线控转向系统的转向角限制装置
阅读：249发布：2023-01-22
专利汇可以提供线控转向系统的转向角限制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种线控转向系统的转向 角 限制装置，选择性地限制 方向盘 沿前进方向或后退方向的转动并且允许方向盘转动，以便当转向角限制装置异常操作时禁止方向盘 锁 定。取决于 凸轮 的旋转角的变化来选择性地限制联接到 转向轴 的止动 齿轮 的旋转，由此选择性地限制方向盘转动的方向。另外，当止动件异常操作时，止动件移动到远离止动齿轮的旋转半径的端部的 位置 ，由此能够转动方向盘。，下面是线控转向系统的转向角限制装置专利的具体信息内容。
1.一种线控转向系统的转向角限制装置，包括：
止动齿轮，被配置为与转向轴一起旋转；
凸轮，被配置为通过从致动器接收旋转力而偏心地旋转；
止动件，被配置为在与所述凸轮互锁的同时进行旋转，所述止动件被配置为通过选择性地卡在所述止动齿轮的齿轮齿中而选择性地限制所述止动齿轮沿前进方向和后退方向的旋转；
控制器，被配置为通过将所述止动件的当前旋转位置与目标旋转位置进行比较来确定所述止动件是否异常操作；以及
失效保护单元，被配置为当所述控制器确定所述止动件异常操作时，通过沿所述止动件的旋转轴的轴向方向对所述止动件施加移动力而将所述止动件移动至远离所述止动齿轮的所述齿轮齿的位置。
2.根据权利要求1所述的转向角限制装置，其中所述失效保护单元包括：
所述旋转轴，轴向地联接到所述止动件的端部，所述旋转轴沿其轴向方向能与所述止动件一起移动；
电磁阀，被配置为与所述旋转轴接触或分离并且限制或允许所述旋转轴的移动；以及移动弹簧，被配置为沿所述旋转轴移动所沿的所述轴向方向提供弹力。
3.根据权利要求2所述的转向角限制装置，其中所述旋转轴在其中间部分处插入穿过所述止动件以便能相对于所述止动件旋转，
其中凸缘块形成在所述旋转轴的第一端，并且所述凸缘块的横截面积大于所述旋转轴的横截面积，并且所述凸缘块包括形成在其中间部分中的锁定凹部，并且其中所述电磁阀包括杆，所述杆被配置为插入所述锁定凹部中或与所述锁定凹部分离。
4.根据权利要求3所述的转向角限制装置，其中导向孔形成在壳体的面向所述旋转轴的第二端的一部分中，并且所述导向孔被配置为引导所述旋转轴的移动，其中间隔件设置在所述导向孔与所述旋转轴之间，并且
其中支撑弹簧设置在所述壳体中并且被配置为沿与所述移动弹簧向所述旋转轴施加弹力的方向相反的方向对所述旋转轴施加弹力，所述支撑弹簧被配置为具有比所述移动弹簧的弹簧常数小的弹簧常数。
5.根据权利要求2所述的转向角限制装置，所述转向角限制装置还包括：
接触式传感器，被配置为感测所述止动件的旋转位置，当所述止动件卡在所述止动齿轮的所述齿轮齿中时所述止动件与所述接触式传感器接触，
其中在确定所述止动件的所述目标旋转位置和由所述接触式传感器感测到的所述止动件的所述当前旋转位置彼此不同时，所述控制器确定所述止动件异常操作并且控制所述电磁阀的操作。
6.根据权利要求2所述的转向角限制装置，所述转向角限制装置还包括：
角度传感器，被配置为检测所述致动器的旋转角，
其中在确定被施加以操作所述致动器的命令值和由所述角度传感器检测到的所述致动器的测量值彼此不同时，所述控制器确定所述止动件异常操作并且控制所述电磁阀的操作。
线控转向系统的转向角限制装置
技术领域
[0001] 本公开涉及一种线控转向(SBW)系统的转向角限制装置，其在轮胎不能转动时限制方向盘的转动。
背景技术
[0002] 本章节的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且未必构成现有技术。
[0003] 线控转向(SBW)系统是车辆的方向盘与驱动轮之间没有机械连接的转向系统。方向盘的旋转信号被输入到电子控制单元(ECU)，并且基于输入旋转信号来操作连接到车辆的驱动轮的转向辅助马达，由此使车辆转向。
