專利名稱：車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛用轉(zhuǎn)向裝置，其利用方向盤等轉(zhuǎn)向操作部件使轉(zhuǎn) 向機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于駕駛員施加的轉(zhuǎn)向輸入而動(dòng)作，經(jīng)由該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)將車輪(通 常為前輪)轉(zhuǎn)向，特別地，涉及如下的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其可 根據(jù)車輛行駛狀態(tài)來(lái)改變轉(zhuǎn)向操作部件與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)部之間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)
比即轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比。
背景技術(shù)：
以往，作為車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，公知有例如專利文獻(xiàn)1中記 載的轉(zhuǎn)向裝置。
該可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置在轉(zhuǎn)向操作部件與車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)之間插入設(shè)置 傳動(dòng)比可變組件，并經(jīng)由該傳動(dòng)比可變組件連結(jié)轉(zhuǎn)向操作部件及車輪轉(zhuǎn)向 機(jī)構(gòu)間，以可根據(jù)車輛行駛狀態(tài)來(lái)改變?cè)搨鲃?dòng)比可變組件的轉(zhuǎn)向操作部件 側(cè)的旋轉(zhuǎn)(輸入側(cè)旋轉(zhuǎn))與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)側(cè)的旋轉(zhuǎn)(輸出側(cè)旋轉(zhuǎn))的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng) 比的方式構(gòu)成傳動(dòng)比可變組件，可根據(jù)車輛行駛裝置來(lái)改變轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比。
另外，傳動(dòng)比可變組件通常使用差動(dòng)功能來(lái)改變上述的輸入輸出旋轉(zhuǎn) 傳動(dòng)比，因此將差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)作為主要構(gòu)成要素，但專利文獻(xiàn)1中的現(xiàn)有 的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置使用波動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)作為該差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)。
另外，車輛用轉(zhuǎn)向裝置通常輔助從轉(zhuǎn)向操作部件經(jīng)車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)傳遞 到車輪的轉(zhuǎn)向力而可輕快地進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，作為用于輔助該轉(zhuǎn)向力的轉(zhuǎn)向 力輔助設(shè)備，替代液壓式設(shè)備而多采用使用電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
雖然專利文獻(xiàn)1中現(xiàn)有的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置也采用電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)，但專利文獻(xiàn)1中現(xiàn)有的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置將轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)設(shè) 置于車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上、詳細(xì)地說(shuō)設(shè)置于齒輪齒條式車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，轉(zhuǎn)向
力輔助電動(dòng)機(jī)對(duì)該車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向齒條施加輔助力。
專利文獻(xiàn)1:(曰本)特開2005 - 162124號(hào)公報(bào)
但是，在上述現(xiàn)有的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置中，因轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)從傳動(dòng)比可變組件分離而配置于車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，故產(chǎn)生以下的問(wèn)題。
即，在車輛入庫(kù)等以極低的車速行駛時(shí)、或在停車狀態(tài)下將車輪進(jìn)行
轉(zhuǎn)向的打方向盤時(shí)，存在轉(zhuǎn)向操作量大的傾向而導(dǎo)致操作麻煩，故為了以
小的轉(zhuǎn)向操作而獲得希望的車輪轉(zhuǎn)向，傳動(dòng)比可變組件控制轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比以
使轉(zhuǎn)向操作量增大并朝向車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
此時(shí)，向車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)輸入的轉(zhuǎn)向力變小，駕駛員必須相應(yīng)地施加較
大的轉(zhuǎn)向操作力(轉(zhuǎn)向輸入)，即便如此，為了補(bǔ)償輕快的轉(zhuǎn)向操作，轉(zhuǎn)向
力輔助電動(dòng)^L需要相應(yīng)地產(chǎn)生較大的輔助力。
因此，轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)與不具備傳動(dòng)比可變組件的轉(zhuǎn)向裝置的情況 相比，需要是可產(chǎn)生如上所述的較大的需求輔助力的大型電動(dòng)機(jī)，設(shè)于車 輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的大轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)與其他部件相干涉而容易產(chǎn)生車輛搭 載方面的問(wèn)題。
另外，在上述現(xiàn)有的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置中，利用轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī) 并經(jīng)由轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，進(jìn)行縱列停車運(yùn)轉(zhuǎn)或車輛入庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)等自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的自動(dòng) 操縱，但在進(jìn)行該自動(dòng)操縱期間，因傳動(dòng)比可變組件為空轉(zhuǎn)狀態(tài)，故轉(zhuǎn)向 力輔助電動(dòng)機(jī)需要產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于其拖曳扭矩的更大的扭矩，從而也產(chǎn)生更大 型化的問(wèn)題。
并且，在上述現(xiàn)有的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置中，作為用于使傳動(dòng)比可變 組件可改變輸入輸出旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)而使用波動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，故 與使用行星齒輪組式差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)的情況相比，產(chǎn)生傳動(dòng)效率差、成本增 加的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
