車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置具備：具有輸入軸的轉(zhuǎn)向操縱部；具有輸出軸的轉(zhuǎn)向部；用于將輸入軸以及輸出軸間連接或切斷的離合器；以及用于基于來自轉(zhuǎn)向操縱部的輸入對轉(zhuǎn)向部進(jìn)行控制的控制部?？刂撇靠刂戚敵鲚S的旋轉(zhuǎn)，以便在輸入軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時使離合器空轉(zhuǎn)。離合器構(gòu)成為在輸出軸的轉(zhuǎn)速為輸入軸的轉(zhuǎn)速以上時空轉(zhuǎn)，在輸出軸的轉(zhuǎn)速比輸入軸的轉(zhuǎn)速小時連接。
【專利說明】車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]例如在專利文獻(xiàn)I中記載有利用對輸入軸與輸出軸間的連接和切斷進(jìn)行切換從而切換動力的傳遞與非傳遞的斷接機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)從方向盤機(jī)械式分離，并根據(jù)轉(zhuǎn)向操縱量驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的線控轉(zhuǎn)向方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-188930號公報
[0004]在線控轉(zhuǎn)向方式的車輛中，優(yōu)選實施恰當(dāng)?shù)氖Σ咭员阍诰€控轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)的失效時也能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱。典型地為此提出有電氣系統(tǒng)多重化、機(jī)械式的備用系統(tǒng)。通過電氣系統(tǒng)的多重化，即使在一個系統(tǒng)中產(chǎn)生異常也能夠通過其他系統(tǒng)維持正常的轉(zhuǎn)向操縱。機(jī)械式的備用系統(tǒng)將平時不連結(jié)的操作部件與轉(zhuǎn)向輪在電失效時連結(jié)，以此能夠使該轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。
[0005]但是，這樣的對策存在如下課題。例如，在對策所需的設(shè)備中需要成本，導(dǎo)致大幅度的成本升高。此外還需要確保設(shè)備的搭載空間。失效保護(hù)方面的這樣的課題是線控轉(zhuǎn)向尚未普及的一個因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的某個方式的例示的目的之一在于提供一種適于線控轉(zhuǎn)向方式、具有用于失效保護(hù)的實用的冗長性的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。
[0007]本發(fā)明的某個方式為車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。該裝置具有輸入軸、輸出軸、用于將上述輸入軸以及上述輸出軸間連接或切斷的離合器、被設(shè)置為對上述輸出軸施加旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向致動器、以及用于對上述轉(zhuǎn)向致動器進(jìn)行控制的控制部。上述控制部在上述離合器的切斷狀態(tài)下控制上述轉(zhuǎn)向制動器，以便在具有下限的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)控制上述輸出軸的旋轉(zhuǎn)。該下限基于上述輸入軸的轉(zhuǎn)速。上述離合器在上述輸出軸的轉(zhuǎn)速比上述下限小時連接。
[0008]根據(jù)該方式，控制轉(zhuǎn)向操縱控制裝置的輸出軸轉(zhuǎn)速以使其高于基于轉(zhuǎn)向操縱控制裝置的輸入軸轉(zhuǎn)速的下限。在該轉(zhuǎn)速控制范圍內(nèi)使輸出軸轉(zhuǎn)速相對于輸入軸回輪數(shù)隨意變化，例如能夠提供傳遞比可變轉(zhuǎn)向操縱控制。另一方面，在輸出軸轉(zhuǎn)速低于控制范圍的下限時連接輸入輸出軸間的離合器，能夠?qū)⑿D(zhuǎn)從輸入軸向輸出軸機(jī)械式傳遞。即便作為輸出軸的驅(qū)動源的轉(zhuǎn)向致動器不進(jìn)行工作，也能夠通過輸入輸出軸的連結(jié)對車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱。因此，提供具有失效保護(hù)功能的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。
[0009]上述離合器可以是在上述輸出軸的轉(zhuǎn)速比上述輸入軸的轉(zhuǎn)速小時或者上述輸出軸朝與上述輸入軸相反的方向旋轉(zhuǎn)時連接的機(jī)械式離合器。上述下限可以是上述輸入軸的轉(zhuǎn)速。上述控制部可以控制上述轉(zhuǎn)向致動器，以便在上述轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使上述輸出軸朝與上述輸入軸相同的方向旋轉(zhuǎn)。
[0010]使用根據(jù)輸入軸以及輸出軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)切換連接或切斷的機(jī)械式離合器。輸出軸的旋轉(zhuǎn)被控制為使機(jī)械式離合器不連接，而當(dāng)從這樣的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)脫離時將機(jī)械式離合器機(jī)械式連接。因此，能夠不需要用于進(jìn)行失效保護(hù)的離合器的電子控制。
[0011]上述機(jī)械式離合器可以具備外圈、與該外圈同軸地配設(shè)的內(nèi)圈、配設(shè)于該外圈和該內(nèi)圈之間的卡合件。上述機(jī)械式離合器在上述外圈的內(nèi)表面以及上述內(nèi)圈的外表面的一方具有凸輪面，通過將上述卡合件嵌入上述外圈的內(nèi)表面以及上述內(nèi)圈的外表面中的另一方與該凸輪面之間而將上述機(jī)械式離合器連接。上述外圈以及上述內(nèi)圈中的一方可以與上述輸入軸同軸地形成于上述輸入軸的一端，上述外圈以及上述內(nèi)圈中的另一方可以與上述輸出軸同軸地形成于上述輸出軸的一端。
[0012]這樣一來，能夠?qū)⑼ㄓ玫臋C(jī)械式離合器(例如，所謂的輥式的雙向離合器)裝入轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。
[0013]轉(zhuǎn)向操縱控制裝置可以具備用于對上述輸入軸施加扭矩的轉(zhuǎn)向操縱反力致動器。
[0014]這樣一來，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)向操縱反力扭矩施加給輸入軸。
[0015]上述控制部可以控制上述轉(zhuǎn)向致動器，以便當(dāng)在上述轉(zhuǎn)向操縱反力致動器檢測到異常的情況下，在轉(zhuǎn)向操縱最初將上述離合器連接。
[0016]這樣一來，在進(jìn)行對于輸入軸的操作時迅速連接離合器，由此能夠?qū)斎胼S施加轉(zhuǎn)向操縱反力。這樣，能夠輔助因轉(zhuǎn)向操縱反力致動器所產(chǎn)生的不充分的轉(zhuǎn)向操縱反力。能夠防止駕駛員的過度的操作、例如方向盤的過度轉(zhuǎn)向，提高操作性。
[0017]上述控制部可以控制上述轉(zhuǎn)向操縱反力致動器，以便當(dāng)在上述轉(zhuǎn)向致動器檢測到異常的情況下進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱的輔助。
[0018]當(dāng)在轉(zhuǎn)向致動器產(chǎn)生異常且其動作不充分時，將輸入輸出軸間的離合器如上所述連接。此時，將轉(zhuǎn)向操縱反力致動器用于轉(zhuǎn)向操縱的輔助，由此能夠抑制轉(zhuǎn)向操縱扭矩的增大，提聞操作性。
[0019]轉(zhuǎn)向操縱控制裝置可以具有用于檢測上述輸入軸或者上述輸出軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測器。上述控制部可以基于上述檢測器的檢測值與上述轉(zhuǎn)向致動器的動作狀態(tài)進(jìn)行上述離合器的異常檢測。
