JPS633889Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は車両速度に応じて操舵力を制御するよ
うにした動力舵取装置に関する。

（従来の技術） 車両の操舵抵抗は、一般に車両速度の上に伴つ
て減少する。したがつて、動力舵取装置のパワー
シリンダなどアクチユエータ部などに供給する圧
力流体の要求流量は、停車時の据切り操作時に比
べて高速走行時に著しく減少する。

これにもかかわらず、低速走行時と同様に圧力
流体を供給するときは、ハンドル負荷を軽減しす
ぎで操舵の安定性を欠くという問題を生じる。こ
れに対処するため、車両機関の回転数の上昇に伴
つてアクチユエータ部に送り込まれる流量を自動
的に減少させるようにした動力舵取装置がいろい
ろと提案されている。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、これらの装置は操舵抵抗が車速に応
じて変化するにもかかわらず、この車速の関数と
して機関回転数、正確に述べるならば、機関回転
に同期して駆動されるオイルポンプの吐出量、吐
出圧を検出して圧力流体の供給量を制御している
ため、例えばつづら折坂の登坂時のように、変速
機のギヤをシフトダウンして機関が高回転であり
ながら低速走行しているときは、圧力流体の要求
流量が大きいにもかかわらず供給流量が減少し、
したがつて、ハンドル操作力が過大となるなどの
不具合を生じる。

またこれに対して特開昭49−108732号公報にも
あるように、車速に応じて比例的にストロークす
る電磁弁により、圧力流体の供給量を連続的に制
御するものもあるが、この場合、電磁弁の位置を
車速に応じて比例的に制御するには高価な比例ソ
レノイドが必要で、また針状弁とソレノイドとの
比例特性によつては流量制御特性が大幅に流動す
るなど、実用性と安全性の点からは採用しがたい
という問題があつた。

本考案はこのような問題を解決するために提案
されたもので、操舵抵抗に影響を与える車速を電
気的に検出し、この検出信号に基づいて段階的に
圧力流体の供給量を制御することにより、常に要
求流量特性を適切に満たすと共に、高速走行時の
操縦安定性を確保するようにした動力舵取装置を
提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、ポンプ吐出油を動力舵取部に導く流
路に流量制御部を介装し、該制御部は流路に設け
た通孔に進退自由に軸方向に断面積の変化する計
量ロツドを挿入してなる可変オリフイスと、該オ
リフイスの前後差圧に応動し吐出油の一部をバイ
パスさせる制御スプールとを備える一方、車両の
速度を電気的に検出する車速検出部と、この検出
信号に応じて順次励磁される複数のリレー及びこ
れらリレーの作動に伴い選択的に回路に挿入され
る抵抗により段階的に出力電流を増減する段階制
御回路と、その段階的出力電流によつて計量ロツ
ドの位置を制御するソレノイドと、計量ロツドを
可変オリフイスの最小開度方向に付勢するスプリ
ングとを備え、車速の増加に伴つて計量ロツドを
段階的に変位させて操舵出力を減少するようにし
た。

（作用） 車速の増加に伴つてソレノイドの励磁電流が段
階的に変化し、これに応じて計量ロツドが変位す
る。このため、オリフイス開度が車速の増加に応
じて段階的に縮小され、高速域に移行するほど操
舵出力を減じる。また、電気系統の故障時などソ
レノイドに対する励磁電流が遮断されたときに
は、オリフイス開度が量小値をとり、高速、走行
時などもハンドルが軽くなりすぎる危険を回避す
ることができる。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

流量制御部１は、車両用機関２６に同期して駆
動される油圧ポンプＰからの作動油（圧力流体）
を動力舵取部２の制御バルブ３ａを介してパワー
シリンダなどのアクチユエータ３ｂに送り込むと
同時に、その一部をバイパスしてタンクＴに還流
する。

このため、流量制御部１は、円筒状のバルブ孔
４内に制御スプール５が摺動自由に収められ、こ
の制御スプール５によつてバルブ孔４を前圧室６
と後圧室７とに区画形成している。

