專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中轉(zhuǎn)向柄機(jī)械地連接到一對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪，用于根據(jù)轉(zhuǎn)向柄的轉(zhuǎn)向操作而使該對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上已經(jīng)公知例如日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)No.2002-160649中公開(kāi)的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中能夠增大或減小輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角并且將該結(jié)果輸出到輸出軸的差速齒輪機(jī)構(gòu)被置于一對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向柄之間，以能夠獨(dú)立于轉(zhuǎn)向柄的旋轉(zhuǎn)而對(duì)轉(zhuǎn)向輪進(jìn)行輔助轉(zhuǎn)向。
但是，在上述傳統(tǒng)設(shè)備中不可能對(duì)該對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立地進(jìn)行輔助轉(zhuǎn)向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述問(wèn)題而做出的，并且目的是提供能夠獨(dú)立地使一對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向來(lái)提高車(chē)輛可操作性的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特性在于，在其中轉(zhuǎn)向柄機(jī)械地連接到一對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪以根據(jù)所述轉(zhuǎn)向柄的轉(zhuǎn)向操作來(lái)使所述轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備中，至少有能夠?qū)⑤斎胼S的轉(zhuǎn)動(dòng)角在增大或減小后輸出到輸出軸的第一差速齒輪機(jī)構(gòu)被布置在所述轉(zhuǎn)向柄和所述轉(zhuǎn)向輪中的一個(gè)之間的部分中，并且至少有能夠?qū)⑤斎胼S的轉(zhuǎn)動(dòng)角在增大或減小后輸出到輸出軸的第二差速齒輪機(jī)構(gòu)被布置在所述轉(zhuǎn)向柄和所述轉(zhuǎn)向輪中的另一個(gè)之間的部分中，此部分不包括所述轉(zhuǎn)向柄和所述一個(gè)轉(zhuǎn)向輪之間的所述部分。在此情況下，所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)可以分別包括用于增大和減小輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角以將結(jié)果輸出到輸出軸的電致動(dòng)器，并且可以進(jìn)一步設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)控制所述電致動(dòng)器的控制裝置。
此外，在本發(fā)明的特征構(gòu)造中，例如，所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)可以以此順序串聯(lián)地連接到所述轉(zhuǎn)向柄，并且所述一對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪可以被分別被連接到所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的每個(gè)所述輸出軸。此外，所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以被第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，以被輸出到所述一個(gè)轉(zhuǎn)向輪，而所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以被第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，以被輸出到所述另一個(gè)轉(zhuǎn)向輪。
此外，在本發(fā)明的特征構(gòu)造中，所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)可以并聯(lián)地布置，其中所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的每個(gè)輸入軸可以連接到所述轉(zhuǎn)向柄，并且所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的每個(gè)所述輸出軸可以被分別連接到所述一對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪。此外，所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以被第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，以被輸出到所述一個(gè)轉(zhuǎn)向輪，而所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以被第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，以被輸出到所述另一個(gè)轉(zhuǎn)向輪。
