專利名稱：動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠?qū)D(zhuǎn)向力形成助力的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近些年來，已提出并研發(fā)了各種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在日本專利臨時(shí)公開No.2004-276664(后文稱為“JP2004-276664”)中披露了這種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在JP2004-276664中，該動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一個(gè)動(dòng)力缸，一個(gè)與動(dòng)力缸相連并且將工作油從儲(chǔ)油箱泵送入動(dòng)力缸內(nèi)的雙向泵，以及一個(gè)用于沿正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)雙向泵的馬達(dá)。另外，在動(dòng)力缸內(nèi)設(shè)有活塞，并且，動(dòng)力缸與活塞相配合以在其中限定兩個(gè)左右工作壓力腔室。通過由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的雙向泵，可選擇地將油壓(工作流體壓力)分布至右側(cè)和左側(cè)壓力腔室，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力。在JP2004-276664中，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使得將幾乎所有由雙向泵排放的工作油供給至動(dòng)力缸。
另一方面，采用控制閥的另一類動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已被使用。在這些動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，通過控制閥，將由泵加壓的工作油供給至動(dòng)力缸內(nèi)。在供給時(shí)，通過控制閥，將由泵排放的工作油中僅用于轉(zhuǎn)向助力所需的工作油量供給至動(dòng)力缸內(nèi)。在保持加壓的同時(shí)，將除供給動(dòng)力缸內(nèi)的工作油以外的剩余油排至儲(chǔ)油箱內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在利用了控制閥的上述動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，在保持加壓的同時(shí)，排放轉(zhuǎn)向助力所需的油以外的剩余油。因此，這種系統(tǒng)效率較低。另外，部件的數(shù)量會(huì)因控制閥的設(shè)置而增加。另一方面，在JP2004-276664中，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)未裝配控制閥。因此，沒有上述缺點(diǎn)。但是，由于沒有控制閥，因此，不能可選擇地將工作油分布至動(dòng)力缸和儲(chǔ)油箱。即，基本上所有由泵排放的工作油都被供給至動(dòng)力缸。由于這一原因，在泵的固有或特有的排放量(每一轉(zhuǎn)的泵排放量)非常大的情況下，馬達(dá)不能在效率較高的范圍中工作。因此，會(huì)導(dǎo)致電能消耗增加。另外，由于馬達(dá)的慣性較大，因此，馬達(dá)可能不會(huì)充分響應(yīng)，從而會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向感覺不良。另一方面，如上所述，由于幾乎將所有的工作油供給至動(dòng)力缸內(nèi)，因此，存在將比所需的工作油更多的工作油供給至動(dòng)力缸的可能性。為了避免這一問題，要以低rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))驅(qū)動(dòng)所述泵。但是，如果馬達(dá)以低rpm工作，則會(huì)降低馬達(dá)的效率。同樣在這種情況下，電能的消耗會(huì)因降低的馬達(dá)效率而增加。另外，在低rpm下，馬達(dá)的反應(yīng)是不充分的，從而會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向感覺不良。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)在馬達(dá)以效率較高的范圍工作的條件下，通過提高反應(yīng)程度，能夠增強(qiáng)轉(zhuǎn)向感覺。