JPS58139870A

JPS58139870A - 動力舵取装置

Info

Publication number: JPS58139870A
Application number: JP57022975A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Oe; 武大江
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1982-02-15
Filing date: 1982-02-15
Publication date: 1983-08-19
Also published as: JPH0124667B2

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】本発明社、各種自動車に搭載され運転者の舵取操作力を
釉滅するために用いられる動力舵取装置に関する。

この種の動力舵取装置は、一般にパワーステアリングと
称され、軽快でかつ迅速な舵取操作を行なえ、しかも不
整地走行時などにおいてもハンドルを取られることなく
安定した運転ができ、これによル運転者の疲労軽減化に
果たす役割が大きいことから、大型トラック、パス等か
ら小振自動車に至るまで盛んに用いられている。

ところで、このような動力舵取装置において、その油圧
発生源となるポンプは、通常、自動車のエンジンで回転
駆動されている。したがって、このようなポンプからの
作動油の吐出量はエンジンの回転数に比例して増減する
もので、そのポンプ容量はエンジンの低回転域すなわち
ポンプ吐出量が少ないときでも動作上必要な十分の流量
を供給できるように設定されている。

しかし、ポンプ容量をこのように設定すると、エンジン
の高回転域では不必要に大きな流量を吐出することにな
シ、無駄が多くまえこのポンプ駆動のためのエンジンの
消費馬力も大きくなシ、省エネルギ対策上好ましくない
。

特に、実際の運転時において、動力舵取装置による大き
な操舵補助力を必要とするのは、停車時および低速走行
時であシ、シかもこれとは逆に高速走行時においては大
きな操舵補助力は不歎となる。すなわち、自動車が高速
走行している際に圧油の供給量が大きく、これにより大
きな操舵補助力が働くと、ハンドルが軽るすぎることと
なり、運転者にとって不安感を生じるもので、操舵性の
点で好ましくなく、またこのような高速走行時にはハン
ドルを大きく操作することは少なく、これは低速走行時
においてのみである。

したがって、従来のこの稙装置では、ポンプの吐出側通
路の途中に流量制御弁を設け、エンジンの高回転域にお
いて装置本体典への圧油の供給量を一定に保ち、過大流
量による作動不良を防ぐとともに、いわゆるドルーピン
グ機構をさらに付設して圧油の供給量をエンジンの高回
転域である程度減少で自るように構成することが一般に
行なわれている。しかし、このような構造では、折角ポ
ンプから吐出された圧油のうち、余分なものを率にタン
クＩＮＫ還流させているたけであるため、ポンプの消費
馬力を軽減することはできず、省エネルギ対策上好まし
いものではない。

この丸め、従来から容量の小さな２台のポンプを用い、
これら両ポンプからの圧油を流路切換機構によシ選択的
に供給するようにした構成のものが知られている。すな
わち、上述し九流路切換機構によシ必費時にのみ両ポン
プからの圧油を合流して本体側に供給し、常時は一方の
ポンプのみを油圧供給用として用い、他方はタンク側に
接続して無負荷状辿とし、これによシポンプの消費馬力
の軽減化を図るようにしている。

しかしながら、このような構造を採用したとしても、１
台のポンプは自動車の運転中常時駆動されているもので
、そのロスは大きく、ポンプ消費馬力の無駄を完全に省
いたとは言えないもので、まだまだ改善の余地が残され
ている。特に、近年では自動車用エンジンの燃費向上が
大きく叫ばれており、上述した動力舵Ｎｌ装置用のポン
プ消費馬力を必要最小限にすることが望壕れている。

このため、現任この樵の動力舵取装置において、油圧発
生源となるポンプを電磁クラッチを介してエンジンに連
結したシ、あるいはモータ駆動とすることによシ、ポン
プを単連に応じてオン・オフ制御することが考えられて
いる。すなわち、自動車の低速走行時においてはポンプ
を作動させて圧油を給送し、操舵時に十分な操舵補助力
を生じさせる一方、高速走行時にはポンプ停市し、マニ
ュアル操舵を行なうように構成する。この場合、高速走
行時の操舵操作はハンドルを大きく回すといったことが
少なく、またある程度剛性が大きい方が好ましいため、
走行安定性の面で伺ら支障ないものである。そして、こ
のような構成とすわば、ｌンプを駆動するために心太な
消費馬力を必要最小限とし、省エネルギ効果を発揮する
ことが可能となる。

