JPS61191471A - 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、車速等に応じた制御圧を供給し、ハンドルト
ルクを車速等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走行時には高（する必要が
ある。

従来ではこの反力機構に加える油圧力を電磁圧力制御弁
にて制御するようにしているが、反力油圧の制御範囲を
大きくすることが難しい問題がある。

本発明は、反力油圧を自由に設定可能とし、受圧面積の
小さな反力室を用いて反力制御を行い得るようにしたも
のである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、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、供
給ポンプと前記サーボ弁とを接続する供給通路に、車速
等に応じて制御されるパイロット電磁レリーフ弁を絞り
を介して接続し、この固定絞りの前後圧に応動して前記
供給通路中の開口面積を制御するレリーフ弁メインバル
ブを設け、前記固定絞りとパイロット電磁レリーフ弁間
に前記反力機構の反力室を接続したものである。

く作　　　用〉 本発明は、低速時にはパイロット電磁レリーフ弁の設定
圧を低くし、反力機構への反力油圧をＯにすると共にサ
ーボ弁側の供給圧油を高圧に制御して軽い操舵力とする
。

一方、高速時には車速等に応じたパイロット電磁レリー
フ弁の制御により反力機構に供給する反力油圧を高め、
この反力油圧の上昇に基づいてレリーフ弁メインバルブ
を制御し、サーボ弁側への供給通路中の開口面積を紋っ
てサーボ弁側と油圧的に分離し、重い操舵力とするもの
である。

く実　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
乃至第３図は第１実施例である。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及び弁ハウシング１２内には
一対の軸受Ｈ，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、図示し
ないパワーシリンダのピストンと連結され、その両端は
所要の操縦リンク機構を介して操向車輪に連結されてい
る。

弁ハウジング１２の穴内には、制御弁機構３０が収納さ
れている。制御弁機構（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３■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て形成されており、これの
溝底部より内周部に連通ずる連通路３７が穿設されてい
る。入力軸２３に前記内周部と弁ハウシング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て形成され、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、制御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３
８より排出ポート３６に流出する。この場合、両分配ボ
ート３３，３４は低圧で等しい圧力となっているためパ
ワーシリンダは作動されない。制御弁が中立状態から偏
位すれば、一方の分配穴４０又は４１には供給ポート３
５より圧油が供給され、他方の分配穴４１又は４０にパ
ワーシリンダから排出された流体が流入し、連通路３７
１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。第２図でも示すように、ロ
ータリ弁部材３１のビニオン軸２１例の端部に半径方向
に両側に突起した突起部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の軸線回りに数角度旋回可能に遊嵌する嵌合溝
５１が形成されている。突起部５０の外周面にはテーパ
状の係合溝５２が形成されており、制御弁の中立状、卵
で、ピニオン軸２１には係合ｆｔ５２と対応する位置で
半径方向に挿通穴５３が形成されている。挿通穴５３に
プランジャ５４が半径方向に摺動可能に挿入され、プラ
ンジャ５４の後部へ作動油を導くべく環状溝５５が形成
されている。この挿通穴５３と環状溝５５とで反力室５
６が構成されている。５８は車速等に応じて制御された
ポンプからの圧力流体を導入するボート、５７は前記ボ
ート５８と環状溝５５を連通ずる通路である。

上記構成の反力機構は、いわゆるラジアル方式であるが
軸線方向に反力を作用させる構成のスラスト方式でもよ
い。

６１は自動車エンジンによって駆動される供給ポンプか
らの吐出圧油の流量ＱＯを一定流量Ｑに制御する流量制
御弁である。この流量制御弁６１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（リフ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
ポンプが定速モータ駆動式の一定ｒＴｔ量を吐出するも
のである場合には前記流量制御弁旧は不要である。

前記一定流量Ｑ＋に制御した圧油をサーボ弁側に供給す
る通路７５に固定絞り６６を介して車速等に応じて制御
されるパイロット電磁レリーフ弁７０を接続し、この固
定絞り６６とパイロット電磁レリーフ弁７０間に上記し
た反力機構の導入ポート５８を通路４６にて接続する。

