專利名稱：車輛轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有鎖止機(jī)構(gòu)的車輛轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
已知一種具有鎖止機(jī)構(gòu)的車輛轉(zhuǎn)向裝置，包括一個相對于方向盤的轉(zhuǎn)向量改變轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)動量并設(shè)置在與方向盤相連的轉(zhuǎn)向軸上的可變傳動比裝置；以及一個限制可變傳動比裝置的輸入軸和輸出軸的相對轉(zhuǎn)動的鎖止機(jī)構(gòu)。這種具有鎖止機(jī)構(gòu)的車輛轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)施例公開在公開號為2001-48032的日本專利公開中。鎖止機(jī)構(gòu)包括一個設(shè)置在安裝在可變傳動比裝置中的電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)的鎖止固定器；和一個設(shè)置在電機(jī)的定子側(cè)的鎖止臂。鎖止機(jī)構(gòu)通過鎖止臂與成形于鎖止固定器的外緣表面的齒狀部分嚙合而嚙合。
在該裝置中，如果鎖止固定器的齒狀部分的開口寬度很小，那么存在鎖止機(jī)構(gòu)不能被嚙合的可能性。例如，在鎖止機(jī)構(gòu)當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時嚙合的情況下，如果齒狀部分不在鎖止臂嚙合的位置，則鎖止機(jī)構(gòu)不被適當(dāng)?shù)貒Ш稀?br> 為了解決這一問題，可以想到的是使齒狀部分的開口寬度變大。然而，如果齒狀部分變寬，當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)嚙合時鎖止臂和鎖止固定器之間存在大的間隙。因此，不可能精確地檢測鎖止固定器和鎖止臂之間的位置關(guān)系，并且因此不可能適當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)向。例如，在鎖止機(jī)構(gòu)當(dāng)車輛停止時嚙合，然后鎖止機(jī)構(gòu)被脫離從而起動車輛的情況下，車輛起動時電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置可能從車輛停止時的轉(zhuǎn)動位置被移動。在這種情況下，存在轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置不能被確定的可能性，這使適當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)向變得困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種能適當(dāng)?shù)目刂妻D(zhuǎn)向的車輛轉(zhuǎn)向裝置。
本發(fā)明的第一方面涉及一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括可變傳動比裝置、轉(zhuǎn)動檢測裝置和鎖止機(jī)構(gòu)?？勺儌鲃颖妊b置包括一個與方向盤側(cè)相連的輸入軸和一個與轉(zhuǎn)向車輪側(cè)相連的輸出軸。可變傳動比裝置通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動改變輸入到輸入軸的轉(zhuǎn)向角和輸出到輸出軸的轉(zhuǎn)動角之間的比。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動檢測裝置重復(fù)輸出依據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)動而不同的一系列預(yù)定數(shù)目的信號，因而檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置。在鎖止機(jī)構(gòu)中，多個齒狀部分成形于隨電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸一起轉(zhuǎn)動的鎖止固定器的外緣部分，并且一個安裝于電機(jī)的定子側(cè)的嚙合部件被插入齒狀部分之一從而限制輸入軸和輸出軸的相對轉(zhuǎn)動。進(jìn)一步地，當(dāng)嚙合部件被插入齒狀部分時，嚙合部件和齒狀部分之間的間隙角小于電機(jī)的第一轉(zhuǎn)動角，該轉(zhuǎn)動角對于輸出所有預(yù)定數(shù)目的不同信號是必要的。
