JPS6212072B2

JPS6212072B2 -

Info

Publication number: JPS6212072B2
Application number: JP15551478A
Authority: JP
Inventors: Seiji Komamura
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1978-12-14
Filing date: 1978-12-14
Publication date: 1987-03-16
Also published as: JPS5583670A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は車両の運転状況に応じて操舵力を増減
するようにしたパワーステアリング装置に関す
る。

車両の操舵抵抗は車速の上昇に伴つて減少す
る。このため、パワーステアリングのアクチユエ
ータに供給する圧油の要求流量は高速になるにし
たがつて比例的に減少する。このような要求に答
えるべく、本出願人によつて特願昭52−120192
号、52−126209号など速度感応型の動力舵取装置
が提案されている。

いま、これを第１図にもとづいて説明すると、
流量制御部１は、車両用機関に同期して駆動され
る油圧ポンプからの作動油（圧力流体）を動力舵
取部２の制御バルブ３ａを介してパワーシリンダ
などのアクチユエータ３ｂに送り込むと同時に、
その一部をバイパスしてタンクに還流する。

流量制御部１は、円筒状のバルブ孔４に制御ス
プール５が摺動自由に収められ、この制御スプー
ル５によつてバルブ孔４を前圧室６と後圧室７と
に区画形成している。

バルブ孔４には前記油圧ポンプの吐出側に接続
する入口ポート８と、吐出油の一部をタンクに戻
すバイパスポート９とが開口し、これら入口ポー
ト８とバイパスポート９との連通を制御スプール
５が開閉する一方、前記制御バルブ３ａに連通す
る出口ポート１０がバルブ孔４に開口する。

そして、入口ポート８と出口ポート１０との間
に位置してバルブ孔４には隔壁１１が設けられ、
この隔壁の中心部分に形成した通孔１２を介して
両ポート８と１０が連通すると共に、この通孔１
２内にはテーパ状に形成された計量ロツド１３が
挿入され、これによつて両者間で可変オリフイス
Ｏを構成して、出口ポート１０を経てアクチユエ
ータ３ｂに送り込まれる流量を規制する。計量ロ
ツド１３の基端部は本体側壁を貫通して外方に突
出すると共に、計量ロツド１３は先端部を最小径
部１６ａ、及び基端を最大径部１６ｂとし、かつ
これらの間にテーパ部１６ｃが形成される一方、
スプリング１９によりロツド１３は最小径部１６
ａが通孔１２に位置するように附勢される。

前記可変オリフイスＯの後流となる隔壁１１で
区画された室２０は、通路２１を介して前述した
後圧室７と連通し、これにより制御スプール５の
左端に作用するオリフイス絞りの前圧に対抗し
て、オリフイス絞りの後圧を制御スプール５の右
端に作用させる。

また、制御スプール５の右端には側壁との間に
介装したスプリング２２が作用し、したがつて、
制御スプール５は前圧室６のオリフイス絞り前圧
に対し、後圧室７の同じく絞り後圧とスプリング
２２の弾性力の合成力とのバランスする位置まで
移動する。

そして、前記計量ロツド１３を車両速度に応じ
て通孔１２に対して進退させ、走行速度に比例す
る操舵抵抗に応じて可変オリフイスＯの開度を調
整するように、車両の走行速度を電気的に検出す
る車速検出部２５が設けられると共に、この車速
検出部２５の出力にもとづいて計量ロツド１３を
比例作動させるようにしてある。

車速検出部２５の出力が供給される駆動回路３
２は、計量ロツド１３を駆動するために該ロツド
１３と一体的な可動鉄心部の回わりに配したソレ
ノイド３４への供給電流を、前記検出車速に応じ
て制御する。以上の結果、いま、油圧ポンプは機
関回転に同期して駆動され、その吐出流量も回転
数の上昇に伴つて増大する。この圧油は入口ポー
ト８、前圧室６、通孔１２（可変オリフイス
Ｏ）、室２０及び出口ポート１０を経て、制御バ
ルブ３ａ、アクチユエータ３ｂに送り込まれる。

