專利名稱：動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及車輛的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，更具體地，涉及一種汽車的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它根據(jù)一個從方向盤輸出的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩操作一個動力缸以放大轉(zhuǎn)向扭矩。
近年來，已經(jīng)披露了各種各樣的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，一個這種系統(tǒng)在臨時公開號為JP2002-14508
公開日為2002年5月22日并且被指定給本發(fā)明的受讓人的日本專利中被披露。該公開的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個連接到方向盤的轉(zhuǎn)向軸，一個連接到轉(zhuǎn)向軸下端的輸出軸，一個設(shè)置在輸出軸下端的小齒輪，一個接合小齒輪的齒條，一個與齒條關(guān)聯(lián)的動力缸，一個通過第一通道和第二通道選擇地將液壓流體供應(yīng)給在動力缸左側(cè)的第一液壓室和在動力缸右側(cè)的第二液壓室的雙向旋轉(zhuǎn)油泵，一個形成在第一通道和第二通道之間的旁路通道，和一個設(shè)在旁路通道中的用于打開和關(guān)上旁路通道的電磁閥。
當(dāng)方向盤開始驅(qū)動時，一個檢測機構(gòu)檢測轉(zhuǎn)向扭矩，檢測機構(gòu)通過一個控制電路向電磁閥輸出一個關(guān)閉信號，同時雙向旋轉(zhuǎn)油泵正常旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)。以這種方式，液壓流體被選擇地從另一個液壓室和通道供應(yīng)給一個液壓室和通道。
此外，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個故障監(jiān)測電路，當(dāng)在動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，一個故障被故障監(jiān)測電路檢測到時，電磁閥被打開以提供一個故障保險操作。
發(fā)明概述在上述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，液壓管路由一個閉合管路構(gòu)成，所述液壓管路選擇地將液壓流體供應(yīng)給動力缸的每個液壓室或從動力缸的每個液壓室排出。因而，當(dāng)在第一步給液壓管路充入液壓流體時，經(jīng)由一個被設(shè)在雙向旋轉(zhuǎn)油泵和儲油器之間的單向閥，液壓流體被一個真空泵從一個儲油器抽入液壓管路中。當(dāng)空氣例如氣泡被封閉(trap in)在液壓管路中時，從儲油器抽液被再次執(zhí)行以消除被封閉的空氣。
然而，液壓管路由一個閉合管路構(gòu)成，因而，抽液僅僅通過一個雙向旋轉(zhuǎn)泵的容積被執(zhí)行，導(dǎo)致用于充液操作的時間很長。另外，充液的不完全操作被頻繁地造成，需要反復(fù)的抽液操作。結(jié)果，空氣消除的困難導(dǎo)致降低了給液壓管路充入液壓流體的效率和運行的高成本。
因而，本發(fā)明的一個目的是提供一種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它能被有效地充入液壓流體。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述和其它目的，一種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個與轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)向軸，一個動力缸，該動力缸具有一對用于放大所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩的液壓室，一個液壓地連接到所述動力缸的液壓室中的一個的第一油路，一個液壓地連接到所述動力缸的液壓室中的另一個的第二油路，一個雙向旋轉(zhuǎn)泵，該雙向旋轉(zhuǎn)泵具有一個液壓地連接到所述第一油路的出油口和另一個液壓地連接到所述第二油路的出油口，一個驅(qū)動所述雙向旋轉(zhuǎn)泵的驅(qū)動單元，一個控制單元，該控制單元基于所述轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向狀態(tài)向所述驅(qū)動單元輸出一個驅(qū)動信號，一個將所述第一油路液壓地連接到所述第二油路的旁路通道，一個設(shè)于所述旁路通道中的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換，一個存儲液壓流體的儲油器，和一個通過所述開閉閥使所述旁路通道和儲油器彼此連通的第一連通通道。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個與轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)向軸，一個動力缸，該動力缸具有一對用于放大所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩的液壓室，一個液壓地連接到所述動力缸的液壓室中的一個的第一油路，一個液壓地連接到所述動力缸的液壓室中的另一個的第二油路，一個雙向旋轉(zhuǎn)泵，該雙向旋轉(zhuǎn)泵具有一個液壓地連接到所述第一油路的出油口和另一個液壓地連接到所述第二油路的出油口，一個驅(qū)動所述雙向旋轉(zhuǎn)泵的驅(qū)動單元，一個控制單元，該控制單元基于所述轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向狀態(tài)向所述驅(qū)動單元輸出一個驅(qū)動信號，一個將所述第一油路液壓地連接到所述第二油路的旁路通道，一個設(shè)于所述旁路通道中的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換，一個存儲液壓流體的儲油器，一個通過所述開閉閥使所述旁路通道和儲油器彼此連通的第一連通通道，和一個使所述雙向旋轉(zhuǎn)泵和儲油器彼此連通的第二連通通道。