CN103732478A - 带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对线控转向式操舵装置进行控制的控制装置，该控制装置包括切换机构(17)，该机构处于：断开主电动机、传递副电动机的旋转，可转向的自动保护模式。第1控制装置(101)对反作用力促动器(4)和副电动机(7)进行控制。第2控制装置(201)驱动主电动机(6)。第1控制装置(101)具有异常时切换指令部(106)，在接收到主电动机(6)故障的诊断结果时，或在通过相互故障诊断部(103)诊断出第2控制装置(201)发生故障时，使切换机构(17)处于自动保护模式。

Description

带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置

相关申请

本申请要求申请日为2011年7月29日、申请号为特愿2011-167090号申请的优先权，通过参照将其整体作为构成本申请的一部分的内容而引用。

技术领域

本发明涉及一种带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，在该线控转向式操舵装置中，通过不以机械方式与转向用的转向轴连接的方向盘进行操舵，在该控制装置中，机构系统和控制系统均具有冗余性。

背景技术

在转向装置发生故障而造成重大事故的原因的装置中，要求具有高冗余性。作为其对策，针对线控转向式操舵装置，人们提出有按照下述方式构成的类型，其中，即使在使转向车轮转向的主电动机故障的情况下，仍可通过副电动机使转向车轮转向(专利文献1)。该提案的例子为下述的类型，其中，具有在主电动机发生故障时，使副电动机动作的自动保护功能，但是在主电动机正常动作的场合，副电动机不实现任何功能，这是不经济的。

作为消除这种不经济的方案，人们提出有下述的线控转向式操舵装置(比如专利文献2)，在该装置中，将束角调整用的电动机作为副电动机，在主电动机发生故障时断开主电动机，将束角调整用的副电动机用于转向。在转向用电动机发生故障而将车辆移到附近的安全场所或行驶到修理场的场合，转向功能必须要求用作车辆行驶的最低限的控制，但是束角调整功能不必要求用作最低限的控制。由此，通过在主电动机发生故障时，将束角调整用的电动机用于转向的方式，不必要求具有在平时不使用的预备的电动机，从而低成本地获得自动保护功能。

现有技术文献

专利文献1：JP特开2005—349845号公报

专利文献2：JP特开2011—84178号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献2的方案例子获得了转向用电动机异常时的自动保护功能，且在没有电动机的浪费的方面是优良的。但是，上述专利文献2中没有提到ECU(电动控制单元)等控制装置的自动保护功能，在控制装置的故障时，无法保持冗余性。通过对控制装置进行多重化处理，可获得控制的冗余性，但是，在单纯地多重化处理的场合，正常动作时的控制装置的浪费大，难以采用。

本发明的目的在于提供一种带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，其中，可同时确保：相对转向用的主电动机的故障和控制装置的故障的冗余性确保用的多重化处理、与在平时利用多重化部分的高性能化。下面针对本发明的概述，采用表示实施方式的附图中的标号而进行说明。

用于解决课题的技术方案

本发明的带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置为控制装置5，该控制装置5为对线控转向式操舵装置100进行控制，该线控转向式操舵装置100包括：转向轴10，在该转向轴10的左右两端设置有系杆11；方向盘1；反作用力促动器4，该反作用力促动器4对该方向盘1施加操舵反作用力；第1和第2操舵角传感器2A、2B，该第1和第2操舵角传感器2A、2B分别检测上述方向盘1的操舵角；主电动机6和副电动机7；转向动力传递机构18，该转向动力传递机构18将上述主电动机6的旋转传递给上述转向轴10；束角调整动力传递机构30，该束角调整动力传递机构30通过上述副电动机7的旋转调整束角；切换机构17，该切换机构17可切换到异常时切换方式，该方式中，将上述主电动机6与上述转向动力传递机构18断开，传递副电动机7的旋转，从而可进行转向。

上述控制装置5由相互通信的第1控制装置101和第2控制装置201构成。上述第1控制装置101具有基本控制功能部102，该基本控制功能部102接收上述第1操舵角传感器2A的检测信号，从而控制上述反作用力促动器4和副电动机7，上述第2控制装置201具有基本控制功能部202，该基本控制功能部202接收上述第2操舵角传感器2B的检测信号，从而控制上述主电动机6。上述第1和第2控制装置101、201分别具有诊断相互故障的相互故障诊断部103、203。上述第2控制装置201具有主电动机故障诊断部205，该主电动机故障诊断部205诊断主电动机6的故障，将诊断结果传递给第1控制装置101。第1控制装置101具有异常时切换指令部106，该异常时切换指令部106在从第2控制装置201接收主电动机6故障的诊断结果时，或在通过上述相互故障诊断部103而诊断第2控制装置201发生故障时，将上述切换机构17切换到上述异常时切换方式。

按照该方案，第1和第2控制装置101、201相互通信，通过相应的相互故障诊断部103、203进行相互的故障诊断。第2控制装置201通过主电动机故障诊断部205诊断主电动机6的故障。设置于第1控制装置101中的异常时切换指令部106在从第2控制装置201接收主电动机6故障的诊断结果时，或通过上述相互故障诊断部103而诊断第2控制装置201发生故障时，将上述切换机构17切换到上述异常时切换方式，进行副电动机7的转向。不仅在主电动机6发生故障的场合，而且还在控制主电动机6的第2控制装置发生故障的场合，主电动机6也不进行正常的转向。由此，通过将没有发生故障的第1控制装置101而控制的副电动机7用于转向，可进行安全的转向。

作为控制装置5设置的这两个装置，即第1控制装置101和第2控制装置201，第1控制装置101具有作为基本功能的控制反作用力促动器4和副电动机7的功能，第2控制装置201具有作为基本功能的控制主电动机6的功能。另外，主电动机6的故障的诊断通过第2控制装置201而进行，副电动机7的故障的诊断通过第1控制装置101而进行。此外，第1控制装置101和第2控制装置201具有相互的诊断功能。如此，将控制系统分为两个系统，最佳地分担各系统的作用，故获得确保针对转向用的主电动机6的故障和进行其控制的第2控制装置201的故障的冗余性用的多重化处理。此外，获得在平时采用多重化部分的束角控制、第1和第2控制装置101、201的诊断等高性能化。即，可实现确保冗余性用的多重化处理和利用平时的多重化部分的高性能化的传送同时成立。

另外，在上述第1和第2操舵角传感器2A、2B不必要求为相互独立的传感器，可为具有分别独立地检测而输出的功能的类型。比如，也可设置于相同传感器外壳内部，而编码器等传感器目标相互共用。如果通过具体例子而进行说明，也可为下述的两个传感器，其中，相对与方向盘1一起旋转的共用的编码器，按照电位角离开90°以便可进行旋转方向的检测的方式设置，进行90°相位的不同的输出。

此外，上述第1和第2操舵角传感器2A、2B的传感器目标也可不必一定以机械方式与方向盘1连接，可为与方向盘1同步旋转的类型。比如，上述第1操舵角传感器2A可检测上述操舵角反作用力促动器4的动作量，将该检测结果作为上述方向盘1的操舵角的检测结果的输出。为了进行操舵角反作用力促动器4的高精度的控制，必须要求采用传感器类的闭环控制，可通过将该控制用的传感器用作第1操舵角传感器2A，在没有浪费的情况下设置两个操舵角传感器2A、2B。

在本发明中，上述异常时切换指令部106具有在从上述第1和第2控制装置101、201的外部的设备301接收指令时，将上述切换机构17切换到上述异常时切换方式的功能。外部的设备301为比如第1控制装置101和第2控制装置201以外的控制部、驾驶员的输入机构(图中未示出)等的设备。由此，可对应于更多的方式的异常，切换到副电动机7的转向。

在本发明中，上述第1控制装置101或第2控制装置201可包括传感器故障诊断部107、207，该传感器故障诊断部107、207对第1和第2操舵角传感器2A、2B的输出进行比较，诊断第2操舵角传感器2B的故障，上述异常时切换指令部106在接收通过上述传感器故障诊断部107、207而诊断第2操舵角传感器2B发生故障的结果时，将上述切换机构17切换到上述异常时切换方式。在第2控制装置201中，由于其基本控制功能部202通过第2操舵角传感器2B的检测信号进行转向用的主电动机6的控制，故如果第2操舵角传感器2B发生故障，则不进行适合的转向。在该场合，将切换机构17切换到上述异常时切换方式，由此变成副电动机7的转向，可采用没有异常的第1操舵角传感器2A的检测信号而进行控制，可实现正确的转向。

