JPS6140588B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両速度に応じて操舵出力を制御する
ようにした動力舵取装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a power steering device that controls steering output according to vehicle speed.

車両の操舵抵抗は一般に車両の走行速度が高速
化するほど減少する。したがつて動力舵取装置の
パワーシリンダ部に供給する圧力流体の要求流量
は、停車時の据切操作などで最大となり、これに
比べて高速走行時は著しく減少する。 Generally, the steering resistance of a vehicle decreases as the vehicle travel speed increases. Therefore, the required flow rate of pressurized fluid to be supplied to the power cylinder section of the power steering device is at its maximum when the vehicle is stationary, such as when the vehicle is stationary, and decreases significantly when the vehicle is traveling at high speeds.

これにもかかわらず、高速走行時に圧力流体を
低速走行時と同様に供給すると、ハンドル操作負
荷が軽減しすぎてオーバステアリングの危険があ
るなど、操舵の安定性を欠くことになる。 Despite this, if pressurized fluid is supplied during high-speed driving in the same way as during low-speed driving, the steering operation load will be too light and there will be a risk of oversteering, resulting in a lack of stability in steering.

このような問題に対処するため、エンジン回転
数の上昇に伴つてパワーシリンダに送り込む油量
を自動的に減少させるようにした動力舵取装置が
いろいろと提案されている。 In order to deal with such problems, various power steering devices have been proposed that automatically reduce the amount of oil sent to the power cylinder as the engine speed increases.

しかし、正確には操舵抵抗が車速に応じて減少
するにもかかわらず、このような装置では車速の
関数としてエンジン回転数、厳密に述べると、エ
ンジン回転に同期して駆動されるオイルポンプの
吐出圧を検出して流体流量を制御しているため、
エンジンが高回転ではあるが車両の低速走行時、
例えば、つづら折坂の登坂時のように変速機のギ
ヤをシフトダウンしてアクセルをいつぱいに踏み
込んで走行しているときは、実際の圧力流体の要
求流量が大きいにもかかわらず供給量が減少し、
したがつてハンドルが非常に重くなるという現象
を生じるのである。 However, despite the fact that steering resistance decreases in accordance with vehicle speed, in such devices the engine rotational speed is a function of vehicle speed, or more precisely, the discharge of the oil pump driven in synchronization with the engine rotation. Because the fluid flow rate is controlled by detecting pressure,
When the engine is running at high speed but the vehicle is running at low speed,
For example, when driving by downshifting the transmission gear and fully depressing the accelerator, such as when climbing a winding slope, the supply amount decreases even though the actual required flow rate of pressure fluid is large. death,
As a result, the handle becomes extremely heavy.

本発明はこのような問題を解決するために、操
舵抵抗の関数として最も信頼性の高い車速を検出
し、この車速にもとづいて動力舵取部に供給され
る圧力流体の流量を制御することにより、所定の
要求流量特性を確保しうるようにした動力舵取装
置を提供するものである。 The present invention solves these problems by detecting the most reliable vehicle speed as a function of steering resistance and controlling the flow rate of pressure fluid supplied to the power steering section based on this vehicle speed. The present invention provides a power steering device capable of ensuring predetermined required flow rate characteristics.

以下実施例をあげて本発明の技術的内容を明確
にする。第１図において、エンジンに同期して駆
動される油圧ポンプＰからの吐出油（作動流体）
は、流量制御部１を介して動力舵取部２の制御バ
ルブ３ａを経てパワーシリンダなどのアクチユエ
ータ３ｂに供給される。 The technical content of the present invention will be clarified with reference to Examples below. In Figure 1, oil (working fluid) discharged from a hydraulic pump P driven in synchronization with the engine.
is supplied to an actuator 3b such as a power cylinder via the flow control section 1 and the control valve 3a of the power steering section 2.

流量制御部１は車両の走行速度に比例する操舵
抵抗に応じて適切な流量を動力舵取部２側に供給
するためのもので、ハウジング４に形成した摺動
孔５に摺動自在に制御スプール６が収められ、こ
の制御スプール６によつて摺動孔５内を前圧室７
と背圧室８とに区画形成する。 The flow rate control unit 1 is for supplying an appropriate flow rate to the power steering unit 2 side according to the steering resistance proportional to the running speed of the vehicle, and is slidably controlled in a sliding hole 5 formed in the housing 4. A spool 6 is housed in the control spool 6, and the inside of the sliding hole 5 is controlled by a prepressure chamber 7.
and a back pressure chamber 8.