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括液壓動(dòng)力缸，其具有第一液壓腔室和第二液壓腔室，以便對(duì)適于與轉(zhuǎn)向行駛輪相連的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向力形成助力；與第一液壓腔室相連的第一油通道；與第二液壓腔室相連的第二油通道；雙向泵，該泵具有一對(duì)輸出口，每一輸出口均與第一和第二油通道中相應(yīng)的一個(gè)通道相連，以便排放工作油并對(duì)液壓動(dòng)力缸提供油壓；馬達(dá)，該馬達(dá)與雙向泵相連并使雙向泵沿正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元，該轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元用于探測(cè)用以使轉(zhuǎn)向行駛輪轉(zhuǎn)向的方向盤的轉(zhuǎn)向載荷；馬達(dá)控制單元，該單元用于向馬達(dá)輸出控制信號(hào)以使由雙向泵產(chǎn)生的實(shí)際油壓更接近根據(jù)所探測(cè)的轉(zhuǎn)向載荷確定的理想油壓；以及雙向泵每一轉(zhuǎn)的排放量小于或等于5cc。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括液壓動(dòng)力缸，其具有第一液壓腔室和第二液壓腔室，以便對(duì)適于與轉(zhuǎn)向行駛輪相連的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向力形成助力；與第一液壓腔室相連的第一油通道；與第二液壓腔室相連的第二油通道；雙向泵，該泵具有一對(duì)輸出口，每一輸出口均與第一和第二油通道中相應(yīng)的一個(gè)通道相連，且具有內(nèi)側(cè)齒輪和外側(cè)齒輪用于排放工作油并對(duì)液壓動(dòng)力缸提供油壓；馬達(dá)，該馬達(dá)與雙向泵相連并使雙向泵沿正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元，該單元用于探測(cè)用以使轉(zhuǎn)向行駛輪轉(zhuǎn)向的方向盤的轉(zhuǎn)向載荷；一馬達(dá)控制單元，該馬達(dá)控制單元用于向馬達(dá)輸出控制信號(hào)以使由雙向泵產(chǎn)生的實(shí)際油壓更接近根據(jù)所探測(cè)的轉(zhuǎn)向載荷確定的所需油壓；以及在內(nèi)側(cè)和外側(cè)齒輪之間形成的雙向泵的容積小于或等于5cc。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括與方向盤相連的轉(zhuǎn)向軸；與轉(zhuǎn)向軸相連的小齒輪；與小齒輪嚙合的齒條軸，其用于將小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為齒條軸的橫向軸線運(yùn)動(dòng)，齒條軸適于與轉(zhuǎn)向行駛輪相連；液壓動(dòng)力缸，其具有第一液壓腔室和第二液壓腔室，以便對(duì)齒條軸沿其軸向提供推力；與第一液壓腔室相連的第一油通道；與第二液壓腔室相連的第二油通道；雙向泵，該泵具有一對(duì)輸出口，每一輸出口均與第一和第二油通道中相應(yīng)的一個(gè)通道相連，并且具有內(nèi)側(cè)和外側(cè)齒輪，用于排放工作油并將油壓供給至液壓動(dòng)力缸內(nèi)；馬達(dá)，該馬達(dá)與雙向泵相連并使雙向泵沿正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元，該轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元探測(cè)用于轉(zhuǎn)向行駛輪轉(zhuǎn)向的方向盤的轉(zhuǎn)向載荷；馬達(dá)控制單元，該馬達(dá)控制單元向馬達(dá)輸出控制信號(hào)以使由雙向泵產(chǎn)生的實(shí)際油壓更接近根據(jù)所探測(cè)的轉(zhuǎn)向載荷確定的所需油壓；以及雙向泵每一轉(zhuǎn)的排放量小于或等于5cc。
參照附圖，通過以下的描述，將能理解本發(fā)明的其它目的和特點(diǎn)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)圖。
圖2為泵的縱向剖面圖。
圖3為動(dòng)力轉(zhuǎn)向馬達(dá)(高扭矩·低rpm馬達(dá))的特性曲線。
圖4為動(dòng)力轉(zhuǎn)向馬達(dá)(低扭矩·高rpm馬達(dá))的特性曲線。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖1顯示了一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)圖。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤2(在方向盤2被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí))時(shí)，通過轉(zhuǎn)向軸3驅(qū)動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)向齒輪(或小齒輪軸)4。