专利名称：液压式动力转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压式动力转向装置。
背景技术：
日本特开2007-253829号公报公开了，将来自液压泵的工作油经由液压控制阀供给至结合于车辆的转向机构的动力缸，从而辅助转向力的液压式动力转向装置。在这样的液压式动力转向装置中，液压控制阀经由转向轴机械地连接于转向盘等转向部件，根据转向部件的操作来调节液压控制阀的开度。 日本特开平9-263256号公报公开了，未将液压控制阀机械地连接于转向部件，通过电动马达(阀驱动用马达)控制液压控制阀的开度的液压式动力转向装置。在这样的液压式动力转向装置中，例如根据转向转矩以及车速来运算液压控制阀的开度指令值，基于开度指令值驱动控制阀驱动用马达。此外，基于根据转向角速度运算出的泵转速指令值来控制(转速反馈控制)用于驱动液压泵的电动马达(泵驱动用马达)。在通过阀驱动用马达控制液压控制阀的开度的液压式动力转向装置中，由于转向部件与液压控制阀未机械地连结，所以可能产生以下那样的问题。换句话说，在液压控制阀的开度急剧变化而工作油的压力降低时，由于液压泵的负荷下降所以液压泵欲将转速提高，但泵驱动用马达被转速反馈控制，因此液压泵的转速不会提高。因此，向动力缸供给的工作油的供给量下降。
发明内容
本发明提供一种在液压控制阀的开度急剧变化而工作油的压力下降的情况下，能够抑制向动力缸供给的工作油的供给量下降的液压式动力转向装置。根据本发明的一个实施方式，在液压控制阀的开度急剧变化而工作油的压力降低时，能够以增加由转速指令值设定单元设定的转速指令值的方式进行修正，能够抑制向动力缸供给的工作油的供给量降低。根据本发明的一个实施方式，在液压控制阀的开度急剧变化而工作油的压力上升时，能够以减少由转速指令值设定单元设定的转速指令值的方式进行修正，能够抑制向动力缸供给的工作油的供给量增加。
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明前述的和其它的特点和优点得以进一步明确。其中，附图标记表示本发明的要素，其中，图I是表示本发明的一实施方式的液压式动力转向装置的概略结构的示意图。图2是表示E⑶的电结构的框图。图3是表示辅助转矩指令值与检测转向转矩的关系的图表。图4是表示阀开度指令值与辅助转矩指令值的关系的图表。
图5是表示泵转速指令值与转向角速度的关系的图表。图6是表示泵转速修正值与阀开度指令微分值的关系的图表。
具体实施例方式下面参照
本发明的实施例。图I是表示本发明的一实施方式的液压式动力转向装置的概略结构的示意图。液压式动力转向装置I是赋予车辆的转向机构2转向辅助力的装置。转向机构2具备作为由驾驶员操作的转向部件的转向盘3 ;连接于该转向盘3的转向轴4 ;连接于转向轴4的前端部，并具有小齿轮6的小齿轮轴5 ;具有啮合于小齿轮6的齿条7a，作为在车辆的左右方向延伸的转向轴的齿条轴7。在齿条轴7的两端分别连接有横拉杆8，该横拉杆8分别连接于支承左右的转向轮 9、10的转向节臂11。若操作转向盘3而使转向轴4旋转，则该旋转通过小齿轮6以及齿条7a，被变换为齿条轴7沿轴向的直线运动。在转向轴4的周围设置有用于检测作为转向轴4的旋转角的转向角0h的转向角传感器31。在该实施方式中，转向角传感器31检测距转向轴4的中立位置的转向轴4的正反两方向的旋转量(旋转角)，将从中立位置向右方向旋转的旋转量作为正值输出，将从中立位置向左方向旋转的旋转量作为负值输出。在小齿轮轴5上设置有用于检测转向转矩Th的转矩传感器32。液压式动力转向装置I包含液压控制阀14、动力缸17以及液压泵23。液压控制阀14是旋转阀，具有转子外壳(省略图示)和用于切换工作油的流通方向的转子(省略图示)。利用电动马达15 (以下称为“阀驱动用马达15”)使液压控制阀14的转子旋转，从而控制液压控制阀14的开度。阀驱动用马达15由三相无刷马达构成。在阀驱动用马达15的附近配置有用于检测阀驱动用马达15的转子的旋转角9 b的旋转角传感器33。液压控制阀14连接于向转向机构2赋予转向辅助力的动力缸16。