JP2008013011A - ステアバイワイヤシステム - Google Patents

Abstract

【課題】転流装置のコンミテータやブラシの摩耗を抑えることが可能なステアバイワイヤシステムの提供を目的とする。
【解決手段】本発明のステアバイワイヤシステム１０では、転流装置７０に備えたブラシ７５Ａ，７５Ｂが、正常時にはブラシ摺接端子７３（コンミテータ７４）から離されており、故障時にのみブラシ摺接端子７３に摺接するから、従来のものよりブラシ７５Ａ，７５Ｂやコンミテータ７４の摩耗を抑えることができ、耐久性の向上を図ることができる。また、正常時にはブラシ７５Ａ，７５Ｂがブラシ摺接端子７３から離れているから、ブラシ７５Ａ，７５Ｂとブラシ摺接端子７３とが摺接する際の摺接音やハンドリングの粘っこさが解消され、正常時における操舵フィーリングが向上する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ハンドルの操作に応じてモータ駆動制御回路が交流モータを駆動して、転舵輪を転舵するステアバイワイヤシステムに関する。

一般に、この種のステアバイワイヤシステムは、ハンドルの操舵位置を位置センサで検出し、その検出結果に基づきモータ駆動制御回路にて交流モータを駆動して転舵輪を転舵する構成になっている。このため、モータ駆動制御回路が故障した場合に備えて、モータ駆動制御回路の代わりに交流モータを駆動することが可能な転流装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２１５５０号公報（［００２７］−［００２９］、第５図）

ところが、従来のステアバイワイヤシステムに備えられた転流装置は、ハンドルの操舵に連動して相互に相対回転するコンミテータとブラシとが、常時接触していた為、ブラシやコンミテータの摩耗が早いという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、転流装置のコンミテータやブラシの摩耗を抑えることが可能なステアバイワイヤシステムの提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るステアバイワイヤシステム（１０）は、車両（９０）に備えたハンドル（１１）の操作に応じてモータ駆動制御回路（３１）が交流モータ（１７）を駆動して、転舵輪（１２）を転舵するステアバイワイヤシステム（１０）であって、ハンドル（１１）の操舵に連動して相互に相対回転するコンミテータ（７４，１７４）とブラシ（７５Ａ，７５Ｂ）とを有する転流装置（７０，１７０）を備え、モータ駆動制御回路（３１）の異常時に、そのモータ駆動制御回路（３１）の代わりに転流装置（７０，１７０）がバッテリー（３５）からの直流を交流に変換して交流モータ（１７）に付与するステアバイワイヤシステム（１０）において、ブラシ（７５Ａ，７５Ｂ）をコンミテータ（７４，１７４）に向けて付勢するブラシ付勢スプリング（４１Ａ，４１Ｂ，７５Ｓ）と、正常時に励磁され、ブラシ付勢スプリング（４１Ａ，４１Ｂ，７５Ｓ）の弾発力に抗してブラシ（７５Ａ，７５Ｂ）をコンミテータ（７４，１７４）から離して保持可能なブラシ保持電磁石（４１Ｃ，７５Ｃ，１７５Ｃ）とを備えたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のステアバイワイヤシステム（１０）において、ブラシ（７５Ａ，７５Ｂ）は、カーボン製であるところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のステアバイワイヤシステム（１０）において、モータ駆動制御回路（３１）の正常時であって所定条件が成立した場合に、ブラシ保持電磁石（４１Ｃ，７５Ｃ）の励磁を停止した状態でハンドル（１１）が所定角操舵させることを待ってブラシ保持電磁石（４１Ｃ，７５Ｃ）を励磁する電磁石制御回路（３８）を備えたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載のステアバイワイヤシステム（１０）において、車両（９０）のイグニッションキースイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられたことを所定条件としたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項３又は４に記載のステアバイワイヤシステム（１０）において、所定条件は、所定値以下の車速で、ハンドル（１１）が中立点から所定値以下の操舵角で操舵されたことであるところに特徴を有する。

