车辆转向系统的制作方法

专利名称：车辆转向系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及安装在车辆中的转向系统，并更具体而言，涉及设置有转向操作构件的转向系统，所述转向操作构件被转动以使车轮转向的。
背景技术：
近年来，诸如日本专利申请公开No. 11-342819 (JP-A-11-342819)、
2004- 338448 ( JP-A-2004-338448 ) 、 2003-118586 ( JP-A-11-118586 )和
2005- 329864 (JP-A-2005-329864)中所揭示的那些车辆转向系统，具体而言，包括形状可改变的转向操作构件的车辆转向系统，已经处于研发状态。
上述公开中所揭示的车辆转向系统的转向操作构件允许基于例如各种状况来改变其形状。但是，因为包括这种转向操作构件的转向系统仍然处于研发状态，所以它们还有相当大的改善空间。因此考虑通过向这些转向系统引入各种加强因素来提高这些转向系统的实用性。

发明内容
本发明提供了实用性得到提高的车辆转向系统。
因此，根据本发明的车辆转向系统包括转向操作构件，所述转向操作构件包括辅助持握部分，所述辅助持握部分的位置在预期持握位置与退避位置之间改变，在所述预期持握位置，预期在转向期间由驾驶员持握所述辅助持握部分，在所述辅助持握位置己经从所述预期持握位置退回时达到所述退避位置，并且在所述退避位置，预期在转向操作期间将不会由所述驾驶员持握所述辅助持握部分；辅助持握部分位置改变装置，所述辅助持握部分位置改变装置改变所述辅助持握部分的位置；以及气囊装置。如果在需要展开所述气囊时所述辅助持握部分处于所述退避位置，则使所述 辅助持握部分的位置改变为所述预期持握位置。
在包括具有辅助持握部分的转向操作构件的转向系统中，如果在需要 展开气囊时辅助持握部分处于退避位置，则气囊装置可能不能以充分的程 度施展其冲击减轻性能。但是，例如利用根据本发明的转向辅助系统，辅 助持握部分允许气囊装置在气囊展开期间以充分的程度施展其冲击减轻性 能。
以下将举例说明并描述本发明的多个方面。与权利要求相似，本发明 的方面将给予编号，并且在需要时将参考本发明的另一方面描述本发明的 各个方面。为了帮助对本发明的方面的理解，以此方式提供关于本发明的 方面的描述。注意，构造的组合不限于本发明的方面中所述的那些。艮P， 应该参考本发明的各个方面的描述、本发明的实施方式的描述等来理解本 发明的方面。只要以上述方式理解本发明的方面，则本发明可以以跳过对 下述本发明的各个方面增加新的构造或者从下述本发明的各个方面去除构 造获得的方面来实施。
(1)本发明的第一方面涉及一种车辆转向系统，其包括转向盘， 所述转向盘包括转向盘缘；以及盘缘形状改变机构，所述盘缘形状改变 机构允许所述转向盘缘的一部分相对于所述转向盘缘的其他部分的运动， 以使所述转向盘缘的形状在环形的第一形状和部分环形的第二形状之间改 变。
设置在根据现有技术的转向系统中的转向操作构件(此后，在合适处 称为"操作构件")通常由具有环形转向盘缘(此后，在合适处称为"盘 缘")的转向盘形成。近年来，为了允许驾驶员检查仪表并更方便地出入 车辆，包括具有部分环形或其中至少一部分为凹入的环形的盘缘的操作构 件正处于研发状态。但是，如果盘缘形成为变形的环形，则驾驶员有时难 以转动操作构件。相反，如果如同本发明的第一方面中那样允许转向盘缘 的形状在环形和部分环形之间改变，则例如可以提高转向系统的实用性。
本发明的第一方面适于所谓电动转向系统，S卩，其中使车轮转向的转 向装置和操作构件未以机械方式彼此连接并且利用来自包括在转向装置中的驱动动力源而不利用施加到操作构件的力来响应于操作构件的操作使车 轮转向的系统。本发明的第一方面还适于所谓VGRS (可变速比转向)系 统，S卩，其中预定致动器设置在操作构件与转向装置之间并且其通过操作 致动器来改变使车轮转向的量与操作构件的操作量的比率的系统。利用这 些系统，即使当操作构件的操作范围相对较小时，也可以使车轮转向相对 较大的量。因此，操作构件的操作范围保持为相对较小。因此，考虑到即 使操作构件的盘缘保持在第二形状以允许驾驶员检查仪表并更方便地出入 车辆，驾驶员在转动操作构件时也不会有很大困难。但是，在这些系统 中，例如当转向装置的驱动动力源发生故障时，需要由施加到操作构件的 力来使车轮转向。因此，操作构件的操作范围保持为相对较大。因此，如 果当需要使车轮转向相对较大量时盘缘处于第二形状，则可能阻碍用于转 动操作构件的操作。但是，根据本发明的第一方面，例如当系统中发生故 障时，可以增大操作构件的操作范围。
在本发明的第一方面的描述中使用的术语"环形"不仅包括完美的圆 和椭圆，而且还包括可以视为圆的形状，例如，具有圆角和弧边的多边形 状。本发明的第一方面中的"转向盘缘的一部分"可以通过驾驶员或者通 过设置有驱动动力源的装置来相对于转向盘缘的其他部分进行运动，其将 在下文详述。根据本发明的第一方面，第二形状可以是其中至少一部分不 用于形成连续环形的部分环形。即，第二形状可以是其中多个部分不用于 形成连续环形的部分环形。
(2) 本发明的第二方面涉及根据本发明的第一方面的车辆转向系 统，其中所述第二形状是其中至少一部分为凹入的部分环形。
根据本发明的第二方面，限定了第二形状。在本发明的第二方面中， 当盘缘处于第二形状时，盘缘的所述一部分和其他部分可以彼此连接。结 果，提高了盘缘的强度。本发明的第二方面中的"其中至少一部分为凹入 的部分环形的形状"可以是其中至少一部分为弧形凹入的环形，或者其中 至少一部分变为大体平坦的环形。
(3) 本发明的第三方面涉及根据本发明的第二方面的车辆转向系
统，其中在所述转向盘缘的所述一部分在所述一部分的端部处由所述转向盘缘的其他部分保持的条件下，所述盘缘形状改变机构允许所述一部分绕 将所述端部连接的轴线枢转。
根据本发明的第三方面，限定了由盘缘形状改变机构引起的盘缘的一 个部分相对于盘缘的其他部分的运动。在本发明的第三方面中，仅使盘缘 的一部分绕将其端部连接的轴线、相对于盘缘的其他部分枢转，就可以使 盘缘的形状在第一形状和第二形状之间改变。因此，例如，根据本发明的 第三方面，可以简化用于使盘缘的形状在环形和其中至少一部分为凹入的 环形之间改变的结构。
(4) 本发明的第四方面涉及根据本发明的第一至第三方面中任一方 面的车辆转向系统，其中所述转向盘缘的所述一部分是处于中性操作位置 的所述转向盘的上部和下部中的一者。
根据本发明的第四方面，限定了盘缘的一部分。在本发明的第四方面 中的"中性操作位置"表示与当车辆直线行驶时车轮的转向位置相对应的 转向盘的位置。当转向盘处于中性操作位置时，如果盘缘处于环形，则盘 缘的上部使驾驶员难以检査仪表，并且盘缘的下部使驾驶员难以出入车 辆。因此，根据本发明的第四方面，驾驶员可以更方便地检查仪表和出入 车辆。在本发明的第四方面中，当转向盘处于中性操作位置时，盘缘处于 其中上部和下部中的至少一者为凹入的环形。即，当转向盘处于中性操作 位置时，盘缘可以是其中上部和下部两者均为凹入的环形。
