JP3917575B2

JP3917575B2 - 完全油圧式操舵システム制御装置の漏れ補償装置

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Publication number: JP3917575B2
Application number: JP2003349211A
Authority: JP
Inventors: ベンド・ポルスクログ; ニールス・アーベエルグ
Original assignee: Danfoss Power Solutions ApS
Current assignee: Danfoss Power Solutions ApS
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2023-10-08
Also published as: JP2004131076A; US20040069139A1; US7028469B2

Description

本発明は、高圧側接続部及び低圧側接続部を有する供給接続装置と、２つの作動流体接続部を有する作動流体接続装置と、供給接続装置と作動流体接続装置との間の制御部と、制御部を駆動する制御要素と、操舵部材と、作動油を供給及び排出することができるバルブ装置を有する補助流体通路とを備える完全油圧式操舵システムの制御装置における漏れ補償装置に関する。

前述の制御装置はＤＥ４０４２１５１Ａ１から公知である。

完全油圧式操舵システムにおいて、操舵ハンドル等の制御要素と船のステアードホイールすなわち舵等の操舵部材との間には直接的な能動的機械連結はない。実際には、操舵部材の制御は制御部を経由してモータへ供給される作動油によってのみ行われる。つまり、最初、制御部は操舵部材の移動方向を制御する。この方向は制御要素の作動方向によって決まる。次に、通常、制御部は操舵部材の移動範囲を制御する。

制御装置の種々の部分が相互に関連して動くことができるために必要な制御装置の許容誤差が原因で、内部漏れが発生する。作動油の流入及び流出に起因して、制御要素と操舵部材との相互の位置がずれてしまう。このため、所定時間に直進運転の位置に定められた操舵ハンドルの１つの位置が、最終的にカーブ運転を引き起こすようになる。

通常、制御装置を操作するオペレータがこの誤差を補償するであろう。一般に、オペレータは、制御要素の位置に基づいて操舵を行うのではなく感覚に基づいて操舵を行う。しかしながら、特に、制御要素上に別の作動要素、例えば、制御装置によって制御される乗物の別の機能を作動させるためのスイッチが配置される場合、依然として制御要素の位置と操舵部材の位置との間の一定の相関関係が望まれる。これらのスイッチがオペレータの手の届かない範囲に移された場合、このことは支障を来すと考えられる。

ＤＥ４０４２１５１Ａ１から公知の制御装置において、バルブが補助流体通路に配置され、その補助流体通路を介して作動油を供給又は排出できるようになっている。バルブを制御するために、２つのセンサが接続されたコントローラが設けられている。一方のセンサは制御要素の位置を監視する。他方のセンサは操舵部材の位置を監視する。両者の位置に相関関係がない場合、バルブは、相関関係が再び得られるまで作動油を供給又は排出するように駆動させられる。この方法は価値が高いとしても比較的費用がかかる。

同様の制御装置は、米国特許第５，２６７，６２８号から公知である。また、本特許には電子装置による解決手段が開示されているが、製造コストが高く取付けが難しい。
ＤＥ４０４２１５１ＵＳＰ５，２６７，６２８

本発明は、単純な方法でもって制御要素の位置と操舵部材の位置との間の相関関係の補正を提供する課題に基づくものである。

前述の制御装置を用いて、前記課題は、制御要素を介して補助流体通路のバルブ装置を駆動することで解決される。

従って、作動油の供給又は排出用のバルブ装置を駆動するために、追加的な手段を必要としない。バルブ装置は制御要素によって駆動させられるようになっており、乗物の運転者等のオペレータは、制御要素と操舵部材との間の相関関係を保証する責任がある。このことは、実際にはこの補正をオペレータが行うという別の利点をもたらす。

制御要素の中立位置以外の所定の作動領域において、バルブ装置は、制御要素の位置と操舵部材の位置との間の相関関係の補正を可能にすることが好ましい。本補正方法において、中立位置とは操舵部材が駆動されていない位置である。簡単に言えば、制御要素の中立位置は、乗物が直進する位置である。従って、補正は、制御要素が転向されている場合にのみ行うことができる。この場合にのみバルブ装置は駆動されるが、例えば、作動油に関連する個別の各流体通路はバルブ装置によって開閉される。

バルブ装置は、制御要素の所定の作動端部領域において、補助流体通路による補正を阻止することが好ましい。これは、特に、操舵ハンドルによる制御要素に関して該当する。乗物の方向を変更するための制御要素の作動は別として、操舵ハンドルは、故障時に、制御部によって形成される緊急操舵ポンプのための駆動装置としての役割を果たすという機能を有する。この場合、バルブ装置は、作動油が補助流体通路を経由して供給又は排出されるのを阻止する必要がある。緊急操舵ポンプを通して移送される作動油の全量は、操舵部材の駆動に利用可能である必要がある。従って、補助流体通路のバルブ装置が可能にする補正は、比較的小さな領域に、例えば、操舵ハンドルを制御要素として使用する場合は２°から８°の範囲に制限することができるが、操舵ハンドルは、例えば、内側制御スライド部が外側制御スライド部に対して２°から８°の範囲で回転するように作動させられ、作動油を、制御要素の位置と操舵部材の位置との間の相関関係を可能にするように供給又は排出することができる。他の制御要素を使用する場合も同様である。

