專(zhuān)利名稱(chēng):車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置有鎖止機(jī)構(gòu)的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
公開(kāi)號(hào)為2001-48032的日本專(zhuān)利公開(kāi)中已知一種設(shè)置有鎖止機(jī)構(gòu)的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置。這種裝置還設(shè)置有一個(gè)安置在與方向盤(pán)相連的轉(zhuǎn)向軸中間的可變傳動(dòng)比裝置，該可變傳動(dòng)比裝置能夠使方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)量與轉(zhuǎn)向車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)量之比改變。鎖止機(jī)構(gòu)限制可變傳動(dòng)比裝置的輸入軸和輸出軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。該鎖止機(jī)構(gòu)包括一個(gè)設(shè)在可變傳動(dòng)比裝置內(nèi)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)的鎖止固定器和一個(gè)設(shè)在電機(jī)的定子側(cè)的鎖止臂。鎖止機(jī)構(gòu)通過(guò)鎖止臂與形成在鎖止固定器圓周的表面上的齒狀部分嚙合而鎖定。
然而，如果鎖止固定器的齒狀部分的開(kāi)口寬度太窄，該裝置則不能鎖定。例如，當(dāng)裝置試圖在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鎖定，如果鎖止固定器的齒狀部分沒(méi)有在與鎖止臂的嚙合位置，則鎖止?fàn)顟B(tài)可能難以實(shí)現(xiàn)。
可以相信，這一問(wèn)題能夠通過(guò)使齒狀部分的開(kāi)口寬度變寬而解決。然而，加寬鎖止固定器的齒狀部分會(huì)導(dǎo)致當(dāng)它們處于鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)鎖止固定器與鎖止臂之間的間隙度增大。所以，鎖止固定器與鎖止臂之間的位置關(guān)系不能精確地被檢測(cè)從而不能執(zhí)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，該裝置能夠檢測(cè)在鎖止?fàn)顟B(tài)中鎖止機(jī)構(gòu)中鎖止固定器與鎖止臂之間的位置關(guān)系，從而能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向控制。
本發(fā)明的第一方面涉及一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，該轉(zhuǎn)向裝置設(shè)有可變傳動(dòng)比裝置，該可變傳動(dòng)比裝置有一個(gè)與方向盤(pán)側(cè)相連的輸入軸和一個(gè)與轉(zhuǎn)向車(chē)輪側(cè)相連的輸出軸，用于通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)改變輸入到輸入軸的角度和輸出到輸出軸的角度之比，以及一個(gè)限制輸入軸和輸出軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖止機(jī)構(gòu)。該鎖止機(jī)構(gòu)包括一個(gè)鎖止固定器和一個(gè)嚙合元件。鎖止固定器設(shè)在電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)并同轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)。鎖止固定器有多個(gè)沿周向形成在其圓周上的第一齒狀部分，以及多個(gè)比第一齒狀部分齒深更深的第二齒狀部分。第二齒狀部分成形在每個(gè)第一齒狀部分的一個(gè)末端。鎖止機(jī)構(gòu)的嚙合元件設(shè)置在電機(jī)的定子側(cè)并能夠移近和離開(kāi)鎖止固定器。當(dāng)嚙合元件被操作而移近鎖止固定器時(shí)，它與鎖止固定器的第一齒狀部分之一或第二齒狀部分之一嚙合。
車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置還可以包括轉(zhuǎn)向角檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向角。進(jìn)一步地，當(dāng)嚙合元件與第一齒狀部分嚙合時(shí)，它們之間可能有間隙，該間隙允許嚙合元件移動(dòng)以致轉(zhuǎn)向角檢測(cè)裝置的輸出改變。
車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置可包括轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置，該轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)重復(fù)輸出多個(gè)不同的信號(hào)，用于檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。進(jìn)一步地，當(dāng)嚙合元件與第一齒狀部分嚙合時(shí)，間隙角(也就是，第一齒狀部分和嚙合部分元件間的夾角)可能等于或小于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角，該電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出所有的多個(gè)不同的信號(hào)是必要的。
當(dāng)嚙合元件與第一齒狀部分或第二齒狀部分嚙合時(shí)，車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置也可驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并且基于當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置的信號(hào)輸出來(lái)檢測(cè)嚙合元件和鎖止固定器之間的位置關(guān)系。
當(dāng)嚙合元件與第一齒狀部分或第二齒狀部分嚙合時(shí)，車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置也可首先在某個(gè)特定方向并然后在相對(duì)方向盡可能地轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，并且當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置的輸出模式中的變化數(shù)在電機(jī)沿相對(duì)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小于預(yù)定數(shù)時(shí)，確定嚙合元件與第二齒狀部分嚙合。
當(dāng)嚙合元件與第一齒狀部分或第二齒狀部分嚙合時(shí)，車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置也可首先在某個(gè)特定方向并然后在相對(duì)方向盡可能地轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，并且當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置的輸出模式中變化數(shù)在電機(jī)沿相對(duì)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)等于或大于預(yù)定數(shù)時(shí)，確定嚙合元件與第一齒狀部分嚙合。
進(jìn)一步地，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其輸出值線(xiàn)形變化的裝置也可被用作轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置。在這種情況下，嚙合元件和鎖止固定器的轉(zhuǎn)動(dòng)位置之間的關(guān)系也可基于轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置的輸出值來(lái)檢測(cè)。
因此，在鎖止固定器的第一齒狀部分的一個(gè)末端部分形成第二齒狀部分，使與第一齒狀部分嚙合的嚙合元件能夠進(jìn)一步與第二齒狀部分嚙合。嚙合元件與第二齒狀部分嚙合，使與第一齒狀部分嚙合的嚙合元件的位置能夠可靠地被檢測(cè)。
