專利名稱：動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括用于防止能量損耗的流量控制閥的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在已經(jīng)公開(kāi)的由當(dāng)前申請(qǐng)者提交的日本專利申請(qǐng)No.2001-260917中公開(kāi)了包括用于防止能量損耗的流量控制閥的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實(shí)例。
如圖7中所示，先有技術(shù)實(shí)例的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的流量控制閥V包括一個(gè)一端鄰接伺服室2而另一端鄰接伺服室3的閥柱1。
伺服室2通過(guò)泵孔4與泵P始終連通。伺服室2通過(guò)流動(dòng)通道6、可變孔板a和流動(dòng)通道7與為控制動(dòng)力缸8而提供的轉(zhuǎn)向閥9的流入口相連通伺服室3包括彈簧5并且還通過(guò)流動(dòng)通道10和流動(dòng)通道7與轉(zhuǎn)向閥9的流入口相連通。因此，可變控板a、流動(dòng)通道7和流動(dòng)通道10在伺服室2和3之間提供了連通?？勺兛装錫上游的壓力作用在伺服室2上，而下游的壓力作用在伺服室3上。通過(guò)用于螺線管SOL的螺線管電流指示值SI來(lái)控制可變孔板a的開(kāi)度。
閥柱1保持在作用于伺服室2上的力、作用于伺服室3上的力和彈簧5的力相平衡的位置上。這個(gè)平衡位置決定了泵孔4和油箱口11的開(kāi)度。
例如，在像發(fā)動(dòng)機(jī)等這樣的泵驅(qū)動(dòng)源12的驅(qū)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)泵P將壓力油供給到泵孔4以便于在可變孔板a中發(fā)生流動(dòng)。這樣的流動(dòng)在可變孔板a的兩端之間產(chǎn)生壓差，壓差導(dǎo)致了在伺服室2和3之間壓力的不同。作為結(jié)果的壓差抵消了彈簧5的力并且將閥柱1從如圖7中圖解說(shuō)明的正常位置移動(dòng)到平衡位置。
因此，從正常位置朝著平衡位置移動(dòng)閥柱1增加了油箱口11的開(kāi)度。依據(jù)由此得到的油箱口11的開(kāi)度，確定在從泵P朝著轉(zhuǎn)向閥9引入的控制流QP和循環(huán)到油箱T或者泵P的回流QT之間的分配率。換句話說(shuō)，依據(jù)油箱口11的開(kāi)度確定控制流QP。
如上所述依據(jù)油箱口11的開(kāi)度進(jìn)行的控制流QP的控制導(dǎo)致了依據(jù)可變孔板a的開(kāi)度確定控制流QP。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)在兩個(gè)伺服室2和3之間的不同壓力來(lái)確定閥柱1所移動(dòng)到的確定油箱口11的開(kāi)度的位置，并且通過(guò)可變孔板a的開(kāi)度來(lái)確定這個(gè)壓差。
因此，為了依據(jù)車輛速度或者車輛的操縱條件來(lái)控制控制流QP，可以控制可變孔板a的開(kāi)度或者用于螺線管SOL的螺線管電流指示值SI。這是因?yàn)榭刂瓶勺兛装錫的開(kāi)度與螺線管SOL的激發(fā)電流成比例以便于可變孔板a將其開(kāi)度保持在螺線管SOL的非激發(fā)態(tài)中的最小值并且隨著激發(fā)電流的增加來(lái)增加其開(kāi)度。
施加了控制流QP的轉(zhuǎn)向閥9依據(jù)方向盤(沒(méi)有顯示)的輸入轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩)來(lái)控制供給到動(dòng)力缸8的油量。例如，如果轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩很大，則增加轉(zhuǎn)向閥9的移動(dòng)量來(lái)增加供給到動(dòng)力缸8的油量，反之如果很小，則減少轉(zhuǎn)向閥9的移動(dòng)量來(lái)減少供給到動(dòng)力缸8的油量。壓力油供給量越大，動(dòng)力缸8施加的輔助力越大。供給量越小，動(dòng)力缸8施加的輔助力越小。
可以通過(guò)扭力桿(沒(méi)有顯示)等的扭轉(zhuǎn)反作用力來(lái)確定轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向閥9的移動(dòng)量。
如上所述，轉(zhuǎn)向閥9控制提供給動(dòng)力缸8的流體QM，流量控制閥V控制提供給轉(zhuǎn)向閥9的控制流體QP。如果動(dòng)力缸8所需的流體QM盡可能的接近由流量控制閥V確定的控制流體QP，則有可能減少泵P周圍的能量損耗。這是因?yàn)樵诳刂屏鱍P和動(dòng)力缸8所需的流體QM之間的差異導(dǎo)致了泵P周圍的能量損耗。
為了使得控制流QP盡可能的接近動(dòng)力缸8所需的流體QM來(lái)防止能量損耗，先有技術(shù)實(shí)例的系統(tǒng)控制可變孔板a的開(kāi)度。如前所述通過(guò)用于螺線管SOL的螺線管電流指示值SI來(lái)確定可變孔板a的開(kāi)度。螺線管電流指示值SI通過(guò)接下來(lái)將要被詳細(xì)描述的控制器C所控制。
將控制器C連接到轉(zhuǎn)向角度傳感器14和車輛速度傳感器15。如圖8中所圖解說(shuō)明的，控制器C確定依據(jù)由轉(zhuǎn)向角度傳感器14檢測(cè)的轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I1，還確定依據(jù)通過(guò)微分轉(zhuǎn)向角度所計(jì)算的方向盤角速度的電流指示值I2。
