JPH0624301Y2 - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、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。

〈考案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時には高くする必要があ
る。

従来ではこの反力機構に加える油圧力の制御は、操舵圧
とは関係なく車速等の信号に基づいて電磁圧力制御弁に
て制御している。これによりマニアルトルク−ギヤ発生
圧力特性は高速走行時の特性が低速走行時の特性に対し
て平行移動するのみであり、高速走行時の特性の傾きが
自由に変えられない。そのため、反力油圧が高い状態で
ハンドルを切り込んでいっても操舵力の変化に乏しい問
題がある。理想としては高速走行時の傾きを大きくした
特性とすることである。

本考案は、上記従来の問題点に鑑み、高速走行時におけ
るマニアルトルク−ギヤ発生圧力特性を、理想とする大
きな傾きとし、操舵力の変化を明確にしたものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、入力軸と出力軸との相対回転に基づいて作動
される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、車
速に応じて絞り面積が変化される電磁絞り弁を有し供給
ポンプより吐出された一定流量の圧油を車速の上昇に伴
って反力機構に分流される流量が増加するように前記サ
ーボ弁と反力機構とに分流する分流制御弁と、前記反力
機構に分流された圧油を絞って低圧側へ逃がすための第
１固定絞りと、前記分流制御弁から前記サーボ弁への油
路と前記分流制御弁から前記反力機構への油路とを連通
する通路中に設けられた第２固定絞りとを備え、この第
２固定絞りは、絞り穴を開設した絞り体を通路中に複数
個直列に挿入して形成したものである。

〈作用〉 本考案は、供給ポンプから吐出された一定流量の圧油を
分流制御弁によってサーボ弁と反力機構とへ流量制御し
て分流し、反力機構に分流する圧油の流量を車速に応じ
て制御することにより、第１固定絞りによって反力室に
導入する反力油圧を車速に応じて制御する。また、ギヤ
発生圧力の上昇に応じてサーボ弁側の圧油を固定絞りを
介して反力機構側に導き、反力油圧をギヤ発生圧力に応
じて制御するものである。

〈実施例〉 以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。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及び弁ハウジング12内
には一対の軸受13,14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２
２ａ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31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
周部に連通する連通路37が穿設されている。入力軸23に
前記内周部と弁ハウジング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38より排出ポート36に流出する。この場
合、両分配ポート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35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，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。ロータリ弁部材31のピニオ
ン軸21側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
立状態で、ピニオン軸21には係合溝52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56が構成されて
いる。58は車速に応じて制御されたポンプからの圧力流
体を導入するポート、57は前記ポート58と環状溝55を連
通する通路である。

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。

60は自動車エンジンによって駆動される供給ポンプを示
し、61は前記供給ポンプ60から吐出される圧油を一定流
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側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60が定速モータ駆動式の一定流量を吐出
するものである場合には前記流量制御弁61は不要であ
る。

80は前記流量制御弁61の高圧側と接続する分流制御弁で
ある。この分流制御弁80は、サーボ弁の供給ポート35に
流量QGの圧油を導入するポート80aと、反力機構の導入
ポート58に流量QRの圧油を導入するポート80bとを有
し、この流量QG,QRを車速に応じて分流制御するため
に、前記一定流量Ｑの圧油を車速に応じて制御される電
磁絞り弁90にて車速に応じた流量QRに制御し、この流量
QRを分流制御弁80に導き、前記電磁絞り弁90の前後差圧
によって軸動するスプール81を備えたものである。従っ
て、車速に応じて電磁絞り弁90の開度をかえることによ
って反力機構に加える流量QRと、サーボ弁に供給される
流量QGとの割合を自由にかえることができる。

さらに、前記分流制御弁80のポート80bと反力機構の導
入ポート58とに通じている通路に、低圧側に通じている
制御絞りとしての第１固定絞り70を備えた通路を接続す
る。

また、前記分流制御弁80のポート80aとサーボ弁の供給
ポート35とに通じている通路と前記反力機構側の通路と
の間にバイパス通路47を設け、このバイパス通路47に固
定絞りとしての第２固定絞り71を設ける。

上記第２固定絞り71は第２図で示すようにギヤ側Ｇと反
力側Ｒとを継ぐバイパス通路47中に絞り穴72を開設した
絞り体73を複数個直列に挿入した構造である。

次に上記構成の動作について説明する。供給ポンプ60に
より吐出された圧油を流量制御弁61にて一定流量Ｑに制
御する。この一定流量Ｑに制御された圧油を分流制御弁
80によってサーボ弁側への流量QGと反力機構側への流量
QRとに分流制御する。

