用于动力转向装置的变量泵的控制装置的制作方法

专利名称：用于动力转向装置的变量泵的控制装置的制作方法
技术领域：
本公开涉及2001年6月18日提交的日本专利申请2001-183961所包含的主题，该申请整体合并于此作为参考。
本发明涉及用作动力转向装置的流体压力源的变量泵，以减小汽车的转向盘的操纵力，并具体涉及用于动力转向的变量泵的控制装置，用于响应转向速度而控制变量泵的排出流量的控制装置。
背景技术：
用在动力转向装置中的流体压力泵要求足够量的压力流体能够供入动力转向装置的动力缸中，以便在转向盘转向操作(所谓的转向时刻)时获得对应于转向状态的转向辅助力。相反，在诸如车辆笔直驾驶时的非转向时刻，实际上不需要将压力流体供给到动力转向装置。同样，用于动力转向装置的这种泵要求在高速笔直驾驶时的驾驶稳定性可以通过将高速驾驶时的压力流体的供给量减少到少于车辆停止过程中的压力流体供给量或少于低速驾驶时压力流体的供给量，并在高速驾驶时给转向盘提供足够的稳定性。
总之，根据现有技术利用车辆发动机作为驱动源的柱塞泵用作这种动力转向装置的泵。柱塞泵具有排出流量随着发动机转速的增大而增加的特征。因此，必须需要用于将来自该泵的排出流量的流量以恒定量或更少的量控制的控制阀，以将柱塞泵用作动力转向装置的泵。然而，在具有这种流量控制阀的柱塞泵中，即使在压力流体的一部分通过流量控制阀回流到油箱时，对发动机的负载也不会降低，由于泵的驱动功率相同，而不会获得节能效果。
为了解决这个问题，JP-A-平6-200883、JP-A-平7-243385和JP-A-平8-200239已经公开了一种能够与回转数量成比例地减小泵每转的排出流量(cc/rev)的变量泵，由于这些变量泵被构造成当发动机的转速(泵的回转数量)增大时，响应泵排出侧的流体压力大小，定子在泵室的泵容量减小的方向上移动，因此，可以减小泵排出侧的流量。
由于在发动机的转速较小，即使在车辆停止过程中或以低速驾驶时，如上所述的变量泵相对地增大泵排出侧的流量，在车辆停止过程中或低速驾驶时转向的情况下，可以获得较大的转向辅助力，从而进行较轻的转向。同样，在车辆高速驾驶时，发动机的转速变大，而泵排出侧的流量相对变小，因此，实现了相对高速驾驶时转向操纵力提供适度的稳定性的转向。
同样，在这种柱塞泵中，从节能的观点来看，理想的是在转向时(当需要转向时)提供预定流量的压力流体，以获得预定的转向辅助力，并且，在不转向时(当不需要转向时)，压力流体的供给流量被设定为基本为零或必要的最小。例如，在由车辆的发动机直接驱动变量泵的情况下，在不转向时，即使在发动机的转速较大的情况下，来自泵的排放量是不需要的，而在此时泵的排放量进一步减小时，可以抑制泵的驱动功率，并需要考虑到这一点。
即，在控制这种变量泵的过程中，理想的是确定车辆是停止还是以低速、中速或高速驾驶，并确定在驾驶时是否进行转向，并相应车辆的驾驶状态进行最佳的泵控制。因此，需要在泵的操纵状态和车辆的驾驶状态上采取一定的措施，以便可靠地掌握这种车辆的驾驶状态和转向状态，并且通过正确地进行泵控制履行作用为动力转向装置的功能，同样，泵的驱动控制在所需的状态下进行，并获得作为变量泵的节能效果。
本发明的目的是提供一种变量泵，其中，除了根据用途构造外，本发明被构造成可以通过实现左和右转向方向的探测来确保中心附近的稳定的转向力，并且在改善转向性能的同时实现更节能的效果。
在如传统结构中所示的电子驱动装置的操纵响应转向速度来控制，而不需确定转向盘的右和左转向方向的情况下，当转向在靠近转向盘的中立位置向左或向后进行时，认为转向已经连续进行，虽然转向方向变化为右或左，并且计算出转向速度，而电子驱动装置响应这个转向速度被驱动并控制，从而产生如下的问题，即，转向变得轻，且在笔直行驶时不能够获得稳定的转向力。
另一方面，本发明被构造成在夹有中立位置的右和左转向情况下，并不确定转向已经进行，而只是在已经在右或左方向上进行了预定角度或更大角度的转向时，才确定这个转向方向，并且计算出在该转向方向上的转向速度，改变变量泵的排出流量。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于动力转向装置的变量泵的控制装置，变量泵具有在泵体内被可摆动地支撑的定子，在定子内可旋转地设置的转子，形成在定子移动方向两侧上的第一和第二流体压力室，用于在使泵室的泵容量变成最大的方向上推动定子的推动元件，设置在用于从泵室输送压力流体的排出路径中点处的计量小孔，以及控制阀，该控制阀包括由于计量小孔的上游和下游之间的流体压力差而在其轴向上起作用的滑阀，其中，控制阀的工作控制至少一个流体压力室的压力，以摆动定子，控制装置具有用于在轴向上将推力施加于控制阀的滑阀上的电子驱动装置和用于控制电子驱动装置的驱动电流的电子控制装置，其中，电子控制元件包括转向传感器，电子控制元件基于来自转向传感器的信号确定转向方向，电子控制元件计算在该转向方向上的转向速度，并且电子控制元件响应转向速度控制电子驱动装置的驱动电流。
根据本发明，由于其被构造成转向方向由一对转向传感器确定，而通向电子驱动装置的驱动电流响应在这个被确定的转向方向上的转向速度控制，当在转向盘的中立位置附近进行右和左往复转向时，其不被认为是一个方向的转向，并且泵的排出流量不增大，从而可以确保稳定的转向力，并且泵的能耗由于对中立位置附近的转向不做出响应而得以降低。响应驾驶速度可以确保稳定的转向力。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于动力转向装置的变量泵的控制装置，变量泵具有在泵体内被可摆动地支撑的定子，在定子之内可旋转地设置的转子，在定子移动方向两侧上形成的第一和第二流体压力室，用于在泵室的泵容量变成最大的方向上推动定子的推动元件，设置在用于从泵室输送压力流体的排出路径中点处的计量小孔，以及控制阀，控制阀包括由于计量小孔的上游和下游之间的流体压力差而在其轴向上起作用的滑阀，其中，控制阀的工作控制至少一个流体压力室的流体压力，以摆动定子，控制装置具有用于在轴向上向控制阀的滑阀施加推力的电子驱动装置，以及用于控制电子驱动装置的驱动电流的电子控制装置，其中，电子控制元件包括转向传感器和车速传感器，电子控制元件基于来自转向传感器的信号确定转向方向，电子控制元件计算在该转向方向上的转向速度，而电子控制元件控制电子驱动装置的驱动电流，从而，排出流量的升高点响应转向速度和来自车速传感器的车速变化。