CN104884333A - 车辆用转向装置 - Google Patents

车辆用转向装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104884333A
CN104884333A CN201380067795.1A CN201380067795A CN104884333A CN 104884333 A CN104884333 A CN 104884333A CN 201380067795 A CN201380067795 A CN 201380067795A CN 104884333 A CN104884333 A CN 104884333A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control
control setup
steering
motor
electrical motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380067795.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104884333B (zh
Inventor
清水康夫
池谷学
米田笃彦
三好尚
大庭吉裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN104884333A publication Critical patent/CN104884333A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104884333B publication Critical patent/CN104884333B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0487—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting motor faults
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/003—Backup systems, e.g. for manual steering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0484—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/064—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/086—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate members being of circular cross-section and wedging by rolling
    • F16D41/088—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate members being of circular cross-section and wedging by rolling the intermediate members being of only one size and wedging by a movement not having an axial component, between inner and outer races, one of which is cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D2041/0601—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with a sliding bearing or spacer

Abstract

车辆用转向装置(101)具备：转舵装置(3)，其具有电特性相互共同地设定的转舵用的第一电动机(332)及第二电动机(342)，且根据方向盘(1)的操作而对转向车轮(30a、30b)进行转舵；第一电流传感器(332A)，其检测流过第一电动机(332)的第一电流值；第二电流传感器(342A)，其检测流过第二电动机(342)的第二电流值；以及异常诊断部(79a、79b、79c)。异常诊断部(79a、79b、79c)在由第一及第二电流传感器(332A、342A)分别检测出的第一及第二电流值的偏差超过规定的阈值的情况下，作出转舵装置(3)发生异常的意旨的诊断。例如，在检测流过转舵用电动机(332、342)的电流的大小的电流检测部(332A、342A)发生某些异常的情况下，迅速地进行异常发生的诊断。

Description

车辆用转向装置
技术领域
本发明涉及一种在要将车辆的行进方向改变为所希望的方向时使用的车辆用转向装置。
背景技术
在最近的车辆中，采用的是将驾驶员的转向意图以电线为媒介而转换成电信号来向转向车轮传递的线控(By Wire)式的转向装置。在上述线控式的转向装置中，将驾驶员对方向盘的操作方向及操作量转换成电信号，来向包含转舵用电动机的转舵装置提供。于是，转舵装置根据电信号而对转舵用电动机进行驱动，由此以按照驾驶员的转向意图对转向车轮进行转舵的方式动作(例如，参照专利文献1)。
根据专利文献1的线控式的转向装置，例如，在车辙那样的具有起伏的路面上行驶中，即使车宽方向的一对转向车轮中的一方嵌入该具有起伏的路面部分，也能够抑制在车辆上产生横摆力矩而方向盘被打轮的情况。其结果是，能够减轻驾驶员对方向盘进行操作的操作负担。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-165460号公报
专利文献2：日本特开2008-221916号公报
发明要解决的课题
然而，假设在专利文献1所记载的那样的线控式的转向装置中，转舵用电动机陷入某种异常状态，从而检测流过该转舵用电动机的电流的大小的电流传感器会产生异常信号。在上述状况下，在通过对所述异常信号实施运算处理来尝试转舵用电动机、电流传感器等的异常诊断的情况下，花费该运算处理所需的时间，因此存在作出异常诊断之前不可避免地需要某程度的待机时间这样的课题。
而且，在专利文献2所记载的那样的线控式的转向装置中，转舵装置具有主转舵电动机和副转舵电动机，通过根据方向盘角传感器和车速传感器并利用运算求出的转舵指令角和来自电动机角度传感器的信号，算出两电动机的转舵电流指令值，基于上述的指令值的符号是否不同及两者之差的绝对值是否为异常判定阈值以上，来进行转舵装置的异常诊断。
在这样的专利文献2的线控式的转向装置中，要花费根据转舵指令角、电动机角度传感器信号算出转舵电流指令值所需的时间，因此与上述专利文献1同样，存在作出异常诊断之前不可避免地需要某程度的待机时间这样的课题。
而且，在专利文献2的线控式的转向装置中，不使用流过转舵用电动机的电流的大小，基于根据第一转舵指令角和第一转舵电动机角度传感器求出的第一转舵电流指令值与根据第二转舵指令角和第二转舵电动机角度传感器求出的舵2的转舵电流指令值的差异，来进行转舵用电动机的异常诊断。因此，例如在转舵用电动机陷入某种异常状态时，接收该转舵用电动机的异常状态而进行异常发生的诊断的结果是，在进行异常发生的诊断期间，车辆的行为可能会陷入异常状态。
发明内容
本发明为了解决上述课题而提出，其目的在于，例如即使在转舵用电动机陷入某种异常状态而检测流过该转舵用电动机的电流的大小的电流检测部产生了异常信号的情况下，也能够一边将车辆的行为保持为正常状态，一边迅速地进行上述异常发生的诊断。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，技术方案(1)的最主要特征在于，具备：转舵装置，其具有经由转向力传递机构而相互连结且电特性相互共同地设定的转舵用的第一电动机及第二电动机，且根据转向构件的操作而对转向车轮进行转舵；第一电流检测部，其检测流过所述第一电动机的第一电流值；第二电流检测部，其检测流过所述第二电动机的第二电流值；以及异常诊断部，其在由所述第一电流检测部及第二电流检测部分别检测出的第一电流值及第二电流值的偏差超过预先确定的阈值的情况下，作出所述转舵装置发生异常的意旨的诊断。
在技术方案(1)中，异常诊断部在由第一及第二电流检测部分别检测出的第一及第二电流值的偏差超过预先确定的阈值的情况下，作出转舵装置发生异常的意旨的诊断。
在此，在转向车轮的所需的转舵动作正常进行的情况下，在第一电动机及第二电动机中分别流过均衡的大小的电流。这是因为第一电动机及第二电动机的电特性相互共同地设定，且经由转向力传递机构而相互连结。
这样，异常诊断部仅监视第一电流值及第二电流值的偏差，不需要烦杂的运算处理或诊断处理所需的待机时间，就能够进行转舵装置(第一电流传感器或第二电流传感器)的异常诊断。
因此，根据技术方案(1)，即使例如因转舵用电动机等发生故障而第一或第二电流检测部产生异常信号的情况下，也能够迅速地进行上述异常发生的诊断。
另外，异常诊断部基于通过第一及第二电流检测部直接检测分别流过转舵用的第一电动机及第二电动机的电流的第一及第二电流值来进行异常诊断，因此在异常诊断时，在出现故障的电动机进行异常旋转之前就能够作出异常发生的诊断，从而能够将因故障的电动机的异常旋转而可能出现的车辆的异常行为防患于未然。
对此，例如，举出假设采用3相电动机作为转舵用的第一电动机及第二电动机且3相电动机中的1相短路而流过大电流的故障例来进行说明。在该故障例中，与正常的电动机的电流检测信号相比，异常的电动机的电流检测信号较大地超过判定阈值，其结果是，能够瞬间地进行异常诊断。而且，第一电动机及第二电动机将其电特性相互共同地设定，因此正常的电动机的输出的大小与异常的电动机的输出的大小相等，不会发生异常的电动机的输出的大小超过正常的电动机的输出的大小而转向车轮转舵至达到异常状态的情况。
而且，即使第一及第二电动机中的一方发生其他的异常(停止)，也能够通过另一方的电动机来维持转舵功能。此外，即使假设第一及第二电动机中的一方发生异常(反转)，通过另一方的电动机也能够将异常(反转)抵消。其结果是，能够期待尽可能地维持转舵功能的效果。
而且，根据技术方案(1)，电特性相互共同地设定的转舵用的第一及第二电动机经由转向力传递机构而相互连结，因此与利用单一的电动机进行转舵驱动的情况相比，能够将各个电动机的输出特性抑制得较低。因此，例如，能够接受来自已存的12伏容量的蓄电池的电源供给而进行动作，不需要新的24伏容量或48伏容量的升压电路等。其结果是，能够减小各个电动机的尺寸，能够确保布局设计的自由度。
而且，技术方案(2)以技术方案(1)记载的车辆用转向装置为基础，其特征在于，还具备：反力施加装置，其具有第三电动机，且施加相对于所述转向构件的操作的反力；第一控制装置，其主要进行所述第一电动机的驱动控制；第二控制装置，其主要进行所述第二电动机的驱动控制；以及第三控制装置，其主要进行所述第三电动机的驱动控制，其中，所述第一控制装置～第三控制装置具有所述异常诊断部，且具有执行至少一部分相同的共同处理的功能，所述异常诊断部对通过所述第一控制装置～第三控制装置分别执行所述共同处理而得到的三个处理结果进行比较，基于该比较结果，在所述三个处理结果中的两个以上的处理结果属于预先确定的允许范围内的情况下，作出与所述两个以上的处理结果对应的控制装置正常的意旨的诊断，另一方面，作出与从所述两个以上偏离的处理结果对应的控制装置异常的意旨的诊断。
在技术方案(2)中，按照多数决定的原理，异常诊断部进行异常诊断。即，异常诊断部对第一～第三控制装置分别执行共同处理而得到的三个处理结果进行比较，基于该比较结果，在三个处理结果中的两个以上的处理结果属于预先确定的允许范围内时，作出与所述两个以上的处理结果对应的控制装置正常的意旨的诊断，另一方面，作出与从所述两个以上偏离的处理结果对应的控制装置异常的意旨的诊断。
根据技术方案(2)，能够适时且准确地进行第一～第三控制装置的异常诊断。
需要说明的是，关于作出了正常的意旨的诊断的控制装置，若使其控制动作继续，则能够对转向功能的尽可能的维持作出贡献。
另外，技术方案(3)以技术方案(2)记载的车辆用转向装置为基础，其特征在于，所述车辆用转向装置还具备连结装置，该连结装置设置在所述转舵装置与所述反力施加装置之间，将所述转舵装置侧的第一旋转轴与所述反力施加装置侧的第二旋转轴之间的机械的连结切换成切离状态及结合状态中的任一个，所述连结装置具备：圆筒构件，其设置于所述第一旋转轴或所述第二旋转轴中的任意的一方；凸轮构件，其设置于所述第一旋转轴或所述第二旋转轴中的与所述一方不同的另一方，且能够收容于所述圆筒构件；多个对辊，它们设置于所述圆筒构件与所述凸轮构件的间隙；多个弹簧构件，它们以向使所述对辊之间分离的方向对所述对辊施力的方式分别设置在所述对辊之间；切换爪部，其设置成相对于所述圆筒构件与所述凸轮构件的间隙插拔自如；以及切换装置，其将所述切换爪部切换成插入到所述间隙中的切离状态或从所述间隙拔出的结合状态中的任一个，其中，当通过所述异常诊断部作出的异常诊断而所述连结装置的所述切换装置将所述切换爪部从所述切离状态切换成所述结合状态时，所述多个弹簧构件从所述切换爪部产生的按压力中被释放，从而使所述多个对辊呈楔状地卡合于所述圆筒构件与所述凸轮构件的间隙，由此将所述第一旋转轴及所述第二旋转轴机械地连结，从而将所述转向构件与所述转向车轮机械地连结。
在技术方案(3)中，当通过异常诊断部作出的异常诊断而连结装置的切换装置将切换爪部从切离状态切换成结合状态时，多个弹簧构件从切换爪部产生的按压力中被释放，从而多个对辊呈楔状地卡合于圆筒构件与凸轮构件的间隙，由此将第一旋转轴及第二旋转轴机械地连结，从而将转向构件与转向车轮机械地连结。
根据技术方案(3)，在异常诊断部进行了异常诊断的情况下，通过连结装置的切换装置的工作，即，通过将使对辊游嵌的爪部沿第一旋转轴或第二旋转轴的轴向拔出，由此将第一旋转轴及第二旋转轴机械地连结，从而能够将转向构件与转向车轮瞬时机械地连结。而且，该机械的连结不依赖于转向构件的操作位置，因此无论在哪个操作位置都能够瞬间且可靠地维持转向功能。
另外，技术方案(4)以技术方案(3)记载的车辆用转向装置为基础，其特征在于，所述第一控制装置～第三控制装置接收所述异常诊断部作出的异常诊断，进行切断对所述连结装置的所述切换装置的电源供给的控制，从而将所述切换爪部从所述切离状态切换成所述结合状态。
在技术方案(4)中，第一～第三控制装置接收异常诊断部的异常诊断，进行切断对连结装置的切换装置的电源供给的控制，由此将切换爪部从切离状态切换成结合状态。
根据技术方案(4)，通过从失效保护的观点出发优选的实施方式，即，通过即使假设作出第一～第三控制装置中的1个控制装置发生异常的意旨的诊断而切断对该控制装置的电源供给，也通过其他的2个控制装置补全地动作的实施方式，能够可靠地维持转向功能。
另外，技术方案(5)以技术方案(2)～(4)中的任一个记载的车辆用转向装置为基础，其特征在于，所述第一控制装置～第三控制装置在将所述切换爪部从所述切离状态切换成所述结合状态时，进行使所述第一电动机、所述第二电动机或所述第三电动机中的至少一个以上驱动的控制。
