JPH02258475A - 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、動力舵取装置において油圧反力機構を車輌の
走行速度、操舵角度等に応じて制御し所要の操舵力を得
るための操舵力制御装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

自動車のハンドル操作力（操舵力）を軽減するための動
力舵取装置において、車輌の走行速度や操舵角度等の各
種走行条件に応じた操舵力制御を油圧反力機構により行
なう操舵力制御装置が従来から種々提案されている。す
なわち、車輌停車時や低速走行時には軽快な操舵操作を
可能とし、高速走行時にはハンドルに剛性感をもたせて
直進時の安定性を確保し得るような操舵力制御を、動力
舵取装置における入、出力軸間を１反力油圧の大きさに
応じて選択的に拘束する反力ビストンで相対的に回動さ
せたり拘束したりすることで行なうものであった。

そして、この種の操舵力制御装置として従来は１反力油
圧をポンプから流路切換弁を介してパワーシリンダに至
る主油圧通路の一部から分流して用い、これをスプール
バルブ等による反力油圧制御弁で制御し、反力ビストン
を動かすための油圧反力室に導く構成が、たとえば特開
昭ｅｌ−１０５２７３号公報、実開昭８２−２５２８５
号公報、特開昭８３−！（８４８７号公報などに示され
るように最も一般に採用されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、と述したような油圧反力室に至る反力油圧を
制御する制御機構を、４直動型のスプールバルブで構成
するうえで問題とされることに、スプールの軸線方向に
発生するフローフォースの影響により、スプールの制御
位置を正しく位置決め制御することが困難となることが
ある。特に、このような問題は、スプールを軸線方向に
駆動する駆動源としてリニア制御を行なえる直動型のソ
レノイドコイルを用い、このソレノイドコイルを車輌の
各種走行条件に応じたコントローラからの制御電流で駆
動するようにしているが、このソレノイドコイルによる
駆動力や変位量が小さい一方、ポンプから油圧反力室に
至る流路を構成する通路溝部分を、スプールを軸線方向
に移動させることで閉じ切る際などにあっては、変位に
対する反力油圧の変動幅が大きく、わずかな電流変化で
操舵反力が大きく作用するばかりでなく、この閉じ切り
直前に生じる最も大きな流体圧変動の影響がスプールに
対し軸線方向への力として働き、その位置でスプールを
位置決めして保持することが困難であるためであった。

さらに、上述したスプール外周部に形成され前述した波
路を構成する流路溝を仕切るランド部の側部には一般に
チャンファ加工が施されるが、このチャンファ形状によ
っては、上述したフローフォース問題は顕著となるもの
であった。また、上述した直動型スプールバルブでは、
駆動電流に対してのスプール位置が異なっている場合に
あってもその変位補正を行なえないものであり、スプー
ルの駆動制御を精度よく行なうえで問題をもつもので、
これらの問題点を一掃し得るバルブ構造による油圧反力
制御機構の出現が要望されている。

このため、ポンプからパワーステアリングに至る油圧回
路からの分岐され油圧反力室側への反力油圧を制御する
ための回路中に、圧油の供給通路と排出通路とを対向し
て開口させてなるバルブ孔内に１両通路を連通ずる連通
孔を径方向に穿設してなる弁軸を回動自在に設け、この
弁軸を外部からステッピングモータで回動変位させるこ
とで、前記両通路開口部と弁軸の連通孔開口部との間で
の流路面積を変化させ得る可変オリフィスを構成し、か
つその下流側通路中で別の個所に設けられる固定オリフ
ィスとの間から油圧反力室に至る反力通路を分岐させて
なる構成による操舵力制御装置が、たとえば特開昭８１
−１３２４６８号公報等により、従来から提案されてい
た。

しかしながら、このような従来装置では、反力油圧を制
御するために、バルブ孔内に軸支される弁軸による可変
オリフィスとは別に固定オリフィスを設けることが必要
で、その加工等が面倒となるばかりでなく、これら両オ
リフィスの間から反力油圧室に反力油圧を導びく通路を
引き出すことが必要で、通路構造も複雑となり易く、加
工上からも問題をもつものであった。さらに、上述した
従来構造では、弁軸に径方向に穿設した連通孔の両側開
口部とバルブ孔に開口する各通路開口部との二位置で流
路を開閉する絞り部が形成され、これら絞り部が同期し
て開閉されるために、弁軸に対し絞り部を閉じる直前等
において逆方向へのかなりの回転力が作用するもので、
このような回転作用力に影響されない減速機等を介した
駆動系を構成することが必要で、これらの点を考慮し前
述した問題点を一掃し得る何らかの対策を講じることが
望まれている。