根據(jù)把轉(zhuǎn)向角度和控制流QP之間的關(guān)系給定為線性特性的理論值來(lái)確定轉(zhuǎn)向角度和電流指示值I1之間的關(guān)系。還根據(jù)把轉(zhuǎn)向角速度和控制流QP之間的關(guān)系給定為線性特性的理論值來(lái)確定轉(zhuǎn)向角速度和電流指示值I2之間的關(guān)系。輸出的電流指示值I1和I2是零除非轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向角速度都超出設(shè)定值。特別地，當(dāng)方向盤被置于中心或者中心周圍的時(shí)候，電流指示值I1和I2被輸出為零以便于設(shè)定中心周圍的死區(qū)。
此外，控制器C輸出基于由車輛速度傳感器15檢測(cè)的值的相關(guān)轉(zhuǎn)向角度電流指示值I3和相關(guān)轉(zhuǎn)向角速度電流指示值I4。
在低速車輛速度的時(shí)候相關(guān)轉(zhuǎn)向角度電流指示值I3輸出為1，而例如在最高車輛速度的時(shí)候?yàn)?.6。在低速車輛速度的時(shí)候相關(guān)轉(zhuǎn)向角速度電流指示值I4輸出為1，而例如在最高車輛速度的時(shí)候?yàn)?.8。特定地，關(guān)于在從低速車輛速度到最大車輛速度范圍內(nèi)的增益，被控制在1到0.6范圍中的相關(guān)轉(zhuǎn)向角度電流指示值I3被設(shè)定為大于被控制在1到0.8范圍中的相關(guān)轉(zhuǎn)向角速度電流指示值I4。
然后，用根據(jù)轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I1乘以相關(guān)轉(zhuǎn)向角度電流指示值I3。因此，隨著車輛速度的增加，由乘積產(chǎn)生的基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I5變小了。另外，相關(guān)轉(zhuǎn)向角度電流指示值I3具有被設(shè)定為大于相關(guān)轉(zhuǎn)向角速度電流指示值I4的增益，以便于車輛速度變得越快，電流指示值I5的減小率變得越高。也就是說(shuō)，在低速車輛速度中保持很高的響應(yīng)而在高速車輛速度中降低響應(yīng)。因此，響應(yīng)依靠車輛速度是可變的。這是因?yàn)樵诟咚傩羞M(jìn)期間通常不需要很高的響應(yīng)而在低速車輛速度的2大多數(shù)情況下都是需要的。
控制器C將當(dāng)作極限值的相關(guān)轉(zhuǎn)向角速度電流指示值I4應(yīng)用于根據(jù)轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I2以便于輸出基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I6。電流指示值I6也依據(jù)車輛速度而減少。注意到相關(guān)轉(zhuǎn)向角速度電流指示值I4的增益小于專用轉(zhuǎn)向角度電流指示值I3的增益以便于電流指示值I6的減少率小于電流指示值I5的減小率。
依據(jù)車輛速度設(shè)定如上所述的極限值以便于主要防止在高速行進(jìn)期間施加過(guò)度的輔助力。
控制器C在如上所述被輸出的基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I5和基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I6之間進(jìn)行比較，并且采用兩者中較大的值。
例如，在高速行進(jìn)期間方向盤很少突然地被轉(zhuǎn)動(dòng)，因此基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I5典型的大于基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I6。因此，在大多數(shù)情況下，在高速行進(jìn)期間選擇基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I5。設(shè)定較大的電流指示值I5的增益以便于提高在那時(shí)方向盤操作中的安全性和穩(wěn)定性。換句話說(shuō)，隨著行進(jìn)速度增加，加大降低控制流QP的比例用于增強(qiáng)行進(jìn)中的安全性和穩(wěn)定性。
另一方面，在以低速行進(jìn)期間方向盤經(jīng)常被突然轉(zhuǎn)動(dòng)以至于在許多情況中基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I6大于基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I5。因此，在低速行進(jìn)期間幾乎都選擇基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I6。當(dāng)轉(zhuǎn)向角速度變大的時(shí)候，響應(yīng)被認(rèn)為是最重要的。
因此，在低速行進(jìn)中，將轉(zhuǎn)向角速度用作參考，設(shè)定較小的基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I6以便于提高方向盤的可操作性或者響應(yīng)。換句話說(shuō)，如果行進(jìn)速度在某種程度上增加，則足夠開(kāi)度所確保的控制流QP使得有可能當(dāng)突然轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的時(shí)候確保響應(yīng)。
控制器C將待機(jī)流電流指示值I7加上如上所述選擇的電流指示值I5或者I6，并且將這樣相加所得的結(jié)果值輸出到驅(qū)動(dòng)裝置16作為螺線管電流指示值SI。
因?yàn)榇龣C(jī)電流指示值I7的相加，即使當(dāng)基于轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向角速度和車輛速度的全部電流指示值都是零的時(shí)候，螺線管電流指示值SI保持在預(yù)定的大小。為了這個(gè)原因，將預(yù)定的油流一直提供給轉(zhuǎn)向閥9。然而，就防止能量損失而言，當(dāng)動(dòng)力缸8和轉(zhuǎn)向閥9所需求的流QM是零的時(shí)候在流量控制閥V中的流體理想的變?yōu)榱?。特定地，如果控制流QP是零，則從泵P流出的總油量從油箱口11循環(huán)回泵P或者油箱T。從油箱口11返回到泵P或者油箱T的油流通道在主體B中非常短，以至于幾乎不產(chǎn)生壓力損失。由于極低程度的壓力損失，泵P的驅(qū)動(dòng)扭矩被控制為最小值，導(dǎo)致了和控制驅(qū)動(dòng)扭矩差不多的能量節(jié)約。在這篇文章中，當(dāng)所需的流體QM是零的時(shí)候控制流體QP也被降低到零的事實(shí)具有防止能量損失的優(yōu)點(diǎn)。