也可相对第2操舵角传感器2B的故障，如下述那样而应对。即，在本发明中，上述第1控制装置101或第2控制装置201包括传感器故障诊断部107、207，该传感器故障诊断部107、207对第1和第2操舵角传感器2A、2B的输出进行比较，诊断第2操舵角传感器2B的故障，并且具有传感器输出转送部108，该传感器输出转送部108在接收通过上述传感器故障诊断部107、207而诊断第2操舵角传感器2B发生故障的结果时，通过将第1操舵角传感器2A的输出以通信方式发送给第2控制装置201，上述第2控制装置201具有采用传感器切换部208，该采用传感器切换部208代替采用第2操舵角传感器2B的输出，而采用从上述传感器输出转送部108转送的第1操舵角传感器2A的输出，进行上述基本控制部202的上述主电动机6的控制。如此，进行传感器故障的诊断，在通常用于转向的第2操舵角传感器2B发生故障的场合，将第2控制装置201所采用的操舵角传感器切换到第1操舵角传感器2A，由此，即使在发生传感器故障的情况下，仍进行主电动机6的转向。

在本发明中，上述第2控制装置201可包括传感器故障诊断部107、207，该传感器故障诊断部107、207对第1和第2操舵角传感器2A、2B的输出进行比较，从而诊断第1操舵角传感器2A的故障；以及传感器异常通报部209，该传感器异常通报部209将该传感器故障诊断部107、207的第1操舵角传感器2A发生故障的诊断结果通报给车辆的室内的通报机构。由于第1操舵角传感器2A用于束角的控制，故即使在发生故障的情况下，仍可实现在运转方面的最低限所必需的转向。由此，特别是即使在不进行控制方式的变更的情况下，仍可通过传感器异常通报部209，将异常传递给驾驶员，该方式构成对传感器异常的适合的应对。

在本发明中，上述第1控制装置101具有副电动机故障诊断部105，该副电动机故障诊断部105诊断上述副电动机7的故障，上述第2控制装置201具有副电动机异常通报机构210，该副电动机异常通报机构210从第1控制装置101接收上述副电动机故障诊断部105的故障的诊断结果，将该诊断结果通报给车辆的室内的通报机构302。由于副电动机7用于束角的控制，故即使在发生故障的情况下，仍可实现在运转方面，最低限所必需的转向。由此，特别是即使在不进行控制方式的变更的情况下，仍可通过副电动机异常通报机构210，将异常传递给驾驶员，该方式构成对副传感器异常的适合的应对。

在本发明中，上述第2控制装置201可具有控制装置异常通报部211，该控制装置异常通报部211将通过上述相互故障诊断部203而诊断第1控制装置101发生故障的结果通报给车辆的室内的通报机构302。由于第1控制装置101为对反作用力促动器4和作为束角控制用的电动机的副电动机7进行控制的装置，故如果第2控制装置201正常，则可进行最低限的安全的运转。由此，在第1控制装置101发生故障的场合，特别是即使在不进行控制方式的变更的情况下，仍可通过控制装置异常通报部211将异常传递给驾驶员，该方式构成第1控制装置101异常的适合的应对。

在本发明中，上述第1控制装置101可包括反作用力促动器故障诊断部109，该反作用力促动器故障诊断部109诊断上述反作用力促动器4的故障，包括反作用力异常通报部212，该反作用力异常通报部212将该诊断部109诊断为故障的结果通报给车辆的室内的通报机构302。反作用力促动器4对方向盘1施加操舵反作用力，从而提高驾驶员的操舵感觉，即使在故障的情况下，仍可进行方向盘1的正确的操舵。由此，在反作用力促动器4发生故障的场合，特别是即使在不进行控制方式的变更的情况下，仍可通过反作用力异常通报部212将异常传递给驾驶员，该方式构成反作用力促动器的异常的适合的应对。

在本发明中，上述切换机构17可切换到使束角调整动力传递机构30处于不能传递动力的状态，仅进行上述主电动机6的转向的束角固定时切换方式，上述第1控制部101包括副电动机故障诊断部105，用于诊断上述副电动机7的故障；束角固定指令部110，该束角固定指令部110根据该副电动机故障诊断部105的故障的检测结果，将上述切换机构17切换到束角固定时切换方式。束角控制为提高行驶的舒适性的控制，但是，即使在为束角固定的情况下，仍适当进行转向。于是，在作为束角控制用的电动机的副电动机7发生故障的场合，使束角调整动力传递机构30处于不能传递动力状态，仅仅进行主电动机6的转向，该方式构成传感器异常的适合的应对。

权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个方案中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的两个以上的任意的组合也包含在本发明中。

附图说明

根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于限定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相当的部分。

图1为表示本发明的优选的实施方式的线控转向式操舵装置的控制装置的大概结构的方框图；

图2为表示该控制装置的构思方案的方框图；

图3(A)为该线控转向式操舵装置中的转向轴驱动部的正常动作时的水平剖视图，图3(B)为其IIIB部放大图；

图4(A)为该转向轴驱动部中的束角调整用电动机故障时的水平剖视图，图4(B)为其IVB部放大图；

图5(A)为该转向轴驱动部中的转向用电动机故障时的水平剖视图，图5(B)为其VB部放大图；

图6(A)、图6(B)为表示该转向轴的连接螺纹部的相应不同状态的纵向剖视图；

图7为沿图3(A)中的VII—VII线的剖视图；

图8为该转向轴驱动部的旋转限制机构的侧视图，图8(A)、图8(B)表示分别不同的状态；

图9为表示通常的花键轴的花键齿的齿尖形状的侧视图；

图10(A)为上述转向轴驱动部的中间轴的一个例子的侧视图，图10(B)为其主视图；

图11(A)为上述转向轴驱动部的中间轴的另一个例子的侧视图，图11(B)为其主视图；

图12(A)为上述转向轴驱动部的中间轴的又一个例子的侧视图，图12(B)为其主视图；

图13(A)为上述转向轴驱动部的中间轴的又一个例子的侧视图，图13(B)为其主视图；

图14为构成比较例1的线控转向式操舵装置的控制装置的方框图；

图15为构成比较例2的线控转向式操舵装置的控制装置的方框图；

图16为构成比较例3的线控转向式操舵装置的控制装置的方框图；

图17为构成比较例4的线控转向式操舵装置的控制装置的方框图；

图18为构成比较例5的线控转向式操舵装置的控制装置的方框图；

图19为构成比较例6的线控转向式操舵装置的控制装置的方框图；

图20为构成比较例7的线控转向式操舵装置的控制装置的方框图。

具体实施方式

根据图1～图13(A)、图13(B)，对本发明的优选的实施方式进行说明。图1表示线控转向式操舵装置100和其控制装置5的大概结构。线控转向式操舵装置100包括驾驶员操舵的方向盘1；第1和第2操舵角传感器2A、2B；操舵反作用力促动器4；转向轴10，该转向轴10用于转向，可在轴向移动，该转向轴10经由转向节臂12和系杆11连接于左右的操舵轮13上；驱动该转向轴10的转向轴驱动部14；转向角传感器8。转向轴10为可伸缩的分割结构，不但可进行整体的轴向移动，而且可通过伸缩进行束角调整。

方向盘1不以机械方式与转向用的转向轴10连接。操舵反作用力促动器4为对方向盘1施加反作用力转矩的驱动源，其由电动机等构成。第1、第2操舵角传感器2A、2B为检测方向盘1的操舵角的传感器。第1操舵角传感器2A为检测操舵反作用力促动器4的旋转角度或发生转矩等动作量的传感器，在获得本实施方式的冗余性的控制的情况方面，该传感器兼作间接地检测方向盘1的操舵角的传感器。该第2操舵角传感器2B不经由促动器类，而直接检测方向盘1的操舵量。另外，第1操舵角传感器2A也可独立于检测操舵反作用力促动器4的动作量的传感器，专用地作为直接检测方向盘1的操舵角的传感器而设置。作为第2操舵角传感器2B等的直接地检测的传感器，可采用旋转变压器(resolver)，光学式编码器或磁性编码器等的以电学方式检测旋转角的类型。

