JP2007099037A - Power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵力をアシストするパワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a power steering device that assists steering force.
従来、特許文献1に開示されるようなパワーステアリング装置においては、電動モータで駆動される可逆式ポンプからの液圧をパワーシリンダの左右のシリンダ室にそれぞれ選択的に供給することにより、操舵アシスト力を得ている。可逆式ポンプから吐出された液圧は、パワーシリンダへ供給される一方、配管途中に設けられた双方向バルブに作用する。双方向バルブは、可逆式ポンプとパワーシリンダとを接続する左右の通路のそれぞれとリザーバタンクとの連通、遮断を切り替えており、可逆式ポンプからの液圧が作用した場合には、通路とリザーバタンクとを遮断する一方、反対側の双方向バルブを開弁している。よって、可逆式ポンプからの液圧が供給されない側の通路とリザーバタンクとが連通し、パワーシリンダからの作動油がリザーバタンクへ排出される構造となっている。
しかしながら上記従来技術にあっては、可逆式ポンプがリザーバタンクからの作動油を吸い込む通路にフィルタを設けて配管内のコンタミを除去しようとする場合、例えば左側のシリンダ室から排出された作動油の一部はリザーバタンクへ排出されるが、残りの作動油については可逆式ポンプへ吸い込まれ、再度右側のシリンダ室へ供給されてしまうため、配管内のコンタミを充分に除去することができないおそれがある、という問題があった。 However, in the above prior art, when a reversible pump is provided with a filter in a passage for sucking hydraulic oil from the reservoir tank to remove contamination in the piping, for example, the hydraulic oil discharged from the left cylinder chamber Part of the oil is discharged to the reservoir tank, but the remaining hydraulic oil is sucked into the reversible pump and supplied again to the right cylinder chamber, so there is a risk that contamination in the piping cannot be removed sufficiently. There was a problem that there was.
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、コンタミが再度可逆式ポンプに吸い込まれることを回避し、作動油内のコンタミを効率よく除去することが可能なパワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and the purpose thereof is to prevent the contamination from being sucked into the reversible pump again and to efficiently remove the contamination in the hydraulic oil. The object is to provide a steering device.
上述の目的を達成するため、本発明では、操舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、前記油圧パワーシリンダの両圧力室に対し第1、第2通路を介して油圧を供給する一対の吐出口を備えた可逆式ポンプと、前記可逆式ポンプを正・逆回転させる電動機と、前記操舵輪に与えるべき操舵アシスト力を検出する操舵アシスト力検出手段と、前記操舵アシスト力検出手段によって検出された操舵アシスト力に基づき、前記電動機に所望の油圧を発生させるために前記電動機に対して駆動信号を出力する電動機制御手段と、前記第1通路に設けられた第1双方向バルブと、前記第2通路に設けられた第2双方向バルブと、作動油を貯留するリザーバタンクと、前記リザーバタンクに設けられ、作動油を濾過するフィルタと、前記可逆式ポンプと前記第1双方向バルブの間における前記第1通路に開口し、の第1通路と前記リザーバタンクとの間に設けられ、このリザーバタンクから前記第1通路への流れのみを許容する第1一方向弁と、前記可逆式ポンプと前記第2双方向バルブの間における前記第2通路に開口し、この第2通路と前記リザーバタンクとの間に設けられ、このリザーバタンクから前記第2通路への流れのみを許容する第2一方向弁とを備え、前記第1双方向バルブは、この第1双方向バルブの前後差圧によって開閉制御され、少なくとも前記可逆式ポンプ側の圧力が前記パワーシリンダ側の圧力よりも高い第1の状態において、前記第1通路の前記可逆式ポンプ側と前記パワーシリンダ側とを連通し、少なくともこの可逆式ポンプ側の圧力がこのパワーシリンダ側の圧力よりも小さい第2の状態において、前記第1通路の前記可逆式ポンプ側と前記パワーシリンダ側とを遮断するとともに、前記パワーシリンダ側の前記第1通路と前記リザーバタンクとを連通させ、前記第2双方向バルブは、この第2双方向バルブの前後差圧によって開閉制御され、少なくとも前記可逆式ポンプ側の圧力が前記パワーシリンダ側の圧力よりも高い第1の状態において、前記第2通路の前記可逆式ポンプ側と前記パワーシリンダ側とを連通し、少なくともこの可逆式ポンプ側の圧力がこのパワーシリンダ側の圧力よりも小さい第2の状態において、前記第2通路の前記可逆式ポンプ側と前記パワーシリンダ側とを遮断するとともに、前記パワーシリンダ側の前記第2通路と前記リザーバタンクとを連通させることとした。 In order to achieve the above-described object, in the present invention, a hydraulic power cylinder for assisting a steering force of a steering mechanism coupled to a steering wheel, and both pressure chambers of the hydraulic power cylinder via first and second passages. A reversible pump having a pair of discharge ports for supplying hydraulic pressure, an electric motor for rotating the reversible pump forward and backward, steering assist force detecting means for detecting a steering assist force to be applied to the steered wheels, and the steering Based on the steering assist force detected by the assist force detection means, motor control means for outputting a drive signal to the electric motor in order to generate a desired hydraulic pressure in the electric motor, and a first passage provided in the first passage A bidirectional valve, a second bidirectional valve provided in the second passage, a reservoir tank for storing hydraulic oil, and a filter provided in the reservoir tank for filtering the hydraulic oil And the first passage between the reversible pump and the first bidirectional valve, and is provided between the first passage and the reservoir tank, and flows from the reservoir tank to the first passage. A first one-way valve that allows only the first passage, and the second passage between the reversible pump and the second bidirectional valve, and is provided between the second passage and the reservoir tank. A second one-way valve that allows only flow from the tank to the second passage, and the first bidirectional valve is controlled to open and close by a differential pressure across the first bidirectional valve, and at least the reversible pump In a first state where the pressure on the side is higher than the pressure on the power cylinder side, the reversible pump side and the power cylinder side of the first passage communicate with each other, and at least the pressure on the reversible pump side In the second state smaller than the pressure on the power cylinder side, the reversible pump side and the power cylinder side of the first passage are shut off, and the first passage on the power cylinder side and the reservoir tank are In the first state, the second bidirectional valve is controlled to open and close by the differential pressure across the second bidirectional valve, and at least the pressure on the reversible pump side is higher than the pressure on the power cylinder side. The reversible pump side of the second passage communicates with the power cylinder side, and at least in the second state where the pressure on the reversible pump side is smaller than the pressure on the power cylinder side, The reversible pump side and the power cylinder side are shut off, and the second passage on the power cylinder side and the reservoir tank are connected. I decided to let it pass.
