JPH0332979A - パワーステアリングの反力制御装置 - 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） この発明は、車速等に応じてハンドルの反力を制御する
パワーステアリングの反力制御装置に関する。

（従来の技術） 第３〜６図に示した従来のパワーステアリングでは、ハ
ンドルＨの切換えによってピニオン軸１を左右に揺動さ
せる。そして、このピニオン軸１の揺動によってレバー
２を、支点０を中心に揺動させるとともに、このレバー
２の揺動にともなってステアリング制御弁３のスプール
４を切り換える。このようにスプール４を切り換えるこ
とによって、ポンプＰから供給された圧油を、パワーシ
リンダ５のいずれか一方の室に導き、他方の室をタンク
Ｔに連通させる。

上記パワーシリンダ５のピストンロッド５ａは、図示し
ていないナックアームを介して車輪に連係しているもの
で、このパワーシリンダ５の動作量に応じて、その転舵
角が制御される。

そして、上記スプール４の両端を反力室６．７に臨ませ
るとともに、これら反力室６．７は連通路８を介して相
互に連通させている。そして、この連通路８は、ポート
９に連通させているが、このポート９は、通路１０を介
して反力圧力制御弁１１に接続している。

この反力圧力制御弁１１は、その本体１２に流入ポート
１３、制御ポート１４及びタンクポート１５を形成する
とともに、その軸方向にスプール孔１６を形成している
。そして、スプール孔１６側における上記ポート１３．
１５の開口部には、第１．２環状凹溝１７．１８を形成
している。

なお、上記流入ポート１３は、通路１９を介して、ポン
プＰとパワーシリンダとを連通させる供給通路２０に連
通している。

制御ポート１４は、通路１０を経由して、ステアリング
制御弁１１のポート９に連通している。

タンクポート１５は戻り通路２１を経由してタンクＴに
連通している。

上記スプール孔１６に摺動自在に内装したスプール２２
は、その一端をスプリング室２３に臨ませている。そし
て、このスプリング室２３に内装したスプリング２４の
作用で、スプール２２の他端をソレノイド２５のブツシ
ュロッド２６に接触させている。

このようにしたスプール２２には、その周囲に環状溝２
７を形成しているが、この環状溝２７の両側には、第５
図の拡大図に示すように、環状溝２７よりも浅い環状の
制御溝２８．２９を形成している。このようにした環状
溝２７はスプール２゜２の移動位置に関係なく制御ポー
ト１４に常時連通するようにしている。

上記反力圧力制御弁１１のソレノイド２５はコントロー
ラＣと電気的に接続されているが、このコントローラＣ
は車速センサ３４で検出した車速に応じて、上記ソレノ
イド２５に対する励磁電流を制御するものである。

そして、車両が停止中のときには、励磁電流が大きくな
り、スプリング２４のバネ力に対してブツシュロッド２
６の押圧力が勝り、第３図に示すように、制御溝２８が
第１環状凹溝１７とがオーバラップ立１を保って、互い
の連通を遮断する。このとき第２環状凹溝１８と環状溝
２７とはアンダーラップＩ１２を最大に維持して互いに
連通ずる。

この状態から車速か徐々に上昇して、ソレノイド２５に
対する励磁電流が小さくなり、スプリング２４のバネ力
がブツシュロッド２６の押圧力に打ち勝ってくると、ス
プール２２が上記スプリング２４のバネ力で移動する。

そして、ステアリング制御弁３及びパワーシリンダＳの
等価回路が第６図である。この等価回路からも明らかな
ように、上記ラップ皇、とｆｔ２とは可変絞りを構成す
るもので、低速走行中には上流側の可変絞りｆＬＩの開
口面積が小さくなって、下流側の可変絞りｆｔ２の開口
面積が大きくなる。

逆に高速走行中には上流側の可変絞りｌ、の開口面積が
大きくなって、下流側の可変絞り互２の開口面積が小さ
くなる。

なお、環状溝２７の両側に制御溝２８．２９を形成した
のは、この可変絞りによる微小制御を可能にするためで
ある。

しかして、ハンドルＨを所定の方向に回して、ステアリ
ング制御弁３のスプール４を切り換えると、ポンプＰの
吐出油は、供給通路２０からステアリング制御弁３を経
由して、パワーシリンダ５５のいずれか一方の室に供給
されるとともに、このパワーシリンダ５の他方の室がタ
ンクＴに連通ずる。

