JPS646987B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速安定性を有する操舵装置に関する
もので、その目的とするところは、車速の全領域
において適切な操舵力が得られるようにするとと
もに、消費馬力を軽減できるようにすることであ
る。

一般に、動力舵取装置を装備した自動車におい
ては高速安定化が推し進められているが、近年自
動車の燃費向上が強く叫ばれ、操舵系においても
消費馬力のより少ないシステムが要求されてい
る。この要求に沿つてエンジンの高速回転時に動
力舵取装置への供給流量を減少させ、操舵特性を
変化させるいわゆる回転数感応ポンプが一部にお
いて実用に供されているが、かかる回転数感応ポ
ンプによる操舵力制御方式においては、操舵力の
変化量がせいぜい0.1Kg・ｍ程度しか得られない
ため、操舵力の大幅な変化が期待できず、しかも
操舵力が変化する速度領域も限定される難点があ
る。

従つて操舵力の変化を大きくでき、効果的な高
速安定性を得るには、例えばパワーシリンダの両
室を車速に応じてバイパスさせる車速感応形の動
力舵取装置が必要となるが、この場合には動力舵
取装置への供給流量が一定であることから、動力
舵取装置の内部抵抗は変わらず、消費馬力の低減
には寄与せず、しかも操舵力変化領域も専ら高速
領域に限定される。

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもの
で、高速感応形動力舵取装置と回転数感応形ポン
プを１つの操舵系に組込むことにより、高速安定
性をもたせると同時に消費馬力を抑え、しかも両
者による操舵力変化領域を車速の第１速度領域と
その第１速度領域より高い第２速度領域とで分担
させることにより、車速の全領域において適切な
操舵力が得られるようにした操舵装置を提供せん
とするものである。

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、操舵ハンドル１０はハンド
ル軸１１の一端に取付けられ、このハンドル軸１
１の他端に動力舵取装置１２の操舵軸１３が連結
されている。動力舵取装置１２はかかる操舵軸１
３に伝えられる手動操舵トルクによつて制御され
るサーボバルブ１４と、このサーボバルブ１４の
制御によつて圧力流体が分配されるパワーシリン
ダ１５からなり、このパワーシリンダ１５で増大
された操舵トルクが操縦リンク機構１６を介して
操向車輪１７に伝達される。前記動力舵取装置１
２のサーボバルブ１４に圧力流体を供給するため
に、エンジン１８によつて駆動されるポンプ１９
が設けられ、このポンプ１９の吐出流量は後述す
る流量制御装置によりポンプの回転数に応じて制
御される。

前記エンジン１８の回転を変速して後車輪２１
に伝達するトランスミツシヨン２２の後方には、
車速検出用のタコジエネレータ２３が設けられ、
このタコジエネレータ２３より後車輪２１の回転
速度、すなわち車速に比例した電圧が出力され、
この出力電圧は制御回路２４に加えられる。制御
回路２４は出力電圧が定められたレベル（車速
V2に相当する）以上になつたことに応動して以
下に述べるバイパスバルブ２５のソレノイドを励
磁制御するようになつている。

第２図はパワーシリンダ１５の両端室を車速に
応じて連通するバイパスバルブ２５の一例を示す
もので、かかるバイパスバルブ２５は、パワーシ
リンダ１５に固定され、その一方室に通ずる油路
２６と他方室２７とを連通するオリフイス２８を
含む連通路２９を形成した固定の弁体３０と、こ
の弁体３０に摺動可能に嵌合されて前記連通路２
９を開閉するバルブスリーブ３１と、このバルブ
スリーブ３１を連通路２９を閉止する方向に押圧
するスプリング３２と、このスプリング３２の撥
力に抗してバルブスリーブ３１を連通路２９を開
口する方向に吸引するソレノイド３３とによつて
構成されている。そして通常は図に示すように、
バルブスリーブ３１がスプリング力にて連通路２
９を閉止する位置に保持され、これによつてパワ
ーシリンダ１５の両端室を密封的に分離してい
る。ところが前記ソレノイド３３が前記制御回路
２４によつて励磁されると、バルブスリーブ３１
がスプリング力に抗して摺動され、これにより連
通路２９を開口してパワーシリンダ１５の両端室
をオリフイス２８を介して互いに連通せしめるよ
うになつている。従つてソレノイド３３が励磁さ
れると、パワーシリンダ１５に分配された圧力流
体の一部が高圧室より低圧室へバイパスされ、パ
ワーシリンダ１５の出力が低減されるようにな
る。