また通路７５に固定絞り６６の前後圧に応動して通路７
５中の制御穴７８の開口面積を制御する前記レリーフ弁
７０のメインバルブ７９を設け、このメインバルブ７９
のスプール７６をスプリング７７により制御穴７８の開
口面積を縮小する方向に押圧する。このメインバルブ７
９の制御穴７８とサーボ弁の供給ポート３５とが通路４
５にて接続されている。

前記パイロット電磁レリーフ弁７０は第３図で示すよう
に、コンピュータ８０によって制御されるソレノイド駆
動回路８１から車速信号Ｖに応じ大電流値が供給される
ソレノイド７１と、このソレノイド７１の作用によって
はね荷重が変化されるレリーフ圧設定用スプリング７４
と、このスプリング７４にて押付けられレリーフ通路７
２を介して反力油圧ＰＲを低圧側に逃すボール弁７３か
ら構成されている。

さらに、前記反力機構に通じている通路４６にはパイロ
ット電磁レリーフ弁７０の最高圧力より若干高い圧力で
作動する安全レリーフ弁１００接続されている。

次に上記構成における動作について説明する。図示する
上記実施例の場合には供給ポンプより吐出された圧油の
流量ＱＯを流量制御弁６１によって動力舵取装置および
反力制御に必要とする所定の流ｉＱ＋に制御され、メイ
ンバルブ７９を通ってサーボ弁の供給ポート３５に供給
される。

また前記の流ｊｔＱ＋は固定絞り６６にも分流し、パイ
ロット電磁レリーフ弁７０よりドレンされる。

車速か近い状態においては、パイロット電磁レリーフ弁
７０のソレノイド７１に最大電流が供給され、これによ
りレリーフ圧設定用スプリング７４のはね荷重は実質的
にＯとなり、反力油圧ＰＲは上昇しない。従って、ハン
ドル操作により操舵軸２４が回転されると、プランジャ
５４は容易に押し上げられ、これによりスリーブ弁部材
３２とロータ弁部材３１とが相対回転され、マニアルト
ルクに対するギヤ発生圧力ＰＧの変化は第６図の低速の
曲線で示す特性となり、軽快なハンドル操作ができる。

車速が所定値を越えると、コンピュータ８０に入力され
る車速信号Ｖに応じてソレノイド駆動回路８１が制御さ
れ、パイロット電磁レリーフ弁７０のソレノイド７１に
供給される電流値が車速の上昇に応じて低下される。こ
れによりレリーフ圧設定用スプリング７４のばね荷重が
車速の上昇に応じて増大され、反力油圧ｐＢが高められ
る。

この圧力は最高ポンプレリーフ圧まで設定可能である。

この反力油圧ＰＲの上昇に伴いメインバルブ７９のスプ
ール７６は第１図において左方に軸動し、高速時には制
御穴７８の開口面積を絞り、サーボ弁側と反力機構側と
を油圧的に分離するとともに、サーボ弁側への流量をほ
ぼ一定に保持する。従って、車速の上昇に応じてプラン
ジャ５４は反力油圧ＰＲに応じた力で係合溝５２に押付
けられ、スリーブ弁部材３２とロータリ弁部材３１とを
相対回転させるマニアルトルクが増大し、マニアルトル
クに対するギヤ発生圧力ＰＧの変化は前記低速時のギヤ
発生圧力のパターンをそのまま平行移動させた特性とな
り、ノ１ンドル操作は重くなる。

反力機構の導入ボート５８に通じている通路４６に接続
した安全レリーフ弁１００は、万一パイロット電磁レリ
ーフ弁７０のレリーフラインに目詰りが発生し、流れが
止められたとき、固定絞り５６の前後差圧がなくなって
、スプール７６がばね力で左エンドまで戻され、制御穴
７８がシャ、ソトシ、供給ポンプ圧がポンプレリーフ圧
まで上昇し、この圧力が反力機構にもかかつて操舵力が
重くなるため、反力油圧ＰＲがポンプレリーフ圧まで上
昇しないように低圧側にレリーフして安全を確保するも
のである。

