JPS61155067A - 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、車速等に応じた制御圧を供給し、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である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 一般にこの種の装置においては、供給ポンプから吐出す
る圧油を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
ない高速走行時には反力機構に加える油圧力を高くして
いる。ところが、従来では、供給ポンプの複数の吐出ボ
ートから吐出される圧油を一つの流通路に集合してこれ
を制御している。そのため、反力機構の油圧反力室圧力
に較べてポンプ内圧はかなり高くなり、しかも、このポ
ンプ内圧はポンプ自身が吐出する全流量にかかるので、
ポンプ消費馬力が大きいという問題点があった。

本発明は、ポンプ内圧上昇を抑え、ポンプ消費馬力の低
減を図ったものである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、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、車速等に応じてハンドルトルクを変化させる反力機
構を端えた動力舵取装置の操舵力制御装置において、供
給ポンプの複数の吐出ボートを２分し、一方の吐出ボー
トは前記サーボ弁側に接続し、他方の吐出ボートは車速
等に基づいて切替えられる切替弁により低速時は前記サ
ーボ弁側に、高速時は前記反力機構の反力室側へ接続す
ると共に、前記反力室側の圧力を車速等に応じて制御す
る電磁弁を設けたものである。

く作　　　用〉 本発明は、反力機構に加える油圧力を低くする低速走行
時は切（＋弁をＯＦＦ状態として反力機構に導かれる圧
油をサーボ弁への供給ラインに合流させ、反力機構に加
える油圧力を必要とする高速走行時には切替弁をＯＮ状
態にして、サーボ弁へは供給ポンプの一方の吐出ボート
からの圧油でまかない、供給ポンプの他方の吐出ボート
からの圧油を反力機構に導くと共に、この反力機構に導
かれる圧油を電磁弁によって車速等に応じて制御するも
のである。

く実　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、ＩＯは動力舵取装置の本体をなすギヤハウシ
ングを示し、このギヤハウシングｌＯにはピニオン軸（
出力軸Ｈ１が回転可能に軸承され、このピニオン軸■１
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２！！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２工の内周及びロータ弁部材２２の
外周には、複数のボート溝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、供給ボート２６を前記パワー
シリンダの画室に接続された給排ボート２８．２９の一
方に連通し、他方を排出ボート２７に連通ずるようにな
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に連結ビン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７ラン
シ状の反力受部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
ング状の反力ビストン３５が軸方向に摺動可能に嵌合さ
れ、この反力ビストン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。反力ビス
トン３５の内周は前記操舵軸２４に嵌合され、この反力
ビストン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
が導入される導入ボート４０に連通され、右室はリザー
バに接続されたドレーンボート４１に連通されている。

前記反力受部３４と反力ビストン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
反力ビストン３５との間に介在されている。しかして反
力ビストン３５はその背面に設けたウェブワッシャ３９
によって常に係合ポール３６に係合する方向に押圧され
ている。

５０はエンジンによって駆動される圧力バランス式の供
給ポンプである。この供給ポンプ５０は複数の吐出ボー
トを２分して第１吐出ボート５１ａと第２吐出ボート５
１ｂとする。この第１吐出ボー　ト５１ａはサーボ弁２
０の供給ボート２６に通路４５で接続されている。そし
て、前記通路４５には流量制御弁８０が設けられている
。この流量制御弁８０は、メータリングオリフィス８１
と、このメータリングオリフィス８１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低圧側に
通じるバイパス通路８３を開口制御するバイパス弁８２
によって構成され、この流量制御弁８０によって供給ボ
ート２６には動力舵取装置に必要な一定流量が供給され
、余剰流はバイパス通路８３より低圧側に排出される。

前記供給ポンプ５０の第２吐出ボート５１ｂは電磁切替
弁５２を介して反力機構の反力室に通じている導入ボー
ト４０に接続された通路４６に接続されている。また、
この切替弁５２は通路４７によって第１吐出ボート５１
ａとサーボ弁２０の供給ボート２６とを接続する通路４
５の流量制御弁８０の上流側に接続されている。この切
替弁５２は、車速センサからの信号に基づいて切替えら
れるものであるが、車速等により変化するトルクコンバ
ータのガバナ圧、チェンジレバーのシフト信号等によっ
て切替えられる切替弁であってもよい。

さらに、前記導入ボート４０に接続されている通路４６
には反力機構の反力室の圧力を車速等に応じて制御する
電磁レリーフ弁６０が設けられている。この電磁レリー
フ弁６０は第２図で示すように、ハウジング６１に固定
された弁本体６２と、この弁本体６２に取り付けられた
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、前記導入ボート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６８．１３９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。