(5) 本发明的第五方面涉及根据本发明第一至第四方面中任一方面 的车辆转向系统，其中所述转向盘设置有固定机构，所述固定机构将所述 转向盘缘的所述一部分固定在其中所述转向盘缘处于所述第一形状的位置 或者其中所述转向盘缘处于所述第二形状的位置。
当盘缘处于环形的第一形状时，驾驶员有时持握盘缘的所述一部分并 转动操作构件。因此，如果盘缘的所述一部分容易地相对于盘缘的其他部 分发生运动，则可以阻碍由驾驶员执行的用于转动操作构件的操作。即使 当盘缘处于第二形状时，盘缘的所述一部分也不应该容易地相对于盘缘的 其他部分发生运动。因此，根据本发明的第五方面，当盘缘处于第一形状 或第二形状时，盘缘的所述一部分被固定，以相对于其他部分不可动。本发明的第五方面中的"固定机构"将盘缘的所述一部分固定在其中转向盘 缘处于第一形状的位置或者其中转向盘缘处于第二形状的位置。此外，固 定机构可以将盘缘的所述一部分固定在除了这些位置以外的位置。
(6) 本发明的第六方面涉及根据本发明的第一至第五方面中任一方 面的车辆转向系统，其中所述转向盘设置有盘缘驱动装置，所述盘缘驱动 装置包括驱动动力源，并利用来自所述驱动动力源的动力来操作所述转向 盘缘的所述一部分。
根据本发明的第六方面，例如可以自动地使盘缘的形状在第一形状与 第二形状之间改变。在本发明的第六方面中的"驱动动力源"的具体结构 不受特别限制。例如，使用高压气体的气缸装置、电磁驱动电动机、例如 电磁阔或弹簧的弹性体等可以用作驱动动力源。本发明的第六方面中的 "盘缘驱动装置"可以用作本发明的第五方面中的"固定机构"。更具体 而言，盘缘驱动装置可以被构造为当驱动动力源不能正常工作时将盘缘的 所述一部分固定以相对于盘缘的其他部分不可动。
(7) 本发明的第七方面涉及根据本发明的第六方面的车辆转向系 统，还包括控制单元，所述控制单元控制所述盘缘驱动装置。
根据本发明的第七方面，可以根据各种状况自动地改变盘缘的形状。 更具体而言，当驾驶员出入车辆时，盘缘自动进入作为其中下部凹入的环 形的第二形状，当车辆 运动时盘缘自动进入第一形状。此外，通过与包括 在系统中的其他装置(例如，气囊装置，改变操作构件的操作范围的装置 等)相结合地使盘缘驱动装置工作，可以使盘缘的形状自动地在第一形状 和第二形状之间改变。当与包括在系统中的其他装置相结合地控制盘缘驱 动装置时，本发明的第七方面中的"控制单元"也可以控制所述其他装 置。
(8) 本发明的第八方面涉及根据本发明的第七方面的车辆转向系 统，还包括气囊装置，所述气囊装置使气囊向驾驶员展开，并且其中所 述转向盘缘在通常状态下保持为处于所述第二形状；并且所述控制单元包 括气囊展开时控制单元，所述气囊展开时控制单元在需要展开所述气囊时 控制所述盘缘驱动装置以将所述盘缘的形状从所述第二形状改变为所述第一形状。
当其中转向盘能够转动以使车轮转向的转动操作范围较小时，优选地 使盘缘进入其中至少一部分为凹入的环形，以如上所述使驾驶员更方便地 检查仪表并更方面地出入车辆。同时，在车辆碰撞的情况下，可能发生驾 驶员与例如转向盘之间的二次碰撞，因此许多类型的转向系统设置有气囊 装置以减轻由二次碰撞施加给驾驶员的冲击。气囊装置在车辆碰撞的情况 下将气囊向驾驶员展开，并利用气囊减轻施加给驾驶员的冲击。气囊在其 车辆前侧(即，与保持驾驶员的那侧相反的一侧)由转向盘保持。因此， 当转向盘的盘缘处于环形时，气囊能够以充分程度施展其冲击减轻性能。 但是，当盘缘处于其中部分为凹入的环形时，气囊在与环形的凹入部分对 应的部分处未由盘缘以充分程度保持。结果，气囊将不能以充分程度施展 其冲击减轻性能。
因此，在本发明的第八方面中，盘缘在通常状态下处于第二形状，并 在需要展开气囊时处于环形的第一形状。根据本发明的第八方面，在通常 状态下实现允许驾驶员更方便地检查仪表并出入车辆的系统，并在车辆碰 撞的情况下以充分的程度施展气囊的冲击减轻性能。
(9)本发明的第九方面涉及根据本发明的第七或第八方面的车辆转 向系统，还包括操作范围改变装置，所述操作范围改变装置改变所述转 向操作构件的操作范围，并且其中当由所述操作范围改变装置将所述转向 操作构件的所述操作范围保持为较小时，所述转向盘缘保持为处于所述第 二形状；并且所述控制单元包括基于操作范围的控制单元，所述基于操作 范围的控制单元在由所述操作范围改变装置增大所述转向操作构件的所述 操作范围时控制所述盘缘驱动装置以将所述盘缘的形状从所述第二形状改 变为所述第一形状。
本发明的第九方面适于上述电动转向系统和VGRS系统。在这些系统 中，因为转向盘的操作范围在通常状态下保持为相对较小，所以盘缘可以 处于第二形状，以使驾驶员更方便地检査仪表和出入车辆。但是，在这些 系统中，例如如果转向装置的驱动动力源发生故障，则使转向盘的操作范 围相对较大。因此，如果当需要使车轮转向相对较大量时盘缘处于第二形状，则可能阻碍用于转动转向盘的操作。但是，根据本发明的第九方面， 响应于转向盘的操作范围的改变使盘缘进入环形的第一形状，带来了例如 系统的实用性的提高。
在本发明的第九方面中的"操作范围改变机构"的具体结构不受特别 限制。例如，操作范围改变机构可以具有其中设置多个对操作构件的操作 范围进行限定的机械止挡件(这些机械止挡件可以时限制转向范围从而限 定操作构件的操作范围的构件)并且这些止挡件有选择地进行操作的结 构。可选地，操作范围改变机构可以具有其中设置能够向操作构件施加操 作反作用力的电动机来代替机械止挡件并且通过增大电动机的动力来限定 操作范围的结构
(10)本发明的第十方面涉及一种车辆转向系统，包括转向操作构 件，所述转向操作构件包括辅助持握部分，所述辅助持握部分的位置在预 期持握位置与退避位置之间改变，在所述预期持握位置，预期在转向期间 由驾驶员持握所述辅助持握部分，在所述辅助持握部分己经从所述预期持 握位置退回时达到所述退避位置，并且在所述退避位置，预期在转向操作 期间将不会由所述驾驶员持握所述辅助持握部分；辅助持握部分位置改变 装置，所述辅助持握部分位置改变装置使所述辅助持握部分的位置在所述 预期持握位置与所述退避位置之间改变；气囊装置，所述气囊装置使气囊 从所述转向操作构件向所述驾驶员展开；以及控制单元，所述控制单元控
制所述辅助持握部分位置改变装置的操作，并包括气囊展开时控制单元， 如果在需要展开所述气囊时所述辅助持握部分处于所述退避位置，则所述 气囊展开时控制单元使所述辅助持握部分的位置改变为所述预期持握位 置。
根据本发明的第十方面，当需要展开气囊时改变转向操作构件的一部 分的位置。如同本发明的第八方面，根据本发明的第十方面，当辅助持握 部分处于退避位置时，实现允许驾驶员更方便地检査仪表并出入车辆的系 统。另一方面，当需要展开气囊时，辅助持握部分能够在气囊的车辆前侧 (即，与保持驾驶员的那侧相反的一侧)保持气囊。因此，气囊装置能够 以充分的程度施展其冲击减轻性能。因此，从气囊装置的冲击减轻性能的视角看，本发明的第十方面中的"预期持握位置"优选地是其中当展开气 囊时能够由盘缘适当地保持气囊的位置。
本发明的第十方面中的"退避位置"可以是其中驾驶员不能持握处于 退避位置的辅助持握部分的位置，或者可以是其中驾驶员能够持握辅助持 握部分但是驾驶员难以操作操作构件的位置。本发明的第十方面中的"预 期持握位置"可以是其中当辅助持握部分处于预期持握位置时驾驶员能够 持握辅助持握部分并操作操作构件的位置。
