JPH08324445A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高負荷時に高トルク、低負荷時に高回転で電
動モータを作動させる小型軽量なパワーステアリング装
置を提供する。 【構成】 電動モータ５０によって駆動される油ポンプ
４９とパワーシリンダ１１との間を連通する流路に圧力
制御弁２５を設け、この圧力制御弁２５と油ポンプ４９
との間の圧油供給路４８に圧力制御弁２５への流れのみ
を許容する逆止め弁５４を設け、圧力制御弁２５と逆止
め弁５４との間の閉区間にアキュムレータ５２を設けて
油圧を蓄圧し、弁駆動手段７６を介して圧力制御弁２５
を操舵力に応じて操作し、閉区間内の油圧を検出する圧
力センサ５３からの情報に基づいて電動モータ５０を作
動・停止し、油ポンプ４９は回転数に関係なく吐出量を
変更し得るポンプ吐出量制御手段６９を有する可変容量
形の油ポンプ４９であり、圧力センサ５３によって検出
された油圧に応じてポンプ吐出量制御手段６９を制御す
る制御装置５５を具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動モータによって駆
動される油ポンプからの圧油を操舵助力としてパワーシ
リンダに供給するようにしたパワーステアリング装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のパワーステアリング装置として、
例えば特開昭６１−８５２７２号公報に開示されたもの
が知られている。

【０００３】このパワーステアリング装置は、電動モー
タによって駆動される油ポンプとパワーシリンダとの間
を連通する流路に操舵力に応じて駆動される圧力制御弁
を設けると共に、この圧力制御弁と油ポンプとの間の圧
油供給路に圧力制御弁への流れのみを許容する逆止め弁
を設け、圧力制御弁と逆止め弁との間の閉区間にアキュ
ムレータを設けて油圧を蓄圧し、この蓄圧された圧油を
圧力制御弁を介してパワーシリンダに供給することによ
って、操舵助力を発生させるようにしたものである。そ
して、上述した閉区間内の圧力を圧力センサにて検出
し、所定圧力まで下がった時に電動モータを作動させ、
所定圧力まで上がった時に電動モータを停止するように
している。

【０００４】また、このようなパワーステアリング装置
には、一回転当たりの吐出量が一定となった固定容量型
ポンプが使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のパワーステアリ
ングの電動モータにあっては、パワーアシスト時の高負
荷時において、油ポンプを回転駆動させるのに必要な出
力トルクに設定されている。また、一般に電動モータは
最高回転数を高くすると出力トルクが低下するため、要
求される出力トルクに応じて最高回転数は制約される。

【０００６】このため、従来のパワーステアリング装置
では、タイヤと路面との抵抗が小さい低負荷の状態にお
いて、ハンドルを大きく切ると、圧油がパワーシリンダ
に供給されてアキュムレータ内の圧力が低下するので、
油ポンプを電動モータにて駆動するが、電動モータの最
高回転数の不足から、アキュムレータへの蓄圧に時間を
要し、この状態でハンドルを戻し、再びハンドルを大き
く切ろうとすると、足スト圧の不足から滑らかな操舵感
が得られなくなることがあった。

【０００７】このような不具合を解決するために、電動
モータを高トルク高回転にすると大電流を消費する大型
の電動モータになってしまい、アキュムレータの容量を
大きくして圧力変動を小さくしようとすると、アキュム
レータが大型となり、何れの場合も車両への設置スペー
スの関係で不利となる上、重量増にもなるという問題が
あった。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、高負荷時は高トルク
で、低負荷時は高回転で電動モータを作動させることが
でき、かつ小型軽量なパワーステアリング装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する本発
明の形態は、電動モータによって駆動される油ポンプと
パワーシリンダとの間を連通する流路に圧力制御弁を設
けると共にこの圧力制御弁と油ポンプとの間の圧油供給
路に前記圧力制御弁への流れのみを許容する逆止め弁を
設け、前記圧力制御弁と前記逆止め弁との間の閉区間に
アキュムレータを設けて油圧を蓄圧し、弁駆動手段を介
して前記圧力制御弁を操舵力に応じて操作すると共に、
前記閉区間内の油圧を圧力センサにて検出し、所定圧力
まで下がった時に前記電動モータを作動させ、所定圧力
まで上がった時に前記電動モータを停止するようにした
パワーステアリング装置において、前記油ポンプは回転
数に関係なく吐出量を変更し得るポンプ吐出量制御手段
を有する可変容量形の油ポンプであり、前記圧力センサ
によって検出された油圧に応じて前記ポンプ吐出量制御
手段を制御する制御装置を具えたことを特徴とするパワ
ーステアリング装置にある。

【００１０】ここで、前記ポンプ吐出量制御手段は、前
記制御装置の出力信号に応じて前記圧油供給路の絞り量
を制御する可変絞りを有し、この可変絞りよりも上流側
の前記圧油供給通路内の油圧と下流側の前記圧油供給通
路内の油圧との差圧に応じて前記可変容量形の油ポンプ
の吐出量を制御することが請求項２に対応する本発明の
パワーステアリング装置である。

