JP2019163699A - Pump unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車のパワーステアリング装置に用いられるポンプ装置に関する。 The present invention relates to a pump device used for, for example, a power steering device of an automobile.
自動車のパワーステアリング装置の油圧を制御するものとしては、可変容量形ポンプが用いられている。 A variable displacement pump is used to control the hydraulic pressure of a power steering device of an automobile.
電子制御式可変容量形ポンプは、ソレノイドを介してカムリングの偏心量を制御することにより、可変容量形ポンプの固有吐出量を可変制御している。可変容量形ポンプの固有吐出量を可変制御するにあたっては、車輪等に設けられた車速センサによって検出された車速信号と、ステアリング装置に設けられた操舵角センサによって検出された操舵角信号とに基づき、ソレノイドを制御して可変容量形ポンプの固有吐出量を可変制御することで、可変容量形ポンプの無用な駆動トルクを低減し、省エネ化を図っている。 The electronically controlled variable displacement pump variably controls the inherent discharge amount of the variable displacement pump by controlling the eccentric amount of the cam ring via a solenoid. In variably controlling the specific discharge amount of the variable displacement pump, based on the vehicle speed signal detected by the vehicle speed sensor provided on the wheel or the like and the steering angle signal detected by the steering angle sensor provided on the steering device. By controlling the solenoid to variably control the inherent discharge amount of the variable displacement pump, unnecessary drive torque of the variable displacement pump is reduced, and energy saving is achieved.
このような従来技術としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。
As such a prior art, there exists a thing described in
しかしながら、特許文献1に記載された技術においては、カムリングの偏心量を制御するオリフィス差圧の制御範囲が狭いため、省エネ化を図るには改良の余地があった。
However, the technique described in
本発明の目的は、上記課題を解決し、省エネ効果を向上させたポンプ装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the pump apparatus which solved the said subject and improved the energy-saving effect.
本発明によれば、その1つの態様において、ソレノイドバルブを介してカムリングの偏心量を制御することによりポンプの吐出流量を可変させるポンプ装置であって、ソレノイドバルブは、通電量の変化に応じて駆動制御されるソレノイド部と、可変オリフィス部に設けられ、前記ソレノイド部の通電量の変化によってその位置を変化させるバルブ部とを備え、前記バルブ部は、前記可変オリフィス部における位置の変化に応じて、流路面積が最小となる第1の領域と、前記バルブ部の位置の変化に応じて前記流路面積が変化する第2の領域と、前記バルブ部の位置が前記第1の領域と前記第2の領域の間に位置しており前記バルブ部の位置の変化に伴う前記流路面積の変化量が前記第2の領域よりも小さい第3の領域を有することを特徴としている。 According to the present invention, in one aspect thereof, a pump device that varies the discharge flow rate of the pump by controlling the eccentric amount of the cam ring via the solenoid valve, the solenoid valve responding to a change in the energization amount. A solenoid unit that is driven and controlled, and a valve unit that is provided in the variable orifice unit and changes its position in accordance with a change in the energization amount of the solenoid unit, the valve unit responding to a change in position in the variable orifice unit A first area in which the flow path area is minimized, a second area in which the flow path area changes according to a change in the position of the valve section, and a position of the valve section in the first area. The third region is located between the second regions, and the amount of change in the flow path area due to the change in the position of the valve unit is smaller than the second region. To have.
本発明によれば、省エネ効果を向上させたポンプ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pump apparatus which improved the energy saving effect can be provided.
以下に、本発明に係る可変容量形ポンプの実施例を図面に基づいて詳述する。なお、下記実施例では、この可変容量形ポンプを、従来と同様に、自動車の操舵装置であって液圧式のパワーステアリング装置に適用したものを示している。 Embodiments of a variable displacement pump according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the variable displacement pump is applied to a hydraulic power steering device as a conventional vehicle steering device.
図1〜図8は本発明の第1実施例を示し、まず、本発明に係る可変容量形ポンプ(以下、単に「ポンプ」という。)が適用される前記パワーステアリング装置について説明すれば、このパワーステアリング装置は、図1に示すように、その一端側がステアリングホイール1と一体回転可能に連係され、運転者からの操舵入力を行う入力軸2と、その一端側が後記のラック・ピニオン機構4を介して図外の転舵輪に連係されると共に、他端側が入力軸2の他端側に図外のトーションバーを介して相対回転可能に連結されて入力軸2からの操舵入力に基づく前記トーションバーの捩れ変形の反力によって操舵出力を行う出力軸3と、該出力軸3と転舵輪との間に介装され、ピストンによってその内部が区切られた後記の一対の圧力室P1,P2(作動液室)に選択して作動液を供給することによって出力軸3による操舵出力を補助(アシスト)するパワーシリンダ5と、該パワーシリンダ5へ供給する作動液を貯留するリザーバタンク6と、該リザーバタンク6内に貯留された作動液を吸い上げて、これをパワーシリンダ5の一対の圧力室P1,P2へと圧送するポンプ10と、前記トーションバーの捩れ変形により入力軸2と出力軸3とが相対回転することによって開閉し、これら両軸2,3の相対回転量(前記トーションバーの捩れ量)に応じてパワーシリンダ5へ供給する作動液の液量を制御するコントロールバルブ7と、から主として構成されている。
1 to 8 show a first embodiment of the present invention. First, the power steering apparatus to which a variable displacement pump (hereinafter simply referred to as “pump”) according to the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 1, the power steering device has one end side linked to the
前記ラック・ピニオン機構4は、出力軸3の一端部外周に形成された図外のピニオン歯と当該出力軸3の一端部にほぼ直交するように配置されるラック軸8の軸方向の所定範囲に形成される図外のラック歯とが噛合してなるもので、出力軸3の回転方向に応じてラック軸8が図1中の左右方向へ移動するようになっている。そして、このラック軸8が左右方向へ移動することで、該ラック軸8の両端に連係された図外のナックルが押し引きされて、これによって前記転舵輪の向きが変更されることとなる。
The rack and
前記パワーシリンダ5は、ほぼ円筒状に形成されたシリンダチューブ5aにピストンロッドとしてのラック軸8が軸方向に沿って貫装され、該ラック軸8の外周に固定された図外のピストンによってシリンダチューブ5a内に一対の圧力室である第1圧力室P1及び第2圧力室P2が隔成されている。そして、これらの第1圧力室P1,第2圧力室P2に作用する液圧に基づいてラック軸8に対する推進力が発生し、これによって操舵出力がアシストされるようになっている。具体的には、前記第1圧力室P1,第2圧力室P2が第1〜第4配管9a〜9dをもってコントロールバルブ7を通じてリザーバタンク6及びポンプ10に接続されていて、コントロールバルブ7を介してポンプ10から吐出された作動液を前記第1圧力室P1,第2圧力室P2の一方の圧力室へ選択的に供給すると共に他方の圧力室の作動液をリザーバタンク6へと還流するようになっている。
The
前記ポンプ10は、ベーン式の可変容量形ポンプであって、その内部にほぼ円柱状の空間であるポンプ要素収容空間11aを有するポンプハウジング11と、該ポンプハウジング11に回転可能に支持され、図外のエンジンによる駆動力をもって回転駆動される駆動軸12と、ポンプ要素収容空間11a内に収容され、駆動軸12によって図1中の反時計方向に回転駆動されることで作動液を吸入すると共にこの吸入した作動液を吐出するといったいわゆるポンプ作用を行うポンプ要素13と、ポンプ要素収容空間11a内においてポンプ要素13の外周側に駆動軸12の軸心に対し偏心(移動)可能に設けられ、この偏心量に基づいてポンプ要素13の1回転あたりの吐出流量(以下、「固有吐出量」という。)を可変にするほぼ円環状のカムリング14と、ポンプハウジング11内に設けられ、その内部にて摺動可能に収容されたスプール弁15aの軸方向位置に基づいて後記の第1流体圧室21a,第2流体圧室21bの差圧を変化させることによりカムリング14の偏心量を制御する制御バルブ15と、ポンプハウジング11内に収容固定され、後記のECU40(コントローラ)から出力される制御電流に基づいて後記の第1圧力室15b,第2圧力室15cの差圧を変化させることにより前記固有吐出量を制御するソレノイドであるソレノイドバルブ16と、を備えている。制御バルブ15は配管6b及び吸入通路30と接続される。本実施例のポンプハウジング11には、フロントハウジング、リアハウジング、プレッシャプレート、およびアダプタリングが含まれる。
The
前記ポンプ要素13は、カムリング14の内周側に回転可能に収容配置され、駆動軸12によって回転駆動されるロータ17と、該ロータ17の外周部に径方向へ沿って放射状に切欠形成された複数のスリット内でそれぞれ移動可能に設けられ、ロータ17の回転時に外方へ飛び出してカムリング14の内周面に摺接することでカムリング14とロータ17の間に形成される空間に複数のポンプ室20を隔成するほぼ矩形板状のベーン18と、から構成されている。複数のポンプ室20には、吸入ポート13aと、吐出ポート13bが形成されている。吸入ポート13aは、複数のポンプ室20にうち、駆動軸12の回転に伴いポンプ室20の容積が増大する吸入領域に開口し、吸入通路30と接続される。吸入通路30は制御バルブ15と連通している。吐出ポート13bは、複数のポンプ室20にうち、駆動軸12の回転に伴いポンプ室20の容積が減少する吐出領域に開口し、吐出通路25と接続されている。
The pump element 13 is rotatably accommodated on the inner peripheral side of the
前記カムリング14は、その外周部に切欠形成された横断面ほぼ半円形状の支持溝を介して揺動支点ピン22により支持され、この揺動支点ピン22を支点として図1中の左右方向において揺動可能となっている。そして、このカムリング14が同図中の左右方向へと揺動することによって前記各ポンプ室20の容積が増減し、これによって、前記固有吐出量が変化するようになっている。また、前記カムリング14の外周側には、揺動支点ピン22と径方向においてほぼ対向する位置にシール部材23が配置されており、このシール部材23と前記揺動支点ピン22とによって、当該カムリング14の外周域に、このカムリング14の揺動制御に供される図1中の左側の第1流体圧室21aと右側の第2流体圧室21bとが隔成されている。さらに、第1流体圧室21a,第2流体圧室21bの圧力のほか、前記カムリング14には、第2流体圧室21b内に配置されたコイルばね24のばね力が作用し、このコイルばね24のばね力により第1流体圧室21a側、つまりカムリング14の偏心量が最大となる側に常時付勢されている。
The
第1流体圧室21aは、駆動軸12の回転軸線の径方向においてカムリング14の径方向外側に設けられた空間であり、駆動軸12の回転軸線とカムリング14の内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が減少する部分に設けられている。
The first
第2流体圧室21bは、駆動軸12の回転軸線の径方向においてカムリング14の径方向外側に設けられた空間であり、駆動軸12の回転軸線とカムリング14の内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が増大する部分に設けられている。
The second
このようにカムリング14は、第1流体圧室21aと第2流体圧室21bの圧力差に基づき、ポンプ要素収容空間11aの中を移動可能に設けられている、
前記制御バルブ15は、ポンプハウジング11の内部に形成された弁穴11b内に摺動可能に収容されたスプール弁15aによって当該弁穴11b内が図1中の左側の第1圧力室15bと右側の第2圧力室15cとに隔成されている。第2圧力室15cには、第1圧力室15bと第2圧力室15cとの差圧により動作するスプール弁15aを付勢するコイルばね15dが備えられている。
そして、第1圧力室15bにはソレノイドバルブ16の上流側の液圧が作用し、第2圧力室15cにはソレノイドバルブ16の下流側の液圧が作用するようになっている。すなわち、吐出ポート13bを介して吐出側のポンプ室20に接続される吐出通路25が第1吐出通路25aと第2吐出通路25bとに分岐形成されていて、第1吐出通路25aは固定オリフィス部48を介して第1圧力室15bに接続され、該第1圧力室15bには吐出圧が作用するようになっている。一方、第2吐出通路25bはその途中に配置されたソレノイドバルブ16の下流側において外部に開口すると共に第2圧力室15cに接続され、該第2圧力室15c及び外部にはソレノイドバルブ16において減圧された液圧が作用するようになっている。かかる構成から、スプール弁15aが図1中の左側に位置する場合には、第1流体圧室21aには吸入圧である低圧が導入されることとなって、カムリング14はコイルばね24のばね力により押圧されて最大偏心状態に保持される一方、スプール弁15aが同図中の右側に位置する場合には、第1流体圧室21aには吐出圧である高圧が導入されることとなって、カムリング14はコイルばね24のばね力に抗して偏心量が減少する方向へと移動することとなる。
