JP2005536401A - 自動車の油圧式パワーステアリングシステム - Google Patents

Abstract

ベーンポンプ（２）が圧力供給のために自動車の油圧式ステアリングシステム（１）に設けられる。フローバルブ（９）がベーンポンプの送出側の下流に配設されており、このフローバルブの開口断面部は常温始動モード時に少なくとも実質的に閉鎖される。

Description

本発明は、請求項１の前段部に記載された自動車の油圧式パワーステアリングシステムに関する。

上記のタイプのパワーステアリングシステムは、ドイツ特許公開４２２０６２４号により公知である。このようなパワーステアリングシステムは、高圧ポンプからステアリングバルブに至る連結部において、フローバルブを備えている。このフローバルブの開口断面部は、車速のブースター効果を変化させるべく、適切に作動される電磁アクチュエータを介して可変となっている。

更に、ドイツ特許公開１９５２９８０７号は、送出側の下流に３方向流量調整バルブが設けられたベーンセルポンプを開示している。３方向流量調整バルブは、特定の最低圧力が存在するときのみ、消費側送出部を開放する。これは、ベーンセルポンプの常温始動動作を向上することが意図されている。この発明においては、作業空間が互いに対して十分に画定されていないために、常温始動状態において半径方向圧力荷重の不足の結果として短絡回路の影響が生じてしまい、送出性能が低下する。この低下した送出性能とこれにより圧力増加が緩慢になるという問題は、送出側の流出路が流量調整バルブにより閉鎖されることによって補償されなければならない。このような目的のために構成される流量調整バルブは、構造が複雑である。

本発明は、上記のタイプの油圧式ステアリングシステムを快適性に関してより高い要求に応えるものとして構成することを目的とし、更に正確には、その構造を複雑なものとすることなく、より小さいエネルギー投入量しか必要としない油圧式ステアリングシステムを構成することを目的とする。

この目的は、本発明による、請求項１に記載の、固定高圧ポンプとして使用される低脈動及び良好な騒音特性を特徴とするベーンセルポンプ、により達成される。電磁アクチュエータにより作動され得るフロー（流量）バルブが、ベーンセルポンプの下流に接続して設けられる。このフローバルブは、ベーンセルポンプとの間に接続された圧力逃しバルブと連動して、走行状態及び走行動作の関数としてのパワーアシスタンスのために必要とされる要求に対して送出量を容易に適合させることができる。更に、本発明によれば、常温始動運転時において、ベーンセルポンプ内の圧力ができるだけ迅速に増加されるように、フローバルブが電磁アクチュエータを介して作動され得る。従って、本発明は、エネルギー消費量を最小にするとともに常温始動運転の向上を図るためのフローバルブの使用と、これに伴う磨耗の減少効果と、を有利に組み合わせたものである。この組み合わせには、構造上の支出は必要ない。また、この組み合わせは、適当なソフトウエアリンクを用いての自動車の運転に関して記録されたデータの使用に実質的に基づく。

特に簡潔な態様では、本発明の解決手段のフローバルブはスロットルバルブとして構成することができ、当該スロットルバルブの閉鎖方向は好適には流れの方向に一致している。閉鎖方向に荷重を与える適切なバネであれば、弱いバネを使用することができる。また、本発明の更なる改良において、スロットルバルブが圧力の影響を受けないように構成されれば、電磁的に生成される作動力はこれとは無関係に小さく維持され得る。

本発明によれば、常温始動運転を考慮に入れるために、電磁アクチュエータは常温始動状態を規定するパラメータに基づいて作動される。通常、これらのパラメータは、内燃エンジンの運転を含む自動車の運転時において記録される。これらのパラメータは、個々に呼び出すことも、互いにリンクさせて呼び出すことも、可能である。常温始動パラメータとしては、特に、エンジン温度、外気温、エンジン回転速度、エンジン停止時間、及び、その他のパラメータを記録することができる。

本発明の更なる詳細及び特徴は、請求項の記載から明らかにされる。更に、本発明は、例示的な実施の形態を用いて以下に説明される。

本発明の油圧式パワーステアリングシステム１を示す図１において、参照符号２は、固定ポンプとして構成されたベーンセルポンプを示している。ベーンセルポンプ２は、貯蔵容器３から圧油供給され、ステアリングバルブ４に送出する。ステアリングバルブ４にステアリング機構の作動装置が組み込まれていなければ、ステアリングバルブ４の下流にステアリング機構５の作動装置が配置される。ステアリング機構５から車輪に通じる接続部は、参照符号６で示されている。更に、ステアリングバルブ４とステアリングホイール（図示せず）との接続部は、ステアリングシャフト７として示されている。

ベーンセルポンプ２とステアリングバルブ４との接続部には、圧力貯蔵部及び／又はパルス減衰要素としての膨張管８が配置されている。更に、フローバルブ９が、ベーンセルポンプ２に隣接して配設されている。図２により詳細に示されるように、フローバルブ９は電磁アクチュエータ１０に割り当てられている。

ベーンセルポンプ２とフローバルブ９との間の連結部には、圧力逃しバルブ１２に向かうブランチ（枝部）１１が設けられている。圧力逃しバルブ１２は、管部１４を介して、ポンプ２の吸込み管１３に接続されている。圧力逃しバルブ１２は、圧力制御される。正確には、点線１６で示されるように、フローバルブ９とステアリングバルブ４との間の管接続部１５における圧力の作用（関数）として制御される。ステアリングバルブ４から貯蔵容器３への圧油の回帰は、内部にクーラー１８が配設された管１７を介して行われる。