そして、流量は可変オリフイスＯの開度とその
前後差圧にもとづいて決まるのであるが、このと
き、オリフイス絞りの前圧が制御スプール５の左
端に作用し、同じく後圧が室２０、通路２１を介
して後圧室７に導かれて制御スプール５の右端に
作用する。

したがつて、制御スプール５はこれらの圧力差
及びスプリング２２の押圧力とがバランスするま
で右方に移動する。

そして、ポンプ吐出量が一定以上に増大し、前
記オリフイスの前後差圧が所定値に達すると、制
御スプール５の右行にもとづきバイパスポート９
が開き出し、上記前後差圧を一定に保つように流
量の一部をタンクへとバイパスする。

したがつて、もし計量ロツド１３の通孔１２に
対する位置で決まる可変オリフイスＯの開口面積
が一定だとして、この状態で仮にポンプ吐出量が
増えれば差圧が増大して、制御スプール５が右行
し、これに伴いバイパスポート９の開度が増加
し、結局、動力舵取部２側に供給する流量をほぼ
一定に保つように、余剰流量をバイパスポート９
側へと逃がすのである。そして停車時には可変オ
リフイスＯの開口面積が最大となり、この流量は
予め据切操作などでも十分な操舵出力を得られる
ように設定される。次に、車両の走行時は、車速
検出部２５によつて検出された速度信号の出力値
が、車速の上昇に伴つて増大するため、駆動回路
３２を介してのソレノイド３４への供給電流も、
これに伴つて増加する。この結果可変オリフイス
Ｏを構成する計量ロツド１３が、車速に応じてス
プリング１９を圧縮しながら右方に移動するた
め、車速が上昇するにしたがつて可変オリフイス
Ｏの開度面積が減少する。

このとき、オリフイス前後差圧は一定に保たれ
るように制御スプール５が作動するので、オリフ
イス通過流量は開口面積に比例して制御、すなわ
ち、車速が上昇するほど動力舵取部２へ供給され
る流量は減少する。車速が速くなるほど操舵抵抗
が減少するため、要求流量もこれに応じて減少す
るのであり、このように計量ロツド１３を車速に
応動させ常に適切な流量を動力舵取部２へと供給
するのである。

このようにして、車速に応じて流量を制御し、
運転者に常に適度なハンドル操作力（感覚）を附
与する。ところが車輪が受ける操舵抵抗はその他
の種々の条件によつて変動する。

例えば、トラツクなどのように積荷の状況によ
つて車両荷重が増えればこれに伴つて操舵抵抗も
大きくなり、さらにタイヤ圧力が減れば相対的に
同じく抵抗も増加するのである。

したがつて、単に車速のみを制御信号として取
出しても、必らずしも適正な操舵出力が得られる
とは限らない。

このため、操舵抵抗の変動要素となる車両荷
重、タイヤ圧力などを検出して作動流体の流量を
コントロールすれば、操舵抵抗に対応しての出力
制御が達成できるのであるが、車両荷重やタイヤ
圧力を検出する手段を備えることは、それだけ製
造コストのアツプにつながるし、制御システムも
複雑化する。

ところで、パワーステアリング装置に供給され
る圧油は、エンジン回転に同期して駆動される油
圧ポンプの吐出油であつて、前記動力舵取部２の
負荷が増大するとこれに対応してポンプ吐出圧も
上昇する傾向にある。

この結果、ポンプ吐出圧即ち回路供給圧を検出
することにより、動力舵取部２の負荷となる操舵
抵抗を判別することができ、したがつて、回路供
給圧の上昇に対応して流量を増大すれば、操舵抵
抗に応じて出力を増加させられることになる。

本発明はかかる点に着目し、制御スプールの受
圧部に面積差をもたせ、回路供給圧力に感応して
の流量制御を可能にすることにより、きわめて簡
単な構成のもとに操舵抵抗に的確に対応する操舵
出力が得られるようにしたパワーステアリング装
置を提供することを目的とする。

