JPS616072A - 可変容量型ポンプを備えた車両用動力舵取装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用動力舵取装置に係り、特に可変容量型ポ
ンプを備えた車両用動力舵取装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の動力舵取装置においては、例えば、ステ
アリングハンドルの非操舵操作時には前記ポンプからの
圧力流体吐出量を最小限に抑制し、前記ステアリングハ
ンドルの操舵操作時には前記ポンプからの圧力流体吐出
量を増大させるようにして、この種の動力舵取装置の動
力損失を軽減するようにしたものがある。

ところで、このような装置においては、前記ステアリン
グハンドルの操舵操作に伴いパワシリンダに加わる前記
圧力流体の圧力が所定値以上にならないと、前記ポンプ
からの圧力流体吐出量が増大しないようにしである。従
って、前記ステアリングハンドルの急操舵操作の開始時
期のように、前記圧力流体の圧力が小さいにもかかわら
ず前記パワシリンダへの圧力流体供給量を急増させなけ
ればならないような場合には、前記ポンプからの圧力流
体吐出量が追いつかず前記ステアリングハンドルに対す
る前記パワシリンダの助勢力が不足して上述した急操舵
操作を円滑には開始し得ないという不具合が生じる。

〔発明の目的〕

本発明はこのようなことに対処してなされたもので、そ
の目的とするところは、可変容量型ポンプを備えた車両
用動力舵取装置において、その操舵速度の変化にかかわ
りなく、円滑に操舵操作を行えるようにしたことにある
。

〔発明の構成〕

かかる目的の達成にあたり、本発明の構成上の特徴は、
車両の操舵軸の回動に応じて動作して操向車輪を操向す
る操舵機構と、原動機により駆動されて可変容量に応じ
た量にて圧力流体を発生する可変容量型ポンプと、前記
操舵軸の回動に応じて前記ポンプから前記圧力流体を供
給されて前記操舵機構の動作を助勢する助勢手段とを備
えた動力舵取装置において、前記操舵軸の角速度を検出
し角速度信号として発生する検出手段と、前記角速度信
号の値が基準値より大きいとき出力信号を発生する出力
信号発生手段と、前記出力信号に応答して前記ポンプの
可変容量を増大させる駆動手段とを設けるようにしたこ
とにある。

〔発明の効果〕

しかして、このように本発明を構成したことにより、前
記操操舵機構の急操舵操作を行った場合には、前記角度
信号の値が前記基準値より大きくなり前記出力信号発生
手段から出力信号が発生し、これに応答して前記駆動手
段が前記ポンプの可変容量を増大させるので、前記ポン
プから前記助勢手段に供給される圧力流体の量が前記可
変容量の増大に応じて増大することとなり、その結果前
記操舵機構の急操舵操作が前記助勢手段の前記圧力流体
の増量に伴う助勢力の増大のちとに円滑に行われ得る。

（実施例〕 以下、本発明の第１実施例を図面により説明すると、第
１図は本発明に係る車両用動力舵取装置の全体構成を示
している。この動力舵取装置は、操舵機構１０と、パワ
シリンダ２０と、ロータリプランジャ式可変容量型オイ
ルポンプ３０と、サーボ弁４０を備えており、操舵機構
１０は、ステアリングハンドル１１の左方向（又は右方
向）への操舵操作に伴う操舵軸１２の左方向（又は右方
向）への回動に応じパワシリンダ２０内にてピストン２
１を左室２２　（又は右室２３）側へ摺動させて操向車
輪１３を左方向（又は右方向）へ操向するようになって
いる。

