專(zhuān)利名稱(chēng)：動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車(chē)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，尤其涉及一種液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，它具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可逆轉(zhuǎn)泵以及一個(gè)液壓動(dòng)力缸，在所述液壓動(dòng)力缸內(nèi)容納著一個(gè)活塞，從而通過(guò)在轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)，將工質(zhì)流體流從所述泵導(dǎo)向所述活塞的一端或另一端，而產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助力。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)提出并開(kāi)發(fā)了各種電控制的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，每種裝置應(yīng)用一個(gè)可逆轉(zhuǎn)泵和一個(gè)液壓動(dòng)力缸，以便提供轉(zhuǎn)向輔助。轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的臨時(shí)公開(kāi)號(hào)為No.2002-145087的日本專(zhuān)利申請(qǐng)(下文稱(chēng)作“JP2002-145087”)已經(jīng)披露了一種這樣的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。在JP2002-145087所披露的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，一對(duì)液壓管路的下游端分別與限定在活塞兩側(cè)的左、右壓力腔相連，所述活塞可滑動(dòng)地容納在一個(gè)液壓動(dòng)力缸中。另一方面，兩個(gè)液壓管路的上游端與一個(gè)可逆轉(zhuǎn)泵的相應(yīng)排出口相連。施加在活塞兩側(cè)上的最終壓力差產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)向輔助力。所述轉(zhuǎn)向輔助力的大小和方向根據(jù)司機(jī)作用在方向盤(pán)上的轉(zhuǎn)向力矩的大小和方向而確定。還設(shè)置一個(gè)連通通道或旁路通道，當(dāng)安裝在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中的可逆轉(zhuǎn)泵和電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，兩個(gè)液壓管路，即左右壓力腔，通過(guò)所述連通通道或旁路通道而彼此相互連通。諸如雙位、彈簧偏壓式雙通滑閥的一個(gè)方向控制閥(一個(gè)截止閥)被設(shè)置在所述連通通道中，以便阻止在正常轉(zhuǎn)向操作過(guò)程中經(jīng)由所述連通通道在兩個(gè)液壓管路之間的流體連通。相反，當(dāng)出現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障時(shí)，諸如可逆轉(zhuǎn)泵故障或者電動(dòng)機(jī)故障，為了故障保護(hù)目的，所述方向控制閥被變換至它的開(kāi)啟位置，以便允許經(jīng)由連通通道在兩個(gè)液壓管路之間具有充分的流體連通，從而動(dòng)力缸處于自由狀態(tài)，不產(chǎn)生輔助力，并確保手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式。
但是，JP2002-145087所披露的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中使用單螺線管激勵(lì)式雙通雙位滑閥作為方向控制閥。在被加工成在滑閥主體的非常緊密配合的孔中滑動(dòng)的每個(gè)臺(tái)肩的外圍與所述孔的內(nèi)圍之間限定出一個(gè)小間隙空間，存在從所述空間中漏油的問(wèn)題，也就是說(shuō)，存在保證方向控制閥的合適的流體密封性能的困難，換言之，在動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式下轉(zhuǎn)向輔助力從一個(gè)合適的值不適宜地下降。另外，由于污染或雜質(zhì)，存在滑閥粘住的可能性。當(dāng)滑閥在關(guān)閉位置出現(xiàn)粘住時(shí)，在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置發(fā)生故障時(shí)，就不可能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式。從減少漏油和污染以及增強(qiáng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的可靠性的角度出發(fā)，流體密封性能增強(qiáng)并且方向控制閥的操作可靠性增加是適宜的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，它具有一個(gè)方向控制閥，所述方向控制閥保證合適的高流體密封性能，以避免在正常動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向輔助力的不需要的變化，以及保證在出現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障的情況下從正常動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式平穩(wěn)變換成手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述以及其它目的，液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置包括一個(gè)適于與轉(zhuǎn)向車(chē)輪相連的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；一個(gè)液壓動(dòng)力缸，所述液壓缸內(nèi)容納著一個(gè)與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相連的活塞以用于轉(zhuǎn)向輔助，所述液壓缸具有限定于活塞兩側(cè)的第一和第二液壓腔；一個(gè)具有一對(duì)排出口的可逆轉(zhuǎn)泵；將所述第一液壓腔與所述泵的第一排出口相互連通的第一流體管路；將所述第二液壓腔與第二排出口相互連通的第二流體管路；檢測(cè)施加在所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的轉(zhuǎn)向力矩的力矩傳感器；驅(qū)動(dòng)所述泵的電動(dòng)機(jī)；響應(yīng)于根據(jù)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向力矩而確定的指令信號(hào)而控制所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制電路；將所述第一和第二流體管路彼此連通起來(lái)的通路；位于所述通路中并具有提升閥機(jī)構(gòu)的方向控制閥；閥控制電路，它在出現(xiàn)包括電動(dòng)機(jī)故障和可逆轉(zhuǎn)泵故障的至少一個(gè)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障的時(shí)候打開(kāi)所述方向控制閥，以便將所述第一和第二流體管路與所述打開(kāi)的方向控制閥連通。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個(gè)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置包括一個(gè)適于與轉(zhuǎn)向車(chē)輪相連的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；一個(gè)液壓動(dòng)力缸，所述液壓缸內(nèi)容納著一個(gè)與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相連的活塞以用于轉(zhuǎn)向輔助，所述液壓缸具有限定于活塞兩側(cè)的第一和第二液壓腔；一個(gè)具有一對(duì)排出口的可逆轉(zhuǎn)泵；將所述第一液壓腔與所述泵的第一排出口相互連通的第一流體管路；將所述第二液壓腔與第二排出口相互連通的第二流體管路；驅(qū)動(dòng)所述泵的電動(dòng)機(jī)；控制所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制電路；將所述第一和第二流體管路彼此連通起來(lái)的通路；位于所述通路中并具有提升閥機(jī)構(gòu)以及與所述提升閥機(jī)構(gòu)相連的電磁螺線管單元的方向控制閥；閥控制電路，它在出現(xiàn)包括電動(dòng)機(jī)故障和可逆轉(zhuǎn)泵故障的至少一個(gè)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障的時(shí)候輸出閥開(kāi)啟信號(hào)給螺線管單元，以便沿打開(kāi)方向控制閥的方向操作所述方向控制閥。