CN102050107A

CN102050107A - 电动助力装置

Info

Publication number: CN102050107A
Application number: CN201010539034XA
Authority: CN
Inventors: 大野孝幸; 白川直树; 大谷行雄; 臼井拓也
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-05-11
Also published as: US20110152027A1; DE102010046835A1; JP2011093472A

Abstract

本发明涉及机动车制动系统的电动助力装置，其在结构上容易实现与主缸的分离。制动踏板(PD)与行星齿轮机构即差动传动机构(10)的恒星齿轮(11)连接，电动马达(8)与齿环(14)连接，输出杆(9)与行星齿轮架(16)连接，此外，输出杆(9)与主缸(3)的活塞连接。当操作制动踏板(PD)而使恒星齿轮(11)旋转时，则行星齿轮(12)进行自转以及公转，行星齿轮架(16)进行旋转而使输出杆(9)前进，推压活塞以便在主缸(3)产生液压。此时，根据恒星齿轮(11)的旋转，控制电动马达(8)以使齿环(14)旋转，并使其随动于恒星齿轮(11)，从而对行星齿轮架(16)的旋转施加电动马达(8)的伺服力。

Description

电动助力装置

技术领域

本发明涉及电动助力装置。

背景技术

机动车的制动系统所使用的助力装置，例如，已知的有专利文献1记载的那样，将电动马达用作助力源的电动助力装置。该电动助力装置根据与制动踏板的操作连动的输入活塞的移动，驱动电动马达，以便通过滚珠丝杠(旋转及直线运动转换机构)推进主缸的活塞，从而产生所期望的液压，并液压供给至各车轮的制动钳。此时，利用贯通活塞并插入主缸压力室内的输入活塞，承受主缸内的一部分液压，以便将制动时的一部分反作用力反馈给制动踏板。

专利文献：(日本)特开2007-191133号公报

然而，所述专利文献1记载的电动助力装置，由于采用由输入活塞直接承受主缸内液压的结构，因此，与主缸分离困难，从而存在降低设计自由度的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在结构上容易实现与主缸分离的电动助力装置。

为解决上述课题，本发明提供一种电动助力装置，其特征在于，包括：电动马达；差动传动机构，其具有：与制动踏板连接的第一输入轴、连接所述电动马达的第二输入轴、将合成所述第一输入轴的旋转力和所述第二输入轴的旋转力所获得的旋转力输出的输出轴，所述第一输入轴、所述第二输入轴以及所述输出轴相互进行差动运动；以及输出机构，其将所述输出轴的旋转运动转换为直线运动以推进主缸的活塞。

本发明的电动助力装置，能够实现容易与主缸分离。

附图说明

图1是第一实施方式的电动助力装置的右侧面的纵剖面图。

图2是图1所示的电动助力装置的左侧面的纵剖面图。

图3是图1所示的电动助力装置的正面的纵剖面图。

图4是图1所示的电动助力装置的主要部分即差动传动机构的纵剖面图。

图5是图1所示的电动助力装置的主要部分即差动传动机构的横剖面图。

图6是表示图1所示的电动助力装置的输入输出特性的曲线图。

图7是表示第二实施方式的电动助力装置的主要部分即差动传动机构的横剖面图。

图8是第三实施方式的电动助力装置的侧面图。

图9是图8所示的电动助力装置的正面图。

图10是图8所示的电动助力装置的纵剖面图。

图11是表示电动助力装置的大致结构的框图。

图12是表示将图10所示的电动辅助机构应用于车辆用电动动力转向装置时的车辆用电动动力转向装置的大致结构的立体图。

图13是装配到图12所示的动力转向装置的电动辅助机构的纵剖面图。

标记说明

1-电动助力装置；2-电动辅助机构；3-主缸；8-电动马达；10-差动传动机构；11-恒星齿轮；14-齿环；16-行星齿轮架；26-外齿；31-齿条部；PD-制动踏板。

具体实施方式

下面，根据附图对实施方式进行详细说明。参照图1～图6，对第一实施方式的电动助力装置1进行说明。本第一实施方式的电动助力装置1是装配在机动车的制动系统上的装置，如图1～图3所示，其具备电动辅助机构2，所述电动辅助机构2安装在发动机室E与车室C的隔壁即发动机挡板D的车室C侧。该电动辅助机构2与制动踏板PD连接，此外，夹着发动机挡板D与安装在发动机室E侧的主缸3连接。

