JPH07115650B2 - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は動力舵取装置の操舵力制御装置に関し、より詳
しくは、反力機構の油圧反力室に供給する油圧を制御し
て操舵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。

「従来の技術」 従来、動力舵取装置の操舵力制御装置として、一対の弁
部材の相対回転によりポンプ吐出口からの油圧をパワー
シリンダに分配制御するサーボ弁と、油圧反力室に供給
される油圧に応じて操舵反力を生じさせる反力機構と、
上記油圧反力何時に供給する油圧を制御する圧力制御機
構とを備えたものが知られている。

そして上記圧力制御機構として、従来、上記ポンプ吐出
口とサーボ弁とを連通する供給通路に、ソレノイドによ
りプランジャを進退変位させて流路面積を制御するよう
にした可変オリフィス機構を設け、この可変オリフィス
機構の前後に生じる流体圧力差をスプール弁に作用させ
てスプール弁を進退制御させ、このスプール弁の進退変
位位置に応じて、上記供給通路と油圧反力室間の流路面
積および油圧反力室とタンク間の流路面積をそれぞれ制
御して油圧反力室内の油圧圧力を制御し、それによって
操舵力を制御するようにしたものが知られている（特開
昭61−155060号）。

「発明が解決しようとする問題点」 しかるに従来の可変オリフィス機構では、上記プランジ
ャに動力舵取装置の作動に伴なう高圧の油圧が加わるこ
とから、ソレノイドにそれに対抗し得るだけの大きな出
力が要求され、したがってソレノイドが大型化するとと
もに消費電力が大きくなっていた。また上記高圧の油圧
はソレノイドにも加わるようになることから、その高圧
の油圧に耐えるだけのシール性を考慮する必要があっ
た。

「問題点を解決するための手段」 本発明はそのような事情に鑑み、ポンプ吐出口とタンク
とを連通する主通路の途中に設けられ、一対の弁部材の
相対回転によりポンプ吐出口からの油圧をパワーシリン
ダに分配制御するサーボ弁と、油圧反力室に供給される
油圧に応じて操舵反力を生じさせる反力機構と、上記油
圧反力室に供給する油圧を制御する圧力制御機構とを備
え、かつ上記圧力制御機構が、上記ポンプ吐出口とサー
ボ弁とを連通する主通路の流路面積を制御する可変オリ
フィス機構と、この可変オリフィス機構より上流側の主
通路から分岐されて上記油圧反力室に連通する副通路
と、上記可変オリフィス機構の前後に生じる油圧圧力差
に応じて進退変位され、その変位量に応じて上記副通路
の流路面積を制御する第１スプール弁とを備える動力舵
取装置の操舵力制御装置において、 上記主通路から分岐させた副通路を上記油圧反力室を介
してタンクに連通させるとともに、該油圧反力室よりも
下流側の副通路にオリフィスを設け、 さらに上記可変オリフィス機構を、ハウジングの内部に
形成した孔内に摺動自在に嵌合した第２スプール弁と、
この第２スプール弁に連結されてこれを進退変位させる
ソレノイドと、上記第２スプール弁の両端部に形成され
て上記ポンプのタンクに連通する低圧室と、上記ハウジ
ングと第２スプール弁との摺動面に開口されて上記ポン
プ吐出口に連通する第１供給通路と、その摺動面に開口
されて上記サーボ弁に連通した第２供給通路と、上記第
２スプール弁の外周面に形成され、上記ソレノイドによ
る第２スプール弁の変位に応じて上記第１供給通路と第
２供給通路間の流路面積を制御する連通路とから構成し
たものである。

「作用」 このように、上記主通路から分岐させた副通路を上記油
圧反力室を介してタンクに連通させるとともに、該油圧
反力室よりも下流側の副通路にオリフィスを設けている
ので、上記オリフィス、すなわち上記副通路を流通する
圧油の流量によってオリフィス上流側の圧力を制御する
ことができ、この圧力を反力圧として油圧反力室に導入
することができる。そして上記副通路に設けた第１スプ
ール弁は、上記可変オリフィス機構の前後に生じる油圧
圧力差に応じて進退変位されるので、その変位量に応じ
て上記副通路の流路面積を制御することにより、上記反
力圧を制御して操舵力を制御することができる。

また、上記第２スプール弁の両端部の低圧室をタンクに
連通させるとともに、上記第１供給通路と第２供給通路
とをハウジングと第２スプール弁との摺動面に開口させ
ているので、第２スプール弁には実質的にこれを一方向
に付勢するような油圧が作用することがなく、しかも上
記ソレノイドに高圧が加わることもないので、ソレノイ
ドの小型化を図ることができるとともに、ソレノイドの
シールを簡易なものとすることができる。