本发明的车辆用转向装置的起动开始时(车辆的起动时)，连结装置的切换爪部处于结合状态。具体而言，例如，在连结装置的切换爪部处于结合状态的车辆的驻车时，在因对转向构件进行较大打轮而过大的负载转矩向连结装置的结合部分施加的情况下，产生该结合部分(圆筒构件、凸轮构件及多个对辊这三者相互抵接的部分)彼此咬合的固接状态。其结果是，即使连结装置的切换装置工作，在圆筒构件的内侧也可能无法将多个切换爪部插入圆筒构件与凸轮构件的间隙，从而无法将连结装置从结合状态切换成切离状态。
因此，在技术方案(5)中，第一～第三控制装置在将切换爪部从结合状态切换成切离状态时，进行使第一电动机、第二电动机或第三电动机中的至少一个以上驱动的控制。
根据技术方案(5)，即使假设连结装置的结合部分彼此处于咬合的固接状态的情况下，也能够可靠且迅速地使所述的结合部分松缓。其结果是，能够可靠地发挥本来的转向功能。
另外，技术方案(6)以技术方案(1)～(5)中的任一个记载的车辆用转向装置为基础，其特征在于，所述第一～第三控制装置还具有存储部，该存储部存储与多个异常部位分别建立对应而记述了适当的转向功能模式的类别的对应信息，所述第一～第三控制装置参照所述异常诊断部作出的异常诊断所涉及的异常部位和所述对应信息，进行将与所述异常诊断所涉及的异常部位对应的适当的转向功能模式设定为第一转向功能模式(主动可变齿轮比转向：主动VGS)、第二转向功能模式(可变齿轮比转向：VGS)、第三转向功能模式(电动动力转向：EPS)或第四转向功能模式(手动转向)中的任一个的控制。
在技术方案(6)中，第一～第三控制装置参照异常诊断部作出的异常诊断所涉及的异常部位和所述对应信息，进行将与异常诊断所涉及的异常部位对应的适当的转向功能模式设定为第一转向功能模式(主动VGS)、第二转向功能模式(VGS)、第三转向功能模式(EPS)或第四转向功能模式(手动转向)中的任一个的控制。
根据技术方案(6)，将向转向系统发生异常时的最终手段即手动转向的转移阶段设定为4个阶段，使用在各个阶段保留的功能来进行转向系统的再构筑，并设定适当的转向功能模式而进行转向控制，因此能够抑制向最终手段即手动转向的切换频率，有助于转向功能的质的提高。
发明效果
根据本发明的车辆用转向装置，例如，即使在转舵用电动机陷入某种异常状态而检测流过该转舵用电动机的电流的大小的电流检测部产生异常信号的情况下，也能够一边将车辆的行为保持为正常状态，一边迅速地进行上述异常发生的诊断。
附图说明
图1A是表示本发明的实施方式的车辆用转向装置的概要的结构图。
图1B是车辆用转向装置具有的第一～第三控制装置的内部结构图。
图2是表示连结装置的切离状态的沿着A-A线的向视横向剖视图。
图3是表示连结装置的切离状态的纵向剖视图。
图4是表示连结装置的结合状态的沿着A-A线的向视横向剖视图。
图5是表示连结装置的结合状态的纵向剖视图。
图6是用于本发明的实施方式的车辆用转向装置的动作说明的流程图。
图7是表示主动VGS(Active Variable Gear ratio Steering)的子程序的处理的流程的流程图。
图8是表示主动VGS1(Active Variable Gear ratio Steering 1)的子程序的处理的流程的流程图。
图9是表示主动VGS2(Active Variable Gear ratio Steering 2)的子程序的处理的流程的流程图。
图10是表示主动VGS3(Active Variable Gear ratio Steering 3)的子程序的处理的流程的流程图。
图11是表示VGS(Variable Gear ratio Steering)的子程序的处理的流程的流程图。
图12是表示EPS(Electric PowerSteering)的子程序的处理的流程的流程图。
图13是表示手动转向(Manual Steering)的子程序的处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式的车辆用转向装置进行详细地说明。
图1A是表示本发明的实施方式的车辆用转向装置101的概要的结构图。图1B是车辆用转向装置101具有的第一～第三控制装置354、363、393的内部结构图。图2是表示连结装置4的切离状态的沿着A-A线的向视横向剖视图。图3是表示连结装置4的切离状态的纵向剖视图。图4是表示连结装置4的结合状态的沿着A-A线的向视横向剖视图。图5是表示连结装置4的结合状态的纵向剖视图。
如图1A所示，本发明的实施方式的车辆用转向装置101具备方向盘(转向盘)1、反力施加装置2、转舵装置3、连结装置4、例如CAN(Controller Area Network)那样的通信媒介5、检测车辆的速度(车速)的车速传感器6、横摆角速度传感器7、横向加速度传感器8及齿条位置传感器39。
本发明的相当于“转向构件”的方向盘1在要将未图示的车辆的行进方向改变为所希望的方向时使用。在方向盘1的中央部连结有转向轴10。
反力施加装置2具有施加相对于转向轴10的旋转方向的反力的功能。转向轴10经由第一万向接头11而与后述的连结装置4的第二旋转轴40连结。转向轴10由在壳体12的内部隔开间隔设置的第一～第三轴承13、14、15支承为旋转自如。壳体12的内部保持为液密。在转向轴10上设有转向转矩传感器16、转向角传感器17、反力产生装置18。
转向转矩传感器16具有例如使用螺线管型的线圈12a、12b来检测从方向盘1输入的转向转矩的大小和方向的功能。由该线圈12a、12b作为导磁率的变化而进行检测的转向转矩信号SA、SB成为彼此相反的特性(转向转矩信号SA、SB的相加值恒定)。转向转矩信号SA、SB向接口电路164输入。在接口电路164中，通过放大·滤波处理，对转向转矩信号SA、SB的波形进行整形。波形整形后的转向转矩信号SA、SB经由通信媒介5向后述的第一控制装置353、第二控制装置363、第三控制装置393分别输入。
在第一～第三控制装置353、363、393中，运算转向转矩信号SA、SB的相加值。在此，在转向转矩传感器16正常的情况下，转向转矩信号SA、SB的相加值始终采用恒定的值。这是因为由转向转矩传感器16检测的转向转矩信号SA、SB具有彼此相反的特性的缘故。该情况意味着基于转向转矩信号SA、SB的相加值是否采用恒定的值，能够进行转向转矩传感器16的异常诊断。而且，在转向转矩信号SA、SB中的任一个急剧变动的情况下，发生线圈的断线、电路的部件异常的可能性高。
因此，第一～第三控制装置353、363、393通过对转向转矩信号SA、SB的相加值、或各自的单独值的时间变化进行监视，能够进行转向转矩传感器16的异常诊断(包括是否发生线圈的断线或电路的部件异常的异常诊断)。
转向角传感器17具有例如使用两个电位计那样的一对旋转角度传感器(未图示)来检测从方向盘1输入的转向角和方向的功能。详细说明转向角传感器17的结构时，如图1A所示，在转向轴10上设有绕着转向轴10旋转自如的小齿轮174。在小齿轮174上并列设有与该小齿轮174啮合的大齿轮175。收容于壳体173的一对旋转角度传感器分别检测大齿轮175的旋转角度，从而输出减速后的方向盘1的转向的旋转角度信号SC、SD(都为同等的信号)。旋转角度信号SC、SD经由通信媒介5，向后述的第一控制装置353、第二控制装置363、第三控制装置393分别输入。
第一～第三控制装置353、363、393具有对旋转角度信号SC、SD彼此的比较结果进行监视，从而进行转向角传感器17是否异常的异常诊断的功能。在转向角传感器17正常的情况下，旋转角度信号SC、SD成为相互共同的特性。该情况意味着基于旋转角度信号SC、SD彼此的比较结果是否一致，能够进行转向角传感器17是否异常的异常诊断。
因此，第一～第三控制装置353、363、393通过对旋转角度信号SC、SD彼此的比较结果进行监视，能够进行转向角传感器17是否异常的异常诊断。
反力产生装置18具有产生相对于方向盘1的转向轴10的旋转方向的反力的功能。反力产生装置18具有：以相对于转向轴10一起旋转的方式设置的第三蜗轮180；设置于第三电动机181的旋转轴且与第三蜗轮180啮合的第三蜗杆182；以及第三控制装置393。
在第三控制装置393中设有检测流过第三电动机181的第三电流值的第三电流传感器(第三电流检测部)181A。由第三电流传感器181A检测出的第三电流值通过第三控制装置393经由通信媒介5向第一控制装置353及第二控制装置363分别传送。
第三控制装置393虽然在后文进行详细说明，但具有基于转向转矩传感器16的转向转矩信号SA、SB、转向角传感器17的旋转角度信号SC、SD等，生成用于对后述的转舵用的第一电动机332及第二电动机342、以及转向反力施加用的第三电动机181进行驱动控制的控制信号的功能。但是，第三控制装置393也可以将生成用于对第一电动机332或第二电动机342进行驱动控制的控制信号的功能省略。
转舵装置3具有：经由横拉杆31a、31b而与车宽方向的一对转向车轮30a、30b连结的齿条轴32；与在该齿条轴32上设置的第一齿条齿320啮合的第一小齿轮33；在一端设有第一小齿轮33的第一齿轮轴330；与在所述齿条轴32上设置的第二齿条齿321啮合的第二小齿轮34；在一端设有第二小齿轮34的第二齿轮轴340；对第一齿轮轴330进行驱动的第一驱动装置35；以及对第二齿轮轴340进行驱动的第二驱动装置36。
第一齿轮轴330经由第二万向接头37而与从连结装置4延伸的一方的第一旋转轴38连结。从连结装置4延伸的另一方的第二旋转轴40经由第一万向接头11而与转向轴10连结。关于连结装置4的结构，在后文详细叙述。
在齿条轴32的一侧(朝向纸面时为左侧)与将齿条轴32等构成构件覆盖的外壳380之间设有检测齿条轴32的轴向上的位置的一对齿条位置传感器39。该齿条位置传感器39通过在壳体390内设置一对传感器(未图示)而构成，这一对传感器例如由两个电位计等构成。一对齿条位置传感器39的位置检测信号直接经由通信媒介5而向第一～第三控制装置353、363、393分别传送。另外，第一控制装置353也可以将一对齿条位置传感器39中的一方的位置检测信号经由通信媒介5向第二控制装置353及第三控制装置363分别传送。此外，第二控制装置363还可以将一对齿条位置传感器39中的另一方的位置检测信号经由通信媒介5向第一控制装置353及第三控制装置393分别传送。外壳380的开口部通过防尘密封381a、381b及油封382的组合而保持为液密。
第一驱动装置35包含第一蜗轮331和与第一蜗轮331啮合的第一蜗杆(未图示)而构成。设有第一蜗轮331及第一小齿轮33的第一齿轮轴330经由轴承350、351、352被三点支承为相对于外壳380旋转自如。第一蜗杆设置于第一电动机332的旋转轴。由此，当第一电动机332的旋转轴被驱动时，经由第一蜗杆及第一蜗轮331而驱动第一齿轮轴330旋转。于是，第一小齿轮33被驱动旋转的结果是，齿条轴32以沿轴向被驱动的方式动作。
第二驱动装置36包含第二蜗轮341和与第二蜗轮341啮合的第二蜗杆(未图示)而构成。设有第二蜗轮341及第二小齿轮34的第二齿轮轴340经由轴承360、361、362被三点支承为相对于外壳380旋转自如。第二蜗杆设置于第二电动机342的旋转轴。由此，当第二电动机342的旋转轴被驱动时，经由第二蜗杆及第二蜗轮341而驱动第二齿轮轴340旋转。于是，第二小齿轮34被驱动旋转的结果是，与第一驱动装置35的例子同样，齿条轴32以沿轴向被驱动的方式动作。
齿条轴32、第一小齿轮33、第二小齿轮34、第一驱动装置35及第二驱动装置36相当于本发明(权利要求1)的“转向力传递机构”。
在第一控制装置353中设有检测流过第一电动机332的第一电流值的第一电流传感器(第一电流检测部)332A。由第一电流传感器332A检测出的第一电流值通过第一控制装置353经由通信媒介5向第一控制装置353及第三控制装置393分别传送。
第一控制装置353包含数据输入输出用的接口电路、控制运算用的计算机、异常诊断用的监视计时器电路、及用于驱动第一电动机332的FET电桥电路(均未图示)等。
另外，第一控制装置353经由熔丝(未图示)及第一母继电器354的串联电路而与电源184连接。此外，第一控制装置353经由第一子继电器355而与第一电动机332连接。因此，第一控制装置353例如在第一电流传感器332A的异常诊断时，通过进行将第一母继电器354及第一子继电器355的各自的接点断开的控制，从而可靠地切断向第一电动机332、第一控制装置353及连结装置4的电源供给。
另外，第一控制装置353(及第二控制装置363、第三控制装置393)运算齿条轴32的目标位置，并以使由齿条位置传感器39检测出的齿条轴32的当前位置与通过运算求出的齿条轴32的目标位置一致的方式进行反馈控制。
在该反馈控制时，本发明的具有“异常诊断部”的第一控制装置353(及第二控制装置363和第三控制装置393)将由第一电流传感器332A检测出的第一电流值与由后述的第二电流传感器342A检测出的第二电流值进行比较，判定上述第一及第二电流值的偏差是否超过预先确定的阈值。在此，在转向车轮30a、30b的所需的转舵动作正常进行的情况下，在第一电动机332及第二电动机342中分别流过均衡的大小的电流。这是因为，第一电动机332及第二电动机342的电特性相互共同地设定，换言之，以在正常的动作范围内使电特性相同的方式适当设定减速比、控制装置的处理，第一电动机332及第二电动机342的各自的旋转轴经由所述“转向力传递机构”而相互连结。
因此，第一控制装置353仅对第一电流值及第二电流值的偏差进行监视，不需要烦杂的诊断处理、待机时间，能够迅速地进行第一电动机332、第二电动机342或它们的驱动电路(第一控制装置353和第二控制装置363)等的异常诊断。而且，在齿条位置传感器39的异常时(一对传感器39中的任一方出现故障的情况下)，即便不使齿条轴32移动，第一电流值及第二电流值的偏差也增大，因此通过对该值进行监视，能够进行齿条位置传感器39的异常诊断。总之，不用使转向车轮30a、30b动作就能够迅速地进行齿条位置传感器39的异常诊断。
需要说明的是，第二控制装置363及第三控制装置393也同样具有上述的第一控制装置353具有的第一电流传感器332A或第二电流传感器342A的异常诊断功能。
在作出第一电流传感器332A或第二电流传感器342A中的至少任一方发生异常的意旨的诊断的情况下，第一控制装置353进行切断向连结装置4的通电的控制。由此，使从连结装置4延伸的一对第一旋转轴38及第二旋转轴40机械地结合，从而使转向轴10与第一旋转轴38机械地连结。
另外，第一控制装置353在作出第一电流传感器332A或第二电流传感器342A中的至少任一方发生异常的意旨的诊断的情况下，以如下方式进行动作：通过未图示的继电器切断向连结装置4的通电并将第一旋转轴38及第二旋转轴40连结，同时进行将第一母继电器354及第一子继电器355的各自的接点断开的控制，由此可靠地切断向第一电动机332及第一控制装置353的电源供给。
与此同时，第二控制装置363在作出第一电流传感器332A或第二电流传感器342A中的至少任一方发生异常的意旨的诊断的情况下，以如下方式进行动作：进行将第二母继电器364及第二子继电器365的各自的接点断开的控制，由此可靠地切断向第二电动机342及第二控制装置363的电源供给，并通过未图示的继电器切断向连结装置4的通电并将第一旋转轴38及第二旋转轴40连结。
而且，与此同时，在正常时作为反力产生装置18的一部分发挥功能的第三控制装置393将表示转向功能的设定状态的转向功能模式再构筑成电动动力转向(Electric PowerSteering：以下，简称为“EPS”)功能，从而以执行(继续)减轻方向盘1的转向转矩的EPS辅助控制的方式进行控制(参照表1)。
