JPH07509198A - 特に自動車のパワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 特に自動車のパワーステアリング装置 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の特に自動車のパワーステア リングに関する。このようなパワーステアリング装置はサーボモータ、サーボポ ンプ、タンク、サーボポンプによって搬送される圧力媒体をサーボモータに制御 して供給する制御弁を有している。さらにパワーステアリング装置は、走行車の 走行速度に関係して絞り断面積が変化する制御機構を有している。制御弁は四方 弁として形成されている。これは制御可能な反作用装置を備えており、入口接続 口、戻り接続口およびサーボモータの両側の作動室に通じる配管に対する二つの 作動接続口を有している。

このようなパワーステアリング装置はドイツ連邦共和国特許第３１２２３６９号 明細書で知られている。このパワーステアリング装置において液圧式反作用は運 転中に例えば走行車タフメータを介して走行速度に関係して変化する。これによ って第１図に示されているような制御弁の特性が生ずる。

駐車中において制御弁は液圧式反作用なしに作動する。

即ち、舵取りハンドルにおける操作トルクとして、制御弁の機械式のセンタリン グ（１ｔｉｌｔｅｎ＋ｅｎｌ＋ｉ＋＋ｕｎｇ　、元に戻る力）だけを克服するト ルクが与えられればよい。その後、舵取り走行車車輪を動かすために十分な液圧 式支援力が生ずる（急傾斜の特性曲線）。走行車が走行し始めた後は、機械的の センタリングに加えて、液圧式反作用装置によって発生された圧力に関係する補 助的な作動トルクを克服しなければならない。この作動トルクは走行速度の増大 と共に上昇する（緩やかな特性曲線）。その場合、小さな駐車操作力によって十 分に良好な駐車快適性を得ることができ、高速走行の場合に舵取り走行車車輪に おける力を舵取りハンドルに復帰することによって、この範囲においても良好な 特性を得ることができる。

しかし駐車操作力は機械的なセンタリングより決して小さくない。直線走行範囲 において舵取り補正する際、舵取り走行車車輪に小さな反力が生ずる。この反力 は、それが高速走行の場合に走行安全の理由から舵取りハンドルに完全に伝達さ れる程度の大きさを有している。このことは、更に、液圧式支援力が初めはゆっ くりとかかるので、相応した高い機械式のセンタリングでしかできない。

駐車範囲において機械式のセンタリング力はできるだけ低く維持されねばならな い。サーボ支援を著しく減少しなければならない速い直線走行の場合、正確な走 行感覚を得るために強い機械式のセンタリングが望まれる。

しかし、これら両方の条件は互いに矛盾している。機械式センタリングの設計は 従って従来技術においては常に両方の条件の妥協を図っているに過ぎない。

本発明の目的は、公知のパワーステアリング装置を、液圧式反作用の高さだけで なくサーボ支援の採用も制御できるように改良することにある。

この目的は既にドイツ連邦共和国特許第３２４８２５２号明細書において、その 都度、入口・制御開口とそれに対応した作動接続口との間にあるいは入口・制御 開口と戻り・制御開口との間に補助制御縁が配置されていることによって解決さ れている。この補助制御縁はせき止めを発生し、このせき止めは作動シリンダ内 に差圧を生ずることなしに反作用室に圧力を供給する。これによって第２図の下 側範囲における特性曲線経過の拡張が生じ、これによって小さな舵取りトルクに おいて、即ち直線走行範囲において、路面接触が改善される。

この補助制御縁が主流の中に位置し、そこに生ずる狭い隙間のために流れが強い 層流成分を有するので、弁系統の高い温度依存性が生ずる。更に反作用圧の発生 に対して、正に中央範囲において舵取り系統の有効な剛性を減少する制御弁のあ る行程が必要である。

本発明の目的は、反作用装置と入口接続口との間に圧力媒体流をせき止めるため の少なくとも一つの装置が配置されていることによって、公知の装置の欠点を回 避している。この実施態様の利点は、せき止めが主流の中に位置する補助制御縁 によって発生されず、制御弁への入口に前置接続されている絞り、同じ個所に配 置さればねで荷重されているせき止め弁あるいは流れ制限弁の流れ抵抗を利用す ることによって発生されていることにある。