Thus, the
The
The hydraulic pressure upstream of the
前記ソレノイドバルブ16は、車載のECU40に接続されていて、このECU40に入力される操舵角、車速、エンジン回転数、フットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション及び前記操舵角を基に算出される操舵角加速度等の各情報に基づいて駆動制御される。そして、このソレノイドバルブ16は、その内部に固定オリフィス部26と可変オリフィス部27とにより構成された可変メータリングオリフィス28が設けられていて、前記ECU40からの各情報に基づいて可変オリフィス部27に設けたバルブ部16bにより可変オリフィス部27の流路面積を変化させて前記可変メータリングオリフィス28の前後差圧、つまり制御バルブ15内の前記両圧力室15b,15cの差圧を可変制御することによって、当該制御バルブ15のスプール弁15aの軸方向位置を制御してカムリング14の偏心量を制御することで、前記固有吐出量が制御される。第2吐出通路25bは、可変オリフィス部27に連通する第2吐出通路25b1と、固定オリフィス部26に連通する第2吐出通路25b2に分岐される。また、第2圧力室15cに接続される第2吐出通路25bには固定オリフィス部29が設けられている。
The
前記ECU40は、車載のバッテリ31からイグニッションスイッチ32を介して電力が供給されるようになっていると共に、当該ECU40には、運転者による操舵角を検出する舵角センサ33、車両の速度を検出する車速センサ34、エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ35、フットブレーキの動作状況を検出するフットブレーキセンサ36、サイドブレーキの動作状況を検出するサイドブレーキセンサ37及びシフトポジションの位置を検出するシフトポジションセンサ38等が接続されていて、当該各センサ33,34,35,36,37,38等からの情報が入力されるようになっている。
The
より具体的に説明すれば、このECU40では、図2に示すように、ソレノイドバルブ16を駆動制御するMPU(Micro Processor Unit)50に、前記パワーステアリング装置の入力軸2に設けられた舵角センサ33からの操舵角信号と、図外の各車輪に備えるブレーキ制御装置に設けられた車速センサ34からの車速信号と、図外のエンジン制御装置に設けられたエンジン回転センサ35からのエンジンの回転数信号とがCANインターフェース41を介して与えられ、前記各センサ33,34,35,36,37,38の出力に基づいてMPU50がソレノイドバルブ16を駆動するためのPWM駆動制御信号を出力するようになっている。そして、前記MPU50への電源の供給は、バッテリ31からヒューズ39、イグニッションスイッチ32、ダイオード42、及びレギュレータ43を介して行われる。ここで、レギュレータ43は、通常12V程度のバッテリ電圧をMPU50の動作電圧である5Vに降圧するものである。
More specifically, in the
また、前記MPU50からのPWM駆動制御信号は、いわゆるスイッチング手段としてのFET(Field Effect Transistor)44に与えられ、このFET44は、バッテリ31からヒューズ39、イグニッションスイッチ32、及びダイオード42を介して供給される電流をPWM駆動制御信号に基づいてスイッチングすることで、ソレノイドバルブ16のソレノイド部16aに励磁電流を供給するようになっている。
Further, the PWM drive control signal from the
ここで、前記ソレノイドバルブ16のソレノイド部16aは、一端がFET44に接続されている一方、他端が電流検出用の抵抗45を介してグラウンドに接続されていて、ソレノイド部16aに流れる電流に応じて抵抗45の両端に発生する電圧が、増幅器(AMP)46を介してMPU50に実供給電流信号として与えられる。なお、このソレノイド部16aには、当該ソレノイド部16aと並列に設けられたフリーホイールダイオード47が接続されている。
Here, the
前記MPU50は、図3に示すように、車速センサ34からの車速信号に基づき車速Vを算出する車速算出部51と、舵角センサ33からの操舵角信号に基づき操舵角θを算出する操舵角算出部52と、該操舵角算出部52にて算出された操舵角θに基づき操舵角速度ωを算出する操舵角速度算出部53と、該操舵角速度算出部53にて算出された操舵角速度ωに基づき操舵角加速度ωdを算出する操舵角加速度算出部54と、前記操舵角速度算出部53にて算出された操舵角速度ωと車速算出部51にて算出された車速Vとに基づき基本吐出流量Qω_CMDを算出する基本吐出流量算出部55と、車速算出部51にて算出された車速Vに基づき補正加算流量Qωd_CMDを算出する補正加算流量算出部56と、基本吐出流量算出部55において算出された基本吐出流量Qω_CMDに補正加算流量算出部56により算出された補正加算流量Qωd_CMDを加算することで得られた目標吐出流量QCMDをソレノイドバルブ16に供給するための指令電流である目標指令電流ICMDを算出する目標電流算出部57と、該目標電流算出部57において算出された目標指令電流ICMDとソレノイド電流検出部58により検出されたソレノイド部16aに流れる実供給電流Irealとの差に基づきPI制御によりPWMデューティを算出するPI制御部59と、該PI制御部59により算出されたPWMデューティに基づきFET44へPWM駆動制御信号を出力するPWM信号出力部60と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
そして、前記PI制御部59において算出されたPWMデューティに基づき、FET44により、ソレノイド駆動手段61を介してソレノイドバルブ16が駆動される。なお、前記ソレノイド駆動手段61は、当該ソレノイド駆動手段61の温度が所定以上となった際にその出力を遮断する機能や、過電流が流れた場合に通電量を制限する機能等を有している。
Based on the PWM duty calculated by the
前記基本吐出流量算出部55では、車速Vと操舵角速度ωとに基づいて図外の所定のマップから基本吐出流量Qω_CMDを求める。換言すれば、この基本吐出流量算出部55は、車速Vと操舵角速度ωとに基づいてソレノイドバルブ16の駆動制御のベースとなる基本通電量の演算に供する本発明に係る基本通電量演算回路を構成する。なお、前記車速V及び操舵角速度ωと基本吐出流量Qω_CMDとの関係については、車速Vが高くなるにつれて基本吐出流量Qω_CMDを減少させるような特性になっていると共に、同一車速内においては、操舵角速度ωが高くなるにつれて基本吐出流量Qω_CMDを増加させるような特性になっている。
The basic discharge flow
前記補正加算流量算出部56では、車速Vに基づいて図7に示すような車速−補正加算流量マップから補正加算流量Qωd_CMDを求める。なお、この車速Vと補正加算流量Qωd_CMDとの関係については、同図に示すように、基本的には、車速Vが高くなるにつれて補正加算流量Qωd_CMDを減少させるような特性になっていて、このうち、車速Vが、第1所定値V1以上となる高速走行状態、並びに前記第1所定値V1よりも低い第2所定値V2以下となる車両停止状態ないし低速走行状態においては、補正加算流量Qωd_CMDが一定となるような特性となっている。
The corrected added flow
このように、基本的には、車速Vが高くなるにつれて補正加算流量Qωd_CMDを減少させることで、急転舵に対する車両挙動の安定化を図り得る、車速Vに応じた適切な操舵アシスト力を付与する特性となっている。そして、このうち、車速Vが第1所定値V1以上となる高速走行状態では、補正加算流量Qωd_CMDを一定とすることにより、当該高速走行時における操舵安定性の向上及び車両挙動の不安定化の抑制が図れるようになっている。また、車速Vが第2所定値V2以下となる車両停止状態ないし低速走行状態では、操舵性を高めることによる車両挙動の不安定化を考慮する必要がないことから、補正加算流量Qωd_CMDを一定とする、すなわち当該補正加算流量Qωd_CMDを最大とすることによって、当該車両停止状態ないし低速走行時における操舵応答性の向上が図れるようになっている。 In this way, basically, by reducing the corrected addition flow rate Qωd_CMD as the vehicle speed V increases, an appropriate steering assist force according to the vehicle speed V that can stabilize the vehicle behavior against sudden turning is applied. It is a characteristic. Of these, in a high-speed running state where the vehicle speed V is equal to or higher than the first predetermined value V1, the correction addition flow rate Qωd_CMD is kept constant, thereby improving the steering stability and destabilizing the vehicle behavior during the high-speed running. Suppression can be achieved. In addition, when the vehicle speed V is equal to or lower than the second predetermined value V2, it is not necessary to consider instability of the vehicle behavior due to an increase in steering performance, so that the corrected addition flow rate Qωd_CMD is constant. In other words, by maximizing the corrected addition flow rate Qωd_CMD, it is possible to improve the steering responsiveness when the vehicle is stopped or when traveling at a low speed.
前記目標電流算出部57では、基本吐出流量算出部55において算出された基本吐出流量Qω_CMDと補正加算流量算出部56において算出された補正加算流量Qωd_CMDとを加算し、図外の所定マップに基づいてソレノイドバルブ16に供給する目標指令電流ICMDを求める。換言すれば、この目標電流算出部57は、操舵角速度ωに依存する基本吐出流量Qω_CMDに操舵角加速度ωdに依存する補正加算流量Qωd_CMDを加算することで、ソレノイドバルブ16に供給する総通電量として前記基本通電量よりも増加速度の大きい通電量の演算に供し、補正加算流量算出部56と共に本発明に係る総通電量演算回路を構成している。
The target
また、前記MPU50には、車速算出部51により算出された車速Vと操舵角加速度算出部54により算出された操舵角加速度ωdとをもって急転舵状態にあるか否かを判定する舵角急転判定部62を備えている。この舵角急転判定部62は、所定の信号切換手段63を介して補正加算流量算出部56及び目標電流算出部57と連係されていて、当該舵角急転判定部62にて急転舵状態と判断された場合には、急転判定フラグFcに「1」をセットして、前記補正加算流量算出部56により算出された補正加算流量Qωd_CMDを、前記信号切換手段63を介してそのまま目標電流算出部57へ出力する一方、当該舵角急転判定部62にて急転舵状態と判断されない場合には、急転判定フラグFcに「0」をセットして、前記補正加算流量算出部56により算出された補正加算流量Qωd_CMDを、前記信号切換手段63を介してゼロに切り換えて目標電流算出部57へ出力するようになっている。
Further, the
さらに、前記MPU50には、舵角センサ33からの操舵角信号に基づいて当該舵角センサ33の異常(故障)を判定する舵角センサ故障判定部64を備えている。そして、この舵角センサ故障判定部64による判定結果は舵角急転判定部62へ出力されるようになっていて、当該舵角センサ故障判定部64において舵角センサ33に異常が生じていると判断された場合には、判定フラグFeに「1」をセットして、前記補正制御を中止する一方、当該舵角センサ故障判定部64において舵角センサ33は正常と判断された場合には、判定フラグFeに「0」をセットして、前記舵角急転判定部62の判定に従い前記補正制御が行われる。このように、操舵角加速度ωdが異常値を示すときは当該操舵角加速度ωdを用いた前記補正制御を中止することにより、適正なポンプ制御に供され、前記パワーステアリング装置の安全性を確保することができる。
以下、前記MPU50による舵角急転判定に基づいたソレノイドバルブ16の具体的な制御内容につき、図4に基づいて説明する。
Further, the
Hereinafter, specific control contents of the
同図に示すように、まずイニシャライズを行い(ステップS101)、ソレノイド部16aに流れる実供給電流Irealを読み込んだ後に(ステップS102)、舵角センサ33からの操舵角信号に基づき、当該舵角センサ33の故障判定処理を行う(ステップS103)。この故障判定処理については、具体的な図示は省略するが、舵角センサ33が異常と判断された場合には、前述のように前記補正制御は中止とし、後記のステップS111へ移行する。一方、舵角センサ33が正常と判断された場合には、次のステップS104にて操舵角θを読み込み、この読み込んだ操舵角θから操舵角速度ωを算出した後(ステップS105)、この算出した操舵角速度ωに基づいて操舵角加速度ωdを算出する(ステップS106)。その後、車速Vを読み込んだ後(ステップS107)、以下の急転判定処理を行う。
As shown in the figure, first, initialization is performed (step S101), and after reading the actual supply current Ireal flowing through the
すなわち、次のステップS108において前記車速V及び操舵角加速度ωdに基づいて図6に示すような車速−操舵角加速度マップから舵角急転判定用閾値ωdthを算出した後、この算出した舵角急転判定用閾値ωdthに基づいて、操舵角加速度の絶対値|ωd|≧舵角急転判定用閾値ωdthの条件を満たすか否かを判断する(ステップS109)。ここで、当該条件を満たすと判断された場合は、車速Vに応じた補正加算流量Qωd_CMDを算出する(ステップS110)一方、当該条件を満たさないと判断された場合には、補正加算流量Qωd_CMDを「0」に設定する(ステップS111)。 That is, in the next step S108, after calculating the steering angle sudden rotation determination threshold value ωdth from the vehicle speed-steering angular acceleration map as shown in FIG. 6 based on the vehicle speed V and the steering angular acceleration ωd, the calculated steering angle rapid rotation determination is performed. Based on the use threshold value ωdth, it is determined whether or not the condition of the absolute value of steering angular acceleration | ωd | ≧ the steering angle sudden turn determination threshold value ωdth is satisfied (step S109). Here, when it is determined that the condition is satisfied, a corrected addition flow rate Qωd_CMD corresponding to the vehicle speed V is calculated (step S110). On the other hand, when it is determined that the condition is not satisfied, the corrected addition flow rate Qωd_CMD is calculated. “0” is set (step S111).
