JP3845547B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーステアリング装置に関し、特に、油圧パワーシリンダにより操舵補助力を発生させるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のパワーステアリング装置としては、例えば、特開昭５９−１１８５６９号公報、特開昭６３−２７７２号公報、特開昭６３−１７１７９号公報に記載されたものが開示されている。
即ち、この従来例のパワーステアリング装置は、操舵機構に連係された操舵軸と、前記操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、該油圧パワーシリンダの両圧力室に対しそれぞれ連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、該可逆式ポンプを駆動する電動機と、前記操舵軸の回転方向を検出する操舵方向検出手段と、前記操舵軸に作用する操舵力を検出する操舵力検出手段と、該操舵方向検出手段で検出された操舵軸の回転方向信号および前記操舵力検出手段で検出された操舵力信号に基づき前記電動機に対し駆動信号を出力する電動機制御手段と、を備えた構造となっている。
即ち、この従来例のパワーステアリング装置では、油圧パワーシリンダの駆動力により、操舵力の補助が行われるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例のパワーステアリング装置にあっては、前述のように、両各連通路および油圧パワーシリンダの両各圧力室が閉空間となっているため、以下に述べるような問題点がある。
即ち、例えば、操舵後の保舵状態においては、油圧パワーシリンダにおける加圧側圧力室内が必要油圧に近づくと、電動機が必要以上に加圧側圧力室の油圧を上昇させないように、その回転速度を低下させる制御が行われる。ところが、電動機の回転速度がある速度以下に低下すると、電動機自身および可逆式ポンプ自身の回転フリクションや可逆式ポンプの脈動等に負けてその回転速度を維持することができなくなり、一時的に停止することになる。その際、油圧パワーシリンダにおける高圧に維持された加圧側圧力室の油圧が、可逆式ポンプのクリアランス等から低圧側圧力室側へ漏出し、時間の経過と共に加圧側圧力室の油圧が低下するため、再び電動機の駆動が開始されることになるが、加圧側圧力室の油圧が所定油圧まで上昇するには若干の時間を要するため、操舵後の保舵状態において操舵補助力が変動し、これにより、運転者に対し操舵補助力の変動による違和感を与えるといった不具合がある。
【０００４】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、操舵後の保舵状態における操舵補助力の変動を防止することができるパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載のパワーステアリング装置は、操舵機構に連係された操舵軸と、前記操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、該油圧パワーシリンダの両圧力室に対しそれぞれ連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、該可逆式ポンプを駆動する電動機と、前記操舵軸の回転方向を検出する操舵方向検出手段と、前記操舵軸に作用する操舵力を検出する操舵力検出手段と、該操舵方向検出手段で検出された操舵軸の回転方向信号および前記操舵力検出手段で検出された操舵力信号に基づき前記電動機に対し駆動信号を出力する電動機制御手段と、前記操舵軸の操舵後の保舵状態において前記電動機が停止しない程度に前記可逆式ポンプの両各吐出口から吐出される吐出油の一部を前記油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出させる排出路と、を備えている手段とした。
【０００６】
請求項２記載のパワーステアリング装置は、請求項１記載のパワーステアリング装置において、前記排出路から油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出される吐出油の流量が前記可逆式ポンプの回転数および吐出圧に応じ、前記操舵軸の操舵後の保舵状態において前記電動機が停止しない程度に設定されている手段とした。
【０００７】
請求項３記載のパワーステアリング装置は、請求項１または２に記載のパワーステアリング装置において、前記両各排出路が前記両各連通路にそれぞれ接続された分岐通路で構成されている手段とした。
【０００８】
請求項４記載のパワーステアリング装置は、請求項３記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路は前記可逆式ポンプの吸入側に接続されている手段とした。
【０００９】
請求項５記載のパワーステアリング装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路の下流側には排出された一部の吐出油を収容するリザーバタンクが備えられている手段とした。
【００１０】
請求項６記載のパワーステアリング装置は、請求項２〜５のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路には両各分岐通路を通過する吐出油の流量を制御可能な流量制御弁が備えられている手段とした。
【００１１】
請求項７記載のパワーステアリング装置は、請求項１〜６のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記排出路が前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に形成されたクリアランスで構成されている手段とした。
【００１２】
請求項８記載のパワーステアリング装置は、請求項８記載のパワーステアリング装置において、前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に可逆式ポンプの吐出油圧に応じて可動することにより加圧駆動部材との間に形成されるクリアランスを変化させる可動プレートが設けられている手段とした。
【００１３】
請求項９記載のパワーステアリング装置は、請求項６または８に記載のパワーステアリング装置において、前記流量制御弁の油路開口断面積または前記クリアランスの開口面積が、前記可逆式ポンプの吐出油圧が所定圧以上の時に所定の最小値に固定されるように構成されている手段とした。
【００１４】
【作用】
この発明請求項１記載のパワーステアリング装置では、上述のように、操舵軸の操舵後の保舵状態において可逆式ポンプを駆動する電動機が停止しない程度に可逆式ポンプの両各吐出口から吐出される吐出油の一部を油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出させる排出路を備えるため、可逆式ポンプから吐出される吐出油の一部が閉空間である連通路およびパワーシリンダ外に常に排出されることで、電動機にかかる負荷が低減され、これにより、電動機の回転速度が該電動機および可逆式ポンプの駆動フリクション並びに可逆式ポンプの脈動によって停止する回転速度まで低下することが防止され、電動機の回転を維持することができるようになる。
従って、操舵後の保舵時における電動機の停止・再駆動を繰り返すことが防止され、これにより、操舵後の保舵状態における操舵補助力の変動を防止することができるようになる。
【００１５】
請求項２記載のパワーステアリング装置では、排出路から油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出される吐出油の流量が可逆式ポンプの回転数および吐出圧に応じ、操舵軸の操舵後の保舵状態において前記電動機が停止しない程度に設定されることにより、必要以上に吐出油圧が排出されることによる可逆式ポンプの仕事量（電動機の仕事量）の増加を抑制することができるようになる。
【００１６】
請求項３記載のパワーステアリング装置では、両各排出路が両各連通路にそれぞれ接続された分岐通路で構成されることで、既存の構成に大幅な変更を加えることなしに排出路を形成することができると共に、この分岐流路に流量制御弁を設けたり、排出路をオイルタンクに接続することが容易に行えるようになる等、拡張性を高めることができるようになる。