そして、摺動孔５には、前記油圧ポンプＰの吐
出側に接続する入口ポート９と、吐出油の一部を
タンクＴへと戻すバイパスポート１０とが開口
し、これら入口ポート９とバイパスポート１０と
の連通を制御スプール６が開閉すると共に、前記
動力舵取部２側に連通する出口ポート１１が摺動
孔５に開口し、このバイパス流量を制御すること
により結果的に動力舵取部２への供給流量をコン
トロールする。 An inlet port 9 that connects to the discharge side of the hydraulic pump P and a bypass port 10 that returns part of the discharged oil to the tank T are opened in the sliding hole 5. When the control spool 6 opens and closes communication with the power steering section 10, the outlet port 11 communicating with the power steering section 2 side opens into the sliding hole 5, and by controlling this bypass flow rate, the power steering section 2 is opened and closed. Control the supply flow rate to 2.

入口ポート９と出口ポート１１とを結ぶ流路の
途中には隔壁１２が設けられ、この隔壁１２を貫
通する連通孔１３を介して両ポート９と１１とが
連通する一方、この連通孔１３内には出口ポート
１１側への流量を車速に応じて可変とするために
流量制御ロツド１４が挿入され、該制御ロツド１
４は車速に比例して回転すると共に、回転速度の
上昇に伴つて連通孔１３と制御ロツド１４との間
隙の流路抵抗を増大させるような可変抵抗部１５
を備える。 A partition wall 12 is provided in the middle of the flow path connecting the inlet port 9 and the outlet port 11, and the ports 9 and 11 communicate with each other through a communication hole 13 penetrating the partition wall 12. A flow rate control rod 14 is inserted into the outlet port 11 in order to vary the flow rate to the outlet port 11 side according to the vehicle speed.
4 is a variable resistance section 15 that rotates in proportion to the vehicle speed and increases the flow path resistance in the gap between the communication hole 13 and the control rod 14 as the rotation speed increases.
Equipped with.

本実施例では、この可変抵抗部１５として、制
御ロツド１４の外周には螺旋突条１５ａが形成さ
れ、この螺旋突条１５ａは制御ロツド１４の矢印
方向の回転により出口ポート１１から入口ポート
９に向けて流体を送り込むように、つまり入口ポ
ート９から出口ポート１１に流れる圧力流体の流
れを妨げるようにねじ角方向が設定されており、
これは当然のことながら制御ロツド１４の回転方
向との関係にも基づいて決められる。 In this embodiment, as the variable resistance portion 15, a spiral protrusion 15a is formed on the outer periphery of the control rod 14, and this spiral protrusion 15a is connected from the outlet port 11 to the inlet port 9 by rotation of the control rod 14 in the direction of the arrow. The thread angle direction is set so as to send fluid towards the outlet port 11, that is, to prevent the flow of pressure fluid from the inlet port 9 to the outlet port 11.
Naturally, this is determined based on the relationship with the rotational direction of the control rod 14.

そして、制御ロツド１４の一端はハウジング４
の側壁４ａを貫通して外方に突出し、この貫通部
にて軸受１６により回転自在に支持されると共
に、突出部に固着したプーリ１７に掛け回したベ
ルト１８を介し、エンジン本体１９のプロペラシ
ヤフト２０の回転がプーリ２１、ベルト２２、中
間軸２３等からなる伝導機構を経て伝達される。
プロペラシヤフト２０の回転は車輪軸の回転に比
例し、したがつて車両の速度に比例して増減する
から、この回転速度の上昇に応じて操舵抵抗（換
向抵抗）は減少することになる。 One end of the control rod 14 is connected to the housing 4.
The propeller shaft of the engine body 19 is rotatably supported by a bearing 16 at this penetrating portion, and is connected to the propeller shaft of the engine body 19 via a belt 18 that is passed around a pulley 17 fixed to the protruding portion. The rotation of 20 is transmitted through a transmission mechanism consisting of a pulley 21, a belt 22, an intermediate shaft 23, etc.
Since the rotation of the propeller shaft 20 is proportional to the rotation of the wheel axle and therefore increases or decreases in proportion to the speed of the vehicle, the steering resistance (turning resistance) decreases as the rotation speed increases.

