转向装置的利记博彩app

专利名称：转向装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及在车辆中使用的转向装置，其在不给驾驶者带来不适应感 的情况下，根据运转状况设定车轮转向角相对方向盘操作角之比。
背景技术：
以往，作为利用电信号将方向盘与转向轮连接，基于电子控制来提高 性能和确保向车辆的搭载性和车室空间等的转向技术，公知有所谓的线控驾驶(steer by wire)的技术。但是，这样的装置由于不能充分确保应对电 气故障等的可靠性、和马达难以向方向盘传递路面反作用力，所以至今还 未实现实用化。因此，作为具有同等功能的能够连续改变方向盘的操作角 和转向角的车辆用转向装置，目.前被实用化的有，特开2000-211541号公 报等所记载的那样的机械式的使用了齿轮的装置。这种转向装置具有高输 出的转向促动器，并且，在转向柱的中途设有使用了齿轮和马达的传递比 可变机构，通过控制马达来调整输入输出比，并通过与转向促动器相互配 合，根据运转状况设定转向轮的转向角相对方向盘的操作角之比。该装置 由于保留了转向柱，所以确保了可靠性，并且没有必要生成反作用力。另外，已知有一种如特开2003-276617号公报等所记载那样的为了确 保设计自由度，通过取代转向柱而使用电缆(cable)的转向装置。在该转 向装置中，使用可弯曲的电缆进行方向盘与齿条的连接。由此可确保空间 和设计的自由度。另外，通过在其中组合转向角比可变机构，可根据运转 状况设定转向轮的转向角相对方向盘的操作角之比。另外，还有一种如特开2001-122140号公报所记载那样，通过在利用 油压配管将方向盘与转向轮连接的转向装置中使用泵和阀，实现了转向传 递比可变机构的装置。还有，如特开2005-82007号公报那样，同样是在利 用油压配管连接的转向装置中实现了转向传递比可变机构。这些装置与上
述的使用了电缆的例子同样，可确保空间和设计自由度。[专利文献1]特开2000-211541号公报 [专利文献2]特开2003-276617号公报 [专利文献3]特开2001-122140号公报 [专利文献4]特开2005-82007号公报在上述特开2000-211541号公报等中所记载的技术中，虽然能够自如 地控制相对方向盘的操作角的转向轮的转向角，但由于保留了转向柱，所 以无法解决目前在一般的车辆中所存在的搭载性和确保车室空间上的问 题。并且，由于采用了利用齿轮、转向柱直接连接方向盘和传递比可变机 构的结构，所以，伴随传递比可变机构的动作的振动等容易传递到驾驶者， 并且，难以进行为了抑制这种现象的设计和控制。另外，在特开2003-276617号公报等中记载的技术虽然可确保搭载性 和车室空间，但由于在电缆的处理中必须考虑弯曲等的同时进行处理和产 生伸縮等，所以可预测是困难的。另外，基于与上述相同的原因，难以通 过电缆进行用于实现没有不适应感的转向的控制。另外，特开2001-122140号公报所记载的技术虽然是使用了泵来实现 转向传递比的可变，但这种结构中，由于工作油在各个油压回路之间移动， 所以各个油压回路的总油量管理困难，难以进行不给驾驶者带来不适应感 的控制。因此，进一步需要为了使转向传递比可变机构的动作的力不施加 到方向盘，而节流油路的阀。并且还需要采取抑制由泵生成的液压脉动的 措施。另外，特开2005-82007号公报所记载的技术，由于与上述的具有转向 柱的装置同样，转向传递比可变机构存在于方向盘的输入轴的同轴上，并 通过滚珠螺杆机构连接，所以，基于转向传递比可变机构的动作的振动等 被直接传递到方向盘，其对驾驶者产生不适应感。发明内容为了解决上述的问题，本发明的转向装置具有输入油缸，其具有第 l油压室和第2油压室；传递机构，其为相比在将方向盘的旋转运动转换 成所述输入油缸的轴方向运动来进行传递时的效率，在从所述输入油缸侧
转换成方向盘侧的运动来进行传递时的效率低；输出油缸，其与转向轮连 接，并具有第3油压室和第4油压室；连接所述第1油压室和所述第3油 压室的第l油路；连接所述第2油压室和所述第4油压室的第2油路；油 量比率调整机构，其通过使包括所述第1油压室、所述第3油压室、和所 述第1油路而构成的第1油压回路内的工作油以及包括所述第2油压室、 所述第4油压室、和所述第2油路而构成的第2油压回路内的工作油来回 流动，来调整所述第1油压回路与所述第2油压回路的油量比率；对所述 转向轮施加转向助力的转向促动器；和控制电路，其对所述油量比率调整 机构和所述转向促动器进行协调控制。在该结构中，取代利用转向柱来结合所述方向盘和所述转向轮，而利 用油压配管来结合工作油的漏油少的油缸。该转向装置通过使用所述油量 比率调整机构，与所述转向促动器进行协同控制，可实现根据运转状况设 定所述转向轮的转向角相对所述方向盘的操作角之比，即，转向传递比可 变机构。另外，由于使用了油压配管，所以可进行自由的设计，并且由于 可废除立柱轴，所以可确保搭载性和车室空间双方。另外，由于通过油压 回路连接各个部分，所以在方向盘上基于油量比调整机构和转向促动器的 动作的振动不容易被传递到方向盘，改善了转向操作感。另外，与使用电 缆的情况相比，油压配管由于不需要考虑弯曲等，所以基于这一点，使操 作更容易。另外，利用在各个油路之间使工作油来回移动的所述油量比调 整机构，可容易实现与所述转向促动器的协同控制，从而可实现驾驶者没 有不适应感的所述转向传递比可变机构。并且，通过使用具有在将活塞的 直线运动转换成旋转运动时的效率比在将所述方向盘的旋转运动转换成 所述输入油缸的活塞的轴方向运动时的效率低的传递效率的所述传递机 构，使得基于所述油量比率调整机构的动作的力，更不能被传递到所述方 向盘侧，因此，不会对驾驶者产生不适应感，而且也不需要再设置阀等。另外，油量比率调整机构还是使流入流出第3油压室的工作油量相对 流入流出第1油压室的工作油量的比率、和流入流出第4油压室的工作油 量相对流入流出第2油压室的工作油量的比率可变的油量比率可变机构。可以还具有检测所述转向促动器的动作异常的异常检测电路。根据该结构，可检测出所述转向促动器因电路故障等而不能继续进行