よって、コンタミが再度可逆式ポンプに吸い込まれることを回避し、作動油内のコンタミを効率よく除去可能なパワーステアリング装置を提供できる。 Therefore, it is possible to provide a power steering device that avoids contamination from being sucked into the reversible pump again and can efficiently remove contamination in the hydraulic oil.
以下、本発明のパワーステアリング装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing the power steering apparatus of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
[パワーステアリング装置のシステム構成]
実施例1につき図1ないし図9に基づき説明する。図1は、本願パワーステアリング装置のシステム構成図である。なお、ラック軸4の方向をx軸とし、第1通路21側を正方向と定義する。
[System configuration of power steering system]
Example 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a system configuration diagram of the power steering apparatus of the present application. The direction of the
(システム構成)
運転者がステアリングホイール1を操舵すると、シャフト2を介してピニオン3が駆動され、いわゆるラック&ピニオン機構によりラック軸4が軸方向に移動し、前輪を操舵する。シャフト2にはトルクセンサ5(操舵アシスト力検出手段)が設けられ、コントロールユニット8(電動機制御手段)に対しトルク信号を出力する。
(System configuration)
When the driver steers the steering wheel 1, the
ラック軸4には、運転者の操舵トルクに応じてラック軸4の移動をアシストするパワーステアリング機構が設けられている。パワーステアリング機構は、モータM(電動機)、双方向のポンプP(可逆式ポンプ)、パワーシリンダ6を備える。
The
パワーシリンダ6は、軸方向移動可能に設けられたピストン63により第1シリンダ室61及び第2シリンダ室62に画成され、第1、第2シリンダ室61,62は第1、第2通路21,22を介してポンプPと接続する。コントロールユニット8からの指令に基づきモータMを駆動し、ポンプPを正/逆回転させて第1、第2シリンダ室61,62に作動油を供給し、ラック軸4を軸方向移動させて操舵アシスト力を発生させる。
The
(油圧回路)
第1、第2通路21,22は第1、第2供給油路28,29を介してリザーバタンク7と接続し、ポンプ駆動により作動油が供給される。また、第1、第2通路21,22にはそれぞれ第1、第2双方向バルブ100,200が設けられている。
(Hydraulic circuit)
The first and
この第1、第2双方向バルブ100,200は第1、第2通路21,22の圧力差により機械的に開/閉弁するバルブであり、第1、第2通路21,22のうち、低圧側通路の下流側はリザーバタンク連通路27を介してリザーバタンク7と連通する。
The first and second
すなわち、第1、第2双方向バルブ100,200によって、第1、第2通路21,22の下流側21b,22bのうち低圧側とリザーバタンク7とが連通されることとなる。一方、第1、第2通路21,22が等圧であれば、第1通路21の上/下流21a,21b及び第2通路22の上/下流22a,22bを連通する。
That is, the first and second
また、第1、第2通路21,22には、第1、第2双方向バルブ100,200と上流と下流をそれぞれ接続する第1、第2通路チェックバルブ31(第3、第4一方向弁)がそれぞれ設けられ、第1、第2双方向バルブ100,200の上流から下流へ向かう流れのみを許容する。
The first and
第1、第2通路21,22の下流側21b、22bには第3、第4通路23,24が設けられている。第1、第2双方向バルブ100,200内に第1、第2通路下流側21b、22bの圧力を導入し、各バルブ100,200の開閉を補助するものである(詳細は図4参照)。
Third and
また、第1、第2供給油路28,29には第1、第2吸入チェックバルブ53,54(第1、第2一方向弁)が設けられ、リザーバタンク7への逆流を防止する。さらに、第1、第2供給油路28,29であってポンプPの双方向ポートを覆うように第1、第2フィルタ51,52がそれぞれ設けられている。
The first and second
この第1、第2フィルタ51,52は油圧回路上は別部材であるが、実際は1つのフィルタ50により第1、第2供給油路28,29における濾過を行うものである(図2、3参照)。図1では説明の便宜上第1、第2フィルタ51,52として示す。
The first and
フィルタ51,52をリザーバタンク連通路27に設けると油圧回路内にコンタミが残存するおそれがあるが、リザーバタンク7からポンプPへ吸入する直前にフィルタ51,52を設けることで、油圧回路内へのコンタミ進入を確実に防止する。
If the
[フィルタの詳細]
図2はポンプPにおけるフィルタ50付近のの径方向断面図、図3は軸方向部分断面図である。図3では図2のI−I断面、図2では図3のII−II断面を示す。図3では第1、第2吸入チェックバルブ53,54付近のみ断面図とする。なお、ポンプPの軸方向リザーバタンク7側をz軸正方向とする。
Filter details
FIG. 2 is a radial sectional view in the vicinity of the
ポンプPへの作動油の供給路である第1、第2供給油路28,29はポンプハウジング9内に設けられ、ポンプハウジング9の径方向側面に設けられた開口部28a,29aにおいてリザーバタンク7に開口する。開口部28a,29aには第1、第2吸入チェックバルブ53,54が設けられ、ポンプからリザーバタンク7への逆流を防止する。
The first and second
フィルタ50は有底カップ形状であり、底部と側面に濾過部50aが設けられてポンプハウジング9の径方向およびz軸正方向側を覆う。これにより1つのフィルタ50で2つの開口部28a,29a双方において吸入される作動油を濾過し、ポンプPへのコンタミ進入を防止するものである。