并且，通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(所謂齒條齒輪機(jī)構(gòu)，將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為橫向軸線運(yùn)動(dòng))，齒條軸5沿其軸向運(yùn)動(dòng)，從而使前輪(或轉(zhuǎn)向行駛輪，未示出)轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)向軸3和小齒輪轉(zhuǎn)向齒輪4之間，設(shè)有作為轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元的扭矩傳感器6，以便探測(cè)方向盤2的轉(zhuǎn)向力(轉(zhuǎn)向載荷)，并且，將與所探測(cè)的轉(zhuǎn)向載荷對(duì)應(yīng)的扭矩信號(hào)輸送至ECU(電控單元)7。
在所述動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，設(shè)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，用于響應(yīng)方向盤2的轉(zhuǎn)向力而對(duì)齒條軸5的運(yùn)動(dòng)形成助力。動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括裝有位置傳感器9的馬達(dá)M、雙向泵1以及缸體(液壓動(dòng)力缸)8。缸體8裝有齒條軸5并沿軸向?qū)X條軸5提供推力(或?qū)D(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向力形成助力)。另外，在缸體8內(nèi)設(shè)有活塞83?；钊?3可以在缸體8內(nèi)沿軸向運(yùn)動(dòng)或滑動(dòng)。通過活塞83沿軸向的運(yùn)動(dòng)，對(duì)齒條軸5的運(yùn)動(dòng)形成助力。在缸體8的內(nèi)側(cè)，通過活塞83限定兩個(gè)缸體腔室(或液壓腔室，工作壓力腔室)第一缸體腔室81和第二缸體腔室82。第一和第二缸體腔室81、82分別與第一油通道21和第二油通道22連通。這些第一和第二油通道21、22與雙向泵1中一對(duì)輸出口的每一個(gè)輸出口相連。
如上所述，扭矩信號(hào)從扭矩傳感器6進(jìn)入ECU7。另外，由點(diǎn)火開關(guān)發(fā)出的開關(guān)信號(hào)，由發(fā)動(dòng)機(jī)rpm傳感器探測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)rpm信號(hào)，由車速傳感器探測(cè)的車速信號(hào)等進(jìn)入ECU7。ECU7(作為馬達(dá)控制單元)根據(jù)這些不同的信息信號(hào)確定導(dǎo)向助力，并向馬達(dá)輸出控制信號(hào)或命令信號(hào)。因此，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)并且馬達(dá)驅(qū)動(dòng)雙向泵1，以便通過雙向泵1產(chǎn)生所需的油壓。
就馬達(dá)而言，將低扭矩·高rpm無電刷式馬達(dá)用于這種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并且其使用范圍為馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)大于3000rpm(每分鐘3000轉(zhuǎn))。如圖4所示，當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)大于或等于3000rpm時(shí)，馬達(dá)能夠在高效率范圍(其效率大于或等于60％)內(nèi)工作。另外，無電刷式馬達(dá)在慣性特性方面是優(yōu)良的。因此，通過使用無電刷式馬達(dá)，能夠改善轉(zhuǎn)向方向沿正反方向頻繁變化的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的響應(yīng)的度。這樣能夠增強(qiáng)轉(zhuǎn)向感覺。
另外，為了馬達(dá)能夠在高效率范圍內(nèi)工作，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所采用的結(jié)構(gòu)為方向盤2每轉(zhuǎn)動(dòng)1圈(或小齒輪軸4每轉(zhuǎn)動(dòng)1圈)，馬達(dá)就轉(zhuǎn)動(dòng)15～38轉(zhuǎn)。也就是說，將減速比設(shè)定為15～38。通過將減速比設(shè)定至大于或等于15，能夠減小或降低馬達(dá)的扭矩載荷。這樣便允許使用上述低扭矩·高rpm馬達(dá)，并且，能夠減小馬達(dá)的慣性。另一方面，通過將減速比設(shè)定至小于或等于38，能夠減小或限制慣性的增大。如果將減速比設(shè)定為過大的值，則馬達(dá)的慣性必須較大。在這種情況下，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向感覺惡化。所以，應(yīng)將減速比設(shè)定為小于或等于38。因此，通過將減速比設(shè)定至適當(dāng)?shù)谋戎?15～38)，能夠改善轉(zhuǎn)向感覺。