主缸3是与通常的机动车液压制动系统使用的串联型主缸相同，利用活塞P的前进，从主端口4以及副端口5经由两系统的液压回路向各车轮的制动钳等供给液压，以产生制动力。此外，在活塞P后退时，从贮存器6适当补充制动液。

电动辅助机构2具备：电动马达8，其设置在安装于发动机挡板D上的壳体7外侧；以及被收容在壳体7内的差动传动机构10，以便通过旋转输入接收制动踏板PD的操作并向与主缸3的活塞连接的输出杆9输出被助力的力。

在本实施方式中，差动传动机构10是行星齿轮机构，其包括：设置在中心且成为与制动踏板PD连接的第一输入轴的恒星齿轮11；与恒星齿轮11的周围啮合的三个行星齿轮12；可旋转地支承行星齿轮12而成为输出轴的行星齿轮架16；与三个行星齿轮12的周围啮合而成为第二输入轴的齿环14。这些恒星齿轮11、行星齿轮架16以及齿环14的旋转中心配置在相同中心上。

恒星齿轮11的轴部11A的两端部被形成于壳体7的轴承部13支承而可旋转。轴部11A的一端侧固定制动踏板PD的基部，而其另一端侧贯通轴承部13而向壳体7外部延伸。此外，在轴部11A的另一端侧的前端部设置有检测恒星齿轮11的旋转位置的旋转位置传感器15。

此外，在本第一实施方式中，虽然在轴部11A的一端侧直接固定并连接制动踏板PD的基部，但是，只要能够将制动踏板PD的旋转传递至轴部11A的一端侧，也可以采用除此之外的连接结构。例如，可以采用这样的连接结构，即，在轴部11A的一端侧，在与制动踏板PD之间设置旋转联结器等，而使轴部11A的一端侧与制动踏板PD的基部可相对旋转，在旋转联结器或轴部11A的一端侧与制动踏板PD的基部之间设置有、将制动踏板PD沿踩踏的方向抵接的抵接部，以使轴部11A跟随制动踏板PD的旋转，另一方面，采用如下连接结构，即，在没有操作制动踏板PD的状态下，利用电动马达8而使轴部11A进行旋转时，抵接部的抵接部位离开，使得只有轴部11A进行转动。在这种情况下，在进行不伴随制动踏板PD操作的制动操作即车辆稳定性控制、适应车速控制或自动制动控制时，即使驱动电动马达8，也不会使制动踏板PD移动，从而不会对驾驶员产生不舒适的感觉。

三个行星齿轮12分别被三个行星齿轮轴16A可旋转地支承，其中，所述行星齿轮轴16A被固定在行星齿轮架16上，所述行星齿轮架16设置在恒星齿轮11的制动踏板PD的相反侧。在行星齿轮架16上以相同中心的方式一体形成有：固定行星齿轮轴16A的大径部17、与大径部17邻接的小径部18、从小径部18突出的中空的中空轴部19以及形成在中空轴部19前端部的小齿轮部20。此外，在行星齿轮架16中，利用轴承22可旋转地将小径部18支承在壳体7的轴承部21，恒星齿轮11的轴部11A可旋转地穿过中空轴部19。

在齿环14的内周部形成有与行星齿轮12啮合的内齿23。此外，在齿环14的外周部形成有与安装在电动马达8的轴24上的蜗轮25啮合的外齿26。此外，利用轴承28可旋转地将形成于齿环14侧部的圆筒部27支承在行星齿轮架16的大径部17上。

在电动马达8上设置有从壳体部8A延伸出的轴24。壳体部8A安装在壳体7的外侧。轴24贯通壳体7向其内部延伸，安装在轴24上的蜗轮25与齿环14的外齿26啮合。在本实施方式中，由蜗轮25与齿环14的外齿26构成减速机构。通过形成在壳体7的轴承部29可旋转地支承轴24的前端部。

输出杆9的一端部插入主缸3中，从而使输出杆9与活塞P接触并连接。此外，输出杆9的另一端部可滑动地插入形成在壳体7的引导部30，以便沿主缸3的轴向可进退地引导输出杆9。在输出杆9的轴向中间部形成有与行星齿轮架16的小齿轮部20啮合的齿条部31，通过由小齿轮部20与齿条部31形成的旋转及直线运动转换机构构成本实施方式的输出机构。例如，在活塞P自身直接形成齿条部位的情况下，与该齿条部位啮合的小齿轮部20构成输出机构。这样，在本第一实施方式中，由于作为旋转及直线运动转换机构采用了小齿轮部20与齿条部31，因此，不必如专利文献1那样，需要使用滚珠丝杠，从而能够减少部件数量并且能够削减成本，同时，易于补充润滑脂，从而能提高维护性能。