そして、かかる急転判定処理を行った後、次のステップS112にて操舵角速度ωに応じた基本吐出流量Qω_CMDを算出し、この算出した基本吐出流量Qω_CMDに前記舵角急転判定結果に応じた補正加算流量Qωd_CMDを加算することによって、目標吐出流量QCMDを算出する(ステップS113)。その後、この算出した目標吐出流量QCMDについて上限値制限をかける上限リミット処理を行うと共に(ステップS114)、当該処理後の値につき、所定時間の間、上限保持を継続した後にこれを所定の割合で漸減するピークホールド及び漸減処理を行うことで、これらの処理により得られた値に基づいて指令吐出流量Qoutを算出する(ステップS115)。その後、この算出した指令吐出流量Qoutに基づいてソレノイドバルブ16に供給する目標指令電流ICMDを算出した後に(ステップS116)、この算出した目標指令電流ICMDとソレノイド部16aに流れる実供給電流Irealとの差分からPI制御を用いてPWMデューティを算出し(ステップS117)、この算出したPWMデューティに基づいてソレノイドバルブ16に対してPWM駆動制御信号を出力することによって(ステップS118)、当該プログラムが終了することとなる。
Then, after performing the sudden rotation determination process, a basic discharge flow rate Qω_CMD corresponding to the steering angular velocity ω is calculated in the next step S112, and a correction addition corresponding to the steering angle sudden rotation determination result is added to the calculated basic discharge flow rate Qω_CMD. The target discharge flow rate QCMD is calculated by adding the flow rate Qωd_CMD (step S113). Thereafter, an upper limit process is performed for limiting the upper limit value for the calculated target discharge flow rate QCMD (step S114), and after the process, the upper limit is continuously maintained for a predetermined time, and this is performed at a predetermined ratio. By performing the gradually decreasing peak hold and the gradually decreasing process, the command discharge flow rate Qout is calculated based on the values obtained by these processes (step S115). Thereafter, after calculating the target command current ICMD supplied to the
続いて、上記フローに基づく制御内容につき、図5に示すタイムチャートをもって説明すれば、前記舵角急転判定処理にて操舵角加速度の絶対値|ωd|が閾値ωdthを上回ると(図中t1)、車速Vに応じた補正加算流量Qωd_CMDが基本吐出流量Qω_CMDに加算されることとなるが、この時点では、操舵角速度ωに基づいて算出される基本吐出流量Qω_CMDは制御の遅れから未だ低い状態にあることから、補正加算流量Qωd_CMD分が指令吐出流量Qoutとして出力されることになる。これによって、基本吐出流量Qω_CMDを指令吐出流量Qoutとする従来(図中の実吐出流量Qrealを示す欄における破線)に比べ、ポンプの実吐出流量Qrealを早期に増大させることが可能となる。その後、操舵角速度ωの増大に伴って基本吐出流量Qω_CMDが追従して増大すると、当該操舵角速度ωに応じた基本吐出流量Qω_CMDが指令吐出流量Qoutに上乗せされることとなるが、当該指令吐出流量Qoutは、基本吐出流量Qω_CMDの目標値に到達したところで前記ピークホールド処理が開始される(図中t2)。 Subsequently, the control content based on the above flow will be described with reference to the time chart shown in FIG. 5. When the absolute value | ωd | of the steering angular acceleration exceeds the threshold value ωdth in the steering angle sudden turn determination process (t1 in the figure). The corrected addition flow rate Qωd_CMD corresponding to the vehicle speed V is added to the basic discharge flow rate Qω_CMD. At this time, the basic discharge flow rate Qω_CMD calculated based on the steering angular velocity ω is still in a low state due to the control delay. Therefore, the corrected addition flow rate Qωd_CMD is output as the command discharge flow rate Qout. As a result, the actual discharge flow rate Qreal of the pump can be increased at an early stage as compared with the conventional case where the basic discharge flow rate Qω_CMD is the command discharge flow rate Qout (broken line in the column showing the actual discharge flow rate Qreal in the figure). Thereafter, when the basic discharge flow rate Qω_CMD increases following the increase in the steering angular velocity ω, the basic discharge flow rate Qω_CMD corresponding to the steering angular velocity ω is added to the command discharge flow rate Qout. When Qout reaches the target value of the basic discharge flow rate Qω_CMD, the peak hold process is started (t2 in the figure).
やがて、操舵角加速度の絶対値|ωd|が前記閾値ωdthを下回ると(図中t3)、これに応じて補正加算流量Qωd_CMDに「0」が入力されることになるが、指令吐出流量Qoutは、前記ピークホールド処理によって基本吐出流量Qω_CMDの目標値がピークを過ぎても当該基本吐出流量Qω_CMDの目標値にて保持されることとなる(図中t4)。その後、前記ピークホールド処理開始から所定時間が経過すると(図中t5)、当該処理を終了して前記漸減処理が開始されることによって、その間に前記閾値ωdthを超えない程度の操舵角加速度ωdを伴う操舵操作が行われても、指令吐出流量Qoutは当該操舵操作に関係なく所定の割合をもって漸減されて初期値へ戻されることとなる(図中t6)。 Eventually, when the absolute value of the steering angular acceleration | ωd | falls below the threshold value ωdth (t3 in the figure), “0” is input to the corrected addition flow rate Qωd_CMD accordingly, but the command discharge flow rate Qout is Even if the target value of the basic discharge flow rate Qω_CMD exceeds the peak by the peak hold process, the target value of the basic discharge flow rate Qω_CMD is held (t4 in the figure). Thereafter, when a predetermined time elapses from the start of the peak hold process (t5 in the figure), the process is terminated and the gradual reduction process is started, so that the steering angular acceleration ωd that does not exceed the threshold value ωdth during that time. Even if the steering operation is performed, the command discharge flow rate Qout is gradually decreased at a predetermined rate regardless of the steering operation and returned to the initial value (t6 in the figure).
以上のように、本実施形態では、運転者の要求する操舵応答性が反映される操舵角加速度ωdをもってポンプ10の吐出流量補正を行うこととしたため、操舵角速度ωに基づいて吐出流量補正を行っていた従来に比べて、当該ポンプ10において、前記固有吐出量をより早期に増大させ、必要な吐出流量を確保することができ(図5中の実吐出流量Qrealを示す欄におけるハッチング参照)、これによって、運転者から求められる操舵応答性に応じたポンプ制御が可能となる。
As described above, in this embodiment, the discharge flow rate correction of the
換言すれば、操舵角加速度ωdが大きい状態とは、運転者が急転舵している状態であってポンプ10の吐出流量を増加させる必要が生じている状態であることから、本実施形態では、この操舵角加速度ωdを基準として、具体的には当該操舵角加速度ωdが前記閾値ωdthを超えているか否かの判断をもって、基本吐出流量Qω_CMDの増加速度より目標吐出流量QCMD(指令吐出流量Qout)の増加速度が大きくなるように、つまり前記基本通電量の増加速度より前記総通電量の増加速度が大きくなるように補正制御することで、従来よりも早期にポンプ10の吐出流量の増大化を図ることが可能となり、これによって、前記パワーステアリング装置に対する作動液供給に際し、高い応答性の確保に供される。
In other words, the state in which the steering angular acceleration ωd is large is a state in which the driver is steered suddenly and a state in which the discharge flow rate of the
しかも、上記補正制御において、操舵角加速度ωdが前記閾値ωdth以上となったときの目標吐出流量QCMDの目標値と基本吐出流量Qω_CMDの目標値とが等しくなる、すなわち前記総通電量の目標値と前記基本通電量の目標値とが等しくなるように構成されていることから、前記総通電量の前記基本通電量に対する増加分はソレノイドバルブ16の応答性を高めることにのみ使用されることとなり、操舵操作に対する操舵アシスト力の大きさを変化させてしまうおそれがない。このため、当該操舵操作における操舵違和感を抑制することができる。
Moreover, in the correction control, the target value of the target discharge flow rate QCMD and the target value of the basic discharge flow rate Qω_CMD when the steering angular acceleration ωd is equal to or greater than the threshold value ωdth are equal, that is, the target value of the total energization amount Since the basic energization amount is set to be equal to the target value, the increase in the total energization amount with respect to the basic energization amount is used only to increase the responsiveness of the
また、前記ポンプ10の場合、車両停止状態となるエンジンのアイドル状態において、非操舵状態では、図8に示すように前記固有吐出量は5L/minが最大となる一方で、操舵状態では、図7に示すように最大で7L/minの補正加算流量Qωd_CMDを加算するようになっている。このように、エンジンのアイドル運転状態では、操舵状態に比べて非操舵状態の方が前記固有吐出量が小さくなるようにソレノイドバルブ16が制御されることで、操舵時における適切な操舵アシスト力の発生を担保しつつ、ポンプ負荷の低減化を図ることができる。
In the case of the
さらに、前記ポンプ10では、前記ソレノイドバルブ16によって、カムリング14を直接駆動するのではなく、制御バルブ15のスプール弁15aを駆動する構成としたため、当該ソレノイドバルブ16の駆動対象の重量の低減化が図れ、当該ソレノイドバルブ16による駆動応答性を高めることも可能となる。これにより、前記パワーステアリング装置に係る操舵応答性のさらなる向上に供される。
Further, since the
近年、環境性能の向上を目的として自動車の更なる低燃費化が求められている。低燃費化には、エンジンの効率化に加え、エンジンを駆動源とする機器の負荷低減が有効である。パワーステアリング装置では、作動液の供給源となるポンプ負荷の低減が求められる。例えば、車両停止状態となるエンジンのアイドル状態において、フットブレーキやサイドブレーキが動作している場合、シフトレバーの位置がニュートラルNやパーキングPといった場合は、ステアリング操作が行なわれる可能性は低いので、ポンプの固有吐出量をより小さくしても問題はない。従来のポンプでは、オリフィス差圧の制御範囲が狭いため、非操舵状態におけるポンプの固有吐出量を低減することについて改良の余地があった。 In recent years, there has been a demand for further reduction in fuel consumption of automobiles for the purpose of improving environmental performance. In order to reduce fuel consumption, in addition to improving engine efficiency, it is effective to reduce the load on equipment that uses the engine as a drive source. In a power steering device, it is required to reduce a pump load that is a supply source of hydraulic fluid. For example, when the foot brake or the side brake is operating in the engine idle state where the vehicle is stopped, and the shift lever is at the position of neutral N or parking P, the possibility of steering operation is low. There is no problem even if the specific discharge amount of the pump is made smaller. In the conventional pump, since the control range of the orifice differential pressure is narrow, there is room for improvement in reducing the inherent discharge amount of the pump in the non-steering state.
以下、ポンプ負荷の更な低減を図り、操舵状態へのスムーズな復帰を実現するための本実施例に構成について図面を用いて説明する。 Hereinafter, the configuration of this embodiment for further reducing the pump load and realizing a smooth return to the steering state will be described with reference to the drawings.
図9は本発明に第1実施例に係るソレノイドの断面図、図10は図9の切断線X−Xにおけるソレノイドの断面図、図11〜図13は図9の切断線XI−XIのおけるソレノイドの断面図である。 9 is a cross-sectional view of the solenoid according to the first embodiment of the present invention, FIG. 10 is a cross-sectional view of the solenoid along the cutting line XX of FIG. 9, and FIGS. 11 to 13 are cutting lines XI-XI of FIG. It is sectional drawing of a solenoid.