动作的情况，在该情况下，通过将所述转向促动器控制成不阻碍由第1油压回路、第2油压回路传递的转向力的状态，可进行转向。并且，所述油量比率调整机构可以在所述异常检测电路检测出异常时，通过控制所述输出油缸的液压，向转向轮施加转向助力。由此，即使在所述转向促动器不工作的情况下，也可以将驾驶者的负担抑制到最小限度。另外，所述油量比率调整机构可以具有油缸筒；将该油缸筒分隔成与所述第1油压回路连接的第5油压室、和与所述第2油压回路连接的第6油压室的活塞；电动马达；和将该电动马达的旋转方向的运动转换成所述活塞的轴方向运动的转换齿轮，所述转换齿轮具有抑制从所述活塞侧向 所述电动马达侧传递力的非可逆性。通过将所述油量比率调整机构构成为这样的结构，由于可将所述第1油压回路和所述第2油压回路构成完全独立的油压回路，容易进行基于各部的活塞的移动的工作油进出的管理，所以使所述油量比率调整机构和所 述转向促动器的协同控制变得容易。另外，基于所述非可逆性齿轮，可防 止因作用于所述油量比率调整机构的所述活塞的压力使所述马达意外地 进行逆旋转。另外，所述油量比率调整机构在方向盘与转向轮之间产生了中立位置 偏差的情况下，可以协同所述转向促动器来修正该偏差。另外，还可以具有检测方向盘的转向操作角的转向操作角传感器、检 测转向轮的转向角的转向角传感器，所述油量比率调整机构根据所述转向 操作角传感器和所述转向角传感器的传感器输出，修正所述中立位置的偏 差。通过采用这样的结构，在因来自各个油压回路的微量漏油等，所述中 立位置发生了微量偏差的情况下，在能够检测出该偏差的基础上，能够在 不给驾驶者带来不适应感的情况下，进行中立位置的修正。另外，所述转向促动器具有与转向轮连接，并具有l对油压室的动 力油缸；和由电动马达正反旋转驱动，向所述动力油缸选择性供给液压的正反旋转泵。所述输出油缸和所述动力油缸可以相互并列配置。
根据此结构，即使在车辆的宽度不足，不能将所述输出油缸和所述动 力油缸直列配置的情况下，也能够将本发明的转向装置搭载在车辆中。另外，还可以具有贮油箱；将该贮油箱与所述第1油压回路连接的 第l连接通路；设在该第l连接通路上，只容许从所述贮油箱侧向所述第 1油压回路侧流动油的第1单向阀；将所述贮油箱与所述第2油压回路连 接的第2连接通路；和设在该第2连接通路上，只容许从所述贮油箱侧向 所述第2油压回路侧流动油的第2单向阀。根据这样的结构，在从所述第l、第2油压回路有工作油的微量泄漏 的情况下，可补充不足的部分。另外，还可以具有检测所述第1油压室和所述第2油压室的液压的液 压传感器，所述控制电路根据所述液压传感器的传感器输出，控制所述转 向促动器。由此，不需要在所述转向轴等上重新设置扭矩传感器等，即可检测出 驾驶者的操作力。另外，所述异常检测电路可以根据所述液压传感器的传感器输出，检 测所述第1油压回路和所述第2油压回路的异常。另外，可以是所述第1油压室或第2油压室的压力越高，所述传递机 构从所述输入油缸侧向所述方向盘的传递效率越低。这样，如本发明之3所述的那样，在所述转向促动器发生了故障时， 在由所述油量比率调整机构进行转向助力时，可防止因所述输入油缸的压 力上升，对所述方向盘的反作用力过大，使方向盘在大的力的作用下自行 旋转，妨碍驾驶者的操作的情况。或者，本发明的转向装置，具有输入油缸，其具有第l油压室和第 2油压室；传递机构，其为相比在将方向盘的旋转运动转换成所述输入油缸的轴方向运动来进行传递时的效率，在从所述输入油缸侧转换成方向盘侧的运动来进行传递时的效率低；输出油缸，其与转向轮连接，并具有第 3油压室和第4油压室；连接所述第1油压室和所述第3油压室的第1油 路；连接所述第2油压室和所述第4油压室的第2油路；对所述转向轮施 加转向助力的转向促动器；和修正机构，其通过使包括所述第1油压室、 所述第3油压室、和所述第1油路而构成的第1油压回路内的工作油以及