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，一個動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個轉(zhuǎn)向機構(gòu)，該轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有一個適合于轉(zhuǎn)向操作的輸入部分和一個適合于操作地與一個車輪關(guān)聯(lián)的輸出部分，用于將一個轉(zhuǎn)向扭矩從所述輸入部分傳遞到所述輸出部分，一個動力缸，該動力缸與所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)并具有一個第一液壓室和一個第二液壓室，用于根據(jù)在所述第一液壓室和所述第二液壓室之間的液壓差放大所述轉(zhuǎn)向扭矩，一個具有一個第一出油口和一個第二出油口的雙向旋轉(zhuǎn)泵單元，用于通過所述第一出油口和所述第二出油口的任一個供應(yīng)被增壓的液壓流體，一個第一油路，該第一油路具有液壓地連接到所述動力缸的第一液壓室的一端和液壓地連接到所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的第一出油口的一端，一個第二油路，該第二油路具有液壓地連接到所述動力缸的第二液壓室的一端和液壓地連接到所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的第二出油口的一端，一個具有液壓地連接到所述第一油路的一端和液壓地連接到所述第二油路的一端的旁路通道，一個設(shè)于所述旁路通道的中點的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換，一個通過所述開閉閥液壓地連接到所述旁路通道的儲油器，和一個控制單元，用于控制所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的運行和所述開閉閥的操作。
根據(jù)本發(fā)明的還一方面，一個動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括用于傳遞轉(zhuǎn)向扭矩的轉(zhuǎn)向裝置，一個動力缸，該動力缸與所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)并具有一個第一液壓室和一個第二液壓室，用于根據(jù)在所述第一液壓室和所述第二液壓室之間的液壓差放大所述轉(zhuǎn)向扭矩，用來供應(yīng)被增壓的液壓流體的雙向泵送裝置，用于液壓地將所述動力缸的第一液壓室連接到所述雙向泵送裝置的第一連接裝置，用于液壓地將所述動力缸的第二液壓室連接到所述雙向泵送裝置的第二連接裝置，用于液壓地將所述第一油路連接到所述第二油路的旁路裝置，用于在所述旁路裝置的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換的開關(guān)裝置，用于存儲液壓流體的儲油器裝置，用于通過所述開關(guān)裝置將所述旁路裝置液壓地連接到儲油器裝置的連通裝置，和用于控制所述雙向泵送裝置的運行和所述開關(guān)裝置的操作的控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種給動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的方法，所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個與轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)向軸，一個動力缸，該動力缸具有一對用于放大所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩的液壓室，一個液壓地連接到所述動力缸的液壓室中的一個的第一油路，一個液壓地連接到所述動力缸的液壓室中的另一個的第二油路，一個雙向旋轉(zhuǎn)泵，該雙向旋轉(zhuǎn)泵具有一個液壓地連接到所述第一油路的出油口和另一個液壓地連接到所述第二油路的出油口，一個驅(qū)動所述雙向旋轉(zhuǎn)泵的驅(qū)動單元，一個控制單元，該控制單元基于所述轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向狀態(tài)向所述驅(qū)動單元輸出一個驅(qū)動信號，一個將所述第一油路液壓地連接到所述第二油路的旁路通道，一個設(shè)于所述旁路通道中的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換，一個存儲液壓流體的儲油器，和一個使所述開閉閥和儲油器彼此連通的第一連通通道，所述方法包括一個打開所述開閉閥的第一操作，一個通過所述第一連通通道排出所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的空氣的第二操作，和一個通過所述第一連通通道給所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的第三操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種給動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的方法，所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個與轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)向軸，一個動力缸，該動力缸具有一對用于放大所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩的液壓室，一個液壓地連接到所述動力缸的液壓室中的一個的第一油路，一個液壓地連接到所述動力缸的液壓