(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから油圧ポンプへの伝動系の中途に油圧の作用により変速比を切換える変速装置を介装し、該変速装置の切換えに応じて高低２速にて駆動される前記油圧ポンプの吐出油を、舵輪の操作に応じて油圧の給排動作をなす油圧制御弁を経て操舵補助用の油圧シリンダに送給し、該油圧シリンダの発生力を舵取機構に加えて操舵を補助する構成とした動力舵取装置において、前記油圧ポンプの吐出側を前記変速装置に連通する導圧油路と、該導圧油路の中途に前記吐出油の送給方向の上流側から順に配してある逆止弁及びアキュムレータと、該アキュムレータの下流側に配してあり、前記油圧ポンプの吐出側の油圧の上昇に応じて前記導圧油路を開とする圧力感応弁とを具備することを特徴とする動力舵取装置。
【請求項２】
エンジンから油圧ポンプへの伝動系の中途に油圧の作用により変速比を切換える変速装置を介装し、該変速装置の切換えに応じて高低２速にて駆動される前記油圧ポンプの吐出油を、舵輪の操作に応じて油圧の給排動作をなす油圧制御弁を経て操舵補助用の油圧シリンダに送給し、該油圧シリンダの発生力を舵取機構に加えて操舵を補助する構成とした動力舵取装置において、前記油圧ポンプの吐出側を前記変速装置に連通する導圧油路と、該導圧油路の中途に前記吐出油の送給方向の上流側から順に配してある逆止弁及びアキュムレータと、該アキュムレータの下流側に配してあり、前記導圧油路を開閉する開閉弁と、前記油圧ポンプの吐出側の油圧の作用によりオンオフする圧力スイッチと、前記吐出側の油圧の上昇に応じた前記圧力スイッチのオン又はオフに応じて前記開閉弁を開とする制御手段とを具備することを特徴とする動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを駆動源とする油圧ポンプの吐出油を操舵補助用の油圧シリンダに送給し、該油圧シリンダが発生する油圧力により操舵を補助する構成とした油圧式の動力舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の舵取機構中に配された複動式の油圧シリンダ（パワーシリンダ）に油圧源としての油圧ポンプから圧油（作動油）を送給し、前記パワーシリンダが発生する油圧力（操舵補助力）を舵取機構に加えて操舵を補助する構成とした油圧式の動力舵取装置において、前記油圧ポンプは、一般的には、車載エンジンの発生動力の一部を利用し、例えば、前記エンジンのクランクシャフトの端部に設けた動力取り出し用のプーリを介してのベルト伝動により駆動されている。
【０００３】
ところが、このような単純な伝動構成とした場合、エンジンの回転速度が高い高速走行時に、油圧ポンプの駆動のための動力損失が大きく、燃費の低下を招くという不都合があり、この動力損失を軽減すべく油圧ポンプの仕様を決定した場合、エンジンの回転速度が低く、大なる操舵補助力を必要とする低速走行時又は停車時に、油圧ポンプの能力が不足し、所望の作動油圧及び作動油量が得られないという問題がある。
【０００４】
このような問題を解消すべく本願出願人による特開平10−338154号公報には、エンジンから油圧ポンプへの伝動系の中途に高低２速の切換えが可能な変速装置と、該変速装置に切換え動作を行わせる油圧作動式の切換えクラッチとを備え、該切換えクラッチに前記油圧ポンプの吐出側の油圧を作用させ、この油圧により前記切換えクラッチを係合させて、前記変速装置を高速側に切換える構成とした動力舵取装置が提案されている。
【０００５】
油圧ポンプの吐出側には、前記パワーシリンダとの間に、舵輪（ステアリングホイール）の操作に応じて油圧の給排動作をなす公知の油圧制御弁が介装されており、該油圧制御弁の上流側の油圧は、舵輪の操作の有無に応じて高低に変化する。前記特開平10−338154号公報に開示された構成は、このことを利用したものであり、舵輪の操作が行われている場合、前記油圧の作用により切換えクラッチが係合し、油圧ポンプが高速駆動されて十分な作動油圧及び作動油量が得られるようになり、逆に、舵輪の操作が行われていない場合、前記切換えクラッチの遮断により油圧ポンプが低速駆動される結果、該油圧ポンプの駆動に要するエンジンの無為な動力負担を軽減し、燃費の悪化を抑制することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように特開平10−338154号公報に開示された動力舵取装置は、油圧源としての油圧ポンプの回転速度が、操舵中には高く非操舵中には低くなり、十分な操舵補助力の確保と、エンジンの動力負担の軽減とを併せて実現することが可能な優れたものであるが、この構成においては、以下の如き問題があった。
【０００７】