[0020]這樣一來，可以檢測在離合器是否存在異常。
[0021]上述檢測器可以是設(shè)置于上述輸入軸的扭矩傳感器。上述控制部可以基于在上述轉(zhuǎn)向致動器的非動作狀態(tài)下上述輸入軸旋轉(zhuǎn)時的上述扭矩傳感器的檢測值進(jìn)行上述離合器的異常檢測。
[0022]如果在轉(zhuǎn)向致動器未動作時輸入軸旋轉(zhuǎn)，則在離合器為正常的情況下離合器連接并在輸入軸產(chǎn)生扭矩。因此，能夠依據(jù)輸入軸的扭矩傳感器的檢測值檢測離合器是否正常連接。
[0023]上述檢測器可以是設(shè)置于上述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角傳感器。上述控制部基于在上述轉(zhuǎn)向致動器的非動作狀態(tài)下上述輸入軸旋轉(zhuǎn)時的上述旋轉(zhuǎn)角傳感器的檢測值進(jìn)行上述離合器的異常檢測。
[0024]如果離合器連接，則利用輸入軸的旋轉(zhuǎn)使輸出軸旋轉(zhuǎn)。因此，能夠依據(jù)輸出軸的旋轉(zhuǎn)角傳感器的檢測值檢測離合器是否正常連接。
[0025]轉(zhuǎn)向操縱控制裝置還可以具備轉(zhuǎn)向操縱反力致動器，該轉(zhuǎn)向操縱反力致動器用于對上述輸入軸施加扭矩，上述控制部為了進(jìn)行上述離合器的異常檢測而通過上述轉(zhuǎn)向操縱反力致動器使上述輸入軸旋轉(zhuǎn)。
[0026]這樣一來，控制部利用轉(zhuǎn)向操縱反力致動器使輸入軸旋轉(zhuǎn)，由此即便駕駛員未進(jìn)行操作也能夠自動地進(jìn)行離合器的異常檢測。與在駕駛員的操作中進(jìn)行異常檢測處理的情況相比，能夠減少帶給駕駛員的不協(xié)調(diào)感。
[0027]上述控制部可以在上述轉(zhuǎn)向致動器處于行程末端時進(jìn)行上述離合器的異常檢測。
[0028]當(dāng)處于轉(zhuǎn)向的行程末端時將在離合器作用比較大的扭矩。能夠檢測在作用大扭矩時在離合器是否產(chǎn)生異常的打滑。
[0029]本發(fā)明的其他的方式為車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。該裝置具備:具有輸入軸的轉(zhuǎn)向操縱部、具有輸出軸的轉(zhuǎn)向部、用于將上述輸入軸以及上述輸出軸間連接或切斷的離合器、以及用于基于來自上述轉(zhuǎn)向操縱部的輸入對上述轉(zhuǎn)向部進(jìn)行控制的控制部。上述控制部控制上述輸出軸的旋轉(zhuǎn)，以便在上述輸入軸旋轉(zhuǎn)時使上述離合器空轉(zhuǎn)。
[0030]根據(jù)該方式，利用離合器空轉(zhuǎn)將轉(zhuǎn)向操縱部與轉(zhuǎn)向部機(jī)械式斷開。因此，能夠提供線控轉(zhuǎn)向控制。
[0031]上述離合器可以構(gòu)成為在上述輸出軸的轉(zhuǎn)速為上述輸入軸的轉(zhuǎn)速以上時空轉(zhuǎn)，在上述輸出軸的轉(zhuǎn)速比上述輸入軸的轉(zhuǎn)速小時連接
[0032]這樣一來，在輸出軸的轉(zhuǎn)速降低時離合器連接，保證從轉(zhuǎn)向操縱部向轉(zhuǎn)向部的扭矩傳遞，對轉(zhuǎn)向操縱控制裝置賦予失效保護(hù)性能。
[0033]此外，將以上的構(gòu)成要素的任意的組合、本發(fā)明的構(gòu)成要素、表現(xiàn)在方法、裝置、系統(tǒng)、程序等之間相互更換所形成的方式作為本發(fā)明的方式同樣有效。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有用于失效保護(hù)的實用的冗長性的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為表示本發(fā)明的某個實施方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0036]圖2為表示本發(fā)明的某個實施方式的離合器的剖視圖。
[0037]圖3為用于對圖2所示的離合器的動作進(jìn)行說明的圖。
[0038]圖4為用于對圖2所示的離合器的動作進(jìn)行說明的圖。
[0039]圖5為用于對圖2所示的離合器的動作進(jìn)行說明的圖。
[0040]圖6為用于對本發(fā)明的某個實施方式的轉(zhuǎn)向操縱控制進(jìn)行說明的流程圖。
[0041]圖7為用于對本發(fā)明的某個實施方式的離合器異常檢測處理進(jìn)行說明的流程圖。

【具體實施方式】
[0042]本發(fā)明的實施方式的基本的想法是著眼于轉(zhuǎn)向操縱軸以及轉(zhuǎn)向軸間的離合器的連接或切斷與軸轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，將持續(xù)離合器空轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)速范圍分配給線控轉(zhuǎn)向控制。例如轉(zhuǎn)向軸的旋轉(zhuǎn)作為常態(tài)被控制為使離合器空轉(zhuǎn)。通過離合器空轉(zhuǎn)使轉(zhuǎn)向軸從轉(zhuǎn)向操縱軸斷開，能夠提供線控轉(zhuǎn)向控制。另一方面，離合器在轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)速降低時連接。保證從轉(zhuǎn)向操縱軸向轉(zhuǎn)向軸的扭矩傳遞，對轉(zhuǎn)向操縱控制裝置賦予失效保護(hù)性能。
[0043]在已經(jīng)提出的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置中，僅僅公開了當(dāng)存在異常時離合器被連接。在此類典型的結(jié)構(gòu)中，不存在在轉(zhuǎn)向操縱控制中著眼于離合器的連接或切斷與軸轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系的新穎的想法。
[0044]圖1為表示本發(fā)明的某個實施方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10的概略結(jié)構(gòu)的圖。轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10為車輛用的轉(zhuǎn)向操縱裝置。轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10所適用的車輛例如可以是普通乘用車、小型乘用車、小型個人用短途汽車或者其他的汽車?；蛘呖梢栽谲囕?例如轉(zhuǎn)向輪)的配置或者數(shù)目與此類汽車汽車不同的任意的車輛中應(yīng)用轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10。
[0045]轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10將操作輸入變換成電信號，由該電信號生成控制信號，并利用該控制信號控制用于進(jìn)行車輛的轉(zhuǎn)向操縱的致動器。這樣，無需通過機(jī)械式的連結(jié)便可實現(xiàn)與操作輸入相應(yīng)的車輛的電轉(zhuǎn)向操縱。
[0046]轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10具有轉(zhuǎn)向操縱部12、轉(zhuǎn)向部14、控制部16、備用機(jī)構(gòu)18?？刂撇?6基于來自轉(zhuǎn)向操縱部12的輸入對轉(zhuǎn)向部14進(jìn)行控制。轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10以控制部16的控制為基礎(chǔ)，不依賴對轉(zhuǎn)向操縱部12施加的操作力，而利用轉(zhuǎn)向部14生成的動力使車輪轉(zhuǎn)向。此時，經(jīng)由備用機(jī)構(gòu)18的轉(zhuǎn)向操縱部12與轉(zhuǎn)向部14的機(jī)械式的連結(jié)被解除。
[0047]轉(zhuǎn)向操縱部12具有用于接受駕駛員的操作輸入的操作部件，例如具有方向盤20、與對該方向盤的操作相應(yīng)旋轉(zhuǎn)的輸入軸22。方向盤20設(shè)置于輸入軸22的一端,輸入軸22的另一端連結(jié)于備用機(jī)構(gòu)18。輸入軸22是轉(zhuǎn)向操縱部12中的主要軸，因而也可以稱作轉(zhuǎn)向操縱軸。
