液压动力转向设备的制作方法

专利名称：液压动力转向设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过液压缸辅助车辆转向的液压动力转向设备。
背景技术：
例如，日本特开专利公开No. 2006-123580披露了一种用于通过液压缸辅助车辆转向的液压动力转向设备。这种动力转向设备包括用于控制液压缸的液压流体的供给/排出的流量控制阀。液压流体的供给/排出根据转向扭矩的水平得到控制，转向扭矩从转向轴通过齿条-齿轮机构传递至齿条轴。在该流量控制阀中，用于液压缸的液压流体的供给/排出模式根据扭杆扭转的量确定。扭杆的扭转量对应于固定到转向轴上的轴的相位与通过扭杆连接到轴上的旋转阀的相位之间的相对差。上述传统液压动力转向设备通过驱动器适当地辅助转向操作。但是，辅助力，或者换句话说，用于液压缸的液压流体的供给/排出模式仅基于转向轴的扭转力矩确定。这使得不可能基于车辆的运转状态根据各种型式的需要改变辅助力。因此，存在对能够改变由液压缸产生的辅助力以满足各种型式的需要的液压动力转向设备的需求。

发明内容
因此，本发明的目标是提供一种能够以更高的灵活性控制液压缸的辅助力的液压动力转向设备。为了达到上述目标，根据本发明的一个方面，液压动力转向设备设置成利用液压缸辅助车辆的转向。该设备包括能够改变用于液压缸的液压流体的供给/排出量的流量控制阀、检测车辆的运转状态的检测装置、和控制部。控制部基于检测装置的检测结果设定用于液压缸的液压流体的供给/排出模式，并根据供给/排出模式控制流量控制阀。


图1是总体上示出根据本发明的第一实施例的液压动力转向设备的构造的示意性视图；图2是表示液压动力转向设备中的控制的方框图；图3是示出流量控制阀的纵向截面图；图4是在车辆线性前进时沿图3的线4-4截取的横截面图；图5A是在车辆向左转向时沿图3的线4-4截取的横截面图；图5B是在车辆向右转向时沿图3的线4-4截取的横截面图；图6A是示出根据本发明的第二实施例的液压动力转向设备的流量控制阀的纵向截面图；图6B是示出在车辆向左转向时的流量控制阀的纵向截面图；图6C是示出在车辆向右转向时的流量控制阀的纵向截面6
图7是总体上示出根据本发明的第三实施例的液压动力转向设备的构造的示意性视图；图8是表示液压动力转向设备中的控制的方框图；图9是示出流量控制阀的纵向截面图；图10是在阀部布置于中性旋转位置处时沿图9的线10-10截取的横截面图；图IlA是在阀部布置于第一供给位置处时沿图9的线10-10截取的横截面图；图IlB是在阀部布置于第二供给位置处时沿图9的线10-10截取的横截面图；图12是表示辅助选择控制的步骤的流程图；图13是表示正常时辅助控制的步骤的流程图；图14是表示故障时辅助控制的步骤的流程图；图15是表示转向速度与电动马达的目标转速之间的关系的映射图；图16是示出安装在根据本发明的第四实施例的液压动力转向设备中的流量控制阀的纵向截面图；图17A是示出在阀部布置于第一供给位置处时的流量控制阀的纵向截面图；图17B是示出在阀部布置于第二供给位置处时的流量控制阀的纵向横截面图；图18是示出安装在另一个示例的液压动力转向设备中的流量控制阀的纵向截面图；图19是示出安装在另一个示例的液压动力转向设备中的流量控制阀的纵向截面图；以及图20是表示另一个示例的液压动力转向设备中的控制的方框图。
具体实施例方式(第一实施例)现在将参考图1至5B说明根据本发明的第一实施例的液压动力转向设备1。如图1所示，方向盘11固定在转向轴12上。由齿条和小齿轮构造的齿条-齿轮机构15形成在转向轴12和齿条轴16中。拉杆17连接到齿条轴16的两端上。转向轴12 和齿条轴16通过齿条-齿轮机构15连接在一起。当车辆转向时，转向轴12的旋转通过齿条-齿轮机构15转换成齿条轴16的往复线性运动。齿条轴16的往复线性运动通过拉杆 17传递至未示出的转向节，由此改变转向轮18的转向角。液压动力转向设备1包括液压缸21、电动泵22、流量控制阀23和油箱24。液压缸21与齿条轴16—体地形成。电动泵22向液压缸21供给液压流体。流量控制阀23控制用于液压缸21的液压流体的供给/排出模式。油箱M保持已从液压缸21排出的液压流体。液压缸21、电动泵22、流量控制阀23和油箱M形成用于辅助转向的机构。液压缸21、电动泵22、流量控制阀23和油箱M通过第一、第二、第三、第四和第五流体通道25、26、27、观和四互连。第一流体通道25将电动泵22连接到流量控制阀23上。 第二流体通道沈和第三流体通道27将流量控制阀23连接到液压缸21上。第四流体通道 28将流量控制阀23连接到油箱M上。第五流体通道四将油箱M连接到电动泵22上。液压缸21具有壳体41。齿条轴16穿过壳体41。活塞42形成在齿条轴16的中部。活塞42将壳体41的内部分为第一液压腔43和第二液压腔44。第二流体通道沈与第一液压腔43连接。第三流体通道27与第二液压腔44连接。电动泵22包括用作驱动源的电动马达45和具有叶轮的泵46，叶轮连接到电动马达45的输出轴上。电动马达45是具有仅沿一个方向旋转的三相绕组的无刷马达。电动泵 22包括连接到电动马达45的输出轴上的上述叶轮。当叶轮通过电动马达45的旋转而转动时，油箱M中的液压流体通过第五流体通道四被吸入电动泵22内。电动泵22然后通过第一流体通道25将液压流体输送至流量控制阀23。电动泵22和流量控制阀23由用作控制部的电子控制单元(以下称为“ECU31) ”控制。全部用作检测装置的转矩传感器32、转向角传感器33和车速传感器34电连接到ECU31 上。ECU31根据来自上述传感器的检测信号检测表示车辆的运转状态的转向扭矩τ、转向角θ和车速V。以下将参考图2说明液压动力转向设备1中的控制。ECU31具有开度计算部71。开度计算部71基于分别由转矩传感器32、转向角传感器33和车速传感器34提供的转向扭矩τ、转向角θ和车速V计算目标辅助力AS，并基于目标辅助力AS获得用于流量控制阀23的开度命令值TA。ECU31利用由开度计算部71提供的开度命令值TA控制电动泵22的流量Q和由流量控制阀23执行的用于液压缸21的液压流体的供给/排出模式。具体地，开度命令值TA从开度计算部71输入到转速计算部72。转速计算部72基于开度命令值TA和目标辅助力AS计算用于电动马达45的转速命令值VA。转速命令值VA 从转速计算部72发送至反馈控制部73。反馈控制部73接收来自旋转角度检测部74的马达45的实际转角SR，旋转角度检测部74检测实际转角SR。反馈控制部73还接收来自转速检测部75的实际转速VR。转速检测部75通过对由旋转角度检测部74检测到的实际转角SR进行微分而计算实际转速VR。反馈控制部73基于转速命令值VA、实际转角SR和实际转速VR执行转速反馈控制，并向驱动电路76输出所产生的马达控制信号。这样，控制电动泵22的流量Q0开度命令值TA不仅输入到转速计算部72，而且输入到开度控制部77。开度控制部77基于开度命令值TA控制由流量控制阀23执行的用于液压缸21的液压流体的供给/ 排出模式。具体地，开度控制部77根据开度命令值TA在第一液压腔43与第二液压腔44 之间切换液压流体的供给。此外，开度控制部77将流量控制阀23的实际开度TR控制为使得实际开度TR变得等于开度命令值TA。因此，预定量的液压流体被供给到选定的液压腔。第一实施例的液压动力转向设备1可如同车辆的行驶辅助控制一样执行驻车辅助控制。通过驻车辅助控制，车辆基于由安装在车辆中的监视器提供的信息通过自动转向停放在预先设定的停放位置处。在驻车辅助控制中，确定由车辆ECU预先设定的目标停放位置与包括在监视器信息中的当前车辆位置之间的关系。然后，车辆ECU根据所确定的位置关系计算停放该车辆所需要的转矩命令值Ta。在把转矩命令值τ a输入开度计算部71 之后，开度计算部71基于转矩命令值τ a、车速V和转向转矩τ计算使得当前车辆位置与目标停放位置一致的开度命令值ΤΑ。然后，根据由开度计算部71提供的开度命令值ΤΑ，开度控制部77控制电动泵22的流量Q，切换至液压腔43 04)以接收液压流体，和控制供给到液压腔4304)的液压流体的量，如上所说明的。以下将参照图3至5说明流量控制阀23的构造。
