DE102009056624A1

DE102009056624A1 - Variable Verdrängungspumpe und Servolenkungsvorrichtung unter Einsatz der variablen Verdrängungspumpe

Info

Publication number: DE102009056624A1
Application number: DE102009056624A
Authority: DE
Inventors: Makoto Atsugi-shi Tada; Satoshi Atsugi-shi Nonaka; Shigeaki Atsugi-shi Yamamuro
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2010-08-26
Anticipated expiration: 2029-12-03
Also published as: US20100205952A1; US8555628B2; JP5154469B2; DE102009056624B4; JP2010190071A

Abstract

Eine variable Verdrängungspumpe zur Zuführung eines Arbeitsmediums an eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs weist ein Pumpengehäuse (11, 13), das einen Pumpenelement-Aufnahmebereich (12) darin umfasst, eine Antriebswelle (15), die drehbar vom Pumpengehäuse (11, 13) abgestützt wird, einen Nockenring (17), der im Pumpenelement-Aufnahmebereich (12) exzentrisch bewegbar in Bezug auf eine Achse der Antriebswelle (15) angeordnet ist, ein Pumpenelement (18), das auf einer inneren Umfangsseite des Nockenrings (17) angeordnet ist, wobei das Pumpenelement (18) von der Antriebswelle (15) zum Ansaugen, Verdichten und Ausstoßen des Arbeitsmediums angetrieben wird und eine spezifische Ausstoßmenge (Q) des Arbeitsmediums variiert, die einen Ausstoßdurchsatz pro Umdrehung des Pumpenelements (18) gemäß einer Veränderung eines exzentrischen Maßes des Nockenrings (17) in Bezug auf die Achse der Antriebswelle (15) darstellt, eine Ansaugöffnung (26), die im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet und zu einem Ansaugbereich des Pumpenelements (18) geöffnet ist, eine Ausstoßöffnung (29), die im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet und zu einem Ausstoßbereich des Pumpenelements (18) geöffnet ist, und einen Magneten (50; 150; 250; 350; 450) auf, der auf der Basis einer Veränderung einer dem Magneten (50; 150; 250; gesteuert wird, die gemäß eines Betriebszustandes des Fahrzeugs gesteuert wird, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) das exzentrische Maß ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkungsvorrichtung für Fahrzeuge und eine variable Verdrängungspumpe zur Zuführung eines Arbeitsmediums zur Servolenkungsvorrichtung.
Die erste veröffentlichte japanische Patentanmeldung mit der Nummer 200792761 offenbart eine variable Verdrängungspumpe für eine Servolenkungsvorrichtung von Fahrzeugen. Diese variable Verdrängungspumpe des Standes der Technik umfasst ein Steuerventil zur Steuerung eines exzentrischen Maßes eines Nocken rings in Bezug auf eine Mittelachse einer Antriebswelle (d. h. ein Pumpenelement), und einen Magneten zur Steuerung eines axialen Verdrängungsmaßes eines Ventilkörpers des Steuerventils. Die variable Verdrängungspumpe steuert ein Maß einer axialen Verschiebung eines Ankers des Magneten durch eine Veränderung einer elektrischen Strommenge, die dem Magneten gemäß einem Betriebszustand des Fahrzeugs zugeführt wird. Demzufolge wird das exzentrische Maß des Nockenrings, das auf der Basis einer axialen Position des Ventilkörpers des Steuerventils ermittelt wird, derart gesteuert, dass ein Ausstoßdurchsatz pro Umdrehung der Pumpe (d. h. eine spezifische Ausstoßmenge der Pumpe) verändert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Jedoch ist eine Beziehung zwischen einer Änderung des der Magnetspule zugeführten elektrischen Stroms und einer Änderung der spezifischen Pumpen-Ausstoßmenge bei der variablen Verdrängungspumpe des oben beschriebenen Standes der Technik nicht berücksichtigt, wodurch eine Steuerbarkeit bzw. Regelbarkeit der Ausstoßmenge bei der oben beschriebenen variablen Verdrängungspumpe herkömmlicher Bauart unzureichend ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben beschriebene technische Problem des Standes der Technik zu lösen, und eine variable Verdrängungspumpe mit einer verbesserten Steuerbarkeit eines Ausstoßdurchsatzes und eine Servolenkungsvorrichtung unter Einsatz der variablen Verdrängungspumpe bereitzustellen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1, 13 bzw. 17. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung
Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine variable Verdrängungspumpe zur Zuführung eines Arbeitsmediums bzw. Arbeitsfluids für eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei die variable Verdrängungspumpe aufweist:
ein Pumpengehäuse, das darin einen Pumpenelement-Aufnahmebereich umfasst;
eine Antriebswelle, die drehbar vom Pumpengehäuse abgestützt wird;
einen Nockenring, der im Pumpenelement-Aufnahmebereich exzentrisch bewegbar in Bezug auf eine Achse der Antriebswelle angeordnet ist;
ein Pumpenelement, das auf einer inneren Umfangsseite des Nockenrings angeordnet ist, wobei das Pumpenelement von der Antriebswelle zum Ansaugen, Verdichten und Ausstoßen des Arbeitsmediums angetrieben wird und eine spezifische Ausstoßmenge des Arbeitsmediums variiert, die einen Ausstoßdurchsatz pro Umdrehung des Pumpenelements gemäß einer Veränderung eines exzentrischen Maßes des Nockenrings in Bezug auf die Achse der Antriebswelle darstellt,
eine Ansaugöffnung, die im Pumpengehäuse angeordnet und zu einem Ansaugbereich des Pumpenelements geöffnet ist;
eine Ausstoßöffnung, die im Pumpengehäuse angeordnet und zu einem Ausstoßbereich des Pumpenelements geöffnet ist; und
einen Magneten, der auf der Basis einer Veränderung einer dem Magneten zugeführten elektrischen Strommenge gesteuert wird, die gemäß eines Betriebszustandes des Fahrzeugs gesteuert wird, wobei der Magnet das exzentrische Maß des Nockenrings steuert bzw. regelt,
wobei der Magnet so ausgelegt ist, dass eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge gegenüber der elektrischen Strommenge, die dem Magneten unter einer Bedingung zugeführt wird, dass die spezifische Ausstoßmenge kleiner ist, im Vergleich zu einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge gegenüber einer Änderungsrate der dem Magneten unter einer Bedingung zugeführten elektrischen Strommenge reduziert wird, dass die spezifische Ausstoßmenge größer ist.
Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine variable Verdrängungspumpe zur Zuführung eines Arbeitsmediums an eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei die variable Verdrängungspumpe aufweist:
ein Pumpengehäuse, das darin einen Pumpenelement-Aufnahmebereich umfasst;
eine Antriebswelle, die drehbar vom Pumpengehäuse abgestützt wird;
einen Nockenring, der im Pumpenelement-Aufnahmebereich exzentrisch bewegbar in Bezug auf eine Achse der Antriebswelle angeordnet ist;
ein Pumpenelement, das auf einer inneren Umfangsseite des Nockenrings
angeordnet ist, wobei das Pumpenelement von der Antriebswelle zum Ansaugen, Verdichten und Ausstoßen des Arbeitsmediums angetrieben wird und eine spezifische Ausstoßmenge des Arbeitsmediums verändert, die einen Ausstoßdurchsatz pro Umdrehung des Pumpenelements gemäß einer Veränderung eines exzentrischen Maßes des Nockenrings in Bezug auf die Achse der Antriebswelle darstellt,
eine Ansaugöffnung, die im Pumpengehäuse angeordnet und zu einem Ansaugbereich des Pumpenelements geöffnet ist;
eine Ausstoßöffnung, die im Pumpengehäuse angeordnet und zu einem Ausstoßbereich des Pumpenelements geöffnet ist; und
einen Magneten, der auf der Basis einer Veränderung einer dem Magneten zugeführten elektrischen Strommenge gesteuert wird, die gemäß eines Betriebszustandes des Fahrzeugs gesteuert wird, wobei der Magnet das exzentrische Maß des Nockenrings steuert,
wobei der Magnet so ausgelegt ist, dass eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge gegenüber einem Lenkwinkel eines Lenkrads der Lenkvorrichtung, unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge kleiner ist, im Vergleich zu einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge gegenüber dem Lenkwinkel unter einer Bedingung reduziert wird, dass die spezifische Ausstoßmenge größer ist.
Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Servolenkungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die aufweist:
einen Hauptzylinder mit einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern, der eine Lenkkraft erzeugt, die an gelenkte Räder des Fahrzeugs unter Verwendung eines Arbeitsmediums übertragen wird, das den Flüssigkeitsdruckkammern zugeführt wird;
eine Pumpe, die das Arbeitsmedium dem Hauptzylinder zuführt; und
ein Steuerventil, das das von der Pumpe ausgestoßene Arbeitsmedium selektiv dem Paar der Flüssigkeitsdruckkammern gemäß einer Lenkrichtung und eines Lenkwinkels eines Lenkrads des Fahrzeugs zuführt;
wobei die Pumpe aufweist:
ein Pumpengehäuse, das darin einen Pumpenelement-Aufnahmebereich umfasst;
eine Antriebswelle, die vom Pumpengehäuse drehbar abgestützt wird;
einen Nockenring, der im Pumpenelement-Aufnahmebereich in Bezug auf eine Achse der Antriebswelle exzentrisch bewegbar angeordnet ist;
ein Pumpenelement, das auf einer inneren Umfangsseite des Nockenrings angeordnet ist, wobei das Pumpenelement von der Antriebswelle zum Ansaugen, Verdichten und Ausstoßen des Arbeitsmediums angetrieben wird und eine spezifische Ausstoßmenge des Arbeitsmediums variiert, die einen Ausstoßdurchsatz pro einer Umdrehung des Pumpenelements gemäß einer Veränderung eines exzentrischen Maßes des Nockenring in Bezug auf die Achse der Antriebswelle darstellt,
eine Ansaugöffnung, die im Pumpengehäuse angeordnet und zu einem Ansaugbereich des Pumpenelements geöffnet ist;
eine Ausstoßöffnung, die im Pumpengehäuse angeordnet und zu einem Ausstoßbereich des Pumpenelements geöffnet ist; und
einen Magneten, der auf der Basis einer Veränderung einer dem Magneten zugeführten elektrischen Strommenge gesteuert wird, die gemäß eines Betriebszustandes des Fahrzeugs gesteuert wird, wobei der Magnet das exzentrische Maß des Nockenrings steuert,
wobei der Magnet so ausgelegt ist, dass eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge gegenüber der elektrischen Strommenge, die dem Magneten unter einer Bedingung zugeführt wird, dass die spezifische Ausstoßmenge kleiner ist, im Vergleich zu einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge gegenüber der elektrischen Strommenge reduziert wird, die dem Magneten unter einer Bedingung zugeführt wird, dass die spezifische Ausstoßmenge größer ist.
Erfindungsgemäß wird eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge gegenüber der dem Magneten zugeführten elektrischen Strommenge auf ein niedriges Niveau in einem Fall gesteuert, bei dem die spezifische Ausstoßmenge gering ist. Demzufolge ist es möglich, eine signifikante Veränderung des Ausstoßdurchsatzes der Pumpe unter der Bedingung zu vermeiden, dass die spezifische Ausstoßmenge gering ist, und die Steuerbarkeit des Ausstoßdurchsatzes der Pumpe zu verbessern.
Da die Servolenkungsvorrichtung die spezifische Ausstoßmenge so steuert, dass diese während einer Fahrt des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit gering ist, ist es erfindungsgemäß ferner möglich, eine Änderung des Ausstoßdurchsatzes der variablen Verdrängungspumpe während einer Fahrt des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit auf eine Charakteristik einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge zu verringern, die zur Erhöhung der Lenkstabilität der Servolenkungsvorrichtung dient.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Darin zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Servolenkungsvorrichtung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung einer variablen Verdrängungspumpe gemäß der ersten Ausführungsform;
3 einen Querschnitt längs einer in 4 dargestellten Linie 3-3;
4 einen Querschnitt längs einer in 3 dargestellten Linie 4-4;
5 einen Querschnitt längs einer in 4 dargestellten Linie 5-5;
6 eine teilweise vergrößerte Ansicht von 3, welche einen Gesamtaufbau eines elektromagnetischen Ventils zeigt, das bei der variablen Verdrängungspumpe der ersten Ausführungsform eingesetzt wird und sich in einem abgeschalteten Zustand befindet;
7 eine Ansicht ähnlich wie 6, wobei sich das elektromagnetische Ventil jedoch in einem eingeschalteten Zustand befindet;
8 eine vergrößerte Ansicht, die einen wesentlichen Teil von 7 zeigt;
9 eine schematische Ansicht, die eine Anordnung und einem geöffneten/geschlossenen Zustand von Ventilöffnungen des elektromagnetischen Ventils zeigt, dass bei der variablen Verdrängungspumpe der ersten Ausführungsform verwendet wird;
10 ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang zur Störungsermittlung des elektromagnetischen Ventils zeigt;
11 ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang zur Steuerung der Menge des elektrischen Stroms zum elektromagnetischen Ventil zeigt;
12 ein Ablaufdiagramm, das einen ausfallsicheren Betrieb für das elektromagnetische Ventil zeigt;
13 ein Steuerungskennfeld für einen Ausstoßdurchsatz in Bezug auf eine Basissteuerung eines Ausstoßdurchsatzes der variablen Verdrängungspumpe der ersten Ausführungsform, das eine Verhältnis zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und der spezifischen Ausstoßmenge zeigt;
14 ein Steuerungskennfeld eines Ausstoßdurchsatzes in Bezug auf eine Basissteuerung eines Ausstoßdurchsatzes der variablen Verdrängungspumpe der ersten Ausführungsform, die eine Beziehung zwischen einer Lenkwinkelgeschwindigkeit und der spezifischen Ausstoßmenge zeigt;
15 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Hubmaß des elektromagnetischen Ventils und einer Vorspannkraft eines Vorspannelements des elektromagnetischen Ventils bei der ersten Ausführungsform zeigt;
16 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Hubmaß des elektromagnetischen Ventils bei der ersten Ausführungsform zeigt;
17 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Menge des dem elektromagnetischen Ventil zugeführten elektrischen Stroms und ein Hubmaß des elektromagnetischen Ventils bei der ersten Ausführungsform zeigt;
18 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen den Hubmaß des elektromagnetischen Ventils und der spezifischen Ausstoßmenge der variablen Verdrängungspumpe bei der ersten Ausführungsform zeigt;
19 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der dem elektromagnetischen Ventil zugeführten elektrischen Strommenge und der spezifischen Ausstoßmenge der variablen Verdrängungspumpe bei der ersten Ausführungsform zeigt;
20 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Pumpenumdrehungsanzahl (d. h. eine Pumpendrehzahl) und der spezifischen Ausstoßmenge der variablen Verdrängungspumpe bei der ersten Ausführungsform zeigt;
21 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der dem elektromagnetischen Ventil zugeführten elektrischen Strommenge und der spezifischen Ausstoßmenge der variablen Verdrängungspumpe in einem Fall zeigt, bei dem die Vorspannkraft des in 19 gezeigten Vorspannelements eingestellt ist;
22 eine teilweise vergrößerte Darstellung von 3, die einen Gesamtaufbau eines elektromagnetischen Ventils gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform zeigt;
23 eine vergrößerte Darstellung von 23, die einen wesentlichen Teil des elektromagnetischen Ventils zeigt;
24 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der dem elektromagnetischen Ventil zugeführten elektrischen Strommenge und der spezifischen Ausstoßmenge der variablen Verdrängungspumpe der Modifikation zeigt;
25 einen vergrößerten Längsquerschnitt eines elektromagnetischen Ventils gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform, die einen wesentlichen Teil des elektromagnetischen Ventils zeigt;
26 eine schematische Darstellung, die eine Anordnung und einen geöffneten/geschlossenen Zustand von Ventilöffnungen des elektromagnetischen Ventils zeigt, das bei der variablen Verdrängungspumpe der zweiten Ausführungsform verwendet wird;
27 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Hubmaß des elektromagnetischen Ventils und einer Vorspannkraft eines Vorspannelements des elektromagnetischen Ventils bei der zweiten Ausführungsform zeigt;
28 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer dem elektromagnetischen Ventil zugeführten Strommenge und einem Hubmaß des elektromagnetischen Ventils bei der zweiten Ausführungsform zeigt;
29 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen den Hubmaß des elektromagnetischen Ventils und der spezifischen Ausstoßmenge der variablen Verdrängungspumpe bei der zweiten Ausführungsform zeigt;
30 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der dem elektromagnetischen Ventil zugeführten Strommenge und der spezifischen Ausstoßmenge der variablen Verdrängungspumpe bei der zweiten Ausführungsform zeigt;
21 einen vergrößerten Längsquerschnitt eines elektromagnetischen Ventils gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform, die einen wesentlichen Teil des elektromagnetischen Ventils zeigt;
32 eine schematische Darstellung, die eine Anordnung und einen geöffneten/geschlossenen Zustand von Ventilöffnungen des elektromagnetischen Ventils zeigt, das bei der variablen Verdrängungspumpe der dritten Ausführungsform verwendet wird;
33 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen den Hubmaß des elektromagnetischen Ventils und einer Anziehungskraft des elektromagnetischen Ventils bei der dritten Ausführungsform zeigt;
34 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der dem elektromagnetischen Ventil zugeführten elektrischen Strommenge und einem Hubmaß des elektromagnetischen Ventils bei der dritten Ausführungsform zeigt;
35 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Hubmaß des elektromagnetischen Ventils und der spezifischen Ausstoßmenge der variablen Verdrängungspumpe bei der dritten Ausführungsform zeigt;
36 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der dem elektromagnetischen Ventil zugeführten elektrischen Strommenge und der spezifischen Ausstoßmenge der variablen Verdrängungspumpe bei der dritten Ausführungsform zeigt;
37 einen Längsschnitt eines elektromagnetischen Ventils, das bei der variablen Verdrängungspumpe gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird, wobei ein Gesamtaufbau des elektromagnetischen Ventils dargestellt ist;
38 eine vergrößerte Darstellung von 34, die einen wesentlichen Teil des elektromagnetischen Ventils zeigt; und
39 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der dem elektromagnetischen Ventil zugeführten Strommenge und der spezifischen Ausstoßmenge der variablen Verdrängungspumpe bei der vierten Ausführungsform zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine variable Verdrängungspumpe und eine Servolenkungsvorrichtung, die die variable Verdrängungspumpe gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet, werden nachfolgend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Bei den jeweiligen Ausführungsformen wird die variable Verdrängungspumpe bei einer hydraulischen Servolenkungsvorrichtung für Fahrzeuge eingesetzt. Zum erleichterten Verständnis werden verschiedene Richtungsbezeichnungen, wie zum Beispiel rechts, links, oberer, unterer, nach rechts und dergleichen in der Beschreibung verwendet. Jedoch sind diese Bezeichnungen nur hinsichtlich einer Zeichnung oder von Zeichnungen zu verstehen, auf der/denen ein entsprechender Teil oder Bereich dargestellt ist.