室中的另一個的第二油路，一個雙向旋轉(zhuǎn)泵，該雙向旋轉(zhuǎn)泵具有一個液壓地連接到所述第一油路的出油口和另一個液壓地連接到所述第二油路的出油口，一個驅(qū)動所述雙向旋轉(zhuǎn)泵的驅(qū)動單元，一個控制單元，該控制單元基于所述轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向狀態(tài)向所述驅(qū)動單元輸出一個驅(qū)動信號，一個將所述第一油路液壓地連接到所述第二油路的旁路通道，一個設(shè)于所述旁路通道中的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換，一個存儲液壓流體的儲油器，一個通過所述開閉閥使旁路通道和儲油器彼此連通的第一連通通道，和一個使所述雙向旋轉(zhuǎn)泵和儲油器彼此連通的第二連通通道，所述方法包括一個打開所述開閉閥的第一操作，和一個通過所述第二連通通道給所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的第二操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操作的方法包括一個轉(zhuǎn)向機構(gòu)，該轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有一個適合于轉(zhuǎn)向操作的輸入部分和一個適合于操作地與一個車輪關(guān)聯(lián)的輸出部分，用于將一個轉(zhuǎn)向扭矩從所述輸入部分傳遞到所述輸出部分，一個動力缸，該動力缸與所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)并具有一個第一液壓室和一個第二液壓室，用于根據(jù)在所述第一液壓室和所述第二液壓室之間的液壓差放大所述轉(zhuǎn)向扭矩，一個具有一個第一出油口和一個第二出油口的雙向旋轉(zhuǎn)泵單元，用于通過所述第一出油口和所述第二出油口的任一個供應(yīng)被增壓的液壓流體，一個第一油路，該第一油路具有液壓地連接到所述動力缸的第一液壓室的一端和液壓地連接到所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的第一出油口的一端，一個第二油路，該第二油路具有液壓地連接到所述動力缸的第二液壓室的一端和液壓地連接到所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的第二出油口的一端，一個具有液壓地連接到所述第一油路的一端和液壓地連接到所述第二油路的一端的旁路通道，一個設(shè)于所述旁路通道的中點的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換，一個通過所述開閉閥液壓地連接到所述旁路通道的儲油器，和一個控制單元，用于控制所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的運行和所述開閉閥的操作，所述方法包括，檢測一個初始轉(zhuǎn)向扭矩，確定所述初始轉(zhuǎn)向扭矩是否大于或等于一個第一預(yù)定值，當(dāng)所述初始轉(zhuǎn)向扭矩大于或等于所述第一預(yù)定值時，關(guān)閉所述開閉閥并給所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元通電，在給所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元通電之后，確定所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元是否是運轉(zhuǎn)著的，當(dāng)所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元是不運轉(zhuǎn)的時，打開所述開閉閥并將所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元斷電，當(dāng)所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元是運轉(zhuǎn)著的時，檢測一個當(dāng)前的轉(zhuǎn)向扭矩，確定所述當(dāng)前的轉(zhuǎn)向扭矩是否小于或等于一個第二預(yù)定值，和當(dāng)所述當(dāng)前的轉(zhuǎn)向扭矩小于或等于所述第二預(yù)定值時，打開所述開閉閥。
當(dāng)接合附圖時，從下面的用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式的詳細說明，本發(fā)明的上述目的和其它目的、特征和優(yōu)點是容易明白的。
附圖的幾個視圖的簡要說明

圖1是一個示意圖，描述了在電磁閥被打開的情況下，本發(fā)明的一個第一實施方式的的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
圖2是一個示意圖，描述了在電磁閥被關(guān)閉的情況下，本發(fā)明的第一實施方式的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
圖3是一個流程圖，描述了本發(fā)明實施方式的一個控制單元的控制操作。
圖4是一個示意圖，描述了在電磁閥被關(guān)閉的情況下，本發(fā)明的一個第二實施方式的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
發(fā)明的詳細說明現(xiàn)在參考圖1和2，其中展示了一個本發(fā)明的第一實施方式的自動動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。概括的說，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被如下構(gòu)造，一個方向盤SW作為一個轉(zhuǎn)向輸入裝置被連接到一個轉(zhuǎn)向軸1的上部部分，一個齒條R和一個小齒輪P作為一個轉(zhuǎn)向機構(gòu)被設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸1的輸出軸或下部部分，用于傳遞一個轉(zhuǎn)向扭矩，一個扭矩傳感器TS被設(shè)置在輸出軸的下端，用于檢測用來轉(zhuǎn)動方向盤SW的轉(zhuǎn)向扭矩和一個經(jīng)由轉(zhuǎn)向前輪的來自道路的輸入，一個動力缸2與齒條R操作地關(guān)聯(lián)，用于放大轉(zhuǎn)向扭矩，一個液壓管路3將液壓供應(yīng)給動力缸2，一個電動機M作為一個驅(qū)動單元被提供用于驅(qū)動一個作為液壓管路3中的雙向旋轉(zhuǎn)泵的齒輪泵10，一個電子控制裝置作為一個控制單元5被提供用于控制一個作為液壓管路3中的開閉閥的電磁閥4。