参照图3，流量控制阀23具有加盖的圆筒形的壳体51。用于调节液压流体向液压缸21的供给的环形调节阀52被固定地容纳在壳体51中。具有中空圆筒形状的阀部53穿过调节阀52。马达M附装到阀部53的轴向端部上。阀部53由马达M旋转。阀部53由轴承构件阳旋转地支承，轴承构件阳布置在壳体51的两个轴向端部处。扭杆56布置在流量控制阀23中。扭杆56将壳体51的底部连接到阀部53的附连有马达M的端部上。当阀部53围绕其轴线旋转时，扭杆56围绕阀部53的轴线扭转。在调节阀52中，第一端口 61、供给端口 62和第二端口 63从对应于马达M的一侧以所述及的顺序轴向地布置。第一端口 61中的每一个均通过第二流体通道沈与第一液压腔43连通。供给端口 62中的每一个均通过第一流体通道25与电动泵22连通。第二端口 63中的每一个均通过第三流体通道27与第二液压腔44连通。每个第一端口 61由第一环形槽61A、第一纵轴向槽61C和第一连通孔61B构造。 第一环形槽61A形成在调节阀52的外周面中。第一纵轴向槽61C形成在调节阀52的内周面中，从而沿轴线方向延伸。第一连通孔61B沿径向方向延伸以允许在第一环形槽61A和第一纵轴向槽61C之间连通。每个第二端63由第二环形槽63A、第二纵轴向槽63C和第二连通孔6 构造。第二环形槽63A形成在调节阀52的外周面中。第二纵轴向槽63C形成在调节阀52的内周面中，从而沿轴线方向延伸。第二连通孔6 沿径向方向延伸以允许在第二环形槽63A与第二纵轴向槽63C之间连通。每个供给端口 62均由环形槽62A和供给连通孔62B构造。第二环形槽62A形成在调节阀52的外周面中。供给连通孔62B将环形槽62A连接到调节阀52的内周面上。第一流体通道25与供给端口 62的环形槽62A连通。第二流体通道沈与第一端61的第一环形槽61A连通。第三流体通道27与第二端口 63的第二环形槽63A连通。连通孔61B、62B、 6 和纵轴向槽61C、63C沿调节阀52的周向方向以规则的角间隔间隔开。流量控制阀23 具有排出端口 65，排出端口 65形成在调节阀52与相应的一个轴承构件55之间的空间内。 排出端口 65通过第四流体通道观与油箱M连通。阀部53具有中空结构。八个凹部68形成在阀部53的外周面中。凹部68沿阀部 53的周向方向以规则的角间隔间隔开。从阀部53的外周面朝向阀部53的轴线延伸的多个进口连通孔66形成在阀部53中。在八个凹部68中，凹部68中的沿周向方向计数的第一、第三、第五和第七凹部通过相应的进口连通孔66与阀部53的内部空间64连通。阀部 53在对应于排出端口 65的位置处具有第二连通通路67。第二连通通路67确保排出端口 65与阀部53的内部空间64之间的连通。在流量控制阀23中，通过马达M旋转阀部53，端口 61、62、63、65的连通模式在将要说明的三种模式中切换。具体地，在用于将阀部53设定在第一供给位置处的第一模式中，供给端口 62与第一端口 61 (第一液压腔43)连通，排出端口 65与第二端口 63 (第二液压腔44)连通。在用于将阀部53设定在第二供给位置处的第二模式中，供给端口 62与第二端口 63 (第二液压腔44)连通，排出端口 65与第一端口 61 (第一液压腔43)连通。在用于将阀部53设定在中性旋转位置处的中性模式中，供给端口 62和排出端口 65通过调节阀 52与阀部53之间的间隙与第一端口 61和第二端口 63连通。三种模式基于阀部53的相位与调节阀52的相位之间沿周向方向的相对差进行切换。根据扭杆56的克服扭转的形状恢复力、基于作用在马达M上的转矩的变化来检测相对相位差，该变化是马达54的电流值。具体地，检测与阀部53的当前位置对应的马达54 的实际电流值。此外，马达54的电流值被控制为使得实际电流值变得等于对应于目标位置的用于马达54的目标电流值。还通过马达54旋转阀部53，使得流量控制阀23在第一模式中调节供给到第二流体通道26 (第一液压腔43)的液压流体的量和从第三流体通道27 (第二液压腔44)排出的液压流体的量。另外，流量控制阀23调节在第二模式中供给到第二液压腔44的液压流体的量和从第一液压腔43排出的液压流体的量。在这种情况下，通过基于开度命令值TA在第一模式中调节第一端口 61的开度或在第二模式中调节第二端口 63的开度控制供给到端口的液压流体的量。换句话说，控制供给到马达54的电流的值以实现第一端口 61的需要开度或第二端口 63的需要开度。这调节了用于端口 61、63的液压流体的供给/排出量，或者换句话说，调节了用于液压缸21的液压腔43、44的液压流体的供给/排出量。在供给到马达54的电流在第一模式或第二模式中中止时，扭杆56的形状恢复力将阀部53保持在中性模式中，如图4所示。随后将参考图4至5B说明流量控制阀23中的液压流体的路径。当不执行转向时，比如当车辆直线前进或停止时，阀部53的凹部68布置成避免沿径向方向与第一端口 61的第一纵轴向槽61C和第二端口 63的第二纵轴向槽63C重叠，如图4所示。换句话说，流量控制阀23保持在中性模式中。在该状态中，电动泵22停止。当车辆操纵为向左转弯时，阀部53沿由如图5A中所示的箭头Yl指示的方向旋转并切换到第一模式，在第一模式中，每个供给端口 62和相应的第一端口 61保持在连通状态。在该状态中，如由每个箭头Rl所示，已由供给端口 62输送的液压流体通过第一端口 61 供给到第一液压腔43(见图3)。另一方面，如每个箭头R2所示，已由第二液压腔44(见图 3)输送至流量控制阀23的液压流体从第二端口 63经由排出端口 65和第四流体通道28排出到油箱24。当车辆操纵为向右转弯时，阀部53沿由如图5B中所示的箭头Y2指示的方向旋转并切换至第二模式，在第二模式中，每个供给端口 62与相应的第二端口 63连通。在该状态中，如由每个箭头R3所示，已由供给端口 62输送的液压流体通过第二端口 63供给到第二液压腔44。另一方面，如由每个箭头R4所示，已由第一液压腔43输送至流量控制阀23的液压流体从第一端口 61经由排出端口 65和第四流体通道28排出到油箱24。第一实施例具有如下所述的优势。(1)在传统的液压动力转向设备中，仅基于驾驶员的方向盘的操纵确定用于液压缸的液压流体的供给/排出模式。但是，在第一实施例中，ECU31设定表示用于液压缸21 的液压流体的供给/排出模式的开度命令值TA，并利用开度命令值TA控制流量控制阀23。 这样，根据车辆的运转状态改变用于液压缸21的液压流体的供给/排出模式，换句话说改变液压缸21的辅助力。因此，不同于传统的液压动力转向设备，以更高的灵活性控制了液压缸的辅助力。(2)基于开度命令值TA控制流量控制阀23，该开度命令值TA利用转向扭矩τ、转向角θ和车速V计算。因此，与传统的液压动力转向设备相比，以更高的准确性控制了辅助力。
