JP2009298257A - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロック装置がロックオン状態にあるときにステアリングホイールが回転操作されても、ロック装置のロック解除後の伝達比可変装置の制御を正確に行う。
【解決手段】電動モータ２６により入力軸１６に対し出力軸１８を相対回転させることにより伝達比を変更する伝達比可変装置２０と、電動モータ２６の回転角度を検出し、予め設定された基準回転角度範囲を１サイクルの範囲として出力信号を出力する回転角度センサ７２と、ロック装置５６が伝達比の変化を阻止するロックオン状態にあるときにステアリングホイール１２が最大回転可能範囲に亘り回転された場合の電動モータ２６の回転角度を制限する回転伝達制限機構３３とを有する。ロックオン状態に於ける電動モータ２６の回転角度の変化可能範囲を推定し、センサ７２の出力信号と推定された回転角度の変化可能範囲とに基づいて電動モータ２６の現在の回転角度を推定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車等の車両の操舵制御装置に係り、更に詳細には操舵伝達比を変更する伝達比可変装置を備えた車両の操舵制御装置に係る。

自動車等の車両の操舵制御装置の一つとして、操舵伝達比を変更する伝達比可変装置を備えた操舵制御装置は既に知られている。この種の操舵制御装置は、一般に、回転可能に支持され且つステアリングホイールと相対回転不能に係合された入力軸と、回転可能に支持された出力軸と、出力軸の回転運動を操舵輪の舵角変更運動に変換する運動変換機構と、入力軸に対し相対的に出力軸を回転させることにより入力軸の回転運動量に対する出力軸の回転運動量の比である伝達比を変更する伝達比可変装置と、伝達比可変装置を制御する制御装置とを有している。

伝達比可変装置は従来種々の構成のものが提案されているが、電動モータ及び減速機構を備えた伝達比可変装置がよく知られている。電動モータはステータと、該ステータとの間の相互作用により発生するロータ駆動トルクによってステータに対し相対的に回転駆動されるロータとを有し、減速機構はロータの回転に伴って回転する回転体を含み、回転体が入力軸に対し第一の回転角度だけ相対回転すると出力軸が入力軸に対し第一の回転角度とは異なる第二の回転角度だけ相対回転すると共に回転体が前記入力軸に対し相対回転しないときには出力軸が入力軸に対し相対回転しないよう構成されている。

伝達比可変装置を制御するためには電動モータへ制御電流を供給する必要があるが、電動モータがステアリングコラムに内蔵されている構造の場合には、車体側より電動モータへ制御電流を供給するためのスパイラルケーブルが必要である。そのためスパイラルケーブルが不要であるよう、ステータが車輌の車体に固定され、ステータに制御電流が供給される構造の伝達比可変装置も既に知られている。

また伝達比可変装置を備えた操舵制御装置に於いては、例えば本願出願人の出願にかかる下記の特許文献１に記載されている如く、伝達比可変装置が正常である場合には伝達比可変装置による伝達比の変更制御が確実に行われると共に、伝達比可変装置に異常が生じた場合や操舵制御装置の非制御中には入力軸と出力軸との間に確実に回転運動及びトルクが伝達されるよう、入力軸及び出力軸の間の伝達比の変化を許容するロックオフ状態と、ロータ及び出力軸の相対回転を阻止することにより入力軸及び出力軸の間の伝達比の変化を阻止するロックオン状態とに切り替わるロック装置が設けられている。
特開２００５−１４６８０号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
上述の如き操舵制御装置によれば、ロック装置がロックオン状態にあるときには、ロータ及び出力軸の相対回転を阻止し、入力軸及び出力軸の間の伝達比の変化を確実に阻止することができる。しかしステータが車輌の車体に固定され、ステータに制御電流が供給される構造の伝達比可変装置を備えた操舵制御装置に於いては、ロック装置がロックオン状態にあっても、ステアリングホイールが回転操作されるとロータが出力軸と共にステータに対し相対回転してしまう。

従ってロック装置がロックオン状態にある操舵制御装置の非制御中にステアリングホイールが大きい角度範囲に亘り回転操作されると、前回の制御終了時に回転角度検出手段により検出されたステータに対するロータの回転角度位置に基づいて制御装置が把握しているステータに対するロータの回転角度位置と実際の回転角度位置とが一致しなくなる。そのためその後ロック装置がロックオフ状態に切り替えられ、操舵制御装置の制御が再開された場合に、制御装置は伝達比可変装置を適正に制御することができず、これに起因して操舵伝達比の制御が不適切に行われることがある。

本発明は、ロック装置がロックオン状態にあるときにもステアリングホイールが回転操作されるとロータがステータに対し相対回転するよう構成された伝達比可変装置を備えた従来の操舵制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、ロック装置がロックオン状態にあるときにステアリングホイールが大きい角度範囲に亘り回転操作されても、ロック装置のロックが解除された後の操舵伝達比の制御を適切に行うことができるようにすることである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ちステアリングホイールと共に回転可能に支持された入力軸と、回転可能に支持された出力軸と、前記出力軸の回転運動を操舵輪の舵角変更運動に変換する運動変換機構と、前記入力軸に対し相対的に前記出力軸を回転させることにより前記入力軸の回転運動量に対する前記出力軸の回転運動量の比である伝達比を変更する伝達比可変装置と、前記伝達比の変化を阻止するロックオン状態と前記伝達比の変化を許容するロックオフ状態とに切り替わるロック装置と、前記伝達比可変装置を制御する制御手段とを有し、前記伝達比可変装置は前記車両の車体に固定されたステータと該ステータに対し相対的に回転駆動されるロータとを含む電動モータと、前記ロータの回転を減速して前記出力軸へ伝達する減速機構とを有し、前記制御手段は前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度を検出する回転角度検出手段を含み、前記回転角度検出手段により検出される前記相対回転角度に基づいて前記電動モータを制御し、前記ロック装置は前記制御手段が制御を終了する際に前記ロックオフ状態より前記ロックオン状態に切り替えられ、前記ロータは前記ロック装置が前記ロックオン状態にあるときにも前記ステータに対し相対的に回転可能である車両の操舵制御装置に於いて、前記回転角度検出手段は前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度を示す出力信号であって、予め設定された基準相対回転角度範囲を１サイクルの範囲として各基準相対回転角度範囲毎に一定の繰り返しサイクルにて出力信号を発生し、前記操舵制御装置は前記ロック装置が前記ロックオン状態にあるときに前記ステアリングホイールが最大回転可能範囲に亘り回転された場合の前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度が前記基準相対回転角度範囲よりも小さい制限相対回転角度範囲内になるよう、前記入力軸より前記ロータへの回転伝達を制限する回転伝達制限機構を有し、前記制御手段は前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける前記相対回転角度の変化可能範囲を推定し、前記回転角度検出手段の出力信号と推定された前記相対回転角度の変化可能範囲とに基づいて現在の前記相対回転角度を推定することを特徴とする車両の操舵制御装置によって達成される。