依據(jù)車輛轉(zhuǎn)向裝置，當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)通過將嚙合部件插入齒狀部分而嚙合，間隙角小于電機(jī)的第一轉(zhuǎn)動角，該轉(zhuǎn)動角對于輸出所有預(yù)定數(shù)目的信號是必要的。因此，即使當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)嚙合時由于嚙合部件和齒狀部分之間的間隙而引起電機(jī)轉(zhuǎn)動，也能避免轉(zhuǎn)動檢測裝置在不同的轉(zhuǎn)動位置輸出相同的信號。因此，電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置可基于轉(zhuǎn)動檢測裝置的輸出而被檢測，這使適當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)向成為可能。
在車輛轉(zhuǎn)向裝置中，優(yōu)選的是，間隙角應(yīng)小于電機(jī)的第二轉(zhuǎn)動角，該轉(zhuǎn)動角對于輸出數(shù)目比預(yù)定數(shù)目少一的不同信號是必要的。
依據(jù)這樣構(gòu)造的車輛轉(zhuǎn)向裝置，間隙角小于電機(jī)的第二轉(zhuǎn)動角，該轉(zhuǎn)動角對于輸出數(shù)目比預(yù)定數(shù)目少一的不同信號是必要的。因此，即使鎖止固定器安裝于相對于電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置的任意位置，當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)嚙合時可防止轉(zhuǎn)動檢測裝置在電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的不同轉(zhuǎn)動位置輸出相同的信號。因此，安裝鎖止固定器變得很容易，這將提高生產(chǎn)力。
對于輸出每個信號是必要的的電機(jī)的第三轉(zhuǎn)動角可以相同。進(jìn)一步地，第三轉(zhuǎn)動角可以為15度。
成形在相鄰的齒狀部分之間的突起部分的寬度可以等于或大于等價于第三轉(zhuǎn)動角的寬度。
當(dāng)?shù)扔诨虼笥陬A(yù)定值的力矩作用在鎖止固定器時，鎖止固定器和轉(zhuǎn)動軸可相互轉(zhuǎn)動。
轉(zhuǎn)動檢測裝置可包括多個安裝在轉(zhuǎn)動軸側(cè)并和轉(zhuǎn)動軸整體轉(zhuǎn)動的磁鐵，以及多個設(shè)置在多個磁鐵的外緣并檢測多個磁鐵的磁場方向的檢測器。進(jìn)一步地，多個檢測器可沿寬度方向安置在磁鐵之一的一個磁極的寬度內(nèi)。


本發(fā)明上述和下述的目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合附圖從優(yōu)選實(shí)施例的描述中變得清楚，其中相同的數(shù)字代表相同的部件。其中圖1為表示依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的車輛轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為描述圖1所示的車輛轉(zhuǎn)向裝置中的鎖止機(jī)構(gòu)的簡圖；圖3為描述圖1所示的車輛轉(zhuǎn)向裝置中的轉(zhuǎn)向角傳感器的簡圖；圖4為描述圖1所示的車輛轉(zhuǎn)向裝置中的轉(zhuǎn)向角傳感器檢測出的輸出模式的圖表；圖5為圖2所示的鎖止機(jī)構(gòu)的放大圖；圖6為描述為圖5所示鎖止固定器的修改實(shí)施例的鎖止固定器的齒狀部分的開口角的圖表；
圖7為描述圖6所示的鎖止固定器的齒狀部分的開口角的圖表；并且圖8為圖5所示的鎖止固定器的齒狀部分的開口角的圖表。
具體實(shí)施例方式
下面將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。如圖，同樣的部件用同樣的參考數(shù)字表示，并且其重復(fù)的描述將被省略。
圖1為表示依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的車輛轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖1所示，在車輛轉(zhuǎn)向裝置1中，可變傳動比裝置4設(shè)置在將方向盤2的轉(zhuǎn)向力傳送到轉(zhuǎn)向車輪3的轉(zhuǎn)向力傳送系統(tǒng)中?？勺儌鲃颖妊b置4改變方向盤2的轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向車輪3的轉(zhuǎn)動角之間的轉(zhuǎn)向比?？勺儌鲃颖妊b置4的輸入軸5與方向盤2相連?？勺儌鲃颖妊b置4的輸出軸6通過由齒條一齒輪或類似物所組成的齒輪裝置7與轉(zhuǎn)向車輪3相連。齒輪裝置7移動轉(zhuǎn)向橫拉桿8從而通過接收輸出軸6的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向車輪3。
