JPH0624960B2 - 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、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＞ 一般にこの種の制御装置においては、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高くす
る必要がある。

従来ではこの反力機構に加える油圧力の制御は、操舵圧
とは関係なく車速等の信号に基づいて電磁圧力制御弁に
て制御している。これによるマニアルトルク−ギヤ発生
圧力特性は第５図で示すように高速走行時の特性は２点
鎖線のように低速走行時の特性に対して平行移動するの
みであり、高速走行時の特性の傾きが自由に変えられな
い。そのため、反力油圧が高い状態でハンドルを切り込
んでいっても操舵力の変化に乏しい問題がある。理想と
しては第５図の高速走行時の実線で示すように傾きを大
きくした特性とすることである。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、高速走行時におけ
るマニアルトルク−ギヤ発生圧力特性を理想とする大き
な傾きとし、操舵力の変化を明確にしたものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上記した問題点を解決するために、供給ポン
プと動力舵取装置のサーボ弁とを接続する供給通路を、
操舵圧の上昇に応じて絞り面積が拡大制御される第１可
変絞り弁と車速の上昇に応じて絞り面積が縮小制御され
る第２可変絞り弁を介して低圧側に接続すると共に、前
記第１可変絞り弁と第２可変絞り弁間の通路と前記反力
機構の反力室とを接続したものである。

＜作 用＞ 上記本発明では、低速時には第２可変絞り弁の絞り面積
は大きくなっており、これにより反力室の油圧反力は０
となり軽い操舵力となる。

一方、高速時には第２可変絞り弁の絞り面積は小さくな
り、これによって反力室の油圧反力が高まり、しかもハ
ンドルの切り込みによる操舵圧で第１絞り弁の絞り面積
を大きく制御するため、反力室の油圧反力は操舵圧に応
じて増大しマニアルトルクを大きな傾きの特性で増大す
るものである。

＜実施例＞ 以下本発明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
43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。

51はエンジンによって駆動される供給ポンプから吐出さ
れる圧油の流量Q₀を動力舵取装置および反力制御に必要
な所定流量Q₁にメータリングオリフィス52で制御し、余
剰流はバイパス通路53より低圧側に排出する流量制御弁
である。この流量制御弁51は、定速モータ駆動ポンプの
場合は不要である。

前記動力舵取装置のサーボ弁20と供給ポンプとを接続す
る供給通路47は、操舵圧に応じて制御される第１可変絞
り弁60と車速等に応じて制御される第２可変絞り弁80を
介して低圧側に接続され、これら両可変絞り弁60，80間
の通路45は通路46を介して前記導入ポート40に接続され
ている。第１可変絞り弁60を操舵圧に応じて制御する手
段としては、前記供給通路47に第１可変絞り弁60の一端
を接続し、この可変絞り弁60の可変絞り面積Ｓ(Ｐ)を第
３図に示すように操舵圧の上昇に応じて増大するように
制御する。また、車速等（ハンドル回転角あるいはハン
ドル回転速度）に応じて制御される第２可変絞り弁80
は、第２図で示すように、低圧側に通じる絞り穴83と、
この絞り穴83の開度を制御する弁棒81と、この弁棒81を
軸方向に進退移動させるソレノイド82とから成り、ソレ
ノイド82には前記車速等に応じた電流値が供給され、車
速等の上昇により可変絞り面積Ｓ(Ｉ)を第４図に示すよ
うに絞るものである。尚、第２可変絞り弁80は電磁レリ
ーフ弁でもよいし、車速（エンジン回転数）に応じて動
力舵取装置への供給流量を変化させるものでは、その流
量変化を利用して固定絞り前後の差圧で可変絞りＳ(Ｉ)
を制御する油圧絞り弁でもよい。

次に上記構成における動作について説明する。図示する
上記の実施例の場合には供給ポンプより吐出される圧油
の流量は流量制御弁51によって動力舵取装置に必要とす
る所定流量に制御され、制御弁55を通ってサーボ弁20の
供給ポート26に供給される。また同時に第１可変絞り弁
60にも分流し、この第１可変絞り弁60から第２可変絞り
弁80を介してドレンされる。車速が低い状態において
は、第２可変絞り弁80の可変絞り面積Ｓ(Ｉ)面積は第４
図で示すように最大に保持されており、第２可変絞り弁
80からのドレン抵抗が小さくなり、反力機構の反力室の
油圧反力PRは０に保持される。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
力機構ピストン35はウェブワッシャ39の撥力に抗して容
易に後退し、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、マニアルトルクは第５図の低速
時の実線で示すように通常の軽い動力舵取作用となる。

車速が所定値を越えると、第２可変絞り弁80の可変絞り
面積Ｓ(Ｉ)は車速の上昇に応じて絞られ、第２可変絞り
弁80からのドレン抵抗が増大される。かかる第２可変絞
り弁80のドレン抵抗の増大に応じて油圧反力PRが上昇
し、これにより反力ピストン35は油圧反力PRに応じた軸
方向推力で係合ボール36に押し付けられ、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
クは増加する。

この状態でハンドルが操作され、ギヤ発生圧力が上昇す
ると、このギヤ発生圧力の上昇に応じて第１可変絞り弁
60の絞り面積Ｓ(Ｐ)が、第３図に示すように増大され
る。これにより第１可変絞り弁60を介して第２可変絞り
弁80側に分流される流量が増加し、この流量の増大に応
じて第２可変絞り弁80の排出抵抗が増大し、油圧圧力PR
はギヤ発生圧力の上昇に応じて高められる。なお、油圧
圧力PRは、ギヤ発生圧力をP₁をとした場合、 で表される。

従って高速時にハンドルを操作した場合には、第５図の
実線で示すように特性が傾き、操舵の手ごたえ感が得ら
れるようになる。

尚、上記実施例の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ものであるが、その他にサー
ボ弁の半径方向に反力ピストンを移動させるラジアル方
式で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、供給ポンプとサーボ弁とを接続
する供給通路を、操舵圧の上昇に応じて絞り面積が拡大
制御される第１可変絞り弁と車速の上昇に応じて絞り面
積が縮小制御される第２可変絞り弁を介して低圧側に接
続し、両可変絞り間に反力機構の反力室を接続して両可
変絞りの絞り面積の関係で反力油圧を制御する構成であ
るので、高速時におけるギヤ発生圧力（操舵圧）−マニ
アルトルク特性の傾きを大きく変えることができ、ハン
ドルを切り込んだときの手ごたえ感が明確に得られる効
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図は可変絞り弁の断面
図、第３図は第１可変絞り弁のギヤ発生圧力による絞り
面積の変化を示す線図、第４図は第２可変絞り弁の車速
に応じた絞り面積の変化を示す線図、第５図はギヤ発生
圧力−マニアルトルク特性の従来と本発明とを比較した
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、55……制御弁、
60……第１可変絞り弁、80……第２可変絞り弁。

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
   給ポンプと前記サーボ弁とを接続する供給通路を、操舵
   圧の上昇に応じて絞り面積が拡大制御される第１可変絞
   り弁と車速の上昇に応じて絞り面積が縮小制御される第
   ２可変絞り弁を介して低圧側に接続すると共に、前記第
   １可変絞り弁と第２可変絞り弁間の通路と前記反力機構
   の反力室とを接続してなる動力舵取装置の操舵力制御装
   置。