1 bis 21 veranschaulichen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die hydraulische Servolenkungsvorrichtung, bei der die variable Verdrängungspumpe der vorliegenden Erfindung (hinfort als Ölpumpe bezeichnet) eingesetzt wird, ist eine Zahnstangenlenkung. Wie in 1 dargestellt, umfasst die hydraulische Servolenkungsvorrichtung eine Lenkspindel 2, die mit einem Lenkrad 1 an ihrem einen Ende verbunden ist, und eine Ritzelwelle 3 mit einem Endbereich, der mit dem anderen Endbereich der Lenkspindel 2 über einen Torsionsstab (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Zahnstange 3 weist auf einer äußeren Umfangsfläche eines Spitzenendes Ritzelzähne auf. Die hydraulische Servolenkungsvorrichtung umfasst ferner eine Zahnstange 4 mit Zahnstangenzähnen, die mit Ritzelzähnen der Ritzelwelle 3 ineinandergreifen und sich in einen vorgegebenen Axialbereich der Zahnstange 4 erstrecken. Die Zahnstange 4 erstreckt sich in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs und weist gegenüberliegende Enden auf, die über Achsschenkel (nicht dargestellt) mit linken und rechten gelenkten Rädern WL und WR verbunden sind. Die hydraulische Servolenkungsvorrichtung umfasst ferner Hauptzylinder 5, der mit der Zahnstange 4 verbunden ist, die als Kolbenstange fungiert, einen Vorratsbehälter 6, der ein Arbeitsöl (d. h. ein Arbeitsmedium) speichert, das durch den Hauptzylinder 5 zirkuliert, und eine Ölpumpe 10, die das Arbeitsöl aus dem Vorratsbehälter 6 ansaugt und das verdichtete Arbeitsöl dem Hauptzylinder 5 zuführt. Die hydraulische Servolenkungsvorrichtung umfasst ferner ein Steuerventil 7, das als Folge einer Relativdrehung zwischen der Lenkspindel 2 und der Ritzelwelle 3 aufgrund der Torsionsverformung der Torsionsstange zum Öffnen und Schließen betätigt wird und eine Menge des Arbeitsöls steuert, die dem Hauptzylinder 5 auf der Basis einer Größe der Relativdrehung zwischen der Lenkspindel 2 und der Ritzelwelle 3 (d. h. eines Ausmaßes einer Torsion der Torsionsstange) zugeführt werden soll. Die hydraulische Servolenkungsvorrichtung umfasst ferner einen Lenkwinkelsensor 71, der mit einem elektronischen Steuergerät 70 verbunden ist, das im Fahrzeug installiert ist und einen Lenkwinkel (d. h. ein Lenkausmaß) des Lenkrads 1 erfasst.
Wenn sich bei der derart aufgebauten Servolenkungsvorrichtung die Ritzelwelle 3 in Folge des Lenkrads 1 dreht, wird die Zahnstange 4 in der Axialrichtung verschoben, um die Ausrichtung der gelenkten Räder WL und WR zu verändern. Gleichzeitig wird ein Hydraulikdruck, der entsprechend dem Rotationsmoment (d. h. dem Lenkmoment) des Lenkrads 1 erzeugt wird, gemäß eines Lenkvorgangs eines Fahrers des Fahrzeugs im Hauptzylinder 5 aufgebracht. Der Lenkvorgang des Fahrers des Fahrzeugs wird durch das Beaufschlagen des Hydraulikdrucks im Hauptzylinder 5 unterstützt.
Der Hauptzylinder 5 umfasst ein Zylinderrohr 5a mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form und einen Kolben (nicht dargestellt), der im Zylinderrohr 5a in axialer Richtung des Zylinderrohrs 5a beweglich angeordnet ist. Ein Innenraum des Zylinderrohrs 5a ist in eine erste Flüssigkeitsdruckkammer P1 auf der linken Seite von 1 und eine zweite Flüssigkeitsdruckkammer P2 auf der rechten Seite von 1 durch den Kolben unterteilt. Eine erste Leitung 8a und eine zweite Leitung 8b sind mit äußeren Umfangsperipherien von gegenüberliegenden axialen Endbereichen des Hauptzylinders 5 verbunden und verbinden die erste Flüssigkeitsdruckkammer P1 bzw. die zweite Flüssigkeitsdruckkammer P2 mit dem Steuerventil 7. Das Steuerventil 7 führt das Arbeitsöl selektiv entweder der ersten Flüssigkeitsdruckkammer P1 oder der zweiten Flüssigkeitsdruckkammer P2 zu, wälzt das Arbeitsöl um und führt das Arbeitsöl in der jeweils anderen zum Vorratsbehälter 6 zurück.
Wie in 2 bis 5 dargestellt, umfasst die Ölpumpe 10 ein Pumpengehäuse, das aus einem Pumpenkörper 11 und einem Abdeckelement 13 gebildet wird, eine Antriebswelle 15, die vom Pumpengehäuse drehbar abgestützt wird, einen im Wesentlichen ringförmigen Adapterring 16, der im Pumpenkörper 11 angeordnet ist, einen im Wesentlichen ringförmigen Nockenring 17, der auf einer inneren Umfangsseite des Adapterrings 16 beweglich angeordnet ist, ein Pumpenelement 18, das auf einer inneren Umfangsseite des Nockenrings 17 angeordnet ist, ein Regelventil bzw. Steuerventil 40, das einen Ausstoßdurchsatz (d. h. eine spezifische Ausstoßmenge) steuert/regelt, der ein Anteil des Arbeitsöls darstellt, der pro einer Umdrehung des Pumpenelements 18 ausgestoßen wird, und ein elektromagnetisches Ventil (d. h. einen Magneten) 50, das ein Maß einer axialen Verschiebung des Ventilkörpers 41 des Steuerventils 40 steuert. Das Pumpengehäuse ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Der Pumpenkörper 11 weist einen Pumpenelement-Aufnahmebereich 12 auf, der als ein im Wesentlichen zylindrischer Raum auf einer inneren Umfangsseite eines axialen Endbereichs des Pumpenkörpers 11 ausgebildet und zu einer axialen Stirnseite des Pumpenkörpers 11 hin offen ist. Das Abdeckelement 13 ist an einem axialen Ende des Pumpenkörpers 11 angeordnet und deckt den Pumpenelement-Aufnahmebereich 12 ab. Die Antriebswelle 15 wird von einem ersten Lager 14a und einem zweiten Lager 14b drehbar abgestützt, die, wie in 4 dargestellt, auf einer inneren Umfangsseite des axialen Endbereichs des Pumpenkörpers 11 beziehungsweise einer inneren Umfangsseite des Abdeckelements 13 angeordnet sind. Die Antriebswelle 15 wird durch eine Antriebskraft eines Motors (nicht dargestellt) zur Drehung angetrieben. Der Adapterring 16 ist auf einer Umfangswandung des Pumpenelement-Aufnahmebereichs 12 befestigt. Der Nockenring 17 ist so angeordnet dass er in Bezug auf eine Mittelachse der Antriebswelle 15 exzentrisch beweglich ist. Das Pumpenelement 18 wird in 3 von der Antriebswelle 15 im Gegenuhrzeigersinn rotierend angetrieben, um dadurch eine Pumpenfunktion durchzuführen.
Wie in 4 dargestellt, umfasst der Adapterring 16 eine Stift-Haltenut 16a, die an einer vorgegebenen Umfangsposition auf einer inneren Umfangsfläche des Adapterrings 16 ausgebildet ist. Die Stift-Haltenut 16a erstreckt sich kontinuierlich in axialer Richtung des Adapterrings 16 und enthält einen stabförmigen Schwenkdrehbolzen 19, der als Drehachse einer Schwenkbewegung des Nockenrings 17 dient. Ein Dichtungselement ist auf der Innenumfangsfläche des Adapterrings 16 im Wesentlichen gegenüber dem Schwenkdrehbolzen 19 in radialer Richtung des Adapterrings 16 angeordnet. Das Dichtungselement erstreckt sich in axialer Richtung des Adapterrings 16. Der Schwenkdrehbolzen 19 und das Dichtungselement wirken zusammen, um eine erste Flüssigkeitsdruckkammer 20a und eine zweite Flüssigkeitsdruckkammer 20b zwischen dem Adapterring 16 und dem Nockenring 17 zu definieren. Mit anderen Worten ist ein radialer Raum zwischen dem Adapterring 16 und dem Nockenring 17 in eine erste Flüssigkeitsdruckkammer 20a und eine zweite Flüssigkeitsdruckkammer 20b durch den Schwenkdrehbolzen 19 und das Dichtungselement unterteilt.
Der Nockenring 17 ist aus einem so genannten Sintermaterial hergestellt, das durch Sintern eines auf Eisen basierenden metallischen Materials gebildet ist. Der Nockenring 17 weist auf seiner Außenumfangsfläche eine Haltenut 17a auf. Die Haltenut 17a, die einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, erstreckt sich in axialer Richtung des Nockenrings 17 und nimmt den Schwenkdrehbolzen 19 auf. Der Nockenring 17 wird durch den Schwenkdrehbolzen 19 so abgestützt, dass der Nockenring 17 um den Schwenkdrehbolzen 19 als Drehpunkt in Richtung zur ersten Flüssigkeitsdruckkammer 20a oder zur zweiten Flüssigkeitsdruckkammer 20b schwenkbar ist.
Das Pumpenelement 18 ist auf einer Außenumfangsfläche der Antriebswelle 15 befestigt. Das Pumpenelement 18 umfasst einen Rotor 21, der auf der ihnen Umfangsseite des Nockenrings 17 drehbar angeordnet ist und eine Mehrzahl von rechteckigen plattenförmigen Flügeln 22, die in Schlitzen 21a des Rotors 21 angeordnet sind. Die Schlitze 21a sind auf einem Außenumfangsbereich des Rotors 21 ausgebildet und erstrecken sich längs einer radialen Richtung des Rotors 21. Die Flügel 22 sind in den Schlitzen 21a beweglich gelagert, um aus den Schlitzen 21a herauszuragen und sich in die Schlitze 21a zurückzuziehen. Wie in 4 dargestellt, ist das Pumpenelement 18 zwischen einer Stirnseite eines vorstehenden Bereichs 13a des Abdeckelements 13 und einer Stirnseite einer im Wesentlichen scheibenförmigen Druckplatte 23 im Wesentlichen sandwichartig zwischen diesen angeordnet. Die vorstehende Bereich 13a erstreckt sich von einem Innenbereich der Stirnseite des Abdeckelements 13 in den Pumpenelement-Aufnahmebereich 12 des Pumpenkörpers 11. Die Druckplatte 23 ist zwischen einer Bodenfläche des Pumpenelement-Aufnahmebereichs 12 und einer Stirnseite des Adapterrings 16 sandwichartig angeordnet.
Eine Mehrzahl von Pumpenkammern 24 werden von zwei benachbarten Flügeln 22, 22 in einem Raum definiert, der zwischen dem Nockenring 17 und dem Rotor 21 ausgebildet ist. Die Volumina der jeweiligen Pumpenkammern 24 können durch Schwenken des Nockenrings 17 um den Schwenkdrehbolzen 19 verändert werden.
Wie in 3 dargestellt, ist eine Spiralfeder 25 zum Teil in der zweiten Flüssigkeitsdruckkammer 20b angeordnet. Ein Ende der Spiralfeder 25 wird von einem bolzenförmigen Federhalter elastisch abgestützt, der in den Pumpenkörper 11 geschraubt ist. Der Nockenring 17 wird von der Spiralfeder 25 kontinuierlich vorgespannt, die vom Federhalter zu einer Seite der ersten Flüssigkeitsdruckkammer 20a, d. h. in eine solche Richtung vorgespannt wird, um die Volumina der jeweiligen Pumpenkammern 24 zu maximieren.
Wie in 4 dargestellt, weist der vorstehende Bereich 13a des Abdeckelements 13 eine Ansaugöffnung 26 auf seiner Stirnseite auf. Die Ansaugöffnung 26 ist auf einem Abschnitt der Stirnseite des vorstehenden Bereichs 13a ausgebildet, die einem so genannten Ansaugbereich entspricht, in dem die Volumina der jeweiligen Pumpenkammern 24 sich durch eine Drehung des Rotors 21 graduell vergrößern. Wie in 3 gezeigt, ist die Ansaugöffnung 26 als bogenförmiger Ausschnitt längs einer Umfangsrichtung des vorstehenden Bereichs 13a ausgebildet. Die Ansaugöffnung 26 steht mit einem Ansaugloch 28 in Verbindung, das an einem Mittenbereich der Ansaugöffnung 26 liegt und zu einem Ansaugdurchgang 27 geöffnet ist. Der Ansaugdurchgang 27 ist im Abdeckelement 13 längs einer radialen Richtung des vorstehenden Bereichs 13a ausgebildet und mit dem Vorratsbehälter 6 verbunden. Das Arbeitsöl, das vom Vorratsbehälter 6 in den Ansaugdurchgang 27 eingeleitet wird, wird durch das Ansaugloch 28 den jeweiligen Pumpenkammern 24 zugeführt.
Demgegenüber weist die Druckplatte 23 auf ihrer Stirnseite eine Ausstoßöffnung 29 auf, der dem Rotor 21 gegenüberliegt. Die Ausstoßöffnung 29 ist in Bezug auf die Ansaugöffnung 26 in einer im Wesentlichen achsensymmetrischen Position und in einem so genannten Ausstoßbereich angeordnet, in dem sich die Volumina der jeweiligen Pumpenkammern 24 mit einer Drehung des Rotors 21 graduell reduzieren. Die Ausstoßöffnung 29 ist als bogenförmiger Ausschnitt längs einer Umfangsrichtung der Druckplatte 23 ausgebildet. Die Ausstoßöffnung 29 steht mit einer Mehrzahl von Ausstoßlöchern 30 in Verbindung, die zu vorgegebenen Bereichen der Ausstoßöffnung 29 geöffnet sind. Die Ausstoßlöcher 30 stehen mit einem Ausstoßdurchgang 31 in Verbindung, um das in die Ausstoßöffnung 29 ausgestoßene Arbeitsöl einer Außenseite der Ausstoßöffnung 29 zuzuführen.
Der Ausstoßdurchgang 31 umfasst eine Druckkammer 32, zu der die Ausstoßlöcher 30, wie in 4 gezeigt, geöffnet sind, und wie in 3 dargestellt, einen ersten Verbindungsdurchgang 33 und einen zweiten Verbindungsdurchgang 34. Der Ausstoßdurchgang 31 gabelt sich über die Druckkammer 32 in den ersten Verbindungsdurchgang 33 und den zweiten Verbindungsdurchgang 34. Der erste Verbindungsdurchgang 33 führt einen Teil des in die Druckkammer 32 ausgestoßenen Arbeitsöls einer Druckkammer (d. h. einer Hochdruckkammer 44, wie später erläutert) zu, die vom Ventilkörper 41 des Steuerventils 40 definiert wird. Der zweite Verbindungsdurchgang 34 führt das Arbeitsöl in der Druckkammer 32 einer Außenseite der Druckkammer 32 zu. Das elektromagnetische Ventil 50 ist auf einer Seite eines Anschlussendes des zweiten Verbindungsdurchgangs 34 angeordnet.
Wie in 3 bis 5 dargestellt, ist das Steuerventil 40 in einem oberen Endbereich des Pumpenkörpers 11 auf einer Seite eines axialen Endes des Pumpenkörpers 11 längs einer Richtung senkrecht zur Antriebswelle 15 angeordnet. Das Steuerventil 40 umfasst den Ventilkörper 41, der in einer Ventilbohrung 11a verschiebbar angeordnet ist, eine Ventilfeder 43, die den Ventilkörper 41 in Richtung zu einem Kolben 42 vorspannt, eine Hochdruckkammer 44, die zwischen dem Kolben 42 und einem axialen Ende des Ventilkörpers 41 ausgebildet ist, und eine Zwischendruckkammer 45, die zwischen dem anderen axialen Ende des Ventilkörpers 41 und einen Boden der Ventilbohrung 11a ausgebildet ist und die Ventilfeder 43 darin beherbergt. Genauer gesagt ist die Ventilbohrung 11a, wie in 2 dargestellt, im oberen Endbereich des Pumpenkörpers 11 auf der Seite des axialen Ende des Pumpenkörpers 11 ausgebildet. Die Ventilfeder 43 spannt den Ventilkörper 41 nach links in 2, 3 und 5 vor, um in Kontakt mit dem Kolben 42 zu kommen, der in ein offenes Ende der Ventilbohrung 11a eingeschraubt ist. Die Ventilfeder 43 nimmt einen Hydraulikdruck stromaufwärts einer Messblende 60 auf, die, wie später erläutert wird, im elektromagnetischen Ventil 50 angeordnet ist, d. h. einen Teil des Arbeitsöls auf, der über den ersten Verbindungsdurchgang 33 in die Druckkammer 32 ausgestoßen wird. Die Zwischendruckkammer 45 nimmt einen Hydraulikdruck stromabwärts der Messblende 60, d. h. das Arbeitsöl in der Druckkammer 32 über den Verbindungsdurchgang 34, wie später erläutert wird, durch ein Verbindungsdrosselelement 34d auf. Wenn eine Druckdifferenz zwischen der Hochdruckkammer 24 und der Zwischendruckkammer 45 einen vorgegebenen Wert oder darüber erreicht, wird der Ventilkörper 41 in 3 nach rechts gegen eine Federkraft der Ventilfeder 43 bewegt. Das Steuerventil steuert einen Steuerdruck, um ein exzentrisches Maß des Nockenrings 17 auf der Basis einer Druckdifferenz zwischen einer stromaufwärtsseitigen Seite der Messblende 60 und einer stromabwärtsseitigen Seite der Messblende 60 zu steuern.