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于动力转向装置的变量泵的控制装置，变量泵具有在泵体内被可摆动地支撑的定子，在定子之内可旋转地设置的转子，在定子移动方向两侧上形成的第一和第二流体压力室，用于在泵室的泵容量变成最大的方向上推动定子的推动元件，设置在用于从泵室输送压力流体的排出路径中点处的计量小孔，以及控制阀，控制阀包括由于计量小孔的上游和下游之间的流体压力差而在其轴向上起作用的滑阀，其中，控制阀的工作控制至少一个流体压力室的流体压力，以摆动定子，控制装置具有用于在轴向上向控制阀的滑阀施加推力的电子驱动装置，以及用于控制电子驱动装置的驱动电流的电子控制装置，其中，电子控制元件包括转向传感器和车速传感器，电子控制元件基于来自转向传感器的信号确定转向方向，电子控制元件计算在该转向方向上的转向速度，而电子控制元件响应转向速度和来自车速传感器的车速控制电子驱动装置的驱动电流，并且电子驱动装置的驱动电流被控制成在高速驾驶期间笔直行驶时的排出流量小于在中速驾驶时的排出流量。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于动力转向装置的变量泵的控制装置，变量泵具有在泵体内被可摆动地支撑的定子，在定子之内可旋转地设置的转子，在定子移动方向两侧上形成的第一和第二流体压力室，用于在泵室的泵容量变成最大的方向上推动定子的推动元件，设置在用于从泵室输送压力流体的排出路径中点处的计量小孔，以及控制阀，控制阀包括由于计量小孔的上游和下游之间的流体压力差而在其轴向上起作用的滑阀，其中，控制阀的工作控制至少一个流体压力室的流体压力，以摆动定子，控制装置具有用于在轴向上向控制阀的滑阀施加推力的电子驱动装置，以及用于控制电子驱动装置的驱动电流的电子控制装置，其中，电子控制元件包括转向传感器和车速传感器，电子控制元件基于来自转向传感器的信号确定转向方向，电子控制元件计算在该转向方向上的转向速度，而电子控制元件响应转向速度和来自车速传感器的车速控制电子驱动装置的驱动电流，并且电子驱动装置的驱动电流被控制成在车辆停止或低速驾驶期间转向时的最大排出流量低于中速驾驶时的排出流量。
根据本发明的第五方面，提供了一种根据第一到第四方面任一个的控制装置，其中，电子控制装置计算距中立位置的转向角，而电子控制装置响应转向角控制电子驱动装置的驱动电流。
根据本发明的第五方面，探测出转向盘的中立位置，并计算距中立位置的转向角，而电子驱动装置的驱动电流被控制成在保持转向时转向力不减小。
根据本发明的第六方面，提供了一种根据本发明第一到第四方面任一个的控制装置，其中，设置了用于探测排放路径中的流体压力的压力传感器，并且排出流速基于压力传感器的探测压力不小于预定压力时段内的最大转向速度得以控制。
根据本发明的第六方面，转向有或无通过压力开关的开-关确定，以探测其处于保持转向状态，并且电子驱动装置得以控制，从而防止在保持转向时转向力降低。
根据本发明的第七方面，提供了一种根据第一到第四方面的控制装置，其中，电子控制装置包括加速度(G)传感器，而排出流量基于由加速度传感器探测的横向加速度不大于预定值时段内最大转向速度来控制。
根据本发明第七方面，横向加速度由加速度传感器探测，以确定是否存在转弯，从而在保持转向时转向力不会减小。
根据本发明第八方面，提供了根据第一方面的控制装置，其中，电子控制元件控制电子驱动装置的驱动电流，从而，随着车速增大而排出流量减小。


以下参照附图描述示例性实施例，其中，相似的附图标记表示相似的部件，且其中图1是示出根据本发明第一实施例的用于动力转向装置的变量泵的控制装置的整体结构的视图；
图2是放大并示出用于动力转向装置的变量泵的控制装置的主要部分(控制阀)的视图；图3是示出由根据本发明的控制装置获得的转向速度—电流特性的一个示例的曲线；图4是示出根据第一实施例的电子驱动装置的一个控制示例的流程图；图5是示出进行车速信号探测的情况的示例的解释性视图；图6是示出进行转向信号探测的情况的示例的解释性视图；图7是示出进行转向信号处理的情况的示例的解释性视图；图8是示出由根据本发明的控制装置获得的转向速度—电流特性的另一示例的曲线；图9是简化并示出根据第二实施例的用于动力转向装置的变量泵的控制装置的构造的视图；图10是示出根据第二实施例的电子驱动装置的一个控制示例的流程图，并示出了流程图的第一半部；图11示出了图10的流程图的第二半部；图12是示出转向角响应特性的一个示例的曲线；图13是简化并示出根据第三实施例的用于动力转向装置的变量泵的控制装置的构造的视图；图14是示出根据第三实施例的电子驱动装置的一个控制示例的流程图；图15是简化并示出根据第四实施例的用于动力转向装置的变量泵的控制装置的构造的视图；图16是示出根据第四实施例的电子驱动装置的一个控制示例的流程图；以及图17是说明由加速度传感器信号探测到的驾驶状态的特性图。
具体实施例方式
以下，将根据图中所示的实施例描述本发明。图1是示出根据本发明一个实施例的用于动力转向的变量泵的控制装置的整体结构的剖面图，图2是示出在变量泵中设置的控制阀的结构的剖面图。这个变量泵(其整体由附图标记1表示)示出了本发明应用于作为动力转向装置PS的油压发生源的叶片型油泵的情况。
