JPS61155068A - 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！１６１１装置は、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高くする
必要がある。

従来ではこの反力機構に加える油圧力の制御は、操舵圧
とは関係なく車速等の信号に基づいて電磁圧力制御弁に
て制御している。これによるマニアルトルク−ギヤ発生
圧力特性は第６図で示すように高速走行時の特性は２点
鎖線のように低速走行時の特性に対して平行移動するの
みであり、高速走行時の特性の傾きが自由に変えられな
い。そのため、反力油圧が高い状態でハンドルを切り込
んでいっても操舵力の変化に乏しい問題がある。理想と
しては第６図の高速走行時の実線で示すように傾きを大
きくした特性とすることである。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、高速走行時におけ
るマニアルトルク−ギヤ発生圧力特性を理想とする大き
な傾きとし、操舵力の変化を明確にしたものである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記した問題点を解決するために、供給ポン
プと動力舵取装置のサーボ弁とを接続する供給通路に、
固定絞りを介して車速等に応じて制御されるパイロット
電磁レリーフ弁を接続し、この固定絞りの前後圧に応動
して前記供給通路中の開口面積を制御するメインバルブ
を設け、前記固定絞りとパイロット電磁レリーフ弁間に
反力機構の反力室を接続させ、前記パイロット電磁レリ
ーフ弁のドレン側に操舵圧に応じた背圧を付与する可変
絞り弁を備えたものである。

〈作　　　用〉 上記本発明では、低速時にはパイロット電磁レリーフ弁
の設定圧を低くするとともに、可変絞り弁の絞り面積を
大とし、パイロット電磁レリーフ弁からのドレンを低圧
側に多（排出させ、これにより反力室の油圧反力機構は
○となり軽い操舵力となる。

一方、高速時には車速等に応じたパイロット電磁レリー
フ弁の制御により反力室の反力油圧を増大制御し、操舵
力を高める。同時に可変絞り弁も車速等により絞り面積
を制御してパイロット電磁レリーフ弁のドレン圧を背圧
によって制御する。この可変絞りの制御作用によりハン
ドル切込みによる操舵圧（ギヤ発生圧力）の上昇により
、パイロット電磁レリーフ弁に背圧がかかり、反力室の
反力油圧が操舵圧に応じて上昇し、操舵圧に応じて操舵
力を増大させるものである。

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、１０は動力舵取装置の本体をなすギヤハウシ
ングを示し、このギヤハウジング１０にはピニオン軸（
出力軸Ｎｌが回転可能に軸承され、このピニオン軸１１
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連結され、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２１の内周及びロータ弁部材２２の
外周には、複数のポート溝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、他方を排出ポート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に形成されたフラン
ジ状の反力受部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は回り止めビン３８によって
ビニオン軸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３
９によって常に保合ボール３６に係合する方向に押圧さ
れている。

５１はエンジンによって駆動される供給ポンプから吐出
される圧油の流量ＱＯを動力舵取装置および反力制御に
必要な所定流量Ｑ１にメータリングオリフィス５２て制
御し、余剰流はバイパス通路５３より低圧側に排出する
流量制御弁である。

この流量制御弁５１は、定速モータ駆動ポンプの場合は
不要である。

前記動力舵取装置のサーボ弁２０と供給ポンプとを接続
する供給通路７５に、固定絞り５６を介して車速等に応
じて制御されるパイロット電磁レリーフ弁６０を接続し
、この固定絞り５６とパイロット電磁レリーフ圧設定用
に上記した反力機構の導入ボート４０を接続する。また
前記供給通路７５に固定絞り５６の前後圧に応動して供
給通路７５中の開口面積を制御する前記レリーフ弁６０
のメインバルブ５５を設け、このメインバルブ５５のス
プール７６をスプリング７７により供給通路７５の開口
面積を縮小する方向に押圧する。そして、前記パイロッ
ト電磁レリーフ弁６０のドレン側に操舵圧に応じた背圧
を付与するために、ドレン圧Ｐ２を制御する電磁流量制
御弁８０を設けたものである。

次に前記電磁レリーフ弁６０の構成を第２図に基づいて
説明する。かかる電磁レリーフ弁６０は、ハウジング６
１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．
６９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。

また、前記電磁流量制御弁８０は第３図で示すように、
低圧側に通じる絞り穴８３と、この絞り穴８３の開度を
制御する弁棒’８１と、この弁棒８１を軸方向に進退移
動させるソレノイド８２とから成り、ソレノイド８２に
は車速等に応じた電流値が供給され、車速の上昇に応じ
て紋り穴８３の紋り面積が縮小される。

尚、前記パイロット電磁レリーフ弁６０並びに電磁流量
制御弁８０の制御信号は車速の他にノ１ンドル回転角あ
るいはハンドル回転速度等によって制御することも可能
である。

次に上記構成における動作について説明する。図示する
上記実施例の場合には供給ポンプより吐出された圧油の
流量ＱＯをの流量制御弁５Ｉによって動力舵取装置およ
び反力制御に必要とする所定の流量いに制御され、メイ
ンバルブ５５を通ってサーボ弁２０の供給ポート２６に
供給される。また前記の流量Ｑ１は固定絞り５６にも分
流し、パイロット電磁レリニフ弁６０よりドレンされる
。車速か低い状態においては、パイロット電磁レリーフ
弁６０のソレノイド６３に最大電流が供給され、これに
よりレリーフ圧設定用スプリング６８のバネ荷重は実質
的にＯとなり、また、電磁流量制御弁８０の絞り穴８１
は最大に開口しているので反力油圧ＰＲはＯに保持され
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３
５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、第６図の低速時の実線で示すように通
常の動力舵取作用が行われる。