The
[双方向バルブの詳細]
図4は第1双方向バルブ100の軸方向断面図である。第1双方向バルブ100の軸方向ポンプP側をξ軸正方向とし、ξ軸に直交し図面に平行な軸をη軸とする。第1双方向バルブ100は第1ハウジング101に設けられたバルブ孔11に収装される。なお、第2双方向バルブ200は第1双方向バルブ100と同一であるため第1双方向バルブ100についてのみ説明する。
[Details of bidirectional valves]
FIG. 4 is an axial sectional view of the first
第1双方向バルブ100は第1スプール110、第1ポペット弁120、第1通路チェックバルブ31を有する。この第1通路チェックバルブ31はボール弁130、第1ばね140により形成される。
The first
第1スプール110は円筒形状部材であり、バルブ孔11内に軸方向移動可能に収装される。第1ポペット弁120は有底カップ形状であり、第1スプール110のξ軸負方向側に設けられて底部121において第1ばね140を係止する。
The
第1スプール110と第1ポペット弁120との間には第1油室D1が形成され、この第1油室D1に第1ボール弁140が配置される。第1ボール弁140は第1油室D1内でξ軸方向に移動し、バルブ孔11と第1油室D1との連通/遮断を切り換える。
A first oil chamber D1 is formed between the
(バルブ孔)
バルブ孔11は第1、第2ハウジング101,102に設けられた孔であり、ξ軸正方向側はポンプPに至る第1通路21の上流側21aと接続し、ξ軸負方向側はリザーバタンク7に至るリザーバタンク連通路27と接続する。
(Valve hole)
The
また、第1ハウジング101にはη正方向側から第1通路21の下流側通路21bが設けられてバルブ孔11に開口し、バルブ孔11下流側通路21bが連通する。なお、バルブ孔11のη軸負方向側に開口する油路は、第1スプール110に第1通路下流側21bの圧力を導入する第3通路23である。
Further, the
バルブ孔11は第1スプール110、第1ポペット弁120をそれぞれ収装するスプール収装部14、ポペット弁収装部15を有する。スプール収装部14のξ軸正方向側14aは負方向側14bよりも小径に設けられて段部14cを形成し、この段部14cに第3通路23の開口部23aが設けられる。また、第1通路21の下流側21bの開口部21cはスプール収装部14とポペット弁収装部15の間に設けられて第1油室D1と連通する。
The
(スプール)
第1スプール110は軸方向移動可能にバルブ孔11に収装され、バルブ孔11に設けられた係止部12,13により所定の移動量をもってξ軸正、負方向移動を規制される。
(spool)
The
また、第1スプール110のξ軸正方向側外周部111は負方向側外周部112よりも小径に設けられ、段部113を形成する。ξ軸正、負方向側外周部111,112はそれぞれバルブ孔11のξ軸正、負方向側スプール収装部14a,14bとほぼ同径に設けられている。
Further, the ξ axis positive direction outer
したがって、バルブ孔11のξ軸負方向側スプール収装部14bと第1スプール110のξ軸正方向側外周部111との間に間隙が形成され、第3通路23の作動油圧が導入されるスプール駆動油室D2が形成される。したがって、第1スプール110の段部113は第3通路23の作動油圧が作用する受圧面として機能する。
Therefore, a gap is formed between the ξ axis negative direction side
第1スプール110のξ軸正方向移動量が最大となった場合であっても、第1スプール段部113とバルブ孔11のスプール収装部段部14cは当接しないよう設けられている。したがって、第1スプール駆動油室D2と第3通路23とは常時連通されて第1スプール段部113には常時第3通路23の作動油圧が作用する。
Even when the movement amount of the
また、第1スプールξ軸正方向側外周部111にはシール111aが設けられ、第1通路上流側21aと第1スプール駆動油室D2とを液密に画成する。このシール111aは第1スプール110が軸方向移動した場合であっても、常時ξ軸正方向側スプール収装部14aと当接する位置に設けられている。
Further, a
さらに、第1スプール110は段つき内周部を備えた軸方向貫通孔116を有する。貫通孔116のξ軸負方向側内周部118は正方向側内周部117よりも大径に設けられ、段部119が形成される。このξ軸負方向側内周部118にボール弁130が挿入され、段部119によりボール弁130はξ軸正方向を係止される。
Further, the
(ポペット弁)
上述のように第1ポペット弁120は有底カップ形状であり、第1スプール110と同様に軸方向移動可能にバルブ孔11に収装される。第1ポペット弁120の内径側にはばね140が挿入され、内側底部121においてばね140のξ軸負方向を係止する。
(Poppet valve)
As described above, the
第1ポペット弁120の径方向外周側にはリブ122が設けられ、このリブ122において第1ポペット弁120はバルブ孔11と当接する。また、外側底部123の外周部には第2ハウジング102との当接部124が設けられ、第2ハウジング102の台座部103と当接することにより第1油室D1とリザーバタンク連通路27とを遮断する。
A
なお、リブ122が設けられているため、第1ポペット弁120がξ軸正方向に移動したとしても、第1通路下流側21bの開口部21cは閉塞されず、第1通路下流側21bと第1油室D1とは常時連通状態となる。
Since the
(ボール弁)
第1ボール弁140は第1スプール110と第1ポペット弁120との間に配置され、ばね130によりξ軸正方向に付勢されて第1通路チェックバルブ31を形成する。また、第1ボール弁140は第1スプール110の段部119によりξ軸正方向移動を規制される。第1スプール110が第1通路チェックバルブ31の弁座を兼ねることにより、部品点数を削減することができる。
(Ball valve)
The
また、第1ボール弁140は、段部119に当接した際に第1スプール110の貫通孔116のξ軸負方向開口部116aを完全に閉塞し、貫通孔116と第1油室D1の連通を遮断する。第1通路チェックバルブ31の前後差圧が小さいときはばね130により閉弁させることにより、第1シリンダ室61側から可逆式ポンプP側へ作動油が流れることを防止するものである。
Further, the
[双方向バルブにおける作動油の流れ]
(ポンプ側が高圧の場合)