【００１１】また、前記制御装置は、前記圧力センサに
よって検出された油圧が低圧の場合、前記可変容量形の
油ポンプからの作動油の吐出量が多くなるように前記ポ
ンプ吐出量制御手段を制御することが請求項３に対応す
る本発明のパワーステアリング装置である。

【００１２】請求項４に対応する本発明の形態は、電動
モータによって駆動される油ポンプとパワーシリンダと
の間を連通する流路に圧力制御弁を設けると共に、この
圧力制御弁と油ポンプとの間の圧油供給路に前記圧力制
御弁への流れのみを許容する逆止め弁を設け、前記圧力
制御弁と前記逆止め弁との間の閉区間にアキュムレータ
を設けて油圧を蓄圧し、弁駆動手段を介して前記圧力制
御弁を操舵力に応じて操作すると共に、前記閉区間内の
油圧を圧力センサにて検出し、所定圧力まで下がった時
に前記電動モータを作動させ、所定圧力まで上がった時
に前記電動モータを停止するようにしたパワーステアリ
ング装置において、前記電動モータに流れる電流値を検
出する電流センサを具えると共に、前記油ポンプは回転
数に関係なく吐出量を変更し得るポンプ吐出量制御手段
を有する可変容量形の油ポンプであり、前記電流センサ
によって検出された電流値に応じて前記ポンプ吐出量制
御手段を制御する制御装置を具えたことを特徴とするパ
ワーステアリング装置にある。

【００１３】ここで、前記ポンプ吐出量制御手段は、前
記制御装置の出力信号に応じて前記圧油供給路の絞り量
を制御する可変絞りを具え、この可変絞りよりも上流側
の前記圧油供給通路内の油圧と下流側の前記圧油供給通
路内の油圧との差圧に応じて前記可変容量形の油ポンプ
の吐出量を制御することが請求項５に対応する本発明の
パワーステアリング装置である。

【００１４】また、前記制御装置は、前記電流センサに
よって検出された電流値が大きくなるに連れ、前記可変
容量形の油ポンプからの作動油の吐出量が多くなるよう
に前記ポンプ吐出量制御手段を制御することが請求項６
に対応する本発明のパワーステアリング装置である。

【００１５】

【作用】請求項１に対応した本発明の形態によると、操
舵力に応じて弁駆動手段が圧力制御弁を操作し、可変容
量形の油ポンプにて発生した油圧が圧油供給路から圧力
制御弁を通ってパワーシリンダに供給され、操舵助力が
発生する。

【００１６】ここで、可変容量形の油ポンプは、電動モ
ータによって駆動され、圧力センサにより検出された圧
油供給路内の油圧に応じて制御装置がポンプ吐出量制御
手段を制御し、作動油の吐出量が制御される。

【００１７】また、請求項２に対応した本発明による
と、制御装置は、圧力センサによって検出された油圧に
応じてポンプ吐出量制御手段の可変絞りの絞り量を制御
し、この可変絞りよりも上流側の圧油供給通路内の油圧
と下流側の圧油供給通路内の油圧との差圧に応じて可変
容量形の油ポンプを駆動し、作動油の吐出量を制御す
る。

【００１８】さらに、請求項３に対応した本発明による
と、制御装置は、圧力センサによって検出された油圧が
低圧の場合、可変容量形の油ポンプからの作動油の吐出
量が多くなるようにポンプ吐出量制御手段を制御するこ
とにより、可変容量形の油ポンプの吐出量を増大させ
る。

【００１９】一方、請求項４に対応した本発明の形態に
よると、操舵力に応じて弁駆動手段が圧力制御弁を操作
し、可変容量形の油ポンプにて発生した油圧が圧油供給
路から圧力制御弁を通ってパワーシリンダに供給され、
操舵助力が発生する。

【００２０】ここで、可変容量形の油ポンプは、電動モ
ータによって駆動され、電流センサにより検出された電
流値に応じて制御装置がポンプ吐出量制御手段を制御
し、作動油の吐出量が制御される。

【００２１】また、請求項５に対応した本発明による
と、制御装置は、電流センサによって検出された電流値
に応じてポンプ吐出量制御手段の可変絞りの絞り量を制
御し、この可変絞りよりも上流側の圧油供給通路内の油
圧と下流側の圧油供給通路内の油圧との差圧に応じて可
変容量形の油ポンプを駆動し、作動油の吐出量を制御す
る。

【００２２】さらに、請求項６に対応した本発明による
と、制御装置は、電流センサによって検出された電流値
が大きくなるに連れ、可変容量形の油ポンプからの作動
油の吐出量が多くなるようにポンプ吐出量制御手段を制
御することにより、可変容量形の油ポンプの吐出量を増
大させる。

【００２３】

【実施例】本発明によるパワーステアリング装置の実施
例について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明す
る。

