JP2005082098A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フェイルの発生時に必要な連結手段部分を小形化することができ、しかも、アクティブ制御が行われる場合に運転者に違和感を与えないようにすることができるようにする。
【解決手段】ステアリングホイール２の操作によって回転する伝動軸２５に連結された第１の遊星機構４と、転舵アクチュエータＭ１に繋がるピニオン軸１６に連結された第２の遊星機構５と、第１及び第２の遊星機構４，５の出力部である太陽部材４２，５２に夫々繋がり、太陽部材４２，５２の相対回転により互いに係合可能とした２つの係合体６，７とを備える構成とし、第１及び第２の係合体６，７の相対移動量内でアクティブ制御を行わせ、フェイルの発生時には第１及び第２の係合体６，７を係合可能とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転者により行われるステアリングホイール等の操舵部材の操作に応じて車輪を転舵する車両用操舵装置に関する。

車両用操舵装置は、操舵部材の操作によって回転する第１の回転部材と車輪に繋がる第２の回転部材とが機械的に連結されているリンク式と、第１及び第２の回転部材が機械的に連結されていないステアバイワイヤ式とが一般に知られている。

後者のステアバイワイヤ式は、車室内の第１の回転部材を車室外の舵取機構から機械的に分離して配置する一方、舵取機構の一部に転舵アクチュエータを付設し、該転舵アクチュエータを、前記操舵部材の操作方向及び操作量の検出結果に基づいて動作させ、舵取機構に操舵力を加えて前記操舵部材の操作に応じた操舵を行わせる構成になっている（例えば、特許文献１参照。）。

また、ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置においては、転舵アクチュエータ、走行状態を検出する各種のセンサ、及びこれらのセンサの検出結果に基づいて前記転舵アクチュエータを制御する操舵制御部のフェイルセーフ対策が必要であり、第１及び第２の回転部材間に電磁クラッチ又は噛み合いクラッチを介装し、この電磁クラッチ又は噛み合いクラッチをフェイル発生時に係合動作させ、操舵部材の操作力を舵取機構に機械的に伝達可能として、マニュアル操舵が行えるようにしている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１０−２１８０００号公報 特開２００１−３４１６５５号公報

ところが、従来のステアバイワイヤ式にあっては、第１の回転部材の回転が電磁クラッチ又は噛み合いクラッチを介して第２の回転部材に直接伝動されるため、電磁クラッチ又は噛み合いクラッチに加わるトルクが比較的大きくなる。この結果、トルクの増加に対応して電磁クラッチ又は噛み合いクラッチが大形となり、しかも、車両用操舵装置のコストの増大を招来するという問題があった。

また、操舵部材の操作に関係せずに車両の操舵を行なうアクティブ制御の場合に、従来の電磁クラッチ等を備えた車両用操舵装置では、第１の回転部材と第２の回転部材との位相がずれてしまうという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、フェイルの発生時に必要な連結手段部分を小形化することができ、しかも、アクティブ制御が行われる場合に運転者に違和感を与えないようにすることができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る車両用操舵装置は、操舵部材の操作に応じて転舵アクチュエータにより車輪を転舵する車両用操舵装置において、前記操舵部材の操作によって回転する第１の回転部材に連結された第１の遊星機構と、前記転舵アクチュエータに繋がる第２の回転部材に連結された第２の遊星機構と、第１及び第２の遊星機構の出力部に夫々繋がり、前記出力部の相対回転により互いに係合可能とした２つの係合体とを備えていることを特徴とする。

第１発明にあっては、第１の回転部材の回転を第２の回転部材に伝動する必要がない通常の場合、操舵部材の操作により回転する第１の回転部材と、転舵アクチュエータにより回転する第２の回転部材とは同位相で回転され、第１及び第２の遊星機構の出力部は相対回転が許容されており、２つの係合体は互いに係合しないため、第１の回転部材の回転は第２の回転部材に伝動されていない。しかも２つの係合体は第１及び第２の遊星機構の出力部が相対回転した後で係合するため、第１及び第２の遊星機構の出力部の相対回転量内でアクティブ制御を行うことができ、違和感のない操舵感を体感させることができる。