図９は、特開平10−338154号公報に開示された動力舵取装置において、舵取りのために舵輪に加えられる操舵トルクと、パワーシリンダに送給される作動油圧との対応関係を示す圧力特性図である。本図中に実線により示す如く、パワーシリンダに送給される作動油圧は、操舵中立点の両側の所定のトルク範囲においては、前記油圧ポンプの低速回転により低圧に保たれているが、左右両側に所定の操舵トルクＴ0 が加えられると共に変化し、操舵トルクの増加に伴って急増する特性を示すようになる。
【０００８】
以上の如き特性の変化は、前記操舵トルクＴ0 の前後において、切換えクラッチの係合により変速装置が高速側に切換えられ、図中に二点鎖線により示す低速下での圧力特性線から、同じく破線により示す高速下での圧力特性線に移行することにより生じる。
【０００９】
しかしながら、前述した従来の構成においては、前記変速装置の切換えクラッチが、前記油圧ポンプの吐出側の油圧の直接的な作用により緩やかに係合するため、前記特性線間の移行部に、図示の如き不連続部が発生し、急操舵がなされたとき、前記不連続部において応答性の悪化及び引っ掛かり感が体感されるようになり、操舵感覚の悪化を招くという問題があった。
【００１０】
また、前記油圧ポンプの低速時の回転速度を低く設定した場合、該切換えクラッチの吐出側の油圧が不足し、この油圧による切換えクラッチの係合が安定してなされず、所望の特性が得られなくなり、逆に、前記油圧ポンプの低速時の回転速度を高く設定した場合、該油圧ポンプの駆動のための動力負担が大となり、十分な燃費の向上効果が得られなくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、エンジンから油圧ポンプへの伝動系に介装した変速装置の切換えを、切換えの前後での特性の不連続部を生ずることなく、また不必要時における回転速度を可及的に低く保って確実に行わせ、十分な操舵補助力の確保と燃費の向上とを併せて実現することが可能な動力舵取装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係る動力舵取装置は、エンジンから油圧ポンプへの伝動系の中途に油圧の作用により変速比を切換える変速装置を介装し、該変速装置の切換えに応じて高低２速にて駆動される前記油圧ポンプの吐出油を、舵輪の操作に応じて油圧の給排動作をなす油圧制御弁を経て操舵補助用の油圧シリンダに送給し、該油圧シリンダの発生力を舵取機構に加えて操舵を補助する構成とした動力舵取装置において、前記油圧ポンプの吐出側を前記変速装置に連通する導圧油路と、該導圧油路の中途に前記吐出油の送給方向の上流側から順に配してある逆止弁及びアキュムレータと、該アキュムレータの下流側に配してあり、前記油圧ポンプの吐出側の油圧の上昇に応じて前記導圧油路を開とする圧力感応弁とを具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、舵取りのために舵輪の操作がなされ、この操作に応じて油圧ポンプの吐出側の油圧が高くなったとき、この油圧に感応して変速装置に連通する導圧油路の中途に配した圧力感応弁が開となり、前記油圧ポンプの吐出側の油圧が導圧油路を経て変速装置に導かれ、この油圧の作用により前記変速装置が高速側に速やかに切り換わり、油圧ポンプが高速回転するようになって、該油圧ポンプからの送給油により動作する操舵補助用の油圧シリンダが十分な操舵補助力を発生する。一方、舵輪の操作がなされておらず、油圧ポンプの吐出側の油圧が低くなったとき、この油圧に感応して前記圧力感応弁が閉となり、導圧油路が遮断されて変速装置が低速側に切換わり、油圧ポンプが低速回転するようになって、該油圧ポンプの駆動のための動力負担が軽減される。圧力感応弁の上流側の導圧油路には、逆止弁及びアキュムレータが配してあり、非操舵中に低速回転している油圧ポンプの発生油圧がアキュムレータに蓄圧され、圧力感応弁が開となったとき、前記アキュムレータに蓄えられた油圧が導圧油路を経て変速装置に導かれ、この油圧の作用による前記変速装置の高速側への切換えを一層急峻に行わせる。
【００１４】
また本発明の第２発明に係る動力舵取装置は、エンジンから油圧ポンプへの伝動系の中途に油圧の作用により変速比を切換える変速装置を介装し、該変速装置の切換えに応じて高低２速にて駆動される前記油圧ポンプの吐出油を、舵輪の操作に応じて油圧の給排動作をなす油圧制御弁を経て操舵補助用の油圧シリンダに送給し、該油圧シリンダの発生力を舵取機構に加えて操舵を補助する構成とした動力舵取装置において、前記油圧ポンプの吐出側を前記変速装置に連通する導圧油路と、該導圧油路の中途に前記吐出油の送給方向の上流側から順に配してある逆止弁及びアキュムレータと、該アキュムレータの下流側に配してあり、前記導圧油路を開閉する開閉弁と、前記油圧ポンプの吐出側の油圧の作用によりオンオフする圧力スイッチと、前記吐出側の油圧の上昇に応じた前記圧力スイッチのオン又はオフに応じて前記開閉弁を開とする制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、舵取りのために舵輪の操作がなされ、この操作に応じて油圧ポンプの吐出側の油圧が高くなったとき、この油圧が作用する圧力スイッチがオン（又はオフ）となり、このオン（又はオフ）に応じた制御手段の動作により変速装置に連通する導圧油路の中途に配した開閉弁が開とされ、油圧ポンプの吐出側の油圧が導圧油路を経て変速装置に導かれ、この油圧の作用により前記変速装置が高速側に速やかに切り換わり、油圧ポンプが高速回転するようになって、該油圧ポンプからの送給油により動作する操舵補助用の油圧シリンダが十分な操舵補助力を発生する。