包括所述第2油压室、所述第4油压室、和所述第2油路而构成的第2油 压回路内的工作油来回流动，来修正相对于所述方向盘的操作量的所述转 向促动器的动作量的不一致。所述修正机构可以根据所述转向促动器的动作量而被驱动控制。 由此，在根据运转状况而不根据驾驶者的要求来控制所述转向促动 器，增减了转向量的情况下，所述修正机构进行控制，使得所述方向盘侧 向所述输入油缸传递的油量不发生变化。由此。所述转向促动器被操作的 情况不会传递到所述方向盘，从而不会对驾驶者产生不适应感。另外，所述修正机构可以在方向盘与转向轮之间产生了中立位置偏差 的情况下，修正该偏差。或者，具有输入油缸，其具有第1油压室和第2油压室；滚珠螺杆 机构，其将方向盘的旋转运动转换成所述输入油缸的轴方向运动来进行传 递；输出油缸，其与转向轮连接，并具有第3油压室和第4油压室；连接 所述第1油压室和所述第3油压室的第1油路；连接所述第2油压室和所 述第4油压室的第2油路；油量比率调整机构，其具有与包括所述第l油压室、第3油压室、和第1油路而构成的第1油压回路连接的第5油压 室；和与包括所述第2油压室、第4油压室、和第2油路而构成的第2油 压回路连接的第6油压室，通过调整这些第5油压室和第6油压室的容积 比率，来调整所述第1油压回路与所述第2油压回路的油量比率；对所述 转向轮施加转向助力的转向促动器；和控制电路，其对所述油量比率调整 机构和所述转向促动器进行协调控制。根据此结构，将所述方向盘的旋转运动转换成所述输入油缸的轴方向 运动，通过所述第l、第2油压回路，将油压力传递到所述输出油缸，对 所述转向轮进行转向。并且，通过使用油缸构成与所述第1、第2油压回 路连接的所述油量比率调整机构，能够使所述第l、第2油压回路完全独 立，因此，容易进行随着所述油量比率调整机构的动作的各个部分的油量 进出的管理，容易进行与转向促动器的协同控制。另外，基于同样的理由， 由于容易控制成使随着油量比率调整机构的动作的力不传递到方向盘，所 以不需要阀等。另外，可以将所述油量比率调整机构与所述转向促动器邻接配置。
由此，可提高搭载性。另外，还可以具有具有1对油压室，并与所述滚珠螺杆机构连接的 第2输入油缸；与转向轮连接，并具有1对油压室的第2输出油缸；和分 别与第3油压回路和第4油压回路连接的第7油压室以及第8油压室，所述第3油压回路和第4油压回路由所述第2输入油缸和所述第2输出油缸 各自的油压室彼此连接而构成，所述油量比率调整机构进行所述第5油压 室与所述第6油压室的容积比率的调整、以及所述第7油压室与所述第8 油压室的容积比率的调整。根据此结构，由于能够以双重油压回路构成方向盘与转向轮的连接， 所以可确保高度的可靠性。另外，还可以具有连接所述第l油压回路和所述第3油压回路的第 1平衡油路、设在该第1平衡油路上的第1自由活塞、连接所述第2油压 回路和所述第4油压回路的第2平衡油路、和设在该第2平衡油路上的第 2自由活塞。根据此结构，在为了确保可靠性而构成了双重系统的所述油压回路 中，在传递同方向的力的所述油压回路之间因微量的工作油的泄漏等而不 能传递相同的力时，可取得油量的平衡，所以能够使所传递的力均匀化。另外，可以将所述第1自由活塞和所述第2自由活塞设置在所述油量 比率调整机构内部。发明效果根据本发明，在能够根据运转状况设定车轮的转向角相对方向盘操作 角之比的转向装置中，相比使用电缆的情况，通过使用容易操作的油压回 路，在确保针对故障的可靠性的同时，可实现确保搭载性和车室空间的扩 展。并且，能够在不给驾驶者带来不适应感的情况下，变更根据运转状况 对车轮的转向角相对方向盘的操作角之比的设定。并且，由于利用油压来 连接各个部分，所以可获得良好的转向操作感。另外，由于构成了使各个 油路之间的工作油来回移动的油量比率调整机构、以及相比将方向盘的旋 转运动转换成所述输入油缸的轴方向运动进行传递时的效率，将从所述输 入油缸侧转换成所述方向盘侧的运动来进行传递时的效率低的传递机构， 所以，利用这2个机构，不需要在油压回路上重新设置阀等，即可进行不给驾驶者带来不适应感的传递比可变控制。


图1是本发明的实施例1的转向装置的整体结构图。图2是本发明的实施例1的转向装置的输入油缸的剖面图。图3是本发明的实施例1的转向装置的其他结构的输入油缸的剖面图。图4是本发明的实施例1的转向装置的油量比率调整机构的剖面图。 图5是本发明的实施例1的转向装置的其他结构的油量比率调整机构 的剖面图。图6是本发明的实施例1的转向装置的其他结构的模式图。图7是本发明的实施例2的转向装置的整体结构图。图8是本发明的实施例2的转向装置的输入油缸的剖面图。图9是本发明的实施例2的转向装置的油量比率调整机构的剖面图。图中10-转向装置；11-方向盘；12-输入轴；13 -输入油缸； 14-活塞；15-第l油压室；16-第2油压室；17-传递机构；18-转 向轮；20-转向轴；21-转向促动器；22-动力油缸；23-输出油缸； 24-活塞；25-第3油压室；26-第4油压室；27-第1油路；28-第 2油路；29-油量比率调整机构；34-传递机构；36、 43-马达；40 -油 泵；45-传感器；46-控制器；47-冲程传感器；50-单向阀；51 -压 力传感器；52-车辆传感器输入；214-第2输入油缸；223 -第2输出 油缸。
具体实施方式
下面，说明实施例。 [实施例1]下面，根据实施例1，对为了实施本发明的最佳方式进行说明。图1 表示本发明的转向装置10的整体结构图。在该图中，符号11表示方向盘， 其通过输入轴12与输入油缸13连接。输入油缸13由活塞14以液体密封 的状态分隔成第1油压室15和第2油压室16。方向盘11的旋转运动通过
