JP2009090713A - 車両の操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵手段（操舵ハンドル）の軸方向移動で変速可能な変速機構を備える車両の操舵装置にて、変速機構の変速によるドライビングポジションの悪化を抑制すること。
【解決手段】 伝達軸（ステアリングメインシャフト１０を含む）は、操舵ハンドルＳＨと転舵輪とを連結して、操舵ハンドルＳＨを介して入力される操舵力を前記転舵輪に伝達する。前記伝達軸には、操舵ハンドルＳＨの操作に対して補助力付与手段から所定の補助力が付与される。また、前記伝達軸には、操舵ハンドルＳＨの軸方向移動に伴って変速可能な変速機構ＣＭが設けられている。変速機構ＣＭの変速に基づいて運転者のドライビングポジションを変更可能な位置調整装置（８０，９０）が設けられている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、運転者によって操作される操舵手段と、同操舵手段と転舵輪とを連結して前記操舵手段を介して入力される操舵力を前記転舵輪に伝達する伝達軸と、同伝達軸に接続されて前記操舵手段の操作に対して所定の補助力を付与する補助力付与手段とを備えた車両の操舵装置に関する。

従来から、運転者による操舵手段の操作に対して所定の補助力を付与する補助力付与手段を備えた車両の操舵装置（パワーステアリング装置）において、操舵状態の異常検出に基づいて補助力付与手段の作動を停止させる場合に、操舵性の悪化を抑制する提案がなされている。例えば、下記特許文献１には、操舵状態を推定するための複数の検出手段からの検出情報を取り込み、電動モータ（補助力付与手段）の作動を停止させる場合に複数の検出手段のうち正常に作動している検出手段を選択し、選択した検出手段からの検出値を監視しながら電動モータによるアシストトルク（補助力）の付与を徐々に低下させる電動パワーステアリング制御装置が示されている。この電動パワーステアリング制御装置によれば、電動モータを停止させる場合に、操舵ハンドル（操舵手段）が徐々に重くなるため、操舵違和感による操舵性の悪化を抑制することができるようになっている。
特開２００５−６７２６２号公報

しかし、上記特許文献１に示された従来の電動パワーステアリング制御装置であっても、電動モータの作動が完全に停止した後には、アシストトルクが付与されることがない。このため、運転者が操舵ハンドルを回動操作するためには大きな操舵力（操舵トルク）が必要となり、運転者に対して肉体的な負担を強いることになる。したがって、何らかの異常が発生し補助力付与手段が所定の補助力を付与しない状態であっても、運転者が操舵手段を介して入力する操舵力のみで容易に転舵輪を転舵させることができて、良好な操舵性を確保することが望まれている。

上記した問題に対して、出願人は、操舵手段からの操舵力によって回転可能な第１軸の回転を、第１軸から伝達される操舵力によって回転可能な第２軸に、同速にてまたは減速して伝達可能な変速機構を備える車両の操舵装置を、先に提案した。この車両の操舵装置においては、操舵手段の操作に対して補助力付与手段が所定の補助力を付与する補助力付与通常状態であるとき、変速機構にて第１軸の回転が同速にて第２軸に伝達されるように変速可能である。一方、操舵手段の操作に対して補助力付与手段が所定の補助力を付与しない補助力付与停止状態であるとき、変速機構にて第１軸の回転が減速されて第２軸に伝達されるように変速可能である。このため、何らかの異常が発生し補助力付与手段が所定の補助力を付与しない状態であっても、運転者が操舵手段を介して入力する操舵力のみで容易に転舵輪を転舵させることができて、良好な操舵性を確保することできる。

ところで、前記変速機構が、操舵手段および第１軸の軸方向移動に伴って変速可能である場合には、前記変速機構の変速後における操舵手段に対する運転者の相対位置（運転者のドライビングポジション）が、前記変速機構の変速前における操舵手段に対する運転者の相対位置に対して変化するため、前記変速機構の変速後においては、運転者のドライビングポジションが悪化するおそれがある。

本発明は、上記した問題（ドライビングポジションの悪化）に対処すべくなされたものであり、運転者によって操作される操舵手段と、同操舵手段と転舵輪とを連結して前記操舵手段を介して入力される操舵力を前記転舵輪に伝達する伝達軸と、同伝達軸に接続されて前記操舵手段の操作に対して所定の補助力を付与する補助力付与手段とを備えた車両の操舵装置において、前記伝達軸は、前記操舵手段側に配置され前記操舵手段からの操舵力によって回転可能な第１軸と、前記転舵輪側に配置され前記第１軸の回転を同速にてまたは減速して伝達可能な変速機構を介して前記第１軸から伝達される操舵力によって回転可能な第２軸を備えていて、前記変速機構が、前記操舵手段および前記第１軸の軸方向移動に伴って変速可能であり、前記変速機構の変速に基づいて運転者のドライビングポジションを変更可能な位置調整装置が設けられていることに特徴がある。この場合において、前記位置調整装置は、運転者のシート位置、前記操舵手段の上下方向位置および運転者によって操作されるペダル位置の少なくとも一つの位置を変更可能であってもよい。