一方、舵輪の操作がなされておらず、油圧ポンプの吐出側の油圧が低くなったとき、この油圧が作用する圧力スイッチがオフ（又はオン）となり、このオフ（又はオン）に応じた制御手段の動作により前記開閉弁が閉とされ、導圧油路が遮断されて変速装置が低速側に切換わり、油圧ポンプが低速回転するようになって、該油圧ポンプの駆動のための動力負担が軽減される。開閉弁の上流側の導圧油路には、逆止弁及びアキュムレータが配してあり、非操舵中に低速回転している油圧ポンプの発生油圧がアキュムレータに蓄圧され、開閉弁が開とされたとき、前記アキュムレータに蓄えられた油圧が導圧油路を経て変速装置に導かれ、この油圧の作用による前記変速装置の高速側への切換えを一層急峻に行わせる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、ラックピニオン式の舵取機構を備えた車両に装備された本発明に係る動力舵取装置（以下本発明装置という）の全体構成を示すブロック図である。
【００１９】
ラックピニオン式の舵取機構は、その上端に舵輪（ステアリングホイール）１を備える舵輪軸10の下端にピニオン11を固設し、該ピニオン11を車体の前部に左右方向に延設されたラック軸12の中途に噛合させ、該ラック軸12の両端を、左右一対の操向車輪（一般的には前輪）13，13のナックルアーム14，14に連結してなり、舵取りのための舵輪１の回転を、舵輪軸10の下端においてピニオン11と噛合するラック軸12の軸長方向の移動に変換し、この移動によりナックルアーム14，14を押し引きして操向車輪13，13の向きを変える構成となっている。
【００２０】
本発明装置は、以上の如きラックピニオン式舵取機構による舵取り動作を油圧により補助するものであり、舵輪１の操作に応じて軸回りに回転する舵輪軸10の中途に構成した油圧制御弁２を、油圧源としての油圧ポンプ４と前記ラック軸12の中途に構成された操舵補助用のパワーシリンダ３との間に介装してなり、前記舵輪１の操作に応じた前記油圧制御弁２の公知の動作により、前記油圧ポンプ４の吐出側の油圧を前記パワーシリンダ３に送給し、この送給に応じてパワーシリンダ３が発生する油圧力（操舵補助力）をラック軸12に加え、該ラック軸12の軸長方向の移動を補助すべく構成されている。
【００２１】
油圧源として用いられている前記油圧ポンプ４の駆動軸40は、軸端部に嵌着した駆動プーリ41に巻装された伝動ベルト42を介して車載エンジンＥの出力端に連結されている。駆動軸40の中途部には、遊星歯車式の変速装置５、及び該変速装置５の変速比を油圧の作用により切換える切換えクラッチ６が構成されており、前記油圧ポンプ４は、伝動ベルト42を介して駆動軸40に伝達されるエンジンＥの出力の一部を利用し、前記変速装置５の切換えに応じて高低２速にて駆動されるようになしてある。
【００２２】
図２は、前記変速装置５及び切換えクラッチ６と一体に構成された油圧ポンプ４の構成例を示す縦断面図である。本図に示す油圧ポンプ４は、複数枚のベーンを半径方向への進退自在に備える短寸円筒形のロータ43と、偏肉環状をなすカムリング44とを、ポンプハウジングＨ1 の内部に同軸的に備える公知のベーンポンプとして構成されている。
【００２３】
ロータ43は、軸心部を貫通するロータ軸46の中途部にスプライン結合され、該ロータ軸46を回転軸としてカムリング44の内側にて回転するようになしてある。カムリング44の内側には、周方向に複数の凹所が設けられ、これらの凹所とロータ43の外周面との間にポンプ室が構成されている。前記ロータ43に保持された複数枚のベーンは、カムリング44の内周面に押し付けられており、前記ロータ軸46の回転に伴うロータ43の回転は、各ベーンの押し付け状態を保って行われるようになしてある。
【００２４】
前記ポンプ室の夫々は、ポンプハウジングＨ1 内に構成された油路を経て、該ポンプハウジングＨ1 の外側に取り付けた吸込管47と、図示しない吐出管とに連通させてあり、図１に示す如く吸込管47は、作動油を収納する油タンクＴに接続され、また前記吐出管は、吐出油路15を経て油圧制御弁２に接続されている。而して、ロータ軸46の回転に伴ってロータ43が回転した場合、該ロータ43の外側に並ぶ各ポンプ室の内部には、油タンクＴ内の作動油が吸込管47を経て吸込まれ、相隣するベーン間に封止されてロータ43と共に回転せしめられつつ昇圧し、吐出油路15に吐出されて前記油圧制御弁２に送給される。