用于固定并放置作用为后面描述的泵芯的泵的部件的固定空间4限定在通过邻接前壳体和后壳体而形成的泵体2内，且配接环6配装在这个固定空间4的内侧。定子10通过一个摆动支销8可摆动地放置在这个配接环6的基本椭圆形空间中，密封元件12设置在与这个定子10的摆动支销8基本轴向对称的位置处，并且，第一流体压力室14和第二流体压力室16由这些摆动支销8和密封元件12分隔，并形成在定子10的两侧。
此外，用于在径向可摆动地支撑多个叶片18的转子20放置在定子10的内圆周侧，转子20连接到穿过泵体2并可旋转地支承的驱动轴22上，并由被发动机(未示出)在图1箭头所示的方向上旋转并驱动的驱动轴22转动。定子10相对于连接到驱动轴22上的转子以偏心状态放置，并且泵室24由相邻的两个叶片18在由这些定子10和转子20之间形成的空间内形成。这个定子10利用摆动支销8作为支点摆动，并从而增大或减小泵室24的容积。
压缩螺旋弹簧26处于泵体2的第二流体压力室16侧的位置，并总是在第一流体压力室14侧即泵室24的容积变成最大的方向上推动定子10。
在泵体2内侧的固定空间4中，配接环6、定子10和转子20从两侧由压板(未示出)和侧板(或作用为侧板的后主体)挤压并固定。
吸入侧开口23形成在相邻两个叶片18之间形成的泵室24的容积随着转子20转动逐渐增大的区域(图1的上部)的侧板侧面，而从油箱通过吸入口(未示出)吸入的工作流体被供给到泵室24中。同样，排出侧开口25形成在泵室24的容积随着转子20的转动逐渐缩小的区域(图1的下部)的压板一侧。从泵室24排出的压力流体被引入泵体2底部内形成的排出侧压力室内，这个排出侧压力室通过形成在泵体2内的泵排出侧通道连接到排出口27，并且引入排出侧压力室的压力流体从排出口27被送到动力转向装置PS的动力缸。
控制阀28设置在泵体2内，朝向垂直于驱动轴22的方向。这个控制阀具有可滑动地配装到泵体2内形成的阀孔20中的滑阀32。这个滑阀32一直由放置在该滑阀32的一端(图1右侧的第二流体压力室16的侧端)的侧面的腔室34(以下成为弹簧室)内的弹簧36向图1的左侧(第一流体压力室14的方向)推动，在未工作情况下，滑阀32抵靠在堵头37的前部，该堵头37螺纹连接在阀孔30的开口中，以在未工作时堵住该开口，且滑阀32停止。
计量小孔41设置在从泵室24到动力转向装置PS的排出侧路径的某中点处，在这个计量小孔41的上游侧内的流体压力通过辅助压力路径38被引入图1左侧的腔室40(以下称为高压室)。另一方面，计量小孔41下游侧的流体压力通过辅助路径42引入弹簧室34中。当这些腔室34和40之间的压力差变成预定值或更大时，滑阀32抵抗弹簧36弹力在图中向右方向上移动。
形成在定子10的左侧的第一流体压力室14通过形成在阀体2和配接环6内的连接通道2a、6a连通到阀孔30的高压室40一侧。形成在定子10的右侧的第二流体压力室16通过形成在阀体2和配接环6内的连接通到2b、6b连通到阀孔30的弹簧室34一侧。
用于分隔高压室40的第一槽脊(land)部分32a和用于分隔弹簧室34的第二槽脊部分32b形成在滑阀32的外圆周表面上，而环形沟槽部分32c设置在两个槽脊部分32a和32b的中部。这个中间的环形沟槽部分32c通过泵的吸入侧路径43连接到油箱T，而这个环形沟槽部分32c和阀孔30的内圆周表面之间的空间构成泵吸入侧腔室44。
构造成当滑阀32处于图1所示的未工作位置时，设置在定子10左侧的第一流体压力室14通过连接通道2a、6a连接到泵吸入侧腔室44，而当滑阀32由计量小孔41前、后的压力差所操纵时，第一流体压力室14逐渐与泵吸入侧腔室44断开，并连通到高压室40上。因此，泵吸入侧的压力P0和设置在泵的排出侧路径内的计量小孔41上右侧的压力P1被选择性地供给到第一流体压力室14。
同样，在滑阀32未工作时，设置在定子10的右侧的第二流体压力室16通过连接通道2b、6b连接到弹簧室34上，而当滑阀32工作时，第二流体压力室16逐渐与弹簧室34断开，并也逐渐连接到泵吸入侧腔室44上。因此，计量小孔41下游侧的压力P2和泵吸入侧的压力P0选择性地供给到第二流体压力室16。
构造成安全阀46设置在滑阀32内侧，并当计量小孔41下游侧的压力(压力P2)，即，弹簧室34内的动力装置PS的工作压力升高到预定值或更大，且这个流体压力释放到油箱T一侧。
此外，根据本实施例的变量泵1具有作用为电子驱动装置的螺线管60，用于将轴向推力施加到控制阀28的滑阀32上，从弹簧室34一侧向高压室40一侧。同样，设置了用于控制这个螺线管60的驱动电流的电子控制装置61。在这个实施例中，电子控制装置61具有两个转向传感器(第一转向传感器62和第二转向传感器63)，车速传感器64和控制单元65。两个转向传感器中每一个包括诸如光遮断器、MR元件和霍尔元件的探测部分。顺便地说，在这个实施例中，电子控制装置61具有两个转向传感器62、63。这些转向传感器62、63具有两个转向传感器62、63，这些转向传感器62、63分别具有诸如光遮挡器、MR元件和霍尔元件的探测部分。转向方向由设置在两个转向传感器62、63内的探测部分确定，然而，不需要提供两个转向传感器，一个转向传感器可以具有两个探测部分，以便该对探测部分可以确定转向方向。
将简要描述通过螺线管60向控制阀28施加推力的结构。在控制阀28的弹簧室34一侧形成螺纹孔，而柱塞元件70螺纹连接并固定在这个螺纹孔中。螺线管60安装在这个柱塞元件70的外端，且螺线管杆60a指向阀孔30的内侧。另一方面，杆元件71在弹簧室34一侧附着到滑阀32的端部。如图2所示，当泵1处于非工作状态时，这些螺线管杆60a和杆元件71设置在预定的间隔处。然后，当泵1工作且控制阀28成为平衡状态时，即，定子10两侧的第一和第二流体压力室14、16在连接到泵吸入侧腔室44或可连接到泵吸入侧腔室44的位置时，这些杆60a、71相对，同时顶部基本毗邻。
设置在电子控制装置61中的两个转向传感器62、63为安装在转向立柱(未示出)探测转向盘的转动的传感器。一般，两个转向传感器62、63为具有通过狭缝和光-遮挡器的组合而进行探测的结构的传感器。电子控制装置61基于两个转向传感器62、63的输出确定右转向还是左转向，计算在所确定方向上的转向速度，并控制变量泵1的排出流量。
例如，在利用一个转向传感器控制变量泵的情况下，存在的问题是在直驶时不能获得稳定的转向力。由于控制是响应转向速度进行的，即使转向在转向盘的中心附近在右或左方向上进行时也如此。然而，在这个实施例中，两个转向传感器62、63设置在转向立柱中，右或左方向的转向基于两个转向传感器62、63的输出而确定，在所确定方向上的转向速度得以计算，并且响应转向速度控制向螺线管60的供给电流，从而改变变量泵的排出流量。
在上述结构中，在非转向状态下，保持平衡状态，并且来自泵1的排出流量成为计量小孔41所限定的最小流量。在这种情况下，螺线管60保持在非载流状态。然后，当在平衡状态需要转向时，获得响应对一个方向的转向速度的车速和泵的排出流量，即，根据来自转向传感器62、63和车速传感器64的信号，预定的载流电流通过控制单元65提供到螺线管60。
当预定电流提供到螺线管60时，螺线管杆60a在图的左向上通过杆元件71向滑阀32施加推力，然后，滑阀32响应取决于载流电流大小的推力而在图的左向上移动。第一流体压力室14连接到泵吸入侧腔室44上，同样，第二流体压力室16连接到计量小孔14下游的流体压力P2的弹簧室34上。由此，定子10向图的左侧移动，因此，从泵1的排出量根据由电子控制装置61如上所述地控制的值而增大。
图3是示出用于响应转向速度确定螺线管驱动电流的转向速度-电力特性表的曲线。响应转向速度的电流值基于由车速传感器64(在这个曲线中，车速为0km/h、20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h)探测到的车速而推导。这个实施例被设定成从泵的排出流量对于0.2A的电流值最小(4.5l/min)，而对于0.9A电流值最大(7l/min)。在这个特性中，当转向速度小于15度/秒时，在任何驾驶速度的情况下使排出流速最小的0.2A输出到螺线管中，在这种特性中，当转向速度不小于15度/秒，驾驶速度低时，较大的电力输出到螺线管中，以增大排出流量。
用于通过电子控制装置61控制电子驱动装置(螺线管)60的驱动电流的步骤将根据图4的流程图加以描述。首先，在步骤101(S101)，车速传感器64探测车速。在车速信号探测过程中，每200μs检查个接口的状态，当低电平持续四次后高电平持续四次时，确定车速已经增大(见图5)。
接着，通过处理或确定，随之到步骤102(S102)，转向方向和转向速度从两个转向传感器62、63的探测信号确定，在这个实施例中，两个转向传感器62、63的结构在图中未示出。其中形成狭槽60的旋转板安装到转向立柱上，而两个光-遮断器相对于这个旋转板被设定为90°相差，转向方向通过来自这些转向传感器62、63的信号的结合而探测，并计算出这个转向方向上的转向速度。
在探测转向信号过程中，例如，每200μs检查一次。当相同的电平持续四次时，该探测被确认为有效，而探测电平被确认为高或低。如图6所示，当输入信号为低电平持续四次时，该探测被确定为有效(见图6的范围1)，而探测电平被确定为低。同样，当输入信号为高电平持续四次时，探测被确认为有效(见图6的范围h)，探测电平被确定为高。顺便地说，车速传感器64和转向传感器62、63的检查并不限定于每200μs一次，例如，可以每400μs一次。
图7是示出从第一和第二转向传感器62、63输出的转向传感器信号的一个处理示例的视图。设定来自第一转向传感器62的转向信号(STE1)为H而来自第二转向传感器63的转向信号(STE2)为L的组合为a，设定来自第一转向传感器62的转向信号(STE1)为H而来自第二转向传感器63的转向信号(STE2)为H的组合为b，设定来自第一转向传感器62的转向信号(STE1)为L而来自第二转向传感器63的转向信号(STE2)为H的组合为c，并设定来自第一转向传感器62的转向信号(STE1)为L而来自第二转向传感器63的转向信号(STE2)为L的组合为d，转向方向基于转向信号组合中的变化而探测，同样，检查第一和第二转向传感器62、63的状态，并且每次测量a、b、c、d的组合的出现。
在步骤102(S102)，确定第一转向传感器信号(STE1)和第二转向传感器信号(STE2)的组合在此时是否从先前时刻的状态改变，当该组合变化时，流程进行到步骤103(S103)，且转向方向从先前时刻的转向传感器信号的状态和此时的状态中确定。例如，如图4右上侧的表中所示，假设在先前时刻，第一转向传感器信号为H，而第二转向传感器信号为H(组合b)，当组合变化到其中第一转向传感器信号为H，而第二转向传感器信号为L(组合a)的组合时，检测到转向方向为左。当组合改变到其中第一转向传感器信号为L而第二转向传感器信号为H(组合c)，检测到转向方向为右。
在步骤103(S103)中检查到转向方向后，流程进行到步骤104(S104)，并确定转向方向是否改变。在这个步骤中，当来自第一转向传感器62的转向信号和来自第二转向传感器63的转向信号的组合已经在相同方向上(转向方向不变)以a→b→c→d→a顺序(例如组合以d→a→b→c顺序变化时)变化6°(根据结构，在一圈60个脉冲的转向传感器的情况下为一个脉冲)时，确定转向已经在向右方向上进行。同样，相反，当组合在a→d→c→b→a顺序(例如c→b→a→d)变化6°时，确定转向已经在向左方向上进行。
当在步骤104(S104)中确定了转向方向已经变化时，流程进行到步骤105(S105)，且转向时间被设定为最大值。在此所述的最大值意味着十六进制计数器的最大值，该值不能进一步计数。即，最大值的转向时间意味着不进行转向。
同样，当确定了转向方向在步骤104(S104)中还未改变时，转向方向再次确定，并且流程进行到步骤106(S106)。在步骤106(S106)中，转向时间计数器的值存储为转向时间。此后，在步骤107(S107)，每200μs计数的转向时间计数器的值清空。