在具有上述構(gòu)造的本發(fā)明中，所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的每個(gè)輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角被獨(dú)立地增大或減小以輸出到輸出軸，由此使得可以獨(dú)立地轉(zhuǎn)向該對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪。所以，可以提高車(chē)輛的可操作性。此外，在所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)串聯(lián)連接的構(gòu)造中，即使位于遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)向柄側(cè)的第二差速齒輪機(jī)構(gòu)上發(fā)生故障，該對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角也可以獨(dú)立于轉(zhuǎn)向柄的轉(zhuǎn)動(dòng)而被改變，由此可以確保用于獨(dú)立于轉(zhuǎn)向柄的轉(zhuǎn)動(dòng)而使所述轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的輔助轉(zhuǎn)向功能。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備的總體示意圖；和圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備的總體示意圖。
具體實(shí)施例方式
a.第一實(shí)施例下面將參照

本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1是據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備的總體示意圖。
此車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備設(shè)置有第一轉(zhuǎn)向軸12，其一端連接到轉(zhuǎn)向柄11以一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。第一轉(zhuǎn)向軸12的另一端通過(guò)第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40連接到第二轉(zhuǎn)向軸13的一端。小齒輪14連接到第二轉(zhuǎn)向軸13的另一端以繞著軸線一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。第三轉(zhuǎn)向軸15的一端連接到小齒輪14以繞著軸線一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。第三轉(zhuǎn)向軸15的另一端通過(guò)第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50連接到第四轉(zhuǎn)向軸16的一端。直齒圓柱齒輪21連接到第四轉(zhuǎn)向軸16的另一端以繞著軸線一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪齒數(shù)與直齒圓柱齒輪21相同的直齒圓柱齒輪22與直齒圓柱齒輪21嚙合。第五轉(zhuǎn)向軸23的一端連接到直齒圓柱齒輪22以繞著軸線一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。小齒輪24連接到第五轉(zhuǎn)向軸23的另一端以繞著軸線一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。
小齒輪14與在支撐到車(chē)身上的齒條桿31處形成的齒條齒31a相嚙合，以使其能夠在軸向上向左或向右移動(dòng)，由此構(gòu)成齒輪齒條機(jī)構(gòu)。用作轉(zhuǎn)向輪的左前輪FW1通過(guò)橫拉桿32和轉(zhuǎn)向節(jié)臂33可轉(zhuǎn)向地連接到齒條桿31的左端(圖中的右側(cè))。在第二轉(zhuǎn)向軸13繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下左前輪FW1根據(jù)齒條桿31在軸向上的位移而向右或向左轉(zhuǎn)向。小齒輪24與在支撐到車(chē)身上的齒條桿34處形成的齒條齒34a相嚙合，以能夠在軸向上向左或向右移動(dòng)，由此構(gòu)成齒輪齒條機(jī)構(gòu)。用作轉(zhuǎn)向輪的右前輪FW2通過(guò)橫拉桿35和轉(zhuǎn)向節(jié)臂36可轉(zhuǎn)向地連接到齒條桿34的右端(圖中的左側(cè))。在第五轉(zhuǎn)向軸23繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下右前輪FW2根據(jù)齒條桿34在軸向上的位移而向右或向左轉(zhuǎn)向。
第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40將第一轉(zhuǎn)向軸12的所述另一端定義為輸入軸，并將第二轉(zhuǎn)向軸13的所述一端定義為輸出軸。其可以增大或者減小輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角并且將此結(jié)果輸出到輸出軸。第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40具有支撐在車(chē)身上以繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的殼體41。殼體41中容納的是分別由錐齒輪構(gòu)成的第一齒輪42至第四齒輪45。第一齒輪42連接到第一轉(zhuǎn)向軸12的另一端以繞著軸線一體地轉(zhuǎn)動(dòng)，而第二齒輪43連接到第二轉(zhuǎn)向軸13的一端以繞著軸線一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。第三齒輪44和第四齒輪45由支撐軸46可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，這兩個(gè)齒輪分別與第一齒輪42和第二齒輪43嚙合，所述支撐軸46在與第一轉(zhuǎn)向軸12和第二轉(zhuǎn)向軸13的軸向正交的方向上延伸并且固定到殼體41。