与第一控制装置353同样，在第二控制装置363中设有检测流过第二电动机342的第二电流值的第二电流传感器(第二电流检测部)342A。由第二电流传感器342A检测出的第二电流值通过第二控制装置363，经由通信媒介5向第一控制装置353及第三控制装置393分别传送。
第二控制装置363与第一控制装置353同样，包含数据输入输出用的接口电路、控制运算用的计算机、异常诊断用的监视计时器电路、及用于驱动第二电动机342的FET电桥电路(均未图示)等而构成。
另外，第二控制装置363经由熔丝(未图示)及第二母继电器364的串联电路而与电源184连接。此外，第二控制装置363经由第二子继电器365而与第二电动机342连接。因此，第二控制装置363例如在因第二电动机342出现故障而第一电流传感器332A及第二电流传感器342A的信号的偏差超过预先确定的阈值的异常诊断时，以如下方式进行动作：进行将第二母继电器364及第二子继电器365的各自的接点断开的控制，由此，通过未图示的继电器切断向第二电动机342、第二控制装置363及连结装置4的电源供给并将第一旋转轴38及第二旋转轴40连结。
另外，第二控制装置363(及第一控制装置353和第三控制装置393)运算齿条轴32的目标位置，并以使通过齿条位置传感器39检测出的齿条轴32的当前位置与通过运算求出的齿条轴32的目标位置一致的方式进行反馈控制。
在该反馈控制时，第二控制装置363通过运算，求出由第一电流传感器332A检测出的第一电流值与由第二电流传感器342A检测出的第二电流值之差，并判定求出的第一及第二电流值之差是否超过预先确定的阈值。在此，在第一电动机332及第二电动机342的特性被共同地设定的前提下，在正常地进行了所需的转舵处理时，在第一电动机332及第二电动机342中分别流过大致均衡的大小的电流。其理由与前述同样。
于是，基于第一及第二电流值之差是否超过阈值的判定结果，第二控制装置363能够进行第一电流传感器332A的信号或第二电流传感器342A的信号中的至少任一方是否发生异常的异常诊断。
因此，第二控制装置363通过监视第一及第二电流值之差是否超过阈值的判定结果，能够进行第一电流传感器332A的信号或第二电流传感器342A的信号中的至少任一方是否发生异常的异常诊断。
在作出第一电流传感器332A的信号或第二电流传感器342A的信号中的至少任一方发生异常的意旨的诊断的情况下，第二控制装置363进行通过未图示的继电器切断向连结装置4的通电的控制。由此，使从连结装置4延伸的一对第一旋转轴38及第二旋转轴40结合，从而使转向轴10与第一旋转轴38连结。
另外，第二控制装置363在作出第一电流传感器332A的信号或第二电流传感器342A的信号中的至少任一方发生异常的意旨的诊断的情况下，以如下方式进行动作：进行将第二母继电器364及第二子继电器365的各自的接点断开的控制，由此可靠地切断向第二电动机342及第二控制装置363的电源供给。
与此同时，第一控制装置353在作出第一电流传感器332A的信号或第二电流传感器342A的信号中的至少任一方发生异常的意旨的诊断的情况下，以如下方式进行动作：进行将第一母继电器354及第一子继电器355的各自的接点断开的控制，由此可靠地切断向第一电动机332及第一控制装置353的电源供给。
并且，与此同时，在正常时作为反力产生装置18的一部分发挥功能的第三控制装置393将表示转向功能的设定状态的转向功能模式再构筑成EPS功能，从而以执行(继续)减轻方向盘1的转向转矩的EPS辅助控制的方式进行控制(参照表1)。
需要说明的是，表1的“◎”在单一的故障时、例如仅转向转矩传感器16出现故障的情况下，表示通过转向系统的再构筑而设定的转向功能模式(在本例中为VGS1)。另外，表1的“○”在多重故障时、即例如在转向转矩传感器16出现故障之后第三电流传感器181A或横摆角速度传感器7出现故障的情况下，表示通过转向系统的再构筑而设定的转向功能模式(在本例中为VGS)。并且，表1的“×”在各种传感器类6、7、8、16、17、39、332A、342A、181A、或者包含第一～第三电动机332、342、181、第一～第三控制装置353、363、393的各种功能部中的任一个出现故障的情况下，表示通过转向系统的再构筑不能设定的转向功能模式。
第三控制装置393具有基于车辆速度传感器6的车速信号、横摆角速度传感器7的信号、横向加速度传感器8的信号、转向转矩传感器16的信号、转向角传感器17的信号、齿条位置传感器39的信号等，主要对第三电动机181进行驱动控制的功能。而且，第三控制装置393通过将在第一～第三控制装置353、363、393中生成的各个控制信号进行比较来进行异常诊断，确定异常诊断部位，并考虑不需要确定的异常诊断部位的情况而再构筑转向系统，如后文详细说明那样，以选定适当的转向功能模式而执行必要的控制的方式进行动作。
详细叙述时，第三控制装置393包含数据输入输出用的接口电路、控制运算用的计算机、异常诊断用的监视计时器电路及用于驱动第三电动机181的FET电桥电路(均未图示)等而构成。
另外，第三控制装置393经由熔丝(未图示)及第三母继电器185的串联电路而与电源184连接。此外，第三控制装置393经由第三子继电器186而与第三电动机181连接。因此，第三控制装置393例如在作出转向转矩传感器16及转向角传感器17都发生异常的意旨的诊断的情况下，进行将第三母继电器185及第三子继电器186的各自的接点断开的控制，由此可靠地切断向第三电动机181、第三控制装置393及连结装置4的电源供给。这种情况下，第三控制装置393通过连结装置4使第一旋转轴38及第二旋转轴40结合，来使转向轴10与第一旋转轴38连结，从而使转向功能模式成为手动转向。
但是，在使第三控制装置393作为转向系统整体的统括控制装置发挥功能的情况下，可以省略第三母继电器185及第三子继电器186的结构。
然而，例如，在作出转向转矩传感器16的异常诊断的情况下(参照表1)，第三控制装置393执行使第三电动机181产生与基于转向角传感器17的旋转角度信号SC、SD得到的转向角和方向对应的转向反力的控制。在该控制时，为了将转向转矩传感器16发生异常的意旨向驾驶员报知，而进行警告显示，并且进行与正常时相比增大(加重)转向转矩的控制。
另外，第三控制装置393运算向第三电动机181赋予的第三目标电流值，并以使通过第三电流传感器181A检测出的第三当前电流值与通过运算求出的第三目标电流值一致的方式进行反馈控制。
在第三电流传感器181A的信号发生异常的情况下(参照表1)，第三控制装置393将通过运算求出的第三目标电流值改变为第三电动机181的端子电压信号，使用该变换后的电压信号进行控制。在该控制时，也为了将第三电流传感器181A的信号发生异常的意旨向驾驶员报知，而进行警告显示，并进行与正常时相比增大(加重)转向转矩的控制。
另外，在第三电动机181或第三控制装置393中的至少任一方发生异常的情况下(参照表1)，一边参照基于转向角传感器17的旋转角度信号SC、SD得到的转向角和方向、及由齿条位置传感器39检测出的齿条轴32的当前位置，一边进行用于将发生异常的意旨向驾驶员报知的警告显示，并且，以成为比正常转向时大(响应性缓慢)的齿轮比的方式，使用第一控制装置353及第二控制装置363来执行第一电动机332及第二电动机342的驱动控制。在该驱动控制时，第三控制装置393进行将第三母继电器185及第三子继电器186的各自的接点断开的控制，由此可靠地切断向第三电动机181及第三控制装置393的电源供给。
连结装置4具有将与转舵装置3侧连结的第一旋转轴38(参照图3、图5)和与反力施加装置2侧连结的第二旋转轴40(参照图2～图5)之间切换成结合状态或切离状态中的任一方的功能。如图3、图5所示，第一旋转轴38经由4点接触轴承(也可以是双列角接触轴承)381而被支承为相对于壳体45旋转自如。第二旋转轴40经由轴承401而旋转自如地支承于壳体45，并经由轴承405而旋转自如地支承于第一旋转轴38。
在第一旋转轴38中的反力施加装置2侧设有大致圆筒形状的凹部383。另一方面，在第二旋转轴40中的朝向转舵装置3的前端侧设有大致圆筒形状的轴部403。第二旋转轴40的轴部403经由在第一旋转轴38的凹部383中设置的轴承405而被支承为相对于第一旋转轴38旋转自如。
连结装置4具有：在第一旋转轴38中的朝向反力施加装置2的前端侧设置的圆筒构件380；绕着第二旋转轴40隔开间隔设置的多个辊41；在多个辊41之间设置的多个弹簧构件42；以及在第二旋转轴40的外周侧设置的凸轮构件401。
圆筒构件380具有朝向反力施加装置2侧开口的大致帽子形状的横截面。圆筒构件380的帽子形状部具有比第二旋转轴40的外径尺寸大的内径尺寸。
多个辊41在圆筒构件380的内周侧以与凸轮构件401的外周侧相接的状态设置。在图2、图4所示的例子中，多个辊41将一对辊(以下，有时称为“对辊”。)41作为一组，总计设置3组(6个)。多个弹簧构件42以向使一对辊41之间分离的方向对一对辊41施力的方式分别设置在一对辊41之间。
凸轮构件401以具有与第二旋转轴40的放射方向正交的3个凸轮面407的方式，形成为顶点部分被倒角的大致三棱柱形状。在凸轮构件401的3个凸轮面407上分别以从三方密接的方式设置对辊41。
为了发挥将第一旋转轴38与第二旋转轴40之间切换成结合状态或切离状态中的任一方的功能，连结装置4具备切换装置44(参照图3、图5)。
切换装置44具有通过使切换爪部43相对于圆筒构件380沿着第二旋转轴40的轴向进行往复移动，来机械性地控制凸轮构件401及3组对辊41的组合与圆筒构件380的楔状的卡合关系的功能。
详细叙述时，切换装置44具有：在第二旋转轴40的外周部分沿着轴向往复移动自如的套筒状的滑动部440；对滑动部440向从凸轮构件401分离的方向施力的弹簧构件441；旋转自如地支承在滑动部440的外周部分上的圆环状的滑动环442。但是，滑动环442的沿着第二旋转轴40的轴向的方向的移动被限制。
例如在金属制(没有特别限定)的滑动部440上，3个切换爪部43以沿着周向隔开等间隔地指向转舵装置3侧而一体地延伸的方式设置。3个切换爪部43在插入圆筒构件380的内侧的状态(参照图2)下，以与凸轮构件401的被倒角的顶点部分面对且填埋3组对辊41的间隙的方式配设。
在滑动环442上，且在隔着第二旋转轴40而相互对置的位置，沿着第二旋转轴40的放射方向而分别一体地设有一对销构件443。在滑动环442的外周侧设置具有圆环状的部分的杠杆构件444。在金属制的壳体45上设有杠杆构件444的支点446。另一方面，在杠杆构件444的力点447上连杆结合有杆构件447A。由磁性体构成的杆构件447A相对于电磁螺线管448的线圈设置成插拔自如。
在杠杆构件444的圆环状的部分，且在隔着第二旋转轴40而相互对置的位置分别开设有在与第二旋转轴40的轴向正交的方向上延伸的一对长孔部445。在杠杆构件444的一对长孔部445中分别卡合一对销构件443。由此，以支点446为中心的杠杆构件444的旋转动作经由与一对长孔部445卡合的一对销构件443，作为滑动环442中的第二旋转轴40的轴向的动作而发挥作用。
在滑动部440的内周部分形成有多个沿着第二旋转轴40的轴向延伸的花键449。在与滑动部440的内周部分面对的第二旋转轴40上，与前述同样地形成有花键沿着轴向延伸的多个450。由此，滑动部440相对于第二旋转轴40维持各个花键449、450之间的卡合状态，从而滑动部440相对于第二旋转轴40被支承为沿着轴向滑动自如。
前述那样构成的切换装置44以下这样进行动作。即，在电磁螺线管448的线圈因通电而带磁的状态下，如图3所示，杆构件447A相对于电磁螺线管448的线圈而位于插入方向。此时，杠杆构件444伴随着与杆构件447A相连的力点447的移动而向逆时针方向进行旋转动作。于是，以支点446为中心的杠杆构件444的向逆时针方向的旋转动作经由与一对长孔部445卡合的一对销构件443，被转换成朝向转舵装置3侧的滑动部440的轴向的动作。其结果是，滑动部440克服弹簧构件441的弹力而向转舵装置3侧移动。伴随着该滑动部440的移动，多个切换爪部43向圆筒构件380的内侧插入，将3组对辊41的间隙填埋(参照图2)。
当多个切换爪部43向圆筒构件380的内侧插入时，3组对辊41分别通过3个切换爪部43具有的楔状的侧部，以沿周向被压入的方式动作。由此，在多个对辊41之间分别设置的多个弹簧构件42分别成为被压缩的状态。其结果是，多个对辊41的外周缘部与圆筒构件380的内周缘部隔离，由此第一旋转轴38与第二旋转轴40之间维持成切离状态。在该切离状态下，第一旋转轴38及第二旋转轴40成为相对旋转自如。
与此相对，在电磁螺线管448的线圈因通电停止而消磁的状态下，如图5所示，通过弹簧构件441，使杆构件447A相对于电磁螺线管448的线圈而位于拔出方向。此时，杠杆构件444伴随着与杆构件447A相连的力点447的移动而向顺时针方向进行旋转动作。于是，以支点446为中心的杠杆构件444的向顺时针方向的旋转动作经由与一对长孔部445卡合的一对销构件443，被转换成朝向转舵装置3侧的滑动部440的轴向的动作。其结果是，滑动部440受到弹簧构件441的弹力而向反力施加装置2侧移动。伴随着该滑动部440的移动，多个切换爪部43从圆筒构件380的内侧拔出，3组对辊41从由3个切换爪部43产生的按压力中被释放(参照图4)。
需要说明的是，电磁螺线管448以如下方式进行动作：仅限于从第一～第三控制装置353、363、393分别输出的电磁螺线管448的驱动信号全部为ON(通电)的情况下带磁，而除此以外被消磁。
当多个切换爪部43从圆筒构件380的内侧拔出时，3组对辊41分别通过在多个对辊41之间分别设置的多个弹簧构件42具有的弹力的作用，将一对辊41之间的间隔较大地扩展至弹簧构件42的调定长度。而且，3组对辊41分别密接于凸轮构件401具有的3个凸轮面407。其结果是，多个对辊41的外周缘部与圆筒构件380的内周缘部呈楔状地卡合，由此第一旋转轴38与第二旋转轴40之间从切离状态(参照图2、图3)向结合状态(参照图4、图5)瞬间切换。
实际上，例如，第三控制装置393(及第一控制装置353和第二控制装置363)如表1所示，例如，在多个转向转矩传感器16等的部位进行异常诊断(多重故障)而选择EPS作为转向功能模式的情况下，切断向连结装置4的电源供给。由此，电磁螺线管448的线圈成为通电停止状态。然后，经过前述的步骤，第一旋转轴38与第二旋转轴40之间从切离状态向结合状态切换。伴随着该切换，实际上杠杆构件444向顺时针方向进行旋转动作的意旨经由限位开关(参照图3、图5)451来检测，并经由通信媒介5向第一～第三控制装置353、363、393传递。
在车辆的起动时，第一～第三控制装置353、363、393例如通过限位开关451的信号，来对切换爪部43未进入圆筒构件380的内侧等的现象进行异常诊断，并根据该异常诊断结果，如表1所示，进行转向系统的再构筑。例如，在作出切换爪部43未进入圆筒构件380的内侧的意旨的异常诊断结果的情况下，第一～第三控制装置353、363、393将转向功能模式设定为EPS模式而进行转向控制。