在转向轴驱动部14上设置有转向轴10；进行操舵角13(图1)的转向的转向机构15；进行转向轮13的束角调整的束角调整机构16；切换机构17，该切换机构17切换转向机构15和束角调整机构16的各动力传递机构18、30。转向机构15由作为转向用电动机的主电动机6和将该主电动机6的旋转传递给转向轴10的转向动力传递机构18构成。束角调整机构16由作为束角调整的电动机的副电动机7和将该副电动机7的转矩传递给转向轴10的束角调整动力传递机构30构成。

切换机构17可从经由转向动力传递机构18和束角调整机构16分别通过主电动机6和副电动机7，进行转向和束角调整的通常时的切换方式，切换到相对转向动力传递机构18，断开主电动机6，传递副电动机7的旋转，可转向的异常时切换方式。另外，作为使束角调整动力传递机构30处于不能传递动力的状态，切换方式17可切换到仅仅进行主电动机6的转向的束角固定时切换方式。切换机构17由离合机构及其组合等构成。

控制装置5作为控制车辆的整体的主要的ECU(电动控制单元)3的一部分或独立于主ECU3而设置，为进行与转向和束角调整有关的控制的装置。控制装置5作为本实施方式的特征，由相互通信的第1控制装置101和第2控制装置201构成。该第1和第2控制装置101、201由微型计算机和具有其控制程序的电子电路等构成。第1控制装置101和第2控制装置201相互独立，按照相应的处理功能通过另外的电子部件获得的方式，由相互独立的硬件资源构成，但是，既可设置于共用的外壳(图中未示出)的内部，也可设置于共用的电路基板。

结合图2，对控制装置5的结构进行说明，并且进行图14～图20的比较例1～7的比较。另外，关于转向动力传递机构18、束角调整动力传递机构30和切换机构17的具体的结构例子，将在后面根据图3(A)、图3(B)～图13(A)、图13B而进行说明。

在图2中，第1控制装置101和第2控制装置201作为方框图而在图的中间处示出，并且在图的左右两侧，分别示出该方框图内部的组成部件。第1控制装置101具有基本控制功能部102，该基本控制功能部102为以接收第1操舵角传感器2A的检测信号，驱动控制反作用力促动器4和束角调整用的副电动机7为基本功能，并实现该基本功能的机构。基本控制功能部102采用副电动机7的旋转传感器115的旋转角的检测信号，进行通常行驶时的束角控制。第2控制装置201具有基本控制功能部202，该基本控制功能部202是以接收第2操舵角传感器2B的检测信号、驱动控制转向用的主电动机6为基本功能，并实现该基本功能的机构。基本控制功能部202采用主电动机6的旋转传感器215的旋转角的检测信号，进行通常行驶时的转向控制。

第1和第2的各控制装置101、201分别具有诊断相互的故障的相互故障诊断部103、203。第1控制装置101具有诊断副电动机7的故障的副电动机故障诊断部105，第2控制装置201具有主电动机故障诊断部205，该主电动机故障诊断部205诊断主电动机6的故障，将诊断结果传递给第1控制装置101。各电动机6、7的故障为比如转子的固定等。另外，第1和第2各控制装置101、201分别具有传感器故障诊断部107、207，该传感器故障诊断部107、207分别检测第1操舵角传感器2A和第2操舵角传感器2B的故障。该传感器故障诊断部107、207对第1操舵角传感器2A的检测值和第2操舵角传感器2B的检测值进行比较，按照已确定的条件检测处于故障状态的情况。第1控制装置101还具有诊断反作用力促进器4的故障的反作用力促进器故障诊断部109。

第1控制装置101具有异常时切换指令部106，该异常时切换指令部106在进行下述的条件1～4的充分判断，任意的条件充足时，将切换机构17切换到上述异常时切换方式。

条件1指从第2控制装置201的主电动机故障诊断部205接收主电动机6故障时的诊断结果时。

条件2指通过第1控制装置101的相互故障诊断部103诊断第2控制装置201发生故障时。

条件3指从外部的设备301接收异常时切换方式的切换的指令时。外部的设备301为相对第1和第2控制装置101、201的外部的设备。比如，ECU3(图1)的上述控制装置5以外的控制部、驾驶席的输入机构(图中未示出)等设备。

条件4指从第2控制装置201的传感器故障诊断部207接收诊断第2操舵角传感器2B发生故障的结果时。另外，在条件4的场合，也可不切换到异常时切换方式，而进行下述的传感器输出转送部108和使用传感器切换部208的控制。

传感器输出转送部108设置于第1控制装置101中，在接收通过第2控制装置201的传感器故障诊断部207、诊断为第2操舵角传感器2B发生故障的结果时，将第1操舵角传感器2A的输出以通信方式发送给第2控制装置201。使用传感器切换部208设置于第2控制装置201中，代替采用第2操舵角传感器2B的输出，而采用从传感器输出转送部108转送的第1操舵角传感器2A的输出，进行基本控制部202的主电动机6的控制。有选择地确定是设置该传感器输出转送部108和使用传感器切换部208，还是通过上述异常时切换指令部106在第4条件下切换到上述异常时切换方式。

第1控制装置101不但具有上述各部分，而且具有束角固定指令部110，通过副电动机故障诊断部105得出的副电动机7发生故障的检测结果，将切换机构17切换到上述束角固定时切换方式。

第2控制装置201具有各种的通报部，即传感器异常通报部209、副电动机异常通报部210、控制装置异常通报部211、以及反作用力异常通报部212，这些通报部209～212在已确定的轻微的异常的场合，特别是不进行涉及车辆的行驶的控制，在位于车辆的室内的驾驶席的通报机构302中，进行已确定的通报。上述轻微的异常为可维持车辆的安全行驶的范围内的异常。通报机构302为比如液晶显示器等的显示器303或扬声器304等的发出声音的机构等。另外，上述各通报部209～212也可设置于第1控制装置101中。

传感器异常通报部209通过第1控制装置101的传感器故障诊断部107作出第1操舵角传感器2A发生故障的诊断，在将其诊断结果送给第2控制装置201时，在上述通报机构302中进行第1操舵角传感器2A发生故障的通报。

在通过第1控制装置101的副电动机故障诊断部105诊断副电动机7发生故障，将该诊断结果从第1控制装置101发送给第2控制装置201时，副电动机异常通报部210将该诊断结果通报给上述通报机构302。

控制装置异常通报部211在通过第1控制装置101的相互故障诊断部103诊断第1控制装置101发生故障的场合，将该诊断结果通报给上述通报机构302。控制装置异常通报部211也可取代设置于第2控制装置201中，而设置于第1控制装置101中。

下面对上述结构的动作进行说明。第1和第2控制装置101、102相互通信，共有转向角度等各种信息，并且通过相互故障诊断部103、203进行相互的故障诊断。各控制装置101、201通过副电动机故障诊断部105、主电动机故障诊断部205、传感器故障诊断部107、207、反作用力促动器故障诊断部109等，采用各种的传感器而进行各电动机6、7等故障的检测。另外，通过第1和第2控制装置101、201之间的通信，在平时对第1和第2操舵角传感器2A、2B的输出进行比较，检测传感器故障。

异常时切换指令部106在下述的条件A～C中的任意者充足的场合，将切换机构17切换到异常时切换方式，即，切换到下述的自动保护模式，其中，相对转向动力传递机构18断开主电动机6，传递副电动机7的旋转，可进行转向。

条件A：从第2控制装置201的主电动机故障诊断部205接收主电动机6发生故障的诊断结果时；

条件B：通过第1控制装置101的相互故障诊断部103诊断第2控制装置201发生故障时；

条件C：从外部的设备301接收向异常时切换方式进行切换的指令时。

不仅在主电动机6发生故障的场合，而且在控制主电动机6的第2控制装置201发生故障的场合，主电动机6不进行正常的转向。由此，通过将没有发生故障的第1控制装置101控制的副电动机7用于转向，如此可进行安全的转向。