上記請求項１の構成によれば、ロック装置がロックオン状態にあるときにステアリングホイールが最大回転可能範囲に亘り回転された場合のステータに対するロータの相対回転角度が基準相対回転角度範囲よりも小さい制限相対回転角度範囲内になるよう、入力軸よりロータへの回転伝達が回転伝達制限機構により制限される。また前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける相対回転角度の変化可能範囲が推定され、回転角度検出手段の出力信号と推定された相対回転角度の変化可能範囲とに基づいて現在の相対回転角度が推定される。

よってロック装置がロックオン状態にあるときにステアリングホイールが最大回転可能範囲に亘り回転されてもステータに対するロータの相対回転角度を基準相対回転角度範囲よりも小さい制限相対回転角度範囲内にすることができると共に、相対回転角度の変化可能範囲内の値として現在の相対回転角度を推定することができる。従って制御装置が把握しているステータに対するロータの回転角度位置と実際の回転角度位置とが一致しなくなることを防止することができ、これによりロック装置のロックが解除された後の操舵制御装置の制御による操舵伝達比の制御が不適切に行われることを防止することができる。

また上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項５の構成、即ちステアリングホイールと共に回転可能に支持された入力軸と、回転可能に支持された出力軸と、前記出力軸の回転運動を操舵輪の舵角変更運動に変換する運動変換機構と、前記入力軸に対し相対的に前記出力軸を回転させることにより前記入力軸の回転運動量に対する前記出力軸の回転運動量の比である伝達比を変更する伝達比可変装置と、前記伝達比の変化を阻止するロックオン状態と前記伝達比の変化を許容するロックオフ状態とに切り替わるロック装置と、前記伝達比可変装置を制御する制御手段とを有し、前記伝達比可変装置は前記車両の車体に固定されたステータと該ステータに対し相対的に回転駆動されるロータとを含む電動モータと、前記ロータの回転を減速して前記出力軸へ伝達する減速機構とを有し、前記制御手段は前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度を検出する回転角度検出手段を含み、前記回転角度検出手段により検出される前記相対回転角度に基づいて前記電動モータを制御し、前記ロック装置は前記制御手段が制御を終了する際に前記ロックオフ状態より前記ロックオン状態に切り替えられ、前記ロータは前記ロック装置が前記ロックオン状態にあるときにも前記ステータに対し相対的に回転可能である車両の操舵制御装置に於いて、前記回転角度検出手段は前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度を示す出力信号であって、予め設定された基準相対回転角度範囲を１サイクルの範囲として各基準相対回転角度範囲毎に一定の繰り返しサイクルにて出力信号を発生し、前記操舵制御装置は前記ロック装置が前記ロックオン状態にあるときに前記ステアリングホイールが最大回転可能範囲に亘り回転された場合の前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度が前記基準相対回転角度範囲よりも小さい制限相対回転角度範囲内になるよう、前記入力軸より前記ロータへの回転伝達を制限する回転伝達制限機構を有し、前記ロック装置は制御が開始された後も前記ロックオン状態に維持され、前記制御手段は前記相対回転角度が前回の制御を終了した際の値になったときに当該値を現在の前記相対回転角度と推定し、前記ロック装置が前記ロックオフ状態に切り替えられることを特徴とする車両の操舵制御装置によって達成される。

上記請求項５の構成によれば、ロック装置がロックオン状態にあるときにステアリングホイールが最大回転可能範囲に亘り回転された場合のステータに対するロータの相対回転角度が基準相対回転角度範囲よりも小さい制限相対回転角度範囲内になるよう、入力軸よりロータへの回転伝達が回転伝達制限機構により制限される。またロック装置は制御が開始された後もロックオン状態に維持され、相対回転角度が前回の制御を終了した際の値になったときに当該値が現在の相対回転角度と推定され、ロック装置がロックオフ状態に切り替えられる。

よってロック装置がロックオン状態にあるときにステアリングホイールが最大回転可能範囲に亘り回転されてもステータに対するロータの相対回転角度を基準相対回転角度範囲よりも小さい制限相対回転角度範囲内にすることができると共に、前回の制御を終了した際の値として現在の相対回転角度を推定することができる。従って制御装置が把握しているステータに対するロータの回転角度位置と実際の回転角度位置とが一致しなくなることを防止することができ、これによりロック装置のロックが解除された後の操舵制御装置の制御による操舵伝達比の制御が不適切に行われることを防止することができる。

