动力转向装置的制作方法

专利名称：动力转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车的动力转向装置，尤其涉及一种液压动力转向装置，它具有一个电动机驱动的可逆转泵以及一个液压动力缸，在所述液压动力缸内容纳着一个活塞，从而通过在转动方向盘时，将工质流体流从所述泵导向所述活塞的一端或另一端，而产生转向辅助力。
背景技术：
近年来，已经提出并开发了各种电控制的动力转向装置，每种装置应用一个可逆转泵和一个液压动力缸，以便提供转向辅助。转让给本发明的受让人的临时公开号为No.2002-145087的日本专利申请(下文称作“JP2002-145087”)已经披露了一种这样的液压动力转向装置。在JP2002-145087所披露的液压动力转向装置中，一对液压管路的下游端分别与限定在活塞两侧的左、右压力腔相连，所述活塞可滑动地容纳在一个液压动力缸中。另一方面，两个液压管路的上游端与一个可逆转泵的相应排出口相连。施加在活塞两侧上的最终压力差产生一个转向辅助力。所述转向辅助力的大小和方向根据司机作用在方向盘上的转向力矩的大小和方向而确定。还设置一个连通通道或旁路通道，当安装在动力转向装置中的可逆转泵和电动机的至少一个发生故障时，两个液压管路，即左右压力腔，通过所述连通通道或旁路通道而彼此相互连通。诸如双位、弹簧偏压式双通滑阀的一个方向控制阀(一个截止阀)被设置在所述连通通道中，以便阻止在正常转向操作过程中经由所述连通通道在两个液压管路之间的流体连通。相反，当出现动力转向装置故障时，诸如可逆转泵故障或者电动机故障，为了故障保护目的，所述方向控制阀被变换至它的开启位置，以便允许经由连通通道在两个液压管路之间具有充分的流体连通，从而动力缸处于自由状态，不产生辅助力，并确保手动转向模式。
但是，JP2002-145087所披露的动力转向装置中使用单螺线管激励式双通双位滑阀作为方向控制阀。在被加工成在滑阀主体的非常紧密配合的孔中滑动的每个台肩的外围与所述孔的内围之间限定出一个小间隙空间，存在从所述空间中漏油的问题，也就是说，存在保证方向控制阀的合适的流体密封性能的困难，换言之，在动力转向模式下转向辅助力从一个合适的值不适宜地下降。另外，由于污染或杂质，存在滑阀粘住的可能性。当滑阀在关闭位置出现粘住时，在动力转向装置发生故障时，就不可能实现手动转向模式。从减少漏油和污染以及增强液压动力转向装置的可靠性的角度出发，流体密封性能增强并且方向控制阀的操作可靠性增加是适宜的。

发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的液压动力转向装置，它具有一个方向控制阀，所述方向控制阀保证合适的高流体密封性能，以避免在正常动力转向模式下所产生的转向辅助力的不需要的变化，以及保证在出现动力转向装置故障的情况下从正常动力转向模式平稳变换成手动转向模式。
为了实现本发明的上述以及其它目的，液压动力转向装置包括一个适于与转向车轮相连的转向机构；一个液压动力缸，所述液压缸内容纳着一个与所述转向机构相连的活塞以用于转向辅助，所述液压缸具有限定于活塞两侧的第一和第二液压腔；一个具有一对排出口的可逆转泵；将所述第一液压腔与所述泵的第一排出口相互连通的第一流体管路；将所述第二液压腔与第二排出口相互连通的第二流体管路；检测施加在所述转向机构上的转向力矩的力矩传感器；驱动所述泵的电动机；响应于根据所检测到的转向力矩而确定的指令信号而控制所述电动机的电动机控制电路；将所述第一和第二流体管路彼此连通起来的通路；位于所述通路中并具有提升阀机构的方向控制阀；阀控制电路，它在出现包括电动机故障和可逆转泵故障的至少一个的液压动力转向装置故障的时候打开所述方向控制阀，以便将所述第一和第二流体管路与所述打开的方向控制阀连通。
根据本发明的另一方面，一个液压动力转向装置包括一个适于与转向车轮相连的转向机构；一个液压动力缸，所述液压缸内容纳着一个与所述转向机构相连的活塞以用于转向辅助，所述液压缸具有限定于活塞两侧的第一和第二液压腔；一个具有一对排出口的可逆转泵；将所述第一液压腔与所述泵的第一排出口相互连通的第一流体管路；将所述第二液压腔与第二排出口相互连通的第二流体管路；驱动所述泵的电动机；控制所述电动机的电动机控制电路；将所述第一和第二流体管路彼此连通起来的通路；位于所述通路中并具有提升阀机构以及与所述提升阀机构相连的电磁螺线管单元的方向控制阀；阀控制电路，它在出现包括电动机故障和可逆转泵故障的至少一个的液压动力转向装置故障的时候输出阀开启信号给螺线管单元，以便沿打开方向控制阀的方向操作所述方向控制阀。
根据本发明的又一方面，液压动力转向装置包括一个适于与转向车轮相连的转向机构；一个液压动力缸，所述液压缸内容纳着一个与所述转向机构相连的活塞以用于转向辅助，所述液压缸具有限定于活塞两侧的第一和第二液压腔；一个具有一对排出口的可逆转泵；将所述第一液压腔与所述泵的第一排出口相互连通的第一流体管路；将所述第二液压腔与第二排出口相互连通的第二流体管路；检测施加在所述转向机构上的转向力矩的传感器装置；驱动所述泵的电动机；响应于根据所检测到的转向力矩而确定的指令信号而控制所述电动机的电动机控制装置；将所述第一和第二流体管路彼此连通起来的通路；位于所述通路中并具有至少一个提升阀机构的方向控制阀；阀控制装置，它在出现包括电动机故障和可逆转泵故障的至少一个的液压动力转向装置故障的时候使所述提升阀机构离开阀座并保持打开，以便在第一和第二流体管路之间建立连通，并在液压动力转向装置没有故障的时候使提升阀机构位于阀座上并保持关闭，以便堵塞第一和第二流体管路之间的流体连通。
本发明的其它目的和特征从下面参考附图所进行的描述中将变得更加清楚。


图1是示出了动力转向装置的一个实施例的系统框图；图2是放大的纵向剖面图，其示出了安装在本实施例的动力转向装置中的方向控制阀的详细构造，所述方向控制阀包括不具有轴向连通孔的第一提升阀芯以及具有轴向连通孔的第二提升阀芯；图3A-3D为时间图表，其解释了本实施例的动力转向装置的方向控制阀的操作。
图4为一个比较视图，其示出了包括一对均不具有轴向连通孔的提升阀芯的方向控制阀的放大剖面。
具体实施例方式