【００２５】
なお油圧ポンプ４は、以上の如きポンプ動作をなすベーンポンプに限らず、ギヤポンプ、トロコイドポンプ等の他の形式のポンプであってもよいことは言うまでもない。
【００２６】
ロータ43の回転軸であるロータ軸46は、ポンプハウジングＨ1 の一側外部に突出させてある。同側のポンプハウジングＨ1 の端部には、伝動ハウジングＨ2 が同軸的に組み付けられ、該伝動ハウジングＨ2 には、前記ロータ軸46と同軸上での回転自在に前記駆動軸40が支承されている。該駆動軸40の一端は、伝動ハウジングＨ2 の外側に突出させてあり、この突出端に嵌着固定された駆動プーリ41、該駆動プーリ41に巻装された伝動ベルト42（図１参照）を介して前記エンジンＥの出力端に連結されている。
【００２７】
また駆動軸40の他端部は、伝動ハウジングＨ2 の内部に延長され、ポンプハウジングＨ1 から突出する前記ロータ軸46の端部に突き合わせてあり、この延長部の周囲に前記変速装置５及び切換えクラッチ６が構成されている。図３及び図４は、変速装置５及び切換えクラッチ６の構成部分の拡大断面図である。
【００２８】
変速装置５は、太陽歯車50、遊星歯車51，51…及び環状歯車52を備える遊星歯車変速装置として構成されている。太陽歯車50は、その外周面の全周に歯が形成された円板状の外歯歯車であり、駆動軸40とロータ軸46との突き合わせ部に介装され、その両側に突出する短寸の支軸を前記両軸40，46の軸心部に保持させて、これらと同軸上に支承されている。
【００２９】
駆動軸40側の太陽歯車50の支持部には、該太陽歯車50の先行回転を許容する一方向クラッチ53が介装されている。これにより太陽歯車50は、駆動軸40の回転が先行する状態においては、一方向クラッチ53の係合により駆動軸40と一体回転する一方、後述の如く、自身の回転が駆動軸40の回転に先行する状態となった場合には、一方向クラッチ53の係合解除により、ロータ軸46と駆動軸40との間にてこれら両者に拘束されることなく自在に遊転することができる。
【００３０】
環状歯車52は、内周面の全周に歯を備える内歯歯車であり、前記太陽歯車50の配設位置と軸長方向に整合するようにポンプハウジングＨ1 の内側に嵌着固定されており、該環状歯車52と前記太陽歯車50との間に複数の遊星歯車51，51…が、周方向に略等配をなして配設されている。これらの遊星歯車51，51…は、ロータ軸46の端部に同軸的にスプライン結合された円板状のキャリッジ54の一面に突設された各別の支軸に回転自在に取付けられ、前記太陽歯車50及び環状歯車52に夫々噛合させてある。
【００３１】
以上の構成によりエンジンＥからの伝動により駆動軸40が回転すると、この回転は、一方向クラッチ53を介して太陽歯車50に伝達され、該太陽歯車50の外周に噛合する遊星歯車51，51…が夫々の支軸回りに自転しつつ環状歯車52の内周に沿って転動し、これに伴って遊星歯車51，51…のキャリッジ54が公転し、この公転速度にてロータ軸46及びロータ43が回転駆動される。このときロータ軸46には、駆動軸40の回転が減速されて伝達されることとなり、該ロータ軸46及び前記ロータ43は、駆動軸40の回転速度よりも低速度にて駆動される。
【００３２】
前記遊星歯車51，51…の支軸の先端部（キャリッジ54による支持部の逆側）には、中抜き円板形をなすクラッチ板60が一体に取付けてあり、このクラッチ板60と、これに対向配置された円板形のクラッチピストン61とにより、前記切換えクラッチ６が構成されている。前記クラッチピストン61は、その内径側を駆動軸40の中途部外周に形成されたスプラインに噛合させ、該駆動軸40に回転を拘束されると共に、軸長方向への移動可能に取付けてあり、駆動軸40の先端部に係着されたばね受け62との間に介装された板ばね63のばね力により、前記クラッチ板60から離反する向きに付勢されている。
【００３３】
また、クラッチピストン61のクラッチ板60との非対向側には、伝動ハウジングＨ2 の対応部位にシールリング65を介して嵌合する小径部 61aが同軸的に突設され、該小径部 61aと駆動軸40との嵌合部にはシールリング64が介装されており、これらのシールリング64，65により内外を液密に封止して環状のシリンダ室66が構成されている。
【００３４】
このように構成されたシリンダ室66には、伝動ハウジングＨ2 の該当位置を貫通する連通孔を介して導圧油路16が接続されている。この導圧油路16は、図１に示す如く、油圧ポンプ４の吐出油路15の中途において分岐されて切換えクラッチ６に連通させてあり、その中途部には、逆止弁Ｖ1 、アキュムレータＡ及び圧力感応弁Ｖ2 が、上流側からこの順に介装されている。