また、第１の回転部材の回転を第２の回転部材に伝動する必要がある場合、第１の遊星機構により第１の回転部材の回転を増速して一方の係合体に伝動し、さらに一方の係合体の移動を他方の係合体に伝動するとともに第２の遊星機構により減速して第２の回転部材に伝動することが可能であるため、２つの係合体に加わるトルクを低減でき、係合体部分を小形化することが可能であり、しかも、第１及び第２の遊星機構の出力部間の相対回転量を減少することができ、フェイル発生時の操舵感を高めることができる。

第２発明に係る車両用操舵装置は、前記遊星機構による前記回転部材の回転を変速可能及び変速不可能に制御する回転制御手段を備えていることを特徴とする。

この第２発明にあっては、回転制御手段が遊星機構による回転部材の回転を変速不可能に制御した場合、及び変速可能に制御した場合、第１及び第２の遊星機構の出力部間に比較的多い相対回転量を確保することができるため、出力部の相対回転量内でアクティブ制御を行うことができる。

第３発明に係る車両用操舵装置は、前記遊星機構は前記回転部材に係脱機構を介して連動連結可能としたリング部材と、前記係合体に連結された太陽部材と、該太陽部材及び前記リング部材間で自転する遊星部材と、該遊星部材を公転自在に支持し、前記回転部材に結合された支持部材とを備えており、前記回転制御手段は前記回転部材と連動回転可能な前記係脱機構と、該係脱機構が離脱動作したとき前記リング部材の回転を規制する規制機構とを備えていることを特徴とする。

この第３発明にあっては、係脱機構がリング部材を回転部材に連動連結することにより遊星機構の全体を回転部材と一体的に回転させることができ、回転部材の遊星機構による変速を行うことなく第１及び第２の遊星機構の出力部を相対回転させることができる。また、係脱機構によるリング部材の連動連結が解除されたとき、規制機構がリング部材の回転を規制し、このリング部材に対して回転部材が回転するため、第１の回転部材の回転を第１の遊星機構により増速して一方の係合体に伝動することができる。従って、フェイル発生時の操舵感を高めることができる。

第４発明に係る車両用操舵装置は、前記遊星機構は前記回転部材に対して回転可能なリング部材と、前記係合体に連結された太陽部材と、該太陽部材及び前記リング部材間で自転する遊星部材と、該遊星部材を公転自在に支持し、前記回転部材に結合された支持部材とを備えており、前記回転制御手段は静止部材に支持される電動モータ及び該電動モータの回転を前記リング部材に伝動する伝動輪を備えていることを特徴とする。

この第４発明にあっては、電動モータの回転により第１及び第２の遊星機構による変速比を適宜変えることができるため、第１及び第２の遊星機構の出力部の相対回転量を比較的少なくすることができる。従って、フェイル発生時の操舵感を高めることができ、しかも、アクティブ制御を行うことができる。

第１発明によれば、２つの係合体に加わるトルクを低減することが可能であるため、フェイルの発生時に必要な係合体部分を小形化することが可能であり、しかも、アクティブ制御が行われる場合に運転者に違和感を与えないようにすることができる。

第２発明によれば、第１及び第２の遊星機構の出力部間に比較的多い相対回転量を確保することができるため、第１及び第２の遊星機構の出力部の相対回転量内でアクティブ制御を行うことができる。

第３発明によれば、第１の回転部材の回転を第１の遊星機構により増速して一方の係合体に伝動することができるため、フェイル発生時の操舵感を高めることができる。

第４発明によれば、第１及び第２の遊星機構の出力部の相対回転量を比較的少なくしてアクティブ制御を行うことができるため、フェイル発生時の操舵感を高めることができる。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