现在参考附图，尤其参考图1，本实施例的动力转向装置通过具有液压动力缸20和可逆转泵2的电控制液压动力转向装置来举例说明。从图1的装置框图中可以看出，当司机旋转方向盘SW时，形成于转向轴S下端的小齿轮P的旋转运动被转换成齿条轴23的直线运动(线性运动)，因此造成转向轮(前车轮)枢转至一侧或另一侧而进行转向。形成于转向轴S下端的小齿轮P以及齿条轴23构成齿条-小齿轮转向装置，所述齿条轴23为转向联动装置的主要横向件并且它的齿条部与所述小齿轮相啮合。所述齿条-小齿轮转向装置(23，P)以及转向轴S构成转向机构。从图1中可以清楚地看出，转向力矩传感器31被安装在转向轴S上，用于检测由司机藉由方向盘SW施加在转向轴S上的转向力矩的大小和方向。所施加的转向力矩的方向指的是转向轴S的旋转方向。力矩传感器31将信息数据信号输出至电控制单元(ECU)30(下面将描述)。动力转向装置被安装在齿条轴23上，用于响应于来自力矩传感器31的表示转向力矩的信号而辅助齿条轴23的轴向运动(线性运动)。所述动力转向装置主要包括液压动力缸20和可逆转泵2。所述可逆转泵2由电动机1驱动。动力缸20内容纳一个活塞24，从而一对液压腔21和22被限定在活塞24的两侧。所述第一液压腔21藉由第一压力管路(或第一工质通路或第一流体管路)10而与泵2的第一排出口相连，而第二液压腔22藉由第二压力管路11而与泵2的第二排出口相连。第一流入管路10a的一端与第一压力管路10的上游端相连，而第一流入管路10a的另一端通过第一流入止回阀3而与储蓄池5相连。以类似的方式，第二流入管路11a的一端与第二压力管路11的上游端相连，而第二流入管路11a的另一端通过第二流入止回阀4而与储蓄池5相连。通路或者旁路被设置在第一和第二压力管路10、11之间，从而不通过泵2而直接连通它们。所述通路由彼此相连的第一和第二连通管路12、13构成。排出管路14的一端与第一和第二连通管路12、13的结合部相连。所述排出管路14的端部与所述储蓄池5相连。在所述排出管路14中设置一个通常开启的、单螺线管激励的、两位、弹簧偏压式的方向控制阀6。换言之，第一和第二连通管路12、13的结合部藉由方向控制阀6和排出管路14而与储蓄池5相连。第一单向止回阀(或第一单向方向控制阀)7被设置在所述第一连通管路12中，用于防止从通路(即第一连通管路12)至第一压力管路10的回流。以类似的方式，第二单向止回阀(或第二单向方向控制阀)8被设置在所述第二连通管路13中，用于防止从通路(即第二连通管路13)至第二压力管路11的回流。在所示实施例中，第一和第二单向止回阀7、8的每一个由球止回阀构成，所述球止回阀具有一个通过弹簧而抵靠在阀座上的球。代替该结构，止回阀7、8的每一个可以由一个弹簧加载的提升式止回阀构成。
ECU(动力转向控制器)30通常包括一个微计算机。ECU30包括输入/输出界面(I/O)、存贮器(RAM，ROM)、以及微处理器或者中央处理单元(CPU)。如上所述，ECU30的所述输入/输出界面(I/O)接收来自力矩传感器31的表示转向力矩的信号。另外，ECU30的输入/输出界面(I/O)接收来自各种发动机/汽车开关和传感器[例如点火开关、发动机速度传感器(曲柄角传感器)以及车速传感器]的输入信息。所述点火开关产生表示点火开关是打开还是关闭的点火开关信号。所述发动机速度传感器产生表示发动机速度Ne的信号，而所述车速传感器产生表示车速V的信号。在ECU30内部，所述中央处理单元(CPU)能够通过I/O界面而获得来自前述发动机/汽车开关和传感器的输入信息数据信号。ECU 30的CPU负责携带储存在存储器中的预定控制程序并且能够执行包含动力转向装置的控制管理处理(包含双向旋转电动机控制和阀控制)的必要的数学和逻辑操作。也就是说，ECU 30的处理器由用于电动机控制的双向旋转电动机控制电路(或双向旋转电动机控制部)以及用于阀控制的方向控制阀控制电路构成。计算结果(算术计算结果)，即计算得到的输出信号(指令信号)，通过ECU 30的输出界面电路而传播至输出级，即均包含在动力转向控制装置中的电动机1和方向控制阀6的电磁螺线管(电激励线圈)。具体而言，转向辅助力的大小和方向根据来自前述发动机/汽车开关和传感器的信号而确定，尤其是，来自力矩传感器31的传感器信号。ECU30的输出界面将指令信号输出至所述双向旋转电动机1以及方向控制阀6，该指令信号的信号值根据计算得出的转向辅助力而确定。
参考图2，它示出了关于螺线管激励的方向控制阀6的详细构造的放大剖面以及本实施例的动力转向装置的基本部分的液压循环管路图。方向控制阀6由电激励线圈(电螺线管)55、电枢50、螺线管壳58、以及阀套53构成。电枢50、线圈55以及螺线管壳58构成了一个螺线管单元。第一和第二提升阀芯51、52轴向可移动地容纳在形成于阀套53中的阶梯轴向孔53a，53b中。更详细地说，第一提升阀芯51可滑动地设置在阶梯轴向孔53a，53b的较小直径的孔53a中，而第二提升阀芯52可滑动地设置在阶梯轴向孔53a，53b的较大直径的孔53b中。当线圈55响应于来自ECU 30的输出界面的指令信号而被激励时，它产生一个将电枢拉入或吸入线圈中的电磁力。从图2中可以清楚地看出，螺线管壳58具有一个上端封闭的圆柱孔。线圈55被安装在螺线管壳58的圆柱孔中并且沿着螺线管壳58的内周边环形地设置，从而所述电枢50在线圈内可轴向滑动。阀套53被压配合在螺线管壳58的下部敞开端上。从图2的液压循环管路图中可以看出，实际上，方向控制阀6的阀套53位于并连接于第一和第二连通管路12、13的结合部上。第一回动弹簧56被内置于并可操作地设置于阀套53中，以便持久地将第一提升阀芯51沿着一个轴向向上的方向偏压。第二回动弹簧57也被内置于并可操作地设置于阀套53中，以便持久地将第二提升阀芯52沿着轴向向上的方向偏压。一个圆柱阀座(第二提升阀座)54被压配合于阶梯轴向孔53a，53b的大直径孔53b的最下面敞开端上。阀座54设有一个较大直径的轴向连通孔62，它的下面敞开端通过排出管路14而与储蓄池5相连通。大直径连通孔62用作一个泄口，通过该泄口工质被导入储蓄池。大直径连通孔62的上部敞开端被形成为一个大致半球形斜切的阀座部，所述第二提升阀芯52位于所述阀座部上。阀套53还形成有一个与第一连通管路12相连通的第一连通口63以及与第二连通管路13相连通的第二连通口64。在安装于该实施例的液压动力转向装置中的方向控制阀6中，注意设置了第一和第二提升阀芯51、52，并且第二提升阀芯52具有安置第一提升阀芯51的锥形斜切的上阀座部(第一提升阀座)52a、较小直径的轴向连通孔(简单而言，第一连通孔)60、以及中等直径的轴向连通孔(简单而言，第二连通孔)61。第一连通孔60与所述锥形斜切的阀座部52a相连通。第二连通孔61比第一连通孔60具有更大的内径。第二连通孔61将第二提升阀芯52的第一连通孔(小直径的轴向连通孔)60与阀座54的大直径轴向连通孔62相互连通起来。第一提升阀芯51的上端被固定地连接在电枢50的底部。电枢50、第一提升阀芯51、形成有小直径和中等直径的连通孔60、61的第二提升阀芯52以及形成有大直径连通孔62的阀座54沿着轴向彼此对准(见图2所示的纵向剖面)。
