JP2003154951A - 車両用操舵装置 - Google Patents
車両用操舵装置Info
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- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/163—Part of the steering column replaced by flexible means, e.g. cable or belt
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0472—Controlling the motor for damping vibrations
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
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- Mathematical Physics (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 手動操舵と自動操舵とを同時に実施でき、し
かも手動操舵と自動操舵とを同時に実施しても通常と同
じ操舵フィ−リングが得られる操舵装置を提供する。 【解決手段】 ハンドルに印加する反力トルクの目標値
を生成する目標反力生成手段と、ハンドルに生じている
反力トルクを検出する反力トルク検出手段と、目標反力
トルクと反力トルクが一致するように副操舵機構に印加
する駆動トルクを制御する反力トルク制御手段と、操舵
車輪の操舵方向を制御する操舵車輪制御機構と、操舵車
輪の実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、操舵車輪
の操舵角の目標値を生成する目標操舵角生成手段と、目
標操舵角と実操舵角が一致するように操舵車輪制御機構
を駆動制御する実操舵角制御手段とを備える。
かも手動操舵と自動操舵とを同時に実施しても通常と同
じ操舵フィ−リングが得られる操舵装置を提供する。 【解決手段】 ハンドルに印加する反力トルクの目標値
を生成する目標反力生成手段と、ハンドルに生じている
反力トルクを検出する反力トルク検出手段と、目標反力
トルクと反力トルクが一致するように副操舵機構に印加
する駆動トルクを制御する反力トルク制御手段と、操舵
車輪の操舵方向を制御する操舵車輪制御機構と、操舵車
輪の実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、操舵車輪
の操舵角の目標値を生成する目標操舵角生成手段と、目
標操舵角と実操舵角が一致するように操舵車輪制御機構
を駆動制御する実操舵角制御手段とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両の操舵車輪
を操舵する車両用操舵装置に関し、より詳しくは、運転
者によるハンドル操作量を補償するための自動操舵を実
施したり、自動運転のための操舵を実施する場合に必要
な副操舵機構を備える車両用操舵装置に関する。
を操舵する車両用操舵装置に関し、より詳しくは、運転
者によるハンドル操作量を補償するための自動操舵を実
施したり、自動運転のための操舵を実施する場合に必要
な副操舵機構を備える車両用操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用操舵装置においては、従来より、
例えば操舵特性（ハンドル回転量に対する実際の車体進
行方向の変化）が最適になるように、補助的に操舵車輪
の向きを自動制御したり、あるいは車両の走行位置が所
定の車線内を維持するように運転者に代わって自動的に
操舵系を駆動制御することが提案されている。
例えば操舵特性（ハンドル回転量に対する実際の車体進
行方向の変化）が最適になるように、補助的に操舵車輪
の向きを自動制御したり、あるいは車両の走行位置が所
定の車線内を維持するように運転者に代わって自動的に
操舵系を駆動制御することが提案されている。
【０００３】このような操舵制御を実施する車両用操舵
装置として、例えば、特開平６−２０６５５３号公報に
開示されているような電気的に制御可能な副操舵機構を
備える操舵装置、または、ハンドルと操舵車輪との間の
機械的リンクを廃したステアリングバイワイヤと称され
る操舵装置を適用した車両用操舵装置が多数開示されて
いる。
装置として、例えば、特開平６−２０６５５３号公報に
開示されているような電気的に制御可能な副操舵機構を
備える操舵装置、または、ハンドルと操舵車輪との間の
機械的リンクを廃したステアリングバイワイヤと称され
る操舵装置を適用した車両用操舵装置が多数開示されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような、従来の
副操舵機構を備える車両用操舵装置は、運転者が操舵し
ている主操舵に対して、遊星ギア機構等で構成される副
操舵機構により補助操舵を加えて操舵車輪を操舵する構
成、即ち、主操舵角に対して補助操舵角を加算する機械
的な角度加算機構により構成されている。
副操舵機構を備える車両用操舵装置は、運転者が操舵し
ている主操舵に対して、遊星ギア機構等で構成される副
操舵機構により補助操舵を加えて操舵車輪を操舵する構
成、即ち、主操舵角に対して補助操舵角を加算する機械
的な角度加算機構により構成されている。
【０００５】しかしながら、かかる角度加算機構におい
て副操舵機構により印加される補助操舵トルクは、副操
舵機構により操舵車輪を操舵するトルクと、ハンドル反
力トルクに分配されることになる。したがって、副操舵
機構を駆動したときには運転者が予期していないハンド
ル反力が生じる。
て副操舵機構により印加される補助操舵トルクは、副操
舵機構により操舵車輪を操舵するトルクと、ハンドル反
力トルクに分配されることになる。したがって、副操舵
機構を駆動したときには運転者が予期していないハンド
ル反力が生じる。
【０００６】このハンドル反力に対して、運転者は「ハ
ンドル反力の変化に対して、気にせずハンドル操舵を続
ける」、「ハンドル反力の変化に対して、抗するように
ハンドル操舵を行なう」、または「ハンドル反力の変化
に対して、反力の生じた方向にハンドル操舵を行なう」
等の一義的には決められないハンドル操舵を行なう。
ンドル反力の変化に対して、気にせずハンドル操舵を続
ける」、「ハンドル反力の変化に対して、抗するように
ハンドル操舵を行なう」、または「ハンドル反力の変化
に対して、反力の生じた方向にハンドル操舵を行なう」
等の一義的には決められないハンドル操舵を行なう。
【０００７】例えば、ハンドルを切り増していく途中か
ら副操舵機構によってハンドル操舵よりも大きな操舵を
行なおうとした場合、運転者は切り増していく途中から
ハンドル反力が重くなるように感じる。これに対して、
運転者はハンドルを戻すような操舵をしたとすると、副
操舵機構による補助操舵角の加算により得られる予定で
あった操舵車輪の操舵角は、運転者がハンドルを戻した
操舵量分だけ不足することになる。
ら副操舵機構によってハンドル操舵よりも大きな操舵を
行なおうとした場合、運転者は切り増していく途中から
ハンドル反力が重くなるように感じる。これに対して、
運転者はハンドルを戻すような操舵をしたとすると、副
操舵機構による補助操舵角の加算により得られる予定で
あった操舵車輪の操舵角は、運転者がハンドルを戻した
操舵量分だけ不足することになる。
【０００８】したがって、副操舵機構の駆動により生じ
るハンドル反力に対する運転者のハンドル操舵が一義的
には決まらない状態では、上述の理由から操舵車輪の向
きを自動制御することが困難である。また、特開平６−
２０６５５３号公報のように前記ハンドル反力を別のア
クチュエータで補正した場合においても、制御遅れ等に
より、ハンドル反力を完全に除去することは困難なの
で、先の問題点の完全な解決策になっていない。
るハンドル反力に対する運転者のハンドル操舵が一義的
には決まらない状態では、上述の理由から操舵車輪の向
きを自動制御することが困難である。また、特開平６−
２０６５５３号公報のように前記ハンドル反力を別のア
クチュエータで補正した場合においても、制御遅れ等に
より、ハンドル反力を完全に除去することは困難なの
で、先の問題点の完全な解決策になっていない。
【０００９】一方、ステアバイワイヤでは、ハンドルを
通じて運転者に伝えるハンドル反力は車両の状態により
決定され、反力装置によりハンドルに与えられる。ま
た、運転者のハンドル操作が検出され、検出されたハン
ドル操作に基づき操舵目標値を算出して、実操舵角を操
舵装置により操舵しているので、前記のような問題点は
解消される。
通じて運転者に伝えるハンドル反力は車両の状態により
決定され、反力装置によりハンドルに与えられる。ま
た、運転者のハンドル操作が検出され、検出されたハン
ドル操作に基づき操舵目標値を算出して、実操舵角を操
舵装置により操舵しているので、前記のような問題点は
解消される。
【００１０】しかし、装置が故障したときの運転者のハ
ンドル操作を操舵車輪に伝える機械的な待機系バックア
ップ機構（例えば、ハンドル軸と実操舵軸をクラッチで
接続するなど）が必須であり、バックアップシステムが
組み込まれていたとしても、切り替え時にはクラッチが
つながるまでの間、一瞬操舵が不可能になるといった欠
点がある。
ンドル操作を操舵車輪に伝える機械的な待機系バックア
ップ機構（例えば、ハンドル軸と実操舵軸をクラッチで
接続するなど）が必須であり、バックアップシステムが
組み込まれていたとしても、切り替え時にはクラッチが
つながるまでの間、一瞬操舵が不可能になるといった欠
点がある。
【００１１】また、ステアバイワイヤシステムは、ハン
ドルと操舵車輪間に機械的リンクが存在しないので、シ
ステム起動時のハンドルの向きと操舵車輪の向きの関係
が正規である補償がないため、正規な関係となるように
ハンドル角と実操舵角との同期をとる必要があるといっ
た問題がある。
ドルと操舵車輪間に機械的リンクが存在しないので、シ
ステム起動時のハンドルの向きと操舵車輪の向きの関係
が正規である補償がないため、正規な関係となるように
ハンドル角と実操舵角との同期をとる必要があるといっ
た問題がある。
【００１２】さらに、特開平６−２０６５５３号公報に
て開示されているような操舵機構では、ハンドルから操
舵車輪までの機械的リンク機構が存在するので、車両衝
突時、操舵機構の後退によりハンドルが運転者に損傷を
与える危険性がある。
て開示されているような操舵機構では、ハンドルから操
舵車輪までの機械的リンク機構が存在するので、車両衝
突時、操舵機構の後退によりハンドルが運転者に損傷を
与える危険性がある。
【００１３】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、手動操舵と自動操舵とを
同時に実施でき、しかも手動操舵と自動操舵とを同時に
実施しても通常と同じ操舵フィ−リングが得られる操舵
装置を提供することを目的とする。
るためになされたものであり、手動操舵と自動操舵とを
同時に実施でき、しかも手動操舵と自動操舵とを同時に
実施しても通常と同じ操舵フィ−リングが得られる操舵
装置を提供することを目的とする。
【００１４】また、システム異常時には、バックアップ
機構を駆動することなく、すぐさま機械的なリンクで操
舵が可能となる操舵装置を提供することを目的とする。
機構を駆動することなく、すぐさま機械的なリンクで操
