RU2460659C2 - Гидравлический контур привода усиления рулевого управления и автотранспортное средство, оборудованное таким контуром - Google Patents

Гидравлический контур привода усиления рулевого управления и автотранспортное средство, оборудованное таким контуром Download PDF

Info

Publication number
RU2460659C2
RU2460659C2 RU2010102514/11A RU2010102514A RU2460659C2 RU 2460659 C2 RU2460659 C2 RU 2460659C2 RU 2010102514/11 A RU2010102514/11 A RU 2010102514/11A RU 2010102514 A RU2010102514 A RU 2010102514A RU 2460659 C2 RU2460659 C2 RU 2460659C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
hydraulic fluid
hydraulic
chassis
output
Prior art date
Application number
RU2010102514/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010102514A (ru
Inventor
Дидье МАРТИНЕ (FR)
Дидье МАРТИНЕ
Original Assignee
Рено С.А.С.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рено С.А.С. filed Critical Рено С.А.С.
Publication of RU2010102514A publication Critical patent/RU2010102514A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2460659C2 publication Critical patent/RU2460659C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062—Details, component parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/07—Supply of pressurised fluid for steering also supplying other consumers ; control thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/18—Steering knuckles; King pins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/22—Arrangements for reducing or eliminating reaction, e.g. vibration, from parts, e.g. wheels, of the steering system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/006—Hydraulic "Wheatstone bridge" circuits, i.e. with four nodes, P-A-T-B, and on-off or proportional valves in each link
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20523—Internal combustion engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F15B2211/30575—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve in a Wheatstone Bridge arrangement (also half bridges)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/315—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit
    • F15B2211/3157—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source, an output member and a return line
    • F15B2211/31576—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source, an output member and a return line having a single pressure source and a single output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/329—Directional control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40515—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with variable throttles or orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41509—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and a directional control valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/55—Pressure control for limiting a pressure up to a maximum pressure, e.g. by using a pressure relief valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members
    • F15B2211/7054—Having equal piston areas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/8613—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being oscillations

Abstract

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Гидравлический контур привода усиления рулевого управления для автотранспортного средства содержит один вход подачи команды управления и один выход гидравлической жидкости. Выход предназначен для подачи гидравлической жидкости на силовой гидроцилиндр для приведения в действие ходовой части, соединенной с силовым цилиндром. Контур содержит насос, одну первую магистраль и одну вторую магистраль гидравлической жидкости и распределительный клапан. Распределительный клапан содержит первый и второй входы подачи жидкости, соединенные соответственно с насосом через первую и вторую магистрали и один дополнительный вход, который соединен с выходом. Клапан имеет сечение прохождения жидкости между дополнительным входом и первым или вторым входами, которое меняется в зависимости от команды, поступающей на вход. На первой магистрали предусмотрено средство сужения сечения прохождения жидкости от насоса к первому входу. Для ходовой части с динамикой, в которой первый порядок соответствует первому асимметричному режиму ходовой части с определенной собственной частотой, средство сужения выполнено таким образом, чтобы функция передачи давления выхода по отношению к командному сигналу на входе имела ноль частоты, меньшей этой собственной частоты первого асимметричного режима ходовой части. Автотранспортное средство содержит рулевое колесо, соединенное через рулевую колонку с зубчатой рейкой, соединенной с ходовой частью. Зубчатая рейка соединена с одним силовым гидравлическим цилиндром. Транспортное средство оборудовано упомянутым гидравлическим контуром привода усиления рулевого управления. Предусмотрено средство для подачи команды управления на вход гидравлического контура. Достигается снижение вибраций и биения в рулевом управлении. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к гидравлическому контуру привода усиления рулевого управления для автотранспортного средства.
Областью применения изобретения являются системы рулевого управления автотранспортных средств с гидроусилителем для обеспечения маневрирования управляемыми колесами при помощи рулевого колеса, вращаемого пользователем.
Обычно автотранспортное средство содержит рулевую колонку, которая приводится в действие рулевым колесом и которая при помощи зубчатой передачи должна перемещать поступательным движением зубчатую рейку, механически соединенную с колесами для их поворота в нужном направлении.
При усилии вращения рулевой колонки приводится в действие стержень распределительного гидравлического клапана. Этот клапан гидравлически соединен с силовым цилиндром, соединенным в поступательном движении с зубчатой рейкой для создания на ней дополнительного усилия, действующего в направлении, совпадающем с направлением поворота рулевой колонки.
Иногда во время поворачивания колес система рулевого управления подвергается влиянию явления вибрации или биения (на английском языке: ripple), которое порождает неустойчивость, ощущаемую пользователем.
Это явление появляется, в частности, во время фазы маневров парковки при определенном сцеплении с землей.