(3)用于液压缸21的液压流体的供给/排出模式通过流量控制阀23的控制设定， 而无需由驾驶员操纵。这确保了驻车辅助控制的执行。(4)当马达M停止时，扭杆56的形状恢复力将阀部53保持在中性模式中。与其中阀部53通过马达M的致动而保持在中性模式中的构造相比，这简化了阀部53的构造。 另外，即使马达M出现故障，阀部53也会自动地返回至中性模式。这防止了关于液压缸21 的不希望的辅助力的产生。(第二实施例)现在将参考图6A至6C说明本发明的第二实施例。相同或相似的参考数字被给予与第一实施例的相应部件相同或相似的第二实施例的部件。在此将省略这些部件的详细说明。参考图6A，流量控制阀80具有壳体81和容纳在壳体81中的阀部82。阀部82沿壳体81的纵向往复移动。由磁体形成的铁心部89通过相应的连接轴89A固定到阀部82 的两个端部上。壳体81具有供给端口 83、两个排出端口 84、第一端口 85和第二端口 86。第一端口 85通过第二流体通道沈与第一液压腔43连通。第二端口 86通过第三流体通道27与第二液压腔44连通。这些端口沿壳体81的纵向布置在不同位置处。线圈87形成在壳体 81的两个端部上。铁心部89通过由相应的线圈87产生的电磁力吸引，由此使得阀部82与铁心部89 —起往复运动。线圈87和铁心部89构成电磁螺线管，每个电磁螺线管均用作驱动机构。用作弹性构件的螺旋弹簧88附连到铁心部89的每一个上。每个螺旋弹簧88的与铁心部89中的相关的一个相反的端部紧固到壳体81上。每个螺旋弹簧88迫使相关的铁心部89与相应的线圈87分离。在流量控制阀80中，阀部82与铁心部89 —起往复运动以在将要说明的三种模式中切换端口 83、84、85、86的连通模式。具体地，在用于将阀部82设定在第一供给位置处的第一模式中，供给端口 83与第一端口 85 (第一液压腔4 连通，相应的排出端口 84与第二端口 86(第二液压腔44)连通。在用于将阀部82设定在第二供给位置处的第二模式中，供给端口 83与第二端口 86 (第二液压腔44)连通，相应的排出端口 84与第一端口 85(第一液压腔4 连通。在用于将阀部82设定在轴向中性位置处的中性模式中，供给端口 83和排出端口 84通过壳体81与相应的阀体82A、82B之间的间隙与第一端口 85和第二端口 86 连通。基于阀部82沿往复运动方向相对于壳体81的位置执行在三种模式之间的切换。 通过调节每个线圈87的用于吸引相关铁心部89的吸引力来调节阀部82的位置。换句话说，根据供给到每个线圈87的电流确定阀部82的位置。通过阀部82的往复运动，使得流量控制阀80在第一模式中调节供给到第二流体通道沈(第一液压腔4 的液压流体的量和从第三流体通道27 (第二液压腔44)排出的液压流体的量。流量控制阀80还调节在第二模式中供给到第二液压腔44的液压流体的量和从第一液压腔43排出的液压流体的量。在这种情况下，通过基于开度命令值TA在第一模式中控制第一端口 85的开度或在第二模式中控制第二端口 86的开度，控制供给到每个端口的液压流体的量。换句话说，
11控制每个线圈87中的电流的量以实现第一端口 85的需要开度或第二端口 86的需要开度。 这调节了用于端口 85、86的液压流体的供给/排出量，或者换句话说，调节了用于液压缸21 的液压腔43、44的液压流体的供给/排出量。在供给到线圈87的电流在第一模式或第二模式中中止之后，每个螺旋弹簧88的形状恢复力将阀部82保持在中性模式中，如图6A所示。随后将说明流量控制阀80中的液压流体的路径。当不执行转向时，比如当车辆直线前进或停止时，阀部82布置在使得第一端口 85 和第二端口 86两者均阻塞的位置处，如图6A所示。换句话说，流量控制阀80保持在中性模式中。在该状态中，电动泵22停止。当车辆操纵为向左转弯时，电流供给到左侧的线圈87，如图6B中的箭头Yl所示地移动阀部82。阀部82因此切换至第一模式，在第一模式中，供给端口 83与第一端口 85连通。在该状态中，如由箭头Rl所示，已由供给端口 83输送的液压流体经由第一端口 85供给到第一液压腔43 (见图1)。另一方面，如箭头R2所示，已由第二液压腔44 (见图1)输送至流量控制阀80的液压流体从第二端口 86流动至相应的排出端口 84，并经由第四流体通道28排出到油箱M(见图1)。当车辆操纵为向右转弯时，电流供给到右侧的线圈87，如图6C中的箭头Y2所示地移动阀部82。阀部82因此切换至第二模式，在第二模式中，供给端口 83与第二端口 86连通。在该状态中，如由箭头R3所示，已由供给端口 83输送的液压流体经由第二端口 86供给到第二液压腔44。另一方面，如由箭头R4所示，已由第一液压腔43输送至流量控制阀 80的液压流体从第一端口 85流动至相应的排出端口 84，并经由第四流体通道观排出到油箱对。第二实施例具有如下所述的优势。(5)螺旋弹簧88布置在阀部82的两个端部。当供给到线圈87的电流中止时，阀部82由螺旋弹簧88的形状恢复力保持在中性模式中。与其中阀部82的位置仅通过供给到线圈87的电流控制的传统构造相比，这简化了阀部82的构造。另外，即使线圈87发生故障，阀部82也自动地返回至中性模式。因此，防止了关于液压缸21的不希望的辅助力的产生。(第三实施例)现在将参考图7至15说明本发明的第三实施例。相同或相似的参考数字被给予与第一实施例的相应部件相同或相似的第三实施例的部件。在此将省略这些部件的详细说明。如图7所示，液压动力转向设备100包括转向装置110、辅助装置120和控制装置 150。转向装置110将方向盘11的操纵传递至转向轮18。辅助装置120通过施加必要的力辅助操纵方向盘11。控制装置150控制辅助装置120。具体地，基于来自转矩传感器32、转向角传感器33和车速传感器34的输出由控制装置150控制辅助装置120。转矩传感器32 向控制装置150输出对应于施加到转向轴12上的转向转矩的信号。转向角传感器33向控制装置150提供对应于转向轴12的转角的信号，上述转角是转向角。车速传感器34向控制装置150输出对应于转向轮18的转速的信号。当操纵方向盘11时，辅助装置120中的液压被控制为向齿条轴16施加轴向力。这减小了轴向地运动齿条轴16所需要的用于操纵方向盘11的力。换句话说，辅助装置120减小了操纵方向盘11所需的力。辅助装置120包括液压缸21、电动泵22、流量控制阀23和油箱24。液压缸21向齿条轴16施加液压。电动泵22向液压缸21供给液压流体。流量控制阀23控制用于液压缸21的液压流体的供给/排出模式。油箱24保存液压流体。辅助装置120还具有旁通阀 128和流体通道140。旁通阀128允许液压流体在液压缸21的第一液压腔43与第二液压腔44之间流动，而不通过流量控制阀23。流体通道140使辅助装置120的部件互相连接。流体通道140包括流体通道部141、142、143、144、145和146，如下所述。(a)流体供给通道部141通过电动泵22将油箱24连接到流量控制阀23的供给端口 62 上。(b)流体排出通道部142将流量控制阀23的排出端口 65连接到油箱24上。(c)第一上游流体通道部143将流量控制阀23的第一端口 61连接到旁通阀128 上。(d)第一下游流体通道部144将旁通阀128连接到液压缸21的第一液压腔43上。(e)第二上游流体通道部145将流量控制阀23的第二端口 63连接到旁通阀128 上。(f)第二下游流体通道部146将旁通阀128连接到液压缸21的第二液压腔44上。参考图9，流体供给通道部141、流体排出通道部142、第一上游流体通道部143和第二上游流体通道部145中的每一个均连接到流量控制阀23的壳体51上。第一液压腔43通过第一下游流体通道部144连接到旁通阀128上。第二液压腔 44通过第二下游流体通道部146连接到旁通阀128上。旁通阀128具有用于改变第一上游流体通道部143、第二上游流体通道部145、第一下游流体通道部144和第二下游流体通道部146的连接状态的螺线管阀。旁通阀128可在第一和第二液压腔43、44不相互连通地连接到流量控制阀23上的状态与第一和第二液压腔43、44相互连通的状态之间切换。以下将参考图8说明液压动力转向设备100中的控制。如图8所示，控制装置150具有用于控制电动马达45的马达控制部151、用于控制流量控制阀23的流量控制阀控制部152和用于控制旁通阀128的旁通阀控制部153。控制装置150还包括目标转速计算部154、目标开度计算部155、旋转角度计算部 156、转速计算部157、旋转角度计算部158和转速计算部159。