車輛的轉向控制裝置的製作方法
2023-07-09 16:35:06 3
專利名稱：車輛的轉向控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及輪式裝載機、叉式起重車等工程車輛，尤其是涉及控制車輛的轉向的裝置。
背景技術：
在輪式裝載機、叉式起重車等工程車輛中，根據轉向盤、操縱杆等操作部件的操作驅動控制車輛的轉向機構，從而使車輛的行駛方向變化。
以往技術1圖6表示的是以往的工程車輛所採用的轉向驅動控制用的油壓迴路。在該油壓迴路中，從固定容量型油壓泵22噴出恆定噴出容量的壓油。
即，固定容量型油壓泵22，例如由發動機1驅動。在固定容量型油壓泵22的噴出口上連接著油路23a。該油路23a與流量調節閥36的輸入埠相連通。流量調節閥36的輸出埠與油路23b相連通。油路23b，與轉向用流量控制閥24的從油壓泵22看為上遊側的輸入埠相連通。轉向用流量控制閥24，具有各閥位置24a、24b、24c。閥位置24a是向轉向用油壓缸5的一方的油室5a供給壓油、並使另一方的油室5b中的壓油向油箱9排出的閥位置；閥位置24b是向轉向用油壓缸5的一方的油室5b供給壓油、並使另一方的油室5a的壓油向油箱9排出的閥位置；閥位置24c，是將向轉向用油壓缸5的壓油的供給遮斷的中立的閥位置。轉向用流量控制閥24具備引導埠(pilot port)24d、24e，分別向引導埠24d、24e施加與轉向驅動指令信號相對應的油壓信號S1、S2。當向引導埠24d施加了油壓信號S1時，轉向用流量控制閥24被置位於閥位置24a側，當向引導埠24e施加了油壓信號S2時，轉向用流量控制閥24被置位於閥位置24b側。
轉向用流量控制閥24的從油壓泵22看為下遊側的輸入輸出埠，經由油路23c、23d而與轉向用油壓缸5的各油室5a、5b分別相連通。轉向用流量控制閥24的油箱埠經由油路23e而與油箱9相連通。
轉向用油壓缸5的杆(活塞杆)與轉向機構相連接，隨著轉向用油壓缸5的杆的伸縮而轉向機構動作，從而改變車輛的轉彎半徑。
對圖6的轉向驅動控制用油壓迴路的動作進行說明。
設定為操作轉向盤、轉向用操縱杆等轉向用操作部件，而生成轉向驅動指令信號。在此，所謂轉向驅動指令信號，是表示使車輛的方向發生變化這樣的駕駛者的意圖的信號，在作出了用於使車輛的方向從直行狀態變化為轉彎狀態的操作時、或者在作出了用於從正常的轉彎狀態進一步增強或減弱轉彎的操作時，才會生成。
當生成了轉向驅動指令信號時，與該轉向驅動指令信號相對應的油壓信號S1或S2，就被施加給轉向用流量控制閥24的引導埠24d或24e。
當向轉向用流量控制閥24的引導埠24d施加了油壓信號S1時，轉向用流量控制閥24被置位於閥位置24a側。因此從固定容量油壓泵22噴出的壓油，作為由轉向用流量控制閥24所要求的壓油，經由油路23a、流量調節閥36、油路23b、轉向用流量控制閥24、油路23c而被提供給轉向用油壓缸5的油室5a。另外，在流量調節閥36中不需要的壓油，經由油路23p而被排出到油箱9中。並且轉向用油壓缸5的油室5b的返回壓油，經由油路23d、轉向用流量控制閥24、油路23e而被排出到油箱9。由此，車輛的例如左轉彎的轉彎半徑發生變化。
另外，當向轉向用流量控制閥24的引導埠24e施加了油壓信號S2時，轉向用流量控制閥24被置位於閥位置24b側。因此從固定容量型油壓泵22噴出的壓油，作為由轉向用流量控制閥24所要求的壓油，經由油路23a、流量調節閥36、油路23b、轉向用流量控制閥24、油路23d，而被提供給轉向用油壓缸5的油室5b。並且在流量調節閥36中不需要的壓油經由油路23p而被排出到油箱9。另外，轉向用油壓缸5的油室5a的返回壓油，經由油路23c、轉向用流量控制閥24、油路23e而被排出到油箱9中。由此，車輛的例如右轉彎的轉彎半徑發生變化。
以往技術2另外，如圖7所示，代替固定容量型油壓泵22而使用可變容量型油壓泵22進行容量控制的轉向驅動控制用油壓迴路，也是眾所周知的。
即，可變容量型油壓泵2，例如由發動機1驅動。在可變容量型油壓泵2的噴出口上連接著油路33a。該油路33a與轉向用流量控制閥4的從油壓泵2側看為上遊側的輸入埠相連通。轉向用流量控制閥4，具有各閥位置4a、4b、4c。閥位置4a是向轉向用油壓缸5的一方的油室5a供給壓油、並使另一方的油室5b中的壓油向油箱9排出的閥位置；閥位置4b是向轉向用油壓缸5的一方的油室5b供給壓油、並使另一方的油室5a的壓油向油箱9排出的閥位置；閥位置4c，是將向轉向用油壓缸5的壓油的供給遮斷的中立的閥位置。轉向用流量控制閥4具備引導埠4d、4e，分別向引導埠4d、4e施加與轉向驅動指令信號相對應的油壓信號S1、S2。當向引導埠24d施加了油壓信號S1時，轉向用流量控制閥4被置位於閥位置4a側，當向引導埠4e施加了油壓信號S2時，轉向用流量控制閥4被置位於閥位置4b側。
