JPH0561573U - 流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 戻しスプリングのばね力を小さくしながらフ
ローダウン機能を確保できる流量制御装置を提供する。 【構成】 スプール収納孔８内にスプール弁７を介し
て、ポンプ吐出圧が導入される第一圧力室９₁ と、パワ
ーステアリング装置への供給圧が導入される第二圧力室
９₂ とを区画形成し、第二圧力室９₂ に、スプール弁７
を第一圧力室９₁ 側に押し戻す戻しスプリング１０を配
置した流量制御弁１と、スプール弁７を第一圧力室９₁
側に押すプランジャ２ａを備えたアクチュエータ２と、
このアクチュエータ２を制御するコントローラ３と、こ
のコントローラ３に接続されたポンプ回転数センサー４
及び車速センサー５とで構成され、ポンプ回転数又は車
速の少なくとも一方に応じてアクチュエータ２でスプー
ル弁７を付勢するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、自動車のパワーステアリング装置に用いられる作動液の供給流量 を制御するための流量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車用パワーステアリング装置は、車両の停止時及び低速走行時、 即ちエンジンの低回転時では操舵力を十分に助勢する必要があるが、高速走行時 、即ちエンジンの高回転時では操舵安定性を向上させるために操舵力の助勢はそ れほど必要としない。ところで、自動車用パワーステアリング装置の液圧源とし ては、例えばエンジンにより駆動されるベーンポンプ等の回転式容積形ポンプが 広く使用されており、エンジンの回転速度が上昇すると、ポンプ回転数も上昇し て作動液の吐出流量が増大するから、エンジンの回転速度の上昇に応じて増大す る液圧ポンプの吐出流量をそのままパワーステアリング装置に供給することは好 ましくない。

【０００３】 そこで、液圧ポンプには、ポンプ回転数が所定値以上になった時、パワーステ アリング装置への作動液供給量を減少させるいわゆるフローダウン機能を備えた 流量制御弁が設けられている。この種の流量制御弁には例えば図４に示すものが ある。この流量制御弁では、ポンプハウジング２０に形成された筒体状のスプー ル収納孔２１内にスプール弁２２を介して、第一圧力室２３₁ と第二圧力室２３ ₂ が区画形成され、第二圧力室２３₂ には、スプール弁２２を第一圧力室２３₁ 側に押し戻す戻しスプリング２４が配置されている。前記ポンプハウジング２０ には、ポンプの吐出側に接続された流入ポート２５と、図示しないパワーステア リング装置の操舵助勢力を発生させる液圧回路に接続された吐出ポート２６とが 設けられ、これらの流入ポート２５と吐出ポート２６との間にはメインオリフィ ス２７及びポンプの吸込側に接続されてスプール弁２２により開閉されるドレン ポート２８が設けられている。第一圧力室２３₁ は、流入ポート２５に常時連通 し、かつメインオリフィス２７を介して吐出ポート２６に連通している。更に、 第一圧力室２３₁ はドレンポート２８に対してスプール弁２２の位置に応じて異 なる開度で連通可能となっている。また、第二圧力室２３₂ は、連通路２９を介 して吐出ポート２６に連通しており、これによって第二圧力室２３₂ の圧力が吐 出ポート２６の圧力と実質的に等しくなっている。

【０００４】 また、前記スプール弁２２の中央部外周には、前記連通路２９に連通ポート３ ０を介し常時連通する環状溝３１が形成されており、この環状溝３１に臨ませて 、スプール弁２２により開閉されるサブオリフィス３２が第２流入ポート３３か らスプール収納孔２１への出口部に設けられている。

【０００５】 以上の構成において、エンジンの回転速度が上昇してポンプから第一圧力室２ ３₁ に流入する作動液の流量が増加した場合、スプール弁２２が図４の右方向に 移動し、ドレンポート２８の有効開口面積が増大するため、第一圧力室２３₁ の 圧力上昇が回避されるから、第一圧力室２３₁ と第二圧力室２３₂ との間の差圧 は、ポンプからの作動液流入量の増加に影響されることなく、ほぼ一定値に保持 される。また、ステアリング操作が行われて吐出ポート２６の圧力が上昇した場 合、吐出ポート２６に連通している第二圧力室２３₂ の圧力も上昇し、これによ りスプール弁２２が図４の左方向に移動し、ドレンポート２８の有効開口面積が 減少するため、第一圧力室２３₁ の圧力が上昇するから、第一圧力室２３₁ と第 二圧力室２３₂ との間の差圧は、ステアリング操作に影響されることなく、ほぼ 一定値に保持される。従って、メインオリフィス２７を通って第一圧力室２３₁ 内から吐出ポート２６に流れる作動液の流量（メイン流路の流量）はほぼ一定値 に保持される。

【０００６】 また、ポンプから第一圧力室２３₁ への作動液流入量が比較的に少ないポンプ の低速回転時には、スプール弁２２は図４の左方向に移動しており、このスプー ル弁２２でサブオリフィス３２が閉じられていないため、サブオリフィス３２、 スプール弁２２の環状溝３１、連通ポート３０、連通路２９を介して吐出ポート ２６に作動液が流れ、その流量（サブ流路の流量）と前記メイン流量を加えた一 定流量の作動液が吐出ポート２６に供給されることになる。

【０００７】 更に、ポンプ回転数が上昇してポンプから第一圧力室２３₁ への作動液流入量 が増大するにつれてスプール弁２２は図４の右方向に移動し、ポンプ回転数が所 定値に達すると、スプール弁２２によりサブオリフィス３２が閉じられ始め、ス プール弁２２が更に図４の右方向に移動した時点でスプール弁２２によりサブオ リフィス３２が完全に閉じられて、前記液圧回路への作動液供給量はメイン流量 だけとなり、フローダウン機能が得られる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記従来の流量制御弁では、戻しスプリング２４はスプール弁 ２２を図４の左方向に押し戻すものとしてばね力が大きく、圧縮される程、ばね 力が大きくなる性質を有している。このため、第一圧力室２３₁ に流入する作動 液の流量の増加でスプール弁２２が図４の右方向に移動するためには、戻しスプ リング２４のばね力に打ち勝つ必要があり、エネルギーロスとなるばかりでなく 、スプール弁２２の移動感度を悪化させていた。

【０００９】 また、吐出ポート２６内の圧力が上昇した際、第二圧力室２３₂ の圧力も上昇 し、第一圧力室２３₁ と第二圧力室２３₂ の間の差圧を一定に保つようにスプー ル弁２２は図４の左方向に移動するが、前記戻しスプリング２４のばね力が大き いため、スプール弁２２がそれまで閉塞していたサブ流路を開放してしまったり 、或いはサブ流路の開度を増大させるおそれがあり、これにより吐出流量が増加 してフローダウン機能が失われるか、不十分になることがあった。

【００１０】 この考案は前記従来の課題を解決するためになされたもので、戻しスプリング のばね力を小さくしながらフローダウン機能を確保できる流量制御装置を提供す ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、この考案は、スプール収納孔内にスプール弁を 介して、ポンプ吐出圧が導入される第一圧力室と、パワーステアリング装置への 供給圧が導入される第二圧力室とを区画形成し、第二圧力室に、前記スプール弁 を第一圧力室側に押し戻す戻しスプリングを配置した流量制御弁と、前記戻しス プリングと独立して前記スプール弁を第一圧力室側に押すプランジャを備えたア クチュエータと、このアクチュエータを制御するコントローラと、このコントロ ーラに接続されたポンプ回転数センサー及び車速センサーとで構成され、ポンプ 回転数又は車速の少なくとも一方に応じて前記アクチュエータで前記スプール弁 を付勢するようにしたものである。

【００１２】

【作用】

エンジンによりポンプが回転されると、その時のポンプ回転数と車速はポンプ 回転数センサーと車速センサーにより検出されてコントローラに入力され、この コントローラから制御信号がアクチュエータに送られ、このアクチュエータのプ ランジャでスプール弁がポンプ回転数又は車速の少なくとも一方に応じた位置ま で第一圧力室側に押される。このため、パワーステアリング装置への供給流量を 適切に調整することができる。つまり、停車中の据切り時や低速走行時には助勢 を比較的大きくし、エンジンの高回転時のフローダウンを行い、しかもこのフロ ーダウンを、高負荷運転時では小さく抑えて助勢力を比較的大きくし、低負荷運 転時では大きくして助勢力を比較的小さくするなど、ポンプ回転数又は車速の条 件に応じた程度で行うことができる。

