JPH0631001B2 - 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、車速に応じた油圧力を供給し、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＞ 車速等に比例した油圧力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、特に反力
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は公知
である。

一般にこの種の制御装置は、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時には高くする必要があ
る。

従来では第１１図に示すように反力機構１００に加える
油圧力の制御は、ポンプ１１０から供給され流量制御さ
れた流体を動力舵取装置１２０と反力機構１００に分流
させる分流制御弁１３０を設けるとともに、この分流流
体を車速等の信号により油槽側への放出量を制御する電
磁制御弁１４０が設けられている。更に高速走行時にお
ける操舵力変化を高めるために、操舵圧の増大に伴って
反力機構側への分流割合を高めるべく操舵圧応答可変絞
り１５０を分流通路１６０中に設けている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ かかる可変絞り弁１５０の一端には、操舵圧が導入され
ていて最大負荷時にはレリーフ設定圧までに達するた
め、これに内蔵されたスプリング１５１のバネ定数は高
く設定されている。これに伴い弁体作動範囲ｘがバラツ
クと分流制御弁１３０の可変絞り面積変化も第１２図に
示すように大きくなる。従って作動範囲ｘの調整が必要
となり、調整機構を必要とするばかりでなく、組付調整
の煩わしさをともない、コスト高を招く問題がある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明はかかる可変絞り弁の作動範囲ｘのバラツキによ
る分流制御弁の流量制御特性のバラツキを少くしようと
するもので、可変絞りと直列に固定絞りを設けたもので
ある。

＜作用＞ 本発明は、固定絞りを可変絞りに対し直列に入れたの
で、操舵圧に対する絞り開度にバラツキがあっても分流
流路中の合成絞り抵抗としての変化度は低減され、第１
０図に示すようにΔｑの変化量が小さくり、分流制御弁
の流量制御特性のバラツキは非常に小さくなり、可変絞
り弁の作動範囲を決定する特別な調整手段は不要とな
る。このため組付後の調整の必要もなくなる。

＜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、１１は動力舵取装置の本体をなすハウジング
本体、１２はハウジング本体１１に固着されている弁ハ
ウジングである。このハウジング本体１１及び弁ハウジ
ング１２内には一対の軸受１３，１４を介してピニオン
軸（出力軸）２１が回転自在に軸承されており、このピ
ニオン軸２１にはこれと交差する方向に摺動可能なラッ
ク軸２２のラック歯２２ａが噛合している。このラック
軸２２は、パワーシリンダ９０（第３図参照）のピスト
ンと連結され、その両端は所要の操舵リンク機構を介し
て操向車輪に連結されている。

弁ハウジング１２の弁孔内には、サーボ弁３０が収納さ
れている。サーボ弁３０は、操舵軸としての入力軸２３
と一体的に形成したロータリ弁部材３１と、このロータ
リ弁部材３１の外周に同心的かつ相対的回転可能に嵌合
したスリーブ弁部材３２を主要構成部材としている。ロ
ータリ弁部材３１は、これと一体の入力軸２３に一端を
連結したトーションバー２４を介してピニオン軸２１に
可撓的に連結されている。

また、ロータリ弁部材３１の外周には、図示しないが、
その軸方向に伸びる複数のランド部と溝部とが等間隔に
形成されており、これの溝底部より内周部に連通する連
通路３７が穿設されている。入力軸２３に前記内周部と
弁ハウジング１２内の低圧室３８とを連通する通路３９
が設けられている。一方スリーブ弁部材３２の内周に
も、その軸方向に延びる複数のランド部と溝部が等間隔
に形成され、各溝部よりスリーブ弁部材３２の外周に開
口する分配穴４０，４１が設けられている。供給ポート
３５より供給される圧力流体は、サーボ弁が中立状態で
あればランド部両側の溝部に均等に流れ、連通路３７及
び通路３９を経て低圧室３８より排出ポート３６に流出
する。この場合、両分配ポート３３，３４は低圧で等し
い圧力となっているためパワーシリンダ９０は作動され
ない。サーボ弁３０が中立状態から偏位すれば、一方の
分配穴４０又は４１には供給ポート３５より圧油が供給
され、他方の分配穴４１又は４０にパワーシリンダ９０
から排出された流体が流入し、連通路３７、通路３９、
低圧室３８を経て排出ポート３６に放出されるようにな
っている。

