JPS5814351B2 - 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】 本発明は、動力舵取装置の操舵力制御装置に係り、さら
に詳しくは操舵力を車両の積載荷重の大小に応じて変化
させる新規な操舵力制御装置に関するものである。

動力舵取装置（Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ，以下Ｐ
．Ｓと略称）は、舵取ハンドルの操舵力に補助力を与え
、軽快なハンドル操作を可能とするものであり、従来い
わゆるインテグラルタイプ、セミインテグラルタイプお
よびリンケージタイプとが知られている。

またリンケージタイプはさらにパワーシリンダとコント
ロールバルブとを一体にしたコンバインド型と、これら
二つの要素を別々に設けるセパレート型とに分類される
。

ところで、これら従来のＰ．Ｓは、その形式の如伺を問
わず、運転者に操向抵抗を感知させるため、必ず操舵出
力に応じた反力を舵取ハンドルに伝達する反力機構を有
しているが、そのうちの一つとしてＰ．Ｓの補助力の大
小に応じて舵取ハンドルの反力の大小を決定させるタイ
プが知られており、このタイプではＰ．Ｓの補助力の大
小はＰ．Ｓの作動室へ導く流体の圧力または流量の大小
によって規制される。

つまり、Ｐ．Ｓの作動室へ導かれる流体の圧力または流
量が犬なる程、Ｐ．Ｓの補助力比が犬で舵取ハンドルの
反力が相対的に小となるわけである。

また最近では高速時の走行安定性を確保するため、同一
の操舵出力比（補助力比）でも高速時程舵取ハンドルに
加わる反力が犬となるように、各種の調圧または流量制
御手段が開発されているが、これらのＰ．Ｓの改良の方
向は、いずれも車両の速度を検知し、この車速に応じて
舵取ハンドルに加わる反力を訂脚しようとするものであ
り、車速以外の要素は全く考慮の外に置かれている。

本発明の発明者等は、Ｐ．Ｓを備えた車両のより理想的
な運転性、特に空荷時と積荷時とで積載荷重の大きく変
化するトラックの理想的な運転性を得るため、以上のよ
うな車速偏重の考え方を改め、新たに積載荷重の大小に
よりＰ．Ｓの操舵出力を制御することに着目したもので
ある。

したがって、本発明の目的は、車両の積載荷重が犬なる
とき程相対的に舵取ハンドルの操舵力が小さくてすむ操
舵力制御装置を得ることである。

また本発明の他の目的は、Ｐ．Ｓの作動室へ導かれる流
体の流量を積載荷重の大小に応じて制御し、積載荷重が
犬なるとき程Ｐ．Ｓの操舵出力比が犬となるようにする
ことである。

本発明の別の目的は、積載荷重との関係において必要以
上のＰ．Ｓ出力を出さないようにすることであって、消
費馬力の低減を図り、過度の応力、油量がＰ．Ｓ系内に
生じないようにして各摺動部、ギア部の摩耗率やシール
類の耐久性を向上させ、さらにキックバック等のショッ
クや振動をハンドルで過度に押えすぎないようにしてリ
ンク機構の保護を図らんとするものである。

本発明は、上記目的を達するため、Ｐ．Ｓの作動室にオ
イルポンプから導かれる流体の流量を積載荷重の大小に
応じて変化させんとするものであって、車両の積載荷重
に応じた出力を生ずる荷重検出器と、この荷重検出器の
出力に応動する流体の流量制御手段とを設け、この流量
制御手段により上記流体の流量を制御し、もって積載荷
重の大なるとき程、舵取ハンドルの操舵力に対する補助
力比を大きく、すなわち舵取ハンドルの操作抵抗を小さ
くしたものである。

以下、図示実施例について本発明を説明する。

第１図は本発明の第一の実施例を示すもので、１はオイ
ルポンプ、２は流量制御弁であって、オイルポンプ１か
ら管路３を経て流量制御弁２に至る圧油の一部または全
部は管路４からＰ．Ｓ５に至り、管路６を経てオイルポ
ンプ１に還流する。