В предшествующем уровне техники иногда полагают, что проблема действительно существует, но биение является допустимым для пользователя, поэтому для его устранения не предлагалось никакого технического решения.
В других случаях делались попытки уменьшить биение, внося изменения в гидравлический контур путем добавления и/или исключения гибких и/или жестких частей трубопровода, но без какой-либо специальной методологии. Разумеется, это приводит к существенным затратам времени на доводку.
Задачей настоящего изобретения является создание гидравлического контура привода усиления рулевого управления, который позволяет устранить недостатки известных технических решений и эффективно уменьшает явление неустойчивости при повороте колес.
В этой связи первым объектом настоящего изобретения является гидравлический контур привода усиления рулевого управления для автотранспортного средства, при этом контур содержит, по меньшей мере, один вход подачи команды управления и, по меньшей мере, один выход гидравлической жидкости, при этом выход предназначен для подачи давления гидравлической жидкости на силовой гидроцилиндр усиления рулевого управления для приведения в действие ходовой части транспортного средства, соединенной с силовым цилиндром, в зависимости от команды управления, полученной на входе,
при этом контур содержит:
- насос подачи гидравлической жидкости под давлением,
- по меньшей мере, одну первую магистраль гидравлической жидкости высокого давления и, по меньшей мере, одну вторую магистраль гидравлической жидкости,
- распределительный клапан гидравлической жидкости, содержащий первый и второй входы подачи гидравлической жидкости, соединенные соответственно с насосом через первую и вторую магистрали, и, по меньшей мере, один дополнительный вход, который соединен с выходом, при этом клапан имеет сечение прохождения гидравлической жидкости между дополнительным входом и первым или вторым входами, которое меняется в зависимости от команды, поступающей на вход,
характеризующийся тем, что
на первой магистрали высокого давления предусмотрено средство сужения сечения прохождения гидравлической жидкости.
Согласно другим особенностям настоящего изобретения:
- средство сужения выполнено в виде локального элемента сужения проходного сечения первой магистрали высокого давления перед первым входом клапана, при этом первая магистраль высокого давления содержит мягкий трубопровод для гидравлической жидкости с объемом расширения, превышающим установленное значение, между элементом сужения и насосом;
- элемент сужения выполнен между выходным концом первой магистрали высокого давления, удаленным от насоса, и первым входом клапана;
- для ходовой части с динамикой, в которой первый порядок соответствует первому асимметричному режиму ходовой части с определенной собственной частотой, средство сужения выбирают таким образом, чтобы функция передачи давления выхода по отношению к командному сигналу на входе имела общий сдвиг по фазе, по меньшей мере, 20° по абсолютной величине на этой собственной частоте первого асимметричного режима ходовой части;
- для ходовой части с динамикой, в которой первый порядок соответствует первому асимметричному режиму ходовой части с определенной собственной частотой, средство сужения добавляет для этой собственной частоты первого асимметричного режима системы положительное значение сдвига фазы функции передачи давления выхода по отношению к командному сигналу на входе;
- добавленное положительное значение сдвига фазы средства сужения превышает или равно 60° на этой собственной частоте первого асимметричного режима ходовой части;
- для ходовой части с динамикой, в которой первый порядок соответствует первому асимметричному режиму ходовой части с определенной собственной частотой, средство сужения выбирают таким образом, чтобы функция передачи давления выхода по отношению к командному сигналу на входе имела ноль частоты, меньшей этой собственной частоты первого асимметричного режима ходовой части;
- частота нуля функции передачи равна одной трети собственной частоты первого асимметричного режима ходовой части;
- для двухступенчатого силового цилиндра предусмотрен первый выход для подачи давления гидравлической жидкости на первую сторону поршня силового цилиндра и второй выход для подачи давления гидравлической жидкости на вторую сторону поршня силового цилиндра, противоположную первой стороне;
- клапан содержит:
- третий вход, соединенный с первым выходом,
- четвертый вход, соединенный со вторым выходом,
- первую ветвь канала гидравлической жидкости, связанную с первым сужением проходного сечения, между третьим входом и первым входом,
- вторую ветвь канала гидравлической жидкости, связанную со вторым сужением проходного сечения, между третьим входом и вторым входом,
- третью ветвь канала гидравлической жидкости, связанную с третьим сужением проходного сечения, между четвертым входом и первым входом,
- четвертую ветвь канала гидравлической жидкости, связанную с четвертым сужением проходного сечения, между четвертым входом и вторым входом,
при этом сечение прохождения гидравлической жидкости первого и четвертого сужений или сечение прохождения гидравлической жидкости второго и третьего сужений являются функцией команды, подаваемой на вход.
