JPH0262430B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、動力舵取装置において車輌の走行速
度および操舵角度等に応じた適切な操舵力を得る
ための油圧反力装置の改良に関する。

〔従来の技術〕 パワーステアリングとして知られる動力舵取装
置は、近年小型車を始めとして各種の車輌等に広
く搭載されるようになつており、その操舵補助力
により運転者の操舵力を軽減し軽快な操舵操作を
可能とするとともに、運転者の疲労等を軽減する
うえで効果を発揮し得るもので、従来から種々構
成のものが知られている。

ところで、この種の動力舵取装置にあつては、
運転者の操舵操作に応じた操舵力や操舵角度、さ
らには車輌の走行速度などを始めとする各種走行
条件により装置動作を適切に制御し、必要に応じ
た操舵補助力が得られるような構成とすること等
が望まれている。すなわち、この種の動力舵取装
置を搭載した車輌等にあつては、車輌停車中にお
ける操舵操作いわゆる据切りや低速走行時の操舵
操作を行なう際には、きわめて軽い操舵操作力が
得られるように大きな操舵補助力を出力し得る構
成とすることが必要とされるものである。しか
し、その一方において、車輌が高速走行を行なつ
ているときには、上述した低速走行時などのよう
な大きな操舵補助力を生じさせると、舵取ハンド
ルの操作力が軽くなりすぎて、運転者の不安感を
与える等といつた問題を招くもので、運転感覚の
適正化を図るうえで実用上好ましくなく、これと
は逆に操舵補助力を小さくさせて舵取ハンドルを
ある程度の重さ、つまり操舵力を増大させ、これ
により直進時の安定性を確保し得るような構成と
することが必要とされるものである。

このため、従来から舵取ハンドルに適当な操舵
反力を与えることによつて、車輌の高、低速走行
時の舵取ハンドルの剛性（操舵反力）を制御する
ことができる油圧反力装置が一般に採用されてお
り、たとえば特開昭59−114159号公報等に示すよ
うに、ポンプと流路切換弁とを接続する油圧通路
途中から分岐された前記切換弁の油圧反力室への
分岐通路途中に、パイロツト圧により開度が制御
される圧力制御弁を設け、かつこの圧力制御弁を
制御するパイロツト圧制御バルブを、前記分岐通
路にオリフイスを介して接続するとともにその他
端をタンク側への低圧通路を接続するようにした
ものが知られている。そして、このような従来構
造では、油圧反力室への反力油圧制御を効率よく
行ない、上述したような車輌の走行条件に応じた
操舵力制御を行なううえで、ある程度その効果を
発揮し得るものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述したような従来の油圧反力
装置においては、油圧反力室への供給油圧を制御
するために、圧力制御弁およびその制御用として
のパイロツト圧制御バルブ等を必要とし、構成部
品点数が多く、その配管接続等も面倒である等と
いつた構造が複雑でしかも装置全体の大型化を招
くといつた問題を生じるばかりでなく、上述した
ような操舵力制御を必要に応じて迅速かつ適切に
行なえるとは言いにくいもので、特に操舵反力制
御を行なうにあたつての微調整制御や応答性をよ
くするうえで問題で、より簡単な構成により応答
性に優れ、しかも適切かつ確実な操舵力制御を行
なうことが可能となる何らかの対策を講じること
が望まれている。

特に、上述した油圧反力装置において望まれる
ことは、車速や操舵角度等といつた車輌の各種走
行条件に応じて、上述した操舵反力を制御し、適
切な操舵感覚を得ることで、このような点をも合
せて考慮することが必要とされている。

〔問題点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
舵取装置の油圧反力装置は、ポンプからパワーシ
リンダに至る油圧通路中に設けられ車輌の走行条
件として車速センサと操舵角センサからの信号に
応じてコントローラから送出される供給電流によ
り駆動されるソレノイドで開度が制御される可変
オリフイスと、その上、下流側で生じる圧力差に
よりバルブ孔内で摺動動作される油圧反力制御用
のスプールバルブを備え、このスプールバルブ
を、そのスプールの移動に伴なつて前記油圧通路
中の圧油が導かれる供給ポートと油圧反力室に至
るリアクシヨンポートとを接続するとともに、こ
れら両ポート間の流路とタンク側に接続されたリ
ターンポートとの間にこれらを接続するように形
成され前記バルブ孔とこれに僅かな間隙をおいて
対向するスプール外周部との間に形成されて圧油
の流路抵抗を軸線方向の長さで変化させる隙間通
路を有する可変オリフイス部を制御し得るように
構成したものである。