また上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項６の構成、即ちステアリングホイールと共に回転可能に支持された入力軸と、回転可能に支持された出力軸と、前記出力軸の回転運動を操舵輪の舵角変更運動に変換する運動変換機構と、前記入力軸に対し相対的に前記出力軸を回転させることにより前記入力軸の回転運動量に対する前記出力軸の回転運動量の比である伝達比を変更する伝達比可変装置と、前記伝達比の変化を阻止するロックオン状態と前記伝達比の変化を許容するロックオフ状態とに切り替わるロック装置と、前記伝達比可変装置を制御する制御手段とを有し、前記伝達比可変装置は前記車両の車体に固定されたステータと該ステータに対し相対的に回転駆動されるロータとを含む電動モータと、前記ロータの回転を減速して前記出力軸へ伝達する減速機構とを有し、前記制御手段は前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度を検出する回転角度検出手段を含み、前記回転角度検出手段により検出される前記相対回転角度に基づいて前記電動モータを制御し、前記ロック装置は前記制御手段が制御を終了する際に前記ロックオフ状態より前記ロックオン状態に切り替えられ、前記ロータは前記ロック装置が前記ロックオン状態にあるときにも前記ステータに対し相対的に回転可能である車両の操舵制御装置に於いて、前記制御手段は前回の制御を終了した際の前記入力軸の回転位置と制御を開始する際の前記入力軸の回転位置とに基づいて前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける前記相対回転角度の変化量を推定し、前回の制御を終了した際の前記相対回転角度と前記相対回転角度の変化量とに基づいて制御を開始する際の前記相対回転角度を推定することを特徴とする車両の操舵制御装置によって達成される。

上記請求項６の構成によれば、前回の制御を終了した際の入力軸の回転位置と制御を開始する際の入力軸の回転位置とに基づいて前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける相対回転角度の変化量が推定され、前回の制御を終了した際の相対回転角度と相対回転角度の変化量とに基づいて制御を開始する際の相対回転角度が推定される。

よって入力軸よりロータへの回転伝達を制限する回転伝達制限機構を要することなく、前回の制御を終了した際の相対回転角度と相対回転角度の変化量とに基づいて制御を開始する際の相対回転角度を推定することができる。従って制御装置が把握しているステータに対するロータの回転角度位置と実際の回転角度位置とが一致しなくなることを防止することができ、これによりロック装置のロックが解除された後の操舵制御装置の制御による操舵伝達比の制御が不適切に行われることを防止することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記制御手段は前記入力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段を有し、少なくとも前回の制御を終了した際の前記入力軸の回転位置に基づいて、前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける前記相対回転角度の変化可能範囲を推定し、制御を開始する際に前記回転角度検出手段の出力信号と推定された前記相対回転角度の変化可能範囲とに基づいて前記相対回転角度を推定するよう構成される（請求項２の構成）。

上記請求項２の構成によれば、少なくとも前回の制御を終了した際の入力軸の回転位置に基づいて、前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける相対回転角度の変化可能範囲が推定され、制御を開始する際に回転角度検出手段の出力信号と推定された相対回転角度の変化可能範囲とに基づいて相対回転角度が推定される。

よってロック装置がロックオン状態にあるときにステアリングホイールが最大回転可能範囲に亘り回転された場合に於けるステータに対するロータの相対回転角度の変化可能範囲を推定し、制御を開始する際に回転角度検出手段の出力信号と推定された相対回転角度の変化可能範囲とに基づいて相対回転角度を推定することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記制御手段は前回の制御を終了した際の前記入力軸の回転位置と前記入力軸の回転可能範囲とに基づいて前記入力軸の回転位置の変化可能範囲を推定し、前記入力軸の回転位置の変化可能範囲に基づいて前記相対回転角度の変化可能範囲を推定するよう構成される（請求項３の構成）。

上記請求項３の構成によれば、前回の制御を終了した際の入力軸の回転位置と入力軸の回転可能範囲とに基づいて入力軸の回転位置の変化可能範囲が推定され、入力軸の回転位置の変化可能範囲に基づいて相対回転角度の変化可能範囲が推定される。

よって入力軸の回転位置の実際の変化に基づいて入力軸の回転位置の変化可能範囲を推定することができ、これにより前回の制御を終了した際の入力軸の回転位置のみに基づいて入力軸の回転位置の変化可能範囲を推定する場合に比して、入力軸の回転位置の変化可能範囲を狭い範囲に推定することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記ロック装置は制御が開始された後も前記ロックオン状態に維持され、前記制御手段は前記入力軸が回転限界位置へ回転されたときに前記相対回転角度の変動可能範囲を判定すると共に、前記回転角度検出手段の前記出力信号と前記相対回転角度の変動可能範囲とに基づいて現在の前記相対回転角度を推定し、前記ロック装置が前記ロックオフ状態に切り替えられるよう構成される（請求項４の構成）。

上記請求項４の構成によれば、制御が開始された後もロックオン状態に維持され、入力軸が回転限界位置へ回転されたときに相対回転角度の変動可能範囲が判定されると共に、回転角度検出手段の出力信号と相対回転角度の変動可能範囲とに基づいて現在の相対回転角度が推定され、ロック装置がロックオフ状態に切り替えられる。

よって入力軸が左旋回及び右旋回の一方の回転限界位置と他方の回転限界位置との間に回転する範囲に対応する相対回転角度の変動範囲を判定相対回転角度の変動可能範囲と判定することができる。
伝達比可変装置による伝達比の制御精度の低下を確実に回避することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項６の構成に於いて、前記制御手段は前回の制御を終了した際の前記入力軸の回転位置と制御を開始する際の前記入力軸の回転位置とに基づいて前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける前記入力軸の回転位置の変化量を推定し、前記入力軸の回転位置の変化量と前記入力軸の回転角度に対する前記ロータの回転角度の比とに基づいて前記相対回転角度の変化量を推定するよう構成される（請求項７の構成）。

上記請求項７の構成によれば、前回の制御を終了した際の入力軸の回転位置と制御を開始する際の入力軸の回転位置とに基づいて前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける入力軸の回転位置の変化量が推定され、入力軸の回転位置の変化量と入力軸の回転角度に対するロータの回転角度の比とに基づいて相対回転角度の変化量が推定される。

よって入力軸の回転位置の実際の変化に基づいて入力軸の回転位置の変化量を推定し、入力軸の回転角度に対するロータの回転角度の比に基づいて入力軸の回転位置の変化量を相対回転角度の変化量に返還して推定することができる。
伝達比可変装置による伝達比の制御精度の低下を確実に回避することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至５の何れか一つの構成に於いて、前記制限相対回転角度範囲は前記電動モータの電気角で見て３６０°未満の相対回転角度であるよう構成される（請求項８の構成）。