次にポンプ１９の吐出流量をポンプ回転数に応
じて制御する流量制御装置４０の一例を第３図に
基いて説明する。ポンプハウジング４１には弁収
納穴４２が貫通され、この弁収納穴４２の一端部
にはユニオン４３が螺着され、他端部には止め栓
４４が嵌着されている。ユニオン４３はほぼ円筒
状をなし、一端部が弁収納穴４２内に挿入され、
その先端部が弁収納穴４２に遊嵌されており、他
端部には動力舵取装置１２のサーボバルブ１４に
接続される圧力流体吐出口４５が開口されてい
る。弁収納穴４２には供給通路４６とバイパス通
路４７とが軸線方向に離間して開口され、前記供
給通路４６はユニオン４３の一端部外周と弁収納
穴４２との間に形成された環状の制限通路４８を
通じて弁収納穴４２内に常時連通され、前記制限
通路４８は供給通路４５に供給されたポンプ吐出
流量が多くなると、その流路抵抗により上流側と
下流側すなわち、供給通路４６と弁収納穴４２と
の間に圧力差を生ずるようになつている。前記弁
収納穴４２には供給通路４６とバイパス通路４７
との連通路を閉止しかつこの連通路の開度を調整
可能にするための流量調整用スプール弁４９が摺
動可能に嵌装され、このスプール弁４９の両側に
第１弁室５０と第２弁室５１とが形成されてい
る。第２弁室５１にはスプール弁４９を第１弁室
５０に向けて押圧するスプリング５２が設けら
れ、このスプリング５２のばね力によつて通常は
スプール弁４９を前記ユニオン４３に当接する位
置に保持し、第１弁室５０に開口する供給通路４
６とバイパス通路４７との連通を遮断している。
前記ユニオン４３には前記吐出口４５に近接して
絞り部材５３が嵌合され、この絞り部材５３の中
心部に前記第１弁室５０と吐出弁４５とを後述す
る流体通路を介して連通する第１絞り通路５４が
形成されている。前記絞り部材５３には第１絞り
通路５４のまわりに前記流体通路を介して第１弁
室５０と吐出口４５とを連通する複数の小孔から
なる第２絞り通路５５が形成されている。これに
より、第１弁室５０と吐出口４５は並列配置され
た第１、第２絞り通路５４，５５を介して互に連
通され、第１絞り通路５４は後述する制御スプー
ルにより適宜閉止制御される。絞り部材５３には
吐出口４５側に開口する制御孔５６が開口され、
制御孔５６はユニオン４３およびポンプハウジン
グ４１に穿設した連通孔５７，５８を介して前記
第２弁室５１に連通されている。これにより、第
１、第２絞り通路５４，５５を通過した流体が第
２弁室５１に導かれ、スプール弁４９の両端面に
は絞り通路５４，５５の通過前と通過後の圧力が
作用するため、絞り通路５４，５５による圧力降
下に応じてスプール弁４９が軸方向に移動され、
絞り通路５４，５５による圧力降下を一定値に保
つようにバイパス通路４７の開度を調整する。前
記ユニオン４３には制御スプール５９が摺動可能
に嵌挿され、この制御スプール５９に第１弁室５
０と絞り通路５４，５５とを連通する流体通路６
０が貫通されている。制御スプール５９の一端に
は第１絞り通路５４を開閉制御する制御軸部６１
が突設されている。制御スプール５９と前記絞り
部材５３との間にはスプリング６２が蓄勢した状
態で介挿され、このスプリング６２の蓄勢力によ
り制御スプール５９を通常ユニオン４３に形成さ
れた段部６３に係止する位置に保持し、これによ
り、制御スプール５９の制御軸部６１は絞り部材
５３から離間されて第１絞り通路５４を開口して
いる。また、ユニオン４３には前記流体通路６０
と隔絶された制御スプール５９とユニオン段部６
３との接合部に開口する圧力導入孔６４が穿設さ
れ、この圧力導入孔６４は前記供給通路５６に連
通されている。

自動車エンジンによつてポンプロータが回転駆
動されると、圧力流体がポンプ室から吐出室に吐
出され、この圧力流体は供給通路４６を介しユニ
オン４３と弁収納穴４２との間の制限通路４８か
ら第１弁室５０に供給され、この弁室５０から流
体通路６０、第１、第２絞り通路５４，５５を経
て吐出口４５から動力舵取装置１２に送出され
る。

ポンプ回転数が低くポンプ吐出流量が少ない状
態では、スプール弁４９はバイパス通路４７を閉
止し、ポンプ吐出流量の全量が第１、第２絞り通
路５４，５５を経て動力舵取装置１２に送出され
るが、ポンプ回転数の上昇に伴い吐出流量が増大
すると、両絞り通路５４，５５前後の圧力差を一
定にするようにスプール弁４９が摺動されてバイ
パス通路４７が開き、この通路４７に余剰流量を
バイパスさせる。これにより、動力舵取装置１２
に供給される圧力流体は第１、第２絞り通路５
４，５５で決定される所定流量Q2に維持される。