接着，在步骤108(S108)，确定转向时间是否短于1秒，当转向时间短于1秒时，进行转向，并且流程进行到步骤110(S110)的转向时间计算。在这种情况下，当无转向标志已经设定时，该标志清空。顺便地说，当转向时间计数器变成1秒或更长时，设定无转向信号标志。流程进行到步骤110(S110)。
在步骤110(S110)，由此确定转向方向的第一转向传感器信号和第二转向传感器信号的每次组合，例如，每次出现a→b→c→d，被加到一起以获得转向时间。随之，在步骤111(S111)，转向时间对转向速度转换表用步骤110(S110)中获得的转向时间检索，且该转换被实现为转向速度。从这个转换表获得的转向速度被设定为捕捉值。顺便地说，当无转向信号标志设定(第一和第二转向信号1秒或更长时间未变化，如上所述)时，捕捉值被设定为0度/秒。
捕捉值与控制值(初始值为0度/秒)相比较，并在更新控制值时进行以下的控制。即，在捕捉值≥控制值时，捕捉值设定为控制值。同样，在捕捉值＜控制值时，控制值缓慢近似到捕捉值(例如，以1度/秒的速率到20ms)。
接着，在步骤112(S112)，检索转向速度响应表(转向速度-电流特性表)，并确定目标螺线管驱动电流(S113)，且输出目标螺线管电流(S114)，图3是示出转向速度-电流特性表的一个示例的曲线。
由于如此构造成两个转向传感器62、63设置在转向立柱中，并且右或左转向方向由这些转向传感器62、63的输出确定，并计算相对于这个转向方向的转向速度，改变变量泵1的排出流量，可以确保在转向盘中心附近的稳定转向力。同样，由于对中心附近的右和左转向没有响应，可以降低泵的能量消耗。此外，通过进行由车速可变控制，可以响应驾驶速度而确保稳定的转向力。
顺便地说，图3中的转向速度响应表的特性为一个示例，而可以设定不同的特性，以便获得最佳的转向性能。例如，当由于转向盘突然转向开始的流量一直很小，而车速响应感觉较弱时，如图8范围A内所示，这个问题可以通过改变转向速度-电流特性响应车速的升高点来解决。在图8的示例中，可以构想到在停车(例如车速为0km/h)的情况下，在转向速度为10度/秒时，电流值从最小电流值0.2A升高，而在低速驾驶(例如，车速为20km/h)时，在转向速度为20度/秒时电流值升高，并且在高速驾驶(例如车速在80km/h到100km/h的范围内)时，电流值在转向速度为30度/秒时升高。此外，可以构想到在中速驾驶(例如，车速在40km/h到60km/h的范围内)时，电流值在转向速度为30度/秒时从0.3A的电流值升高。顺便地说，低速驾驶、中速驾驶、和高速驾驶的范围可以按需要变化。
同样，当存在转向力的变化幅度较小的问题时，如图8的范围B中所示，在高速情况下，即使对于直驶，流量也减小。在这个示例中，可以构想到在以40km/h和60km/h的车速直驶时，电流值被控制到0.3A，而排出流量变成4l/min，但是可以构想到，在80km/h和100km/h的车速情况下，电流值被控制到0.2A，排出流量变成3.5l/min。
同样，当希望进一步改善泵的节能效果时，这个效果可以通过降低静止转向时的排出流量来实现。例如，如图8的范围C中所示，通过设定静止转向时(在车速为0km/h下转向时)的电流值为0.7A，并将排出流量减少到6l/min，可以更加改善节能效果。此外，在流量恢复较慢并且发生卡滞感觉时，这种情况可以通过进一步缩短控制单元的控制时间(例如60msec到40msec)来解决。同样，在增大转向速度时，向螺线管60的供给电流快速增大，但是在转向速度减小时，可以通过缓慢减小电流(例如大约2秒的延迟)来防止在保持转向时的流量减小。
通过将本实施例的结构构造成确定右或左转向方向，计算一个方向上的转向速度，并改变变量泵1的排出流量，可以实现在确保中立位置附近的转向力的同时能够降低泵的能耗的效果。然而，在这种构造中，转向速度在回转和行驶弯路(所谓的保持转向)时变为零，因此，存在着在回转过程中转向力变化的问题。从而，第二实施例被构造成如图9所示三个转向传感器62、63、64以与第一实施例相同的方式设置在转向立柱中，右或左转向方向通过两个转向传感器(第一转向传感器62和第二转向传感器63)确定，且也探测该转向方向的转向速度，且此外，转向盘的中立位置通过附加的第三转向传感器66探测，并计算距这个中立位置的转向角，而变量泵1的排出量响应这个转向角变化。
将描述来自每个转向传感器62、63、66的转向传感器信号。第一和第二转向传感器62、63的转向传感器信号类似于第一实施例的，那么，构造成来自第三转向传感器的转向传感器信号(此后成为转向传感器信号0)转向盘每一圈输出一个脉冲，其被设定为在转向盘位于中心时输出转向传感器信号0，同样，为了防止中立位置的错误探测(在突然转向一圈或更多时错误探测转向盘处于中立位置)，当第三转向传感器66在一定的车速或更高车速时探测到转向传感器信号0时，其位置被设定为转向盘中立位置。
将通过图10和11的流程图描述由这种结构的处理过程。从图10的步骤101(S101)到步骤111(S111)中执行的车速的探测、转向时间的测量、转向方向的监测以及转向速度的设定与第一实施例的类似。接着，在步骤201(S201)中，决定是否已经确定了中立位置。当中立位置未确定时，在步骤202(S202)中决定车速是否为特定值或更高，再次，在转向盘旋转一圈或更多的情况下，不可能利用速度确定特定值，以便防止中立位置的错误探测。
步骤202(S202)中，在车速为特定值或更大情况下，当从第三转向传感器66输出的转向传感器信号0在步骤203(S203)中探测到时，确定中立位置(S204)。在中立位置在步骤204中确定，步骤202(S202)中车速为达到特定值，以及在步骤203(S203)中车速为特定值或更高但是第三转向传感器66的转向传感器信号0未被探测到的情况下，流程以与第一实施例相同的方式进行到步骤112(S112)，检索转向速度响应表，并进行通过转向速度响应的控制(S113、S114)。
