JPH0749268B2

JPH0749268B2 - 車両用油圧駆動装置

Info

Publication number: JPH0749268B2
Application number: JP61135803A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　　昌彦; 康弘堀内; 章高木
Original assignee: 日本電装株式会社
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPS62292568A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は車両用パワーステアリングの油圧ポンプを用い
て他の油圧モータを駆動する油圧駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から、１台の油圧ポンプからの吐出作動油を用い
て、パワーステアリング機構、及び冷却ファンと連結さ
れた油圧モータを駆動するものがUSP.3659567,4179888,
4446697などに知られている。例えばUSP3659567号に
は、この油圧ポンプの上流と下流を連通するバイパス通
路を設けるとともに、バイパス路にバイパスバルブが設
けられている。このバルブはパワーステアリング機構が
作動した時には、その機構に発生する前後差圧で開弁
し、パワーステアリング機構に優先的に作動油を供給す
るものである。

しかしながら従来のバイパスバルブは、単にパワーステ
アリング機構の操作と連動して開，閉するのみである、
このため、ハンドル操作後にバイパスバルブが開弁する
と、圧力差のある作動油がパワーステアリング機構に供
給されることがある。この時、パワーステアリング機構
は不連続な操舵力を発生するので、ハンドルを握る運転
者は、この作動にともないハンドル操舵力に不連続な違
和感を感じることになる。また逆にハンドルから手を離
すようにして、操舵力を急激に減少させると前記パイパ
スバルブが急激に閉弁し、油圧モータ側に再び作動油が
供給されることになる。このため、油圧モータが急速に
再始動する際に騒音が発生するという問題点を有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記問題点を解決することを目的とする油圧
駆動装置を提供する。すなわち、第１の目的は、ハンド
ル操舵時の操舵力の違和感を減少するに最適な油圧駆動
装置を提供することである。更に、第２にハンドル操舵
力が急激に減少したときに、油圧モータに供給される作
動油が急増して油圧モータや冷却ファンから発生する騒
音を減少するに最適な油圧駆動装置を提供することを目
的とする。また車両の冷却系の冷却負荷とパワーステア
リング機構に対応して、適切なバイパスバルブ制御を行
うことを目的とする。

〔構成および作動〕

上記目的を達成する為、本発明では油圧モータと並列に
バイパス通路を設け、このバイパス通路の流量をバイパ
スバルブで制御するようにする。更に、このバイパスバ
ルブの制御は制御手段で行うようにし、かつ、制御手段
はパワーステアリング機構のハンドル操舵力が増加する
時には、その操舵に略比例した流量のバイパス流量とな
るよう制御するようにする。若しくは、パワーステアリ
ング機構のハンドルと操舵力が減少する時には、所定の
時間的遅れをもってバイパス流量を徐々に減少させるよ
う制御するようにする。

〔発明の効果〕

上記構成とした事により、ハンドル操舵に違和感を与え
ることなく、パワーステアリング機構に用いる油圧ポン
プを用いて、他の機構を良好に駆動させることができ
る。

〔実施例〕

次に本発明の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図中、15は図示せぬエンジンによって回転駆動され
るベーン型，歯車式，ピストン型等の油圧ポンプ15であ
る。この油圧ポンプ15から、パワーステアリング装置
（以下P/S装置）16のパワーシリンダへ至る管路の途中
には、油圧によって回転駆動される、例えば歯車式，ベ
ーン型，ピストン型等の油圧モータ17が直列的に接続さ
れている。

また、油圧ポンプ15の吐出側には、リリーフ弁付の流量
制御弁26が設けられていて、エンジン・ポンプ回転数に
関係することなく一定の流量をP/S装置16又は油圧モー
タ17に供給する。油圧モータ17の回転駆動軸には、冷却
風を発生する冷却ファン18が一体に回転自在に連結され
ている。冷却ファン18により発生する冷却風の下流側に
エンジン冷却水を冷却する熱交換器であるラジエータ24
及びエアコン（A/C）用の冷媒を冷却する熱交換器であ
るコンデンサ25が、配設されている。