上記請求項８の構成によれば、制限相対回転角度範囲は電動モータの電気角で見て３６０°未満の相対回転角度であるので、前回の制御を終了した後制御を開始するまでの間に回転角度検出手段の出力信号の信号パターンが1サイクルの範囲を越えて変化することを確実に防止することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至５の何れか一つの構成に於いて、前記回転角度検出手段は各基準相対回転角度範囲に於いて複数の互いに異なる一定の信号パターンよりなる出力信号を発生し、各信号パターンは各基準相対回転角度範囲内に於ける前記ステータに対する前記ロータの単位相対回転角度範囲に対応しているよう構成される（請求項９の構成）。

上記請求項９の構成によれば、ロック装置がロックオン状態にあるときにステアリングホイールが最大回転可能範囲に亘り回転されても、回転角度検出手段より出力される出力信号の信号パターン及び相対回転角度の変化可能範囲に基づいてステータに対するロータの相対回転角度を確実に検出することができる。
〔課題解決手段の好ましい態様〕

本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５又は請求項７乃至９の何れか一つの構成に於いて、減速機構はロータによって回転駆動される回転体の回転により入力軸に対し相対的に出力軸を回転させるよう構成され、回転伝達制限機構はロータと回転体との間にて回転伝達を行い、ロック装置がロックオン状態にあるときには入力軸より回転体へ伝達される回転を減速してロータへ伝達するよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、ロック装置はロックオン状態に於いては入力軸及び回転体の相対回転を阻止するよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５又は請求項７乃至９の何れか一つの構成に於いて、入力軸はステアリングホイールと一体的に回転する第一の入力軸と、回転伝達制限機構を介して第一の入力軸と回転伝達を行う第二の入力軸とを有し、回転伝達制限機構はロック装置が前記ロックオン状態にあるときには第一の入力軸の回転を減速して第二の入力軸へ伝達することにより第一の入力軸の回転を減速してロータへ伝達するよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様３の構成に於いて、ロック装置はロックオン状態に於いては第二の入力軸及び回転体の相対回転を阻止するよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１又は３の構成に於いて、ロック装置はロックオン状態に於いては出力軸及び回転体の相対回転を阻止するよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５又は請求項７乃至９又は上記好ましい態様１乃至５の何れか一つの構成に於いて、ステアリングホイールの最大回転可能範囲は運動変換機構により郭定されるよう構成される（好ましい態様６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２又は上記好ましい態様１乃至６の何れか一つの構成に於いて、制御手段は不揮発性の記憶手段を有し、制御を終了する際には回転位置検出手段により検出された入力軸の回転位置を記憶手段に記憶するよう構成される（好ましい態様７）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４又は５又は上記好ましい態様１乃至６の何れか一つの構成に於いて、制御手段は不揮発性の記憶手段を有し、制御を終了する際には回転角度検出手段により検出された相対回転角度を記憶手段に記憶するよう構成される（好ましい態様８）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６又は７又は上記好ましい態様１乃至６の何れか一つの構成に於いて、制御手段は不揮発性の記憶手段を有し、制御を終了する際には回転位置検出手段により検出された入力軸の回転位置及び回転角度検出手段により検出された相対回転角度を記憶手段に記憶するよう構成される（好ましい態様９）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。
［第一の実施例］

図１は本発明による車両の操舵制御装置の第一の実施例を示す概略構成図、図２は伝達比可変装置の波動歯車機構を回転軸線に垂直な切断面にて切断して示す断面図である。尚図２に於いては、簡略化の目的でハッチングは省略されている。

図１に於いて、１０は操舵制御装置を全体的に示している。操舵制御装置１０は、車両の運転者により操舵操作（回転操作）されるステアリングホイール１２と、回転軸線１４の周りに回転可能に支持された入力軸としてのアッパステアリングシャフト１６と、回転軸線１４の周りに回転可能に支持された出力軸としてのロアステアリングシャフト１８とを含んでいる。また操舵制御装置１０は伝達比可変装置２０及び運動変換機構２４を含んでいる。伝達比可変装置２０は、必要に応じてアッパステアリングシャフト１６に対し相対的にロアステアリングシャフト１８を回転させることによりアッパステアリングシャフト１６の回転運動量に対するロアステアリングシャフト１８の回転運動量の比である伝達比を変更する。運動変換機構２４はロアステアリングシャフト１８の回転運動を操舵輪である左右前輪２２Ｌ及び２２Ｒの舵角変更運動に変換する。

アッパステアリングシャフト１６は上端にて図には示されていないトーションバーを介してステアリングホイール１２に連結され、下端に回転軸線１４に垂直に延在するディスク部１６ａを一体に有している。ロアステアリングシャフト１８の上端には回転軸線１４に垂直に延在するディスク部１８ａと、該ディスク部１８ａの外縁部より回転軸線１４に整合して上方へ延在する円筒部１８ｂとが一体に設けられている。ディスク部１８ａ及び円筒部１８ｂはディスク部１６ａより隔置され、これによりディスク部１６ａを回転軸線１４の周りに回転可能に遊嵌状態にて受け入れている。

伝達比可変装置２０は回転アクチュエータとしての電動モータ２６及び減速歯車機構２７を有している。図示の第一の実施例に於いては、電動モータ２６はアッパステアリングシャフト１６より隔置された位置に配設されている。電動モータ２６はブラシレスモータであり、複数の電磁コイルを備えたステータ２８と、周方向に配列された複数の永久磁石を備えたロータ３０とを有し、ロータ３０はステータ２８との間の電磁気的相互作用により発生するロータ駆動トルクによってステータ２８に対し相対的に回転駆動されるようになっている。ステータ２８は車両の車体３２に固定され、車体３２により支持されている。ロータ３０は回転軸線１４に平行な回転軸線３０aの周りに回転可能である。

