JPS59134060A

JPS59134060A - 動力舵取装置

Info

Publication number: JPS59134060A
Application number: JP755783A
Authority: JP
Inventors: Seiji Komamura; 駒村　清二; Katsuhiro Suzuki; 勝博鈴木
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1983-01-20
Filing date: 1983-01-20
Publication date: 1984-08-01
Also published as: JPH0258143B2

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】本発明は油圧力で車両のハンドル操作力を軽減する動力
舵取装置に関し、さらに詳しくは車両またはｌＩ圏の速
度がある程度上桿したときにハンドル操作に対するパワ
ーアシストを抑制するようにした速度感応型の動力舵取
装置に関する。

自動車用パワーステアリング装置に代表される動力舵取
装置は、一般にハンドルからの入力回転に基づいて切換
作動する制御弁を介して、車輪（操向機構）に連系する
出力駆動部に選択的に圧油を供給することによりハンド
ル操作ノコを軽減するようになっている。

ところで、車両の走行速一度が増すほどハンドル操作時
に車輪と路面との間で生じる抵抗力が小さくなり、また
ポンプ油圧は機関回転速度に比例して上昇する性質があ
るため、従来の装置では高速走行時にハンドル操作に対
するバワーアシスト力が過大どなってハンドルの操向安
定性が損なわれるという問題があった。

そこで例えば、本出願人により出力駆動部への圧油の供
給を切換える制御バルブを高速走行時に中立位置に拘束
して、圧油の供給を遮断することにより、高速走行時の
パワーアシストを停止づるようにした動力舵取装置が提
案されている（特願昭５７−１６１４１５号等参照）。

これを第１図、第２図に基づいて説明すると、装置本体
り星歯車食用いたブラネダリギ７１ＵＩ２と、スプール
式の制御バルブ３と、出力駆動部１とから構成される。

プラネタリギヤ装＠２は、ハンドルＨに連結されたキャ
リア（入力軸）７に支持される３個のプラネタリギヤ４
〜４と、それにかみ合うサンギヤ５と、リンクギヤｑと
よりケリ、−サンギヤ５は前　−記出力駆動部１に連結
され、またリングギヤ６の外周には溝８が形成され、そ
の溝８には半径方向にビン９が挿嵌され、ビン９の端部
は後出の制御バルブ３の内腔１３内に突出している。

制御バルブ３は、バルブ孔１０に収められ、バルブ孔１
０に固着されたスリーブ１１の内部には、スプール１２
が軸方向に摺動自在に収装され、その全長はスリーブ１
１よりわずかに短く形成されるとともに、その内腔１３
には前記リングギヤ６の満８にはまりスプール１２の側
壁を貫通したビン９の端部が突出している。

このスプール１２の外周面には２つの環状溝１４．１５
が形成され、またスリーブ１１の内周面には３つの環状
溝１６〜１８が形成され、このうち左右の環状溝１６．
１８は通路１９を介して油圧ポンプＰに連通し、いわゆ
るポンプポートとなし、また中央の環状溝１７は通路２
０を介しタンク２１に連通し、いわゆるタンクポートを
形成する。

１４と１５の部分に位置して、スリーブ１１の内周面に
は前記出力駆動部１の圧力室１Ａ、ＩＢに連通ずる図示
しない通路がそれぞれ開口して、作動ポートを形成して
いる。上述の構成については周知の装置と同様であるが
、これではさらに、車両またはエンジン速度（以下、単
に「速度」という）が上昇したときに、スプール１２を
中立位置に保持して切換え不能とする手段が設けである
。

この手段は、前記バルブ孔１０の両側開口部を閉塞する
コネクタ２２．２２と、中立時にスリーブ１１の両端面
に接触し前記コネクタ２２．２２との間に反力油空２３
，２４を画成するバルブシート２５．．２５と、バルブ
シート２５とコネクタ２２との間に介装され、バルブシ
ート２５をスリーブ１１に圧着するように付勢するスプ
リング２６．２６と前記両反力油！２３．２４を連通ず
る回路２７と、その回路２７と前記ポンプＰの一部とを
連通ずる回路３２に介装されて回路３２を開閉する電磁
バルブ２８と、速度が所定値以上である間、前記電磁バ
ルブ２８を開く方向に駆動する制御装置（例えば、速度
センサ２９からの信号を設定値と比較して電磁バルブへ
の駆動信号を出力するようにしたコンパレータ）３０な
どからなる。