然而，在本发明的实施方式的车辆用转向装置101的起动开始时，连结装置的切换爪部处于结合状态。具体而言，例如，在连结装置的切换爪部处于结合状态的车辆的驻车时，在因对方向盘1进行较大打轮而将过大的负载转矩向连结装置4的结合部分(圆筒构件380的内周缘部、多个对辊41的外周缘部及凸轮构件401的凸轮面407这三者相互抵接的部分)施加的情况下，该结合部分彼此会产生咬合的固接状态。其结果是，即使向连结装置4投入电源，切换装置44可能也无法将多个切换爪部43向圆筒构件380的内侧插入，从而无法将连结装置4从结合状态向切离状态切换。
为了消除这样的不良情况，第一～第三控制装置353、363、393以无论连结装置4的状态如何，切换装置44都能够将多个切换爪部43顺畅地插入圆筒构件380的内侧的方式进行应对。即，第一～第三控制装置353、363、393通过驱动第一电动机332或第二电动机342中的至少任一方、及第三电动机181，以将所述结合部分从辊41及凸轮面407的固接状态中释放的方式进行控制。在该驱动控制时，也可以进行以适当的周期而振动性地切换第一～第三电动机332、342、181的旋转方向的驱动控制，由此使所述结合部分松缓。
〔本发明的实施方式的车辆用转向装置101的动作〕
接着，适当参照图6及表1，对本发明的实施方式的车辆用转向装置101的动作进行说明。
图6是用于本发明的实施方式的车辆用转向装置101的动作说明的流程图。
表1是与本发明的车辆用转向装置101的构成要素、即各种传感器类6、7、8、16、17、39、332A、342A、181A、包含第一～第三电动机332、342、181、第一～第三控制装置353、363、393的各种功能部中的单独或复合的异常部位分别建立对应而记述了适当的转向功能模式的类别的映射(相当于本发明的“对应信息”)。该映射(以下提及的映射也同样)存储于第一～第三控制装置353、363、393分别具有的存储部77a、77b、77c(参照图1B)。
[表1]
首先，当车辆的点火钥匙开关为ON时，经由熔丝从车载蓄电池(未图示)分别向第一～第三控制装置353、363、393供给电源。由此，第一～第三控制装置353、363、393依次执行图6所示的处理的流程。
在步骤S1中，第一～第三控制装置353、363、393经由通信媒介5，输入来自包含车速传感器6、横摆角速度传感器7、横向加速度传感器8、转向转矩传感器16、转向角传感器17、齿条位置传感器39、第一～第三电流传感器332A、342A、181A在内的各种传感器类的信号。
在步骤S2中，第一～第三控制装置353、363、393执行异常诊断处理。在异常诊断处理中，第一～第三控制装置353、363、393进行各种传感器类6、7、8、16、17、39、332A、342A、181A、包含第一～第三电动机332、342、181及第一～第三控制装置353、363、393的各种功能部是否发生异常的诊断。
在此，分为各种传感器类6、7、8、16、17、39、332A、342A、181A、及第一～第三电动机332、342、181的异常诊断、第一～第三控制装置353、363、393的异常诊断，具体说明各自的诊断次序。
首先，在各种传感器类6、7、8、16、17、39、332A、342A、181A的异常诊断中，第一～第三控制装置353、363、393对来自分别被多重化(双重化)的各种传感器类的一对检测信号进行相互比较，基于它们是否一致(包含收敛在规定的允许范围以内的情况。以下相同。)，来进行各种传感器类是否发生异常的诊断。
关于此，例示地说明车速传感器6时，第一～第三控制装置353、363、393对来自被多重化(双重化)的一对车速传感器6的一对车速检测信号进行相互比较，基于它们是否一致，来进行车速传感器6是否发生异常的诊断。
需要说明的是，例如，也可以从车辆用转向装置101以外的其他的系统(例如，PGM-FI：ProGraMmed Fuel Injection)将发动机旋转速度的信号经由通信媒介5取入并进行比较，由此进行车速传感器6的异常诊断。
而且，例示地说明第一电流传感器332A时，第一～第三控制装置353、363、393对来自被多重化(双重化)的一对第一电流传感器332A的一对第一电流检测信号进行相互比较，基于它们是否一致，来进行第一电流传感器332A是否发生异常的诊断。第一～第三控制装置353、363、393对于来自第二电流传感器342A的一对第二电流检测信号、及来自第三电流传感器181A的一对第三电流检测信号，也进行与前述同样的异常诊断。
此外，第一～第三控制装置353、363、393可以作出第一电流传感器332A或第二电流传感器342A中的任一方发生异常的意旨的诊断。对此进行说明时，第一～第三控制装置353、363、393可以采用如下的结构：对来自第一电流传感器332A的检测信号与来自第二电流传感器342A的检测信号进行相互比较，基于它们是否一致，来作出第一电流传感器332A或第二电流传感器342A中的任一方是否发生异常的意旨的诊断。若如此构成，则即使不将各个电流传感器332A、342A进行多重化，也能够进行异常诊断，因此能够简化系统结构。
另外，第一～第三电动机332、342、181的异常诊断例如可以采用如下结构：根据基于第一及第二电流传感器332A、342A的二值比较的异常诊断结果，作出第一电动机332或第二电动机发生异常的意旨的诊断，另一方面，基于对第三电动机的驱动命令电流值及第三电流传感器181A的信号进行了比较的结果，作出第三电动机181发生异常的意旨的诊断。
而且，在第一～第三控制装置353、363、393的异常诊断中，第一～第三控制装置353、363、393对各自中的输入及输出相对于共同的处理内容的结果相互进行3值比较，由此确定第一～第三控制装置353、363、393中的发生异常的可能性高的控制装置。例如，所述相对于共同的处理内容的结果在三者中相同(包含收敛于规定的允许范围以内的情况。以下相同。)的情况下，按照多数决定的原理，将第一～第三全部的控制装置353、363、393诊断为正确。
另外，所述相对于共同的处理内容的结果在二者中相同而剩余的一者不同(包含从规定的允许范围脱离的情况。以下相同。)的情况下，与前述同样地按照多数决定的原理，将所述二者诊断为正确，而将所述剩余的一者诊断为错误。
并且，在所述相对于共同的处理内容的结果在三者间不同的情况下，将三者全部诊断为错误。
第一～第三控制装置353、363、393基于步骤S2中的全部的传感器类或功能部是否正常的诊断结果，参照映射(表1)来选择与诊断结果对应的转向功能模式。在映射(表1)中，建立关联地记载有与异常部位的类别相对的适当的转向功能模式。例如，在全部的传感器类或功能部正常的情况下，第一～第三控制装置353、363、393将转向功能模式设定为主动可变齿轮比转向(Active Variable Gear ratio Steering：以下，简称为“主动VGS”。)。另一方面，在传感器类或功能部中的任一个发生异常的情况下，第一～第三控制装置353、363、393参照映射(表1)，适当设定与异常部位的类别相对的适当的转向功能模式。
在步骤S3中，接收步骤S2中的全部的传感器类或功能部是否正常的诊断结果，在全部的传感器类或功能部正常的情况下(“是”)，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程向接着的步骤S4进入。
另一方面，在步骤S3的判定的结果是作出了不应将转向功能模式设定为主动VGS模式的意旨的判定的情况下(“否”)，即，作出了传感器类或功能部中的任1个以上发生异常的意旨的判定的情况下，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程跳向步骤S6。
在步骤S4中，第一～第三控制装置353、363、393通过向连结装置4的电磁螺线管448供给电源，从而进行使连结装置4成为切离状态的控制。
在步骤S5中，第一～第三控制装置353、363、393进行将转向功能模式设定为主动VGS模式(相当于本发明的“第一转向功能模式”)的主动VGS控制，然后，使处理的流程向步骤S1返回。需要说明的是，关于主动VGS控制，在后文详细叙述。
在步骤S6中，在步骤S3的判定的结果是作出了传感器类或功能部中的任1个以上发生异常的意旨的判定的情况下，第一～第三控制装置353、363、393进行使设置于车辆的仪表板(未图示)的警报灯点亮，并显示异常诊断部位的控制。
在步骤S7～S22中，第一～第三控制装置353、363、393如下面说明的那样，根据步骤S2的异常诊断结果来进行转向系统的再构筑，设定适当的转向功能模式而进行转向控制。
首先，在步骤S7中，第一～第三控制装置353、363、393参照步骤S2中的(转向转矩传感器16发生异常的意旨的)异常诊断结果及表1的转向功能模式映射，来判定是否应该将转向功能模式设定为主动VGS1模式。在步骤S7的判定的结果是作出了应该将转向功能模式设定为主动VGS1模式的意旨的判定的情况下(“是”)，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程向接着的步骤S8进入。
另一方面，在步骤S7的判定的结果是作出了不应将转向功能模式设定为主动VGS1模式的意旨的判定的情况下(“否”)，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程跳向步骤S10。
在步骤S8中，第一～第三控制装置353、363、393使向连结装置4的电源供给继续，由此进行使连结装置4成为切离状态的控制。
在步骤S9中，第一～第三控制装置353、363、393进行将转向功能模式设定为主动VGS1模式(相当于本发明的“第一转向功能模式”)的主动VGS1控制，然后，使处理的流程向步骤S1返回。需要说明的是，关于主动VGS1控制，在后文详细叙述。
在步骤S10中，第一～第三控制装置353、363、393参照步骤S2的(第三电流传感器181A发生异常的意旨的)异常诊断结果，来判定是否应该将转向功能模式设定为主动VGS2模式。在步骤S10的判定的结果是作出了应该将转向功能模式设定为主动VGS2模式的意旨的判定的情况下(“是”)，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程向接着的步骤S11进入。
另一方面，在步骤S10的判定的结果是作出了不应将转向功能模式设定为主动VGS2模式的意旨的判定的情况下(“否”)，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程跳向步骤S13。
在步骤S11中，第一～第三控制装置353、363、393使向连结装置4的电源供给继续，由此进行使连结装置4成为切离状态的控制。
在步骤S12中，第一～第三控制装置353、363、393进行将转向功能模式设定为主动VGS2模式(相当于本发明的“第一转向功能模式”)的主动VGS2控制，然后，使处理的流程向步骤S1返回。需要说明的是，关于主动VGS2控制，在后文详细叙述。
在步骤S13中，第一～第三控制装置353、363、393参照步骤S2的(第三电动机181或第三控制装置(第三ECU)393发生异常的意旨的)异常诊断结果，来判定是否应该将转向功能模式设定为主动VGS3模式。在步骤S13的判定的结果是作出了应该将转向功能模式设定为主动VGS3模式的意旨的判定的情况下(“是”)，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程向接着的步骤S14进入。
另一方面，在步骤S13的判定的结果是作出了不应将转向功能模式设定为主动VGS3模式的意旨的判定的情况下(“否”)，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程跳向步骤S16。
在步骤S14中，第一～第三控制装置353、363、393使向连结装置4的电源供给继续，由此进行使连结装置4成为切离状态的控制。
在步骤S15中，第一～第三控制装置353、363、393进行将转向功能模式设定为主动VGS3模式(相当于本发明的“第一转向功能模式”)的主动VGS3控制，然后，使处理的流程向步骤S1返回。需要说明的是，关于主动VGS3控制，在后文详细叙述。
在步骤S16中，第一～第三控制装置353、363、393参照步骤S2的(横摆角速度传感器7或横向加速度传感器8发生异常的意旨的)异常诊断结果，来判定是否应该将转向功能模式设定为VGS模式。在步骤S16的判定的结果是作出了应该将转向功能模式设定为VGS模式的意旨的判定的情况下(“是”)，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程向接着的步骤S17进入。
另一方面，在步骤S16的判定的结果是作出了不应将转向功能模式设定为VGS模式的意旨的判定的情况下(“否”)，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程跳向步骤S19。
在步骤S17中，第一～第三控制装置353、363、393通过使向连结装置4的电源供给继续，从而进行使连结装置4成为切离状态的控制。
在步骤S18中，第一～第三控制装置353、363、393进行将转向功能模式设定为VGS模式(相当于本发明的“第二转向功能模式”)的VGS控制，然后，使处理的流程向步骤S1返回。需要说明的是，关于VGS控制，在后文详细叙述。
在步骤S19中，第一～第三控制装置353、363、393通过切断向连结装置4的电磁螺线管448的电源供给，从而进行将连结装置4从切离状态向结合状态切换的控制。
在步骤S20中，第一～第三控制装置353、363、393参照步骤S2的(转向角传感器17、齿条位置传感器39、第一电流传感器332A、第二电流传感器342A、第一电动机332、第一控制装置(第一ECU)353、第二电动机342、第二控制装置(第二ECU)363或连结装置4中的任一个发生异常的意旨的)异常诊断结果，来判定是否应该将转向功能模式设定为EPS模式。在步骤S20的判定的结果是作出了应该将转向功能模式设定为EPS模式的意旨的判定的情况下(“是”)，第一～第三控制装置353、363、393中的正常的控制装置使处理的流程向接着的步骤S21进入。
另一方面，在步骤S20的判定的结果是作出了不应将转向功能模式设定为EPS模式的意旨的判定的情况下(“否”)，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程跳向步骤S22。
在步骤S21中，第一～第三控制装置353、363、393中的正常的控制装置进行将转向功能模式设定为电动动力转向(EPS)模式(相当于本发明的“第三转向功能模式”)的EPS控制，然后，使处理的流程向步骤S1返回。需要说明的是，关于EPS控制，在后文详细叙述。
在步骤S22中，第一～第三控制装置353、363、393进行将转向功能模式设定为手动转向模式(相当于本发明的“第四转向功能模式”)的手动转向控制，然后，使处理的流程向步骤S1返回。需要说明的是，关于手动转向控制，在后文详细叙述。
接着，参照图7，对步骤S5的主动VGS控制进行说明。图7是表示主动VGS的子程序的处理的流程的流程图。
在步骤S50中，第一～第三控制装置353、363、393使用转向角传感器17、齿条位置传感器39及车速传感器6的信号，根据车速传感器6的车速信号而可变设定基于转向角传感器17的信号的转向角与基于齿条位置传感器39的信号的转向车轮转舵角之间的齿轮比，且以使齿条轴32的当前位置追随实现这样设定的齿轮比的转向车轮转舵角的方式进行第一及第二电动机332、342的驱动控制。将这样的第一及第二电动机332、342的驱动控制称为“VGS控制”。