【００１７】
請求項４記載のパワーステアリング装置では、両各分岐通路が可逆式ポンプの吸入側に接続されることで、吸入側に戻る加圧された吐出油圧により可逆式ポンプの吸入効率を高めることができるようになる。
【００１８】
請求項５記載のパワーステアリング装置では、両各分岐通路の下流側には排出された一部の吐出油を収容するリザーバタンクが備えられることで、油圧パワーシリンダが完全な非圧縮流体ではなく空気の内包等によりその体積が若干変化しても、その体積変化分をリザーバタンクで吸収することができるようになる。
また、リザーバタンクにオイルフィルタを備えることにより、連通路内に流入し、または油圧パワーシリンダで発生したコンタミ等をろ過することが可能となる。
【００１９】
請求項６記載のパワーステアリング装置では、両各分岐通路には両各分岐通路を通過する吐出油の流量を制御可能な流量制御弁が備えられることで、電動機の回転数や可逆式ポンプからの吐出油圧に応じて吐出油の排出量を緻密に制御することが可能となる。
【００２０】
請求項７記載のパワーステアリング装置では、排出路が前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に形成されたクリアランスで構成されることで、外部配管を追加することなしに排出路を形成することができ、これにより、構成の複雑化やコンパクト化を招くこともない。
【００２１】
請求項８記載のパワーステアリング装置では、可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に可逆式ポンプの吐出油圧に応じて可動することにより加圧駆動部材との間に形成されるクリアランスを変化させる可動プレートが設けられることで、特別に流量制御弁等のアクチュエータおよび制御手段を備えることなしに、クリアランスを吐出油圧に応じて自動的に変化させることが可能となる。
【００２２】
請求項９記載のパワーステアリング装置では、流量制御弁の油路開口断面積またはクリアランスの開口面積が、可逆式ポンプの吐出油圧が所定圧以上の時に所定の最小値に固定されるように構成されることで、可逆式ポンプの回転継続に必要な吐出油量を確保しつつ、排出量を最小限に抑えることができ、これにより、可逆式ポンプの無駄な仕事量（電動機の無駄な仕事量）を抑制することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（発明の実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の構成を図１〜３に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、発明の実施の形態１のパワーステアリング装置を示す全体の概略構成図であり、この図において、ＳＷはステアリングホイール、Ｌはラック、Ｐはピニオン、Ｍは電動機、Ｔはリザーバタンク、ＴＳはトルクセンサ、ＥＣＵはコントロールユニット、１は操舵軸、２は油圧パワーシリンダ、３はギャポンプ（可逆式ポンプ）、４は電動機制御手段、５、５は流量制御弁、６、６は逆止弁を示す。
【００２５】
即ち、図１に示すように、ステアリングホイールＳＷを手動で回転させると、その回転が操舵軸１を介しラックＬ＆ピニオンＰによりラックＬの直線運動に変換され、これにより、図示を省略した左右の前輪の向きを変更（操舵）することができる。そして、ラックＬに連係された油圧パワーシリンダ２により、前記手動による操舵力の補助が行われるようになっている。
【００２６】
また、前記油圧パワーシリンダ２は、手動による操舵力および操舵方向を検出するトルクセンサ（操舵力検出手段、操舵方向検出手段）ＴＳからの信号に基づき、車載のコントロールユニットＥＣＵに組み込まれた電動機制御手段４による電動機Ｍの正逆回転駆動制御により、ギヤポンプ３の駆動制御が行われ、これにより、油圧パワーシリンダ２の両圧力室２ａ、２ｂに供給される油圧が制御されて、手動による操舵力および操舵方向に応じた操舵力補助制御が行われる。
【００２７】
さらに詳述すると、前記ギヤポンプ３は、電動機Ｍの正逆回転の切り換えにより、正逆回転駆動されるもので、正回転時および逆回転時にそれぞれ発生する加圧油を吐出する一対の吐出口３ａ、３ｂを備えている。そして、この吐出口３ａ、３ｂがそれぞれ吐出側連通路７ａ、７ｂを介して油圧パワーシリンダ２の各圧力室２ａ、２ｂに接続されている。一方、ギヤポンプ３の吸入口３ｃには吸入側連通路８を介してリザーバタンクＴに接続されている。
【００２８】
また、前記各吐出側連通路７ａ、７ｂとリザーバタンクＴとの間が油補給路９ａ、９ｂにより接続され、両油補給路９ａ、９ｂにはリザーバタンクＴから吐出側連通路７ａ、７ｂ方向への油の補給のみを可能とする状態で逆止弁６、６が介装されている。
【００２９】
前記両各吐出側連通路７ａ、７ｂと吸入側連通路８との間が分岐流路（排出路）１０ａ、１０ｂにより接続され、この各分岐流路１０ａ、１０ｂにそれぞれ流量制御弁５、５が介装されている。
【００３０】
前記分岐流路１０ａ、１０ｂは、操舵軸１の操舵後の保舵状態において電動機Ｍが停止しない程度にギヤポンプ３の両各吐出口３ａ、３ｂから吐出される吐出油の一部を吐出側連通路７ａ、７ｂおよび油圧パワーシリンダ２の両各圧力室２ａ、２ｂ外に排出させるために設けられるものであり、また、前記流量制御弁５、５は、分岐流路１０ａ、１０ｂを経由して吐出側連通路７ａ、７ｂ外に排出される吐出油の流量を制御する。
【００３１】
そして、この流量制御弁５、５は、前記コントロールユニットＥＣＵにおいて、ギヤポンプ３の回転数および吐出圧に応じ、操舵軸１の操舵後の保舵状態において電動機Ｍが停止しない程度に分岐流路１０ａ、１０ｂを経由して吐出側連通路７ａ、７ｂ外に排出される吐出油の流量の制御が行われる。
【００３２】
なお、図２は、駆動時におけるギャポンプ３内油圧と電動機Ｍの回転数との関係を示すタイムチャートであり、この図に示すように、ポンプトルクリップルの影響で、ポンプ３内油圧の増加により電動機Ｍの回転数が低下し、逆にギャポンプ３内油圧の減少により電動機Ｍの回転数が増加するもので、これにより、ギャポンプ３の脈動が生じる。
【００３３】
また、図３は、電動機Ｍの回転数と、ギヤポンプ３の吐出圧と、起動時トルクとの関係を示す特性図であり、この図に示すように、操舵後の保舵により電動機Ｍの回転数が一定値Ａ以下に下がると、前記ギヤポンプ３の脈動並びに電動機Ｍおよびギヤポンプ３の駆動フリクション等により電動機Ｍにかかる負荷が増大し、これにより、起動時トルクが急激に高くなって、電動機Ｍが一時的に停止するおそれがある。
【００３４】
そこで、この発明の実施の形態１では、吐出側連通路７ａ、７ｂ外に排出される吐出油の流量が前記電動機Ｍの回転数Ａを維持可能な排出流量となるように前記流量制御弁５、５の流量制御が行われるように設定されている。
【００３５】
次に、この発明の実施の形態１の作用・効果を説明する。
（イ）操舵時
この発明の実施の形態１のパワーステアリング装置では、以上のように構成されるため、ステアリングホイールＳＷの操舵操作が行われると、トルクセンサＴＳで検出されたその時の操舵力および操舵方向信号に応じ、電動機制御手段４において電動機Ｍの正逆いずれかの回転駆動制御によるギヤポンプ３の正逆いずれかの回転駆動制御が行われ、これにより、油圧パワーシリンダ２の両圧力室２ａ、２ｂに供給される油圧が制御されて、前記手動による操舵力および操舵方向に応じた操舵力補助制御が行われる。
【００３６】
（ロ）操舵後の保舵時
また、上述のように操舵が行われた状態で操舵角が保持される保舵状態においては、ギヤポンプ３を駆動する電動機Ｍが停止しない程度にギヤポンプ３の両各吐出口３ａ、３ｂから吐出される吐出油の一部が、分岐流路１０ａ、１０ｂにそれぞれ介装された流量制御弁５、５を経由して吐出側連通路７ａ、７ｂおよび油圧シリンダ３の両各圧力室３ａ、３ｂ外に排出されるため、電動機Ｍにかかる負荷が低減され、これにより、電動機Ｍの回転速度がギヤポンプ３の脈動並びに電動機Ｍおよびギヤポンプ３の駆動フリクションによって停止する回転数（回転速度）まで低下することが防止されるもので、これにより、電動機Ｍの回転を維持させることができるようになる。
【００３７】
