JP2000225958A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドル２の中立時から、それを左右いずれ
かに切り替えたとき、瞬間的に発生する圧力上昇を抑え
て、操舵感覚に違和感を与えないようにする。 【解決手段】 図１に示した第１実施例では、４つの可
変絞りからなる第１制御部２０と第２制御部２１とを設
け、この第２制御部２１の下流側にオンオフ制御弁２３
を設けている。そして、このオンオフ制御弁２３の一方
のパイロット室２３ａをオリフィス２２の上流側に接続
し、他方のパイロット室２３ｂをオリフィス２２の下流
側に接続している。したがって、アシスト力を必要とす
るときには、第２制御部２１が流通状態に保たれ、上記
した圧力上昇が抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばアイドリ
ング時の消費エネルギーを最少に保ちながら、パワース
テアリングを操作しているときには、適切なアシスト力
を発揮させられるパワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置として、図３に示すものが
従来から知られている。この従来の装置は、ステアリン
グ操作に関連して開度を制御するバルブ機構Ｖを備えて
いる。このバルブ機構Ｖは、４つの絞りからなる制御部
１を主要素にしてなる。そして、この制御部１は、ハン
ドル２の回転に応じて、その絞りの開度が制御されると
ともに、その開度に応じてパワーシリンダＣに供給され
る圧力が制御されるようにしている。また、このバルブ
機構Ｖは、絞り３を介してポンプＰに接続している。

【０００３】さらに、上記ポンプＰとバルブ機構Ｖとの
間に、流量制御機構ＳＶを設けている。この流量制御機
構ＳＶは、上記絞り３と、第１流量制御部４と、第２流
量制御部５とからなる。上記第１流量制御部４は、絞り
３の前後差圧に応じて移動するプランジャ６を設けてい
る。そして、このプランジャ６の一端を、ポンプＰに連
通する制御室７に臨ませ、この制御室７とは反対側にな
るプランジャ６の他端にスプリング８のバネ力を作用さ
せている。ただし、このスプリング８は、上記プランジ
ャ６とピストン９との間に介在させている。

【０００４】上記ピストン９は、図示のノーマル位置
と、ストッパー部１０に接触する圧縮位置との２位置間
で移動できるようにしている。そして、ピストン９がノ
ーマル位置にあるときよりも、圧縮位置にあるときの方
が、スプリング８のバネ力が強くなるようにしている。
つまり、このピストン９は、スプリング８のバネ力を２
段階に調整するためのものである。

【０００５】また、上記制御室７にはドレンポート１１
を形成しているが、このドレンポート１１は、プランジ
ャ６の移動位置に応じて、その開度が制御される。例え
ば、プランジャ６が図面右端にあるときには、ドレンポ
ート１１が完全に閉ざされる。そして、プランジャ６が
スプリング８に抗して図面左方向に移動すればするほ
ど、このドレンポート１１の開度が大きくなる。

【０００６】また、スプリング８を設けた室１２は、絞
り３の下流側に接続している。したがって、絞り３の上
流側の圧力が導かれる制御室７の圧力をＰ_１とし、絞り
３の下流側の圧力が導かれる室１２の圧力をＰ_２ と
し、スプリング８のバネ力をＦとし、プランジャ６の面
積をとすると、プランジャ６は、Ｐ_１Ａ＝Ｐ_２Ａ＋Ｆで
バランスした位置に停止する。そして、そのバランス位
置でドレンポート１１の開度を制御する。

【０００７】第２流量制御部５は、スプール１３を設
け、そのスプール１３の一端を圧力室１４に臨ませ、他
端をスプリング室１５に臨ませている。この圧力室１４
はポンプＰに接続し、スプリング室１５はタンクＴに連
通させている。そして、このスプリング室１５にはスプ
リング１６を設け、通常は、スプール１３が図示のノー
マル位置を保つようにしている。

【０００８】上記のようにスプール１３がノーマル位置
にあるとき、スプリング室１５が，第１流量制御部４の
ピストン室１７に連通する。言い換えると、スプール１
３がノーマル位置にあるときには、上記ピストン室１７
が、スプリング室１５を介してタンクＴに連通する。こ
のようにピストン室１７がタンクＴに連通していれば、
ピストン９が図示のノーマル位置を保ち、スプリング８
のバネ力を弱い状態に保つ。