下面，將對(duì)用于向缸體提供工作油(油壓)的泵進(jìn)行說明。圖2顯示了泵1的縱向剖面。泵1為所謂雙向余擺線泵，其每一轉(zhuǎn)的排放量(增壓腔的量)大于葉輪泵。因此，余擺線泵能夠減小泵的脈動(dòng)以及泵的噪音。通過使用余擺線泵，能夠消除振動(dòng)或振蕩，并且，能夠改善轉(zhuǎn)向感覺。
泵1具有殼體11、外側(cè)轉(zhuǎn)子13、內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子14、凸輪環(huán)15以及驅(qū)動(dòng)軸16。以此順序，從殼體的中心設(shè)置內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子14、外側(cè)轉(zhuǎn)子13、凸輪環(huán)15、并且沿軸向(z-軸)將它們插入，隨后，將它們裝入殼體11中。使驅(qū)動(dòng)軸16與馬達(dá)的輸出軸直接相連。即，在驅(qū)動(dòng)軸16和馬達(dá)輸出軸之間沒有減速齒輪。因此，能夠減小傳動(dòng)損失。
外側(cè)轉(zhuǎn)子13在其內(nèi)周緣形成有多個(gè)內(nèi)側(cè)齒(或內(nèi)側(cè)齒輪)131，并且，外側(cè)轉(zhuǎn)子13可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在凸輪環(huán)15的內(nèi)側(cè)。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子14在其外周緣形成有多個(gè)外側(cè)齒(或外側(cè)齒輪)141，并且，內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子14設(shè)置在外側(cè)轉(zhuǎn)子13的內(nèi)側(cè)。
關(guān)于泵的脈動(dòng)，其是因內(nèi)外齒的嚙合產(chǎn)生的。更詳細(xì)地說，泵的脈動(dòng)與泵1每一轉(zhuǎn)中內(nèi)外齒131、141的嚙合數(shù)量相關(guān)。如果在泵1每一轉(zhuǎn)中的嚙合數(shù)量較大，則會(huì)降低泵的脈動(dòng)。因此，為了減小泵的脈動(dòng)，最好將外側(cè)齒141的數(shù)量設(shè)定成盡可能大的值。在該實(shí)施例中，將外側(cè)齒141的數(shù)量設(shè)定為大于或等于8，從而減小泵的脈動(dòng)。
另外，就內(nèi)側(cè)齒131的數(shù)量而言，其比外側(cè)齒141大1。但是，不應(yīng)局限于1。內(nèi)側(cè)齒131的數(shù)量可以比外側(cè)齒141的數(shù)量大2或更多。通過內(nèi)外齒數(shù)量上的差異，使內(nèi)外側(cè)齒131、141彼此偏心嚙合或結(jié)合。如圖2所示，通過齒的嚙合形成或限定增壓腔室(嚙合間隙或齒輪嚙合區(qū)域)160。
內(nèi)外側(cè)齒131、141在其上部彼此很好地嚙合，并且，它們?cè)趫D2所示的A點(diǎn)處彼此完全嚙合。同時(shí)(當(dāng)在點(diǎn)A處嚙合時(shí))，增壓腔室160的體積最小(最小增壓腔室體積)。而在點(diǎn)B(在點(diǎn)B的兩側(cè))，增壓腔室160的體積最大(最大增壓腔室體積)。即，通過內(nèi)外側(cè)齒131、141的偏心嚙合，增壓腔室160的體積改變。在點(diǎn)A和點(diǎn)B處，增壓腔室的體積相應(yīng)地達(dá)到最小和最大。更特別的是，例如，當(dāng)內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子14和外側(cè)轉(zhuǎn)子13逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在相對(duì)于I-I線的左側(cè)(x-軸線的負(fù)方向)的每一增壓腔室均為抽吸區(qū)或空間(或輸入?yún)^(qū)、吸入?yún)^(qū))161，而在相對(duì)于I-I線的右側(cè)(x軸線的正方向)的每一增壓腔室均為排放區(qū)或空間(或輸出區(qū)、放出區(qū))162。每一抽吸區(qū)的體積從點(diǎn)A朝點(diǎn)B逐步增大，而每一排放區(qū)的體積以逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)從點(diǎn)B朝點(diǎn)A逐步減小。
如圖2所示，在相對(duì)于I-I線的左側(cè)(x-軸線的負(fù)方向)，設(shè)有第一口111。在相對(duì)于I-I線的右側(cè)(x軸線的正方向)，設(shè)有第二口112。
