JPH0396480A - 動力舵取装置 - 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、操舵補助力の発生源として油圧アクチュエー
タを用いてなる動力舵取装置に関し、更に詳述すれば、
前記油圧アクチュエータへの供給油を発生する油圧ボン
ブが電動式である動力舵取装置に関する。

〔従来技術〕

自動車の舵取りのために舵輪操作に要する力を、舵取機
構中に配された油圧シリンダ等の油圧アクチュエータが
発生する油圧力により補助する動力舵取装置は、トラッ
ク，バス等の大型自動車のみならず、軽快な操舵感覚を
実現し得るものとして、近年、普通乗用車等の小型自動
車にも広く採用されている。

この動力舵取装置は、前記油圧シリンダと、これへの供
給油を発生する油圧ポンプと、両者を接続する油圧回路
の中途に配された油圧制御弁とを備えてなる。該油圧制
御弁は、例えば、舵輪に連なる入力軸と舵取機構に連な
る出力軸とをトーションバーを介して同軸上に連結し、
この連結部において両輪の一方に固設された筒形のバル
プボディーに他方に固設されたスプールを回動自在に内
嵌せしめて構威されており、舵輪に操舵トルクが加えら
れたとき、この操舵トルクの方向及び大きさに対応して
前記トーションバーに生しる捩れに伴って、前記バルブ
ボディーとスプールとの間にこの捩れに対応する相対角
変位が生じるようになしてある。バルプボディーとスブ
ールとの間には、両者の相対角変位に応じて絞り開度が
変化する複数対の絞り部が介在しており、これらは一方
が開方向に開度変化するとき、他方が閉方向に開度変化
するようになしてある。そしてこの油圧制御弁は、前記
油圧シリンダの両油室と、前記油圧ポンプ及び低圧に維
持された油タンクとが、互いに対をなす絞り部を介して
夫々連通されるように前記油圧回路に介装されている。

従って、舵輸に操舵トルクが加えられたとき、油圧シリ
ンダの一方の油室は油圧ポンプに、他方の油室は油タン
クに夫々連通されることになり、これに伴って両油室に
発生する圧力差により油圧シリンダが動作し、前記操舵
トルクに応じた操舵補助力が得られるのである。

さて自動車の舵取りは、車輪に作用する路面反力に抗し
て行われるものであり、路面反力の大小は車速の遅速に
対応するから、停止中及び低速走行中における舵取りに
は大きい力を必要とする一方、高速走行中には比較的小
さい力にて舵取りをなし得る。従って前述した如き動力
舵取装置においては、停止時及び低速走行時に大きい操
舵補助力が得られると共に、高速走行時には殆ど操舵補
助力を発生しないような特性を有することが要求され、
この特性の実現のため、従来から種々の方法が提案され
ている。

第１の方法は、前記油圧制御弁における絞り部の絞り開
度が、バルブボディーとスブールとの間の相対角変位に
対し直線的に変化するのではなく、所定の変位量に達す
るまでの間には緩やかに変化し、以後急激に変化するよ
うになす方法であり、特公昭５２−４８０７号公報，特
公昭６２−２１６５８号公報等に開示されている。

第２の方法は、舵取機構に連なる出力軸側に車速の高低
に応じて大小となる油圧反力を加え、車速に応して生じ
る路面反力の変化を、この油圧反力により補足する方法
である。実際には、特開昭６１−１０５２７３号公報，
特開昭６１−１３２４６６号公報等に開示されている如
く、前記油圧反力を発生する油圧反力部は前記油圧制御
弁に並設されており、これの発生力は、バルブボディー
とスブールとの間に両者の相対変位を抑止すべく付加さ
れる構戒となっている。また、油圧反力部には車速に対
応する油圧を導入する必要があるが、この油圧は、特開
昭６１−１０５２７３号公報に開示されている如く、油
圧発生源である前記油圧ポンプの吐出側に可変絞りと固
定絞りを介して油タンクに連なる油路を設け、前記可変
絞りを車速の高低に応じて開閉せしめることにより、該
可変絞りと固定絞りとの間にて得ることができ、また本
願出願人による実公昭６０−３８２１９号公報に開示さ
れている如く、変速機の出力軸に連動連結されて車速に
対応する速度にて回転駆動される車速センサボンブによ
っても得ることができる。