详细叙述时，在步骤S50的VGS控制中，第一～第三控制装置353、363、393参照根据车速的变化而预先设定有适当的齿轮比的映射，由此读出并设定与当前车速对应的齿轮比(VGS比)。由此，VGS比例如在低车速区域中设定为成为1以下的值的快速比，即，转向车轮转舵角相对于实际的转向角增大的齿轮比，另一方面，在高车速区域中设定为成为1以上的值的慢速比，即，转向车轮转舵角相对于实际的转向角减小的齿轮比。
并且，以使齿条轴32的当前位置追随与实现这样设定的齿轮比(VGS比)的转向车轮转舵角对应的齿条轴32的位置的方式，第一～第三控制装置353、363、393进行第一及第二电动机332、342的驱动控制。需要说明的是，齿轮比(VGS比)考虑车辆的横摆角速度与预先确定的稳定值一致的情况、及车身的横向加速度不超过预先确定的界限值的情况而适当设定。
在第一及第二电动机332、342的驱动控制时，分别流过第一及第二电动机332、342的第一及第二电流值在第一及第二电动机332、342、第一及第二控制装置353、363、第一及第二驱动装置35、36等正常的情况下，主要基于路面的负载(摩擦系数)来确定。
另一方面，在第一及第二电动机332、342、第一及第二控制装置353、363、第一及第二驱动装置35、36等发生异常的情况下，具体而言，例如，在第一电动机332的1相的绕组短路的情况下，第一电动机332的电流增大。因此，第一～第三控制装置353、363、393分别经由通信媒介5来监视这样的现象(第一电动机332的电流增大)是否未发生。这样监视的第一及第二电流值在进行第一及第二电流传感器332A、342A的异常诊断时或进行第一及第二控制装置353、363的异常诊断时等被参照。
在步骤S51中，第一～第三控制装置353、363、393使用转向角传感器17、齿条位置传感器39、横摆角速度传感器7及横向加速度传感器8的信号，根据基于横摆角速度传感器7的信号得到的车辆的横摆角速度及基于横向加速度传感器8的信号得到的车身的横向加速度，与转向角独立地进行主动控制所述的齿轮比(VGS比)的主动齿轮比控制。由此，使车辆的行为稳定化。
详细叙述时，在步骤S51的主动齿轮比控制中，第一～第三控制装置353、363、393参照基于转向角传感器17的信号得到的转向角、及根据转向角的变化而预先设定有适当的横摆角速度及横向加速度的映射，分别读出并设定与当前的转向角对应的规范(目标)横摆角速度及规范(目标)横向加速度，并以使车辆的横摆角速度及车身的横向加速度追随这样设定的规范(目标)值的方式对第一及第二电动机332、342进行反馈控制。
由此，对在步骤S50的VGS控制中未考虑到的行驶路面的摩擦系数的差异(沥青或压雪路)、行驶路面的凹凸(车辙)等干扰因素进行修正，对车辆的稳定行驶作出贡献。尤其是在车辆的直行行驶中，即使转向车轮30a、30b陷入车辙或者车身受到侧风，只要驾驶员将方向盘1的朝向维持成直行方向，第一～第三控制装置353、363、393就自动地修正转向车轮30a、30b的转舵角，从而以使车辆直行行驶的方式进行控制。
总之，第一～第三控制装置353、363、393在VGS控制中机械地进行齿轮比控制，但是在主动齿轮比控制中，对于干扰因素而细微地进行自动修正，将来自驾驶员的方向盘1的转向意图作为命令(方向盘指令；Handle Command)，与方向盘1产生的转向角独立地进行将转向车轮转舵角适当地转舵的控制。
在步骤S52中，第一～第三控制装置353、363、393参照转向转矩传感器16、转向角传感器17、车速传感器6、横摆角速度传感器7及横向加速度传感器8的信号、以及转向转矩设定表(预先设定有与转向转矩传感器16、转向角传感器17、车速传感器6、横摆角速度传感器7及横向加速度传感器8的各检测信号对应的适当的转向转矩的表)，以对应于转向角传感器检测信号、横摆角速度检测信号、横向加速度检测信号的增大而使转向转矩变大(加重)、且对应于车速的增大而使转向转矩增大(加重)的方式，设定成为目标的转向转矩，并以使基于转向转矩传感器16的信号得到的当前的转向转矩追随上述设定的成为目标的转向转矩的方式进行反馈控制。这样的反馈控制称为“主动反力控制”。
由此，在方向盘1的操作时赋予适当的手感，由此能够使车辆的自动回正力矩增大，将车辆向稳定方向引导。就像驾驶员仅通过将手放在方向盘1上，就自然地转向成稳定方向那样使转向车轮30a、30b返回(自动回正力矩)，结果是，能够提高方向盘1的操作性。
详细叙述时，在步骤S52的主动反力控制中，第一～第三控制装置353、363、393参照车速传感器6的车速信号、及根据车速的变化而预先设定有适当的转向转矩的映射，由此，以在低车速区域中将方向盘1的手感设定得较小、而在高车速区域中将方向盘1的手感设定得较大的方式进行控制。
因此，根据方向盘1的转向角，或者根据横摆角速度、横向加速度，而且参考车速传感器6的车速信号，从而能够适当地设定方向盘1的手感，由此能够提高方向盘1的操作性。
另外，在车辆处于自旋(spin)倾向时，横摆角速度传感器7的检测信号增大而转向反力大，即将手感加重地控制，因此自动回正力矩增大，从而容易将方向盘1向使自旋停止的方向操作。这样通过改变方向盘1的操作方向的手感，能够向驾驶员催促适当的方向盘1的操作。而且，作为原则，方向盘1与转向车轮30a、30b之间未进行机械结合，因此能够消除行驶路面的振动或台阶引起的反冲、基于转向车轮30a、30b间的驱动力差(前轮驱动车)产生的汽车偏转。
当步骤S52的主动反力控制结束时，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程向图6的步骤S1返回，并依次执行以下的处理。
接着，参照图8，对步骤S9的主动VGS1控制进行说明。图8是表示主动VGS1的子程序的处理的流程的流程图。
在图7所示的主动VGS控制和图8所示的主动VGS1控制中，存在共同的处理步骤(S50及S51)。因此，省略关于这些共同的处理步骤(S50及S51)的说明，关注两者的不同点(步骤S53)进行说明。
在步骤S53中，作出了转向转矩传感器16发生异常的意旨的异常诊断的第一～第三控制装置353、363、393参照转向角传感器17、车速传感器6、横摆角速度传感器7及横向加速度传感器8的信号、以及转向转矩设定表(预先设定有与转向角传感器17、车速传感器6、横摆角速度传感器7及横向加速度传感器8的各检测信号对应的适当的转向转矩的表)，以对应于转向角传感器检测信号、横摆角速度检测信号及横向加速度检测信号的增大而使方向盘1上的转向转矩增大(加重)、且对应于车速的增大而使转向转矩增大(加重)的方式，对应于转向角传感器检测信号、横摆角速度检测信号、横向加速度检测信号的增大而设定成为目标的转向转矩，并以使当前的转向转矩追随上述设定的成为目标的转向转矩的方式，使用转向角传感器17的微分信号作为转向转矩的替代信息来对第三电动机181的端子间电压进行控制。将这样的控制称为“反力控制1”。
由此，在方向盘1的操作时赋予适当的手感，由此使车辆的自动回正力矩增大，能够将车辆向稳定方向引导。就像驾驶员仅通过将手放在方向盘1上，就自然地转向成稳定方向那样使转向车轮30a、30b返回(自动回正力矩)，结果是，使车辆的自动回正力矩增大，赋予车辆的稳定性，并且能够提高方向盘1的操作性。
详细叙述时，在步骤S53的反力控制1中，第一～第三控制装置353、363、393参照车速传感器6的车速信号、及根据车速的变化而预先设定有适当的转向转矩的映射，由此以在低车速区域中将方向盘1的手感设定得较小、而在高车速区域中将方向盘1的手感设定得较大的方式进行控制。
因此，根据方向盘1的转向角，或者根据横摆角速度、横向加速度，而且参照车速传感器6的车速信号，从而适当地设定方向盘1的手感，由此能够提高方向盘1的操作性。
另外，在车辆处于自旋倾向时，通过改变方向盘1的操作方向的手感，从而能够催促驾驶员将方向盘1向使自旋停止的方向操作。而且，作为原则，方向盘1与转向车轮30a、30b之间未进行机械结合，因此能够消除行驶路面的振动或台阶引起的反冲、基于转向车轮30a、30b间的驱动力差(前轮驱动车)产生的汽车偏转。
其中，在步骤S53的反力控制1中，第一～第三控制装置353、363、393进行通知转向转矩传感器16的异常的警告显示，并且进行与正常时相比增大(加重)转向转矩的控制。由此，将转向系统发生异常的意旨适时地向驾驶员报知。
当步骤S53的反力控制1结束时，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程向图6的步骤S1返回，并依次执行以下的处理。
接着，参照图9，对步骤S12的主动VGS2控制进行说明。图9是表示主动VGS2的子程序的处理的流程的流程图。
在图7所示的主动VGS控制和图9所示的主动VGS2控制中，存在共同的处理步骤(S50及S51)。因此，省略关于这些共同的处理步骤(S50及S51)的说明，关注两者的不同点(步骤S54)进行说明。
在步骤S54中，作出了第三电流传感器181A发生异常的意旨的异常诊断的第一～第三控制装置353、363、393参照转向转矩传感器16、转向角传感器17、车速传感器6、横摆角速度传感器7及横向加速度传感器8的信号、以及转向转矩设定表(预先设定有与转向转矩传感器16、转向角传感器17、车速传感器6、横摆角速度传感器7及横向加速度传感器8的各检测信号对应的适当的转向转矩的表)，以对应于转向角传感器检测信号、横摆角速度检测信号及横向加速度检测信号的增大而使转向转矩增大(加重手感)、且对应于车速的增大而使转向转矩增大(加重手感)的方式，设定成为目标的转向转矩，并以使当前的转向转矩追随上述设定的成为目标的转向转矩的方式，使用转向角传感器17的微分信号来对第三电动机181的端子间电压进行控制。将这样的控制称为“反力控制2”。
由此，在方向盘1的操作时赋予适当的手感，由此使车辆的自动回正力矩增大，能够将车辆向稳定方向引导。就像驾驶员仅通过将手放在方向盘1上，就自然地转向成稳定方向那样使转向车轮30a、30b返回(自动回正力矩)，结果是，使车辆的自动回正力矩增大，赋予车辆的稳定性，并且能够提高方向盘1的操作性。
详细叙述时，在步骤S54的反力控制2中，第一～第三控制装置353、363、393参照车速传感器6的车速信号、及根据车速的变化而预先设定有适当的转向转矩的映射，由此以在低车速区域中将方向盘1的手感设定得较小、而在高车速区域中将方向盘1的手感设定得较大的方式进行控制。
因此，根据方向盘1的转向角，或者根据横摆角速度、横向加速度，而且参考车速传感器6的车速信号，从而能够适当地设定方向盘1的手感，由此能够提高方向盘1的操作性。
另外，在车辆处于自旋倾向时，通过改变方向盘1的操作方向的手感，从而能够催促驾驶员将方向盘1向使自旋停止的方向操作。而且，作为原则，方向盘1与转向车轮30a、30b之间未进行机械结合，因此能够消除行驶路面的振动或台阶引起的反冲、基于转向车轮30a、30b间的驱动力差(前轮驱动车)产生的汽车偏转。
但是，在步骤S54的反力控制2中，第一～第三控制装置353、363、393进行通知第三电流传感器181A的异常的警告显示，并且进行与正常时相比增大转向转矩(加重手感)的控制。由此，将转向系统发生异常的意旨适时地向驾驶员报知。
当步骤S54的反力控制2结束时，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程向图6的步骤S1返回，并依次执行以下的处理。
接着，参照图10，对步骤S15的主动VGS3控制进行说明。图10是表示主动VGS3的子程序的处理的流程的流程图。
需要说明的是，主动VGS3(图6的步骤S15)是在第三电动机181或第三控制装置(第三ECU)393发生异常且在图6的步骤S13中作出了应该将转向功能模式设定为主动VGS3模式的意旨的判定时执行的处理。
当第三电动机181或第三控制装置(第三ECU)393发生异常时，第一或第二控制装置353、363难以适当地控制方向盘1的手感。这是因为第三电动机181或第三控制装置(第三ECU)393主要承担施加相对于转向转矩的反力的作用。
鉴于上述的情况，在步骤S55中，作出了第三电动机181或第三控制装置393发生异常的意旨的异常诊断的第一或第二控制装置353、363进行以图7所示的步骤S50的VGS控制为基准的VGS控制1。即，在步骤S55的VGS控制1中，第一或第二控制装置353、363使用转向角传感器17、齿条位置传感器39及车速传感器6的信号，以对应于车速传感器6的车速信号而与步骤S50的VGS控制的例子相比成为慢速比的方式可变设定上述的齿轮比(VGS比)，并以使齿条轴32的当前位置追随实现这样设定的齿轮比的转向车轮转舵角的方式，进行第一及第二电动机332、342的驱动控制。
在步骤S55的VGS控制1中，与步骤S50的VGS控制的例子相比，使转向车轮转舵角相对于方向盘1的操作量的响应性降低。其结果是，根据步骤S55的VGS1控制，尽管第三电动机181或第三控制装置(第三ECU)393发生异常，驾驶员也不会产生特别的不适感，能够缓慢地控制作为整体的车辆的行为。
在步骤S56中，作出了第三电动机181或第三控制装置(第三ECU)393发生异常的意旨的异常诊断的第一或第二控制装置353、363进行以图7所示的步骤S51的主动齿轮比控制为基准的主动齿轮比控制1。即，在步骤S56的主动齿轮比控制1中，第一或第二控制装置353、363使用转向角传感器17、齿条位置传感器39、横摆角速度传感器7及横向加速度传感器8的信号，根据基于横摆角速度传感器7的信号得到的车辆的横摆角速度及基于横向加速度传感器8的信号得到的车身的横向加速度，以与步骤S51的主动齿轮比控制的例子相比成为慢速比的方式，与转向角独立地主动控制上述的齿轮比(VGS比)。由此，使车辆的行为稳定化。
详细叙述时，在步骤S56的主动齿轮比控制1中，第一或第二控制装置353、363参照基于转向角传感器17的信号得到的转向角、及根据转向角的变化而预先设定有适当的横摆角速度及横向加速度的映射，由此分别读出并设定与当前的转向角对应的规范(目标)横摆角速度及规范(目标)横向加速度。在该设定时，在步骤S56的主动齿轮比控制1中，与步骤S51的主动齿轮比控制的例子相比，较小(平稳)地设定各个规范(目标)值。并且，以使车辆的横摆角速度及车身的横向加速度追随这样较小(平稳)地设定规范(目标)值的方式，对第一及第二电动机332、342进行反馈控制。
由此，在步骤S56的主动齿轮比控制1中，与步骤S51的主动齿轮比控制的例子相比，使转向车轮转舵角相对于方向盘1的操作量的响应性降低。其结果是，根据步骤S56的主动齿轮比控制1，尽管第三电动机181或第三控制装置(第三ECU)393发生异常，驾驶员也不会产生特别的不适感，能够实现作为整体的车辆的行为的稳定化。
在步骤S57中，作出了第三电动机181或第三控制装置(第三ECU)393发生异常的意旨的异常诊断的第一或第二控制装置353、363进行以图7所示的步骤S52的主动反力控制为基准的反力控制3。即，在步骤S57的反力控制3中，第一或第二控制装置353、363进行将第三母继电器185及第三子继电器186的各自的接点断开的控制，由此切断向第三电动机181及第三控制装置393的电源供给。
当步骤S57的反力控制3结束时，第一或第二控制装置353、363使处理的流程向图6的步骤S1返回，并依次执行以下的处理。
接着，参照图11，对步骤S18的VGS控制进行说明。图11是表示VGS的子程序的处理的流程的流程图。