〔作用〕

本発明によれば、信号の走行条件として車速お
よび操舵角に応じた大きさの供給電流でコントロ
ーラを介して駆動されるソレノイドにて開度が制
御される動力舵取装置の油圧通路中に設けられた
可変オリフイスの上、下流側で生じる圧力差によ
り、油圧反力制御用のスプールバルブのスプール
をバルブ孔内で摺動動作させることによつて、前
記油圧通路中の油圧を供給ポートを介して油圧反
力室に至るリアクシヨンポート側に導くと同時
に、その油圧の一部を、スプールの軸線方向での
動きに応じて軸線方向長さを変化して流路抵抗が
変化するバルブ孔、スプール外周部間の隙間通路
を有しかつランド部による開度が減少さらには遮
断されるように制御される可変オリフイス部を介
してタンク側に接続されたリターンポート側に導
き、該可変オリフイス部の軸線方向での絞り制御
によつて油圧反力室側への供給油圧を所要の反力
圧特性をもつてアナログ制御し得るようにしたも
のである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る動力舵取装置の油圧反力
装置の一実施例を示すものであり、同図におい
て、符号１で示すものは動力舵取装置を構成する
回転式の流路切換弁、２はこの流路切換弁１が舵
取装置にて切換制御されることによりポンプＰか
らの油圧通路３が選択的に接続される左、右両側
室を有しその油圧給送方向に操舵補助力を生じさ
せるパワーシリンダで、その構成等は周知の通り
であり、具体的な説明は省略する。

４は前記流路切換弁１を構成する入、出力側部
材５，６間に介装されこれら両部材間を少なくと
も一対のプランジヤ７の押付力で拘束することに
より入力側部材（ここではピン５ａ）側の回転を
拘束する油圧反力装置を構成する油圧反力室で、
この油圧反力室４には、前記ポンプＰからの圧油
の一部が、本発明を特徴づける油圧反力制御用の
スプールバルブ１０を介して選択的に導入される
ように構成されている。なお、図中８は前記流路
切換弁１の入出力側部材５，６間を所定範囲内で
の相対的な回動を許容した状態で連結するトーシ
ヨンバーである。

さて、本発明を特徴づける油圧反力制御用のス
プールバルブ１０は、次のような構成とされてい
る。すなわち、このスプールバルブ１０は、ポン
プＰからパワーシリンダ２に至る油圧通路３（３
ａ，３ｂ）中に設けられ車輌の各種走行条件に応
じた大きさをもつ供給電流により駆動されるソレ
ノイド１１で開度が制御される可変オリフイス１
２の上、下流端で生じる圧力差により摺動動作さ
れるスプール１３を有し、このスプール１３の移
動に伴なつて前記油圧通路３中の油圧が導かれる
供給ポート１４と油圧反力室４に至るリアクシヨ
ンポート１５とを接続するとともに、これら両ポ
ート１４，１５間の流路とタンクＴ側に接続され
たリターンポート１６との間に形成した可変オリ
フイス部１７を制御するように構成されている。

これを詳述すると、このスプールバルブ１０
は、バルブボデイ２０内部に形成されたバルブ孔
２１内で摺動動作可能に配設されたスプール１３
を有し、このスプール１３の一端側に形成される
高圧室２２部分には、動力舵取装置を構成するポ
ンプＰから前記流路切換弁１を介してパワーシリ
ンダ２の左、右両側室に選択的に接続される油圧
通路３を構成する通路孔３ａが開口されている。
また、このバルブ孔２１内の高圧室２２はその一
端側で軸線方向に向つて穿設された孔部１２ａを
介してその側方に設けられた前記通路３の通路孔
３ｂを介して前記流路切換弁１側にポンプＰから
の圧油を給送するように構成されている。そし
て、上述した油圧通路３の一部を構成する前記孔
部１２ａに対してロツド部１１ａが進退動作する
ようにして前記ソレノイド１１がその外側に位置
して配設され、これらソレノイド１１のロツド部
１１ａと前記孔部１２ａにて可変オリフイス１２
が構成されている。