由錐齒輪構(gòu)成的第五齒輪47固定到殼體41以繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)向軸12穿過(guò)第五齒輪47。第五齒輪47與由錐齒輪構(gòu)成的第六齒輪48嚙合。第六齒輪48連接在電機(jī)49的轉(zhuǎn)軸上以繞著軸線一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。此電機(jī)49包括用于使第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40進(jìn)行差速操作的電致動(dòng)器。電機(jī)49的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)內(nèi)置的減速機(jī)構(gòu)輸出到第六齒輪48，以由此使第五齒輪47和殼體41繞著第一轉(zhuǎn)向軸12和第二轉(zhuǎn)向軸13的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50將第三轉(zhuǎn)向軸15的所述另一端定義為輸入軸，并將第四轉(zhuǎn)向軸16的所述一端定義為輸出軸，其中其可以增大或者減小輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角并且將此結(jié)果輸出到輸出軸。第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50包括殼體51、第一齒輪52至第四齒輪55、支撐軸56、第五齒輪57和第六齒輪58以及電機(jī)59，其中的每個(gè)都與第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40的殼體41、第一齒輪42至第四齒輪45、支撐軸46、第五齒輪47和第六齒輪48以及電機(jī)49相同。
用作輔助轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的電機(jī)37和38被安裝到齒條桿31和34。這些電機(jī)37和38在其轉(zhuǎn)動(dòng)期間通過(guò)內(nèi)置的螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)在軸向上直線驅(qū)動(dòng)齒條桿31和32。
此外，車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備還具有電控電路，其包括轉(zhuǎn)向角傳感器61、轉(zhuǎn)向力矩傳感器62、轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器63和64、車(chē)速傳感器65和電子控制單元66(以下稱(chēng)為ECU 66)。轉(zhuǎn)向角傳感器61被安裝到第一轉(zhuǎn)向軸12，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)向角θ。此轉(zhuǎn)向角θ根據(jù)其符號(hào)的正負(fù)表示轉(zhuǎn)向柄11對(duì)其中立位置的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并由其絕對(duì)值表示轉(zhuǎn)向柄轉(zhuǎn)角的大小。轉(zhuǎn)向力矩檢測(cè)器62安裝到第一轉(zhuǎn)向軸12，用于檢測(cè)施加到轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)向力矩T。轉(zhuǎn)向力矩T由其符號(hào)的正負(fù)表示力矩的方向，并由其絕對(duì)值表示力矩的大小。轉(zhuǎn)動(dòng)角檢測(cè)器63和64被分別安裝到電機(jī)49和59，用于檢測(cè)電機(jī)49和59的轉(zhuǎn)動(dòng)角θm1和θm2。轉(zhuǎn)動(dòng)角θm1和θm2由其符號(hào)的正負(fù)表示電機(jī)49和59對(duì)參考位置的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并由其絕對(duì)值表示電機(jī)49和59的轉(zhuǎn)動(dòng)角的大小。車(chē)速傳感器65檢測(cè)車(chē)速V。
ECU 66具有由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成的微計(jì)算機(jī)，并且還具有用于驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)37、38、49和59的驅(qū)動(dòng)電路。ECU 66從各個(gè)傳感器61至65輸入各個(gè)檢測(cè)信號(hào)，以控制電機(jī)37、38、49和59中每一個(gè)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
下面將解釋具有上述構(gòu)造的第一實(shí)施例的操作。當(dāng)駕駛員操作以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向柄11時(shí)，轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)第一轉(zhuǎn)向軸12、第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40和第二轉(zhuǎn)向軸13被傳遞到小齒輪14，由此小齒輪14將齒條桿31在軸向上移動(dòng)與轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的量。齒條桿31在軸向上的位移使左前輪FW1轉(zhuǎn)向。此外，小齒輪14的轉(zhuǎn)動(dòng)還通過(guò)第三轉(zhuǎn)向軸15、第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50、第四轉(zhuǎn)向軸16、直齒圓柱齒輪21和22以及第五轉(zhuǎn)向軸23傳遞到小齒輪24，由此小齒輪24將齒條桿34在軸向上移動(dòng)與轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的量。齒條桿34在軸向上的位移使右前輪FW2轉(zhuǎn)向。據(jù)此，左前輪FW1和右前輪FW2按照轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)動(dòng)而向左和向右轉(zhuǎn)向。
另一方面，在左前輪FW1和右前輪FW2被轉(zhuǎn)向期間，ECU 66通過(guò)程序處理從各個(gè)傳感器61至65輸入檢測(cè)信號(hào)，以控制電機(jī)37、38、49和59中每一個(gè)的轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，ECU 66輸入柄轉(zhuǎn)向角θ、車(chē)速V和轉(zhuǎn)動(dòng)角θm1和θm2，以按照柄轉(zhuǎn)向角θ和車(chē)速V分別對(duì)左前輪FW1和右前輪FW2獨(dú)立地進(jìn)行輔助轉(zhuǎn)向。具體而言，ECU 66分別為左前輪FW1和右前輪FW2計(jì)算正的小輔助轉(zhuǎn)向角θ0，其隨著柄轉(zhuǎn)向角θ的絕對(duì)值|θ|的增大而增大并且隨著車(chē)速V的增大而減小。
然后，如果柄轉(zhuǎn)向角θ表示轉(zhuǎn)向柄11的向左轉(zhuǎn)向，則向輔助轉(zhuǎn)向角的加一個(gè)正的很小的值θ1(0＜θ1＜θ0)(θ1隨柄轉(zhuǎn)向角θ的絕對(duì)值|θ|的增大而增大)來(lái)由此計(jì)算左前輪輔助轉(zhuǎn)向角θ0+θ1，而從輔助轉(zhuǎn)向角θ0減去一個(gè)正的很小的值θ2(0＜θ2＜θ0)(θ2隨柄轉(zhuǎn)向角θ的絕對(duì)值|θ|的增大而增大)來(lái)由此計(jì)算右前輪輔助轉(zhuǎn)向角θ0-θ2。這些左前輪和右前輪的輔助轉(zhuǎn)向角θ0+θ1和θ0-θ2的符號(hào)正負(fù)與柄轉(zhuǎn)向角θ的符號(hào)正負(fù)相匹配，以獲得左前輪FW1和右前輪FW2的最終的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*和θb*。另一方面，如果柄轉(zhuǎn)向角θ表示轉(zhuǎn)向柄11的向右轉(zhuǎn)向，則從輔助轉(zhuǎn)向角θ0減去一個(gè)正的很小的值θ2來(lái)由此計(jì)算左前輪輔助轉(zhuǎn)向角θ0-θ2，而向輔助轉(zhuǎn)向角θ0加一個(gè)正的很小的值θ1來(lái)由此計(jì)算右前輪輔助轉(zhuǎn)向角θ0+θ1。這些左前輪和右前輪的輔助轉(zhuǎn)向角θ0-θ2和θ0+θ1的符號(hào)正負(fù)與柄轉(zhuǎn)向角θ的符號(hào)正負(fù)相匹配，以獲得左前輪FW1和右前輪FW2的最終的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*和θb*。
然后，ECU 66將左前輪FW1的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*轉(zhuǎn)換成與電機(jī)49的轉(zhuǎn)動(dòng)角相對(duì)應(yīng)的值，并且控制電機(jī)49的轉(zhuǎn)動(dòng)使得電機(jī)49的輸入轉(zhuǎn)動(dòng)角θm1變得等于該轉(zhuǎn)換值。電機(jī)49的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40的第六齒輪48和第五齒輪47被傳遞到殼體41，由此殼體41轉(zhuǎn)動(dòng)與目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*的轉(zhuǎn)換值相等的角度。在此情況下，第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40將作為其輸出軸的第二轉(zhuǎn)向軸13的轉(zhuǎn)動(dòng)角，相對(duì)于作為其輸入軸的第一轉(zhuǎn)向軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角而增大或者減小目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*的轉(zhuǎn)換值，由此左前輪FW1被轉(zhuǎn)向到這樣的角度，即該角度從與轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)向角θ相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向角增大或者減小了左前輪FW1的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*。
此外，ECU 66從右前輪FW2的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θb*減去左前輪FW1的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*，并且將被減后的值θb*-θa*轉(zhuǎn)換成與電機(jī)59的轉(zhuǎn)動(dòng)角相對(duì)應(yīng)的值，并且控制電機(jī)59的轉(zhuǎn)動(dòng)使得電機(jī)59的輸入轉(zhuǎn)動(dòng)角θm2變得等于該轉(zhuǎn)換值。電機(jī)59的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)第六齒輪58和第五齒輪57被傳遞到殼體51，由此殼體51轉(zhuǎn)動(dòng)與被減后的值θb*-θa*的轉(zhuǎn)換值相等的角度。在此情況下，第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50將作為其輸出軸的第四轉(zhuǎn)向軸16的轉(zhuǎn)動(dòng)角，相對(duì)于作為其輸入軸的第三轉(zhuǎn)向軸15的轉(zhuǎn)動(dòng)角來(lái)增大或者減小被減后的值θb*-θa*的轉(zhuǎn)換值，由此右前輪FW2被轉(zhuǎn)向到這樣的角度，即該角度從左前輪FW1的轉(zhuǎn)向角增大或者減小了被減后的值θb*-θa*。據(jù)此，右前輪FW2被轉(zhuǎn)向到這樣的角度，即該角度從與轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)向角θ相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向角增大或者減小了目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θb*。
結(jié)果，左前輪FW1和右前輪FW2被轉(zhuǎn)向到這樣的轉(zhuǎn)向角，即該轉(zhuǎn)向角相對(duì)于與柄轉(zhuǎn)向角θ相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向角而言，被移位了左前輪FW1和右前輪FW2的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*和θb*，其中目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*和θb*隨著柄轉(zhuǎn)向角θ的絕對(duì)值|θ|的增大而增大并且隨著車(chē)速V的減小而增大。此外，左前輪FW1和右前輪FW2的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*和θb*被設(shè)置成使得車(chē)輛的轉(zhuǎn)動(dòng)方向內(nèi)側(cè)的車(chē)輪比轉(zhuǎn)動(dòng)方向外側(cè)的車(chē)輪向內(nèi)轉(zhuǎn)向得更多，由此提供了令人滿意的轉(zhuǎn)向性能。應(yīng)當(dāng)注意到，給出左前輪FW1和右前輪FW2的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*和θb*的計(jì)算示例只是為了舉例說(shuō)明的目的而給出的?？梢圆捎萌魏畏椒?，只要其是用于計(jì)算左前輪FW1和右前輪FW2的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*和θb*以獲得彼此不同的值的方法。
此外，ECU 66輸入轉(zhuǎn)向力矩T和車(chē)速V，以根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩T和車(chē)速V來(lái)輔助控制轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)向操作。具體而言，ECU 66計(jì)算助力力矩，其隨著轉(zhuǎn)向力矩T的絕對(duì)值|T|的增大而增大，并且隨著車(chē)速V的增大而減小。然后，其控制電機(jī)37和38的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得電機(jī)37和38產(chǎn)生與此助力力矩相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力矩。電機(jī)37和38通過(guò)內(nèi)置的螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)在軸向上驅(qū)動(dòng)齒條桿31和34。據(jù)此，如果駕駛員打算通過(guò)操作轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向柄11來(lái)使左前輪FW1和右前輪FW2轉(zhuǎn)向，則電機(jī)37和38對(duì)駕駛員進(jìn)行的轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)動(dòng)操作提供助力。
如從關(guān)于操作的上述解釋可以理解到，根據(jù)第一實(shí)施例，在第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40和第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50處的輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角在獨(dú)立地增大或者減小的情況下被輸出到輸出軸，由此使得可以對(duì)左前輪FW1和右前輪FW2獨(dú)立地執(zhí)行輔助轉(zhuǎn)向，從而可以提高車(chē)輛的可操作性。此外，第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40和第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50串聯(lián)連接，由此即使在第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50上發(fā)生某種故障，通過(guò)僅操作第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40，左前輪FW1和右前輪FW2的轉(zhuǎn)向角也可以獨(dú)立于轉(zhuǎn)向柄的轉(zhuǎn)動(dòng)而被轉(zhuǎn)向。所以，即使在第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50上發(fā)生某種故障，也可以確保用于使左前輪FW1和右前輪FW2獨(dú)立于轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)動(dòng)而被轉(zhuǎn)向的輔助轉(zhuǎn)向功能。
b.第二實(shí)施例下面，將參照?qǐng)D2說(shuō)明第二實(shí)施例的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備。第二實(shí)施例中的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備具有這樣的構(gòu)造，其中第一實(shí)施例中的第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40和第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50并聯(lián)連接。
該車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備具有第一轉(zhuǎn)向軸71，其一端連接到轉(zhuǎn)向柄11以一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。小齒輪72連接到第一轉(zhuǎn)向軸71的另一端以在軸向上一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。小齒輪72與在支撐到車(chē)身上的齒條桿73上形成的齒條齒73a相嚙合，以使其能夠在軸向上向左或向右移動(dòng)，由此構(gòu)成齒輪齒條機(jī)構(gòu)。在齒條桿73上還形成有齒條齒73b和73c，其中小齒輪74與齒條齒73b嚙合。第二轉(zhuǎn)向軸75的一端連接到此小齒輪74以在軸向上一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。第二轉(zhuǎn)向軸75的另一端通過(guò)第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40連接到第三轉(zhuǎn)向軸76的一端。小齒輪77連接到第三轉(zhuǎn)向軸76的另一端以在軸向上一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。此小齒輪77與齒條桿31的齒條齒31a嚙合，齒條桿31類(lèi)似于第一實(shí)施例中用于左前輪FW1的齒條桿。
此外，小齒輪81與齒條桿73的齒條齒73c嚙合。第四轉(zhuǎn)向軸82的一端連接到此小齒輪81以在軸向上一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。第四轉(zhuǎn)向軸82的另一端通過(guò)第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50連接到第五轉(zhuǎn)向軸83的一端。小齒輪84連接到第五轉(zhuǎn)向軸83的另一端以在軸向上一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。此小齒輪84與齒條桿34的齒條齒34a嚙合，齒條桿34類(lèi)似于第一實(shí)施例中用于右前輪FW2的齒條桿。其他構(gòu)造與第一實(shí)施例相同，因此給予相同的標(biāo)號(hào)以省略對(duì)其的說(shuō)明。
下面，將解釋具有上述構(gòu)造的第二實(shí)施例的操作。當(dāng)駕駛員操作以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向柄11時(shí)，轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)第一轉(zhuǎn)向軸71、小齒輪72、齒條桿73、小齒輪74、第二轉(zhuǎn)向軸75、第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40和第三轉(zhuǎn)向軸76被傳遞到小齒輪77，由此小齒輪77使齒條桿31在軸向上移動(dòng)與轉(zhuǎn)向柄1 1的轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的量。齒條桿31在軸向上的位移使左前輪FW1轉(zhuǎn)向。此外，轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)第一轉(zhuǎn)向軸71、小齒輪72、齒條桿73、小齒輪81、第四轉(zhuǎn)向軸82、第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50和第五轉(zhuǎn)向軸83被傳遞到小齒輪84，由此小齒輪84使齒條桿34在軸向上移動(dòng)與轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的量。齒條桿34在軸向上的位移使右前輪FW2轉(zhuǎn)向。據(jù)此，左前輪FW1和右前輪FW2按照轉(zhuǎn)向柄11的轉(zhuǎn)動(dòng)而向左或向右轉(zhuǎn)向。
另一方面，在左前輪FW1和右前輪FW2被轉(zhuǎn)向期間，ECU 66通過(guò)程序處理從各個(gè)傳感器61至65輸入檢測(cè)信號(hào)，由此控制電機(jī)37、38、49和59的轉(zhuǎn)動(dòng)。雖然對(duì)電機(jī)37、38、49和59的轉(zhuǎn)動(dòng)的控制也與第一實(shí)施例中大體上相同，但其與第一實(shí)施例稍微不同之處在于將左前輪FW1和右前輪FW2的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*和θb*轉(zhuǎn)換成與電機(jī)49和59的轉(zhuǎn)動(dòng)角相對(duì)應(yīng)的值的過(guò)程，因?yàn)榈谝缓偷诙钏冽X輪機(jī)構(gòu)是并聯(lián)連接。
具體而言，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例在以下方面相同，即將左前輪FW1的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θa*轉(zhuǎn)換成與電機(jī)49的轉(zhuǎn)動(dòng)角相對(duì)應(yīng)的值，以控制電機(jī)49的轉(zhuǎn)動(dòng)而使得電機(jī)49的轉(zhuǎn)動(dòng)角θm1變得等于該轉(zhuǎn)換值。但是，在電機(jī)59的轉(zhuǎn)動(dòng)的控制中，不需要象第一實(shí)施例中那樣考慮第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40的影響。所以，右前輪FW2的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)向角θb*被簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)換成與電機(jī)59的轉(zhuǎn)動(dòng)角相對(duì)應(yīng)的值，以控制電機(jī)59的轉(zhuǎn)動(dòng)而使得電機(jī)59的轉(zhuǎn)動(dòng)角θm2變得等于該轉(zhuǎn)換值。據(jù)此，左前輪FW1和右前輪FW2如同第一實(shí)施例那樣被控制而轉(zhuǎn)向，由此提供了車(chē)輛的令人滿意的轉(zhuǎn)向性能。應(yīng)當(dāng)注意到，對(duì)轉(zhuǎn)向助力電機(jī)37和38的控制與第一實(shí)施例中的情況完全相同。
如從關(guān)于操作的上述解釋可以理解到，根據(jù)第二實(shí)施例，在第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和第二差速齒輪機(jī)構(gòu)處的輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角在獨(dú)立地增大或者減小的情況下被輸出到輸出軸，由此左前輪FW1和右前輪FW2可以獨(dú)立地被轉(zhuǎn)向，從而可以提高車(chē)輛的可操作性。
此外，本發(fā)明不限于第一和第二實(shí)施例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)各種修改都是可能的。
例如，雖然在上述實(shí)施例中采用的轉(zhuǎn)向柄11是可以被轉(zhuǎn)動(dòng)的一種，但本發(fā)明也可以應(yīng)用到通過(guò)直線操作來(lái)使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備，例如不轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向柄，如操縱桿。應(yīng)當(dāng)注意到，在此情況下，轉(zhuǎn)向柄11的直線操作在第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40和第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50的上游處被轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樾枰D(zhuǎn)動(dòng)第一差速齒輪機(jī)構(gòu)40和第二差速齒輪機(jī)構(gòu)50的輸入軸。
權(quán)利要求
1.一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中轉(zhuǎn)向柄機(jī)械地連接到一對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪以根據(jù)所述轉(zhuǎn)向柄的轉(zhuǎn)向操作來(lái)使所述轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向，所述車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備包括第一差速齒輪機(jī)構(gòu)，其能夠?qū)⑤斎胼S的轉(zhuǎn)動(dòng)角在增大或減小后輸出到輸出軸，所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)被布置在所述轉(zhuǎn)向柄和所述轉(zhuǎn)向輪中的一個(gè)之間的部分中；和第二差速齒輪機(jī)構(gòu)，其能夠?qū)⑤斎胼S的轉(zhuǎn)動(dòng)角在增大或減小后輸出到輸出軸，所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)被布置在所述轉(zhuǎn)向柄和所述轉(zhuǎn)向輪中的另一個(gè)之間的部分中，此部分不包括所述轉(zhuǎn)向柄和所述一個(gè)轉(zhuǎn)向輪之間的所述部分。
2.如權(quán)利要求1所述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)以此順序串聯(lián)地連接到所述轉(zhuǎn)向柄，并且所述一對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪被分別連接到所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的所述輸出軸。
3.如權(quán)利要求2所述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，以被輸出到所述一個(gè)轉(zhuǎn)向輪，和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，以被輸出到所述另一個(gè)轉(zhuǎn)向輪。
4.如權(quán)利要求1所述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)并聯(lián)地布置，所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的每個(gè)輸入軸連接到所述轉(zhuǎn)向柄，并且所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的每個(gè)所述輸出軸被分別連接到所述一對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪。
5.如權(quán)利要求4所述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，以被輸出到所述一個(gè)轉(zhuǎn)向輪，并且所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，以被輸出到所述另一個(gè)轉(zhuǎn)向輪。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中所述第一差速齒輪機(jī)構(gòu)和所述第二差速齒輪機(jī)構(gòu)分別包括用于將所述輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角在增大或減小后輸出到所述輸出軸的電致動(dòng)器，并且進(jìn)一步設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)控制所述電致動(dòng)器的控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種車(chē)輛轉(zhuǎn)向設(shè)備，其中轉(zhuǎn)向柄(11)通過(guò)第一和第二轉(zhuǎn)向軸(12、13)、小齒輪(14)和齒條桿(31)連接到左前輪(FW1)。小齒輪(14)通過(guò)第三至第五轉(zhuǎn)向軸(15、16、23)、小齒輪(24)和齒條桿(34)連接到右前輪(FW2)。第一差速齒輪機(jī)構(gòu)(40)置于第一和第二轉(zhuǎn)向軸(12、13)之間，由此電機(jī)(49)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了第一差速齒輪機(jī)構(gòu)(40)的輸入軸和輸出軸間的轉(zhuǎn)動(dòng)差。第二差速齒輪機(jī)構(gòu)(50)置于第三和第四轉(zhuǎn)向軸(15、16)之間，由此電機(jī)(59)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了第二差速齒輪機(jī)構(gòu)(50)的輸入軸和輸出軸間的轉(zhuǎn)動(dòng)差。所以，該對(duì)左右轉(zhuǎn)向輪(FW1、FW2)被獨(dú)立地轉(zhuǎn)向，由此提高了車(chē)輛的可操作性。
文檔編號(hào)B62D5/04GK1683198SQ20051006423
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2005年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月16日
發(fā)明者中津慎利, 川上廣司, 林則和 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社