【００２４】本実施例の概略構造を表す図１およびその
油圧制御弁の一方を抽出拡大した図２に示すように、図
示しない車体の幅方向（図１中、上下方向）に延びるパ
ワーシリンダ１１には、両端に図示しないタイロッドを
それぞれ連結したピストンロッド１２が図１中、上下方
向に摺動自在に貫通しており、パワーシリンダ１１に保
持された当該ピストンロッド１２の一端部には、このパ
ワーシリンダ１１内を左右二つのシリンダ室１３Ｌ, １
３Ｒに仕切るピストン１４が一体的に嵌着されている。
また、ピストンロッド１２と交差するように、このピス
トンロッド１２に刻設された図示しないラックと噛み合
う図示しないピニオンを有するピニオン軸１５の上端に
は、図示しない操舵ハンドルが連結されている。そし
て、ドライバーがこの操舵ハンドルを操作することによ
って、ピニオン軸１５が駆動回転し、ピストンロッド１
２を介してタイロッドが図示しない操舵輪の向きを変え
るようになっている。

【００２５】なお、本実施例では弁駆動手段７６として
ピストンロッド１２の長手方向（図２中、左右方向）に
沿ったピニオン軸１５の傾きを許容し得るように、ピニ
オン軸１５の上端部は図示しない調心軸受を介してピニ
オンケース１６に保持され、このピニオンケース１６と
ピニオン軸１５の下端部に軸受１７を介して嵌着された
受け金１８との間には、空隙１９が形成されている。受
け金１８の周方向一端部には、ピニオンケース１６に設
けられたピボット支持部２０に対して揺動自在に係合す
るピボット部２１が突設され、受け金１８の周方向他端
部には揺動アーム２２が突設されている。また、ピニオ
ンケース１６に対してピストンロッド１２の長手方向に
沿って摺動自在に嵌合されたポペットドライバ２３の中
央部には、この揺動アーム２２の先端部に係合するピボ
ット受け部２４が形成されており、ピニオン軸１５の駆
動回転に伴うラックとピニオンとの噛み合い反力、すな
わち操舵反力によってピニオン軸１５がピボット支持部
２０を中心として図１中、左右方向に変位し、この変位
が揺動アーム２２を介してポペットドライバ２３に拡大
された状態で伝達されるようになっている。

【００２６】ポペットドライバ２３が収納されたピニオ
ンケース１６には、本発明の圧力制御弁としての油圧制
御弁２５の一部を構成する一対の弁ホルダ２６がこのポ
ペットドライバ２３を挟んで対称に取り付けられてい
る。これら弁ホルダ２６には、ポペットドライバ２３の
摺動方向と平行な方向に延びる多段の段付き孔２７が穿
設されており、ポペットドライバ２３と反対側の大径部
分の開口端部には、シールプラグ２８がＯリング２９を
介して緊密にねじ止めされている。

【００２７】この段付き孔２７の部分の構成は、一対の
弁ホルダ２６で全く同じであり、段付き孔２７の小径部
分には、一端部がポペットドライバ２３に当接するポペ
ット３０がＯリング３１を介して摺動自在に嵌合されて
いる。また、段付き孔２７の小径部分に隣接する部分に
は、筒状をなすスプール３２Ｌ, ３２Ｒ（単に、３２と
記述する場合がある）がＯリング３３を介して摺動自在
に嵌合されており、このスプール３２とポペット３０と
の間の段付き孔２７の内周側に排油室３４Ｌ,３４Ｒ
（単に、３４と記述する場合がある）が形成される。こ
れら排油室３４は、排油路３５を介して油溜め３６に連
通している。

【００２８】このスプール３２の一端側には、弁座とし
て機能する段付き孔２７の段部３７に当接し得る円錐状
の弁体３８が一体的に形成されている。そして、このス
プール３２の他端側と弁体３８との間に位置する段付き
孔２７の中央部分の内周側が油供給室３９Ｌ, ３９Ｒ
（単に、３９と記述する場合がある）を構成すると共に
弁体３８とシールプラグ２８との間に位置する段付き孔
２７の内周側が油給排室４０Ｌ, ４０Ｒ（単に、４０と
記述する場合がある）を構成しており、これら油給排室
４０Ｌ, ４０Ｒが給排油路４１Ｌ, ４１Ｒ（単に、４１
と記述する場合がある）を介して上述したパワーシリン
ダ１１のシリンダ室１３Ｌ, １３Ｒにそれぞれ接続して
いる。

【００２９】前記油給排室４０を仕切るシールプラグ２
８と弁体３８との間には、この弁体３８が段付き孔２７
の段部３７に当接して油供給室３９と油給排室４０との
連通状態が遮断されるように、ばね受け４２および鋼球
４３を介してスプール３２を付勢する圧縮コイルばね４
４が収納されている。

【００３０】また、スプール３２の中央部分には、一端
側が前記排油室３４に向けて開口すると共に他端側が弁
体３８内に形成された連通孔４５を介して油給排室４０
に連通する排油案内通路４６が形成されている。また、
ポペット３０の排油室３４に臨む側には、スプール３２
の他端側に当接して排油案内通路４６を閉塞し得る弁体
４７が形成されている。

