CN106043413B - 车辆用转向操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆用转向操纵装置。ECU取得由扭矩传感器检测出的转向操纵扭矩(步骤S1)。ECU对电磁式促动器的电磁铁进行驱动(步骤S2)。ECU根据通过步骤S1取得的检测转向操纵扭矩的方向驱动转向马达，将使施加于离合器机构的扭矩减少的方向的扭矩施加于离合器的输出轴(步骤S3)。若在步骤S3中驱动转向马达之后经过规定时间(步骤S4：是)，则ECU使转向马达的驱动方向反转，由此将相反方向的扭矩施加于离合器的输出轴(步骤S5)。

Description

车辆用转向操纵装置

技术领域

本申请主张于2015年4月13日提出的日本专利申请第2015-081833号的优先权，并在此引用包括说明书、附图和说明书摘要的全部内容。

本发明涉及用于汽车等车辆的车辆用转向操纵装置。

背景技术

作为车辆用转向操纵装置，公知有不将转向操纵部件与转向机构机械连结的所谓的线控转向(SBW：Steer-By-Wire)式的车辆用转向操纵装置。例如，日本特开2014-218192号公报中公开了能够经由离合器将作为转向操纵部件的方向盘与转向机构机械连结的线控转向式的车辆用转向操纵装置。该离合器通常是释放状态，在线控转向模式(SBW模式)下进行转向控制。在线控转向模式下进行转向控制时，在产生某些异常的情况下，离合器被连结，在电动助力转向(EPS：Electric Power Steering)模式下进行转向控制。

本申请人提出适用于将方向盘与转向机构机械连结或分离的离合器。本申请人提出的离合器包括输入轴、输出轴、内圈、外圈。内圈与输入轴同轴并且连结为一体。外圈与输出轴同轴并且连结为一体。本申请人提出的离合器还包括离合器机构、电磁式促动器。离合器机构进行内圈与外圈之间的扭矩的传递/切断。电磁式促动器具有产生用于使离合器机构释放的电磁力的功能，使离合器机构连结/释放。

在将用于上述车辆用转向操纵装置的离合器从连结状态释放时，例如存在通过操作方向盘等而对离合器施加过大的卡合力(摩擦力)的情况。在将本申请人提出的离合器从连结状态释放时，若过大的卡合力作用于离合器，则妨碍离合器释放的摩擦力变大，为了使离合器释放而需要很大电磁力。因此，需要大输出的电磁铁，所以存在离合器大型化并且耗电量增加之类的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供能够减小离合器的释放所需要的电磁力的车辆用转向操纵装置。

本发明的一实施方式的车辆用转向操纵装置的结构上的特征是包括：用于对车辆进行转向操纵的转向操纵部件、用于使转向轮转向的转向机构、用于对上述转向操纵部件施加反力的反力马达、用于驱动上述转向机构的转向马达、对上述反力马达和上述转向马达进行驱动控制的马达控制机构、与上述转向操纵部件连结的输入轴、与上述转向机构连结的输出轴、进行上述输入轴与上述输出轴间的扭矩的传递/切断的离合器机构、具有产生用于使上述离合器机构释放的电磁力的功能并用于使上述离合器机构连结/释放的电磁式促动器、以及对上述电磁式促动器进行驱动从而产生用于使上述离合器机构释放的电磁力的促动器控制机构，上述马达控制机构包括如下机构，即：在上述电磁式促动器被上述促动器控制机构驱动的状态下对上述反力马达以及上述转向马达的至少一方进行驱动控制，在上述输入轴以及上述输出轴的至少一方交替地施加使上述输出轴相对于上述输入轴相对旋转的方向中的相互不同的两个方向上的扭矩。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的车辆用转向操纵装置的简要结构的示意图。

图2是表示离合器的结构的剖视图。

图3是表示离合器机构的结构的立体图。

图4是表示离合器机构的结构的分解立体图。

图5是表示离合器机构的一部分的结构的分解立体图。

图6A以及图6B是表示内侧保持器的结构的立体图。

图7是表示外侧保持器的结构的立体图。

图8是沿图2的VIII-VIII线的剖视图。

图9A以及图9B是表示楔部件的结构的立体图。

图10是表示离合器机构为连结状态的情况下的楔部件、内侧保持器以及外侧保持器之间的位置关系的侧视图。

图11是表示离合器机构为连结状态下的楔部件、内侧保持器以及外侧保持器之间的位置关系的主视图。

图12是表示离合器机构的释放状态的剖视图。

图13是表示离合器机构为释放状态的情况下的楔部件、内侧保持器以及外侧保持器之间的位置关系的侧视图。

图14是表示离合器机构为释放状态的情况下的楔部件、内侧保持器以及外侧保持器之间的位置关系的主视图。

图15是表示将离合器释放的情况下由ECU执行的离合器释放处理的顺序的流程图。

图16A、图16B以及图16C是用于说明将离合器释放时的离合器机构的动作的示意图。

具体实施方式

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。

以下参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的一实施方式的车辆用转向操纵装置的简要结构的示意图。