「実施例」 以下図示実施例について本発明を説明すると、第１図に
おいて、動力舵取装置は、大別すると、一対の弁部材の
相対回転によりポンプ吐出口からの油圧をパワーシリン
ダに分配制御するサーボ弁１と、油圧反力室に供給され
る油圧に応じて操舵反力を生じさせる反力機構２と、上
記油圧反力室に供給する油圧を制御する圧力制御機構３
とを備えている。

上記サーボ弁１は、ハウジング４に回転自在に軸支した
入力軸５に一体に設けた第１弁部材６と、この第１弁部
材６の外周に嵌合した筒状の第２弁部材７とを備えてお
り、上記第１弁部材６は入力軸５を介して図示しない舵
取ハンドルに連動し、第２弁部材７は連結ピン８を介し
て出力軸９に連動している。

上記入力軸５の先端部は上記出力軸９の右端軸部に回転
可能に嵌合させてあり、その入力軸５の軸部と出力軸９
の軸部とに渡って配設したトーションバー10の両端を連
結ピン11によりそれぞれ入力軸５と出力軸９とに連結す
ることにより、上記入力軸５と出力軸９とを相対回転可
能に連結し、したがって上記一対の弁部材６、７を相対
回転可能としている。また、上記出力軸９はこれに形成
したピニオン12を介してラック13に連動させ、さらにこ
のラック13を介して図示しない操向車輪に連動させてい
る。

上記サーボ弁１は、従来公知のロータリー型サーボ弁を
構成しており（第２図参照）、一対の弁部材６、７の相
対回転方向に応じて、ポンプ14からの圧油を上記ラック
13に連動させたパワーシリンダ15の圧力室16、17に分配
制御できるようになっている。

次に、上記反力機構２は、第3a図、第3b図に示すよう
に、上記入力軸５の左端部円周方向90゜位置にそれぞれ
半径方向に突出させて形成した受部20と、各受部20の左
端面に半径方向に形成したＶ字溝21とを備えており、ま
た第4a図、第4b図に示すように、上記出力軸９の右端面
に形成した上記受部20が遊嵌合される十字形の係合溝22
と、この十字形係合溝22の各先端部においてボール23を
それぞれ軸方向に変位可能に支持する、上記出力軸９の
右端部に形成した軸方向貫通孔24とを備えている。

上記各ボール23は、上記貫通孔24の両端面から突出して
おり、その右端面は上記十字形係合溝22内に遊嵌合され
た受部20のＶ字溝21内に係合し、また左端面は、第１図
に示すように、ハウジング４内に摺動自在に嵌合した押
圧ピストン25の右端面に当接している。そしてこの押圧
ピストン25の左側に、上記ハウジング４内に嵌着したシ
ール部材26との間で、油圧反力室27を形成している。

したがって、油圧反力室27内に油圧が導入されると、上
記押圧ピストン25が右方に付勢されてボール23をＶ字溝
21に圧接させ、出力軸９側のボール23に対して入力軸５
側のＶ字溝21が中央部に位置するように付勢する。その
結果、通常は入力軸５と出力軸９とは中立位置に保持さ
れ、その中立位置への付勢力は上記油圧反力室27に導入
される油圧の大小によって制御することができる。

なお、反力機構２は上記実施例のものに限定されるもの
ではなく、従来公知の適宜の反力機構を用いることがで
きることは勿論である。

さらに第１図に示すように、上記圧力制御機構３は、上
記ポンプ14の吐出口と前述のサーボ弁１とを連通する供
給通路31の流路面積を制御する可変オリフィス機構32
と、この可変オリフィス機構32の前後に生じる油圧圧力
差によって進退変位される第１スプール弁33とを備えて
いる。

上記可変オリフィス機構32は、ハウジング４内に圧入し
た筒状部材34と、その軸部に形成した孔35内に摺動自在
に貫通させた第２スプール弁36と、この第２スプール弁
36に連結されてこれを進退変位させるソレノイド37とを
備えている。このソレノイド37は、図示しない車速セン
サや操舵角センサ等からの検出信号を入力する制御装置
によって通電電流が制御され、それによって上記第２ス
プール弁36の進退変位量を制御できるようになってい
る。

上記供給通路31は、上記ポンプ14の吐出口に連通する第
１供給通路31aと、上記サーボ弁１に連通する第２供給
通路31bとから構成してあり、両供給通路31a、31bをハ
ウジング４と第２スプール弁36との摺動面38に軸方向に
隔ててハウジング４側から開口させている。そして第２
スプール弁36の外周面に、両供給通路31a、31bを連通す
る連通路39を形成している。

上記ソレノイド37が消勢されている際には、上記第２ス
プール弁36は図示しないソレノイド37の内部のばねによ
って左行端位置に位置しており、この状態では連通路39
を介して相互に連通される第１供給通路31aと第２供給
通路31b間の流路面積は最大に保たれ、したがって可変
オリフィス機構前後の両供給通路31a、31b間には実質的
に油圧圧力差は生じない。

これに対し、上記ソレノイド37が励磁されて第２スプー
ル弁36を右方に変位させた際には、その右方への変位量
に応じて第１供給通路31aと第２供給通路31b間の流路面
積が減少するようになっており、それにより可変オリフ
ィス機構前後の両供給通路31a、31b間の油圧圧力差が増
大する。

さらに、上記第２スプール弁36の両端部には低圧室40、
41をそれぞれ形成してあり、両低圧室を上記第２スプー
ル弁36に形成した内部通路42を介して相互に連通させ、
さらにハウジング４に形成した排出通路43を介して上記
ポンプ14のタンク44に連通させている。

本実施例においては、上記供給通路31、サーボ弁１内の
流路、入力軸５の内部通路、およびこれに連通する上記
排出通路43により、上記ポンプ14の吐出口とタンク44と
を連通する主通路を構成している。

次に、上記第１スプール弁33は、上記筒状部材34の左側
にそれと同一軸線上でハウジング４に圧入した筒状部材
48内に摺動自在に嵌合してあり、通常はばね49によって
筒状部材34の左端面に当接させている。

そして第１スプール弁33の右側を高圧室50としてこれを
上記筒状部材34の外周面に形成したスリット状の通路51
を介して第１供給通路31aに連通させるとともに、左側
を高圧室52としてこれをハウジング４に形成した通路53
を介して第２供給通路31bに連通させ、上記高圧室50に
可変オリフィス機構32より上流側の高圧を、高圧室52に
下流側に高圧をそれぞれ導入できるようにしている。

上記第１スプール弁33の外周面には、環状溝とその環状
溝の左側に形成されて環状溝側が窄まったテーパ面とか
らなる分配通路54を形成してあり、この分配通路54を第
１スプール弁33に形成した内部通路55を介して上記高圧
室50に連通させている。

そして上記ハウジング４と第１スプール弁33との摺動面
56に、上記分配通路54の左側位置においてハウジング４
側から反力通路57を開口させ、上記第１スプール弁33が
非作動位置から左行するに従って上記分配通路54と反力
通路57間の流路面積が増大するようにしている。この反
力通路57は上記油圧反力室27に連通させてあり、この油
圧反力室27は、上記押圧ピストン25に穿設したオリフィ
ス58および入力軸５の内部通路等を介してサーボ弁１の
排出側となる上記排出通路43に連通し、更にポンプ14の
タンク44に連通させている。

本実施例においては、上記可変オリフィス機構32より上
流側の供給通路31aから分岐させた通路51、分配通路5
4、反力通路57、油圧反力室27、および入力軸５の内部
通路に接続した上記排出通路43により、主通路とタンク
44とを連通する副通路を形成してあり、この副通路の上
記油圧反力室27よりも下流側に上記オリフィス58を設け
ている。

以上の構成において、上記ソレノイド37は車両の走行条
件に応じて通電電流が制御されており、例えば車両の停
止時には上記ソレノイド37が消勢され、第２スプール弁
36は図示しないソレノイド37の内部のばねによって左行
端位置に位置している。この状態では、連通路39を介し
ての両供給通路31a、31b間の流路面積は最大となり、両
供給通路31a、31b間に実質的な差圧は生じない。

すると、第１スプール弁33の両側の高圧室50と高圧室52
間の圧力差も実質的に零となるので、第１スプール弁33
もばね49によって非作動位置に保持され、それによって
分配通路54と反力通路57間の流路面積、すなわち高圧室
50と油圧反力室27間の流路面積が実質的に零となるの
で、油圧反力室27内の圧力が実質的に零となり、したが
って反力機構２が舵取ハンドルに伝達する操舵反力が最
少となって軽快なハンドル操作を行なうことができる。

これに対し、車両が高速で運転されるようになると、車
両の速度の増大に従って上記ソレノイド37の通電電流が
増大して第２スプール弁36が右行されるので、その第２
スプール弁36の右方への変位量に応じて両供給通路31
a、31b間の流路面積が減少する。

その結果、両供給通路31a、31b間の油圧圧力差が増大す
るので、それに伴なって第１スプール弁33の両側の高圧
室50と高圧室52間の圧力差が増大し、第１スプール弁33
がその圧力差の増大に応じて左行されるようになる。

そして第１スプール弁33の左行により高圧室50と油圧反
力室27間の流路面積が増大すると、それに伴なってオリ
フィス58の上流側の圧力が増大する。すると油圧反力室
27内の圧力が増大するので、上記反力機構２が舵取ハン
ドルに伝達する操舵反力が増大し、したがって車両の速
度の増大に従って相対的に重く安定したハンドル操作を
行なうことができるようになる。

なお、上記押圧ピストン25にオリフィス58を設ける代り
に、第１図の点線で示すように上記ハウジング４に油圧
反力室27とタンク44とを連通する排出通路43′を設け、
この排出通路43′にハウジング外部より流路面積を調整
することができるオリフィス58′を設けてもよい。

また、上記実施例においてはソレノイド37の通電電流を
増大させるに従って両供給通路31a、31b間の流路面積が
減少するようにしているが、それとは逆に、ソレノイド
の通電電流を増大させるに従って両供給通路間の流路面
積が増大するように設定してもよいことは勿論である。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、可変オリフィス機構の
前後に生じる油圧圧力差に応じて第１スプール弁を変位
させることができ、その変位量に応じてオリフィスを流
通する圧油の流量を制御することにより油圧反力室内の
油圧を制御することができ、これにより操舵力を制御す
ることができる。また、第２スプール弁にはこれを一方
向に付勢するような油圧が作用することがなく、しかも
ソレノイドに油圧が加わることもないので、ソレノイド
の小型化を図ることができるとともに、ソレノイドのシ
ールを簡易なものとすることができるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のII−II線に沿う断面図、第3b図は反力機構２を構成
する入力軸５の端部を示す正面図、第3a図は第3b図の左
側面図、第4a図は反力機構２を構成する出力軸９の端部
を示す正面図、第4b図は第4a図の右側面図である。 １……サーボ弁、２……反力機構 ３……圧力制御機構、４……ハウジング ６、７……弁部材、14……ポンプ 15……パワーシリンダ、27……油圧反力室 31、31a、31b……供給通路、35……孔 32……可変オリフィス機構、38……摺動面 33……第１スプール弁、36……第２スプール弁 37……ソレノイド、39……連通路 40、41……低圧室、44……タンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ吐出口とタンクとを連通する主通路
   の途中に設けられ、一対の弁部材の相対回転によりポン
   プ吐出口からの油圧をパワーシリンダに分配制御するサ
   ーボ弁と、油圧反力室に供給される油圧に応じて操舵反
   力を生じさせる反力機構と、上記油圧反力室に供給する
   油圧を制御する圧力制御機構とを備え、かつ上記圧力制
   御機構が、上記ポンプ吐出口とサーボ弁とを連通する主
   通路の流路面積を制御する可変オリフィス機構と、この
   可変オリフィス機構より上流側の主通路から分岐されて
   上記油圧反力室に連通する副通路と、上記可変オリフィ
   ス機構の前後に生じる油圧圧力差に応じて進退変位さ
   れ、その変位量に応じて上記副通路の流路面積を制御す
   る第１スプール弁とを備える動力舵取装置の操舵力制御
   装置において、 上記主通路から分岐させた副通路を上記油圧反力室を介
   してタンクに連通させるとともに、該油圧反力室よりも
   下流側の副通路にオリフィスを設け、 さらに上記可変オリフィス機構を、ハウジングの内部に
   形成した孔内に摺動自在に嵌合した第２スプール弁と、
   この第２スプール弁に連結されてこれを進退変位させる
   ソレノイドと、上記第２スプール弁の両端部に形成され
   て上記ポンプのタンクに連通する低圧室と、上記ハウジ
   ングと第２スプール弁との摺動面に開口されて上記ポン
   プ吐出口に連通する第１供給通路と、その摺動面に開口
   されて上記サーボ弁に連通した第２供給通路と、上記第
   ２スプール弁の外周面に形成され、上記ソレノイドによ
   る第２スプール弁の変位に応じて上記第１供給通路と第
   ２供給通路間の流路面積を制御する連通路とから構成し
   たことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制御装置。