〔課題を解決するための手段〕

上述した要請に応えるために本発明に係る動力舵取′ｉ
Ｊ、置の操舵力制御装置は、ポンプからパワーステアリ
ングに至る回路からの分岐回路中で油圧反力室への反力
油圧を制御する油圧反力制御機構を、圧油の供給通路と
排出通路とが対向して開口されているバルブ孔内で回動
可能に軸支されるスプールと、このスプールを外部から
所要の方向に回動変位させる回転動力発生源から構成さ
れ、かつ油圧反力室に至る反力通路を、バルブ孔内壁部
で各通路開口部間の中央位置に開口させるとともに、ス
プール外周部で供給通路側と排出通路側の開口部に対向
する部分に切欠き溝を形成したものである。

〔作用〕

本発明によれば、回転動力発生源からの回転動力により
、圧油の供給通路、排出通路および反力通路が開口して
いるバルブ孔内でスプールを回動させることで、このス
プールに形成した一対の切欠き溝の反力通路に臨む端縁
によって形成される入口側と出口側の可変絞りにおける
流路面積を、スプールの回動量によって変位させ、これ
により所要の反力油圧を反力通路から導出させ得るもの
である。

〔実施例〕

第１図ないし第５図は本発明に係る動力舵取装置の操舵
力側ａ装置の一実施例を示している。

これらの図において、まず、動力舵取装置における油圧
回路の概略を、第５図を用いて簡単に説明すると、ポン
プＰからの圧油は、舵取操作に件なう操舵方向および操
舵角度によってパワーシリンダ（ＰＳで示す）に至る油
圧を制御するコントロールバルブＣＶを通りタンクＴに
至る主油圧通路１と、この主油圧通路ｌにおいてコント
ロールバルブＣＶの上流側に設けられた固定オリフィス
２のポンプＰ側から分岐されタンクＴに至る分岐通路３
とを備え、この通路３途中に、油圧反力室４に至る反力
通路５への反力油圧を制御する操舵力制御装置としての
油圧反力制御装Ｍ１０が配設される。なお、図中６はこ
の油圧反力制御機構ｌＯを、車輌の各種走行条件、たと
えば車速、操舵力、操舵角度等に応じて電気的に駆動制
御するためのコントローラで、このコントローラ６から
の信号により前記反力通路５の土、下流側に設けられる
入口側可変絞り１１および出口側可変絞り】２　（後述
する）が開閉制御されるように構成されている。

この油圧反力制御機構１０を、第１図およびｔＳＺ図等
により説明すると、この装置１０は、バルブボディ１３
内に形成されるバルブ孔１４には、ステ７ビングモータ
等といった回転動力発生源１５により減速ギヤ機構１６
を介して回転駆動されるスプール１７が回転自在に軸支
されている。なお１図中１８はスプール１７の反力油圧
制１部と駆動側とをシールするためのシール材、１９ａ
、１９ｂはこのスプール１７の被駆動端側に設けられる
減速ギヤ１６ａのスラストベアリング、１９ｃはこのス
プール１７全体を軸線方向の一方（第１図中左側）に付
勢しその移動を抑制するスプリングで、また前記スプー
ル１７偶の減速ギヤ１６ａには、モータ軸Ｌ５ａ上に設
けられる減速ギヤ１６ｂが噛合され、回転動力が減速さ
れて伝達されるように構成されている。ここで、この実
施例では、二枚の平歯車を用いた減速ギヤ機構１６を例
示したが、たとえばウオームおよびウオームホイール等
といった歯車機構を始めとする適宜のギヤ機構を用いる
ことは自由である。

さて１本発明によれば、上述した構成による油圧反力制
御機構ｌＯにおいて、ポンプＰからパワーステアリング
ＰＳ側に至る回路ｌからの分岐回路３を構成する圧油の
供給通路２０と排出通路２１とを、前記バルブ孔１４内
で軸心を中心として点対称位置に対向するように開口さ
せて形成するとともに、このバルブ孔１４内壁部でこれ
ら各通路２０．２１開口部間の周方向での中央位置に、
前記油圧反力室４に至る反力通路５を開口させ、かつ前
記スプール１７外周部で供給通路２０側と排出通路２１
側の開口部に対向する部分に切欠き溝２２．２３を形成
するようにしたところに特徴を有している。そして、こ
れら切欠き溝２２．２３の反力通路５側の端縁２２ａ、
２３ａを、スプール１７がバルブ孔１４内で中立位置に
あるときに該反力通路５に対し所要の流路面積（本実施
例では第４図に示すような可変絞り特性をもつ非対称な
流路面積特性）をもって連通させるように構成している
。ここで、本実施例では、上述した切欠き溝２２．２３
として略コ字状に切欠き形成した溝部を形成するととも
に、その−側をテーバ面として形成し、反力通路５側に
臨む端縁２２ａ、２３ａを形成するようにしている。し
かし、これに限定されず、全体を反力通路５側に傾斜さ
せて形成する等といった適宜の変形例が考えられよう、
なお、上述した切欠き溝２２．２３の端縁２２ａ、２３
ａによる入口側、出口側可変絞り１１．１２を構成する
テーバ面は、プレス成形または総形砥石等で成形すると
よい、さらに、第４図中０マはスプール１７つまり車速
等に応じたバルブの回転角度位置である。