以下、第２図にもとづいて本発明の実施例を説
明する。

本発明では、制御スプール５′の後圧室７側の
受圧部７ａを、前圧室６側の受圧部６ａよりも大
径に構成し、これによりスプール両端に受圧面積
差をもたせてある。

このため、バルブ孔４′は小径部４ａと大径部
４ｂの段差孔に形成し、大径部４ｂに受圧部７ａ
を摺動自由に位置させる。

その他の構成については、第１図と同様である
ので、詳細な説明は省略するが、同一部分には同
一符号を附しておく。

制御スプール５′は、その前後端に作用する油
圧と、スプリング２２の弾発力とのバランスに応
じて移動するが、小径の受圧部６ａには絞りの前
圧が、大径の受圧部７ａには絞りの後圧が作用す
る。

制御スプール５′は、戻り流量を制御するバイ
パスポート９の開度を調整しながら、これらの作
用力がバランスするまで変位し、オリフイスＯの
前後差圧をコントロールするのである。

このとき、操舵抵抗によつて変動する動力舵取
部２の負荷が同一ならば、基本的には上記差圧は
一定値に制御され、オリフイスＯの開口面積を制
御する計量ロツド１３の位置にのみ比例して流量
が増減して操舵出力が制御され、このようにし
て、車速に応じて適正な操舵出力が得られる。

一方、前記オリフイス絞りの後圧は動力舵取部
２に作用する負荷、つまり操舵抵抗に比例し、操
舵抵抗の増加に応じて圧力が上昇する。

ここで、制御スプール５′の動的バランスを考
えてみると、 P₁S₁＝P₂S₂＋Ｆ …………(1) ただし、 P₁：絞りの前圧、P₂：絞りの後圧 S₁：受圧部６ａ面積、S₂：受圧部７ａ面積Ｆ：スプリング作用力 (1)式から、 P₁−P₂＝１／Ｓ_１｛（S₂−S₁）P₂＋Ｆ｝…………(2
) したがつてこの(2)式から、オリフイス前後差圧
（P₁−P₂）は絞りの後圧P₂とスプリング作用力Ｆに
比例することが分かる。

ここで、S₁＝S₂の従来例の場合は、 P₁−P₂＝Ｆ／Ｓ_１ …………(3) となり、オリフイス前後差圧はスプリング作用力
のみに応じたものとなる。

この結果、絞りの後圧P₂が相対的に上昇するほ
ど差圧（P₁−P₂）は増加するので、このときのオ
リフイス面積が一定であつたとしても、流量は差
圧に比例して増大することになり、結局、操舵出
力は操舵抵抗に応じて増減することになる。

すなわち、本発明によれば、特別に操舵抵抗の
関数となる車体重量やタイヤ圧力などを検出しな
くても、操舵抵抗の変化に正確に対応して作動油
の供給量をコントロールでき、これにもとづいて
操舵出力を適正に増減することが可能となる。

以上のように本発明によれば、きわめて簡単な
構成でありながら、操舵抵抗に対応して適正な操
舵出力のコントロールが可能であり、常に、適確
なハンドル操作感覚を附与できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の断面図、第２図は本発明の
要部をあらわす断面図である。１……流量制御部、２……動力舵取部、５′…
…制御スプール、６……前圧室、６ａ……前圧側
受圧部、７……後圧室、７ａ……後圧側受圧部、
１２……通孔、１３……計量ロツド、２５……車
速検出部、３４……ソレノイド。

Claims

【特許請求の範囲】

１ポンプ吐出油を動力舵取部へ導く流路に介装
した流量制御部を、流路に設けた通孔に進退自由
に挿入してなる可変オリフイスと、このオリフイ
スの前後差圧に応動して吐出油の一部をバイパス
させる制御スプールと、車両速度を電気的に検出
する車速検出部と、この検出信号に応じて前記計
量ロツドの位置を制御するソレノイドとから構成
され、車速の上昇に応じて前記オリフイス開度を
減するようにしたパワーステアリング装置におい
て、前記制御スプールのオリフイス前後差圧の受
圧部に面積差を形成し、後圧の上昇に応じて操舵
出力を増大させるように構成したパワーステアリ
ング装置。