车辆用转向操纵装置.pdf

提供一种车辆用转向操纵装置，其检测备用机构是否可以可靠地工作，以提高安全性。车辆用转向操纵装置具有：转向轴，其与方向盘相连接；反作用力致动器，其与前述转向轴相连接，施加反作用力；齿条，其使转向车轮转向；转向致动器，其设置在前述齿条上；以及备用机构，其通过离合器与前述转向轴和前述齿条相连接，还设有检测前述转向轴状态的第1检测装置，和检测前述齿条状态的第2检测装置，前述离合器在前述转向操纵装置的电源断开时为接合状态，并设有备用机构动作确认装置，其在前述电源接通时，驱动前述转向致动器，根据前述第1检测装置和/或第2检测装置的检测值，确认前述备用机构的动作。

1.  一种车辆用转向操纵装置，其具有：
转向轴，其与方向盘相连接；
反作用力致动器，其与前述转向轴相连接，施加反作用力；
齿条，其与转向车轮连接；
转向致动器，其驱动前述齿条，对所述转向车轮进行转向驱动；以及
备用机构，其具有离合器，该离合器可以将前述转向轴和前述齿条之间接合及断开，
其特征在于，
还设有检测前述转向轴状态的第1检测装置，和检测前述齿条状态的第2检测装置，
还设有备用机构动作确认装置，其在前述离合器接合时，驱动前述转向致动器，根据前述第1检测装置和/或第2检测装置的检测值，确认前述备用机构的动作。

2.  一种车辆用转向操纵装置，其具有：
转向轴，其与方向盘相连接；
反作用力致动器，其与前述转向轴相连接，施加反作用力；
齿条，其与转向车轮连接；
转向致动器，其驱动前述齿条，对前述转向车轮进行转向驱动；以及
备用机构，其具有离合器，该离合器可以将前述转向轴和前述齿条之间接合及断开，
其特征在于，
还设有检测前述转向轴状态的第1检测装置，和检测前述齿条状态的第2检测装置，
还设有备用机构动作确认装置，其在前述离合器接合时，驱动前述反作用力致动器，根据前述第1检测装置和/或第2检测装置的检测值，确认前述备用机构的动作。

3.  一种车辆用转向操纵装置，其具有：
转向轴，其与方向盘相连接；
反作用力致动器，其与前述转向轴相连接，施加反作用力；
齿条，其与转向车轮连接；
转向致动器，其驱动前述齿条，对前述转向车轮进行转向驱动；以及
备用机构，其具有离合器，该离合器可以将前述转向轴和前述齿条之间接合及断开，
其特征在于，
还设有检测前述转向轴状态的第1检测装置，和检测前述齿条状态的第2检测装置，
还设有备用机构动作确认装置，其在前述离合器接合时，以向彼此扭矩相抵消的方向施加相同的扭矩的方式，驱动前述反作用力致动器和前述转向致动器双方，根据前述第1检测装置和/或第2检测装置的检测值，确认前述备用机构的动作。

4.  根据权利要求1或3所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置是根据前述第2检测装置的检测值确认前述备用机构的动作的装置，前述第2检测装置检测向齿条施加的扭矩，前述备用机构动作确认装置，在由前述第2检测装置检测出的扭矩小于规定值时，判断为正常动作，在大于或等于规定值时，判断为异常动作。

5.  根据权利要求2所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置是根据前述第2检测装置的检测值确认前述备用机构的动作的装置，前述第2检测装置检测向齿条施加的扭矩，前述备用机构动作确认装置，在由前述第2检测装置检测出的扭矩大于或等于规定值时，判断为正常动作，在小于规定值时，判断为异常动作。

6.  根据权利要求1所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置是根据前述第1检测装置的检测值确认前述备用机构的动作的装置，前述第1检测装置检测向转向轴施加的扭矩，前述备用机构动作确认装置，在由前述第1检测装置检测出的扭矩大于或等于规定值时，判断为正常动作，在小于规定值时，判断为异常动作。

7.  根据权利要求2或3所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置是根据前述第1检测装置的检测值确认前述备用机构的动作的装置，前述第1检测装置检测向转向轴施加的扭矩，前述备用机构动作确认装置，在由前述第1检测装置检测出的扭矩小于规定值时，判断为正常动作，在大于或等于规定值时，判断为异常动作。

8.  根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置是根据前述第1检测装置及前述第2检测装置的检测值确认前述备用机构的动作的装置，前述第1检测装置检测向转向轴施加的扭矩，前述第2检测装置检测向齿条施加的扭矩，前述备用机构动作确认装置，在由前述第1检测装置检测出的扭矩和由前述第2检测装置检测出的扭矩之间的扭矩差小于规定值时，判断为正常动作，在大于或等于规定值时，判断为异常动作。

9.  根据权利要求6至8中任意一项所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述第1检测装置，检测向前述方向盘和前述反作用力致动器之间的转向轴施加的扭矩。

10.  根据权利要求9所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述反作用力致动器为电动机，
前述第1检测装置根据前述电动机的电流值，检测向前述转向轴施加的扭矩。