更に第３の方法として特開昭５６−９９８５９号公報に
開示されている方法がある。これは、油圧発生源たる油
圧ボンブを車載電源に接続された電動モータにて駆動す
る構或とし、該電動モータの回転速度を、車速の遅速に
応じて大小となるように制御し、油圧シリンダへの供給
油の圧力そのものを変化せしめる方法である。ところが
この方法によれば、前記供給油の油量もまた変化し、油
圧シリンダに要求される所定の動作速度を得るために必
要な油量を回転速度が小さいときに確保するためには、
油圧ボンブの大型化が避けられず、大回転速度において
多大の動力が消費されるという難点がある。従ってこの
方法は、高速走行時に前記モータを停止させ、油圧ポン
プからの圧油供給を遮断すると共に、停止時及び低速走
行時には油圧ポンプを駆動して圧油供給をなさしめ、操
舵補助力を発生させるという消極的なやり方によって実
用化されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが第１の方法においては、前述した如き絞り開度
の変化態様を示す絞り部を形威すべく行われる前記バル
ブボディーとスプールとの加工に高精度が要求される上
、両者の組立て及び組立て後の調整に煩雑な作業が要求
されて、加工及び組立てに多大の工数を要するという難
点がある。

また第２の方法においては、油圧制御弁における加工及
び組立ての煩雑さが解消され、所望の特性を比較的容易
に実現できる一方、作動油圧の発生源となる油圧ボンブ
の消費動力はエンジン回転数の増大に伴って大きくなる
のに対し、この油圧ポンプの吐出油は、特に高速走行時
には油圧シリンダに殆ど送給されないため、走行のため
に多大の駆動力を必要とする高速走行時においてこの油
圧ポンプによる無為な動力消費が問題となっている。

更に高速走行時に油圧ポンプを停止するようにした第３
の方法においては、油圧ポンプのおける無為な動力消費
がないという利点を有する反面、油圧シリンダが発生す
る操舵補助力が、油圧ポンプの停止前後に急変する結果
、舵輪操作に要する力（操舵力）が走行中に急変する現
象が発生し、運転者に違和感を与えるという不都合があ
る。第４図はこの現象の説明図であり、車速の変化に対
する操舵力の変化状態を示してある。図中一点鎖線は、
油圧シリンダが操舵補助力を発生している場合の変化状
態を、また破線は油圧シリンダによる補助がなされてい
ない場合の変化状態を夫々示しており、両者間の縦軸方
向の差が操舵補助力に相当する。油圧ボンブが駆動され
、油圧シリンダへの圧油供給がなされている限り、該油
圧シリンダは何らかの操舵補助力を発生しており、これ
ら画線は図示の如く交わることはない。従って前記方法
を実施した場合における操舵力は、図中に害線にて示す
如《、油圧ポンプが駆動されている間には一点鎖線に沿
って変化し、油圧ポンプが停止されると共に破線に沿っ
ての変化に急激に移行する。この移行により舵輪の重さ
が急変することになり、違和感が生じるのである。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、作動
油圧の発生源となる油圧ポンプにおいて高速走行時に無
為な動力消費がなされることがなく、また車速変化に伴
う操舵力の急変が生ずることのない動力舵取装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る動力舵取装置は、モータ駆動される油圧ポ
ンプと、これの吐出油を供給されて操舵補助力を発生す
る油圧アクチュエータとの間に、該油圧アクチュエータ
への圧油の給排を舵輪操作に応じて制御する油圧制御弁
を備えてなる動力舵取装置において、車速の検出手段と
、これの検出結果が所定値を超えたとき、前記モータへ
の給電を遮断し、前記油圧シリンダへの圧油の供給を停
止する手段とを具備すると共に、車速の高低に対応する
油圧を導入され、該油圧に相当する油圧反力を発生して
、前記油圧制御弁の動作を拘束する油圧反力部を具備す
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、車速か所定値に達すると共に作動油
圧の発生源となる油圧ポンプを停止し、以後の無為な動
力消費を防止する一方、この停止までの間、油圧制御弁
の動作を車速に対応する油圧反力にて制限して、停止前
後に生じる操舵力の急変量を低減する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係る動力舵取装置を示す模式図であ
る。