传递机构17被转换成活塞14的直线运动。另外，转向轴18通过转向臂19与转向轴20连接，在转向轴20上设 置有作为转向促动器21的输出部的动力油缸22，并且平行于转向轴20 设置有输出油缸23。输出油缸23在内部具有与转向轴20结合的活塞24， 由此以液体密封的状态分隔成第3油压室25和第4油压室26。输入油缸 13的第1油压室15与输出油缸23的第3油压室25通过第1油路27连接， 输入油缸13的第2油压室16与输出油缸23的第4油压室26通过第2油 路28连接。另外，油量比率调整机构29与由第1油压室15、第3油压室 25、和第1油路27构成的第1油压回路、和由第2油压室16、第4油压 室26、和第2油路28构成的第2油压回路连接，通过使第1油压回路和 第2油压回路的工作油来回流动，调整在输入油缸13和输出油缸23之间 移动的工作油量的比率。这里，油量比率调整机构29具有将油缸30分隔 成第5油压室31和第6油压室32的活塞33，并通过转换齿轮34和调整 轴35与马达36连接。另外，动力油缸22由与转向轴20结合的活塞37以液体密封的状态 分隔成一对油压室38。油压室38通过转向促动器用油路39与油泵40连 接，并且，油路39通过止回阀41与贮油箱42连接。油泵40由马达43 驱动，并通过选择性地向油压室38排出工作油，向转向轴20提供转向助 力。在具有上述那样结构的转向装置10中，方向盘11与转向轮18通过 第1油压回路和第2油压回路连接。第1油压回路和第2油压回路在通常 的转向操作时，发挥将驾驶者的转向力传递给转向轮18的功能、和将外 加给转向轮18的来自路面的反作用力传递到方向盘11的功能。并且，如 图1所示，通过在第1油路26、第2油路27的一部分中使用附带橡胶的 油管等柔软的配管44，可自由地配置油压回路。另外，在转向操作时，通过转向角传感器和扭矩传感器等45检测出 驾驶者的转向操作量，据此，通过控制器46计算出必要的转向助力，由 马达43驱动油泵40，通过控制动力油缸22内的油压室38的压力，辅助驾驶者的转向操作。并且，在从车辆的传感器52读取出速度、加速度、偏航率等的运转
状况，驾驶者判断为希望通过控制器46改变转向轮18的转向角相对方向 盘11的操作角的传递比的情况下，通过对油量比率调整机构29与转向促 动器21进行协同控制，可在不给驾驶者带来不适应感的情况下改变传递 比。例如，在停放车辆等时，如果相对方向盘11的操作角使转向轮18的 转向角增大，则可减少驾驶者的负担。为了实现这样的传递比，釆用比通 常时增加相对方向盘11的操作角的转向促动器21对转向轮18的操作量 的方法。但是，如果维持通常的传递比，则由于动力油缸22与输出油缸 23的活塞进行相同的动作，所以在第1油路27、第2油路28中，有比通 常时更多的工作油移动，使得对方向盘11突然施加大的力，由此使驾驶 者产生不适应感。因此，通过在控制转向促动器21的同时，控制油量比 率调整机构29，使得在第1油路27、第2油路28中向输入油缸13侧移 动的工作油量不产生变化。具体是，在进行车辆入库时，假设是驾驶者操 作了方向盘11，使得输入油缸13向面向图1的右侧移动的情况。在该情 况下，由传感器45读取转向操作状态，由传感器52读取出车辆状况，确 定由控制器46改变传递比，通过转向促动器21向面向图面的左侧强力操 作动力油缸22的活塞37，使得相对方向盘11的操作角转向轮18的转向 角比通常更大。由此，虽然增加了在第1油路27、第2油路28中移动的 工作油，但根据转向促动器21的控制量求出该量，使油量比率调整机构 29的活塞33向下侧移动，使其能够吸收移动工作油的增加的部分，从而 能够使从各个油路向输入油缸13移动的工作油的量不发生变化。由此， 即便使相对向方向盘11的输入的转向角比通常时大，也不会使驾驶者产 生不适应感。另外，人们知道"例如在高速行驶时，如果相对方向盘ll的操作角， 转向轮18的转向角小，则可实现平稳的行驶。为此，只要实现比通常时 减少相对方向盘11的操作角的转向促动器21对转向轴18的操作量那样 的传递比即可。但是，由于动力油缸22和输出油缸23进行相同的动作， 所以通过进行该操作，在第1油路27和第2油路28中只有比通常时少的 工作油移动，使驾驶者感觉到方向盘突然变重，而产生不适应感。因此， 通过与上述的例子同样地在控制转向促动器44的同时，操作油量比率调
整机构29，调整为在第1油路27和第2油路28中向方向盘11侧移动的 工作油的量不发生变化。具体是，假设在速度上升时，驾驶者操作了方向 盘11，使图1中的输入油缸13向右移动的情况。在该情况下，由传感器 读取车辆状况，控制器46通过转向促动器21，以小于通常的程度，向面 向图面的左侧操作动力油缸22的活塞37，使得相对方向盘11的操作角转 向轮18的转向角变得比通常小。由此，虽然在第1油路27和第2油路28 中移动的工作油比从输入油缸13移动的工作油减少，但通过根据转向促 动器21的驱动量求出其减少量，使油量比率调整机构29的活塞33向上 侧移动，来弥补移动工作油的减少的部分，能够使从油路向输入油缸13 移动的油量不发生变化。另外，在判断为最好使用同样的方法，根据车辆的状态，不依靠驾驶 者的操作来操作转向轮18的情况下，也可以使用本方式。即，在未操作 方向盘11的情况下，在通过转向促动器21进行了转向轮18的转向时， 在各个油路27、 28中产生工作油的移动，但通过以能够吸收其移动量的 控制量来控制油量比率调整机构29，能够不发生向输入油缸13的工作油 的移动，不向方向盘11施加力。由此，能够以不给驾驶者带来不适应感 的状态控制转向轮18。