JP2503574B2 - 車両用動力舵取装置 - Google Patents

車両用動力舵取装置

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JP2503574B2 JP63057224A JP5722488A JP2503574B2 JP 2503574 B2 JP2503574 B2 JP 2503574B2 JP 63057224 A JP63057224 A JP 63057224A JP 5722488 A JP5722488 A JP 5722488A JP 2503574 B2 JP2503574 B2 JP 2503574B2
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    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用動力舵取装置に係り、特に、低速か
ら高速まで良好な操舵フィーリングを運転者に与え得る
動力舵取装置に関する。
〔従来技術〕
この種の動力舵取装置としては、従来、特公昭49−30
659号公報にて提案されたものがある。同公報にて提案
された装置は、操舵負荷に応じた油圧ポンプからの作動
油圧を固定オリフィスを介して反力油室に導き、該油圧
を車速に応じて減圧制御するものであり、操舵トルク
(ハンドル操作力)とシリンダ圧(操舵負荷)の関係が
第5図のようになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、シリンダ圧(操舵負荷)の発生領域を走行
条件で区別すると、第5図右側の様に示される。通常走
行時に低速から高速まで、自然で適度な手応えを運転者
に与える為には、操舵トルクとシリンダ圧の関係を直線
的にし、操舵トルクに対するシリンダ圧の立ち上がり勾
配を高速になるに従って緩やかにする必要がある。一方
高G旋回、緊急回避操舵等大舵角を与える領域に於いて
は、上記勾配を急にし、操舵トルク(ハンドル操作力)
を軽減させる必要がある。
しかし、勾配の角度及び緩勾配から急勾配への変化点
(折れ点)の値を車両に合わせた適切な値にしないと、
舵を切り増しし、折れ点を通過した際、運転者は操舵ト
ルクの急激な変化(急に手応えがなくなる)に違和感を
感じ、良好な操舵フィーリングを得られない。さらに、
操舵トルクの急激な変化により、適切な舵角を与えずら
くなる(舵を切りすぎる)。
上述した従来装置に於いては、機構上折れ点後の勾配
はほぼ直角(操舵トルクの増加に対してシリンダ圧が激
増する)であり、その勾配を変更する事はできなかっ
た。従って、第5図に示す様に、高速高G旋回時、中速
通常走行時等、舵を切り増した時、折れ点で違和感を感
じていた。又、通常走行時の操舵トルクに対するシリン
ダ圧の立ち上がり勾配(緩勾配)を車速に応じて変化さ
せる事も出来ず、良好な操舵フィーリングを与える事が
できなかった。
本発明は、かかる問題に着目してなされたものであ
り、油圧ポンプからの操舵負荷に応じた作動油の一部を
分流し、その流量を制御する事で、シリンダ圧の立ち上
がりからの緩勾配を車速に応じて変化させ、かつ大舵角
時には急勾配として操舵トルクを軽減させ、さらにその
勾配及び折れ点を適値に設定可能な装置を提供すること
を目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記した目的を達成するために、本発明においては、
ハンドル操作力に応じて作動して油圧ポンプから吐出さ
れる圧油をパワーシリンダに給排する制御弁と、反力油
室とこれに付与される油圧によって押圧されてハンドル
側に反力を伝える押圧子を有する油圧反力機構を備えて
なる車両用動力舵取装置において、前記油圧ポンプから
の作動油の一部を二つ分流して、一方を固定オリフィス
に流しまた他方を供給油圧が低いときには固定絞り弁と
して機能し供給油圧が高いときには定流量調整弁として
機能する流量制御弁に流したのち合流させ、この合流し
た作動油を車速に応じて圧力を制御する可変圧力制御弁
に流すとともに、該可変圧力制御弁によって生じる油圧
を前記反力油室に導くようにした。
〔作用〕