盡管如此，即使當(dāng)所需的流QM是零的時(shí)候也要維持待機(jī)流QS。這是因?yàn)?1)防止系統(tǒng)中的滯塞。通過(guò)系統(tǒng)的待機(jī)流QS的循環(huán)能夠起到冷卻效應(yīng)。
(2)確保響應(yīng)。如上所述，維持待機(jī)流QS比在缺乏保持待機(jī)流QS的情況中節(jié)省了更多的用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)控制流QP的時(shí)間。所得結(jié)果的時(shí)間差影響響應(yīng)。結(jié)果，維持待機(jī)流QS使得提高了響應(yīng)。
(3)消除例如像反沖等這樣的干擾和回位轉(zhuǎn)矩?；匚晦D(zhuǎn)矩或者干擾的反作用力作用在車輪上，然后作用在動(dòng)力缸8的連桿上。如果不保持待機(jī)流，對(duì)回位轉(zhuǎn)矩或者干擾的反作用力使得車輪不穩(wěn)定。但是，保持待機(jī)流使得即使當(dāng)反作用力作用在車輪上的時(shí)候也能防止車輪變得不穩(wěn)定。特別地，動(dòng)力缸8的連桿與用于轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向閥9的齒輪等相嚙合。因此，在反作用力的作用的基礎(chǔ)上，也能轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向閥來(lái)在抵抗反作用力的方向上提供待機(jī)流。因此，保持待機(jī)流使得有可能消除回位轉(zhuǎn)矩和由反沖導(dǎo)致的干擾。
接著，將給出先有技術(shù)實(shí)例的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操作的描述。
當(dāng)車輛行進(jìn)的時(shí)候，控制器C輸出由基于轉(zhuǎn)向角度的螺線管電流指示值I1與相關(guān)轉(zhuǎn)向角度電流指示值I3相乘所得到的基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I5，也輸出基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I6。通過(guò)將作為極限值的基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I4應(yīng)用于根據(jù)轉(zhuǎn)向角速度的螺線管電流指示值I2來(lái)設(shè)定電流指示值I6。
然后，控制器C確定基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I5和基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I6中那個(gè)是較大值，將待機(jī)電流指示值I7加到電流指示值I5或者I6的較大的值上，以便于獲得此時(shí)的螺線管電流指示值SI。主要參考當(dāng)高速驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I5和當(dāng)?shù)退衮?qū)動(dòng)車輛時(shí)基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I6來(lái)確定螺線管電流指示值SI。
閥柱1具有在其前端形成的縫隙13。即使當(dāng)閥柱1在如圖7中所圖解說(shuō)明的正常位置中的時(shí)候，縫隙13能夠建立伺服室2和可變孔板a之間的連通。特別地，即使當(dāng)閥柱1在正常位置中的時(shí)候，從泵孔4提供到伺服室2的壓力油還通過(guò)縫隙13、流動(dòng)通道6、可變孔板a和流動(dòng)通道7提供到轉(zhuǎn)向閥9。由于這樣提供壓力油，系統(tǒng)成功地實(shí)現(xiàn)了防止滯塞和例如反沖等這樣的干擾并確保響應(yīng)。
圖7圖解說(shuō)明了用于驅(qū)動(dòng)螺線管SOL而設(shè)置的并且連接到控制器C和螺線管SOL、節(jié)流閥17和18和安全閥19的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器16。
在如上所述的先有技術(shù)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，增加待機(jī)電流指示值Is來(lái)用于防止系統(tǒng)被滯塞、確保響應(yīng)和消除例如反沖等這樣的干擾和回位轉(zhuǎn)矩。
然而，上述響應(yīng)主要需要在低速車輛速度中，而在高速車輛速度中不太需要。這是因?yàn)楫?dāng)高速行駛的時(shí)候較高的響應(yīng)導(dǎo)致不穩(wěn)定的操作。在先有技術(shù)系統(tǒng)中，固定待機(jī)電流指示值以便于在其中需要較高響應(yīng)的低速車輛速度設(shè)定待機(jī)流。
設(shè)定關(guān)于低速車輛速度的待機(jī)流導(dǎo)致了由于在高速行進(jìn)中提供超出所需的待機(jī)流而產(chǎn)生的能量損失的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠在高速行進(jìn)期間防止不必要的待機(jī)流的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
