JP3541520B2 - 動力舵取装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車等に用いられる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】
従来、中立付近におけるパワーシリンダの差圧の上昇を防止して、中立剛性感を高めることを目的とした動力舵取装置として、特開平6−127401号公報に記載のものがある。かかる公報に記載のものは、制御弁に互いに並列に接続された2つの制御弁部を備え、一方の制御弁部を全てセンタオープン形可変絞りによって構成し、他方の制御弁部をセンタクローズド形可変絞りとセンタオープン形可変絞りによって構成し、この他方の制御弁部にパワーシリンダを接続している。
【0003】
従って操舵の中立付近においては、センタクローズド形可変絞りによってパワーシリンダの両油室に差圧が発生せず、センタクローズド形可変絞りが開口し始めるまで操舵されると、パワーシリンダの両油室に差圧が発生されるようになっている。
この種の動力舵取装置においては、他方の制御弁部のセンタクローズド形可変絞りが開口し始めるまでは、ポンプから供給された作動油を一方の制御弁部のセンタオープン形可変絞りのみを介してリザーバに排出し、センタクローズド形可変絞りが開口し始めた後は、ポンプから供給された作動油を2つの制御弁部に分流し、センタオープン形可変絞りの絞り開度によりパワーシリンダの両油室の差圧を上昇させるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の動力舵取装置においては、ハンドルを急操舵したような場合には、パワーシリンダの圧力上昇に多少の応答遅れが生ずることがある。これは前述したようにポンプから供給された作動油が2つの制御弁部に分流されるために、パワーシリンダに供給される作動油の流量が半減され、従って急操舵による圧力上昇がパワーシリンダの高圧側油室への圧油の供給作用により流量が消費されたり、供給ラインのホースの膨張作用によって流量が消費されたりすることにより生ずるものと考えられる。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した問題点を解決するためにされたもので、請求項1に記載の動力舵取装置は、ポンプとリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプより供給された作動油を絞り制御する第1の制御弁部と、前記ポンプとパワーシリンダの両油室とリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動油を絞り制御する第2の制御弁部とを並列に設けた制御弁を備え、前記第1の制御弁部を構成する各可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、前記第2の制御弁部を構成する各可変絞りのうちポンプ側およびリザーバ側のいずれか一方の可変絞りを中立時にオーバラップとなるオーバラップバルブにて構成するとともに、他方の可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、かつ操舵角の増大に応じて第2の制御弁部を流れる作動油の流量を急激に増加させるように前記第1の制御弁部のアンダラップバルブの面取深さを前記第2の制御弁部のアンダラップバルブの面取深さより浅くしたものである。
【0006】
また、請求項2に記載の動力舵取装置は、ポンプとリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプより供給された作動油を絞り制御する第1の制御弁部と、前記ポンプとパワーシリンダの両油室とリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動油を絞り制御する第2の制御弁部とを並列に設けた制御弁を備え、前記第1の制御弁部を構成する各可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、前記第2の制御弁部を構成する各可変絞りのうちポンプ側およびリザーバ側のいずれか一方の可変絞りを中立時にオーバラップとなるオーバラップバルブにて構成するとともに、他方の可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、かつ操舵角の増大に応じて第2の制御弁部を流れる作動油の流量を急激に増加させるように前記第1の制御弁部のアンダラップバルブの面取幅を前記第2の制御弁部のアンダラップバルブの面取幅より小さくしたものである。
【0007】
【実施の形態】