進(jìn)一步地，在鎖止固定器的至少一個(gè)第二齒狀部分的周向開(kāi)口寬度可以不同于另一個(gè)第二齒狀部分的開(kāi)口寬度。進(jìn)一步地，當(dāng)嚙合部分與第二齒狀部分嚙合時(shí)電機(jī)可被驅(qū)動(dòng)，并且嚙合元件的嚙合位置可基于當(dāng)時(shí)來(lái)自轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)或輸出值被檢測(cè)。在這種情況下，例如，鎖止固定器的每個(gè)第二齒狀部分可被成形從而具有不同的周向開(kāi)口寬度。
更可取的是，在車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置不能檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)角時(shí)，該不能檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角被設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍外，在該轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)鎖止臂與鎖止固定器的第二齒狀部分嚙合。在這種情況下，例如，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出正弦信號(hào)和余弦信號(hào)的求解儀可被用作轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置。
因而，使第二齒狀部分的開(kāi)口寬度不同，可使當(dāng)嚙合元件與第二齒狀部分嚙合時(shí)，基于電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置的輸出模式中的變化數(shù)或輸出值中的變化量來(lái)識(shí)別鎖止臂與哪個(gè)第二齒狀部分嚙合成為可能。因此，精確地檢測(cè)鎖止固定器和嚙合元件之間的位置關(guān)系和方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向位置和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置之間的關(guān)系成為可能。這從而使改變轉(zhuǎn)向比的轉(zhuǎn)向控制適當(dāng)?shù)乇粓?zhí)行。
同樣，鎖止固定器的第二齒狀部分可以是周向開(kāi)口寬度沿鎖止固定器轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線(xiàn)方向逐漸變窄。進(jìn)一步地，當(dāng)嚙合元件與第二齒狀部分嚙合時(shí)，嚙合元件可沿鎖止固定器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)第二齒狀部分的開(kāi)口寬度沿軸線(xiàn)方向變窄的方向移動(dòng)。
因此，能夠通過(guò)嚙合元件與鎖止固定器之間的小間隙度的嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖止。



本發(fā)明的前述和后述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合附圖從以下優(yōu)選實(shí)施例的描述中變得清楚。其中相同的數(shù)字被用于代表相同的部件。其中圖1為依據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中鎖止機(jī)構(gòu)的說(shuō)明圖；圖3為圖1所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中轉(zhuǎn)向角傳感器的說(shuō)明圖；圖4為圖1所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中由轉(zhuǎn)向角傳感器探測(cè)的輸出模式的說(shuō)明圖；圖5為圖1所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中鎖止固定器的投影圖；圖6為圖1所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中鎖止機(jī)構(gòu)的放大圖；圖7為圖1所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中操作的說(shuō)明圖；圖8為圖1所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中操作的說(shuō)明圖；圖9為依據(jù)本發(fā)明的第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的說(shuō)明圖；圖10為圖9所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器的輸出特征的說(shuō)明圖；
圖11為依據(jù)第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的說(shuō)明圖；并且圖12為依據(jù)第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例。圖中，相同的部件將用相同的參考數(shù)字表示并且其中多余的描述將被忽略。
第一實(shí)施例圖1為依據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)圖。
如圖所示，車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置1在轉(zhuǎn)向力傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有一個(gè)可變傳動(dòng)比裝置4，該轉(zhuǎn)向力傳動(dòng)系統(tǒng)把轉(zhuǎn)向力從方向盤(pán)2傳動(dòng)到轉(zhuǎn)向車(chē)輪3?？勺儌鲃?dòng)比裝置4能夠使方向盤(pán)轉(zhuǎn)向量的轉(zhuǎn)動(dòng)比(也就是，方向盤(pán)2的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角與轉(zhuǎn)向車(chē)輪3的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角之比)改變?？勺儌鲃?dòng)比裝置4的輸入軸5連接到方向盤(pán)2上。進(jìn)一步地，可變傳動(dòng)比裝置4的輸出軸6通過(guò)一個(gè)減速器7，例如一個(gè)齒條一齒輪式減速器連接到轉(zhuǎn)向車(chē)輪3。減速器7通過(guò)從輸出軸6輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)向橫拉桿8，因此轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向車(chē)輪3。
轉(zhuǎn)向角傳感器10設(shè)置在輸入軸5上。該轉(zhuǎn)向角傳感器10作為轉(zhuǎn)向角檢測(cè)裝置用于根據(jù)輸入軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)方向盤(pán)2的轉(zhuǎn)向角。同樣，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21設(shè)置在可變傳動(dòng)比裝置4上。該轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21是一個(gè)檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的傳感器，例如可變傳動(dòng)比裝置4中的電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)角。
來(lái)自轉(zhuǎn)向角傳感器10和轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的檢測(cè)信號(hào)被輸入到轉(zhuǎn)向控制器20。該轉(zhuǎn)向控制器20控制整個(gè)車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置1，并包括，例如，一個(gè)中央處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、一個(gè)輸入信號(hào)電路、一個(gè)輸出信號(hào)電路和一個(gè)電源電路以及諸如此類(lèi)。進(jìn)一步地，來(lái)自設(shè)在車(chē)內(nèi)的車(chē)速傳感器22的檢測(cè)信號(hào)被輸入到轉(zhuǎn)向控制器20。轉(zhuǎn)向控制器20通過(guò)根據(jù)來(lái)自轉(zhuǎn)向角傳感器10和車(chē)速傳感器22以及諸如此類(lèi)的檢測(cè)信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)到可變傳動(dòng)比裝置4并且調(diào)整轉(zhuǎn)向比來(lái)控制轉(zhuǎn)向。