另外，將驅(qū)動(dòng)軸16設(shè)定為平行于z-軸線，并且該驅(qū)動(dòng)軸繞z-軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。如前所述，驅(qū)動(dòng)軸16與圖1所示的馬達(dá)的輸出軸相連，并且，驅(qū)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子14。當(dāng)內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子14轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過內(nèi)外側(cè)齒131、141的嚙合，外側(cè)轉(zhuǎn)子13被驅(qū)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)。即，通過驅(qū)動(dòng)軸16驅(qū)動(dòng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子14、13。另外，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸16的轉(zhuǎn)動(dòng)方向從順時(shí)針方向變?yōu)槟鏁r(shí)針方向時(shí)或反之也一樣，內(nèi)外轉(zhuǎn)子14、13的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也響應(yīng)驅(qū)動(dòng)軸16的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的改變而改變。因此，通過驅(qū)動(dòng)軸16的順時(shí)針-逆時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)，泵1起到用于排放工作油的雙向泵的作用。
在該實(shí)施例中，將泵1每一轉(zhuǎn)的排放量(即泵的固有或特有排放量)設(shè)定成在泵1的一轉(zhuǎn)中為1cc(立方厘米)～5cc?；蛘?，內(nèi)外側(cè)齒131、141如此形成增壓腔室160的體積(嚙合間隙或齒輪嚙合區(qū)的體積，或在內(nèi)外側(cè)齒131、141之間形成的泵1的體積)為1cc～5cc。
下面，將對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向馬達(dá)的扭矩、轉(zhuǎn)數(shù)和效率之間的關(guān)系進(jìn)行說明。圖3和4為通常用于在動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)泵的馬達(dá)的特性曲線。圖3和4分別顯示了高扭矩·低rpm馬達(dá)以及低扭矩·高rpm馬達(dá)的特性曲線。
如果泵的固有排放量較大，則需要從增壓腔160朝缸體8排放工作油的高馬達(dá)扭矩。因此，可以說固有的排放量越大，高扭矩·低rpm馬達(dá)的使用就越理想。但是，即使是高扭矩·低rpm馬達(dá)，馬達(dá)的效率也會(huì)從某一值開始，隨扭矩載荷的增大而降低。例如，在圖3所示的高扭矩·低rpm馬達(dá)中，當(dāng)載荷扭矩為大約1N·m時(shí)，馬達(dá)的效率達(dá)到最大(大于80％)。另一方面，當(dāng)載荷扭矩為大約5N·m時(shí)，馬達(dá)的效率會(huì)非常顯著地降低，為大約40％。因此，在為了增加泵的固有排放量所需要的最大馬達(dá)扭矩為5N·m的情況下，高扭矩·低rpm馬達(dá)的效率利用范圍為80％～40％。因此，其因效率原因而不理想。
由于該效率問題，如果泵的固有排放量較小，則可以減小所需的最大馬達(dá)扭矩。這樣便允許使用低扭矩·高rpm馬達(dá)。如圖4所示，雖然從某一值開始，低扭矩·高rpm馬達(dá)的效率會(huì)隨載荷扭矩的增大而降低，但是，其效率在低扭矩范圍中高于高扭矩·低rpm馬達(dá)的效率。例如，當(dāng)所需的最大馬達(dá)扭矩為3N·m時(shí)，馬達(dá)的效率超過60％。當(dāng)馬達(dá)扭矩小于3N·m時(shí)，該效率高于高扭矩·低rpm馬達(dá)的效率。因此，通過將所需的最大馬達(dá)效率本身設(shè)定為較小的值，低扭矩·高rpm馬達(dá)能夠在高效率范圍內(nèi)工作。即，通過將泵的固有排放量設(shè)定至盡可能小的值并且降低馬達(dá)的所需最大扭矩，可以在高效率范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)低扭矩·高rpm馬達(dá)并使用該馬達(dá)。在該實(shí)施例中，將泵的固有排放量設(shè)定為小于或等于5cc，以便所需的最大馬達(dá)扭矩小于或等于3N·m。這種設(shè)定能夠減小產(chǎn)生相同工作量(輸出)所需的電能的消耗。
另一方面，關(guān)于固有排放量，泵1的固有排放量越小，油的流量也越小。由于這一原因，為了確保動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中所需的汽缸推力，必須減小缸體的體積并提高或增加油壓(工作流體壓力)。但是，如果油壓增加，則需要提高對(duì)密封件、管件、管道等的抵抗壓力的能力。因此，如果泵1的固有排放量非常小(此處，如果小于1cc)，則為了提高抵抗壓力的能力會(huì)導(dǎo)致制造成本提高。因此，在該實(shí)施例中，為了能夠確保產(chǎn)生汽缸推力所需的最小油流量，應(yīng)將泵1的固有排放量設(shè)定為大于或等于1cc。通過這種設(shè)定，無需為了確保汽缸的推力而提高油壓。
