JPS6132848Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、動力舵取装置における流量制御装
置、殊に車速に対応して流量を制御する装置に関
する。

従来の動力舵取装置は、一般に運転者の操舵力
を軽減する目的で開発されてきた。しかし自動車
の高速走行時には、もともとその操舵力が小さく
てよく、動力舵取装置を設けるためにハンドルが
軽くなりすぎて、直進状態を保つのが困難になつ
たり、ハンドルを切りすぎる等の不都合があつ
た。

従つて動力舵取装置は、自動車の高速走行時に
はその操舵力補助機能を低減することが好まし
く、かかる機能の代表的なものとして、第１図の
曲線Ａに示す流量特性が得られる通常ドロツピン
グポンプと呼ばれるポンプを使用したものが知ら
れている。なお図中の曲線Ｂは比例吐出ポンプの
特性を示し、ポンプ回転数Ｎの増大に比例して吐
出流量Ｑが増大し、曲線Ｃは定吐出ポンプの特性
を示すものであつて、ある一定のポンプ回転数ま
では吐出流量が比例的に増大し、それ以上は、回
転数Ｎが増大しても吐出流量Ｑは一定である。す
なわちドロツピングポンプの場合、ある一定回転
数までは吐出流量が比例的に増大して、以後ある
回転数まで一定の吐出流量を持ち、それ以上回転
数Ｎが増大すると吐出流量Ｑが減少する機能を持
つている。

しかしこの種のポンプは、エンジンの回転によ
つて直接駆動されているために、吐出流量Ｑがエ
ンジンの回転数とともに変化し、自動車の走行速
度、すなわち車速とは必ずしも一致しないという
欠点がある。

一方、車速に応じて流量を変化させることを目
的として、例えば特公昭52−27887号公報、特公
昭52−39529号公報、特開昭47−30039号公報、特
開昭52−41326号公報等に示される流量制御装置
が多数提案されている。

これらの提案は、車速が一定に達したときに流
量制御弁をオン・オフさせるものか、或いは車速
に対応して連続的に流量を変化させるものである
が、前者は前記オン・オフによる流量の段階的変
化が大きく、従つてこの急激な変化に起因して運
転者に大きな不安感を与えることがあり、後者は
所定の流量特性を得るために制御弁の構造が著し
く複雑化し、また加工上の問題点が多い。さらに
いずれの場合においても、万一の故障に対する安
全対策や、圧力流体の脈動対策についての考慮が
なされていないか、不充分なものが多い。

この考案は以上のような従来装置の欠点を解消
し、車速に応じた任意の流量特性が容易に得られ
るようにすると共に、構造が簡単で作動の確実な
流量制御装置を提供するものである。

第２図、第３図は、この考案を具体化した一実
施例の系統図と油圧回路図であり、第４図はその
流量特性の説明図、第５図はステツプモータ制御
装置の動作説明図、第６図は車速センサーの具体
例を示す図、第７図は流量制御弁の具体例を示す
図である。

図において、１は自動車のエンジン、２はトラ
ンスミツシヨンであつて、その出力回転数、すな
わち自動車の走行速度が、フレキシブルシヤフト
３等を介して速度計４に伝達される。一方、エン
ジン１によりベルト５を介して駆動される油圧ポ
ンプ６の圧力流体は、油圧回路７を経て流体シリ
ンダ８の制御弁９に供給され、ハンドル１０の操
作により流体シリンダ８への圧力流体の供給方向
（操舵方向）切換えおよび流量制御が行われ、制
御弁９からの排出流体は、戻流回路１１を経て油
タンク１２に戻される。流体シリンダ８は周知の
ように前記制御弁からの圧力流体により作動して
自動車の操舵機構を作動させる。

この考案は以上のような動力舵取装置におい
て、前記油圧ポンプ６から制御弁９への油圧回路
７内に、圧力流体の流量を規定する固定絞り２１
と可変絞り２２とを並列に配置し、該可変絞り２
２の絞り量をステツプモータ２３で変化させられ
る流量制御弁２０を設けると共に、前記トランス
ミツシヨン２の出力軸の回転、すなわち車速に対
応した電気信号を発生する車速センサー３０、お
よび該車速センサー３０の電気信号により作動し
て前記ステツプモータ２３の回転角を制御するス
テツプモータ制御装置４０を設ける。１３はその
電気回路である。

車速センサー３０は、例えば速度計４とトラン
スミツシヨン２の出力軸とを結ぶフレキシブルシ
ヤフト３のいずれかの端、または中間に接続し、
車速に比例した電気信号を発生するものであれば
よく、従つてこの目的に合致するものであれば、
公知のいかなるセンサーを用いてもよい。

