JPS62152972A - 油圧反力式操舵力制御装置 - 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】 〈産業にの利用分野〉 本発明は、車速等に応した反力油圧を供給１−５、ハン
ドルトルクを車速等に応して変化させる反力機構を備え
た油圧反力式操舵力制御装置に関するムのである。

〈従来の技術〉 入力軸き出力軸との相対回転に基づいて作動されパワー
シリンダへの圧油を給排する→Ｊ−−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、こ
の反力機構の反力室側の通路に車速等に応じた反力油圧
を制御する電磁圧力制御弁を設けた油圧反力式の操舵力
制御装置は公知である。

〈発明が解決ｌ、ようとする問題点〉 この種の制御装置は、操舵圧を必要とする低速走行時並
びに据切り時には反力機構に加える反力油圧を低（し、
逆に操舵圧をほとんど必要としない高速時に反力油圧を
高（してハンドル操作力を重くシ、高速走行の安定性を
保つようにしている。

この反力機構に加える反力油圧の制御は、反力機構の反
力室側の圧油通路に車速等に応じて所定範囲の電流値が
印加され油槽−＼の放出量を増、減して反力油圧を制御
ずろ雷磁流呈制御弁あろいは電磁圧力制御弁等の電磁制
御弁が設けら、れている。　　　　　　　□ この電磁制御弁は、低速走行時あるいは据切り時には大
きな電流値が印加され、スプールをスプリング力に抗し
て全開方向に吸引し、放出間を増大することに、より反
力油圧を低くする。

車速か増すに従って印加される電流値が小さくなり、ス
プールをスプリング力にて閉１−７方向に押圧して放出
量を減少させ反力油ＦＦを高める□作用を行っている。

このような電磁制御弁において、その電流信号系に故障
が発生して電Ｍｊ値が０と４ｉった場合にはスプールは
スプリング力にて閉１−７方向に押圧されたままになり
、放出間を減少させて高い反力油圧状態を継続する。す
なわち、高速走行時と同様にハンドル操作力が重い状態
のままとなり、低速走行時あるいは据切り時の／＼ント
ル操作が重すぎとなる不都合を生じさ−ｌ！／）おそれ
がある。

３問題売を解決するた′°０手段手 段完本発明−１−記のような従来の問題点を解決したも
ので、その構成要旨は、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ーの圧油を給排するザ
ー朶弁と、車速等に応じてハンドル［・ルクを変化させ
る反力機構を備え、この反力機構の反力室側の通路に車
速等に応じて所定範囲の電流値が印加され油槽への放出
量を増、減して反力油圧を制御する電磁制御弁を設けた
油圧反力式の操舵力制御装置におい゛て、前記電磁制御
弁は、印加される電流値がＯよりも大きな電流値より増
大するにつれて電流値がＯの場合に反力油圧を前記高圧
よりも低圧にするべく油槽放出量の制御機構を備えたも
のである。

く作　　　用〉 本発明は、電磁制御弁への電流信号系に故障が発生し、
印加電流値がＯとなったときに、反力油ｒＥを通常使用
範囲の略中間程度に降下保持する５１−う放出量を増量
し、屯すぎとｌ」゛ろ低速走行時あるいは据切り時のＩ
・ン［・几操作を軽くさせ、また高速走行時では軽すぎ
ない操舵特性にするものである。

〈実　施　例Ｌ２・ 以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第１図
において、６１は自動車、丁ンジンによって駆動される
供給ポンプ６０からの吐出圧油の流量００を一定流量Ｑ
に制御する流量制御弁である。この流量制御弁６Ｉは、
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の前後圧に応して作動され、この前後圧を常
に一定に保持するように低圧側に通ｌじたバイパス通路
６３を開【］制御するバイパス弁６４によって構成され
ている。尚、供給ポンプが定速モータ駆動式の一定流量
を吐出するものである場合には前記流量制御弁旧は不要
である。