車速か設定値を越えると、パイロット電磁レリーフ弁６
０のソレノイド６３に供給される電流値が車速の上昇に
応じて低下される。これによりレリーフ圧設定用スプリ
ング６８のバネ荷重が車速の上昇に応じて増大し、レリ
ーフ段定圧は第４図で示すように車速の上昇に応じて増
大される。これにより反力油圧ＰＲが車速に応じて高ま
り、マニアルトルクが増大する。かかる反力油圧ＰＲの
上昇に伴い、メインバルブ５５のスプール７６が供給通
路７５の開口面積を制限するように作動され、反力機構
とサーボ弁２０とが圧力的に分離されるため、反力油圧
ＰＲは動力舵取装置の最大設定圧まで制御可能となる。

なお、車速の上昇によって電磁流量制御弁８０゛の絞り
面積が縮小され、電磁レリーフ弁６０のドレン流量が絞
られるようになるが、ドレン圧Ｐ２は固定絞り５６およ
び電磁流量制御弁８０の絞り面積をそれぞれＡＩ。

Ａ２とすると、 ギヤ発生圧力Ｐ１が低い状態においてはドレン圧Ｐ２は
殆ど作用しない。

この状態でハンドルが操作され、ギヤ発生圧力ｐ＋が上
昇すると、固定絞り５６前後の差圧が大きくなり、パイ
ロット電磁レリーフ弁６０側に圧送される流量が増加す
る。従ってドレン圧Ｐ２は固定絞り前後の差圧の増大に
応じて上昇し、このドレン圧Ｐ２が電磁レリーフ弁６０
に背圧として作用する。従って反力油圧ＰＲは第５図の
点線で示すようにギヤ発生圧力Ｐ１の上昇に応じて高め
られる。

その結果高速時にハンドルを操作した場合には、マニア
ルトルクは第６図の高速時の実線で示すようにギヤ発生
圧力に応じて大きな傾き特性となり、操舵の手ごたえ感
が得られるようになる。

第７図は本発明の他の実施例である。この他の実施例は
、前記実施例におけるポンプ吐出流量ＱＯを電磁流量制
御弁９１によって動力舵取装置に供給する流量Ｑ１を第
８図で示すように車速等に応じて制御し、また、パイロ
ット電磁レリーフ弁６０のドレン圧を制御する電磁流量
制御弁８゜を可変絞り弁９０とし、この可変絞り弁９０
の制御信号をメインバルブ５５とサーボ弁２０の供給ポ
ート２６を接続する通路４５に設けた固定絞り４６前後
の差圧ＰＡ、ＰＢとしたものである。この場合、可変絞
り弁９０は第９図で示すように低速時における固定絞り
９２の大きな差圧によって絞り面積を大きくし、高速時
における固定絞り９２の小さな差圧で絞り面積を小さく
シ、パイロット電磁レリーフ弁６０のドレン圧を制御す
る。

この他の実施例においても上記実施例と同様な操舵力制
御が得られる。尚、何れの実施例も反力機構の反力ビス
トン３５をサーボ弁２０の軸線方向に移動させる例につ
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にしても、上記と同様な操舵制御
を行うものである。

〈発明の効果〉 以上のように本発明は、供給ポンプの吐出流量を固定絞
りを介して車速等に応じて制御されるパイロット電磁レ
リーフ弁に導き、車速等によって反力油圧を制御し、か
つ背圧をパイロット電磁レリーフ弁に付与して前記反力
油圧をキヤ発生圧力に応じて制御する構成であるので、
高速時におけるギヤ発生圧力（操舵圧）−マニアルトル
ク特性の傾きを大きく変えることができ、ハンドルを切
り込んだときの手ごたえ感が明確に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
に油圧系統図を掛図した図、第２図はパイロット電磁レ
リーフ弁の断面図、第３図は電磁流量制御弁の断面図、
第４図は車速とレリーフ設定圧の関係を示す線図、第５
図はギヤ発生圧力と反力油圧の関係を示す線図、第６図
はギヤ発生圧カーマニアルトルク特性の従来と本発明の
比較を示す線図、第７図は本発明の他の実施例を示す動
力舵取装置の断面図に油圧系統図を掛図した図、第８図
は他の実施例における車速と動力舵取装置への供給流量
との関係を示す線図、第９図は車速と可変絞り弁を制御
する固定絞りによる差圧の関係を示す線図である。 １１・・・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、５５・・・メインバルブ、５６・・・固定絞り、
６０・・・パイロット電磁レリーフ弁、８０・・・電磁
流量制御弁、９０・・・可変絞り弁、９１・・・電磁流
量制御弁、９２・・・固定絞り。

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、供給ポンプと
   前記サーボ弁とを接続する供給通路に、固定絞りを介し
   て車速等に応じて制御されるパイロット電磁レリーフ弁
   を接続し、この固定絞りの前後圧に応動して前記供給通
   路中の開口面積を制御するメインバルブを設け、前記固
   定絞りとパイロット電磁レリーフ弁間に前記反力機構の
   反力室を接続させ、前記パイロット電磁レリーフ弁のド
   レン側に操舵圧に応じた背圧を付与する可変絞り弁を備
   えたことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制御装置。