在安装于齿环14上的一对卡止部32、33和与恒星齿轮11一起旋转的制动踏板PD之间设有一对偏置弹簧34、35(施力机构；第一、第二弹簧机构)。这些偏置弹簧34、35分别对于制动踏板PD即恒星齿轮11和齿环14朝一侧相对旋转的方向以及朝另一侧相对旋转的方向施加弹簧力，以便将这些部件弹性保持在图1所示的中立位置。

此外，可以省略这些偏置弹簧34、35中的一个，并利用一根复位弹簧将这些部件弹性保持在规定位置。此外，在本实施方式中，将与构成第一输入轴的恒星齿轮11同样旋转的制动踏板PD作为第一输入轴的一部分，在该制动踏板PD与构成第二输入轴的齿环14之间设置构成施力机构的一对偏置弹簧34、35。但是，不应限于这种结构，也可以在恒星齿轮11与齿环14之间设置一对偏置弹簧34、35。此外，也可以在构成输出轴的行星齿轮架16与恒星齿轮11之间或者在行星齿轮架16与制动踏板PD之间设置一对偏置弹簧34、35。

在制动踏板PD与壳体7之间设置有将制动踏板PD向图1所示的非制动位置施力的复位弹簧36。

如图3所示，在电动助力装置1上，除了旋转位置传感器15以外，还设有马达旋转位置传感器37，该马达旋转位置传感器37用于检测电动马达8的轴24的旋转位置，此外，还设有控制器38，该控制器38根据来自旋转位置传感器15、马达旋转位置传感器37以及检测其它需要的状态量(例如，主缸压力等)的各种传感器的检测信号或来自车辆姿态控制系统ECU以及车辆控制系统ECU的信号，控制电动马达8的旋转。

下面，对如上构成的本实施方式的作用进行说明。

通过驾驶员进行制动而进行的制动踏板PD的操作(在图1中是图中从左向右的动作，在图2中是图中从右向左的动作)，使恒星齿轮11进行旋转。通过该恒星齿轮11的旋转，使行星齿轮12一边自转一边公转，行星齿轮架16伴随行星齿轮12的公转而旋转。当行星齿轮架16旋转时，则由于其小齿轮部20与齿条部31的啮合，使输出杆9前进而推压活塞P，在主缸3产生液压。然后，主缸3的液压经由液压回路供给至各车轮的制动钳等并产生制动力。

此时，将恒星齿轮11的旋转作为制动踏板PD的操作量并通过旋转位置传感器15进行检测，对应恒星齿轮11的旋转位置，控制器38以使恒星齿轮11的旋转量与齿环14的旋转量相等的方式控制电动马达8，从而使轴24旋转。通过该轴24的旋转，在蜗轮25与外齿26啮合的情况下，齿环14以一定的减速比旋转。此时，恒星齿轮11的旋转角度与齿环的旋转角度相等，进行相对变位为零的控制。然后，使行星齿轮12自转以及公转，并使行星齿轮架16旋转，从而能够随动于由制动踏板PD的操作形成的恒星齿轮11的旋转。因此，合成电动马达8的轴24的旋转力与由制动踏板PD的操作产生的行星齿轮架16的旋转力以推进输出杆9。此时，作为制动踏板PD的变位量的输入变位量与作为输出杆9的变位量的输出变位量的关系形成图6中线X所示的特性。

这样，当输出杆9推进时，则由主缸3的活塞P经由输出杆9对行星齿轮架16作用反作用力。由于通过作为行星齿轮机构的差动传动机构10，以基于减速比的一定比例，将该反作用力分配给齿环14和恒星齿轮11，因此，能够减轻与恒星齿轮11连接的制动踏板PD的操作力。即，基于所述减速比的一定比例成为电动助力装置1以及电动辅助机构2中的基本助力比。在本实施方式的差动传动机构10中，行星齿轮机构的三个输入输出轴即恒星齿轮11、齿环14和行星齿轮架16相互进行差动运动，与恒星齿轮11连接的制动踏板PD和与齿环14连接的电动马达8的旋转力的分配可以由行星齿轮机构的减速比确定，相对于恒星齿轮11，增大齿环14的分配，其分配可以是1∶3～1∶4左右。在这种情况下，本第一实施方式的制动踏板PD的踏板比达到1∶7～1∶8。