同样，当中立位置已经在步骤201(S201)中确定时，可以基于这个中立位置确定是右转向还是左转向，从而，流程进行到步骤205(S205)，并且检查转向传感器信号1、2。接着，在步骤206(S206)中，决定第一转向传感器62的信号和第二转向传感器63的信号的组合是否已经以类似于步骤102(S102)的方式改变。
当来自第一和第二转向传感器62、63的信号的组合已经改变时，流程进行到步骤207(S207)，在这个步骤207(S207)中，当来自第三转向传感器66的转向传感器信号0被探测，且其位置为中立位置，在步骤208(S208)中转向角计数器的值被清空，然后，转向信号的组合方向在步骤209(S209)中清空，此后，流程进行到步骤210(S210)。
当在步骤207中转向传感器信号1、2的组合已经在步骤206中改变且来自第三转向传感器66的转向传感器信号0未探测到，或位置不在中立位置时，流程进行到步骤211(S211)，且决定转向方向是否已经确定。当转向方向在步骤211(S211)中还未确定时，在步骤212(S212)中，转向方向通过来自第一和第二转向传感器62、63的转向信号的组合中的变化来确定。接着，当在步骤213(S213)中确定了在相同方向进行变化时，在步骤214中将变化数加到转向角计数器的存储值上。在这种情况下，在步骤215中清空突然转向返回的确定。同样，在改变到相反方向的情况下，在步骤216(S216)中从转向角计数器的存储值中减去改变数。在这种情况下，在步骤217(S217)中确认为突然转向返回。
在步骤218中，在步骤214(S214)和步骤216(S216)中，被加或减的新的计数器值被存储。此后，流程进行到步骤210(S210)。
顺便地说，从步骤207到步骤209的确定和处理涉及到夹有转向盘中立位置的右和左转向，而从步骤207到步骤218的确定和处理涉及在右转或左转的任何一个区域内的右和左转向。
在步骤210(S210)中，存储在转向角计数器中的计数器值被计算成转向角，在计算转向角后，流程进行到步骤219(S219)，且确定转向角是否为特定值或更小。当转向角超过特定值时，流程进行到步骤220(S220)，且确定是否存在突然转向返回。当转向角超过特定值，并且不存在突然转向返回时，在步骤221(S221)中确定转向速度是否为特定值或更小。当确定了转向速度为特定值或更小时，在回转过程中存在保持转向状态，从而在步骤222(S222)中通过转向角响应表进行检索，并确定目标螺线管驱动电流(S113)，且输出该电流(S114)。图12是示出转向角响应表一个示例的视图。且螺线管驱动电流从这个特性中选取。顺便地说，这个转向角响应特性被构造成探测中立位置，且然后转向力在右和左特定转向角(15°)之内未改变。
在步骤219(S219)中确定了转向角为特定值或更小的情况下，和在步骤220(S220)中确定了存在突然转向返回的情况下，流程进行到步骤222(S222)，且进行转向角响应控制。
同样，当步骤112(S112)中转向角超过特定值，不存在突然转向返回且转向速度超过特定值时，流程进行到步骤112(S112)，且进行转向速度响应控制。由于这个实施例的结构被构造成计算转向角，并且变量泵的排出量响应转向角而变化，可以防止保持转向时转向力的减小。同样，由于对转向盘中立位置附近的右和左转向没有响应，可以减小泵的能耗。
接着，将参照图13的结构和图14的流程图描述第三实施例。这个实施例被构造成与第一实施例类似，提供了第一和第二转向传感器62、63和车速传感器64。右或左转向通过来自第一和第二转向传感器62、63的信号来判断。同样，计算在一个方向上的转向速度，且响应这个转向速度控制电子驱动装置(螺线管)60的驱动电流，并改变变量泵1的排出流量。
此外，在通过第一实施例的结构进行的转向速度响应控制中，在回转时，转向速度变为零，且转向力变化。从而，这个实施例构造成压力开关72安装到变量泵1上，并且通过由这个压力开关72确定是否存在转向来探测存在保持转向，且在保持转向过程中不改变变量泵1的排出流量。
在这个实施例中，在步骤101(S101)到步骤111(S111)中并从步骤110(S110)中获得的转向时间开始进行与第一实施例类似的处理和判定，检索对应转向速度转换标的转向时间，并进行转换而成为转向速度(S113)。此后，在步骤301(S301)中确定压力开关72是否处于ON状态。
当压力开关72处于ON状态时，流程进行到步骤302(S302)，且决定这个时刻的转向速度是否为超过所存储的转向速度最大值的速度。当这个时刻的转向速度超过最大值，在步骤303(S303)中这个时刻的值被设定为转向速度，而在步骤304(S04)中这个时刻的值被存储为最大值。
接着，流程进行到步骤112(S112)，且检索转向速度响应表，并确定响应转向速度最大值的目标螺线管电流(S113)，输出该电流(S114)。当压力开关72处于ON状态时，螺线管电流通过在步骤304(S304)中存储的转向速度最大值来控制，从而可以防止在保持转向时转向力减小。同样，当压力开关72处于ON状态时且这个时刻的转向速度为最大值或更小时，流程进行到步骤305(S305)，而目前的最大值被设定为转向速度，因此，通过这个转向速度控制螺线管电流。
另一方面，当在步骤301(S301)中确定了压力开关72位于OFF状态时，在步骤306(S306)中清空转向速度最大值，且转向速度的最小值在步骤307(S307)中设定。在这种情况下，螺线管电流通过这个转向速度最小值来控制。顺便地说，并不局限于清空转向速度最大值并立即设定最小值，可以进行逐渐复位的控制。
