專利名稱：動力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體上涉及使用液壓動力幫助駕駛員轉(zhuǎn)向機動車輛的動力 轉(zhuǎn)向裝置，尤其涉及通常應用于大型機動車輛的整體式動力轉(zhuǎn)向裝置。 更具體地，本發(fā)明涉及如下類型的動力轉(zhuǎn)向裝置，即，不僅在車輛正 常行駛情況下給駕駛員提供令人滿意的轉(zhuǎn)向感覺，而且當由于在駕駛 中打瞌睡等引起車輛跑偏時幫助車輛自動恢復。
背景技術(shù)：
為了使本發(fā)明清楚，在下面簡要地描述上述類型的動力轉(zhuǎn)向裝置 的背景技術(shù)。這種類型的動力轉(zhuǎn)向裝置通常包括通過方向盤轉(zhuǎn)動的輸入軸； 連接到轉(zhuǎn)向輪的輸出軸；可操作地連接所述輸入軸和所述輸出軸的扭桿；在被液壓地激勵時產(chǎn)生助力的動力缸；使用加壓流體供給所述動 力缸以激勵該動力缸的液壓泵；以及布置在所述輸入軸與所述輸出軸 之間的旋轉(zhuǎn)開關閥，用以開關設在所述動力缸與所述液壓泵之間的流 體通道。即，通過根據(jù)所述方向盤的轉(zhuǎn)動方向來開關所述流體通道， 將所述動力缸的活塞強制地沿所需方向移動，以幫助所述轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn) 向運動。在日本公開專利申請(Tokkaihd) 3 - 258658內(nèi)所示的動力轉(zhuǎn)向 裝置中，使用了反轉(zhuǎn)矩機構(gòu)，使得當駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時，他或她會 感到一定的阻力。即，當駕駛員沿一個方向轉(zhuǎn)動方向盤時，反轉(zhuǎn)矩機 構(gòu)通過實際使用來自液壓泵的液壓供給而產(chǎn)生沿相反方向的力(即， 反轉(zhuǎn)矩)。上述公開專利申請所公開的反轉(zhuǎn)矩機構(gòu)包括形成在所述輸入軸 內(nèi)的V形截面凹槽；連接到所述輸出軸的柱塞；以及由所述柱塞保持 且位于所述輸入軸的凹槽上的球。所述柱塞布置成將所述球偏壓靠在 所述輸入軸上。即，當由于駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤而在所述輸入軸與所述 輸出軸之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動時，所述球的中心與所述凹槽的中心沿所述 輸入和輸出軸的圓周方向產(chǎn)生偏移。在這種情形下，借助于來自所述液壓泵的液壓供給，所述柱塞操作成將所述球壓靠在v形凹槽的斜壁上，使得將由所述球與所述凹槽斜壁之間的擠壓接觸引起的反轉(zhuǎn)矩施 加在所述輸入軸上。該反轉(zhuǎn)矩通過方向盤傳遞到駕駛員的手上，使得 他或她舒適地感到一定的阻力。發(fā)明內(nèi)容上述日本公開專利申請的動力轉(zhuǎn)向裝置展現(xiàn)了當駕駛員轉(zhuǎn)動方向 盤以轉(zhuǎn)向機動車輛時，產(chǎn)生被駕駛員感到的一定阻力的令人滿意性能。 這種阻力對于安全駕駛機動車輛很重要。但是，為了車輛的安全駕駛，還需要其它功能，所述其它功能中 的一個是一旦由于駕駛中打瞌睡等使車輛跑偏就將車輛自動恢復到之 前的車道或初始車道的功能。建立這種使車輛自動恢復到初始車道的一個方法是修改上述日本 公開專利申請的動力轉(zhuǎn)向裝置的反轉(zhuǎn)矩機構(gòu)。在該方法中，所述修改可如下進行在其中扭桿沒有扭轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)開關閥中間位置進行所迷球 的中心與所述凹槽的中心之間的上述偏移連接。即，當檢測到由于駕 駛中打瞌睡等引起車輛跑偏時，對所述反轉(zhuǎn)矩機構(gòu)進行一定的操作， 以正向地轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)開關閥，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向車輛的助力，幫助車輛自動 地恢復到之前的車道或初始車道。但是，由于其固有的結(jié)構(gòu)，在車輛正常行駛情況下，該方法在轉(zhuǎn) 向機動車輛時不可避免地帶來過高的反轉(zhuǎn)矩，必然使駕駛員操作方向 盤的轉(zhuǎn)向感覺惡化。因此，本發(fā)明的目的是提供一種沒有上述缺陷的動力轉(zhuǎn)向裝置。 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種動力轉(zhuǎn)向裝置，其不僅在車輛正常行駛 情況下展現(xiàn)令人滿意的轉(zhuǎn)向感覺，而且在上述緊急情形下幫助車輛自
動恢復到初始車道。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種動力轉(zhuǎn)向裝置，其包括連接 方向盤(SW )的輸入軸(40 );通過扭桿(50 )連接到所述輸入軸(40 ) 的輸出軸(60);布置在所述輸入軸(40)與所述輸出軸(60)之間的 旋轉(zhuǎn)開關閥(600 )，用于根據(jù)所述輸入軸(40)與所述輸出軸(60) 之間的相對旋轉(zhuǎn)，有選擇地從液壓泵(P)向動力缸的右轉(zhuǎn)助力腔(21) 和左轉(zhuǎn)助力腔(22)供給加壓液壓流體；右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200 ), 其通過使用來自所述液壓泵(P)的加壓液壓流體向所述輸入軸(40) 施加沿右轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩；左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(100)，其通過使用來 自所述液壓泵(P)的加壓液壓流體向所述輸入軸(40)施加沿左轉(zhuǎn) 方向的轉(zhuǎn)矩；檢測裝置(400)，其檢測安裝所述動力轉(zhuǎn)向裝置的車輛、 駕駛所述車輛的駕駛員和所述車輛行駛的道路中的至少一個的當前狀 況；以及液體壓力控制裝置(320， 310)，其根據(jù)由所述檢測裝置(400) 檢測的當前狀況來控制供給到所述右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200 )和左轉(zhuǎn) 輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(100)的液壓流體的壓力，其中所述液體壓力控制裝 置(320， 310)以如下方式控制所述兩個輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200， 100), 即，當駕駛員進行轉(zhuǎn)向操作時，沿與所述輸入軸(40)轉(zhuǎn)向方向相反 的方向向所述輸入軸(40)施加反轉(zhuǎn)矩，當從所述檢測裝置(400)接 收信息信號時，向所述輸入軸(40)施加足以實際上致動所述旋轉(zhuǎn)開 關閥(600)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，其中所述兩個輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200， 100) 的每個都包括接觸表面(43， 42)以及活塞單元(220， 120)，所述接 觸表面(43, 42)形成在所述輸入軸(40)外表面上，所述活塞單元 (220， 120)在形成在所述輸出軸(60)內(nèi)的徑向延伸孔(210， 110) 中滑動，并且能夠借助于來自所述液壓泵(P)的液壓壓力壓靠在所 述接觸表面(43， 42)上，其中所述接觸表面(43， 42)相對于所述 活塞單元(220， 120)沿其移動的給定路徑傾斜，使得將所述活塞單 元壓靠在所述接觸表面(43， 42)上向所述輸入軸(40)施加轉(zhuǎn)矩； 并且其中所述接觸表面(43， 42)相對于所述給定路徑的傾斜角在所 述活塞單元改變移動方向的部分處變化。