本發(fā)明的第一個(gè)特征是提供了一個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它包括用于控制動(dòng)力缸的轉(zhuǎn)向閥；在轉(zhuǎn)向閥上游設(shè)置的可變孔板；用于控制可變孔板的開(kāi)度的螺線管；用于控制用于驅(qū)動(dòng)螺線管的螺線管電流指示值SI的控制器；連接到控制器的轉(zhuǎn)向角度傳感器和車輛速度傳感器；用于將從泵提供的流體分成依據(jù)可變孔板的開(kāi)度而提供給轉(zhuǎn)向閥的控制流體和循環(huán)回油箱或者泵的回流的流量控制閥，在第一個(gè)特征中，控制器基于依據(jù)從轉(zhuǎn)向角度傳感器提供的轉(zhuǎn)向角度的電流指示值，依據(jù)轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值和基于車輛速度的電流指示值來(lái)確定基本電流指示值，并且將待機(jī)電流指示值與基本電流指示值相加，輸出相加所得的結(jié)果值作為螺線管電流指示值，并且根據(jù)車輛速度來(lái)改變待機(jī)電流指示值。
本發(fā)明的第二個(gè)特征是提供了一個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它包括用于控制動(dòng)力缸的轉(zhuǎn)向閥；在轉(zhuǎn)向閥上游設(shè)置的可變孔板；用于控制可變孔板的開(kāi)度的螺線管；用于控制用于驅(qū)動(dòng)螺線管的螺線管電流指示值SI的控制器；連接到控制器的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器和車輛速度傳感器；用于將從泵提供的流體分成依據(jù)可變孔板的開(kāi)度而提供給轉(zhuǎn)向閥的控制流體和循環(huán)回油箱或者泵的回流的流量控制閥，在第二個(gè)特征中，控制器基于依據(jù)由轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的電流指示值和依據(jù)由車輛速度傳感器檢測(cè)的車輛速度的電流指示值確定基本電流指示值，并且將待機(jī)電流指示值與基本電流指示值相加，輸出相加所得的結(jié)果值作為螺線管電流指示值，并且根據(jù)車輛速度來(lái)改變待機(jī)電流指示值。
本發(fā)明的第三個(gè)特征是提供了一個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它包括用于控制動(dòng)力缸的轉(zhuǎn)向閥；在轉(zhuǎn)向閥上游設(shè)置的可變孔板；用于控制可變孔板的開(kāi)度的螺線管；用于控制用于驅(qū)動(dòng)螺線管的螺線管電流指示值SI的控制器；連接到控制器的轉(zhuǎn)向角度傳感器、車輛速度傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器；用于將從泵提供的流體分成依據(jù)可變孔板的開(kāi)度而提供給轉(zhuǎn)向閥的控制流體和循環(huán)回油箱或者泵的回流的流量控制閥，在第三個(gè)特征中，控制器基于依據(jù)從轉(zhuǎn)向角度傳感器提供的轉(zhuǎn)向角度的電流指示值，依據(jù)轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值和基于車輛速度的電流指示值確定基本電流指示值，并且將待機(jī)電流指示值與基本電流指示值相加，輸出相加所得的結(jié)果值作為螺線管電流指示值，并且根據(jù)由發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)或者泵的沖程來(lái)改變待機(jī)電流指示值。
本發(fā)明的第四個(gè)特征是提供了一個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它包括用于控制動(dòng)力缸的轉(zhuǎn)向閥；在轉(zhuǎn)向閥上游設(shè)置的可變孔板；用于控制可變孔板的開(kāi)度的螺線管；用于控制用于驅(qū)動(dòng)螺線管的螺線管電流指示值SI的控制器；連接到控制器的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器、車輛速度傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器；用于將從泵提供的流體分成依據(jù)可變孔板的開(kāi)度而提供給轉(zhuǎn)向閥的控制流體和循環(huán)回油箱或者泵的回流的流量控制閥，在第四個(gè)特征中，控制器基于依據(jù)由轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的電流指示值和依據(jù)由車輛速度傳感器檢測(cè)的車輛速度的電流指示值確定基本電流指示值，并且將待機(jī)電流指示值與基本電流指示值相加，輸出相加所得的結(jié)果值作為螺線管電流指示值，并且根據(jù)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)或者泵的沖程來(lái)改變待機(jī)電流指示值。
依據(jù)第一和第二個(gè)特征，根據(jù)車輛速度來(lái)改變待機(jī)電流指示值Is。因此，在中速或者高速車輛速度的時(shí)候減小螺線管電流指示值Is有可能防止在高速車輛速度中不必要的待機(jī)流。
依據(jù)第三和第四個(gè)特征，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)或者泵的沖程來(lái)改變待機(jī)電流指示值。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)或者泵的高速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速中減小螺線管電流指示值Is有可能防止在高速車輛速度中多余的待機(jī)流。


圖1是圖解說(shuō)明在第一個(gè)實(shí)施例中控制器C的控制系統(tǒng)的圖。
圖2是顯示延遲控制的特征的圖表。
圖3是圖解說(shuō)明在第二個(gè)實(shí)施例中的控制器C的控制系統(tǒng)的圖。
圖4是圖解說(shuō)明在第三個(gè)實(shí)施例中的控制器C的控制系統(tǒng)的圖。