车辆用转向操纵装置1包括方向盘2、转向机构4、转向轴5离合器6。方向盘2是用于对车辆进行转向操纵的转向操纵部件。转向机构4使转向轮3转向。转向轴5与方向盘2连结。离合器6将转向轴5(方向盘2)与转向机构4机械连结或分离。在该实施方式中，离合器6是电磁离合器。离合器6包括输入轴52(参照图2)和输出轴53(参照图2)，具有进行输入输出轴间的扭矩的传递/切断的功能。

转向轴5包括第一轴7、第二轴9、扭杆8。第一轴7与方向盘2连结。第二轴9与离合器6的输入轴52连结为一体。扭杆8将第一轴7与第二轴9连结。在第一轴7的周围配置有用于检测第一轴7的旋转角即转向操纵角θs的舵角传感器11。在该实施方式中，舵角传感器11检测第一轴7从第一轴7的中立位置朝正反两个方向的旋转量(旋转角)。从中立位置朝右方的旋转量例如作为正值输出。从中立位置朝左方的旋转量例如作为负值输出。

在转向轴5的周围配置有扭矩传感器12。扭矩传感器12根据第一轴7以及第二轴9的相对旋转位移量即扭杆8的扭转角，检测施加于方向盘2的转向操纵扭矩T。在该实施方式中，对于由扭矩传感器12检测的转向操纵扭矩T而言，用于朝右方转向操纵的扭矩作为正值被检测，用于朝左方转向操纵的扭矩作为负值被检测。其绝对值越大，转向操纵扭矩的大小越大。

在第二轴9经由减速机13连结有反力马达14。反力马达14是用于向方向盘2施加转向操纵反力(与转向操纵方向相反的方向的扭矩)的电动马达。减速机13由包括蜗杆轴(图示略)和蜗轮(图示略)的蜗轮蜗杆机构构成。蜗杆轴与反力马达14的输出轴以能够一体旋转的方式连结。蜗轮与该蜗杆轴啮合，并与第二轴9以能够一体旋转的方式连结。在反力马达14设置有用于检测反力马达14的旋转角的旋转角传感器15。

转向机构4包括第一小齿轮轴16、齿条轴17、转向促动器30。第一小齿轮轴16与离合器6的输出轴53一体地连结。齿条轴17为转向轴。转向促动器30对齿条轴17施加转向力。在齿条轴17的各端部经由拉杆18以及转向节臂(图示略)连结有转向轮3。在第一小齿轮轴16的前端连结有第一小齿轮19。齿条轴17沿汽车的左右方向呈直线状延伸。在齿条轴17的轴向的第一端部形成有与第一小齿轮19啮合的第一齿条20。

转向促动器30包括转向马达31、减速机32、第二小齿轮轴33、第二小齿轮34、第二齿条35。第二小齿轮轴33以与转向轴5分离的方式配置。减速机32由包括蜗杆轴(图示略)、蜗轮(图示略)的蜗轮蜗杆机构构成。蜗杆轴与转向马达31的输出轴以能够一体旋转的方式连结。蜗轮与该蜗杆轴啮合，并与第二小齿轮轴33以能够一体旋转的方式连结。

第二小齿轮34与第二小齿轮轴33的前端连结。第二齿条35设置在齿条轴17的轴向的与第一端部相反的第二端部侧。第二小齿轮34与第二齿条35啮合。在转向马达31设置有用于检测转向马达31的旋转角的旋转角传感器36。在齿条轴17的附近配置有用于检测齿条轴17的轴向移动量的行程传感器37。根据行程传感器37检测出的齿条轴17的轴向移动量，检测转向轮3的转向角θr。

舵角传感器11、扭矩传感器12、旋转角传感器15、36、行程传感器37以及车速传感器38的检测信号乃至点火钥匙的状态探测信号输入至ECU(电子控制单元：ElectronicControl Unit)40。ECU40根据上述输入信号，控制离合器6、反力马达14以及转向马达31。具体而言，ECU40包括离合器6、驱动电路(图示略)、微机(图示略)。驱动电路分别对应于反力马达14以及转向马达31。微机控制上述驱动电路。