Wie in 2 dargestellt, ist eine erste Blende 61 an einem Anschlussende des ersten Verbindungsdurchgangs 33 angeordnet. Die erste Blende 61 weist einen reduzierten Durchmesser auf, der kleiner als ein Durchmesser des ersten Verbindungsdurchgangs 33 ist. Die erste Blende 61 kann einen Einfluss aufgrund eines hydraulischen Pulsierens des Arbeitsöls mindern, der in die Hochdruckkammer 44 eingeleitet wird, und dient als Dämpfungselement, das eine hydraulische Schwingung des Ventilkörpers 41 unterdrückt.
Wenn der Ventilkörper 41 auf der linken Seite in 3 platziert ist, ist die erste Flüssigkeitsdruckkammer 20a mit einer Niederdruckkammer 46, die auf einer äußeren Umfangsseite des Ventilkörpers 41 definiert ist, über einen Öl-Verbindungsdurchgang 47 verbunden, der mit der ersten Flüssigkeitsdruckkammer 20a und der Ventilbohrung 11a in Verbindung steht. Wie in 5 dargestellt, ist die Niederdruckkammer 46 mit einem Niederdruckdurchgang 48 verbunden, der vom Ansaugdurchgang 27 abzweigt. Daher wird das Arbeitsöl mit niedrigem Druck vom Ansaugdurchgang 27 über den Niederdruckdurchgang 48 in die erste Flüssigkeitsdruckkammer 20a eingeleitet.
Wenn im Gegensatz dazu bewirkt wird, dass sich der Ventilkörper 41 aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Hochdruckkammer 44 und der Zwischendruckkammer 45 zur rechten Seite in 3 bewegt, wird verhindert, dass die erste Flüssigkeitsdruckkammer 20a hydraulisch mit der Niederdruckkammer 46 verbunden ist und hydraulisch mit der Hochdruckkammer 44 in Verbindung steht. Daher wird das Arbeitsöl mit hohem Druck in die erste Flüssigkeitsdruckkammer 20a eingeleitet. Das heißt, dass der Hydraulikdruck in der Niederdruckkammer 46 und der Hydraulikdruck auf der stromaufwärtsseitigen Seite der Messblende 60 selektiv der ersten Flüssigkeitsdruckkammer 20a zugeführt werden.
Das Steuerventil 40 weist ferner, wie in 2 und 3 dargestellt, ein Überdruckventil 49 auf, das im Ventilkörper 41 angeordnet ist. In einem Fall, bei dem ein Druck in der Zwischendruckkammer 45 einen vorgegebenen Druck oder darüber erreicht, d. h. in einem Fall, bei dem ein Druck auf einer Lastseite (d. h. auf einer Seite der Servolenkungsvorrichtung) den vorgegebenen Wert oder darüber erreicht, wird das Überdruckventil 49 geöffnet, um einen Teil des Arbeitsöls über den Niederdruckdurchgang 48 zum Ansaugdurchgang 27 zirkulieren zu lassen.
Andererseits steht die zweite Flüssigkeitsdruckkammer 20b, wie in 2 dargestellt, mit dem Ansaugdurchgang 27 über einen Verbindungsdurchgang 36 in Verbindung. Der Verbindungsdurchgang 36 ist mit einem bogenförmigen Ansaugdruck-Einleitungsanschluss 35 verbunden, der zur zweiten Flüssigkeitsdruckkammer 20b geöffnet ist. Daher wird der Hydraulikdruck auf der Ansaugseite (d. h. ein niedriger Druck) immer in die zweite Flüssigkeitsdruckkammer 20b eingeleitet. Demzufolge wird der Nockenring 17 durch den Hydraulikdruck auf der Ansaugseite und die Vorspannkraft der Spiralfeder 25 immer zu einer Seite der ersten Flüssigkeitsdruckkammer 20a gedrängt bzw. verschoben.
Wie in 2 bis 5 dargestellt, ist das elektromagnetische Ventil 50 am oberen Endbereich des Pumpenkörpers 11 im Wesentlichen parallel zum Steuerventil 40 angeordnet. Wie in 6 bis 8 dargestellt, umfasst das elektromagnetische Ventil 50 ein im Wesentlichen zylindrisches Ventilgehäuses 51, das zum Teil an der Ventilgehäuse-Aufnahmebohrung 11b des Pumpenkörpers 11 befestigt ist, die zu einer Seitenfläche des Pumpenkörpers 11 geöffnet ist und an ihrem Boden mit dem Anschlussende des zweiten Verbindungsdurchgangs 34 verbunden ist. Das elektromagnetische Ventil 50 umfasst ferner einen Ventilkörper 52, der in der Ventilkörper-Aufnahmebohrung 51a befestigt angeordnet ist, der sich durch eine radiale Innenseite eines axialen Endbereichs des Ventilgehäuses 51 erstreckt, ein kelchförmiges Gehäuse 53, das einen Endbereich aufweist, der an einer Außenumfangsfläche des anderen axialen Endbereichs des Ventilgehäuses 51 und einem gegenüberliegenden, sich nach außen erstreckenden Endbereich befestigt ist, und eine im Wesentlichen zylindrische Spuleneinheit 54, die auf einer axialen Innenseite des Gehäuses 53 angeordnet ist. Ein im Wesentlichen zylindrischer stationärer Kern 55 aus einem magnetischen Material ist an einer radialen Innenseite der Spuleneinheit 54 befestigt angeordnet und mit einem zylindrischen Innenbereich des anderen axialen Endbereichs des Ventilgehäuses 51 über einen magnetischen Ring 59 verbunden. Ein im Wesentlichen hohlzylindrischer beweglicher Kern 56, der als Anker dient, ist auf einer Innenumfangsfläche des anderen axialen Endbereichs des Ventilgehäuses 51 beweglich in Bezug auf den Ventilkörper 52 und gegenüberliegend zum stationären Kern 55 abgestützt. Ein Verstellkolben 57 ist in eine radiale Innenseite des stationären Kerns 55 eingeschraubt und verstellt eine Vorspannkraft (d. h. eine Vorspannung) eines Vorspannelements 58. Das Vorspannelement 58 ist zwischen den Verstellkolben 57 und eine Halterung 56a eingefügt, die an einem axialen Spitzenendbereich des beweglichen Kerns 56 angeordnet ist, der dem stationären Kern 55 gegenüberliegt. Das Vorspannelement 58 spannt den beweglichen Kern 56 in eine solche Richtung vor, dass er vom stationären Kern 55 getrennt ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Spiralfeder als Vorspannelement 58 verwendet.
Wie in 1 dargestellt, wird das elektromagnetische Ventil von einer Steuerstrom-Ausgabe vom elektronischen Steuergerät 70 auf der Basis einer Erfassung angesteuert, die von einem Lenkwinkelsensor 71 und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 durchgeführt wird, der die Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst. Da bei der Servolenkungsvorrichtung eine größere Lenkunterstützungskraft erforderlich ist, wenn sich der Lenkwinkel vergrößert, wird die dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführte Menge an elektrischem Strom mit einem Anstieg des Lenkwinkels größer. Mit Bezug auf eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführten elektrischen Strommenge ist im Gegensatz dazu eine größere Lenkunterstützungskraft erforderlich, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Daher erhöht sich die dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführte elektrische Strommenge mit Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Das Ventilgehäuse 51 ist am Pumpenkörper 11 durch einen Flanschbereich mit vergrößertem Durchmesser montiert, der an einem Mittelbereich in axialer Richtung des Ventilgehäuses 51 ausgebildet ist. Das Ventilgehäuse 51 ist am Pumpenkörper 11 durch den Flanschbereich befestigt. Das Ventilgehäuse 51 weist einen Befestigungs-Einschubbereich 51b auf einer Seite des einen axialen Endbereichs, der an der Ventilgehäuse-Aufnahmebohrung 11b befestigt ist, und eine ringförmige Verengung 51c auf, die zwischen dem Flanschbereich und dem Befestigungs-Einschubbereich 51b angeordnet ist. Die ringförmige Verengung 51c erstreckt sich kontinuierlich von einem Basisbereich des Befestigungs-Einschubbereichs 51b bis zum Flanschbereich in axialer Richtung des Ventilgehäuses 51 und weist einen reduzierten Durchmesser auf, der kleiner als der Basisbereich und der Flanschbereich ist. Ein ringförmiger Durchgang 64 ist auf einer Außenumfangsseite der Verengung 51c ausgebildet, der zwischen einer Außenumfangsfläche der Verengung 51c und einer Innenumfangsfläche der Ventilgehäuse-Aufnahmebohrung 11b definiert ist. Ein erster Öldurchgang 37 ist im Befestigungs-Einschubbereich 51b des Ventilgehäuses 51 angeordnet. Der erste Öldurchgang 37 erstreckt sich von der Verengung 51c durch den Befestigungs-Einschubbereich 51b und ist zu einer Spitzenendfläche des Befestigungs-Einschubbereichs 51b geöffnet. Der erste Öldurchgang 37 bildet einen Teil des zweiten Verbindungsdurchgangs 34, wodurch eine stromaufwärtsseitige Seite der Ventilgehäuse-Aufnahmebohrung 11b und deren stromabwärtsseitige Seite immer miteinander in Verbindung stehen. Eine zweite Blende 62 ist im ersten Öldurchgang 37 angeordnet, die als feststehende bzw. starre Blende mit einer nicht veränderbaren Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche dient. Die zweite Blende 62 ist durch eine Reduzierung eines Durchmessers des ersten Öldurchgangs 37 gebildet.
Ein beweglicher Kern-Aufnahmebereich 51d wird durch die Innenumfangsfläche des anderen axialen Endbereichs des Ventilgehäuses 51 definiert und weist einen vergrößerten Durchmesser auf, der größer als ein Innendurchmesser des Befestigungs-Einschubbereichs 51b ist. Der bewegliche Kern 56 ist im beweglichen Kern-Aufnahmebereich 51d in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 51 beweglich untergebracht. Ein Verbindungsloch 65 ist im Befestigungs-Einschubbereich 51b ausgebildet und erstreckt sich durch den Befestigungs-Einschubbereich 51b um den ringförmigen Durchgang 64 und den beweglichen Kern-Aufnahmebereich 51d miteinander zu verbinden. Ein Einleitungsdurchgang 34a, der einen Teil des zweiten Verbindungsdurchgangs 34 bildet, ist in geneigter Lage an einer stromaufwärtsseitigen Seite der Ventilgehäuse-Aufnahmebohrung 11b ausgebildet und verbindet die Druckkammer 32 und die Ventilgehäuse-Aufnahmebohrung 11b miteinander. Anhand dieses Aufbaus wird das aus der Druckkammer 32 in die Ventilgehäuse-Aufnahmebohrung 11b ausgestoßene Arbeitsöl über den ringförmigen Durchgang 64 und das Verbindungsloch 65 in den beweglichen Kern-Aufnahmebereich 51d eingeleitet.
Der Ventilkörper 52 ist in zylindrischer Form mit einem offenen axialen Ende und einem gegenüberliegenden geschlossenen axialen Ende ausgebildet. Der Ventilkörper 52 weist einen axialen Durchgang 66 auf seiner Innenumfangsseite auf. Die axiale Durchgang 66 ist zum einen axialen Ende geöffnet und zu einem Ausstoßdurchgang 34b des zweiten Verbindungsdurchgangs exponiert, der auf einer stromabwärtsseitigen Seite der Ventilgehäuse-Aufnahmebohrung 11b ausgebildet ist. Außerdem weist der Ventilkörper 52 eine Mehrzahl von Ventilöffnungen 67 auf, die die Ventilöffnungen 67a, 67b und 67c, wie in 6 bis 8 dargestellt, umfassen. Die Ventilöffnungen 67 erstrecken sich jeweils durch den Ventilkörper 52 in radialer Richtung des Ventilkörpers 52. Die Innenumfangsseite des Ventilkörpers 52 und dessen Außenumfangsseite stehen miteinander durch die Ventilöffnungen 67 in Verbindung. Die Anzahl der Ventilöffnungen 67 ist nicht besonders beschränkt.
In einem Fall, bei dem das elektromagnetische Ventil 50 sich im ausgeschalteten Zustand befindet, d. h. in einem Fall, bei dem der Spuleneinheit 54 kein Erregungsstrom zugeführt wird, ist der bewegliche Kern 56 in seiner am meisten zurückgezogenen Position im beweglichen Kern-Aufnahmebereich 51d platziert, wie dies in 6 dargestellt ist, und die Ventilöffnungen 67 sind durch einen Ventilbereich 56b geschlossen, der einen rückseitigen Endbereich des beweglichen Kerns 56 bildet. Im Gegensatz dazu wird bei einem Fall, bei dem der Spuleneinheit 54 ein Erregungsstrom zugeführt wird, der bewegliche Kern 56 vorwärts in Richtung einer Seite des stationären Kerns 55 durch eine Magnetkraft bewegt, die in der Spuleneinheit 54, wie in 7 dargestellt, erzeugt wird, und die Ventilöffnungen 67 sind vom Ventilbereich 56b nicht abgedeckt und geöffnet. Die Ventilöffnungen 67 weisen die oben genannte Anordnungsbeziehung mit dem beweglichen Kern 56 auf. In 6 und 7 kennzeichnen Pfeile, die durch den Einleitungsdurchgang 34a, den ersten Öldurchgang 37 und das Verbindungsloch 65 gezeichnet sind, die Strömungen des ausgestoßenen Öls.
Bei dieser Ausführungsform sowie den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen kann der bewegliche Kern 56 anders als die herkömmlichen elektromagnetischen Ventile als einheitlicher Körper aufgebaut sein, die zwei separate Bauteile, d. h. den Anker und das Ventilelement umfassen. Anhand dieses Aufbaus ist es möglich, einen Anstieg des Gewichts und der Größe des gesamten elektromagnetischen Ventils zu unterdrücken, was aufgrund der separaten Bauteile verursacht wird, und das Ansprechverhalten des elektromagnetischen Ventils und dessen Energieeinsparung zu verbessern. Aufgrund des einfachen Aufbaus, wie z. B. die im Wesentlichen zylindrische Form des elektromagnetischen Ventils ist es möglich, die Produktionskosten des elektromagnetischen Ventils zu reduzieren.
Wenn die jeweiligen Ventilöffnungen 67 gemäß der axialen Bewegung des beweglichen Kerns 56, wie oben erläutert, geöffnet werden, stehen das Verbindungsloch 65, der axiale Durchgang 66 und ein ringförmiger Raum S, der vom Ventilkörper 52 und dem beweglichen Kern 56 im beweglichen Kern-Aufnahmebereich 51d gebildet wird, miteinander in Verbindung. Das Verbindungsloch 65, der axiale Durchgang 66 und der ringförmige Raum S wirken miteinander zusammen, um einen zweiten Öldurchgang 38 als einen sich kontinuierlich erstreckenden Öldurchgang zu bilden. Wenn die jeweiligen Ventilöffnungen 67 geöffnet sind, ist es mit dem Aufbau des zweiten Öldurchgangs 38 für einen Teil des ausgestoßenen Öls möglich, durch den zweiten Öldurchgang 38 zum Ausstoßdurchgang 34b zu fließen.
Die jeweiligen Ventilöffnungen 67 sind ausgelegt, um ihren Öffnungsgrad gemäß einem Überlappungsmaß mit dem Ventilbereich 56b des beweglichen Kerns 56 zu variieren bzw. zu verändern, der auf der Basis der Position des beweglichen Kerns 56 in Bezug auf den Ventilkörper 52 bestimmt ist. Das heißt, die jeweiligen Ventilöffnungen 67 sind ausgelegt, um ihren Öffnungsgrad gemäß der dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführten Strommenge zu verändern. Die jeweiligen Ventilöffnungen 67 und der Ventilbereich 56b des beweglichen Kerns 56 bilden somit eine dritte Blende 63, die als variable Blende mit einer variablen Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche fungiert. Die dritte Blende 63 ist im zweiten Öldurchgang 38 angeordnet.
Wie oben beschrieben, sind die zweite Blende 62 und die dritte Blende 63 am zweiten Verbindungsdurchgang 34 zwischen dem Einleitungsdurchgang 34a und dem Ausstoßdurchgang 34b vorgesehen. Die zweite Blende 62 als starre Blende und die dritte Blende 63 als variable Blende bilden die Messblende 60, die einen Ausstoßdruck der Pumpe variabel steuert.
Bei der Messblende 60 wird in einem Fall, bei dem der Spuleneinheit 54 kein Erregungsstrom zugeführt wird, die Anziehungskraft, die am beweglichen Kern 56 zur Seite des stationären Kerns 55 aufgebracht wird, nicht erzeugt, so dass der bewegliche Kern 56 durch die Vorspannkraft des Vorspannelements 58 in der in 6 gezeigten maximal zurückgezogenen Position gehalten wird. In der maximal zurückgezogenen Position befindet sich die dritte Blende 63 im geschlossenen Zustand und die Druckkammer 32 steht, wie in 5 dargestellt, mit der Zwischendruckkammer 45 über die zweite Blende 62, den Ausstoßdurchgang 34b, einen Zuführungsdurchgang 34c und ein Verbindungsdrosselelement 34d in Verbindung. Der Zuführungsdurchgang 34c erstreckt sich vom Ausstoßdurchgang 34b zu einer Außenseite des elektromagnetischen Ventils 50 und das Verbindungsdrosselelement 34c verbindet den Zuführungsdurchgang 34c mit der Zwischendruckkammer 45 des Steuerventils 40.