アッパステアリングシャフト１６の周りには回転体として機能する管状のウェーブジェネレータシャフト３１が嵌合しており、ウェーブジェネレータシャフト３１は回転軸線１４の周りにアッパステアリングシャフト１６に対し相対的に回転可能である。ロータ３０及びウェーブジェネレータシャフト３１は回転伝達制限機構３３を介して互いに回転伝達可能に係合している。回転伝達制限機構３３はロータ３０の下端に固定された歯車部材３３aと、ウェーブジェネレータシャフト３１に固定され歯車部材３３aと噛合する歯車部材３３bとを有している。尚歯車部材３３a及び３３bの歯車は平歯の歯車に限られるものではなく、はすば歯車の如き任意の歯車であってよい。ウェーブジェネレータシャフト３１はその下端に回転軸線１４に垂直に延在するディスク部３１ａを一体に有している。ディスク部３１ａは長径Ｌａ及び短径Ｌｂを有する楕円形をなしている。

ディスク部１６ａの外縁部の上面には回転軸線１４に整合する平歯の内歯３４ａを有するリング歯車部材３４が固定されており、円筒部１８ｂの上端部の内面には回転軸線１４に整合する平歯の内歯３６ａを有するリング歯車部材３６が固定されている。リング歯車部材３４は円筒部１８ｂより径方向内方に隔置され且つリング歯車部材３６より回転軸線１４に沿う方向に隔置されている。リング歯車部材３４及び３６は互いに同一のピッチ円直径を有しているが、図示の第一の実施例に於いてはそれぞれ１００及び１０２の歯数を有している。

図２に示されている如く、ディスク部３１ａの回転軸線１４に沿う方向の位置はリング歯車部材３４及び３６に径方向に対向する位置であり、ディスク部３１ａの外周には平歯の外歯４０ａを有する環帯状の外歯歯車部材４０が軸受３８を介して配設されている。軸受３８は可撓性を有するインナレース３８ａ及びアウタレース３８ｂとこれらの間に配設された複数のローラ３８ｃとよりなり、インナレース３８ａはディスク部３１ａに対し相対回転しないようディスク部３０ａに圧入式に嵌合している。外歯歯車部材４０は可撓性を有し、軸受３８のアウタレース３８ｂに対し相対回転しないようアウタレースに圧入式に嵌合し、これにより軸受３８及び外歯歯車部材４０は回転軸線１４の位置を中心とする楕円形をなしている。図示の第一の実施例に於いては、外歯歯車部材４０は１０２の歯数を有している。

また図２に示されている如く、外歯歯車部材４０はリング歯車部材３４及び３６のピッチ円とディスク部３１ａの長径Ｌａに整合する直線Ｌとが交差する二つの交点Ｐ１及びＰ２に於いてリング歯車部材３４及び３６と噛合するが、交点Ｐ１及びＰ２以外の領域に於いてリング歯車部材３４及び３６と噛合しないようになっている。アウタレース３８ｂ及び外歯歯車部材４０は可撓性を有するので、ディスク部３１aがディスク部１６ａ及び円筒部１８ｂに対し相対的に回転軸線１４の周りに回転すると、それに伴って交点Ｐ１及びＰ２もディスク部３１ａの相対回転角度と同一の角度だけ回転軸線１４の周りに回転変位する。

かくしてリング歯車部材３４、３６及び外歯歯車部材４０はディスク部３１ａ及び軸受３８と共働して波動歯車機構（ストレイン・ウェーブ・ギヤリング機構）として減速歯車機構２７を構成しており、ディスク部３１ａ及び軸受３８は波動歯車機構の所謂ウェーブジェネレータとして機能する。波動歯車機構の機能は当技術分野に於いてよく知られているが、以下にその概要を説明する。

ディスク部３１ａがその下方より見てディスク部１６ａ及び円筒部１８ｂに対し相対的に回転軸線１４の周りに時計回り方向へ回転すると、その相対回転に伴って外歯歯車部材４０とリング歯車部材３４とが噛み合う位置が回転軸線１４の周りに時計回り方向へ回転移動する。上述の如く外歯歯車部材４０の歯数（１０２）はリング歯車部材３４の歯数（１００）よりも多い。従ってディスク部３１ａがリング歯車部材３４に対し相対的に回転軸線１４の周りに時計回り方向へ３６０°回転する間に、外歯歯車部材４０はリング歯車部材３４に対し二つの歯に相当する角度だけ反時計回り方向へ相対回転する。

またディスク部３１ａがリング歯車部材３６に対し時計回り方向へ相対回転すると、その相対回転に伴って外歯歯車部材４０とリング歯車部材３６とが噛み合う位置が回転軸線１４の周りに時計回り方向へ回転移動する。上述の如く外歯歯車部材４０の歯数（１０２）はリング歯車部材３６の歯数（１０２）と同一である。従ってディスク部３１ａがリング歯車部材３６に対し相対的に回転軸線１４の周りに３６０°回転しても、外歯歯車部材４０はリング歯車部材３６に対し相対回転しない。

従ってディスク部３１ａを一体に有するウェーブジェネレータシャフト３１がアッパステアリングシャフト１６に対し角度θだけ時計回り方向へ相対回転すると、３６０°に対しリング歯車部材３６の二つの歯に相当する角度の比１／Ｎ（図示の第一の実施例に於いては、Ｎは５１である）を角度θに乗じた角度θ／Ｎだけ、ロアステアリングシャフト１８はアッパステアリングシャフト１６に対し時計回り方向へ相対回転せしめられる。また同様にウェーブジェネレータシャフト３１がアッパステアリングシャフト１６に対し角度θだけ反時計回り方向へ相対回転すると、ロアステアリングシャフト１８は角度θ／Ｎだけアッパステアリングシャフト１６に対し反時計回り方向へ相対回転せしめられる。

かくして伝達比可変装置２０は、電動モータ２６及び減速歯車機構２７によってウェーブジェネレータシャフト３１をアッパステアリングシャフト１６に対し相対回転させることによりロアステアリングシャフト１８をアッパステアリングシャフト１６に対し相対回転させ、これによりアッパステアリングシャフト１６の回転運動量に対するロアステアリングシャフト１８の回転運動量の比である伝達比を変更する。