车辆用转向操纵装置1的动作模式有线控转向模式(以下称为“SBW模式”)、故障安全模式等。SBW模式是在方向盘2与转向机构4没有机械连结的状态(离合器6释放的状态)下进行转向轮3的转向的模式。故障安全模式是在将方向盘2与转向机构4机械连结的状态(离合器6连结的状态)下进行转向轮3的转向的模式。故障安全模式是在SBW模式时产生某些异常时自动地设定的模式。在该实施方式中，故障安全模式是由于反力马达14以及转向马达31的至少一方产生与转向操纵扭矩等对应的转向操纵辅助力的电动助力转向模式(EPS模式)。

故障安全模式也可以是仅通过手动进行转向的手动转向模式。

在SBW模式时，ECU40例如根据转向操纵角θs、转向操纵扭矩T、车速V等控制反力马达14以及转向马达21。转向操纵角θs由舵角传感器11检测。转向操纵扭矩T由扭矩传感器12检测。车速V由车速传感器38检测。具体而言，ECU40根据转向操纵角θs、转向操纵扭矩T以及车速V运算反力扭矩目标值。ECU40以使反力马达14产生与反力扭矩目标值对应的马达扭矩的方式控制反力马达14。ECU40根据转向操纵角θs、转向操纵扭矩T以及车速V，运算转向角目标值。ECU40以使根据行程传感器37的输出而运算的转向轮3的转向角θr与转向角目标值相等的方式控制转向马达31。

在EPS模式时，ECU40例如根据转向操纵角θs、转向操纵扭矩T以及车速V，运算与辅助扭矩目标值对应的马达电流指令值。ECU40以使转向马达31(或者反力马达14)的马达电流与马达电流指令值相等的方式控制转向马达31(或者反力马达14)。ECU40根据点火钥匙的状态探测信号，识别点火钥匙的状态。在点火钥匙没有插入钥匙孔时以及点火钥匙处于关闭位置时，离合器6为连结状态。在点火钥匙从关闭位置向ACC(附件)位置操作时，方向盘2的锁定被解除，但离合器6维持连结状态。若点火钥匙向打开位置操作，则ECU40在使离合器6成为释放状态后，将动作模式移至SBW模式。若在SBW模式时产生某些异常，则ECU40在使离合器6成为连结状态后，将动作模式移至故障安全模式(在该实施方式中为EPS模式)。若点火钥匙从打开位置向关闭位置操作，则ECU40使离合器6成为连结状态。

也可以在点火钥匙从关闭位置向ACC位置操作时，使离合器6成为释放状态。也可以在动作模式移至故障安全模式(在该实施方式中为EPS模式)后，在作为其原因的异常被解除的情况下等，ECU40在使离合器6成为释放状态后，将动作模式移至SBW模式。

参照图2～图14，说明离合器6的结构。图2是表示离合器的结构的剖视图。离合器6包括输入轴52、输出轴53、内圈54、外圈55。内圈54与输入轴52同轴并且连结为一体。外圈55与输出轴53同轴并且连结为一体。离合器6还包括离合器机构56、电磁式促动器57。离合器机构56进行内圈54与外圈55之间的扭矩的传递/切断。电磁式促动器57具有产生用于使离合器机构56释放的电磁力的功能，使离合器机构56连结/释放。离合器6还包括收纳内圈54、外圈55、离合器机构56以及电磁式促动器57的外壳58。

在以后的说明中，将输入轴52以及输出轴53的旋转轴C的轴向称为轴向X。在轴向X中，将从输出轴53侧朝向输入轴52侧的方向(图2的右方)称为X1方向。将从输入轴52侧朝向输出轴53侧的方向(图2的左方)称为X2方向。将输入轴52以及输出轴53的径向称为径向Z。将输入轴52以及输出轴53的周向称为周向Y。在周向Y中，将从输出轴53侧观察输入轴52而呈顺时针的方向称为Y1方向，逆时针的方向称为Y2方向。

外壳58为圆筒状，在其X2方向侧端部形成有轴承筒59。在轴承筒59的内周面与输出轴53的外周面之间配置有第一滚动轴承60。输出轴53经由第一滚动轴承60在外壳58上被支承为能够旋转并且不能沿轴向X移动。内圈54例如使用钢材料形成。内圈54一体地包括轴部61和大径部62，。大径部62设置于轴部61的轴向X的中途部。外圈55是X2方向侧端封闭的筒状，使用钢材料形成。在外圈55的X2方向侧端一体地连结有输出轴53。

在外圈55的内周面侧，按照从X2方向侧端部起的顺序形成有第一环状台阶部63、第二环状台阶部64。第二环状台阶部64直径比第一环状台阶部63大。在第一环状台阶部63的内周面与输入轴52的外周面之间配置有第二滚动轴承65。输入轴52的X2方向侧端部经由第二滚动轴承65在外圈55上被支承为能够相对旋转并且不能沿轴向X相对移动。