【００３１】前記油供給室３９に臨む圧油供給路４８に
は、油溜め３６からの作動油を油供給室３９側へ圧送す
る可変容量形の油ポンプ４９が設けられており、この可
変容量形の油ポンプ４９の後述するポンプシリンダ５６
には、当該ポンプシリンダ５６を駆動する電動モータ５
０が連結されている。この電動モータ５０は、圧油供給
路４８の途中に設けられて当該圧油供給路４８内の作動
油の圧力（以下、これをライン圧と呼称する）が予め設
定した所定値以下の場合に、電動モータ５０を駆動させ
るための信号を出力する一方、予め設定した所定値以上
の場合に電動モータ５０の駆動を停止させるための信号
を出力する圧力スイッチ５１からの検出信号に基づき、
ライン圧が所定範囲に収まるように運転状態と停止状態
とが切り換えられるようになっている。

【００３２】また、前記圧油供給路４８の途中には、油
供給室３９側から順に蓄圧用のアキュムレータ５２と、
ライン圧を検出する圧力センサ５３と、油供給室３９側
から作動液が可変容量形の油ポンプ４９側へ逆流するの
を防止する逆止め弁５４とが組み込まれており、圧力セ
ンサ５３によって検出されたライン圧信号は、可変容量
形の油ポンプ４９の吐出量を制御するための制御装置５
５に出力される。

【００３３】本実施例における可変容量形の油ポンプ４
９は、その概略構造を表す図３に示すように、電動モー
タ５０によって駆動されるポンプシリンダ５６に対して
複数のピストン５７が放射状に取り付けられたラジアル
ピストンポンプであり、これらピストン５７の先端は、
ポンプシリンダ５６を囲むカムリング５８の内周面に摺
接し得るようになっている。このカムリング５８は、軸
受５９を介してカムホルダ６０に回転自在に取り付けら
れ、このカムホルダ６０の一端部が支持ピン６１を介し
てポンプケース６２の一端部に揺動可能に枢支されてい
る。カムホルダ６０の他端部は、ポンプケース６２に設
けられた制御シリンダ６３内を二つの油室６４, ６５に
仕切る制御ピストン６６と一体の連結ピン６７に対して
回動自在にピン止めされており、制御シリンダ６３内を
制御ピストン６６が移動することによって、ポンプシリ
ンダ５６に対するカムリング５８の偏心量が連続的に変
わり、油溜め３６から圧油供給路４８に接続する吐出通
路６８に送り出される作動油のポンプシリンダ５６の一
回転当たりの吐出量が変えられるようになっている。

【００３４】吐出通路６８の途中には、前述した制御装
置５５によって通電状態が制御される非通電時開放形の
電磁弁６９が介装されている。つまり、本発明のポンプ
吐出量制御手段としての電磁弁６９を通電状態にする
と、制御プランジャ６９ａ, ６９ｂが移動して可変絞り
６９ｄが絞られるようになっている。そして、この電磁
弁６９とポンプケース６２との間の吐出通路６８から分
岐する背圧油路７０は、制御シリンダ６３の一方の油室
６４に連通する一方、電磁弁６９と圧油供給路４８との
間の吐出通路６８から分岐する調圧通路７１は、制御シ
リンダ６３の他方の油室６５に連通している。この他方
の油室６５内には、制御ピストン６６を一方の油室６４
側に付勢する圧縮コイルばね７２が組み込まれている。

【００３５】従って、電磁弁６９が非通電状態の場合に
は、二つの油室６４, ６５内の油圧が等しくなるもの
の、これら油室６４, ６５にそれぞれ臨む制御ピストン
６６の両端面の受圧面積差および圧縮コイルばね７２の
ばね力によって、制御ピストン６６は、図３中、右端に
付勢され、ポンプシリンダ５６に対するカムリング５８
の偏心量が最大、つまりポンプシリンダ５６の回転に伴
うピストン５７のストロークが最大となって、ポンプシ
リンダ５６の一回転当たりの吐出量が最大となる。逆
に、電磁弁６９が最大の通電状態になると、吐出通路６
８が可変絞り６９によって絞られ、この可変絞り６９の
前後で差圧が発生するため、一方の油室６４内の油圧が
圧縮コイルばね７２のばね力に打ち勝ち、制御ピストン
６６が図３中、左端に付勢され、ポンプシリンダ５６に
対するカムリング５８の偏心量が最小、つまりポンプシ
リンダ５６の回転に伴うピストン５７のストロークが最
小となって、ポンプシリンダ５６の一回転当たりの吐出
量が最小となる。そして、電磁弁６９に対する通電量を
制御することによって、二つの油室６４, ６５内の作動
油の差圧を変え、ポンプシリンダ５６に対するカムリン
グ５８の偏心量を任意に制御することができる。

