CN107972728B - 用于车辆的转向装置 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的用于车辆的转向装置包括：控制器，所述控制器被配置为基于来自被配置为感测转向轴的扭矩的扭矩传感器的第一输入信号以及来自位置传感器、相机传感器、距离传感器、车速传感器和车高传感器中的任一个的第二输入信号来发送转向控制信号；第一转向动力辅助器，所述第一转向动力辅助器被配置为响应于来自所述控制器的所述转向控制信号，利用电力来通过使所述转向轴转动而产生转向力或者补充向前或向后转动的所述转向轴的转向力；以及第二转向动力辅助器，所述第二转向动力辅助器被配置为根据所述转向轴的向前或向后转动来切换用于工作流体的通道，并且通过利用所述工作流体的液压来操作系杆或转向节而使车轮转向。

Description

用于车辆的转向装置
技术领域
本公开涉及用于车辆的转向装置，更具体地，涉及一种用于车辆的转向装置，因为该转向装置包括电动转向动力辅助器，所以即使驾驶员没有直接进行转向，该电动转向动力辅助器也能使液压转向动力辅助器的输入轴旋转，使得甚至在与小汽车相比需要相对较大的转向力的卡车或公共汽车中也能够使用独立于驾驶员的转向意图来控制车辆的诸如自动停车、车道保持、拖车备用辅助、基于路面状况的驾驶辅助、转向振动衰减和自动驾驶控制这样的附加功能，所以该转向装置提高了驾驶员的便利性。
背景技术
根据相关技术中的转向装置，因为难以从电动转向动力辅助器预计期望的动力，所以已经在与小汽车相比需要相对较大的转向力的卡车或公共汽车中使用具有大功率的液压转向动力辅助器。然而，这种液压转向动力辅助器不具有控制器，因此不能使用利用控制器来进行的诸如自动停车、车道保持和将来的自动驾驶这样的功能。
发明内容
已经努力完成本公开以解决上述问题，并且本公开的一个目的在于提供一种用于车辆的转向装置，因为该转向装置包括电动转向动力辅助器，所以即使驾驶员没有直接进行转向，该电动转向动力辅助器也能使液压转向动力辅助器的输入轴旋转，使得甚至在与小汽车相比需要相对较大的转向力的卡车或公共汽车中也能够使用独立于驾驶员的转向意图来控制车辆的诸如自动停车、车道保持、拖车备用辅助、基于路面状况的驾驶辅助、转向振动衰减和自动驾驶控制这样的附加功能，所以该转向装置提高了驾驶员的便利性。
本公开的另一目的在于提供一种用于车辆的转向装置，该转向装置通过以下方式来增加驾驶员的安全性：独立于驾驶员的转向意图来控制车辆，并且利用电动转向动力辅助器中的扭杆和感测驾驶员的转向意图的扭矩传感器来在驾驶员转动方向盘时补充或产生反映驾驶员的转向意图的转向力。
本公开的目的不限于此，并且从下面的描述中，本领域技术人员将更清楚地理解本文未阐明的其它目的。
根据本公开的一方面的用于车辆的转向装置包括：控制器，所述控制器被配置为基于来自被配置为感测转向轴的扭矩的扭矩传感器的第一输入信号以及来自位置传感器、相机传感器、距离传感器、车速传感器和车高传感器中的任一个的第二输入信号来发送转向控制信号；第一转向动力辅助器，所述第一转向动力辅助器被配置为响应于来自所述控制器的所述转向控制信号，利用电力来通过使所述转向轴转动而产生转向力或者补充向前或向后转动的所述转向轴的转向力；以及第二转向动力辅助器，所述第二转向动力辅助器被配置为根据所述转向轴的向前或向后转动来切换用于工作流体的通道，并且通过利用所述工作流体的液压来操作系杆或转向节而使车轮转向。
根据本公开，由于该转向装置包括电动转向动力辅助器，即使驾驶员没有直接进行转向，该电动转向动力辅助器也能使液压转向动力辅助器的输入轴旋转，所以甚至在与小汽车相比需要相对较大的转向力的卡车或公共汽车中也能够使用独立于驾驶员的转向意图来控制车辆的诸如自动停车、车道保持、拖车备用辅助、基于路面状况的驾驶辅助、转向振动衰减和自动驾驶控制这样的附加功能。因此，能够提高驾驶员的便利性。
另外，根据本公开，能够通过以下方式来增加驾驶员的安全性：独立于驾驶员的转向意图来控制车辆，并且利用电动转向动力辅助器中的扭杆和感测驾驶员的转向意图的扭矩传感器来在驾驶员转动方向盘时补充或产生反映驾驶员的转向意图的转向力。
附图说明
图1是示出用于车辆的转向装置的电动转向装置的视图。
图2是示出用于车辆的转向装置的液压动力转向装置的视图。
图3是示出根据本公开的用于车辆的转向装置的配置的视图。