実施の形態１
図１は本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態１の全体構成を示す模式図である。図示の車両用操舵装置は、車体の左右に配された一対の操舵用の車輪１０，１０を操舵させるための舵取機構１と、該舵取機構１から機械的に分離して配され、操舵のために回転操作されるステアリングホイール（操舵部材）２とを備え、更にステアリングホイール２の操作に応じた操舵を実現すべく舵取機構１に付設された転舵アクチュエータとしての操舵モータＭ１を制御し、またステアリングホイール２に操舵反力を加えるべく反力モータＭ２を制御する操舵制御部３を備えるステアバイワイヤ式の操舵装置として構成されており、操舵動作中の各種のフェイル発生時に、舵取機構１とステアリングホイール２との間に機械的な連結状態を得るべく、これらの間に介装して用いられる歯車形式の第１及び第２の遊星機構４，５と、この遊星機構４，５の出力部に夫々繋がり、前記出力部の相対回転により互いに係合可能とした２つの第１及び第２の係合体６，７とを備えている。

舵取機構１は、車体の左右方向に延設された筒形をなすハウジングＨ１と、該ハウジングＨ１の内部に軸長方向への移動自在に支持された操舵軸１１とを備えており、ハウジングＨ１の両側に突出する操舵軸１１の両端部を、操舵用の車輪１０，１０のナックルアーム１２，１２に各別のタイロッド１３，１３を介して連結し、操舵軸１１の両方向への移動によりタイロッド１３，１３を介してナックルアーム１２，１２を押し引きし、車輪１０，１０を左右に操舵せしめる構成となっている。

操舵モータＭ１（転舵アクチュエータ）は、操舵軸１１を支持するハウジングＨ１の一側半部の外位置に取り付けられ、該ハウジングＨ１の内部において、ボールねじ機構等の運動変換機構を介して操舵軸１１の中途に伝動構成されており、操舵制御部３から図示しない駆動回路に与えられる制御指令に従って回転駆動されるようになしてある。操舵制御部３は、ステアリングホイール２の回転操作に応じた操舵を行わせるべく前記制御指令を発し、操舵モータＭ１を駆動せしめる操舵制御動作を行う。

このように駆動される操舵モータＭ１の回転は、前記運動変換機構により操舵軸１１の軸長方向の移動に変換されて前述した操舵がなされる。この操舵により変化する操舵用の車輪１０，１０の実舵角は、操舵軸１１と一側のタイロッド１３との連結部の変位を検出すべく構成された実舵角センサ１４により検出され、操舵制御部３に与えられている。また、一側のタイロッド１３には、軸方向に作用する軸力を検出するタイロッド軸力センサ１５が付設されており、この検出結果は、操舵に伴って舵取機構１に実際に加わる操舵反力を示す信号として、操舵制御部３に与えられている。

ハウジングＨ１の他側半部には、これと交叉するようにピニオンハウジングＨ２が連設されており、該ピニオンハウジングＨ２の内部には、軸心回りでの回動自在にピニオン軸１６（第２の回転部材）が支持されている。ピニオンハウジングＨ２の内部に位置するピニオン軸１６の下半部には、図示しないピニオンが一体形成され、ハウジングＨ１との交叉部において、操舵軸１１の該当部位に形成された図示しないラック歯に噛合させてある。

ピニオン軸１６の上端部はピニオンハウジングＨ２の上部に突出され、該上端部に第２の遊星機構５の支持部材５４が連結されており、また、遊星機構５によるピニオン軸１６の回転を変速可能及び変速不可能に制御する回転制御手段８を備えている。

以上の構成により、操舵のために操舵軸１１が軸長方向に移動した場合、この移動は、前記ラック歯及びピニオンの噛合部においてピニオン軸１６の軸回りの回転に変換される。このようにピニオン軸１６は操舵軸１１の移動、即ち、舵取機構１の動作に伴って軸回りに回転する。

また逆に、第１の遊星機構４及び係合体６，７から第２の遊星機構５を介してピニオン軸１６に回転力が加えられた場合、この回転力は、前記ピニオン及びラック歯の噛合部において運動変換され、操舵軸１１に軸長方向の移動力が加えられる。