在下述的条件D的场合，即使在通过异常时切换指令部106使切换机构17为上述异常时切换方式，仍可采用其它的控制。

条件D：从第2控制装置201的传感器异常诊断部207接收诊断为第2操舵角传感器2B发生故障的结果时。

条件D的场合的其它的控制为下述的控制，在该控制中，在第1控制装置101从第2控制装置201的传感器异常诊断部207接收诊断第2操舵角传感器2B发生故障的结果时，通过使用传感器切换部208将第1操舵角传感器2A的输出以通信方式发送给第2控制装置201，第2控制装置201的使用传感器切换部208采用从传感器输出转送部108转送的第1操舵角传感器2A的输出，进行基本控制功能部202的主电动机6的控制。

在下述的条件异常的场合，通过各通报部209～212经由通报机构302将异常传递给驾驶员，但是，不转到异常时切换方式(自动保护模式)。

·通过操舵角传感器2A、2B的输出的比较，第2控制装置201检测到第1操舵角传感器2A的异常的场合；

·第1控制装置101检测到副电动机7的故障，通过通信的方式传递给第2控制装置201的场合；

·通过相互故障诊断，第2控制装置201诊断第1控制装置101发生故障的场合；

·第1控制装置101检测到反作用力促动器4的故障(转矩释放等)的场合。

按照本实施方式，获得下述的优点。如上述那样，作为控制装置5而设置第1控制装置101和第2控制装置201，但是，第1控制装置101具有作为基本功能的控制反作用力促动器4和副电动机7的功能，而第2控制装置201具有作为基本功能的控制主电动机6的功能。另外，通过第2控制装置201，进行主电动机6的故障的诊断，副电动机7的故障的诊断通过第1控制装置101而进行。另外，第1控制装置101和第2控制装置201具有相互的诊断功能。

由于如此产生将控制系统分为两个系统、最佳地分担各系统的作用，故获得确保转向用的主电动机6的故障和用于相对进行其控制的第2控制装置201的故障的冗余性的多重化。通过该冗余性，在故障发生时，将车辆移到附近的安全的场所或行驶到修理场的场合，可进行安全的转向。另外，在平时可获得利用多重化部分的束角控制、第1和第2控制装置的诊断等的高性能化。即，可实现采用冗余性确保用的多重化和平时的多重化部分的高性能化同时成立。

本实施方式的优越性在于下述的方面。

·即使任意一个要素发生故障的情况下，仍可避免构成重大事故的原因的转向功能故障；

·构成将控制系统分为两个系统、最佳地分担各系统的作用、实现高性能化的方案。

·构成为使组成要素数量、通信线路为最小的方案。

与图14～图20所示的比较例1～7相比较，对本实施方式的优越性进行说明。

图14所示的比较例1通过一个控制装置5A，进行涉及转向和束角控制的全部的控制。在该比较例中，在控制装置5A破损、异常时，不能保持冗余性。由于相对该情况，在上述实施方式中，将控制装置5分成第1和第2控制装置101、201，适当分担控制功能，故即使在第1和第2控制装置101、201中的任意一者发生破损、异常的情况下，仍能安全地进行最低限的转向。

在图15所示的比较例2中，设置第1和第2控制装置101、201，但是具有将切换机构17切换到用于控制主电动机6的第2控制装置201的功能。在本比较例中，在用于控制主电动机6的控制装置201发生异常的场合，不能进行切换，无法保持冗余性。相对该情况，在上述实施方式中，由于设置将切换机构17切换到用于驱动副电动机的第1控制装置101的异常时切换指令部106，故即使在用于控制主电动机6的第2控制装置201发生异常的情况下，仍能进行切换。另外，即使在用于驱动副电动机的第1控制装置101发生异常的情况下，仍可进行主电动机6的转向。但是，在通过相互诊断部203等而检测到第1控制装置101的异常的场合，第1控制装置101最好可停止，或隔绝其输出。

在图16所示的比较例3中进行控制主电动机6的第2控制装置101具有反作用力促动器4的控制功能。在该比较例中，从功能上获得与实施方式相同的功能。但是，在仅用于控制使用频率低的副电动机7的第1控制装置101和控制主电动机6进行经常驱动与控制反作用力促动器4的第2控制装置201之间，具有所分担的功能的偏移，计算量集中发生于第2控制装置201中。相对该情况，在上述实施方式中，由于控制使用频率低的副电动机7的第1控制装置101具有反作用力促动器4的控制功能，故在第1控制装置101和第2控制装置201之间获得计算量的均衡。

在图17所示的比较例4中，第1和第2控制装置101、201均具有将切换机构17切换的功能。必须通过切换机构17而切换的场合属于主电动机6、第2控制装置201发生异常的场合，另外，两个控制装置101、201具有相互的通信线路。由此，从第2控制装置201到切换机构17的通信和控制线路401是不需要的，且是无用的。在上述实施方式中，没有设置这样的无用的通信和控制线路401。

在图18所示的比较例5中，按照分为主用和副用的方式，设置两个控制装置5B，该两个控制装置5B具有涉及转向和束角调整的全部的功能，在主控制装置5B异常时，将控制切换到副控制装置5B。在本例子的场合，可确保冗余性。但是，布线复杂，控制装置5的尺寸变大。另外，正常时的浪费多。由于相对该情况，在上述实施方式中，将控制系统分为两个系统，适当分担作用，可使组成部件数量、通信线路数量为最小。

在图19所示的比较例6中，不但设置用于控制副电动机7的第1控制装置101、用于控制主电动机6的第2控制装置201，还设置用于控制反作用力促动器4的第3控制装置501。在该场合，控制装置101、201、501之间的通信量多，控制装置增加带来的优点少。

在图20所示的比较例7中，第1操舵角传感器2A的输出与第1、第2控制装置101、201的两者连接，第2操舵角传感器2B的输出与第1、第2控制装置101、201的两者连接。在该比较例7中，获得高于实施方式的冗余性。但是，必须考虑操舵角传感器2A、2B和控制装置101、201之间的信号线的电分离。比如，在第1控制装置101接受高电压而破坏的场合，具有该高电压通过第1控制装置101－第1操舵角传感器2A－第2控制装置201的通路，传递给第2控制装置201，使第2控制装置201破坏的危险。由此，必须在通路上进行电分离，但是这构成尺寸的增加、成本的增加的原因。在上述实施方式中，这样的电分离是不需要的。

如根据与这些比较例1～7的比较而知道的那样，上述实施方式形成下述的方案，其中，将控制系统分为两个系统，最佳地分担各系统的作用，实现高性能化，同时得到确保冗余性用的多重化、采用平时的多重化的高性能化，即使在任意一个要素发生故障的情况下，仍可避免造成重大事故的原因的转向功能故障，并且可兼具形成有下述结构等的优越性，该结构使组成部件数量、通信线路为最小。

结合图3(A)、图3(B)～图13(A)、图13(B)对线控转向式操舵装置100的机械组成部件的一个例子进行说明。转向轴10为下述的轴，其在轴向分成非旋转分割轴10A和旋转分割轴10B，通过与轴中心同心的螺纹连接部10C，将该两个分割轴10A、10B连接。在相对转向轴驱动部14的外壳19而突出的非旋转分割轴10A和旋转分割轴10B的前端部上，分别连接有左右的系杆11(图1)。

如图6(A)、图6(B)所示的那样，螺纹连接部10C具有设置于非旋转分割轴10A上的外螺纹81和设置于旋转分割轴10B上的内螺纹82。螺纹的种类最好为角螺纹或梯形螺纹。通过螺纹的种类为角螺纹或梯形螺纹的螺纹连接部10C，非旋转分割轴10A和旋转分割轴10B的连接坚固。

外螺纹81设置于从非旋转分割轴10A的滚珠丝杆部10a向旋转分割轴10B侧突出的嵌合轴部83的前端。内螺纹部82形成于旋转分割轴10B的筒状部84的内周上。在旋转分割轴10B上，设置有从上述筒状部84延伸到非旋转分割轴10A的延长筒状部85，在该延长筒状部85的内径孔86上嵌合有上述嵌合轴部83。内径孔86与转向轴10的轴中心同心。