従って、操舵後の保舵時における電動機Ｍの停止・再駆動を繰り返すことが防止され、これにより、操舵後の保舵状態における操舵補助力の変動を防止することができるようになるという効果が得られる。
【００３８】
また、分岐流路１０ａ、１０ｂから吐出側連通路７ａ、７ｂ外に排出される吐出油の流量がギヤポンプ３の回転数および吐出圧に応じ、操舵軸１の操舵後の保舵状態において前記電動機Ｍが停止しない程度に制限的に設定されることにより、必要以上に吐出油圧が排出されることによるギヤポンプ３の仕事量（電動機Ｍの仕事量）の増加を抑制することができるようになる。
【００３９】
また、排出路が両各吐出側連通路７ａ、７ｂにそれぞれ接続された分岐通路１０ａ、１０ｂで構成されることにより、既存の構成に大幅な変更を加えることなしに排出路を形成することができるようになる。
【００４０】
また、両各分岐通路１０ａ、１０ｂがギヤポンプ３の吸入側に接続されることで、吸入側に戻る加圧された吐出油圧によりギヤポンプ３の吸入効率を高めることができるようになる。
【００４１】
また、両各分岐通路１０ａ、１０ｂの下流側には排出された一部の吐出油を収容するリザーバタンクＴが備えられたことで、油圧パワーシリンダ２が完全な非圧縮流体ではなく空気の内包等によりその体積が若干変化しても、その体積変化分をリザーバタンクＴで吸収することができるようになる。
また、リザーバタンクＴにオイルフィルタを備えることにより、吐出側連通路７ａ、７ｂ内に流入し、または油圧パワーシリンダ２で発生したコンタミ等をろ過することが可能となる。
【００４２】
また、両各分岐通路１０ａ、１０ｂには両各分岐通路１０ａ、１０ｂを通過する吐出油の流量を制御可能な流量制御弁５、５が備えられたことで、電動機Ｍの回転数やギヤポンプ３からの吐出油圧に応じて吐出油の排出量を緻密に制御することが可能となる。
【００４３】
（発明の実施の形態２）
次に、発明の実施の形態２のパワーステアリング装置を説明する。なお、この発明の実施の形態２の説明にあたっては、前記発明の実施の形態１と同様の構成するには同一の符号を付してその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４４】
即ち、この発明の実施の形態２のパワーステアリング装置は、図４（パワーステアリング装置を示す全体の概略構成図）に示すように、前記発明の実施の形態１においてギヤポンプ３の両各吐出口３ａ、３ｂから吐出される吐出油の一部を吐出側連通路７ａ、７ｂおよび油圧パワーシリンダ２の両圧力室２ａ、２ｂ外に排出させる排出路を構成する両各分岐通路１０ａ、１０ｂおよび流量制御弁５、５を設けることなしに、前記ギヤポンプ３内部に排出路を形成するようにしたものであり、以下、図５、６に基づいて詳細に説明する。
【００４５】
図５はギヤポンプ３のギヤ部分における縦断面図、図６は図５のVI−VI線における縦断面図であり、両図において、３１、３１は両サイドカバー（ポンプケーシング）、３２は両サイドカバー３１、３１間に介装されたカムリング、３３、３４はカムリング３２内においてギヤシャフト３３ａ、３４ａによりそれぞれ回転支持されると共に互いに噛合された一対のギヤ（加圧駆動部材）、３５、３５はカムリング３２およびギヤ３３、３４と両サイドカバー３１、３１との間にそれぞれ介装されたサイドプレート（可動プレート）である。
【００４６】
さらに詳述すると、前記両各サイドカバー３１、３１の外周側には、両各サイドプレート３５、３５に弾性的に当接して油圧シールするシールリング３６、３６が装着され、また、両各サイドプレート３５、３５とカムリング３２との間の外周側には、両各サイドプレート３５、３５とカムリング３２に弾性的に当接して両各サイドプレート３５、３５とカムリング３２との間を油圧シールすると共に両各サイドプレート３５、３５とカムリング３２との間に所定のクリアランス３７ａ、３７ａを形成するための弾性シール部材３７、３７が介装されている。
【００４７】
即ち、前記両クリアランス３７ａ、３７ａはそれぞれその両端が両吐出口３ａ、３ｂに連通されていて、両吐出側連通路７ａ、７ｂ間がギヤポンプ３内でバイパスされた状態となっており、従って、両クリアランス３７ａ、３７ａにより、両各吐出側連通路７ａ、７ｂおよび油圧パワーシリンダ２の両各圧力室２ａ、２ｂ外にそれぞれ排出する排出路を構成させている。
【００４８】
そして、操舵が行われた状態で操舵角が保持される保舵状態において、ギヤポンプ３を駆動する電動機Ｍが停止しない程度の排出量が得られるように前記排出路を構成するクリアランス３７ａ、３７ａの流路断面積が設定されている。
【００４９】
また、前記両サイドカバー３１、３１には、両各サイドプレート３５、３５との間に吐出油圧導入室３１ａ、３１ｂが形成され、この両各吐出油圧導入室３１ａ、３１ｂは導入路３１ｃ、３１ｄを介してそれぞれ両各吐出口３ａ、３ｂに連通されていて両各吐出口３ａ、３ｂから吐出される吐出油圧がそれぞれ供給されるように構成されている。
【００５０】
次に、この発明の実施の形態２の作用・効果を説明する。
この発明の実施の形態２のパワーステアリング装置では、以上のように構成されるため、操舵が行われた状態で操舵角が保持される保舵状態においては、ギヤポンプ３を駆動する電動機Ｍが停止しない程度にギヤポンプ３の両各吐出口３ａ、３ｂから吐出される吐出油の一部が、両各クリアランス３７ａ、３７ａを経由して両各吐出側連通路７ａ、７ｂおよび油圧シリンダ３の両各圧力室３ａ、３ｂ外に排出されるため、電動機Ｍにかかる負荷が低減され、これにより、電動機Ｍの回転速度がギヤポンプ３の脈動並びに電動機Ｍおよびギヤポンプ３の駆動フリクションによって停止する回転数（回転速度）まで低下することが防止されるもので、これにより、電動機Ｍの回転を維持させることができるようになる。
【００５１】
従って、操舵後の保舵時における電動機Ｍの停止・再駆動を繰り返すことが防止され、これにより、操舵後の保舵状態における操舵補助力の変動を防止することができるようになるという効果が得られる。
【００５２】
また、排出路をギヤポンプ３内におけるギヤ３３、３４とサイドプレート３５、３５との間に形成されたクリアランス３７ａ、３７ａで構成したことにより、外部配管を追加することなしに排出路を形成することができ、これにより、構成の複雑化やコンパクト化を招くこともない。
【００５３】
また、吐出油圧が高くなると、この吐出油圧が導入路３１ｃ、３１ｄを経由して両各吐出油圧導入室３１ａ、３１ｂに導入されることで、両各サイドプレート３５、３５が弾性シール部材３７、３７の弾性反発力に抗してカムリング３２方向に押圧移動され、これにより、両各クリアランス３７ａ、３７ａが自動的に減少する方向に変化する。
従って、特別に流量制御弁等のアクチュエータおよび制御手段を備えることなしに、クリアランス３７ａ、３７ａを吐出油圧に応じて自動的に変化させることが可能となる。
【００５４】
また、両各サイドプレート３５、３５の移動が両サイドカバー３１、３１に当接して規制されることで、両各クリアランス３７ａ、３７ａの最大値が予め設定されるため、ギヤポンプ３の回転継続に必要な吐出油量を確保しつつ、排出量を最小限に抑えることができ、これにより、ギヤポンプ３の無駄な仕事量（電動機Ｍの無駄な仕事量）を抑制することが可能となる。
【００５５】
以上発明の実施の形態を図面により説明したが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５６】
例えば、発明の実施の形態１では、両各分岐流路１０ａ、１０ｂをそれぞれ吸入側連通路８に接続させ、両各分岐流路１０ａ、１０ｂに流量制御弁５、５を備えたが、両各分岐流路１０ａ、１０ｂ同士を接続して両吐出側連通路７ａ、７ｂ間をバイパスする状態とし、流量制御弁５を１個備えるだけでも、同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、発明の実施の形態１では、両各分岐流路１０ａ、１０ｂに流量制御弁５、５を介装させたが、固定絞りもしくは可変絞りを介装させるようにしてもよい。
【００５８】