反力機構は次の通りである。ロータリ弁部材３１のピニ
オン軸２１側の端部には第２図に示すように半径方向に
両側に突出する突起部５０が形成されており、この突起
部５０と対応するピニオン軸２１には突起部５０を入力
軸２３の軸線回りに微少角度旋回可能に遊嵌する嵌合溝
５１が形成されている。

ピニオン軸２１には前記突起部５０をはさんでその両側
に挿通穴５３が形成され、この挿通穴５３にそれぞれプ
ランジャ５４が摺動可能に挿通されている。このプラン
ジャ５４はその後方に形成された反力室５５に導入され
る油圧力によって前方へ突出され、前記突起部５０をそ
の両側より挾持するとともにその前進端はプランジャ５
４に形成された大径部５４ａによって規制されている。
５７は車速等に応じた油圧力を導入するポート、５８は
通路、５９はこの通路５８と前記反力室５５とを連通す
る環状溝である。

なお、上記構成の反力機構は、突起部５０の両側に設け
られたプランジャ５４にて突起部５０を回転させる方向
に油圧力を作用させるものであるが、プランジャを半径
方向より押圧するラジアル方式であるいは軸方向に押圧
するスラスト方式のものでもよい。

第３図において、６４は自動車エンジンによって駆動さ
れる供給ポンプ６０からの吐出圧油の流量Ｑ_Ｏを一定流
量Ｑ_Ｃに制御する流量制御弁である。この流量制御弁６
１は、メータリングオリフィス６２と、このメータリン
グオリフィス６２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に低圧側に通じたバイパス
通路６３を開口制御するバイパス弁６４によって構成さ
れている。尚、供給ポンプ６０が定速モータ駆動式の一
定流量を吐出するものである場合には前記流量制御弁６
１は不用である。

６５は前記流量制御弁６１の高圧側と第１供給通路６６
を介して接続する分流制御弁（フローデバイダ）であ
る。この分流制御弁６５は、前記流量Ｑ_Ｃを制御スプー
ル６７によりサーボ弁３０側の第２供給通路４５への流
量Ｑ_Ｇと、反力室５５側の第２分岐通路４６への流量Ｑ
_Ｒとに分流する。

８０は可変絞り弁である。この絞り弁８０は、通路９１
を介して導入されるギヤ発生圧力Ｐ_Ｇとスプリング８２
の撥力との圧力バランスに基づいて摺動される摺動スプ
ール８３を有し、この摺動スプール８３と弁孔との間で
分流絞り８４を形成している。この分流絞り８４は、初
期状態において固定絞りとして機能し、その後ギヤ発生
圧力Ｐ_Ｇによる摺動スプール８３の変位に伴い絞り開口
面積が変化する可変絞りとして機能する。この分流絞り
８４と直列に固定絞り８５が設けられ、第１分岐通路９
３を流れる圧油の流量を制御するようになっている。こ
の分岐通路９３はその一端を供給通路６６ならびに制御
スプール６７に形成された小孔９５を介して分流制御弁
６５の前部室９６と連通し、また他端は前記制御スプー
ル６７に形成された連通孔９７ならびに９８を介して分
流制御弁６５の後部室９９と連通している。従って絞り
弁８０の分流絞り８４の絞り開口面積が変化することに
より分流制御弁６５の前後室９５，９９の圧力バランス
が変化し、第１供給通路６６と第２供給通路４５間の開
度並びに第１分岐通路９３と第２分岐通路４６間の開度
をそれぞれ調整することにより、サーボ弁３０側の第２
供給通路４５への流量Ｑ_Ｇと、反力室５６側の第２分岐
通路４６への流量Ｑ_Ｒとの分流割合を変更するようにな
っている。なお、６９はバランス用のスプリングであ
る。