なお、上記伝導機構としては、歯車などを利用
しうることは勿論である。 It goes without saying that a gear or the like may be used as the transmission mechanism.

次に、可変抵抗部１５における流れの絞り部の
後流となる隔壁１２で画成された室２４は、ハウ
ジング４に形成した流路２５を介して前記背圧室
８に連通し、これにより制御スプール６の左端に
作用する絞りの前圧に対抗して、絞りの後圧を制
御スプール６の右端に作用させている。 Next, a chamber 24 defined by the partition wall 12 that is downstream of the flow constriction part in the variable resistance section 15 communicates with the back pressure chamber 8 via a flow path 25 formed in the housing 4. A rear pressure of the throttle is applied to the right end of the control spool 6 in opposition to the front pressure of the throttle applied to the left end of the control spool 6.

また制御スプール６の右端にはハウジング側壁
４ｂとの間に介装したスプリング２６の弾性力が
作用し、したがつて制御スプール６は前圧室７に
作用する絞り前圧に対し、背圧室８の絞り後圧と
スプリング２６との合成力とがバランスする位置
まで移動し、これにもとづいてバイパス流量が制
御される。 In addition, the elastic force of a spring 26 interposed between the right end of the control spool 6 and the housing side wall 4b acts on the right end of the control spool 6, so that the control spool 6 responds to the back pressure chamber against the throttle front pressure acting on the front pressure chamber 7. The valve moves to a position where the post-restriction pressure of No. 8 and the combined force of the spring 26 are balanced, and the bypass flow rate is controlled based on this.

制御スプール６の内部には、リリーフ弁２７が
配設され、動力舵取部２に作用する負荷が異常に
増大したときに、後圧室６を前記バイパスポート
１０に短絡して作動油を逃がすようになつてい
る。 A relief valve 27 is disposed inside the control spool 6 and short-circuits the rear pressure chamber 6 to the bypass port 10 to release hydraulic fluid when the load acting on the power steering section 2 increases abnormally. It's becoming like that.

次に作用について説明する。 Next, the effect will be explained.

油圧ポンプＰはエンジン回転に同期して駆動さ
れ、その吐出流量も回転数の上昇に伴つて増大す
る。 The hydraulic pump P is driven in synchronization with the engine rotation, and its discharge flow rate increases as the rotation speed increases.

この吐出油（作動流体）は入口ポート９、前圧
室７、連通孔１３（可変抵抗部１５）、室２４及
び出口ポート１１を経て動力舵取部２、つまり制
御バルブ３ａ、アクチユエータ３ｂに送り込ま
れ、所定の操舵出力を発揮する。 This discharged oil (working fluid) is sent to the power steering section 2, that is, the control valve 3a, and the actuator 3b, through the inlet port 9, the prepressure chamber 7, the communication hole 13 (variable resistance section 15), the chamber 24, and the outlet port 11. and produces a predetermined steering output.

このとき、動力舵取部２に供給される流量は、
連通孔１３の可変抵抗部１５にもとづく流路抵抗
によつて増減し、流路抵抗が増大するほど流量が
減少するように、この可変抵抗部１５の前後差圧
を制御スプール６によつて所定値にコントロール
する。 At this time, the flow rate supplied to the power steering section 2 is
The differential pressure across the variable resistance section 15 is set to a predetermined value by the control spool 6 so that it increases or decreases depending on the flow path resistance based on the variable resistance section 15 of the communication hole 13, and the flow rate decreases as the flow path resistance increases. Control to value.

