JPS62258864A - 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］ 本発明はパワーステアリングのパワーシリンダを液圧で
制御する動力舵取装置の操舵力ｉ、＋１　ｍ　Ｖｔδに
関する。

〔従来の技術〕

車速等に応じてステアリングホイールの回転力を変化さ
せる反力を制御する従来の動力舵取Ｖ４置の操舵力１１
６０ｇ１冒は、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への圧油の給排をλＩＩ　ＩＩ
Ｉするサーボ弁と、中速等に応じてハンドルトルクを変
化さぜる反力ｉｈｔと、供給ポンプより吐出された一定
流量の圧油をサーボ弁側通路と反力機構側通路ｌ＼流吊
１ｉ１１御して分流づ°る分流制御弁と、このサーボ弁
側通路と反力機構側通路を接続する弁装置部ち固定絞り
弁とから構成されている。

この固定絞り弁は、ステアリングホイールのアシスト呈
に寄与する発生圧力の上昇に応じてサーボ弁側通路から
反力機構側通路に圧油の一部を移動させて圧力機構側通
路の圧油を増加させることによりギヤ発生圧力に応じて
反力圧力をシリ御するために設けられている。このよう
にして高速走行時にはその特性の傾きを小さくし、ステ
アリングホイールの切角（以下、ステアリング切角と称
する）が大きくなるに従って大きな作動力を必要とし、
ステアリングの操舵力を高めるために固定絞り弁を設け
た操舵力制御装置が提案されている。

また、分流制御弁には円筒コイルスプリングが用いられ
ている。従って、従来の分流１Ｉｌｌ　Ｉｆｆ弁の特性
は第８図ないし第１１図に示すような特性である。第８
図、第１０図はそれぞれ固定絞り弁を用いた時の車速を
パラメータとしてギヤ圧力と反力流昂および反力圧力と
の関係を示づ特性図である。

又、第９図、第１１図はそれぞれ固定絞り弁がないとき
の車速をパラメータとしてギヤ圧力と反力流Ｍおよび反
力圧力との関係を示−す特性図である。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、固定絞り弁を設けることにより操舵特性とし
ては満足する結果が得られるが、固定絞り弁を流体が通
過する時にいわゆる絞り音が発生する。この絞り音は、
自動車の乗員にとっては不快音であり、オリフィスを油
が高速で通過するときに必然的に起こるものである。

そこで、本発明はこの不快音が発生せずしがも操作特性
が損われない動力舵取装置の操舵力制御装置を提供する
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段１ 本発明の動力舵取装置の操舵力１＋１陣装置は、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
ダへの圧油の給排を４１＋　Ｉｆｆ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と、
供給ポンプより吐出された一定ｇｔ　ｍの圧油を該サー
ボ弁側通路と該反力機構側通路へ流量制御して分流する
分流制御弁と、該反力機構に分流された圧油を＄り罪し
て反力油圧をゐり御する弁装５とを備えた動力舵取装置
の操舵力制御１１装置に於いて、 該分流ｔＩｌＩＩＩＩ弁は圧油を受ける入口ポートと、
該サーボ弁側通路へ圧油を供給する第１出口ポートと、
該反力機構へオリフィスを介して圧油を供給する第２出
口ポートと、該第１出口ポートおよび該第２出口ポート
を互いに逆方向に開閉するスプールと、該第２出口ポー
トを閉じる方向にスプールを付勢する圧力室と、該第２
出口ポートを聞く方向にスプールを付勢する不等ピッチ
ばね、円錐コイルばね等の非線形圧縮ばねどからなる構
成としたことを特徴とする。

即ち、本発明の動力舵取装置の操舵力ｉｌｌ　ｌｉｔ装
置は、サーボ弁と、反力機構と、分流制御弁と、弁装置
とから構成されている。

そして、本発明の動力舵取装置の操舵力制御装置が従来
のものに対して特徴とするところは、分流制御弁が、圧
油を受ける入口ポートと、該サーボ弁側通路へ圧油を供
給する第１出口ポートと、該反力機構へオリフィスを介
して圧油を供給する第２出口ポートと、該第１出口ポー
トおよび該第２出口ポートを互いに逆方向に開閉するス
プールと、該第２出口ポートを閉じる方向にスプールを
付勢する圧力室と、該第２出口ポートを開く方向にスプ
ールを付勢する不等ピッチばね、円錐コイルばね等の非
線形圧縮ばねとから構成されていることである。

