CN103318253A - 车辆用转向操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用转向操作装置。该车辆用转向操作装置（1）的转向操作部件（2）和转向轮未被机械地连结，具备将转向操作部件（2）的旋转角限制在限制角度范围内的旋转角限制机构（14）。在转向操作角传感器（12）发生异常的失效模式中，通过在限制角度范围的一对终端，利用对应的应变式传感器（15a）、（15b）对旋转角限制机构（14）的应变的检测，来检测转向操作方向。基于被检测出的转向操作方向来驱动控制转向致动器。

Description

车辆用转向操作装置

技术领域

本发明涉及车辆用转向操作装置。

背景技术

在日本特开平10-278826号公报中提出如下技术方案，即，在转向操作部件和转向轮未被机械地连接的、所谓的线控转向式（steer-by-wire）转向操作装置中，设置主转向操作角传感器、和在主转向操作角传感器发生故障时被代替使用的备用的转向操作角传感器。另外，在日本特开2004-90784号公报中，提出如下转向操作装置，即，线控转向式的转向操作装置中，将行星齿轮机构配置在转向操作部件和转向机构之间，通过在转向操作角传感器发生故障时，限制上述行星齿轮机构的齿环的旋转，从而经由固定传动比的行星齿轮机构，能够进行手动转向操作。

在日本特开平10-278826号公报的转向操作装置中，使用多个价格高的转向操作角传感器，从而制造成本变高。在日本特开2004-90784号公报的转向操作装置中，由于使用行星齿轮机构，所以制造成本变高。

发明内容

本发明提供一种车辆用转向操作装置，该车辆用转向操作装置在转向操作角传感器发生异常时能够通过廉价的结构来检测转向操作方向。

根据本发明的一个实施方式的特征，在转向操作部件和转向轮未被机械地连结的车辆用转向操作装置中，具备：转向操作角传感器，其检测上述转向操作部件的转向操作角；转向操作方向检测装置，其只检测上述转向操作部件的转向操作方向；转向致动器，其驱动上述转向轮；旋转角限制机构，其将上述转向操作部件的旋转角限制在限制角度范围内；以及控制装置，其具有：基于由上述转向操作角传感器检测出的转向操作角，来对上述转向致动器进行驱动控制的通常模式；和当上述转向操作角传感器发生了异常时，基于由上述转向操作方向检测装置检测出的转向操作方向，来对所述转向致动器进行驱动控制的失效模式，上述转向操作方向检测装置具有应变式传感器，该应变式传感器通过在上述限制角度范围的一对终端检测上述旋转角限制机构产生的应变，来检测转向操作方向。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的实施方式示例进行的详细描述，本发明的上述及其他特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素。

图1是表示本发明的一个实施方式的车辆用转向操作装置的简要结构的示意图。

图2是收纳有限制转向操作部件的旋转量的旋转角限制机构以及反作用力马达等的壳体的剖视图。

图3是放大了图2的一部分的、旋转角限制机构周边的剖视图。

图4是旋转角限制机构的分解立体图。

图5是旋转角限制机构的板构件的剖视图。

图6A是对与配置有应变式传感器的板构件的卡合槽卡合的突起的可动范围进行说明的板构件的主视图。

图6B是对与配置有应变式传感器的板构件的卡合槽卡合的突起的可动范围进行说明的板构件的主视图。

图6C是对与作为无法旋转构件的端壁的卡合槽卡合的突起的可动范围进行说明的板构件的主视图。

图7是表示ECU的主要控制的流程的流程图。

图8是在本发明的其它的实施方式中旋转角限制机构的配置有应变式传感器的板构件的剖视图。

图9是在本发明的另一实施方式中配置应变式传感器以及减壁部的板构件的主视图。

图10是本发明的另一实施方式的作为无法旋转构件的端壁和一部分板构件的分解立体图。

图11A以及图11B是一端的板构件、和作为无法旋转构件的端壁的主视图，图11A表示突起与凹部内的一方的限制部的卡合状态，图11B表示突起与凹部内的另一方的限制部的卡合状态。

图12A～图12C是本发明的另一实施方式的一端的板构件、和作为无法旋转构件的端壁的简要主视图，图12A表示一端的板构件未被限制旋转的状态，图12B表示一端的板构件的外周的一方的被限制部、和环形凹部的一方的限制部的卡合状态，图12C表示一端的板构件的外周的另一方的被限制部、和环形凹部的另一方的限制部的卡合状态。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明的一个实施方式的车辆用转向操作装置的简要结构的示意图。参照图1，本车辆用转向操作装置1构成了进行多圈的旋转（multiple rotation）操作的方向盘等转向操作部件2、和转向轮3未被机械地连接的、所谓的线控转向操作系统。