Anhand des oben beschriebenen Aufbaus der Messblende 60 wird eine Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche an der Messblende 60 minimal und eine Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtsseitigen Seite der Messblende 60 und der stromabwärtsseitigen Seite der Messblende 60, d. h. ein Differenzdruck zwischen der Hochdruckkammer 44 und der Zwischendruckkammer 45 wird größer. Daher überwindet ein Innendruck in der Hochdruckkammer 44 des Steuerventils 40 die Federkraft der Ventilfeder 43 und schiebt den Ventilkörper 41 zur Seite der Zwischendruckkammer 45, so dass der Pumpen-Ausstoßdruck mit einem hohen Druckwert in die erste Flüssigkeitsdruckkammer 20a eingeleitet wird. Als Folge davon erhöht sich ein Innendruck in der ersten Flüssigkeitsdruckkammer 20a und dadurch schwenkt sich der Nockenring 17 in eine solche Richtung, dass sich das exzentrische Maß relativ zum Rotor 21 verringert. Dies resultiert in einer Verringerung der spezifischen Ausstoßmenge und somit eine Reduzierung des Pumpen-Ausstoßdurchsatzes. Wenn der Pumpen-Ausstoßdurchsatz reduziert wird, geht die Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtsseitigen Seite der Messöffnung 60 und der Stromabwärtsseitigenseite der Messöffnung 60 auf einen Anfangswert zurück, so dass das Steuerventil 40 auf eine Druck-Regulierungsposition zurückgekehrt und an der Position im Gleichgewicht ist.
Andererseits wird in einem Fall, bei dem der Erregungsstrom der Spuleneinheit 54 zugeführt wird, ein Magnetfeld erzeugt, das sich von der Seite des Ventilgehäuses 51 zur Seite des stationären Kerns 55 erstreckt, um dadurch die Anziehungskraft zu erzeugen, die am beweglichen Kern 56 zur Seite des stationären Kerns 55 aufgebracht wird. Der bewegliche Kern 56 wird in 7 entsprechend der Anziehungskraft gegen die Vorspannkraft des Vorspannelements 58 nach rechts vorgeschoben, so dass die dritte Blende 63 in einen geöffneten Zustand kommt. Demzufolge steht die Druckkammer 32 mit dem Ausstoßdurchgang 34b über die zweite Blende 62 und die dritte Blende 63 in Verbindung und über den Ausstoßdurchgang 34b, den Zuführungsdurchgang 34c und das Verbindungsdrosselelement 34d in Verbindung. In diesem Fall vergrößert sich die Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche der Messöffnung 60 durch ein Öffnungsmaß der dritten Blende 63.
Da die Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche der Messblende 60 sich kontinuierlich vergrößert, wenn der Stromwert größer wird, der der Spuleneinheit 54 zugeführt wird, verringert sich die Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtsseitigen Seite der Messblende 60 und der stromabwärtsseitigen Seite der Messblende 60 graduell mit dem Anstieg der Strommenge, die der Spuleneinheit 54 zugeführt wird. Aufgrund der Abnahme der Druckdifferenz wird der Ventilkörper 41 des Steuerventils 40 durch den Innendruck in der Hochdruckkammer 44 und die Federkraft der Ventilfeder 43 zur Seite der Hochdruckkammer 44 verschoben, so dass der Pumpen- Ansaugdruck mit einem niedrigen Druckwert in die erste Flüssigkeitsdruckkammer 20a eingeleitet wird. Als Folge davon verringert sich der Innendruck in der ersten Flüssigkeitsdruckkammer 20a und von der Federkraft der Spiralfeder 25 überwunden, wodurch der Nockenring 17 sich in eine Richtung schwenken kann, sodass sich das exzentrische Maß relativ zum Rotor 21 gegen die Federkraft der Spiralfeder 25 vergrößert. Dies resultiert in einem Anstieg der spezifischen Ausstoßmenge und demzufolge einem Anstieg des Pumpen-Ausstoßdurchsatzes. Somit kann die Ölpumpe 10 das exzentrische Maß des Nockenrings 10 gegenüber dem Rotor 21 durch eine Ansteuerung des elektromagnetischen Ventils 50 steuern und dadurch einen optionalen Ausstoßdurchsatz erreichen.
Das Gehäuse 53 des elektromagnetischen Ventils 50 weist einen offenen Endbereich auf, der auf einer Außenfläche des anderen axialen Endbereichs des Ventilgehäuses 51 befestigt ist und daran durch geeignete Befestigungsmittel, wie z. B. ein Verstemmen, fixiert ist. Das Gehäuse 53 weist den anderen Endbereich mit einer Bodenwand 53a und einer Durchgangsöffnung 53b auf, die sich durch einen Mittelbereich der Bodenwand 53a erstreckt. Die Durchgangsöffnung 53b weist einen etwas größeren Durchmesser als ein Innendurchmesser des stationären Kerns 55 auf, um den Verstellkolben 57 durch ein vorgegebenes Werkzeug zu drehen, das von einer Außenseite der Durchgangsöffnung 53b dort hineingesteckt wird.
Die Spuleneinheit 54 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form mit Flanschen auf beiden axialen Endbereichen ausgebildet. Die Spuleneinheit 54 umfasst eine Spule 54a, die an einer Außenumfangsseite der gegenüberliegenden Endbereiche von beiden Kernen 55, 56 befestigt ist, eine Wicklung 54b, die auf einer Außenumfangsfläche der Spule 54a gewickelt ist, und ein im Wesentlichen zylindrisches Joch 54c, das eine Außenumfangsseite der Spule 54a umgibt. Ein Kabelbaum 54e, der vom elektronischen Steuergerät 70 abgeleitet ist, ist mit der Wicklung 54b über eine Kabeldurchführung 54d verbunden, die an der Bodenwand 53a des Gehäuses 53 befestigt ist.
Der stationäre Kern 55 weist einen Eingriffsbereich 55a auf seiner axialen Stirnseite auf, der im Spitzenendbereich des beweglichen Kerns 56 gegenüberliegt. Der Eingriffsbereich 55a weist die Form einer Ausnehmung auf, in die der Spitzenendbereich des beweglichen Kerns 56 eingerückt ist, wenn der bewegliche Kern 56 zum stationären Kern 55 durch die elektromagnetische Anziehungskraft angezogen wird, die nach dem Einschalten der Spule 54b erzeugt wird. Der Eingriffsbereich 55a entspricht einer Form des Spitzenendbereichs des beweglichen Kerns 56. Der Eingriffsbereich 55a weist eine innere Bodenfläche auf, die in Kontakt mit einer axialen Stirnseite des Spitzenendbereichs des beweglichen Kerns 56 steht, nachdem der Eingriff des Spitzenendbereichs des beweglichen Kerns 56 hergestellt ist. Mit anderen Worten wird bei dieser Ausführungsform der bewegliche Kern 56, der einen flachen Magnetpol aufweist, vom stationären Kern 55 angezogen, der den entsprechenden flachen Magnetpol aufweist.
Das elektromagnetische Ventil 50 mit dem oben beschriebenen Aufbau weist eine derartige Charakteristik auf, dass eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge gegenüber einer dem elektromagnetischen Ventil zugeführten elektrischen Strommenge eine so genannte nichtlineare Charakteristik aufweist, wie dies durch eine dicke durchgezogene Linie in 19 gekennzeichnet ist. Wie in der nichtlinearen Kennlinie von 19 dargestellt, reduziert sich die Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge unter einer Bedingung, dass die dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführte elektrische Strommenge kleiner wird, und die Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge erhöht sich unter einer Bedingung, dass die dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführte elektrische Strommenge größer wird. Bei dieser Ausführungsform wird die nichtlineare Charakteristik durch die spezielle Anordnung der jeweiligen Ventilöffnungen 67 im Ventilkörper 52 erreicht.
Genauer gesagt umfassen die Ventilöffnungen 67 bei dieser Ausführungsform drei Arten von Ventilöffnungen 67a, 67b, 67c, die sich in den Durchmessern, wie in 8 und 9 dargestellt, voneinander unterscheiden. Die Ventilöffnungen 67a, 67b, 67c werden hinfort als Ventilöffnung 67a mit kleinem Durchmesser, als Ventilöffnung 67b mit mittlerem Durchmesser bzw. Ventilöffnung 67c mit großem Durchmesser bezeichnet.
Wie am besten in 9 veranschaulicht, ist eine Mehrzahl von Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser, die einen identischen Durchmesser aufweisen, an Positionen angeordnet, die in der axialen Richtung des Ventilkörpers 52 ausgerichtet sind und voneinander in der Umfangsrichtung des Ventilkörpers 52 in vorgegebenen äquivalenten Abständen angeordnet sind. Eine Mehrzahl von Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser und eine Mehrzahl von Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser sind jeweils auf die gleiche Weise wie die Anordnung der Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser angeordnet. Außerdem sind die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser, die Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser und die Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser, die sich in Durchmesser voneinander unterscheiden, in der Umfangsrichtung des Ventilkörpers 52 und längs einer Richtung der axialen Verschiebung des beweglichen Kerns 56 zur Seite des einen axialen Endes des Ventilkörpers 52 in der Reihenfolge des Anstiegs des Durchmessers angeordnet.
Wie am besten in 9 veranschaulicht, sind die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser auf einer vorgegebenen axialen Position in axialer Richtung des Ventilkörpers 52 und mit äquivalenten Zwischenabständen längs der Umfangsrichtung des Ventilkörpers 52 ausgebildet. Die Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser sind an einer Versatzposition ausgebildet, die von der vorgegebenen axialen Position der Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser um einen vorgegebenen Abstand L1 in axialer Richtung des Ventilkörpers 52 an äquivalenten Zwischenabständen längs der Umfangsrichtung des Ventilkörpers 52 versetzt ist. Die Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser sind an einer versetzen Position ausgebildet, die von der versetzen Position der Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser um einen vorgegebenen Abstand L2 in axialer Richtung des Ventilkörpers 52 mit äquivalenten Zwischenabständen längs der Umfangsrichtung des Ventilkörpers 52 versetzt ist. Mit anderen Worten sind die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser, die Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser und die Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser so angeordnet, dass sie in der Reihenfolge von kleinem zu größerem Durchmesser geöffnet werden, wenn der bewegliche Kern 56 zur Seite des stationären Kerns 55 verschoben wird. Das heißt, wenn der bewegliche Kern 56 zur Seite des stationären Kerns 55 verschoben wird, werden die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser zuerst geöffnet, danach die Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser geöffnet und die Ventilöffnungen 67 mit großem Durchmesser zuletzt geöffnet.
Wenn der bewegliche Kern 56 von der Seite der Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser zur Seite der Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser axial verschoben wird, wird durch die Anordnung der Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser, Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser und Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser die Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche vergrößert, um dadurch die spezifische Ausstoßmenge zu erhöhen. Wenn im Gegensatz dazu der bewegliche Kern 56 von der Seite der Ventilöffnungen 67c zur Seite der Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser axial verschoben wird, wird die Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche reduziert, um dadurch die spezifische Ausstoßmenge zu verringern.
Ein Ablauf der Steuerung der dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführten elektrischen Strommenge, die vom elektronischen Steuergerät 70 ausgeführt wird, wird nachfolgend mit Bezug auf in 10 bis 12 dargestellte Ablaufdiagramme beschrieben.
Nach der Durchführung einer Steuerung der dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführten Strommenge erfolgt zuerst eine Störungsermittlung des elektromagnetischen Ventils 50 gemäß dem in 10 dargestellten Ablaufdiagramm.
Wie in 10 dargestellt, geht die Ablauflogik der Störungsermittlung des elektromagnetischen Ventils zu einem Schritt S101, an dem eine elektrische Strommenge Ig ermittelt wird, die dem elektromagnetischen Ventil 50 augenblicklich zugeführt wird. An einem Schritt S102 erfolgt eine Ermittlung, ob die elektrische Strommenge Ig innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von Imin bis Imax liegt, der ein Bereich eines geeigneten Werts der elektrischen Strommenge Ig ist, oder nicht.
In einem Fall, bei dem am Schritt S102 ermittelt wird, das die elektrische Strommenge Ig innerhalb des vorgegebenen Bereichs von Imin bis Imax liegt, rückt die Ablauflogik zu einem Schritt S103 vor, an dem eine Frequenz eines Neuermittlungsvorgangs Fng auf 0 gesetzt wird. Danach rückt die Ablauflogik zur Steuerung der dem elektromagnetischen Ventil zugeführten elektrischen Strommenge vor.
Andererseits rückt die Ablauflogik in einem Fall, bei dem am Schritt S102 ermittelt wird, dass die elektrische Strommenge Ig nicht im vorgegebenen Bereich von Imin bis Imax liegt und die elektrische Strommenge Ig geringer als Imin ist, die ein adäquater Minimalwert der elektrischen Strommenge Ig ist, zu einem Schritt S111 vor. Am Schritt S111 erfolgt eine Ermittlung, ob die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs Fng gleich 0 ist, oder nicht, um zu ermitteln, ob ein ausfallsicherer Betrieb, später erläutert wird, nicht erforderlich ist, weil elektrische Strommenge Ig geringer als Imin aufgrund einer temporären Interferenz, wie zum Beispiel einem Rauschen, verursacht wurde, oder der ausfallsichere Betrieb erforderlich ist, weil elektrischen Stromwert Ig geringer als Imin aufgrund eines absoluten Defekts, wie zum Beispiel einer Bruchstelle in der Spule 54b verursacht wurde.
Beim Ermittlungsvorgang am Schritt S111 rückt in einem Fall, bei dem ermittelt wird, dass die Frequenz eines Neuermittlungsvorgangs Fng gleich 0 ist, die Ablauflogik zu einem Schritt S112 vor, an dem die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs Fng auf 1 gesetzt wird. Danach rückt die Ablauflogik zur Steuerung der dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführten elektrischen Strommenge vor. In einem Fall, bei dem am Schritt S111 hingegen ermittelt wird, dass die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs Fng nicht gleich 0 ist, rückt die Ablauflogik zu einem Schritt S113 vor, an dem die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs Fng aktualisiert wird. Danach rückt die Ablauflogik zu einem Schritt S114 vor, an dem eine Bestimmung erfolgt, ob Frequenz des Neuermittlungsvorgangs Fng einen optionalen Wert (bei dieser Ausführungsform gleich 5) erreicht hat, oder nicht. In einem Fall, bei dem am Schritt S114 ermittelt wird, dass die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs Fng den optionalen Wert erreicht hat, rückt die Ablauflogik zum ausfallsicheren Betrieb vor.
In einem Fall, bei dem am Schritt S102 ermittelt wird, dass die elektrische Strommenge Ig nicht innerhalb des vorgegebenen Bereichs von Imin bis Imax liegt und die elektrische Strommenge Ig größer als Imax ist, die ein adäquater Maximalwert der elektrischen Strommenge Ig ist, rückt die Ablauflogik zu einem Schritt S121 vor. Am Schritt S121 erfolgt eine Ermittlung, ob die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs Fng gleich 0 ist, oder nicht, um zu ermitteln, ob der ausfallsichere Betrieb nicht erforderlich ist, weil die elektrische Strommenge Ig größer als Imax aufgrund einer temporären Interferenz, wie zum Beispiel einem Rauschen verursacht wurde, oder der ausfallsichere Betrieb notwendig ist, weil die elektrische Strommenge Ig größer als Imax aufgrund eines absoluten Defekts, wie z. B. einem Überstrom verursacht wurde.
Der Ermittlungsvorgang am Schritt S121 wird ähnlich wie der Ermittlungsvorgang am Schritt S111 durchgeführt, der unter einer Bedingung durchgeführt wird, dass die elektrische Strommenge Ig geringer als Imin ist. Beim Ermittlungsvorgang am Schritt S121 rückt in einem Fall, bei dem ermittelt wird, dass die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs Fng gleich 0 ist, die Ablauflogik zu einem Schritt S122 vor, an dem die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs Fng auf 1 gesetzt wird. Danach rückt die Ablauflogik zur Steuerung der dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführten elektrischen Strommenge vor. In einem Fall, bei dem im Schritt S121 ermittelt wird, dass die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs Fng nicht gleich 0 ist, rückt die Ablauflogik andererseits zu einem Schritt S123 vor, an dem die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs aktualisiert wird. Danach rückt die Ablauflogik zu einem Schritt S124 vor, an dem eine Ermittlung erfolgt, ob die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs den optionalen Wert (5 bei dieser Ausführungsform) erreicht hat, oder nicht. In einem Fall, bei dem am Schritt S124 ermittelt wird, dass die Frequenz des Neuermittlungsvorgangs den optionalen Wert erreicht hat, rückt die Ablauflogik zum ausfallsicheren Betrieb vor.
Nach dem oben beschriebenen Vorgang der Störungsermittlung des elektromagnetischen Ventils 50 wird die Steuerung der dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführten elektrischen Strommenge (nachfolgend als elektrische Strommenge für das elektromagnetische Ventil 50 bezeichnet) gemäß dem in 11 dargestellten Ablaufdiagramm durchgeführt.
Wie in 11 dargestellt, beginnt die Ablauflogik der Steuerung der elektrischen Strommenge für das elektromagnetische Ventil 50 mit einem Schritt S201, bei dem eine Fahrzeuggeschwindigkeit V durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 erfasst wird. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit V eine enge Beziehung zu einer so genannten Lenkunterstützungskraft aufweist und die Lenkunterstützungskraft auf der Basis der spezifischen Ausstoßmenge der Pumpe ermittelt wird, kann der Ausstoßdurchsatz der Pumpe adäquater durch die Steuerung des elektromagnetischen Ventils 50 auf der Basis der Fahrzeuggiergeschwindigkeit V gesteuert werden.