以上のような舵取機構１から分離して配されたステアリングホイール２は、コラム軸２０の先端に嵌着固定され、該コラム軸２０を回転自在に支承するコラムハウジングＨ３を介して車室内の適宜部位に支持されている。コラムハウジングＨ３の中途部には、ステアリングホイール２に操舵反力を加えるべく回転駆動される反力モータＭ２が付設されている。該反力モータＭ２の出力軸は、コラムハウジングＨ３の内部に延設され、ウォームギヤ等の減速装置（図示せず）を介してコラム軸２０の中途部に伝動構成されており、反力モータＭ２が回転駆動された場合、この回転力が前記減速装置による減速下にてコラム軸２０に付加され、該コラム軸２０の上端部に固定されたステアリングホイール２に操舵反力が付与されるようになしてある。

反力モータＭ２は、操舵制御部３から図示しない駆動回路に与えられる制御指令に従って駆動される。操舵制御部３は、舵取機構１に実際に加わる操舵反力に基づいて前記制御指令を発し、ステアリングホイール２に適正な操舵反力を付与すべく反力モータＭ２を駆動せしめる反力制御動作を行う。

この操舵反力に抗して回転操作されるステアリングホイール２の操作角は、コラムハウジングＨ３の中途部に付設された操舵角センサ２１により検出され、操舵制御部３に与えられている。更に、操舵制御部３には、車速、ヨーレート、横加速度、前後加速度等、操舵に影響を与える走行状態の検出結果が、車両の各部に設置された走行状態センサ２２から与えられている。

以上のようなステアリングホイール２の回転軸となるコラム軸２０は、コラムハウジングＨ３の下方に適長突出する下端部が連動軸２３及び中間軸２４を介して伝動軸（第１の回転部材）２５に連結されている。尚、伝動軸２５は操舵部材としてのステアリングホイール２の操作に応じて回転する部材であればよい。このような伝動軸２５の下端部に第１の遊星機構４の支持部材４４が連結されており、また、遊星機構４による伝動軸２５の回転を変速可能及び変速不可能に制御する回転制御手段８を備えている。

第１の遊星機構４は伝動軸２５の回転を増速して第１の係合体６に伝動するものであり、伝動軸２５に係脱機構８１を介して連動連結可能としたリング部材４１と、該リング部材４１の中心部に配置され、第１の係合体６に連結された出力部としての太陽部材４２と、該太陽部材４２及びリング部材４１間で自転する複数の遊星部材４３と、該遊星部材４３を公転自在に支持し、伝動軸２５に結合された支持部材４４とを備えており、伝動軸２５の回転に連動して支持部材４４を回転させ、太陽部材４２（出力部）を増速回転させることができるように構成されている。また、リング部材４１の外周部には複数の周方向位置に回転止め用の凹状の係止部４１ａが等間隔で設けられている。

第２の遊星機構５はピニオン軸１６の回転を増速して第２の係合体７に伝動するものであり、ピニオン軸１６に係脱機構８２を介して連動連結可能としたリング部材５１と、該リング部材５１の中心部に配置され、第２の係合体７に連結された出力部としての太陽部材５２と、該太陽部材５２及びリング部材５１間で自転する複数の遊星部材５３と、該遊星部材５３を公転自在に支持し、ピニオン軸１６に結合された支持部材５４とを備えており、ピニオン軸１６の回転に連動して支持部材５４を回転させ、太陽部材５２（出力部）を増速回転させることができるように構成されている。また、リング部材５１の外周部には複数の周方向位置に回転止め用の凹状の係止部５１ａが等間隔で設けられている。

回転制御手段８は伝動軸２５と連動回転可能な第１の係脱機構８１及びピニオン軸１６と連動回転可能な第２の係脱機構８２と、係脱機構８１，８２が離脱動作したときリング部材４１，５１の回転を規制する第１及び第２の規制機構８３，８４とを備えている。