バルブ孔４には前記油圧ポンプＰの吐出側に接
続する入口ポート８と、吐出油の一部をタンクＴ
に戻すバイパスポート９とが開口し、これら入口
ポート８とバイパスポート９との連通を制御スプ
ール５が開閉する一方、前記制御バルブ３ａに連
通する出口ポート１０がバルブ孔４に開口する。

そして、入口ポート８と出口ポート１０との間
に位置してバルブ孔４内には隔壁体１１ａの先端
隔壁１１が設けられ、この隔壁１１の中心部分に
形成した通孔１２を介して両ポート８と１０が連
通すると共に、この通孔１２内にはテーパ状に形
成された計量ロツド１３が挿入され、これによつ
て両者間で可変オリフイスＯを構成して、出口ポ
ート１０を経てアクチユエータ３ｂに送り込まれ
る流量を規制する。計量ロツド１３の基端部１４
は本体側壁１５ａを貫通して外方に突出すると共
に、計量ロツド１６は先端部を小径部１６ａ、及
び基端を大径部１６ｂとし、かつこれらの間にテ
ーパ部１６ｃが形成される一方、前記側壁１５ａ
と計量ロツド１３の途中に固定したリテーナ１８
との間に介装したスプリング１９により、計量ロ
ツド１３は制御スプール５側に向けて付勢され、
励磁力のないときは大径部１６ｂが通孔１２内に
位置するようになつている。

前記可変オリフイスＯの後流となる隔壁１１で
区画された室２０は、途中に絞り１７をもつ通路
２１を介して前述した後圧室７とを連通し、これ
により制御スプール５の右端に作用するオリフイ
ス絞りの前圧に対抗して、オリフイス絞りの後圧
を制御スプール５の左端に作用させている。

また、制御スプール５の左端には隔壁１５ｂと
の間に介装したスプリング２２が作用し、したが
つて制御スプール５は前圧室６のオリフイス絞り
前圧に対し、後圧室７の同じく絞り後圧とスプリ
ング２２の弾性力の合成力とのバランスする位置
まで移動する。

制御スプール５の内部にはリリーフ弁２３が配
設され、動力舵取部２に作用する負荷が異常に増
大したときに、後圧室７を前記バイパスポート９
に短絡して作動油を逃がすようになつている。

そして、前記計量ロツド１３を車両速度に応じ
て通孔１２に対して進退させ、走行速度に比例す
る操舵抵抗に対応して可変オリフイスＯの開度を
調整するように、車両の走行速度を電気的に検出
する車速検出部２５が設けられると共に、この車
速検出部２５の出力にもとづいて計量ロツド１３
を段階的に作動させるようにしてある。

本実施例では、車速検出部２５として、車両用
機関２６のプロペラシヤフト２７に取付けられ均
等間隔で配した歯部をもつギヤ２８と、このギヤ
２８の外周面に近接して設けられ、各歯部の接近
に伴い電磁誘導的にこれを検出する電磁ピツクア
ツプ２９を例示してある。

そして、積分器３０、増幅器３１からなるオペ
レーシヨンアンプにより、この検出速度パルス信
号は、積分、増幅され、計量ロツド１３の位置制
御を段階的に行わせるための段階制御回路３２に
入力される。

段階制御回路３２は、計量ロツド１３を駆動す
るために該ロツド１３と一体的な可動鉄心部３３
の回りに配したソレノイド３４への供給電流を、
前記検出車速に応じて段階的に制御するもので、
本実施例では、並列的に配設した複数の抵抗R₁，
R₂，R₃.R₄と、これら抵抗R₁〜R₄を車速に応じて
切換接続するリレーL₁，L₂，L₃とから構成され
る。

抵抗R₁〜R₄は電源３５とソレノイド３４との
間に挿入され、増幅器３１からの出力で作動する
リレーL₁，L₂，L₃の接点a₁，a₂，a₃の開閉に伴い
切換接続される。