Nachfolgend wird an einem Schritt S202 ein Lenkwinkel θ (d. h. ein Lenkausmaß) durch den Lenkwinkelsensor 71 erfasst und danach an einem Schritt S203 wird die Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ (d. h. |θ/s|), das heißt der Lenkwinkel θ pro Zeiteinheit s auf der Basis des am Schritt S202 erfassten Lenkwinkels θ berechnet. Da die Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ eine enge Beziehung zur Lenkunterstützungskraft und daher zur spezifischen Ausstoßmenge der Pumpe aufweist, kann der Ausstoßdurchsatz der Pumpe durch die Steuerung des elektromagnetischen Ventils 50 auf der Basis der Lenkwinkelgeschwindigkeit (wie später beschrieben wird) auch adäquater gesteuert werden.
An einem Schritt S204 wird eine erforderliche spezifische Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 aus einem in 13 dargestellten Ausstoßdurchsatz-Steuerungskennfeld, das auf einer Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der spezifischen Ausstoßmenge Q basiert, oder einem in 14 dargestellten Ausstoßdurchsatz-Steuerungskennfeld abgefragt, das auf einer Beziehung zwischen der Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ und der spezifischen Ausstoßmenge Q basiert.
Nach der Abfrage der spezifischen Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 aus dem in 13 dargestellten Ausstoßdurchsatz-Steuerungskennfeld oder dem in 14 dargestellten Ausstoßdurchsatz-Steuerungskennfeld rückt die Ablauflogik zu einem Schritt S205 vor, an dem ein provisorischer Sollwert des elektrischen Stroms Im aus einem in 19 dargestellten provisorischen Sollwert-Kennfeld für den elektrischen Strom auf der Basis der am Schritt S204 abgefragten spezifischen Ausstoßmenge Q abgefragt wird.
Als nächstes erfolgt an einem Schritt S206 eine Ermittlung, ob der aus dem provisorischen Sollwert-Kennfeld für den elektrischen Strom abgefragte provisorische Sollwert des elektrischen Stroms Im innerhalb des vorgegebenen Bereichs von Imin bis Imax liegt, oder nicht.
In einem Fall, bei dem ermittelt wird, dass der provisorische Sollwert des elektrischen Stroms Im innerhalb des vorgegebenen Bereichs von Imin bis Imax liegt, rückt die Ablauflogik zu einem Schritt S207 vor, an dem ein Sollwert des elektrischen Stroms Io auf den provisorischen Sollwert des elektrischen Stroms gesetzt wird.
Falls hingegen ermittelt wird, dass der provisorische Sollwert des elektrischen Stroms Im nicht innerhalb des vorgegebenen Bereichs von Imin bis Imax liegt, und der provisorische Sollwert des elektrischen Stroms Im geringer als der angemessene Minimalwert Imin ist, rückt die Ablauflogik zu einem Schritt S217 vor, an dem der Sollwert des elektrischen Stroms Io auf Imin gesetzt wird. Falls ermittelt wird, dass der provisorische Sollwert des elektrischen Stroms Im nicht innerhalb des vorgegebenen Bereichs von Imin bis Imax liegt, und der provisorische Sollwert des elektrischen Stroms Im größer als der adäquate Maximalwert Imax ist, rückt die Ablauflogik zu einem Schritt S227 vor, an dem der Sollwert des elektrischen Stroms Io auf Imax gesetzt wird.
Als nächstes wird an einem Schritt S208 der auf die jeweiligen Werte in den Schritten S207, S217, S227 gesetzte Sollwert des elektrischen Stroms Io an das elektromagnetische Ventil 50 ausgegeben. In einem Fall, bei dem im Störungsermittlungsvorgang für das elektromagnetische Ventil 50 ermittelt wurde, dass der ausfallsichere Betrieb durchgeführt werden muss, wird der ausfallsichere Betrieb gemäß dem in 12 dargestellten Ablaufdiagramm durchgeführt. In einem Fall, bei dem im Störungsermittlungsvorgang für das elektromagnetische Ventil 50 ermittelt wurde, dass der ausfallsichere Betrieb nicht erforderlich ist, wird die Steuerung der elektrischen Strommenge für das elektromagnetische Ventil 50 beendet.
Der ausfallsichere Betrieb wird nachfolgend beschrieben. Wie in 12 dargestellt, wird an einem Schritt S301 der Sollwert des elektrischen Stroms Io auf 0 gesetzt und die Zuführung des elektrischen Stroms an das elektromagnetische Ventil 50 unterbrochen. An einem Schritt S302 wird ein Signal zum Einschalten einer Warnlampe ausgegeben.
In einem Fall, bei dem eine Störung des elektromagnetischen Ventils 50 ermittelt wird, wird die Steuerung des Ausstoßdurchsatzes unter Verwendung des elektromagnetischen Ventils 50 durch die Unterbrechung der Zuführung des elektrischen Stroms an das elektromagnetische Ventil beim ausfallsicheren Betrieb gestoppt. Demzufolge ist es möglich, zur Sicherheit des Lenkvorgangs eine Beschädigung aufgrund einer anormalen Ausstoßdurchsatz-Steuerung zu verhindern und dadurch zur Erhöhung der Sicherheit des Lenkvorgangs beizutragen.
Als nächstes wird eine Basissteuerung der Ausstoßrate der Ölpumpe 10 mit Bezug auf die in 13 bzw. 14 dargestellten Ausstoßdurchsatz-Kennfelder beschrieben.
Bei einer Langsamfahrt des Fahrzeugs muss, z. B. in einem Fall, bei dem das Fahrzeug nach rechts oder links gelenkt wird, die oben beschriebene Servolenkungsvorrichtung einen relativ großen Ausschlag der gelenkten Räder und eine große Lenkunterstützungskraft entsprechend dem relativ großen Ausschlag der gelenkten Räder erzeugen. Daher benötigt die Servolenkungsvorrichtung bei einem solchen Fahrzustand mit niedrigerer Geschwindigkeit einen großen Ausstoßdurchsatz (spezifische Ausstoßmenge Q) der Ölpumpe 10.
Der einer Hochgeschwindigkeitsfahrt des Fahrzeugs ist hingegen die Eintrittshäufigkeit eines Falls, bei dem ein großer Ausschlag der gelenkten Räder erforderlich ist, geringer als bei Langsamfahrt des Fahrzeugs und die Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ als Lenkgeschwindigkeit der Räder ist kleiner als bei Langsamfahrt des Fahrzeugs. Daher muss die Servolenkungsvorrichtung bei einer Hochgeschwindigkeitsfahrt des Fahrzeugs keine so große Lenkunterstützungskraft erzeugen wie bei Langsamfahrt des Fahrzeugs. Demzufolge benötigt die Servolenkungsvorrichtung im Fahrzustand mit Hochgeschwindigkeit einen kleineren Ausstoßdurchsatz (kleinere spezifische Ausstoßmenge Q) der Ölpumpe 10 als bei Langsamfahrt des Fahrzeugs.
Bei extremer Langsamfahrt des Fahrzeugs, wie z. B. beim Einparken des Fahrzeugs, ist ein größerer Lenkausschlag als bei Langsamfahrt des Fahrzeugs erforderlich und die Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ ist höher als bei Langsamfahrt des Fahrzeugs. Daher muss die Servolenkungsvorrichtung eine größere Lenkunterstützungskraft erzeugen als bei Langsamfahrt des Fahrzeugs. Folglich benötigt die Servolenkungsvorrichtung bei einem Fahrzustand mit extrem niedriger Geschwindigkeit einen Ausstoßdurchsatz (spezifische Ausstoßmenge Q), der größer als bei Langsamfahrt des Fahrzeugs ist.
Daher wird die spezifische Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 so gesteuert, dass sie sich mit einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit V, wie im Ausstoßdurchsatz-Steuerungskennfeld in 13 gekennzeichnet, verringert. Mit zunehmender Dicke der durchgezogenen Linien in 13 erhöht sich die Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ. Wie in 13 veranschaulicht, benötigt die Servolenkungsvorrichtung im Zustand, bei dem die Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ hoch ist, einen größeren Ausstoßdurchsatz (größere spezifische Ausstoßmenge Q) der Ölpumpe 10. Daher wird der Ausstoßdurchsatz (spezifische Ausstoßmenge Q) der Ölpumpe so gesteuert, dass dieser ansteigt, wenn sich die Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ erhöht.
Wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V verringert, wird zudem der Lenkwinkel θ größer. Demzufolge wird ein Ausstoßdurchsatz (spezifische Ausstoßmenge Q) der Ölpumpe 10 größer, der in der Servolenkungsvorrichtung benötigt wird. Aus diesem Grund wird eine Änderungsrate Lw1 der spezifischen Ausstoßmenge Q, die bei einem langsamen Fahrzeug-Geschwindigkeitsbereich bereitzustellen ist, wie auf der linken Seite von 13 dargestellt, größer als eine Änderungsrate Lw2 der spezifischen Ausstoßmenge Q, die bei einem hohen Fahrzeug-Geschwindigkeitsbereich bereitzustellen ist, der auf der rechten Seite von 13 dargestellt ist.
Andererseits wurde das in 14 dargestellte Ausstoßdurchsatz-Steuerungskennfeld auf der Basis der Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ erstellt und zeigt an, dass die spezifische Ausstoßmenge Q so gesteuert wird, dass diese ansteigt, wenn sich die Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ, wie oben beschrieben, erhöht.
Mit zunehmender Dicke der durchgezogenen Linien in 14 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher. Wie in 14 veranschaulicht wird die spezifische Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 so gesteuert, dass diese abnimmt, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V verringert.
Nachfolgend wird mit Bezug auf 15 bis 19 eine Änderung der spezifischen Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 beschrieben, die auf der Basis der oben beschriebenen Anordnung der Ventilöffnungen 67 verursacht wird. Eine spezifische Funktion der Ölpumpe 10 gemäß dieser Ausführungsform, bei der die spezifische Ausstoßmenge Q durch das elektromagnetische Ventil 50 gesteuert wird, liegt in der Änderung der spezifischen Ausstoßmenge Q auf der Basis der oben beschriebenen Anordnung der Ventilöffnungen 67. Ein in 15 bis 19 gekennzeichnetes Hubmaß L des elektromagnetischen Ventils bedeutet ein Abstandsmaß zwischen dem stationären Kern 55 und dem beweglichen Kern 56 unter der Annahme, dass das Abstandsmaß zwischen diesen in einem Fall gleich 0 beträgt, bei dem der bewegliche Kern 56 in Kontakt mit dem stationären Kern 55 steht.
15 zeigt eine Beziehung zwischen dem Hubmaß des elektromagnetischen Ventils und einer Vorspannkraft f des Vorspannelements 58. Da bei dieser Ausführungsform eine so genannte Spiralfeder als Vorspannelement 58 verwendet wird, das gegen eine Anziehungskraft F (nachfolgend als Anziehungskraft F des elektromagnetischen Ventils bezeichnet) wirkt, die beim Einschalten des elektromagnetischen Ventils 50, wie in 15 dargestellt, erzeugt wird, erhöht sich die Vorspannkraft f des Vorspannelements 58 linear mit Reduzierung des Hubmaßes L des elektromagnetischen Ventils.
16 zeigt eine Beziehung zwischen dem Hubmaß L des elektromagnetischen Ventils und der Anziehungskraft F des elektromagnetischen Ventils. Da bei dieser Ausführungsform der bewegliche Kern 56 zum stationären Kern 55 durch dessen flache Magnetpole angezogen wird, verändert sich die Anziehungskraft F des elektromagnetischen Ventils gemäß einer elektrischen Strommenge I, die dem elektromagnetischen Ventil 50 (nachfolgend bezeichnet als Strommenge I des elektromagnetischen Ventils) zugeführt wird, aber die Anziehungskraft F des elektromagnetischen Ventils wird in Bezug auf das Hubmaß L des elektromagnetischen Ventils in einem Arbeitsbereich des elektromagnetischen Ventils 50 konstant gehalten. Mit zunehmender Dicke der durchgezogenen Linien in 16 erhöht sich die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils.
17 zeigt eine Beziehung zwischen dem Stromwert I des elektromagnetischen Ventils und dem Hubmaß L des elektromagnetischen Ventils. Aufgrund der oben beschriebenen Beziehung zwischen der Vorspannkraft f des Vorspannelements 58 und der Anziehungskraft F des elektromagnetischen Ventils reduziert sich das Hubmaß L des elektromagnetischen Ventils linear mit einem Anstieg der Strommenge I des elektromagnetischen Ventils.
Falls dem elektromagnetischen Ventil 50 ein Erregungsstrom zugeführt wird, wird der bewegliche Kern 56 von einer maximal zurückgezogenen Position X0 zu einer Seite des stationären Kerns 55 mit einer in 17 dargestellten konstanten Rate bei einem Anstieg der Strommenge I des elektromagnetischen Ventils bewegt, so dass sich das Hubmaß L des elektromagnetischen Ventils, wie in 18 dargestellt, graduell verringert. Wenn der bewegliche Kern zu einer in 18 dargestellten axialen Position X1 bewegt wird, werden entsprechende Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser geöffnet. Da diese Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser extrem kleine Durchmesser aufweisen, ist die Öl-Ausstoßmenge, die durch die dritte Blende 63 strömt, die von den Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser und einem axialen Endbereich des beweglichen Kerns 56 gebildet wird, entsprechend klein. Demzufolge erhöht sich die spezifische Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 kaum, so dass eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q extrem klein gehalten wird.
Wenn der bewegliche Kern 56 von der axialen Position X1 zu einer axialen Position X2 bewegt wird, werden die entsprechenden Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser zudem geöffnet. In dieser Stellung erhöht sich die Öl-Ausstoßmenge, die durch die dritte Blende 63 strömt, um eine Menge, die einer Summe der Öffnungsbereiche der entsprechenden Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser entspricht. Demzufolge erhöht sich die spezifische Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 leicht im Vergleich zu der in dem Fall, bei dem nur die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser in geöffnetem Zustand sind. Außerdem wird eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q etwas größer als die in dem Fall, bei dem sich nur die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser im geöffneten Zustand befinden.
Wenn der bewegliche Kern 56 von der axialen Position X2 zu einer axialen Position X3 bewegt wird, werden die entsprechenden Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser geöffnet. In dieser Stellung erhöht sich die Öl-Ausstoßmenge, die durch die dritte Blende 63 strömt, um eine Menge, die einer Summe der Öffnungsbereiche der entsprechenden Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser entspricht. Als Folge davon erhöht sich die spezifische Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 beträchtlich im Vergleich zu der in dem Fall, bei dem sich nur die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser bzw. sowohl die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser als auch die Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser im geöffnetem Zustand befinden. Eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q erhöht sich erheblich im Vergleich zu der in dem Fall, bei dem nur die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser bzw. sowohl die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser als auch die Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser im geöffnetem Zustand befinden.
Wie oben erläutert, ist das elektromagnetische Ventil 50 so aufgebaut, dass die entsprechenden Ventilöffnungen 67a, 67b und 67c mit voneinander unterschiedlichen Durchmessern gemäß der axialen Verschiebung des beweglichen Kerns 56 sequenziell geöffnet werden. Mit diesem Aufbau weist, wie aus 18 ersichtlich, eine Veränderung der Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche der dritten Blende 63 eine nichtlineare Charakteristik mit Bezug auf eine Verringerung eines Hubmaßes des beweglichen Kerns 56, d. h. eine Verringerung des Hubmaßes L des elektromagnetischen Ventils, trotz einer linearen Charakteristik der Veränderung des Maßes der axialen Verschiebung des beweglichen Kerns 56 auf. Aus diesem Grund erhöht sich die spezifische Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 nicht linear in Form einer generellen Kurve zweiter Ordnung, wie dies durch eine dicke durchgezogene Linie in 19 gekennzeichnet ist. Demzufolge wird eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q (d. h. ein Gradient ΔQ der Tangente zur in 19 dargestellten dicken durchgezogenen Kurvenlinie) relativ zur Strommenge I des elektromagnetischen Ventils unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge Q kleiner ist, wie durch einen Gradienten ΔQ1 gekennzeichnet, im Vergleich zu einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zur Strommenge I des elektromagnetischen Ventils unter einer Bedingung reduziert, dass die spezifische Ausstoßmenge Q, wie durch einen Gradienten ΔQ2 gekennzeichnet, größer ist.
Zudem wird die elektrische Strommenge, die dem elektromagnetischen Ventil zuzuführen ist mit einem Anstieg des Lenkwinkels größer. Daher wird eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zum Lenkwinkel θ (d. h. zum Lenkausmaß) unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge Q kleiner ist, gegenüber einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zum Lenkwinkel θ unter einer Bedingung reduziert, dass die spezifische Ausstoßmenge Q größer ist.
Hierbei ist die Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge Q gering ist, eine Bedingung einer Geradeausfahrt oder mit geringem Lenkausschlag, bei dem ein Lenkwinkel (ein Lenkausschlag der Räder) klein ist und eine Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ niedrig ist. Eine solche Bedingung tritt mit großer Häufigkeit während der Fahrzeugfahrt auf und liegt in einem so genannten Arbeitsbereich der Ölpumpe 10. Ferner wird in einem Fall, bei dem die Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q gering ist, die spezifische Ausstoßmenge Q kaum verändert und gering gehalten, so dass ein Druckverlust in der Messblende 60 auf ein Minimum reduziert und das Auftreten einer signifikanten Änderung der Lenkunterstützungskraft unterdrückt werden kann.