本発明による車両の操舵装置においては、操舵手段の操作に対して補助力付与手段が所定の補助力（アシストトルク）を付与する補助力付与通常状態において、変速機構にて第１軸の回転が同速にて第２軸に伝達されるように設定すれば、運転者は、第１軸と第２軸が同速にて回転しかつ補助力付与手段が伝達軸に補助力を付与する状態で、転舵輪を転舵させることができる。一方、操舵手段の操作に対して補助力付与手段が所定の補助力を付与しない補助力付与停止状態において、変速機構にて第１軸の回転が減速して第２軸に伝達されるように設定すれば、運転者は、第１軸に対して第２軸が減速されて回転しかつ補助力付与手段が伝達軸に補助力を付与しない状態で、転舵輪を転舵させることができ、転舵輪を転舵させるために必要な操舵力を変速機構にて軽減することができる。したがって、補助力付与手段が所定の補助力を付与しない状態であっても、運転者は操舵手段を介して入力する操舵力のみで容易に転舵輪を転舵させることができて、良好な操舵性を確保することができる。

ところで、本発明による車両の操舵装置においては、前記変速機構の変速に基づいて運転者のドライビングポジションを変更可能な位置調整装置が設けられているため、例えば、前記操舵手段および前記第１軸の軸方向移動に伴って変速可能な前記変速機構にて、第１軸と第２軸が同速にて回転する同速状態から第１軸に対して第２軸が減速されて回転する減速状態に変速されるとき、位置調整装置が、運転者のドライビングポジション（操舵手段に対する運転者の相対位置）を変更する。このため、前記変速機構の変速後（減速状態）における操舵手段に対する運転者の相対位置を、前記変速機構の変速前（同速状態）における操舵手段に対する運転者の相対位置と近くすることができて、前記変速機構の変速後（減速状態）においては、運転者のドライビングポジションの悪化を抑制することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記変速機構が、車体側に回転不能に固定されているリングギアと、前記第１軸に同軸的かつ一体的に設けられ前記第１軸の軸方向移動に伴って軸方向に移動可能なサンギアと、前記第２軸に同軸的かつ一体的に設けられているキャリアと、このキャリアに回転可能に組付けられて前記サンギアと前記リングギアに対して噛合・非噛合可能なプラネタリギアを有する遊星歯車機構と、前記第２軸に同軸的かつ一体的に設けられ前記サンギアの軸方向移動によって前記サンギアと噛合・非噛合可能なアウトプットギアを備えており、前記変速機構では、前記操舵手段および前記第１軸の軸方向の移動に伴って、前記サンギアが前記アウトプットギアと噛合し前記プラネタリギアと噛合しないで前記第１軸の回転を同速にて前記第２軸に伝達可能な同速状態から、前記プラネタリギアが前記リングギアに噛合かつ前記サンギアが前記プラネタリギアと噛合し前記アウトプットギアと噛合しないで前記第１軸の回転を減速して前記第２軸に伝達可能な減速状態に変速可能であってもよい。この場合には、ステアリングコラムにテレスコピック機構を備えた操舵装置において、テレスコピック機構の構成を有効に活用して前記変速機構を構成することが可能であり、前記変速機構をシンプルかつ安価に構成することが可能である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は本発明に係る車両の操舵装置の第１実施形態を示していて、この第１実施形態の操舵装置は、図１に示したように、運転者によって回動操作される操舵手段としての操舵ハンドルＳＨと、同操舵ハンドルＳＨと転舵輪としての左右前輪（図示省略）とを連結している伝達軸（伝達機構）ＣＯを備えている。

操舵ハンドルＳＨは、図１に示したように、運転者によって入力される操舵力を伝達軸ＣＯに伝達するためのものであり、伝達軸ＣＯの運転者側端部に連結されている。伝達軸ＣＯは、操舵ハンドルＳＨを介して入力される操舵力を左右前輪に伝達するためのものであり、ステアリングコラムＳＣにおけるステアリングメインシャフト１０と、このステアリングメインシャフト１０にアッパーユニバーサルジョイント３１を介して連結されているインターミディエイトシャフト３２と、このインターミディエイトシャフト３２にロアーユニバーサルジョイント３３を介して連結されているピニオンシャフト３４と、このピニオンシャフト３４にピニオンギアおよびラックギア（共に図示省略）を介して接続されているラックバー（図示省略）と、このラックバーの左右動を左右前輪の左右転舵として伝えるステアリングリンク機構（図示省略）を備えている。

ステアリングコラムＳＣは、操舵ハンドルＳＨと一体的に回転可能なステアリングメインシャフト１０と、このステアリングメインシャフト１０を内部に収容しかつ回転可能に支持するコラムチューブ２０と、ステアリングコラムＳＣをチルト動作（上下方向での傾動動作）させる電動チルト機構４０と、ステアリングコラムＳＣをテレスコピック動作（コラム軸方向での伸長・収縮動作）させる電動テレスコピック機構５０と、操舵ハンドルＳＨの操作に対して所定の補助力を付与する補助力付与手段としてのＥＰＳ（電動パワーステアリング）ユニット６０を備えている。