つまり、分流ｆ、ＩＩ　Ｉｆｆ弁に装着されているスプ
リングが従来の円筒コイルばねに対して非線形圧縮ばね
が用いられていることである。このようにすることで、
ステアリング切角に応じて移動するスプールの移動間が
大ぎくなると単位タワミを発生させるに必要な荷重が大
きくなる。このことは、従来装置に於ける固定絞り弁の
作用と同様の鮎さを得ることができる。つまり、本発明
装置では同定絞り弁を設けることなくステアリング切角
が大きくなると傾きが緩かになる特性曲線が得られる。

なｊ３、分流ｉ、ＩＩ　Ｉｆｆ弁の非線形圧縮ばね以外
の部分、サーボ弁、反力機構、弁装置は、従来のものを
そのまま又は一部変更して利用することができる。

［作用］ 本発明の動力舵取装置の操舵力＆１１罪装置では、第２
出口ポートを開く方向にスプールを付勢するコイルスプ
リングが不等ビッヂばね、円錐コイルばね等の非線形圧
縮ばねで構成されている。従って、ギヤ発生圧力が上昇
すると分流υ１１１１弁のスプールが非線形圧縮ばねか
らの抗力に反して第２出口ポートを閉じる方向に変位す
るが、同一荷重に対して変位量が大きくなり、この変位
の程度に応じてみか【プ上ばね定数が大きくなる。従っ
て、第２出口ポートより反力機構側通路に分流される流
量が増加し、反力圧力がギヤ発生圧力に応じて島められ
る。

［実施例］ 以下、本発明の動力舵取装置の操舵力制ｍ＋装置を具体
的な実施例に基づいて説明する。

この実施例は自動中の動力舵取装置に適用したちのであ
り、実施例全体の油圧回路図を第１図で示すように、本
発明装置に圧油を供給する圧油供給ＩＱ　８０　ト、反
力１１ｆｆｌ１１０ト、”ｊ　　ｉ　弁２０　％分流制
御弁４０と、弁装置５０と、本発明装置と接続されるパ
ワーシリンダ９０を持つ動力舵取装置とから主として構
成されている。なお、サーボ弁本発明の特徴とする分流
制御弁４０は、圧油供給源８０の高圧側と接続され流量
を後述するオリフィスの前模差圧ならびにばね４８によ
ってスプール４７を摺動させ、サーボ弁２０側通路２０
１へ流量を分流し、また反力室側通路１０１へ流量を分
流するものである。即ち、分流制御弁４０は、圧油を受
ける入口ポート４１と、サーボ弁側通路へ圧油を供給す
る第１出口ポート４３と、反力機構１０へ圧油を供給す
る第２出口ポート４５と、第１出口ポート４３および該
第２出口ポー１−４５を互いに逆方向に開閉するスプー
ル４７と、このスプール４７を第２出口ポート４５を閉
じる方向に付勢するため入力ポート４１に連通された圧
力室４９と、外形が第３図または第４図で示され第２出
口ポート４５を開く方向にスプール４７を付勢する不等
とッチばね４８とから構成されており、入口ポート４１
と第２出口ポート４５はスプール４７に形成したオリフ
ィス４５１を介して連通されている。

サーボ弁２０は、従来のらのをそのまま利用したもので
あり、動力舵取袋Ｍ１００の弁ハウジング１１２内に収
納されている。このサーボ弁２０は、操舵軸としての入
力軸１２３と一体的に形成したロータリ弁部材２１と、
この０−タリ弁部材２１の外周に同心的かつ相対的回転
可能に嵌合したスリーブ弁部材２２とから主として構成
されている。このロータリ弁部材２１は、これと一体の
入力軸１２３に一端を連結したトーションバー１２４を
介してビニオン軸１２１に可撓的に連結されでいる。そ
して、ロータリ弁部材２１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Ｍ間隔に
て形成されており、これの溝底部より内周部に連通する
連通路２７が穿設されている。入力軸１２３に内周部と
弁ハウジング１１２内の低圧室２８とを連通する通ｌ′
８２９が設けられている。一方、スリーブ弁部材２２の
内周にも、ぞの軸方向に延びる′ｍ数のランド部と、溝
が等間隔にて形成され各溝部よりスリーブ弁部材２２の
外周に同口する分配穴１１１０，１４１が設けられてい
る。供給ポート２５より供給される圧力流体は、サーボ
弁２０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２７及び通路２９を経て低圧室２８より排
出ポート２６に流出する。この場合、第１油圧通路４２
、第２油圧通路４４に吐出される両分配ポート２３．２
４は低圧で等しい圧力となっているためパワーシリンダ
９０は作動しない。サーボ弁２０が中立状態から変位す
れば、一方の分配穴１４０又は１４１には供給ポート２
５より圧油が供給され、他方の分配穴１４１又は１４０
にパワーシリンダ９０から排出された流体が流入し、連
通路２７、通路２つ、低圧ｆｆ２８を経て排出ポート２
６に放出されるようになっている。