第１の係脱機構８１は伝動軸２５に回転自在に支持された電磁クラッチ又は電磁ブレーキからなり、操舵制御部３からの制御指令信号に従って電磁コイルへ通電されることにより伝動軸２５に係合して該伝動軸２５とリング部材４１とを連動連結し、電磁コイルへの通電が禁止されたとき伝動軸２５との係合が離脱し、伝動軸２５をフリー回転自在とするように構成されている。

第２の係脱機構８２はピニオン軸１６に回転自在に支持された電磁クラッチ又は電磁ブレーキからなり、操舵制御部３からの制御指令信号に従って電磁コイルへ通電されることによりピニオン軸１６に係合して該ピニオン軸１６とリング部材５１とを連動連結し、電磁コイルへの通電が禁止されたときピニオン軸１６との係合が離脱し、ピニオン軸１６をフリー回転自在とするように構成されている。

規制機構８３，８４は可動部８３ａ，８４ａを有するソレノイドからなり、コラムハウジングＨ３、ピニオンハウジングＨ２等の静止部材に取着されている。ソレノイドは操舵制御部３からの制御指令信号に従って電磁コイルへ通電されることにより可動部８３ａ，８４ａが進出移動して係止部４１ａ，５１ａと係合し、電磁コイルへの通電が禁止されたときコイルバネ等の力で可動部８３ａ，８４ａが後退移動して係止部４１ａ，５１ａとの係合が離脱するように構成されている。

図２は係合体部分の拡大断面図である。第１の係合体６は太陽部材４２（出力部）の中心部に結合された軸部６ａ及び該軸部６ａの軸心に対して偏倚する凸部６ｂを有しており、第２の係合体７は太陽部材５２（出力部）の中心部に連結された軸部７ａ及び該軸部７ａの軸心に対して偏倚し凸部６ｂと太陽部材４２，５２の相対回転方向、換言すれば相対移動方向に離隔する凸部７ｂを有しており、太陽部材４２，５２が相対回転することにより凸部６ｂ，７ｂが相対移動して互いに係合可能となり、太陽部材４２の回転を軸部６ａ、凸部６ｂ，７ｂ及び軸部７ａを介して太陽部材５２に伝動、又は、太陽部材５２の回転を軸部７ａ、凸部７ｂ，６ｂ及び軸部６ａを介して太陽部材４２に伝動するように構成されている。

以上のように構成された本発明に係る車両用操舵装置において、操舵モータＭ１を対象とする操舵制御部３の操舵制御動作は、例えば、操舵角センサ２１により検出されるステアリングホイール２の操作角度に所定の制御ゲインを乗じて目標舵角を求め、この目標舵角と、実舵角センサ１４により検出される操舵用の車輪１０，１０の実舵角との偏差に基づくフィードバック制御により行われる。

このとき走行状態センサ２２により検出される走行状態は、前記制御ゲインの選定に用いられる。この制御ゲインは、例えば、車速の増大に伴って減少し、またヨーレート、横加速度により定まる車両の旋回程度の増大に伴って減少する値として設定されている。これにより、前記目標舵角は、高速走行中に小、低速走行中に大となり、また旋回走行中には、急旋回となるに従って小さくなり、このような目標舵角に基づく操舵モータＭ１の制御により、走行状態に応じた操舵特性が得られる。

また反力モータＭ２を対象とする操舵制御部３の反力制御動作は、例えば、タイロッド軸力センサ１５からの入力に基づいて舵取機構１に加わる実反力を求め、求められた実反力に所定の制御ゲインを乗じてステアリングホイール２に加えるべき目標反力を算出し、この目標反力に対応する駆動電流を反力モータＭ２に供給せしめて行われる。

このとき走行状態センサ２２により検出される走行状態は、前記制御ゲインの補正に用いられる。この補正は、例えば、車速及び旋回程度が大きくなるに従って制御ゲインを大とし、また、前後加速度により求められる減速程度が大きくなるに従って制御ゲインを大とするように行われる。また、操舵角センサ２１により検出されるステアリングホイール２の操作角度を前記目標反力の補正に用い、反力モータＭ２の駆動電流の増加特性を変更することも可能である。以上の反力制御動作によりステアリングホイール２には、コラム軸２０に加わる反力モータＭ２の回転力が操舵反力として付加される。この操舵反力は、舵取機構１に加わる実反力を走行状態に応じて補正したものであり、ステアリングホイール２を操作する運転者に良好な操舵感を体感させることができる。

