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)明涉及一種具有鎖止機(jī)構(gòu)的車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，包括一個(gè)相對(duì)于方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向量改變轉(zhuǎn)向車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)量并設(shè)置在與方向盤(pán)相連的轉(zhuǎn)向軸上的可變傳動(dòng)比裝置；以及一個(gè)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)的鎖止機(jī)構(gòu)。這種具有鎖止機(jī)構(gòu)的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)施例公開(kāi)在公開(kāi)號(hào)為2001-48032的日本專(zhuān)利公開(kāi)中。鎖止機(jī)構(gòu)包括一個(gè)設(shè)置在安裝在可變傳動(dòng)比裝置中的電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)的鎖止固定器；和一個(gè)設(shè)置在電機(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(kāi)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(dòng)時(shí)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(wèn)題，可以想到的是使齒狀部分的開(kāi)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(shí)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(cè)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(chē)輛停止時(shí)嚙合，然后鎖止機(jī)構(gòu)被脫離從而起動(dòng)車(chē)輛的情況下，車(chē)輛起動(dòng)時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置可能從車(chē)輛停止時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置被移動(dòng)。在這種情況下，存在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)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(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置。
本發(fā)明的第一方面涉及一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括可變傳動(dòng)比裝置、轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置和鎖止機(jī)構(gòu)?？勺儌鲃?dòng)比裝置包括一個(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?？勺儌鲃?dòng)比裝置通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)改變輸入到輸入軸的轉(zhuǎn)向角和輸出到輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角之間的比。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置重復(fù)輸出依據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而不同的一系列預(yù)定數(shù)目的信號(hào)，因而檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。在鎖止機(jī)構(gòu)中，多個(gè)齒狀部分成形于隨電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖止固定器的外緣部分，并且一個(gè)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(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)一步地，當(dāng)嚙合部件被插入齒狀部分時(shí)，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(dòng)角，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出所有預(yù)定數(shù)目的不同信號(hào)是必要的。
依據(jù)車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)通過(guò)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(dòng)角，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出所有預(yù)定數(shù)目的信號(hào)是必要的。因此，即使當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)嚙合時(shí)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(dòng)，也能避免轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置在不同的轉(zhuǎn)動(dòng)位置輸出相同的信號(hào)。因此，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置可基于轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置的輸出而被檢測(cè)，這使適當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)向成為可能。
在車(chē)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(dòng)角，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出數(shù)目比預(yù)定數(shù)目少一的不同信號(hào)是必要的。
依據(jù)這樣構(gòu)造的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，間隙角小于電機(jī)的第二轉(zhuǎn)動(dòng)角，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出數(shù)目比預(yù)定數(shù)目少一的不同信號(hào)是必要的。因此，即使鎖止固定器安裝于相對(duì)于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的任意位置，當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)嚙合時(shí)可防止轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置在電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的不同轉(zhuǎn)動(dòng)位置輸出相同的信號(hào)。因此，安裝鎖止固定器變得很容易，這將提高生產(chǎn)力。
對(duì)于輸出每個(gè)信號(hào)是必要的的電機(jī)的第三轉(zhuǎn)動(dòng)角可以相同。進(jìn)一步地，第三轉(zhuǎn)動(dòng)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(jià)于第三轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，鎖止固定器和轉(zhuǎn)動(dòng)軸可相互轉(zhuǎn)動(dòng)。
轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置可包括多個(gè)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸側(cè)并和轉(zhuǎn)動(dòng)軸整體轉(zhuǎn)動(dòng)的磁鐵，以及多個(gè)設(shè)置在多個(gè)磁鐵的外緣并檢測(cè)多個(gè)磁鐵的磁場(chǎng)方向的檢測(cè)器。進(jìn)一步地，多個(gè)檢測(cè)器可沿寬度方向安置在磁鐵之一的一個(gè)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(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為描述圖1所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中的鎖止機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖3為描述圖1所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中的轉(zhuǎn)向角傳感器的簡(jiǎn)圖；圖4為描述圖1所示的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置中的轉(zhuǎn)向角傳感器檢測(cè)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖1所示，在車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置1中，可變傳動(dòng)比裝置4設(shè)置在將方向盤(pán)2的轉(zhuǎn)向力傳送到轉(zhuǎn)向車(chē)輪3的轉(zhuǎn)向力傳送系統(tǒng)中?？勺儌鲃?dòng)比裝置4改變方向盤(pán)2的轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向車(chē)輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)角之間的轉(zhuǎn)向比?？勺儌鲃?dòng)比裝置4的輸入軸5與方向盤(pán)2相連?？勺儌鲃?dòng)比裝置4的輸出軸6通過(guò)由齒條一齒輪或類(lèi)似物所組成的齒輪裝置7與轉(zhuǎn)向車(chē)輪3相連。齒輪裝置7移動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿8從而通過(guò)接收輸出軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(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。轉(zhuǎn)向角傳感器10用作轉(zhuǎn)向角檢測(cè)裝置用于基于輸入軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)檢測(cè)方向盤(pán)2的轉(zhuǎn)向角。
可變傳動(dòng)比裝置4中包含一個(gè)電機(jī)30、一個(gè)減速器40和一個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)50。電機(jī)30通過(guò)受到來(lái)自轉(zhuǎn)向控制器20的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。電機(jī)30的定子31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(dòng)角從而向輸出軸6輸出轉(zhuǎn)動(dòng)角的減速裝置。減速器40的輸出角被傳動(dòng)到輸出軸6。同樣，轉(zhuǎn)向力通過(guò)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(dòng)傳感器21也設(shè)置在可變傳動(dòng)比裝置4中。轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21用作轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
轉(zhuǎn)向控制器20接收來(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)。轉(zhuǎn)向控制器20控制整個(gè)車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置1。例如，轉(zhuǎn)向控制器20包括一個(gè)中央處理器、可讀存儲(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、一個(gè)電源電路以及類(lèi)似物。轉(zhuǎn)向控制器20也接收一個(gè)來(lái)自安裝在車(chē)輛內(nèi)的車(chē)速傳感器22的檢測(cè)信號(hào)。根據(jù)來(lái)自轉(zhuǎn)向角傳感器10、車(chē)速傳感器22以及類(lèi)似的檢測(cè)信號(hào)，轉(zhuǎn)向控制器20向可變傳動(dòng)比裝置4輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(dòng)比裝置4的輸入軸5和輸出軸6的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。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(dòng)軸33上，并由于轉(zhuǎn)子32的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選的是，在轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)鎖止固定器51可關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸33轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)鎖止固定器51以這種方式安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33上，鎖止固定器51固定在轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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(gè)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(gè)部分有四個(gè))而形成。四個(gè)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(gè)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(xiāo)52b設(shè)置在鎖止臂52中的中間位置。鎖止臂可關(guān)于銷(xiāo)52b旋轉(zhuǎn)。同樣，螺線管52c安裝到相對(duì)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(dòng)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(dòng)傳感器21結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖3所示，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21包括一個(gè)與電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33整體轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子部分25，以及一個(gè)設(shè)在轉(zhuǎn)子部分25的外緣的檢測(cè)部分26。轉(zhuǎn)子部分25為環(huán)形，并安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33上從而與轉(zhuǎn)動(dòng)軸33整體轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，磁鐵可被排列以使磁鐵的八個(gè)磁極25a沿周向在轉(zhuǎn)子部分25內(nèi)。轉(zhuǎn)動(dòng)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(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸33整體轉(zhuǎn)動(dòng)并且通常不關(guān)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)。
磁極25a被提供從而當(dāng)轉(zhuǎn)子部分25轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)朝著檢測(cè)部分26交替產(chǎn)生不同的磁場(chǎng)，例如不同方向的磁場(chǎng)。這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子部分25與轉(zhuǎn)動(dòng)軸33一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)部分26周?chē)拇艌?chǎng)變化。如果八個(gè)磁極25a構(gòu)成轉(zhuǎn)子部分25，磁場(chǎng)變化的周期為90度轉(zhuǎn)動(dòng)角。
檢測(cè)部分26根據(jù)磁場(chǎng)變化來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。例如，檢測(cè)部分包括三個(gè)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(gè)磁性傳感器26a至26c與轉(zhuǎn)向控制器20相連(參見(jiàn)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(gè)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(dòng)而檢測(cè)部分26的輸出改變。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)軸33每轉(zhuǎn)動(dòng)15度(即，360/(8×3)度)，檢測(cè)部分26的輸出改變，這使轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21以15度的分辨率檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)角(轉(zhuǎn)動(dòng)位置)成為可能。
圖4是特別說(shuō)明轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的檢測(cè)信號(hào)的圖表。
如圖4所示，轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)信號(hào)，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(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)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(zhǎng)OW(輸出模式2)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分25進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，來(lái)自傳感器26b和傳感器26c的輸出依次變?yōu)長(zhǎng)OW(輸出模式3和4)。
當(dāng)轉(zhuǎn)子部分25進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，來(lái)自磁性傳感器26a至26c的輸出改變，并且檢測(cè)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(dòng)，檢測(cè)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(gè)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(duì)應(yīng)整個(gè)圓周90度的圓周區(qū)域時(shí)，對(duì)于轉(zhuǎn)子部分25每轉(zhuǎn)動(dòng)90度，檢測(cè)部分26的輸出模式的變化為一個(gè)周期。即，當(dāng)電機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)360度檢測(cè)部分26多次輸出一系列預(yù)定數(shù)目的不同信號(hào)。在本實(shí)施例中，當(dāng)電機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)360度，檢測(cè)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(gè)突起部分之中，或鎖止臂52位于四個(gè)齒狀部分51a的哪一個(gè)。轉(zhuǎn)向控制器20儲(chǔ)存所確定的鎖止臂52的位置。
初始化之后，在控制中，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21不斷監(jiān)控轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。例如，轉(zhuǎn)向控制器20儲(chǔ)存了轉(zhuǎn)動(dòng)軸33沿順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角。這樣，當(dāng)鎖止臂52進(jìn)入齒狀部分51a之一時(shí)，可檢測(cè)出鎖止臂52位于四個(gè)齒狀部分51a的哪一個(gè)。
如上所述，可確定當(dāng)控制開(kāi)始時(shí)鎖止臂52位于四個(gè)齒狀部分51a的哪一個(gè)。此外，當(dāng)控制完成時(shí)可根據(jù)傳感器信號(hào)確定鎖止臂52位于四個(gè)齒狀部分51a的哪一個(gè)。因此，當(dāng)控制重新開(kāi)始時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置可被確定。這樣，車(chē)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(shí)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(cè)部分26的輸出模式3的位置，并且當(dāng)控制開(kāi)始時(shí)檢測(cè)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(dòng)，當(dāng)控制開(kāi)始時(shí)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(shí)，可以通過(guò)預(yù)先確定把脫離齒狀部分51b的嚙合部分52a移動(dòng)到脫離齒狀部分51b所需要的時(shí)間來(lái)確定在突起部分經(jīng)過(guò)嚙合部件52a之后，何時(shí)鎖止臂52的嚙合部分52a被移進(jìn)齒狀部分51a。換句話說(shuō)，嚙合部分52a移動(dòng)到突起部分，并能夠移動(dòng)到齒狀部分51a。因此，可確定當(dāng)控制完成時(shí)鎖止臂52位于四個(gè)齒狀部分51a的哪一個(gè)。例如，在電機(jī)30沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)突起部分51b-2經(jīng)過(guò)嚙合部分52b后預(yù)定時(shí)間結(jié)束時(shí)，或當(dāng)突起部分51b-2經(jīng)過(guò)嚙合部分52a之后輸出模式變?yōu)檩敵瞿Ｊ?、4或3時(shí)，鎖止臂52被旋轉(zhuǎn)以致移動(dòng)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(kāi)口寬度被成形以致大于每個(gè)突起部分51b-1至51b-4的寬度。優(yōu)選地，齒狀部分51a的開(kāi)口寬度被成形以致等于或大于兩倍的每個(gè)突起部分51b-1至51b-4的寬度。齒狀部分51a的開(kāi)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(pán)被操作時(shí)，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(shí)，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(dòng)角θ2，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出所有6個(gè)不同模式的檢測(cè)信號(hào)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(dòng)傳感器21的輸出模式1至6。例如，轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)突起部分的厚度和嚙合部分52a的厚度而彼此相鄰的兩個(gè)部分之間的90度角。圖5中，間隙角θ1大約為70度，而轉(zhuǎn)動(dòng)角θ2為90度。換句話說(shuō)，間隙角θ1被設(shè)置為小于轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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(dòng)，也可避免轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21在不同的轉(zhuǎn)動(dòng)位置輸出相同的檢測(cè)信號(hào)。
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(dòng)，這會(huì)改變轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。當(dāng)車(chē)輛其后或在其它情況起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出改變。然而，因?yàn)榧词乖陔姍C(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也可避免轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21在不同的轉(zhuǎn)動(dòng)位置輸出相同的檢測(cè)信號(hào)，所以可根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出確定轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。因而，可保持控制的連續(xù)性并且當(dāng)車(chē)輛起動(dòng)或類(lèi)似情況時(shí)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(dòng)角θ3，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出5種輸出模式的不同檢測(cè)信號(hào)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(shí)，即使鎖止固定器51在電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的任意轉(zhuǎn)動(dòng)位置安裝，也可避免當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50嚙合時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器在電機(jī)30的不同轉(zhuǎn)動(dòng)位置輸出相同的檢測(cè)信號(hào)。例如，無(wú)論鎖止固定器51安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的哪一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置，即使當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50嚙合時(shí)電機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)，也可避免當(dāng)鎖止臂52位于同樣的齒狀部分51a時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21在不同的轉(zhuǎn)動(dòng)位置輸出相同的檢測(cè)信號(hào)。因此轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置可根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的輸出被可靠地檢測(cè)。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(gè)齒狀部分51的哪一個(gè)。這樣，因?yàn)殒i止固定器51可在任意位置安裝，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33上安裝鎖止固定器51變得容易。
當(dāng)間隙角θ1變大時(shí)，通過(guò)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(dòng)角θ2，在相同的齒狀部分51a的不同的位置輸出相同的檢測(cè)信號(hào)。在這種情況下，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置不能精確地被檢測(cè)，則不能保證控制的連續(xù)性。此時(shí)，當(dāng)間隙角θ1變小時(shí)，通過(guò)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(shí)，可更精確地檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)角θ2，鎖止機(jī)構(gòu)50可通過(guò)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(cè)電機(jī)的位置。
如上所述，依據(jù)本實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置1中，當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50通過(guò)把作為嚙合部件的鎖止臂52插入齒狀部分51a而嚙合時(shí)，間隙角θ1被設(shè)置為小于電機(jī)30的轉(zhuǎn)動(dòng)角θ2，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出所有的預(yù)定數(shù)目的不同檢測(cè)信號(hào)是必要的。因此，當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)50嚙合時(shí)，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(dòng)，也可避免轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21在不同的轉(zhuǎn)動(dòng)位置輸出相同的檢測(cè)信號(hào)。因而，轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)位置可被可靠地檢測(cè)，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(cè)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(dòng)角θ3，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出不同檢測(cè)信號(hào)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(shí)，即使鎖止固定器51安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的任意轉(zhuǎn)動(dòng)位置，可避免轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器在電機(jī)30的不同轉(zhuǎn)動(dòng)位置輸出相同的檢測(cè)信號(hào)。因而，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33上安裝鎖止固定器51變得容易，這可提高車(chē)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(dòng)角θ2是90度，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出所有的預(yù)定數(shù)目的檢測(cè)信號(hào)是必要的。如果鎖止固定器51的齒狀部分51a的開(kāi)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(shuō)，如圖6所示，當(dāng)與齒狀部分51a的位置成一條直線時(shí)，鎖止固定器51需要安裝在輸出檢測(cè)部分輸出模式1至6的位置。換句話說(shuō)，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(kāi)口角θ4需要以一個(gè)相當(dāng)于一個(gè)輸出模式(即90度/6)的角度減小。這樣，如圖8所示，通過(guò)設(shè)置齒狀部分51a的開(kāi)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(dòng)重復(fù)輸出六個(gè)不同的檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的車(chē)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(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，該預(yù)定數(shù)為除了六的一個(gè)數(shù)。在這種情況下，優(yōu)選的是，車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)該包括一個(gè)輸出預(yù)定數(shù)目的不同檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)傳感器21的轉(zhuǎn)子部分25整體轉(zhuǎn)動(dòng)。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(cè)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(huì)由于某些影響偏離轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的轉(zhuǎn)子部分25的位置。在這種情況下，通過(guò)確定鎖止臂52與齒狀部分51a嚙合的狀態(tài)，或通過(guò)確定在齒狀部分51a的檢測(cè)部分輸出模式的順序，精確地檢測(cè)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(cè)部分輸出模式的順序?yàn)?、2、3、4、5、6。在這種情況下，通過(guò)確定檢測(cè)部分輸出模式的順序，例如3、4、5、6、1、2，精確地檢測(cè)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(cè)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(cè)部分輸出模式中的變化周期為120度時(shí)，突起部分設(shè)置為間隔120度。當(dāng)檢測(cè)部分輸出模式中的變化周期為180度時(shí)，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(dòng)角(在本實(shí)施例中為15度)的寬度的寬度，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出每個(gè)檢測(cè)信號(hào)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(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，包括可變傳動(dòng)比裝置，該可變傳動(dòng)比裝置包括一個(gè)連接于方向盤(pán)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)，它利用電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)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(dòng)角之比；轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(21)，用于當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)重復(fù)輸出一系列預(yù)定數(shù)目的不同信號(hào)，該信號(hào)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而不同，從而檢測(cè)電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(33)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置；以及一個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)(50)，其中多個(gè)齒狀部分(52a)成形于與電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(33)一起轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于，當(dāng)嚙合部件(52)插入齒狀部分(52a)時(shí)，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(hào)所需的電機(jī)(30)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)角(θ2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)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(dòng)角(θ3)，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出所有信號(hào)是必要的，該信號(hào)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(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，輸出每個(gè)信號(hào)所需要的電機(jī)的第三轉(zhuǎn)動(dòng)角是相同的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，第三轉(zhuǎn)動(dòng)角是15度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車(chē)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(jià)于第三轉(zhuǎn)動(dòng)角的寬度，其中每個(gè)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(chē)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(shí)，鎖止固定器(51)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸(33)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(26)包括多個(gè)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸側(cè)并與轉(zhuǎn)動(dòng)軸(33)整體轉(zhuǎn)動(dòng)的磁鐵；以及多個(gè)設(shè)在多個(gè)磁鐵的外緣部分并檢測(cè)多個(gè)磁鐵的磁場(chǎng)方向的檢測(cè)器(26a至26c)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，多個(gè)檢測(cè)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(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，當(dāng)電機(jī)(30)轉(zhuǎn)動(dòng)360度，轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置(26)多次輸出一系列預(yù)定數(shù)目的不同信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置，該車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置包括一個(gè)設(shè)置在轉(zhuǎn)向力傳送系統(tǒng)中的可變傳動(dòng)比裝置(4)，和一個(gè)限制可變傳動(dòng)比裝置(4)的輸入軸(5)和輸出軸(6)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖止機(jī)構(gòu)(50)。鎖止機(jī)構(gòu)(50)通過(guò)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(guò)把鎖止臂(52)插入齒狀部分(51a)而嚙合時(shí)，間隙角(θ1)設(shè)為小于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角(θ2)，該轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)于輸出六種不同信號(hào)是必要的。
文檔編號(hào)B62D113/00GK1485236SQ03152320
公開(kāi)日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
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