詳細地，控制單元5包括一個扭矩傳感器信號接通電路，一個電動機控制計算電路，一個電動機激勵電路，一個故障監(jiān)測電路，和一個電磁閥激勵電路。控制單元5的這些電路的功能稍后描述。
動力缸2包括一個在車輛的橫向方向上延伸的缸筒部分，一個與齒條R操作地關(guān)聯(lián)并被插入通過缸筒部分的活塞桿6，和一個被固定到活塞桿6的用于在缸筒部分中滑動的活塞7。缸筒部分的內(nèi)部空間被活塞7分隔以確定一個第一液壓室2a和一個第二液壓室2b。
液壓管路3包括一個在一端連接到液壓室2b的第一油路8，一個在一端連接到液壓室2a的第二油路9，被連接到油路8和9的另一端的齒輪泵10作為一個雙向旋轉(zhuǎn)泵能正常和反向旋轉(zhuǎn)，一個在一端連接到油路8的中點和在另一端連接到油路9的中點的旁路通道11，以及設(shè)在旁路通道11的中點的電磁閥4。
控制單元5的扭矩傳感器信號接通電路和電動機控制計算電路基于一個來自扭矩傳感器TS的信號確定控制電動機M的操作，電動機M被控制單元5的電動機激勵電路相應(yīng)地控制，齒輪泵10被電動機M的正?；蚍聪蛐D(zhuǎn)驅(qū)動，順便提及，齒輪泵10和電動機M被整體稱作一個雙向旋轉(zhuǎn)泵單元。在該結(jié)構(gòu)中，每個被供應(yīng)給動力缸2的液壓室2a和2b的油壓都被控制，在液壓室2a和2b之間的油壓差在車輛的橫向方向上推動活塞7，從而，基于轉(zhuǎn)向狀態(tài)，例如依據(jù)方向盤SW的轉(zhuǎn)向扭矩和轉(zhuǎn)向方向，轉(zhuǎn)向維持控制或放大轉(zhuǎn)向扭矩被執(zhí)行。
齒輪泵10包括一對出油口10a和10b，以及一個泄露通道10c。被齒輪泵10的正常旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的增壓油通過出油口10b被供應(yīng)，被齒輪泵10的反向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的增壓油通過出油口10a被供應(yīng)。出油口10a被液壓地連接到油路9的一端，而出油口10b被液壓地連接到油路8的一端，從而，出油口10a和10b通過油路9和8分別被液壓地連接到液壓室2a和2b。另一方面，泄露通道10c通過一個連通通道12被液壓地連接到一個儲油器15，當(dāng)齒輪泵10中的液壓很高時，油通過連通通道12從齒輪泵10泄露到儲油器15，這防止損壞齒輪泵10。
經(jīng)由一個作為第二連通通道的連通通道18和供油通道13a以及13b，油路8和9分別被液壓地連接到儲油器15。單向閥14、14被分別設(shè)在供油通道13a和13b的中點，用于允許液壓流體從儲油器15到油路8和9的單向流動。經(jīng)由連通通道18和供油通道13a、13b，在液壓管路3中油的不足被從儲油器15補充。
電磁閥4被設(shè)在旁路通道11中，旁路通道被設(shè)在油路8和9之間，與被連接到齒輪泵10的通道平行。電磁閥4是一個常開閥，它通過通電或者通過發(fā)送由控制單元5的故障監(jiān)測電路和電磁閥激勵電路產(chǎn)生的一個ON信號或一個驅(qū)動信號被關(guān)閉，如圖2中所示，或者通過斷電或發(fā)送一個OFF信號被打開，如圖1中所示。另外，電磁閥4被液壓地連接到儲油器15，儲油器15至少存儲用于充入多個油路的液壓流體的不足數(shù)量，所述多個油路包括供油通道13a和13b，齒輪泵10，油路8和9，旁路通道11，和液壓室2a以及2b。存儲在儲油器15中的液壓流體被一個被設(shè)立的增壓系統(tǒng)增壓并通過一個作為第一連通通道的連通通道19被供應(yīng)給液壓管路3，所述連通通道19被電磁閥4的一個滑閥打開。順便說說，連通通道19的打開狀態(tài)和旁路通道11的打開狀態(tài)彼此關(guān)聯(lián)，如圖1和2中所示。
現(xiàn)在參考圖3，其中展示了控制單元5的控制操作的一個流程圖。首先，在步驟S1，初始轉(zhuǎn)向扭矩被用扭矩傳感器TS檢測并從扭矩傳感器TS讀出。然后，在步驟S2，通過將初始轉(zhuǎn)向扭矩與一個預(yù)定閥值A(chǔ)比較，確定方向盤SW是否被操作，當(dāng)轉(zhuǎn)向扭矩大于和等于閥值A(chǔ)時，確定方向盤SW被操作，當(dāng)確定是“否”或確定方向盤沒有被操作時，控制操作被返回到步驟S1并且電動機M被保持為不運轉(zhuǎn)的。另一方面，當(dāng)確定是“是”或確定方向盤被操作時，步驟S3到S7被順序執(zhí)行。
在步驟S3，一個ON信號(通電信號)被輸出到電磁閥4以關(guān)閉旁路通道11。在步驟S4，一個用于電動機旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)電流被計算。在步驟S5，基于用于電動機旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)電流，一個命令電壓被計算。在步驟S6，被實際應(yīng)用到電動機M的電流和電壓或步驟S5中計算的命令電壓的數(shù)量被讀出。然后，在步驟S7中，電動機M的旋轉(zhuǎn)速度由下列公式計算。
N＝(V-L(dI/dt)-IR)/ke其中N代表電動機M的旋轉(zhuǎn)速度(rpm)，V代表被應(yīng)用到電動機M的電壓(V)，L代表電感(H)，I代表通過電動機M的電流數(shù)量(A)，R代表電動機M的繞組電阻(Ω)，以及ke代表一個電動勢常數(shù)(V/rpm)。