【００３６】前記制御装置５５の部分の概略構成を表す
図４に示すように、圧力センサ５３からの検出信号は、
制御装置５５のインタフェース回路５５ａからマイクロ
コンピュータ５５ｂに読み込まれ、ここで電磁弁６９に
対する制御電流値が算出され、ラダー抵抗などのＤ／Ａ
変換器５５ｃによってアナログの制御電流値に変換し、
電流検出用抵抗５５ｄによる電位差とマイクロコンピュ
ータ５５ｂからの制御電流値とをオペアンプ５５ｅにて
比較し、トランジスタ５５ｆを制御することにより、圧
力センサ５３によって検出されるライン圧に比例した電
流を電磁弁６９に供給するようになっている。つまり、
ライン圧が高圧となるほど大きな電流を電磁弁６９に供
給し、これを駆動することによってライン圧の如何に拘
らず、電動モータ５０の仕事率が常に一定に保持される
ように、ポンプシリンダ５６に対するカムリング５８の
偏心量が調整されるようになっており、この操作は電動
モータ５０によるポンプシリンダ５６の回転速度とは関
係なく行われる。換言すれば、電動モータ５０に対する
負荷トルクを一定にし、この電動モータ５０の回転数を
一定に保つことで、電動モータ５０をその仕事率が大き
い範囲でのみ、有効に働かせることができる。

【００３７】なお、本実施例では調圧油路７１の途中に
油溜め３６に接続するリリーフ弁７３を設け、他方の油
室６５内に過大な油圧が供給されないように配慮してい
る。また、背圧油路７０および調圧油路７１には、上述
した可変容量形の油ポンプ４９の脈動の発生を防止して
その作動を円滑に行わせるため、それぞれ固定絞り７４
が介装されている。

【００３８】従って、車両が直進している場合などのよ
うに、操舵ハンドルが中立位置にある図１に示す状態で
は、スプール３２の弁体３８が圧縮コイルばね４４のば
ね力によって段付き孔２７の段部３７に当接し、油供給
室３９と油給排室４０とが非連通状態となる。このた
め、可変容量形の油ポンプ４９によって油溜め３６から
圧油供給路４８に圧送される作動油は、アキュムレータ
５２に蓄圧されるに止まり、ライン圧は圧力スイッチ５
１によって所定圧に保持される。また、ポペット３０に
はポペットドライバ２３によるスプール３２側への付勢
力が作用していないため、排油案内通路４６内の作動油
の液圧が高い場合には、ポペット３０がポペットドライ
バ２３側に押圧され、パワーシリンダ１１内のシリンダ
室１３Ｌ,１３Ｒと油溜め３６とが給排油路４１, 油給
排室４０, 連通孔４５, 排油案内通路４６, 排油室３
４, 排油路３５を介して連通状態となる。

【００３９】次に、車両を例えば左旋回させるために操
舵ハンドルを左回りに操作すると、その操舵力がピニオ
ン軸１５のピニオンを介してピストンロッド１２のラッ
クに伝達される。この操舵ハンドルの操作に対して所定
以上の操舵反力が発生すると、ピニオン軸１５が操舵方
向と反対側、つまり図１に示す中立状態から右方向に変
位し、ポペットドライバ２３を図１中、右側へ摺動させ
る。この結果、ポペット３０の弁体４７がスプール３２
に当接して排油案内通路４６を塞ぎ、さらに圧縮コイル
ばね４４のばね力に抗してスプール３２Ｒを油給排室４
０Ｒ側に押し出す。これにより、段付き孔２７の段部３
７と弁体３８との当接状態が解除され、油供給室３９Ｒ
と油給排室４０Ｒとが連通状態となり、圧油供給路４８
からのライン圧が給排油路４１Ｒを介してシリンダ室１
３Ｒに供給される。一方、反対側のスプール３２Ｌの弁
体３８は、圧縮コイルばね４４のばね力によって段付き
孔２７の段部３７に当接し、油供給室３９Ｌと油給排室
４０Ｌとが非連通状態に保持されたままとなる。また、
ポペット３０はその両端部の差圧によってポペットドラ
イバ２３側へ押し戻されているため、排油室３４Ｌと排
油案内通路４６および連通孔４５を介して油給排室４０
Ｌとが連通状態となっている。

【００４０】このようにして、パワーシリンダ１１のシ
リンダ室１３Ｒ内へのライン圧の供給に伴い、シリンダ
室１３Ｌ内の作動油が給排油路４１Ｌから油給排室４０
Ｌ,連通孔４５, 排油案内通路４６, 排油室３４Ｌを通
って排油路３５により油溜め３６へ戻され、ピストン１
４がピストンロッド１２と共に図１中、左方に付勢され
て操舵助力が発生する。そして、この操舵反力に対応し
た操舵助力の発生により、ピニオン軸１５も図１中、左
回り回転し、ポペットドライバ２３の摺動方向に沿った
ピニオン軸１５の位置ずれが解消され、図１に示す元の
中立状態に復帰する。

【００４１】また、車両を右旋回させるために操舵ハン
ドルを右回りに操作した場合には、左右の弁ホルダ２６
内のポペット３０およびスプール３２の動きが全く逆に
なるだけであり、シリンダ室１３Ｌ内へのライン圧の供
給に伴い、シリンダ室１３Ｒ内の作動油が給排油路４１
Ｒから油給排室４０Ｒ, 連通路４４, 排油案内通路４
６, 排油室３４Ｒを通って排油路３５により油溜め３６
へ戻され、ピストン１４がピストンロッド１２と共に図
１中、右方に付勢されて操舵助力が発生する。そして、
この操舵反力に対応した操舵助力の発生により、ピニオ
ン軸１５も図１中、右回り回転し、ポペットドライバ２
３の摺動方向に沿ったピニオン軸１５の位置ずれが解消
され、図１に示す元の中立状態に復帰する。

【００４２】つまり、操舵反力によってピニオン軸１５
が受け金１８と共にポペットドライバ２３の摺動方向と
平行な方向に変位すると、この変位を解消するようにシ
リンダ室１３Ｌ, １３Ｒの何れか一方にライン圧が供給
され、このライン圧によってピストンロッド１２が強制
的に操舵方向に押し出されるため、わずかな操舵力で操
舵操作を行うことができる。この場合、ポペットドライ
バ２３およびポペット３０の移動に伴ってスプール３２
が油給排室４０側に押し込まれると、この油給排室４０
内にスプール３２を押し返す方向に油圧反力が発生す
る。そして、圧縮コイルばね４４のばね反力と前記油圧
反力との和が、ポペットドライバ２３を押す力と等しく
なると、圧縮コイルばね４４のばね力によってふたたび
スプール３２がポペット３０側に押し戻され、油給排室
４０と油供給室３９とを非連通状態に戻してしまうこと
となる。つまり、ドライバーによる操舵トルクの増加に
応じたライン圧がパワーシリンダ１１のシリンダ室１３
Ｌ, １３Ｒに供給されるようになっている。

【００４３】このようにして、車両の旋回動作に伴って
パワーシリンダ１１のピストン１４が移動し、作動油が
消費されることによりライン圧は低下する。そして、こ
のライン圧が圧力スイッチ５１の下限設定値以下まで低
下したとき、電動モータ５０が通電状態となり、可変容
量形の油ポンプ４９から作動油が吐出されてライン圧が
再び昇圧し、アキュムレータ５２に蓄圧される。ここ
で、可変容量形の油ポンプ４９が始動した時点でのライ
ン圧は、車両の運転状態に応じて低圧状態から高圧状態
まで変化している。このため、制御装置５５は圧力セン
サ５３によって検出されるライン圧に比例して電磁弁６
９に対する通電量を制御し、電動モータ５０がその仕事
率の大きい領域でのみ有効に働くように、背圧油路７０
および調圧油路７１の差圧を制御し、ポンプシリンダ５
６に対するカムリング５８の偏心量を調整する。

【００４４】このようにして、ライン圧が圧力スイッチ
５１の上限設定値以上に昇圧した時点で、電動モータ５
０に対する通電が停止し、可変容量形の油ポンプ６２が
停止する。

【００４５】本実施例では、電磁弁６９を可変絞りとし
て用い、その上流側と下流側とで差圧を発生させ、この
差圧を可変容量形の油ポンプ４９のポンプ吐出量制御手
段、すなわちポンプシリンダ５６に対するカムリング５
８の偏心量を調整するための制御シリンダ６３の制御ピ
ストン６６に対する駆動力発生源として利用したが、カ
ムホルダ６０を機械的な駆動手段によって駆動するよう
にしても良い。また、上述した実施例では、可変容量形
の油ポンプ４９としてラジアルピストンポンプを採用し
たが、可変容量形のベーンポンプやアキシャルポンプを
使用することも可能である。

【００４６】なお、上述した実施例では圧油供給路４８
内の油圧を検出する圧力センサ５３を設け、この圧力セ
ンサ５３からの出力に応じて電磁弁６９に対する通電を
制御するようにしたが、電動モータ５０に流れる負荷電
流を検出し、この電流値に応じて電磁弁６９に対する通
電を制御することも可能である。

【００４７】このような本発明の別な実施例の概念を図
５に示し、その制御装置５５の部分の概略構成を図６に
示すが、先の実施例と同一機能の部材には、これと同一
の符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとす
る。

【００４８】すなわち、油供給室３９に臨む圧油供給路
４８には、油溜め３６からの作動油を油供給室３９側へ
圧送する可変容量形の油ポンプ４９が設けられており、
この可変容量形の油ポンプ４９のポンプシリンダ５６
（図３参照）には、当該ポンプシリンダ５６を駆動する
電動モータ５０が連結されている。この電動モータ５０
は、圧油供給路４８の途中に設けられて当該圧油供給路
４８内の作動油の圧力（以下、これをライン圧と呼称す
る）が予め設定した所定値以下の場合に、電動モータ５
０を駆動させるための信号を出力する一方、予め設定し
た所定値以上の場合に電動モータ５０の駆動を停止させ
るための信号を出力する圧力スイッチ５１からの検出信
号に基づき、ライン圧が所定範囲に収まるように運転状
態と停止状態とが切り換えられるようになっている。ま
た、この電動モータ５０には、当該電動モータ５０に流
れる負荷電流値を検出してこれを制御装置５５に出力す
るための電流センサ７５が付設されている。