一方、前記スプールバルブ１０を構成するスプ
ール１３の他端側に形成される低圧室２３には、
スプール１３を常時高圧室２２側に付勢する復帰
用スプリング２４が配設されるとともに、この低
圧室２３には通路孔２５ａ，２５ｂを介して前記
可変オリフイス１２の下流側の油圧が導かれてい
る。なお、図中１３ａは前記スプール１３に設け
られたストツパである。さらに、図中１３ｂ，１
３ｃは前記スプール１３内に高圧室２２側から軸
線方向およびこれに直交する方向に穿設された通
路孔で、この通路孔１３ｃはスプール１３の低圧
室寄りの外周部に形成された環状溝１３ｄに開口
し、かつボデイ２０の外側からバルブ孔２１を貫
通して穿設された前記供給ポート１４となる通路
孔に接続され、供給ポート１４にポンプＰからの
油圧を供給し得る構成とされている。しかし、こ
の供給ポート１４に対し圧油を供給する方法とし
ては、別の配管にて前記通路孔の開口端（本実施
例では盲栓にて閉塞した場合を示している）から
行なうようにしてもよいもので、種々の変形例が
考えられる。

また、前記ソレノイド１１には、車速センサ２
６ａ、操舵角センサ２６ｂ等からの検出信号によ
り車輌の走行条件に応じた大きさをもつ供給電流
を送出するコントローラ２７が接続され、このコ
ントローラ２７からの供給電流に応じてロツド部
１１ａが孔部１２ａに対し所定量だけ進退動作
し、これにより可変オリフイス１２が所望の開度
に設定調整されるものである。

そして、上述した構成によるスプールバルブ１
０において注目すべきことは、そのスプール１３
の軸線方向略中央部付近に、小径部２８ａおよび
その両端側でバルブ孔２１に僅かな間隙をおいて
対向する軸線方向に所定長さを有する大径部２８
ｂ，２８ｃによる段付環状溝２８が形成され、こ
の段付環状溝２８における大径部２８ｂ，２８ｃ
により軸線方向長さが変化する隙間通路およびこ
れに連続して流路を開閉するランド部１３ｅ，１
３ｆによつて、前述したようなリアクシヨンポー
ト１５とその両側に位置する供給ポート１４、さ
らにはリターンポート１６との連通、遮断状態を
選択的に行なえるようにしたことである。

すなわち、このような構成によるスプールバル
ブ１０において、前記可変オリフイス１２の開度
による圧力差にてスプール１３がバルブ孔２１内
で図中左側に移動すると、第２図ａに示すよう
に、供給ポート１４は、スプール１３のランド部
１３ｅを介して前記段付環状溝２８の左側大径部
２８ｂ部分に形成される隙間通路と接続され、こ
の大径部２８ｂとバルブ孔２１との間の隙間通路
の軸線方向長さに基づく所要の流路抵抗をもつ流
路を介して前記小径部２８ａと対向しているリア
クシヨンポート１５から前記油圧反力室４に対し
所要の油圧を導き、これによりスプール１３の移
動量に比例した適切な操舵反力を生じさせること
が可能となる。これは、上述したようにスプール
１３が軸線方向に変位すると、その変位量に比例
して常時は前記段付環状溝２８の右側の大径部２
８ｃと対向しているリターンポート１６がスプー
ル１３のランド部１３ｆにて仕切られ、この部分
でのバルブ孔２１との間で軸線方向長さにより流
路抵抗が変化する隙間通路によつて形成される可
変オリフイス部１７が徐々に絞られることにな
り、前記リアクシヨンポート１５側への供給ポー
ト１４からの油圧を徐々に増加させるような役割
を果たすものであることから明らかであろう。そ
して、スプール１３が第２図ｂに示すように、左
側に最大量だけ移動し、上述した可変オリフイス
部１７が、ランド部１３ｆにて遮断されると、供
給ポート１４とリアクシヨンポート１５とが直接
的に接続された最大操舵反力を得る状態となるも
のである。

ここで、上述したような供給ポート１４からの
油圧を、リターンポート１６側の隙間通路による
可変オリフイス部１７に連続するランド部１３ｆ
による開度に応じて制御してリアクシヨンポート
１５側に送出し得る理由は、前記段付環状溝２８
の両大径部２８ｂ，２８ｃとバルブ孔２１との間
に形成される隙間がきわめて僅かであり、その隙
間通路の軸線方向での長さによつて流路抵抗を所
要の状態に増減し、油圧の流れを制御し得ること
から容易に理解されよう。

勿論、上述したソレノイド１１に対する供給電
流が減少し、可変オリフイス１２が開放されてそ
の上、下流での差圧が小さくなつたときには、ス
プール１３はスプリング２４の復帰力にてその差
圧に応じた量だけ右側に移動し、油圧反力を制御
するものであり、さらに差圧が最小となつたとき
には初期状態へと復帰するものである。