在螺纹连接部10C上设置防抽出机构88，该防抽出机构88防止上述嵌合轴部83从上述内径孔86抽出的情况。该防抽出机构88由卡圈90和环状的内周槽91构成，该卡圈90嵌合于形成于嵌合轴部83的外周上的环状的外周槽89中，该内周槽91形成于内径孔86的内径面上。如图6(A)的部分放大图所示的那样，内周槽91中的与非旋转分割轴10A相反一侧的台阶面91a呈朝向外侧而槽深度逐渐变浅的锥状。

通常，如图6(A)那样，处于卡圈90和内周槽91的轴向位置发生偏移、卡圈90按压于内径孔86的内径面上、直径缩小的状态。在该状态，如果相对非旋转分割轴10A使旋转分割轴10B旋转的话，则调整螺纹连接部10C的螺合长度。如图6(B)那样，如果卡圈90和内周槽91处于轴向相同位置，则卡圈90的直径因本身的弹性排斥力而扩大，该卡圈90与内周槽91卡合。由此，限制使螺纹连接部10C的螺合长度变短的方向的动作，无法从内径孔86中抽出嵌合轴部83。由于内周槽91的台阶面91a呈上述形状的锥状，故无法限制使螺纹连接部10C的螺合长度变短的方向的动作。

非旋转分割轴10A通过止转机构93，可相对转向轴驱动部14的外壳19在轴向进退，并且不能围绕轴旋转。止转机构93如图7所示的那样，由非同心圆部10b和滚动轴承94构成，该非同心圆部10b为非旋转分割轴10A中的与上述滚珠丝杆部10a的外侧连接的部分，该滚动轴承94固定而设置于外壳19上，在轴向以可滑动的方式嵌合有上述非同心圆部10b。非同心圆部10b的与轴向相垂直的截面的形状为外形不同于轴中心的同心圆的形状。在该图例子中，非同心圆部10b呈以直线而将圆周的一部分切掉的截面形状，但是也可为其它的截面形状。该结构的止转机构93的结构简单，可确实阻止转向轴10的非旋转分割轴10A的旋转。

转向轴10的整体如下述那样支承于外壳19。即，非旋转分割轴10A经由与滚珠丝杆部10a螺合的后述的滚珠螺母26，通过多排角接触滚珠轴承29a和深槽滚珠轴承29b而支承，并且通过上述滚动轴承94而支承。另外，旋转分割轴10B经由通过花键与外周嵌合的后述的花键螺母40，通过滚动轴承44而支承。另外，滚珠丝杆部10a的外径面通过滑动轴承95而被支承。滑动轴承95的轴向位置位于螺纹连接部10C和滚珠螺母26之间。

转向机构15使转向轴10的非旋转分割轴10A和旋转分割轴10B在轴向一体地移动，进行操舵轮13的转向。该转向机构15包括主电动机6与转向动力传递机构18，该转向动力传递机构18通过该主电动机6的旋转，使转向轴10在轴向移动。

主电动机6按照与上述转向轴10平行的方式安装于转向轴驱动部14的外壳19。主电动机6为中空电动机，具有筒状的中空电动机轴20。该中空电动机轴20通过一对轴承23，以可旋转的方式支承于外壳19上。在中空电动机轴20的中空部的内部，与转向轴10平行地设置的转向用中间轴21按照经由针状滚子轴承22，可旋转地并且可于轴向移动的方式支承。转向用中间轴21与后述束角调整用中间轴35一起，通过切换机构17的直线移动促动器47，在图3(A)、图3(B)所示的基准位置、图4(A)、图4(B)所示的副电动机故障时位置、与图5(A)、图5(B)所示的主电动机故障时位置的各位置在轴向切换。

转向动力传递机构18包括主电动机6的上述中空电动机轴20；上述转向用中间轴21；输出齿轮24，该输出齿轮24可经由键(key)(图中未示出)，进行旋转传递地嵌合于该转向用中间轴21的外周；输入齿轮25，该输入齿轮25经由中间齿轮24a而与该输出齿轮24啮合；滚珠螺母26，该滚珠螺母26固定于该输入齿轮25，与上述转向轴10的非旋转分割轴10A的滚珠丝杆部10a螺合。

输入齿轮25经由滚动轴承28支承于上述外壳19。另外，滚珠螺母26通过设置于轴向两侧的多排角接触滚珠轴承29a和深槽滚珠轴承29b，以可旋转的方式支承于外壳19。如果将多排角接触滚珠轴承29a和深槽滚珠轴承29b组合而支承滚珠螺母26，则可承受作用于滚珠螺母26上的轴向荷载和弯矩荷载的两者。由于转向用中间轴21如上述那样，经由针状滚子轴承22与主电动机6的中空电动机轴20嵌合，并且经由键而与输出齿轮24嵌合，故允许沿轴向的移动。

在中空电动机轴20的内周上，形成由内齿构成花键齿20a，在转向用中间轴21的外周上，形成由外齿构成的花键齿21a，在转向轴驱动部14的正常时状态(图3(A)、图3(B))中，这些花键齿20a、21a相互啮合，构成花键嵌合部27，由此，中空电动机轴20和转向用中间轴21以可传递转矩的方式连接。中空电动机轴20的花键齿20a在轴向较长，转向用中间轴21的花键齿21a可与任意的轴向部位啮合。

在转向轴驱动部14的正常时状态(图3(A)，图3(B))，主轴电动机6的旋转输出经由转向用中间轴21、输出齿轮24、齿轮24a、输入齿轮25传递给滚珠螺母26，滚珠螺母26的旋转变换为沿转向轴10的轴向的移动，进行转向。

束角调整机构16相对非旋转分割轴10A，使旋转分割轴10B旋转，调整螺纹连接部10C的螺合长度，由此，改变上述左右的系杆之间的距离，改变操舵轮13的束角。该束角调整机构16包括副电动机7和束角调整动力传递机构30，该束角调整动力传递机构30通过该副电动机7的旋转而调整束角。

副电动机7按照与转向轴10同心的方式安装于转向轴驱动部14的外壳19。副电动机7也为中空电动机，其筒状的中空电动机轴31设置于转向轴10的螺纹连接部10C的外周。

束角调整动力传递机构30由下述部件构成，该部件为：固定于上述中空电动机轴31上的输出齿轮32；经由该输出齿轮32和中间齿轮32a而啮合的第1中间齿轮33；通过该第1中间齿轮33和花键嵌合部34而啮合的束角调整用中间轴35；通过该束角调整用中间轴35和花键嵌合部36而啮合的第2中间齿轮37；经由该第2中间齿轮37和中间齿轮37a而啮合的输入齿轮38；固定于该输入齿轮38的花键螺母40。转向轴10的旋转分割轴10B为在外周上形成有齿槽的花键轴，在该旋转分割轴10B上通过花键而嵌合有上述花键螺母40。旋转分割轴10B和花键螺母40既可两者滑动接触，也可经由滚珠(图中未示出)而相互滚动接触。在任意的场合，可良好地将旋转从花键螺母40传递给旋转分割轴10B。

第1中间齿轮33和第2中间齿轮37与束角调整用中间轴35通过下述方式，构成花键嵌合部34、36，该方式为：由形成于两个中间齿轮33、37的内齿形成的花键齿33a、37a、与由形成于束角调整用中间轴35的外齿形成的花键齿35a、35b相互啮合。束角调整用中间轴35的花键齿35b在轴向足够长，还可在任意的轴向部位与第2中间齿轮37的花键齿37a啮合。

中间电动机轴31经由滚动轴承41，第1中间齿轮33经由滚动轴承42，第2中间齿轮37经由滚动轴承43，花键螺母40经由滚动轴承44，分别支承于外壳19。另外，在第1中间齿轮33和第2中间齿轮37之间，介设有滚动轴承45，两个齿轮33、37可相互旋转。由于束角调整用中间轴35如上述那样，通过花键嵌合部36而与第2中间齿轮37啮合，故允许轴向的移动。转向用中间轴21和束角调整用中间轴35于同轴上相互邻接地设置，在两个中间轴21、35的相互面对的轴端之间，介设有花键轴承46。由此，两个中间轴21、35可相对旋转。