(在点火开关的关闭期间)应用前面所讨论的方向控制阀6的阀构造，当点火开关关闭时，线圈55不通电，因此电枢50通过作用在第一提升阀芯51上的第一弹簧56的弹簧偏压而沿着轴向向上的方向被推动。因此，第一提升阀芯51被保持在它的最上面的位置(未激励位置)上。这时，第二提升阀芯52通过第二弹簧57的弹簧偏压而轴向向上地移动离开阀座54。结果，第一和第二提升阀芯51、52被保持在它们的未激励位置上。在未激励条件下或者在不通电条件下，第一提升阀芯51被保持在最上面位置并且附加地位于锥形斜切的阀座部52a上，第二提升阀芯52被提升离开它的阀座，这时第一和第二连通口63、64以及大直径连通孔(泄口)62彼此连通。因此，第一和第二连通管路12、13(通路)的每一个藉由排出管路14而与储蓄池5相连通，从而保证手动转向模式，其中点火开关关闭(换言之，第一和第二提升阀芯51、52被保持在它们的未激励位置上)。
(在点火开关被打开期间)相反，当点火开关被打开时，线圈通电，因此电枢50通过由线圈55产生的电磁力而沿着轴向向下的方向被拉伸或吸引。因此，第一提升阀芯51抵抗着第一弹簧56的弹簧偏压(弹簧力)而向下移动。所述第一提升阀芯51的提升阀部位于第二提升阀芯52的锥形斜切的阀座部52a上。第一提升阀芯51的提升阀部阻断第一连通孔60。这时，由于第一提升阀芯51的向下运动，第二提升阀芯52也抵抗着第二弹簧57的弹簧偏压而向下运动。第二提升阀芯52的提升阀部被推动并座在阀座54的上部半球形斜切的阀座部上，从而堵塞工质流通过阀座54的大直径连通孔62到达排出管路14。在激励条件下或者在通电条件下，第一提升阀芯51被保持在最下面的位置上并且座在锥形斜切的阀座部52a上，第二提升阀芯52也被保持在阀座54上，这时大直径连通孔62与第一和第二连通口63、64的每一个之间的流体连通被阻塞。因此，当泵2被驱动以产生合适的转向辅助力，并且因此液压从泵2被供应给第一和第二液压腔21、22的任一个时，在线圈55的通电状态下工质从闭路液压循环管路泄露至储蓄池5的可能性很小，换言之，大直径连通孔(泄口)62被方向控制阀6完全关闭或阻断。这是由于本实施例的液压动力转向装置的方向控制阀6具有由第一和第二提升阀芯51、52构成的双提升阀机构，所述双提升阀机构与滑阀结构相比，工质泄露的趋势小。在线圈55的通电状态下或者在方向控制阀6被保持在关闭位置时，本实施例的装置确保产生转向辅助的动力转向模式(或者动力辅助控制模式)。
(正常动力辅助控制)假设动力转向装置未发生故障并因此处于正常动力辅助控制模式(即处于正常动力转向模式)条件下，另外司机将方向盘SW沿着旋转方向转动以便将齿条轴23沿着轴向向左的方向移动(见图1-2)。这时，力矩传感器31检测到或者监视到司机藉由方向盘SW施加在转向轴S上的转向力矩的大小和方向，并产生表示司机施加的转向力矩的大小和方向的信息数据信号。根据来自力矩传感器31的信息数据信号而确定的指令信号(或者驱动信号)从ECU 30输出至电动机1，以便正确地驱动可逆转泵2，以进行转向辅助。如上所述，在方向盘SW的旋转运动和齿条轴23的轴向向左运动时，当电动机1响应于根据来自力矩传感器31的信号而确定的驱动信号被驱动时，可逆转泵2作用以将工质(动力转向流体)从第二液压腔22通过泵2而输送至第一液压腔21。工质流藉由泵2从第二液压腔22进入第一液压腔21，使得在活塞24的右手侧压力升高，同时在活塞24的左手侧压力降低。借助于第一液压腔21中的高的液压，换言之，借助于施加在活塞24的右手侧的高的压力，活塞24被轴向向左地推动(见图1-2)，以便产生转向辅助力，从而减小转向难度。如上所述，为了在出现方向盘SW的旋转运动以及齿条轴23的轴向向左运动时提供转向辅助，应用储存在第二液压腔22中的工质藉由泵2进入第一液压腔21中的流动，获得第一液压腔21中的工质的压力升高。除了应用储存在第二液压腔22中的工质，还应用工质藉由第二流入止回阀4和泵2从储蓄池5进入第一液压腔21的流动，获得活塞24的右手侧的压力升高。在发生工质藉由泵2从第二液压腔22流入第一液压腔21的条件下，假设通路(旁路)的第一连通管路12中的液压是低的。在这种情况下，从第一压力管路10流入第一液压腔21的部分工质也被供应至第一连通管路12中，藉此被供应至第一连通管路12中的工质的液压通过第一和第二止回阀7、8以及关闭的方向控制阀6而在通路12，13中被填充。换言之，当从泵2释放的工质的压力水平高于在通路中所填充的液压时，在通路中出现液压的升高。相反，当从泵2释放的工质的压力水平低于在通路中所填充的液压时，借助于第一和第二止回阀7、8以及关闭的方向控制阀6，通路中的液压被保持不变。从上面可以理解，在正常动力转向模式期间(或者在正常动力辅助控制模式期间)，方向控制阀6完全关闭，通过两个止回阀7、8，在通路12，13中所填充的液压P是高的，因此止回阀7、8的每一个被保持在无流动状态。通过止回阀7、8被保持在它们的无流动状态，在正常动力辅助控制模式期间(点火开关打开或者螺线管激励的方向控制阀6被通电并完全关闭)，第一和第二压力管路10、11之间的流体连通被堵塞。如上所述，在图1-2所示实施例的动力转向装置中，提升阀机构被用作与通路12，13相连的方向控制阀，从而确保更可靠的操作。用于方向盘SW的相反旋转运动的实施例的液压动力转向装置的液压操作类似于以上对方向盘SW的旋转运动所进行的描述，除了工质藉由泵2从第二液压腔22流入第一液压腔21的方向被改变成工质藉由泵2从第一液压腔21流入第二液压腔22的方向之外。为了简化描述的目的，省略对用于方向盘SW的相反旋转运动的液压操作的详细描述(齿条轴23轴向向右运动)。
与上述相反，如后面参考图3A-3D中的时间图表所进行的详细描述，在动力转向装置出现故障时，ECU30控制方向控制阀6以打开方向控制阀，也就是线圈55切断电流并且方向控制阀6从关闭状态变换至开启状态，在所述开启状态，通过两个止回阀7、8而在通路12，13中所填充的液压P变低。因此止回阀7、8的每一个被保持在自由流动状态。通过止回阀7、8被保持在它们的自由流动状态，第一和第二压力管路10、11之间的流体连通被建立，从而在从正常动力辅助控制模式过渡至手动转向模式期间，其中螺线管激励的方向控制阀6不通电并且变换成完全打开的状态，这时允许液压从第一和第二压力管路10、11的每一个中平稳地释放到储蓄池中。