这样，在本实施方式中，由恒星齿轮11构成与制动踏板连接的第一输入轴。此外，由齿环14构成与电动马达连接的第二输入轴。此外，由行星齿轮架16构成输出合成所述第一输入轴的旋转力与第二输入轴的旋转力所获得的旋转力的输出轴。虽然，所述行星齿轮机构的三个输入输出轴即恒星齿轮11、齿环14和行星齿轮架16与作为各连接要素的制动踏板PD、电动马达8以及输出杆9的关系如上所述那样，形成能够获得较大减速比的关系，但是，不应局限于此，也可以减小减速比，例如，也可以使制动踏板PD与行星齿轮架16连接，使输出杆9与恒星齿轮11连接。在这种情况下，行星齿轮架16构成第一输入轴，恒星齿轮11构成输出轴。

此处，本实施方式的电动助力装置1以及电动辅助机构2的输入变位量与输出变位量的关系，在如上所述，以使除了齿环14的旋转量相对于作为输入变位量的恒星齿轮11的旋转量相等的相对变位为零的关系进行动作的情况以外，可以自由改变。即，能够相对于制动踏板PD的变位量改变输出杆9的变位量。参照图6，说明输出杆9的变位量(输出变位量；行星齿轮架16的旋转量)相对于制动踏板PD的变位量(输入变位量；恒星齿轮11的旋转量)的关系。输出杆9的变位量相对于制动踏板PD的变位量是成比例的。其斜度由电动马达8的输出轴24的旋转量(齿环14的旋转量)决定，电动马达8的旋转量越大，斜度越大，从而形成由图6中的线Y所示的特性，而电动马达8的旋转量越小，斜度越小，从而形成由图6中的线Z所示的特性。这样，通过进行相对于制动踏板PD的变位量增大电动马达8的旋转量以增大输出杆9的变位量的所谓提前控制，可以实现增压控制。此外，通过进行相对于制动踏板PD的变位量减小电动马达8的旋转量以减小输出杆9的变位量的所谓滞后控制，可以实现再生协调控制的减压控制。

在此，本第一实施方式的电动助力装置1以及电动辅助机构2的输入输出特性形成基于作为行星齿轮机构的差动传动机构10的减速比的助力比。如上所述，即使在使齿环14的旋转量相对于恒星齿轮11的旋转量即输入变位量相等的以相位变位为零的关系进行动作的情况以外，由于差动传动机构10的减速比是一定的，因此，基本的助力比是不会变化的。在如上所述进行相对于制动踏板PD的变位量使输出杆9的变位量可变的提前控制或滞后控制时，行星齿轮架16相对于由制动踏板PD操作形成的恒星齿轮11的旋转位置的随动位置会变化，通过增加或减小作用于制动踏板PD的偏置弹簧34、35的弹簧力，能够改变输入输出特性。

具体来说，在用于进行制动辅助控制的提前控制时，由于输出杆9的变位量大于制动踏板PD的变位量，因此，相对于制动踏板PD的变位量，从主缸3传递至制动踏板PD的反作用力增加。然而，由于输出杆9的变位量即通过电动马达8而旋转的齿环14的旋转量与制动踏板PD的变位量的相对变位量变大，因此，偏置弹簧34缩短而偏置弹簧35伸长与该相对变位量相应的量，以产生抵消所述反作用力增加量的方向的弹簧力(踩踏制动踏板PD的方向的力；增大踏板操作力的方向的力)，以便调节相对于制动踏板PD的变位量的反作用力。

此外，在用于进行再生协调控制的滞后控制时，由于输出杆9的变位量小于制动踏板PD的变位量，因此，从主缸3传递至制动踏板PD的反作用力相对于制动踏板PD的变位量减小。然而，由于输出杆9的变位量即通过电动马达8旋转的齿环14的旋转量与制动踏板PD的变位量的相对变位量减小，因此，偏置弹簧34伸长而偏置弹簧35缩短与该相对变位量相应的量，以产生抵消所述反作用力减少量的方向的弹簧力(释放制动踏板PD的方向的力；退回踏板操作力的方向的力)，以便调节相对于制动踏板PD的变位量的反作用力。

