车辆用转向操作装置的制造方法

本发明涉及车辆用转向操作装置。

背景技术：
在日本特开平10-278826号公报中提出如下技术方案，即，在转向操作部件和转向轮未被机械地连接的、所谓的线控转向式(steer-by-wire)转向操作装置中，设置主转向操作角传感器、和在主转向操作角传感器发生故障时被代替使用的备用的转向操作角传感器。另外，在日本特开2004-90784号公报中，提出如下转向操作装置，即，线控转向式的转向操作装置中，将行星齿轮机构配置在转向操作部件和转向机构之间，通过在转向操作角传感器发生故障时，限制上述行星齿轮机构的齿环的旋转，从而经由固定传动比的行星齿轮机构，能够进行手动转向操作。在日本特开平10-278826号公报的转向操作装置中，使用多个价格高的转向操作角传感器，从而制造成本变高。在日本特开2004-90784号公报的转向操作装置中，由于使用行星齿轮机构，所以制造成本变高。

技术实现要素：
本发明提供一种车辆用转向操作装置，该车辆用转向操作装置在转向操作角传感器发生异常时能够通过廉价的结构来检测转向操作方向。根据本发明的一个实施方式的特征，在转向操作部件和转向轮未被机械地连结的车辆用转向操作装置中，具备：转向操作角传感器，其检测上述转向操作部件的转向操作角；转向操作方向检测装置，其只检测上述转向操作部件的转向操作方向；转向致动器，其驱动上述转向轮；旋转角限制机构，其将上述转向操作部件的旋转角限制在限制角度范围内；以及控制装置，其具有：基于由上述转向操作角传感器检测出的转向操作角，来对上述转向致动器进行驱动控制的通常模式；和当上述转向操作角传感器发生了异常时，基于由上述转向操作方向检测装置检测出的转向操作方向，来对所述转向致动器进行驱动控制的失效模式，上述转向操作方向检测装置具有应变式传感器，该应变式传感器通过在上述限制角度范围的一对终端检测上述旋转角限制机构产生的应变，来检测转向操作方向。附图说明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。图1是表示本发明的一个实施方式的车辆用转向操作装置的简要结构的示意图。图2是收纳有限制转向操作部件的旋转量的旋转角限制机构以及反作用力马达等的壳体的剖视图。图3是放大了图2的一部分的、旋转角限制机构周边的剖视图。图4是旋转角限制机构的分解立体图。图5是旋转角限制机构的板构件的剖视图。图6A是对与配置有应变式传感器的板构件的卡合槽卡合的突起的可动范围进行说明的板构件的主视图。图6B是对与配置有应变式传感器的板构件的卡合槽卡合的突起的可动范围进行说明的板构件的主视图。图6C是对与作为无法旋转构件的端壁的卡合槽卡合的突起的可动范围进行说明的板构件的主视图。图7是表示ECU的主要控制的流程的流程图。图8是在本发明的其它的实施方式中旋转角限制机构的配置有应变式传感器的板构件的剖视图。图9是在本发明的另一实施方式中配置应变式传感器以及减壁部的板构件的主视图。图10是本发明的另一实施方式的作为无法旋转构件的端壁和一部分板构件的分解立体图。图11A以及图11B是一端的板构件、和作为无法旋转构件的端壁的主视图，图11A表示突起与凹部内的一方的限制部的卡合状态，图11B表示突起与凹部内的另一方的限制部的卡合状态。图12A～图12C是本发明的另一实施方式的一端的板构件、和作为无法旋转构件的端壁的简要主视图，图12A表示一端的板构件未被限制旋转的状态，图12B表示一端的板构件的外周的一方的被限制部、和环形凹部的一方的限制部的卡合状态，图12C表示一端的板构件的外周的另一方的被限制部、和环形凹部的另一方的限制部的卡合状态。具体实施方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式的车辆用转向操作装置的简要结构的示意图。参照图1，本车辆用转向操作装置1构成了进行多圈的旋转(multiplerotation)操作的方向盘等转向操作部件2、和转向轮3未被机械地连接的、所谓的线控转向操作系统。在车辆用转向操作装置1中，将转向致动器4的动作转换为转向轴6的车辆宽度方向的直线运动，其中，转向致动器4根据转向操作部件2的旋转操作而被驱动，转向轴6被壳体5支承。该转向轴6的直线运动被转换为转向用的左右转向轮3的转向运动，由此，实现车辆的转向。将与车辆直行时的转向轮3的位置对应的转向操作部件2的位置，设定为转向操作中立位置。转向致动器4例如包含电动马达。利用与转向轴6相关联地设置的滚珠丝杠装置，将该电动马达的驱动力(输出轴的旋转力)转换为转向轴6的轴向的直线运动。该转向轴6的直线运动被传递到与转向轴6的两端连接的横拉杆7，从而引起转向臂8的转动。由此，实现被转向臂8支承的转向轮3的转向。通过转向轴6、横拉杆7以及转向臂8来构成用于将转向轮3转向的转向机构A。支承转向轴6的壳体5被固定在车身B上。转向操作部件2与被车身B支承为能够旋转的转向操作轴9连接。在转向操作轴9安装有反作用力马达10，该反作用力马达10用于将从路面等传递到转向轮3的反作用力作为转向操作反作用力而施加到转向操作部件2。反作用力马达10包含无刷马达等电动马达。反作用力马达10被收纳在被车身B固定的壳体11内。在车辆用转向操作装置1与转向操作轴9相关联地设置有转向操作角传感器12，该转向操作角传感器12用于检测转向操作部件2的转向操作角θh。另外，在转向操作轴9设置有扭矩传感器13，该扭矩传感器13用于检测被施加到转向操作部件2的转向操作扭矩T。转向操作角传感器12以及扭矩传感器13被收纳于壳体11内。另外，在壳体11内，收纳有限制转向操作部件2的旋转角的旋转角限制机构14、和只检测转向操作方向的、作为转向操作方向检测装置的、一对应变式传感器(straingauge)15a、15b。旋转角限制机构14实现以下功能，即、将被旋转操作的转向操作部件2的旋转轴即转向操作轴9的输出轴24的旋转角限制在限制角度范围内。在本实施方式那样的线控转向式的车辆用转向操作装置1中，转向操作部件2不受到来自转向机构A的制约。因此，为了不超过转向机构A的动作极限地操作转向操作部件2，而利用旋转角限制机构14，将转向操作部件2的旋转角限制在与上述动作极限对应的上述限制角度范围内。在转向操作角传感器12发生异常的失效时，一对应变式传感器15a、15b，通过旋转角限制机构14的限制角度范围的一对终端，来检测旋转角限制机构14的应变，从而检测转向操作部件2的转向操作方向。另一方面，在车辆用转向操作装置1与转向轴6相关联地设置有转向操作角传感器16，该转向操作角传感器16用于检测转向轮3的转向角θw(轮胎角)。除了上述传感器以外，还设置有用于检测车速V的车速传感器17。上述的各传感器12、13、15～17的各检测信号被输入到包含有微型计算机的结构的作为控制装置的ECU18(ElectronicControlUnit：电子控制单元)。ECU18基于利用转向操作角传感器12检测出的转向操作角θh以及利用车速传感器17检测出的车速V设定目标转向角。然后，基于该目标转向角、和利用转向角传感器16检测出的转向角θw的偏差，经由内置于ECU18的驱动电路(未图示)来对转向致动器4进行驱动控制(转向控制)。另一方面，ECU18基于各传感器12、13、15～17所输出的检测信号，经由内置于ECU18的驱动电路(未图示)来对反作用力马达10进行驱动控制(反作用力控制)，以对转向操作部件2向与转向操作部件2所被转向操作的方向相反的方向施加适当的反作用力。参照图2，转向操作轴9被筒形的壳体11支承为能够旋转。转向操作轴9的一端从壳体11突出，在上述一端连接有能够一体地旋转的转向操作部件2。在壳体11内收纳有上述的转向操作角传感器12、扭矩传感器13以及反作用力马达10。转向操作轴9具备：输入轴22，在其一端22a(相当于转向操作轴9的上述一端)连接有能够一体地旋转的转向操作部件2；和输出轴24，其经由扭杆23以能够传递扭矩的方式与输入轴22连接在同轴上。扭杆23的一端23a与输入轴22连接为能够一体地旋转，扭杆23的另一端23b与输出轴24连接为能够一体地旋转。转向操作轴9通过被壳体11保持的第一轴承25、第二轴承26、以及第三轴承27而被支承为能够旋转。第一轴承25将输入轴22的轴向的中间部支承为能够旋转。第二轴承26以及第三轴承27将输出轴24支承为能够旋转。具体而言，第二轴承26将输出轴24的一端24a附近支承为能够旋转，第三轴承27将输出轴24的另一端24b支承为能够旋转。另外，输入轴22的另一端22b被插入到设置于输出轴24的支承孔28内。输入轴22的另一端22b在支承孔28的内周经由第四轴承30而被支承为能够旋转。壳体11组合壳体主体31和端壁32而构成。壳体主体31形成筒形，并且具有一端31a以及另一端31b。作为壳体11的一部分的端壁32大体形成板形，并且封闭壳体主体31的另一端31b。具体而言，端壁32具有筒形部33，该筒形部33从端壁32的外径部附近沿轴向突出，并且该筒形部33与壳体主体31的另一端31b的内周嵌合。在设置于筒形部33的外周的收容槽收纳有O型环34，通过O型环34，确保了壳体主体31以及筒形部33的嵌合部的密封性。另外，使用固定螺栓35等将端壁32固定于壳体主体31的另一端31b。作为壳体11的一部分的端壁32、和后述的按压板70构成旋转角限制机构14的后述的无法旋转构件，上述按压板70通过上述端壁32经由后述的施力部件69而限制旋转。在壳体主体31的一端31a的内周、和转向操作轴9的输入轴22的外周之间，夹设有密封两者之间的油封36。另外，上述第一轴承25保持在轴承保持部37，该轴承保持部37设置在壳体主体31的一端31a的内周。第二轴承26保持在轴承保持部38，该轴承保持部38设置在壳体主体31的轴向的中间部，并且第二轴承26将输出轴24的一端24a附近的外周支承为能够旋转。第二轴承26具备嵌合固定于轴承保持部38的外圈39、和以能够一体地旋转的方式嵌合于输出轴24的外周的内圈40。第二轴承26的外圈39的一端面，通过与在壳体主体31的轴承保持部38的一端形成的定位台阶部4...