また流量制御弁２における余剰の流体は管路７を経てオ
イルボンプ１に還流する。

流量制御弁２は、管路３の連通ずる室８、管路７の連通
ずる室９、および管路４の連通する室１０を有し、室８
と室１０とを連通させる連通孔１１の連通面積を連通孔
１１内に進退動可能なニ一ドル弁１２によって制御可能
となすと共に、室８と室１０との圧力差によってスプー
ルバルブ１３の位置制御を行ない、室８と室９との間の
連通面積を変化させるようにしたものであって、スプー
ルバルブ１３の一端、すなわち室８に臨む側の周面には
連通溝１４が形成され、またこのスプールバルブ１３の
他端が臨む室１５と室１０とは、連通路１６によって連
通している。

したがってニ一ドル弁１２が連通孔１１内に挿入される
量が少ないときには、室８と室１０との圧力差が小であ
るためスプールバルブ１３は図の右方にあって室８と室
９との間の連通をほぼ断っているが、ニ一ドル弁１２が
連通孔１１内に挿入されて連通孔１１の流路面積を絞る
程、室８と室１０との圧力差、つまり室８と室１５との
圧力差が大きくなってスプールバルブ１３が図の左方に
変位し、連通溝１４を介し室８と室９とが連通ずる。

そしてこの連通面積は、スプールバルブ１３が図の左方
に変位する程、すなわち二一ドル弁１２による連通孔１
１の流路絞り作用が犬なる程大きくなる。

したがってこの流量制御弁２では、ニ一ドル弁１２が連
通孔１１内に挿入される程、管路４を経てＰ．Ｓに至る
流量が小で、管路７を経てオイルポンプ１に還流する流
量が犬となる。

なお、１７はスプールバルブ１３内に設けたＩＩ−フ弁
であって、何らかの原因で室１０側の圧力が上昇したと
き圧油を連通路１６、室１５、ＩＩ−フ弁１７、連通孔
１８、室９を介して管路７に送り、オイルポンプ１に還
流させる機能を有する。

上記流量制御弁２の二一ドル弁１２に進退動を与えるの
は、荷重検出器２０である。

荷重検出器２０は、車両のシャシーフレーム２１と車軸
２２またはこれと一体の部材との間に設置され、シャシ
ーフレーム２１と車軸２２との間の距離の変化によって
積載荷重を検知し、これに応じた出力を生ずるものであ
って、その出力はフィルタ２３、コントローラ２４を経
てソレノイド２５に入力され、ソレノイド２５は積載荷
重の犬なるとき程、ニ一ドル弁１２を図の矢印方向に吸
引移動させ、連通孔１１の連通面積を増大させる。

なお、フィルタ２３は車両カーブ時や悪路走行時に荷重
検出器２０に生じる高周波成分を除去し、ニ一ドル弁１
２自体の振動現象を防止するものである。

上記構成に係る本装置は、車両の積載荷重の大小に応じ
て二一ドル弁１２が位置を変え、連通孔１１の連通面積
を変化させるが、まず空荷時にふいて適正な操舵力が得
られるように、ニ一ドル央１２の位置、連通孔１１の径
等の要素が決定される。

すなわち、空荷時には二一ドル弁１２による連通孔１１
の連通面積が最小となり、室８，１０間の流路面積が最
も絞られた状態となるため、この絞り作用によって室１
０、すなわち室１５の圧力が低くなり、この結果スプー
ルバルブ１３が室１５内に最ち後退した状態となるから
、スプールバルブ１３周面の連通溝１４によって連通ず
る室８と室９との連通面積が最大となる。

したがって空荷時においては、管路７を経てオイルポン
プ１に還流する圧油流量が最大で、管路４を経てＰ．８
５に至る圧油の流量比が最／となるため、このＰ．Ｓ系
の中では空荷時におけるＰ．Ｓ５の操舵出力が最も小さ
く、すなわち舵取ハンドルの反力が最も大きくなる。