しかし、このようにポンプをオン・オフ制御するうえで
問題とされることは、ポンプを作動または停止させ九と
きに操舵力が急変し、ハンドルシ曹ツタとなってあられ
れることである。これを第１図中実−にて示している。

なお、図中ｆＯＮはポンプ作動時における操舵力、　ｆ
ＯＦＦはポンプ停止時における操舵力である。

そして、このような問題は、たとえば操舵中にポンプが
始動されたとき、急に操舵角が大きくなることからハン
ドルの切り過ぎとなってあられれる恐れがあり、を九こ
れとは逆に操舵中にポンプが停止されたとしても同様で
、上述し九操舵力の急変を防ぎ、操舵力の変化を、第１
図中破線で示すように、できるだけ緩やかなものとする
といった対策を構じる必要がある。特に、このような操
舵力変化の関連は運転者個々の操舵力、操舵角、車速、
さらＫは積載荷重等によって異なるもので、このような
点をも考慮しなければならない。

また、上述したようにポンプをオン・オフ制御するもの
では、ポンプを停止させたときに、ハンドルが極端に重
くなシ、通常のマニュアルステアリングよりも大きな操
舵力を必要とするといつ九間亀も生じる。すなわち、ポ
ンプによる圧油の給送が停止されたとしても、操舵□補
助力を生じさせるパワーシリンダの左、右シリンダ室に
は作動油が平均して充満されている。したがって、運転
者がハンドル操作を行なうと、舵取シ輪に連結されてい
るパワーシリンダのピストンが両＊案内の作動油Ｏ抵抗
を受は丸状ゆで移動することとなり、これＫよ如ハンド
ルが極端に重いという感覚を運転者に与える結果となる
。

仁の九め、従来からパワーシリンダの左、右シリンダ室
への圧油Ｏ供給を制御するコントロールバルブ内に、ポ
ンプの吐出側と吸込側とを短絡するチェックバルブを付
設することが行なわれているが、このようなチェックバ
ルブではパワーシリンダの左、右シリンダ室内の作動油
を操舵操作に応じて迅速に排出するといつ九効釆は期待
できないもので、よシ簡単かつ適切な構成によシ上述し
九ハンドル操作感覚を適正なものとすることができゐ装
置の出現が要望されている。特に、オン・オフ制御する
ポンプを備え九装置では、ポンプ作動時において適正な
操舵補助力を生じさせ得る構成としなゆればならないも
ので、このような点を４考慮しなければならない。

本発明は上述し九事情に鑑みてなされたもので、操舵補
助力を生じさせるパワーシリンダの左、右シリンダ室を
接続するバイパス路を設けるとともに、ポンプ作動時に
導びかれる流体圧を感知して作動しこのバイパス路を速
断する制御弁をバイパス路中に配設し、かつこの制御弁
を作動する流体圧信号路に固定絞）ｔたはコントローラ
によって制御される可変絞９を設けるという簡単な構成
によって、ポンプをオン・オフ制御したとき、制御弁を
緩やかに作動させて両シリンダ室を隔離を九は連通させ
、これによ〉操舵力の急変を妨いでハンドルショックを
蛾低減に押え、かつポンプ作動時には適正な操舵補助力
を生じさせて軽快な舵取操作を可能とし、またポンプ停
止時における操舵力を可能な限り軽減し、操舵感覚を適
正なものとすることが可能な省エネタイプの動力舵取装
置を提供するものである。

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２図は本発明に係る動力舵取装置の一実施例を示すも
のであシ、同図において、符号１０で示すものは動力舵
取装置の油圧源となるオイルポンプで、このポンプ１０
はモータ１１により回転駆動され、オイルタンク１２内
の作動油を装置本体側に給送する役割シを果九す。そし
て、このポンプ１０を駆動するモータ１１は車速に応じ
て制御信号を送出する；ントローフ１３によりオ／・オ
フ制御される。すなわち、車速か所定速度以下の低遮滝
行時においてはモータ１１によシポンプ１０は作動畜れ
て圧油を給送し、所定速度以上の高速走行時においては
停止されるように構成されている。勿論、このポンプ１
０をオンする時点とオフする時点とを所望の幅をもって
ずらして設定し、ポンプ１・が断続して作動するといっ
たことがないように配慮されている。