動力舵取Ｓｉ茸１００は、いわゆるラックピニオン型舵
取装置で反力ｎ構を有しており、ハウジング本体１１１
、ハウジング本体１１１に固着されている弁ハウジング
１１２とから構成されている。

この動力舵取Ｗｉ１００は、このハウジング本体１１１
及び弁ハウジング１１２に一対の軸受１１３．１１４に
回転自在に軸承されるピニオン軸（出力軸）１２１と、
このピニオン軸１２１と噛合するラック歯２２２を持つ
ラック軸１２２を持っている。このラック軸１２２は、
パワーシリンダ９０のピストンと連結されている。

反力機構は反力室によりその機能を発生する。

この反力室１５５は、第２図の切断線ＡＡで切断したと
きの横断面を第３図で示すように、挿通穴１５３と、環
状溝１５９とで構成されている。つまり、この反力１能
はロータリ弁部材２１のビニオン軸１２１側の端部に半
径方向に両側に突起するように形成された突起部１５０
と、この突起部１５０と対応するピニオン軸１２１の入
力軸１２３の軸線回りに数角度、旋回可能に３！ｉ２嵌
するように形成された嵌合溝１５１と、プランジャ１５
４が摺動可能に挿入さ礼る１ＩＴＩ通穴１５３と、プラ
ンジャ１５４と、プランジャ１５４の後部へ作動油を導
くための環状溝１５９とから主として構成されている。

なお、ポート１５７は車速等に応じて制御されたポンプ
からの圧力流体を導入するポートであり、通路１５８は
このポート１５７と環状溝１５５を連通する通路である
。

即ち、反力機構１０はプランジャ１５４とラック軸１２
２とで機械的反力を発生させるものであり、このプラン
ジャ１５４は分流弁４０の第２出力ポートから弁１２！
ｆ５０に流れる圧油ににり作動するようになっている。

そして、反力はこの圧油の圧力が大きくなると大きくな
るようになっている。

弁装置５０はポンプ８１、分流弁４０の第２出力ポート
４５からの圧油をリザーバに戻すものであり、その聞は
印加される電流にほぼ比例するりニアソレノイドバルブ
５０で構成されている。

圧油供給源８０は、自動車エンジンによって駆動される
供給ポンプ８１、この供給ポンプ８１から吐出される圧
油を一定流量に制御する流量制御弁８３、固定較り弁８
５とから構成されている。

このように構成された実施例に於いては、流量υｌ１１
１１弁８３、弁装ｆｆ１５０とにより供給ポンプ８１よ
り吐出された圧油は一定流量になるように制御される。

この一定流量にるり罪された圧油はサーボ弁２０、弁装
ｒ！！５０に分流される。サーボ弁２０に流れる油の作
用は従ヌξの作用と同様であるのでこれについてはその
説明を省略する。

車速か低い状態ではりニアソレノイドバルブ５０はソレ
ノイドに印加される印加電流によって全開状態となって
いる。従って第２出口ポート４５より反力機構側通路に
分流された圧油は弁装置５０より抵抗なくリザーバに流
れる。そのため弁装置５０の入口側には背圧が立たず反
力機構のビス１ヘン５４には作用力が発生しない。つま
り反力油圧は零に保持されるため、ハンドル操作により
入力軸１２３が１０１転されると、プランジ１ｒ１５４
は容易に押し下げられ、これによりスリーブ弁部材２２
とロータリ弁部材２１とが容易に相対回転され、マニア
ルトルクに対するギヤ発生圧力ＰＧの変化は第１２図の
低速、据切りの曲線３０１で示す特性となり、軽快なハ
ンドル操作ができる。

また、車速が所定値を超えると、リニアソレノイドバル
ブ５０はソレノイドに印加される中力０電流に応じてそ
の開度が小さくなる。その結果リザーバへの戻り量がν
ｊ限され、反力油圧が上界する。

この重速の上界に応じた反力油圧の上界によりプランジ
ャ１５４は突起部１５０に押付けられ、その結果スリー
ブ弁部材２２とロータリ弁部材２１との相対回転は拘束
され、ハンドル操作は重くなる。

一方高速走行時において、ハンドルを切り込んだ場合に
は、サーボ弁２０側のギヤ発生圧力の上昇に応じてスプ
ール４７が第２出力ポートを！’Ｊｌ　Ｕるように作動
し、その移動量が大きくなるに従って、非線形圧縮ばね
を用いているためにばね荷■が第６図の実線で示すよう
に増大する。これによリオリフィス前後の差圧が増大し
て第２出口ポートに分流される圧油の流量が増加し、反
力油圧はギヤ発生圧力の上昇に応じて高められ、負荷圧
感応性がもたらされる。つまり、ステアリングホイール
の回転量を増加させるのに大きな作動力が必要となる。