[0004] SBW系统的优点在于：基于转向系统的结构增加了布局自由度，改善了燃料经济性，并且消除了从车辆的驱动轮反向输入的干扰，这是因为与常规的转向系统不同，SBW系统不具有用于方向盘与驱动轮之间的机械连接的结构。
[0005] 然而，我们已经发现SBW系统的缺点在于：由于没有机械连接结构，所以必要的转向信息不能充分地反馈给驾驶员。
[0006] 即，在常规的转向系统中，当轮胎的转动受到限制时，由于使用例如万向接头的机械连接结构，方向盘的转动也受到限制。然而，在SBW系统中，我们发现用于限制方向盘的旋转角的机构是期望的，这是因为SBW系统不具有用于方向盘与轮胎转向系统之间的机械连接的结构。
[0007] 例如，在SBW系统中，即使轮胎的转向受到外部因素阻碍，例如即使轮胎之一与路缘石或铺路砖碰撞并且因此不能再进一步转动时，方向盘也可以继续旋转，并且这种情况需要由驾驶员识别。然而，在轮胎不能转动的状态下，如果连续输入方向盘的旋转信号并且驾驶员不能识别这种情况，则可能发生诸如马达过载等问题。
[0008] 因此，为了限制转向角，已经开发了一种使用电磁阀、磁流变(MR)阻尼器和制动器来保持柱轴的装置。然而，我们已经发现，因为柱轴沿两个方向的旋转受到限制，所以当转向方向突然反转时，方向盘可能被锁定。
[0009] 还开发了另一种转向角限制装置，其使用行星齿轮和马达来调整柱轴的旋转角并且使用止动件来限制柱轴的旋转。然而，我们发现该装置具有复杂的结构，并且当发动机关闭时不能实现限制柱轴沿两个方向的旋转的功能。
[0010] 具体地，在被配置为使用止动件限制柱轴旋转的装置中，当在车辆行驶期间限制柱轴旋转的同时止动件损坏或发生故障时，可能无法转动方向盘，这可能导致严重事故。
[0011] 在本公开的背景技术中公开的信息仅用于增强对本公开的一般背景的理解，并且不应被视为对该信息形成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的建议。发明内容
[0012] 本公开提供了一种线控转向系统的转向角限制装置，其选择性地限制方向盘沿前进方向或后退方向的转动并且允许方向盘的转动，以便当转向角限制装置异常操作时禁止或防止方向盘锁定。
[0013] 在本公开的一种形式中，线控转向系统的转向角限制装置可以包括：止动齿轮，被配置为与转向轴一起旋转；凸轮，被配置为通过从致动器接收旋转力而偏心地旋转；止动件，被配置为在与凸轮互锁的同时进行旋转，该止动件通过选择性地卡在止动齿轮的齿轮齿中而选择性地限制止动齿轮沿前进方向和后退方向的旋转；控制器，被配置为通过将止动件的当前旋转位置与目标旋转位置进行比较来确定止动件是否异常操作；以及失效保护单元，被配置为当控制器确定止动件异常操作时，通过沿止动件的旋转轴的轴向方向对止动件施加移动力来将止动件移动到远离止动齿轮的齿轮齿的位置。
[0014] 失效保护单元可以包括：旋转轴，轴向地联接到止动件的端部以便可与止动件沿其轴向方向一起移动；电磁阀，被配置为与旋转轴接触或分离并且限制或允许旋转轴的移动；以及移动弹簧，被配置为沿旋转轴移动所沿的轴向方向提供弹力。
[0015] 旋转轴可以在其中间部分处插入穿过止动件以便可相对于止动件旋转。凸缘块可以形成在旋转轴的第一端。凸缘块的横截面积可以大于旋转轴的横截面积，并且该凸缘块可以具有形成在其中间部分中的锁定凹部。电磁阀可以包括杆，该杆被配置为插入锁定凹部中或与锁定凹部分离。
[0016] 可以在壳体的面向旋转轴的相对端的一部分中形成导向孔以便引导旋转轴的移动。可以在导向孔与旋转轴之间设置间隔件。支撑弹簧可以设置在壳体中以便沿与移动弹簧向旋转轴施加弹力的方向相反的方向对旋转轴施加弹力。支撑弹簧可以被配置为具有比移动弹簧的弹簧常数小的弹簧常数。