尚、ウェーブジェネレータシャフト３１がアッパステアリングシャフト１６に対し相対回転しない（θ＝０）場合には、ロアステアリングシャフト１８はアッパステアリングシャフト１６に対し相対回転しない。即ちウェーブジェネレータシャフト３１、アッパステアリングシャフト１６及びロアステアリングシャフト１８は互いに他に対し相対回転せず、これらのステアリングシャフトはあたかも一つのシャフトの如く回転する。

ロアステアリングシャフト１８の回転運動は運動変換機構２４により左右の前輪２２Ｌ及び２２Ｒの舵角を変更する運動に変換される。図示の第一の実施例に於ける運動変換機構２４はラックアンドピニオン型の電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）４２を含み、パワーステアリング装置４２は車両横方向に延在するラックバー４４及びラックバー４４のラック歯に係合するピニオンシャフト４６を有している。

ラックバー４４は電動モータ及び減速機を有するアクチュエータ４８によって周知の如く軸線方向に付勢され、これにより運転者の操舵負担が軽減されるようになっている。ピニオンシャフト４６にはユニバーサルジョイント５０を介してロアステアリングシャフト１８の下端が連結されており、ロアステアリングシャフト１８の回転運動はユニバーサルジョイント５０を介してピニオンシャフト４６に同一方向の回転運動として伝達され、ピニオンシャフト４６の回転運動はラックバー４４の直線運動に変換される。尚アクチュエータ４８はロアステアリングシャフト１８又はピニオンシャフト４６にアシストトルクを付与するようになっていてもよい。

ラックバー４４の両端はボールジョイント５２を介して左右のタイロッド５４Ｌ及び５４Ｒの内端に連結され、タイロッド５４Ｌ及び５４Ｒの外端は図には示されていないボールジョイントを介してそれぞれ左右の操舵輪２２Ｒ及び２２Ｌの図には示されていないナックルアームに連結され、これによりラックバー４４の直線運動が周知の如く左右の前輪２２Ｌ及び２２Ｒのキングピン軸周りの揺動運動、即ち舵角変更運動に変換されるようになっている。

周知の如く、ラックバー４４の車両横方向の移動範囲はラックバー４４が図１には示されていないラックエンドストッパに当接することにより決定される移動可能範囲に制限されており、このラックバー４４の移動可能範囲によりステアリングホイール１２の最大回転可能範囲、即ち右旋回方向最大回転位置と左旋回方向最大回転位置との間の角度範囲が設定されている。

図１に示されている如く、ステアリングホイール１２と伝達比可変装置２０との間にはレバー式のロック装置５６が設けられており、ロック装置５６は必要に応じてアッパステアリングシャフト１６及びウェーブジェネレータシャフト３１の互いに他に対する相対回転を阻止するようになっている。図示の第一の実施例に於いては、ロック装置５６はウェーブジェネレータシャフト３１の上端の外側に例えば圧入により固定された被係合部材としてのロックホルダ５８と、アッパステアリングシャフト１６に固定されたマウント６０に取り付けられた電磁式のロックアクチュエータ６２と、ロックアクチュエータ６２により駆動される係合部材としてのロックレバー６４とを有している。

ロックホルダ５８の外周部には周方向に互いに隔置され且つ径方向外方へ開いた複数の凹部が設けられている。ロックレバー６４は図には示されていない枢軸により枢動可能に支持され、先端がロックホルダ５８の凹部に係合するロック位置と先端がロックホルダ５８の凹部より離脱する非ロック位置とを取り得るようになっている。ロックアクチュエータ６２はロックレバー６４を駆動するソレノイドを含み、ソレノイドに制御電流が通電されていないときにはロックレバー６４をロック位置に位置決めし、ソレノイドに制御電流が通電されているときにはロックレバー６４を非ロック位置に位置決めするようになっている。

かくしてロック装置５６は、ロックアクチュエータ６２のソレノイドに対する制御電流が制御されることにより、アッパステアリングシャフト１６及びウェーブジェネレータシャフト３１の互いに他に対する相対回転を阻止するロックオン状態と、アッパステアリングシャフト１６及びウェーブジェネレータシャフト３１の互いに他に対する相対回転を許容するロックオフ状態とに切り替わるようになっている。ロック装置５６がロックオン状態にあるときには、アッパステアリングシャフト１６及びウェーブジェネレータシャフト３１は互いに他に対し相対回転することができないので、リング歯車部材３４及び外歯歯車部材４０は一体的に回転する。リング歯車部材３６及び外歯歯車部材４０の歯数は同一であるので、これらの歯車部材は互いに他に対し同一の方向へ同一の角度回転し、従ってアッパステアリングシャフト１６、ロアステアリングシャフト１８、ウェーブジェネレータシャフト３１は相対回転することなく、あたかも一つのシャフトの如く回転する。

従ってロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２が回転操作されると、ウェーブジェネレータシャフト３１はステアリングホイール１２と同一の角度回転軸線１４の周りに回転し、ウェーブジェネレータシャフト３１の回転は回転伝達制限機構３３を介して電動モータ２６のロータ３０へ伝達され、ロータ３０はステータ２８に対し相対的に回転する。

ステアリングホイール１２とロック装置５６との間にはそれ自身周知の構造を有するスパイラルケーブル装置６６が設けられている。スパイラルケーブル装置６６のケーブルの内端はアッパステアリングシャフト１６に支持され、ケーブルの外端は車体３２により支持されており、これによりスパイラルケーブル装置６６はアッパステアリングシャフト１６の回転位置に拘らず車体３２の側よりロックアクチュエータ６２へ制御電流を供給する。またスパイラルケーブル装置６６はステアリングホイール１２に設けられたエアバッグや各種スイッチ等の電装部品に対し必要な制御電流を供給する。

ステアリングホイール１２とスパイラルケーブル装置６６との間には操舵角センサ６８が設けられており、操舵角センサ６８は操舵角θsを検出し、スパイラルケーブル装置６６を経て操舵角θsを示す信号を車体３２に設けられた電子制御装置７０へ供給する。操舵角センサ６８はアブソリュート型のロータリエンコーダであり、車体３２に対するアッパステアリングシャフト１６の相対回転角度を操舵角θsとして検出する。尚操舵角θsは車両の直進位置に対応する値を０とし、車両の直進位置に対しステアリングホイール１２の左切り方向及び右切り方向をそれぞれ負及び正の値として検出される。

