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本发明提供离合器装置以及转向操纵装置，离合器装置(29)对方向盘侧壳体(76)与轮胎侧壳体(78)之间的旋转力的传递以及切断进行切换。离合器装置(29)构成为能够切换如下模式：在方向盘侧壳体(76)与轮胎侧壳体(78)之间不传递旋转力的第一模式；在方向盘侧壳体(76)与轮胎侧壳体(78)相互被锁止的状态下，相对于两个方向的旋转能够传递旋转力的第二模式；以及在方向盘侧壳体(76)与轮胎侧壳体(78)之间相对于一个方向的旋转能够传递旋转力的状态下，允许方向盘侧壳体(76)或者轮胎侧壳体(78)朝另一个方向的旋转，由此能够解除旋转力的传递的第三模式。

1.  一种离合器装置，所述离合器装置对两个旋转轴之间的旋转力的传递以及切断进行切换，其特征在于，
所述离合器装置具备：
第一旋转轴，所述第一旋转轴在内周或者外周以相互隔开间隔的方式在周方向形成有多个槽部；
第二旋转轴，所述第二旋转轴以与所述第一旋转轴同轴且至少一部分重叠的方式配置；
多个卡合部，所述多个卡合部以能够沿所述第二旋转轴的径向移动的方式设置于所述第二旋转轴，并以相互隔开间隔的方式在该第二旋转轴的周方向排列；
进退机构，所述进退机构使所述卡合部朝趋向所述槽部的方向前进或后退；以及
限制机构，所述限制机构能够在借助所述进退机构使所述多个卡合部朝所述槽部移动的情况下限制至少一个卡合部的移动，
所述多个卡合部以及所述多个槽部构成为：通过借助所述进退机构使规定的组合的两个卡合部分别进入所述多个槽部中的对应的槽部，两个旋转轴以具有第一规定量以下的游隙的方式相互被锁止，形成为相对于两个方向的旋转能够传递旋转力的第一卡合状态，并且，
所述多个卡合部以及所述多个槽部构成为：通过借助所述限制机构限制所述规定的组合的两个卡合部中的一方朝所述槽部移动的动作，形成为在两个旋转轴之间允许第二规定量的相对旋转的第二卡合状态，其中，所述第二规定量大于所述第一规定量。

2.  根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，
所述多个卡合部具有：
第一卡合部，所述第一卡合部在借助所述进退机构而朝所述多个槽部移动的情况下，无论所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间的旋转相位差如何，都进入所述多个槽部中的任一个第一槽部；以及
第二卡合部，当在所述第一卡合部已进入所述第一槽部的状态下朝右旋或者左旋中的任一方的旋转方向移动时，所述第二卡合部进入与所述第一槽部不同的第二槽部，
所述第一卡合部构成为：在所述第一卡合部以及所述第二卡合部分别已进入对应的槽部的状态下，所述第一卡合部与所述第一槽部的两个侧面中的接近该第一卡合部的一方的旋转方向侧的侧面之间的间隙为 所述第一规定量以下。

3.  根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，
所述多个卡合部具有：
第一卡合部，所述第一卡合部在借助所述进退机构而朝所述多个槽部移动的情况下，无论所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间的旋转相位差如何，都进入所述多个槽部中的任一个第一槽部；以及
第二卡合部，当在所述第一卡合部已进入所述第一槽部的状态下朝右旋或者左旋中的任一方的旋转方向移动而所述第一卡合部与所述第一槽部的两个侧面中的一方的旋转方向侧的侧面卡合之前，所述第二卡合部进入与所述第一槽部不同的第二槽部，
所述第二卡合部构成为：在已进入所述第二槽部时，所述第二卡合部以具有所述第一规定量以下的游隙的方式与所述第二槽部的两个侧面中的另一方的旋转方向侧的侧面卡合。

4.  根据权利要求2或3所述的离合器装置，其特征在于，
所述进退机构具有：
致动器，所述致动器由电驱动；以及
施力部件，所述施力部件对所述卡合部朝所述槽部施力，
所述离合器装置构成为：借助对所述致动器通电时的动作，以大于所述施力部件的作用力的力使所述卡合部从所述槽部退避，并且，在朝所述致动器的通电被解除的情况下，所述第一卡合部借助所述施力部件的作用力进入所述第一槽部。

5.  根据权利要求4所述的离合器装置，其特征在于，
所述致动器为旋转式螺线管，
所述进退机构还具备转换机构，所述转换机构对所述旋转式螺线管的旋转运动进行转换而使所述卡合部进退。

6.  根据权利要求1～5中的任一项所述的离合器装置，其特征在于，
当将所述多个槽部的数量设为n、将所述槽部的节距设为P、将所述多个卡合部的数量设为N、将进入所述多个槽部的卡合部的数量设为Nx、将所述卡合部的宽度设为W、将所述槽部的宽度设为B1、将所述槽部与邻接的槽部之间的距离设为B2、将使所述卡合部与所述槽部卡合时的偏离角度设为δ时，
所述卡合部以及所述槽部设置成满足下述公式：
P＝360/n
B1≈W+(δ×(Nx-1))
δ＝P/N。

7.  一种离合器装置，所述离合器装置对第一旋转轴与第二旋转轴之间的旋转力的传递以及切断进行切换，其特征在于，
所述离合器装置构成为能够切换如下模式：
第一模式，在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间不传递旋转力；
第二模式，在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴相互被锁止的状态下，相对于两个方向的旋转能够传递旋转力；以及
第三模式，在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间相对于一个方向的旋转能够传递旋转力的状态下，允许所述第一旋转轴或者所述第二旋转轴朝另一个方向的旋转，由此能够解除旋转力的传递。

8.  一种转向操纵装置，其特征在于，
所述转向操纵装置具备：
操作部件，为了对车辆进行转向操纵，所述操作部件被旋转；
转向操纵致动器，所述转向操纵致动器产生对所述操作部件传递的旋转力，由此能够生成转向操纵侧的反力；
操作量检测部，所述操作量检测部检测与所述操作部件的操作量对应的信息；
转向机构，所述转向机构使车轮转向；
转向致动器，所述转向致动器产生对所述转向机构传递的旋转力，由此使得能够进行转向侧的车轮的转向；
权利要求1～6中的任一项所述的离合器装置，所述离合器装置配置于所述操作部件与所述转向机构之间，并对所述操作部件与所述转向机构之间的旋转力的传递以及切断进行切换；以及
控制装置，在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间的旋转力的传递已被所述离合器装置切断的状态下，所述控制装置与对所述操作部件的输入对应地进行由所述转向操纵致动器产生的转向操纵侧的反力生成控制，并且基于与所述操作量对应的信息进行由所述转向致动器产生的转向侧的转向位置控制，
所述控制装置基于预测到由所述转向致动器产生的转向位置控制所需的输出不足的信息、或者输出正在不足的信息，以使得所述离合器装置成为所述第二卡合状态的方式进行切换控制。

9.  根据权利要求8所述的转向操纵装置，其特征在于，
所述转向操纵装置还具备转向量检测部，所述转向量检测部检测与 所述转向机构的转向量对应的信息，
所述控制装置基于与所述操作量对应的信息以及与所述转向量对应的信息中的至少一方将所述离合器装置切换控制为所述第二卡合状态。

