JPS61211166A - 動力舵取装置の制御装置 - 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、操舵エンド時におけるエンジン負荷の急増な
らびにサーボ弁に振動に伴う異音の発生を防止するよう
にした動力舵取装置の制御装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に動力舵取装置を備えた自動車では、操舵ハンドル
に操舵トルクを付与してサーボ弁を回転し、これによっ
てポンプからの圧力流体をパワーシリンダに供給させ、
このパワーシリンダのアシスト力により軽快なハンドル
操作ができるようになっている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 かかる従来装置においては、操舵ハンドルを操舵エンド
まで操舵してピストンがストロークエンドまで到達した
場合、操舵圧が最高圧まで上昇し、これによってポンプ
負荷が急増してエンジンの回転が不安定になり、エンジ
ンストールを引起したり、また急激な操舵圧の変動によ
り、サーボ弁が振動して異音を発生したりする問題があ
った。

く問題点を解決するための手段〉 本発明はかかる従来の問題を解決するためになされたも
のであり、操向ハンドルの操舵角を検出する操舵角セン
サと、この操舵角センサからの信号により操舵ハンドル
の操舵エンド近傍において反力機構の反力が増大するよ
うに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。

く作用〉 本発明は上記構成を備えているため、操舵ハンドルの操
舵エンドを近傍において反力機構の油圧反力が増大され
、これによって操舵ハンドルの操舵が拘束される。

これによって操舵圧の急激な変動が抑制されてポンプ負
荷の急増がなくなり、その結果エンジン回転の不安定さ
らにはそれに伴うエンジンスＩ−−ルを防止できる。ま
た反力機構による油圧反力の増大に伴い、操舵エンドに
おける操舵圧の急激な変動がなくなり、その結果サーボ
弁の振動も抑制され、異音の発生を防止できる。

〈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、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の大向には、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、パワーシリンダは作動されない。

しかるにサーボ弁３０が中立状態から偏位すれば、この
サーボ弁３０の分配作用により一方の分配穴４０に介し
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３６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を介して流体圧
が導入される反力室５６が形成されており、この反力室
５６に導入される流体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ポート、５７
は前記ポート５８と環状溝５５を連通ずる通路である。

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の吐出ポートは第１の流量制
御弁６１を介して前記供給ポート３５に接続されている
。かかる第１の流量制御弁６１は、供給ポンプ６０の吐
出ボートと供給ボート３５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によって供給ボート３５には動力舵取
装置に必要な一定量の流体が供給され、余剰流がバイパ
ス通路６３にバイパスされる。

第１の流量制御弁６１のバイパス通路６３は第２の流量
制御弁６５を介して前記反力室５６の導入ボート５８に
接続されている。かかる第２の流量制御弁６５は前記バ
イパス通路６３と導入ポート５８とを接続する通路４６
中に設けられたメータリングオリフィス６６と、このメ
ータリングオリフィス６６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リザーバ
に接続されたバイパス通路６７を開口制御するバイパス
弁６８とによって構成され、この第２の流量制御弁６５
によって前記導入ポート５８に導入する流量を一定に制
御し、余剰流をバイパス通路６７を介してリザーバにバ
イパスする。

しかして第２流量制御弁６５と前記導入ポート５８とを
接続する通路４６には圧力制御弁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７３への
通電によって変位する可動スプール７４と、前記導入ポ
ート５８に連通ずるレリーフ通路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伏態に保持され、レリーフ
圧設定用スプリング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。

第１図において１００は圧力制御弁７５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７２に接
続されている。またマイクロプロセッサ１０１には操舵
角センサ１０５が接続され、この操舵角センサ１０５か
らの出力信号により操舵ハンドルの操舵角θを検出する
ようになっている。

前記ＲＯＭＩ　Ｏ２には第４図に示すような制御パター
ンデータが記憶されている。このデータはハンドル操舵
角θに対する一圧力制御弁７０への制御電流ｉが設定さ
れており、その制御電流ｉの特性としては、操舵ハンド
ルが所定の角度範囲内（−〇しくθく＋θＬ）で操舵さ
れている間は最大電流が印加され、その後この角度範囲
をこえて操舵され、そして操舵エンド±θＥに近づくに
従って徐々に小さくなるような値に設定されている。

次に上記機構における動作を説明する。供給ポンプ６０
より吐出された圧力流体は第１の流量制御弁６１によっ
て所定流体に制御されて動力舵取装置の供給ボート３５
に供給される。

同時に第１の流量制御弁６１からの余剰流は、第２の流
量ｉｔｉ制御弁６５によって一定流量に制御された後通
路４６を介して反力室５６に供給される。

そしてこの反力室５６に供給される流体の流体圧は圧力
制御弁７０によって制御される。

一方反力制御装置１００は第６図に示すプログラムを実
行して前記圧力制御弁７０に制御信号を出力する。すな
わち運転開始と同時に操舵角センサ１０５にて検出され
た時々刻々変化する入力信号は、マイクロプロセッサ１
０１を介してＲＡＭ１０３に記憶される。

