JPH06127398A - 動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ハンドルの中立付近においては、シリンダ差圧
の上昇を防止し、中立付近の剛性を向上するとともに、
パワーアシスト時におけるポンプ吐出流量を減少して、
省エネルギ化を図る。 【構成】ハンドル１３の操舵による負荷圧力の上昇によ
って作動油の流量を増大するバルブ手段とを備え、第１
のブリッジ回路Ｃ１からなる第１の制御部３３の各可変
絞りをセミセンタオープンバルブにて構成し、第２のブ
リッジ回路Ｃ２からなる第２の制御部３４の各可変絞り
のうち、ポンプ１０側の可変絞りをセンタクローズバル
ブにて構成するとともに、リザーバ１１側の可変絞りを
センタオープンバルブにて構成し、第１の制御部の各可
変絞りを、第２の制御部のポンプ側の可変絞りが開口し
始めるとほぼ同時に閉止し始める関係に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に用いられる
油圧式の動力舵取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧式の動力舵取装置は、図１
１に示すように、ポンプ１およびリザーバ２と、ステア
リング操作をパワーアシストするパワーシリンダ３と、
可変絞り４Ａ〜４Ｄ，４Ｅ〜４Ｈを設けた２つのブリッ
ジ回路Ｃ１，Ｃ２からなる制御弁５とによって構成さ
れ、ステアリングホイール６の回転操作に応じて制御弁
５が作動して、ポンプ１から吐出された作動油をパワー
シリンダ３の一方の油室に供給するとともに、パワーシ
リンダ３の他方の油室より作動油をリザーバ２に排出す
るようになっている。なお、図では各ブリッジ回路Ｃ
１，Ｃ２にパワーシリンダ３をそれぞれ接続したが、こ
のパワーシリンダ３は単一のものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】この種の動力舵取装
置においては、図９の破線で示すように、操舵の中立付
近（ハンドル回転角θ１以下）においては、パワーシリ
ンダ３の差圧を０にしてシリンダ出力をマニアルにした
いが、ステアリングホイール６が回転操作されると、制
御弁５の可変絞り４Ａ〜４Ｈの開口面積が増減変化さ
れ、それに伴ってハンドル回転角がθ１以下の操舵の中
立付近においても、パワーシリンダ３の差圧が徐々に上
昇し、ハンドル回転角θ１においてパワーシリンダ３の
差圧はΔＰ１となる。

【０００４】このために、アシスト開始のポイントが不
明確となり、実車におけるフィーリングにおいても、中
立付近の操舵のフィーリングが曖昧となってしっかり感
がでない問題があった。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明は、上記した従
来の問題点に鑑みてなされたもので、ポンプとリザーバ
とにそれぞれ接続する４つの流路に可変絞りをそれぞれ
設けた第１のブリッジ回路からなり、ハンドル操舵に応
じてポンプより供給された作動油を絞り制御する第１の
制御部と、前記ポンプとパワーシリンダの両油室とリザ
ーバとにそれぞれ接続する４つの流路に可変絞りをそれ
ぞれ設けた第２のブリッジ回路からなり、ハンドル操舵
に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動油
を絞り制御する第２の制御部と、ハンドルの中立状態時
に前記ポンプより第１および第２の制御部に供給される
作動油の流量を低減し負荷圧力の上昇によって作動油の
流量を増大するバルブ手段とを備え、前記第１の制御部
の各可変絞りをセミセンタオープンバルブにて構成し、
前記第２の制御部の各可変絞りのうちポンプ側の可変絞
りをセンタクローズバルブにて構成するとともに、リザ
ーバ側の可変絞りをセンタオープンバルブにて構成し、
前記第１の制御部の各可変絞りを、前記第２の制御部の
ポンプ側の可変絞りが開口し始めるとほぼ同時に閉止し
始める関係に設定したものである。

