JPS621672A - 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、車速等に応じてアシスト力を変化させる反力
機構を備えた動力舵取装置の操舵力制御装置に関する。

〔従来技術〕

この種の動力舵取装置の操舵力制御装置においては、ア
シスト力を必要とする低速走行時には反力機構に加える
作動流体圧を低（し、逆にアシスト力を殆ど必要としな
い高速時にはこの作動流体圧を高くしている。従来は、
この反力機構に加える作動流体圧の制御は車速信号に基
づき作動する電磁圧力制御弁等により行っている。これ
による「マニアルトルク−ギヤ発生圧力」特性は第７図
に示す如く、高速走行時においては２点鎖線のように低
速走行時の特性Ｃに対してはり平行に移動するのみであ
り、このため高速走行時ｑはハンドルを切り込んでいっ
てもマニアルトルクの変化が乏しく、舵角感が得られな
いという問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この問題を解決するために、第８図に示すような操舵力
制御装置の開発がなされており、この技術においては、
供給ポンプ１からの作動流体を分流制御弁２により、・
サーボ弁６を経てパワシリンダ８に接続されるサーボ弁
通路３と、反力機構７に接続される反力制御通路４とに
分流し、両道路３．４を固定絞り５ａを有する連通路５
により連通している。ハンドルを切り込めば、サーボ弁
通路３内に生ずるギヤ発生圧力が増大するのでサーボ弁
通路３内の作動流体の一部は連通路５を経て反力制御通
路４に流入する。一方、反力制御通路４に設けた電磁リ
リーフ弁９ａのリリーフ圧を車速の増大に応じて上昇さ
せて可変絞り弁９の開度を減少させている。これにより
、反力機構７に印加される圧力はハンドル切り込みによ
るギヤ発生圧力の増大と車速の増大の両方に応じて増大
することになるので、高速時における「マニアルトルク
−ギヤ発生圧力」特性の傾斜は第７図の実線りに示す如
く減少する。従って、高速走行時にも適当なマニアルト
ルクの変化が得られ、舵角感を得ることができる。

しかしながら第８図に示す技術においては、３個の弁（
分流制御弁２．可変絞り弁９及び電磁レリーフ弁９ａ）
を必要とし、このためコスト高になるという問題があっ
た。本発明は使用する弁の数を減少させて以上の問題を
解決しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本発明による動力舵取装置の操舵力制御装
置は、第１図〜第３図に示す如く、アシスト力を発生す
るパワシリンダ６６と供給ポンプ５０の間に介在され入
力軸２３と出力軸２１の相対回動に基づき作動されてパ
ワシリンダ６６への作動流体の給排を制御するサーボ弁
３０と、車速等の車両の走行状態に応じて前記両軸２３
．２１の間の捩りばね特性を変えて、前記アシスト力を
変化させる反力機構４０を備えた動力舵取装置の操舵力
制御装置において、前記供給ポンプ５０からの作動流体
を前記サーボ弁３０に供給する供給通路６１より反力制
御通路６２を分岐し、この反力制御通路６２に車速等の
車両の走行状態に応じて開口面積が制御される電磁絞り
弁７０と固定絞り６４を直列に接続して設け、前記反力
機構４０に前記電磁絞り弁７０と固定絞り６４の間の圧
力を印加したことを特徴とするものである。

〔作用〕

供給ポンプ５０から供給通路６１を経てサーボ弁３０に
供給される作動流体の一部は供給通路６１内に生ずるギ
ヤ発生圧力に応じて反力制御通路６２に分岐され、電磁
絞り弁７０と固定絞り弁６４の抵抗値に応じて反力機構
４０に制御圧力を印加する。ハンドルの回動角が少ない
状態においては、供給通路６１内のギヤ発生圧力は小さ
いので反力制御通路６２を流れる制御流量も少なく、従
って反力機構４０に印加される制御圧力も小さく、ハン
ドルのマニアルトルクも小さい。しかしながら、ハンド
ルを切り込むにつれてギヤ発生圧力は増大するので反力
制御通路６２の制御流量及び反力機構４０に印加される
制御圧力は次第に増大する。従ってハンドルの切り込み
につれてマニアルトルクも次第に増大し、舵角感が得ら
れる。車両の走行状態に応じて電磁絞り弁７０の開口面
積が変化すれば、ギヤ発生圧力が同一であっても反力制
御通路６２の制御流量が変化して反力機構４０に印加さ
れる制御圧力は変化し、従って、マニアルトルクも車両
の走行状態に応じて異なった値となる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、車速等の車両の走行状態
に応じて開口面積が制御される１個の電磁絞り弁を使用
するのみで、舵角感がありその特性が走行状態に応じて
変化する動力舵取装置の操舵力制御装置を得ることがで
き、この種の装置のコストを低下させることができる。