Aufgrund des oben beschriebenen spezifischen und einfachen mechanischen Aufbaus des elektromagnetischen Ventils kann bei der Ölpumpe 10 dieser Ausführungsform folglich eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q, ohne die Ausführung einer komplizierten Steuerung des elektromagnetischen Ventils 50 unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge Q kleiner ist, d. h. im Arbeitsbereich der Ölpumpe 10 reduziert werden. Dies hat sowohl eine Förderung der Energieeinsparung als auch eine Erhöhung der Lenkstabilität zur Folge.
Ferner ist die Servolenkungsvorrichtung dieser Ausführungsform so aufgebaut, dass die spezifische Ausstoßmenge Q gesteuert wird, um unter einer Bedingung, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist, d. h. wie im in 13 gezeigten Fahrzustand mit hoher Geschwindigkeit, kleiner zu werden. Daher ist es möglich, eine Änderung der spezifischen Ausstoßmenge Q beim Fahrzustand mit hoher Geschwindigkeit zu mildern, wodurch eine Verbesserung der Lenkstabilität im Fahrzustand mit hoher Geschwindigkeit resultiert.
Die Servolenkungsvorrichtung dieser Ausführungsform ist ferner insbesondere so aufgebaut, dass die spezifische Ausstoßmenge Q gesteuert wird, um unter einer Bedingung, dass die Lenkwinkelgeschwindigkeit vθ niedrig ist, anderen Worten unter einer Bedingung, dass der Lenkwinkel θ klein ist, kleiner zu werden. Daher ist es möglich, eine Änderung der spezifischen Ausstoßmenge Q unter der Bedingung zu mildern, dass der Lenkwinkel θ klein ist, was eine Verbesserung der Lenkstabilität in einem so genannten Fahrzustand mit geringem Lenkausschlag zur Folge hat, bei dem der Lenkwinkel θ klein ist.
Ferner ist die dritte Blende 63 so aufgebaut, dass die Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche sich mit einer axialen Bewegung des beweglichen Kerns 56 von einer Seite der Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser zu einer Seite der Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser vergrößert. Mit anderen Worten ist die dritte Blende 63 so aufgebaut, dass sich die Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche mit einer axialen Bewegung des beweglichen Kerns 56 von der Seite der Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser zur Seite der Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser verringert. Mit dem Aufbau der dritten Blende 63 kann die spezifische Ausstoßmenge Q durch die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser unter einer Bedingung gesteuert werden, dass die spezifische Ausstoßmenge Q gering ist. Demzufolge kann eine Änderung des Ausstoßdurchsatzes unter der Bedingung einer kleinen spezifischen Ausstoßmenge weiter gemildert werden, was zu einer weiteren Verbesserung der Lenkstabilität beim oben beschriebenen Fahrzustand mit hoher Geschwindigkeit oder mit geringem Lenkausschlag beiträgt.
Die Ölpumpe 10 dieser Ausführungsform ist ferner so aufgebaut, dass eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q unter einer Bedingung kleiner wird, dass die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils kleiner ist. Mit diesem Aufbau der Ölpumpe 10 kann in einem Fall, bei dem der dem elektromagnetischen Ventil 50 zugeführte elektrische Strom unterbrochen wird, eine Veränderung (d. h. eine Unterbrechung) der spezifischen Ausstoßmenge Q reduziert werden, die unmittelbar vor oder unmittelbar nach der Unterbrechung eintritt. Demzufolge ist es möglich, zu verhindern, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein unbehagliches Gefühl nach der Unterbrechung des elektrischen Stroms an das elektromagnetische Ventil 50 empfindet.
Ferner ist beim elektromagnetischen Ventil 50 dieser Ausführungsform die Messblende 60 aus der zweiten Blende 62 als starre Blende und aus der dritten Blende 63 als variable Blende aufgebaut. Mit diesem Aufbau der Messblende 60 kann selbst in einem Fall, bei dem ein anormaler Zustand, wie z. B. ein Defekt oder eine Störung im elektromagnetischen Ventil 50 auftritt, ein Minimalwert Qmin der zur Lenkunterstützung erforderlichen spezifischen Ausstoßmenge Q durch die zweite Blende 62, wie durch die durchgezogene Linie in 20 gekennzeichnet, sichergestellt werden. Dies führt zu einer Verbesserung der Lenkstabilität.
Die Ölpumpe 10 dieser Ausführungsform kann ferner einen Maximalwert Qmax der spezifischen Ausstoßmenge Q, genauer gesagt eine Veränderung der spezifischen Ausstoßmenge Q, wie durch die gestrichelte Linie in 21 gekennzeichnet, durch eine Steuerung der Vorspannkraft f des Vorspannelements 58 steuern, während eine derartige Charakteristik des elektromagnetischen Ventils 50 beibehalten wird, dass eine Veränderung der spezifischen Ausstoßmenge Q mit der Reduzierung der spezifischen Ausstoßmenge Q klein wird. In 21 kennzeichnet eine Kurvenlinie Z1 einen Fall, bei dem die Vorspannkraft f des Vorspannelements 58 durch Lösen des Verstellkolbens 57 reduziert wird, und eine Kurvenlinie Z2 kennzeichnet einen Fall, bei dem die Vorspannkraft f des Vorspannelements 58 durch Arretieren des Verstellkolbens 57 erhöht wird. Zudem kann die Steuerung der Vorspannkraft f des Vorspannelements 58 mit einem einfachen Bewegungsvorgang des Verstellkolbens 57 in dessen axialer Richtung durchgeführt werden. Daher ist es möglich, die Steuerung der Veränderung der spezifischen Ausstoßmenge Q zu erleichtern.
Mit Bezug auf 23 bis 24, wird eine Modifikation der ersten Ausführungsform nachfolgend beschrieben. Die Modifikation ist so aufgebaut, dass eine Änderung der spezifischen Ausstoßmenge Q in Bezug auf den Stromwert für das elektromagnetische Ventil eine inverse Phase gegenüber der bei der ersten Ausführungsform aufweist, d. h., dass die spezifische Ausstoßmenge graduell mit einem Anstieg der Strommenge I für das elektromagnetische Ventil reduziert wird. In 22 und 23 ist der bewegliche Kern 56 in der maximal zurückgezogenen Position auf einer oberen Seite oberhalb einer Mittelinie eines elektromagnetischen Ventils 150 dargestellt, während der bewegliche Kern 56 in der maximal vorgeschobenen Position auf einer unteren Seite unterhalb der Mittelinie des elektromagnetischen Ventils 150 dargestellt ist.
Das elektromagnetische Ventil 150 dieser Modifikation weist mit Ausnahme eines reduzierten Durchmesserbereichs 56c des beweglichen Kerns 56 den gleichen Basisaufbau wie das der ersten Ausführungsform auf. Wie in 22 und in 23 dargestellt, weist der bewegliche Kern 56 den reduzierten Durchmesserbereich 56c an seinen hinteren Endbereich auf, der einen abgestuft reduzierten Durchmesser aufweist. Ein ringförmiger Öldurchgang 80 ist in einem radialen Zwischenraum zwischen dem reduzierten Durchmesserbereich 56c und dem beweglichen Kern-Aufnahmebereich 51d definiert. Das heißt, der ringförmige Öldurchgang 80 wird durch eine Außenumfangsfläche des reduzierten Durchmesserbereichs 56c und einer Innenumfangsfläche des beweglichen Kern-Aufnahmebereichs 51d definiert. Der ringförmige Öldurchgang 80 steht mit dem ringförmigen Durchgang 64 über den ringförmigen Raum S und das Verbindungsloch 65 in Verbindung.
Der bewegliche Kern 56 weist eine erste ringförmige Nut 81 auf seiner Außenumfangsfläche in der Nähe eines Basisbereichs des reduzierten Durchmesserbereichs 56c auf. Die erste ringförmige Nut 81 erstreckt sich kontinuierlich in Umfangsrichtung des beweglichen Kerns 56. Der bewegliche Kern 56 weist ferner eine zweite ringförmige Nut 82 auf seiner Innenumfangsfläche auf der Seite des hinteren Endbereichs auf. Die zweite ringförmige Nut 82 ist so ausgebildet, das sie mit der ersten ringförmigen Nut 81 in radialer und axialer Richtung des beweglichen Kerns 56 überlappt und dadurch mit der ersten ringförmigen Nut 81 in Verbindung steht.
Die zweite ringförmige Nut 82 weist eine vorgegebene Breite auf, die sich in axialer Richtung des beweglichen Kerns 56 erstreckt und eine vorgegebene Positionsbeziehung zu den Ventilöffnungen 67a, 67b und 67c auf, wie später erläutert wird. Wenn die zweite ringförmige Nut 82 mit den entsprechenden Ventilöffnungen 67a, 67b und 67c in Verbindung steht, wird der zweite Öldurchgang 38 durch die Verbindungsöffnung 65, den ringförmigen Raum S, den ringförmigen Durchgang 80, die erste ringförmige Nut 81, die zweite ringförmige Nut 82 und den axialen Durchgang 66 gebildet.
Die Kommunikation zwischen der zweiten ringförmigen Nut 82 und den jeweiligen Ventilöffnungen 67a, 67b und 67c wird nachfolgend detailliert beschrieben. Bei dieser Modifikation sind die Ventilöffnungen 67a, 67b und 67c in umgekehrter Reihenfolge zur Reihenfolge bei der ersten Ausführungsform in axialer Richtung des Ventilkörpers 52 angeordnet. Das heißt, wenn der bewegliche Kern 56 sich in der maximal vorgeschobenen Position zum stationären Kern 55 befindet, sind alle Ventilöffnungen 67a, 67b und 67c geschlossen. Wenn der bewegliche Kern 56 dagegen zurückgezogen wird und vom stationären Kern 55 entfernt bzw. getrennt wird, werden die Ventilöffnungen 67a mit kleinem Durchmesser geöffnet und danach werden die Ventilöffnungen 67b mit mittlerem Durchmesser und die Ventilöffnungen 67c sequenziell geöffnet.
Wenn die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils bei dieser Modifikation, wie in 24 dargestellt, den Maximalwert erreicht, bei dem der Hubbetrag L des elektromagnetischen Ventils gleich 0 ist, werden alle Ventilöffnungen 67a, 67b und 67c geschlossen. Wenn sich die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils verringert, um dadurch den Hubbetrag L des elektromagnetischen Ventils zu vergrößern, werden die Öffnungsgrade der Ventilöffnungen 67a, 67b und 67c, d. h. eine Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche der dritten Blende 63 nichtlinear in Form einer generellen Kurve zweiten Grades vergrößert. Als Folge davon erhöht sich die spezifische Ausstoßmenge Q in Form einer generellen Kurve zweiten Grades. Folglich ist das elektromagnetische Ventil 150 gemäß dieser Modifikation so aufgebaut, dass sich eine spezifische Ausstoßmenge Q in der Form einer generellen Kurve zweiten Grades mit einem Anstieg der Strommenge I des elektromagnetischen Ventils verringert, wie dies durch eine dicke durchgezogene Linie in 24 gekennzeichnet ist. Eine charakteristische Kurve bzw. Kennlinie der spezifischen Ausstoßmenge Q in Bezug auf die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils weist eine inverse Phase gegenüber der bei der ersten Ausführungsform auf, was durch eine dicke gestrichelte Linie in 24 gekennzeichnet ist.
Dementsprechend wird bei dieser Modifikation auch eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q (entsprechend dem Gradient ΔQ der Tangente bei der ersten Ausführungsform, wie durch die gestrichelte Linie in 24 gekennzeichnet) relativ zur Strommenge I des elektromagnetischen Ventils unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge Q (entsprechend dem in 24 dargestellten Gradienten ΔQ1) kleiner ist, im Vergleich zu einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ dazu unter einer Bedingung reduziert, dass die spezifische Ausstoßmenge Q (entsprechend dem in 24 dargestellten Gradient ΔQ) größer ist. Daher kann diese Modifikation, wie durch den Gradient ΔQ1 gekennzeichnet, die gleichen Funktionen und Effekte wie die der ersten Ausführungsform erfüllen.
Mit Bezug auf 25 bis 30 wird nachfolgend eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass ein elektromagnetisches Ventil 250 die oben beschriebene Charakteristik unter Verwendung einer elastischen Charakteristik (d. h. eines Elastizitätsmoduls) des Vorspannelements 58 anstelle der Ventilöffnungen 67 bei der ersten Ausführungsform aufweist. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Bauteile und daher können detaillierte Beschreibungen diesbezüglich entfallen.
Bei der in 26 dargestellten zweiten Ausführungsform sind eine Vielzahl von Ventilöffnungen 67, die den gleichen Durchmesser aufweisen und den Ventilöffnungen 67c mit großem Durchmesser bei der ersten Ausführungsform entsprechen, an einer vorgegebenen Position in axialer Richtung des Ventilkörpers 52 und mit äquivalenten Zwischenabständen längs der Umfangsrichtung des Ventilkörpers 52 angeordnet. Wenn das elektromagnetische Ventil 250 ausgeschaltet ist, sind diese Ventilöffnungen 67 durch den Ventilbereich 56b des beweglichen Kerns 56 vollständig geschlossen. Wenn das elektromagnetische Ventil 250 eingeschaltet ist, werden die Ventilöffnungen 67 sequenziell geöffnet, da der Ventilbereich 56b des beweglichen Kerns 56 axial verschoben wird.
Das Vorspannelement 58 ist als Element aufgebaut, das eine nichtlineare Charakteristik eines Elastizitätsmoduls, wie z. B. eine Scheibenfeder anstelle einer Spiralfeder aufweist, die bei der ersten Ausführungsform verwendet wurde, die eine lineare Charakteristik eines Elastizitätsmoduls aufweist. Bei der zweiten Ausführungsform ist das Vorspannelement 58, wie in 25 dargestellt, aus einer Mehrzahl von Scheibenfedern 58a mit der gleichen Form aufgebaut. Die Scheibenfedern 58a sind in ihrer axialen Richtung derart miteinander verbunden, dass ihre Endbereiche mit dem gleichen Durchmesser aneinander anliegen.
Aufgrund der nichtlinearen Charakteristik des Elastizitätsmoduls des Vorspannelements 58 erhöht sich, wie in 27 dargestellt, die Vorspannkraft f des Vorspannelements 58 relativ zu einer Vorschubbewegung des beweglichen Kerns 56, d. h. relativ zu einer Verringerung des Hubbetrags L des elektromagnetischen Ventils, nichtlinear in Form einer generellen Kurve zweiten Grades. Da die Anziehungskraft F des elektromagnetischen Ventils in Bezug auf den Hubbetrag L des elektromagnetischen Ventils gleichermaßen wie die Anziehungskraft F des elektromagnetischen Ventils bei der ersten Ausführung konstant ist, ist eine Veränderung des Hubbetrags L des elektromagnetischen Ventils in Bezug auf die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils durch eine generelle Kurve zweiten Grades gekennzeichnet, wie dies in 28 auf der Basis der oben beschriebenen Beziehung zwischen dem Hubbetrag L des elektromagnetischen Ventils und der Vorspannkraft f des Vorspannelements 58 dargestellt ist.
Wenn bei der zweiten Ausführungsform der Spuleneinheit 54 des elektromagnetischen Ventils 250 ein Erregungsstrom zugeführt wird, wird der bewegliche Kern 56 zur Seite des stationären Kerns 54 um ein Maß verschoben, das der oben beschriebenen nichtlinearen Charakteristik des Hubbetrags L des elektromagnetischen Ventils auf der Basis der Beziehung zwischen der Strommenge I des elektromagnetischen Ventils und dem Hubbetrag L des elektromagnetischen Ventils entspricht. Gleichzeitig werden die Ventilöffnungen 67 graduell aus dem vom Ventilbereich 56b des beweglichen Kerns 56 gehaltenen geschlossenen Zustand mit einem Verschiebungsmaß freigegeben, das sich entsprechend einer generellen Kurve zweiten Grades erhöht, und somit werden die Ventilöffnungen 67 geöffnet. Als Folge davon erhöhen sich die Öffnungsgrade der Ventilöffnungen 67, d. h. die Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche der dritten Blende 63, um ein Maß, das, wie aus 29 ersichtlich, einer Kurve zweiten Grades entspricht.
Bei der zweiten Ausführungsform erhöht sich die spezifische Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 in Form einer generellen Kurve zweiten Grades, da sich der Stromwert I des elektromagnetischen Ventils, wie durch eine dicke durchgezogene Linie in 30 gekennzeichnet, erhöht. Wie aus der Kennlinie von 30 ersichtlich, wird eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q (d. h., wie in 30 gezeigt, ein Gradient ΔQ der Tangente zur dicken durchgezogenen Kurvenlinie) relativ zum Stromwert I des elektromagnetischen Ventils unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge Q, wie durch den Gradient ΔQ1 dargestellt, kleiner ist, verglichen mit einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zum Stromwert I des elektromagnetischen Ventils unter einer Bedingung reduziert, dass die spezifische Ausstoßmenge Q größer ist, wie dies durch den Gradient ΔQ2 gekennzeichnet ist. Ferner wird die dem elektromagnetischen Ventil 250 zugeführte Strommenge mit einem Anstieg des Lenkwinkels größer. Daher wird eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zum Lenkwinkel θ (d. h. zum Lenkausmaß) unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge Q kleiner ist, verglichen mit einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zum Lenkwinkel θ unter einer Bedingung reduziert, dass die spezifische Ausstoßmenge Q größer ist.
Folglich kann die zweite Ausführungsform die gleichen Funktionen und Effekte wie die der ersten Ausführungsform leisten. Darüber hinaus ist es bei der zweiten Ausführungsform möglich, eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 lediglich durch Verändern des Elastizitätsmoduls des Vorspannelements 58 zu modifizieren. Daher ist es bei der zweiten Ausführungsform und Vorteil, dass eine Modifikation der Bauart auf einfache Weise erreichbar ist.
In 31 bis 36 ist eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt, die sich von der zweiten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass ein elektromagnetisches Ventil 350 die oben beschriebene Charakteristik durch die Verwendung von Formgebungen für die magnetischen Pole des stationären Kerns 55 und des beweglichen Kerns 56 anstelle der elastischen Charakteristik des Vorspannelements 58 der zweiten Ausführungsform aufweist. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Bauteile und daher können deren detaillierte Beschreibungen entfallen.
