JPH0529586B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 操作ハンドルで作動でき中立位置で還流を生
じる操舵弁、作動シリンダ、自動車エンジンで駆
動される第１のポンプ、および走行に応じて駆動
され前記第１のポンプが停止した際に油の供給を
受け持つ定容量の第２のポンプを持つた自動車の
液圧式パワーステアリング装置おいて、前記第１
のポンプが可変容量ポンプであり、前記操舵弁１
が入口溝１１と前記入口溝１１の両側に形成され
たシリンダ溝１６，１７を有し、操舵に応じて前
記入口溝１１が前記シリンダ溝１６，１７の一方
に切り換え接続されるように入口制御縁１２，１
３が形成され、前記操舵弁１の中立位置における
前記入口制御縁１２，１３の開口断面積が、前記
第２のポンプの吐出量よつて前記第１のポンプ３
を零吐出量状態にするのに必要な制御圧を得るこ
とができるように設計され、前記第１のポンプが
平衡弁２７および制御配管２６を介して作動シリ
ンダ２３の高圧側圧力室２１，２２接続されて、
操舵時に前記第１のポンプ３の制御圧が前記作動
シリンダ２３の圧力室２１，２２の高圧側から得
られることを特徴とする自動車のパワーステアリ
ング装置。

２ 前記操舵弁１は、入口制御縁１２，１３にお
ける絞り断面積が減少する際に、該入口制御縁１
２，１３に対応する戻り制御縁１４，１５におけ
る制御断面積が増大するようになつたことを特徴
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 両方のポンプ３，４を操舵弁１に接続してい
る分岐配管７，８に、逆止弁２４，２５が組み込
まれていることを特徴とする請求の範囲第１項ま
た第２項に記載のパワーステアリング装置。

〔技術分野〕

第１および第２のポンプで作動するような請求
の範囲の上位概念部分に記載したパワーステアリ
ング装置は、例えばドイツ連邦共和国特許第
2731975号明細書で知られている。大形自動車が
第１のポンプの停止のために操舵できなくなる場
合、二重ポンプ運転が法律で定められている。こ
の場合、自動車は、例えば伝動装置出力軸で駆動
される第２のポンプ（非常操舵ポンプ）により、
惰走する自動車において確実に供給を受けること
ができる。周知のパワーステアリング装置はいわ
ゆる切り換え弁を有し、この切り換え弁は第１の
ポンプが故障した際にこのポンプを操舵液圧回路
から切り離し、非常操舵ポンプを投入する。第１
のポンプが十分運転できる場合、非常ポンプは待
機運転となり、液圧回路を維持するために必要な
所定の無負荷圧力の油量を循環させる。自動車の
運転中における第１のポンプの停止は滅多に起こ
らないので、非常ポンプの永続的な待機運転は連
続的なエネルギー損失を意味する。

〔発明の開示〕

本発明の目的は、大きな液圧作動容量で作動す
る大形の自動車に対し良好に利用できて、エネル
ギーが節約できる、二重ポンプ運転を行わせるこ
とにある。

この目的は請求の範囲第１項の特徴部分に記載
した手段によつて達成できる。

本発明に基づいてエンジンに応動する第１のポ
ンプは可変容量ポンプである。更に中立位置にお
ける操舵弁の入口制御縁の開口断面積は、非常操
舵運転にとつて必要な非常操舵弁ポンプの吐出量
により可変容量ポンプが零調整状態にされるよう
に設計されている。更に可変容量ポンプの制御の
ために作動シリンダの圧力配管の間に組み込まま
れた平衡弁が設けられ、この平衡弁は作動シリン
ダのそのときの作動側の圧力室を可変容量ポンプ
のストロークを決める制御素子に接続している。
走行方向を修正するためにゆつくりした操舵運動
が行われる場合、非常操舵ポンプは小さな走行速
度でも既に操舵装置の供給にとつて十分な吐出量
を与える。この場合、操舵弁において決められて
いる入口制御縁の開口断面積によつて、可変容量
ポンプの制御素子を零ストロークに調整する連続
圧力が形成される。パワーステアリング装置の通
常の作動範囲において、自動車が中速度および高
速度で走行する場合、一定した油量を供給する非
常操舵ポンプが必要な吐出量だけを請け負い、即
ち可変容量ポンプは零調整位置（零ストローク位
置）にある。しかし低速度において急カーブを走
行する場合、作動シリンダの中に非常操舵ポンプ
だけでは供給できない多量の油量が必要となる。
作動シリンダへの大きな流速のために可変容量ポ
ンプの制御素子において圧力降下が生ずる。この
圧力降下の高さに応じて制御素子がストロークを
増加ないし減少する方向に変位されて、補助的な
搬送量が用立てられる。即ち可変容器ポンプは、
走行状態が大きな液圧作動容量を必要とする場
合、油量供給に関与される。作動シリンダ内の圧
力が上昇すると、その都度供給されている圧力室
は平衡弁を介して可変容量ポンプの制御配管に接
続され、その制御素子は制御作用をする。