动力缸16与转向机构2结合。具体而言,动力缸16具有与齿条轴7 —体设置的活塞17、被该活塞17划分的一对气缸室18、19，气缸室18、19分别经由对应的油路20、21与液压控制阀14连接。液压控制阀14配置于通过贮液器22以及转向辅助力产生用的液压泵23的油循环路24的中途部。液压泵23由齿轮泵构成，被电动马达25 (以下，称为“泵驱动用马达25”)驱动，将存积在贮液器22中的工作油汲出并供给给液压控制阀14。多余量的工作油从液压控制阀14经由油循环路24返回到贮液器22。泵驱动用马达25被单向地旋转驱动，而驱动液压泵23。具体而言，泵驱动用马达25的输出轴与液压泵23的输入轴连接，通过泵驱动用马达25的输出轴旋转，液压泵23的输入轴旋转而驱动液压泵23。泵驱动用马达25由三相无刷马达构成。在泵驱动用马达25的附近配置有用于检测泵驱动用马达25的转子的旋转角9 P的旋转角传感器34。在通过阀驱动用马达15使液压控制阀14的转子从基准旋转角度位置(中立位置)向一个方向旋转的情况下，液压控制阀14经由油路20、21中的一方来向动力缸16的气缸室18、19中的一方供给工作油，并且，将另一方的工作油返回至贮液器22。另外，在通过阀驱动用马达15使液压控制阀14的转子从中立位置向另一个方向旋转的情况下，液压控制阀14经由油路20、21中的另一方来向气缸室18、19中的另一方供给工作油，并且将一方的工作油返回至贮液器22。在液压控制阀14的转子位于中立位置时，液压控制阀14成为所谓的平衡状态，在转向中立状态下动力缸16的两气缸室18、19被维持为等压，工作油在油循环路24中循环。若利用阀驱动用马达15使液压控制阀14的转子旋转，则向动力缸16的气缸室18、19中的任一个供给工作油，活塞17沿车辆的左右方向移动。由此，向齿条轴7作用转向辅助力。阀驱动用马达15以及泵驱动用马达25被E⑶40控制。向E⑶40输入由转向角传感器31检测出的转向角e h、由转矩传感器32检测出的转向转矩Th、旋转角传感器33的输出信号、旋转角传感器34的输出信号、由车速传感器35检测出的车速V、用于检测流入阀驱动用马达15的电流的电流传感器36 (参照图2)的输出信号等。图2是表示E⑶40的电结构的框图。E⑶40具备微型计算机41 ;被微型计算机·41控制，向阀驱动用马达15供给电力的驱动电路(变频器电路)42 ;被微型计算机41控制，向泵驱动用马达25供给电力的驱动电路(变频器电路)43。微型计算机41具备CPU以及存储器(ROM以及RAM等)，通过执行规定的程序，而作为多个功能处理部发挥作用。该多个功能处理部包括用于控制阀驱动用马达15的阀驱动用马达控制部50、和用于控制泵驱动用马达25的泵驱动用马达控制部60。阀驱动用马达控制部50包括辅助转矩指令值设定部51、阀开度指令值设定部52、旋转角运算部53、角度偏差运算部54、PI控制部55、马达电流运算部56、电流偏差运算部57、PI控制部58、PWM控制部59。辅助转矩指令值设定部51基于由转矩传感器32检测出的检测转向转矩Th和由车速传感器35检测出的车速V，设定要由动力缸16产生的辅助转矩的指令值亦即辅助转矩指令值TA。具体而言，辅助转矩指令值设定部51基于按各车速存储了检测转向转矩与辅助转矩指令值的关系的映射表，设定辅助转矩指令值TA。图3是表示相对于检测转向转矩的辅助转矩指令值的设定例的图表。对于检测转向转矩Th而言，用于向右方向转向的转矩被设为正值，用于向左方向转向的转矩被取为负值。另外，对于辅助转矩指令值TA而言，在通过动力缸16产生用于右方向转向的辅助转矩时被取为正值，在通过动力缸16产生用于左方向转向的辅助转矩时被取为负值。辅助转矩指令值TA相对于检测转向转矩Th的正值而取正值，相对于检测转向转矩Th的负值而取负值。在检测转向转矩Th是从-Tl到Tl的范围的微小值时，辅助转矩被设为零。而且，在检测转向转矩Th在-Tl到Tl的范围以外的区域中，辅助转矩指令值TA被设定为检测转向转矩Th的绝对值越大则其绝对值越大。另外，辅助转矩指令值TA被设定为由车速传感器35检测出的车速V越大则其绝对值越小。