可變傳動(dòng)比裝置4內(nèi)包括電機(jī)30、減速齒輪40和鎖止機(jī)構(gòu)50。電機(jī)30是一個(gè)依據(jù)來(lái)自轉(zhuǎn)向控制器20的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)被驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。電機(jī)30的定子31被安裝在可變傳動(dòng)比裝置4的外殼4a上。電機(jī)30的轉(zhuǎn)子32通過(guò)減速齒輪40與輸出軸26相連。這些減速齒輪40是減小輸入到電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)角并且把得到的轉(zhuǎn)動(dòng)角輸出到輸出軸6的減速裝置。減速齒輪40的輸出和通過(guò)外殼4a傳遞的轉(zhuǎn)向力都被輸出到輸出軸6。例如，行星齒輪組可用于減速齒輪40。
圖2為沿圖1中線(xiàn)2-2的鎖止機(jī)構(gòu)的截面圖。如圖所示，鎖止機(jī)構(gòu)50設(shè)有被安裝在電機(jī)50的轉(zhuǎn)子32側(cè)的鎖止固定器51和一個(gè)鎖止臂52。該鎖止機(jī)構(gòu)50防止可變傳動(dòng)比裝置4的輸入軸5和輸出軸6的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
例如，鎖止固定器51被安裝在電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33上并隨轉(zhuǎn)子32一起轉(zhuǎn)動(dòng)。更可取的是，鎖止固定器51以不完全固定在其上的方式被安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33上，當(dāng)它受到一個(gè)等于或大于預(yù)定值的力矩時(shí)更能夠相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸33轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況下，鎖止固定器51固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的部分用作力矩限制器，從而如果當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50鎖定時(shí)等于或大于預(yù)定值的力矩作用在固定鎖止器51，可避免固定鎖止器51和鎖止臂52以及類(lèi)似物的結(jié)構(gòu)零件的破壞。
鎖止固定器51的外部邊緣是由多個(gè)第一齒狀部分51a、第二齒狀部分51b和突起部分51c(在該典型實(shí)施例中每一部分都有四個(gè))所組成的。四個(gè)第一齒狀部分51a是都具有相同的形狀(寬度和深度)并彼此間等距而形成的。比第一齒狀部分51a齒深更深的第二齒狀部分51b形成在第一齒狀部分51a的末端部分并也都具有相同的形狀(寬度和深度)并彼此間等距。相對(duì)于鄰近的第一齒狀部分51a的每個(gè)第二齒狀部分51b的定向位置對(duì)于所有的第二齒狀部分51b都是同樣的。從第一齒狀部分51a突出的四個(gè)突起部分51c也都是具有相同的形狀(寬度和高度)并彼此間等距而形成的。為了簡(jiǎn)潔，以下描述中以單一形式涉及第一齒狀部分51a、第二齒狀部分51b和突起部分51c。
更可取的是，第二齒狀部分51b在這樣的位置形成，使當(dāng)方向盤(pán)1被左轉(zhuǎn)時(shí)鎖止臂52從第一齒狀部分51a的另外一端移動(dòng)到第一齒狀部分51a的第二齒狀部分51b側(cè)。在這種情況下，當(dāng)車(chē)輛駕駛員用右手使用鑰匙以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或類(lèi)似物時(shí)，用左手向左比向右更容易轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)2。因此，在上述位置形成第二齒狀部分51b有利于當(dāng)駕駛員開(kāi)啟點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(以下表示為“IG”)時(shí)下述嚙合部分52a與第二齒狀部分51b嚙合。即，當(dāng)主氣缸設(shè)在方向盤(pán)2的右側(cè)時(shí)，駕駛員將用左手轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，所以更可取的是第二齒狀部分51b在如圖2所示的位置成形。另一方面，當(dāng)主氣缸設(shè)在方向盤(pán)2的左側(cè)時(shí)，駕駛員將用右手轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，所以更可取的是第二齒狀部分51b在第一齒狀部分51a的另一端成形，即在第一齒狀部分51a相對(duì)于圖2中第二齒狀部分51b成形的一端的那端成形。
鎖止臂52是被連接以能夠移近和離開(kāi)鎖止固定器51的嚙合元件。當(dāng)鎖止臂52被移近鎖止固定器51，鎖止臂52能夠與第一齒狀部分51a和第二齒狀部分51b嚙合。鎖止臂52被安裝在電機(jī)30的定子31側(cè)，例如，被安裝在安裝定子31的外殼4a上。
嚙合部分52a是鉤狀的并成形在鎖止臂52的尖端。鎖止臂52能夠繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的銷(xiāo)52b設(shè)置在鎖止臂52的中心位置。同樣，螺線(xiàn)管52c在相對(duì)嚙合部分52a一側(cè)的鎖止臂52的基座側(cè)位置。操作螺線(xiàn)管52c移動(dòng)鎖止臂52的基座側(cè)位置，從而轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止臂52。因而，嚙合部分52a與第一齒狀部分51a或第二齒狀部分51b嚙合從而使鎖止臂52與鎖止固定器51嚙合，因而鎖定鎖止機(jī)構(gòu)50。
圖3為轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的結(jié)構(gòu)的略圖。
如圖所示，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21包括一個(gè)同電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33整體轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子部分11，和一個(gè)安排在轉(zhuǎn)子部分11的圓周上的檢測(cè)部分12。該轉(zhuǎn)子部分11是環(huán)形的并設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的外部從而使它同轉(zhuǎn)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。多個(gè)磁鐵沿其周向被安置在轉(zhuǎn)子部分11上。例如，四個(gè)磁鐵可如此安置從而使磁鐵的八個(gè)磁極11a如圖3所示排列。轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的轉(zhuǎn)子部分11和鎖止機(jī)構(gòu)50的鎖止固定器51通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸33一起轉(zhuǎn)動(dòng)從而在正常運(yùn)轉(zhuǎn)下它們的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)發(fā)生。
每個(gè)磁鐵的磁極11a如此設(shè)置以產(chǎn)生當(dāng)轉(zhuǎn)子部分11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)朝著檢測(cè)部分12的交替不同的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生不同方向的磁場(chǎng)。因此，檢測(cè)部分12周?chē)拇艌?chǎng)通過(guò)轉(zhuǎn)子部分11和轉(zhuǎn)動(dòng)軸33一同轉(zhuǎn)動(dòng)而變化。在轉(zhuǎn)子部分11有磁鐵的八個(gè)磁極11a的情況下，轉(zhuǎn)子部分11每轉(zhuǎn)動(dòng)90度，磁場(chǎng)變化一個(gè)周期。轉(zhuǎn)子部分11和鎖止固定器51之間的位置關(guān)系將在下面描述，但由于每個(gè)突起部分51c相對(duì)于每個(gè)臨近的突起部分51c都是90度，所以突起部分51c每轉(zhuǎn)動(dòng)90度，在轉(zhuǎn)子部分11上的磁鐵的磁場(chǎng)也變化一個(gè)周期。由于磁鐵的磁極11a和檢測(cè)部分12之間的關(guān)系，更可取的是，傳感器輸出模式變化的位置相應(yīng)于鎖止固定器51的第一齒狀部分51a的壁面的位置。