オイルポンプ３０は、回転電動機（図示しない）により
駆動されるポンプシリンダ３１の回転下にて、両制御ピ
ストン３２．３３により制御されるカムリング３４の偏
心量ｅのもとに各ピストン３５〜３５のポンプシリンダ
３１に対する相対的運動に応じてリザーバ５０ａから油
路Ｐ１を通し作動油を汲上げるとともに偏心量ｅに対応
する量の圧油として油路Ｐ２内に吐出する。かかる場合
、制御ピストン３２はその受圧面積において制御ピスト
ン３３のそれよりも大きくしてあり、その油室３２ａに
て油路Ｐ３．′／ＪＬ量調整弁６０及び油路Ｐ４を介し
油路Ｐ２に接続される。一方、制御ピストン３３はその
油室３３ａにて油路Ｐ５を介し油路Ｐ２に接続されてい
る。しがして、カムリング３１は、油室３２ａ内の圧油
及びコイルスプリング３３ｂの弾力力に基づく制御ピス
トン３２の押動作用並びに油室３３ａ内の圧油及びコイ
ルスプリング３３ｂの弾撥力に基づく制御ピストン３３
の押動作用を受けてその偏心ｆｉｅを変える。なお、偏
心ｗｅは、両油室３２ａ、３３ａ内の各油圧がほぼ零の
とき、コイルスプリング３３ｂの弾力力とこれにより小
さなコイルスプリング３３ｂの弾撥力との差により定ま
る最小必要値となり、両油室３２ａ、３３ａ内の各油圧
の増大に応したカムリング３４の第１図Ｑこて図示石動
により増大する。

流量調整弁６０は、油路ト）４内の油圧が所定高正値未
満のとき両油路ｐ３．ｐ４間の連通を許容し、また油路
Ｐ４内の油圧が前記所定高圧値以Ｆのとき、油路Ｐ４を
密閉するとともに、油路Ｐ３を、油路Ｐ６及びこの油路
Ｐ６内に介装した固定オリフィス６１を介しリザーバ５
０ｂ内に連通させる。常開型電磁開閉弁７０は、両油路
Ｐ２．Ｐ７間に介装されて、そのソレノイド７１の消磁
（又は励磁）により開成（又は閉成）し両部路Ｐ２゜１
７間の連通を許容（又は遮断）する。リリーフ弁８０は
、両部路Ｐ２．Ｐ７の各中間部位にそれぞれ接続した各
分岐路Ｐ８．Ｐ９間に介装されており、このリリーフ弁
８０のリリーフ圧は、ステアリングハンドル１１の急操
舵操作下における操舵軸１２の所定角速度値に対応する
。このことは、リリーフ弁８０が、油路Ｐ７内の油圧が
前記所定角速度に対応する所定油圧値未満のとき閉成し
て両分岐路Ｐ８．Ｐ９間の連通を遮断し、油路Ｐ７内の
油圧が前記所定油圧値以上のとき開成して両分岐路Ｐ８
．Ｐ９間の連通を許容することを意味する。

サーボ弁４０は、操舵軸１２の左方向への回動により各
油路Ｐ７．Ｐ９を各油路ＰＩＯ，ｐＨにそれぞれ連通さ
せて、オイルポンプ３０から電磁開閉弁７０又はリリー
フ弁８０の制御下にて油路Ｐ７を通し付与される圧油を
操舵軸１２の左方向への回動操作力に応じた量に絞り油
路ＰＩＯを通しパワシリンダ２０の右室２３内に付与し
、残余の圧油を油路Ｐ９を通しリザーバ５０ａ内に排出
するとともにパワシリンダ２０の右室２３内の圧油を油
路ＰＩＯを通して受けて油路Ｐ９からリザーバ５０ａ内
に排出する。

また、サーボ弁４０は、操舵軸１２の右方向への回動に
より各油路Ｐ７．Ｐ９を各油路Ｐ１１゜ＰＩＯにそれぞ
れ連通させて、オイルポンプ３０から電磁開閉弁７０又
はＩＪ　リーフ弁８０の制御下にて油路Ｐ７を通し付与
される圧油を操舵軸１２の右方向への回動操作力に応じ
た量に絞り油路Ｐ１１を通しパワシリンダ２０の左室２
２内に付与し、残余の圧油を油路Ｐ９を通しリザーバ５
０ａ内に排出するとともにパワシリンダ２０の右室２３
内の圧油を油路ＰＩＯを通して受けて油路Ｐ９からリザ
ーバ５０ａ内に排出する。このことは、バッジリンダ２
０がサーボ弁４０との協働により左室２２　（又は右室
２３）内に生じる圧油のもとにピストン２１を右方へ（
又は左方）へ摺動させて操舵ハンドル１１の右方向へ（
又は左方向）への回動操作を助勢することを意味する。