このような操舵制御及び反力制御によりなされる通常の操舵中には、規制機構８３，８４の可動部８３ａ，８４ａが後退移動して係止部４１ａ，５１ａとの係合が離脱し、リング部材４１，５１がフリー回転可能になっており、さらに、係脱機構８１，８２によりリング部材４１，５１が伝動軸２５、ピニオン軸１６と連動連結されているため、第１の遊星機構４は変速動作することなく伝動軸２５及び第１の係脱機構８１と一体になった状態で回転し、また、第２の遊星機構５は変速動作することなくピニオン軸１６及び第２の係脱機構８２と一体になった状態で回転する。この結果、伝動軸２５と係合体６、ピニオン軸１６と係合体７とは等速回転となり、伝動軸２５及びピニオン軸１６が同位相で回転可能であるため、第１及び第２の係合体６，７の凸部６ｂ，７ｂ間には相対移動方向（太陽部材４２，５２の相対回転方向）の適宜の隙間があり、凸部６ｂ，７ｂ同士の係合が解除されており、伝動軸２５の回転はピニオン軸１６に伝動されない。

通常の操舵中に横風による車両の横移動、雨水による車両の横滑り等、外部の状況によって車両が横移動するような状況になり、アクティブ制御が行われる場合、操舵制御部３からの動作指令信号に従って操舵モータＭ１が駆動制御され、操舵軸１１、ピニオン軸１６、第２の遊星機構５を介して第２の係合体７の相対移動量及び相対移動方向が変わることになるが、第１及び第２の係合体６，７の凸部６ｂ，７ｂの間には相対移動方向（太陽部材４２，５２の相対回転方向）の適宜の隙間が設けられているため、この凸部６ｂ，７ｂ間の相対回転方向隙間量、換言すれば太陽部材４２，５２の相対回転量の範囲内でアクティブ制御を行うことが可能である。この結果、アクティブ制御による抑止力と運転者によるステアリングホイール２の操作力との干渉を防ぐことができ、ステアリングホイール２を操作する運転者に違和感のない操舵感を体感させることができる。

一方、以上のような操舵制御及び反力制御動作の実施中に操舵制御部３は、入力側の各センサ、出力側の操舵モータＭ１及び反力モータＭ２のフェイル判定を行っており、この判定の結果、いずれかがフェイル状態にあると判定された場合、操舵制御部３から係脱機構８１，８２の電磁コイルに制御指令信号が発信され、電磁コイルへの通電が禁止される。この結果、係脱機構８１，８２が離脱動作し、伝動軸２５及びピニオン軸１６のリング部材４１，５１との連動連結が解除されるとともに、規制機構８３，８４のソレノイドの可動部８３ａ，８４ａがリング部材４１，５１の係止部４１ａ，５１ａと係合し、リング部材４１，５１の回転が規制され、伝動軸２５の回転は支持部材４４、遊星部材４３を介して太陽部材４２に増速して伝動され、第１の係合体６は増速移動する。第１の係合体６の移動により、第１の係合体６の凸部６ｂが第２の係合体７の凸部７ｂと係合し、伝動軸２５の回転を第２の係合体７に伝動することができる。この第２の係合体７の移動は太陽部材５２から遊星部材５３及び支持部材５４を介してピニオン軸１６に減速して伝動され、伝動軸２５とピニオン軸１６とを機械的に連動連結させることができる。これに伴い伝動軸２５とピニオン軸１６とを等速回転させることが可能となり、ステアリングホイール２の操作に応じてマニュアル操舵が可能となる。これにより運転者は、至近の目的地までの運転が可能となり、例えば、修理工場、サービスセンターに車両を移送し、故障修理を依頼することもできる。