这样，即使在使电动助力装置1的输入输出特性变化的情况下，仍能利用偏置弹簧34、35调节相对于制动踏板PD操作的反作用力，使得电动助力装置1的输入输出特性不会变化。因此，改变输入输出特性，从而能够在不会对驾驶员产生制动踏板反作用力的不舒适感觉的情况下，进行制动辅助控制、再生协调控制、上升惯性控制等由电动助力装置产生的制动控制。在本实施方式中，偏置弹簧34、35构成施力机构。

此外，所述的偏置弹簧34、35不是必须设置的，在没有设置偏置弹簧34、35的情况下，控制器38所进行的电动马达8的控制不必局限于所述相对变位为零的控制。例如，以所述的提前控制作为标准，可以实现制动踏板PD的短行程化，以便提高制动感觉。

此外，在电动马达8的轴24因电动马达8、控制器38等的故障或蜗轮25与外齿26的啮合等而不能旋转时，通过蜗轮25与外齿26的啮合，固定齿环14。但是，即使在这种状态下，由于利用制动踏板PD的操作，使行星齿轮12一边自转一边公转，以一定的减速比使行星齿轮架16旋转，因此，通过使输出杆9前进，能够经由主缸2以及车轮制动缸在车辆上产生制动力。在本实施方式中，由于作为减速机构采用了逆效率不良的蜗轮机构，因此，在电动马达8失效时，不会使制动踏板PD的操作力转移到电动马达8侧，而能够不损失地将所述操作力传递至输出杆9。

如上所述，由于在本第一实施方式的电动助力装置1中，利用差动传动机构10来分配来自主缸3的活塞P的反作用力，因此，无需如以往那样，为了反作用力的分配而将输入活塞插入主缸的压力室内，从而能够容易地与主缸分离。因此，由于可以分别组装电动助力装置1和主缸3，因此，提高了制造效率。此外，在维护电动助力装置1时，无需抽出主缸3内的制动液，从而易于实现保养。进而，由于输出变位量相对于输入变位量是可变的，因此，可以实现各种制动控制。此外，本第一实施方式的电动辅助机构2，可以使输出变位量相对于输入变位量可变。

下面，参照图7对第二实施方式进行说明。与所述第一实施方式相比，相同的部分采用了相同的标记，下面，仅对不同的部分进行详细说明。如图7所示，在第二实施方式中，在电动马达8的轴24上，代替蜗轮25安装有小齿轮39，小齿轮39与齿环14的外齿26啮合。由此，电动马达8的驱动力由于小齿轮39与齿环14的外齿26的啮合而被减速，并被传递至齿环14。在本第二实施方式中，由小齿轮39和齿环14的外齿26构成减速机构。这样，由于通过使用小齿轮39和齿环14的外齿26，能够以与差动传动机构10的公转轴与电动马达8的旋转轴平行的方式配置电动马达8，因此，与第一实施方式相比，能够抑制电动助力装置1以及电动辅助机构2的重力方向的尺寸，从而提高车辆装载性。

下面，参照图8～图10对第三实施方式进行说明。与所述第一实施方式相比，相同的部分采用了相同的标记，下面，仅对不同的部分进行详细说明。如图8～图10所示，本实施方式的电动助力装置1′以及电动辅助机构2′，在差动传动机构10中，齿环14是输出轴，其外齿26与输出杆9的齿条部31啮合。此外，行星齿轮架16作为第二输入轴，电动马达8′的轴24′的旋转经由第一以及第二行星齿轮减速机构41、42以两挡被减速并传递。

第一行星齿轮减速机构41包括：安装在电动马达8′的轴24′的恒星齿轮43；与恒星齿轮43周围啮合的多个行星齿轮44；行星齿轮架46，其与恒星齿轮43以及行星齿轮44邻接并可旋转地设置，由小齿轮轴45可旋转地支承行星齿轮44；以及齿环48，其由轴承47被可旋转地支承在行星齿轮架46外周部，且具有与多个行星齿轮44的外周部啮合的内齿。

此外，第二行星齿轮减速机构42包括：安装在第一行星齿轮减速机构41的行星齿轮架46的恒星齿轮49；与恒星齿轮49周围啮合的多个行星齿轮50；行星齿轮架52，其与恒星齿轮49以及行星齿轮50邻接并可旋转地设置，且由小齿轮轴51可旋转地支承行星齿轮50；以及齿环54，其由轴承53被可旋转地支承在行星齿轮架52外周部，且具有与多个行星齿轮50的外周部啮合的内齿。