図9〜図13に示すように、ソレノイドバルブ16は、ハウジング部材70の内部に、ソレノイド部16aとプランジャ71とステータ72とを有する。また、ハウジング部材70には、コネクタ部73が備えられている。コネクタ部73の内部には、端子73aが備えられ、ECU40と電気的に接続される。
As shown in FIGS. 9 to 13, the
ソレノイド部16aは、通電により磁力を発生する電磁コイルであり、端子73aを介して駆動電流が供給される。ソレノイド部16aは、通電時に磁力線を発生し、磁界を形成することで、ステータ72にプランジャ71を磁気吸引させる。プランジャ71は、軟磁性体の金属材料により形成された可動コアであり、ソレノイド部16aの内周側にX軸方向に移動(ストローク)可能に支持される。
The
プランジャ71は、ソレノイド部16aへの通電により形成される磁気回路の磁束による推力(X軸正方向への磁気吸引力)を受けて、所定範囲内で軸方向に移動可能に配置されている。プランジャ71の軸心には棒状の部材であるロッド74が圧入等により固定されている。ロッド74は、プランジャ71の軸心に貫通形成された孔に貫通して設置され、プランジャ71の軸方向両端から突出している。
The
ロッド74のX軸正方向端部はバルブ部16bに当接可能に設けられている。ロッド74は、ソレノイド部16aに供給される駆動電流に応じてプランジャ71に作用するX軸正方向の推力をバルブ部16bに伝達し、バルブ部16bを付勢する。
The positive end of the
可変オリフィス部27は中空に形成された筒状部75を有しており、内部にバルブ部16bとスプリング76が配置されている。スプリング76は非線形特性を有している。バルブ部16bは可変オリフィス部27の筒状部75内を移動し、可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの位置の変化に応じて流路面積を変化させる。スプリング76は、バルブ部16bをX軸負方向(ソレノイド部16a側)に向かって付勢している。
The
ソレノイド部16aへ通電されると、プランジャ71はスプリング76の付勢力に打ち勝ってバルブ部16bをX軸正方向へ移動させる。ソレノイド部16aは、ソレノイド部16aに供給される駆動電流を制御することでプランジャ71への磁気吸引を変化させ、バルブ部16bの位置を変化させる。
When the
バルブ部16bには、作動液が通過する貫通孔である複数の可変オリフィス通路部77(77a、77b)が形成されている。本実施例においては、可変オリフィス通路部77aの開口面積は可変オリフィス通路部77bの開口面積より大きくしている。
The
次に流路構成について説明する。可変オリフィス部27の筒状部75には、合流部78が接続されている。図10に示すように、合流部78の直径は、筒状部75の直径よりも大きく形成されている。換言すると、合流部78は筒状部75の外周を覆うような形で配置されている。
Next, the flow path configuration will be described. A joining
合流部78には、固定オリフィス部26を介して第2吐出通路25b(25b2)と、第4配管9dが接続されている(図9及び図10)。さらに合流部78は、固定オリフィス部29を介して制御バルブ15の第2圧力室と接続されている(図11)。換言すると、合流部78は、第2吐出通路25b1,25b2が合流しており、吐出通路25としての第2吐出通路25bを構成している。
The
図9に示すように、吐出通路25は、第1吐出通路25aと第2吐出通路25b1とに分岐され、第2吐出通路25b1は可変オリフィス部27における筒状部75のスプリング76側に接続されている。第1吐出通路25aは、図11〜図13に示すように、制御バルブ15の第1圧力室15bに接続されている。制御バルブ15には、配管79が接続され、この配管79には配管6b及び吸入通路30と接続される。
As shown in FIG. 9, the
次に、ソレノイドバルブ16及び制御バルブ15の動作について図11〜図13を用いて説明する。
Next, operations of the
図11に示すように、ソレノイド部16aに駆動電流が供給された場合(通電された場合)、バルブ部16bはスプリング76の付勢力に打ち勝って、X軸正方向、すなわち図11の左側に移動する。この時、可変オリフィス部27のバルブ部16bは、バルブ部16bに形成された複数の可変オリフィス通路部77a、77bのうち、可変オリフィス通路部77aに比べ小孔である可変オリフィス通路部77bが合流部78とオーバーラップする位置に移動する。第2吐出通路25b1を通過した作動液は、可変オリフィス部27のバルブ部16bに形成された可変オリフィス通路部77bを通過して合流部78に吐出され、固定オリフィス部26を介して供給される第2吐出通路25b2の作動液と合流する。第2吐出通路25b1と第2吐出通路25b2とから供給された作動液は、固定オリフィス部29を介して制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する。可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの開口は最小となり、制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する作動液も最小となる。本実施例においては、可変オリフィス部27の流路面積が最小となる領域を第1の領域と称する。
As shown in FIG. 11, when a drive current is supplied to the
可変オリフィス部27のバルブ部16bに形成された可変オリフィス通路部77bが合流部78とオーバーラップする位置にある場合は、第2圧力室15cに比べ、第1圧力室15bの圧力が大きい(第1圧力室15bと第2圧力室15cと差圧が大きい)ので、第1圧力室15bの圧力がコイルばね15dの付勢力に打ち勝って、スプール弁15aは図11における右側、すなわちX軸負方向に移動する。第1流体圧室21aには高圧が導入されることとなり、カムリング14はコイルばね24のばね力に打ち勝って最小偏心状態に保持される。換言すると、カムリング14は、駆動軸12の回転軸線とカムリング14の内周縁の中心が一致する位置に対し、駆動軸12の回転軸線とカムリング14の内周縁の中心が最大となる最大偏心状態の反対側のマイナス偏心状態まで移動する。マイナス偏心状態になるのは、バルブ部16bが、前記第1の領域のみ合流部78に対し開口しているときである。そして、カムリング14が最小偏心状態では、ポンプの固有吐出量が減少する。
When the variable
次にソレノイド部16aに駆動電流が供給されていない場合について、図12を用いて説明する。図12に示すようにソレノイド部16aに駆動電流が供給されていない場合(通電量が零の場合)、バルブ部16bはスプリング76の付勢力により、X軸負方向、すなわちソレノイド部16a側に付勢される。この時、可変オリフィス部27のバルブ部16bに形成された複数の可変オリフィス通路部77a、77bは、合流部78とオーバーラップする位置にある。第2吐出通路25b1を通過した作動液は、可変オリフィス部27のバルブ部16bに形成された複数の可変オリフィス通路部77a、77bから合流部78に吐出され、固定オリフィス部26を介して供給される第2吐出通路25b2の作動液と合流する。第2吐出通路25b1と第2吐出通路25b2とから供給された作動液は、固定オリフィス部29を介して制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する。可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの開口は最大となり、制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する作動液も最大となる。可変オリフィス部27の流路面積が最大(第1の領域より大きい)となる領域を第2の領域と称する。
Next, the case where the drive current is not supplied to the
可変オリフィス部27のバルブ部16bに形成された複数の可変オリフィス通路部77a、77bが合流部78とオーバーラップする位置にある場合は、第1圧力室15bと第2圧力室15cと差圧が小さいので、コイルばね15dの付勢力が第1圧力室15bの圧力に勝り、スプール弁15aは図12における左側、すなわちX軸正方向に位置する。第1流体圧室21aには吸入圧である低圧が導入されることとなり、カムリング14はコイルばね24のばね力により押圧されて最大偏心状態に保持される。カムリング14が最大偏心状態では、ポンプの固有吐出量が増加する。
When the plurality of variable
本実施例のソレノイドバルブ16は、ソレノイド部16aへの通電量が零のとき、第2の領域が合流部78に対し開口するようにしている。本実施例によれば、ソレノイドバルブ16を所謂ノーマルオープン弁とすることで、ソレノイドバルブ16への通電不良時においても必要流量を確保することができる。
The
次にバルブ部16bを中間の位置に制御する手段について図13を用いて説明する。図13に示すようにソレノイド部16aに駆動電流が供給されると、バルブ部16bはスプリング76の付勢力に打ち勝って、X軸正方向、すなわち図13の左側に移動する。この時、可変オリフィス部27のバルブ部16bに形成された複数の可変オリフィス通路部77a、77bのうち、可変オリフィス通路部77aの一部(例えば半分)及び可変オリフィス通路部77bが合流部78とオーバーラップする位置とする。第2吐出通路25b1を通過した作動液は、可変オリフィス部27のバルブ部16bに形成された可変オリフィス通路部77aの一部(例えば半分)及び可変オリフィス通路部77bから合流部78に吐出され、固定オリフィス部26を介して供給される第2吐出通路25b2の作動液と合流する。第2吐出通路25b1と第2吐出通路25b2とから供給された作動液は、固定オリフィス部29を介して制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する。可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの開口は中間となり、制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する作動液も中間となる。可変オリフィス部27の流路面積が第1の領域と第2の領域の間にあり、流路面積が第2の領域より小さくなる領域を第3の領域と称する。
Next, means for controlling the
可変オリフィス部27のバルブ部16bに形成された可変オリフィス通路部77aの一部(例えば半分)及び可変オリフィス通路部77bが合流部78とオーバーラップする位置にある場合は、第2圧力室15cに比べ、第1圧力室15bの圧力が大きい(第1圧力室15bと第2圧力室15cと差圧が大きい)ので、第1圧力室15bの圧力がコイルばね15dの付勢力に打ち勝って、スプール弁15aは図11における右側、すなわちX軸負方向に位置する。第1流体圧室21aには第2の領域よりは低い圧の作動液が導入されることとなり、カムリング14はコイルばね24のばね力に打ち勝って偏心状態が第2の領域よりは小さくなる位置に保持される。カムリング14の偏心状態が小さくなると、ポンプの固有吐出量が減少する。本実施例では可変オリフィス通路部77aにおける合流部78とのオーバーラップ量は半分としたが、例えばオーバーラップ量1/3程度にしても良い。この場合、第3の領域における可変オリフィス通路部77aは、前記第2の領域における可変オリフィス通路部77aよりも、バルブ部16bの移動方向に直角な方向の幅が小さくなる。本実施例によれば、バルブ部16bの移動方向に対し直角な方向の幅、即ち開口幅が第3の領域で小さいことにより、バルブ部16bのストロークの変化に対する開口面積の変化が小さくなり、バルブ部16bを移動させながら、流量が少ないまま、流量復帰の応答性がよい状態を得ることができる。
When a part (for example, half) of the variable
このように、本実施例では、ソレノイド部への通電量を変化させて可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの位置を変化させている。
Thus, in this embodiment, the position of the
可変オリフィス通路部77a、77bは、前記第1の領域、前記第2の領域、または前記第3の領域に設けられており、可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの位置の変化に応じて合流部78に対する可変オリフィス通路部77a、77bの開口量が変化可能である。前記第3の領域における可変オリフィス通路部77a、77bは、可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの位置の変化に伴う可変オリフィス通路部77a、77bと合流部78とのオーバーラップ量の変化量が前記第2の領域よりも小さくなっている。本実施例によれば、バルブ部16bのストローク変化に対する可変オリフィス通路部77のオーバーラップ量の変化量を小さくすることで、バルブ部16bを移動させながら、流量が少ないまま、流量復帰の応答性がよい状態を得ることができる。
The variable
また、可変オリフィス通路部77bは、第1の領域、第2の領域、第3の領域において合流部78に対し常に開口しており、可変オリフィス通路部77bは、固定オリフィス通路部としての機能を有している。換言すると、本実施例のバルブ部16bは、作動液が通過する貫通孔である固定オリフィス通路部と可変オリフィス通路部を備えていることとなる。可変オリフィス通路部77aは第2の領域と第3の領域をあわせた領域に設けられている。本実施例では、第1の領域を所謂固定オリフィスとすることで、バルブ部の位置の変化に拘わらず最小流量を確保することができる。
In addition, the variable
さらに、可変オリフィス通路部77aは、開口部の全てが合流部78とオーバーラップする第1の開口部と、開口部の一部が合流部78とオーバーラップする第2の開口部とを備えている。固定オリフィスとして機能する可変オリフィス通路部77bは、第1の開口部または第2の開口部の面積よりも小さくしている。本実施例によれば、固定オリフィスとして機能する可変オリフィス通路部77bの開口面積を充分に小さくすることで、吐出量が最小の状態における吐出量を充分に少なくすることができる。
Further, the variable
次にポンプの固有吐出量とバルブ部16bの移動量との関係について図14A及び図14Bを用いて説明する。図14Aは比較例に係るポンプの固有吐出量とバルブ部の移動量との関係を示す図、図14Bは本実施例に係るポンプの固有吐出量とバルブ部の移動量との関係を示す図である。
Next, the relationship between the specific discharge amount of the pump and the movement amount of the
図14Aにおいて、車速が低速時においてステアリング操作を行う操舵状態では、ソレノイド部を制御してポンプの固有吐出量が多くなるようにする。車速が上がり通常走行になると、ステアリング操作が行われる可能性が低いのでポンプの固有吐出量を抑え、操舵準備状態に移行する。比較例における操舵準備状態においては、操舵状態へのスムーズな移行に備え、ポンプの固有吐出量を所定の状態に保っているので、ポンプの固有吐出量の更なる低減を図ることが困難であった。 In FIG. 14A, in the steering state in which the steering operation is performed when the vehicle speed is low, the solenoid unit is controlled so that the specific discharge amount of the pump is increased. When the vehicle speed increases and the vehicle travels normally, there is a low possibility that the steering operation will be performed. In the steering preparation state in the comparative example, the specific discharge amount of the pump is maintained in a predetermined state in preparation for a smooth transition to the steering state, so it is difficult to further reduce the specific discharge amount of the pump. It was.
これに対し、本実施例では図14Bに示すように、第1の領域としてポンプの固有吐出量が最小となる最小吐出状態を備えている。本実施例ではポンプの固有吐出量が最小となる最小吐出状態を備えているので、ポンプが必要以上に運転するのを抑制し、省エネルギー化が図れる。例えば、本実施例の構成を自動車用にパワーステアリング装置に適用した場合、低燃費化が図れる。 On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 14B, the first region has a minimum discharge state in which the specific discharge amount of the pump is minimized. In this embodiment, since the pump has a minimum discharge state in which the specific discharge amount of the pump is minimized, it is possible to suppress the pump from operating more than necessary and to save energy. For example, when the configuration of this embodiment is applied to a power steering device for an automobile, fuel consumption can be reduced.
本実施例では種々の条件に応じて、ソレノイドバルブ16を第1の領域、第2の領域、第3の領域に制御して、ポンプの固有吐出量を制御するようにしている。特にステアリング操作に対する操舵補助が必要でないときは、ポンプの固有吐出量を最小にしている。以下、ポンプの固有吐出量を最小になるようにする条件について図15を用いて説明する。
In this embodiment, according to various conditions, the
図15は本実施例に係る車両状態、フットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジションとポンプ吐出量との関係を示す図である。 FIG. 15 is a diagram illustrating the relationship between the vehicle state, the foot brake, the side brake, the shift position, and the pump discharge amount according to the present embodiment.
