JPH0152227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種自動車に搭載され運転者の舵取
操作力を軽減するために用いられる動力舵取装置
に関する。

この種の動力舵取装置は、一般にパワーステア
リングと称され、軽快でかつ迅速な舵取操作を行
なえ、しかも不整地走行時などにおいてもハンド
ルを取られることなく安定した運転ができ、これ
により運転者の疲労軽減化に果たす役割が大きい
ことから、大型トラツク、バス等から小型自動車
に至るまで盛んに用いられている。

ところで、このような動力舵取装置において、
その油圧発生源となるポンプは、通常、自動車の
エンジンで回転駆動されている。したがつて、こ
のようなポンプからの作動油の吐出量はエンジン
の回転数に比例して増減するもので、そのポンプ
容量はエンジンの低回転域すなわちポンプ吐出量
が少ないときでも動作上必要な十分の流量を供給
できるように設定されている。

しかし、ポンプ容量をこのように設定すると、
エンジンの高回転域では不必要に大きな流量を吐
出することになり、無駄が多くまたこのポンプ駆
動のためのエンジンの消費馬力も大きくなり、省
エネルギ対策上好ましくない。

特に、実際の運転時において、動力舵取装置に
よる大きな操舵補助力を必要とするのは、停車時
および低速走行時であり、しかもこれとは逆に高
速走行時においては大きな操舵補助力は不要とな
る。すなわち、自動車が高速走行している際に圧
油の供給量が大きく、これにより大きな操舵補助
力が働くと、ハンドルが軽るすぎることとなり、
運転者にとつて不安感を生じるもので、操舵性の
点で好ましくなく、またこのような高速走行時に
はハンドルを大きく操作することは少なく、これ
は低速走行時においてのみである。

したがつて、従来のこの種装置では、ポンプの
吐出側通路の途中に流量制御弁を設け、エンジン
の高回転域において装置本体側への圧油の供給量
を一定に保ち、過大流量による作動不良を防ぐと
ともに、いわゆるドルーピング機構をさらに付設
して圧油の供給量をエンジンの高回転域である程
度減少できるように構成することが一般に行なわ
れている。しかし、このような構造では、折角ポ
ンプから吐出された圧油のうち、余分なものを単
にタンク側に還流させているだけであるため、ポ
ンプの消費馬力を軽減することはできず、省エネ
ルギ対策上好ましいものではない。

このため、従来から容量の小さな２台のポンプ
を用い、これら両ポンプからの圧油を流路切換機
構により選択的に供給するようにした構成のもの
が知られている。すなわち、上述した流路切換機
構により必要時にのみ両ポンプからの圧油を合流
して本体側に供給し、常時は一方のポンプのみを
油圧供給用として用い、他方はタンク側に接続し
て無負荷状態とし、これによりポンプの消費馬力
の軽減化を図るようにしている。

しかしながら、このような構造を採用したとし
ても、１台のポンプは自動車の運転中常時駆動さ
れているもので、そのロスは大きく、ポンプ消費
馬力の無駄を完全に省いたとは言えないもので、
まだまだ改善の余地が残されている。特に、近年
では自動車用エンジンの燃費向上が大きく叫ばれ
ており、上述した動力舵取装置用のポンプ消費馬
力を必要最小限にすることが望まれている。

このため、現在この種の動力舵取装置におい
て、油圧発生源となるポンプを電磁クラツチを介
してエンジンに連結したり、あるいはモータ駆動
とすることにより、ポンプを車速に応じてオン・
オフ制御することが考えられている。すなわち、
自動車の低速走行時においては、ポンプを作動さ
せて圧油を給送し、操舵時に十分な操舵補助力を
生じさせる一方、高速走行時にはポンプを停止
し、マニユアル操舵を行なうように構成する。こ
の場合、高速走行時の舵取操作はハンドルを大き
く回すといつたことが少なく、またある程度剛性
が大きい方が好ましいため、走行安定性の面で何
ら支障ないものである。そして、このような構成
とすれば、ポンプを駆動するために必要な消費馬
力を必要最小限とし、省エネルギ効果を発揮する
ことが可能となる。