图3是表示离合器机构56的结构的立体图。图4是表示离合器机构的结构的分解立体图。在图3以及图4中，省略了外圈的图示。参照图2～图4，离合器机构56配置在内圈54与外圈55之间。离合器机构56包括内周面71、多个凸轮面72、多个辊对73、多个弹性部件74、保持器75、楔部件76、背板110。内周面71形成于外圈55的第二环状台阶部64的圆筒状。凸轮面72形成于内圈54的大径部62的外周面。

图8是沿图2的VIII-VIII线的剖视图。图8示出了离合器机构为连结状态的情况。凸轮面72在内圈54的外周面沿周向Y等间隔地配置有3个。如图8所示，外圈55的内周面71与内圈54的各凸轮面72沿径向Z对置。各凸轮面72包括一对倾斜面77a、77b、以及弹簧支承面78。一对倾斜面77a、77b相对于周向Y朝相互相反的方向倾斜。弹簧支承面78设置在一对倾斜面77a、77b间，具有与径向Z正交的平坦的表面。在各凸轮面72与外圈55的内周面71之间形成有楔空间79。各楔空间79的径向Z的长度(厚度)越向周向Y的两端越窄。也可以在外圈55的内周面形成多个凸轮面72，并且在内圈54的外周面形成圆筒面。

如图8所示，在各楔空间79配置有辊对73。各辊对73由沿周向Y空开间隔配置的第一辊73a以及第二辊73b构成。第二辊73b相对于第一辊73a而配置于Y2方向侧。在各楔空间79配置有对第一辊73a与第二辊73b朝相互分离的方向施力的弹性部件74。

弹性部件74例如是压缩螺旋弹簧。弹性部件74也可以使用板簧等其它种类的弹簧、橡胶材料。各弹性部件74的一端74a对第一辊73a朝Y1方向施力。各弹性部件74的另一端74b对第二辊73b朝Y2方向施力。弹性部件74由弹簧支承面78支承。如图4所示，统一支承弹性部件74的弹性部件保持器80嵌合于内圈54，从而将多个弹性部件74保持于内圈54。

保持器75保持辊对73以及弹性部件74。图5是表示离合器机构的一部分的结构的分解立体图。如图3～图5所示，保持器75包括内侧保持器81和外侧保持器82。内侧保持器81以及外侧保持器82以能够相互相对旋转的方式配置。图6A以及图6B是表示内侧保持器的结构的立体图。如图6A以及图6B所示，内侧保持器81包括平板圆环状的第一环状部83、圆环状的第二环状部84、多个(该例中为三个)连结部85。第二环状部84相对于第一环状部83同轴并且配置于X1方向侧。连结部85将第一环状部83与第二环状部84连结。内侧保持器81在内圈54的大径部62上以能够相对于内圈54相对旋转的方式嵌合。第一环状部83与大径部62的X2方向侧端面抵接。

多个连结部85沿周向Y等间隔地配置。第一环状部83、第二环状部84以及多个连结部85由合成树脂一体形成。各连结部85是沿轴向X延伸的柱状。各连结部85包括从第二环状部84朝外侧(X1方向)突出的第一限制突起部86。第一限制突起部86的轴向X的长度设定为与背板110的厚度相等。在各连结部85的Y2方向侧的侧面形成有能够与第一辊73a抵接(按压)的第一抵接面87。

在各连结部85的Y1方向侧的侧面形成有与楔部件76滑动接触的第一被滑动接触面88。第一被滑动接触面88形成为随着朝向X1方向而朝向Y1方向的倾斜面。在该实施方式中，第一被滑动接触面88形成为从径向Z观察呈圆弧状或者椭圆弧状的凹弯曲面。图7是表示外侧保持器的结构的立体图。如图7所示，外侧保持器82具有圆环状的第三环状部89和多个突起部90。突起部90从第三环状部89的内周部向X2方向突出。第三环状部89以包围第二环状部84的外周的方式配置。突起部90设置有与辊对73的个数相同的数量(该例中为3个)，沿周向Y等间隔地配置。第三环状部89以及多个突起部90由合成树脂材一体地形成。

在第三环状部89的内周面(内周边部)且在各突起部90的Y2方向侧，形成有朝径向Z凹陷的切口95。各切口95是用于插通楔部件76以及内侧保持器81的连结部85的切口。在各突起部90的Y1方向侧的侧面形成有能够与第二辊73b抵接(按压)的第二抵接面91。在各突起部90的Y2方向侧的侧面形成有与楔部件76滑动接触的第二被滑动接触面92。第二被滑动接触面92形成为随着朝向X2方向而朝向Y2方向的倾斜面。在该实施方式中，第二被滑动接触面92形成为从径向Z观察呈圆弧状或者椭圆弧状的凹弯曲面。