図15において、例えばA〜Fまでのパターンがある。パターンAでは車両が停止していることを車速センサ34で検出し、フットブレーキがONの状態であることをフットブレーキセンサ36で検出し、ECU40がこれらの信号を受信している。車両が信号待ちで停車しているような状態である。図中「−」とあるのは、状態を問わない。このような状態では、ステアリング操作を行う可能性は低いので、ポンプの固有吐出量が最小となるようにソレノイドバルブ16を制御する。
In FIG. 15, there are patterns from A to F, for example. In the pattern A, the
パターンBでは車両が停止していることを車速センサ34で検出し、サイドブレーキがONの状態であることをサイドブレーキセンサ37で検出し、ECU40がこれらの信号を受信している。エンジンがアイドリングの状態で車両が駐停車しているような状態である。このような状態では、ステアリング操作を行う可能性は低いので、ポンプの固有吐出量が最小となるようにソレノイドバルブ16を制御する。
In the pattern B, the
パターンCでは車両が停止していることを車速センサ34で検出し、シフトポジションがニュートラルN、もしくはパーキングPの位置にある状態をシフトポジションセンサ38が検出し、ECU40がこれらの信号を受信している。エンジンがアイドリングの状態で車両が駐停車しているような状態である。このような状態では、ステアリング操作を行う可能性は低いので、ポンプの固有吐出量が最小となるようにソレノイドバルブ16を制御する。
In the pattern C, the
パターンDでは、フットブレーキがOFFの状態である。車両が信号待ちで停車しているようなパターンAの状態から走り出す状態である。このような状態では、運転者がステアリング操作を行い交差点を右折、左折する可能性があるので、ポンプの固有吐出量が多くなるようにソレノイドバルブ16を制御する。
In pattern D, the foot brake is in an OFF state. This is a state in which the vehicle starts running from the pattern A state where the vehicle is stopped waiting for a signal. In such a state, the driver may perform a steering operation to turn right or left at the intersection. Therefore, the
パターンEでは、サイドブレーキがOFFの状態である。車両が駐停車しているようなパターンBの状態から走り出す状態である。このような状態では、運転者がステアリング操作を行い、車両を駐停車位置から車道の本線戻す可能性があるので、ポンプの固有吐出量が多くなるようにソレノイドバルブ16を制御する。
In pattern E, the side brake is in an OFF state. This is a state in which the vehicle starts running from the pattern B state where the vehicle is parked or stopped. In such a state, there is a possibility that the driver performs a steering operation and returns the vehicle from the parking / stopping position to the main line of the roadway, so the
パターンFでは、シフトポジションがドライブDの状態である。車両が駐停車しているようなパターンCの状態から走り出す状態である。このような状態では、運転者がステアリング操作を行い、車両を駐停車位置から車道の本線戻す可能性があるので、ポンプの固有吐出量が多くなるようにソレノイドバルブ16を制御する。
In pattern F, the shift position is in the drive D state. This is a state where the vehicle starts running from the state of the pattern C where the vehicle is parked or stopped. In such a state, there is a possibility that the driver performs a steering operation and returns the vehicle from the parking / stopping position to the main line of the roadway, so the
本実施例では、図1及び図2で示したように、車速センサ34、フットブレーキセンサ36、サイドブレーキセンサ37、シフトポジションセンサ38を備え、これらセンサで検出した車両の運転状態に関する信号をECU40で受信し、ソレノイドバルブ16を制御してポンプの固有吐出量を制御している。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施例によれば、バルブ部16bの第1の領域により吐出量が最小の状態、第3の領域で吐出量が少なく、かつ流量復帰(増大)の応答性が確保された状態、第2の領域で必要な流量が確保された状態、の3つの状態を実現することができる。
According to the present embodiment, the first region of the
また、本実施例によれば、パワーステアリング装置は、操舵補助が必要でないとき、ポンプの吐出量を最小とすることでポンプ駆動負荷を低減し、燃料(電力)消費量を低減することができる。そこで、車両の運転状態または操舵状態に応じて第1、第2、または第3の領域を選択して使用することで、操舵応答性の確保と省エネの両立を図ることができる。 In addition, according to the present embodiment, the power steering device can reduce the pump driving load and the fuel (electric power) consumption by minimizing the discharge amount of the pump when the steering assist is not necessary. . Accordingly, by selecting and using the first, second, or third region in accordance with the driving state or steering state of the vehicle, it is possible to ensure both steering response and energy saving.
また、本実施例では、ECU40は、車両のフットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、または車速に関する信号に基づき、前記第1の領域のみが合流部78に開口するようにソレノイドバルブ16を駆動制御するようにしている。車両の停車中は操舵補助の必要性が低いため、ポンプの吐出量を最小とすることができる。 この停車中の判断は、フットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、車速によって判断することができる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、舵角センサ33の信号を用いてソレノイドバルブ16を制御するようにしても良い。例えば、操舵軸がストロークエンドにあることを舵角センサ33が検出した時、ECU40はその信号を受信し、バルブ部16bが前記第1の領域のみが合流部78に開口するようにソレノイドバルブ16を駆動制御するようにする。
Furthermore, the
転舵軸がストロークエンド付近にあるときは、操舵補助の必要性が低いため、ポンプ吐出量を最小とすることで、省エネ効果向上を図ることができる。 When the steered shaft is in the vicinity of the stroke end, the need for steering assistance is low, and therefore the energy saving effect can be improved by minimizing the pump discharge amount.
また、ECU40は、所定車速以上、かつ操舵操作が行われていないとき、第3の領域が合流部78に開口するようにソレノイドバルブ16を駆動制御するようにしても良い。操舵操作が行われていないときは、多くの吐出流量は必要としないため、第2の領域を使用する状態よりも吐出流量が少ない状態としておくと良い。一方、車速が所定車速以上のため、操舵操作が行われ、必要な吐出流量が急に増加する可能性がある。そこで、第1の領域のみを使用する状態よりも吐出流量を増加させ、かつ、バルブ部の位置も第2の領域に近い位置としておくことにより、操舵応答性を確保することができる。
Further, the
さらにまた、ECU40は、操舵輪の転舵軸にかかる荷重の変化に応じてソレノイドバルブ16を駆動制御するようにしても良い。転舵軸にかかる荷重を検出する手段としては、例えばトーションバーの捩れを検出するトルクセンサを用いる。操舵輪の操舵軸(例えば前側転舵軸)にかかる荷重が大きいとき(例えば積載量が多いとき)、操舵負荷が増大するため、吐出流量を多くすることにより、操舵負荷の低減を図ることができる。一方、操舵軸にかかる荷重が小さいときは、吐出流量を少なくすることにより、省エネ効果の向上を図ることができる。このように、操舵軸にかかる荷重の変化に応じてソレノイドを制御することにより、操舵負荷の低減と省エネ効果の向上の両立を図ることができる。
Furthermore, the
次に図16〜図18を用いて本発明に係る第2実施例について説明する。図16〜図18は本発明に係る第2実施例に係るソレノイドの断面図である。 Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 16 to 18 are sectional views of a solenoid according to the second embodiment of the present invention.
第2実施例において第1実施例と異なるのは、ソレノイドバルブ16のバルブ部として、スプール弁16cを用いたところにある。第1実施例と同じ構成については同一の符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
The second embodiment differs from the first embodiment in that a
スプール弁16cには、スプール弁の径方向外側から内側に向かって凹んだ凹部16c1が形成されると共に、その凹部16c1にはソレノイド部16aからスプリング76側に向かって、スプール弁16cの移動方向に直角な方向に幅が狭くなるような傾斜部16c2が形成されている。可変オリフィス通路部77から吐出した作動液は、合流部78とオーバーラップした凹部16c1から合流部78へ吐出される。
The
図16に示すように、ソレノイド部16aに駆動電流が供給された場合(通電された場合)、スプール弁16cはスプリング76の付勢力に打ち勝って、X軸正方向、すなわち図16の左側に移動する。この時、可変オリフィス部27のスプール弁16cは、スプール弁16cに形成された凹部16c1の一部である傾斜部16c2が合流部78とオーバーラップする位置に移動する。第2吐出通路25b1を通過した作動液は、可変オリフィス部27のスプール弁16cに形成された可変オリフィス通路部77を通過し、凹部16c1に形成された傾斜部16c2から合流部78に吐出され、固定オリフィス部26を介して供給される第2吐出通路25b2の作動液と合流する。可変オリフィス通路部77を通過した作動液は、傾斜部16c2によって絞られて合流部78に吐出される。換言すると、可変オリフィス部27におけるスプール弁16cの開口は最小とる。第2吐出通路25b1と第2吐出通路25b2とから供給された作動液は、固定オリフィス部29を介して制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する。可変オリフィス部27におけるスプール弁16cの開口は最小であるので、制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する作動液も最小となる。可変オリフィス部27の流路面積が最小となる領域を第1の領域と称する。
As shown in FIG. 16, when a drive current is supplied to the
可変オリフィス部27のスプール弁16cに形成された凹部16c1の傾斜部16c2が合流部78とオーバーラップする位置にある場合は、第2圧力室15cに比べ、第1圧力室15bの圧力が大きい(第1圧力室15bと第2圧力室15cと差圧が大きい)ので、第1圧力室15bの圧力がコイルばね15dの付勢力に打ち勝って、制御バルブ15のスプール弁15aは図11における右側、すなわちX軸負方向に位置する。第1流体圧室21aには高圧が導入されることとなり、カムリング14はコイルばね24のばね力に打ち勝って最小偏心状態に保持される。換言すると、カムリング14は、駆動軸12の回転軸線とカムリング14の内周縁の中心が一致する位置に対し、駆動軸12の回転軸線とカムリング14の内周縁の中心が最大となる最大偏心状態の反対側のマイナス偏心状態まで移動する。マイナス偏心状態になるのは、スプール弁16cに形成された凹部16c1の傾斜部16c2が、前記第1の領域のみ合流部78に対し開口しているときである。そして、カムリング14が最小偏心状態では、ポンプの固有吐出量が減少する。
When the inclined portion 16c2 of the concave portion 16c1 formed in the
次にソレノイド部16aに駆動電流が供給されていない場合について図17を用いて説明する。図17に示すようにソレノイド部16aに駆動電流が供給されていない場合(通電量が零の場合)、スプール弁16cはスプリング76の付勢力により、X軸負方向、すなわちソレノイド部16a側に付勢される。この時、可変オリフィス部27のスプール弁16cに形成された凹部16c1および傾斜部16c2が合流部78とオーバーラップする位置に移動する。第2吐出通路25b1を通過した作動液は、可変オリフィス通路部77を通過し、可変オリフィス部27のスプール弁16cに形成された凹部16c1および傾斜部16c2から合流部78に吐出され、固定オリフィス部26を介して供給される第2吐出通路25b2の作動液と合流する。第2吐出通路25b1と第2吐出通路25b2とから供給された作動液は、固定オリフィス部29を介して制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する。可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの開口は最大となり、制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する作動液も最大となる。可変オリフィス部27の流路面積が最大(第1の領域より大きい)となる領域を第2の領域と称する。
Next, the case where the drive current is not supplied to the
可変オリフィス部27のスプール弁16cに形成された凹部16c1および傾斜部16c2が合流部78とオーバーラップする位置にある場合は、第1圧力室15bと第2圧力室15cと差圧が小さいので、コイルばね15dの付勢力が第1圧力室15bの圧力に勝り、制御バルブ15のスプール弁15aは図11における左側、すなわちX軸正方向に位置する。第1流体圧室21aには吸入圧である低圧が導入されることとなり、カムリング14はコイルばね24のばね力により押圧されて最大偏心状態に保持される。カムリング14が最大偏心状態では、ポンプの固有吐出量が増加する。
When the concave portion 16c1 and the inclined portion 16c2 formed in the
本実施例のソレノイドバルブ16は、ソレノイド部16aへの通電量が零のとき、第2の領域が合流部78に対し開口するようにしている。本実施例によれば、ソレノイドバルブ16を所謂ノーマルオープン弁とすることで、通電不良時においても必要流量を確保することができる。
The
次にバルブ部16bを中間の位置に制御する手段について図18を用いて説明する。ソレノイド部16aに駆動電流が供給されると、スプール弁16cはスプリング76の付勢力に打ち勝って、X軸正方向、すなわち図18の左側に移動する。この時、可変オリフィス部27のスプール弁16cに形成された凹部16c1の一部及び傾斜部16c2が合流部78とオーバーラップする位置に移動する。第2吐出通路25b1を通過した作動液は、可変オリフィス部27のスプール弁16cに形成された可変オリフィス通路部77を通過し、凹部16c1の一部及び傾斜部16c2から合流部78に吐出され、固定オリフィス部26を介して供給される第2吐出通路25b2の作動液と合流する。第2吐出通路25b1と第2吐出通路25b2とから供給された作動液は、固定オリフィス部29を介して制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する。可変オリフィス部27におけるスプール弁16cの開口は中間となり、制御バルブ15の第2圧力室15cに流入する作動液も中間となる。可変オリフィス部27の流路面積が第1の領域と第2の領域の間にあり、流路面積が第2の領域より小さくなる領域を第3の領域と称する。
Next, means for controlling the
可変オリフィス部27のスプール弁16cに形成された凹部16c1の一部及び傾斜部16c2が合流部78とオーバーラップする位置にある場合は、第2圧力室15cに比べ、第1圧力室15bの圧力が大きい(第1圧力室15bと第2圧力室15cと差圧が大きい)ので、第1圧力室15bの圧力がコイルばね15dの付勢力に打ち勝って、制御バルブ15のスプール弁15aは図18における右側、すなわちX軸負方向に移動する。第1流体圧室21aには第2の領域よりは低い圧が導入されることとなり、カムリング14はコイルばね24のばね力に打ち勝って偏心状態が第2の領域よりは小さくなる状態に保持される。カムリング14の偏心状態が小さくなると、ポンプの固有吐出量が減少する。
When a part of the concave portion 16c1 formed in the
次に図19を用いて本発明に係る第3実施例について説明する。図19は本発明に係る第3実施例に係るソレノイドの断面図であり、第3の領域の状態を示している。 Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a cross-sectional view of the solenoid according to the third embodiment of the present invention, showing the state of the third region.