つまり、制御スプール６の左端には可変抵抗部
１５における絞りの前圧が作用し、これに対して
右端には通路２５を介して背圧室８に導かれる絞
りの後圧及び、これと同時にスプリング２６の弾
性力が作用しているため、これらがバランスする
ように制御スプール６は変位し、ポンプ吐出流量
が所定値を越ると、前記差圧の増加に伴いバイパ
スポート１０が開き始めて、流量の一部をバイパ
スポート１０を介してタンクＴへと戻す。 In other words, the front pressure of the throttle in the variable resistance section 15 acts on the left end of the control spool 6, while the back pressure of the throttle led to the back pressure chamber 8 via the passage 25 acts on the right end, and at the same time, Since the elastic force of the spring 26 is acting, the control spool 6 is displaced so that these are balanced, and when the pump discharge flow rate exceeds a predetermined value, the bypass port 10 begins to open as the differential pressure increases, A portion of the flow is returned to tank T via bypass port 10.

そして、このバイパスポート１０の開度はポン
プ流量が増えて前記絞りの前後差圧が増大しよう
とするほど大きくなり、このようにして絞り部
（可変抵抗部１５）の前後差圧を一定にコントロ
ールする。 The opening degree of this bypass port 10 increases as the pump flow rate increases and the differential pressure across the throttle increases, and in this way, the differential pressure across the throttle (variable resistance unit 15) is controlled to be constant. do.

この結果、可変抵抗部１５を経て出口ポート１
１側に流れる圧油（作動流体）は、可変抵抗部１
５で決められる流路抵抗の関数として制御され、
その抵抗値が増加するほど流量は減少する。 As a result, the output port 1 passes through the variable resistance section 15.
The pressure oil (working fluid) flowing to the 1 side is the variable resistance part 1
5 is controlled as a function of the flow path resistance determined by
As the resistance value increases, the flow rate decreases.

しかして、可変抵抗部１５の流路抵抗は、制御
ロツド１４の回転数に応じて変化するのである
が、車両の停車時にはプロペラシヤフト２０の回
転が止まつているため、制御ロツド１４が回転せ
ずに螺旋突条１５ａによる流体の移送作用がな
く、この状態では流路抵抗が最少となる。なお通
常はこの状態における供給流量が、停車時の据切
操作などで十分な操舵出力の得られるような値に
予め設定される。 Therefore, the flow path resistance of the variable resistance section 15 changes depending on the rotation speed of the control rod 14, but when the vehicle is stopped, the propeller shaft 20 stops rotating, so the control rod 14 does not rotate. There is no fluid transfer action by the spiral protrusion 15a, and in this state, the flow path resistance is minimized. Note that normally, the supply flow rate in this state is set in advance to a value that allows sufficient steering output to be obtained during a stationary operation when the vehicle is stopped.

そして、車両の走行中は、この車速に対応する
回転数がプロペラシヤフト２０を経て制御ロツド
１４に伝達されるため、螺旋突条１５ａによる連
通孔１３を通過しようとする作動流体に対する抵
抗作用、つまり作動流体を戻そうとする移送作用
は回転数に比例して増大し、したがつて、車速が
増大するほど流路抵抗は大きくなる。 While the vehicle is running, the rotational speed corresponding to the vehicle speed is transmitted to the control rod 14 via the propeller shaft 20, so the spiral protrusion 15a acts as a resistance to the working fluid passing through the communication hole 13. The transfer action that attempts to return the working fluid increases in proportion to the rotational speed, and therefore, the flow path resistance increases as the vehicle speed increases.

この結果、動力舵取部２に送られる作動流体の
流量は、車速が増大するほど減少し、これに応じ
て操舵出力も低減する。 As a result, the flow rate of the working fluid sent to the power steering section 2 decreases as the vehicle speed increases, and the steering output also decreases accordingly.

車速が増大するほど操舵抵抗が減少するため、
動力舵取部２の要求流量もこれに応応じて減少す
るのであり、上述のように本発明では車速にのみ
応じて正確に供給流量を減じることができるの
で、常に適格な操舵出力を確保でき、オーバース
テアリングなどの運転の不安定要素を除去できる
一方、つづら折坂の登坂走行時のようにエンジン
高速回転でありながら低速走行のときなどは、従
来のように、不要に供給流量が減少せず、所定の
流量を動力舵取部２に供給できるので、ハンドル
が重くならずに軽快な操舵を保証する。 As the vehicle speed increases, the steering resistance decreases, so
The required flow rate of the power steering section 2 also decreases accordingly, and as described above, in the present invention, the supplied flow rate can be accurately reduced only in accordance with the vehicle speed, so that an appropriate steering output can always be ensured. While it is possible to eliminate unstable driving factors such as oversteering, when driving at low speed while the engine is rotating at high speed, such as when driving up a winding slope, the supply flow rate is reduced unnecessarily, unlike conventional methods. First, since a predetermined flow rate can be supplied to the power steering section 2, light steering is ensured without making the steering wheel heavy.