檢測(cè)部分12設(shè)有三個(gè)磁性傳感器12a至12c，例如，通過(guò)磁性傳感器根據(jù)磁場(chǎng)內(nèi)的變化檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。這些磁性傳感器12a至12c，每一個(gè)都與轉(zhuǎn)向控制器20相連(參見(jiàn)圖1)，被安置在轉(zhuǎn)子部分11的外緣上從而臨近的磁性傳感器(如26a、26b)的中心之間的間隔相當(dāng)于一個(gè)磁極25a的外緣部分的三分之一。
因此，轉(zhuǎn)子部分11每轉(zhuǎn)動(dòng)磁極11a長(zhǎng)度的三分之一，檢測(cè)部分12的輸出就發(fā)生改變。因而，轉(zhuǎn)動(dòng)軸33每轉(zhuǎn)動(dòng)15度(即，360/(8×3)度)，檢測(cè)部分12的輸出模式就發(fā)生改變。因而，以15度的分辨率檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置成為可能。
圖4詳細(xì)地說(shuō)明檢測(cè)部分12的檢測(cè)信號(hào)。
如圖所示，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸33轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21以不同輸出模式的預(yù)定數(shù)，如6，重復(fù)地按序列輸出檢測(cè)信號(hào)。即，檢測(cè)信號(hào)的預(yù)定數(shù)都互不相同。在圖3中，每當(dāng)轉(zhuǎn)子部分11的相同磁極11a的位置相應(yīng)于磁性傳感器12a至12c的位置時(shí)，磁性傳感器12a至12c的輸出是相同的，如，所有輸出變成高(H)(圖4中的輸出模式1)。當(dāng)轉(zhuǎn)子部分11轉(zhuǎn)向右時(shí)，磁鐵的磁極11a移近磁性傳感器12a。因此，只有磁性傳感器12a的輸出變?yōu)榈?L)(輸出模式2)。然后當(dāng)轉(zhuǎn)子部分11進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而磁性傳感器12b和12c的輸出變?yōu)榈?L)(輸出模式3)。
當(dāng)轉(zhuǎn)子部分11如此轉(zhuǎn)動(dòng)使檢測(cè)部分12的輸出模式變得像圖4所示的輸出模式5和6時(shí)，磁性傳感器12a至12c的輸出發(fā)生變化。當(dāng)轉(zhuǎn)子部分11進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，檢測(cè)部分12的輸出模式變回輸出模式1并然后次序地又變化到輸出模式2和3等等。
輸出模式1至6的變化周期取決于轉(zhuǎn)子部分11上的磁鐵的磁極11a的排列。如圖3所示，當(dāng)磁鐵的兩個(gè)磁極11a-S極和N極如此排列使它們一起占有轉(zhuǎn)子部分11的相應(yīng)于整個(gè)圓周的90度的圓周區(qū)域，則對(duì)于轉(zhuǎn)子部分11每轉(zhuǎn)動(dòng)90度，檢測(cè)部分12的輸出模式變化一個(gè)周期。
圖5為表示圓柱形鎖止固定器51的外緣部分以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式的投影圖。在圖中，為了有助于理解，對(duì)于鎖止臂52的嚙合部分52a的寬度W沒(méi)有示出。圖5中的d1是當(dāng)嚙合部分52a插入第一齒狀部分51a時(shí)的間隙角的代表值。即，當(dāng)嚙合部分52a接觸第一齒狀部分51a的一個(gè)端部，間隙角為形成在沒(méi)有接觸第一齒狀部分51a的嚙合部分52a的表面和第一齒狀部分51a的另一個(gè)端部的表面之間的角。間隙角通過(guò)調(diào)整鎖止臂52的嚙合部分52a的寬度(w)或第一齒狀部分51a的寬度(W1)來(lái)確定。
如圖5所示，基于代表鎖止固定器51和轉(zhuǎn)子部分11的輸出模式，檢測(cè)鎖止固定器51的突出部分51c和第二齒狀部分51b的位置成為可能。
如圖5中雙劃線(xiàn)所示，如果第一齒狀部分51a的角度(即寬度)等于或大于電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)角的最大值，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出所有的多個(gè)不同檢測(cè)信號(hào)(在該典型實(shí)施例中為90度)是必要的，那么轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式1可能在兩個(gè)位置被檢測(cè)右側(cè)的突起部分51c和左側(cè)的突起部分51c。如果這種情況發(fā)生，轉(zhuǎn)向控制器20則不能精確地檢測(cè)鎖止固定器51的位置，并從而控制精確性將下降。
另一方面，如果第一齒狀部分51a的寬度很窄，鎖止固定器51的位置可被非常精確地檢測(cè)，但鎖止機(jī)構(gòu)50的可操作性將由于嚙合部分52a能夠插入的地方的寬度過(guò)窄而降低。因此，為了保證鎖止機(jī)構(gòu)50的可插入性和鎖止固定器51的位置的可檢測(cè)性，即電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的可檢測(cè)性，更可取的是使間隙角d1當(dāng)嚙合部分52a被插入到第一齒狀部分51a時(shí)小于電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)角的最小值d2，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出所有的多個(gè)在轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21中的不同檢測(cè)信號(hào)(在該典型實(shí)施例中為90度)是必要的。在圖5中，由于嚙合部分52a的寬度W未被示出，則間隙角d1被示為75度。然而，實(shí)際上，間隙角d1為75度減去相應(yīng)于嚙合部分52a的寬度W的角的差值。
圖6是鎖止機(jī)構(gòu)50的放大圖。
如圖所示，沿鎖止固定器51的第一齒狀部分51a的周向的開(kāi)口寬度W1成形為大于突起部分51c的寬度W3。更優(yōu)選地，第一齒狀部分51a的開(kāi)口寬度W1成形為突起部分51c的寬度W3的兩倍或更多倍。于是，第一齒狀部分51a的開(kāi)口寬度W1成形為充分寬于鎖止臂52的嚙合部分52a的寬度W。因此，鎖止臂52的嚙合部分52a很容易地配合到第一齒狀部分51a從而使鎖止臂52和鎖止固定器51可靠地嚙合，這樣能夠鎖定，甚至當(dāng)方向盤(pán)被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。
同樣地，第一齒狀部分51a相應(yīng)于轉(zhuǎn)子部分11的磁場(chǎng)的變化周期而形成。例如，第一齒狀部分51a的開(kāi)口寬度W1加上突起部分51c的寬度W3的角度(即兩個(gè)相鄰?fù)黄鸩糠?1c的間隔)是90度，該角為轉(zhuǎn)子部分11的磁場(chǎng)的變化周期。因此，當(dāng)嚙合部分52a與第一齒狀部分51a嚙合時(shí)，嚙合部分52a的嚙合位置和電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置之間的關(guān)系是可以基于來(lái)自轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出被檢測(cè)的。
第二齒狀部分51b被成形以使沿周向的開(kāi)口寬度W2窄于第一齒狀部分51a的開(kāi)口寬度W1，并且嚙合部分52a沒(méi)有間隙地與第二齒狀部分51b嚙合。即，第二齒狀部分51b的開(kāi)口寬度W2被設(shè)置為一個(gè)限制嚙合部分52a和第二齒狀部分51b之間的間隙度的寬度，從而當(dāng)鎖止臂52的嚙合部分52a與第二齒狀部分51b嚙合時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的檢測(cè)輸出的變化小于當(dāng)嚙合部分52a與第一齒狀部分51a嚙合時(shí)。相反地，第一齒狀部分51a的開(kāi)口寬度W1被設(shè)置為當(dāng)嚙合部分52a與第一齒狀部分51a嚙合時(shí)嚙合部分52a和第一齒狀部分51a之間的間隙允許轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的檢測(cè)輸出變化的一個(gè)寬度。
下面將根據(jù)典型實(shí)施例說(shuō)明車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的操作。
在圖1中，當(dāng)車(chē)輛的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，鎖止釋放信號(hào)從轉(zhuǎn)向控制器20輸出到可變轉(zhuǎn)動(dòng)比裝置4中。因此，螺線(xiàn)管52c被驅(qū)動(dòng)從而轉(zhuǎn)動(dòng)在銷(xiāo)52b上的鎖止臂52并使嚙合部分52a脫離鎖止固定器51，從而從鎖止?fàn)顟B(tài)釋放鎖止機(jī)構(gòu)50。