本発明による車両用動力舵取装置においては、操舵ト
ルクが入力されて増加するとき、油圧ポンプからパワー
シリンダに供給される油圧、すなわちシリンダ圧の低い
領域において、流量制御弁が固定絞り弁として機能する
ため、固定オリフィスに分流しまた流量制御弁に分流し
たのち合流した作動油の油量、すなわち可変圧力制御弁
によって圧力を制御される作動油の流量はシリンダ圧の
上昇に比例して急に増大する。したがって、油圧反力機
構において得られる反力が急に増大して操舵トルクの増
大に対するシリンダ圧の上昇勾配が緩勾配となり、しか
も可変圧力制御弁が車速の増大に応じて絞り量を増大し
て反力油室に付与される油圧を増大させるため、上記上
昇勾配が車速の増大に応じて緩勾配となる。
また、シリンダ圧の高い領域において、流量制御弁が
定流量調整弁として機能して一定量しか流さなくなるた
め、可変圧力制御弁によって圧力を制御される作動油の
流量はシリンダ圧の上昇に比例したほど上昇しなくなり
固定オリフィスにおいて増加する分だけ緩やかに増大す
る。したがって、油圧反力機構において得られる反力が
緩やかに増大して操舵トルクの増大に対するシリンダ圧
の上昇勾配が急勾配となり、しかも可変圧力制御弁が車
速の増大に応じて絞り量を増大して反力油室に付与され
る油圧を増大させるため、上記上昇勾配が車速の増大に
応じて緩勾配となる。
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図はラックピニオン式の車両用動力舵取装置に本
発明を実施した例を示していて、同装置は制御弁Aと油
圧反力機構Bを備えている。
制御弁Aは、ハウジング11に互いに同軸的かつ回転可
能に軸支されトーションバー12によって連結されたイン
プットシャフト13とピニオンシャフト14の相対回転変
位、すなわちハンドル10に加わる操作力(操舵トルク)
に応じて作動して、油圧ポンプPから吐出される圧油を
パワーシリンダCに給排する公知の四方絞り弁で、油圧
ポンプPの吐出口に供給油路21を通して接続される流入
口A1と、リザーバRに油路22を通して接続される流出口
A2と、パワーシリンダCの各油室C1,C2に油路23,24を通
してそれぞれ接続されるポートA3,A4を備えるととも
に、インプットシャフト13に一体的に形成したバルブロ
ータ13aと、これの外周に配設されてピニオンシャフト1
4に一体回転可能に連結されたバルブスリーブ15を備え
ている。なお、ピニオンシャフト14はパワーシリンダC
のロッドを構成するラックバー16に噛合している。また
油圧ポンプPは車両のエンジンによって駆動されて大流
量の作動油を定常的に吐出する。
この制御弁Aにおいては、バルブロータ13aが中立位
置にある(バルブスリーブ15に対して相対回転していな
い)とき油圧ポンプPから油路21を通して供給された作
動油を油路22を通してリザーバRへ還流させる。また、
両シャフト13,14間に相対回転が生じると、供給された
作動油をいずれか一方の油路23又は24を通してパワーシ
リンダCの左側油室C1又は右側油室C2に供給し、同時に
右側油室C2又は左側油室C1の作動油をいずれか他方の油
路24又は23及び油路22を通してリザーバRへ還流させ
る。これにより、ステアリングハンドル10の左切り又は
右切り時の操作力が助勢され、供給油路21には操舵負荷
に応じた油圧が生じる。
一方、油圧反力機構Bは、インプットシャフト13とピ
ニオンシャフト14間の相対回転変位を抑制してハンドル
側に反力を伝えるものであり、ピニオンシャフト14とハ
ウジング11間に形成された反力油室B1と、第1図及び第
2図にて示したように、ピニオンシャフト14に設けた一
対の取付孔14a,14a内にそれぞれ軸方向へ摺動可能に組
付けられて各内側にてインプットシャフト13に設けた腕
部13b,13bをそれぞれ挾持し外端にて反力油室B1内の油
圧を受ける二対(4個)のピストン17を備えている。
しかして、本実施例においては、供給油路21の作動油
の一部が固定オリフィスO1を介装してなる分岐油路25と
流量制御弁Dを介装してなる分岐油路26にそれぞれ分流
されるように構成され、また油路27に合流されるように
構成されている。流量制御弁Dは、固定オリフィス31a
を有するバルブスプール31と、これを付勢するスプリン
グ32と、これらを収容してバルブスプール31とにより可
変絞り34を構成するバルブボディ33を備えていて、供給
油圧(供給油路21の油圧)が低くて固定オリフィス31a
によって得られる差圧がスプリング32の取付荷重以下で
バルブスプール31が動かないときには可変絞り34の開口
面積を固定オリフィス31aの開口面積より大きくして固
定オリフィス31aのみの固定絞り弁(供給油圧の上昇に
応じて流量が増大する)として機能し、また供給油圧が
高くて固定オリフィス31aによって得られる差圧がスプ
リング32の取付荷重に打ち勝ってバルブスプール31が摺
動するときには固定オリフィス31a前後の差圧を一定と
して定流量調整弁(所謂、固定オリフィスインライン形
流量調整弁)として機能する。
また、本実施例においては、油路27の作動油が可変圧
力制御弁Eによって制御されるとともに油路28を通して
反力油室B1に導びかれるようになっている。可変圧力制
御弁Eは、油路27から油路22を通ってリザーバRに流れ
る作動油を絞って油路27の油圧を車速の増大に応じて増
大させる電磁可変絞り弁であり、車速センサFに応答し
て作動するコントローラGによって制御されている。
上記のように構成した本実施例においては、操舵トル
クTが入力されていない直進状態時、或いは入力されて
はいるが、制御弁Eの所謂不感帯とトーションバー12の
ばね定数によって定まる所謂不感帯域では制御弁Aは開
放状態となっていてほとんど抵抗がないものの、分岐油
路25には固定オリフィスO1がありまた分岐油路26には固
定オリフィス31aがあってそれぞれ抵抗があるため、油
圧ポンプPから供給される流量は略全量リザーバRに還
流され、油路27にはほとんど流れない。このため、可変
圧力制御弁Eの状態に拘らず油路27の油圧は略零であ
り、油圧反力機構Bにおいて反力は得られない。以上が
第3図及び第4図の0−イの状態である。
ところで、操舵トルクTが増加し、制御弁Aが作動を
始めると、供給油路21の油圧(パワーシリンダCに供給
される油圧、すなわちシリンダ圧でもある)が上昇して
分岐油路25を通って油路27に流れる流量Q1と分岐油路26
を通って油路27に流れる流量Q2が順次上昇する。しかし
て、供給油路21の油圧が低い領域においては、固定オリ
フィス31aによって得られる差圧がスプリング32の取付
荷重以下でバルブスプール31が動かず、流量制御弁Dが
固定絞り弁として機能するため、分岐油路26の流量Q2は
分岐油路25の流量Q1と同様に第3図のイ−ロのように供
給油路21の油圧上昇に比例して増大し、油路27を流れる
流量Q3が第3図のイ−ロのように急に増大する。したが
って、油路27の油圧が急に増大して油圧反力機構Bにお
いて得られる反力が急に増大するため、操舵トルクTの
増大に対するシリンダ圧の上昇勾配が緩勾配となり、し
かも可変圧力制御弁Eが車速の増大に応じて絞り量を増
大して反力油室B1に付与される油圧を増大させるため、
上記上昇勾配が車速の増大に応じて緩勾配となる(低速
の場合に比して高速の場合の方が緩勾配となる)。以上
が第3図及び第4図のイ−ロの状態である。
また、供給油路21の油圧が高い領域においては、固定
オリフィス31aによって得られる差圧がスプリング32の
取付荷重以上となってバルブスプール31がスプリング32
に打ち勝って摺動し、流量制御弁Dが定流量調整弁とし
て機能するため、分岐油路26の流量Q2が第3図のロ−ハ
のように供給油路21の油圧上昇に拘らず一定となり、油
路27を流れる流量Q3は分岐油路25の流量Q1が増加する分
だけ緩やかに増大する。したがって、油路27の油圧が緩
やかに増大して油圧反力機構Bにおいて得られる反力が
緩やかに増大するため、操舵トルクTの増大に対するシ
リンダ圧の上昇勾配が急勾配となり、しかも可変圧力制
御弁Eが車速の増大に応じて絞り量を増大して反力油室
B1に付与される油圧を増大させるため、上記上昇勾配が
車速の増大に応じて緩勾配となる。以上が第3図及び第
4図のロ−ハの状態である。
本実施例に於いて、固定オリフィスO1の開口面積を広
げれば、油路25の流量Q1が増大し、油路27の圧力を全体