Другим объектом настоящего изобретения является автотранспортное средство, содержащее рулевое колесо, соединенное через рулевую колонку с зубчатой рейкой для управления перемещением зубчатой рейки, соединенной с ходовой частью для поворота управляемых колес, соединенных с этой ходовой частью,
при этом зубчатая рейка соединена, по меньшей мере, с одним силовым гидравлическим цилиндром усиления перемещения зубчатой рейки,
при этом транспортное средство оборудовано гидравлическим контуром привода усиления рулевого управления в соответствии с вышеизложенным,
при этом предусмотрено средство для подачи, в зависимости от поворота рулевой колонки, команды управления на вход гидравлического контура привода усиления рулевого управления,
при этом силовой цилиндр соединен с выходом гидравлического контура для получения от него давления гидравлической жидкости для приведения в действие силового цилиндра с целью перемещения зубчатой рейки согласно команде управления.
Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве неограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее:
фиг.1 - модульная схема рулевого управления автотранспортного средства с усилением от гидравлического контура в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.2 - эквивалентная схема усиленного рулевого управления и его приводного гидравлического контура в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.3 - эквивалентная схема гидравлического контура привода усиления рулевого управления из предшествующего уровня техники;
фиг.4 - эквивалентная схема гидравлического контура привода усиления рулевого управления в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.5 - диаграмма, показывающая модуль функции передачи выхода приводного гидравлического контура в дБ по оси ординат согласно частоте в герцах по оси абсцисс, в техническом решении, показанном на фиг.3;
фиг.6 - диаграмма, показывающая фазу функции передачи выхода приводного гидравлического контура в дБ по оси ординат согласно частоте в герцах по оси абсцисс, в техническом решении, показанном на фиг.3;
фиг.7 - диаграмма, показывающая модуль функции передачи выхода приводного гидравлического контура в дБ по оси ординат согласно частоте в герцах по оси абсцисс, в примере выполнения настоящего изобретения;
фиг.8 - диаграмма, показывающая фазу функции передачи выхода приводного гидравлического контура в дБ по оси ординат согласно частоте в герцах по оси абсцисс, в примере выполнения настоящего изобретения.
Как показано на фиг.1, автотранспортное средство содержит рулевое колесо 1, поворачивающее рулевую колонку 2, зацепленную своим концом 3 с зубчатой рейкой 4, входящей в состав ходовой части 5 транспортного средства. Эта ходовая часть 5 обеспечивает связь с землей управляемых колес транспортного средства, которые обычно являются двумя колесами, правым и левым, на передней оси. Обычно эта ходовая часть 5 содержит с каждой из своих сторон, правой и левой, узел 5а, 5b, содержащий следующие элементы: нижний рычаг, образованный нижним треугольником, шаровую опору для подшипника колеса, амортизатор, при этом нижний рычаг соединен с кузовом транспортного средства при помощи упругих соединений, что само по себе известно.
Для поворачивания колес зубчатую рейку 4 необходимо перемещать поступательным движением в боковом направлении ширины транспортного средства, то есть вправо или влево. Для этого, учитывая, что момент CPL вращения, прикладываемый пользователем к рулевой колонке 2 через рулевое колесо 1, является относительно слабым, на зубчатой рейке 4 закреплен силовой цилиндр 6 для усиления ее перемещения поступательным движением в направлении, соответствующем повороту колонки 2, вправо или влево. Силовой цилиндр 6 является, например, двухступенчатым цилиндром, содержащим поршень 60, выполненный заодно со штоком 61, который соединен с зубчатой рейкой 4 в точке крепления 40 и который выполнен с возможностью перемещения вправо или влево в неподвижном корпусе 6 с в зависимости от того, действует ли большее давление гидравлической жидкости с его левой или правой противоположной стороны. Силовой цилиндр 6 содержит первую правую гидравлическую камеру 6а, питаемую гидравлической жидкостью через патрубок 61 на первом выходе 71 для создания усилия на первую правую сторону поршня 60, а также вторую левую гидравлическую камеру 6b, питаемую гидравлической жидкостью через второй патрубок 62 на втором выходе 72 для создания усилия на вторую левую сторону поршня 60, противоположную первой правой стороне, при этом выходы 71, 72 выполнены, например, в виде каналов.
