CN104097686B - 液压转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压转向装置(1)，所述液压转向装置包括静态转向单元(2)和可调节压力源(3)，所述可调节压力源连接到所述转向单元(2)的压力端口(4)并具有负载感测端口(21)。这种转向单元应当能够实现转向单元的快速反应。为此，所述压力源(3)是动态压力源，所述动态压力源具有将液压流体输出给所述负载感测端口(21)的孔口(Adyn)、连接所述负载感测端口(21)和低压端口(11)的负载感测管线(22)、和控制阀(25)，所述控制阀布置在所述负载感测端口(21)与所述低压端口(11)之间的所述负载感测管线(22)中，所述控制阀(25)通过所述转向单元(2)内的控制压力被致动并依赖于所述控制压力对通过所述负载感测管线(22)的流进行节流。

Description

液压转向装置

技术领域

本发明涉及一种液压转向装置，所述液压转向装置包括静态转向单元和可调节压力源，该可调节压力源连接到所述转向单元的压力端口并具有负载感测端口。

背景技术

这种转向装置通常用于对车辆进行转向。转向单元连接到方向盘或另一个转向命令发生器。当转动方向盘时，目的是也转动转向轮。

为了节能，转向单元通常连接到可调节压力源。该压力源的输出压力适合于所需的压力，即，只有当需要时才增加压力。当驾驶员打算对车辆进行转向时出现这种需求。当没有转向需求时，压力源的压力被降低。

在静态转向单元中，在开始转动方向盘之后以一定延迟将压力需求以信号的方式发送给可调节压力源。这具有转向轮的转向被延迟的负作用。

发明内容

本发明所涉及的目的是实现对根据静态原理工作的转向单元的快速反应。

根据本发明，该目的通过以下方式来实现：所述压力源是动态压力源，所述动态压力源具有将液压流体输出到所述负载感测端口的孔口、连接所述负载感测端口和低压端口的负载感测管线、和布置在所述负载感测端口与所述低压端口之间的所述负载感测管线中的控制阀，所述控制阀由所述转向单元内的控制压力致动并依赖于所述控制压力对通过所述负载感测管线的流进行节流。

这种系统允许静态转向单元和动态压力源的组合，结果是与没有所述动态压力源的情况相比，静态转向单元可以以实质上更小的延迟作出反应。主要基于由压力源输出的流体的流或流量确定负载感测端口处的压力。当控制阀打开时，在控制阀处没有或几乎没有压降。这是当所述转向单元内的控制压力如此低使得控制阀在节流位置不移动或移位的情形。然而，如果方向盘(术语“方向盘”在以下被用作用于任何转向命令装置的缩写)被致动，则转向单元内的压力增加并因此转向单元内的控制压力相应地增加。这具有控制阀增加负载感测管线内的流动阻力进而又增加控制阀上的压降的作用。因此，压力源的负载感测端口处的压力增大，压力源的压力也增大。输出压力的这种增加可以相当快速地发生，使得可以让转向单元的反应时间很短。

优选地，所述转向单元包括具有压力端口和回流端口的供应端口装置、具有两个工作端口的工作端口装置、在所述压力端口与所述工作端口装置之间的主流路、在所述工作端口装置与所述回流通路之间的回流流路、和布置在所述主流路中的流量计和主孔口，在致动方向盘时所述主孔口打开，所述控制压力是所述主孔口下游处的压力。

当主孔口由于方向盘的致动而打开时，所述主孔口下游处的压力由于主孔口下游处的点与转向单元的压力端口之间的连接被建立而增加。因此，控制压力可以作用在控制阀上，从而对通过负载感测管线的流进行节流，并因此以信号的方式将压力需求发送给动态压力源。

优选地，所述控制压力是所述主孔口与所述流量计之间的压力。这种压力是转向单元内指示压力需求的最显著的或最重要的压力之一。因此，这种压力可以优选地用作控制压力。

在优选的实施例中，所述控制阀具有对应于所述压力源的负载感测压力/输出的功能(或函数)的控制压力/流体或流动阻力的功能(或函数)。这样，可以获得相当平稳的动态压力源的反馈控制。可以避免转向单元的压力端口处的压力变化的风险。

在优选的实施例中，所述压力源包括动态优先阀。换句话说，可以使用具有固定排量泵的压力源。通过调节优先阀，调节压力源的输出压力。优先阀具有将液压流体从优先阀输入(口)供应给负载感测端口的孔口。

优选地，放大流路平行于所述主流路的一部分布置，所述部分包括所述主孔口和所述流量计。换句话说，所述放大流路桥接所述流量计。可调节孔口布置在所述放大流路内，所述可调节孔口以类似于主流路中的主孔口的方式被控制。这样，可以通过流量计控制从转向单元压力端口到工作端口装置的流体的一部分，并经由放大流路将液压流体的所述一比例的部分从转向单元压力端口引导到工作端口装置。这具有可以让流量计保持很小的优点。