バルブ装置は、制御部に形成されることが好ましい。これにより製造コストが下がる。バルブ装置の所要の作動は、追加的な試みを必要とせずに制御部で保証できる。流体通路を作るのは容易である。

特に、バルブ装置は、制御部に少なくとも１つの調整可能なスロットル装置を有することが好ましい。制御部において複数のスロットルを利用でき、スロットルは、供給接続装置と作動流体接続装置との間の作動油の流れを制御する。制御部に追加的なスロットルを設けることは容易であり、このスロットルは、制御要素を用いて制御部を駆動する場合に補助流体通路を開閉する。

制御部は、ハウジングと、該ハウジング内で回転できるようになっている外側回転スライド部と、該外側回転スライド部内で回転できるようになっている内側回転スライド部とを備え、スロットル装置は、内側回転スライド部と外側回転スライド部との間、及び／又は外側回転スライド部とハウジングとの間に形成されることが好ましい。ハウジング内に２つの回転スライド部を有する制御部自体は、完全油圧式操舵システムでは公知である。通常、内側回転スライド部は、操舵ハンドルの回転に従動し、内側回転スライド部の回転は、１組のスプリングを介して外側回転スライド部に伝達される。カルダン軸は、外側回転スライド部の回転を歯車セットの内側歯車へ伝達し、内部歯車は測定モータの機能を果たす。従って、所定の作動油量を操舵部材へ供給することができ、これは制御要素の相対的な転向に対応する。

ここでは簡単な方法でもって、追加的なスロットルを内側回転スライド部、外側回転スライド部、及びハウジングに設けることができるが、これらのスロットルは補助流体通路を制御する。これらのスロットルは、内側回転スライド部と外側回転スライド部との間の相対回転の比較的に小さな角度領域において補助流体通路を開くことができ、結果的に、この角度領域で、制御要素と操舵部材との間の位置の補正が可能になる。外側回転スライド部とハウジングとの間にスロットルを形成する場合、回転角度は大きくなる場合もある。しかしながら、残りの回転角度領域において、制御要素の駆動の唯一の目的は、操舵部材を所望の方向に転向させることである。

スロットル装置は、直列に接続された複数のスロットルを有することが好ましい。従って、スロットルを形成するために種々の構成部品を使用することができる。細かな構造体を設ける必要はない。大きなスロットル抵抗を必要とする場合、相応に設計された直列接続を用いて大きな問題を伴うことなく実現できる。

複数のスロットルの少なくとも１つは、固定スロットルとして形成するのが好ましい。固定スロットルは、補助流体通路に流入又は流出する作動油の流れを制御する。これは交換可能であり、簡単な方法でもって、特定の用途に対して許容流量又は最大可能流量を適合させ得る。

１つのスロットルは、内側回転スライド部と外側回転スライド部との間に配置され、１つのスロットルは、外側回転スライド部とハウジングとの間に配置されることが好ましい。例えば、内側回転スライド部と外側回転スライド部との間のスロットルは、相対的に小さな角度領域に対する補正可能性を広げるために使用できる。外側回転スライド部とハウジングとの間のスロットルは、長時間の流れを可能にするが、流量は非常に小さくなる。

各々の回転方向に対して、外側回転スライド部は、円周部の一部に広がると共に、作動流体接続部の開口及び低圧側接続部の開口とオーバーラップするスロットル溝を有するが、円周部の残りの部分は、スロットル溝に対して長手方向にオフセットすると共に、作動流体接続部の開口とのみオーバーラップする補助溝を有することが好ましい。スロットル溝が作動流体接続部の開口及び低圧側接続部の開口とオーバーラップする円周部では、作動流体接続部からタンク接続部等の低圧側接続部までの作動油の流れが可能になる。この接続部において、補助溝は、外側スライド部内の実質的な釣合いを引き起こす。実質的な釣合いとは別に、スライド部の周りの圧力状態が実質的に均一であることが実現される。当然、各々の回転方向に対してスロットル溝が設けられ、異なる回転方向のスロットル溝は、軸方向に相互にオフセットしていることに留意されたい。

外側スライド部は、作動流体接続部の圧力が与えられる円周溝によって取り囲まれることが好ましい。円周溝は、外側スライド部にわたる圧力平衡に更に寄与する。これにより、同様に外側スライド部の変形に起因する外側スライド部と内部スライド部とが干渉する危険性が低くなる。従って、外側スライド部と内部スライド部との間の遊びを小さく保つことができ、結果的に、同様に漏れの危険性が低くなる。勿論、各々の回転方向には、それぞれ円周溝を設けることができる。

