JPS609098Y2 - 動力舵取装置における操舵力制御装置 - 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操舵力制御装置、殊
に高速走行時における操舵のフィーリングを向上させた
操舵力制御装置に関する。

従来の動力舵取装置は、運転者の操舵力の軽減を主眼と
して開発されて来た。

しかし運転上、路面抵抗に応じた操舵感覚を得るように
することが好ましく、従来はそのためにサーボ機構内に
反動室を設け、操作油圧による力を操舵反力としてフィ
ードバックする型式のものが採用されている。

ところがこのものは、その反力が操舵負荷のみに比例し
て車速には直接に関係しない。

従って特に高速走行時におけるフィーリングが悪化して
運転者に大きな不安感を与える欠点がある。

さらに反動室においてその反力受圧面積を種々に調整し
、低速、高速時の中間の妥協点で反力を設定しているが
、フィーリングの向上のためには、操舵力が低速時には
小さく、高速時には大きくなることが望ましい。

この考案は以上のような従来装置の欠点を解消して、高
速走行時の操舵トルクを車速に対応して変化させ、その
フィーリングを向上させると共に、低速時のハンドル操
作を軽快に行い、理想的な操舵特性が得られる操舵力制
御装置を提供することを目的とし、かつその作動の安定
性、応答性を向上させ、また反動作用特性の調整を容易
となすものである。

実施例について説明すれば、第１図において、１は周知
の操舵制御弁機構を有する操舵制御弁室であって、油圧
ポンプ２によりタンク３の流体を主回路４を介して供給
され、渓流回路を経てタンク３に流体を渓流させる。

この種の機構は周知のように、路面抵抗の増大に伴ない
、操舵制御弁室１の液圧が上昇して操舵トルクの補助を
行う。

５は液圧反動室であって、操舵制御弁室１の液圧が上昇
すると、主回路４を介して該室５に供給される液圧が上
昇するようになっている。

以上において、主回路４と連通して、操舵制御弁室１の
液圧を液圧反動室５に伝達する液圧通路６に、操舵力制
御機構７を設ける。

操舵力制御機構７は、前記液圧通路６と液圧反動室５に
連通する液圧通路８と、該通路８から分岐して固定絞り
９を有し、タンク３への渓流通路１１に連通ずる分岐通
路１０とを形成した弁室ブロック１２と、例えば自動車
のトランスミッションの出力軸により駆動されて、車速
の増減により流量を変化する車速センサーポンプ１３と
を有する。

前記液圧通路８には、路面抵抗負荷、および車速の変イ
ｂこより作動して該通路８を開閉する遮断制御弁１４を
設け、該通路８を開放する方向に作用するばね１５をも
って遮断制御弁１４を一方向に付勢しである。

分岐通路１０には、少なくとも２つの絞り弁１６．１７
を設けて、該弁１６．１７をそれぞればね１８，１９に
より一方向に付勢する。

一方の絞り弁１６を、前記通路１０の固定絞り９と、該
通路１０の液圧を前記遮断制御弁１４に働かせるための
液圧室２０との間に配置し、他方の絞り弁１７を液圧室
２０よりも後方、すなわち分岐通路１０の渓流通路１１
側に配置して、該絞り弁１６゜１７に、車速センサーポ
ンプ１３の液圧を作用させるように構威し、前記ばね１
Ｂ、１９は車速ゼロの状態で絞り弁１６が分岐通路１０
を全開し、絞り弁１７が同通路１０を遮断している如く
、各弁１６，１７を付勢している。

一方、車速センサーポンプ１３により発生した液圧は、
通路２１を介して絞り弁１６．１７の各液圧室２２，２
３に作用して前記ばね力に対抗し、また液圧室２０の液
圧は遮断制御弁１４の付勢ばね力に対抗する構成である
。

いま車速ゼロの状態でハンドル操作を行ったとすると、
車速センサーポンプ１３が作動していないため、２つの
絞り弁１６，１７には液圧が作用せず、従ってそのセッ
トばね１Ｂ、１９のばね力によって弁１６が通路１０を
全開し、弁１７が通路１０を遮断している。

一方、操舵制御弁室１には路面抵抗に比例した液ＥＥＰ
□が発生して液圧通路８に作用し、該通路８の液圧を上
昇させると共に、固定絞り９９通路１０を介して液圧室
２０にもＰｌの液圧が作用する。

なお固定絞り９は、液圧通路８内の圧力が一定値以下に
低下するのを防ぐためのものである。

このとき、遮断制御弁１４に働くばね１５のセットばね
力をＦａ、遮断制御弁１４の液圧作用面積をんとすると
、Ｆａ≧Ｐ１ｘ Ａａまでは遮断制御弁１４は、ばね１
５の付勢により作動せず、反動室５にもＰ□の液圧が作
用する。