如图7所示，在第三环状部89且与各突起部90相同的位置，设置有向X1方向侧突出的第二限制突起部93。各第二限制突起部93一体地设置于第三环状部89。第二限制突起部93的轴向X的长度设定为与背板110的厚度相等。如图3所示，内侧保持器81以及外侧保持器82以多个连结部85与多个突起部90沿周向Y交替排列的方式组合。在各连结部85与在其Y2方向侧空开间隔而邻接的突起部90之间配置有辊对73。在各连结部85与在其Y1方向侧空开间隔而邻接的突起部90之间插入有楔部件76。在连结部85设置有第一限制突起部86。在第三环状部89上与突起部90相同的位置设置有第二限制突起部93。在第一限制突起部86以及第二限制突起部93之间插入有楔部件76。

如图3以及图4所示，利用内侧保持器81的第二环状部84以及外侧保持器82的第三环状部89限制各辊73a、73b朝X1方向侧的移动。利用内侧保持器81的第一环状部83限制各辊73a、73b朝X2方向侧的移动。图9A以及图9B是表示楔部件的结构的立体图。参照图9A以及图9B，各楔部件76包括横截面为矩形的插通部101和楔部102。插通部101沿轴向X延伸。楔部102设置于插通部101的X2方向侧端，越向X2方向宽度越大(周向Y的宽度变大)。楔部102包括设置于Y2方向侧的侧面的第一滑动接触面103、和设置于Y1方向侧的侧面的第二滑动接触面104。

第一滑动接触面103形成为随着朝向X1方向而朝向Y1方向的倾斜面。在该实施方式中，第一滑动接触面103形成为球面的一部分那样的曲面。第二滑动接触面104形成为随着朝向X1方向而朝向Y2方向的倾斜面。在该实施方式中，第二滑动接触面104形成为球面的一部分那样的曲面。第一以及第二滑动接触面103、104也可以形成为平坦的倾斜面。

如图2以及图5所示，背板110为平板圆环状，以与内圈54的轴部61嵌合的状态固定于内圈54。例如使用钢材料形成背板110。背板110的X2方向侧的面分别与第二环状部84以及第三环状部89滑动接触。在背板110上沿周向Y等间隔地形成有多个(该例中为三个)长孔111。长孔111沿轴向X贯通背板110。各长孔111与楔部件76一一对应地设置。各长孔111是从轴向X观察周向Y较长的圆弧状。各长孔111在Y2方向侧具有平坦的第一内壁面(以下称为“第一限位器面111a”)，并在Y1方向侧具有平坦的第二内壁面(以下称为“第二限位器面111b”)。

各长孔111的周向Y的长度设定为比第一限制突起部86、第二限制突起部93以及楔部件76的插通部101这3个部件整体在周向Y的长度更长的规定长度。在各长孔111插通有第一限制突起部86、第二限制突起部93以及楔部件76的插通部101。楔部件76的插通部101贯通长孔111，其X1方向端部与背板110相比朝X1方向侧延伸。

如图2所示，电磁式促动器57包括环状的电枢121、环状的转子122、电磁铁123。电枢121配置于背板110的X1方向侧。转子122与电枢121的X1方向侧对置配置。电磁铁123配置于转子122的X1方向侧。电枢121以相对于外壳58以及内圈54能够旋转并且能够沿轴向X移动的方式设置。在电枢121连结有各楔部件76的插通部101的X1方向侧端部。转子122以与内圈54的外周面嵌合的状态固定于内圈54。电磁铁123包括环状的电磁线圈123a、和支承电磁线圈123a的环状的铁芯123b。铁芯123b固定于外壳58。在铁芯123b的内周面与输入轴52之间配置有第三滚动轴承124。输入轴52的X1方向侧端部经由第三滚动轴承124以及铁芯123b在外壳58上被支承为能够相对旋转并且不能沿轴向X相对移动。

图10以及图11是表示在离合器机构56为连结状态的情况下的楔部件76、内侧保持器81的连结部85以及外侧保持器82的突起部90之间的位置关系的侧视图以及主视图。图11示出了从X1方向侧观察的图。如图8、图10以及图11所示，在电磁铁123为断开状态的情况下，电枢121不被电磁铁123吸引。因此，电枢121位于初始位置，与电枢121连结的楔部件76配置于第一位置(初始位置。图10所示的楔部件76的位置)。