在转向轴驱动部14的正常时状态(图3(A)、图3(B))，副电动机7的旋转输出经由中间电动机轴31、输出齿轮32、中间齿轮32a、第1中间齿轮33、束角调整用中间轴35、第2中间齿轮37、中间齿轮37a、输入齿轮38而传递给花键螺母40，通过花键螺母40的旋转，使转向轴10的旋转分割轴10B旋转，通过相对非旋转分割轴10A，使旋转分割轴10B旋转，调整螺纹连接部10C的螺合长度，使转向轴10伸缩。由此，改变左右的系杆间距，改变操舵轮13(图1)的束角。在该束角调整时，如后述的那样，转向动力传递机构18和束角调整动力传递机构30通过操纵控制机构5a的控制，按照左右的转向轮13的转向角与目标值一致的方式相互协调而动作。

切换机构17用于在主电动机6发生故障时，并且副电动机7发生故障等时，切换转向动力传递机构18和束角调整动力传递机构30的动力传递系统。该切换机构17包括转向用中间轴21和束角调整用中间轴35；直线运动传动器47，该直线运动传动器47在轴向使该中间轴21、35一起地移动；按压机构48，该按压机构48按照两个中间轴21、35在平时维持在相互接触的状态的方式施加按压力；传动卡合脱离机构49，该传动卡合脱离机构49通过两个中间轴21、35的移动，使转向动力传递机构18和束角调整动力传递机构30的各传动连接部的传动脱离。

直线运动传动器47由弹簧部件51与弹簧卡合脱离机构52构成。另外，弹簧卡合脱离机构52由直线-旋转运动变换机构53与旋转限制机构54构成，该直线-旋转运动变换机构53将弹簧部件51的直线运动变换为旋转运动，该旋转限制机构54对通过直线-旋转运动变换机构53获得的旋转运动进行限制。

在本例子中，弹簧部件51为压缩螺旋弹簧，使支承部件55偏置于图3(A)、图3(B)～图5(A)、图5(B)的左侧方向。即，在弹簧部件51中，与支承部件55接触的一侧的端部在左右方向直线运动。支承部件55按照在与转向用中间轴21相同的轴上相互邻接的方式设置。在支承部件55和转向用中间轴21之间介设有花键轴承56，支承部件55和弹簧部件51之间介设有滑动滚子轴承57，支承部件55可围绕中心轴而旋转。

另外，在本例子中，直线-旋转运动变换机构53为滚珠丝杆机构，由与支承部件55成一体的滚珠丝杆58与和该滚珠丝杆58螺合的滚珠螺母59构成。直线-旋转运动变换机构53既可为滚珠丝杆机构以外的结构，也可为比如齿条和小齿轮组合的结构。

如图8(A)，图8(B)所示，旋转限制机构54由突起物60、杠杆61和旋转限制驱动源62构成，该突起物60设置于作为旋转轴的滚珠丝杆58，该杠杆61通过钩挂于突起物60的方式起到阻止滚珠丝杆58旋转的作用，该旋转限制驱动源62使该杠杆61动作。突起物60的外周的一部分构成在外径侧伸出的突起部60a的板状的部件，在其突起部60a的周向一端，形成与杠杆61接触的台阶面60b。严格地说，突起物60的突起部60a为用于钩挂杠杆61的突起物。杠杆61以可旋转的方式设置于与滚珠丝杆58平行的旋转中心轴61a，具有钩挂于上述突起物60的突起部60a的一对钩挂部61b、61c。旋转限制驱动源62由直线运动式的促动器构成，比如，为直线螺线管。旋转限制驱动源62包括在一个方向(上下方向)进退动作的进退杆62a，该进退杆62a经由连杆63与上述杠杆61连接。

图8(A)表示转向轴驱动部14处于正常时状态时的旋转限制机构54的状态。在该状态，杠杆61的一个钩挂部61b钩挂于突起物60的突起部60a，由此，对突起物60和与其一体的滚珠丝杆58的旋转进行约束。由此，因由滚珠丝杆机构构成的直线-旋转运动变换机构53的作用，滚珠丝杆58不在轴向移动，对弹簧部件51(图3(A))按压支承部件55(图3(B))的情况进行限制。即，弹簧部件51保持在压缩状态，处于两个中间轴21、35(图3(A)、图3(B))不能在轴向偏置的无偏置状态。

如果从图8(A)的状态，使旋转限制驱动源62的进退杆62a后退，则解除杠杆61的钩挂部61b和突起物60的突起部60a的钩挂，滚珠丝杆58可旋转。由此，通过弹簧部件51的弹性排斥力，滚珠丝杆58在相对滚珠螺母59而旋转的同时，沿图3(A)的向左方向移动。即，弹簧部件51处于从上述压缩状态而释放，使两个中间轴21、35在轴向偏置的状态。如果突起物60以规定的相位而旋转，则如图8B所示，突起物60的突起部60a钩挂于杠杆61的另一个钩挂部61c，对突起物60和滚珠丝杆58的旋转进行约束。在此期间，两个中间轴21、35在轴向而向左侧移动，位于图4(A)、图4(B)的副电动机故障位置。

如果从图8(B)的状态，使旋转限制驱动源62的进退杆62a前进，则解除杠杆61的钩挂部61c和突起物60的突起部60a的钩挂，滚珠丝杆58可旋转。由此，与上述相同，弹簧部件51处于使两个中间轴21、35在轴向偏置的状态，两个中间轴21、35在轴向而向左侧移动。伴随该情况，突起物60和杠杆61的轴向位置脱开。由此，即使在突起物60旋转的情况下，突起部60a也不钩挂于杠杆61的任何的钩挂部61b、61c，弹簧部件51移动到直线运动范围端部。该弹簧部件51移动到直线运动范围端部时的两个中间轴21，35的位置为图5(A)、图5(B)的主电动机故障时位置。

上述弹簧卡合脱离机构52在从作用面观看的场合，也可如下述那样而描述。即，弹簧卡合脱离机构52由障碍物和障碍物去除机构B构成，该障碍物设置于弹簧部件51的直线运动范围内，或设置于作为与弹簧部件51一起直线运动的部件的滚珠丝杆58的运动范围内，影响其直线运动，该障碍物去除机构B通过去除该障碍物的方式，将弹簧部件51从压缩状态而释放。在该场合，障碍物为钩挂于安装在滚珠丝杆58上的突起物60，妨碍滚珠丝杆58的直线运动的杠杆61，障碍物去除机构B为组合有旋转限制驱动源62和连杆63的机构，在该机构中，按照去除作为在滚珠丝杆58的运动范围内突出的障碍物的杠杆61的方式作用。

按压机构48如图3(A)、图3(B)～图5(A)、图5(B)所示，由按压轴64与螺旋弹簧65构成，该按压轴64与束角调整用中间轴35邻接并设置于与转向用和束角调整用两个中间轴21、35相同的轴上，该螺旋弹簧65弹性偏置于将该按压轴64按压于束角调整用中间轴35上的一侧。按压轴64和螺旋弹簧65接纳于作为外壳19的一部分的按压机构接纳部19a中。在按压轴64和束角调整用中间轴35的相互面对的轴端之间，设置有滑动轴承66，由此，相对按压轴64，束角调整用中间轴35可自由旋转。

传动卡合脱离机构49包括第1～第3传动卡合脱离机构71～73。第1传动卡合脱离机构71由主电动机6的中空电动机轴20、转向用中间轴21以及作为束角调整用驱动部件的第1中间齿轮33构成。在两个中间轴21、35位于图3(A)、图3(B)的基准位置时，以及位于图4(A)、图4(B)的副电动机故障时位置时，中空电动机轴20的花键齿20a和转向用中间轴21的花键齿21a相互啮合，构成花键嵌合部27，由此，将中空电动机轴20和转向用中间轴21连接。两个中间轴21、35位于图5(A)、图5(B)的主电动机故障位置时，转向用中间轴21的花键齿21a与中空轴20的花键齿20a脱开，转向用中间轴21的花键齿21a与第1中间齿轮33的花键齿33a啮合，构成花键嵌合部74，由此，转向用中间轴21与第1中间齿轮33连接。