次に、第２図ないし第４図に流量制御ロツド１
４の可変抵抗部１５の他の実施例を示す。第２図
イ，ロの可変抵抗部１５はスプライン状溝部１５
ｂからなり、制御ロツド１４の回転に伴い遠心力
により方射方向の作用力を流体に与えて、流路抵
抗をもたせる。回転数が増大するほどこの遠心撹
拌力は大となり流路抵抗も増える。 Next, Figures 2 to 4 show the flow control rod 1.
4 shows another example of the variable resistance section 15 of No. 4. The variable resistance part 15 in Fig. 2 A and B is a spline groove part 15.
b, and as the control rod 14 rotates, centrifugal force applies force in the radial direction to the fluid, thereby creating flow path resistance. As the rotational speed increases, this centrifugal stirring force increases and the flow path resistance also increases.

第３図イ，ロの可変抵抗部１５は断面が十字状
の回転溝部１５ｃからなり、この例でも上記とと
同じように、回転数の増加に応じて遠心撹拌力に
より流路抵抗を増大させる。 The variable resistance section 15 shown in Figures 3A and 3B consists of a rotating groove section 15c with a cross-shaped cross section, and in this example as well, the flow path resistance is increased by centrifugal stirring force as the rotation speed increases, as in the above case. .

また、第４図イ，ロの可変抵抗部１５は、中空
軸３０に軸方向からの割溝３１を形成して遠心力
により弾性的に拡開するようにした弾性拡開部１
５ｄから構成され、回転数の増大に比例して連通
孔１３内で拡開し流路抵抗を増やす。 In addition, the variable resistance portion 15 shown in FIGS. 4A and 4B has an elastic expansion portion 1 in which a split groove 31 is formed in the hollow shaft 30 from the axial direction so that the elastic expansion portion 15 expands elastically by centrifugal force.
5d, and expands within the communication hole 13 in proportion to the increase in rotational speed, increasing the flow path resistance.

なお、この場合には、中心部の流体が放射状に
飛ばされるので、第２図、第３図と同じような抵
抗も附与できる。なお、上記実施例では、車速の
関数としてプロペラシヤフト２０の回転を検出し
たが、これに限定されるわけではなく、車速にほ
ぼ比例する回転が得られるならばどこから回転を
とつてもよいことはもとよりである。 In this case, since the fluid in the center is radially blown away, the same resistance as in FIGS. 2 and 3 can be imparted. In the above embodiment, the rotation of the propeller shaft 20 is detected as a function of the vehicle speed, but the invention is not limited to this, and the rotation may be taken from any point as long as the rotation is approximately proportional to the vehicle speed. Of course.

このようにして本発明では車速に比例する制御
ロツド１４の回転により、可変抵抗部１５ａ〜１
５ｂで流路抵抗を増大させるため、動力舵取部２
側に供給される流量を車速の増加に応じて正確に
減少でき、したがつて、実際の操舵抵抗に対応し
て適切な操舵出力を確保でき、常に最適かつ安定
した操舵感覚を運転者に附与することが可能とな
る。 In this way, in the present invention, the variable resistance parts 15a to 1 are controlled by the rotation of the control rod 14 which is proportional to the vehicle speed.
In order to increase the flow path resistance at 5b, the power steering section 2
It is possible to accurately reduce the flow rate supplied to the side as the vehicle speed increases, ensuring appropriate steering output in response to actual steering resistance, and providing the driver with an optimal and stable steering sensation at all times. It becomes possible to give