轉(zhuǎn)向角傳感器10設(shè)置在輸入軸5上。轉(zhuǎn)向角傳感器10用作轉(zhuǎn)向角檢測裝置用于基于輸入軸5的轉(zhuǎn)動狀態(tài)來檢測方向盤2的轉(zhuǎn)向角。
可變傳動比裝置4中包含一個電機(jī)30、一個減速器40和一個鎖止機(jī)構(gòu)50。電機(jī)30通過受到來自轉(zhuǎn)向控制器20的驅(qū)動控制信號而被驅(qū)動。電機(jī)30的定子31安裝在可變傳動比裝置4的外殼4a上。電機(jī)30的轉(zhuǎn)子32通過減速器40與輸出軸6相連。減速器40是減小輸入到電機(jī)30的轉(zhuǎn)動角從而向輸出軸6輸出轉(zhuǎn)動角的減速裝置。減速器40的輸出角被傳動到輸出軸6。同樣，轉(zhuǎn)向力通過外殼4a傳到輸出軸6。例如，可使用行星齒輪裝置作為減速器40。
轉(zhuǎn)動傳感器21也設(shè)置在可變傳動比裝置4中。轉(zhuǎn)動傳感器21用作轉(zhuǎn)動檢測裝置用于檢測電機(jī)30的轉(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動位置。
轉(zhuǎn)向控制器20接收來自轉(zhuǎn)向角傳感器10和轉(zhuǎn)動傳感器21的檢測信號。轉(zhuǎn)向控制器20控制整個車輛轉(zhuǎn)向裝置1。例如，轉(zhuǎn)向控制器20包括一個中央處理器、可讀存儲器、隨機(jī)存儲器、一個輸入信號電路、一個輸出信號電路、一個電源電路以及類似物。轉(zhuǎn)向控制器20也接收一個來自安裝在車輛內(nèi)的車速傳感器22的檢測信號。根據(jù)來自轉(zhuǎn)向角傳感器10、車速傳感器22以及類似的檢測信號，轉(zhuǎn)向控制器20向可變傳動比裝置4輸出驅(qū)動信號從而調(diào)整轉(zhuǎn)向比，因而控制轉(zhuǎn)向。
圖2是鎖止機(jī)構(gòu)50的截面圖。
圖2所示的鎖止機(jī)構(gòu)50限制可變傳動比裝置4的輸入軸5和輸出軸6的相對轉(zhuǎn)動。如圖2所示，鎖止機(jī)構(gòu)50包括鎖止固定器51和鎖止臂52。鎖止固定器51安裝在電機(jī)30的轉(zhuǎn)子32側(cè)。
例如，鎖止固定器51安裝在電機(jī)30的轉(zhuǎn)動軸33上，并由于轉(zhuǎn)子32的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。優(yōu)選的是，在轉(zhuǎn)動軸33上不完全地固定鎖止固定器51從而當(dāng)?shù)扔诨虼笥陬A(yù)定值的力矩作用于鎖止固定器51上時鎖止固定器51可關(guān)于轉(zhuǎn)動軸33轉(zhuǎn)動。當(dāng)鎖止固定器51以這種方式安裝在轉(zhuǎn)動軸33上，鎖止固定器51固定在轉(zhuǎn)動軸33上的部分可用作力矩限制器，并且即使當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)嚙合時等于或大于預(yù)定值的力矩作用于鎖止固定器51，可避免鎖止固定器51、鎖止臂52和其它部件被破壞。
鎖止固定器51的外緣以多個齒狀部分51a和突起部分51b-1至51b-4(在本典型實(shí)施例中每個部分有四個)而形成。四個齒狀部分51a都具有相同的形狀(寬度和深度)并彼此等距形成。從齒狀部分51a中突出的四個突起部分51b-1至51b-4也都具有相同的形狀(寬度和高度)并彼此等距形成。
嚙合部件鎖止臂52被構(gòu)造以能夠移近和遠(yuǎn)離鎖止固定器51。因?yàn)殒i止臂52可移近鎖止固定器51，鎖止臂52可與鎖止固定器51的齒狀部分51a之一嚙合。鎖止臂52安裝在電機(jī)30的定子31側(cè)。在本實(shí)施例中，鎖止臂52安裝在安裝定子31的外殼4a上。
鉤形嚙合部分52a在鎖止臂52的尖端成形。銷52b設(shè)置在鎖止臂52中的中間位置。鎖止臂可關(guān)于銷52b旋轉(zhuǎn)。同樣，螺線管52c安裝到相對于嚙合部分52a的一側(cè)的鎖止臂52的基座。當(dāng)螺線管52c工作，鎖止臂52的基座端被移動從而旋轉(zhuǎn)鎖止臂52。這樣，嚙合部分52a被插入齒狀部分51a之一中從而鎖止臂52與鎖止固定器51嚙合，這使鎖止機(jī)構(gòu)50進(jìn)入嚙合狀態(tài)。