本発明では、この事情に考慮して予め諸要素を決定して
おくのである。

次に、積荷時には、荷重検出器２０が積載荷重の大小に
応じた出力を生じ、この出力はコントローラ２４、ソレ
ノイド２５を介し二一ドル弁１２を図の矢印方向に吸引
移動させる。

このため連通孔１１の連通面積は空荷時に比して大とな
り、室８と室１０との間の流路の絞り作用が少なくなる
結果、室１０側の圧力は空荷時より高くなるためスプー
ルバルブ１３は図の右方に変位し、連通溝１４による室
８と室９との連通面積を小さくするしたがって管路７に
還流される圧油流量は少なくなるのに対し、管路４を経
てＰ．Ｓ５に供給される圧油の量は多くなるから、Ｐ．
Ｓ５の操舵出力は犬となって舵取ハンドルの操作抵抗は
小さくなる。

つまり、積荷時には、積載荷重の大小に応じてＰ．Ｓ５
の操舵出力比は犬、舵取ハンドルの操作抵抗は小となる
ので、空荷時と同等あるいはこれより軽い舵取ハンドル
の操作が可能となる。

第２図および第３図に示す実施例は、荷重検出器を第１
図のものとは異ならせた装置を示すもので、流量制御弁
２自体の構成および配管その他の構成は第１図の装置と
同一である。

このため、第２図、第３図においては、第１図と同一の
構成要素には同一の符号を付してある。

第２図の実施例は、車両の車軸２２に立設せる連結棒２
６の上端にリーフスプリング２７の一端を枢着すると共
にリーフスフリング２７自体をシャシーフレーム２１に
ピン２８で枢着し、リーフスプリング２７の他端を流量
制御弁２の二一ドル弁１２に枢着したものであって、シ
ャシーフレーム２１と車軸２２が接近する積荷時にはリ
ーフスプリング２７および二一ドル弁１２が同図の矢印
方向に変位する。

第３図の実施例は、シャシーフレーム２１と車軸２２と
の間に空気はね１９を設置し、空気ばね１９内の圧力を
流量制御弁２のハウジング内に形成した室２９に導き、
この圧力が犬なるとき、すなわち積荷荷重が犬なるとき
程、ニ一ドル弁１２が矢印方向に変位するようにしたも
のである。

この二つの例が、第１図に示す装置と同様に、積載荷重
が犬なるとき程Ｐ．Ｓ５の操舵出力比を増大させ、舵取
ハンドルの操作抵抗を軽減させることは明らかであろう
。

なお、流量制御弁の形式は、上記の例に限られないこと
は勿論であって、例えば第４図のような、バルブスプリ
ング３４のセットフォースを制御することによって流量
を変化させる形式の弁であってもよい。

この弁は、オイルポンプ１からの吐出流体を二本の別の
管路３０，３１に導くと共に、一方の管路３０をＰ．Ｓ
５に、他方の管路３１を流量制御弁３２に接続したもの
であって、流量制御弁３２の制御流量は、弁体３３に弁
座側への押圧力を与えるばね３４の力、および室３５と
８の圧力差によって変化するが、ばね３４のばね座３７
はプランジャ３８によって進退動可能であるので、ばね
座３７を弁体３３側に接近させる程、制御流量は多くな
る。

したがって、積載荷重が犬なるとき程ばね座３７を弁体
３３側に接近させれば、Ｐ．Ｓ５側への流量が多くなる
から、大きな操舵出力を発生させることが可能となる。

ばね座３７の進退制御、すなわちプランジャ３８の進退
制御は、第１図の電気式、第２図の機械式、第３図の油
空圧式のいずれを用いても行なうことができ、積載荷重
の増加に応じてプランジャ３８を第４図矢印方向に変位
させればよい。