しかし、このようにポンプをオン・オフ制御す
るうえで問題とされることは、ポンプを停止させ
たときに、ハンドルが極端に重くなり、通常のマ
ニユアルステアリングよりも大きな操舵力を必要
とするようになることである。すなわち、ポンプ
による圧油の給送が停止されたとしても、操舵補
助力を生じさせるパワーシリンダの左、右シリン
ダ室には作動油が平均して充満されている。した
がつて、運転者がハンドル操作を行なうと、舵取
り輪に連結されているパワーシリンダのピストン
が両側室内の作動油の抵抗を受けた状態で移動す
ることとなり、これによりハンドルが極端に重い
という感覚を運転者に与える結果となる。

このため、従来からパワーシリンダの左、右シ
リンダ室への圧油の供給を制御するコントロール
パイプ内に、ポンプの吐出側と吸込側とを短絡す
るチエツクバルブを付設することが行なわれてい
るが、このようなチエツクバルブではパワーシリ
ンダの左、右シリンダ室内の作動油を操舵操作に
応じて迅速に排出するといつた効果は期待できな
いもので、より簡単かつ適切な構成により上述し
たハンドル操作感覚を適正なものとすることがで
きる装置の出現が要望されている。特に、オン・
オフ制御するポンプを備えた装置では、ポンプ作
動時において適正な操舵補助力を生じさせ得る構
成としなければならないもので、このような点を
も考慮しなければならない。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので
あり、操舵補助力を生じさせるパワーシリンダの
左、右シリンダ室を接続するバイパス路を設け、
かつこのバイパス路中に、ポンプ作動時に導びか
れる流体圧を感知して作動されることでこのバイ
パス路を遮断する一対の弁体を有する制御弁を配
設し、この制御弁の各弁体の移動方向一端側にポ
ンプ吐出側流体圧を導びく流体圧信号路ともなる
前記バイパス路を接続するとともに、それぞれの
他端側にポンプ吸込側流体圧とを導びく流体圧信
号路を接続し、かつこの制御弁における各弁体に
前記移動方向一端側から他端寄りの外周部に至る
通路孔を形成し、これら各弁体の通路孔を、ポン
プ停止時においお前記バイパス路を構成する連通
路で接続させるという簡単な構成によつて、油圧
源となるポンプをオン・オフ制御するにあたつ
て、ポンプ作動時には両シリンダ室を確実に隔離
して適正な操舵補助力を生じさせ、軽快な操舵操
作を行なうことができ、またポンプ停止時には両
シリンダ室がバイパス路を介して連通され両室内
の作動油がピストンの動きに伴つて流動するため
操舵操作に対し負荷となるといつた問題はなく、
ハンドル操作が極端に重くなるように不具合は全
くなくなり、操舵感覚の面で優れた省エネタイプ
の動力舵取装置を提供するものである。

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る動力舵取装置の一実施例
を示すものであり、同図において、符号１０で示
すものは動力舵取装置の油圧源となるオイルポン
プで、このポンプ１０はモータ１１により回転駆
動され、オイルタンク１２内の作動油を装置本体
側に給送する役割を果たす。そして、このポンプ
１０を駆動するモータ１１は車速に応じて制御信
号を送出するコントローラ１３によりオン・オフ
制御される。すなわち、車速が所定速度以下の低
速走行時においてはモータ１１によりポンプ１０
は作動されて圧油を給送し、所定速度以上の高速
走行時においては停止されるように構成されてい
る。勿論、このポンプ１０をオンする時点とオフ
する時点とを所望の幅をもつてずらして設定し、
ポンプ１０が断続して作動するといつたことがな
いように配慮されている。