在车辆用转向操作装置1中，将转向致动器4的动作转换为转向轴6的车辆宽度方向的直线运动，其中，转向致动器4根据转向操作部件2的旋转操作而被驱动，转向轴6被壳体5支承。该转向轴6的直线运动被转换为转向用的左右转向轮3的转向运动，由此，实现车辆的转向。将与车辆直行时的转向轮3的位置对应的转向操作部件2的位置，设定为转向操作中立位置。

转向致动器4例如包含电动马达。利用与转向轴6相关联地设置的滚珠丝杠装置，将该电动马达的驱动力（输出轴的旋转力）转换为转向轴6的轴向的直线运动。该转向轴6的直线运动被传递到与转向轴6的两端连接的横拉杆7，从而引起转向臂8的转动。由此，实现被转向臂8支承的转向轮3的转向。

通过转向轴6、横拉杆7以及转向臂8来构成用于将转向轮3转向的转向机构A。支承转向轴6的壳体5被固定在车身B上。转向操作部件2与被车身B支承为能够旋转的转向操作轴9连接。在转向操作轴9安装有反作用力马达10，该反作用力马达10用于将从路面等传递到转向轮3的反作用力作为转向操作反作用力而施加到转向操作部件2。反作用力马达10包含无刷马达等电动马达。反作用力马达10被收纳在被车身B固定的壳体11内。

在车辆用转向操作装置1与转向操作轴9相关联地设置有转向操作角传感器12，该转向操作角传感器12用于检测转向操作部件2的转向操作角θh。另外，在转向操作轴9设置有扭矩传感器13，该扭矩传感器13用于检测被施加到转向操作部件2的转向操作扭矩T。转向操作角传感器12以及扭矩传感器13被收纳于壳体11内。另外，在壳体11内，收纳有限制转向操作部件2的旋转角的旋转角限制机构14、和只检测转向操作方向的、作为转向操作方向检测装置的、一对应变式传感器（strain gauge）15a、15b。

旋转角限制机构14实现以下功能，即、将被旋转操作的转向操作部件2的旋转轴即转向操作轴9的输出轴24的旋转角限制在限制角度范围内。在本实施方式那样的线控转向式的车辆用转向操作装置1中，转向操作部件2不受到来自转向机构A的制约。因此，为了不超过转向机构A的动作极限地操作转向操作部件2，而利用旋转角限制机构14，将转向操作部件2的旋转角限制在与上述动作极限对应的上述限制角度范围内。

在转向操作角传感器12发生异常的失效时，一对应变式传感器15a、15b，通过旋转角限制机构14的限制角度范围的一对终端，来检测旋转角限制机构14的应变，从而检测转向操作部件2的转向操作方向。另一方面，在车辆用转向操作装置1与转向轴6相关联地设置有转向操作角传感器16，该转向操作角传感器16用于检测转向轮3的转向角θw（轮胎角）。除了上述传感器以外，还设置有用于检测车速V的车速传感器17。上述的各传感器12、13、15～17的各检测信号被输入到包含有微型计算机的结构的作为控制装置的ECU18（Electronic Control Unit：电子控制单元）。

ECU18基于利用转向操作角传感器12检测出的转向操作角θh以及利用车速传感器17检测出的车速V设定目标转向角。然后，基于该目标转向角、和利用转向角传感器16检测出的转向角θw的偏差，经由内置于ECU18的驱动电路（未图示）来对转向致动器4进行驱动控制（转向控制）。

另一方面，ECU18基于各传感器12、13、15～17所输出的检测信号，经由内置于ECU18的驱动电路（未图示）来对反作用力马达10进行驱动控制（反作用力控制），以对转向操作部件2向与转向操作部件2所被转向操作的方向相反的方向施加适当的反作用力。

参照图2，转向操作轴9被筒形的壳体11支承为能够旋转。转向操作轴9的一端从壳体11突出，在上述一端连接有能够一体地旋转的转向操作部件2。在壳体11内收纳有上述的转向操作角传感器12、扭矩传感器13以及反作用力马达10。

转向操作轴9具备：输入轴22，在其一端22a（相当于转向操作轴9的上述一端）连接有能够一体地旋转的转向操作部件2；和输出轴24，其经由扭杆23以能够传递扭矩的方式与输入轴22连接在同轴上。扭杆23的一端23a与输入轴22连接为能够一体地旋转，扭杆23的另一端23b与输出轴24连接为能够一体地旋转。