目标转速计算部154计算用于电动马达45的目标转速。目标开度计算部155计算用于流量控制阀23和旁通阀128的目标开度。旋转角度计算部156检测电动马达45的旋转角度。转速计算部157检测电动马达45的转速。旋转角度计算部158检测马达54的旋转角度。转速计算部159检测马达 54的转速。控制部151至153以及计算部154至159中的每一个均由执行计算的电子电路比如集成电路构造。控制装置150执行用于辅助操纵方向盘11的辅助控制。具体地，辅助装置120基于车辆的行驶状态、方向盘11的操纵状态和液压动力转向设备100的运转状态调节施加到齿条轴16上的液压的水平。辅助控制包括电动泵22上的位移控制(以下称为“控制A”)、通过流量控制阀23 对每个流体通道的连通状态的控制(以下称为“控制B”)、以及通过旁通阀128对液压缸21中的每个液压腔的连通状态的控制(以下称为“控制C”)。(控制A)目标开度计算部155基于转矩传感器32、转向角传感器33和车速传感器34的输出计算流量控制阀23的目标开度。目标转速计算部IM基于转矩传感器32、转向角传感器33和车速传感器34的输出以及来自目标开度计算部155的目标开度输入计算电动马达45的目标转速。旋转角度计算部156基于电动马达45中的电流的值计算电动马达45的旋转角度。转速计算部157基于来自旋转角度计算部156的旋转角度输入计算电动马达45的转速。马达控制部151基于由目标转速计算部IM提供的用于电动马达45的目标转速、 由旋转角度计算部156输入的电动马达45的旋转角度以及由转速计算部157提供的电动马达45的转速，通过驱动电路125A反馈控制电动马达45。驱动电路125A由包括开关元件的PWM驱动电路构造。(控制B)旋转角度计算部158基于马达M的电流值计算马达M的旋转角度。转速计算部159基于由旋转角度计算部158输入的马达M的旋转角度计算马达M的转速。流量控制阀控制部152基于由目标开度计算部155提供的用于流量控制阀23的目标开度、由旋转角度计算部158输入的马达M的旋转角度以及由转速计算部159提供的马达M的转速，通过驱动电路131A反馈控制马达54。这根据马达M的操作驱动流量控制阀23。驱动电路31A由包括开关元件的PWM驱动电路构造。(控制C)旁通阀控制部153基于由目标开度计算部155提供的目标开度、通过驱动电路128A控制旁通阀128。驱动电路128A由螺线管驱动电路构造。以下将参考图9说明旁通阀128的构造。如图9所示，旁通阀1 通过第一上游流体通道部143连接到流量控制阀23的第一端口 61上。旁通阀1 还通过第二上游流体通道部145连接到流量控制阀23的第二端口 63 上。旁通阀128以基本连接模式或旁通模式操作。当方向盘11的操纵必须由辅助装置120辅助时，选择基本连接模式。当难以通过辅助装置120辅助时，选择旁通模式。在基本连接模式中，第一上游流体通道部143与第一下游流体通道部144连通，第二上游流体通道部145与第二下游流体通道部146连通。换句话说，每个第一端口 61与第一液压腔43连通，每个第二端口 63与第二液压腔44连通。在旁通模式中，第一下游流体通道部144与第二下游流体通道部146连通。S卩，旁通阀1 取消第一上游和下游流体通道部143、144与第二上游和下游流体通道部145、146 之间的断路。这允许第一液压腔43与第二液压腔44之间连通。以下将参考图10至IlB说明调节阀52与阀部53之间的关系。在流量控制阀23中，流体供给和排出通道部141、142与第一和第二上游流体通道部143、145之间的关系根据阀部53相对于调节阀52的旋转位置以如下所述的方式变化。如图10所示，当阀部53布置在“中性旋转位置”时，供给端口 62和排出端口 65通过调节阀52与阀部53之间的间隙与第一端口 61和第二端口 63连通(中性模式)。参考图11A，当阀部53保持在“第一供给位置”时，供给端口 62与第一端口 61连通，排出端口 65与第二端口 63连通(第一模式)。
如图IlB所示，当阀部53布置在“第二供给位置”时，供给端口 62与第二端口 63 连通，排出端口 65与第一端口 61连通(第二模式)。以下将说明用于流量控制阀23的控制装置150的控制模式。控制装置150根据方向盘11的操纵状态选择用于流量控制阀23的操作模式。具体地，当不操纵方向盘11时，选择中性模式作为流量控制阀23的操作模式。当方向盘11 向右转弯时，选择第一模式作为流量控制阀23的操作模式。当方向盘11向左转弯时，选择第二模式作为流量控制阀23的操作模式。如果阀部53的旋转位置与对应于选择的操作模式的旋转位置不一致，或者例如， 当阀部53布置在中性旋转位置而选择第一模式时，则马达54的电流值变化为将阀部53旋转至对应于选择的操作模式的旋转位置。随后将说明流量控制阀23中的液压流体的路径。在旁通阀128的操作模式设定为基本连接模式的前提下，液压流体沿如下所述的路径流动。(A)当流量控制阀23处于中性模式时，液压流体在如下所述的路径中流动。参考图10，当第一模式或第二模式切换到中性模式时，阀部53从第一或第二供给位置旋转至中性旋转位置。因此，第一端口 61和第二端口 63两者均通过调节阀52与阀部 53之间的间隙与供给端口 62和内部空间64(排出端口 65)连通。在该状态中，少量液压流体从供给端口 62供给到第一端口 61和第二端口 63。此夕卜，少量液压流体从第一端口 61和第二端口 63输送至内部空间64 (排出端口 65)。这使得第一液压腔43和第二液压腔44中的液压保持基本恒定。(B)当流量控制阀23处于第一模式时，液压流体在如下所述的路径中流动。如图IlA所示，当中性模式切换到第一模式时，阀部53沿由箭头Yl指示的方向旋转。这将阀部53的旋转位置从中性旋转位置切换至第一供给位置。因此，供给端口 62与第一端口 61连通，排出端口 65与第二端口 63连通。由电动泵22输送的液压流体经由流体供给通道部141、供给端口 62、第一端口 61、 第一上游流体通道部143、旁通阀128和第一下游流体通道部144供给到液压缸21中的第一液压腔43。在流量控制阀23中，如由每个箭头Rl所示，液压流体以供给连通孔62B、阀体供给槽68A、第一纵轴向槽61C、第一连通孔61B和第一环形槽61A这样的顺序流动。液压缸21的第二液压腔44内的液压流体经由第二下游流体通道部146、旁通阀 128、第二上游流体通道部145、第二端口 63、内部空间64、排出端口 65和流体排出通道部 142返回至油箱24。在流量控制阀23中，如由每个箭头R2所示，液压流体以第二环形槽 63A、第二连通孔63B、第二纵轴向槽63C、阀体排出槽68B、进口连通孔66和内部空间64这样的顺序流动。(C)当流量控制阀23处于第二模式时，液压流体在如下所述的路径中流动。参考图11B，当中性模式切换至第二模式时，阀部53沿由箭头Y2指示的方向旋转。 阀部53由此从中性旋转位置运动至第二供给位置。因此，供给端口 62与第二端口 63连通， 排出端口 65与第一端口 61连通。由电动泵22输送的液压流体经由流体供给通道部141、供给端口 62、第二端口 63、 第二上游流体通道部145、旁通阀128和第二下游流体通道部146供给到液压缸21中的第二液压腔44。在流量控制阀23中，如由每个箭头R3所示，液压流体以供给连通孔62B、阀体供给槽68A、第二纵轴向槽63C、第二连通孔6 和第二环形槽63A这样的顺序流动。液压缸21的第一液压腔43内的液压流体经由第一下游流体通道部144、旁通阀 128、第一上游流体通道部143、第一端口 61、内部空间64、排出端口 65和流体排出通道部 142返回至油箱M。在流量控制阀23中，如由每个箭头R4所示，液压流体以第一环形槽 61A、第一连通孔61B、第一纵轴向槽61C、阀体排出槽68B、进口连通孔66和内部空间64这样的顺序流动。