此外，由轴55连接第二行星齿轮减速机构42的行星齿轮架52和差动传动机构10的行星齿轮架16，此外，第一以及第二行星齿轮机构41、42的齿环48、54被固定。由此，电动马达8′的轴24′的旋转由第一以及第二行星齿轮机构41、42，以规定的减速比被两挡减速并被传递至差动传动机构10的行星齿轮架16。

此外，在制动踏板PD与齿环14之间设置有偏置弹簧34、35，控制器38根据制动踏板PD的操作量即恒星齿轮11的旋转位置，控制电动马达8′以使齿环14随动于恒星齿轮11的旋转。由此，能够实现与所述第一实施方式相同的作用效果。此外，通过设置第一以及第二行星齿轮机构41、42，与第一、第二实施方式相比，可以减小电动马达8′的体积，从而能够实现电动助力装置1′以及电动辅助机构2′的小型化。

下面，参照图11对电动助力装置的构成要素进行说明。针对所述第一～第三实施方式，对于对应的构成要素适宜采用相同参考标记进行说明。如图11所示，电动助力装置1包括：电动马达8；差动传动机构10，所述差动传动机构10具有：与制动踏板PD连接的第一输入轴11、连接电动马达8的第二输入轴14、以及输出合成了第一输入轴11的旋转力和第二输入轴14的旋转力所获得的旋转力的输出轴16，第一输入轴11、第二输入轴14以及输出轴16相互差动运动；以及输出机构20、31，所述输出机构20、31将输出轴16的旋转转换为直线运动，以推进主缸3的活塞。其中，电动辅助机构2包括：电动马达8；差动传动机构10，所述差动传动机构10具有：与制动踏板PD连接的第一输入轴11、连接电动马达8的第二输入轴14、以及输出合成了第一输入轴11的旋转力和第二输入轴14的旋转力而获得的旋转力的输出轴16，第一输入轴11、第二输入轴14以及输出轴16相互差动运动；以及输出轴16。

因此，电动助力装置1，由于通过差动传动机构10分配来自主缸3的活塞P的反作用力，因此，无需如以往那样，为了反作用力的分配而将输入活塞插入主缸的压力室内，从而容易实现电动助力装置1与主缸的分离。也可以在差动传动机构10的第二输入轴14与电动马达8之间装配减速机构14、25。在这种情况下，可以减小电动马达8的体积，实现电动助力装置的小型化。

此外，在制动踏板PD被操作时，利用位置传感器15检测其操作量(第一输入轴11的旋转量)，根据位置传感器15检测出的操作量(变位量)，通过控制装置38，根据第一输入轴11的旋转量控制电动马达8的驱动。详细地说，根据位置传感器15所检测出的操作量，计算出所期望的制动力(减速度或制动液压)，对电动马达8的轴24的旋转位置进行反馈控制，以达到计算出的制动力。通过这种控制，利用差动传动机构10合成并输出制动踏板2的操作力和电动马达8的旋转力，进而，利用输出机构20、31将该旋转运动转换为直线运动，使主缸3的活塞前进，产生液压，以便向各车轮的制动钳等供给该液压以施加制动力。此外，电动助力装置1的控制不局限于所述的电动马达8的旋转位置控制，也可以在主缸3设置压力传感器70，并根据其液压通过控制装置38进行反馈控制。

作为电动助力装置1的构成要素，在所述第一实施方式中，将行星齿轮机构用作差动减速机构10，将恒星齿轮11以及齿环14作为第一输入轴以及第二输入轴，将行星齿轮架16作为输出轴。此外，作为减速机构，使用了外齿26以及蜗轮25，作为旋转及直线运动转换机构，采用了小齿轮部20以及齿条部31(齿条齿轮机构)。此外，在第二实施方式中，作为减速机构，使用了外齿26以及小齿轮39(正齿轮)。

在所述第三实施方式中，作为差动减速机构10采用了行星齿轮机构，分别将恒星齿轮11以及行星齿轮架16作为第一输入轴以及第二输入轴，将齿环14作为输出轴。此外，作为减速机构，采用了第一以及第二行星齿轮减速机构41、42，作为旋转及直线运动转换机构，采用了外齿26以及齿条部31(齿条齿轮机构)。