[0048]轉(zhuǎn)向操縱部12具有轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24。轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24被設(shè)置用于對輸入軸22施加扭矩。轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24具有用于生成扭矩的反力馬達(dá)(未圖示)。該反力馬達(dá)可以直接連結(jié)于輸入軸22，也可以根據(jù)需要經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)連結(jié)于輸入軸22。
[0049]轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24通常被用于對方向盤20施加轉(zhuǎn)向操縱反力扭矩。但是，轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24可以構(gòu)成為對方向盤20施加與操舵反力扭矩相反方向的扭矩，可以被用于利用該相反方向的扭矩來輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱。
[0050]轉(zhuǎn)向操縱部12還可以代替主動地產(chǎn)生轉(zhuǎn)向操縱反力扭矩的轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24或者同時具有對輸入軸22被動地施加轉(zhuǎn)向操縱反力的反力生成機(jī)構(gòu)。該反力生成機(jī)構(gòu)例如可以具有彈簧、減震器等的機(jī)械要素，機(jī)械式地生成轉(zhuǎn)向操縱反力。
[0051]轉(zhuǎn)向操縱部12具有用于檢測對于方向盤20的操作輸入或者輸入軸22的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測器。具體地說，例如轉(zhuǎn)向操縱部12具有轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26、轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28。轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26被設(shè)置為用于檢測方向盤20的轉(zhuǎn)向操縱角。轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28被設(shè)置為用于檢測作用于輸入軸22的旋轉(zhuǎn)扭矩。轉(zhuǎn)向操縱部12的這些檢測器例如設(shè)置于輸入軸22。
[0052]轉(zhuǎn)向操縱部12和特別是轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24并不局限于上述結(jié)構(gòu)，可以適當(dāng)?shù)夭捎霉慕Y(jié)構(gòu)。
[0053]轉(zhuǎn)向部14具有輸出軸30以及轉(zhuǎn)向致動器32。輸出軸30的一端連結(jié)于備用機(jī)構(gòu)18，輸出軸30的另一端連結(jié)于轉(zhuǎn)向致動器32。輸出軸30為轉(zhuǎn)向部14中的主要軸的一個，因此也可以稱作轉(zhuǎn)向軸。輸出軸30可以被視為轉(zhuǎn)向致動器32的構(gòu)成要素的一個。
[0054]轉(zhuǎn)向致動器32被設(shè)置為對輸出軸30施加旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向致動器32例如具有作為動力源的轉(zhuǎn)向馬達(dá)34、利用轉(zhuǎn)向馬達(dá)34而工作的齒條齒輪機(jī)構(gòu)36。齒條齒輪機(jī)構(gòu)36的小齒輪齒(未圖示)固定于輸出軸30的端部，該小齒輪齒與齒條齒輪機(jī)構(gòu)36的齒條齒(未圖示)嚙合。當(dāng)轉(zhuǎn)向馬達(dá)34被驅(qū)動時，經(jīng)由齒條齒輪機(jī)構(gòu)36而輸出軸30旋轉(zhuǎn)。此外，轉(zhuǎn)向馬達(dá)34可以直接連結(jié)于輸出軸30，也可以根據(jù)需要經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)連結(jié)于輸出軸30。
[0055]齒條齒輪機(jī)構(gòu)36的齒條軸(未圖示)向左右的橫拉桿連結(jié)，左右的橫拉桿分別經(jīng)由左右的轉(zhuǎn)向臂向轉(zhuǎn)向輪連結(jié)(未圖示)。此外，轉(zhuǎn)向致動器32可以代替齒條齒輪機(jī)構(gòu)36轉(zhuǎn)而具有利用轉(zhuǎn)向馬達(dá)34工作的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)。
[0056]轉(zhuǎn)向致動器32內(nèi)置有用于確定轉(zhuǎn)向輪的可轉(zhuǎn)向范圍的限制機(jī)構(gòu)(未圖示)。該限制機(jī)構(gòu)例如為設(shè)置于齒條齒輪機(jī)構(gòu)36的齒條端的限位器，但只要能夠得到相同的效果，也可以是其他結(jié)構(gòu)。此外，將該可轉(zhuǎn)向范圍的末端稱作行程末端。
[0057]轉(zhuǎn)向部14具有用于檢測輸出軸30的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測器。具體地說例如轉(zhuǎn)向操縱部12具有用于檢測輸出軸30的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角傳感器38。旋轉(zhuǎn)角傳感器38例如設(shè)置于輸出軸30。
[0058]轉(zhuǎn)向部14和特別是轉(zhuǎn)向致動器32并不局限于上述結(jié)構(gòu)，可以適當(dāng)?shù)夭捎煤线m的公知的結(jié)構(gòu)。
[0059]控制部16具有至少一個電子控制單元(以下簡稱為E⑶)。E⑶例如由計算機(jī)、各種馬達(dá)以及各種致動器等的驅(qū)動器等構(gòu)成?？刂撇?6可以具有用于對轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10進(jìn)行控制的單個的ECU?；蛘撸刂撇?6可以分開具有用于對轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24進(jìn)行控制的反力ECU、用于對轉(zhuǎn)向致動器32進(jìn)行控制的轉(zhuǎn)向ECU。
[0060]向控制部16輸入轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26、轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28、旋轉(zhuǎn)角傳感器38的測定值。控制部16基于這些輸入值計算轉(zhuǎn)向操縱反力指令值以及轉(zhuǎn)向角指令值，將與這些相應(yīng)的控制信號向轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24以及轉(zhuǎn)向致動器32輸出。這樣，控制部16分別控制轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24以及轉(zhuǎn)向致動器32。
[0061]另外，控制部16依據(jù)轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26的測定值計算輸入軸22的轉(zhuǎn)速ω?。根據(jù)需要，控制部16為了進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24和/或轉(zhuǎn)向致動器32的控制而使用輸入軸22的轉(zhuǎn)速ω i。輸入軸22的轉(zhuǎn)速ω i 一般情況下與轉(zhuǎn)向操縱角速度相等。同樣，控制部16依據(jù)旋轉(zhuǎn)角傳感器38的測定值計算輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω0。根據(jù)需要，控制部16為了進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24和/或轉(zhuǎn)向致動器32的控制而使用輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω0。輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω ο —般情況下與小齒輪角速度相等。