轉向用流量控制閥4的從油壓泵2看為下遊側的輸入輸出埠，經由油路33c、33d而與轉向用油壓缸5的各油室5a、5b分別相連通。轉向用流量控制閥4的油箱埠經由油路33e而與油箱9相連通。
轉向用油壓缸5的杆(活塞杆)與轉向機構相連接，隨著轉向用油壓缸5的杆的伸縮而轉向機構動作，從而改變車輛的轉彎半徑。
可變容量型油壓泵2的斜板2a，與容量控制閥10的動作連動而動作。當容量控制閥10的閥位置向圖中左側移動時，可變容量型油壓泵2的斜板2a向最小傾轉角MIN側移動，當容量控制閥10的閥位置向圖中右側移動時，可變容量型油壓泵2的斜板2a向最大傾轉角MAX側移動。
在容量控制閥10上，設有賦予設定壓力的彈簧10a。轉向用流量控制閥4的下遊側的壓力、即轉向用油壓缸5的負載壓力PL，可以作為轉向用流量控制閥4的從油壓泵2看為下遊側的出口埠4f的壓力而被檢測出來。轉向用流量控制閥4的出口埠4f，經由引導油路12而與容量控制閥10的與彈簧10a同側的引導埠相連通。
轉向用流量控制閥4的上遊側的壓力、即油壓泵2的噴出壓力Pp，可以作為油路33a內的壓力檢測出來。油路33a經由引導油路11而與容量控制閥10的與彈簧10a相反側的引導埠相連通。
對圖7的轉向驅動控制用油壓迴路的動作進行說明。
當生成轉向驅動指令信號時，與該轉向驅動指令信號相對應的油壓信號S1或S2，就被施加給轉向用流量控制閥4的引導埠4d或4e。
當向轉向用流量控制閥4的引導埠4d施加了油壓信號S1時，轉向用流量控制閥4被置位於閥位置4a側。因此，從可變容量型油壓泵2中噴出的壓油，經由油路33a、轉向用流量控制閥4、油路33c而被提供給轉向用油壓缸5的油室5a。另外，轉向用油壓缸5的油室5b的返回壓油，經由油路33b、轉向用流量控制閥4、油路33d而被排出到油箱9。由此，車輛的例如左轉彎的轉彎半徑發生變化。
另外，當向轉向用流量控制閥4的引導埠4e施加了油壓信號S2時，轉向用流量控制閥4被置位於閥位置4b側。因此，從可變容量型油壓泵2噴出的壓油，經由油路23a、轉向用流量控制閥4、油路33b，而被提供給轉向用油壓缸5的油室5b。另外，轉向用油壓缸5的油室5a的返回壓油，經由油路33c、轉向用流量控制閥4、油路33d而被排出到油箱9。由此，車輛的例如右轉彎的轉彎半徑發生變化。
容量控制閥10，以經由引導油路11而作用的泵噴出壓力Pp和經由引導油路12而作用轉向用油壓缸5的負載壓力PL的壓差(Pp-PL)、與和彈簧10a的彈力相對應的設定壓力相一致的方式，控制可變容量型油壓泵2的斜板2a的傾轉角、即容量。由此，會無論轉向用油壓缸5的負載如何地，向轉向用油壓缸5提供與轉向用流量控制閥4的開口面積相對應的流量。
作為揭示了與上述以往技術2有關的一般技術水平的文獻，有如下所例示的幾篇。
在特開平11-115780號公報中，記載有如下那樣的發明，其與圖7所示的轉向用流量控制閥4不同地，設置作業機用的流量控制閥，根據該作業機用流量控制閥的滑柱行程(操作行程)而使(轉向用)可變容量型油壓泵2的噴出容量增加，將該增加的部分提供給作業機用流量控制閥。
另外，在特開平6-117402號公報中，記載有如下那樣的發明，其通過根據發動機轉速設定可變容量型油壓泵的最大噴出量，從而無論油壓驅動器的負載如何均可使操縱杆的操作感提高。
圖3表示的是上述的以往技術1、以往技術2中的轉向用流量控制閥的滑柱行程d和泵噴出流量Q的關係。另外，還是表示發動機1的轉速為恆定時的關係的圖。
另外，圖4，是在將轉向驅動指令信號St作為輸入、將轉向用流量控制閥的通過流量(向轉向用油壓缸5的供給流量)Q』作為輸出時，將輸出相對於輸入的響應表示在時間(t)軸上的圖。
如圖3的①所示，在以往技術1的情況下，因為採用的是固定容量型油壓泵22，所以與轉向用流量控制閥24的滑柱行程d無關地，噴出恆定的最大量的泵噴出流量。但是，該恆定的最大量的泵噴出流量之中、轉向驅動所必需的量以外的部分，被排出到油箱9中，從而沒有被使用在轉向驅動上，因此，能量損失大。
與此相對，如圖3的②所示的那樣，在以往技術2的情況下，採用容量控制閥，可變容量型油壓泵2的噴出流量Q隨著轉向用流量控制閥4的滑柱行程d的增大而增大，從油壓泵2噴出轉向驅動所必需的流量，從而供給轉向用油壓缸5，因此，能量損失就變得極小。
接著，參照圖4對與轉向操作相對的油壓泵的響應性進行說明。
在以往技術1的情況下，如圖4的①所示的那樣，從固定容量型油壓泵22，與滑柱行程d無關地始終噴出最大流量。因此，當使轉向盤等轉向用操作部件在時刻t1急劇變動時，伴隨轉向驅動指令信號St的生成轉向用流量控制閥24動作，向轉向用油壓缸5供給的流量Q』迅速上升，也就是說，在以往技術1的情況下，輸出Q』相對於輸入St的響應、即轉向控制系統的響應性好。