离合器装置以及转向操纵装置
技术领域
本发明涉及离合器装置，特别是涉及在车辆用的转向操纵装置中使用的离合器装置。
背景技术
近年来，被称为电动转向系统的与汽车的转向操纵相关的系统面向实际应用而进行了各种开发。在采用电动转向系统的情况下，为了在系统失效的情况下确保转向操纵性能，通常与电动转向系统相独立地预先准备将转向盘与转向操纵轮机械结合的结合机构、或者与之类似的机构，即用于所谓的失效保护的机构。
另外，电动转向系统利用传感器检测来自驾驶员的输入例如扭矩、转向操纵角度，并使之与来自其他的车辆传感器的信息组合而求出适于车辆的行驶状态的转向操纵角，将该转向操纵角指令值输送至转向用致动器，从而实际进行车轮的转向。作为转向用致动器使用的马达的输出是假想转向所需的力最大的车辆停止时的方向盘操作(静态操舵时)而决定的，需要高输出且大型的马达。
为此，设计了如下的车辆用转向操纵装置：为了使用小型且廉价的低输出马达，在静态操舵时连结离合器机构，由此将转向操纵机构与转向机构机械连结，并控制转向动力马达以及反力马达的驱动而使车轮转向(参照专利文献1)。根据该车辆用转向操纵装置，能够抑制静态操舵时的转向动力马达的输出，能够使转向动力马达小型化。
专利文献1：日本特开2008-195187号公报
然而，上述的车辆转向操纵装置在静态操舵时连结离合器机构，并通过反力马达的驱动对转向动力马达的输出进行辅助。因此，在该状态所需的转向力突然降低的情况下，此前为了使轮胎转向而附加的大的转向力作用于转向操纵轴侧，存在成为转向操纵轴过度动作的所谓的自动转向的状态的顾虑。因此，对于转向操纵时的感觉，尚存改善的余地。
发明内容
本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种能够提高转向操纵装置中的转向操纵感的新技术。
为了解决上述课题，本发明的某一方式的离合器装置对两个旋转轴之间的旋转力的传递以及切断进行切换，离合器装置具备：第一旋转轴，上述第一旋转轴在内周或者外周以相互隔开间隔的方式在周方向形成有多个槽部；第二旋转轴，上述第二旋转轴以与上述第一旋转轴同轴且至少一部分重叠的方式配置；多个卡合部，上述多个卡合部以能够沿上述第二旋转轴的径向移动的方式设置于上述第二旋转轴，并以相互隔开间隔的方式在该第二旋转轴的周方向排列；进退机构，上述进退机构使上述卡合部朝趋向上述槽部的方向前进或后退；以及限制机构，上述限制机构能够在借助上述进退机构使上述多个卡合部朝上述槽部移动的情况下限制至少一个卡合部的移动。上述多个卡合部以及上述多个槽部构成为：通过借助上述进退机构使规定的组合的两个卡合部分别进入上述多个槽部中的对应的槽部，两个旋转轴以具有第一规定量以下的游隙的方式相互被锁止，形成为相对于两个方向的旋转能够传递旋转力的第一卡合状态，并且上述多个卡合部以及上述多个槽部构成为：通过借助上述限制机构限制上述规定的组合的两个卡合部中的一方朝上述槽部移动的动作，形成为在两个旋转轴之间允许第二规定量的相对旋转的第二卡合状态，其中，上述第二规定量大于上述第一规定量。
根据该方式，能够实现第一卡合状态和第二卡合状态，其中，在第一卡合状态，两个旋转轴以具有第一规定量以下的游隙的方式相互被锁止，相对于两个方向的旋转能够传递旋转力，在第二卡合状态，在两个旋转轴之间允许大于第一规定量的第二规定量的相对旋转。由此，例如在使用了离合器装置的系统发生异常时，两个旋转轴相互被锁止，由此，相对于两个方向的旋转传递旋转力。另外，在尽管使用了离合器装置的系统正常，但使用施加于一方的旋转轴的旋转力对另一方的旋转轴的旋转进行辅助的情况下，在两个旋转轴之间允许大于第一规定量的第二规定量的相对旋转，由此能够通过一方的旋转轴朝一方向的旋转来传递旋转力，并且，在朝另一方向的旋转中，能够切断旋转力的传递。这样，通过将上述的离合器装置应用于车辆用的转向操纵装置，在无需旋转的 辅助等的状况下两个旋转轴相互能够相对旋转，因此，能够迅速切断旋转力的传递，能够提高转向操纵装置中的转向操纵感。
此处，第一规定量例如可以考虑部件的公差、部件彼此的机械连接所要求的精度、或者考虑根据使用离合器装置的系统(例如转向操纵装置)的操作性而允许的游隙等设定。另外，第二规定量是大于第一规定量的值，例如可以说是能够清楚地区分两个旋转轴连接的状态与未连接的状态的程度的值。换句话说，并不是部件彼此的游隙、间隙之类的程度的大小，而可以说是为了实现所意图的动作(例如单向离合器连接)而设定的值。
上述多个卡合部也可以具有：第一卡合部，上述第一卡合部在借助上述进退机构而朝上述多个槽部移动的情况下，无论上述第一旋转轴与上述第二旋转轴之间的旋转相位差如何，都进入上述多个槽部中的任一个第一槽部；以及第二卡合部，当在上述第一卡合部已进入上述第一槽部的状态下朝右旋或者左旋中的任一方的旋转方向移动时，上述第二卡合部进入与上述第一槽部不同的第二槽部。上述第一卡合部也可以构成为：在上述第一卡合部以及上述第二卡合部分别已进入对应的槽部的状态下，上述第一卡合部与上述第一槽部的两个侧面中的接近该第一卡合部的一方的旋转方向侧的侧面之间的间隙为上述第一规定量以下。根据该方式，能够通过借助进退机构使卡合部从槽部退出而形成为不进行第一旋转轴与第二旋转轴之间的旋转力的传递的分离状态。另一方面，在借助进退机构而第一旋转轴与第二旋转轴连接的状态下，当第一旋转轴朝一方的旋转方向旋转的情况下，第一卡合部与第一槽部的两个侧面中的另一方的旋转方向侧的侧面卡合，因此，能够以几乎没有游隙的状态迅速将旋转力传递至第二旋转轴。另外，在第一旋转轴朝另一方的旋转方向旋转的情况下，第二卡合部与第二槽部的两个侧面中的一方的旋转方向侧的侧面卡合，因此，能够以几乎没有游隙的状态迅速将旋转力传递至第二旋转轴。
上述多个卡合部也可以具有：第一卡合部，上述第一卡合部在借助上述进退机构而朝上述多个槽部移动的情况下，无论上述第一旋转轴与上述第二旋转轴之间的旋转相位差如何，都进入上述多个槽部中的任一个第一槽部；以及第二卡合部，当在上述第一卡合部已进入上述第一槽 部的状态下朝右旋或者左旋中的任一方的旋转方向移动而上述第一卡合部与上述第一槽部的两个侧面中的一方的旋转方向侧的侧面卡合之前，上述第二卡合部进入与上述第一槽部不同的第二槽部。上述第二卡合部也可以构成为：在已进入上述第二槽部时，上述第二卡合部以具有上述第一规定量以下的游隙的方式与上述第二槽部的两个侧面中的另一方的旋转方向侧的侧面卡合。根据该方式，通过借助进退机构使卡合部从槽部退出，能够形成为不进行第一旋转轴与第二旋转轴之间的旋转力的传递的分离状态。另一方面，在借助进退机构将第一旋转轴与第二旋转轴连接的状态下，在第一旋转轴朝一方的旋转方向旋转的情况下，第一卡合部与第一槽部的两个侧面中的另一方的旋转方向侧的侧面卡合，因此，能够以几乎没有游隙的状态将旋转力传递至第二旋转轴。另外，在第一旋转轴朝另一方的旋转方向旋转的情况下，第二卡合部与第二槽部的两个侧面中的一方的旋转方向侧的侧面卡合，因此，能够以几乎没有游隙的状态将旋转力传递至第二旋转轴。
上述进退机构也可以具有：致动器，上述致动器由电驱动；以及施力部件，上述施力部件对上述卡合部朝上述槽部施力。也可以构成为：借助对上述致动器通电时的动作，以大于上述施力部件的作用力的力使上述卡合部从上述槽部退避，并且，在朝上述致动器的通电被解除的情况下，上述第一卡合部借助上述施力部件的作用力进入上述第一槽部。由此，在朝致动器的通电被解除的紧急情况时，第一卡合部进入第一槽部，由此能够迅速地进行第一旋转轴与第二旋转轴之间的连接。
上述致动器也可以为旋转式螺线管，上述进退机构也可以还具备转换机构，上述转换机构对上述旋转式螺线管的旋转运动进行转换而使上述卡合部进退。由此，能够抑制离合器装置的轴向的长度。
当将上述多个槽部的数量设为n、将上述槽部的节距设为P、将上述多个卡合部的数量设为N、将进入上述多个槽部的卡合部的数量设为Nx、将上述卡合部的宽度设为W、将上述槽部的宽度设为B1、将上述槽部与邻接的槽部之间的距离设为B2、将使上述卡合部与上述槽部卡合时的偏离角度设为δ时，上述卡合部以及上述槽部也可以设置成满足下述公式：P＝360/n B1≈W+(δ×(Nx-1))δ＝P/N。由此，例如，能够进行考虑了连接时的偏离角度的设计。
本发明的其他方式也涉及离合器装置。该离合器装置对第一旋转轴与第二旋转轴之间的旋转力的传递以及切断进行切换，上述离合器装置构成为能够切换如下模式：第一模式，在上述第一旋转轴与上述第二旋转轴之间不传递旋转力；第二模式，在上述第一旋转轴与上述第二旋转轴相互被锁止的状态下，相对于两个方向的旋转能够传递旋转力；以及第三模式，在上述第一旋转轴与上述第二旋转轴之间相对于一个方向的旋转能够传递旋转力的状态下，允许上述第一旋转轴或者上述第二旋转轴朝另一个方向的旋转，由此能够解除旋转力的传递。
根据该方式，除了旋转力的传递以及切断之类的离合器装置的动作之外，还能够实现第三模式，在第一旋转轴与上述第二旋转轴之间相对于一个方向的旋转能够传递旋转力的状态下，允许第一旋转轴或者第二旋转轴朝另一个方向的旋转，由此能够解除旋转力的传递。由此，例如，在使用离合器装置的系统发生异常时，两个旋转轴相互被锁止，由此，相对于两个方向的旋转能够传递旋转力。另外，在尽管使用离合器装置的系统正常，但使用施加于一方的旋转轴的旋转力对另一方的旋转轴的旋转进行辅助的情况下，在两个旋转轴之间允许一定程度以上的相对旋转，由此能够借助一方的旋转轴朝一个方向的旋转来传递旋转力，并且能够在另一个方向的旋转中切断旋转力的传递。这样，通过将上述的离合器装置应用于车辆用的转向操纵装置，在无需旋转的辅助等的状况下，两个旋转轴相互能够相对旋转，能够迅速地切断旋转力的传递，因此能够提高转向操纵装置中的转向操纵感。
本发明的另外的方式涉及转向操纵装置。上述转向操纵装置具备：操作部件，为了对车辆进行转向操纵，上述操作部件被旋转；转向操纵致动器，上述转向操纵致动器产生对上述操作部件传递的旋转力，由此能够生成转向操纵侧的反力；操作量检测部，上述操作量检测部检测与上述操作部件的操作量对应的信息；转向机构，上述转向机构使车轮转向；转向致动器，上述转向致动器产生对上述转向机构传递的旋转力，由此使得能够进行转向侧的车轮的转向；上述的离合器装置，上述离合器装置配置于上述操作部件与上述转向机构之间，并对上述操作部件与上述转向机构之间的旋转力的传递以及切断进行切换；以及控制装置，在上述第一旋转轴与上述第二旋转轴之间的旋转力的传递已被上述离合器装置切断的状态下，上述控制装置与对上述操作部件的输入对应地 进行由上述转向操纵致动器产生的转向操纵侧的反力生成控制，并且基于与上述操作量对应的信息进行由上述转向致动器产生的转向侧的转向位置控制。上述控制装置基于预测到由上述转向致动器产生的转向位置控制所需的输出不足的信息、或者输出正在不足的信息，以使得上述离合器装置成为上述第二卡合状态的方式进行切换控制。
根据该方式，在无需对转向机构的旋转力的辅助等的状况下，两个旋转轴相互能够相对旋转，由此能够迅速地切断旋转力的传递，因此能够提高转向操纵装置中的转向操纵感。
上述转向操纵装置也可以还具备转向量检测部，上述转向量检测部检测与上述转向机构的转向量对应的信息。上述控制装置也可以基于与上述操作量对应的信息以及与上述转向量对应的信息中的至少一方将上述离合器装置切换控制为上述第二卡合状态。由此，能够迅速实现使用了通过转向操纵致动器、操作部件的操作而产生的旋转力的、对转向机构的辅助控制。
此外，以上的构成要素的任意的组合、以及将本发明的表现在方法、装置、系统、记录介质、计算机程序等之间转换而得的方式作为本发明的方式也是有效的。
根据本发明，例如能够提高转向操纵装置中的转向操纵感。
附图说明
图1是示出本实施方式所涉及的车辆转向操纵装置的简要结构的示意图。
图2是示意地示出转向操纵角度与转向角度之间的关系的图。
图3是本实施方式所涉及的离合器装置的与轴平行的剖视图。
图4是图3所示的离合器装置的A-A剖视图。
图5是本实施方式所涉及的离合器装置(离合器卡合状态)的与轴平行的剖视图。
图6是图5所示的离合器装置的C-C剖视图。
图7是用于对锁止杆与锁止槽的形状进行说明的图。
图8是直线状地示出图7所示的锁止杆与锁止槽之间的关系的示意图。
图9是本实施方式所涉及的离合器装置(辅助控制准备状态)的与轴平行的剖视图。
图10是图9所示的离合器装置的E-E剖视图。
图11是本实施方式所涉及的离合器装置(辅助控制状态)的与轴平行的剖视图。
图12是图11所示的离合器装置的G-G剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式详细地进行说明。此外，在附图的说明中，对于相同的要素标注相同的标号并适当地省略重复的说明。以下的实施方式中说明的离合器装置能够应用于车辆的转向操纵装置。特别适用于所谓的电动转向型车辆转向操纵装置，即，不依靠施加于设置在转向操纵部的转向盘等操作部件的转向操纵力，而在电气控制下借助在转向部中所具备的动力源的动力，来进行与操作部件的操作对应的车轮的转向的车辆转向操纵装置。
图1是示出本实施方式所涉及的车辆转向操纵装置的简要结构的示意图。车辆转向操纵装置10具备：方向盘12、转向操纵角度传感器14、扭矩传感器16、转向操纵反力马达18、中间轴20、转向角度传感器22、转向马达24、轮胎26、控制装置28、以及离合器装置29。
转向操纵致动器30由转向操纵角度传感器14、扭矩传感器16、以及转向操纵反力马达18构成。另外，转向致动器32具有转向角度传感器22和转向马达24。控制装置28基于转向操纵致动器30以及转向致动器32所具有的各种传感器信息，控制转向操纵反力马达18、转向马达24。
更详细地说，控制装置28具有转向操纵ECU 28a以及转向ECU  28b。转向操纵ECU 28a基于从转向操纵角度传感器14、扭矩传感器16等取得的信息，控制转向操纵反力马达18的驱动。转向ECU 28b基于从转向角度传感器22等取得的信息，控制转向马达24的驱动。另外，转向操纵ECU 28a以及转向ECU 28b构成为能够根据需要而相互通信。
方向盘12配置于车室内的驾驶员座椅侧，并作为驾驶员为了输入转向操纵量而使其旋转的转向操纵部件发挥功能。另外，在方向盘12与离合器装置29之间连结有传递来自方向盘12的输入的主轴13。
转向操纵角度传感器14检测作为驾驶员所输入的转向操纵量的方向盘12的旋转角，并将该检测值对转向操纵ECU 28a输出。转向操纵角度传感器14作为检测与方向盘12的操作量对应的信息的检测部发挥功能。
扭矩传感器16检测与方向盘12的转向操纵量对应的扭矩。转向操纵反力马达18基于转向操纵ECU 28a的控制使反力作用于方向盘12，该反力用于使驾驶员感受到与转向操纵角度传感器14所检测的方向盘12的旋转角对应的转向操纵反力。
转向操纵ECU 28a、转向ECU 28b例如由CPU、ROM、RAM以及将它们相互连接的数据总线构成，并作为进行如下控制的控制部发挥功能：根据储存于ROM的程序，检测作为驾驶员所输入的转向操纵量的方向盘12的旋转角，运算基于该转向操纵量的转向量，并基于该转向量控制转向马达24而使轮胎26转向。
转向马达24构成转向致动器32的一部分，该转向致动器32基于转向ECU 28b的控制，使经由转向横拉杆与轮胎26连结的沿车宽方向延伸的齿条沿车宽方向动作。
转向角度传感器22检测构成转向致动器32的一部分的齿轮齿条机构34的小齿轮的旋转角，并将该检测值对控制装置28输出。
中间轴20作为电动转向系统不发挥功能的情况下的后备机构的一部分，发挥从转向操纵致动器30向转向致动器32传递转向操纵力(旋转力)的作用。机械后备机构由中间轴20、离合器装置29、以及齿轮齿条机构34等构成。
离合器装置29进行两个旋转轴之间的旋转力的传递以及切断的切换。离合器装置29的构造的详细情况后述，但对于车辆转向操纵装置10，在系统正常的情况下，转向操纵致动器30与转向致动器32之间的连接借助离合器装置29被分离，作为电动转向系统发挥功能。另一方面，对于车辆转向操纵装置10，在系统异常的情况、或后述的转向马达24的输出不足的情况下，利用离合器装置29机械连接转向操纵致动器30与转向致动器32，由此能够通过方向盘12的操作使轮胎26直接转向。
如上所述，本实施方式所涉及的车辆转向操纵装置10具备：方向盘12，为了对车辆进行转向操纵，方向盘12被旋转；转向操纵致动器30，该转向操纵致动器30产生对方向盘12传递的旋转力，由此能够生成转向操纵侧的反力；转向操纵角度传感器14，该转向操纵角度传感器14检测与方向盘12的操作量对应的信息；作为转向机构的齿轮齿条机构34，该齿轮齿条机构34使车轮转向；转向致动器32，该转向致动器32产生对齿轮齿条机构34传递的旋转力，由此使得能够进行转向侧的车轮的转向；离合器装置29，该离合器装置29配置于方向盘12与齿轮齿条机构34之间，并对方向盘12与齿轮齿条机构34之间的旋转力的传递以及切断进行切换；以及控制装置28，在主轴13与中间轴20之间的旋转力的传递已被离合器装置29切断的状态下，控制装置28与对方向盘12的输入对应地进行由转向操纵致动器30产生的转向操纵侧的反力生成控制，并且基于与操作量对应的信息进行由转向致动器32产生的转向侧的转向位置控制。控制装置28基于预测到由转向致动器32产生的转向位置控制所需的输出不足的信息、或者输出正在不足的信息，以使得离合器装置29成为规定的卡合状态的方式进行切换控制。
此处，对车辆转向操纵装置10的转向位置控制中的动作进行说明。图2是示意地示出转向操纵角度与转向角度之间的关系的图。在图2所示的图表中，横轴表示输入侧即方向盘角度(转向操纵角度)，纵轴表示输出侧即轮胎角度(转向角度)。
在通常的电动转向控制(以下，有时适当地称为“SBW控制”)的情况下，在方向盘角度为中立(r＝r₀)的状态下，离合器装置29以切断主轴13与中间轴20之间的旋转力传递路径的方式动作。而且，在理 想的状况下，从方向盘角度r＝r₀的状态开始使方向盘12旋转，在方向盘角度r＝r₃之前，轮胎角度R也单调增加，若轮胎角度R达到轮胎终端角度R_END，则即便使方向盘12进一步旋转，轮胎角度R也不变化。
然而，根据车辆的速度、路面的状况，存在相对于方向盘角度的变化而未成为目标轮胎角度(图2的虚线)的情况。例如，在轮胎与路面之间的摩擦高的情况下、在轮胎的移动方向存在障碍物的情况下、车辆停止的状态下的方向盘的静态操舵的情况下等，存在由转向马达24产生的输出相对于作为目标的转向位置控制不足的情况。
为此，以下，对与这种状况对应的SBW控制进行说明。从方向盘角度r＝r₀的状态开始使方向盘12旋转，在方向盘角度r＝r₁之前，轮胎角度R与方向盘角度r的变化对应地增加。对于在此期间的方向盘角度r与轮胎角度R之间的传动比，由于转向操纵侧与转向侧之间的机械连接由离合器装置29切断，因此在某种程度上能够自由选择。在此期间，轮胎26的转向借助转向马达24的驱动力进行。
而且，在成为轮胎角度R＝R₁(方向盘角度r＝r₁)的状态下，在由转向马达24产生的转向位置(轮胎角度)控制所需的输出不足的情况下，如图2所示，即便继续进行方向盘12的旋转，实际的轮胎角度(图2所示的实线)也不变化。换句话说，成为轮胎不会进一步转向的状态。因此，实际的轮胎角度从与方向盘角度对应的目标轮胎角度(图2所示的虚线)乖离，即便使方向盘12进一步旋转，轮胎26也不会转向至轮胎终端R_END。
为此，对于本实施方式所涉及的控制装置28，在取得了预测到由转向马达24产生的转向位置控制所需的输出不足的信息的情况下、或者取得了输出正在不足的信息的情况下，切换离合器装置29的状态以便连接旋转力传递路径，以使得由方向盘12的操作产生的旋转力、利用转向操纵反力马达18对主轴13赋予的旋转力能够经由中间轴20传递至转向致动器32。
此处，预测到由转向马达24产生的转向位置控制所需的输出不足的信息例如是表示假想为静态操舵(在停止状态下大幅度旋转方向盘12的动作)的状况的信息，利用未图示的车速传感器、发动机转速传感器 等检测到车辆停止或者超低速的状态的情况，根据转向操纵角度传感器14的输出而检测到大于规定的值的方向盘角度r的情况等相当于此。另外，对于由转向马达24产生的转向位置控制所需的输出不足的信息，例如相对于由转向操纵角度传感器14检测到的方向盘角度r而由转向角度传感器22检测到的轮胎角度R从作为目标的轮胎角度乖离的情况等相当于此。
检测到这种信息的控制装置28为了开始弥补转向力的不足的辅助控制，切换离合器装置29的状态，以便连接前述的旋转力传递路径。
接下来，对离合器装置29的构造进行详述。图3是本实施方式所涉及的离合器装置29的与轴平行的剖视图。图4是图3所示的离合器装置29的A-A剖视图。此外，图3相当于图4所示的B-B′剖面。
离合器装置29具备：作为第一旋转轴的环状的方向盘侧壳体76、作为第二旋转轴的环状的轮胎侧壳体78、以及以能够沿轮胎侧壳体78的径向移动的方式设置于轮胎侧壳体78的作为卡合部的多个锁止杆80。方向盘侧壳体76在内周面以相互隔开间隔的方式在周方向形成有多个锁止槽82。轮胎侧壳体78以与方向盘侧壳体76同轴的方式设置，且以从离合器装置29的侧方观察至少一部分与方向盘侧壳体76重叠的方式配置。
方向盘侧壳体76与转向操纵致动器30(参照图1)连结，与方向盘12的旋转联动地旋转。另外，轮胎侧壳体78与转向致动器32(参照图1)连结，与轮胎的转向联动地旋转。离合器装置29还具备使锁止杆80朝趋向锁止槽82的方向前进或后退的进退机构84。进退机构84的详细情况后述。
在本实施方式所涉及的离合器装置29中，六个锁止杆80呈放射状地配置。各锁止杆80以能够滑动的方式支承于形成在环状的轮胎侧壳体78的周面的开口部78a。
在轮胎侧壳体78的图2所示的中央的开口部附近固定有弹簧支承部件86。弹簧支承部件86在小径部86a的外周面以与各锁止杆80对应的方式放射状地配置有多个凸部86b。凸部86b对作为施力部件的弹簧 90的一端进行支承，以使得弹簧90不会偏离。另外，弹簧90的另一端由形成于锁止杆80的与弹簧支承部件86对置的部分的凹部80a支承。而且，弹簧90在图3、图4所示的状态下被压缩。
进退机构84具有：由电驱动的作为致动器的旋转式螺线管92；对锁止杆80朝锁止槽82施力的弹簧90；通过作用于锁止杆80来控制锁止杆80的进退的销94；以及供销94固定的旋转盘96。
旋转式螺线管92构成为在通电时(离合器装置断开)轴92a朝图4所示的箭头R3方向旋转，在不通电时(离合器装置卡合)借助位于内部的复位弹簧的作用而使轴92a朝图4所示的箭头R4方向旋转。图3、图4示出旋转式螺线管92的通电时的状态。
销94在进入从锁止杆80的中央部朝侧面设置的切口槽80b的状态下与锁止杆80卡合。另外，销94在图3所示的离合器装置断开的状态下与锁止杆80的切口槽80b抵接，并在后述的离合器装置卡合的状态下从锁止杆80的切口槽80b退出。
旋转盘96被固定于旋转式螺线管92的轴92a，与对旋转式螺线管92的通电状态对应地顺时针或者逆时针旋转。此时，销94也顺时针或者逆时针旋转，从而位置变化。
接下来，对离合器装置的动作进行说明。如图3、图4所示，在离合器装置29断开的状态下、即对旋转式螺线管92通电的状态下，锁止杆80与锁止槽82完全不卡合。因此，转向操纵致动器30(参照图1)与转向致动器32(参照图1)成为被分离的状态，相互之间不传递旋转力。
更详细而言，若对旋转式螺线管92通电，则旋转盘96与旋转式螺线管92的轴92a一起朝图4所示的箭头R3方向旋转。此时，销94与切口槽80b的侧壁80b1抵接并且进入切口槽80b的里侧，由此，锁止杆80逐渐被拉入轮胎侧壳体78的内侧，最终锁止杆80被限制于离合器装置29成为断开状态的位置。
此外，本实施方式所涉及的离合器装置29具备限制机构100，在借助前述的进退机构84使多个锁止杆80朝锁止槽82移动的情况下，限 制机构100能够限制至少一个锁止杆80的移动。
限制机构100具有：由电驱动的作为致动器的牵拉式螺线管102；通过作用于锁止杆80来控制锁止杆80的进退的一个以上的辅助锁止销104；以及供辅助锁止销104固定的接合器106。
牵拉式螺线管102构成为：在不通电时(离合器装置作为双向离合器连接发挥功能的情况下)，借助位于内部的复位弹簧的作用，轴102a被拉入，在后述的辅助控制时(离合器装置作为单向连接发挥功能的情况下)，通过通电而轴102a突出。图3示出牵拉式螺线管102的不通电时的状态。限制机构的动作的详细情况后述。
接下来，对离合器装置为不通电时(离合器连接卡合状态)的情况进行说明。图5是本实施方式所涉及的离合器装置29(离合器卡合状态)的与轴平行的剖视图。图6是图5所示的离合器装置29的C-C剖视图。此外，图5相当于图6所示的D-D′剖面。
对于离合器装置29，若因系统的故障等而成为不进行通电的状态，则借助旋转式螺线管92的复位弹簧的动作，使此前对锁止杆80进行限制的旋转盘96朝图6所示的箭头R4方向旋转。结果，销94在锁止杆80的切口槽80b的内部的位置变化，销94从切口槽80b的内部退出。结果，原本位置由销94限制的锁止杆80能够朝方向盘侧壳体76的锁止槽82移动。
这样，借助弹簧90的作用力，对各锁止杆80作用有朝方向盘侧壳体76的锁止槽82而沿轮胎侧壳体78的径向移动的力，但如图6所示，在离合器装置29中，并未构成为全部锁止杆80均直接进入锁止槽82。
即，根据各锁止杆80(以下，有时适当地称为锁止杆801～806)与各锁止槽82之间的位置关系、即方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的位置关系，进入锁止槽82的锁止杆的组合能够有各种变化。在图6所示的离合器装置29中，存在进入锁止槽82的锁止杆801～803、与未进入锁止槽82而与锁止槽82彼此之间的突起部83抵接的锁止杆804～806。
图6所示的状态是离合器装置29完全成为离合器卡合的情况，但 并非始终能够在解除对旋转式螺线管92的通电的同时达到该状态。以下，对借助通常的方向盘12的操作而离合器装置29完全成为离合器卡合状态为止的动作进一步进行详述。
例如，在方向盘侧壳体76处于从图6所示的状态起朝箭头R4方向略微旋转后的位置的情况下(轮胎侧壳体78保持图6所示的状态)，锁止杆802、803进入锁止槽82，但锁止杆801、804～806形成为与处于方向盘侧壳体76的内周壁的突起部83抵接的状态。另外，在该情况下，进入锁止槽82的锁止杆802、803均未与锁止槽82的侧面82a、82b抵接。因此，在方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间，在旋转方向上存在游隙。
而且，若从该状态起使方向盘侧壳体76朝箭头R3方向旋转，则在锁止杆803与锁止槽82的一方的侧面82a抵接并卡合时，锁止杆801进入锁止槽82，并与锁止槽82的另一方的侧面82b卡合。结果，如图6所示，借助进入锁止槽821并与另一方的侧面82b卡合的锁止杆801、和进入锁止槽823并与一方的侧面82a卡合的锁止杆803，方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的旋转方向的游隙大致消除(锁止状态)，能够将方向盘侧壳体76的旋转力朝轮胎侧壳体78可靠地传递。
这样，在本实施方式所涉及的离合器装置29中，多个锁止杆80具有：第一锁止杆(在图6中为锁止杆803)，在借助包括旋转式螺线管92的进退机构84而朝多个锁止槽82移动的情况下，无论方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的旋转相位差如何，都进入多个锁止槽82中的任一个锁止槽(在图6中为锁止槽823)；以及第二锁止杆(在图6中为锁止杆801)，当在第一锁止杆已进入对应的锁止槽的状态下朝左旋的旋转方向(图6所示的箭头R4方向)移动，而与锁止槽的两个侧面中的一方的旋转方向(箭头R4方向)侧的侧面(在图6中为侧面82a)卡合时，进入与第一锁止槽不同的第二锁止槽(在图6中为锁止槽821)。图6所示的锁止杆801构成为：在已进入锁止槽821时，与锁止槽821的两个侧面82a、82b中的另一方的旋转方向(箭头R3方向)侧的侧面82b卡合。
由此，对于离合器装置29，通过借助进退机构84使各锁止杆80从锁止槽82退出，能够将车辆转向操纵装置10形成为不进行方向盘侧壳 体76与轮胎侧壳体78之间的旋转力的传递的分离状态。另一方面，对于离合器装置29，在借助进退机构84连接方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78的状态下(锁止状态)，当方向盘侧壳体76朝一方的旋转方向(例如箭头R3方向)旋转的情况下，锁止杆803与锁止槽823的两个侧面中的另一方的旋转方向(箭头R4方向)侧的侧面82a卡合，因此，能够以几乎没有游隙的状态将旋转力传递至轮胎侧壳体78。另外，在方向盘侧壳体76朝另一方的旋转方向(例如箭头R4方向)旋转的情况下，锁止杆801与锁止槽821的两个侧面中的一方的旋转方向(箭头R3方向)侧的侧面82b卡合，因此，能够以几乎没有游隙的状态将旋转力传递至轮胎侧壳体78。
另外，离合器装置29构成为：借助对旋转式螺线管92通电时的动作，以大于弹簧90的作用力的力使锁止杆80从锁止槽82退出，并且，在不对旋转式螺线管92通电的情况下，借助弹簧90的作用力，锁止杆802、锁止杆803进入锁止槽82。由此，在不进行对旋转式螺线管92的通电的紧急时，锁止杆802、锁止杆803进入锁止槽82，由此能够迅速地进行方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的连接。
另外，对于离合器装置29，由于对旋转式螺线管92的旋转运动进行转换而使锁止杆80进退，因此能够抑制离合器装置的轴向的长度。
接下来，对锁止杆80与锁止槽82之间的优选的关系进行说明。图7是用于对锁止杆80与锁止槽82的形状进行说明的图。图8是直线状地示出图7所示的锁止杆与锁止槽之间的关系的示意图。
如图7、图8所示，若将多个锁止槽82的数量设为n[个]，将锁止槽82的节距设为P，将多个锁止杆80的数量设为N[个]，将进入多个锁止槽82的锁止杆80的数量设为Nx[个]，将锁止杆80的宽度设为W[deg]，将锁止槽82的宽度设为B1[deg]，将锁止槽82与邻接的锁止槽82之间的距离(突起部83的宽度)设为B2[deg]，将使锁止杆80与锁止槽82卡合时的偏离角度(连接时偏离角度)设为δ[deg]，则本实施方式所涉及的离合器装置29中的各参数设定成满足下述各式：
P＝360/n…式(1)
B1≈W+(δ×(Nx-1))…式(2)
δ＝P/N…式(3)
此外，对于各式的数值，根据设计的自由度、部件的公差等而允许存在少许误差。
由此，无论方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的相对相位为何种情况，都形成为至少一个锁止杆80总是能够进入锁止槽82的位置。另外，能够进行考虑了方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的连接(锁止)时的偏离角度δ的设计。此处，连接时的偏离角度δ是表示如下角度的参数：无论方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的相对相位为何种情况，若使一方相对于另一方旋转连接时偏离角度δ，则在离合器装置29中能够实现离合器卡合状态(锁止状态)。换句话说，若将连接时的偏离角度δ设定得小，则即便在系统异常时，通过微小的方向盘操作，转向操纵致动器30与转向致动器32机械地连结，能够提高车辆转向操纵装置10的失效保护的响应性。
如上所述，车辆转向操纵装置10具备：方向盘12，为了对车辆进行转向操纵车辆，该方向盘12被旋转；转向操纵角度传感器14，该转向操纵角度传感器14检测与方向盘12的操作量对应的信息；齿轮齿条机构34，该齿轮齿条机构34使轮胎26转向；转向马达24，该转向马达24驱动齿轮齿条机构34；离合器装置29，该离合器装置29配置于方向盘12与齿轮齿条机构34之间，并对方向盘12与齿轮齿条机构34之间的旋转力的传递以及切断进行切换；以及控制装置28，在旋转力已被离合器装置29切断的状态下，该控制装置28驱动转向马达24，并基于与操作量对应的信息来控制转向量。方向盘12与方向盘侧壳体76连结，齿轮齿条机构34与轮胎侧壳体78连结，对于离合器装置29，在能够传递方向盘12与齿轮齿条机构34之间的旋转力的状态下，方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78机械连结，以便与方向盘12的操作对应地使车轮的转向角变化。
由此，当在旋转力已被离合器装置29切断的状态下驱动转向马达24，并基于与方向盘12的操作量对应的信息来控制转向量的情况下，不会从齿轮齿条机构34朝方向盘12传递扭矩变动等，因此能够提高转 向操纵感。
此处，返回图2所示的SBW控制的说明。控制装置28在即便方向盘角度r变化而轮胎角度也不变化的范围(r₁＜r＜r₂)，将离合器装置29切换为能够进行辅助控制的连接状态。
接下来，对将离合器装置朝单向离合器连接状态切换的准备工序进行说明。图9是本实施方式所涉及的离合器装置29(辅助控制准备状态)的与轴平行的剖视图。图10是图9所示的离合器装置29的E-E剖视图。此外，图9相当于图10所示的F-F′剖面。
在如SBW控制等那样图3、图4所示的不进行离合器连接的状态下，换句话说，借助进退机构84使得锁止杆80不进入锁止槽82的状态下，在控制装置28进行辅助控制的情况下，对限制机构100中的牵拉式螺线管102通电。如图9、图10所示，在各锁止杆80设置有辅助锁止槽108，该辅助锁止槽108构成为能够供辅助锁止销104进入。因此，通过牵拉式螺线管102的轴102a沿箭头Y方向移动，一个以上的辅助锁止销104进入辅助锁止槽108并与锁止杆80卡合。
本实施方式所涉及的限制机构100具备与除锁止杆801之外的五个锁止杆802～806卡合的五个辅助锁止销104。因而，除锁止杆801之外的五个锁止杆802～806的位置被限制于图10所示的位置。另一方面，虽然锁止杆801借助进退机构84而从锁止槽82退出，但并不意味着利用限制机构100限制其位置。
接下来，对离合器装置的单向离合器连接状态进行说明。图11是本实施方式所涉及的离合器装置29(辅助控制状态)的与轴平行的剖视图。图12是图11所示的离合器装置29的G-G剖视图。此外，图11相当于图12所示的H-H′剖面。
控制装置28在图10所示的状态下停止对进退机构84的旋转式螺线管92的通电。由此，借助旋转式螺线管92的复位弹簧的动作，此前对锁止杆80进行限制的旋转盘96朝图12所示的箭头R4方向旋转。结果，锁止杆801～806的各切口槽80b的内部的销94的位置变化，销94从切口槽80b的内部退出。然而，对于锁止杆802～806，在各自的 辅助锁止槽108卡合有辅助锁止销104，锁止杆802～806的位置被限制而使得该锁止杆802～802无法朝方向盘侧壳体76的锁止槽82移动。另一方面，对于锁止杆801，由于在其辅助锁止槽108并未卡合有辅助锁止销104，因此锁止杆801能够朝方向盘侧壳体76的锁止槽82移动(参照图12)。
这样，锁止杆801借助弹簧90的作用力而被作用有朝方向盘侧壳体76的锁止槽82沿轮胎侧壳体78的径向移动的力。由此，在转向马达24的输出不足的情况下，能够立即将离合器装置29切换为单向离合器连接状态。
如图12所示，若离合器装置29被切换为连接状态，则锁止杆801进入锁止槽82。在该状态下，若进一步使方向盘12旋转，方向盘侧壳体76朝箭头R5方向旋转，则锁止杆801与锁止槽82的另一方的侧面82b抵接并卡合(方向盘角度r＝r₂：参照图2)。此处，锁止杆801的宽度W[deg]小于锁止槽82的宽度B1[deg]。因此，离合器装置29构成为：在锁止杆80与锁止槽82能够卡合的状态下，允许方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的规定量的相对旋转α(B1-W)。换句话说，锁止杆80形成为在已进入锁止槽82的状态下允许轮胎侧壳体78的至少一方的旋转的形状。此处，相对旋转α被设计为大于图6所示的离合器连接卡合状态时所允许的相对旋转(游隙)的值。
若相比方向盘角度r＝r₂进一步使方向盘12旋转，则沿箭头R5方向从方向盘侧壳体76经由锁止杆80朝轮胎侧壳体78传递旋转力。此时，转向操纵ECU 28a以转向操纵反力马达18对主轴13赋予与方向盘12的旋转方向相同方向的旋转力的方式控制转向操纵反力马达18。而且，在方向盘角度r＝r₂～r₄的范围(轮胎角度R＝r₁～R_END的范围)进行辅助控制。
由此，在预测到由转向马达24产生的转向位置控制所需的输出不足的状况、输出正在不足的状况下等，能够利用转向操纵反力马达18弥补转向位置控制所需的输出。
另一方面，在正利用转向操纵反力马达18弥补由转向马达24产生的转向位置控制所需的输出的不足的状态下，在由转向马达24产生的 转向位置控制所需的输出急剧降低的情况下，存在轮胎角度急剧变化的顾虑。具体而言，存在转向侧的旋转轴急剧旋转，并且与转向侧的旋转轴连接的转向操纵侧的旋转轴也被带动旋转的可能性。特别是，在转向侧的旋转轴与转向操纵侧的旋转轴经由离合器装置以完全锁止的状态连接的情况下，转向侧的旋转轴的旋转经由转向操纵侧的旋转轴传递至方向盘，从而可能成为与驾驶员的意图不同地使方向盘旋转的所谓的自动转向的状态。
然而，对于本实施方式所涉及的车辆转向操纵装置10，即便在利用离合器装置29将主轴13与中间轴20之间的旋转力传递路径连接后的状态下，也如图12所示地允许主轴13(方向盘侧壳体76)与中间轴20(轮胎侧壳体78)之间的规定量的相对旋转。因此，若图12所示的轮胎侧壳体78相对于方向盘侧壳体76向箭头R6方向旋转，则锁止杆80从方向盘侧壳体76的锁止槽82的侧面离开，方向盘侧壳体76能够从轮胎侧壳体78离开。换言之，方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的卡合被解除，不再进行旋转力的传递。因此，附加于轮胎侧壳体78的旋转力传递至方向盘侧壳体76而使主轴13、方向盘12旋转之类的状况得到抑制。
对于以上的离合器装置29、具备该离合器装置29的车辆转向操纵装置10，其作用效果如下所述。
本实施方式所涉及的离合器装置29能够实现以下两个状态：第一卡合状态(图6所示的双向离合器连接状态)，两个旋转轴(方向盘侧壳体76以及轮胎侧壳体78)以具有第一规定量以下的游隙的方式相互被锁止，相对于两个方向的旋转能够传递旋转力；以及第二卡合状态(单向离合器连接状态)，在两个旋转轴之间允许大于第一规定量的第二规定量的相对旋转α。
由此，在使用了离合器装置29的系统发生异常时，例如在转向操纵装置、车辆的电源失效时，通过两个旋转轴相互被锁止，相对于两个方向的旋转能够传递旋转力。另外，在尽管使用了离合器装置的系统正常但使用施加于一方的旋转轴(方向盘侧壳体76)的旋转力对另一方的旋转轴(轮胎侧壳体78)的旋转进行辅助的情况下，通过在两个旋转轴之间允许大于第一规定量的第二规定量的相对旋转α，能够通过一方的 旋转轴的朝一个方向的旋转来传递旋转力，并且在另一个方向的旋转中能够切断旋转力的传递。这样，通过将上述的离合器装置29应用于车辆用的车辆转向操纵装置10，在无需旋转的辅助控制等的状况下两个旋转轴相互能够相对旋转，因此能够迅速地切断旋转力的传递，能够提高转向操纵装置中的转向操纵感。
此处，第一规定量例如可以考虑部件的公差、部件彼此的机械连接所要求的精度、或者考虑使用了离合器装置的系统(例如转向操纵装置)的操作性所允许的游隙等来设定。本实施方式中的第一规定量能够认为是图6所示的双向(完全)离合器连接状态下的方向盘操作的游隙。另外，本实施方式所涉及的第二规定量是大于第一规定量的值，例如能够是能够清楚地区分两个旋转轴连接的状态与未连接的状态的程度的值。换句话说，并不是部件彼此的游隙、间隙之类的程度的大小，而是能够为了实现所意图的动作(前述的单向离合器连接)而设定的值。
换言之，还能够以如下方式规定离合器装置29。离合器装置29是对方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的旋转力的传递以及切断进行切换的离合器装置，构成为能够切换如下模式：第一模式(离合器连接断开状态)，在方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间不传递旋转力；第二模式(双向离合器连接状态)，在方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78相互被锁止的状态下，相对于两个方向的旋转能够传递旋转力；以及第三模式(单向离合器连接状态)，在方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间相对于一个方向的旋转能够传递旋转力的状态下，允许方向盘侧壳体76或者轮胎侧壳体78朝另一个方向的旋转，由此能够解除旋转力的传递。
由此，除了旋转力的传递以及切断这样的离合器装置29的基本动作之外，还能够实现第三模式(单向离合器连接状态)，在方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间相对于一个方向的旋转能够传递旋转力的状态下，允许方向盘侧壳体76或者轮胎侧壳体78朝另一个方向的旋转，由此能够解除旋转力的传递。由此，例如，在使用了离合器装置29的系统发生异常时，方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78相互被锁止，由此，相对于两个方向的旋转能够传递旋转力。另外，在尽管使用了离合器装置29的系统正常，但使用施加于方向盘侧壳体76的旋转力对轮胎侧壳 体78的旋转进行辅助的情况下，在两个旋转轴之间允许一定程度以上的相对旋转α，由此能够利用一方的旋转轴朝一个方向的旋转来传递旋转力，并且在另一个方向的旋转中能够切断旋转力的传递。这样，通过将上述的离合器装置29应用于车辆转向操纵装置10，在无需旋转的辅助等的状况下，两个旋转轴相互能够相对旋转，因此，能够迅速地切断旋转力的传递，能够提高车辆转向操纵装置10中的转向操纵感。
另外，多个锁止杆80具有：锁止杆803，在借助进退机构84而朝多个锁止槽82移动的情况下，无论方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的旋转相位差如何，都进入多个锁止槽82中的任一个作为第一槽部的锁止槽823(参照图6)；以及锁止杆801，在锁止杆803已进入锁止槽823的状态下朝右旋或者左旋中的任一方的旋转方向移动时，锁止杆801进入与锁止槽823不同的锁止槽821。锁止杆803构成为：在锁止杆803以及锁止杆801分别已进入对应的锁止槽823以及锁止槽821的状态下，锁止杆803与锁止槽823的两个侧面中的接近锁止杆801的一方的旋转方向侧的侧面(图6所示的侧面82a)之间的间隙为第一规定量以下。
由此，对于离合器装置29，通过借助进退机构84使锁止杆80从锁止槽82退出，能够形成为不进行方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的旋转力的传递的分离状态。另一方面，对于离合器装置29，在借助进退机构84而方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78双向离合器连接的状态下，在方向盘侧壳体76朝一方的旋转方向(图6所示的箭头R3方向)旋转的情况下，锁止杆803与锁止槽823的两个侧面中的另一方的旋转方向侧的侧面(图6所示的侧面82a)卡合，因此能够以几乎没有游隙的状态迅速地将旋转力传递至轮胎侧壳体78。另外，在方向盘侧壳体76朝另一方的旋转方向(图6所示的箭头R4方向)旋转的情况下，锁止杆801与锁止槽821的两个侧面中的一方的旋转方向侧的侧面(图6所示的侧面82b)卡合，因此能够以几乎没有游隙的状态迅速地将旋转力传递至轮胎侧壳体78。
另外，也可以说多个锁止杆80具有：第一锁止杆(803)，在借助进退机构84而朝多个锁止槽82移动的情况下，无论方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的旋转相位差如何，都进入多个锁止槽中的任一 个第一锁止槽(图6所示的锁止槽823)；以及第二锁止杆(图6所示的锁止杆801)，当在第一锁止杆已进入第一锁止槽的状态下朝右旋或者左旋中的任一方的旋转方向移动而与锁止槽的两个侧面中的一方的旋转方向侧的侧面卡合之前，第二锁止杆进入与第一锁止槽不同的第二锁止槽(图6所示的锁止槽821)。
例如，锁止杆801构成为：在已进入锁止槽821时，该锁止杆801以具有第一规定量以下的游隙的方式与锁止槽821的两个侧面中的另一方的旋转方向侧的侧面卡合。由此，通过借助进退机构84使锁止杆从锁止槽退出，能够形成为不进行方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的旋转力的传递的分离状态。另一方面，在借助进退机构84而方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78连接的状态下，当方向盘侧壳体76朝一方的旋转方向旋转的情况下，锁止杆803与锁止槽823的侧面82a卡合，因此能够以几乎没有游隙的状态将旋转力传递至轮胎侧壳体78。另外，在方向盘侧壳体76朝另一方的旋转方向旋转的情况下，锁止杆801与锁止槽821的侧面82b卡合，因此能够以没有游隙的状态将旋转力传递至轮胎侧壳体78。
如上所述，对于具备离合器装置29的车辆转向操纵装置10，在无需对齿轮齿条机构34的旋转力的辅助等的状况下，方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78相互能够相对旋转，由此能够迅速地切断旋转力的传递，因此能够提高转向操纵感。
另外，车辆转向操纵装置10还具备检测与齿轮齿条机构34的转向量对应的信息的转向角度传感器22。控制装置28基于与从转向操纵角度传感器14取得的操作量对应的信息(方向盘角度)以及与从转向角度传感器22取得的转向量对应的信息(轮胎角度)中的至少一方将离合器装置29切换为单向离合器连接状态。由此，能够迅速地、或者事先预测而实现使用了由转向操纵致动器30、方向盘12的操作产生的旋转力的对齿轮齿条机构34的辅助控制。
此外，本实施方式所涉及的控制装置28利用转向操纵ECU 28a进行转向操纵反力马达18的控制，利用转向ECU 28b进行转向马达24的控制。这样，在利用彼此不同的ECU驱动两个马达的情况下，由于运算速度、ECU间的通信速度的限制，难以对两个马达进行协调控制。 然而，在本实施方式所涉及的车辆转向操纵装置10中，仅在由转向马达24产生的输出不足的情况下，经由离合器装置29将转向操纵反力马达18所产生的旋转力传递至转向致动器32。换句话说，由转向马达24产生的输出的不足这一情况始终被反馈至控制转向操纵反力马达18的转向操纵ECU 28a。因此，与为了获得转向位置控制所需的期望的转向力而利用两个ECU分别控制转向操纵反力马达18与转向马达24的情况相比，能够防止两个ECU彼此的控制干扰。
如上述的实施方式所例示的那样，对于离合器装置，在解除了对致动器的通电的阶段，至少一个锁止杆进入锁止槽。而且，离合器装置构成为：借助连接时偏离角度δ以下的旋转操作，至少一个锁止杆与锁止槽可靠地卡合，并且，此时另一个锁止杆进入其他的锁止槽。而且，通过利用两个锁止杆夹住不同的两个锁止槽的侧面来实现几乎没有游隙的锁止状态。
另外，离合器装置不会如摩擦式离合器那样因高扭矩而成为分离状态。另外，离合器装置能够使多个锁止杆的移动与一个致动器的动作联动而实现，因此各锁止杆容易同步。另外，离合器装置在离合器解除时(离合器断开)利用致动器约束全部锁止杆的位置，由此能够稳定地固定锁止杆。另一方面，在离合器连接时(离合器卡合)解除由致动器进行的锁止杆的位置限制，由此锁止杆借助弹簧而分别独立地动作，因此能够实现进入锁止槽的锁止杆与未进入锁止槽的锁止杆的分别独立的动作。
另外，本实施方式所涉及的离合器装置29作为进退机构84使用了旋转式螺线管92、作为限制机构100使用了牵拉式螺线管102。因此，在借助进退机构84切换离合器断开状态与离合器卡合状态时，实际上不存在各部件在离合器装置29内的轴向(轴102a的轴向)的动作。因此，在借助进退机构84切换离合器断开状态与离合器卡合状态时，可以不考虑与进行轴向的动作的限制机构100之间的干扰。假设在进退机构84与限制机构100均采用旋转式螺线管或者牵拉式螺线管的情况下，存在为了利用一个离合器装置实现三个连接状态而导致结构变得复杂、装置变得大型化的顾虑。
另外，对于本实施方式所涉及的车辆转向操纵装置10，借助离合 器装置29的动作，在辅助控制时能够使用用于SBW控制的转向操纵反力马达18，因此无需进行高输出或者采用多个转向马达就能够消除停车时、低速时的方向盘的静态操舵操作中的扭矩不足。因此，有助于车辆转向操纵装置10的成本的降低。
以上，参照上述的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，适当地组合、置换实施方式的结构而形成的结构也包含于本发明。另外，还能够基于本领域技术人员的知识适当地替换实施方式中的组合、处理的顺序、或对实施方式施加各种设计变更等的变形，施加了这种变形后的实施方式也包含于本发明的范围。
在上述的实施方式中，对在方向盘侧壳体的内周设置有锁止槽、在轮胎侧壳体设置有锁止杆的离合器装置进行了说明，但也可以为在方向盘侧壳体设置有锁止杆、在轮胎侧壳体的外周设置有锁止槽的离合器装置。
另外，在上述的实施方式中，利用一个牵拉式螺线管102驱动多个辅助锁止销104，但也可以使用两个以上的致动器分别独立地驱动多个辅助锁止销104。而且，限制机构100也可以选择能够基于方向盘侧壳体76、轮胎侧壳体78的旋转角度的信息而更迅速地实现单向离合器连接的辅助锁止销104来限制一部分的锁止杆80的移动。
此外，本实施方式所涉及的辅助锁止销104比锁止杆80少一个，但其数量、配置并不局限于此，在能够实现单向离合器连接状态的范围内能够进行各种变形。例如，在不利用辅助锁止销104限制移动的锁止杆为多个的情况下，只要为在该锁止杆进入了锁止槽的状态不形成为双向离合器连接的组合即可。
具体而言，在为图6所示的多个锁止杆801～806的布局的情况下，在进行单向离合器连接所要求的控制时，以进入锁止槽的锁止杆的组合不是锁止杆801以及锁止杆803、锁止杆802以及锁止杆805、锁止杆803以及锁止杆805、锁止杆804以及锁止杆806中的任一个的方式设定限制机构100的辅助锁止销104的数量、配置即可。
另外，在上述的实施方式中，在实现单向离合器连接状态与双向 离合器连接状态时兼用锁止杆80，但也可以分别设置在单向离合器连接状态(辅助控制)时进行驱动的锁止杆与在双向离合器连接状态(失效保护控制)时进行驱动的锁止杆。而且，也可以分别设置在各控制时使用的致动器。
标号说明：
10：车辆转向操纵装置；12：方向盘；13：主轴；14：转向操纵角度传感器；16：扭矩传感器；18：转向操纵反力马达；20：中间轴；22：转向角度传感器；24：转向马达；28：控制装置；28a：转向操纵ECU；28b：转向ECU；29：离合器装置；30：转向操纵致动器；32：转向致动器；34：齿轮齿条机构；76：方向盘侧壳体；78：轮胎侧壳体；80：锁止杆；80a：凹部；80b：切口槽；82：锁止槽；82a、82b：侧面；83：突起部；84：进退机构；92：旋转式螺线管；94：销；96：旋转盘；100：限制机构；102：牵拉式螺线管；104：辅助锁止销；106：接合器；108：辅助锁止槽；801、802、803、804、805、806：锁止杆；821、823：锁止槽。
工业上的利用可行性
本发明能够应用于车辆用的转向操纵装置。