另外，如本实施例的附图中所示，油量比率调整机构29由于是使用 了油压缸的方式，所以通过检测出活塞33的位置，可掌握在油量比率调 整机构29中流入流出的油量，在实现如上述那样的转向传递比可变时， 可容易掌握在各个油路中移动的油量，由此，可准确掌握第1油压室的流 入流出油量与第3油压室的流入流出油量的差量。因此，由于可进行正确 的控制，所以可容易实现不给驾驶者带来不适应感的控制。另外，在此基础上，根据后述那样的输入油缸13的结构，传递机构 17通过相对将方向盘的旋转运动转换成输入油缸13的轴方向运动的传递 效率，而降低反之从输入油缸13侧转换成方向盘11侧的运动的传递效率， 在急剧转动了方向盘11的情况下等，即使万一发生了油量比率调整机构 29与转向促动器21的协同控制的时序不一致的情况，也能够使其几乎不 被传递到方向盘，从而不会使驾驶者感觉到不适应感。另外，在转向促动器21因电路故障等不再动作的情况下，从转向促
动器21流向马达.43的控制电流值的变化和传感器的检测值中读取出异 常，并控制成不阻碍转向的状态。并且，在进行大幅转向时等需要大的转 向力的情况下，通过控制油量比率调整机构29来辅助转向操作。另外，在因从油压回路泄漏微量的工作油等，方向盘11的中立位置 与转向轮18的中立位置发生了偏差的情况下，通过将转向角传感器42和 冲程传感器47的检测值进行比较，可读取出该偏差。在如果发生了中立 位置的偏差的情况下，通过协调控制转向促动器21和油量比率调整机构 29，可在驾驶者未觉察的情况下修正中立位置。另外，此时，也可以是对 转向轮18的中立位置的偏差进行判断的传感器不使用冲程传感器43，而 采用基于检测车辆的状态量的传感器52的传感信息。另外，通过设置连接第1油压回路、第2油压回路、和贮油箱48的 连接油路49、和将工作油的流向限制在一个方向的单向阀50，在发生了 从油压回路泄漏微量工作油的情况下，可从贮油箱补充泄漏所造成的工作 油的不足部分。另外，也可以利用设在油压回路上的液压传感器51来检测出对方向 盘11的操作扭矩。这样的结构不仅可检测出操作扭矩，而且还可检测出 油压回路的故障，从而可提高可靠性。另外，本实施例所使用的输入油缸13采用例如图2所示的结构。输 入油缸13如上述那样，通过输入轴12与方向盘11连接。输入油缸13的 活塞14由将后述的滚珠螺母61夹在中间的一对活塞14a、 14b构成。在 各个活塞14a、 14b的外周上安装有将与输入油缸13之间的间隙密封的密 封环62，同样，在内周上安装有将与输入轴12之间的间隙密封的密封环 62。另外，在输入油缸13的上部和下部的输入轴12与输入油缸13之间， 设有滚珠轴承63，其支承输入轴12且使其能够旋转。并且，为了确保贯 通输入轴12的输入油缸13的液体密封性，安装有在容许输入轴12的旋 转的同时，密封与输入轴12之间的间隙的密封环64。在滚珠螺母61和输入轴12上形成螺旋状的槽，通过在其中配置多个 滚珠65，构成滚珠螺杆机构。通过使用该滚珠螺杆机构，使与滚珠螺母 61连接的活塞14基于输入轴12的旋转而向轴方向移动。另外，也可以采 用在方向盘ll的旋转轴与输入轴之间设有规定的增速比的齿轮66，以确
保活塞14的冲程的结构。根据此结构，使输入油缸13的各个油压室15、 16的容积变化，在各 个油路27、 28中形成工作油的流动。另外，同时基于施加于转向轮18的 力而生成的油压力被传递到各个油压室15、 16，使对活塞14施加的压力 变化，由此将反作用力传递到方向盘。此时，根据滚珠螺母61和输入轴 12的槽等的形状，将从活塞14的直线运动变为输入轴12的旋转运动的传 递效率调整为比从输入轴12的旋转运动变为活塞14的直线运动的传递效 率低。通过这样的结构，在转向促动器21发生故障时，通过油量比率调 整机构29进行转向力助力时，可防止在输入油缸13的各个油压室15、 16 的压力增加的情况下等，方向盘在大的力的作用下自由旋转。并且，也可 以通过调整槽和滚珠等的形状、大小，使得随着施加于油压室的压力的增 大，对活塞的作用力的增大，进一步降低从直线运动转换成旋转运动的转 换效率。另外，本实施例所使用的输入油缸13也可以取代图2的结构，而采 用图3所示的结构。输入油缸13如图3所示，通过输入轴12与方向盘11 连接。输入油缸13由将形成了齿条的齿条轴80夹在中间的一对活塞14a、 14b分隔成第1油压室15和第2油压室16。在各个活塞的外周上安装有 密封环81，以确保各个油压室的液体密封性。另外，齿条轴80的齿条与 安装在输入轴12上的小齿轮82啮合，将方向盘11的旋转运动转换成齿 条轴80的轴方向运动。同时，根据向转向轮18传递的来自路面的反作用 力的变化，从输出油缸23通过各个油路被传递到输入油缸13，使对活塞 14的压力发生变化，由此将反作用力传递到方向盘ll。另外，本实施例所使用的油量比率调整机构29采用例如图4所示的 结构。油缸30由形成了齿条的活塞33分隔成一对油压室。在该活塞33 的两端安装有密封环70，通过密封油缸30与活塞33的间隙来确保液体密 封性。在活塞33上形成有构成转换齿轮34的一部分的齿条齿34a，齿条 齿34a与构成转换齿轮34的一部分的小齿轮34b啮合。另外，在与小齿 轮71同轴上设有蜗轮72。另外，在马达36的马达输出轴上设有蜗杆73， 其与蜗轮72构成蜗轮机构。马达输出轴由被安装在壳体74上的滚珠轴承 75支承且可旋转。由此，将马达36的旋转运动转换成活塞33的直线运动，
通过调整流入、流出第5油压室31和第6油压室32的工作油的量，可调 整第l、第2油压回路的油量比率。另外，由于使用了蜗轮机构，在来自 蜗轮72侧的输入的作用下，马达输出轴几乎不旋转。另外，本实施例所使用的油量比率调整机构29也可以取代图4的结 构而采用图5所示的结构。油量比率调整机构29的油缸30的活塞33由 将后述的滚珠螺母91夹在中间的一对活塞33a、33b构成。在各个活塞33a、 33b的外周上安装有密封与油缸30之间的间隙的密封环92，同样，在内 周上也设有密封与调整轴35之间的间隙的密封环92。另外，在上部和下 部的调整轴35与油缸30之间设有滚珠轴承93，其可旋转地支承调整轴 35。并且，为了确保贯通调整轴35的油缸30的液体密封性，设有在容许 调整轴35的旋转的同时，密封与油缸30之间的间隙的密封环94。在滚珠螺母91和调整轴30上形成螺旋状的槽，并通过在其中配置多 个滚珠95，构成滚珠螺杆机构。通过使用该滚珠螺杆机构，使与滚珠螺母 91连接的活塞33通过调整轴35的旋转，向轴方向平滑地移动。另外，在 马达36的马达输出轴96上安装齿轮，其与配置在调整轴35的一侧上的 齿轮97啮合。马达输出轴96由被安装在壳体98上的滚珠轴承93支承且 可旋转。根据此结构，将马达36的旋转运动转换成活塞33的直线运动， 通过调整流入、流出第5油压室31和第6油压室32的工作油的量，可调 整第l、第2油压回路的油量比率。另外，通过使油量比率调整机构29经由油压配管，在远离方向盘ll 的部位与其连接，可利用油压衰减，使基于油量比率调整机构29的动作 的振动不被传递到方向盘。另外，在上述的结构中，输出油缸23与动力油缸22平行地配置，但 在车辆的横向宽度充分的情况下，也可以采用在转向轴20上将动力油缸 22与输出油缸23直列排列的结构。另外，在本实施例的转向装置10中，由于能够将油量比率调整机构 29和转向促动器21的泵、马达等配置在同一位置，所以还可确保搭载性。另外，在本实施例的转向装置10中，作为转向促动器21而使用了利 用了动力油缸22的油压式促动器，但即使取代此，而使用如图6所示那 样利用小齿轮101将马达100的旋转通过形成在转向轴20上的齿条102 进行传递的马达式转向促动器21，通过进行与上述相同的控制，也可以获 得同样的作用效果。[实施例2〗根据图7 图9，对本发明的实施例2进行详细说明。以下，只说明与 实施例1不同的结构，对于与实施例1相同的构成部分标记相同的符号， 并省略重复说明。该转向装置构成为在具有实施例1所述的第1油压回路、第2油压回 路的基础上，还具有与实施例1同样结构的第3油压回路、第4油压回路。第2输入油缸213通过输入轴12与方向盘11连接。第2输入油缸213 由活塞214液体密封地分隔成第9油压室215和第10油压室216。方向盘 11的旋转运动通过传递机构217被转换成活塞214的直线运动。另外，与转向轴20平行地设有第2输出油缸223。第2输出油缸223 在内部具有与转向轴20结合的活塞224，由此，被液体密封地分隔成第 11油压室225和第12油压室226。第2输入油缸213的第9油压室215 与第2输出油缸223的第11油压室225通过第3油路227连接，第2输 入油缸213的第10油压室216与第2输出油缸223的第12油压室226通 过第4油路228连接。另外，油量比率调整机构29的第2油缸230与由 第9油压室215、第11油压室225、和第3油路227构成的第3油压回路、 和由第10油压室216、第12油压室226、和第4油路228构成的第4油 压回路连接，通过使第3油压回路和第4油压回路的工作油来回流动，来 调整在第2输入油缸213与第2输出油缸223之间移动的工作油量比率。 这里，油量比率调整机构29的第2油缸230具有将油缸230分隔成第7 油压室231和第8油压室232的活塞233，其通过转换齿轮234和调整轴 35与马达36连接。上述结构的转向装置10中的2个输入油缸13、 213的活塞14、 214 进行相同的动作。另外，输出油缸23、 223的活塞24、 224、油量比率调 整机构29的2个活塞33、 233也分别进行相同的动作。由此，第1和第3 油压回路、第2和第4油压回路中，分别有相同量的工作油向同一方向移 动。因此，即使在第1和第2油压回路或第3和第4油压回路的任意一方
受到损伤而不能发挥功能的情况下，也能够由另一方继续进行转向操作， 因此，可构成能够充分确保转向装置的可靠性的双重系统的油压回路。通过使在通常转向操作时、转向操作传递比设定时、中立位置修正时 各个部分的动作与所述实施例1中所示的动作相同，即使是这样的双重系 统的油压回路，也能够获得与实施例1同样的作用效果。另外，本实施例所使用的输入油缸单元通过采用图8的概略图所示的结构，可获得上述的效果。输入油缸13、 213如上述那样，通过输入轴12 与方向盘11连接。将输入油缸13、 213分隔成4个独立的油压室的活塞 14、 214被固定在后述的滚珠螺母261上。在活塞14、 214两端的外周上 安装有密封环262，密封与输入油缸13、 213之间的间隙。在滚珠螺母261和输入轴12上形成螺旋状的槽，通过在其中配置多 个滚珠265，构成滚珠螺杆机构。利用该滚珠螺杆机构，使与滚珠螺母261 连接的活塞14、 214基于输入轴12的旋转而向轴方向移动。