JPH06107212A

JPH06107212A - 油圧式動力舵取装置

Info

Publication number: JPH06107212A
Application number: JP28382992A
Authority: JP
Inventors: Kyosuke Haga; 恭輔芳賀; Mikio Suzuki; 幹夫鈴木; Kenichi Fukumura; 健一福村
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】車速及び操舵角をパラメータとしてパワーア
シスト力を制御する。【構成】ポンプ７からの吐出油をパワーアシスト部９
に導く供給路７１の途中に制御オリフィス６２を設け、
この制御オリフィスの前後差圧で作動する流量制御弁６
を設ける。上記制御オリフィスの下流側に、上記供給路
７１から分岐した導入流路６４を設け、この導入流路６
４を流量制御弁６の低圧室側ポート６７に連結し合体さ
せる。この合体後の通路をバイパス流路６５とし、この
バイパス流路６５の途中にバイパス電磁弁１を設け、更
に、この下流側に、バイパスコントロールバルブ２を設
ける。また、車速センサ４及び舵角センサ５を設け、こ
れらセンサからの信号に基づきバイパス電磁弁１の開度
を制御する制御手段３を設ける。【効果】高速時には、パワーアシスト部９への作動油
供給量を減らして操舵感を与えるようにし、更にポンプ
内圧の上昇を押さえて、省エネルギー化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧式の動力舵取装置
に関するものであり、特に、ステアリング装置に与える
操舵力を車速等に対応させて変化させるようにしたもの
において、ポンプの稼働によって消費されるエネルギー
を極力少なくするようにした省エネルギー型の動力舵取
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の動力舵取装置は、単に操舵力につ
いての補助（パワーアシスト）を行なうだけではなく、
高速走行時等において操縦安定性を確保するため、車速
に応じて適度の操舵力を与えるようにした操舵力制御装
置が設けられるようになっている。これら操舵力制御装
置を有する動力舵取装置としては、操舵力を補助（パワ
ーアシスト）するためのパワーアシスト部と、当該操舵
力の補助量（パワーアシスト量）を車速に対応させて制
御することにより、操舵者に保舵力を与えるようにして
操舵感を与えるようにする制御部とからなるものがあ
る。

【０００３】この従来の動力舵取装置について、図４を
基に説明する。このものは、ステアリング装置９３０の
操作に対応して作動するコントロールバルブ９１０、当
該コントロールバルブ９１０の作動に応じて作動するパ
ワーシリンダ９２０等からなるパワーアシスト部を有
し、このパワーアシスト部に作動油を供給するポンプ７
０を有し、当該ポンプ７０からの作動油を上記パワーア
シスト部に供給する高圧ホース７５０等からなる供給路
７１０を有する構成からなることを基本とするものであ
る。これら基本構成に加えて、上記供給路７１０の途中
には、ソレノイド等によって作動する可変絞り弁（電磁
絞り弁）１０が設けられており、また、当該電磁絞り弁
１０の開度を、車速センサ４０からの車速信号に基づき
制御する制御手段３０が設けられているものである。ま
た、上記電磁絞り弁１０の前後に生ずる差圧に応じて作
動し、上記ポンプ７０からの余剰の吐出油を当該ポンプ
の吸入路７２０側に還流させて、上記パワーアシスト部
への作動油の供給量を制御する流量制御弁６０が設けら
れている構成からなるものである。