自動車エンジンによつて駆動される可変容量ポ
ンプは、自動車の速度に応動する非常操舵弁ポン
プが全くあるいは十分なパイロツト流を供給でき
ない場合、自動車の停止状態あるいは非常に小さ
な走行速度において必要な吐出量を供給する。

上述の装置は、両方のポンプがパワーステアリ
ング装置の油供給のために利用されるという利点
を有している。可変容量ポンプはピーク零要を賄
うために必要とされるだけであるので、この可変
容量ポンプは小形にできる。周知のパワーステア
リング装置において単に無負荷運転する非常操舵
ポンプは、本発明に基づく装置の場合補助的な作
動機能を有している。更に表示計（圧力および
量）によつて非常操舵ポンプの連続的な準備完了
状態ないし摩耗状態を監視することができる。本
発明に基づくパワーステアリング装置は従来に比
べて単純に構成され、僅かな構造部品を必要とす
るだけである。

【図面の簡単な説明】

第１図は部分的に断面図で示された操舵弁を持
つたパワーステアリング装置の油圧回路図、 第２図は操舵弁を略図で示した第１図の油圧回
路図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

第１図において、図示してないハンドルは例え
ば軸方向スライド弁として形成された操舵弁１に
接続され、この操舵弁１は周知のように操舵運動
に同期して動かされる。操舵弁１には自動車エン
ジン２によつて駆動される第１のポンプ３および
走行に応じて駆動される第２のポンプ４が接続さ
れている。以下非常操舵ポンプとも呼ぶこの第２
のポンプ４、定容量ポンプであり、伝動装置出力
軸に、あるい車輪５で示したように軸駆動装置に
連結され、走行速度に応じて線形に上昇する油量
を供給する。両方のポンプ３，４は油槽６から圧
油を汲み上げ、分岐配管７，８および共通圧力配
管１０を介して操舵弁１の入口溝１１に供給す
る。操舵弁１の図示した中立位置において、入口
溝１１は開いている入口制御縁１２，１３および
開いている戻り制御縁１４，１５を介して油槽６
に連通している。入口制御縁と戻り制御縁との間
にシリンダ溝１６，１７が位置し、このシリンダ
溝１６，１７はシリンダ配管１８，２０を介して
作動シリンダ２３の圧力室２１，２２に接続され
ている。分岐配管７，８には逆止弁２４，２５が
組み込まれ、この逆止弁２４，２５の作用につい
ては後述する。

本発明に基づくエンジンに応動するポンプ３は
ストローク調整可能な容積形ポンプとして作られ
ている。調整可能な容積形ポンプは制御信号によ
つて例えば作動シリンダ２３の運動過程にとつて
必要な吐出量だけを供給する。その運動過程が終
了すると、即ち吐出流が不要になつた場合、ばね
力に抗して液圧で移動できる制御素子（例えばア
キシヤルピストンポンプの斜板）によつて、容積
室が零ストローク運転に調整される。この状態で
は、ポンプ３の内部漏洩による損失を補償するだ
けでよく、その補償のために、ポンプ３には比較
的低圧に制御された作動油が供給される。かかる
容積形ポンプの構造おび作用の詳細についてはド
イツ連邦共和国特許第2322890号明細書を参照さ
れたい。以下可変容量ポンプと呼ぶエンジンに応
動するポンプ３は制御配管２６を介して平衡弁２
７に接続されている。この平衡弁２７は両方のシ
リンダ配管１８と２０との間に組み込まれ、作動
シリンダ２３の、働らいている分の圧力室２１あ
るいは２２を可変容量ポンプ３の調整素子に接続
している。