図において１は舵輪（ステアリングホイール）であり、
図示しない車体の一部に支承された舵輪軸１ａ上端に同
軸的に固設されて車室内部に配されている。舵輪軸１ａ
は、車体前下部に配設された舵取機構に向けて前下方に
延設されており、該舵輪軸１ａの下端は、自在継手１ｂ
を介して入力軸２の上端に連結されている。而して入力
軸２は、前記舵輪軸１ａ及び自在継手１ｂを介して伝達
される舵輸１の回動に伴って回動する。

また図中３は、舵取機構に連なりその回動に応じて舵取
りがなされる出力軸である。出力軸３と舵取機構との連
結態様は、舵取機構の形式によって異なり、図示の如き
ラック・ビニオン弐の舵取機構を備えた自動車において
は、出力軸３の下端に固設されたピニオン４を、舵取機
構中のラック軸５に形威されたランク歯５ｂに噛合せし
めることにより実現される。これにより出力軸３の回動
は、ピニオン４及びランク歯５ｂを介してランク軸５の
軸長方向の移動に変換されることになり、この移動が図
示しない車輪に伝達されて舵取りがなされる一方、前記
車輪に作用する路面反力がラック軸５を介して出力軸３
に伝達することになり、出力軸３の回動はこの路面反力
にて拘束される。操舵補助力を発生する油圧シリンダ７
は、前記ラック軸５を支承する筒形のハウジング６の一
部に両側を液密に封止してなるシリンダ部６ａを設け、
ラック軸５の中途に固設された円板形のピストン５ａを
このシリンダ部６ａに摺動自在に内嵌せしめて構或され
ており、ピストン５８両側の油室間に生じる圧力差に応
じた油圧力を発生し、該油圧力にてラック軸５の移動、
即ち舵取りを補助する動作をなす。

前記入力軸２の下端と出力軸３の上端とは、図示しない
トーションバーを介して同軸上に連結されており、舵輪
１に操舵力が加えられたとき、これの方向及び大きさに
対応する相対角変位が両軸２，３間に生じるようになし
てある。両軸２，３の連結部には、油圧シリンダ７の両
油室への圧油の給排を制御する油圧制御弁８が構威され
ている。

この油圧制御弁８は、前記特開昭６１−１０５２７３号
公報等に開示されている如く、出力軸３の連結端部に同
軸的に固設された円筒形のバルブボディーに、入力軸２
の連結端部に構威されたスブールを内嵌せしめ、両者間
に前記相対角変位に応じて絞り開度が変化する複数対の
絞りを形威したものである。この油圧制御弁８は、電動
モータＭにて駆動される作動油圧発生用の油圧ポンブ１
０及び無圧状態に維持された油タンクＴと、前記油圧シ
リンダ７との間に介装されている。前記一対の絞り部は
、油圧シリンダ７の両油室と、油圧ボンブ１０及び油タ
ンクＴとの間に夫々介在せしめてあり、またこれらの絞
り開度は、前記相対角変位の方向、即ち舵輪１の操作方
向に応じて、一方が開方向に変化するとき他方が逆に閉
方向に変化するようになしてある。従って、舵輪１に操
舵力が加えられ前記相対角変位が生じた場合、油圧シリ
ンダ７の両油室は、一方が油圧ボンブ１０の吐出側に他
方が油タンクＴに連通ずることになり、両油室間には、
前記操舵力の大きさに相当する圧力差が舵輪１の操作方
向へ発生し、舵輸１の操作に対応する操舵補助力が得ら
れる。