また、サーボ弁４０の絞り作用時に油路Ｐ７に生しる油
圧は操舵軸１２の角速度に比例するようになっている。

なお、操舵ハンドル１１が中立状態にあるときは、サー
ボ弁４０は、各油路Ｐ７．　　ＰＩＯ，Ｐｌｌを油路Ｐ
９に連通させる。

次に、動力舵取装置の電気回路の構成について説明する
と、角度センサ９０は、操舵軸１２に同軸的に組付けら
れて、操舵軸１２の右方向（又は左方向）への回動角（
ステアリングハンドル１１の中立位置を基準とする）を
検出し角度信号として発生ずる。微分回路９０ａは角度
センサ９０からの角度信号のレベルを微分して微分信号
として発生する。基準信号発生器１００はポテンション
。

メータからなるもので、操舵軸１２の所定角速度値に対
応するレベルにて基準信号を発生ずる。コンパレータ１
１０は、微分回路９０ａからの微分信号を基準信号発生
器１００からの基準信号と比較して、前記微分信号のレ
ベルが前記基準信号のレベルより高いときハイレベル信
号を発生し、また前記微分信号のレベルが前記基準信号
のレベルより低いとき前記ハイレベル信号を消滅させる
。

駆動回路１２０はコンパレータ１１０がらのハイレベル
信号に応答して駆動信号を発生して電磁開閉弁７０のソ
レノイド７１に付与し、コンパレータ１１０からのハイ
レベル信号の消滅により前記駆動信号を消滅させる。こ
のことは、ソレノイド７１が駆動回路１２０からの駆動
信号に応答して励磁され同駆動信号の消滅により消磁さ
れることを意味する。

以上のように構成した本実施例において、当該車両を直
進走行状態におけば、電磁開閉弁７０がリリーフ弁８０
の閉状態のちとに開状態にあり、各油路Ｐ７．ＰＩＯ，
ｐＨがサーボ弁４０の作用のもとに油路Ｐ９を通しリザ
ーバ５０ａ内に開放されており、オイルポンプ３０がカ
ムリング３４の偏心量ｅを前記最小必要値にして前記回
転電動機によって駆動されて油路Ｐ２．電磁開閉弁７０
及び油路Ｐ７内に最小量の圧油（第２図にて符号Ｑａ参
照）を吐出する。

このような段階にてステアリングハンドル１１を左方向
に回動操作すれば、操舵軸１２がステアリングハンドル
１１に対する回動力に応じて左方向へ回動しパワシリン
ダ２０のピストン２１を左室２２側へ摺動させて操向車
輪１３の向きを左方向へ操向する。また、サーボ弁４ｏ
が油路Ｐ７がらの圧油を操舵軸１２の左方向への回動力
に応した量に絞り油路ＰＩＯを通しパワシリンダ２ｏの
右室２３内に付与し、残余の圧油及び左室２２がら油路
ｐＨを通し付与される圧油を油路Ｐ９がらリザーバ゛５
０ａ内に排出し、パワシリンダ２゜カ左右両室２２．２
３間の差圧に応じてピストン２１を左動させてステアリ
ングハンドル１１に対する左方向への回動操作を助勢す
る。

かかる場合、上述したステアリングハンドル１１の左方
向への回動操作が緩やかになされた場合には、サーボ弁
４０の絞り作用により油路Ｐ７内に生じる油圧が、前記
所定油圧値未満であるため、リリーフ弁８０が閉状態を
そのまま維持する。また、ステアリングハンドル１１の
左方向への緩回動操作に応じ角度センサ９０が角度信号
を発生し、これに応答して微分回路９０ａが微分信号を
生じる。然るに、現段階にては微分回路９０ａからの微
分信号のレベルが基準信号発生器１００がらの基準信号
のレベルより低いため、コンパレータ１１０がハイレベ
ル信号を発生せず、駆動回路１２０が駆動信号の消滅状
態をそのまま維持する。従って、電磁開閉弁７ｏがリリ
ーフ弁８ｏの゛閉状態にて開いたままとなっている。