更に、ステアリング速度センサ３８が図示されている。これにより、ステアリングシャフト７の回転速度が検出される。また、速度センサ１９が図示されている。これにより、自動車の走行速度が記録される。速度センサ１９は、例えば、自動車のスピードメータからなっていてもよい。それぞれ記録された信号が制御ユニット２０において処理される。これらの間の接続は、いわゆるＣＡＮバス２１を介して形成される。ベーンセルポンプの常温始動運転を特定する他の制御パラメータであって、通常は他の自動車機能と併せて記録されるパラメータは、好適には、制御ユニット２０によって処理される。

アクチュエータ１０への電流の供給は、制御ユニット２０により制御される。電池或いは他の車内電流接続部が、例えば電源２２及び制御ユニット２０からアクチュエータに通じる配線接続部２３として、設けられている。

図２において、バルブハウジング２４が示されている。このバルブハウジング２４内に、参照符号２５で示されるポンプ側の吸気接続部と、参照符号２６で示されるステアリングバルブ４に通じる接続部と、が設けられている。

これらの接続部２５及び２６の間の連結領域において、スロットルバルブとして構成されたフローバルブ９のスロットル部材２７を介して制御される開口断面部２８が設けられている。この開口断面部２８内に、スロットル部材２７の拡大スロットルヘッド２９が係合しており、当該スロットルヘッド２９にガイドロッド３０が取り付けられている。ガイドロッド３０は、電磁アクチュエータ１０の巻線３１の領域にまで延びるとともに、その端領域にアーマチュア３２を備えている。圧力チャンバ３３がスロットルヘッド２９に対向するように、ガイドロッド３０は穿孔されて中空とされ、これにより圧力が均等化されている。従って、アクチュエータ１０を介して比較的小さい調整力が加えられ、スロットルヘッド２９が開放方向に拡大している開口断面部２８に入り込むと、スロットル部材２７は開放方向に移動することができる。参照符号３４は、スロットル部材２７に閉鎖方向に荷重を与える比較的弱いバネを示している。

パワーステアリングシステム１の動作中において、開口断面部２８は、アクチュエータ１０に供給される適切な電流により、制御ユニット２０の制御方法に従って、運転上の理由及び快適性の観点のために必要とされるブースター作用に関して、及び、この目的のために必要とされる体積流量に関して好適である程度まで、開放される。

常温始動状態においてベーンセルポンプ２の送出性能が低下する点に関して、スロットルバルブとして構成されたフローバルブ９が、常温始動状態において、図示のように開口断面部２８がスロットルヘッド２９上で少なくとも実質的に閉鎖されるように、作動される。この結果、この場合の消費部材であるステアリングバルブ４に対する体積流量が全くない或いは実質的に全くないので、ベーンセルポンプ２において最初から圧力が増加し、この圧力がベーンセルポンプ２の羽根（ベーン）をカムリングの半径方向外側部分へと付勢する。従って、ベーンセルポンプの個々の作動チャンバ間における短絡接続が迅速に遮断される。

実質的に圧力を増加させるためにのみ機能するこの種の操作方法は、非常に短い時間しか必要でないため、自動車の始動時の迅速な作動に関してパワーステアリングシステムを損なうことがない。また、本方法は、制御バルブ９の適切な作動を介して、構造上の更なる支出を伴うことなく達成される。更に、制御バルブ９は、制御ユニット２０により適切に作動されれば、固定ポンプとして動作するベーンセルポンプ２がステアリングバルブ４或いは運転及び／又は快適性の理由のために必要とされるブースター作動装置に送出容積のごく一部のみを送ることを、確実にする。

本発明による油圧式パワーステアリングシステムを示す図。 本発明の範囲において有利に使用される、スロットルバルブとして構成されたフローバルブの断面図。

Claims (7)

1. ステアリング機構と、
   ステアリングバルブと、
   前記ステアリングバルブへの接続部を有する固定高圧ポンプと、
   を備え、
   前記接続部内にフローバルブが設けられ、
   当該フローバルブの開口断面部は、ステアリング動作に影響を及ぼすパラメータが考慮されつつ電磁アクチュエータを介して調整可能である
   という自動車の油圧式パワーステアリングシステムにおいて、
   前記高圧ポンプは、送出側に前記フローバルブ（９）が後置されたベーンセルポンプ（２）として構成され、
   圧力逃しバルブ（１２）が、前記フローバルブ（９）と前記ベーンセルポンプ（２）との間に設けられ、
   前記ベーンセルポンプ（２）の常温始動運転時には、前記フローバルブ（９）の前記開口断面部が少なくとも実質的に閉鎖される
   ことを特徴とする油圧式パワーステアリングシステム。
2. 前記フローバルブ（９）は、スロットルバルブとして構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の油圧式パワーステアリングシステム。
3. 前記スロットルバルブの閉鎖方向は、流れの方向に一致している
   ことを特徴とする請求項２に記載の油圧式パワーステアリングシステム。
4. 前記スロットルバルブは、閉鎖方向にバネ荷重（付勢）されている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の油圧式パワーステアリングシステム。
5. 前記スロットルバルブは、圧力の影響を受けないように構成されている
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の油圧式パワーステアリングシステム。
6. 前記ベーンセルポンプの常温始動状態を制限するパラメータが考慮されつつ、前記電磁アクチュエータ（１０）を作動することが可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の油圧式パワーステアリングシステム。
7. 自動車のエンジンのエンジン温度、外気温、自動車のエンジンの回転速度、自動車のエンジンの停止時間、及び／又は、エンジンが始動してからの時間が、常温始動パラメータとして提供される
   ことを特徴とする請求項６に記載の油圧式パワーステアリングシステム。

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