然后，在步驟S8中，將在步驟S7中計算的電動機M的旋轉(zhuǎn)速度N與零比較，當(dāng)電動機M的旋轉(zhuǎn)速度N等于零時，確定在電動機M或齒輪泵10中有一個故障，然后步驟S9被執(zhí)行。另一方面，當(dāng)電動機M的旋轉(zhuǎn)速度N不等于零時，確定在動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中沒有故障，然后步驟S13被執(zhí)行。在步驟S9中，確定電動機M的旋轉(zhuǎn)速度N在時間t期間是否仍舊是零，以防止一個故障的錯誤辨識，當(dāng)確定是“是”或在時間t期間電動機M的旋轉(zhuǎn)速度N仍舊是零時，步驟S10被執(zhí)行。另一方面，當(dāng)確定是“否”或在時間t期間電動機M的旋轉(zhuǎn)速度N并非仍舊是零時，步驟S13被執(zhí)行。
在步驟S10中，基于在步驟S9中的判定，確定在動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中有一個故障。然后，在步驟S11中，如圖1中所示，通過斷電或發(fā)送一個OFF信號，電磁閥4被打開，以致動力缸2的液壓室2a和液壓室2b通過油路8和9以及旁路通道11被彼此連通。然后，在步驟S12中，電動機M被斷電，因而，控制單元5的控制操作的流程被結(jié)束。
另一方面，在步驟S13中，一個當(dāng)前的轉(zhuǎn)向扭矩被與一個預(yù)定閥值B比較，以確定轉(zhuǎn)向扭矩是否正在下降。確定轉(zhuǎn)向扭矩是否小于或等于閥值B，當(dāng)確定是“否”或轉(zhuǎn)向扭矩大于閥值B時，則確定轉(zhuǎn)向扭矩正在下降，然后控制操作返回到步驟S3。另一方面，當(dāng)確定是“是”或者轉(zhuǎn)向扭矩小于或等于閥值B時，則確定轉(zhuǎn)向扭矩不是正在下降，然后步驟S14被執(zhí)行。在步驟S14中，電磁閥4通過斷電或發(fā)送一個OFF信號被打開，以致動力缸2的液壓室2a和液壓室2b通過油路8和9以及旁路通道11彼此連通，從而，較好的轉(zhuǎn)向感覺被獲得。
順便提及，為了較好的轉(zhuǎn)向感覺，將轉(zhuǎn)向輪的反作用力或恢復(fù)力反饋給方向盤是重要的，對于一個小的反作用力它是特別重要的。在上述傳統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，從動力缸中排出的液壓流體循環(huán)通過齒輪泵，以提升每個液壓室中的油壓。因而，轉(zhuǎn)向輪的反作用力沒有被正確地反饋給方向盤，這導(dǎo)致一種不自然的轉(zhuǎn)向感覺。然而，根據(jù)第一實施方式，如上所述，當(dāng)轉(zhuǎn)向扭矩靠近不工作區(qū)或中性位置時，電磁閥4被打開以致動力缸2的液壓室2a和液壓室2b中的液壓流體經(jīng)由油路8和9以及旁路通道11被排出到儲油器15，因而，轉(zhuǎn)向輪的反作用力被正確地反饋到方向盤，以提供較好的轉(zhuǎn)向感覺。
隨后是對于除了上述方向盤在正常的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)條件下被操作的情況之外的情況的實際控制操作。當(dāng)方向盤沒有被操作或車輛正在直行時，步驟S3和隨后的步驟不被執(zhí)行，因而，電動機M不運轉(zhuǎn)，電磁閥4保持打開，以打開旁路通道11。當(dāng)方向盤被操作和在動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中檢測到一個故障時，步驟S10到S12被執(zhí)行，換句話說，電磁閥4被斷電以打開，并且電動機M也被斷電。因而，動力缸2的液壓室2a和2b彼此連通，從而，當(dāng)在動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中有一個故障時，轉(zhuǎn)向感覺的降低被防止，至少確保手動轉(zhuǎn)向操作的功能和轉(zhuǎn)向感覺。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在給動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的操作方面有改善。當(dāng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被裝配好時，液壓管路3被充入液壓流體，盡管點火開關(guān)處于斷開位置，但被存儲在與電磁閥4連通的儲油器15中的液壓流體經(jīng)由連通通道19被設(shè)立的增壓系統(tǒng)供應(yīng)給旁路通道11，因而，液壓流體被轉(zhuǎn)移到旁路通道11，并經(jīng)由油路9和8被供應(yīng)給動力缸2的液壓室2a和2b，同時液壓流體經(jīng)由油路8和9被供應(yīng)給齒輪泵10。最后，液壓流體被循環(huán)并返回到電磁閥4以及部分返回到儲油器15。用這種方式，液壓管路3被用液壓流體全部充滿，在那時，留在液壓管路3中的空氣被液壓流體壓到電磁閥4并經(jīng)由處于打開狀態(tài)的電磁閥4被排到外面(到儲油器)?？諝饨?jīng)由電磁閥4的排出用作消除空氣的操作，在該結(jié)構(gòu)中，不需要反復(fù)的消除空氣的操作，因而，給液壓管路充入液壓流體的操作是容易和有效的，并且系統(tǒng)的成本降低了。
現(xiàn)在參考圖4，其中展示了一個第二實施方式，第二實施方式的基本結(jié)構(gòu)與第一實施方式是同樣的。動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)另外包括在旁路通道11中設(shè)在電磁閥4兩側(cè)的單向閥16和17，用于允許液壓流體從油路8和9經(jīng)由旁路通道11到電磁閥4的單向流動。當(dāng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被裝配好時，液壓管路3不通過電磁閥4充入液壓流體，而是通過被一個設(shè)立的增壓系統(tǒng)液壓地連接到齒輪泵10的連通通道18和供油通道13a、13b充入液壓流體。