圖5是顯示在待機(jī)流Q和車輛速度V之間關(guān)系的圖表。
圖6是圖解說(shuō)明在第四個(gè)實(shí)施例中的控制器C的控制系統(tǒng)的圖。
圖7是圖解說(shuō)明在先有技術(shù)中的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總圖。
圖8是圖解說(shuō)明先有技術(shù)的控制器C的控制系統(tǒng)的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1圖解說(shuō)明第一個(gè)實(shí)施例的控制器C的控制系統(tǒng)。在第一個(gè)實(shí)施例的情況中，除了控制器C之外，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有與先有技術(shù)實(shí)例相同的構(gòu)造，包括如圖7中所圖解說(shuō)明的流量控制閥V、動(dòng)力缸8、轉(zhuǎn)向閥9等，以下將給出控制器C的控制系統(tǒng)的描述。
如圖1中所圖解說(shuō)明的，控制器C確定基于由轉(zhuǎn)向角度傳感器14檢測(cè)的轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I1和基于由通過(guò)微分轉(zhuǎn)向角度而計(jì)算的轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I2。注意到可以附加提供一個(gè)轉(zhuǎn)向角速度傳感器來(lái)確定基于由這個(gè)轉(zhuǎn)向角速度傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I2。
根據(jù)將轉(zhuǎn)向角度和控制流QP之間的關(guān)系給定為線性特性的理論值來(lái)確定轉(zhuǎn)向角度和電流指示值I1之間的關(guān)系。也可以根據(jù)將轉(zhuǎn)向角速度和控制流QP之間的關(guān)系給定為線性特性的理論值來(lái)確定轉(zhuǎn)向角速度和電流指示值I2之間的關(guān)系。
控制器C基于車輛速度傳感器15的檢測(cè)值輸出相關(guān)轉(zhuǎn)向角度電流指示值I3和相關(guān)轉(zhuǎn)向角速度電流指示值I4。當(dāng)車輛速度是零或者是非常低的速度的時(shí)候減小電流指示值I3，當(dāng)車輛速度超過(guò)固定速度的時(shí)候?qū)⑵漭敵鰹?。當(dāng)車輛速度是零或者非常低的速度的時(shí)候以大于1的值來(lái)輸出電流指示值I4，當(dāng)車輛速度超過(guò)固定速度的時(shí)候?qū)⑵漭敵鰹??？刂破鰿將基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I1與電流指示值I3相乘，還將基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I2與電流指示值I4相乘。
如上所述，為了防止當(dāng)車輛停止的時(shí)候或者當(dāng)以非常低的速度驅(qū)動(dòng)車輛的時(shí)候轉(zhuǎn)動(dòng)的方向盤的能量損失執(zhí)行電流指示值I1與基于車輛速度的電流指示值I3的乘積。例如，當(dāng)把車輛開(kāi)進(jìn)車庫(kù)的時(shí)候，經(jīng)常是用在暫時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)并轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的狀態(tài)下來(lái)停車。在這種情況中，輸出依據(jù)轉(zhuǎn)向角度而確定的電流指示值I1作為螺線管電流指示值SI以至于將多余的流體同樣提供到轉(zhuǎn)向閥9。為了防止這種情況中的能量損失，當(dāng)車輛速度是零或者非常低的速度的時(shí)候，用電流指示值I1乘上電流指示值I3來(lái)減少基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I1。
然而，如上所述減小電流指示值I3導(dǎo)致了當(dāng)駕駛員開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)保持在已經(jīng)旋轉(zhuǎn)位置中的方向盤的時(shí)候降低了響應(yīng)。因此，當(dāng)車輛速度是零或者非常低的速度的時(shí)候，控制器C用基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I2乘上作為較大值輸出的電流指示值I4，以便于確保充分的響應(yīng)。
在基于車輛速度的電流指示值I3、I4與電流指示值I1、I2的乘積以后，每個(gè)所得到的結(jié)果值(I1×I3)和(I2×I4)都受到延遲控制。執(zhí)行延遲控制用于當(dāng)突然并且急劇的降低被輸入的電流指示值的時(shí)候減小被輸入電流指示值的降低率。如圖2中所圖解說(shuō)明的，例如，方向盤旋轉(zhuǎn)60度，然后返回到中心位置，然后再旋轉(zhuǎn)60度。在這樣的情況中，基于轉(zhuǎn)向角度和基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I1和I2臨時(shí)降低到零然后再增加。換句話說(shuō)，每個(gè)電流指示值I1、I2形成由圖2中虛線指示的字母V的形狀。如果將值I1或者I2直接輸出作為螺線管電流指示值SI，則在提供給轉(zhuǎn)向閥9的流體的突然改變使得駕駛員在操作當(dāng)中感到不舒服。
因此，為了解決上述的麻煩，在值(I1×I3)和(I2×I4)上執(zhí)行延遲控制。特別的，當(dāng)輸入的值突然降低的時(shí)候，延遲控制使得電流指示值的降低比例比較小以便于如圖2中實(shí)線所示逐漸降低電流指示值。這種方式防止了在方向盤零度角位置周圍電流指示值的突然急劇變化，從而避免引起駕駛員的不舒適。