【０００６】

【作用】上記した構成により、バルブシャフトとバルブ
ボディとの相対回転角が小さな中立付近においては、第
２のブリッジ回路のポンプ側の可変絞りが閉止状態に維
持され、パワーシリンダの両油室はリザーバ側の可変絞
りを介してリザーバに接続されているため、中立付近に
おいては、パワーシリンダの両油室の差圧の上昇を完全
に防止でき、マニアル操舵となる。

【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１は油圧式の動力舵取装置の全体構成を示し、こ
の動力舵取装置は、図略の自動車エンジンによって駆動
される回転数感応ポンプ１０と、リザーバ１１と、ステ
アリング操作をパワーアシストするパワーシリンダ１２
と、ステアリングホイール１３の回転に応じて作動して
前記ポンプ１０からパワーシリンダ１２に供給される作
動油を絞り制御するロータリ式制御弁１４を備えてい
る。

【０００８】前記回転数感応ポンプ１０は、これの吐出
通路２１中に設けられた第１および第２の計量オリフィ
ス２２，２３と、第１の計量オリフィス２２と並列に接
続され第１の計量オリフィス２２の前後差圧に応じて絞
り面積が変化される回転数感応オリフィス２４と、第２
の計量オリフィス２３の前後差圧に応じてバイパス通路
２５を開閉するように作動するバイパスバルブ２６と、
このバイパスバルブ２６をバイパス通路２５を閉止する
方向に付勢するスプリング２７とによって構成されてい
る。

【０００９】かかる回転数感応ポンプ１０の回転数感応
オリフィス２４は、ポンプ回転数の上昇によるポンプ吐
出流量の増加により、第１の計量オリフィス２２の前後
差圧が増大するに従って絞り面積が縮小され、かつ第１
の計量オリフィス２２の前後差圧が所定圧力以上になる
と閉止されるようになっている。図３に回転数感応ポン
プ１０の流量特性を示す。

【００１０】前記バイパスバルブ２６のスプリング側の
室と前記リザーバ１１との間には、可変絞り２８を有す
る負荷感応バルブ２９が配置されている。この負荷感応
バルブ２９はハンドルが中立状態の負荷圧力が低い状態
においては、可変絞り２８を全開しているが、負荷圧力
がスプリング３０のバイアスよりも高くなると、その負
荷圧力に応じて可変絞り２８の絞り面積を縮小するよう
になっている。図４に負荷圧力に対する流量特性を示
す。なお、図１中、３７は圧力流体供給ホースを示し、
３８はレリーフ弁を示す。

【００１１】前記制御弁１４は、図２に展開図として示
すように、ステアリングホイール１３に連結されて一体
的に回転するバルブシャフト３１と、このバルブシャフ
ト３１の外周に同軸的に配設されてパワーシリンダ１２
によってパワーアシストされるステアリングリンケージ
に連結されるバルブボディ３２と、これらバルブシャフ
ト３１とバルブボディ３２を相対回転可能に連結する図
略のトーションバーと、これらを収納する図略のバルブ
ハウジング等によって構成されている。そしてバルブシ
ャフト３１とバルブボディ３２との間には、作動油を絞
り制御する２種類の第１制御部３３と第２制御部３４が
周方向にそれぞれ９０度の間隔で交互に形成されてい
る。

【００１２】第１制御部３３は、ポンプ１０とリザーバ
１１とにそれぞれ接続する４つの流路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４に可変絞りＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を設けた第
１のブリッジ回路Ｃ１によって構成されている。これら
可変絞りＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は図５で示すように、
セミセンタオープンバルブとして構成され、それら開口
面積は、バルブシャフト３１とバルブボディ３２の相対
回転角（バルブ回転角）に応じて図８に示すように変化
する。