〔実施例〕

以下に、添付図面により本発明の一実施例を説明する。

第１図に示す如（、自動車エンジンにより駆動されるベ
ーンポンプ等の供給ポンプ５０の吐出通路５１にはメー
タリングオリフィス５２及びバイパス弁５３が設けられ
ている。バイパス弁５３の制御スプール５３ａはメータ
リングオリフィス５２の前後の差圧に応じて作動し、供
給ポンブ５０から吐出される作動流体の流量が増大すれ
ば余分の流量をバイパス通路５４からリザーバ６８に戻
し、かくして一定流量の作動流体が供給通路６１に送り
込まれる。なお、供給ポンプ５０が定速モータ駆動方式
の一定流量を吐出するものである場合には、バイパス弁
５３は不要である。

供給通路６１に送り込まれた作動流体の大部分は制御絞
り６３を経て、パワシリンダ６６が接続された後述のサ
ーボ弁３０に供給され、また制御絞り弁６３の上流側か
らは後述する電磁絞り弁７０と固定絞り弁６４を直列接
続して設けた反力制御通路６２が分岐され、作動流体の
一部はリザーバ６８に戻される。反力制御通路６２の電
磁絞り弁７０と固定絞り弁６４の間の部分は、連通路６
２ａを介して後述する反力機構４０に連通され、またリ
リーフ弁６５を有する通路６２ｂを介してリザーバ６８
に接続されている。

次に、サーボ弁３０及び反力機構４０を有する動力舵取
装置の本体について説明する。第１図に示す如く、互い
に固定されたハウジング本体１１と弁ハウジング１２内
には２個の軸受１３．１４により出力軸２１が軸支され
、この出力軸２１にこれと交差する方向に摺動可能に支
持されたラック軸２２のラック歯２２ａが噛合している
。このラック軸２２はパワシリンダ６６のピストンロッ
ド６６ａと連結され、その両端は操舵リンク機構（図示
せず）を介して操向車輪に連結されている。

弁ハウジング１２内には操舵軸である入力軸２３が出力
軸２１と同軸に軸支され、この両軸２１゜２３は入力軸
２３の中心孔内に設けられたトーションバー２４により
弾性的に連結されている。

弁ハウジング１２内に収納されたサーボ弁３０は、入力
軸２３と一体に形成されたロータ弁部材３１と、その外
周に同軸に相対回動可能に嵌合され係合ピン２５により
出力軸２１と相対回動不能に結合されたスリーブ弁部材
３２を主要構成部材とし、互いに嵌合するロータ弁部材
３１の外周とスリーブ弁部材３２の内周には、それぞれ
軸方向に延びる複数のランド部と溝部が形成されている
。

入力軸２３にはその中心孔とロータ弁部材３１の溝底を
連通ずる連通路３６と、同中心孔をハウジング１２内の
低圧室３７に連通する通路３８が穿設され、またスリー
ブ弁部材３２には所定の溝底より外周に連通ずる分配穴
３９ａ、３９ｂが穿設されている。供給ポンプ５０から
供給通路６１を経て供給ポート３４に供給された作動油
は、周知の如く、サーボ弁３０が中立状態にあれば、両
弁部材３１．３２の間のランド部と溝部を横切って円周
方向に均等に分れて流れ、連通路３６から入力軸２３の
内孔及び通路３８を通って排出ポート３５からリザーバ
６８に排出される。この状態では両分配ボート３９ａ、
３９ｂは低圧で等しい圧力となるのでアシスト力を生じ
るパワシリンダ６６は作動されず、供給通路６１内に生
じるギヤ発生圧力も小さい。入力軸２３に手動操舵トル
クが加えられてサーボ弁３０が中立状態から回動偏位す
ればサーボ弁３０内の作動油の前記流れは、不均等とな
り、両分配ボート３９ａ、３９ｂの間に圧力が生じてパ
ワシリンダ６６が作動され、中立状態からの回動偏位量
に応じてアシスト力が生じ、また供給通路６１内のギヤ
発生圧力は増大する。