在上述延遲控制以后，控制器C用電流指示值乘上相應(yīng)于基于車輛速度的電流指示值I5、I6。在低速車輛速度時(shí)每個(gè)電流指示值I5、I6輸出為1，而在最大速度時(shí)輸出為小于1的小數(shù)值。因?yàn)檫@個(gè)原因，在低速車輛速度的時(shí)候直接輸出被輸入的值。車輛速度越高，輸出的值越小。換句話說(shuō)，在低速車輛速度的時(shí)候保持較高的響應(yīng)而在高速車輛速度的時(shí)候降低響應(yīng)。以這種方式依據(jù)車輛速度改變響應(yīng)的原因是在高速車輛速度的時(shí)候不太需要較高的響應(yīng)而在低速車輛速度的時(shí)候大多數(shù)情況中都需要較高的響應(yīng)。
控制器將根據(jù)車輛速度而設(shè)定的作為極限值的每個(gè)電流指示值I7、I8應(yīng)用于從乘積產(chǎn)生的相應(yīng)的電流指示值上。特別的，如果乘積所得的結(jié)果值超過(guò)了此時(shí)基于車輛速度的電流指示值I7或者I8，則消除超出的數(shù)量并且輸出每個(gè)低于它們各自極限值的電流指示值。確定基于車輛速度的極限值用于防止在高速行進(jìn)期間施加多余的輔助力。
還設(shè)定電流指示值I7、I8以便于依據(jù)車輛速度來(lái)降低，并且將它們的增益設(shè)定為小于電流指示值I5、I6的增益。
接著，控制器C進(jìn)行如上所述被控制在極限值以內(nèi)的基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值和基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值之間的比較，并且采用兩者中較大的值。確定較大的電流指示值作為基本電流指示值Id。
在以上述方式獲得基本電流指示值Id以后，控制器C將待機(jī)電流指示值Is與基本電流指示值Id相加。不直接加上待機(jī)電流指示值Is。在那以前，用根據(jù)車輛速度而設(shè)定的電流指示值I9乘上待機(jī)電流指示值Is，然后加上乘積所得到的結(jié)果值。
基于車輛速度的電流指示值I9在低速車輛速度的時(shí)候輸出為1。然后在中速車輛速度的時(shí)候，隨著車輛速度的增加電流指示值I9逐漸變小。然后在高速車輛速度的時(shí)候，電流指示值I9保持在最低值。因此，在低速車輛速度的時(shí)候輸出通過(guò)基于車輛速度的電流指示值I9與待機(jī)電流指示值Is的乘積所獲得的值而不用改變，并且從中速朝著高速的車輛速度中被逐漸降低。然后在高速車輛速度的時(shí)候?qū)㈦娏髦甘局礗9維持在最低的水平。注意到即使在高速車輛速度的時(shí)候通過(guò)電流指示值I9與待機(jī)電流指示值Is的乘積所獲得的值也不會(huì)降低到零。
如上所述，依據(jù)從中速到高速的車輛速度來(lái)降低待機(jī)電流指示值，允許如圖5中所述的在從中速到高速的車輛速度中降低待機(jī)流。因此，待機(jī)流的降低防止了不必要的能量損耗。注意到在低速車輛速度時(shí)的待機(jī)流體在這里被稱為低速待機(jī)流并且類似的在高速車輛速度時(shí)的待機(jī)流體被稱為高速待機(jī)流，由此來(lái)指明待機(jī)流。
在如上所述將待機(jī)電流指示值(Is×I9)加到基本電流指示值Id以后，控制器將相加所得的結(jié)果值輸出到驅(qū)動(dòng)裝置16(見(jiàn)圖7)作為螺線管電流指示值SI。然后驅(qū)動(dòng)裝置16將相應(yīng)于螺線管電流指示值SI的激發(fā)電流輸出到螺線管SOL。
在第一個(gè)實(shí)施例中，控制器C包括了被單獨(dú)提供用于在作為增益的電流指示值I5、I6相乘以后立即將作為極限值的電流指示值I7、I8應(yīng)用到相應(yīng)的合成值上的限制器。然而，代替單獨(dú)的限制器，可以提供全面的限制器用于將作為極限值的基于車輛速度的電流指示值應(yīng)用到由待機(jī)電流指示值相加所產(chǎn)生的值上。
此外，在第一個(gè)實(shí)施例中，在執(zhí)行延遲控制以后分別乘上基于車輛速度的電流指示值I5、I6作為增益。然而，代替各自的增益乘積，可以用基于車輛速度的電流指示值乘上在值比較中被選擇的值作為全面增益。
更進(jìn)一步，可以提供一個(gè)全面的限制器用來(lái)將作為極限值的基于車輛速度的電流指示值應(yīng)用于由待機(jī)電流指示值相加所產(chǎn)生的值上，還可以用基于車輛速度的電流指示值乘上由值比較所選出的值來(lái)作為全面的增益。
接著，在圖3中圖解說(shuō)明第二個(gè)實(shí)施例。在第一個(gè)實(shí)施例中比較基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值和基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值并且從兩者中選出較大的值。然而，在第二個(gè)實(shí)施例中，這些電流指示值彼此相加。在第二個(gè)實(shí)施例中的其他結(jié)構(gòu)與在第一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)相同。
如上所述，考慮到轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向角速度的特性，控制器可以將基于轉(zhuǎn)向角度的電流指示值與基于轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值相加來(lái)獲得螺線管電流指示值SI。
在第二個(gè)實(shí)施例以及第一個(gè)實(shí)施例中，將通過(guò)待機(jī)電流指示值Is與基于車輛速度的電流指示值I9的乘積而獲得的值與基本電流指示值Id相加以便于車輛速度從中速到高速的時(shí)候減少待機(jī)流。換句話說(shuō)，如圖5中所述，隨著車輛速度的增加，待機(jī)流從低速待機(jī)流改變到高速待機(jī)流。流體中這樣的改變使得有可能在車輛速度從中速到高速的時(shí)候防止多余的待機(jī)流。
與第一個(gè)實(shí)施例類似，在第二個(gè)實(shí)施例中，還可以單獨(dú)提供限制器用于將作為極限值的電流指示值I7、I8應(yīng)用到在作為增益的電流指示值I5、I6的乘積之后立即生成的結(jié)果值上。然而，代替單個(gè)的限制器，可以提供一個(gè)全面限制器用于將作為極限值的基于車輛速度的電流指示值應(yīng)用到待機(jī)電流指示值相加的結(jié)果值上。