図中２０は、油圧ボンブ１０を駆動する前記モータＭへ
の給電を制御するための給電制御部であり、給電制御部
２０の人力側には車速センサ２■による車速の検出信号
が与えられている。車速センサ２１としては、図示の如
く、変速機Ｇの出力軸に装着された回転速度検出器を用
いてもよく、また、より直接的に、図示しない車軸に装
着された回転速度検出器を用いてもよい。給電制御部２
０は、車速センサ２１による車速の検出結果が予め設定
された所定値を超えたとき、前記モータＭへの通電を遮
断すべく、該モータＭの図示しない駆動回路に遮断指令
を発する動作をなす。従って、車速か前記所定値に達す
るまでの間、油圧ボンブｌＯは一定速度にて駆動され、
油圧制御弁８へは所定量の圧油が供給される一方、車速
か所定値を超えると共に油圧ポンプｌＯは停止し、油圧
制御弁８への圧油供給量は急減して０に至る。このよう
な油圧ボンプ１０の流量特性を第２図に実線にて示す。

即ち、操舵補助力を発生する油圧シリンダ７の作動油圧
の発生源となる油圧ポンプ１０は、車速が前記所定値を
超えると共に停止され、該油圧ポンプ１０による高速走
行時における無為な動力消費が回避される。

また入力軸２と出力軸３との連結部分には、油圧反力部
９が油圧制御弁８に並設されている。この油圧反力部９
は、車速の高低に応じて大小となる油圧反力を発生し、
該力にて油圧制御弁８の動作、具体的にはバルブボディ
ーとスプールとの間の相対角変位を拘束する動作をなす
ものであり、例えば、前記バルブボディーにこれを半径
方向に貫通する複数の孔を形或し、該孔の夫々にプラン
ジャを摺動自在に嵌拝する一方、バルプボディーの外側
に車速の高低に対応する油圧を導入して前記プランジャ
の外側端面に作用させ、該ブランジャの内側端面をバル
ブボディー内側のスプールに押付ける構威となっている
。油圧反力部９への導入油圧は、車速に対応する速度に
て回転駆動される車速センサボンプ１１の吐出圧力とし
て得られる。

この車速センサボンブｌ１としては、本願出願人による
実公昭６０−３８２１９号公報に開示されている如く、
エンジン已に付設された変速機Ｇの出力端に適宜の手段
にて連結されて、該出力端の回転速度、即ち車速に対応
する速度にて駆動されるトロコイドボンブが用いれらて
いる。

車速センサボンプ１１における望ましい圧力特性を、前
記第２図中に破線にて示す。車速センサポンプ１１の吐
出圧力は、車速の増大に伴って増大するが、車速か前記
油圧ボンブ１０の吐出油量が略０となる所定値に達した
後においては、一定圧力に維持されるような特性を有す
ることが望ましい。

この特性は、車速センサボンブ１１の吐出側に第１図に
示す如く付設されたリリーフ弁１２のリリーフ圧を、車
速か前記所定値となったときの車速センサポンプ１１本
来の吐出圧力に対応させて設定することにより実現され
る。

