JPS58141965A - 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】 本発明は、各種自動車に搭載され運転者の舵取操作力を
軽減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〕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
ら小型自動車に至る壕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タ
シ、無駄が多くまた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り、省エネルギ対策上好ましくない
。

特に、貢際の運転時において、動力舵取装置による大き
な操舵補助力會必要とするのは、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要となる。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、ノ・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、従来のこの種装置では、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１ｊｔ１本体側への子細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併給量をエンシイの
高回転域である程度減少でき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、余分なものを単に
タンク側に還流させているだけであるため、ポンプＯ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。

このため、従来から容量の小さな２台のポンプを扇い、
これら両ポンプからの圧油を流路切換機構により選択的
に供給するようにし九構成のものが知られている。す表
わち、上述した波路切換機構により必要時にのみ両ポン
プからの圧油を合流して本体１１１１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態とし、これによりポンプの消
費馬力の軽減化を図るようＫ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、近年テハ自動車用エンジンの燃費向上が
大きく叫ばれておシ、上述した動力舵取製置用のポンプ
消費馬力を必要最小限にすることが望まれている。

このため、現在この種の動力舵取装置において、油圧発
生源と表るポンプを電磁クラッチを介してエンジンに連
結した〕、あるいはモータ駆動とす：Ｅｓコトにヨ’）
、ｙｔｌンブを車速に応じてオン・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１高速走行時にはポンプを
停正し、マニュアル操舵を行表うように構成する。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、ま九ある程度剛性が大きい方が好
ましいため、走行安定性の面で何ら支障ないものである
。そして、このような構成とすれば、ポンプを駆動する
丸めに必要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、ポンプを停止させたときに、ハン
ドルが極端に重くな〕１．通常のマニュアルステアリン
グよ）も大きな操舵力を必要とするようになることであ
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、
右シリンダ室にね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側室内
の作動油の抵抗を受けた状態で移動することと表）、こ
れに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。

このため、従来からパワーシリンダの左、右シリンダ室
への圧油の供給を制御するコントロールパルプ内に、ポ
ンプの吐出側と一込側とを短絡するチェックパルプを付
設することが行表われているが、このようなチェックパ
ルプ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緋出するといつ九効釆は期待
できないもので、より簡単かつ適切−ａｍ成により上述
したハンドル操作感覚を適正なものとすることができる
装置の出現が寮望されている。特に、オン・オフ制御：
するポンプを備えた装置では、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榊威とし々Ｈればならな
いもので、このよう力点をも１慮しまければ表らｔい。

また、上述したポンプをオン・オフ制御するものでは、
ポンプを作動または停止させたときに操舵力が急変し、
ハンドルショックとなってあられれるという問題も生じ
ている。これを第１図中破線にて示している。なお、図
中ｆＯＮはポンプ作動時における操舵力、ｆＯＰＩＰ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
ドルの切シ過ぎとなってあられする恐れがあシ、またこ
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
、上述した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
といつ′１１□ 九対策を−じゐ必要もある。

本発１ＪｌＦｉこのような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
ンダ璽を１ｉｌｉするバイパス路を設け、かつこのバイ
パス路をポンプ作動時にａＩ！Ｆｉする弁体な有する制
御弁を配設すゐとともに、この制御弁を、ポンプをオン
ーオフ制衝するコントローラにて制御される電気的駆動
装置にて作動させるという簡単な構成によって、ポンプ
作動時には両シリンダ富を確寮に隔離して適正な操舵補
助力を生じさせ、軽快な舵取操作を行なうことができ、
またポンプ停止時には両シリンダ室をバイパス路にて短
絡させ、作動油の流動によシピストンに対する負荷を彦
〈シてマニュアル操舵力を軽減させることができ、しか
も弁体の両側案を絞りを介して連通させておくだけでそ
の動きを緩慢にしてポンプのオン・オフ時の操舵力の急
変を防ぎ、ハンドルショックを軽減することが′ｉ５′
１畦表省エネタイプの動力舵取ｉ置を蝉供するものであ
る。

以下、本発明を図面に示した茅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夾織例を示すも
のであシ、同図において、符号１０で示すものけ動力舵
取装置の油圧うとなるオイルポンプで、このポンプ１０
はモータ１１によ多回転駆動され、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を果たす。そして
、とのポンプ１０を駆動するモータ１１は連速センサ１
３８で検出された車速に応じて制御信号を送出するコン
トローラ１３によジオン・オフ開側゛される。す力わち
、車速か所定速度以下の低速走行時においてはモータ１
１によシポンプ１０は作動されて圧油を給送し、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、とのポンプ１０をオンする時点とオフ
する時点とを所望の幅を本ってずらして設足し、ポンプ
１０が断続して作動するといったことが力いように配慮
されている。

なお、本！！施例では、ポンプ１θをモータ１１によシ
駆動するように構成しているが、本発明はこれに限定さ
れず、ポンプ１０をたとえば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１３に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たい舵
取ハンドルの操舵方向にえじて切換えるコントロールバ
ルブ、ＩＳＨこのコントロールバルブ１４にてポンプ１
０からの圧油が左、右シリンダ室１５ｍ、１５ｂＫ選折
的に併結・されることによル操舵補助力を住じさせるパ
ワーシリンダで、このパワーシリンダ１５内で摺動動作
するヒストン１６から延設されたピストンロンド１６ａ
、ｌａか図示しない舵取りリンク機構を介して左、右舵
取シ輪に連結されている。たお、図中１７ａｐｌ？ｂは
ポンプ１０の吸込側、吐出側管路、１１ｃけコントロー
ルバルブ１４からタンク１２に至る戻シ管路、１８ｍ、
１８ｂはコントロールバルブ１４からパワーシリンダ１
ｓの左、右シリンダ！！１５１．１５ｂに至る管路でを
る。

さて、本発明によねげ、上述し六絣成による１カ舵取−
置において、前記パワーシリンダ１５の左右シリンダ！
ｒ１５ａ、ｌ５ｂｔ４１続するバイパス路２０を般社、
かつその途中にこのバイパス路２０をａｌｌ閉する弁体
２１を有する制御弁２２を配設するとともに、この制御
弁２２を、前記ポンプ１００オン・オフ制御を行なうコ
ントローラ１３にて制御される電気的駆動装置、たとえ
ば電磁ソレノイド２３にて制御するようにしたところに
ｆｉｌｌを有している。

これを詳述すると、図中２４はノ（ルブ孔２５を有する
パルプ本体、２６はパルプ孔２５の開口を縮重する栓体
で、このバルブ孔２５内にはその外胸部Ｋｌｌ状溝２Ｔ
を有する弁体２１が摺動自在に支持さね、かつパルプ孔
２５の一婦仰、本冥施例では上端側に配設されたスプリ
ング２８により常時下方向への付勢力を与えられている
Ｏそして一弁体２１は栓体２６の外方に突出するロッド
部２１１を有し、その先端側にけこの弁体２１を上方に
移動させるための電磁ソレノイド２３が配設されている
。なお、この電磁ソレノイド２３は前記ポンプ１０をオ
ン・オフ制御するコントローラ１３にて制−′される。

また、図中７９ａ、７９ｂは液封用の０リングである。

また、前記弁体２１がパルプ孔２ｓの下端側に位置した
とき、七〇１１？溝２Ｔに臨むように、パルプ本体２４
ｅ側方に轄一対の通路孔３０ｍ、３０ｂが穿設されてい
る。そして、これら通路孔３０ｍ。

３０ｂＫ対し前配左、右シリンダ富ｔｓａ、ｔａｂから
のバイパス管路２０＆、２０ｂが接絞され、これにより
両管路）Ｑａ、２９ｂ、通路孔３０ｍ、３０ｂ、および
弁体２１の１１１溝２Ｔによって前記バイパス路２０を
形成するように構成されている。

また、前記バルブ孔２ｓ内で弁体２１の上方に形成され
る上方１１３１と、弁体２１内で下方に開口する凹陥部
２１ｂによって形成される下方富３２との間には絞シ３
３が形成されている。この絞り３３は電磁ソレノイド２
３がオン・オフされるときの弁体２１の動きを緩慢なも
のとし、これによシ流路切換な綬やかに行なって、パワ
ーシリンダ１ｓの左、右シリンダ１ｇ１５ａ、ＩＳｂ″
ｔｌＩＯ急激′＆圧力上昇、低下を防ぎ、これによる操
舵力の急変を防止してハンドルショックを軽減するため
のものである。これは、弁体２１の移動時にその両側室
＄１．３２で生じる圧力差が抵抗とカることから容易に
理解されよう。なお、弁体２１の両側室３１．３２には
バルブ孔２ｓと弁体２１の外局部との１間から作動油が
導びかれて充満されている。

このような構成において、ポンプ１０の停止時には、コ
ントローラ１３ｉ’Ｃより電磁ソレノイド２Ｓも′１ｐ
ＩＩＩＩｆｖ状−とされ、弁体２１は、第２図に示され
るように、スプリング２８の付勢力によりノ（ルブ孔２
ｉの下端側に位置し、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、右シリンダ富ｔｓ
ａ、ｔａｂはＩＭｉ絡されている。したがって、このａ
ｌｌで舵取操作が行なわれると、左、右シリンダｇｔｓ
ｍ、ｔｓｂ内の作動油は舵取シ輸に連動するピストン１
６の動電に応じて）（イノくス路２０によ）Ｉいに反対
側のシリンダ寵またはタンク１２側に駆動し、これによ
シピストン１６の動きを妨げる負荷となるといった問題
は生じ々い。

そＯ結果、ポンプ１１Ｂの停止時におけるマニュアル操
舵を行なう際に、７１ンドルが極端に重くなるといった
従来の間■はなくｆｌ、１＞、操舵力が軽減され、適正
かつ確実な７１ンドル操作を行なえる亀のである。

また、ポンプ１０が作動され、圧油の給送が開始される
と、これと同時に、コントローラ１３にて電−ソレノイ
ド２３％オンされ、その結果弁体２１はスプリング２８
の付勢力に抗してノくルブ孔２８の上端側に移動すると
とＫなる。そして、このとき、弁体２１はその両＠１ｉ
３１．３２間の絞シ３３の存在により緩慢に動作し、こ
れＫよ〕左、右シリンダ！！１！ａ、１５Ｉｌ内Ｏ急激
な圧力上昇を防ぎ、操舵力の急変いわゆるＩ・ンドルシ
ョックを軽減するように機能する。

また、弁体２１が移動することＫよって、ＩＪｌ状溝２
Ｔはバイパス路２０を構成する通路孔３０ａ。

３０ｂから切離されることになｐｌこれによってノ（イ
パス路２（ｌ連断される。したがって　、＜ワーシリン
ダ１５の左、右シリンダｌ１１５ｍ、１５ｂはポンプ作
動時において確実に隔離された状態となり、これによシ
コントロールパルプ１４を介して選択的に供給される圧
油にて通常ｏ！Ｉ舵補舵力助力じさせ、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、これに伴なっ
て電磁ソレノイド２３もオフされ、弁体２１がスプリン
グ２１１によ〕元の状態に復帰し、これによシ左、右シ
リンダ室１５ａ、ＩＳｂがバイパス１６２０にｃ！１編
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の動きも前述したと同様ＫＬＪ＋
３３の存在によ）緩慢と１ｋ〕、これによ〕左、右シリ
ンダ１ｉ１５１゜ＩＳｂ内での急１１′＆圧力低下をお
さえ、操舵力の急変ヲ紡いでハンドルショックを軽減さ
せるように機能する。

擾お、本実棒例では、制御弁２２の弁体２１を、ポンプ
１・のオン・オフと同時に作動させる丸めＯＳｍ手段と
して電磁ツルノイド２３を用い九場合について説明し九
が、本発明はこれに限定されず、九とえばモータなどの
ような電気的駆動装置を用いてもよいことは勿論である
。

またζ上述した実施例では、弁体２１の両側室３１．３
２を絞す１ｌｔ−介して接続してその動きを緩慢にして
いるが、本発明はこれに限定されず、絞り３３は必ずし
も必！！表ものではない。すなわち、弁体２１の両側室
３１．３２にはバルブ孔２ｓとの一間から作動油が流入
されてお）、移動時にその圧力が高まることから弁体２
１を緩やかに動作させるが可能となゐためである。さら
に、各部の構造、形状等も前述した１１！輪例に限定さ
れず、適宜変更し得ることは容易に理解されよう。

以上ｌＢ！明したように、本！！明に係る動力舵取装置
によれに、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
ス路を開閉する弁体を有する制御弁とを設け、かつこの
制御弁を、ポンプのオン−オフ制御に伴力って電磁ソレ
ノイドやモータなどのような電気的駆動装置によ〕作動
するようにし九ので、簡単な構成にもかかわらず、ポン
プ作動時には両シリンダ寓を確実に隔離して適正な操舵
補助力を生じさせ、軽快な舵取操作を行なうことができ
、一方ポン′ブ停止時に祉両シリンダ室をバイパス路に
て短絡させ、ピストンの動きを妨げる負荷を散）除き、
マニュアル操舵力を軽減して適正なものとすることがで
きる。また、本発明によれば、制御弁における弁体の両
側室を絞シを介して接続するだけで、弁体の動きを緩慢
なものとすることができ、これＫよシボンプのオン・オ
フ時の操舵力ｏｈ変を防ぎ、ハンドルショックを軽減す
ることができる。

そして、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！ｋＫ何らの支障を与
えることなく、ポンプの駆動のための消費馬力を必要最
小限とし、省エネルギ効果を発揮させることができると
いう優れた効果を奏する。

【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
フ制御した際の操舵力軟化を示す特性図、第２１１は本
発明に係ゐ動力舵取装置の一笑施例を示す概略構成図で
ある。 １０・・・・ポンプ、１１・・・・モータ、１ス・・―
ｅタンク、１３φ・・・コントローラ、１ｓ・・・・パ
ワーシリンダ、ＩＢａ＊ｔ５ｂ−・・・左、右シリンダ
室、１６・Ｏ・・ピストン、２０・・・・バイパス１Ｍ
、２０ｍ−２０１＋・・・・バイパス管路、２１・・・
自弁体、２２・・・・制−・弁、２３・・・・電磁ソレ
ノイド（電気的駆動装置）、２Ｔ−拳・・ＩＩ？溝、２
１−・・・スプリング、３１゜３２・・・・上、下室、
３３・・・・絞プ。 特許出願人　　自動車機器株式会社 代理人　山川政樹（ほか１名） 第１図 手続補正書（自発） ヨ １、事件の表示 昭和５７年特　許　願第２４１７５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　　軒　　　　出願人Ｍ＋　＋Ｅ　
Ｑｒ　＜＞のＨ伺　　昭和　　　年　　　月　　　日拒
絶理由通知 補ＩＦにより増加する発明の数・・・・明細書第９頁第
４行目「遅速センサー３ａ」を「車速センサ１３ａ」と
補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コントローラにてオン・オフ制御され圧力流体を送圧す
   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
   操舵袖勢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ＩＩｔＩ＆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
   バイパス路を線断する弁体を有する制御弁とを備え、こ
   の制御弁の弁体な前記コントローラにて制御される電気
   的駆動装置によシ作動させるように構成したことを特像
   とする動力舵取装置。