JPS60240569A - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、反力機構を設けて車の走行速度等各種運転状
況に応じた最適な操舵力を運転者に感知させる動力舵取
装置の操舵力制御装置に関する。

〈従来技術〉 一般に反力機構を備えた動力舵取装置では、反力機構の
反力室に圧力流体を供給するための流体供給源を必要と
する。

従来この流体供給源としては舵取装置用ポンプからサー
ボ弁へ供給する供給通路側においてその通路を分岐する
構成となっており、例えばサーボ弁の中立状態では前記
供給通路中に介挿された切換弁を閉止側に切換えて前記
供給通路中に流体圧を発生させ、この流体圧を反力制御
用の制御弁を介して反力室に作用させるようにしている
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記従来装置では、サーボ弁の操舵状態ではサーボ弁を
回転操作して供給圧が上昇すると、この供給圧の変化が
そのまま反力室に作用し、必要以上に反力が大きくなる
等特性に悪影響を及ぼす問題があった。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明はかかる従来の問題を解決するためになされたも
ので、ポンプからサーボ弁に通じる供給通路と反力機構
の反力室との間を導入通路によって接続し、この導入通
路には前記反力室へ導入される流体の流体圧を制御する
圧力制御弁を接続するとともに、この接続部の上流の導
入通路中に前記サーボ弁の操舵に伴う供給通路内の流体
圧の上昇によって切換られ前記供給通路と反力室との連
通を遮断する圧力カット弁を介挿したことを構成上の特
徴とするものである。

〈作用〉 本発明は上記のように構成されているため、圧力制御弁
によって反力機構の反力室に導入される流体の流体圧を
制御することで車速等各種入力信号に応した操舵反力を
入力軸に対して付与し、またハンドル操舵時には圧力カ
ット弁を切換え、供給圧の変動が反力室へ波及しないよ
うになっている。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように本発明装置は、動力操舵装置１０と
、この動力操舵装置１０内に組込まれたサーボ弁３０お
よび反力機構５０に流体を供給する流体供給回路７０と
、パワーシリンダ９０よりなる。

先ず動力操舵装置１０の構成について説明すると、この
動力操舵装置１０はハウジング本体１１と、このハウジ
ング本体１１に固着された弁ハウジング１２とを有する
。これらハウジング本体１１及び弁ハウジング１２には
一対の軸受１３，１４を介してピニオン軸２１（出力軸
）が回転可能に軸支されており、このピニオン軸２１に
はこれと交差する方向に摺動可能なラック軸２２のラッ
ク歯２２ａが噛合している。このランク軸２２は、パワ
ーシリンダ９０のピストン９１と連結され、その両端は
所要の操舵リンク機構を介して操向車輪に連結されてい
る。

弁ハウジング１２の大向に収納されたサーボ弁３０は、
操舵軸としての入力軸２３と一体的に形成したロータリ
弁部材３１と、このロークリ弁部材３１の外周に同心的
かつ相対回転可能に嵌合したスリーブ弁部材３２を主要
構成部材としている。

ロータリ弁部材３■は、これと一体の入力軸２３に一体
連結しかつ他端をピニオン軸２１に連結したトーション
バー２４を介して、ピニオン軸２１に可撓的に連結され
ている。

また、ロータリ弁部材３１の外周には、周知のごとく軸
方向に伸びる複数のランド部と溝部とが等間隔にて形成
されており、同様にスリーブ弁部材３２の内周にも、そ
の軸方向に延びる複数のランド部と溝部が等間隔にて形
成されている。しかしてサーボ弁３０が中立状態にある
とき供給ポート３５より供給される圧力流体は、ランド
部両側の溝部に均等に分配されるとともに、排出流体は
前記操舵軸２３とトーションバー２４間の連通路２５、
操舵軸２４に形成された連通路３９、低圧室３８を介し
て排出ポート３６に排出される。この場合側分配ポー）
３３．３４は低圧で等しい圧力となっているためパワー
シリンダ９０は作動されない。

サーボ弁が中立状態から変位すれば、一方の溝部から分
配ポート３３を介してパワ−シリンダ９０に圧力流体が
供給され、またパワーシリンダ９０から排出された流体
は分配ボート３４より他方の溝部に流入したのち、さら
に前記連通路２５゜３９、低圧室３８を介して排出ポー
ト３６に放出されるようになっている。