請求項１のステアバイワイヤシステムによれば、モータ駆動制御回路の異常時には、ブラシ付勢スプリングの弾発力によりブラシがコンミテータに摺接する一方、正常時には、ブラシ保持電磁石が励磁されてブラシがコンミテータから離れた位置に保持される。これにより、ブラシやコンミテータの摩耗を抑えることができ、耐久性の向上を図ることができる。また、ブラシとコンミテータとが摺接する際の摺接音やハンドリングの粘っこさが解消され、正常時における操舵フィーリングが向上する。

請求項２の発明によれば、ブラシ自体の軽量化により、異常が生じた場合にブラシを速やかにコンミテータに接触させることができる。

請求項３の発明によれば、モータ駆動制御回路の正常時であって所定条件が成立した場合に、ハンドルの操舵に連動して、ブラシとコンミテータとが接触しながら所定角度だけ相対回転する。これにより、コンミテータの摺接面に付着した異物等を予め取り除くことができ、異常発生時のブラシとコンミテータとの導通状態を安定させることができる。ここで、所定条件は、請求項４の発明のようにイグニッションキースイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったことにしてもよいし、請求項５の発明のように、所定値以下の車速で、ハンドルが中立点から所定値以下の操舵角で操舵されたことにしてもよい。

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１には、本発明に係るステアバイワイヤシステム１０を備えた車両９０が示されている。車両９０に備えた１対の転舵輪１２，１２の間には、転舵シャフト１３が差し渡され、この転舵シャフト１３が車両９０に固定された固定スリーブ１４内を直動する。また、転舵シャフト１３の中間部には図示しないラックが形成され、このラックに噛合したピニオン１５が固定スリーブ１４に回転可能に軸支されている。そして、ピニオン１５に対して転舵減速機１６を介して転舵モータ１７が連結されている。なお、転舵減速機１６は、図示しないウォームギアとウォームホイールとを内蔵して備え、転舵モータ１７のロータシャフトがウォームギアに一体回転可能に固定される一方、ピニオン１５がウォームホイールに一体回転可能に固定されている。

転舵モータ１７は、例えばブラシレスの三相交流モータであって、Ｕ相とＶ相とＷ相からなる三相巻線１７Ａ（図３参照）を備えている。また、転舵モータ１７には、転舵角センサ１８（図１参照）が一体に備えられ、転舵モータ１７の三相巻線１７Ａと転舵角センサ１８の信号線とが共にＥＣＵ３０（ＥＣＵは、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔの略）に接続されている。なお、転舵モータ１７は本発明に係る「交流モータ」に相当する。

図１に示すように車両９０に備えたハンドル１１は、転舵輪１２，１２に対して機械的に切り離されている。そして、ハンドル１１には、操舵抵抗を発生させるための反力発生モータ２０が操舵減速機２１を介して連結されている。この反力発生モータ２０もブラシレスの三相交流モータであり、反力発生モータ２０のうち操舵減速機２１と反対側の端部には操舵角センサ２３が備えられている。また、図３に示すように、操舵減速機２１には、ウォームホイール２１Ａと、そのウォームホイール２１Ａに噛合したウォームギヤ２１Ｂとが備えられている。そして、ウォームギヤ２１Ｂに反力発生モータ２０（図１参照）のロータシャフト２０Ｓが一体回転可能に固定される一方、ウォームホイール２１Ａに、ハンドル１１の中心から延びたステアリングシャフト１１Ｓが一体回転可能に固定されている。さらに、ステアリングシャフト１１Ｓの中間部分には、ステアリングシャフト１１Ｓの捻れ変形量に基づいてハンドル１１に係る負荷トルクを検出するトルクセンサ２２（図１参照）が備えられている。そして、図１に示すように反力発生モータ２０の三相巻線とトルクセンサ２２、操舵角センサ２３及び車速センサ１９の各信号線とが共にＥＣＵ３０に接続されている。

図２に示すようにＥＣＵ３０には、転舵モータ１７に三相交流を給電するためのインバータ回路３１（本発明に係る「モータ駆動制御回路」に相当する）が備えられている。このインバータ回路３１は、ＦＥＴの３相ブリッジ回路である。詳細には、インバータ回路３１は、バッテリー３５の正極３５Ａと負極３５Ｂとの間に並列接続された３つの並列ライン３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗにそれぞれ１対のＦＥＴ３３，３３を直列接続して備え、各並列ライン３２Ｕ，３２Ｖ，３２ＷにおけるＦＥＴ３３，３３の共通接続部に出力ライン３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗを分岐接続した構造になっている。そして、これら出力ライン３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗがライン切替スイッチ５６を通して、転舵モータ１７に接続可能になっている。

