JPH05338545A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】直進走行時においては、サーボバルブに供給す
る流量を減少し、圧力流体供給ホース等の通路抵抗に起
因する圧損等によるエネルギ損失を軽減する。 【構成】バイパスバルブ３５の制御オリフィス３３下流
側に接続された可変絞り４６を有しこの可変絞りを介し
て低圧側に作動油を排出するフローコントロールバルブ
４０と、ハンドル操舵に基づく相対回転によって作動さ
れ吐出通路に吐出された作動油をパワーアシスト用シリ
ンダへ給排するセンタクローズ式のサーボバルブ２１
と、このサーボバルブの供給ポート２４側圧力とシリン
ダポート２５，２６側圧力との差圧に応じて作動しフロ
ーコントロールバルブの可変絞りの開口面積を差圧の増
大に応じて増大させる差圧検出バルブ５０とによって構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のハンドル操舵力
を軽減するためのパワーステアリング装置、特にエネル
ギ消費の少ないパワーステアリング装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、油圧式パワーステアリン
グ装置の多くは、油ポンプがエンジンによって駆動され
るようになっており、アシストを必要としない直進走行
時においても油ポンプがエンジンによって常時駆動さ
れ、油ポンプより吐出した一定量の圧油をギヤ側に供給
するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、アシスト
を必要としない直進走行時においても、油ポンプより一
定量の圧油をギヤ側に供給するようになっているため、
圧力流体供給ホース等の通路抵抗に起因する圧損による
エネルギ損失が発生する問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するためになされたもので、エンジンによって駆動
される油ポンプと、この油ポンプより吐出された作動油
をサーボ弁に供給する吐出通路と、この吐出通路の途中
に設けられた制御オリフィスと、この制御オリフィスの
差圧に応じて作動し吐出通路に吐出された作動油を低圧
側にバイパスするバイパスバルブと、このバイパスバル
ブの制御オリフィス下流側に接続された可変絞りを有し
この可変絞りを介して低圧側に作動油を排出するフロー
コントロールバルブと、ハンドル操舵に基づく相対回転
によって作動され前記吐出通路に吐出された作動油をア
シスト用シリンダへ給排するセンタクローズ式のサーボ
バルブと、このサーボバルブの供給ポート側圧力とシリ
ンダポート側圧力との差圧に応じて作動し前記フローコ
ントロールバルブの可変絞りの開口面積を差圧の増大に
応じて増大させる差圧検出バルブとによって構成したも
のである。

【０００５】

【作用】上記した構成により、ハンドルが操作されてい
ない直進走行状態においては、サーボバルブがセンタク
ローズ式になっているため、サーボバルブの供給ポート
側圧力が上昇し、シリンダポート側圧力との差圧が大き
くなる。これにより差圧検出バルブが作動され、フロー
コントロールバルブの可変絞りの開口面積を増大させ
る。その結果、バイパスバルブの制御オリフィス下流側
が可変絞りを介して低圧側に接続されることになり、バ
イパスバルブによって低圧側にバイパスされるバイパス
量が増大され、サーボバルブに供給される流量が減少さ
れる。

【０００６】従ってハンドルが操作されていない直進走
行状態においては、圧力流体供給ホース等を通過する流
量が減少することになり、圧力流体供給ホース等の通路
抵抗に起因する圧損によるエネルギ損失が軽減されるよ
うになる。ハンドルが操作されると、サーボバルブが作
動されて供給ポートがシリンダポートに連通されるた
め、サーボバルブの供給ポート側圧力とシリンダポート
側圧力との差圧が小さくなり、これによって差圧検出バ
ルブが復帰されてフローコントロールバルブの可変絞り
の開口面積を減少させ、サーボバルブに必要流量を供給
するようになる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図２において、１０はラックピニオン形のギヤハウ
ジングを示し、このギヤハウジング１０には、操向ハン
ドル１４（図１）に連結された入力軸１１と出力軸１２
が同一の軸線上に回転可能に収納され、これら入力軸１
１と出力軸１２はトーションバー１３を介して相対回転
可能に連結されている。