由于第三实施例构造成探测压力开关72的状态，并且在保持转向过程中变量泵1的排出流量不变化，因此可以防止在保持转向时转向力的减小。同样，在第一实施例中，在突然转向返回过程中响应转向速度的变化而进行控制，但是在这个实施例中，在突然转向返回过程中，通过这个转向速度的最小值来进行控制，从而与第一实施例的情况相比，可以进一步降低泵1的能耗。另外，附着到变量泵1上的装置可以用作压力开关72，从而降低了成本。
图15是示出根据本发明第四实施例的用于动力转向装置的变量泵的控制装置，在这个实施例中，加速度传感器被用来取代第三实施例中的压力开关72。这个电子控制装置61除了类似于第一实施例具有第一和第二转向传感器62、63和车速传感器64以外，还具有加速度传感器74，螺线管60的载流电流通过控制单元65由来自这些传感器62、63、64、74的信号控制。
同样，在根据这个实施例的控制装置中，与每个实施例类似，为了保证在转向盘中心附近的转向力，基本结构被构造成两个转向传感器62、63安装到转向立柱中，右或左转向通过这些转向传感器62、63的输出来确定，还计算在所确定方向上的转向速度，控制螺线管60的载流电流并改变变量泵1的排出流量。
此外，这个实施例特征在于安装了加速度传感器74，并通过由加速度传感器74探测横向加速度来确定存在回转，并确定是否存在回转，以及变量泵1的输出流量是否不改变。
在这个第四实施例中，如图16的流程图所示，从步骤101(S101)到步骤111(S111)进行类似于第一实施例的处理和判定。此后，在步骤401(S401)中通过从加速度传感器74中输出的信号确定横向加速度是否为特定值或更大。当加速度传感器74的输出为特定值或更大(见图17的范围G)时，确定存在回转，并且与第三实施例的方式类似，通过转向速度的最大值控制螺线管电流(S402到S404、S405、S112到S114)，同样，当加速度传感器74的输出为特定值或更小时(见图17的范围g)，确定为直驶，清空转向速度的最大值，并设定转向速度的最小值，而螺线管电流通过这个最小值控制(S406、S407、S112到S114)。同样，在这个实施例中，横向加速度G由加速度传感器74探测，且控制螺线管电流，从而可以防止在回转过程中转向力的减小和转向力的变化。
如上所述，根据本发明，其被构造成设置了用于在轴向向控制阀的滑阀施加推力的电子驱动装置和用于控制电子驱动装置的驱动电流的电子控制装置。电子控制元件包括转向传感器，电子控制元件基于来自转向传感器的信号确定转向方向，电子控制元件计算在该转向方向上的转向速度。电子控制元件响应转向速度控制电子驱动装置的驱动电流，从而可以保证在转向盘中心位置附近的转向力。同样，由于对中心附近的右和左转向没有响应，可以降低泵的能耗。也可以响应驾驶速度确保稳定的转向力。
根据本发明第五方面，电子控制装置包括用于探测转向盘中立位置的另一个转向传感器，电子控制装置计算距中立位置的转向角，电子控制装置响应转向角控制电子驱动装置的驱动电流，因此，除了本发明第一到第四方面的特征外，还可以防止在保持转向时转向力的减小。
根据本发明第六方面，提供了用于探测排放通道中的流体压力的压力传感器，并且排出流量基于压力传感器所探测的压力不小于预定值时段内的最大转向速度控制，因此，除了具有本发明第一到第四方面的特征外，还可以防止在保持转向时转向力的减小。
根据本发明第七方面，电子控制装置包括加速度传感器，而排出流量基于由加速度传感器探测的横向加速度不大于预定值时段内的最大转向速度来控制，因此，除了具有本发明第一到第四方面的特征外，还可以防止在保持转向时转向力的减小。
权利要求
1.一种用于动力转向装置的变量泵的控制装置，变量泵具有在泵体内被可摆动地支撑的定子，在定子内可旋转地设置的转子，形成在定子移动方向两侧上的第一和第二流体压力室，用于在使泵室的泵容量变成最大的方向上推动定子的推动元件，设置在用于从泵室输送压力流体的排出路径中点处的计量小孔，以及控制阀，该控制阀包括由于计量小孔的上游和下游之间的流体压力差而在其轴向上起作用的滑阀，其中，控制阀的工作控制至少一个流体压力室的压力，以摆动定子，该控制装置包括用于在轴向上将推力施加于控制阀的滑阀上的电子驱动装置；和用于控制电子驱动装置的驱动电流的电子控制装置，其中，电子控制元件包括转向传感器；电子控制元件基于来自转向传感器的信号确定转向方向；电子控制元件计算在该转向方向上的转向速度；并且电子控制元件响应转向速度控制电子驱动装置的驱动电流。
2.一种用于动力转向装置的变量泵的控制装置，变量泵具有在泵体内被可摆动地支撑的定子，在定子之内可旋转地设置的转子，在定子移动方向两侧上形成的第一和第二流体压力室，用于在泵室的泵容量变成最大的方向上推动定子的推动元件，设置在用于从泵室输送压力流体的排出路径中点处的计量小孔，以及控制阀，控制阀包括由于计量小孔的上游和下游之间的流体压力差而在其轴向上起作用的滑阀，其中，控制阀的工作控制至少一个流体压力室的流体压力，以摆动定子，该控制装置包括用于在轴向上向控制阀的滑阀施加推力的电子驱动装置；以及用于控制电子驱动装置的驱动电流的电子控制装置，其中，电子控制元件包括转向传感器和车速传感器；电子控制元件基于来自转向传感器的信号确定转向方向；电子控制元件计算在该转向方向上的转向速度；并且电子控制元件控制电子驱动装置的驱动电流，从而，排出流量的升高点响应转向速度和来自车速传感器的车速而变化。
3.一种用于动力转向装置的变量泵的控制装置，变量泵具有在泵体内被可摆动地支撑的定子，在定子之内可旋转地设置的转子，在定子移动方向两侧上形成的第一和第二流体压力室，用于在泵室的泵容量变成最大的方向上推动定子的推动元件，设置在用于从泵室输送压力流体的排出路径中点处的计量小孔，以及控制阀，控制阀包括由于计量小孔的上游和下游之间的流体压力差而在其轴向上起作用的滑阀，其中，控制阀的工作控制至少一个流体压力室的流体压力，以摆动定子，该控制装置包括用于在轴向上向控制阀的滑阀施加推力的电子驱动装置；以及用于控制电子驱动装置的驱动电流的电子控制装置，其中，电子控制元件包括转向传感器和车速传感器；电子控制元件基于来自转向传感器的信号确定转向方向；电子控制元件计算在该转向方向上的转向速度；并且电子控制元件响应转向速度和来自车速传感器的车速控制电子驱动装置的驱动电流；并且电子驱动装置的驱动电流被控制成在高速驾驶期间笔直行驶时的排出流量小于在中速驾驶时的排出流量。