舵が可能となる操舵装置を提供することを目的とする。
【００１５】また、車両の衝突時には、ハンドルが運転
者に与える損傷を軽減することを目的とする。
者に与える損傷を軽減することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用操
舵装置は、ハンドルの回転量と、駆動トルクを印加する
ことにより前記ハンドルの回転量を補償する副操舵機構
の付勢量とに応じて操舵車輪を操舵する操舵機構を有す
る車両用操舵装置において、前記ハンドルに印加する反
力トルクの目標値を生成する目標反力生成手段と、前記
ハンドルに生じている反力トルクを検出する反力トルク
検出手段と、前記目標反力生成手段により生成された目
標反力トルクと前記反力トルク検出手段により検出され
た反力トルクが一致するように前記副操舵機構に印加す
る駆動トルクを制御する反力トルク制御手段と、前記操
舵車輪の操舵方向を制御する操舵車輪制御機構と、前記
操舵車輪制御機構により制御される操舵車輪の実操舵角
を検出する実操舵角検出手段と、前記操舵車輪の操舵角
の目標値を生成する目標操舵角生成手段と、前記目標操
舵角生成手段により生成された目標操舵角と前記実操舵
角検出手段により検出された実操舵角が一致するように
前記操舵車輪制御機構を駆動制御する実操舵角制御手段
とを備えたものである。
舵装置は、ハンドルの回転量と、駆動トルクを印加する
ことにより前記ハンドルの回転量を補償する副操舵機構
の付勢量とに応じて操舵車輪を操舵する操舵機構を有す
る車両用操舵装置において、前記ハンドルに印加する反
力トルクの目標値を生成する目標反力生成手段と、前記
ハンドルに生じている反力トルクを検出する反力トルク
検出手段と、前記目標反力生成手段により生成された目
標反力トルクと前記反力トルク検出手段により検出され
た反力トルクが一致するように前記副操舵機構に印加す
る駆動トルクを制御する反力トルク制御手段と、前記操
舵車輪の操舵方向を制御する操舵車輪制御機構と、前記
操舵車輪制御機構により制御される操舵車輪の実操舵角
を検出する実操舵角検出手段と、前記操舵車輪の操舵角
の目標値を生成する目標操舵角生成手段と、前記目標操
舵角生成手段により生成された目標操舵角と前記実操舵
角検出手段により検出された実操舵角が一致するように
前記操舵車輪制御機構を駆動制御する実操舵角制御手段
とを備えたものである。
【００１７】また、前記ハンドルの回転角によって生じ
るハンドル角を検出するハンドル角検出手段をさらに備
え、上記目標反力生成手段は、上記ハンドル角に基づい
て反力トルクの目標値を生成し、上記目標操舵角生成手
段は、上記ハンドル角に基づいて操舵角の目標値を生成
するものである。
るハンドル角を検出するハンドル角検出手段をさらに備
え、上記目標反力生成手段は、上記ハンドル角に基づい
て反力トルクの目標値を生成し、上記目標操舵角生成手
段は、上記ハンドル角に基づいて操舵角の目標値を生成
するものである。
【００１８】また、前記副操舵機構は、前記ハンドルに
連結された第１のサンギアと、前記反力トルク制御手段
による制御に応じて動作する第１のリングギアと、前記
第１のサンギアと前記第１のリングギアの間に配置され
た第１の遊星ギアと、前記第１の遊星ギアを支持する第
１のキャリア機構とを有する第１の遊星ギア機構と、前
記操舵車輪制御機構と連結された第２のサンギアと、前
記実操舵角制御手段による制御に応じて動作する第２の
リングギアと、前記第２のサンギアと前記第２のリング
ギアの間に配置された第２の遊星ギアと、前記第２の遊
星ギアを支持する第２のキャリア機構とを有する第２の
遊星ギア機構と、前記第１のキャリア機構と前記第２の
キャリア機構とを機械的に連結する連結手段とによって
構成され、前記第１のリングギアと前記第２のリングギ
アのうちいずれか一方のリングギアを回転制御すると共
に、他方のリングギアを固定するものである。
連結された第１のサンギアと、前記反力トルク制御手段
による制御に応じて動作する第１のリングギアと、前記
第１のサンギアと前記第１のリングギアの間に配置され
た第１の遊星ギアと、前記第１の遊星ギアを支持する第
１のキャリア機構とを有する第１の遊星ギア機構と、前
記操舵車輪制御機構と連結された第２のサンギアと、前
記実操舵角制御手段による制御に応じて動作する第２の
リングギアと、前記第２のサンギアと前記第２のリング
ギアの間に配置された第２の遊星ギアと、前記第２の遊
星ギアを支持する第２のキャリア機構とを有する第２の
遊星ギア機構と、前記第１のキャリア機構と前記第２の
キャリア機構とを機械的に連結する連結手段とによって
構成され、前記第１のリングギアと前記第２のリングギ
アのうちいずれか一方のリングギアを回転制御すると共
に、他方のリングギアを固定するものである。
【００１９】また、前記第１のキャリア機構と前記第２
のキャリア機構の各々にプーリをさらに備え、前記連結
手段は２つのプーリを連結する変形可能かつ回転が伝達
できるケーブルからなり、前記第１の遊星ギア機構をハ
ンドルコラム部分に設置し、前記第２の遊星ギア機構を
前記操舵車輪制御機構に設置したものである。
のキャリア機構の各々にプーリをさらに備え、前記連結
手段は２つのプーリを連結する変形可能かつ回転が伝達
できるケーブルからなり、前記第１の遊星ギア機構をハ
ンドルコラム部分に設置し、前記第２の遊星ギア機構を
前記操舵車輪制御機構に設置したものである。
【００２０】また、前記副操舵機構は、前記ハンドルに
連結された第１のキャリア機構と、前記第１のキャリア
機構に支持された第１の遊星ギアと、前記反力トルク制
御手段による制御に応じて動作する第１のリングギア
と、前記第１の遊星ギアと前記第１のリングギアの中心
に配置された第１のサンギアとを有する第１の遊星ギア
機構と、前記操舵車輪制御機構に連結された第２のキャ
リア機構と、前記第２のキャリア機構に支持された第２
の遊星ギアと、前記実操舵角制御手段による制御に応じ
て動作する第２のリングギアと、前記第２の遊星ギアと
前記第２のリングギアの中心に配置された第２のサンギ
アとを有する第２の遊星ギア機構と、前記第１のサンギ
アと前記第２のサンギアとを機械的に連結する連結手段
とによって構成され、前記第１のリングギアと前記第２
のリングギアのうちいずれか一方のリングギアを回転制
御すると共に、他方のリングギアを固定するものであ
る。
連結された第１のキャリア機構と、前記第１のキャリア
機構に支持された第１の遊星ギアと、前記反力トルク制
御手段による制御に応じて動作する第１のリングギア
と、前記第１の遊星ギアと前記第１のリングギアの中心
に配置された第１のサンギアとを有する第１の遊星ギア
機構と、前記操舵車輪制御機構に連結された第２のキャ
リア機構と、前記第２のキャリア機構に支持された第２
の遊星ギアと、前記実操舵角制御手段による制御に応じ
て動作する第２のリングギアと、前記第２の遊星ギアと
前記第２のリングギアの中心に配置された第２のサンギ
アとを有する第２の遊星ギア機構と、前記第１のサンギ
アと前記第２のサンギアとを機械的に連結する連結手段
とによって構成され、前記第１のリングギアと前記第２
のリングギアのうちいずれか一方のリングギアを回転制
御すると共に、他方のリングギアを固定するものであ
る。
【００２１】また、前記連結手段は車両衝突時の衝撃に
より変形する細いシャフトからなり、前記第１の遊星ギ
ア機構をハンドルコラム部分に設置し、前記第２の遊星
ギア機構を前記操舵車輪制御機構に設置したものであ
る。
より変形する細いシャフトからなり、前記第１の遊星ギ
ア機構をハンドルコラム部分に設置し、前記第２の遊星
ギア機構を前記操舵車輪制御機構に設置したものであ
る。
【００２２】また、前記連結手段は変形自在なシャフト
からなり、前記第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部
分に設置し、前記第２の遊星ギア機構を前記操舵車輪制
御機構に設置したものである。
からなり、前記第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部
分に設置し、前記第２の遊星ギア機構を前記操舵車輪制
御機構に設置したものである。
【００２３】また、前記実操舵角制御手段は前記連結手
段に設置され、該連結手段を介して前記操舵車輪制御機
構を駆動制御するものである。
段に設置され、該連結手段を介して前記操舵車輪制御機
構を駆動制御するものである。
【００２４】また、前記第１のサンギアと前記第２のサ
ンギアの各々にプーリを備え、前記連結手段は２つのプ
ーリを連結する変形可能かつ回転が伝達できるケーブル
からなり、前記第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部
分に設置し、前記第２の遊星ギア機構を前記操舵車輪制
御機構に設置したものである。
ンギアの各々にプーリを備え、前記連結手段は２つのプ
ーリを連結する変形可能かつ回転が伝達できるケーブル
からなり、前記第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部
分に設置し、前記第２の遊星ギア機構を前記操舵車輪制
御機構に設置したものである。
【００２５】また、前記実操舵角制御手段は前記第２の
遊星ギア機構における第２のサンギアに設置され、該第
２のサンギアを駆動制御するものである。
遊星ギア機構における第２のサンギアに設置され、該第
２のサンギアを駆動制御するものである。
【００２６】また、前記反力トルク検出手段は前記ハン
ドルと連結されたトーションバーを内蔵し、該トーショ
ンバーのねじれ角を検出するものとした場合に、前記ハ
ンドル角検出手段を前記反力トルク検出手段と前記ハン
ドルとの間に備えたものである。
ドルと連結されたトーションバーを内蔵し、該トーショ
ンバーのねじれ角を検出するものとした場合に、前記ハ
ンドル角検出手段を前記反力トルク検出手段と前記ハン
ドルとの間に備えたものである。
【００２７】また、車両操舵装置の異常を検出する異常
検出手段と、前記異常検出手段からの異常信号に基づき
前記実操舵角制御手段から副操舵機構への制御信号を遮
断する第１の遮断手段と、前記異常検出手段からの異常
信号に基づき前記反力トルク制御手段から副操舵機構へ
の制御信号を遮断する第２の遮断手段とをさらに備えた
ものである。
検出手段と、前記異常検出手段からの異常信号に基づき
前記実操舵角制御手段から副操舵機構への制御信号を遮
断する第１の遮断手段と、前記異常検出手段からの異常
信号に基づき前記反力トルク制御手段から副操舵機構へ
の制御信号を遮断する第２の遮断手段とをさらに備えた
ものである。
【００２８】また、前記副操舵機構は電気的制御をしな
い場合には、前記第１の遮断手段と第２の遮断手段とを
駆動させるものである。
い場合には、前記第１の遮断手段と第２の遮断手段とを
駆動させるものである。
【００２９】また、前記第１の遮断手段と前記第２の遮
断手段とをウォームギアセットにより構成したものであ
る。
断手段とをウォームギアセットにより構成したものであ
る。
【００３０】また、前記ウォームギアセットは、クラッ
チを内蔵した電気式モータにより開放されるものであ
る。
チを内蔵した電気式モータにより開放されるものであ
る。
【００３１】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係る車両用操舵装置を示す構成図であ
る。以下に図１の構成について説明する。図１におい