裝置，其不采用如上所述將轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)配置于車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的結(jié) 構(gòu)，車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為不具備任何轉(zhuǎn)向力輔助系統(tǒng)的類型，由此，可將車輪 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)緊湊化且可提高與其設(shè)置相關(guān)的自由度，取而代之，將轉(zhuǎn)向力輔 助電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)比可變組件一同配置于轉(zhuǎn)向縱軸線上，在轉(zhuǎn)向縱軸線上具 有附帶電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)比可變組件。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置具 有如下的結(jié)構(gòu)。首先說(shuō)明作為前提的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其經(jīng)由傳動(dòng)比可變 組件將來(lái)自轉(zhuǎn)向操作部件的轉(zhuǎn)向輸入傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)而可將車輪轉(zhuǎn)向，利 用所述傳動(dòng)比可變組件可改變轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比。
本發(fā)明的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置的所述傳動(dòng)比可變組件包括差
動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，其具有與所述轉(zhuǎn)向操作部件結(jié)合的帶內(nèi)齒的第一外側(cè)齒輪、 相對(duì)于該帶內(nèi)齒的第一外側(cè)齒輪同軸地配置且與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的輸入軸結(jié) 合的帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪、與所述帶內(nèi)齒的第一和第二外側(cè)齒輪兩者嚙 合的共用的內(nèi)側(cè)齒輪、以及旋轉(zhuǎn)自如地支承所述內(nèi)側(cè)齒輪的內(nèi)側(cè)齒輪支承
部件；傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)，其與所述內(nèi)側(cè)齒輪支承部件結(jié)合以改變所述轉(zhuǎn) 向傳動(dòng)比；轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)，其與所述帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪結(jié)合，以 輔助從所述帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪向所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的輸入軸傳遞的轉(zhuǎn)向 力。
在第一方面的本發(fā)明的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置中，由于可改變轉(zhuǎn) 向傳動(dòng)比而插入設(shè)置在轉(zhuǎn)向操作部件與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)比可變組件包 括差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，其具有與所述轉(zhuǎn)向操作部件結(jié)合的帶內(nèi)齒的第一外側(cè) 齒輪、相對(duì)于該帶內(nèi)齒的第一外側(cè)齒輪同軸地配置且與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的輸 入軸結(jié)合的帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪、與所述的第一、第二外側(cè)齒輪兩者嚙 合的共用的內(nèi)側(cè)齒輪、以及旋轉(zhuǎn)自如地支承所述內(nèi)側(cè)齒輪的內(nèi)側(cè)齒輪支承 部件；傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)，其與所述內(nèi)側(cè)齒輪支承部件結(jié)合以改變所述轉(zhuǎn) 向傳動(dòng)比；轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)，其與所述第二外側(cè)齒輪結(jié)合，以輔助從所 述帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪向所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的輸入軸傳遞的轉(zhuǎn)向力，因此， 將轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)內(nèi)置于傳動(dòng)比可變組件并將其配置于轉(zhuǎn)向縱軸線上，
從而可獲得以下的作用效果。
即，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)不具有任何轉(zhuǎn)向力輔助系統(tǒng)，可將其緊湊化且提高與其 設(shè)置相關(guān)的自由度，根據(jù)上述理由，即便需要使用大的轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)，
另外，在本發(fā)明的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置中，因用于使傳動(dòng)比可變組件 可改變輸入輸出旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)如上所述構(gòu)成，故在利用轉(zhuǎn)向
的自動(dòng)操縱期間，可將傳動(dòng)比可變組件的拖曳最小化，相應(yīng)地減少轉(zhuǎn)向力 輔助電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，可避免大型化。并且，在本發(fā)明的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置中，因用于使傳動(dòng)比可變組件 可改變輸入輸出旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)如上所述構(gòu)成，故與如上述現(xiàn) 有的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置那樣、作為差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)而使用波動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)的 情況相比，可提高傳動(dòng)效率，并且可構(gòu)筑緊湊且便宜的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置。
圖1是將本發(fā)明一實(shí)施例的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置與其控制系統(tǒng)
一同表示的立體線圖2是表示圖1所示的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置的傳動(dòng)比可變組件 的剖面線圖3是表示從軸向看圖2所示的傳動(dòng)比可變組件的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)的正 面圖4是該差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)的共線圖5是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的、與圖2相同的傳動(dòng)比可變組件的 剖面線圖6是表示本發(fā)明的再一實(shí)施例的、與圖2、圖5相同的傳動(dòng)比可變組 件的剖面線圖7是在圖6的實(shí)施例中使用的雙向離合體的橫剖正面圖8是表示本發(fā)明的又一實(shí)施例的、與圖2、圖5、圖6相同的傳動(dòng)比
可變組件的剖面線圖9是在圖8的實(shí)施例中使用的雙向制動(dòng)器的橫剖正面圖； 圖10是表示在圖8、圖9的實(shí)施例中使用的雙向制動(dòng)器的卡合、釋放
控制的控制程序的流程圖11是表示本發(fā)明的其他實(shí)施例的、與圖3相同的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)的主視圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
1L:左轉(zhuǎn)向輪；1R:右轉(zhuǎn)向輪；2:轉(zhuǎn)向臂；3L、 3R:邊桿；4: 車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；6:齒條軸；8:齒輪軸(轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的輸入軸)；9:方向 盤(轉(zhuǎn)向操作部件)；10:傳動(dòng)比可變組件；11:差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)收納部； 12:傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)收納部；13:轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)收納部；14:傳動(dòng)比可變組件的輸入軸；15:傳動(dòng)比可變組件的輸出軸；21:控制器；22: 轉(zhuǎn)向力傳感器；23:轉(zhuǎn)向速度傳感器；24:車速傳感器；31:殼體；32: 行星齒輪組式差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)；33:第 一齒環(huán)(帶內(nèi)齒的第 一外側(cè)齒輪)； 34:第二齒環(huán)(帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪)；35:小齒輪(內(nèi)側(cè)齒輪)；36: 行星架(內(nèi)側(cè)齒輪支承部件)；37:傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)；39:轉(zhuǎn)向力控制 電動(dòng)機(jī)；40:減速器；50:復(fù)合電流多層電動(dòng)機(jī)；51:定子；52:內(nèi) 側(cè)轉(zhuǎn)子；53:外側(cè)轉(zhuǎn)子；61:雙向離合器；71:雙向制動(dòng)器；81:彈 性圈
具體實(shí)施例方式
下面，基于附圖所示的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1表示本發(fā)明一實(shí)施例的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，1L是左轉(zhuǎn)向 輪(左前輪)、1R是右轉(zhuǎn)向輪(右前輪)。
利用兩輪1L、 1R的邊桿3L、 3R以及車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4將車輪1L、 1R 的轉(zhuǎn)向臂2 (在圖1中，只能看到右輪1R的轉(zhuǎn)向臂)間相互連結(jié)。
車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4是具有齒條軸6和小齒輪的所謂齒條齒輪式車輪轉(zhuǎn)向 機(jī)構(gòu)，該齒條軸6經(jīng)由聯(lián)軸節(jié)5L、 5R與左右邊桿3L、 3R連結(jié)，該小齒輪 滑動(dòng)自如地插通在固定設(shè)置于車體的殼體7并旋轉(zhuǎn)自如地收納在該殼體7 內(nèi)，與齒條軸6嚙合(在圖1中，只能看到齒輪軸8)。
該齒條齒輪式車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4在以向齒輪軸8輸入的轉(zhuǎn)向力旋轉(zhuǎn)小齒 輪時(shí)，與其嚙合的齒條軸6向車輛的左右方向移動(dòng)行程，該齒條軸6經(jīng)邊 桿3L、 3R可將車輪1L、 1R向?qū)?yīng)齒輪軸8旋轉(zhuǎn)方向的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
但是，車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4不具有轉(zhuǎn)向力輔助系統(tǒng)(動(dòng)力轉(zhuǎn)向組件)。
在圖1中，附圖標(biāo)記9是作為轉(zhuǎn)向操作部件的方向盤，用于將駕駛員 操作該方向盤而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向輸入向齒輪軸8 (轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4的輸入軸)傳遞的 轉(zhuǎn)向力傳遞系統(tǒng)如下構(gòu)成。
在轉(zhuǎn)向縱軸線(方向盤9的旋轉(zhuǎn)軸線)上配設(shè)傳動(dòng)比可變組件10,該 傳動(dòng)比可變組件10由差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)收納部11、傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)收納部 12、轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)收納部13構(gòu)成。
差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)收納部ll內(nèi)置后述的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，該差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)用 于將傳動(dòng)比可變組件10的輸入軸14及輸出軸15之間結(jié)合以可改變它們之間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比，傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)收納部12內(nèi)置用于控制輸入軸14及 輸出軸15間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比的后述的傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī) 收納部13內(nèi)置用于輔助從輸入軸14向輸出軸15傳遞的轉(zhuǎn)向力的后述的轉(zhuǎn) 向力輔助電動(dòng)才幾。
傳動(dòng)比可變組件10的l敘入軸14上結(jié)合方向盤9，傳動(dòng)比可變it件10 的輸出軸15經(jīng)由中間軸16與齒輪軸8結(jié)合。
另外，中間軸16與輸出軸15之間的結(jié)合經(jīng)由萬(wàn)向節(jié)17來(lái)進(jìn)行，中間 軸16與齒輪軸8之間的結(jié)合經(jīng)由萬(wàn)向節(jié)18來(lái)進(jìn)行。
以下，基于圖2說(shuō)明傳動(dòng)比可變組件10的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
傳動(dòng)比可變組件10具有殼體31,在該殼體31中，如圖所示的排列， 依次設(shè)定上述的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)收納部11、傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)收納部12、轉(zhuǎn) 向力輔助電動(dòng)才幾收納部13。
圖2左端的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)收納部11中收納行星齒輪組式差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu) 32,同樣地如圖3所示，該差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32為行星齒輪組式差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)， 其結(jié)構(gòu)具有第一齒環(huán)(帶內(nèi)齒的第一外側(cè)齒輪)33、相對(duì)于該第一齒環(huán) 33同軸地配置的第二齒環(huán)(帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪)34、與這些齒環(huán)33、 34兩者嚙合的共用的兩個(gè)小齒輪(內(nèi)側(cè)齒輪)35、經(jīng)由各個(gè)齒輪軸35a旋 轉(zhuǎn)自如地支承小齒輪35的共用的一個(gè)行星架(內(nèi)側(cè)齒輪支承部件)36。
另外，為了容易地進(jìn)行差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32的組裝并獲得后述的希望的作 用，在第一齒環(huán)33的齒數(shù)Z1與第二齒環(huán)34的齒數(shù)Z2之間，使第一齒環(huán) 33的齒數(shù)Z1比第二齒環(huán)34的齒數(shù)Z2多出小齒輪35的個(gè)數(shù)kp(在圖示例 中為兩個(gè))，而使其滿足Z1-Z2 = kp的關(guān)系。
與第一齒環(huán)33結(jié)合而設(shè)置輸入軸14，該輸入軸14貫通差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu) 32的中心、圖2中央的轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)收納部13的中心以及圖2右端的 傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)收納部12的中心，從殼體31的右端突出，將方向盤9 與輸入軸14的突出端結(jié)合。
與第二齒環(huán)34結(jié)合而設(shè)置輸出軸15,該輸出軸15向輸入軸14的相反 方向延伸，從殼體31的左端突出，經(jīng)由圖1所示的中間軸16將轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4 的齒輪軸8與輸出軸15的突出端結(jié)合。
在圖2右端的傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)收納部12中收納用于控制輸入軸14 及輸出軸15間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比的傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37,該傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37由固定設(shè)置于殼體31的傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)收納部12內(nèi)的定子37s及配
置于其內(nèi)周的轉(zhuǎn)子37r構(gòu)成。
轉(zhuǎn)子37r利用包住輸入軸14的中空軸38與行星架36結(jié)合。
在圖2中央的轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)收納部13中收納用于輔助向輸出軸15
傳遞的轉(zhuǎn)向力的轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39，該轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39由固定設(shè)置
于殼體31的轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)收納部13內(nèi)的定子39s及配置于其內(nèi)周的轉(zhuǎn)
子39r構(gòu)成。
轉(zhuǎn)子39r經(jīng)由減速器40與第二齒環(huán)34結(jié)合，該減速器40為單行星齒 輪組，具有固定設(shè)置于殼體31內(nèi)的齒環(huán)40r、與其同心配置的太陽(yáng)齒輪 40s、與這些齒環(huán)40r及太陽(yáng)齒輪40s嚙合的小齒輪40p、旋轉(zhuǎn)自如地支承該 小齒纟侖40p的行星架40c。
另外，太陽(yáng)齒輪40s利用包住中空軸38的中空軸41與轉(zhuǎn)子39r結(jié)合， 行星架40c與第二齒環(huán)34 (輸出軸15)結(jié)合。
以下，說(shuō)明圖1~圖3所示的上述可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置的作用。
從方向盤9向軸14傳遞的轉(zhuǎn)向輸入傳遞到第一齒環(huán)33,之后，通過(guò)齒 輪35的自轉(zhuǎn)并經(jīng)由第二齒環(huán)34進(jìn)一步傳遞到輸出軸15。
向輸出軸15傳遞的轉(zhuǎn)向力經(jīng)由中間軸16傳遞到齒輪軸8,利用該齒輪 軸8,小齒輪(未圖示)向?qū)?yīng)方向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)使齒條軸6向?qū)?yīng)方向移動(dòng) 行程，可將車輪1L、 1R轉(zhuǎn)向。
在該轉(zhuǎn)向期間，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37，通過(guò)其轉(zhuǎn)子37r使差動(dòng)齒 輪機(jī)構(gòu)32的行星架36向與轉(zhuǎn)向方向(輸入軸14的旋轉(zhuǎn)方向)相反的方向 旋轉(zhuǎn)，從而可改變輸入輸出軸14、 15間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比(轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比)，通 過(guò)增加減少基于轉(zhuǎn)子37r產(chǎn)生的行星架36在上述方向的轉(zhuǎn)速，可控制輸入 輸出軸14、 15間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比(轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比)。
以下，說(shuō)明其原理。
使用共線圖表示圖2、 3中的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32,則成為圖4所示的情況， 構(gòu)成差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(第一齒環(huán)33、第二齒環(huán)34、行星架36) 的轉(zhuǎn)速排序?yàn)?，如圖4所示、第二齒環(huán)34、第一齒環(huán)33、行星架36的順序。
圖4的縱軸表示構(gòu)成差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(第一齒環(huán)33、第二 齒環(huán)34、行星架36)的轉(zhuǎn)速，橫軸表示由第一齒環(huán)33的齒數(shù)Z1及第二齒環(huán)34的齒數(shù)Z2確定的、差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成構(gòu)件(第一齒環(huán)33、第二齒 環(huán)34、行星架36)間的距離之比、即表示相對(duì)于行星架36及第二齒環(huán)34 間的距離與行星架36及第一齒環(huán)33間的距離之比？u
在此，距離之比人由下式表示。
PZ2/Z1。
其中Zl—Z2 = kp (小齒專侖35的個(gè)數(shù))
另一方面，若將從方向盤9 (輸入軸14)向第一齒環(huán)33傳遞的輸入轉(zhuǎn) 速(轉(zhuǎn)向速度)設(shè)為coin、將從傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37向行星架36傳遞的傳 動(dòng)比控制轉(zhuǎn)速設(shè)為oxxmt、將從第二齒環(huán)34向輸出軸15傳遞的輸出轉(zhuǎn)速設(shè) 為coout，則這些轉(zhuǎn)速間滿足如下關(guān)系式， (1 _入)cocont = coin -入-coout
若在共線圖上表示該關(guān)系，則成為圖4所示的情況。
因此，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37,通過(guò)其轉(zhuǎn)子37r使差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32 的行星架36向與轉(zhuǎn)向方向(輸入軸14的旋轉(zhuǎn)方向)相反的方向旋轉(zhuǎn)，從 而可改變輸入輸出軸14、 15間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比(轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比)，隨著基于轉(zhuǎn) 子37r產(chǎn)生的行星架36在上述方向的轉(zhuǎn)速的增加，可將輸入輸出軸14、 15 間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比(轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比)向輸出軸15的輸出轉(zhuǎn)速coout增加的方向控 制，相反地，隨著基于轉(zhuǎn)子37r產(chǎn)生的行星架36在上述方向的轉(zhuǎn)速的降低， 可將輸入輸出軸14、 15間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比(轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比)向輸出軸15的輸 出轉(zhuǎn)速coout降低的方向控制。
另外，在上述轉(zhuǎn)向期間，通過(guò)將轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39向與輸入軸14 的旋轉(zhuǎn)方向(轉(zhuǎn)向方向)相同的方向驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39的轉(zhuǎn)子39r 經(jīng)由減速器40,輔助從輸出軸15向轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4 (詳細(xì)地說(shuō)為齒輪軸8)傳 遞的轉(zhuǎn)向力，可控制方向盤9的轉(zhuǎn)向力以補(bǔ)償輕快的轉(zhuǎn)向。
基于傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37的上述轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比控制以及基于轉(zhuǎn)向力輔助 電動(dòng)機(jī)39的上述轉(zhuǎn)向力控制分別利用圖1中的控制器31來(lái)進(jìn)行控制。
為此，向控制器21輸入來(lái)自檢測(cè)方向盤9的轉(zhuǎn)向力Ts的轉(zhuǎn)向力傳感器 22的信號(hào)、來(lái)自檢測(cè)方向盤9的轉(zhuǎn)向速度(轉(zhuǎn)向輸入轉(zhuǎn)速)coin的轉(zhuǎn)向速度 傳感器23的信號(hào)、來(lái)自檢測(cè)車速VSP的車速傳感器24的信號(hào)。
另外，轉(zhuǎn)向力傳感器22及轉(zhuǎn)向速度傳感器23實(shí)際上如圖1、 2所示， 作為轉(zhuǎn)向輸入傳感器組25而設(shè)置在方向盤9及輸入軸14間的結(jié)合部。控制器21基于所述輸入信息進(jìn)行公知的運(yùn)算，求出對(duì)應(yīng)于車輛行駛狀 態(tài)的目標(biāo)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比及目標(biāo)轉(zhuǎn)向力，求出可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比的目標(biāo)傳
動(dòng)比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 cont及可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)向力的目標(biāo)輔助力Tassist,將目標(biāo)傳 動(dòng)比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速cocont向收納部12內(nèi)的傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37發(fā)出指令，將 目標(biāo)輔助力Tassist向收納部13內(nèi)的轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39發(fā)出指令。
順便說(shuō)一下，關(guān)于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比控制，若在低速行駛中，使相對(duì)于方向 盤轉(zhuǎn)向量的轉(zhuǎn)向角增大而確定轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，提高操作性，隨著車速VSP的 上升，使相對(duì)于方向盤轉(zhuǎn)向量的轉(zhuǎn)向角減小而確定轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，提高穩(wěn)定 性。
另外，關(guān)于轉(zhuǎn)向力控制，增強(qiáng)轉(zhuǎn)向力的輔助以使車速越低越能夠進(jìn)行 輕快的轉(zhuǎn)向操作，隨著車速增加，減弱轉(zhuǎn)向力的輔助而謀求行駛穩(wěn)定性。
關(guān)于進(jìn)行由縱列停車運(yùn)轉(zhuǎn)或車輛入庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)等自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的自動(dòng)操 縱的情況，利用轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39驅(qū)動(dòng)輸出軸15，通過(guò)從輸出軸15向 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4傳遞電動(dòng)機(jī)扭矩，可進(jìn)行車輪1L、 1R的自動(dòng)操縱。
根據(jù)上述實(shí)施例的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，傳動(dòng)比可變組件10以可改變 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比的方式插入設(shè)置在方向盤9與車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4之間，包括行 星齒輪組式差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32,其具有與方向盤9結(jié)合的第一齒環(huán)33、相對(duì) 于該第一齒環(huán)33同軸地配置且與車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4的輸入軸8結(jié)合的第二齒 環(huán)34、與所述齒環(huán)33、 34兩者嚙合的共用的小齒輪35以及旋轉(zhuǎn)自如地支 承小齒輪35的行星架36;傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37，其與行星架36結(jié)合以改 變轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比；轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39,其與第二齒環(huán)34結(jié)合，以輔助從第 二齒環(huán)34向車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4的輸入軸8傳遞的轉(zhuǎn)向力，因此，將轉(zhuǎn)向力輔 助電動(dòng)機(jī)39從車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4分離，并內(nèi)置于傳動(dòng)比可變組件10內(nèi)，如 圖l所示，配置于轉(zhuǎn)向縱軸線上，可獲得以下的作用效果。
即，車輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4不具有轉(zhuǎn)向力輔助系統(tǒng)，可將其緊湊化且提高與
其設(shè)置相關(guān)的自由度，如前所述，在低車速時(shí)，使相對(duì)于方向盤操縱量的 轉(zhuǎn)向角增大而確定轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，由該理由等，即便需要使用大的轉(zhuǎn)向力輔 助電動(dòng)機(jī)39，也可避免其與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)周圍的其他部件相干涉而產(chǎn)生車輛搭 載方面的問(wèn)題。
另外，在本實(shí)施例的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置中，傳動(dòng)比可變組件10將用 于改變輸入輸出軸14、 15間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比(轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比)的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)如上所述地形成為行星齒輪組式差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，故在利用轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng) 機(jī)39經(jīng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行縱列停車運(yùn)轉(zhuǎn)或車輛入庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)等自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的自動(dòng)操
縱期間，可將傳動(dòng)比可變組件10的拖戔最小化，可相應(yīng)地減少轉(zhuǎn)向力輔助 電動(dòng)機(jī)39的負(fù)荷并避免其大型化。
在本發(fā)明的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置中，傳動(dòng)比可變組件IO將用于改變輸 入輸出軸14、 15間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比(轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比)的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)如上所述 地形成為行星齒輪組式差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，故與作為差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)而使用波動(dòng) 齒輪機(jī)構(gòu)的情況相比，可提高傳動(dòng)效率，并且可構(gòu)筑緊湊且便宜的可變傳 動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置。
另外，在將轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39與第二齒環(huán)34結(jié)合時(shí)，因經(jīng)由減速 器40進(jìn)行該結(jié)合，故可增大從轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39向第二齒環(huán)34 (車輪 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4)傳遞的扭矩，相應(yīng)地可減少轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39的要求輸出 扭矩，從而可實(shí)現(xiàn)該電動(dòng)機(jī)39的小型化，可謀求傳動(dòng)比可變組件10的小型化。
因使第一齒環(huán)33的齒數(shù)Z1比第二齒環(huán)34的齒數(shù)Z2多出小齒輪35的 個(gè)數(shù)kp (在圖示例中為兩個(gè))，故可容易地進(jìn)行差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32的組裝， 并且，可獲得上述的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比控制作用。
圖5表示本發(fā)明的另一實(shí)施例，在本實(shí)施例中，利用復(fù)合電流多層電 動(dòng)機(jī)50構(gòu)成傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37及轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39，除此之外，具 有與上述的實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)。
復(fù)合電流多層電動(dòng)機(jī)50是由固定設(shè)置于殼體31內(nèi)的環(huán)狀定子51和分 別同心地配置于其內(nèi)外周的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子52及外側(cè)轉(zhuǎn)子53構(gòu)成。
由定子5和內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子52構(gòu)成傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37，由定子51和外側(cè) 轉(zhuǎn)子53構(gòu)成轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39，利用中空軸38將構(gòu)成傳動(dòng)比控制電動(dòng) 機(jī)37的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子52與行星架36結(jié)合，利用中空軸41及減速器40將構(gòu)成 轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39的外側(cè)轉(zhuǎn)子53與第二齒環(huán)34結(jié)合。
在本實(shí)施例中，同樣地可獲得與上述實(shí)施例相同的作用效果，在本實(shí) 施例中，除此之外，通過(guò)由復(fù)合電流多層電動(dòng)機(jī)50構(gòu)成傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī) 37及轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)4幾39，傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37及轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)4幾39 集中到 一個(gè)組件，可節(jié)省這些電動(dòng)4幾的收納空間從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比可變組件 IO的小型化，可使上述的實(shí)施例中的作用效果進(jìn)一涉顯著化。圖6表示本發(fā)明的再一實(shí)施例，本實(shí)施例相對(duì)于圖5中的實(shí)施例附加 了雙向離合器61。
該雙向離合器61根據(jù)需要在雙向上將進(jìn)行方向盤9及第一齒環(huán)33間 的結(jié)合的傳動(dòng)比可變組件10的輸入軸14和行星架36間結(jié)合，將差動(dòng)齒輪 機(jī)構(gòu)32設(shè)為其全部的構(gòu)成要素向雙向一體旋轉(zhuǎn)的聯(lián)鎖狀態(tài)，故形成圖7所 示的結(jié)構(gòu)。
如圖7所示，雙向離合器61具有內(nèi)環(huán)62及外環(huán)63，將內(nèi)環(huán)62嵌固在 輸入軸14上并可與其一體旋轉(zhuǎn)，將外環(huán)63嵌固在行星架36的內(nèi)周并可與 其一體旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)環(huán)62的外周面62a是光滑的圓筒面，外環(huán)63的內(nèi)周面63a是正多邊 形的凸輪面，在這些周面62a、 63a間設(shè)置凸輪滾柱64。
凸輪滾柱64的個(gè)數(shù)設(shè)為與在外環(huán)63的內(nèi)周形成的正多邊形凸輪面63a 的頂角個(gè)數(shù)相同，利用保持器65在圓周方向等間隔地保持這些凸輪滾柱64 ， 并且，利用彈性圈66向徑向內(nèi)側(cè)對(duì)保持器施力以使保持器65與內(nèi)環(huán)62的 外周面接觸。
在雙向離合器61上雖然未圖示、但還設(shè)有電磁鐵，該電磁鐵對(duì)抗彈性 圈66產(chǎn)生的向徑向內(nèi)側(cè)的作用力而將保持器65向徑向外側(cè)吸引，將保持 器65吸附在外環(huán)63的內(nèi)周正多邊形凸輪面63a上。
在將點(diǎn)火開關(guān)接通的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，若轉(zhuǎn)向裝置為可正常地動(dòng)作的非 故障期間，通過(guò)事先將上述的電磁鐵接通，將保持器65吸附在外環(huán)63的 內(nèi)周正多邊形凸輪面63a上并使其從內(nèi)環(huán)62的外周面離開，使雙向離合器 61成為釋放狀態(tài)。
在這樣的雙向離合器61的釋放狀態(tài)下，保持器65不隨內(nèi)環(huán)62的外周 面轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪滾柱64位于外環(huán)63的內(nèi)周正多邊形凸輪面63a的頂角內(nèi)，輸 入軸14與行星架36間可雙向相對(duì)地旋轉(zhuǎn)。
因此，在將點(diǎn)火開關(guān)接通的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中、且轉(zhuǎn)向裝置為可正常地動(dòng) 作的非故障期間，差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32不成為所述聯(lián)鎖狀態(tài)，可如前所述使可 變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置作用。
但是，在將點(diǎn)火開關(guān)斷開的發(fā)動(dòng)機(jī)停止中、或雖然位于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期 間但轉(zhuǎn)向裝置不能正常地動(dòng)作的故障期間，將雙向離合器61的所述電磁鐵 斷開、或通過(guò)控制將該電磁鐵斷開。由此，保持器65不能吸附在外環(huán)63的內(nèi)周正多邊形凸輪面63a上，而 是利用彈性圈66產(chǎn)生的朝向徑向內(nèi)側(cè)的作用力，被向內(nèi)環(huán)62的外周面按 壓。
此時(shí)，輸入軸14的旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)向輸入)經(jīng)由保持器65隨凸輪滾柱64轉(zhuǎn) 動(dòng)，凸輪滾柱64自外環(huán)63的內(nèi)周正多邊形凸輪面63a的頂角位置移動(dòng)，被 夾入在所述頂角位置間的平坦凸輪面63a與內(nèi)環(huán)62的外周面之間，使雙向 離合器61成為雙向結(jié)合狀態(tài)。
在這樣的雙向離合器61的結(jié)合狀態(tài)下，差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32成為將整個(gè) 構(gòu)成要素一體旋轉(zhuǎn)的聯(lián)鎖狀態(tài)，向輸入軸14傳遞的旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)向輸入)經(jīng)由 聯(lián)鎖狀態(tài)的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32以固定傳動(dòng)比(1: 1 )向輸出軸15傳遞。
因此，在將點(diǎn)火開關(guān)斷開的發(fā)動(dòng)機(jī)停止中、或雖然位于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期 間但轉(zhuǎn)向裝置不能正常地動(dòng)作的故障期間，可作為沒(méi)有傳動(dòng)比可變控制的 手控轉(zhuǎn)向裝置起作用。
在此期間，若轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39的控制系統(tǒng)正常，顯然可以使用轉(zhuǎn) 向力輔助電動(dòng)機(jī)39的控制系統(tǒng)的輔助轉(zhuǎn)向力。
圖8表示本發(fā)明的又一實(shí)施例，本實(shí)施例相對(duì)于圖6的實(shí)施例，附加 有雙向制動(dòng)器71。
該雙向制動(dòng)器71在后述的自動(dòng)操縱時(shí)將進(jìn)行方向盤9及第一齒環(huán)33 間的結(jié)合的傳動(dòng)比可變組件IO的輸入軸14和殼體31間結(jié)合并固定以使輸 入軸14不向任何方向旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)如圖9所示。
如圖9所示，雙向制動(dòng)器71具有內(nèi)環(huán)72及外環(huán)73，將內(nèi)環(huán)72嵌固在 輸入軸14上并可與其一體旋轉(zhuǎn)，將外環(huán)73嵌固在殼體31的內(nèi)周。
內(nèi)環(huán)72的外周面72a是正多邊形的凸輪面，外環(huán)73的內(nèi)周面73a是光 滑的圓筒面，在這些周面72a、 73a之間設(shè)置凸輪滾柱74。
凸輪滾柱74的個(gè)數(shù)設(shè)為與在內(nèi)環(huán)72的正多邊形外周凸輪面72a設(shè)定的 平坦面的個(gè)數(shù)相同，利用保持器75在圓周方向等間隔地保持這些凸輪滾柱 74,并且，利用彈性圈76向圓周方向彈性支承保持器75以使凸輪滾柱74 位于形成內(nèi)環(huán)72的正多邊形外周凸輪面72a的平坦面的中央。
在雙向制動(dòng)器71上雖然未圖示、但還設(shè)有電磁鐵，該電磁鐵將保持器 75向徑向外側(cè)吸引以相對(duì)于外環(huán)進(jìn)行限位。
在將該電磁鐵斷開期間，保持器75不朝向外環(huán)73向徑向外側(cè)被吸引，對(duì)此，不被限位，故利用彈性圏76將保持器75向圓周方向彈性支承，以 使凸輪滾柱74位于形成內(nèi)環(huán)72的正多邊形外周凸輪面72a的平坦面的中 央。
因此，在輸入軸14受到轉(zhuǎn)向輸入而旋轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)由保持器75可隨凸輪 滾柱74轉(zhuǎn)動(dòng)，因凸輪滾柱74持續(xù)位于形成內(nèi)環(huán)72的正多邊形外周凸輪面 72a的平坦面中央，故輸入軸14相對(duì)于殼體31可向雙向自由地相對(duì)旋轉(zhuǎn)， 雙向制動(dòng)器71為釋放狀態(tài)。
但是，在將上述電磁鐵接通期間，保持器75朝向外環(huán)73向徑向外側(cè) 被吸引，對(duì)此，被限位，故保持器75與凸輪滾柱74 —同被限制在相對(duì)于 殼體31的圓周方向位置。
因此，在輸入軸14受到轉(zhuǎn)向輸入而旋轉(zhuǎn)時(shí)，不會(huì)使保持器75及凸輪 滾柱74—并轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)環(huán)72相對(duì)于凸輪滾柱74相對(duì)地旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成內(nèi)環(huán)72 的正多邊形外周凸輪面72a的角部咬入到與外環(huán)73的內(nèi)周面73a之間，以 相對(duì)于殼體31不能向雙向相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式固定輸入軸14，雙向制動(dòng)器71 成為卡合狀態(tài)。
利用電磁鐵的接通、斷開，或使雙向制動(dòng)器71成為卡合狀態(tài)、或使之 成為釋放狀態(tài)，通過(guò)圖10的控制程序來(lái)確定。
在步驟Sll中，為了進(jìn)行縱列停車或車輛入庫(kù)等，在使車輛自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)確認(rèn)是否為需要的自動(dòng)操縱期。
若不是自動(dòng)操作期，使可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置與上述各實(shí)施例同樣地發(fā) 揮同樣的功能，因不需要雙向制動(dòng)器71對(duì)輸入軸14的固定，故使控制進(jìn) 入步驟S14，通過(guò)由電磁鐵的斷開而使雙向制動(dòng)器71成為釋放狀態(tài)，從而 可使輸入軸14成為相對(duì)于殼體31向雙向自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
在步驟Sll判斷為自動(dòng)操作期時(shí)，在步驟S12,由電磁鐵的接通而使雙 向制動(dòng)器71成為卡合狀態(tài)，使輸入軸14成為相對(duì)于殼體31不能向雙向旋 轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
在此期間，雙向離合器61預(yù)先成為釋放狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，若驅(qū)動(dòng)構(gòu)成圖8中的傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子52， 則其旋轉(zhuǎn)傳遞到行星架36。
行星架36的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由輸入軸14沿固定的第一齒環(huán)33的內(nèi)周使小齒輪 35轉(zhuǎn)動(dòng)并使其公轉(zhuǎn)，由此，行星架36的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由小齒輪35的公轉(zhuǎn)而傳遞到第二齒環(huán)34及輸出軸5，利用傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)37 (內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子52)，將 車輪向與其驅(qū)動(dòng)方向?qū)?yīng)的方向轉(zhuǎn)向，從而可自動(dòng)操縱車輛。
在此期間，可通過(guò)轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39 (外側(cè)轉(zhuǎn)子13)輔助轉(zhuǎn)向力。 另外，差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32起到如下功能，即，將來(lái)自傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī) 37 (內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子52)的旋轉(zhuǎn)減速(扭矩增大)并向第二齒環(huán)34及輸出軸15 傳遞，故作為轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)39可使用小的低扭矩型電動(dòng)機(jī)。
另外，上述自動(dòng)操縱期，經(jīng)由輸入軸14，方向盤9被固定，故在安全 方面也夂艮有利。
在圖10的步驟S12,在自動(dòng)操縱時(shí)由電磁鐵的接通而使雙向制動(dòng)器71 卡合期間，在步驟S13,根據(jù)來(lái)自方向盤9的轉(zhuǎn)向輸入Ts是否在緊急轉(zhuǎn)向 判定用的設(shè)定值Tso以上，確認(rèn)駕駛員在自動(dòng)操縱期間是否感到某種需要而 操作了方向盤9。
若轉(zhuǎn)向輸入Ts未達(dá)到緊急轉(zhuǎn)向判定用的設(shè)定值Tso，將控制返回到步 驟Sll,根據(jù)在此的判定結(jié)果，若為自動(dòng)操縱期間，則在步驟S12，通過(guò)接 通電磁鐵而使雙向制動(dòng)器71卡合，若不是自動(dòng)操縱期間，則在步驟S14, 通過(guò)斷開電解鐵而使雙向制動(dòng)器71釋放。
在步驟S12，在自動(dòng)操縱時(shí)通過(guò)電磁鐵的接通而使雙向制動(dòng)器71卡合 期間，在步驟S13,當(dāng)判定來(lái)自方向盤9的轉(zhuǎn)向輸入Ts為緊急轉(zhuǎn)向判定用 的設(shè)定值Tso以上時(shí)，即駕駛員在自動(dòng)操縱期間感到某種需要而操作了方向 盤9時(shí)，將控制轉(zhuǎn)入步驟S14，通過(guò)斷開電磁鐵而使雙向制動(dòng)器71釋放， 可從自動(dòng)操縱向方向盤9的操縱切換。
圖11表示差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)32的其他構(gòu)成例，在本實(shí)施例中，在將旋轉(zhuǎn)自 如地支承小齒輪35的齒輪軸35a相對(duì)于行星架36安裝時(shí)，利用以下結(jié)構(gòu)進(jìn) 行該安裝。
即，為了嵌合齒輪軸35a,將形成于行星架36的齒輪軸嵌合孔36a形 成為齒輪軸35a不能向圓周方向位移而可向徑向位移的徑向伸長(zhǎng)的長(zhǎng)孔。
另外，以包圍輸入軸14的方式配設(shè)彈性圈81,在其上設(shè)有朝向齒輪軸 35a延伸的推桿81a。
彈性圈81在自由狀態(tài)下為圓形，將其向圖示的徑向壓扁，在由其反作 用力而產(chǎn)生朝向齒輪軸35a方向的預(yù)負(fù)荷的狀態(tài)下，將推桿81a與齒輪軸 35a的外周抵接。這樣，彈性圏81通過(guò)上述預(yù)負(fù)荷并經(jīng)由推桿81a對(duì)齒輪軸35a向徑向 外側(cè)施力，通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)自如地支承于其上的小齒輪35施加相同方向的作用 力，將小齒輪35在與第一、第二齒環(huán)33、 34的嚙合部向這些齒環(huán)33、 34 的內(nèi)齒壓附。
因此，在小齒輪35與第一、第二齒環(huán)33、 34間的嚙合部間隙消除， 可使轉(zhuǎn)向感覺(jué)良好而沒(méi)有晃蕩。
權(quán)利要求
1.一種車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，該可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置經(jīng)由傳動(dòng)比可變組件將來(lái)自轉(zhuǎn)向操作部件的轉(zhuǎn)向輸入傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)而可使車輪轉(zhuǎn)向，利用所述傳動(dòng)比可變組件可改變轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，其特征在于，所述傳動(dòng)比可變組件包括差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，該差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)具有與所述轉(zhuǎn)向操作部件結(jié)合的帶內(nèi)齒的第一外側(cè)齒輪、相對(duì)于該帶內(nèi)齒的第一外側(cè)齒輪同軸地配置且與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的輸入軸結(jié)合的帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪、與所述帶內(nèi)齒的第一和第二外側(cè)齒輪兩者嚙合的共用的內(nèi)側(cè)齒輪、以及旋轉(zhuǎn)自如地支承所述內(nèi)側(cè)齒輪的內(nèi)側(cè)齒輪支承部件；傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)，該傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)與所述內(nèi)側(cè)齒輪支承部件結(jié)合以改變所述轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比；轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)，該轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)與所述帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪結(jié)合，以輔助從所述帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪向所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的輸入軸傳遞的轉(zhuǎn)向力。
2. 如權(quán)利要求1所述的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所 述差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)是行星齒輪組式差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，包括用作所述帶內(nèi)齒的 第一外側(cè)齒輪的第一齒環(huán)；用作所述帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪的第二齒環(huán)； 用作所述共用的內(nèi)側(cè)齒輪的多個(gè)小齒輪；以及用作所述內(nèi)側(cè)齒輪支承部件 的行星架。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 所迷傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)及轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)為復(fù)合電流多層電動(dòng)機(jī)，所述 復(fù)合電流多層電動(dòng)機(jī)共用定子，在該定子的內(nèi)、外周分別同軸地配設(shè)內(nèi)側(cè) 轉(zhuǎn)子及外側(cè)轉(zhuǎn)子，構(gòu)成所述傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)，所述外側(cè)轉(zhuǎn)子與所述帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪結(jié)合，該外側(cè)轉(zhuǎn)子和所述 定子構(gòu)成所述轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)經(jīng)由減速器與所述帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪結(jié)合。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 所述帶內(nèi)齒的第一外側(cè)齒輪的齒數(shù)比所述帶內(nèi)齒的第二外側(cè)齒輪的齒數(shù) 多，齒數(shù)差等于所述內(nèi)側(cè)齒輪的個(gè)數(shù)。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，設(shè)有雙向離合器，在轉(zhuǎn)向裝置不能正常動(dòng)作時(shí)，該雙向離合器將進(jìn)行所述 轉(zhuǎn)向操作部件與所述帶內(nèi)齒的第一外側(cè)齒輪結(jié)合的所述傳動(dòng)比可變組件的輸入軸和所述內(nèi)側(cè)齒輪支承部件結(jié)合。
7. 如權(quán)利要求6所述的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所 述雙向離合器為電磁式雙向離合器，在通電時(shí)通過(guò)將離合器釋放，所述傳 動(dòng)比可變組件的輸入軸和所述內(nèi)側(cè)齒輪支承部件之間解除結(jié)合而可雙向相 對(duì)旋轉(zhuǎn)，在非通電時(shí)通過(guò)將離合器卡合，所述傳動(dòng)比可變組件的輸入軸和 所述內(nèi)側(cè)齒輪支承部件結(jié)合而可雙向傳動(dòng)。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 設(shè)有雙向制動(dòng)器，該雙向制動(dòng)器可將其中進(jìn)行所述轉(zhuǎn)向操作部件與所述帶 內(nèi)齒的第一外側(cè)齒輪結(jié)合的傳動(dòng)比可變組件的輸入軸固定，而進(jìn)行基于所 述傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)操縱。
9. 如權(quán)利要求8所述的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所 述雙向制動(dòng)器為電磁式雙向制動(dòng)器，在通電時(shí)通過(guò)啟用制動(dòng)器而可固定所 述傳動(dòng)比可變組件的輸入軸，在非通電時(shí)通過(guò)釋放制動(dòng)器而允許所述傳動(dòng) 比可變組件的輸入軸雙向S走轉(zhuǎn)。
10. 如權(quán)利要求8所述的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，在 通過(guò)所述雙向制動(dòng)器固定所述傳動(dòng)比可變組件的輸入軸期間，若轉(zhuǎn)向輸入 為設(shè)定值以上，則解除所述雙向制動(dòng)器的制動(dòng)并使所述傳動(dòng)比可變組件的 輸入軸恢復(fù)到可雙向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
11. 如權(quán)利要求1或2所述的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 所述內(nèi)側(cè)齒輪可向所述帶內(nèi)齒的第一及第二外側(cè)齒輪的內(nèi)齒方向位移，以 在所述帶內(nèi)齒的第一及第二外側(cè)齒輪的嚙合部被所述帶內(nèi)齒的第一及第二 外側(cè)齒輪的內(nèi)齒靠壓的方式對(duì)所述內(nèi)側(cè)齒輪施力。
全文摘要
一種使用內(nèi)置有轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比可變組件的車輛用可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向裝置，將轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)從轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)分離，提高車載性。從方向盤(9)向軸(14)傳遞的轉(zhuǎn)向輸入傳遞到第一齒環(huán)(33)，然后，通過(guò)小齒輪(35)的自轉(zhuǎn)經(jīng)由第二齒環(huán)(34)進(jìn)一步傳遞到輸出軸(15)，從而可進(jìn)行車輪的轉(zhuǎn)向。在該轉(zhuǎn)向期間，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)比控制電動(dòng)機(jī)(37)使差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)(32)的行星架(36)向與轉(zhuǎn)向方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，從而可控制輸入輸出軸(14、15)間的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比(轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比)。另外，將轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)(39)向與轉(zhuǎn)向方向相同的方向驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由減速器(40)，輔助向輸出軸(15)傳遞的轉(zhuǎn)向力，可控制轉(zhuǎn)向力以補(bǔ)償輕快的轉(zhuǎn)向。
文檔編號(hào)B62D3/12GK101293532SQ20081009357
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日
發(fā)明者森川邦彥 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社