インバータ回路３１の各ＦＥＴ３３は、ＣＰＵ３８Ａを有した制御回路３８によってオンオフ制御される。具体的には、制御回路３８は、操舵角センサ２３、転舵角センサ１８、トルクセンサ２２及び車速センサ１９等から運転状況に関する情報を取り込み、それら情報に基づいて転舵モータ１７への電流指令値を決定する。そして、電流指令値に応じた電流がインバータ回路３１から転舵モータ１７へと流れるように、インバータ回路３１の各ＦＥＴ３３をオンオフ制御する。

なお、図示しないが、ＥＣＵ３０には反力発生モータ２０用のインバータ回路も備えられ、このインバータ回路は上記したインバータ回路３１と同様な構成になっている。

図２に示すように本実施形態のステアバイワイヤシステム１０には、インバータ回路３１が作動不能になった場合に備えて転流装置７０が設けられている。この転流装置７０に備えた出力ライン４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗも、上記したインバータ回路３１と同様に、ライン切替スイッチ５６を通して、転舵モータ１７に接続可能になっている。なお、転流装置７０に関しては後に詳説する。

ライン切替スイッチ５６は、転舵モータ１７に対して転流装置７０の出力ライン４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗ群とインバータ回路３１の出力ライン３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗ群との何れか一方を択一的に接続する。

詳細には、ライン切替スイッチ５６の入力部には、転流装置７０の出力ライン４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗと、インバータ回路３１の出力ライン３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗとが接続される一方、ライン切替スイッチ５６の出力部には転舵モータ１７の三相巻線１７Ａ（図３参照）が接続されている。また、ライン切替スイッチ５６は、例えば図示しないソレノイドと弾性部材とを有し、イグニッションスイッチをオンするとソレノイドが励磁されて作動し、インバータ回路３１のみを転舵モータ１７との間に接続する。そして、イグニッションキースイッチをオフしたとき又はインバータ回路３１の故障時に、ソレノイドの励磁が停止されて弾性部材の弾発力により作動し、転流装置７０のみを転舵モータ１７に接続する。

図４に示すように転流装置７０は、車両９０に固定された固定部材７１の内側に回転部材７２を回転可能に軸支して備えている。回転部材７２は、軸方向の中間部分に円盤部７２Ａを有し、図６に示すように円盤部７２Ａの外周面に、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３種類計１２個のブラシ摺接端子７３が保持されている。これら１２個のブラシ摺接端子７３は、Ｕ相とＶ相とＷ相の３種類４個ずつのブラシ摺接端子７３に分けられ、図６において時計回り方向に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のブラシ摺接端子７３の順番で繰り返されている。そして、これらブラシ摺接端子７３と円盤部７２Ａとからコンミテータ７４が構成されている。

また、回転部材７２には、円盤部７２Ａより小径で長くなった円形軸部７２Ｂが備えられ、その円形軸部７２Ｂの外周面には、３つのスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗが設けられている。これらスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗは、回転部材７２の内部を通過した中継ライン７６Ｕ，７６Ｖ，７６Ｗを介してＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各ブラシ摺接端子７３にそれぞれ接続されている。

これに対して固定部材７１は、回転部材７２の円形軸部７２Ｂを収容した軸収容部７１Ａと、円盤部７２Ａを収容した円盤収容部７１Ｂとを有している。そして、軸収容部７１Ａの軸方向の両端部に設けた１対のベアリング４２Ｊ，４２Ｊにて回転部材７２が固定部材７１に回転可能に軸支されている。また、円形軸部７２Ｂの端部は固定部材７１の一端から外側に延ばされて反力発生モータ２０（図１参照）のロータシャフト２０Ｓに連結され、これにより回転部材７２がハンドル１１に連動回転する。