【０００９】一方、スプール１３がスプリング１６に抗
して移動すると、圧力室１４→スプール１３に形成した
通孔１８→環状溝１９を介して、ポンプＰとピストン室
１７とが連通する。したがって、ピストン室１７にはポ
ンプＰの吐出圧が導かれるとともに、ピストン９がスプ
リング８をたわませながら前記圧縮位置まで移動する。
ピストン９が圧縮位置まで移動すれば、スプリング８の
バネ力が強い状態に保たれる。

【００１０】今、ハンドル２を中立位置に保っている
と、パワーシリンダＣに負荷圧がほとんど立たないの
で、回路全体の圧力もそれほど高くならない。この回路
圧が低い状態では、第２流量制御部５のスプール１３が
スプリング１６のバネ力で図示のノーマル位置を保つ。
したがって、第１流量制御部４のピストン室１７は、第
２流量制御部のスプリング室１５を介してタンクＴに連
通する。

【００１１】このようにピストン室１７がタンクに連通
していれば、ピストン９も図示のノーマル位置を保ち、
スプリング８のバネ力を弱い状態に保つ。スプリング８
のバネ力が弱いので、絞り３前後の差圧が小さくても、
スプール６がスプリング８に抗して移動し、ドレンポー
ト１１を開く。このようにドレンポート１１が開けば、
ポンプＰの吐出量は、ほとんどそのままタンクＴに戻さ
れるので、ポンプＰのエネルギーロスが少なくなる。

【００１２】上記の状態からハンドル２を操作すると、
シリンダＣに負荷が発生するので、ポンプＰの吐出圧
も、その負荷に対応する圧力まで上昇する。この上昇し
た圧力が、第２流量制御部５の圧力室１４に作用するの
で、そのスプール１３が移動する。したがって、ポンプ
Ｐの吐出圧は、圧力室１４→通孔１８→環状溝１９を経
由してピストン室１７に導かれる。ピストン室１７に圧
力が導かれると、ピストン９がストッパー部１０に当た
るまで移動し、スプリング８のバネ力を強くする。

【００１３】このようにスプリング８のバネ力が強くな
れば、その分ドレンポート１１の開度も小さくなるの
で、ポンプ吐出量のほとんどがバルブ機構Ｖに供給され
ることになる。上記のようにしてハンドル２を操作して
いない状態のときには、バルブ機構Ｖに供給する流量を
減らして、ポンプＰのエネルギーロスを少なくする。ま
た、ハンドル２を操作してアシスト力を必要とするとき
には、バルブ機構Ｖに供給する流量を増やして、その負
荷に対応した圧力を維持できるようにしている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
のパワーステアリング装置では、図４に示すように、ハ
ンドル２を操作したθ１の時点で、ポンプ吐出圧がＰ１
からＰ２に急激に上昇してしまう。つまり、バルブ機構
Ｖがθ１まで作動し、開度がある程度絞られてポンプ吐
出圧Ｐ１まで上昇すると、上記したようにピストン９が
ストッパー部１０に当たるまで移動し、スプリング８の
バネ力を強くする。そのために、スプール６は図面右方
向に移動してバルブ機構Ｖへの供給流量を増やす。この
ように供給流量が増えるために、その時点でポンプ吐出
圧が、ΔＰ分だけ急上昇してしまう。したがって、この
従来のパワーステアリング装置では、上記ポンプ吐出圧
の急上昇時に、ドライバーに操舵上の違和感を与えると
いう問題があった。この発明の目的は、ハンドルを中立
状態から操作して、ポンプ吐出圧が急上昇しても、ドラ
イバーに操舵上の違和感を与えない装置を提供すること
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、ポンプと、
パワーシリンダと、ポンプからパワーシリンダへの供給
流量を制御する流量制御機構と、流量制御機構から供給
される制御流量を制御して、パワーシリンダを作動する
バルブ機構とを備え、上記流量制御機構は、アシスト力
が必要とされないときに、制御流量を最低流量に保ち、
アシスト力が必要とされるときに、その制御流量を増や
して、アシスト力に必要とされる流量に保つ構成にし、
上記バルブ機構は、制御流量を制御してパワーシリンダ
に分配供給する第１制御部と、この第１制御部と並列に
接続した第２制御部とからなるパワーステアリング装置
を前提にするものである。