【０００４】このような構成を採ることにより、上記ポ
ンプ７０から吐出された吐出油（作動油）は、供給路７
１０よりコントロールバルブ９１０を経てパワーシリン
ダ９２０に導かれ、パワーアシストを行なうこととな
る。このパワーアシストを行なうに際しては、上記車速
センサ４０からの車速信号に基づき、上記制御手段３０
が制御作用を行なうが、例えば車速が高速状態にある場
合には、上記電磁絞り弁１０の開度を狭めるように作動
する。その結果、上記電磁絞り弁１０の前後差圧は大き
くなり、これに伴って、上記流量制御弁６０が作動し
て、上記ポンプ７０からの吐出油の多くを吸入路７２０
側へ還流させることとなる。これにより、上記供給路７
１０からパワーシリンダ９２０に供給される作動油の流
量が減少し、従って、パワーアシスト量は低下すること
となる。その結果、高速時には操舵者の操舵力が多く必
要となり、操舵感が得られることとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来の
ものにおいては、パワーアシスト部への作動油の供給量
を減らすに際して、図４に示す如く、供給路７１０の途
中に設けられた電磁絞り弁１０の開度を絞ることとして
いる。その結果、当該電磁絞り弁１０の前後差圧に応じ
て作動する流量制御弁６０から、上記ポンプ７０の吸入
路７２０側に還流される作動油は高圧のものとなってし
まう。すなわち、この従来のものにおいては、高速走行
時にステアリング装置に保舵力を与えるためにパワーア
シスト量を減らそうとした場合、ポンプ７０周りには高
圧の作動油が循環することとなる。このことは、作動油
の発熱を促進させる等、エネルギーロスを伴うこととな
る。このような高圧の作動油の循環等に起因するエネル
ギー損失の問題点を解決することとした、油圧式の動力
舵取装置を提供しようとするのが本発明の目的（課題）
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては次のような手段を講ずることとし
た。すなわち、ステアリング装置の作動に基づき作動す
るコントロールバルブ、当該コントロールバルブの作動
に応じて作動するパワーシリンダ等からなるパワーアシ
スト部と、当該パワーアシスト部に吐出油（作動油）を
供給するポンプと、当該ポンプからの吐出油（作動油）
を上記パワーアシスト部に供給する供給路の途中に設け
られた制御オリフィスと、当該制御オリフィスの前後差
圧に応じて作動し、上記ポンプからの余剰の吐出油をポ
ンプの吸入路側に還流させる流量制御弁等からなる油圧
式動力舵取装置において、上記制御オリフィスの下流側
に上記供給路から分岐する導入流路を設け、当該導入流
路を上記流量制御弁の低圧室側ポートに連結するととも
に、上記ポンプ吸入路側に通ずるバイパス流路に連結
し、当該バイパス流路の途中にバイパス電磁弁を設け、
当該バイパス電磁弁の下流側に、上記バイパス流路内の
油圧と上記供給路内の油圧との両者の差圧に応じて作動
するバイパスコントロールバルブを設けるとともに、一
方、車速センサ及び舵角センサを設け、これら両センサ
からの信号を受けて上記バイパス電磁弁の開度を制御す
る制御手段を設けてなる構成を採ることとした。

【０００７】

【作用】上記構成を採ることにより、本発明においては
次のような作用を呈することとなる。すなわち、図１に
おいて、ポンプ７が作動を開始すると、当該ポンプ７か
ら吐出された吐出油（作動油）は、供給路７１を経てパ
ワーアシスト部９のパワーシリンダ９２に導かれてパワ
ーアシストを行なう。なお、この場合、上記ポンプ７か
らの吐出流量が増加すると、制御オリフィス６２の前後
に生ずる差圧に応じて流量制御弁６が作動し、余剰の吐
出油を上記ポンプ７の吸入路７２側に還流させて、上記
供給路７１へは、一定の流量の作動油を供給するように
作動する。このような状態において、制御手段３は車速
センサ４からの信号を受けて作動し、車速が高くなるに
従ってバイパス電磁弁１の開度が大きくなるように制御
作用を行なう。その結果、パワーアシスト部９に供給さ
れる作動油の流量は、図２に示す如く、車速の高いとき
には少量となり、従ってパワーアシスト量が低下する。
これによって、操舵者には車速が高くなるに従って操舵
感（保舵感）が与えられることとなる。

【０００８】またこの場合、上記バイパス電磁弁１は開
度が大きくなるように作動している。従って、流量制御
弁６のスプリング室６１の圧力も下がっており、当該流
量制御弁６の上記吸入路７２側への還流口６６の開口面
積も大きく開かれている状態となっている。そのため、
上記ポンプ７から吐出した余剰の吐出油が当該流量制御
弁６を経由して循環する際、ポンプ内圧は上昇せず、従
って、エネルギー損失も少なくなる。また、このような
状況下において、ステアリング装置９３が操舵される
と、パワーアシスト部９内の負荷圧が上昇し、これによ
って、上記供給路７１内の油圧Ｐ₁ も上昇する。その結
果、導入流路６４の途中に設けられたダンピングオリフ
ィス６３を境にして、供給路７１内の油圧Ｐ₁ とバイパ
ス流路６５内の油圧Ｐ₂ との間には、Ｐ₁ −Ｐ₂ の差圧
が生ずることとなる。これによって、バイパスコントロ
ールバルブ２内のスプール２１が作動し、上記供給路７
１から上記パワーアシスト部９に供給される作動油の流
量が確保される。

【０００９】ところで、この状態において、本発明にお
いては、上記ステアリング装置が操舵されると、そのと
きの操舵角（舵角）に応じて、舵角センサ５からの信号
に基づき制御手段３が働き、バイパス電磁弁１の開度を
車速を加味して、更に微細に制御する。特に高速時にあ
っては、パワーアシスト量を減らして保舵力を上げる必
要があるため、上記バイパス電磁弁１の開度を更に拡げ
るように制御する。すなわち、パワーアシスト部９への
作動油供給量を、図３の高速時に示す如く、車速のみを
制御対象とした場合の図２における高速時の最低供給量
Ｑ₁ よりも、更に低い値になるように制御する。これに
よって高速時においては、操舵者に操舵感を与えるよう
に制御しながら、更にパワーアシスト部９への作動油供
給量を減らすことによって、より省エネルギー化を図ら
んとするものである。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例について、図１ないし図３を
基に説明する。本実施例の構成は、図１に示す如く、ス
テアリングハンドル等のステアリング装置９３の操作に
応じて作動するコントロールバルブ９１、当該コントロ
ールバルブ９１の作動に応じて作動するパワーシリンダ
９２等からなるパワーアシスト部９と、当該パワーアシ
スト部９に作動油を供給するポンプ７と、当該ポンプ７
から上記パワーアシスト部９に作動油を送る供給路７１
等からなる油圧式の動力舵取装置であることを基本とす
るものである。

【００１１】このような基本構成に加えて、上記供給路
７１の途中には制御オリフィス６２が設けられており、
この制御オリフィス６２の前後に生ずる差圧に応じて作
動し、上記ポンプ７からの余剰の吐出油を当該ポンプ７
の吸入路７２側に還流させる流量制御弁６が設けられて
いる構成からなるものである。また、上記供給路７１の
途中であって上記制御オリフィス６２の下流側には、上
記供給路７１から分岐して導入流路６４が設けられてお
り、この導入流路６４は、その途中にダンピングオリフ
ィス６３を有するとともに、その一方端が上記流量制御
弁６の低圧室（スプリング室）６１側のポート６７に連
結されている。これとともに、リザーブタンク９９に通
ずるバイパス流路６５に連結されている構成となってい
る。このバイパス流路６５の途中には、ソレノイドの作
動によって絞り弁の開度を変化させるバイパス電磁弁１
が設けられており、このバイパス電磁弁１の下流側に
は、上記供給路７１内の油圧Ｐ₁ と上記バイパス流路６
５内の油圧Ｐ₂ との両者の差圧（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）によって
作動するバイパスコントロールバルブ２が設けられてい
る構成となっている。

【００１２】なお、このバイパスコントロールバルブ２
は、上記差圧（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）等によって作動するスプー
ル２１と当該スプール２１に反力を与えるスプリング２
３等からなるものであり、当該スプリング２３の設けら
れている空間には、上記バイパス電磁弁１を通過した作
動油の導入されるスプリング室２２が設けられており、
更には、当該スプリング室２２に導入された作動油を上
記差圧（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）に応じた開度でリザーブタンク９
９側へ流出させる流出ポート２４が設けられている構成
からなるものである。このような構成において、更に、
本実施例においては、車速を検出するための車速センサ
４が設けられており、更に、上記ステアリング装置の実
舵角を検出するための舵角センサ５が設けられている構
成からなるものである。そして、これら両センサから信
号θ、Ｖを受けて、上記バイパス電磁弁１の絞り弁開度
を調節するように作動するマイクロコンピュータ等から
なる制御手段３が設けられている構成からなるものであ
る。

【００１３】次に、これら構成を有する本実施例の作動
態様について説明する。ポンプ７が稼働を開始すると、
吐出油（作動油）が制御オリフィス６２、供給路７１を
経てパワーアシスト部９に供給される。このパワーアシ
スト部９に供給された作動油は、ステアリング装置９３
の作動に応じて作動するコントロールバルブ９１の作動
に基づいて制御され、パワーシリンダ９２に導かれ、こ
こでパワーアシストに供されることとなる。このような
状況下において、ポンプ回転数の上昇等により上記ポン
プ７からの吐出流量が増加した場合には、上記供給路７
１の途中に設けられた制御オリフィス６２の前後に生ず
る差圧の作用により、流量制御弁６が作動し、余剰の吐
出油を還流口６６からポンプ７の吸入路７２側へ還流さ
せる。これにより、上記パワーアシスト部９へは一定量
の作動油が供給されることとなる。