【００３５】
圧力感応弁Ｖ2 には、油圧ポンプ４の吐出側に連通するパイロット油路20が接続されており、該パイロット油路20を経て一側に導入されるパイロット圧（油圧ポンプ４の吐出側の油圧）の作用により、他側のばねのばね力に抗して公知の切換え動作を行う構成としてある。
【００３６】
図１には、前記パイロット油路20から導入される油圧ポンプ４の吐出側の油圧が低い場合の圧力感応弁Ｖ2 の状態（閉状態）が示されている。このとき前記導圧油路16は、圧力感応弁Ｖ2 の配設位置において遮断され、前記切換えクラッチ６は、低圧状態に保たれた油タンクＴに連通せしめられる。なおこのとき、油圧ポンプ４の吐出側の油圧は前記逆止弁Ｖ1 を介して導圧油路16内に導入されており、該導圧油路16の中途に配した前記アキュムレータＡに蓄えられる。
【００３７】
一方、パイロット油路20から導入される油圧ポンプ４の吐出側の油圧が高い場合、前記圧力感応弁Ｖ2 は、図と逆の状態（開状態）となり、導圧油路16の上，下流側が連通されて、前記切換えクラッチ６には、導圧油路16内の油圧、より詳しくは、前記アキュムレータＡ内の蓄圧が導入される。このように導入された油圧は、前述の如く構成されたシリンダ室66に面するクラッチピストン61の端面を押圧し、該クラッチピストン61は、前記板ばね63のばね力に抗してクラッチ板60に向けて移動せしめられ、該クラッチ板60に押し付けられる。
【００３８】
図４は、シリンダ室66に導入される油圧の作用によりクラッチピストン61がクラッチ板60に押し付けられた状態を示している。このような状態となったときクラッチ板60は、クラッチ板67との摩擦により係合して駆動軸40に回転を拘束されたクラッチピストン61と一体に回転するようになり、前記遊星歯車51，51…のキャリッジ53及びこれを保持するロータ軸46は、駆動軸40と等速度にて回転することとなり、油圧ポンプ４のロータ43は、エンジンＥからの伝動により回転する駆動軸40と等しい高速度にて駆動される。
【００３９】
なおこのとき、変速装置５の太陽歯車50は、これの外周上での遊星歯車51，51…の転動に応じて高速回転するが、この回転は、駆動軸40との間に介装された一方向クラッチ53により許容され、駆動軸40からロータ軸46への伝動が阻害されることはない。また、クラッチ板60と対向するクラッチピストン61の一面には、摩擦係数の高い材料からなるクラッチ板67が取り付けてあり、クラッチピストン61のクラッチ板60への押し付けが前記クラッチ板67を介してなされ、両クラッチ板60，67間の摩擦により良好な係合状態が実現されるようにしてある。
【００４０】
以上の如く切換えクラッチ６は、導圧油路16を経てシリンダ室66に導入される油圧の作用により係合し、遊星歯車変速装置として構成された変速装置５の変速比を高速側に切換える動作を行う。本発明装置においては、切換えクラッチ６への油圧の導入が、前記導圧油路16の中途に介装された圧力感応弁Ｖ2 の開放に応じて行われる一方、圧力感応弁Ｖ2 の閉止時に導圧油路16と切換えクラッチ６との連通が遮断されるから、該切換えクラッチ６の高速側への切換え動作を、導圧油路16内、即ち、油圧ポンプ４の吐出油路15内に発生する比較的低い油圧の作用により、速やかに、しかも確実に行わせることができる。
【００４１】
更に、前記導圧油路16の中途にアキュムレータＡを配し、該アキュムレータＡに油圧ポンプ４の低速回転中に吐出油路15内に発生する油圧を蓄圧する構成としたから、前記圧力感応弁Ｖ2 の開放時に切換えクラッチ６には、その時点における吐出油路15の内圧そのものではなく、前記アキュムレータＡ内部の蓄圧が導入されることとなり、前記切換えクラッチ６の高速側への切換え動作を一層急峻に行わせることができる。
【００４２】
以上の如く本発明装置においては、舵輪１の操作がなされていない場合、油圧ポンプ４の吐出側の油圧が低く前記圧力感応弁Ｖ2 が閉となることから、切換えクラッチ６が非係合状態を保ち、油圧ポンプ４は、変速装置５による減速を経て低速度にて駆動される。この間、油圧ポンプ４の吐出側に発生する油圧は、導圧油路16の中途に介装されたアキュムレータＡに蓄圧される。
【００４３】
この状態において舵輪１の操作がなされ、この操作に応じて油圧ポンプ４の吐出側の油圧が上昇すると、この油圧がパイロット油路20を介して前記圧力感応弁Ｖ2 に作用し、該圧力感応弁Ｖ2 が開となって導圧油路16が開放され、前記アキュムレータＡ内の蓄圧の作用により前記油圧クラッチ６が係合し、油圧ポンプ４は、駆動軸40からの直接的な伝動により高速駆動されるようになる。
【００４４】