また反力室５５側の通路４６には車速等に応じて制御さ
れる電磁制御弁７０が介挿されている。この電磁制御弁
７０は、第４図に示すようにバルブ本体７１とこのバル
ブ本体７１の内孔内に摺動可能に装嵌されたスプール７
２と、コンピュータ等によって制御されるソレノイド制
御回路（図略）から車速信号Ｖに応じた電流Ｉが供給さ
れるソレノイド７３とを備えている。スプール７２は通
常スプリング７４により下降端に保持され、分流制御弁
６５ならびにタンクに通じる通路７６，７７間を小孔７
８のみにて連通している。しかしてソレノイド７３に通
電されると、その電流値Ｉに応じてスプール７２はスプ
リング７４に抗して変位して通路７６，７７を小孔７８
ならびにスリット７９を介して連通させるようになって
いる。

なお、第３図において９０はパワーシリンダ、９４は通
路４６内が所定圧以上になると圧力を逃す安全用レリー
フ弁である。

次に上記構成の動作について説明する。供給ポンプ６０
より吐出された圧油の流量Ｑ_Ｏを流量制御弁６１にて一
定流量Ｑ_Ｃに制御する。この一定流量Ｑ_Ｃに制御された
圧油は分流制御弁６５によって第５図に示す分流特性で
もってサーボ弁３０側と反力室５６側に対してそれぞれ
流量Ｑ_Ｇ，Ｑ_Ｒとに分流される。低速状態では第６図に
示すようにソレノイド７３に大きな電流Ｉが供給され、
これによって電磁制御弁７０のスプール７２が大きく変
位し、スリット７９を全開状態にする。従って通路４６
側に分流された圧油はタンクにドレーンされ、反力油圧
Ｐ_Ｒはほとんど発生しない。このためハンドル操作によ
り入力軸２３が回転されると、プランジャ５４は容易に
押し戻され、これによりスリーブ弁部材３２とロータリ
弁部材３１とが相対回転され、マニアルトルクＴ_Ｍに対
するギヤ発生圧力Ｐ_Ｇの変化は第９図の低速、据切の曲
線で示す特性となり、軽快なハンドル操作ができる。

その後車速が増加すると、第６図に示すようにその車速
信号Ｖの増加に従い、電磁制御弁７０のソレノイド７３
に供給される制御電流値Ｉが低下する。これによりスプ
ール７２が変位してスリット７９の開度が小さくなり、
その結果タンクへ戻される油圧の流量が制限され、反力
油圧Ｐ_Ｒが高められる。この圧力油圧Ｐ_Ｒの上昇に伴
い、突起部５０に対するプランジャ５４の押圧力が増大
し、それだけハンドルが重くなる。

一方ハンドルを操作すると、サーボ弁３０側に通じる通
路４５にギヤ発生圧力Ｐ_Ｇが発生する。このギヤ発生圧
力Ｐ_Ｇにより絞り弁８０の分流絞り８４の絞り開口面積
Ｓは第７図に示すように次第に増大し、摺動スプール８
３がストロークエンドに到達すると一定となる。これに
より、絞り弁８０の分流絞り８４と固定絞り８５を介し
て流体は分流制御弁６５に流入する。かかる分流絞り８
５と固定絞り８５は直列に設けられているので、合成さ
れた流量抵抗の変化率は分流絞り８４単体の変化率に対
して小さくなる。その結果分流制御弁６５の前後室９
６，９９の圧力バランスの変化も小さくなり分流弁の流
量特性変化を小さくする。分流特性としては第５図に示
すようにギャ発生圧の増大に伴い分流制量Ｑ_Ｇを減じる
とともに反力室側への分流流量Ｑ_Ｒを増加することとな
り、この分流流量Ｑ_Ｒの増大により反力油圧Ｐ_Ｒはギヤ
発生圧力Ｐ_Ｇに応じて上昇する。この反力油圧Ｐ_Ｒは第
８図から明らかなごとく低速、据切状態ではその上昇度
合は低く、高速になるに従って急激に上昇する傾向とな
る一方、マニアルトルクＴ_Ｍに対するギヤ発生圧力Ｐ_Ｇ
の変化特性は第９図に示すようになる。特に可変絞りと
直列に固定絞りを設けた構成であるので、可変絞りの作
動範囲にバラツキがあってもそのバラツキの影響は固定
絞りによって吸収され、低速時にはマニアルトルクＴ_Ｍ
に対するギヤ発生圧力Ｐ_Ｇが低く、高速時にはハンドル
を切込んで行くに従い重めとなり、手ごたえ感のある操
舵フィーリングが得られる。