液圧通路８の液圧がさらに大きくなりＰ２となれば、液
圧室２０ではＰ２ｘ Ａａの圧力が生じ、Ｆａ（Ｐ２ｘ
Ａａとなって、遮断制御弁１４をそのばね１５に抗し
て左行させ、これにより該弁１４が液圧通路８を遮断す
る。

すなわち反動室５には２２以上の液圧が作用しないため
、ハンドル操作トルクは第３図におけるＯ Ｐ２
ＶＯの線に沿って変化する。

従ってセットばね力Ｆａを小さな値に設定しておけば、
ハンドル操作トルクが殆んど上昇せず極めて軽い力でハ
ンドル操作が行われる。

自動車が走行して車速がＶｌまで増大すると、車速セン
サーポンプ１３がそれに対応した流量の液を吐出し、固
定絞り２４を設けておくことによって、通路２１に車速
に対応した液圧Ｐ３が発生する。

従って液圧室２２，２３の液圧もＰ３となる。絞り弁１
６のセットばね力をＦｂ、絞り弁１７のセットばね力を
Ｆｃ、絞り弁１６の液圧作用面積をＡｂ、絞り弁１７の
液圧作用面積をＡｃとすれば、ＦＣ＜Ｐ３×ＡＣになっ
たとき絞り弁１７が左方へ移動を開始し、同様にＦｌ）
−ＣＰ３ｘＡｂとなったとき絞り弁１６が左方に移動を
始める。

絞り弁１６，１７には、分岐通路１０との間に絞り部１
６ａ、１７ａをそれぞれ形成してあり、各弁１６．１７
の左方移動で絞り部１６ａの絞り率が増大（開き面積の
減少）し、絞り部１７ａの絞り率が減少（開き面積の増
大）して行く。

この状態において、ハンドルを操作して路面抵抗に比例
した液圧Ｐ、が液圧通路８に作用した場合、遮断制御弁
１４のセットばね力Ｆａと、液圧室２０に作用する液圧
ア、により発生した力ＡａｘＰ４がＦａ＝ＡａｘＰ、に
なるまで反動室５にＰ、の液圧が働き、それ以上の圧力
Ｆａ （Ａａ ｘ Ｐ、になると、遮断制御弁１４が左
方に移動し、液圧通路８を遮断して反動室５の液圧はＰ
４より高くならないことになる。

しかし、車速センサーポンプ１３の液圧によって、絞り
弁１６．１７の絞り率が前記の如く変化し、絞り弁１６
の絞り率の増大は、液圧室２０に作用する圧力を低下さ
せ、同様に、絞り弁１７の絞り率の減少も液圧室２０の
圧力を低下させるように働くために、下記の作動が行わ
れる。

すなわち絞り部１６ａにおける圧力降下と流量Ｑとの関
係は、流量係数をＣ９流体密度をρ、絞り面積をα１と
するとき、 絞り部１７ａにおける圧力降下と流量Ｑの関係は、絞り
面積をα２とするとき、 ここでＰ５は、絞り弁１６と１７との間、すなわち液圧
室２０の液圧、Ｐ６は、絞り弁１７から渓流通路１１側
の圧力であった、該圧力Ｐ６＝０である。

し、α１が小さくなる。

すなわち絞り弁１６の絞り率の増大（α□の減少）、絞
り弁１７の絞り率の減少（α２の増大）によりＰｓ＜Ｐ
、となる。

すなわち以上において、液圧室２０に直接Ｐ、の液圧が
作用したときよりも低い液圧Ｐ５が遮断制御弁に作用す
ることになるので、遮断制御弁１４は前記の如く液面通
路８の圧力がＰ、になっても該通路８を開いたままであ
って、液圧室２０の圧力が、Ｐ５≧Ｐ４、すなわち液圧
通路８の圧力がＰ７になることにより作動して該通路８
を遮断する。

従って反動室５には、Ｐ４よりも高いＰ７の液圧が作用
し、操舵反力を発生する。

それ以上に液圧通路８の液圧が上昇した場合は、遮断制
御弁１４が該通路８を遮断しているため、反動室５には
Ｐ７より以上の液圧は作用せず、操舵トルクは第３図の
ＯＰ７ Ｖｔに沿って変化することになる。

車速かさらに増大してＶ２になると、車速センサーポン
プ１３からの流量がさらに増大して液圧室２２，２３に
、前記よりさらに高い液圧が作用し、絞り弁１６，１７
をさらに左方に移動させ、前記車速Ｖ□時に比べて絞り
部１６ａの絞り面積α□が減少、絞り部１７ａの絞り面
積α２が増大し、Ｐ［がＶ□のときよりさらに大きくな
る。