Рулевая колонка 2 приводит также в действие через стержень 8 распределительный клапан 9 гидравлической жидкости между первым и вторым выходами 71, 72. Клапан 9 содержит первый вход 91, соединенный со стороной высокого давления насоса 10 гидравлической жидкости через первую магистраль 11 высокого давления, второй вход 92, соединенный со стороной низкого давления насоса 10 через вторую магистраль 12 низкого давления, вход 93 гидравлической жидкости, соединенный с первым патрубком 61 через первый выход 71, и вход 94 гидравлической жидкости, соединенный со вторым патрубком 62 через второй выход 72. Со своей стороны низкого давления насос 10 соединен с резервуаром 15 гидравлической жидкости. Насос 10 связан с ограничителем 13 давления. Гидравлический насос 10 приводится во вращение посредством ременной передачи двигателем внутреннего сгорания автотранспортного средства. Клапан 9 содержит:
- между входами 91 и 94 - ветвь прохождения гидравлической жидкости, связанную с сужением 95 проходного сечения,
- между входами 91 и 93 - ветвь прохождения гидравлической жидкости, связанную с сужением 96 сечения прохождения гидравлической жидкости,
- между входами 94 и 92 - ветвь прохождения гидравлической жидкости, связанную с сужением 97 сечения прохождения гидравлической жидкости,
- между входами 93 и 92 - ветвь прохождения гидравлической жидкости, связанную с сужением 98 сечения прохождения гидравлической жидкости.
В клапане 9 сужения 96 и 97, расположенные на противоположных ветвях, управляются одинаково через вход 99 управления. Кроме того, два других сечения 95 и 98 изменяются одинаково. Давление гидравлической жидкости на выходе 71, 72 меняется в зависимости от командного сигнала, подаваемого на вход 99. Проходные сечения сужений 96 и 97 напрямую зависят от углового перемещения, создаваемого торсионным стержнем 8. Это перемещение представляет собой угловое смещение между кожухом и вращающимся золотником клапана 9. Вход управления 99 образован торсионным стержнем клапана 9 для изменения проходного сечения между дополнительным входом 93, 94 и первым или вторым входами 91, 92.
Таким образом, когда командный сигнал, подаваемый на вход 99 управления, соединенный с торсионным стержнем 8, достигает проходного сечения гидравлической жидкости, меньшего на сужениях 95 и 98, чем на двух других сужениях 96 и 97 клапана 9, от входа 91 на первый выход 71 гидравлическая жидкость поступает с гораздо большим давлением, чем на второй выход 72, что приводит к перемещению поршня 60 и штока силового цилиндра 6 в сторону левой части 5b ходовой части 5.
И, наоборот, когда командный сигнал, подаваемый на вход 99 управления через стержень 8, увеличивает проходное сечение сужений 95 и 98 по сравнению с двумя другими сужениями 96 и 97, от входа 91 высокого давления на первый выход 71 подается давление, меньшее, чем на второй выход 72, что приводит к перемещению поршня 60 и штока силового цилиндра 6 в сторону правой части 5а ходовой части 5.
Как показано на фиг.1, на вход 99 управления клапана 9 в качестве командного сигнала поступает угловое смещение Δθ стержня 8 между вращающимся золотником, обозначенным знаком -, и кожухом, обозначенным знаком +, клапана 9.
На фиг.2 показано, что создание дополнительного усилия силовым цилиндром 6 получают в результате сочетания механики (рулевое колесо 1, рулевая колонка 2, зубчатая рейка 4, ходовая часть 5, торсионный стержень 8 и момент CPL, прикладываемый водителем на рулевое колесо 1) и гидравлического контура С, представленного в виде гидроусилителя. Этот гидроусилитель преобразует командный сигнал Δθ, подаваемый на вход 99 управления, в разность давления ΔР между выходами 71 и 72.
Вместе с тем явление биения является результатом локальной неустойчивости, возникающей по причине динамического поведения ходовой части 5. Динамика ходовой части 5, представленная в первом порядке ее первым асимметричным режимом, может действительно стать неустойчивой за счет связи, возникающей из-за контрреакции гидроусилителя. Эта неустойчивость порождает колебания на уровне колес, соединенных с ходовой частью 5, и рулевой колонки 2. В этом случае пользователь ощущает биения в рулевом колесе 1.
Ходовая часть 5 с управляемыми колесами имеет симметричный режим резонанса, в котором возмущение в продольном направлении транспортного средства между передней стороной и задней стороной заставляет управляемые колеса вибрировать в фазе, и первый асимметричный режим резонанса, в котором возмущение в продольном направлении транспортного средства заставляет управляемые колеса вибрировать с противоположностью фазы. Именно в этом асимметричном режиме ходовой части вибрация управляемых колес передается зубчатой рейкой 4 на рулевую колонку 2 и на рулевое колесо 1 на определенной собственной частоте ftrain. Эта классическая частота ftrain первого асимметричного режима ходовой части обычно равна 20 Гц. В симметричном режиме ходовая часть 5 содержит на каждом узле 5а, 5b боковой элемент жесткости kT ходовой части и пневматический боковой элемент жесткости kP с приведенной массой М подвижной части ходовой части со стороны зубчатой рейки 4.
Согласно изобретению эту неустойчивость уменьшают, адаптируя реакцию по частоте гидроусилителя.
