JPH0624958B2 - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ハンドルトルクを車速等に応じて変化させる
反力機構を備えた動力舵取装置の操舵力制御装置に関す
るものである。

＜従来の技術＞ 車速等に比例した制御圧を反力機構に導入し、動力舵取
装置の操舵力を車速等に応じて制御するものは公知であ
る。この種の制御装置においては、反力機構に導入する
油圧力を、動力舵取装置と供給ポンプとを結ぶ高圧ライ
ンの圧油を利用して制御するものがある。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 一般にこの種の制御装置は、操舵圧を必要とする低速走
行時には反力機構に加える油圧力を低くし、逆に操舵圧
をほとんど必要としない高圧走行時には高くす必要があ
る。

従来ではこの反力機構に加える油圧力の制御は、操舵圧
とは関係なく車速等の信号に基づいて電磁圧力制御弁に
て制御している。これによるマニアルトルク−ギヤ発生
圧力特性は第３図で示すように高速走行時の特性は２点
鎖線のように低速走行時の特性に対して平行移動するの
みであり、高速走行時の特性の傾きが自由に変えられな
い。そのため、反力油圧が高い状態でハンドルを切り込
んでいっても操舵力の変化に乏しい問題がある。理想と
しては第３図の高速走行時の実線で示すように傾きを大
きくした特性とすることである。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、高速走行時におけ
るマニアルトルク−ギヤ発生圧力特性を、理想とする大
きな傾きとし、操舵力の変化を明確にしたものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上記した問題点を解決するために、供給ポン
プより吐出された圧油を動力舵取装置と反力機構のそれ
ぞれに必要な流量に制御して前記サーボ弁側と反力機構
の反力室側とに分流させる手段を設け、前記反力室側
を、反力室側に分流させた圧油を車速に応じた圧力に制
御する電磁弁と操舵圧の上昇に応じて絞り面積が縮小さ
れて操舵圧に応じた背圧を発生する制御弁とを介して低
圧側に接続し、この制御弁に高速時にのみ操舵圧を導入
する切替弁を設けたものである。

＜作 用＞ 上記本発明では、低速時には反力機構の反力室側に供給
される圧油を電磁弁により設定した圧力となるようにド
レンさせ、全開している制御弁を介して低圧側にレリー
フして反力室の反力油圧を０とすることにより通常の動
力舵取作用が行われる。高速時には、車速等に応じた電
磁弁の制御により反力油圧を上昇制御し、また操舵圧に
よって制御弁を作動して前記電磁弁のドレン側に背圧を
付与する。これによりドレン圧が高くなり反力室の反力
油圧が高められ操舵圧に応じて操舵力を増大させるもの
である。

＜実施例＞ 以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第１図
において、10は動力舵取装置の本体をなすギヤハウジン
グを示し、このギヤハウジング10にはピニオン軸（出力
軸）11が回転可能に軸承され、このピニオン軸11はこれ
と交差する方向に摺動可能なラック軸14に噛合されてい
る。ラック軸14の両端は所要の操縦リンク機構を介して
操向車輪に連結され、またラック軸14には図示していな
いがパワーシリンダのピストンが作動的に連結されてい
る。

前記ギヤハウジング10には弁ハウジング18が固定され、
この弁ハウジング18内にロータリ形サーボ弁20が収納さ
れている。かかるロータリ形サーボ弁20は前記ピニオン
軸11の軸線を中心として相対回転可能なスリーブ弁部材
21とロータ弁部材22より構成され、このロータ弁部材22
は操向ハンドルに連結された操舵軸（入力軸）24に一体
的に形成されている。操舵軸24は前記ピニオン軸11にト
ーションバー25を介して可撓的に連結され、また係合部
26を介して所定量だけ相対回転可能に係合されている。

前記スリーブ弁部材21の内周及びロータ弁部材22の外周
には、複数のポート溝21a，22aが円周上等角度間隔に形
成され、スリーブ弁部材21とロータ弁部材22の相対回転
により、供給ポート26を前記パワーシリンダの両室に接
続された給排ポート28，29の一方に連通し、他方を排出
ポート27に連通するようになっている。