なお、本実施例では、ポンプ１０をモータ１１
により駆動するように構成しているが、本発明は
これに限定されず、ポンプ１０をたとえば電磁ク
ラツチを介して自動車のエンジンにより駆動する
ようにし、この電磁クラツチを上述したコントロ
ーラ１３にてオン・オフ制御するように構成して
もよいことは言うまでもない。

１４は前記ポンプ１０からの圧油の流路を図示
しない舵取ハンドルの操舵方向に応じて切換える
コントロールバルブ、１５はこのコントロールバ
ルブ１４にてポンプ１０からの圧油が左、右シリ
ンダ室１５ａ，１５ｂに選択的に供給されること
により操舵補助力を生じさせるパワーシリンダ
で、このパワーシリンダ１５内で摺動動作するピ
ストン１６から延設されたピストンロツド１６
ａ，１６ａが図示しない舵取りリンク機構を介し
て左、右舵取り輪に連結されている。なお、図中
１７ａ，１７ｂはポンプ１０の吸込側、吐出側管
路、１７ｃはコントロールバルブ１４からタンク
１２に至る戻り管路、１８ａ，１８ｂはコントロ
ールバルブ１４からパワーシリンダ１５の左、右
シリンダ室１５ａ，１５ｂに至る管路である。

さて、本発明によれば、上述した構成による動
力舵取装置において、前記パワーシリンダ１５の
左、右シリンダ室１５ａ，１５ｂを接続するバイ
パス路２０を設け、かつこのバイパス路２０中に
この流路を開閉する左、右一対をなす二個の弁体
４０，４１を有する制御弁２１を配設するととも
に、この制御弁２１を構成する各弁体４０，４１
を作動させるための流体圧信号を前記バイパス路
２０を構成する左、右管路２０ａ，２０ｂを利用
して導入させ得るようにし、これによりポンプ作
動時には左、右シリンダ室１５ａ，１５ｂを確実
に隔離して適正な操舵補助力を生じさせるととも
に、ポンプ停止時には左、右シリンダ室１５ａ，
１５ｂを短絡させてマニユアル操舵操作の操舵力
を軽減し得るようにしたところに特徴を有してい
る。

これを詳述すると、図中２２はバルブ孔２３を
有するバルブ本体、２４はバルブ孔２３の開口を
閉塞する栓体で、このバルブ孔２３内には左、右
一対をなす弁体４０，４１が摺動自在に支持さ
れ、かつその中央に配設されたスプリング２７に
より両側に付勢されている。そして、これら弁体
４０，４１間には、通路孔２２ａを介して低圧側
の流体圧信号路３２が接続されて低圧室３１が形
成され、この信号路３２は前記戻り管路１７ｃを
介してタンク１２側すなわちポンプ吸込側に接続
されている。

また、各弁体４０，４１の外方端に形成された
くぼみ４０ａ，４１ａによつて形成される高圧室
２９，２９には、栓体２４およびバルブ本体２２
の底部に形成された通路孔２８ａ，２８ｂを介し
て前記バイパス路２０を構成する左、右一対の管
路２０ａ，２０ｂが接続されている。そして、こ
れら管路２０ａ，２０ｂによりポンプ停止時には
パワーシリンダ１５の左、右シリンダ室１５ａ，
１５ｂ内の作動油が制御弁２１の各高圧室２９，
２９に流入するとともに、一方ポンプ作動時には
ポンプ１０からの吐出側流体圧がコントローラバ
ルブ１４、左、右シリンダ室１５ａ，１５ｂを介
して導びかれるように構成されている。すなわ
ち、発明に係る制御弁２１では、ポンプ作動時に
おける流体圧信号を導びく高圧側の流体圧信号路
を前記バイパス路２０を構成する管路２０ａ，２
０ｂを利用している。そして、このような構成に
よれば、装置全体の回路構成が容易で、また動作
上からも、組立性、さらにコスト面からも有利で
あるといつた利点がある。