電動モータ２６には回転角度センサ７２が設けられている。回転角度センサ７２はインクリメンタル型のロータリエンコーダであり、車体３２及びステータ２８に対するロータ３０の相対回転角度θｍの変化量である回転角度変化量Δθｍを検出し、検出された回転角度変化量Δθｍを示す信号を電子制御装置７０へ出力するようになっている。回転角度変化量Δθｍとアッパステアリングシャフト１６及びロアステアリングシャフト１８の相対回転角度との間には一定の関係がある。従って回転角度センサ７２による回転角度変化量Δθｍの検出は、伝達比可変装置２０を制御するために行われると共に、アッパステアリングシャフト１６及びロアステアリングシャフト１８の相対回転角度を検出するために行われる。よってロアステアリングシャフト１８の回転角度を検出する回転角度センサは不要である。

特に図示の実施例に於いては、図３に示されている如く、回転角度センサ７２はロータ３０の周りの周方向に交互の磁極にて配列され且つロータ３０の外周面に固定された８個の永久磁石７１と、ロータ３０の径方向外方へ永久磁石７１より隔置され且つロータ３０の周りの周方向に配列された三つの磁気センサ７３a〜７３cとを有している。永久磁石７１の数は電動モータ２６のロータ３０の永久磁石の数、即ち磁極の数と同数であり、周方向の位置が互いに整合している。また三つの磁気センサ７３a〜７３cは一つの永久磁石７１の角度範囲を三等分する各角度範囲の中央の角度位置に配設され、車体３２により支持されている。

ロータ３０が回転軸線３０aの周りに回転すると、その回転に伴って永久磁石７１による磁界が回転し、その磁界の変化が三つの磁気センサ７３a〜７３cにより検出される。磁気センサ７３a〜７３cが永久磁石のＮ極に対向するときにＨ（ハイ）信号を出力し、永久磁石のＳ極に対向するときにＬ（ロー）信号を出力するもとすると、磁気センサ７３a〜７３cの出力信号の組合せ、即ち回転角度センサ７２の信号パターンはロータ３０の回転に伴って下記の表１の通りに変化する。

上記表１に示された回転角度センサ７２の信号パターン１〜６はロータ３０が回転軸線３０aの周りに一対のＮ極及びＳ極の永久磁石７１の角度、即ち９０°回転する毎に繰り返されるので、予め設定された基準相対回転角度範囲（機械角）は９０°であり、この角度は図示の８極の電動モータ２６の３６０°の電気角に対応している。回転角度センサ７２は９０°の相対回転毎に六つの互いに異なる一定の信号パターン１〜６よりなる出力信号を発生する。単位相対回転角度は９０°÷６、即ち１５°である。よって信号パターン１〜６はロータ３０が回転軸線３０aの周りに１５°回転する毎に１信号パターンずつ変化し、信号パターン１〜６の変化の態様によってロータ３０の回転方向が判る。例えば回転軸線３０aに沿って上方より見てロータ３０が時計回り方向へ回転するときに信号パターンが表１の左より右へ変化するものとすると、ロータ３０が反時計回り方向へ回転するときには信号パターンは表１の右より左へ変化する。また信号パターンの変化の大きさは相対回転角度の大きさを表す。

図示の第一の実施例に於いては、回転伝達制限機構３３の歯車部材３３aの歯数は歯車部材３bの歯数よりも大きく、ウェーブジェネレータシャフト３１よりロータ３０への回転伝達について見た回転伝達制限機構３３の減速比、即ち歯車部材３３bの歯数に対する歯車部材３３aの歯数の比は１よりも大きい。特に回転伝達制限機構３３の減速比は、ロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２がその最大回転可能範囲に亘り回転操作されても、ステータ２８に対するロータ３０の相対回転角度が基準相対回転角度範囲（９０°）よりも大きさが小さい制限相対回転角度範囲内になるよう設定されている。この場合制限相対回転角度範囲は電動モータ２６の電気角で見て３６０°よりも小さい値である。

電子制御装置７０には、操舵角センサ６８により検出された操舵角θsを示す信号及び回転角度センサ７２により検出されたロータ３０の回転角度変化量Δθｍを示す信号に加えて、車両に搭載された車速センサ７４より車速Ｖを示す信号が供給される。

電子制御装置７０は、車速Ｖに基づき目標ステアリングギヤ比Ｒgtを演算し、目標ステアリングギヤ比Ｒgtに対応するロータ３０の目標回転角度変化量Δθｍtを演算する。そして電子制御装置７０は、回転角度センサ７２により検出される回転角度変化量Δθｍが目標回転角度変化量Δθｍtになるよう、伝達比可変装置２０の電動モータ２６を制御し、これによりステアリングギヤ比が目標ステアリングギヤ比になるようアッパステアリングシャフト１６に対し相対的にロアステアリングシャフト１８を回転させる。尚伝達比可変装置２０の制御によるステアリングギヤ比や操舵輪の舵角の制御自体は本発明の要旨をなすものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。

電子制御装置７０は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータ及び駆動回路よりなっていてよい。また電子制御装置７０の電源回路はリレーを有し、イグニッションスイッチが開成されても、暫くの間マイクロコンピュータ、駆動回路等へ電力を供給し得るようになっている。また電子制御装置７０は、ＥＥＰＲＯＭの如くイグニッションスイッチが開成されても情報の記憶を継続することができる非揮発性の記憶手段を備えている。

電子制御装置７０は、後に詳細に説明する如く図４に示されたフローチャートに従って伝達比可変装置２０及びロック装置５６を制御する。特に電子制御装置７０は、イグニッションスイッチが閉成されると、伝達比可変装置２０の制御に先立ってロック装置５６のロックアクチュエータ６２のソレノイドに対する制御電流の通電を開始することによりロック装置５６をロックオフ状態に切り替える。また電子制御装置７０は、イグニッションスイッチが開成されると、伝達比可変装置２０の制御を終了し、しかる後ロック装置５６のロックアクチュエータ６２のソレノイドに対する制御電流の通電を終了することによりロック装置５６をロックオン状態に切り替える。