圖3為表示轉(zhuǎn)動傳感器21結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖3所示，轉(zhuǎn)動傳感器21包括一個與電機(jī)30的轉(zhuǎn)動軸33整體轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子部分25，以及一個設(shè)在轉(zhuǎn)子部分25的外緣的檢測部分26。轉(zhuǎn)子部分25為環(huán)形，并安裝在轉(zhuǎn)動軸33上從而與轉(zhuǎn)動軸33整體轉(zhuǎn)動。例如，磁鐵可被排列以使磁鐵的八個磁極25a沿周向在轉(zhuǎn)子部分25內(nèi)。轉(zhuǎn)動傳感器21的轉(zhuǎn)子部分25和鎖止機(jī)構(gòu)50的鎖止固定器51通過轉(zhuǎn)動軸33整體轉(zhuǎn)動并且通常不關(guān)于彼此轉(zhuǎn)動。
磁極25a被提供從而當(dāng)轉(zhuǎn)子部分25轉(zhuǎn)動時朝著檢測部分26交替產(chǎn)生不同的磁場，例如不同方向的磁場。這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子部分25與轉(zhuǎn)動軸33一起轉(zhuǎn)動時，檢測部分26周圍的磁場變化。如果八個磁極25a構(gòu)成轉(zhuǎn)子部分25，磁場變化的周期為90度轉(zhuǎn)動角。
檢測部分26根據(jù)磁場變化來檢測轉(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動位置。例如，檢測部分包括三個磁性傳感器26a至26c。磁性傳感器26a至26c設(shè)在轉(zhuǎn)子部分25的圓周方向。每個磁性傳感器26a至26c與轉(zhuǎn)向控制器20相連(參見圖1)。磁性傳感器26a至26c被排列在轉(zhuǎn)子部分11的外圍從而相鄰的磁性傳感器(如26a、26b)的中心之間的間隔相當(dāng)于一個磁極25a的外緣部分的三分之一。
因此，轉(zhuǎn)子部分25以相當(dāng)于磁極25a的寬度的三分之一的角度轉(zhuǎn)動而檢測部分26的輸出改變。因此，轉(zhuǎn)動軸33每轉(zhuǎn)動15度(即，360/(8×3)度)，檢測部分26的輸出改變，這使轉(zhuǎn)動傳感器21以15度的分辨率檢測轉(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動角(轉(zhuǎn)動位置)成為可能。
圖4是特別說明轉(zhuǎn)動傳感器21的檢測信號的圖表。
如圖4所示，轉(zhuǎn)動傳感器21依次輸出按不同輸出模式的預(yù)定數(shù)目的檢測信號，例如以重復(fù)的方式輸出六種不同的輸出模式。在圖3中，當(dāng)磁極25a面向所有的磁性傳感器26a至26c，所有的從磁性傳感器26a至26c的輸出都是相同的，例如，HIGH(圖4中輸出模式1)。當(dāng)轉(zhuǎn)子部分25沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，一個臨近的磁極25a移近傳感器26a。因此，只有傳感器26a的輸出變?yōu)長OW(輸出模式2)。當(dāng)轉(zhuǎn)動部分25進(jìn)一步轉(zhuǎn)動時，來自傳感器26b和傳感器26c的輸出依次變?yōu)長OW(輸出模式3和4)。
當(dāng)轉(zhuǎn)子部分25進(jìn)一步轉(zhuǎn)動時，來自磁性傳感器26a至26c的輸出改變，并且檢測部分26的輸出模式變化到輸出模式5，然后變到圖4中的輸出模式6。當(dāng)轉(zhuǎn)子部分25進(jìn)一步轉(zhuǎn)動，檢測部分26的輸出模式回到輸出模式1，然后按次序變化到輸出模式2、3等等。
輸出模式從輸出模式1變化到輸出模式6的周期取決于轉(zhuǎn)子部分25的磁極25a設(shè)置的狀態(tài)。如圖3所示，當(dāng)兩個磁極25a，即南極和北極，被排列從而它們一起占有轉(zhuǎn)子部分25的對應(yīng)整個圓周90度的圓周區(qū)域時，對于轉(zhuǎn)子部分25每轉(zhuǎn)動90度，檢測部分26的輸出模式的變化為一個周期。即，當(dāng)電機(jī)30轉(zhuǎn)動360度檢測部分26多次輸出一系列預(yù)定數(shù)目的不同信號。在本實(shí)施例中，當(dāng)電機(jī)30轉(zhuǎn)動360度，檢測部分26四次輸出輸出模式1至輸出模式6。
下面將描述鎖止機(jī)構(gòu)50的安裝。
如圖2所示，鎖止機(jī)構(gòu)50安裝有插在鎖止固定器51的齒狀部分51a之一的鎖止臂52。安裝后，關(guān)于鎖止固定器51和鎖止臂52之間的位置關(guān)系的數(shù)據(jù)被初始化，并且可確定鎖止臂52位于突起部分51b-1、51b-2、51b-3和51b-4中的哪個突起部分之中，或鎖止臂52位于四個齒狀部分51a的哪一個。轉(zhuǎn)向控制器20儲存所確定的鎖止臂52的位置。
初始化之后，在控制中，轉(zhuǎn)動傳感器21不斷監(jiān)控轉(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動位置。例如，轉(zhuǎn)向控制器20儲存了轉(zhuǎn)動軸33沿順時針方向或逆時針方向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動角。這樣，當(dāng)鎖止臂52進(jìn)入齒狀部分51a之一時，可檢測出鎖止臂52位于四個齒狀部分51a的哪一個。
如上所述，可確定當(dāng)控制開始時鎖止臂52位于四個齒狀部分51a的哪一個。此外，當(dāng)控制完成時可根據(jù)傳感器信號確定鎖止臂52位于四個齒狀部分51a的哪一個。因此，當(dāng)控制重新開始時，轉(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動位置可被確定。這樣，車輛轉(zhuǎn)向裝置的控制連續(xù)性和精確性可保持在很高水平。
例如，如圖5(鎖止機(jī)構(gòu)50的放大圖)所示，當(dāng)控制完成時鎖止臂52可被放置在突起部分51a-1、51a-2之間的相應(yīng)于檢測部分26的輸出模式3的位置，并且當(dāng)控制開始時檢測部分26的輸出模式可以為輸出模式5。在這種情況下，因?yàn)殒i止臂52不能超出突起部分51b-1、51b-2的范圍移動，當(dāng)控制開始時可以確定鎖止臂52位于在突起部分51b-1、51b-2之間相應(yīng)于輸出模式5的位置。
當(dāng)控制完成時，可以通過預(yù)先確定把脫離齒狀部分51b的嚙合部分52a移動到脫離齒狀部分51b所需要的時間來確定在突起部分經(jīng)過嚙合部件52a之后，何時鎖止臂52的嚙合部分52a被移進(jìn)齒狀部分51a。換句話說，嚙合部分52a移動到突起部分，并能夠移動到齒狀部分51a。因此，可確定當(dāng)控制完成時鎖止臂52位于四個齒狀部分51a的哪一個。例如，在電機(jī)30沿順時針方向轉(zhuǎn)動，并且當(dāng)突起部分51b-2經(jīng)過嚙合部分52b后預(yù)定時間結(jié)束時，或當(dāng)突起部分51b-2經(jīng)過嚙合部分52a之后輸出模式變?yōu)檩敵瞿Ｊ?、4或3時，鎖止臂52被旋轉(zhuǎn)以致移動到齒狀部分51a的情況下，可以確定鎖止臂52位于突起部分51b-1、51b-2之間。
如圖5所示，鎖止固定器51的齒狀部分51a的沿周向的開口寬度被成形以致大于每個突起部分51b-1至51b-4的寬度。優(yōu)選地，齒狀部分51a的開口寬度被成形以致等于或大于兩倍的每個突起部分51b-1至51b-4的寬度。齒狀部分51a的開口寬度被成形以致大于鎖止臂52的嚙合部分52a的寬度。這樣，鎖止臂52的嚙合部分52a更容易被插入齒狀部分51a。即使當(dāng)方向盤被操作時，鎖止臂52可以可靠地與鎖止固定器51嚙合從而鎖止機(jī)構(gòu)50嚙合。
當(dāng)鎖止臂52的嚙合部分52a被插入齒狀部分51a時，鎖止臂52和齒狀部分51a之間的間隙角θ1被設(shè)置為小于電機(jī)30的轉(zhuǎn)動角θ2，該轉(zhuǎn)動角對于輸出所有6個不同模式的檢測信號是必要的。在圖5中，在鎖止固定器51的外緣以參考數(shù)字1至6表示的位置分別相應(yīng)于轉(zhuǎn)動傳感器21的輸出模式1至6。例如，轉(zhuǎn)動傳感器21輸出相應(yīng)于鎖止臂52與嚙合部分52a的嚙合位置的輸出模式。
鎖止臂52的嚙合部分52a和齒狀部分51a之間的間隙角θ1小于突起部分51b-1至51b-4中以一個突起部分的厚度和嚙合部分52a的厚度而彼此相鄰的兩個部分之間的90度角。圖5中，間隙角θ1大約為70度，而轉(zhuǎn)動角θ2為90度。換句話說，間隙角θ1被設(shè)置為小于轉(zhuǎn)動角θ2。
以這種方式設(shè)置間隙角θ1，即使當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50被嚙合時電機(jī)30由于鎖止臂52和齒狀部分51a之間的間隙而轉(zhuǎn)動，也可避免轉(zhuǎn)動傳感器21在不同的轉(zhuǎn)動位置輸出相同的檢測信號。
例如，因?yàn)殒i止臂52和齒狀部分51a之間存在間隙，電機(jī)30可同與齒狀部分51a嚙合的嚙合部分52a一起轉(zhuǎn)動，這會改變轉(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動位置。當(dāng)車輛其后或在其它情況起動時，轉(zhuǎn)動傳感器21的輸出改變。然而，因?yàn)榧词乖陔姍C(jī)30轉(zhuǎn)動時也可避免轉(zhuǎn)動傳感器21在不同的轉(zhuǎn)動位置輸出相同的檢測信號，所以可根據(jù)轉(zhuǎn)動傳感器21的輸出確定轉(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動位置。因而，可保持控制的連續(xù)性并且當(dāng)車輛起動或類似情況時可適當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)向。
優(yōu)選地，間隙角θ1被設(shè)置為小于電機(jī)30的轉(zhuǎn)動角θ3，該轉(zhuǎn)動角對于輸出5種輸出模式的不同檢測信號是必要的，其數(shù)目比前述6種輸出模式少一。
當(dāng)間隙角θ1以這種方式被設(shè)置時，即使鎖止固定器51在電機(jī)30的轉(zhuǎn)動軸33的任意轉(zhuǎn)動位置安裝，也可避免當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50嚙合時轉(zhuǎn)動傳感器在電機(jī)30的不同轉(zhuǎn)動位置輸出相同的檢測信號。例如，無論鎖止固定器51安裝在轉(zhuǎn)動軸33的哪一個轉(zhuǎn)動位置，即使當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50嚙合時電機(jī)30轉(zhuǎn)動，也可避免當(dāng)鎖止臂52位于同樣的齒狀部分51a時轉(zhuǎn)動傳感器21在不同的轉(zhuǎn)動位置輸出相同的檢測信號。因此轉(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動位置可根據(jù)轉(zhuǎn)動傳感器21的輸出被可靠地檢測。如上所述，在鎖止固定器在任意位置安裝后，關(guān)于鎖止固定器51和鎖止臂52之間的位置關(guān)系的數(shù)據(jù)被初始化，并且可確定鎖止臂52位于四個齒狀部分51的哪一個。這樣，因?yàn)殒i止固定器51可在任意位置安裝，在轉(zhuǎn)動軸33上安裝鎖止固定器51變得容易。
當(dāng)間隙角θ1變大時，通過把鎖止臂52插入齒狀部分51a，鎖止機(jī)構(gòu)50可更可靠地嚙合。然而，如果間隙角θ1大于轉(zhuǎn)動角θ2，在相同的齒狀部分51a的不同的位置輸出相同的檢測信號。在這種情況下，因?yàn)檗D(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動位置不能精確地被檢測，則不能保證控制的連續(xù)性。此時，當(dāng)間隙角θ1變小時，通過把鎖止臂52插入齒狀部分51a，鎖止機(jī)構(gòu)50嚙合的可靠性變差。然而，當(dāng)間隙角θ1變小時，可更精確地檢測轉(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動位置。因此，可保證控制的連續(xù)性。依據(jù)上述變轉(zhuǎn)向比裝置，因?yàn)殚g隙角θ1小于轉(zhuǎn)動角θ2，鎖止機(jī)構(gòu)50可通過把鎖止臂52插入齒狀部分51a而可靠地嚙合，而且可精確地檢測電機(jī)的位置。
如上所述，依據(jù)本實(shí)施例的車輛轉(zhuǎn)向裝置1中，當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50通過把作為嚙合部件的鎖止臂52插入齒狀部分51a而嚙合時，間隙角θ1被設(shè)置為小于電機(jī)30的轉(zhuǎn)動角θ2，該轉(zhuǎn)動角對于輸出所有的預(yù)定數(shù)目的不同檢測信號是必要的。因此，當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50嚙合時，即使由于鎖止臂52和齒狀部分51b之間的間隙而電機(jī)30轉(zhuǎn)動，也可避免轉(zhuǎn)動傳感器21在不同的轉(zhuǎn)動位置輸出相同的檢測信號。因而，轉(zhuǎn)動軸33的轉(zhuǎn)動位置可被可靠地檢測，這使適當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)向成為可能。
同樣，如圖4所示，因?yàn)闄z測部分輸出模式的次序是確定的，可以確定鎖止臂52位于齒狀部分51a的哪里。