在该状态下，如图8所示，各第一辊73a由于弹性部件74的作用力，被保持在楔空间79的Y1方向侧端部的第一卡合位置79a。在第一辊73a被保持在第一卡合位置79a的情况下，第一辊73a与内圈54(大径部62)的外周面以及外圈55(第二环状台阶部64)的内周面71卡合。在该状态下，各第二辊73b由于弹性部件74的作用力，被保持在楔空间79的Y2方向侧端部的第二卡合位置79b。在第二辊73b被保持在第二卡合位置79b的情况下，第二辊73b与内圈54(大径部62)的外周面以及外圈55(第二环状台阶部64)的内周面71卡合。这样，在电磁铁123断开的情况下，第一以及第二辊73a、73b与内圈54的外周面以及外圈55的内周面71卡合，所以离合器机构56变为连结状态。

另一方面，图12是表示离合器机构56为释放状态的情况下的离合器机构56的结构的剖视图。图13以及图14是表示离合器机构56为释放状态的情况下的楔部件76、内侧保持器81的连结部85以及外侧保持器82的突起部90之间的位置关系的侧视图以及主视图。图14示出了从X1方向侧观察的图。若将电磁铁123切换为连通状态，则如图13所示，电枢121被电磁铁123吸引。因此，与电枢121连结的多个楔部件76被导入X1方向侧。由于该导入，楔部件76向比第一位置(图10所示的楔部件76的位置)更靠X1方向侧的第二位置(导入位置。图13所示的楔部件76的位置)移动。

若各楔部件76向X1方向侧移动，则楔部件76的第一滑动接触面103一边将连结部85向Y2方向侧按压一边在连结部85的第一被滑动接触面88滑动。由此，连结部85向Y2方向侧移动。另外，若各楔部件76向X1方向侧移动，则楔部件76的第二滑动接触面104一边将突起部90向Y1方向侧按压一边在突起部90的第二被滑动接触面92滑动。由此，突起部90向Y1方向侧移动。

即，随着各楔部件76向X1方向侧的移动，连结部85和在其Y1方向空开间隔而邻接的突起部90朝相互分离的方向移动。其结果是，内侧保持器81相对于楔部件76朝Y2方向转动，并且外侧保持器82相对于楔部件76朝Y1方向转动。在内侧保持器81以及外侧保持器82相对于背板110转动的情况下，伴随着它们的转动，内侧保持器81的第二环状部84以及外侧保持器82的第三环状部89分别在背板110的X2方向侧的面滑动。

伴随着内侧保持器81相对于楔部件76朝Y2方向的转动，各连结部85朝Y2方向侧移动。其结果是，各连结部85的第一抵接面87朝Y2方向侧按压相对应的第一辊73a。因此，各第一辊73a克服弹性部件74的作用力而朝Y2方向侧移动。由此，各第一辊73a从第一卡合位置79a(参照图8)脱离。其结果如图12所示，在各第一辊73a与外圈55的内周面71之间形成间隙S1。即，各第一辊73a与内圈54的外周面以及外圈55的内周面71的卡合解除。

伴随着外侧保持器82相对于楔部件76朝Y1方向的转动，各突起部90朝Y1方向侧移动。其结果是，各突起部90的第二抵接面91朝Y1方向侧按压相对应的第二辊73b。因此，各第二辊73b克服弹性部件74的作用力而朝Y1方向侧移动。由此，各第二辊73b从第二卡合位置79b(参照图8)脱离。其结果，如图12所示，在各第二辊73b与外圈55的内周面71之间形成间隙S2。即，各第二辊73b与内圈54的外周面以及外圈55的内周面71的卡合解除。

这样，在电磁铁123的连通状态下，各辊73a、73b的内圈54(大径部62)的外周面以及外圈55的内周面71的卡合被解除，离合器机构56变为释放状态。图15是表示在将离合器6释放的情况下由ECU40执行的离合器释放处理的顺序的流程图。

ECU40取得在离合器释放处理开始前由扭矩传感器12检测出的转向操纵扭矩(以下称为“检测转向操纵扭矩T”)(步骤S1)。接下来，ECU40将电磁式促动器57的电磁铁123励磁(步骤S2)。由此，利用电磁铁123产生将电枢121朝X1方向吸引的电磁力。

ECU40根据通过步骤S1取得的检测转向操纵扭矩T的方向驱动转向马达31。ECU40首先将使施加于离合器机构56的过大的卡合力减少的方向的扭矩施加于离合器6的输出轴53(步骤S3)。具体而言，根据通过步骤S1取得出的检测转向操纵扭矩T的方向，ECU40判断在第一辊73a以及第二辊73b的哪一方作用有过大的卡合力。ECU40使转向马达31朝作用有过大的卡合力的辊的卡合力减少的方向驱动。