在图7所示的主动VGS控制和图11所示的VGS控制中，存在共同的处理步骤(S50)。因此，省略关于该共通的处理步骤(S50)的说明，关注仅图11所示的VGS控制具有的步骤S58的处理而进行说明。
需要说明的是，VGS(图6的步骤S18)是横摆角速度传感器7或横向加速度传感器8发生异常且在图6的步骤S18中作出了应该将转向功能模式设定为VGS模式的意旨的判定时执行的处理。
在步骤S58中，作出了横摆角速度传感器7或横向加速度传感器8发生异常的意旨的异常诊断的第一～第三控制装置353、363、393进行与在电动动力转向(EPS)中通常进行的反力控制类似的反力控制4。即，在步骤S58的反力控制4中，第一～第三控制装置353、363、393参照基于转向转矩传感器16的信号得到的转向转矩、及预先设定有与转向转矩的变化对应的适当的目标电流的映射，由此对应于当前的转向转矩而设定向第一～第三控制装置353、363、393分别赋予的目标电流值，并以使第一～第三电流传感器332A、342A、181A的检测值追随这样设定的目标电流值的方式，进行第一～第三电动机332、342、181的驱动控制。
由此，减轻驾驶员对方向盘1进行转向的转向转矩的负担。但是，在步骤S58的反力控制4中，第一～第三控制装置353、363、393进行通知横摆角速度传感器7或横向加速度传感器8发生异常的意旨的警告显示，并进行与正常时相比增大(加重)转向转矩的控制。由此，将转向系统发生异常的意旨适时地向驾驶员报知。
当步骤S58的反力控制4结束时，第一～第三控制装置353、363、393使处理的流程向图6的步骤S1返回，并依次执行以下的处理。
接着，参照图12，对步骤S21的EPS控制进行说明。图12是表示EPS的子程序的处理的流程的流程图。
需要说明的是，EPS(图6的步骤S21)是转向角传感器17、齿条位置传感器39、第一电流传感器332A、第二电流传感器342A、第一电动机332、第一控制装置(第一ECU)353、第二电动机342、第二控制装置(第二ECU)363、或离合器(未图示)中的任一个发生异常，且在图6的步骤S21中作出了应该将转向功能模式设定为EPS模式的意旨的判定的情况下执行的处理。
在步骤S59中，作出了转向角传感器17、齿条位置传感器39、第一电流传感器332A、第二电流传感器342A、第一电动机332、第一控制装置(第一ECU)353、第二电动机342、第二控制装置(第二ECU)363、或离合器中的任一个发生异常的意旨的异常诊断的第一～第三控制装置353、363、393进行与在电动动力转向(EPS)中通常进行的反力控制类似的反力控制5。
即，在步骤S59的反力控制5中，第一～第三控制装置353、363、393例如在基于限位开关451的信号及用于使连结装置4成为结合状态的指令信号的发出状况，在作出了连结装置4的异常诊断(例如，尽管发出用于使连结装置4成为结合状态的指令信号，限位开关451的信号也为OFF(参照图3)时)的情况下，进行步骤S58的反力控制4。
另外，在作出了第一电动机332、第一控制装置(第一ECU)353、第二电动机342或第二控制装置(第二ECU)363中的任一个发生异常的意旨的异常诊断的情况下，第三控制装置393参照基于转向转矩传感器16的信号得到的转向转矩、及预先设定有与转向转矩的变化对应的适当的目标电流的映射，由此设定与当前的转向转矩对应的第三电动机181的目标电流值，并以使第三电流传感器181A的检测值追随这样设定的目标电流值的方式，进行第三电动机181的驱动控制。
由此，减轻驾驶员对方向盘1进行转向的转向转矩的负担。但是，在步骤S59的反力控制5中，第三控制装置393进行通知异常部位的警告显示，并进行与正常时相比增大(加重)转向转矩的控制。由此，将转向系统发生异常的意旨适时地向驾驶员报知。
当步骤S59的反力控制5结束时，第三控制装置393使处理的流程向图6的步骤S1返回，并依次执行以下的处理。
接着，参照图13，对步骤S22的手动转向控制进行说明。图13是表示手动转向的子程序的处理的流程的流程图。
需要说明的是，手动转向(图6的步骤S22)是在转向功能模式为图12所示的EPS模式时，第三电动机3181或第三控制装置(第三ECU)393中的任一个发生异常的情况下，在图6的步骤S22中作出了应该将转向功能模式设定为手动转向模式的意旨的判定时执行的处理。
在步骤S59中，在转向功能模式为EPS模式时，作出了第三电动机3181或第三控制装置(第三ECU)393中的任一个发生异常的意旨的异常诊断的第一或第二控制装置353、363进行将第一母继电器354及第一子继电器355、第二母继电器364及第二子继电器365、以及第三母继电器185及第三子继电器186的各自的接点断开的控制，由此切断向第一电动机332及第一控制装置353、第二电动机342及第二控制装置363、第三电动机181及第三控制装置393、以及连结装置4的电源供给，并且使第一～第三控制装置353、363、393具有的全部的控制功能为OFF。由此，使转向功能模式恢复成手动转向模式。
〔本发明的实施方式的车辆用转向装置101的作用效果〕
接着，说明本发明的实施方式的车辆用转向装置101的作用效果。
在本发明的实施方式的车辆用转向装置101中，第一～第三控制装置353、363、393具有的异常诊断部79a、79b、79c(参照图1B)在由第一及第二电流传感器332A、342A分别检测出的第一及第二电流值的偏差超过预先确定的阈值的情况下，作出转舵装置3发生异常的意旨的诊断。
在此，在转向车轮30a、30b的所需的转舵动作正常进行的情况下，在第一电动机332及第二电动机342中分别流过均衡的大小的电流。这是因为，第一电动机332及第二电动机342将其电特性相互共同地设定，且经由所述的“转向力传递机构”而相互连结。
这样，第一～第三控制装置353、363、393具有的异常诊断部79a、79b、79c仅监视第一电流值及第二电流值的偏差，不需要烦杂的运算处理或诊断处理所需的待机时间，就能够进行转舵装置3的异常诊断。
因此，根据本发明的实施方式的车辆用转向装置101，例如，即使因转舵用的电动机等发生故障而第一或第二电流检测部产生异常信号的情况下，也能够迅速地进行上述异常发生的诊断。
另外，异常诊断部79a、79b、79c基于通过第一及第二电流传感器332A、342A直接检测分别流过转舵用的第一电动机332及第二电动机342的电流的第一及第二电流值来进行异常诊断，因此在异常诊断时，在出现故障的电动机进行异常旋转之前能够作出异常发生的诊断，能够将因发生故障的电动机的异常旋转而可能出现的车辆的异常行为防患于未然。对此，例如，举出假设采用3相电动机作为转舵用的第一电动机332及第二电动机342且3相电动机中的1相短路而流过大电流的故障例来进行说明。在该故障例中，与正常的电动机的电流检测信号相比，异常的电动机的电流检测信号较大地超过判定阈值，其结果是，能够瞬间地进行异常诊断。而且，第一电动机332及第二电动机342将其电特性相互共同地设定。因此，正常的电动机的输出的大小与异常的电动机的输出的大小相等，不会发生异常的电动机的输出的大小超过正常的电动机的输出的大小而转向车轮30a、30b转舵至达到异常状态的情况。
另外，即使第一及第二电动机332、342中的一方发生异常(停止)，也能够通过另一方的电动机来维持转舵功能。此外，即使假设第一及第二电动机332、342中的一方发生异常(反转)，通过另一方的电动机也能够将异常(反转)抵消。其结果是，能够期待尽可能地维持转舵功能的效果。
而且，根据本发明的实施方式的车辆用转向装置101，电特性相互共同地设定的转舵用的第一及第二电动机332、342经由转向力传递机构而相互连结，因此与利用单一的电动机进行转舵驱动的情况相比，能够将各个电动机的输出特性抑制得较低。因此，例如，能够接受来自已存的12伏容量的蓄电池的电源供给而进行动作，不需要新的24伏容量或48伏容量的升压电路等。其结果是，能够减小各个电动机的尺寸，能够确保布局设计的自由度。
另外，在本发明的实施方式的车辆用转向装置101中，按照多数决定的原理，异常诊断部79a、79b、79c进行异常诊断。即，第一～第三控制装置353、363、393具有的异常诊断部79a、79b、79c对第一～第三控制装置353、363、393分别执行共同处理而得到的三个处理结果进行比较，基于该比较结果，在三个处理结果中的两个以上的处理结果属于预先确定的允许范围内时，作出与所述两个以上的处理结果对应的控制装置正常的意旨的诊断，另一方面，作出与从所述两个以上偏离的处理结果对应的控制装置异常的意旨的诊断。
在此，第一～第三控制装置353、363、393分别执行的共同处理是指例如输入值及相对于输入值的运算内容共同的处理。若第一～第三控制装置353、363、393全部正常，则并行地进行所述共同处理时的处理结果应该是所述三者都成为共同的值。而且，假设三个控制装置353、363、393中的过半数即两个控制装置的处理结果相同，剩余一个控制装置的处理结果与所述两个控制装置的处理结果不同的情况下，所述两个控制装置与所述剩余一个控制装置相比，正常的可能性高。
根据本发明的实施方式的车辆用转向装置101，能够适时且准确地进行第一～第三控制装置353、363、393的异常诊断。
需要说明的是，关于作出了正常的意旨的诊断的控制装置，若使其控制动作继续，则能够对转向功能的尽可能的维持作出贡献。
另外，在本发明的实施方式的车辆用转向装置101中，通过第一～第三控制装置353、363、393具有的异常诊断部作出的异常诊断，从而当连结装置4的切换装置44将切换爪部43从切离状态切换成结合状态时，多个弹簧构件42从切换爪部43产生的按压力中被释放，从而多个对辊41呈楔状地卡合于圆筒构件380及凸轮构件401的间隙，由此通过将第一旋转轴38及第二旋转轴40机械连结而构成手动转向。
根据本发明的实施方式的车辆用转向装置101，在第一～第三控制装置353、363、393具有的异常诊断部79a、79b、79c进行了异常诊断的情况下，在连结装置4的切换装置44的作用下，通过将第一旋转轴38及第二旋转轴40机械连结而能够迅速地构成手动转向，因此能够可靠地维持转向功能。
另外，在本发明的实施方式的车辆用转向装置101中，第一～第三控制装置353、363、393接收异常诊断部79a、79b、79c作出的异常诊断，进行切断对连结装置4的切换装置44的电源供给的控制，由此将切换爪部43从切离状态切换成结合状态。
根据本发明的实施方式的车辆用转向装置101，能够使用从失效保护的观点出发优选的实施方式来可靠地维持转向功能。
然而，在本发明的实施方式的车辆用转向装置101的起动开始时(车辆的起动时)，连结装置4的切换爪部43处于结合状态。具体而言，例如，在连结装置4的切换爪部43处于结合状态的车辆的驻车时，在因对方向盘(转向构件)1进行较大打轮而过大的负载转矩向连结装置4的结合部分施加的情况下，产生该结合部分(圆筒构件380、凸轮构件401及多个对辊41这三者相互抵接的部分)彼此咬合的固接状态。其结果是，即使要使连结装置4的切换装置44工作，在圆筒构件380的内侧也无法将多个切换爪部43插入圆筒构件380与凸轮构件401的间隙，从而可能无法将连结装置4从结合状态切换成切离状态。
因此，在本发明的实施方式的车辆用转向装置101中，第一～第三控制装置353、363、393在将切换爪部43从结合状态切换成切离状态时，进行使第一电动机332、第二电动机342或第三电动机181中的至少一个以上驱动的控制。
根据本发明的实施方式的车辆用转向装置101，即使假设连结装置4的结合部分彼此处于咬合的固接状态的情况下，也能够可靠且迅速地使所述的结合部分松缓。其结果是，能够可靠地发挥本来的转向功能。
另外，在本发明的实施方式的车辆用转向装置101中，第一～第三控制装置353、363、393参照异常诊断部79a、79b、79c作出的异常诊断所涉及的异常部位和与多个异常部位分别建立对应而记述了适当的转向功能模式的类别的映射，进行将与异常诊断所涉及的异常部位对应的适当的转向功能模式设定为第一转向功能模式(主动VGS)、第二转向功能模式(VGS)、第三转向功能模式(EPS)或第四转向功能模式(手动转向)中的任一个的控制。
根据本发明的实施方式的车辆用转向装置101，将向转向系统发生异常时的最终手段即手动转向(将第一旋转轴38与第二旋转轴40连结)的转移阶段设定为4个阶段，使用在各个阶段保留的功能进行转向系统的再构筑，设定适当的转向功能模式而进行转向控制，因此能够抑制向最终手段即手动转向的切换频率，有助于转向功能的质的提高。
〔其他的实施方式〕
以上说明的实施方式示出本发明的具体化的例子。因此，不应通过这些例子来限定性地解释本发明的技术范围。这是因为本发明在不脱离其主旨或其主要的特征的情况下能够以各种方式实施的缘故。
例如，在本发明的实施方式中，例示并说明了第一控制装置353主要进行第一电动机332的驱动控制，第二控制装置363主要进行第二电动机342的驱动控制，第三控制装置393主要进行第三电动机181的驱动控制的结构，但是本发明没有限定为该例子。
也可以取代上述结构，而例如采用如下结构：在第一控制装置353发生异常的情况下，第二控制装置363除了主要进行第二电动机342的驱动控制之外，还主要进行第一电动机332的驱动控制。另外，还可以采用如下结构：在第一控制装置353发生异常的情况下，第三控制装置393除了主要进行第三电动机181的驱动控制之外，还主要进行第一电动机332的驱动控制。此外，还可以采用如下结构：在第一控制装置353及第二控制装置363发生异常的情况下，第三控制装置393除了主要进行第三电动机181的驱动控制之外，还主要进行第一电动机332及第二电动机342的驱动控制。
总之，可以采用第一～第三控制装置353、363、393分别相互补全地关联而进行第一～第三电动机332、342、181的驱动控制的结构。
若这样构成，则即使在第一～第三控制装置353、363、393中的一个或两个控制装置发生异常的情况下，也能够利用剩余的控制装置进行第一～第三电动机332、342、181的驱动控制，因此能够尽可能地维持健全的转向功能。
符号说明：
1    方向盘(转向构件)
2    反力施加装置
3    转向装置
4    连结装置
30a、30b  转向车轮
38   第一旋转轴
40   第二旋转轴
41   多个对辊
42   多个弹簧构件
43   切换爪部
44   切换装置
101  车辆用转向装置
181  第三电动机
181A 第三电流传感器
332  第一电动机
332A 第一电流传感器(第一电流检测部)
342  第二电动机
342A 第二电流传感器(第二电流检测部)
353  第一控制装置(ECU1)
363  第二控制装置(ECU2)
380  圆筒构件
393  第三控制装置(ECU3)
401  凸轮构件
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种车辆用转向装置，其特征在于，具备：
转舵装置，其具有经由转向力传递机构而相互连结且电特性相互共同地设定的转舵用的第一电动机及第二电动机，且根据转向构件的操作而对转向车轮进行转舵；
第一电流检测部，其直接检测流过所述第一电动机的第一电流值；
第二电流检测部，其直接检测流过所述第二电动机的第二电流值；以及
异常诊断部，其在由所述第一电流检测部及第二电流检测部分别检测出的第一电流值及第二电流值的偏差超过预先确定的阈值的情况下，作出所述转舵装置发生异常的意旨的诊断。
2.根据权利要求1所述的车辆用转向装置，其特征在于，还具备：