供给到液压缸21的液压流体的量以如下所述的方式调节。参考图9，控制装置150通过控制电动泵22的转速(电动马达45的转速)和流量控制阀23的开度，调节供给到液压缸21内的第一液压腔43和第二液压腔44的液压流体的量。随着电动泵22的转速变高以及流量控制阀23的开度变大，液压流体的供给量变大。随后将参考图10详细地说明流量控制阀23的开度。流量控制阀23具有如下所述的四种类型的开度。(a)用于改变用于第一液压腔43的液压流体的供给量的第一供给开度。(b)用于改变用于第二液压腔44的液压流体的供给量的第二供给开度。(c)用于改变用于第一液压腔43的液压流体的排出量的第一排出开度。(d)用于改变用于第二液压腔44的液压流体的排出量的第二排出开度。具体地，上述开度对应于如下所述的流量控制阀23的部分。第一供给开度对应于允许每个第一端口 61的第一纵轴向槽61C与阀体供给槽68A 之间连通的通道的连通面积。第二供给开度对应于允许每个第二端口 63的第二纵轴向槽 63C与阀体供给槽68A之间连通的通道的连通面积。第一排出开度对应于允许每个第一端口 61的第一纵轴向槽61C与阀体排出槽68B之间连通的通道的连通面积。第二排出开度对应于允许每个第二端口 63的第二纵轴向槽63C与阀体排出槽68B之间连通的通道的连通面积。现在将参考图7详细地说明辅助控制的内容。当转矩传感器32出现故障时，需要转矩传感器32的输出的辅助控制不能适当地执行。在这种情况下，可停止通过辅助控制辅助方向盘11的操纵。但是，这使得驾驶员需要在没有辅助装置120的帮助下操纵方向盘11。因此，为了便于驾驶员的操作，需要不同的方法以应对转矩传感器32的这种故障。在第三实施例中，当故障条件满足时，表明转矩传感器32出现故障，禁止使用转矩传感器32的输出，利用转向角传感器33的输出控制液压缸21中的液压。具体地，利用基于转向角传感器33的输出获得的转向速度计算用于电动泵22的目标转速。利用目标转速控制电动泵22。当故障条件满足时，辅助控制不利用车速传感器34的输出以控制液压缸21内的液压。但是，除转向角传感器33的输出之外，可采用车速传感器34的输出以控制液压缸21 内的液压。随后将详细地说明与转矩传感器32的故障有关的辅助控制的内容。辅助控制包括图12表示的“辅助选择控制”、图13中表示的“正常时辅助控制”和图14中表示的“故障时辅助控制”。现在将参考图12说明“辅助选择控制”的内容。
如图12所示，在步骤SlO中，控制装置150判断是否满足故障条件，故障条件表示在转矩传感器32中已发生故障。故障条件例如可以是转矩传感器32的输出过小或过大， 或者是转矩传感器32的输出呈现出过大的变化。当在步骤SlO中判定不满足故障条件时，控制装置150在步骤S20中执行如图13 中表示的“正常时辅助控制”。与此相反，如果在步骤SlO中判定满足故障条件，则控制装置 150在步骤S30中执行如图14中表示的“故障时辅助控制”。接着，将参照图13说明“正常时辅助控制”。 参照图13，在步骤S21中，控制装置150基于转矩传感器32的输出、转向角传感器 33的输出和车速传感器34的输出计算用于流量控制阀23的目标开度。在步骤S22中，控制装置150基于转矩传感器32的输出、转向角传感器33的输出、车速传感器34的输出以及已在步骤S21中确定的目标开度计算用于电动泵22的目标转速，该目标转速是用于电动马达45的目标转速。在步骤S23中，控制装置150利用用于流量控制阀23的目标开度控制流量控制阀 23，并利用用于电动泵22的目标旋转度数控制电动泵22。这样，根据所反映的转矩传感器 32的输出，控制液压缸21中的液压。以下将参照图14说明“故障时辅助控制”的过程。如图14所示，控制装置150通过在步骤S31和步骤S32中的判断来确定方向盘11 的操纵状态。然后，根据结果，控制装置150执行步骤S33、S34和S35以选择用于流量控制阀23的操作模式。参照图14，在步骤S31中，控制装置150基于转向角传感器33的输出判断转向方向是否是向右方向。在步骤S32中，控制装置150利用转向角传感器33的输出判断转向方向是否是向左方向。然后，根据在步骤S31和S32中的至少一个判定，控制装置150执行步骤S33至S35中的一个。(A)当在步骤S31中作出肯定的判定时，控制装置150在步骤S35中将流量控制阀 23的操作模式设定至第一模式。因此，在液压缸21中，液压流体供给到第一液压腔43并从第二液压腔44排出。(B)如果在步骤S31中作出否定的判定并在步骤S32中作出肯定的判定，则控制装置150在步骤S34中将流量控制阀23的操作模式设定至第二模式。因此，在液压缸21中， 液压流体从第一液压腔43排出并供给到第二液压腔44。(C)当在步骤S31中的判定和在步骤32中的判定均为否定时，控制装置150在步骤S33中将流量控制阀23的操作模式设定至中性模式。在该状态中，液压缸21中的液压保持基本恒定。在步骤S36中，控制装置150基于转向角传感器33的输出计算转向角，然后利用转向角确定转向速度。具体地，控制装置150随着转向角每单位时间的变化量获得转向速度。所获得的转向速度对应于方向盘11和转向轴12的转向速度。然后，控制装置150将转向速度应用到图15中的故障时目标转速映射图上，以确定对应于转向速度的用于电动泵22的目标转速。故障时转速映射图以如下所述的方式限定转向速度与目标转速之间的关系。(a)如果转向速度不小于“0，，并且不大于第一速度VA，则目标转速为“0 ”，与转向
17速度的水平无关。(b)如果转向速度不小于第一速度VA并且不大于第二速度VB，则目标转速随着转向速度变大而变高。(c)如果转向速度不小于第二速度VB，则目标转速是最大故障时转速RX，与转向速度的水平无关。在步骤S37中，当转矩传感器32故障时，控制装置150将预先设定的故障时目标开度设定为用于故障时的流量控制阀23的开度。在流量控制阀23的开度设定为故障时目标开度的前提下定义故障时转速映射图。在步骤S38中，控制装置150基于流量控制阀23的目标开度控制流量控制阀23， 并利用电动泵22的目标转速控制电动泵22。因此，通过反映转向速度而非反映转矩传感器 32的输出来控制液压缸21中的液压。第三实施例具有如下所述的优势。(6)当转矩传感器32输出错误检测时，液压动力转向设备100根据转向速度控制液压缸21中的液压。这种构造防止当操纵方向盘11时通过辅助装置120进行的辅助的中止。(7)液压动力转向设备100基于转向角传感器33的输出计算转向速度，并利用转向速度控制液压缸21中的液压。在该构造中，当转矩传感器32故障时，转向速度恰当地反映在液压缸21内液压的控制中。(8)当用于转矩传感器32的故障条件不满足时，液压动力转向设备100基于转矩传感器32、转向角传感器33和车速传感器34的输出控制液压缸21内的液压。在该构造中，与其中仅利用转矩传感器32的输出控制液压缸21内的液压的构造相比，通过辅助装置 120辅助操纵方向盘11变得适于实际操纵状态。(9)具体地，如下所述的故障发生在其中从液压动力转向设备100的流量控制阀 23省去扭杆56的液压动力转向设备中，该液压动力转向设备定义为“比较装置”。例如，可能存在其中阀部53保持在第一供给位置时马达54发生故障的情况。这种情况下，马达54不能改变阀部53的旋转位置，阀部53保持在第一供给位置处。液压流体因此连续地供给到第一液压腔43。在该状态中，如果驾驶员需要向右转动方向盘11，驾驶员对方向盘11的操纵被从液压缸21施加到齿条轴16上的液压妨碍。因此，必须以更大的扭矩操纵方向盘11。但是，在第三实施例中，流量控制阀23的阀部53包括扭杆56。在该构造中，当马达54的扭矩不输入至阀部53时，通过扭杆56的扭转产生的扭矩朝向中性旋转位置驱动阀部53。