11.  根据权利要求4、5及8中任一项所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述齿条和前述转向致动器经由小齿轮轴连接，前述第2检测装置，是检测向前述齿条和前述转向致动器之间的小齿轮轴施加的扭矩的装置。

12.  根据权利要求11所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述转向致动器为电动机，
前述第2检测装置根据前述电动机的电流值，检测向前述小齿轮轴施加的扭矩。

13.  根据权利要求1所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置是根据前述第1检测装置的检测值确认前述备用机构的动作的装置，前述第1检测装置检测前述反作用力致动器的旋转角，前述备用机构动作确认装置，在由前述第1检测装置检测出的旋转角大于或等于规定值时，判断为正常动作，在小于规定值时，判断为异常动作。

14.  根据权利要求2或3所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置是根据前述第1检测装置的检测值确认前述备用机构的动作的装置，前述第1检测装置检测前述反作用力致动器的旋转角，前述备用机构动作确认装置，在由前述第1检测装置检测出的旋转角大于或等于规定值时，判断为异常动作，在小于规定值时，判断为正常动作。

15.  根据权利要求1或3所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置是根据前述第2检测装置的检测值确认前述备用机构的动作的装置，前述第2检测装置检测前述转向致动器的旋转角，前述备用机构动作确认装置，在由前述第2检测装置检测出的旋转角小于规定值时，判断为正常动作，在大于或等于规定值时，判断为异常动作。

16.  根据权利要求2所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置是根据前述第2检测装置的检测值确认前述备用机构的动作的装置，前述第2检测装置检测前述转向致动器的旋转角，前述备用机构动作确认装置，在由前述第2检测装置检测出的旋转角大于或等于规定值时，判断为正常动作，在小于规定值时，判断为异常动作。

17.  根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置是根据前述第1检测装置及前述第2检测装置的检测值确认前述备用机构的动作的装置，前述第1检测装置检测前述反作用力致动器的旋转角，前述第2检测装置检测前述转向致动器的旋转角，前述备用机构动作确认装置，在由前述第1检测装置检测出的旋转角和由前述第2检测装置检测出的旋转角之间的旋转角度差小于规定值时，判断为正常动作，在大于或等于规定值时，判断为异常动作。

18.  根据权利要求1至17中任意一项所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述备用机构动作确认装置，在前述离合器接合时确认前述备用机构的动作，前述离合器在前述备用机构动作确认装置的备用机构动作确认后断开。

19.  根据权利要求1至17中任意一项所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
前述离合器，在前述车辆用转向操纵装置的电源断开时接合，在电源从断开状态变为接通状态时，在由前述备用机构动作确认装置确认备用机构的动作之后断开。

20.  根据权利要求1至19中任意一项所述的车辆用转向操纵装置，其特征在于，
设有锁机构，其在前述备用机构动作确认装置的备用机构动作确认时，约束前述转向轴的旋转。