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置包括一個(gè)適于與轉(zhuǎn)向車(chē)輪相連的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；一個(gè)液壓動(dòng)力缸，所述液壓缸內(nèi)容納著一個(gè)與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相連的活塞以用于轉(zhuǎn)向輔助，所述液壓缸具有限定于活塞兩側(cè)的第一和第二液壓腔；一個(gè)具有一對(duì)排出口的可逆轉(zhuǎn)泵；將所述第一液壓腔與所述泵的第一排出口相互連通的第一流體管路；將所述第二液壓腔與第二排出口相互連通的第二流體管路；檢測(cè)施加在所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的轉(zhuǎn)向力矩的傳感器裝置；驅(qū)動(dòng)所述泵的電動(dòng)機(jī)；響應(yīng)于根據(jù)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向力矩而確定的指令信號(hào)而控制所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置；將所述第一和第二流體管路彼此連通起來(lái)的通路；位于所述通路中并具有至少一個(gè)提升閥機(jī)構(gòu)的方向控制閥；閥控制裝置，它在出現(xiàn)包括電動(dòng)機(jī)故障和可逆轉(zhuǎn)泵故障的至少一個(gè)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障的時(shí)候使所述提升閥機(jī)構(gòu)離開(kāi)閥座并保持打開(kāi)，以便在第一和第二流體管路之間建立連通，并在液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置沒(méi)有故障的時(shí)候使提升閥機(jī)構(gòu)位于閥座上并保持關(guān)閉，以便堵塞第一和第二流體管路之間的流體連通。
本發(fā)明的其它目的和特征從下面參考附圖所進(jìn)行的描述中將變得更加清楚。


圖1是示出了動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)框圖；圖2是放大的縱向剖面圖，其示出了安裝在本實(shí)施例的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中的方向控制閥的詳細(xì)構(gòu)造，所述方向控制閥包括不具有軸向連通孔的第一提升閥芯以及具有軸向連通孔的第二提升閥芯；圖3A-3D為時(shí)間圖表，其解釋了本實(shí)施例的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的方向控制閥的操作。
圖4為一個(gè)比較視圖，其示出了包括一對(duì)均不具有軸向連通孔的提升閥芯的方向控制閥的放大剖面。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖，尤其參考圖1，本實(shí)施例的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置通過(guò)具有液壓動(dòng)力缸20和可逆轉(zhuǎn)泵2的電控制液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置來(lái)舉例說(shuō)明。從圖1的裝置框圖中可以看出，當(dāng)司機(jī)旋轉(zhuǎn)方向盤(pán)SW時(shí)，形成于轉(zhuǎn)向軸S下端的小齒輪P的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成齒條軸23的直線運(yùn)動(dòng)(線性運(yùn)動(dòng))，因此造成轉(zhuǎn)向輪(前車(chē)輪)樞轉(zhuǎn)至一側(cè)或另一側(cè)而進(jìn)行轉(zhuǎn)向。形成于轉(zhuǎn)向軸S下端的小齒輪P以及齒條軸23構(gòu)成齒條-小齒輪轉(zhuǎn)向裝置，所述齒條軸23為轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置的主要橫向件并且它的齒條部與所述小齒輪相嚙合。所述齒條-小齒輪轉(zhuǎn)向裝置(23，P)以及轉(zhuǎn)向軸S構(gòu)成轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。從圖1中可以清楚地看出，轉(zhuǎn)向力矩傳感器31被安裝在轉(zhuǎn)向軸S上，用于檢測(cè)由司機(jī)藉由方向盤(pán)SW施加在轉(zhuǎn)向軸S上的轉(zhuǎn)向力矩的大小和方向。所施加的轉(zhuǎn)向力矩的方向指的是轉(zhuǎn)向軸S的旋轉(zhuǎn)方向。力矩傳感器31將信息數(shù)據(jù)信號(hào)輸出至電控制單元(ECU)30(下面將描述)。動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置被安裝在齒條軸23上，用于響應(yīng)于來(lái)自力矩傳感器31的表示轉(zhuǎn)向力矩的信號(hào)而輔助齒條軸23的軸向運(yùn)動(dòng)(線性運(yùn)動(dòng))。所述動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置主要包括液壓動(dòng)力缸20和可逆轉(zhuǎn)泵2。所述可逆轉(zhuǎn)泵2由電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)。動(dòng)力缸20內(nèi)容納一個(gè)活塞24，從而一對(duì)液壓腔21和22被限定在活塞24的兩側(cè)。所述第一液壓腔21藉由第一壓力管路(或第一工質(zhì)通路或第一流體管路)10而與泵2的第一排出口相連，而第二液壓腔22藉由第二壓力管路11而與泵2的第二排出口相連。第一流入管路10a的一端與第一壓力管路10的上游端相連，而第一流入管路10a的另一端通過(guò)第一流入止回閥3而與儲(chǔ)蓄池5相連。以類(lèi)似的方式，第二流入管路11a的一端與第二壓力管路11的上游端相連，而第二流入管路11a的另一端通過(guò)第二流入止回閥4而與儲(chǔ)蓄池5相連。通路或者旁路被設(shè)置在第一和第二壓力管路10、11之間，從而不通過(guò)泵2而直接連通它們。所述通路由彼此相連的第一和第二連通管路12、13構(gòu)成。排出管路14的一端與第一和第二連通管路12、13的結(jié)合部相連。所述排出管路14的端部與所述儲(chǔ)蓄池5相連。在所述排出管路14中設(shè)置一個(gè)通常開(kāi)啟的、單螺線管激勵(lì)的、兩位、彈簧偏壓式的方向控制閥6。換言之，第一和第二連通管路12、13的結(jié)合部藉由方向控制閥6和排出管路14而與儲(chǔ)蓄池5相連。第一單向止回閥(或第一單向方向控制閥)7被設(shè)置在所述第一連通管路12中，用于防止從通路(即第一連通管路12)至第一壓力管路10的回流。以類(lèi)似的方式，第二單向止回閥(或第二單向方向控制閥)8被設(shè)置在所述第二連通管路13中，用于防止從通路(即第二連通管路13)至第二壓力管路11的回流。在所示實(shí)施例中，第一和第二單向止回閥7、8的每一個(gè)由球止回閥構(gòu)成，所述球止回閥具有一個(gè)通過(guò)彈簧而抵靠在閥座上的球。代替該結(jié)構(gòu)，止回閥7、8的每一個(gè)可以由一個(gè)彈簧加載的提升式止回閥構(gòu)成。
ECU(動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制器)30通常包括一個(gè)微計(jì)算機(jī)。ECU30包括輸入/輸出界面(I/O)、存貯器(RAM，ROM)、以及微處理器或者中央處理單元(CPU)。如上所述，ECU30的所述輸入/輸出界面(I/O)接收來(lái)自力矩傳感器31的表示轉(zhuǎn)向力矩的信號(hào)。另外，ECU30的輸入/輸出界面(I/O)接收來(lái)自各種發(fā)動(dòng)機(jī)/汽車(chē)開(kāi)關(guān)和傳感器[例如點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器(曲柄角傳感器)以及車(chē)速傳感器]的輸入信息。所述點(diǎn)火開(kāi)關(guān)產(chǎn)生表示點(diǎn)火開(kāi)關(guān)是打開(kāi)還是關(guān)閉的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)信號(hào)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器產(chǎn)生表示發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne的信號(hào)，而所述車(chē)速傳感器產(chǎn)生表示車(chē)速V的信號(hào)。在ECU30內(nèi)部，所述中央處理單元(CPU)能夠通過(guò)I/O界面而獲得來(lái)自前述發(fā)動(dòng)機(jī)/汽車(chē)開(kāi)關(guān)和傳感器的輸入信息數(shù)據(jù)信號(hào)。ECU 30的CPU負(fù)責(zé)攜帶儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的預(yù)定控制程序并且能夠執(zhí)行包含動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的控制管理處理(包含雙向旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)控制和閥控制)的必要的數(shù)學(xué)和邏輯操作。也就是說(shuō)，ECU 30的處理器由用于電動(dòng)機(jī)控制的雙向旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)控制電路(或雙向旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)控制部)以及用于閥控制的方向控制閥控制電路構(gòu)成。計(jì)算結(jié)果(算術(shù)計(jì)算結(jié)果)，即計(jì)算得到的輸出信號(hào)(指令信號(hào))，通過(guò)ECU 30的輸出界面電路而傳播至輸出級(jí)，即均包含在動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置中的電動(dòng)機(jī)1和方向控制閥6的電磁螺線管(電激勵(lì)線圈)。具體而言，轉(zhuǎn)向輔助力的大小和方向根據(jù)來(lái)自前述發(fā)動(dòng)機(jī)/汽車(chē)開(kāi)關(guān)和傳感器的信號(hào)而確定，尤其是，來(lái)自力矩傳感器31的傳感器信號(hào)。ECU30的輸出界面將指令信號(hào)輸出至所述雙向旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)1以及方向控制閥6，該指令信號(hào)的信號(hào)值根據(jù)計(jì)算得出的轉(zhuǎn)向輔助力而確定。