例如，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)被存儲(chǔ)為“3”而在鎖止機(jī)構(gòu)50從它的鎖止?fàn)顟B(tài)被釋放時(shí)為“6”，很明顯的是控制以轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式而開(kāi)始并以三結(jié)束。當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)關(guān)閉，方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器輸出模式的這類(lèi)偏移發(fā)生。然而，即使發(fā)動(dòng)機(jī)在這種狀態(tài)下(即，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式關(guān)閉時(shí))起動(dòng)，電機(jī)位置也可被精確地檢測(cè)并且電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角的控制可被精確地執(zhí)行。因而，可保證控制的連續(xù)性并且改進(jìn)控制的精確性。在這種情況下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被起動(dòng)時(shí)電機(jī)位置可根據(jù)傳感器輸出模式而被精確地檢測(cè)，因?yàn)橛涉i止固定器51的第一齒狀部分51a的寬度W1和鎖止臂52的嚙合部分52a的寬度W所確定的間隙角d1小于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角的最小值d2，該電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于多個(gè)不同檢測(cè)信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的所有輸出是必要的。
同時(shí)，當(dāng)車(chē)輛的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)被關(guān)閉時(shí)或類(lèi)似情況，鎖止激勵(lì)信號(hào)從轉(zhuǎn)向控制器20輸出到可變傳動(dòng)比裝置4。因此，如圖7所示，鎖止臂52轉(zhuǎn)動(dòng)從而嚙合部分52a移近鎖止固定器51。于是嚙合部分52a配合到第一齒狀部分51a從而鎖止臂52和鎖止固定器51嚙合，因而鎖定鎖止機(jī)構(gòu)50。
上述說(shuō)明假定已知轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式1至6和鎖止固定器51的形狀之間的關(guān)系。然而，上述情況下鎖止固定器51的位置是未知的。例如，鎖止固定器51的位置空閑，或者鎖止固定器51的安裝位置是未知的，或者在轉(zhuǎn)向控制器20的記憶部分關(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)改變的情況會(huì)出現(xiàn)。
在例如當(dāng)鎖止固定器51的位置是未知的的情況下，下列學(xué)習(xí)控制被執(zhí)行。即，當(dāng)鎖止臂52被插入，電機(jī)30被操作以轉(zhuǎn)動(dòng)直到它將沿某個(gè)特定方向運(yùn)轉(zhuǎn)并且鎖止固定器51不能再移動(dòng)的點(diǎn)是確定的。于是在那個(gè)點(diǎn)上可確定電機(jī)30是否可沿相對(duì)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。更特別地，當(dāng)電機(jī)30被操作以轉(zhuǎn)動(dòng)并且轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式改變時(shí)，可確定鎖止臂52與第一齒狀部分51a嚙合，即，轉(zhuǎn)動(dòng)是可能的。相反地，當(dāng)電機(jī)被操作以轉(zhuǎn)動(dòng)并且轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式?jīng)]有改變時(shí)，可確定鎖止臂52與第二齒狀部分51b嚙合，即轉(zhuǎn)動(dòng)是不可能的。
當(dāng)鎖止臂52與第一齒狀部分51a嚙合，即，轉(zhuǎn)動(dòng)是可能的，很明顯的是鎖止臂52緊靠在鎖止固定器51的突起部分51c的右側(cè)的壁部(參見(jiàn)圖7)，即，鎖止臂52在第一齒狀部分51a。在這種情況下，可確定鎖止臂52與第一齒狀部分51a嚙合。另一方面，當(dāng)鎖止臂52與第二齒狀部分51b嚙合，即轉(zhuǎn)動(dòng)是不可能的，很明顯的是鎖止臂52緊靠在鎖止固定器51的突起部分51c的左側(cè)的壁部(參見(jiàn)圖7)，即，鎖止臂52在第二齒狀部分51b。在這種情況下，可確定鎖止臂52與第二齒狀部分51b嚙合。于是傳感器輸出模式和鎖止固定器51之間的位置關(guān)系可以從當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式的變化數(shù)和第一齒狀部分51a或第二齒狀部分51b的位置來(lái)確定。
執(zhí)行來(lái)自設(shè)備對(duì)車(chē)輛運(yùn)輸?shù)膶W(xué)習(xí)控制避免了把鎖止固定器51的位置固定到預(yù)定位置的需要。進(jìn)一步地，如果認(rèn)為當(dāng)車(chē)輛開(kāi)始被驅(qū)動(dòng)時(shí)傳感器輸出模式可能偏移，那么車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的可控制性可以通過(guò)執(zhí)行上述學(xué)習(xí)控制來(lái)改進(jìn)。這樣，關(guān)于根據(jù)第一典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置1，通過(guò)在第一齒狀部分51a的一個(gè)末端形成第二齒狀部分51b，當(dāng)鎖定鎖止機(jī)構(gòu)50時(shí)，通過(guò)相對(duì)鎖止臂52或類(lèi)似物轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止固定器51，在第二齒狀部分51b中保留嚙合部分52a成為可能。因而，檢測(cè)為第一齒狀部分51a的兩個(gè)末端之一并且為嚙合部分52a所在的末端成為可能。進(jìn)一步地，鎖止固定器51和鎖止臂52之間的位置關(guān)系能夠由來(lái)自轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出或類(lèi)似物所檢測(cè)。因此，由于鎖止固定器51與轉(zhuǎn)動(dòng)軸33相連并且鎖止臂52通過(guò)外殼4a和輸入軸5與方向盤(pán)2相連，可檢測(cè)方向盤(pán)2的轉(zhuǎn)向位置和電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置之間的關(guān)系。因而，可適當(dāng)?shù)貓?zhí)行改變轉(zhuǎn)向比的轉(zhuǎn)向控制。
第二實(shí)施例下面將說(shuō)明根據(jù)第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置。
根據(jù)該第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置具有與根據(jù)第一典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的基本相同的結(jié)構(gòu)。然而，關(guān)于鎖止固定器51中的第二齒狀部分51b的沿周向開(kāi)口寬度，根據(jù)第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置不同于根據(jù)第一典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置。
圖9表示根據(jù)第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的鎖止固定器。
如圖所示，鎖止固定器51的至少一個(gè)第二齒狀部分51b被形成以使它的沿周向的開(kāi)口寬度W2的尺寸不同于第二齒狀部分51b的另一個(gè)的開(kāi)口寬度W2。例如，鎖止固定器51的第二齒狀部分51b可能被形成以使沿周向開(kāi)口寬度W2-1、W2-2、W2-3和W2-4全都不同。
通過(guò)這樣形成第二齒狀部分51b，當(dāng)鎖止臂52與第二齒狀部分51b之一嚙合時(shí)，檢測(cè)鎖止臂52與哪一個(gè)第二齒狀部分51b嚙合成為可能。即，當(dāng)鎖止臂52與第二齒狀部分51b之一嚙合時(shí)，電機(jī)30被驅(qū)動(dòng)并且根據(jù)當(dāng)時(shí)從轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21輸出的檢測(cè)信號(hào)的變化來(lái)檢測(cè)鎖止臂52的嚙合位置。
