JPS60226368A - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、車速等に応じた油圧が供給される反力機構を
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。

〈従来技術〉 従来車速等に比例した油圧力を反力機構に加え、動力舵
取装置の操舵力を車速等に応して制御するものは公知で
ある。かかる公知のものにおいては、手動操舵トルクに
よって作動される一対の弁部材の一方に反力ブランジャ
を弁部材の半径方向に移動可能に収納し、他方にプラン
ジャが係合する凹み部を設け、プランジャの背面に車速
等に比例した油圧力を導入するようにしている。このよ
うなものにおいては、プランジャの有効面積を大きくと
ることができないため、大きなトルク変化を得るために
はプランジャの背面に高い圧力を導入することが必要と
なる。従って高速時においても反力機構に供給する油圧
のためにポンプ圧が高くなり、消費馬力が大きくなる問
題がある。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、反力ビストンの有効面積を大きくとれ
るようにし、小さな差圧で必要な操舵力の変化を得られ
るようにすることである。

〈発明の構成〉 本発明は上記した目的を達成するために、反力機構を、
入力軸及び出力軸に対して同心的に設けられた反力室と
、この反力室に軸方向に摺動可能に嵌挿され入力軸及び
出力軸の一方に連結された反力ビストンと、入力軸及び
出力軸の他方に反力ビストンと軸方向に対向して設けら
れた反力受部と、この反力受部と反力ビストンとの対向
間に設けられ入力軸と出力軸との相対回転を妨げるよう
に作用する保合部材と、反力ビストンの両側に車速等に
応じた差圧を発生させる差圧発生手段とによって構成し
たものである。

〈実施例〉 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、１０は動力舵取装置の本体をなすギヤ
ハウジングを示し、このギヤハウジング１０にはピニオ
ン軸（出力軸）１１が回転可能に軸承され、このピニオ
ン軸１１はこれと交差する方向に摺動可能なランク軸１
４に噛合されている。

ラック軸１４０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、またランク軸１４には図示してない
がパワーシリンダのピストンが作動的に連結されている
。

前記ギヤハウジング１０には弁ハウジング１８が固定さ
れ、この弁ハウジング１８内にロータリ形サーボ弁２０
が収納されている。かかるロータリ形サーボ弁２０は前
記ピニオン軸１１の軸線を中心として相対回転可能なス
リーブ弁部材２１とロータ弁部材２２より構成され、こ
のロータ弁部材２２は操向ハンドルに連結された操舵軸
（入力軸）２４に一体的に形成されている。操舵軸２４
は前記ピニオン軸１１にトーションバー２５を介して可
撓的に連結され、また保合部２６を介して所定量だけ相
対回転可能に係合されている。

前記スリーブ弁部材２１の内周及びロータ弁部材２２の
外周には、複数のポート溝２１８，２２ａが円周上等角
度間隔に形成され、スリーブ弁部材２１とロータ弁部材
２２の相対回転により、供給ボート２６を前記パワーシ
リンダの画室に接続された給排ポー）２８．２９の一方
に連通し、他方を排出ボート２７に連通ずるようになっ
ている。

前記ピニオン軸１１の一端には、前記弁ハウジング１８
内に回転可能に嵌合する円筒部３０が形成され、この円
筒部３０の一端はスリーブ弁部材２１に連結ピン３１を
介して連結されている。かかる円筒部３０内にはピニオ
ン軸１１と同心的に反力シリンダ室３３が形成され、こ
の反力シリング室３３に操舵軸２４に形成されたフラン
ジ状の反力受部３４が相対回転可能に嵌合されている。

前記反力シリンダ室３３には反力受部３４に対向してリ
ング状の反力ビストン３５が軸方向に摺動可能に嵌合さ
れ、この反力ビストン３５は回り止めピン３８によって
とニオン軸１１に対して回り止めされている。反力ビス
トン３５の内周は前記操舵軸２４に嵌合され、この反力
ビストン３５によって反力シリンダ室３３を左室と右室
に区画している。前記反力受部２４と反力ビストン３５
の対向面には円錐形状の凹み部３４ａ、３５ａが円周上
複数形成され、これら凹み部３４ａ、３５ａに係合する
円周上複数の係合ボール３６　（第２図参照）を保持し
たリテーナ３７が反力受部３４と反力ビストン３５との
間に介在されている。しかして反力ビストン３５はその
背面に設けたウェブワッシャー３９によって常に係合ポ
ール３６４２係合する方向に押圧されている。

第１図において、５０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５０の吐出ポー
トはメータリングオリフィス５１及び後述する構成の電
磁流量制御弁５２を介して前記供給ボート２６に接続さ
れている。５３は前記メータリングオリフィス５１の前
後圧に応じて作動するバイパス弁で、このバイパス弁５
３はメータリングオリフィス５１の前後圧を常に一定に
保持するようにリザーバに接続されたバイパス通路５４
を開口制御するようになっている。また前記電磁流量制
御弁５２の上流側には、前記ウェブワッシャ３９が内装
された反力シリンダ室３３の左室に通ずる導入ポート５
５が連通さ・れ、下流側には係合ボール３６が内装され
た反力シリング室３３の右室に通ずる導入ポート５６が
連通されている。これにより反力ビストン３５は電磁流
量制御弁５２前後の差圧に応じて作動される。

次に前記電磁流量制御弁５２の構成を第３図に基づいて
説明する。かかる電磁流量制御弁５２は供給ポンプ５０
の吐出ボート側に接続される流路６５と動力舵取装置の
供給ボート２６に接続される流路６６とを連通する連通
路６７の連通面積を制御するもので、ポンプハウジング
６ｏにねじ込み固定されている。電磁流量制御弁５２は
ソレノイド６１とこのソレノイド６１への通電によって
変位する可動スプール６２と、この可動スプール６２と
一体結合された弁軸６３を備えている。可動スプール６
２は通常スプリング６４によって弁軸６３と共に図の右
方向に押圧され、連通路６７の連通面積を最大に保持し
てる。しかるにソレノイド６１による吸引作用によって
可動スプール６２がスプリング６４に抗して左方向に変
位するにしたがい、弁軸６３は連通路６７の連通面積を
減少させ、その絞り作用により流路６５，６６の間に可
動スプール６２の変位量に応じた差圧ΔＰを発生させる
。前記ソレノイド６１にはコンピュータ７０によって制
御されるソレノイド駆動回路７１から車速信号■に応じ
た電流値Ｉが供給され、この電流値■に応じて差圧ΔＰ
は第４図に示すように変化する。

次に上記構成における動作について説明する。

供給ポンプ５０より吐出された圧油はメータリングオリ
フィス５１とバイパス弁５３とによって所定流量に制御
され、電磁流量制御弁５２を介して動力舵取装置の供給
ボート２６に供給される。この際電磁流量制御弁５２の
前後圧が導入ポート５５．５６を介して反力ビストン３
５の画室に導入される。車速が低い状態においては、電
磁流量制御弁５２のソレノイド６１には電流が供給され
ず、可動スプール６２及び弁軸６３は第３図に示すよう
にスプリング６４によって右方端に保持され、連通路６
７の連通面積を最大に保持している。従って電磁流量制
御弁５２の前後の流路６５，６６間には差圧が発生せず
、反力ビストン３５はウェブワッシャ３９の撥力のみに
よって係合ボール３６に押圧されている。従ってハンド
ル操作により操舵軸２４が回転されると反力ビストン３
５はウェブワッシャ３９の撥力に抗して容易に後退され
、これによりスリーブ弁部材２１とロータ弁部材２２が
相対回転され、通常の動力舵取作用が行われる。

車速か所定値を越えると、コンピュータ７０に入力され
る車速信号Ｖに応じてソレノイド駆動回路７１が制御さ
れ、電磁流量制御弁５２のソレノイド６１に車速に応じ
た電流値が供給される。かかる電流値に応じて可動スプ
ール６２及び弁軸６３がスプリング６４に抗して変位さ
れ、連通路６７の連通面積を減少させる。この連通路６
７の絞り作用により流路６５，６６間に差圧が発生され
、この差圧が導入ポー１−５５．５６を介して反力ビス
トン３５の両室に導入される。これにより反力ビストン
３５は差圧に応した軸方向推力で係合ボール３６に押付
けられ、スリーブ弁部材２１とロータ弁部材２２とを相
対回転させるマニアルトルクを増大させる。このように
車速か上昇すると、車速に応じた差圧が反力ビストン３
５に作用され、車速の上昇に比例してマニアルトルクが
増大する車速感応性がもたらされる。この場合反力ビス
トン３５はサーボ弁２０と同心の反力シリング室３３に
軸方向移動可能に嵌挿されているので、反力ビストン３
５の有効面積を大きくでき、反力ビストン３５による必
要な押付は反力を小さな差圧で与えることができる。

次に本発明の他の実施例を説明する。第５図は反力ビス
トン３５と反力受部３４との係合を係合ピン１３６によ
って行う例を示すもので、係合ビン１３６は反力ビスト
ン３５の一端に圧入固定され、この係合ピン１３６は反
力受部３４の端面に形成された円錐形状の凹み部３４ａ
に係合される。

この場合係合ビン１３６を反力受部３４側に、凹み部を
反カビスト３５側に形成しても同様である。

第６図から第８図は前記反力ビストン３５の両側に差圧
を作用させるための別の実施例を示すもので、以下これ
を順に説明する。

第６図は反力ビストン３５の片側をリザーバにリングオ
リフィス５１Ａ、５１Ｂとバイパス弁５３Ａ、５３Ｂか
らなる２組の流量制御機構が直列に接続され、供給ポン
プ５０より吐出された圧油を第１段目の流量制御機構に
よって所定流量に制御し、第２段目の流量制御機構によ
って動力舵取装置１００に供給する流量を一定に制御す
るとともに、残りの一定流量をバイパス通路５４Ｂにバ
イパスし、このバイパス通路５．４Ｂを電磁レリーフ弁
８０を介してリザーバに接続したものである。

しかして電磁レリーフ弁８０のレリーフ圧を車速等に応
じて制御することにより、バイパス通路５４Ｂの圧力を
車速に比例して制御し、この圧力を反力ビストン３５に
作用させる。

第７図はポンプ回転数に応じた差圧によって反力ビスト
ン３５を作動させる例を示し、供給ポンプ５０は固定絞
り８１と、この固定絞り８１前後の差圧に応じて絞り面
積が変化される可変絞り８２を介して動力舵取装置１０
０に接続され、この可変絞り８２前後の圧力差を一定に
保持するようにバイパス通路５４を開口制御するバイパ
ス弁５３が設けられている。反力ビストン３５の両側に
は前記固定絞り８１前後の差圧が導入されるようになっ
ており、従ってポンプ回転数の増大による吐出流量の増
加により固定絞り８１の前後にポンプ回転数に比例した
差圧が発生すると、その差圧が反力ビストン３５に作用
される。この場合、固定絞り８１前後の差圧によって可
変絞り８２の絞り面積も変化されるので、ポンプ回転数
に応じて動力舵取装置１００への供給流量も同時に制御
し得る。

第８図は動力舵取装置１００に圧油を供給する供給ポン
プ５０とは別のポンプ８３によって反力ビストン３５に
導入する圧力を発生させる例を示し、この別ポンプ８３
はエンジンあるいはプロペラシャフトによって駆動され
、エンジン回転数あるいは車速に比例した圧力を発生し
、この圧力が反力ビストン３５に作用される。

このように反力ビストン３５の両側に差圧を発生させる
差圧発生手段は、各種の構成を採り得る。

なお、反力ビストン３５への圧力を電磁弁にて制御する
ものにおいては、ソレノイドに供給する電流を車速のみ
ならず、ハンドル回転角、ハンドル回転速度等によって
も制御できることは勿論である。

上記実施例においては、ランクピニオン形の動力舵取装
置に適用した例について説明したが、ボールスクリュー
形の動力舵取装置にも同様に通用でき、この場合の出力
軸はねじ軸となる。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明は、人力軸及び出力軸に対して
反力室を同心的に設け、この反力室に入力軸及び出力軸
の一方に連結される反力ビストンを軸方向に摺動可能に
嵌挿し、入力軸及び出力軸の他方に前記反力ビストンと
軸方向に対向する反力受部を設け、この反力受部と反力
ビストンとの対向間に入力軸と出力軸との相対回転を妨
げるように係合部材を設け、前記反力ビストンの両側に
車速等に応じた差圧を発生させるようにした構成である
ので、反力ビストンの有効面積を太き（とれ、これによ
り反力ビストンに作用すべき軸方向推力を小さな圧力（
差圧）で付与できようになり、ポンプの駆動に必要な消
費動力を軽減できる効果がある。

【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図は動力舵取
装置の断面図に油圧系統図を供回した図、第２図は第１
図のｎ−ｎ線矢視断面図、第３図は電磁流量制御弁を示
す断面図、第４図は電流値に対する差圧の関係を示す図
、第５図は本発明の他の実施例を示す要部断面図、第６
図ないし第８図は本発明のさらに他の実施例を示す油圧
系統図である。 ピ １１・・・出力軸（ｊｌ、ニオン軸）、２０・・・サー
ボ弁、２４・・・入力軸（操舵軸）、３３・・・反力シ
リンダ室、３４・・・反力受部、３５・・・反力ビスト
ン、３６，１３６・・・係合部材、５０・・・供給ポン
プ、５２・・・電磁流量制御弁、５５．５６・・・導入
ポート。 特許出願人 豊田工機株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　入力軸と出力軸との相対回転に基づいて作動さ
   れパワーシリンダへの圧油の給排を制御するサーボ弁と
   、車速等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、前記
   反力機構は、前記入力軸及び出力軸に対して同心的に設
   けられた反力室と、この反力室に軸方向に摺動可能に嵌
   挿され前記入力軸及び出力軸の一方に連結された反力ビ
   ストンき、前記入力軸及び出力軸の他方に前記反力ビス
   トンと軸方向に対向して設けられた反力受部と、この反
   力受部と前記反力ビストンとの対向間に設けられ前記入
   力軸と出力軸との相対回転を妨げるように作用する係合
   部材と、前記反力ビストンの両側に車速等に応じた差圧
   を発生させる差圧発生手段とによって構成されてなる動
   力舵取装置の操舵力制御装置。
2. （２）前記係合部材は、前記反力受部と反力ビストンと
   の対向面に形成され゛た凹み部にそれぞれ係合する係合
   ボールからなっている特許請求の範囲第１項に記載の動
   力舵取装置の操舵力制御装置。
3. （３）前記差圧発生手段は、車速等に応じて制御される
   電磁制御弁からなっている特許請求の範囲第１項に記載
   の動力舵取装置の操舵力制御装置。