また、このポンプＰからの供給油の一部は、通路１９を
経由して流入ポート１３に流入する。

このとき当該車両が停止していれば、上流側の可変絞り
旦、が全閉状態を維持するので、その圧油はこの可変絞
り旦、の部分でカットされる。しかも、この場合には、
下流側の可変絞りＩｌ、２が全開状態を維持するので、
反力室６．７はタンク圧に維持されることになる。換言
すれば、車両が停止しているときにハンドルＨを切ると
、ハンドルに対する反力が最少になるとともに、ポンプ
Ｐの吐出油全量がパワーシリンダ５に供給されることに
なる。

そして、車速の上昇にともなって、上流側の可変絞り文
、の開口面積が大きくなるとともに、下流側の可変絞り
ｆｌ、２の開口面積が小さくなる。したがって、パワー
シリンダ５に供給される圧油の一部が、通路１９→流入
ポート１３→第１環状凹溝１７→制御溝２９→環状溝２
７を経由してステアリング制御弁３の反力室６．７に流
入するとともに、その一部の油は下流側の可変絞りＪ１
２を経由してタンクＴに戻される。このように可変絞り
に２を圧油が通過すれば、その前後に差圧が発生するの
で、この差圧が反力室６．７に作用し、これによってハ
ンドルの反力を発生させる。

上記のように下流側の可変絞り角２前後の差圧が反力室
６．７に作用してハンドルの反力を発生させるが、上記
差圧は両可変絞り旦、及びＪ１２の開度によって決まる
ことになる。換言すれば、当該車両の車速に応じて、そ
の反力が決まることになる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにした従来の装置では、スプールが移動して
流入ポート１３から圧油が流入したときに、スプール２
２にアンバランス力が発生してしまうが、その理由は次
のとおりである。

車両が中高速走行の時には、スプール２２が第５図の状
態から右方向に移動し、先ず最初に制御溝２８が流入ポ
ート１３側に開口する。このように制御溝２８が流入ポ
ート１３側に開口したときに、スプール２２を右方向に
移動させようとする作用力ＦＲは、 ＦＲ＝（φｎ−φＤ＋）Ｐｏ　＋（φＤ１・ＰＣ）とな
る。

また、左方向に移動させようとする作用力ＦＬは、 ＦＬ−（φＤ−φＤＩ）ＰＴ　”（φＤ１Ｐｃ）となる
。

そして、上記流入ポート１３に連通ずる第１環状凹溝１
７の圧力Ｐ。と、環状溝２７の圧力ＰＣと、タンクポー
ト１５に連通する第２環状凹溝１８の圧力Ｐ７とは、Ｐ
ａ　＞＞ｐｃ＞ｐ、となるので、Ｆ、＞Ｆしとなり、そ
の分、スプール２２にはアンバランス力が作用する。

このようにスプール２２にアンバランス力が作用すると
、その制御特性が理論値と相違し、正確な制御ができな
くなるという問題があった。

この発明の目的は、スプールにアンバランス力が作用せ
ず、正確な制御ができるパワーステアリングの反力制御
装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） この発明は、ハンドル操作に関連して揺動するレバーを
、パワーシリンダを制御するステアリング制御弁のスプ
ールに連係するとともに、このスプール両端を反力室に
臨ませ、かつ、この反力室を、ポンプからの作動油が反
力圧力制御弁を介してタンクに通じる通路に連通させ、
しかも、上記反力圧力制御弁は、そのソレノイドに対す
る励磁電流を当該車両の走行条件に応じて制御し、スプ
ールの移動量を制御して、反力室内の圧力を制御する構
成にした装置を前提にするものである。

上記の装置を前提にしつつ、この発明は、スプールには
、流入ポートに常時連通するバランス用溝を形成すると
ともに、環状溝が流入ポートと連通したとき、上記バラ
ンス用溝と環状溝とを連通させる連通路を反力圧力制御
弁の本体に形成した点に特徴を有する。

（本発明の作用） この発明は、上記のように構成したので、環状溝とバラ
ンス用溝との両側面に作用する作用力がほぼ等しくなっ
て、互いに相殺し合うことになる。

（本発明の効果） 上記のように環状溝とバランス用溝との両側面に作用す
る作用力がほぼ等しく、互いに相殺し合うので、スプー
ルがいつも安定した状態にあり、従来のようにアンバラ
ンス力が作用したりしなくなる。

このようにスプールにアンバランス力が作用しないので
、この装置の制御特性は理論値に近くなり、それだけ正
確な制御が可能になる。

（本発明の実施例） 第１．２図に示した実施例は、その反力圧力制御弁１１
のスプール２２に、バランス用溝３０を形成するととも
に、このバランス用溝３０を環状溝２７に連通させた点
に特徴を有する。これ以外の構成は従来と同様なので、
以下には、その特徴点を中心に説明し、その他の構成要
素については、従来の説明を援用する。