[0062]控制部16可以具有用于檢測轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24和/或轉(zhuǎn)向致動器32的異常的異常檢測ECU。或者，上述的單一的ECU、反力ECU、或者轉(zhuǎn)向ECU可以具有檢測轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24和/或轉(zhuǎn)向致動器32的異常的功能。控制部16通過合適的公知的方法決定在轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24和/或轉(zhuǎn)向致動器32是否存在異常。
[0063]備用機(jī)構(gòu)18具有用于將進(jìn)行輸入軸22以及輸出軸30間的連接或切斷的離合器40。備用機(jī)構(gòu)18主要由輸入軸22、輸出軸30和離合器40構(gòu)成。離合器40例如是通過輸入軸22以及輸出軸30的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而進(jìn)行連接或切斷的機(jī)械式的離合器。作為替代方案，備用機(jī)構(gòu)18也可以具有通過對電磁鐵的通電而連接或切斷的電磁離合器。
[0064]圖2為表示圖1所示的離合器40的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。離合器40為具有外圈42、凸輪44以及多個輥46的機(jī)械式離合器。離合器40也被稱作輥式的雙向離合器。凸輪44為與外圈42同軸地配設(shè)的內(nèi)圈。棍46為配設(shè)于外圈42與凸輪44之間的卡合件。
[0065] 外圈42與輸出軸30同軸地固定于輸出軸30的一端。此外,在圖2中，由于從輸入軸22側(cè)進(jìn)行觀察，因此未圖示出輸出軸30。在圖2中，在外圈42的例如背后安裝輸出軸30。凸輪44與輸入軸22同軸地固定于輸入軸22的一端。
[0066]外圈42的內(nèi)表面43為圓筒面，另一方面，凸輪44的剖面例如為正多邊形。在凸輪44的平坦部分形成凸輪面45，凸輪44的外表面具有多個凸輪面45。在外圈42的內(nèi)表面43與多個凸輪面45之間形成有多個楔形空間47。多個輥46分別配設(shè)于楔形空間47。在圖示的實施方式中，凸輪44的剖面為正八邊形，沿著凸輪44的外周均等地形成8個楔形空間47。在各楔形空間47收容一個輥46，設(shè)置共計8個輥46。
[0067]離合器40具有用于將多個輥46保持于楔形空間47的保持器48。保持器48被裝入外圈42的內(nèi)表面43與凸輪44的凸輪面45的間隙。保持器48在內(nèi)表面43與凸輪面45之間沿周方向等間隔地排列多個輥46。保持器48將多個輥46保持為能夠旋轉(zhuǎn)。
[0068]保持器48被設(shè)置為能夠與凸輪44 (即輸入軸22) —起旋轉(zhuǎn)。保持器48在輸入軸22旋轉(zhuǎn)時受到與該旋轉(zhuǎn)方向相反方向的阻力(例如摩擦力)。例如，保持器48還可以彈性地按壓在軸向上鄰接的部件(例如開關(guān)片，未圖示)。該鄰接部件被固定于不與輸入軸22的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動的靜止系統(tǒng)，例如通過波形彈簧被朝保持器48按壓。在這種情況下，當(dāng)保持器48與凸輪44聯(lián)動旋轉(zhuǎn)時，在保持器48與該鄰接部件的接觸面產(chǎn)生的摩擦力成為施加給保持器48的與凸輪44相反的旋轉(zhuǎn)方向的阻力。
[0069]如果輸入軸22以及凸輪44旋轉(zhuǎn)，則利用作用于保持器48的阻力在凸輪44與保持器48間產(chǎn)生相位差。換句話說，保持器48相對于凸輪44延后某個角度旋轉(zhuǎn)。因此，輥46從圖2所示的中立位置相對于凸輪44沿周向相對移動。如圖3所示,在凸輪44例如沿順時針旋轉(zhuǎn)時，棍46朝與之相反方向(左方)移位。這樣，棍46嵌入到外圈42的內(nèi)表面43與凸輪面45的楔中。由于嵌入使得輥46被鎖定，由此從凸輪44(即輸入軸22)向外圈42 (即輸出軸30)傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩。這樣，離合器40被連接，能夠由備用機(jī)構(gòu)18進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱。
[0070]在實際情況下，當(dāng)凸輪44的轉(zhuǎn)速Ni高于外圈42的轉(zhuǎn)速No時(即，Ni > No)，輥46嵌入在凸輪44與外圈42之間形成的楔中，從凸輪44向外圈42傳遞扭矩。這樣，離合器40成為連接狀態(tài)。另一方面，當(dāng)凸輪44以及外圈42同向旋轉(zhuǎn)，而凸輪44的轉(zhuǎn)速Ni低于外圈42的轉(zhuǎn)速No時(即，Ni < No)，輥46從嵌入位置脫離，外圈42空轉(zhuǎn)。將不從凸輪44向外圈42傳遞扭矩。這樣，離合器4成為切斷狀態(tài)。離合器40在正反兩方向上對稱構(gòu)成，因此即使當(dāng)凸輪44反轉(zhuǎn)時(例如逆時針旋轉(zhuǎn))，離合器40也會同樣進(jìn)行連接或切斷。
[0071]對于離合器40的連接或切斷，在輸入軸22以及輸出軸30的轉(zhuǎn)速中相同的關(guān)系成立。即，離合器40在輸出軸30與輸入軸22同向旋轉(zhuǎn)，且輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω0比輸入軸22的轉(zhuǎn)速ω?小時(g卩，I coil > I ωο并且ω?與ω0為相同符號時)連接。或者，離合器40在輸出軸30與輸入軸22反向旋轉(zhuǎn)時(coi與ω ο為不同符號時)連接。
[0072]相反，離合器40在輸出軸30與輸入軸22相同的方向旋轉(zhuǎn)且輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω0為輸入軸22的轉(zhuǎn)速coi以上時(B卩，I ω? ( I ωο并且ω i與ω0為相同符號時)切斷。
[0073]后文中為了方便說明，將離合器40連接的輸入軸22以及輸出軸30的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)稱為“離合器連接條件”，將離合器40切斷的輸入軸22以及輸出軸30的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)稱為“離合器空轉(zhuǎn)條件”。在本實施方式中，“I ?i| > ωο或者ω?與ω0為不同符號”是“離合器連接條件”，“l(fā)?i| ( ωο并且ω?與ω0為相同符號”是“離合器空轉(zhuǎn)條件”。
[0074]另外，如上所述，轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10通?；趤碜赞D(zhuǎn)向操縱部12的輸入對轉(zhuǎn)向部14進(jìn)行控制。轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10進(jìn)行所希望的轉(zhuǎn)向操縱控制，例如進(jìn)行線控轉(zhuǎn)向控制或者傳遞比可變轉(zhuǎn)向操縱控制。此時轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10通常切斷離合器40，將轉(zhuǎn)向操縱部12與轉(zhuǎn)向部14機(jī)械式分離。
[0075]在離合器40中，如上所述，當(dāng)凸輪44以及外圈42同向旋轉(zhuǎn)且凸輪44的轉(zhuǎn)速Ni比外圈42的轉(zhuǎn)速No小時，外圈42空轉(zhuǎn)。當(dāng)離合器40處于這樣的空轉(zhuǎn)狀態(tài)時，外圈42能夠相對于凸輪44的旋轉(zhuǎn)獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。