转向操作轴9通过被壳体11保持的第一轴承25、第二轴承26、以及第三轴承27而被支承为能够旋转。第一轴承25将输入轴22的轴向的中间部支承为能够旋转。第二轴承26以及第三轴承27将输出轴24支承为能够旋转。具体而言，第二轴承26将输出轴24的一端24a附近支承为能够旋转，第三轴承27将输出轴24的另一端24b支承为能够旋转。

另外，输入轴22的另一端22b被插入到设置于输出轴24的支承孔28内。输入轴22的另一端22b在支承孔28的内周经由第四轴承30而被支承为能够旋转。

壳体11组合壳体主体31和端壁32而构成。壳体主体31形成筒形，并且具有一端31a以及另一端31b。作为壳体11的一部分的端壁32大体形成板形，并且封闭壳体主体31的另一端31b。

具体而言，端壁32具有筒形部33，该筒形部33从端壁32的外径部附近沿轴向突出，并且该筒形部33与壳体主体31的另一端31b的内周嵌合。在设置于筒形部33的外周的收容槽收纳有O型环34，通过O型环34，确保了壳体主体31以及筒形部33的嵌合部的密封性。另外，使用固定螺栓35等将端壁32固定于壳体主体31的另一端31b。

作为壳体11的一部分的端壁32、和后述的按压板70构成旋转角限制机构14的后述的无法旋转构件，上述按压板70通过上述端壁32经由后述的施力部件69而限制旋转。在壳体主体31的一端31a的内周、和转向操作轴9的输入轴22的外周之间，夹设有密封两者之间的油封36。另外，上述第一轴承25保持在轴承保持部37，该轴承保持部37设置在壳体主体31的一端31a的内周。

第二轴承26保持在轴承保持部38，该轴承保持部38设置在壳体主体31的轴向的中间部，并且第二轴承26将输出轴24的一端24a附近的外周支承为能够旋转。第二轴承26具备嵌合固定于轴承保持部38的外圈39、和以能够一体地旋转的方式嵌合于输出轴24的外周的内圈40。

第二轴承26的外圈39的一端面，通过与在壳体主体31的轴承保持部38的一端形成的定位台阶部41抵接，从而外圈39朝输出轴24的轴向X1的一侧（第一轴承25侧）的移动被限制。另外，第二轴承26的内圈40的一端面，通过与在输出轴24的外周形成的定位台阶部42抵接，从而内圈40朝输出轴24的轴向X1的另外一侧（第三轴承27侧）移动被限制。

在端壁32的内壁面32a设置有作为第一凹部的圆形的中心凹部43、和包围中心凹部43的作为第二凹部的环形凹部44。中心凹部43的深度比环形凹部44的深度深。输出轴24的另一端24b被插入到中心凹部43内。第三轴承27被保持在中心凹部43的内周，并且将输出轴24的另一端24b支承为能够旋转。

第三轴承27具备外圈46、和内圈47，该外圈46以间隙配合的方式嵌合于中心凹部43的内周以能够轴向移动，该内圈47以能够一体地旋转的方式嵌合于输出轴24的另一端24b的外周。第三轴承27的内圈47的一端面，通过与在输出轴24的外周形成的定位台阶部48抵接，从而内圈47朝输出轴24的轴向X1的上述一侧（第二轴承26侧）的移动被限制。

另外，在中心凹部43内收纳有：弹性部件49，其由波纹弹簧（wavewasher）构成，该波纹弹簧对第二轴承26以及第三轴承27一并地施加轴向的预压；以及作为预压施加部件的隔离物50，其介于弹性部件49与第三轴承27之间。隔离物50由如图2所示的圆形板或者环形板构成。隔离物50设置有环形突起51，以不与输出轴24的另一端24b的端面、第三轴承27的内圈47的端面接触而只与外圈46的端面接触。弹性部件49经由隔离物50的环形突起51而朝输出轴24的轴向X1的上述一侧对第三轴承27的外圈46施力。

该作用力经由第三轴承27的外圈46、第三轴承的内圈47、输出轴24的定位台阶部48、输出轴24的定位台阶部42、第二轴承26的内圈40、以及第二轴承26的外圈39而被壳体主体31的定位台阶部41承受。因此，能够对第二轴承26以及第三轴承27一并地施加轴向的预压。