(关闭方向控制阀的操作)下面描述的是在动力转向装置未发生故障的状态下，方向控制阀6被保持在它的关闭位置的操作，换言之，当通路中存在所填充的液压，在螺线管通电状态下。假设在通路12，13中所填充的液压的压力值由“P”表示，由线圈55产生的引力(电磁力)由“Fs”表示，第一弹簧56的弹簧偏压由“Fk1”表示，以及第一连通孔60的有效横截面面积由“As1”表示，那么作用在第一提升阀芯51上的三个力(或三个压力)的总力(合成力)由以下公式表示Fs1＝Fs+Fp1-Fk1式中由“Fs”表示的力是将电枢50拉进线圈55中的引力，由“Fp1”表示的力是通过通路12，13中的液压P与排出管路14中的液压之间的压差而作用在第一提升阀芯51上的压力，由“Fk1”表示的力是第一弹簧56的弹簧偏压(反作用力)。
在线圈55的通电条件下或者在方向控制阀6关闭时，固定地连接在电枢50上的第一提升阀芯51座在第二提升阀芯52的锥形斜切的阀座部52a上，因此由通路12，13中的液压P与第一连通孔60的有效横截面面积As1的乘积(P·As1)给出的压力Fp1(由于前述压差而产生)作用在第一提升阀芯51上，使得第一提升阀芯51被轴向向下地推动。假设向下的力是正的，在由不等式Fs1＝(Fs+Fp1-Fk1)≥0限定的特定条件下，第一提升阀芯51能够被保持在第二提升阀芯52的锥形斜切的阀座部52a上。换言之，当满足由不等式Fs+Fp1≥Fk1限定的条件时，因此作用在第一提升阀芯51上的三个力的合力Fs1是正的(Fs1≥0)，那么第一提升阀芯51被保持座在锥形斜切的阀座部52a上。
接着，假设(i)从第一提升阀芯51施加在第二提升阀芯52上的压力等于作用在第一提升阀芯51上的力的总力Fs1(＝Fs+Fp1-Fk1)，(ii)第二弹簧57的弹簧偏压由“Fk2”表示，(iii)大直径连通孔62的有效横截面面积由“As2”(＞As1)表示，则作用在第二提升阀芯52上的三个力(或者三个压力)的总力(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阀芯51上的三个力的总力，换言之，从第一提升阀芯51施加到第二提升阀芯52上的轴向力，由“Fp2”表示的力是通过通路(12，13)中的液压P与排出管路14中的液压之间的压差而作用在第二提升阀芯52上的压力，由“Fk2”表示的力是第二弹簧57的弹簧偏压(反作用力)。
在线圈55的通电条件下(其中方向控制阀6关闭)，第二提升阀芯52被保持座在阀座54上，因此由通路(12，13)中的液压P与大直径连通孔62和第一连通孔(小直径连通孔)60之间的有效横截面面积As2、As1的差(As2-As1)的乘积{P·(As2-As1)}给出的压力Fp2作用在第二提升阀芯52上，使得第二提升阀芯52被向下推动。假设向下的力是正的，那么在由不等式Fs2＝(Fs1+Fp2-Fk2)≥0限定的特定条件下，第二提升阀芯52被保持座在阀座54上。换言之，当满足由不等式Fs1+Fp2≥Fk2限定的条件时，第二提升阀芯52被保持座在阀座54上。
如上所述，当通过打开点火开关而关闭方向控制阀6时，通过第一和第二止回阀7、8而在通路(12，13)中所填充的液压P产生沿着第一和第二提升阀芯51、52的每一个的关闭方向而作用的辅助力。这有助于在正常动力转向模式期间施加在线圈55上的激励电流的电流值减小，也就是说，线圈55的尺寸减小，换言之，方向控制阀6的总尺寸减小。
(在从关闭状态过渡至开启状态时方向控制阀的操作)
下面参照时间图表3A-3D进行的描述是在通路12，13中存在所填充的液压P的条件下，方向控制阀6从关闭位置(螺线管通电状态)过渡至开启位置(螺线管不通电状态)的操作。就在变换至螺线管不通电状态之前，线圈55仍然被保持在通电状态，由于线圈55的电磁力Fs以及通路12，13中的液压P与排出管路14中的液压之间的压差而产生的向下的力因此作用在第一和第二提升阀芯51、52的每一个上。在这些条件下，假设在时间t1时，线圈55从通电状态(开状态)变换成不通电状态(关状态)。与此同时电枢50的引力Fs迅速地降成零(见图3B)。在这一条件下，即在时间t1之前通路中的液压P被保持得大致不变，作用在第一提升阀芯51上的三个力的总力Fs1由于从时间t1起引力Fs的迅速下降而趋于降低。随后，当由不等式Fs+Fp1≥Fk1限定的条件不能满足，因此弹簧56的反作用力(向上的力)比通过通路12，13中的液压P与排出管路14中的压力之间的差而作用在第一提升阀芯51上的压力Fp1更大(Fs+Fp1＝Fp1＜Fk1)时，则第一提升阀芯51开始上升。注意第一连通孔60的有效横截面面积As1被适当地满足，并且与诸如孔61、62的其它轴向连通孔相比被设定为一个相对小的值。借助于第一连通孔60的特定的小的有效横截面面积As1，由于压差而产生的压力Fp1(＝P·As1)能够被抑制为一个小的值，即使当通路中的液压P非常高时也如此。另外，在所示实施例的装置中，第一弹簧56的设定载荷被适当地设置为一个特定的小的值。借助于将第一弹簧56的设定载荷适当地设定为特定的小的值，所示实施例中的装置不需要由线圈55产生大的电磁力，即使当通路中的液压P是低的时候也如此。这时，即在t1到t2期间，由于由弹簧56的反作用力Fk1(＞Fp1)而产生的第一提升阀芯51的向上运动，第一提升阀芯51从第二提升阀芯52的锥形斜切的阀座部52a上分开，因此没有轴向力Fs1从第一提升阀芯51施加到第二提升阀芯52上，也就是说，Fs1＝0。因此，在t1-t2期间，作用在第二提升阀芯52上的三个力的总力Fs2由以下公式表示Fs2＝Fs1+Fp2-Fk2＝0+Fp2-Fk2＝P·(As2-As1)-Fk2
就在时间t1之后，通路中的液压P、第二弹簧57的反作用力Fk2、第一连通孔60的有效横截面面积As1、以及大直径连通孔62的有效横截面面积As2(＞As1)之间的关系被设定为满足由不等式Fp2＞Fk2限定的条件。该不等式Fp2＞Fk2表示就在时间t1之后，通过向下的力(Fp2-Fk2＞0)，第二提升阀芯52仍然被向下推动。以这种方式，就在变换成线圈55的不通电状态之后，借助于适当地设定通路中的液压P、第二弹簧57的反作用力Fk2、以及比第一连通孔60的有效横截面面积As1大的大直径连通孔62的有效横截面面积As2(＞As1)，就可以维持合适的条件，在该条件下仅仅第二提升阀芯52在方向控制阀内位于阀座上，而第一提升阀芯51没有位于阀座上(如时间图表3C-3D所示)。通过第一提升阀芯51没有就位，而第二提升阀芯52就位，通路12，13中的液压P仅从第二提升阀芯52的上部锥形斜切的阀座部52a并经由小直径和中直径连通孔60、61以及大直径连通孔62而逐渐地释放到排出管路14中。因此，通路中的液压P开始逐渐地下降(见图3A的时间间隔t1至t2)。由于液压P的逐渐降低，所以作用在第二提升阀芯52上的压力Fp2{＝P·(As2-As1)}也开始下降。