參考圖2，它示出了關(guān)于螺線管激勵(lì)的方向控制閥6的詳細(xì)構(gòu)造的放大剖面以及本實(shí)施例的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的基本部分的液壓循環(huán)管路圖。方向控制閥6由電激勵(lì)線圈(電螺線管)55、電樞50、螺線管殼58、以及閥套53構(gòu)成。電樞50、線圈55以及螺線管殼58構(gòu)成了一個(gè)螺線管單元。第一和第二提升閥芯51、52軸向可移動(dòng)地容納在形成于閥套53中的階梯軸向孔53a，53b中。更詳細(xì)地說(shuō)，第一提升閥芯51可滑動(dòng)地設(shè)置在階梯軸向孔53a，53b的較小直徑的孔53a中，而第二提升閥芯52可滑動(dòng)地設(shè)置在階梯軸向孔53a，53b的較大直徑的孔53b中。當(dāng)線圈55響應(yīng)于來(lái)自ECU 30的輸出界面的指令信號(hào)而被激勵(lì)時(shí)，它產(chǎn)生一個(gè)將電樞拉入或吸入線圈中的電磁力。從圖2中可以清楚地看出，螺線管殼58具有一個(gè)上端封閉的圓柱孔。線圈55被安裝在螺線管殼58的圓柱孔中并且沿著螺線管殼58的內(nèi)周邊環(huán)形地設(shè)置，從而所述電樞50在線圈內(nèi)可軸向滑動(dòng)。閥套53被壓配合在螺線管殼58的下部敞開(kāi)端上。從圖2的液壓循環(huán)管路圖中可以看出，實(shí)際上，方向控制閥6的閥套53位于并連接于第一和第二連通管路12、13的結(jié)合部上。第一回動(dòng)彈簧56被內(nèi)置于并可操作地設(shè)置于閥套53中，以便持久地將第一提升閥芯51沿著一個(gè)軸向向上的方向偏壓。第二回動(dòng)彈簧57也被內(nèi)置于并可操作地設(shè)置于閥套53中，以便持久地將第二提升閥芯52沿著軸向向上的方向偏壓。一個(gè)圓柱閥座(第二提升閥座)54被壓配合于階梯軸向孔53a，53b的大直徑孔53b的最下面敞開(kāi)端上。閥座54設(shè)有一個(gè)較大直徑的軸向連通孔62，它的下面敞開(kāi)端通過(guò)排出管路14而與儲(chǔ)蓄池5相連通。大直徑連通孔62用作一個(gè)泄口，通過(guò)該泄口工質(zhì)被導(dǎo)入儲(chǔ)蓄池。大直徑連通孔62的上部敞開(kāi)端被形成為一個(gè)大致半球形斜切的閥座部，所述第二提升閥芯52位于所述閥座部上。閥套53還形成有一個(gè)與第一連通管路12相連通的第一連通口63以及與第二連通管路13相連通的第二連通口64。在安裝于該實(shí)施例的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中的方向控制閥6中，注意設(shè)置了第一和第二提升閥芯51、52，并且第二提升閥芯52具有安置第一提升閥芯51的錐形斜切的上閥座部(第一提升閥座)52a、較小直徑的軸向連通孔(簡(jiǎn)單而言，第一連通孔)60、以及中等直徑的軸向連通孔(簡(jiǎn)單而言，第二連通孔)61。第一連通孔60與所述錐形斜切的閥座部52a相連通。第二連通孔61比第一連通孔60具有更大的內(nèi)徑。第二連通孔61將第二提升閥芯52的第一連通孔(小直徑的軸向連通孔)60與閥座54的大直徑軸向連通孔62相互連通起來(lái)。第一提升閥芯51的上端被固定地連接在電樞50的底部。電樞50、第一提升閥芯51、形成有小直徑和中等直徑的連通孔60、61的第二提升閥芯52以及形成有大直徑連通孔62的閥座54沿著軸向彼此對(duì)準(zhǔn)(見(jiàn)圖2所示的縱向剖面)。
(在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的關(guān)閉期間)應(yīng)用前面所討論的方向控制閥6的閥構(gòu)造，當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，線圈55不通電，因此電樞50通過(guò)作用在第一提升閥芯51上的第一彈簧56的彈簧偏壓而沿著軸向向上的方向被推動(dòng)。因此，第一提升閥芯51被保持在它的最上面的位置(未激勵(lì)位置)上。這時(shí)，第二提升閥芯52通過(guò)第二彈簧57的彈簧偏壓而軸向向上地移動(dòng)離開(kāi)閥座54。結(jié)果，第一和第二提升閥芯51、52被保持在它們的未激勵(lì)位置上。在未激勵(lì)條件下或者在不通電條件下，第一提升閥芯51被保持在最上面位置并且附加地位于錐形斜切的閥座部52a上，第二提升閥芯52被提升離開(kāi)它的閥座，這時(shí)第一和第二連通口63、64以及大直徑連通孔(泄口)62彼此連通。因此，第一和第二連通管路12、13(通路)的每一個(gè)藉由排出管路14而與儲(chǔ)蓄池5相連通，從而保證手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式，其中點(diǎn)火開(kāi)關(guān)關(guān)閉(換言之，第一和第二提升閥芯51、52被保持在它們的未激勵(lì)位置上)。
(在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)被打開(kāi)期間)相反，當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)被打開(kāi)時(shí)，線圈通電，因此電樞50通過(guò)由線圈55產(chǎn)生的電磁力而沿著軸向向下的方向被拉伸或吸引。因此，第一提升閥芯51抵抗著第一彈簧56的彈簧偏壓(彈簧力)而向下移動(dòng)。所述第一提升閥芯51的提升閥部位于第二提升閥芯52的錐形斜切的閥座部52a上。第一提升閥芯51的提升閥部阻斷第一連通孔60。這時(shí)，由于第一提升閥芯51的向下運(yùn)動(dòng)，第二提升閥芯52也抵抗著第二彈簧57的彈簧偏壓而向下運(yùn)動(dòng)。第二提升閥芯52的提升閥部被推動(dòng)并座在閥座54的上部半球形斜切的閥座部上，從而堵塞工質(zhì)流通過(guò)閥座54的大直徑連通孔62到達(dá)排出管路14。在激勵(lì)條件下或者在通電條件下，第一提升閥芯51被保持在最下面的位置上并且座在錐形斜切的閥座部52a上，第二提升閥芯52也被保持在閥座54上，這時(shí)大直徑連通孔62與第一和第二連通口63、64的每一個(gè)之間的流體連通被阻塞。因此，當(dāng)泵2被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生合適的轉(zhuǎn)向輔助力，并且因此液壓從泵2被供應(yīng)給第一和第二液壓腔21、22的任一個(gè)時(shí)，在線圈55的通電狀態(tài)下工質(zhì)從閉路液壓循環(huán)管路泄露至儲(chǔ)蓄池5的可能性很小，換言之，大直徑連通孔(泄口)62被方向控制閥6完全關(guān)閉或阻斷。這是由于本實(shí)施例的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的方向控制閥6具有由第一和第二提升閥芯51、52構(gòu)成的雙提升閥機(jī)構(gòu)，所述雙提升閥機(jī)構(gòu)與滑閥結(jié)構(gòu)相比，工質(zhì)泄露的趨勢(shì)小。在線圈55的通電狀態(tài)下或者在方向控制閥6被保持在關(guān)閉位置時(shí)，本實(shí)施例的裝置確保產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助的動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式(或者動(dòng)力輔助控制模式)。
(正常動(dòng)力輔助控制)假設(shè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置未發(fā)生故障并因此處于正常動(dòng)力輔助控制模式(即處于正常動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式)條件下，另外司機(jī)將方向盤(pán)SW沿著旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)以便將齒條軸23沿著軸向向左的方向移動(dòng)(見(jiàn)圖1-2)。這時(shí)，力矩傳感器31檢測(cè)到或者監(jiān)視到司機(jī)藉由方向盤(pán)SW施加在轉(zhuǎn)向軸S上的轉(zhuǎn)向力矩的大小和方向，并產(chǎn)生表示司機(jī)施加的轉(zhuǎn)向力矩的大小和方向的信息數(shù)據(jù)信號(hào)。根據(jù)來(lái)自力矩傳感器31的信息數(shù)據(jù)信號(hào)而確定的指令信號(hào)(或者驅(qū)動(dòng)信號(hào))從ECU 30輸出至電動(dòng)機(jī)1，以便正確地驅(qū)動(dòng)可逆轉(zhuǎn)泵2，以進(jìn)行轉(zhuǎn)向輔助。如上所述，在方向盤(pán)SW的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和齒條軸23的軸向向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)1響應(yīng)于根據(jù)來(lái)自力矩傳感器31的信號(hào)而確定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，可逆轉(zhuǎn)泵2作用以將工質(zhì)(動(dòng)力轉(zhuǎn)向流體)從第二液壓腔22通過(guò)泵2而輸送至第一液壓腔21。工質(zhì)流藉由泵2從第二液壓腔22進(jìn)入第一液壓腔21，使得在活塞24的右手側(cè)壓力升高，同時(shí)在活塞24的左手側(cè)壓力降低。借助于第一液壓腔21中的高的液壓，換言之，借助于施加在活塞24的右手側(cè)的高的壓力，活塞24被軸向向左地推動(dòng)(見(jiàn)圖1-2)，以便產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助力，從而減小轉(zhuǎn)向難度。