リレーL₁，L₂，L₃のコイルは順次巻数を変化
させてあり、即ち、リレーL₁の巻数が最大で以
下、L₂，L₃と減少させ、このためリレーL₁は接
点a₁を閉じる励磁電流値が最も低く、次いでリレ
ーL₂，L₃と作動電流値が順に増大する。

この結果、低速時は車速検出部２５によつて検
出された速度パルスの積分値を増幅する増幅器３
１の出力が小さいため、まずリレーL₁のみが接
点a₁を閉じて抵抗R₁，R₂を回路に挿入し、同じ
ように中速時はリレーL₂も励磁されて接点a₁とa₂
とを閉じ、抵抗R₁，R₂，R₃が挿入され、さらに
高速時はリレーL₃も作動して接点a₁，a₂，a₃の全
てが閉じて、抵抗R₁，R₂，R₃，R₄の全てが挿入
される。したがつて、ソレノイド３４の入力電流
は低速時に最大値をとり、以下速度上昇に伴つて
段階的に減少変化し、このため計量ロツド１３は
スプリング１９に抗して低速時には最大限右方に
移動し、小径部１６ａを通孔１２に位置させ可変
オリフイスＯの開度を最大となし、次いで中速時
はテーパ部１６ｃの中間付近、高速時は大径部１
６ｂ付近と段階的に位置制御が行なわれ、それぞ
れオリフイス開度を段階的に減小させる。

なお、第２図にも示すように、一般的に大型バ
ス、トラツクの運転室ルーフ４０には、例えば車
速が20，40，60Km／ｈで順々に点灯または消灯す
る速度表示灯４１ａ，４１ｂ，４１ｃが取付けら
れている。

したがつて、これらの点灯または消灯に連動さ
せて計量ロツド１３の位置制御を行うようにして
もよい。例えば第１図のリレーL₁，L₂，L₃をそ
れぞれ速度表示灯４１ａ，４１ｂ，４１ｃの回路
中に挿入し、車速の増加に伴うこれら速度表示灯
４１ａ〜４１ｃの点灯または消灯に応じて接点
a₁，a₂，a₃を順次に閉じるようにする。

次に全体的な作用を含めてさらに詳しく説明す
ると、いま、油圧ポンプＰは機関回転に同期して
駆動され、その吐出流量も回転数の上昇に伴つて
増大する。この圧油は入口ポート８、前圧室６、
通孔１２（可変オリフイスＯ）、室２０及び出口
ポート１０を経て、制御バルブ３ａ、アクチユエ
ータ３ｂに送り込まれ、可変オリフイスＯの前後
に差圧を発生させる。そして、このオリフイスＯ
の前圧が制御スプール５の右端に作用し、同じく
後圧が室２０、通路２１を介して後圧室７に導か
れて制御スプール５の左端に作用する。これによ
り、制御スプール５はこれらの圧力差及びスプリ
ング２２の押圧力とがバランスするまで左方に移
動する。

かくして、ポンプ吐出量が一定以上に増大し、
前記オリフイスＯの前後の差圧が所定値に達する
と、制御スプール５の左行にもとづきバイパスポ
ート９が開き出し、上記前後の差圧を一定に保つ
ように流量の一部をタンクＴへとバイパスする。

したがつて、もし計量ロツド１３の通孔１２に
対する位置で決まる可変オリフイスＯの開口面積
が一定だとすると、この後ポンプ吐出量が増える
にしたがつて、制御スプール５の左行に伴い、バ
イパスポート９の開度が増加し、動力舵取部２側
に供給する流量をほぼ一定を保つように、余剰流
量をバイパスポート９側へと逃がすのである。通
常はこの流量が停車時の据切操作などでも十分な
操舵力を得られるように設定される。

ところで、この考案においては、前記可変オリ
フイスＯを構成する計量ロツド１３が、上述の通
り車速に応じて励磁力を段階的に増大するソレノ
イド３４により、スプリング１９を圧縮しながら
段階的に移動するため、車速が上昇するにしたが
つて可変オリフイスＯの開度面積が段階的に減少
する。