(11) 本发明的第十一方面涉及本发明的第十方面的车辆转向系统， 还包括操作范围改变装置，所述操作范围改变装置改变所述转向操作构件 的操作范围，并且其中当由所述操作范围改变装置将所述转向操作构件 的所述操作范围保持为较小时，所述辅助持握部分保持为处于所述退避位 置；并且所述控制单元包括基于操作范围的控制单元，所述基于操作范围 的控制单元在由所述操作范围改变装置增大所述转向操作构件的所述操作 范围时使所述辅助持握部分的位置从所述退避位置改变为所述预期持握位 置。
根据本发明的第十一方面，基于转向操作构件的操作范围来改变转向 操作构件的一部分的位置。如同本发明的第九方面，根据本发明的第十一 方面，当转向的操作范围保持为相对较小时，实现允许驾驶员更方便地检 查仪表并出入车辆的系统。另一方面，当转向操作构件的操作范围保持为 相对较大时，驾驶员能够持握辅助持握部分并操作操作构件。结果，提高 了包括操作范围改变装置的转向系统的实用性。
(12) 本发明的第十二方面涉及根据本发明的第十或第十一方面的车 辆转向系统，其中所述辅助持握部分在端部处由所述转向操作构件的除 了所述辅助持握部分之外的部分以允许所述辅助持握部分绕将所述端部彼 此连接的轴线枢转的方式保持；当所述辅助持握部分处于所述预期持握位 置时，所述转向操作构件处于环形；并且当所述辅助持握部分处于所述退 避位置时，所述转向操作构件处于部分环形。
根据本发明的第十二方面，限定了辅助持握部分相对于除了辅助持握 部分以外的部分的运动以及转向操作构件的形状。如同本发明的第三方面，根据本发明的第十二方面，简化了用于使操作构件缘的形状在环形和 部分环形之间改变的结构。
(13) 本发明的第十三方面涉及根据本发明的第十至第十二方面中任 一方面所述的车辆转向系统，其中，当所述辅助持握部分处于所述预期持 握位置时，所述辅助持握部分构成处于中性操作位置的所述转向盘的上部 和下部中的至少一者。
根据本发明的第十三方面，限定了预期持握位置。如同本发明的第四 方面，根据本发明的第十三方面，允许驾驶员更方便地检查仪表和出入车 辆。
(14) 本发明的第十四方面涉及根据本发明的第十三方面的车辆转向 系统，其中所述转向操作构件的所述辅助持握部分包括第一辅助持握部 分和第二辅助持握部分；当所述第一辅助持握部分处于所述预期持握位置 时，所述第一辅助持握部分构成处于所述中性操作位置的所述转向盘的所 述上部；并且当所述第二辅助持握部分处于所述预期持握位置时，所述第 二辅助持握部分构成处于所述中性操作位置的所述转向盘的所述下部。
根据本发明的第十四方面，允许驾驶员更方面地检查仪表和出入车辆 这两者。


通过结合附图阅读对本发明优选实施例的以下说明，本发明的上述和
其他目的和特征将变得清楚，附图中
图1是示出根据本发明的实施方式的转向系统的总体结构的视图2是示出包括在转向系统的操作装置中的操作反作用力施加装置的
剖视图3是示出从车辆的左侧观察的操作装置的转向盘的视图4是示出从车辆的左侧观察的操作装置的转向盘的剖视图5是示出从上侧观察的操作装置的转向盘的视图6是示出从车辆的后侧观察的操作装置的转向盘的视图7是示出上弧部分和右弧部分彼此连接处的连接部分的放大剖视图8是示出上弧部分和左弧部分彼此连接处的连接部分的放大剖视
图9A是示出处于中性操作位置的转向盘的视图9B是示出处于当转向盘从中性操作位置逆时针转动45。时达到的位 置的转向盘的视图IO是示出其中操作装置安装到车身的一部分的状态的视图11A是示出其中当转向盘缘处于第二形状时气囊展开的状态的视
图11B是示出其中当转向盘缘处于第一形状时气囊展开的状态的视
图12是根据本发明的实施方式的修改实施例示出上弧部分和左弧部 分彼此连接处的连接部分的放大剖视图13是根据本发明的实施方式的另一修改实施例示出上弧部分和右 弧部分彼此连接处的连接部分的放大剖视图14是示出在第二形状是当上弧部分和下弧部分固定在当它们从转 向盘缘处于第一形状时的位置枢转90。达到的位置时所实现的转向盘缘的 形状的情况下、从车辆的左侧观察时的处于第二形状的转向盘的视图15是示出在第二形状是当上弧部分和下弧部分固定在当它们从转 向盘缘处于第一形状时的位置枢转90。达到的位置时所实现的转向盘缘的 形状的情况下、从上侧观察时的处于第二形状的转向盘的视图；并且
图16是示出在第二形状是当上弧部分和下弧部分固定在当它们从转 向盘缘处于第一形状时的位置枢转90。达到的位置时所实现的转向盘缘的 形状的情况下、从车辆的后侧观察时的处于第二形状的转向盘的视图。
具体实施例方式
此后，将参考附图详细描述本发明的实施方式和本发明的实施方式的 修改实施例。注意，本发明不仅能以下述实施方式进行实施，还能以可通 过根据本领域的技术人员的知识进行的各种修改和设置获得的各种其他实施方式(例如在发明内容中所述的本发明的各方面)来进行实施。 转向系统的总体结构
根据本发明的实施方式的转向系统10是如图1所示的电动转向系 统。转向系统10主要包括转向操作装置(此后，在合适处称为"操作 装置")12;使车轮转向的转向装置14;将转向操作装置12与14连接的 连接装置16;以及用作用于转向系统10的控制单元的电子控制单元(此
后，在合适处称为"ECU" ) 18。
操作装置12包括用作由驾驶员操作的操作构件的转向盘20;转向
轴(此后，称为"轴")22，轴22的一端安装到转向盘20;用作以可转 动的方式保持轴22的管24，轴22穿过管24;以及固定到管24的车辆前 侧端部并经由轴22向转向盘20施加抵抗转向盘20的操作的反作用力的操 作反作用力施加装置26。操作装置12在操作反作用力施加装置26处固定 到车身的一部分，更具体而言，固定到用作用于仪表面板的加强构件的加 强件234 (见图IO)。操作装置12还包括气囊装置30 (见图4)。
转向装置14包括转向杆40;以转向杆40可沿其轴向移动的方式保 持转向杆40的壳体42;容纳在壳体42内并用作用于使转向杆40沿其轴 向移动的驱动动力源的转向电动机44;以及分别经由柔性接头连接到转向 杆40的各个端部的成对连杆46。每个连杆46在其末端连接到转向节50 的臂，转向节5以允许相应的车轮48转向的方式经由另一个柔性接头来 保持该车轮48。在转向杆40上形成外螺纹，并且在壳体42中设置与该外 螺纹相旋拧的螺母。转向电动机44使螺母转动，以使转向杆40沿其轴向 移动，从而使车轮48转向。此外，在转向杆40上形成齿条，并且设置有 与该齿条啮合的小齿轮的小齿轮轴52以可转动的方式被保持在壳体42 中，并且小齿轮轴52的一端从壳体42突伸出。如下文将更详细描述的， 操作装置12还能够通过使小齿轮轴52转动来使车轮48转向。
连接装置16主要包括电磁驱动离合器60。输入带轮62安装到电磁驱 动离合器60的输入部分。输入带轮62和安装到轴22的输出带轮104 (见 图2)经由带64彼此连接，使得输入带轮62的转动传递到输出带轮 104。输出辊66安装到电磁驱动离合器60的输出部分。输出辊66和与转向装置14的小齿轮轴52 —体地形成的输入辊68经由线70连接，使得输 入辊68的转动传递到输出辊66。电磁驱动离合器60在被供应有电力时允 许输入带轮62与输出辊66之间的相对转动，从而建立了其中在操作装置 12与转向装置14之间不传递操作力的状态。电磁驱动离合器60在未被供 应有电力时禁止输入带轮62与输出辊66之间的相对转动，从而建立了来 自转向盘20的操作力被传递到转向装置14的状态。 操作力施加装置的结构