また、上述した実施例構造において、図中２４はバルブ
孔１４を貫通して反対側にまで延設させた反力通路５形
成用の孔端部２４ａと反力通路５とを連通状態とし、ス
プール１７に加わる横方向への力をバランスさせるため
の油圧バランス孔、さらに第１図中２５はバルブ孔１４
の端部１４ａに洩れる圧油を排出通路ｚｌ側に導び〈逃
し通路である。

このような構成において、車速等といった車輌の各種走
行条件に応じて駆動制御される回転動力発生源１５から
の回転動力により、圧油の供給通路２０、排出通路２１
および反力通路５が開口しているバルブ孔１４内でスプ
ール１７を所要の方向に所定角度回動制御すると、第３
図（ａ）　、　（ｂ）から明らかなように、このスプー
ル１７に形成した一対の切欠き溝２２．２３の反力通路
５に臨む端Ｑ　２２　ａ　、　２３　ａによって形成さ
れる前記入口側、出口側可変絞り１１，１２における流
路面積を、スプール１７の回動量によって所要の状態に
変位させることができ、これにより所要の反力油圧を反
力通路５から油圧反力室４側に導出させ得るものである
。

ここで、と述した構成において、ハンドル中立位置での
バルブの回転位置つまり回転バルブをオフ状態としたと
きの位置を、走行条件（主として車速）により異ならせ
ると、より一層適切な油圧反力を得て操舵力制御を行な
える。すなわち、すえ切り時には、第３図（ａ）に示す
ように、入口側可変絞り１１を閉塞し、出口側可変絞り
１２を開状態として、油圧反力室４をタンク側に連通さ
せるとよい、このようにすれば、油圧反力は生ぜず、軽
快な操舵を行なえる。また、高速走行時には、同図（ｂ
）に示すように、これとは逆に入口側可変絞り１１を開
状態とし、出口側可変絞り１２を閉状態またはできるだ
け絞り、油圧反力により操舵力を重くするとよい、一方
、中、低速走行時には、たとえば第２図に示すように、
上述したすえ切り時や高速走行時の中間位置にバルブを
制御しておくとよい。

以上の構成によれば、バルブ孔１７の周方向に反力油圧
の取出し部（反力通路５の開口部）を挟んで入口側絞り
１１と出口側絞り１２という二種の可変絞りをもつロー
タリバルブ構造を採用し、ステッピングモータやパルス
モータ等といった回転動力発生源１５で回転駆動するこ
とで、従来のような直動型バルブや同一方向において開
閉される絞り部を有する回転型バルブ等における流路閉
じ切り時などにける油圧上昇から避けられないフローフ
ォース等といった影響を軽減し、バルブの安定した作動
状態を得るとともに、装置全体の小型、コンパクト化や
低コスト化が可能となる。さらに、本発明装置によれば
、回転バルブであるために各絞り部における変位を大き
く取れるとともに、絞り部の形状加工等を比較的容易に
行なえ、しかも所望の特性を得ることができる。また、
と述したスプール１７のバルブ孔内１４での回転変位を
、スプール１７、減速ギヤ機構１６、あるいはモータ軸
１５ａ等といった適宜の位置に付設した角度計等で検出
することで１回転動力発生源１５の零点（中立位置）の
位置ずれやその回動変位位置等を確認して補正すること
が可能で、このようなフィードバック制御を精度よく行
なうことにより、より優れたバルブの駆動制御が可能と
なる等の利点もある。

特に、本発明装置によれば、−組のスプール１７とバル
ブ孔１４によって、一対の可変絞り１１　、１２を構成
し、反力通路５への反力油圧制御を行なう構成であり、
従来に比べて構造が簡素化するとともに加工性等の面で
も優れている。

