JPH0624959B2 - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ハンドルトルクを車速に応じて変化させる反
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
ものである。

＜従来の技術＞ 車速等に比例した制御圧を反力機構に導入し、動力舵取
装置の操舵力を車速等に応じて制御するものは公知であ
る。この種の装置においては、反力機構に導入する油圧
力を、動力舵取装置と供給ポンプとを結ぶ高圧ラインの
圧油を利用して制御するものである。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 一般にこの種の装置においては、供給ポンプから吐出す
る圧油を操舵圧を必要とする低速走行時には反力機構に
加える油圧力を低くし、逆に操舵圧をほとんど必要とし
ない高速走行時には反力機構に加える油圧力を高くして
いる。ところが、従来では、供給ポンプの複数の吐出ポ
ートから吐出される圧油を一つの流通路に集合してこれ
を制御している。そのため、反力機構の油圧反力室圧力
に較べてポンプ内圧はかなり高くなり、しかも、このポ
ンプ内圧はポンプ自身が吐出する全流量にかかるので、
ポンプ消費馬力が大きいという問題点があった。

本発明は、ポンプ内圧上昇を抑え、ポンプ消費馬力の低
減を図ったものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、入力軸と出力軸との相対回転に基づいて作動
されパワーシリンダへの圧油の給排を制御するサーボ弁
と、車速に応じてハンドルトルク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、供給
ポンプの複数の吐出ポートを２分し、一方の吐出ポート
は前記サーボ弁側に接続し、他方の吐出ポートは車速に
基づいて切替えられる切替弁により低速時は前記サーボ
弁側に、高速時は前記反力機構の反力室側へ切替え接続
すると共に、前記反力室側の圧力を車速に応じて制御す
る電磁弁を設けたものである。

＜作 用＞ 本発明は、反力機構に加える油圧力を低くする低速走行
時は切替弁を OFF状態として反力機構に導かれる圧油を
サーボ弁への供給ラインに合流させ、反力機構に加える
油圧力を必要とする高速走行時には切替弁をON状態にし
て、サーボ弁へは供給ポンプの一方の吐出ポートからの
圧油でまかない、供給ポンプの他方の吐出ポートからの
圧油の反力機構に導くと共に、この反力機構に導かれる
圧油を電磁弁によって車速に応じて制御するものであ
る。

＜実施例＞ 以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第１図
において、10は動力舵取装置の本体をなすギヤハウジン
グを示し、このギヤハウジング10にはピニオン軸（出力
軸）11が回転可能に軸承され、このピニオン軸11はこれ
と交差する方向に摺動可能なラック軸14に噛合されてい
る。ラック軸14の両端は所要の操縦リンク機構を介して
操向車輪に連結され、またラック軸１４には図示してい
ないがパワーシリンダのピストンが作動的に連結されて
いる。

前記ギヤハウジング10には弁ハウジング18が固定され、
この弁ハウジング18内にロータリ形サーボ弁20が収納さ
れている。かかるロータリ形サーボ弁20は前記ピニオン
軸11の軸線を中心として相対回転可能なスリーブ弁部材
21とロータ弁部材22より構成され、このロータ弁部材22
は操向ハンドルに連結された操舵軸（入力軸）24に一体
的に形成されている。操舵軸24は前記ピニオン軸11にト
ーションバー25を介して可撓的に連結され、また係合部
26aを介して所定量だけ相対回転可能に係合されてい
る。

前記スリーブ弁部材21の内周及びロータ弁部材22の外周
には、複数のポート溝21a，22aが円周上等角度間隔に形
成され、スリーブ弁部材21とロータ弁部材22の相対回転
により、供給ポート26を前記パワーシリンダの両室に接
続された給排ポート28，29の一方に連通し、他方を排出
ポート27に連通するようになっている。