図５は、本発明装置において舵取りのために舵輪に加えられる操舵トルクとパワーシリンダに送給される作動油圧との対応関係を示す圧力特性図である。本発明装置においてパワーシリンダ３に送給される作動油圧は、操舵中立点の両側の所定のトルク範囲においては低圧に保たれているが、左右両側に所定の操舵トルクＴ0 が加えられると共に急変して、操舵トルクの増加に伴って急増する特性を示す。
【００４５】
この特性は、前記操舵トルクＴ0 が加えられた操舵状態において吐出油路15内の油圧に感応して圧力感応弁Ｖ2 が開となり、導圧油路16からの導入油圧の作用により切換えクラッチ６が係合し変速装置５が高速側に切換えられて、図中に二点鎖線により示す低速下での圧力特性線から、同じく破線により示す高速下での圧力特性線に移行することにより生じるが、本発明装置においては、前記油圧の作用による切換えクラッチ６の切換え動作が、前述の如く速やかに生じることから、前記特性線間の移行が、この切換えの前後における不連続部を伴うことなく滑らかに生じ、急操舵時における応答性の悪化及び引っ掛かり感の発生を未然に防止することができる。また移行後には、高速回転する油圧ポンプ４の吐出側に十分な作動油圧及び油量を得ることができ、この作動油の送給により動作するパワーシリンダ３に十分な操舵補助力を発生させることが可能となる。
【００４６】
また、切換えクラッチ６の係合による変速装置５の切換えが、前記圧力感応弁Ｖ2 の開放時に送給される油圧の作用によりなされ、該圧力感応弁Ｖ2 の閉止中には、前記切換えクラッチ６に何らの油圧も加えられないことから、前記クラッチピストン61を付勢する板ばね63を適宜に選定することにより、前記係合を低圧の作用下にて安定して行わせることができる。従って、係合用の油圧として利用する油圧ポンプ４の低速回転時の吐出圧力を低く、即ち、低速回転時の油圧ポンプ４の回転速度を低速に設定することができ、この間のエンジンＥの動力負担を軽減して燃費の向上を図ることが可能となる。
【００４７】
図６は、本発明装置の他の実施の形態の全体構成を示すブロック図である。本図に示す装置は、図１に示す装置と同様、舵輪１の回転を、これに連設された舵輪軸10の下端においてピニオン11と噛合するラック軸12の軸長方向の移動に変換し、この移動により操向車輪13，13の向きを変える構成としたラックピニオン式の舵取機構の舵取り動作を油圧により補助するものであり、舵輪軸10の中途に構成した油圧制御弁２を、油圧源としての油圧ポンプ４とラック軸12の中途に構成された操舵補助用のパワーシリンダ３との間に介装し、舵輪１の操作に応じた油圧制御弁２の動作により、油圧ポンプ４の吐出側の油圧をパワーシリンダ３に送給して前記ラック軸12に操舵補助力を加える構成となっている。
【００４８】
前記油圧ポンプ４は、エンジンＥからの伝動系の中途に配した変速装置５の切換えにより高低２速にて駆動される構成としてある。変速装置５、及び該変速装置５の切換えクラッチ６は、前記図３及び図４に示す如く構成されており、切換えクラッチ６には、油圧ポンプ４の吐出油路15の中途にて分岐された導圧油路16内の油圧が導入され、油圧ポンプ４は、導圧油路16からの導入油圧の作用により切換えクラッチ６が係合したとき、変速装置５の高速側への切換えにより高速駆動され、切換えクラッチ６が遮断されたとき、変速装置５の低速側への切換えにより低速駆動されるようになしてある。
【００４９】
以上の構成は、図１に示す実施の形態と同じであり、図６に示す実施の形態の特徴は、前記導圧油路16の中途に、アキュムレータＡの下流側に位置して開閉弁Ｖ3 を配し、また油圧ポンプ４の吐出油路15の中途に、該吐出側油路15の内圧の作用によりオン動作する圧力スイッチ８を配し、切換えクラッチ６への油圧の導入が、前記圧力スイッチ８のオン動作に応じて前記開閉弁Ｖ3 を開放することにより行われる構成としたところにある。
【００５０】
前記開閉弁Ｖ3 は、図６に示す如く、一側のソレノイドＳへの通電に応じて開となるソレノイド弁として構成されており、前記ソレノイドＳへの通電は、マイクロプロセッサを用いてなる制御部７から与えられる通電指令に応じて行われるようになしてある。図６には、ソレノイドＳへの通電が遮断された状態が示されており、このとき開閉弁Ｖ3 は図示の閉状態となり、逆止弁Ｖ1 を経て導圧油路16内に導入される油圧ポンプ４の吐出側の油圧は、前記アキュムレータＡに蓄圧される一方、切換えクラッチ６は、前記開閉弁Ｖ3 を介して低圧状態に保たれた油タンクＴに連通し、該切換えクラッチ６は図３に示す非係合状態となり、油圧ポンプ４は、変速装置５による減速を経て低速度にて駆動される。
【００５１】
これに対し制御部７から与えられる通電指令に応じてソレノイドＳが通電されると、前記開閉弁Ｖ3 は、図と逆位置に切換えられて開状態となり、前記切換えクラッチ６が導圧油路16に連通し、該切換えクラッチ６は、前記アキュムレータＡ内の蓄圧の作用により図４に示す係合状態となり、油圧ポンプ４は高速度にて駆動される。