第４図は本発明の第２実施例である。この第２実施例は
、第１実施例における固定絞り６６に代えて可変絞り弁
９０を配置したものである。この場合、可変絞り弁９０
で制御された圧油がパイロット電磁レリーフ弁７０を介
してドレンされる。この可変絞り弁９０は次のように作
用する。

前記第１実施例の場合、ギヤ発生圧力ＰＧが高くなると
固定絞り６６前後の差圧が大きくなって固定絞り６６を
通ｉｔ　る流ｊｉｇ（ｇ−Ａ、ｒＴＫｌＡ：絞り面積、
ΔＰ：差圧）はギヤ発生圧力ＰＧに比例して多くなり、
サーボ弁側への供給流量が減少し操舵特性が変化する。

従って、第２実施例では、固定絞り６６を可変絞り弁９
０にしてギヤ発生圧力ＰＧに応じで絞り面積を縮小し、
上記流量ｇを一定にコントロールするようにしたもので
ある。

第５図は本発明の第３実施例である。この第３実施例は
、第１実施例におけるパイロット電磁レリーフ弁７０の
ドレン側にリザーバに通じる可変絞り弁９０を設け、こ
の可変絞り弁９０を可変絞り作用させるための信号圧力
としてギヤ発生圧力ＰＧを導入するようにし、このギヤ
発生圧力ＰＧを高速時に導入するよう反力油圧ＰＦＩが
高いときに、その圧力によって切替えられる切替弁９１
を設けたものである。尚、この切替弁９１は車速センサ
の信号に基づいて切替えられる電磁切替弁であってもよ
い。

この第３実施例の場合は、高速時にハンドル操作に伴っ
てギヤ発生圧力ＰＧが上昇すると、可変絞り弁９０に導
入されるギヤ発生圧力Ｐ６によって可変絞り弁９０の絞
り面積を小さくし、パイロット電磁レリーフ弁７０のド
レン圧を制御することにより、第６図の中速、高速曲線
のＡで示すようにギヤ発生圧力に応じてマニアルトルク
特性の傾きを大きく変え、ノ１ンドルを切込んだときの
手ごたえ感を明確にするものである。なお、可変絞り弁
９０は電磁レリーフ弁７０と通路４６との間の圧力側に
設けても、第３実施例の場合と同様な効果が期待できる
。

〈発明の効果〉 以上のように本発明は、供給ポンプの吐出流量を一定に
制御して車速等に応じて制御されるパイロット電磁レリ
ーフ弁に導き、反力機構に導入する反力油圧を制御する
と共に、この反力油圧の制御によりメインバルブの制御
穴の開口面積をコントロールしてサーボ弁側と圧力分離
する構成であるから、反力油圧が最高ポンプレリーフ圧
まで設定できる自由度が得られ、受圧面積が小さい油圧
反力機構で操舵力の制御範囲を大きくできる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す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ＩＩ−Ｉ
ｆ線断面図、第３図はパイロット電磁レリーフ弁の要部
断面図、第４図は本発、明の第２実施例の油圧系統図、
第５図は第３実施例の油圧系統図、第６図は操舵特性の
曲線図である。 ２１・・・ビニオン軸、２３・・・入力軸、５６・・・
反力室、６６・・・固定絞り、７０・・・パイロット電
磁レリーフ弁、７８・・・制御穴、７９・・・メインバ
ルブ、９０・・・可変絞り弁。 特　許　出　願　人豊田工機株式会社 代　　　　　理　　　　　人　平　　　井　　　二　　
　部第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、供給ポンプと
   前記サーボ弁とを接続する供給通路に、車速等に応じて
   制御されるパイロット電磁レリーフ弁を絞りを介して接
   続し、この固定絞りの前後圧に応動して前記供給通路中
   の開口面積を制御するレリーフ弁メインバルブを設け、
   前記固定絞りとパイロット電磁レリーフ弁間に前記反力
   機構の反力室を接続したことを特徴とする動力舵取装置
   の操舵力制御装置。