阀开度指令值设定部52基于由辅助转矩指令值设定部51设定的辅助转矩指令值TA，设定作为液压控制阀14的开度的指令值(阀驱动用马达15的旋转角的指令值)的阀开度指令值(马达旋转角指令值)9B。在该实施方式中，将液压控制阀14的转子位于中立位置时的阀驱动用马达15的旋转角设为零度(zero degree)。而且，若阀驱动用马达15的旋转角变得比零度大，则以利用动力缸16产生用于右方向转向的辅助转矩的方式控制液压控制阀14的开度。另一方面，若阀驱动用马达15的旋转角变得比零度小，则以利用动力缸16产生用于左方向转向的辅助转矩的方式控制液压控制阀14的开度。此外，若阀驱动用马达15的旋转角度的绝对值越大,则利用动力缸16产生的辅助转矩的绝对值越大。
阀开度指令值设定部52基于存储了辅助转矩指令值TA与阀开度指令值0 B的关系的映射表，设定阀开度指令值9B。图4是表示阀开度指令值0 B与辅助转矩指令值TA的关系的图表。阀开度指令值9 B相对于辅助转矩指令值TA的正值取正值，相对于辅助转矩指令值TA的负值取负值。阀开度指令值0 B被设定为辅助转矩指令值TA的绝对值越大，则其绝对值越大。旋转角运算部53基于旋转角传感器33的输出信号，运算阀驱动用马达15的旋转角9 b。旋转角偏差运算部54对由阀开度指令值设定部52设定的阀开度指令值0B与由旋转角运算部53运算出的阀驱动用马达15的旋转角0 b的偏差A 9B (= 0 B-0 b)进行运算。PI控制部55针对由旋转角偏差运算部54运算出的旋转角偏差A 0 B进行PI运算。即，通过旋转角偏差运算部54以及PI控制部55构成用于将阀驱动用马达15的旋转角Qb导向阀开度指令值9 B的旋转角反馈控制单元。PI控制部55通过针对旋转角偏差 A 0 B进行PI运算，对阀驱动用马达15的电流指令值进行运算。马达电流运算部56基于电流传感器36的输出信号，检测流向阀驱动用马达15的马达电流。电流偏差运算部57对由PI控制部55求出的电流指令值、和由马达电流运算部56运算出的马达电流的偏差进行运算。PI控制部58针对由电流偏差运算部57运算出的电流偏差进行PI运算。即，利用电流偏差运算部57以及PI控制部58，构成用于将流向阀驱动用马达15的马达电流导向电流指令值的电流反馈控制单元。PI控制部58通过针对电流偏差进行PI运算，对要施加到阀驱动用马达15的控制电压值进行运算。PWM控制部59基于由PI控制部58运算出的控制电压值、由旋转角运算部53运算出的阀驱动用马达15的旋转角0 b，生成驱动信号，并供给给驱动电路42。由此，从驱动电路42向阀驱动用马达15施加与由PI控制部58运算出的控制电压值对应的电压。泵驱动用马达控制部60包括转向角速度运算部61、泵转速指令值设定部62、泵转速修正部63、旋转角运算部64、转速运算部65、转速偏差运算部66、PI控制部67和PWM控制部68。转向角速度运算部61通过对转向角传感器31的输出值进行时间微分来运算转向角速度。泵转速指令值设定部62基于由转向角速度运算部61运算出的转向角速度,设定作为液压泵23的转速(旋转速度)的指令值(泵驱动用马达25的转速的指令值)的泵转速指令值(马达转速指令值)VP。具体而言,泵转速指令值设定部62基于存储了转向角速度与泵转速指令值VP之间的关系的映射表来设定泵转速指令值VP。图5是表示相对于转向角速度的泵转速指令值VP的设定例的图表。泵转速指令值VP被设定为在转向角速度是zero (零)时取规定的下限值，与转向角速度成正比。泵转速修正部63基于由阀驱动用马达控制部50内的阀开度指令值设定部52设定的阀开度指令值9 B，对由泵转速指令值设定部62设定的泵转速指令值VP进行修正。关于泵转速修正部63的详细情况将在后述。旋转角运算部64基于旋转角传感器34的输出信号，对泵驱动用马达25的旋转角0 P进行运算。转速运算部65基于由旋转角运算部64运算出的泵驱动用马达25的旋转角0 P，对泵驱动用马达25的转速(旋转速度)Vp进行运算。转速偏差运算部66对被泵转速修正部63修正后的泵转速指令值VPl与由转速运算部65运算出的泵驱动用马达25的转速Vp的偏差A VP (= VPl-Vp)进行运算。PI控制部67对由转速偏差运算部66运算出的转速偏差A VP进行PI运算。匡口，通过转速偏差运算部66以及PI控制部67，构成用于将泵驱动用马达25的转速Vp导向修正后的泵转速指令值VPl的转速反馈控制单元。PI控制部67通过对转速偏差A VP进行PI运算，对要施加到泵驱动用马达25的控制电压值进行运算。PWM控制部68基于由PI控制部67运算出的控制电压值、由旋转角运算部64运算出的泵驱动用马达25的旋转角0 P，生成驱动信号，并供给给驱动电路43。由此，从驱动电路43向泵驱动用马达25施加与由PI控制部67运算出的控制电压值对应的电压。对泵转速修正部63进行详细地说明。泵转速修正部63包括阀开度指令微分值运算部71、泵转速修正值运算部72、和修正值相加部73。阀开度指令微分值运算部71对由阀开度指令值设定部52设定的阀开度指令值e B的时间微分值(以下，称为“阀开度指令微分值”)进行运算。阀开度指令微分值例如，通 过从阀开度指令值设定部52这次设定的阀开度指令值e B减去其上一次设定的阀开度指令值0 B来求得。换句话说，阀开度指令微分值相当于阀开度指令值0 B在每单位时间的
变化量。设阀开度指令值e B向阀开度指令值0 B的绝对值变大的方向(液压控制阀14的转子的旋转角度位置离开中立位置的方向)变化的方向为阀打开方向，设阀开度指令值9 B向阀开度指令值9 B的绝对值变小的方向(液压控制阀14的转子的旋转角度位置朝向中立位置的方向)变化的方向为阀关闭方向。在阀开度指令值e B向阀打开方向变化时，阀开度指令微分值运算部71对运算出的阀开度微分值的绝对值赋予正的符号并输出。另一方面，在阀开度指令值9B向阀关闭方向变化时，阀开度指令微分值运算部71对运算出的阀开度微分值的绝对值赋予负的符号并输出。泵转速修正值运算部72基于由阀开度指令微分值运算部71运算出的阀开度指令微分值，对泵转速指令值VP的修正值(以下，称为“泵转速修正值”)进行运算。修正值相加部73通过将由泵转速修正值运算部72运算出的泵转速修正值加上由泵转速指令值设定部62设定的泵转速指令值VP，从而对最终的泵转速指令值VPl进行运算。泵转速修正值运算部72基于存储了阀开度指令微分值与泵转速修正值的关系的映射表，对泵转速修正值进行运算。图6是表示泵转速修正值与阀开度指令微分值的关系的图。在阀开度指令值e B向阀打开方向变化时，在阀开度指令微分值(彡0)小于第I规定值A的区域中,泵转速修正值被固定为O。另外,在阀开度指令微分值为比第I规定值A大的第2规定值B以上的区域中，泵转速修正值被固定为上限值(>0)。在阀开度指令微分值为第I规定值A以上且小于第2规定值B的区域中，泵转速修正值被设定为随着阀开度指令微分值增加而从0到上限值直线状地增加。因此，在阀开度指令值e B向阀打开方向变化时，在阀开度指令微分值成为第I规定值A以上的情况下，由泵转速指令值设定部62设定的泵转速指令值VP被修正为通过泵转速修正部63增加。另一方面，在阀开度指令值0 B向阀关闭方向变化时，在阀开度指令微分值(〈O)为第3规定值C以上的区域中，泵转速修正值被固定为O。另外，在阀开度指令微分值不到比第3规定值C小的第4规定值D的区域中，泵转速修正值被固定为下限值(〈O)。在阀开度指令微分值为小于第3规定值C且第4规定值D以上的区域中,泵转速修正值被设定为随着阀开度指令微分值减少而从O向下限值直线状地减少。因此，在阀开度指令值0 B向阀关闭方向变化时，在阀开度指令微分值小于第3规定值C的情况下，由泵转速指令值设定部62设定的泵转速指令值VP被修正为通过泵转速修正部63减少。若不进行基于泵转速修正部63的修正，而将由泵转速指令值设定部62设定的泵转速指令值VP直接赋予给转速偏差运算部66，则会产生以下问题。换句话说，在阀开度指令值0 B向阀打开方向变化时，若阀开度指令值0 B的变化量变大，则工作油的压力降低。这样，由于泵驱动用马达25的负荷减少，所以泵驱动用马达25虽欲使其转速上升，但泵驱动用马达25被转速反馈控制，因此泵驱动用马达25的转速不增加。因此，向动力缸16供给的工作油的供给量降低。
另一方面，在阀开度指令值0 B向阀关闭方向变化时，若阀开度指令值0B在每单位时间的变化量变大，则工作油的压力增加。这样，因为泵驱动用马达25的负荷增加，所以泵驱动用马达25欲使其转速降低，但由于泵驱动用马达25被转速反馈控制，泵驱动用马达25的转速不减少。因此，向动力缸16供给的工作油的供给量增加。在该实施方式中，在阀开度指令值0 B向阀打开方向变化时，在阀开度指令微分值为第I规定值A以上的情况下，由泵转速指令值设定部62设定的泵转速指令值VP被修正为通过泵转速修正部63增加。因此，在阀开度指令值0 B向阀打开方向变化时，在阀开度指令值9 B急剧变化且液压降低的情况下，能够使泵驱动用马达25的转速上升。由此，能够抑制向动力缸16供给的工作油的供给量降低。另外，在该实施方式中，在阀开度指令值0 B向阀关闭方向变化时，在阀开度指令微分值小于第3规定值C的情况下，由泵转速指令值设定部62设定的泵转速指令值VP被修正为通过泵转速修正部63减少。因此，在阀开度指令值0B向阀关闭方向变化时，在阀开度指令值9 B急剧变化且液压上升的情况下，能够使泵驱动用马达25的转速降低。由此，能够抑制向动力缸16供给的工作油的供给量上升。以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明也能够以其他的方式来实施。例如，在上述实施方式中，泵转速修正部63在阀开度指令值0 B向阀关闭方向变化时，在阀开度指令微分值小于第3规定值C的情况下，以减少由泵转速指令值设定部62设定的泵转速指令值VP的方式进行修正，但在阀开度指令值0B向阀关闭方向变化时，也可以不进行泵转速指令值VP的修正。
权利要求
1.一种液压式动力转向装置，其经由未与转向部件机械地连接的液压控制阀，向与车辆的转向机构结合的动力缸供给来自液压泵的工作油，从而辅助转向力，该液压式动力转向装置的特征在于，包括 阀驱动用马达，其用于控制上述液压控制阀的开度； 泵驱动用马达，其用于驱动上述液压泵； 开度指令值设定单元，其设定作为上述液压控制阀的开度的指令值的开度指令值； 基于由上述开度指令值设定单元设定的开度指令值，对上述阀驱动用马达进行驱动控制的单元； 转速指令值设定单元，其设定作为上述液压泵的转速的指令值的转速指令值； 转速指令值修正单元，其基于由上述开度指令值设定单元设定的开度指令值的变化量，对由上述转速指令值设定单元设定的转速指令值进行修正；以及 基于由上述转速指令值修正单元进行修正后的转速指令值，对上述泵驱动用马达进行驱动控制的单元。
2.根据权利要求I所述的液压式动力转向装置，其特征在于， 上述转速指令值修正单元包括在由上述开度指令值设定单元设定的开度指令值向使上述工作油的压力下降的方向变化时，根据上述开度指令值的变化量，按照使由上述转速指令值设定单元设定的转速指令值增加的方式进行修正的单元。
3.根据权利要求2所述的液压式动力转向装置，其特征在于， 上述转速指令值修正单元包括在由上述开度指令值设定单元设定的开度指令值向使上述工作油的压力上升的方向变化时，根据上述开度指令值的变化量，按照使由上述转速指令值设定单元设定的转速指令值减少的方式进行修正的单元。
全文摘要
本发明提供一种液压式动力转向装置。泵转速修正部(63)包括阀开度指令微分值运算部(71)、泵转速修正值运算部(72)、修正值相加部(73)。阀开度指令微分值运算部(71)对由阀开度指令值设定部(52)设定的阀开度指令值θB的时间微分值(阀开度指令微分值)进行运算。泵转速修正值运算部(72)基于阀开度指令微分值，对泵转速指令值(VP)的修正值(泵转速修正值)进行运算。修正值相加部(73)对泵转速修正值和由泵转速指令值设定部(62)设定的泵转速指令值(VP)进行相加。
文档编号B62D5/07GK102951199SQ20121027970
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月7日 优先权日2011年8月9日
发明者酒卷正彦 申请人:株式会社捷太格特