如图2所示，操作反作用力施加装置26包括筒形壳体84，壳体84具 有形成在更靠近车辆后侧(图2中的右侧)的位置处的后室80和形成在 更靠近车辆前侧(图2中的左侧)的位置处的前室82。轴22穿过后室 80，并以可转动的方式被保持在壳体84中。虽然图2中未示出，但是轴 22在右手侧端部处连接到转向盘20。在后室80内，轴22穿过筒形弹簧壳 体86，并以可转动的方式支撑弹簧壳体86。绕轴22设置成对的扭力盘簧 (此后，在合适处称为"弹簧")88。这些弹簧88沿相反方向巻绕。此 外，每个弹簧88的一端固定到弹簧壳体86的内面，每个弹簧88的另一端 固定到轴22的大直径部分90。在如图2所示的状态下，弹簧88两者都是 扭转的，并且两者的扭转反作用力保持平衡。在此状态下，转向盘20处 于与车轮的中性转向位置对应的中性位置，即处于中性操作位置。
电磁阀92设置在壳体84的外周部分上。电磁阀92具有延伸到后室 80中的杆94。当电磁阀92未被供应有电力时，配合板96与弹簧壳体86 的外周面分离。因此，当轴22转动时，弹簧壳体86与轴22 —起转动。 即，允许弹簧壳体86的转动。另一方面，当电磁阀92被供应有电力时， 由于杆94的移动而使配合板96向前移动，即与弹簧壳体86的外周面接 触。对配合板96提供的表面处理使得其可以产生较大的摩擦力。由该摩 擦力禁止弹簧壳体86的转动。如果在禁止弹簧壳体86转动的条件下，轴 22响应于转向盘20的操作而转动，则弹簧88之间的扭转反作用力的平衡 被打破，因此，抵抗转向盘20的操作的反作用力经由转向盘20传递到驾 驶员。即，操作反作用力施加装置26包括基于弹性力的操作反作用产生 机构，其利用弹性构件的弹性力来产生抵抗转向盘20的操作的反作用力。
轴22A的大直径部分90具有从大直径部分90的外周面突出的突出部 分100。此外，突出部分100所穿过的槽102形成在弹簧壳体86的内周面 中，并沿着弹簧壳体86的周向延伸。在禁止弹簧壳体86的转动的条件 下，允许突出部分100随着转向盘20被转动而在槽102内移动。如果转向 盘20的操作量(转向盘20从中性操作位置转动的量)增到到一定程度， 则突出部分100与槽102的端部进行接触，由此限制了转向盘20转动的范 围。即，操作反作用力施加装置26具有操作范围限制机构。在允许弹簧 壳体86的转动的条件下，突出部分100不与槽102的端部接触，因此操作 范围不受操作范围限制机构的限制。利用此结构，操作反作用力施加装置 26用作操作范围改变装置，其包括操作范围限制机构和使弹簧壳体86的 转动状态在其中禁止弹簧壳体86的转动的状态与其中允许弹簧壳体86的 转动的状态之间改变的机构。
在前室82中，输出带轮104以输出带轮104和轴22不能相对于彼此 转动的方式装配到轴22。反作用力电动机106安装到壳体84。反作用力 电动机106将转动力经由齿轮108和110施加到轴22。 §卩，操作反作用力 施加装置26具有基于电动机动力的操作反作用力产生机构，其利用来自 反作用力电动机106的动力来产生抵抗转向盘20的操作的反作用力。由 转角传感器116经由齿轮112和114来检测轴22的转动量(转角)。转角 传感器116用作检测转向盘20的操作量的操作量传感器。
转向盘和气囊装置的结构
如图3至6所示，转向盘20包括驾驶员所持握的转向盘缘130 (此后 在合适处称为"盘缘")和将盘缘130固定到轴22的壳体132。壳体132 包括固定到轴22的盘毂部分134，和连接到盘缘130的成对盘辐136。更 具体而言，盘毂部分134设置在转向盘20的大体中心处。盘辐136沿着相 反的方向从盘毂部分134延伸，并连接到盘缘130。在盘毂部分134的车 辆前侧部分中形成孔137。轴22以锯齿连接方式装配到孔137中，并利用 形成在轴22的末端部处的外螺纹以及与该外螺纹旋拧的螺母138将壳体 132装配到轴22。图3至6每个都示出了转向盘20处于中性操作位置的状态。在此状态下，盘辐136中的一个从盘毂部分134向右延伸，盘辐136 中的另一个从盘毂部分134向左延伸。向右延伸的盘辐136的最右端部与 盘缘130—体。盘缘130和壳体132彼此一体地形成。
如图4所示，气囊装置30嵌入在壳体132的盘毂部分134内。气囊装 置30包括折叠并容纳在盘毂部分134内的气囊140，和使气囊140展开的 充气器142。
如图6所示，盘缘130包括右弧部分150、左弧部分152、上弧部分 154和下弧部分156。具有弧形的右弧部分150连接到成对盘辐136中的、 在转向盘20处于中性操作位置的条件下从车辆后方观察转向盘20时位于 右侧的那个盘辐136，并由该盘辐136支撑。具有弧形的左弧部分152连 接到另一个盘辐136并由该盘辐136支撑。具有弧形的上弧部分154连接 到在转向盘20处于中性操作位置的条件下、右弧部分150和左弧部分152 的上端部。下弧部分156连接到在转向盘20处于中性操作位置的条件 下、右弧部分150和左弧部分152的下端部。除非另外指明，否则在以下 对盘缘130的描述中涉及的方向表示当转向盘20处于中性操作位置时的 方向。
上弧部分154在其端部处以允许上弧部分154绕将上弧部分154的端 部彼此连接的轴线枢转的方式连接到右弧部分150和左弧部分152。图7 是示出上弧部分154的右端部和右弧部分150的上端部彼此连接处的连接 部分的放大剖视图。图8是示出上弧部分154的左端部和左弧部分152的 上端部彼此连接处的连接部分的放大视图。如图7所示，端面封盖构件 160固定到上弧部分154的右端面，并且在端面封盖构件160的中部处形 成筒形轴部162。端面封盖构件164固定到右弧部分150的上端面，并在 端面封盖构件164的中部处形成轴承部分166。端面封盖构件160的轴部 162的外径略小于端面封盖构件164的轴承部分166的内径。端面封盖构 件160的轴部162装配到端面封盖构件164的轴承部分166中。如图8所 示，具有与端面封盖构件160大体相同结构的端面封盖构件168固定到上 弧部分154的左端面，具有与端面封盖构件164大体相同结构的端面封盖 构件170固定到左弧部分152的上端面。端面封盖构件168和端面封盖构件170装配到彼此。
利用此结构，利用端面封盖构件160、 164、 168和170将上弧部分 154以允许上弧部分绕将上弧部分154的端部连接的轴线枢转的方式连接 到右弧部分150和左弧部分152。更具体而言，端面封盖构件160、 164、 168和端面封盖构件170允许作为盘缘130 —部分的上弧部分154相对于 形成盘缘130的其他部分的右弧部分150和左弧部分152枢转。转向盘20 包括由端面封盖构件160、 164、 168和端面封盖构件170形成的枢转运动 允许机构172。
此外，转向盘20包括允许上弧部分154绕上述轴线相对于右弧部分 150和左弧部分152枢转的盘缘驱动装置180。如图7所示，盘缘驱动装置 180包括用作驱动动力源的电磁驱动电动机182、将从电磁驱动电动机182 传递的转速降低并接着传递具有降低后转速的转动的减速器184、以及连 接到减速器184并使得上弧部分154枢转的盘缘枢轴186。电磁驱动电动 机182和减速器184设置在具有底部的筒形壳体188内。壳体188固定到 保持套筒191内，保持套筒191沿着上述轴线延伸并设置在上弧部分154 内。
电磁驱动电动机182固定到壳体188的内面。电动机转角传感器194 设置在壳体188中。电动机转角传感器194检测电磁驱动电动机182的电 动机轴192的转角，即，电磁驱动电动机182的转角。电动机转角传感器 194主要包括编码器，并用于控制盘缘驱动装置180。
用作谐波齿轮机构(有时称为谐波驱动(harmonic drive,注册商标) 机构、应力波齿圈机构等)的减速器184包括波发生器196、柔性齿轮 (柔性花键)198和齿圈(环形花键)200。波发生器196具有椭圆凸轮和 装配到椭圆凸轮的外周的滚珠轴承，并固定到电动机轴192。柔性齿轮 198形成为杯形，并具有可弹性变形的周壁部。多个齿形成在周壁部的幵 口侧外周上。柔性齿轮198在其底部处以柔性齿轮198和输出轴202不能 相对于彼此转动的方式键槽连接到输出轴202。输出轴202经由覆盖有封 盖的柔性接头204连接到固定至上弧部分154的盘缘枢轴186。齿圈200 是环形的，并具有形成在其内周上的多个齿(齿圈200的齿数比柔性齿轮略大，例如，大2个)。齿圈200固定到壳体188。当柔性齿轮198的周 壁部装配在波发生器196上时，柔性齿轮198可弹性变形为椭圆形。结 果，柔性齿轮198在沿着椭圆主轴定位的两个部分处与齿圈200啮合，而 在其他部分处不与齿圈200啮合。利用此结构，当波发生器196进行一圈 转动(360°)时，即当电磁驱动电动机182的电动机轴192进行一圈转动 时，引起柔性齿轮198与齿圈200之间的相对转动。该相对转动量对应于 柔性齿轮198与齿圈200之间的齿数差。根据此相对转动，上弧部分154 绕轴线相对于右弧部分150和左弧部分152枢转。
如图8所示，电磁阀210设置在左弧部分152内，并且电磁阀210的 杆212的末端部所穿过的孔214和216分别形成在端面封盖构件168和 170中，端面封盖构件168和170形成枢转运动允许机构172。如图8所 示，当电磁阀210未被供应有电力时，电磁阀210的杆212的末端部穿过 分别形成在端面封盖构件168和170中的孔214和216，由此上弧部分154 相对于右弧部分150和左弧部分152固定。另一方面，当电磁阀210被供 应有电力时，电磁阀210的杆212的末端不在形成在端面封盖构件168和 170中的孔214和216中，由此允许上弧部分154相对于右弧部分150和 左弧部分152枢转。g卩，转向盘20具有由电磁阀210、孔214和216等形 成的固定构件218。
除了孔214之外，孔220也在将具有孔214的盘缘驱动装置180绕轴 线转动180。的情况下孔214将所处的位置处形成在端面封盖构件168中。 更具体而言，上弧部分154可以在当上弧部分154从如图所示上弧部分 154相对于右弧部分150和左弧部分152固定的位置绕轴线转动180°时达 到的位置处相对于右弧部分150和左弧部分152固定。右弧部分150和左 弧部分152沿着位于与轴22垂直的平面上的环形布置。轴22位于此环形 的中心。右弧部分150和左弧部分152沿着环形布置在相对于轴22径向相 对的两侧。在转向系统10中，端面封盖构件168的孔220形成的位置使得 当上弧部分154沿着环形布置时，电磁阀210的杆212的末端部穿过孔 220。因此，如果电磁阀210未被供应有电力并且电磁阀210的杆212的末 端穿过分别形成在端面封盖构件168和170中的孔220和216，则上弧部分154、右弧部分150和左弧部分152全部沿着相同的环形布置。
如同上弧部分154连接到右弧部分150和左弧部分152的结构，以允 许下弧部分156绕将下弧部分156的端部连接的轴线枢转的方式将下弧部 分156在其端部处连接到右弧部分150和左弧部分152的下端部。更具体 而言，可以允许作为盘缘130—部分的下弧部分156相对于形成盘缘130 的其他部分的右弧部分150和左弧部分152枢转或固定。可以利用电磁驱 动电动机使下弧部分156相对于盘缘BO的其他部分枢转。因此，与枢转 运动允许机构172和盘缘驱动装置180相同的结构设置在将下弧部分156 连接到右弧部分150和左弧部分152中一者所处的连接部分中，与固定构 件218相同的结构设置在将下弧部分156连接到右弧部分150和左弧部分 152中的另一者所处的连接部分中。这使得可以在下弧部分156、右弧部 分150和左弧部分152全部沿着相同环形布置的状态下使下弧部分156相 对于右弧部分150和左弧部分152固定。此外，可以使下弧部分156在当 下弧部分156从当下弧部分156、右弧部分150和左弧部分152全部沿着 相同环形布置时的位置绕轴线枢转180。时达到的位置处相对于右弧部分 150和左弧部分152固定。
上述结构使得可以将上弧部分154、下弧部分156、右弧部分150和 左弧部分152沿着相同弧形布置。还可以将上弧部分154布置在当上弧部 分154从当全部弧形部分沿着相同弧形布置时的位置绕上轴线相对于盘缘 130的其他部分枢转180。时达到的位置处，将下弧部分156布置在当下弧 部分156从当全部弧形部分沿着相同弧形布置时的位置绕下轴线相对于盘 缘130的其他部分枢转180。时达到的位置处。更具体而言，在转向系统IO 中，转向盘20的盘缘130可以处于环形的第一形状(由双点划线表示) 或部分环形的第二形状(由实线表示)。因为枢转运动允许机构172改变 盘缘130的形状，所以枢转运动允许机构172用作盘缘形状改变机构。 盘缘形状与转向盘的操作之间的关系
如上所述，将所谓电动转向系统用作转向系统10。因此，在不利用由 驾驶员施加到转向盘20的操作力的情况下，由来自转向装置14的转向电 动机44的驱动力来使车轮48转向。因此，不需要驾驶员的操作力来使车轮48转向。考虑到可操作性，即使转向盘20的操作量相对较小，也使车
轮48转向较大的量。因此，由设置在操作反作用力施加装置26中的操作 范围限制机构将转向盘20的操作范围限制到相对较小的范围。更具体而 言，在从中性操作位置到当转向盘20分别顺时针和逆时针转动45°时达到 的各个位置的限制范围内执行顺时针和逆时针转向操作。因此，驾驶员持 握盘缘130的上弧部分154和下弧部分156来使转向盘20转动的情况是不 经常的情况。
如图6所示，当盘缘130具有环形时，上弧部分154阻挡了驾驶员对 设置在仪表面板230的上部中的速度计232等的视线。此外，当驾驶员出 入车辆时，下弧部分156例如接触驾驶员的腿部，这有时使驾驶员难以出 入车辆。对于转向系统10，当采用所谓电动转向系统时，优选地使盘缘 130成为第二形状以避免上述不便。
图9A示出了当盘缘130处于第二形状的状态下处于中性操作位置的 转向盘20。图9B示出了当盘缘130处于第二形状的状态下处于当转向盘 20响应于逆时针操作而从中性位置逆时针转动了 45。时达到的位置的转向 盘20。如图9A和9B可见，驾驶员可以在从顺时针离开中性操作位置45。 的位置到逆时针离开中性操作位置45。的位置的范围内转动转向盘20。因 此，在转向系统10中，盘缘130通常保持为第二形状。
如果例如转向电动机44发生故障，则由驾驶员的操作力来使车轮48 转向。因此，使车轮48转向的量与转向盘20的操作量的比率较小，以减 轻驾驶员在操作转向盘20时的负担。在此情况下，取消由操作范围限制 机构对操作范围施加的限制，并因此增大了操作范围。操作范围增到到由 转向装置14限制转向量的操作范围。更具体而言，操作范围增大到转向 盘20能够从中性操作位置转动到从中性位置顺时针离开540。的位置，并 能够从中性操作位置转动到从中性位置逆时针离开540。的位置。即，驾驶 员可以使转向盘20顺时针和逆时针转动一圈半。如果以此方式增大转向 盘20的操作范围，则驾驶员需要切换盘缘130的持握部分。因此，如果 盘缘130处于第二形状，则可能降低操作转向盘20时的方便性。
考虑到以上情况，在转向系统10中，当例如转向电动机44能正常工作而转向盘20的操作范围保持较小时，盘缘130保持在第二形状，并
且。但是，当例如转向电动机44发生故障而需要增大转向盘20的操作范 围时，盘缘130进入环形的第一形状。更具体而言，当转向盘20的操作 范围增大时，上弧部分154和下弧部分156进入其中驾驶员将持握上弧部 分154和下弧部分156的预期持握位置(由图6中的双点划线表示)。当 转向盘20的操作范围减小时，上弧部分154和下弧部分156从预期持握位 置退避到其中驾驶员将不会持握上弧部分154和下弧部分156的退避位置 (由图6中的实线表示)。因此，上弧部分154和下弧部分156可以视为 在需要时可以由驾驶员持握的辅助持握部分，而形成转向盘20的除了辅 助持握部分之外的部分的右弧部分150和左弧部分152用作主持握部分。 因为借助于盘缘驱动装置180使用作第一辅助持握部分的上弧部分154和 用作第二辅助持握部分的下弧部分156的位置在预期持握位置与退避位置 之间改变。所以，盘缘驱动装置180用作辅助持握部分位置改变装置。 盘缘形状与气囊装置之间的关系
如图IO所示，操作装置12在操作反作用力施加装置26处安装到仪表 面板230的加强件234，更具体而言，安装到设置于加强件234的支架 236。操作装置12在安装到支架236时处于其中使轴22的轴线以使轴22 的车辆前侧端部低于轴22的车辆后侧端部的方式倾斜的姿态。转向盘20 的盘缘130的车辆侧面和容纳气囊装置30的壳体132的盘毂部分134全部 以使得车辆后侧面的上部比其下部更朝向车辆前侧布置的方式倾斜。
在车辆碰撞的情况下，气囊140如图11所示展开，以减轻当驾驶员 撞击转向盘20时引起的冲击。更具体而言，充气器142产生高压气体， 该高压气体将被引入气囊140以使气囊140充气。虽然图中未示出，但是 在壳体132的盘毂部分134的外壁的特定区域中形成较弱部分。当气囊 140被充气时，盘毂部分134的外壁在该较弱部分处破裂，以产生开口， 气囊140能够通过该开口展开为特定形状。
图IIA示出了当上弧部分154和下弧部分156处于退避位置并且盘缘 130处于第二形状时实现的、气囊140展开的形状。图IIB示出了当上弧 部分154和下弧部分156处于预期持握位置并且盘缘130处于第一形状时实现的、气囊140展开的形状。如图IIA禾口 IIB可见，当上弧部分154和 下弧部分156处于预期持握位置并且盘缘130处于环形(图11B)时，驾 驶员被气囊140可靠地保持，并且气囊140施展了较高的冲击减轻性能。 相反，如果上弧部分154和下弧部分156处于退避位置并且盘缘130处于 具有上部和下部凹入的部分环形(图11A)时，气囊140的冲击减轻性能 未施展到充分的程度。这是因为，当由气囊140保持驾驶员时，展开的气 囊140变形，使得气囊140的上部和下部通过凹入部分朝向车辆前侧移 动。于是，在转向系统10中，在不需要展开气囊140的通常状态下将盘 缘130保持为第二形状，而在需要使气囊140展开时使盘缘130进入第一 形状。更具体而言，如果在需要使气囊140展开时使上弧部分154和下弧 部分156处于退避位置，则上弧部分154和下弧部分156进入预期持握位 置。
对转向系统的控制
如上所述，由ECU 18控制转向系统10。如图1所示，点火开关240 设置在车辆中。当点火开关240打开时，连接装置16的电磁驱动离合器 60被供应有电力，并且操作反作用力施加装置26的电磁阀92也被供应有 电力。于是，在不利用由驾驶员施加到转向盘20的操作力的情况下，由 来自转向电动机44的驱动动力使车轮48转向。
在这种状态下，由连接装置16来检测转向盘20从中性操作位置操作 的量。转向装置14使车轮48转向与由连接装置16检测到的操作量相对应 的量。车速传感器242检测车速。调节转向量，使得转向量随着车速升高 而减小。这意味着转向系统10是车速敏感的转向系统。如上所述，利用 操作反作用力施加装置26的弹簧88的弹性力，将其大小与转向盘20的操 作量相对应的反作用力施加到转向盘20。此外，基于由操作反作用力施加 装置26检测到的操作量的改变来确定操作转向盘20的速度。跳过来自反 作用力电动机106的动力来调节抵抗转向盘20的操作的反作用力，使得 反作用力随着操作转向盘20的速度升高而增大。
在此状态下，上弧部分154和下弧部分156处于退避位置，并且盘缘 130处于第二形状。更具体而言，固定构件218的电磁阀210未被供应有电力，并且电磁阔210的电磁阀210通过弹簧的弹性力穿过分别形成在端
面封盖构件168和170中的孔214和216。此外，设置在下弧部分156连 接到右弧部分150和左弧部分152中一者所处的连接部分处的固定机构处 于与固定构件218相同的状态。因为下弧部分156连接到右弧部分150和 左弧部分152的结构与下弧部分156连接到右弧部分150和左弧部分152 的结构相同，所以以下将不提供与包括在下弧部分156中的装置和机构相 关的描述。
如果例如转向电动机44发生故障，则停止向电磁驱动离合器60和电 磁阀92供应电力。当停止向电磁驱动离合器60和电磁阀92供应电力时， 一些类型的操作反作用力施加装置停止施加反作用力，并且施加到转向盘 20的操作力能够经由带64和线70传递到转向装置14。这使得可以利用操 作力使车轮48转向。此外，取消由操作范围限制机构对操作范围施加的 限制，因此，增大了转向盘20的操作范围。