６５は前記流量制御弁６１の高圧側と接続する分流制御
弁（フローデバイダ〉である。この分Ｍｉ制御弁６５は
、前記流＠Ｑを固定絞り６８θ）曲後差圧並びにスプリ
ングによって作動される制御スプール６７によりサーボ
弁３０側の通路４５へＯＧを、また反力室５６側の通路
４６へ流量Ｏｎを分流する。

さらに、前記通路４５と４６間を固定絞り９１を有する
連通路９０で連通している。また、反力室５６側の通路
４６には車速等に応じて制御される電磁制御弁７０が配
置されている。７１は前記電磁制御弁７０をバイパスす
る通路に設けた固定絞りである。６４はパワーシリンダ
を示す。

第２図は動力舵取装置を示す。すなわち、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２２
ａが吻合している。このラック軸２２は、パワーシリン
ダ６４（第１図参照）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の弁孔内には、°リーボ弁３０が収納
されている。サーボ弁：３０は、操舵軸としての人力軸
２３と−・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３Ｉの外層に同心的か−）相対的回転可
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ｌ・−ジョンバー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、図示しないが、
その軸方向に伸びる複数のランド部と溝部とが等間隔に
形成されており１．これの溝底部より内周部に連通ずる
連通路３７が穿設されている。入力軸２３に前記内周部
と弁ハウジング１２内の低圧室３８とを連通ずる通路３
７が穿設されている。入力軸２３に前記内周部と弁ハウ
ジング１２内の低圧室３８とを連通ずる通路３９が設け
られている。一方スリーブ弁部材３２の内周にも、その
軸方向に延びろ複数のランド部と溝部が等間隔に形成さ
れ、各溝部よりスリーブ弁部材３２の外周に開口する分
配穴４０．４１が設けられている。

供給ポート３５より供給される圧力流体は、サーボ弁が
中立状態であればランド部両側の溝部に均等に流れ、連
通路３７及び通路３９を経て低圧室３８、より排出ポー
ト３６に流出する。この場合、両分配ボート３３．３４
は低圧で等しい圧力となっているためパワーシリンダ６
４は作動されない。サーボ弁３０が中立状態から偏位ず
れば、一方の分配穴４０又は４１には供給ポート３５よ
り圧油が供給され、他方の分配穴４１は４０にパワーシ
リンダ６４から排出された流体が流入し、連通路３７２
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。

反力機構は次の通りである。ロータリ弁部材３１のビニ
オン軸２１例の端部には第３図に示す、ように半径方向
に両側に突出する突起部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の軸線回りに数度旋回可能に遊嵌する嵌合溝５
１が形成されている。

ピニオン軸２１には前記突起部５０をはさんでその両側
に挿通穴５３が形成され、この挿通穴５３にそれぞれプ
ランジャ５４が摺動可能に挿通されている。このプラン
ジャ５４はその後方に形成された反力室５６に導入され
る油圧力によって前方へ突出され、前記突起部５０をぞ
の両側より挟持すると共にその前進端はプランジャ５４
に形成された大径部５４ａによって規制されている。５
７は車速等に応じた油圧力を導入するポー１−１５８は
通路、５９はこの通路５８と前記反力室５６とを連通ず
る環状溝である。

なお、上記構成の反力機構は、突起部５０の両側に設け
られたプランジャ５４にて突起部５０を回転させる方向
に油圧力を作用させるものであるが、プランジャを半径
方向より押圧するラジアル方式であるいは軸方向に押圧
するスラスト方式のものでもよい。

上記構成の動作は、供給ポンプ６０より吐出された圧油
の流量００を流縫制御弁６１にて一定流−９＝ ＩＱに制御する。この一定流量Ｑに制御された圧油は分
流制御弁６５によってり−−ボ弁３０側ＯＧ、！−反力
室５６側のＯＲとに分流される。

車速が低い状態では電磁制御弁７０のソレノイドに最大
電流値が印加され、これにより電磁制御弁７０は全開状
態となり反力油圧ｐＨはＯに保持されるため、ハンドル
操作により入力４！ｌＩ＋　２３が回転されると、プラ
ンジャ５４は容易に押し上げられ、これによりスリーブ
弁部材３２とロータリ弁部材３１とが相対回転され、低
速、据切り時に軽いハンドル操作ができる。

また、車速か所定値を越えると、車速信号に応じて電磁
制御弁７０のソレノイドに印加される電流値が車速の上
昇に応して低下する。これにより電磁制御弁７０は放出
流量を絞り、車速の上昇に応じて反力油圧ＰＲが高めら
れる。従って、車速め上昇に応じてプランジャ５４は反
力油圧ＰＲに応じた力で前記突起部５０を押付け、スリ
ーブ弁部材３２とロータリ弁部材３１との相対回転をさ
またげ、ハンドル操作は重くなる。そして、高速時にお
いて、ハンド月を切込んだときに、−〇−ボ弁３０例の
ギヤ発生圧力Ｐ６が上昇する。このギヤ発生圧力ＰＧの
上昇に応じて連通路９０の固定絞り９１でギヤ発生圧力
Ｐ６と反力油圧ｐＨとの差圧が上昇し、固定絞り９１の
作用により一トヤ発生圧力ＰＧに応じて反力油圧ＰＲを
上昇させる。その結果、高速時にハンドルを切込んだと
きに手ごたえ感を明確にする。

本発明は、−Ｆ記反力室室５６に導入される。反力油圧
ＰＲを車速等に応じて制御する電磁制御弁７０に、その
ソレノイドに印加される電流値が０の場合に反力油圧Ｐ
Ｒを通常使用範囲の略中間程度に降下保持する放出量に
制御する制御機構を設けたものである。

第４図は前記電磁制御弁７０を電磁流値制御弁とした場
合を示し、１００は磁性体からなるバルブ本体である。

このバルブ本体１００ばハウジングｌｌｌの周壁に設け
た貫通穴１１２に螺着されている。前記ハウジングｌｌ
ｌは前記反力室５６の通路４６と連通する流路１５１と
低圧側のリザーバに通じる流路１５２とを有している。

前記バルブ本体１００には前記高圧側の流路１５１に開
「１する入口ポート１１４と低圧側の流路１５２に開［
°１する出口ポートｌ１５を備えたバルブスリーブ１１
３がロー付は固定されている。このバルブスリーブ１１
３の出口ボート１１５には後述するスプール弁１１７の
摺動端を規制するスリーブ状のプラグ１１６が打ち込み
固定されている。

前記スプール弁１１７は磁性体よりなる筒状であり前記
バルブスリーブ１１３の内孔に摺動可能に嵌装されてい
る。このスプール弁１１７の中心部には内入１１８が貫
通され、外周には常に前記入口ポート１１４と通じる固
定オリフィス１２０と、スプール弁１１７がプラグ１１
６に当接した摺動端でのみ前記入口ポー１−１１４と通
じる可変オリフィス１２１・が設けられている。また、
スプール弁１１７の内入１１８の開口端にはスプール弁
Ｌ１７がプラグ１１６に当接した摺動端から所定の離間
距離ではバルブスリーブ１１３の内孔に、より閉塞され
、所定の離間距離以−Ｆでは前記入口ボート１１４と通
じるスリット１２２が形成されている。

バルブ本体１００の外端突出部にロー付は等により固着
したスリーブ１３６の内部には非磁性体リング１５０と
、磁性体からなるヨーク１８７が嵌合固着されている。

スリーブ１３６の外周には非磁性体からなるボビン１３
８に巻いたソレノイド１３９が設けられ、この゛ルノイ
ド１３９を包囲し内端がバルブ本体１００に接合する磁
性体からなるカバー１３５がヨーク１３７の上端に固着
されている。

１２５はステンレス鋼からなるスプリングであり、前記
スプール弁１１７をプラグ１１６に当接する方向に付勢
するものである。

上記第４図で示す電磁制御弁７０の作用を第５図Ａ−Ｃ
乃至第７図によって説明する。電磁ＩＩ＋御弁７０のソ
レノイド１３９に印加される電流値は第７図で示すよう
に、低速、据切り時においては最大電流値ｉ３であり、
車速Ｖの上昇に応じて低下され、高速時には最小電流値
ｉ１となる。

前記最大電流＃ｉ３ではスプール弁１１７はスプリング
１２５の押圧力に抗してソレノイド１３９で太き＝　１
３− く吸引され第５図Ｃで示すように、固定オリフィス１２
０とスリット１２２とが入口ポート１１４に開ＩＩされ
る。従って、固定オリフィス１２０とスリット１２．２
とにより開口面積が太くなり、第６図の０点で示すよう
に反力油圧ＰＲは０に近い値に下降する。

また、高速走行時の電流値１１ではスプール弁１１７の
吸引力は弱められスプリング１２５の押圧力によって第
５図Ｂで示すようにプラグ１１６側に摺動し、スリット
１２２はバルブスリーブ１１３の内孔により閉塞される
。このときも可変オリフィス１２１はバルブスリーブ１
１３の内孔にて閉塞されている。従って、入口ボート１
１４に固定オリフィス１２０のみ開口し、これにより反
力油圧ＰＲは第６図のｂ点で示すようにＰＨ１に−Ｆ昇
する。

この６〜６間の制御が通常使用範囲してある。

電磁制御弁７０への電流信号系に何らかの原因で故障が
発生し、ソレノイド１８９に印加される電流値が０とな
った場合は、スプール弁１１７はソレノイド１３９によ
る吸引力は全くなくなり、スプリング１２５の押圧力に
よって第５図Ａで示すようにプラグ１１６に当接する摺
動端に押動される。この状態では、’；＜　’Ｊ　ツｌ
−１２２はべ）１ブスリーブ１１３の内孔での閉塞が保
たれ、可変オリフィス１２１が入口ボー［１４に開１１
ずろ。、これにより、固定オリフィス１２０と可変オリ
フィス１２＋との開口面積により反力油ＦＦ、　Ｐ　Ｒ
は、第６図のａ点で示すように通常使用範囲■、におけ
るｌ）〜Ｃ間の略中間程度に降下保持される。従って、
低速、据切り時にはハン］・ル操作力が重すぎとならず
、また高速時には軽ずぎと１．、、らない操舵特１ｇ、
が（与られる。

第８図で示す電磁流量制御弁による電磁制御弁７０では
、上記印加電流値Ｏの場合の対策に加えて、通常使用範
囲Ｉ、の最大電流値ｉ３を越える異常電流が流れる故障
の場合の対策を可能としたものである。

ソレノイド１３９に印加される電流値がかかる最大電流
値ｉ３以Ｉ：。に増大した故障モードの場合は、反力油
圧Ｐ旧まほとんとＯである。従って、高速走行時にこの
ような故障モードになるとハンドル操作力が軽すぎにな
るため、反力油圧Ｐｉｔを高める必要がある。そのため
の構成として、第４図で示す構造の電磁制御弁７０にお
いて、スプール弁１１７を押圧するスプリング１２５の
他に大径のスプリング１２５ａを設ける。この大径のス
プリング１２５ａは、電流値ｉ３を越える大電流値ｉ４
でスプール弁１１７がソレノイド１３９により吸引され
た時点でのみ内側のヨーク１３７に当接して弾機作用を
行うものである。また、スプール弁１１７のスリット１
２２側端部の外周に、スリット１２２の開口端面を覆う
端板１５３を嵌着したものである。

この第８図で示す電磁制御７０の作用は、高速時におけ
る電流値１１では第９図Ｂで示すように、可変オリフィ
ス１２１とスリット１２２はバルブスリーブ１１３の内
孔で閉塞され、固定オリフィス１２０のみが入口ポート
１１４に開口し、第１Ｏ図の６点で示すように反力機構
油圧ＰＲは高（制御する。また、低速、据切り時におけ
る電流値ｉ３では第９図Ｃで示すように、大径のスプリ
ング１２５ａが内側のヨーク１３７によって当接するが
、スプール弁１１７のヨーク１３７側端面はヨークｌ　
３７の端面との間に間隙ｅを有して吸引された状態とな
り、スリット１２２と固定オリフィ×１２（］とが人［
１ポート１１４に開口し、第１Ｏ図の０点で示すように
反力油）ＥＰＩＩは降下する。この６〜０間の制御が通
常の使用範囲してある。

電流値がＯになった場合は、第９図Ａで示すように、ス
プール弁１１７はスプリング１２５によりプラグ１１６
に当接する摺動端に押圧され、スリット１２２はバルブ
スリーブ１１３の内孔で閉塞し、可変オリフィス１２１
と固定オリフィス１２０とが入口ポート１１４に開口し
、第１０図のａ点で示すように反力油圧Ｐ旧より　−Ｃ
間の通常使用範囲りの略中間程度に降下保持する。ここ
までの作用は第４図の電磁制御弁７０と同しである。

低速時の電流値ｉ３よりさらに高い電流値ｉ４が印加さ
れた故障時には、スプール弁１１７は第９図Ｃの状態か
らスプリング１２５ａを圧縮して間隙ｅ分を移動して第
９図りで示すようにヨーク１３７に当接する。スプール
弁１１７が前記間隙ｅ分を移動した状態では、固定オリ
フィス１２０が絞られ、または閉じられ、またスリブ）
−１２２は端板１５３によって制限された面積以上には
開口面積が増大しない。従って、固定オリフィス１２０
とスリット１２２の開口面積による絞・り作用によって
反力油圧ＰＲは第１０図で示すように０点よりＡＰＲだ
け増大したｄ点となりハンドル操作力を低速、据切り時
より若干重くし、過大電流が流れる異常発生が高速走行
時に生１じてもハンドル軽すぎの不具合を解消するので
ある。

第１１図は電磁制御弁７０を電磁圧力制御弁とし、電流
値ｉがＯの場合の対策を行うものである。この電磁圧力
制御弁による電磁制御弁７０の構成は次の通りである。

バルブ本体＋００かハウジング１１１の周壁に設けた貫
通穴１１２に嵌着されている。ハウジング１１．１は反
力室側の通路４６と連通する流路１５１と低圧側のリザ
ーバに通じる流路１５２とを有している。

バルブ本体１００には前記旅路１５１と通じるレリーフ
通路２０５を有する弁座２０４が固設されている。また
、バルブ本体１００にはプランジャ２００が摺動自在に
嵌装されている。

バルブ本体１００の外端突出部にスリーブ１３６が固着
され、このスリーブ１３６の内部には非磁性体リング１
５０と磁性体からなるヨーク１３．７が嵌合固着されて
いる。スリーブ１３６の外周には非磁性体からなるボビ
ン１３８に第１ソレノイド１３９ａと、第２ソレノイド
１３９ｂが巻回され、それぞれ別々の電流信号系路で接
続している。１３５は磁性体からなるカバーであり、前
記ソレノイド１３９ａ、　１３９ｂを包囲し、内端がバ
ルブ本体１００に接合してヨーク１３７の上端に固着さ
れている。２０２は前記プランジャ２００を弁座２０４
側に押圧する第１スプリングであり、ヨーク１３７に螺
合した調整ボルト２０１の先端とプランジャ２００ｇ）
一端面との間に介装されている。２０３は前記弁座２０
４に着座しているボール弁２０６の押圧子２０７に押圧
力を付与する第２スプリングであり、プランジャ２００
の軸心に明けた内入端と押圧子２０７との間に介装され
ている。

上記構成の電磁制御弁７０は、通常は第１ソレノイド１
３９ａに車速信号に応じた電流値ｉが印加され、この第
１ソレノイド１３９ａによるプランジャ２００の吸引作
用で第２スプリング２０３のバネ荷重が変化しレリーフ
設定圧を変更する。すな　−わち、第１３図の５ＯＬＩ
の曲線で示すように、車速Ｖの上昇によりソレノイド１
３９ａに印加される電流値がｉ３〜ｉ＋の範囲で下降す
る。車速が低い状態では第１ソレノイド１３９ａに最大
電流値ｉ３が印加され、プランジャ２００をフルストロ
ークで吸引し、第２スプリング２０３のバネ荷重が実質
的に０となり、レリーフ設定圧がＯとなるので、第１２
図のＣ点で示すように反力油圧ＰＲを０に保持して操舵
力を軽くする。また、高速時の最小電流値１１では、第
２スプリング２０３のバネ荷重が増大され、レリーフ設
定圧が高められる。これにより反力油圧ＰＲが第１２図
のｂ点で示すように高くなり操舵力を重（する。このよ
うに通常は第１ソレノイド１３９ａの作用により第１２
図の５〜６間の通常使用範囲して制御される。

前記第１ソレノイド１３Ｐａへの電流値が０となる電流
信号系に故障が発生した場合は、この故障モードの検出
により第２ソレノイド１３Ｐｂへの通電に切替えられる
。この第２ソレノイド１３Ｐｂへの通電する電流値は、
第１３図で示すように最小電流値１１と最大電流値ｉ３
の略中間の電流値１２の印加を保持させる。これにより
、プランジャ２００を吸引して第２スプリング２０３の
バネ荷重によるレリーフ設定圧を下げ、反力油圧ＰＲを
第１２図で示すようにｂ−ｃ間の通常使用範囲Ｉ、の略
中間のＰＲＩに降下させ、低速、据切り時では重すぎず
、また高速時には軽すぎない操舵特性とするものである
。

〈発明の効果〉 以上のように本発明によると、反力油圧を制御する電磁
制御弁は、車速等の信号に応じて印加される電流値が電
流信号系の故障等により０となった場合に、反力油圧を
通常使用範囲の略中間程度に降下保持する機構を備えた
ものであるから、低速、据切り時の操舵力の重すぎが解
消される効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は動力舵取装置の
操舵力制御装置の油圧系統図、第２図は動力舵取装置の
断面図、第３図、は第２図■−■線断面図、第４図は電
磁制御弁の断面図、第５図Ａ−Ｃは第４図の電磁制御弁
の作用説明図、第６図は反力油圧の制御グラフ、第７図
は電流値の変化を示すグラフ、第８図は電流制御弁の他
の実施例を示す断面図、第９図Ａ−Ｄは第８図の電磁制
御弁の作用説明図、第１Ｏ図は反力油圧の制御グラフ、
第１１図は電磁制御弁の他の実施例を示す断面図、第１
２図は反力油圧の制御グラフ、第１３図は電流値の変化
を示すグラフである。 ２１・・・・ビニオン軸、２３・・・・入力軸、３０・
・・・サーボ弁、５４・・・・プランジャ、５６・・・
・反力室、６５・・・・分流制御弁、７０・・・・電磁
制御弁、１１７・・・・スプール弁、１２０・・・・固
定オリフィス、１２１・・・・可変オリフィス、１２２
・・・・スリット、１３９・・・・ソレノイド、１３９
ａ・・・・Ｍｌソレノイド、１３９ｂ・・・・第２ソレ
ノイド、２００・・・・プランジャ、２０３・・・・第
２スプリング、２０４・・・・弁座、２０６・・・・ボ
ール弁。 特　許　出　願　人　龜田Ｔ機株式会社代　　　　　理
　　　　　人　　　平　　　井　　　二　　　部−２３
”− 味　　　　　　　　　　味 味

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   シリンダへの圧油を給排するサーボ弁と、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、この反
   力機構の反力室側の通路に車速等に応じて所定範囲の電
   流値が印加され油槽への放出量を増、減して反力油圧を
   制御する電磁制御弁を設けた油圧反力式の操舵力制御装
   置において、前記電磁制御弁は、印加される電流値が０
   よりも大きな電流値より増大するにつれて電流値が０の
   場合に反力油圧を前記高圧よりも低圧にするべく油槽放
   出量の制御機構を備えたことを特徴とする油圧反力式操
   舵力制御装置。