當(dāng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被裝配好時，經(jīng)由液壓地連接到齒輪泵10的單向閥14、14和供油通道13a、13b，液壓管路3被增壓系統(tǒng)充入液壓流體。被注入齒輪泵10的液壓流體經(jīng)由油路9和8被供應(yīng)給動力缸2的液壓室2a和2b，在那時，液壓流體流入旁路通道11，迫使單向閥16和17打開，流入處于打開狀態(tài)的電磁閥4，并部分返回到儲油器15。用這種方式，液壓管路3被用液壓流體全部充滿。當(dāng)液壓流體被供應(yīng)時，經(jīng)由單向閥16和17以及常開電磁閥4，在液壓管路3中的空氣被從旁路通道11壓出。因此，如同在第一實施方式的情況，給液壓管路充入液壓流體的操作是容易和有效的，并且系統(tǒng)的成本被降低，另外，單向閥16和17防止流入旁路通道11中的液壓流體和空氣倒流。在沒有倒流的情況下，液壓流體和空氣經(jīng)由電磁閥4被排出，提高了排氣的效率。
在動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作條件下，當(dāng)齒輪泵10的旋轉(zhuǎn)方向被從正常旋轉(zhuǎn)變成反向旋轉(zhuǎn)時，液壓室2a和油路9中的壓力升高，并且另一方面，經(jīng)由油路8，液壓室2b中的壓力通過齒輪泵10的抽吸被降低。在那時，油路8中的液壓流體迫使單向閥16打開，并經(jīng)由被暫時打開的電磁閥4返回到儲油器15。用這種方式，液壓室2b和油路8中的殘余壓力的產(chǎn)生被防止。因此，在液壓室2a和2b之間的液壓差的上升的特性曲線被改善，改善了轉(zhuǎn)向助力扭矩的可靠性。另一方面，當(dāng)齒輪泵10的旋轉(zhuǎn)方向被從反向旋轉(zhuǎn)變成正常旋轉(zhuǎn)時，液壓室2a和油路9中的殘余壓力的產(chǎn)生被防止，提供了相似的效果。
如上所述，當(dāng)轉(zhuǎn)向扭矩上升大于預(yù)定值以啟動齒輪泵10時，電磁閥4被通電或接收ON信號，切斷旁路通道11的連通。因而，油路8和油路9被液壓地分離，并且液壓室2a和液壓室2b也被液壓地分離，因此，有利地，液壓被選擇地供應(yīng)給液壓室2a和2b。
順便提及，齒輪泵可以用其它的雙向旋轉(zhuǎn)泵代替，開閉閥不局限于電磁閥，可以用其它的閥代替，根據(jù)車輛的規(guī)格，液壓管路3的結(jié)構(gòu)可以被適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> 申請?zhí)枮?003-101045的日本專利申請(2003年4月4日申請)的全部內(nèi)容在此引入作為參考。
盡管上述的是實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的說明，但應(yīng)該了解，本發(fā)明不局限于在此展示和描述的具體實施方式
，而是在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進行各種改變和更改，本發(fā)明由后面的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括一個與轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)向軸；一個動力缸，該動力缸具有一對用于放大所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩的液壓腔；一個液壓地連接到所述動力缸的液壓腔中的一個上的第一油路；一個液壓地連接到所述動力缸的液壓腔中的另一個上的第二油路；一個雙向旋轉(zhuǎn)泵(reversible pump)，該雙向旋轉(zhuǎn)泵具有一個液壓地連接到所述第一油路上的出油口和另一個液壓地連接到所述第二油路上的出油口；一個驅(qū)動所述雙向旋轉(zhuǎn)泵的驅(qū)動單元；一個控制單元，該控制單元基于所述轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向狀態(tài)向所述驅(qū)動單元輸出一個驅(qū)動信號；一個將所述第一油路液壓地連接到所述第二油路上的旁路通道；一個設(shè)于所述旁路通道中的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換；一個存儲液壓流體的油箱；和一個通過所述開閉閥使所述旁路通道和油箱彼此連通的第一連通通道。
2.一種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括一個與轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)向軸；一個動力缸，該動力缸具有一對用于放大所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩的液壓腔；一個液壓地連接到所述動力缸的液壓腔中的一個上的第一油路；一個液壓地連接到所述動力缸的液壓腔中的另一個上的第二油路；一個雙向旋轉(zhuǎn)泵，該雙向旋轉(zhuǎn)泵具有一個液壓地連接到所述第一油路上的出油口，和另一個液壓地連接到所述第二油路上的出油口；一個驅(qū)動所述雙向旋轉(zhuǎn)泵的驅(qū)動單元；一個控制單元，該控制單元基于所述轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向狀態(tài)向所述驅(qū)動單元輸出一個驅(qū)動信號；一個將所述第一油路液壓地連接到所述第二油路上的旁路通道；一個設(shè)于所述旁路通道中的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換；一個存儲液壓流體的油箱；一個通過所述開閉閥使所述旁路通道和油箱彼此連通的第一連通通道；和一個使所述雙向旋轉(zhuǎn)泵和油箱彼此連通的第二連通通道。
3.如權(quán)利要求1或2所述的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中所述開閉閥在被通電期間關(guān)閉所述旁路通道，以及在被斷電期間打開所述旁路通道。
4.如權(quán)利要求1或2所述的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，進一步包括一個使所述油箱和第一油路彼此連通的第一供油通道；一個設(shè)在所述第一供油通道中的第一單向閥，用于允許從所述油箱到所述第一油路的單向供應(yīng)；一個使所述油箱和第二油路彼此連通的第二供油通道；和一個設(shè)在所述第二供油通道中的第二單向閥，用于允許從所述油箱到所述第二油路的單向供應(yīng)。