图4是示意性地示出根据本公开的用于车辆的转向装置的立体图。
图5是示出图4中所示的第一转向动力辅助器的立体图。
图6是示出图4中所示的第一转向动力辅助器的截面图。
图7是示出图6中所示的第一转向动力辅助器的一部分的截面图。
图8是示出第一转向动力辅助器的另一实施方式的截面图。
图9是示出图4中所示的变速箱的截面图。
图10是示出第二转向动力辅助器的另一实施方式的截面图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细地描述本公开的实施方式。在向每幅图中的元件添加附图标记时，应当注意，尽管相同的元件被示出在不同的图中，但是如果可能，相同的元件由相同的附图标记来表示。另外，在本公开的以下描述中，当并入本文的已知功能和配置的详细描述可能会使本公开的主题相当不清楚时，将省略对并入本文的已知功能和配置的详细描述。
此外，当描述本公开的组件时，本文可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等这样的术语。这些术语仅用于将一个结构元件与其它结构元件区分开，并且对应的结构元件的属性、次序、顺序等不受该术语的限制。应当注意，如果在本说明书中描述一个组件“连接”、“联接”或“接合”至另一组件，则尽管第一组件也可以直接连接、联接或接合至第二组件，但第三组件可以“连接”、“联接”和“接合”在第一组件与第二组件之间。
一般地，作为用于使得驾驶员能够在期望方向上使车辆转向的装置，用于车辆的转向装置自由地改变车辆前轮的转动中心，使得能够沿驾驶员的期望方向驾驶车辆。
另外，动力转向装置是使得驾驶员能够在操作车辆中的方向盘时通过利用助推装置来补充驾驶员施加以操作方向盘的力而容易地用更小的力改变车辆的方向的装置。
这样的动力转向装置在广义上被分类为电动转向装置(EPS)和液压动力转向装置(HPS)。
根据液压动力转向装置，当连接至发动机的旋转轴的液压泵将工作流体提供到连接至齿杆(rack bar)的工作缸时，工作缸中的接收工作流体的活塞移动并补充转向力，从而使得驾驶员能够用小的力来进行转向。
另外，电动转向装置包括代替液压泵和工作缸的电机，并且利用来自电机的力来补充方向盘的转向力。
图1是电动转向装置的示意图。
如图1所示，电动转向装置包括由方向盘101和车辆两侧的车轮108组成的转向系统100以及向转向系统100提供转向辅助动力的辅助动力组件。
转向系统100包括转向轴102，该转向轴102在一端连接至方向盘以与方向盘101一起转动，并且在另一端通过一对万向接头103连接至小齿轮轴104。另外，小齿轮轴104通过齿条和小齿轮105连接至齿杆，并且齿杆的两端通过系杆106和转向节臂107连接至车轮108。齿条和小齿轮105通过啮合安装在小齿轮轴104上的小齿轮传动装置111和形成在齿杆的外侧的一部分上的齿条传动装置112来形成。因此，当驾驶员操作方向盘101时，在转向系统100中产生扭矩，并且根据扭矩而通过齿条以及小齿轮105和系杆106来使车轮108转向。
辅助动力组件包括产生辅助动力的电机130和将由电机130产生的辅助动力传送到转向轴102的减速器140。
图2是示出液压动力转向装置的局部截面图。
如图2所示，液压动力转向装置200包括：小齿轮阀组件220，其设置在上面具有方向盘101(参见图1)的转向轴的下端，以控制转向中工作流体的流动方向；以及工作缸240，其对系杆106施加力，该系杆106使操作小齿轮阀组件220时应转向的车轮进行转向。
根据液压动力转向装置的液压系统，通过压力软管235将从液压泵230提供的工作流体提供给小齿轮阀组件220，并且当将工作流体选择性地提供给工作缸240的左压力室和右压力室时，根据转动来转向的方向盘的转动方向，通过液压来向左或向右滑动齿杆，并补充转向力。另外，在小齿轮阀组件220中完成工作的工作流体返回到油箱233，然后通过进入软管237回供给液压泵230。
图3是示出根据本公开的用于车辆的转向装置的配置的视图，图4是示意性地示出根据本公开的用于车辆的转向装置的立体图，图5是示出图4中所示的第一转向动力辅助器的立体图，图6是示出图4中所示的第一转向动力辅助器的截面图，图7是示出图6中所示的第一转向动力辅助器的一部分的截面图，图8是示出第一转向动力辅助器的另一实施方式的截面图，图9是示出图4中所示的变速箱的截面图，并且图10是示出第二转向动力辅助器的另一实施方式的截面图。