【００１６】上記の装置を前提にしつつ、第１の発明
は、バルブ機構が、第２制御部の上流側あるいは下流側
にオンオフ制御弁を接続し、制御流量が最低流量からア
シスト力に必要とされる流量に増えるときに、急激な圧
力上昇を吸収するようにした点に特徴を有する。第２の
発明は、バルブ機構が、第１制御部および第２制御部の
上流側に優先弁を接続し、この優先弁の優先ポートを第
１制御部に接続し、余剰流ポートを第２制御部に接続
し、制御流量が最低流量からアシスト力に必要とされる
流量に増えるときに、急激な圧力上昇を吸収するように
した点に特徴を有する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に示した第１実施例は、バル
ブ機構Ｖを、４つの可変絞りからなる第１制御部２０と
第２制御部２１とで構成するとともに、これら両制御部
２０，２１をポンプＰに対して並列に接続している。そ
して、これら両制御部２０，２１の上流側にはオリフィ
ス２２を設けるとともに、両制御部２０，２１の下流側
をタンクＴに接続している。また、上記第１制御部２０
に従来と同様のパワーシリンダＣを接続している。

【００１８】そして、上記第２制御部２１の下流側に
は、オンオフ制御弁２３を接続している。このオンオフ
制御弁２３は、その一方のパイロット室２３ａをオリフ
ィス２２の上流側に接続し、他方のパイロット室２３ｂ
をオリフィス２２の下流側に接続している。また、この
他方のパイロット室２３ｂ側にはスプリング２４を設
け、通常は、このスプリング２４の作用で、閉位置を保
つようにしている。なお、第１流量制御部４および第２
流量制御部５の構成は従来と同様なので、その詳細な説
明を省略する。ただし、それら各構成要素については、
従来と同一符号を用いる。

【００１９】次に、この第１実施例の作用を説明する。
ハンドル２を操作していない中立時には、前記従来で説
明したように、ポンプ吐出量の多くがドレンポート１１
からタンクＴに戻される。したがって、オリフィス２２
に流れる流量が少なく、その分、オリフィス２２前後の
差圧が小さくなる。このようにオリフィス２２前後の差
圧が小さければ、オンオフ制御弁２３の両パイロット室
２３ａおよび２３ｂの圧力差も小さくなる。したがっ
て、このオンオフ制御弁２３はスプリング２４の作用
で、図示の閉位置を保つ。

【００２０】上記のようにオンオフ制御弁２３が閉位置
を保つので、絞り３を通過した流量は、その全量が第１
制御部２０側に流れ、そこからタンクＴに戻されること
になる。つまり、この段階では、前記従来と同様に、ポ
ンプのエネルギーロスがほとんどない状態になる。そし
て、ハンドル２を中立位置から左右いずれかに操作する
と、それにともなってパワーシリンダＣに負荷が発生す
る。したがって、ポンプＰはこの負荷に対応する圧力ま
で上昇する。

【００２１】この圧力上昇にともなって、第１流量制御
部４および第２流量制御部５が動作して、上記ドレンポ
ート１１を閉じるかあるいはその開度を小さくするの
で、その分、オリフィス２２を通過する流量が多くな
る。オリフィス２２を通過する流量が多くなれば、その
前後の差圧も大きくなる。したがって、一方のパイロッ
ト室２３ａの圧力が、他方のパイロット室２３ｂの圧力
よりも高くなる。パイロット室２３ａの圧力が相対的に
高くなれば、オンオフ制御弁２３が、スプリング２に抗
して開位置に切り替わる。

【００２２】上記のようにしてオンオフ制御弁２３が開
位置に切り替われば、このオリフィス２２を通過した流
量の一部が、第２制御部２１を経由してタンクＴに戻さ
れることになる。したがって、中立時からハンドル２を
左右いずれかに操作したとき、言い換えれば、図４のバ
ルブ機構Ｖの作動角がθ１の時点で、第２制御部２１が
タンクＴに連通するので、図４に示すΔＰの圧力上昇を
さけられる。