各々の回転方向に対して、突出領域は、外側回転スライド部の円周部に設けられ、この突出領域は、円周溝、スロットル溝、及び補助溝によって取り囲まれ、外側回転スライド部の角度領域が形成され、両方の突出領域によって低圧側接続部と作動流体接続部との間の接続が遮断されることが好ましい。従って、この角度領域において、制御要素の位置と操舵部材の位置との間の相関関係の補正は不可能である。

補助流体通路は、作動流体接続装置と低圧側接続部との間に配置されることが好ましい。この場合、制御要素と操舵部材との間の相関関係の補正は、作動油が制御装置から流出できるように行われる。オペレータが補正を行なおうとする場合、オペレータが制御要素を僅かに操作することで、即ち、単に操舵ハンドルを小さな角度領域だけ回転させることで補正が行われる。換言すると、内側回転スライド部は、補正を行うために、外側回転スライド部に対して小さな角度領域だけ変位する。この相対回転を保つために、ここでは操舵ハンドルを更に回転させることができるので、最終的には、総量として、大きな回転角度を得ることができる。これは操舵部材の位置を変更するものではない。制御部を通って流れる作動油は、バルブ装置を介して低圧側接続部へ直接流出する。従って、同時に乗物の対応する方向変化を引き起すことなく、最終的に操舵ハンドルを所望位置に回転させることができる。また、補正は運転中に行うこともできる。運転中に方向補正を必要とする場合は、単に、操舵ハンドルを小さな角度だけ回転させることが必要であり、その後、操舵部材は直ちに応答する。この場合、補正は中断される。しかしながら、乗物の操舵挙動が優先することは言うまでもない。

別の好適な実施態様において、補助流体通路は、作動流体接続装置と、低圧側接続部とは別に設けられた補助低圧側接続部との間に配置される。従って、タンク接続部等の低圧側接続部への内側接続部に代えて、外部接続部を直接タンクへ接続することができる。その他の点では、機能は同じである。操舵ハンドルの小さな回転角度領域において、制御部を経由して移送された作動油は、操舵部材を駆動することなくタンクへ直接流出できる。

前述の２つの変形例は、受動的なスリップ補正を形づくるが、別の実施態様において、補助流体通路は、制御部をバイパスして、高圧側接続部と作動流体接続部との間に設けられる。この場合、追加的な作動油は、制御要素の作動時に高圧側接続部から操舵部材へ導かれる。この場合、補正は、操舵部材を制御要素に追従させるように行われる。

好適な実施態様において、補助流体通路は、プライオリティバルブの出口又はポンプへ直接接続される入口と、作動流体接続装置へ接続される出口とを有する。この場合、補正は「能動的」な補正であり、即ち、制御要素を動かすと、追加的な作動油が操舵部材へ導かれる。従って、補正は、操舵部材を制御要素に追従させるように行われる。補助流体通路はプライオリティバルブに直接接続されているので、作動油は実質的に圧力損失を伴うことなく補助流体通路へ導かれ、アイドリング時に、補助流体通路は、実質的にプライオリティバルブの出口からの全圧力を受ける。従って、補助流体通路には圧力損失を伴うことなく作動油が供給される。これにより補助流体通路で十分な圧力を利用できるので、作動油が既に制御部を経由して供給されている場合に、補助流体通路を経由した作動油の供給が可能になる。

バルブ装置は、プライオリティバルブから離れる方向に逆止弁の開口を有することが好ましい。更に、逆止弁は、スロットルに加えて、又はスロットルの代わりに設けることができ、特定の運転状況において補助流体通路を確実に閉状態に保持する。これは、特に、制御装置内の測定モータを緊急操舵ポンプとして使用する場合に適用される。この場合、逆止弁は、作動油が補助流体通路を介して高圧側接続部へ流出するのを防止する。

以下に図面を参照して好適な実施形態に基づいて本発明を説明する。

図１は、操舵ハンドル２の形式の制御要素、操舵モータ３の形式の操舵部材、及び制御装置Ｓを備える完全油圧式操舵システム１を示す。制御装置Ｓは、操舵モータ３に接続される２つの作動流体接続部ＣＬ、ＣＲを有する作動流体接続装置を備える。操舵モータ３は、所望の方向と移動量に応じて、作動流体接続部ＣＬ、ＣＲを介して所定量の作動油を受け入れる。

更に、制御装置Ｓは、高圧側接続部Ｐ及び低圧側接続部Ｔを有する供給流体接続装置を備える。高圧側接続部ＰはプライオリティバルブＰＶを介してポンプ４に接続され、低圧側接続部Ｔはタンク５に接続されている。従って、高圧側接続部Ｐは「ポンプ接続部」、低圧側接続部Ｔは「タンク接続部」と呼ぶ場合もある。

操舵ハンドル２はシャフト６を介して制御装置Ｓの制御部に連結され、制御装置Ｓは、測定モータＭと、内側回転スライド部、外側回転スライド部、ハウジングを有する１組のスライド部（図１には詳細に示されていない）とを有し、スロットルＡ１−Ａ７、Ａｄは、上記２つのスライド部とハウジングとの協働によって形成される。