油圧モータ17と並列に、その上流と下流を結んで油圧モ
ータ17を迂回させて油圧を流通させるバイパス路Ａが形
成される。そして、このバイパス路Ａには流量制御弁と
して電磁比例弁27が設けられている。この制御弁27は、
電気制御手段（ECU）30からの電気信号に応じてバイパ
ス路Ａの流路面積を連続的に制御するものである。

ECU30は、ラジエータ24の冷却水温を検出する水温セン
サ28とA/C用コンデンサ25の冷媒圧力を検出する圧力セ
ンサ29との信号に基づいて、熱交換器の放熱負荷を判定
し、デューティー制御により連続的な電気信号を出力す
る。又、ステアリング・ホイール31には操舵角センサ、
操舵角速度センサ、操舵トルクセンサ等の操舵センサ32
が設けられている。この操舵センサ32の信号によってEC
U30が操舵の有・無と操舵トルクを判定し、その判定結
果に基づいて電磁比例弁27を制御する。

ECU30は、操舵の有りの時には熱交換器の放熱負荷の大
・小に関係なく優先的に電磁比例弁27を開とする信号を
発生する。またECU30は、操舵の無しの時には熱交換器
の放熱負荷の大・小に基づいて電磁比例弁27を制御し、
放熱負荷の大きいとき比例弁27を閉方向に、放熱負荷の
小のとき比例弁27を開方向にするように、デューティ比
（電磁比例弁27に通電される時間のON,OFFの時間対比）
を変化させて平均電流を制御する。これによりバイパス
路Ａを流れるバイパス流量、つまり油圧モータ17の回転
数が制御される。

ここで、ECU30は操舵有の信号を受けると、操舵センサ3
2からの信号により操舵力を求め、この操舵力に対応し
たデューティ比の信号を電磁比例弁27に送出する。これ
は第２図に示す様に操舵開始と同時に、操舵力が小さい
時は、ON時間の短いデューティ信号を発生する。また操
舵力が大きい時はON時間の長いデューティ信号を発生す
る。これにより、操舵開始と同時に、その操舵力に対応
したデューティ信号でもって第３図のごとく電磁比例弁
27を制御して開弁し第４図の如く、バイパス流量Q₁を制
御する。このため、電磁比例弁27は操舵力に対応した流
量をバイパス路Ａに流すので、パワーステアリング機構
16には適切な圧力の作動油が供給され、パワーステアリ
ング機構16は連続的に操舵作用をなす。したがって、ホ
イール（ハンドル）31を介して感じる運転者の操舵力は
連続的に変化することになり、電磁比例弁27の開弁にと
もなう不連続な操舵感覚、つまり違和感を感じることな
く安心して操舵することができる。

逆に、ハンドル31から手を離すようにして操舵力を開放
すると、ECU30はこれを判定し、電磁比例弁27への通電
を停止する。ただし、この時電磁比例弁27が急速に閉弁
すると、作動油が急激に油圧モータ17へ供給されて再始
動するため、騒音が発生する。このため、ECU30は操舵
センサ32から操舵力Ｔが減少したことを判別し（第５図
にてdT/dt＜０）第２図に示す様に所定時間t0の間だけ
電磁比例弁27への通電を徐々に減少させた後に、その通
電を停止することにより、比例弁27の急速な閉弁を防止
している。

上述の実施例において電磁切換弁27は、デューティ比に
より連続的にバイパス流量を制御するものであったが、
この電磁切換弁としては、ON,OFF通電に連動して開，閉
する開閉弁であってもよい。ただしこの時は、開閉弁の
開閉作動により、パワーステアリング機構に油圧脈動が
伝達し、操舵感覚に違和感が生じるため、この油圧脈動
を吸収する適切な容量のチャンバが必要となる。

次に、本発明の第２実施例を図面に基づいて説明する。

第７図は、この第２実施例を示す模式油圧回路図であ
る。

油圧ポンプ15からP/S装置16のパワーシリンダへ至る管
路の途中には、油圧によって回転駆動される油圧モータ
17が上述の第１実施例と同様に直列的に接続されてい
る。

