JPS6118566A - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - 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〉 本発明は、車速等に応じた油圧が供給される反力機構を
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。

〈従来技術〉 従来車速等に比例した油圧力を反力機構に加え、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。かかる公知のものにおいては、手動操舵トルクに
よって作動される一対の弁部材の一方に反力プランジ中
を弁部材の半径方向に移動可能に収納し、他方にプラン
ジャが係合する凹み部を設け、プランジャの背面に車速
等に比例した油圧力を導入する反力装置と、ラック軸と
ピニオン軸の噛合い位置でラックガイド加圧室にラック
ガイドを摺動可能に収納し、ラックガイドの背面に車速
等に比例した油圧力を導入し、ラックガイドによりラッ
ク軸をビニオン軸側に押付けるラックガイド加圧装置と
があり、上記装置のいずれかを動力舵取装置に適用して
いた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記反力装置のみを適用した動力舵取装置は、ハンドル
から入力された操舵トルクが、操舵軸、トーションバー
を介してピニオン軸に伝えられるのと、操舵軸、反力ブ
ランジャを介してピニオン軸に伝えられるので、サーボ
弁部分の剛性が高められるが、ラック軸とピニオン軸と
の間にガタがあれば所望のハンドルの手応えが得られな
いばかりか、ピニオン軸の回転がすぐラック軸に伝えら
れない問題があった。

逆にラックガイド加圧装置のみを適用した動力舵取装置
は、ラック軸とピニオン軸とのガタを解消できるが低い
操舵トルクでも前記トーションバが捩れ、ハンドルの中
立状態における所望のハンドルの手応えが得られないと
いった問題があった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
、反力機構として反力室に摺動可能に嵌挿された反力ピ
ストンにより反力室に供給される流体の圧力に応じて入
力軸とピニオン軸との相対回転を防げる反力装置と、ラ
ックガイド加圧室に摺動可能に嵌装されたラックガイド
によりラックガイド加圧室に供給される流体の圧力に応
じてラック軸をピニオン軸側−・押圧するラックガイド
加圧装置と、前記反力室およびラックガイド加圧室に車
速等に応じた流体の圧力を発生させる圧力発生手段とを
備えたことを特徴とするものである。

〈作用〉 上述した構成により、反力室およびラックガイド加圧室
には車速等に応じた流体の圧力が導かれ、反力ピストン
により入力軸とピニオン軸との相対回転を防げ、又、ラ
ックガイドによりラック軸がピニオン軸側に押圧され、
操舵力が車速等に応じて変化する。

〈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１１が回転可読に軸承され、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内にロークリ形サーボ弁２０
が収納されている。かかるロークリ形サーボ弁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、供給ボート２６を前記パワーシ
リンダの両室に接続された給排ボート２８．２９の一方
に連通し、他方を排出ポート２７に連通ずるようになっ
ている。

ロータ弁部材２２のピニオン軸１１例の端部には第２図
にも示すように半径方向に両側に突起部３０が形成され
ており、この突起部３０と対応するピニオン軸１１には
突起部３０を操舵軸２４の軸線回りに数角度旋回可能に
遊嵌する嵌合溝３１が形成さている。突起部３０の外周
面には断面がＶ字形状の係合溝３２が形成されており、
サーボ弁２０の中立状態で、ピニオン軸１１には係合溝
３２と対応する位置で半径方向に挿通穴３３が形成され
ている。挿通穴３３には係合ｍ３２に係合するプランジ
ャ３４が半径方向に摺動可能に挿入され、プランジャ３
４の後部へ作動油を導くべくピニオン軸１１の外周には
環状溝３５が形成されている。挿通穴３３と環状溝３５
とで反力室３６が構成されている。

前記ギヤハウジング１０にはピニオン軸１１とラック軸
１４との噛合い部の反対側にラック軸１４の軸線と直交
する方向にシリンダ穴４０が形成され、このシリンダ穴
４０に前記ラック軸１４を受承するラックガイド４１が
摺動可能に嵌合さている。一方、前記シリンダ穴４０の
外端部にはエンドキャンプ４２が液密的に螺着され、こ
のエンドキャップ４２とラックガイド４１間にはラック
軸１４をビニオン軸１１側に押付ける押圧ばね４３が介
挿されている。シリンダ穴４０、エンドキャップ４？に
よってラックガイド加圧室４４が構成される。