在这种转向装置中，有利的是安全阀布置在所述放大流路中，所述安全阀在关闭方向上通过所述控制压力被加载。在主流路也被阻塞或关闭的情况下，安全阀用于关闭或阻塞放大流路。当流量计被污物等塞住或当主流路的所述一部分中的孔口被污物等阻塞时，可能会出现这种阻塞。

附图说明

以下参照附图更详细地描述本发明的优选示例，其中：

仅有的图1是液压转向装置的示意图。

具体实施方式

液压转向装置1包括静态转向单元2和可调节压力源3。可调节压力源3连接到所述转向单元2的压力端口4。转向单元2还包括回流端口5。压力端口4和回流端口5共同形成供应端口装置。此外，转向单元2包括工作端口装置，所述工作端口装置包括两个工作端口6、7，所述工作端口6、7在本实施例中连接到转向电动机或马达8。

如本领域所公知的，所述转向单元2包括主流路9，所述主流路9布置在所述压力端口4与所述工作端口装置6、7之间。所述转向单元2依赖于转向的方向，两个工作端口6、7中的那一个连接到主流路9。两个工作端口6、7中的另一个通过回流通路10连接到回流端口5。回流端口5连接到罐11。

如本领域所公知的，转向单元包括多个可变孔口，通常被称为A1、A2、A3、A4、A5，其中主孔口A1主要确定通过主流路9的流量或流。此外，流量计12布置在所述主流路9内，从而计量从压力端口4流到工作端口装置6、7的液压流体的量。

在主孔口A1下游且在流量计孔口A2上游的点13通过可变排放孔口Adrain连接到回流管线10。

如本领域所公知的，当转动方向盘时，主孔口A1被打开，而排放孔口Adrain被关闭。进入流量计12的液压流体使流量计12的部分或多个部分移动，这又使孔口A1-A5和Adrain恢复到其初始状态。

具有放大孔口AU的放大流路14平行于所述主流路9的一部分布置，所述部分包括主孔口A1、流量计12、和两个流量计孔口A2、A3。放大孔口AU以类似于主孔口A1的方式被控制，即，放大孔口AU与主孔口A1一起打开并与主孔口A1一起关闭。然而，放大孔口AU的瞬间打开与或可以与主孔口A1的瞬间打开成比例。

压力源3包括泵15和动态优先阀16。泵15可以是通过要被转向的车辆的引擎或马达(或电动机)经由轴17驱动的固定排量泵，在图中未示出这种引擎。

如本领域所公知的，优先阀16包括连接到转向单元2的压力端口4的主输出(口)CF和可以连接到与转向单元2相比具有较低优先级的其它液压消耗装置的另一输出(口)EF。

优先阀16包括在主输出CF具有最大开度的方向上被弹簧19加载的柱塞(spoo1)18。弹簧19布置在弹簧腔20中。弹簧腔20连接到负载感测端口21。负载感测端口21连接到随后将被论述的负载感测管线22。在与弹簧19相对的一侧，活塞18通过压力腔23中的压力被加载。

优先阀16包括连接到泵15的输入(口)24。压力腔23通过孔口App连接到所述输入24。弹簧腔20通过孔口Adyn连接到该输入24。在本示例中，两个孔口App、Adyn被显示为布置在所述活塞18内。然而，可以使用外部管线，以分别建立输入24与压力腔23或弹簧腔20之间的连接。

负载感测管线22连接到罐11。负载感测孔口ALS布置在所述负载感测管线22内。负载感测管线22通过过压阀30连接到罐11。

此外，控制阀25布置在所述负载感测管线22内，从而对通过所述负载感测管线22的流或流量进行节流。通过所述转向单元2内的控制压力确定节流的程度。在本实施例中，该控制压力是点13处的压力，即，在所述主孔口A1下游且在所述流量计12上游处的压力。

此外，安全阀26布置在所述放大流路14中。所述安全阀26包括在所述控制压力(即，在点13处的压力)的作用下和弹簧29的作用下在朝向阀28的方向上被推动的阀元件27。阀元件27通过所述放大流路14中的压力在相反的方向上被加载。

未示出的另一个出口或孔口可以平行于流量计12布置，即，这种孔口连接到孔口A1与A2之间的点并连接到孔口A3与A4之间的点。这种可变孔口的目的是减轻当转向单元1处于空挡位置时产生的从孔口AU或A4到罐的泄漏。

如果仅需要从孔口AU的减轻，这种孔口的可选放置位置可以是在孔口AU下游的点与罐之间的连接上。

以下描述液压转向装置1的操作。

只要不致动方向盘，所述主孔口A1和所述放大孔口AU是关闭的，而排放孔口Adrain是打开的或至少部分地打开的。因此，点13处的压力，即，所述转向单元2内的控制压力，基本上对应于回流端口5处的压力。

优先阀16的活塞18通过所述压力腔23中对应于优先阀16的输入24处的压力的压力被加载，这是因为基本上没有流从所述压力腔23流出。活塞18通过弹簧腔20中的压力和弹簧19的力在另一个方向上被加载。弹簧腔20中的压力低于压力腔23中的压力，这是因为具有从输入24通过孔口Adyn的液压流体流和从孔口ALS到罐11的流。因为转向单元2中的控制压力对应于回流端口5处的压力，因此不通过控制阀25对该流进行节流。

在这种情况下，通过由两个孔口Adyn和ALS形成的分压器确定在负载感测端口21处的压力。通过所述的力调节活塞28，使得主输出CF和另一输出EF两者被供应来自泵15的液压流体。当然，如果其它孔口(未示出)布置在回路中，则在负载感测端口处的压力受到其它装置的影响。然而，弹簧19在这里起作用。

当致动方向盘时，主孔口A1打开，从而增加转向单元2的点13处的控制压力。该压力作用在控制阀25上，从而增加控制阀25的节流阻力，并因此减少通过流动感测管线22的液压流体的流或流量。由于通过所述负载感测管线22的流或流量被减小，因此负载感测端口21处的压力增加，从而使活塞18在优先阀16的主输出CF被更宽地打开的方向上移位，使得将液压流体充足地供应给转向单元。

控制阀25的节流行为对应于点13处的压力水平。点13处的控制压力越高，控制阀25的节流阻力越高。可能有利的是使用具有对应于优先阀16的行为的控制压力/流动阻力功能的控制阀25，该控制压力/流动阻力功能为负载感测压力和优先阀16的输出的功能。

因为转向马达8已经被致动到期望的程度并且不需要另外的液压流体，因此减小点13处的控制压力。因此，主孔口A1关闭，并且排放孔口Adrain打开，结果是点13处的控制压力也减小。控制压力的这种减小打开控制阀25，从而允许更多的流体流通过负载感测管线22，这进而降低了优先阀16或更通常的是压力源3的负载感测端口21处的压力。

在正常操作条件下，因为放大孔口AU下游处的压力大于主孔口A1下游处的控制压力(即，转向单元2的点13处的控制压力)，因此安全阀26保持打开。因此，从压力端口4到工作端口装置6、7的液压流体的一部分可以穿过放大流路14。

然而，当主孔口1下游的主流路9堵塞时，例如，当流量计12被污物等塞住时，点13处的控制压力增加以变得大于或至少等于放大孔口AU下游处的压力。在这种情况下，弹簧29的力足以将阀元件27压靠在阀密封件28上，以中断通过放大流路14的流。

因为点13处的控制压力还可以用于致动控制阀25和安全阀26，因此不需要在转向单元2内选择额外的压力点。

Claims (7)

1.一种液压转向装置，包括静态转向单元和可调节压力源，所述可调节压力源连接到所述转向单元的压力端口并具有负载感测端口，其特征在于，

所述压力源是动态压力源，所述动态压力源具有将液压流体输出给所述负载感测端口的孔口、连接所述负载感测端口和低压端口的负载感测管线、和控制阀，所述控制阀布置在所述负载感测端口与所述低压端口之间的所述负载感测管线中，所述控制阀通过所述转向单元内的控制压力被致动并依赖于所述控制压力对通过所述负载感测管线的流进行节流。

2.根据权利要求1所述的液压转向装置，其特征在于，所述转向单元包括具有压力端口和回流端口的供应端口装置、具有两个工作端口的工作端口装置、在所述压力端口与所述工作端口装置之间的主流路、在所述工作端口装置与回流通路之间的回流流路、布置在所述主流路中的流量计和主孔口，所述主孔口在致动方向盘时打开，所述控制压力是所述主孔口下游处的压力。

3.根据权利要求2所述的液压转向装置，其特征在于，所述控制压力是所述主孔口与所述流量计之间的压力。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的液压转向装置，其特征在于，所述控制阀具有对应于所述压力源的负载感测压力/输出的功能的控制压力/流动阻力功能。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的液压转向装置，其特征在于，所述压力源包括动态优先阀。

6.根据权利要求2所述的液压转向装置，其特征在于，放大流路平行于所述主流路的一部分布置，所述部分包括所述主孔口和所述流量计。

7.根据权利要求6所述的液压转向装置，其特征在于，安全阀布置在所述放大流路中，所述安全阀在关闭方向上通过所述控制压力被加载。