前記反力機構側への分流流量QRは電磁絞り弁90により車
速が増大するに従って比例的に増量する。この分流流量
QRの変化に伴い、サーボ弁側の流量QGは逆比例的に分流
制御される。また、反力機構側に分流された流量QRは第
１固定絞り70を介して低圧側へドレンする。

これにより、車速が低い状態では電磁絞り弁90により制
御された流量QRが第１固定絞り70よりほとんど抵抗なく
ドレンされるので、反力油圧PRが低くなり、ハンドル操
作により操舵軸24が回転すると、プランジャ54は容易に
押し上げられ、スリーブ弁部材32とロータリ弁部材31と
が相対回転し、マニアルトルクTMに対するギヤ発生圧力
PGの変化は第３図の実線で示す特性となり、据切り並び
に低速時におけるハンドル操作は軽快となる。

車速が高速になると、車速に応じて制御される電磁絞り
弁90により反力機構側への分流流量QRは増加する。この
流量QRの増加により第１固定絞り70の作用で反力油圧PR
が高められ、これによりプランジャ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は車
速に応じて増大し、ハンドル操作は重くなる。

また、ある車速において、ハンドル操作に伴ってギヤ発
生圧力PGが上昇すると、サーボ弁側の通路よりバイパス
通路47中の第２固定絞り71を介して反力機構側の通路に
ギヤ発生圧力に応じた流量ｇの圧油が流れる。従って、
反力機構側の流量QR＋バイパス流量ｇ＝制御流量QCは電
磁絞り弁90の制御による反力油圧PRに応じ、かつギヤ発
生圧力PGに応じて制御される。従って、高速時にハンド
ルを操作した場合には、反力油圧PRは上記制御流量QC＝
QR＋ｇで制御され、マニアルトルク−ギヤ発生圧力の特
性は第３図の点線で示すように大きく傾き、操舵時の手
ごたえ感を明確にする。

〈考案の効果〉 以上のように本考案によると、供給ポンプからの一定流
量の圧油を分流制御弁によってサーボ弁側と反力機構側
とに分流し、反力機構側に分流した流量を低圧側に通じ
た固定絞りあるいは電磁絞り弁等の制御絞りの作用で制
御し、かつギヤ発生圧力を固定絞りを介してバイパス通
路より反力機構側へ導入する構成であるから、車速とギ
ヤ発生圧力とに応じて反力圧油を制御することができ、
この反力圧油に比例した操舵力特性が得られ、高速走行
での操舵時の手ごたえ感を増し、高速での安定性を向上
する。殊に、車速が高くなると、反力機構に分流される
分流流量が増大して反力圧が上昇し、逆にサーボ弁通路
に分流される分流流量が減少されるため、反力圧の上昇
とサーボ弁通路への流量の減少との両作用によって、高
速時の操舵力を効果的に制御することができる。

また、ギヤ側と反力側とを継ぐバイパス通路上の固定絞
りは、絞り穴を開設した絞り体をバイパス通路中に複数
個直列に挿入した構成としたものであるから、次のよう
な効果を有する。一般に固定絞りは非常に小さな穴径で
制御する必要がある。従って、小さな穴径では切粉，ゴ
ミにより詰まることが考えられる。その対策として固定
絞りの前後にフィルタを配置すればよいが、これはコス
ト高となる。

上記絞り体の挿入による場合、絞り穴径を大きくし、直
列複数個をもって、１つの小さな穴径の固定絞りと同等
の機能が得られ、加工が容易であり、ゴミ等による目詰
まりが解消される。また複数個の配列個数を増，減する
ことにより固定絞り量を任意に設定することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す動力舵取装置の断面図
に油圧系統図を併図した図、第２図は第２固定絞りの断
面図、第３図は操舵特性の曲線図である。 21……ピニオン軸、23……入力軸、47……バイパス通
路、56……反力室、70,70a……第１固定絞り、71……第
２固定絞り、72……絞り穴、73……絞り体、80……分流
制御弁、90……電磁絞り弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 奥田 郁夫 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)考案者 白鳥 治則 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−87433（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−44365（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−111720（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−95825（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−142835（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−116837（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸と出力軸との相対回転に基づいて作
   動される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、
   車速に応じて絞り面積が変化される電磁絞り弁を有し供
   給ポンプより吐出された一定流量の圧油を車速の上昇に
   伴って反力機構に分流される流量が増加するように前記
   サーボ弁と反力機構とに分流する分流制御弁と、前記反
   力機構に分流された圧油を絞って低圧側へ逃がすための
   第１固定絞りと、前記分流制御弁から前記サーボ弁への
   油路と前記分流制御弁から前記反力機構への油路とを連
   通する通路中に設けられた第２固定絞りとを備え、この
   第２固定絞りは、絞り穴を開設した絞り体を通路中に複
   数個直列に挿入して形成して成る動力舵取装置の操舵力
   制御装置。