ステアリングメインシャフト１０は、図１〜図３に示したように、第１軸としてのアッパーシャフト１１と、第２軸としてのロアーシャフト１２を備えるとともに、ロアーシャフト１２にトーションバー（図示省略）を介して連結されているアウトプットシャフト１３（図１参照）を備えている。アッパーシャフト１１は、中空状に形成されていて、上端側（運転者側）にて操舵ハンドルＳＨに接続されており、操舵ハンドルＳＨの回動操作によって操舵ハンドルＳＨと一体的に回転可能である。ロアーシャフト１２は、中空状に形成されていて、アッパーシャフト１１の下端部がコラム軸方向に摺動可能に挿通されている。

コラムチューブ２０は、図１〜図３に示したように、ステアリングメインシャフト１０を回転自在に支持するためのものであり、インストルメントパネルリインフォースメントＩＲに設けられるステアリングサポート部材ＳＳに車両前方側が下方に位置するように傾斜した姿勢で支持されていて、アッパーチューブ２１と、ロアーチューブ２２を備えている。なお、インストルメントパネルリインフォースメントＩＲおよびステアリングサポート部材ＳＳは、車体に組み付けられて固定される車体側部材である。

アッパーチューブ２１は、図１〜図３に示したように、ロアーチューブ２２の車両後方側端部外周にテレスコガイド２３を介してコラム軸方向に摺動可能に組付けられていて、電動テレスコピック機構５０によってコラム軸方向位置を調整可能とされている。また、アッパーチューブ２１は、図２および図３に示したように、中空状に形成されていて、上端部の内周に一体的に設けられているベアリングＢｒを介してアッパーシャフト１１を回転可能かつ一体的にコラム軸方向へ移動可能に支持している。テレスコガイド２３は、アッパーチューブ２１の下端部内周に固着されていて、ロアーチューブ２２との摺動抵抗を低減可能である。

ロアーチューブ２２は、図１に示したように、ＥＰＳユニット６０のハウジング６１と支持ピンＰ１を介して、ステアリングサポート部材ＳＳの車両前方下部に設けたアームＳＳａに、上下方向にて回動可能（支持ピンＰ１の軸心（チルト中心）を中心としてチルト可能）に支持されていて、電動チルト機構４０によって上下方向位置を調整可能とされている。また、ロアーチューブ２２は、図２および図３に示したように、中空状に形成されていて、下端部の内周に一体的に設けられているベアリング（図示省略）を介してロアーシャフト１２を回転可能かつコラム軸方向に変位不能に支持している。また、ロアーチューブ２２は、上端部（車両後方部）にてアッパーチューブ２１の下端部（車両前方部）に挿通されていて、アッパーチューブ２１をコラム軸方向にて摺動可能に支持している。

インターミディエイトシャフト３２は、図１に示したように、上端部（車両後方部）にてアッパーユニバーサルジョイント３１に連結され、下端部（車両前方部）にてロアーユニバーサルジョイント３３に連結されていて、アウトプットシャフト１３にアッパーユニバーサルジョイント３１を介して一体回転可能に接続されている。なお、インターミディエイトシャフト３２は、車両衝突時にステアリングコラムＳＣおよび操舵ハンドルＳＨが運転者側に押し出されてくることを防止するために、コラム軸方向に収縮可能である。

ピニオンシャフト３４は、図１に示したように、上端部（車両後方部）にてインターミディエイトシャフト３２にロアーユニバーサルジョイント３３を介して一体回転可能に接続されていて、下端部（車両前方部）にはピニオンギア（図示省略）が一体的に設けられている。なお、ラックバー（図示省略）から左右前輪に至るステアリングリンク機構（図示省略）の構成は公知であるため、その説明は省略する。

電動チルト機構４０は、所定のチルト調整範囲にてチルト調整可能であり、図１に示したように、ステアリングサポート部材ＳＳの車両後方下部に固着したブラケット４１に組付けられたチルトアジャストナット４２と、このチルトアジャストナット４２に螺合して上下方向（コラム軸方向に直交する方向成分を含んでいる方向）に延びるチルトスクリュ４３と、このチルトスクリュ４３を回転駆動可能なチルト電気モータ４４を備えている。

チルトアジャストナット４２は、ブラケット４１に設けたコラム軸方向に長い長孔４１ａに対して、チルトスクリュ４３の軸周りに回転不能、チルトスクリュ４３の軸方向に移動不能、チルトスクリュ４３とともにコラム軸方向に移動可能かつ前後方向に傾動可能に組付けられている。チルトスクリュ４３は、チルト電気モータ４４を介してロアーチューブ２２に組付けられていて、ロアーチューブ２２に対して、チルトスクリュ４３の軸周りに回転可能かつ上下方向（その軸方向）に移動不能に組付けられている。チルト電気モータ４４は、減速機付の電気モータであり、ロアーチューブ２２に組付けられていて、通電によって回転駆動してチルトスクリュ４３を回転駆動可能である。