在此情况下，为了确保转向盘20的充分的可操作性，上弧部分154 和下弧部分156可以从退避位置移动到预期持握位置，由此盘缘130从第 二形状进入第一形状。更具体而言，如果例如转向电动机44发生故障， 则开始向固定构件218的电磁阀210的电力供应，并且电磁阀210的杆 212的末端部分别从端面封盖构件168和170的孔214和216移除。此 外，利用来自盘缘驱动装置180的电磁驱动电动机182的驱动动力，使上 弧部分154绕轴线枢转。根据上弧部分154的枢转运动，停止向固定构件 218的电磁阀210的电力供应。此外，电磁阀210的杆212的末端部穿过 端面封盖构件170的孔216，并由弹簧的弹性力而被推靠端面封盖构件 168的面。当盘缘130进入环形的第一形状时，由弹簧的弹性力使电磁阀 210的杆212的末端部穿过端面封盖构件168的孔220。在转向系统10 中，执行基于操作范围的控制，以基于转向盘20的操作范围使上弧部分 154和下弧部分156的位置在退避位置与预期持握位置之间改变，由此改 变盘缘130的形状。这表示ECU 18包括基于操作范围的控制单元。盘缘 驱动装置180使上弧部分154朝向车辆的前侧(即，以上弧部分154移动 离开驾驶员的方式)枢转。在车辆碰撞的情况下，设置在车辆的前部中的碰撞传感器244检测到 碰撞已经发生，并且响应于碰撞的检测操作气囊装置30。
g卩，由充气器
142使气囊140展开，由此有效地减轻驾驶员与转向盘20的第二碰撞的冲 击。在此情况下，为了允许气囊140以充分程度施展其冲击减轻性能，上 弧部分154和下弧部分156的位置从退避位置改变到预期持握位置，由此 盘缘130的形状从第二形状改变为第一形状。更具体而言，固定构件 218、盘缘驱动装置180等在上述基于操作范围的控制下操作。因为气囊 140相当快地展开，所以调节供应到电磁驱动电动机182的电流的大小， 使得上弧部分154以比基于操作范围的控制下更高的速度绕轴线枢转。如 上所述，在转向系统10中，当需要使气囊140展开时，执行气囊展开控 制以将上弧部分154和下弧部分156的位置从退避位置改变为预期持握位 置，从而将盘缘130的形状从第二形状改变为第一形状。这表示ECU 18 包括气囊展开时控制单元。
本发明的实施方式的修改实施例
此后，将在以下描述根据本发明的实施方式的修改实施例的转向系 统，更具体而言，根据本发明实施方式的修改实施例的用作转向操作构件 的转向盘。在下述修改实施例中，与上述实施方式相同的部件或具有与上 述实施例相同功能的部件由相同的附图标记表示。
图12所示的结构可以用作将上弧部分154连接到右弧部分150和左弧 部分152的结构和将下弧部分156连接到右弧部分150和左弧部分152的 结构。在下述修改实施例中，将弧部分150和156彼此连接的结构、将弧 部分156和152彼此连接的结构、将弧部分152和154彼此连接的结构以 及将弧部分154和150彼此连接的结构彼此相同。于是，将作为代表性的 示例描述将上弧部分154和右弧部分150彼此连接的结构。
在根据如图12所示的修改实施例的转向盘250中，具有与根据上述 实施方式的端面封盖构件164相同结构的端面封盖构件252固定到右弧部 分150的上端面，具有与根据上述实施方式的端面封盖构件160相同结构 的端面封盖构件254固定到上弧部分154的右端面。端面封盖构件252的 轴部以该轴部可绕轴线转动的方式装配到端面封盖构件254的轴承部分中。端面封盖构件252和254等构成盘缘改变机构。
转向盘250包括盘缘驱动装置256，其利用高压气体代替利用电磁驱 动电动机来驱动上弧部分154。盘缘驱动装置256包括设置在右弧部分 150内的气缸装置258、在其外周部分上形成有外螺纹的螺纹杆260、以及 夹持轴承滚珠并与260旋拧的螺母262。气缸装置258包括固定在右弧 部分150内的气缸264、可滑动地装配在气缸264内的活塞266、在一端 处连接到266并在另一端处朝向螺纹杆260突出的活塞杆268、以及由气 缸264和活塞266的未连接268的那个面所界定的空间内填充的爆炸物 270。螺纹杆260装配到保持套筒272中，保持套筒272设置在上弧部分 154内并沿着轴线延伸。沿着轴线延伸的成对导引槽274形成在保持套筒 272的内壁面中，并且形成在螺纹杆260的一个端部处的成对键276装配 到各个导引槽274中。导引槽274和键276允许螺纹杆260沿着轴线相对 于保持套筒272移动，但防止螺纹杆260绕轴线转动。倾斜面278形成在 气缸装置258的活塞杆268的末端部处。倾斜面278粗略地定向为面对螺 母262。螺纹杆260的另一个端部是圆形的并与活塞杆268的倾斜面278 进行接触。与螺纹杆260旋拧的螺母262不可移动地装配到固定于上弧部 分154的端面封盖构件252的轴承部分(未示出)的内周面。
当由火花电极点燃爆炸物270时，气缸装置258操作。当点燃时， 270产生高压气体，并且活塞杆268由高压气体的压力朝向螺纹杆260移 动。利用活塞杆268的倾斜面278，螺纹杆260借助于活塞杆268沿着轴 线移动。随着螺纹杆260的移动，由螺纹杆260和螺母262形成的滚珠四 缸机构使上弧部分154绕轴线相对于右弧部分枢转。
转向盘250包括利用柱塞280的固定机构282来代替例如利用电磁阀 的固定机构。柱塞280包括固定到从端面封盖构件252延伸的凸台284 的壳体286、容纳在286内的压縮盘簧288 (此后，在合适处称为"弹 簧")、以及柱塞杆290。在柱塞杆290使弹簧288压縮的状态下，柱塞 杆290的后端部松散地装配在286中。壳体286以使柱塞杆290的末端部 面对上弧部分154的内侧的方式装配到凸台284中。柱塞杆290的末端部 被布置为装配到形成在端面封盖构件254中的孔292中。孔292形成在当盘缘130进入第二形状时由弹簧288的弹性力使柱塞杆290的末端部装配 到孔292中的位置。除了孔292之外，孔294也形成在当具有孔292的端 面封盖构件254绕轴线转动180。的情况下孔292将存在的位置处。利用此 结构，允许转向盘20的上弧部分154固定在盘缘130处于第一形状的位置 或盘缘130处于第二形状的位置。在采用根据修改实施例的转向盘250的 转向系统中，当盘缘130的形状从第二形状改变为第一形状时，使用高压 气体。因此，可以快速地改变盘缘的形状。利用该系统，更合适地执行气 囊展开时控制。此外，可以借助于盘缘驱动装置256使上弧部分154和下 弧部分156的位置在预期持握位置与退避位置之间改变。这表示盘缘驱动 装置256用作辅助持握部分位置改变装置。
可选地，可以采用如图13所示的固定机构。如图13所示，根据本发 明的实施方式的另一个实施例的转向盘300除了包括利用柱塞的固定机构 之外，还包括利用螺栓302和螺母304的固定机构。固定到上弧部分154 的右端面的端面封盖构件306和固定到右弧部分150的端面封盖构件308 借助于板形螺母304紧固在一起，板形螺母304固定到上弧部分154的端 面封盖构件306的内面和六角形凹头螺栓302。在本发明的实施方式的此 实施例的转向盘300中未设置盘缘驱动装置。
在采用根据本发明的实施方式的此修改示例的转向盘300的转向系统 中，当盘缘的形状在第一形状和第二形状之间改变时，驾驶员将六角形扳 手穿过形成在右弧部分150中的进入开口 310插入，并松开螺栓302与螺 母304之间的紧固。然后，使上弧部分154绕轴线枢转以使盘缘的形状改 变为第一形状或第二形状，此后驾驶员用六角形扳手将螺栓302和螺母 304紧固在一起。虽然在根据此修改实施例的转向系统中不能执行上述气 囊展开时控制和基于操作范围的控制，但是可以使驾驶员将盘缘形状改变 为期望的形状。此外，在此转向系统中，可以将上弧部分154固定在柱塞 杆290的末端部不装配到端面封盖构件306的孔292和294中的位置。因 此，可以将盘缘的形状改变为除了第一和第二形状之外的形状。
上述实施方式和修改实施例中的第二形状是当上弧部分154和下弧部 分156固定在当它们从盘缘处于第一形状时的位置枢转180。时达到位置时所实现的盘缘形状。可选地，可以将图14至16 (由实线)所示的盘缘形
状用作第二形状。更具体而言，第二形状可以是当弧部分154和156固定 在当它们从盘缘处于第一形状(由双点划线表示)时的位置枢转90°达到 的位置时所实现的盘缘形状。利用将这种形状用作第二形状的转向系统， 跳过使上弧部分154和下弧部分156每个枢转90°而不是180°，来使盘缘 的形状从第二形状改变为第一形状。因此，可以快速地改变盘缘的形状。 在上述转向盘中，将当转向盘处于环形时的上弧部分154和下弧部分156 的位置用作预期持握位置(由双点划线表示)，并将当上弧部分154和下 弧部分156在它们从预期持握位置朝向车辆枢转90。时达到的位置用作退 避位置(由实线表示)。
虽然已经针对示例性实施方式示出并描述了本发明，但是本领域的技 术人员应该理解，可以在不偏离权利要求所界定的本发明的范围的情况下 进行各种改变和修改。
权利要求
1.一种车辆转向系统，其特征在于包括转向盘，所述转向盘包括转向盘缘；以及盘缘形状改变机构，所述盘缘形状改变机构允许所述转向盘缘的一部分相对于所述转向盘缘的其他部分运动，以使所述转向盘缘的形状在环形的第一形状与部分环形的第二形状之间改变。
2. 根据权利要求1所述的车辆转向系统，其中所述第二形状是其中至 少一部分为凹入的部分环形。
3. 根据权利要求2所述的车辆转向系统，其中在所述转向盘缘的所述 一部分在所述一部分的端部处由所述转向盘缘的其他部分保持的条件下， 所述盘缘形状改变机构允许所述一部分绕将所述端部连接的轴线枢转。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的车辆转向系统，其中所述转向 盘缘的所述一部分是处于中性操作位置的所述转向盘的上部和下部中的一者。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的车辆转向系统，其中所述转向 盘设置有固定机构，所述固定机构将所述转向盘缘的所述一部分固定在所 述转向盘缘处于所述第一形状的位置或者所述转向盘缘处于所述第二形状 的位置。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的车辆转向系统，其中所述转向 盘设置有盘缘驱动装置，所述盘缘驱动装置包括驱动动力源，并利用来自 所述驱动动力源的动力来操作所述转向盘缘的所述一部分。
7. 根据权利要求6所述的车辆转向系统，还包括-控制单元，所述控制单元控制所述盘缘驱动装置。
8. 根据权利要求7所述的车辆转向系统，还包括 气囊装置，所述气囊装置使气囊向驾驶员展开， 其中-所述转向盘缘在通常状态下保持为处于所述第二形状；并且 所述控制单元包括气囊展开时控制单元，所述气囊展开时控制单元在需要展开所述气囊时控制所述盘缘驱动装置以将所述盘缘的形状从所述第 二形状改变为所述第一形状。
9. 根据权利要求7或8所述的车辆转向系统，还包括操作范围改变装置，所述操作范围改变装置改变所述转向盘的操作范围，其中当由所述操作范围改变装置将所述转向盘的操作范围保持为较小时， 所述转向盘缘保持处于所述第二形状；并且所述控制单元包括基于操作范围的控制单元，所述基于操作范围的控 制单元在由所述操作范围改变装置增大所述转向盘的操作范围时控制所述 盘缘驱动装置以将所述转向盘缘的形状从所述第二形状改变为所述第一形 状。
10. —种车辆转向系统，其特征在于包括转向操作构件，所述转向操作构件包括辅助持握部分，所述辅助持握 部分的位置在预期持握位置与退避位置之间改变，在所述预期持握位置， 预期在转向操作期间驾驶员会持握所述辅助持握部分，在所述辅助持握部 分己经从所述预期持握位置退回时达到所述退避位置，并且在所述退避位 置，预期在所述转向操作期间所述驾驶员不会持握所述辅助持握部分；辅助持握部分位置改变装置，所述辅助持握部分位置改变装置使所述 辅助持握部分的位置在所述预期持握位置与所述退避位置之间改变；气囊装置，所述气囊装置使气囊从所述转向操作构件向所述驾驶员展 开；以及控制单元，所述控制单元控制所述辅助持握部分位置改变装置的操 作，并包括气囊展开时控制单元，如果在需要展开所述气囊时所述辅助持 握部分处于所述退避位置，则所述气囊展开时控制单元使所述辅助持握部 分的位置改变为所述预期持握位置。
11. 根据权利要求10所述的车辆转向系统，还包括操作范围改变装置，所述操作范围改变装置改变所述转向操作构件的 操作范围，其中当由所述操作范围改变装置将所述转向操作构件的操作范围保持为较 小时，所述辅助持握部分保持处于所述退避位置；并且所述控制单元包括基于操作范围的控制单元，所述基于操作范围的控 制单元在由所述操作范围改变装置增大所述转向操作构件的操作范围时使 所述辅助持握部分的位置从所述退避位置改变为所述预期持握位置。
12. 根据权利要求10或11所述的车辆转向系统， 其中所述辅助持握部分在端部处由所述转向操作构件的除了所述辅助持握 部分之外的部分保持，使得允许所述辅助持握部分绕将所述端部彼此连接 的轴线枢转；当所述辅助持握部分处于所述预期持握位置时，所述转向操作构件处 于环形；并且当所述辅助持握部分处于所述退避位置时，所述转向操作构件处于至 少一部分为凹入的部分环形。
13. 根据权利要求10至12中任一项所述的车辆转向系统，其中，当 所述辅助持握部分处于所述预期持握位置时，所述辅助持握部分构成处于 中性操作位置的所述转向操作构件的上部和下部中的至少一者。
14. 根据权利要求13所述的车辆转向系统，其中所述转向操作构件的所述辅助持握部分包括第一辅助持握部分和第二辅助持握部分；当所述第一辅助持握部分处于所述预期持握位置时，所述第一辅助持 握部分构成处于所述中性操作位置的所述转向操作构件的所述上部；并且当所述第二辅助持握部分处于所述预期持握位置时，所述第二辅助持 握部分构成处于所述中性操作位置的所述转向操作构件的所述下部。
全文摘要
车辆转向系统包括包括辅助持握部分的转向操作构件(20)，所述辅助持握部分的位置在预期持握位置与退避位置之间改变，在预期持握位置，预期在转向期间由驾驶员持握辅助持握部分，在辅助持握部分已经从预期持握位置退回时达到退避位置，并且在退避位置，预期在转向操作期间将不会由所述驾驶员持握辅助持握部分；辅助持握部分位置改变装置，其使辅助持握部分的位置在预期持握位置与退避位置之间改变；气囊装置，其使气囊向驾驶员展开；以及控制单元，其控制辅助持握部分位置改变装置的操作。
文档编号B60R21/05GK101541617SQ200880000722
公开日2009年9月23日 申请日期2008年2月28日 优先权日2007年3月2日
发明者今村谦二 申请人:丰田自动车株式会社