なお、本実施例では、ポンプ１０をモータ１１によ）駆
動するように構成しているが、本発明はこれに＠定され
ず、ポンプ１０をたとえは電磁クラッチを介して自動車
のエンジンによシ駆動するようにし、この電磁クラッチ
を上述したコントローラＩＳＫて制御するように構成し
てもよいことは言うまでもない。

１４は前記ポンプ１０からの圧油の流路を図示しない舵
取ハンドルの操舵方向に応じて切換えるコントロールバ
ルブ、１５ａコントロールノ（ルプ１４にてポンプ１０
からの圧油が左、右シリンダＭ１５ａ、１５ｂＫｊＭ択
的に供給されることによシ操舵補助力を生じさせるパワ
ーシリンダで、との）々ツーシリンダ１５内で摺動動作
するビスＦ７１６から地膜されたピストンリッド１１１
ａｍ　１６′ｂが図示しない舵駁すリンク機構を介して
左、右舵散〉輪に連結されている。なお、図中ＩＴｍ、
１７ｂはポンプ１０の吸込側、吐出稠管路、１７ａａコ
ントロールバルブ１４からタンク１２に至る戻り管路、
１８６％　１８　ｂｔ；ｌ：コントロールバルブ１４か
らノ（ワーシリンダ１５の左、右シリｙ／ｌ［１ｓｔ、
１５ｂに至る′１＃路である。

さて、本発明によれば、上述し九構成による動力舵取装
置において、１！−パワーシリンダ１ｓの左、右シリン
ダ室１Ｓａｓ　１ｓ’ｂをＩ（イノ（ス路２０にて接続
し、かつこのパイノ（ス路２ｏをポンプ作動時に連断す
る左、右一対の弁体２１．２２を有する制御弁２３をバ
イパス路２０中に配設するとと−に、仁の制御弁２３の
各弁体２１．２２を作動させるためにその移動方向両端
側に導びかれる一対の流体圧信号路の一方に固定絞り２
４．２５を九は２６を設けるようにし九ところに特徴を
有している。

すなわち、上述したバイパス路２◎を制御弁２３にて開
閉制御することによシボンプ作動時には左、右シリンダ
＊ｌ５ａ１１５ｋを確実に隔離して適正な操舵補助力を
生じさせるとともに、ポンプ停止時に紘左、右シリンダ
室１５ａｍ１ｓｂを短絡させてマエエアル舵取操作の操
舵力を軽減し、かつ前記制御弁２３の開閉制御を緩慢に
することによりポンプ１０の作動ｔたは停止直後の操舵
力変化を可能＊＠ｅａ収してハンドルショックをやわら
げるように構成している。

これを詳述すると、図中２７は／（ルブ孔２８を有する
バルブ本体、２Ｂはバルブ孔２８の開口を閉塞する検体
で、このパルプ孔２８内には左、右一対を表す弁体２１
％２２が摺動自在に支持され、かつその中央に配設され
たスプリング３０によシ両端側に付勢されている。そし
て、これら弁体２１．２２間には、通路孔２７ｍを介し
て低圧側の流体圧信号路３１が接続されて低圧１１１３
２が形成され、この信号路３１は前記戻り管路ＩＴｃを
介してタンク１２側すなわちポンプ吸込側に接続されて
いる。