当马达54不能向阀部53提供转矩时，扭杆56因此将阀部53保持在中性旋转位置。 因此，当马达54故障时，防止驾驶员对方向盘11的操纵被从液压缸21施加到齿条轴16上的液压妨碍。(第四实施例)现在将参照图16至17B说明本发明的第四实施例。相同或相似的参考数字被给予与第二实施例的相应的部件相同或相似的第四实施例的部件。如图16所示，流体供给通道部141、流体排出通道部142、第一上游流体通道部143 和第二上游流体通道部145连接到流量控制阀80的壳体81上。连接到第一上游流体通道部143上的第一端口 85、连接到第二上游流体通道部145上的第二端口 86、连接到流体供给通道部141上的供给端口 83以及连接到流体排出通道部142上的排出端口 84形成在壳体81中。电动泵22的出口端口通过流体供给通道部141连接到供给端口 83上。第一液压腔43通过第一上游流体通道部143和旁通阀1 连接到第一端口 85上。第二液压腔44 通过第二上游流体通道部145和旁通阀1 连接到第二端口 86上。油箱M通过流体排出通道部142连接到排出端口 84上。第一端口 85由环形槽85A和第一连通孔85B形成，环形槽85A形成在壳体81的内周面中，第一连通孔85B允许在第一环形槽85A与第一上游流体通道部143之间连通。 第一环形槽85A与壳体81的内部空间连通。第二端口 86由第二环形槽86A和第二连通孔 86B形成，第二环形槽86A形成在壳体81的内周面中，第二连通孔86B允许在第二环形槽 86A与第二上游流体通道部145之间连通。第二环形槽86A与壳体81的内部空间连通。阀部82包括第一阀体82A、第二阀体82B和用于使阀体82A和82B相互连接的连接轴89A。第一阀体82A根据阀部82相对于壳体81的轴向位置改变第一端口 85的开度。 第二阀体82B根据阀部82相对于壳体81的轴向位置改变第二端口 86的开度。以下将参照图16至17B说明阀部82的操作。在流量控制阀80中，根据阀部82的轴向位置改变流体供给和排出流体通道部 141,142与第一和第二上游流体通道部143、145之间的关系。参照图16，当阀部82的轴向位置布置在“轴向中性位置”时，供给端口 83和排出端口 84通过壳体81和相应的阀体82A、82B之间的间隙与第一端口 85和第二端口 86连通 (中性模式)。如图17A所示，当阀部82的轴向位置为“第一供给位置”时，供给端口 83与第一端口 85连通，相应的排出端口 84与第二端口 86连通(第一模式)。参照图17B，当阀部82的轴向位置为“第二供给位置”时，供给端口 83与第二端口 86连通，相应的排出端口 84与第一端口 85连通(第二模式)。以下将说明用于流量控制阀80的控制装置150的控制模式。控制装置150根据方向盘11的操纵状态选择用于流量控制阀80的操作模式。具体地，当不操纵方向盘11时，控制装置150选择中性模式作为流量控制阀80的操作模式。 当方向盘11向右转动时，控制装置150选择第一模式作为流量控制阀80的操作模式。当方向盘11向左转动时，控制装置150选择第二模式作为流量控制阀80的操作模式。如果阀部82的轴向位置与对应于所选择的操作模式的轴向位置不一致，或者例如，当阀部82的轴向位置为轴向中性位置时选择第一模式，则线圈87的电流值改变为将阀部82的轴向位置移动至对应于所选择的操作模式的轴向位置。以下将说明流量控制阀80中的液压流体的路径。在旁通阀128的操作模式设定为基本连接模式的前提下，液压流体沿如下所述的路径流动。(A)当流量控制阀80处于中性模式时，液压流体沿如下所述的路径流动。参照图16，当第一模式或第二模式切换至中性模式时，阀部82的轴向位置从第一或第二供给位置改变至轴向中性位置。因此，第一端口 85和第二端口 86两者均通过相应的间隙与供给端口 83和排出端口 84连通。
在该状态中，少量液压流体从供给端口 83供给至第一端口 85和第二端口 86。此夕卜，少量液压流体从第一端口 85和第二端口 86输送至排出端口 84。这使得液压缸21中的第一液压腔43和第二液压腔44内的液压保持基本恒定。(B)当流量控制阀80处于第一模式时，液压流体沿如下所述的路径流动。如图17A所示，当中性模式切换至第一模式时，阀部82沿由箭头Yl指示的方向运动。这将阀部82的轴向位置从轴向中性位置切换至第一供给位置。因此，供给端口 83与第一端口 85连通，相应的排出端口 84与第二端口 86连通。从电动泵22输送出的液压流体经由流体供给通道部141、供给端口 83、第一端口
85、第一上游流体通道部143、旁通阀128和第一下游流体通道部144供给到液压缸21中的第一液压腔43。在流量控制阀80中，如由箭头Rl所示，液压流体以供给端口 83、内部空间 81S、第一环形槽85A和第一连通孔85B这样的顺序流动。液压缸21的第二液压腔44内的液压流体经由第二下游流体通道部146、旁通阀 128、第二上游流体通道部145、第二端口 86、相应的排出端口 84和相关的流体排出通道部 142返回至油箱24。在流量控制阀80中，如由箭头R2所示，液压流体以第二连通孔86B、第二环形槽86A、内部空间81S和相应的排出端口 84这样的顺序流动。(C)当流量控制阀80处于第二模式时，液压流体沿如下所述的路径流动。参照图17B，当中性模式切换至第二模式时，阀部82沿由箭头Y2指示的方向运动。 阀部82的轴向位置因此从轴向中性位置改变至第二供给位置。因此，供给端口 83与第二端口 86连通，相应的排出端口 84与第一端口 85连通。从电动泵22输送出的液压流体经由流体供给通道部141、供给端口 83、第二端口
86、第二上游流体通道部145、旁通阀128和第二下游流体通道部146供给到液压缸21中的第二液压腔44。在流量控制阀80中，如由箭头R3所示，液压流体以供给端口 83、内部空间 81S、第二环形槽86A和第二连通孔86B这样的顺序流动。液压缸21的第一液压腔43内的液压流体经由第一下游流体通道部144、旁通阀 128、第一上游流体通道部143、第一端口 85、相应的排出端口 84和相关的流体排出通道部 142返回至油箱24。在流量控制阀80中，如由箭头R4所示，液压流体以第一连通孔85B、第一环形槽85A、内部空间81S和相应的排出端口 84这样的顺序流动。以如下所述的方式调节供给到液压缸21的液压流体的量。参照图16，控制装置150通过控制电动泵22 (电动马达45)的转速和流量控制阀 80的开度来调节供给到液压缸21中的第一液压腔43和第二液压腔44的液压流体的量。 随着电动泵22的转速变高以及流量控制阀80的开度变大，液压流体的供给量变大。流量控制阀80具有如下所述的四种类型的开度。(a)用于改变用于第一液压腔43的液压流体的供给量的第一供给开度。(b)用于改变用于第二液压腔44的液压流体的供给量的第二供给开度。(c)用于改变用于第一液压腔43的液压流体的排出量的第一排出开度。(d)用于改变用于第二液压腔44的液压流体的排出量的第二排出开度。具体地，上述开度对应于如下所述的流量控制阀80的部分。第一供给开度对应于允许在第一端口 85的第一环形槽85A与内部空间81S之间连通的通道的连通面积。第二供给开度对应于允许在第二端口 86的第二环形槽86A与内