そして、上述した構成による動力舵取装置の油
圧反力装置によれば、ソレノイド１１に対して車
速や操舵角に応じた大きさの電流を供給すること
によつて、第３図に示すような操舵力特性を得る
ことができるものである。ここで、図中ａは車速
が80Km／ｈで、車速および操舵角に応じた制御を
行なつた場合の特性曲線、ｂは同じく車速のみに
応じた制御を行なつた場合の特性曲線で、ｃで示
す操舵反力制御を行なわない場合の特性曲線に応
じてその効果は明らかであろう。

また、第４図は操舵角に応じた各車速値での供
給電流の大きさを示す特性図であり、このような
制御をコントローラ２７で行なうことにより、上
述した第３図に示すような操舵反力制御を適正か
つ確実に行なえるものである。

第５図ないし第１０図は上述したような油圧反
力装置を特徴づける油圧反力制御用のスプールバ
ルブ１０を、動力舵取装置における回転式流路切
換弁１を構成するステアリングボデイ３０に対し
一体的に設けた場合の一例を示すものであり、こ
れらの図において、前述した第１図と同一または
相当する部分には同一番号を付してその説明は省
略する。

まず、動力舵取装置の概略構成を簡単に説明す
ると、図中符号３１は、舵取リンク機構を構成す
るラツク３２と噛合するピニオン３１ａを有する
弁出力側のピニオン軸、３３はこのピニオン軸３
１の右端側にトーシヨンバー８を介して同軸上に
連結されその右端が図示しない舵取ハンドル側に
連結される入力軸で、これら両軸３１，３３はそ
の操舵方向に適宜回転操作される。そして、前記
ボデイ３０内で上述した両軸３１，３３には、流
路切換弁１を構成するロータ３４、スリーブ３５
が一体的に設けられ、その相対的な回転変位にて
ポンプＰ、タンクＴとパワーシリンダ２の左、右
シリンダ室CL、CRとの間の流路切換えを行なう
ように構成されている。勿論、入力側のロータ３
４と、出力側のスリーブ３５との間には、第６図
ｂに示すように、互いに所定角度だけ揺動可能に
組合せられてなるフエールセーフ機構が設けられ
ている。また、図中３６，３７はポンプＰからの
圧油が流入する吸込ポートおよびオイルタンクＴ
に圧油を還流させる戻りポート、３８Ａ，３８Ｂ
は前記パワーシリンダ２の左、右シリンダ室CL，
CRに接続される左、右吐出ポートである。なお、
このような回転式の流路切換弁１を備えた動力舵
取装置の構成およびその動作は従来から周知であ
り、その詳細な説明は省略する。

そして、上述した構成によるステアリングボデ
イ３０に対し、前述したスプールバルブ１０は、
流路切換弁１と略直交する方向に並設され、かつ
ソレノイド１１はこのスプールバルブ１０と直交
し、また流路切換弁１と平行するように配設され
ており、これによりこれら両バルブ間での接続流
路を簡単かつ適切に配列するとともに、全体の小
型かつコンパクト化を達成し得るように構成した
もので、その構成等は容易に理解されよう。

したがつて、上述した構成による本発明に係る
動力舵取装置の油圧反力装置によれば、簡単かつ
安価な構成による油圧反力制御用のスプールバル
ブ１０を用いることにより、油圧反力室４への反
力油圧を簡単かつ適切に調整制御し、適切な操舵
反力を得ることができるもので、これにより車輌
の低速走行時等においては、油圧反力室４への圧
油の導入を阻止し、操舵力としてはトーシヨンバ
ー８をねじる力のみである通常の動力舵取装置に
よる軽快なものとし、一方高速走行時等において
は、その車速と操舵角度等に応じて供給油圧を調
整し、適切な操舵反力を得て安定した操舵性能を
確保することが可能となるものである。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定さ
れ、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由である。たとえば上述した実施例にお
いては、油圧反力制御用のスプールバルブ１０の
基本的な構造を、第１図に示すように構成した
が、本発明はこれに限定されず、各ポートおよび
スプール外周の段付環状溝、ランド部などの位置
関係は適宜変更してもよいことは容易に理解され
よう。