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種動力轉(zhuǎn)向裝置，其包括連接 方向盤(SW)的輸入軸(40);通過扭桿(50)連接到所述輸入軸(40) 的輸出軸(60);布置在所述輸入軸(40)與所述輸出軸(60)之間的 旋轉(zhuǎn)開關閥(600)，用于根據(jù)所述輸入軸(40)與所述輸出軸(60) 之間的相對旋轉(zhuǎn)，有選擇地從液壓泵(P)向動力缸的右轉(zhuǎn)助力腔(21) 和左轉(zhuǎn)助力腔(22)供給加壓液壓流體；右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200)， 其通過使用來自所述液壓泵(P)的加壓液壓流體向所述輸入軸(40) 施加沿右轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩；左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(100),其通過使用來 自所述液壓泵(P)的加壓液壓流體向所述輸入軸(40)施加沿左轉(zhuǎn) 方向的轉(zhuǎn)矩；檢測裝置UOO)，其檢測安裝所述動力轉(zhuǎn)向裝置的車輛、 駕駛所述車輛的駕駛員和所述車輛行駛的道路中的至少一個的當前狀 況；以及液體壓力控制裝置(320， 310)，其根據(jù)由所述檢測裝置UOO) 檢測的當前狀況來控制供給到所述右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200 )和左轉(zhuǎn) 輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(100)的液壓流體的壓力，其中所述液體壓力控制裝 置(320， 310)以如下方式控制所述兩個輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200， 100)， 即，當駕駛員進行轉(zhuǎn)向操作時，沿與所述輸入軸(40)轉(zhuǎn)向方向相反 的方向向所述輸入軸(40)施加反轉(zhuǎn)矩，當從所述檢測裝置(400)接 收信息信號時，向所述輸入軸(40)施加足以實際上致動所述旋轉(zhuǎn)開 關閥(600)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，其中所述兩個輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200， 100) 的每個都包括接觸表面(43， 42)以及活塞單元(220， 120)，所述接 觸表面(43， 42)形成在所述輸入軸(40)外表面上，所述活塞單元 (220， 120)在形成在所述輸出軸(60)內(nèi)的徑向延伸孔(210， 110) 中滑動，并且能夠借助于來自所述液壓泵(P)的液壓壓力壓靠在所 述接觸表面(43, 42)上，其中所述接觸表面(43， 42)相對于所述 活塞單元(220， 120)沿其移動的給定路徑傾斜，并且包括第一斜面 (43a， 42a)和第二斜面(43b， 42b )，所述第二斜面(43b， 42b)的 傾斜角大于所述第一斜面(43a， 42a)的傾斜角，并且其中當所述活 塞單元(220， 120)壓靠在所述第二斜面(43b, 42b)上時，向所述 輸入軸(40)施加反轉(zhuǎn)矩，當所述活塞單元(220， 120)壓靠在所述
第一斜面(43a, 42a)上時，向所述輸入軸(40)施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種動力轉(zhuǎn)向裝置，其包括連接 方向盤(SW)的輸入軸(40);通過扭桿(50)連接到所述輸入軸(40) 的輸出軸(60);布置在所述輸入軸(40)與所述輸出軸(60)之間的 旋轉(zhuǎn)開關閥(600)，用于根據(jù)所述輸入軸(40)與所述輸出軸(60) 之間的相對旋轉(zhuǎn)，有選擇地從液壓泵(P)向動力缸的右轉(zhuǎn)助力腔(21) 和左轉(zhuǎn)助力腔(22)供給加壓液壓流體；右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200 )， 其通過使用來自所述液壓泵(P)的加壓液壓流體向所述輸入軸(40) 施加沿右轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩；左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(100)，其通過使用來 自所述液壓泵(P)的加壓液壓流體向所述輸入軸(40)施加沿左轉(zhuǎn) 方向的轉(zhuǎn)矩；檢測裝置UOO)，其檢測安裝所述動力轉(zhuǎn)向裝置的車輛、 駕駛所述車輛的駕駛員和所述車輛行駛的道路中的至少一個的當前狀 況；以及液體壓力控制裝置(320， 310),其根據(jù)由所述檢測裝置(400 ) 檢測的當前狀況來控制供給到所述右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200 )和左轉(zhuǎn) 輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(100)的液壓流體的壓力，其中所述液體壓力控制裝 置(320， 310)以如下方式控制所述兩個輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(200, 100)， 即，當駕駛員進行轉(zhuǎn)向操作時，沿與所述輸入軸(40)轉(zhuǎn)向方向相反 的方向向所述輸入軸(40)施加反轉(zhuǎn)矩，當從所述檢測裝置(400)接 收信息信號時，向所述輸入軸(40)施加足以實際上致動所述旋轉(zhuǎn)開 關閥(600)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，其中所述兩個輸入軸驅(qū)動才幾構(gòu)(200， 100) 的每個都包括接觸表面(43， 42)以及活塞單元(220， 120)，所述接 觸表面(43, 42)形成在所述輸入軸(40)外表面上，所述活塞單元 (220， 120)在形成在所述輸出軸(60)內(nèi)的徑向延伸孔(210， 110) 中滑動，并且能夠借助于來自所述液壓泵(P)的液壓壓力壓靠在所 述接觸表面(43， 42)上，其中所述接觸表面(43， 42)包括第一斜 面(43a， 42a)和第二斜面(43b， 42b)，當所述活塞單元(220， 120) 向所述輸入軸(40)移動時該活塞單元(220, 120)壓靠在所述第一 斜面(43a， 42a)上和當所述活塞單元(220, 120 )從所述輸入軸(40 ) 移開時該活塞單元(220， 120)壓靠在所述第二斜面(43b， 42b )上，
所述第二斜面(43b, 42b)的傾斜角大于所述第一斜面(43a， 42a) 的傾斜角。


結(jié)合附圖，從下面的描述可清楚本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點，其中圖1為本發(fā)明第一實施例的動力轉(zhuǎn)向裝置的框圖；圖2為第一實施例的動力轉(zhuǎn)向裝置的軸向剖視圖；圖3為沿圖2中線A-A的放大剖視圖；圖4為沿圖2中線B-B的放大剖視圖；圖5為沿圖2中線C-C的放大剖視圖；圖6為圖4中一部分的放大圖，示出了其中右轉(zhuǎn)活塞單元與右轉(zhuǎn)接觸表面接觸的情形；圖7為由圖6中箭頭"P"所示區(qū)域的放大圖；圖8為示出當輸入軸與輸出軸之間發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)時，引起的右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)的動作的視圖；圖9為根據(jù)旋轉(zhuǎn)開關閥(R.S.V.)的開度和作用線與輸入軸軸線之間的距離之間的關系示出的本發(fā)明第一和第二實施例以及比較例的性能的曲線圖；圖10為類似于圖6的視圖，但示出了比較例的布置；圖ll為圖4的一部分的放大圖，但示出了其中右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)開關閥的情形；圖12為類似于圖7的視圖，但示出了第一實施例的第一修改； 圖13為類似于圖7的視圖，但示出了第一實施例的第二修改； 圖14為類似于圖6的視圖，但示出了第一實施例的第三修改； 圖15為類似于圖6的視圖，但示出了本發(fā)明的第二實施例。
具體實施方式