電動テレスコピック機構５０は、所定のテレスコ調整範囲にてテレスコ調整可能であり、アッパーチューブ２１に組付けられてアッパーチューブ２１と一体的に移動可能なテレスコアジャストナット５１と、このテレスコアジャストナット５１に螺合してコラム軸方向に沿って延びるテレスコスクリュ５２と、このテレスコスクリュ５２を回転駆動可能なテレスコ電気モータ５３を備えている。テレスコスクリュ５２は、テレスコ電気モータ５３を介してロアーチューブ２２に組付けられていて、ロアーチューブ２２に対して、テレスコスクリュ５２の軸周りに回転可能かつコラム軸方向に移動不能に組付けられている。テレスコ電気モータ５３は、減速機付の電気モータであり、ロアーチューブ２２に組付けられていて、通電によって回転駆動してテレスコスクリュ５２を回転駆動可能である。

ＥＰＳユニット６０は、運転者が操舵ハンドルＳＨを回動操作するときに入力する操舵トルクｔを低減するために、アシストトルクＴａ（補助力）をステアリングメインシャフト１０に付与するためのものであり、図１に示したように、ロアーチューブ２２の下端（車両前方端）にボルトなどの締結手段によって連結されているハウジング６１と、このハウジング６１に組み付けられているアシスト電気モータ６２と、このアシスト電気モータ６２に組付けられている減速機（図示省略）を備えている。アシスト電気モータ６２は、減速機を介してステアリングメインシャフト１０のアウトプットシャフト１３に連結されていて、通電によって回転駆動してステアリングメインシャフト１０のアウトプットシャフト１３にアシストトルクＴａを付与可能である。

また、この第１実施形態においては、図２および図３に示したように、アッパーシャフト１１の回転を同速にてまたは減速してロアーシャフト１２に伝達可能な変速機構ＣＭがステアリングコラムＳＣに設けられている。この変速機構ＣＭは、アッパーシャフト１１に設けたサンギア７１を入力要素とし、ロアーシャフト１２に設けたキャリア７２を出力要素とし、ロアーチューブ２２に設けたリングギア７３を反力要素とする遊星歯車機構７０と、ロアーシャフト１２に設けられているアウトプットギア１２ａを備えている。

遊星歯車機構７０は、上記したサンギア７１、キャリア７２およびリングギア７３を備えるとともに、キャリア７２に組付けたプラネタリギア７４を備えている。この遊星歯車機構７０において、プラネタリギア７４は複数個（例えば、三個）であり、周方向において等間隔に配置されている。サンギア７１は、アッパーシャフト１１の車両前方端部（図示左端部）外周に同軸的かつ一体的に形成されていて、アッパーシャフト１１のコラム軸方向移動に伴ってコラム軸方向に移動可能である。キャリア７２は、ロアーシャフト１２の車両後方端部に同軸的かつ一体的に設けられている。リングギア７３は、ロアーチューブ２２の車両後方端部内周に同軸的かつ一体的に形成されていて、車体側に回転不能に固定されている。

プラネタリギア７４は、その軸心に設けた支持軸７４ａと一体回転可能であり、支持軸７４ａにてキャリア７２に回転可能（キャリア７２に対して自転可能）に組付けられていて、リングギア７３に対して常時噛合している。このプラネタリギア７４は、図２に示したように、サンギア７１がテレスコピック調整ストロークＬの範囲でテレスコピック動作するときには、サンギア７１と噛合しない。また、プラネタリギア７４は、図３に示したように、サンギア７１がテレスコピック調整ストロークＬ外の減速位置にまでテレスコピック動作するときには、サンギア７１と噛合する。

アウトプットギア１２ａは、ロアーシャフト１２の後部（図示左方部）内周に同軸的かつ一体的に形成されていて、サンギア７１のコラム軸方向への移動によってサンギア７１と噛合・非噛合可能である。このため、この変速機構ＣＭでは、テレスコピック調整ストロークＬの範囲でテレスコピック作動するとき（例えば、図２に示した位置にあるとき）には、サンギア７１がアウトプットギア１２ａと噛合しプラネタリギア７４と噛合していない状態とされて、アッパーシャフト１１（第１軸）の回転が同速にてロアーシャフト１２（第２軸）に伝達される。また、サンギア７１が、テレスコピック調整ストロークＬの範囲外にテレスコピック作動されて減速位置にまで移動したとき（図３に示した位置まで移動したとき）には、サンギア７１がプラネタリギア７４と噛合しアウトプットギア１２ａと噛合していない状態とされて、アッパーシャフト１１（第１軸）の回転が遊星歯車機構７０にて減速されてロアーシャフト１２（第２軸）に伝達される。

また、この第１実施形態においては、図４にて概略的に示したように、運転者のシート位置（詳細には、シートクッションＳＴＣの前後方向位置とシートバックＳＴＢの傾動位置）を変更可能（調整可能）なパワーシート装置８０と、運転者によって操作されるペダル位置（詳細には、ブレーキペダル、アクセルペダル等の前後方向位置）を変更可能なパワーアジャスタブルペダル装置９０が設けられている。

パワーシート装置８０は、それ自体公知のものであり、シートクッションＳＴＣの前後方向位置を通電による回転駆動によって変更可能なシートスライド電気モータ８１と、シートクッションＳＴＣに対するシートバックＳＴＢの傾動位置（傾斜角度）を回転駆動によって変更可能なシートリクライニング電気モータ８２を備えている。パワーアジャスタブルペダル装置９０は、それ自体公知のものであり、ブレーキペダル、アクセルペダル等の前後方向位置を通電による回転駆動によって変更可能なペダル電気モータ９１を備えている。