電磁バルブ２８は、バルブ２８ａと電磁ソレノイド２８
１）とよりな゛る。バルブ２８ａのバルブ孔３３にはス
プール３４が軸方向に摺動自在に収装される。このスプ
ール３４の外周面には環状溝３５が形成され、またバル
ブ孔３−３の内周面には３つの環状溝３６〜３８が形成
され、このうち右方（図示）および中央の環状溝３６お
よび３７は、前記回路３２の一部３２ａおよび３２ｂを
介しそれぞれ油圧ポンプＰの一部および両反力油室２３
゜２４を連通する回路２７の途中に連通ずる一方、バル
ブ孔３３の左方（図示）の基部３３ａは、回路３つを介
してタンク２１に連通ずる。

この電磁バルブ２８は、図示のように常態では回路３２
を閉じる一方、回路３２ｂ、環状溝３７゜３５．３８、
バルブ孔基部３３ａおよび回路３９を介して回路２７に
より両反力油室２３．２４をともにタンク２１に連通し
ているが、制御装置３０の出力信号により電磁ソレノイ
ド２８ｂが作動−し、スプール３４を押し出すと、回路
３２ｂと回路３９の連通を遮断する一方、環状溝３６．
３５および３７を介して回路３２ａを回路３２ｂに連通
させ、油圧ポンプＰの発生油圧を回路３２，２７を介し
て両反力油室２３．２４の双方に導くようになっている
。

まず、速度が所定値以下であるときの通常の動力舵取作
用について説明すると、いま、ハンドルＨを回してこれ
に連結するキャリア７を介してプラネタリギヤ４〜４を
回転すると、このとき出力駆動部１およびこれに連結し
たサンギヤ５が接地抵抗にもとづき、疑似的に固定され
た状態にあるため、リングギヤ６が回転し、リングギヤ
６の溝８にはまるビン９を介してスプール１２は例えば
右方に変位りる。

このとき、反力油室２４は回路２７．３２ａと電磁バル
ブ２８および回路３９を介してタンク２１に連通状態ど
なっているので、スプール１２は油室２４を縮小して自
在に右方に変位する。。

すると、これまで通路１９（ポンプボート）環状溝１６
．１４．”１７および通路２０を介してタンク２１へと
還流していたポンプから１の圧油は、スプール１２の右
行により切換えられ、図示しない通路を介して出力駆動
部１の一方の圧力室１Δに圧油が送り込まれ、一方；他
方の圧力室１Ｂは図示しない通路を介して通路２０と連
通して低圧側になるため、出力駆動部１は車輪を転向さ
せる。

上記と逆方向にハンドルＨを切ると、スプール１２は左
行し、出力駆動部１は車輪を反対方向に転向させる。こ
のようにして、車輪の接地抵抗が大きい低速域でのハン
ドル操作力が軽減される。

これに対して、もし速度が上昇して所定値を越えると、
制御装置３０からの指令に基づいて電磁ソレノイド２８
ｂがスプール３４を先端方向へ駆動し、回路３９を閉じ
るとともに、環状溝３６゜３５および３７を介して回路
３２を連通し、回路２７を介して油圧ポンプＰの発生圧
力を両反力油苗２３．２４に導くので、中立位置では、
バルブシート２５．２５はこの油圧によりスリーブ１１
の両端面に押圧される。これによりスプール１２の軸方
向の変位が規制され、即ちスプール１２は中立位置に拘
束され、したがってピン９を介してリンクギヤ６が固定
され、その結果、ハンドル操作に伴いサンギヤ５が回転
し、これにより出力駆動部１がマニアル操作で作動する
。

このようにして、高速時には制御バルブ３が切り換わる
ようなことがなく、このスプール１２の拘束状態が継続
している間は、ハンドル操作に対するアシスト力が作用
しないマニアル操作状態となる。この結果、高速運転時
にステアリングが無用に軽くなるｊ；うなことがなく、
安定した操舵感覚が得られるのである。