下面，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向裝置。 為便于說明，下面的描述將包括各種方向性術(shù)語，例如右、左、上、下、向右和類似術(shù)語。但是，應當僅相對于示出相應部分的附圖 理解這種術(shù)語。本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向裝置描述為實際應用到大型機動車輛上，例如 卡車或類似車輛。參考圖l，示出了本發(fā)明第一實施例的動力轉(zhuǎn)向裝置1的框圖。如圖中所示，動力轉(zhuǎn)向裝置l包括連接到方向盤SW以與其一 起轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向軸2;用于開關或改變助力方向的旋轉(zhuǎn)開關閥600;安裝 在液壓動力缸10中以便借助于液壓壓力產(chǎn)生助力的助力活塞70;以 及搖臂軸30，其與助力活塞70嚙合，使得助力活塞70的前后移動包 括搖臂軸30的向右(或順時針)和向左(或逆時針)轉(zhuǎn)動。雖然圖中 未示出，但搖臂軸30連接到相關聯(lián)的機動車輛的轉(zhuǎn)向輪上，使得搖臂 軸30的轉(zhuǎn)動引起轉(zhuǎn)向輪的受到助力的右轉(zhuǎn)或左轉(zhuǎn)。如圖2中所示，轉(zhuǎn)向軸2包括輸入軸40、輸出軸60及可操作地 連接輸入軸40和輸出軸60的扭桿50。如圖1和2所示，動力轉(zhuǎn)向裝置l還包括左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu) 100，其用來借助于液壓壓力向輸入軸40施加左轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)矩；右轉(zhuǎn)輸入 軸驅(qū)動機構(gòu)200，其用來借助于液壓壓力向輸入軸40施加右轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)矩； 以及液壓壓力控制部分300，其控制供給到左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100 和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200的液壓壓力。如圖1中所示，當方向盤SW沿一個方向或另一個方向轉(zhuǎn)動時， 來自液壓泵P的液壓流體通過由旋轉(zhuǎn)開關閥60選擇的流體通道被引 導到液壓動力釭10的工作腔21和22中的一個中。為便于理解，在下面的描述中，這些工作腔21和22將稱為右轉(zhuǎn) 助力腔和左轉(zhuǎn)助力腔。如圖所示，這兩個助力腔21和22布置成當供給加壓液壓流體時， 分別沿向左和向右方向偏壓或推動助力活塞70。由于活塞70的向左 或向右移動，中心軸30沿圖1中逆時針或順時針方向轉(zhuǎn)動，使車輛的 轉(zhuǎn)向輪沿所需方向轉(zhuǎn)向。如圖所示，將過剩的液壓流體通過旋轉(zhuǎn)開關 閥60引導到存儲罐5中。
左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200是借助于液 壓動力向輸入軸40施加左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩或右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的液壓致動器。在車輛正常轉(zhuǎn)向情形下，這些液壓致動器100和200用作反轉(zhuǎn)矩 產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生施加到輸入軸40的反轉(zhuǎn)矩，以給駕駛員提供舒適的 轉(zhuǎn)向感覺。然而，當車輛由于駕駛員打瞌睡等出現(xiàn)跑偏時，即，當需要所謂 的自動車輛恢復到初始車道時，液壓致動器100和200用作轉(zhuǎn)向致動 器裝置，其將輸入軸40轉(zhuǎn)動一程度，該程度足以轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)開關閥600 以沿施加轉(zhuǎn)矩的方向進行轉(zhuǎn)向助力。液壓壓力控制部分300包括控制單元301、左轉(zhuǎn)控制閥310和右 轉(zhuǎn)控制閥320?？刂茊卧?01連接到蓄電池E,并接收車輛狀況檢測 部分400的信息信號。即，通過處理這些信息信號，控制單元301控 制左轉(zhuǎn)控制閥310和右轉(zhuǎn)控制閥320。左轉(zhuǎn)控制閥310和右轉(zhuǎn)控制閥320通過各自的流體通道31和32 連接到旋轉(zhuǎn)開關閥300，以從液壓泵P接收加壓液壓流體。即，當輸 入軸40相對于輸出軸60沿向右或順時針方向轉(zhuǎn)動時，將來自泵P的 加壓液壓流體引導到左轉(zhuǎn)控制閥310,而當輸入軸40相對于輸出軸60 沿向左或逆時針方向轉(zhuǎn)動時，將加壓液壓流體引導到右轉(zhuǎn)控制閥320 中。在該操作期間，將過剩的液壓流體引導到存儲罐5。車輛狀況檢測部分400包括檢測相關機動車輛的速度的車速傳感 器401、識別車道上的白線的第一攝像機402和識別駕駛員視線的第 二攝像機403。通過處理車速傳感器401及第一和第二攝像機402和 403的信息信號，控制單元401發(fā)出控制左轉(zhuǎn)控制閥310和右轉(zhuǎn)控制 閥320的指令信號。左轉(zhuǎn)控制閥310包括左轉(zhuǎn)螺線管SOLI和左轉(zhuǎn)線軸311，與閥310 類似，右轉(zhuǎn)控制閥320包括右轉(zhuǎn)螺線管SOL2和右轉(zhuǎn)線軸321。即， 根據(jù)來自控制單元301的指令信號，控制SOLI和SOL2的ON/OFF 狀態(tài)，從而控制線軸311和321的移動。通過線軸311和321的移動， 控制供給到左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200的液
壓流體的壓力。參考圖2，以軸向剖視圖的形式示出了動力轉(zhuǎn)向裝置1。為便于描述，輸入軸40和輸出軸60的軸向方向定義為"y軸"， 輸入軸40所在的一側(cè)定義為正向側(cè)，繞著"y軸"定義極坐標，徑向方 向定義為"r軸"。如圖3中所示，當輸入軸40和輸出軸60沿向右或 順時針方向轉(zhuǎn)動時，應當理解，軸40和60進行"正向轉(zhuǎn)動"。如圖2中所示，旋轉(zhuǎn)開關閥600容納在第一殼體11中，助力活塞 70容納在第二殼體12中。第一殼體11和第二殼體12都為杯子的形式，并且同軸地連接以 構(gòu)成一體的殼體。如圖所示，連接到方向盤SW(見圖1)的輸入軸 40插入第一殼體11的軸向基部中。輸入軸40通過扭桿50同軸地連 接到輸出軸60。如圖所示，輸出軸60為中空部件。輸入軸40沿y軸 方向插入中空軸的正向側(cè)，扭桿50沿y軸方向插入中空軸的負向側(cè)。 即，由于輸入軸40與輸出軸60之間設有扭桿50，所以從左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn) 輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100或200施加到輸入軸40的所有轉(zhuǎn)矩都被具有一定 彈性的扭桿50適當?shù)匚?，從而抑制了這種轉(zhuǎn)矩對轉(zhuǎn)向輪(未示出) 的影響。如圖所示，輸入軸40和輸出軸60由保持在第一殼體ll內(nèi)的 第一軸承91和第二軸承92可轉(zhuǎn)動地保持。如圖2中所示，在第二殼體12中，布置有可軸向移動的助力活塞 70。由于設有活塞70，所以上述右轉(zhuǎn)助力腔21和左轉(zhuǎn)助力腔22限定 在第二殼體12中活塞70的兩側(cè)。當向右轉(zhuǎn)助力腔21供給加壓液壓流 體時，助力活塞70向圖2中的下方移動，即，沿著幫助轉(zhuǎn)向輪右轉(zhuǎn)的 方向移動。而當向另一個工作腔(即，左轉(zhuǎn)助力腔22)供給液壓流體 時，活塞70向圖2中的上方移動，即，沿著幫助轉(zhuǎn)向輪左轉(zhuǎn)的方向移 動。在形成于第二殼體12圓柱側(cè)上的搖臂軸殼體部分13中，安裝有 上述搖臂軸30。如圖所示，搖臂軸30垂直于第二殼體12的軸線延伸。如圖2中所示，輸出軸60插入形成在助力活塞70上的軸向孔中， 并通過滾珠絲杠機構(gòu)61與活塞70接合。在活塞70的外表面上形成有