スロットルＡ１−Ａ５、及びＡｄ自体は公知である。中立位置において、スロットルＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５は閉じられる。中立位置において、Ａｄは、タンク５に向かって開いている。操舵ハンドル２を回転させると、内側スライド部と外側スライド部との間に相対回転が生じる。従って、Ａｄは閉じ、残りのスロットル部は特に操舵速度に応じて最終的には開く。

制御装置Ｓの内側可動部材間の所要の遊びに起因して、内部漏れ通路が生じ、経時的な操舵時に、操舵モータ３の特定の位置において操舵ハンドル２の位置の変化がもたらされる。

以下に、所定の許容誤差内で、特定の操舵ハンドル位置が、一定の操舵方向、例えば直進方向を実現できることを説明する。

これを可能にするために、２つの別個の可変スロットルＡ６、Ａ７と固定スロットルＢが、作動流体接続装置ＣＬ、ＣＲと低圧側接続部Ｔとの間の接続部に設けられている。スロットルＡ６、Ａ７、Ｂは直列に配置されている。スロットルＡ７は、作動流体接続装置ＣＬ、ＣＲからの接続部が、操舵ハンドル２が回転された場合に、即ち、内側スライド部が外側スライド部に対して中立位置にない場合にのみ利用できることを保証する。しかしながら、スロットルＡ７は、内側回転スライド部が外側回転スライド部に対して更に回転させられた場合、特に、端部位置に達した場合にもタンクへの接続を遮断し、制御装置の緊急操舵特性が影響を受けないようになっている。スロットルＡ６は、外側回転スライド部と周囲ハウジングとの間に物理的に形成される。

図６に基づいてスロットルＡ７を説明する。図６は、ハウジングＨ、内側回転スライド部Ｉ、及び外側回転スライド部Ｙを示す。内側回転スライド部Ｉには、図６に示す内側回転スライド部Ｉと外側回転スライド部Ｙとの中立位置において、外側回転スライド部Ｙによって覆われるボア部７が設けられている。

外側回転スライド部Ｙは、図６ａに示す回転位置において、ハウジングＨの凹部Ｌとオーバーラップするボア部８を有する。この凹部Ｌは、外側回転スライド部Ｙが図６ａに示す中立位置にある場合に、外側回転スライド部Ｙの円周部に形成されるスロットル溝Ｓ１Ｒで終端するボア部１０へハウジングチャンネル９を介して接続される。

内側回転スライド部Ｉの内部は、該内側回転スライド部Ｉの内部に記号Ｔで示す低圧側接続部Ｔに接続されている。

図６ｂは、内側回転スライド部Ｉが、外側回転スライド部Ｙに対して小さな角度領域だけ時計回りに回転された様子を示す。従って、内側回転スライド部Ｉの内部のボア部７は、外側回転スライド部Ｙのボア部８とオーバーラップする。低圧側接続部Ｔとスロットル溝Ｓ１Ｒとの間に接続が生じる。従って、作動油は、スロットル溝Ｓ１Ｒから低圧側接続部へ流出する。内側回転スライド部Ｉと外側回転スライド部Ｙとの間のこの相対回転位置において、ポンプ４からスロットルＡ１−Ａ４、及び測定部Ｍを介して供給される作動油は低圧側接続部Ｔへ流れることができ、即ち、操舵モータ３を駆動することなく、内側回転スライド部Ｉと外側回転スライド部Ｙとの間の相対回転位置を保持したまま、操舵ハンドル２を回転させることができる。

内側回転スライド部Ｉが外側回転スライド部Ｙに対して更に回転させられると、内側回転スライド部Ｉのボア部７は所定の角度領域に達するが、この角度領域において、内側回転スライド部Ｉのボア部７は外側回転スライド部Ｙのボア部８とオーバーラップしない。この場合、スロットル溝Ｓ１Ｒと低圧側接続部Ｔとの間の接続は再び遮断され、即ち、この回転角度位置において通常の操舵機能が保証される。操舵ハンドルを回転させると、それに応じて操舵モータ３が駆動されるので乗物の所望の方向変化が生じる。

角度領域は過大に示されている。補正は、例えば、内側回転スライド部と外側回転スライド部との間の２°から８°の領域においてのみ行うことができ、即ち、操舵ハンドル２の相対回転が大きくなると補正を行うことはできない。最終的には、特に操舵ハンドル２の作動速度に左右される。スロットルＡ７（ボア７、８間の相関関係）を開く操舵ハンドル２の小さな動きにより、低速度での操舵ハンドル２の更なる回転が可能になり補正を行うことができる。

内側回転スライド部が外側回転スライド部に対して回転させられると、スロットルＡ７が低圧側接続部Ｔとの接続を遮断することは、制御装置Ｓの緊急操舵特性が影響を受けることを回避できる。