スプール２２に形成した上記バランス用溝３０は、スプ
ール２２の移動位置に関係なく、第１環状凹溝１７に常
時連通する関係位置を保つようにしている。そして、こ
のバランス用溝３０の外側、すなわち、環状溝２７とは
反対側に、前記１ＩｆｌＪ御構２８．２９と同じ深さに
した制御溝３１を形成している。

また、本体１２には、連通路３２を形成しているが、こ
の連通路３２の一端は環状溝２７に常時連通させ、他端
は第３環状凹部３３に連通させている。そして、当該車
両が停止しているか、あるいは低速で走行しているとき
に、スプール２２が図示の位置を保ち、オーバーラツプ
ＩＬ３で、上記第３環状凹溝３３と制御溝３１との連通
が遮断される。

しかして、車両が低速走行から中高速走行に入ると、ス
プール２２が図示の位置から図面右方向に移動すること
従来と同じである。

そして、スプール２２が右に移動すると、まず制御溝２
８が第１環状凹溝１７を介して流入ポート１３に連通ず
るが、これと同時にバランス用溝３０の制御溝３１も、
第３環状凹溝３３及び連通路３２を介して環状溝２７に
連通ずる。

この状態でのスプール２２に作用する力は次のようにな
る。

スプール２２を右方向に移動させようとする作用力Ｆ、
は ＦＲ”（φトφＤ＋）Ｐｏ　＋（φＤ１Ｐｏ）＋（φＤ
−φＤＩ）ＰＣ＋（φｏ、−ｐｃ）　６６　＋　（１）
となる。

また、スプール２２を左に移動させようとする作用力Ｆ
Ｌは Ｆｔ、−（φ０・ｐｏ） ＋（φＤ＋・Ｐｃ）＋（φＤ−φＤ、）ＰＴ　−−−（
２）となる。

そして、上記（１）式における　（φＤ−φＤ、）Ｐ。

◆ＣφＤ＋’Ｐｏ）は　（φＤ−Ｐ、）　となり、（φ
Ｄ−φＤ＋）Ｐｃ◆（φＤ１Ｐｃ）は　（φＤ−ＰＣ）
となるので、右方向の作用力は、 ＰＲ−（φｏ−ｐｏ）＋（φＤ−ＰＣ）　　−−−（３
）となる。

また、実際の使用条件のもとでは圧力ＰＣが非常に小さ
く、ｐｃ＝　ｐＴとなるので、上記（２）式の（φＤｓ
”Ｐｃ）＋（φＤ−φＤＩ）ＰＴは　（φｏ−ｐｃ）と
なる。

したがって、左方向の作用力は Ｆｃ、＝（φＤ−Ｐ０）◆（φｏ−ｐｃ）　　−−−（
４）となる。

上記（３）　（４）式からも明らかなように、右方向の
作用力ＰＲと左方向の力ＦＬとが等しくなるので、スプ
ール２２にはアンバランス力が作用せず、安定した状態
になる。

このようにスプール２２にアンバランス力が作用せず、
安定した状態に保たれるので、この反力制御装置の制御
特性が理論値に近くなり、それだけ正確な制御が可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

図面第１．２図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は反力圧力制御弁の断面図、第２図は反力圧力制御弁
の要部の拡大断面図、第３〜６図は従来の装置を示すも
ので、第３図は各構成要素の接続状況を示した説明図、
第４図はステアリグ制御弁の断面図、第５図は上記第２
図に対応する要部の拡大断面図、第６図は第３図の等価
回路図である。 Ｐ・−ポンプ、２・−レバー　３−ステアリング制御弁
、６．７・−反力室、Ｈ−・ハンドル、１１−・反力圧
力制御弁、１０−・通路、１２・−本体、１３−・・流
入ポート、１４・−制御ポート、１５−タンクポート、
２７−環状溝、Ｔ・−タンク、３０−・・バランス用溝
、３２・一連通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハンドル操作に関連して揺動するレバーを、パワーシリ
   ンダを制御するステアリング制御弁のスプールに連係す
   るとともに、このスプール両端を反力室に臨ませ、かつ
   、この反力室は、ポンプからの作動油が反力圧力制御弁
   を介してタンクに通じる通路に連通させ、しかも、上記
   反力圧力制御弁は、そのソレノイドに対する励磁電流を
   当該車両の走行条件に応じて制御し、スプールの移動量
   を制御して、反力室内の圧力を制御する構成にしたパワ
   ーステアリングの反力制御装置において、スプールには
   、流入ポートに常時連通するバランス用溝を形成すると
   ともに、環状溝が流入ポートと連通したとき、上記バラ
   ンス用溝と環状溝とを連通させる連通路を反力圧力制御
   弁の本体に形成してなるパワーステアリングの反力制御
   装置。