また、各弁体４０，４１はバルブ孔２３の中央
寄りの外周部に環状溝４２，４３を有し、かつこ
れら各環状溝４２，４３は弁体４０，４１内に形
成された通路４０ｂ，４１ｂにより前記高圧室２
９，２９を形成するくぼみ４０ａ，４１ａに接続
されている。そして、環状溝４２，４３は弁体４
０，４１がポンプ停止時においてバルブ孔２３の
両端側に位置するときに、バルブ本体２２の側方
に形成され前記バイパス路２０の一部を構成する
連通路４４により接続されるように構成されてい
る。なお、図中４５は各弁体４０，４１の移動を
規制するストツパである。

このような構成による制御弁２１において、ポ
ンプ停止時には、各弁体４０，４１は第１図に示
すようにバルブ孔２３の両端側に位置し、これに
より左、右シリンダ室１５ａ，１５ｂは管路２０
ａ，２０ｂ、通路孔２８ａ，２８ｂ、弁体４０，
４１のくぼみ４０ａ，４１ａ、通路４０ｂ，４１
ｂ、環状溝４２，４３、および連通路４４によつ
て形成されるバイパス路２０にて短絡される。し
たがつて、この状態で舵取操作が行なわれると、
左、右シリンダ室１５ａ，１５ｂ内の作動油は舵
取り輪に連動するピストン１６の動きに応じてバ
イパス路２０により互いに反対側のシリンダ室ま
たはタンク１２側に流動し、これによりピストン
１６の動きを妨げる負荷となるといつた問題はな
くなり、従来のようなハンドルが極端に重くなる
といつた不具合のない、操舵力の軽減された適正
かつ確実なマニユアル操舵を行なうことが可能と
なる。

また、ポンプ１０が作動され、圧油の給送が開
始されると、その流体圧が信号路２０ａ，２０ｂ
にて高圧室２９，２９に導びかれ、これにより弁
体４０，４１はスプリング２７の付勢力に抗して
それぞれ低圧室３１側に移動する。そして、この
ように弁体４０，４１が移動することによつて、
各環状溝４２，４３はバイパス路２０を構成する
連通路４４から切離され、バイパス路２０は遮断
される。したがつて、パワーシリンダ１５の左、
右シリンダ室１５ａ，１５ｂは確実に隔離された
状態となり、これによつてコントロールバルブ１
４を介して選択的に供給される圧油にて通常の操
舵補助力を生じさせ、ハンドル操作を軽減させる
ように機能する。

そして、再びポンプ１０が停止されると、各弁
体４０，４１はスプリング２７により元の状態に
復帰し、これにより左、右シリンダ室１５ａ，１
５ｂがバイパス路２０にて短絡されたマニユアル
操舵状態となる。

ここで、上述した本発明の装置構成では、ポン
プ停止時においてバイパス路２０を構成する通路
中に、弁体４０，４１内に設けた小径な通路４０
ｂ，４１ｂが介在して存在しており、これら通路
４０ｂ，４１ｂでの流路抵抗をもつ絞り機能によ
つて、左、右シリンダ室１５ａ，１５ｂ間での作
動油の流通状態を適切な負荷を与えて制御し、マ
ニユアル操舵の適正化を図れるという利点があ
る。すなわち、この弁体４０，４１内に設けられ
る通路４０ｂ，４１ｂは、ポンプ作動時において
高圧室２９，２９内に流入する流体圧で弁体４
０，４１が移動するように、ある程度絞られた通
路とすることが必要とされる。そして、この絞り
量を、適用とする車輌の大、小などにより適宜変
更するような構成とすると、ポンプ停止時におけ
るマニユアル操舵力を、所要の大きさに制御でき
るもので、操舵力制御にあたつて多様化を図れる
という利点がある。