在时间t2时，一旦通路12，13中的液压P达到一个预定的液压值P0并且降低至低于预定的液压值P0，则作用在第二提升阀芯52上的压力Fp2{＝P·(As2-As1)}变得比第二弹簧57的反作用力Fk2还小，因此第二提升阀芯52被推动离开它的阀座54。以这种方式，第二提升阀芯52的提升阀部被打开(如图3D中的时间t2所示)，然后液压P从通路12，13中直接通过阀座54的大直径连通孔62(具有较大的有效横截面面积As2)而释放至排出管路14中。前面所述的预定的液压值P0为一个预设的压力值，它根据第二弹簧57的反作用力Fk2以及第二连通孔61与第一连通孔60的有效横截面面积As2、As1之间的差(As2-As1)而适当地确定或设定。
(包括具有第一和第二轴向孔的第二提升阀芯的提升阀机构与包括不具有第一和第二轴向孔的第二提升阀芯的提升阀机构的比较)
现在参考图4，它示出了带有两个轴向对准的提升阀芯51和520的方向控制阀(双提升阀机构)600的比较图，每个提升阀芯均不具有轴向连通孔。从图2和图4的剖面的比较中可以理解，图4的比较图中位于方向控制阀600内部的第二提升阀芯520不具有图2中的第一和第二轴向连通孔60和61。在解释图4的比较图的包括不带有第一和第二轴向连通孔60、61的双提升阀机构(方向控制阀600)的液压动力转向装置时，为了比较图2和图4所示的两种不同的提升阀机构，用于表示图2的提升阀机构(方向控制阀6)的元件的相同的附图标记将被用于图4中的提升阀机构(方向控制阀600)的比较示例中的相应元件，而对相同附图标记的详细描述将被省略，这是因为对它们的描述是不言自明的。正如可以理解的，图4的比较图中的方向控制阀600的操作基本类似于图2的例子中装置的方向控制阀6的操作。但是，图4的比较图中的方向控制阀600的操作略微不同于图2的例子中装置的方向控制阀6的操作，因为在第二提升阀芯520上没有形成任何轴向连通孔60，61，因此没有由于通路(12，13)中的液压P与排出管路14中的液压之间的压差而施加在第一提升阀芯51上的压力Fp1，即Fp1＝0。因此，作用在第一提升阀芯51上的力(或压力)的总力Fs1由公式Fs1＝Fs+Fp1-Fk1＝Fs-Fk1表示，因为Fp1＝0。
对于图4中装置的构造，当通路12，13中的液压P上升时，作用在第二提升阀芯520上的压力Fp2{＝P·(As2-As1)＝P·(As2-0)＝P·As2}也变大。这时，由公式Fs2＝Fs1+Fp2-Fk2＝(Fs-Fk1)+(P·As2)-Fk2表示的、作用在第二提升阀芯520上的力(或压力)的总力Fs2变成正的。因此，通过第二提升阀芯520被保持在阀座54上而阻断通路12，13。因此，通路12，13与排出管路14之间的流体连通被第二提升阀芯520完全堵塞。下面将详细描述的是图4的比较图中的处于特定条件下的方向控制阀600的操作，在该条件下通路12，13中的液压P非常高。假设由于在动力转向模式(动力辅助控制模式)期间的转向辅助，在通路12，13中所填充的液压P被保持在一个非常高的压力值PHigh。由于如此高的一个压力值PHigh，所以作用在第二提升阀芯520上的压力Fp2也变得非常高。在这些条件下，假设第二弹簧57的设定载荷是小的。由于第二弹簧57的小的设定载荷，所以第二弹簧57的反作用力Fk2就不可能克服作用在第二提升阀芯520上的非常高的压力Fp2(＝P·As2)，即使在线圈55不通电时也如此，换言之，即使没有向下拉电枢50的引力Fs的作用。由于第二弹簧57的小的设定载荷，所以第二提升阀芯520被不合适地保持在它的阀座54上，即使在线圈55不通电时也如此，因此不可能将通路(12，13)中的液压P释放到排出管路14中。由于上述原因，在图4的比较图的包括不带有第一和第二轴向连通孔60、61的双提升阀机构(方向控制阀600)的动力转向装置中，第二弹簧57的设定载荷必须被设置为一个特定大的载荷值，大于该值时，就有可能抵抗着作用在第二提升阀芯520上的压力Fp2(＝P·As2)而将第二提升阀芯520升起，即使产生估计的最大液压也如此。
相反，假设在通路12，13中所填充的液压P被保持在一个非常低的液压值PLow。当然，通过第一和第二止回阀7、8而在通路12，13中所填充并且产生沿着第二提升阀芯520的关闭方向的辅助力的液压P是非常小的。当在非常低的液压PLow下关闭方向控制阀600时，作用在第二提升阀芯520上的压力Fp2(＝P·As2)出乎预料地小。关闭方向控制阀600的大部分工作由向下拉电枢50且不展开它的引力Fs决定。但是，由于将第二弹簧57的设定载荷不合适地设置成特定的大载荷值，所以图4的比较图中的装置需要由线圈55产生一个大的电磁力Fs。这就导致线圈55的大尺寸这一问题，换言之，增加了电力消耗。为了避免图4的比较图的包括不带有第一和第二轴向连通孔60、61的双提升阀机构(方向控制阀600)的液压动力转向装置的上述问题(例如第二弹簧57的高设定载荷以及线圈55的大尺寸)，可以使阀座54的大直径连通孔62的有效横截面面积As2小。但是，由于形成于阀座54中的大直径连通孔62的小的有效横截面面积As2，所以不可能从方向控制阀600从关闭(激励)状态被转换到开启(未激励)状态时起，将通路12，13中的液压P迅速地降低。这就导致另一个问题，诸如在通路中所填充的液压P的压力降低作用的差的响应性。
相比而言，在本实施例的液压动力转向装置中，如图2所示，第二提升阀芯52具有形成在其内的第一和第二连通孔60、61。依靠第一和第二连通孔60、61的设置，借助于具有比大直径连通孔62的有效横截面面积As2小的有效横截面面积As1(＜As2)的较小直径轴向连通孔60，应用轻微施加的力就能将第一提升阀芯51轴向向上地升起，即使在通路12，13中所填充的液压是高压时。这意味着第一弹簧56的设定载荷能够被预设为一个特定的小值。如上所述，借助于将第一弹簧56的设定载荷适当地设置成一个特定的小值，本实施例的装置不需要由线圈55产生一个大的电磁力Fs，即使在通路中的液压P是低的时。
