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JP3365447B2 - 動力舵取装置 - Google Patents

動力舵取装置

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JP3365447B2
JP3365447B2 JP11866394A JP11866394A JP3365447B2 JP 3365447 B2 JP3365447 B2 JP 3365447B2 JP 11866394 A JP11866394 A JP 11866394A JP 11866394 A JP11866394 A JP 11866394A JP 3365447 B2 JP3365447 B2 JP 3365447B2
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JP
Japan
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pump
load pressure
load
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JP11866394A
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JPH07323854A (ja
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恭輔 芳賀
幹夫 鈴木
義治 稲熊
豪哉 加藤
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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Priority to US08/452,699 priority patent/US5651423A/en
Priority to EP95108324A priority patent/EP0689985B1/en
Priority to DE69523214T priority patent/DE69523214T2/de
Publication of JPH07323854A publication Critical patent/JPH07323854A/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062—Details, component parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モータによって駆動さ
れるポンプを備えた油圧式の動力舵取装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】モータによって駆動されるポンプを備え
た油圧式の動力舵取装置として、特公平３−２９６２８
号公報に記載されたものがある。この公報に記載のもの
は、操舵負荷をモータの負荷電流によって検出し、この
負荷電流の検出によってポンプ駆動用モータを制御する
ようになっている。
【０００３】この種の動力舵取装置においては、ステア
リングホィールを操作していないときは、ポンプが低速
ないしは停止状態で駆動され、ポンプの駆動に費やされ
るエネルギを節減できる利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た構成のものにおいては、ポンプ駆動用モータの負荷電
流をフィードバックしてモータの回転速度を制御するこ
とにより、ポンプの吐出流量を制御するものであるた
め、モータを制御するための制御装置が複雑となり、コ
スト高となる問題がある。
【０００５】そこで本発明の目的は、ステアリング操作
に基づいて変化する負荷圧に応じてポンプから制御バル
ブに供給する流量を制御する動力舵取装置を提供するこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、モータ駆動装置によって駆動
されるモータと、このモータによって回転駆動され回転
速度に比例した流量の圧油を吐出するポンプと、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と、前
記ポンプ、パワーシリンダの両室およびリザーバとにそ
れぞれ接続され、ステアリング操作に基づいてポンプよ
り吐出された圧油をパワーシリンダの両室に給排する制
御バルブと、前記ポンプの吐出通路と低圧側との間に設
けられステアリングの中立時にポンプの吐出油を低圧側
にバイパスして前記制御バルブに供給される圧油の流量
を低減し、負荷圧の上昇に基づいて前記制御バルブに供
給される圧油の流量を増大する負荷圧感応バルブとを備
え、前記負荷圧感応バルブは、負荷圧が低いときに開口
され、負荷圧の上昇に基づいて閉止される可変絞りを備
え、この可変絞りを介してポンプの吐出油を低圧側にバ
イパスするようになっているとともに、前記可変絞りを
制御するスプールを備え、このスプールはスプリングに
より前記可変絞りを開口する側に付勢されるとともに、
このスプールの両端の受圧面積を異ならせ、受圧面積の
大きい一端側には前記負荷圧が直接作用され、受圧面積
の小さい他端側には前記負荷圧が絞りを介して作用され
ており、この絞り前後の差圧と受圧面積差により前記負
荷圧が上昇するにつれて前記スプリングの付勢力に抗し
て前記可変絞りを閉止するよう構成されているものであ
る。
【０００７】また、請求項２の発明は、車速を検出する
車速センサと、この車速センサにて検出された車速に応
じた回転速度で駆動されるモータと、このモータによっ
て回転駆動され回転速度に比例した流量の圧油を吐出す
るポンプと、ステアリング操作をパワーアシストするパ
ワーシリンダと、前記ポンプ、パワーシリンダの両室お
よびリザーバとにそれぞれ接続され、ステアリング操作
に基づいてポンプより吐出された圧油をパワーシリンダ
の両室に給排する制御バルブと、前記ポンプの吐出通路
と低圧側との間に設けられステアリングの中立時にポン
プの吐出油を低圧側にバイパスして前記制御バルブに供
給される圧油の流量を低減し、負荷圧の上昇に基づいて
前記制御バルブに供給される圧油の流量を増大する負荷
圧感応バルブとを備え、前記負荷圧感応バルブは、負荷
圧が低いときに開口され、負荷圧の上昇に基づいて閉止
される可変絞りを備え、この可変絞りを介してポンプの
吐出油を低圧側にバイパスするようになっているととも
に、前記可変絞りを制御するスプールを備え、このスプ
ールはスプリングにより前記可変絞りを開口する側に付
勢されるとともに、このスプールの両端の受圧面積を異
ならせ、受圧面積の大きい一端側には前記負荷圧が直接
作用され、受圧面積の小さい他端側には前記負荷圧が絞
りを介して作用されており、この絞り前後の差圧と受圧
面積差により前記負荷圧が上昇するにつれて前記スプリ
ングの付勢力に抗して前記可変絞りを閉止するよう構成
されているものである。
【０００８】
【作用】上記の構成により、請求項１の発明において
は、モータ駆動装置にて駆動されるモータによってポン
プが駆動され、ポンプよりモータの回転速度に比例した
流量の圧油が吐出される。無負荷時においては、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
出された圧油の一部は、負荷圧感応バルブの可変絞りよ
り低圧側にバイパスされ、制御バルブに供給される圧油
の流量が低減される。
【０００９】負荷圧力が上昇すると、負荷圧感応バルブ
の可変絞りの開口面積が縮小され、制御バルブへの流量
を増加する。また請求項２の発明においては、モータ駆
動装置にてモータが車速に応じた回転速度で駆動され、
ポンプより車速に応じた流量の圧油が吐出される。無負
荷時においては、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圧油の一部は、負荷圧
感応バルブの可変絞りより低圧側にバイパスされ、制御
バルブに供給される圧油の流量が低減される。
【００１０】負荷圧力が上昇すると、負荷圧感応バルブ
の可変絞りの開口面積が縮小され、制御バルブに供給さ
れる流量がそのときの車速に応じた流量まで増加され
る。
【００１１】
【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、モータ１０によって駆動されるポン
プ１１と、リザーバ１２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１３と、ステアリングホィ
ールの回転に応じて作動し前記ポンプ１１からパワーシ
リンダ１３に供給される圧油を絞り制御するロータリ式
制御バルブ１４を備えている。
【００１２】前記制御バルブ１４は、ポンプ１１の吐出
通路１５と、パワーシリンダ１３の両油室１３Ａ，１３
Ｂと、リザーバ１２とにそれぞれ接続する流路に形成さ
れる可変絞りＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を備え、これら可
変絞りＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の開口面積は、ステアリ
ング操作に応じて変化する。前記ポンプ１１の吐出通路
１５とリザーバ１２との間には、負荷圧感応バルブ２０
が設けられている。かかる負荷圧感応バルブ２０は、負
荷圧が低い状態においては、ポンプ１１の吐出通路１５
に吐出された圧油の一部を低圧側（リザーバ１２）にバ
イパスして前記制御バルブ１４に供給される流量を低減
し、負荷圧が高くなると、そのバイパスを停止してポン
プ１１の吐出通路１５に吐出された圧油の全量を前記制
御バルブ１４に供給するものである。
【００１３】図２は前記負荷圧感応バルブ２０の一例を
詳細図示したもので、この例においては負荷圧感応バル
ブ２０は、前記ポンプ１１のハウジング１１Ａに形成さ
れたバルブ孔２１に装着されるカートリッジにて構成さ
れている。すなわち、負荷圧感応バルブ２０は、バルブ
孔２１に嵌挿されたスリーブ２２と、このスリーブ２２
内に摺動可能に嵌挿されたスプール２３と、前記スリー
ブ２２の一端に嵌着されたリング状のシート２４と、前
記バルブ孔２１の開口端を閉塞する詰栓２５とからなっ
ており、前記シート２４は前記スプール２３の外径より
も僅かに小さな内径の開口２６を有している。
【００１４】前記スプール２３の一端には前記シート２
４の開口２６を開閉する円錐状のポペット２７が設けら
れ、このポペット２７とシート２４との間で制御絞り２
８が形成される。このポペット２７はシート２４との同
心性を確保するためスプール２３に対し半径方向に僅か
に変位可能となっている。これによって加工誤差、組付
誤差等によるスプール２３とシート２４との同心性に多
少のくるいがあっても、ポペット２７によってシート２
４の開口２６を確実に閉止できるようになっている。
【００１５】前記スプール２３とスリーブ２２との間に
は、ポペット２７をシート２４の開口２６より離間する
方向にスプール２３を付勢するスプリング２９が介挿さ
れている。このスプリング２９のばね力によりスプール
２３は通常図２に示す摺動端に保持され、前記制御絞り
２８を一定の開度に保っている。また前記ポンプ１１の
ハウジング１１Ａには、前記スプール２３の一端側のば
ね室３０にポンプ１１の吐出流体を直接導入する導入通
路３１と、前記シート２４の開口２６側に前記詰栓２５
に形成した切欠き２５Ａを介してポンプ１１の圧油をオ
リフィス３２を介して導入する導入通路３３と、この導
入通路３３に前記開口２６を介して連通され、前記ポペ
ット２７がシート２４の開口２６より離間された際に導
入通路３３より導入された圧油をリザーバ１２に排出す
る排出通路３４が設けられている。
【００１６】ここでスプール２３の外径をＡ１、シート
２４の開口２６の内径をＡ２（Ａ１＞Ａ２）、導入通路
３１，３３にそれぞれ導入される油圧をそれぞれＰ１，
Ｐ２、スプリング２９のばね荷重をＦとすると、スプー
ル２３は下記条件で釣合う。 Ａ１・Ｐ１＝Ａ２・Ｐ２＋Ｆ しかして、制御絞り２８が開口している状態において
は、Ｐ１とＰ２に差圧が発生するが、負荷圧が低いとき
は、その差圧は小さく、上記式は、下記関係となる。
【００１７】Ａ１・Ｐ１−Ａ２・Ｐ２＜Ｆ 逆に、負荷圧が高くなると、それに伴って油圧Ｐ１，Ｐ
２の差圧も大きくなり、上記式は、下記関係となる。 Ａ１・Ｐ１−Ａ２・Ｐ２＞Ｆ なお、負荷圧感応バルブ２０は、図２に示すものに限定
されるものではなく、上記したように負荷圧が低い状態
においては、ポンプ１１の吐出通路１５に吐出された圧
油の一部を低圧側（リザーバ１２）にバイパスし、負荷
圧が高くなるとそのバイパスを停止できる機能をもつも
のであればよいものである。
【００１８】図１中、３６は前記モータ１０を駆動する
モータ駆動装置を示す。このモータ駆動装置３６により
モータ１０に一定の電圧が印加され、モータ１０を一定
の回転速度で回転するようになっている。しかしなが
ら、かかるモータ１０によって駆動されるポンプ１１の
吐出通路１５に吐出される実際の流量は、負荷圧の上昇
に応じて図３に示すように漸減されるようになる。これ
は負荷圧の上昇に伴うポンプ駆動トルクの上昇とポンプ
１１の内部漏れの影響によるものである。
【００１９】上記した構成の本実施例においては、電源
の投入によりモータ駆動装置３６よりモータ１０に一定
の電圧が印加され、モータ１０の回転速度に応じた流量
の圧油がポンプ１１より吐出通路１５に吐出される。吐
出通路１５に吐出された圧油は制御バルブ１４に供給さ
れる。操舵の中立状態においては、負荷圧が低いので受
圧面積差をもった負荷圧感応バルブ２０のスプール２３
の両端に作用する差圧は小さく、上記関係式よりポペ
ット２７は図２に示すようにシート２４の開口２６より
離間されている。この状態においては、オリフィス３２
を介して導入通路３３に導入された圧油は、開口２６よ
り排出通路３４を介してリザーバ１２に排出され、その
結果、制御バルブ１４に供給される圧油の流量は図４に
示すように最低流量Ｑ２まで低減される。これにより中
立状態においては、制御バルブ１４での可変絞りによる
圧損が低減され、省エネルギ効果が得られるようにな
る。
【００２０】ステアリング操作により、制御バルブ１４
が作動されると、例えば一方の可変絞りＶ１，Ｖ４の開
口面積が拡大され、他方の可変絞りＶ２，Ｖ３の開口面
積が縮小される。これにより、ポンプ１１の吐出圧力、
すなわち負荷圧が徐々に上昇する。しかして負荷圧がＰ
１まで上昇すると、この負荷圧の上昇に伴うオリフィス
３２前後の差圧の増大と、スプール２３両端の受圧面積
差によってスプール２３に作用する推力差がスプリング
２９のバイアスより高くなり、スプール２３がスプリン
グ２９に抗してポペット２７によってシート２４の開口
２６が閉止される方向に変位され、制御絞り２８を縮小
する。さらに負荷圧が上昇すると、制御絞り２８が閉止
され、リザーバ１２にバイパスされる流量は０となる。
このようにして制御バルブ１４に供給される圧油の流量
は図３に示すように、前記最低流量Ｑ２から負荷圧の増
大に伴って最大流量Ｑ１近くまで増大され、アシスト作
用に寄与する。
【００２１】次に本発明の他の実施例を図５に基づいて
説明する。この実施例においては、負荷圧の上昇に伴っ
てポンプ１１の吐出流量が減少するのを利用して負荷圧
感応バルブを作動させるようにしたものである。図５に
おいて、４０は前記吐出通路１５中に設けられた固定絞
りを示し、この固定絞り４０前後の圧力に応動する負荷
圧感応バルブ５０が設けられている。かかる負荷圧感応
バルブ５０は、スプール５１を摺動可能に嵌挿したバル
ブ孔５２を有し、バルブ孔５２には、前記スプール５１
の両端に前記固定絞り４０前後の圧油をそれぞれ導入す
る導入通路５３，５４が開口されているとともに、前記
スプール５１の変位によって開閉される負荷圧導入通路
５５およびリザーバ１２に通ずる排出通路５６が開口さ
れ、負荷圧導入通路５５とスプール５１との間で可変絞
り５７が形成されるようになっている。
【００２２】前記固定絞り４０通過後の圧油が導入され
るスプール５１の一端側には、スプール５１を前記負荷
圧導入通路５５（可変絞り５７）を閉止する方向に付勢
するスプリング５８が介挿されている。この実施例によ
れば、操舵の中立状態においては、負荷圧が低いのでポ
ンプ１１より吐出される流量が多く、固定絞り４０前後
の差圧は図６に示すように大きくなる。従ってスプール
５１がスプリング５８の付勢力に抗して可変絞り５７を
開口する方向に変位され、この状態においては、負荷圧
導入通路５５に導入された圧油は可変絞り５７および排
出通路５６を介してリザーバ１２に排出され、その結
果、制御バルブ１４に供給される圧油の流量は先の実施
例と同様に最低流量Ｑ２（図４参照）まで低減される。
これにより中立状態においては、省エネルギ効果が得ら
れるようになる。
【００２３】ステアリング操作により、制御バルブ１４
が作動されると、負荷圧が上昇し、この負荷圧の上昇に
伴ってポンプ１１より吐出される流量が減少（図３参
照）するので、固定絞り４０前後の差圧は小さくなる。
従ってスプール５１がスプリング５８の付勢力によって
可変絞り５７を閉止する方向に変位され、制御バルブ１
４に供給される圧油の流量は先の実施例と同様に最大流
量Ｑ１近くまで増大される。
【００２４】次に本発明のさらに他の実施例を図７に基
づいて説明する。この実施例においては、負荷圧だけで
なく、車速によっても制御バルブ１４に供給する流量を
制御するようにしたものである。図７において、６０は
車速を検出する車速センサを示し、この車速センサ６０
にて検出された車速信号はモータ駆動装置６１に入力さ
れる。モータ駆動装置６１は入力された車速信号に応じ
てモータ１０に印加すべき電圧を制御し、図８に示すよ
うに、車速の上昇に応じてモータ１０の回転速度を低減
するようになっている。
【００２５】この実施例によれば、車速の上昇に応じて
モータ１０の回転速度が低減されるため、高速走行時に
おいては、低速走行時に比較して制御バルブ１４に供給
される流量が図９に示すように減少されるとともに、負
荷圧が低い状態においても前述したと同様に制御バルブ
１４に供給される流量が減少されるようになり、省エネ
ルギ効果がより高められる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、モータによ
って回転駆動されるポンプの吐出流量を、負荷圧が低い
ときには低圧側にバイパスして制御バルブに供給する流
量を低減するようにした構成であるので、アシスト力を
必要としないハンドル非操舵時において省エネ効果が得
られ、車両燃費を向上できる効果がある。
【００２７】しかも、省エネ効果を得るために、モータ
の回転数制御が不要であるので、流量制御システムのコ
ストを低減できる効果もある。また本発明は、モータに
よって回転駆動されるポンプの吐出流量を、負荷圧が低
いときには低圧側にバイパスして制御バルブに供給する
流量を低減するようにする構成に加えて、車速の上昇に
応じてモータの回転速度が低減するようにしたので、高
速走行時にも省エネ効果が得られ、車両燃費をより一層
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の全体構成
図
【図２】負荷圧感応バルブの詳細を示す図
【図３】負荷圧に対するポンプの吐出流量の関係を示す
図
【図４】負荷圧に対する制御バルブへの供給流量の関係
を示す図
【図５】本発明の他の実施例を示す動力舵取装置の全体
構成図
【図６】負荷圧に対する固定絞り前後の差圧の関係を示
す図
【図７】本発明のさらに別の実施例を示す動力舵取装置
の全体構成図
【図８】車速に対するモータへの印加電圧の関係を示す
図
【図９】負荷圧に対する制御バルブへの供給流量の関係
を示す図
【符号の説明】
１０ モータ １１ ポンプ １２ リザーバ １３ パワーシリンダ １４ 制御バルブ １５ 吐出通路 ２０、５０ 負荷圧感応バルブ ２３ スプール ２８、５７ 可変絞り ６０ 車速センサ ６１ モータ駆動装置６１
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−113988（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−53435（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−8840（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−22967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−18455（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−81593（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 5/00 - 5/32 B62D 6/00 - 6/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータ駆動装置によって駆動されるモー
    タと、このモータによって回転駆動され回転速度に比例
    した流量の圧油を吐出するポンプと、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と、前記ポンプ、
    パワーシリンダの両室およびリザーバとにそれぞれ接続
    され、ステアリング操作に基づいてポンプより吐出され
    た圧油をパワーシリンダの両室に給排する制御バルブ
    と、前記ポンプの吐出通路と低圧側との間に設けられス
    テアリングの中立時にポンプの吐出油を低圧側にバイパ
    スして前記制御バルブに供給される圧油の流量を低減
    し、負荷圧の上昇に基づいて前記制御バルブに供給され
    る圧油の流量を増大する負荷圧感応バルブとを備え、前
    記負荷圧感応バルブは、負荷圧が低いときに開口され、
    負荷圧の上昇に基づいて閉止される可変絞りを備え、こ
    の可変絞りを介してポンプの吐出油を低圧側にバイパス
    するようになっているとともに、前記可変絞りを制御す
    るスプールを備え、このスプールはスプリングにより前
    記可変絞りを開口する側に付勢されるとともに、このス
    プールの両端の受圧面積を異ならせ、受圧面積の大きい
    一端側には前記負荷圧が直接作用され、受圧面積の小さ
    い他端側には前記負荷圧が絞りを介して作用されてお
    り、この絞り前後の差圧と受圧面積差により前記負荷圧
    が上昇するにつれて前記スプリングの付勢力に抗して前
    記可変絞りを閉止するよう構成されていることを特徴と
    する動力舵取装置。
  2. 【請求項２】 車速を検出する車速センサと、この車速
    センサにて検出された車速に応じた回転速度で駆動され
    るモータと、このモータによって回転駆動され回転速度
    に比例した流量の圧油を吐出するポンプと、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と、前記ポ
    ンプ、パワーシリンダの両室およびリザーバとにそれぞ
    れ接続され、ステアリング操作に基づいてポンプより吐
    出された圧油をパワーシリンダの両室に給排する制御バ
    ルブと、前記ポンプの吐出通路と低圧側との間に設けら
    れステアリングの中立時にポンプの吐出油を低圧側にバ
    イパスして前記制御バルブに供給される圧油の流量を低
    減し、負荷圧の上昇に基づいて前記制御バルブに供給さ
    れる圧油の流量を増大する負荷圧感応バルブとを備え、
    前記負荷圧感応バルブは、負荷圧が低いときに開口さ
    れ、負荷圧の上昇に基づいて閉止される可変絞りを備
    え、この可変絞りを介してポンプの吐出油を低圧側にバ
    イパスするようになっているとともに、前記可変絞りを
    制御するスプールを備え、このスプールはスプリングに
    より前記可変絞りを開口する側に付勢されるとともに、
    このスプールの両端の受圧面積を異ならせ、受圧面積の
    大きい一端側には前記負荷圧が直接作用され、受圧面積
    の小さい他端側には前記負荷圧が絞りを介して作用され
    ており、この絞り前後の差圧と受圧面積差により前記負
    荷圧が上昇するにつれて前記スプリングの付勢力に抗し
    て前記可変絞りを閉止するよう構成されていることを特
    徴とする動力舵取装置。
JP11866394A 1994-05-31 1994-05-31 動力舵取装置 Expired - Fee Related JP3365447B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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