【００１３】 第二圧力室が縮小する方向にスプール弁が移動している状態でエンジンが停止 したような場合には、戻しスプリングによりスプール弁が押し戻される。このた め、エンジンの始動で直ちに液圧回路への作動液供給量を得て、停車中の据切り 時や低速走行時に十分な助勢力を得ることができる。

【００１４】

【実施例】 以下、この考案の一実施例を図１及び図２により説明する。

【００１５】 図１（１）は流量制御装置を示す概要図、図１（２）は同図（１）に示す流量 制御装置中の流量制御弁を示す断面図、図２はポンプ回転数と作動液供給流量と の関係を示す線図、図３は車速と作動液供給流量との関係を示す線図である。

【００１６】 この流量制御装置は、流量制御弁１と比例ソレノイド２とコントローラ３とポ ンプ回転数センサー４と車速センサー５とで構成されている。

【００１７】 流量制御弁１はポンプ６に付設されており、ポンプハウジング６ａに形成され てスプール弁７が嵌入された筒状のスプール収納孔８内には前記スプール弁７を 介して第一圧力室９₁ と第二圧力室９₂ が区画形成され、第二圧力室９₂ には、 スプール弁７を第一圧力室９₁ 側に押し戻す戻しスプリング１０が配置されてい る。

【００１８】 前記ポンプハウジング６ａには、ポンプ６の吐出側に接続された流入ポート１ １と、図示しないパワーステアリング装置の操舵助勢力を発生させる液圧回路に 接続された吐出ポート１２が設けられ、これらの流入ポート１１と吐出ポート１ ２との間にはメインオリフィス１３及び前記ポンプ６の吸込側に接続されてスプ ール弁７により開閉されるドレンポート１４が設けられている。

【００１９】 第一圧力室９₁ は、流入ポート１１に連通し、かつメインオリフィス１３を介 して吐出ポート１２に連通している。この第一圧力室９₁ はドレンポート１４に 対してスプール弁７の位置に応じて異なる開度で連通可能となっている。

【００２０】 また、第二圧力室９₂ は連通路１５を介して吐出ポート１２に連通しており、 これによって第二圧力室９₂ の圧力と吐出ポート１２の圧力は実質的に等しくな っている。

【００２１】 そして、第一圧力室９₁ に導入されたポンプ６の吐出圧に応じてスプール弁７ が移動してドレンポート１４からのドレン流量が増減することで、メインオリフ ィス１３を介して吐出ポート１２から必要流量を前記液圧回路に導き、この必要 流量に対する余剰流量をポンプ６の吸込側に戻すように構成されている。

【００２２】 比例ソレノイド２はポンプケーシング６ａに装着されてスプール収納孔８の閉 塞部８ａを形成しており、そのプランジャ２ａはスプール収納孔８内にスプール 弁７に向かって軸方向に挿入されている。

【００２３】 前記戻しスプリング１０は、比例ソレノイド２のプランジャ２ａに独立して巻 回されてスプール収納孔８の閉塞部８ａとスプール弁７との間に介装されている 。

【００２４】 前記ポンプ６の入力軸にはプーリ１６が装着され、このプーリ１６にはベルト １７を介して、エンジン１８の出力軸に装着されたプーリ１９が結合されており 、エンジン１８によりポンプ６が回転可能となっている。

【００２５】 ポンプ回転数センサー４はポンプ回転数を検出するもので、前記ポンプ６の入 力軸側に設置されている。尚、ポンプ６側ではなく、エンジン１８側に設置して も良いことは言うまでもない。

【００２６】 車速センサー５は、エンジン負荷が大きければ車速が落ち、エンジン負荷が小 さければ車速が上がることから、負荷の程度を判断するために車速を検出するも ので、ミッション２０等に設置されている。

【００２７】 前記比例ソレノイド２にはコントローラ３が接続され、このコントローラ３に は前記ポンプ回転数センサー４及び車速センサー５が接続されている。

【００２８】 コントローラ３は、ポンプ回転数センサー４から送られるポンプ回転数Ｎと車 速センサー５から送られる車速Ｖとに応じた電流値を前記比例ソレノイド２に送 るように設定されている。

【００２９】 次に、以上のように構成された流量制御装置の作用について説明する。

【００３０】 エンジン１８からプーリ１９、ベルト１７、プーリ１６を経て動力が伝達され てポンプ６が回転されると、その時のポンプ回転数Ｎと車速Ｖがそれぞれポンプ 回転数センサー４と車速センサー５により検出されてコントローラ３に入力され 、このコントローラ３からポンプ回転数Ｎ及び車速Ｖの各条件に応じた値の電流 が比例ソレノイド２に送られる。一般に、比例ソレノイド２には、印加された電 流値（コイル励磁電流値）に比例した位置でプランジャ２ａが停止するという特 性があるから、プランジャ２ａにより図１（２）の右方向（第二圧力室９₂ が縮 小する方向）でスプール弁７の移動を阻止可能となる。

【００３１】 比例ソレノイド２のプランジャ２ａによりスプール弁７の移動を阻止しない状 態においては、エンジン１８の回転速度が上昇してポンプ６から第一圧力室９₁ に流入する作動液の流量が増加した場合、スプール弁７は、第一圧力室９₁ に導 入されるポンプ吐出圧を受けて図１（２）の右方向に移動し、これによりドレン ポート１４の有効開口面積が増大するから、第一圧力室９₁ の圧力上昇が回避さ れ、第一圧力室９₁ と第二圧力室９₂ との間の差圧は、ポンプ６からの作動液流 入量の増加に影響されることなく、ほぼ一定値に保持されて、メインオリフィス １３を通って第一圧力室９₁ 内から吐出ポート１２に流れる作動液の流量はほぼ 一定値Ｑに保持される。このように、スプール弁７の移動を阻止しない状態で差 圧が生じた時のスプール弁７の位置より第一圧力室９₁ 側でプランジャ２ａによ りスプール弁７を停止させれば、その際に第一圧力室９₁ と第二圧力室９₂ との 間に生じる差圧に対応する前記流量Ｑより多い流量Ｑ₁ の作動液を第一圧力室９ ₁ 内から吐出ポート１２に流すことができる。

【００３２】 そして、コントローラ３から比例ソレノイド２に送られる電流値がポンプ回転 数Ｎ及び車速Ｖに応じて小さい値に調整されると、比例ソレノイド２のプランジ ャ２ａが図１（２）の右方向に移動し、第二圧力室９₂ が縮小する方向でスプー ル弁７の移動限位置が設定される。これによって、ドレンポート１４の有効開口 面積が増加して、これに伴って第一圧力室９₁ と第二圧力室９₂ との間の差圧が 小さくなるから、メインオリフィス１３を通って第一圧力室９₁ 内から吐出ポー ト１２に流れる作動液の流量がＱ₁ から減少し、エンジン１８の高回転時、所定 値Ｎ₁ 以上のポンプ回転数で液圧回路への作動液供給量を減少させるフローダウ ンが行われる。

【００３３】 具体的には、比例ソレノイド２のプランジャ２ａにより前記スプール弁７の移 動限位置を、液圧回路への作動液供給量Ｑ₁ 、Ｑ₂ 、Ｑ₃ 又はＱ₄ （＞Ｑ）が得 られるように段階的に設定できるから、図２、図３に示すように、停車中の据切 り時や低速走行時には流量をＱ₁ として助勢を比較的大きくできると共に、エン ジン１８の高回転時における様々な状況に対応して、登坂する時等の高負荷運転 時には流量をＱ₂ 、通常負荷運転時には流量をＱ₃ 、坂を下る時等の低負荷運転 時には流量をＱ₄ とすることができる。

【００３４】 第二圧力室９₂ が縮小する方向にスプール弁７が移動している状態でエンジン １８が停止したような異常発生時には、比例ソレノイド２に対する通電がカット されることでプランジャ２ａの位置制御力が消滅し、戻しスプリング１０により スプール弁７が押し戻されるから、エンジン１８の始動後直ちに液圧回路への作 動液供給量Ｑ₁ を得て、停車中の据切り時や低速走行時に十分な助勢力を得るこ とができる。