このとき、前記バイパスポート９が開いている
限りでは、オリフイスＯの前後の差圧は一定に保
たれるように制御スプール５が作動するので、オ
リフイスＯを通過する流量は開口面積に比例して
制御、すなわち、車速が上昇するほど動力舵取部
２へ供給される流量は減少する。車速が速くなる
ほど操舵抵抗が減少するため、要求流量もこれに
応じて減少するのであり、このように計量ロツド
１３を車速に応動させた結果、常に適切な流量を
動力舵取部２へと供給できるのである。

とくに、従来のように機関回転数の関数で流量
を制御するのとは異なるため、最初に述べたよう
に、つづら折坂の登坂時など高回転低速走行時で
も操舵出力を十分に確保できるため、軽快なハン
ドル操作が得られる。

そして、上記のような流量制御を行うにあた
り、ソレノイド３４に対する通電量は車速に応じ
て段階的に制御され、これに対応して計量ロツド
１３の位置を段階的に移動させるようになつてい
るので、ソレノイドとしてはそれほど精度の高い
比例ソレノイドを用いなくても、計量ロツド１３
の位置を正確に制御することができる。

ところで、車両の運転中に電気系統の故障等に
よりソレノイド３４に対する通電が遮断された場
合、計量ロツド１３はスプリング１９により通孔
１２に対して大径部１６ｂが位置するように付勢
されているため、動力舵取部２への供給流量が必
要最小限に抑えられ、高速走行中であつてもハン
ドルが急に軽くなり過ぎるようなことがなく、高
速走行時の操縦安定性を確保する、いわゆるフエ
イルセーフの機能を発揮することができる。

なお、上記実施例では、計量ロツド１３の位置
制御を３段階に切換えるようにしたが、目的に応
じてさらに細分化し、最適な操舵出力特性が得ら
れるようにすることも可能である。

（考案の効果） 以上説明したように本考案は、電気的に検出し
た車速信号に基づいて動力舵取部への供給流量を
制御するにあたり、計量ロツドを駆動するソレノ
イドの励磁電流を車速に応じて段階的に制御する
ため、ソレノイドの精度をそれほど高めなくても
安価なソレノイドで確実な位置制御ができる。ま
た、電気系統の故障等によりソレノイドに対する
通電が遮断されたときには、可変オリフイスの開
度が最小となる位置に計量ロツドがスプリングに
より保持されるので、故障時にハンドルが急に軽
くなり過ぎることがなく、とくに高速走行時など
での操縦安定性を確保し、いわゆるフエイルセー
フの機能を発揮できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例をあらわす概略断面
図、第２図は他の実施例の斜視図である。 １……流量制御部、２……動力操舵部、５……
制御スプール、６……前圧室、７……後圧室、８
……入口ポート、９……バイパスポート、１０…
…出口ポート、１１……隔壁、１２……通孔、１
３……計量ロツド、１６……テーパ部、１６ｂ…
…大径部、１９……スプリング、２５……車速検
出部、３０……積分器、３１……増幅器、３２…
…段階制御回路、３４……ソレノイド、R₁，R₂，
R₃，R₄……抵抗、L₁，L₂，L₃……リレー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンプ吐出油を動力舵取部に導く流路に流量制
   御部を介装し、該制御部は流路に設けた通孔に進
   退自由に軸方向に断面積の変化する計量ロツドを
   挿入してなる可変オリフイスと、該オリフイスの
   前後差圧に応動し吐出油の一部をバイパスさせる
   制御スプールとを備える一方、車両の速度を電気
   的に検出する車速検出部と、この検出信号に応じ
   て順次励磁される複数のリレー及びこれらリレー
   の作動に伴い選択的に回路に挿入される抵抗によ
   り段階的に出力電流を増減する段階制御回路と、
   この段階的出力電流によつて計量ロツドの位置を
   制御するソレノイドと、計量ロツドを可変オリフ
   イスの最小開度方向に付勢するスプリングとを備
   え、車速の増加に伴つて計量ロツドを段階的に変
   位させて操舵出力を減少するようにした動力舵取
   装置。