【００１４】このような作動状態において、一方、車速
センサ４からの信号Ｖを受けて、制御手段３は、車速が
高速になるに従ってバイパス電磁弁１の絞り弁開度が大
きくなるように制御作用を行なう。これによって、流量
制御弁６の低圧室６１側が、バイパス電磁弁１を介して
リザーブタンク９９に連通することとなり、その圧力が
低下する。その結果、制御オリフィス６２の上流側圧力
Ｐ₀ と低圧室６１側の圧力Ｐ₂ との差（Ｐ₀ −Ｐ₂ ）の
値が増大化するため、流量制御弁６の還流口６６を更に
開かせるように作用する。その結果、供給路７１からパ
ワーアシスト部９に供給される作動油の流量は、図２に
示す如く、車速Ｖが高速になるに従って低下し、最終的
にはＱ₁ の値まで低下する。これによって、車速が高く
なるに従って、パワーアシストに供される作動油の流量
が低下し、パワーアシスト量が減ることによって、結果
的に操舵感が付与されることとなる。すなわち高速時に
は保舵力が確保されることとなり、高速安定性が得られ
る。そしてこの場合、本実施例においては、上記バイパ
ス電磁弁１の開度が拡げられることにより、流量制御弁
６の低圧室（スプリング室）６１側の圧力も低下してい
る。従って、上記流量制御弁６に設けられた還流口６６
の開度も大きくなっている。その結果、ポンプ７の内圧
は低くなり、作動油循環によるエネルギー消費量が低く
押さえられることとなる。このような状態でステアリン
グ装置９３の操作に基づきコントロールバルブ９１が作
動すると、供給路７１、導入流路６４およびバイパス流
路６５中の圧力が上昇することとなる。しかしながら、
供給路７１の圧力上昇に応動してバイパスコントロール
バルブ２のスプール２１はスプリング２３に抗して移動
するため、流出ポート２４の開度が狭められて、その結
果、上記バイパス電磁弁１を通過する作動油の流量は負
荷圧の影響を受けないようになる。

【００１５】これらに加えて、本実施例においては、ス
テアリング装置９３の操舵角を検出する舵角センサ５が
設けられており、この舵角センサ５からの信号θによ
り、制御手段３が演算作業を行ない、車速を加味して、
舵角に応じて上記バイパス電磁弁１の絞り弁開度を調節
することとしている。具体的には、高速時においては、
パワーアシスト力はほとんど必要でなく、むしろ操舵感
が得られるようにする必要があるため、操舵時には、更
にパワーアシスト部９への作動油の供給量を減らすよう
にしたい。これらのことを加味して、例えば図３に示す
如く、車速のみを検出して作動油の供給量を制御するこ
ととした図２における最小供給流量Ｑ₁ よりも低い値の
作動油供給量を設定することとしている。

【００１６】これによって、一般には、操舵することに
よってパワーアシスト部９の負荷圧が上昇し、これが供
給路７１内の油圧Ｐ₁ を上昇させ、これによってダンピ
ングオリフィス６３等を介して操舵感を与えることとな
る反面、流量制御弁６のスプリング室６１内の圧力をも
上昇させ、延いてはポンプ７の内部圧力を上昇させ、エ
ネルギーロスを増加させるおそれがあった。しかしなが
ら、本実施例においては、上記舵角センサ５からの信号
に基づき、上記バイパス電磁弁１の開度を積極的に拡
げ、バイパス流路６５内の圧力Ｐ₂ を低下させ、これに
よってポンプ内部圧の低減化を図り、エネルギー損失を
より低減化するようにしている。また、本実施例におい
ては、図３に示す如く、舵角センサ５からの信号に基づ
き操舵角θがストロークエンドθｍａｘに近づいた場
合、具体的にはθ₂ の値になったときに、上記バイパス
電磁弁１の絞り弁開度を最大限に拡げて、バイパス流路
６５側からリザーブタンク９９側に作動油の大部分を流
出させるように、上記制御手段３に制御作用を行なわし
めるようにしている。従って、この場合においては、上
記供給路７１から上記パワーアシスト部９に供給される
作動油の流量は、パワーアシスト部におけるアシスト切
れ状態になる限界値であるＱｍｉｎの値となる。これに
よって、ストロークエンド付近における本パワーアシス
ト装置の油圧リリーフ作用を行なわせ、ポンプ内部圧力
の上昇を押さえ、省エネルギー化を図ることとしてい
る。また、操舵角θがθ₁ よりも小さな値の中立位置近
辺においても、図３に示す如く、据切り時および中・高
速時等、各車速に応じて設定された作動油の流量をさら
に所定量低減化させ、省エネルギー化を図ることとして
いる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、ステアリング装置の作
動に基づき作動するコントロールバルブ、当該コントロ
ールバルブの作動に応じて作動するパワーシリンダ等か
らなるパワーアシスト部と、当該パワーアシスト部に吐
出油（作動油）を供給するポンプと、当該ポンプからの
吐出油を上記パワーアシスト部に供給する供給路の途中
に設けられた制御オリフィスと、当該制御オリフィスの
前後に生ずる差圧に応じて作動し、上記ポンプからの余
剰の吐出油をポンプ吸入路側に還流させる流量制御弁等
からなる油圧式の動力舵取装置において、上記制御オリ
フィスの下流側に上記供給路から分岐する導入流路を設
け、当該導入流路を上記流量制御弁の低圧室（スプリン
グ室）側ポートに連結するとともに、上記ポンプの吸入
路側に通ずるバイパス流路に連結し、当該バイパス流路
の途中にバイパス電磁弁を設け、当該バイパス電磁弁の
下流側に、上記バイパス流路内の油圧と上記供給路内の
油圧との両者の差圧に応じて作動するバイパスコントロ
ールバルブを設けるとともに、一方、車速センサ及び舵
角センサを設け、これら両センサからの信号を受けて上
記バイパス電磁弁の開度調節を行なう制御手段を設けて
なる構成を採ることとしたので、車速に応じて上記パワ
ーアシスト部への作動油の供給量を変化させ、高速時に
は操舵者に操舵感を与えることができるとともに、この
場合、上記ポンプの内部圧が上昇しないようにして省エ
ネルギー化を図ることができるようにした。また、高速
走行時における操舵時には、操舵者に操舵角に応じた操
舵感を付与するとともに、このときにおいても上記バイ
パス電磁弁の開度を更に拡げて、パワーアシスト部への
作動油の供給量を減らし、より省エネルギー化を図るこ
とができるようにした。更には、上記舵角センサからの
信号に基づき、ストロークエンド時における油圧のリリ
ーフ作用を行なわせることとし、これによってストロー
クエンド付近でのポンプ内圧の上昇を押さえ、これによ
りエネルギー損失の低減化を図ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示すスケルトン構造図であ
る。

【図２】本発明におけるパワーアシスト部への作動油供
給量と車速との関係を示す図である。

【図３】本発明におけるパワーアシスト部への作動油供
給量と操舵角との関係を、車速をパラメータとして表し
た場合の図である。

【図４】従来例における油圧式動力舵取装置の全体構成
を示すスケルトン構造図である。

【符号の説明】

１バイパス電磁弁２バイパスコントロールバルブ２１スプール２２スプリング室２３スプリング２４流出ポート３制御手段４車速センサ５舵角センサ６流量制御弁６１低圧室（スプリング室）６２制御オリフィス６３ダンピングオリフィス６４導入流路６５バイパス流路６６還流口６７ポート７ポンプ７１供給路７２吸入路９パワーアシスト部９１コントロールバルブ９２パワーシリンダ９３ステアリング装置９９リザーブタンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリング装置の操作に基づき作動す
るコントロールバルブ、当該コントロールバルブの作動
に応じて作動するパワーシリンダ等からなるパワーアシ
スト部と、当該パワーアシスト部に吐出油（作動油）を
供給するポンプと、当該ポンプからの吐出油（作動油）
を上記パワーアシスト部に供給する供給路の途中に設け
られた制御オリフィスと、当該制御オリフィスの前後に
生ずる差圧に応じて作動し、上記ポンプからの余剰の吐
出油をポンプ吸入路側に還流させる流量制御弁等からな
る油圧式動力舵取装置において、上記制御オリフィスの
下流側に上記供給路から分岐する導入流路を設け、当該
導入流路を上記流量制御弁の低圧室（スプリング室）側
ポートに連結するとともに、上記ポンプ吸入路側に通ず
るバイパス流路に連結し、当該バイパス流路の途中にバ
イパス電磁弁を設け、当該バイパス電磁弁の下流側に、
上記バイパス流路内の油圧と上記供給路内の油圧との両
者の差圧に応じて作動するバイパスコントロールバルブ
を設けるとともに、一方、車速センサ及び舵角センサを
設け、これら両センサからの信号を受けて上記バイパス
電磁弁の開度を制御する制御手段を設けてなることを特
徴とする油圧式動力舵取装置。
【請求項２】車速センサ及び舵角センサからの信号に
応じてバイパス電磁弁の開度を制御するマイクロコンピ
ュータ等からなる手段であって、車速が高くなるに従っ
て上記バイパス電磁弁の開度を大きくするように制御作
用を行ない、一方、ステアリング装置の操舵角に応じて
上記バイパス電磁弁の開度を変化させるように制御作用
を行なう制御手段を設けてなることを特徴とする請求項
１記載の油圧式動力舵取装置。