JPH05262252A

JPH05262252A - パワーステアリング装置における操舵反力装置

Info

Publication number: JPH05262252A
Application number: JP9180792A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Suzuki; 勝博鈴木; Hideo Furuyama; 秀雄古山; Kozo Murayoshi; 浩三村吉; Jiro Hiroshima; 二郎広島
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 1993-10-12

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、クローズドセンタバルブ
を用いながら、ステアリングの操作量に応じた反力が得
られるようにした装置を提供することである。【構成】ポンプＰと反力機構との流路過程に設けた比
例電磁弁３６と、この比例電磁弁への出力電流を制御す
るコントローラ４６と、パワーシリンダ４０の出力情報
を検出するセンサー４４、４５、５９とを備え、このセ
ンサーからの情報に応じてコントローラが動作して比例
電磁弁３６への出力電流を制御して、反力機構の出力反
力を制御する構成にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は、クローズドセンタバルブを用
いたパワーステアリング装置における操舵反力装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図７〜９に示した従来の装置のクローズ
ドセンターバルブ１は、図７の中立位置にあるとき、ポ
ート２、３が閉じてポート４、５が解放された状態を保
つ。このときポンプＰの吐出圧は、アキュムレータ６に
蓄圧されるとともに、その圧力がリリーフ弁７の設定圧
以上になると、このリリーフ弁７を経由してタンクＴに
戻される。また、パワーシリンダ８の圧力室８ａ、８ｂ
は、解放されたポート４、５を介してタンクＴに連通す
るので、パワーシリンダ８は動作しない。

【０００３】上記の状態から操作レバー９を回動する
と、スプール１０とスリーブ１１とが反力スプリング１
２をたわませながら相対移動する。そして、両者が図８
の状態からさらに図９の状態まで相対移動するとポート
２が開く。ポート２が開けば、ポンプＰの吐出油がパワ
ーシリンダ８の一方の圧力室８ａに供給されるととも
に、他方の圧力室８ｂがポート５を経由してタンクＴに
戻される。したがって、パワーシリンダ８が図面左方向
に移動するが、それにともなってスリーブ１１も左方向
に移動して、相対的には図８の状態に戻る。

【０００４】この図８の状態では、ポート２とポート４
とがゼロラップとなるので、パワーシリンダ８が当該位
置で停止したままとなる。そして、スプール１０とスリ
ーブ１１とが、図８に示す相対位置を保っているかぎ
り、反力スプリング１２のたわみ量が常に一定になるの
で、操作レバー９の操作量に関係なく、それに作用する
反力も一定になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
パワシリンダ８の停止時の反力が、レバーの操作量に関
係なく一定なので、その反力をドライバーにフィードバ
ックして、パワーシリンダ８の出力状況をモニタできな
いという問題があった。この発明の目的は、クローズド
センタバルブを用いながら、ステアリングの操作量に応
じた反力が得られるようにした装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、ハンドルの
操作量に応じて切換わるクローズドセンタバルブと、こ
のクローズドセンタバルブの切換え動作に抗する力を発
揮する反力機構と、この反力機構に圧油を供給するポン
プと、上記クローズドセンタバルブの切換え位置に応じ
て出力するパワーシリンダとを備えたパワーステアリン
グ装置を前提にするものである。上記の装置を前提にし
つつ、この発明は、上記ポンプと反力機構との流路過程
に設けた比例電磁弁と、この比例電磁弁への出力電流を
制御するコントローラと、パワーシリンダの出力情報を
検出するセンサーとを備え、このセンサーからの情報に
応じてコントローラが動作して比例電磁弁への出力電流
を制御して、反力機構の出力反力を制御する構成にした
点に特徴を有する。

【０００７】

【作用】この発明は上記のように構成したので、ハンド
ルを操作するとクローズドセンタバルブが切換わるとと
もに、その切換え量に応じてパワーシリンダが動作す
る。そして、このときのパワーシリンダの出力をセンサ
ーが検出してコントローラに入力する。コントローラ
は、センサーからの信号に応じて比例電磁弁の出力電流
を制御して、反力機構に作用する圧力を制御する。

【発明の効果】この発明の装置によれば、反力機構に作
用する圧力を、パワーシリンダの出力に応じて制御する
ようにしたので、クローズドセンタバルブを用いても、
ハンドルの操作量に応じた操作感をフィードバックでき
る。したがって、クローズドセンタバルブの特性である
省エネルギー効果を上げながら、最適な操作感を得るこ
とができる。しかも、従来のような反力スプリングを設
けなくてもよいので、そのスプリングの分だけ構成が簡
略化されることになる。

【０００８】

【実施例】図１〜図４に示した第１実施例は、ケーシン
グ２１内にクローズドセンタタイプのロータリバルブＶ
を設けている。このロータリバルブＶは、図示していな
いハンドルと連係させたスプールシャフト２２と、この
スプールシャフト２２に相対回転可能に嵌合したスリー
ブ２３とからなる。また、上記ケーシング２１内には、
ウォームシャフト２４を、上記スリーブ２３と直列に設
けている。そして、ウォームシャフト２４とスリーブ２
３とを連結ピン６１で連結して、両者が一体回転するよ
うにしている。