また、各弁体２１．２２の外方端に形成されたくぼみ２
１ａｓ２２ｍによって形成される高圧室３３ｍ。

３３ｂ　　には、栓体２ｓおよびパルプ本体２Ｔの低部
に形成された通路孔＄４１Ｌ％３４１）を介して前記バ
イパス路２０を構成する左、右一対の管路２０ｍ、２０
ｂ　が接続されている。そして、これら管路２０　ｔＬ
ｓ　２０　ｂによシポンプ停止時にはパワーシリンダ１
５の左、右シリンダ室１５１Ｌ％１５１）内の作動油が
制御弁２３の各高圧室３３ｍ、３３ｂに流入するととも
に、一方ポンプ作動時にはポンプ１０からの吐出＠流体
圧がコントロールバルブ１４、左、右シリンダｇ１５ｍ
、ＩＳｂを介して導びかれるように構成されている。す
愈わち、本発明に係る制御弁２３ではポンプ作動時にお
ける流体圧信号を導び〈高圧側の流体圧信号路を前記バ
イパス路２０を構成する管路２０ＳＬ％２０１）を利用
している点にも特徴を有している。そして、このような
構成によれば、装置全体の回路構成が容易で、Ｑ動作上
からも、組立性、さらにコスト面からも有利でおるとい
った利点がある。

を九、各弁体２１．２２ｕバルブ孔２８や中央寄シの外
周部に環状溝３５．３６を有し、かつこれら各環状溝３
５．３８は弁体２１．２２内に形成され九通路２１ｂ、
２２ｂＫよシ前記高圧″ｍ３３ａ。

３３ｂ　　を形成するくほみ２１ａ、２２ｂに接続され
ている。そして、各環状溝３５．３６は弁体２１．２２
がポンプ停止時においてバルブ孔２８の両端側に位置す
るとき、パルプ本体２Ｔの側部に形成された連通路３Ｔ
により接続されるように構成され、これによってバイパ
ス路２０が形成されている。なお、図中３８は缶弁体２
１．２２の移動を規制する丸めのストッパである。

そして、前記高圧＠流体圧信号路ともなるパイパス管路
２０１％　２０　ｂ　ｓ低圧側流体圧信号路３１のいず
れか一方に、前記各弁体２１，２２の移動速度を制御す
る固定Ｉ７＆、多２４．２６１九は２６が配役されてい
る。この場合、この固定絞り２４．２５オたは２６はい
ずれか一個所に配役すればよいものであり、を九その叙
シ量は、ポンプ１００オン・オフ制御時の車速、自動車
の車種による積載荷１郷を考慮して適宜設定される。

このような構成において、ポンプ１０の停止時に社、流
体圧信号路ともなるバイパス管路２０＆、２Ｑｂ　　と
流体圧信号路３１との間に圧力差が生じないため、弁体
２１．２２は、第２図に示されるように、スプリング３
０の付勢力によシパルブ孔２８の両端側に位置し、これ
によって形成されるバイパス路２０にてパワーシリンダ
１５の左、右シリンダ室ｆ　５　ｓＬｓ　ｔ　５　ｂは
短絡されている。したがって、この状態で舵取操作が哲
なわれると、左、右シリンダｉｊ！１５ａｓ　１５ｂ内
の作動油は舵城シ輪に連動するピストン１＠の動きに応
じてバイパス路２０により互いに反対側のシリンダ富ま
たは夕／り１２側に流動し、これによシピストン１６の
動きを防げる負荷となるといった問題は生じない。

その結果、ポンプ１０の停止時におけるマニュアル操舵
を行なう際に、ハンドルが極端に重くなるといった従来
の問題はなくなり、操舵力が軽減され、適正かつ確実な
ハンドル操作を行なえる４のである。

を九、ポンプ１０が作動され、圧油の給送が開始される
と、その流体圧が信号路となる各バイパス管路２０ａｓ
２０ｂにて高圧室３３ａ、３３ｂに導びかれ、これによ
シ低圧室３２側との圧力差を生じる九め各弁体２１．２
２はスプリング３０の付勢力に抗してバルブ２８の中央
側に移動することになる。そして、このとき、信号路２
０ａ、２０ｂｉ３１中の固定絞１４．２５または２６の
存在により各弁体２１．２２は緩慢に動作し、これによ
り左、右シリンダ１ｉｌ１５ａ、１！ｂ内の急減な圧力
上昇を防ぎ、操舵力の急変いわゆるハンドルショックを
軽減するように機能する。

また、弁体２１．２２が移動することによって、環状＠
３５．３８はバイパス路２０を構成する連通路３Ｔから
切離されることにな）、これによってバイパス路２０は
適所される。したがって、パワーシリンダ１ｓの左、右
シリンダ室ＩＳａ、ＩＳｂはポンプ作動時において確実
に隔離され良状態となり、これによりコントロールバル
ブ１４１介して選択的に供給される圧油にて通常の操舵
補助力を生じさせ、ハンドル操作を軽減させるように機
能する。

