JPS6223870A

JPS6223870A - 動力操向装置

Info

Publication number: JPS6223870A
Application number: JP16428485A
Authority: JP
Inventors: Koichi Komatsu; 浩一小松
Original assignee: Atsugi Motor Parts Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1985-07-25
Filing date: 1985-07-25
Publication date: 1987-01-31
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH0659837B2

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】産業上の利用分野この発明は、動力操向装置に関する。

従来の技術一般に、ピストンによって隔成したシリンダ内の二つの
作動室に、油圧制御機構にて作動油を選択的に給排制御
し、前記ピストンに連結された縁曲部材の操舵動作を助
勢する動力操向装置１にあつ”〔は、車両の低速走行時
あるいは据切時に汀、十分な操舵助勢力を必要とするが
、その反ｌ苗、車両の低速走行時よりも接地抵抗の小さ
い高速走行時には、操舵安定性の向上を図る見地から、
さほど操舵助勢力を必要としない。つまり、車両の低速
走行時あるいは据切時には、）・ンドル荷重′を帳くし
、車両の高速走行時にはノ・ンドル荷重を重くすること
が好ましい。

そこで、本件出願人け、このような曹請に応えるべく、
例えば’Ｍ願昭５９−２３１９７３号に記載の動力操向
装置を提案している。こθ）動力操向装置ｉｔ汀、ポン
プから吐出される作動油を、ピストンによって隔成され
た二つの作動室に送給するための供給路から分岐して作
動油をタンクに還流するバイパス路の途中に、前記供給
路から前記バイパス路に向う作動油の制限的流ｔｌｌ￥
許容する固定絞り機構と、こび）固定絞り機構の下流側
で車速に応じて前記バイパス路の開口面積を変化させる
可変絞り機構と１設けるとともに、Ａｉｌ記油圧油圧制
御機構成するスプール弁の移動苓・、耐■記固定絞り機
構に生ずる油圧と前記可変絞り機構に生ずる油圧との間
の差圧に応じて制動する油圧反力機構を設けた構成とし
である。

このような構成を有する従来の動力操向装置は、作動油
の供給路から分岐するバイノくス路の途中に設けた固定
絞り機構と車速に応じて、（イノ（ス路の開口面積を変
化ζせる可変絞り機構との間に生ずる油圧な油圧反力機
構に導き、この油圧反力機構にて油圧制御機構を構成す
るスプール弁の移動を徐々に制動できるようにし、これ
により操蛇輪のハンドル荷重な車速に応じて滑らかに増
減できるようにしている。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、このような従来の動力操向装置にあって
は、車両が低速状態にある場合、油圧反力機構が作用し
ないように可変絞り機ｍを緩める。

すると、バイパス路の流量が増大して、供給路の流量が
減少する。このためにシリンダ内の作動室の圧力が十分
に上がらず、操舵助勢力を十分に発揮するに至らない。

然らば可変絞り機構を絞ると、油圧反力機構の圧力が上
昇してしまい、これも操舵の妨げとなる。一方、車両が
高速状態にある場合には、操舵の安定のＷ４地から、操
前反力が大なることが望ましいので、可変絞り機構を絞
ることとなるが、上流にある固定絞りで、一端バイパス
路内は圧力が降下しているので、下流にある可変絞りで
はより強く絞って油圧反力機構へ導入する圧力を高める
。このため、バイパス路の流量は大巾に減少し、その分
供給路の流量が増大する。これ−に伴なって油圧制御機
構での流通抵抗が大永くなって供給路の圧力が増し、ポ
ンプ吐出圧が大きくなり、ポンプは余分の仕事なするこ
ととなり、エネルギのロスを生じる等の問題点があった
。

問題点を解決するための手段こθ）ような従来の問題点を解決するために、本発明は
、操舵輪の操作力により駆動される入力部材と、軍輪に
操舵力を与える操舵部材を駆動する出力部拐と、これら
入力部材と出力部材との間に相対回動変ｆｉｒが生じた
とき、ピストンによって隔成されたシリンダ内の二つの
作動室に作動油を選択的に給排側御して前記ピストンに
連結した操舵部材の操舵動作を助勢する油圧制御機構と
を備えるとともに、車速に応じて前記油圧制御機構の移
動に際して反力な与える油圧反力機構な備えた動力操向
装置において、ポンプから吐出きれる作動油な前記二つ
の作動室に送給するための供給路から分岐して作動油な
タンクに還流下るバイパス路を設け、このバイパス路の
途中に２つの絞り機構を設けて、そのうち、少なくとも
上流側の絞り機構を、１配バイパス路の開口面積を変化
させる可変絞り機構とするとともに、これら２つの絞り
機構の間のバイパスＷｉ５から分岐する油路な設けて、
これを前記油圧反力機構と連通はせる一方、前記可変絞
り機構の絞り量な制御するコントローラと、該コントロ
ーラに検出した車速信号を入力する車速センサとを設け
ると共に前記２つの絞り機構間のバイパス路内の油圧を
感知する油圧センサを取付けて、車速センサから得られ
る車速信号及び油圧センサから得られる油圧信号な前記
コントローラに入力して可変絞り機構の絞りｉｔｖ制御
する構成にしている。