前記ピニオン軸11の一端には、前記弁ハウジング18内に
回転可能に嵌合する円筒部30が形成され、この円筒部30
の一端はスリーブ弁部材21に連結ピン31を介して連結さ
れている。かかる円筒部30内にはピニオン軸11と同心的
に反力シリンダ室33が形成され、この反力シリンダ室33
に操舵軸24に形成されたフランジ状の反力受部34が相対
回転可能に嵌合されている。前記反力シリンダ室33には
反力受部34に対向してリング状の反力ピストン35が軸方
向に摺動可能に嵌合され、この反力ピストン35は回り止
めピン38によってピニオン軸11に対して回り止めされて
いる。反力ピストン35の内周は前記操舵軸24に嵌合さ
れ、この反力ピストン35によって反力シリンダ室33を左
室と右室に区画している。しかして左室は後述する如く
反力油圧が導入される導入ポート40に連通され、右室は
リザーバに接続されたドレーンポート41に連通されてい
る。前記反力受部34と反力ピストン35の対向面には円錐
形状の凹み部34a，35aが円周上複数形成され、これら凹
み部34a，35aに係合する円周上複数の係合ボール36を保
持したりテーナ37が反力受部34と反力ピストン35との間
に介在されている。しかして反力ピストン35はその背面
に設けたウェブワッシャ39によって常に係合ボール36に
係合する方向に押圧されている。

50はエンジンによって駆動される圧力バランス式の供給
ポンプである。この供給ポンプ50は複数の吐出ポートを
２分して第１吐出ポート51aと第２吐出ポート51bとす
る。この第１吐出ポート51aはサーボ弁20の供給ポート2
6に通路45で接続されている。そして、前記通路45には
流量制御弁80が設けられている。この流量制御弁80は、
メータリングオリフィス81と、このメータリングオリフ
ィス81の前後圧に応じて作動されこの前後圧を常に一定
に保持するよう低圧側に通じるバイパス通路83を開口制
御するバイパス弁82によって構成され、この流量制御弁
80によって供給ポート26には動力舵取装置に必要な一定
流量が供給され、余剰流はバイパス通路83より低圧側に
排出される。

前記供給ポンプ50の第２吐出ポート51bは電磁切替弁52
を介して反力機構の反力室に通じている導入ポート40に
接続された通路46に接続されている。また、この切替弁
52は通路47によって第１吐出ポート51aとサーボ弁20と
供給ポート26とを接続する通路45の流量制御弁80の上流
側に接続されている。この切替弁52は、車速センサから
の信号に基づいて切替えられるものであるが、車速等に
より変化するトルクコンバータのガバナ圧、チェンジレ
バーのシフト信号等によって切替えられる切替弁であっ
てもよい。

さらに、前記導入ポート40に接続されている通路46には
反力機構の反力室の圧力を車速等に応じて制御する電磁
レリーフ弁60が設けられている。この電磁レリーフ弁60
は第２図で示すように、ハウジング61に固定された弁本
体62と、この弁本体62に取り付けられたソレノイド63
と、このソレノイド63への通電によって変位する可動ス
プール64と、前記導入ポート40に連通されたレリーフ通
路65を形成した弁座部材66と、この弁座部材66のレリー
フ通路65を開閉するボール弁67と、このボール弁67と前
記可動スプール64との間に介挿されたレリーフ圧設定用
のスプリング68及びバランス用スプリング69とによつて
構成されている。可動スプール64は通常スプリング68，
69のバランスによって図の状態に保持され、レリーフ圧
設定用スプリング68のバネ荷重を最大に設定している。
しかるにソレノイド63による吸引作用によって可動スプ
ール64がバランス用スプリング69に抗して右方向に変位
するに従い、スプリング68のバネ荷重を低下させるよう
になっている。前記ソレノイド63にはコンピュータ70に
よって制御されるソレノイド駆動回路71から車速信号Ｖ
に応じた電流値が供給され、この電流値に応じて制御圧
力（レリーフ圧）PCが変化する。

次に上記構成における動作について説明する。供給ポン
プ50の第１吐出ポート51aと第２吐出ポート51bとから吐
出される圧油の流量は２分の１づつに配分され、第１吐
出ポート51aはサーボ弁20側に、また第２吐出ポート51b
は反力機構側に供給する。