第６図は、リードスイツチ３１を用いた車速セ
ンサーの一例を示すものであつて、車速に比例し
て回転する回転軸３３のまわりに磁石片３２の適
数（図では２個）を取りつけ、軸３３の回転で磁
石片３２が通過する極く近傍のハウジング３４内
にリードスイツチ３１を設けたものであつて、軸
３３の一回転で適数個のパルス（図では２個）を
発生する。この発生パルス数、すなわち、磁石片
３２の数は後述するステツプモータ制御装置４０
の設計の際、任意に決定すればよい。

ステツプモータ制御装置４０は車速センサー３
０からの電気信号を受けて後述するステツプモー
タ２３の回転角に制御して、可変絞り２２の所定
の流量特性を得るための制御装置であつて、第５
図に、前記車速センサー３０にパルス発生式車速
センサーを用いた場合の制御方式を示してある。

すなわち車速が低速Ｌから高速Ｈに変化するの
に対応して、車速センサー３０が車速に比例した
パルス数の電気信号ａを発生すると、該パルスを
ワンシヨツト回路４１で一定巾のパルス信号ｂに
整形して積分回路４２に送る。ここではパルス信
号ｂを積分し、デジタル・アナログ変換を行い、
車速に比例したアナログ出力ｃを得る。積分回路
４２で得たアナログ出力ｃは、コンパレータ回路
４３で設定値と比較し、設定値を越えた場合、出
力を出すようにしておく。従つてコンパレータ回
路４３は、図中の信号ｄ、すなわちSTEP−１、
STEP−２……に対応して複数個設け、それぞれ
の設定値を変化することで任意の特性をもつた制
御が可能となる。コンパレータ回路４３の出力
は、パルス分配回路４４で、ステツプモータ２３
の各コイル、φ１，φ２……に図中ｅで示す如く
分配し、駆動装置４５で増巾して、ステツプモー
タ２３の各コイルを励磁する。すなわちステツプ
モータ２３の回転角を制御する。

可変絞り２２の絞り量をステツプモータ２３で
制御される流量制御弁２０は、第３図、第７図に
より明らかなように、ステツプモータ２３のシヤ
フト２３ａに、絞り孔２３ｂを開設し、流量制御
弁２０の可変絞り側の圧力流体通路７ｂに前記シ
ヤフト２３ａの孔２３ｂを臨ませ、シヤフト２３
ａの回転角の変化で、通路７ｂの開口面積、すな
わち絞り量を変化させる。なお、可変絞り２２と
並列配置の固定絞り２１は、前記通路７ｂと並列
配置に設けた通路７ａ内に設けてある。２４は流
量制御弁２０のハウジングである。２５は制御弁
９側の圧力保障用のリリーフ弁であつて、油圧回
路７の流量制御弁２０より制御弁９側において分
岐回路２６Ａにより制御弁９の圧力を検出して作
動し、過剰圧力を検出するとばね２５ａに抗して
作動し、回路２７を介して圧力流体を油タンク１
２に戻流させる。２８はポンプ６の吐出流量が過
剰になつたときに作動し、回路２９を介して過剰
な圧力流体を油タンク１に戻流させるフローコン
トロール弁であつて、油圧ポンプ６と流量制御弁
２０との間における分岐回路２６Ｂの圧力と、こ
れに対抗するばね２８ａの付勢力と回路２６Ａの
圧力の和との差圧により作動する。

この流量制御弁２０は、最終的には第４図のＣ
に示すような流量特性（Ｑ；流量、Ｓ；車速）を
得るものであつて、その作用を第３，４図を中心
に説明する。

油圧ポンプ６から吐出された圧力流体は、固定
絞り２１と可変絞り２２とに分配された後、再び
合流して制御弁９に供給される。このとき、固定
絞り２１に流れる流量を、第４図のＡ特性になる
ように固定しておき、可変絞り２２に流れる流量
を、その絞りが全開（絞り量ゼロ）のとき、第４
図のＢ特性の最大値になるように設定しておく。
すなわち合流後、制御弁９に供給されるトータル
流量（Ｃ特性）の最大値が決定されたことにな
る。なお最大値以上の流量が油圧ポンプ６から吐
出されたときは、前記のようにフローコントロー
ル弁２８が作動して余分の圧力流体を油タンク１
２に戻し、また制御弁９側は、リリーフ弁２５に
よりその圧力保障を行つている。