[0017] 转向角限制装置还可以包括接触式传感器，其被配置为感测止动件的旋转位置。当止动件卡在止动齿轮的齿轮齿中时，止动件可以与接触式传感器接触。在确定止动件的目标旋转位置和由接触式传感器感测到的止动件的当前旋转位置彼此不同时，控制器可以确定止动件异常操作并且可以控制电磁阀的操作。
[0018] 转向角限制装置还可以包括角度传感器，其被配置为检测致动器的旋转角。在确定被施加用于操作致动器的命令值和由角度传感器检测到的致动器的测量值彼此不同时，控制器可以确定止动件异常操作并且可以控制电磁阀的操作。
[0020] 为了能够充分理解本公开，现在将参考附图描述通过示例给出的本公开的各种形式，其中：
[0021] 图1是示出安装有本公开的一种形式的转向角限制装置的线控转向(SBW)系统的构造的视图；
[0022] 图2是示出根据本公开的一种形式的转向角限制装置的构造的视图；
[0023] 图3是示出本公开的操作状态的视图，其中转向轴沿后退方向的旋转受到限制；
[0024] 图4是示出本公开的操作状态的视图，其中转向轴沿前进方向的旋转受到限制；
[0025] 图5是示出本公开的操作状态的视图，其中转向轴沿前进和后退方向的旋转受到限制；
[0026] 图6A至6D是示出本公开的一种形式的在限制转向轴沿后退方向的旋转的过程中由于对转向反作用力马达的协同控制而引起的冲击减轻操作的视图；
[0027] 图7是示出本公开的操作状态的视图，其中当止动件异常操作时止动件移动；
[0028] 图8是示出其中通过电磁阀的杆限制止动件的构造的视图；
[0029] 图9是示出其中设置角度传感器以确定止动件的异常操作的构造的视图；以及[0030] 图10是示出根据本公开的一种形式的用于限制转向角的控制过程和用于应对止动件的故障的失效保护控制过程的流程图。
[0031] 本文所述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
[0032] 以下描述在本质上仅仅是示例性的并且不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在整个附图中，对应的附图标记指示相同或对应的部分和特征。
[0033] 根据本公开的一种形式的线控转向(SBW)系统的转向角限制装置包括止动齿轮10、凸轮20、止动件30、控制器CLR和失效保护单元。
[0034] 参考图1，止动齿轮10被配置为与转向轴11一起旋转。例如，转向轴11固定地插入穿过止动齿轮10，使得止动齿轮10与转向轴11互锁并一起旋转。
[0035] 转向轴11可以是柱轴，其被配置为与方向盘12一起旋转。
[0036] 凸轮20被配置为通过从致动器21接收旋转力而偏心地旋转。凸轮20可以设置在止动齿轮10旁边。
[0037] 止动件30被配置为以其与凸轮20互锁的方式进行旋转。当凸轮20旋转时，止动件30可以旋转并选择性地卡在止动齿轮10的齿轮齿中，由此选择性地限制止动齿轮10沿前进和后退方向的旋转。
[0038] 止动件30形成为使得沿纵向方向被拉长。止动件30在其一端设置有旋转轴31。凸轮20与止动件30的中间部分接触。因此，当凸轮20旋转时，止动件30围绕旋转轴31枢转使得其相对端靠近或远离止动齿轮10移动，由此选择性地限制止动齿轮10的旋转。
[0039] 参考图2，将更详细地描述止动件30的配置。止动件30包括：第一止动件30a，其设置在凸轮20的一侧；以及第二止动件30b，其设置在凸轮20的相对侧。
[0040] 第一止动件30a的旋转轴31和第二止动件30b的旋转轴31相对于凸轮20位于与止动齿轮10相对的位置。第一止动件30a的相对端位于止动齿轮10的一侧，而第二止动件30b的相对端位于止动齿轮10的相对侧。
[0041] 第一止动件30a的旋转轴31和第二止动件30b的旋转轴31可以彼此分开地设置，并且可以安装成使得在与止动齿轮10旋转围绕的轴线和凸轮20旋转围绕的轴线相同的方向上定向。
[0042] 如图3中所示，当凸轮20向右偏心旋转时，位于止动齿轮10左侧的第一止动件30a的相对端卡在止动齿轮10的齿轮齿中，从而止动齿轮10沿后退方向(逆时针方向)的旋转受到限制，因此限制了方向盘12沿后退方向的转动。然而，在这种状态下，允许止动齿轮10沿前进方向(顺时针方向)旋转。因此，即使驾驶员突然在前进方向上转动方向盘12，方向盘12也能够沿前进方向旋转。
[0043] 以相同方式，如图4中所示，当凸轮20向左偏心旋转时，位于止动齿轮10右侧的第二止动件30b的相对端卡在止动齿轮10的齿轮齿中，从而止动齿轮10沿前进方向(顺时针方向)的旋转受到限制，因此限制了方向盘12沿前进方向的转动。然而，在这种状态下，允许止动齿轮10沿后退方向(逆时针方向)旋转。因此，即使驾驶员突然在后退方向上转动方向盘12，方向盘12也能够沿后退方向旋转。
[0044] 因此，根据本公开的示例性形式，可以使用设置在止动齿轮10旁边的多个止动件30a和30b选择性地限制转向轴11沿前进和向后方向的旋转。特别地，即使转向轴11沿特定方向的旋转受到限制，也允许沿相反方向旋转。因此，即使驾驶员突然反转转向方向，方向盘12也能够转动且不被锁定。
[0045] 控制器CLR用于通过将止动件30的当前旋转位置与目标旋转位置进行比较来确定止动件30是否异常操作。
[0046] 当控制器CLR确定止动件30异常操作时，失效保护单元用于沿止动件30的旋转轴31的轴向方向对止动件30施加移动力，由此将止动件30移动到其中止动件30不卡在止动齿轮10的齿轮齿中的位置。
[0047] 如果止动件30操作异常并因此保持卡在止动齿轮10的齿轮齿中，则方向盘12在车辆的行驶期间不能转动，从而导致出现危险情况。
[0048] 因此，当确定止动件30异常操作时，如图7中所示，止动件30移动到远离止动齿轮10的旋转半径的端部的位置，由此能够转动方向盘12并因此禁止或防止由于方向盘12的锁定引起的事故。
[0049] 如图2中所示，本公开的一种形式还可以包括操作弹簧40以向止动件30施加弹力，使得止动件30的相对端朝向止动齿轮10偏压。操作弹簧40可以被实施为板簧。
[0050] 例如，操作弹簧40设置在第一止动件30a与壳体90之间以及第二止动件30b与壳体90之间。当凸轮20偏心旋转时，止动件30的相对端通过操作弹簧40的张力被推向止动齿轮
10，然后卡在止动齿轮10的齿轮齿中，由此限制止动齿轮10沿一个特定方向的旋转。
10，然后卡在止动齿轮10的齿轮齿中，由此限制止动齿轮10沿一个特定方向的旋转。
[0051] 以此方式，取决于凸轮20的旋转位置，止动件30选择性地卡在止动齿轮10的齿轮齿中。
[0052] 例如，如图2中所示，当凸轮20处于第一旋转位置(凸轮20的最偏心部分指向第一止动件30a的旋转轴31与第二止动件30b的旋转轴31之间的区域)时，第一止动件30a的相对端和第二止动件30b的相对端都与止动齿轮10间隔开。因此，允许止动齿轮10沿顺时针和逆时针方向旋转，因此允许方向盘12向左和向右转动。
[0053] 在第一旋转位置之后，如图3中所示，当凸轮20处于第二旋转位置(凸轮20的最偏心部分指向第二止动件30b)时，只有第一止动件30a的相对端卡在止动齿轮10的齿轮齿中。因此，允许止动齿轮10沿顺时针方向旋转，但是止动齿轮10沿逆时针方向的旋转受到限制，因此限制了方向盘12向左转动。
[0054] 在第二旋转位置之后，如图5中所示，当凸轮20处于第三旋转位置(凸轮20的最偏心部分指向止动齿轮10)时，第一止动件30a的相对端和第二止动件30b的相对端都卡在止动齿轮10的齿轮齿中。因此，止动齿轮10沿顺时针和逆时针方向的旋转受到限制，因此限制方向盘12向左和向右转动。
[0055] 在第三旋转位置之后并且在第一旋转位置之前，如图4中所示，当凸轮20处于第四旋转位置(凸轮20的最偏心部分指向第一止动件30a)时，只有第二止动件30b的相对端卡在止动齿轮10的齿轮齿中。因此，允许止动齿轮10沿逆时针方向旋转，但是止动齿轮10沿顺时针方向的旋转受到限制，因此限制了方向盘12向右转动。
[0056] 除了控制器CLR和致动器21之外，本公开还可以包括转向角传感器13、转向反作用力马达14和转向辅助马达16。根据本公开的示例性形式，通过使用控制器CLR控制致动器21和转向反作用力马达14的操作来限制转向角。
[0057] 参考图1和10，转向角传感器13安装在转向轴11上以便检测转向轴11的转向角，转向反作用力马达14安装在转向轴11上以便向转向轴11提供转向反作用力，并且转向辅助马达16安装在齿条杆15上以便向齿条杆15提供转向力。
[0058] 控制器CLR接收由转向角传感器13检测的转向角和转向辅助马达16的电流值，并且基于转向角和输入其中的电流值来控制转向反作用力马达14的操作或致动器21的操作，由此选择性地限制转向轴11沿前进和后退方向的旋转。
[0059] 例如，当转向角达到极限角或者转向辅助马达16的目标电流超过允许电流值时，控制器CLR执行控制，使得转向反作用力马达14产生最大转矩以限制转向轴11的旋转。
[0060] 即，在确定方向盘12沿任何一个方向完全转动并且因此转向角达到极限角、或者确定转向辅助马达16的目标电流超过允许电流值时(例如由于其中轮胎之一与路缘石碰撞并且因此不能再进一步转动的情况)，控制器CLR执行控制以便产生转向反作用力马达14可以正常操作的最大电流，由此限制转向轴11的旋转(也称为“软锁定”)。
[0061] 此外，在转向反作用力马达14已经产生最大转矩之后，当转向角保持在极限角时或者当转向辅助马达16的目标电流比允许电流值大预定值或更大时，控制器CLR确定限制止动齿轮10旋转的方向。
[0062] 止动齿轮10沿前进方向或后退方向的旋转可以通过使用致动器21控制凸轮20的旋转来使用止动件30进行限制。
[0063] 具体地，当止动齿轮10的旋转受到限制的方向为后退方向时，控制凸轮20的旋转使得第一止动件30a卡在止动齿轮10中，但是第二止动件30b从止动齿轮10释放，由此限制止动齿轮10沿后退方向的旋转。
[0064] 另一方面，当止动齿轮10的旋转受到限制的方向为前进方向时，控制凸轮20的旋转使得第二止动件30b卡在止动齿轮10中，但是第一止动件30a从止动齿轮10释放，由此限制止动齿轮10沿前进方向的旋转。
[0065] 在已经实现其中转向轴11的旋转受到转向反作用力马达14的限制的软锁定之后，当转向角仍然保持在极限角时或者当转向辅助马达16的目标电流进一步增加时，通过利用第一止动件30a或第二止动件30b的枢转限制止动齿轮10沿前进方向或后退方向的旋转，来限制方向盘12向左或向右转动。
[0066] 控制器CLR可以执行控制，使得转向反作用力马达14保持最大转矩，同时止动齿轮10的旋转受到止动件30的限制。
[0067] 当止动齿轮10的旋转受到止动件30的限制(也称为“硬锁定”)时，如图6A中所示，止动件30的顶端可能不会准确地卡在止动齿轮10的齿轮齿中。
[0068] 然而，此时，如果正在执行其中转向轴11的旋转受到转向反作用力马达14的操作限制的软锁定，则止动齿轮10以图6B至6D中所示的顺序缓慢旋转，因此使得可以减少由于止动件30与止动齿轮10的齿轮齿的碰撞引起的冲击和噪声的发生。
[0069] 冲击可以通过增加止动齿轮10的齿轮齿的数量来进一步缓解。
[0070] 此外，当发动机关闭时，控制器CLR可以控制凸轮20的旋转，使得第一止动件30a和第二止动件30b都卡在止动齿轮10中，因此止动齿轮10沿前进和后退方向的旋转受到限制。
[0071] 即，当车辆的发动机关闭时，需要锁定方向盘12。如图5中所示，操作凸轮20使得第一止动件30a的相对端和第二止动件30b的相对端都卡在止动齿轮中，结果是方向盘12被锁定。
[0072] 如上所述，本公开包括失效保护单元以便在止动件30出现故障的情况下避免或防止方向盘12被锁定。将参考图2和8详细描述失效保护单元的配置。失效保护单元包括旋转轴31、电磁阀50和移动弹簧60。
[0073] 旋转轴31轴向地联接到止动件30的端部，并且可沿其轴向方向与止动件30一起移动。
[0074] 电磁阀50被配置为与旋转轴31接触或分离以便限制或允许旋转轴31的移动。
[0076] 具体地，旋转轴31在其中间部分处插入穿过止动件30以便可相对于止动件30旋转。凸缘块32形成在旋转轴31的一端。凸缘块32的横截面积大于旋转轴31。凸缘块32用于通过推动止动件30以沿旋转轴31的轴向方向移动该止动件。
[0077] 凸缘块32具有形成在其中间部分的锁定凹部33。电磁阀50的杆51插入锁定凹部33中或与锁定凹部分离。
[0078] 当止动件30正常操作时，如图8中所示，电磁阀50的杆51容纳在锁定凹部33中，因此限制旋转轴31的移动。因此，止动件30能够正常操作以便选择性地卡在止动齿轮10的齿轮齿中。
[0079] 另一方面，当止动件30异常操作时，电磁阀50的杆51移出锁定凹部33以便允许旋转轴31移动。
[0080] 随后，如图7中所示，旋转轴31在移动弹簧60的弹力的作用下沿其轴向方向推动，因此止动件30与旋转轴31一起沿轴向方向移动。
[0081] 因此，止动件30的相对端远离止动齿轮10的齿轮齿移动，由此允许止动齿轮10旋转。结果，与止动齿轮10连接的方向盘12的转动变得可能，由此禁止或防止由于方向盘12的锁定引起的事故。
[0082] 壳体90的面向旋转轴31的相对端的部分中具有导向孔91以用于引导旋转轴31的移动。间隔件92设置在导向孔91与旋转轴31之间。
[0083] 设置支撑弹簧70以便沿与移动弹簧60向旋转轴31施加弹力的方向相反的方向对旋转轴31施加弹力。支撑弹簧70被配置为具有比移动弹簧60更小的弹簧常数。
[0084] 当止动件30正常操作时，通过支撑弹簧70的弹力限制或防止止动件30沿轴向方向移动。另外，间隔件92禁止或防止旋转轴31的摇动。
[0085] 本公开的另一种形式还可以包括接触式传感器80以便感测止动件30的异常操作。
[0086] 例如，如图3至5中所示，当止动件30卡在止动齿轮10的齿轮齿中时，止动件30与接触式传感器80接触。因此，止动件30的旋转位置可以由接触式传感器80感测，并且与接触式传感器80连接的控制器CLR可以从接触式传感器80接收感测信号。
[0087] 当止动件30的所计算的目标旋转位置和由接触式传感器80感测到的止动件30的当前旋转位置彼此不同时，控制器CLR可以确定止动件30异常操作，并且可以执行控制使得电磁阀50的杆51移出锁定凹部33。
[0088] 作为感测止动件30的异常操作的另一种形式，可以使用设置在致动器21处的角度传感器22。
[0089] 例如，如图9中所示，致动器21可以是马达，并且可以设置有用于检测旋转角的角度传感器22。可以通过角度传感器22检测致动器21的旋转角，并且与角度传感器22连接的控制器CLR可以接收由角度传感器22测量的值。
[0090] 当被施加用于操作致动器21的命令值和由角度传感器22检测到的致动器21的测量值彼此不同时，控制器CLR可以确定止动件30异常操作，并且可以执行控制使得电磁阀50的杆51移出锁定凹部33。
[0091] 在下文中，将参考图10描述使用根据本公开的一种形式的SBW系统的转向角限制装置来限制方向盘12的转向角的过程。当车辆的发动机关闭时，如图5中所示，第一止动件30a和第二止动件30b都卡在止动齿轮10中，因此止动齿轮10沿前进和后退方向的旋转受到限制。
[0092] 在这种状态下，当车辆的电力接通时，使用转向辅助马达16的目标电流和转向角来确定是否期望用于限制转向角的软锁定操作(S10)。
[0093] 当在S10中确定转向角已达到极限角或者转向辅助马达16的目标电流超过允许电流值时，控制器CLR执行控制，使得转向反作用力马达14产生最大转矩以限制转向轴11的旋转(S20)。
[0094] 另一方面，当在S10中确定转向角尚未达到极限角并且目标电流等于或小于允许电流值时，控制器CLR执行控制使得允许方向盘12沿前进和后退方向旋转(S90)。
[0095] 在S20之后，使用转向角和目标电流来确定是否期望用于限制转向角的硬锁定操作(S30)。
[0096] 当转向角保持在极限角达预定时间段时或者当目标电流比允许电流值大预定值或更大时，控制器CLR确定期望用于限制转向角的硬锁定操作并且确定针对硬锁定操作要进行限制的旋转方向(S40)。
[0097] 当在S40中确定需要限制止动齿轮10沿逆时针方向的旋转时，如图3中所示，凸轮20偏心地旋转使得第一止动件30a卡在止动齿轮10的齿轮齿中，由此限制方向盘12沿逆时针方向的旋转(S50)。
[0098] 当在S40中确定需要限制止动齿轮10沿顺时针方向的旋转时，如图4中所示，凸轮20偏心地旋转使得第二止动件30b卡在止动齿轮10的齿轮齿中，由此限制方向盘12沿顺时针方向的旋转(S60)。
[0099] 在限制止动齿轮10的旋转的过程中(S50和S60)，转向反作用力马达14的转矩保持为最大转矩，由此减少由于止动件30与止动齿轮10的齿轮齿的碰撞引起的冲击和噪声的发生(S70)。
[0100] 随后，当转向角从极限角减小时并且当目标电流下降到允许电流值以下时(S80)，如图2中所示，凸轮20偏心地旋转使得第一止动件30a和第二止动件30b都远离止动齿轮10的齿轮齿移动，由此允许方向盘12沿顺时针和逆时针方向旋转(S90)。
[0101] 在S90之后，可以确定第一止动件30a和第二止动件30b是否都正常操作。
[0102] 在其中设置接触式传感器80的情况下，当第一止动件30a或第二止动件30b与接触式传感器80接触时(S110)，确定第一止动件30a或第二止动件30b卡在止动齿轮10的齿轮齿中。
[0103] 随后，控制器CLR计算第一止动件30a或第二止动件30b的目标位置。确定由控制器CLR计算的第一止动件30a或第二止动件30b的目标位置是否与第一止动件30a或第二止动件30b卡在止动齿轮10的齿轮齿中时的旋转位置一致(S120)。当确定目标位置与旋转位置不一致时，确定相应的止动件30异常操作，因此保持卡在止动齿轮10的齿轮齿中，并且将操作命令施加到电磁阀50(S130)。
[0104] 因此，电磁阀50的杆51移出锁定凹部33，因此释放对旋转轴31的约束。止动件30通过移动弹簧60的弹力沿旋转轴31的轴向方向与旋转轴31一起移动，并且止动件30的相对端远离止动齿轮10的齿轮齿移动。结果，可以转动方向盘12。
[0105] 从以上描述显而易见的是，根据本公开的一种形式，联接到转向轴11上的止动齿轮10的旋转在致动器21的控制下取决于凸轮20的旋转角的变化而被选择性地限制，由此选择性地限制止动齿轮10旋转的方向。因此，在限制止动齿轮10沿一个方向的旋转的状态下，即使驾驶员突然使方向盘12沿后退方向转动，方向盘12也能够沿后退方向转动而不被锁定。
[0106] 此外，即使车辆的发动机关闭，也可以实现限制方向盘沿前进和后退方向的转动的锁定功能，而无需附加装置且不需要施加电力。
[0107] 另外，当止动件30异常操作并且因此保持卡在止动齿轮10的齿轮齿中时，止动件30移动到远离止动齿轮10的旋转半径的端部的位置，由此能够转动方向盘12并因此禁止或防止由于方向盘12的锁定引起的事故。
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