バルブ部16bには、作動液が通過する貫通孔である複数の可変オリフィス通路部77(77a、77b)が形成されている。本実施例においては、可変オリフィス通路部77aの開口面積は可変オリフィス通路部77bの開口面積より大きくしている。
The
ソレノイド部16aに駆動電流が供給された場合(通電された場合)は、バルブ部16bの可変オリフィス通路部77bが合流部78とオーバーラップする位置になるようにバルブ部16bを移動させる。この状態は第1の領域となる。
When a drive current is supplied to the
また、ソレノイド部16aに駆動電流が供給されない場合(通電されない場合)は、バルブ部16bの可変オリフィス通路部77aが合流部78とオーバーラップする位置になるようにバルブ部16bを移動させる。この状態は第2の領域となる。第1の領域及び第2の領域における制御バルブ15、ポンプの動作については、第1実施例、第2実施例と同様である。
Further, when the drive current is not supplied to the
バルブ部16bを中間の位置に制御する場合、図19に示すようにソレノイド部16aに駆動電流が供給されると、バルブ部16bはスプリング76の付勢力に打ち勝って、X軸正方向、すなわち図19の左側に移動する。この時、可変オリフィス部27のバルブ部16bは可変オリフィス通路部77(77a、77b)が合流部78とオーバーラップしない位置に移動する。換言すると、第3の領域において、可変オリフィス通路部77は、バルブ部16bの移動方向に直角な方向の幅が零となる。
When controlling the
このようにすることにより、本実施例によれば、バルブ部16bの位置が変化しても、第3の領域における開口面積が零であるため、バルブ部16bのストローク変化に対する開口面積お変化を少なく(零)とすることができる。
In this way, according to the present embodiment, even if the position of the
(各実施例の効果)
近年、環境性能の向上を目的として自動車の更なる低燃費化が求められている。低燃費化には、エンジンの効率化に加え、エンジンを駆動源とする機器の負荷低減が必要である。エンジンを駆動源とする機器の負荷低減の1つとして、本実施例ではパワーステアリング装置のポンプ装置の改良に着目した。
(Effect of each embodiment)
In recent years, there has been a demand for further reduction in fuel consumption of automobiles for the purpose of improving environmental performance. In order to reduce fuel consumption, in addition to improving engine efficiency, it is necessary to reduce the load on equipment that uses the engine as a drive source. As one way of reducing the load on equipment using an engine as a drive source, the present embodiment focuses on improving the pump device of the power steering device.
本実施例では、ポンプ装置において、ポンプハウジング11であって、ポンプ要素収容空間11a、吸入通路30、吐出通路25、吸入ポート13a、吐出ポート13bを有し、吸入通路30は、吸入ポート13aと接続されており、吐出通路25は、吐出ポート13bと接続されている、ポンプハウジング11と、ポンプハウジング11に回転可能に設けられた駆動軸12と、駆動軸12に設けられ、複数のスリットを有するロータ17と、前記複数のスリットの夫々の中で移動可能に設けられた複数のベーン18と、カムリング14であって、環状に形成されており、ポンプ要素収容空間11aの中に設けられており、ロータ17および複数のベーン18と共に複数のポンプ室20を形成し、ポンプ要素収容空間11aに第1流体圧室21aと第2流体圧室21bを形成しており、吸入ポート13aは、複数のポンプ室20のうち、駆動軸12の回転に伴いポンプ室20の容積が増大する吸入領域に開口しており、吐出ポート13bは、複数のポンプ室20のうち、駆動軸12の回転に伴いポンプ室20の容積が減少する吐出領域に開口しており、第1流体圧室21aは、駆動軸12の回転軸線の径方向においてカムリング14の径方向外側に設けられた空間であって、駆動軸12の回転軸線とカムリング14の内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が減少する部分に設けられており、第2流体圧室21bは、駆動軸12の回転軸線の径方向においてカムリング14の径方向外側に設けられた空間であって、駆動軸12の回転軸線とカムリング14の内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が増大する部分に設けられており、カムリング14は、第1流体圧室21aと第2流体圧室21bの圧力差に基づき、ポンプ要素収容空間11aの中を移動可能に設けられている、カムリング14と、制御バルブ15であって、スプール弁15aと、第1圧力室15bと、第2圧力室15cを備え、第1圧力室15bは、スプール弁15aの移動方向においてスプール弁15aの一方側に設けられ、吐出ポート13bから吐出された作動液が導入されており、第2圧力室15cは、スプール弁15aの移動方向においてスプール弁15aに対し第1圧力室15bの反対側に設けられ、吐出通路25に設けられた可変オリフィス部27よりも作動液の流れの方向において下流側の作動液が導入されており、スプール弁15aは、第1圧力室15bの作動液の液圧と第2圧力室15cの作動液の液圧の差に基づき制御され、第1流体圧室21aの作動液の液圧を制御可能である、制御バルブ15と、ソレノイドバルブ16であって、ソレノイド部16aと、バルブ部16bを備え、ソレノイド部16aは、通電量の変化に応じて駆動制御され、可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの位置を変化させるものであり、バルブ部16bは、可変オリフィス部27に設けられ、可変オリフィス部27における位置の変化に応じて、可変オリフィス部27における位置に応じて流路面積が最小となる第1の領域と、バルブ部16bの位置の変化に応じて前記流路面積が変化する第2の領域と、バルブ部16bの位置が前記第1の領域と前記第2の領域の間に位置しておりバルブ部16bの位置の変化に伴う前記流路面積の変化量が前記第2の領域よりも小さい第3の領域を有するバルブ部16bと、を有している。
In this embodiment, in the pump device, the
本実施例によれば、バルブ部16bの第1の領域により吐出量が最小の状態、第3の領域で吐出量が少なく、かつ流量復帰(増大)の応答性が確保された状態、第2の領域で必要な流量が確保された状態、の3つの状態を実現することができる。
According to the present embodiment, the first region of the
また、本実施例では上記において、バルブ部16bは、作動液が通過する貫通孔である可変オリフィス通路部77を備え、可変オリフィス通路部77は、前記第1の領域、前記第2の領域、または前記第3の領域に設けられており、可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの位置の変化に応じて吐出通路25(合流部78)に対する可変オリフィス通路部77の開口量が変化可能であり、前記第3の領域における可変オリフィス通路部77は、可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの位置の変化に伴う可変オリフィス通路部77と吐出通路25(合流部78)とのオーバーラップ量の変化量が前記第2の領域よりも小さい。
Further, in the present embodiment, in the above, the
本実施例によれば、バルブ部16bのストローク変化に対する可変オリフィス通路部77のオーバーラップ量の変化量を小さくすることで、バルブ部16bを移動させながら、流量が少ないまま、流量復帰の応答性がよい状態を得ることができる。
According to the present embodiment, by changing the overlap amount of the variable
また、本実施例では上記において、前記第3の領域における可変オリフィス通路部77は、前記第2の領域における可変オリフィス通路部77よりも、バルブ部16bの移動方向に直角な方向の幅が小さい。
Further, in this embodiment, in the above, the variable
本実施例によれば、バルブ部16bの移動方向に対し直角な方向の幅、即ち開口幅が第3の領域で小さいことにより、バルブ部16bのストロークの変化に対する開口面積の変化が小さくなり、バルブ部16bを移動させながら、流量が少ないまま、流量復帰の応答性がよい状態を得ることができる。
According to the present embodiment, since the width in the direction perpendicular to the moving direction of the
また、本実施例では上記において、前記第3の領域における可変オリフィス通路部77は、バルブ部16bの移動方向に直角な方向の幅を零とした。
In the present embodiment, in the above description, the variable
本実施例によれば、バルブ部16bの位置が変化しても、第3の領域における開口面積が零であるため、バルブ部16bのストロークの変化に対する開口面積の変化を少なく(零)とすることができる。
According to the present embodiment, even if the position of the
また、本実施例では上記において、バルブ部16bは、作動液が通過する貫通孔である固定オリフィス通路部(可変オリフィス通路部77b)と可変オリフィス通路部77aを備え、固定オリフィス通路部(可変オリフィス通路部77b)は、前記第1の領域に設けられており、吐出通路25(合流部78)に対し常に開口しており、可変オリフィス通路部77aは、前記第2の領域と第3の領域を併せた領域に設けられている。
In this embodiment, the
本実施例によれば、第1の領域を所謂固定オリフィスとすることで、バルブ部16bの位置の変化に拘わらず最小流量を確保することができる。
According to the present embodiment, by setting the first region as a so-called fixed orifice, it is possible to ensure the minimum flow rate regardless of the change in the position of the
また、本実施例では上記において、可変オリフィス通路部77aは、第1の開口部と、第2の開口部を備え、固定オリフィス通路部(可変オリフィス通路部77b)は、前記第1の開口部または前記第2の開口部の開口面積よりも小さくした。
In this embodiment, the variable
本実施例によれば、固定オリフィス通路部(可変オリフィス通路部77b)の開口面積を充分に小さくすることで、吐出量が最小の状態における吐出量を充分に少なくすることができる。
According to the present embodiment, by sufficiently reducing the opening area of the fixed orifice passage portion (variable
また、本実施例では上記において、バルブ部を、スプール弁16cとした。
In this embodiment, the valve portion is the
本実施例によれば、ソレノイドバルブ16のストロークに対する開口面積の調整を行い易くなる。
According to this embodiment, it becomes easy to adjust the opening area with respect to the stroke of the
また、本実施例では上記において、ソレノイドバルブ16は、スプリング76を備え、ソレノイド部16aは、スプリング76の付勢力に抗してバルブ部16bを付勢することにより可変オリフィス部27におけるバルブ部16bの位置を変化させるものであり、スプリング76は、非線形特性を有するものとした。
In the present embodiment, the
本実施例によれば、ソレノイド部16aの推力変化に対するバルブ部16bのストロークの変化量を非線形特性とすることができるため、第2の領域と第3の領域とで、ソレノイド部16aの推力変化に対する開口面積変化に差を設けることができる。
According to the present embodiment, since the amount of change in the stroke of the
また、本実施例では上記において、カムリング14は、駆動軸12の回転軸線とカムリング14の内周縁の中心が一致する位置に対し、駆動軸12の回転軸線とカムリング14の内周縁の中心が最大となる最大偏心状態の反対側のマイナス偏心状態まで移動可能であり、バルブ部16bが、前記第1の領域のみ吐出通路25(合流部78)に対し開口しているとき、前記マイナス偏心状態となるようにした。
Further, in the present embodiment, in the above description, the
本実施例によれば、第1の領域においてもカムリング14を移動させる場合、マイナス偏心状態を使用することにより、カムリング14の偏心量の変化に伴う吐出量の変化を抑制することができる。
According to the present embodiment, when the
また、本実施例では上記において、ソレノイドバルブ16は、ソレノイド部16aへの通電量が零のとき、前記第2の領域が吐出通路25(合流部78)に対し開口するようにした。
In this embodiment, the
本実施例によれば、ソレノイドバルブ16を所謂ノーマルオープン弁とすることで、通電不良時においても必要流量を確保することができる。
According to the present embodiment, the
また、本実施例では上記において、ポンプ装置は、車両に搭載されるパワーステアリング装置に作動液を供給可能であり、前記パワーステアリング装置は、ピストンで区切られた1対の作動液室を有するパワーシリンダ5を有し、前記1対の作動液室に選択して作動液を供給することにより転舵輪に操舵力を付与可能であり、ソレノイドバルブ16は、コントローラ(ECU40)によって駆動制御され、コントローラは、車両の運転状態に関する信号を受信可能とした。
In this embodiment, in the above, the pump device can supply hydraulic fluid to a power steering device mounted on a vehicle, and the power steering device has a pair of hydraulic fluid chambers separated by pistons. A steering force can be applied to the steered wheels by selecting and supplying the hydraulic fluid to the pair of hydraulic fluid chambers, and the
本実施例によれば、パワーステアリング装置は、操舵補助が必要でないとき、吐出量を最小とすることでポンプ駆動負荷を低減し、燃料(電力)消費量を低減することができる。そこで、車両の運転状態または操舵状態に応じて第1、第2、または第3の領域を選択して使用することで、操舵応答性の確保と省エネの両立を図ることができる。 According to the present embodiment, the power steering apparatus can reduce the pump driving load and the fuel (electric power) consumption by minimizing the discharge amount when the steering assistance is not necessary. Accordingly, by selecting and using the first, second, or third region in accordance with the driving state or steering state of the vehicle, it is possible to ensure both steering response and energy saving.
また、本実施例では上記において、コントローラ(ECU40)は、前記車両のフットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、または車速に関する信号に基づき、前記第1の領域のみが吐出通路25(合流部78)に開口するようにソレノイドバルブ16を駆動制御するようにした。
Further, in the present embodiment, in the above, the controller (ECU 40) is configured such that only the first region is in the discharge passage 25 (merging portion 78) based on a signal related to the foot brake, side brake, shift position, or vehicle speed of the vehicle. The
本実施例によれば、車両の停車中は操舵補助の必要性が低いため、ポンプの吐出量を最小とすることができる。 この停車中の判断は、フットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、車速によって判断することができる。 According to this embodiment, since the necessity of steering assistance is low while the vehicle is stopped, the discharge amount of the pump can be minimized. This determination while the vehicle is stopped can be determined based on the foot brake, side brake, shift position, and vehicle speed.
また、本実施例では上記において、コントローラ(ECU40)は、転舵軸がストロークエンドにあるとき、前記第1の領域のみが前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブ16を駆動制御するようにした。
Further, in the present embodiment, in the above, the controller (ECU 40) drives and controls the
本実施例によれば、転舵軸がストロークエンド付近にあるときは、操舵補助の必要性が低いため、ポンプ吐出量を最小とすることで、省エネ効果向上を図ることができる。 According to the present embodiment, when the steered shaft is in the vicinity of the stroke end, the necessity for assisting steering is low, so that the energy saving effect can be improved by minimizing the pump discharge amount.