如这些图所示，根据本公开的用于车辆的转向装置包括：控制器308，其基于来自感测转向轴381的扭矩的扭矩传感器302的第一输入信号以及来自位置传感器303、相机传感器304、距离传感器305、车速传感器306和车高传感器307中的任一个的第二输入信号来发送转向控制信号；第一转向动力辅助器310，其响应于来自控制器308的转向控制信号，通过利用电力使转向轴381转动而产生转向力或者补充利用电力向前或向后转动的转向轴381的转向力；以及第二转向动力辅助器320，其根据转向轴381的向前或向后转动来切换用于工作流体的通道，并且通过利用所述工作流体的液压来操作系杆或转向节而使车轮309转向。
来自扭矩传感器302的第一输入信号以及来自位置传感器303、相机传感器304、距离传感器305、车速传感器306和车高传感器307中的任一个的第二输入信号被输入到控制器308。
也就是说，当驾驶员操作方向盘301并且感测应与方向盘一起转动的转向轴381的转动方向和扭矩的扭矩传感器302感测到驾驶员已经在向左和向右中的哪个方向上转动方向盘以及施加至方向盘301的扭矩时，扭矩传感器302将反映驾驶员的转向意图的第一输入信号发送到控制器308。
另外，在车辆中，当位置传感器303感测车辆的位置，相机传感器304感测车辆的当前车道或周围情况，距离传感器305感测车辆周围是否存在障碍物或人，车速传感器306感测车辆的速度，或者车高传感器307通过感测车辆距离路面的高度来检查路面状态时，这些传感器向控制器308发送第二输入信号。
第一转向动力辅助器310是利用来自电机311的驱动力的电动转向动力辅助器，在第一转向动力辅助器310中，当连接至方向盘的转向轴381转动并且扭矩传感器向控制器输入第一输入信号时或者当位置传感器303、相机传感器304、距离传感器305、车速传感器306和车高传感器307中的任一个向控制器308输入第二输入信号时，电机能够被驱动，从而能够操作电机。
第二转向动力辅助器320是具有根据输入轴329的转动方向来进行切换的通道的液压转向动力辅助器，在第二转向动力辅助器320中，由于根据输入轴329的转动方向来改变通道，因此工作流体在流入到第一缸体353或第二缸体355中的同时根据压力来调节并且使扇形轴351转动或者工作流体在流入到分叉到齿杆362的活塞364的两个液压管中的同时根据压力来调节并且使齿杆362滑动，从而使车轮309转向。
在该配置中，当驾驶员不转动方向盘301时，连接至方向盘381的输入轴329不转动，因此不能操作第二转向动力辅助器320。因此，第一转向动力辅助器310被设置以独立于驾驶员的转向意图来操作第二转向动力辅助器320。
第一转向动力辅助器310能够独立于驾驶员的转向意图来响应于来自控制器308的转向控制信号而进行操作，并且当第二输入信号被输入到控制器308时，第一转向动力辅助器310和第二转向动力辅助器320能够独立于驾驶员的转向意图来进行操作。
第一转向动力辅助器310可以被操作以执行附加功能，并且能够响应于来自位置传感器303、相机传感器304、距离传感器305、车速传感器306和车高传感器307的第二输入信号而进行操作。
另外，当控制器308响应于第二输入信号而向电机311发送转向输入信号时，第一转向动力辅助器310被操作，并且在该状态下，当向控制器308输入第一输入信号时，也就是说，当输入驾驶员的转向意图时，控制器向电机311发送反映驾驶员的转向意图的优先级的转向控制信号以进行转向，并且第一转向动力辅助器310被操作来遵循驾驶员的转向意图。
更详细地描述发送这样的第二输入信号的位置传感器303、相机传感器304、距离传感器305、车速传感器306和车高传感器307。位置传感器303例如使用GPS信息来感测车辆的位置，接收行驶道路的特性或车辆的行驶路线，并将所述特性或行驶路线发送到控制器308。
相机传感器304基于通过扫描而获得的图像数据来扫描车辆的周围，执行车道识别等，并且将结果发送到控制器308，使得车辆能够保持在当前车道中行驶或者能够自动停车。
例如可以是雷达或超声波传感器的距离传感器305通过发射雷达波束或超声波束并且然后识别反射波束的返回时间或位置来感测车辆周围是否存在障碍物或人，然后将感测结果发送到控制器308。
车速传感器306检测车辆的速度并将该速度发送到控制器308，车高传感器307感测从车辆的位置到路面的距离并且然后将该距离发送到控制器308。
当控制器308基于第一输入信号来生成转向控制信号并将第一输入信号发送到第一转向动力辅助器310的电机311时，第一转向动力辅助器310补充由驾驶员操作方向盘310的方向上的转向力。另外，当控制器308生成反映驾驶员的转向意图的优先级的转向控制信号并且将该转向控制信号发送到第一转向动力辅助器310的电机311时，第一转向动力辅助器310产生用于操作方向盘301的力，以独立于驾驶员的转向意图来控制车辆。
基于第二输入信号的转向控制信号可以包括用于执行以下功能的指令：用于利用位置传感器303、相机传感器304、距离传感器305、车速传感器306和车高传感器307中的任一个或者两个或更多个来辅助驾驶员的功能，也就是说，诸如自动停车、车道保持、拖车备用辅助、基于路面状况的驾驶辅助、转向振动衰减和自动驾驶控制这样的附加功能。
对于这些附加功能，自动停车是在不需要来自动驾驶员的操作的情况下将车辆停放在停车区域的功能，车道保持是通过甚至在没有由驾驶员进行转向的情况下识别车道来保持车道的功能，基于路面状况的驾驶辅助是即使路面倾斜或横向弯曲也能够防止车辆在任一方向上倾斜的功能。
另外，拖车备用辅助是以下功能：该功能使得驾驶员能够不通过转动方向盘301以通过转向轴381传送扭矩来直接使车辆转向，而是利用辅助器(例如，特定滚轮、按钮或控制器)来使车辆转向。
换句话说，当辅助器是特定的滚轮并且滚轮向右转动时，具有用于使车辆右转的转向信息的第二输入信号被输入到控制器308，控制器308向电机311发送与用于使车辆右转的转向信息对应的转向控制信号，第一转向动力辅助器310使转向轴381转动，并且转向力被传送到连接至转向轮381的第二转向动力辅助器320的输入轴329，从而利用第二转向动力辅助器320的操作来使车辆转向。
另外，作为使来自路面的振动衰减的功能，转向振动衰减通过感测来自路面的振动的频率并产生偏移频率来防止振动从路面通过转向轴381被传送到方向盘301。
根据附加功能，控制器308将基于第二输入信号的转向控制信号发送到电机311，以使第一转向动力辅助器310产生转向力，并且第二转向动力辅助器320的输入轴329根据转向力来转动，从而第二转向动力辅助器320使车辆转向。
响应于来自控制器308的转向控制信号，第一转向动力辅助器310应通过使转向轴381沿与驾驶员转动的方向盘301相同的方向转动来补充反映驾驶员的转向意图的转向力，或者独立于驾驶员的转向意图来产生转向力。
当反映了反映驾驶员的转向意图的第一转向动力辅助器310时，响应于来自扭矩传感器302的第一输入信号，将转向控制信号发送到电机311，并且电机311被操作并使转向轴381沿驾驶员的转向方向转动，从而补充由驾驶员施加的转向力。
另外，当第一转向动力辅助器310独立于驾驶员的转向意图来产生转向力时，响应于来自位置传感器303、相机传感器304、距离传感器305、车速传感器306和车高传感器307中的任一个的第二输入信号，向电机311发送转向控制信号，电机311被操作并且使转向轴381转动，从而产生转向力。
另外，当在独立于驾驶员的转向意图来操作第一转向动力辅助器310和第二转向动力辅助器320的同时向控制器308输入第一输入信号时，控制器308将反映驾驶员的转向意图的优先级的转向控制信号发送到电机311。
换句话说，当在第二转向动力辅助器320独立于驾驶员的转向意图而根据由第一转向动力辅助器310产生的转向力来操作的同时驾驶员转动方向盘并输入第一输入信号时，控制器308将反映驾驶员的转向意图的优先级的转向控制信号发送到电机311，因此第一转向动力辅助器310和第二转向动力辅助器320补充由驾驶员施加的转向力。
作为利用来自电机311的驱动力的电动转向动力辅助器，第一转向动力辅助器310响应于来自控制器308的转向控制信号来利用电力通过使转向轴381转动而产生转向力或者补充向前或向后转动的转向轴381的转向力。
第一转向动力辅助器310被设置在位于转向轴381的柱380与第二转向动力辅助器320之间的中间轴318上，并向第二转向动力辅助器320提供转向力。
中间轴318由连接至柱380的转向输入轴316和连接至第二转向动力辅助器320的转向输出轴317构成，在中间轴318中，转向输入轴316和转向输出轴317通过扭杆319彼此连接，扭矩传感器302被设置在转向输入轴316和转向输出轴317上，感测转向输入轴316和转向输出轴317的扭矩，并将该扭矩发送到控制器308。
如上所述，由于第一转向动力辅助器310的转向输入轴316和转向输出轴317通过扭杆319联接，并且设置有扭矩传感器302，因此当在独立于驾驶员的转向意图来控制车辆的同时驾驶员转动方向盘301时，扭矩传感器302感测驾驶员的转向意图，并且补充或产生反映驾驶员的转向意图的转向力，从而增加驾驶员的安全性。
参照图6，例如，第一转向动力辅助器310包括：减速器313，其包括可转动地连接至方向盘317的从动带轮314、连接至从动带轮314的带315和连接至带315以使从动带轮314转动的驱动带轮312；以及电机311，其响应于来自控制器308的转向控制信号而使驱动带轮312向前或向后操作。
为了使第一转向动力辅助器310利用来自电机311的驱动力来向中间轴318提供转向力，将针对转向轴381的适当转动而控制电机311的转数的减速器313安装在转向轴381上。
减速器313主要由安装在电机轴311a上的驱动带轮312、安装在转向输出轴317上的从动带轮314以及将驱动带轮312和从动带轮314彼此连接的带315组成，其中，通过带315连接的从动带轮314和转向输出轴317根据来自电机311的驱动力来操作，并且在根据传动比来减小速度的同时使中间轴318转动。
转向输出轴317穿过从动带轮314的中心来安装，以便一起转动，并且通过带315连接至从动带轮314的驱动带轮312根据来自电机311的驱动力而转动，并使从动带轮314和转向输出轴317转动，从而补充或产生转向力。
响应于来自控制器308的转向控制信号，电机311通过使驱动带轮312转动来使从动带轮314和转向输出轴317向前或向后转动，从而补充由驾驶员施加至方向盘301的转向力或代替由驾驶员施加至方向盘301的转向力而使输入轴329转动并且操作第二转向动力辅助器320。
驱动带轮312在外侧上具有与带315啮合的齿轮，并且驱动带轮312可以是要强有力地安装在电机轴311a上的中空体或者也可以被一体形成在电机轴311a的端部上。
例如，如图7所示，当驱动带轮312与电机轴311a一体形成时，与带315啮合的带轮传动装置312a被形成在电机轴311a上所形成的驱动带轮312的外侧上，因此带315与电机轴311a的带轮传动装置312a啮合。
另外，支承并防止驱动带轮312的两端分离的锁定突起315a被形成在带315的内侧的两端处，因此即使电机311向前和向后转动，也能够防止带315分离。
另外，从动带轮314在外侧上具有与带315啮合的带轮传动装置314a，并且转向输出轴317被强有力地安装在从动带轮314中。
另外，从动带轮314具有向内径向地突出以联接至转向输出轴317的联接部314b，因此能够将从动带轮314联接至转向输出轴317并且赋予带轮传动装置314a大的直径。另外，驱动带轮312和从动带轮314的减速比增大，因此转向输出轴317输出大扭矩。
也就是说，为了使从动带轮314的直径大于驱动带轮312的直径并实现期望的传动比，径向突出的联接部314b被形成在从动带轮314的内侧上。
另外，锁定突起317a被形成在转向输出轴317的外侧部的一侧处，并且插入槽314c被形成在联接部314b的内侧部的一侧处，因此锁定突起317a被插入到插入槽314c中。
也就是说，锁定突起317a被形成在转向输出轴317处并且插入槽314c被形成在从动带轮314处，并且锁定突起317a被插入到插入槽314c中，因此从动带轮314联接至转向输出轴317并使转向输出轴317转动。
转向输出轴317和从动带轮314能够例如彼此强有力地配合，然后锁定突起317a被插入到插入槽314c中，因此转向输出轴317和从动带轮314能够稳定地组合。
另选地，转向输出轴317和从动带轮314可以一体形成，其中，联接部314可以在转向输出轴317的一侧上向外径向地突出，并且带轮传动装置314a可以被形成在联接部314b的突出端以与带315啮合。
还可以设置覆盖带315、转向输出轴317和扭矩传感器302的带壳体345。带壳体345在其中接纳带315、转向输出轴317和扭矩传感器302，并通过第一轴承341和第二轴承342与转向输出轴317组合。
带壳体345从外部覆盖并保护带315、转向输出轴317和扭矩传感器302，并防止灰尘进入内部。
带壳体345可以在与带315对应的位置处具有孔345b，以能够在组装装置时或者在使用装置达预定时间之后测量带315的张力，并且可以在测量张力之后用可拆卸的插塞370来覆盖孔345b。
第一轴承341是例如球轴承，并且抵抗转向输出轴317的轴向和径向载荷。
第一轴承341的内圈在第一侧由从转向输出轴317向外径向地突出的第一突起317b支承，并且在第二侧由用螺纹固定至转向输出轴317的锁定螺母支承。
第一轴承341的外圈在第一侧由从带壳体345向内径向地突出的第二突起345a支承，并且在第二侧由用螺纹固定至带壳体345的开口端的锁定螺钉372支承。
锁定螺钉372被螺纹固定在带壳体345中并支承第一轴承341的外圈的第一侧，并且具有强有力地安装在其第二侧中的第一密封件373，从而防止灰尘或水进入带壳体345中。
第一密封件373被设置在锁定螺钉372的第二侧的内侧与转向输出轴317之间，从而防止灰尘或水进入带壳体345中。
第二轴承342是例如滚针轴承，并且抵抗转向输出轴317的径向载荷，因此转向输出轴317稳定地保持在带壳体345中。
联接有电机311的盖壳体347还可以被设置在带壳体345的一侧上，并且通过紧固件349联接至带壳体345。
由于设置了盖壳体347，因此电机311能够联接至带壳体345，并且通过其联接转向输出轴316的带壳体345的开口被气密地封闭。
盖壳体347在与带壳体345相对的一侧上具有第二密封件374，从而防止灰尘或水进入盖壳体347中。
第三轴承343也被设置在转向输入轴316与转向输出轴317之间，因此第三轴承343抵抗转向输入轴316与转向输出轴317之间的径向载荷。第三轴承343可以是滚针轴承。
第三轴承343支承转向输入轴316与转向输出轴317之间的转动方向上的运动，并且第三轴承343抵抗在转向输入轴316与转向输出轴317之间产生了扭矩并且扭转了扭杆319时转向输入轴316与转向输出轴317之间的径向载荷。
根据第一转向动力辅助器310的另一实施方式，如图8所示，第一转向动力辅助器310包括：减速器313，其包括可转动地安装在转向输出轴317上的蜗轮368和与蜗轮368啮合以使安装在转向输出轴317上的蜗轮368转动的蜗轴369；以及电机311，其响应于来自控制器308的转向控制信号而使蜗轴369向前或向后转动。
为了使第一转向动力辅助器310利用来自电机311的驱动力来使转向输出轴317转动，将针对转向输出轴317的适当转动而控制电机311的转数的减速器313安装在转向输出轴317上。
根据减速器313，蜗轴369和蜗轮368根据来自电机311的驱动力而转动，并在根据传动比来减小速度的同时使转向输出轴317转动。
转向输出轴317穿过蜗轮368的中心来安装以与蜗轮368一起转动，并且与蜗轮368啮合的蜗轴369根据来自电机311的驱动力而转动并使蜗轮368转动，从而补充转向轴381的转向力或产生转向力。
电机311响应于来自控制器308的转向控制信号而使蜗轴369向前或向后转动，从而补充由驾驶员施加至方向盘301的转向力或代替由驾驶员施加至方向盘301的转向力而使输入轴329转动并且操作第二转向动力辅助器320。
作为具有根据输入轴329的转动方向而切换的通道的液压转向动力辅助器，第二转向动力辅助器320根据工作流体的液压来补充由驾驶员施加的转向力。
参照图9，第二转向动力辅助器320例如根据输入轴329的向前或向后的转动而通过利用工作流体的液压使变速箱325的扇形轴351向前或向后转动来补充转向力。
第二转向动力辅助器320是利用来自油泵323的液压的液压转向动力辅助器，在该第二转向动力辅助器320中，螺母337根据工作流体的液压而通过沿一个方向或另一方向滑动来使扇形轴351转动，从而辅助由驾驶员施加的转向力。
根据第二转向动力辅助器320，当输入轴329联接至转向输出轴317时，通过滚珠螺杆扭杆331联接至输入轴329的滚珠螺杆335转动，并且通过滚珠安装在滚珠螺杆335上的螺母337转动，从而使扇形轴351转动。
滚珠螺杆335在外侧上具有螺旋槽，插入有滚珠螺杆335的螺母337在内侧上具有与滚珠螺杆335的螺旋槽对应的螺旋槽，并且滚珠被插入到螺旋槽中。
螺母337在外侧上具有齿轮齿337a，以驱动具有与齿轮齿337a啮合的齿轮齿351a的扇形轴351。