さて、固定部材７１のうち円盤部７２Ａを覆った円盤収容部７１Ｂの内周面には、所定の２位置に１対の凹部７１Ｃ，７１Ｃが形成され、それら各凹部７１Ｃ，７１Ｃにブラシ７５Ａ，７５Ｂが直動可能に嵌合されている。このブラシ７５Ａ，７５Ｂには、バッテリー３５の正極３５Ａと負極３５Ｂが接続されている。

より詳細には各ブラシ７５Ａ，７５Ｂは、例えばカーボン製であって、ブラシ摺接端子７３との摺接面の反対側の端部には、一端有底のキャップ形状をなした可動鉄芯７５Ｐが嵌合固定されている。また、各凹部７１Ｃ，７１Ｃの奥面と各ブラシ７５Ａ，７５Ｂの可動鉄芯７５Ｐとの間には圧縮コイルバネ７５Ｓ，７５Ｓ（本発明に係る「ブラシ付勢スプリング」に相当する）が収容され、これら圧縮コイルバネ７５Ｓ，７５Ｓの弾発力によって各ブラシ７５Ａ，７５Ｂがブラシ摺接端子７３（コンミテータ７４）に向けて付勢されている。また、円盤収容部７１Ｂには各凹部７１Ｃ，７１Ｃ内に磁力を発生させる電磁コイル７５Ｃ，７５Ｃ（本発明に係る「ブラシ保持電磁石」に相当する）が内蔵されている。

固定部材７１のうち軸収容部７１Ａの内周面には、３つの凹部７１Ｄ，７１Ｄ，７１Ｄが形成され、それら各凹部７１Ｄ，７１Ｄ，７１Ｄに中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗが直動可能に嵌合されている。これら中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗも、上記したブラシ７５Ａ，７５Ｂと同様に例えばカーボン製である。

各中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗのうち、スリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗとの摺接面とは反対側の端部には、可動鉄芯７７Ｐが固定されている。また、凹部７１Ｄの奥面と可動鉄芯７５Ｐとの間には圧縮コイルバネ７７Ｓ（本発明に係る「ブラシ付勢スプリング」に相当する）が収容され、これら圧縮コイルバネ７７Ｓの弾発力によって各中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗがスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗに向けて付勢されている。また、軸収容部７１Ａには各凹部７７Ｄ内に磁力を発生させる電磁コイル７７Ｃ（本発明に係る「ブラシ保持電磁石」に相当する）が内蔵されている。そして、固定部材７１を内外に貫通した出力ライン４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗが中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗに接続されている。この構成により、車両９０に固定された転舵モータ１７のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の配線と、車両９０に対して回転するブラシ摺接端子７３群との間を、ハンドル１１の操舵位置に拘わらず、安定して導通状態に保持可能になっている。

本実施形態の構成は以上である。次に、上記構成からなる本実施形態の作用効果について説明する。ステアバイワイヤシステム１０は、正常時には、インバータ回路３１がバッテリー３５と転舵モータ１７との間に接続される。そして、ハンドル１１の操舵に応じてインバータ回路３１のＦＥＴ３３がオンオフして転舵モータ１７に交流が付与され、転舵輪１２，１２が転舵する。

また、正常時には転流装置７０に備えた各電磁コイル７５Ｃ，７７Ｃに対して、ＥＣＵ３０に備えた制御回路３８から励磁電流が付与される。すると、可動鉄芯７５Ｐ，７７Ｐが圧縮コイルバネ７５Ｓ，７７Ｓの付勢力に抗して凹部７１Ｃ，７１Ｄ内に吸引されて、各ブラシ７５Ａ，７５Ｂがブラシ摺接端子７３から離間し、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗがスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗから離間した状態になる（図４の状態）。即ち、ハンドル１１の操舵に連動して回転部材７２が回転しても、ブラシ７５Ａ，７５Ｂがブラシ摺接端子７３に摺接したり、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗがスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗに摺接することはない。

これに対し、インバータ回路３１の故障等、ＥＣＵ３０が制御を続けられなくなった場合には、ライン切替スイッチ５６の作動により、インバータ回路３１に代えて転流装置７０が、バッテリー３５と転舵モータ１７との間に接続される。また、インバータ回路３１が故障すると、制御回路３８によって励磁電流の付与が停止され、各電磁コイル７５Ｃ，７７Ｃの励磁が停止される。すると、圧縮コイルバネ７５Ｓ，７７Ｓの弾発力によってブラシ７５Ａ，７５Ｂがブラシ摺接端子７３に押し付けられ、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗがスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗに押し付けられる（図５及び図６の状態）。

これにより、回転部材７２の回転位置に応じてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３種類のブラシ摺接端子７３のうち１種類又は２種類のブラシ摺接端子７３に一方のブラシ７５Ａが接触し、残りの種類のブラシ摺接端子７３に他方のブラシ７５Ｂが接触する（図６を参照）。つまり、転流装置７０の出力ライン４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗに転舵モータ１７が接続された状態で、回転部材７２がハンドル１１の動作に連動して回転すると、３種類のブラシ摺接端子７３に対するブラシ７５Ａ，７５Ｂの接続状態が機械的にスイッチングされて、転舵モータ１７に三相交流が付与され転舵輪１２，１２が転舵する。従って、車両９０の走行中にインバータ回路３１が故障しても、転流装置７０により転舵モータ１７に交流を付与することができ、ハンドル１１の操作に応じて転舵輪１２，１２を転舵させて、路肩等に車両９０を避難させることができる。

このように、本実施形態のステアバイワイヤシステム１０では、転流装置７０に備えたブラシ７５Ａ，７５Ｂ及び中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗが、正常時にはコンミテータ７４及びスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗから離されており、故障時にのみコンミテータ７４及びスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗに摺接するから、ブラシ７５Ａ，７５Ｂ、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗ、コンミテータ７４及びスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗの摩耗を抑えることができ、耐久性の向上を図ることができる。よってブラシ７５Ａ，７５Ｂ及び中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗの長さを従来より短くすることができ、転流装置７０を小型化することができる。また、ブラシ７５Ａ，７５Ｂとブラシ摺接端子７３及び、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗとスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗとが摺接する際の摺接音やハンドリングの粘っこさが解消され、正常時における操舵フィーリングが向上する。さらに、ブラシ７５Ａ，７５Ｂ及び中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗをカーボン製にして軽量化したことで、故障発生時に、ブラシ７５Ａ，７５Ｂ及び中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗを速やかにコンミテータ７４及びスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗに接触させることができる。

しかも、ブラシ摺接端子７３群が車両９０に対して回転する一方、１対のブラシ７５Ａ，７５Ｂ及びブラシ７５Ａ，７５Ｂをブラシ摺接端子７３に押し付ける圧縮コイルバネ７５Ｓ，７５Ｓが車両９０に固定された固定部材７１に保持されているので、これらに遠心力がかかることはなく、ブラシ７５Ａ，７５Ｂとブラシ摺接端子７３との間の導通状態が安定する。

［第２実施形態］
本実施形態のステアバイワイヤシステム１０の構造は前記第１実施形態と同じであり、動作のみが前記第１実施形態と異なる。以下、動作について説明する。
正常時において、車両９０のイグニッションキースイッチをオンするとＥＣＵ３０が起動する。すると、ＥＣＵ３０に備えた制御回路３８（本発明に係る「電磁石制御回路」に相当する）は、図７に示す転流装置制御プログラムＰＧ１を所定周期で繰り返し実行する。

転流装置制御プログラムＰＧ１では、まず、車速センサ１９にて検出した車速Ｖｈが予め設定された所定値Ｖ１以下でありかつ、操舵角センサ２３にて検出したハンドル１１の操舵角θｈがハンドル１１の中立点（直進走行するときの位置）に対して予め設定された基準操舵角θ１以下であるか否かをチェックする（Ｓ１１）。

上記ステップＳ１において何れの条件も成立している場合（Ｓ１１でＹＥＳ）には、電磁コイル７５Ｃ，７７Ｃの励磁を停止して（Ｓ１２）、ブラシ７５Ａ，７５Ｂがコンミテータ７４に接触しかつ、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗがスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗに接触した状態にする。

次に、ハンドル１１の操舵角θｈが所定角θ２に達したか否かをチェックする（Ｓ１３）。ハンドル１１の操舵角θｈが所定角θ２に達していない場合（Ｓ１３でＮＯ）には、電磁コイル７５Ｃ，７７Ｃの励磁を停止したままとし、操舵角θｈが所定角θ２に達した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、即ち、ブラシ７５Ａ，７５Ｂがコンミテータ７４に接触しかつ中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗがスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗに接触した状態で、転流装置７０の回転部材７２が所定数回転した場合には、電磁コイル７５Ｃ，７７Ｃの励磁を開始して（Ｓ１４）、各ブラシ７５Ａ，７５Ｂをコンミテータ７４から離間させると共に、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗをスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗから離間させる。

より具体的に説明すると、例えば、車両９０を走行させている途中で、ハンドル１１を中立点としたまま一旦停止すると、車速Ｖｈが所定値Ｖ１以下でかつ操舵角θｈが基準操舵角θ１以下、という条件が成立する（ステップＳ１１でＹＥＳ）。これにより、電磁コイル７５Ｃ，７７Ｃの励磁が停止して（ステップＳ１２）、ブラシ７５Ａ，７５Ｂがコンミテータ７４に接触し、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗがスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗに接触する。その後、車両９０を再発進させて、右左折又は車線変更する過程で操舵角θｈが所定角θ２以上になると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、電磁コイル７５Ｃ，７７Ｃの励磁が開始されて（ステップＳ１４）、各ブラシ７５Ａ，７５Ｂがブラシ摺接端子７３（コンミテータ７４）から離間し、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗがスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗから離間する。そして、車速Ｖｈが所定値Ｖ１以下でかつ操舵角θｈが基準操舵角θ１以下、という条件が再度成立するまで、この離間状態が保持される。

このように本実施形態によれば、正常時に、ハンドル１１の操舵角θｈが所定角θ２になるまでブラシ７５Ａ，７５Ｂとコンミテータ７４及び中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗとスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗとを摺接させておくので、この間にブラシ摺接端子７３及びスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗの摺接面に付着した異物を予め取り除くことができる。これにより、故障発生時のブラシ７５Ａ，７５Ｂとブラシ摺接端子７３との導通状態及び、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗとスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗとの導通状態を安定させることができる。

［第３実施形態］
本実施形態は図８及び図９に示されている。図８に示すように転流装置に備えられたブラシ７５Ａ，７５Ｂは、円盤収容部７１Ｂの内周面に一端が固定された片持ち状の板バネ４１Ａ，４１Ｂ（本発明の「ブラシ付勢スプリング」に相当する）の先端部に備えられている。この板バネ４１Ａ，４１Ｂによってブラシ７５Ａ，７５Ｂはコンミテータ７４側に付勢されている。さらに、円盤収容部７１Ｂの内周面のうち、各ブラシ７５Ａ，７５Ｂに対して径方向外側位置には、ブラシ７５Ａ，７５Ｂをコンミテータ７４の外周面に対して接離させるための電磁コイル４１Ｃ，４１Ｃが備えられている。

その他の構成は、上記第１実施形態と同じであるので説明を省略する。

さて、正常時には、各電磁コイル４１Ｃ，４１Ｃが励磁しているので、板バネ４１Ａ，４１Ｂの弾発力に抗してブラシ７５Ａ，７５Ｂが吸引されコンミテータ７４から離間する。従って、ハンドル１１の操舵に連動して回転部材７２が回転しても、ブラシ７５Ａ，７５Ｂがコンミテータ７４に摺接することはない（図８を参照）。

これに対し、インバータ回路３１の故障時には、図９に示すように、電磁コイル４１Ｃ，４１Ｃに励磁電流が付与されなくなり、電磁コイル４１Ｃ，４１Ｃの励磁が停止する。すると、板バネ４１Ａ，４１Ｂの弾発力によってブラシ７５Ａ，７５Ｂがコンミテータ７４の外周面に押し付けられる。これにより、ハンドル１１の操舵に応じてコンミテータ７４の各ブラシ摺接端子７３とブラシ７５Ａ，７５Ｂとの接触状態が機械的にスイッチングされ、転舵モータ１７に三相交流が付与されて転舵輪１２，１２が転舵する。本実施形態の構成によっても第１実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗに対して上記構成を適用して、スリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗと接離するように構成してもよい。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態では、ブラシ７５Ａ，７５Ｂ及び中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗをカーボン製としていたが、金属ブラシや貴金属ブラシであってもよい。