物理的には、スロットルＡ６は、外側スライド部ＹとハウジングＨとの間、即ち、ボア部１０とスロットル溝Ｓ１Ｒとの協働により形成される。勿論、反対側の操舵方向に対する対応するスロットル溝Ｓ１Ｌは、外側回転スライド部Ｙの円周部に配置されている。図１において、このスロットル溝Ｓ１Ｌは同一平面内に示されている。しかしながら、実際には、このスロットル溝は、外側回転スライド部Ｙの軸方向にオフセットしており、この点は図４及び図５を参照して以下に説明する。

スロットルＢは、スロットルＡ６内に一体化することができる。しかしながら、ハウジング内の挿入部材がこれを形成してもよい。このことは、種々の用途に対して種々の寸法のスロットルＢを使用することが望まれる場合には特に有利である。スロットルＢは、一定の開口面積を有する。これは作動流体接続装置ＣＬ、ＣＲにおいて低圧側接続部Ｔへの作動油の流れを制限する。

図１の実施形態は、「受動的」な補正に関連し、作動油は、作動流体接続装置ＣＬ、ＣＲからスロットルＡ６、Ａ７、Ｂを備える補助流体通路１２を経由して低圧側接続部Ｔへ排出される。

図２は別の実施形態を示し、同様の装置が設けられており、この場合も受動的な補正である。図２による実施形態は、補助低圧側接続部Ｔ'が設けられている点で、即ち、スロットルＡ６、Ａ７が外側タンク接続部に配置されている点で図１の実施形態とは異なっている。その他の点では、機能原理は同じである。本実施形態において、スロットルＡ７は制御ユニットと一体化できない。操舵モータにおけるバルブを開くセンサといった、直進運転時にのみに補正を可能にするユニット等に置き換える必要がある。

図３は「能動的」な補正に関連する実施形態を示す。ここでも同様に、スロットルＡ６、Ａ７が設けられているが、これらのスロットルは、内側回転スライド部Ｉと、外側回転スライド部Ｙと、ハウジングＨとの協働により実現される。しかしながら、補助流体通路１２は、作動流体接続装置ＣＬ、ＣＲと、２つのスロットルＡ１、Ａ２の間に設けられている。つまり、補助流体通路１２は、スロットルＡ２、Ａ３、Ａ４を有する制御部及び測定部Ｍをバイパスする。状況に応じて、固定スロットルＢを必要としない場合もある。また、図１及び図２の２つの実施形態において、状況に応じて、固定スロットルＢを必要としない場合もある。

図３の実施形態において、操舵モータ３の移動は、操舵ハンドル２の小さな回転によって得ることができる。通常、操舵ハンドルの所定の回転は、操舵モータ３の所定の移動量に対応するであろう。スロットルＡ６、Ａ７を有する補助流体通路１２はこのことを変更する。実際には、操舵モータ３は、操舵ハンドル２の補正移動によってランダムに調整できる。

図４は、ハウジングＨの対応領域に対する外側回転スライド部Ｙの展開図を示す。しかしながら、スロットルＡ６、Ａ７を説明するのに必要な溝のみを示す。明瞭にするために、スロットルＡ１−Ａ５、Ａｄを形成するために設けられている全ての他の溝は図示されていない。また、右側への移動を実現するために設けられている溝のみが図示されている。また、単に参考のために、左側への対応する移動を実現するために設けられているスロットル溝Ｓ１Ｌが図示されている。

更に、低圧側開口ＴＲを介して低圧側接続部Ｔとのオーバーラップ、及び作動流体接続部ＣＲとのオーバーラップを可能にするスロットル溝Ｓ１Ｒに加えて、外側スライド部Ｙの残りの円周部を取り囲む補助溝Ｓ２Ｒが設けられている。これらは図５にも示されている。スロットル溝Ｓ１Ｒは、作動流体接続部ＣＲと低圧側接続部Ｔとの間の接続を引き起こすが、補助溝Ｓ２Ｒは、単に軸方向に延びるので低圧側開口ＴＲとのみオーバーラップする。従って、外側回転スライド部Ｙが回転してスロットル溝Ｓ１Ｒが接続部ＴＲとオーバーラップしなくなると、作動流体接続部ＣＲと低圧側接続部Ｔとの間の接続は遮断される。

単に高圧側接続部ＰＲとオーバーラップする別の円周溝Ｓ３Ｒが設けられている。この円周溝Ｓ３Ｒは、スロットル溝Ｓ１Ｒに接続されている。つまり、圧力平衡を引き起こす。最後に、スロットル溝Ｓ１Ｒ、補助溝Ｓ２Ｒ、及び円周溝Ｓ３Ｒによって取り囲まれている突出領域ＬＲが設けられている。図５から分かるように、突出領域ＬＲがボア部ＴＲとオーバーラップする場合、作動流体接続部ＣＲとＴＲ（即ち低圧側接続部Ｔ）との間には接続がなくなる。

また、反対側の回転方向には対応する突出領域ＬＬが設けられており、２つの突出領域の相互位置は、共通の角度領域を有するように選択され、この角度領域では、両者はそれぞれの低圧側接続部ＴＲ、ＴＬを閉じるようになっている。