沿活塞70圓周方向延伸的齒部分71。上述搖臂軸30的扇形齒輪30a 與齒部分71可操作地接合。如圖所示，搖臂軸殼體部分13的內(nèi)部通過流體通道13a與右轉(zhuǎn)助 力腔21連通，使得腔21內(nèi)的液壓流體進入殼體部分13的內(nèi)部，用以 潤滑活塞70的齒部分71與搖臂軸30的扇形齒輪30a之間的嚙合。從圖l可易于理解，旋轉(zhuǎn)開關閥600用于根據(jù)輸入軸40與輸出軸 60之間的相對旋轉(zhuǎn)來改變流體從右轉(zhuǎn)助力腔21和左轉(zhuǎn)助力腔22的進 /出操作。為此，旋轉(zhuǎn)開關閥600形成有多個入口和出口。如圖2所示，旋轉(zhuǎn)開關閥600通常包括由輸出軸60在環(huán)繞輸入 軸40的上部形成的閥體610;以及圓柱形轉(zhuǎn)子620,其同軸地接收在 輸出軸60的上部與輸入軸40之間的圓柱形空間內(nèi)，并且通過連接銷 80牢固地固定到輸入軸40。旋轉(zhuǎn)開關閥600通過流體通道31連接到右轉(zhuǎn)助力腔21，使得當 圓柱形轉(zhuǎn)子620相對于閥體610沿向右或順時針方向(當從輸入軸40 的上方觀看時)轉(zhuǎn)動時，來自液壓泵P的加壓液壓流體流向右轉(zhuǎn)助力 腔21。旋轉(zhuǎn)開關閥600還通過另 一流體通道32連接到左轉(zhuǎn)助力腔22, 使得當圓柱形轉(zhuǎn)子620相對于閥體610沿向左或逆時針方向(當從輸 入軸40的上方觀看時)轉(zhuǎn)動時，來自液壓泵P的液壓流體流向左轉(zhuǎn) 助力腔22。換句話說，當輸入軸40相對于輸出軸60向右轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn) 開關閥600用于連接液壓泵P和右轉(zhuǎn)助力腔21，而當輸入軸40相對 于輸出軸60向左轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)開關閥600用于連接液壓泵P和左轉(zhuǎn)助 力腔22。在旋轉(zhuǎn)開關閥600的"y軸"負向側(cè)上輸入軸40與輸出軸60重疊 的部分處，平行地布置有燃料安全裝置700以及左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu) 100和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200。參考圖3至5，示出了分別沿著圖2中線A-A、 B-B和C-C的放 大剖視圖。即，圖4示出了右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200，圖5示出了左 轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100。應當注意，圖(即，圖3至5)中的剖視圖示 出了當旋轉(zhuǎn)開關閥600處于中間位置時的情形。
從這些圖可以看出，輸入軸40的構(gòu)成燃料安全裝置700的一部分、 左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100的一部分和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200的一部 分的外圓柱壁具有在其周圍的鋸齒部41，輸出軸60的構(gòu)成燃料安全 裝置700的一部分的內(nèi)圓柱壁具有在周圍的其它鋸齒部62。這兩種類 型的鋸齒部41和62可操作地接合，以構(gòu)成故障安全裝置700。如圖3所示，輸入軸鋸齒部41的外齒44與輸出軸鋸齒部62的內(nèi) 齒63分別可操作地接合，使得允許輸入軸40與輸出軸60之間給定小 角度的相對轉(zhuǎn)動。即，不允許過大的相對旋轉(zhuǎn)，以防止扭桿50過度扭 曲。如圖4所示，輸出軸60在構(gòu)成右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200的圓柱形 壁部分處形成有8個活塞孔210，這些活塞孔210等間隔地環(huán)繞輸出 軸60的軸線，并且如圖5所示，輸出軸60在構(gòu)成左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機 構(gòu)100的另一圓柱形壁部分處形成有8個活塞孔110，這些活塞孔110 等間隔地環(huán)繞輸出軸60的軸線。從這些圖可看出，每個活塞孔210 或110都在其中可操作地接收活塞單元220或120。即，右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200包括8個活塞孔210和分別接收在 活塞孔210中的8個活塞單元220。而左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100包括8 個活塞孔110和分別接收在活塞孔110中的8個活塞單元120。如圖5所示，在各活塞孔110的界定相應活塞單元120徑向外端 的徑向外側(cè)處，限定有左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D1，并且如圖4所示，在各活 塞孔210的界定相應活塞單元220徑向外端的徑向外側(cè)處，限定有右 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D2。如圖5和2所示，左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔Dl通過左轉(zhuǎn)控制閥310及流 體通道31和33與上述右轉(zhuǎn)助力腔21連通，并且如圖4和2所示，右 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D2通過右轉(zhuǎn)控制閥32及流體通道32和34與上述左轉(zhuǎn) 助力腔22連通。通過上述布置，右轉(zhuǎn)助力腔21中的液壓壓力在供給到左轉(zhuǎn)輸入軸 驅(qū)動機構(gòu)IOO之前受控制閥310控制，同樣，左轉(zhuǎn)助力腔22中的液壓 壓力在供給到右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200之前受控制閥320控制。 如圖5所示，當旋轉(zhuǎn)開關閥600處于中間位置時，左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū) 動機構(gòu)100的每個活塞孔110相對于輸入軸40的鋸齒部41的相應齒 空間45都處于沿旋轉(zhuǎn)方向的偏移位置，同樣，如圖4所示，右轉(zhuǎn)輸入 軸驅(qū)動才幾構(gòu)200的每個活塞孔210相對于輸入軸40的鋸齒部41的相 應齒空間45都處于沿旋轉(zhuǎn)方向的偏移位置。即，如圖5所示，各活塞孔110的軸線"D-D"相對于相應齒空間 45的中心線"E-E"沿左手方向偏移角度"ei"，并且如圖4所示，各活 塞孔210的軸線"F-F"相對于相應齒空間45的中心線"E-E"沿右手方向偏移角度"ei"。因此應當注意，在旋轉(zhuǎn)開關閥600的中間位置，上述軸線"D-D" 和"F-F"轉(zhuǎn)移或偏移2 x "ei"。如圖4和5所示，各活塞單元220或120包括活塞體221或121， 所述活塞體在其內(nèi)端(即，沿r軸方向的徑向內(nèi)端)具有圓柱形凹槽 222或122;以及接收在圓柱形凹槽222或122內(nèi)的球223或123。應 當注意，球223或123的直徑稍小于圓柱形凹槽222或122的直徑， 以便在動力轉(zhuǎn)向裝置操作下實現(xiàn)球223或123在相應凹槽222或122 內(nèi)的流暢轉(zhuǎn)動或移動。如圖4和5所示，各球223或123具有面向輸入軸40或向輸入軸 40凸出的部分，使得當轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D2或Dl中存在液壓壓力時，各 J求223或123沿r軸方向徑向向內(nèi)地移動。此時，各J求223或123壓 靠在輸入軸40的鋸齒部41的斜壁上，如圖中所示。即，如圖4所示，當轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D2中存在壓力時，右轉(zhuǎn)活塞單 元220以如下方式擠壓輸入軸40，即，球223擠壓比中心線"E-E，，更 靠近軸線"F-F"的右轉(zhuǎn)接觸表面43。而如圖5所示，當轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D1 中存在壓力時，左轉(zhuǎn)活塞單元120以如下方式擠壓輸入軸40，即，球 123擠壓比中心線"E-E"更靠近軸線"D-D"的左轉(zhuǎn)接觸表面42。如上所述，輸入軸40與輸出軸60之間的相對旋轉(zhuǎn)通過其間一定 的可允許旋轉(zhuǎn)來限制。因此，如圖4所示，將右轉(zhuǎn)活塞單元220壓靠 在右轉(zhuǎn)接觸表面43上沿向右或順時針方向向輸入軸40施加一定的轉(zhuǎn)