在壳体11内，扭矩传感器13被配置在第一轴承25和第二轴承26之间。作为扭矩传感器13采用例如使用了霍尔集成电路（磁传感器）的扭矩传感器。ECU18构成为基于来自扭矩传感器13的信号来计算出输入到转向操作轴9的转向操作扭矩。

反作用力马达10具备：转子61，其能够与输出轴24一体地旋转地与输出轴24连接；以及定子62，其与转子61同心地包围转子61，并且被固定在壳体主体31的内周。转子61具备：转子芯63，其能够与输出轴24一体地旋转；以及永久磁铁64，其以能够与转子芯63一体地旋转的方式连接到转子芯63。

转子芯63具有：筒形的第一部分65，其与输出轴24同心地包围输出轴24；和第二部分66，其以能够与输出轴24一体地旋转的方式连接到输出轴24。永久磁铁64以能够与第一部分65一体地旋转的方式连接到第一部分65的外周。第二部分66构成旋转角限制机构14的后述的可旋转构件。

在本实施方式中，就包含第一部分65以及第二部分66的转子芯63与输出轴24由一种材料而形成为一体的例子进行了说明，但也可以将相对于输出轴24而分体形成的转子芯与输出轴24连接为一体。

在壳体11内，在第二部分66和第二轴承26之间配置有转向操作角传感器12。转向操作角传感器12使用例如解析器来构成。具体而言，转向操作角传感器12具备：解析器转子67，其以能够与输出轴24一体地旋转的方式连接到输出轴24；和解析器定子68，其被固定于壳体主体31的内周，并且包围解析器转子67。

图3是图2的放大图。旋转角限制机构14的大部分的构件被配置在转子61的转子芯63的第一部分65的径向内侧的空间。参照图3以及作为分解立体图的图4，旋转角限制机构14具备：作为无法旋转构件的、壳体11的端壁32；多个板构件71～75，其被转向操作部件2的旋转轴即转向操作轴9的输出轴24支承为同轴，并且相对于输出轴24能够旋转且在轴向X1能够移动；和作为可旋转构件的、转子芯63的第二部分66。作为无法旋转构件的端壁32和作为可旋转构件的第二部分66配置在板构件71～75的轴向X1的两侧。

另外，旋转角限制机构14具备多个连接构件80，这些多个连接构件80对无法旋转构件（端壁32）、多个板构件71～75、以及可旋转构件（第二部分66）中的、分别对应地邻接的构件之间分别进行连结，以限制上述邻接的构件之间的相对旋转量。另外，旋转角限制机构14具备：作为多个摩擦施加构件的摩擦板91～96，这些摩擦板分别对上述邻接的构件之间的相对旋转施加摩擦阻力；和作为轴向移动限制构件的凸部701，其将板构件71～75的轴向X1的移动量限制为规定量以限制板构件71～75的倾斜。

如图3以及图4所示，各连接构件80由以下构件构成：销状的突起81，其设置在分别对应的邻接构件中的一构件，并且在轴向X1突出；和有端部的卡合槽82、83，其设置在分别对应的邻接构件的另一构件以供突起81卡合，并且在旋转方向C1延伸。如图6A、图6B、以及图6C所示，各突起81通过与对应的卡合槽82、83的两端部、亦即限制部82a、83a卡合，从而限制邻接的构件之间的相对旋转量。

参照图3以及图4，板构件71～75由环形板构成，配置在第一部分65与输出轴24之间。板构件72～75由共通的部件构成，板构件71与其余的板构件72～75的不同点在于，板构件71配置有作为转向操作方向检测装置的、一对应变式传感器15a、15b。板构件71～75被筒形部件85（例如金属衬套等的滑动轴承）的外周85a支承为能够绕第一旋转中心L1旋转且能够轴向移动，该筒形部件85以能够与输出轴24的外周一体地旋转的方式嵌合于输出轴24的外周。板构件71～75相对于输出轴24以及第一部分65能够相对旋转。

各板构件71～75在其一端面突出地形成有突起81，并且在未形成突起81的区域形成有在旋转方向C1延伸的卡合槽82。另外，壳体11的端壁32（无法旋转构件）形成有在旋转方向C1上延伸的有端的卡合槽83。

如图5所示，各突起81与对应的板构件71～75分体设置，并且各突起81的一部分被插入到对应的板构件71～75的固定孔86而与固定孔86固定为一体。各突起81也可以与对应的板构件71～75由一种材料形成为一体。在各板构件71～75的至少一构件的端面（在本实施方式中是突起81所突出的一侧的端面）设置有环形的承受凹部87。