また、発明の実施の形態２では、クリアランス３７ａ、３７ａを可変するサイドプレート３５、３５を備えたが、このサイドプレート３５、３５を省略し、クリアランス３７ａ、３７ａの幅を一定値に固定させるようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明請求項１記載のパワーステアリング装置では、上述のように、操舵軸の操舵後の保舵状態において電動機が停止しない程度に可逆式ポンプの両各吐出口から吐出される吐出油の一部を油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出させる排出路を備えている手段としたことで、可逆式ポンプから吐出される吐出油の一部が閉空間である連通路およびパワーシリンダ外に常に排出されるため、電動機にかかる負荷が低減され、これにより、電動機の回転速度が該電動機および可逆式ポンプの駆動フリクション並びに可逆式ポンプの脈動によって停止する回転速度まで低下することが防止され、電動機の回転を維持することができるようになる。
従って、操舵後の保舵時における電動機の停止・再駆動を繰り返すことが防止され、これにより、操舵後の保舵状態における操舵補助力の変動を防止することができるようになる。
【００６０】
請求項２記載のパワーステアリング装置は、請求項１記載のパワーステアリング装置において、前記排出路から油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出される吐出油の流量が前記可逆式ポンプの回転数および吐出圧に応じ、前記操舵軸の操舵後の保舵状態において前記電動機が停止しない程度に設定されている手段としたことで、必要以上に吐出油圧が排出されることによる可逆式ポンプの仕事量（電動機の仕事量）の増加を抑制することができるようになる。
【００６１】
請求項３記載のパワーステアリング装置は、請求項１または２に記載のパワーステアリング装置において、前記両各排出路が前記両各連通路にそれぞれ接続された分岐通路で構成されている手段としたことで、既存の構成に大幅な変更を加えることなしに排出路を形成することができると共に、この分岐流路に流量制御弁を設けたり、排出路をオイルタンクに接続することが容易に行えるようになる等、拡張性を高めることができるようになる。
【００６２】
請求項４記載のパワーステアリング装置は、請求項３記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路は前記可逆式ポンプの吸入側に接続されている手段としたことで、吸入側に戻る加圧された吐出油圧により可逆式ポンプの吸入効率を高めることができるようになる。
【００６３】
請求項５記載のパワーステアリング装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路の下流側には排出された一部の吐出油を収容するリザーバタンクが備えられている手段としたことで、油圧パワーシリンダが完全な非圧縮流体ではなく空気の内包等によりその体積が若干変化しても、その体積変化分をリザーバタンクで吸収することができるようになる。
また、リザーバタンクにオイルフィルタを備えることにより、連通路内に流入し、または油圧パワーシリンダで発生したコンタミ等をろ過することが可能となる。
【００６４】
請求項６記載のパワーステアリング装置は、請求項２〜５のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路には両各分岐通路を通過する吐出油の流量を制御可能な流量制御弁が備えられている手段としたことで、電動機の回転数や可逆式ポンプからの吐出油圧に応じて吐出油の排出量を緻密に制御することが可能となる。
【００６５】
請求項７記載のパワーステアリング装置は、請求項１〜６のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記排出路が前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に形成されたクリアランスで構成されている手段としたことで、外部配管を追加することなしに排出路を形成することができ、これにより、構成の複雑化やコンパクト化を招くこともない。
【００６６】
請求項８記載のパワーステアリング装置は、請求項７記載のパワーステアリング装置において、前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に可逆式ポンプの吐出油圧に応じて可動することにより加圧駆動部材との間に形成されるクリアランスを変化させる可動プレートが設けられている手段としたことで、特別に流量制御弁等のアクチュエータおよび制御手段を備えることなしに、クリアランスを吐出油圧に応じて自動的に変化させることが可能となる。
【００６７】
請求項９記載のパワーステアリング装置は、請求項６または８に記載のパワーステアリング装置において、前記流量制御弁の油路開口断面積または前記クリアランスの開口面積が、前記可逆式ポンプの吐出油圧が所定圧以上の時に所定の最小値に固定されるように構成されている手段としたことで、可逆式ポンプの回転継続に必要な吐出油量を確保しつつ、排出量を最小限に抑えることができ、これにより、可逆式ポンプの無駄な仕事量（電動機の無駄な仕事量）を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１のパワーステアリング装置を示す全体の概略構成図である。
【図２】発明の実施の形態１のパワーステアリング装置の駆動時におけるギャポンプ内油圧と電動機の回転数との関係を示すタイムチャートである。
【図３】発明の実施の形態１のパワーステアリング装置における電動機の回転数とギヤポンプの吐出圧と起動時トルクとの関係を示す特性図である。
【図４】発明の実施の形態２のパワーステアリング装置を示す全体の概略構成図である。
【図５】発明の実施の形態２のパワーステアリング装置におけるギヤポンプのギヤ部分における縦断面図である。
【図６】図５のVI−VI線における縦断面図である。
【符号の説明】
ＥＣＵ コントロールユニット
Ｌ ラック
Ｍ 電動機
Ｐ ピニオン
ＳＷ ステアリングホイール
Ｔ リザーバタンク
ＴＳ トルクセンサ（操舵方向検出手段・操舵力検出手段）
１ 操舵軸
２ 油圧パワーシリンダ
２ａ 圧力室
２ｂ 圧力室
３ ギヤポンプ（可逆式ポンプ）
３ａ 吐出口
３ｂ 吐出口
３ｃ 吸入口
４ 電動機制御手段
５ 流量制御弁
６ 逆止弁
７ａ 吐出側連通路
７ｂ 吐出側連通路
８ 吸入側連通路
９ａ 油補給路
９ｂ 油補給路
１０ａ 分岐流路（排出路）
１０ｂ 分岐流路（排出路）
３１ サイドカバー（ポンプケーシング）
３１ａ 吐出油圧導入室
３１ｂ 吐出油圧導入室
３１ｃ 導入路
３１ｄ 導入路
３２ カムリング
３３ ギヤ（加圧駆動部材）
３３ａ ギヤシャフト
３４ ギヤ（加圧駆動部材）
３４ａ ギヤシャフト
３５ サイドプレート（可動プレート）
３６ シールリング
３７ 弾性シール部材
３７ａ クリアランス（排出路）
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーステアリング装置に関し、特に、油圧パワーシリンダにより操舵補助力を発生させるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のパワーステアリング装置としては、例えば、特開昭５９−１１８５６９号公報、特開昭６３−２７７２号公報、特開昭６３−１７１７９号公報に記載されたものが開示されている。
即ち、この従来例のパワーステアリング装置は、操舵機構に連係された操舵軸と、前記操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、該油圧パワーシリンダの両圧力室に対しそれぞれ連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、該可逆式ポンプを駆動する電動機と、前記操舵軸の回転方向を検出する操舵方向検出手段と、前記操舵軸に作用する操舵力を検出する操舵力検出手段と、該操舵方向検出手段で検出された操舵軸の回転方向信号および前記操舵力検出手段で検出された操舵力信号に基づき前記電動機に対し駆動信号を出力する電動機制御手段と、を備えた構造となっている。
即ち、この従来例のパワーステアリング装置では、油圧パワーシリンダの駆動力により、操舵力の補助が行われるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例のパワーステアリング装置にあっては、前述のように、両各連通路および油圧パワーシリンダの両各圧力室が閉空間となっているため、以下に述べるような問題点がある。
即ち、例えば、操舵後の保舵状態においては、油圧パワーシリンダにおける加圧側圧力室内が必要油圧に近づくと、電動機が必要以上に加圧側圧力室の油圧を上昇させないように、その回転速度を低下させる制御が行われる。ところが、電動機の回転速度がある速度以下に低下すると、電動機自身および可逆式ポンプ自身の回転フリクションや可逆式ポンプの脈動等に負けてその回転速度を維持することができなくなり、一時的に停止することになる。その際、油圧パワーシリンダにおける高圧に維持された加圧側圧力室の油圧が、可逆式ポンプのクリアランス等から低圧側圧力室側へ漏出し、時間の経過と共に加圧側圧力室の油圧が低下するため、再び電動機の駆動が開始されることになるが、加圧側圧力室の油圧が所定油圧まで上昇するには若干の時間を要するため、操舵後の保舵状態において操舵補助力が変動し、これにより、運転者に対し操舵補助力の変動による違和感を与えるといった不具合がある。
【０００４】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、操舵後の保舵状態における操舵補助力の変動を防止することができるパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載のパワーステアリング装置は、操舵機構に連係された操舵軸と、前記操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、該油圧パワーシリンダの両圧力室に対しそれぞれ連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、該可逆式ポンプを駆動する電動機と、前記操舵軸の回転方向を検出する操舵方向検出手段と、前記操舵軸に作用する操舵力を検出する操舵力検出手段と、該操舵方向検出手段で検出された操舵軸の回転方向信号および前記操舵力検出手段で検出された操舵力信号に基づき前記電動機に対し駆動信号を出力する電動機制御手段と、前記操舵軸の操舵後の保舵状態において前記電動機が停止しない程度に前記可逆式ポンプの両各吐出口から吐出される吐出油の一部を前記油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出させる排出路と、を備えている手段とした。
【０００６】
請求項２記載のパワーステアリング装置は、請求項１記載のパワーステアリング装置において、前記排出路から油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出される吐出油の流量が前記可逆式ポンプの回転数および吐出圧に応じ、前記操舵軸の操舵後の保舵状態において前記電動機が停止しない程度に設定されている手段とした。
【０００７】
請求項３記載のパワーステアリング装置は、請求項１または２に記載のパワーステアリング装置において、前記両各排出路が前記両各連通路にそれぞれ接続された分岐通路で構成されている手段とした。
【０００８】
請求項４記載のパワーステアリング装置は、請求項３記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路は前記可逆式ポンプの吸入側に接続されている手段とした。
【０００９】
請求項５記載のパワーステアリング装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路の下流側には排出された一部の吐出油を収容するリザーバタンクが備えられている手段とした。
【００１０】
請求項６記載のパワーステアリング装置は、請求項２〜５のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路には両各分岐通路を通過する吐出油の流量を制御可能な流量制御弁が備えられている手段とした。
【００１１】
請求項７記載のパワーステアリング装置は、請求項１〜６のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記排出路が前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に形成されたクリアランスで構成されている手段とした。
【００１２】
請求項８記載のパワーステアリング装置は、請求項８記載のパワーステアリング装置において、前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に可逆式ポンプの吐出油圧に応じて可動することにより加圧駆動部材との間に形成されるクリアランスを変化させる可動プレートが設けられている手段とした。
【００１３】
請求項９記載のパワーステアリング装置は、請求項６または８に記載のパワーステアリング装置において、前記流量制御弁の油路開口断面積または前記クリアランスの開口面積が、前記可逆式ポンプの吐出油圧が所定圧以上の時に所定の最小値に固定されるように構成されている手段とした。
【００１４】
【作用】
この発明請求項１記載のパワーステアリング装置では、上述のように、操舵軸の操舵後の保舵状態において可逆式ポンプを駆動する電動機が停止しない程度に可逆式ポンプの両各吐出口から吐出される吐出油の一部を油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出させる排出路を備えるため、可逆式ポンプから吐出される吐出油の一部が閉空間である連通路およびパワーシリンダ外に常に排出されることで、電動機にかかる負荷が低減され、これにより、電動機の回転速度が該電動機および可逆式ポンプの駆動フリクション並びに可逆式ポンプの脈動によって停止する回転速度まで低下することが防止され、電動機の回転を維持することができるようになる。
従って、操舵後の保舵時における電動機の停止・再駆動を繰り返すことが防止され、これにより、操舵後の保舵状態における操舵補助力の変動を防止することができるようになる。
【００１５】
請求項２記載のパワーステアリング装置では、排出路から油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出される吐出油の流量が可逆式ポンプの回転数および吐出圧に応じ、操舵軸の操舵後の保舵状態において前記電動機が停止しない程度に設定されることにより、必要以上に吐出油圧が排出されることによる可逆式ポンプの仕事量（電動機の仕事量）の増加を抑制することができるようになる。
【００１６】
請求項３記載のパワーステアリング装置では、両各排出路が両各連通路にそれぞれ接続された分岐通路で構成されることで、既存の構成に大幅な変更を加えることなしに排出路を形成することができると共に、この分岐流路に流量制御弁を設けたり、排出路をオイルタンクに接続することが容易に行えるようになる等、拡張性を高めることができるようになる。
【００１７】
請求項４記載のパワーステアリング装置では、両各分岐通路が可逆式ポンプの吸入側に接続されることで、吸入側に戻る加圧された吐出油圧により可逆式ポンプの吸入効率を高めることができるようになる。
【００１８】
請求項５記載のパワーステアリング装置では、両各分岐通路の下流側には排出された一部の吐出油を収容するリザーバタンクが備えられることで、油圧パワーシリンダが完全な非圧縮流体ではなく空気の内包等によりその体積が若干変化しても、その体積変化分をリザーバタンクで吸収することができるようになる。
また、リザーバタンクにオイルフィルタを備えることにより、連通路内に流入し、または油圧パワーシリンダで発生したコンタミ等をろ過することが可能となる。
【００１９】
請求項６記載のパワーステアリング装置では、両各分岐通路には両各分岐通路を通過する吐出油の流量を制御可能な流量制御弁が備えられることで、電動機の回転数や可逆式ポンプからの吐出油圧に応じて吐出油の排出量を緻密に制御することが可能となる。
【００２０】
請求項７記載のパワーステアリング装置では、排出路が前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に形成されたクリアランスで構成されることで、外部配管を追加することなしに排出路を形成することができ、これにより、構成の複雑化やコンパクト化を招くこともない。
【００２１】
請求項８記載のパワーステアリング装置では、可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に可逆式ポンプの吐出油圧に応じて可動することにより加圧駆動部材との間に形成されるクリアランスを変化させる可動プレートが設けられることで、特別に流量制御弁等のアクチュエータおよび制御手段を備えることなしに、クリアランスを吐出油圧に応じて自動的に変化させることが可能となる。
【００２２】
請求項９記載のパワーステアリング装置では、流量制御弁の油路開口断面積またはクリアランスの開口面積が、可逆式ポンプの吐出油圧が所定圧以上の時に所定の最小値に固定されるように構成されることで、可逆式ポンプの回転継続に必要な吐出油量を確保しつつ、排出量を最小限に抑えることができ、これにより、可逆式ポンプの無駄な仕事量（電動機の無駄な仕事量）を抑制することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（発明の実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の構成を図１〜３に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、発明の実施の形態１のパワーステアリング装置を示す全体の概略構成図であり、この図において、ＳＷはステアリングホイール、Ｌはラック、Ｐはピニオン、Ｍは電動機、Ｔはリザーバタンク、ＴＳはトルクセンサ、ＥＣＵはコントロールユニット、１は操舵軸、２は油圧パワーシリンダ、３はギャポンプ（可逆式ポンプ）、４は電動機制御手段、５、５は流量制御弁、６、６は逆止弁を示す。
【００２５】
即ち、図１に示すように、ステアリングホイールＳＷを手動で回転させると、その回転が操舵軸１を介しラックＬ＆ピニオンＰによりラックＬの直線運動に変換され、これにより、図示を省略した左右の前輪の向きを変更（操舵）することができる。そして、ラックＬに連係された油圧パワーシリンダ２により、前記手動による操舵力の補助が行われるようになっている。
【００２６】
また、前記油圧パワーシリンダ２は、手動による操舵力および操舵方向を検出するトルクセンサ（操舵力検出手段、操舵方向検出手段）ＴＳからの信号に基づき、車載のコントロールユニットＥＣＵに組み込まれた電動機制御手段４による電動機Ｍの正逆回転駆動制御により、ギヤポンプ３の駆動制御が行われ、これにより、油圧パワーシリンダ２の両圧力室２ａ、２ｂに供給される油圧が制御されて、手動による操舵力および操舵方向に応じた操舵力補助制御が行われる。
【００２７】
さらに詳述すると、前記ギヤポンプ３は、電動機Ｍの正逆回転の切り換えにより、正逆回転駆動されるもので、正回転時および逆回転時にそれぞれ発生する加圧油を吐出する一対の吐出口３ａ、３ｂを備えている。そして、この吐出口３ａ、３ｂがそれぞれ吐出側連通路７ａ、７ｂを介して油圧パワーシリンダ２の各圧力室２ａ、２ｂに接続されている。一方、ギヤポンプ３の吸入口３ｃには吸入側連通路８を介してリザーバタンクＴに接続されている。
【００２８】
また、前記各吐出側連通路７ａ、７ｂとリザーバタンクＴとの間が油補給路９ａ、９ｂにより接続され、両油補給路９ａ、９ｂにはリザーバタンクＴから吐出側連通路７ａ、７ｂ方向への油の補給のみを可能とする状態で逆止弁６、６が介装されている。
【００２９】
前記両各吐出側連通路７ａ、７ｂと吸入側連通路８との間が分岐流路（排出路）１０ａ、１０ｂにより接続され、この各分岐流路１０ａ、１０ｂにそれぞれ流量制御弁５、５が介装されている。
【００３０】
前記分岐流路１０ａ、１０ｂは、操舵軸１の操舵後の保舵状態において電動機Ｍが停止しない程度にギヤポンプ３の両各吐出口３ａ、３ｂから吐出される吐出油の一部を吐出側連通路７ａ、７ｂおよび油圧パワーシリンダ２の両各圧力室２ａ、２ｂ外に排出させるために設けられるものであり、また、前記流量制御弁５、５は、分岐流路１０ａ、１０ｂを経由して吐出側連通路７ａ、７ｂ外に排出される吐出油の流量を制御する。
【００３１】
そして、この流量制御弁５、５は、前記コントロールユニットＥＣＵにおいて、ギヤポンプ３の回転数および吐出圧に応じ、操舵軸１の操舵後の保舵状態において電動機Ｍが停止しない程度に分岐流路１０ａ、１０ｂを経由して吐出側連通路７ａ、７ｂ外に排出される吐出油の流量の制御が行われる。
【００３２】
なお、図２は、駆動時におけるギャポンプ３内油圧と電動機Ｍの回転数との関係を示すタイムチャートであり、この図に示すように、ポンプトルクリップルの影響で、ポンプ３内油圧の増加により電動機Ｍの回転数が低下し、逆にギャポンプ３内油圧の減少により電動機Ｍの回転数が増加するもので、これにより、ギャポンプ３の脈動が生じる。
【００３３】
また、図３は、電動機Ｍの回転数と、ギヤポンプ３の吐出圧と、起動時トルクとの関係を示す特性図であり、この図に示すように、操舵後の保舵により電動機Ｍの回転数が一定値Ａ以下に下がると、前記ギヤポンプ３の脈動並びに電動機Ｍおよびギヤポンプ３の駆動フリクション等により電動機Ｍにかかる負荷が増大し、これにより、起動時トルクが急激に高くなって、電動機Ｍが一時的に停止するおそれがある。
【００３４】
そこで、この発明の実施の形態１では、吐出側連通路７ａ、７ｂ外に排出される吐出油の流量が前記電動機Ｍの回転数Ａを維持可能な排出流量となるように前記流量制御弁５、５の流量制御が行われるように設定されている。
【００３５】
次に、この発明の実施の形態１の作用・効果を説明する。
（イ）操舵時
この発明の実施の形態１のパワーステアリング装置では、以上のように構成されるため、ステアリングホイールＳＷの操舵操作が行われると、トルクセンサＴＳで検出されたその時の操舵力および操舵方向信号に応じ、電動機制御手段４において電動機Ｍの正逆いずれかの回転駆動制御によるギヤポンプ３の正逆いずれかの回転駆動制御が行われ、これにより、油圧パワーシリンダ２の両圧力室２ａ、２ｂに供給される油圧が制御されて、前記手動による操舵力および操舵方向に応じた操舵力補助制御が行われる。
【００３６】
（ロ）操舵後の保舵時
また、上述のように操舵が行われた状態で操舵角が保持される保舵状態においては、ギヤポンプ３を駆動する電動機Ｍが停止しない程度にギヤポンプ３の両各吐出口３ａ、３ｂから吐出される吐出油の一部が、分岐流路１０ａ、１０ｂにそれぞれ介装された流量制御弁５、５を経由して吐出側連通路７ａ、７ｂおよび油圧シリンダ３の両各圧力室３ａ、３ｂ外に排出されるため、電動機Ｍにかかる負荷が低減され、これにより、電動機Ｍの回転速度がギヤポンプ３の脈動並びに電動機Ｍおよびギヤポンプ３の駆動フリクションによって停止する回転数（回転速度）まで低下することが防止されるもので、これにより、電動機Ｍの回転を維持させることができるようになる。
【００３７】
従って、操舵後の保舵時における電動機Ｍの停止・再駆動を繰り返すことが防止され、これにより、操舵後の保舵状態における操舵補助力の変動を防止することができるようになるという効果が得られる。
【００３８】
また、分岐流路１０ａ、１０ｂから吐出側連通路７ａ、７ｂ外に排出される吐出油の流量がギヤポンプ３の回転数および吐出圧に応じ、操舵軸１の操舵後の保舵状態において前記電動機Ｍが停止しない程度に制限的に設定されることにより、必要以上に吐出油圧が排出されることによるギヤポンプ３の仕事量（電動機Ｍの仕事量）の増加を抑制することができるようになる。
【００３９】
また、排出路が両各吐出側連通路７ａ、７ｂにそれぞれ接続された分岐通路１０ａ、１０ｂで構成されることにより、既存の構成に大幅な変更を加えることなしに排出路を形成することができるようになる。
【００４０】
また、両各分岐通路１０ａ、１０ｂがギヤポンプ３の吸入側に接続されることで、吸入側に戻る加圧された吐出油圧によりギヤポンプ３の吸入効率を高めることができるようになる。
【００４１】
また、両各分岐通路１０ａ、１０ｂの下流側には排出された一部の吐出油を収容するリザーバタンクＴが備えられたことで、油圧パワーシリンダ２が完全な非圧縮流体ではなく空気の内包等によりその体積が若干変化しても、その体積変化分をリザーバタンクＴで吸収することができるようになる。
また、リザーバタンクＴにオイルフィルタを備えることにより、吐出側連通路７ａ、７ｂ内に流入し、または油圧パワーシリンダ２で発生したコンタミ等をろ過することが可能となる。
【００４２】
また、両各分岐通路１０ａ、１０ｂには両各分岐通路１０ａ、１０ｂを通過する吐出油の流量を制御可能な流量制御弁５、５が備えられたことで、電動機Ｍの回転数やギヤポンプ３からの吐出油圧に応じて吐出油の排出量を緻密に制御することが可能となる。
【００４３】
（発明の実施の形態２）
次に、発明の実施の形態２のパワーステアリング装置を説明する。なお、この発明の実施の形態２の説明にあたっては、前記発明の実施の形態１と同様の構成するには同一の符号を付してその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４４】
即ち、この発明の実施の形態２のパワーステアリング装置は、図４（パワーステアリング装置を示す全体の概略構成図）に示すように、前記発明の実施の形態１においてギヤポンプ３の両各吐出口３ａ、３ｂから吐出される吐出油の一部を吐出側連通路７ａ、７ｂおよび油圧パワーシリンダ２の両圧力室２ａ、２ｂ外に排出させる排出路を構成する両各分岐通路１０ａ、１０ｂおよび流量制御弁５、５を設けることなしに、前記ギヤポンプ３内部に排出路を形成するようにしたものであり、以下、図５、６に基づいて詳細に説明する。
【００４５】
図５はギヤポンプ３のギヤ部分における縦断面図、図６は図５のVI−VI線における縦断面図であり、両図において、３１、３１は両サイドカバー（ポンプケーシング）、３２は両サイドカバー３１、３１間に介装されたカムリング、３３、３４はカムリング３２内においてギヤシャフト３３ａ、３４ａによりそれぞれ回転支持されると共に互いに噛合された一対のギヤ（加圧駆動部材）、３５、３５はカムリング３２およびギヤ３３、３４と両サイドカバー３１、３１との間にそれぞれ介装されたサイドプレート（可動プレート）である。
【００４６】
さらに詳述すると、前記両各サイドカバー３１、３１の外周側には、両各サイドプレート３５、３５に弾性的に当接して油圧シールするシールリング３６、３６が装着され、また、両各サイドプレート３５、３５とカムリング３２との間の外周側には、両各サイドプレート３５、３５とカムリング３２に弾性的に当接して両各サイドプレート３５、３５とカムリング３２との間を油圧シールすると共に両各サイドプレート３５、３５とカムリング３２との間に所定のクリアランス３７ａ、３７ａを形成するための弾性シール部材３７、３７が介装されている。
【００４７】
即ち、前記両クリアランス３７ａ、３７ａはそれぞれその両端が両吐出口３ａ、３ｂに連通されていて、両吐出側連通路７ａ、７ｂ間がギヤポンプ３内でバイパスされた状態となっており、従って、両クリアランス３７ａ、３７ａにより、両各吐出側連通路７ａ、７ｂおよび油圧パワーシリンダ２の両各圧力室２ａ、２ｂ外にそれぞれ排出する排出路を構成させている。
【００４８】
そして、操舵が行われた状態で操舵角が保持される保舵状態において、ギヤポンプ３を駆動する電動機Ｍが停止しない程度の排出量が得られるように前記排出路を構成するクリアランス３７ａ、３７ａの流路断面積が設定されている。
【００４９】
また、前記両サイドカバー３１、３１には、両各サイドプレート３５、３５との間に吐出油圧導入室３１ａ、３１ｂが形成され、この両各吐出油圧導入室３１ａ、３１ｂは導入路３１ｃ、３１ｄを介してそれぞれ両各吐出口３ａ、３ｂに連通されていて両各吐出口３ａ、３ｂから吐出される吐出油圧がそれぞれ供給されるように構成されている。
【００５０】
次に、この発明の実施の形態２の作用・効果を説明する。
この発明の実施の形態２のパワーステアリング装置では、以上のように構成されるため、操舵が行われた状態で操舵角が保持される保舵状態においては、ギヤポンプ３を駆動する電動機Ｍが停止しない程度にギヤポンプ３の両各吐出口３ａ、３ｂから吐出される吐出油の一部が、両各クリアランス３７ａ、３７ａを経由して両各吐出側連通路７ａ、７ｂおよび油圧シリンダ３の両各圧力室３ａ、３ｂ外に排出されるため、電動機Ｍにかかる負荷が低減され、これにより、電動機Ｍの回転速度がギヤポンプ３の脈動並びに電動機Ｍおよびギヤポンプ３の駆動フリクションによって停止する回転数（回転速度）まで低下することが防止されるもので、これにより、電動機Ｍの回転を維持させることができるようになる。
【００５１】
従って、操舵後の保舵時における電動機Ｍの停止・再駆動を繰り返すことが防止され、これにより、操舵後の保舵状態における操舵補助力の変動を防止することができるようになるという効果が得られる。
【００５２】
また、排出路をギヤポンプ３内におけるギヤ３３、３４とサイドプレート３５、３５との間に形成されたクリアランス３７ａ、３７ａで構成したことにより、外部配管を追加することなしに排出路を形成することができ、これにより、構成の複雑化やコンパクト化を招くこともない。
【００５３】
また、吐出油圧が高くなると、この吐出油圧が導入路３１ｃ、３１ｄを経由して両各吐出油圧導入室３１ａ、３１ｂに導入されることで、両各サイドプレート３５、３５が弾性シール部材３７、３７の弾性反発力に抗してカムリング３２方向に押圧移動され、これにより、両各クリアランス３７ａ、３７ａが自動的に減少する方向に変化する。
従って、特別に流量制御弁等のアクチュエータおよび制御手段を備えることなしに、クリアランス３７ａ、３７ａを吐出油圧に応じて自動的に変化させることが可能となる。
【００５４】
また、両各サイドプレート３５、３５の移動が両サイドカバー３１、３１に当接して規制されることで、両各クリアランス３７ａ、３７ａの最大値が予め設定されるため、ギヤポンプ３の回転継続に必要な吐出油量を確保しつつ、排出量を最小限に抑えることができ、これにより、ギヤポンプ３の無駄な仕事量（電動機Ｍの無駄な仕事量）を抑制することが可能となる。
【００５５】
以上発明の実施の形態を図面により説明したが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５６】
例えば、発明の実施の形態１では、両各分岐流路１０ａ、１０ｂをそれぞれ吸入側連通路８に接続させ、両各分岐流路１０ａ、１０ｂに流量制御弁５、５を備えたが、両各分岐流路１０ａ、１０ｂ同士を接続して両吐出側連通路７ａ、７ｂ間をバイパスする状態とし、流量制御弁５を１個備えるだけでも、同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、発明の実施の形態１では、両各分岐流路１０ａ、１０ｂに流量制御弁５、５を介装させたが、固定絞りもしくは可変絞りを介装させるようにしてもよい。
【００５８】
また、発明の実施の形態２では、クリアランス３７ａ、３７ａを可変するサイドプレート３５、３５を備えたが、このサイドプレート３５、３５を省略し、クリアランス３７ａ、３７ａの幅を一定値に固定させるようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明請求項１記載のパワーステアリング装置では、上述のように、操舵軸の操舵後の保舵状態において電動機が停止しない程度に可逆式ポンプの両各吐出口から吐出される吐出油の一部を油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出させる排出路を備えている手段としたことで、可逆式ポンプから吐出される吐出油の一部が閉空間である連通路およびパワーシリンダ外に常に排出されるため、電動機にかかる負荷が低減され、これにより、電動機の回転速度が該電動機および可逆式ポンプの駆動フリクション並びに可逆式ポンプの脈動によって停止する回転速度まで低下することが防止され、電動機の回転を維持することができるようになる。
従って、操舵後の保舵時における電動機の停止・再駆動を繰り返すことが防止され、これにより、操舵後の保舵状態における操舵補助力の変動を防止することができるようになる。
【００６０】
請求項２記載のパワーステアリング装置は、請求項１記載のパワーステアリング装置において、前記排出路から油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出される吐出油の流量が前記可逆式ポンプの回転数および吐出圧に応じ、前記操舵軸の操舵後の保舵状態において前記電動機が停止しない程度に設定されている手段としたことで、必要以上に吐出油圧が排出されることによる可逆式ポンプの仕事量（電動機の仕事量）の増加を抑制することができるようになる。
【００６１】