[0076]在轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10中，凸輪44連結(jié)于輸入軸22，外圈42連結(jié)于輸出軸30。在輸入軸22設(shè)置有轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24，在輸出軸30設(shè)置有轉(zhuǎn)向致動器32。因此，對轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24以及轉(zhuǎn)向致動器32中的至少一方進(jìn)行控制，從而在離合器40產(chǎn)生與外圈42空轉(zhuǎn)時相同的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。這樣，能夠使離合器40的空轉(zhuǎn)狀態(tài)持續(xù)。
[0077]因此，在本實施方式中，控制部16對輸出軸30的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，以便在輸入軸22旋轉(zhuǎn)時使離合器40空轉(zhuǎn)。如此一來將確保轉(zhuǎn)向操縱部12與轉(zhuǎn)向部14斷開的狀態(tài)，并且控制部16控制轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10以實現(xiàn)所希望的轉(zhuǎn)向操縱控制。
[0078]具體地說，控制部16對轉(zhuǎn)向致動器32進(jìn)行控制，以使輸出軸30與輸入軸22同向旋轉(zhuǎn)，輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω ο成為輸入軸22的轉(zhuǎn)速coi以上(g卩，coi與ω0為相同符號并且I ?i| ( I ω0|)?？刂撇?6對轉(zhuǎn)向致動器32進(jìn)行控制，使得只要在允許執(zhí)行轉(zhuǎn)向操縱控制的情況下(例如，轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10為正常時)，將離合器40始終形成為空轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0079]這樣一來，當(dāng)進(jìn)行所希望的轉(zhuǎn)向操縱控制時，離合器40被切斷，因此能夠維持所謂的線控轉(zhuǎn)向的功能。在確保離合器40的切斷狀態(tài)且將輸入軸22的轉(zhuǎn)速ω?形成為下限的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能夠隨意調(diào)整輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω0。能夠使輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω ο相對于輸入軸22的轉(zhuǎn)速ω?變化，提供所希望的傳遞比可變轉(zhuǎn)向操縱控制。
[0080]另一方面，當(dāng)因某種原因輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω0相比輸入軸22的轉(zhuǎn)速ω i降低時，相對于駕駛員的操作輸入，車輪的轉(zhuǎn)向角變得不夠充分。但是，在轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10中，當(dāng)輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω0比輸入軸22的轉(zhuǎn)速ω i小時，離合器40被機(jī)械式連接，保證備用機(jī)構(gòu)18工作。因此，提供具有失效保護(hù)功能的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10。
[0081]例如，假設(shè)由于在轉(zhuǎn)向致動器32中存在異常使得輸出軸30不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。圖3、圖
4、圖5為用于對在轉(zhuǎn)向致動器32存在異常的情況下的離合器40的動作進(jìn)行說明的圖。圖
3、圖4、圖5為圖2所不的離合器40的局部放大圖。圖3表不方向盤20向右打輪之時。圖4以及圖5與圖3相反，表示向右打輪的方向盤20的回輪。圖4表示自動回正扭矩大的情況，圖5表示自動回正扭矩小的情況。
[0082]當(dāng)方向盤20打輪時，輸入軸22旋轉(zhuǎn)。此時如果離合器40切斷而轉(zhuǎn)向致動器32不動作，則輸出軸30不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此時輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω0明顯比輸入軸22的轉(zhuǎn)速ω i小，滿足離合器連接條件。因此，如圖3所示，由于離合器40的楔效應(yīng)而輥46被鎖定，從凸輪44向外圈42傳遞扭矩。扭矩的方向由箭頭A標(biāo)示。這樣離合器40連接，輸出軸30以與輸入軸22相等的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，形成與方向盤20的打輪相應(yīng)的車輪的轉(zhuǎn)向。
[0083]當(dāng)方向盤20回輪時，轉(zhuǎn)向操縱方向反轉(zhuǎn)。但是，離合器40在打輪時已經(jīng)連接。如圖4所示，足夠大的自動回正扭矩起作用而將離合器40連接。楔效應(yīng)所產(chǎn)生的輥46的鎖定被繼續(xù)，從外圈42向凸輪44傳遞扭矩。扭矩的方向由箭頭B標(biāo)示。這樣，即使轉(zhuǎn)向操縱方向反轉(zhuǎn)，離合器40的連接狀態(tài)仍持續(xù)，輸入軸22以與輸出軸30相等的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，方向盤20回輪。
[0084]如圖5所示，當(dāng)自動回正扭矩小的情況下,例如當(dāng)進(jìn)行靜態(tài)操舵時的回輪轉(zhuǎn)向操縱時，離合器40的連接會被暫時解除。外圈42靜止，通過回輪轉(zhuǎn)向操縱使得凸輪44旋轉(zhuǎn)，輥46朝與圖3的相反側(cè)移動。這樣當(dāng)輥46與外圈42接觸時，靜止的輸出軸30的轉(zhuǎn)速ω0明顯比輸入軸22的轉(zhuǎn)速ω i小，再次滿足離合器連接條件。楔效應(yīng)使得輥46被鎖定，從凸輪44向外圈42傳遞扭矩。用箭頭C標(biāo)示扭矩的方向。這樣離合器40連接，輸出軸30以與輸入軸22相等的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，形成與方向盤20的回輪轉(zhuǎn)向操縱相應(yīng)的車輪的轉(zhuǎn)向。
[0085]這樣，在轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10中，即使轉(zhuǎn)向致動器32不動作，離合器40也被機(jī)械式連接從而能夠進(jìn)行車輛的轉(zhuǎn)向操縱。能夠機(jī)械式實現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向的失效保護(hù)，因此無需在轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10配備基于電子控制的冗長系統(tǒng)。也無需用于切換離合器40的連接或切斷的致動器。機(jī)械式的結(jié)構(gòu)通常比電子控制可靠性高。能夠提供在以低成本實現(xiàn)可靠的失效保護(hù)應(yīng)對方面實用性優(yōu)異的線控轉(zhuǎn)向裝置。
[0086]另外，與正常時相比，在離合器40被連接時轉(zhuǎn)向傳動比增大。這是因為正常時轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)速ω ο被控制為高于轉(zhuǎn)向操縱軸的轉(zhuǎn)速ω i，與此相對在離合器連接狀態(tài)下，這兩軸的轉(zhuǎn)速ω?、ω0相等的緣故。離合器40的連接所產(chǎn)生的傳動比的增加帶來緩解了因轉(zhuǎn)向致動器32停止而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向操縱力的增大的優(yōu)點。
[0087]圖6為用于對本發(fā)明的某個實施方式的轉(zhuǎn)向操縱控制進(jìn)行說明的流程圖?？刂撇?6以例如規(guī)定的控制周期執(zhí)行本轉(zhuǎn)向操縱控制。當(dāng)處理開始時，控制部16判定轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10是否正?；蛘邊⒄兆罱呐卸ńY(jié)果(SlO)。控制部16通過合適的公知方法判定例如轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24和/或轉(zhuǎn)向致動器32是否正常。或者，控制部16通過例如將在后文中敘述的方法判定離合器40是否正常。