て、ハンドル１は運転者により操舵され、操舵車輪７
ａ，７ｂを操舵するものである。第１の遊星ギア機構２
は、ハンドル１と連結されたサンギア２０１と、キャリ
ア機構２０３にて支持されている遊星ギア２０２ａ，２
０２ｂと、リングギア２０４と、リングギア２０４を回
転させるためのウォームホイール２０５によって構成さ
れている。
実施の形態１に係る車両用操舵装置を示す構成図であ
る。以下に図１の構成について説明する。図１におい
て、ハンドル１は運転者により操舵され、操舵車輪７
ａ，７ｂを操舵するものである。第１の遊星ギア機構２
は、ハンドル１と連結されたサンギア２０１と、キャリ
ア機構２０３にて支持されている遊星ギア２０２ａ，２
０２ｂと、リングギア２０４と、リングギア２０４を回
転させるためのウォームホイール２０５によって構成さ
れている。
【００３２】また、第２の遊星ギア機構３は、サンギア
３０１と、シャフト４を介して前記第１の遊星ギア機構
のキャリア機構２０３と連結されたキャリア機構３０３
にて支持されている遊星ギア３０２ａ，３０２ｂと、固
定されたリングギア３０４とにより構成される。そし
て、シャフト４は、前記第１の遊星ギア機構２のキャリ
ア機構２０３と、前記第２の遊星ギア機構３のキャリア
機構３０３を連結して、動力を伝達する。
３０１と、シャフト４を介して前記第１の遊星ギア機構
のキャリア機構２０３と連結されたキャリア機構３０３
にて支持されている遊星ギア３０２ａ，３０２ｂと、固
定されたリングギア３０４とにより構成される。そし
て、シャフト４は、前記第１の遊星ギア機構２のキャリ
ア機構２０３と、前記第２の遊星ギア機構３のキャリア
機構３０３を連結して、動力を伝達する。
【００３３】ラックアンドピニオン方式の操舵車輪制御
機構５は、前記第２の遊星ギア機構３のサンギア３０１
と機械的に連結されたラックアンドピニオン５０１を有
し、操舵用アクチュエータとして用いる操舵機構駆動手
段９と、ラックアンドピニオン５０１を回転させるため
の逆転可能なウォームホイール５０２とが接続されてい
る。また、操舵車輪７ａ，７ｂは、ナックルアーム６
ａ，６ｂを介して前記ラックアンドピニオン５０１と接
続されている。
機構５は、前記第２の遊星ギア機構３のサンギア３０１
と機械的に連結されたラックアンドピニオン５０１を有
し、操舵用アクチュエータとして用いる操舵機構駆動手
段９と、ラックアンドピニオン５０１を回転させるため
の逆転可能なウォームホイール５０２とが接続されてい
る。また、操舵車輪７ａ，７ｂは、ナックルアーム６
ａ，６ｂを介して前記ラックアンドピニオン５０１と接
続されている。
【００３４】また、反力トルク生成手段８は、ハンドル
１に反力トルクを与えるものであり、反力用モータ８０
１と、前記第１の遊星ギア機構２のウォームホイール２
０５に噛み合うウォームギア８０２により構成される。
ここで、ウォームホイール２０５が動作してもウォーム
ギア８０２は回転しないようにセルフロックが可能な構
成となっている。
１に反力トルクを与えるものであり、反力用モータ８０
１と、前記第１の遊星ギア機構２のウォームホイール２
０５に噛み合うウォームギア８０２により構成される。
ここで、ウォームホイール２０５が動作してもウォーム
ギア８０２は回転しないようにセルフロックが可能な構
成となっている。
【００３５】操舵機構駆動手段９は操舵車輪制御機構５
を駆動し、操舵用モータ９０１と、操舵車輪制御機構５
のウォームホイール５０２に噛み合うウォームギア９０
２とによって構成される。ただし、ウォームホイール５
０２とウォームギア９０２の組み合わせは、ウォームホ
ール５０２側からでも回転が可能な構成、即ち、逆転可
能な構成である。
を駆動し、操舵用モータ９０１と、操舵車輪制御機構５
のウォームホイール５０２に噛み合うウォームギア９０
２とによって構成される。ただし、ウォームホイール５
０２とウォームギア９０２の組み合わせは、ウォームホ
ール５０２側からでも回転が可能な構成、即ち、逆転可
能な構成である。
【００３６】また、反力トルク検出手段１０はハンドル
１に生じている反力トルクを検出し、実操舵角検出手段
１１は操舵車輪７ａ，７ｂの操舵角を検出し、ハンドル
角検出手段１２はハンドル１の操舵角を検出する。
１に生じている反力トルクを検出し、実操舵角検出手段
１１は操舵車輪７ａ，７ｂの操舵角を検出し、ハンドル
角検出手段１２はハンドル１の操舵角を検出する。
【００３７】目標操舵角生成手段１３は、例えばハンド
ル角検出手段１２の出力１２０１や、他システム（例え
ば、車線維持装置）からの操舵要求信号１７、車両状態
信号（例えば、車速・ヨーレートなど）１８等から、必
要な操舵角を計算し目標操舵角１３０１を生成するもの
である。実操舵角制御手段１４は、目標操舵角１３０１
と実操舵角検出手段出力１１０１が等しくなるよう、操
舵機構駆動手段９を駆動して操舵車輪７ａ，７ｂの操舵
角を制御するものである。
ル角検出手段１２の出力１２０１や、他システム（例え
ば、車線維持装置）からの操舵要求信号１７、車両状態
信号（例えば、車速・ヨーレートなど）１８等から、必
要な操舵角を計算し目標操舵角１３０１を生成するもの
である。実操舵角制御手段１４は、目標操舵角１３０１
と実操舵角検出手段出力１１０１が等しくなるよう、操
舵機構駆動手段９を駆動して操舵車輪７ａ，７ｂの操舵
角を制御するものである。
【００３８】目標反力生成手段１５は、ハンドル１を介
して運転者に与える反力トルク目標値を設定し、例えば
ハンドル角検出手段１２の出力１２０１や、車両状態信
号（例えば、車速・ヨーレートなど）１８等から、適当
な反力を計算し目標反力トルク１５０１を生成するもの
である。反力トルク制御手段１６は、目標反力トルク１
５０１と反力トルク検出手段１０の出力１００１が一致
するよう、反力用モータ８の駆動トルクを制御すること
によってハンドル１に印加される反力トルクを制御する
ものである。
して運転者に与える反力トルク目標値を設定し、例えば
ハンドル角検出手段１２の出力１２０１や、車両状態信
号（例えば、車速・ヨーレートなど）１８等から、適当
な反力を計算し目標反力トルク１５０１を生成するもの
である。反力トルク制御手段１６は、目標反力トルク１
５０１と反力トルク検出手段１０の出力１００１が一致
するよう、反力用モータ８の駆動トルクを制御すること
によってハンドル１に印加される反力トルクを制御する
ものである。
【００３９】次に、上記構成からなる車両用操舵装置に
おける動作について説明する。はじめに、反力トルク生
成手段８と操舵機構駆動手段９を動作させない状態、即
ち、第１の遊星ギア機構２のリングギア２０４が、ウォ
ームホイール２０５とウォームギア８０２からなるセル
フロック機構により固定され、かつ、操舵車輪制御機構
５が自由に動作できる状態における車両用操舵装置の動
作について説明する。
おける動作について説明する。はじめに、反力トルク生
成手段８と操舵機構駆動手段９を動作させない状態、即
ち、第１の遊星ギア機構２のリングギア２０４が、ウォ
ームホイール２０５とウォームギア８０２からなるセル
フロック機構により固定され、かつ、操舵車輪制御機構
５が自由に動作できる状態における車両用操舵装置の動
作について説明する。
【００４０】運転者がハンドル１を操舵すると、ハンド
ル１と連結されている第１の遊星ギア機構２のサンギア
２０１は回転する。このサンギア２０１の回転は、遊星
ギア２０２ａ、２０２ｂに伝達されるが、リングギア２
０４が先に説明したようにセルフロック機構により固定
されているため、遊星ギア２０２ａ，２０２ｂを支持し
ているキャリア機構２０３が回転する。さらに、このキ
ャリア機構２０３の回転により第２の遊星ギア機構３へ
回転を伝達するシャフト４が回転する。即ち、第１の遊
星ギア機構２は遊星ギア方式の減速機として動作する。
ル１と連結されている第１の遊星ギア機構２のサンギア
２０１は回転する。このサンギア２０１の回転は、遊星
ギア２０２ａ、２０２ｂに伝達されるが、リングギア２
０４が先に説明したようにセルフロック機構により固定
されているため、遊星ギア２０２ａ，２０２ｂを支持し
ているキャリア機構２０３が回転する。さらに、このキ
ャリア機構２０３の回転により第２の遊星ギア機構３へ
回転を伝達するシャフト４が回転する。即ち、第１の遊
星ギア機構２は遊星ギア方式の減速機として動作する。
【００４１】また、シャフト４の回転は、第２の遊星ギ
ア機構３のキャリア機構３０３に回転を伝達し、このキ
ャリア機構３０３が回転することにより、遊星ギア３０
２ａ，３０２ｂは、サンギア３０１の周りを公転する。
そして、第２の遊星ギア機構３では、リングギア３０４
が固定されているので、遊星ギア３０２ａ，３０２ｂの
公転によりサンギア３０１は回転される。さらに、サン
ギア３０１と機械的に連結された操舵車輪制御機構５の
ラックアンドピニオン５０１が回転することとなり、操
舵車輪７ａ，７ｂの操舵方向が変化する。即ち、第２の
遊星ギア機構３は、シャフト４に対して増速機として動
作する。
ア機構３のキャリア機構３０３に回転を伝達し、このキ
ャリア機構３０３が回転することにより、遊星ギア３０
２ａ，３０２ｂは、サンギア３０１の周りを公転する。
そして、第２の遊星ギア機構３では、リングギア３０４
が固定されているので、遊星ギア３０２ａ，３０２ｂの
公転によりサンギア３０１は回転される。さらに、サン
ギア３０１と機械的に連結された操舵車輪制御機構５の
ラックアンドピニオン５０１が回転することとなり、操
舵車輪７ａ，７ｂの操舵方向が変化する。即ち、第２の
遊星ギア機構３は、シャフト４に対して増速機として動
作する。
【００４２】以上のように、ハンドル１の回転はラック
アンドピニオン５０１に機械的に伝達されることとな
り、またその伝達比も１対１となる（第１の遊星ギア機
構２の減速比と第２の遊星ギア機構３の増速比を掛け合
わせた値。双方の構成が同じであれば、全体として減速
比は１となる。）。即ち、本実施の形態１に係る車両用
操舵装置において、反力トルク生成手段８と、操舵機構
駆動手段９を動作させなければ、通常のノンアシストの
操舵機構として動作する。
アンドピニオン５０１に機械的に伝達されることとな
り、またその伝達比も１対１となる（第１の遊星ギア機
構２の減速比と第２の遊星ギア機構３の増速比を掛け合
わせた値。双方の構成が同じであれば、全体として減速
比は１となる。）。即ち、本実施の形態１に係る車両用
操舵装置において、反力トルク生成手段８と、操舵機構
駆動手段９を動作させなければ、通常のノンアシストの
操舵機構として動作する。
【００４３】次に、ハンドル１を固定し、かつ、操舵機
構駆動手段９を開放した状態、即ち、反力生成手段８に
よりリングギア２０４を回転させる状態における車両用
操舵装置の動作について説明する。
構駆動手段９を開放した状態、即ち、反力生成手段８に
よりリングギア２０４を回転させる状態における車両用
操舵装置の動作について説明する。
【００４４】反力トルク生成手段８によりリングギア２
０４が回転されると、リングギア２０４の回転は遊星ギ
ア２０２ａ，２０２ｂに伝達されるが、ハンドル１に連
結されたサンギア２０１は固定されているので、リング
ギア２０４の回転は遊星ギア２０２ａ，２０２ｂを公転
させ、さらに、遊星ギア２０２ａ，２０２ｂを公転によ
りキャリア機構２０３を介してシャフト４が回転する。
０４が回転されると、リングギア２０４の回転は遊星ギ
ア２０２ａ，２０２ｂに伝達されるが、ハンドル１に連
結されたサンギア２０１は固定されているので、リング