【００４９】前記圧油供給路４８の途中には、油供給室
３９側から順に蓄圧用のアキュムレータ５２と、油供給
室３９側から作動液が可変容量形の油ポンプ４９側へ逆
流するのを防止する逆止め弁５４とが組み込まれてお
り、電流センサ７５によって検出された電流値は、可変
容量形の油ポンプ４９の吐出量を制御するための制御装
置５５に出力される。

【００５０】この制御装置５５の部分の概略構成を表す
図６に示すように、電流センサ７５からの検出信号は、
制御装置５５のインタフェース回路５５ａからマイクロ
コンピュータ５５ｂに読み込まれ、ここで電磁弁６９に
対する制御電流値が算出され、ラダー抵抗などのＤ／Ａ
変換器５５ｃによってアナログの制御電流値に変換し、
電流検出用抵抗５５ｄによる電位差とマイクロコンピュ
ータ５５ｂからの制御電流値とをオペアンプ５５ｅにて
比較し、トランジスタ５５ｆを制御することにより、電
流センサ７５によって検出される負荷電流値に比例した
電流を電磁弁６９に供給するようになっている。つま
り、電動モータ５０に流れる負荷電流値が大きくなるほ
ど大きな電流を電磁弁６９に供給し、これを駆動するこ
とによってライン圧の如何に拘らず、電動モータ５０の
仕事率が常に一定に保持されるように、ポンプシリンダ
５６に対するカムリング５８の偏心量が調整されるよう
になっており、この操作は電動モータ５０によるポンプ
シリンダ５６の回転速度とは関係なく行われる。換言す
れば、電動モータ５０に対する負荷トルクを一定にし、
この電動モータ５０の回転数を一定に保つことで、電動
モータ５０をその仕事率が大きい範囲でのみ、有効に働
かせることができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の請求項１の構成に対応したパワ
ーステアリング装置によると、電動モータによって駆動
されるポンプシリンダを有すると共にこのポンプシリン
ダの回転数に関係なく作動油の吐出量を変更し得るポン
プ吐出量制御手段を具えた可変容量形の油ポンプを採用
する一方、油ポンプと圧力制御弁とを接続する圧油供給
路内の油圧を検出する圧力センサを設け、この圧力セン
サによって検出された油圧に応じて油ポンプからの作動
油の吐出量をポンプ吐出量制御手段にて制御するように
したので、電動モータをその効率が最も良い範囲のみで
使用することが可能となるため、この電動モータやアキ
ュムレータの小型化が可能となり、これらの軽量化によ
る省エネ化、ならびに電動モータに対する駆動電流を小
さくできることと相俟って低コスト化を達成することが
できる。

【００５２】また、本発明の請求項２の構成に対応した
パワーステアリング装置によると、圧力センサによって
検出された油圧に応じて圧油供給路の絞り量を制御する
可変絞りを具え、この可変絞りよりも油ポンプ側の圧油
供給通路内の油圧と圧力制御弁側の圧油供給通路内の油
圧との差圧を利用してポンプ吐出量制御手段を駆動する
ようにしたので、小型の可変絞りを使用することが可能
となり、製造コストを低減させることができる。

【００５３】さらに、本発明の請求項３の構成に対応し
たパワーステアリング装置によると、圧力センサによっ
て検出された油圧が低圧の場合、ポンプ吐出量制御手段
は油ポンプからの作動油の吐出量が多くなるように制御
するようにしたので、電動モータをその効率が最も良い
範囲のみで使用することが可能となるため、この電動モ
ータやアキュムレータの小型化が可能となり、これらの
軽量化による省エネ化、ならびに電動モータに対する駆
動電流を小さくできることと相俟って低コスト化を達成
することができる。

【００５４】一方、本発明の請求項４の構成に対応した
パワーステアリング装置によると、電動モータによって
駆動されるポンプシリンダを有すると共にこのポンプシ
リンダの回転数に関係なく作動油の吐出量を変更し得る
ポンプ吐出量制御手段を具えた可変容量形の油ポンプを
採用する一方、電動モータに流れる電流値を検出する電
流センサを設け、この電流センサによって検出された電
流値に応じて油ポンプからの作動油の吐出量をポンプ吐
出量制御手段にて制御するようにしたので、電動モータ
をその効率が最も良い範囲のみで使用することが可能と
なるため、この電動モータやアキュムレータの小型化が
可能となり、これらの軽量化による省エネ化、ならびに
電動モータに対する駆動電流を小さくできることと相俟
って低コスト化を達成することができる。

【００５５】また、本発明の請求項５の構成に対応した
パワーステアリング装置によると、電流センサによって
検出された電流値に応じて圧油供給路の絞り量を制御す
る可変絞りを具え、この可変絞りよりも油ポンプ側の圧
油供給通路内の油圧と圧力制御弁側の圧油供給通路内の
油圧との差圧を利用してポンプ吐出量制御手段を駆動す
るようにしたので、小型の可変絞りを使用することが可
能となり、製造コストを低減させることができる。

【００５６】さらに、本発明の請求項６の構成に対応し
たパワーステアリング装置によると、電流センサによっ
て検出された電流値が大きい場合、ポンプ吐出量制御手
段は油ポンプからの作動油の吐出量が多くなるように制
御するようにしたので、電動モータをその効率が最も良
い範囲のみで使用することが可能となるため、この電動
モータやアキュムレータの小型化が可能となり、これら
の軽量化による省エネ化、ならびに電動モータに対する
駆動電流を小さくできることと相俟って低コスト化を達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパワーステアリング装置の一実施
例の概略構造を表す断面図である。

【図２】図１に示した実施例における油圧制御弁の部分
の抽出拡大断面図である。

【図３】図１に示した実施例における可変容量形の油ポ
ンプの概略構造を表す断面図である。

【図４】図１に示した実施例における制御装置の概念を
示す制御ブロック図である。

【図５】本発明によるパワーステアリング装置の他の実
施例の概略構造を表す断面図である。

【図６】図５に示した実施例における制御装置の概念を
示す制御ブロック図である。

【符号の説明】

１１ パワーシリンダ １３, １３Ｌ, １３Ｒ シリンダ室 ２５ 油圧制御弁（圧力制御弁） ４８ 圧油供給路 ４９ 可変容量形の油ポンプ ５０ 電動モータ ５１ 圧力スイッチ ５２ アキュムレータ ５３ 圧力センサ ５４ 逆止め弁 ５５ 制御装置 ６９ 電磁弁（ポンプ吐出量制御手段） ７５ 電流センサ ７６ 弁駆動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 康史 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータによって駆動される油ポンプ
   とパワーシリンダとの間を連通する流路に圧力制御弁を
   設けると共にこの圧力制御弁と油ポンプとの間の圧油供
   給路に前記圧力制御弁への流れのみを許容する逆止め弁
   を設け、前記圧力制御弁と前記逆止め弁との間の閉区間
   にアキュムレータを設けて油圧を蓄圧し、弁駆動手段を
   介して前記圧力制御弁を操舵力に応じて操作すると共
   に、前記閉区間内の油圧を圧力センサにて検出し、所定
   圧力まで下がった時に前記電動モータを作動させ、所定
   圧力まで上がった時に前記電動モータを停止するように
   したパワーステアリング装置において、 前記油ポンプは回転数に関係なく吐出量を変更し得るポ
   ンプ吐出量制御手段を有する可変容量形の油ポンプであ
   り、前記圧力センサによって検出された油圧に応じて前
   記ポンプ吐出量制御手段を制御する制御装置を具えたこ
   とを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記ポンプ吐出量制御手段は、前記制御
   装置の出力信号に応じて前記圧油供給路の絞り量を制御
   する可変絞りを有し、この可変絞りよりも上流側の前記
   圧油供給通路内の油圧と下流側の前記圧油供給通路内の
   油圧との差圧に応じて前記可変容量形の油ポンプの吐出
   量を制御することを特徴とする請求項１に記載したパワ
   ーステアリング装置。
3. 【請求項３】 前記制御装置は、前記圧力センサによっ
   て検出された油圧が低圧の場合、前記可変容量形の油ポ
   ンプからの作動油の吐出量が多くなるように前記ポンプ
   吐出量制御手段を制御することを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載したパワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 電動モータによって駆動される油ポンプ
   とパワーシリンダとの間を連通する流路に圧力制御弁を
   設けると共に、この圧力制御弁と油ポンプとの間の圧油
   供給路に前記圧力制御弁への流れのみを許容する逆止め
   弁を設け、前記圧力制御弁と前記逆止め弁との間の閉区
   間にアキュムレータを設けて油圧を蓄圧し、弁駆動手段
   を介して前記圧力制御弁を操舵力に応じて操作すると共
   に、前記閉区間内の油圧を圧力センサにて検出し、所定
   圧力まで下がった時に前記電動モータを作動させ、所定
   圧力まで上がった時に前記電動モータを停止するように
   したパワーステアリング装置において、 前記電動モータに流れる電流値を検出する電流センサを
   具えると共に、前記油ポンプは回転数に関係なく吐出量
   を変更し得るポンプ吐出量制御手段を有する可変容量形
   の油ポンプであり、前記電流センサによって検出された
   電流値に応じて前記ポンプ吐出量制御手段を制御する制
   御装置を具えたことを特徴とするパワーステアリング装
   置。
5. 【請求項５】 前記ポンプ吐出量制御手段は、前記制御
   装置の出力信号に応じて前記圧油供給路の絞り量を制御
   する可変絞りを具え、この可変絞りよりも上流側の前記
   圧油供給通路内の油圧と下流側の前記圧油供給通路内の
   油圧との差圧に応じて前記可変容量形の油ポンプの吐出
   量を制御することを特徴とする請求項４に記載したパワ
   ーステアリング装置。
6. 【請求項６】 前記制御装置は、前記電流センサによっ
   て検出された電流値が大きくなるに連れ、前記可変容量
   形の油ポンプからの作動油の吐出量が多くなるように前
   記ポンプ吐出量制御手段を制御することを特徴とする請
   求項４または請求項５に記載したパワーステアリング装
   置。