同樣，間隙角θ1小于電機(jī)30的轉(zhuǎn)動角θ3，該轉(zhuǎn)動角對于輸出不同檢測信號是必要的，其數(shù)目比預(yù)定數(shù)目少一。因而，當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50嚙合時，即使鎖止固定器51安裝在轉(zhuǎn)動軸33的任意轉(zhuǎn)動位置，可避免轉(zhuǎn)動傳感器在電機(jī)30的不同轉(zhuǎn)動位置輸出相同的檢測信號。因而，在轉(zhuǎn)動軸33上安裝鎖止固定器51變得容易，這可提高車輛轉(zhuǎn)向裝置的生產(chǎn)力。
在實(shí)施例中，電機(jī)30的轉(zhuǎn)動角θ2是90度，該轉(zhuǎn)動角對于輸出所有的預(yù)定數(shù)目的檢測信號是必要的。如果鎖止固定器51的齒狀部分51a的開口角θ4是90度，則鎖止固定器51需要安裝在所選的位置。換句話說，如圖6所示，當(dāng)與齒狀部分51a的位置成一條直線時，鎖止固定器51需要安裝在輸出檢測部分輸出模式1至6的位置。換句話說，鎖止固定器51需要如此安裝以使在相同的齒狀部分51b相同的輸出模式不被輸出兩次。如圖7所示，如果鎖止固定器51安裝在任意位置，則相同的輸出模式6可以在齒狀部分51a的兩端都輸出。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，開口角θ4需要以一個相當(dāng)于一個輸出模式(即90度/6)的角度減小。這樣，如圖8所示，通過設(shè)置齒狀部分51a的開口角θ4為75度，在任意位置安裝鎖止固定器51成為可能。
在本實(shí)施例中，描述了包括根據(jù)電機(jī)30的轉(zhuǎn)動重復(fù)輸出六個不同的檢測信號的轉(zhuǎn)動傳感器21的車輛轉(zhuǎn)向裝置。然而，本發(fā)明可以應(yīng)用于包括重復(fù)輸出預(yù)定數(shù)目的不同檢測信號的轉(zhuǎn)動傳感器的車輛轉(zhuǎn)向裝置，該預(yù)定數(shù)為除了六的一個數(shù)。在這種情況下，優(yōu)選的是，車輛轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)該包括一個輸出預(yù)定數(shù)目的不同檢測信號的轉(zhuǎn)動傳感器，該預(yù)定數(shù)為3或更大。在這種情況下，間隙角θ1可被設(shè)置為很大，鎖止機(jī)構(gòu)可以可靠地嚙合。
同樣，在本實(shí)施例中，鎖止機(jī)構(gòu)50的鎖止固定器51基本上與轉(zhuǎn)動傳感器21的轉(zhuǎn)子部分25整體轉(zhuǎn)動。因此，當(dāng)鎖止臂52被插入齒狀部分51a中，鎖止臂52的位置可根據(jù)檢測部分輸出模式而精確地確定。然而，鎖止機(jī)構(gòu)50的鎖止固定器51的位置可能會由于某些影響偏離轉(zhuǎn)動傳感器21的轉(zhuǎn)子部分25的位置。在這種情況下，通過確定鎖止臂52與齒狀部分51a嚙合的狀態(tài)，或通過確定在齒狀部分51a的檢測部分輸出模式的順序，精確地檢測鎖止固定器51和鎖止臂52之間的位置關(guān)系也成為可能。在圖5的實(shí)施例中，在齒狀部分51a中檢測部分輸出模式的順序?yàn)?、2、3、4、5、6。在這種情況下，通過確定檢測部分輸出模式的順序，例如3、4、5、6、1、2，精確地檢測鎖止固定器51和鎖止臂52之間的位置關(guān)系也成為可能。
同樣，在本實(shí)施例中，檢測部分輸出模式中的變化周期為90度。因此，突起部分51b-1至51b-4設(shè)置為間隔90度。當(dāng)檢測部分輸出模式中的變化周期為120度時，突起部分設(shè)置為間隔120度。當(dāng)檢測部分輸出模式中的變化周期為180度時，突起部分設(shè)置為間隔180度。同樣，突起部分51b-1至51b-4具有大于相當(dāng)于電機(jī)的轉(zhuǎn)動角(在本實(shí)施例中為15度)的寬度的寬度，該轉(zhuǎn)動角對于輸出每個檢測信號是必要的。
盡管本發(fā)明是關(guān)于被認(rèn)為是其優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行描述的，但應(yīng)該清楚的是，本發(fā)明不僅限于公開的實(shí)施例或結(jié)構(gòu)。相反地，本發(fā)明旨在包括各種修改形式和等效布置。此外，雖然公開的本發(fā)明的不同部件以不同的典型的組合和結(jié)構(gòu)表示，但包括或多和少或僅僅為單個部件的其它的組合和結(jié)構(gòu)，也在本發(fā)明的精神和范圍中。
權(quán)利要求