在本实施例的装置的方向控制阀6的双提升阀机构51，52中，当由于第一提升阀芯51的向上运动，通路中的液压P开始逐渐地平稳地下降，然后达到预定的液压值P0时，第二提升阀芯52自动地变换至开启状态(见图3A和3D中的时间t2)。因此，即使在这样一个条件下，即通路中的液压P是高的，因此较高的压力Fp2作用在第二提升阀芯52上时，如果在第一提升阀芯51的向上运动之后，通路中的液压P已经降低至低于所述预定压力值，那么从时间t2起压力Fp2迅速地变低(见公式Fp2＝P·(As2-As1)和图3A-3D中的时间t2)。因此，在本实施例的装置中，可以将用作抵抗作用在第二提升阀芯52上的压力Fp2的反作用力的第二弹簧57的设定载荷设置为一个特定的小值，从而适当地抑制或减小线圈55的设计电磁力。这就避免了线圈55的尺寸大的问题，并降低了电力消耗。
另外，在本实施例的装置的方向控制阀6的双提升阀芯机构(51，52)中，第一连通孔60的有效横截面面积As1被设计得比第二连通孔61的有效横截面面积小。因此，具有较小有效横截面面积As1的第一连通孔60用作防止液压迅速改变的节流孔。而且，在具有双提升阀机构的方向控制阀6的本实施例的装置中，在从阀关闭状态过渡至阀开启状态时，有两个不同的液压降低作用或者两个不同的液压释放作用，即(i)第一压力释放作用(见图3A-3D，在时间段t1-t2，液压P平稳地下降)，即液压P仅从第二提升阀芯52的上部锥形斜切的阀座部52a并经由第一和第二连通孔60、61以及大直径连通孔62而逐渐平稳地释放到排出管路14中，和(ii)第二压力释放作用(见图3A-3D，在时间t2之后，液压P的迅速下降)，即液压P从通路(12，13)直接通过阀座54的大直径连通孔62(具有较大的有效横截面面积As2)而迅速地释放到排出管路14中。因此，可以在合适的时间段中快速地将通路(12，13)中的液压P释放到储蓄池中，而没有液压P的迅速改变。
从上面可以理解，本实施例的液压动力转向装置具有以下效果(1)-(7)。
(1)方向控制阀6具有提升阀机构(51，52)，因此保证了在正常动力辅助控制模式下(或者在正常动力转向模式下)流体密封性能更大的提高。在使用提升阀机构的方向控制阀6的情况下，由于污染或杂质而造成的阀粘住的可能性较小，并且工质泄露的可能性较小。假设由于污染或杂质，方向控制阀6已经被粘住或者堵塞，那么与滑阀结构相比，具有提升阀机构(提升阀结构)的方向控制阀6在其关闭位置被粘住的趋势减小。因此，即使方向控制阀6堵塞，本实施例的装置也能够实现手动转向模式，这是由于方向控制阀6在其关闭位置被粘住的可能性较小。这就保证了方向控制阀6更可靠的操作。
(2)具有提升阀机构的方向控制阀6响应于施加于方向控制阀6上的液压而作用，从而当施加到方向控制阀6上的液压(精确而言，通路中的液压P)降低时，方向控制阀6的开启面积增加(见图3A-3D)。因此，在液压P是高的条件下，换言之，在产生转向辅助的动力辅助控制模式期间，方向控制阀6的开启面积渐减地补偿或者被降为最小(零值开启)。因此，可以防止转向辅助力迅速地下降。另外，方向控制阀6的开启面积能够根据液压P的逐渐下降而平稳地增加(见图3A-3D中时间段t1-t2)。因此，可以在预定的时间段中将通路中的液压P可靠并平稳地释放到储蓄池中，从而在手动转向模式期间可靠地降低转向难度。
(3)方向控制阀6与和第一压力管路10相连的第一连通管路12、和第二压力管路11相连的第二连通管路13、以及储蓄池5的每一个相连。一方面，方向控制阀6用于通过第一和第二连通管路12、13而将第一和第二压力管路10、11相互连通。另一方面，方向控制阀6用作螺线管激励的压力调节阀(或者螺线管激励的减压阀)，它仅在动力转向装置出现故障时，响应于来自阀控制器(即方向控制阀控制电路)的指令信号，通过使线圈55不通电而将第一和第二压力管路10、11中的液压平稳地释放到储蓄池中，因此减小了在手动转向模式期间的泵送损失。
(4)方向控制阀6由以下构成(i)阀套53，它包括与储蓄池相连通的第一轴向孔，即阶梯轴向孔53a，53b；与第一连通管路12相连以便将阶梯轴向孔与第一压力管路10相连的第一连通口63；与第二连通管路13相连以便将阶梯轴向孔与第二压力管路11相连的第二连通口64，(ii)可滑动地设置在阶梯轴向孔53a，53b的小直径孔53a中的第一提升阀芯51，(iii)可滑动地设置在阶梯轴向孔53a，53b的大直径孔53b中的第二提升阀芯52，它具有第二轴向孔，即阶梯轴向孔第一和第二连通孔60、61，在一个轴端上形成有安置第一提升阀芯51以阻断阶梯轴向孔60，61的第一提升阀座52a，还在所述一个轴端上形成有一个压力接收部，通过第一和第二压力管路10和11、第一和第二连通管路12和13以及第一和第二连通口63和64而供应的液压被施加在所述压力接收部上，另外在另一个轴端上形成有第二提升阀部，(iv)第二提升阀座54(与大直径孔53b压配合)，第二提升阀芯52位于所述第二提升阀座54上以堵塞储蓄池5与第一和第二压力管路10、11中的每一个之间的流体连通，(v)固定地沿一个轴向偏压第二提升阀芯52的第二弹簧57，以及(vi)电磁螺线管单元50，55，它由与第一提升阀芯51固定相连的电枢50以及产生引力的线圈55构成，通过将线圈55从不通电状态变换至通电状态，所述引力使得与第一提升阀芯51相固定的电枢进行相反的轴向运动。在变换成线圈55的不通电状态的初始阶段，首先，仅有第一提升阀芯51被推动离开它的阀座，从而第一提升阀打开。因此，第一和第二压力管路10、11的每一个中的液压通过形成于第二提升阀芯52中的阶梯轴向孔60，61而被逐渐地释放至储蓄池5中，从而避免了液压P的迅速下降，换言之，避免了转向辅助力的迅速改变(迅速下降)。随后，当液压P进一步降低并且达到预定的液压值P0时，作用在第二提升阀芯52的压力接收部上的液压(大致等于压力Fp2)进一步降低。作用在第二提升阀芯52上的压力Fp2通过第二弹簧57的弹簧偏压Fk2而被克服，因此第二提升阀芯52被推动离开它的阀座，从而第二提升阀也被打开。因此，第一和第二连通管路12、13的每一个不通过第二提升阀芯52的阶梯轴向孔60，61而直接与储蓄池5连通。这就使得液压P能够被平稳地从第一和第二压力管路10、11的每一个而释放到储蓄池中，从而防止液压充满或残留在第一和第二压力管路10、11的每一个中。因此，可以防止在手动转向模式期间，由于剩余的液压而使司机的转向力不合适地增加。
(5)形成于第二提升阀芯52中的阶梯轴向孔60，61包括第一连通孔60，它具有较小的有效横截面面积As1并用作防止液压迅速改变的节流孔。所述固定孔(第一连通孔60)保证通路12，13中的液压P的平稳的减压作用。