Без технического решения в соответствии с настоящим изобретением гидроусилитель С можно представить, как на фиг.3.
Магистраль 11 высокого давления содержит мягкий трубопровод для гидравлической жидкости. В этом случае динамическое поведение гидроусилителя С выражается следующим образом:
Figure 00000001
,
где
ΔР - разность давления между камерами 6а и 6b,
K(а) - значение эквивалентного сужения клапана вокруг рабочей точки,
K(a 0) - значение эквивалентного сужения клапана в рабочей точке,
k - общее расширение мягких трубок магистрали 11 высокого давления, обозначенное на фигурах позицией 16.
ΔP0 - постоянная давления.
Поведение соответствует поведению фильтра низких частот первого порядка (20 дБ/декада, сдвиг фазы -90°). Граничная круговая частота фильтра выражается как
Figure 00000002
. Она является функцией точки тока. С точки зрения устойчивости, когда поведение этого фильтра интегрируют в контур контрреакции, наиболее критический случай соответствует статическому коэффициенту усиления и граничной частоте, при которой на собственной частоте ftrain асимметричного режима ходовой части этот коэффициент усиления превышает 1 и сдвиг фазы является максимальным (то есть близким к -90° для этого типа фильтра). В этот момент риск неустойчивости является максимальным. Если возникает неустойчивость, явление будет ощущаться пользователем, как колебание рулевого колеса с частотой, близкой к частоте асимметричного режима ходовой части.
Как показано на фиг.1 и 4, изобретением предусмотрено средство 20 сужения проходного сечения гидравлической жидкости на магистрали 11 высокого давления между насосом 10 и первым входом 91 распределительного клапана 9. Сужение 20 калибруют по определенному значению.
В этом случае динамическое поведение гидроусилителя изменяется согласно следующей функции передачи между выходами 71, 72 и входом 99:
Figure 00000003
,
где Kr является значением дополнительного сужения проходного сечения гидравлической жидкости средства 20 на магистрали 11 высокого давления между насосом 10 и первым входом 91 распределительного клапана 9.
Поведение представляет собой поведение фильтра с отставанием по фазе, граничные частоты которого выражаются:
- для нуля:
Figure 00000004
- и для полюса:
Figure 00000005
при
Figure 00000006
Преимуществом этой структуры является возможность выбора сужения Kr, чтобы гидроусилитель не имел сдвига по фазе на частотах, близких к частоте ftrain асимметричного режима ходовой части. Для этого можно, например, выбрать
Figure 00000007
, то есть
Figure 00000008
, где ωtrain=2·П·ftrain.
Как показано на фиг.5-8, ||ΔP|| представляет собой модуль функции передачи гидроусилителя С, φ обозначает фазу этой функции передачи, и f обозначает частоту.
На фиг.5 и 6 показан случай гидравлического контура из предшествующего уровня техники, в котором среднее значение ΔР составляет 40 бар. Как показано на фиг.5 и 6, на частоте ftrain асимметричного режима ходовой части, равной 20 Гц, коэффициент усиления ||ΔP|| составляет еще 15 дБ и фаза φ равна -80°.
На фиг.7 и 8 показан пример сужения Kr, выполненного на входе распределительного клапана для коррекции фазы гидроусилителя на частоте ftrain асимметричного режима ходовой части, равной 20 Гц, для сравнения с фиг.5 и 6. Как показано на фиг.7 и 8, на частоте ftrain асимметричного режима ходовой части, равной 20 Гц, коэффициент усиления ||ΔP|| составляет 28 дБ и фаза φ равна -10°.
Положение сужения 20 определяет расширение мягких трубок, которое необходимо учитывать (значение параметра k). Другими словами, если необходимо достичь максимального рассеяния энергии на границах сужения Kr на частоте f, равной частоте ftrain асимметричного режима ходовой части, необходимо разместить сужение 20, чтобы параметр k (расширение трубок на входе сужения) был таким, чтобы граничная круговая частота
Figure 00000009
при
Figure 00000010
была намного меньше частоты указанного режима, при этом нижняя граница характеризуется доступностью для усиления (отсутствие барьерного эффекта, недостаточная динамика). Например, частота полюса ωp1 меньше, по меньше мере, на одну декаду, чем частота ftrain.
Как правило, это соответствует максимуму на мягком трубопроводе 16 на входе сужения 20. Сужение 20 располагают, например, непосредственно между входом 91 высокого давления и магистралью 11.
Это условие гарантирует, что рассеянная энергия зависит только от разности давления ΔР между камерами 6а, 6b на частоте ftrain асимметричного режима ходовой части и от выбранного сужения Kr.
В варианте выполнения изобретения φ(ftrain)≥-20°.