反力施加装置，其具有第三电动机，且施加相对于所述转向构件的操作的反力；
第一控制装置，其主要进行所述第一电动机的驱动控制；
第二控制装置，其主要进行所述第二电动机的驱动控制；以及
第三控制装置，其主要进行所述第三电动机的驱动控制，
所述第一控制装置～第三控制装置具有所述异常诊断部，且具有执行至少一部分相同的共同处理的功能，
所述异常诊断部对通过所述第一控制装置～第三控制装置分别执行所述共同处理而得到的三个处理结果进行比较，基于该比较结果，在所述三个处理结果中的两个以上的处理结果属于预先确定的允许范围内的情况下，作出与所述两个以上的处理结果对应的控制装置正常的意旨的诊断，另一方面，作出与从所述两个以上偏离的处理结果对应的控制装置异常的意旨的诊断。
3.根据权利要求2所述的车辆用转向装置，其特征在于，
所述车辆用转向装置还具备连结装置，该连结装置设置在所述转舵装置与所述反力施加装置之间，将所述转舵装置侧的第一旋转轴与所述反力施加装置侧的第二旋转轴之间的机械的连结切换成切离状态及结合状态中的任一个，
所述连结装置具备：
圆筒构件，其设置于所述第一旋转轴或所述第二旋转轴中的任意的一方；
凸轮构件，其设置于所述第一旋转轴或所述第二旋转轴中的与所述一方不同的另一方，且能够收容于所述圆筒构件；
多个对辊，它们设置于所述圆筒构件与所述凸轮构件的间隙；
多个弹簧构件，它们以向使所述对辊之间分离的方向对所述对辊施力的方式分别设置在所述对辊之间；
切换爪部，其设置成相对于所述圆筒构件与所述凸轮构件的间隙插拔自如；以及
切换装置，其将所述切换爪部切换成插入到所述间隙中的切离状态或从所述间隙拔出的结合状态中的任一个，
当通过所述异常诊断部作出的异常诊断而所述连结装置的所述切换装置将所述切换爪部从所述切离状态切换成所述结合状态时，所述多个弹簧构件从所述切换爪部产生的按压力中被释放，从而使所述多个对辊呈楔状地卡合于所述圆筒构件与所述凸轮构件的间隙，由此将所述第一旋转轴及所述第二旋转轴机械地连结，从而将所述转向构件与所述转向车轮机械地连结。
4.根据权利要求3所述的车辆用转向装置，其特征在于，
所述第一控制装置～第三控制装置接收所述异常诊断部作出的异常诊断，进行切断对所述连结装置的所述切换装置的电源供给的控制，从而将所述切换爪部从所述切离状态切换成所述结合状态。
5.(修改后)根据权利要求3或4所述的车辆用转向装置，其特征在于，
所述第一控制装置～第三控制装置在将所述切换爪部从所述切离状态切换成所述结合状态时，进行使所述第一电动机、所述第二电动机或所述第三电动机中的至少一个以上驱动的控制。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用转向装置，其特征在于，
所述第一控制装置～第三控制装置还具有存储部，该存储部存储与多个异常部位分别建立对应而记述了适当的转向功能模式的类别的对应信息，
所述第一控制装置～第三控制装置参照所述异常诊断部作出的异常诊断所涉及的异常部位和所述对应信息，进行将与所述异常诊断所涉及的异常部位对应的适当的转向功能模式设定为第一转向功能模式、第二转向功能模式、第三转向功能模式或第四转向功能模式中的任一个的控制，其中，第一转向功能模式为主动可变齿轮比转向即主动VGS，第二转向功能模式为可变齿轮比转向即VGS，第三转向功能模式为电动动力转向即EPS，第四转向功能模式为手动转向。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
在权利要求书1的修改中，明确了第一及第二电流检测部分别直接检测第一及第二电流值这一点。
权利要求书1的修改基于国际申请时的说明书的段落0053、0063及图1A、图1B的记载事项。
在文献1中记载了一种线控式转向装置的技术，基于由方向盘角传感器和车速传感器通过运算求出的转舵指令角和来自电动机角度传感器的信号而分别算出主转舵电动机及副转舵电动机的电流指令值，基于这些指令值的符号是否不同及两者之差的绝对值是否为异常判定阈值以上，来进行转舵装置的异常诊断。然而，文献1中没有记载直接检测分别流过主转舵电动机及副转舵电动机的电流的大小这一点。
在权利要求书5的修改中，修正了从属关系的错误。

Claims (6)

1.一种车辆用转向装置，其特征在于，具备：
转舵装置，其具有经由转向力传递机构而相互连结且电特性相互共同地设定的转舵用的第一电动机及第二电动机，且根据转向构件的操作而对转向车轮进行转舵；
第一电流检测部，其检测流过所述第一电动机的第一电流值；
第二电流检测部，其检测流过所述第二电动机的第二电流值；以及
异常诊断部，其在由所述第一电流检测部及第二电流检测部分别检测出的第一电流值及第二电流值的偏差超过预先确定的阈值的情况下，作出所述转舵装置发生异常的意旨的诊断。
2.根据权利要求1所述的车辆用转向装置，其特征在于，还具备：
反力施加装置，其具有第三电动机，且施加相对于所述转向构件的操作的反力；
第一控制装置，其主要进行所述第一电动机的驱动控制；
第二控制装置，其主要进行所述第二电动机的驱动控制；以及
第三控制装置，其主要进行所述第三电动机的驱动控制，
所述第一控制装置～第三控制装置具有所述异常诊断部，且具有执行至少一部分相同的共同处理的功能，
所述异常诊断部对通过所述第一控制装置～第三控制装置分别执行所述共同处理而得到的三个处理结果进行比较，基于该比较结果，在所述三个处理结果中的两个以上的处理结果属于预先确定的允许范围内的情况下，作出与所述两个以上的处理结果对应的控制装置正常的意旨的诊断，另一方面，作出与从所述两个以上偏离的处理结果对应的控制装置异常的意旨的诊断。
3.根据权利要求2所述的车辆用转向装置，其特征在于，
所述车辆用转向装置还具备连结装置，该连结装置设置在所述转舵装置与所述反力施加装置之间，将所述转舵装置侧的第一旋转轴与所述反力施加装置侧的第二旋转轴之间的机械的连结切换成切离状态及结合状态中的任一个，
所述连结装置具备：
圆筒构件，其设置于所述第一旋转轴或所述第二旋转轴中的任意的一方；
凸轮构件，其设置于所述第一旋转轴或所述第二旋转轴中的与所述一方不同的另一方，且能够收容于所述圆筒构件；
多个对辊，它们设置于所述圆筒构件与所述凸轮构件的间隙；
多个弹簧构件，它们以向使所述对辊之间分离的方向对所述对辊施力的方式分别设置在所述对辊之间；
切换爪部，其设置成相对于所述圆筒构件与所述凸轮构件的间隙插拔自如；以及
切换装置，其将所述切换爪部切换成插入到所述间隙中的切离状态或从所述间隙拔出的结合状态中的任一个，
当通过所述异常诊断部作出的异常诊断而所述连结装置的所述切换装置将所述切换爪部从所述切离状态切换成所述结合状态时，所述多个弹簧构件从所述切换爪部产生的按压力中被释放，从而使所述多个对辊呈楔状地卡合于所述圆筒构件与所述凸轮构件的间隙，由此将所述第一旋转轴及所述第二旋转轴机械地连结，从而将所述转向构件与所述转向车轮机械地连结。
4.根据权利要求3所述的车辆用转向装置，其特征在于，
所述第一控制装置～第三控制装置接收所述异常诊断部作出的异常诊断，进行切断对所述连结装置的所述切换装置的电源供给的控制，从而将所述切换爪部从所述切离状态切换成所述结合状态。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的车辆用转向装置，其特征在于，
所述第一控制装置～第三控制装置在将所述切换爪部从所述切离状态切换成所述结合状态时，进行使所述第一电动机、所述第二电动机或所述第三电动机中的至少一个以上驱动的控制。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用转向装置，其特征在于，
所述第一控制装置～第三控制装置还具有存储部，该存储部存储与多个异常部位分别建立对应而记述了适当的转向功能模式的类别的对应信息，
所述第一控制装置～第三控制装置参照所述异常诊断部作出的异常诊断所涉及的异常部位和所述对应信息，进行将与所述异常诊断所涉及的异常部位对应的适当的转向功能模式设定为第一转向功能模式、第二转向功能模式、第三转向功能模式或第四转向功能模式中的任一个的控制，其中，第一转向功能模式为主动可变齿轮比转向即主动VGS，第二转向功能模式为可变齿轮比转向即VGS，第三转向功能模式为电动动力转向即EPS，第四转向功能模式为手动转向。
CN201380067795.1A 2012-12-28 2013-12-26 车辆用转向装置 Active CN104884333B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-287173 2012-12-28
JP2012287173 2012-12-28
PCT/JP2013/085002 WO2014104253A1 (ja) 2012-12-28 2013-12-26 車両用操舵装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104884333A true CN104884333A (zh) 2015-09-02
CN104884333B CN104884333B (zh) 2017-06-30

Family

ID=51021327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380067795.1A Active CN104884333B (zh) 2012-12-28 2013-12-26 车辆用转向装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9533703B2 (zh)
JP (1) JP6017588B2 (zh)
CN (1) CN104884333B (zh)
DE (1) DE112013006263T5 (zh)
WO (1) WO2014104253A1 (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105679171A (zh) * 2016-04-15 2016-06-15 重庆工商职业学院 一种eps示教板
CN108778895A (zh) * 2016-03-14 2018-11-09 三菱电机株式会社 电动助力转向装置用的三相双重化电动机装置
US20190054952A1 (en) * 2016-03-15 2019-02-21 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Control device for power steering device
CN109591879A (zh) * 2017-09-30 2019-04-09 比亚迪股份有限公司 后轮转向系统、方法及车辆
CN110073172A (zh) * 2016-12-15 2019-07-30 奥迪股份公司 用于确定机动车的相对位置的方法、用于机动车的位置确定系统和机动车
CN111497930A (zh) * 2020-03-31 2020-08-07 联创汽车电子有限公司 安全控制模块及安全控制方法
CN111824246A (zh) * 2019-04-17 2020-10-27 丰田自动车株式会社 转向控制系统
CN112537365A (zh) * 2019-09-20 2021-03-23 舍弗勒技术股份两合公司 用于检测机电式转向系统的方向盘的转向运动的方向盘单元
CN112955366A (zh) * 2018-10-25 2021-06-11 依必安-派特圣乔根有限责任两合公司 实际状态值的测定方法

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015160504A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置、当該装置の故障判定方法、及び転舵モータの制御方法
JP5981509B2 (ja) 2014-09-26 2016-08-31 富士重工業株式会社 電動パワーステアリング装置
DE102015201032B4 (de) * 2015-01-22 2018-12-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Lenksystem für ein automatisiertes Fahren eines Kraftfahrzeuges
JP6122068B2 (ja) * 2015-07-03 2017-04-26 本田技研工業株式会社 車速検出装置の故障判定装置
DE102015116937B4 (de) * 2015-10-06 2018-10-31 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs
US9889876B2 (en) * 2015-11-23 2018-02-13 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for controlling steering response and steering torque feedback based on steering position
CN108290605B (zh) * 2015-12-02 2020-08-25 三菱电机株式会社 电动助力转向装置
KR20170085633A (ko) * 2016-01-14 2017-07-25 주식회사 만도 전동식 파워 스티어링 제어 방법 및 그 장치
KR102455835B1 (ko) * 2016-07-20 2022-10-18 현대모비스 주식회사 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치 및 방법
US10315691B2 (en) 2017-03-30 2019-06-11 Ford Global Technologies, Llc Methods and apparatus to correct clear vision errors in a vehicle steering system
US10232873B2 (en) 2017-03-30 2019-03-19 Ford Global Technologies, Llc Methods and apparatus to identify non-uniformity in a vehicle steering system
US10787192B1 (en) 2017-04-11 2020-09-29 Apple Inc. Steer-by-wire system with multiple steering actuators
DE102017209720A1 (de) * 2017-06-08 2019-01-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum pilotierten Fahren eines Kraftfahrzeugs
JP2019023038A (ja) * 2017-07-24 2019-02-14 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
JP6802126B2 (ja) * 2017-08-25 2020-12-16 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 インバータ制御装置
DE102017215593A1 (de) * 2017-09-05 2019-03-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Steer-by-wire-System und Verfahren zum Betreiben eines steer-by-wire-Systems
DE102017217100B4 (de) * 2017-09-26 2022-11-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Stellmotors eines Lenksystems
JP6852668B2 (ja) * 2017-12-28 2021-03-31 トヨタ自動車株式会社 ステアバイワイヤシステム
US10578173B2 (en) * 2018-03-09 2020-03-03 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Switchable cylindrical wedge clutch
JP7103090B2 (ja) * 2018-09-06 2022-07-20 株式会社デンソー パワーステアリング装置
DE102018215640A1 (de) * 2018-09-14 2020-03-19 Audi Ag System und Verfahren zum Ermitteln eines Lenkungseingriffs durch einen Fahrer
SE542588C2 (en) 2018-10-17 2020-06-09 Scania Cv Ab Method and control device for controlling steering of a vehicle
CN112996713B (zh) * 2018-11-06 2023-03-31 克诺尔转向系统日本有限公司 转向装置
KR102637909B1 (ko) * 2019-01-23 2024-02-19 에이치엘만도 주식회사 전동식 파워 스티어링 시스템의 리던던시 회로
JP7380438B2 (ja) 2019-08-22 2023-11-15 株式会社ジェイテクト 転舵装置
JP2021070431A (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 株式会社デンソー モータ駆動システム
JP7322725B2 (ja) * 2020-01-29 2023-08-08 株式会社ジェイテクト 転舵装置
DE102020209836A1 (de) 2020-08-05 2022-02-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Erfassung mechanischer Anomalien der Lenkung und/oder des Fahrwerks eines autonom betreibbaren Kraftfahrzeugs sowie autonom betreibbares Kraftfahrzeug
DE102020125258A1 (de) 2020-09-28 2022-03-31 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Lenksystem für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug
DE102021131083A1 (de) * 2020-11-30 2022-06-02 Steering Solutions Ip Holding Corporation Diagnose eines zustands einer eingangsenergie für eine elektrische servolenkung
DE102021102616A1 (de) 2021-02-04 2022-08-04 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Lenksystem für Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005008073A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Ntn Corp バイワイヤステアリングシステムのフェールセーフ機構およびバイワイヤステアリングシステム
US20050072621A1 (en) * 2003-10-02 2005-04-07 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle steering apparatus
DE102005005020A1 (de) * 2004-08-27 2006-03-09 Mitsubishi Denki K.K. Elektromotorisches Servolenksystem
JP2008221916A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Nissan Motor Co Ltd 駆動制御装置およびそれを用いた操舵制御装置
JP2010149678A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Nissan Motor Co Ltd 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法
CN102320325A (zh) * 2011-06-24 2012-01-18 吉林大学 应用于双电机线控转向系统的冗余容错控制方法
CN102407878A (zh) * 2010-09-16 2012-04-11 万都株式会社 电动转向装置、故障判断方法及电流估算方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002225733A (ja) 2001-01-29 2002-08-14 Koyo Seiko Co Ltd 車両用操舵装置
JP3838546B2 (ja) 2001-12-03 2006-10-25 本田技研工業株式会社 車両のステアバイワイヤ装置
JP3839358B2 (ja) * 2002-06-12 2006-11-01 株式会社ジェイテクト 車両の操舵制御装置及び車両の操舵制御方法
JP3989351B2 (ja) * 2002-10-03 2007-10-10 本田技研工業株式会社 操舵装置の故障検出方法
JP4020013B2 (ja) * 2003-05-20 2007-12-12 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP2005082057A (ja) 2003-09-10 2005-03-31 Hitachi Unisia Automotive Ltd 車両の操舵制御装置
JP2008273419A (ja) * 2007-05-01 2008-11-13 Toyota Motor Corp 車両の操舵制御装置
JP2010030368A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Nsk Ltd 車両用操舵装置
JP2010076692A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Nissan Motor Co Ltd 車両用操舵制御装置
JP5310088B2 (ja) * 2009-02-26 2013-10-09 日産自動車株式会社 車両用操舵装置、車両用操舵方法、車両用操舵装置付き車両

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005008073A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Ntn Corp バイワイヤステアリングシステムのフェールセーフ機構およびバイワイヤステアリングシステム
US20050072621A1 (en) * 2003-10-02 2005-04-07 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle steering apparatus
DE102005005020A1 (de) * 2004-08-27 2006-03-09 Mitsubishi Denki K.K. Elektromotorisches Servolenksystem
JP2008221916A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Nissan Motor Co Ltd 駆動制御装置およびそれを用いた操舵制御装置
JP2010149678A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Nissan Motor Co Ltd 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法
CN102407878A (zh) * 2010-09-16 2012-04-11 万都株式会社 电动转向装置、故障判断方法及电流估算方法
CN102320325A (zh) * 2011-06-24 2012-01-18 吉林大学 应用于双电机线控转向系统的冗余容错控制方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108778895A (zh) * 2016-03-14 2018-11-09 三菱电机株式会社 电动助力转向装置用的三相双重化电动机装置
US11492037B2 (en) * 2016-03-15 2022-11-08 Hitachi Astemo, Ltd. Control device for power steering device
US20190054952A1 (en) * 2016-03-15 2019-02-21 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Control device for power steering device
CN105679171A (zh) * 2016-04-15 2016-06-15 重庆工商职业学院 一种eps示教板
CN110073172A (zh) * 2016-12-15 2019-07-30 奥迪股份公司 用于确定机动车的相对位置的方法、用于机动车的位置确定系统和机动车
CN110073172B (zh) * 2016-12-15 2023-04-28 奥迪股份公司 用于确定机动车的相对位置的方法、用于机动车的位置确定系统和机动车
CN109591879A (zh) * 2017-09-30 2019-04-09 比亚迪股份有限公司 后轮转向系统、方法及车辆
CN112955366A (zh) * 2018-10-25 2021-06-11 依必安-派特圣乔根有限责任两合公司 实际状态值的测定方法
CN112955366B (zh) * 2018-10-25 2023-05-02 依必安-派特圣乔根有限责任两合公司 测定车轮驱动模块的车轮的状态值的方法
CN111824246A (zh) * 2019-04-17 2020-10-27 丰田自动车株式会社 转向控制系统
CN111824246B (zh) * 2019-04-17 2023-03-24 丰田自动车株式会社 转向控制系统
CN112537365A (zh) * 2019-09-20 2021-03-23 舍弗勒技术股份两合公司 用于检测机电式转向系统的方向盘的转向运动的方向盘单元
CN111497930A (zh) * 2020-03-31 2020-08-07 联创汽车电子有限公司 安全控制模块及安全控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20150360715A1 (en) 2015-12-17
CN104884333B (zh) 2017-06-30
JP6017588B2 (ja) 2016-11-02
JPWO2014104253A1 (ja) 2017-01-19
DE112013006263T5 (de) 2015-10-08
WO2014104253A1 (ja) 2014-07-03
US9533703B2 (en) 2017-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104884333A (zh) 车辆用转向装置
US9751555B2 (en) Steering system for vehicle
CN106515843B (zh) 一种混合型线控转向系统
EP1510436B1 (en) Vehicle steering system
JP5816019B2 (ja) 冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置
JP6383353B2 (ja) 車両用操舵装置
WO2011001904A1 (ja) ステアバイワイヤ式操舵装置
CN102574543A (zh) 自主驾驶的故障操作转向系统
GB2345044A (en) Centring a steering wheel in an emergency steering system for motor vehicles
JP6452944B2 (ja) ステアリング装置
CN106627740A (zh) 一种适用于线控转向的离合器装置
JP5840168B2 (ja) 車両用操舵装置
JP5756491B2 (ja) 車両用操舵装置
JP6282452B2 (ja) 車両操舵用制御装置
JP2007090975A (ja) 制御システムのフェールセーフ制御装置
JP2005096745A (ja) 車両用操舵装置
JP5239245B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP2017013542A (ja) 車両操舵用制御装置
JPH02227381A (ja) 車両の後輪操舵とパワーステアリングの協調制御装置
JP6116104B2 (ja) 車両用操舵装置
JP6313060B2 (ja) ステアバイワイヤ式操舵装置
JP2014205442A (ja) 車両用操舵装置
DE102013011547B4 (de) Vorrichtung zur Rotationsübertragung
WO2014057516A1 (ja) 操舵装置
JP2017052467A (ja) 車両用操舵装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant