JPH0930435A - 動力舵取装置における流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アシストの必要がない低負荷時においては制御
弁に供給する流量を低減して省エネルギ化を達成し、ま
た高速走行時にハンドル操作によって負荷圧が上昇した
場合でも制御弁に供給する流量を増大復帰させないよう
して、省エネルギ化のさらなる向上と、高速走行時にお
けるハンドルの手応え感が得られるようにする。 【構成】低負荷時においては流量調整弁のばね室を低圧
側に連通させステアリング操作により圧力上昇する負荷
圧に応動してばね室と低圧側との連通を遮断する負荷圧
感応弁を備え、この負荷圧感応弁の可変絞りを電気的信
号に応じて作動する電磁弁によって強制的に開口状態に
拘束できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に使用される
動力舵取装置における流量制御装置に関するもので、特
に、低負荷時にポンプから制御弁に供給される流量を低
減して省エネルギ化を図った動力舵取装置における流量
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ハンドルを操作していない低負荷時にポ
ンプから制御弁に供給される流量を低減して省エネルギ
化を図った動力舵取装置における流量制御装置は、例え
ば特開平６−８８４０号公報に記載されているように公
知である。かかる流量制御装置においては、流量調整弁
のばね室と低圧側との間に、負荷圧に応じて絞り開度が
変化される負荷圧感応弁を設け、低負荷時においては、
負荷圧感応弁を介して流量調整弁のばね室を低圧側に開
放して制御弁に供給される流量を低減させ、省エネルギ
化を達成している。

【０００３】そして、ステアリング操作に伴う負荷圧の
上昇に応じて負荷圧感応弁の絞り開度を縮小ないしは閉
止し、制御弁に供給する流量を増大復帰させるようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の流量制御装置
においては、低負荷時においては制御弁に供給する流量
を低減させ、ステアリング操作に伴う負荷圧の上昇によ
って制御弁に供給する流量を増大させるようになってい
るため、省エネルギ化を達成できるとともに、操舵時に
軽快な操舵を行い得る省エネポンプを得ることができる
効果がある。

【０００５】しかしながら、かかる省エネポンプにおい
ても、高速走行時や非操舵時においてはさらに改良でき
る余地があることが本発明者等によって見出された。す
なわち、上記した省エネポンプは、その機能上ステアリ
ング操作等に伴う負荷圧力の上昇により制御弁に供給す
る流量を増大復帰させて、パワーアシストに必要な流量
を制御弁に供給するようになっているが、高速走行時に
おいては、ハンドルの手応え感を得るため、ステアリン
グが操作された状態においても、制御弁に供給される流
量を減少状態に維持されることが望ましい。上記したよ
うにステアリング操作に伴って流量を復帰されてしまう
ため、省エネルギ化と高速安定性を両立させることが難
しい問題がある。

【０００６】また、ハンドルが操舵されないことが明ら
かな車両の停止状態等においては、もともとパワーアシ
ストに必要な流量を制御弁に供給すること自体不要であ
るが、低温時には作動油の粘性が高く、配管での圧損が
大きくなり、ステアリングが操作されていないにも関わ
らず、ステアリングが操作されたと同様な状態、すなわ
ちポンプ圧（負荷圧）が上昇する現象が生ずる。このた
めに非操舵状態であるにも関わらず、制御弁に供給する
流量が増大復帰され、省エネルギ化を妨げる問題があ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
を解決するためになされたもので、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流路に可
変絞りをそれぞれ設けた制御弁と、前記ポンプの吐出通
路中に設けられたメータリングオリフィスの前後差圧に
応じてバイパス通路を開閉し前記制御弁に供給する流量
を所定流量に制御する流量調整弁とを備え、この流量調
整弁のばね室を、低負荷時においては低圧側に連通さ
せ、ステアリング操作により圧力上昇する負荷圧に応動
して低圧側との連通を遮断する可変絞りを備えた負荷圧
感応弁を設けた動力舵取装置における流量制御装置にお
いて、電気信号に応じて作動され前記負荷圧感応弁の可
変絞りを開口状態に拘束する電磁弁を設けたものであ
る。

【０００８】

【作用】上記の構成により、操舵の中立状態において
は、負荷圧が低いので、負荷圧感応弁の可変絞りが開か
れ、この可変絞りを介して流量調整弁のばね室側が低圧
側に解放されて圧力が低下するため、ポンプより吐出さ
れた作動油はより多くポンプの吸入側に還流される。従
って、制御弁に供給される作動油の供給流量が減少さ
れ、エネルギー損失を低減できる。

【０００９】その状態でステアリング操作により負荷圧
が上昇すると、負荷圧感応弁が作動されて可変絞りを縮
小し、ついには閉塞される。これにより制御弁に供給さ
れる作動油の供給流量が最大供給流量まで増大され、ア
シスト作用に寄与する。しかしながら、高速走行時等に
おいては、電気信号により電磁弁が作動され、負荷圧感
応弁の可変絞りを開口状態に拘束保持するので、負荷圧
が上昇しても可変絞りが縮小されることがなく、制御弁
に供給される作動油の供給流量が減少される状態が持続
される。

【００１０】

【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、主として、自動車エンジンによって
駆動されるポンプ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、ハ
ンドル１３の回転により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
ータリ式の制御弁１４とによって構成されている。

【００１１】前記ポンプ１０のポンプハウジング１５に
は、図２に示すように弁収納穴１６が形成され、この弁
収納孔１６にポンプ１０の吐出ポートに連通する供給通
路１７とポンプ１０の吸入ポートに連通するバイパス通
路１８が弁収納孔１６の軸線方向に離間して開口されて
いる。前記弁収納孔１５の一端にはユニオン１９が液密
的に螺着され、このユニオン１９に前記制御弁１４の入
口ポートに通ずる送出口２０が開口されている。ユニオ
ン１９内にはメータリングオリフィス２１が形成され、
このメータリングオリフィス２１を介して前記供給通路
１７と送出口２０が連通されている。

【００１２】また、弁収納穴１６には流量調整用のバイ
パス弁２２が摺動可能に嵌合され、このバイパス弁２２
の一端にばね室２３が形成されている。ばね室２３には
バイパス弁２２をバイパス通路１８を閉止する方向に付
勢するばね２４が設けられている。前記ポンプハウジン
グ１５には、前記メータリングオリフィス２１通過後の
作動油を前記ばね室２３に導く連通路２５が形成されて
いる。連通路２５の途中には制御オリフィス２６が形成
され、この制御オリフィス２６を介してメータリングオ
リフィス２１の下流側の作動油がばね室２３に導かれ
る。これによってバイパス弁２２の両端には前記メータ
リングオリフィス２１の前後差圧が導入され、バイパス
弁２２はこの前後差圧を一定に維持するようにバイパス
通路１８の開度を調整するようになっている。上記した
メータリングオリフィス２１、バイパス弁２２およびば
ね２４により、流量調整弁２７を構成している。

【００１３】また前記ポンプハウジング１５には、弁収
納孔１５と平行に嵌挿穴３０が形成され、この嵌挿穴３
０に負荷圧感応弁３１が収容されている。かかる負荷圧
感応弁３１は、前記嵌挿穴３０に収納されるスリーブ部
材３２と、このスリーブ部材３２内に摺動可能に嵌挿さ
れたスプール弁３３と、このスプール弁３３の先端に固
着されたボール３４と、このボール３４が着座する弁座
３５に開口した内孔３６と、前記スプール弁３３を弁座
３５から離間する方向に付勢するばね３７とから構成さ
れている。なお、前記スリーブ部材３２は嵌挿穴３０に
嵌着された止め栓４１によって軸方向移動を拘束されて
いる。

【００１４】前記スプール弁３３の一端側には、ポンプ
ハウジング１５に形成した導入路４３を介して前記制御
オリフィス２６を通過する前の作動油が導入されるよう
になっている。また前記スプール弁３３の他端側、すな
わち前記内孔３６には、ポンプハウジング１５に形成し
た導入路４４を介して前記制御オリフィス２６を通過し
た後の作動油が導入されるようになっている。ここでス
プール弁３３の直径と弁座３５に形成した内孔３６の直
径との関係は、スプール弁３３のほうが内孔３６より僅
かに大きくなっており、これにより制御オリフィス２６
の上流側の圧力Ｐ１が作用されるスプール弁３３の一端
側の受圧面積Ａ１が大となり、制御オリフィス２６の下
流側の圧力Ｐ２が作用されるスプール弁３３の他端側、
すなわちボール３４の受圧面積Ａ２が小となる。

【００１５】これにより、スプール弁３３を弁座３５側
（図２の右方向）に押圧する推力Ｆ１は、Ｆ１＝Ｐ１×
Ａ１となり、それと反対の方向に押圧する推力Ｆ２は、
Ｆ２＝Ｐ２×Ａ２＋Ｆｓとなる。ここでＦｓはばね３４
のばね力を示す。そして、前記スプール弁３３に固着さ
れたボール３４と弁座３５との間で可変絞り４５が形成
され、この可変絞り４５の下流側はポンプハウジング１
５に形成した排出路４６を介して前記バイパス通路１８
に連通されている。そして前記可変絞り４５の開口面積
を変化させることにより、内孔３６に通ずる前記バイパ
ス弁２２のばね室２３の圧力を制御するようになってい
る。

【００１６】前記嵌挿穴３０の開口端には電磁弁５０が
螺着され、この電磁弁５０は電磁弁５０に印加される制
御電流に応じて変位される制御ロッド５１を備えてい
る。制御ロッド５１の先端は前記内孔３６内に挿通さ
れ、前記ボール３４に対峙している。電磁弁５０には車
速センサ５２からの車速信号が入力される電子制御装置
５３によって車速に応じた電流が印加され、車速が低い
状態においては制御ロッド５１をボール３４から離間し
た位置に後退させてボール３４の自由な運動を許容する
ようになっている。しかるに車速が高い状態においては
制御ロッド５１を一定量前進させてボール３４を弁座３
５から離間した位置に強制的に保持するようになってい
る。

【００１７】前記制御弁１４は、図１に簡略図示するよ
うに、ポンプ１０とパワーシリンダ１２の両油室とリザ
ーバ１１とにそれぞれ接続する流路にセンタオープン形
の可変絞りＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を設けた構成からな
っている。しかしながら、制御弁１４の構成はこれに特
定されるものではなく、各種構成の制御弁１４が適用可
能である。

【００１８】なお、図１中６０は前記バイパス弁２２内
に収納されたレリーフ弁を示し、このレリーフ弁６０は
前記バイパス弁２２のばね室２３の圧力が設定圧以上に
なったときに作動して圧力を前記バイパス通路１８に逃
がすものである。次に上述した構成に基づいて作動を説
明する。自動車エンジンによりポンプ１０が駆動される
と、作動油がポンプ１０の吐出ポートから供給通路１７
に吐出される。供給通路１７に吐出された作動油はメー
タリングオリフィス２１を経て送出口２０から制御弁１
４に供給される。また、作動油はメータリングオリフィ
ス２１を通過した後、連通路２５中の制御オリフィス２
６を介して流量調整弁２７のばね室２３に導入される。

【００１９】一方、メータリングオリフィス２１を通過
した作動油は導入路４３を介してスプール弁３３の一端
側に導入され、スプール弁３３を図２の右方向に押圧す
る油圧推力として作用する。同時に前記制御オリフィス
２６を通過した作動油は導入路４４を介して内孔３６内
に導入され、負荷圧感応弁３１のボール３４を図２の左
方向に押圧する油圧推力として作用する。

【００２０】操舵の中立状態においては、制御弁１４に
供給された作動油は可変絞りＶ１、Ｖ２より可変絞りＶ
３、Ｖ４を介してリザーバ１１に等分的に排出され、パ
ワーシリンダ１２の両油室は均等な低圧状態に保持され
る。この状態においては負荷圧（ポンプ圧）が低いの
で、負荷圧感応弁３１の両端に作用する油圧推力差は小
さく、ばね３７の作用によりＦ１（Ｐ１×Ａ１）＜Ｆ２
（Ｐ２×Ａ１＋Ｆｓ）の関係が成り立つ。従って、負荷
圧感応弁３１のスプール弁３３はばね３７の付勢力によ
り可変絞り４５を全開する左方端に保持され、この可変
絞り４５および排出路４６を介して流量調整弁２７のば
ね室２３が低圧側に解放される。従ってばね室２３から
低圧側にパイロット流量がリークされてばね室２３の圧
力が低下するため、バイパス弁２２がバイパス通路１８
をより開く方向に移動され、ポンプ１０より吐出された
作動油はより多くバイパス通路１８にバイパスされ、ポ
ンプ１０の吸入側に還流される。従って、制御弁１４に
供給される作動油の供給流量は図４に示す流量Ｑ１まで
減少される。これにより、ポンプ動力のエネルギー損失
を低減できる。