[0088]當(dāng)判定轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10為正常的情況下(S10的是)，控制部16執(zhí)行通常的轉(zhuǎn)向操縱控制(S12)。該通常模式例如為傳遞比可變轉(zhuǎn)向操縱控制，除了為滿足上述的離合器空轉(zhuǎn)條件而控制輸出軸30的旋轉(zhuǎn)以外，與現(xiàn)有的線控轉(zhuǎn)向控制相同。
[0089]當(dāng)判定在轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10存在某種異常的情況下(S10的否)，控制部16轉(zhuǎn)移至異常模式(S14)。此時離合器40被機(jī)械式連接。與此同時或取而代之，在異常模式中，控制部16可以為了滿足上述的離合器連接條件而控制輸出軸30和/或輸入軸22的旋轉(zhuǎn)。這樣，可以保證離合器40被連接。
[0090]另外，控制部16當(dāng)在轉(zhuǎn)向致動器32檢測到異常的情況下，可以控制轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24以便進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱的輔助。控制部16可以控制轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24，以便從轉(zhuǎn)向操縱反力方向朝與之反向的動力輔助方向切換扭矩。這樣一來，可以利用轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24代替由轉(zhuǎn)向致動器32產(chǎn)生的動力輔助的至少一部分。能夠緩解轉(zhuǎn)向致動器32的異常所產(chǎn)生的操作性的惡化。
[0091]或者，控制部16當(dāng)在轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24檢測到異常的情況下，可以控制轉(zhuǎn)向致動器32以便在轉(zhuǎn)向操縱最初進(jìn)行離合器40的連接?？刂撇?6例如基于轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值檢測離合器40是否被連接。當(dāng)確認(rèn)到離合器連接的情況下，控制部16控制轉(zhuǎn)向致動器32以便生成轉(zhuǎn)向操縱反力。這樣一來，能夠利用轉(zhuǎn)向致動器32代替轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24的轉(zhuǎn)向操縱反力生成的至少一部分。能夠緩解因轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24的異常而產(chǎn)生的操作性的惡化。
[0092]在這種情況下，例如，控制部16可以在轉(zhuǎn)向操縱角比閾值小時限制轉(zhuǎn)向致動器32的動作。這樣一來，離合器連接條件中的“I ω? I > I ωο I”得到滿足從而能夠連接離合器40。另外，控制部16可以在轉(zhuǎn)向操縱角比閾值小時使轉(zhuǎn)向致動器32朝與通常相反的方向動作。這樣一來，離合器連接條件中的“《i與ω ο為不同符號”得到滿足，從而能夠連接離合器40。轉(zhuǎn)向操縱角的閾值例如被設(shè)定為棍46嵌入的擺動量。
[0093]接下來，例示檢測離合器40的異常的方法。圖7為用于對本發(fā)明的某個實施方式的離合器異常檢測處理進(jìn)行說明的流程圖?？刂撇?6例如以規(guī)定的控制周期執(zhí)行本異常檢測處理。如果處理開始，則控制部16判定是否為執(zhí)行本異常檢測處理的正時(S20)。異常檢測處理例如在停車中、更具體地說例如在停車中或者非行駛時之類的允許處理執(zhí)行的情況下被執(zhí)行?？刂撇?6判定在處理執(zhí)行被允許的情況下是否處于規(guī)定的正時。
[0094]當(dāng)判定為處于異常檢測處理的執(zhí)行正時的情況下(S20的是)，控制部16執(zhí)行用于異常檢測的動作(S22)。另一方面，當(dāng)未判定出處于異常檢測處理的執(zhí)行正時的情況下(S20的否)，控制部16將不執(zhí)行用于異常檢測的動作。
[0095]該異常檢測動作(S22)包括執(zhí)行用于異常檢測的致動器動作的情況、在該動作中檢測輸入軸22或者輸出軸30的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況、基于檢測出的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)與致動器的動作狀態(tài)判定在離合器40是否存在異常的情況。用于異常檢測的致動器動作包括使轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24以及轉(zhuǎn)向致動器32的至少一方動作的情況。輸入軸22或者輸出軸30的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)由操舵角傳感器26、轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28以及旋轉(zhuǎn)角傳感器38的至少一個檢測。
[0096]對于本異常檢測處理的幾個具體例進(jìn)行描述。在某個例子中，控制部16在IG剛啟動后并且駕駛員操作方向盤20時判定為執(zhí)行異常檢測處理的正時。駕駛員的操作的有無通過轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26檢測。此時，為了進(jìn)行異常檢測，控制部16臨時禁止轉(zhuǎn)向致動器32的動作?？刂撇?6基于轉(zhuǎn)向致動器32的非動作狀態(tài)下方向盤20被操作時的轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值進(jìn)行離合器40的異常檢測。
[0097]控制部16在轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值超出閾值的情況下，判定離合器40為正常?？刂撇?6在判定離合器40為正常的情況下結(jié)束異常檢測處理，恢復(fù)至通常的轉(zhuǎn)向操縱控制。另一方面，當(dāng)在轉(zhuǎn)向操縱角達(dá)到規(guī)定值之前轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值不超出閾值的情況下，控制部16判定離合器40為異常。
[0098]通過駕駛員的操作而輸入軸22旋轉(zhuǎn)的一方轉(zhuǎn)向致動器32因非動作使得輸出軸30不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因此滿足離合器連接條件。在離合器40為正常的情況下，離合器40被連接且在輸入軸22作用扭矩。當(dāng)離合器40正常連接時，設(shè)置于輸入軸22的轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測扭矩值升高?；谶@樣的扭矩的增加量，設(shè)定轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值的判定閾值。另外，用于結(jié)束異常檢測動作的轉(zhuǎn)向操縱角的規(guī)定值考慮對于通常的轉(zhuǎn)向操縱控制的影響而設(shè)定。
[0099]這樣，能夠依據(jù)設(shè)置于輸入軸22的轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值檢測離合器40是否正常連接。當(dāng)在IG剛啟動后并且駕駛員操作方向盤20時進(jìn)行異常檢測處理，因此每次使用車輛時都能夠可靠地檢測故障。
[0100] 也可以取代轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28轉(zhuǎn)而使用旋轉(zhuǎn)角傳感器38。即，控制部16可以基于在轉(zhuǎn)向致動器32的非動作狀態(tài)下轉(zhuǎn)向車輪20被操作時的旋轉(zhuǎn)角傳感器38的檢測值進(jìn)行離合器40的異常檢測。這是因為當(dāng)離合器40為正常的情況下，離合器40被連接而輸出軸30與輸入軸22 —起旋轉(zhuǎn)的緣故。這樣，能夠依據(jù)輸出軸30的旋轉(zhuǎn)角傳感器38的檢測值檢測離合器40是否正常連接。