此外，代替增益的單獨(dú)乘積，可以用基于車輛速度的電流指示值乘上在值比較中被采用的值來(lái)作為全面增益。
更進(jìn)一步，可以提供一個(gè)全面的限制器用于將作為極限值的基于車輛速度的電流指示值應(yīng)用在由待機(jī)電流指示值相加而產(chǎn)生的值上，而且還可以用基于車輛速度的電流指示值乘上通過(guò)值比較而選出的值來(lái)作為全面增益。
接著，在圖4中圖解說(shuō)明利用轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來(lái)計(jì)算基本電流指示值Id的第三個(gè)實(shí)施例。特別的，在第三個(gè)實(shí)施例中，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器連接到控制器C上?？刂破鰿根據(jù)依據(jù)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩確定的電流指示值It和基于車輛速度的電流指示值Iv來(lái)計(jì)算基本電流指示值Id。特別的，用基于車輛速度的電流指示值Iv乘上基于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的電流指示值It來(lái)獲得基本電流指示值Id。然后將待機(jī)電流指示值Is加到基本電流指示值Id上。注意到在第三個(gè)實(shí)施例中還用根據(jù)車輛速度而設(shè)定的電流指示值I9乘上待機(jī)電流指示值Is。
因此，在第三個(gè)實(shí)施例以及其他的實(shí)施例中，在車輛速度從中速到高速的時(shí)候減小待機(jī)流，使得防止了在車輛速度從中速到高速的時(shí)候所產(chǎn)生的多余的待機(jī)流。
在第一到第三個(gè)實(shí)施例中，用根據(jù)車輛速度而設(shè)定的電流指示值I9與待機(jī)電流指示值Is相乘。然而，設(shè)計(jì)控制器C可以被設(shè)計(jì)成用于存儲(chǔ)依據(jù)車輛速度的待機(jī)電流指示值Is的表格，并且執(zhí)行從依據(jù)車輛速度的表格中獲得的待機(jī)電流指示值與上述基本電流指示值Id相加。換句話說(shuō)，可以根據(jù)車輛速度來(lái)改變待機(jī)電流指示值Is。
另外，盡管在第一到第三個(gè)實(shí)施例中可以根據(jù)車輛速度來(lái)可變的控制待機(jī)電流指示值Is，但是也可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)而不是車輛速度來(lái)可變的控制待機(jī)電流指示值Is。在如圖6中所圖解說(shuō)明的第四個(gè)實(shí)施例中，也就是說(shuō)，用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器被連接到控制器C并且控制器C可以用對(duì)應(yīng)于由發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的電流指示值I10乘上待機(jī)電流指示值Is?；诎l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的電流指示值在高速發(fā)動(dòng)機(jī)速度的時(shí)候被輸出為最大值1，并且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)增加在中速發(fā)動(dòng)機(jī)速度的時(shí)候逐漸減小。然后在低速發(fā)動(dòng)機(jī)速度的時(shí)候電流指示值保持在最低水平。
在高速行進(jìn)期間發(fā)動(dòng)機(jī)典型地具有較高的轉(zhuǎn)數(shù)。從這個(gè)方面，能夠得出當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)較高的時(shí)候車輛速度也較快的結(jié)論。然后，設(shè)定待機(jī)電流指示值Is以便于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)具有較高轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)候被逐漸減少。如同根據(jù)車輛速度而設(shè)定待機(jī)電流指示值的情況，這樣設(shè)定待機(jī)電流指示值允許在車輛速度從中速到高速的時(shí)候防止產(chǎn)生多余的待機(jī)流。
另外，發(fā)動(dòng)機(jī)與泵相連接，以至于泵的沖程數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)成比例。因此，可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器來(lái)檢測(cè)泵的沖程數(shù)，可以用如上所述利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的類似的方式來(lái)根據(jù)檢測(cè)的泵的沖程數(shù)可變的控制待機(jī)電流指示值Is。