與此相對，在以往技術2的情況下，採用的是容量控制閥。在採用了容量控制閥的情況下，隨著轉向驅動指令St的生成轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp-PL)發生變化。並且，與轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp-PL)相對應地，油壓泵2的噴出容量(斜板2a的傾轉角)發生變化。並且，與油壓泵2的噴出容量(斜板2a的傾轉角)的變化相對應地，泵噴出量增加，向油壓缸5的供給量發生變化。這樣，與轉向驅動指令信號St相對應地，轉向用流量控制閥4動作，隨著其動作可變容量型油壓泵2的斜板2a的傾轉角變化，隨著該斜板傾轉角的變化向轉向用油壓缸5的供給量變化。因此，轉向控制系統的響應性被可變容量型油壓泵2的噴出容量變化(斜板傾轉角變化)的響應性所支配。
在此，與閥門類的響應性相比，可變容量型油壓泵的響應性不佳。尤其是可變容量型油壓泵的動作初始的時滯較大。因此，如圖4的②所示，從轉向驅動指令信號St生成後，到可變容量型油壓泵2的斜板2a開始動作，產生了延遲，與此相應地，向轉向用油壓缸5的供給流量Q』的上升也變得延遲，轉向控制系統的響應性與以往技術1相比變得較差。
綜合上述內容，則如圖5所示。
即，以往技術1的情況下，能量損失大，但轉向控制系統的響應性好。另一方面，在以往技術2的情況下，能量損失小，但轉向控制系統的響應性不好。
發明內容
本發明是鑑於這樣的實際狀況而提出的，其目的在於在能夠降低能量損失的同時，使轉向控制系統的響應性提高的車輛的轉向控制裝置。
第一發明，是一種車輛的轉向控制裝置，其根據轉向驅動指令信號，從可變容量型油壓泵2經由壓油供給油路3a、3b、3c、3d而對轉向用油壓驅動器5供給壓油，從而驅動車輛的轉向；其特徵在於，具備
設在上述壓油供給油路3a、3b、3c、3d上、以向上述轉向用油壓驅動器5供給與上述轉向驅動指令信號相對應的流量的壓油的方式動作的轉向用流量控制閥4；在上述壓油供給油路3a、3b上、且在上述可變容量型油壓泵2和上述轉向用流量控制閥4之間設置的，以使上述轉向用流量控制閥4的前後壓差成為設定值的方式，將上述可變容量型油壓泵2的噴出壓油經由排出用油路7排出至油箱9的流量調節閥6；設在上述排出用油路7上的節流件8；以及以使上述節流件8的前後壓差成為設定值的方式，控制上述可變容量型油壓泵2的容量的容量控制裝置10。
第二發明，是一種車輛的轉向控制裝置，其根據轉向驅動指令信號，從可變容量型油壓泵2經由壓油供給油路3a、3b、3c、3d而對轉向用油壓驅動器5供給壓油，從而驅動車輛的轉向；其特徵在於，具備設在上述壓油供給油路3a、3b、3c、3d上、以向上述轉向用油壓驅動器5供給與上述轉向驅動指令信號相對應的流量的壓油的方式動作的轉向用流量控制閥4；在上述壓油供給油路3a、3b上、且在上述可變容量型油壓泵2和上述轉向用流量控制閥4之間設置的，以使上述轉向用流量控制閥4的前後壓差成為設定值的方式，將上述可變容量型油壓泵2的噴出壓油經由排出用油路7排出至油箱9的流量調節閥26；設在上述排出用油路7上的節流件8；以及控制上述可變容量型油壓泵2的容量以使上述節流件8的前後壓差成為設定值、同時基於上述轉向驅動指令信號的大小來控制增大上述可變容量型油壓泵2的容量的容量控制裝置20。
根據第一發明，如圖1所示，當急劇操作轉向用操作部件時，轉向用流量控制閥4的開口面積劇增，轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)急劇減小。當轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)急劇減小時，流量調節閥6，為了增大前後壓差(Pp』-PL)以與設定壓力相一致，被彈簧6f的彈力推動而向閥位置6b側迅速移動。因此，此前流到排出用油路7中的富餘的流量α的壓油，就會從流量調節閥6經由轉向用流量控制閥4而被迅速地供給給轉向用油壓缸5。
因此，相對於輸入St，輸出Q』就會迅速地上升(圖4的③本發明1)。
排出用油路7內的壓油返回到轉向用油壓缸5的結果是，排出用油路7內的壓油的流量減少。因此節流件8的前後壓差(PR-PT)變小。當節流件8的前後壓差(PR-PT)變小時，容量控制閥10，為了增大節流件8的前後壓差(PR-PT)以與設定壓差ΔP相一致，被彈簧10a的彈力推動而使閥位置向圖中右側移動，可變容量型油壓泵2的斜板2a，向最大傾轉角MAX側移動。由此，可變容量型油壓泵2的噴出容量增大，噴出流量Q增大，從而就向轉向用油壓缸5提供了與轉向驅動指令信號St相匹配的流量Q』(圖4的③本發明1)。另外，因為隨著轉向用流量控制閥4的通過流量Q』的增加，轉向控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)增加，所以流量調節閥6，在前後壓差(Pp』-PL)與設定壓力相一致的位置取得平衡，從而富餘的流量α再次從流量調節閥6向排出用油路7排出。上述的效果，即便在從直行狀態急劇操作了轉向用操作部件的情況下，或者即便在轉彎操作期間進行了使轉向操作部件的操作速度急劇增速那樣的操作的情況下，也能夠同樣地獲得。