このα１ 比が大きくなれば、液圧室２０の圧力がさらに低下し、
遮断制御弁１４を作動させるに必要な液圧通路８の圧力
は、前記Ｖ１の車速の場合よりもさらに大きいことが必
要となる。

すなわち反動室５には、車速Ｖ１のときよりもさらに大
きい液圧が働き、舷窓の液圧がＰ７よりさらに高いＰ８
になって遮断制御弁１４が液圧通路８を遮断し、操舵ト
ルクは第３図のＯＰ８ Ｖ２に沿って変化する。

車速がｖ２よりもさらに高速になると、車速センサーポ
ンプ１３からの流量がさらに増大して、液圧室２２，２
３の圧力を高圧とし、遂に絞り弁１６が分岐通路１０を
遮断し、絞り弁１７は同通路１０を全開する。

これによって液圧室２０の圧力はゼロ近くまで低下し、
遮断制御弁１４は通路８を開放したままとなる。

従って反動室５には、路面抵抗負荷に応じた液圧が直接
作用して、操舵トルクが第３図のＱ−Ｖｍａｘに沿って
変化することになる。

すなわち第３図は、車速ゼロ、 Ｖｌ、 Ｖ２． Ｖｍ
ａｘのときの操舵トルクＴ（タテ軸）を、路面抵抗Ｒ（
ヨコ軸）の変化に対応して示したものである。

図中２５は遮断制御弁１４部のドレーン孔、２６は絞り
弁１６．１７部のドレーン孔、２７，２８は車速センサ
ーポンプ１３の機能を保障するためのチェックバルブで
ある。

また第３図の線〇−ＭＡＮＵは動力舵取装置が作動せず
、手動による操舵トルクと路面抵抗の関係を示したもの
である。

ところで自動車の舵取装置は、高速運転になるほど操舵
トルクに対する路面抵抗負荷が小さくなるのが一般であ
り、従って高速走行時における液圧通路８の液圧はあま
り高くならない。

このために、前述の如き制御機構において、例えば第３
図のＶｍａｘになるような自動車の走行時のハンドルの
ふらつき等の要因が容易に解消されない場合が生ずる。

このような場合には、第１図および第２図に示す如く、
遮断制御弁１４と反動室５との間の液圧通路８′と、車
速センサーポンプ１３の液圧通路２１の延長通路２１′
との液圧の高い方の圧力を検出して作動し、該高い方の
液圧を反動室５に供給するチェックバルブ３０を設ける
。

すなわちチェックバルブ３０は、通常は前記両通路８’
、２１’を開いて、双方を反動室５に連通させるべく互
いに反対方向に作用するばね３１゜３２を働かせ、該バ
ルブ３０の左室３３を、パイロット通路３４を介して液
圧通路８′に連通させ、右室３５をパイロット通路３６
を介して延長通路２１′に連通させて、左室３３に液圧
通路８′の液圧を、右室３５に車速センサーポンプ１３
により発生した液圧を作用させる。

すなわち通路８′と２１′との液圧が等しい間、云い換
えれば路面抵抗負荷で生ずる液圧と車速により発生する
液圧が等しい間は、チェックバルブ３０をばね３１，３
２のバランスにより中立位置に保ち、両通路８’、２１
’をバルブ３０の周溝３０ａ、３０ｂを介して反動室５
に連通させているが、路面抵抗負荷により生ずる液圧が
、車速により発生する液圧よりも高くなると、パイロッ
ト通路３４を介して左室３３に働く液圧が、右室３５に
働く液圧よりも高くなり、チェックバルブ３０を右行さ
せて通路２１′と反動室５との連通を遮断し、液圧通路
８′の液圧を反動室５に作用させる。

一方、車速により発生する液圧の方が、路面抵抗負荷に
より生ずる液圧よりも高くなると、前記とは逆に延長通
路２１′からパイロット通路３６を介して右室３５に働
く液圧が左室３３の液圧よりも高くなり、チェックバル
ブ３０が左行させられ、反動室５に車速により発生した
液圧を作用させ、路面抵抗負荷により生じた液圧の液圧
通路８′と反動室５との連通を遮断する。

すなわち前記により、液圧通路８′と延長通路２１′と
のいずれか高い方の液圧が反動室５に作用するので、反
動室５の液圧が低すぎてハンドルのふらつきを生ずると
いうような不都合が解消される。

この考案は以上のような構成であって、絞り弁１６．１
７を２個設けた理由は、以上の説明からも明らかなよう
に、絞り弁を１個としたものに対して液圧遮断制御弁１
４の液圧室２０に作用する圧力降下を大きくとることが
できるので、車速センサーポンプに高容量のものを必要
とせず、かつ遮断制御弁１４の作動を確実に行わせるこ
とができる。