【００１３】第２制御部３４は、前記第１のブリッジ回
路Ｃ１に並列接続されて、ポンプ１０とパワーシリンダ
１２の両油室１２Ａ，１２Ｂとリザーバ１１とにそれぞ
れ接続する４つの流路Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８に可変絞
りＶ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８を設けた第２のブリッジ回路
Ｃ２によって構成されている。これら可変絞りのうち、
ポンプ１０側に接続する可変絞りＶ５，Ｖ６は図６に示
すように、センタクローズバルブとして構成され、リザ
ーバ１１側に接続する可変絞りＶ７，Ｖ８は図７に示す
ように、センタオープンバルブとして構成され、これら
可変絞りＶ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８の開口面積は、バルブ
シャフト３１とバルブボディ３２の相対回転角（バルブ
回転角）に応じて図８に示すように変化する。

【００１４】上記したように構成した本実施例において
は、ポンプ１０より吐出された作動油は、第１および第
２の計量オリフィス２２，２３を介して第１および第２
のブリッジ回路Ｃ１，Ｃ２に供給される。操舵の中立状
態においては、第２のブリッジ回路Ｃ２の可変絞りＶ
５，Ｖ６が閉止されているため、パワーシリンダ１２に
は作動油が供給されず、パワーシリンダ１２の両油室１
２Ａ，１２Ｂは可変絞りＶ７，Ｖ８を介してリザーバ１
１に接続され、低圧（０）状態に保持される。従ってポ
ンプ１０より吐出された作動油は第１のブリッジ回路Ｃ
１の可変絞りＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を通ってリザーバ
１１に排出される。

【００１５】ところで、操舵の中立状態においては、負
荷感応バルブ２９の可変絞り２８が全開され、この可変
絞り２８を介してバイパスバルブ２６のスプリング側の
室がリザーバ１１に開放されて圧力が低下するため、バ
イパスバルブ２６はバイパス通路２５をより開く方向に
変位される。従って、ポンプ１０より吐出された作動油
はバイパス通路２５を介してより多くリザーバ１１にバ
イパスされるようになるため、前記ブリッジ回路Ｃ１，
Ｃ２に供給される作動油の流量レベルは、図３の破線で
示すようにＱ１まで下げられる。

【００１６】ステアリングホイール１３が回転操作され
てバルブシャフト１６がバルブボディ１７に対して僅か
でも相対回転すると、第１のブリッジ回路Ｃ１の一方の
可変絞りＶ１，Ｖ４の開口面積が拡大され、他方の可変
絞りＶ２，Ｖ３の開口面積が縮小される。これにより、
ポンプ１０の圧力が徐々に上昇し、この圧力が所定圧力
以上に達すると、負荷感応バルブ２９がスプリング３０
に抗して作動され、その可変絞り２８の絞り面積を縮小
し、さらに圧力が上昇すると可変絞り２８が閉止される
ため、ブリッジ回路Ｃ１，Ｃ２に供給される流量が増大
される。すなわち、ポンプ１０の圧力−流量特性は図４
に示すようになる。

【００１７】また、ステアリングホイール１３の回転操
作により、上記したようにポンプ１０の圧力が徐々に上
昇するが、第２のブリッジ回路Ｃ２の可変絞りＶ５，Ｖ
６の閉止状態はバルブ回転角θ１まで持続されるため、
角度θ１まではパワーシリンダ１２の両油室１２Ａ，１
２Ｂの差圧は０に保持される。従ってバルブ回転角がθ
１以下の中立不感帯においては、パワーシリンダ１２の
両油室１２Ａ，１２Ｂの差圧の上昇を防止でき、中立付
近においてはマニアル操舵となる。

【００１８】しかしてバルブ回転角がθ１を越えると、
第２のブリッジ回路Ｃ２の一方の可変絞りＶ５（Ｖ６）
が開口し始めるため、パワーシリンダ１２の一方の油室
１２Ａ（１２Ｂ）の圧力が上昇し、パワーシリンダ１２
の両油室の差圧が上昇する。この際、第２のブリッジ回
路Ｃ２の可変絞りＶ５が開口し始めるのとほぼ同時に第
１のブリッジ回路Ｃ１の可変絞りＶ２，Ｖ３が閉止され
る。従ってそれ以後はポンプ１０より吐出された作動油
は第２のブリッジ回路Ｃ２にのみ供給され、ハンドル操
舵をアシストする。

【００１９】すなわち、パワーアシスト時におけるポン
プ１０に必要な吐出流量は、従来のものに比べて１／２
に半減できることになり、ポンプ１０の理論吐出量を減
少でき、省エネルギ化が図られる。上記した実施例にお
いては、ポンプ回転数に応じて吐出流量を変化させる回
転数感応ポンプを例にして説明したが、車速に応じて吐
出流量を変化させることもでき、またポンプ回転数ある
いは車速に拘わらず、常に一定量の作動油を吐出するも
のにも適用できる。

【００２０】なお、車速に応じて吐出流量を変化させる
場合には、図１０に示すように構成すればよい。すなわ
ち、ポンプとして定吐出型のポンプ１００を用い、車速
センサ１０１からの車速信号に応じて絞り開度を変化さ
せる電磁絞り弁１０２、上記した実施例のバイパスバル
ブ２６と負荷感応バルブ２９との連通路中に配置し、電
磁絞り弁１０２の絞り開度を車速の上昇に応じて閉止状
態から開口面積が増大するように電子制御すればよい。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、中立付近に
おけるシリンダ差圧の上昇を防止でき、中立付近の剛性
を向上できるとともに、パワーアシスト時におけるポン
プ吐出流量を減少できるので、省エネルギに効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す動力舵取装置の全体構成
図である。

【図２】制御弁の半周部分を展開した展開図である。

【図３】回転数感応ポンプの流量特性を示す図である。

【図４】負荷圧力に対する流量特性を示す図である。

【図５】図２のＡ部の詳細図である。

【図６】図２のＢ部の詳細図である。

【図７】図２のＣ部の詳細図である。

【図８】バルブ回転角と可変絞りの開口面積との関係を
示すグラフである。

【図９】バルブ回転角とシリンダ差圧との関係を示すグ
ラフである。

【図１０】本発明の他の実施例を示す動力舵取装置の全
体構成図である。

【図１１】従来の動力舵取装置を示す図である。

【符号の説明】

１０ ポンプ １１ リザーバ １２ パワーシリンダ １３ ステアリングホイール ２９ 負荷感応バルブ ３３ 第１制御部 ３４ 第２制御部 Ｃ１ 第１のブリッジ回路 Ｃ２ 第２のブリッジ回路 Ｖ１〜Ｖ４ 可変絞り（セミセンタオープン） Ｖ５，Ｖ６ 可変絞り（センタクローズ） Ｖ７，Ｖ８ 可変絞り（センタオープン）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図３】

【図１】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１１】

【図１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福村 健一 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 森 勝久 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 加藤 豪哉 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプとリザーバとにそれぞれ接続する
   ４つの流路に可変絞りをそれぞれ設けた第１のブリッジ
   回路からなり、ハンドル操舵に応じてポンプより供給さ
   れた作動油を絞り制御する第１の制御部と、前記ポンプ
   とパワーシリンダの両油室とリザーバとにそれぞれ接続
   する４つの流路に可変絞りをそれぞれ設けた第２のブリ
   ッジ回路からなり、ハンドル操舵に応じてポンプよりパ
   ワーシリンダに供給される作動油を絞り制御する第２の
   制御部と、ハンドルの中立状態時に前記ポンプより第１
   および第２の制御部に供給される作動油の流量を低減し
   負荷圧力の上昇によって作動油の流量を増大するバルブ
   手段とを備え、前記第１の制御部の各可変絞りをセミセ
   ンタオープンバルブにて構成し、前記第２の制御部の各
   可変絞りのうちポンプ側の可変絞りをセンタクローズバ
   ルブにて構成するとともに、リザーバ側の可変絞りをセ
   ンタオープンバルブにて構成し、前記第１の制御部の各
   可変絞りを、前記第２の制御部のポンプ側の可変絞りが
   開口し始めるとほぼ同時に閉止し始める関係に設定した
   ことを特徴とする動力舵取装置。