根據第二發明，雖然是與第一發明同樣地作用，但下述的點與第一發明不同。
即，在圖2的油壓迴路中，與轉向驅動指令信號St相對應的信號壓力Ps作用在容量控制閥20上，從而使可變容量型油壓泵2的斜板2a向最大傾轉角MAX側移動。即，在轉為排出用油路內的壓油的流量實際地減小、節流件8的前後壓差(PR-PT)實際地減小之前，抬起油壓泵2的斜板2a的控制就已經開始，轉向系統的響應性，比第一發明進一步提高(圖4的④本發明2；③本發明1)。
根據第一發明(本發明1)、第二發明(本發明2)，在與圖5所示的以往技術1、以往技術2相比較時，能夠如以往技術2的那樣減小能量損失，並能夠如以往技術1的那樣提高轉向控制系統的響應性。
進而，第二發明，能夠比第一發明更加提高轉向控制系統的響應性。
即，在第一發明中，在節流件8的前後壓差(PR-PT)轉為實際減少之後，才開始抬起油壓泵2的斜板2a的控制，與此情況相對，在第二發明中，伴隨轉向驅動指令信號St的生成，抬起油壓泵2的斜板2a的控制就已經開始，不會產生在節流件8的前後壓差(PR-PT)轉為實際減少之後才開始抬起油壓泵2的斜板2a這樣的延遲，因此，與第一發明相比能夠提高轉向控制系統的響應性。另外，能夠與響應性的進一步提高的程度相對應地，減小通過排出用油路7排出到油箱9中的流量，因此能夠進一步降低能量損失。
圖1是第一實施形態的油壓迴路圖。
圖2是第二實施形態的油壓迴路圖。
圖3是比較顯示本發明和以往技術的能量損失的差的圖。
圖4是比較顯示本發明和以往技術的轉向控制系統的響應性的差的圖。
圖5是顯示本發明和以往技術的效果上的差的表。
圖6是為說明以往技術1而使用的油壓迴路圖。
圖7是為說明以往技術2而使用的油壓迴路圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發明的車輛的轉向控制裝置的實施形態進行說明。
圖1表示的是第一實施形態的轉向驅動控制用油壓迴路。圖1的油壓迴路，被搭載在例如輪式裝載機、叉式起重車等工程車輛上。
即，如圖1所示，可變容量型油壓泵2例如由發動機1等驅動源驅動。在可變容量型油壓泵2的噴出口上連接有油路3a。該油路3a與流量調節閥6的從油壓泵2側看為上遊側的輸入埠相連通。流量調節閥6的從油壓泵2側看為下遊側的第一出口埠6g與油路3b相連通，第二出口埠6h與排出用油路7相連通。油路3b與轉向用流量控制閥4的從油壓泵2看為上遊側的輸入埠相連通。另外，排出用油路7與油箱9相連通。在排出用油路7設有節流件8。
流量調節閥6，是為了控制向轉向用流量控制閥4供給壓油的流量而設置的，具有閥位置6a、6b、6c。閥位置6a，是使壓油經由輸出埠6h、排出用油路7而僅向油箱9排出的閥位置；閥位置6b，是使壓油經由輸出埠6g、油路3b而僅提供給轉向用流量控制閥4的閥位置；閥位置6c，是使壓油經由輸出埠6g、油路3b而向轉向用流量控制閥4供給，同時使壓油經由輸出埠6h、排出用油路7而向油箱9供給的閥位置。
在流量調節閥6上，設有賦予設定壓力的彈簧6f。轉向用流量控制閥4的下遊側的壓力、即轉向用油壓缸5的負載壓力PL，可作為轉向用流量控制閥4的從油壓泵2看為下遊側的輸出埠4f的壓力而檢測出來。轉向用流量控制閥4的輸出埠4f，經由引導油路12而與流量調節閥6的和彈簧6f同側的引導埠6e相連通。
轉向用流量控制閥4的上遊側的壓力、即流量調節閥6的下遊側的壓力Pp』，可作為油路3b內的壓力而檢測出來。油路3b經由引導油路11而與流量調節閥6的和彈簧6f為相反側的引導埠6d相連通。
轉向用流量控制閥4，具有各閥位置4a、4b、4c。閥位置4a，是將壓油向轉向用油壓缸5的一方的油室5a供給、將另一方的油室5b的壓油向油箱9排出的閥位置；閥位置4b，是將壓油向轉向用油壓缸5的一方的油室5b供給、將另一方的油室5a的壓油向油箱9排出的閥位置；閥位置4c，是將向轉向用油壓缸5的壓油的供給遮斷的中立的閥位置。轉向用流量控制閥4，具備引導埠4d、4e，對引導埠4d、4e，分別施加與轉向驅動指令信號St相對應的油壓信號S1、S2。
即，根據轉向盤、轉向用操縱杆等轉向用操作部件的操作而生成轉向驅動指令信號St。在此，所謂轉向驅動指令信號St，是使車輛的方向變化這樣的表現駕駛者的意圖的信號，在作出了使車輛的方向從直行狀態變化到轉彎狀態的操作時、或者在作出了用於從正常的轉彎狀態使轉彎進一步加強或減弱的操作時，才會生成。
與轉向驅動指令信號St的指令內容相對應的油壓信號S1或S2，被施加給流量控制閥4的引導埠4d或4e。