そして、再びポンプ１０が停止されると、弁体２１．２
２がスプリング３０によｐ元の状態に復帰し、これによ
シ左、右シリンダ室１５ａ％１５ｂがバイパス路２ａに
て短絡されたマニュアル操舵状態となる。勿論、このポ
ンプ停止時における弁体２１．２２の動きも前述し九と
同様に信号１１２０ａ、２Ｑｂｓ３１中の固定数シ２４
．２５１九は２６゜存在によシ緩慢となシ、これにょ夛
左、右シリンダＭｔ５ａｓ　１５ｂ内での急激な圧力低
下をおさえ、操舵力の急変を防いでハンドルショックを
軽減させるように機能する。

第３ｍは本発明に係る動力舵取装置の別の実施例を示す
もので、同図において第２図と同一部分あるいは和尚す
る部分には同一番号を付してその詳細な説明は省略する
。

さて、本夾施例によれば、制御弁２３の各弁体２１．２
２Ｃ）動きを緩慢としてハンドルショックを軽減する高
圧側流体圧信号路となるバイパス管路２０ａ１２０ｂ、
低圧ｌ１ｉＩＩＬ体圧信号路３１中の固定数シ２４．２
５１丸は２６を、：ｙン）ｏ−＞４゜によって制御され
る可変絞ｆｉ４１．４２または４３としたところに特徴
を有している。

すなわち、弁体２１．２２の動きを制御する絞りを可変
自在とすることによってその制御に自由度をｔ九せ、種
々の走行条件に対処できるようにしたものである。たと
えば操舵中にポンプ１０がオン・オフされる場合には絞
シ量を大きくして操舵力の急変を防ぎ、ハンドルショッ
クを軽減する必要があるが、直進走行中はあまシ問題と
はされないものである。そして、このときには絞り蓋を
小さくあるいはゼロとしてもよいものである。

したがって、前記可変絞、！０４１．４２または４３を
制御するコントローラ４０に与えられる条件としては、
九とえば操舵角（角度が大のとき、絞如量は大）、車速
（車速大枠数少量率）、積載荷重（荷重大時数）量大）
、操舵力（量大＝〉絞９量大）、運転者の好みなどが考
えられる。そして、これらの条件にて可変絞、Ｄ４１’
＊た４２の絞シ蓋を適宜調整すればよいものである。

この場合、本実施例において、；ン）Ｃ＝−ラ１＆４０
を同一のコント藺−２とすることは自由であるＯなお、上述し九二つの実施例では、左、右一対の弁体２
１．２２を有する制御弁２３において、各弁体２１，２
２の外方端に高圧室３３ｍ、３Ｔｏを、またその間に低
圧室３２を形成し、この低圧室３２を兼用し九場合につ
いて説明したが、本発明状これに限定されず、低圧室を
別個にもち、かつ互いに離間する方向に弁体を移動させ
る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、その他各部の形状、構造等も適宜変更し得るも
のである。

以上説明したように、本発明に係る動力舵取装置によれ
ば、操舵補助力を生じさせるパワーシリンダの左、右シ
リンダ室を接続するバイパス路と、このバイパス路中に
配置されポンプ作動時に導ひかれる流体圧を感知して作
動しこのバイパス路を連断する左、右一対の弁体を有す
る制御弁とを設け、かつこの制御弁の各弁体を作動させ
るための流体圧信号路に絞シを配設するようにしたので
、簡単な構成にもかかわらず、ポンプをオン・オフ制御
し九とき制御弁の各弁体を緩やかに動作させて両シリン
ダ室を隔離ま九は連通させることができ、これによシ操
舵力の急変を防いでハンドルシ璽ツクを軽減することが
できる。また、ポンプ作動時には制御弁の働きによシ両
シリンダ室を確実に隔離し、これら各シリンダ室に選択
的に供給される圧力流体によｐ適正かつ確実な操舵補助
力を生じさせ、軽快な操舵操作を行なうことができ、一
方ポンプ停止時には両シリンダ室を短絡させてピストン
の動きを妨げる負荷を取シ除き、操舵力を４１！減して
適正なマニュアル操舵を行なうことができる。