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の断面図、第２図イ，ロ、第３
図イ，ロはそれぞれ可変抵抗部の実施例をあらわ
す縦断面図、及びその−，−，−線
断面図である。 １……流量制御部、２……動力舵取部、４……
ハウジング、５……摺動孔、６……制御スプー
ル、７……前圧室、８……背圧室、９……入口ポ
ート、１０……バイパスポート、１１……出口ポ
ート、１２……隔壁、１３……連通孔、１４……
流量制御ロツド、１５……可変抵抗部、１５ａ…
…螺旋突条、１５ｂ……スプライン状溝部、１５
ｃ……回転溝部、１５ｄ……弾性拡開部、２０…
…プロペラシヤフト。 Figure 1 is a sectional view of the present invention, Figure 2 A, B, and 3.
Figures A and B are a longitudinal cross-sectional view and a -, -, - line cross-sectional view, respectively, showing an embodiment of the variable resistance section. 1...Flow control section, 2...Power steering section, 4...
Housing, 5... Sliding hole, 6... Control spool, 7... Front pressure chamber, 8... Back pressure chamber, 9... Inlet port, 10... Bypass port, 11... Outlet port, 12... Partition wall, 13...Communication hole, 14...
Flow rate control rod, 15... Variable resistance section, 15a...
...Spiral protrusion, 15b...Spline groove, 15
c...Rotating groove part, 15d...Elastic expansion part, 20...
...propeller shaft.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ ポンプ吐出油を動力舵取部に導く流路に流量
制御部を介装し、該制御部は、流路に面して設け
た連通孔と、該連通孔に回転により流体の流れに
抵抗を与える可変抵抗部を挿入した流量制御ロツ
ドと、この可変抵抗部の前後流体差圧に応動して
吐出油の一部をバイパスさせる制御スプールとを
備える一方、車両速度に比例して回転する部材
と、この回転部材の回転力を前記制御ロツドに伝
達する伝導機構を設け、車速に応じて制御ロツド
の回転を増加させ流路抵抗を増大して操舵出力を
減少させるようにしたことを特徴とする動力舵取
装置。 ２ 可変抵抗部として螺旋突条を形成し、制御ロ
ツドの回転に応じて流体の流れを妨げる方向の抵
抗を増大させるようにした特許請求の範囲第１項
記載の動力舵取装置。 ３ 可変抵抗部としてスプライン状溝部を形成
し、制御ロツドの回転に応じて遠心作用にもとづ
き流体を撹拌して流路抵抗を増大させるようにし
た特許請求の範囲第１項記載の動力舵取装置。 ４ 可変抵抗部として回転溝部を形成し、制御ロ
ツドの回転にもとづき流体を撹拌し流路抵抗を増
大させるようにした特許請求の範囲第１項記載の
動力舵取装置。 ５ 可変抵抗部として弾性拡開部を形成し、制御
ロツドの回転に応じて流路内で弾性的に拡開さ
せ、流路抵抗を増大させるようにした特許請求の
範囲第１項記載の動力舵取装置。[Scope of Claims] 1. A flow rate control unit is interposed in a flow path that guides pump discharge oil to a power steering unit, and the control unit has a communication hole provided facing the flow path and a rotation It is equipped with a flow control rod into which a variable resistance section is inserted that provides resistance to the flow of fluid, and a control spool that bypasses a portion of the discharged oil in response to the fluid pressure difference across the variable resistance section. A member that rotates proportionally and a transmission mechanism that transmits the rotational force of this rotating member to the control rod are provided, and the rotation of the control rod is increased in accordance with the vehicle speed, increasing the flow path resistance and reducing the steering output. A power steering device characterized by: 2. The power steering device according to claim 1, wherein a spiral protrusion is formed as the variable resistance portion, and the resistance in the direction of obstructing the flow of fluid increases in accordance with the rotation of the control rod. 3. The power steering device according to claim 1, wherein a spline groove is formed as the variable resistance section, and the fluid is stirred based on centrifugal action according to the rotation of the control rod to increase the flow path resistance. . 4. The power steering device according to claim 1, wherein a rotary groove portion is formed as a variable resistance portion to agitate the fluid and increase flow path resistance based on the rotation of the control rod. 5. The power according to claim 1, in which an elastic expanding portion is formed as the variable resistance portion, and is elastically expanded within the flow path in response to rotation of the control rod to increase flow path resistance. Steering device.