また、伝動軸２５の回転を第１の遊星機構４により増速して第１の係合体６に伝動するため、ステアリングホイール２の操作量を凸部６ｂ，７ｂ間の相対移動量（太陽部材４２，５２の相対回転量）の、遊星機構４の増速比分の１に減少させることができ、フェイル状態でステアリングホイール２を操作する運転者に違和感のない操舵感を体感させることができる。しかも、第１の遊星機構４が増速した第１の係合体６の移動を第２の遊星機構５が減速してピニオン軸１６に伝動するため、ステアリングホイール２の操作により発生するトルクとピニオン軸１６に加わるトルクとを等しくすることができる。

実施の形態２
図３は本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態２の全体構成を示す模式図である。

この車両用操舵装置は、第１及び第２の係脱機構８１，８２と、規制機構８３，８４とを備えた回転制御手段８を用いる代わりに、静止部材に支持される第１及び第２の電動モータ８５，８６と、電動モータ８５，８６の回転をリング部材４１，５１に伝動する伝動輪８７，８８とを備えた回転制御手段８を設けたものである。

実施の形態２において、第１の遊星機構４の支持部材４４は伝動軸２５に結合されており、第２の遊星機構５の支持部材５４はピニオン軸１６に結合されている。リング部材４１，５１は伝動軸２５及びピニオン軸１６に対して回転自在であり、外周部に伝動輪８７，８８と噛合する歯が周設されている。

第１及び第２の電動モータ８５，８６の駆動回路は操舵制御部３に接続されており、操舵制御部３から発信される制御指令に従って電動モータ８５，８６を駆動制御するように構成されている。また、電動モータ８５，８６はコラムハウジングＨ３、ピニオンハウジングＨ２等の静止部材に取着されている。

伝動輪８７，８８は歯車からなり、電動モータ８５，８６の出力軸に外嵌固定され、リング部材４１，５１の外周部の歯に噛合している。

この実施の形態２において通常の操舵中には、第１及び第２の係合体６，７の凸部６ｂ，７ｂ同士が係合しないように第１及び第２の電動モータ８５，８６が駆動制御される。従って、第１及び第２の係合体６，７の凸部６ｂ，７ｂ間には相対移動方向（太陽部材４２，５２の相対回転方向）の隙間があり、凸部６ｂ，７ｂ同士の係合が離脱しており、伝動軸２５の回転はピニオン軸１６に伝動されないため、操舵モータＭ１による操舵力と運転者によるステアリングホイール２の操作力との干渉を防ぐことができ、ステアリングホイール２を操作する運転者に違和感のない操舵感を体感させることができる。

通常の操舵中にアクティブ制御が行われる場合、操舵制御部３からの動作指令信号に従って操舵モータＭ１が駆動制御され、操舵軸１１、ピニオン軸１６、第２の遊星機構５を介して第２の係合体７の相対移動量及び相対移動方向が変わることになるが、第１及び第２の係合体６，７の凸部６ｂ，７ｂ同士が係合しないように第１及び第２の電動モータ８５，８６が駆動制御されるため、アクティブ制御による抑止力と運転者によるステアリングホイール２の操作力との干渉を防ぐことができ、ステアリングホイール２を操作する運転者に違和感のない操舵感を体感させることができる。

一方、フェイルが発生した場合、操舵制御部３から電動モータ８５，８６の駆動回路に制御指令信号が発信され、駆動回路への通電が禁止される。この結果、電動モータ８５，８６の駆動が停止し、伝動輪８７，８８を介してリング部材４１，５１の回転が規制され、伝動軸２５の回転は支持部材４４、遊星部材４３を介して太陽部材４２に増速して伝動され、第１の係合体６は増速移動する。第１の係合体６の移動により、第１の係合体６の凸部６ｂが第２の係合体７の凸部７ｂと係合し、伝動軸２５の回転を第２の係合体７に伝動することができる。この第２の係合体７の移動は太陽部材５２から遊星部材５３及び支持部材５４を介してピニオン軸１６に減速して伝動され、伝動軸２５とピニオン軸１６とを機械的に連動連結させることができる。これに伴い伝動軸２５とピニオン軸１６とを等速回転させることが可能となり、ステアリングホイール２の操作に応じてマニュアル操舵が可能となる。