4.一种用于动力转向装置的变量泵的控制装置，变量泵具有在泵体内被可摆动地支撑的定子，在定子之内可旋转地设置的转子，在定子移动方向两侧上形成的第一和第二流体压力室，用于在泵室的泵容量变成最大的方向上推动定子的推动元件，设置在用于从泵室输送压力流体的排出路径中点处的计量小孔，以及控制阀，控制阀包括由于计量小孔的上游和下游之间的流体压力差而在其轴向上起作用的滑阀，其中，控制阀的工作控制至少一个流体压力室的流体压力，以摆动定子，该控制装置包括用于在轴向上向控制阀的滑阀施加推力的电子驱动装置；以及用于控制电子驱动装置的驱动电流的电子控制装置，其中，电子控制元件包括转向传感器和车速传感器；电子控制元件基于来自转向传感器的信号确定转向方向；电子控制元件计算在该转向方向上的转向速度；并且电子控制元件响应转向速度和来自车速传感器的车速控制电子驱动装置的驱动电流；并且电子驱动装置的驱动电流被控制成在车辆停止或低速驾驶期间转向时的最大排出流量低于中速驾驶时的排出流量。
5.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，该电子控制装置包括另一个用于探测转向盘的中立位置的转向传感器；电子控制装置计算距中立位置的转向角；并且电子控制装置响应该转向角控制电子驱动装置的驱动电流。
6.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，提供了用于探测排出路径中的流体压力的压力传感器；以及排出流量基于压力传感器所探测的压力不小于预定值时段内的最大转向速度控制。
7.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，该电子控制装置包括加速度传感器；并且排出流量基于由加速度传感器探测的横向加速度不大于预定值时段内的最大转向速度来控制。
8.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，该电子控制装置包括另一个用于探测转向盘的中立位置的转向传感器；电子控制装置计算距中立位置的转向角；并且电子控制装置响应该转向角控制电子驱动装置的驱动电流。
9.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，提供了用于探测排出路径中的流体压力的压力传感器；以及排出流量基于压力传感器所探测的压力不小于预定值时段内的最大转向速度控制。
10.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，该电子控制装置包括加速度传感器；并且排出流量基于由加速度传感器探测的横向加速度不大于预定值时段内的最大转向速度来控制。
11.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，该电子控制装置包括另一个用于探测转向盘的中立位置的转向传感器；电子控制装置计算距中立位置的转向角；并且电子控制装置响应该转向角控制电子驱动装置的驱动电流。
12.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，提供了用于探测排出路径中的流体压力的压力传感器；以及排出流量基于压力传感器所探测的压力不小于预定值时段内的最大转向速度控制。
13.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，该电子控制装置包括加速度传感器；并且排出流量基于由加速度传感器探测的横向加速度不大于预定值时段内的最大转向速度来控制。
14.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于，该电子控制装置包括另一个用于探测转向盘的中立位置的转向传感器；电子控制装置计算距中立位置的转向角；并且电子控制装置响应该转向角控制电子驱动装置的驱动电流。
15.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于，提供了用于探测排出路径中的流体压力的压力传感器；以及排出流量基于压力传感器所探测的压力不小于预定值时段内的最大转向速度控制。
16.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于，该电子控制装置包括加速度传感器；并且排出流量基于由加速度传感器探测的横向加速度不大于预定值时段内的最大转向速度来控制。
17.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，该电子控制元件控制电子驱动装置的驱动电流，从而排出流量随着车速增大而减小。
全文摘要
本发明提供一种用于动力转向装置的变量泵的控制装置，变量泵具有在泵体内被可摆动地支撑的定子，在定子内可旋转地设置的转子，第一和第二流体压力是形成在可摆动地放置在泵体内的定子的移动方向两侧上。控制阀的滑阀由于计量小孔前后的压力差而移动。流体压力室内的流体压力得以控制。定子摆动。此外，提供了用于在其轴向上将推力施加到控制阀滑阀上的螺线管和用于控制螺线管驱动的电子控制装置。电子控制装置具有转向传感器，并且基于来自转向传感器的信号确定转向方向，并且计算在该转向方向上的转向速度，响应这个转向速度控制螺线管的驱动电流，并改变泵的排出流量。
文档编号F04C14/22GK1392345SQ0212325
公开日2003年1月22日 申请日期2002年6月14日 优先权日2001年6月18日
发明者冈田邦夫, 古杉幸久, 正木成, 中村孝司 申请人:尤尼西亚Jkc控制系统株式会社