以下本発明の実施の形態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、主として、図略の自動車エンジンによって駆動されるポンプ10と、リザーバ11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12と、図略のハンドルの回転に応じて作動して前記ポンプからパワーシリンダに供給される作動油を絞り制御するロータリ式の制御弁14とによって構成されている。
【0008】
前記ポンプ10の吐出通路16中には計量オリフィス17が設けられ、この計量オリフィス17の前後差圧に応動するバイパス弁18が設けられている。このバイパス弁18は、計量オリフィス17の前後差圧を一定に維持するようにリザーバ11に通ずるバイパス通路19を開閉し、制御弁14に供給する流量を一定に制御するようになっている。なお、バイパス弁18はスプリング20によって前記バイパス通路19を閉止する方向に付勢されている。
【0009】
前記制御弁14は、図2に展開図として示すように、ハンドル13に連結されて一体的に回転するバルブシャフト21と、このバルブシャフト21の外周に同軸的に配設されてパワーシリンダ12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に連結されるバルブボディ22と、このバルブボディ22とバルブシャフト21とを相対回転可能に連結する図略のトーションバーと、これらを収納する図略のバルブハウジング等によって構成されている。
【0010】
前記バルブシャフト21とバルブボディ22との間には、作動油を絞り制御する2種類の制御弁部23、24が周方向にそれぞれ90度の間隔で交互に形成されている。
第1の制御弁部23は、ポンプ10とリザーバ11とにそれぞれ接続する流路に可変絞りV1、V2、V3、V4を設けた第1のブリッジ回路にて構成されている。これら可変絞りV1、V2、V3、V4をなすバルブ制御部は、図3のAに示すように、中立時におけるアンダラップ角がθ1に設定されたアンダラップバルブとして構成されている。
【0011】
第2の制御弁部24は、前記第1の制御弁部23に並列接続され、ポンプ10とパワーシリンダ12の両油室12A、12Bとリザーバ11とにそれぞれ接続する流路に可変絞りV5、V6、V7、V8を設けた第2のブリッジ回路にて構成されている。これら可変絞りのうち、ポンプ10側に接続する可変絞りV5、V6をなすバルブ制御部は、図3のBに示すように、中立時におけるオーバラップ角が前記と同量のθ1に設定されたオーバラップバルブとして構成されている。また、リザーバ11側に接続する可変絞りV7、V8をなすバルブ制御部は、図3のCに示すように、中立時におけるアンダラップ角が前記と同量のθ1に設定されたアンダラップバルブとして構成されている。
【0012】
上記した第1の制御弁部23のアンダラップバルブならびに第2の制御弁部24のオーバラップバルブおよびアンダラップバルブのバルブシャフト21側の各エッジ部には、それぞれ図3に示すように面取21A、21B、21Cが形成されている。これにより図4に示すように、アンダラップバルブといえどもアンダラップ角を越えてもバルブが閉止されるわけではなく、また同様にオーバラップバルブといえども中立時にバルブが完全に閉止されているわけではなく、面取21Cによる僅かな絞り開度を保持している。
【0013】
前記可変絞りV1〜V4、V7、V8を構成する第1および第2の制御弁部23、24のアンダラップバルブの各エッジ部に形成された面取21A、21Cの回転方向の面取幅は同一のL0に設定されているが、半径方向の深さD1、D2は第2の制御弁部24のほうが大きくなるように互いに差をもたせてある。すなわち、前記第1の制御弁部23のアンダラップバルブの面取深さD1は小さく、第2の制御弁部24のアンダラップバルブの面取深さD2は大きく設定してあり、図4に示すように可変絞りV1〜V4の絞り面積が深さの小さな面取21Aによって相当制限された状態においても、可変絞りV7、V8は深さの大きな面取21Cによって未だ十分に大きな絞り面積が確保された状態にある。
【0014】
上記のように構成した実施の形態において、ポンプ10より吐出された作動油は、計量オリフィス17とバイパス弁18によって一定の流量に制御され、第1および第2の制御弁部23、24に供給される。
操舵の中立状態においては、第2の制御弁部24のオーバラップバルブ側の可変絞りV5、V6の絞り面積が制限されているため、ポンプ10より吐出された作動油のほとんどが第1の制御弁部23の可変絞りV1、V2、V3、V4を通ってリザーバ11に排出される。
【0015】