ここで、スロットルＡ７のスロットル効果は、外側スロットルＡ４に合わせることができる。つまり、少なくとも補正期間中に一定の増幅率を得ることができる。補正期間は、スロットルＡ６を通る開口を利用できる場合に生じる。これは、ハウジングＨの外側スライド部Ｙの絶対位置で決まる。

従って、小さな補正では、操舵ハンドル２は、一定の操舵方向、例えば、直進運転時の所望の位置に移動できる。

図７は、スロットルＡ１−Ａ５、Ａｄ、及びＡ７、即ち、内側回転スライド部と外側回転スライド部との間に形成されるスロットル寸法の推移を示す概略図である。横軸は２つの回転スライド部間の相対回転角度を示し、縦軸は単位の開口面積（ｍｍ²）を示す。スロットルＡ７のみが、２°から８°の相対回転で小さな面積だけ開くこと、即ち、基本的に他のスロットルＡ１−Ａ５が「完全に」アクティブな開口寸法に達する前に開くことが分かる。スロットルＡｄは、スロットルＡ７の開き開始時にほぼ閉じる。小さなオーバーラップが可能である。スロットルＡ７は、スロットルＡ１及びＡ５とほぼ同時に開く。

図８の実施形態において、補助流体通路１２はプライオリティバルブの出口と作動流体接続装置との間に設けられており、本実施例の場合、作動流体接続装置は、２つの可変スロットルＡ６とＡ７、及び固定スロットルＢが直列に配置された作動流体接続部ＣＬである。スロットルＡ６、Ａ７は、操舵ハンドル２が中立位置以外の場合に、操舵ハンドルによって駆動される。例えば、補助流体通路１２の開放は、操舵ハンドル２が中立位置から２°から８°だけ離れた所定の領域にある場合に生じる。しかしながら、操舵ハンドルが更に回転させられると、補助流体通路１２は再び閉じる。

本明細書において、固定スロットルＢは交換可能な部品であることが意図されている。作動油の追加的な供給を操舵ハンドル２で感知できないように寸法を決める必要がある。例えば、変位が小さい場合は、変位が大きい場合よりも小さなスロットルを使用することになるであろう。

スロットルＡ７は、別の方法でもってスロットルＡ６のみが確実に所望の開口面積で開かれる場合には無くすことができる。この挙動は、所定の角度領域において一方のみが開いた後に両方のスロットルが開くようにする方法で、２つのスロットルを用いて簡単に実現できる。例えば、スロットルＡ６は、操舵ハンドル２の中立位置で開いた状態に保つことができ、８°の角度で閉じた状態に保つことができるが、スロットルＡ７だけは２°の角度で開き始める。これによって、２°から８°の角度領域で所望の開口面積を得ることができる。

プライオリティバルブＰＶから離れる方向に開く逆止弁は、スロットルＡ６、Ｂ、及びＡ７に直列に配置されている。従って、操舵ハンドル２が前述の小さな角度領域だけ回転させられると、プライオリティバルブＰＶから作動流体接続装置ＣＬ、ＣＲへ加圧作動油を供給することが可能である。しかしながら、操舵ハンドルが測定モータを駆動する場合、即ち、緊急操舵特性が必要とされる場合、作動油は、プライオリティバルブへ戻されることはなく、操舵モータ３のみに流れることができる。

また、場合によっては、逆止弁Ｋは、スロットルＡ７が十分に大きな流れ抵抗を有する場合には無くすことができる。逆止弁Ｋを使用する場合、スロットルＡ７を無くすことができる。

実質的に公知の方法で、スロットルＡ１−Ａ７、及びＡｄは、内側回転スライド部と外側回転スライド部とを有する回転スライド装置で形成することができる。内側回転スライド部には外側回転スライド部によって覆われるボア部及び溝が設けられている。また、外側回転スライド部はボア部及び溝を備え、これらは外側回転スライド部に対して内側回転スライド部が回転すると、開口断面を部分的に開放したり覆ったりする。従って、例えば、外側回転スライド部に対して内側回転スライド部が僅かに回転するとスロットルＡ６が開くような配列を実現することができる。しかしながら、外側回転スライド部に対して内側回転スライド部が更に回転すると、この開口は急速に再び閉鎖される。

勿論、スロットルＡ６等のスロットルは、外側スライド部と外側回転スライド部が配置されるハウジングとの間に物理的に形成することもできる。図１には１つのスロットルのみが示されているが、当然、両方の操舵方向に対して対応するスロットルが設けられている。

例えば、スロットルＢは、ハウジング内の挿入部材によって形成される。これは、種々の用途に種々の寸法のスロットルＢを使用することが望まれる場合に好都合である。スロットルＢは、一定の開口面積を有する。スロットルＢは、プライオリティバルブＰＶから作動流体接続装置ＣＬ、ＣＲへの作動油の流れを制限する。