作用このような構成になる本発明の動力操向装置はバイパス
路の上流側に設けた可変絞り機１４ＩＩ７に：可変操作
することにより、車両の低速時ｉｊ絞りを強くして油圧
制御機構へ供給する流量を増加させてシリンダ内の作動
室の圧力を高めて助勢力を大きくすると共に、この可変
絞り機構より下流の圧力を低下はせて、油圧反力機構の
圧力を小として反力な小ζくする。また、車両の高速時
には前記可変絞り機構の絞りを弱くして、バイパス流量
を増加させることにより供給路の流量を減少ζせ、これ
によって供給路内の圧力上昇を抑えて吐出圧の低下を計
り、ポンプの負荷を軽減して、エネルギのロス′Ｉ２ｒ
：ｆｒくする。また、バイパス流量の増加に伴なって下
流の絞り機構の作用で油圧反力機構には、より高い圧力
が導入されて、操舵反力を増し、操舵が安定する。更に
、このような車速センサに加えて、前記２つの絞り機構
間のバイパス路内の油圧を感知する油圧センサを取付け
て、同じ車速でも油温の変化や操舵のために変化する油
圧を検出して、この信号をコントローラに入力すること
によって、前記可変絞り機構の絞り量を補正する。

即ち作動油の油圧と粘度、粘度と油温には所定の相関関
係があり、また操舵輪の回転操作時にはポンプ吐出圧の
変動があるので、これらの補正を行うものである。

実施例以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１Ａ図はこの発明に係る動力操向装置の第１実施例を
示す断面図、第２図は第１Ａ図における■−■線断面図
である。

ｌｉｔ！　１．　Ａ図及び第２図に示すように、ピスト
ン１によってシリンダ２内は、二つの作動室３，４に隔
成プれ、＾１丁配圧ストン１は、操縦リンクを駆動する
操舵部材たるセクタシャフト４０に連結されている。前
記シリンダ２の一端を耐重−「るハウジング５には、ポ
ンプＰから吐出される作動油をＡｉｌ記二つの作動室３
，４に給排する供給孔６及び排出孔７が形成はれており
、このハウジング５内には、車輪に操舵力を与えるセク
タシャフト４０を駆Ｍ’ｆる出力部材たるウオームシャ
フト８が軸受９を介して回動可能に収容配置されている
。このウオームシャフト８の一端は前記ピストン１にボ
ールねじ４１を介して螺合をれている。また、とのウオ
ームシャフト８の他端側には、可換性を壱するトーショ
ンバ４２を介して、操舵輪４３に連結１．た入力部材り
るスタブシャフト２９が連結されている。さらに、この
ウオームシャフト８の他端側には、前！［シ二つの作動
室３，４に作動油を４択的に給排制御して前記セクタシ
ャフト・１０の操舵動作を助勢する油圧制御機１１１１
０が設けられてい乙。この油圧制御機構１０ば、第１Ａ
図に示１ように、内周面に所定の環状構を有する筒状の
仲秋容部１１と、この仲秋容部ｌｌ内に摺動可能に嵌挿
されたスプール弁１２とから構成されており、仙記弁収
容部ｌｌ内には、このスプール弁１２の外周に軸方向所
定間隔’Ｖｌｆいて形成ばれた４個のランド部によって
３個の弁室１３゜１４　、１５が形成され−Ｃいる。こ
れらのうち、両側に位１ｆＴる弁室１３　、１４げ、ハ
ウジング５とウオ・−ムシャフト８との間に形成した環
状１’ｌｆＳ＆に、供給口１６　、１７を介して連通し
ている。このうち、前記弁室１３ば、一方の作動室３に
油路１８を介して連通ずるとともに、仙記弁宰１４け、
他方の作動室４に油路１９を介して連通している。また
、前記弁室］３゜１．４　、１５のうち、中央部に位置
する弁室１５Ｕ、紡配排…孔７に油路４４を介して連通
しており、前記スタブシャフト２９に設けた一方のスタ
ブシャフトビン３０　ａにより前記スプール弁１２が駆
動されて仲秋容部１１内な軸方向に摺動したとき、前記
弁室１５に対する弁室１３または弁室１４からの流体通
路面積は増大またげ減少すると同時に、これらに対応す
る前記弁室１３　、１４に対する前記供給口１６　、１
７からの流体通路面積は減少またげ増大するようになっ
ている。