第３図は、以上の如く構成された本発明に係る動力舵取
装置における車速と操舵力との相関関係を示す図である
。図中の破線は、油圧シリンダ７が操舵補助力を発生し
ていない場合、即ち手動による舵取りがなされている場
合の車速に対する操舵力の変化状態を示しており、また
一点鎖線は、油圧ボンプ１０からの圧油の送給がなされ
、油圧制御弁８本来の動作により油圧シリンダ７が操舵
補助力を発生している場合の同様の変化状態を示してい
る。これらは、従来の動力舵取装置における同様の相関
関係を示す第４図における同種の線にて示された相関関
係と夫々対応する。本発明に係る動力舵取装置において
は、車速か所定値に達すると共に油圧ボンプ１０が停止
し、圧油の供給が遮断されるから、この遮断前後におい
て、油圧シリンダ７による補助がなされている状態から
、破線にて示す手動操舵状態への移行が生じる。ところ
が、本発明に係る動力舵取装置においては、油圧反力部
９の前述した動作により油圧制御弁８の動作が車速の高
低に対応する力にて拘束されており、遮断前の操舵力は
、一点鎖線に沿う変化状態を示すのではなく、車速の増
大に伴ってこの一点鎖線上から離隔し、破線にて示す手
動操舵の状態に漸近する変化状態を示し、前記移行に伴
う操舵力の急変が低減される。前述した漸近態様は、油
圧反力部９が発生する油圧反力の大小に対応し、油圧反
力の大小は車速センサボンプ１１の発生圧力の高低に対
応するから、車速の増大に対する車速センサボンブ１１
の発生圧力の増加特性を適宜に設定することにより、前
述した操舵力の急変を略完全に解消することもまた可能
である。

なお本実施例においては、油圧反力部９への導入圧力を
車速センサポンブ１１にて得る構或としてあるが、車速
に関連しない速度にて駆動される油圧ポンプを設け、こ
れの吐出側に配した可変絞りを車速センサ２１の検出結
果に基づいて開閉制御する等、他の手段にて得るように
してもよい。

また本実施例においては、ランク・ピニオン式の舵取機
構を備えた自動車について説明したが、他の舵取機構を
備えた自動車においても本発明の適用が可能であること
は言うまでもない。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明に係る動力舵取装置においては
、作動油圧の発生源となる油圧ポンプが車速か所定値に
達すると共に停止されるから、大きい操舵補助力を必要
としない高速走行時において前記油圧ポンプによる無為
な動力消費が回避され、また操舵補助力を発生する油圧
アクチュエータへの作動油の給排制御を行う油圧制御弁
の動作を車速に対応する力にて拘束する油圧反力部を備
えているから、前記油圧ポンプの停止前における操舵力
が手動操舵におけるそれに漸近せしめられ、停止時に生
じる操舵力の急変を大幅に低減することが可能であり、
これに伴う違和感の解消が図れる等、本発明は優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明に係る動力舵取装置の一実施例を示す模
式図、第２図は作動油圧の発生源たる油圧ボンブ及び車
速センサボンプの特性を示すグラフ、第３図は本発明に
係る動力舵取装置における車速と操舵力との相関関係を
示す図、第４図は従来の動力舵取装置における車速と操
舵力との相関関係を示す図である。 ｌ・・・舵輪　　７・・・油圧シリンダ　　８・・・油
圧制御弁　　９・・・油圧反力部　　１０・・・油圧ポ
ンプ１．１・・・車速センサボンプ　　２０・・・給電
制御部２Ｉ・・・車速センサ　　Ｅ・・・エンジン　　
Ｇ・・・変速機Ｍ・・・モータ 特　許　出願人　　光洋精工株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モータ駆動される油圧ポンプと、これの吐出油を供
   給されて操舵補助力を発生する油圧アクチュエータとの
   間に、該油圧アクチュエータへの圧油の給排を舵輪操作
   に応じて制御する油圧制御弁を備えてなる動力舵取装置
   において、 車速の検出手段と、 これの検出結果が所定値を超えたとき、前 記モータへの給電を遮断し、前記油圧シリンダへの圧油
   の供給を停止する手段とを具備すると共に、 車速の高低に対応する油圧を導入され、該 油圧に相当する油圧反力を発生して、前記油圧制御弁の
   動作を拘束する油圧反力部を具備することを特徴とする
   動力舵取装置。