動力轉向系統的制作方法

專利名稱：動力轉向系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種動力轉向系統，其經由轉向傳動機構將駕駛員施加的 轉向轉矩傳輸到車輪，同時允許電動機提高轉向轉矩。更具體地，本發明 涉及一種動力轉向系統，其具有檢測外圍部件對轉向傳動機構的撞擊的碰 撞檢測功能。
背景技術：
具有下述特征的動力轉向系統已經被使用，所述動力轉向系統包括 轉矩傳感器，用于檢測經由車輛的轉向盤施加的轉向轉矩；電機，其根據
來自轉矩傳感器的檢測信號執行驅動操作以輔助轉向；電機驅動器電路， 其驅動電機；電源開關裝置，用于接通和關斷到電機驅動器電路的電源； 以及控制電路，其在電機驅動器電路激活時允許電源開關裝置供電，并且 根據由轉矩傳感器檢測到的轉向轉矩的大小，控制由電機驅動器電路執行 的對電機的驅動，其中用于檢測施加到車輛的震動的震動檢測裝置被設置 來通過使用控制電路，根據來自震動檢測裝置的檢測信號判斷該震動是否 是由車輛的碰撞引起的，并且如果判定震動是由碰撞引起的，則停止驅動 電機，并且電源開關裝置可以切斷供電。例如，這樣的動力轉向系統被公 開于日本專利申請公開號2000-72007。當根據來自用于安全氣囊系統的碰 撞檢測器的檢測信號判定有物體與車輛碰撞時，動力轉向系統停止驅動用 于電子動力轉向(EPS)的電機，從而防止過載電流流過電機驅動器電 路。
但是，傳統的電子動力轉向系統根據來自用于安全氣囊系統的碰撞檢 測器的檢測信號判斷是否發生車輛碰撞。因此，存在如下的可能性，艮口， 雖然物體與車輛的碰撞被檢測到，但是不能準確地檢測對EPS機構本身的 撞擊。此外，存在如下問題，即，不能確定地檢測外圍部件對轉向傳動機
5構的撞擊，因為用于檢測施加到車輛的震動的震動檢測裝置不是直接檢測 轉向傳動機構的加速度的傳感器，而是用于判斷諸如安全氣囊系統的被動 安全設備是否應該被啟用的加速度傳感器。

發明內容
考慮到上述問題，本發明提供了一種能夠更準確地檢測對轉向傳動機 構的撞擊的動力轉向系統。
作為本發明的一個實施例，提供了一種動力轉向系統，其用于允許電 動機來提高由駕駛員施加的轉向轉矩，并且將所述轉向轉矩通過轉向傳動 機構傳輸到車輪，所述動力轉向系統包括撞擊檢測裝置，其用于檢測物體 對所述轉向傳動機構的撞擊。
還優選的是，所述動力轉向系統還包括角度檢測裝置，用于檢測構 造所述轉向傳動機構的旋轉構件的第一轉角；以及角速度計算裝置，用于 基于所檢測的第一轉角計算所述旋轉構件的角速度，其中，所述撞擊檢測 裝置基于所計算的角速度檢測外圍部件對所述轉向傳動機構的撞擊。
還優選的是，所述角度檢測裝置包括用于檢測所述電動機的第二轉角 的轉角傳感器，所述電動機輔助構造所述轉向傳動機構的齒條沿軸運動。
還優選的是，所述角度檢測裝置包括轉矩傳感器，所述轉矩傳感器用 于基于轉向輸入軸和輸出軸之間的轉角差檢測轉向轉矩，所述轉向輸入軸 和輸出軸通過構造所述轉向傳動機構的扭桿彼此連接。
還優選的是，所述撞擊檢測裝置通過區分由于所述外圍部件對所述轉 向傳動機構的撞擊引起的振動與所述轉向傳動機構中由于來自所述車輪的 反向輸入而產生的振動，檢測所述撞擊。
還優選的是，基于從角速度計算裝置輸出的角速度信號的變化模式和/ 或頻率特性，區分由于所述外圍部件的撞擊引起的所述轉向傳動機構的所 述振動與由于來自所述車輪的反向輸入引起的所述轉向傳動機構的所述振 動。
還優選的是，通過利用來自用于檢測所述轉向轉矩的所述轉矩傳感器 的輸出信號，區分由于所述外圍部件的撞擊引起的所述轉向傳動機構的所述振動與由于來自所述車輪的反向輸入引起的所述轉向傳動機構的所述振 動。
還優選的是，通過利用分別是從一對轉角傳感器中的一個發送的輸出 信號之間的差異，區分由于所述外圍部件的撞擊引起的所述轉向傳動機構 的所述振動與由于來自所述車輪的反向輸入引起的所述轉向傳動機構的所 述振動，其中所述一對轉角傳感器中的一個被設置用于所述轉向輸入軸， 另一個被設置用于所述輸出軸，所述轉向輸入軸和所述輸出軸通過所述扭 桿彼此連接。
還優選的是，所述撞擊檢測裝置檢測施加到齒條箱的緊固點的撞擊載 荷，所述齒條箱容納構造所述轉向傳動機構的齒條。在此情況下，還優選 的是，所述撞擊檢測裝置利用應變傳感器檢測所述撞擊載荷。
還優選的是，所述撞擊檢測裝置檢測齒條箱的應力集中區域的形變， 所述齒條箱容納構造所述轉向傳動機構的齒條。還優選的是，所述撞擊檢 測裝置通過使用薄膜傳感器檢測所述形變，其中，所述薄膜傳感器的電阻 值根據所述齒條箱的所述應力集中區域的所述形變而變化。還優選的是， 所述撞擊檢測裝置通過使用傳導傳感器檢測所述形變，其中，在所述齒條 箱的所述應力集中區域發生預定量或更大的形變時，所述傳導傳感器斷 裂。
還優選的是，所述撞擊檢測裝置檢測齒條箱相對于車體的位移，所述 齒條箱容納構造所述轉向傳動機構的齒條。在此情況下，還優選的是，所 述撞擊檢測裝置利用行程傳感器檢測所述相對位移，或利用限位開關檢測 所述相對位移，其中，當所述相對位移等于或者大于預定位移時，所述限 位開關的輸出信號發生變化。
還優選的是，當所述撞擊檢測裝置檢測到所述物體對容納構造所述轉 向傳動機構的齒條的所述齒條箱的撞擊時，控制被施加于所述齒條的轉向 輔助轉矩的模式被改變。在此情況下，還優選的是，所述控制模式的所述 改變包括所述電動機在停止狀態和驅動狀態之間的運行狀態改變。
根據本發明，可以更準確地檢測對動力轉向系統的撞擊。


通過參考附圖閱讀以下對本發明優選實施例的詳細說明，本發明的上 述和其他目的、特征和優點將變得清楚，其中相似標號用于表示相似元 件，附圖中
圖1是本發明實施例的動力轉向系統的示意圖2是動力轉向系統1在其齒條和小齒輪嚙合部分周圍的剖視圖； 圖3是動力轉向系統1在輔助電機周圍的剖視圖； 圖4是示意性地示出了根據本發明的動力轉向系統1的實施例的系統 配置圖5A是示意性地示出了外圍部件對動力轉向系統1在輔助電機周圍 的部分的撞擊的側視圖5B是示意性地示出了外圍部件對動力轉向系統1在輔助電機周圍 的部分的撞擊的俯視圖6是示出了當外圍部件碰撞動力轉向系統1時從轉角傳感器60發送 的角速度信號的輸出波形的圖線；
圖7是示出了當發生反向輸入時從轉角傳感器60發送的角速度信號co (信號co代表轉子5的角速度)的時間序列波形的圖線；
圖8A是示出了當外圍部件碰撞動力轉向系統1時產生的角速度信號 co的頻率譜的圖線；
圖8B是當從車輪施加反向輸入時產生的角速度信號w的頻率譜的圖
線；
圖9A是示意性地示出了外圍部件對動力轉向系統1在扭桿(見圖2) 周圍的部分的撞擊的側視圖9B是示意性地示出了外圍部件對動力轉向系統l在扭桿(見圖2) 周圍的部分的撞擊的俯視圖IO是示出了當外圍部件碰撞動力轉向系統1時從轉角傳感器14a發 送的角速度信號的輸出波形的圖線；
圖IIA是示出了當外圍部件碰撞動力轉向系統1時分別從轉角傳感器 14a和18b發送的角速度信號coa和cob的輸出波形的圖線；圖IIB是示出了表示角速度信號wa和cob之間的差的信號的輸出波形 的圖線；
圖12A是從車輛上方觀察時圖l所示的部分A的局部放大圖，示意性 地示出了動力轉向系統的主要部分；
圖12B是圖12A中所示的動力轉向系統的部分B的局部放大圖，示 出了主箱和第一齒條箱的法蘭部分的剖面；
圖13是示出了本發明實施例的動力轉向系統的系統配置的示意性框
圖14是用于控制本發明實施例的動力轉向系統的處理流程的示例的 流程圖15是示出了其中薄膜傳感器被布置在齒條箱的發生應力集中的部 分上的構造的示例的視圖16是示出了其中傳導傳感器被布置在齒條箱的發生應力集中的部 分上的構造的示例的視圖17是示出了其中行程傳感器被布置在懸架構件和EPS支座之間的 構造的示例的視圖18是示出了其中限制開關被布置在EPS支座上的構造的示例的視 圖；以及
圖19是示出了其中載荷傳感器被布置在懸架構件和EPS支座之間并 布置在緊固螺栓上的構造的示例的視圖。
具體實施例方式
在下面的描述和附圖中，將參考示例性實施例更詳細地描述本發明。 應該注意，對于電子動力轉向系統，基本概念、主要硬件構造、工作原 理、基本控制方法等對于本領域技術人員是已知的，并且因此將省略對其 的詳細描述。
圖1是本發明實施例的動力轉向系統的示意圖。動力轉向系統1 一般
包括齒條箱2;齒條軸3;電動機(在此也稱為輔助電機)4;轉子(在
此也稱為電機軸)5;以及滾珠絲杠機構6。齒條箱2由中空圓筒形的第一齒條箱2a和第二齒條箱2b以及布置在齒條箱2a和2b之間的連接箱(在 此也稱為主箱)2c構成。箱2a到2c由螺栓等以同軸方式接合。
使得齒條軸3沿軸向(圖1中由箭頭X1-X2所示的方向)以可移動方 式延伸穿過齒條箱2。齒條軸3的從第一和第二齒條箱2a和2b突出的兩 端經由系桿7和8連接到右前輪和左前輪。可以膨脹壓縮以及可以彎曲的 伸縮軟管9和IO被分別附接在第一齒條箱2a和系桿7之間以及第二齒條 箱2b與系桿8之間。伸縮軟管9和10將齒條箱2內部與外部隔絕。
接合到輸入軸11 (其連接到轉向盤)上的小齒輪12被布置在第一齒 條箱2a中，并且與形成在齒條軸3中的齒條齒(沒有示出)嚙合。因此， 當駕駛員操作轉向盤時，控制力通過輸入軸ll使得小齒輪12旋轉，并且 因為小齒輪12與齒條齒的嚙合，小齒輪12的旋轉被轉化為齒條軸3的線 性運動。這樣，前輪通過系桿7和8被轉向。
電動機4被布置在構造齒條箱2的主箱2c中在齒條軸3的周圍，并且 具有如下面所述的將轉向助力經由轉子5施加到齒條軸3的功能。電動機 4是不帶電刷的DC電機，并且包括作為固定部分的定子4a以及作為旋轉 部分的轉子5。線圈被纏繞在布置在主箱2c中的定子4a上。
轉子5具有中空圓筒形狀，并且以同軸方式圍繞齒條軸3布置，使得 在它們之間存在間隙。轉子5由第一齒條箱2a和主箱2c通過軸承13在預 定位置處以可旋轉方式支撐。
滾珠絲杠機構6被布置在轉子5的在圖1中的箭頭XI側的端部附 近。滾珠絲杠機構6包括滾珠絲杠螺母6a和滾珠6b。
下面將簡要描述動力轉向系統1的功能。當駕駛員轉動轉向盤15 時，由駕駛員施加的轉向轉矩被施加，從而轉向軸(在此也稱為輸入軸) 11被旋轉(參見圖4)。轉向軸11的旋轉通過齒條和小齒輪的嚙合被轉 化為齒條軸3 (見圖l-3)的線性運動。齒條軸3的線性運動導致系桿7和 8 (見圖1和圖4)的線性運動，這實現了車輪轉向。
控制器50由包括通過總線相互連接的CPU、 ROM和RAM的微型計 算機構成。ROM存儲由CPU執行的程序等。各種信息提供設備(諸如車 輛速度傳感器)經由適當的總線(諸如CAN(控制器局域網絡))連接到控制器50。控制器50基于轉向轉矩和車速，確定將被供應到輔助電機4的 輔助電流的值。通常，所確定的輔助電流值使得助力與由駕駛員所施加的 轉向轉矩的增量成比例地增大，但是當車速很高時，所確定的輔助電流值 使得助力小于當車速低時所施加的助力。
圖2示出了動力轉向系統1在其齒條和小齒輪嚙合部分周圍的剖面。 轉向軸11的下端通過扭桿16連接到小齒輪軸(輸出軸)18。轉向軸ll的 旋轉和小齒輪軸18的旋轉通過包括扭轉的扭桿16的旋轉來聯系。具體 地，當轉向軸ll旋轉時，扭桿16被扭轉，這暫時地導致轉向軸ll和小齒 輪軸18之間的相應的轉角差。
轉向軸11和小齒輪軸18設置有一對轉角傳感器14a和18b，所述轉 角傳感器14a和18b分別檢測轉向軸11和小齒輪軸18的轉角。轉角傳感 器14a和18b可以是使用解算儀傳感器的轉角傳感器，或者是使用Hall元 件的轉角傳感器(利用磁通量的變化的Hall IC傳感器)。從由兩個轉角 傳感器14a和18b檢測的角度之間的差計算由駕駛員施加的轉向轉矩，即 施加到轉向軸11的轉向轉矩。這樣，轉角傳感器14a和18b構成其中兩個 傳感器14a和18b合作并且檢測施加到轉向軸11的轉向轉矩的轉矩傳感 器。
圖3示出了動力轉向系統l在輔助電機4周圍的剖面。輔助電機4包 括固定到齒輪箱的主箱2c的定子4a;以及圓柱形轉子5。轉子5具有磁 性部分，并且由主箱2c通過多個軸承13以可相對旋轉但是沿軸向不可相 對移動的方式支撐。軸(外螺紋部分)3a形成在齒條軸3的一部分中，并 且與滾珠絲杠螺母(內螺紋部分)6a在多個滾珠被置于其間的情況下以可 相對旋轉的方式嚙合。滾珠絲杠螺母6a以同軸并且不可相對旋轉的方式附 接到轉子5。當轉子5旋轉時，滾珠絲杠螺母6a旋轉，這導致軸3a沿軸 向運動。這樣，輔助電機4的旋轉導致齒條軸3線性運動，從而增大由駕 駛員施加的轉向轉矩。
如圖4所示，輔助電機4是無電刷的DC電機，并且連接到作為DC 電源的電池90，而驅動電路94被置于輔助電機4和電池90之間。輔助電 機4的輔助電流值由控制器50響應于來自用于檢測轉子5的轉角的轉角傳感器60的輸出信號進行反饋控制。
如轉角傳感器14a和18b的情形，轉角傳感器60可以是使用解算儀傳 感器的轉角傳感器，或者是使用Hall元件的轉角傳感器。例如，如果使用 解算儀傳感器，R/D (解算儀/數字)轉換器通過從兩相信號計算轉子5的 轉角或旋轉速度(角速度)將由轉子5的旋轉所產生的模擬兩相信號轉換 為數字信號，并且將數字信號輸出到控制器50。
動力轉向系統1在襯套被置于其間的情況下緊固到懸架構件。動力轉 向系統1的主齒輪部分(見圖2和3) —般被布置在發動機船中，并且圍 繞主齒輪部分布置有諸如發動機和傳動機構的外圍部件。因此，當在碰撞 時施加的大的沖擊力被作用在車輛上時，外圍部件可能碰撞動力轉向系統 1，這可能損害主齒輪部分的功能。
作為預防此問題的措施，存在如下方法，其中，用于檢測碰撞的加速 度傳感器(布置在地板通道中的地板傳感器或布置在車輛的左右前方部分 中的衛星傳感器)，并且如果檢測到等于或大于可能導致外圍部件碰撞動 力轉向系統1的預定參考值的沖擊值，動力轉向系統1的運行被統一限 制。但是，在此方法中，施加到動力轉向系統1 (具體地，其主齒輪部 分)的沖擊值不被直接檢測。因此，可能出現如下的問題，即，即使當限 制不是必要的時，諸如當實際上沒有外圍部件碰撞動力轉向系統1時，動 力轉向系統1的運行被限制。
相反，在本發明中，如下面詳細描述的，通過有效地使用己經被安裝 來控制動力轉向系統1的輔助操作的轉角傳感器60， 14a和18b，在不使 用任何附加傳感器的情況下，可以以高準確性檢測外周部件對動力轉向系 統1 (具體地，主齒輪部分)的撞擊。下面將參考若干實施例描述具體的 構造。
第一實施例涉及其中輔助電機4的轉角傳感器60被有效地用于檢測 外圍部件對動力轉向系統1 (具體地，其處于輔助電機周圍的部分)的撞 擊的情形。
圖5A和圖5B是分別示意性地示出了外圍部件對動力轉向系統1在輔 助電機周圍的部分(見圖3)的撞擊的側視圖和俯視圖。在圖5A和圖5B所示的示例中，圖5A和5B中的左方向是車輛的前 進方向，并且諸如發動機的外圍部件被布置在動力轉向系統1的齒輪箱的 后部。動力轉向系統1的齒輪箱在例如襯套被置于其間的情況下在沿車輛 的橫向的兩點上緊固到主體框架(懸架構件)。對于圖5A和5B所示的示 例，存在如下的可能性，S卩，例如在撞車(迎面撞擊)時，重的外周部件 由于慣性力向前移動，并且從動力轉向系統1后方碰撞動力轉向系統1。
當發生這樣的外圍部件對動力轉向系統1的撞擊時，輔助電機4的定 子4a (齒輪箱的主箱2c)產生導致懸架構件圍繞固定點旋轉的力矩M (見圖5A中的箭頭M)，并且定子4a相對于轉子5旋轉。
圖6是示出了當外圍部件碰撞動力轉向系統1時從轉角傳感器60發送 的角速度信號co (代表轉子5的角速度的信號co)的時間序列波形的圖 線。如圖6所示，當外圍部件碰撞動力轉向系統1時，上述的定子4a相對 于轉子5的旋轉導致來自轉角傳感器60的大幅值的角速度信號(高的角 速度)。應該理解，可以基于來自轉角傳感器60的輸出信號，即角速度 信號"，檢測外圍部件對動力轉向系統1的撞擊。
在本實施例中，當轉子5的角速度信號"超過用于判斷是否發生了撞 擊的預定閾值"al時，控制器50的撞擊檢測部分52 (見圖4)判定發生 了外圍部件對動力轉向系統1的撞擊。撞擊判定閾值o;al考慮外圍部件的 重量、動力轉向系統1的重心和動力轉向系統1的緊固點(動力轉向系統 1在此被緊固到懸架構件的點)之間的距離(具體地，對于力矩M的力臂 長度)等，通過計算或測試而被適當地確定或調節。
撞擊判定閾值coal可以僅僅針對一個旋轉反向進行規定。這是因為在 迎面碰撞時定子4a相對于轉子5的旋轉方向(力矩M的方向)由動力轉 向系統1的緊固點相對于其重心的位置關系來確定。
撞擊判定閾值coal可以根據在判定發生了撞擊時或剛好在此時刻之前 所測量的車速而變化。這是因為轉子5的角速度"的峰值根據沖擊力，即 外圍部件的慣性力而變化。
如上所述，根據第一實施例，通過有效地使用已經被安裝來控制輔助 操作的轉角傳感器60，在不使用任何附加傳感器的情況下，可以以高準確性檢測外周部件對動力轉向系統1的撞擊。
在第一實施例中，如果判定發生了外圍部件對動力轉向系統1的撞
擊，則例如，撞擊檢測部分52在儀表板70 (見圖4)顯示警告。或者， 例如，警告可以以聲音方式經由揚聲器等輸出，以催促駕駛員檢測或修理 車輛。或者，可以切斷到動力轉向系統1的供電(例如，可以通過繼電器 切斷輔助電機4和電池90之間的連接)。這些措施可以根據轉子5的角速 度co而變化。例如，當轉子5的角速度co處于撞擊判定閾值o;al附近時發 出警告，而當轉子5的角速度co變得非常高時切斷到動力轉向系統1的供 電。
第二實施例涉及如下情形，其中在適當地注意了轉子5的角速度由于 來自車輪的反向輸入而變化的可能性的情況下，輔助電機4的轉角傳感器 60被有效地用于檢測外圍部件對動力轉向系統1 (具體地，其處于輔助電 機周圍的部分)的撞擊。
當來自車輪的反向輸入被施加時，引起齒條3的線性運動(軸3a沿軸 向的運動)，這回過頭來通過滾珠絲杠機構6的中間傳遞作用導致轉子5 旋轉。并且在此情況下，轉子5的角速度變化。因此，必須避免響應于這 樣的角速度變化錯誤地判定發生了外圍部件對動力轉向系統1的撞擊。
圖7是示出了當發生反向輸入時從轉角傳感器60發送的角速度信號w (信號co代表轉子5的角速度)的時間序列波形的圖線。如圖7所示，當 反向輸入被從車輪施加到動力轉向系統1時，齒條3在對應于反向輸入的 方向的一個方向上移動的同時發生振動。因此，對于在反向輸入時所導致 的轉子5的角速度變化的狀態，如圖7所示，較之在外圍部件對動力轉向 系統1的撞擊時所表現出的沖擊振動模式，振動在高角速度下持續較長時 間。
在第二實施例中，控制器50從自當轉子5的角速度o;超過預定撞擊 判定閾值wal時開始的預定取樣時間段期間所收集的取樣數據計算角速度 信號w (角速度co)的平均值。如果計算出的平均值小于預定閾值Thrl， 則判定發生了外圍部件對動力轉向系統1的撞擊。另一方面，如果計算出 的平均值大于預定閾值Thrl，則判定轉子5的角速度的變化是由來自車輪的反向輸入引起的。應該注意，預定閾值Thrl通過計算或測試來適當地確 定。撞擊判定閾值coal可以與在上述第一實施例中所使用的相似的方式來 確定。
如上所述，根據第二實施例，可以以高的準確性檢測由外圍部件對動 力轉向系統1的撞擊引起的轉子5的角速度變化，其中由來自車輪的反向 輸入引起的轉子5的角速度變化被與其區分。此外，因為在轉子5的角速 度"超過預定撞擊判定閾值coal時才開始進行判定，所以可以減小進行判 定的工作量。
在第二實施例中，可以使用角速度信號o;的時間積分，來代替角速度 信號co (角速度co)的平均值。在此情況下，撞擊檢測部分52在預定的積 分時間(例如，可以與預定取樣時間段相同)上對角速度信號0)進行積 分，這當轉子5的角速度co超過預定撞擊判定閾值coal時開始進行。在此 情況下，如果積分值不超過預定閾值，則撞擊檢測部分52判定發生了外 圍部件對動力轉向系統1的撞擊；如果積分值超過預定閾值，則撞擊檢測 部分52判定轉子5的角速度變化是由來自車輪的反向輸入引起的。此 外，因為在轉子5的角速度co超過預定撞擊判定閾值coal時才開始進行判 定，所以可以減小進行判定的工作量。
第三實施例涉及如下情形，其中如同第二實施例中的情形，在適當地 注意了轉子5的角速度由于來自車輪的反向輸入而變化的可能性的情況 下，輔助電機4的轉角傳感器60被有效地用于檢測外圍部件對動力轉向 系統l (具體地，其處于輔助電機周圍的部分)的撞擊。
如上所述，當來自車輪的反向輸入被施加時，引起齒條3的線性運動 (軸3a沿軸向的運動)，這回過頭來導致轉子5的角速度的變化。轉子5 的角速度變化包括由沖擊力導致的振動。當外圍部件碰撞動力轉向系統1 時，來自轉角傳感器60的角速度信號co應該包括大比例的頻率與動力轉 向系統1的結構的共振頻率相對應的振動分量。
圖8A是示出了當外圍部件碰撞動力轉向系統1時產生的角速度信號 co的頻率譜的圖線。圖8B是當從車輪施加反向輸入時產生的角速度信號" 的頻率譜的圖線。如圖8A和8B所示，在每一種情況下，角速度信號分別包括大比例的具有不同頻率的頻率分量。
在本實施例中，控制器50的撞擊檢測部分52對從自當轉子5的角速 度o;超過預定撞擊判定閾值coal時開始的預定取樣時間段期間所收集的取 樣數據進行FFT (快速傅立葉變換)。如果在特定第一頻帶內的角速度信 號w的強度(功率譜)(dB)超過預定閾值Thr2，則判定發生了外圍部 件對動力轉向系統1的撞擊。特定第一頻帶可以以動力轉向系統1的共振 頻率為中心來確定。動力轉向系統1的共振頻率可以通過計算或實驗(諸 如瞬態響應測試)來得到。
如果在FFT之后在特定第二頻帶內的角速度信號o;的強度超過預定閾 值Thr3，則撞擊檢測部分52判定轉子5的角速度變化是由來自車輪的反 向輸入引起的。特定第二頻帶和預定閾值Thr3可以通過計算或實驗來確定 或調節。
根據第三實施例，可以以高的準確性檢測由外圍部件對動力轉向系統 1的撞擊引起的轉子5的角速度變化，其中由來自車輪的反向輸入引起的 轉子5的角速度變化被與其區分。此外，因為在轉子5的角速度w超過預 定撞擊判定閾值coal時才開始進行判定，所以可以減小進行判定的工作
在第三實施例中，從相同的觀點出發，在預定取樣時間段內取樣的角 速度信號w的第一頻帶內的頻率分量可以被提取來判斷所提取的角速度信 號co的峰值是否超過預定撞擊判定閾值。如果所提取的角速度信號w的峰 值超過撞擊判定閾值，則撞擊檢測部分52判定發生了外圍部件對動力轉 向系統1的撞擊。
類似地，在預定取樣時間段內取樣的角速度信號co的第二頻帶內的頻 率分量可以被提取來判斷所提取的角速度信號w的峰值是否超過預定撞擊 判定閾值。如果所提取的角速度信號co的峰值超過撞擊判定閾值，則撞擊 檢測部分52判定轉子5的角速度變化是由來自車輪的反向輸入引起的。
第三實施例與第二實施例并不沖突。因此，通過組合使用(例如以 "與"或者"或"的方式)這些區分方法，可以更準確地區分由外圍部件 對動力轉向系統1的撞擊引起的轉子5的角速度變化與由來自車輪的反向輸入引起的轉子5的角速度變化。
第四實施例涉及其中構造轉矩傳感器的轉角傳感器14a和/或18b被有 效地用于檢測外圍部件對動力轉向系統1 (具體地，其處于扭桿周圍的部 分)的撞擊的情形。如根據下面的描述將變得清楚的，下面所述的第四和 第五實施例不限于電子動力轉向系統。對于轉向輔助裝置沒有限制，只要 其具有扭桿和包括轉角傳感器的轉矩傳感器。例如，第四和第五實施例可 以應用于液壓動力轉向系統。
圖9A和9B分別是示意性地示出了外圍部件對動力轉向系統1在扭桿 (見圖2)周圍的部分的撞擊的側視圖和俯視圖。
在圖9A和圖9B所示的示例中，圖9A和9B中的左方向是車輛的前 進方向，并且諸如發動機的外圍部件被布置在動力轉向系統1的齒輪箱的 后部。動力轉向系統1的齒輪箱在例如襯套被置于其間的情況下在沿車輛 的橫向的兩點上緊固到主體框架(懸架構件)。對于圖9A和9B所示的示 例，存在如下的可能性，即，例如在撞車(迎面撞擊)時，重的外周部件 由于慣性力向前移動，并且從動力轉向系統1后方碰撞動力轉向系統1。 當發生這樣的外圍部件對動力轉向系統1的撞擊時，轉向軸11和小齒輪 軸18兩者都振動。
圖10是示出了當外圍部件碰撞動力轉向系統1時從轉角傳感器14a (或18b;這也適用于下文)發送的角速度信號w (代表轉向軸11的角速 度的信號")的時間序列波形的圖線。如圖10所示，當外圍部件碰撞動力 轉向系統1時，上述的轉向軸11的振動導致來自轉角傳感器14a的大幅值 的角速度信號w (高的角速度)。應該理解，可以基于來自轉角傳感器 14a的輸出信號，即角速度信號co，檢測外圍部件對動力轉向系統1的撞 擊。
在第四實施例中，當轉向軸11 (或小齒輪軸18;這也適用于下文) 的角速度co超過預定閾值coa2時，控制器50的撞擊檢測部分52判定發生 了外圍部件對動力轉向系統1的撞擊。撞擊判定閾值wa2考慮外圍部件的 重量、外圍部件與動力轉向系統1之間的位置關系、轉向軸11的振動特 性等，通過計算或測試而被適當地確定或調節。撞擊判定閾值wa2可以根據在判定發生了撞擊時或剛好在此時刻之前
所測量的車速而變化。這是因為轉向軸11的角速度CO的峰值根據沖擊
力，即外圍部件的慣性力而變化。
如上所述，根據第四實施例，通過有效地使用己經被安裝來控制輔助
操作的轉角傳感器14a，在不使用任何附加傳感器的情況下，可以以高準 確性檢測外周部件對動力轉向系統1的撞擊。
在第四實施例中，如果判定發生了外圍部件對動力轉向系統1的撞 擊，則例如，撞擊檢測部分52在以聲音方式或可視方式輸出警告等，以 催促駕駛員檢測或修理車輛。或者，可以切斷到動力轉向系統1的供電 (例如，可以通過繼電器切斷輔助電機4和電池90之間的連接)。這些 措施可以根據轉角傳感器14a的角速度o;而變化。例如，當轉角傳感器 14a的角速度o;處于撞擊判定閾值coa2附近時發出警告，而當轉角傳感器 14a的角速度o;變得非常高時切斷到動力轉向系統1的供電。
第五實施例涉及如下情形，其中在適當地注意了轉子5的角速度由于 來自車輪的反向輸入而變化的可能性的情況下，轉角傳感器14a和18b被 有效地用于檢測外圍部件對動力轉向系統1 (具體地，其處于扭桿周圍的 部分)的撞擊。
當來自車輪的反向輸入被施加時，引起齒條3的線性運動，這回過頭 來導致小齒輪軸18旋轉。于是，轉向軸ll通過扭桿16的中間傳遞作用被 驅動旋轉。并且在此情況下，小齒輪軸18 (或轉向軸11)的角速度變 化。因此，必須避免響應于這樣的角速度變化錯誤地判定發生了外圍部件 對動力轉向系統1的撞擊。
當發生反向輸入時，小齒輪軸18旋轉，并且轉向軸ll通過扭桿16的 中間傳遞作用被驅動旋轉。因此，來自轉角傳感器14a的角速度信號w和 來自轉角傳感器18b的角速度信號co之間應該發生相位差。具體地，來自 轉角傳感器18b的角速度信號"(其代表小齒輪軸18的角速度)的相位應 該領先于來自轉角傳感器18b的角速度信號w的相位。
另一方面，當外圍部件碰撞動力轉向系統1時，如圖IIA所示，來自 轉角傳感器14a的角速度信號coa和來自轉角傳感器18b的角速度信號"b(分別為實線和虛線)中的每一個都產生大的幅值(高的角速度)，而如
圖11B所示，在表示它們之間的差的信號(coa-cob)中不產生大的幅值
(高的角速度)。可以想到這是因為當外圍部件碰撞動力轉向系統1時，
小齒輪軸18和轉向軸11的振動相位不受扭桿16的扭轉的干擾。
因此，在第五實施例中，當來自轉角傳感器14a的角速度信號coa的 峰值和來自轉角傳感器18b的角速度信號cob的峰值都超過預定撞擊判定 閾值coa2，并且角速度信號wa和cjb之間的差值信號的絕對值，|o;a-a;b|， 不超過預定閾值Thr4 (見圖11B)時，控制器50的撞擊檢測部分52判定 發生了外圍部件對動力轉向系統1的撞擊。當角速度信號coa和"b的峰值 之一超過了預定撞擊判定閾值coa2，并且差值信號的絕對值lcoa-"bl不超過 預定閾值Thr4時，撞擊檢測部分52判定發生了外圍部件對動力轉向系統 1的撞擊。
另一方面，即使來自轉角傳感器14a的角速度信號coa的峰值和來自 轉角傳感器18b的角速度信號cob的峰值之一超過預定撞擊判定閾值 coa2，當差值信號的絕對值lo;a-"bl超過預定閾值Thr4時，則判定轉子5 的角速度變化是由來自車輪的反向輸入引起的。
如上所述，根據第五實施例，可以以高的準確性檢測由外圍部件對動 力轉向系統1的撞擊引起的轉子5的角速度變化，其中由來自車輪的反向 輸入引起的轉子5的角速度變化被與其區分。
在第五實施例中，通過使用來自轉角傳感器"a的轉角信號和來自轉 角傳感器18b的轉角信號之間的差值信號(表示轉角之間的差的信號)， 來代替來自轉角傳感器14a的角速度信號和來自轉角傳感器18b的角 速度信號cob之間的差值信號(表示角速度之間的差的信號)，可以完成 類似的區分。例如，當來自轉角傳感器14a的角速度信號wa的峰值和來 自轉角傳感器18b的角速度信號cob的峰值兩者都超過預定撞擊判定閾值 coa2，而轉角之間的差的絕對值不超過預定閾值時，則判定發生了外圍部 件對動力轉向系統1的撞擊。另一方面，即使角速度信號coa的峰值和角 速度信號cob的峰值兩者都超過預定撞擊判定閾值coa2，當轉角之間的差 的絕對值超過預定閾值時，則判定轉子5的角速度變化是由來自車輪的反向輸入引起的。
采用第二或第三實施例的思路，可以將第五實施例應用于第一實施
例。在此情況下，當轉子5的角速度co超過了預定撞擊判定閾值coal，并 且角速度差或轉角差沒有超過預定閾值時，撞擊檢測部分52判定發生了 外圍部件對動力轉向系統1的撞擊。另一方面，即使轉子5的角速度co超 過了預定撞擊判定閾值wal，當角速度差或轉角差超過了預定閾值時，撞 擊檢測部分52判定轉子5的角速度變化是由來自車輪的反向輸入引起 的。
即使使用了采用另一種感測方法的轉矩傳感器(例如，如日本專利申 請公開號2003-237597所公開的轉矩傳感器類型)，也可以通過利用由該 轉矩傳感器檢測的轉向轉矩(或扭桿的扭轉轉矩)，而不是來自轉角傳感 器14a的角速度信號coa和來自轉角傳感器18b的角速度信號wb之間的差 值信號，來實現類似的判定。例如，當轉子5的角速度"超過了預定撞擊 判定閾值wal，并且由轉矩傳感器檢測的轉矩沒有超過預定閾值時，則判 定發生了外圍部件對動力轉向系統1的撞擊。另一方面，即使轉子5的角 速度co超過了預定撞擊判定閾值coal，當由轉矩傳感器檢測的轉矩超過了 預定閾值時，則判定轉子5的角速度變化是由來自車輪的反向輸入引起 的。
雖然上面詳細描述了本發明的優選實施例，但是本發明不限于上述的 第一實施例到第五實施例。可以對上述實施例進行各種修改和替換而不偏 離本發明的范圍。
例如，雖然上述實施例涉及使用齒條和小齒輪系統的動力轉向系統 1，但是本發明也可以適用于使用另一種運動轉換機構(例如，球-螺母機 構)。
在上面的描述中，主要說明了與輔助機構有關的部件。但是，動力轉 向系統l可以具有其它功能和機構(例如，可變齒輪比機構)。
在上述第一到第五實施例中，諸如發動機的外圍部件被布置在動力轉 向系統1的齒輪箱的后方。但是，本發明可以適用于其屮諸如發動機的外 圍部件被布置在動力轉向系統1的齒輪箱的前方的動力轉向系統。這是因為，同樣在此情況下，將在撞車時先前移動的外圍部件可以處于動力轉向 系統1的后方，并且在后方碰撞時，諸如發動機的外圍部件可以從其前方 撞擊動力轉向系統l。
在上面的描述中，動力轉向系統被構造成輔助電機4輔助齒條3在軸
向上移動。但是，本發明可以應用于其中輔助電機輔助小齒輪軸18旋轉
的動力轉向系統。
圖12A是從車輛上方觀察時圖l所示的部分A的局部放大圖，示意性 地示出了動力轉向系統的主要部分；
在車輛的前部的發動機艙中，齒條箱2被布置在沿車輛寬度方向延伸 的懸架構件20和諸如發動機構件(發動機組件)的前部構件21之間。第 一齒條箱2a和第二齒條箱2b通過EPS支座22和支座襯套23連接到懸架 構件20等，從而齒條箱2被車體支撐。
如上所述，第一齒條箱2a和主箱2c通過螺栓24彼此緊固。多個螺栓 孔被分別形成在第一齒條箱2a的法蘭部分和第二齒條箱2b的法蘭部分 中。螺栓24被插入螺栓孔中，并且所插入的螺栓24被擰入螺母中，從而 第一齒條箱2a和主箱2c被彼此緊固。
圖12B是圖12A中所示的動力轉向系統1的部分B的局部放大圖，示 出了主箱2c和第一齒條箱2a的法蘭部分的剖面。
如圖12B所示，被形成為環形形狀的墊圈型應變傳感器25被裝配到 形成在第一齒條箱2a的法蘭部分和主箱2c的法蘭部分中的螺栓孔中，并 且螺栓24被插入到應變傳感器25中。第一齒條箱2a的法蘭部分和主箱 2c的法蘭部分通過螺栓24以偏置方式彼此緊固。因此，從前方施加的載 荷導致力矩力施加在應變傳感器25上，從而可以更可靠地檢測從前方施 加的載荷，并且可以更準確地檢測碰撞。應變傳感器25發送與應變量相 應的輸出信號。
接觸檢測ECU (電子控制單元)30用于檢測圍繞齒條箱2的構件 (此后稱為外圍構件)，諸如懸架構件20和前部構件21，與齒條箱2的 接觸，其經由傳感器配線連接到碰撞傳感器25，諸如上述的應變傳感器 (見圖13)。接觸檢測ECU 30基于來自碰撞傳感器25的輸出信號檢測
2外圍構件與齒條箱2的接觸。
接觸檢測ECU 30和下面所述的EPS (電子動力轉向系統)用ECU31 由微型計算機構成，其中的每一個分別包括CUP (中央處理單元)，其 根據控制/計算程序執行各種過程并且控制系統的各個部件；ROM (只讀 存儲器)，其存儲將由CPU執行的程序；可讀/可寫RAM(隨機訪問存儲 器)，其存儲計算結果等；定時器；計算器；以及輸入/輸出接口(1/0)。
用于在撞車時檢測對車輛的撞擊(加速度)的安全氣囊用G傳感器 32被連接到接觸檢測ECU 30。接觸檢測ECU 30基于由安全氣囊G傳感 器32檢測的加速度和來自碰撞傳感器25的輸出信號，檢測撞車時外圍構 件與齒條箱2的接觸。
例如，接觸檢測ECU 30根據由安全氣囊G傳感器32檢測的加速度判 斷是否發生了撞車，并且根據來自碰撞傳感器25的輸出信號和預先存儲 在ROM中的閾值映射圖，判斷在撞車時外圍構件是否已與齒條箱2接 觸。此外，接觸檢測ECU30基于來自碰撞傳感器25的輸出信號和預先存 儲在ROM中的閾值映射圖，估計由外圍構件的接觸導致的對齒條箱(包 括齒條箱內部)2的損傷水平。對于損傷映射圖，以實驗方式獲得來自碰 撞傳感器25的輸出信號和齒條箱2的損傷水平之間的關系，并且存儲在 ROM中。例如，齒條箱2的損傷水平隨著來自碰撞傳感器25的輸出信號 的增大而提高。
接觸檢測ECU 30基于估計的損傷水平確定在外圍構件接觸齒條箱2 之后將執行的響應處理(例如，限制或停止施加輔助轉矩，或者向使用者 發出警告)，并且將命令信號發送到后面所述的EPS用ECU 31和警告設 備33。用于提供聲音警告的揚聲器、用于提供亮燈、閃爍等警告的警告 燈、用于顯示特定警告信息或不正常情況細節的顯示器等對應于警告設備 33。例如，EPS用ECU 31可以經由安裝在車輛上的發射器-接收器建立與 信息中心的通信聯系，并且例如將齒條箱2中的故障的細節通知處理者 (其被預先登記并且能夠修理車輛)。
控制用于輔助轉向的轉向輔助轉矩的EPS用ECU 31被連接到接觸檢 測ECU 30。 EPS用ECU 31通過控制電動機4來控制施加到齒條3的轉向輔助轉矩。雖然接觸檢測ECU 30和EPS用ECU 31被分開構造，但是其 可以被一體地構造。EPS用ECU 31基于來自接觸檢測ECU 30的控制信 號，限制或停止將轉向輔助轉矩施加到齒條3。
接著，將描述用于控制如上所構造的動力轉向系統1的處理流程。圖 14是示出了用于控制第六實施例的動力轉向系統1的處理流程的示例的流 程圖。應該注意，圖14所示的控制處理流程以預定分鐘的周期重復進 行。
碰撞傳感器25檢測外圍構件與齒條箱2的接觸(S100)。安全氣囊 G傳感器32檢測物體與車輛的碰撞(S110)。
接觸檢測ECU 30判斷來自碰撞傳感器25的輸出信號是否發生了變化 (S120)，并且判斷來自安全氣囊G傳感器32的輸出信號(加速度)是 否發生了變化(S130)。
當接觸檢測ECU 30判定來自碰撞傳感器25的輸出信號發生了變化 (步驟S120中"是")，并且判定來自安全氣囊G傳感器32的輸出信號 發生了變化，并且由此，接觸檢測ECU 30判定物體與車輛發生了碰撞 時，接觸檢測ECU 30將來自碰撞傳感器25的輸出信號與閾值映射圖進行 比較(S140)，并且接觸檢測ECU 30判斷在撞車時外圍構件是否與齒條 箱2接觸(S150)。通過根據來自安全氣囊G傳感器32的輸出信號判斷 物體是否與車輛碰撞，并且根據來自碰撞傳感器25的輸出信號判斷外圍 構件是否與齒條箱2接觸，可以更準確地判斷外圍構件是否與齒條箱2接觸。
當判定外圍構件與齒條箱2接觸時(步驟S150中"是")，接觸檢 測ECU 30基于來自碰撞傳感器25的輸出信號和損傷映射圖估計由于外圍 構件的接觸導致的齒條箱2的損傷水平(S160)。
此外，接觸檢測ECU 30基于估計的損傷水平確定接觸齒條箱2之后 將執行的響應處理(S170)，并且將處理的細節存儲在RAM中 (S180)。
接觸檢測ECU 30依據所確定的響應處理，將命令信號發送到EPS用 ECU31或警告設備33。如上所述，在第六實施例的動力轉向系統1中，基于來自布置在齒條
箱2中的碰撞傳感器25的輸出信號，估計齒條箱(包括齒條箱內部)2的 損傷水平。因此，可以準確地檢測撞車時對齒條箱2中的齒條機構的撞 擊。
接觸檢測ECU 30基于估計的損傷水平確定接觸齒條箱2之后將執行 的響應處理。因此，可以更適當地對損傷作出響應。
雖然利用第六實施例描述了實施本發明的優選方式，但是本發明不限 于第六實施例。可以對上述第六實施例進行各種修改和替換，而不偏離本 發明的范圍。
雖然在第六實施例中，被裝配到形成在第一齒條箱2a和主箱2c的法 蘭部分中的螺栓孔中的墊圈型應變傳感器25被用作碰撞傳感器25，但是 動力轉向系統1可以具有布置在齒條箱2的發生應力集中的部分2d上的薄 膜傳感器35 (圖15)。例如，在撞車時，外圍構件與第一齒條箱2a和主 箱2c的法蘭部分接觸，這導致第一齒條箱2a的在此直徑減小的接合部分 2d處的應力集中。膜傳感器35沿接合部分2d的周向布置。例如，膜傳感 器35由通過將光纖插入樹脂構件中所形成的復合材料制成。薄膜傳感器 35的阻值隨著第一齒條箱2a的接合部分2d的形變而變化。還優選的是， 將墊圈型應變傳感器25和薄膜傳感器35組合使用，以更準確地估計齒條 箱2的損傷水平。
或者，動力轉向系統1可以在齒條箱2的發生應力集中的部分上具有 傳導傳感器45，來代替薄膜傳感器35 (圖16)。在傳導傳感器45中，連 接器45b被連接到導線45a各端上，并且連接器45b被附接到發生應力集 中的部分2d。在此情況下，當齒條箱2發生預定量或更大的形變時，連接 器45b分離，導致斷開。通過檢察導線45a的傳導狀態，接觸檢測ECU30 判斷齒條箱2是否發生形變。例如，傳感器蓋45c被安裝在傳導傳感器45 的外周上，從而使得導線45c在組裝或傳輸過程中不會由于抽出而被弄 斷。
在第六實施例中，行程傳感器55可以被布置在懸架構件20和EPS支 座22之間(圖17)。例如，其行進方向為車輛的縱向的行程傳感器55檢測支座襯套23在外圍構件接觸齒條箱2時所表現出的收縮。接觸檢測
ECU 30可以基于由行程傳感器55所檢測的支座襯套23的收縮量，估計齒 條箱2的損傷水平。
動力轉向系統1可以具有布置在EPS支座22上的限位開關65，來代 替布置在懸架構件20和EPS支座22之間的行程傳感器55 (圖18)。限 位開關65在接通時輸出"接通"信號，在關斷時輸出"關斷"信號。當 支座襯套23的收縮量d變為預定量或更大時，限位開關65接通。結果， 接觸檢測ECU 30例如可以基于來自限位開關65的輸出信號(接通信號或 關斷信號)，估計齒條箱2的內部的損傷。
在第六實施例中，用于檢測齒條箱2中的齒條機構的加速度(振動) 的G (加速度)傳感器34可以被布置在齒條箱2上(在其內表面或外表面 上)(圖13) 。 G傳感器34被布置在齒條箱2的上部剛性部分上，以避 免噪音的影響。G傳感器34對加速度的測量方向被固定為車輛縱向，這可 以更準確地測量加速度。
當判定由G傳感器34檢測的加速度等于或大于閾值時，接觸檢測 ECU 30通過將控制信號發送到EPS用ECU 31 ，來控制停止將轉向輔助轉 矩施加到齒條軸3。這樣，可以可靠地防止齒條機構的二次失效等。
在第六實施例中，諸如載荷墊圈的載荷傳感器75可以被布置在EPS 支座22和懸架構件20之間，和/或布置在用于將EPS支座22緊固到車體 上的緊固螺栓36上(圖19)。
例如，判定由載荷傳感器75檢測的載荷等于或大于閾值時，接觸檢 測ECU 30通過將控制信號發送到EPS用ECU 31 ，來控制停止將轉向輔助 轉矩施加到齒條軸3。這樣，可以可靠地防止齒條機構的二次失效等。例 如，接觸檢測ECU 30可以通過將從載荷傳感器75輸出的載荷與通過實驗 獲得的映射圖進行比較，估計損傷大的部分和齒條箱2的內部的損傷水 平。
在第六實施例中，通過以任意的組合方式使用墊圈型應變傳感器25， 膜傳感器35，傳導傳感器45，行程傳感器55，限位開關65， G傳感器34 以及載荷傳感器75，可以更準確地估計齒條箱2的損傷水平。在第六實施例中，主要描述了物體從齒條箱2前方撞擊齒條箱2的情 形。但是，根據動力轉向系統1的安裝位置，物體可以從齒條箱2的后方
撞擊齒條箱2。例如，在某些情況下，諸如發動機組件的重的部件由于在
撞車時產生的慣性力向其運動，并且撞擊安裝在發動機組件前方的動力轉
向系統1。在此情況下，因為存在盡管在車輛外觀上沒有缺陷而齒條箱2 的內部被損傷的可能性，所以如上所述以高的準確性檢測對EPS機構的撞 擊是有效的。
本發明可以適用于車輛用動力轉向系統。對于動力轉向系統被安裝在 其上的車輛的外觀、重量、尺寸和行駛性能沒有限制。
權利要求
1.一種動力轉向系統，用于允許電動機來提高由駕駛員施加的轉向轉矩，并且將所述轉向轉矩通過轉向傳動機構傳輸到車輪，其特征在于包括撞擊檢測裝置，用于檢測物體對所述轉向傳動機構的撞擊。
2. 如權利要求1所述的動力轉向系統，其特征在于還包括 角度檢測裝置，用于檢測構造所述轉向傳動機構的旋轉構件的第一轉角；以及角速度計算裝置，用于基于所檢測的第一轉角計算所述旋轉構件的角 速度，其中，所述撞擊檢測裝置基于所計算的角速度檢測外圍部件對所述轉 向傳動機構的撞擊。
3. 如權利要求2所述的動力轉向系統，其特征在于 所述角度檢測裝置包括用于檢測所述電動機的第二轉角的轉角傳感器，所述電動機輔助構造所述轉向傳動機構的齒條沿軸運動。
4. 如權利要求2所述的動力轉向系統，其特征在于所述角度檢測裝置包括轉矩傳感器，所述轉矩傳感器用于基于轉向輸 入軸和輸出軸之間的轉角差檢測轉向轉矩，所述轉向輸入軸和輸出軸通過 構造所述轉向傳動機構的扭桿彼此連接。
5. 如權利要求2-4中任意一項所述的動力轉向系統，其特征在于 所述撞擊檢測裝置通過區分由于所述外圍部件對所述轉向傳動機構的撞擊引起的振動與所述轉向傳動機構中由于來自所述車輪的反向輸入而產 生的振動，檢測所述撞擊。
6. 如權利要求5所述的動力轉向系統，其特征在于 基于從角速度計算裝置輸出的角速度信號的變化模式和/或頻率特性，區分由于所述外圍部件的撞擊引起的所述轉向傳動機構的所述振動與由于 來自所述車輪的反向輸入引起的所述轉向傳動機構的所述振動。
7. 如權利要求5所述的動力轉向系統，其特征在于通過利用來自用于檢測所述轉向轉矩的所述轉矩傳感器的輸出信號， 區分由于所述外圍部件的撞擊引起的所述轉向傳動機構的所述振動與由于 來自所述車輪的反向輸入引起的所述轉向傳動機構的所述振動。
8. 如權利要求5所述的動力轉向系統，其特征在于通過利用分別是從一對轉角傳感器中的一個發送的輸出信號之間的差 異，區分由于所述外圍部件的撞擊引起的所述轉向傳動機構的所述振動與 由于來自所述車輪的反向輸入引起的所述轉向傳動機構的所述振動，其中 所述一對轉角傳感器中的一個被設置用于所述轉向輸入軸，另一個被設置 用于所述輸出軸，所述轉向輸入軸和所述輸出軸通過所述扭桿彼此連接。
9. 如權利要求1所述的動力轉向系統，其特征在于所述撞擊檢測裝置檢測施加到齒條箱的緊固點的撞擊載荷，所述齒條 箱容納構造所述轉向傳動機構的齒條。
10. 如權利要求9所述的動力轉向系統，其特征在于 所述撞擊檢測裝置利用應變傳感器檢測所述撞擊載荷。
11. 如權利要求l所述的動力轉向系統，其特征在于 所述撞擊檢測裝置檢測齒條箱的應力集中區域的形變，所述齒條箱容納構造所述轉向傳動機構的齒條。
12. 如權利要求11所述的動力轉向系統，其特征在于 所述撞擊檢測裝置通過使用薄膜傳感器檢測所述形變，其中，所述薄膜傳感器的電阻值根據所述齒條箱的所述應力集中區域的所述形變而變 化。
13. 如權利要求11所述的動力轉向系統，其特征在于 所述撞擊檢測裝置通過使用傳導傳感器檢測所述形變，其中，在所述齒條箱的所述應力集中區域發生預定量或更大的形變時，所述傳導傳感器 斷裂。
14. 如權利要求1所述的動力轉向系統，其特征在于 所述撞擊檢測裝置檢測齒條箱相對于車體的位移，所述齒條箱容納構造所述轉向傳動機構的齒條。
15. 如權利要求14所述的動力轉向系統，其特征在于所述撞擊檢測裝置利用行程傳感器檢測所述相對位移。
16. 如權利要求14所述的動力轉向系統，其特征在于所述撞擊檢測裝置利用限位開關檢測所述相對位移，其中，當所述相 對位移等于或者大于預定位移時，所述限位開關的輸出信號發生變化。
17. 如權利要求1， 9-16中任意一項所述的動力轉向系統，其特征在于 當所述撞擊檢測裝置檢測到所述物體對容納構造所述轉向傳動機構的齒條的所述齒條箱的撞擊時，控制被施加于所述齒條的轉向輔助轉矩的模 式被改變。
18. 如權利要求17所述的動力轉向系統，其特征在于 所述控制模式的所述改變包括所述電動機在停止狀態和驅動狀態之間的運行狀態改變。
全文摘要
本發明公開了一種布置在車輛的前部中的動力轉向系統，其允許電動機(4)來提高由駕駛員施加的轉向轉矩，并且將所述轉向轉矩通過轉向傳動機構傳輸到車輪。所述動力轉向系統包括撞擊檢測裝置(25，30)，用于檢測物體對容納構造所述轉向傳動機構的齒條的所述齒條箱的撞擊，以便更準確地檢測對所述動力轉向系統(1)的撞擊。
文檔編號B62D5/04GK101296836SQ200680040156
公開日2008年10月29日 申請日期2006年10月18日 優先權日2005年10月28日
發明者山下正治, 齋藤貴俊, 田代盛己, 藤本雅樹 申請人:豐田自動車株式會社