當向引導埠4d施加了油壓信號S1時，轉向用流量控制閥4被置位於閥位置4a側，當向引導埠4e施加了油壓信號S2時，轉向用流量控制閥4被置位於閥位置4b側。
轉向用流量控制閥4的從油壓泵2看為下遊側的輸入輸出埠，經由油路3d、3c而分別與轉向用油壓缸5的各油室5a、5b相連通。轉向用流量控制閥4的油箱埠經由油路3e而與油箱9相連通。
轉向用油壓缸5的杆與轉向機構相連，隨著轉向用油壓缸5的杆的伸縮，轉向機構動作，從而車輛的旋轉半徑發生變化。
可變容量型油壓泵2的斜板2a，與容量控制閥10的動作連動動作。當容量控制閥10的閥位置向圖中左側移動時，可變容量型油壓泵2的斜板2a向最小傾轉角MIN側移動，當容量控制閥10的閥位置向圖中右側移動時，可變容量型油壓泵2的斜板2a向最大傾轉角MAX側移動。
在容量控制閥10上帶有施加設定壓力ΔP的彈簧10a。
流經排出用油路7的排出壓油的流量，可作為節流件8的前後壓差、也就是節流件8的上遊側的壓力PR(流量調節閥6的出口埠6h的壓力)和節流件8的下遊側的壓力PT(油箱9的壓力)的壓差(PR-PT)而檢測出。容量控制閥10，以節流件8的前後壓差(PR-PT)成為與彈簧10a的彈力相對應的設定壓力ΔP的方式，控制可變容量型油壓泵2的斜板2a(容量)。
即，在排出用油路7上、且節流件8的上遊側，分支成油路17。油路17，與容量控制閥10的和彈簧10a相反的一側的引導埠相連通。
油箱9與油路18相連通。油路18，與容量控制閥10的和彈簧10a同側的引導埠相連通。
在此，對可變容量型油壓泵2的噴出流量Q、容量控制閥10的設定壓力ΔP和節流件8的開口面積A的關係進行說明。
圖3的③(本發明1)，表示第一實施形態的油壓泵2的噴出流量Q。
本發明的第一實施形態的油壓泵2的噴出流量Q，被設定為比以往技術2的情況下的噴出流量多出富餘的流量α。即，從油壓泵2噴出的流量，是在轉向驅動所必需的流量上再加上富餘的流量α之後的流量。
這樣，容量控制閥10，按照在節流件8的前後壓差(PR-PT)與設定壓力ΔP相一致地取得平衡時、使上述富餘的流量α流向排出用油路7的方式，設定油壓泵2的噴出流量Q(富餘流量α)、容量控制閥10的設定壓力ΔP、節流件8的開口面積A。
對圖1的轉向驅動控制用油壓迴路的動作進行說明。
當轉向盤、轉向用操縱杆等轉向用操作部件被操作、生成了轉向驅動指令信號St時，與該轉向驅動指令信號St相對應的油壓信號S1或S2，就被施加給轉向用流量控制閥4的引導埠4d或4e。
當向轉向用流量控制閥4的引導埠4d施加了油壓信號S1時，轉向用流量控制閥4被置位於閥位置4a側。因此，從可變容量型油壓泵2噴出的壓油，經由油路3a、流量調節閥6、油路3b、轉向用流量控制閥4、油路3d而被提供給轉向用油壓缸5的油室5a。另外，轉向用油壓缸5的油室5b的返回壓油，經由油路3c、轉向用流量控制閥4、油路3e而被排出到油箱9。由此，車輛的例如左轉彎的轉彎半徑發生變化。
另外，當向轉向用流量控制閥4的引導埠4e施加了油壓信號S2時，轉向用流量控制閥4被置位於閥位置4b側。因此，從可變容量型油壓泵2噴出的壓油，經由油路3a、流量調節閥6、油路3b、轉向用流量控制閥4、油路3c而被提供給轉向用油壓缸5的油室5b。另外，轉向用油壓缸5的油室5a的返回壓油，經由油路3d、轉向用流量控制閥4、油路3e而被排出到油箱9。由此，例如車輛的右轉彎的轉彎半徑發生變化。
在流量調節閥6中，調整閥位置，以使經由引導油路11而作用的轉向用流量控制閥4的上遊側壓力Pp』、和經由引導油路12而作用的轉向用流量控制閥4的下遊側壓力PL(轉向用油壓缸5的負載壓力PL)的壓差(Pp』-PL)，與和彈簧6f的彈力相對應的設定壓力相一致。由此，就會與轉向用油壓缸5的負載無關地向轉向用油壓缸5提供與轉向用流量控制閥4的開口面積相對應的流量。
若當前轉向用操作部件被以通常的操作速度施加了操作，則在流量調節閥6中，轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)被調整為與設定壓力幾乎相一致，上述富餘的流量α流到排出用油路7中。
在此，設成轉向用操作部件被急操作。當轉向用操作部件被急操作時，轉向用流量控制閥4的開口面積劇增，轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)急劇變小。當轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)急劇變小時，流量調節閥6，為了增大前後壓差(Pp』-PL)以與設定壓力相一致，而被彈簧6f的彈力推動迅速向閥位置6b側移動。因此，在此之前向排出用油路7流動的富餘的流量α的壓油，就會從流量調節閥6經由轉向用流量控制閥4而被迅速提供給轉向用油壓缸5。
因此，如圖4的③所示，相對於輸入St，輸出Q』迅速上升。