図示の能動的な補正により、操舵ハンドル２の小さな回転は操舵モータ３の移動を引き起こす。通常、操舵ハンドル２の所定の回転は、操舵モータ３の所定の移動量に対応するであろう。スロットルＡ６、Ａ７を有する補助流体通路１２はこれを変更する。例えば、直進運転と関連する操舵ハンドルの小さな回転時には、操舵ハンドルは、ＣＬ及びＣＲに供給される作動油量の偏差に起因して「ゼロ」位置の方向にドリフトする。

これについて、原則的には図４に対応する図９に基づいて詳細に説明する。

内側回転スライド部Ｉが小さな角度領域だけ時計回りに回転されると、内側回転スライド部Ｉのボアは、回転スライド部Ｙのボアとオーバーラップすることになる。高圧側接続部Ｐとスロットル溝Ｓ１Ｒとの間に接続が生じる。従って、作動油は、スロットル溝Ｓ１Ｒを介して高圧側接続部Ｐから作動流体接続部ＣＲへ流れることができる。内側回転スライド部Ｉと外側回転スライド部Ｙとの間のこの相対回転位置において、ポンプ４からスロットルＡ１−Ａ４、及び測定部Ｍを介して供給される作動油は作動流体接続部ＣＲへ流れることができ、操舵モータ３は、操舵ハンドル２によって見込まれるよりも大きく駆動させられる。

ここで、内側回転スライド部Ｉが外側回転スライド部Ｙに対して回転すると、スロットル溝Ｓ１Ｒと高圧側接続部Ｐとの間の接続は再び遮断される。即ち、この回転角度位置において通常の操舵機能が保証される。

内側回転スライド部が外側回転スライド部に対して回転する場合にスロットルＡ７が高圧側接続部Ｐとの間の接続を再び遮断すると、制御装置Ｓの緊急操舵特性に影響を及ぼすことになる。

ここで、スロットルＢは、高圧側接続部Ｐから作動流体接続装置ＣＬ、ＣＲへの作動油の流れを制限する。

図９は、ハウジングＨの対応領域に対する外側回転スライド部Ｙの展開図を示す。高圧側開口ＰＲを経由した高圧側接続部Ｐとのオーバーラップ、及び作動流体接続部ＣＲとのオーバーラップを可能にするスロットル溝Ｓ１Ｒに隣接して、外側スライド部Ｙの残りの円周部を取り囲む補助溝Ｓ２Ｒが設けられている。スロットル溝Ｓ１Ｒは作動流体接続部ＣＲと高圧側接続部Ｐとの間の接続をもたらすが、補助溝Ｓ２Ｒだけは軸方向に延びるので、作動流体接続部ＣＲとオーバーラップするだけである。従って、スロットル溝が接続部ＣＲとオーバーラップしないように外側回転スライド部Ｙを回転させると、作動流体接続部ＣＲと高圧側接続部Ｐとの間の接続は遮断される。

付加的な円周溝Ｓ３Ｒは、高圧側開口ＰＲとオーバーラップするだけである。この円周溝Ｓ３Ｒは、スロットル溝Ｓ１Ｒに接続されている。従って、圧力平衡をもたらす。最後に、スロットル溝Ｓ１Ｒ、補助溝Ｓ２Ｒ、及び円周溝Ｓ３Ｒによって取り囲まれた突出領域ＬＲが設けられている。突出領域ＬＲがボア部ＰＲとオーバーラップする場合、作動流体接続部ＣＲとＰＲ（高圧側接続部Ｐ）との間の接続は生じない。

また、反対側の回転方向には対応する突出領域ＬＬが設けられており、２つの突出領域の相互位置は、共通の角度領域を有するように選択され、この角度領域では、両者はそれぞれの高圧側接続部ＰＲ、ＰＬを閉じるようになっている。

第１の実施形態の制御装置を備える完全油圧式操舵システムを示す。第２の実施形態の制御装置を示す。第３の実施形態の制御装置を示す。スロットル溝を説明する概略図である。詳細図である。バルブ装置を説明する概略図である。特定のスロットル弁の開作動の概略図である。第４の実施形態の制御装置を備える完全油圧式操舵システムを示す。スロットル溝を説明する概略図である。