矩，使得輸入軸40沿向右或順時針方向轉(zhuǎn)動。而如圖5所示，將左轉(zhuǎn) 活塞單元120壓靠在左轉(zhuǎn)接觸表面42上沿向左或逆時針方向向輸入軸 40施加一定的轉(zhuǎn)矩，使得輸入軸40沿向左或逆時針方向轉(zhuǎn)動。從下文的描述中將更加清楚上文對球223或123與各鋸齒部41 的斜壁43或42之間的接觸的描述。圖6為圖4中設有右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200的部分的放大圖，即， 右轉(zhuǎn)活塞單元220通過球223擠壓右轉(zhuǎn)接觸表面43的部分的放大圖。圖7為圖6中所示部分"P"的放大圖。從圖6和7可理解，用于右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200的右轉(zhuǎn)接觸表 面43包括遠離右轉(zhuǎn)活塞單元220定位且與活塞孔210的軸線"F-F" 傾斜成第一角度的第一斜面43a;靠近右轉(zhuǎn)活塞單元220定位且與活 塞孔210的軸線"F-F"傾斜成比第一角度大的第二角度的第二斜面 43b;以及設在第一斜面43a與第二斜面43b之間的角部43c。而左轉(zhuǎn) 接觸表面42包括遠離右轉(zhuǎn)活塞單元220定位且與活塞孔210的軸線 "F-F，，傾斜成第一角度的第一斜面42a;靠近右轉(zhuǎn)活塞單元220定位且 與活塞孔210的軸線"F-F，，傾斜成比第一角度大的第二角度的第二斜 面42b;以及設在第一斜面42a與第二斜面42b之間的角部42c。如上，從圖5可看出，用于左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100的右轉(zhuǎn)接觸 表面43包括遠離左轉(zhuǎn)活塞單元120定位且與活塞孔110的軸線"D-D，， 傾斜成第一角度的第一斜面43a;靠近左轉(zhuǎn)活塞單元120定位且與活 塞孔110的軸線"D-D"傾斜成比第一角度大的第二角度的第二斜面 43b;以及設在第一斜面43a與第二斜面43b之間的角部43c。而左轉(zhuǎn) 接觸表面42包括遠離左轉(zhuǎn)活塞單元120定位且與活塞孔110的軸線 "D-D，，傾斜成第一角度的第一斜面42a;靠近左轉(zhuǎn)活塞單元120定位且 與活塞孔110的軸線"D-D"傾斜成比第一角度大的第二角度的第二斜 面42b;以及設在第一斜面42a與第二斜面42b之間的角部42c。現(xiàn)在應當注意，當旋轉(zhuǎn)開關閥600處于其中間位置時，右轉(zhuǎn)輸入 軸驅(qū)動機構(gòu)200的每個球223都與右轉(zhuǎn)接觸表面43的角部43c接觸， 如圖4和6所示，同時左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100的每個球123都與左
轉(zhuǎn)接觸表面42的角部42c接觸。應當注意，輸入軸40由經(jīng)過表面硬化處理的鋼制成。從圖6可看 出，輸入軸40的鋸齒部41的各齒空間45具有與球223 (或123 )接 觸的表面硬化區(qū)域S。由于設置了這種表面硬化區(qū)域S，所以輸入軸 40獲得了令人滿意的耐用性。下面，參考附圖，尤其是圖1和2,描述第一實施例的動力轉(zhuǎn)向 裝置的操作。當方向盤SW向左轉(zhuǎn)動時，即，沿逆時針方向轉(zhuǎn)動時，由于扭桿 50的柔性，輸入軸40相對輸出軸60發(fā)生了一定量的左轉(zhuǎn)。此時，旋 轉(zhuǎn)開關閥600用于從液壓泵P向左轉(zhuǎn)助力腔22供給加壓液壓流體， 在兩個助力腔21與22之間產(chǎn)生一定的壓力差。因此，助力活塞70 向圖2中的上方(即，沿y軸的正向)移動，因而搖臂軸30沿圖中的 順時針方向轉(zhuǎn)動。通過搖臂軸30的順時針轉(zhuǎn)動，幫助了由轉(zhuǎn)向輪實施 的左轉(zhuǎn)動作。在該操作期間，左轉(zhuǎn)助力腔22內(nèi)的液壓流體通過流體通道32流 入右轉(zhuǎn)控制閥320,并由閥320控制壓力，然后控制了壓力的液壓流 體流入右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200的右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D2。這樣，所有右 轉(zhuǎn)活塞單元220都將相應的球223壓靠在右轉(zhuǎn)接觸表面43上(見圖6)， 從而在輸入軸40上向右施加一定的轉(zhuǎn)矩，即，抵抗由駕駛員實施的方 向盤SW左轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)矩。圖8為示出右轉(zhuǎn)活塞單元220與右轉(zhuǎn)接觸表面43之間相對位置相 對于相應球223的位置的變化的視圖。即，當方向盤SW處于中間位置時，旋轉(zhuǎn)開關閥600也處于中間 位置。在該情形下，輸入軸40和球223處于如圖8中實線所示的位置?，F(xiàn)在，當方向盤SW沿向左或逆時針方向轉(zhuǎn)動時，輸入軸40相對 于輸出軸60向左轉(zhuǎn)，從而處于如圖8中虛線所示的位置，將球223 向上推。即，當由于向左轉(zhuǎn)動方向盤SW引起向左轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)開關閥600， 使得球223與右轉(zhuǎn)活塞單元220 —起向后移動時，保持了與右轉(zhuǎn)接觸 表面43的滑動接觸，最終與第二斜面43b接觸，如圖8所示。在該情
形下，右轉(zhuǎn)活塞單元220通過球223擠壓第二斜面43b，向輸入軸40 施加上述較小的反轉(zhuǎn)矩。從圖8可看出，在此期間，作用線"F"(即，作用的線)與輸入 軸40的軸"O"之間的距離"L"(為便于描述，下文中稱為"假想臂長") 根據(jù)輸入軸40與輸出軸60之間的相對轉(zhuǎn)動而變化，其中右轉(zhuǎn)活塞單 元220 (實際上是球223 )沿著作用線"F"擠壓輸入軸40。圖9為示出在第一實施例、后述第二實施例及比較實例中，旋轉(zhuǎn) 開關閥600的開度與右轉(zhuǎn)輸出軸驅(qū)動機構(gòu)200的假想臂長"L"之間關 系的曲線圖。圖IO示出了比例實例，其中右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200X的壓力接 收表面48和49沒有對應于上述角部的部分。如圖所示，左轉(zhuǎn)接觸表 面48和右轉(zhuǎn)接觸表面49相對于活塞孔210的軸線"F-F"傾斜相同的角 度。當然，如果是左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)(未示出)，則在左轉(zhuǎn)接觸表面 與右轉(zhuǎn)接收表面之間也采用類似的布置。在第一實施例中，當試圖借助于右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200向輸入 軸40施加反轉(zhuǎn)矩時，各右轉(zhuǎn)活塞單元220通過-求223擠壓相應的右轉(zhuǎn) 接觸表面43的第二斜面43b。從圖9可看出，在旋轉(zhuǎn)開關閥600沿左 轉(zhuǎn)方向的開度較小的第 一打開范圍"S1"內(nèi)，假想臂長"L"小于比較實 例的臂長，這意味著第一實施例中產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)矩小于比較實例中產(chǎn)生 的反轉(zhuǎn)矩。而在旋轉(zhuǎn)開關閥600沿左轉(zhuǎn)方向的開度較大的第二打開范圍"S2" 內(nèi)，假想臂長"L"大于比較實例的臂長，這意味著第一實施例中產(chǎn)生 的反轉(zhuǎn)矩大于比較實施例的反轉(zhuǎn)矩。這樣，抑制了不希望的過度轉(zhuǎn)向。當在幫助向右轉(zhuǎn)向時，右轉(zhuǎn)助力腔21 (見圖2)內(nèi)的液壓流體通 過液壓通道31和33流入左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔Dl,使得左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機 構(gòu)100向輸入軸40施加較小的反轉(zhuǎn)矩。如上所述，當右轉(zhuǎn)助力腔21內(nèi)的液壓壓力高于左轉(zhuǎn)助力腔22內(nèi) 的液壓壓力時，左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100沿著向左轉(zhuǎn)動輸入軸40的方 向向輸入軸40施加反轉(zhuǎn)矩，而當左轉(zhuǎn)助力腔22內(nèi)的液壓壓力高于右轉(zhuǎn)助力腔21內(nèi)的液壓壓力時，右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200沿著向右轉(zhuǎn)動 輸入軸40的方向向輸入軸40施加反轉(zhuǎn)矩。