一方、ウオームシャフト８の他端側に［、第１Ａ図に示
すように、前記油圧制御機構１０と対向して油圧反力機
構２０が設けられている。この油圧反力機構２０　は、
ウオームシャフト８に固＊された制御シリンダ２１と、
このシリンダ２１の両端開口部を閉塞する封止板２２　
、２２と、前記制御シリンダ２１内に摺動可能に嵌挿さ
れた２つのピストン２３　、２４と、これら両ピストン
２３　、２４と舵記各封■ト板２２　、２２との間に隔
成された反力室３１　、３２と、舵記スタプシャフ）２
９に植設されて、前記油圧制御機１１１１０−＆駆動す
るスタブシャフトビン３０＆の直径方向対向位置に、同
様に植設されて、前記ピストン２３　、２４の間に臨む
スタブシャフトビン３０　ｂと、このスタブシャフトビ
ン３０　ｂに前記ピストン２３　、２４を常時付勢する
セットスプリング２５　、２６と、前記シリンダ２１の
内周に装着されて、前記各ピストン２３　、２４が互い
に接近する方向に移動するＯ）を規制するストッパリン
グ２７　、２８とから構成されている。

＠配反力室３１　、３２汀、これら開口する通孔３３゜
３４、ウオームシャフト８とハウジング５との間に形成
１７た環状油１１’８３７を介して油路３８に連通して
いる。なお、前記両ピストン２３　、２４間に形成され
たスタブシャフト挿入室４５ハ油路４６を介して作動油
の排出量７に連通している。

また、ポンプＰと二つの作動室３．４とけ供給路４７に
よって接続はれており、この供給路４７の途中に前記油
圧制御機構ｌＯが設けられポンプＰから吐出される作動
油を各作動室３，４に切換送給するようになっている。

この供給路４７からは作動油をタンクＴに還流するバイ
パス路４９が分岐しており、このバイパス路４９の途中
には、上流側に、車速に応じて＃配バイパス路４９の開
口面積を変化させる可変絞り機構５０と、下流側に、開
口面積が一定の固定絞り機構５１とがそれぞれ設けられ
ている。

これら可変絞り機構５０と固定絞り機構５１との間のバ
イパス路４９からは、ハウジング５に設けた油路３８に
連通ずる分岐路５２が設けられている。かくして、前記
油圧反力機構２０の反力室３１　、３２には、前記固定
絞り機構５１と可変絞り機構間との間に生ずる油圧が導
入され、この油圧に応じて前記スタブシャフトビン３０
　ｂが反力を受けるようになっている。４８は作動油を
タンクＴに還１１１Ｔる排出路で、ポンプＰから供給路
４７によって油圧制御機構ＩＯや油圧反力機＠２０に送
給された作動油を、これらからタンクＴに還流し、また
、シリンダ２の作ｒ室３．４のいづれかから排出される
作動油を油圧制御機構を介して同じくタンクＴに還流す
る。更に紡配分岐路５２内には作動油の油圧を感知する
油圧センサ５６を設け、この油圧センサ５６から得られ
る油圧信号を電子コントローラ５５へ入力する。一方電
子コントローラ５５には、車速センサ簡及びノ１ンドル
荷重セレクトスイッチ５４から得られる各信号が入力さ
れ、これに加えて電子コントローラ５５ニ上記した油圧
センサ５６、からの信号を入力して可変絞り機構５０を
構成するソレノイド５０＆に制御信号を出力するように
しである。