また、ハンドルが回転操作され、バルブシャフト21がバルブボディ22に対して例えば図2の右方向にわずかに相対回転すると、第1制御弁部23の一方の可変絞りV2、V3の開口面積が拡大され、他方の可変絞りV1、V4の開口面積が縮小される。これにより、ポンプ10の圧力が僅かに上昇するが、第2の制御弁部24の可変絞りV5、V6の絞り面積は、リザーバ11側に開口するV7、V8の絞り面積に対して十分に小さいため、パワーシリンダの両油室の差圧は実質的に0に保持される。
【0016】
従って、バルブ回転角がθ1以下の中立付近においては、第1および第2の制御弁部23、24のアンダラップバルブの可変絞りV1〜V4、V7、V8の絞り面積の変化に拘らず、パワーシリンダ12の両油室12A、12Bはほぼ同圧に保たれ、中立剛性が高められる。
バルブ回転角がθ1を越えると、第2の制御弁部24のポンプ10側の一方の可変絞りV6が開口し始め、この際リザーバ側の一方の可変絞りV8が縮小状態にあるため、パワーシリンダ12の一方の油室12Bの圧力が上昇し、他方の油室12Aは拡大状態にある可変絞りV5を介してリザーバ11に開放されるため、パワーシリンダ12の両油室12A、12Bに差圧が生じ、ハンドル操舵をアシストする。従ってマニアルトルク(TM)に対するパワーシリンダ12の差圧(P)の関係を示すTM−P特性は図5に示すようになる。
【0017】
ところでバルブ回転角がθ1に達すると、面取深さの小さな第1の制御弁部23のアンダラップバルブにて形成される可変絞りV1〜V4の絞り面積はきわめて小さくなるのに対し、面取深さの大きな第2の制御弁部24のアンダラップバルブにて形成される可変絞りV7、V8の絞り面積は未だ十分に確保されており、これらの絞り面積の比率は可変絞りV1〜V4、V7、V8が完全に閉止されるまで持続される。
【0018】
従って第1の制御弁部23を流れる作動油の流量は、図6のAに示すようにオーバラップバルブが開口し始めるバルブ回転角θ1までは、ポンプ10から供給された作動油のほぼ全量となる。しかしながら、バルブ回転角がθ1を越えると、第1の制御弁部23を流れる作動油の流量は面取深さの小さな面取21Aの開口に応じて急激に減少する。これに対して第2の制御弁部24を流れる作動油の流量は、面取深さの大きな面取21Cの作用により、同図のBに示すように前記第1の制御弁部23を流れる作動油の流量と逆比例して増加するようになる。
【0019】
従ってハンドル操舵により、パワーシリンダ12に接続する第2の制御弁部24に多くの作動油が分配されるため、ハンドルが急操舵されたような場合にも、パワーシリンダ12の油室への作動油の供給能力が向上し、アシスト低下を生ずることを防止できる。
さらに図7は本発明の別の実施の形態を示すもので、第1および第2の制御弁部23、24のアンダラップバルブの各バルブエッジ部に形成する面取21A1、21C1の面取深さを同じ(D0)にする代わりに、面取幅L1とL2を第2の制御弁部24のほうが大きくなるように異ならせたもので、この実施の形態においても、ハンドルが操舵されると第1の制御弁部23の可変絞りが制限され、第2の制御弁部24に多くの作動油が流れるため、先に述べた実施の形態と同様な作用が期待できる。
【0020】
また、第1および第2の制御弁部23、24のアンダラップバルブの各バルブエッジ部に形成する面取を、深さと幅の両方を異ならせることもできる。
図8は本発明のさらに別の実施の形態を示すもので、第2の制御弁部24の可変絞りV5〜V8のうち、ポンプ10側に接続する可変絞りV5、V6をなすバルブ制御部をアンダラップバルブで構成し、リザーバ11側に接続する可変絞りV7、V8をなすバルブ制御部をオーバラップバルブで構成したものである。
【0021】
かかる実施の形態においても、先に述べた実施の形態と同様な作用が期待できるとともに、それとは別にハンドル戻りも向上できるようになる。
すなわち、ハンドル戻り時、バルブシャフト21とバルブボディ22とは中立位置に復帰するため、可変絞りV7、V8によってリザーバ11との連通が遮断され、パワーシリンダ12の一方の油室12Bには可変絞りV5、V6を介して他方の油室12Aから作動油がスムーズに供給されるようになり、先に述べた実施の形態に比べてハンドル戻り性が良くなる。
【0022】
上記した実施の形態においては、オーバラップバルブによって中立付近における中立剛性感を高めるようにしたが、オーバラップバルブは中立時に可変絞りを完全に閉止するセンタクローズドバルブに変更してもよく、オーバラップバルブは実施の形態に示したもののみに限定されることなく、そのようなセンタクローズドバルブを含むものとして理解すべきである。
【0023】