如上所述，為了在出現(xiàn)方向盤(pán)SW的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及齒條軸23的軸向向左運(yùn)動(dòng)時(shí)提供轉(zhuǎn)向輔助，應(yīng)用儲(chǔ)存在第二液壓腔22中的工質(zhì)藉由泵2進(jìn)入第一液壓腔21中的流動(dòng)，獲得第一液壓腔21中的工質(zhì)的壓力升高。除了應(yīng)用儲(chǔ)存在第二液壓腔22中的工質(zhì)，還應(yīng)用工質(zhì)藉由第二流入止回閥4和泵2從儲(chǔ)蓄池5進(jìn)入第一液壓腔21的流動(dòng)，獲得活塞24的右手側(cè)的壓力升高。在發(fā)生工質(zhì)藉由泵2從第二液壓腔22流入第一液壓腔21的條件下，假設(shè)通路(旁路)的第一連通管路12中的液壓是低的。在這種情況下，從第一壓力管路10流入第一液壓腔21的部分工質(zhì)也被供應(yīng)至第一連通管路12中，藉此被供應(yīng)至第一連通管路12中的工質(zhì)的液壓通過(guò)第一和第二止回閥7、8以及關(guān)閉的方向控制閥6而在通路12，13中被填充。換言之，當(dāng)從泵2釋放的工質(zhì)的壓力水平高于在通路中所填充的液壓時(shí)，在通路中出現(xiàn)液壓的升高。相反，當(dāng)從泵2釋放的工質(zhì)的壓力水平低于在通路中所填充的液壓時(shí)，借助于第一和第二止回閥7、8以及關(guān)閉的方向控制閥6，通路中的液壓被保持不變。從上面可以理解，在正常動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式期間(或者在正常動(dòng)力輔助控制模式期間)，方向控制閥6完全關(guān)閉，通過(guò)兩個(gè)止回閥7、8，在通路12，13中所填充的液壓P是高的，因此止回閥7、8的每一個(gè)被保持在無(wú)流動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)止回閥7、8被保持在它們的無(wú)流動(dòng)狀態(tài)，在正常動(dòng)力輔助控制模式期間(點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)或者螺線管激勵(lì)的方向控制閥6被通電并完全關(guān)閉)，第一和第二壓力管路10、11之間的流體連通被堵塞。如上所述，在圖1-2所示實(shí)施例的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，提升閥機(jī)構(gòu)被用作與通路12，13相連的方向控制閥，從而確保更可靠的操作。用于方向盤(pán)SW的相反旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)施例的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的液壓操作類(lèi)似于以上對(duì)方向盤(pán)SW的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所進(jìn)行的描述，除了工質(zhì)藉由泵2從第二液壓腔22流入第一液壓腔21的方向被改變成工質(zhì)藉由泵2從第一液壓腔21流入第二液壓腔22的方向之外。為了簡(jiǎn)化描述的目的，省略對(duì)用于方向盤(pán)SW的相反旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓操作的詳細(xì)描述(齒條軸23軸向向右運(yùn)動(dòng))。
與上述相反，如后面參考圖3A-3D中的時(shí)間圖表所進(jìn)行的詳細(xì)描述，在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置出現(xiàn)故障時(shí)，ECU30控制方向控制閥6以打開(kāi)方向控制閥，也就是線圈55切斷電流并且方向控制閥6從關(guān)閉狀態(tài)變換至開(kāi)啟狀態(tài)，在所述開(kāi)啟狀態(tài)，通過(guò)兩個(gè)止回閥7、8而在通路12，13中所填充的液壓P變低。因此止回閥7、8的每一個(gè)被保持在自由流動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)止回閥7、8被保持在它們的自由流動(dòng)狀態(tài)，第一和第二壓力管路10、11之間的流體連通被建立，從而在從正常動(dòng)力輔助控制模式過(guò)渡至手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式期間，其中螺線管激勵(lì)的方向控制閥6不通電并且變換成完全打開(kāi)的狀態(tài)，這時(shí)允許液壓從第一和第二壓力管路10、11的每一個(gè)中平穩(wěn)地釋放到儲(chǔ)蓄池中。
(關(guān)閉方向控制閥的操作)下面描述的是在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置未發(fā)生故障的狀態(tài)下，方向控制閥6被保持在它的關(guān)閉位置的操作，換言之，當(dāng)通路中存在所填充的液壓，在螺線管通電狀態(tài)下。假設(shè)在通路12，13中所填充的液壓的壓力值由“P”表示，由線圈55產(chǎn)生的引力(電磁力)由“Fs”表示，第一彈簧56的彈簧偏壓由“Fk1”表示，以及第一連通孔60的有效橫截面面積由“As1”表示，那么作用在第一提升閥芯51上的三個(gè)力(或三個(gè)壓力)的總力(合成力)由以下公式表示Fs1＝Fs+Fp1-Fk1式中由“Fs”表示的力是將電樞50拉進(jìn)線圈55中的引力，由“Fp1”表示的力是通過(guò)通路12，13中的液壓P與排出管路14中的液壓之間的壓差而作用在第一提升閥芯51上的壓力，由“Fk1”表示的力是第一彈簧56的彈簧偏壓(反作用力)。
在線圈55的通電條件下或者在方向控制閥6關(guān)閉時(shí)，固定地連接在電樞50上的第一提升閥芯51座在第二提升閥芯52的錐形斜切的閥座部52a上，因此由通路12，13中的液壓P與第一連通孔60的有效橫截面面積As1的乘積(P·As1)給出的壓力Fp1(由于前述壓差而產(chǎn)生)作用在第一提升閥芯51上，使得第一提升閥芯51被軸向向下地推動(dòng)。假設(shè)向下的力是正的，在由不等式Fs1＝(Fs+Fp1-Fk1)≥0限定的特定條件下，第一提升閥芯51能夠被保持在第二提升閥芯52的錐形斜切的閥座部52a上。換言之，當(dāng)滿(mǎn)足由不等式Fs+Fp1≥Fk1限定的條件時(shí)，因此作用在第一提升閥芯51上的三個(gè)力的合力Fs1是正的(Fs1≥0)，那么第一提升閥芯51被保持座在錐形斜切的閥座部52a上。
接著，假設(shè)(i)從第一提升閥芯51施加在第二提升閥芯52上的壓力等于作用在第一提升閥芯51上的力的總力Fs1(＝Fs+Fp1-Fk1)，(ii)第二彈簧57的彈簧偏壓由“Fk2”表示，(iii)大直徑連通孔62的有效橫截面面積由“As2”(＞As1)表示，則作用在第二提升閥芯52上的三個(gè)力(或者三個(gè)壓力)的總力(合成力)Fs2由下列公式表示Fs2＝Fs1+Fp2-Fk2式中由“Fs1”表示的力是作用在第一提升閥芯51上的三個(gè)力的總力，換言之，從第一提升閥芯51施加到第二提升閥芯52上的軸向力，由“Fp2”表示的力是通過(guò)通路(12，13)中的液壓P與排出管路14中的液壓之間的壓差而作用在第二提升閥芯52上的壓力，由“Fk2”表示的力是第二彈簧57的彈簧偏壓(反作用力)。
在線圈55的通電條件下(其中方向控制閥6關(guān)閉)，第二提升閥芯52被保持座在閥座54上，因此由通路(12，13)中的液壓P與大直徑連通孔62和第一連通孔(小直徑連通孔)60之間的有效橫截面面積As2、As1的差(As2-As1)的乘積{P·(As2-As1)}給出的壓力Fp2作用在第二提升閥芯52上，使得第二提升閥芯52被向下推動(dòng)。假設(shè)向下的力是正的，那么在由不等式Fs2＝(Fs1+Fp2-Fk2)≥0限定的特定條件下，第二提升閥芯52被保持座在閥座54上。換言之，當(dāng)滿(mǎn)足由不等式Fs1+Fp2≥Fk2限定的條件時(shí)，第二提升閥芯52被保持座在閥座54上。
如上所述，當(dāng)通過(guò)打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)而關(guān)閉方向控制閥6時(shí)，通過(guò)第一和第二止回閥7、8而在通路(12，13)中所填充的液壓P產(chǎn)生沿著第一和第二提升閥芯51、52的每一個(gè)的關(guān)閉方向而作用的輔助力。這有助于在正常動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式期間施加在線圈55上的激勵(lì)電流的電流值減小，也就是說(shuō)，線圈55的尺寸減小，換言之，方向控制閥6的總尺寸減小。
(在從關(guān)閉狀態(tài)過(guò)渡至開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)方向控制閥的操作)