そして各絞り弁に高圧の液圧が直接作用せず、絞り効果
の不良原因を除き、弁の保護ができる。

さらに他の利点として、通常、高圧の液体を絞りを介し
て低圧に流した場合にキャビテーションを起こし騒音の
原因となるが、この考案は２つの絞り弁で２段の圧力降
下を生じさせているから、キャビテーションを防止して
騒音発生の原因を取り除いており、また自動車が高速走
行から急減速を行った際、従来のものでは液圧の応答性
によるハンドル操作トルクの急激な軽減を生じて運転者
に非常な不安感を与えるが、この考案は前述の如く２段
の絞り弁を配置して、第１段の絞り弁を絞り側に、第２
段の絞り弁を開放側に作動するようにしであるため、急
減速時には第１段の絞り弁が開放側に作動して十分な流
量を確保し、第２段の絞り弁が絞り側に作動して第２の
絞りを通過する流量が低下し、その結果、両絞り部の流
量変化によって液圧遮断制御弁１４の液圧室２０におけ
る液圧の急速な低下を防ぎ、従って反動室５内の油圧の
急激な低下がなく、ハンドル操作トルクの急激な変化が
なくなって安定した操舵を行うことができる。

而してこの考案を適用した動力舵取装置においては、 ■ 車速および路面抵抗に応じて反動力が変化し、高速
走行時の安定性と、低速時の操舵トルクの軽減を兼ね備
えた理想的な操舵特性が得られ、 ■ 高速走行時は、チェックバルブを設けることにより
車速センサーポンプから供給される液圧で反動力を得る
ので、その操舵の安定性がさらに向上し、 ■ 少なくとも２個の絞り弁を設けたことにより、応答
性が極めて良く、急激な減速によるハンドル操舵トルク
の急激な変化をなくして、その不安定要素を完全に解消
し、 ■ ２つの絞り弁に働かせたばねのばね特性を適宜選択
し調整することのみで、種々の反動作用特性が容易に特
られる。

等理想的な動力舵取装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の主要部を示す断面図、第２図はその一
部の拡大図、第３図は作動特性を示す線図である。 １・・・・・・操舵制御弁室、２・・・・・・油圧ポン
プ、４・・・・・・主回路、５・・・・・・反動室、６
．８．８’・・・・・・液圧通路、７・・・・・・操舵
力制御機構、９・・・・・・固定絞り、１０・・・・・
・分岐通路、１１・・・・・・渓流通路、１３・・・・
・・車速センサーポンプ、１４・・・・・・液圧遮断制
御弁、１５・・・・・・ばね、１６，１７・・・・・・
絞り弁、１８，１９・・・・・・ばね、２０．２２．２
３・・・・・・液圧室、２１・・・・・・通路、２４・
・・・・・固定絞り、３０・・・・・・チェックバルブ
、３１，３２・・・・・・ばね、３４，３６・・・・・
・パイロット通路。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）操舵機構内に、操舵反力を運転者に感知させるた
   めの液圧反動室を備え、該反動室に供給する液圧の上昇
   で操舵反力が上昇するようになった動力舵取装置におい
   て、操舵制御弁室の液圧の変化を液圧反動室に伝達する
   液圧通路に、車速および路面抵抗負荷に応じた液圧を前
   記反動室に供給する操舵力制御機構を設け、該制御機構
   は前記液圧通路を車速および路面抵抗負荷に応じて開閉
   する液圧遮断制御弁と、前記液圧通路から分岐し固定絞
   りを介して路面抵抗負荷を前記遮断制御弁に働かせるた
   めの液圧室を含む分岐通路と、該分岐通路に設けた少な
   くとも２つの絞り弁と、車速の増減により流量を変化す
   る車速センサーポンプとを含み、前記絞り弁の一方を前
   記固定絞りと液圧室との間に、他方を液圧室より後方の
   戻流通路側にそれぞれ配置して、車速の増大に伴ない前
   記固定絞りと液圧室との間で分岐油路の絞りを閉じ側に
   変化させ、液圧室より後方の戻流通路側で分岐油路の絞
   りを開き側に変化させる如く、前記車速センサーポンプ
   の液圧で、前記２つの絞り弁を制御することを特徴とす
   る操舵力制御装置。
2. （２） 前記操舵力制御機構が、前記遮断制御弁で制
   御した液圧と、車速センサーポンプにより発生する液圧
   の高い方の液圧を前記反動室に供給するチェックバルブ
   を含む実用新案登録請求の範囲（１）記載の操舵力制御
   装置。