【００３５】 また、ステアリング操作が行われて吐出ポート１２の圧力が上昇した場合、吐 出ポート１２に連通している第二圧力室９₂ の圧力も上昇し、これによりスプー ル弁７が図２の左方向に前進し、ドレンポート１４の有効開口面積が減少するた め、第一圧力室９₁ の圧力が上昇するから、第一圧力室９₁ と第二圧力室９₂ と の間の差圧は、ステアリング操作に影響されることなく、ほぼ一定値に保持され て、メインオリフィス１３を通って第一圧力室９₁ 内から吐出ポート１２に流れ る作動液の流量はほぼ一定値に保持される。

【００３６】 尚、実施例では、アクチュエータとして比例ソレノイド２を使用したが、流量 制御弁１のスプール弁７を第一圧力室９₁ 側に押し戻すプランジャを備え、コン トローラ３により制御されるもの、例えばプランジャをステッピングモータ等で 移動可能にしたもの等であっても良い。

【００３７】 また、実施例では、流量制御弁１の第二圧力室が縮小する方向でのスプール弁 ７の移動限位置をポンプ回転数Ｎ及び車速Ｖの双方に応じて調整するようにした が、ポンプ回転数Ｎ又は車速Ｖの少なくとも一方に応じて調整すれば良い。

【００３８】

【考案の効果】

以上の通り、この考案は、スプール収納孔内にスプール弁を介して、ポンプ吐 出圧が導入される第一圧力室と、パワーステアリング装置への供給圧が導入され る第二圧力室とを区画形成し、第二圧力室に、前記スプール弁を第一圧力室側に 押し戻す戻しスプリングを配置した流量制御弁と、前記戻しスプリングと独立し て前記スプール弁を第一圧力室側に押すプランジャを備えたアクチュエータと、 このアクチュエータを制御するコントローラと、このコントローラに接続された ポンプ回転数センサー及び車速センサーとで構成され、ポンプ回転数又は車速の 少なくとも一方に応じて前記アクチュエータで前記スプール弁を付勢するように しているから、ポンプ回転数又は車速の少なくとも一方に応じて第二圧力室が縮 小する方向でのスプール弁の移動限位置を調整してパワーステアリング装置への 供給流量を適切に調整することができる。このため、戻しスプリングのばね力を 必要最小限にすることができ、その分スプール弁の移動抵抗を低減できてポンプ の駆動抵抗が小さくなり動力損失を低減できる。また、停車中の据切り時や低速 走行時には助勢を比較的大きくできることは勿論、エンジンの高回転時のフロー ダウンを確実に行える。しかもフローダウンを、高負荷運転時では小さく抑えて 助勢力を比較的大きくし、低負荷運転時では大きくして助勢力を比較的小さくす るなど、ポンプ回転数又は車速の条件に応じた程度で行うことができることにな り、エンジン負荷にかかわらずステアリング操作を常時軽くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１） この考案の一実施例の流量制御装置を
示す概要図である。 （２） （１）に示す流量制御装置中の流量制御弁を示
す断面図である。

【図２】図１（１）に示す流量制御装置におけるポンプ
回転数とパワーステアリング装置の液圧回路への作動液
供給量との関係図である。

【図３】図１（１）に示す流量制御装置における車速と
パワーステアリング装置の液圧回路への作動液供給量と
の関係図である。

【図４】従来例の流量制御弁を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 流量制御弁 ２ 比例ソレノイド ２ａ プランジャ ３ コントローラ ４ ポンプ回転数センサー ５ 車速センサー ６ ポンプ ７ スプール弁 ８ スプール収納孔 ９₁ 第一圧力室 ９₂ 第二圧力室 １０ 戻しスプリング

【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】追加

【補正内容】

【図４】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプール収納孔内にスプール弁を介し
   て、ポンプ吐出圧が導入される第一圧力室と、パワース
   テアリング装置への供給圧が導入される第二圧力室とを
   区画形成し、第二圧力室に、前記スプール弁を第一圧力
   室側に押し戻す戻しスプリングを配置した流量制御弁
   と、前記戻しスプリングと独立して前記スプール弁を第
   一圧力室側に押すプランジャを備えたアクチュエータ
   と、このアクチュエータを制御するコントローラと、こ
   のコントローラに接続されたポンプ回転数センサー及び
   車速センサーとで構成され、ポンプ回転数又は車速の少
   なくとも一方に応じて前記アクチュエータで前記スプー
   ル弁を付勢するようにしたことを特徴とする流量制御装
   置。