在上述操作期間，根據(jù)由車速傳感器410檢測的車速控制左轉(zhuǎn)控 制閥310和右轉(zhuǎn)控制閥320，使得根據(jù)車速控制施加到輸入軸40的反 轉(zhuǎn)矩。如果通過處理來自第二攝像機403的信息信號檢測到駕駛中打瞌 睡等，則兩個控制閥310和320交替地致動，使得左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D1 中的液壓壓力和右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D2中的液壓壓力都交替地升高和降 低。通過該操作，交替地向輸入軸40施加左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn) 矩，使得輸入軸40產(chǎn)生振動。這樣，方向盤SW也振動，警告了駕駛 員。如果通過處理來自第一攝像機402的信息信號檢測到車輛跑偏， 則借助于控制單元301適當?shù)乜刂苾蓚€控制閥310和320，使得燃料 安全裝置700在輸入軸40與輸出軸60之間實施相對旋轉(zhuǎn)，以主動地 改變旋轉(zhuǎn)開關閥600的開度，從而將車輛自動地恢復到道路的初始白 線。從下面的描述可更加清楚車輛到初始車道的自動恢復。 圖11為圖4中一部分的放大圖，示出了右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動部分200 將輸入軸40旋轉(zhuǎn)成足以使旋轉(zhuǎn)開關閥600沿右轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動的情形。即，當車輛由于上述原因向左側(cè)方向跑偏時，右轉(zhuǎn)控制閥320(見 圖2)控制成向右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D2供給加壓液壓流體。這樣，8個右 轉(zhuǎn)活塞單元220徑向向內(nèi)移動，將球223壓靠在齒空間45的斜面42 和43上，從而向輸入軸40施加沿右轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩。從圖ll可看出， 此時，在各活塞單元220的內(nèi)端與輸入軸40相應部分之間限定了 一定 的間隙"G"。即，由于徑向向內(nèi)的移動，右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200的各活塞單 元220與輸入軸40相應的右轉(zhuǎn)接觸表面43的第一斜面43a接觸。由 于該接觸，向輸入軸40施加較大的向右轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，同時將旋轉(zhuǎn)開關閥 600沿右轉(zhuǎn)方向充分地轉(zhuǎn)動。這樣，增大了右轉(zhuǎn)助力腔21內(nèi)的液壓壓
力，從而產(chǎn)生將車輛沿右轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向助力，使車輛恢復到初始 車道。從圖9的曲線可看出，在旋轉(zhuǎn)開關閥600沿右轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動的第三 打開范圍"S3，，內(nèi)，假想臂長"L"顯示了令人滿意的值。如果車輛向右側(cè)方向跑偏，則控制左轉(zhuǎn)控制閥310 (見圖2)向左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生腔D1供給液壓壓力流體。這樣，左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100 激勵成向輸入軸40施加較大的左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，同時將旋轉(zhuǎn)開關閥600沿左 轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動。因此，車輛自動地恢復到初始車道。從前面的描述可清楚，該實施例中，在車輛正常行駛情況下，左 轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100的左轉(zhuǎn)活塞單元120和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu) 200的右轉(zhuǎn)活塞單元220交替地移動，以根據(jù)駕駛員通過方向盤SW 實施的左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)動作來壓靠輸入軸40的第二斜面42b和43b。這樣， 當由駕駛員執(zhí)行每個轉(zhuǎn)向動作時向輸入軸40施加一定的反轉(zhuǎn)矩。同時，當檢測到車輛跑偏時，左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動^L構(gòu)100的左轉(zhuǎn)活 塞單元120和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200的右轉(zhuǎn)活塞單元220交替地移 動，以根據(jù)車輛距車道的向左或向右偏離來壓靠輸入軸40的第一斜面 42a和43a?；钊麊卧?20和220對第一斜面42a和43a的壓靠促使輸 入軸40旋轉(zhuǎn)足以轉(zhuǎn)動或操作旋轉(zhuǎn)開關閥600的角度。因此，動力轉(zhuǎn)向 裝置1產(chǎn)生了充足的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩施加到輸入軸40并且用于 使車輛恢復到初始車道。即，左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200各具有 第一模式和第二模式，在第一模式中，基于駕駛員通過方向盤SW的 各轉(zhuǎn)向動作向輸入軸40施加比較小的反力(即，反轉(zhuǎn)矩)，在第二模 式中，當檢測到車輛跑偏時，向輸入軸40施加令人滿意的轉(zhuǎn)向力。由 于提供了第一模式，所以改善了轉(zhuǎn)向感覺，由于提供了第二模式，因 此當檢測到車輛跑偏時，車輛可自動恢復到初始車道。如上所述，各左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100 (見圖5)和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū) 動機構(gòu)200 (見圖4)的左轉(zhuǎn)接觸表面42包括第一斜面42a、第二斜 面42b和設在第一斜面42a與第二斜面42b之間的角部42c。而各左 轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200的右轉(zhuǎn)接觸表面43 包括第一斜面43a、第二斜面43b和設在第一斜面43a與第二斜面43b 之間的角部43c。當旋轉(zhuǎn)開關閥600處于其中間位置時，各左轉(zhuǎn)活塞 單元120 (見圖5)接觸左轉(zhuǎn)接觸表面42的角部42c，同時各右轉(zhuǎn)活 塞單元220 (見圖4)接觸右轉(zhuǎn)接觸表面43的角部43c。因此，當需 要這種接觸時，立刻得到左轉(zhuǎn)活塞單元120或右轉(zhuǎn)活塞單元220與第 一斜面42a或43a或者第二斜面42b或43b的接觸，提高了輸入軸驅(qū) 動才幾構(gòu)100和200的響應性。如果需要，各輸入軸驅(qū)動機構(gòu)100和200可設定成，當旋轉(zhuǎn)開關 閥600處于其中間位置時，左轉(zhuǎn)活塞單元120或右轉(zhuǎn)活塞單元220與 第一斜面42a或43a接觸。當使用這種修改時，因為活塞單元120或 220并不接觸角部42c或43c，所以能防止在車輛直線行駛時經(jīng)常出現(xiàn) 的非常小的轉(zhuǎn)向動作具有顫動感覺(rattle feel )。圖12和13為示出上述第 一實施例的右轉(zhuǎn)接觸表面43的修改的放 大圖。實際上，這些圖對應于圖7，示出了右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)200 的一部分。