JPH0628378Y2 - 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、サーボ弁前の圧油の圧力に応じて反力機構に
供給する圧油の圧力を制御するようにした動力舵取装置
の操舵力制御装置に関するものである。

〈従来の技術〉 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圧油の圧力を低くし、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圧油の圧力の制御は、ハ
ンドルに作用するマニアルトルクに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
よるマニアルトルク−ギヤ発生圧力特性は、第６図に示
されており、高速走行時の特性は２点鎖線のように低速
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。好ましい特性としては第６図の
高速走行時の実線で示すように傾きを大きくした特性と
することである。

このような特性を得るために、ポンプとサーボ弁を接続
する通路と反力室に通じる通路との間を固定絞りを介し
て連通させ、高速時においては、ハンドル操舵時におけ
るサーボ弁側通路の圧力上昇に伴って反力を増加させる
ようにした方法が提案されている。この方法によれば、
高速時において第６図の実線で示す特性を得ることがで
きる。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、かかる従来のものでは、ハンドル操作に
伴うサーボ弁前の圧力上昇に対する反力の増加割合は、
サーボ弁側の通路と反力室側の通路を連通する絞りで決
まってしまい、車速に応じた理想的な操舵特性が得られ
ない問題があった。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、分流制御弁とサーボ弁を接続する通路に分岐
して接続され、サーボ弁前の圧油の一部をリザーバタン
クに逃がすドレン通路を設け、このドレン通路中に絞り
とこの絞りを通過する流量に応じて回転数が増大する回
転油圧モータを設置し、この回転油圧モータの回転数を
検知する回転数検知器並びに車両の速度を検出する車速
センサを設置し、この回転数検知器からの回転数信号並
びに車速センサからの車速信号を入力し、車速が低い時
は回転数の上昇にも関わらず反力機構への反力油圧を一
定にし、車速が高くなるにつれて回転数の上昇に対して
反力機構への反力油圧の上昇が大きくなるように前記圧
力制御弁を制御する反力制御装置を設けたことを特徴と
するものである。

〈作用〉 サーボ弁が作動してサーボ弁前の圧油の圧力が上昇する
と、ドレン通路を通過する流量が増大し、回転油圧モー
タの回転数が上昇する。この回転油圧モータの回転数が
回転数検知器によって検知され、回転数信号並びに車速
センサの車速信号が反力制御装置に入力される。反力制
御装置により圧力制御弁が制御され、反力機構にはサー
ボ弁前の圧油の圧力と車速に応じた圧油の圧力が供給さ
れる。この結果、車速が高い高速時はハンドルを切り込
んでいったときの反力機構に導かれる反力油圧の上昇を
大きくして手応え感を大きくし、車速が中程度の中速時
はハンドルを切り込んでいったときの反力機構に導かれ
る反力油圧の上昇を小さくして手応え感を小さくする操
舵特性が得られる。また、車速が低い低速時は、ハンド
ルを切り込んでも反力油圧を一定にすることにより、軽
快なハンドル操舵が行える。

〈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は動力操舵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舵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、サーボ弁３０が収納され
ている。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回転可能に嵌合したピ
ニオン軸２１とピンを介して回転連結したスリーブ弁部
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、周知のように軸
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、同様にスリーブ弁部材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
成されている。しかして供給ポート３５より供給される
圧力流体は、サーボ弁３０が中立状態であればランド部
両側の溝部に均等に流れたのち、連通路３７、低圧室３
８及び通路３９を介して排出ポート３６に流出する。こ
の場合、両分配ポート４０，４１は低圧で等しい圧力と
なっているため、パワーステアリングは作動されない。

しかるにサーボ弁３０が中立状態から変位すれば、この
サーボ弁３０の分配作用により圧力流体が一方の分配穴
４０を介してパワーシリンダに供給され、またパワーシ
リンダから排出された流体は他方の分配ポート４１より
連通路３７、通路３９、低圧室３８を経て排出ポート３
６に放出されるようになっている。

さらに前記弁ハウジング１２内には次のような構成の反
力機構が組み込まれている。すなわち、第２図でも示す
ように、ロータリ弁部材３１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、またピニオン軸２１には係合
溝５２と対応する位置においてプランジャ５４を半径方
向に摺動可能に挿嵌する挿通穴５３が形成されている。
このプランジャ５４の後部には環状溝５５を介して反力
油圧が導入される反力室５６が形成されており、この反
力室５６に導入される反力油圧によって前記プランジャ
５４を係合溝５２に押圧するようになっている。

なお、５８は反力制御用の流体を導入する導入ポート、
５７は前記導入ポート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、プランジャを半径方向に摺動さ
せるいわゆるラジアル方式であるが、プランジャを軸線
方向に摺動させて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、この供給ポンプ６０の吐出ポートは流量制御弁６
１と分流制御弁６５を介して前記供給ポート３５と導入
ポート５８に接続されている。流量制御弁６１は、供給
ポンプ６０の吐出ポートと分流制御弁６５とを接続する
通路４５中に設けられた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
作動されてこの前後の差圧を常に一定に保持するように
バイパス通路６３を開口制御するバイパス弁６４とによ
って構成され、この流量制御弁６１によって分流制御弁
６５には一定量の流体が供給され、余剰流がバイパス通
路を介してリザーバ８０にバイパスされる。

分流制御弁６５は、前記一定流量Ｑの作動流体を、固定
絞り６６の前後の差圧に応じて作動する制御スプール６
５ａにより、サーボ弁通路６７及び反力制御通路６８へ
それぞれ一定流量Ｑ１及びＱ２ずつ分配するものであ
る。そして、サーボ弁通路６７は前記供給ポート３５に
接続され、反力制御通路６８は前記反力機構用のポート
５８に接続されている。また、前記導入ポート５８に通
じる通路６８には反力油圧を制御する圧力制御弁７０が
接続されている。

かかる圧力制御弁７０は、第３図に示すようにハウジン
グ７１に固定された弁本体７２と、この弁本体７２に取
付けられたソレノイド７３と、このソレノイドへの通電
によって変位する可動スプール７４と、前記通路６８に
連通するレリーフ通路７５を形成した弁座部材７６と、
この弁座部材７６のレリーフ通路７５を開閉するボール
弁７７と、このボール弁７７と前記可動スプール７４と
の間に介挿されたレリーフ圧設定用のスプリング７８及
びバランス用スプリング７９とによって構成されてい
る。可動スプール７４は通常スプリング７８，７９のバ
ランスによって図の状態に保持され、レリーフ圧設定用
のスプリング７８のバネ荷重を最大に設定している。し
かるにソレノイド７３による吸引作用によって可動スプ
ール７４がバランス用スプリング７９に抗して右方向に
変位するに従い、スプリング７８のバネ荷重を低下させ
るようになっている。

さらに、前記サーボ弁３０前の通路６７にはリザーバ８
０と連通するドレン通路８１が接続され、このドレン通
路８１には絞り８２と回転油圧モータ８３が設置されて
いる。回転油圧モータ８３はドレン通路を通過する流量
に応じて回転数が増大するもので、前記流量はサーボ弁
３０前の圧力に応じて上昇するようになっている。回転
油圧ータ８３には回転数を検知する回転数検知器８４が
ついている。

第１図において１００は圧力制御弁７０を開閉制御して
反力機構の反力室５６に発生する油圧反力を制御する反
力制御装置である。この反力制御装置１００は、マイク
ロプロセッサ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３
を主要構成とし、このマイクロプロセッサ１０１はソレ
ノイド駆動回路１０４を介して前記圧力制御弁７０に接
続されている。また、マイクロプロセッサ１０１には車
速センサ１０５が接続され、この車速センサ１０５から
の出力信号により車両の走行速度を検出するようになっ
ているとともに、前記回転数検知器８４の出力が接続さ
れ、回転数検知器８４の回転数信号により、サーボ弁３
０前の圧油の圧力を検出するようになっている。なお、
回転数検知器８４の出力はエンジンの回転を制御するエ
ンジン制御回路１１０にも供給されるようになってい
る。

前記ＲＯＭ１０２には第４図(a)に示すような制御パタ
ーンを得るに必要なデータがマップ化されて記憶されて
いる。この制御パターン図は、サーボ弁３０前の圧油の
圧力Ｐの大きさと付与すべき反力の大きさの関係を示す
もので、圧力制御弁７０に供給する電流の大きさは付与
すべき反力と反比例の関係にある。また、本実施例にお
いては、車両の速度範囲を低、中、高速の３つに分割
し、走行速度に適した制御を行うようになっている。

すなわち、据切り状態もしくはこれに近い状態となる低
速域では、殆ど反力を付与する必要はなく、また、ハン
ドルに作用するマニアルトルクの増大に応じて反力を増
やす必要もない。このため、サーボ弁前圧力Ｐの増大に
関係なく、電流値が一定の高い値に維持されるようなマ
ップが制御パターンＩとして記憶されている。これに対
し、中速域では、反力を若干増大させるとともに、マニ
アルトルクの増大に応じて徐々に反力を増やすべく、検
出圧力の増加に応じて電流値をなめらかに減少させる制
御マップがパターンIIとして記憶されている。さらに、
高速域では、中速域に比べて反力を全体的に大きくし、
また、ハンドルトルクの増大に対する反力の増加割合が
大きくなるような制御マップがパターンIIIとして記憶
されている。

また、前記ＲＯＭ１０２内には、第５図に示す制御プロ
グラムが記憶され、マイクロプロセッサ１０１は一定時
間毎にこのプログラムを実行するようになっている。こ
のプログラムを実行すると、車速センサ１０５の出力と
回転数検知器８４の出力を読み込み（２００）、速度域
に応じた制御パターンに対応したマップを選択する（２
０１）。そして、この後選択したマップに基づき、回転
数検出器８４によって検出されたサーボ弁３０前の圧力
に対応する電流値を導出し（２０２）、これをソレノイ
ド駆動回路１０４に供給する（２０３）。

次に上記した装置の全体的な動作を説明する。供給ポン
プ６０より吐出された圧力流体は流量制御弁６１によっ
て所定流量に制御された後、分流制御弁６５によって分
流され、その一方が動力舵取装置の供給ポート３５に供
給される。

同時に分流制御弁６５から吐出される余剰流は、通路６
８を介して反力室５６に供給される。そして、この反力
室５６に供給される反力油圧は圧力制御弁７０によって
制御される。

一方、反力制御装置１００は回転数検知器８４の出力と
車速センサ１０５の出力に応答して前記圧力制御弁７０
に制御信号を出力する。すなわち反力制御装置１００の
マイクロプロセッサ１０１は、前記したように、第５図
に示すプログラムを実行し、車速センサ１０５の出力に
基づいて車速の領域を判定して車速に応じた制御パター
ンを選択する。そして、選択した制御パターンに基づ
き、圧力制御弁７０に対する電流の供給を制御する。

例えば、車速が低速である場合には、Ｉの制御パターン
が選択されるため、ハンドル操作によってサーボ弁３０
前の圧力が上昇し、ドレン通路８１の流量の増加に応じ
て回転数検知器８４の出力が増加しても、圧力制御弁７
０に供給される電流は高い値で一定に維持され、反力が
増加することがない。したがってかかる低速域では反力
が作用しないスムーズな操舵特性になる。

一方、車速が中速域である場合には、IIの制御パターン
が選択されるため、圧力制御弁７０に供給される電流が
若干減少され反力が増大される。また、ハンドル操作に
伴うドレン通路８１の圧力の増大に伴い圧力制御弁７０
へ供給される電流値も減少されるようになり、ハンドル
トルクの増大に伴って反力が増大して適度な操舵感が得
られる。