【０００９】上記のようにしたウォームシャフト２４の
中心部分にはスプールシャフト２２の先端を挿入してい
るが、これら両者は、機械的には連係されていない。た
だし、スプールシャフト２２は図示していないストッパ
ーで規制される範囲、すなわち、スプールシャフト２２
とスリーブ２３との相対回転角を維持してロータリバル
ブＶが機能するのに必要な範囲で、スプールシャフト２
２が回転できるようにしている。

【００１０】また、上記ウォームシャフト２４には、図
２に示すように、一対の挿入孔２５、２６を軸線に直交
する方向に貫通させている。そして、一方の挿入孔２５
の両端開口部分に一対のプランジャ２７を挿入し、他方
の挿入孔２６の両端開口部分にも一対のプランジャ２８
を摺動自在に挿入している。このようにしたウォームシ
ャフト２４の周囲を反力圧力室２９とするとともに、上
記プランジャ２７、２８の外側面を、この反力圧力室２
９に臨ませている。したがって、反力圧力室２９内の圧
力作用で、プランジャ２７、２８が、挿入孔２５、２６
に押し込められる力を受ける。しかし、この挿入孔２
５、２６の内側には段部３０、３１が形成されているの
で、この段部３０、３１がストッパーとして機能し、プ
ランジャ２７、２８がそれ以上挿入孔２５、２６の中に
押し込められないようにしている。

【００１１】そして、上記スプールシャフト２２の先端
には直径方向に伸びる突部３２を形成しているが、この
突部３２が、上記プランジャ２７、２８の間に位置する
ようにしている。しかも、これらプランジャ２７、２８
に形成した突起３３、３４がスプールシャフト２２の突
部３２に当るようにしている。したがって、スプールシ
ャフト２２を回すと、点対称になっているプランジャ２
７と２８とが、反力圧力室２９内に突出する。しかし、
反力圧力室２９内に圧力が発生していれば、プランジャ
２７、２８が移動しようとする力が規制される。つま
り、この規制力がスプールシャフト２２に対する反力と
なる。いい換えれば、この反力がハンドル操作に対する
反力としてドライバーにフィードバックされる。そし
て、この反力を発生させる上記機構が、この発明の反力
機構を構成するものである。なお、図中符号３５は、プ
ランジャ２７、２８が挿入孔２５、２６から抜け出るの
防止するためのストッパーである。

【００１２】上記のようにした反力圧力室２９は、比例
電磁弁３６を介してポンプＰに接続している。このポン
プＰは、クラッチ３７を介してモータＭに連係するとと
もに、上記比例電磁弁３６を経由することなく、ロータ
リバルブＶのインポート３８にも連通している。そし
て、このインポート３８に連通する流路過程にはアキュ
ムレータ３９を接続している。上記のようにしたロータ
リバルブＶには、パワーシリンダ４０の圧力室４０ａ、
４０ｂに連通するアクチュエータポート４１、４２を形
成するとともに、タンクポート４３を形成している。

【００１３】上記一対のアクチュエータポート４１、４
２のそれぞれには圧力センサー４４、４５を設けるとと
もに、これらセンサー４４、４５をコントローラ４６に
接続している。このコントローラ４６では、両アクチュ
エータポート４１、４２の圧力差、すなわちパワーシリ
ンダ４０の圧力室４０ａ、４０ｂの圧力差に応じて比例
電磁弁３６に対する出力電流を制御するようにしてい
る。上記比例電磁弁３６は、図３からも明らかなよう
に、バルブケース４７にポンプポート４８とタンクポー
ト４９とを形成するとともに、このケース４７内にスプ
ール５０を設けている。

【００１４】上記スプール５０の一端側には段部５１を
形成するとともに、バルブケース４７内も段部５１に突
き当たるストッパー５２を形成している。このスプール
５０の一端には、スプリング５３を作用させ、通常は、
このスプリングの作用で、段部５１がストッパー５２に
突き当たった図示の状態を維持する。また、上記スプリ
ング５３とは反対側には、比例ソレイノド５４を設ける
とともに、この比例ソレイノド５４のプッシュロッド５
５を、スプール５０の他端側に突出させている。したが
って、比例ソレイノド５４を励磁すると、その励磁電流
に応じてプッシュロッド５５が突出してスプール５０を
押すが、そのときのプッシュロッド５５の推力とスプリ
ング５３のバネ力とがバランスした位置でスプール５０
が停止する。

【００１５】上記のようにしたスプール５０には、制御
溝５６を形成するとともに、そのポンプポート４８側を
徐々に浅くした傾斜部５６ａとしている。そして、スプ
ール５０が図示のノーマル位置にあるとき、制御溝５６
とポンプポート４８とはアンダーラップ、制御溝５６と
タンクポート４９とはオーバーラップの関係を維持する
ようにしている。また、上記制御溝５６は、スプール５
０に形成した通孔５７及び出力ポート５８を介して前記
反力圧力室２９に連通している。