に上げる事が出来る。即ち第4図の折れ点ロ後の操舵ト
ルクTの増大に対するシリンダ圧の上昇勾配を緩やかに
する事ができる。また、流量制御弁Dのスプリング32の
取付荷重を変更すれば、流量制御弁Dが、定流量調整弁
として機能し始める供給油路21の油圧を変える事が出
来、第3図,第4図の折れ点ロを移動する事が出来る。
上記実施例においては、ラックピニオン式の車両用動
力舵取装置に本発明を実施したが、本発明は他の形式、
例えばリサーキュレーティングボール式の車両用動力舵
取装置にも同様に実施できるものである。また、上記実
施例においては、ロータリバルブ式の制御弁Aを備えた
車両用動力舵取装置に本発明を実施したが、本発明はス
プールバルブ式の制御弁を備えた車両用動力舵取装置に
も同様に実施できるものである。更に、上記実施例にお
いては、インプットシャフト13やピニオンシャフト14と
協働する油圧反力機構Bを備えた車両用動力舵取装置に
本発明を実施したが、本発明は反力油室とこれに付与さ
れる油圧によって押圧されてハンドル側に反力を伝える
押圧子を有する他の油圧反力機構(例えば特公昭54−93
68号公報に開示されているボールを用いた油圧反力機
構)を備えた車両用動力舵取装置にも同様に実施できる
ものである。また、上記実施例においては、油路27の油
圧を車速の増大に応じて増大させる可変圧力制御弁とし
て、電磁可変絞り弁Eを採用したが、本発明の実施に際
しては他の可変圧力制御弁を採用し得るものであり、ま
た分岐油路26の流量を制御する流量制御弁として、固定
オリフィス・インライン形流量調整弁を採用したが、本
発明の実施に際しては他の流量制御弁を採用し得るもの
である。
〔発明の効果〕
以上要するに、本発明においては、固定オリフィスと
流量制御弁と可変圧力制御弁の協働作用により、シリン
ダ圧の低い領域において操舵トルクの増大に対するシリ
ンダ圧の上昇勾配が全体として緩勾配で車速の増大に応
じて順次緩勾配となる特性(第4図のイ−ロの特性)を
得ることができるとともに、シリンダ圧の高い領域にお
いて操舵トルクの増大に対するシリンダ圧の上昇勾配が
全体として急勾配で車速の増大に応じて順次緩勾配とな
る特性(第4図のロ−ハの特性)を得ることができて、
低速から高速までの広い車速範囲で直進状態から操舵を
始めた時の操舵トルクのスムーズなつながりと適度な重
さを確保し、かつ大きく操舵した場合の操舵トルクの上
昇を鈍くでき、操舵フィーリングを大巾に向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す車両用動力舵取装置の
全体構成図、第2図は第1図のII−II線に沿う断面図、
第3図及び第4図は第1図に示した装置によって得られ
る特性線図、第5図は従来装置によって得られる特性線
図である。 符号の説明 A……制御弁、B……油圧反力機構、B1……反力油室、
C……パワーシリンダ、D……流量制御弁、E……可変
圧力制御弁、P……油圧ポンプ、R……リザーバ、10…
…ハンドル、17……ピストン(押圧子)、21……供給油
路、25,26……分岐油路、27,28……油路、O1……固定オ
リフィス。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハンドル操作力に応じて作動して油圧ポン
    プから吐出される圧油をパワーシリンダに給排する制御
    弁と、反力油室とこれに付与される油圧によって押圧さ
    れてハンドル側に反力を伝える押圧子を有する油圧反力
    機構を備えてなる車両用動力舵取装置において、前記油
    圧ポンプからの作動油の一部を二つ分流して、一方を固
    定オリフィスに流しまた他方を供給油圧が低いときには
    固定絞り弁として機能し供給油圧が高いときには定流量
    調整弁として機能する流量制御弁に流したのち合流さ
    せ、この合流した作動油を車速に応じて圧力を制御する
    可変圧力制御弁に流すとともに、該可変圧力制御弁によ
    って生じる油圧を前記反力油室に導くようにしたことを
    特徴とする車両用動力舵取装置。
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