次に前記反力室３６およびラックガイド加圧室４４に導
かれる流体の圧力制御回路について述べる。

５０は自動車エンジンによって駆動される供給ポンプ５
０を示し、この供給ポンプ５０の吐出ポートは流量制御
弁５１および圧力制御弁５２を介して前記供給ポート２
６に接続されている。かかる流量制御弁５１は、固定絞
り５３の前後の差圧により弁室５４内を摺動するスプー
ル５５を有し、このスプール５５の摺動によってバイパ
ス通路５６の開度を調整して余剰流をバイパス通路５６
へバイパスさせ、サーボ弁２０への供給流量を一定に制
御するようになっている。流量制御弁５１により流量制
御された流体は第１供給通路５７を介して圧力制御弁５
２に導かれ、この圧力制御弁５２は弁室５８内を摺動す
るメインスプール５９を有し、メインスプール５９には
メインスプール５）Ｃ ９Ｚよって区分されｌた弁室５８の前後室を連通ずる連
通路６０が形成され、連通路６０の途中に固定絞り６１
が設けられている。固定絞り６１の前後圧に応じてメイ
ンスプール５９は弁室５８内を摺動し、供給ポート２６
に通じる第２供給通路６２を開閉して第１供給通路５７
内の圧力を所定の圧力に維持するようになっている。

前記固定絞り６１後の圧力は、導入通路６３を介してパ
イロットバルブ６４に導かれ、このバイロフトバルブ６
４は車速等の入力信号に応じた電流が印加されるソレノ
イド６５と、ヨーク６６に吸引される制御スプール６７
と、ホール弁６８を有する。このボール弁６８はメイン
スプール５９の撥力によってその開度が設定され、その
開度に応じた流体をタンクＴへ逃がすことで導入通路６
３内の圧力を所定のレリーフ圧に維持するようになって
いる。又、固定絞り６１後の圧力は導入通路６３を介し
て前記反力室３６およびう・７クガイド加圧室４４に導
かれるようになっている。

前記導入通路６３内には圧力カット弁７０が介挿されて
いる。この圧力カット弁７０は可動スプール７１を有し
、この可動スプール７１には第２供給通路６２の圧力が
通路７２を介して作用するようになっている。従ってサ
ーボ弁２０の作動に伴い、第２供給通路６２内の流体圧
が上昇すると、この可動スプール７１は弁孔７３内を摺
動して導入通路６３の連通を遮断し、第２供給通路６２
内の圧力変動が反力室３６およびラックガイド加圧室４
４に作用しないようになっている。

前記パイロットバルブ６４のソレノイド６５に印加され
る電流は、コントローラ７５によって制御され、この制
御電流は車速センサ７６および操舵角センサ７７からの
信号に基づいて設定されるようになっている。これによ
って反力室３６およびラックガイド加圧室４４には第３
図の実線Ａに示すような車速■に応じた圧力が発生し、
ハンドルを切り操舵角θが大きくなるにつれて実線Ａか
ら鎖線Ｂに移行し、圧力が上昇するようになっている。

上述した構成に基づいて作用について説明する。

例えば、低速走行状態ではパイロットバルブ６４に印加
される電流が大き（、制御スプール６７は上方に変位し
てスプリング６９の撥力が小さくなるため、導入通路６
３内の流体圧は低い圧力に設定される。またメインスプ
ール５９は固定絞り６１の前後の圧力差が小さくなるよ
う変位して第１供給通路５７の流体圧を低圧に維持する
。前記反力室３６およびラックガイド加圧室４４にはこ
の導入通路６３内の低い流体圧が導入されるため、ラッ
クガイド４１のラック軸１４へ押付は力およびプランジ
ャ３４の突起部３０への押付は力は小さく、小さな操舵
力でもってハンドル操作ができる。

その後高速走行状態になると、ソレノイド６５には低速
走行時と比べて小さめの電流が印加され、制御スプール
６７は下方に変位してスプリング６９の撥力が大きくな
るため、導入通路６３内の流体圧は低速走行時に比べて
高い圧力に設定される。

又、メインスプール５９はこのパイロット圧に応じた位
置に変位し、第１供給通路５７の圧力を高圧に設定する
。前記反力室３６およびラックガイド加圧室４４にはこ
の導入通路６３内の高い圧力が導入されるため、ラック
ガイド４１のラック軸１４への押付は力おらびプランジ
ャ３４の突起部３０への押付は力は大きい。これにより
ハンドルから人力された操舵トルクは操舵軸２４、トー
ションバー２５を介してピニオン軸１１に伝えられると
ともに操舵軸２４、プランジャ３４を介してピニオン軸
１１に伝えられるので、トーションバー２５が小さな操
舵トルクでも捩られることがな（なり、たサーボ弁部分
の剛性が高められる。又、ラックガイド４１によってラ
ック軸１４はピニオン軸１１とのガタがなくなる方向に
押付けられるので、ピニオン軸１１の回転が直ぐにラッ
ク軸１４に伝えることができるとともにピニオン軸１１
の回転抵抗が増加するのでピニオン軸１１とラック軸１
４との噛合い部分の剛性が高められる。この結果、ステ
アリングギヤ全体の剛性が高められ、所望のハンドルの
手応えが得られる。