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の第１吐出ボート５１ａと第２吐出ボート５１ｂ
とから吐出される圧油の流量は２分の１づつに配分され
、第１吐出ボート５１ａはサーボ弁２０側に、また第２
吐出ボート５１ｂは反力機構側に供給する。

低速走行時には、切替弁５２は図示のようにＯＦＦ状態
に位置し、第２吐出ボート５１ｂからの圧油を通路４７
を介してサーボ弁２０側の通路４５に導入され、反力機
構の反力室には導入されない。

従って、サーボ弁２０例の流量は第３図のＡで示すよう
に第１吐出ボート５１ａと第２吐出ボートｓｔｂとの両
方の流量になり、エンジン回転数の低い領域で流量制御
弁８０によって動力舵取装置に必要な所定の一定流量に
制御されてサーボ弁２０の供給ボート２６に供給される
。従って、反力ビストン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、反力ビストン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。

車速か所定値を越えると、切替弁５２がＯＮ状態になり
、第２吐出ボート５１ｂからの圧油は反力機構の反力室
に通じる通路４６に導入するよう切替えられ、サーボ弁
２０側へは第１吐出ボート５１ａからの圧油のみとなり
第３ｆＮＢで示すように減量される。しかしながら、高
速時においてはエンジン回転数も高いため、第１吐出ボ
ート５１ａからの圧油のみで動力舵取装置に必要な流量
が確保される。一方、前記通路４６より反力室に導かれ
る第２吐出ボート５１ｂからの圧油は、車速等に応じて
制御される電磁レリーフ弁６０によって制御圧力ＰＣが
車速の上昇に応じて高められ、第４図に示すように反力
油圧が車速に応じて高くなる。これにより反力ビストン
３５は反力油圧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を増大させる。尚、第
２吐出ボート５１ｂからの圧油は車速（エンジン回転数
）の上昇に比例して流量が増大するため、切替弁５２と
電磁レリーフ弁６０との間に流量を一定に制御する流量
制御弁を設けてもよく、この場合には電磁レリーフ弁６
０に代えて、供給される電流値に応じてｉｆ変絞りの紋
り面積を変化させる電磁流量制御弁を設けても同様な圧
力制御を行い得る。また重犯電磁レリーフ弁６０の制御
は、車速の他にハンドル回転角あるいはハンドル回転速
度等でもよい。

また反力機構は、反力ビストン３５をサーボ弁２０の軸
線方向に移動させる側について述べたが、反力ビストン
をサーボ弁の半径方向に移動させるラジアル方式のもの
であって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、供給ポンプの複数の吐出ボート
を２分し、一方の吐出ボートを常時サーボ弁側へ、他方
の吐出ボートは車速等に基づいて切替えられる切替弁に
より低速時はサーボ弁側に、高速時は反力機構の反力室
側へ接続するようにした構成であるので、供給ポンプの
内圧上昇を制御することができ、しかも反力油圧による
ポンプ内圧上昇は一方の吐出ボートから吐出される流量
分にかかるだけとなるので、ポンプ消費馬力の低減が得
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
油圧系統図を供回した図、第２図は電磁弁の要部断面図
、第３図はエンジン回転数（車速）に基づくサーボ弁へ
の圧油流量を示す線図、第４図は車速等に基づく反力油
圧を示す線図である。 ＩＩ・・・出力軸、２０・・・サーボ弁、２４・・・入
力軸、３３・・・反力シリンダ室、３５・・・反力ビス
トン、５０・・・供給ポンプ、５１ａ・・・第１吐出ボ
ート、５１ｂ・・・第２吐出ボート、５２・・・切替弁
、６０・・・電磁弁、８０・・・流量制御弁。 特　許　出願人豊田工機株式会社 代　　　　理　　　　人　平　　　井　　　二　　　部
第１図 ｂｌｔ）　　５０ ｊＩＺ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、車速等
   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、供給ポンプの
   複数の吐出ボートを２分し、一方の吐出ボートは前記サ
   ーボ弁側に接続し、他方の吐出ボートは車速等に基づい
   て切替えられる切替弁により低速時は前記サーボ弁側に
   、高速時は前記反力機構の反力室側へ切替え接続すると
   共に、前記反力室側の圧力を車速等に応じて制御する電
   磁弁を設けたことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制
   御装置。