第2传动卡合脱离机构72由转向用中间轴21、作为束角调整用驱动侧部件的第1中间齿轮33以及束角调整用中间轴35构成。在两个中间轴21、35位于图3(A)、图3(B)的基准位置时，第1中间齿轮33的花键齿33a和束角调整用中间轴35的花键齿35a相互啮合，构成花键嵌合部34，由此，第1中间齿轮33和束角调整用中间轴35连接。在两个中间轴21、35位于图4(A)、图4(B)的副电动机故障位置时，以及位于图5(A)、图5(B)的主电动机故障位置时，上述花键嵌合部34的啮合被脱开，从而第1中间齿轮33和束角调整用中间轴35不连接。

第3传动卡合脱离机构73由束角调整用中间轴35、作为束角调整用从动侧部件的第2中间齿轮37和外壳19构成。在外壳19的上述按压机构接纳部19a的基端形成由内齿构成的花键齿75a。在两个中间轴21、35位于图3(A)、图3(B)的基准位置时，束角调整用中间轴35的花键齿35b和第2中间齿轮37的花键齿37a相互啮合，构成花键嵌合部36，由此，束角调整用中间轴35和第2中间齿轮37连接。在两个中间轴21、35位于图4(A)、图4(B)的副电动机故障位置时，以及位于图5(A)、图5(B)的主电动机故障位置时，不但上述花键嵌合部36，而且束角调整用中间轴35的花键齿35b和外壳19的花键齿75a相互啮合，构成花键嵌合部75。通过该花键嵌合部75，束角调整用中间轴35与外壳19连接，对旋转进行约束。

在上述传动卡合脱离机构49的切换动作中，在两个中间轴21、35从基准位置沿轴向移到主电动机故障位置的过程中，在束角调整用中间轴35与第1中间齿轮33脱离之前，按照束角调整用中间轴35与外壳19连接的方式设定各部件的位置关系。

为了顺利地进行上述传动卡合脱离机构49的切换动作，对于转向用中间轴21的花键轴21a、以及束角调整用中间轴35的花键齿35a、35b，最好如图9所示的通常的花键轴80的花键齿80a那样，齿尖的形状不呈平坦的形状，比如图10(A)、图10(B)或图11(A)、图11(B)所示，齿尖的形状为锐角状。或者，作为其它的例子，最好，如图12(A)、图12(B)或图13(A)、图13(B)所示，花键齿21a、35a、35b的齿尖的形状为不带有齿尖凸部的锥状。

另外，也可如图11(A)、图11(B)或图13(A)、图13(B)所示，在转向用中间轴21中的与束角调整用中间轴35面对的一侧的前端，按照突出于花键齿21a的轴端侧的方式设置突出部76。该突出部76的外径小于花键齿21a的齿底半径。如果这样的突出部76设置于转向用中间轴21的前端，则在转向用中间轴21和束角调整用中间轴35的位置从基准位置切换到主电动机故障位置时，按照突出部76的轴向长度，首先，束角调整用中间轴35的花键齿35a与第1中间齿轮33的花键齿33a脱开，然后，转向用中间轴21的花键齿21a与第1中间齿轮33的花键齿33a啮合。即，由于解除副电动机7和束角调整用中间轴35的动力连接，故副电动机7和转向用中间轴21在动力方面连接。另外，图3(A)、图3(B)～图5(A)、图5(B)所示的转向驱动部14采用图11(A)、图11(B)或图13(A)、图13B所示的轴端形状的转向用中间轴21。

下面对该线控转向式操舵装置的转向驱动部14的动作进行说明。在主电动机6和副电动机7正常的场合，如图3(A)、图3(B)所示，主电动机6的中空电动机轴20的旋转经由转向动力传递机构18传递给滚珠螺母26，并且副电动机7的中空电动机轴31的旋转经由束角调整动力传递机构30传递给花键螺母40。与转向轴10的非旋转分割轴10A的滚珠丝杆部10a螺合的滚珠螺母26的旋转在轴向使非旋转分割轴10A和旋转分割轴10B一体地移动，由此，进行操舵轮13的操舵。通过花键与转向轴10的旋转分割轴10B嵌合的花键螺母40的旋转使旋转分割轴10B旋转，通过该旋转，与转向轴10的两端的束角调整用外螺纹部10c连接的系杆11进退，从而进行束角调整。

该束角调整具体来说，如下述那样，通过使转向动力传递机构18和束角调整动力传递机构30相互协调的动作而进行。即，如果通过副电动机7使花键螺母40旋转，则伴随花键螺母40，旋转分割轴10B旋转。旋转分割轴10B相对非旋转分割轴10A，通过相互同心的螺纹部10C螺合，可相对花键螺母40而沿轴向移动，如果旋转分割轴10B旋转，则仅按照与螺纹连接部10C的旋转量相对应的轴向距离相对非旋转分割轴10A，旋转分割轴10B沿轴向移动。由此，由于非旋转分割轴10A和旋转分割轴10B构成的转向轴10的长度改变，故束角改变。但是，仅旋转分割轴10B的移动也会导致束角的改变。

于是，通过主电动机6使滚珠螺母26旋转，非旋转分割轴10A相对旋转分割轴10B的移动方向而在相反方向处于轴向方向。即，按照通过副电动机7进行的旋转分割轴10B相对非旋转分割轴10A的轴向的相对移动长度的一半量，通过主电动机6使非旋转分割轴10A移动，维持转向轴10的全长长度的中心位置。由此，按照左右的转向轮13的转向角度均与目标值一致的方式，即，在不改变转向角的情况下，进行束角调整。ECU3的控制装置5如此地与副电动机7一起地使主电动机6移动，抵消旋转分割轴10B的偏移的移动，在不改变转向角的情况下，进行束角调整。

在副电动机7发生故障的场合时，在为上述束角固定切换方式时，使切换机构17的旋转限制驱动源62动作，将旋转限制机构54从图8(A)的状态切换到图8(B)的状态。由此，通过构成直线移动促动器47的弹簧部件51的弹性排斥力，两个中间轴21、35在轴向移动并停止于图4(A)、图4(B)的副电动机发生故障时的位置。

在副电动机发生故障时的位置，通过第1传动卡扣脱离机构71保持的用于转向的中间轴21与中空电动机轴20处于连接的状态，通过第2传动卡扣脱离机构72使束角调整用中间轴35与第1中间齿轮33处于非连接的状态；通过第3传动卡扣脱离机构73使束角调整的中间轴35与外壳19处于连接的状态。即，束角调整动力传递机构30处于不能传递动力的状态，并且对束角调整用中间轴35的旋转进行约束。其结果是，仅仅进行主电动机6的转向。如前述的那样，该转向轴驱动部14采用图11(A)、图11(B)或图13(A)、图13(B)所示的轴端形状的转向用中间轴21，解除副电动机7与束角调整用中间轴35的动力连接，然后将副电动机7和转向用中间轴21以动力方式连接，由此，顺利地进行传动系统的变化动作。

在主电动机6故障场合等上述异常时切换方式时，使切换机构17的旋转限制驱动源62动作，将旋转限制机构54从图8(A)的状态，经由图8(B)的状态，返回到图8(A)的状态。由此，通过弹簧部件51的弹性排斥力，两个中间轴21、35经由上述故障时的位置，在轴向移动而停止于图5(A)、图5(B)的主电动机故障时的位置。

在主电动机发生故障时的位置，处于下述的状态，即通过第1传动卡扣脱离机构71和第2传动卡扣脱离机构72，转向用中间轴21与中空电动机轴20的连接以及束角调整中间轴35和第1中间齿轮33的连接脱开，转向用中间轴21重新与第1中间齿轮33连接，通过第3传动卡扣脱离机构73，束角调整中间轴35与外壳19连接。即，主电动机6与转向动力传递机构18断开，并且对束角调整中间轴35的旋转进行约束，转向用中间轴21与束角调整动力传递机构30连接。由此，可代替主电动机6，将副电动机7的旋转传递给转向动力传递机构18，从而进行转向。