しかしながら、この従来装置のように車速に応じて制御
バルブ３のスプール１２を中立位置に拘束すると、例え
ばハンドルＨの操作中に増速して車速か所定値を越えた
場合に、ハンドルＨが急激に重くなってしまい、切り遅
れを起こしかねないという問題があった。また、減速中
にハンドルＨを操作した場合に、ハンドルＨが急に軽く
なって切り過ぎてしまうことがあり、非常に危険であっ
た。

一方、車速かある程度上昇したとぎに、制御バルブ３の
スプール１２の動く方向に油圧等によって所定の反力を
加え、ハンドルＨの操舵抵抗を大きくして高速運転時の
ハンドルＨの安定性を高めるようにした舵取装置が知ら
れているが（実願昭５６−１８２０１７号等）、この場
合も増速あるいは減速中にはハンドル操作が急に重くな
ったり、軽くなったりして不安定となり、やはり危険な
状態を招いていた。

この発明は、ハンドル操作中には操舵性が急激に変化し
ないようにして安全性を高めることを目的としている。

そのためにこの発明は、ハンドルの操作状態を検出する
手段と、ハンドルの操作中（ステアリング中）には制御
バルブの拘束手段もしくは油圧反力の付加手段の切換動
作を中止する手段とを設はステアリング中は車速の変化
にかかわらず、操舵力を一定に維持する。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図はこの発明の実施例を示す構成断面図で、４０は
プラネタリギヤ装置２と制御バルブ３と出力駆動部１と
からなる装置本体、２８は回路３２゜２７を介して油圧
ポンプＰの一部の油圧を制御バルブ３のスプール１２両
端に画成した反力油室２３．２４に選択的に導入する電
磁バルブで、制御バルブ３の拘束手段を構成している。

また、Ｈはハンドルで、このハンドルＨの回転をプラネ
タリギヤ装置２に伝えるキトリア７の途中には、ハンド
ルＨの操作状態を検出する手段としてハンドルＨの回転
角（操舵角）を検出する回転角センサ４１が取付ジノら
れる。

この場合、回転角センサ４１の代わりにハンドル１］の
操舵力を検出するトルクセンサ４１ａや、出力駆動部１
のストローク位置を検出する変位センサ、あるいは車輪
の角度（実舵角）や、車両の横加速度を検出するセンサ
等を用いても良く、いずれにしてもハンドル操作による
ステアリング中かどうかを検出する。

この検出信号は操舵信号θとして、エンジン４２のクラ
ンク軸あるいはドライブ軸に設けられた車両またはエン
ジン速度を検出する速度センサ２９からの車速信号Ｖと
とも４Ｃ１Ｉ１０部（インターフェイス）４３を介して
制御手段としての演算処理回路４４に送られる。

そして、演算処理回路４４は、この操舵信号θと車速信
号Ｖとに基づいて、前記制御バルブ３の拘束手段として
の電磁パル１２８をｆｌｕ　１３１Ｊ制御する。

具体的には、ハンドルＨがニュートラル位置（いくらか
の遊びを持たせである）の車両の直進走行時に、車速が
記憶回路４５の設定値（例えば８０１ｖ／ｈ）を越える
と電磁バルブ２８を回路３２ａ、３２ｂの連通方向に開
き、即ちパワーステアリングから高速運転に入るとマニ
アルステアリングに切換え、また直進走行時に車速が設
定値より下がると電磁バルブ２８を回路３２ａの遮断方
向に閉じ、パワーステアリングに戻す。これにより、高
速走行時の良好な操安性を得る。

そして、この一方ハンドル操作によるステアリング中に
、車速か設定値を越えた場合には、ステアリングが終了
するまで電磁バルブ２８を閉状態に保持し、ハンドルＨ
がニュートラル位置に戻ると電磁バルブ２８を開く。同
じくステアリング中に、車速が設定値より下がった場合
には′、ステアリングが終了するまで１ｉｉｎバルブ２
８を開状態に保持し、ハンドルＨがニュートラル位置に
戻ると閉じる。ただし、４６は信号増幅回路である。

即ち、ハンドルＨの操作中には、低中速運転から高速運
転、高速運転から低中速運転へと移行しても、もとのス
テアリング状態を維持し、操作を終えると同時にパワー
ステアリングあるいはマニアルステアリングへと切換え
るのである。