扇形轴351联接至连杆臂360，因此当使扇形轴351转动时，系杆或转向节通过联接至连杆臂360的第二端的链接来操作，从而使车轮309转向。
当使输入轴329转动时，工作流体通过包围输入轴329的阀体333的工作流体孔流入到变速箱壳体339的第一缸体355或第二缸体353中，并且螺母337根据工作流体的液压而沿一个方向或另一方向滑动，因此补充了输入轴329和滚珠螺杆335的扭矩，即转向动力。
根据输入轴329的转动方向来切换由阀体333的工作流体孔形成的用于工作流体的通道，因此工作流体流入到第一缸体353或第二缸体355中，以使扇形轴351与输入轴329的转动方向相对应地转动，并且使滚珠螺杆335根据工作流体的液压来转动，从而操作螺母337。
参照示出另一实施方式的图10，第二转向动力辅助器320根据转向轴381的向前或向后转动而通过利用工作流体的液压使齿杆362向前或向后滑动来补充转向力。
第二转向动力辅助器320主要包括：小齿轮阀组件361，其连接至输入轴329；以及齿杆362，其向左和向右都延伸并连接至车轮309，以能够在操作小齿轮阀组件361时直接操作车轮308。
在一侧连接至油泵323的小齿轮阀组件361被设置在输入轴329上，并且控制从油泵323提供的油。
根据通过输入轴329传送的扭矩来转动并且在端部的外侧具有齿的小齿轮(未示出)被设置在小齿轮阀组件361中，并且与小齿轮阀组件361一体形成并向两侧延伸的齿条壳体363被设置在小齿轮阀组件361的下部的外侧上。
缸筒365被强有力地安装在齿条壳体363的一侧中。缸筒365是提供通过小齿轮阀组件361提供的油能够流动并且在两侧敞开的空间的中空筒，油封367被设置在敞开的两侧中。
具有与小齿轮啮合的齿条传动装置的齿杆362被设置在齿条壳体363的一侧。
齿杆362在齿条壳体363中轴向地移动，并且具有与小齿轮啮合的齿条传动装置。另外，齿杆362的左侧和右侧通过与其中插入有使车轮309转向的滚珠的滚珠壳体组合的内球形接头来连接至系杆。
能够在缸筒365内滑动并与缸筒365的内侧紧密接触的活塞364被设置在齿杆362的一侧。活塞364位于连接至小齿轮阀组件361的两个液压管之间，以根据通过小齿轮阀组件361提供的液压来进行操作。
根据具有上述配置和结构的实施方式，由于该转向装置包括电动转向动力辅助器，即使驾驶员没有直接进行转向，该电动转向动力辅助器也能使液压转向动力辅助器的输入轴旋转，所以甚至在与小汽车相比需要相对较大的转向力的卡车或公共汽车中也能够使用独立于驾驶员的转向意图来控制车辆的诸如自动停车、车道保持、拖车备用辅助、基于路面状况的驾驶辅助、转向振动衰减和自动驾驶控制这样的附加功能。因此，能够提高驾驶员的便利性。
另外，根据本公开的实施方式，能够通过以下方式来增加驾驶员的安全性：独立于驾驶员的转向意图来控制车辆，并且利用电动转向动力辅助器中的扭杆和感测驾驶员的转向意图的扭矩传感器来在驾驶员转动方向盘时补充或产生反映驾驶员的转向意图的转向力。
尽管构成本公开的实施方式的所有元件已经在上文中被描述为组合成单个单元或组合以作为单个单元进行操作，但是本公开不必限于这样的实施方式。也就是说，在不脱离本公开的范围的情况下，所有结构元件的至少两个元件可以选择性地接合和操作。
仅仅出于阐明本公开的技术构思的目的而描述了上述实施方式，并且本领域技术人员将理解，可以在不脱离本公开的范围和精神的情况下进行各种修改和改变。因此，本公开的实施方式不旨在限制而是旨在例示本发明的技术构思，并且本公开的技术构思的范围不受实施方式的限制。本公开的范围应按照包括在等同于权利要求的范围内的所有技术构思都属于本公开这样的方式并基于所附的权利要求来解释。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年10月25日提交的韩国专利申请第10-2016-0139115号的优先权，出于所有目的，将其通过引用并入本文中，如同在本文中充分阐述一般。

Claims (20)

1.一种用于车辆的转向装置，该转向装置包括：
控制器，所述控制器被配置为基于来自被配置为感测转向轴的扭矩的扭矩传感器的第一输入信号以及来自位置传感器、相机传感器、距离传感器、车速传感器和车高传感器中的任一个的第二输入信号来发送转向控制信号；