(6)螺线管单元50，55，58作用以便在通电状态(线圈55通电)下将第一提升阀芯51保持在它的关闭位置，并且作用以便在不通电状态(线圈55不通电)下将第一提升阀芯51保持在它的打开位置。因此，在动力转向装置出现故障时，诸如可逆转泵故障、电动机故障、转向力矩传感器故障、ECU故障(包括信号线路故障或类似故障)，就肯定可以通过使螺线管单元的线圈55不通电而在储蓄池5与第一和第二压力管路10、11的每一个之间建立流体连通，从而保证手动转向模式。
(7)第一止回阀7对流动言设置在通路12，13的第一连通管路12中，用于允许工质仅仅从第一压力管路10而流入方向控制阀6中，而第二止回阀8对流动言设置在通路12，13的第二连通管路13中，用于允许工质仅仅从第二压力管路11流入方向控制阀6中。借助于这些止回阀7，8，可以防止在正常动力转向模式期间(或者在正常动力辅助控制模式期间)第一和第二压力管路10、11彼此连通。
日本专利申请No.2004-063287(于2004年3月8日递交)的全部内容被结合在此以作参考。
虽然上面是对实现本发明的优选实施方式的描述，但是应当理解本发明并不限制于所显示和描述的这些特定的实施方式，在不脱离由下面权利要求所限定的本发明的范围或精神的条件下可以进行各种改变和变型。
权利要求
1.一种液压动力转向装置，包括适于与转向车轮相连的转向机构；液压动力缸，在所述液压动力缸内容纳着一个活塞，所述活塞与所述转向机构相连以用于转向辅助，所述液压动力缸具有限定在所述活塞的两侧的第一和第二液压腔；具有一对排出口的可逆转泵；将所述第一液压腔与所述泵的排出口的第一个相互连通的第一流体管路；将所述第二液压腔与所述第二排出口相互连通的第二流体管路；检测施加在所述转向机构上的转向力矩的力矩传感器；驱动所述泵的电动机；响应于根据所检测到的转向力矩而确定的指令信号而控制所述电动机的电动机控制电路；通路，所述第一和第二流体管路通过所述通路而彼此相互连通；方向控制阀，所述方向控制阀位于所述通路中并且具有一个提升阀机构；以及阀控制电路，所述阀控制电路在出现包括电动机故障、可逆转泵故障、ECU故障和转矩传感器故障中至少一个的液压动力转向装置故障时，打开所述方向控制阀，以便将所述第一和第二流体管路与所述打开的方向控制阀相连通。
2.如权利要求1所述的液压动力转向装置，其特征在于所述方向控制阀响应于施加于所述方向控制阀上的液压而作用，从而当所施加的液压下降时，所述方向控制阀的开启面积增大。
3.如权利要求1所述的液压动力转向装置，其特征在于所述方向控制阀与第一连通管路、第二连通管路以及储蓄池的的每一个相连，所述第一连通管路构成所述通路的一部分并与所述第一流体管路相连，所述第二连通管路构成所述通路的剩余部分并与所述第二流体管路相连。
4.如权利要求3所述的液压动力转向装置，其特征在于所述方向控制阀包括(i)阀套，所述阀套具有与所述储蓄池相连通的第一轴向孔、与所述第一连通管路相连以便将所述第一轴向孔与所述第一流体管路相互连通起来的第一连通口、与所述第二连通管路相连以便将所述第一轴向孔与所述第二流体管路相互连通起来的第二连通口；(ii)可滑动地设置在所述第一轴向孔中的第一提升阀芯；(iii)可滑动地设置在所述第一轴向孔中的第二提升阀芯，它具有在两个轴端均敞开的第二轴向孔，在第一轴端上形成有安置第一提升阀芯以阻断第二轴向孔的第一提升阀座，并在所述第一轴端上形成一个压力接收部，通过第一和第二流体管路、第一和第二连通管路以及第一和第二连通孔而供应的液压被施加在所述压力接收部上，另外在第二轴端上形成有第二提升阀部；(iv)第二提升阀座，所述第二提升阀座与所述第一轴向孔压配合，所述第二提升阀芯位于所述第二提升阀座上以堵塞所述储蓄池与所述第一和第二流体管路的每一个之间的流体连通；(v)回动弹簧，所述回动弹簧通常沿着一个轴向偏压所述第二提升阀芯；(vi)电磁螺线管单元，所述电磁螺线管单元包括与第一提升阀芯固定相连的电枢以及产生引力的线圈，通过将线圈从不通电状态变换至通电状态，所述引力使得与第一提升阀芯固定在一起的电枢进行相反的轴向运动。
5.如权利要求4所述的液压动力转向装置，其特征在于所述形成于第二提升阀芯中的第二轴向孔具有节流孔。
6.如权利要求4所述的液压动力转向装置，其特征在于在线圈的通电状态下，所述螺线管单元将所述第一提升阀芯保持在一个关闭位置上，并在所述线圈的不通电状态下将所述第一提升阀芯保持在一个打开位置上。
7.如权利要求1所述的液压动力转向装置，其特征在于进一步包括第一止回阀，所述第一止回阀位于所述通路中，用于仅仅允许工质从第一流体通路流入所述方向控制阀中；以及第二止回阀，所述第二止回阀位于所述通路中，用于仅仅允许工质从第二流体通路流入所述方向控制阀中。
8.一种液压动力转向装置，包括适于与转向车轮相连的转向机构；液压动力缸，在所述液压动力缸内容纳着一个活塞，所述活塞与所述转向机构相连以用于转向辅助，所述液压动力缸具有限定在所述活塞的两侧的第一和第二液压腔；具有一对排出口的可逆转泵；将所述第一液压腔与所述泵的排出口的第一个相互连通的第一流体管路；将所述第二液压腔与所述第二排出口相互连通的第二流体管路；驱动所述泵的电动机；控制所述电动机的电动机控制电路；通路，所述第一和第二流体管路通过所述通路而彼此相互连通；方向控制阀，所述方向控制阀位于所述通路中，并且具有一个提升阀机构以及与所述提升阀机构相连的电磁螺线管单元；以及阀控制电路，所述阀控制电路在出现包括电动机故障和可逆转泵故障的至少一个的液压动力转向装置故障时，将阀打开信号输出至所述螺线管单元，用于沿着打开所述方向控制阀的方向而操作所述方向控制阀。
9.如权利要求8所述的液压动力转向装置，其特征在于所述方向控制阀响应于施加于所述方向控制阀上的液压而作用，从而当所施加的液压下降时，所述方向控制阀的开启面积增加。
10.如权利要求8所述的液压动力转向装置，其特征在于所述方向控制阀与第一连通管路、第二连通管路以及储蓄池的每一个相连，所述第一连通管路构成所述通路的一部分并与所述第一流体管路相连，所述第二连通管路构成所述通路的剩余部分并与所述第二流体管路相连。