請求項３記載のパワーステアリング装置は、請求項１または２に記載のパワーステアリング装置において、前記両各排出路が前記両各連通路にそれぞれ接続された分岐通路で構成されている手段としたことで、既存の構成に大幅な変更を加えることなしに排出路を形成することができると共に、この分岐流路に流量制御弁を設けたり、排出路をオイルタンクに接続することが容易に行えるようになる等、拡張性を高めることができるようになる。
【００６２】
請求項４記載のパワーステアリング装置は、請求項３記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路は前記可逆式ポンプの吸入側に接続されている手段としたことで、吸入側に戻る加圧された吐出油圧により可逆式ポンプの吸入効率を高めることができるようになる。
【００６３】
請求項５記載のパワーステアリング装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路の下流側には排出された一部の吐出油を収容するリザーバタンクが備えられている手段としたことで、油圧パワーシリンダが完全な非圧縮流体ではなく空気の内包等によりその体積が若干変化しても、その体積変化分をリザーバタンクで吸収することができるようになる。
また、リザーバタンクにオイルフィルタを備えることにより、連通路内に流入し、または油圧パワーシリンダで発生したコンタミ等をろ過することが可能となる。
【００６４】
請求項６記載のパワーステアリング装置は、請求項２〜５のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記両各分岐通路には両各分岐通路を通過する吐出油の流量を制御可能な流量制御弁が備えられている手段としたことで、電動機の回転数や可逆式ポンプからの吐出油圧に応じて吐出油の排出量を緻密に制御することが可能となる。
【００６５】
請求項７記載のパワーステアリング装置は、請求項１〜６のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、前記排出路が前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に形成されたクリアランスで構成されている手段としたことで、外部配管を追加することなしに排出路を形成することができ、これにより、構成の複雑化やコンパクト化を招くこともない。
【００６６】
請求項８記載のパワーステアリング装置は、請求項７記載のパワーステアリング装置において、前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に可逆式ポンプの吐出油圧に応じて可動することにより加圧駆動部材との間に形成されるクリアランスを変化させる可動プレートが設けられている手段としたことで、特別に流量制御弁等のアクチュエータおよび制御手段を備えることなしに、クリアランスを吐出油圧に応じて自動的に変化させることが可能となる。
【００６７】
請求項９記載のパワーステアリング装置は、請求項６または８に記載のパワーステアリング装置において、前記流量制御弁の油路開口断面積または前記クリアランスの開口面積が、前記可逆式ポンプの吐出油圧が所定圧以上の時に所定の最小値に固定されるように構成されている手段としたことで、可逆式ポンプの回転継続に必要な吐出油量を確保しつつ、排出量を最小限に抑えることができ、これにより、可逆式ポンプの無駄な仕事量（電動機の無駄な仕事量）を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１のパワーステアリング装置を示す全体の概略構成図である。
【図２】発明の実施の形態１のパワーステアリング装置の駆動時におけるギャポンプ内油圧と電動機の回転数との関係を示すタイムチャートである。
【図３】発明の実施の形態１のパワーステアリング装置における電動機の回転数とギヤポンプの吐出圧と起動時トルクとの関係を示す特性図である。
【図４】発明の実施の形態２のパワーステアリング装置を示す全体の概略構成図である。
【図５】発明の実施の形態２のパワーステアリング装置におけるギヤポンプのギヤ部分における縦断面図である。
【図６】図５のVI−VI線における縦断面図である。
【符号の説明】
ＥＣＵ コントロールユニット
Ｌ ラック
Ｍ 電動機
Ｐ ピニオン
ＳＷ ステアリングホイール
Ｔ リザーバタンク
ＴＳ トルクセンサ（操舵方向検出手段・操舵力検出手段）
１ 操舵軸
２ 油圧パワーシリンダ
２ａ 圧力室
２ｂ 圧力室
３ ギヤポンプ（可逆式ポンプ）
３ａ 吐出口
３ｂ 吐出口
３ｃ 吸入口
４ 電動機制御手段
５ 流量制御弁
６ 逆止弁
７ａ 吐出側連通路
７ｂ 吐出側連通路
８ 吸入側連通路
９ａ 油補給路
９ｂ 油補給路
１０ａ 分岐流路（排出路）
１０ｂ 分岐流路（排出路）
３１ サイドカバー（ポンプケーシング）
３１ａ 吐出油圧導入室
３１ｂ 吐出油圧導入室
３１ｃ 導入路
３１ｄ 導入路
３２ カムリング
３３ ギヤ（加圧駆動部材）
３３ａ ギヤシャフト
３４ ギヤ（加圧駆動部材）
３４ａ ギヤシャフト
３５ サイドプレート（可動プレート）
３６ シールリング
３７ 弾性シール部材
３７ａ クリアランス（排出路）
Claims (9)
- 操舵機構に連係された操舵軸と、
前記操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、
該油圧パワーシリンダの両圧力室に対しそれぞれ連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、
該可逆式ポンプを駆動する電動機と、
前記操舵軸の回転方向を検出する操舵方向検出手段と、
前記操舵軸に作用する操舵力を検出する操舵力検出手段と、
該操舵方向検出手段で検出された操舵軸の回転方向信号および前記操舵力検出手段で検出された操舵力信号に基づき前記電動機に対し駆動信号を出力する電動機制御手段と、
前記操舵軸の操舵後の保舵状態において前記電動機が停止しない程度に前記可逆式ポンプの両各吐出口から吐出される吐出油の一部を前記油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出させる排出路と、
を備えていることを特徴とするパワーステアリング装置。 - 前記排出路から油圧パワーシリンダの両各圧力室外に排出される吐出油の流量が前記可逆式ポンプの回転数および吐出圧に応じ、前記操舵軸の操舵後の保舵状態において前記電動機が停止しない程度に設定されることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
- 前記両各排出路が前記両各連通路にそれぞれ接続された分岐通路で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のパワーステアリング装置。
- 前記両各分岐通路は前記可逆式ポンプの吸入側に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のパワーステアリング装置。
- 前記両各分岐通路の下流側には排出された一部の吐出油を収容するリザーバタンクが備えられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のパワーステアリング装置。
- 前記両各分岐通路には両各分岐通路を通過する吐出油の流量を制御可能な流量制御弁が備えられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のパワーステアリング装置。
- 前記排出路が前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に形成されたクリアランスで構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のパワーステアリング装置。
- 前記可逆式ポンプ内における加圧駆動部材とポンプケーシングとの間に可逆式ポンプの吐出油圧に応じて可動することにより加圧駆動部材との間に形成されるクリアランスを変化させる可動プレートが設けられていることを特徴とする請求項７に記載のパワーステアリング装置。
- 前記流量制御弁の油路開口断面積または前記クリアランスの開口面積が、前記可逆式ポンプの吐出油圧が所定圧以上の時に所定の最小値に固定されるように構成されていることを特徴とする請求項６または８に記載のパワーステアリング装置。
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