如此，在该线控转向式操舵装置100中，通过切换机构17，在主电动机6发生故障时，将主电动机6与转向动力传递机构18断开，并且停止束角的变化，可代替主电动机6而将副电动机7的旋转传递给转向动力传递机构18，从而进行转向，由此，即使在主电动机发生故障时，仍具有可转向的自动保护功能。另外，通过切换机构17，在副电动机7发生故障时，束角调整动力传递机构30处于不能传递动力的状态，仅仅进行主电动机6的转向，由此在副电动机发生故障时可固定束角调整机构16，从而安全地行驶。切换该主电动机故障时和副电动机故障时的转向动力传递机构18和束角调整动力传递机构30的动力传递系统的一系列的动作，通过直线运动传动器47使转向用和束角调整用的各中间轴21、35在轴向移动，由此，通过传动卡合脱离机构49而可靠地进行。

在轴向将转向轴10分为非旋转分割轴10A和旋转分割轴10B，该两个分割轴10A、10B为通过与轴中心同心的螺纹连接部10C而相互连接的轴，由此，通过相对非旋转分割轴10A而使旋转分割轴10B旋转，改变左右的系杆之间的距离。左右的系杆11可分别连接于非旋转分割轴和旋转分割轴。由此，该线控转向式操舵装置的结构紧凑，并且可缩短设置有转向轴10的部位整体的轴向长度，容易装载于车辆。另外，在转向轴没有于轴向进行分割的场合，必须形成下述的结构，其中，在转向轴的两端设置对应转向轴的旋转而在轴向进退的进退部件，将左右的系杆安装于这些进退部件。由此，设置有转向轴的部位的整体的轴向长度变长。

另外，副电动机7的束角调整和主电动机6发生故障时的作为转向用驱动源的代替为在车辆行驶时进行的动作，故其最大发生转矩远小于在安装动作时主电动机6所必需的转矩。于是，副电动机7可为体积小于主电动机6的电动机。

如上所述，参照附图，对优选的实施形式进行了说明，但是，如果是本领域的技术人员，在阅读本申请说明书后，会在显然的范围内容易想到各种变更和修改方式。于是，对于这样的变更和修改方式，应被解释为处于根据权利要求书而确定的发明的范围内。

标号的说明：

标号1表示方向盘；

标号2A表示第1操舵角传感器；

标号2B表示第2操舵角传感器；

标号3表示ECU；

标号4表示反作用力促动器；

标号5表示控制装置；

标号6表示主电动机；

标号7表示副电动机；

标号10表示转向轴；

标号11表示系杆；

标号14表示转向轴驱动部；

标号15表示转向机构；

标号16表示束角调整机构；

标号17表示切换机构；

标号18表示转向动力传递机构；

标号30表示束角调整动力传递机构；

标号100表示线控转向式操舵装置；

标号101表示第1控制装置；

标号102表示基本控制功能部；

标号103表示相互故障诊断部；

标号105表示副电动机故障诊断部；

标号106表示异常时切换指令部；

标号107表示传感器故障诊断部；

标号108表示传感器输出转送部；

标号109表示反作用力促进器故障诊断部；标号110表示束角固定指定部；

标号201表示第2控制装置；

标号202表示基本控制功能部；

标号203表示相互故障诊断部；

标号205表示主电动机故障诊断部；

标号207表示传感器故障诊断部；

标号209表示传感器异常通报部；

标号210表示副电动机异常通报部；

标号211表示控制装置异常通报部；

标号212表示反作用力异常通报部；

标号301表示外部的设备；

标号302表示通报机构。

Claims (10)

1.一种带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，该控制装置用于对线控转向式操舵装置进行控制，该线控转向式操舵装置包括：

转向轴，在该转向轴的左右两端设置有系杆；方向盘；反作用力促动器，该反作用力促动器对该方向盘施加操舵反作用力；第1和第2操舵角传感器，该第1和第2操舵角传感器分别检测上述方向盘的操舵角；主电动机和副电动机；转向动力传递机构，该转向动力传递机构将上述主电动机的旋转传递给上述转向轴；束角调整动力传递机构，该束角调整动力传递机构通过上述副电动机的旋转调整束角；以及

切换机构，该切换机构能切换到异常时切换方式，该方式中，将上述主电动机与上述转向动力传递机构断开，传递副电动机的旋转，能进行转向；

上述控制装置由相互通信的第1控制装置和第2控制装置构成；

上述第1控制装置具有基本控制功能部，该基本控制功能部接收上述第1操舵角传感器的检测信号，从而控制上述反作用力促动器和副电动机；

上述第2控制装置具有基本控制功能部，该基本控制功能部接收上述第2操舵角传感器的检测信号，从而控制上述主电动机；

上述第1和第2控制装置分别具有诊断相互故障的相互故障诊断部；

上述第2控制装置具有主电动机故障诊断部，该主电动机故障诊断部诊断主电动机的故障，将诊断结果传递给第1控制装置；

第1控制装置具有异常时切换指令部，该异常时切换指令部在从第2控制装置接收主电动机故障的诊断结果时，或在通过上述相互故障诊断部而诊断第2控制装置发生故障时，将上述切换机构切换到上述异常时切换方式。

2.根据权利要求1所述的带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，其特征在于，上述第1操舵角传感器检测上述操舵角反作用力促动器的动作量，并将该检测结果作为上述方向盘的操舵角的检测结果的输出。

3.根据权利要求1所述的带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，其特征在于，上述异常时切换指令部具有下述功能，其中，在从相对上述第1和第2控制装置的外部的设备接收指令时，将上述切换机构切换到上述异常时切换方式。

4.根据权利要求1所述的带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，其特征在于，上述第1控制装置或第2控制装置包括传感器故障诊断部，该传感器故障诊断部对第1和第2操舵角传感器的输出进行比较，诊断第2操舵角传感器的故障，上述异常时切换指令部在接收通过上述传感器故障诊断部而诊断第2操舵角传感器发生故障的结果时，将上述切换机构切换到上述异常时切换方式。

5.根据权利要求1所述的带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，其特征在于，上述第1控制装置或第2控制装置包括传感器故障诊断部，该传感器故障诊断部对第1和第2操舵角传感器的输出进行比较，诊断第2操舵角传感器的故障，并且具有传感器输出转送部，该传感器输出转送部在接收通过上述传感器故障诊断部而诊断第2操舵角传感器发生故障的结果时，通过将第1操舵角传感器的输出以通信方式发送给第2控制装置，上述第2控制装置具有使用传感器切换部，该使用传感器切换部代替采用第2操舵角传感器的输出，而采用从上述传感器输出转送部转送的第1操舵角传感器的输出，通过上述基本控制部执行对上述主电动机的控制。

6.根据权利要求1所述的带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，其特征在于，上述第1或第2控制装置包括传感器故障诊断部，该传感器故障诊断部对第1和第2操舵角传感器的输出进行比较，诊断第1操舵角传感器的故障，上述第1或第2控制装置具有传感器异常通报部，该传感器异常通报部将来自该传感器故障诊断部的第1操舵角传感器发生故障的诊断结果通报给车辆的室内的通报机构。

7.根据权利要求1所述的带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，其特征在于，上述第1控制装置具有副电动机故障诊断部，该副电动机故障诊断部诊断上述副电动机的故障，上述第2控制装置具有副电动机异常通报机构，该副电动机异常通报机构从第1控制装置接收来自上述副电动机故障诊断部的发生故障的诊断结果，将该诊断结果通报给车辆的室内的通报机构。

8.根据权利要求1所述的带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，其特征在于，上述第2控制装置具有控制装置异常通报部，该控制装置异常通报部将通过上述相互故障诊断部而诊断的第1控制装置发生故障的结果通报给车辆的室内的通报机构。

9.根据权利要求1所述的带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，其特征在于，上述第1控制装置包括反作用力促动器故障诊断部，该反作用力促动器故障诊断部诊断上述反作用力促动器的故障；反作用力异常通报部，该反作用力异常通报部将该反作用力促动器故障诊断部诊断为故障的诊断结果通报给车辆的室内的通报机构。

10.根据权利要求1所述的带有冗余功能的线控转向式操舵装置的控制装置，其特征在于，上述切换机构能切换到使上述束角调整动力传递机构处于不能传递动力的状态，仅进行上述主电动机的转向的束角固定时切换方式，上述第1控制部包括：副电动机故障诊断部，用于诊断上述副电动机的故障；束角固定指令部，用于根据来自该副电动机故障诊断部的发生故障的诊断结果，将上述切换机构切换到束角固定时切换方式。

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