しかして、油路Ｐ７．即ち油路Ｐ２内の油圧の上昇に応
じて両油路Ｐ３．ＰＳ内の各油圧が同様に上昇し、オイ
ルポンプ３０のカムリング３４が、制御ピストン３２に
作用するコイルスプリング３２ｂの弾撥力及び油室３２
ａ内の油圧の和と制御ピストン３３に作用するコイルス
プリング３３ｂの弾撥力及び油室３３ａ内の油圧の和と
の差に応じ第１図にて図示左方へ緩やかに偏心して偏心
量ｅを増大させ、かかる緩増大偏心量ｅのもとにポンプ
シリンダ３１が前記回転電動機により駆動されて油路Ｐ
２内への圧油吐出量を第２図にて符号Ｑｂにより示すご
とく緩やかに増大させる。かかる場合、オイルポンプ３
０から油路Ｐ２．電磁開閉弁７０．油路Ｐ７．サーボ弁
４０及び油路Ｐ１０を通しパワシリンダ２０の右室２３
内に付与される圧油の量が操舵軸１２の緩回動速度に適
正につ追随して過不足なく増大するので、ステアリング
ハンドルＪ１の左方向への緩回動操作に対するパワシリ
ンダ２０による円滑な助勢作用を実現し得る。

また、上述したステアリングハンドル１１の左方向への
回動操作が急速になされた場合は、サーボ弁４０の絞り
作用により油路Ｐ７内に生じる油圧が前記所定油圧値以
上に急上昇するため、リリーフ弁８０が開成して両分岐
路Ｐ８．Ｐ９間の連通を許容する。また、これと同時に
、角度センナ９０との協働により微分回路９０ａから生
しる微分信号のレベルが基準信号発生器１００からの基
準信号のレベルより高くなるため、コンパレータ１１０
がハイレベル信号を発生し、これに応答して駆動回路１
２０が駆動信号を発生し電磁開閉弁７０のソレノイド７
１に付与する。これにより、電磁開閉弁７０がそのソレ
ノイド７１の励磁に応答して閉成し両油路Ｐ２．Ｐ７間
の連通を遮断する。

このようにリリーフ弁８０の開成による両分岐路Ｐ８．
Ｐ９間の連通及び電磁開閉弁７０の閉成による両油路Ｐ
２．Ｐ７間の遮断が実現すると、前記所定油圧値より高
い油路Ｐ７（即ち、分岐路Ｐ９）内の油圧がリリーフ弁
８０を介し分岐路Ｐ８、両油路Ｐ３．Ｐ５及び両油室３
２ａ、３３ａ内に同様に生じ、オイルポンプ３０のカム
リング３４が、制御ピストン３２に作用するコイルスプ
リング３２ｂの弾撥力及び油室３２ａ内の油圧の和と制
御ピストン３３に作用するコイルスプリング３３ｂの弾
撥力及び油室３３ａ内の油圧の和との差に応じ偏心量ｅ
を急増させるべく偏心し、かかる急増偏心Ｎｅのもとに
ポンプシリンダ３１が前記回転電動機により駆動されて
油路Ｐ２内への油圧吐出量を第２図にて符号Ｑｃにより
示すごとく急速に増大させる。

すると、オイルポンプ３０から油路Ｐ２．分岐路Ｐ８．
　　リリーフ弁８０．油路Ｐ７．サーボ弁４０及び油路
ＰＩＯを通しパワシリンダ２０の右室２３内に付与され
る圧油の量が操舵軸１２の急回動速度に適正に追随して
過不足なく急速に増大するので、ステアリングハンドル
１１の左方向への急回動操作に対するパワシリンダ２０
による円滑な助勢作用を実現し得る。なお、上記作用説
明においては、ステアリングハンドル１１を左方向へ緩
回動操作及び急回動操作にする場合について説明したが
、これに限らず、ステアリングハンドル１１を右方向へ
緩回動操作及び急回動操作する場合にも上述と同様の作
用効果を達成し得る。また、油路Ｐ４内の油圧が前記所
定高圧値以上に達したとき、流量制御弁６０が油路Ｐ３
内の油圧を油路Ｐ６及び固定オリフィス６１を介しリザ
ーバ５０ｂ内に開放してカムリング３４の偏心ｌｉｅを
減少させる。