5.一種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括一個轉(zhuǎn)向機構(gòu)，該轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有一個適合于轉(zhuǎn)向操作的輸入部分，和一個適合于操作地與一個車輪關(guān)聯(lián)的輸出部分，用于將一個轉(zhuǎn)向扭矩從所述輸入部分傳遞到所述輸出部分；一個動力缸，該動力缸與所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)并具有一個第一液壓腔和一個第二液壓腔，用于根據(jù)在所述第一液壓腔和所述第二液壓腔之間的液壓壓力差放大所述轉(zhuǎn)向扭矩；一個具有一個第一出油口和一個第二出油口的雙向旋轉(zhuǎn)泵單元，用于通過所述第一出油口和所述第二出油口的任一個供應(yīng)被增壓的液壓流體；一個第一油路，該第一油路具有液壓地連接到所述動力缸的第一液壓腔上的一端和液壓地連接到所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的第一出油口上的一端；一個第二油路，該第二油路具有液壓地連接到所述動力缸的第二液壓腔上的一端和液壓地連接到所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的第二出油口上的一端；一個具有液壓地連接到所述第一油路上的一端和液壓地連接到所述第二油路的一端的旁路通道；一個設(shè)于所述旁路通道的中點的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換；一個通過所述開閉閥液壓地連接到所述旁路通道的油箱；和一個控制單元，用于控制所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的運行和所述開閉閥的操作。
6.如權(quán)利要求5所述的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元被液壓地連接到所述油箱上。
7.如權(quán)利要求5或6所述的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中所述開閉閥在被通電期間關(guān)閉所述旁路通道以及在被斷電期間打開所述旁路通道。
8.如權(quán)利要求5或6所述的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，進一步包括一個第一供油通道，該第一供油通道在一端液壓地連接到所述第一油路上和在一端液壓地連接到所述油箱上；一個設(shè)在所述第一供油通道的中點的第一單向閥，用于允許從所述油箱到所述第一油路的單向流動；一個第二供油通道，該第二供油通道在一端液壓地連接到所述第二油路上和在一端液壓地連接到所述油箱上；和一個設(shè)在所述第二供油通道的中點處的第二單向閥，用于允許從所述油箱到所述第二油路的單向流動。
9.一種給動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的方法，所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個與轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)向軸；一個動力缸，該動力缸具有一對用于放大所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩的液壓腔；一個液壓地連接到所述動力缸的液壓腔中的一個上的第一油路；一個液壓地連接到所述動力缸的液壓腔中的另一個上的第二油路；一個雙向旋轉(zhuǎn)泵，該雙向旋轉(zhuǎn)泵具有一個液壓地連接到所述第一油路上的出油口和另一個液壓地連接到所述第二油路上的出油口；一個驅(qū)動所述雙向旋轉(zhuǎn)泵的驅(qū)動單元；一個控制單元，該控制單元基于所述轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向狀態(tài)向所述驅(qū)動單元輸出一個驅(qū)動信號；一個將所述第一油路液壓地連接到所述第二油路上的旁路通道；一個設(shè)于所述旁路通道中的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換，一個存儲液壓流體的油箱，和一個使所述開閉閥和油箱彼此連通的第一連通通道，所述方法包括一個打開所述開閉閥的第一操作；一個通過所述第一連通通道排出所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的空氣的第二操作；和一個通過所述第一連通通道給所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的第三操作。
10.一種給動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的方法，所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個與轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)向軸；一個動力缸，該動力缸具有一對用于放大所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩的液壓腔；一個液壓地連接到所述動力缸的液壓腔中的一個上的第一油路；一個液壓地連接到所述動力缸的液壓腔中的另一個上的第二油路；一個雙向旋轉(zhuǎn)泵，該雙向旋轉(zhuǎn)泵具有一個液壓地連接到所述第一油路上的出油口和另一個液壓地連接到所述第二油路上的出油口；一個驅(qū)動所述雙向旋轉(zhuǎn)泵的驅(qū)動單元；一個控制單元，該控制單元基于所述轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向狀態(tài)向所述驅(qū)動單元輸出一個驅(qū)動信號；一個將所述第一油路液壓地連接到所述第二油路上的旁路通道；一個設(shè)于所述旁路通道中的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換；一個存儲液壓流體的油箱；一個通過所述開閉閥使旁路通道和油箱彼此連通的第一連通通道；和一個使所述雙向旋轉(zhuǎn)泵和油箱彼此連通的第二連通通道，所述方法包括一個打開所述開閉閥的第一操作；和一個通過所述第二連通通道給所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的第二操作。