次に、上記した電動チルト機構４０（チルト電気モータ４４）、電動テレスコピック機構５０（テレスコ電気モータ５３）およびＥＰＳユニット６０（アシスト電気モータ６２）の作動を制御するとともに、上記したパワーシート装置８０（シートスライド電気モータ８１、シートリクライニング電気モータ８２）とパワーアジャスタブルペダル装置９０（ペダル電気モータ９１）の作動を制御する電気制御装置１１０およびこの電気制御装置１１０に接続されている警報装置１２０について説明する。

電気制御装置１１０は、図５に示したように、車速センサ１１１、操舵トルクセンサ１１２、操舵角センサ１１３、転舵角センサ１１４、加速度センサ１１５、モータ回転角センサ１１６、減速位置検出センサ１１７を備えていると共に、これら各センサ１１１〜１１７に接続されているとともに、上記した各電気モータ４４，５３，６２，８１，８２，９１と警報装置１２０に接続されている電子制御ユニット１１８を備えている。

車速センサ１１１は、車両の車速Ｖを検出して出力する。操舵トルクセンサ１１２は、ＥＰＳユニット６０のハウジング６１内に組付けられていて、操舵ハンドルＳＨからステアリングメインシャフト１０のアッパーシャフト１１とロアーシャフト１２を介してＥＰＳユニット６０の入力部に入力される操舵トルクｔを検出して出力する。操舵角センサ１１３は、アッパーシャフト１１に対応してアッパーチューブ２１に組付けられていて、操舵ハンドルＳＨの回転角を検出して操舵角θとして出力する。転舵角センサ１１４は、ラックバーに対応してラックバーを収容するラックハウジング内に組み付けられていて、ラックバーの軸方向への変位量を検出し、同検出した変位量に対応する左右前輪の転舵角δを出力する。

加速度センサ１１５は、例えば、車両の重心位置に組み付けられていて、車両に発生した左右方向の加速度Ｇを検出して出力する。モータ回転角センサ１１６は、例えば、アシスト電気モータ６２のモータハウジング内に組み付けられていて、モータ回転軸の回転角を検出してモータ回転角θｍとして出力する。減速位置検出センサ１１７は、図２および図３に示したように、アッパーチューブ２１の外周に組付けられていて、サンギア７１が、テレスコピック調整ストロークＬの範囲外にテレスコピック作動されて減速位置にまで移動したとき（図３に示した位置まで移動したとき）に、テレスコスクリュ５２の後端部外周に組付けた永久磁石ＭＧに近接してＯＮ作動するように設定されている。

電子制御ユニット１１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするものであり、入力される各センサ１１１〜１１６の各検出値間の相関性に基づき各センサ１１１〜１１６の作動状態が正常または異常であるかを判定して、各センサ１１１〜１１６の作動状態が正常であると判定した場合には正常プログラムＰｒ１を実行し、各センサ１１１〜１１６の作動状態が異常であると判定した場合には異常プログラムＰｒ２を実行するように構成されている。

電子制御ユニット１１８は、正常プログラムＰｒ１を実行する場合、車速センサ１１１によって検出されたＶと操舵トルクセンサ１１２によって検出された操舵トルクｔに基づいてアシストトルクＴａを決定し、この決定したアシストトルクＴａに対応してアシスト電気モータ６２を駆動させるための駆動電流をアシスト電気モータ６２に供給する。これにより、アシスト電気モータ６２が供給される駆動電流に応じて回転駆動されて、ステアリングメインシャフト１０のアウトプットシャフト１３に適切なアシストトルクＴａを付与する状態（以下、アシスト通常状態という）となる。

また、電子制御ユニット１１８は、正常プログラムＰｒ１を実行する場合、運転者によるチルト調整操作、テレスコピック調整操作、シート位置調整操作およびペダル位置調整操作、すなわち、上記した各電気モータ４４，５３，８１，８２，９１の作動を許容する。したがって、アシスト通常状態では、運転者は、操舵ハンドルＳＨの上下方向位置およびコラム軸方向位置を調整することが可能であるとともに、シート位置およびペダル位置を調整することが可能である。また、電子制御ユニット１１８は、正常プログラムＰｒ１を実行する場合、警報装置１２０に正常信号を出力する。

一方、電子制御ユニット１１８は、異常プログラムＰｒ２を実行する場合、アシスト電気モータ６２の駆動を停止させるため、駆動電流をアシスト電気モータ６２に供給しない。これにより、アシスト電気モータ６２が駆動電流を供給されなくて、ステアリングメインシャフト１０のアウトプットシャフト１３にアシストトルクＴａを付与しない状態（以下、アシスト停止状態という）となる。また、電子制御ユニット１１８は、異常プログラムＰｒ２を実行する場合、警報装置１２０に異常信号を出力する。