また、高速域である場合には、IIIの制御パターンが選
ばれるため、反力が更に増大されるとともに、ドレン通
路８４の圧力増加に対する電流の減少量、すなわち、反
力の増加量が増大され、安定感の高い操舵フィーリング
を得ることができる。

以上のように、ハンドルに作用するマニアルトルクの増
大に対する反力の増加特性を車速に応じて自由に変更で
きるため、車速に応じた最適な操舵フィーリングが得ら
れる。

なお、ハンドル操作により回転数検知器８４の出力が変
化すると、これがエンジン制御装置１１０によって検出
され、エンジンがアイドル状態の時はアイドルスピード
制御バルブ１１１の開度を変化させてエンジンのアイド
ルアップを行う。

〈考案の効果〉 以上述べたように本考案においては、サーボ弁前の圧力
に応じて回転油圧モータを回転させ、回転油圧モータの
回転数を回転数検知器で検出し、この回転数検出器の出
力変化と車速センサの出力変化に基づいて反力機構に付
与する反力油圧を変化させるようにした構成であるの
で、車速が高い高速時はハンドルを切り込んでいったと
きの反力機構に導かれる反力油圧の上昇を大きくして手
応え感を大きくし、車速が中程度の中速時はハンドルを
切り込んでいったときの反力機構に導かれる反力油圧の
上昇を小さくして手応え感を小さくする操舵特性が得ら
れる利点がある。また、車速が低い低速時はハンドルを
切り込んでも反力機構に導かれる反力油圧が一定のため
ハンドル操舵が軽快に行える利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は本考案の
動力舵取装置の断面図に制御回路図を併図した図、第２
図は第１図のII−II線断面図、第３図は圧力制御弁の要
部断面図、第４図(a)はポンプ吐出圧に対する反力の変
化を示す図、第４図(b)はマニアルトルクに対するギヤ
発生圧力の変化を示す図、第５図は制御プログラムを示
すフローチャート、第６図は従来の特性と好ましい特性
を示す特性図である。 ２１……ピニオン軸、２３……入力軸、３０……サーボ
弁、５６……反力室、６０……供給ポンプ、６１……流
量制御弁、６５……分流制御弁、７０……圧力制御弁、
８１……ドレン通路、８２……絞り、８３……回転油圧
モータ、８４……回転数検出器、１００……反力制御装
置、１０５……車速センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンドル側の入力軸とタイヤ側の出力軸と
   の相対回転によって作動されパワーシリンダの左右室へ
   の圧油の分配を制御するサーボ弁と、前記入力軸と出力
   軸との相対回転を反力プランジャに供給する反力油圧に
   より拘束する反力機構と、ポンプからの圧油をサーボ弁
   と反力機構に分配する分流制御弁と、分流制御弁から反
   力機構に供給される圧油を車速に応じて制御する圧力制
   御弁を備えた動力舵取装置において、分流制御弁とサー
   ボ弁を接続する通路に分岐して接続され、サーボ弁前の
   圧油の一部をリザーバタンクに逃がすドレン通路を設
   け、このドレン通路中に絞りとこの絞りを通過する流量
   に応じて回転数が増大する回転油圧モータを設置し、こ
   の回転油圧モータの回転数を検知する回転数検知器並び
   に車両の速度を検出する車速センサを設置し、この回転
   数検知器からの回転数信号並びに車速センサからの車速
   信号を入力し、車速が低い時は回転数の上昇にも関わら
   ず反力機構への反力油圧を一定にし、車速が高くなるに
   つれて回転数の上昇に対して反力機構への反力油圧の上
   昇が大きくなるように前記圧力制御弁を制御する反力制
   御装置を備えたことを特徴とする動力舵取装置の操舵力
   制御装置。