や操舵状況の変化に対応した反力油圧特性を得て、所要
の操舵力制御を行なえるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の操舵力制御ｌ装置
を特徴づける油圧反力制御弁構造の一実施例を示す要部
断面図、第２図は操舵力制御装置を説明するための動力
舵取装置の油圧回路図、第３図は本発明による車速に応
じた反力油圧とＰ側入口圧の関係を示す特性図、第４図
は同じくＰ側入口圧と入力トルクとの関係を示す特性図
である。 １・・・・主油圧通路、３・・・・分岐された供給回路
、４・・・・排出通路、５・・・・油圧反力室、６・・
・・反力通路、７．８・・・・可変絞り、１０・・・・
油圧反力制御機構（操舵力制御装置）、１１・・・・ス
プールバルブ、１２・・・・バルブボディ、１３・・・
・バルブ孔、１３ａ・・・・大径孔、１４・・・・コイ
ルばね。 １５・・・・スプール、１５ａ・・・・ランド部、１６
・・・・サブポンプ（ｓｕｂ、Ｐ　）、　　ｌ　７・・
・・フィードバック室、１８・・・・スプール他端側室
、１９・・・・環状溝、２０・・・・ランド部、２１・
・・・通路孔、Ｐ・・・・ポンプ、Ｔ・・・・タンク、
Ｐ／Ｃ・・・・パワーシリンダ。 特許出願人　自動車機器株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パワーシリンダに送られるポンプからの圧油の一部を分
   岐して給送する供給通路およびタンク側に接続される排
   出通路が軸線方向に所定間隔をおいて開口されるととも
   にこれら両通路開口部間に位置して油圧反力室に至る反
   力通路が開口されているバルブ孔と、このバルブ孔内で
   その一端側に配設した付勢手段により他端側に付勢され
   た状態で摺動自在に支持されかつその移動に伴なって前
   記各通路開口部間での接続状態を可変制御するスプール
   とからなる油圧反力制御用のスプールバルブを備えてな
   り、このスプールバルブのスプールを、車速に応じて吐
   出圧が変動するサブポンプからの流体圧をバルブ孔他端
   側室内に供給することにより作動させるように構成する
   とともに、このスプールの一部に、前記サブポンプから
   の流体圧が供給されるバルブ孔他端側室と対向しかつ前
   記反力通路から油圧反力室側に送られる反力油圧が導び
   かれるフィードバック室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。