この制御のタイミングチャートの１例を第４図に示プ。

なお、第１図、第２図と実質的に同一の部分には同一符
号を付しである。

このように構成したので、ハンドルＨの操作中にステア
リング状態が切換わることは防止され、したがって増速
運転中あるいは減速運転中にハンドルが急に重くなった
り、軽（なったりするといった心配はなくなる。

このため、コーナリング時等にハンドルＩ」の切り遅れ
を起こしたり、逆に切り過ぎてしまうような危険は回避
でき、操舵性および操舵感覚を良好に保って安全走行を
維持することができる。

また、直進走行時やハンドルＨの操作を終えた後は、車
速に応じてステアリング状態が切換えられ、したがって
低中速走行時にパワーステアリングを行なって軽快な操
縦性が得られる一方、高速走行時にマニアルステアリン
グを維持して安定した操舵性が確保される。その結果、
常に安全で的確な操舵性能が得られるのである。

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、第３図と異
なるのは、制御バルブ４７を拘束する場合に、スプール
４８の両端に画成した油室２３゜２４につながる回路４
９ａ　、４９ｂを、電磁バルブ５０により双方同時に遮
断して油室２３．２４を密閉し、オイルロックによりス
プール４８を中立位置に保つようにしている。

この場合には、電磁バルブ５０として遮断弁で良く、ま
た油圧ポンプＰからの制御油圧が不要となるから、構造
の簡略化が図れる。

なお、ステアリングリンケージの構造は第３図と同じ型
式のものでも構わない。

第６図は同じく本発明の他の実施例を示すもので、ラッ
クアンドピニオン式の舵取装置に適用したものである。

これは、タイロッド５１を介して車輪の操向アーム５２
と連接するラックとかみ合い、かつハンドルＨと共に回
動するビニオン軸５３を、長孔を介してラック（図示し
ないがピニオン軸５３と直交して矢印方向に伸びる）に
沿って所定距離だけ平行移動し得るように支持すると共
に、このピニオン軸５３と直交する方向にスプール型制
御バルブ５４を配置し、ピニオン軸５３の軸心と平行方
向の変位をスプール５５の摺動方向と一致させ、かつ装
置本体の支点部５６のまわりに揺動する駆動レバー５７
のビン５７ａによりスプール５５を切換作動させる。

他方、スプール５５の一端から伸びるロッド５８には中
程に大径部５８ａが形成され、その外径および幅は、バ
ルブ孔大径部５９ａの中程に形成された小径部５９ｂの
内径より若干小さく、幅よりわずかに狭く形成され、こ
れらロンド５８の大径部５８ａとバルブ孔小径部５９ｂ
とにより反力油室６０．６１が画成される。反力油室６
０．６１の内部には、それぞれロッド５８に挿通され、
かつその内径がロッド大径部５８ａより若干小さいバル
ブシート６２が収められ、そのバルブシート６２は中立
詩にバルブ孔小径部５９ｂの両側面に圧着するよう、ス
プリング６３によりイ」勢されている。

そして、反力油室６０．６１は回路６４ａ、６４ｂで連
通され、その回路６４ａ　、６４ｂには第５図と同様に
回路６４ａ　、６４ｂを同時に開閉する電磁バルブ５０
が介装されている。

いま、電磁バルブ５０ｔｆｉ冊かれた状態で、ハンドル
Ｈを操作してピニオン軸５３をいずれかの方向に回動す
ると、ステアリングリンクに連系するラックの抵抗が大
きいため、この回動方向にラックに沿って長孔で許され
る分だけピニオン軸５３は矢印で示すように変位する。

したがって、駆動レバー５７がピニオン軸５３に係合し
て支点部５６のまわりに揺動し、スプール５５をピニオ
ン軸５３と同方向に変位させることにより、パワーステ
アリングが行なわれる。

これに対して、電磁パルプ５０が閉じると、反力油室６
０．６１が密閉されてスプール５５がオイルロック状態
となり、中立位置に拘束される。

即ち、駆動レバー５７の揺動が抑えられ、ピニオン軸５
３は回動するのみとなってマニアルスデアリング状態に
なる。

このように電磁バルブ５０の開閉によりステアリング状
態が切換えられ、演算処理回路４４からの指令でハンド
ルＨの操作状態と車速とに応じて電磁バルブ５０を開閉
制御することにより、前記各実施例と同様の作用、効果
が得られる。