【００５２】
前記制御部７には、前述の如く配された圧力スイッチ８の出力が与えられており、制御部７の通電指令は、吐出油路15の中途に取り付けられた圧力スイッチ８のオン動作に応じて発せられるようになしてある。圧力スイッチ８は、特開平11-40020号公報等に開示された公知のスイッチ要素であり、取り付け位置での圧力の作用によりオンオフ動作する構成としてある。
【００５３】
図７は、圧力スイッチ８の構成例を示す縦断面図である。本図に示す圧力スイッチ８は、対象となる圧力の作用位置（図６においては吐出油路15の中途）に導圧孔80を介して連通され外部に開口するスイッチ室81の内部に、固定接点82及び可動接点83を対向配置し、両接点82，83の接触時にオン出力を発する構成としてある。
【００５４】
前記固定接点82は、前記スイッチ室81の開口部を閉止するようにねじ込み固定された絶縁体製のプラグ84の軸心部に、該プラグ84を内外に貫通するように支持されている。また前記可動接点83は、その一側を前記導圧孔80に、他側を前記プラグ84の先端部内側に夫々嵌着された支持スリーブ85の軸心部に軸長方向への摺動自在に支持されており、前記プラグ84の内側の対向面との間に介装されたコイルばね86により、前記固定接点82から離反する向きに付勢されている。
【００５５】
可動接点83を支持する支持スリーブ85は、前記導圧孔80内に連通する細径のダンピングオリフィス87を備えており、前記導圧孔80の内圧、即ち、前記吐出油路15の内圧は、前記ダンピングオリフィス87を経て可動接点83の端部に作用するようになしてある。以上の構成により可動接点83は、導圧孔80内部の圧力の作用により他側に弾接するコイルばね86のばね力に抗して押圧され、この押圧力が前記ばね力を上回ると共に固定接点82に向けて移動し、該固定接点82に接触することとなる。
【００５６】
プラグ84の外部に突出する固定接点82の端部は、負極側を接地された電源88の正極側に接続され、また前記可動接点83は、導体製の支持スリーブ85の支持部を介して接地されており、圧力スイッチ８の出力は、固定接点82と電源88の正極との間の電位として与えられている。従って圧力スイッチ８の出力は、図示のオフ状態においてはハイレベルであり、前述の如き圧力の作用により可動接点83が摺動し、固定接点82と接触してオン状態になったときローレベルとなる。
【００５７】
なお圧力スイッチ８の取り付け位置は、図６に示す位置、即ち、油圧ポンプ４の吐出油路15の中途に限らず、油圧ポンプ４の吐出側に適宜に設定することができ、例えば、油圧ポンプ４のポンプハウジングＨ1 に取り付けるようにしてもよく、また圧力スイッチ８の構成は、図７に示す構成に限らず、公知の適宜の構成を用い得ることは言うまでもない。
【００５８】
図８は、以上の如き圧力スイッチ８の出力に基づく制御部７の動作内容を示すフローチャートである。本図に示す如く制御部７は、入力側に接続された圧力スイッチ８の出力を所定のサンプリング周期にて取り込み（ステップ１）、前記圧力スイッチ８のオンオフ状態を調べ（ステップ２）、オン状態にある場合には、操舵により吐出油路15の内圧が高くなっており、大なる操舵補助力が必要な状態にあると判定し、油圧ポンプ４を高速回転させるべく出力側のソレノイドＳに通電指令を発して開閉弁Ｖ3 を開とする（ステップ３）。このとき切換えクラッチ６は、導圧油路16を経て導入される油圧の作用により係合し、遊星歯車変速装置として構成された変速装置５の変速比が高速側に切換えられ、油圧ポンプ４が高速駆動される結果、該油圧ポンプ４からの送給油により前記パワーシリンダ３が十分な操舵補助力を発生するようになる。
【００５９】
一方、前記ステップ２において圧力スイッチ８がオフ状態にあると判定された場合、制御部７は、大なる操舵補助力が不要な状態にあると判定し、油圧ポンプ４を低速回転させるべく出力側のソレノイドＳへの通電指令を停止して前記開閉弁Ｖ3 を閉とする（ステップ４）。このとき切換えクラッチ６は、導圧油路16との連通を遮断され、低圧の油タンクＴに連通し、変速装置５の変速比が低速側に切換えられ、油圧ポンプ４が低速駆動されるようになり、該油圧ポンプ４の駆動のための動力負担が軽減される。
【００６０】
制御部７の以上の動作は、例えば、エンジンＥの停止により電源が遮断される（ステップ５）まで繰り返して行われる。この間前記切換えクラッチ６は、開閉弁Ｖ3 が開とされたとき導圧油路16を経て導入される油圧の作用により係合し、また開閉弁Ｖ3 が閉とされたとき導圧油路16との連通が遮断されるから、前記切換えクラッチ６の係合による変速装置５の高速側への切換えを、導圧油路16内、即ち、油圧ポンプ４の吐出油路15内に発生する比較的低い油圧の作用により、速やかに、しかも確実に行わせることができる。
【００６１】