更特別地，電機(jī)30盡量在預(yù)定方向和相對(duì)方向被轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，當(dāng)鎖止臂52與具有較窄開(kāi)口寬度W2的第二齒狀部分51b嚙合時(shí)，在電機(jī)30的正向或逆向轉(zhuǎn)動(dòng)中轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出的變化角度是很小的(如，如下所述，當(dāng)使用求解儀作為轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21，表示當(dāng)電機(jī)30在其盡可能地沿預(yù)定方向被轉(zhuǎn)動(dòng)的位置時(shí)的一個(gè)輸出值和表示當(dāng)電機(jī)在盡可能地沿相對(duì)方向被轉(zhuǎn)動(dòng)的位置時(shí)的另一個(gè)輸出值之間的差值小于預(yù)定值)。相反地，當(dāng)鎖止臂52與具有較寬開(kāi)口寬度W2的第二嚙合部分51b嚙合時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出的變化角度是很大的(也就是，表示當(dāng)電機(jī)30在其盡可能地沿預(yù)定方向被轉(zhuǎn)動(dòng)的位置時(shí)的一個(gè)輸出值和表示當(dāng)電機(jī)在盡可能地沿相對(duì)方向被轉(zhuǎn)動(dòng)的位置時(shí)的另一個(gè)輸出值之間的差值等于或大于預(yù)定值)。進(jìn)一步地，在該典型實(shí)施例中，由于四個(gè)第二嚙合部分51b的寬度不同，通過(guò)確定轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出值的變化相應(yīng)于在第二嚙合部分51b中允許輸出值變化的哪個(gè)的最大值來(lái)識(shí)別哪個(gè)第二嚙合部分51b與鎖止臂52嚙合成為可能。因此，即使當(dāng)電機(jī)30高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電氣系統(tǒng)被暫時(shí)切斷從而傳感器輸出遺漏時(shí)，檢測(cè)鎖止固定器51和鎖止臂52之間的位置關(guān)系以及方向盤(pán)2的轉(zhuǎn)向位置和繞整個(gè)360度圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置之間的關(guān)系依然成為可能。因而，能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行用來(lái)改變轉(zhuǎn)向比的轉(zhuǎn)向控制。
當(dāng)傳感器輸出被遺漏時(shí)方向盤(pán)2的轉(zhuǎn)向位置和轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置之間的關(guān)系用下述的方法來(lái)校正。進(jìn)行下列情況之間的比較i)恰好在傳感器輸出被遺漏之前在轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出值上加上一個(gè)校正值并且把結(jié)果值作為新的轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出值的情況(即附加校正)和ii)恰好在傳感器輸出被遺漏之前從轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出值中減去一個(gè)校正值并且把結(jié)果值作為新的轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出值的情況(即減少校正)。當(dāng)附加校正值等于或小于減少校正值時(shí)，執(zhí)行附加校正。另一方面，當(dāng)附加校正值不等于或小于減少校正值時(shí)，執(zhí)行減少校正。同樣，無(wú)論執(zhí)行附加校正還是執(zhí)行減少校正也可根據(jù)當(dāng)前方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)速度而確定。
在根據(jù)該典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中，更可取的是使用求解儀作為轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21。當(dāng)電機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求解儀用作轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置用來(lái)輸出正弦信號(hào)和余弦信號(hào)。該求解儀可以檢測(cè)非常小的轉(zhuǎn)動(dòng)角。
如圖10所示，存在一個(gè)求解儀不能檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)角。圖中，該不可檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)角存在于正弦或余弦信號(hào)為零時(shí)。例如，當(dāng)通過(guò)對(duì)比正弦和余弦信號(hào)檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)角時(shí)，求解儀不能在正弦信號(hào)或余弦信號(hào)為零時(shí)精確地識(shí)別出轉(zhuǎn)動(dòng)角。
因此，如圖9所示，更可取的是，在其轉(zhuǎn)動(dòng)角不能被檢測(cè)處，即正弦或余弦信號(hào)為零處，設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置Px，從而使該轉(zhuǎn)動(dòng)位置不落在鎖止臂52與第二齒狀部分51b嚙合的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍S內(nèi)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)鎖止臂52與第二齒狀部分51b嚙合時(shí)，在電機(jī)30的正向或逆向轉(zhuǎn)動(dòng)中根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出可靠地檢測(cè)鎖止臂52的嚙合位置成為可能。
同樣，增加第一典型實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的分辨率能使從在第二齒狀部分51b變化的輸出模式的數(shù)來(lái)確定，如第二典型實(shí)施例中，哪個(gè)第二齒狀部分51b與鎖止臂52嚙合成為可能。
進(jìn)一步地，對(duì)于根據(jù)第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，當(dāng)鎖止固定器51的位置空閑并且轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出值和鎖止固定器51之間的位置關(guān)系是未知的，檢測(cè)鎖止固定器51的位置成為可能，正如對(duì)于根據(jù)上述第一典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置。即，當(dāng)鎖止臂52被插入第一齒狀部分51a或第二齒狀部分51b，電機(jī)30被轉(zhuǎn)動(dòng)直到它將沿某個(gè)特定方向運(yùn)轉(zhuǎn)并且鎖止固定器51不能再被移動(dòng)的點(diǎn)是確定的。于是在那個(gè)點(diǎn)，可確定電機(jī)30在相對(duì)方向能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。更特別地，當(dāng)電機(jī)30被操作以轉(zhuǎn)動(dòng)并且轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式變化到等于或大于預(yù)定值，很明顯的是鎖止臂52處在第一齒狀部分51a。在這種情況下，可確定鎖止臂52與第一齒狀部分51a嚙合。相反地，當(dāng)電機(jī)被操作以轉(zhuǎn)動(dòng)并且轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出值變化得小于預(yù)定值，很明顯的是鎖止臂52處在第二齒狀部分51b。在這種情況下，可確定鎖止臂52與第二齒狀部分51b嚙合。于是，傳感器輸出模式和鎖止固定器51之間的位置關(guān)系可以從當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出模式和第一齒狀部分51a或第二齒狀部分51b的關(guān)系來(lái)確定的。