また、本実施例では上記において、コントローラ(ECU40)は、所定車速以上、かつ操舵操作が行われていないとき、第3の領域が前記吐出通路に開口するようにソレノイドバルブ16を駆動制御するようにした。
Further, in the present embodiment, in the above, the controller (ECU 40) drives and controls the
本実施例では、操舵操作が行われていないときは、多くの吐出流量は必要としないため、第2の領域を使用する状態よりも吐出流量が少ない状態としておく。一方、車速が所定車速以上のため、操舵操作が行われ、必要な吐出流量が急に増加する可能性がある。そこで、本実施例では、第1の領域のみを使用する状態よりも吐出流量を増加させ、かつ、バルブ部の位置も第2の領域に近い位置としておくことにより、操舵応答性を確保することができる。 In this embodiment, when the steering operation is not performed, a large discharge flow rate is not required, and therefore, the discharge flow rate is set to be smaller than the state in which the second region is used. On the other hand, since the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed, the steering operation is performed, and the necessary discharge flow rate may increase suddenly. Thus, in this embodiment, the steering flow response is ensured by increasing the discharge flow rate as compared with the state in which only the first region is used, and by setting the position of the valve unit to be close to the second region. Can do.
また、本実施例では上記において、コントローラ(ECU40)は、操舵輪の転舵軸にかかる荷重の変化に応じてソレノイドバルブ16を駆動制御するようにした。
Further, in the present embodiment, in the above, the controller (ECU 40) drives and controls the
本実施例によれば、操舵輪の操舵軸(例えば前側転舵軸)にかかる荷重が大きいとき(例えば積載量が多いとき)、操舵負荷が増大するため、吐出流量を多くすることにより、操舵負荷の低減を図ることができる。一方、操舵軸にかかる荷重が小さいときは、吐出流量を少なくすることにより、省エネ効果の向上を図ることができる。このように、操舵軸にかかる荷重の変化に応じてソレノイドを制御することにより、操舵負荷の低減と省エネ効果の向上の両立を図ることができる。
(実施例に基づくポンプ装置の態様)
以上説明した実施例に基づくポンプ装置としては、例えば以下に述べられる態様のものが考えられる。
According to the present embodiment, when the load applied to the steering shaft (for example, the front turning shaft) of the steered wheel is large (for example, when the load is large), the steering load increases. Therefore, the steering is increased by increasing the discharge flow rate. The load can be reduced. On the other hand, when the load applied to the steering shaft is small, the energy saving effect can be improved by reducing the discharge flow rate. Thus, by controlling the solenoid in accordance with the change in the load applied to the steering shaft, it is possible to achieve both reduction of the steering load and improvement of the energy saving effect.
(Aspect of pump device based on embodiment)
As a pump apparatus based on the embodiments described above, for example, the following modes can be considered.
ポンプ装置において、ポンプハウジングであって、ポンプ要素収容空間、吸入通路、吐出通路、吸入ポート、吐出ポートを有し、前記吸入通路は、前記吸入ポートと接続されており、前記吐出通路は、前記吐出ポートと接続されている、
前記ポンプハウジングと、前記ポンプハウジングに回転可能に設けられた駆動軸と、前記駆動軸に設けられ、複数のスリットを有するロータと、前記複数のスリットの夫々の中で移動可能に設けられた複数のベーンと、カムリングであって、環状に形成されており、前記ポンプ要素収容空間の中に設けられており、前記ロータおよび複数の前記ベーンと共に複数のポンプ室を形成し、前記ポンプ要素収容空間に第1流体圧室と第2流体圧室を形成しており、前記吸入ポートは、複数の前記ポンプ室のうち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口しており、前記吐出ポートは、複数の前記ポンプ室のうち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口しており、前記第1流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの前記径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が減少する部分に設けられており、前記第2流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が増大する部分に設けられており、前記カムリングは、前記第1流体圧室と前記第2流体圧室の圧力差に基づき、前記ポンプ要素収容空間の中を移動可能に設けられている、前記カムリングと、制御バルブであって、スプール弁と、第1圧力室と、第2圧力室を備え、前記第1圧力室は、前記スプール弁の移動方向において前記スプール弁の一方側に設けられ、前記吐出ポートから吐出された作動液が導入されており、前記第2圧力室は、前記スプール弁の移動方向において前記スプール弁に対し前記第1圧力室の反対側に設けられ、前記吐出通路に設けられた可変オリフィス部よりも作動液の流れの方向において下流側の作動液が導入されており、前記スプール弁は、前記第1圧力室の作動液の液圧と前記第2圧力室の作動液の液圧の差に基づき制御され、前記第1流体圧室の作動液の液圧を制御可能である、前記制御バルブと、ソレノイドバルブであって、ソレノイド部と、バルブ部を備え、前記ソレノイド部は、通電量の変化に応じて駆動制御され、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置を変化させるものであり、前記バルブ部は、前記可変オリフィス部に設けられ、前記可変オリフィス部における位置の変化に応じて、前記可変オリフィス部における位置に応じて流路面積が最小となる第1の領域と、前記バルブ部の位置の変化に応じて前記流路面積が変化する第2の領域と、前記バルブ部の位置が前記第1の領域と前記第2の領域の間に位置しており前記バルブ部の位置の変化に伴う前記流路面積の変化量が前記第2の領域よりも小さい第3の領域を有する前記バルブ部と、を有している。
In the pump device, the pump housing includes a pump element accommodation space, a suction passage, a discharge passage, a suction port, and a discharge port, and the suction passage is connected to the suction port, and the discharge passage is Connected to the discharge port,
The pump housing, a drive shaft rotatably provided on the pump housing, a rotor provided on the drive shaft and having a plurality of slits, and a plurality of movably provided in each of the plurality of slits The vane and the cam ring are formed in an annular shape and are provided in the pump element accommodation space, and form a plurality of pump chambers together with the rotor and the plurality of vanes, and the pump element accommodation space. The first fluid pressure chamber and the second fluid pressure chamber are formed, and the suction port is opened to a suction region in which the volume of the pump chamber increases with rotation of the drive shaft among the plurality of pump chambers. The discharge port is open to a discharge region in which the volume of the pump chamber decreases with rotation of the drive shaft among the plurality of pump chambers, and the first fluid pressure chamber is The space provided on the radially outer side of the cam ring in the radial direction of the rotational axis of the drive shaft, and the volume increases as the amount of eccentricity between the rotational axis of the drive shaft and the center of the inner peripheral edge of the cam ring increases. The second fluid pressure chamber is a space provided on the radially outer side of the cam ring in the radial direction of the rotational axis of the drive shaft, and the second fluid pressure chamber is a space provided on the rotational axis of the drive shaft. The cam ring is provided in a portion where the volume increases as the amount of eccentricity with the center of the inner peripheral edge of the cam ring increases, and the cam ring is based on a pressure difference between the first fluid pressure chamber and the second fluid pressure chamber. The cam ring, a control valve, which is movably provided in the element accommodating space, includes a spool valve, a first pressure chamber, and a second pressure chamber, and the first pressure chamber is the spool. Valve movement The hydraulic fluid is provided on one side of the spool valve in the direction and introduced from the discharge port, and the second pressure chamber has the first pressure with respect to the spool valve in the movement direction of the spool valve. The hydraulic fluid is introduced downstream of the variable orifice provided in the discharge passage in the direction of the flow of hydraulic fluid, and the spool valve operates the first pressure chamber. The control valve and the solenoid valve are controlled based on a difference between a hydraulic pressure of the hydraulic fluid and a hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the second pressure chamber, and can control the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the first fluid pressure chamber. A solenoid portion and a valve portion, and the solenoid portion is driven and controlled in accordance with a change in energization amount to change the position of the valve portion in the variable orifice portion. A first region that is provided in the variable orifice portion and has a minimum flow area according to a position in the variable orifice portion according to a change in the position in the variable orifice portion, and a change in the position of the valve portion. Accordingly, the second region in which the flow path area changes and the position of the valve portion are located between the first region and the second region, and the flow accompanying the change in the position of the valve portion. And the valve portion having a third region in which the amount of change in the road area is smaller than that of the second region.
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記バルブ部は、作動液が通過する貫通孔である可変オリフィス通路部を備え、前記可変オリフィス通路部は、前記第1の領域、前記第2の領域、または前記第3の領域に設けられており、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置の変化に応じて前記吐出通路に対する前記可変オリフィス通路部の開口量が変化可能であり、前記第3の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置の変化に伴う前記可変オリフィス通路部と前記吐出通路とのオーバーラップ量の変化量が前記第2の領域よりも小さくなるようにしている。 In a preferred aspect of the pump device, the valve portion includes a variable orifice passage portion that is a through-hole through which hydraulic fluid passes, and the variable orifice passage portion includes the first region, the second region, or the An opening amount of the variable orifice passage portion with respect to the discharge passage is changeable according to a change in a position of the valve portion in the variable orifice portion, and the opening amount of the variable orifice passage portion in the third region is changed. The variable orifice passage portion is configured such that the amount of change in the overlap amount between the variable orifice passage portion and the discharge passage due to the change in the position of the valve portion in the variable orifice portion is smaller than that in the second region. Yes.
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記第3の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記第2の領域における前記可変オリフィス通路部よりも、前記バルブ部の移動方向に直角な方向の幅が小さくなるようにしている。 In a preferred aspect of the pump device, the variable orifice passage portion in the third region is smaller in width in the direction perpendicular to the moving direction of the valve portion than the variable orifice passage portion in the second region. I am doing so.
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記第3の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記バルブ部の移動方向に直角な方向の幅が零となるようにしている。 In a preferred aspect of the pump device, the variable orifice passage portion in the third region has a width of zero in a direction perpendicular to the moving direction of the valve portion.
別の好ましい態様では、前記バルブ部は、作動液が通過する貫通孔である固定オリフィス通路部と可変オリフィス通路部を備え、前記固定オリフィス通路部は、前記第1の領域に設けられており、前記吐出通路に対し常に開口しており、前記可変オリフィス通路部は、前記第2の領域と第3の領域を併せた領域に設けられている。 In another preferred aspect, the valve portion includes a fixed orifice passage portion and a variable orifice passage portion which are through holes through which the hydraulic fluid passes, and the fixed orifice passage portion is provided in the first region, The discharge orifice is always open, and the variable orifice passage is provided in a region combining the second region and the third region.
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記可変オリフィス通路部は、第1の開口部と、第2の開口部を備え、前記固定オリフィス通路部は、前記第1の開口部または前記第2の開口部の開口面積よりも小さくなるようにしている。 In a preferred aspect of the pump apparatus, the variable orifice passage portion includes a first opening and a second opening, and the fixed orifice passage includes the first opening or the second opening. It is made to become smaller than the opening area.
別の好ましい態様では、記バルブ部は、スプール弁としている。 In another preferred embodiment, the valve portion is a spool valve.
別の好ましい態様では、前記ソレノイドバルブは、スプリングを備え、前記ソレノイド部は、前記スプリングの付勢力に抗して前記バルブ部を付勢することにより前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置を変化させるものであり、 前記スプリングは、非線形特性を有している。 In another preferred embodiment, the solenoid valve includes a spring, and the solenoid portion changes the position of the valve portion in the variable orifice portion by urging the valve portion against the urging force of the spring. The spring has a non-linear characteristic.
別の好ましい態様では、前記カムリングは、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心が一致する位置に対し、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心が最大となる最大偏心状態の反対側のマイナス偏心状態まで移動可能であり、前記バルブ部が、前記第1の領域のみ前記吐出通路に対し開口しているとき、前記マイナス偏心状態となるようにしている。 In another preferred aspect, the cam ring has a maximum at which the rotation axis of the drive shaft and the center of the inner periphery of the cam ring are maximized with respect to a position where the rotation axis of the drive shaft and the center of the inner periphery of the cam ring coincide with each other. It can move to a negative eccentric state opposite to the eccentric state, and when the valve portion is open to the discharge passage only in the first region, the negative eccentric state is set.
別の好ましい態様では、前記ソレノイドバルブは、前記ソレノイド部への通電量が零のとき、前記第2の領域が前記吐出通路に対し開口するようにしている。 In another preferred embodiment, the solenoid valve is configured such that the second region opens to the discharge passage when the energization amount to the solenoid portion is zero.
別の好ましい態様では、ポンプ装置は、車両に搭載されるパワーステアリング装置に作動液を供給可能であり、前記パワーステアリング装置は、ピストンで区切られた1対の作動液室を有するパワーシリンダを有し、前記1対の作動液室に選択して作動液を供給することにより転舵輪に操舵力を付与可能であり、前記ソレノイドバルブは、コントローラによって駆動制御され、前記コントローラは、車両の運転状態に関する信号を受信可能とした。 In another preferred aspect, the pump device can supply hydraulic fluid to a power steering device mounted on a vehicle, and the power steering device has a power cylinder having a pair of hydraulic fluid chambers separated by pistons. Then, the steering force can be applied to the steered wheels by selecting the pair of hydraulic fluid chambers and supplying the hydraulic fluid, and the solenoid valve is driven and controlled by a controller. The signal regarding can be received.
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記コントローラは、前記車両のフットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、または車速に関する信号に基づき、前記第1の領域のみが前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御するようにした。 In a preferred aspect of the pump device, the controller controls the solenoid valve so that only the first region opens in the discharge passage based on a signal related to a foot brake, a side brake, a shift position, or a vehicle speed of the vehicle. The drive was controlled.
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記コントローラは、転舵軸がストロークエンドにあるとき、前記第1の領域のみが前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御するようにした。 In a preferred aspect of the pump device, the controller drives and controls the solenoid valve so that only the first region opens into the discharge passage when the steered shaft is at a stroke end.