В варианте выполнения изобретения добавленное сужение 20 увеличивает сдвиг фазы на частоте ftrain асимметричного режима ходовой части, по меньшей мере, на 60°, то есть при коррекции, обеспечиваемой дополнительным сужением 20, показанным на фиг.4, по сравнению со случаем без коррекции, показанным на фиг.3.

Claims (10)

1. Гидравлический контур (С) привода усиления рулевого управления для автотранспортного средства, содержащий, по меньшей мере, один вход (99) подачи команды управления и, по меньшей мере, один выход (71, 72) гидравлической жидкости, при этом выход (71, 72) предназначен для подачи давления гидравлической жидкости на силовой гидроцилиндр (6) усиления рулевого управления для приведения в действие ходовой части (5) транспортного средства, соединенной с силовым цилиндром (6), в зависимости от команды управления, полученной на входе (99), при этом контур (С) также содержит насос (10) подачи гидравлической жидкости под давлением, по меньшей мере, одну первую магистраль (11) гидравлической жидкости высокого давления и, по меньшей мере, одну вторую магистраль (12) гидравлической жидкости, распределительный клапан (9) гидравлической жидкости, содержащий первый и второй входы (91, 92) подачи гидравлической жидкости, соединенные соответственно с насосом (10) через первую и вторую магистрали (11, 12), и, по меньшей мере, один дополнительный вход (93, 94), который соединен с выходом (71, 72), при этом клапан имеет сечение прохождения гидравлической жидкости между дополнительным входом (93, 94) и первым или вторым входами (91, 92), которое меняется в зависимости от команды, поступающей на вход (99), при этом на первой магистрали (11) высокого давления предусмотрено средство (20) сужения сечения прохождения гидравлической жидкости от насоса (10) к первому входу (91), отличающийся тем, что для ходовой части (5) с динамикой, в которой первый порядок соответствует первому асимметричному режиму ходовой части с определенной собственной частотой, средство (20) сужения выполнено таким образом, чтобы функция передачи давления выхода (71, 72) по отношению к командному сигналу на входе (99) имела ноль частоты, меньшей этой собственной частоты первого асимметричного режима ходовой части.
2. Гидравлический контур по п.1, отличающийся тем, что средство (20) сужения выполнено в виде локального элемента сужения проходного сечения первой магистрали (11) высокого давления перед первым входом (91) клапана (9), при этом первая магистраль (11) высокого давления содержит мягкий трубопровод для гидравлической жидкости с объемом (16) расширения, превышающим установленное значение, между элементом (20) сужения и насосом (10).
3. Гидравлический контур по п.2, отличающийся тем, что элемент (20) сужения выполнен между выходным концом первой магистрали (11) высокого давления, удаленным от насоса (10), и первым входом (91) клапана (9).
4. Гидравлический контур по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для ходовой части (5) с динамикой, в которой первый порядок соответствует первому асимметричному режиму ходовой части с определенной собственной частотой, средство (20) сужения выполнено таким образом, чтобы функция передачи давления выхода (71, 72) по отношению к командному сигналу на входе (99) имела общий сдвиг по фазе, по меньшей мере, 20° по абсолютной величине на этой собственной частоте первого асимметричного режима ходовой части.
5. Гидравлический контур по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для ходовой части (5) с динамикой, в которой первый порядок соответствует первому асимметричному режиму ходовой части с определенной собственной частотой, средство (20) сужения добавляет для этой собственной частоты первого асимметричного режима ходовой части положительное значение сдвига фазы функции передачи давления выхода (71, 72) по отношению к командному сигналу на входе (99).
6. Гидравлический контур по п.5, отличающийся тем, что добавленное положительное значение сдвига фазы средства (20) сужения превышает или равно 60° на этой собственной частоте первого асимметричного режима ходовой части.
7. Гидравлический контур по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что средство (20) сужения калибруют по определенному значению.
8. Гидравлический контур по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что частота нуля (ωz1) функции передачи равна одной трети собственной частоты первого асимметричного режима ходовой части.
9. Гидравлический контур по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для двухступенчатого силового цилиндра (6) выполнен первый выход (71) для подачи давления гидравлической жидкости на первую сторону (6а) поршня (60) силового цилиндра (6) и второй выход (72) для подачи давления гидравлической жидкости на вторую сторону (6b) поршня (60) силового цилиндра (6), противоположную первой стороне (6а), при этом клапан (9) содержит третий вход (93), соединенный с первым выходом (71), четвертый вход (94), соединенный со вторым выходом (72), первую ветвь канала гидравлической жидкости, связанную с первым сужением (96) проходного сечения, между третьим входом (93) и первым входом (91), вторую ветвь канала гидравлической жидкости, связанную со вторым сужением (98) проходного сечения, между третьим входом (93) и вторым входом (92), третью ветвь канала гидравлической жидкости, связанную с третьим сужением (95) проходного сечения, между четвертым входом (94) и первым входом (91), четвертую ветвь канала гидравлической жидкости, связанную со четвертым сужением (97) проходного сечения, между четвертым входом (94) и вторым входом (92), при этом сечение прохождения гидравлической жидкости первого и четвертого сужений (96, 97) или сечение прохождения гидравлической жидкости второго и третьего сужений (98, 95) являются функцией команды, подаваемой на вход (99).