【００２３】また、図４に示す通常の圧力カーブに沿っ
た特性を維持するのが理想であるが、これは第２制御部
２１の各可変絞りの開度を調整すれば、達成できる。特
に、第２制御部２１の可変絞りの開度は、その設計段階
でいかようにもできる。したがって、実験値などをもと
にして、図４に示した通常の圧力カーブを描くように、
第２制御部２１の各可変絞りの開度を特定すればよい。
なお、上記第１実施例では、オンオフ制御弁２３を第２
制御部２１の下流側に設けたが、それを第２制御部２１
の上流側に設けてもよい。

【００２４】図２に示した第２実施例は、第１実施例の
オンオフ制御弁２３に代えて、優先弁２５を設けた点に
特徴を有する。すなわち、優先弁２５は、その制御流ポ
ート２５ａを第１制御部２０に接続し、余剰流ポート２
５ｂを第２制御部２１に接続したものである。したがっ
て、図４に示すθ１の段階で、ポンプからの吐出流量が
増加し、その増加流量分が優先弁２５の余剰流ポート２
５ｂから第２制御部２１を経由してタンクに戻される。
そして、ΔＰ分だけ圧力が上昇しようとすると、その圧
力上昇を抑えるようにして、流量の一部が余剰流ポート
２５ｂから第２制御部２１を経由してタンクＴに戻され
る。その他の構成および作用は、第１実施例と同様であ
る。

【００２５】

【発明の効果】この発明のパワーステアリング装置によ
れば、ハンドルを中立時から左右いずれかに操舵したと
き、圧力の急上昇がないので、ドライバーに操舵上の違
和感を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図1】第１実施例の回路図である。

【図２】第２実施例の回路図である。

【図３】従来のステアリング装置の回路図である。

【図４】操舵時の圧力カーブを示したグラフである。

【符号の説明】

Ｖ バルブ機構 ＳＶ 流量制御機構 Ｃ パワーシリンダ Ｐ ポンプ Ｔ タンク ２０ 第１制御部 ２１ 第２制御部 ２３ オンオフ制御弁 ２５ 優先弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高井正史 東京都港区浜松町２−４−１ 世界貿易セ ンタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 千葉樹生 東京都港区浜松町２−４−１ 世界貿易セ ンタービル カヤバ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D033 EB06 EB11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプと、パワーシリンダと、ポンプか
   らパワーシリンダへの供給流量を制御する流量制御機構
   と、流量制御機構から供給される制御流量を制御して、
   パワーシリンダを作動するバルブ機構とを備え、上記流
   量制御機構は、アシスト力が必要とされないときに、制
   御流量を最低流量に保ち、アシスト力が必要とされると
   きに、その制御流量を増やして、アシスト力に必要とさ
   れる流量に保つ構成にし、上記バルブ機構は、制御流量
   を制御してパワーシリンダに分配供給する第１制御部
   と、この第１制御部と並列に接続した第２制御部とから
   なるパワーステアリング装置において、上記バルブ機構
   は、第２制御部の上流側あるいは下流側にオンオフ制御
   弁を接続し、制御流量が最低流量からアシスト力に必要
   とされる流量に増えるときに、急激な圧力上昇を吸収す
   るようにしたことを特徴とするパワーステアリング装
   置。
2. 【請求項２】 ポンプと、パワーシリンダと、ポンプ
   からパワーシリンダへの供給流量を制御する流量制御機
   構と、流量制御機構から供給される制御流量を制御し
   て、パワーシリンダを作動するバルブ機構とを備え、上
   記流量制御機構は、アシスト力が必要とされないとき
   に、制御流量を最低流量に保ち、アシスト力が必要とさ
   れるときに、その制御流量を増やして、アシスト力に必
   要とされる流量に保つ構成にし、上記バルブ機構は、制
   御流量を制御してパワーシリンダに分配供給する第１制
   御部と、この第１制御部と並列に接続した第２制御部と
   からなるパワーステアリング装置において、上記バルブ
   機構は、第１制御部および第２制御部の上流側に優先弁
   を接続し、この優先弁の優先ポートを第１制御部に接続
   し、余剰流ポートを第２制御部に接続し、制御流量が最
   低流量からアシスト力に必要とされる流量に増えるとき
   に、急激な圧力上昇を吸収するようにしたことを特徴と
   するパワーステアリング装置。