次に、本発明の第２実施例を第３図を参照して説明する
と、この第２実施例においては、オイルポンプ１３０及
びリニアアクチュエータ１４０を前記第１実施例にて述
べたオイルポンプ３０、電磁開閉弁７０及びリリーフ弁
８０に代えて採用したことにその構成上の特徴がある。

オイルポンプ１３０は、ハウジング１３】を有しており
、このハウジング１３１において制御ピストン３３に対
向する位置にてカムリング３４の外周面の一部に向けて
開口するように穿設した貫通穴１３１ａ内には制御ピス
トン１３２　（制御ピストン３３より受圧面積が大きい
）が摺動可能に嵌装されている。

また、制御ピストン１３２の背後にて貫通穴１３１ａ内
に開口するようにハウジング１３１に穿設した流入口１
３１ｂは、油路Ｐ１３を介し両油路Ｐ１２及びＰ５に接
続されており、油路Ｐ１２はその一端にて前記第１実施
例における油路Ｐ７に代えてサーボ弁４０に接続され、
その他端にてオイルポンプ１３０の吐出口に接続されて
いる。

リニアアクチュエータ１４０は、ハウジング１３１の貫
通穴１３１ａ外端周壁部分にＯリング１４１を介して組
付けられているもので、このリニアアクチュエータ１４
０は、そのソレノイド１４２に生じる電磁力に基づきコ
イルスプリング１４３に抗し吸引板１４４をソレノイド
１４２に向けて吸引し、吸引板１４４から延出し貫通穴
１３１ａを通り制御ピストン１３２の背面に連結してな
るロッド１４５を吸引板１４４と同一方向に変位させる
。このことは、制御ピストン１３２に作用するロッド１
４５の変位力および貫通穴１３１ａ内の油圧の和と制御
ピストン３３に作用するコイルスプリング３３ｂの弾撥
力及び油室３３ａ内の油圧の和との差に応じカムリング
３４の偏心量ｅが変ることを意味する。かかる場合、ロ
ッド１４５及び制御ピストン１３２の第３図にて図示右
方への変位量はソレノイド１４２の電磁力に比例する。

またソレノイド１４２はその入力端子にて前記第１実施
例における駆動回路１２０の出力端子に接続されている
。なお、その他の構成は前記第１実施例と同様である。

以上のように構成した本実施例において、前記第１実施
例の場合と同様にステアリングハンドル１１を左方向へ
緩やかに回動操作する場合には、サーボ弁４０の絞り作
用により油路ＰＩ３内に生じる油圧が、前記所定油圧値
未満の値にて両油路Ｐ５．Ｐ１３．流入口１３　ｌ　ｂ
、貫通穴１３１ａ及び油室３３ａ内に同様に生じる。然
るに、現段階にては微分回路９０ａからの微分信号のレ
ベルが基準信号発生器１００からの基準信号のレベルよ
り低いため、駆動回路１２０が駆動信号を発生せず、リ
ニアアクチュエータ１４０のソレノイド１４２が消磁状
態にある。

従って、カムリング３４が制御ピストン１３２に作用す
る貫通穴１３１ａ内の油圧と制御ピストン３３に作用す
るコイルスプリング３３ｂの弾撥力及び油室３３ａ内の
油圧の和との差によりその偏心量ｅを緩やかに増大させ
、かかる緩増大偏心量ｅのもとにオイルポンプ１３０の
ポンプシリンダ３１が前記回転電動機により駆動されて
油路ＰＩ３内への圧油吐出量を第２図の符号Ｑｂにより
示すごとく緩やかに増大させる。かかる場合、オイルポ
ンプ１３０から油路Ｐ１２．サーボ弁４０及び油路ＰＩ
Ｏを通しパワシリンダ２０の右室２３内に付与される圧
油の量が操舵軸１２の緩回動速度に適正に追随して過不
足なく増大するので、ステアリングハンドル１１の左方
向への緩回動操作に対するパワシリンダ２０により円滑
な助勢作用を実現し得る。