10. Автотранспортное средство, содержащее рулевое колесо (1), соединенное через рулевую колонку (2) с зубчатой рейкой (4) для управления перемещением зубчатой рейки (4), соединенной с ходовой частью (5) для поворота управляемых колес, соединенных с этой ходовой частью (5), при этом зубчатая рейка (4) соединена, по меньшей мере, с одним силовым гидравлическим цилиндром (6) усиления перемещения зубчатой рейки (4), при этом транспортное средство оборудовано гидравлическим контуром (С) привода усиления рулевого управления по любому из пп.1-9, при этом предусмотрено средство (8) для подачи, в зависимости от поворота рулевой колонки (2), команды управления на вход (99) гидравлического контура (С) привода усиления рулевого управления, причем силовой цилиндр (6) соединен с выходом (71, 72) гидравлического контура (С) для получения от него давления гидравлической жидкости для приведения в действие силового цилиндра (6) и перемещения зубчатой рейки (4) согласно команде управления.
RU2010102514/11A 2007-06-27 2008-05-19 Гидравлический контур привода усиления рулевого управления и автотранспортное средство, оборудованное таким контуром RU2460659C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0704605 2007-06-27
FR0704605A FR2918029B1 (fr) 2007-06-27 2007-06-27 Circuit hydraulique d'actionnement de direction assistee et vehicule automobile muni de celui-ci.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010102514A RU2010102514A (ru) 2011-08-10
RU2460659C2 true RU2460659C2 (ru) 2012-09-10

Family

ID=38738934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010102514/11A RU2460659C2 (ru) 2007-06-27 2008-05-19 Гидравлический контур привода усиления рулевого управления и автотранспортное средство, оборудованное таким контуром

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20100175948A1 (ru)
EP (1) EP2158116B1 (ru)
JP (1) JP2010531271A (ru)
KR (1) KR20100028055A (ru)
AT (1) ATE492454T1 (ru)
BR (1) BRPI0812971A2 (ru)
DE (1) DE602008004139D1 (ru)
ES (1) ES2355119T3 (ru)
FR (1) FR2918029B1 (ru)
RU (1) RU2460659C2 (ru)
WO (1) WO2009000985A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2967390B1 (fr) * 2010-11-16 2017-08-25 Jtekt Hpi Systeme de direction assistee pour vehicule automobile, comprenant une pompe d'alimentation en fluide hydraulique sous pression
WO2013165737A2 (en) * 2012-04-30 2013-11-07 Eaton Corporation Steering circuit with bypass valve
CN105235741B (zh) * 2015-11-11 2018-05-04 吉林大学 一种基于液压系统的汽车可变传动比转向系统
CN105313956B (zh) * 2015-11-18 2017-12-01 吉林大学 一种具有冗余功能的汽车前轮独立控制液压转向系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1197945A1 (ru) * 1981-04-29 1985-12-15 Заводы Тежкего Стройкренстви Вызкумны Устав Ставебних И Земних Стройу (Инопредприятие) Гидравлическа система рулевого управлени транспортного средства
RU16122U1 (ru) * 2000-06-29 2000-12-10 Московский энергетический институт (Технический университет) Гидравлическая система рулевого управления троллейбуса
EP1234748A1 (de) * 2001-02-23 2002-08-28 Visteon Global Technologies, Inc. Dämpfungsventil für hydraulisch unterstütztes Lenkungssystem
EP1510437A1 (en) * 2003-08-29 2005-03-02 Dana Corporation Method and apparatus for reduction of fluid-borne noise in hydraulic systems

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4914913A (en) * 1989-05-03 1990-04-10 Caterpillar Inc. Load responsive flow amplified control system for power steering
DE69319990T2 (de) * 1992-10-22 1998-12-10 Toyoda Machine Works Ltd Hydraulische Servolenkung
JPH06329041A (ja) * 1993-05-21 1994-11-29 Jidosha Kiki Co Ltd 車速感応式パワーステアリング
US5740879A (en) * 1994-06-27 1998-04-21 Jidosha Kiki Co., Ltd. Power steering apparatus
JP3240866B2 (ja) * 1995-01-19 2001-12-25 豊田工機株式会社 動力舵取装置
JP3525269B2 (ja) * 1995-03-09 2004-05-10 光洋精工株式会社 パワーステアリング装置
US5600955A (en) * 1995-06-09 1997-02-11 Sahinkaya; Yilmaz Hydraulic servoactuator stabilizer device
IT1280908B1 (it) * 1995-08-11 1998-02-11 Dayco Europe Spa Impianto di idroguida per un veicolo
US5975232A (en) * 1996-01-18 1999-11-02 Unisia Jecs Corporation Power assisted steering apparatus for automotive vehicle
DE19705382A1 (de) * 1996-02-13 1997-08-14 Unisia Jecs Corp Hilfskrafteinheit für eine Lenkanlage
JPH09249142A (ja) * 1996-03-14 1997-09-22 Kayaba Ind Co Ltd パワーステアリング装置
JP3463453B2 (ja) * 1996-03-28 2003-11-05 豊田工機株式会社 動力舵取装置
US5934406A (en) * 1997-05-29 1999-08-10 Caterpillar Inc. Jerk control valve for pilot operated steering system
JP3912905B2 (ja) * 1998-07-10 2007-05-09 株式会社ショーワ 油圧式パワーステアリング装置
US6568499B2 (en) * 2000-11-21 2003-05-27 Unisia Jecs Corporation Power steering system for vehicles
US6568500B1 (en) * 2001-12-06 2003-05-27 Dana Corporation Steering system shudder control
US6886657B2 (en) * 2002-03-19 2005-05-03 Hitachi, Ltd. Power steering system
JP4368742B2 (ja) * 2004-06-08 2009-11-18 株式会社日立製作所 パワーステアリング装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1197945A1 (ru) * 1981-04-29 1985-12-15 Заводы Тежкего Стройкренстви Вызкумны Устав Ставебних И Земних Стройу (Инопредприятие) Гидравлическа система рулевого управлени транспортного средства
RU16122U1 (ru) * 2000-06-29 2000-12-10 Московский энергетический институт (Технический университет) Гидравлическая система рулевого управления троллейбуса
EP1234748A1 (de) * 2001-02-23 2002-08-28 Visteon Global Technologies, Inc. Dämpfungsventil für hydraulisch unterstütztes Lenkungssystem
EP1510437A1 (en) * 2003-08-29 2005-03-02 Dana Corporation Method and apparatus for reduction of fluid-borne noise in hydraulic systems

Also Published As

Publication number Publication date
FR2918029B1 (fr) 2009-11-20
FR2918029A1 (fr) 2009-01-02
BRPI0812971A2 (pt) 2014-12-16
US20100175948A1 (en) 2010-07-15
RU2010102514A (ru) 2011-08-10
JP2010531271A (ja) 2010-09-24
DE602008004139D1 (de) 2011-02-03
KR20100028055A (ko) 2010-03-11
EP2158116B1 (fr) 2010-12-22
ATE492454T1 (de) 2011-01-15
EP2158116A1 (fr) 2010-03-03
WO2009000985A1 (fr) 2008-12-31
ES2355119T3 (es) 2011-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2805871B1 (en) Power steering system
US4527654A (en) Steering control system for automotive vehicle or the like
US7959164B2 (en) Roll control devices
US20110272204A1 (en) Hydraulic Power-Assisted Steering and Method for Determining Steering Wheel Torque
RU2460659C2 (ru) Гидравлический контур привода усиления рулевого управления и автотранспортное средство, оборудованное таким контуром
US7337872B2 (en) Hydraulic power assisted steering system
US20080296084A1 (en) Vehicle Steering System and Method For Controlling a Vehicle Steering System
US20040251061A1 (en) Mechanically linked active steering system
CN101022986B (zh) 转向助力系统
US5289894A (en) Steering system for a vehicle
US4681184A (en) Hydraulic reaction force apparatus for power steering system
US7735846B2 (en) Hydraulic control circuit
US5056311A (en) Hydrostatic steering device
US6450286B1 (en) Rack and pinion power steering system with variable damping characteristics
US9302703B2 (en) Electro-hydraulic power steering
ITMI20011761A1 (it) Sterzo di veicolo con dispositivo di guida azionato dal guidatore, inparticolare volante dello sterzo
JP3695564B2 (ja) 油圧式パワーステアリング装置のダンパバルブ
RU2026225C1 (ru) Гидрообъемное рулевое управление
JP2503611B2 (ja) 車両用操舵装置
EP2161180A2 (en) Method of reducing steering instability in hydraulic power steering systems
JPH0616858Y2 (ja) ４輪操舵装置
CN116867968A (zh) 用于车辆的泵装置和电子液压转向辅助装置
JP2510073B2 (ja) ４輪操舵装置
JPS63225734A (ja) 油圧クラツチ制御用の油圧回路
JPH0424169A (ja) 動力舵取装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140520