如上所述，在所示的實(shí)施例中，對(duì)泵1的固有排放量進(jìn)行了優(yōu)化，即將其設(shè)定為1cc～5cc(大于或等于1cc并小于或等于5cc)，從而將用于驅(qū)動(dòng)泵所需的馬達(dá)扭矩設(shè)定為小于或等于3N·m，并能進(jìn)一步確保所需的油流量。另外，在所需的最大馬達(dá)扭矩為3N·m的條件下，馬達(dá)能夠以大于60％的效率工作，因此，能夠減小電能的消耗。另外，能夠在這種條件下改善馬達(dá)的使用效率，并且即使是小型的且低輸出的馬達(dá)，仍定以用作動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。另外，由于將泵1的固有排放量設(shè)定至較小的量(即，小于或等于5cc)，因此，能夠減小泵的脈動(dòng)并還能夠改善轉(zhuǎn)向感覺。同時(shí)由于將泵1的固有排放量設(shè)定至大于或等于1cc，因此，能夠獲得所需的最小油流量，并且，能夠避免用以確保汽缸推力的油壓的增大。因此，無需供給會(huì)產(chǎn)生高制造成本的抵抗壓力的措施，從而能夠以低成本實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。
本申請(qǐng)是根據(jù)之前于2005年5月10日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No.2005-136965作出的。因此，該日本專利申請(qǐng)No.2005-136965的全部內(nèi)容可在本申請(qǐng)中參考使用。
雖然上面已參照本發(fā)明的某一實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明不應(yīng)局限于上面所述的實(shí)施例。另外，在本發(fā)明中還應(yīng)包括基于該實(shí)施例的設(shè)計(jì)上的變化或工程技術(shù)上的改變。根據(jù)上述啟示，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能對(duì)該實(shí)施例作出改進(jìn)和變化。本發(fā)明的范圍是參照以下的權(quán)利要求限定的。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括液壓動(dòng)力缸，其具有第一液壓腔室和第二液壓腔室，用于對(duì)適于與轉(zhuǎn)向行駛輪相連的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向力形成助力；與第一液壓腔室相連的第一油通道；與第二液壓腔室相連的第二油通道；雙向泵，該泵具有一對(duì)輸出口，每一輸出口均與第一和第二油通道中相應(yīng)的一個(gè)通道相連，用于排放工作油并對(duì)液壓動(dòng)力缸提供油壓；馬達(dá)，該馬達(dá)與雙向泵相連并使雙向泵沿正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元，該轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元用于探測(cè)用于使轉(zhuǎn)向行駛輪轉(zhuǎn)向的方向盤的轉(zhuǎn)向載荷；馬達(dá)控制單元，該馬達(dá)控制單元用于向馬達(dá)輸出控制信號(hào)以使由雙向泵產(chǎn)生的實(shí)際油壓更接近根據(jù)所探測(cè)的轉(zhuǎn)向載荷確定的所需的油壓；以及雙向泵每一轉(zhuǎn)的排放量小于或等于5cc。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中雙向泵每一轉(zhuǎn)的排放量大于或等于1cc。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中雙向泵為余擺線泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中余擺線泵具有數(shù)量大于或等于8的外側(cè)齒輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)大于或等于每分鐘3000轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中雙向泵具有直接與馬達(dá)的輸出軸相連的驅(qū)動(dòng)軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中所述馬達(dá)為無刷馬達(dá)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中在方向盤每轉(zhuǎn)一圈馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)大于或等于15轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中方向盤每轉(zhuǎn)一圈馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)小于或等于38轉(zhuǎn)。