【０００８】前記出力軸１２の先端にはピニオン歯１５
が形成され、このピニオン歯１５に噛合するラック歯１
６を形成したラック軸１７が前記ギヤハウジング１０に
摺動可能に収納されている。ラック軸１７には図１に示
すアシスト用シリンダ１８のピストン１９が連結されて
いる。アシスト用シリンダ１８内はピストン１９によっ
て左室と右室とに区画され、これら左右室は後述するサ
ーボバルブの２つのシリンダポートにそれぞれ連通され
ている。

【０００９】前記入力軸１１および出力軸１２にはロー
タリバルブ形サーボバルブ２１を構成するインナバルブ
２２およびアウタバルブ２３がそれぞれ設けられ、この
サーボバルブ２１は入力軸１１と出力軸１２との相対回
転により供給ポート２４をアシスト用シリンダ１８の左
右室に連通する２つのシリンダポート２５，２６の何れ
か一方に連通し、他方を排出ポート２７に連通するよう
になっている。かかるサーボバルブ２１はその展開図を
図３に示すように、作動油の供給側をセンタクローズバ
ルブ２１Ａに、作動油の排出側をセンタオープンバルブ
２１Ｂに構成されている。すなわち、センタクローズバ
ルブ２１Ａを構成する一対の可変絞りＶ１，Ｖ２は、サ
ーボバルブ２１の中立位置において閉止され、供給ポー
ト２４と２つのシリンダポート２５，２６との連通が遮
断されている。またセンタオープンバルブ２１Ｂを構成
する一対の可変絞りＶ３，Ｖ４は、サーボバルブ２１の
中立位置において開口され、２つのシリンダポート２
５，２６と排出ポート２７とが互いに連通されている。

【００１０】３０は油ポンプを示し、この油ポンプ３０
は自動車エンジン３１によって回転駆動され、エンジン
回転数に比例した作動油を吐出通路３２に吐出するよう
になっている。吐出通路３２は高圧のゴムホースからな
る圧力流体供給ホース３８を介して前記サーボバルブ２
１の供給ポート２４に接続されている。吐出通路３２中
には制御オリフィス３３が設けられ、この制御オリフィ
ス３３前後の圧力差に応動して前記吐出通路３２をタン
ク３７に接続されたバイパス通路３４に連通するバイパ
スバルブ３５が設けられている。かかるバイパスバルブ
３５は通常スプリング３６のばね力によりバイパス通路
３４を閉じる方向に押圧されているが、制御オリフィス
３３前後の圧力差がスプリング３６のばね力に打ち勝つ
と、バイパスバルブ３５はスプリング３６のばね力に抗
して変位され、吐出通路３２に吐出された作動油をバイ
パス通路３４より油ポンプ３０の吸入側（タンク３７）
にバイパスするようになっている。

【００１１】４０はフローコントロールバルブを示し、
このフローコントロールバルブ４０にはスリット４１を
形成したスプール４２が摺動可能に嵌装されている。フ
ローコントロールバルブ４０には、前記制御オリフィス
３３の下流側に連通する入口ポート４３とタンク３７に
連通する出口ポート４４が形成され、これら入口ポート
４３と出口ポート４４は前記スプール４２の摺動により
スリット４１を介して接続されるようになっている。し
かして通常スプール４２はスプリング４５のばね力によ
り摺動端に保持され、この状態においては入口ポート４
３とスリット４１との連通が遮断されている。しかして
かかるスリット４１はスプール４２の変位量の増大に応
じて入口ポート４３との連通面積が増大する可変絞り４
６を構成し、この可変絞り４６を介して入口ポート４３
と出口ポート４４が連通されるようになっている。

【００１２】５０は差圧検出バルブを示し、この差圧検
出バルブ５０にはスプール５１が摺動可能に嵌装され、
このスプール５１はプッシュプルケーブル５２を介して
前記フローコントロールバルブ４０のスプール４２に連
結されている。スプール５１の両端室には圧力導入ポー
ト５５，５６が開口され、一方の圧力導入ポート５５は
サーボバルブ２１の供給ポート２４に接続され、他方の
圧力導入ポート５６はボールチェック式の方向切替バル
ブ５３を介して前記サーボバルブ２１のシリンダポート
２５，２６に接続されている。しかして方向切替バルブ
５３は２つのシリンダポート２５，２６の高圧側を圧力
導入ポート５６に接続する機能をもつ。

【００１３】前記圧力導入ポート５６が開口したスプー
ル５１の一方の室にはスプリング５４が設けられ、この
スプリング５４はスプール５１を前記プッシュプルケー
ブル５２を介してフローコントロールバルブ４０の可変
絞り４６を閉止する方向に押圧する。しかして圧力導入
ポート５５，５６より導入される圧力の差がそのスプリ
ング５４のばね力よりも大きくなると、スプール５１が
摺動変位され、その変位量に応じて前記可変絞り４６が
開口されるようになっている。

【００１４】上記した構成において、ハンドルが操作さ
れていない、直進走行状態においては、図３に示すよう
にサーボバルブ２１の供給ポート２４とシリンダポート
２５，２６とは連通状態になく、シリンダポート２５，
２６は排出ポート２７にのみ連通されている。従って供
給ポート２４に供給された圧油の圧力が上昇し、シリン
ダポート２５，２６はタンク圧となる。これにより差圧
検出バルブ５０のスプール５１がスプリング５４のばね
力に抗して摺動され、この運動がプッシュプルケーブル
５２を介してフローコントロールバルブ４０のスプール
４２に伝達され、可変絞り４６が開口される。ここで可
変絞り４６の絞り面積は差圧検出バルブ５０に作用する
差圧の上昇に応じて図５に示すように変化する。

【００１５】このように可変絞り４６が開口されると、
バイパスバルブ３５の制御オリフィス３３下流側の室が
可変絞り４６を介してタンク３７に連通され、当該室の
圧力を減少させる。これによりバイパスバルブ３５はバ
イパス通路３４をより開く方向に変位され、油ポンプ３
０より吐出された作動油はバイパス通路３４により多く
バイパスされ、吐出通路３２より圧力流体供給ホース３
８を介してサーボバルブ２１に供給される流量が図４に
示すようにＱ２まで減少される。

【００１６】ハンドルが操作されると、トーションバー
１３が捩られて入力軸１１と出力軸１２とが相対回転さ
れる。かかる両軸の相対回転によりサーボバルブ２１が
作動されてセンタクローズバルブ２１Ａの一方の可変絞
りＶ１（Ｖ２）を開口させるとともに、センタオープン
バルブ２１Ｂの一方の可変絞りＶ３（Ｖ４）を縮小させ
る。これにより供給ポート２４が一方のシリンダポート
２５もしくは２６に連通されることになり、差圧検出バ
ルブ５０に作用する差圧が減少され、差圧検出バルブ５
０のスプール５１がスプリング５４のばね力により復帰
される。しかしてその差圧がΔＰ１以下になるとフロー
コントロールバルブ４０の可変絞り４６が閉止される。

【００１７】従ってサーボバルブ２１には予め定められ
た所定流量Ｑ１（図４）の作動油が供給されるようにな
り、サーボバルブ２１の作動により通常のアシスト作用
が行われて操向車輪が軽快に操舵されるようになる。図
６は本発明の他の実施例を示すもので、前記フローコン
トロールバルブ４０を電磁絞りバルブ６０に代えるとと
もに、差圧検出バルブ５０のスプール５１の変位を差動
トランス等の変位検出器６１によって電気的に検出する
ようにしたものである。そして変位検出器６１の検出信
号をコントローラ６２に入力し、このコントローラ６２
によって電磁絞りバルブ６０を先の実施例と同一の条件
で制御するようにしたもので、この点を除き先の実施例
と同一であるので、先の実施例と同一部品については同
一の符号を付し、その説明は省略する。