前記ロータリ弁部材３１とピニオン軸２１との間に設け
られた反力機構５０は可動ピストン５１と、ボール５２
を主要構成部材とし、この可動ピストン５１は前記ピニ
オン軸２１の内孔２１ａ内に摺動可能にかつピン５３に
て回止めして嵌合され、ピニオン軸２１との間に反力室
５４を形成している。この反力室５４には導入ポート５
６よりン５１を摺動させるようになっている。またボー
ル５２は第２図に示すように前記可動ピストン５１なら
びに入力軸２３のフランジ部５９の間において周方向に
間隔を置いて介挿され、それぞれ可この接触圧は可動ピ
ストン５１に作用する流体圧に応じて変動し、入力軸２
３を操舵する際に適当な操作反力を付与するようになっ
ている。なお、６０は可動ピストン５１に入力軸２３方
向の撥力を付与するウェーブ状のスプリングである。

一方流体供給回路７０は、自動車用エンジンによって駆
動される舵取装置用ポンプ７１を有する。

この舵取装置用ポンプ７１は第１、第２、第３の供給通
路７２，７３．７４を介して供給ポート３５と接続され
、また第２供給通路７３より分岐する導入通路７５を介
して導入ポート５６と接続されている。そしてこの第１
供給通路７２と第２供給通路７３との間に流量制御弁７
６が介挿され、また導入通路７５には圧力制御弁１００
が接続されている。

流量制御弁７６は固定絞り７７と、この固定絞り７７の
前後の差圧により弁室７８内を摺動するスプール７９を
有し、このスプール７９の摺動によってバイパス通路８
０の開度を調整して余剰流をバイパス通路８０ヘバイパ
スさせ、サーボ弁３０への供給流量を一定に制御するよ
うになっている。

圧力制御弁１００はパイロットバルブ１１０ならびにメ
インバルブ１３０よりなり、このパイロットバルブ１１
０は導入通路７５に接続され、またメインバルブ１３０
は前記第２供給通路７３と第３供給通路７４との間に接
続されている。パイロットバルブ１１０は車速等の入力
信号に応じた電流が印加されるソレノイド１１１と、ヨ
ーク１１２に吸引される制御スプール１１３と、ボール
弁１１４を有する。このボール弁１１４はスプリング１
１５の撥力によってその開度が設定され、その開度に応
じた流体をタンクＴへ逃がすことで導入通路７５内の圧
力を所定のレリーフ圧に維持するようになっている。ま
たメインバルブ１３０は固定絞り１３１と、メインスプ
ール１３２とからなる。メインスプール１３２は固定絞
り１３１の前後圧によって弁室１３３内を摺動して第３
供給通路７４を開閉し、第２供給通路７３内の圧力を所
定の圧力に維持するようになっている。

さらに導入通路７５内には圧力カット弁１４０が介挿さ
れている。この圧力カット弁１４０は可動スプール１４
１を有し、この可動スプール１４１には第３供給通路７
４の圧力が通路１４３を介して作用するようになってい
る。従ってサーボ弁３０の操舵に伴い、第３供給通路７
４内の流体圧が上昇すると、この可動スプール１４１は
弁孔１４４内を摺動して第３供給通路７４内の圧力変動
が反力室５４に作用しないようになっている。

次に上記構成の動力舵取装置における操舵の制御につい
て説明する。

自動車用エンジンを起動すると同時に舵取装置用ポンプ
７１が回転され、舵取装置用ポンプ７１より吐出される
圧力流体は第１供給通路７２より流量制御弁７６、第２
供給通路７３、メインバルブ１３０、第３供給通路７４
、供給ボート３５を介してサーボ弁３０に供給され、ま
たその吐出流体の一部は固定絞り１３１、導入通路７５
、導入ボート５６を介して反力室５４に導かれると同時
にパイロットバルブ１１０に導入される。パイロットバ
ルブ１１０ではソレノイド１１１に印加される電流に応
じて制御スプール１１３が上下に変位してスプリング１
１５の撥力を設定し、第３図Ａに示すような特性のレリ
ーフ圧を設定する。

例えば、低速走行状態ではパイロットバルブ１１０のヨ
ーク１１２に電流１１０が印加される。

従って制御スプール１１３が上方に変位してスプリング
１１５の撥力が小さくなるため、導入通路７５内の流体
圧は低い圧力ＰＩＯに設定され、またメインスプール１
３２は北固定絞り１３１の前４にはこの導入通路７５内
の低い流体圧が導入されるため、入力軸２３に対するボ
ール５２の接触圧が小さく、第４図Ａに示すように小さ
な操舵力ＴＭでもってピニオン軸２１と入力軸２３との
間に相対的すべりを生じて操舵圧ＰＳを上昇させること
ができ、パワーシリンダ９０のアシストで軽快にハンド
ルを操舵することができる。