次に、このような構成な有するこの実施例に係る動力操
向装置の作用について説明する。

まず、車両の低速走行状態の場合について説明する。

この場合は、車速センサ５３が低速走行状態を検出して
その単連信号によってコントローラ５５がソレノイド５
０＆１作動させ、可変絞り機＠５０を構成する可変絞り
弁５０ｂの絞り量を大きくシ（通過面積を小きくする）
、バイパス通路４９を通ってタンクＴへ向かう作動油の
排出量を小とする。すると、供給路４７内では流量のロ
スが小烙く、高い圧力が油圧制御機構１０を介して前記
シリンダ２内のいづれかの作動室３ｔたは４に作用し、
大きい操舵助勢力を得る。一方、可賢絞り機構間と固定
絞り機構５１との間に生ずる油圧は小となるので、分岐
路５２から油路３８、環状油路３７及び通孔３３　、３
４を介して制御シリンダ２１内の各反力室３１　、３２
に導入される作動油の圧力は小となり操舵反力は小とな
る。

かくして、低速時における操舵輪４３ハ小さい力で操作
できる。

次に、車両が低速走行状態η・ら高速走行状態に移行し
た場合について説明する。

この場合は、車速センサ５３が低速走行状※ｑから高速
走行状部に移行した旨を横用し７てそわに対応した車速
信号によってコントローラ５５がソレノイド５０ａを作
動ζせ、可変絞り升５０　ｂの絞り量夕小とし、バイパ
ス路４９を通ってタンクＴへ向う作動油の排出清を増大
させ、主として下流側の固定絞り機構５１で、この流量
を規制するようにする。

すると、供給路４７内でに流ｆが減少１〜、油圧制御機
構１（）内での流通抵抗が小ばくなって、供給路４７内
の圧力のＬ昇が抑えられ、ポンプ吐出圧の大巾な一ヒ昇
は防上される。かくしてポンプＰけ余分な仕事なするこ
とがなくエネルギのロスが少ない。

一方固定絞り機構５１の上流側に生ずる油圧にほぼ供給
路４７の油圧に近くなるので、分岐路５２がｒ）前記各
反力室３１　、３２に導入される作動油の圧力は化転的
犬となり、操舵反力ｉ大となる。が〈［７て、高速時に
Ｖｒ操舵輪４３の操作が適度に］ト〈なり、操舵が安定
する。

一方、油圧センサ５６ハ分岐路５２内の油圧の変動を常
時感知１〜で、油圧倍角を電子コントロ・−ラ５５に入
力し、車速センサ５３からの車速信号に基づく可変絞り
機＄５０のソレノイド開ａに対する制御信号を補正して
いる。

即ち、作動油の温度は、１画の起動時には低く、時間が
経過するにつれて上列する。また、冬期は低く、夏期は
高い。このように油温は常に一定でぽなく、変化するも
のである。また、作動油の粘度げ油温の変化に伴なって
変化［２、油温が低い程、粘度は高くなる。作動油の粘
度が高くなる穆流通抵抗は大きくなってオリフィス前後
の圧力差が大きくなるので、分岐路５２内の圧力も固定
絞り機構５１での流通抵抗が増す分高くなる。一方、操
舵輪４３を回転操作Ｔると、供給路４７には背圧がかか
り、供給＆ｌｆ！１４７内の圧力に上昇する。このため
に分岐路５２内の圧力先高くなってしまう。

以上のように分岐路５２内の圧力に同じ車速でも起動か
らの時間の経過や、季節によって変化し、また操舵輪４
３の回転操作によっても変化して、反力室３１　、３２
に導入きれる油圧も変化するので、車速センサ５３から
の信号に加えて、油圧センサ５６の信号を電子コントロ
ーラ５５に入力することによって、反力室３１　、３２
が車速に適した油圧になるように可変絞り機＠５０のソ
レノイド５０　ａに信号を出力して可変絞り弁５０　ｂ
の開度な制御する。

第１Ｂ図μこの発明に係る動力操向装置の第２夾施例を
示す断面図である。

この第１Ｂ図に示す実施例が紡記第１実施例と異なるの
け、バイパス路４９に設けられた２つの絞り＋！に＃＃
のりら下流側の絞り機構も可変絞り機構５７としたこと
で、これの制御も上流側の可変絞り機構５０と同様に、
車速センサ５３やハンドル荷重セレクトスイッチ５４及
び油圧センサ５６からの入力による電子コントローラ５
５の出力によって行なわれる。

なお、これらの実施例では、出力部材としてウオームシ
ャフト８を用いた、リサーキュレイテイングタイプの動
力操向装置に、この発明を適用した場合について説明し
たが、例えば、出力部材としてビニオンシャフトな用い
た、ラック、アンド。