如图4所示，各承受凹部87承受对应的摩擦板92～96。另外，各摩擦板92～96的外周被对应的承受凹部87的周壁面支承为能够旋转。另一方面，在转子61的转子芯63的第二部分66设置有环形的承受凹部88。摩擦板91的外周被承受凹部88的周壁面支承为能够旋转。

如图3以及图4所示，设置于第二部分66（可旋转构件）的突起81与设置于板构件71的、在旋转方向C1上有端的卡合槽82以能够滑动的方式嵌合。另外，设置于各板构件71～74的突起81分别与设置于邻接的板构件72～75的卡合槽82以能够滑动的方式嵌合。另外，设置于板构件75的突起81与设置于壳体11的端壁32（无法旋转构件）的卡合槽83以能够滑动的方式嵌合。

如图6A以及图6B所示，可以以与各板构件71～75的卡合槽82卡合的突起81的移动范围（突起81能够在卡合槽82的两端的限制部82a之间移动的范围），成为邻接构件之间的相对旋转角δ1的方式，设定与旋转方向C1相关的卡合槽82的配置。另外，如图6C所示，可以以与端壁32（无法旋转构件）的卡合槽83卡合的突起81的移动范围（突起81能够在卡合槽83的两端部的限制部83a之间移动的范围），成为邻接构件之间的相对旋转角δ2的方式，设定与旋转方向C1相关的卡合槽83的配置。

在该情况下，转向操作轴9的最大旋转角δmax为：

δmax=δ1×5＋δ2。

因此能够将转向操作轴9的旋转量限制在所希望的多圈旋转范围内。例如，在δ1为306度而δ2为90度的情况下，转向操作轴9的旋转量被限制在1620度（规定角度）内。

使用共通的构件作为板构件71～75，并且使端壁32的卡合槽83的配置范围与板构件71～75的卡合槽82的配置范围不同，从而实现降低成本，并且能够容易地设定转向操作轴9的旋转量的限制范围。但是，也可以设定为δ1=δ2。

如图6A所示，作为转向操作方向检测装置的、一对应变式传感器15a、15b，配置在设置于板构件71的突起81所突出的一侧的、板构件71的端面。一方的应变式传感器15a配置在板构件71的卡合槽82的一方的限制部82a附近，另一方的应变式传感器15b配置在板构件71的卡合槽82的另一方的限制部82b附近。

在转向操作角传感器12发生异常的无效时，若通过转向操作部件2的操作，旋转角限制机构14到达限制角度范围的一方的终端，则突起71与板构件71的卡合槽82的一方的限制部82a卡合。由此，在板构件71的一方的限制部82a的周边产生应变，一方的应变式传感器15a检测该应变，从而ECU18检测转向操作方向为例如左转向操作。

另外，在转向操作角传感器12发生异常的失效时，若通过转向操作部件2的操作，旋转角限制机构14到达限制角度范围的另一方的终端，则突起71与板构件71的卡合槽82的另一方的限制部82a卡合。由此，在板构件71的另一方的限制部82a的周边产生应变，另一方的应变式传感器15b检测该应变，从而ECU18检测转向操作方向为例如右转向操作。

如图3以及图4所示，各摩擦板91～96分别介于对应的邻接构件之间，以将阻碍分别对应的邻接构件之间的相对旋转的摩擦阻力施加到分别对应的邻接构件。例如，摩擦板91介于第二部分66（可旋转构件）和板构件71之间，并且将阻碍两者66、71的相对旋转的摩擦阻力施加到两者66、71。各摩擦板92～95分别介于邻接的板构件71和72、72和73、73和74、74和75之间，并且将阻碍各邻接的板构件71～75的相对旋转的摩擦阻力施加到各邻接的板构件71～75。另外，摩擦板96介于板构件75和按压板70之间，并且将阻碍板构件75以及按压板70的相对旋转的摩擦阻力施加到板构件75以及按压板70。

如图3所示，施力部件69以及按压板70被收纳并保持在壳体11的端壁32的内壁面32a的环形凹部44内。施力部件69以及按压板70形成环形，并且包围输出轴24的周围。使用例如波纹弹簧作为施力部件69。施力部件69介于环形凹部44的底面44a和按压板70之间。

按压板70将从其外周沿轴向突出的、作为轴向移动限制构件的、例如环形的凸部701由一种材料形成为一体。环形的凸部701的外周被环形凹部44的周壁面44b支承为在轴向X1能够移动。环形的凸部701包围由波纹弹簧构成的施力部件69。