なお、上述した実施例では、左、右一対の弁体
４０，４１を有する制御弁２１において、各弁体
４０，４１の外方端に高圧室２９，２９を、また
その間に低圧室３１を形成し、この低圧室３１を
兼用した場合などについて説明したが、本発明は
これに限定されず、低圧室を別個にもち、かつ互
いに離間する方向に弁体を移動させるようにして
もよいもので、種々の変形例が考えられる。ま
た、その他各部の形状、構造等も適宜変更し得る
ものである。

以上説明したように、本発明によれば、操舵補
助力を生じさせるパワーシリンダの左、右シリン
ダ室を接続するバイパス路と、このバイパス路中
に設けられポンプ作動時に導びかれる流体圧を感
知して作動されることでこのバイパス路を遮断す
る一対の弁体を有する制御弁とを設けるととも
に、各弁体の移動方向一端側にポンプ吐出側流体
圧を導びく流体圧信号路ともなる前記バイパス路
を、他端側にポンプ吸込側流体圧とを導びく流体
圧信号路をそれぞれ接続し、かつこの制御弁にお
ける各弁体に前記移動方向一端側から他端寄りの
外周部に至る絞り機能をもつ通路孔を形成し、こ
れら各弁体の通路孔を、ポンプ停止時において前
記バイパス路を構成する連通路で接続させるよう
に構成したので、簡単な構成にもかかわらず、ポ
ンプをオン・オフ制御するにしたがつて、ポンプ
作動時には両シリンダ室を確実に遮断し、またポ
ンプ停止時には両シリンダ室をバイパス路にて連
通することができる。そして、このような本発明
による動力舵取装置によれば、ポンプ作動時にお
いては両シリンダ室に選択的に供給される圧力流
体により適正かつ確実な操舵補助力を生じさせ、
軽快な操舵操作を行なうことができ、一方ポンプ
停止時には両シリンダ室がバイパス路を介して連
通し両室内の流体が流動し得るためピストンの動
きを妨げるといつた問題がなくなり、これにより
適正なマニユアル操舵操作を行なうことができる
もので、その結果、自動車の高速走行時において
何らの支障を生じることなくポンプを停止させ、
ポンプの駆動による消費馬力を必要最小限として
省エネルギ効果を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の一実施例
を示す概略構成図である。 １０……ポンプ、１１……モータ、１２……タ
ンク、１３……コントローラ、１５……パワーシ
リンダ、１５ａ，１５ｂ……左、右シリンダ室、
１６……ピストン、２０……バイパス路、２１…
…制御弁、２３……バルブ孔、２７……スプリン
グ、２９……高圧室、３０……高圧側流体圧信号
路、３１……低圧室、３２……低圧側流体信号
路、４０，４１……弁体、４２，４３……環状
溝、４４……連通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 必要に応じてオン・オフ作動され圧力流体を
   送出するポンプと、このポンプからの圧力流体が
   舵取操作に応じて左、右シリンダ室に選択的に供
   給されることで操舵補助力を生じさせるパワーシ
   リンダと、このパワーシリンダの左、右シリンダ
   室を接続するバイパス路と、このバイパス路中に
   設けられポンプ作動時に導びかれる流体圧を感知
   して作動されることでこのバイパス路を遮断する
   左、右一対の弁体を有する制御弁とを備えてな
   り、この制御弁の各弁体の移動方向一端側にはポ
   ンプの吐出側流体圧を導びく流体圧信号路ともな
   る前記バイパス路が接続されるとともに、それぞ
   れの他端側にはポンプの吸込側流体圧とを導びく
   流体圧信号路が接続され、かつこの制御弁におけ
   る各弁体には、前記移動方向一端側から他端寄り
   の外周部に至る通路孔が形成され、これら各弁体
   の通路孔は、ポンプ停止時において前記バイパス
   路を構成する連通路により接続されるように構成
   されていることを特徴とする動力舵取装置。