更に、前記導圧油路16の中途にアキュムレータＡを配し、開閉弁Ｖ3 の開放時に、前記アキュムレータＡ内部の蓄圧を切換えクラッチ６に導入する構成としたから、該切換えクラッチ６の係合による変速装置５の高速側への切換えを一層急峻に行わせることができる。
【００６２】
このような動作によっても、パワーシリンダ３に送給される作動油圧は、前記図５に示す如く、操舵中立点の両側の所定のトルク範囲においては、低速回転時の特性線に沿って漸増し、左右両側に所定の操舵トルクＴ0 が加えられたとき高速回転時の特性線に滑らかに移行する圧力特性が得られ、急操舵時における応答性の悪化及び引っ掛かり感の発生を未然に防止することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明の第１発明に係る動力舵取装置においては、油圧ポンプの吐出側を変速装置に連通する導圧油路の中途に前記油圧ポンプの吐出側の油圧の作用により開閉する圧力感応弁を備え、舵取操作に応じて油圧ポンプの吐出側の油圧が高くなったとき、この油圧の作用により前記圧力感応弁を開として前記導圧油路内の油圧を変速装置に導く構成としたから、エンジンから油圧ポンプへの伝動系に介装した変速装置の切換えを、速やかに、しかも安定して行わせることができ、切換えの前後での特性の不連続部が生じず、操舵中に違和感を体感させることなく十分な操舵補助がなされ、また不必要時における回転速度を可及的に低く保つことができ、十分な操舵補助力の確保と燃費の向上とを併せて実現することが可能となる。更に、圧力感応弁よりも上流側の導圧油路の中途に逆止弁及びアキュムレータを備え、このアキュムレータ内の蓄圧を変速装置に導く構成としたから、該変速装置の切換え動作をより速やかに行わせることができ、切換えの前後での特性の不連続部の発生を解消し、操舵中における違和感の発生をより確実に解消することができる。
【００６４】
また第２発明に係る動力舵取装置においては、油圧ポンプの吐出側を変速装置に連通する導圧油路の中途に開閉弁を、油圧ポンプの吐出側油路に圧力スイッチを夫々備え、舵取操作に応じて油圧ポンプの吐出側の油圧が高くなったとき、この油圧の作用による前記圧力スイッチのオン（又はオフ）動作に応じて前記開閉弁を開として前記導圧油路内の油圧を変速装置に導く構成としたから、エンジンから油圧ポンプへの伝動系に介装した変速装置の高速側の切換えを、速やかに、しかも安定して行わせることができ、切換えの前後での特性の不連続部が生じず、操舵中に違和感を体感させることなく十分な操舵補助がなされ、また不必要時における回転速度を可及的に低く保つことができ、十分な操舵補助力の確保と燃費の向上とを併せて実現することが可能となる。更に、開閉弁よりも上流側の導圧油路の中途に逆止弁及びアキュムレータを備え、このアキュムレータ内の蓄圧を変速装置に導く構成としたから、該変速装置の切換え動作をより速やかに行わせることができ、切換えの前後での特性の不連続部の発生を解消し、操舵中における違和感の発生をより確実に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】変速装置及び切換えクラッチと一体に構成された油圧ポンプの構成例を示す縦断面図である。
【図３】変速装置及び切換えクラッチの構成部分の拡大断面図である。
【図４】変速装置及び切換えクラッチの構成部分の拡大断面図である。
【図５】本発明装置において舵取りのために舵輪に加えられる操舵トルクとパワーシリンダに送給される作動油圧との対応関係を示す圧力特性図である。
【図６】本発明装置の他の実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
【図７】圧力スイッチの構成例を示す縦断面図である。
【図８】圧力スイッチの出力に基づく制御部の動作内容を示すフローチャートである。
【図９】従来の動力舵取装置において舵取りのために舵輪に加えられる操舵トルクとパワーシリンダに送給される作動油圧との対応関係を示す圧力特性図である。
【符号の説明】
１    舵輪
２    油圧制御弁
３    パワーシリンダ
４    油圧ポンプ
５    変速装置
６    切換えクラッチ
７    制御部
８    圧力スイッチ
15    吐出油路
16    導圧油路
Ａ    アキュムレータ
Ｖ2   圧力感応弁
Ｖ3   開閉弁
【図１】
0004212201.tif 000002
【図２】
0004212201.tif 000003
【図３】
0004212201.tif 000004
【図４】
0004212201.tif 000005
【図５】
0004212201.tif 000006
【図６】
0004212201.tif 000007
【図７】
0004212201.tif 000008
【図８】
0004212201.tif 000009
【図９】
0004212201.tif 000010