另外，输入 轴12通过滚珠轴承263被可旋转地固定在输入油缸13、 213的壳体上。 另外，也可以采用在方向盘11的旋转轴与输入轴之间设有规定的增速比 的齿轮266，以确保活塞14、 214的冲程的结构。根据此结构，使输入油缸13、 213的各个油压室的容积变化，在油路 中形成工作油的流动。另外，同时基于施加于转向轮18的力而生成的油 压力被传递到各个油压室，使对活塞14、 214施加的压力变化，由此将反 作用力传递到方向盘。另外，与图2的输入油缸13同样地，根据滚珠螺母261和输入轴12 的槽的形状，将从活塞14、 214的直线运动变为输入轴12的旋转运动的 传递效率调整为，比从输入轴12的旋转运动变为活塞14、 214的直线运 动的传递效率低。并且，也可以在此基础上，在油缸的压力增高，对活塞 14、 214施加大的力的情况下，调整槽和滚珠的形状，以进一步降低转换 效率。由此，在转向促动器21发生故障时，即使在由油量比率调整机构 29进行转向助力时，也能够防止方向盘在大的力的作用下自行旋转。另外，本实施例的油量比率调整机构29通过采用图9那样的结构， 可实现上述效果。油缸30、 230由形成了齿条的活塞33、 233分隔成2对 油压室。在该活塞33、 233的两端安装有密封环270，通过密封油缸30、230与活塞33、 233之间的间隙，来确保液体密封性。活塞30、 230上的 齿条以将小齿轮271夹在中间的方式与其啮合。另夕卜，在小齿轮271同轴 上设有蜗轮272，在马达236的马达输出轴上设有螺杆273，其与蜗轮272 构成蜗轮机构。另外，马达输出轴由被安装在壳体274上的滚珠轴承275 支承且可旋转。由此，将马达236的旋转运动转换成活塞33、 233的直线 运动，通过调整流入、流出第5油压室31和第6油压室32、第7油压室 231和第8油压室232的工作油的量，可调整第l、第2油压回路和第3、 第4油压回路的油量比率。并且，在该油量比率调整机构29内设有将第5油压室和第7油压室 结合的平衡油路276、和将第6油压室和第8油压室结合的平衡油路277， 在其途中形成有具有自由活塞278、 279的油缸280、 281。由于在自由活 塞278、 279的外周安装有密封环，以密封与油缸280、 281的间隙，所以， 第5油压室和第7油压室、或第6油压室和第8油压室的工作油不会混合。 根据此结构，在向转向轴18施加同一方向的力的第1和第3油压回路、 或第2和第4油压回路中的任意一方产生了微量的漏油的情况下，在自由 活塞278、 279中向工作油少的一方移动，从而可取得各个油压回路的总 油量的平衡。由此，在传递相同方向的力的2个油压回路之间，可传递相 同的力。另外，通过使本实施例的油压回路采用双重油压回路，而确保了高可 靠性的结构的转向促动器，也可以取代图7所示的由动力油缸22和油泵 40构成的促动器，而采用如在实施例1所述的图6的转向促动器21那样， 由马达IOO、小齿轮IOI、齿条102构成的促动器，也可以获得同等的作 用效果。
权利要求
1.一种转向装置，其特征在于，具有输入油缸，其具有第1油压室和第2油压室；传递机构，其为相比在将方向盘的旋转运动转换成所述输入油缸的轴方向运动来进行传递时的效率，在从所述输入油缸侧转换成方向盘侧的运动来进行传递时的效率低；输出油缸，其与转向轮连接，并具有第3油压室和第4油压室；连接所述第1油压室和所述第3油压室的第1油路；连接所述第2油压室和所述第4油压室的第2油路；油量比率调整机构，其通过使包括所述第1油压室、所述第3油压室和所述第1油路而构成的第1油压回路内的工作油以及包括所述第2油压室、所述第4油压室和所述第2油路而构成的第2油压回路内的工作油来回流动，来调整所述第1油压回路与所述第2油压回路的油量比率；对所述转向轮施加转向助力的转向促动器；和控制电路，其对所述油量比率调整机构和所述转向促动器进行协调控制。
2. 根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于， 具备检测所述转向促动器的动作异常的异常检测电路。
3. 根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于， 所述油量比率调整机构在所述异常检测电路检测出异常时，通过控制所述输出油缸的液压，向转向轮施加转向助力。
4. 根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于， 所述油量比率调整机构具有油缸筒；将该油缸筒分隔成与所述第1油压回路连接的第5油压室、和与所述第2油压回路连接的第6油压室的 活塞；电动马达；和将该电动马达的旋转方向的运动转换成所述活塞的轴 方向运动的转换齿轮，所述转换齿轮具有抑制从所述活塞侧向所述电动马 达侧传递力的非可逆性。
5. 根据权利要求l所述的转向装置，其特征在于， 所述油量比率调整机构在方向盘与转向轮之间产生了中立位置偏差 的情况下，与所述转向促动器协同动作来修正该偏差。
6. 根据权利要求5所述的转向装置，其特征在于， 还具有检测方向盘的转向操作角的转向操作角传感器、检测转向轮的转向角的转向角传感器，所述油量比率调整机构根据所述转向操作角传感 器和所述转向角传感器的传感器输出，修正所述中立位置的偏差。
7. 根据权利要求l所述的转向装置，其特征在于， 所述转向促动器具有与转向轮连接，并具有1对油压室的动力油缸;和由电动马达正反旋转驱动，向所述动力油缸选择性供给液压的正反旋转 泵。
8. 根据权利要求7所述的转向装置，其特征在于， 所述输出油缸和所述动力油缸相互并列配置。
9. 根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，还具有贮油箱；将该贮油箱与所述第1油压回路连接的第1连接通 路；设在该第l连接通路上，只容许从所述贮油箱侧向所述第l油压回路 侧流动油的第1单向阀；将所述贮油箱与所述第2油压回路连接的第2连 接通路；和设在该第2连接通路上，只容许从所述贮油箱侧向所述第2油 压回路侧流动油的第2单向阀。
10. 根据权利要求l所述的转向装置，其特征在于， 还具有检测所述第1油压室和所述第2油压室的液压的液压传感器，所述控制电路根据所述液压传感器的传感器输出，控制所述转向促动器。
11. 根据权利要求10所述的转向装置，其特征在于， 所述异常检测电路根据所述液压传感器的传感器输出，检测所述第1油压回路和所述第2油压回路的异常。
12. 根据权利要求l所述的转向装置，其特征在于，所述第1油压室或所述第2油压室的压力越高，所述传递机构从所述 输入油缸侧向所述方向盘的传递效率越低。
13. —种转向装置，其特征在于，具有 输入油缸，其具有第1油压室和第2油压室；传递机构，其为相比在将方向盘的旋转运动转换成所述输入油缸的轴 方向运动来进行传递时的效率，在从所述输入油缸侧转换成方向盘侧的运动来进行传递时的效率低；输出油缸，其与转向轮连接，并具有第3油压室和第4油压室； 连接所述第1油压室和所述第3油压室的第1油路； 连接所述第2油压室和所述第4油压室的第2油路； 对所述转向轮施加转向助力的转向促动器；和修正机构，其通过使包括所述第1油压室、所述第3油压室和所述第 1油路而构成的第1油压回路内的工作油以及包括所述第2油压室、所述 第4油压室和所述第2油路而构成的第2油压回路内的工作油来回流动， 来修正所述转向促动器的动作量相对于所述方向盘的操作量的不一致。
14. 根据权利要求13所述的转向装置，其特征在于， 所述修正机构根据所述转向促动器的动作量而被驱动控制。
15. 根据权利要求13所述的转向装置，其特征在于， 所述修正机构在方向盘与转向轮之间产生了中立位置偏差的情况下，修正该偏差。
16. —种转向装置，其特征在于，具有 输入油缸，其具有第1油压室和第2油压室；滚珠螺杆机构，其将方向盘的旋转运动转换成所述输入油缸的轴方向 运动来进行传递；输出油缸，其与转向轮连接，并具有第3油压室和第4油压室； 连接所述第1油压室和所述第3油压室的第1油路； 连接所述第2油压室和所述第4油压室的第2油路； 油量比率调整机构，其具有与包括所述第l油压室、第3油压室和 第1油路而构成的第1油压回路连接的第5油压室；和与包括所述第2油 压室、第4油压室和第2油路而构成的第2油压回路连接的第6油压室， 通过调整这些第5油压室和第6油压室的容积比率，来调整所述第1油压 回路与所述第2油压回路的油量比率；对所述转向轮施加转向助力的转向促动器；和控制电路，其对所述油量比率调整机构和所述转向促动器进行协调控
17. 根据权利要求I6所述的转向装置，其特征在于， 所述油量比率调整机构与所述转向促动器邻接配置。
18. 根据权利要求16所述的转向装置，其特征在于，还具有具有l对油压室，并与所述滚珠螺杆机构连接的第2输入油 缸；与转向轮连接，并具有1对油压室的第2输出油缸；和分别与第3油 压回路和第4油压回路连接的第7油压室以及第8油压室，所述第3油压 回路和第4油压回路由所述第2输入油缸和所述第2输出油缸各自的油压 室彼此连接而构成，所述油量比率调整机构进行所述第5油压室与所述第 6油压室的容积比率的调整、以及所述第7油压室与所述第8油压室的容 积比率的调整。
19. 根据权利要求18所述的转向装置，其特征在于， 还具有:连接所述第1油压回路和所述第3油压回路的第1平衡油路、设在该第1平衡油路上的第1自由活塞、连接所述第2油压回路和所述第 4油压回路的第2平衡油路、和设在该第2平衡油路上的第2自由活塞。
20. 根据权利要求19所述的转向装置，其特征在于，所述第1自由活塞和所述第2自由活塞设置在所述油量比率调整机构 内部。
全文摘要
本发明提供一种可确保搭载性和车室空间，同时转向操作感良好的传递比可变转向装置。在通过油压回路连接方向盘(11)和转向轴(18)的转向装置中，利用从直线运动到旋转运动的传递效率比从旋转运动到直线运动的传递效率低的传递机构(17)将方向盘(11)的旋转运动转换成直线运动，使活塞(14)移动，利用该油压，将转向操作力传递到与输出油缸(23)的活塞(24)连接的转向轴(20)。而且油量比率调整机构(29)与由第1油压室(15)、第3油压室(25)和第1油路(27)构成的第1油压回路、以及由第2油压室(16)、第4油压室(26)和第2油路(28)构成的第2油压回路连接，并与转向促动器(21)一同进行协调控制。
文档编号B62D5/10GK101161532SQ20071018074
公开日2008年4月16日 申请日期2007年10月11日 优先权日2006年10月13日
发明者伊藤贵广, 佐佐木光雄, 横山笃 申请人:株式会社日立制作所