さらに、制御弁の弁体の動きを制御する絞如を可変自在
とすることによシ、種々の走行条件に応じた適正かつ確
実な制御を行なうことが可能となり、これによシ操舵感
覚をよシ適正なものとすることができる。

そして、上述した本発明による動力舵取装置を用い、自
動車の低速走行時にはポンプを作動させ、高速走行時に
はポンプを停止させることによって、操舵性に何らの支
障を与えることなくポンプの駆動による消費馬力を必要
最小限とし、省エネルギ効果を発揮させることができる
。

また、本発明によれば、制御弁として一対の弁体にてバ
イパス路を開閉し得る構造のものを用い、かつ各弁体を
作動させる丸めの流体圧をバイパス路を利用、して導び
くようにしている丸め、その構成が簡単で、しかも動作
上の信頼性が大きく、★た量産性の面でも優れ、コスト
的にも安価であるといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の動力舵取装置においてポンプをオン・オ
フ制御し喪際の操舵力変化を示す特性図、第２図は本発
明に係る動力舵取装置の一実施例を示す概略構成図、第
３図は本発明の別の実施例を示す概略構成図である。１０Φ拳・・ポンプ、１１・・ｅ・モータ、１２−・・
・タンク、１３・拳・・コントロー、う、１５・・・会
ハワーシリンダ、１５ａ、１５ｂ・・・・左、右シリン
ダ室、１６・・・・ピストン、２０・・・・バイパス［
，２０ａ−２０ｂ・・拳・バイパス管路、２．１，２２
・・・・弁体、２３・・・・制御弁、２４．２５７２６
・・・・固定絞り、３１・・・畳低圧側流体圧信号路、
４０　φ・・・コントローラ、４１．４２；４３・・−
・可変絞り。特許出願人　　　自動単機器株式会社代理人　　山川政樹（ほか１名）手続補正書（自発）１．事件の表示昭和５７年特　許　願第２２９７５号２、発明の名称動力舵取装置３、補正をする者事件との関係　　　特　　許　　　　出願人１品名り七
有−昭和−−−年□−−−−−−月−−−一庄６、補正
の内容１１１　　明細書第６頁第５行目「ポンプ停止し、」を
「ポンプを停止し、」と補正する。（２）同書第１６頁第１３行目「パルプ２８」を、「パ
ルプ孔２８」と補正する。以　　上２−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）必要に応じて作動されて圧力流体を送出するポン
プと、このポンプからの圧力流体が舵取操作に応じて左
、右シリンダ室に選択的に供給されることによシ操舵補
助力を生じさせるパワーシリンダと、このパワーシリン
ダの左、右シリンダ室を接続するバイパス路と、このバ
イパス路中に設けられポンプ作動時にこのバイパス路を
適所する左、右一対の弁体を有する制御弁とを備え、こ
の制御弁の各弁体の移動方向一端側にはポンプの吐出側
流体圧を導びく流体圧信号路ともなるバイパス路が接続
されるとともに、それぞれの他端側にはポンプの吸込側
流体圧を導びく流体圧信号路が接続され、かつこれら流
体圧信号路の一方には絞〕が配設されていることを特徴
とする動力舵取装置。
（２）必要に応じて作動されて圧力流体を送出するポン
プと、このポンプからの圧力流体が舵取操作に応じて左
、右シリンダ室に選択的に供給されることにより操舵補
助力を生じさせるパワーシリンダと、このパワーシリン
ダの左、右シリンダ室を接続するバイパス路と、このバ
イパス路中に設けられポンプ作動時にこのバイパス路を
適所する左、右一対の弁体を有する制御弁とを備え、こ
の制御弁の各弁体の移動方向一端側にはポンプの吐出側
流体圧を導びく流体圧信号路ともなるバイパス路が接続
されるＩＪ、もに、それぞれの他端側にはポンプの吸込
側流体圧を導びく流体圧信号路が嵌続され、かつこれら
流体圧信号路の一方にはコントｐ−２により制御される
可変絞シが配設されていることを特徴とする動力舵取装
置。