その後高速走行状況になると、パイロットバルブ１１０
のソレノイド１１１には電流Ｉ２０が印加される。従っ
て制御スプール１１３が下方に変位してスプリング１１
５の撥力が大きくなるため、ボール弁１１４の開度が小
さく設定される。これにより導入通路７５内の流体圧は
高い圧力Ｐ２０に設定され、同時にメインスプール１３
２はこのパイロット圧に応じた位置に変位し、第２供給
通路７３の圧力を高圧に設定する。前記反力室５４には
この導入通路７５内の高い圧力が導入されるため、入力
軸２３に対するボール５２の接触圧が大きくなり、第４
図Ｂに示すように大きな操舵力ＴＭを加えないと操舵圧
ｐｓが上昇しなくなり、これによって中立位置において
ハンドルが重くなり、操舵の安定性がもたらされる。

なお、低速あるいは高速走行にかかわらず、ハンドルが
操舵され中立位置から外れると同時にサーボ弁３０が機
能して第２、第３供給通路７３゜７４内の圧力が上昇す
るが、この圧力上昇は、圧力カソト弁１４０を閉止する
ことによって反力室５４への伝達が阻止される。このた
め、導入通路７５内の流体圧は第３図Ｂに示すパイロッ
トバルブ１１０のクラッキング圧に維持され、さらにこ
の接触圧は小さくなるので操舵が重くなることはなく、
パワーシリンダ９０のアシストで軽く操舵することがで
きる。

なお、上記実施例は、バイロフトバルブ１１０によって
メインバルブ１３０を制御するパイロット方式の圧力制
御弁１００を使用しているが、これに限定されるもので
はなく、第５図に示すように前記実施例におけるパイロ
ットバルブ１１０を圧力制御弁２００として使用し、こ
の圧力制御弁て２００にて供給通路７３ならびに導入通
路７５内の圧力を直接制御するようにしてもよい。

また上記実施例では、反力機構５０として軸方向に可動
する可動ピストン５１を使用しているが、これに限定さ
れるものではなく、径方向に摺動する可動ピストンにて
反力を付与するようにしてよい。

〈発明の効果〉 上記詳述したように本発明は、ポンプからサーボ弁に通
じる供給通路と反力機構の反力室との間を導入通路によ
って接続し、この導入通路には前記反力室へ導入される
流体の流体圧を制御する圧力制御弁を接続するとともに
この接続部の上流の導入通路中に前記サーボ弁の操舵に
伴う供給通路内の流体圧の上昇によって切換られ前記供
給通路と反力室との連通を遮断する圧力カット弁を介挿
した構成であるため、反力機構の反力室に対して供給圧
変動の影響を及ぼさないようにすることができ、最適な
操舵反力を発生させることができる′利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
動力舵取装置ならびにこの動力舵取装置に圧力流体を供
給する流体供給回路を示す図、第２図は第１図のｎ−ｎ
線断面図、第３図はパイロットバルブに印加電流と圧力
室に導入される圧力との関係を示す図、第４図はハンド
ル操舵トルクと操舵圧との間係を示す図、第５図は本発
明の他の実施例を示す流体供給回路を示す図である。 ２３・・・入力軸、３０・・・サーボ弁、３１・・・ロ
ータリ弁部材、３２・・・スリーブ弁部材、５０・・・
反力機構、５１・・・可動ピストン、５４・・・反力室
、７１・・・舵取装置用ポンプ、７５・・・導入通路、
１００・・・圧力制御弁、１１０・・・パイロットバル
ブ、１３０・・・メインバルブ、１４０・・・圧力カッ
ト弁。 特許出願人 豊田工機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の弁部材の相対回転によりポンプからパワー
   シリンダへ圧力流体を分配制御するサーボ弁と、反力室
   に供給される流体圧によって操舵反力を発生させる反力
   機構とを有する動力舵取装置において、前記ポンプから
   サーボ弁に通じる供給通路と前記反力機構の反力室との
   間を導入通路によって接続し、この導入通路には前記反
   力室へ導入される流体の流体圧を制御する圧力制御弁を
   接続するとともにこの接続部の上流の導入通路中に前記
   サーボ弁の操舵に伴う供給通路内の流体圧の上昇によっ
   て切換られ前記供給通路と反力室との連通を遮断する圧
   力カット弁を介挿したことを特徴とする動力舵取装置の
   操舵力制御装置。