本発明のこの有利で目的に適った実施例態様は従属請求の範囲に記載されている 。

しかし、本発明は各請求の範囲の特徴事項の組合せに限定されない。当業者にお いて各請求の範囲および個々の特徴事項を目的に合わせて種々に組み合わせるこ とができる。

以下図面に示した複数の実施例を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は非常に高い機械式センタリングをもつ制御弁の特性曲線図、 第２図は非常に低い機械式センタリングと補助液圧式センタリングを持った制御 弁の特性曲線図、第３図は本発明に基づくパワーステアリング装置の原理図、 第３Ａ図および第３Ｂ図は本発明に基づくパワーステアリング装置の圧力媒体流 をせき止めるための装置のそれぞれ異なった実施例の系統図、 第４図および第５図はそれぞれ本発明に基づくパワーステアリング装置の回転ピ ストン弁として形成された制御弁の異なった実施例の断面図、 第６図は本発明に基つくパワーステアリング装置の回転弁として形成された制御 弁の概略図である。

本発明に基づくパワーステアリング装置は図示していない舵取り伝動装置の中に 制御弁１を有する。この制御弁１を介してサーボモータ２に圧力媒体がサーボポ ンプ３から導かれ、そこからタンク４に戻される。

制御弁１は制御可能な反作用装置５を備えている。これは四位置切換弁として形 成され、入口接続口６、戻り接続ロアおよびサーボモータ２の両側の作動室に通 じている二つの配管１１．１２に接続されている二つの作動接続口８．１０を有 している。反作用装置５と入口接続口６との間に圧力媒体流をせき止めるための 装置１３が配置されている。

第一の実施例において、制御弁１は主に舵取り装置ハウジング１４の中で回転で きる弁ハウジング１５からなる。この弁ハウジング１５内において、二つの弁ス プール１６．１７か図示していない舵取りハンドル軸のフォーク状端の二つのピ ン１８．２０によって移動できる。

圧力媒体は制御弁１によってサーボポンプ３から舵取り装置ハウジング１４の環 状溝２１に導かれる。圧力媒体はそこから入口接続口２２ないし２３を介して弁 ハウジング１５の環状溝２４．２５に到達する。制御弁１の中立位置において弁 ハウシング１５の環状溝２４．２５が入口・制御開口２６，２７、スプール環状 溝２８．２９および戻り制御開口３１．３２を介して戻り接続ロアに接続されて いる。入口・制御開口２６．２７および戻り制御開口３１．３２は弁スプール１ ６．１７と弁孔との間に形成されている。

入口接続口２２．２３と戻り接続ロアとの間にそれぞれ作動接続口８が位置して おり、これは一方ではスプール環状４２８．３０に、他方ではサーボモータ２に 通じている配管１１．１２に接続されている。

制御弁１においてサーボモータ２の各作動室に対して少なくとも一つの反作用室 が設けられている。第４図の実施例において、各弁スプール１６．１７の一端に 、それぞれの弁スプール１６，１７の端面３５，３６に隣接して反作用室３３． ３４が配置されている。反作用室３３．３４は固定絞り３７．３８を介して環状 溝２１、さらにサーボポンプ３に接続されている。

この実施例において制御弁１が二つの弁スプール１６゜１７を有しているので、 弁スプール１６，１７の反作用室３３．３４と反対側の端面に、通路４２．４３ を介して交差して反作用室３３．３４に接続されている二つの別の反作用室４０ ．４１が配置される。

弁スプール１６．１７がその中立位置から変位したとき、反作用室３３．３４は それぞれ一組の制御縁４４゜４５を介して制御機構４６を通してタンク４に接続 される。制御機構４６の絞り断面積は走行速度に関して変化できる。制御縁４４ ．４５は弁スプール１６．１７とハウジング環状１４７．４８との間に形成され ている。弁スプール１６，１７の中立位置において制御縁４４゜４５は重なり量 が零となっている。

この実施例において反作用装置５は両方の制御縁４４゜４５、反作用室３３，３ ４，４０．４１および制御機構４６によって形成されている。

反作用装ｒＩ１５に前置接続されている固定絞り３７゜３８と、この実施例の場 合において実際に活動している入口接続口となっている入口・制御開口２６．２ ７との間に、圧力媒体流をせき止めるための装置１３が配置されている。この圧 力媒体流をせき止めるための装置１３は第４図の実施例では分割構造とされ、そ れぞれの入口・制御開口２６．２７に前置接続されている絞り５０゜５１によっ て形成されている。