第三實(shí)施例下面將說(shuō)明根據(jù)第三典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置。
根據(jù)該第三典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置具有與根據(jù)第一和第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的基本相同的結(jié)構(gòu)。然而，根據(jù)第三典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置不同于根據(jù)第一和第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，在于鎖止固定器51中的第二齒狀部分51b的開(kāi)口寬度W2沿電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的軸線(xiàn)方向逐漸變窄。
圖11是根據(jù)第三典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中鎖止固定器的側(cè)向視圖(即圖8中箭頭A的方向)。如圖11所示，鎖止臂52與鎖止固定器51的第二齒狀部分51b嚙合，鎖止臂52的嚙合部分52a被插入第二齒狀部分51b。
第二齒狀部分51b是沿周向開(kāi)口寬度W2在電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的軸線(xiàn)方向逐漸變窄的。例如，第二齒狀部分51b的側(cè)向壁面55a和55b每個(gè)都以關(guān)于軸線(xiàn)方向以一個(gè)角度形成以致它們不互相平行。
鎖止臂52可移動(dòng)地沿軸線(xiàn)方向被支承。例如，鎖止臂52由兩個(gè)彈簧56和57推動(dòng)并且從兩側(cè)被擠壓，并且在軸線(xiàn)方向是可移動(dòng)的。
這樣，當(dāng)鎖止臂52與第二齒狀部分51b嚙合時(shí)，鎖止固定器51通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)30沿預(yù)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)(即，圖11中鎖止固定器51的左側(cè)向右移動(dòng)并且鎖止固定器51的右側(cè)向著紙背方向在周?chē)苿?dòng))。因此，鎖止臂52的嚙合部分52a緊靠第二齒狀部分51b的一側(cè)向壁面55a。于是鎖止固定器51的轉(zhuǎn)動(dòng)向第二齒狀部分51b的窄部移動(dòng)嚙合部分52a(即圖11向下的方向)。
因而，如圖12所示，鎖止臂52無(wú)間隙地配合到第二齒狀部分51b。這種楔形效應(yīng)使鎖止臂52與鎖止固定器51嚙合并且把它們鎖定在一起以致它們之間沒(méi)有間隙成為可能。
另一方面，圖12所示的狀態(tài)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)30鎖止固定器51沿相對(duì)方向被轉(zhuǎn)動(dòng)(即鎖止固定器51的左側(cè)向著紙背方向在周?chē)苿?dòng)并且鎖止固定器51的右側(cè)向左移動(dòng))。因此，鎖止臂52的嚙合部分52a緊靠第二齒狀部分51b的另一側(cè)壁面55b。于是鎖止固定器51的轉(zhuǎn)動(dòng)向第二齒狀部分51b的寬部移動(dòng)嚙合部分52a(即圖11向上的方向)。
因而，鎖止臂52以大間隙配合到第二齒狀部分51b，從而有助于釋放鎖止臂52。
如上所述，除了根據(jù)第一和第二典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的作用，當(dāng)鎖止臂52與第二齒狀部分51b嚙合時(shí)，根據(jù)第三典型實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止固定器51也能夠使鎖止臂52和鎖止固定器51嚙合并以小間隙鎖定。而且，通過(guò)沿相對(duì)方向轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止固定器51能夠有助于鎖止臂52從鎖止固定器51中脫離。
這里根據(jù)所述第一至第三典型實(shí)施例，與第一齒狀部分嚙合的嚙合元件能夠通過(guò)在鎖止固定器的第一齒狀部分的一個(gè)末端形成第二齒狀部分而進(jìn)一步地與第二齒狀部分嚙合。因而，可靠地檢測(cè)在第一齒狀部分的嚙合元件的位置并從而執(zhí)行適當(dāng)?shù)膱?zhí)行控制成為可能。
雖然本發(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(kāi)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(kāi)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(gè)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(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，該車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置設(shè)有可變傳動(dòng)比裝置(4)，該可變傳動(dòng)比裝置有一個(gè)連接于方向盤(pán)(2)一側(cè)的輸入軸(5)和一個(gè)連接于轉(zhuǎn)向車(chē)輪一側(cè)的輸出軸(6)，用于通過(guò)電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)動(dòng)改變輸入到輸入軸(5)的角度和輸出到輸出軸(6)的角度之比，以及一個(gè)限制輸入軸(5)和輸出軸(6)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖止機(jī)構(gòu)(50)，其特征在于鎖止機(jī)構(gòu)(50)包括i)一個(gè)鎖止固定器(51)，設(shè)置在電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)子側(cè)并和轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并且具有在其圓周上沿周向形成的多個(gè)第一齒狀部分(51a)，和比第一齒狀部分(51a)齒深更深的并形成在每個(gè)第一齒狀部分(51a)的一個(gè)端部的第二齒狀部分(51b)；和ii)一個(gè)嚙合元件(52)，設(shè)在電機(jī)(30)的定子一側(cè)并能夠移近和離開(kāi)鎖止固定器(51)，并且當(dāng)操作嚙合元件(52)以移近鎖止固定器(51)時(shí)與鎖止固定器(51)的第一齒狀部分(51a)之一或第二齒狀部分(51b)之一嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)，其中嚙合元件(52)與第一齒狀部分(51a)嚙合使得它們之間的間隙允許轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)的輸出變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于，當(dāng)電機(jī)(30)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)重復(fù)輸出多個(gè)不同的信號(hào)，并且嚙合元件(52)與第一齒狀部分(51a)嚙合時(shí)的間隙角至多為電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)動(dòng)角，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于由轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)輸出的所有的多個(gè)不同信號(hào)是必要的。