また、上述した実施例では、本発明に係る油圧
反力装置を、プランジヤ型の反力室４を備えたタ
イプについて説明し、さらに動力舵取装置として
ラツクピニオン型のものに適用した場合を説明し
たが、本発明はこれに限定されず、反力室として
ボール等を用いものを用いたり、動力舵取装置と
しても実施例におけるラツクピニオン型に限らず
ボールねじ型を始めとして種々構造を有するもの
に適用してもよいことは明らかであろう。

〔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
の油圧反力装置によれば、ポンプからパワーシリ
ンダに至る油圧通路中に設けられ車輌の走行条件
として車速センサと操舵角センサからの信号に応
じてコントローラから送出される供給電流により
駆動されるソレノイドで開度が制御される可変オ
リフイスと、その上、下流側で生じる圧力差によ
りバルブ孔内で摺動動作される油圧反力制御用の
スプールバルブを備え、このスプールバルブを、
そのバルブ孔内でのスプールの移動に伴なつて前
記油圧通路中の圧油が導かれる供給ポートと油圧
反力室に至るリアクシヨンポートとを接続すると
ともに、これら両ポート間の流路とタンク側に接
続されたリターンポートとの間にこれらを接続す
るように形成され前記バルブ孔、これに僅かな間
隙をおいて対向するスプール外周部間に形成され
て圧油の流路抵抗を軸線方向の長さで変化させる
隙間通路を有する可変オリフイス部を制御し得る
ように構成したので、簡単かつ安価な構成にもか
かわらず、上述した可変オリフイス部を構成する
隙間通路の軸線方向の長さに伴う流路抵抗変化を
利用し、スプール変位に伴つて油圧反力室への供
給油圧をアナログ的に調整制御し、その結果とし
てたとえば高速走行時などに操舵した際に油圧反
力圧を増大させて手応え感が適切に得られるよう
に制御する等といつた車速および操舵角という車
輌走行条件に応じた操舵反力制御を適切かつ確実
にしかも所要の制御特性をもつて行なわせること
が可能となるもので、また装置全体の構成が簡単
で、構成部品点数も少なく、たとえば動力舵取装
置側に一体的に設けたとしての装置全体の小型か
つコンパクト化等を達成することができ、さらに
コスト的にも安価である等の種々の優れた効果が
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油圧反力
装置の一実施例を示す要部を拡大した概略構成
図、第２図ａ，ｂはその特徴とする油圧反力制御
用スプールバルブの動作状態を説明するための概
略図、第３図および第４図はその油圧反力制御状
態を説明する特性図、第５図は上述したスプール
バルブを流路切換弁側ステアリングボデイに一体
的に並設した場合の概略縦断面図、第６図ａ，ｂ
は第５図におけるａ−ａ，ｂ−ｂ線断面
図、第７図は同じく第５図の−線断面図、第
８図ないし第１０図は第７図の−線、−
線、−線断面図である。 １……回転式の流路切換弁、２……パワーシリ
ンダ、３……油圧通路、４……油圧反力室、１０
……油圧反力制御用のスプールバルブ、１１……
ソレノイド、１２……可変オリフイス、１３……
スプール、１４……供給ポート、１５……リアク
シヨンポート、１６……リターンポート、１７…
…可変オリフイス部、２０，３０……ボデイ、２
１……バルブ孔、２２……高圧室、２３……低圧
室、２４……復帰用スプリング、２６ａ……車速
センサ、２６ｂ……操舵角センサ、２７……コン
トローラ、２８……段付環状溝、２８ａ……小径
部、２８ｂ，２８ｃ……大径部、Ｐ……ポンプ、
Ｔ……タンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプからパワーシリンダに至る油圧通路中
   に設けられかつ車輌の走行条件として車速センサ
   と操舵角センサからの信号に応じてコントローラ
   から送出される供給電流により駆動されるソレノ
   イドで開度が制御される可変オリフイスと、その
   上、下流側で生じる圧力差によりバルブ孔内で摺
   動動作され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を、そのスプー
   ルの移動に伴なつて前記油圧通路中の圧油が導か
   れる供給ポートと油圧反力室に至るリアクシヨン
   ポートとを接続するとともに、これら両ポート間
   の流路とタンク側に接続されたリターンポートと
   の間にこれらを接続するように形成されかつ前記
   バルブ孔とこれに僅かな間隙をおいて対向するス
   プール外周部との間に形成されて圧油の流路抵抗
   を軸線方向の長さで変化させる隙間通路を有する
   可変オリフイス部を制御するように構成したこと
   を特徴とする動力舵取装置の油圧反力装置。