次に反力機構４０につき説明すれば、第１図及び第２図
に示す如く、ロータ弁部材３１の出力軸２１側の端部に
は半径方向に両側に突出した突起部４１が形成されてお
り、また出力軸２１にはこの突起部４１を入力軸２３と
同軸に回動可能に遊嵌する嵌合溝４２が形成されている
。突起部４１の外周面には中央が低くなるように円周方
向両側に傾斜したカム面４３が形成されている。出力軸
２１には、サーボ弁３０の中立状態でカム面４３と対応
する位置に、半径方向の挿通穴４４が形成され、挿通穴
４４にはプランジャ４５が半径方向に摺動可能に嵌合さ
れている。出力軸２１の外周には挿通穴４４と連通する
環状溝４６が形成され、弁ハウジング１２には通路４７
により環状溝４６と連通するポート４８が形成されてい
る。ポート４８には前述の如く反力制御通路６２が連通
され、電磁絞り弁７０と固定絞り６４の間の作動流体圧
（制御圧力）がポート４８９通路４７．環状溝４６より
プランジャ４５の後部へ導入され、プランジャ４５の先
端をカム面４３に押圧するようにしている。上記反力機
構は、いわゆるラジアル方式のものであるが、軸線方向
に反力を作用させるスラスト方式としてもよい。

反力機構４０に導入される制御圧力が低ければ、入力軸
２３と出力軸２１の間の回動抵抗は主としてトーション
バー２４のみであるので両軸２３゜２１の間の捩りばね
特性は、回動抵抗が小さいものとなり、従ってマニアル
トルクに対するサーボ弁３０の回動偏位量は大となり、
供給通路６１に生ずるギヤ発生圧力は大となる。これに
対し反力機構４０に導入される制御圧力が増大すれば、
トーションバー２４による回動抵抗にカム面４３を、押
圧するプランジャ４５による回動抵抗が加わるので両軸
２３．２１間のの捩りばね特性は回動抵抗が大きいもの
となり、従ってマニアルトルクに対するギヤ発生圧力は
小となる。

次に電磁絞り弁７０につき説明すれば、第３図に示す如
く、パルプ本体７１の突出部７１ａの先端には中央に絞
り穴７２ａを有するユニオン７２が同軸に螺合固定され
、絞り穴７２ａを挾んで第１ポー）７０ａ及び第２ボー
ト７０ｂが形成されている。バルブ本体７１には突出部
７１ａと反対側にヨーク７５が固定され、このヨーク７
５の内孔により弁軸７４を固定したスプール７３が突出
部７１ａと同軸に軸方向摺動可能に支持されている。ス
プール７３及び弁軸７４はスプリング７８及び７９を介
して、バルブ本体７１とヨーク７５に螺合した調整ねじ
７７の間に弾性的に支持されている。電磁絞り弁７０は
予め調整ねじ７７により調整を行い、ソレノイド７６に
通電しない状態では弁軸７４の先端がユニオン７２の絞
り穴７２ａより離れて電磁絞り弁７０の開口面積を大と
し、ソレノイド７６に通電すればその電流値に応じてス
プール７３が左方向に変位して弁軸７４の先端を絞り穴
７２ａに近付けて電磁絞り弁７０の開口面積を次第に減
少させるようにするものとする。