前記ピニオン軸11の一端には、前記弁ハウジング18内に
回転可能に嵌合する円筒部30が形成され、この円筒部30
の一端はスリーブ弁部材21に連結ピン31を介して連結さ
れている。かかる円筒部30内にはピニオン軸11と同心的
に反力シリンダ室33が形成され、この反力シリンダ室33
に操舵軸24に形成されたフランジ状の反力受部34が相対
回転可能に嵌合されている。前記反力シリンダ室33には
反力受部34に対向してリング状の反力ピストン35が軸方
向に摺動可能に嵌合され、この反力ピストン35は回り止
めピン38によってピニオン軸11に対して回り止めされて
いる。反力ピストン35の内周は前記操舵軸24に嵌合さ
れ、この反力ピストン35によって反力シリンダ室33を左
室と右室に区画している。しかして左室は後述する如く
反力油圧が導入される導入ポート40に連通され、右室は
リザーバに接続されたドレーンポート41に連通されてい
る。前記反力受部34と反力ピストン35の対向面には円錐
形状の凹み部34a，35aが円周上複数形成され、これら凹
み部34a，35aに係合する円周上複数の係合ボール36を保
持したリテーナ37が反力受部34と反力ピストン35との間
に介在されている。しかして反力ピストン35はその背面
に設けたウェブワッシャ39によって常に係合ボール36に
係合する方向に押圧されている。

50は自動車エンジンによって駆動される供給ポンプを示
し、この供給ポンプ50の吐出ポートは第１の流量制御弁
51を介して前記供給ポート26に接続されている。かかる
流量制御弁51は、供給ポンプ50の吐出ポートと供給ポー
ト26とを接続する通路45中に設けられたメータリングオ
リフィス52と、このメータリングオリフィス52と前後圧
に応じて作動されこの前後圧を常に一定に保持するよう
にバイパス通路53を開口制御するバイパス弁54とによっ
て構成され、この流量制御弁51によって供給ポート26に
は動力舵取装置に必要な一定流量が供給され、余剰流が
バイパス通路53にバイパスされる。第１の流量制御弁51
とバイパス通路53は第２の流量制御弁55を介して前記反
力シリンダ室33の導入ポート40に接続されている。かか
る第２の流量制御弁55は、前記バイパス通路53と導入ポ
ート40とを接続する通路46中に設けられたメータリング
オリフィス56と、このメータリングオリフィス56の前後
圧に応じて作動されこの前後圧を常に一定に保持するよ
うに、リザーバに接続されたバイパス通路57を開口制御
するバイパス弁58とによって構成され、この第２の流量
制御弁55によって前記導入ポート40に導入する流量を一
定に制御し、余剰流をバイパス通路57を介してリザーバ
にバイパスする。しかして前記導入ポート40は後述する
電磁レリーフ弁60と可変絞りの制御弁80とを介してリザ
ーバに接続されている。

次に前記電磁レリーフ弁60の構成を第２図に基づいて説
明する。かかる電磁レリーフ弁60は、ハウジング61に固
定された弁本体62と、この弁本体62に取付けられたソレ
ノイド63と、このソレノイド63への通電によって変位す
る可動スプール64と、前記導入ポート40に連通されたレ
リーフ通路65を形成した弁座部材66と、この弁座部材66
のレリーフ通路65を開閉するボール弁67と、このボール
弁67と前記可動スプール64との間に介挿されたレリーフ
圧設定用のスプリング68及びバランス用スプリング69と
によって構成されている。可動スプール64は通常スプリ
ング68，69のバランスによって図の状態に保持され、レ
リーフ圧設定用スプリング68のバネ荷重を最大に設定し
ている。しかるにソレノイド63による吸引作用によって
可動スプール64がバランス用スプリング69に抗して右方
向に変位するに従い、スプリング68のバネ荷重を低下さ
せるようになっている。前記ソレノイド63にはコンピュ
ータ70によって制御されるソレノイド駆動回路71から車
速信号Ｖに応じた電流値Ｉが供給され、この電流値に応
じて制御圧力（レリーフ圧）PCが変化する。

この場合、電磁レリーフ弁60に代えて供給される電流値
に応じて可変絞りの絞り面積を変化させる電磁制御弁を
設けても同様な圧力制御を行い得るものである。

前記可変絞りの制御弁80は、前記電磁レリーフ弁60のド
レン側81に接続されてリザーバに通じている。この制御
弁80には、スプール82を移動して開口83を可変絞り作用
させるための信号圧力として操舵圧を取り入れるために
前記サーボ弁20の供給ポート26に接続する通路45と接続
され、この操舵圧の信号圧力を高速時のみ制御弁80に取
入れるための電磁切替弁90が設けられている。この電磁
切替弁90は低速時には図示のようにOFF（閉）され、高
速時にはON（開）されるよう車速センサからの電気信号
で切替作動される。しかしながら、かかる切替弁はトル
クコンバータのガバナ圧を利用して切替えることも、ま
たチェンジレバーのシフト信号を利用して切替えること
も可能である。