【００１８】上記実施例においては、サーボバルブ２１
をロータリバルブにて構成した例について述べたが、サ
ーボバルブ２１の構成は特に限定されるものではない。
併せてサーボバルブ２１の排出側を供給側と同様に、セ
ンタクローズバルブで構成することもできる。また上記
実施例においては、フローコントロールバルブ４０と差
圧検出バルブ５０との機械的連動機構としてプッシュプ
ルケーブル５２を用いた例について述べたが、配管の取
回し如何によっては両者を直結することも可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、バイ
パスバルブの制御オリフィス下流側に接続された可変絞
りを有しこの可変絞りを介して低圧側に作動油を排出す
るフローコントロールバルブと、ハンドル操舵に基づく
相対回転によって作動され吐出通路に吐出された作動油
をパワーアシスト用シリンダへ給排するセンタクローズ
式のサーボバルブと、このサーボバルブの供給ポート側
圧力とシリンダポート側圧力との差圧に応じて作動しフ
ローコントロールバルブの可変絞りの開口面積を差圧の
増大に応じて増大させる差圧検出バルブとを備えた構成
であるので、ハンドルの非操舵時、すなわち直進走行状
態においては、サーボバルブの供給ポート側圧力とシリ
ンダポート側圧力との差圧の増大に応動して差圧検出バ
ルブがフローコントロールバルブの可変絞りの開口面積
を増大させ、サーボバルブに供給する流量を減少するの
で、圧力流体供給ホース等の通路抵抗に起因する圧損等
によるエネルギ損失を軽減できる効果がある。

【００２０】しかも本発明によれば、直進走行状態にお
けるサーボバルブへの供給流量の減少のために、トルク
センサあるいは舵角センサ等のセンサ類およびそれの信
号処理のための制御装置を不要にできるので、エネルギ
損失の軽減を廉価に、かつ高い信頼性で実現できる利点
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すパワーステアリング装置
の油圧系統図である。

【図２】パワーステアリング装置のギヤ部の断面図を示
す。

【図３】サーボバルブの展開図を示す。

【図４】差圧に対する流量特性を示す図である。

【図５】差圧に対する絞り面積の変化を示す図である。

【図６】本発明の他の実施例を示すパワーステアリング
装置の油圧系統図である。

【符号の説明】

１１ 入力軸 １２ 出力軸 ２１ サーボバルブ ２４ 供給ポート ２５，２６ シリンダポート ２７ 排出ポート ３０ 油ポンプ ３１ エンジン ３２ 吐出通路 ３３ 制御オリフィス ３４ バイパス通路 ３５ バイパスバルブ ４０ フローコントロールバルブ ４６ 可変絞り ５０ 差圧検出バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンによって駆動される油ポンプ
   と、この油ポンプより吐出された作動油をサーボ弁に供
   給する吐出通路と、この吐出通路の途中に設けられた制
   御オリフィスと、この制御オリフィスの差圧に応じて作
   動し吐出通路に吐出された作動油を低圧側にバイパスす
   るバイパスバルブと、このバイパスバルブの制御オリフ
   ィス下流側に接続された可変絞りを有しこの可変絞りを
   介して低圧側に作動油を排出するフローコントロールバ
   ルブと、ハンドル操舵に基づく相対回転によって作動さ
   れ前記吐出通路に吐出された作動油をアシスト用シリン
   ダへ給排するセンタクローズ式のサーボバルブと、この
   サーボバルブの供給ポート側圧力とシリンダポート側圧
   力との差圧に応じて作動し前記フローコントロールバル
   ブの可変絞りの開口面積を差圧の増大に応じて増大させ
   る差圧検出バルブとによって構成してなるパワーステア
   リング装置。