ここで、この種の油圧反力制御機構１０による反力制御
動作、油圧反力室４を始めとする動力舵取装置の構造や
これらの関係については周知の通りであり、その詳細な
説明は省略する。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由で、
種々の変形例が考えられよう、たとえば上述した実施例
では、スプール１７がバルブ孔１４内で中立位置にある
ときに、切欠き溝２２．２３の反力通路５側の端縁２２
ａ、２３ａを、それぞれ異なる所要の流路面積をもって
連通させるように構成した場合を説明したが、本発明は
これに限定されず、場合によっては、略等しい流路面積
をもって連通させるように構成してもよいもので、油圧
反力制御を始めとする各種の条件によって適宜選択すれ
ばよいものである。

また、−上述した実施例では、スプール１７の切欠き溝
２２．２３の反力通路５に至る端縁２２ａ、２３ａの形
状を適宜選択することで、前述したような特性を得てい
るが、たとえば第６図に示すように、スプール１７の反
力通路５に臨む部分を切欠き部３０として形成し、この
切欠き部３０と前記供給通路２０、排出通路２１とを選
択的に接続する切欠き溝２２．２３の各通路２０．２１
に至る端１２２ｂ、２３ｂ側で入口側、出口側可変絞り
１１．１２を形成するようにしてもよいことは容易に理
解されよう、ここで、この第６図に示す実施例では、前
述した実施例とはそれぞれの可変絞り１１．１２を絞る
際の回転方向を異ならせるように制御するとよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る動力舵取装置の操舵力
制御装置によれば、油圧反力室への反力油圧を制御する
油圧反力制御機構を、圧油の供給通路と排出通路とが対
向して開口されているバルブ孔内で回動可能に軸支され
るスプールと、このスプールを外部から所要の方向に回
動変位させる回転動力発生源から構成され、かつ油圧反
力室に至る反力通路を、バルブ孔内壁部で各通路開口部
間の中央位置に開口させるとともに、スプール外周部で
供給通路側と排出通路側の開口部に対向する部分に切欠
き溝を形成するようにしたので、簡単かつ安価な構成に
もかかわらず、バルブ孔の周方向に反力油圧の取出し部
を挟んで入口側絞りと出口側絞りという二種の可変絞り
をもつロータリバルブ構造を採用し、ステッピングモー
タ等の回転動力発生源で回転駆動することにより、従来
のような直動型バルブや同一方向において開閉される絞
り部を有する回転型バルブ等における流路閉じ切り時な
どにける油圧上昇から避けられないフローフォース等と
いった影響を軽減し、バルブの安定した作動状態を得る
とともに、装置全体の小型、コンパクト化や低コスト化
を図れる等といった種々優れた効果がある。また、本発
明によれば、回転バルブであるために変位を大きく取れ
るとともに、絞り部の形状加工等を比較的容易に行なえ
、しかも所望の特性を得ることができ、さらにスプール
のバルブ孔内での回転変位を検出することで、回転動力
発生源を精度よくフィードバック制御し、より優れた駆
動制御を可能とする等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の操舵力制御装置の
一実施例を示す要部断面図、第２図はその■−■線で断
面した要部拡大断面図、第３図（ａ）、（ｂ）はスプー
ルの回動変位状態を示す概略説明図、第４図は入口側、
出口側可変絞りの制御特性を示す特性図、第５図は本発
明を適用してなる動力舵取装置の油圧回路図、第６図は
本発明の別の実施例を示す概略断面図である。 １・・・・主油圧通路、３・・・・分岐回路、４・・・
・油圧反力室、５・・・・反力通路、ｉｏ・・・・油圧
反力制御機構（操舵力制御装置）、１１．１２・・・・
入口側、出口側可変絞り、１３・・・・バルブボディ、
■４・・・・バルブ孔、１５・・・・回転動力発生源（
ステッピングモータ）、１７・・・・スプール、２０・
・・・供給通路、２１・・・・排出通路、２２．２３・
・・・切欠き溝、２２ａ、２３ａ；２２ｂ、２３ｂ−−
−−溝端縁、３０・・・・切欠き部、Ｐ・・・・ポンプ
、Ｔ・・・・タンク。 特許出願人　自動車機器株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポンプからパワーステアリングに至る油圧回路からの分
   岐回路中に設けられ油圧反力室側への反力油圧を制御す
   る油圧反力制御機構を備えてなり、この油圧反力制御機
   構は、供給通路と排出通路とが対向して開口されている
   バルブ孔内で回動可能に軸支されるスプールと、このス
   プールを外部から所要の方向に回動変位させる回転動力
   発生源とから構成され、前記油圧反力室に至る反力通路
   を、バルブ孔内壁部で前記各通路開口部間の中央位置に
   開口させて設け、かつ前記スプール外周部で供給通路側
   と排出通路側の開口部に対向する部分に切欠き溝を形成
   したことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制御装置。