図5は、第1通路21においてポンプP側高圧時の第1双方向バルブ100の軸方向断面図である。図6では第1シリンダ61増圧時を示す。操舵アシスト時には第1通路上流側21aにポンプPから吐出圧P1が導入され、第1スプール110の貫通孔116を介してボール弁140のξ軸正方向側に作用してボール弁140をξ軸負方向側に付勢する。
[Flow of hydraulic oil in bidirectional valve]
(When the pump side is high pressure)
FIG. 5 is a cross-sectional view in the axial direction of the first
一方、第1油室D1には第1通路下流側21bを介して第1シリンダ61におけるシリンダ圧P2が導入され、ボール弁140のξ軸負方向側に作用する。また、ボール弁140はばね130によりξ軸正方向側に付勢されている。
On the other hand, the cylinder pressure P2 in the
したがって、ポンプPの吐出圧P1による付勢力がシリンダ圧P2とばね130の付勢力の和を上回れば、ボール弁140はξ軸負方向に移動する。これにより第1スプール110の貫通孔開口部116aが開口し、第1通路上流側21aは第1油室D1と連通する。第1油室D1と下流側21bとは常時連通しているため、吐出圧P1は第1油室D1、第1通路下流側21bを介して第1シリンダ室61へ導入される。
Therefore, when the urging force due to the discharge pressure P1 of the pump P exceeds the sum of the urging force of the cylinder pressure P2 and the
第1ポペット弁の外側底部123はリザーバタンク7と連通するため、内側底部121にξ軸正方向側に吐出圧P1が作用し、外側底部123に大気開放圧Poが作用する。吐出圧P1>大気開放圧Poであるため、第1ポペット弁120はξ軸負方向側に付勢されて第2ハウジング102の台座部103と当接し、第1油室D1とリザーバタンク連通路27とは遮断される。
Since the
なお、マニュアルステア時にはステアリングホイール1によりラック軸4を移動させ、手動で第1シリンダ室61の容積を増大させる。この場合、第1シリンダ室61が負圧P2となり、第1吸入チェックバルブ53を介してリザーバタンク7と接続する第1通路21の上流側21aには大気開放圧Poが導入される。
During manual steering, the
したがって、マニュアルステア時においても双方向バルブ100のポンプP側(上流側21a)がシリンダ6側(下流側21b)よりも高圧となり、双方向バルブ100の動き、および作動油の流れは図5のポンプ加圧時と同様となる。
Therefore, even during manual steering, the pump P side (
(シリンダ側が高圧の場合)
図6は、第1通路21においてシリンダ6側高圧時の第1双方向バルブ100の軸方向断面図である。図6では第1シリンダ室61減圧時を示す。第1シリンダ61減圧時には、ポンプ駆動時およびマニュアルステア時いずれにおいても第1通路上流側21aへの加圧が停止され、ポンプPからのリークによりポンプP側の圧が減少する。したがって、第1シリンダ61側(下流側21b)の油圧P2がポンプP側(上流側21a)の油圧P1よりも高圧となる。
(When the cylinder side is high pressure)
FIG. 6 is an axial cross-sectional view of the first
第1双方向バルブ100における第1油室D1には下流側の圧P2が作用し、第1スプール110の貫通孔116には上流側の圧P1が作用する。したがってボール弁140のξ軸負方向側には高圧のP2、正方向側には低圧のP1が作用してボール弁140はξ軸正方向側に移動し、貫通孔116の開口部116aが閉塞されて貫通孔116と第1油室D1とが遮断される。
A downstream pressure P2 acts on the first oil chamber D1 of the first
第1ポペット弁120の外側底部123にはリザーバタンク7の大気開放圧Poが作用しており、また第1ポペット弁120はばね140によりξ軸負方向に付勢される。一方、シリンダ圧P2はリブ122を介して外側底部123の外周部に設けられた当接部124に作用し、第1ポペット弁120をξ軸正方向側に付勢する。
The open bottom pressure Po of the
したがって、シリンダ圧P2が大気開放圧Poとばね140の付勢力の和よりも大きくなった場合、第1ポペット弁120はξ軸正方向に移動し、第1通路下流側21bとリザーバタンク連通路27が連通する。これにより第1シリンダ61内の作動油がリザーバタンク7に排出される。
Therefore, when the cylinder pressure P2 becomes larger than the sum of the atmospheric release pressure Po and the biasing force of the
その際、第1スプール110にはξ軸正方向端部114から低圧のP1が作用し、負方向端部115および段部119から高圧のP2が作用する。また、ボール弁140を介してばね130によるξ軸正方向の付勢力を受ける。スプール駆動油室D2には第3通路23を介して高圧P2が導入されるが、D2の受圧部となる段部113の受圧面積は負方向端部115および段部119の受圧面積よりも小さいため、第1スプール110はξ軸正方向に付勢される。
At that time, low pressure P1 acts on the
第1スプール110は軸方向移動可能にバルブ孔11に収装されるため、この付勢力によりξ軸正方向に移動し、バルブ孔11の係止部12に係止される。そのため、第1シリンダ61側(下流側21b)がポンプP側(上流側21a)よりも高圧の場合、第1ポペット弁120とともに第1スプール110もξ軸正方向に移動する。
Since the
したがって、第1ポペット弁120に作用するばね130の付勢力が緩和され、第1ポペット弁120のξ軸正方向移動がスムーズに行われる。これにより第1ポペット弁120の開弁応答を向上させるものである。
Therefore, the urging force of the
[作動油の流れ]
(油圧アシスト)
図7及び図8は、油圧アシスト時におけるシステム内の作動油の流れを示す図である。図7ではラック軸4をx軸負方向へアシストする場合、図8ではx軸正方向にアシストする場合を示す。
[Flow of hydraulic oil]
(Hydraulic assist)
7 and 8 are diagrams showing the flow of hydraulic oil in the system at the time of hydraulic assist. 7 shows the case where the
ラック軸4をx軸負方向へアシストする場合、ポンプPにより第2フィルタ52、第2吸入チェックバルブ54を介してリザーバタンク7から作動油を汲み出し、第1通路21へ作動油を供給する。
When assisting the
その際、第1通路21は第2通路22よりも高圧となり、第1双方向バルブ100において第1通路21の上流/下流が連通し、第1シリンダ室61内へ作動油が供給される。一方、第2双方向バルブ200においては第2通路22の上流側通路22aは下流側通路22bと遮断され、下流側通路22bはリザーバタンク連通路27と連通する。
At this time, the
したがって、第2シリンダ室62の容積減少に伴い排出された作動油は、第2双方向バルブ200により全てリザーバタンク7に導入され、ポンプPにより再度汲み上げられる際には第2フィルタ52により濾過されて油圧回路に復帰することとなる。
Accordingly, all the hydraulic oil discharged as the volume of the
ラック軸4をx軸正方向にアシストする場合は、ポンプPにより第1フィルタ51、第1吸入チェックバルブ53を介してリザーバタンク7から作動油を汲み出し、第2通路22へ作動油を供給する。高圧となった第2通路22は第2双方向バルブ200により上流/下流が連通され、第1双方向バルブ100においては第1通路21の上流側通路21aは遮断され、下流側通路21bはリザーバタンク7と連通する。
When assisting the
したがって、第1シリンダ室61の容積減少に伴い排出された作動油は、第1双方向バルブ100により全てリザーバタンク7に導入され、第1フィルタ51により濾過されて油圧回路に復帰する。ラック軸4をx軸正、負方向いずれの方向に移動させる場合であっても、パワーシリンダ6から排出された作動油は全てリザーバタンク7に導入され、第1、第2フィルタ51,52により濾過されて油圧回路上に復帰する。
Therefore, all the hydraulic oil discharged as the volume of the
(マニュアルステア)
図9は、マニュアルステア(切り増し)を行う際の作動油の流れを示す図である。図9ではラック軸4をx軸負方向に移動させる場合を示す。x軸正方向への操舵も同様に行われるため説明は省略する。
(Manual steer)
FIG. 9 is a diagram illustrating the flow of hydraulic oil when performing manual steering (addition). FIG. 9 shows a case where the
ステアリングホイール1を操舵してラック軸4をx軸負方向に移動させると、第1シリンダ室61の容積が増大し、第2シリンダ室62の容積は減少する。これに伴い第1通路21の下流側21bが負圧となり、大気開放圧である上流21aは下流21bよりも高圧となる。したがって第1双方向バルブ100において第1通路21の上流21aと下流21bが連通し、第1吸入チェックバルブ53を介して作動油が第1シリンダ62に導入される。
When the steering wheel 1 is steered to move the
一方、第2シリンダ室62の容積減少に伴い第2通路22の下流22bは高圧となり、第2双方向バルブ200において第1通路下流側22bとリザーバタンク連通路27とが連通してマニュアルステアが確保される。第2シリンダ室62から排出された作動油は全てリザーバタンク7に排出されるため、コンタミは全て第2フィルタ52により捕獲される。
On the other hand, as the volume of the
(切り戻し)
アシスト時、マニュアルステア時ともに、x軸正方向への切り戻し時には容積減少側のシリンダ室側がポンプP側よりも高圧となり、双方向バルブ100,200は図9と同様の作動を行う。x軸負方向への切り戻し時は左右が反転するのみで同様の作動を行う。
(Cut back)
During assist and manual steering, the cylinder chamber side on the volume reduction side has a higher pressure than the pump P side when switching back in the positive x-axis direction, and the
このように、ポンプPによるアシストが行われない場合であっても、電磁弁を用いない双方向バルブ100,200によりステアリングホイール1の操舵により切り増し、切り戻しを行うことが可能である。したがって、双方向バルブ100,200はシステム失陥時におけるフェールセーフバルブの機能を果たす。
As described above, even when the assist by the pump P is not performed, the
[従来例と本願実施例における作用効果の対比]
従来のパワーステアリング装置にあっては、可逆式ポンプから吐出された液圧をパワーシリンダに供給する一方、双方向バルブによって可逆式ポンプからの液圧が供給されない側の通路とリザーバタンクとを連通させ、パワーシリンダからの作動油をリザーバタンクへ排出している。
[Contrast of the effects of the conventional example and the embodiment of the present application]
In the conventional power steering device, the hydraulic pressure discharged from the reversible pump is supplied to the power cylinder, while the passage on the side where the hydraulic pressure from the reversible pump is not supplied by the bidirectional valve is connected to the reservoir tank. The hydraulic oil from the power cylinder is discharged to the reservoir tank.
しかしながら上記従来技術にあっては、一方のシリンダ室から排出された作動油のうちリザーバタンクに排出されるものは一部であるため、残りの作動油はリザーバタンクに排出されず、再び可逆式ポンプにより吸入されてしまう。したがって、リザーバタンクからの吸入油路にフィルタを設けたとしても配管内のコンタミを充分に除去することができないおそれがある、という問題があった。 However, in the above prior art, a part of the hydraulic oil discharged from one cylinder chamber is discharged to the reservoir tank, so the remaining hydraulic oil is not discharged to the reservoir tank, and is reversible. Inhaled by the pump. Therefore, even if a filter is provided in the suction oil passage from the reservoir tank, there is a problem that the contamination in the pipe may not be sufficiently removed.
これに対し本願実施例では、可逆式のポンプPとパワーシリンダ6とを接続する第1、第2通路21,22に第1、第2双方向バルブ100,200をそれぞれ設け、第1、第2通路21,22は、ポンプPと第1、第2双方向バルブ100,200との間においてそれぞれリザーバタンク7と接続することとした。
On the other hand, in the present embodiment, the first and second
また、第1、第2通路21,22とリザーバタンク7との間に作動油の濾過を行う第1、第2フィルタ51,52を設け、さらにリザーバタンク7から第1、第2通路21,22への流れのみを許容する第1、第2吸入チェックバルブ53,54を設けた。
Further, first and
第1双方向バルブ100は、この第1双方向バルブ100の前後差圧、すなわち第1通路21の上流側21aと下流側21bの差圧によって開閉制御され、少なくとも可逆式ポンプP側の圧力P1が第1シリンダ室61側の圧力P2よりも高い第1の状態において、第1通路21の可逆式ポンプP側と第1シリンダ室61側とを連通し、少なくともこの可逆式ポンプP側の圧力P1がこの第1シリンダ室61側の圧力P2よりも低い第2の状態において、第1通路上流側21aと下流側21bとを遮断するとともに、下流側21bとリザーバタンク7とを連通させることとした。
The first
同様に、第2双方向バルブ200も第2通路22の上流側22aと下流側22bの差圧差圧によって開閉制御され、少なくとも可逆式ポンプP側の圧力P1が第2シリンダ室62側の圧力P2よりも高い第1の状態において、第2通路上流側22aと下流側22bとを連通し、少なくとも上流側圧力P1がこの下流側圧力P2よりも小さい第2の状態において、第2通路22の上流側22a下流側22bとを遮断するとともに、下流側22bとリザーバタンク7とを連通させることとした。
Similarly, the second
これにより、通常の操舵アシスト時には、第1または第2シリンダ室61,62の容積減少側から排出される作動油を全量リザーバタンク7に排出する一方、第1または第2シリンダ室61,62の容積膨張側には、第1または第2フィルタ51,52により濾過された作動油を供給することが可能となる。よって、パワーシリンダ6から排出される作動油をが濾過されずにそのまま供給されることを回避し、作動油の濾過性能を向上させることができる。
Thus, during normal steering assist, the hydraulic oil discharged from the volume decreasing side of the first or
また、第1、第2供給油路28,29であってポンプPの双方向ポートを覆うように第1、第2フィルタ51,52をそれぞれ設けた。フィルタ51,52をリザーバタンク連通路27に設けると油圧回路内にコンタミが残存するおそれがあるが、リザーバタンク7からポンプPへ吸入する直前にフィルタ51,52を設けることで、油圧回路内へのコンタミ進入を確実に防止することができる。
In addition, first and
また、第1、第2双方向ポンプ100,200に、ポンプP側からシリンダ6側への流れのみを許容する第1、第2通路チェックバルブ31,32を設けた。第1、第2通路チェックバルブ31,32はボール弁140,240、ばね140,240により形成され、前後差圧が小さいときはばね140,240により閉弁させることにより、シリンダ6側から可逆式ポンプP側へ作動油が流れることを防止することができる。
The first and second
また、第1スプール110を軸方向移動可能にバルブ孔11に収装することとした。これにより、ポンプP側よりもシリンダ6側が高圧の場合、第1ポペット弁120とともに第1スプール110もξ軸正方向に移動させることで、第1ポペット弁120に作用するばね130の付勢力を緩和して第1ポペット弁120の開弁応答性を向上させることができる。
The
さらに、第1、第2双方向バルブ100,200内においてボール弁140,240は各スプール110,210の段部119,219によりξ軸正方向移動を規制されることとした。各スプール110,210が第1、第2通路チェックバルブ31,32の弁座を兼ねることにより、部品点数を削減することができる。
Further, in the first and second
加えて、機械式の各双方向バルブ100,200によってフェールセーフバルブ機能を果たすことが可能となる。よって、電磁弁を用いずにマニュアルステアを確保することができる。
(他の実施例)
In addition, the mechanical two-
(Other examples)
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。 The best mode for carrying out the present invention has been described based on the embodiments. However, the specific configuration of the present invention is not limited to each embodiment, and the scope of the invention is not deviated. Design changes and the like are included in the present invention.
更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。 Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiments will be described below together with the effects thereof.
(イ)請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
前記フィルタは、前記可逆式ポンプが前記リザーバタンクから作動油を吸い込む吸い込み口を覆うように設けられること
を特徴とするパワーステアリング装置。
(A) In the power steering apparatus according to claim 1,
The power steering device according to claim 1, wherein the filter is provided so as to cover a suction port through which the reversible pump sucks hydraulic oil from the reservoir tank.
可逆式ポンプがリザーバタンクへ作動油を排出する排出口にフィルタを設ける場合、ポンプ内にコンタミが残存するおそれがあるが、上記のような構成により作動油内のコンタミを積極的にリザーバタンク内に排出することができる。また、可逆式ポンプが再度リザーバタンクから作動油を吸い込む際には、作動油内のコンタミはフィルタによって除去される。 When a filter is provided at the discharge port from which the reversible pump discharges hydraulic oil to the reservoir tank, there is a risk that contamination will remain in the pump. Can be discharged. Further, when the reversible pump sucks the hydraulic oil from the reservoir tank again, the contamination in the hydraulic oil is removed by the filter.
(ロ)請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1双方向バルブは前記第1通路の前記可逆式ポンプ側からパワーシリンダ側への作動油の流れのみを許容する第3一方向弁と、この第3一方向弁を閉弁方向に付勢する付勢手段とを備え、
前記第2双方向バルブは前記第2通路の前記可逆式ポンプ側からパワーシリンダ側への作動油の流れのみを許容する第4一方向弁と、この第4一方向弁を閉弁方向に付勢する付勢手段とを備えること
を特徴とするパワーステアリング装置。
(B) In the power steering device according to claim 1,
The first bidirectional valve is provided with a third one-way valve that allows only the flow of hydraulic oil from the reversible pump side to the power cylinder side of the first passage, and the third one-way valve is provided in a valve closing direction. An urging means for energizing,
The second bidirectional valve is a fourth one-way valve that allows only the flow of hydraulic oil from the reversible pump side to the power cylinder side of the second passage, and the fourth one-way valve is provided in the valve closing direction. And a biasing means for biasing the power steering device.
第3、第4一方向弁の前後差圧が小さいときは付勢手段により閉弁させることにより、パワーシリンダ側から可逆式ポンプ側へ作動油が流れることを防止できる。 When the differential pressure across the third and fourth one-way valves is small, the hydraulic oil can be prevented from flowing from the power cylinder side to the reversible pump side by closing the valve with the urging means.
(ハ)請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1双方向バルブおよび第2双方向バルブは、前記第1通路と第2通路のそれぞれに形成されたバルブ収容孔と、
前記バルブ収容孔に移動可能に収容され、軸方向貫通孔を有するスプールバルブと、
前記スプールバルブよりも前記パワーシリンダ側に設けられ、前記軸方向貫通孔を通過する作動油のうち前記可逆式ポンプ側から前記パワーシリンダ側への流れのみを許容する一方向弁と、
前記スプールバルブと一体的に設けられ、前記パワーシリンダと前記リザーバタンクとの連通/遮断を切り替えるポペット弁と
から構成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
(C) In the power steering device according to claim 1,
The first bidirectional valve and the second bidirectional valve include valve accommodating holes formed in the first passage and the second passage,
A spool valve that is movably accommodated in the valve accommodation hole and has an axial through hole;
A one-way valve that is provided closer to the power cylinder than the spool valve and allows only a flow from the reversible pump side to the power cylinder side of the hydraulic oil passing through the axial through hole;
A power steering device comprising: a poppet valve provided integrally with the spool valve and switching communication / blocking between the power cylinder and the reservoir tank.
パワーシリンダ側から作動油が戻るときの液圧によりスプールバルブが作動し、この作動力を利用して同時にポペット弁を開弁させることができるため、ポペット弁の開弁応答性を向上させることができる。 The spool valve is operated by the hydraulic pressure when the hydraulic oil returns from the power cylinder side, and the poppet valve can be opened at the same time using this operating force. it can.
(ニ)上記(ハ)に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1双方向バルブおよび第2双方向バルブの一方向弁は、前記スプールバルブに形成された弁座と、この弁座に着座するボール部材と、から構成されること
を特徴とするパワーステアリング装置。
(D) In the power steering device described in (c) above,
The one-way valve of the first bidirectional valve and the second bidirectional valve comprises a valve seat formed on the spool valve and a ball member seated on the valve seat. apparatus.
スプールバルブが一方向弁の弁座を兼ねることにより、部品点数を削減することができる。 Since the spool valve also serves as the valve seat of the one-way valve, the number of parts can be reduced.
(ホ)請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
前記双方向バルブは、機械式バルブであること
を特徴とするパワーステアリング装置。
(E) In the power steering device according to claim 1,
The bidirectional steering valve is a mechanical valve.
双方向バルブはシステム失陥時におけるフェールセーフバルブとしても機能するため、電磁弁を用いることなくマニュアルステアを確保することができる。 Since the bidirectional valve also functions as a fail-safe valve when the system fails, manual steering can be ensured without using an electromagnetic valve.
1 ステアリングホイール
2 シャフト
3 ピニオン
4 ラック軸
5 トルクセンサ
6 シリンダ
7 リザーバタンク
8 コントロールユニット
9 ポンプハウジング
11 バルブ孔
12,13 係止部
14 スプール収装部
14c スプール収装部段部
14a,14b ξ軸正、負方向側スプール収装部
14c 段部
15 ポペット弁収装部
21,22 第1、第2通路
21a,21b 第1、第2上流側通路
22a,22b 第1、第2下流側通路
23,24 第3、第4通路
23a 第3通路開口部
27 リザーバタンク連通路
28,29 第1、第2供給油路
28a,29a 開口部
31,32 第1、第2通路チェックバルブ
50 フィルタ
50a 濾過部
51,52 第1、第2フィルタ
53,54 第1、第2吸入チェックバルブ
61,62 第1、第2シリンダ室
63 ピストン
100,200 第1、第2双方向バルブ
101,102 第1、第2ハウジング
103 台座部
110 第1スプール
111a シール
111,112 ξ軸正、負方向側外周部
113 スプール段部
114,115 ξ軸正、負方向端部
116 貫通孔
116a 貫通孔開口部
117 正方向側内周部
118 軸負方向側内周部
119 段部
120 第1ポペット弁
121 内側底部
122 リブ
123 外側底部
124 当接部
140 第1ボール弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記油圧パワーシリンダの両圧力室に対し第1、第2通路を介して油圧を供給する一対の吐出口を備えた可逆式ポンプと、
前記可逆式ポンプを正・逆回転させる電動機と、
前記操舵輪に与えるべき操舵アシスト力を検出する操舵アシスト力検出手段と、
前記操舵アシスト力検出手段によって検出された操舵アシスト力に基づき、前記電動機に所望の油圧を発生させるために前記電動機に対して駆動信号を出力する電動機制御手段と、
前記第1通路に設けられた第1双方向バルブと、
前記第2通路に設けられた第2双方向バルブと、
作動油を貯留するリザーバタンクと、
前記リザーバタンクに設けられ、作動油を濾過するフィルタと、
前記可逆式ポンプと前記第1双方向バルブの間における前記第1通路に開口し、
この第1通路と前記リザーバタンクとの間に設けられ、このリザーバタンクから前記第1通路への流れのみを許容する第1一方向弁と、
前記可逆式ポンプと前記第2双方向バルブの間における前記第2通路に開口し、この第2通路と前記リザーバタンクとの間に設けられ、このリザーバタンクから前記第2通路への流れのみを許容する第2一方向弁と
を備え、
前記第1双方向バルブは、この第1双方向バルブの前後差圧によって開閉制御され、少なくとも前記可逆式ポンプ側の圧力が前記パワーシリンダ側の圧力よりも高い第1の状態において、前記第1通路の前記可逆式ポンプ側と前記パワーシリンダ側とを連通し、少なくともこの可逆式ポンプ側の圧力がこのパワーシリンダ側の圧力よりも小さい第2の状態において、前記第1通路の前記可逆式ポンプ側と前記パワーシリンダ側とを遮断するとともに、前記パワーシリンダ側の前記第1通路と前記リザーバタンクとを連通させ、
前記第2双方向バルブは、この第2双方向バルブの前後差圧によって開閉制御され、少なくとも前記可逆式ポンプ側の圧力が前記パワーシリンダ側の圧力よりも高い第1の状態において、前記第2通路の前記可逆式ポンプ側と前記パワーシリンダ側とを連通し、少なくともこの可逆式ポンプ側の圧力がこのパワーシリンダ側の圧力よりも小さい第2の状態において、前記第2通路の前記可逆式ポンプ側と前記パワーシリンダ側とを遮断するとともに、前記パワーシリンダ側の前記第2通路と前記リザーバタンクとを連通させること
を特徴とするパワーステアリング装置。 A hydraulic power cylinder for assisting the steering force of the steering mechanism connected to the steering wheel;
A reversible pump comprising a pair of discharge ports for supplying hydraulic pressure to both pressure chambers of the hydraulic power cylinder via first and second passages;
An electric motor for rotating the reversible pump forward and reverse;
Steering assist force detecting means for detecting a steering assist force to be applied to the steered wheels;
Motor control means for outputting a drive signal to the electric motor in order to generate a desired hydraulic pressure on the electric motor based on the steering assist force detected by the steering assist force detecting means;
A first bidirectional valve provided in the first passage;
A second bidirectional valve provided in the second passage;
A reservoir tank for storing hydraulic oil;
A filter provided in the reservoir tank for filtering hydraulic oil;
Opening in the first passage between the reversible pump and the first bidirectional valve;
A first one-way valve provided between the first passage and the reservoir tank and allowing only a flow from the reservoir tank to the first passage;
Opened in the second passage between the reversible pump and the second bidirectional valve, and is provided between the second passage and the reservoir tank, and only flows from the reservoir tank to the second passage. A second one-way valve to allow,
The first bidirectional valve is controlled to open and close by the differential pressure across the first bidirectional valve. At least in the first state, the pressure on the reversible pump side is higher than the pressure on the power cylinder side. The reversible pump of the first passage is in a second state where the reversible pump side of the passage and the power cylinder side communicate with each other and at least the pressure on the reversible pump side is lower than the pressure on the power cylinder side Shutting off the power cylinder side and the power cylinder side, and communicating the first passage on the power cylinder side and the reservoir tank,
The second bidirectional valve is controlled to open and close by the differential pressure across the second bidirectional valve, and at least in the first state, the pressure on the reversible pump side is higher than the pressure on the power cylinder side, the second The reversible pump of the second passage is in a second state in which the reversible pump side of the passage and the power cylinder side are communicated, and at least the pressure on the reversible pump side is smaller than the pressure on the power cylinder side The power steering device is characterized in that the side of the power cylinder and the side of the power cylinder are shut off, and the second passage on the side of the power cylinder and the reservoir tank are communicated.
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