此外，在本发明中，例如，作为差动减速机构10，除了所述行星齿轮机构以外，还可以使用滚珠减速机构、波动减速机构等。其中，在将滚珠减速机构用作差动传动机构的情况下，通常可以设定为与装载在现有车辆上的气压式助力装置的助力比同等的例如1∶7～8的减速比，从而无需改变现有车辆的制动踏板的踏板比，就能在车辆上装载电动助力装置1。作为减速机构26、25，除了所述蜗轮机构以及行星齿轮机构以外，还可以采用滚珠减速机构、波动减速机构等。此外，也可以省略该减速机构26、25，而利用电动马达8直接驱动差动减速机构10的第二输入轴14。此外，作为旋转及直线运动转换机构即输出机构20、31，除了所述齿条齿轮机构以外，也可以采用滚珠丝杠机构、螺纹机构、联杆机构等。

所述各实施方式的电动助力装置包括：电动马达；差动传动机构，其具有：与制动踏板连接的第一输入轴、连接所述电动马达的第二输入轴、将合成所述第一输入轴的旋转力和所述第二输入轴的旋转力所获得的旋转力输出的输出轴，所述第一输入轴、所述第二输入轴以及所述输出轴相互差动运动；以及输出机构，其将所述输出轴的旋转转换为直线运动以推进主缸的活塞。采用这种结构，由于利用差动传动机构，能够分配来自主缸的活塞的反作用力，因此，无需以往那样，为了进行反作用力分配而必须将输入活塞插入主缸的压力室内，从而能够容易实现与主缸的分离。因此，由于分别组装电动助力装置和主缸，因此，提高了制造效率。此外，在维修电动助力装置时，无需抽出主缸内的制动液，就能容易地进行维护。此外，由于使输出变位量相对于输入变位量可变，因此，可以实现各种制动控制。

根据所述各实施方式，差动传动机构使所述第二输入轴的旋转力分配比例大于所述第一输入轴。通过这种结构，能够减小来自主缸活塞的反作用力中的对制动踏板分配反作用力，从而能够提供可实现最佳助力比的电动助力装置。

根据所述各实施方式，差动传动机构成为行星齿轮机构。通过这种结构，能够以比较的简单结构制造电动助力装置，从而能够提高制造效率。

根据所述各实施方式，差动传动机构(行星齿轮机构)的所述第一输入轴与所述第二输入轴的旋转力的分配比例是1∶3～1∶4。

根据所述各实施方式，将第一输入轴、第二输入轴以及输出轴的各旋转中心配置在相同中心上。通过这种结构，可以使用结构较紧凑的差动传动机构，从而能够实现电动助力装置的小型化。

根据所述各实施方式，控制所述电动马达的旋转，以使第二输入轴的旋转量等于第一输入轴的旋转量。

根据所述各实施方式，在第一输入轴与第二输入轴或输出轴之间，设置将这些第一输入轴与第二输入轴或输出轴的相对旋转位置向中立位置进行弹性施力的施力机构。通过这种结构，即使在使电动助力装置的输入输出变位特性变化的情况下，也可以利用施力机构调节对制动踏板操作的反作用力，以确保电动助力装置的输入输出特性不变。因此，在不会对驾驶员产生制动踏板反作用力的不舒适感的情况下，能够使输入输出变位特性变化而进行制动辅助控制、再生协调控制、上升惯性控制(ビルドアツプ制御)等由电动助力装置产生的制动控制。

根据所述各实施方式，施力机构包括：第一弹簧机构，其设置在第一输入轴和第二输入轴或输出轴之间，并对于第一输入轴和第二输入轴或输出轴向一侧相对旋转的方向进行施力；以及第二弹簧机构，其设置在第一输入轴和第二输入轴或输出轴之间，并对于第一输入轴和第二输入轴或输出轴向另一侧相对旋转的方向进行施力。

根据所述各实施方式，在第二输入轴与电动马达之间设有减速机构。利用该减速机构，能够抑制电动马达的大型化，进而，能够实现电动助力装置的小型化。

所述第三实施方式所示的电动辅助机构2′是能够对于制动系统以外应用的应用例。例如，参照图12以及图13，说明将电动辅助机构2″安装在机动车的电动动力转向装置上时的参考技术。此外，对于所述第三实施方式的电动辅助机构2′，针对同样的部分采用了相同的标记，下面，仅对不同的部分进行详细说明。

如图12所示，电动动力转向装置60是用于操纵机动车的转向轮(通常是前轮)的装置，其经由具有万向联结器62A、62B的转向轴62(输入部件)，将方向盘61的旋转传递至转向齿轮装置63，并将其转换为转向齿条64的车体左右方向的移动，并经由与转向齿条64两端连接的横拉杆使悬架装置的转向节旋转，从而操纵被转向节支承的车轮。

转向齿轮装置63，在转向齿轮壳体65内，使电动助力装置1′的齿环14的外齿26与可移动地沿车体左右方向被支承的转向齿条64(输出部件)的齿条部64A啮合，以便通过齿环14的旋转，使转向齿条64沿车体左右方向移动，使转向轴62的前端部与电动助力装置1′的恒星齿轮11的轴部11A连接。

由此，通过相对于方向盘61的旋转，控制电动马达8以使齿环14随动于恒星齿轮11的旋转，从而能够对转向齿条64的移动施加由电动马达8产生的一定比率(转向齿轮装置63的减速比)的伺服力。此外，通过由旋转位置传感器66检测出方向盘61的操作量，并相对于检测出的操作量，ECU67控制电动马达8，从而可以使齿环14的旋转量可变。因此，通过根据方向盘61的操作量，增加或减少齿环14的旋转量，能够实现对转向齿条64的可变变位量控制，并能够对应车辆的行驶状态调节方向盘61的操作量。

在此，在电动动力转向装置中，如(日本)特开2005-112025号公报所示，具有相对于方向盘的操作量使转向齿条的移动量可变的传动比可变机构。但是，在具有这种传动比可变机构的电动动力转向装置中，由于设置有传动比可变用的电动马达和转向辅助用的电动马达这两个电动马达，因此，存在结构复杂及生产效率不良的问题。如本参考技术那样，通过使用电动动力转向装置60的电动辅助机构2″，利用一个电动马达，就能相对于方向盘61的操作量，使齿环14的旋转量即转向角可变，从而能够起到简化结构、提高生产效率的效果。

此外，所述电动辅助机构2、2′，除了如上所述用于电动动力转向装置以外，还可以用于以电动对人的操作力进行助力的装置，例如用于电动助力自行车等。

Claims

1.一种电动助力装置，其特征在于，包括：

电动马达；

差动传动机构，其具有：与制动踏板连接的第一输入轴、连接所述电动马达的第二输入轴、将合成所述第一输入轴的旋转力和所述第二输入轴的旋转力所获得的旋转力输出的输出轴，所述第一输入轴、所述第二输入轴以及所述输出轴相互进行差动运动；以及

输出机构，其将所述输出轴的旋转转换为直线运动以推进主缸的活塞。

2.根据权利要求1所述的电动助力装置，其特征在于，

所述差动传动机构使所述第二输入轴的旋转力的分配比例大于所述第一输入轴。

3.根据权利要求2所述的电动助力装置，其特征在于，

所述差动传动机构是行星齿轮机构。

4.根据权利要求3所述的电动助力装置，其特征在于，

所述差动传动机构的所述第一输入轴与所述第二输入轴的旋转力的分配比例是1∶3～1∶4。

5.根据权利要求1所述的电动助力装置，其特征在于，

所述第一输入轴、所述第二输入轴及所述输出轴的各旋转中心配置为相同中心。

6.根据权利要求1所述的电动助力装置，其特征在于，

在所述第一输入轴和所述第二输入轴或所述输出轴之间设置有将所述第一输入轴和所述第二输入轴或所述输出轴的相对旋转位置向中立位置进行弹性施力的施力机构。

7.根据权利要求6所述的电动助力装置，其特征在于，

所述施力机构包括：第一弹簧机构，其设置在所述第一输入轴和所述第二输入轴或所述输出轴之间，并对于所述第一输入轴和所述第二输入轴或所述输出轴向一侧相对旋转的方向进行施力；以及第二弹簧机构，其设置在所述第一输入轴和所述第二输入轴或所述输出轴之间，并对于所述第一输入轴和所述第二输入轴或所述输出轴向另一侧相对旋转的方向进行施力。

8.根据权利要求1所述的电动助力装置，其特征在于，

在所述第二输入轴与所述电动马达之间设置有减速机构。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的电动助力装置，其特征在于，

按照使所述第二输入轴的旋转量相对于所述第一输入轴的旋转量成为相等的方式控制所述电动马达的旋转。