その拮果、第１２図の高速の曲！！Ｊ３０２のように、
ギヤ発生圧力ＰＧに応じてマニアルトルク特性の傾きを
従来の特性よりも大きく変え、＾速時にハンドルを切り
込んだときに手ごたえ感を明確にする。

本実施例によれば、動力舵取装δの操舵力υＪｉｌｔ装
置において、分流制御弁を、圧油を受ける入口ボー１〜
とサーボ弁側通路へ圧油を供給する第１出口ポートと、
該反力機構へオリフィスを介して圧油を供給する第２出
口ポートと、該第１出口ポートおよび該第２出口ポート
を互いに逆方向に開閉するスプールと、該第２出口ポー
トを閏じる方向にスプールを付勢する圧力室と、該第２
出口ポートを開く方向にスプールを付勢する不等ピッチ
ばね、円錐コイルばね等の非線形圧縮ばねとから構成し
たことで、固定オリフィスを設けな（でもこの非圧縮ば
ねの効果により、ステアリング切角に応じて反力圧力が
大きくなるように制御される。

そして絞り音もすることがなく、操舵力１３１１１装置
の構成が簡単化できる。

［発明の効果コ 本発明によれば、助力舵取装置の操舵力あ１１すｌｌ装
置の分流制御弁を圧油を受ける入口ポートとサーボ弁＋
１１１通路へ圧油を供給する第１出口ポートと、該反力
機構へオリフィスを介して圧油を供給する第２出口ポー
トと、該第１出口ポートおよび該第２出口ポートを互い
に逆方向に開閉するスプールと、該第２出口ポートを閉
じる方向にスプールを付勢する圧力室と、該第２出口ポ
ートを開く方向にスプールを付勢する不等ピッチばね、
円錐コイルばね等の非線形圧縮ばねとからなる構成した
ことで、ステアリング切角に応じて反力圧力が非線形に
制御される。そして、非線形圧縮ばねの＋ｌ、タワミ特
性によりステアリング切角が大きくなるととちに反力機
構の反力作用が大さくなり、ステアリングホイールの回
転にいままでよりも大きな作動力を必要となり、従来の
装置がもつ操作特性が得られる。しかも、固定絞り弁を
用いてないために絞り音がしない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の具体的な実施例に係る助力舵取装置
の操舵力制御装置を持ちいた舵取装置の油圧回路図であ
る。第２図は油圧１ｉ７Ｊ換弁の内部構造を示す中心断
面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線に沿って断面した横断
面図である。第４図、第５図ｔま同実施例で用いたばね
の外形図である。第６図、第７図はそれぞれ同実施例で
用いたタワミ、荷重の関係を示す特性図、ギヤ圧力、ギ
ヤ流量と反力圧力の特性図である。第８図から第１１図
は車速をパラメータとしてギＡ２圧力と反力流出および
反力圧力の関係を示で特性図である。第１２図は操舵特
性を承り特性線図である。 １０・・・反力ｎ　１５ｉ　　　　　２０・・・→Ｊ〜
ボ弁４０・・・分流制御１１弁　　　５０・・・弁装置
４１・・・入口ポート　　　４３・・・第１出口ポート
４５・・・第２出口ポート　４７・・・スプール４８・
・・非線形圧縮ばね 特許出願人　　　　豊田工機株式会社 代理人　　　　　弁理士　大川　意 向　　　　　　弁理士　丸山明夫 第３図 第４図　　　　　第５図 第７図 たそみ　　　　　　　　ＰＧ

Claims (1)

【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と
   、 供給ポンプより吐出された一定流量の圧油を該サーボ弁
   側通路と該反力機構側通路へ流量制御して分流する分流
   制御弁と、 該反力機構に分流された圧油を制御して反力油圧を制御
   する弁装置とを備えた動力舵取装置の操舵力制御装置に
   於いて、 該分流制御弁は圧油を受ける入口ポートと、該サーボ弁
   側通路へ圧油を供給する第１出口ポートと、該反力機構
   へオリフィスを介して圧油を供給する第２出口ポートと
   、該第１出口ポートおよび該第２出口ポートを互いに逆
   方向に開閉するスプールと、該第２出口ポートを閉じる
   方向にスプールを付勢する、圧力室と、該第２出口ポー
   トを開く方向にスプールを付勢する不等ピッチばね、円
   錐コイルばね等の非線形圧縮ばねとからなる構成とした
   ことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制御装置。