また上記実施の形態においては、第1の制御弁部23のアンダラップバルブの面取深さを小さく第2の制御弁部24のアンダラップバルブの面取深さと差をもたせるようにしたが、第1の制御弁部23のアンダラップバルブの面取をなくして第2の制御弁部24のアンダラップバルブの面取深さと差をもたせるようにしてもよい。この場合にはバルブ回転角が第1の制御弁部23のセンタオープンバルブのアンダラップ量に達すると、第1の制御弁部23のセンタオープンバルブが閉止され、その後は第2の制御弁部24にのみポンプ10からの作動油が供給されるようになる。
【0024】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、第1の制御弁部のセンタオープンバルブの面取深さを第2の制御弁部のセンタオープンバルブの面取深さより浅くしたり、第1の制御弁部のセンタオープンバルブの面取幅を第2の制御弁部のセンタオープンバルブの面取幅より小さくしたことにより、ハンドル操舵によるバルブ作動によってパワーシリンダに接続する第2の制御弁部に多くの作動油が分配されるようになり、従ってハンドルが急操舵されたような場合でも、パワーシリンダの油室への作動油の供給能力が向上し、パワーシリンダの圧力上昇に応答遅れが生ずることを防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す動力舵取装置の全体構成図である。
【図2】制御弁の半周部分を展開した展開図である。
【図3】図2のA部、B部、C部の詳細図である。
【図4】図3の作動状態を示す図である。
【図5】マニアルトルクに対するパワーシリンダの差圧の関係を示す特性線図である。
【図6】バルブ回転角に対する第1および第2の制御弁部への流量配分を示すグラフである。
【図7】本発明の別の実施の形態を示す図3に相応する詳細図である。
【図8】本発明のさらに別の実施の形態を示す図2に相応する詳細図である。
【符号の説明】
10 ポンプ
11 リザーバ
12 パワーシリンダ
14 制御弁
21A、21B、21C 面取
23 第1の制御弁部
24 第2の制御弁部
V1〜V8 可変絞り
Claims (3)
- ポンプとリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプより供給された作動油を絞り制御する第1の制御弁部と、前記ポンプとパワーシリンダの両油室とリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動油を絞り制御する第2の制御弁部とを並列に設けた制御弁を備え、前記第1の制御弁部を構成する各可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、前記第2の制御弁部を構成する各可変絞りのうちポンプ側およびリザーバ側のいずれか一方の可変絞りを中立時にオーバラップとなるオーバラップバルブにて構成するとともに、他方の可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、かつ操舵角の増大に応じて第2の制御弁部を流れる作動油の流量を急激に増加させるように前記第1の制御弁部のアンダラップバルブの面取深さを前記第2の制御弁部のアンダラップバルブの面取深さより浅くしたことを特徴とする動力舵取装置。
- ポンプとリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプより供給された作動油を絞り制御する第1の制御弁部と、前記ポンプとパワーシリンダの両油室とリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動油を絞り制御する第2の制御弁部とを並列に設けた制御弁を備え、前記第1の制御弁部を構成する各可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、前記第2の制御弁部を構成する各可変絞りのうちポンプ側およびリザーバ側のいずれか一方の可変絞りを中立時にオーバラップとなるオーバラップバルブにて構成するとともに、他方の可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、かつ操舵角の増大に応じて第2の制御弁部を流れる作動油の流量を急激に増加させるように前記第1の制御弁部のアンダラップバルブの面取幅を前記第2の制御弁部のアンダラップバルブの面取幅より小さくしたことを特徴とする動力舵取装置。
- バルブの中立時における前記第1の制御弁部のアンダラップバルブのアンダラップ角θ1と前記第2の制御弁部のアンダラップバルブのアンダラップ角θ1を等しくしてなる請求項1もしくは請求項2に記載の動力舵取装置。
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