さらに、供給ポンプ50から吐出される圧油を２つの流量
制御弁によって動力舵取装置と反力機構とに所定の流量
に分流する方式の他にフローデバイダ方式でも可能であ
り、供給ポンプ50は定速モータ駆動方式でもよい。

次に上記構成における動作について説明する。供給ポン
プ50より吐出された圧油は第１の流量制御弁51によって
所定流量に制御され、動力舵取装置の供給ポート26に供
給される。同時に第１流量制御弁51からの余剰流は第２
流量制御弁55によって一定流量に制御され電磁レリーフ
弁60を介してドレンされる。車速が低い状態において
は、電磁切替弁90はOFF（閉）となっているので制御弁8
0には操舵圧が導入されず、開口83の面積は最大に開い
ている。また電磁レリーフ弁60のソレノイド30に最大電
流が供給され、これによりレリーフ圧設定用スプリング
68のバネ荷重は実質的に０となり、制御圧力PCは０に保
持され、電磁レリーフ弁60のドレンは制御弁80を抵抗な
く通過して低圧側にレリーフされる。従って反力ピスト
ン35はウェブワッシャ39の撥力のみによって係合ボール
36に押圧され、ハンドル操作により操舵軸24が回転され
ると、反力ピストン35はウェブワッシャ39の撥力に抗し
て容易に後退され、これによりスリーブ弁部材21とロー
タ弁部材22とが相対回転され、通常の動力舵取作用が行
われる。

車速が所定値を越えると、電磁切替弁90がON（開）状態
に切替えられる。また、コンピュータ70に入力される車
速信号Ｖに応じてソレノイド駆動回路71が制御され、電
磁レリーフ弁60のソレノイド63に供給される電流値が車
速の上昇に応じて低下される。これによりレリーフ圧設
定用スプリング68のバネ荷重が車速の上昇に応じて増大
され、その結果導入ポート40を介して反力シリンダ室33
に導入される制御圧力PCが車速に応じて高められる。し
かも、電磁レリーフ弁60からのドレン圧は、操舵角に基
づいて変化する操舵圧で制御される制御弁80により操舵
圧に応じた背圧により高められる。これにより反力ピス
トン35は制御圧力PCに応じた軸方向推力で係合ボール36
に押付けられ、スリーブ弁部材21とロータ弁部材22とを
相対回転させるマニアルトルクは第３図の高速時の実線
で示すように大きな傾き特性によって増大させるもので
ある。

尚、上記実施例においては、電磁レリーフ弁60の制御信
号を車速信号としたが、ハンドル回転角あるいはハンド
ル回転速度等の信号でもよい。また、反力機構の反力ピ
ストン35をサーボ弁20の軸線方向に移動させる以外に、
サーボ弁の半径方向に移動させるラジアル方式でも同様
な操舵力制御が得られる。

＜発明の効果＞ 以上のように本発明は、車速に応じて反力機構に加える
制御圧を高速走行時のみ操舵圧に応じて制御するように
した構成であるので、高速時におけるギヤ発生圧力（操
舵力）−マニアルトルク特性の傾きを大きく変えること
ができ、ハンドルを切り込んだときの手ごたえ感が明確
に得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す動力舵取装置の断面図に
油圧系統図を併図した図、第２図は電磁レリーフ弁の断
面図、第３図はギヤ発生圧力（操舵力）−マニアルトル
ク特性の従来と本発明とを比較した線図である。 11……出力軸、20……サーボ弁、24……入力軸、33……
反力シリンダ室、35……反力ピストン、50……供給ポン
プ、60……電磁レリーフ弁、80……制御弁、90……電磁
切替弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸と出力軸との相対回転に基づいて作
   動されパワーシリンダへの圧油の給排を制御するサーボ
   弁と、車速に応じてハンドルトルクを変化させる反力機
   構を備えた動力舵取装置の操舵力制御装置において、供
   給ポンプより吐出された圧油を動力舵取装置と反力機構
   のそれぞれに必要な流量に制御して前記サーボ弁側と反
   力機構の反力室側とに分流させる手段を設け、前記反力
   室側を、反力室側に分流された圧油を車速に応じた圧力
   に制御する電磁弁と操舵圧の上昇に応じて絞り面積が縮
   小されて操舵圧に応じた背圧を発生する制御弁とを介し
   て低圧側に接続し、この制御弁に高速時にのみ操舵圧を
   導入する切替弁を設けてなる動力舵取装置の操舵力制御
   装置。