＜発明の効果＞ 上記詳述したように本発明装置は、供給ポンプとサーボ
弁を接続する供給通路並びに供給通路から分岐して反力
室と接続する分岐通路の途中に設けられ、供給通路と分
岐通路の圧力差に応じて供給通路と分岐通路の開度をそ
れぞれ調整してサーボ弁と反力室に供給される流量割合
を変える分流制御弁と、分流制御弁の上流側の分岐通路
の途中に設けられサーボ弁の操舵に伴うギヤ発生圧力の
上昇に応じて分岐通路の開度を増大して分流制御弁の上
流側の供給通路と分岐通路の圧力差を変える可変絞り
と、この可変絞りと直列に設けられ、分流制御弁の上流
側の供給通路と分岐通路の圧力差を発生させる固定絞り
とを備えた構成であるため、可変絞りのバネ定数が高い
ことによる作動範囲のバラツキがあっても、分流特性の
変化としては大幅にこれを低減することができる。これ
によって作動範囲の特別な調整手段は必要としないので
機構の簡素化、組付の容易化を図ることができる。更に
高速走行状態においてはマニアルトルクに対するギヤ発
生圧力の特性の傾きを小さくしてパワーアシストを少く
することができ、これによって高速走行時にはハンドル
を切込んで行くに従って手ごたえ感のある操舵フィーリ
ングが得られる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は動力舵取
装置の断面図、第２図は第１図のII−II線断面矢視図、
第３図は本発明の油圧系統図、第４図は電磁制御弁の断
面図、第５図は分流制御弁の分流特性を示す図、第６図
は電磁制御弁の制御特性を示す図、第７図は絞り弁の制
御特性を示す図、第８図は反力油圧の変化特性を示す
図、第９図はギヤ発生圧力の変化特性を示す図、第１０
図は固定絞りを分流路中に入れた場合の流量制御特性を
示す図、第１１図，第１２図は従来装置を示すもので、
第１１図は油圧系統図、第１２図は弁体作動範囲ｘのバ
ラツキによる分流制御弁の可変絞り面積変化を示す図で
ある。 ２１……ピニオン軸、２３……入力軸、３０……サーボ
弁、４５……第２供給通路、４６……第２分岐通路、５
０……突起部、５４……プランジャ、５５……反力室、
６５……分流制御弁、６６……第１供給通路、７０……
電磁制御弁、８０……可変絞り弁、８４……分流絞り、
８５……固定絞り、９３……第１分岐通路。

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
   構と、この反力機構の反力室に通じる通路上に設けら
   れ、車速に応じて前記反力室に発生する圧油を制御する
   電磁制御弁を備えた動力舵取装置の操舵力制御装置にお
   いて、供給ポンプとサーボ弁を接続する供給通路並びに
   供給通路から分岐して反力室と接続する分岐通路の途中
   に設けられ、供給通路と分岐通路の圧力差に応じて供給
   通路と分岐通路の開度をそれぞれ調整してサーボ弁と反
   力室に供給される流量割合を変える分流制御弁と、分流
   制御弁の上流側の分岐通路の途中に設けられサーボ弁の
   操舵に伴うギヤ発生圧力の上昇に応じて分岐通路の開度
   を増大して分流制御弁の上流側の供給通路と分岐通路の
   圧力差を変える可変絞りと、この可変絞りと直列に設け
   られ、分流制御弁の上流側の供給通路と分岐通路の圧力
   差を発生させる固定絞りとを備えた動力舵取装置の操舵
   力制御装置。