ポンプ回転数がさらに上昇して供給通路４６に
供給される吐出流量が増加すると、制限通路４８
での流路抵抗によつて供給通路４６中の流体圧力
が上昇し、供給通路４６と第１弁室５０との間に
圧力差が生じる。このような供給通路４６の圧力
は圧力導入孔６４を介して制御スプール５９とユ
ニオン４３との接合面間に導入され、制御スプー
ル５９がスプリング６２に抗して変位される。し
たがつて、制御スプール５９の制御軸部６１によ
り、第１絞り通路５４が漸次制限され、遂には閉
止されるので、第１弁室５０と吐出口４５とは第
２絞り通路５５のみを介して連通されるようにな
り、動力舵取装置１２に送出される圧力流体は、
第２の絞り通路５５によつて決定される所定量
Q1まで減少される。

ここでトランスミツシヨン２２の減速比を１：
１とした場合、ポンプ１９の回転速度は事実上車
速に等しくなり、従つて動力舵取装置１２に供給
される流量と車速との関係は、第４図に示すよう
に車速がV1（例えば40Km／ｈの中速）からV2（例
えば80Km／ｈの高速）まで変化する第１の速度領
域で流量Q2からQ1まで漸次降下されるようにな
り、この流量降下に伴つて操舵力は第５図に示す
ように、T1からT2まで漸次増大する。

しかして車速がV2を越える第２の速度領域に
達成すると、タコジエネレータ２３からの出力電
圧に応動する制御回路２４によりバイパスバルブ
２５のソレノイド３３が励磁され、これによりバ
ルブスリーブ３１が吸引されて連通路２９を開口
する。従つてパワーシリンダ１５の両端室がオリ
フイス２８を介して互いに連通されるので、動力
舵取装置１２の作動によりパワーシリンダ１５の
一方の室に圧力流体が供給されても、その圧力流
体の一部は前記オリフイス２８を介して他方の室
からタンク側にバイパスされ、このバイパス制御
に伴つて操舵力はT2からT3までさらに増大す
る。

この場合、バイパスバルブ２５の作動時期を車
速V2よりも低いV2′に設定すれば、第５図の２点
鎖線で示すように車速V2′からV2の間において
は、動力舵取装置１２への供給流量の減少とシリ
ンダバイパス制御との両作用によつて操舵力を変
化させることができるようになり、またバイパス
バルブ２５として車速の上昇に応じてオリフイス
２８の開口面積をアナログ的に増大させる構成の
ものを用いれば、T2からT3までの操舵力の変化
をなだらかに制御することもできる。

なお、バイパスバルブとしては車速に応じた圧
力に応動してオリフイスの開口面積を変化させる
構成のものも利用し得、またバイパスバルブをパ
ワーシリンダの両端室にそれぞれ通ずる高圧側流
路（供給ライン）と低圧側流路（排出ライン）と
の間に介挿することもできる。

以上述べたように本発明は、パワーシリンダの
高圧側と低圧側とを車速に応じて連通する車速感
応形の動力舵取装置と、ポンプ回転数の上昇に応
じて動力舵取装置への供給流量を減少する回転数
感応形のポンプとを１つの操舵系に組込んだ構成
であるので、高速安定性が得られると同時に、動
力舵取装置への供給流量の減少によりその内部抵
抗が低減されて消費エネルギが極力抑えられるよ
うになり、燃費向上にも寄与する特徴がある。

しかも本発明は、上記した回転数感応形ポンプ
と車速感応形動力舵取装置による操舵力変化領域
を中速から高速に至る第１速度領域とその第１速
度領域より高い第２速度領域とで分担させるよう
にした構成であるので、車速の全領域において適
切な操舵力が得られる特徴がある。

【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
高速安定性を有する操舵装置を系統的に示す制御
機構図、第２図は車速感応形動力舵取装置のバイ
パスバルブを示す断面図、第３図は回転数感応形
ポンプの流量制御装置を示す断面図、第４図は車
速に対する流量特性を示す線図、第５図は車速に
対する操舵力特性を示す線図である。 １０……操舵ハンドル、１２……動力舵取装
置、１４……サーボバルブ、１５……パワーシリ
ンダ、１８……エンジン、１９……ポンプ、２３
……タコジエネレータ、２４……制御回路、２５
……バイパスバルブ、２９……連通路、３１……
バルブスリーブ、３３……ソレノイド、４０……
流量制御装置、４９……流量調整用スプール弁、
５４，５５……絞り通路、５９……制御スプー
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 操向ハンドルに加えられる手動操舵トルクに
   基いて作動されるサーボバルブ、このサーボバル
   ブの作動によつて圧力流体の給排が制御されるパ
   ワーシリンダおよびこのパワーシリンダの高圧側
   と低圧側とを車速に応じて連通するバイパスバル
   ブを備えた車速感応形動力舵取装置と、この動力
   舵取装置に圧力流体を供給するためにエンジンに
   て駆動され車速が中速から高速に至る第１速度領
   域において動力舵取装置への供給流量を減少させ
   る流量制御装置を備えた回転数感応ポンプと、車
   速に応じた出力を発生する車速検出手段と、この
   車速検出手段の出力に基いて車速が前記第１速度
   領域よりも高い第２速度領域に達した際に前記バ
   イパスバルブを作動させる制御手段とによつて構
   成したことを特徴とする高速安定性を有する操舵
   装置。