施力部件69对按压板70朝摩擦板96侧弹性地施力，从而在该按压板70（无法旋转构件）和转子61的第二部分66（可旋转构件）之间，弹性地夹持包含板构件71～75、以及作为摩擦阻力施加构件的摩擦板91～96的层叠单元。即、施力部件69对层叠单元的板构件71～75、摩擦板91～96一并地施加轴向的预压。由此，各摩擦板91～96被设定为，能够对与各摩擦板91～96接触的部件施加所需要的大小的摩擦阻力。

另外，包含板构件71～75以及作为摩擦阻力施加构件的摩擦板91～96的层叠单元，以朝转子61的第二部分66侧被挤压的状态在凸部701和端壁32（具体而言，环形凹部44的底面44a）之间形成有缝隙S。该缝隙S的量被设定为规定量（例如0.1mm）。

接下来，图7是表示关于转向控制的ECU18的控制的流程的流程图。若系统工作，首先，在步骤S1中，输入来自各种传感器的信号，在步骤S2中，基于转向操作角传感器12的信号来判定是否发生失效（转向操作角传感器12的异常）。

在未发生失效的情况下（步骤S2为否），转移到通常模式。在通常模式中，基于由转向操作角传感器12检测出的转向操作角θh，对转向致动器4进行驱动控制（转向控制）。在发生失效的情况下（步骤S2为是），转移到失效模式。在失效模式中，在基于由应变式传感器15a（或者15b）检测出的转向操作方向，各应变式传感器15a、15b的检测值成为规定值以上的期间，对转向致动器4以向对应的转向方向驱动的方式进行驱动控制（转向控制）。

根据本实施方式，在转向操作角传感器12发生异常的失效时，若被转向操作的转向操作部件2到达与该转向操作方向对应的限制角度范围的终端，则在旋转角限制机构14产生应变。转向操作方向检测装置（应变式传感器15a、15b）通过检测该应变来检测出转向操作方向。基于该被检测到的转向操作方向来驱动控制转向致动器4，从而能够进行转向，并且能够实现失效保护。另外，因为使用简易的、廉价的应变式传感器15a、15b作为转向操作方向检测装置，所以能够降低制造成本。

另外，ECU18基于各应变式传感器15a、15b的输出值是否超过规定值的两值判定，能够容易地检测转向操作方向。另外，由于通过连接构件80，来对旋转角限制机构14的无法旋转构件（端壁32）、可旋转构件（第二部分66）、以及多个板构件71～74中的邻接的构件之间进行连接以限制邻接的构件之间的相对旋转量，所以无论将应变式传感器15a、15b配置在无法旋转构件（端壁32）、可旋转构件（第二部分66）、以及多个板构件71～75中的哪一个，都能够通过在限制角度范围的一对终端检测应变，来检测转向操作方向。

另外，被限制部（突起81）与对应的限制部82a、82b（卡合槽82的一对终端）卡合，从而在设置有被限制部（突起81）的构件（作为可旋转构件的第二部分66）以及设置有限制部82a、82b的构件（板构件71）产生应变。通过应变式传感器15a、15b，检测设置有被限制部（突起81）的构件（作为可旋转构件的第二部分66）以及设置有限制部82a、82b的构件（板构件71）的任意一方的应变即可。在本实施方式中，在设置有限制部82a、82b的板构件71配置应变式传感器15a、15b，并且检测在板构件71产生的应变。

另外，由于在通过转向操作部件2的旋转轴（输出轴24）而被同轴地支承的板构件71～75的轴向X1的两侧，配置无法旋转构件（端壁32）以及可旋转构件（第二部分66），所以能够紧凑地配置旋转角限制机构14的构件，从而能够实现小型化。另外，将对转向操作部件2施加转向操作反作用力的反作用力马达10和旋转角限制机构14收纳到同一壳体11内，从而在线控转向式的车辆用转向操作装置1中能够实现构造的简化、小型化。

此外，在上述实施方式中，虽然在板构件71配置应变式传感器15a、15b，但是也可以在任意其他的板构件72～75配置应变式传感器15a、15b。另外，如图8所示，也可以在设置有作为被限制部的突起81的任意的构件（例如板构件71）配置应变式传感器15c。在该情况下，在突起81或者突起81的附近配置唯一的应变式传感器15c即可，从而能够简化构造。根据突起81与哪一个限制部82a、82a抵接，而应变式传感器15c的输出值的正负有所不同，所以能够检测转向操作方向。