车辆用转向操纵装置
本申请是申请号为200510135599.0的专利申请的分案申请，原申请的申请日是2005年12月28日，原申请的发明创造名称是“车辆用转向操纵装置”。
技术领域
本发明涉及一种车辆用转向操纵装置，特别是涉及一种设有备用系统、进行电子转向(Steer-By-Wire)控制的转向操纵装置。
背景技术
目前，作为车辆用转向操纵装置，公开了专利文献1中所记载的技术。在该技术中，采用所谓的电子转向控制，方向盘和转向车轮由离合器相连接。通常时其按照下述方式进行转向，即，通过断开离合器而使方向盘和转向车轮机械地分离，检测驾驶者的转向操纵量来驱动与转向车轮相连接的致动器。另外，具有备用系统，其在故障时使离合器接合，以使方向盘和转向车轮机械地连接，确保手动转向操纵。
专利文献1：特开2002-225733号公报
发明内容
但是，在上述现有技术中，因为仅在发生故障时使备用系统工作，所以在备用系统异常的情况下也开始电子转向控制，因而会担心在发生故障时备用系统不能可靠地工作。
本发明是着眼于上述问题的发明，其目的在于提供一种车辆用转向操纵装置，其可以检测备用系统是否可以可靠地工作，以提高安全性。
为了实现上述目的，在本发明中，车辆用转向操纵装置具有：转向轴，其与方向盘相连接；反作用力致动器，其与前述转向轴相连接，施加反作用力；齿条，其与转向车轮连接；转向致动器，其驱动前述齿条，对所述转向车轮进行转向驱动；以及备用机构，其具有离合器，该离合器可以将前述转向轴和前述齿条之间接合及断开，其还设有检测前述转向轴状态的第1检测装置，和检测前述齿条状态的第2检测装置，还设有备用机构动作确认装置，其在前述离合器接合时，驱动前述转向致动器，根据前述第1检测装置和/或第2检测装置的检测值，确认前述备用机构的动作。
发明的效果
由此，能够提供一种检测备用系统是否可以可靠地动作，以提高安全性的车辆用转向操纵装置。
附图说明
图1是表示车辆用转向操纵装置的系统结构图。
图2是控制器的控制框图。
图3是表示实施例1中的初始检查控制处理的流程的流程图。
图4是表示实施例2中的初始检查控制处理的流程的流程图。
图5是表示正常时和异常时的反作用力电动机电流值随时间变化的图。
图6是表示实施例3中的初始检查控制处理的流程的流程图。
图7是表示实施例4中的初始检查控制处理的流程的流程图。
图8是表示实施例5中的初始检查控制处理的流程的流程图。
图9是表示实施例6中的初始检查控制处理的流程的流程图。
图中标号说明
1 方向盘
2 转向轴
3 反作用力电动机
4 转向齿条
5 转向电动机
6 电磁离合器
7 备用机构
7a 转向操纵侧索轮
7b 转向车轮侧索轮
7c、7d 缆索
8 转向操纵角传感器
9 转向操纵侧扭矩传感器
10 转向操纵侧解析器
11 转向侧解析器
12 转向侧扭矩传感器
13 旋转编码器
14 控制单元
15 小齿轮轴
20 转向车轮
21 报警灯
30 锁机构
141 电子转向控制部
142 离合器控制部
143 误差判断部
144 故障保护处理部
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施例1至实施例6说明实现本发明的车辆用转向操纵装置的实施方式。
实施例1
[车辆用转向操纵装置的系统结构]
根据图1至图7对实施例1进行说明。图1是实施例1的车辆用转向操纵装置的系统结构图。作为用于驾驶者输入转向操纵量的转向操纵输入装置，有方向盘1和转向轴2，该转向轴2以可以旋转的方式被支撑在车体侧，同时与方向盘1相连接。另外，在转向轴2上具有：转向操纵角传感器8，其检测作为驾驶者的转向操纵量的转向操纵角；以及扭矩传感器9，其检测作为驾驶者的转向操纵量的转向操纵扭矩。
另外，在比转向操纵角传感器8以及扭矩传感器9更靠近转向车轮20一侧，具有反作用力电动机3，其向驾驶者(方向盘1)施加转向操纵反作用力。在该反作用力电动机3内具有转向操纵侧解析器10，其检测反作用力电动机3的电动机转角。在比反作用力电动机3更靠近转向车轮20一侧，具有电磁离合器6，其可以使转向轴2与备用机构7之间物理地接合·断开。
备用机构7具有：转向操纵侧索轮7a，其一端与电磁离合器6相连接；转向车轮侧索轮7b，其一端与小齿轮轴15相连接；以及2根缆索7c、7d，它们以分别缠绕在两个索轮7a、7b的彼此相反方向上的状态相连结。在电磁离合器6断开的状态下，不会向小齿轮轴15传递转向轴2的旋转。
另一方面，其构成方式为，在电磁离合器6被接合的状态下，如果使方向盘1向一个方向旋转，则2根缆索7c、7d中的一根缆索传递从驾驶者输入的转向操纵扭矩，另一根缆索传递从转向车轮20输入的反作用力扭矩，由此发挥出与柱形轴同样的功能。
作为使转向车轮20转向的转向装置，具有小齿轮轴15，其以可以旋转的方式支撑在车体侧，同时一端与转向车轮侧索轮7b相连接。在该小齿轮轴15上设有转向电动机5、转向侧解析器11、转向侧扭矩传感器12、旋转编码器13。
转向电动机5向小齿轮轴15输出转向扭矩，转向侧解析器11检测转向电动机5的转角。转向侧扭矩传感器12设在转向电动机5和转向车轮20之间，检测小齿轮轴15的旋转扭矩。旋转编码器检测小齿轮轴15的转角。
另外，在小齿轮轴15的转向车轮侧端部，设有未图示的齿条&小齿轮机构，其构成方式为，通过使转向齿条4在轴方向上移动，进行转向车轮20的转向。
并且，在转向轴2上设有限制方向盘1旋转的锁机构30，以防止方向盘1在初始检查时旋转。
[控制单元的控制结构]
图2是表示控制单元14的结构的框图。控制单元14具有电子转向控制部141、离合器控制部142、误差判断部143、故障保护处理部144。
另外，分别从转向操纵角传感器8输入转向操纵角，从转向操纵侧扭矩传感器9输入转向操纵扭矩，从转向操纵侧解析器10输入反作用力电动机转角。并且，从转向侧解析器11输入转向电动机转角，从转向侧扭矩传感器12输入转向扭矩，从旋转编码器13输入小齿轮轴转角，同时，输入其他的传感器类(车速传感器、偏行率传感器、横向加速度传感器等)的传感器信号。
电子转向控制部141向反作用力电动机3输出控制信号，以施加对应于行驶状况的转向操纵反作用力扭矩，同时向转向电动机5输出控制信号，以施加对应于行驶状况以及驾驶者的转向操纵状态的转向量。
离合器控制部142进行电磁离合器6的接合·断开控制。在执行通常的电子转向控制时，断开电磁离合器6，在点火装置OFF时(电源OFF时)或者故障保护控制时等，使电磁离合器6接合。
误差判断部143进行初始检查控制，以判定备用机构7是否正常工作。在实施例1中，以相同的扭矩T，在互相抵消扭矩的方向上，驱动反作用力电动机3及转向电动机5，比较转向操纵侧、转向侧扭矩传感器9、12的检测值T1、T2。如果T1与T2的误差在规定范围内，则判断转向操纵侧和转向侧的扭矩传递可通过备用机构7正常进行，执行通常的电子转向控制。
在误差判断部143判断为误差在规定范围之外的情况下，由故障保护处理部144进行故障保护处理。在实施例1中，在点亮报警灯21之后，禁止车辆出发或使报警装置工作等。
[初始检查控制(比较扭矩值：驱动转向操纵侧及转向电动机双方)]
为了判定备用机构7是否正常动作，在误差判断部143中进行初始检查控制。为了应对停车时的故障而确保手动转向，在点火装置OFF时，使电磁离合器6为接合状态。在实施例1中，首先使反作用力电动机3产生任意的扭矩T，使转向电动机5也产生相同的扭矩值T。此时，扭矩T处于转向车轮20不转向的范围内，具体地说，施加比转向车轮20的路面反作用力扭矩小的扭矩。由此，不会因初始检查控制使转向车轮20转向，不会给驾驶者带来不适感。
比较此时的转向操纵侧、转向侧扭矩传感器9、12的检测值T1、T2，如果T1和T2的误差在规定范围内，则判断为转向操纵侧和转向侧的扭矩传递可通过备用机构7正常进行，执行通常的电子转向控制。
如果检测出的T1和T2的误差在规定范围外，则判断为通过备用机构7的扭矩传递不能正常进行，手动转向产生故障，从而进行禁止车辆出发或使报警装置工作等故障保护处理。
[初始检查控制处理(比较扭矩值：驱动转向操纵侧及转向电动机双方)]
图3是表示实施例1中的初始检查控制处理的流程的流程图。下面，对各个步骤进行说明。
在步骤S101中，判断点火装置是否为ON，如果是YES则跳转至步骤S102，如果是NO则结束控制。
在步骤S102中，判断电子转向控制许可标记是否成立，如果为YES则跳转至步骤S112，如果为NO则跳转至步骤S103。
在步骤S103中，将电磁离合器6置为ON，跳转至步骤S104。
在步骤S104中，将反作用力电动机3及转向电动机5置为ON，分别产生扭矩T，跳转至步骤S105。
在步骤S105中，判断转向操纵侧以及转向侧传感器9、12的检测值T1、T2的相对误差是否在规定值ε_T以内，如果为YES则跳转至步骤S106，如果为NO则跳转至步骤S109。此外，该规定值ε_T设定为考虑了各个扭矩传感器的偏差值、备用机构7的摩擦量等之后得到的值。
在步骤S106中，将反作用力电动机3以及转向电动机5置为OFF，跳转至步骤S107。
在步骤S107中，断开电磁离合器6，跳转至步骤S108。
在步骤S108中，使电子转向控制许可标记成立，结束控制。
在步骤S109中，将反作用力电动机3及转向电动机5置为OFF，跳转至步骤S110。
在步骤S110中，将报警灯置为ON，跳转至步骤S111。
在步骤S111中，进行故障保护处理，结束控制。在该故障保护处理中，可以通过报警音等引起驾驶者的注意，也可以即使点火装置为ON，也不使引擎起动，从而确保安全，但不作特别限定。
在步骤S112中，执行电子转向控制，结束控制。
[实施例1中的效果]
在实施例1中，为了判定备用机构7是否正常工作，使反作用力电动机3及转向电动机5产生相同的扭矩值T，比较转向操纵侧扭矩传感器9及转向侧扭矩传感器12的检测值T1、T2，如果T1与T2的误差在规定范围内，则判断为转向操纵侧和转向侧的扭矩传递可以通过备用机构7正常地进行，执行通常的电子转向控制。如果误差在规定范围外，具体地说，就是不通过备用机构7进行扭矩传递，检测值T1、T2的绝对值的和为2T，则判断为通过备用机构7的扭矩传递不能正常进行，不能确保手动转向，所以进行故障保护处理。
由此，可以提供一种能够检测备用机构7是否可靠地工作，提高安全性的车辆用转向操纵装置。另外，因为通过锁机构30固定方向盘1，所以方向盘1不会随着初始检查发生很大旋转，能够减少驾驶者的不适感。
实施例2
根据图4对实施例2进行说明。因为基本的结构与实施例1相同，所以仅对不同的地方进行说明。在实施例1中设有锁机构30，判断转向操纵侧及转向侧扭矩传感器9、12的检测值T1、T2的相对误差是否在规定值ε_T以内，但实施例2与实施例1不同的地方在于，不设置锁机构，根据转向侧扭矩传感器12的检测值T2，进行初始检查。
[实施例2中的控制单元]
实施例2中的控制单元14，除了误差判断部143外，其他与实施例1相同。实施例2中的误差判断部143首先以相同的扭矩量T在扭矩相互抵消的方向上驱动反作用力电动机3及转向电动机5双方。也就是说，如果以反作用力电动机3的扭矩方向为正，则反作用力电动机3产生T的扭矩，转向电动机5产生-T的扭矩。
此时，由转向侧扭矩传感器12检测作用在齿条4上的扭矩T2。因为在备用机构7正常的情况下，反作用力电动机3和转向电动机5产生彼此相同的扭矩而相互限制旋转，所以齿条4几乎不旋转。因此，如果转向侧扭矩传感器12的检测值T2在规定范围内，则判断为备用机构7正常。如果超过规定范围，则可以判断为未将转向电动机5的扭矩传递到转向轴侧，从而判断为备用机构7异常。
另外，也可以利用备用机构7在正常时反作用力电动机3几乎不旋转而在异常时旋转，在转向操纵角传感器8的检测值Ns大于或等于规定值的情况下检测出异常，但不特别限定。另外，在检测方向盘1的旋转的情况下，施加到各个电动机上的扭矩T是比方向盘1等的惯性值大的扭矩，以可靠地检测旋转。此时，转角的产生是在转向操纵角为±10°前后的范围内进行转动，由此不会给驾驶者带来不适感，但可以可靠地检测旋转。
[初始检查控制(无锁机构：驱动两个电动机)]
为了判定备用机构7是否正常工作，在误差判断部143中进行初始检查控制。为了应对停车时的故障而确保手动转向，在点火装置OFF时，使电磁离合器6为接合状态。在实施例2中，首先使反作用力电动机3产生任意的扭矩T，使转向电动机5也产生相同的扭矩值T。
因为在备用机构7正常的情况下，方向盘1和齿条4间的动力传递正常进行，反作用力电动机3和转向电动机5产生彼此相同的扭矩，相互限制旋转，所以转向轴2以及齿条4几乎不旋转(只有彼此的电动机旋转的误差值εs量)。因此，以εt为规定误差，如果转向侧扭矩传感器12的检测值T2在-εt≤T2≤εt的范围内，并且转向操纵角传感器8的检测值Ns在各个电动机3、5的旋转误差εs以内，则判断为备用机构7正常，执行通常的电子转向控制。
如果备用机构7发生异常，成为无法从方向盘1向齿条4进行动力传递的状态，则转向电动机5的扭矩全部传递到齿条4上，作用于转向侧扭矩传感器12上，扭矩T2的检测值超过误差εt。另外，转向操纵角传感器8的检测值Ns超过各个电动机3、5的旋转误差εs量而增加。
另外，因为正常时反作用力电动机3几乎不旋转，所以电流值成为与系统启动同时上升的阶梯状波形。另一方面，因为异常时反作用力电动机3的旋转未被约束，所以电流值为逐渐上升的延迟波形(参照图5)。在这里，在电子转向控制中，作为反作用力电动机控制，其构成方式为，设定从当前的角度开始向作用反作用力的方向推进规定角度的目标角度，根据该目标角度与当前的实际角度之间的偏差，运算电流指令值。由此，在电动机不旋转时，由于偏差没有被消除，所以电流值一下子上升。另一方面，在电动机旋转时，因为偏差逐渐被消除，所以引起电流值缓慢上升。另外，也可以在通过扭矩控制等控制电动机的情况下，检测随着电动机旋转的反电动势量的电流值变化来推定扭矩，但不特别限定。
因此，如果转向侧扭矩传感器12的检测值T2超过规定误差±εt，或者转向操纵角传感器8的检测值Ns超过各个电动机3、5的旋转误差εs，则检测出备用机构7异常，进行故障保护处理。另外，通过在T2的判定基础上，还同时检测反作用力电动机3的电流值延迟响应，从而提高异常判定的可靠性。
[实施例2中的初始检查控制处理]
图4是表示实施例2中的初始检查控制处理流程的流程图。下面，对各个步骤进行说明。
步骤S201～S204与实施例1的步骤S101～S104相同。
在步骤S105中，判断转向侧扭矩传感器12的检测值T2是否超过阈值εt，或者转向轴2的转角Ns是否超过阈值εs，如果是YES则跳转至步骤S206，如果是NO则跳转至步骤S209。
步骤S206～S212与实施例1中的步骤S106～S112相同。
[实施例2的效果]
在实施例2中，由转向侧扭矩传感器12检测作用于齿条4上的扭矩T2，以检测出备用机构7的正常·异常动作。如果转向侧扭矩传感器12的检测值T2在-εt≤T2≤εt的范围内，则判断为备用机构7正常，执行通常的电子转向控制。如果转向侧扭矩传感器12的检测值T2超过规定误差±εt，或者转向操纵角传感器8的检测值Ns超过各个电动机3、5的旋转误差εs，则检测出备用机构7异常，进行故障保护处理。
由此，能够不设置锁机构而实现初始检查。此外，在正常时，可不转动方向盘1而进行初始检查，不会给驾驶者带来不适感。另外，因为原则上仅根据转向侧扭矩传感器12的检测值T2就可进行初始检查，所以与检测转向操纵侧和转向侧二者的扭矩的实施例1相比，能够实现更简单的结构。并且，通过在T2的判定的基础上，还同时检测反作用力电动机3的电流值的延迟响应，能够提高异常判定的可靠性。
并且，在实施例2中，使用转向侧扭矩传感器12的检测值T2进行判断，但也可以使用转角进行判断。具体地说，在转向操纵侧与转向侧的减速比为r的情况下，如果转向电动机5旋转转角θ2，则反作用力电动机3旋转θ2/r。因此，也可以由转向操纵侧、转向侧解析器10、11检测出转向操纵侧和转向侧的实际转角θ1、θ2，比较反作用力电动机3的实际转角θ1和由转向侧电动机5而旋转的转角θ2/r，如果误差在规定值以内，则判断为备用机构7正常。
或者，因为由于反作用力电动机3的实际转角θ1而转向侧电动机5旋转θ1×r，所以也可以进行转向侧电动机5的实际转角θ2与由反作用力电动机3而旋转的转角θ1×r的比较，计算误差而进行判断，但并不特别限定。
另外，在实施例2中，因为未在转向轴2上设置锁机构，所以方向盘1与反作用力电动机3的旋转连动旋转，转向操纵侧扭矩传感器9的检测值为0(实际上，会产生方向盘1的惯性大小的扭矩)。因此，也可以根据反作用力电动机3的电流值，通过检测反作用力电动机3的负荷扭矩T1，执行初始检查控制处理。
实施例3
根据图6对实施例3进行说明。因为基本的结构与实施例1相同，所以只说明不同的地方。在实施例1的初始检查控制中，驱动反作用力电动机3以及转向电动机5双方，实施例3不同的地方在于，仅驱动反作用力电动机3，由转向操纵侧以及转向侧扭矩传感器9、12检测·比较该反作用力电动机3的扭矩T，由此进行备用机构7的初始检查。
[初始检查控制(比较扭矩值：仅驱动反作用力电动机)]
在备用机构7正常，能够确保手动转向的状态下，反作用力电动机3的扭矩会通过备用机构7传递给转向侧的各个部件。因此，在实施例3中，因为仅驱动反作用力电动机3(或转向电动机5)时，能够检测出在反作用力电动机3和锁机构30间所产生的扭矩，所以在判断为转向操纵侧以及转向侧扭矩传感器9、12的检测值大致为相同值的情况下，判断为备用机构7正常。
具体地说，因为仅驱动反作用力电动机3，如果由转向侧扭矩传感器12所检测出的扭矩T2大于或等于规定值(因为通过转向操纵侧以及转向侧的2个扭矩传感器对反作用力电动机扭矩T检测扭转，所以由转向侧扭矩传感器12所检测的扭矩大致为T/2)，则在误差判断部143中，判断为转向操纵侧以及转向侧的扭矩传递能够通过备用机构7正常地进行，执行通常的电子转向控制。如果未达到规定值，则判断为通过备用机构7的扭矩传递不能正常地进行，进行禁止车辆出发或使报警装置工作等的故障保护处理。
[初始检查控制处理(比较扭矩值：仅驱动反作用力电动机)]
图6是表示实施例3中的初始检查控制处理流程的流程图。
步骤S301～步骤S303与实施例1中的步骤S101～步骤S103相同。
在步骤S304中，仅将反作用力电动机3置为ON，跳转至步骤S305。
在步骤S305中，判断由转向操纵侧以及转向侧扭矩传感器9、12所检测出的扭矩T1、T2的误差是否小于或等于规定值ε_T，如果是YES则跳转至步骤S306，如果是NO则跳转至步骤S309。
在步骤S306中，将反作用力电动机3置为OFF，跳转至步骤S307。
步骤S307、S308与图3的步骤S107、S108相同。
在步骤S309中，将反作用力电动机3置为OFF，跳转至步骤S310。
步骤S310至S312与图3的步骤S110～步骤S112相同。
[实施例3的效果]
在实施例3中，仅驱动反作用力电动机3，如果由转向操纵侧以及转向侧扭矩传感器9、12所检测出的扭矩T1、T2的误差未达到或等于规定值ε_T，则判断为转向操纵侧以及转向侧的扭矩传递能够通过备用机构7正常进行，执行通常的电子转向控制。如果大于规定值ε_T，则仅转向操纵侧扭矩传感器9输出扭矩值，转向侧扭矩传感器12不输出扭矩值，判断为通过备用机构7的扭矩传递不能正常进行，进行禁止车辆出发或使报警装置工作等的故障保护处理。
由此，与驱动反作用力电动机3以及转向电动机5双方，进行初始检查的实施例1相比，能够由更简单的控制进行备用机构7的初始检查。
实施例4
根据图7对实施例4进行说明。基本结构与实施例2相同，不设置锁机构，由转向侧扭矩传感器12的检测值T2进行初始检查。在实施例2中，驱动反作用力电动机3以及转向电动机5双方，但实施例4与实施例2不同的地方在于仅驱动反作用力电动机3。
[初始检查控制(无锁机构：仅驱动反作用力电动机)]
实施例4中的控制单元14，除了误差判断部143外，其他与实施例1以及实施例2相同。实施例4中的误差判断部143仅驱动反作用力电动机3，由转向侧扭矩传感器12检测作用在齿条4上的扭矩T2。与实施例2相同，如果转向侧扭矩传感器12的检测值T2大于或等于规定值，则判断为备用机构7正常。当未达到或等于规定值(例如0)时，判断为异常。
并且，与实施例2相同，也可以利用备用机构7正常时反作用力电动机3基本上不旋转而在异常时旋转，在转向操纵角传感器8的检测值Ns大于规定值的情况下检测为异常，但并不特别限定。
在备用机构7为正常的情况下，方向盘1和齿条4之间的动力传递正常进行，反作用力电动机3的扭矩从齿条4向转向车轮20传递，反作用力电动机3的旋转被限制。为了避免转向车轮20随着初始检查而转向，反作用力电动机3的产生扭矩为不会使得转向车轮20转向的程度。
因为反作用力电动机3向齿条4施加扭矩，并且被限制旋转，所以在转向侧扭矩传感器12上产生扭转，同时转向操纵角传感器8的检测值Ns基本上不变化(Ns的变化仅为转向侧扭矩传感器12的扭转角εs量)。因此，如果转向侧扭矩传感器12的检测值T2为正值，则判断为备用机构7正常，执行通常的电子转向控制。
如果备用机构7发生异常，是不能进行从方向盘1向齿条4的动力传递的状态，则反作用力电动机3的扭矩全部传递到转向轴2上，对转向侧扭矩传感器12不产生作用。因此，扭矩T2为0，并且，转向操纵角传感器8的检测值Ns超过转向侧扭矩传感器12的扭转角εs量而增加。另外，与实施例2相同，因为在正常时反作用力电动机3基本上不旋转，所以电流值为与系统启动同时上升的阶梯状波形。另一方面，因为异常时反作用力电动机3的旋转未被约束，所以电流值为缓慢上升的延迟波形(参照图5)。
因此，如果转向侧扭矩传感器12的检测值T2为0，或者转向操纵角传感器8的检测值Ns超过转向侧扭矩传感器12的扭转角εs，则检测出备用机构7异常，进行故障保护处理。另外，通过在T2、Ns的判定的基础上，同时检测反作用力电动机3的电流值延迟响应，则能够提高异常判定的可靠性。
[实施例4中的初始检查控制处理]
图7是表示实施例2中的初始检查控制处理的流程的流程图。下面，对各个步骤进行说明。
步骤S401～S404与实施例1中的步骤S101～S104相同。
在步骤S405中，判断转向侧扭矩传感器12的检测值T2是否为0，或者转向轴2的转角Ns是否超过阈值εs，如果为YES则跳转至步骤S406，如果为NO则跳转至步骤S409。
步骤S406～S412与实施例1的步骤S106～S112相同。
[实施例4的效果]
在实施例4中，实施例4的误差判断部143仅驱动反作用力电动机3，如果转向侧扭矩传感器12的检测值T2为正值，则判断为备用机构7正常，执行通常的电子转向控制。如果转向侧扭矩传感器12的检测值T2为0，或者转向操纵角传感器8的检测值Ns超过转向侧扭矩传感器12的扭转角εs，则检测出备用机构7异常，进行故障保护处理。
由此，通过仅驱动反作用力电动机3进行初始检查，就能够通过更简单的结构实现实施例2的作用效果。
实施例5
根据图8对实施例5进行说明。其基本结构与实施例3相同，设有锁机构30，比较转向操纵侧以及转向侧扭矩，但相对于仅驱动反作用力电动机3的实施例3，不同之处在于，在实施例5中，仅驱动转向电动机5进行初始检查。
[初始检查控制处理(比较扭矩值：仅驱动转向电动机)]
图8是表示在实施例5中的初始检查控制处理流程的流程图。
步骤S501～步骤S503与实施例1中的步骤S101～步骤S103相同。
在步骤S504中，仅将转向电动机5置为ON，跳转至步骤S505。
在步骤S505中，判断由转向操纵侧以及转向侧扭矩传感器9、12所检测出的扭矩T1、T2的误差是否小于或等于规定值ε_T，如果为YES则跳转至步骤S506，如果为NO则跳转至步骤S509。
在步骤S506中，将转向电动机5置为OFF，跳转至步骤S507。
步骤S507、S508与图3的步骤S107、S108相同。
在步骤S509中，将反作用力电动机5置为OFF，跳转至步骤S510。
步骤S510至S512与图3的步骤S110～步骤S112相同。
[实施例5的效果]
在实施例5中，仅驱动转向电动机5，如果由转向操纵侧以及转向侧扭矩传感器9、12所检测出的扭矩T1、T2的误差在规定范围内(因为对转向电动机扭矩T，由转向操纵侧以及转向侧的2个扭矩传感器检测扭转，所以由各个扭矩传感器9、12所检测出的扭矩大致为T/2)，则判断转向操纵侧以及转向侧的扭矩传递能够通过备用机构7正常进行，执行通常的电子转向控制。如果在规定范围之外，则判断为通过备用机构7的扭矩传递不能正常进行，进行禁止车辆出发或使报警装置工作等的故障保护处理。
由此，与实施例3同样地，与驱动反作用力电动机3以及转向电动机5进行初始检查的实施例1相比，能够由更简单的控制进行备用机构7的初始检查。通过对应于车辆设计适当地使用实施例3或者实施例5，仅驱动转向操纵侧或转向电动机3、5中的一个，能够简单地进行备用机构7的初始检查。
实施例6
根据图9对实施例6进行说明。因为基本结构与实施例2相同，所以仅对不同的地方进行说明。在实施例2中，驱动反作用力电动机3以及转向电动机5双方，实施例6与实施例2的不同之处在于，仅驱动转向电动机5，通过检测·比较反作用力电动机3以及转向电动机5的转角θ1、θ2，进行初始检查。
[初始检查控制(比较电动机转角)]
如果备用机构7正常，在电磁离合器6接合时，使转向电动机5旋转，则旋转也通过备用机构7传递到反作用力电动机3上。这时如果将转向操纵侧与转向侧的减速比设为r，则相对于转向电动机5的转角θ2，反作用力电动机3的转角为θ2/r。
因此，在实施例6中，驱动转向电动机5，判断通过备用机构7，反作用力电动机3旋转的角度θ2/r是否大于或等于规定值Nθ2。
如果角度θ2/r大于或等于规定值Nθ2，则判断为通过备用机构7，转向操纵侧与转向侧的扭矩传递正常进行，执行通常的电子转向控制。如果未达到规定值Nθ2，则判断为通过备用机构7的扭矩传递不能正常进行，进行禁止车辆出发或使报警装置工作等的故障保护处理。此外，也可以通过仅驱动反作用力电动机3，检测并比较转向电动机5旋转的角度，但并不特别限定。并且，在上述各个实施例1～5中，各个电动机所产生的扭矩T设定在转向车轮20不转向的范围内，但在实施例6中，施加转向车轮20可以转向的扭矩，根据实际的转向角或转向操纵角的变化进行初始检查控制。
[初始检查控制处理(比较电动机转角)]
图9是表示实施例6中的初始检查控制处理流程的流程图。
步骤S601～S603与图3的流程图中的步骤S101～S103相同。
在步骤S604中，仅将转向电动机5置为ON，跳转至步骤S605。
在步骤S605中，判断由转向电动机5的旋转而反作用力电动机3所旋转的角度θ2/r是否大于或等于规定值Nθ2，如果为YES则跳转至步骤S606，如果为NO则跳转至步骤S609。
在步骤S606中，将转向电动机5置为OFF，跳转至步骤S607。
步骤S607、S608与图3的步骤S107、S108相同。
在步骤S609中，将转向电动机5置为OFF，跳转至步骤S610。
步骤S610～S612与图3的步骤S110～S112相同。
[实施例6的效果]
在实施例6中，首先使转向电动机5旋转，对对应于该转向电动机5的转角θ2的规定值Nθ2和通过备用机构7旋转的反作用力电动机3的转角θ1进行比较，判断由转向电动机5的旋转而反作用力电动机3旋转的角度θ2/r是否大于或等于规定值Nθ2。
如果大于或等于规定值Nθ2，则判断为通过备用机构7正常地进行转向操纵侧和转向侧的扭矩传递，执行通常的电子转向控制。如果未达到规定值Nθ2，则判断为通过备用机构7的扭矩传递不能正常地进行，进行禁止车辆出发或使报警装置工作等的故障保护处理。
由此，通过使用廉价的旋转传感器进行初始检查，能够实现降低成本。另外，通过对应于车辆，与利用扭矩的初始检查并用，能够同时得到实施例1至实施例3的效果。
并且，也可以取代电动机转角，根据更靠近驾驶者的转向轴2的转角即由转向操纵角传感器8进行初始检查。由此，能够进一步可靠地实施能否确保手动转向的检查。
另外，根据实施例1～6，说明了初始检查处理，但通过对应于车辆对各个实施例进行组合，能够进一步提高初始检查的可靠性。
(其他实施例)
以上，根据实施例1至实施例6说明了本发明的车辆用转向操纵装置，但具体的结构并不限于此，只要不超过权利要求书的各个权利要求涉及的发明主旨，可以允许设计的变更或补充等。
例如，在本申请的实施例中，使用电磁离合器作为离合器，也可以使用摩擦式离合器。另外，在实施例1中，对于转向操纵侧以及转向侧电动机双方，向扭矩相互相抵的方向施加扭矩，由转向操纵侧和转向侧的扭矩传感器的检测值的误差值判断备用机构的正常/异常，但也可以由转向操纵侧和转向侧的转角检测正常/异常。
另外，在本申请的实施例中，在点火装置为ON时，判断备用机构的正常/异常，但也可以在电子转向系统的电源为ON时进行判断，也可以通过门锁的解除或驾驶席的开门等，将电源置为ON，开始初始检查。