ギア２０４の回転は遊星ギア２０２ａ，２０２ｂを公転
させ、さらに、遊星ギア２０２ａ，２０２ｂを公転によ
りキャリア機構２０３を介してシャフト４が回転する。
【００４５】このシャフト４の回転により、上述したよ
うに第２の操舵機構３を介して操舵車輪制御機構５が駆
動され、操舵車輪７ａ，７ｂの操舵方向が変化する。即
ち、上述した反力トルク生成手段８と、操舵機構駆動手
段９を動作させない状態におけるハンドル１から操舵車
輪制御機構５への回転の伝達に、反力トルク生成手段８
によるリングギア２０４の回転に基づいて生じる回転が
加算されることになる。以上のように、電気的制御自在
な副操舵機構が実現できる。
うに第２の操舵機構３を介して操舵車輪制御機構５が駆
動され、操舵車輪７ａ，７ｂの操舵方向が変化する。即
ち、上述した反力トルク生成手段８と、操舵機構駆動手
段９を動作させない状態におけるハンドル１から操舵車
輪制御機構５への回転の伝達に、反力トルク生成手段８
によるリングギア２０４の回転に基づいて生じる回転が
加算されることになる。以上のように、電気的制御自在
な副操舵機構が実現できる。
【００４６】次に、運転者がハンドル１を保持した状態
で、操舵機構駆動手段９により操舵車輪７ａ，７ｂを操
舵する状態における車両用操舵装置の動作について説明
する。
で、操舵機構駆動手段９により操舵車輪７ａ，７ｂを操
舵する状態における車両用操舵装置の動作について説明
する。
【００４７】操舵機構駆動手段９により操舵車輪制御機
構５を駆動すると、操舵車輪制御機構５は操舵車輪７
ａ，７ｂを操舵する回転を生じると共に、第２の遊星ギ
ア機構３、シャフト４、第１の遊星ギア機構２を介して
ハンドル１を操舵する運転者に伝わることになる。即
ち、運転者が操舵するハンドル１と操舵車輪制御機構５
により回転させられるサンギア２０１間に捻れが生じ、
反力トルク検出手段１０によりこの捻れが反力トルク１
００１として検出される。
構５を駆動すると、操舵車輪制御機構５は操舵車輪７
ａ，７ｂを操舵する回転を生じると共に、第２の遊星ギ
ア機構３、シャフト４、第１の遊星ギア機構２を介して
ハンドル１を操舵する運転者に伝わることになる。即
ち、運転者が操舵するハンドル１と操舵車輪制御機構５
により回転させられるサンギア２０１間に捻れが生じ、
反力トルク検出手段１０によりこの捻れが反力トルク１
００１として検出される。
【００４８】ここで、反力トルク検出手段１０により検
出された反力トルク１００１が反力トルク制御手段１６
へ入力され、反力トルク制御手段１６は入力された反力
トルク１００１が所定の値となるように、反力トルク生
成手段８により第１の遊星ギア機構２のリングギア２０
４を回転させると、ハンドル１とサンギア２０１の捻れ
角が反力トルク制御手段１６に与えられている目標反力
トルク１５０１相当の捻れとなるよう自動制御されるこ
とになる。
出された反力トルク１００１が反力トルク制御手段１６
へ入力され、反力トルク制御手段１６は入力された反力
トルク１００１が所定の値となるように、反力トルク生
成手段８により第１の遊星ギア機構２のリングギア２０
４を回転させると、ハンドル１とサンギア２０１の捻れ
角が反力トルク制御手段１６に与えられている目標反力
トルク１５０１相当の捻れとなるよう自動制御されるこ
とになる。
【００４９】即ち、反力トルク１００１を制御すること
により、ハンドル１の操舵角と、操舵車輪７ａ，７ｂの
操舵角が異なるような動作をさせる場合においても、副
操舵角（ハンドル１の操舵角と実操舵角との差に相当す
る。）を求めれば、リングギア２０４の回転角を求める
必要はなく、実操舵角と、ハンドル１に印加される反力
トルク１００１を独立して制御することができることを
示している。
により、ハンドル１の操舵角と、操舵車輪７ａ，７ｂの
操舵角が異なるような動作をさせる場合においても、副
操舵角（ハンドル１の操舵角と実操舵角との差に相当す
る。）を求めれば、リングギア２０４の回転角を求める
必要はなく、実操舵角と、ハンドル１に印加される反力
トルク１００１を独立して制御することができることを
示している。
【００５０】次に、本実施の形態１に係る車両用操舵装
置の具体的動作の一例について、車両の走行状態によっ
て、ハンドル１の操舵角と、操舵車輪７ａ，７ｂの実操
舵角との比率を変化させる可変ギアレシオ機構を例にし
て説明する。
置の具体的動作の一例について、車両の走行状態によっ
て、ハンドル１の操舵角と、操舵車輪７ａ，７ｂの実操
舵角との比率を変化させる可変ギアレシオ機構を例にし
て説明する。
【００５１】図２は、車速に応じたハンドル操舵角１２
０１に対する、目標操舵角１３０１を算出するマップの
一例を示しており、図３は、車速に応じたハンドル操舵
角１２０１に対する、目標反力トルク１５０１を算出す
るマップの一例を示している。
０１に対する、目標操舵角１３０１を算出するマップの
一例を示しており、図３は、車速に応じたハンドル操舵
角１２０１に対する、目標反力トルク１５０１を算出す
るマップの一例を示している。
【００５２】運転者より操作されるハンドル１の操舵角
１２０１は、ハンドル角検出手段１２により検出され、
目標操舵角生成手段１３に入力される。目標操舵角生成
手段１３は、図２のマップに基づいてハンドル角１２０
１と車両状態信号１８（この例では、車速）に対応する
目標操舵角１３０１を出力する。実操舵角制御手段１４
は、目標操舵角１３０１と実操舵角検出手段１１の出力
１１０１が等しくなるよう操舵機構駆動手段９を駆動し
て、操舵車輪制御機構５を制御する。これにより、ハン
ドル１の操舵量と、実操舵角とを例えば図２に示すよ
う、任意に決定することができる。
１２０１は、ハンドル角検出手段１２により検出され、
目標操舵角生成手段１３に入力される。目標操舵角生成
手段１３は、図２のマップに基づいてハンドル角１２０
１と車両状態信号１８（この例では、車速）に対応する
目標操舵角１３０１を出力する。実操舵角制御手段１４
は、目標操舵角１３０１と実操舵角検出手段１１の出力
１１０１が等しくなるよう操舵機構駆動手段９を駆動し
て、操舵車輪制御機構５を制御する。これにより、ハン
ドル１の操舵量と、実操舵角とを例えば図２に示すよ
う、任意に決定することができる。
【００５３】一方、ハンドル操舵角１２０１は、目標反
力生成手段１５に入力され、目標反力生成手段１５は、
図３のマップに基づいてハンドル操舵角１２０１と車両
状態信号１８（この例では、車速）に対応する目標反力
トルク１５０１を算出し、出力する。目標反力トルク１
５０１は、反力トルク制御手段１６に入力され、目標反
力トルク１５０１と反力検出手段１０により検出された
反力トルク１００１が等しくなるよう、反力トルク生成
手段８を制御する。これにより、ハンドルに印加される
反力トルクも例えば図３に示したように任意に決定する
ことができる。
力生成手段１５に入力され、目標反力生成手段１５は、
図３のマップに基づいてハンドル操舵角１２０１と車両
状態信号１８（この例では、車速）に対応する目標反力
トルク１５０１を算出し、出力する。目標反力トルク１
５０１は、反力トルク制御手段１６に入力され、目標反
力トルク１５０１と反力検出手段１０により検出された
反力トルク１００１が等しくなるよう、反力トルク生成
手段８を制御する。これにより、ハンドルに印加される
反力トルクも例えば図３に示したように任意に決定する
ことができる。
【００５４】以上のように、先に説明した操舵機構と、
制御方法により、ハンドル１のハンドル操舵角１２０１
に対する操舵車輪７ａ，７ｂの操舵方向の関係と、反力
トルク１００１を独立して自由に決定し、制御できる。
制御方法により、ハンドル１のハンドル操舵角１２０１
に対する操舵車輪７ａ，７ｂの操舵方向の関係と、反力
トルク１００１を独立して自由に決定し、制御できる。
【００５５】ここで、ハンドル１と、ハンドル角検出手
段１２と、反力トルク検出手段１０の配置について説明
する。反力トルク検出手段１０は、トーションバーの捻
れ角によりトルクを検出するものであり、印加されるト
ルクに対して、捻れ角が大きいものほど精度が良くな
る。従って、ハンドル１と遊星ギア機構２の間に配置す
る順番は、ハンドル１、ハンドル角検出手段１２、反力
トルク検出手段１０、第１の遊星ギア機構２の順番が最
適である。
段１２と、反力トルク検出手段１０の配置について説明
する。反力トルク検出手段１０は、トーションバーの捻
れ角によりトルクを検出するものであり、印加されるト
ルクに対して、捻れ角が大きいものほど精度が良くな
る。従って、ハンドル１と遊星ギア機構２の間に配置す
る順番は、ハンドル１、ハンドル角検出手段１２、反力
トルク検出手段１０、第１の遊星ギア機構２の順番が最
適である。
【００５６】この様な配置の場合、反力トルク検出手段
１０への入力トルクに対するトーションバーの捻れ角が
大きくても、実操舵角は、ハンドル１の操舵角に基づい
て制御されるので、反力トルク検出手段１２の捻れの影
響は受けない。
１０への入力トルクに対するトーションバーの捻れ角が
大きくても、実操舵角は、ハンドル１の操舵角に基づい
て制御されるので、反力トルク検出手段１２の捻れの影
響は受けない。
【００５７】次に、他の装置からの操舵指令に基づき操
舵する場合について説明する。他の装置として、例え
ば、車線維持装置が考えられる。この車線維持装置は、
車線を認識するセンサ、例えば白線認識カメラからの認
識結果を基に、車両が車線から逸脱しないように、操舵
車輪７ａ，７ｂを操舵するシステムである。ここでは、
車線維持装置の詳細は述べないが、運転者が漠然とした
操舵や、居眠り等により車両が車線を逸脱しそうになれ
ば、車線を逸脱しないような操舵角を演算して操舵する
システムである。
舵する場合について説明する。他の装置として、例え
ば、車線維持装置が考えられる。この車線維持装置は、
車線を認識するセンサ、例えば白線認識カメラからの認
識結果を基に、車両が車線から逸脱しないように、操舵
車輪７ａ，７ｂを操舵するシステムである。ここでは、
車線維持装置の詳細は述べないが、運転者が漠然とした
操舵や、居眠り等により車両が車線を逸脱しそうになれ
ば、車線を逸脱しないような操舵角を演算して操舵する
システムである。
【００５８】このシステムを、本発明の車両操舵装置を
用いて構成する方法について説明する。車線維持装置
は、認識した車線情報と、車両状態により車線の逸脱判
定を行いその結果、維持操舵角を通信により本車両用操
舵装置の目標操舵角生成手段１３へ操舵要求信号１７と
して送信する。したがって、目標操舵角生成手段１３
は、操舵要求信号１７と車両の状態信号１８、及びハン
ドル角検出手段からのハンドル角信号１２０１等によ
り、目標操舵角１３０１を出力する。これにより、実操
舵角制御手段１４は、操舵車輪７ａ，７ｂを操舵制御
し、車線を逸脱しない制御が実現する。
用いて構成する方法について説明する。車線維持装置
は、認識した車線情報と、車両状態により車線の逸脱判
定を行いその結果、維持操舵角を通信により本車両用操
舵装置の目標操舵角生成手段１３へ操舵要求信号１７と
して送信する。したがって、目標操舵角生成手段１３
は、操舵要求信号１７と車両の状態信号１８、及びハン
ドル角検出手段からのハンドル角信号１２０１等によ
り、目標操舵角１３０１を出力する。これにより、実操
舵角制御手段１４は、操舵車輪７ａ，７ｂを操舵制御
し、車線を逸脱しない制御が実現する。
【００５９】また、目標操舵角生成手段１３は、操舵要
求信号１７と、ハンドル角信号１２０１とを比較し、運
転者の意図しない操舵要求であると判定すれば、運転者