20部空间81S之间连通的通道的连通面积。第一排出开度对应于允许在第一端口 85的第一环形槽85A与内部空间81S之间连通的通道的连通面积。第二排出开度对应于允许在第二端口 86的第二环形槽86A与内部空间81S之间连通的通道的连通面积。以下将说明辅助控制的内容。在第四实施例的液压动力转向设备100中，如同在第三实施例的辅助控制中一样，控制装置150执行图12中表示的“辅助选择控制”、图13中表示的“正常时辅助控制” 和图14中表示的“故障时辅助控制”。具体地，当满足故障条件时，表明转矩传感器32故障，防止使用来自转矩传感器32的输出，利用转向角传感器33的输出控制液压缸21内的液压。因此，第四实施例具有第三实施例的优势。示出的实施例可变型为如下所述的形式。在第一和第三实施例中，可省略扭杆56。这种情况下，如图18所示，马达M具有用于检测马达M的旋转位置的传感器57。传感器57可以是结合在马达M中的解析器或霍尔元件。ECU31基于来自传感器57的输出信号计算表示马达M的旋转位置的旋转方向和旋转量。ECU31控制在第一模式与第二模式之间切换，并利用马达M的旋转位置调节第一端口 61和第二端口 63的开度。在第二和第四实施例中，如图19所示，形成在壳体81的两个端部处的线圈87可由马达90和用于通过马达90使阀部82往复运动的机构替代，马达90布置在壳体81的端部之一处。具体地，连接轴89A附连到阀部82的相应的端部上。附装构件95紧固到连接轴89A中的每一个的与阀部82相反的端部上。轴92附装到马达90的输出轴91上。具有外螺纹的螺纹部分93形成在轴92的远端上。变得与轴92的螺纹部分93啮合的螺纹孔94 形成在附装构件95中的相应的一个内。螺纹部分93和螺纹孔94作用为用于将马达90的旋转转换成往复运动的转换机构。在图19中示出的构造中，轴92的螺纹部分93与附装构件95的螺纹孔94啮合。 因此，当轴92与马达90的输出轴91 一起旋转时，附装构件95沿螺纹孔94的轴线往复运动，阀部分82与附装构件95 —起往复运动。这种情况下，基于阀部82相对于马达90的旋转量的运动量来检测阀部82的位置。控制马达90的旋转量，使得马达90的当前实际旋转量变得等于对应于阀部82的目标位置的目标旋转量。此外，螺旋弹簧88的驱动力沿阀部 82的运动方向施加到阀部82上，由此修正阀部82的后冲。另外，这种情况下，作用在马达90上的转矩和马达90的电流值根据由螺旋弹簧88 产生的弹性力而变化。因此，可基于马达90的电流值而非马达90的旋转量检测和控制阀部82的位置。具体地，检测对应于阀部82的当前位置的马达90的实际电流值，并计算对应于阀部82的目标位置的马达90的目标电流值。控制马达90的电流值，使得实际电流值变得等于目标电流值。在第二和第四实施例中，螺旋弹簧88可由片弹簧替代。换句话说，只要弹性构件能够沿往复运动方向推动阀部82，就可采用任意适当的弹性构件。在第一和第二实施例中，基于开度命令值TA利用电动马达45的转速控制电动泵 22的流量Q。但是，如图20所示，可利用电动马达45的电流值控制电动泵22的压力P。换句话说，电流值计算部71A基于转向转矩τ、转向角θ和车速V计算用于供给到电动马达45的电流的电流命令值IA。然后，流量修正控制部78基于电流命令值IA在第一模式与第二模式之间切换并计算流量命令值QA。流量命令值QA是用于在第一模式和第二模式中控制流到液压腔的液压流体的流量的命令值。流量命令值QA从流量修正控制部78输入到反馈控制部73。反馈控制部73接收由电流检测部79检测的实际电流值IR和由旋转角度检测部74检测的实际旋转角度SR。反馈控制部73利用实际电流值IR和实际旋转角度SR、基于流量命令值QA和反馈电流控制来产生输出到驱动电路76的马达控制信号。以此方式，控制电动泵22的压力P。流量命令值QA还从流量修正控制部78输入到开度控制部77。如在第一实施例中，开度控制部77基于流量命令值QA控制流量控制阀23的开度。在第一和第二实施例中，基于转向转矩τ、转向角θ和车速V计算开度命令值 ΤΑ。但是，可利用转向转矩τ和转向角θ或者转向转矩τ和车速V获得开度命令值ΤΑ。 可选择地，可仅利用转向转矩τ、转向角θ和车速V中的一个确定开度命令值ΤΑ。在第一和第二实施例中，液压动力转向设备1可具有相互独立地用于控制电动泵 22的E⑶和用于控制流量控制阀23的E⑶。这种情况下，E⑶可通过CAN通讯连接在一起。在第一和第二实施例中，除驻车辅助控制之外，防偏离车道控制可执行为行驶辅助控制。对于防偏离车道控制，车辆包括用作用于在路面上检测行驶车道的车道检测装置的监视器。根据防偏离车道控制，通过基于由监视器提供的信息操纵方向盘来防止车辆偏离开行驶车道。在防偏离车道控制中，检测车辆相对于当前行驶车道的位置来作为来自监视器的信息。然后根据检测的车辆的位置计算用于防止车辆偏离开行驶车道的转矩命令值。接下来，基于转矩命令值、车速V和转向转矩τ确定开度命令值ΤΑ。然后，基于开度命令值ΤΑ， 控制电动泵22的流量Q、由流量控制阀23向液压腔43、44供给液压流体的切换以及用于所选择的液压腔的液压流体的供给量。该构造确保了与第一实施例的优势(3)相似的优势。在第一至第四实施例中，可由附装到车辆的发动机曲轴上的泵替代电动泵22，以将液压流体供给到液压缸21中的液压腔43、44。在第三和第四实施例中，当对于转矩传感器32的故障条件不满足时，基于来自转矩传感器32、转向角传感器33和车速传感器34的输出控制电动泵22和流量控制阀23、80。 但是，可基于唯一地来自转矩传感器32的输出控制电动泵22和流量控制阀23、80。在第三和第四实施例中，不满足用于转向角传感器33的故障条件的事实可被增加为用于执行“故障时辅助控制”的条件。换句话说，当既不满足用于转矩传感器32的故障条件也不满足用于转向角传感器33的故障条件时，可执行“故障时辅助控制”。在第三和第四实施例的“故障时辅助控制”中，除来自转向角传感器33的输出之夕卜，来自车速传感器34的输出可用于控制液压。在第三和第四实施例中，可判断是否满足表明车速传感器34故障的故障条件。当满足故障条件时，可防止来自车速传感器34的输出被用于控制液压。在第三和第四实施例中，当满足故障条件时，可以以如下所述地变型的方式控制电动泵22。具体地，可基于根据方向盘11的操纵而变化的不同参数计算转向速度。基于转向速度控制电动泵22。在第三和第四实施例中，当满足故障条件时，可以以如下所述地变型的方式控制流量控制阀23、80。具体地，可基于来自转向角传感器33的输出计算转向速度，可基于转向速度控制流量控制阀23、80。可选择地，转向速度可利用不同的参数获得并用于控制流量控制阀23,80o在第三和第四实施例中，流体通道的连通面积不一定必需连续地变化。换句话说， 每个流体通道可在接通状态和中性模式之间切换。在第三和第四实施例中，当满足对于转矩传感器32和转向角传感器33的故障条件时，控制装置150可中止辅助控制并设定旁通阀128的旁通模式。
权利要求
1.一种用于利用液压缸辅助车辆转向的液压动力转向设备，所述设备包括流量控制阀，所述流量控制阀能够改变用于所述液压缸的液压流体的供给/排出量； 检测装置，所述检测装置检测车辆的运转状态；以及控制部，所述控制部基于所述检测装置的检测结果设定用于所述液压缸的液压流体的供给/排出模式，并根据所述供给/排出模式控制所述流量控制阀。
2.根据权利要求1所述的液压动力转向设备，其中所述液压缸的内部由形成在齿条轴上的活塞分成第一液压腔和第二液压腔， 所述流量控制阀包括壳体，其中，在所述壳体的外周面中形成有供给所述液压流体的供给端口、排出所述液压流体的排出端口、连接到所述第一液压腔的第一端口以及连接到所述第二液压腔的第二端口，所述这些端口沿所述壳体的周向方向布置在不同的位置处；以可旋转方式容纳在所述壳体中的阀部，所述阀部在第一模式和第二模式之间切换所述这些端口中每一个端口的连通状态，在所述第一模式中，所述供给端口与所述第一端口连通，并且所述排出端口与所述第二端口连通，在所述第二模式中，所述供给端口与所述第二端口连通并且所述排出端口与所述第一端口连通；和马达，所述马达使所述阀部围绕所述壳体的轴线旋转，并且所述控制部通过根据所述液压流体的所述供给/排出模式调节所述阀部的旋转量，而在所述第一模式和所述第二模式之间切换并在所述第一模式和所述第二模式中调节用于所述第一和第二端口的所述液压流体的供给/排出量。