[0101]作為輸入軸22的驅(qū)動源，可以代替利用駕駛員的操作轉(zhuǎn)而使用轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24。S卩，控制部16為了進(jìn)行離合器40的異常檢測，可以在臨時禁止轉(zhuǎn)向致動器32的動作的同時利用轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24使輸入軸22旋轉(zhuǎn)。這樣一來，即使沒有駕駛員的操作也能夠自動地進(jìn)行離合器40的異常檢測。與在駕駛員的操作中進(jìn)行異常檢測處理的情況相比，能夠減少給駕駛員造成的不協(xié)調(diào)感。
[0102]當(dāng)為了進(jìn)行離合器40的異常檢測而使轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24工作的情況下，異常檢測處理的執(zhí)行正時不局限于IG剛啟動后?？刂撇?6例如可以將IG剛關(guān)閉后、駕駛員下車后或者未乘車時、或者車門鎖剛解除后判定為執(zhí)行異常檢測處理的正時。在這樣的時亥IJ，駕駛員尚未接觸方向盤20。因此，能夠不給駕駛員造成不協(xié)調(diào)感地進(jìn)行離合器40的異常檢測處理。
[0103]在異常檢測處理的其他的例子中，控制部16在轉(zhuǎn)向致動器32處于行程末端時，執(zhí)行異常檢測處理。為了進(jìn)行異常檢測，控制部16臨時限制轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24的動作。控制部16基于轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26的檢測值進(jìn)行離合器40的異常檢測。
[0104]控制部16當(dāng)轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26的檢測值在經(jīng)過規(guī)定的判定時間之前不超出閾值的情況下，判定離合器40為正常?？刂撇?6在判定離合器40為正常的情況下結(jié)束異常檢測處理，恢復(fù)至通常的轉(zhuǎn)向操縱控制。另一方面，當(dāng)轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26的檢測值超出閾值的情況下，控制部16判定離合器40為異常。
[0105]例如，當(dāng)為了進(jìn)入車庫而進(jìn)行靜態(tài)操舵等時，轉(zhuǎn)向致動器32的齒條與齒條球關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)抵接，物理性地限制輸出軸30的旋轉(zhuǎn)。此時，在通常的轉(zhuǎn)向操縱控制中，轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24將比較大的轉(zhuǎn)向操縱反力施加于輸入軸22以對抗駕駛員的操作。如果轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24停止，則輸入軸22因駕駛員的操作而旋轉(zhuǎn)，滿足離合器連接條件。當(dāng)離合器40為正常的情況下，離合器40被連接，輸入軸22不再進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26的檢測值為恒定。然而，當(dāng)在離合器40產(chǎn)生打滑的情況下，輸入軸22持續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26的檢測值增加。基于這樣的轉(zhuǎn)向操縱角的增加量，設(shè)定轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26的檢測值的判定閾值。另外，用于結(jié)束異常檢出動作的判定時間可考慮對于通常的轉(zhuǎn)向操縱控制的影響來設(shè)定。
[0106]這樣，能夠檢測在作用比較大的扭矩時是否在離合器40產(chǎn)生異常的打滑。
[0107]也可以代替停止轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24，轉(zhuǎn)而由控制部16控制轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24以相比通常減弱轉(zhuǎn)向操縱反力。另外，控制部16也可以朝對方向盤20進(jìn)行打輪的方向控制轉(zhuǎn)向操縱反力致動器24。如此同樣能夠在作用大的扭矩時檢測在離合器40是否產(chǎn)生異常的打滑。
[0108]也可以代替轉(zhuǎn)向操縱角傳感器26轉(zhuǎn)而使用轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28。當(dāng)在離合器40產(chǎn)生異常的打滑的情況下，轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值相比通常降低。因此，控制部16當(dāng)轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值在經(jīng)過規(guī)定的判定時間之前不低于閾值的情況下，可以判定離合器40為正常。另一方面，當(dāng)轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值低于閾值的情況下，控制部16可以判定離合器40為異常。
[0109]在異常檢測處理的其他例子中，控制部16例如可以在IG剛啟動后，優(yōu)選為方向盤20的鎖定被解除前執(zhí)行異常檢測處理。為了進(jìn)行異常檢測，控制部16使轉(zhuǎn)向致動器32工作而使車輪轉(zhuǎn)向?？刂撇?6基于轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值進(jìn)行離合器40的異常檢測。
[0110]當(dāng)離合器40被正常切斷的情況下，即便使轉(zhuǎn)向致動器32工作，其動作也不向輸入軸22傳遞。因此，可以基于轉(zhuǎn)向致動器32的工作與轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器28的檢測值檢測離合器40是否正常切斷。能夠在車輛做出動作前可靠地檢測離合器的異常。
[0111]另外，小型個人用短途汽車大都軸距短，因此相對于轉(zhuǎn)向角的偏航增益(yawgain)大。因此，從抑制高速行駛時的搖晃的觀點出發(fā)，優(yōu)選使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動比比更大型的車輛(例如普通乘用車)大。另一方面，為了能夠在道路中不費(fèi)力地拐小彎，優(yōu)選減小傳動比。因此為了兼顧高速時的穩(wěn)定性和道路中的使用便利性，優(yōu)選對小型個人用短途汽車?yán)镁€控轉(zhuǎn)向來改變傳動比。
[0112]小型個人用短途汽車由于體積較小，因此在搭載設(shè)備的設(shè)置空間和成本兩方面相比更大型的車輛受到更為嚴(yán)格的制約。因此，現(xiàn)已提出的伴隨著離合器的電子控制的機(jī)械式的備用系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)多重化的失效保護(hù)的方法未必能夠?qū)崿F(xiàn)。另外，由于這樣的電子控制將增加車輛的消耗電力，因此將給燃油效率帶來不利影響。
[0113]因此，本實施方式的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置10在通過緊湊的結(jié)構(gòu)機(jī)械地確保失效保護(hù)性能方面尤為適合小型個人用短途汽車。但是，高可靠性、低成本、省空間、低消耗電力之類的優(yōu)點不僅局限于小型個人用短途汽車，對于任何車輛都為優(yōu)選項，由此可見本發(fā)明是將帶動線控轉(zhuǎn)向的普及的突破性技術(shù)。
[0114]至此，以實施方式為基礎(chǔ)對本發(fā)明進(jìn)行了說明。該實施方式不過為例示，對于上述各構(gòu)成要素、各處理工藝的組合能夠進(jìn)行各種變形且這樣的變形例將被涵蓋于本發(fā)明的范圍內(nèi)，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。以下，對這樣的變形例進(jìn)行說明。
[0115]本發(fā)明的實施方式所使用的離合器40不過為一個例子，可以使用具有不同的其他結(jié)構(gòu)的離合器。例如，可以代替在內(nèi)圈的外表面設(shè)置凸輪面轉(zhuǎn)而在外圈的內(nèi)表面設(shè)置凸輪面。或者，可以將外圈形成于輸入軸的端部，將內(nèi)圈形成于輸出軸的端部。外圈與內(nèi)圈之間的卡合件可以是楔塊。
[0116]離合器40可以具有電磁離合器?？刂撇?6可以在輸出軸的轉(zhuǎn)速ωο高于設(shè)定的下限時切斷電磁離合器，在輸出軸的轉(zhuǎn)速ωο低于該下限時連接電磁離合器。在這種情況下，只要在輸出軸的轉(zhuǎn)速ωο降低至期望備用機(jī)構(gòu)18的工作的程度時連接電磁離合器便可。因此，基于輸入軸的轉(zhuǎn)速設(shè)定的輸出軸的轉(zhuǎn)速ωο的下限無需與輸入軸的轉(zhuǎn)速coi一致，只要設(shè)定在輸入軸的轉(zhuǎn)速的附近即可。
[0117]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0118]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有用于失效保護(hù)的實用的冗長性的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置。
[0119]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0120]10:轉(zhuǎn)向操縱控制裝置；12:轉(zhuǎn)向操縱部；14:轉(zhuǎn)向部；16:控制部；18:備用機(jī)構(gòu)；20:方向盤；22:輸入軸；24:轉(zhuǎn)向操縱反力致動器；26:轉(zhuǎn)向操縱角傳感器；28:轉(zhuǎn)向操縱扭矩傳感器；30:輸出軸；32:轉(zhuǎn)向致動器；34:轉(zhuǎn)向馬達(dá)；36:齒條齒輪機(jī)構(gòu)；38:旋轉(zhuǎn)角傳感器;40:離合器；42:外圈;43:內(nèi)表面;44:凸輪；45:凸輪面；46:棍；47:楔形空間；48:保持器。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置具備: 輸入軸； 輸出軸； 離合器，該離合器用于將所述輸入軸以及所述輸出軸間連接或切斷； 轉(zhuǎn)向致動器，該轉(zhuǎn)向致動器被設(shè)置為對所述輸出軸施加旋轉(zhuǎn)；以及 控制部，該控制部用于對所述轉(zhuǎn)向致動器進(jìn)行控制， 所述控制部在所述離合器的切斷狀態(tài)下控制所述轉(zhuǎn)向致動器，以便在具有下限的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)控制所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)， 該下限基于所述輸入軸的轉(zhuǎn)速， 所述離合器在所述輸出軸的轉(zhuǎn)速比所述下限小時連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述離合器為在所述輸出軸的轉(zhuǎn)速比所述輸入軸的轉(zhuǎn)速小時或者所述輸出軸朝與所述輸入軸相反的方向旋轉(zhuǎn)時連接的機(jī)械式離合器。 所述下限是所述輸入軸的轉(zhuǎn)速， 所述控制部控制所述轉(zhuǎn)向致動器，以便在所述轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使所述輸出軸朝與所述輸入軸相同的方向旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述機(jī)械式離合器具備外圈、與該外圈同軸地配設(shè)的內(nèi)圈、配設(shè)于該外圈和該內(nèi)圈之間的卡合件，在所述外圈的內(nèi)表面以及所述內(nèi)圈的外表面中的一方具有凸輪面，通過將所述卡合件嵌入所述外圈的內(nèi)表面以及所述內(nèi)圈的外表面中的另一方與該凸輪面之間而將所述機(jī)械式離合器連接， 所述外圈以及所述內(nèi)圈中的一方與所述輸入軸同軸地形成于所述輸入軸的一端，所述外圈以及所述內(nèi)圈中的另一方與所述輸出軸同軸地形成于所述輸出軸的一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)向操縱控制裝置還具備轉(zhuǎn)向操縱反力致動器，該轉(zhuǎn)向操縱反力致動器用于對所述輸入軸施加扭矩。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述控制部控制所述轉(zhuǎn)向致動器，以便當(dāng)在所述轉(zhuǎn)向操縱反力致動器檢測到異常的情況下，在轉(zhuǎn)向操縱最初將所述離合器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述控制部控制所述轉(zhuǎn)向操縱反力致動器，以便當(dāng)在所述轉(zhuǎn)向致動器檢測到異常的情況下進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱的輔助。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)向操縱控制裝置還具備檢測器，該檢測器用于檢測所述輸入軸或者所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)， 所述控制部基于所述檢測器的檢測值與所述轉(zhuǎn)向致動器的動作狀態(tài)進(jìn)行所述離合器的異常檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于，所述檢測器為設(shè)置于所述輸入軸的扭矩傳感器，所述控制部基于在所述轉(zhuǎn)向致動器的非動作狀態(tài)下所述輸入軸旋轉(zhuǎn)時的所述扭矩傳感器的檢測值進(jìn)行所述離合器的異常檢測。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述檢測器為設(shè)置于所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角傳感器，所述控制部基于在所述轉(zhuǎn)向致動器的非動作狀態(tài)下所述輸入軸旋轉(zhuǎn)時的所述旋轉(zhuǎn)角傳感器的檢測值進(jìn)行所述離合器的異常檢測。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)向操縱控制裝置還具備轉(zhuǎn)向操縱反力致動器，該轉(zhuǎn)向操縱反力致動器用于對所述輸入軸施加扭矩， 所述控制部為了進(jìn)行所述離合器的異常檢測而通過所述轉(zhuǎn)向操縱反力致動器使所述輸入軸旋轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述控制部在所述轉(zhuǎn)向致動器處于行程末端時進(jìn)行所述離合器的異常檢測。
12.—種車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述車輛的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置具備: 具有輸入軸的轉(zhuǎn)向操縱部； 具有輸出軸的轉(zhuǎn)向部； 離合器，該離合器用于將所述輸入軸以及所述輸出軸間連接或切斷；以及 控制部，該控制部用于基于來自所述轉(zhuǎn)向操縱部的輸入控制所述轉(zhuǎn)向部， 所述控制部控制所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)，以便在所述輸入軸旋轉(zhuǎn)時使所述離合器空轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)向操縱控制裝置，其特征在于， 所述離合器構(gòu)成為在所述輸出軸的轉(zhuǎn)速為所述輸入軸的轉(zhuǎn)速以上時空轉(zhuǎn)，在所述輸出軸的轉(zhuǎn)速比所述輸入軸的轉(zhuǎn)速小時連接。
【文檔編號】B62D6/00GK104080689SQ201280068333
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月31日
【發(fā)明者】關(guān)谷義秀 申請人:豐田自動車株式會社