第７図、第８図は本発明のさらに他の実施例を示づもの
で、中途がある程麿上昇したどきに、制御バルブ６５の
スプール６６の動く方向に所定の油圧反力を加え、バル
ブ６５の切換抵抗つまりハンドルＨの操舵抵抗を大きく
して高速運転時の操縦安定性を高めるようにした舵取Ｖ
ｉ置に適用したものである。

この場合、バルブスプール６６の両端あるいは片端に対
向する反力室６７．６８が画成され、それぞれ切換バル
ブ６９により互いに連通されたり、出力駆動部１の油室
ＩＡ、ＩＢと選択的に接続される。

切換バルブ６９は、制御バルブ６５の各作動ポート７０
ａ、７０ｂ　　（前記油室１Ａ、ＩＢと連通）の途中か
らの分岐通路７１ａ、７１ｂと、反力室６７．６８に接
続する通路７２ａ、７２ｂとの接続を選択的に切換える
スプール７３を有し、このスプール７３はソレノイド７
４を介して変位する。

そして、このソレノイド７４は、ハンドルＨの操作状態
と車速とに基づく演算処理回路４４からの指令により、
ハンドルＨの操作中以外のときに切換駆動され、低中速
域では通路７２ａと７２ｂを互いに連通し、高速域では
スプール６６の切換えに対向する側の反力室（６７，６
８）に高圧が供給される作動ポート（７０ａ　、７０ｂ
　）を連通する。

即ち、低中速域では、反力室６７と６８を同圧に保って
スプール６６の切換作動を滑らかにし、ハンドル操作に
応じたパワーステアリングを維持する一方、高速域では
スプール６６の変位に対抗して油圧反力を付加し、ハン
ドルＨに適度の操舵抵抗を与えて良好な操安性を得るの
である。

そして、ハンドルＨの操作中には、車速の増減にかかわ
・らずもとのスプール７３の位置を保持し、これにより
ステアリング中の操舵感覚の急変を防止し、安全走行が
確保される。

以上説明した通り、本発明によれば、車速に応じて操舵
機能を切換え、低中速運転時には軽快なハンドル操作を
保つ一方、高速運転時の操縦安定性を高めるようにした
動力舵取装置において、ステアリング中には操舵機能が
切換わらないようにしたので、常に安定したハンドル操
作を維持でき、安全で的確な操舵性能が得られるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来例の概略構成図と部分構成断面図
、第３図は本発明の実施例を示す構成断面図、第４図は
その制御タイミングチャート図、第５図〜第８図はそれ
ぞれ本発明の他の実施例を示づ構成ω１面図である。２・・・プラネタリギヤ装置、３・・・制御バルブ、７
・・・キャリア（入力軸）、１２・・・スプール、２３
゜２４・・・反力油至、２８・・・電磁バルブ、２９・
・・車速センサ、４１・・・回転角センサ、４４・・・
演算処理回路、４７・・・制御バルブ、４８・・・スプ
ール、５０・・・電磁バルブ、５３・・・ビニオン軸、
５４・・・制御バルブ、５５・・・スプール、６０．６
１・・・反力油室、６５・・・制御バルブ、６６・・・
スプール、６７．６８・・・反力室、６９・・・切換バ
ルブ。特許出願人　　　萱場工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

ハンドルからの入力回転にもとづき切換作動するスプー
ル型制御バルブを備え、この制御バルブを介してｌｌＩ
Ｎ輪に連系する出力駆動部に圧油を選択的に供給する一
方、車両またはエンジンの速度を検出するセンサを設番
ノ、この検出速度が所定値以上にあるときにハンドル操
作に対して前記制御バルブの動きを中立位置に拘束する
もしくｔｔ−Ｖの動く方向に油圧反力を付加する手段を
備えた動力舵取装置において、ハンドルの操作状態を検
出する手段と、このハンドル操作中には前記拘束手段も
しくは付加手段の切換動作を中止する制御手段とを設け
たことを特徴とする動力舵取装置。