（２）電磁コイル４１Ｃ，７５Ｃは、励磁状態のときにブラシ７５Ａ，７５Ｂ又は中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗを吸引してコンミテータ７４又はスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗから離して保持できればよく、上記実施形態の電磁コイル４１Ｃ，７５Ｃのような構造や配置に限定するものではない。

（３）前記第１実施形態では、正常時には、各ブラシ７５Ａ，７５Ｂと中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗの両方をコンミテータ７４及びスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗから離していたが、各ブラシ７５Ａ，７５Ｂだけをコンミテータ７４から離しおく構造でもよい。この場合、電磁コイル７７Ｃは不要となる。

（４）上記第２実施形態において、転流装置制御プログラムＰＧ１は、所定周期で繰り返し実行される構成であったが、イグニッションキースイッチがオフからオンに切り替わった後で１回だけ実行されるようにしてもよい。即ち、イグニッションキースイッチがオンされた後で、一回だけ、ブラシ７５Ａ，７５Ｂとコンミテータ７４及び、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗとスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗとを摺接させるようにしてもよい。

（５）前記実施形態では、転流装置７０に１２個のブラシ摺接端子７３を備えた構造を例示したが、ブラシ摺接端子７３の数は１２個に限定するものではなく、例えば９個であってもよい。

（６）また、転流装置７０におけるブラシ７５Ａ，７５Ｂ，４１Ａ，４１Ｂの配置に関しても、前記実施形態に限定されるものではない。

（７）前記実施形態では、転流装置７０及びインバータ回路３１と、転舵モータ１７との間にライン切替スイッチ５６を備えていたが、転流装置７０及びインバータ回路３１と、バッテリー３５との間にライン切替スイッチ５６を備えた構成にしてもよい。

（８）上記実施形態では、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗとスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗとを摺接させることで、コンミテータ７４の各ブラシ摺接端子７３と転流装置７０の出力ライン４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗとを電気的に接続していたが、図１０に示すように各ブラシ摺接端子７３に接続された中継ライン７６Ｕ，７６Ｖ，７６Ｗを回転部材７２の内外に貫通させて、これをライン切替スイッチ５６の入力部に接続した構造でもよい。このような構造とすれば、中継ブラシ７７Ｕ，７７Ｖ，７７Ｗとスリップリング７５Ｕ，７５Ｖ，７５Ｗを備えたものと比較して、部品点数の削減が図られ構造を簡素化することができる。また、軸方向（図１０における左右方向）の寸法をコンパクト化することも可能である。

（９）前記実施形態では、転流装置７０のうちハンドル１１に連動回転する回転部材７２にコンミテータ７４を配置し、車両９０に固定された固定部材７１にブラシ７５Ａ，７５Ｂを配置していたが、図１１に示すように、回転部材１７２にブラシ７５Ａ，７５Ｂを配置し、固定部材１７１にコンミテータ１７４を配置してもよい。

詳細には、本実施形態の転流装置１７０は、互いに相対回転する回転部材１７２と固定部材１７１とを備えている。固定部材１７１は円柱状をなし、一端側の外周面に複数のブラシ摺接端子７３が均等配置されたコンミテータ１７４が備えられている。