ここにおいて、可変絞り２２は、ステツプモー
タ２３の回転でその絞り量を制御されており、該
モータ２３の回転角は、前述の如くステツプモー
タ制御装置４０を介して車速により制御されてい
るので、可変絞り２２の流量特性を例えば第４図
のＢの如く設定することができる。

従つて固定絞り２１による流量特性Ａと、可変
絞り２２による流量特性Ｂとのトータルの流量特
性Ｃによつて制御弁９に圧力流体が供給されるこ
とになり、車速が高速になるほど制御弁９への流
量を減少させて操舵力の補助を低減し、高速走行
時に適正な操舵感覚を運転者に与えることがで
き、安定感を向上させることができる。

なお可変絞り２２のシヤフト２３ａ側の孔２３
ｂと、ハウジング２４に形成する通路７ｂとの断
面形状は、単純な円形に限定するものではなく、
例えば楕円や矩形等の任意の断面形状とすること
ができ、さらに、シヤフト２３ａの円周方向に、
いわゆるアルキメデス溝を設ける等、任意に決定
すればよく、これによつて種々の流量特性を得る
ことができる。また第４図のＢ，Ｃ特性は、便宜
上８ステツプで絞りの全開から全閉までの変化を
行わせているが、これは特に重量ではなく、実際
には、実車でのフイーリングやステツプモータ制
御装置の設計上の問題等から決定すべきである。

さらに第７図では、ステツプモータ２３、流量
制御弁２０、油圧ポンプ６等を一体的に組立てた
実施例を示しているが、これはそれぞれを分離し
さらに固定絞りと可変絞りをも分離して構成し得
るものであることはいうまでもない。

この考案は以上のような構造であつて、車速に
対応して制御弁９への流に制御されるので、自動
車の据え切り時や低速走行時には、十分の動力補
助を行つて運転者の操舵力を軽減し、高速になれ
ば動力補助を低減して、ハンドルの切りすぎや、
ふらつき等のない安定した操舵を行うことができ
る。

また任意の車速−流量特性が容易に得られ、自
動車の操舵特性にマツチした変更も容易であつ
て、車種により最も適切な操舵特性の設定を容易
に実施することができ、車速の検出から流量制御
弁の制御までを電気的に行うので、その間の作動
が異常にあつた場合、容易にその異常を検出する
ことができ、万一のトラブルに対する対策（フエ
イルセーフ）が実施しやすい。

可変絞りをステツプモータと一体的に形成した
ため、部品点数及び重量を軽減でき、かつコスト
の低減化を計りうる。

そして車両の電子制御化、マイクロコンピユー
タ化が進んだ場合においても、この考案をその一
環として導入できるので、コストの低減や、多岐
にわたる制御が可能となる。

さらに圧力流体源としての油圧ポンプは、一般
的なベーンポンプやギヤーポンプ等、低廉な吐出
流量比例型のポンプを使用することができ、特殊
なポンプを必要としないので、価格が低廉である
と共に、故障が少なく保守が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は種々のポンプの流量特性を示す図、第
２図はこの考案の実施例の系統図、第３図は油圧
回路の一例を示す図、第４図はこの考案の流量特
性を示す図、第５図はステツプモータ制御装置の
動作説明図、第６図は車速センサーの一例を示す
図、第７図は流量制御弁の具体化した一例を示す
図である。 ２……トランスミツシヨン、３……フレキシブ
ルシヤフト、４……速度計、６……油圧ポンプ、
７……油圧回路、８……流体シリンダ、９……制
御弁、１０……ハンドル、１３……電気回路、２
０……流量制御弁、２１……固定絞り、２２……
可変絞り、２３……ステツプモータ、３０……車
速センサー、４０……ステツプモータ制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 手動操舵力を補助する流体シリンダとその制御
   弁とを有する動力舵取装置において、前記制御弁
   と、該弁を経て流体シリンダに圧力流体を供給す
   る油圧ポンプとの中間に、圧力流体の流量を規制
   する固定絞りと可変絞りとを並列に配置して、該
   可変絞りの絞り量をステツプモータで変化させる
   如くなし、該可変絞りを可変絞り側の圧力流体通
   路に臨ませたステツプモータのシヤフトに直接形
   成した孔ないし溝として形成し、車速に対応した
   電気信号を発生する車速センサーと、該センサー
   の電気信号によりステツプモータのシヤフトの回
   転角を制御するステツプモータ制御装置とを設け
   て、前記シヤフトの回転角の変化で前記圧力流体
   通路の開口面積を変化させ可変絞りの絞り量を制
   御すべくしたことを特徴とする動力舵取装置にお
   ける流量制御装置。