従って反力制御装置１００のマイクロプロセッサ１０１
は制御プログラムの開始と同時に先ずステップ２００に
おいて前記ＲＡＭ１０３に記憶されたハンドル操舵角θ
を読出し、バンファレジスタに記憶する。これに続きス
テップ２０１では前記ハンドル操舵角θに基づいて第４
図に示す制御パターンデータより制御電流ｉをサーチし
、次いでステッ°プ２０２ではこのサーチされた制御電
流ｉがソレノイド駆動回路１０４に出力され、この信号
は圧力制御弁７０のソレノイド７３に印加される。かか
る制御電流ｉは前記したように操舵ハンドルのハンドル
操舵角θが一θＬ〈θく＋θＬの角度範囲にある場合に
は、最大値に設定され、この角度範囲を外れて操舵エン
ド±θＥに接近するに従って徐々に小さくなるように設
定されている。

従つて操舵ハンドルが−θしくθく＋θＬの角度範囲内
で操舵される場合、前記圧力制御弁７０のソレノイド７
３には最大の制御電流ｉが印加され、その結果、可動ス
プール７４が右方向に変位し、この圧力制御弁７０を介
して多量の圧力流体がリークされる。これにより反力機
構の反力室５６には油圧反力が発生せず、油圧反力がな
い状態で操舵ハンドルを軽快に操舵することができる。

しかるに操舵ハンドルが−θしくθ〈＋θＬの範囲をこ
えて操舵された場合、上記圧力制御弁７０のソレノイド
７３に印加される制御電流ｉは徐々に減少するため、可
動スプール７４が左方に変位し、この圧力制御弁７０か
らの圧力流体のリークを制限するようになる。これによ
り、反力機構の反力室５６には前記制御電流ｉに応じた
油圧反力が発生し、操舵軸２３に所定の操舵反力を付与
する。

このように操舵軸２３に油圧反力を付与してその回転を
徐々に拘束することにより、第５図Ａに示すように、従
来の動力舵取装置の特性Ｂに比較して操舵圧の上昇が緩
やかに上昇するようになり、これによってポンプ負荷も
徐々に増大するため、エンジンに対する急激な負荷の変
動もなく、エンジントラブルを解消することができ、し
かも操舵圧の最高圧も低く押さえられるので、エンジン
負荷も少なくすることができる。

さらに操舵エンド±θＥの近傍において急激な操舵圧の
変化が抑制されることでサーボ弁３０の自動振動の発生
が防止され、これにプランジャによる摩擦力がさらに付
加されて、より積極的にサーボ弁３０の振動を抑制し、
この振動に基づく異音の発生も防止できる。

なお、上記実施例では、サーボ弁３０に供給される圧力
流体の一部を第１．第２の流量制御弁６１．６５にて分
流して反力室５６に供給して油圧反力を作用させている
が、これに限定されるものではなく、減圧弁方式あるい
は油圧反力を作用させるための別ポンプを設ける方式等
を利用するものであってもよい。

〈発明の効果〉 以上詳述したように本発明の動力舵取装置の制御装置は
、操舵エンド近傍において、反力機構の反力室の油圧反
力を徐々に増大させるようにした構成であるため、急激
な操舵圧の上昇ならびにそれに伴うポンプ負荷の急増を
防止することができ、これによってエンジンの回転が不
安定になったり、さらにはエンジンストールを引き起こ
したりする問題を解決することができ、さらにサーボ弁
の振動ならびにそれに伴う異音の発生を防止することが
できる利点を有する。

【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図は本発明の
動力舵取装置の断面図に制御回路図を供回した図、第２
図は第１図のｎ−ｎ線拡大断面図、第３図は圧力制御弁
の要部断面図、第４図はハンドル操舵角に対する制御電
流の変化を示す図、第５図はハンドル操舵角に対する操
舵圧の変化を示す図、第６図は制御プログラムを示すフ
ローチャートである。 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・・・第１の流量制御弁、６５・・・第２の流量制
御弁、７０・・・圧力制御弁、１００・・・反力制御装
置、１０５・・・操舵角センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）操向ハンドルに加えられる手動操舵トルクに基づ
   いて作動されパワーシリンダへの圧油の供給を制御する
   サーボ弁と、操舵抵抗を変化させる反力機構を備えた動
   力舵取装置において、前記操向ハンドルの操舵角を検出
   する操舵角センサと、この操舵角センサからの信号によ
   り操舵ハンドルの操舵エンド近傍において前記反力機構
   の反力が増大するように制御する反力制御装置を設けた
   ことを特徴する動力舵取装置の制御装置。