第２実施例においては、油圧モータ17の回転駆動軸に、
冷媒圧縮用のコンプレッサ104が連結されている。コン
プレッサ104は、コンデンサ105,エキスパンションバル
ブ106,エバポレータ107等と共に構成される冷凍サイク
ルに於て、冷媒を圧縮吐出するものである。

第７図の油圧回路において、油圧ポンプ15の吐出側に
は、圧力制御弁付の流量制御弁26が設けられており、こ
の制御弁26はエンジン回転数，油圧ポンプ回転数が上昇
した場合、流量制御弁26の下流の流量Q₁をほぼ一定に制
御している。また、油圧モータ17を迂回させて作動油を
バイパスさせる第１バイパス路Ａ′，第２バイパス路Ｂ
が設けられており、この第１バイパス路Ａ′には、流量
制御手段として可変絞り弁109が設けられている。可変
絞り弁109は電磁手段であるソレノイド110によって、バ
イパス路Ａ′を流れる作動油の流量Q₂を連続的に制御
し、ソレノイド110の供給電流が増加するに伴なって、
流量Q₂を連続的に減少するように制御する。これによ
り、油圧モータ17に供給される流量Q₃が制御されるの
で、油圧モータ17の回転数はソレノイド110への供給電
流に伴って、第８図に示す様に連続的に上昇する。

第２バイパス路Ｂには、バイパス弁111が設けられてお
り、このバイパス弁111にはP/S装置16の上流圧力P₁をパ
イロット圧とし、パイロット圧P₁が所定圧力、例えば5k
g/cm²程度以上となると、バイパス弁111を開弁して第２
バイパス路Ｂの流量Q₄を増加させる。バイパス弁111
は、スプール弁であって、その切換作動時に第２バイパ
ス路Ｂの流量Q₄急変しないように、即ち第９図に示す様
に流量Q₄が零から、流量Q₀まで連続的に変化するよう
に、第10図に示す構造となっている。つまりバイパス弁
111のスプール111aの切換ランドにテーパ面111bが形成
されている。尚、第10図の各ポートi,ii,iiiは、第７図
各ポートと対応している。よって、P/S装置16が作動し
てパイロット圧P₁が上昇すると、バイパス弁111が第２
バイパス路Ｂの流量Q₄を増加し、優先的にP/S装置16に
作動油を供給する。このとき、第２バイパス路Ｂの流量
Q₄はテーパ面111bの作用により連続的に上昇するので、
操舵力が急変することなく、油圧モータ17からP/S装置1
6に円滑に切換えられる。

なお、ポートi,iiiの間に絞り111cを設けることによ
り、スプール111aの自励振動を抑制することができ、作
動の安定性が向上する。

さらに、絞り111cと並列に逆止弁111dを設けることによ
り、パイロット圧P₁が減少する際にスプール111aの戻り
時間的遅れを生じさせることができる。その結果、油圧
モータ17への供給流量が急増することを抑制し、騒音を
少なくできる。

電気制御手段（ECU）112は、コンプレッサ104に連動し
てコンプレッサが駆動中であるか否かを検出するコンプ
レッサスイッチ113とA/C用コンデンサ105の冷媒圧力を
検出する圧力センサ114,A/C用スイッチがONかOFFか検知
するA/Cスイッチ115の信号に基づいて、コンプレッサ10
4の駆動負荷を判定し、その負荷に応じて可変絞り弁109
のリニアソレノイド110の供給電流を制御する。

次に上記構成に基づいて、その作動を説明する。

ステアリングホイール31を操舵しない時であって、A/C
スイッチ115がONとなると、その信号に基づいてECU112
がソレノイド110に電流を供給し、可変絞り弁109がバイ
パス路Ａ′の流量Q₂を絞ると、油圧モータ17に供給され
る流量Q₃が増加して油圧モータ17,コンプレッサ104が回
転する。ここで、冷凍サイクルの冷房負荷が大きくなる
と、A/C用コンデンサ105の冷媒圧力が上昇するので、こ
れを検出する圧力センサ114又はコンプレッサスイッチ1
13の信号に基づいて、ECU112がソレノイド110の供給電
流を制御し、油圧モータ17に供給される流量Q₃を連続的
に変化させる。