また、電子制御ユニット１１８は、異常プログラムＰｒ２を実行する場合、車両の走行挙動が安定しているとき（例えば、車速がゼロで停車しているとき）に、サンギア７１を減速位置に移動させるべくテレスコ電気モータ５３に駆動電流を供給する。なお、テレスコ電気モータ５３への駆動電流の供給は、減速位置検出センサ１１７のＯＮ作動に基づいて、停止される。また、電子制御ユニット１１８は、異常プログラムＰｒ２を実行する場合、サンギア７１の減速位置への移動に伴う操舵ハンドルＳＨの上方への移動を補正すべく、チルト電気モータ４４に駆動電流を供給する。なお、チルト電気モータ４４への駆動電流の供給量は、下方へのチルト角がα（下記式（１）によって求められる）となるようにして決定される。
（Ｌ+ΔＬ）sin（θ−α）＝Ｈ 式（１）

また、電子制御ユニット１１８は、異常プログラムＰｒ２を実行する場合、車両の走行挙動が安定しているとき（例えば、車速がゼロで停車しているとき）に、サンギア７１の減速位置への移動に伴う操舵ハンドルＳＨの後方への移動に応じて運転者のシート位置とペダル位置を後方に移動すべく、シートスライド電気モータ８１とペダル電気モータ９１に駆動電流をそれぞれ供給する。なお、シートスライド電気モータ８１とペダル電気モータ９１への駆動電流の供給量は、後方への移動量がＳ（下記式（２）によって求められる）となるようにして決定される。
（Ｌ+ΔＬ）cos（θ−α）−Ｌ・cosθ＝Ｓ 式（２）

上記した式（１）および（２）において、Ｌは操舵ハンドルＳＨがチルト調整範囲およびテレスコ調整範囲のニュートラル位置にある場合の操舵ハンドルＳＨ回転中心からチルト中心までの長さであり、ΔＬはテレスコ調整範囲のニュートラル位置でのサンギア７１の位置からサンギア７１の減速位置までの長さであり、θはチルト調整範囲のニュートラル位置での傾斜角度であり、Ｈは操舵ハンドルＳＨがチルト調整範囲およびテレスコ調整範囲のニュートラル位置にある場合のチルト中心に対する操舵ハンドルＳＨ回転中心の高さである（図４の（Ａ）および（Ｂ）参照）。

また、電子制御ユニット１１８は、異常プログラムＰｒ２を実行する場合、車両の走行挙動が安定しているとき（例えば、車速がゼロで停車しているとき）に、操舵ハンドルＳＨの傾斜角度が図４の（Ａ）にて実線で示した角度から図４の（Ｂ）にて実線で示した角度に変化するのに合わせて、シートバックＳＴＢを変速前の傾斜角βより後方に傾斜して運転者の手と操舵ハンドルＳＨの関係を維持すべく、シートリクライニング電気モータ８２に駆動電流を供給する。なお、シートリクライニング電気モータ８２への駆動電流の供給量は、シートバックＳＴＢの後方への傾斜角がαとなるようにして決定される。

警報装置１２０は、アシスト通常状態またはアシスト停止状態であることを運転者に報知するためのものであり、電子制御ユニット１１８に接続されており、運転者によって視認可能な位置（例えば、メータクラスタ内など）に組み付けられている表示部１２１と、音声を出力する音声出力部１２２を備えている。表示部１２１は、例えば、ランプや表示パネルなどから構成されるものであり、ランプの点灯や表示パネルの表示切替により、運転者に対してアシスト通常状態またはアシスト停止状態を報知する。音声出力部１２２は、例えば、スピーカなどから構成されるものであり、音声の出力により、運転者に対してアシスト停止状態を報知する。この警報装置１２０では、電子制御ユニット１１８からの正常信号を入力すると、表示部１２１が運転者に対してアシスト通常状態を報知する。また、電子制御ユニット１１８からの異常信号を入力すると、表示部１２１が運転者に対してアシスト停止状態を報知するとともに、音声出力部１２２が運転者に対してアシスト停止状態を報知する。

上記のように構成した第１実施形態の操舵装置においては、アシスト通常状態にあるとき、図２および図４（Ａ）に示したように、サンギア７１がアウトプットギア１２ａと噛合しプラネタリギア７４と噛合していない状態とされて、アッパーシャフト１１の回転が同速にてロアーシャフト１２に伝達される。このため、運転者は、変速機構ＣＭがアッパーシャフト１１の回転を同速にてロアーシャフト１２に伝達し、ＥＰＳユニット６０がステアリングメインシャフト１０のアウトプットシャフト１３にアシストトルクＴａを付与する状態で、左右前輪（転舵輪）を転舵させることができる。

一方、アシスト停止状態においては、図３および図４（Ｂ）に示したように、サンギア７１がプラネタリギア７４と噛合しアウトプットギア１２ａと噛合していない状態となる。これにより、サンギア入力―キャリア出力の遊星歯車機構７０にてアッパーシャフト１１の回転が減速してロアーシャフト１２に伝達されて、運転者は、左右前輪（転舵輪）を転舵させるために必要な操舵力（操舵トルクｔ）を軽減することができる。したがって、アシスト停止状態であっても、運転者は操舵ハンドルＳＨを介して入力する操舵力のみで容易に左右前輪（転舵輪）を転舵させることができて、良好な操舵性を確保することが可能である。