11.如权利要求10所述的液压动力转向装置，其特征在于所述方向控制阀包括(i)阀套，所述阀套具有与所述储蓄池相连通的第一轴向孔、与所述第一连通管路相连以用于将所述第一轴向孔与所述第一流体管路相连通的第一连通口、与所述第二连通管路相连以用于将所述第一轴向孔与所述第二流体管路相连通的第二连通口；(ii)可滑动地设置在所述第一轴向孔中的第一提升阀芯；(iii)可滑动地设置在所述第一轴向孔中的第二提升阀芯，所述第二提升阀芯具有在两个轴端均敞开的第二轴向孔，并在第一轴端上形成有安置第一提升阀芯以阻断第二轴向孔的第一提升阀座，还在所述一个轴端上形成有一个压力接收部，通过第一和第二流体管路、第一和第二连通管路以及第一和第二连通口而供应的液压被施加在所述压力接收部上，另外还在第二轴端上形成一个第二提升阀部；(iv)第二提升阀座，所述第二提升阀座与所述第一轴向孔压配合，所述第二提升阀芯位于所述第二提升阀座上以便堵塞所述储蓄池与第一和第二流体管路的每一个之间的流体连通；(v)回动弹簧，所述回动弹簧通常沿着一个轴向偏压所述第二提升阀芯；(vi)电磁螺线管单元，所述电磁螺线管单元包括与所述第一提升阀芯固定相连的电枢以及产生引力的线圈，通过将线圈从不通电状态变换至通电状态，所述引力使得与所述第一提升阀芯固定在一起的电枢进行相反的轴向运动。
12.如权利要求11所述的液压动力转向装置，其特征在于所述形成于第二提升阀芯中的第二轴向孔具有节流孔。
13.如权利要求11所述的液压动力转向装置，其特征在于在线圈的通电状态下，所述螺线管单元将所述第一提升阀芯保持在一个关闭位置上，并在所述线圈的不通电状态下将所述第一提升阀芯保持在一个打开位置上。
14.如权利要求8所述的液压动力转向装置，其特征在于进一步包括第一止回阀，所述第一止回阀位于所述通路中，用于仅仅允许工质从第一流体管路流入所述方向控制阀中；以及第二止回阀，所述第二止回阀位于所述通路中，用于仅仅允许工质从第二流体管路流入所述方向控制阀中。
15.一种液压动力转向装置，包括适于与转向车轮相连的转向机构；液压动力缸，在所述液压动力缸内容纳着一个活塞，所述活塞与所述转向机构相连以用于转向辅助，所述液压动力缸具有限定在所述活塞的两侧的第一和第二液压腔；具有一对排出口的可逆转泵；将所述第一液压腔与所述泵的排出口的第一个相互连通的第一流体管路；将所述第二液压腔与所述第二排出口相互连通的第二流体管路；用于检测施加在所述转向机构上的转向力矩的传感器装置；驱动所述泵的电动机；响应于根据所检测到的转向力矩而确定的指令信号而控制所述电动机的电动机控制装置；通路，所述第一和第二流体管路通过所述通路而彼此相互连通；方向控制阀装置，所述方向控制阀装置位于所述通路中并且具有至少一个提升阀机构；以及阀控制装置，所述阀控制装置在出现包括电动机故障和可逆转泵故障的至少一个的液压动力转向装置故障时，保持所述提升阀机构离开阀座并开启，以便在所述第一和第二流体管路之间建立流体连通，并在液压动力转向装置没有故障时将所述提升阀机构保持在阀座上并关闭，以便堵塞所述第一和第二流体管路之间的流体连通。
16.如权利要求15所述的液压动力转向装置，其特征在于所述方向控制阀进一步包括第一止回阀，所述第一止回阀位于所述通路中，用于仅仅允许工质从第一流体管路流入所述提升阀机构中；以及第二止回阀，所述第二止回阀位于所述通路中，用于仅仅允许工质从第二流体管路流入所述提升阀机构中。
17.如权利要求16所述的液压动力转向装置，其特征在于所述提升阀机构具有与一个储蓄池相连通的泄口、与所述第一止回阀的出口相连的第一连通口、与所述第二止回阀的出口相连的第二连通口；在出现液压动力转向装置故障时，所述阀控制装置将所述提升阀机构保持得离开阀座并开启，用于通过经由泄口而将在旁路中填充的液压释放到所述储蓄池中，从而建立所述第一和第二流体管路之间的流体连通，其中所述旁路被限定在所述第一连通口与所述第一止回阀的出口之间以及在所述第二连通口与所述第二止回阀的出口之间。
18.如权利要求17所述的液压动力转向装置，其特征在于在液压动力转向装置没有故障时，所述阀控制装置将所述提升阀机构保持成位于阀座上并关闭，用于通过将在所述旁路中填充的液压保持在一个大致相应于第一和第二流体管路中的工质的压力水平的压力值，从而堵塞所述第一和第二流体管路之间的流体连通。
19.如权利要求18所述的液压动力转向装置，其特征在于所述提升阀机构响应于在所述旁路中所填充的液压而作用，从而当所述液压下降时，所述提升阀机构的开启面积增加。
20.如权利要求19所述的液压动力转向装置，其特征在于所述提升阀机构具有双提升阀结构，所述双提升阀结构包括阀套，所述阀套具有第一轴向孔、泄口以及第一和第二连通口；第一弹簧偏压的螺线管激励的提升阀芯，所述第一提升阀芯可滑动地设置在所述第一轴向孔中；所述第一提升阀芯的一个轴向运动根据螺线管引力、通过在旁路中所填充的液压与泄口中的液压之间的压差而作用在第一提升阀芯上的压力、以及第一回动弹簧的反作用力的总力而确定；以及第二提升阀芯，所述第二提升阀芯可滑动地设置在所述第一轴向孔中并且与所述第一提升阀芯轴向对准，并且具有在两个轴端均敞开的第二轴向孔，在第一轴端上形成有安置第一提升阀芯以阻断第二轴向孔的第一敞开端的第一提升阀座，还在所述第一轴端上形成有一个压力接收部，在所述旁路中所填充的液压被施加在所述压力接收部上，另外在第二轴端上形成有一个第二提升阀部，所述第二提升阀部具有与所述泄口相连通的第二轴向孔的第二敞开端；所述第二提升阀芯的轴向运动根据从第一提升阀芯施加到第二提升阀芯上的轴向力、通过在旁路中所填充的液压与泄口中的液压之间的压差而作用在第二提升阀芯上的压力、以及第二回动弹簧的反作用力的总力而确定。
21.如权利要求20所述的液压动力转向装置，其特征在于形成于所述第二提升阀芯中的第二轴向孔具有一个节流孔，所述节流孔的有效横截面面积比所述泄口的有效横截面面积要小。
22.如权利要求21所述的液压动力转向装置，其特征在于当发生液压动力转向装置故障时，在从螺线管通电状态转变成螺线管不通电状态的第一转换时刻，所述第一提升阀芯从关闭位置变换成打开位置，并且在旁路中所填充的液压开始下降；以及在与第一转换时刻具有一个时间延迟的第二转换时刻，这时在旁路中所填充的液压下降至低于一个预定的液压值，所述第二提升阀芯从关闭位置变换成打开位置。
全文摘要
在应用动力缸的一种液压动力转向装置中，所述动力缸内容纳着一个活塞，所述活塞与一个转向机构相连以用于转向辅助，所述动力缸具有限定在活塞两侧的第一和第二液压腔，液压通过所述第一和第二流体管路而供应到相应的液压腔中。设置一个通路以便经由所述通路而将所述第一和第二流体管路连通起来。设置在所述通路中的一个方向控制阀具有一个提升阀机构，在发生液压动力转向装置故障时，所述提升阀机构被转换至阀开启位置，以便将所述第一和第二流体管路与所述开启的提升阀机构相连通。
文档编号B62D5/06GK1666917SQ20051005307
公开日2005年9月14日 申请日期2005年3月7日 优先权日2004年3月8日
发明者横田忠治, 添田淳 申请人:株式会社日立制作所