また、前記第１実施例と同様にステアリングハンドル１
１を左方向へ急速に回動操作する場合には、微分回路９
０ａからの微分信号のレベルが基準信号発生器１００か
らの基準信号のレベルより高くなるため、駆動回路１２
０がコンパレータ１１０との協働により駆動信号を発生
する。すると、リニアアクチュエーク１４０のソレノイ
ド１４２が駆動回路１２０からの駆動信号に応答してこ
の駆動信号のレベル（コンパレータ１１０からのハイレ
ベル信号のレベル）に対応する電磁力を発生し、吸引板
１４４がかかる電磁力によりコイルスプリング１４３に
抗しソレノイド１４２に向けで吸引されてロッド】４５
を変位させる。

ついで、カムリング３４が、制御ピストン１３２に作用
するロッド１４５の変位力及び貫通穴１３１ａ内の油圧
の和と制御ピストン３３に作用するコイルスプリング３
３ｂの弾指力及び油室３３ａ内の油圧の和との差に応じ
て偏心量ｅを急増させるべく偏心し、かかる急増偏心量
ｅのもとにオイルポンプ１３０のポンプシリンダ３１が
前記回転電動機により駆動されて油路ＰＩ３内への油圧
吐出量を第２図の符号Ｑｃにより示すごとく急速に増大
させる。

すると、オイルポンプ１３０から油路Ｐ１２゜サーボ弁
４０及び油路ＰＩＯを通しパワシリンダ２０の右室２３
内に付与される圧油の量が操舵軸１２の急回動速度に適
正に追随して過不足なく急速に増大するので、ステアリ
ングハンドル１１の左方向への急回動操作に対するパワ
シリンダ２０による円滑な助勢作用を実現し得る。なお
、上記作用説明においては、ステアリングハンドル】１
を左方向へ緩回動操作及び急回動操作する場合について
説明したが、これに限らず、ステアリングハンドル１１
を右方向へ緩回動操作及び急回動操作する場合にも上述
と同様の作用効果を達成し得る。

なお、前記各実施例においては、オイルポンプ３０及び
１３０を回転電動機により駆動した例について説明した
が、これに代えて、オイルポンプ３０及び１３０を当該
車両の内燃機関により駆動するように実施してもよ（、
かかる場合、オイルポンプ３０，１３０’に代えて各種
の可変容量型オイルポンプを採用して実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す全体構成図、第２図
はオイルポンプの圧油吐出量と時間との関係を示すグラ
フ、及び第３図は本発明の第２実施例を示す全体構成図
である。 符号の説明 １０・・・操舵機構、１２・・・操舵軸、１３・・・操
向車輪、２０・・・パワシリンダ、３０゜１３０・・・
オイルポンプ、３２．３３，１３２・・・制御ピストン
、３４・・・カムリング、４０・・・サーボ弁、７０・
・・電磁開閉弁、８０・・・リリーフ弁、９０・・・角
度センサ、９０ａ・・・微分回路、１００・・・基準信
号発生器、１１０・・・コンパレータ、１２０・・・駆
動回路、１４０・・・・リニアアクチュエーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両の操舵軸の回動に応じて動作して操向車輪を操向す
   る操舵機構と、原動機により駆動されて可変容量に応じ
   た量にて圧力流体を発生する可変容量型ポンプと、前記
   操舵軸の回動に応じて前記ポンプから前記圧力流体を供
   給されて前記操舵機構の動作を助勢する助勢手段とを備
   えた動力舵取装置において、前記操舵軸の角速度を検出
   し角速度信号として発生する検出手段と、前記角速度信
   号の値が基準値より大きいとき出力信号を発生する出力
   信号発生手段と、前記出力信号に応答して前記ポンプの
   可変容量を増大させる駆動手段とを設けるようにしたこ
   とを特徴とする可変容量型ポンプを備えた車両用動力舵
   取装置。