排出用油路7內的壓油返回到轉向用油壓缸5的結果是，排出用油路7內的壓油的流量減少。因此該節流件8的前後壓差(PR-PL)變小。當節流件8的前後壓差(PR-PL)變小時，容量控制閥10，為了增大節流件8的前後壓差(PR-PL)以與設定壓力ΔP相一致，而被彈簧10a的彈力推動使閥位置向圖中右側移動，可變容量型油壓泵2的斜板2a，向最大傾轉角MAX側移動。由此，可變容量型油壓泵2的噴出容量就增大，噴出流量Q增大，就向轉向用油壓缸5提供了與轉向驅動指令信號St相匹配的流量Q』(圖4的③)。另外，隨著轉向用流量控制閥4的通過流量Q』的增加，轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)增加，因此，流量調節閥6，在前後壓差(Pp』-PL)與設定壓力相一致的位置取得平衡，從而就會再次從流量調節閥6向排出用油路7排出富餘的流量α。
接著，一併參照圖3、圖4，對本發明的第一實施形態和以往技術1、2進行比較。
如上所述，在第一實施形態中，如圖3的③(本發明1)所示的那樣，因為油壓泵2的噴出流量Q，被設定為比以往技術2的情況下的噴出流量多出富餘的流量α，所以，雖然如果與以往技術2相比多少有些能量損失，但與以往技術1相比則能夠明顯使能量損失降低。
另外，如上所述，在第一實施形態中，如圖4的③(本發明1)所示的那樣，雖然轉向用操作部件被急劇操作，轉向驅動指令信號St(輸入)急劇上升，但因為以與該急劇的上升相對應地使流出到排出用油路7中的富餘的流量α的壓油迅速地返回到轉向用油壓缸5的方式，使流量調節閥6動作，所以能夠不延遲地追隨向轉向用油壓缸5的供給流量Q』(輸出)。因此，轉向控制系統的響應性，與以往技術2相比就會明顯地提高，與以往技術1基本相同。不過，因為是在排出用油路4內的壓油返回到轉向用油壓缸5中，排出用油路7內的流量實際地減少之後，容量控制閥10動作、可變容量型油壓泵2的斜板2a的傾轉角提高，所以，此後的響應，受到斜板2a的響應性的影響，與以往技術1相比多少有些變差(圖4的③、①)。
總結上述的內容，如圖5所示。
即，第一實施形態(本發明1)的情況，在與以往技術1、以往技術2相比較時，能夠使能量損失與以往技術2同等地降低，且能夠使轉向控制系統的響應性上升到與以往技術1同等程度。
接著，對於能夠使轉向控制系統的響應性比上述第一實施形態進一步提高的第二實施形態，參照圖2進行說明。此外，在以下的說明中，對於與圖1的油壓迴路相同的結構省略說明，而以不同的結構為中心進行說明。
圖2表示的是第二實施形態的轉向驅動控制用油壓迴路。
在圖2的油壓迴路中，設置有與圖1同樣的流量調節閥26。
即，流量調節閥26的從油壓泵2看為下遊側的第一輸出埠26g與油路3b相連通，第二輸出埠26h與排出用油路7相連通。
流量調節閥26，具有閥位置26a、26b。閥位置26a，是經由輸出埠26g、油路3b而向轉向用流量控制閥4提供壓油，並同時經由輸出埠26h、排出用油路7將壓油排出到油箱9中的閥位置；閥位置26b，是與閥位置26a具有同樣的功能、但可通過設置在閥內的節流件而減小向排出用油路7的排出量的閥位置。還可以在流量調節閥26上添加不向排出用油路7的供給壓油、而僅向轉向用流量控制閥4供給壓油的閥位置。
在流量調節閥26上，設有施加設定壓力的彈簧26f。轉向用流量控制閥4的輸出埠4f，經由油路12而和流量調節閥26的與彈簧26f同側的引導埠26e相連通。油路3b，經由引導油路11而和流量調節閥26的與彈簧26f相反側的引導埠26d相連通。
油路15分支為油路15a，該油路15a與梭閥19的一方的入口相連通。同樣地，油路16分支為油路16a，該油路16a與梭閥19的另一方的入口相連通。梭閥19的出口與油路19a相連通。
因此，油路15內的油壓信號S1、油路16內的油壓信號S2之中，壓力較大的信號的壓力(最大信號壓力Ps)，從梭閥19輸出給油路19a。
在圖2的油壓迴路中，設有與圖1同樣的容量控制閥20。
即，在容量控制閥20上，設有施加設定壓力ΔP的彈簧20a。在排出用油路7中流動的排出壓油的流量，可以作為節流件8的前後壓差、即節流件8的上遊側的壓力PR(流量調節閥26的出口埠26h的壓力)和節流件8的下遊側的壓力PT(油箱9的壓力)的壓差(PR-PT)而檢測出。
在容量控制閥20上設有滑柱20b。在該滑柱20b的一端作用有彈簧20a。以在滑柱20b上沿與彈簧20a的彈力相對向的方向作用節流件8的上遊側的壓力PR的方式，將油路17連接在容量控制閥20上。另外，以在滑柱20b上沿著與彈簧20a的彈力的作用方向相同的方向作用最大信號壓力Ps的方式，將油路19a連接在容量控制閥20上。同樣地，以在滑柱20b上沿著與彈簧20a的彈力的作用方向相同的方向作用節流件8的下遊側的壓力PT的方式，將油路18連接在容量控制閥20上。