雖然這些圖中未示出，但是在修改中，左轉(zhuǎn)接觸表面(42) 具有與表面43基本相同的結(jié)構(gòu)。在圖12的修改中，在第一斜面43a(或42a)與第二斜面43b (或 42b)之間設有斜切平面43d。由于設有這種斜切平面43d (42d)，所 以當輸入軸40和輸出軸60從旋轉(zhuǎn)開關閥600處于中間位置時進行相 對旋轉(zhuǎn)時，平穩(wěn)地進行了右轉(zhuǎn)活塞單元220 (或左轉(zhuǎn)活塞單元120 )到 第一斜面43a (或42a)或第二斜面43b (或42b )的移動。在圖13的修改中，在第一斜面43a(或42a)與第二斜面43b (或 42b)之間設有斜切圓面43e(或42e )。由于^殳有這種斜切圓面43e(或 42e)，所以當輸入軸40和輸出軸60從旋轉(zhuǎn)開關閥600處于中間位置 時進行相對旋轉(zhuǎn)時，平穩(wěn)地進行了右轉(zhuǎn)活塞單元220 (或左轉(zhuǎn)活塞單 元120)到第一斜面43a (或42a)或第二斜面43b (或42b )的移動。圖14為左轉(zhuǎn)活塞單元120和右轉(zhuǎn)活塞單元220的修改的視圖。在 該修改中，球123 (或223 )緊密地接收(或壓配合)在活塞體121 (或 221)的圓柱形凹槽122 (或222)中。圖15為類似于圖6的視圖，但示出了本發(fā)明的第二實施例。 在該第二實施例中，左轉(zhuǎn)接觸表面46和右轉(zhuǎn)接觸表面47以面向 右轉(zhuǎn)活塞單元220 (或左轉(zhuǎn)活塞單元120 )的方式形成在輸入軸40上。 如圖所示，左轉(zhuǎn)接觸表面46包括平坦的第一斜面46a和光滑彎曲的第 二斜面46b，右轉(zhuǎn)接觸表面47包括平坦的第一斜面47a和光滑彎曲的 第二斜面47b。同樣在該第二實施例中，在旋轉(zhuǎn)開關閥600的第一打開范圍"S1" (見圖9)中，假想臂長"L，，小于比較實例的臂長，在旋轉(zhuǎn)開關閥600 的第三打開范圍"S3"，假想臂長"L，，顯示了令人滿意的值。因此，在 該第二實施例中也實現(xiàn)了機動車輛到初始車道的自動恢復。于2007年6月29日提交的日本專利申請2007 - 172169的全部內(nèi) 容通過參考包含于此。雖然上面參考了本發(fā)明的實施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限 于上述這些實施例。根據(jù)上述內(nèi)容，本領域的技術(shù)人員可實施這些實 施例的各種修改和變型。
權(quán)利要求
1. 一種動力轉(zhuǎn)向裝置，包括連接方向盤的輸入軸；通過扭桿連接到所述輸入軸的輸出軸；布置在所述輸入軸與所述輸出軸之間的旋轉(zhuǎn)開關閥，用于根據(jù)所述輸入軸與所述輸出軸之間的相對旋轉(zhuǎn)，有選擇地從液壓泵向動力缸的右轉(zhuǎn)助力腔和左轉(zhuǎn)助力腔供給加壓液壓流體；右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)，其通過使用來自所述液壓泵的加壓液壓流體向所述輸入軸施加沿右轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩；左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)，其通過使用來自所述液壓泵的加壓液壓流體向所述輸入軸施加沿左轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩；檢測裝置，其檢測安裝所述動力轉(zhuǎn)向裝置的車輛、駕駛所述車輛的駕駛員和所述車輛行駛的道路中的至少一個的當前狀況；以及液體壓力控制裝置，其根據(jù)由所述檢測裝置檢測的當前狀況來控制供給到所述右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)和左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)的液壓流體的壓力，其中所述液體壓力控制裝置以如下方式控制所述兩個輸入軸驅(qū)動機構(gòu)，即，當駕駛員進行轉(zhuǎn)向操作時，沿與所述輸入軸轉(zhuǎn)向方向相反的方向向所述輸入軸施加反轉(zhuǎn)矩，并且當從所述檢測裝置接收信息信號時，向所述輸入軸施加足以實際上致動所述旋轉(zhuǎn)開關閥的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，其中所述兩個輸入軸驅(qū)動機構(gòu)每個都包括接觸表面和活塞單元，所述接觸表面形成在所述輸入軸外表面上，所述活塞單元在形成在所述輸出軸內(nèi)的徑向延伸孔中滑動，并且能夠借助于來自所述液壓泵的液壓壓力壓靠在所述接觸表面上，其中所述接觸表面相對于所述活塞單元沿其移動的給定路徑傾斜，使得所述活塞單元在所述接觸表面上的壓靠向所述輸入軸施加轉(zhuǎn)矩；并且其中所述接觸表面相對于所述給定路徑的傾斜角在所述活塞單元改變移動方向的部分處變化。
2. 如權(quán)利要求l所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述接觸表面包括第 一斜面和第二斜面，當所述活塞單元向所述輸入軸移動時所述活塞單 元壓靠在所述第一斜面上，當所述活塞單元從所述輸入軸移開時所述 活塞單元壓靠在所述第二斜面上，所述第二斜面的傾斜角大于所述第 一斜面的傾斜角，并且當所述旋轉(zhuǎn)開關閥處于不給所述扭桿扭力的中 間位置時，各輸入軸驅(qū)動機構(gòu)的所述活塞單元與所述第一斜面接觸。
3. 如權(quán)利要求l所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述接觸表面包括第 一斜面和第二斜面，當所述活塞單元向所述輸入軸移動時所述活塞單 元壓靠在所述第一斜面上，當所述活塞單元從所述輸入軸移開時所述 活塞單元壓靠在所述第二斜面上，所述第二斜面的傾斜角大于所述第 一斜面的傾斜角，并且當所述旋轉(zhuǎn)開關閥處于不給所述扭桿扭力的中 間位置時，各輸入軸驅(qū)動機構(gòu)的所述活塞單元與所述第一斜面與所述 第二斜面之間的邊界部分接觸。
4. 如權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述接觸表面包括第 一斜面、第二斜面和角部，當所述活塞單元向所述輸入軸移動時所述 活塞單元壓靠在所述第一斜面上，當所述活塞單元從所述輸入軸移開 時所述活塞單元壓靠在所述第二斜面上，所述角部形成在所述第一斜 面與所述第二斜面之間邊界部分處，所述第二斜面的傾斜角大于所述 第一斜面的傾斜角。
5. 如權(quán)利要求l所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述接觸表面包括第 一斜面、第二斜面和斜切平面，當所述活塞單元向所述輸入軸移動時 所述活塞單元壓靠在所述第一斜面上，當所述活塞單元從所述輸入軸 移開時所述活塞單元壓靠在所述第二斜面上，所述斜切平面形成在所 述笫一斜面與所述第二斜面之間邊界部分處，所述第二斜面的傾斜角 大于所述第一斜面的傾斜角。
6. 如權(quán)利要求l所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述接觸表面包括第 一斜面、第二斜面和斜切圓面，當所述活塞單元向所述輸入軸移動時 所述活塞單元壓靠在所述笫一斜面上，當所述活塞單元從所述輸入軸移開時所述活塞單元壓靠在所述第二斜面上，所述斜切圓面形成在所 述第一斜面與所述第二斜面之間邊界部分處，所述第二斜面的傾斜角 大于所述第一斜面的傾斜角。
7. 如權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述動力缸的所述右 轉(zhuǎn)助力腔通過所述液體壓力控制裝置與所述左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)連 通，所述動力缸的左轉(zhuǎn)助力腔通過所述液體壓力控制裝置與所述右轉(zhuǎn) 輸入軸驅(qū)動纟幾構(gòu)連通。
8. 如權(quán)利要求l所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述輸入軸由經(jīng)過表 面硬化處理的鋼制成。
9. 如權(quán)利要求l所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述活塞單元包括 活塞體，所述活塞體在其內(nèi)端具有圓柱形凹槽；以及 接收在所述圓柱形凹槽內(nèi)并且接觸所述輸入軸的接觸表面的球，所述球的直徑小于所述圓柱形凹槽的直徑。