下面參照時(shí)間圖表3A-3D進(jìn)行的描述是在通路12，13中存在所填充的液壓P的條件下，方向控制閥6從關(guān)閉位置(螺線管通電狀態(tài))過(guò)渡至開(kāi)啟位置(螺線管不通電狀態(tài))的操作。就在變換至螺線管不通電狀態(tài)之前，線圈55仍然被保持在通電狀態(tài)，由于線圈55的電磁力Fs以及通路12，13中的液壓P與排出管路14中的液壓之間的壓差而產(chǎn)生的向下的力因此作用在第一和第二提升閥芯51、52的每一個(gè)上。在這些條件下，假設(shè)在時(shí)間t1時(shí)，線圈55從通電狀態(tài)(開(kāi)狀態(tài))變換成不通電狀態(tài)(關(guān)狀態(tài))。與此同時(shí)電樞50的引力Fs迅速地降成零(見(jiàn)圖3B)。在這一條件下，即在時(shí)間t1之前通路中的液壓P被保持得大致不變，作用在第一提升閥芯51上的三個(gè)力的總力Fs1由于從時(shí)間t1起引力Fs的迅速下降而趨于降低。隨后，當(dāng)由不等式Fs+Fp1≥Fk1限定的條件不能滿(mǎn)足，因此彈簧56的反作用力(向上的力)比通過(guò)通路12，13中的液壓P與排出管路14中的壓力之間的差而作用在第一提升閥芯51上的壓力Fp1更大(Fs+Fp1＝Fp1＜Fk1)時(shí)，則第一提升閥芯51開(kāi)始上升。注意第一連通孔60的有效橫截面面積As1被適當(dāng)?shù)貪M(mǎn)足，并且與諸如孔61、62的其它軸向連通孔相比被設(shè)定為一個(gè)相對(duì)小的值。借助于第一連通孔60的特定的小的有效橫截面面積As1，由于壓差而產(chǎn)生的壓力Fp1(＝P·As1)能夠被抑制為一個(gè)小的值，即使當(dāng)通路中的液壓P非常高時(shí)也如此。另外，在所示實(shí)施例的裝置中，第一彈簧56的設(shè)定載荷被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置為一個(gè)特定的小的值。借助于將第一彈簧56的設(shè)定載荷適當(dāng)?shù)卦O(shè)定為特定的小的值，所示實(shí)施例中的裝置不需要由線圈55產(chǎn)生大的電磁力，即使當(dāng)通路中的液壓P是低的時(shí)候也如此。這時(shí)，即在t1到t2期間，由于由彈簧56的反作用力Fk1(＞Fp1)而產(chǎn)生的第一提升閥芯51的向上運(yùn)動(dòng)，第一提升閥芯51從第二提升閥芯52的錐形斜切的閥座部52a上分開(kāi)，因此沒(méi)有軸向力Fs1從第一提升閥芯51施加到第二提升閥芯52上，也就是說(shuō)，F(xiàn)s1＝0。因此，在t1-t2期間，作用在第二提升閥芯52上的三個(gè)力的總力Fs2由以下公式表示Fs2＝Fs1+Fp2-Fk2＝0+Fp2-Fk2＝P·(As2-As1)-Fk2
就在時(shí)間t1之后，通路中的液壓P、第二彈簧57的反作用力Fk2、第一連通孔60的有效橫截面面積As1、以及大直徑連通孔62的有效橫截面面積As2(＞As1)之間的關(guān)系被設(shè)定為滿(mǎn)足由不等式Fp2＞Fk2限定的條件。該不等式Fp2＞Fk2表示就在時(shí)間t1之后，通過(guò)向下的力(Fp2-Fk2＞0)，第二提升閥芯52仍然被向下推動(dòng)。以這種方式，就在變換成線圈55的不通電狀態(tài)之后，借助于適當(dāng)?shù)卦O(shè)定通路中的液壓P、第二彈簧57的反作用力Fk2、以及比第一連通孔60的有效橫截面面積As1大的大直徑連通孔62的有效橫截面面積As2(＞As1)，就可以維持合適的條件，在該條件下僅僅第二提升閥芯52在方向控制閥內(nèi)位于閥座上，而第一提升閥芯51沒(méi)有位于閥座上(如時(shí)間圖表3C-3D所示)。通過(guò)第一提升閥芯51沒(méi)有就位，而第二提升閥芯52就位，通路12，13中的液壓P僅從第二提升閥芯52的上部錐形斜切的閥座部52a并經(jīng)由小直徑和中直徑連通孔60、61以及大直徑連通孔62而逐漸地釋放到排出管路14中。因此，通路中的液壓P開(kāi)始逐漸地下降(見(jiàn)圖3A的時(shí)間間隔t1至t2)。由于液壓P的逐漸降低，所以作用在第二提升閥芯52上的壓力Fp2{＝P·(As2-As1)}也開(kāi)始下降。
在時(shí)間t2時(shí)，一旦通路12，13中的液壓P達(dá)到一個(gè)預(yù)定的液壓值P0并且降低至低于預(yù)定的液壓值P0，則作用在第二提升閥芯52上的壓力Fp2{＝P·(As2-As1)}變得比第二彈簧57的反作用力Fk2還小，因此第二提升閥芯52被推動(dòng)離開(kāi)它的閥座54。以這種方式，第二提升閥芯52的提升閥部被打開(kāi)(如圖3D中的時(shí)間t2所示)，然后液壓P從通路12，13中直接通過(guò)閥座54的大直徑連通孔62(具有較大的有效橫截面面積As2)而釋放至排出管路14中。前面所述的預(yù)定的液壓值P0為一個(gè)預(yù)設(shè)的壓力值，它根據(jù)第二彈簧57的反作用力Fk2以及第二連通孔61與第一連通孔60的有效橫截面面積As2、As1之間的差(As2-As1)而適當(dāng)?shù)卮_定或設(shè)定。
(包括具有第一和第二軸向孔的第二提升閥芯的提升閥機(jī)構(gòu)與包括不具有第一和第二軸向孔的第二提升閥芯的提升閥機(jī)構(gòu)的比較)
現(xiàn)在參考圖4，它示出了帶有兩個(gè)軸向?qū)?zhǔn)的提升閥芯51和520的方向控制閥(雙提升閥機(jī)構(gòu))600的比較圖，每個(gè)提升閥芯均不具有軸向連通孔。從圖2和圖4的剖面的比較中可以理解，圖4的比較圖中位于方向控制閥600內(nèi)部的第二提升閥芯520不具有圖2中的第一和第二軸向連通孔60和61。在解釋圖4的比較圖的包括不帶有第一和第二軸向連通孔60、61的雙提升閥機(jī)構(gòu)(方向控制閥600)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置時(shí)，為了比較圖2和圖4所示的兩種不同的提升閥機(jī)構(gòu)，用于表示圖2的提升閥機(jī)構(gòu)(方向控制閥6)的元件的相同的附圖標(biāo)記將被用于圖4中的提升閥機(jī)構(gòu)(方向控制閥600)的比較示例中的相應(yīng)元件，而對(duì)相同附圖標(biāo)記的詳細(xì)描述將被省略，這是因?yàn)閷?duì)它們的描述是不言自明的。正如可以理解的，圖4的比較圖中的方向控制閥600的操作基本類(lèi)似于圖2的例子中裝置的方向控制閥6的操作。但是，圖4的比較圖中的方向控制閥600的操作略微不同于圖2的例子中裝置的方向控制閥6的操作，因?yàn)樵诘诙嵘y芯520上沒(méi)有形成任何軸向連通孔60，61，因此沒(méi)有由于通路(12，13)中的液壓P與排出管路14中的液壓之間的壓差而施加在第一提升閥芯51上的壓力Fp1，即Fp1＝0。因此，作用在第一提升閥芯51上的力(或壓力)的總力Fs1由公式Fs1＝Fs+Fp1-Fk1＝Fs-Fk1表示，因?yàn)镕p1＝0。
對(duì)于圖4中裝置的構(gòu)造，當(dāng)通路12，13中的液壓P上升時(shí)，作用在第二提升閥芯520上的壓力Fp2{＝P·(As2-As1)＝P·(As2-0)＝P·As2}也變大。這時(shí)，由公式Fs2＝Fs1+Fp2-Fk2＝(Fs-Fk1)+(P·As2)-Fk2表示的、作用在第二提升閥芯520上的力(或壓力)的總力Fs2變成正的。因此，通過(guò)第二提升閥芯520被保持在閥座54上而阻斷通路12，13。因此，通路12，13與排出管路14之間的流體連通被第二提升閥芯520完全堵塞。下面將詳細(xì)描述的是圖4的比較圖中的處于特定條件下的方向控制閥600的操作，在該條件下通路12，13中的液壓P非常高。假設(shè)由于在動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式(動(dòng)力輔助控制模式)期間的轉(zhuǎn)向輔助，在通路12，13中所填充的液壓P被保持在一個(gè)非常高的壓力值PHigh。由于如此高的一個(gè)壓力值PHigh，所以作用在第二提升閥芯520上的壓力Fp2也變得非常高。在這些條件下，假設(shè)第二彈簧57的設(shè)定載荷是小的。由于第二彈簧57的小的設(shè)定載荷，所以第二彈簧57的反作用力Fk2就不可能克服作用在第二提升閥芯520上的非常高的壓力Fp2(＝P·As2)，即使在線圈55不通電時(shí)也如此，換言之，即使沒(méi)有向下拉電樞50的引力Fs的作用。由于第二彈簧57的小的設(shè)定載荷，所以第二提升閥芯520被不合適地保持在它的閥座54上，即使在線圈55不通電時(shí)也如此，因此不可能將通路(12，13)中的液壓P釋放到排出管路14中。由于上述原因，在圖4的比較圖的包括不帶有第一和第二軸向連通孔60、61的雙提升閥機(jī)構(gòu)(方向控制閥600)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，第二彈簧57的設(shè)定載荷必須被設(shè)置為一個(gè)特定大的載荷值，大于該值時(shí)，就有可能抵抗著作用在第二提升閥芯520上的壓力Fp2(＝P·As2)而將第二提升閥芯520升起，即使產(chǎn)生估計(jì)的最大液壓也如此。
相反，假設(shè)在通路12，13中所填充的液壓P被保持在一個(gè)非常低的液壓值PLow。當(dāng)然，通過(guò)第一和第二止回閥7、8而在通路12，13中所填充并且產(chǎn)生沿著第二提升閥芯520的關(guān)閉方向的輔助力的液壓P是非常小的。當(dāng)在非常低的液壓PLow下關(guān)閉方向控制閥600時(shí)，作用在第二提升閥芯520上的壓力Fp2(＝P·As2)出乎預(yù)料地小。關(guān)閉方向控制閥600的大部分工作由向下拉電樞50且不展開(kāi)它的引力Fs決定。但是，由于將第二彈簧57的設(shè)定載荷不合適地設(shè)置成特定的大載荷值，所以圖4的比較圖中的裝置需要由線圈55產(chǎn)生一個(gè)大的電磁力Fs。這就導(dǎo)致線圈55的大尺寸這一問(wèn)題，換言之，增加了電力消耗。為了避免圖4的比較圖的包括不帶有第一和第二軸向連通孔60、61的雙提升閥機(jī)構(gòu)(方向控制閥600)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的上述問(wèn)題(例如第二彈簧57的高設(shè)定載荷以及線圈55的大尺寸)，可以使閥座54的大直徑連通孔62的有效橫截面面積As2小。但是，由于形成于閥座54中的大直徑連通孔62的小的有效橫截面面積As2，所以不可能從方向控制閥600從關(guān)閉(激勵(lì))狀態(tài)被轉(zhuǎn)換到開(kāi)啟(未激勵(lì))狀態(tài)時(shí)起，將通路12，13中的液壓P迅速地降低。這就導(dǎo)致另一個(gè)問(wèn)題，諸如在通路中所填充的液壓P的壓力降低作用的差的響應(yīng)性。
相比而言，在本實(shí)施例的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，如圖2所示，第二提升閥芯52具有形成在其內(nèi)的第一和第二連通孔60、61。依靠第一和第二連通孔60、61的設(shè)置，借助于具有比大直徑連通孔62的有效橫截面面積As2小的有效橫截面面積As1(＜As2)的較小直徑軸向連通孔60，應(yīng)用輕微施加的力就能將第一提升閥芯51軸向向上地升起，即使在通路12，13中所填充的液壓是高壓時(shí)。這意味著第一彈簧56的設(shè)定載荷能夠被預(yù)設(shè)為一個(gè)特定的小值。如上所述，借助于將第一彈簧56的設(shè)定載荷適當(dāng)?shù)卦O(shè)置成一個(gè)特定的小值，本實(shí)施例的裝置不需要由線圈55產(chǎn)生一個(gè)大的電磁力Fs，即使在通路中的液壓P是低的時(shí)。
在本實(shí)施例的裝置的方向控制閥6的雙提升閥機(jī)構(gòu)51，52中，當(dāng)由于第一提升閥芯51的向上運(yùn)動(dòng)，通路中的液壓P開(kāi)始逐漸地平穩(wěn)地下降，然后達(dá)到預(yù)定的液壓值P0時(shí)，第二提升閥芯52自動(dòng)地變換至開(kāi)啟狀態(tài)(見(jiàn)圖3A和3D中的時(shí)間t2)。因此，即使在這樣一個(gè)條件下，即通路中的液壓P是高的，因此較高的壓力Fp2作用在第二提升閥芯52上時(shí)，如果在第一提升閥芯51的向上運(yùn)動(dòng)之后，通路中的液壓P已經(jīng)降低至低于所述預(yù)定壓力值，那么從時(shí)間t2起壓力Fp2迅速地變低(見(jiàn)公式Fp2＝P·(As2-As1)和圖3A-3D中的時(shí)間t2)。因此，在本實(shí)施例的裝置中，可以將用作抵抗作用在第二提升閥芯52上的壓力Fp2的反作用力的第二彈簧57的設(shè)定載荷設(shè)置為一個(gè)特定的小值，從而適當(dāng)?shù)匾种苹驕p小線圈55的設(shè)計(jì)電磁力。這就避免了線圈55的尺寸大的問(wèn)題，并降低了電力消耗。
另外，在本實(shí)施例的裝置的方向控制閥6的雙提升閥芯機(jī)構(gòu)(51，52)中，第一連通孔60的有效橫截面面積As1被設(shè)計(jì)得比第二連通孔61的有效橫截面面積小。因此，具有較小有效橫截面面積As1的第一連通孔60用作防止液壓迅速改變的節(jié)流孔。而且，在具有雙提升閥機(jī)構(gòu)的方向控制閥6的本實(shí)施例的裝置中，在從閥關(guān)閉狀態(tài)過(guò)渡至閥開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，有兩個(gè)不同的液壓降低作用或者兩個(gè)不同的液壓釋放作用，即(i)第一壓力釋放作用(見(jiàn)圖3A-3D，在時(shí)間段t1-t2，液壓P平穩(wěn)地下降)，即液壓P僅從第二提升閥芯52的上部錐形斜切的閥座部52a并經(jīng)由第一和第二連通孔60、61以及大直徑連通孔62而逐漸平穩(wěn)地釋放到排出管路14中，和(ii)第二壓力釋放作用(見(jiàn)圖3A-3D，在時(shí)間t2之后，液壓P的迅速下降)，即液壓P從通路(12，13)直接通過(guò)閥座54的大直徑連通孔62(具有較大的有效橫截面面積As2)而迅速地釋放到排出管路14中。因此，可以在合適的時(shí)間段中快速地將通路(12，13)中的液壓P釋放到儲(chǔ)蓄池中，而沒(méi)有液壓P的迅速改變。
從上面可以理解，本實(shí)施例的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置具有以下效果(1)-(7)。
(1)方向控制閥6具有提升閥機(jī)構(gòu)(51，52)，因此保證了在正常動(dòng)力輔助控制模式下(或者在正常動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式下)流體密封性能更大的提高。在使用提升閥機(jī)構(gòu)的方向控制閥6的情況下，由于污染或雜質(zhì)而造成的閥粘住的可能性較小，并且工質(zhì)泄露的可能性較小。假設(shè)由于污染或雜質(zhì)，方向控制閥6已經(jīng)被粘住或者堵塞，那么與滑閥結(jié)構(gòu)相比，具有提升閥機(jī)構(gòu)(提升閥結(jié)構(gòu))的方向控制閥6在其關(guān)閉位置被粘住的趨勢(shì)減小。因此，即使方向控制閥6堵塞，本實(shí)施例的裝置也能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式，這是由于方向控制閥6在其關(guān)閉位置被粘住的可能性較小。這就保證了方向控制閥6更可靠的操作。
(2)具有提升閥機(jī)構(gòu)的方向控制閥6響應(yīng)于施加于方向控制閥6上的液壓而作用，從而當(dāng)施加到方向控制閥6上的液壓(精確而言，通路中的液壓P)降低時(shí)，方向控制閥6的開(kāi)啟面積增加(見(jiàn)圖3A-3D)。因此，在液壓P是高的條件下，換言之，在產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助的動(dòng)力輔助控制模式期間，方向控制閥6的開(kāi)啟面積漸減地補(bǔ)償或者被降為最小(零值開(kāi)啟)。因此，可以防止轉(zhuǎn)向輔助力迅速地下降。另外，方向控制閥6的開(kāi)啟面積能夠根據(jù)液壓P的逐漸下降而平穩(wěn)地增加(見(jiàn)圖3A-3D中時(shí)間段t1-t2)。因此，可以在預(yù)定的時(shí)間段中將通路中的液壓P可靠并平穩(wěn)地釋放到儲(chǔ)蓄池中，從而在手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式期間可靠地降低轉(zhuǎn)向難度。
(3)方向控制閥6與和第一壓力管路10相連的第一連通管路12、和第二壓力管路11相連的第二連通管路13、以及儲(chǔ)蓄池5的每一個(gè)相連。一方面，方向控制閥6用于通過(guò)第一和第二連通管路12、13而將第一和第二壓力管路10、11相互連通。另一方面，方向控制閥6用作螺線管激勵(lì)的壓力調(diào)節(jié)閥(或者螺線管激勵(lì)的減壓閥)，它僅在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置出現(xiàn)故障時(shí)，響應(yīng)于來(lái)自閥控制器(即方向控制閥控制電路)的指令信號(hào)，通過(guò)使線圈55不通電而將第一和第二壓力管路10、11中的液壓平穩(wěn)地釋放到儲(chǔ)蓄池中，因此減小了在手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式期間的泵送損失。
(4)方向控制閥6由以下構(gòu)成(i)閥套53，它包括與儲(chǔ)蓄池相連通的第一軸向孔，即階梯軸向孔53a，53b；與第一連通管路12相連以便將階梯軸向孔與第一壓力管路10相連的第一連通口63；與第二連通管路13相連以便將階梯軸向孔與第二壓力管路11相連的第二連通口64，(ii)可滑動(dòng)地設(shè)置在階梯軸向孔53a，53b的小直徑孔53a中的第一提升閥芯51，(iii)可滑動(dòng)地設(shè)置在階梯軸向孔53a，53b的大直徑孔53b中的第二提升閥芯52，它具有第二軸向孔，即階梯軸向孔第一和第二連通孔60、61，在一個(gè)軸端上形成有安置第一提升閥芯51以阻斷階梯軸向孔60，61的第一提升閥座52a，還在所述一個(gè)軸端上形成有一個(gè)壓力接收部，通過(guò)第一和第二壓力管路10和11、第一和第二連通管路12和13以及第一和第二連通口63和64而供應(yīng)的液壓被施加在所述壓力接收部上，另外在另一個(gè)軸端上形成有第二提升閥部，(iv)第二提升閥座54(與大直徑孔53b壓配合)，第二提升閥芯52位于所述第二提升閥座54上以堵塞儲(chǔ)蓄池5與第一和第二壓力管路10、11中的每一個(gè)之間的流體連通，(v)固定地沿一個(gè)軸向偏壓第二提升閥芯52的第二彈簧57，以及(vi)電磁螺線管單元50，55，它由與第一提升閥芯51固定相連的電樞50以及產(chǎn)生引力的線圈55構(gòu)成，通過(guò)將線圈55從不通電狀態(tài)變換至通電狀態(tài)，所述引力使得與第一提升閥芯51相固定的電樞進(jìn)行相反的軸向運(yùn)動(dòng)。在變換成線圈55的不通電狀態(tài)的初始階段，首先，僅有第一提升閥芯51被推動(dòng)離開(kāi)它的閥座，從而第一提升閥打開(kāi)。因此，第一和第二壓力管路10、11的每一個(gè)中的液壓通過(guò)形成于第二提升閥芯52中的階梯軸向孔60，61而被逐漸地釋放至儲(chǔ)蓄池5中，從而避免了液壓P的迅速下降，換言之，避免了轉(zhuǎn)向輔助力的迅速改變(迅速下降)。隨后，當(dāng)液壓P進(jìn)一步降低并且達(dá)到預(yù)定的液壓值P0時(shí)，作用在第二提升閥芯52的壓力接收部上的液壓(大致等于壓力Fp2)進(jìn)一步降低。作用在第二提升閥芯52上的壓力Fp2通過(guò)第二彈簧57的彈簧偏壓Fk2而被克服，因此第二提升閥芯52被推動(dòng)離開(kāi)它的閥座，從而第二提升閥也被打開(kāi)。因此，第一和第二連通管路12、13的每一個(gè)不通過(guò)第二提升閥芯52的階梯軸向孔60，61而直接與儲(chǔ)蓄池5連通。這就使得液壓P能夠被平穩(wěn)地從第一和第二壓力管路10、11的每一個(gè)而釋放到儲(chǔ)蓄池中，從而防止液壓充滿(mǎn)或殘留在第一和第二壓力管路10、11的每一個(gè)中。因此，可以防止在手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式期間，由于剩余的液壓而使司機(jī)的轉(zhuǎn)向力不合適地增加。
(5)形成于第二提升閥芯52中的階梯軸向孔60，61包括第一連通孔60，它具有較小的有效橫截面面積As1并用作防止液壓迅速改變的節(jié)流孔。所述固定孔(第一連通孔60)保證通路12，13中的液壓P的平穩(wěn)的減壓作用。
(6)螺線管單元50，55，58作用以便在通電狀態(tài)(線圈55通電)下將第一提升閥芯51保持在它的關(guān)閉位置，并且作用以便在不通電狀態(tài)(線圈55不通電)下將第一提升閥芯51保持在它的打開(kāi)位置。因此，在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置出現(xiàn)故障時(shí)，諸如可逆轉(zhuǎn)泵故障、電動(dòng)機(jī)故障、轉(zhuǎn)向力矩傳感器故障、ECU故障(包括信號(hào)線路故障或類(lèi)似故障)，就肯定可以通過(guò)使螺線管單元的線圈55不通電而在儲(chǔ)蓄池5與第一和第二壓力管路10、11的每一個(gè)之間建立流體連通，從而保證手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式。
(7)第一止回閥7對(duì)流動(dòng)言設(shè)置在通路12，13的第一連通管路12中，用于允許工質(zhì)僅僅從第一壓力管路10而流入方向控制閥6中，而第二止回閥8對(duì)流動(dòng)言設(shè)置在通路12，13的第二連通管路13中，用于允許工質(zhì)僅僅從第二壓力管路11流入方向控制閥6中。借助于這些止回閥7，8，可以防止在正常動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式期間(或者在正常動(dòng)力輔助控制模式期間)第一和第二壓力管路10、11彼此連通。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2004-063287(于2004年3月8日遞交)的全部?jī)?nèi)容被結(jié)合在此以作參考。
雖然上面是對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的描述，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不限制于所顯示和描述的這些特定的實(shí)施方式，在不脫離由下面權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍或精神的條件下可以進(jìn)行各種改變和變型。
權(quán)利要求
1.一種液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，包括適于與轉(zhuǎn)向車(chē)輪相連的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；液壓動(dòng)力缸，在所述液壓動(dòng)力缸內(nèi)容納著一個(gè)活塞，所述活塞與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相連以用于轉(zhuǎn)向輔助，所述液壓動(dòng)力缸具有限定在所述活塞的兩側(cè)的第一和第二液壓腔；具有一對(duì)排出口的可逆轉(zhuǎn)泵；將所述第一液壓腔與所述泵的排出口的第一個(gè)相互連通的第一流體管路；將所述第二液壓腔與所述第二排出口相互連通的第二流體管路；檢測(cè)施加在所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的轉(zhuǎn)向力矩的力矩傳感器；驅(qū)動(dòng)所述泵的電動(dòng)機(jī)；響應(yīng)于根據(jù)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向力矩而確定的指令信號(hào)而控制所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制電路；通路，所述第一和第二流體管路通過(guò)所述通路而彼此相互連通；方向控制閥，所述方向控制閥位于所述通路中并且具有一個(gè)提升閥機(jī)構(gòu)；以及閥控制電路，所述閥控制電路在出現(xiàn)包括電動(dòng)機(jī)故障、可逆轉(zhuǎn)泵故障、ECU故障和轉(zhuǎn)矩傳感器故障中至少一個(gè)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障時(shí)，打開(kāi)所述方向控制閥，以便將所述第一和第二流體管路與所述打開(kāi)的方向控制閥相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述方向控制閥響應(yīng)于施加于所述方向控制閥上的液壓而作用，從而當(dāng)所施加的液壓下降時(shí)，所述方向控制閥的開(kāi)啟面積增大。
3.如權(quán)利要求1所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述方向控制閥與第一連通管路、第二連通管路以及儲(chǔ)蓄池的的每一個(gè)相連，所述第一連通管路構(gòu)成所述通路的一部分并與所述第一流體管路相連，所述第二連通管路構(gòu)成所述通路的剩余部分并與所述第二流體管路相連。
4.如權(quán)利要求3所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述方向控制閥包括(i)閥套，所述閥套具有與所述儲(chǔ)蓄池相連通的第一軸向孔、與所述第一連通管路相連以便將所述第一軸向孔與所述第一流體管路相互連通起來(lái)的第一連通口、與所述第二連通管路相連以便將所述第一軸向孔與所述第二流體管路相互連通起來(lái)的第二連通口；(ii)可滑動(dòng)地設(shè)置在所述第一軸向孔中的第一提升閥芯；(iii)可滑動(dòng)地設(shè)置在所述第一軸向孔中的第二提升閥芯，它具有在兩個(gè)軸端均敞開(kāi)的第二軸向孔，在第一軸端上形成有安置第一提升閥芯以阻斷第二軸向孔的第一提升閥座，并在所述第一軸端上形成一個(gè)壓力接收部，通過(guò)第一和第二流體管路、第一和第二連通管路以及第一和第二連通孔而供應(yīng)的液壓被施加在所述壓力接收部上，另外在第二軸端上形成有第二提升閥部；(iv)第二提升閥座，所述第二提升閥座與所述第一軸向孔壓配合，所述第二提升閥芯位于所述第二提升閥座上以堵塞所述儲(chǔ)蓄池與所述第一和第二流體管路的每一個(gè)之間的流體連通；(v)回動(dòng)彈簧，所述回動(dòng)彈簧通常沿著一個(gè)軸向偏壓所述第二提升閥芯；(vi)電磁螺線管單元，所述電磁螺線管單元包括與第一提升閥芯固定相連的電樞以及產(chǎn)生引力的線圈，通過(guò)將線圈從不通電狀態(tài)變換至通電狀態(tài)，所述引力使得與第一提升閥芯固定在一起的電樞進(jìn)行相反的軸向運(yùn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述形成于第二提升閥芯中的第二軸向孔具有節(jié)流孔。
6.如權(quán)利要求4所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于在線圈的通電狀態(tài)下，所述螺線管單元將所述第一提升閥芯保持在一個(gè)關(guān)閉位置上，并在所述線圈的不通電狀態(tài)下將所述第一提升閥芯保持在一個(gè)打開(kāi)位置上。
7.如權(quán)利要求1所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于進(jìn)一步包括第一止回閥，所述第一止回閥位于所述通路中，用于僅僅允許工質(zhì)從第一流體通路流入所述方向控制閥中；以及第二止回閥，所述第二止回閥位于所述通路中，用于僅僅允許工質(zhì)從第二流體通路流入所述方向控制閥中。
8.一種液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，包括適于與轉(zhuǎn)向車(chē)輪相連的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；液壓動(dòng)力缸，在所述液壓動(dòng)力缸內(nèi)容納著一個(gè)活塞，所述活塞與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相連以用于轉(zhuǎn)向輔助，所述液壓動(dòng)力缸具有限定在所述活塞的兩側(cè)的第一和第二液壓腔；具有一對(duì)排出口的可逆轉(zhuǎn)泵；將所述第一液壓腔與所述泵的排出口的第一個(gè)相互連通的第一流體管路；將所述第二液壓腔與所述第二排出口相互連通的第二流體管路；驅(qū)動(dòng)所述泵的電動(dòng)機(jī)；控制所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制電路；通路，所述第一和第二流體管路通過(guò)所述通路而彼此相互連通；方向控制閥，所述方向控制閥位于所述通路中，并且具有一個(gè)提升閥機(jī)構(gòu)以及與所述提升閥機(jī)構(gòu)相連的電磁螺線管單元；以及閥控制電路，所述閥控制電路在出現(xiàn)包括電動(dòng)機(jī)故障和可逆轉(zhuǎn)泵故障的至少一個(gè)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障時(shí)，將閥打開(kāi)信號(hào)輸出至所述螺線管單元，用于沿著打開(kāi)所述方向控制閥的方向而操作所述方向控制閥。
9.如權(quán)利要求8所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述方向控制閥響應(yīng)于施加于所述方向控制閥上的液壓而作用，從而當(dāng)所施加的液壓下降時(shí)，所述方向控制閥的開(kāi)啟面積增加。
10.如權(quán)利要求8所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述方向控制閥與第一連通管路、第二連通管路以及儲(chǔ)蓄池的每一個(gè)相連，所述第一連通管路構(gòu)成所述通路的一部分并與所述第一流體管路相連，所述第二連通管路構(gòu)成所述通路的剩余部分并與所述第二流體管路相連。
11.如權(quán)利要求10所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述方向控制閥包括(i)閥套，所述閥套具有與所述儲(chǔ)蓄池相連通的第一軸向孔、與所述第一連通管路相連以用于將所述第一軸向孔與所述第一流體管路相連通的第一連通口、與所述第二連通管路相連以用于將所述第一軸向孔與所述第二流體管路相連通的第二連通口；(ii)可滑動(dòng)地設(shè)置在所述第一軸向孔中的第一提升閥芯；(iii)可滑動(dòng)地設(shè)置在所述第一軸向孔中的第二提升閥芯，所述第二提升閥芯具有在兩個(gè)軸端均敞開(kāi)的第二軸向孔，并在第一軸端上形成有安置第一提升閥芯以阻斷第二軸向孔的第一提升閥座，還在所述一個(gè)軸端上形成有一個(gè)壓力接收部，通過(guò)第一和第二流體管路、第一和第二連通管路以及第一和第二連通口而供應(yīng)的液壓被施加在所述壓力接收部上，另外還在第二軸端上形成一個(gè)第二提升閥部；(iv)第二提升閥座，所述第二提升閥座與所述第一軸向孔壓配合，所述第二提升閥芯位于所述第二提升閥座上以便堵塞所述儲(chǔ)蓄池與第一和第二流體管路的每一個(gè)之間的流體連通；(v)回動(dòng)彈簧，所述回動(dòng)彈簧通常沿著一個(gè)軸向偏壓所述第二提升閥芯；(vi)電磁螺線管單元，所述電磁螺線管單元包括與所述第一提升閥芯固定相連的電樞以及產(chǎn)生引力的線圈，通過(guò)將線圈從不通電狀態(tài)變換至通電狀態(tài)，所述引力使得與所述第一提升閥芯固定在一起的電樞進(jìn)行相反的軸向運(yùn)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求11所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述形成于第二提升閥芯中的第二軸向孔具有節(jié)流孔。