なお、低速あるいは高速走行にもかかわらず、ハンドル
が急激に操作されると、サーボ弁２０が作動して第１供
給通路５７、第２供給通路６２内の圧力が急激に上昇す
る。しかしこの圧力が設定圧以上になると可動スプール
７１が作動して圧力制御弁５２からの流体の流れを遮断
するため、第１供給通路５７、第２供給通路６２内の大
きな圧力変動の影響を反力室３６、ラックガイド加圧室
４４に大きくおよぼすことがない。

本発明は上述した実施例に限定されるものでなく、第４
図に示すようにピニオン軸８０に対して反力ピストン８
１をピン８２を介して軸動可能に連結し、入力軸８３と
一体の反力受部８４おらび前記反力ピストン８１に円錐
形状の凹み部８４ａ。

８１ａを円周上複数箇所に形成し、この凹み部８４ａ、
凹み部８１ａにはボール８５を係合され、又、ラックガ
イド加圧室８７および反力室８６に供給する流体の圧力
制御として、ポンプ９０から吐出さ・れた流体を第１の
流量制御弁９１によって動力舵取装置に必要な流量より
も一定量多い流量Ｑ１に制御し、さらに流量Ｑ＋を第２
の流量制御弁９２によって動力舵取装置に必要な流量Ｑ
２に制御し、残る一定流量Ｑ３をバイパス通路からバイ
パスし、このバイパスされた流体を電磁レリーフ弁９３
によって車速等に応じて圧力制御してラックガイド加圧
室８７および反力室８６に導くようにしても良い。

〈発明の効果〉 供給される流体の圧力に応じて入力軸とピニオン軸との
相対回転を防げる反力装置と、ラックガイド加圧室に摺
動可能に嵌装されたラックガイドによりラックガイド加
圧室に供給される流体の圧力に応じてラック軸をビニオ
ン軸側へ押圧するラックガイド加圧装置と、前記反力室
およびラックガイド加圧室に車速等に応じた流体の圧力
を発生させる圧力発生手段を備えたので、ステアリング
ギヤ全体の剛性が高めされ、車速等に応じた十分なハン
ドルの手応えが得られる。又、入力軸から入力された操
舵トルクが直くにピニオン軸に伝えることができる利点
が有る。

【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
装置の断面図に油圧系統図を供回した図、第２図は第１
図のｎ−ｎ線矢視断面図、第３図は車速および操舵角と
圧力との関係を示す図、第４図は本発明の他の実施例と
して動力舵取装置の断面図に油圧系統図を供回した図。 １１．８０・・・ピニオン軸、１４・・・ラック軸、２
０・・・サーボ弁、２１・・・スリーブ弁部材、２２・
・・ロータ弁部材、２４．８３・・・操舵軸（入力軸）
、２５・・・トーションバー、３２・・・係合溝、３４
・・・プランジャ、３６．８６・・・反力室、４１・・
・ラックガイド、４４．８７・・・ラックガイド加圧室
、５０゜９０・・、・供給ポンプ、５１・・・流量制御
弁、５２・・・圧力制御弁、６４・・・パイロットバル
ブ、７Ｄ・・・圧カカソト弁、７５・・・コントローラ
、７６・・・車速センサ、７７・・・操舵角センサ、８
１・・・反力ピストン、８２・・・ビン、８４・・・反
力受部、８１ａ、８４ａ・・・凹み部、８５・・・ボー
ル、９１・・・第１の流量制御弁、９２・・・第２の流
量制御弁、９３・・・電磁レリーフ弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力軸とピニオン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、車速等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、前
   記反力機構は、反力室に摺動可能に嵌挿された反力ピス
   トンにより反力室に供給される流体の圧力に応じて入力
   軸とピニオン軸との相対回転を防げる反力装置と、ラッ
   クガイド加圧室に摺動可能に嵌装されたラックガイドに
   よりラックガイド加圧室に供給される流体の圧力に応じ
   てラック軸をピニオン軸側へ押圧するラックガイド加圧
   装置と、前記反力室およびラックガイド加圧室に車速等
   に応じた流体の圧力を発生させる圧力発生手段とによっ
   て構成されてなる動力舵取装置の操舵力制御装置。