Bei der dritten Ausführungsform wird die gleiche Spiralfeder wie bei der ersten Ausführungsform als Vorspannelement 58 verwendet, aber gegenseitig gegenüberliegende Endbereiche des stationären Kerns 55 und des beweglichen Kerns 56, d. h. die jeweiligen magnetischen Pole des stationären Kerns 55 und beweglichen Kerns 56 sind, wie in 31 und 32 dargestellt, in einer kegelstumpfartigen Form ausgebildet. Genauer gesagt ist eine kegelstumpfartige Oberfläche 55b auf einer axialen Außenseite des Eingriffbereichs 55a auf der axialen Stirnseite des stationären Kerns 55 ausgebildet. Eine kegelstumpfartige Oberfläche 56d ist auf einer axialen Außenseite der axialen Stirnfläche des Spitzenendbereichs des beweglichen Kerns 56 ausgebildet, um eine der kegelstumpfartigen Oberfläche 55b des stationären Kerns 55 in der axialen Richtung des beweglichen Kerns 56 entsprechende kegelstumpfartige Form aufzuweisen. Genauer gesagt liegen die kegelstumpfartige Oberfläche 55b des stationären Kerns 55 und die kegelstumpfartige Oberfläche 56d des beweglichen Kerns 56 in einer im Wesentlichen parallelen Anordnungsbeziehung einander gegenüber.
Da die entsprechenden magnetischen Pole, die auf gegenüberliegenden axialen Endbereichen des stationären Kerns 55 und des beweglichen Kerns 56 liegen, die oben beschriebene kegelstumpfartige Form aufweisen, ist eine Veränderung der Anziehungskraft F des elektromagnetischen Ventils in Bezug auf die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils nichtlinear, wie dies durch eine generelle Kurve zweiten Grades in 33 gekennzeichnet ist. Mit zunehmender Dicke der durchgezogenen Linien in 33 erhöht sich die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils. Ferner erhöht sich die Vorspannkraft f des Vorspannelements 58 gleichermaßen bei der ersten Ausführungsform linear, wenn sich das Hubmaß L des elektromagnetischen Ventils verringert. Eine Veränderung des Hubmaßes L des elektromagnetischen Ventils in Bezug auf die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils ist generell durch Kurve zweiten Grades, wie in 34 gezeigt, auf der Basis der oben beschriebenen Beziehung zwischen der Anziehungskraft F des elektromagnetischen Ventils und der Strommenge I des elektromagnetischen Ventils gekennzeichnet.
Wenn der Spuleneinheit 54 des elektromagnetischen Ventils 350 ein Erregungsstrom zugeführt wird, wird der bewegliche Kern 56 zur Seite des stationären Kerns 55 um ein der oben beschriebenen nichtlinearen Charakteristik des Hubmaßes L des elektromagnetischen Ventils entsprechendes Maß basierend auf der Beziehung zwischen der Strommenge I des elektromagnetischen Ventils und dem Hubmaß L des elektromagnetischen Ventils verschoben. Dabei werden die Ventilöffnungen 67 graduell aus dem vom Ventilbereich 56b des beweglichen Kerns 56 gehaltenen geschlossenen Zustand freigegeben, der gemäß einem Verschiebungsmaß beweglich ist, das sich gemäß der generellen Kurve zweiten Grades in Bezug auf die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils erhöht, und somit werden die Ventilöffnungen 67 geöffnet. Als Folge davon erhöhen sich die Öffnungsgrade der Ventilöffnungen 67, d. h. die Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche an der dritten Blende 63 erhöht sich um ein Maß, das einer generellen Kurve zweiten Grades entspricht, wie dies aus 35 ersichtlich ist.
Wenn sich die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils bei der dritten Ausführungsform erhöht, erhöht sich die spezifische Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 gemäß einer generellen Kurve zweiten Grades, wie dies durch eine dicke durchgezogene Linie in 36 gekennzeichnet ist. Wie durch die dicke durchgezogene Linie in 36 ersichtlich, wird eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q (d. h. ein Gradient ΔQ der Tangente an der dicken durchgezogenen Kurvenlinie, wie in 36 dargestellt) relativ zur Strommenge I des elektromagnetischen Ventils unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge, wie durch einen Gradienten ΔQ1 gekennzeichnet, kleiner ist, im Vergleich zu einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zur Strommenge I des elektromagnetischen Ventils unter einer Bedingung reduziert, dass die spezifische Ausstoßmenge größer ist, wie dies durch einen Gradienten ΔQ1 gekennzeichnet ist. Ferner wird die dem elektromagnetischen Ventil 350 zugeführte elektrische Strommenge mit einem Anstieg des Lenkwinkels größer. Daher wird eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zum Lenkwinkel θ (d. h. zum Lenkausmaß) unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge Q kleiner ist, im Vergleich zu einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zum Lenkwinkel θ unter einer Bedingung reduziert, dass die spezifische Ausstoßmenge Q größer ist.
Demzufolge kann die dritte Ausführungsform die gleichen Funktionen und Effekte wie die der ersten Ausführungsform durch eine Steuerung der Anziehungskraft F des elektromagnetischen Ventils ausführen, um diese entsprechend der nichtlinearen Kurve in Bezug auf die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils zu verändern. Darüber hinaus ist es bei der dritten Ausführungsform möglich, eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 lediglich durch Verändern eines Kegelwinkels der jeweiligen magnetischen Pole des stationären Kerns 55 und beweglichen Kerns 56 zu modifizieren. Daher ist es bei der dritten Ausführungsform von Vorteil, dass eine Modifikation der Bauart des elektromagnetischen Ventils 350 auf einfache Weise erreichbar ist.
In 37 bis 39 ist eine vierte Ausführungsform dargestellt, die sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass der Ventilkörper 52 und der erste Öldurchgang 37 weggelassen sind und die zweite Blende 62 und die dritte Blende 63 durch das Ventilgehäuse 51 und den beweglichen Kern 56 gebildet sind. In 37 und 38 ist der bewegliche Kern 56 in der maximal zurückgezogenen Position auf einer oberen Seite oberhalb einer Mittelinie eines elektromagnetischen Ventils 450 dargestellt, während der bewegliche Kern 56 in der maximal vorgeschobenen Position auf einer unteren Seite unterhalb der Mittelinie des elektromagnetischen Ventils 450 dargestellt ist. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnensgleiche Bauteile und daher können deren detaillierte Beschreibungen weggelassen werden.
Wie in 37 dargestellt, weist der bewegliche Kern 56 eine vergrößerte axiale Länge im Vergleich zu dem der ersten Ausführungsform auf. Der bewegliche Kern 56 weist einen reduzierten Durchmesserbereich 56e an seinem hinteren geschlossenen Endbereich auf, dessen Durchmesser sich abgestuft verringert. Der bewegliche Kern ist so ausgelegt, dass ein Spitzenendbereich des reduzierten Durchmesserbereichs 56e in einer Ventilbereich-Aufnahmebohrung 466 des Ventilgehäuses 51 aufgenommen wird, wenn der bewegliche Kern 56 in der maximal zurückgezogenen Position platziert ist. Bei der vierten Ausführungsform wirkt der Spitzenendbereich des reduzierten Durchmesserbereichs 56e als Ventilbereich 56b des beweglichen Kerns 56 der ersten Ausführungsform und die Ventilbereich-Aufnahmebohrung 466 ist im Ventilgehäuses 51 anstelle der Ventilkörper-Aufnahmebohrung 51a bei der ersten Ausführungsform ausgebildet und fungiert wie der axiale Durchgang 66 bei der ersten Ausführungsform.
Wie in 38 dargestellt, weist der reduzierte Durchmesserbereich 56e einen Außendurchmesser auf, der etwas kleiner als ein Innendurchmesser der Ventilbereich-Aufnahmebohrung 466 ist. Wenn der bewegliche Kern 56 in der maximal zurückgezogenen Position platziert ist, wird ein vorgegebener genauer radialer Abstand C zwischen einer Außenumfangsfläche des reduzierten Durchmesserbereichs 56e und einem Wandbereich 451a des Ventilgehäuses 51 gebildet, der die Ventilbereich-Aufnahmebohrung 466 definiert. Der radiale Abstand C weist einen vorgegebenen Querschnitt auf und fungiert als Durchgang für das Pumpen-Ausstoßöl. In 38 sind die Strömungen des Pumpen-Ausstoßöls durch Pfeile gekennzeichnet.
Bei der vierten Ausführungsform ist der zweite Öldurchgang 38 aus der Verbindungsöffnung 65, dem ringförmigen Raum S, der durch den reduzierten Durchmesserbereich 56e im beweglichen Kern-Aufnahmebereich 51d definiert ist, dem radialen Abstand C und der Ventilbereich-Aufnahmebohrung 466 zusammengesetzt. Darüber hinaus wird die zweite Blende 62 als starre Blende durch den radialen Abstand C als Durchgang für das Pumpen-Ausstoßöl gebildet.
Der reduzierte Durchmesserbereich 56e des beweglichen Kerns 56 weist einen kugelförmigen Bereichs 56f am Spitzenendbereich auf, der in der Ventilbereichs-Aufnahmebohrung 466 aufgenommen wird, wenn der bewegliche Kern 56 in der maximal zurückgezogenen Position platziert ist. Der kugelförmige Bereich 56f weist einen vorgegebenen Radius und eine bogenförmige Form im vertikalen Querschnitt durch seinen axialen Mittelpunkt auf. Wenn der bewegliche Kern 56 zum stationären Kern 55 verschoben wird, wird ein radialer Abstand C' zwischen dem kugelförmigen Bereich 56f und einen Teil eines Wandbereichs 451a gebildet, der einen äußeren Rand eines axialen Endes der Ventilbereichs-Aufnahmebohrung 466 definiert. Der radiale Abstand C' fungiert als Durchgang für das Pumpen-Ausstoßöl, der eine Querschnittsfläche aufweist, die sich graduell mit der Verschiebung des beweglichen Kerns 56 zum stationären Kern 55 aufgrund einer kegelförmigen Form des kugelförmigen Bereichs 56f vergrößert. Dadurch ist die dritte Blende 63 als variable Blende durch den radialen Abstand C' als Durchgang für das Pumpen-Ausstoßöl ausgebildet.
Wenn mit dem oben beschriebenen Aufbau der Spuleneinheit 54 des elektromagnetischen Ventils 450 ein Erregungsstrom zugeführt wird, wird der bewegliche Kern 56 zum stationären Kern 55 mit einem Hubmaß verschoben, das sich linear in Bezug auf die elektrische Strommenge verändert, die der Spuleneinheit 54 zugeführt wird. Aufgrund der Form des kugelförmigen Bereichs 56f des beweglichen Kerns 56 ist eine Veränderung des Öffnungsgrads der Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche der dritten Blende 63 in Bezug auf eine Veränderung des Hubmaßes L des elektromagnetischen Ventils, d. h. eine Veränderung der spezifischen Ausstoßmenge Q in Bezug auf eine Veränderung der Strommenge I des elektromagnetischen Ventils, durch eine generelle Kurve zweiten Grades gekennzeichnet, die in 39 dargestellt ist.
Wenn die Strommenge I des elektromagnetischen Ventils bei der vierten Ausführungsform vergrößert wird, erhöht sich die spezifische Ausstoßmenge Q der Ölpumpe 10 gemäß einer generellen Kurve zweiten Grades, wie dies durch die dicke durchgezogene Linie in 39 gekennzeichnet ist. Wie aus 39 ersichtlich, wird eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q (d. h. ein Gradient ΔQ der Tangente an der dicken durchgezogenen Kurvenlinie von 39) relativ zur Strommenge I des elektromagnetischen Ventils unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge Q kleiner ist, wie dies durch den Gradienten ΔQ1 gekennzeichnet ist, im Vergleich zu einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zum Stromwert I des elektromagnetischen Ventils unter einer Bedingung reduziert, dass die spezifische Ausstoßmenge Q größer ist, wie dies durch den Gradienten ΔQ2 gekennzeichnet ist. Zudem wird die dem elektromagnetischen Ventil 450 zugeführte elektrische Strommenge mit einem Anstieg des Lenkwinkels größer. Daher wird eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zum Lenkwinkel θ (d. h. zum Lenkausmaß) unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge Q kleiner ist, im Vergleich zu einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q relativ zum Lenkwinkel θ unter einer Bedingung reduziert, dass die spezifische Ausstoßmenge Q größer ist.
Daher kann die vierte Ausführungsform die gleichen Funktionen und Effekte wie die der ersten Ausführungsform leisten. Darüber hinaus kann bei der vierten Ausführungsform die Anzahl der Bauteile durch Weglassen des bei der ersten Ausführungsform verwendeten Ventilkörpers 52 reduziert werden und die Anzahl der Bearbeitungsprozesse kann durch Weglassen des ersten Öldurchgang 37 verringert werden. Folglich ist es möglich, die Herstellkosten der Ölpumpe zu reduzieren. Darüber hinaus kann eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge Q lediglich durch eine Veränderung des Radius des kugelförmigen Bereichs 56f des beweglichen Kerns 56 modifiziert werden. Daher ist es bei der vierten Ausführungsform von Vorteil, dass eine Modifikation der Bauart des elektromagnetischen Ventils 450 auf einfache Weise erreichbar ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und deren Modifikationen beschränkt. Zum Beispiel können die Auslegung elektromagnetischen Ventile 50, 150, 250, 350 und 450 und die Anordnung des ersten Öldurchgangs 37 und zweiten Öldurchgangs 38 in den elektromagnetischen Ventilen 50, 150, 250, 350 und 450 in Abhängigkeit von Spezifikationen der Servolenkungsvorrichtung und Fahrzeugen optional modifiziert werden, bei denen die Ölpumpe der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Obwohl die Lenkwinkelgeschwindigkeit durch Differenzieren eines Werts des Lenkwinkels berechnet wird, der bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen vom Lenkwinkelsensor 71 erfasst wird, kann die Lenkwinkelgeschwindigkeit direkt von einen Lenkwinkelgeschwindigkeitssensor erfasst werden, der die Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lenkrads erfasst oder abschätzt.
Diese Anmeldung basiert auf einer früheren japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2009-33412 vom 17. Februar 2009. Die gesamten Inhalte der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2009-33412 werden hiermit durch Bezugnahme miteinbezogen. Obwohl die Erfindung zuvor mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung und Modifikationen der Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen beschränkt. Weitere Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen werden dem Durchschnittsfachmann angesichts der obigen Lehre einleuchten. Der Umfang der Erfindung ist mit Bezug auf die nachfolgenden Ansprüche definiert.
Zusammenfassend ist festzustellen:
Eine variable Verdrängungspumpe zur Zuführung eines Arbeitsmediums an eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs weist ein Pumpengehäuse (11, 13), das einen Pumpenelement-Aufnahmebereich (12) darin umfasst, eine Antriebswelle (15), die drehbar vom Pumpengehäuse (11, 13) abgestützt wird, einen Nockenring (17), der im Pumpenelement-Aufnahmebereich (12) exzentrisch bewegbar in Bezug auf eine Achse der Antriebswelle (15) angeordnet ist, ein Pumpenelement (18), das auf einer inneren Umfangsseite des Nockenrings (17) angeordnet ist, wobei das Pumpenelement (18) von der Antriebswelle (15) zum Ansaugen, Verdichten und Ausstoßen des Arbeitsmediums angetrieben wird und eine spezifische Ausstoßmenge (Q) des Arbeitsmediums variiert, die einen Ausstoßdurchsatz pro Umdrehung des Pumpenelements (18) gemäß einer Veränderung eines exzentrischen Maßes des Nockenrings (17) in Bezug auf die Achse der Antriebswelle (15) darstellt, eine Ansaugöffnung (26), die im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet und zu einem Ansaugbereich des Pumpenelements (18) geöffnet ist, eine Ausstoßöffnung (29), die im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet und zu einem Ausstoßbereich des Pumpenelements (18) geöffnet ist, und einen Magneten (50; 150; 250; 350; 450) auf, der auf der Basis einer Veränderung einer dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) zugeführten elektrischen Strommenge (I) gesteuert wird, die gemäß eines Betriebszustandes des Fahrzeugs gesteuert wird, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) das exzentrische Maß des Nockenrings (17) steuert, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) so ausgelegt ist, dass eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge (Q) gegenüber der elektrischen Strommenge (I), die dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) unter einer Bedingung zugeführt wird, dass die spezifische Ausstoßmenge (Q) kleiner ist, verglichen mit einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge (Q) gegenüber der elektrischen Strommenge (I) reduziert wird, die dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) unter einer Bedingung zugeführt wird, dass die spezifische Ausstoßmenge (Q) größer ist.