ところで、この第１実施形態においては、アシスト通常状態からアシスト停止状態となる際に、変速機構ＣＭにてアッパーシャフト１１とロアーシャフト１２が同速にて回転する同速状態からアッパーシャフト１１に対してロアーシャフト１２が減速されて回転する減速状態に変速されるとき、電動チルト機構４０、パワーシート装置８０、パワーアジャスタブルペダル装置９０等の位置調整装置が、運転者のドライビングポジション（操舵ハンドルＳＨに対する運転者の相対位置）を変更する。このため、変速機構ＣＭの変速後（減速状態）における操舵ハンドルＳＨに対する運転者の相対位置を、変速機構ＣＭの変速前（同速状態）における操舵ハンドルＳＨに対する運転者の相対位置と近くすることができて、変速機構ＣＭの変速後（減速状態）においては、運転者のドライビングポジションの悪化を抑制することが可能である。

また、この第１実施形態においては、変速機構ＣＭが、サンギア７１、キャリア７２、リングギア７３、プラネタリギア７４を有する遊星歯車機構７０と、サンギア７１と噛合・非噛合可能なアウトプットギア１２ａを備えていて、ステアリングコラムＳＣに組み込まれている。また、変速機構ＣＭでは、操舵ハンドルＳＨおよびアッパーシャフト１１のコラム軸方向の移動に伴って、サンギア７１がアウトプットギア１２ａと噛合しプラネタリギア７４と噛合しないでアッパーシャフト１１とロアーシャフト１２を同速にて伝達可能な同速状態から、サンギア７１がプラネタリギア７４と噛合しアウトプットギア１２ａと噛合しないでアッパーシャフト１１の回転を減速してロアーシャフト１２に伝達可能な減速状態に変速可能である。このため、この第１実施形態においては、ステアリングコラムＳＣにテレスコピック機構を備えた操舵装置において、テレスコピック機構の構成を有効に活用して変速機構ＣＭを構成することが可能であり、変速機構ＣＭをシンプルかつ安価に構成することが可能である。

上記した第１実施形態においては、チルト機構が胴振りタイプである場合（テレスコピック機構が配設されている部位より車両前方にチルト中心が設けられている場合）について説明したが、図６にて概略的に示した第２実施形態のように、チルト機構が首振りタイプである場合（テレスコピック機構が配設されている部位より車両後方にチルト中心が設けられている場合）にも、本発明は上記第１実施形態と同様に、または適宜変更して実施することが可能である。なお、図６の（Ａ）は、変速機構ＣＭの変速前（同速状態）における状態が示されており、また、図６の（Ｂ）は、変速機構ＣＭの変速後（減速状態）における状態が示されている。また、この第２実施形態では、ステアリングコラムの取付角度がθであり、この取付角度θに対する操舵ハンドルＳＨの傾斜角度がφである。

また、上記した第１実施形態においては、電子制御ユニット１１８が異常プログラムＰｒ２を実行する場合に、電動チルト機構４０、パワーシート装置８０、パワーアジャスタブルペダル装置９０等の各電気モータ４４，８１，８２，９１への駆動電流の供給量が簡易的に求められるように構成して実施（変速機構ＣＭの変速前では操舵ハンドルＳＨがチルト調整範囲およびテレスコ調整範囲のニュートラル位置にあると想定して実施）したが、変速機構ＣＭの変速前における操舵ハンドルＳＨの位置を正確に検出可能に構成して実施することも可能である。この場合には、上記した第１実施形態に比して、変速機構ＣＭの変速後（減速状態）における運転者のドライビングポジションを、変速機構ＣＭの変速前（同速状態）における運転者のドライビングポジションに近似させることが可能である。

また、上記した第１実施形態では、変速機構ＣＭが減速状態に変速されるときに、操舵ハンドルＳＨの上下方向位置が変更（チルト調整）されるとともに、運転者のシート位置と運転者によって操作されるペダル位置が共に変更（調整）されるように構成して実施したが、本発明の実施に際しては、操舵ハンドルＳＨの上下方向位置、運転者のシート位置および運転者によって操作されるペダル位置の少なくとも一つが変更されるように構成して実施することも可能である。

また、上記した第１実施形態では、電動チルト機構４０と電動テレスコピック機構５０を備えた車両の操舵装置に本発明を実施したが、手動式のチルト・テレスコピック機構を備えた車両の操舵装置にも本発明は実施することが可能である。この場合には、変速機構の変速に基づいて（具体的には、変速機構が同速状態から減速状態に変速されたときに）、運転者のドライビングポジションを変更可能な位置調整装置により、例えば、運転者のシート位置および運転者によって操作されるペダル位置の少なくとも一つが変更されるように構成する必要がある。

また、上記した第１実施形態においては、操舵ハンドルＳＨが車両後方側に移動する（ロアーシャフト１２に対してアッパーシャフト１１が図示右方向へ移動する）ことによってサンギア７１がアウトプットギア１２ａと噛合している状態からプラネタリギア７４と噛合している状態に切り替わるように構成して実施したが、操舵ハンドルが車両前方側に移動する（ロアーシャフト１２に対してアッパーシャフト１１が図示左方向へ移動する）ことによってサンギア（７１）がアウトプットギア（１２ａ）と噛合している状態からプラネタリギア（７４）と噛合している状態に切り替わるように構成して実施することも可能である。この場合には、アウトプットギア（１２ａ）、プラネタリギア（７４）の順に運転者側となるようにしたレイアウトをプラネタリギア（７４）、アウトプットギア（１２ａ）の順に運転者側となるようにレイアウトする必要がある。