1.一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，包括可變傳動比裝置，該可變傳動比裝置包括一個連接于方向盤一側(cè)的輸入軸(5)和一個連接于轉(zhuǎn)向車輪一側(cè)的輸出軸(6)，它利用電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)動來改變輸入到輸入軸(5)的轉(zhuǎn)向角和輸出到輸出軸(6)的轉(zhuǎn)動角之比；轉(zhuǎn)動檢測裝置(21)，用于當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時重復(fù)輸出一系列預(yù)定數(shù)目的不同信號，該信號根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)動而不同，從而檢測電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)動軸(33)的轉(zhuǎn)動位置；以及一個鎖止機(jī)構(gòu)(50)，其中多個齒狀部分(52a)成形于與電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)動軸(33)一起轉(zhuǎn)動的鎖止固定器(51)的外緣部分，并且安裝在電機(jī)(30)的定子一側(cè)的嚙合部件(52)插入齒狀部分之一內(nèi)從而限制輸入軸(5)和輸出軸(6)的相對轉(zhuǎn)動，其特征在于，當(dāng)嚙合部件(52)插入齒狀部分(52a)時，嚙合部件(52)和齒狀部分(52a)之間的間隙角(θ1)小于輸出所有預(yù)定數(shù)目的不同信號所需的電機(jī)(30)的第一轉(zhuǎn)動角(θ2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，間隙角(θ1)小于電機(jī)(30)的第二轉(zhuǎn)動角(θ3)，該轉(zhuǎn)動角對于輸出所有信號是必要的，該信號的數(shù)目比預(yù)定數(shù)目小一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，輸出每個信號所需要的電機(jī)的第三轉(zhuǎn)動角是相同的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，第三轉(zhuǎn)動角是15度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，突起部分(51b-1至51b-4)的寬度等于或大于等價于第三轉(zhuǎn)動角的寬度，其中每個突起部分(51b-1至51b-4)成形于相鄰齒狀部分(52a)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，當(dāng)?shù)扔诨虼笥陬A(yù)定值的力矩作用于鎖止固定器(51)時，鎖止固定器(51)和轉(zhuǎn)動軸(33)相對轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)動檢測裝置(26)包括多個安裝在轉(zhuǎn)動軸側(cè)并與轉(zhuǎn)動軸(33)整體轉(zhuǎn)動的磁鐵；以及多個設(shè)在多個磁鐵的外緣部分并檢測多個磁鐵的磁場方向的檢測器(26a至26c)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，多個檢測器(26a至26c)沿寬度方向設(shè)置在磁鐵之一的磁極(25a)的寬度上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，當(dāng)電機(jī)(30)轉(zhuǎn)動360度，轉(zhuǎn)動檢測裝置(26)多次輸出一系列預(yù)定數(shù)目的不同信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，該車輛轉(zhuǎn)向裝置包括一個設(shè)置在轉(zhuǎn)向力傳送系統(tǒng)中的可變傳動比裝置(4)，和一個限制可變傳動比裝置(4)的輸入軸(5)和輸出軸(6)的相對轉(zhuǎn)動的鎖止機(jī)構(gòu)(50)。鎖止機(jī)構(gòu)(50)通過把鎖止臂(52)插入鎖止機(jī)構(gòu)(50)的鎖止固定器(51)的齒狀部分(51a)而嚙合。當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)(50)通過把鎖止臂(52)插入齒狀部分(51a)而嚙合時，間隙角(θ1)設(shè)為小于電機(jī)的轉(zhuǎn)動角(θ2)，該轉(zhuǎn)動角對于輸出六種不同信號是必要的。
文檔編號B62D113/00GK1485236SQ03152320
公開日2004年3月31日 申請日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者中津慎利, 河室巡兒, 小城隆博, 兒, 博 申請人:豐田自動車株式會社