【００２１】この状態より、ハンドル１３が回転操作さ
れると、ハンドル１３の回転方向に応じて、可変絞りＶ
１、Ｖ３と可変絞りＶ２、Ｖ４のいずれか一方が拡大さ
れ、他方が縮小されるため、負荷圧が上昇してパワーシ
リンダ１２の両油室に差圧が発生する。この負荷圧がＰ
１まで上昇すると、負荷圧感応弁３１の受圧面積差によ
り、負荷圧感応弁３１の両端に作用する油圧推力差が増
大してばね３７のばね力に打ち勝ち、Ｆ１（Ｐ１×Ａ
１）＞Ｆ２（Ｐ２×Ａ２＋Ｆｓ）の関係になる。これに
より負荷圧感応弁３１のスプール弁３３がばね３７に抗
して図２の右方向へ移動し、可変絞り４５を縮小する。
さらに、負荷圧がＰ２まで上昇して左右推力差が増大す
ると、ついには可変絞り４５が閉塞されるに至る。従っ
て流量調整弁２７のばね室２３から可変絞り４５を介し
てバイパス通路１８にリークされるパイロット流量が０
になる。これにより、流量調整弁２７のばね室２３の圧
力が増大されるため、バイパス弁２２がバイパス通路１
８を絞る方向に変位され、制御弁１４に供給される作動
油の供給流量は図４に示す最大供給流量Ｑ２まで増大さ
れ、アシスト作用に寄与する。

【００２２】ところで、高速走行時においては、車速セ
ンサ５２によって検出された車速信号に応じて電子制御
装置５３が電磁弁５０を作動し、図３に示すように制御
ロッド５１を前進変位させてボール３４およびスプール
弁３３を可変絞り４５が全開する位置に拘束保持する。
従って高速走行時において、ステアリング操作による負
荷圧の上昇により、上記した油圧推力差が増大しても、
負荷圧感応弁３１のスプール弁３３がばね３７に抗して
移動することがなく、可変絞り４５の開口状態が持続さ
れる。これにより高速走行時においては、ステアリング
操作により負荷圧が上昇しても、図４の一点鎖線で示す
ように制御弁１４に供給される作動油の供給流量が増大
復帰されることがなく、制御弁１４に供給される作動油
の流量の低減作用が引き続き維持される。これによりハ
ンドルの手応え感を得ることができるとともに、ポンプ
動力のエネルギー損失の低減効果を持続できる。

【００２３】この際、車速に応じて可変絞り４５の開口
状態に差を持たせることもできる。すなわち、高速走行
時においては電磁弁５０によって可変絞り４５を全開状
態に制御し、中速走行時においては電磁弁５０によって
可変絞り４５を半開状態に制御するようにすれば、中速
走行時には負荷圧の上昇に伴って可変絞り４５を半開位
置まで縮小できるようになり、これによって制御弁１４
に供給される作動油の供給流量を図４の２点鎖線で示す
ように低速走行時の半分程度まで流量復帰させることが
できるようになる。

【００２４】図５は本発明の他の実施例を示すものであ
る。先の実施例においては、負荷圧感応弁３１を受圧面
積を持たせて制御オリフィス２６前後の差圧により作動
させるようにしたが、この実施例においては、負荷圧感
応弁３１を負荷圧によって直接作動させるようにしたも
のである。図５において、７０は負荷圧感応弁３１のス
プール弁を示し、このスプール弁７０の一端側はメータ
リングオリフィス２１の下流側に連通され、またスプー
ル弁７０の他端側はリザーバ１１に連通されている。ス
プール弁７０の他端側にはスプール弁７０を一端側に向
けて付勢するばね７１が介挿され、これによりスプール
弁７０は負荷圧に応じた油圧推力とばね７１の付勢力と
の差によって変位する。

【００２５】前記スプール弁７０にはスリット７２が形
成され、このスリット７２と前記流量調整弁２７のばね
室２３に通ずる環状溝７３とにより可変絞り７５を構成
し、この可変絞り７５を介して流量調整弁２７のばね室
２３とリザーバ１１とが適宜連通するようになってい
る。すなわち、負荷圧が低い状態においては、スプール
弁７０がばね７１の付勢力により摺動端に保持されて可
変絞り７５を全開しており、負荷圧がばね７１の付勢力
に打ち勝つとスプール弁７０を変位させて可変絞り７５
を縮小させ、終には閉止するようになっている。

【００２６】７６は電磁弁を示し、この電磁弁７６は高
速走行時には制御ロッド７７を前進させてスプール弁７
０を可変絞り７５が全開される位置に拘束保持し、低速
走行時には制御ロッド７７を後退させてスプール弁７０
の変位を拘束しないようにしている。かかる実施例にお
いても、負荷圧感応弁３１が負荷圧によって直接作動さ
れる以外は、先に述べた実施例と同様の作用を行い得
る。

【００２７】図６は本発明のさらに他の実施例を示すも
ので、電磁弁５０を車速に応じた電気信号により作動さ
せる代わりに、ハンドルの非操舵状態を検出するセンサ
の電気信号により作動させるようにし、先の実施例と同
様にボール３４を押動して可変絞り４５を強制的に開口
状態に拘束し、負荷圧上昇時においても流量を復帰しな
いようしたものである。