1: Lenkrad
2: Lenkspindel
3: Ritzelwelle
4: Zahnstange
5: Hauptzylinder
5a: Zylinderrohr
6: Vorratsbehälter
7: Steuerventil
8a, 8b: erste, zweite Leitung
10: Ölpumpe
11: Pumpenkörper
11a: Ventilbohrung
12: Pumpenelement-Aufnahmebereich
13: Abdeckelement
13a: vorstehender Bereich
14a: erstes Lager
14b: zweites Lager
15: Antriebswelle
16: Adapterring
16a: Stifthaltenut
17: Nockenring
18: Pumpenelement
19: Schwenkdrehbolzen
20a: erste Flüssigkeitsdruckkammer
20b: zweite Flüssigkeitsdruckkammer
21: Rotor
21a: Schlitz
22: Flügel
23: Druckplatte
24: Pumpenkammern
25: Spiralfeder
26: Ansaugöffnung
27: Ansaugdurchgang
28: Ansaugloch
29: Ausstoßöffnung
30: Ausstoßlöcher
31: Ausstoßdurchgang
32: Druckkammer
33: erster Verbindungsdurchgang
34: zweiter Verbindungsdurchgang
34a: Einleitungsdurchgang
34b: Ausstoßdurchgang
34c: Zuführungsdurchgang
34d: Verbindungsdrosselelement
35: Ansaugdruck-Einleitungsanschluss
36: zweite Verbindungsdurchgang
37: erster Öldurchgang
38: zweiter Öldurchgang
40: Steuer-/Regelventil
41: Ventilkörper
42: Kolben
43: Ventilfeder
44: Hochdruckkammer
45: Zwischendruckkammer
46: Niederdruckkammer
47: Öl-Verbindungsdurchgang
48: Niederdruckdurchgang
49: Überdruckventil
50, 150, 250, 350, 450: elektromagnetisches Ventil
51: Ventilgehäuse
51a: Ventilkörper-Aufnahmebohrung
51b: Befestigungs-Einschubbereich
51c: Verengung
51d: Kern-Aufnahmebereich
52: Ventilkörper
53: kelchförmiges Gehäuse
53a: Bodenwand
53b: Durchgangsöffnung
54: Spuleneinheit
54a: Spule
54b: Wicklung
54c: Joch
54d: Kabeldurchführung
54e: Kabelbaum
55: stationärer Kern
55a: Eingriffsbereich
55b: kegelstumpfartige Oberfläche
55e: reduzierter Durchmesserbereich
55f: kugelförmiger Bereich
56: beweglicher Kern
56a: Halterung
56b: Ventilbereich
57: Verstellkolben
58: Vorspannelement
59: magnetischer Ring
60: Messblende
61: erste Blende
62: zweite Blende
63: dritte Blende
64: ringförmiger Durchgang
65: Verbindungsloch
66: axialer Durchgang
67, 67a, 67b, 67c: Ventilöffnungen
70: elektronisches Steuergerät
71: Lenkwinkelsensor
72: Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
80: ringförmiger Öldurchgang
81: erste ringförmige Nut
82: zweite ringförmige Nut
451a: Wandbereich
466: Ventil-Aufnahmebohrung
WL, WR: gelenkte Räder
P1, P2: Flüssigkeitsdruckkammern
S: ringförmiger Raum
L1, L2: Abstand
I: Strommengen
V: Fahrzeuggeschwindigkeit
θ: Lenkwinkel
Lw: Änderungsrate
L: Hubmaß
f: Vorspannkraft
F: Anziehungskraft
X: axiale Position
Q: Ausstoßmenge
ΔQ: Gradient
C, C': Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 200792761 [0002]
- JP 2009-33412 [0166, 0166]

Claims

Variable Verdrängungspumpe zur Zuführung eines Arbeitsmediums an eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs, wobei die variable Verdrängungspumpe aufweist: ein Pumpengehäuse (11, 13), das einen Pumpenelement-Aufnahmebereich (12) darin umfasst; eine Antriebswelle (15), die drehbar vom Pumpengehäuse (11, 13) abgestützt wird; einen Nockenring (17), der im Pumpenelement-Aufnahmebereich (12) exzentrisch bewegbar in Bezug auf eine Achse der Antriebswelle (15) angeordnet ist; ein Pumpenelement (18), das auf einer inneren Umfangsseite des Nockenrings (17) angeordnet ist, wobei das Pumpenelement (18) von der Antriebswelle (15) zum Ansaugen, Verdichten und Ausstoßen des Arbeitsmediums angetrieben wird und eine spezifische Ausstoßmenge (Q) des Arbeitsmediums variiert, die einen Ausstoßdurchsatz pro Umdrehung des Pumpenelements (18) gemäß einer Veränderung eines exzentrischen Maßes des Nockenrings (17) in Bezug auf die Achse der Antriebswelle (15) darstellt, eine Ansaugöffnung (26), die im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet und zu einem Ansaugbereich des Pumpenelements (18) geöffnet ist; eine Ausstoßöffnung (29), die im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet und zu einem Ausstoßbereich des Pumpenelements (18) geöffnet ist; und einen Magneten (50; 150; 250; 350; 450), der auf der Basis einer Veränderung einer dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) zugeführten elektrischen Strommenge (I) gesteuert wird, die gemäß eines Betriebszustandes des Fahrzeugs gesteuert wird, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) das exzentrische Maß des Nockenrings (17) steuert, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) so ausgelegt ist, dass eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge (Q) gegenüber der elektrischen Strommenge (I), die dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) unter einer Bedingung zugeführt wird, dass die spezifische Ausstoßmenge (Q) kleiner ist, verglichen mit einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge (Q) gegenüber der elektrischen Strommenge (I) reduziert wird, die dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) unter einer Bedingung zugeführt wird, dass die spezifische Ausstoßmenge (Q) größer ist.
Variable Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) das exzentrische Maß des Nockenrings (17) so steuert, dass die spezifische Ausstoßmenge (Q) reduziert wird, wenn sich die elektrische Strommenge verringert, die dem Magneten zugeführt wird.
Variable Verdrängungspumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) in einem Fall abgeschaltet wird, bei dem im Magneten ein anormaler Zustand herrscht.
Variable Verdrängungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (72) aufweist, der eine Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs erfasst, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) auf der Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert wird, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (72) erfasst wurde.
Variable Verdrängungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner einen Lenkwinkelgeschwindigkeitssensor aufweist, der eine Lenkwinkelgeschwindigkeit (Vθ) eines Lenkrads (1) der Lenkvorrichtung erfasst oder schätzt, wobei der Nockenring (17) vom Magneten (50; 150; 250; 350; 450) so gesteuert wird, dass die spezifische Ausstoßmenge (Q) erhöht wird, wenn sich die von einem Lenkwinkelgeschwindigkeitssensor erfasste Lenkwinkelgeschwindigkeit (Vθ) erhöht.
Variable Verdrängungspumpe nach Anspruch 5, die ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (72) aufweist, der eine Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs erfasst, wobei der Nockenring (17) vom Magneten (50; 150; 250; 350; 450) so gesteuert wird, dass eine Veränderung der spezifischen Ausstoßmenge (Q) in Bezug auf die Lenkwinkelgeschwindigkeit (Vθ) reduziert wird, wenn sich die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (72) erfasste Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs erhöht.
Variable Verdrängungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner aufweist: eine variable Blende (63), die in einem Ausstoßdurchgang (34b) angeordnet ist, der mit der Ausstoßöffnung (29) verbunden ist, wobei die variable Blende (63) eine Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche des Ausstoßdurchgangs (34b) mit einer axialen Verstellung eines Ankers (56) des Magneten variabel steuert, und ein Steuerventil (40), das im Pumpengehäuse angeordnet ist und einen Steuerdruck zur Steuerung des exzentrischen Maßes des Nockenrings (17) auf der Basis einer Druckdifferenz zwischen einer stromaufwärtsseitigen Seite der variablen Blende (63) und einer stromabwärtsseitigen Seite der variablen Blende (63) steuert, wobei die variable Blende (63) so ausgelegt ist, dass eine Veränderung der Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche in Bezug auf die axiale Verstellung des Ankers (56) des Magneten (50; 150; 250; 350; 450) eine nichtlineare Charakteristik aufweist.
Variable Verdrängungspumpe nach Anspruch 7, wobei die variable Blende (63) eine Mehrzahl von Öffnungen (67), die im Ausstoßdurchgang (34b) angeordnet sind, und einen Ventilbereich (56b) aufweist, der ein Überlappungsmaß mit der Mehrzahl der Öffnungen gemäß der axialen Verstellung des Ankers (56) des Magneten verändert, und die Mehrzahl der Öffnungen (67) zumindest zwei Öffnungsarten umfasst, die sich beim Durchmesser voneinander unterscheiden.
Variable Verdrängungspumpe nach Anspruch 8, wobei die Mehrzahl der Öffnungen (67) längs einer Richtung der axialen Verstellung des Ankers (56) in der Reihenfolge ihrer Durchmessergrößen angeordnet sind, und die Mehrzahl der Öffnungen (67) so angeordnet ist, dass, wenn der Ventilbereich (56b) gegenüber der Mehrzahl der Öffnungen (67) von einer Seite der Blende (67c) mit großem Durchmesser in Richtung zu einer Seite der Blende (67a) mit kleinem Durchmesser verschoben wird, sich die Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche der variablen Blende reduziert, um dadurch die spezifische Ausstoßmenge (Q) zu reduzieren.
Variable Verdrängungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner aufweist: eine variable Blende (63), die in einem Ausstoßdurchgang (34b) angeordnet ist, der mit der Ausstoßöffnung (29) verbunden ist, wobei die variable Blende ausgelegt ist, um eine Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche des Ausstoßdurchgangs mittels einer axialen Verstellung eines Ankers (56) des Magneten variabel zu steuern, und ein Steuerventil (40), das im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet ist und einen Steuerdruck zur Steuerung des exzentrischen Maßes des Nockenrings (17) auf der Basis einer Druckdifferenz zwischen einer stromaufwärtsseitigen Seite der variablen Blende und einer stromabwärtsseitigen Seite der variablen Blende steuert, wobei die variable Blende (63) eine Mehrzahl von Öffnungen (67), die im Ausstoßdurchgang (34b) angeordnet sind, einen Ventilbereich (56b), der ein Überlappungsmaß mit der Mehrzahl der Öffnungen (67) gemäß der axialen Verstellung des Ankers (56) des Magneten verändert, und ein Vorspannelement (58), das den Ventilbereich (56b) in einer axialen Richtung des Ventilbereichs vorspannt, wobei das Vorspannelement (58) einen Young-Modul bzw. Elastizitätsmodul mit einer nichtlinearen Charakteristik aufweist.
Variable Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine variable Blende (63), die in einem Ausstoßdurchgang (34b) angeordnet ist, der mit der Ausstoßöffnung (29) verbunden ist, wobei die variable Blende (63) eine Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche aufweist, die vom Magneten variabel gesteuert wird, und ein Steuerventil (40), das im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet ist und einen Steuerdruck zur Steuerung des exzentrischen Maßes des Nockenrings (17) auf der Basis einer Druckdifferenz zwischen einer stromaufwärtsseitigen Seite der variablen Blende und einer stromabwärtsseitigen Seite der variablen Blende steuert, wobei der Magnet so ausgelegt ist, dass eine Veränderung einer Anziehungskraft (F) eines Ankers (56) des Magneten in Bezug auf die dem Magneten zugeführte elektrische Strommenge (I) eine nichtlineare Charakteristik aufweist.
Variable Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine variable Blende (63), die in einem Ausstoßdurchgang (34b) angeordnet ist, der mit der Ausstoßöffnung (29) verbunden ist, wobei die variable Blende (63) eine Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche aufweist, die vom Magneten variabel gesteuert wird, ein Steuerventil (40), das im Pumpengehäuse angeordnet ist und einen Steuerdruck zur Steuerung des exzentrischen Maßes des Nockenrings (17) auf der Basis einer Druckdifferenz zwischen einer stromaufwärtsseitigen Seite der variablen Blende (63) und einer stromabwärtsseitigen Seite der variablen Blende steuert, und eine starre Blende (62), die im Ausstoßdurchgang in Parallelanordnung zur variablen Blende (63) angeordnet ist, wobei die starre Blende (62) eine nicht veränderbare Strömungsdurchgang-Querschnittsfläche aufweist.
Variable Verdrängungspumpe zur Zuführung eines Arbeitsmediums an eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs, wobei die variable Verdrängungspumpe aufweist: ein Pumpengehäuse (11, 13) mit einem Pumpenelement-Aufnahmebereich (12) darin; eine Antriebswelle (15), die drehbar vom Pumpengehäuse (11, 13) abgestützt wird; einen Nockenring (17), der im Pumpenelement-Aufnahmebereich (12) exzentrisch bewegbar in Bezug auf eine Achse der Antriebswelle (15) angeordnet ist; ein Pumpenelement (18), das auf einer inneren Umfangsseite des Nockenrings (17) angeordnet ist, wobei das Pumpenelement (18) von der Antriebswelle (15) zum Ansaugen, Verdichten und Ausstoßen des Arbeitsmediums angetrieben wird und eine spezifische Ausstoßmenge (Q) des Arbeitsmediums verändert, die einen Ausstoßdurchsatz pro Umdrehung des Pumpenelements (18) gemäß einer Veränderung eines exzentrischen Maßes des Nockenrings (17) in Bezug auf die Achse der Antriebswelle (15) darstellt, eine Ansaugöffnung (26), die im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet und zu einem Ansaugbereich des Pumpenelements (18) geöffnet ist; eine Ausstoßöffnung (29), die im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet und zu einem Ausstoßbereich des Pumpenelements (18) geöffnet ist; und einen Magneten (50; 150; 250; 350; 450), der auf der Basis einer Veränderung einer dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) zugeführten elektrischen Strommenge (I) gesteuert wird, die gemäß eines Betriebszustandes des Fahrzeugs gesteuert wird, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) das exzentrische Maß des Nockenrings (17) steuert, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) so ausgelegt ist, dass eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge (Q) gegenüber einem Lenkwinkel (θ) eines Lenkrads (1) der Lenkvorrichtung, unter einer Bedingung, dass die spezifische Ausstoßmenge (Q) kleiner ist, verglichen mit einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge (Q) gegenüber dem Lenkwinkel (θ) unter einer Bedingung reduziert wird, dass die spezifische Ausstoßmenge (Q) größer ist.
Variable Verdrängungspumpe nach Anspruch 13, die ferner einen Lenkwinkelsensor (71) aufweist, der den Lenkwinkel (θ) des Lenkrads erfasst, wobei die dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) zugeführte elektrische Strommenge (I) auf der Basis des Lenkwinkels (θ) gesteuert wird, der vom Lenkwinkelsensor erfasst wurde.
Variable Verdrängungspumpe nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Magnet das exemplarische Maß des Nockenrings (17) steuert, sodass die spezifische Ausstoßmenge (Q) reduziert wird, wenn sich die dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) zugeführte elektrische Strommenge (I) erhöht.
Variable Verdrängungspumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 15, die ferner einen Lenkwinkelgeschwindigkeitssensor aufweist, der eine Lenkwinkelgeschwindigkeit (vθ) des Lenkrads erfasst oder schätzt, wobei die dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) zugeführte elektrische Strommenge (I) auf der Basis der Lenkwinkelgeschwindigkeit (vθ) gesteuert wird, die vom Lenkwinkelgeschwindigkeitssensor erfasst wurde.
Servolenkungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die aufweist: einen Hauptzylinder (5) mit einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern (P1, P2), der eine Lenkkraft erzeugt, die gelenkten Rädern (WL, WR) des Fahrzeugs unter Verwendung eines Arbeitsmediums übertragen wird, das den Flüssigkeitsdruckkammern (P1, P2) zugeführt wird; eine Pumpe (10), die das Arbeitsmedium dem Hauptzylinder (5) zuführt; und ein Steuerventil (7), dass das von der Pumpe ausgestoßene Arbeitsmedium selektiv dem Paar der Flüssigkeitsdruckkammern (P1, P2) gemäß einer Lenkrichtung und eines Lenkwinkels (θ) eines Lenkrads (1) des Fahrzeugs zuführt; wobei die Pumpe (10) aufweist: ein Pumpengehäuse (11, 13), das einen Pumpenelement-Aufnahmebereich (12) darin umfasst; eine Antriebswelle (15), die drehbar vom Pumpengehäuse (11, 13) abgestützt wird; einen Nockenring (17), der im Pumpenelement-Aufnahmebereich (12) exzentrisch bewegbar in Bezug auf eine Achse der Antriebswelle (15) angeordnet ist; ein Pumpenelement (18), das auf einer inneren Umfangsseite des Nockenrings (17) angeordnet ist, wobei das Pumpenelement (18) von der Antriebswelle (15) zum Ansaugen, Verdichten und Ausstoßen des Arbeitsmediums angetrieben wird und eine spezifische Ausstoßmenge (Q) des Arbeitsmediums variiert, die einen Ausstoßdurchsatz pro Umdrehung des Pumpenelements (18) gemäß einer Veränderung eines exzentrischen Maßes des Nockenrings (17) in Bezug auf die Achse der Antriebswelle (15) darstellt, eine Ansaugöffnung (26), die im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet und zu einem Ansaugbereich des Pumpenelements (18) geöffnet ist; eine Ausstoßöffnung (29), die im Pumpengehäuse (11, 13) angeordnet und zu einem Ausstoßbereich des Pumpenelements (18) geöffnet ist; und einen Magneten (50; 150; 250; 350; 450), der auf der Basis einer Veränderung einer dem Magneten zugeführten elektrischen Strommenge (I) gesteuert wird, die gemäß eines Betriebszustandes des Fahrzeugs gesteuert wird, wobei der Magnet das exzentrische Maß des Nockenrings (17) steuert, wobei der Magnet (50; 150; 250; 350; 450) so ausgelegt ist, dass eine Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge (Q) gegenüber der elektrischen Strommenge (I), die dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) unter einer Bedingung zugeführt wird, dass die spezifische Ausstoßmenge (Q) kleiner ist, verglichen mit einer Änderungsrate der spezifischen Ausstoßmenge (Q) gegenüber der elektrischen Strommenge (I) reduziert wird, die dem Magneten (50; 150; 250; 350; 450) unter einer Bedingung zugeführt wird, dass die spezifische Ausstoßmenge (Q) größer ist.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Magnet das exzentrische Maß des Nockenrings so steuert, dass sich die spezifische Ausstoßmenge reduziert, wenn sich die dem Magneten zugeführte elektrische Strommenge (I) verringert.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Magnet in einem Fall abgeschaltet wird, bei dem ein anormaler Zustand im Magneten auftritt.
Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, die ferner einen Lenkwinkelsensor (71) aufweist, der einen Lenkwinkel (θ) des Lenkrads erfasst, wobei die im Magneten zugeführte elektrische Strommenge (I) auf der Basis des Lenkwinkels (θ) gesteuert wird, der vom Lenkwinkelsensor erfasst wurde.