これに対し、回転部材１７２は一端有底の円筒状をなし、コンミテータ１７４の外周を覆うようにして備えられている。そして、回転部材１７２の内周面に１対のブラシ７５Ａ，７５Ｂが備えられている。ブラシ７５Ａ，７５Ｂは、回転部材１７２の内周面から突出した筒体１７５Ｈ，１７５Ｈの内部に直動可能に嵌合されている。各ブラシ７５Ａ，７５Ｂは、例えばカーボン製であって、コンミテータ１７４との摺接面の反対側の端部には、一端有底のキャップ形状をなした可動鉄芯１７５Ｐ，１７５Ｐが嵌合固定されている。また、各筒体１７５Ｈ，１７５Ｈの奥面と各ブラシ７５Ａ，７５Ｂの可動鉄芯１７５Ｐ，１７５Ｐとの間には圧縮コイルバネ７５Ｓ，７５Ｓが収容され、これら圧縮コイルバネ７５Ｓ，７５Ｓの弾発力によって各ブラシ７５Ａ，７５Ｂがコンミテータ１７４に向けて付勢されている。また、筒体１７５Ｈ，１７５Ｈの外側には、その内部に磁力を発生させる電磁コイル１７５Ｃ，１７５Ｃ（本発明に係る「ブラシ保持電磁石」に相当する）が巻回されている。なお、各ブラシ７５Ａ，７５Ｂ及び電磁コイル１７５Ｃ，１７５Ｃは、回転部材１７２を内外に貫通した図示しない電力ラインによって給電される。

そして、転舵モータ１７がインバータ回路３１から交流を付与されている場合、即ち、正常時には、これら電磁コイル１７５Ｃ，１７５Ｃが励磁されて、ブラシ７５Ａ，７５Ｂがコンミテータ１７４から離間した状態になり、インバータ回路３１の故障時には、励磁が停止されてブラシ７５Ａ，７５Ｂが圧縮コイルバネ７５Ｓ，７５Ｓの弾発力によりコンミテータ１７４に押し付けられた状態になり、転流装置１７０から転舵モータ１７に交流が付与される。このような構成であっても、上記実施形態と同様な効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係るステアバイワイヤシステムの概念図 ＥＣＵの回路図 ハンドルと転流装置との連結状態を示した概念図 正常時の転流装置の側断面図 故障時の転流装置の側断面図 図５におけるＡ−Ａ切断面における断面図 第２実施形態に係る転流装置の動作を示すフローチャート 第３実施形態に係る転流装置の正常時における断面図 故障時における転流装置の断面図 他の実施形態（８）に係る転流装置の側断面図 他の実施形態（９）に係る転流装置の側断面図

符号の説明

１０ ステアバイワイヤシステム
１１ ハンドル
１２ 転舵輪
１７ 転舵モータ（交流モータ）
３１ インバータ回路（モータ駆動制御回路）
３８ 制御回路（電磁石制御回路）
４１Ａ 板バネ（ブラシ付勢スプリング）
７０，１７０ 転流装置
７５Ａ，７５Ｂ，７５Ａ，７５Ｂ ブラシ
４１Ｃ，７５Ｃ，１７５Ｃ 電磁コイル（ブラシ保持電磁石）
７５Ｓ 圧縮コイルバネ（ブラシ付勢スプリング）
７４，１７４ コンミテータ

Claims (5)

1. 車両に備えたハンドルの操作に応じてモータ駆動制御回路が交流モータを駆動して、転舵輪を転舵するステアバイワイヤシステムであって、前記ハンドルの操舵に連動して相互に相対回転するコンミテータとブラシとを有する転流装置を備え、前記モータ駆動制御回路の異常時に、そのモータ駆動制御回路の代わりに前記転流装置がバッテリーからの直流を交流に変換して前記交流モータに付与するステアバイワイヤシステムにおいて、
   前記ブラシを前記コンミテータに向けて付勢するブラシ付勢スプリングと、
   正常時に励磁され、前記ブラシ付勢スプリングの弾発力に抗して前記ブラシを前記コンミテータから離して保持可能なブラシ保持電磁石とを備えたことを特徴とするステアバイワイヤシステム。
2. 前記ブラシは、カーボン製であることを特徴とする請求項１に記載のステアバイワイヤシステム。
3. 前記モータ駆動制御回路が正常時であって所定条件が成立した場合に、前記ブラシ保持電磁石の励磁を停止した状態で前記ハンドルが所定角操舵されることを待って前記ブラシ保持電磁石を励磁する電磁石制御回路を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のステアバイワイヤシステム。
4. 車両のイグニッションキースイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられたことを前記所定条件としたことを特徴とする請求項３に記載のステアバイワイヤシステム。
5. 前記所定条件は、所定値以下の車速で、前記ハンドルが中立点から所定値以下の操舵角で操舵されたことであることを特徴とする請求項３又は４に記載のステアバイワイヤシステム。

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