【００１６】次に、この第１実施例の作用を説明する。
いま、スプールシャフト２２とスリーブ２３とを相対回
転させてロータリバルブＶを切換え、一方のアクチュエ
ータポート４１をインポート３８に連通し、他方のアク
チュエータポート４２をタンクポート４３に連通させた
とすると、ポンプＰの吐出油がパワーシリンダ４０の一
方の圧力室４０ａに供給される。また、他方の圧力室４
０ｂは、タンクポート４３を介してタンクＴに連通す
る。したがって、パワーシリンダ４０は図面左方向に移
動する。

【００１７】このとき、当然のこととして、両アクチュ
エータポート４１、４２に圧力差が発生するが、その差
圧は圧力センサー４４、４５で検知されてコントローラ
４６に入力される。コントローラ４６は、あらかじめ設
定された入出力マップによって、上記差圧に対応する電
流を比例ソレイノド５４に供給する。比例電磁弁３６
は、比例ソレイノド５４に供給された電流に応じてプッ
シュロッド５５でスプール５０を押し、スプール５０を
スプリング５３に抗して移動させる。このスプール５０
の移動量によって、制御溝５６とポンプポート４８との
ラップ量が決まるとともに、出力ポート５８から出力さ
れる圧力が制御され、反力圧力室２９内の圧力も制御さ
れることになる。

【００１８】そして、上記のようにスプールシャフト２
２を、例えば図２において時計方向に回すと、同図左側
上にあるプランジャ２７と右側下にあるプランジャ２８
とが反力圧力室２９に突出する。したがって、プランジ
ャ２７、２８に対する反力圧力室２９の圧力作用が、ス
プールシャフト２２の回転に対して反力として作用する
ことになる。つまり、この反力は結局操舵反力としてド
ライバーにも伝わることになる。上記のようにパワーシ
リンダ４０の圧力室４０ａ、４０ｂ間の圧力差をもとに
して、パワーシリンダ４０の出力に応じた操舵反力が得
られるように、コントローラ４６の入出力マップをあら
かじめ設定しておけば、ドライバーは最適な操舵フィー
リングのもとでハンドル操作ができる。そして、その制
御特性を示したのが図４である。この図４からも明らか
なように、上記両圧力室４０ａ、４０ｂの差圧が発生し
ていないときでも、比例電磁弁３６へ電流を供給するマ
ップを設定しておけば、プリセット圧力を与えることが
できる。

【００１９】図５に示した第２実施例は、パワーシリン
ダ４０の出力状況をピストンロッドに設けた歪みセンサ
ー５９で検出するようにしたもので、その他の構成は第
１実施例とまったく同じである。また、図６に示した第
２実施例は、反力機構を構成するプランジャ２７、２８
とストッパー３５との間に、きわめて弱いスプリング６
０を介在させたもので、このスプリング６０の作用でス
プールシャフト２２のセンタリングができるようにして
いる。なお、上記各実施例は、ロータリバルブを用いた
場合について説明したが、この発明はスプールバルブを
用いたタイプのものにも利用できること当然である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の回路構成も含めた要部の断面図で
ある。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】比例電磁弁の断面図である。

【図４】コントローラの制御特性を示したグラフであ
る。

【図５】第２実施例の回路構成も含めた要部の断面図で
ある。

【図６】図２に対応する第３実施例の断面図である。

【図７】従来の装置のスプールが中立位置にある状態の
断面図である。

【図８】同じくスプールが少し移動した状態の断面図で
ある。

【図９】同じくスプールが移動して供給側のポートを開
いた状態の断面図である。

【符号】

ＰポンプＶロータリバルブ２７反力機構を構成するプランジャ２８反力機構を構成するプランジャ２９反力圧力室３６比例電磁弁４０パワーシリンダ４６コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村吉浩三岐阜県可児市土田2548 カヤバ工業株式会社岐阜北工場内 (72)発明者広島二郎岐阜県可児市土田2548 カヤバ工業株式会社岐阜北工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハンドルの操作量に応じて切換わるクロ
ーズドセンタバルブと、このクローズドセンタバルブの
切換え動作に抗する力を発揮する反力機構と、この反力
機構に圧油を供給するポンプと、上記クローズドセンタ
バルブの切換え位置に応じて出力するパワーシリンダと
を備えたパワーステアリング装置において、上記ポンプ
と反力機構との流路過程に設けた比例電磁弁と、この比
例電磁弁への出力電流を制御するコントローラと、パワ
ーシリンダの出力情報を検出するセンサーとを備え、こ
のセンサーからの情報に応じてコントローラが動作して
比例電磁弁への出力電流を制御して、反力機構の出力反
力を制御する構成にした操舵反力装置。