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征在于，當(dāng)電機(jī)(30)轉(zhuǎn)動(dòng)360度時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)多次輸出多個(gè)不同的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征在于，當(dāng)嚙合元件(52)與第一齒狀部分(51a)或第二齒狀部分(51b)嚙合時(shí)電機(jī)(30)被驅(qū)動(dòng)，并且該裝置根據(jù)當(dāng)時(shí)從轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)輸出的信號(hào)來(lái)檢測(cè)嚙合元件(52)和鎖止固定器(51)之間的位置關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的裝置，其特征在于，當(dāng)嚙合元件(52)與第一齒狀部分(51a)或第二齒狀部分(51b)嚙合時(shí)，電機(jī)(30)首先沿某個(gè)特定方向并然后沿相對(duì)方向盡可能轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)電機(jī)(30)沿相對(duì)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)的輸出模式中的變化數(shù)小于預(yù)定值時(shí)，該裝置確定嚙合元件(52)與第二齒狀部分(51b)嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的裝置，其特征在于，當(dāng)嚙合元件(52)與第一齒狀部分(51a)或第二齒狀部分(51b)嚙合時(shí)，電機(jī)(30)首先沿某個(gè)特定方向并然后沿相對(duì)方向盡可能轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)電機(jī)(30)沿相對(duì)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)的輸出模式中的變化數(shù)等于或大于預(yù)定值時(shí)，該裝置確定嚙合元件(52)與第一齒狀部分(51a)嚙合。
8.根據(jù)權(quán)利要求
3至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，鎖止固定器(51)的至少一個(gè)第二齒狀部分(51b)的沿其周向的開(kāi)口寬度不同于另一個(gè)第二齒狀部分(51b)的開(kāi)口寬度，并且當(dāng)嚙合元件(52)與第二齒狀部分(51b)嚙合時(shí)電機(jī)(30)被驅(qū)動(dòng)，并且裝置根據(jù)當(dāng)時(shí)來(lái)自轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)的輸出信號(hào)來(lái)檢測(cè)嚙合元件(52)的嚙合位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的裝置，其特征在于，第二齒狀部分(51b)的開(kāi)口寬度都不相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于，當(dāng)嚙合元件(52)與第一齒狀部分(51a)或第二齒狀部分(51b)嚙合時(shí)電機(jī)(30)被驅(qū)動(dòng)，并且裝置根據(jù)當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)的輸出值來(lái)檢測(cè)嚙合部分和鎖止固定器(51)的位置關(guān)系。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的裝置，其特征在于，當(dāng)嚙合元件(52)與第一齒狀部分(51a)或第二齒狀部分(51b)嚙合時(shí)，電機(jī)(30)首先沿某個(gè)特定方向并然后沿相對(duì)方向盡可能轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)電機(jī)(30)沿相對(duì)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)的輸出值的變化小于預(yù)定值時(shí)，該裝置確定嚙合元件(52)與第二齒狀部分(51b)嚙合。
12.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的裝置，其特征在于，當(dāng)嚙合元件(52)與第一齒狀部分(51a)或第二齒狀部分(51b)嚙合時(shí)，電機(jī)(30)首先沿某個(gè)特定方向并然后沿相對(duì)方向盡可能轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)電機(jī)(30)沿相對(duì)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)的輸出值的變化等于或大于預(yù)定值時(shí)，該裝置確定嚙合元件(52)與第一齒狀部分(51a)嚙合。
13.根據(jù)權(quán)利要求
10至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，鎖止固定器(51)的至少一個(gè)第二齒狀部分(51b)的沿其周向的開(kāi)口寬度不同于另一個(gè)第二齒狀部分(51b)的開(kāi)口寬度，并且當(dāng)嚙合元件(52)與第二齒狀部分(51b)嚙合時(shí)電機(jī)(30)被驅(qū)動(dòng)，并且裝置根據(jù)當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)的輸出值來(lái)檢測(cè)嚙合元件(52)的嚙合位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的裝置，其特征在于，第二齒狀部分(51b)的開(kāi)口寬度都不相同。
15.根據(jù)權(quán)利要求
10至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)不能檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(33)的預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)角，并且相關(guān)于鎖止固定器(51)而設(shè)置從而不可檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角被設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍外，在該轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)嚙合元件(52)與鎖止固定器(51)的第二齒狀部分(51b)嚙合。
16.根據(jù)權(quán)利要求
1至7和10至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，鎖止固定器(51)的第二齒狀部分(51b)的沿其周向的開(kāi)口寬度沿鎖止固定器(51)的轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線(xiàn)方向逐漸變窄，并且，當(dāng)嚙合元件(52)與第二齒狀部分(51b)嚙合時(shí)，嚙合元件(52)在鎖止固定器(51)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沿第二齒狀部分(51b)的開(kāi)口寬度沿軸線(xiàn)方向變窄的方向移動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求
1至7和10至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，嚙合元件(52)通過(guò)輸入軸(5)與方向盤(pán)相連，并且鎖止固定器(51)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸(33)相連。
專(zhuān)利摘要
一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，在轉(zhuǎn)向力傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有一個(gè)傳動(dòng)比可變傳動(dòng)比裝置，和一個(gè)限制轉(zhuǎn)向力傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入軸和輸出軸之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖止機(jī)構(gòu)(50)。在鎖止機(jī)構(gòu)(50)中設(shè)有一個(gè)鎖止固定器(51)，該鎖止固定器同電機(jī)的轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并且其中沿周向在圓周上形成多個(gè)第一齒狀部分(51a)并在每個(gè)第一齒狀部分(51a)的末端形成一個(gè)齒深于第一齒狀部分(51a)的第二齒狀部分(51b)。在鎖止機(jī)構(gòu)(50)中還設(shè)有一個(gè)鎖止臂(52)，該鎖止臂設(shè)在電機(jī)的定子側(cè)并且與第一齒狀部分(51a)或第二齒狀部分(51b)之一嚙合。
文檔編號(hào)B62D101/00GKCN1485235SQ03152319
公開(kāi)日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003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(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan