CN113039116B - 反作用力产生装置和转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实现了一种反作用力产生装置，其尺寸减小并且提供充足的抵抗驾驶员的输入的反作用力。反作用力产生装置(100)设置有与由驾驶员转向的转向部件(200)连接的转向轴(104)、连接到转向轴的直驱电机(110)和连接到转向轴的电磁制动器(120)。

Description

反作用力产生装置和转向装置
技术领域
本发明涉及反作用力产生装置和使用该反作用力产生装置的转向装置。
背景技术
已经研发了各种转向***，以便减轻驾驶汽车的驾驶员的负担。
近年来，线控转向(SBW)方式的转向***处于开发中，其中，接收驾驶员的转向操作的操作单元与使车轮回转的回转单元机械分离，并且根据操作单元的转向量电控制回转单元。
线控转向的方式具有能够消除来自路面的反冲的优点，但其需要反作用力产生装置，该反作用力产生装置产生对转向操作的反作用力，以便为驾驶员提供自然的操作感。
例如，专利文献1描述了一种车辆转向装置，其中，在与用于转向的操作方向相反的方向上施加反作用力的反作用力电机装接到与车辆的转向机构分开布置的转向部件，并且感应电机用作反作用力电机。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP-A-2005-178540(2005年7月7日公开)
发明内容
技术问题
优选的是在确保能够抵抗驾驶员的输入的反作用力的同时，减小反作用力产生装置的尺寸。
已经鉴于上述问题做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种反作用力产生装置以及使用该反作用力产生装置的转向装置，该反作用力产生装置能够在确保可以抵抗驾驶员的输入的反作用力的同时减小自身的尺寸。
问题的解决方案
为了解决上述问题，根据本发明的反作用力产生装置是用于转向装置的反作用力产生装置，所述反作用力产生装置包括：连接到转向部件的转向轴，由驾驶员对所述转向部件执行转向操作；连接到转向轴的直驱电机；以及连接到转向轴的电磁制动器。
发明的有利效果
根据本发明的反作用力产生装置和转向装置，在确保能够抵抗驾驶员的输入的反作用力的同时能够减小尺寸。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的转向装置的主要部分的构造的示意图。
图2是根据本发明的第一实施例的当电磁制动器未运行时的反作用力产生装置的截面图。
图3是根据本发明的第一实施例的当电磁制动器运行时的反作用力产生装置的截面图。
图4是示出根据本发明的第一实施例的反作用力产生装置中产生的反作用转矩的曲线图。
图5是根据本发明的第二实施例的反作用力产生装置的截面图。
图6是根据本发明的第二实施例的转向角调节机构的俯视立体图。
图7是示出根据本发明的第二实施例的转向角调节机构的构造示例的图。
图8是示出根据本发明的第二实施例的反作用力产生装置中产生的反作用转矩的曲线图。
图9是根据本发明的第三实施例的反作用力产生装置的截面图。
图10是示出根据本发明的第三实施例的转向角调节机构的构造示例的图。
图11是示出根据本发明的第三实施例的反作用力产生装置中产生的反作用转矩的曲线图。
参考标记列表
1 转向装置
100 反作用力产生装置
101 转向轴
102 转矩传感器
110 直驱电机
120 电磁制动器
121 电磁单元
122 第二摩擦板
123 第一摩擦板
130 壳体
160 转向角调节机构
161 旋转基板
162 引导滚珠
171第一弹簧(弹簧)
172第二弹簧(弹簧)
200 转向部件
220 回转力产生单元
300 控制单元
400 车轮
具体实施方式
[第一实施例]
参考图1至图4描述根据第一实施例的转向装置1。
图1是示意性地示出转向装置1的主要部分的构造的示意图。如图1所示，转向装置1包括转向单元10、回转单元20、转向部件200和控制单元300。转向装置1用于响应于驾驶员经由转向部件200的转向操作而使车轮400转向。
如图1所示，转向装置1是线控转向方式的转向装置，其在转向部件200和回转单元20之间不具有机械转矩传递路径，而是能够响应于经由转向部件200的转向操作而电控制车轮400的回转角度。
作为转向部件200，给出如图1所示的具有轮状的方向盘作为示例，但是本实施例不限于此，并且转向部件200可以具有其他形状或机构，只要驾驶员可以在对其执行转向操作即可。
(转向单元10)
转向单元10具有经由转向部件200接收驾驶员的转向操作的功能以及产生抵抗转向操作的反作用力并将反作用力传递到转向部件200的功能。如图1所示，转向单元10包括反作用力产生装置100、转向轴101和转矩传感器102。
在以下描述中，“上端”是指在更靠近转向部件200的一侧上的端部部分，而“下端”是指在远离转向部件200的一侧上的端部部分。
转向轴101的上端连接到转向部件200，使得能够传递转矩。这里，“连接使得能够传递转矩”意味着部件彼此连接，使得一个部件的旋转引起另一个部件的旋转，并且至少包括例如一个部件与另一个部件一体形成的情况、另一个部件直接或间接固定到一个部件的情况以及一个部件和另一个部件连接为经由接头部件等彼此互锁的情况。
在本实施例中，转向轴101的上端固定到转向部件200，并且转向部件200和转向轴101一体地旋转。
转向轴101和反作用力产生装置100彼此连接，使得能够传递转矩，并且由转矩传感器102检测在转向轴101中产生的扭转。
更具体地，当驾驶员经由转向部件200执行转向操作时，在设置于转向轴101中的扭杆中产生与转向操作的转矩T的大小相对应的扭转角θT。转矩传感器102检测扭转角θT，并将表示检测结果的转矩传感器信号提供给控制单元300。转向单元10还可以包括用于检测转向部件200的转向角的转向角传感器，并且转向角传感器可以被配置为将表示检测到的转向角或转向角速度的信号提供给控制单元300。此外，转向单元10可以包括转向角传感器，而不是转矩传感器102，并且转向角传感器可以被配置为将表示检测到的转向角或转向角速度的信号提供给控制单元300。
反作用力产生装置100根据从控制单元300提供的转矩控制信号产生转矩。稍后将描述反作用力产生装置100的具体构造。
(控制单元300)
控制单元300响应于驾驶员的转向操作来控制由回转力产生单元220产生的回转力和由反作用力产生装置100产生的转矩。
更具体地，控制单元300参考从转矩传感器102提供的转矩传感器信号以产生转矩控制信号和回转力控制信号，其中，转矩控制信号用于控制由反作用力产生装置100产生的转矩，回转力控制信号用于控制由回转力产生单元220产生的回转力，并且控制单元300将转矩控制信号和回转力控制信号分别供应给反作用力产生装置100和回转力产生单元220。
控制单元300可以被配置为通过进一步参考表示转向部件200的转向角的信号、来自车辆速度传感器的车辆速度信号等来产生转矩控制信号和回转力控制信号。
控制单元300控制反作用力产生装置100，使得在与驾驶员经由转向部件200输入的转向转矩相反的方向上的反作用转矩传递到转向轴101。因此，驾驶员可以获得转向操作的操作感。
(回转单元20)
回转单元20被构造为响应于由转向单元10接收的驾驶员的转向操作来使车轮400回转。
如图1所示，回转单元20包括齿条轴211、拉杆212、转向节臂213和回转力产生单元220。
回转力产生单元220根据来自控制单元300的回转力控制信号产生回转力，并且使齿条轴211在轴向上移位。
当齿条轴211在轴向上移位时，车轮400经由设置在齿条轴211的两端处的横拉杆212以及连接到横拉杆212的转向节臂213而回转。
回转力产生单元220的具体构造不限于该实施例，并且其示例包括以下构造示例。
[构造例1]
回转力产生单元220包括电机和转换机构，该转换机构将电机的输出轴的旋转运动转换成齿条轴211的轴向上的线性运动。这里，转换机构可以采用例如所谓的滚珠丝杠副，该滚珠丝杠副由以下构成：内周表面上形成有螺旋槽的螺母，该螺母由电机旋转地驱动；形成在齿条轴的外周表面上的螺旋槽，并且该螺旋槽具有与螺母的螺旋槽相同的螺距；以及多个滚珠，该多个滚珠夹在螺母的螺旋槽与齿条轴的螺旋槽之间。
此外，回转力产生单元220能够被构造为包括：驱动带轮，该驱动带轮连接到沿着齿条轴211布置的电机的输出轴，使得能够传递转矩；从动带轮，其连接到螺母，使得能够传递转矩；以及悬挂部件，其悬挂在驱动带轮与从动带轮之间并且将转矩从驱动带轮传递到从动带轮。
[构造例2]
回转力产生单元220可以包括与齿条轴211同轴布置的中空电机，并且构造例1中的螺母可以由中空电机旋转地驱动。根据这样的构造，不需要构造例1中的驱动带轮和从动带轮，使得能够节省空间。
[构造例3]
代替滚珠丝杠副，回转力产生单元220可以被构造为包括：第二小齿轮轴，其由电机旋转地驱动；以及小齿轮，其连接到第二小齿轮轴，使得能够传递转矩，并且与形成在齿条轴211上的第二齿条啮合。
[构造例4]
可为左、右、前和后车轮400分别设置回转力产生单元220。根据这样的构造，车轮400可以独立地回转。
(反作用力产生装置100)
接下来，参照图2和图3更具体地描述反作用力产生装置100的构造示例。图2是示出反作用力产生装置100的构造示例的截面图。
图2是当稍后描述的电磁制动器120未运行时的反作用力产生装置100的截面图，并且图3是当电磁制动器120运行时的反作用力产生装置100的截面图。
如图2所示，反作用力产生装置100包括直驱电机110、电磁制动器120、壳体130、旋转角度传感器150和第二弹簧172。
直驱电机110包括电机转子111和电机磁芯112。电机转子111固定地连接到转向轴101，并且电机转子111与转向轴101一体地旋转。作为示例，电机转子111可以被构造为包括多个永磁体，但是本实施例不限于此。电机磁芯112固定地连接到壳体130，并且是用于将反作用转矩施加到电机转子111的电磁部件。作为示例，电机磁芯112可以被构造为包括多个电磁体，该多个磁体的电场的极性和大小由从控制单元300提供的转矩控制信号控制，但是本实施例不限于此。
如上所述构造的直驱电机110根据从控制单元300提供的转矩控制信号使电机转子111旋转，并且电机转子111与转向轴101一体地旋转。因此，直驱电机110响应于驾驶员的转向操作而产生反作用转矩。
旋转角度传感器150检测转向轴101的旋转角度，并将表示检测结果的旋转角度信号提供给控制单元300。旋转角度信号可以直接提供给电磁制动器120。
电磁制动器120包括电磁单元121、第一摩擦部123、第二摩擦部122和支撑销124。第一摩擦部123包括第一摩擦板支撑部123a和第一摩擦板123b。第一摩擦板支撑部123a固定地连接到转向轴101，因此，第一摩擦板支撑部123a和转向轴101一体地旋转。此外，在第一摩擦板支撑部123a的面向第二摩擦部122的一侧上，第一摩擦板123b相对于第一摩擦板支撑部123a固定地设置。
另一方面，第二摩擦部122包括第二摩擦板支撑部122a和第二摩擦板122b。第二摩擦板支撑部122a由支撑销124支撑，从而不能围绕转向轴101的在轴向上的轴线旋转，并且能够在轴向上滑动。更具体地，在第二摩擦板支撑部122a中形成通孔，通孔的一端固定地连接到壳体130，并且沿着转向轴101的轴向延伸的支撑销124贯穿通孔。在第二摩擦板支撑部122a的面向第一摩擦板123b的一侧上，第二摩擦板122b相对于第二摩擦板支撑部122a固定地设置。
电磁单元121固定到壳体130，从而不能围绕转向轴101的在轴向上的轴线旋转，并且不能在轴向上滑动。更具体地，在电磁单元121中形成通孔，并且支撑销124贯穿通孔。
电磁单元121响应于由旋转角度传感器150检测到的旋转角度信号而使第二摩擦部122在转向轴101的轴向上滑动。电磁单元121使第二摩擦部122朝向第一摩擦部123滑动，使得第二摩擦板122b挤压在第一摩擦板123b。因此，第一摩擦板123b和第二摩擦板122b彼此接触以产生摩擦转矩。因此，由电磁制动器120引起的反作用转矩被施加到转向轴101。
电磁单元121可以被构造为响应于转向部件200的转向角传感器(未示出)的转向角度信号而不是旋转角度信号而操作。此外，优选的是，当电磁制动器120运行时，用于第一摩擦板123b和第二摩擦板122b的部件具有安静的操作噪声，在电磁制动器120的释放能力方面表现优异，并且减少了诸如当电磁制动器120运行时被翻转这样的现象。然而，本实施例不限于此。
壳体130容纳直驱电机110和电磁制动器120。直驱电机110和电磁制动器120容纳在壳体130中，从而能够减小反作用力产生装置100的尺寸。
第二弹簧172布置在第一摩擦部123与第二摩擦部122之间。更具体地，第二弹簧172的一个端部经由可旋转滑动部件173连接到第一摩擦板支撑部123a的在与直驱电机110相反的一侧上的表面，并且第二弹簧172的另一端部连接到第二摩擦板支撑部122a的与电磁单元121相反的表面。
接下来，参照图4描述在反作用力产生装置100中产生的反作用转矩。
图4中所示的线形图示出了转向部件200的转向角与要在反作用力产生装置100中产生的反作用转矩之间的对应关系。在图4的线图中，横轴表示转向部件200的转向角，并且纵轴表示将在反作用力产生装置100中产生的反作用转矩。转向角θ0表示转向部件200的初始位置的角度，并且转向角θ1至θ3表示当转向部件200以转向角θ0作为起点顺时针或逆时针转向时的角度。这里，在本实施例中，转向角θ2是与回转单元20的最大回转角度相对应的转向部件200的转向角。此外，在本实施例中，转向角θ1可以被称为预定转向角，并且转向角θ2可以被称为指定转向角(第一转向角)。从转向角θ0到转向角θ2的范围表示其中回转单元20能够对应于转向部件200的转向角而回转的正常回转范围，并且从转向角θ2到转向角θ3的范围是其中回转单元20不能对应于转向部件200的转向角而回转的异常回转范围。从反作用转矩f0到反作用转矩f2的范围表示正常转向反作用力的值，所述正常转向反作用力是由直驱电机110产生的反作用转矩，并且从反作用转矩f0到反作用转矩f3的范围表示正常壁反作用力的值，所述正常壁反作用力是通过将由直驱电机110产生的反作用转矩和由电磁制动器120产生的摩擦转矩合成而获得的反作用转矩。此外，反作用转矩f4表示能够抵抗当驾驶员对转向部件200执行过度输入时的过度输入的反作用转矩的值。
这里，在正常回转范围内产生的反作用转矩以由直驱电机110产生的反作用转矩为基础，并且在空转范围内产生的反作用转矩以由直驱电机110产生的反作用转矩和由电磁制动器120产生的摩擦转矩为基础。如图4所示，直驱电机110在转向角θ0到θ1的范围内以恒定增速将反作用转矩从f0增加到f1，并且然后在转向角θ1到θ2的范围内减小反作用转矩增速，以将反作用转矩从f1增加到f2。此外，如图4所示，电磁制动器120通过产生摩擦转矩将反作用转矩的值急剧增加到f3，然后将反作用转矩的值保持为f3。
图4中所示的层叠图是示出由反作用力产生装置100中包括的每个机构产生的反作用转矩的图。反作用转矩F1表示由直驱电机110产生的反作用转矩，并且反作用转矩F2表示由电磁制动器120产生的摩擦转矩。如图4所示，通过改变诸如在反作用力产生装置100中使用的直驱电机110和电磁制动器120的尺寸这样的构造，反作用转矩F1与反作用转矩F2的反作用力比率改变为反作用转矩F1’与反作用转矩F2’的反作用力比率。
以这种方式，除了使用由直驱电机110产生的反作用转矩之外，反作用力产生装置100还能够通过使用由电磁制动器120产生的摩擦转矩来确保能够抵抗驾驶员的输入的反作用力。
[第二实施例]
在下文中，参照图5至图8描述根据第二实施例的反作用力产生装置100a。
图5是示出反作用力产生装置100a的构造示例的截面图。根据本实施例的反作用力产生装置100a在根据第一实施例的反作用力产生装置100中还包括转向角调节机构160。在以下描述中，与已经描述的部件相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。
转向角调节机构160包括：旋转基板161，其与转向轴101一体地旋转，该旋转基板161是固定地连接到转向轴101的旋转基板；和至少一个引导滚珠162。当转向部件200的转向角达到指定转向角时，转向角调节机构160调节转向部件200的转向。稍后将描述转向角调节机构160调节转向部件200的转向的方法。
这里，除了容纳直驱电机110和电磁制动器120之外，根据本实施例的壳体130还容纳转向角调节机构160。直驱电机110、电磁制动器120和转向角调节机构160容纳在壳体130中，从而能够减小反作用力产生装置100的尺寸。
电磁制动器120的电磁单元121固定到壳体130，以不能围绕转向轴101的轴向上的轴线旋转，并且不能在轴向上滑动。更具体地，在电磁单元121中形成通孔，并且支撑销124贯穿通孔。此外，电磁单元121在与转向轴101的径向交叉的表面处固定到壳体130。
类似于第一实施例，电磁单元121响应于由旋转角度传感器150检测到的旋转角度信号，使第二摩擦部122在转向轴101的轴向上滑动。电磁单元121使第二摩擦部122朝向第一摩擦部123滑动，使得第二摩擦板122b挤压在第一摩擦板123b。因此，第一摩擦板123b和第二摩擦板122b彼此接触以产生摩擦转矩。因此，由电磁制动器120产生的反作用转矩被施加到转向轴101。
(转向角调节机构160)
接下来，参考图6和图7更具体地描述转向角调节机构160的构造示例。图6是转向角调节机构160的俯视立体图。
如图6所示，转向角调节机构160中包括的旋转基板161在表面170上形成有具有两个端部部164、165的螺旋槽163，所述表面170面对电磁单元121的与第二摩擦部122相反的一侧上的表面。此外，如图6所示，在旋转基板161中，至少一个以上的引导滚珠162布置在螺旋槽163上。引导滚珠162响应于转向部件200的转向而在螺旋槽163上移动。
接下来，参照图7描述引导滚珠162在转向角调节机构160中的移动。图7示出了当转向部件200逆时针转向(向左转向)至指定转向角θ2时、当转向部件200未转向时以及当转向部件200顺时针转向(向右转向)到指定转向角θ2时的引导滚珠162在螺旋槽163上的布置。
如图7所示，当引导滚珠162被布置在从θ0到小于θ2的中间位置时，引导滚珠162不与螺旋槽163的这两个端部164、165接触，并且转向部件200的转向不被调节。此外，当转向部件200逆时针转向到指定转向角θ2时，引导滚珠162布置在图7中由“向左转向”所指示的位置处，并且引导滚珠162与螺旋槽163的端部165接触。此外，当转向部件200顺时针转向到指定转向角θ2时，引导滚珠162布置在图7中由“向右转向”所指示的位置处，并且引导滚珠162与螺旋槽163的端部164接触。以这种方式，当转向部件200的转向角达到指定转向角θ2时，引导滚珠162与螺旋槽163的端部164、165接触。由此，能够调节转向部件200的转向。在图7中使用平面形状描述螺旋槽163，但是本实施例不限于此，并且例如，在这两个端部164、165处的凹槽深度可以比螺旋槽163中的这两个端部164、165之外的位置的凹槽深度深。
更具体地，在螺旋槽163的这两个端部164、165处形成凹槽深度相对较深的深槽部164a、165a。深槽部164a、165a从螺旋槽163的相应端部164、165以预定长度设置。当转向部件200的转向角变得等于或大于预定转向角θ4(第二转向角)时，引导滚珠162布置在深槽部164a、165a中，并且在远离电磁单元121的方向上移动。这里，转向角θ4小于指定转向角θ2。
径向凹槽125形成在电磁单元121的与第二摩擦部122相反的一侧的表面上，并且引导滚珠162布置在螺旋槽163与径向凹槽125的相交处，使得能够防止引导滚珠162在螺旋槽163中移位。
接下来，参考图8描述在反作用力产生装置100a中产生的反应转矩。
图8所示的层叠图是示出由反作用力产生装置100a中包括的各个机构产生的反作用转矩的图。反作用转矩F5和反作用转矩F6表示由转向角调节机构160产生的反作用转矩。
更具体地，在反作用力产生装置100a中，当转向部件200的转向角小于预定转向角时，如图8的(a)所示，由直驱电机110产生的反作用转矩F1和由电磁制动器120产生的反作用转矩F2合成以产生反作用转矩。
此外，在反作用力产生装置100a中，当转向部件200的转向角达到指定转向角时，如图8的(b)所示，除了反作用转矩F1和反作用转矩F2之外，由转向角调节机构160产生的反作用转矩F5也被合成以产生反作用转矩。这里，反作用转矩F5表示当引导滚珠162与端部164、165接触时产生的反作用转矩。这里，通过将反作用转矩F1、反作用转矩F2和反作用转矩F5合成而获得的反作用转矩对应于反作用转矩f4，该反作用转矩f4能够抵抗对转向部件200的过度输入。如图8的(b)中所示，即使当直驱电机110和电磁制动器120不运行时，转向角调节机构160也能够产生与能够抵抗过度输入的反作用转矩f4相对应的的反作用转矩F6。这里，反作用转矩F6表示当引导滚珠162与端部164、165接触时产生的反作用转矩。
以这种方式，除了使用由直驱电机110产生的反作用转矩和由电磁制动器120产生的摩擦转矩之外，反作用力产生装置100a还能够通过使用由转向角调节机构160产生的反作用转矩来确保能够抵抗驾驶员的输入的反作用力。
[第三实施例]
在下文中，参照图9至图11描述根据第三实施例的反作用力产生装置100b。
图9是示出反作用力产生装置100b的构造示例的截面图。根据本实施例的反作用力产生装置100b包括转向角调节机构160b，而不是根据第二实施例的反作用力产生装置100a中的转向角调节机构160，并且还包括第一弹簧171。在以下描述中，与已经描述的部件相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。
第一弹簧171布置在电磁单元121与第一摩擦部123之间。更具体地，第一弹簧171的一个端部连接到电磁单元121的在与转向角调节机构160b相反的一侧上的表面，并且第一弹簧171的另一端部经由可旋转滑动部件173连接到第一摩擦板支撑部123a的在与直驱电机110相反的一侧上的表面。
第一弹簧171能够通过当弹簧收缩时产生的排斥力来增大用于将电磁单元121挤压在旋转基板161上的力，以便增大滚珠的滑动阻力。
参考图10描述引导滚珠162在转向角调节机构160中的移动。
如图10所示，在根据本实施例的转向角调节机构160b中，凹槽深度相对浅的第一浅槽部168、166以及凹槽深度比第一浅槽部168、166的凹槽深度浅的第二浅槽部169、167形成在螺旋槽163a的两个端部164、165处。第一浅槽部168、166从螺旋槽163的各个端部164、165开始以第一预定长度设置。此外，第二浅槽部169、167从螺旋槽163的各个端部164、165开始以第二预定长度设置。这里，螺旋槽163a中，第二预定长度被设置为短于第一预定长度。
如图10所示，当转向部件200的转向角小于预定转向角θ1时，引导滚珠162布置在螺旋槽163a的除了这两个端部164、165之外的位置处。此外，当转向部件200的转向角变得等于或大于预定转向角θ1(第三转向角)(该预定转向角θ1小于指定转向角θ2)时，引导滚珠162布置在螺旋槽163a的第一浅槽部168、166中。通过将引导滚珠162布置在第一浅槽部168、166中，引导滚珠162能够使电磁单元121挤压在第二摩擦部122上。因此，由电磁制动器120产生的摩擦转矩增大。此外，当转向部件200逆时针转向到指定转向角θ2时，引导滚珠162布置在图10中由“向左转向”所指示的位置处。因此，引导滚珠162布置在螺旋槽163a的第二浅槽部169中，并且与螺旋槽163a的端部165接触。此外，当转向部件200顺时针转向到指定转向角θ2时，引导滚珠162布置在图10中由“向右转向”所指示的位置处。因此，引导滚珠162布置在螺旋槽163a的第二浅槽部167中，并且与螺旋槽163a的端部164接触。通过将引导滚珠162布置在第二浅槽部169、167中，引导滚珠162能够按压电磁单元121，直到第一摩擦部123与第二摩擦部122完全彼此紧密接触。因此，电磁制动器120中的摩擦转矩被进一步增大。此外，转向部件200的转向由与螺旋槽163a的端部164、165接触的引导滚珠162调节。
螺旋槽163a的第二浅槽部169、167的深度可以被设定为使得当引导滚珠162与端部164、165接触时，第一摩擦部123与第二摩擦部122之间的接触载荷减小或者第一摩擦部123与第二摩擦部122之间的接触被释放，以产生能够抵抗过度输入的反作用转矩。
更具体地，如图10所示，螺旋槽163b可以被设置为使得第二浅槽部169a、167a的凹槽深度比第一浅槽部168、166的凹槽深度深。当转向部件200的转向角变得等于或大于预定转向角θ5(第四转向角)时，引导滚珠162布置在第二浅槽部169a、167a中，并且在远离电磁单元121的方向上移动。因此，能够防止对第一摩擦部123和第二摩擦部122的损坏。这里，转向角θ5小于指定转向角θ2并且等于或大于预定转向角θ1。
通过设定转向角调节机构160b中的螺旋槽163a的端部164与端部165之间的长度，换句话说，螺旋槽的这两个端部164、165的位置，能够将转向部件的转向角的指定转向角设定为可选的角度。因此，螺旋槽163a的这两个端部164、165可以被重新措辞为可选角度止动件。
接下来，参考图11描述在反作用力产生装置100b中产生的反应转矩。
图11中示出的层叠图是示出由反作用力产生装置100b中包括的每个机构产生的反作用转矩的图。图11中的反作用转矩F3表示由转向角调节机构160b产生的反作用转矩，并且图11中的反作用转矩F4表示由第一弹簧171产生的反作用转矩。
更具体地，在反作用力产生装置100b中，当转向部件200的转向角小于预定转向角时，如图11的(a)所示，由直驱电机110产生的反作用转矩F1、由电磁制动器120产生的反作用转矩F2和由第一弹簧171产生的反作用转矩F4合成以产生反作用转矩。这里，反作用转矩F4表示当第一弹簧171的弹簧收缩时产生的排斥力所产生的反作用转矩。
此外，在反作用力产生装置100b中，当转向部件200的转向角小于指定转向角，并且等于或大于预定转向角时，如图11的(b)所示，除了反作用转矩F1、反作用转矩F2和反作用转矩F4之外，由转向角调节机构160b产生的反作用转矩F3也被合成以产生反作用转矩。这里，反作用转矩F3表示由于转向角调节机构160b的电磁单元121的滑动以及与第二摩擦板支撑部122a的间隙的减小所导致的电磁力的增大而产生的反作用转矩。
此外，在反作用力产生装置100b中，当转向部件200的转向角达到指定转向角时，如图11的(c)所示，除了反作用转矩F1和反作用转矩F2之外，由转向角调节机构160b产生的反作用转矩F5也被合成以产生反作用转矩。如图11的(c)所示，即使当直驱电机110和电磁制动器120不运行时，转向角调节机构160b也能够产生与能够抵抗过度输入的反作用转矩f4相对应的反作用转矩F6。
以这种方式，除了使用由直驱电机110产生的反作用转矩、由电磁制动器120产生的摩擦转矩和由转向角调节机构160b产生的反作用转矩之外，反作用力产生装置100a还能够通过使用由第一弹簧171和第二弹簧172产生的反作用转矩来确保能够抵抗驾驶员的输入的反作用力。
本发明不限于上述实施例，能够在权利要求的范围内进行各种修改，并且通过适当地组合在不同实施例中公开的技术手段获得的实施例也包括在本发明的技术范围内。
此外，示出了如下构造作为实例：转向角θ2是与回转单元20的最大回转角度相对应的转向部件的转向角，但是本发明不限于此。例如，当回转单元20的最大回转角度处于调节状态时，转向角θ2可以设定为在达到最大回转角度之前的角度。此外，在本实施例中，“最大回转角度”不仅包括由回转单元20的机械结构确定的最大回转角度，而且包括由控制单元300设定的最大回转角度。

Claims (9)

1.一种用于转向装置的反作用力产生装置，所述反作用力产生装置包括：
转向轴，该转向轴连接到转向部件，驾驶员在所述转向部件上执行转向操作；
直驱电机，该直驱电机连接到所述转向轴，并且被构造为产生反作用转矩；以及
电磁制动器，该电磁制动器被构造为产生摩擦转矩，并且该电磁制动器包括：
第一摩擦部，该第一摩擦部被构造为与所述转向轴一体地旋转；
第二摩擦部，该第二摩擦部设置为面向所述第一摩擦部并且不能旋转；和
电磁单元，该电磁单元被构造为使所述第二摩擦部挤压所述第一摩擦部，
其中，所述反作用力产生装置被构造为：
当所述转向部件的转向角在预定范围内时，通过所述直驱电机产生反作用转矩，并且
当所述转向部件的转向角超过所述预定范围时，通过将由所述直驱电机产生的反作用转矩与由所述电磁制动器产生的所述摩擦转矩合成而生成反作用转矩。
2.根据权利要求1所述的反作用力产生装置，还包括：
转向角调节机构，所述转向角调节机构被构造为当所述转向部件的转向角达到第一转向角时，所述转向角调节机构调节所述转向部件的转向。
3.根据权利要求2所述的反作用力产生装置，
其中，所述转向角调节机构包括：
旋转基板，所述旋转基板被构造为与所述转向轴一体地旋转，并且设置有具有两个端部的螺旋槽；以及
至少一个引导滚珠，该至少一个引导滚珠布置在所述槽中，
其中，当到达所述第一转向角时，所述引导滚珠与所述两个端部进行接触，
其中，所述电磁单元不能围绕所述转向轴的在轴向上的轴线旋转，并且所述电磁单元在与所述第二摩擦部相反的一侧的表面中形成有径向凹槽，并且
其中，所述引导滚珠布置在所述螺旋槽与所述径向凹槽的相交处。
4.根据权利要求3所述的反作用力产生装置，
其中，所述螺旋槽形成在所述旋转基板的表面中，所述表面面对所述电磁单元的与所述第二摩擦部相反的一侧上的表面。
5.根据权利要求4所述的反作用力产生装置，
其中，所述螺旋槽具有凹槽深度相对浅的第一浅槽部，
其中，所述第一浅槽部从所述螺旋槽的各端部开始以第一预定长度设置；并且
其中，当所述转向部件的转向角等于或大于比所述第一转向角小的第三转向角时，所述第一浅槽部使所述引导滚珠在按压所述电磁单元的方向上移动。
6.根据权利要求5所述的反作用力产生装置，
其中，所述螺旋槽具有第二浅槽部，在该第二浅槽部处，所述螺旋槽的深度比所述第一浅槽部处的所述螺旋槽的深度深，并且
其中，所述第二浅槽部从所述螺旋槽的各端部开始以第二预定长度设置，该第二预定长度比所述第一预定长度短，并且
所述第二浅槽部被构造为：当所述转向部件的转向角等于或大于第四转向角时，所述第二浅槽部使所述引导滚珠在远离所述电磁单元的方向上移动，所述第四转向角小于所述第一转向角，并且等于或大于所述第三转向角。
7.根据权利要求5所述的反作用力产生装置，还包括：
弹簧，该弹簧布置在所述电磁单元与所述第一摩擦部之间。
8.根据权利要求2所述的反作用力产生装置，还包括：
壳体，该壳体中容纳有所述直驱电机、所述第一摩擦部、所述第二摩擦部、所述电磁单元和所述转向角调节机构。
9.一种线控转向方式的转向装置，包括：
根据权利要求1至8中任一项所述的反作用力产生装置。
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