3.根据权利要求2所述的液压动力转向设备，其中，所述检测装置检测作为所述车辆的运转状态的转向转矩、转向角和车速中的至少一个。
4.根据权利要求2所述的液压动力转向设备，其中所述流量控制阀具有检测所述马达的旋转位置的传感器，并且所述阀部的位置基于由所述传感器检测到的所述马达的所述旋转位置被控制。
5.根据权利要求3所述的液压动力转向设备，其中，所述控制部基于与目标停放位置和当前车辆位置之间的关系相对应的信息以及所述车辆的运转状态的检测结果来设定所述液压流体的所述供给/排出模式，并基于所述供给/排出模式将所述流量控制阀控制为使得所述车辆位置与所述目标停放位置一致。
6.根据权利要求3所述的液压动力转向设备，其中，所述控制部基于与路面的行驶车道上的车辆位置相对应的信息和所述车辆的运转状态的检测结果来设定所述液压流体的所述供给/排出模式，并基于所述供给/排出模式控制所述流量控制阀以防止所述车辆从所述行驶车道偏离。
7.根据权利要求2所述的液压动力转向设备，其中所述流量控制阀包括通过所述阀部的旋转而扭转的扭杆，并且当所述马达停止时，所述扭杆将所述阀部从所述第一模式或所述第二模式返回至中性模式，在所述中性模式，所述端口未全部关闭。
8.根据权利要求1所述的液压动力转向设备，其中所述液压缸的内部由形成在齿条轴上的活塞分成第一液压腔和第二液压腔， 所述流量控制阀包括壳体，其中，在所述壳体的外周面中形成有供给所述液压流体的供给端口、排出所述液压流体的排出端口、连接到第一液压腔的第一端口以及连接到第二液压腔的第二端口，所述这些端口沿所述壳体的纵向方向布置在不同的位置处；以往复运动的方式容纳在所述壳体中的阀部，所述阀部在第一模式和第二模式之间切换所述这些端口中每一个端口的连通状态，在所述第一模式中，所述供给端口与所述第一端口连通并且所述排出端口与所述第二端口连通，在第二模式中，所述供给端口与所述第二端口连通并且所述排出端口与所述第一端口连通；以及驱动机构，所述驱动机构使所述阀部沿所述壳体的轴线往复运动，并且所述控制部通过根据所述液压流体的所述供给/排出模式调节所述阀部的运动量，而在所述第一模式和所述第二模式之间切换并在所述第一模式和所述第二模式中调节用于所述第一和第二端口的所述液压流体的供给/排出量。
9.根据权利要求8所述的液压动力转向设备，其中所述流量控制阀包括转换机构和弹性构件，所述转换机构将所述马达的旋转转换成往复运动并用作所述驱动机构，所述弹性构件根据所述阀部的运动量弹性地变形，所述控制部基于所述马达的电流值检测所述阀部的位置并控制所述阀部的位置，并且所述马达的电流值通过根据所述弹性构件产生的弹性力而作用在所述马达上的转矩改变。
10.根据权利要求8所述的液压动力转向设备，其中所述流量控制阀包括转换机构，所述转换机构将所述马达的旋转转换成往复运动并用作所述驱动机构，并且所述控制部基于所述马达的旋转量与所述阀部的所述运动量之间的关系检测所述阀部的位置，并基于所述马达的所述旋转量控制所述阀部的位置。
11.根据权利要求8所述的液压动力转向设备，其中所述流量控制阀包括电磁螺线管和弹性构件，所述弹性构件克服由所述电磁螺线管产生的吸引力而驱动所述阀部，所述电磁螺线管布置在所述阀部的端部处并通过由所述电磁螺线管产生的电磁力而吸引所述阀部，并且所述阀部的位置通过调节所述电磁螺线管的所述电磁力来控制。
12.根据权利要求2所述的液压动力转向设备，还包括转矩传感器，所述转矩传感器的输出与转向转矩对应，其中所述转矩传感器用作所述检测装置，所述液压缸根据所述转矩传感器的输出而改变施加到所述液压缸的液压的水平，并且当所述转矩传感器产生异常输出时，所述液压缸内的液压根据转向速度变化。
13.根据权利要求12所述的液压动力转向设备，还包括转向角传感器，所述转向角传感器的输出根据转向角变化，其中所述转向角传感器用作所述检测装置，并且施加到所述液压缸的所述液压根据来自所述转向角传感器的输出变化。
14.根据权利要求13所述的液压动力转向设备，还包括将液压流体供给到所述液压缸内的电动泵，其中，用作所述电动泵的驱动源的电动马达的转速根据所述转向速度变化。
15.根据权利要求14所述的液压动力转向设备，其中将所述液压缸的内部分成第一液压腔和第二液压腔的活塞安装在所述液压缸中， 所述活塞固定到齿条轴上，将所述电动泵连接到所述第一液压腔和所述第二液压腔上的流体通道形成在所述电动泵与所述液压缸之间，所述流量控制阀布置在所述流体通道的中部内，并调节用于所述第一液压腔和所述第二液压腔的液压流体的供给量，所述流量控制阀包括壳体和阀部，所述壳体具有连接到所述流体通道上的端口，所述阀部容纳在所述壳体内并围绕所述壳体的轴线旋转，并且用于所述第一液压腔和所述第二液压腔的液压流体的所述供给量根据所述阀部相对于所述壳体的旋转量变化，所述阀部的所述旋转位置根据所述转向速度变化。
16.根据权利要求15所述的液压动力转向设备，其中将所述电动泵连接到所述控制阀上的流体供给通道部、将所述控制阀连接到所述第一液压腔上的第一流体通道部、将所述控制阀连接到所述第二液压腔上的第二流体通道部以及从所述壳体排出所述液压流体的流体排出通道部形成为所述流体通道，连接到所述流体供给通道部上的供给端口、连接到所述第一流体通道部上的第一端口、连接到所述第二流体通道部上的第二端口以及连接到所述流体排出通道部上的排出端口形成为所述端口，当所述阀部相对于所述壳体的位置是第一供给位置时，所述供给端口和所述第一端口彼此连通并且所述排出端口和所述第二端口彼此连通，且当所述阀部相对于所述壳体的位置是第二供给位置时，所述排出端口和所述第一端口彼此连通并且所述供给端口和所述第二端口彼此连通。
17.根据权利要求14所述的液压动力转向设备，其中将所述液压缸的内部分成第一液压腔和第二液压腔的活塞安装在所述液压缸中， 所述活塞固定到齿条轴上，将所述电动泵连接到所述第一液压腔和所述第二液压腔上的流体通道形成在所述电动泵与所述液压缸之间，所述流量控制阀布置在所述流体通道的中部内，并调节用于所述第一液压腔和所述第二液压腔的液压流体的供给量，所述流量控制阀包括壳体和阀部，所述壳体具有连接到所述流体通道上的端口，所述阀部容纳在所述壳体内并沿所述壳体的轴线方向运动，并且用于所述第一液压腔和所述第二液压腔的液压流体的所述供给量根据所述阀部相对于所述壳体的所述运动量变化，所述阀部的所述运动量根据所述转向速度变化。
18.根据权利要求17所述的液压动力转向设备，其中将所述电动泵连接到所述控制阀上的流体供给通道部、将所述控制阀连接到所述第一液压腔上的第一流体通道部、将所述控制阀连接到所述第二液压腔上的第二流体通道部以及从所述壳体排出所述液压流体的流体排出通道部形成所述流体通道，连接到所述流体供给通道部上的供给端口、连接到所述第一流体通道部上的第一端口、连接到所述第二流体通道部上的第二端口以及连接到所述流体排出通道部上的排出端口形成所述端口，当所述阀部相对于所述壳体的位置是第一供给位置时,所述供给端口和所述第一端口彼此连通并且所述排出端口和所述第二端口彼此连通，且当所述阀部相对于所述壳体的位置是第二供给位置时，所述排出端口和所述第一端口彼此连通并且所述供给端口和所述第二端口彼此连通。
全文摘要
本发明提供一种用于利用液压缸辅助车辆转向的液压动力转向设备，所述设备包括流量控制阀，所述流量控制阀能够改变用于所述液压缸的液压流体的供给/排出量；检测装置，所述检测装置检测车辆的运转状态；以及控制部，所述控制部基于所述检测装置的检测结果设定用于所述液压缸的液压流体的供给/排出模式，并根据所述供给/排出模式控制所述流量控制阀。
文档编号B62D5/06GK102452417SQ20111033009
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月20日 优先权日2010年10月22日
发明者久保亮一, 尾崎哲也, 椎名晶彦, 蓬乡泰宏, 酒卷正彦 申请人:株式会社捷太格特