符号の説明

１完全油圧式操舵システム、２操舵ハンドル、３操舵モータ、５タンク、Ｓ制御装置、６シャフト、１２補助流体通路、Ｔ低圧側接続部、Ｐ高圧側接続部。

Claims

高圧側接続部及び低圧側接続部を有する供給接続装置と、２つの作動流体接続部を有する作動流体接続装置と、前記供給接続装置と前記作動流体接続装置との間の制御部と、前記制御部を駆動するための制御要素と、操舵部材と、作動油を供給及び排出できるバルブ装置を有する補助流体通路とを備える完全油圧式操舵システムの制御装置における漏れ補償装置において、
前記補助流体通路（１２）の前記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）が、前記制御要素（２）によって駆動できることを特徴とするとともに、
この装置は完全な流体方式であり、
前記補助流体通路（１２）の前記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）は、前記制御要素（２）の位置と操舵部材（３）の位置との間の相関関係を補正する補正手段を構成し、
前記制御部は、ハウジング（Ｈ）と、このハウジング内で回転可能に設けられた外側回転スライド部（Ｙ）並びに内側回転スライド部（Ｉ）とを有し、
さらに前記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）は、前記外側回転スライド部（Ｙ）と前記ハウジング（Ｈ）との間にスロットル溝（Ｓ１Ｒ，Ｓ１Ｌ）およびボア部（１０）によって形成したスロットル（Ａ６）を有し、
前記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）は、前記制御要素（２）の予め定めた作動端部領域の補助流体通路（１２）を介しての補正を阻止し、
さらに前記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）は前記制御部内に設けられており、上記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）は上記制御部内に少なくとも１つの調整可能なスロットル装置を有し、
このスロットル装置は直列に接続した複数のスロットル（Ａ６、Ａ７、Ｂ）を有し、これらのスロットルのうち下流側に位置する前記１つのスロットル（Ａ７）が、前記内側回転スライド部と前記外側回転スライド部（Ｉ、Ｙ）との間に配置され、上流側に位置する前記スロットル（Ａ６）が、前記外側回転スライド部（Ｙ）と前記ハウジング（Ｈ）との間に配置されていることを特徴とする装置。
高圧側接続部及び低圧側接続部を有する供給接続装置と、２つの作動流体接続部を有する作動流体接続装置と、前記供給接続装置と前記作動流体接続装置との間の制御部と、前記制御部を駆動するための制御要素と、操舵部材と、作動油を供給及び排出できるバルブ装置を有する補助流体通路とを備える完全油圧式操舵システムの制御装置における漏れ補償装置において、
前記補助流体通路（１２）の前記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）が、前記制御要素（２）によって駆動できることを特徴とするとともに、
この装置は完全な流体方式であり、
前記補助流体通路（１２）の前記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）は、前記制御要素（２）の位置と操舵部材（３）の位置との間の相関関係を補正する補正手段を構成し、
前記制御部は、ハウジング（Ｈ）と、このハウジング内で回転可能に設けられた外側回転スライド部（Ｙ）並びに内側回転スライド部（Ｉ）とを有し、
さらに前記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）は、前記外側回転スライド部（Ｙ）と前記ハウジング（Ｈ）との間にスロットル溝（Ｓ１Ｒ，Ｓ１Ｌ）およびボア部（１０）によって形成したスロットル（Ａ６）を有し、
前記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）は、前記制御要素（２）の予め定めた作動端部領域の補助流体通路（１２）を介しての補正を阻止し、
さらに前記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）は前記制御部内に設けられており、上記バルブ装置（Ａ６、Ａ７）は上記制御部内に少なくとも１つの調整可能なスロットル装置を有し、
このスロットル装置は直列に接続した複数のスロットル（Ａ６、Ａ７、Ｂ）を有し、
さらに各々の回転方向に対して、前記外側回転スライド部（Ｙ）が、この外側回転スライド部（Ｙ）の円周部の一部を覆うように延びると共に、作動流体接続部（ＣＲ、ＣＬ）の開口及び低圧側接続部（ＴＲ、ＴＬ）の開口とオーバーラップするスロットル溝（Ｓ１Ｒ、Ｓ１Ｌ）を有しており、前記円周部の残りの部分が、前記スロットル溝（Ｓ１Ｒ、Ｓ１Ｌ）に対して長手方向にオフセットすると共に、前記作動流体接続部（ＣＲ、ＣＬ）の開口だけとオーバーラップする補助溝（Ｓ２Ｒ、Ｓ２Ｌ）を有することを特徴とする装置。
前記外側スライド部（Ｙ）が、前記作動流体接続部（ＣＬ、ＣＲ）の圧力が供給されている円周溝（Ｓ３Ｒ、Ｓ３Ｌ）によって取り囲まれていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
各々の回転方向に対して、突出領域（ＬＲ、ＬＬ）が、前記外側回転スライド部（Ｙ）の円周部に設けられており、前記突出領域は、前記円周溝（Ｓ３Ｒ、Ｓ３Ｌ）と、前記スロットル溝（Ｓ１Ｒ、Ｓ１Ｌ）と、前記補助溝（Ｓ２Ｒ、Ｓ２Ｌ）とによって取り囲まれ、前記外側回転スライド部（Ｙ）の角度領域が設けられ、前記突出領域（ＬＲ、ＬＬ）の両者が、前記低圧側接続部（ＴＲ、ＴＬ）と前記作動流体接続部（ＣＲ、ＣＬ）との間の接続を遮断することを特徴とする請求項３に記載の装置。
前記補助流体通路（１２）が、前記作動流体接続装置（ＣＬ、ＣＲ）と低圧側接続部（Ｔ）との間に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置。
前記補助流体通路（１２）が、前記作動流体接続装置（ＣＬ、ＣＲ）と、前記低圧側接続部（Ｔ）とは別に設けられている補助低圧側接続部（Ｔ‘）との間に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置。