以上に説明した本発明の実施例では、荷重検出器を設け
る車軸については制限が付されていない。

したがって前車軸、後車軸のいずれで荷重を検出しても
よいが、本発明の目的からすれば、操舵軸、すなわち通
常は前車軸で積載重量を検出することが好ましい。

また荷重検知は常時行なわず、例えはエンジン始動時に
一度行ない、この検出値から上記のようなＰ．Ｓの荷重
補正を行なうことも可能である。

この意味で荷重検出器と流体流量制御手段とを実施例の
ように直接接続せず、荷重検出器の出力を見て、人が手
動で流体流量制御手段を動作させても、Ｐ．Ｓの荷重補
正を行なうことができる。

なお、常時感応型の荷重検出器を用いる場合には、前述
のような高周波成分を除去するフィルタの他、荷重検知
の感度または応答性を低くした荷重検出器、あるいはダ
ンパーを用いて衝撃荷重を除去した後の荷重を測定する
ようにしてもよい。

さらに、Ｐ．Ｓはその具体的構成、特に用いるバルブの
形式から分類すれば、スプールバルブ使用のＰ．Ｓ１ロ
ータリバルブ使用のＰ．Ｓおよびフラツパバルブ使用の
Ｐ．Ｓとに分けられるが、これらのバルブ形式が如何な
るものでも本発明を適用できるのは勿論である。

なお、上記実施例では図示の便宜上、流量制御弁をＰ．
Ｓ５またはオイルポンプ１と別体に設けているが、流量
制御弁をＰ．Ｓ５またはオイルポンプ１に予め組み込む
ことができるのは言うまでもない。

以上の通り、本発明に係る動力舵取装置の操舵力制御装
置は、車両の積載荷重が大なるとき程操舵出力比が大き
く舵取ハンドルの操作反力が小さくなるものであるから
、積載荷重の大小に拘らず常に軽快なハンドル操作が可
能になるという効果を有する。

特に、本発明は流量制御手段を備え、これによりオイル
ポンプから動力舵取装置に導かれる流体の流量を制御す
るようにしているものであるから、例えば圧力制御の場
合に比較してその特性曲線の立上がりは緩やかであり、
中立位置付近において安定した操舵力を得ることができ
る。

そして、この流量制御の場合には操舵力の大きさが動力
舵取装置への流入流量の上下限内に規制されて選択の自
由度は巾があるものの、圧力制御の場合のような圧力損
を伴うことがなく、エネルギ効率が良好な利点を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る操舵力制御装置の実施例を示す
、要部を断面とした接続図、第２図、第３図は、それぞ
れ本発明の他の実施例を示す、第１図と同様の接続図、
第４図は、流量ＩＩ弁の他の形式の例を示す要部を断面
とした接続図である。 １・・・・・・オイルポンプ、２・・・・・・流量制御
弁、５・・・・・・動力舵取装置、２０・・・・・・荷
重検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 舵取ハンドルの操舵力に補助力を与える動力舵取装
   置、車両の積載荷重に応じた出力を生ずる荷重検出器、
   および該荷重検出器の出力に応動する流体の流量制御手
   段とを備え、該流量制御手段により、積載荷重が犬なる
   とき程オイルポンプから上記動力舵取装置に導かれる流
   体の流量が多量となるように制御することを特徴とする
   動力舵取装置の操舵力制御装置。 ２ 荷重検出器が車両の操舵軸に加わる荷重を検出する
   特許請求の範囲第１項に妃載の動力舵取装置の操舵力制
   御装置。 ３ 荷重検出器の出力が車両のカーブ時あるいは悪路走
   行時に生ずる高周波成分を除去するフィルタを介して流
   体の流量制御手段に入力される特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の動力舵取装置の操舵力制御装置。 ４ 流量制御手段が、オイルポンプから動力舵取装置に
   至る流路を絞る絞り弁機構と余剰流体をオイルポンプに
   還流させる還流路とから構成されている特許請求の範囲
   第１項または第３項に記載の動力舵取装置の操舵力匍脚
   装置。