第５図の実施例において、圧力媒体流をせき止めるための装置１３は、それぞれ 入口・制御開口２６．２７に前置接続さればねで荷重されているせき止め弁５２ ゜５３によって形成されている。

次に第４図に示されている実施例を参照して本発明のパワーステアリング装置の 作用について説明する。

図示されている中立位置において、圧力媒体流は、まず絞り５０．５１および入 口・制御開口２６．２７を通過する。それから圧力媒体流は戻り・制御開口３１ ゜３２を通って戻り接続ロアを介してタンク４に導がれ、対称的な流れ状態にお いて両方の弁スプールを介して配管１１．１２に同じ高さの圧力レベルが発生す る。しかし、この圧力レベルは制御弁の前における入口圧力に比べて貫流抵抗だ け低下している。

反作用室３３．３４における制御縁４４．４５は中立位置において重なり量が零 となっている。制御弁１が中立位置にあり制御機構４６が高速走行の場合のよう に完全に開かれていると仮定すると、ハウジング環状溝４７゜４８内にタンク内 圧がかかり、制御縁４４．４５を介してないし絞り３７．３８を通って、零・重 なりの性質および制御弁１の上述した貫流抵抗の高さに応じて大きなあるいは小 さな制御流が流れる。この場合、制御縁４４゜４５における相対隙間は、反作用 室３３．３４において圧力平衡が生ずるように調整させられる。即ち、液圧反作 用は零となる。

制御弁１が例えば右回転の方向に僅かに変位されると、右側弁スプール１７は下 向きに、左側弁スプール１６は上向きに移動する。これによって制御縁４４が開 き、制御縁４５が閉じる。この結果、固定絞り３７および制御縁４４を通って成 る制御流が流れ、これによって反作用室３３．４１内の圧力が低下する。この場 合、固定絞り３８は流れないままであるので、反作用室３３．４０に全入口圧が かかっている。これによって、導入された回転運動に対抗する左回転の液圧トル クが生ずる。

この非常に小さな動きにおいて入口・制御縁２６゜２７および戻り・制御開口３ １．３２における圧力比は実際に変化せず、液圧反作用トルクにも拘わらずサー ボモータ２内に顕著な差圧上昇は生じない。

第１図および第２図は従来技術および本発明におけるパワーステアリング装置の 差異を明白に示している。急傾斜の特性曲線によって明らかにされている機械式 センタリングは、第２図の本発明に基づ〈実施例の場合は第１図の従来技術の場 合よりも小さくなっている。これに対して第２図における緩い特性曲線は、機械 ・液圧式の複合センタリング成分の大きさを表している長い水平部分を有してい る。

ここまでは、本発明を回転ピストン弁をもったパワーステアリング装置の実施例 を参照して説明した。この実施例の制御弁１は軸方向において逆向きに変位調整 できる二つの弁スプール１６．１７を有している。両方の弁スプール１６．１７ の作用は同じ作用で一つの弁スプールに集中できる。回転ピストン弁の代わりに 任意の別の四方弁、即ち四組の制御縁と任意の反作用装置とをもった弁を利用す ることも、例えば回転弁を利用することもできる。次に第６図を参照して回転弁 をもった本発明の詳細な説明する。この場合、第４図および第５図の実施例と同 一作用の部品には、それらの図面における符号数字に１００を加えた数字が付さ れている。

制御弁１０１は弁ハウジング１１５の中に回転自在に案内されている回転弁とし て形成された弁スプール１１６を有している。弁ハウジング１１５に入口接続口 １０６、戻り接続口１０７および二つの作動接続口１０８．１１０が配置されて いる。二つの入口・制御開口１２６，１２７並びに二つの戻り・制御開口１３１ ゜１３２が制御弁１０１の概略断面図に示されている。

二つの反作用室１３３，１３４はそれぞれ反作用ピストン５４．５５を収容して いる。これらの反作用ピストン５４．５５は概略的に示されている接続部５６を 介して弁スプール１１６に作用する。両方の反作用室１３３゜１３４は、それぞ れ固定絞り１３７，１３８を介してサーボポンプ１０３に接続されている。

弁スプール１１６がその中立位置から回転されたとき、反作用室１３３．１３４ は、それぞれ制御縁組１４４゜１４５を介して制御機構１４６を通してタンク１ ０４に接続される。制御機構１４６はその場合（上述の二つの第一の実施例のよ うに）、走行車の走行速度に関係して変化する絞り断面積を有している。制御縁 １４４゜１４５は制御弁１０１のもう一つの概略断面図で示されている。両方の 断面図の関係は接続部５６によって概略的に示されている。

入口・制御開口１２６，１２７と固定絞り１３７゜１３８との間に圧力媒体流を せき止めるための装置１１３が配置されている。この圧力媒体流をせき止めるた めの装置１１３は第６図においては、入口接続口１０６と反作用装置１０５との 間に配置されている絞り１５０によって形成されている。この実施例の場合、反 作用装置は、二組の制御縁１４４，１４５、反作用室１３３．１３４および制御 機構１４６によって形成されている。

絞り１５０の代わりに、第５図の実施例に示されているように、ばねで荷重され ているせき止め弁を利用することもできる。

この実施例の作用は上述した二つの第一の実施例の作用に相応している。

いままでの実施例において圧力媒体流をせき止めるための装置１３は絞りあるい はせき止め弁によって形成されている。殆んどすべてのパワーステアリング装置 には流れ制限弁が存在し、パワーステアリング装置に導かれる圧力媒体流はこの 流れ制限弁によって所定の最大値に制限される。このような流れ制限弁は大抵は サーボポンプに一体化されている。

圧力制限弁を介して圧力降下が行われるので、この圧力降下を圧力媒体流のせき 止めにも利用できる。従って、圧力媒体流をせき止めるための装置１３を流れ制 限弁５７によって形成することもできる。流れ制限弁５７は篤３Ａ図に示されて いる。

この実施例において制御機構４６は反作用室からタンクへの戻り路に配置されて いる。同じ作用で制御機構は例えばドイツ連邦共和国特許第３１２２３７０号公 開明細書で知られているように反作用室の前におけるサーボポンプの入口にも接 続できる。この場合、流れ制限弁５７のほかに制御機構４６もサーボポンプ３に 一体化することが有利である。

制御機構４６の過負荷を避けるために、はとんどのパワーステアリング装置に設 けられている遮断弁５８もポンプの中に敷設される。この方式は第３Ｂ図に概略 的に示されている。

符号の説明 １．１０１　制御弁 ２　サーボモータ ３．１０３　サーボポンプ ４．１０４　タンク ５．１０５　反作用装置 ６．１０６　人口接続口 ア、１０７　戻り接続口 ８．１０８　作動接続口 １０．１１０　作動接続口 １１．１１１　配管 諸表ｖ７−ｓｏｓｘ９ｇ　（６） ／′ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　７　年　１　月　１３−

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．サーボモータ（２）、サーボポンプ（３）、タンク（４）、制御弁（１）、 制御可能な反作用装置（５）および走行速度に関係して絞り断面積が変化する制 御機構（４６）をもった特に自動車のパワーステアリング装置であって、その制 御弁（１）が四方弁として形成され、入口接続口（６；２２，２３）、戻り接続 口（７）およびサーボモータ（２）の両側の作動室に通じる配管（１１，１２） に対する二つの作動接続口（８，１０）をもっているようなパワーステアリング 装置において、反作用装置（５）と入口接続口（６；２２，２３）との間に圧力 媒体流をせき止めるための少なくとも一つの装置（１３）が配置されていること を特徴とするパワーステアリング装置。
2. ２．圧力媒体流をせき止めるための装置（１３）が絞り（５０，５１）によって 形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のパワーステアリング 装置。
3. ３．圧力媒体流をせき止めるための装置（１３）がばねで荷重されているせき止 め弁（５２，５３）によって形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項 に記載のパワーステアリング装置。
4. ４．圧力媒体流をせき止めるための装置（１３）がパワーステアリング装置用の 流れ制限弁としても使用する流れ制限弁（５７）によって形成されていることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載のパワーステアリング装置。
5. ５．流れ制限弁（５７）がサーボポンプ（３）に一体化されていることを特徴と する請求の範囲第４項に記載のパワーステアリング装置。
6. ６．制御機構（４６）がサーボポンプ（３）に一体化されていることを特徴とす る請求の範囲第５項に記載のパワーステアリング装置。
7. ７．制御機構（４６）に遮断弁（５８）が前置接続されていることを特徴とする 請求の範囲第６項に記載のパワーステアリング装置。