第一转向动力辅助器，所述第一转向动力辅助器被配置为响应于来自所述控制器的所述转向控制信号，利用电力来通过使所述转向轴转动而产生转向力或者补充向前或向后转动的所述转向轴的转向力；以及
第二转向动力辅助器，所述第二转向动力辅助器被配置为根据所述转向轴的向前或向后转动来切换用于工作流体的通道，并且通过利用所述工作流体的液压来操作系杆或转向节而使车轮转向。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其中，所述第一转向动力辅助器包括：
减速器，所述减速器包括能转动地连接至所述转向轴的从动带轮、连接至所述从动带轮的带和连接至所述带以使所述从动带轮转动的驱动带轮；以及
电机，所述电机响应于来自所述控制器的所述转向控制信号而使所述驱动带轮向前或向后转动。
3.根据权利要求2所述的转向装置，其中，所述驱动带轮被一体形成在所述电机的电机轴的端部的外侧上。
4.根据权利要求3所述的转向装置，其中，所述驱动带轮在外侧上具有与所述带啮合的带轮齿轮。
5.根据权利要求4所述的转向装置，其中，在所述带的内侧的两端处形成有支承并防止所述驱动带轮的两端分离的锁定突起。
6.根据权利要求2所述的转向装置，其中，在所述第一转向动力辅助器中，连接至柱的转向输入轴和连接至所述第二转向动力辅助器的转向输出轴通过扭杆彼此连接，并且
所述扭矩传感器被设置在所述转向输入轴和所述转向输出轴上，并且感测所述转向输入轴和所述转向输出轴的扭矩并将所述扭矩发送到所述控制器。
7.根据权利要求6所述的转向装置，其中，当在独立于驾驶员的转向意图来操作所述第一转向动力辅助器和所述第二转向动力辅助器的同时将所述第一输入信号输入到所述控制器时，所述控制器向所述电机发送反映所述驾驶员的转向意图的优先级的转向控制信号，以操作所述第一转向动力辅助器和所述第二转向动力辅助器。
8.根据权利要求6所述的转向装置，其中，所述从动带轮在外侧上具有与所述带啮合的带轮齿轮，并且所述转向输出轴被安装在所述从动带轮的内侧上以便一起转动。
9.根据权利要求8所述的转向装置，其中，所述从动带轮具有联接部，所述联接部向内径向地突出以联接至所述转向输出轴。
10.根据权利要求9所述的转向装置，其中，在所述转向输出轴的外侧部的一侧处形成有锁定突起，并且在所述联接部的内侧部的一侧处形成有被插入有所述锁定突起的插入槽。
11.根据权利要求9所述的转向装置，其中，所述从动带轮与所述转向输出轴一体形成。
12.根据权利要求6所述的转向装置，该转向装置还包括：带壳体，所述带壳体被配置为在其中接纳所述带、所述转向输出轴和所述扭矩传感器，并且通过第一轴承和第二轴承来与所述转向输出轴组合。
13.根据权利要求12所述的转向装置，该转向装置还包括：盖壳体，所述盖壳体通过紧固件联接至所述带壳体，并且在一侧上联接至所述电机。
14.根据权利要求13所述的转向装置，其中，通过所述带壳体来形成孔，以能够测量所述带的张力，并且所述孔被能拆卸的插塞覆盖。
15.根据权利要求6所述的转向装置，其中，在所述转向输入轴与所述转向输出轴之间设置有第三轴承。
16.根据权利要求1所述的转向装置，其中，所述第一转向动力辅助器包括：
减速器，所述减速器包括能转动地安装在所述转向轴上的蜗轮以及与所述蜗轮啮合以使安装在所述转向轴上的所述蜗轮转动的蜗轴；以及
电机，所述电机响应于来自所述控制器的所述转向控制信号而使所述蜗轴向前或向后转动。
17.根据权利要求16所述的转向装置，其中，在所述第一转向动力辅助器中，连接至柱的转向输入轴和连接至所述第二转向动力辅助器的转向输出轴通过扭杆彼此连接，并且
所述扭矩传感器被设置在所述转向输入轴和所述转向输出轴上，并且感测所述转向输入轴和所述转向输出轴的扭矩并将所述扭矩发送到所述控制器。
18.根据权利要求17所述的转向装置，其中，当所述第一输入信号和第二输入信号被同时输入到所述控制器时，所述控制器响应于所述第一输入信号而向所述电机发送转向控制信号。
19.根据权利要求1所述的转向装置，其中，所述第二转向动力辅助器根据所述转向轴的向前或向后转动，通过利用工作流体的液压而使变速箱的扇形轴向前或向后转动来补充转向力。
20.根据权利要求1所述的转向装置，其中，所述第二转向动力辅助器根据所述转向轴的向前或向后转动，通过利用工作流体的液压而使齿杆向前或向后滑动来补充转向力。
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