この様な状況で操舵が行なわれると、P/S装置16の上流
圧力が急上昇する。ここで、バイパス弁111がない油圧
回路においては、油圧モータ17の上・下流の差圧とP/S
装置16の上流圧力との和が、流量制御弁26の設定圧力
（例えば75kg/cm²程度）となると、油圧ポンプ15からの
吐出圧油は圧力制御弁からリリーフされてしまうので、
P/S装置16への供給圧油が急減する。このためホイール3
1の操舵中に、操舵力が急上昇して違和感を生じる。

第７図のバイパス弁111は、このような状況を回避する
ためのものである。すなわちホイール31を操舵して、P/
S装置16の上流圧力であるパイロット圧P₁が所定圧力、
例えば5kg/cm²となると、バイパス路Ｂの流量Q₄を増加
させ、パイロット圧P₁が更に上昇して、例えば15kg/cm²
になった時、バイパス弁111が全開する。このとき、第
２バイパス路Ｂの流量Q₄は流量制御弁26によって制御さ
れる流量Q₀と等しくなって優先的にP/S装置16に供給さ
れる。これによって油圧モータ17への供給量Q₃は実質的
に零となるので、油圧モータ17の回転は一時的に停止
し、P/S装置16のパワーシリンダに供給される圧油によ
って車輪が操舵される。

一般的に操舵に要する時間は、短い場合で数秒間、長い
場合でも数十秒間である。また、冷凍サイクル中の冷媒
による熱容量は比較的大きいので、一時的にコンプレッ
サ104が停止しても数分間は、急激にエバポレータ107内
の温度が上昇することはないので、P/S装置16及びコン
プレッサ107の駆動用油圧モータ17が共に作動を必要と
する場合は、優先的に作動油をP/S装置16のみに供給
し、その間油圧モータ17へ供給圧油を一時的に停止して
も問題とならない。従って、一台の油圧モータ17でもっ
てコンプレッサ107の駆動用油圧モータ17とP/S装置16を
有効に駆動することができる。