この電磁絞り弁７０はパルプ本体７１の突出部７１ａを
弁ハウジング１２等の取付基体１５に螺合して取り付け
るものである。

本実施例においては、電磁絞り弁７０は、第４図に示す
如く、低速時（据切時）においては閉止され、反力制御
通路６２には油が分流されないため、ハンドル操作によ
り軽快な舵取操作が行える。しかして制御絞り弁７０は
車速か増大するにつれてその開口面積が増大するように
制御され、これにより供給通路６１から反力制御通路６
２に分流される制御流量及び連通路６２ａを介して反力
機構４０に印加される制御圧力の特性はそれぞれ第５図
及び第６図に示す如くなり、制御圧力は車速の上昇につ
れて増大されるとともに、ギヤ発生圧力の上昇につれて
増大される。すなわち、中速（車速Ｖｌ）においては、
電磁絞り弁７０の開口面積は小さい（面積ＡＩ）ので抵
抗が大きく、従って反力制御通路６２を流れる制御流量
の特性は、第５図のＱｌに示す如く、ハンドル回動角に
応じて増大するギヤ発生圧力に対してなだらかに立上が
る形状となり、この制御流１ｔＱ１と固定絞り６４の抵
抗値により定まる反力機構４０への制御圧力も、第６図
のＰｌに示す如く、ギヤ発生圧力に対しなだらかに立上
がる形状となる。車速がＶ２．Ｖ３と増大して高速（車
速Ｖ４）となれば電磁絞り弁７０の開口面積もＡ２．Ａ
３と増大してＡ４となり、制御流量の特性も、第５図に
示す如く、Ｑ２．Ｑ３と立上りが次第に急になってＱ４
となる。従って、反力機構４０に印加さる制御圧力の特
性も、第６図に示す如（、車速の増大に応じて、Ｐｌか
らＰ２．Ｐ３と立上りが次第に急になってＰ４となる。

前述の如く、反力機構４０に印加される制御圧力が増大
すればマニアルトルクに対するギヤ発生圧力は次第に減
少するので、第７図に示す「マニアルトルク−ギヤ発生
圧力」特性は車速の増大につれて次第に傾斜がゆるやか
になる。従って高速走行時にはギヤ発生圧力に対しマニ
アルトルクが増加し、また適当なマニアルトルクの変化
が得られる。

上記実施例においては電磁絞り弁７０の開口面積を車速
に応じて制御したが、その他の車両の走行状態、例えば
市街地、高速道路、山道等の道路状態あるいは荷物の積
載状態等に応じて電磁絞り弁７０の開口面積を制御すれ
ば、それぞれの走行状態に応じ所望のマニアルトルクが
得られ、またそれぞれの状態において適当な舵角感を得
ることができる。

なお、リリーフ弁６５は何等かの故障、例えば、固定絞
り６４の詰り等が生じた場合に、反力機構

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明による動力舵取装置の電磁絞り
弁の断面図、第４図は電磁絞り弁の開口面績の変化特性
図、第５図は反力制御通路を流れる制御流量の特性図、
第６図は反力機構に印加される制御圧力の特性図、第７
図は「マニアルトルク−ギヤ発生圧力」の特性の説明図
、第８図は本発明前の開発技術の全体構成図である。 符号の説明 ２１・・・出力軸ユ２３・・・入力軸、３０・・・サー
ボ弁、４０・・・反力機構、５０・・・供給ポンプ、６
１・・・供給通路、６２・・・反力制御通路、６４・・
・固定絞り、６６・・・パワシリンダ、７０・・・電磁
絞り弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アシスト力を発生するパワシリンダと供給ポンプの間に
   介在され入力軸と出力軸の相対回動に基づき作動されて
   パワシリンダへの作動流体の給排を制御するサーボ弁と
   、車速等の車両の走行状態に応じて前記両軸の間の捩り
   ばね特性を変えて前記アシスト力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、前記
   供給ポンプからの作動流体を前記サーボ弁に供給する供
   給通路より反力制御通路を分岐し、この反力制御通路に
   車速等の車両の走行状態に応じて開口面積が制御される
   電磁絞り弁と固定絞りを直列に接続して設け、前記反力
   機構に前記電磁絞り弁と固定絞りの間の圧力を印加した
   ことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制御装置。