【００２８】図６において、６０，６１はハンドルの非
操舵状態を検出するためのセンサ、例えばブレーキセン
サとトルクセンサを示し、ブレーキセンサ６０はサイド
ブレーキの作動状態を検出してサイドブレーキが作動状
態にあるとき電子制御装置５３に検出信号を出力し、ま
たトルクセンサ６１はハンドルトルクを検出してハンド
ルトルクが０のとき電子制御装置５３に検出信号を出力
するようになっている。電子制御装置５３は、ブレーキ
センサ６０あるいはトルクセンサ６１からの検出信号に
基づいて電磁弁５０を作動させ、制御ロッド５１により
ボール３４を押動して可変絞り４５を強制的に開口状態
に拘束する。

【００２９】すなわち、パワーアシストを必要としない
非操舵状態においても、低温時においては作動油の粘性
の影響により配管での圧損が大きくなり、ポンプ圧が上
昇する。そしてポンプ圧の上昇により上記した負荷圧の
上昇時と同様に流量が増大復帰してしまい、省エネルギ
効果を損なうことになる。しかるにこの実施例において
は、車両の非操舵状態においては、電磁弁５０を作動さ
せて制御ロッド５１によりボール３４を押動して可変絞
り４５を強制的に開口状態に拘束することにより、例え
作動油の粘性が高い低温時においても、ポンプ１０より
吐出された作動油の大半をバイパス通路１８よりバイパ
スさせるようにし、制御弁１４に供給される作動油の流
量を極力減少させ、省エネルギ効果を向上させるもので
ある。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、低負荷時に
おいては流量調整弁のばね室を低圧側に連通させステア
リング操作により圧力上昇する負荷圧に応動してばね室
と低圧側との連通を遮断する負荷圧感応弁を備え、アシ
ストの必要がない低負荷時においては制御弁に供給する
流量を低減させるようにしたので、省エネルギ化を達成
できるようになり、またステアリング操作に伴う負荷圧
の上昇によって制御弁に供給する流量を増大させるよう
にしたので、ハンドル操作時においては軽快な操舵を行
い得る効果がある。

【００３１】しかも本発明は、負荷圧感応弁の可変絞り
を電気的信号に応じて作動する電磁弁によって強制的に
開口状態に拘束するようにしたので、例えば高速走行時
に適用した場合には、高速走行時にハンドル操作によっ
て負荷圧が上昇した場合でも制御弁に供給する流量の低
減状態を持続させることができ、これによって省エネル
ギ化の向上と、高速走行時におけるハンドルの手応え感
が得られる効果が期待でき、また車両の非操舵時に適用
した場合には、低温時において配管の圧損が大きな状態
においても、制御弁に供給する流量が増大復帰すること
がなく、省エネルギ化を向上できる効果がある。

【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における流
量制御装置の全体構成図である。

【図２】流量制御装置の詳細を示す図１のＢ部詳細断面
図である。

【図３】図２の作動状態を示す図である。

【図４】負荷圧に対する供給流量特性を示すグラフであ
る。

【図５】本発明の他の実施例を示す負荷圧感応弁の概略
図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１０ ポンプ １１ リザーバ １２ パワーシリンダ １４ 制御弁 １５ ポンプハウジング １７ 供給通路 １８ バイパス通路 ２１ メータリングオリフィス ２２ バイパス弁 ２３ ばね室 ２７ 流量調整弁 ３１ 負荷圧感応弁 ３３ スプール弁 ３４ ボール ３７ ばね ４５ 可変絞り ５０ 電磁弁 ５１ 制御ロッド ５２ 車速センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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流路に可変絞りをそれぞれ設
   けた制御弁と、前記ポンプの吐出通路中に設けられたメ
   ータリングオリフィスの前後差圧に応じてバイパス通路
   を開閉し前記制御弁に供給する流量を所定流量に制御す
   る流量調整弁とを備え、この流量調整弁のばね室を、低
   負荷時においては低圧側に連通させ、ステアリング操作
   により圧力上昇する負荷圧に応動して低圧側との連通を
   遮断する可変絞りを備えた負荷圧感応弁を設けた動力舵
   取装置における流量制御装置において、電気信号に応じ
   て作動され前記負荷圧感応弁の可変絞りを開口状態に拘
   束する電磁弁を設けたことを特徴とする動力舵取装置に
   おける流量制御装置。
2. 【請求項２】 前記電磁弁は、車速に応じた電気信号に
   より作動され、車速が高いときに前記負荷圧感応弁の可
   変絞りを開口状態に拘束するようになっている請求項１
   に記載の動力舵取装置における流量制御装置。