なお、被駆動体はコンプレッサ104の代りにオルタネー
タ，パキュームポンプ，エアポンプ，空調用ファン等で
あってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の油圧回路を示す回路図、第
２図は第１図図示バイパスバルブの制御信号を示すグラ
フ、第３図は第１図図示装置のECUの操舵トルクと制御
電流との関係を示すグラフ、第４図は第１図図示装置の
操舵トルクのバイパス流量との関係を示すグラフ、第５
図は第１図図示装置の制御電流、操舵トルクの制御状態
を示すグラフ、第６図は第１図図示ECUの制御条件を示
すフローチャート、第７図は本発明の第２発明に係る装
置の油圧回路を示す回路図、第８図は第７図図示装置の
バイパスバルブ制御電源とモータ回転数との関係を示す
グラフ、第９図は第７図図示装置のパイロット圧とバイ
パス流量との関係を示すグラフ、第10図は第７図図示装
置のバイパスバルブを示す構成図である。 15……油圧ポンプ,16……パワーステアリング,17……油
圧モータ,27……バイパスバルブ,30……制御手段,A……
バイパス通路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両用エンジンにより駆動され作動油を吐
出する油圧ポンプと、この油圧ポンプからの作動油を受けハンドル操作にとも
なって作動するパワーステアリング機構と、このパワーステアリング機構と直列的に接続され前記油
圧ポンプからの作動油を受けて回転駆動される油圧モー
タと、この油圧モータと並列に配列されたバイパス通路と、このバイパス通路途中に配設されバイパス流量を連続的
に調節するバイパスバルブと、このバイパスバルブを前記パワーステアリング機構のハ
ンドル操舵力が増加する時にはその操舵に略比例した流
量の作動油がバイパス路を流れるように制御する制御手
段とを備えることを特徴とする車両用油圧駆動装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の車両用油圧駆
動装置において、前記制御手段はハンドル操舵を検出す
るハンドル操舵センサからの信号により操舵力を求め、
この操舵力に対応したバイパス流量とすべく制御信号を
前記バイパスバルブへ伝達することを特徴とする車両用
油圧駆動装置。
【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の車両用油圧駆
動装置において、前記油圧モータは車両用冷却ファンを
回転駆動し、前記制御手段は車両の冷却系の放熱負荷を
検出するセンサからの信号に基づいて適切なバイパス流
量とすべく前記バイパスバルブを制御し、かつ前記ハン
ドル操舵センサからの信号が入力されると、この信号に
基づいて優先的に操舵力に対応したバイパス流路とすべ
く前記バイパスバルブを制御することを特徴とする車両
用油圧駆動装置。
【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の車両用油圧駆
動装置において、前記バイパスバルブは前記パワーステ
アリング機構の上流圧力をパイロット圧として移動し
て、バイパス路面積を制御するスプールと、このスプー
ルに伝達される前記パイロット圧の導入通路に配設され
た絞りとを備えることを特徴とする車両用油圧駆動装
置。
【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の車両用油圧駆
動装置において、前記バイパスバルブは、前記絞りを並
列配設され一方の流れのみを許容する逆止弁を更に備
え、この逆止弁はスプールがバイパス路面積を増加する
方向へ移動するとき開弁して流れを許可し、減少する方
向へ移動する時は、閉弁することを特徴とする車両用油
圧駆動装置。
【請求項６】車両用エンジンにより駆動され作動油を吐
出する油圧ポンプと、この油圧ポンプからの作動油を受けハンドル操作にとも
なって作動するパワーステアリング機構と、このパワーステアリング機構と直列的に接続され前記油
圧ポンプからの作動油を受けて回転駆動される油圧モー
タと、この油圧モータと並列に配列されたバイパス通路と、このバイパス通路途中に配設されバイパス流量を連続的
に調節するバイパスバルブとを備え、前記バイパスバルブを前記パワーステアリング機構のハ
ンドル操舵力が減少する時には、所定の時間的遅れをも
ってバイパス流量を徐々に減少するように制御する制御
手段とを備えることを特徴とする車両用油圧駆動装置。
【請求項７】特許請求の範囲第６項記載の車両用油圧駆
動装置において、前記制御手段はハンドル操舵を検出す
るハンドル操舵センサからの信号により操舵力を求め、
この操舵力に対応したバイパス流量とすべく制御信号を
前記バイパスバルブへ伝達することを特徴とする車両用
油圧駆動装置。
【請求項８】特許請求の範囲第７項記載の車両用油圧駆
動装置において、前記油圧モータは車両用冷却ファンを
回転駆動し、前記制御手段は車両の冷却系の放熱負荷を
検出するセンサからの信号に基づいて適切なバイパス流
量とすべく前記バイパスバルブを制御し、かつ前記ハン
ドル操舵センサからの信号が入力されると、この信号に
基づいて優先的に操舵力に対応したバイパス流路とすべ
く前記バイパスバルブを制御することを特徴とする車両
用油圧駆動装置。
【請求項９】特許請求の範囲第６項記載の車両用油圧駆
動装置において、前記バイパスバルブは前記パワーステ
アリング機構の上流圧力をパイロット圧として移動し
て、バイパス路面積を制御するスプールと、このスプー
ルに伝達される前記パイロット圧の導入通路に配設され
た絞りとを備えることを特徴とする車両用油圧駆動装
置。
【請求項１０】特許請求の範囲第９項記載の車両用油圧
駆動装置において、前記バイパスバルブは、前記絞りを
並列配設され一方の流れのみを許容する逆止弁を更に備
え、この逆止弁はスプールがバイパス路面積を増加する
方向へ移動するとき開弁して流れを許可し、減少する方
向へ移動する時は、閉弁することを特徴とする車両用油
圧駆動装置。