此外，控制器C可以被設(shè)計(jì)成存儲(chǔ)依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)或者泵的沖程數(shù)而確定的待機(jī)電流指示值Is的表格，并且從表格中獲得依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)或者泵的沖程數(shù)的待機(jī)電流指示值用于所獲得的待機(jī)電流指示值與前述的基本電流指示值Id的相加。也就是說(shuō)，可以這樣設(shè)定待機(jī)電流指示值以便于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)或者泵的沖程數(shù)來(lái)改變。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括用于控制動(dòng)力缸的轉(zhuǎn)向閥；在轉(zhuǎn)向閥上游設(shè)置的可變孔板；用于控制可變孔板的開(kāi)度的螺線管；用于控制用來(lái)驅(qū)動(dòng)螺線管的螺線管電流指示值SI的控制器；被連接到控制器的轉(zhuǎn)向角度傳感器和車輛速度傳感器；和將從泵提供的流體分配成依據(jù)可變孔板開(kāi)度而提供給轉(zhuǎn)向閥的控制流和循環(huán)回油箱或者泵的回流的流量控制閥，上述控制器基于依據(jù)從轉(zhuǎn)向角度傳感器提供的轉(zhuǎn)向角度的電流指示值、依據(jù)轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值和依據(jù)車輛速度的電流指示值來(lái)確定基本電流指示值，將待機(jī)電流指示值與基本電流指示值相加，輸出相加所得的結(jié)果值作為螺線管電流指示值，和根據(jù)車輛速度來(lái)改變上述待機(jī)電流指示值。
2.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括用于控制動(dòng)力缸的轉(zhuǎn)向閥；在轉(zhuǎn)向閥上游設(shè)置的可變孔板；用于控制可變孔板的開(kāi)度的螺線管；用于控制用來(lái)驅(qū)動(dòng)螺線管的螺線管電流指示值SI的控制器；被連接到控制器的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器和車輛速度傳感器；和將從泵提供的流體分配成依據(jù)可變孔板開(kāi)度而提供給轉(zhuǎn)向閥的控制流和循環(huán)回油箱或者泵的回流的流量控制閥，上述控制器基于依據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的電流指示值和依據(jù)通過(guò)車輛速度傳感器檢測(cè)的車輛速度的電流指示值來(lái)確定基本電流指示值，將待機(jī)電流指示值與基本電流指示值相加，輸出相加所得的結(jié)果值作為螺線管電流指示值，和根據(jù)車輛速度來(lái)改變上述待機(jī)電流指示值。
3.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括用于控制動(dòng)力缸的轉(zhuǎn)向閥；在轉(zhuǎn)向閥上游設(shè)置的可變孔板；用于控制可變孔板的開(kāi)度的螺線管；用于控制用來(lái)驅(qū)動(dòng)螺線管的螺線管電流指示值SI的控制器；被連接到控制器的轉(zhuǎn)向角度傳感器、車輛速度傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器；和將從泵提供的流體分配成依據(jù)可變孔板開(kāi)度而提供給轉(zhuǎn)向閥的控制流和循環(huán)回油箱或者泵的回流的流量控制閥，上述控制器基于依據(jù)從轉(zhuǎn)向角度傳感器提供的轉(zhuǎn)向角度的電流指示值、依據(jù)轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值和依據(jù)車輛速度的電流指示值來(lái)確定基本電流指示值，將待機(jī)電流指示值與基本電流指示值相加，輸出相加所得的結(jié)果值作為螺線管電流指示值，和根據(jù)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)或者泵的沖程數(shù)來(lái)改變上述待機(jī)電流指示值。
4.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括用于控制動(dòng)力缸的轉(zhuǎn)向閥；在轉(zhuǎn)向閥上游設(shè)置的可變孔板；用于控制可變孔板的開(kāi)度的螺線管；用于控制用來(lái)驅(qū)動(dòng)螺線管的螺線管電流指示值SI的控制器；被連接到控制器的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器、車輛速度傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器；和將從泵提供的流體分配成依據(jù)可變孔板開(kāi)度而提供給轉(zhuǎn)向閥的控制流和循環(huán)回油箱或者泵的回流的流量控制閥，上述控制器基于依據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的電流指示值和依據(jù)車輛速度傳感器檢測(cè)的車輛速度的電流指示值來(lái)確定基本電流指示值，將待機(jī)電流指示值與基本電流指示值相加，輸出相加所得的結(jié)果值作為螺線管電流指示值，和根據(jù)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)或者泵的沖程數(shù)來(lái)改變上述待機(jī)電流指示值。
全文摘要
動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠防止在高速行進(jìn)中產(chǎn)生的多余待機(jī)流。控制器C根據(jù)依據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)向角度傳感器14檢測(cè)的轉(zhuǎn)向角度的電流指示值I1、依據(jù)轉(zhuǎn)向角速度的電流指示值I2和依據(jù)車輛速度的電流指示值I5、I6來(lái)確定基本電流指示值Id，并且將待機(jī)電流指示值Is與基本電流指示值Id相加，將相加所得的結(jié)果值輸出作為螺線管電流指示值SI，根據(jù)車輛速度來(lái)改變待機(jī)電流指示值Is。
文檔編號(hào)B62D5/06GK1454809SQ0314099
公開(kāi)日2003年11月12日 申請(qǐng)日期2003年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月25日
發(fā)明者清水升, 有田恒文, 島直人, 高井正史 申請(qǐng)人:卡亞巴工業(yè)株式會(huì)社