JPH05319293A - 油圧式パワーステアリングの油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用する電磁可変絞り弁の小型化及び低異
音，低振動化を図ること。 【構成】 当該油圧制御装置が、油圧供給源10と一方の
油室40L を接続する第１流路P1に設けられ他方への操舵
時に絞る第１可変絞りS1と、油圧供給源と他方の油室40
R を接続する第２流路P2に設けられ一方への操舵時に絞
る第２可変絞りS2と、一方の油室40L とリザーバ20を接
続する第３流路P3及び他方の油室40R とリザーバ20を接
続する第４流路P4にそれぞれ設けられ一方及び他方への
操舵時に絞る第３可変絞りS3及び第４可変絞りS4と、第
３流路に並列接続された第５流路P5に設けられ一方への
操舵時に閉じ他方への操舵時に開く第１切換弁V1と、第
４流路に並列接続された第６流路P6に設けられ一方への
操舵時に開き他方への操舵時に閉じる第２切換弁V2と、
第１切換弁と第２切換弁の下流に設けられ車速の増大に
応じて開口面積が順次小さくなる電磁可変絞り弁50を備
える構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等車両において
採用される油圧式パワーステアリングの油圧制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧式パワーステアリングの油圧制御装
置の一つとして、特開昭６３−１６６６５８号公報に
て、油圧供給源とパワーシリンダの一方の油室を接続す
る第１流路と、油圧供給源とパワーシリンダの他方の油
室を接続する第２流路と、パワーシリンダの一方の油室
とリザーバを接続する第３流路と、パワーシリンダの他
方の油室とリザーバを接続する第４流路と、第１流路及
び第４流路にそれぞれ設けられて一方への操舵時にトル
クに応じて開口面積が増大し他方への操舵時に減少する
第１可変絞り及び第４可変絞りと、第２流路及び第３流
路にそれぞれ設けられて一方への操舵時にトルクに応じ
て開口面積が減少し他方への操舵時に増大する第２可変
絞り及び第３可変絞りと、第３流路に並列接続されてパ
ワーシリンダの一方の油室とリザーバを接続する第５流
路と、第４流路に並列接続されてパワーシリンダの他方
の油室とリザーバを接続する第６流路と、第５流路に設
けられて一方への操舵時にトルクに応じて開口面積が増
大し他方への操舵時に減少する第５可変絞りと、第６流
路に設けられて一方への操舵時にトルクに応じて開口面
積が減少し他方への操舵時に増大する第６可変絞りと、
第５可変絞りに対して直列に設けられて設定車速未満で
は閉じ設定車速以上では車速の増大に応じて開口面積が
大きくなる電磁可変絞り弁と、第６可変絞りに対して直
列に設けられて設定車速未満では閉じ設定車速以上では
車速の増大に応じて開口面積が大きくなる電磁可変絞り
弁を備えたものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報の
油圧制御装置においては、パワーシリンダの操舵時に高
圧となる側の油室とリザーバを接続する第５または第６
流路の流れを同流路に設けた可変絞りと車速対応の電磁
可変絞り弁によって制御して操舵特性を車速に応じて可
変としているため、電磁可変絞り弁には高圧が作用し、
強度を確保するために電磁可変絞り弁が大きくなるとと
もに、異音，振動が発生しやすい。本発明は、上記した
問題に対処すべくなされたものであり、その目的は使用
する電磁可変絞り弁の小型化及び低異音，低振動化を図
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、当該油圧制御装置が、油圧
供給源とパワーシリンダの一方の油室を接続する第１流
路と、油圧供給源とパワーシリンダの他方の油室を接続
する第２流路と、パワーシリンダの一方の油室とリザー
バを接続する第３流路と、パワーシリンダの他方の油室
とリザーバを接続する第４流路と、第１流路に設けられ
て一方への操舵時にトルクに応じて開口面積が増大し他
方への操舵時に減少する第１可変絞りと、第２流路に設
けられて一方への操舵時にトルクに応じて開口面積が減
少し他方への操舵時に増大する第２可変絞りと、第３流
路に設けられて一方及び他方への操舵時にトルクに応じ
て開口面積が減少する第３可変絞りと、第４流路に設け
られて一方及び他方への操舵時にトルクに応じて開口面
積が減少する第４可変絞りと、第３流路に並列接続され
てパワーシリンダの一方の油室とリザーバを接続する第
５流路と、第４流路に並列接続されてパワーシリンダの
他方の油室とリザーバを接続する第６流路と、第５流路
に設けられて一方への操舵時に閉じ他方への操舵時に開
く第１切換弁と、第６流路に設けられて一方への操舵時
に開き他方への操舵時に閉じる第２切換弁と、第１切換
弁と第２切換弁の下流に設けられて車速の増大に応じて
開口面積が順次小さくなる電磁可変絞り弁を備える構成
とした。

【０００５】

【作用】本発明による油圧制御装置においては、一方へ
の操舵時、トルクに応じて第１可変絞りの開口面積が増
大するとともに第２，第３及び第４可変絞りの各開口面
積が減少し、また第１切換弁が閉じるとともに第２切換
弁が開くため、油圧供給源から第１可変絞りを通して流
入する作動油によってパワーシリンダの一方の油室内圧
力がトルクに応じて高圧となり、またパワーシリンダの
他方の油室から第２切換弁と電磁可変絞り弁を通してリ
ザーバに作動油が流れてパワーシリンダの他方の油室内
圧力が低圧となり、パワーシリンダの両油室間の差圧に
よってパワーアシスト力が得られる。しかして、電磁可
変絞り弁は車速の増大に応じて開口面積が順次小さくな
るため、パワーシリンダの他方の油室内圧力は車速の増
大に応じて高くなり、その結果、パワーシリンダの両油
室間の差圧が車速の増大に応じて減少してパワーアシス
ト力が減少する。

【０００６】また他方への操舵時には、トルクに応じて
第２可変絞りの開口面積が増大するとともに第１，第３
及び第４可変絞りの各開口面積が減少し、また第２切換
弁が閉じるとともに第１切換弁が開くため、油圧供給源
から第２可変絞りを通して流入する作動油によってパワ
ーシリンダの他方の油室内圧力がトルクに応じて高圧と
なり、またパワーシリンダの一方の油室から第１切換弁
と電磁可変絞り弁を通してリザーバに作動油が流れてパ
ワーシリンダの一方の油室内圧力が低圧となり、パワー
シリンダの両油室間の差圧によってパワーアシスト力が
得られる。このときにも、電磁可変絞り弁は車速の増大
に応じて開口面積が順次小さくなるため、パワーシリン
ダの一方の油室内圧力は車速の増大に応じて高くなり、
その結果、パワーシリンダの両油室間の差圧が車速の増
大に応じて減少してパワーアシスト力が減少する。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１及び図２は車両用の油圧式パワーステア
リング装置を示していて、このパワーステアリング装置
はエンジン（図示省略）によって駆動されるポンプ（油
圧供給源）１０とリザーバ２０を備えるとともに、ステ
アリングホイール３１の回転に応じて作動してポンプ１
０から周知のパワーシリンダ４０（ステアリング操作を
パワーアシストする）に供給される作動油を絞り制御す
るロータリ式制御弁３０と、この制御弁３０と協同して
パワーシリンダ４０の作動を絞り制御する電磁可変絞り
弁５０を備えている。

【０００８】制御弁３０は、ステアリングホイール３１
に連結されて一体的に回転するバルブシャフト３２（図
２に展開して示してある）と、この外周に同軸的に配設
されてパワーシリンダ４０によってパワーアシストされ
るステアリングリンケージ（図示省略）に連結されるバ
ルブボディ３３（図２に展開して示してある）と、各端
部にてバルブシャフト３２とバルブボディ３３にそれぞ
れ連結されて操舵トルクに応じて捩り変形しバルブシャ
フト３２とバルブボディ３３間に相対回転を生じさせる
周知のトーションバー（図示省略）と、これらを収容す
るバルブハウジング（図示省略）等によって構成されて
いて、バルブシャフト３２とバルブボディ３３間には、
制御部Ａと制御部Ｂと制御部Ｃが形成されている。

【０００９】制御部Ａは、ポンプ１０とパワーシリンダ
４０の左油室４０Ｌを接続する第１流路Ｐ１と、ポンプ
１０とパワーシリンダ４０の右油室４０Ｒを接続する第
２流路Ｐ２と、パワーシリンダの左油室４０Ｌとリザー
バ２０を接続する第３流路Ｐ３と、パワーシリンダの右
油室４０Ｒとリザーバ２０を接続する第４流路Ｐ４と、
第１流路Ｐ１に設けられて一方への操舵時（バルブシャ
フト３２がバルブボディ３３に対して図２の左方へ移動
する時）にトルクに応じて開口面積が増大し他方への操
舵時に減少する第１可変絞りＳ１と、第２流路Ｐ２に設
けられて一方への操舵時にトルクに応じて開口面積が減
少し他方への操舵時に増大する第２可変絞りＳ２と、第
３流路Ｐ３に設けられて一方及び他方への操舵時にトル
クに応じて開口面積が減少する第３可変絞りＳ３と、第
４流路Ｐ４に設けられて一方及び他方への操舵時にトル
クに応じて開口面積が減少する第４可変絞りＳ４によっ
て構成されていて、第３可変絞りＳ３が一方への操舵時
にトルクに応じて開口面積が減少し他方への操舵時に増
大する上流側絞りＳ３１と一方への操舵時にトルクに応
じて開口面積が増大し他方への操舵時に減少する下流側
絞りＳ３２によって構成され、第４可変絞りＳ４が一方
への操舵時にトルクに応じて開口面積が増大し他方への
操舵時に減少する上流側絞りＳ４１と一方への操舵時に
トルクに応じて開口面積が減少し他方への操舵時に増大
する下流側絞りＳ４２によって構成されている。

【００１０】制御部Ｂは、制御部Ａに対して軸方向に変
位して設けられていて、第３流路Ｐ３に並列接続されて
パワーシリンダの左油室４０Ｌとリザーバ２０を接続す
る第５流路Ｐ５と、第４流路Ｐ４に並列接続されてパワ
ーシリンダの右油室４０Ｒとリザーバ２０を接続する第
６流路Ｐ６と、第５流路Ｐ５に設けられて一方への操舵
時に閉じ他方への操舵時に開く第１切換弁Ｖ１と、第６
流路Ｐ６に設けられて一方への操舵時に開き他方への操
舵時に閉じる第２切換弁Ｖ２と、第１切換弁Ｖ１と第２
切換弁Ｖ２の下流に設けた電磁可変絞り弁５０によって
構成されている。電磁可変絞り弁５０は、図２にて示し
たように、車速センサ６１からの信号に基づいてコンピ
ュータ６０により通電を制御されるようになっており、
車速の増大に応じて開口面積が順次小さくなるように設
定されている。

【００１１】制御部Ｃは、制御部Ｂに対して周方向に変
位して設けられていて、第３流路Ｐ３及び第５流路Ｐ５
に並列接続されてパワーシリンダの左油室４０Ｌとリザ
ーバ２０を接続する第７流路Ｐ７と、第４流路Ｐ４及び
第６流路Ｐ６に並列接続されてパワーシリンダの右油室
４０Ｒとリザーバ２０を接続する第８流路Ｐ８と、第７
流路Ｐ７に設けられて一方への操舵時には常時閉じ他方
への操舵時にはバルブシャフト３２とバルブボディ３３
の相対回転角θが設定値θ１になるまでは閉じ設定値θ
１以上では回転角θの増大に応じて開口面積が順次大き
くなる第５可変絞りＳ５と、第８流路Ｐ８に設けられて
他方への操舵時には常時閉じ一方への操舵時にはバルブ
シャフト３２とバルブボディ３３の相対回転角θが設定
値θ１になるまでは閉じ設定値θ１以上では回転角θの
増大に応じて開口面積が順次大きくなる第６可変絞りＳ
６によって構成されている。

【００１２】上記のように構成した本実施例において
は、ステアリングホイール３１が回転操作されないと
き、バルブシャフト３２とバルブボディ３３の関係が図
２に示した状態（直進状態であり相対回転角θがゼロ）
であるため、ポンプ１０から吐出される作動油が第１可
変絞りＳ１と第３可変絞りＳ３及び第２可変絞りＳ２と
第４可変絞りＳ４に分流してリザーバ２０に流れるとと
もに開状態の両切換弁Ｖ１，Ｖ２と電磁可変絞り弁５０
を通ってリザーバ２０に流れる。したがって、パワーシ
リンダ４０の両油室４０Ｒ，４０Ｌ内圧力ＰＲ，ＰＬは
図３にて示したように低い値Ｐｏで等しく、パワーアシ
スト力は得られない。

【００１３】また、ステアリングホイール３１が回転操
作されてバルブシャフト３２がバルブボディ３３に対し
て図２の左方向へ移動する操舵時、バルブシャフト３２
とバルブボディ３３の相対回転角θが設定値θ１になる
までは、トルク（相対回転角θ）に応じて第１可変絞り
Ｓ１の開口面積が増大するとともに第２，第３及び第４
可変絞りＳ２，Ｓ３（詳細にはＳ３１），Ｓ４（詳細に
はＳ４２）の各開口面積が減少し、また第１切換弁Ｖ１
が閉じるとともに第２切換弁Ｖ２が大きく開くため、ポ
ンプ１０から第１可変絞りＳ１を通してパワーシリンダ
４０の左油室４０Ｌに流入する作動油によってパワーシ
リンダ４０の左油室４０Ｌ内圧力ＰＬがトルクに応じて
高圧となり、またパワーシリンダ４０の右油室４０Ｒか
ら第２切換弁Ｖ２と電磁可変絞り弁５０を通してリザー
バ２０に作動油が流れてパワーシリンダ４０の右油室４
０Ｒ内圧力ＰＲが低圧となり、パワーシリンダ４０の両
油室４０Ｌ，４０Ｒ間の差圧ΔＰ（＝ＰＬ−ＰＲ）によ
ってパワーアシスト力が得られる。しかして、電磁可変
絞り弁５０は車速の増大に応じて開口面積が順次小さく
なるため、パワーシリンダ４０の右油室内圧力ＰＲは車
速の増大に応じて図３の破線から実線の範囲にて高くな
り、その結果、パワーシリンダ４０の両油室４０Ｌ，４
０Ｒ間の差圧ΔＰが車速の増大に応じて減少してパワー
アシスト力が減少する。

【００１４】ところで、バルブシャフト３２とバルブボ
ディ３３の相対回転角θが設定値θ１になると、第２，
第３及び第４可変絞りＳ２，Ｓ３（詳細にはＳ３１），
Ｓ４（詳細にはＳ４２）の各開口面積がゼロとなり、パ
ワーシリンダ４０の左油室内圧力ＰＬはポンプ１０のリ
リーフ圧Ｐｒとなる。また、バルブシャフト３２とバル
ブボディ３３の相対回転角θが設定値θ１以上になる
と、第６可変絞りＳ６の開口面積がトルクに応じて増大
するようになり、これによって車速が高い状態において
はパワーシリンダ４０の右油室内圧力ＰＲは図３の実線
にて示したように順次低下し、パワーシリンダ４０の両
油室４０Ｌ，４０Ｒ間の差圧ΔＰがトルクに応じて増大
してパワーアシスト力が増大する。

【００１５】なお、ステアリングホイール３１が回転操
作されてバルブシャフト３２がバルブボディ３３に対し
て図２の右方向へ移動した場合には、左右が逆となるも
のの上記した作動と同様の作動が得られて同様のパワー
アシスト力が得られる。

【００１６】上記実施例においては、制御弁３０に制御
部Ｃを設けて、バルブシャフト３２とバルブボディ３３
の相対回転角θが設定値θ１以上になったときもパワー
シリンダ４０の両油室４０Ｌ，４０Ｒ間の差圧ΔＰがト
ルクに応じて増大してパワーアシスト力が増大するよう
にしたが、相対回転角θが設定値θ１になる範囲におい
て所望の操舵特性が得られる場合には、制御部Ｃを無く
して本発明を実施することも可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上要するに、本発明による油圧制御装
置においては、如何なる操舵においても操舵時に低圧側
となるパワーシリンダの油室からリザーバに流れる作動
油を電磁可変絞り弁が制御することとなるため、電磁可
変絞り弁に高圧が作用することはなく、電磁可変絞り弁
の小型化及び低異音，低振動化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示した全体構成図であ
る。

【図２】 図１の構成を展開したバルブシャフトとバル
ブボディを用いて示した図である。

【図３】 バルブシャフトとバルブボディの相対回転角
と油室内圧力との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…ポンプ（油圧供給源）、２０…リザーバ、３０…
制御弁、３１…ステアリングホイール、３２…バルブシ
ャフト、３３…バルブボディ、、Ｐ１…第１流路、Ｐ２
…第２流路、Ｐ３…第３流路、Ｐ４…第４流路、Ｓ１…
第１可変絞り、Ｓ２…第２可変絞り、Ｓ３…第３可変絞
り、Ｓ４…第４可変絞り、Ｓ５…第５可変絞り、Ｓ６…
第６可変絞り、Ｖ１…第１切換弁、Ｖ２…第２切換弁、
４０…パワーシリンダ、４０Ｒ，４０Ｌ…油室、５０…
電磁可変絞り弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳賀 恭輔 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 鈴木 幹夫 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧供給源とパワーシリンダの一方の油
   室を接続する第１流路と、油圧供給源とパワーシリンダ
   の他方の油室を接続する第２流路と、パワーシリンダの
   一方の油室とリザーバを接続する第３流路と、パワーシ
   リンダの他方の油室とリザーバを接続する第４流路と、
   第１流路に設けられて一方への操舵時にトルクに応じて
   開口面積が増大し他方への操舵時に減少する第１可変絞
   りと、第２流路に設けられて一方への操舵時にトルクに
   応じて開口面積が減少し他方への操舵時に増大する第２
   可変絞りと、第３流路に設けられて一方及び他方への操
   舵時にトルクに応じて開口面積が減少する第３可変絞り
   と、第４流路に設けられて一方及び他方への操舵時にト
   ルクに応じて開口面積が減少する第４可変絞りと、第３
   流路に並列接続されてパワーシリンダの一方の油室とリ
   ザーバを接続する第５流路と、第４流路に並列接続され
   てパワーシリンダの他方の油室とリザーバを接続する第
   ６流路と、第５流路に設けられて一方への操舵時に閉じ
   他方への操舵時に開く第１切換弁と、第６流路に設けら
   れて一方への操舵時に開き他方への操舵時に閉じる第２
   切換弁と、第１切換弁と第２切換弁の下流に設けられて
   車速の増大に応じて開口面積が順次小さくなる電磁可変
   絞り弁を備えた油圧式パワーステアリングの油圧制御装
   置。