の操舵に基づく目標操舵角１３０１を生成することも可
能となり、マン−マシンインターフェースの優れた車線
維持装置を構成することができる。さらに、この時使用
する通信方法は、例えばＴＴＣＡＮ(Time Triggered CA
N)を用いれば、リアルタイム性が保証された通信が可能
となり、指令の遅れがなくなるので自動操舵時の制御性
を向上することができる。
求信号１７と、ハンドル角信号１２０１とを比較し、運
転者の意図しない操舵要求であると判定すれば、運転者
の操舵に基づく目標操舵角１３０１を生成することも可
能となり、マン−マシンインターフェースの優れた車線
維持装置を構成することができる。さらに、この時使用
する通信方法は、例えばＴＴＣＡＮ(Time Triggered CA
N)を用いれば、リアルタイム性が保証された通信が可能
となり、指令の遅れがなくなるので自動操舵時の制御性
を向上することができる。
【００６０】最後に、本実施の形態１に係る車両用操舵
装置にけるフェイル時の動作について説明する。図示し
ていない異常検出手段により、車両操舵装置の異常、例
えば、ハンドル角検出手段１２の故障、反力トルク検出
手段１０の故障等を検出した場合、異常検出手段は、反
力トルク生成手段８と操舵機構駆動手段９をそれぞれ開
放する。例えば、反力用モータ８０１と操舵用モータ９
０１に流す電流を０にするか、電源経路をリレー等によ
って遮断することが考えられる。
装置にけるフェイル時の動作について説明する。図示し
ていない異常検出手段により、車両操舵装置の異常、例
えば、ハンドル角検出手段１２の故障、反力トルク検出
手段１０の故障等を検出した場合、異常検出手段は、反
力トルク生成手段８と操舵機構駆動手段９をそれぞれ開
放する。例えば、反力用モータ８０１と操舵用モータ９
０１に流す電流を０にするか、電源経路をリレー等によ
って遮断することが考えられる。
【００６１】このようにして、２つのモータ８０１，９
０１を開放にすることにより、先に説明したように、本
実施の形態１に係る車両用操舵装置は、ノンアシストの
操舵装置となる。また、走行中にバッテリの線が外れる
故障があった場合においても、反力用モータ８０１，操
舵用モータ９０１は開放状態となり、ノンアシストの操
舵装置となるため、安全性が保たれる。
０１を開放にすることにより、先に説明したように、本
実施の形態１に係る車両用操舵装置は、ノンアシストの
操舵装置となる。また、走行中にバッテリの線が外れる
故障があった場合においても、反力用モータ８０１，操
舵用モータ９０１は開放状態となり、ノンアシストの操
舵装置となるため、安全性が保たれる。
【００６２】また、操舵機構駆動手段９に用いている操
舵用モータ９０１が、内部の破損等によりロックするよ
うな故障に対しては、この操舵用モータ９０１の出力に
通電時にＯＮとなるような電磁クラッチを設け、異常検
出時には、前記電磁クラッチをＯＦＦすることにより、
操舵を損ねることはない。また、電源遮断時も、クラッ
チがＯＦＦとなるので、安全性が保たれる。
舵用モータ９０１が、内部の破損等によりロックするよ
うな故障に対しては、この操舵用モータ９０１の出力に
通電時にＯＮとなるような電磁クラッチを設け、異常検
出時には、前記電磁クラッチをＯＦＦすることにより、
操舵を損ねることはない。また、電源遮断時も、クラッ
チがＯＦＦとなるので、安全性が保たれる。
【００６３】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２に係る車両用操舵装置の外観図であり、図５は構成
図である。以下に図４，５の構成について説明する。本
実施の形態２では、上記実施の形態１におけるシャフト
４の代わりに、第１の遊星ギア機構２のキャリア機構２
０３にプーリ２０６を接続し、第２の遊星ギア機構３の
キャリア機構３０３にもプーリ３０５を接続し、２つの
プーリ２０６，３０５間で回転が伝達できるよう、変形
可能なケーブル４０２で接続したものである。また、第
１の遊星ギア機構２はハンドルコラム１９に設置し、第
２の遊星ギア機構３は操舵機後部２０に設置したもので
ある。動作については、上記実施の形態１と変わりはな
い。
態２に係る車両用操舵装置の外観図であり、図５は構成
図である。以下に図４，５の構成について説明する。本
実施の形態２では、上記実施の形態１におけるシャフト
４の代わりに、第１の遊星ギア機構２のキャリア機構２
０３にプーリ２０６を接続し、第２の遊星ギア機構３の
キャリア機構３０３にもプーリ３０５を接続し、２つの
プーリ２０６，３０５間で回転が伝達できるよう、変形
可能なケーブル４０２で接続したものである。また、第
１の遊星ギア機構２はハンドルコラム１９に設置し、第
２の遊星ギア機構３は操舵機後部２０に設置したもので
ある。動作については、上記実施の形態１と変わりはな
い。
【００６４】以上のように、本実施の形態２に係る車両
用操舵装置によれば、車両衝突時の操舵車輪制御機構５
の後退を変形可能なケーブル４０２が吸収するためハン
ドル１がそれに押されて後退することなく、ひいてはハ
ンドル１が運転者に与える損傷を軽減することができる
ので、衝突時の安全性が向上する。
用操舵装置によれば、車両衝突時の操舵車輪制御機構５
の後退を変形可能なケーブル４０２が吸収するためハン
ドル１がそれに押されて後退することなく、ひいてはハ
ンドル１が運転者に与える損傷を軽減することができる
ので、衝突時の安全性が向上する。
【００６５】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３に係る車両用操舵装置を示す構成図である。以下に
図６の構成について説明する。なお、図６における構成
は、上記実施の形態１と略同じであるため、異なる点に
ついてのみ説明する。
態３に係る車両用操舵装置を示す構成図である。以下に
図６の構成について説明する。なお、図６における構成
は、上記実施の形態１と略同じであるため、異なる点に
ついてのみ説明する。
【００６６】第１の遊星ギア機構２は、サンギア２０１
に代わってキャリア機構２０３がハンドル１と連結され
ており、遊星ギア２０２ａ、２０２ｂがキャリア機構２
０３にて支持されて、サンギア２０１とリングギア２０
４とが遊星ギア２０２ａ，２０２ｂに噛み合い、さらに
リングギア２０４を回転させるためのウォームホイール
２０５によって構成されている。つまり、上記実施の形
態１とはサンギア２０１とキャリア機構２０３との位置
が逆転した構成となっている。
に代わってキャリア機構２０３がハンドル１と連結され
ており、遊星ギア２０２ａ、２０２ｂがキャリア機構２
０３にて支持されて、サンギア２０１とリングギア２０
４とが遊星ギア２０２ａ，２０２ｂに噛み合い、さらに
リングギア２０４を回転させるためのウォームホイール
２０５によって構成されている。つまり、上記実施の形
態１とはサンギア２０１とキャリア機構２０３との位置
が逆転した構成となっている。
【００６７】また、第２の遊星ギア機構３は、キャリア
機構３０３に代わってサンギア３０１がシャフト４を介
して前記第１の遊星ギア機構のサンギア２０１と連結さ
れており、このサンギア３０１と固定されたリングギア
３０４との間でそれぞれに噛み合っている遊星ギア２０
２ａ，２０２ｂと、この遊星ギア２０２ａ，２０２ｂを
支持するキャリア機構によって構成されている。つま
り、上記実施の形態１とはサンギア３０１とキャリア機
構３０３との位置が逆転した構成となっている。
機構３０３に代わってサンギア３０１がシャフト４を介
して前記第１の遊星ギア機構のサンギア２０１と連結さ
れており、このサンギア３０１と固定されたリングギア
３０４との間でそれぞれに噛み合っている遊星ギア２０
２ａ，２０２ｂと、この遊星ギア２０２ａ，２０２ｂを
支持するキャリア機構によって構成されている。つま
り、上記実施の形態１とはサンギア３０１とキャリア機
構３０３との位置が逆転した構成となっている。
【００６８】したがって、シャフト４は、前記第１の遊
星ギア機構のサンギア３０１と、前記第２の遊星ギア機
構のサンギア２０１を連結して、動力を伝達している。
また、ラックアンドピニオン方式の操舵車輪制御機構５
が有するラックアンドピニオン５０１は、前記第２の遊
星ギア機構３のキャリア機構３０３と機械的に連結され
ている。
星ギア機構のサンギア３０１と、前記第２の遊星ギア機
構のサンギア２０１を連結して、動力を伝達している。
また、ラックアンドピニオン方式の操舵車輪制御機構５
が有するラックアンドピニオン５０１は、前記第２の遊
星ギア機構３のキャリア機構３０３と機械的に連結され
ている。
【００６９】次に、上記構成からなる車両用操舵装置に
おける動作について説明する。反力トルク生成手段８と
操舵機構駆動手段９を動作させない状態、即ち、第１の
遊星ギア機構２のリングギア２０４が、ウォームホイー
ル２０５とウォームギア８０２からなるセルフロック機
構により固定され、かつ、操舵車輪制御機構５が自由に
動作できる状態における車両用操舵装置の動作について
説明する。
おける動作について説明する。反力トルク生成手段８と
操舵機構駆動手段９を動作させない状態、即ち、第１の
遊星ギア機構２のリングギア２０４が、ウォームホイー
ル２０５とウォームギア８０２からなるセルフロック機
構により固定され、かつ、操舵車輪制御機構５が自由に
動作できる状態における車両用操舵装置の動作について
説明する。
【００７０】運転者がハンドル１を操舵すると、ハンド
ル１と連結されている第１の遊星ギア機構２のキャリア
機構２０３は回転する。このキャリア機構２０３の回転
は、遊星ギア２０２ａ，２０２ｂへ伝達されるが、リン
グギアが上記実施の形態１と同様に固定されているた
め、遊星ギア２０２ａ，２０２ｂと噛み合うサンギア２
０１が回転する。さらに、このサンギア２０１の回転に
より第２の遊星ギア機構３へ回転を伝達するシャフト４
が回転する。即ち、第１の遊星ギア機構２は遊星ギア方
式の増速機として動作する。
ル１と連結されている第１の遊星ギア機構２のキャリア
機構２０３は回転する。このキャリア機構２０３の回転
は、遊星ギア２０２ａ，２０２ｂへ伝達されるが、リン
グギアが上記実施の形態１と同様に固定されているた
め、遊星ギア２０２ａ，２０２ｂと噛み合うサンギア２
０１が回転する。さらに、このサンギア２０１の回転に
より第２の遊星ギア機構３へ回転を伝達するシャフト４
が回転する。即ち、第１の遊星ギア機構２は遊星ギア方
式の増速機として動作する。
【００７１】また、シャフト４の回転は、第２の遊星ギ
ア機構３のサンギア３０１に回転を伝達し、このサンギ
ア３０１が回転することにより、遊星ギア３０２ａ，３
０２ｂは、サンギア３０１とリングギア３０４の間を公
転する。そして、第２の遊星ギア機構３では、リングギ
ア３０４が固定されているので、遊星ギア３０２ａ，３
０２ｂの公転により、遊星ギア３０２ａ，３０２ｂを支
持するキャリア機構３０３が回転する。さらに、キャリ
ア機構３０３と機械的に連結された操舵車輪制御機構５
のラックアンドピニオン５０１が回転することとなり、
操舵車輪７ａ，７ｂの操舵方向が変化する。即ち、第２
の遊星ギア機構３は、シャフト４に対して減速機として
動作する。
ア機構３のサンギア３０１に回転を伝達し、このサンギ
ア３０１が回転することにより、遊星ギア３０２ａ，３
０２ｂは、サンギア３０１とリングギア３０４の間を公
転する。そして、第２の遊星ギア機構３では、リングギ
ア３０４が固定されているので、遊星ギア３０２ａ，３
０２ｂの公転により、遊星ギア３０２ａ，３０２ｂを支
持するキャリア機構３０３が回転する。さらに、キャリ
ア機構３０３と機械的に連結された操舵車輪制御機構５
のラックアンドピニオン５０１が回転することとなり、
操舵車輪７ａ，７ｂの操舵方向が変化する。即ち、第２
の遊星ギア機構３は、シャフト４に対して減速機として
動作する。
【００７２】以上のように、ハンドル１の回転はラック
アンドピニオン５０１に機械的に伝達されることとな
り、またその伝達比も１対１となる（第１の遊星ギア機
構２の増速比と第２の遊星ギア機構３の減速比を掛け合
わせた値。双方の構成が同じであれば、全体として減速
比は１となる。）。即ち、本実施の形態２に係る車両用
操舵装置においても、反力トルク生成手段８と、操舵機
構駆動手段９を動作させなければ、上記実施の形態１と
同様に、通常のノンアシストの操舵機構として動作す
る。
アンドピニオン５０１に機械的に伝達されることとな
り、またその伝達比も１対１となる（第１の遊星ギア機
構２の増速比と第２の遊星ギア機構３の減速比を掛け合
わせた値。双方の構成が同じであれば、全体として減速
比は１となる。）。即ち、本実施の形態２に係る車両用
操舵装置においても、反力トルク生成手段８と、操舵機
構駆動手段９を動作させなければ、上記実施の形態１と
同様に、通常のノンアシストの操舵機構として動作す
る。
【００７３】ここで、シャフト４の回転は、ハンドル１
の回転に対して増速で動作しているので、ノンアシスト
時にシャフト４が伝達する必要があるトルクは、１／増
速比となるため、通常の操舵機構より少なくてすむ。従
って、回転方向の剛性を小さくしたシャフト、即ち、細
いシャフトや、変形自在なシャフトを用いることができ
る。
の回転に対して増速で動作しているので、ノンアシスト
時にシャフト４が伝達する必要があるトルクは、１／増
速比となるため、通常の操舵機構より少なくてすむ。従
って、回転方向の剛性を小さくしたシャフト、即ち、細
いシャフトや、変形自在なシャフトを用いることができ
る。
【００７４】特に図６に示したように、第１の遊星ギア
機構２をハンドルコラム部１９、第２の遊星ギア機構３
を操舵機後部２０に設置し、その間を細いシャフト、又
は変形自在なシャフト４０３にて接続することにより、
ノンアシスト時の操舵が可能となると同時に、衝突時に
操舵機構が後退した場合において、細いシャフト又は、
変形自在なシャフト４０３が変形／破断することにより
その後退量を吸収するため、ハンドル１が運転者に与え
る損傷を低減することができる。
機構２をハンドルコラム部１９、第２の遊星ギア機構３
を操舵機後部２０に設置し、その間を細いシャフト、又
は変形自在なシャフト４０３にて接続することにより、
ノンアシスト時の操舵が可能となると同時に、衝突時に
操舵機構が後退した場合において、細いシャフト又は、
変形自在なシャフト４０３が変形／破断することにより
その後退量を吸収するため、ハンドル１が運転者に与え
る損傷を低減することができる。
【００７５】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４に係る車両用操舵装置を示す構成図である。以下
に、図４の構成について説明する。本実施の形態４に係
る車両用操舵装置は、上記実施の形態３に係る車両操舵
装置において、シャフト４の代わりに、第１の遊星ギア
機構２のサンギア２０１にプーリ２０６を接続し、第２
の遊星ギア機構３のサンギア３０１にもプーリ３０５を
接続し、２つのプーリ２０６，３０５間で回転が伝達で
きるよう、変形可能なケーブル４０２で接続したもので
ある。また、第１の遊星ギア機構２はハンドルコラム１
９に設置し、第２の遊星ギア機構３は操舵機後部２０に
設置したものである。動作については、上記実施の形態
３と変わりはない。
態４に係る車両用操舵装置を示す構成図である。以下
に、図４の構成について説明する。本実施の形態４に係
る車両用操舵装置は、上記実施の形態３に係る車両操舵
装置において、シャフト４の代わりに、第１の遊星ギア
機構２のサンギア２０１にプーリ２０６を接続し、第２
の遊星ギア機構３のサンギア３０１にもプーリ３０５を
接続し、２つのプーリ２０６，３０５間で回転が伝達で
きるよう、変形可能なケーブル４０２で接続したもので
ある。また、第１の遊星ギア機構２はハンドルコラム１
９に設置し、第２の遊星ギア機構３は操舵機後部２０に
設置したものである。動作については、上記実施の形態
３と変わりはない。
【００７６】以上のように、本実施の形態４に係る車両
操舵装置によれば、車両衝突時の操舵車輪制御機構５の
後退を変形可能なケーブル４０２が吸収するためハンド
ル１がそれに押されて後退することなく、ひいてはハン
ドル１が運転者に与える損傷を軽減することができるの
で、衝突時の安全性が向上する。
操舵装置によれば、車両衝突時の操舵車輪制御機構５の
後退を変形可能なケーブル４０２が吸収するためハンド
ル１がそれに押されて後退することなく、ひいてはハン
ドル１が運転者に与える損傷を軽減することができるの
で、衝突時の安全性が向上する。
【００７７】実施の形態５．図８はこの発明の実施の形
態５に係る車両用操舵装置を示す構成図である。以下
に、図８の構成について説明する。図８は、上記実施の
形態３において、操舵機構駆動手段９と操舵車輪制御機
構５のウォームホイール５０２にて実現していた機能
を、シャフト４に接続したベベルギア４０４と、操舵機
構駆動手段９のベベルギア９０３にて実現したものであ
る。
態５に係る車両用操舵装置を示す構成図である。以下
に、図８の構成について説明する。図８は、上記実施の
形態３において、操舵機構駆動手段９と操舵車輪制御機
構５のウォームホイール５０２にて実現していた機能
を、シャフト４に接続したベベルギア４０４と、操舵機
構駆動手段９のベベルギア９０３にて実現したものであ
る。
【００７８】上記実施の形態３で説明したように、本構
成における第２の遊星ギア機構３はシャフト４から見て
減速機として働いているため、操舵機構駆動手段９の操
舵用モータ９０１から、ラックアンドピニオン５０１へ
の減速比は、ベベルギア４０４，９０３による減速比
と、遊星ギア機構３の減速比を乗算した値となる。すな
わち、本実施の形態５におけるウォームホイール５０２
とウォームギア９０２による減速比と同等の減速比を得
るには、遊星ギア機構３による減速比の分だけベベルギ
ア４０４，９０３による減速比は小さくて済むことにな
るため、ベベルギアによる減速機構を用いても、装置が
拡大することがなく、小型の装置が構成できる。また、
ウォームギア９０２による減速機よりも効率の良いもの
が得られる。
成における第２の遊星ギア機構３はシャフト４から見て
減速機として働いているため、操舵機構駆動手段９の操
舵用モータ９０１から、ラックアンドピニオン５０１へ
の減速比は、ベベルギア４０４，９０３による減速比
と、遊星ギア機構３の減速比を乗算した値となる。すな
わち、本実施の形態５におけるウォームホイール５０２
とウォームギア９０２による減速比と同等の減速比を得
るには、遊星ギア機構３による減速比の分だけベベルギ
ア４０４，９０３による減速比は小さくて済むことにな
るため、ベベルギアによる減速機構を用いても、装置が
拡大することがなく、小型の装置が構成できる。また、
ウォームギア９０２による減速機よりも効率の良いもの
が得られる。
【００７９】また、同様の考え方で、上記実施の形態４
における車両用操舵装置に本実施の形態を適応させた例
を、図７，図８に示した。図７は操舵機構駆動手段９
で、第２の遊星ギア機構３のサンギア３０１をベベルギ
ア４０４、９０３にて回転できるようにしたものであ
る。また、図８はシャフトがないので、ベベルギアを用
いず、平歯車４０５，９０５による減速機構を用いても
よい。
における車両用操舵装置に本実施の形態を適応させた例
を、図７，図８に示した。図７は操舵機構駆動手段９
で、第２の遊星ギア機構３のサンギア３０１をベベルギ
ア４０４、９０３にて回転できるようにしたものであ
る。また、図８はシャフトがないので、ベベルギアを用
いず、平歯車４０５，９０５による減速機構を用いても
よい。
【００８０】
【発明の効果】この発明に係る車両用操舵装置によれ
ば、目標反力生成手段により生成された目標反力トルク
と反力トルク検出手段により検出された反力トルクが一
致するように副操舵機構に印加する駆動トルクを制御す
る反力トルク制御手段と、目標操舵角生成手段により生
成された目標操舵角と実操舵角検出手段により検出され
た実操舵角が一致するように操舵車輪制御機構を駆動制
御する実操舵角制御手段とを備えたことにより、ハンド
ルの操舵角とは独立して実操舵角を制御できるととも
に、ハンドルに印加される反力トルクの制御ができるの
で、ハンドルによる手動操舵と目標操舵角生成手段に基
づく自動操舵を同時に実施ができるとともに、通常と同
様の操舵フィーリングを提供することができる。
ば、目標反力生成手段により生成された目標反力トルク
と反力トルク検出手段により検出された反力トルクが一
致するように副操舵機構に印加する駆動トルクを制御す
る反力トルク制御手段と、目標操舵角生成手段により生
成された目標操舵角と実操舵角検出手段により検出され
た実操舵角が一致するように操舵車輪制御機構を駆動制
御する実操舵角制御手段とを備えたことにより、ハンド
ルの操舵角とは独立して実操舵角を制御できるととも
に、ハンドルに印加される反力トルクの制御ができるの
で、ハンドルによる手動操舵と目標操舵角生成手段に基
づく自動操舵を同時に実施ができるとともに、通常と同
様の操舵フィーリングを提供することができる。
【００８１】また、副操舵機構を２つの遊星ギア機構に
より構成し、ハンドルを第１の遊星ギア機構のサンギア
に連結し、第２の遊星ギア機構のサンギアを操舵機構に
連結するとともに、前記２つの遊星ギア機構が機械的に
連結され、さらに前記遊星ギア機構が有するリングギア
のうちいずれか一方を固定させたことにより、ハンドル
の操舵量は、第１の遊星ギア機構と第２の遊星ギア機構
を介して、操舵車輪に機械的に伝達されてマニュアル操
舵機構として動作するので、安全性を向上させることが
できる。
より構成し、ハンドルを第１の遊星ギア機構のサンギア
に連結し、第２の遊星ギア機構のサンギアを操舵機構に
連結するとともに、前記２つの遊星ギア機構が機械的に
連結され、さらに前記遊星ギア機構が有するリングギア
のうちいずれか一方を固定させたことにより、ハンドル
の操舵量は、第１の遊星ギア機構と第２の遊星ギア機構
を介して、操舵車輪に機械的に伝達されてマニュアル操
舵機構として動作するので、安全性を向上させることが
できる。
【００８２】また、２つの遊星ギアを支えるキャリア機
構同士の回転伝達を、プーリと変形可能なケーブルで構
成すると共に、第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部
分に設置し、第２の遊星ギア機構を操舵機構に分離して
設置したことにより、車両衝突時の操舵車輪機構の後退
を前記変形可能なケーブルが吸収するためハンドルがそ
れに押されて後退することなく、ひいてはハンドルが運
転者に与える損傷を軽減することができるので、衝突時
の安全性を向上させることができる。
構同士の回転伝達を、プーリと変形可能なケーブルで構
成すると共に、第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部
分に設置し、第２の遊星ギア機構を操舵機構に分離して
設置したことにより、車両衝突時の操舵車輪機構の後退
を前記変形可能なケーブルが吸収するためハンドルがそ
れに押されて後退することなく、ひいてはハンドルが運
転者に与える損傷を軽減することができるので、衝突時
の安全性を向上させることができる。
【００８３】また、副操舵機構を２つの遊星ギア機構に
より構成し、ハンドルを第１の遊星ギア機構のキャリア
機構に連結し、第２の遊星ギア機構のキャリア機構を操
舵機構に連結するとともに、前記２つの遊星ギア機構が
機械的に連結され、さらに前記遊星ギア機構が有するリ
ングギアのうちいずれか一方を固定させたことにより、
ハンドルの操舵量は、第１の遊星ギア機構と第２の遊星
ギア機構を介して、操舵車輪に機械的に伝達され、マニ
ュアル操舵機構として動作することにより、ハンドルの
操舵量は、第１の遊星ギア機構と第２の遊星ギア機構を
介して、操舵車輪に機械的に伝達されてマニュアル操舵
機構として動作するので、安全性を向上させることがで
きる。
より構成し、ハンドルを第１の遊星ギア機構のキャリア
機構に連結し、第２の遊星ギア機構のキャリア機構を操
舵機構に連結するとともに、前記２つの遊星ギア機構が
機械的に連結され、さらに前記遊星ギア機構が有するリ
ングギアのうちいずれか一方を固定させたことにより、
ハンドルの操舵量は、第１の遊星ギア機構と第２の遊星
ギア機構を介して、操舵車輪に機械的に伝達され、マニ
ュアル操舵機構として動作することにより、ハンドルの
操舵量は、第１の遊星ギア機構と第２の遊星ギア機構を
介して、操舵車輪に機械的に伝達されてマニュアル操舵
機構として動作するので、安全性を向上させることがで
きる。
【００８４】また、連結手段は車両衝突時の衝撃により
変形する細いシャフトからなり、第１の遊星ギア機構を
ハンドルコラム部分に設置し、第２の遊星ギア機構を操
舵車輪制御機構に設置したことにより、車両衝突時の外
部衝撃によるシャフトによる運転者への影響が軽減する
ことができるので、衝突時の安全性を向上させることが
できる。
変形する細いシャフトからなり、第１の遊星ギア機構を
ハンドルコラム部分に設置し、第２の遊星ギア機構を操
舵車輪制御機構に設置したことにより、車両衝突時の外
部衝撃によるシャフトによる運転者への影響が軽減する
ことができるので、衝突時の安全性を向上させることが
できる。
【００８５】また、連結手段は変形自在なシャフトから
なり、第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部分に設置
し、第２の遊星ギア機構を前記操舵車輪制御機構に設置
したことにより、車両衝突時の外部衝撃によるシャフト
による運転者への影響が軽減することができるので、衝
突時の安全性を向上させることができる。
なり、第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部分に設置
し、第２の遊星ギア機構を前記操舵車輪制御機構に設置
したことにより、車両衝突時の外部衝撃によるシャフト
による運転者への影響が軽減することができるので、衝
突時の安全性を向上させることができる。
【００８６】また、実操舵角制御手段は前記連結手段に
設置され、該連結手段を介して前記操舵車輪制御機構を
駆動制御することにより、電気モータ等のアクチュエー
タにより連結手段を回転させることができるので、アク
チュエータと連結手段の減速比を小さくすることが可能
となり、小型で効率の良い車両用操舵装置を実現でき
る。
設置され、該連結手段を介して前記操舵車輪制御機構を
駆動制御することにより、電気モータ等のアクチュエー
タにより連結手段を回転させることができるので、アク
チュエータと連結手段の減速比を小さくすることが可能
となり、小型で効率の良い車両用操舵装置を実現でき
る。
【００８７】また、第１のサンギアと第２のサンギアの
各々にプーリを備え、連結手段は２つのプーリを連結す
る変形可能かつ回転が伝達できるケーブルからなり、第
１の遊星ギア機構をハンドルコラム部分に設置し、第２
の遊星ギア機構を操舵車輪制御機構に設置したことによ
り、車両衝突時の操舵車輪機構の後退を前記変形可能な
ケーブルが吸収するためハンドルがそれに押されて後退
することなく、ひいてはハンドルが運転者に与える損傷
を軽減することができるので、衝突時の安全性を向上さ
せることができる。
各々にプーリを備え、連結手段は２つのプーリを連結す
る変形可能かつ回転が伝達できるケーブルからなり、第
１の遊星ギア機構をハンドルコラム部分に設置し、第２
の遊星ギア機構を操舵車輪制御機構に設置したことによ
り、車両衝突時の操舵車輪機構の後退を前記変形可能な
ケーブルが吸収するためハンドルがそれに押されて後退
することなく、ひいてはハンドルが運転者に与える損傷
を軽減することができるので、衝突時の安全性を向上さ
せることができる。
【００８８】また、実操舵角制御手段は第２の遊星ギア
機構における第２のサンギアに設置され、該第２のサン
ギアを駆動制御することにより、電気モータ等のアクチ
ュエータにより第２の遊星ギア機構における第２のサン
ギア回転させることができるので、アクチュエータと第
２のサンギア間の減速比を小さくすることが可能とな
り、小型で効率の良い車両用操舵装置を実現できる。
機構における第２のサンギアに設置され、該第２のサン
ギアを駆動制御することにより、電気モータ等のアクチ
ュエータにより第２の遊星ギア機構における第２のサン
ギア回転させることができるので、アクチュエータと第
２のサンギア間の減速比を小さくすることが可能とな
り、小型で効率の良い車両用操舵装置を実現できる。
【００８９】また、反力トルク検出手段は前記ハンドル
と連結されたトーションバーを内蔵し、該トーションバ
ーのねじれ角を検出するものとした場合に、ハンドル角
検出手段を反力トルク検出手段と前記ハンドルとの間に
備えたことにより、トーションバーのねじれの影響を受
けずにハンドルの操舵角を検出することができる。
と連結されたトーションバーを内蔵し、該トーションバ
ーのねじれ角を検出するものとした場合に、ハンドル角
検出手段を反力トルク検出手段と前記ハンドルとの間に
備えたことにより、トーションバーのねじれの影響を受
けずにハンドルの操舵角を検出することができる。
【００９０】また、車両操舵装置の異常を検出する異常
検出手段と、異常検出手段からの異常信号に基づき実操
舵角制御手段から副操舵機構への制御信号を遮断する第
１の遮断手段と、異常検出手段からの異常信号に基づき
反力トルク制御手段から副操舵機構への制御信号を遮断
する第２の遮断手段とをさらに備えたことにより、運転
者のハンドル操舵が機械的リンクを介して操舵車輪に伝
わりマニュアル操舵ができるので、車両用操舵装置の異
常時の安全性を向上させることができる。
検出手段と、異常検出手段からの異常信号に基づき実操
舵角制御手段から副操舵機構への制御信号を遮断する第
１の遮断手段と、異常検出手段からの異常信号に基づき
反力トルク制御手段から副操舵機構への制御信号を遮断
する第２の遮断手段とをさらに備えたことにより、運転
者のハンドル操舵が機械的リンクを介して操舵車輪に伝
わりマニュアル操舵ができるので、車両用操舵装置の異
常時の安全性を向上させることができる。
【００９１】また、副操舵機構は電気的制御をしない場
合には、第１の遮断手段と第２の遮断手段とを駆動させ
ることにより、異常を検出した際、反力トルク制御手段
による制御を禁止するだけで運転者のハンドル操舵が機
械的リンクを介して操舵車輪に伝わりマニュアル操舵が
できるので、車両用操舵装置の異常時の安全性を向上さ
せることができる。
合には、第１の遮断手段と第２の遮断手段とを駆動させ
ることにより、異常を検出した際、反力トルク制御手段
による制御を禁止するだけで運転者のハンドル操舵が機
械的リンクを介して操舵車輪に伝わりマニュアル操舵が
できるので、車両用操舵装置の異常時の安全性を向上さ
せることができる。
【００９２】また、第１の遮断手段と第２の遮断手段と
をウォームギアセットにより構成したことにより、安価
に車両用操舵装置を構成することができる。
をウォームギアセットにより構成したことにより、安価
に車両用操舵装置を構成することができる。
【００９３】また、ウォームギアセットは、クラッチを
内蔵した電気式モータにより開放されることにより、電
気モータがロック故障した場合でも、副操舵機構を開放
することができ、運転者のハンドル操作を妨げないの
で、安全性を向上させることがきる。
内蔵した電気式モータにより開放されることにより、電
気モータがロック故障した場合でも、副操舵機構を開放
することができ、運転者のハンドル操作を妨げないの
で、安全性を向上させることがきる。
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置における目標操舵角を算出するマップである。
置における目標操舵角を算出するマップである。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置における目標反力トルクを算出するマップである。
置における目標反力トルクを算出するマップである。
【図４】 この発明の実施の形態２に係る車両用操舵装
置の外観図である。
置の外観図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係る車両用操舵装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態３に係る車両用操舵装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態４に係る車両用操舵装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態５に係る車両用操舵装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図９】 この発明の実施の形態５に係る車両用操舵装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態５に係る車両用操舵装
置の構成図である。
置の構成図である。
１ ハンドル、２ 第１の遊星ギア機構、２０１ サン
ギア、２０２ａ，２０２ｂ 遊星ギア、２０３ キャリ
ア機構、２０４ リングギア、２０５ ウォームホイー
ル、３ 第２の遊星ギア機構、３０１ サンギア、３０
２ａ，３０２ｂ遊星ギア、３０３ キャリア機構、３０
４ リングギア、３０５ ウォームホイール、４ シャ
フト、５ 操舵車輪制御機構、５０１ ラックアンドピ
ニオン、５０２ ウォームホイール、６ａ，６ｂ ナッ
クルアーム、７ａ，７ｂ 操舵車輪、８ 反力トルク生
成手段、８０１ 反力用モータ、８０２ ウォームギ
ア、９ 操舵機構駆動手段、９０１ 操舵用モータ、９
０２ ウォームギア、１０反力トルク検出手段、１００
１ 反力トルク検出手段１０の出力、１１ 実操舵角検
出手段、１１０１ 実操舵角検出手段１１の出力、１２
ハンドル角検出手段、１２０１ ハンドル角検出手段
１２の出力、１３ 目標操舵角生成手段、１３０１ 目
標操舵角信号、１４ 実操舵角制御手段、１５ 目標反
力生成手段、１５０１ 目標反力トルク信号、１６ 反
力トルク制御手段、１７ 操舵要求信号、１８ 車両状
態信号、１９ ハンドルコラム、２０ 操舵機後部、２
０６プーリ、３０５ プーリ、４０２ ケーブル、４０
４ ベベルギア、４０５平歯車、９０３ ベベルギア、
９０５ 平歯車。
ギア、２０２ａ，２０２ｂ 遊星ギア、２０３ キャリ
ア機構、２０４ リングギア、２０５ ウォームホイー
ル、３ 第２の遊星ギア機構、３０１ サンギア、３０
２ａ，３０２ｂ遊星ギア、３０３ キャリア機構、３０
４ リングギア、３０５ ウォームホイール、４ シャ
フト、５ 操舵車輪制御機構、５０１ ラックアンドピ
ニオン、５０２ ウォームホイール、６ａ，６ｂ ナッ
クルアーム、７ａ，７ｂ 操舵車輪、８ 反力トルク生
成手段、８０１ 反力用モータ、８０２ ウォームギ
ア、９ 操舵機構駆動手段、９０１ 操舵用モータ、９
０２ ウォームギア、１０反力トルク検出手段、１００
１ 反力トルク検出手段１０の出力、１１ 実操舵角検
出手段、１１０１ 実操舵角検出手段１１の出力、１２
ハンドル角検出手段、１２０１ ハンドル角検出手段
１２の出力、１３ 目標操舵角生成手段、１３０１ 目
標操舵角信号、１４ 実操舵角制御手段、１５ 目標反
力生成手段、１５０１ 目標反力トルク信号、１６ 反
力トルク制御手段、１７ 操舵要求信号、１８ 車両状
態信号、１９ ハンドルコラム、２０ 操舵機後部、２
０６プーリ、３０５ プーリ、４０２ ケーブル、４０
４ ベベルギア、４０５平歯車、９０３ ベベルギア、
９０５ 平歯車。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00
Ｆターム(参考） 3D032 CC20 DA03 DA15 DA23 EB04
EB12
3D033 CA04 CA13 CA16 CA17 CA28
CA29
Claims (15)
- 【請求項１】 ハンドルの回転量と、駆動トルクを印加
することにより前記ハンドルの回転量を補償する副操舵
機構の付勢量とに応じて操舵車輪を操舵する操舵機構を
有する車両用操舵装置において、 前記ハンドルに印加する反力トルクの目標値を生成する
目標反力生成手段と、 前記ハンドルに生じている反力トルクを検出する反力ト
ルク検出手段と、 前記目標反力生成手段により生成された目標反力トルク
と前記反力トルク検出手段により検出された反力トルク
が一致するように前記副操舵機構に印加する駆動トルク
を制御する反力トルク制御手段と、 前記操舵車輪の操舵方向を制御する操舵車輪制御機構
と、 前記操舵車輪制御機構により制御される操舵車輪の実操
舵角を検出する実操舵角検出手段と、 前記操舵車輪の操舵角の目標値を生成する目標操舵角生
成手段と、 前記目標操舵角生成手段により生成された目標操舵角と
前記実操舵角検出手段により検出された実操舵角が一致
するように前記操舵車輪制御機構を駆動制御する実操舵
角制御手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の車両用操舵装置におい
て、 前記ハンドルの回転角によって生じるハンドル角を検出
するハンドル角検出手段をさらに備え、 上記目標反力生成手段は、上記ハンドル角に基づいて反
力トルクの目標値を生成し、上記目標操舵角生成手段
は、上記ハンドル角に基づいて操舵角の目標値を生成す
ることを特徴とする車両用操舵装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の車両用操舵装
置において、 前記副操舵機構は、 前記ハンドルに連結された第１のサンギアと、前記反力
トルク制御手段による制御に応じて動作する第１のリン
グギアと、前記第１のサンギアと前記第１のリングギア
の間に配置された第１の遊星ギアと、前記第１の遊星ギ
アを支持する第１のキャリア機構とを有する第１の遊星
ギア機構と、 前記操舵車輪制御機構と連結された第２のサンギアと、
前記実操舵角制御手段による制御に応じて動作する第２
のリングギアと、前記第２のサンギアと前記第２のリン
グギアの間に配置された第２の遊星ギアと、前記第２の
遊星ギアを支持する第２のキャリア機構とを有する第２
の遊星ギア機構と、 前記第１のキャリア機構と前記第２のキャリア機構とを
機械的に連結する連結手段とによって構成され、 前記第１のリングギアと前記第２のリングギアのうちい
ずれか一方のリングギアを回転制御すると共に、他方の
リングギアを固定することを特徴とする車両用操舵装
置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の車両用操舵装置におい
て、 前記第１のキャリア機構と前記第２のキャリア機構の各
々にプーリをさらに備え、 前記連結手段は２つのプーリを連結する変形可能かつ回
転が伝達できるケーブルからなり、 前記第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部分に設置
し、前記第２の遊星ギア機構を前記操舵車輪制御機構に
設置したことを特徴とする車両用操舵装置。 - 【請求項５】 請求項１または２に記載の車両用操舵装
置おいて、 前記副操舵機構は、 前記ハンドルに連結された第１のキャリア機構と、前記
第１のキャリア機構に支持された第１の遊星ギアと、前
記反力トルク制御手段による制御に応じて動作する第１
のリングギアと、前記第１の遊星ギアと前記第１のリン
グギアの中心に配置された第１のサンギアとを有する第
１の遊星ギア機構と、 前記操舵車輪制御機構に連結された第２のキャリア機構
と、前記第２のキャリア機構に支持された第２の遊星ギ
アと、前記実操舵角制御手段による制御に応じて動作す
る第２のリングギアと、前記第２の遊星ギアと前記第２
のリングギアの中心に配置された第２のサンギアとを有
する第２の遊星ギア機構と、 前記第１のサンギアと前記第２のサンギアとを機械的に
連結する連結手段とによって構成され、 前記第１のリングギアと前記第２のリングギアのうちい
ずれか一方のリングギアを回転制御すると共に、他方の
リングギアを固定することを特徴とする車両用操舵装
置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の車両用操舵装置におい
て、 前記連結手段は車両衝突時の衝撃により変形する細いシ
ャフトからなり、 前記第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部分に設置
し、前記第２の遊星ギア機構を前記操舵車輪制御機構に
設置したことを特徴とする車両用操舵装置。 - 【請求項７】 請求項５に記載の車両用操舵装置におい
て、 前記連結手段は変形自在なシャフトからなり、 前記第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部分に設置
し、前記第２の遊星ギア機構を前記操舵車輪制御機構に
設置したことを特徴とする車両用操舵装置。 - 【請求項８】 請求項５または６に記載の車両用操舵装
置において、 前記実操舵角制御手段は前記連結手段に設置され、該連
結手段を介して前記操舵車輪制御機構を駆動制御するこ
とを特徴とする車両用操舵装置。 - 【請求項９】 請求項５に記載の車両用操舵装置におい
て、 前記第１のサンギアと前記第２のサンギアの各々にプー
リを備え、 前記連結手段は２つのプーリを連結する変形可能かつ回
転が伝達できるケーブルからなり、 前記第１の遊星ギア機構をハンドルコラム部分に設置
し、前記第２の遊星ギア機構を前記操舵車輪制御機構に
設置したことを特徴とする車両用操舵装置。 - 【請求項１０】 請求項７または９に記載の車両用操舵
装置において、 前記実操舵角制御手段は前記第２の遊星ギア機構におけ
る第２のサンギアに設置され、該第２のサンギアを駆動
制御することを特徴とする車両用操舵装置。 - 【請求項１１】 請求項２乃至１０のいずれかに記載の
車両用操舵装置において、 前記反力トルク検出手段は前記ハンドルと連結されたト
ーションバーを内蔵し、該トーションバーのねじれ角を
検出するものとした場合に、 前記ハンドル角検出手段を前記反力トルク検出手段と前
記ハンドルとの間に備えたことを特徴とする車両用操舵
装置。 - 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれかに記載の
車両用操舵装置において、 車両操舵装置の異常を検出する異常検出手段と、 前記異常検出手段からの異常信号に基づき前記実操舵角
制御手段から副操舵機構への制御信号を遮断する第１の
遮断手段と、 前記異常検出手段からの異常信号に基づき前記反力トル
ク制御手段から副操舵機構への制御信号を遮断する第２
の遮断手段とをさらに備えたことを特徴とする車両用操
舵装置。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の車両用操舵装置に
おいて、 前記副操舵機構は電気的制御をしない場合には、前記第
１の遮断手段と第２の遮断手段とを駆動させることを特
徴とする車両用操舵装置。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の車両用操舵装置に
おいて、 前記第１の遮断手段と前記第２の遮断手段とをウォーム
ギアセットにより構成したことを特徴とする車両用操舵
装置。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の車両用操舵装置に
おいて、 前記ウォームギアセットは、クラッチを内蔵した電気式
モータにより開放されることを特徴とする車両用操舵装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001353130A JP4107471B2 (ja) | 2001-11-19 | 2001-11-19 | 車両用操舵装置 |
| US10/136,382 US6705424B2 (en) | 2001-11-19 | 2002-05-02 | Vehicle steering system |
| DE10224758A DE10224758A1 (de) | 2001-11-19 | 2002-06-04 | Fahrzeuglenksystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001353130A JP4107471B2 (ja) | 2001-11-19 | 2001-11-19 | 車両用操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003154951A true JP2003154951A (ja) | 2003-05-27 |
| JP4107471B2 JP4107471B2 (ja) | 2008-06-25 |
Family
ID=19165199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001353130A Expired - Lifetime JP4107471B2 (ja) | 2001-11-19 | 2001-11-19 | 車両用操舵装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6705424B2 (ja) |
| JP (1) | JP4107471B2 (ja) |
| DE (1) | DE10224758A1 (ja) |
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| KR20200039273A (ko) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 주식회사 만도 | 스티어 바이 와이어 조향 장치 |
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