また、上記した第１実施形態においては、伝達軸ＣＯに接続されて操舵ハンドルＳＨの操作に対して所定のアシストトルクＴａ（補助力）を付与するＥＰＳユニット（補助力付与手段）として、ステアリングメインシャフト１０のアウトプットシャフト１３に対してアシストトルクＴａを付与するコラムアシスト方式の電動パワーステアリング装置を用いて実施したが、例えば、ピニオンシャフト３４に対してアシストトルクＴａを付与するピニオンアシスト方式の電動パワーステアリング装置を用いて実施することや、ラックバーに対してアシストトルクＴａを付与するラックアシスト方式の電動パワーステアリング装置を用いて実施することも可能である。

また、上記した第１実施形態においては、操舵ハンドルＳＨの操作に対して所定の補助力を付与する補助力付与手段として、電動式パワーステアリング装置を採用して実施したが、油圧式パワーステアリング装置を採用して実施することも可能である。また、上記した各実施形態においては、伝達軸ＣＯにおけるステアリングギアとして、ラックアンドピニオン式のステアリングギアを採用して実施したが、例えば、ボール・スクリュー式のステアリングギアを採用して実施することも可能である。

本発明による車両の操舵装置の第１実施形態を概略的に示した全体構成図である。 図１に示したステアリングコラムの構成を説明するための部分拡大縦断側面図である。 図２に示した部分の作動説明図である。 図１〜図３に示した第１実施形態のスケルトン図であって、（Ａ）は変速機構が同速状態であるとき（変速前）の図であり、（Ｂ）は変速機構が同速状態から減速状態に変更され運転者のドライビングポジションが変更されたときの図である。 図１〜図４に示した第１実施形態の概略的な電気系ブロック図である。 図４に示した第１実施形態のスケルトン図に相当する第２実施形態のスケルトン図である。

符号の説明

ＳＨ…操舵ハンドル、ＣＯ…伝達軸、ＳＣ…ステアリングコラム、１０…ステアリングメインシャフト、１１…アッパーシャフト、１２…ロアーシャフト、１２ａ…アウトプットギア、２０…コラムチューブ、２１…アッパーチューブ、２２…ロアーチューブ、４０…電動チルト機構、５０…電動テレスコピック機構、６０…ＥＰＳユニット、ＣＭ…変速機構、７０…遊星歯車機構、７１…サンギア、７２…キャリア、７３…リングギア、７４…プラネタリギア、８０…パワーシート装置、９０…パワーアジャスタブルペダル装置、１１０…電気制御装置

Claims (3)

1. 運転者によって操作される操舵手段と、同操舵手段と転舵輪とを連結して前記操舵手段を介して入力される操舵力を前記転舵輪に伝達する伝達軸と、同伝達軸に接続されて前記操舵手段の操作に対して所定の補助力を付与する補助力付与手段とを備えた車両の操舵装置において、
   前記伝達軸は、前記操舵手段側に配置され前記操舵手段からの操舵力によって回転可能な第１軸と、前記転舵輪側に配置され前記第１軸の回転を同速にてまたは減速して伝達可能な変速機構を介して前記第１軸から伝達される操舵力によって回転可能な第２軸を備えていて、
   前記変速機構が、前記操舵手段および前記第１軸の軸方向移動に伴って変速可能であり、前記変速機構の変速に基づいて運転者のドライビングポジションを変更可能な位置調整装置が設けられていることを特徴とする車両の操舵装置。
2. 請求項１に記載の車両の操舵装置において、前記位置調整装置は、運転者のシート位置、前記操舵手段の上下方向位置および運転者によって操作されるペダル位置の少なくとも一つの位置を変更可能であることを特徴とする車両の操舵装置。
3. 請求項１または２に記載の車両の操舵装置において、
   前記変速機構が、車体側に回転不能に固定されているリングギアと、前記第１軸に同軸的かつ一体的に設けられ前記第１軸の軸方向移動に伴って軸方向に移動可能なサンギアと、前記第２軸に同軸的かつ一体的に設けられているキャリアと、このキャリアに回転可能に組付けられて前記サンギアと前記リングギアに対して噛合・非噛合可能なプラネタリギアを有する遊星歯車機構と、前記第２軸に同軸的かつ一体的に設けられ前記サンギアの軸方向移動によって前記サンギアと噛合・非噛合可能なアウトプットギアを備えており、
   前記変速機構では、前記操舵手段および前記第１軸の軸方向の移動に伴って、前記サンギアが前記アウトプットギアと噛合し前記プラネタリギアと噛合しないで前記第１軸の回転を同速にて前記第２軸に伝達可能な同速状態から、前記プラネタリギアが前記リングギアに噛合かつ前記サンギアが前記プラネタリギアと噛合し前記アウトプットギアと噛合しないで前記第１軸の回転を減速して前記第２軸に伝達可能な減速状態に変速可能であることを特徴とする車両の操舵装置。

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