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記コントローラは、所定車速以上、かつ操舵操作が行われていないとき、第3の領域が前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御するようにした。 In a preferred aspect of the pump device, the controller drives and controls the solenoid valve so that a third region is opened in the discharge passage when the steering speed is not less than a predetermined vehicle speed.
前記ポンプ装置の好ましい態様において、前記コントローラは、操舵輪の転舵軸にかかる荷重の変化に応じて前記ソレノイドバルブを駆動制御するようにした。 In a preferred aspect of the pump device, the controller drives and controls the solenoid valve according to a change in a load applied to a steered shaft of a steered wheel.
なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, Various modifications are included. The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
10・・ポンプ、11・・ポンプハウジング、11a・・ポンプ要素収容空間、12・・駆動軸、13・・ポンプ要素、13a・・吸入ポート、13b・・吐出ポート、14・・カムリング、15・・制御バルブ、15a・・スプール弁、15b・・第1圧力室、15c・・第2圧力室、15d・・コイルばね、16・・ソレノイドバルブ、16a・・ソレノイド部、16b・・バルブ部、16c・・スプール弁、16c1・・凹部、16c2・・傾斜部、17・・ロータ、18・・ベーン、20・・ポンプ室、21a・・第1流体圧室、21b・・第2流体圧室、25・・吐出通路、25a・・第1吐出通路、25b・・第2吐出通路、25b1・・第2吐出通路、25b2・・第2吐出通路、26・・固定オリフィス部、27・・可変オリフィス部、29・・固定オリフィス部、30・・吸入通路、33・・舵角センサ、34・・車速センサ、36・・フットブレーキセンサ、37・・サイドブレーキセンサ、38・・シフトポジションセンサ、40・・ECU、76・・スプリング、77・・可変オリフィス通路部、77a・・可変オリフィス通路部、77b・・可変オリフィス通路部、78・・合流部。
10 .... Pump, 11 .... Pump housing, 11a ... Pump element receiving space, 12 .... Drive shaft, 13 .... Pump element, 13a ... Suction port, 13b ... Discharge port, 14 .... Cam ring, 15. Control valve, 15a, spool valve, 15b, first pressure chamber, 15c, second pressure chamber, 15d, coil spring, 16, solenoid valve, 16a, solenoid part, 16b, valve part, 16c ··· Spool valve, 16c1 ··· recess, 16c2 · · inclined portion, 17 · · rotor, 18 · · vane, 20 · · pump chamber, 21a · · first fluid pressure chamber, 21b · · second
Claims (15)
ポンプハウジングであって、ポンプ要素収容空間、吸入通路、吐出通路、吸入ポート、吐出ポートを有し、
前記吸入通路は、前記吸入ポートと接続されており、
前記吐出通路は、前記吐出ポートと接続されている、
前記ポンプハウジングと、
前記ポンプハウジングに回転可能に設けられた駆動軸と、
前記駆動軸に設けられ、複数のスリットを有するロータと、
前記複数のスリットの夫々の中で移動可能に設けられた複数のベーンと、
カムリングであって、環状に形成されており、前記ポンプ要素収容空間の中に設けられており、前記ロータおよび複数の前記ベーンと共に複数のポンプ室を形成し、前記ポンプ要素収容空間に第1流体圧室と第2流体圧室を形成しており、
前記吸入ポートは、複数の前記ポンプ室のうち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口しており、
前記吐出ポートは、複数の前記ポンプ室のうち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口しており、
前記第1流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が減少する部分に設けられており、
前記第2流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が増大する部分に設けられており、
前記カムリングは、前記第1流体圧室と前記第2流体圧室の圧力差に基づき、前記ポンプ要素収容空間の中を移動可能に設けられている、
前記カムリングと、
制御バルブであって、スプール弁と、第1圧力室と、第2圧力室を備え、
前記第1圧力室は、前記スプール弁の移動方向において前記スプール弁の一方側に設けられ、前記吐出ポートから吐出された作動液が導入されており、
前記第2圧力室は、前記スプール弁の移動方向において前記スプール弁に対し前記第1圧力室の反対側に設けられ、前記吐出通路に設けられた可変オリフィス部よりも作動液の流れの方向において下流側の作動液が導入されており、
前記スプール弁は、前記第1圧力室の作動液の液圧と前記第2圧力室の作動液の液圧の差に基づき制御され、前記第1流体圧室の作動液の液圧を制御可能である、
前記制御バルブと、
ソレノイドバルブであって、ソレノイド部と、バルブ部を備え、
前記ソレノイド部は、通電量の変化に応じて駆動制御され、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置を変化させるものであり、
前記バルブ部は、前記可変オリフィス部に設けられ、前記可変オリフィス部における位置の変化に応じて、流路面積が最小となる第1の領域と、前記バルブ部の位置の変化に応じて前記流路面積が変化する第2の領域と、前記バルブ部の位置が前記第1の領域と前記第2の領域の間に位置しており前記バルブ部の位置の変化に伴う前記流路面積の変化量が前記第2の領域よりも小さい第3の領域を有する前記バルブ部と、
を有することを特徴とするポンプ装置。 In the pump device,
A pump housing having a pump element accommodation space, a suction passage, a discharge passage, a suction port, and a discharge port;
The suction passage is connected to the suction port;
The discharge passage is connected to the discharge port;
The pump housing;
A drive shaft rotatably provided in the pump housing;
A rotor provided on the drive shaft and having a plurality of slits;
A plurality of vanes movably provided in each of the plurality of slits;
A cam ring, which is formed in an annular shape, is provided in the pump element accommodation space, forms a plurality of pump chambers together with the rotor and the plurality of vanes, and includes a first fluid in the pump element accommodation space. Forming a pressure chamber and a second fluid pressure chamber;
The suction port is open to a suction region in which the volume of the pump chamber increases with rotation of the drive shaft among the plurality of pump chambers,
The discharge port is open to a discharge region in which the volume of the pump chamber decreases with rotation of the drive shaft among the plurality of pump chambers,
The first fluid pressure chamber is a space provided on the radially outer side of the cam ring in the radial direction of the rotational axis of the drive shaft, and the eccentricity between the rotational axis of the drive shaft and the center of the inner peripheral edge of the cam ring. It is provided in the part where the volume decreases as the amount increases,
The second fluid pressure chamber is a space provided on the radially outer side of the cam ring in the radial direction of the rotation axis of the drive shaft, and the eccentricity between the rotation axis of the drive shaft and the center of the inner peripheral edge of the cam ring. It is provided in the part where the volume increases as the amount increases,
The cam ring is provided movably in the pump element accommodation space based on a pressure difference between the first fluid pressure chamber and the second fluid pressure chamber.
The cam ring;
A control valve comprising a spool valve, a first pressure chamber, and a second pressure chamber;
The first pressure chamber is provided on one side of the spool valve in the moving direction of the spool valve, and hydraulic fluid discharged from the discharge port is introduced,
The second pressure chamber is provided on the opposite side of the first pressure chamber with respect to the spool valve in the movement direction of the spool valve, and in the direction of the flow of hydraulic fluid than the variable orifice portion provided in the discharge passage. Downstream hydraulic fluid is introduced,
The spool valve is controlled based on the difference between the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the first pressure chamber and the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the second pressure chamber, and can control the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the first fluid pressure chamber. Is,
The control valve;
A solenoid valve comprising a solenoid part and a valve part;
The solenoid part is driven and controlled in accordance with a change in energization amount, and changes the position of the valve part in the variable orifice part,
The valve portion is provided in the variable orifice portion, and according to a change in the position of the variable orifice portion, a first region having a minimum flow path area and the flow in accordance with a change in the position of the valve portion. The change of the flow path area according to the change of the position of the second region where the path area changes, and the position of the valve portion is located between the first region and the second region. The valve portion having a third region whose amount is smaller than the second region;
A pump apparatus comprising:
前記バルブ部は、作動液が通過する貫通孔である可変オリフィス通路部を備え、
前記可変オリフィス通路部は、前記第1の領域、前記第2の領域、または前記第3の領域に設けられており、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置の変化に応じて前記吐出通路に対する前記可変オリフィス通路部の開口量が変化可能であり、
前記第3の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置の変化に伴う前記可変オリフィス通路部と前記吐出通路とのオーバーラップ量の変化量が前記第2の領域よりも小さいことを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 1,
The valve portion includes a variable orifice passage portion that is a through hole through which hydraulic fluid passes,
The variable orifice passage portion is provided in the first region, the second region, or the third region, and is adapted to the discharge passage according to a change in the position of the valve portion in the variable orifice portion. The opening amount of the variable orifice passage portion can be changed,
The variable orifice passage portion in the third region has a change amount of an overlap amount between the variable orifice passage portion and the discharge passage in accordance with a change in the position of the valve portion in the variable orifice portion. Pump device characterized by being smaller than.
前記第3の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記第2の領域における前記可変オリフィス通路部よりも、前記バルブ部の移動方向に直角な方向の幅が小さいことを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 2,
The variable orifice passage portion in the third region is smaller in width in a direction perpendicular to the moving direction of the valve portion than the variable orifice passage portion in the second region.
前記第3の領域における前記可変オリフィス通路部は、前記バルブ部の移動方向に直角な方向の幅が零であることを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 3,
The variable orifice passage section in the third region has a width of zero in a direction perpendicular to the moving direction of the valve section.
前記バルブ部は、作動液が通過する貫通孔である固定オリフィス通路部と可変オリフィス通路部を備え、
前記固定オリフィス通路部は、前記第1の領域に設けられており、前記吐出通路に対し常に開口しており、
前記可変オリフィス通路部は、前記第2の領域と第3の領域を併せた領域に設けられていることを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 1,
The valve portion includes a fixed orifice passage portion and a variable orifice passage portion which are through holes through which the hydraulic fluid passes,
The fixed orifice passage portion is provided in the first region, and is always open to the discharge passage,
The variable orifice passage portion is provided in a region where the second region and the third region are combined.
前記可変オリフィス通路部は、第1の開口部と、第2の開口部を備え、
前記固定オリフィス通路部は、前記第1の開口部または前記第2の開口部の開口面積よりも小さいことを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 5,
The variable orifice passage includes a first opening and a second opening,
The pump device according to claim 1, wherein the fixed orifice passage portion is smaller than an opening area of the first opening or the second opening.
前記バルブ部は、スプール弁であることを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 1,
The pump device, wherein the valve portion is a spool valve.
前記ソレノイドバルブは、スプリングを備え、
前記ソレノイド部は、前記スプリングの付勢力に抗して前記バルブ部を付勢することにより前記可変オリフィス部における前記バルブ部の位置を変化させるものであり、
前記スプリングは、非線形特性を有することを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 1,
The solenoid valve includes a spring,
The solenoid portion changes the position of the valve portion in the variable orifice portion by urging the valve portion against the urging force of the spring.
The pump device according to claim 1, wherein the spring has a non-linear characteristic.
前記カムリングは、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心が一致する位置に対し、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心が最大となる最大偏心状態の反対側のマイナス偏心状態まで移動可能であり、前記バルブ部が、前記第1の領域のみ前記吐出通路に対し開口しているとき、前記マイナス偏心状態となることを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 1,
The cam ring is located on the opposite side of the maximum eccentric state where the rotation axis of the drive shaft and the center of the inner periphery of the cam ring are maximized with respect to the position where the rotation axis of the drive shaft and the center of the inner periphery of the cam ring coincide. A pump device that is movable to a negative eccentric state and is in the negative eccentric state when the valve portion is open to the discharge passage only in the first region.
前記ソレノイドバルブは、前記ソレノイド部への通電量が零のとき、前記第2の領域が前記吐出通路に対し開口することを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 1,
The pump device according to claim 1, wherein the solenoid valve has the second region opened to the discharge passage when the energization amount to the solenoid portion is zero.
前記パワーステアリング装置は、ピストンで区切られた1対の作動液室を有するパワーシリンダを有し、前記1対の作動液室に選択して作動液を供給することにより転舵輪に操舵力を付与可能であり、
前記ソレノイドバルブは、コントローラによって駆動制御され、
前記コントローラは、車両の運転状態に関する信号を受信可能であることを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 1 can supply hydraulic fluid to a power steering device mounted on a vehicle.
The power steering device includes a power cylinder having a pair of hydraulic fluid chambers separated by pistons, and applies a steering force to the steered wheels by selecting the pair of hydraulic fluid chambers and supplying the hydraulic fluid. Is possible,
The solenoid valve is driven and controlled by a controller,
The pump device according to claim 1, wherein the controller is capable of receiving a signal related to a driving state of the vehicle.
前記コントローラは、前記車両のフットブレーキ、サイドブレーキ、シフトポジション、または車速に関する信号に基づき、前記第1の領域のみが前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御することを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 11,
The controller drives and controls the solenoid valve so that only the first region opens in the discharge passage based on a signal related to a foot brake, a side brake, a shift position, or a vehicle speed of the vehicle. Pump device.
前記コントローラは、所定車速以上、かつ操舵操作が行われていないとき、第3の領域が前記吐出通路に開口するように前記ソレノイドバルブを駆動制御することを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 11,
The controller is configured to control the drive of the solenoid valve so that a third region is opened to the discharge passage when the steering speed is not less than a predetermined vehicle speed.
前記コントローラは、操舵輪の転舵軸にかかる荷重の変化に応じて前記ソレノイドバルブを駆動制御することを特徴とするポンプ装置。 The pump device according to claim 11,
The pump device according to claim 1, wherein the controller drives and controls the solenoid valve in accordance with a change in a load applied to a steered shaft of a steered wheel.
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