由此，在容量控制閥20中，控制可變容量型油壓泵2的斜板2a(容量)，以使節流件8的上遊側的壓力PR、和在節流件8的下遊側的壓力PT上加上了最大信號壓力PS後的壓力PT+PS的壓差[PR-(PT+PS)]，成為設定壓差ΔP。
對圖2的轉向驅動控制用油壓迴路的動作進行說明。
當轉向盤、轉向用操縱杆等轉向用操作部件被操作，生成了轉向驅動指令信號St時，與該轉向驅動指令信號St相對應的油壓信號S1或S2，就被施加給轉向用流量控制閥4的引導埠4d或4e。
當向轉向用流量控制閥4的引導埠4d施加了油壓信號S1時，轉向用流量控制閥4被置位於閥位置4a側。因此，從可變容量型油壓泵2噴出的壓油，經由油路3a、流量調節閥26、油路3b、轉向用流量控制閥4、油路3d，而被提供給轉向用油壓缸5的油室5a。另外，轉向用油壓缸5的油室5b的返回壓油，經由油路3c、轉向用流量控制閥4、油路3e而被排出到油箱9中。由此，車輛的例如左轉彎的轉彎半徑發生變化。
另外，當向轉向用流量控制閥4的引導埠4e施加了油壓信號S2時，轉向用流量用控制閥4被置位於閥位置4b側。因此，從可變容量型油壓泵2噴出的壓油，經由油路3a、流量調節閥26、油路3b、轉向用流量控制閥4、油路3c而被提供給轉向用油壓缸5的油室5b。另外，轉向用油壓缸5的油室5a的返回壓油，經由油路3d、轉向用流量控制閥4、油路3e而被排出到油箱9中。由此，車輛的例如右轉彎的轉彎半徑發生變化。
在流量調節閥26中，調整閥位置，以使經由引導油路11而作用的轉向用流量控制閥4的上遊側壓力Pp』、和經由引導油路12而作用的轉向用流量控制閥4的下遊側壓力PL(轉向用油壓缸5的負載壓力PL)的壓差(Pp』-PL)，與和彈簧6f的彈力相對應的設定壓力相一致。由此，能夠與轉向用油壓缸5的負載無關地，向轉向用油壓缸5提供與轉向用流量控制閥4的開口面積相對應的流量。
在當前設定為以通常的操作速度來操作轉向用操作部件時，轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)被調整為與設定壓力基本相一致，向排出用油路7流動有富餘的流量α。
在此，設成轉向用操作部件被急劇操作。當轉向用操作部件被急劇操作時，轉向用流量控制閥4的開口面積劇增，轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)急劇地變小。當轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)急劇變小時，流量調節閥26，增大前後壓差(Pp』-PL)以與設定壓力相一致，而被彈簧6f的彈力推動，向閥位置6b側迅速移動。因此，在此之前流到排出用油路7上的富餘的流量α的壓油，就從流量調節閥26經由轉向用流量控制閥4而被迅速提供給轉向用油壓缸5。
因此，輸出Q』相對於輸入St、會迅速地上升[圖4的④]。
排出用油路7內的壓油返回到轉向用油壓缸5的結果是，排出用油路7內的壓油的流量減少。因此節流件8的前後壓差(PR-PT)變小。當節流件8的前後壓差(PR-PT)變小時，容量控制閥20，為了增大節流件8的前後壓差(PR-PT)，而被彈簧20a的彈力推動，向圖中右側移動，可變容量型油壓泵2的斜板2a向最大傾轉角MAX側移動。由此，可變容量型油壓泵2的噴出容量增大，噴出流量Q增大，從而就向轉向用油壓缸5提供了與轉向用驅動指令信號St相匹配的流量Q』(圖4的④)。另外，隨著轉向用流量控制閥4的通過流量Q』的增加，轉向用流量控制閥4的前後壓差(Pp』-PL)增大，因此，流量調節閥26，在前後壓差(Pp』-PL)與設定壓力相一致的閥位置取得平衡，再次從流量調節閥26向排出用油路7排出富餘的流量α。
在此，在圖2的油壓迴路中，伴隨轉向驅動指令信號St的生成而向容量控制閥20作用最大信號壓力Ps，使可變容量型油壓泵2的斜板2a向最大傾轉角MAX側移動。即，在轉變為排出用油路7內的壓油的流量實際上減少、節流件8的前後壓差(PR-PT)實際減少之前，使油壓泵2的斜板2a抬起的控制就已經開始。
在上述的說明中，使與轉向驅動指令信號St相對應的信號Ps作用在容量控制閥20的滑柱20b上，進行隨著轉向驅動指令信號St的增大而使可變容量型油壓泵2的斜板2a向最大傾轉角MAX側移動，使容量增大的控制。
但是，也可以通過使與轉向驅動指令信號St相對應的信號Ps作用在容量控制閥20的彈簧20a上來使彈力變化，從而進行隨著轉向驅動指令信號St的增大而使可變容量型油壓泵2的斜板2a向最大傾轉角MAX側移動，使容量增大的控制。
重要的是，只要是以節流件8的前後壓差(PR-PL)成為設定壓力的那樣控制可變容量型油壓泵2的容量，同時進行隨著轉向驅動指令信號St的增大而使可變容量型油壓泵2的容量增大的控制的結構即可。
另外，在圖1所示的第一實施形態、圖2所示的第二實施形態中，設定為在將轉向驅動指令信號St變換成油壓信號S1、S2之後再施加在轉向用流量控制閥4上，但也可以設成為將電信號的轉向驅動指令信號St直接施加在轉向用流量控制閥4上的結構。
重要的是，不管轉向驅動指令信號St是油壓信號還是電信號，只要是根據轉向驅動指令信號使轉向用流量控制閥4動作的結構即可。
另外，在圖2所示的第二實施形態中，設想使作為油壓信號的轉向驅動指令信號St(信號壓力Ps)作用在容量控制閥20上的結構而進行了說明，但也可以是使作為電信號的轉向驅動指令信號St作用在容量控制閥20上、使其進行隨著轉向驅動指令信號St的增大而使可變容量型油壓泵2的容量增大的控制的結構。
接著，一併參照圖3、圖4對本發明的第二實施形態和以往技術1、2以及第一實施形態進行比較。
如上述的那樣，在第二實施形態中，如圖3的④(本發明2)所示，因為設定為油壓泵2的噴出流量Q比以往技術2的情況下的噴出流量多出富餘的流量α，所以與以往技術2相比多少會有些能量損失，但與以往技術1相比則能夠明顯降低能量損失。
另外，如上述的那樣，在第二實施形態中，如圖4的④(本發明2)所示，即使急劇操作轉向用操作部件、轉向驅動指令信號St(輸入)急劇上升，也能夠與該急劇的上升相對應地，以使流到排出用油路7的富餘的流量α的壓油迅速地返回到轉向用油壓缸5中的方式，使流量調節閥26動作，因此能夠無延遲地追隨向轉向用油壓缸5的供給流量Q』(輸出)。因此，轉向控制系統的響應性，與以往技術2相比明顯提高，達到與以往技術1相同的程度。
並且，如上述的那樣，在第一實施形態中，是在節流件8的前後壓差(PR-PT)實際轉為減少之後，才開始抬起油壓泵2的斜板2a的控制，與此相對，在本發明的第二實施形態中，伴隨轉向驅動指令信號St的生成，抬起油壓泵2的斜板2a的控制就已經開始，不會產生在節流件8的前後壓差(PR-PT)轉為實際減少之後才將油壓泵2的斜板2a抬起這樣的延遲，因此，即便與第一實施形態相比，也能夠提高轉向控制系統的響應性。
即，第二實施形態(本發明2)的情況下，在與以往技術1、以往技術2相比時，能夠將能量損失降低到與以往技術2同等的程度，且能夠將轉向控制系統的響應性提高到與以往技術1同等、並且比第一實施形態(本發明1)更高的程度。
本發明，如果適用於工程車輛，則能夠實現能量損失的降低，並且明顯能夠提高相對於轉向的急劇操作的響應性。本發明的技不限於工程車輛，即便是適用於一般的汽車也是有用的。
權利要求
1.一種車輛的轉向控制裝置，根據轉向驅動指令信號，從可變容量型油壓泵、經由壓油供給油路、而對轉向用油壓驅動器供給壓油，從而驅動車輛的轉向；其特徵在於，具備設在上述壓油供給油路上、以向上述轉向用油壓驅動器供給與上述轉向驅動指令信號相對應的流量的壓油的方式動作的轉向用流量控制閥；在上述壓油供給油路上、且在上述可變容量型油壓泵和上述轉向用流量控制閥之間設置，將上述可變容量型油壓泵的噴出壓油經由排出用油路排出至油箱、以使上述轉向用流量控制閥的前後壓差成為設定值的流量調節閥；設在上述排出用油路上的節流件；以及控制上述可變容量型油壓泵的容量，以使上述節流件的前後壓差成為設定值的容量控制裝置。
2.一種車輛的轉向控制裝置，根據轉向驅動指令信號，從可變容量型油壓泵、經由壓油供給油路、而對轉向用油壓驅動器供給壓油，從而驅動車輛的轉向；其特徵在於，具備設在上述壓油供給油路上、以向上述轉向用油壓驅動器供給與上述轉向驅動指令信號相對應的流量的壓油的方式動作的轉向用流量控制閥；在上述壓油供給油路上、且在上述可變容量型油壓泵和上述轉向用流量控制閥之間設置，將上述可變容量型油壓泵的噴出壓油經由排出用油路排出至油箱、以使上述轉向用流量控制閥的前後壓差成為設定值的流量調節閥；設在上述排出用油路上的節流件；以及控制上述可變容量型油壓泵的容量以使上述節流件的前後壓差成為設定值、同時與上述轉向驅動指令信號的大小相對應來控制增大上述可變容量型油壓泵的容量的容量控制裝置。
全文摘要
一種車輛的轉向控制裝置，在降低能量損失的同時、提高轉向控制系統的響應性。當急劇操作轉向用操作部件時，轉向用流量控制閥(4)的開口面積劇增，轉向用流量控制閥(4)的前後壓差(Pp′－PL)急劇變小。當轉向用流量控制閥(4)的前後壓差(Pp′－PL)急劇變小時，流量調節閥(6)，為了增大前後壓差(Pp′－PL)以與設定壓力相一致，被彈簧(6f)的彈力推動，而迅速向閥位置(6b)側移動。因此，此前流到排出用油路(7)中的富餘的流量α的壓油，從流量調節閥(6)經由轉向用流量控制閥(4)而被迅速提供給轉向用油壓缸(5)。因此，相對於輸入St，輸出Q′就會迅速上升。
文檔編號B62D5/09GK1626392SQ20041010067
公開日2005年6月15日 申請日期2004年12月8日 優先權日2003年12月10日
發明者本多伸久, 堀秀司, 布穀貞夫, 石崎直樹, 淺田壽士 申請人:株式會社小松製作所