11.如權(quán)利要求9或10所述的給動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的方法，其中所述開閉閥在被通電期間關(guān)閉所述旁路通道以及在被斷電期間打開所述旁路通道；和所述第一操作通過將開閉閥斷電打開所述開閉閥。
12.如權(quán)利要求9或10所述的給動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的方法，其中所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進一步包括一個使所述油箱和第一油路彼此連通的第一供油通道；一個設(shè)在所述第一供油通道中的第一單向閥，用于允許從所述油箱到所述第一油路的單向供應(yīng)；一個使所述油箱和第二油路彼此連通的第二供油通道；和一個設(shè)在所述第二供油通道中的第二單向閥，用于允許從所述油箱到所述第二油路的單向供應(yīng)。
13.一種控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操作的方法，所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個轉(zhuǎn)向機構(gòu)，該轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有一個適合于轉(zhuǎn)向操作的輸入部分和一個適合于操作地與一個車輪關(guān)聯(lián)的輸出部分，用于將一個轉(zhuǎn)向扭矩從所述輸入部分傳遞到所述輸出部分；一個動力缸，該動力缸與所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作地關(guān)聯(lián)并具有一個第一液壓腔和一個第二液壓腔，用于根據(jù)在所述第一液壓腔和所述第二液壓腔之間的液壓差放大所述轉(zhuǎn)向扭矩；一個具有一個第一出油口和一個第二出油口的雙向旋轉(zhuǎn)泵單元，用于通過所述第一出油口和所述第二出油口的任一個供應(yīng)被增壓的液壓流體；一個第一油路，該第一油路具有液壓地連接到所述動力缸的第一液壓腔上的一端和液壓地連接到所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的第一出油口上的一端；一個第二油路，該第二油路具有液壓地連接到所述動力缸的第二液壓腔上的一端和液壓地連接到所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的第二出油口上的一端；一個具有液壓地連接到所述第一油路上的一端和液壓地連接到所述第二油路上的一端的旁路通道；一個設(shè)于所述旁路通道的中點處的開閉閥，用于在所述旁路通道的一個打開狀態(tài)和一個關(guān)閉狀態(tài)之間切換；一個通過所述開閉閥液壓地連接到所述旁路通道上的油箱；和一個控制單元，用于控制所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元的運行和所述開閉閥的操作，所述方法包括檢測一個初始轉(zhuǎn)向扭矩；確定所述初始轉(zhuǎn)向扭矩是否大于或等于一個第一預(yù)定值；當(dāng)所述初始轉(zhuǎn)向扭矩大于或等于所述第一預(yù)定值時，關(guān)閉所述開閉閥并給所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元通電；在給所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元通電之后，確定所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元是否是運轉(zhuǎn)著的；當(dāng)所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元是不運轉(zhuǎn)的時，打開所述開閉閥并將所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元斷電；當(dāng)所述雙向旋轉(zhuǎn)泵單元是運轉(zhuǎn)著的時，檢測一個當(dāng)前的轉(zhuǎn)向扭矩；確定所述當(dāng)前的轉(zhuǎn)向扭矩是否小于或等于一個第二預(yù)定值；和當(dāng)所述當(dāng)前的轉(zhuǎn)向扭矩小于或等于所述第二預(yù)定值時，打開所述開閉閥。
全文摘要
提供了一種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和一種給所述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充入液壓流體的方法。根據(jù)一個轉(zhuǎn)向扭矩，液壓流體經(jīng)由油路被從一個雙向旋轉(zhuǎn)泵選擇地供應(yīng)給一個動力缸的液壓室。另外，一個旁路通道被設(shè)在油路之間，一個常開的開閉閥被設(shè)在旁路通道中，當(dāng)系統(tǒng)被裝配好時，經(jīng)由開閉閥或雙向旋轉(zhuǎn)泵，液壓流體被從一個儲油器供應(yīng)，并在液壓管路中循環(huán)，在液壓管路中的空氣通過開閉閥被排出。
文檔編號B62D5/06GK1535878SQ20041003334
公開日2004年10月13日 申請日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者大瀧瑞生, 倉田昌和, 和 申請人:日立優(yōu)喜雅汽車配件有限公司