操舵弁１の入口制御縁１２，１３の開口断面積
は、図示した中立位置において、非常操舵ポンプ
４により、配管７，８，１０内に制御圧が発生す
るような流路断面積を形成している。この制御圧
は、配管１０と制御配管２６との間に約12〜15バ
ールの差圧が生ずるように決められ、この差圧は
制御信号として制御素子に作用する。この場合、
可変容量ポンプ３のストロークは、吐出流が12〜
15バールの差圧を保つように調整されている。こ
の場合、制御配管２６および別の制御配管２８に
よつて、この差圧が可変容量ポンプ３の吐出量を
制御するための制御信号として用いられることを
意味している。制御配管２６，２８は周知のよう
に斜板の両側面に接続されている。

従つて、操舵弁１の中立位置において非常操舵
ポンプ４はパイロツト流を供給し、このパイロツ
ト流は入口制御縁１２，１３の絞られた開口断面
積を通過した後で戻り制御縁１４，１５および戻
り溝３０を介して油槽６に流出できる。

操舵位置において、非常操舵ポンプ４はパワー
ステアリング装置の通常の作動範囲において必要
な吐出量だけを、制御圧が前述の12〜15バールよ
り高い限りにおいて供給する。しかし非常に小さ
な走行速度で急カーブを走行する際、大きな操舵
速度で制御圧は大きな必要油量によつて低下す
る。この大きな必要油量を賄うために可変容量ポ
ンプ３の吐出量が有利に供給される。これは次の
ようして行われる。即ち操舵弁１の下側部分が右
に動かされると、入口制御縁１２における開口断
面積が大きくなり、その場合同時に戻り制御縁１
４の開口断面が絞られる。それによつて入口溝１
１とシリンダ溝１６との間の圧力降下が小さくな
り、即ち配管１０と制御配管２６との間の差圧が
小さくなる。この圧力低下は一方で分岐配管７お
よび制御配管２８を介して、他方では配管１８、
平衡弁２７および制御配管２６を介して可変容量
ポンプ３に伝えられ、その制御素子はそれに従つ
てばね力によつて吐出量を増やす方向に変位す
る。可変容量ポンプ３および非常操舵ポンプ４
は、いまや、シリンダ配管１８を介して圧力室２
１に流れ込む、瞬間的な吸収容量に相応した油量
を供給する。その結果、圧力室２１の圧力が上昇
するとともに、制御配管２６と配管１０または制
御配管２８との間の差圧が高くなる。この差圧の
上昇は、必要流量の低下を意味し、前述のように
して可変容量ポンプに伝えられることになる。従
つて可変容量ポンプの制御素子は、圧力の高さに
応じて少ない吐出量あるいは零ストローク位置に
戻される。この操舵過程において圧力室２２から
押し出される油量は、シリンダ配管２０、シリン
ダ溝１７、大きく開かれた戻り制御縁１５、孔３
１、別の孔３２および戻り溝３０を介して油槽６
に流れ出る。

自動車の停止状態において操舵のために必要な
吐出量は可変容量ポンプ３だけで与えられる。分
岐配管８に組み込まれた逆止弁２５は非常操舵ポ
ンプ４を通る圧油の流出を防止する。

走行中において可変容量ポンプ３が瞬間的に停
止した場合、分岐配管７に租み込まれた逆止弁２
４が可変容量ポンプ３を通る油損失を防止する。
この場合、非常操舵ポンプ４はその補助的な非常
操舵機能を請け負う。

１……操舵弁、２……自動車エンジン、３……
可変容量ポンプ、４……非常操舵ポンプ、５……
車輪、６……油槽、７，８……分岐配管、１０…
…共通圧力配管、１１……入口溝、１２，１３…
…入口制御縁、１４，１５……戻り制御縁、１
６，１７……シリンダ溝、１８，２０……シリン
ダ配管、２１，２２……圧力室、２３……作動シ
リンダ、２４，２５……逆止弁、２６……制御配
管、２７……平衡弁、２８……制御配管、３０…
…戻り溝、３１，３２……孔。