ビニオンタイプのｖ１力操向装置に、この発明を適用し
て４よい。

発明の効果以上の説明から明らかなように、この発明によれば、ポ
ンプから作動室への作動油の供給路と供給路の途中から
タンクへ還流するバイパス路とを設け、このバイパス路
の途中に２つの絞り機構を設けて、そのうち少なくとも
上流側の絞り機構を前記バイパス路の開口面積を変化さ
せる可変絞り機構とすると共に、これら２つの絞り機構
の間のバイパス路から分岐する油路な設けて、これを前
記油圧反力機構と連通させる一方、この可変絞り機構の
絞り量を制御するプントローラと、該コントローラに検
出した車速信号な入力する車速センサとを設けると共に
、前記２つの絞り機構間のバイパス路内の油圧を感知す
る油圧センサを取付けて、車速センサから得られる車速
信号及び油圧センサから得られる油圧信号を前記コント
ローラに入力して可変絞り機構の絞り量を制御している
ので車両が低速のときなどにｉｊ　ＩＩ　献上流側の可
変絞り機構を大きく絞ることにより、作動室への圧力を
高めると共に反力室への圧力を低下せしめて効果的な操
舵助勢を可能ならしめ、車両が高速のときに汀、上流側
の可変絞り機構の絞りを緩めてバイパス路の流量を増加
させ、主として下流側の絞り機構によってバイパス路の
流量を絞ることにより、反力室には比較的高い圧力を導
入して操舵反力を高め、これによって操舵を安定づせる
と共に、可変絞り機構を緩めて、バイパス路の流量が増
加した分、供給路の流量が減少し、これによって、供給
路内の圧力の上昇を抑えてポンプの負荷を軽減し、エネ
ルギのロスななくするといったよりな車速センサによる
制御の効果に加え、バイパス路内の油圧な感知下る油圧
センサを設けて、電子コントローラに可変絞り機構の絞
り葉を制御する際の補正信号な入力するようにしたので
、作動油の油温の変化や操舵輪の回転操作に起因する圧
力の変動を感知して、前記可変絞り機構の絞Ｆ）量を補
正し、常に車速に合った操舵反力を実現して運転者にと
って好ましい操舵感覚を提供できるという利点かある。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図はこの発明に係る動力操向装置の第１実施例を
示すブロック図を含む縦断面図、第１Ｂ図は第２実施例
を示す同様の縦断面図、第２図は同じくこれらの動力操
向装置を示す横断面図である。１・・・ピストン、２・・・シリンダ、３．４・・・作
動室、＆、ウオームシャフト（出力部材）、１０・・・
油圧制御機構、１２・・・スプール弁、２０・・・油圧
反力機構、２９・・・スタブシャフト（入力部材）、４
０・・・セクタシャフト（操舵部材）、４３・・・操舵
輪、４７・・・供給路、４８・・・排出路、４９・・・
バイパス路、卵・・・（上流側の）可変絞り機構、５１
・・・（下流側の）固定絞り機構、５６・・・油圧セン
サ、５７・・・（下流側の）可変絞り機構、Ｐ・・・ポ
ンプ。外２名

Claims

【特許請求の範囲】

（１）操舵輪の操作力により駆動される入力部材と、車
輪に操舵力を与える操舵部材を駆動する出力部材と、こ
れら入力部材と出力部材との間に相対回動変位が生じた
とき、ピストンによつて隔成されたシリンダ内の二つの
作動室に作動油を選択的に給排制御して前記ピストンに
連結した操舵部材の操舵動作を助勢する油圧制御機構と
を備えるとともに、車速に応じて前記油圧制御機構の移
動に際して反力を与える油圧反力機構を備えた動力操向
装置において、ポンプから吐出される作動油を前記二つ
の作動室に送給するための供給路から分岐して作動油を
タンクに還流するバイパス路を設け、このバイパス路の
途中に２つの絞り機構を設けてそのうち、少なくとも上
流側の絞り機構を、前記バイパス路の開口面積を変化さ
せる可変絞り機構とするとともに、これら２つの絞り機
構の間のバイパス路から分岐する油路を設けて、これを
前記油圧反力機構と連通させる一方、前記可変絞り機構
の絞り量を制御するコントローラと、該コントローラに
検出した車速信号を入力する車速センサとを設けると共
に前記２つの絞り機構間のバイパス路内の油圧を感知す
る油圧センサを取付けて、車速センサから得られる車速
信号及び油圧センサから得られる油圧信号を前記コント
ローラに入力して可変絞り機構の絞り量を制御するよう
にしたことを特徴とする動力操向装置。