13.如權(quán)利要求11所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于在線圈的通電狀態(tài)下，所述螺線管單元將所述第一提升閥芯保持在一個(gè)關(guān)閉位置上，并在所述線圈的不通電狀態(tài)下將所述第一提升閥芯保持在一個(gè)打開(kāi)位置上。
14.如權(quán)利要求8所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于進(jìn)一步包括第一止回閥，所述第一止回閥位于所述通路中，用于僅僅允許工質(zhì)從第一流體管路流入所述方向控制閥中；以及第二止回閥，所述第二止回閥位于所述通路中，用于僅僅允許工質(zhì)從第二流體管路流入所述方向控制閥中。
15.一種液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，包括適于與轉(zhuǎn)向車(chē)輪相連的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；液壓動(dòng)力缸，在所述液壓動(dòng)力缸內(nèi)容納著一個(gè)活塞，所述活塞與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相連以用于轉(zhuǎn)向輔助，所述液壓動(dòng)力缸具有限定在所述活塞的兩側(cè)的第一和第二液壓腔；具有一對(duì)排出口的可逆轉(zhuǎn)泵；將所述第一液壓腔與所述泵的排出口的第一個(gè)相互連通的第一流體管路；將所述第二液壓腔與所述第二排出口相互連通的第二流體管路；用于檢測(cè)施加在所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的轉(zhuǎn)向力矩的傳感器裝置；驅(qū)動(dòng)所述泵的電動(dòng)機(jī)；響應(yīng)于根據(jù)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向力矩而確定的指令信號(hào)而控制所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置；通路，所述第一和第二流體管路通過(guò)所述通路而彼此相互連通；方向控制閥裝置，所述方向控制閥裝置位于所述通路中并且具有至少一個(gè)提升閥機(jī)構(gòu)；以及閥控制裝置，所述閥控制裝置在出現(xiàn)包括電動(dòng)機(jī)故障和可逆轉(zhuǎn)泵故障的至少一個(gè)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障時(shí)，保持所述提升閥機(jī)構(gòu)離開(kāi)閥座并開(kāi)啟，以便在所述第一和第二流體管路之間建立流體連通，并在液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置沒(méi)有故障時(shí)將所述提升閥機(jī)構(gòu)保持在閥座上并關(guān)閉，以便堵塞所述第一和第二流體管路之間的流體連通。
16.如權(quán)利要求15所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述方向控制閥進(jìn)一步包括第一止回閥，所述第一止回閥位于所述通路中，用于僅僅允許工質(zhì)從第一流體管路流入所述提升閥機(jī)構(gòu)中；以及第二止回閥，所述第二止回閥位于所述通路中，用于僅僅允許工質(zhì)從第二流體管路流入所述提升閥機(jī)構(gòu)中。
17.如權(quán)利要求16所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述提升閥機(jī)構(gòu)具有與一個(gè)儲(chǔ)蓄池相連通的泄口、與所述第一止回閥的出口相連的第一連通口、與所述第二止回閥的出口相連的第二連通口；在出現(xiàn)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障時(shí)，所述閥控制裝置將所述提升閥機(jī)構(gòu)保持得離開(kāi)閥座并開(kāi)啟，用于通過(guò)經(jīng)由泄口而將在旁路中填充的液壓釋放到所述儲(chǔ)蓄池中，從而建立所述第一和第二流體管路之間的流體連通，其中所述旁路被限定在所述第一連通口與所述第一止回閥的出口之間以及在所述第二連通口與所述第二止回閥的出口之間。
18.如權(quán)利要求17所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于在液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置沒(méi)有故障時(shí)，所述閥控制裝置將所述提升閥機(jī)構(gòu)保持成位于閥座上并關(guān)閉，用于通過(guò)將在所述旁路中填充的液壓保持在一個(gè)大致相應(yīng)于第一和第二流體管路中的工質(zhì)的壓力水平的壓力值，從而堵塞所述第一和第二流體管路之間的流體連通。
19.如權(quán)利要求18所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述提升閥機(jī)構(gòu)響應(yīng)于在所述旁路中所填充的液壓而作用，從而當(dāng)所述液壓下降時(shí)，所述提升閥機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟面積增加。
20.如權(quán)利要求19所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于所述提升閥機(jī)構(gòu)具有雙提升閥結(jié)構(gòu)，所述雙提升閥結(jié)構(gòu)包括閥套，所述閥套具有第一軸向孔、泄口以及第一和第二連通口；第一彈簧偏壓的螺線管激勵(lì)的提升閥芯，所述第一提升閥芯可滑動(dòng)地設(shè)置在所述第一軸向孔中；所述第一提升閥芯的一個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)根據(jù)螺線管引力、通過(guò)在旁路中所填充的液壓與泄口中的液壓之間的壓差而作用在第一提升閥芯上的壓力、以及第一回動(dòng)彈簧的反作用力的總力而確定；以及第二提升閥芯，所述第二提升閥芯可滑動(dòng)地設(shè)置在所述第一軸向孔中并且與所述第一提升閥芯軸向?qū)?zhǔn)，并且具有在兩個(gè)軸端均敞開(kāi)的第二軸向孔，在第一軸端上形成有安置第一提升閥芯以阻斷第二軸向孔的第一敞開(kāi)端的第一提升閥座，還在所述第一軸端上形成有一個(gè)壓力接收部，在所述旁路中所填充的液壓被施加在所述壓力接收部上，另外在第二軸端上形成有一個(gè)第二提升閥部，所述第二提升閥部具有與所述泄口相連通的第二軸向孔的第二敞開(kāi)端；所述第二提升閥芯的軸向運(yùn)動(dòng)根據(jù)從第一提升閥芯施加到第二提升閥芯上的軸向力、通過(guò)在旁路中所填充的液壓與泄口中的液壓之間的壓差而作用在第二提升閥芯上的壓力、以及第二回動(dòng)彈簧的反作用力的總力而確定。
21.如權(quán)利要求20所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于形成于所述第二提升閥芯中的第二軸向孔具有一個(gè)節(jié)流孔，所述節(jié)流孔的有效橫截面面積比所述泄口的有效橫截面面積要小。
22.如權(quán)利要求21所述的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于當(dāng)發(fā)生液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障時(shí)，在從螺線管通電狀態(tài)轉(zhuǎn)變成螺線管不通電狀態(tài)的第一轉(zhuǎn)換時(shí)刻，所述第一提升閥芯從關(guān)閉位置變換成打開(kāi)位置，并且在旁路中所填充的液壓開(kāi)始下降；以及在與第一轉(zhuǎn)換時(shí)刻具有一個(gè)時(shí)間延遲的第二轉(zhuǎn)換時(shí)刻，這時(shí)在旁路中所填充的液壓下降至低于一個(gè)預(yù)定的液壓值，所述第二提升閥芯從關(guān)閉位置變換成打開(kāi)位置。
全文摘要
在應(yīng)用動(dòng)力缸的一種液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，所述動(dòng)力缸內(nèi)容納著一個(gè)活塞，所述活塞與一個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相連以用于轉(zhuǎn)向輔助，所述動(dòng)力缸具有限定在活塞兩側(cè)的第一和第二液壓腔，液壓通過(guò)所述第一和第二流體管路而供應(yīng)到相應(yīng)的液壓腔中。設(shè)置一個(gè)通路以便經(jīng)由所述通路而將所述第一和第二流體管路連通起來(lái)。設(shè)置在所述通路中的一個(gè)方向控制閥具有一個(gè)提升閥機(jī)構(gòu)，在發(fā)生液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置故障時(shí)，所述提升閥機(jī)構(gòu)被轉(zhuǎn)換至閥開(kāi)啟位置，以便將所述第一和第二流體管路與所述開(kāi)啟的提升閥機(jī)構(gòu)相連通。
文檔編號(hào)B62D5/06GK1666917SQ20051005307
公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月8日
發(fā)明者橫田忠治, 添田淳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所