10. 如權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述活塞單元包括 活塞體，所述活塞體在其內(nèi)端具有圓柱形凹槽；以及 接收在所述圓柱形凹槽內(nèi)并且接觸所述輸入軸的接觸表面的球，所述球壓配合至所述圓柱形凹槽。
11. 如權(quán)利要求9所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述活塞體沒有與 所述輸入軸接觸的部分。
12. —種動力轉(zhuǎn)向裝置，包括 連接方向盤的輸入軸； 通過扭桿連接到所述輸入軸的輸出軸；布置在所述輸入軸與所述輸出軸之間的旋轉(zhuǎn)開關閥，用于根據(jù)所右轉(zhuǎn)助力腔和左轉(zhuǎn)助力腔供給加壓液壓流體；右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)，其通過使用來自所迷液壓泵的加壓液壓流 體向所述輸入軸施加沿右轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩；左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)，其通過使用來自所述液壓泵的加壓液壓流 體向所述輸入軸施加沿左轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩；檢測裝置，其檢測安裝所述動力轉(zhuǎn)向裝置的車輛、駕駛所述車輛的駕駛員和所述車輛行駛的道路中的至少一個的當前狀況；以及 液體壓力控制裝置，其根據(jù)由所述檢測裝置檢測的當前狀況來控的壓力，其中所述液體壓力控制裝置以如下方式控制所述兩個輸入軸驅(qū)動 機構(gòu)，即，當駕駛員進行轉(zhuǎn)向操作時，沿與所述輸入軸轉(zhuǎn)向方向相反 的方向向所述輸入軸施加反轉(zhuǎn)矩，并且當從所述檢測裝置接收信息信 號時，向所述輸入軸施加足以實際上致動所述旋轉(zhuǎn)開關閥的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，其中所述兩個輸入軸驅(qū)動機構(gòu)每個都包括接觸表面和活塞單元， 所述接觸表面形成在所述輸入軸外表面上，所述活塞單元在形成在所 述輸出軸內(nèi)的徑向延伸孔中滑動，并且能夠借助于所述液壓泵的液壓 壓力壓靠在所述接觸表面上，其中所述接觸表面相對于所述活塞單元沿其移動的給定路徑傾 斜，并且包括第一斜面和第二斜面，所述第二斜面的傾斜角大于所述 第一斜面傾斜角；并且其中當所述活塞單元壓靠在所述第二斜面上時，向所述輸入軸施 加反轉(zhuǎn)矩，當所述活塞單元壓靠在所述第一斜面上時，向所述輸入軸 施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。
13. 如權(quán)利要求12所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中當所述旋轉(zhuǎn)開關閥 處于不給所述扭桿扭力的中間位置時，各輸入軸驅(qū)動機構(gòu)的所述活塞 單元與所述第一斜面接觸。
14. 如權(quán)利要求12所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中當所述旋轉(zhuǎn)開關閥 處于不給所述扭桿扭力的中間位置時，各輸入軸驅(qū)動機構(gòu)的所述活塞 單元與所述第一斜面與所述第二斜面之間的邊界部分接觸。
15. 如權(quán)利要求12所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述動力缸的所述 右轉(zhuǎn)助力腔通過所述液體壓力控制裝置與所述左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)連 通，所述動力缸的左轉(zhuǎn)助力腔通過所述液體壓力控制裝置與所述右轉(zhuǎn) 輸入軸驅(qū)動機構(gòu)連通。
16. 如權(quán)利要求12所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述輸入軸由經(jīng)過 表面硬化處理的鋼制成。
17. —種動力轉(zhuǎn)向裝置，包括 連接方向盤的輸入軸；通過扭桿連接到所述輸入軸的輸出軸；布置在所述輸入軸與所述輸出軸之間的旋轉(zhuǎn)開關閥，用于根據(jù)所 述輸入軸與所述輸出軸之間的相對旋轉(zhuǎn)，有選擇地從液壓泵向動力缸 的右轉(zhuǎn)助力腔和左轉(zhuǎn)助力腔供給加壓液壓流體；右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)，其通過使用來自所述液壓泵的加壓液壓流 體向所述輸入軸施加沿右轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩；左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)，其通過使用來自所述液壓泵的加壓液壓流 體向所述輸入軸施加沿左轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩；檢測裝置，其檢測安裝所述動力轉(zhuǎn)向裝置的車輛、駕駛所述車輛 的駕駛員和所述車輛行駛的道路中的至少一個的當前狀況；以及液體壓力控制裝置，其根據(jù)由所述檢測裝置檢測的當前狀況來控的壓力，，'— ' _ ''' "其中所述液體壓力控制裝置以如下方式控制所述兩個輸入軸驅(qū)動 機構(gòu)，即，當駕駛員進行轉(zhuǎn)向操作時，沿與所述輸入軸轉(zhuǎn)向方向相反 的方向向所述輸入軸施加反轉(zhuǎn)矩，并且當從所述檢測裝置接收信息信 號時，向所述輸入軸施加足以實際上致動所述旋轉(zhuǎn)開關閥的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩， 其中所述兩個輸入軸驅(qū)動機構(gòu)每個都包括接觸表面和活塞單元， 所述接觸表面形成在所述輸入軸外表面上，所述活塞單元在形成在所 述輸出軸內(nèi)的徑向延伸孔中滑動，并且能夠借助于所述液壓泵的液壓 壓力壓靠在所述接觸表面上，其中所述接觸表面包括第一斜面和第二斜面，當所述活塞單元向 所述輸入軸移動時所述活塞單元壓靠在所述第一斜面上，當所述活塞 單元從所述輸入軸移開時所述活塞單元壓靠在所述第二斜面上，所述 第二斜面的傾斜角大于所述第一斜面的傾斜角。
18. 如權(quán)利要求17所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中當所述旋轉(zhuǎn)開關閥 處于不給所述扭桿扭力的中間位置時，各輸入軸驅(qū)動機構(gòu)的所述活塞 單元與所述第一斜面接觸。
19. 如權(quán)利要求17所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中當所述旋轉(zhuǎn)開關閥 處于不給所述扭桿扭力的中間位置時，各輸入軸驅(qū)動機構(gòu)的所述活塞 單元與所述第一斜面與所述第二斜面之間的邊界部分接觸。
20. 如權(quán)利要求17所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其中所述輸入軸由經(jīng)過 表面硬化處理的鋼制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種動力轉(zhuǎn)向裝置，其中左轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)和右轉(zhuǎn)輸入軸驅(qū)動機構(gòu)每個都包括在形成在輸出軸中的孔內(nèi)滑動的活塞單元和形成在輸入軸上的接觸表面。在車輛正常行駛情況下，通過由活塞單元與接觸表面的第二斜面之間的接觸產(chǎn)生的較小反轉(zhuǎn)矩而給出舒適的轉(zhuǎn)向感覺，當由于駕駛員打瞌睡等使車輛跑偏時，通過活塞單元與接觸表面的第一斜面之間的接觸產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。第二斜面相對于活塞單元移動路徑的傾斜角大于第一斜面相對于活塞單元移動路徑的傾斜角。
文檔編號B62D6/00GK101397030SQ20081012897
公開日2009年4月1日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者渡邊正規(guī), 長谷部亨, 須長惣助 申請人:株式會社日立制作所