また、伝動軸２５の回転を第１の遊星機構４により増速して第１の係合体６に伝動するため、ステアリングホイール２の操作量を凸部６ｂ，７ｂ間の相対移動量（太陽部材４２，５２の相対回転量）の、遊星機構４の増速比分の１に減少させることができ、フェイル状態でステアリングホイール２を操作する運転者に違和感のない操舵感を体感させることができる。また、第１の遊星機構４が増速した第１の係合体６の移動を第２の遊星機構５が減速してピニオン軸１６に伝動するため、ステアリングホイール２の操作により発生するトルクとピニオン軸１６に加わるトルクとを等しくすることができる。

その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。

尚、以上説明した実施の形態における遊星機構４，５は、リング部材４１，５１、太陽部材４２，５２及び遊星部材４３，５３が歯車からなる歯車形式としたが、その他、太陽部材４２，５２及び遊星部材４３，５３がロールからなるロール形式としてもよい。

また、以上説明した実施の形態における第１及び第２の係合体６，７は凸部６ｂ，７ｂを太陽部材４２，５２の一側面に突設した構成としてもよい。また、係合体６，７は実施の形態のようにピニオン軸１６と中間軸２４との間に配置した構成である他、例えばピニオン軸１６に連結された中間軸２４等の第２の回転部材と連動軸２３等の第１の回転部材との間に配置した構成としてもよい。

本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態１の全体構成を示す模式図である。 本発明に係る車両用操舵装置の係合体部分の拡大断面図である。 本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態２の全体構成を示す模式図である。

符号の説明

２ ステアリングホイール（操舵部材）
４ 第１の遊星機構
５ 第２の遊星機構
６，７ 係合体
８ 回転制御手段
１６ ピニオン軸（第２の回転部材）
２５ 伝動軸（第１の回転部材）
４１，５１ リング部材
４２，５２ 太陽部材（出力部）
４３，５３ 遊星部材
４４，５４ 支持部材
８１，８２ 係脱機構
８３，８４ 規制機構
８５，８６ 電動モータ
８７，８８ 伝動輪
Ｍ１ 操舵モータ（転舵アクチュエータ）

Claims (4)

1. 操舵部材の操作に応じて転舵アクチュエータにより車輪を転舵する車両用操舵装置において、前記操舵部材の操作によって回転する第１の回転部材に連結された第１の遊星機構と、前記転舵アクチュエータに繋がる第２の回転部材に連結された第２の遊星機構と、第１及び第２の遊星機構の出力部に夫々繋がり、前記出力部の相対回転により互いに係合可能とした２つの係合体とを備えていることを特徴とする車両用操舵装置。
2. 前記遊星機構による前記回転部材の回転を変速可能及び変速不可能に制御する回転制御手段を備えている請求項１記載の車両用操舵装置。
3. 前記遊星機構は前記回転部材に係脱機構を介して連動連結可能としたリング部材と、前記係合体に連結された太陽部材と、該太陽部材及び前記リング部材間で自転する遊星部材と、該遊星部材を公転自在に支持し、前記回転部材に結合された支持部材とを備えており、前記回転制御手段は前記回転部材と連動回転可能な前記係脱機構と、該係脱機構が離脱動作したとき前記リング部材の回転を規制する規制機構とを備えている請求項２記載の車両用操舵装置。
4. 前記遊星機構は前記回転部材に対して回転可能なリング部材と、前記係合体に連結された太陽部材と、該太陽部材及び前記リング部材間で自転する遊星部材と、該遊星部材を公転自在に支持し、前記回転部材に結合された支持部材とを備えており、前記回転制御手段は静止部材に支持される電動モータ及び該電動モータの回転を前記リング部材に伝動する伝動輪を備えている請求項２記載の車両用操舵装置。

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