另外，如图9所示，在配置有应变式传感器15a、15b的构件、亦即板构件71上，且在各应变式传感器15a、15b的附近，也可以设置减壁部77a、77b。在该情况下，通过在各应变式传感器15a、15b的附近设置减壁部77a、77b，从而能够增大各应变式传感器15a、15b附近的应变量。因此，能够可靠地检测应变，并且检测精度提高。

接下来，图10表示本发明的其它的实施方式。参照图10，与作为无法旋转构件的端壁32对置的（轴向X1的）一端的板构件75A，通过端壁32而被支承为能够绕相对于第一旋转中心L1偏心的第二旋转中心L2旋转。第一旋转中心L1为除一端的板构件75A之外的、其余的板构件71～74的旋转中心，相当于转向操作部件2的旋转轴即输出轴24的中心轴线。

在设置在端壁32的内壁面32a的支承孔32b以能够旋转的方式嵌合有支轴78，该支轴78从与端壁32对置的板构件75A的端面突出。第二旋转中心L2相当于支轴78的中心轴线。另外，从端壁32向板构件75A侧突出的、作为被限制部的突起810，以在旋转方向C1具有规定的游隙地卡合的方式收纳于设置在板构件75A的凹部830。在板构件75A形成有卡合槽82，该卡合槽82用于供邻接的板构件74的突起81卡合。

在凹部830内设置有一对限制部831、832，该限制部831、832在限制角度范围内的一对终端伴随着板构件75A的偏心摆动而与突起810抵接。另外，在突起810的侧面配置有作为转向操作方向检测装置的应变式传感器15d。在突起810与一方的限制部831抵接的情况下和与另一方的限制部832抵接的情况下，突起810的变形方向不同，所以应变式传感器15d的输出值的正负不同，结果即便单一的应变式传感器15d，也能够检测转向操作方向。

根据本实施方式，与无法旋转构件（端壁32）对置的一端的板构件75A相对于其余的板构件71～74偏心地旋转，从而无法旋转构件（端壁32）以及一端的板构件75A这两者的相对旋转量被限制，并且能够通过配置于两者中的任意一方（在本实施方式中为设置于板构件75A的突起810）的应变式传感器15d来检测应变。

即，与无法旋转构件（端壁32）对置的一端的板构件75A相对于其余的板构件71～74偏心地旋转，由此，如图11A所示，在限制角度范围的一方的终端，作为被限制部的突起810与凹部830内的一方的限制部831抵接，如图11B所示，在限制角度范围的另一方的终端，作为被限制部的突起810与凹部830内的另一方的限制部832抵接。

由此，无法旋转构件（端壁32）以及一端的板构件75A这两者的相对旋转量被限制，从而能够通过配置在设置于板构件75A的突起810上的应变式传感器15d来检测应变。此外，在图10的实施方式中，取代设置在突起810上的应变式传感器15d，也可以在一对限制部831、832的每个上设置应变式传感器。

接下来，图12A～图12C表示本发明的另一实施方式。参照图12A，本实施方式与图10的实施方式的不同如下。即、一端的板构件75B本身以在旋转方向C1具有游隙而能够卡合的方式收纳于环形凹部835，该环形凹部835设置于作为无法旋转构件的端壁32。

从板构件75B突出的圆柱状的支轴78B嵌合于端壁32的支承孔，该支承孔由圆孔构成，并且板构件75B被支承为绕支轴78B的中心轴线、亦即第二旋转中心L2能够旋转。即、支轴78B的中心轴线成为一端的板构件75B的旋转中心、亦即第二旋转中心L2，并且该第二旋转中心L2相对于其余的板构件71～74的第一旋转中心L1偏心。从邻接的板构件74突出的突起81，卡合于设置在板构件75B的卡合槽821。

在环形凹部835的内周835a设置有一对限制部836、837，并且板构件75B的外周75B1的一部分构成被限制部751、752。在环形凹部835的内周835a，在一对限制部836、837或者限制部836、837的附近，配置有作为转向操作方向检测装置的、一对应变式传感器15e、15f。

根据本实施方式，与无法旋转构件（端壁32）对置的一端的板构件75B相对于其余的板构件71～74偏心地旋转，从而在限制角度范围的一方的终端，如图12B所示，对应的被限制部751和限制部836抵接，并且应变式传感器15e检测在限制部836产生的应变。另一方面，在限制角度范围的另一方的终端，如图12C所示，对应的被限制部752和限制部837抵接，并且应变式传感器15f检测在限制部837产生的应变。