若在步骤S3中驱动转向马达31之后经过规定时间(步骤S4：是)，则ECU40使转向马达31的驱动方向反转，由此将相反方向的扭矩施加于离合器6的输出轴53(步骤S5)。若在步骤S5中使转向马达31的驱动方向反转之后经过规定时间(步骤S6：是)，则ECU40停止转向马达31的驱动(步骤S7)。ECU40维持电磁铁123的励磁状态。ECU40结束本次的离合器释放处理。

图16A～图16C是用于说明将离合器释放时的离合器机构的动作的示意图。图16A～图16C示出了离合器机构的一部分(内圈54、外圈55、第一辊73a、第二辊73b、弹性部件74、楔部件76、内侧保持器81、外侧保持器82、背板110、电枢121等)。图16A～图16C的上层的图是沿径向Z观察离合器机构的一部分的情况下的简要示意图。图16A～图16C的下层的图是沿轴向X观察离合器机构的一部分的情况下的简要示意图。

图16A示出了离合器释放处理的开始之前的离合器机构的状态(连结状态)。这里，相对于外圈55而对内圈54施加箭头T0所表示的方向的扭矩(扭转力)，第一辊73a啮入(强力卡合)在内圈54以及外圈55间。即，在离合器机构56的第一辊73a作用有过大的卡合力。在图16A中，N1、N2、N3以及N4分别示出了第一辊73a与内圈54的接触面的法向力(垂直抗力(すいちょくこうりょく))、第一辊73a与外圈55的接触面的法向力、第二辊73b与内圈54的接触面的法向力以及第二辊73b与外圈55的接触面的法向力。上述接触面的法向力N1～N4越大，则作用于该接触面的摩擦力(卡合力)越大。在图16A的状态下，第一辊73a与内圈54的接触面以及第一辊73a与外圈55的接触面的法向力N1、N2比第二辊73b与内圈54的接触面以及第二辊73b与外圈55的接触面的法向力N3、N4大。

在该状态下，电磁式促动器57的电磁铁123被励磁。由此，利用电磁铁123产生用于将电枢121朝X1方向吸引的电磁力。朝施加于离合器机构56的第一辊73a的过大的卡合力(第一辊73a与内外圈54、55的接触面的法向力N1、N2)减少的方向驱动转向马达31。此时，如图16B所示，以对外圈55施加箭头T1所表示的方向的扭矩的方式，驱动转向马达31。由此，第一辊73a向内圈54以及外圈55间的啮入被解除。即，第一辊73a与内外圈54、55之间的摩擦力(第一辊73a与内外圈54、55的接触面的法向力N1、N2)减少，所以成为内侧保持器81容易相对于内圈54朝Y2方向旋转的状态。另一方面，利用通过转向马达31施加于外圈55的扭矩T1，第二辊73b啮入(强力卡合)在内圈54与外圈55之间。由此，第二辊73b与内外圈54、55之间的摩擦力(第二辊73b与内外圈54、55的接触面的法向力N3、N4)增加，所以成为外侧保持器82难以相对于内圈54朝T1方向旋转的状态。其结果如图16B所示，利用电磁铁123对电枢121的吸引力，楔部件76朝X1方向移动，内侧保持器81(连结部85)相对于内圈54朝Y2方向转动。而且，若内侧保持器81的第一限制突起部86与背板110的第一限位器面111a抵接，则内侧保持器81的转动以及楔部件76的移动停止。由此，第一辊73a与内外圈54、55的卡合解除。

之后，转向马达31的驱动方向反转。由此，如图16C所示，对外圈55施加箭头T2所表示的方向的扭矩。由此，第二辊73b向内圈54以及外圈55间的啮入被解除。即，第二辊73b与内外圈54、55之间的摩擦力(第二辊73b与内外圈54、55的接触面的法向力N3、N4)减少，所以成为外侧保持器82容易相对于内圈54朝T1方向旋转的状态。其结果如图16C所示，楔部件76进一步朝X1方向移动，外侧保持器82(突起部90)相对于内圈54朝Y1方向转动。若外侧保持器82的第二限制突起部93与背板110的第二限位器面111b抵接，则外侧保持器82的转动以及楔部件76的移动停止。由此，第二辊73b与内外圈54、55的卡合解除。由此，离合器6(离合器机构56)成为释放状态。之后，转向马达31的驱动停止。

根据上述实施方式，在电磁式促动器57的电磁铁123被励磁的状态下，驱动控制转向马达31，向离合器6的输出轴53交替地施加相互不同的两个方向的扭矩。由此，在将离合器机构56释放时，即使离合器机构56上作用有过大的卡合力，也能够一边减小该卡合力一边使离合器机构56释放。换言之，在将离合器机构56释放时，即使产生了离合器的啮入(第一辊73a向内圈54以及外圈55间的啮入或者第二辊73b向内圈54以及外圈55间的啮入)，也能够一边解除该啮入一边使离合器机构56释放。因此，能够减少用于将离合器机构56释放所需要的电磁力。由此，能够减少电磁铁123的输出，所以实现离合器6的小型化以及耗电量的减少化。

在上述实施方式中，将施加于离合器机构56的过大一方的卡合力减少的方向的扭矩最初施加于离合器6的输出轴53。由此，能够防止在使施加于离合器机构56的过大的卡合力进一步增大的方向即离合器的啮入更强的方向施加扭矩。以上说明了本发明的实施方式，但本发明能够以另一其它方式实施。例如，在上述实施方式中，在将离合器释放的情况下，ECU40在将施加于离合器机构56的过大一方的卡合力减少的方向的扭矩最初施加于输出轴53后，将其相反方向的扭矩施加于输出轴53，来驱动控制转向马达31。然而，ECU40也可以在将预先决定的方向的扭矩最初施加于输出轴53后，将其相反方向的扭矩施加于输出轴53，来驱动控制转向马达31。此时，在将连结状态的离合器6释放的情况下，ECU40不需要取得由扭矩传感器12检测的转向操纵扭矩T。

另外，在上述实施方式中，在将离合器6释放的情况下，ECU40以对输出轴53交替地逐次施加相互不同的两个方向的扭矩的方式驱动控制转向马达31。然而，ECU40也可以在将离合器6释放的情况下以对输出轴53交替地反复施加相互不同的两个方向的扭矩的方式驱动控制转向马达31。ECU40也可以在将离合器6释放的情况下，高频驱动转向马达31，对离合器机构56施加振动。

在将离合器释放的情况下，ECU40也可以驱动控制反力马达14来代替转向马达31，也可以驱动控制转向马达31和反力马达14双方。

在上述实施方式中，根据由行程传感器37检测的齿条轴17的轴向移动量来检测转向轮3的转向角θr，但也可以根据由旋转角传感器36检测的旋转角来检测转向轮3的转向角θr。

另外，可以在专利权利要求书所记载的事项的范围内进行各种设计变更。

Claims (4)

1.一种车辆用转向操纵装置，其特征在于，包括：

用于对车辆进行转向操纵的转向操纵部件；

用于使转向轮转向的转向机构；

用于对所述转向操纵部件施加反力的反力马达；

用于驱动所述转向机构的转向马达；

对所述反力马达和所述转向马达进行驱动控制的马达控制机构；

与所述转向操纵部件连结的输入轴；

与所述转向机构连结的输出轴；

进行所述输入轴与所述输出轴间的扭矩的传递/切断的离合器机构；

电磁式促动器，其具有产生用于使所述离合器机构释放的电磁力的功能，并用于使所述离合器机构连结/释放；以及

促动器控制机构，其对所述电磁式促动器进行驱动从而产生用于使所述离合器机构释放的电磁力，

所述离合器机构在越向所述输入轴以及所述输出轴的周向的两端则越窄的楔空间中具有沿周向空开间隔配置的第一辊及第二辊、和对所述第一辊与所述第二辊朝沿所述周向使它们相互分离的方向施力的弹性部件，通过所述弹性部件的作用力，使所述离合器机构成为将所述第一辊以及所述第二辊保持于所述楔空间的所述周向侧端部的卡合位置的连接状态，通过所述电磁力，使所述离合器成为使所述第一辊以及所述第二辊从所述楔空间的所述周向侧端部的卡合位置脱离的释放状态，

所述马达控制机构包括如下机构，即：在所述电磁式促动器被所述促动器控制机构驱动的状态下对所述反力马达以及所述转向马达的至少一方进行驱动控制，在所述输入轴以及所述输出轴的至少一方交替地施加使所述输出轴相对于所述输入轴相对旋转的方向中的相互不同的两个方向上的扭矩。

2.根据权利要求1所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，

还包括取得施加于所述转向操纵部件的转向操纵扭矩的扭矩取得机构，

所述马达控制机构构成为：根据由所述扭矩取得机构取得的转向操纵扭矩的方向，决定最初施加于所述输入轴以及所述输出轴的至少一方的扭矩的方向。

3.根据权利要求1所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，

所述马达控制机构构成为：使所述反力马达以及所述转向马达的至少一方高频驱动，从而对所述输入轴以及所述输出轴的至少一方交替地施加相互不同的两个方向上的扭矩。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，

所述马达控制机构构成为：对所述转向马达进行驱动控制而对所述输出轴交替地施加相互不同的两个方向上的扭矩。

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