JPH07267117A - 動力舵取装置の流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】動力舵取装置の無負荷時においては、サーボ弁
への供給流量を低減して省エネルギ化を図り、負荷時に
おいては、サーボ弁への供給流量をパワーアシストに必
要な流量まで段階的に増加して、ハンドル操舵力の変化
を運転者に感じさせることがないようにする。 【構成】流量制御弁の計量オリフィスの下流側に通ずる
室をリザーバ側に接続するバイパス流路を設け、このバ
イパス流路に異なる負荷圧に応じて絞り面積が縮小変化
される複数の負荷圧感応バルブを並列的に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動力舵取装置の無負荷
時においては、ポンプからサーボ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の流量制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の動力舵取装置の流量制御装置と
して、特開平６−８８４０号公報に記載されたものが知
られている。このものによれば、流量制御弁の計量オリ
フィスの下流側に通ずる室をリザーバ側に接続するバイ
パス流路を設け、このバイパス流路に設けた負荷圧感応
弁により、動力舵取装置の無負荷時においては、ポンプ
からサーボ弁に供給される流量を低減して省エネルギ化
を図り、負荷時においては、サーボ弁に供給される流量
をパワーアシストに必要な流量まで増加するようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した動力舵取装置
の流量制御装置によれば、動力舵取装置の無負荷時にお
いて省エネルギ効果が得られる利点があるが、無負荷時
の低減流量をあまり大きくすると、負荷時にパワーアシ
ストに必要な流量まで増加する際の変化量が大きくな
り、これがために、操舵フィーリングに影響を及ぼす恐
れがでてくる。従って、無負荷時においては、ポンプか
らサーボ弁に供給する流量の低減量に制約を生ずるとい
う問題があった。

【０００４】

【課題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、ポンプから動力舵取
装置のサーボ弁に供給される作動油を計量オリフィスの
前後の圧力差に応じて所定流量に制御する流量制御弁を
備えた動力舵取装置の流量制御装置において、前記流量
制御弁の前記計量オリフィスの下流側に通ずる室をリザ
ーバ側に接続するバイパス流路を設け、このバイパス流
路に異なる負荷圧に応じて絞り面積が縮小変化される複
数の負荷圧感応バルブを並列的に設けたものである。

【０００５】

【作用】上記した構成により、ポンプから吐出された作
動油は、計量オリフィスの前後の圧力差に応じて作動す
る流量制御弁により所定流量に制御され、動力舵取装置
のサーボ弁に供給される。ところで、直進走行時や停止
時のような無負荷時においては、複数の負荷圧感応バル
ブの可変絞りが最大量開口され、ポンプより吐出された
一定流量の圧油は、複数の負荷圧感応バルブの可変絞り
よりリザーバ側にリークされ、動力舵取装置のサーボ弁
に供給される流量が減少される。これにより省エネルギ
化が達成される。

【０００６】しかして、ハンドル操舵に伴って負荷圧が
上昇すると、複数の負荷圧感応バルブの各可変絞りの開
口面積が順次縮小され、動力舵取装置のサーボ弁に供給
される流量がパワーアシストに必要な流量まで順次増加
され、アシスト作用に寄与する。

【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において、１０は自動車エンジンによって駆動
されるポンプ、１１はポンプ１０の吐出流量を制御する
流量制御弁、１２は動力舵取装置のサーボ弁、１３は操
舵トルクをアシストするパワーシリンダを示す。

【０００８】前記ポンプ１０の吐出ポート１５は、サー
ボ弁１２の入口ポート１６に通ずる供給流路１７に接続
されている。前記流量制御弁１１は、供給流路１７中に
配置された計量オリフィス１８と、この計量オリフィス
１８の前後の圧力差に応じてバイパスポート１９を開閉
するバイパス弁２０を備え、このバイパス弁２０はスプ
リング２１によりバイパスポート１９を閉止する方向に
押圧されている。しかしてバイパスポート１９はポンプ
１０の吸入ポート２２に接続されている。

【０００９】前記計量オリフィス１８の下流側に接続さ
れたバイパス弁２０の低圧側ポート２３には、バイパス
流路２４を介してリザーバ２５が接続されている。バイ
パス流路２４中には異なる負荷圧に感応して作動する２
つの負荷圧感応バルブ２９，３０が並列に配置されてい
る。かかる負荷圧感応バルブ２９，３０は、後述するス
プリングのばね荷重を除いて同じ構成をなしているの
で、以下負荷圧感応バルブ２９の具体的構成について説
明する。

【００１０】すなわち、前記負荷圧感応バルブ２９は、
前記ポンプ１０のハウジングに形成されたバルブ孔に摺
動可能に嵌挿されたバイパススプール３１と、このバイ
パススプール３１とバルブ孔との間に形成されバイパス
スプール３１の摺動に応じて絞り面積が変化される可変
絞り３２と、前記バイパススプール３１を可変絞り３２
を開口する方向に付勢するスプリング３３と、このスプ
リング３３に対向するバイパススプール３１の一端側に
前記供給流路１７中の作動油を導入する導入ポート３４
とによって構成されている。ここで可変絞り３２の一端
は前記バイパス弁２０の低圧側ポート２３側に、他端は
後述するバイパスコントロールバルブ３５を介してリザ
ーバ２５側に接続されている。

【００１１】前記負荷圧感応バルブ３０も同様に構成さ
れ、前記負荷圧感応バルブ２９と異なる点は、バイパス
スプール３１Ａを可変絞り３２Ａを開口する方向に付勢
するスプリング３３Ａのばね荷重が、負荷圧感応バルブ
２９側のスプリング３３のばね荷重よりも高い荷重に設
定されていることである。上記した負荷圧感応バルブ２
９，３０により、ステアリングホィールが中立状態のと
き、すなわち負荷圧が低い状態においては、両バルブ２
９，３０の可変絞り３２，３２Ａは、図２および図３で
示すように絞り面積Ａ０，Ｂ０で全開されているが、導
入ポート３４，３４Ａより導入される供給流路１７中の
作動油の圧力（負荷圧）が上昇し、まずその負荷圧がス
プリング３３のバイアスより高くなる（Ｐ１）と、その
負荷圧に応じて可変絞り３２の絞り面積を縮小し始め、
ついには閉止する。次いで負荷圧がさらに上昇してスプ
リング３３Ａのバイアスより高くなる（Ｐ２）と、その
負荷圧に応じて可変絞り３２の絞り面積を縮小し始め、
ついには閉止するようになっている。

【００１２】前記バイパス流路２４の負荷圧感応バルブ
２９，３０の下流側には、バイパスコントロールバルブ
３５が配置されている。このバイパスコントロールバル
ブ３５は、前記供給流路１７より導入ポート３６に導入
される負荷圧に応じて絞り面積が縮小される可変絞り３
７を有している。すなわち、バイパスコントロールバル
ブ３５は、バイパス流路２４との間で可変絞り３７を構
成するスプール３８を摺動可能に備え、このスプール３
８はスプリング３９により通常可変絞り３７を最大量開
口する摺動端に保持されている。

【００１３】なお、図中４１は供給流路１７中に配置さ
れた高圧ゴムホース、４２は負荷圧の上限を設定するレ
リーフ弁を示す。上記した構成の本実施例においては、
ポンプ１０より吐出された作動油は計量オリフィス１８
の作用によりその前後に圧力差ΔＰを発生させる。エン
ジンの回転数が上昇してポンプ１０の吐出流量が増加す
ると、前記圧力差ΔＰが増大し、バイパス弁２０がスプ
リング２１に抗して変位される。これによってバイパス
ポート１９が開口され、余剰の作動油がポンプ１０の吸
入ポート２２にバイパスされ、供給流路１７にパワーア
シストに必要な一定流量Ｑ２の作動油が送出され、これ
がサーボ弁１２に供給される。

【００１４】ところで、自動車の直進走行時、停車時の
ような無負荷時においては、負荷圧感応バルブ２９，３
０の可変絞り３２，３２Ａが一定の絞り面積Ａ０，Ｂ０
で開口されているため、バイパス弁２０の低圧側ポート
２３が可変絞り３２，３２Ａを介してリザーバ２５に連
通され、バイパス弁２０の低圧側ポート２３側の室の圧
力が低下される。これによってバイパス弁２０はバイパ
スポート１９をより開口する方向に変位され、その結
果、供給流路１７に送出される作動油の流量は図４に示
すように流量Ｑ０まで低減される。従って無負荷時にお
いては省エネルギ効果が達成される。

【００１５】しかる状態で、ハンドルを操舵すると、サ
ーボバルブ１２の作動に伴って供給流路１７中の負荷圧
が上昇する。この負荷圧がまず一方の負荷圧感応バルブ
２９のスプリング３３のバイアスより高くなる（Ｐ１）
と、バイパススプール３１がスプリング３３に抗して変
位される。これにより図２に示すように可変絞り３２が
縮小されてついには閉止されるようになり、供給流路１
７に送出される作動油の流量は図４で示すようにＱ１ま
で増加される。

【００１６】さらに負荷圧がＰ２まで上昇すると、今度
は他方の負荷圧感応バルブ３０のバイパススプール３１
Ａがスプリング３３Ａに抗して変位される。これにより
図３に示すように可変絞り３２Ａが縮小されてついには
閉止されるようになり、供給流路１７に送出される作動
油の流量は図４に示すようにパワーアシストに必要な流
量Ｑ２まで増加される。

【００１７】なお、負荷圧が上昇すると、この負荷圧に
応じてバイパスコントロールバルブ３５のスプール３８
がスプリング３９に抗して変位され、可変絞り３７の絞
り面積を縮小するため、負荷圧の上昇に伴って前記負荷
圧感応バルブ２９，３０の可変絞り３２，３２Ａの上流
側圧力が上昇しても、リザーバ２２に流出される流量が
一定に保持され、負荷圧の上昇に影響されない流量制御
が可能となる。

【００１８】このように上記実施例によれば、バイパス
流路２４に負荷圧に応じて絞り面積が変化される負荷圧
感応バルブ２９，３０を設けたことにより、動力舵取装
置の無負荷時においては、サーボ弁１２への供給流量を
減少でき、省エネルギ効果を著しく向上することができ
るようになる。しかも、異なる負荷圧に感応する２つの
負荷圧感応バルブ２９，３０を設けたことにより、負荷
圧上昇時の流量増加を段階的に行えるようになるので、
負荷圧の上昇に伴う急激な流量の増加現象によってハン
ドルが急に軽くなることがなくなり、ハンドル操舵力の
変化を運転者にあまり感じさせることなく、省エネルギ
効果を達成できるようになる。このことはまた、動力舵
取装置の無負荷時におけるサーボ弁１２への供給流量を
より多く減少できることとなり、省エネルギ効果の一層
の向上を可能にできる。

【００１９】上記実施例においては、負荷圧感応バルブ
２９，３０の下流側にバイパスコントロールバルブ３５
を設けた例について述べたが、このバイパスコントロー
ルバルブ３５は省略することもできるものである。また
上記実施例においては、２つの負荷圧感応バルブ２９，
３０を並列に設けた構成について述べたが、３つ以上の
負荷圧感応バルブを用いて負荷圧の上昇に伴う供給流量
の増加をより段階的もしくは連続的に行うようにしても
よいものである。

【００２０】次に本発明の他の実施例を図５に基づいて
説明する。先の実施例においては、負荷圧感応バルブ２
９，３０を負荷圧とスプリング３３，３３Ａとの力関係
によって作動させるようにしたが、この実施例のもの
は、基本的には、バイパススプール１３１，１３１Ａの
両端の受圧面積に差を持たせるとともに、計量オリフィ
ス１８の下流側とバイパス弁２０の低圧側ポート２３と
を接続する流路中に設けた絞り１００前後の圧力をバイ
パススプール１３１，１３１Ａの両端にそれぞれ導入す
るように構成した負荷圧感応バルブ１２９，１３０によ
って可変絞り１３２，１３２Ａの絞り面積を制御するよ
うにしたものである。

【００２１】すなわち、バイパススプール１３１，１３
１Ａの絞り１００の上流側の受圧面積を同じＳＡとし、
バイパススプール１３１Ａの絞り１００の下流側の受圧
面積ボールポペットに作用する面積）をそれぞれＳＢ，
ＳＣ（但し、ＳＡ＞ＳＣ＞ＳＢ）とし、バイパススプー
ル１３１，１３１Ａに作用するスプリング１３３，１３
３Ａのばね荷重を同じＦとし、絞り１００の上流側圧力
をＰＡ、下流側圧力をＰＢとすると、負荷圧が低い状態
においては、２つの負荷圧感応バルブ１２９，１３０の
各可変絞り１３２，１３２Ａは、下記関係式、によ
り、ともに最大量開口されている。

【００２２】ＳＡ・ＰＡ−ＳＢ・ＰＢ＜Ｆ ＳＡ・ＰＡ−ＳＣ・ＰＢ＜Ｆ その状態で、負荷圧の上昇により、絞り１００前後の差
圧が所定圧以上になると、受圧面積差の大きい側の負荷
圧感応バルブ１２９のバイパススプール１３１が変位し
始め、可変絞り１３２が縮小されるようになる。すなわ
ち、前記の関係が下記のように変化する。

【００２３】ＳＡ・ＰＡ−ＳＢ・ＰＢ＞Ｆ さらに負荷圧が上昇して、絞り１００前後の差圧が大き
くなると、今度は受圧面積差の小さい側の負荷圧感応バ
ルブ１２９のバイパススプール１３１Ａが変位し始め、
可変絞り１３２Ａが縮小されるようになる。すなわち、
前記の関係が下記のように変化する。

【００２４】ＳＡ・ＰＡ−ＳＣ・ＰＢ＞Ｆ この実施例によれば、先の実施例と同様な省エネルギ効
果を得ることは勿論、スプリング１３３，１３３Ａのば
ね荷重を小さくできるとともに、負荷圧の上昇に伴う可
変絞り１３２，１３２Ａの変位を緩慢にでき、供給流量
の変化をよりなだらかにして操舵フィーリングを向上す
ることができる。

【００２５】なお、２つの負荷圧感応バルブ１２９，１
３０を異なる負荷圧で作動させる場合、上記した受圧面
積差に差をもたせる他、異なるスプリング荷重で各バイ
パススプールを付勢したり、バイパススプールの両端に
異なる絞りの前後圧を導くようにしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、バイパス流
路に異なる負荷圧に感応して絞り面積が変化される複数
の負荷圧感応バルブを並列に設けた構成であるので、動
力舵取装置の負荷時に、サーボ弁への供給流量をパワー
アシストに必要な流量までなだらかに増加でき、ハンド
ル操舵力の変化を運転者にあまり感じさせることなく、
省エネルギ効果を得ることができる効果がある。

【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の流量制御
装置の全体構成図である。

【図２】負荷圧に対する第１負荷圧感応バルブの可変絞
りの絞り面積の変化を示すグラフである。

【図３】負荷圧に対する第２負荷圧感応バルブの可変絞
りの絞り面積の変化を示すグラフである。

【図４】負荷圧に対する供給流量特性を示す図である。

【図５】本発明装置の他の実施例を示す動力舵取装置の
流量制御装置の全体構成図である。

【符号の説明】

１０ ポンプ １１ 流量制御弁 １２ サーボ弁 １３ パワーシリンダ １７ 供給流路 １８ 計量オリフィス ２０ バイパス弁 ２４ バイパス流路 ２５ リザーバ ２９，３０，１２９，１３０ 負荷圧感応バルブ ３２，３２Ａ，１３２，１３２Ａ 可変絞り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプから動力舵取装置のサーボ弁に供
   給される作動油を計量オリフィスの前後の圧力差に応じ
   て所定流量に制御する流量制御弁を備えた動力舵取装置
   の流量制御装置において、前記流量制御弁の前記計量オ
   リフィスの下流側に通ずる室をリザーバ側に接続するバ
   イパス流路を設け、このバイパス流路に異なる負荷圧に
   応じて絞り面積が縮小変化される複数の負荷圧感応バル
   ブを並列的に設けたことを特徴とする動力舵取装置の流
   量制御装置。