由此，无法旋转构件（端壁32）以及一端的板构件75B这两者的相对旋转量被限制，从而能够通过在端壁32的环形凹部835的内周835a配置的对应的应变式传感器15e、15f来检测应变。此外，在图12的实施方式中，取代在限制部836、837设置的一对应变式传感器15e、15f，也可以使用在一对被限制部751、752设置的一对应变式传感器。

此外，本发明不限定于上述实施方式，例如，在上述实施方式中，虽然通过嵌合于转向操作轴9（输出轴24）的外周的筒形部件85的外周来支承板构件71～75的内周，但是也可以取代上述方式，通过转向操作轴9（输出轴24）来直接支承板构件71～75的内周。

也可以使用摩擦层作为摩擦阻力施加构件，该摩擦层被覆在邻接构件之间的对置面的至少一方。

另外，施力部件69以及按压板70也可以介于作为可旋转构件的第二部分66和板构件71之间。另外，也可以通过被保持在转子61的第一部分65的内周上的滑动轴承，来保持板构件71～75。除此之外，在权利要求记载的范围内还可以实施各种变更。

Claims (7)

1.一种车辆用转向操作装置，进行多圈的旋转操作的转向操作部件与转向轮未被机械地连结起来，其特征在于，

具备：

转向操作角传感器，其检测所述转向操作部件的转向操作角；

转向操作方向检测装置，其只检测所述转向操作部件的转向操作方向；

转向致动器，其驱动所述转向轮；

旋转角限制机构，其将所述转向操作部件的旋转角限制在限制角度范围内；以及

控制装置，其具有：基于由所述转向操作角传感器检测出的转向操作角，来对所述转向致动器进行驱动控制的通常模式；和当所述转向操作角传感器发生了异常时，基于由所述转向操作方向检测装置检测出的转向操作方向，来对所述转向致动器进行驱动控制的失效模式，

所述转向操作方向检测装置具有应变式传感器，该应变式传感器通过在所述限制角度范围的一对终端检测所述旋转角限制机构产生的应变，来检测转向操作方向。

2.根据权利要求1所述的车辆用转向操作装置，其特征在于，

所述旋转角限制机构具有：

可旋转构件，其能够与所述转向操作部件的旋转轴同轴地一体旋转；

无法旋转构件，其在所述旋转轴的轴向上与所述可旋转构件对置；

多个板构件，它们介于所述可旋转构件和所述无法旋转构件之间，能够与所述旋转轴同轴地旋转；以及

多个连接构件，它们将所述无法旋转构件、所述多个板构件以及所述可旋转构件中的邻接的构件之间分别连结起来，以分别限制所述邻接的构件之间的相对旋转量，

作为所述转向操作方向检测装置的应变式传感器，配置于所述无法旋转构件、所述可旋转构件、所述多个板构件以及多个连接构件中的一个构件上，检测在该构件上产生的应变。

3.根据权利要求2所述的车辆用转向操作装置，其特征在于，

所述多个连接构件的每一个具有：

被限制部，其设置在所述邻接的构件中的一构件上，以及

一对限制部，它们设置在所述邻接的构件中的另一构件上，在所述限制角度范围的一对终端以择一方式与所述被限制部卡合，

配置有所述应变式传感器的构件为，设置有所述被限制部的构件和设置有所述一对限制部的构件中的任一构件。

4.根据权利要求2所述的车辆用转向操作装置，其特征在于，

配置有所述应变式传感器的构件，在所述应变式传感器的附近设置有减壁部。

5.根据权利要求3或4所述的车辆用转向操作装置，其特征在于，

与所述无法旋转构件对置的一端的板构件，被所述无法旋转构件支承为能够绕相对于第一旋转中心偏心的第二旋转中心旋转，所述第一旋转中心为所述多个板构件中的、除所述一端的板构件之外的其余的板构件的旋转中心，

配置有所述应变式传感器的构件为，所述无法旋转构件以及所述一端的板构件中的任一构件。

6.根据权利要求5所述的车辆用转向操作装置，其特征在于，

设置在所述无法旋转构件以及所述一端的板构件中的任一构件上的、作为所述被限制部的突起，以能够在旋转方向上隔着规定的游隙卡合的方式收纳于设置在另一构件上的凹部，

在所述凹部内设置有所述一对限制部。

7.根据权利要求5所述的车辆用转向操作装置，其特征在于，

所述一端的板构件以能够在旋转方向上隔着游隙卡合的方式收纳于设置在所述无法旋转构件上的环形凹部，

所述一对限制部设置在所述环形凹部的内周，

所述被限制部在所述一端的板构件的外周设有一对。

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