10.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括液壓動(dòng)力缸，其具有第一液壓腔室和第二液壓腔室，用于對(duì)適于與轉(zhuǎn)向行駛輪相連的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向力形成助力；與第一液壓腔室相連的第一油通道；與第二液壓腔室相連的第二油通道；雙向泵，該泵具有一對(duì)輸出口，每一輸出口均與第一和第二油通道中相應(yīng)的一個(gè)通道相連，并且具有內(nèi)側(cè)齒輪和外側(cè)齒輪，用于排放工作油并對(duì)液壓動(dòng)力缸提供油壓；馬達(dá)，該馬達(dá)與雙向泵相連并使雙向泵沿正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元，該轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元探測(cè)用于使轉(zhuǎn)向行駛輪轉(zhuǎn)向的方向盤的轉(zhuǎn)向載荷；馬達(dá)控制單元，該馬達(dá)控制單元向馬達(dá)輸出控制信號(hào)以使由雙向泵產(chǎn)生的實(shí)際油壓更接近根據(jù)所探測(cè)的轉(zhuǎn)向載荷確定的所需油壓；以及在內(nèi)側(cè)和外側(cè)齒輪之間形成的雙向泵的容積小于或等于5cc。
11.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括與方向盤相連的轉(zhuǎn)向軸；與轉(zhuǎn)向軸相連的小齒輪；與小齒輪嚙合的齒條軸，其用于將小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為齒條軸的橫向軸線運(yùn)動(dòng)，齒條軸適于與轉(zhuǎn)向行駛輪相連；液壓動(dòng)力缸，其具有第一液壓腔室和第二液壓腔室，用于對(duì)齒條軸沿其軸向提供推力；與第一液壓腔室相連的第一油通道；與第二液壓腔室相連的第二油通道；雙向泵，該雙向泵具有一對(duì)輸出口，每一輸出口均與第一和第二油通道中相應(yīng)的一個(gè)通道相連，并且具有內(nèi)側(cè)齒輪和外側(cè)齒輪，用于排放工作油并將油壓供給至液壓動(dòng)力缸內(nèi)；馬達(dá)，該馬達(dá)與雙向泵相連并使雙向泵沿正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元，該轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元探測(cè)用于轉(zhuǎn)向行駛輪轉(zhuǎn)向的方向盤的轉(zhuǎn)向載荷；馬達(dá)控制單元，該馬達(dá)控制單元向馬達(dá)輸出控制信號(hào)以使由雙向泵產(chǎn)生的實(shí)際油壓更接近根據(jù)所探測(cè)的轉(zhuǎn)向載荷確定的所需油壓；以及雙向泵每一轉(zhuǎn)的排放量小于或等于5cc。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中小齒輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)大于或等于15轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中小齒輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)小于或等于38轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括一液壓動(dòng)力缸，該動(dòng)力缸具有第一液壓腔室和第二液壓腔室，以便增大轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向力；一分別與第一和第二液壓腔室相連的第一和第二油通道；一雙向泵，該泵用于排放工作油并通過第一和第二油通道對(duì)液壓動(dòng)力缸提供油壓；以及一個(gè)馬達(dá)，該馬達(dá)與雙向泵相連并使雙向泵沿正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向載荷探測(cè)單元用于探測(cè)用以使轉(zhuǎn)向行駛輪轉(zhuǎn)向的方向盤的轉(zhuǎn)向載荷，馬達(dá)控制單元向馬達(dá)輸出控制信號(hào)以使由雙向泵產(chǎn)生的實(shí)際油壓更接近根據(jù)所探測(cè)的轉(zhuǎn)向載荷確定的理想油壓。雙向泵每一轉(zhuǎn)的排放量小于或等于5cc。
文檔編號(hào)B62D5/14GK1861458SQ20061008174
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月10日
發(fā)明者榊敏光, 倉田昌和, 高橋哲 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所