低速走行時には、切替弁52は図示のようにOFF状態に位
置し、第２吐出ポート51bからの圧油を通路47を介して
サーボ弁20側の通路45に導入され、反力機構の反力室に
は導入されない。従って、サーボ弁20側の流量は第３図
のＡで示すように第１吐出ポート51aと第２吐出ポート5
1bとの両方の流量になり、エンジン回転数の低い領域で
流量制御弁80によって動力舵取装置に必要な所定の一定
流量に制御されてサーボ弁20の供給ポート26に供給され
る。従って、反力ピストン35はウェブワッシャ39の撥力
のみによって係合ボール36に押圧され、ハンドル操作に
より操舵軸24が回転されると、反力ピストン35はウェブ
ワッシャ39の撥力に抗して容易に後退させ、これにより
スリーブ弁部材21とロータ弁部材22とが相対回転され、
通常の動力舵取作用が行われる。

車速が所定値を越えると、切替弁52がON状態になり、第
２吐出ポート51bからの圧油は反力機構の反力室に通じ
る通路46に導入するよう切替えられ、サーボ弁20側へは
第１吐出ポート51aからの圧油のみとなり第３図Ｂで示
すように減量される。しかしながら、高速時においては
エンジン回転数も高いため、第１吐出ポート51aからの
圧油のみで動力舵取装置に必要な流量が確保される。一
方、前記通路46より反力室に導かれる第２吐出ポート51
bからの圧油は、車速等に応じて制御される電磁レリー
フ弁60によって制御圧力PCが車速の上昇に応じて高めら
れ、第４図に示すように反力油圧が車速に応じて高くな
る。これにより反力ピストン35は反力油圧に応じた軸方
向推力で係合ボール36に押付けられ、スリーブ弁部材21
とロータ弁部材22とを相対回転させるマニアルトルクを
増大させる。尚、第２吐出ポート51bからの圧油は車速
（エンジン回転数）の上昇に比例して流量が増大するた
め、切替弁52と電磁レリーフ弁60との間に流量を一定に
制御する流量制御弁を設けてもよく、この場合には電磁
レリーフ弁60に代えて、供給される電流値に応じて可変
絞りの絞り面積を変化させる電磁流量制御弁を設けても
同様な圧力制御を行い得る。また前記電磁レリーフ弁60
の制御は、車速の他にハンドル回転角あるいはハンドル
回転速度等でもよい。

また反力機構は、反力ピストン35はサーボ弁20の軸線方
向に移動させる側について述べたが、反力ピストンをサ
ーボ弁の半径方向に移動させるラジアル方式のものであ
っても同様な操舵力制御が得られる。

＜発明の効果＞ 以上のように本発明は、供給ポンプの複数の吐出ポート
を２分し、一方の吐出ポートを常時サーボ弁側へ、他方
の吐出ポートは車速に基づいて切替えられる切替弁によ
り低速時はサーボ弁側に、高速時は反力機構の反力室側
へ接続するようにした構成であるので、油圧反力作用の
不要な低速時においては、双方の吐出ポートよりサーボ
弁側にのみ圧油を供給することができ、容量の比較的小
さなポンプでパワーアシストに必要な流量を確保するこ
とができるようになり、また高速時においては、各吐出
ポートよりサーボ弁側と反力室側とに圧油が供給される
ので、反力油圧によるポンプ内圧上昇は一方の吐出ポー
トから吐出される流量分にかかるだけとなり、ポンプ消
費馬力の低減が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す動力舵取装置の断面図に
油圧系統図を併図した図、第２図は電磁弁の要部断面
図、第３図はエンジン回転数（車速）に基づくサーボ弁
への圧油流量を示す線図、第４図は車速等に基づく反力
油圧を示す線図である。 11……出力軸、20……サーボ弁、24……入力軸、33……
反力シリンダ室、35……反力ピストン、50……供給ポン
プ、51a……第１吐出ポート、51b……第２吐出ポート、
52……切替弁、60……電磁弁、80……流量制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸と出力軸との相対回転に基づいて作
   動されパワーシリンダへの圧油の給排を制御するサーボ
   弁と、車速に応じてハンドルトルク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、供
   給ポンプの複数の吐出ポートを２分し、一方の吐出ポー
   トは前記サーボ弁側に接続し、他方の吐出ポートは車速
   に基づいて切替えられる切替弁により低速時は前記サー
   ボ弁側に、高速時は前記反力機構の反力室側へ切替え接
   続すると共に、前記反力室側の圧力を車速に応じて制御
   する電磁弁を設けたことを特徴とする動力舵取装置の操
   舵力制御装置。