電子制御装置７０は、伝達比の正常な制御を行うことができない異常が伝達比可変装置２０等に生じているか否かを監視し、伝達比可変装置２０等に異常が生じていると判定したときには、図には示されていない警報装置を作動させ、伝達比可変装置２０の制御を終了すると共に、ロック装置５６のロックアクチュエータ６２のソレノイドに対する制御電流の通電を終了することによりロック装置５６をロックオン状態に切り替える。尚異常が生じているか否かの判定自体は本発明の要旨をなすものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。

ステアリングホイール１２とスパイラルケーブル装置６６との間にはトルクセンサ８０が設けられており、スパイラルケーブル装置６６はトルクセンサ８０にも必要な電流を供給すると共に、トルクセンサ８０により検出された操舵トルクＴsを示す信号を図１には示されていないアシストトルク制御用の電子制御装置へ供給する。アシストトルク制御用の電子制御装置は操舵トルクＴs及び車速Ｖ等に基づき当技術分野に於いて公知の要領にて目標アシストトルクＴatを演算し、目標アシストトルクＴatに基づきパワーステアリング装置４２のアクチュエータ４８を制御する。尚アシストトルクの制御も本発明の要旨をなすものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。

次に図４に示されたフローチャートを参照して第一の実施例に於ける伝達比可変装置２０及びロック装置５６の制御ルーチンについて説明する。尚図４に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。尚このことは図５乃至図７に示された他の実施例に於いても同様である。

まずステップ４１０に於いては、イグニッションスイッチが閉成され伝達比可変装置２０及びロック装置５６の制御が開始される状況であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ４５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ４１５へ進む。

ステップ４１５に於いては非制御中、即ちイグニッションスイッチがオフの状況に於ける左旋回方向への操舵角θsの変化可能量Δθsl及び右旋回方向への操舵角θsの変化可能量Δθsrが演算される。この場合前回の制御終了時に操舵角センサ６８により検出された操舵角をθsfとし、ステアリングホイール１２が左旋回方向最大回転位置にあるときの操舵角をθslmaxとし、ステアリングホイール１２が右旋回方向最大回転位置にあるときの操舵角をθsrmaxとして、前回の制御終了時以降に於ける左旋回方向への操舵角θsの変化可能量Δθslがθslmax−θsfにて演算され、右旋回方向への操舵角θsの変化可能量Δθsrがθsrmax−θsfにて演算される。

ステップ４２０に於いては電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmaxが演算される。この場合アッパステアリングシャフト１６に対するロータ３０の回転角度の比をＫｒとして、前回の制御終了時以降に於ける左旋回方向へのロータ３０の回転角度θｍの変化可能量Δθｍl＝Ｋｒ・Δθslが演算されると共に、前回の制御終了時以降に於ける右旋回方向へのロータ３０の回転角度θｍの変化可能量Δθｍr＝Ｋｒ・Δθsrが演算される。そして前回の制御終了時に回転角度センサ７２により検出された相対回転角度をθｍfとして、電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲の左旋回方向限界値θｍlmaxがθｍf＋Δθｍlにて演算され、電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲の右旋回方向限界値θｍrmaxがθｍf＋Δθｍrにて演算される。

ステップ４３０に於いては回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンと変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmaxとに基づいて電動モータ２６の現在の回転角度θｍが演算され、ステップ４４０に於いてはロック装置５６のロックアクチュエータ６２のソレノイドに対し制御電流の通電が開始されることによりロック装置５６がロックオフ状態に切り替えられる。

ステップ４５０に於いては車速Ｖが高ほど目標ステアリングギヤ比Ｒgtが大きくなるよう車速Ｖに基づいて目標ステアリングギヤ比Ｒgtが演算されると共に、ステアリングギヤ比を目標ステアリングギヤ比Ｒgtにするための電動モータ２６の目標回転角度変化量Δθｍtが演算され、ステップ４６０に於いては電動モータ２６の回転角度変化量が目標回転角度変化量Δθｍtになるよう電動モータ２６が制御される。

ステップ４７０に於いてはイグニッションスイッチが開成されたか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ４１０へ戻り、これにより上記各ステップ４１０〜４７０が繰り返し実行され、肯定判別が行われたときにはステップ４８０へ進む。

ステップ４８０に於いては電動モータ２６の制御が終了されると共に、ロック装置５６のロックアクチュエータ６２のソレノイドに対する制御電流の通電が終了されることによりロック装置５６がロックオン状態に切り替えられ、ステップ４９０に於いては制御が終了される際の操舵角θs及び回転角度θｍが次回の制御に備えてそれぞれ前回の制御終了時の操舵角θsf及び回転角度θｍfとして非揮発性の記憶手段に記憶され、しかる後図４に示されたフローチャートによる制御が一旦終了する。

以上の説明より解る如く、上述の第一の実施例によれば、イグニッションスイッチが開成されると、ステップ４７０に於いて肯定判別が行われ、ステップ４８０に於いて電動モータ２６の制御が終了されると共に、ロック装置５６がロックオン状態に切り替えられ、ステップ４９０に於いて操舵角θsが非揮発性の記憶手段に記憶される。

またイグニッションスイッチが閉成されると、ステップ４１０に於いて肯定判別が行われ、ステップ４１５に於いて非制御中に於ける左旋回方向への操舵角θsの変化可能量Δθsl及び右旋回方向への操舵角θsの変化可能量Δθsrが演算され、ステップ４２０に於いて非制御中に於ける電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmaxが演算される。

そしてステップ４３０に於いて回転角度センサ７２の信号パターンと変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmaxとに基づいて電動モータ２６の現在の回転角度θｍが演算され、ステップ４４０に於いてロック装置５６がロックオフ状態に切り替えられる。

そしてステップ４５０に於いて車速Ｖに基づいて目標ステアリングギヤ比Ｒgtが演算されると共に、ステアリングギヤ比を目標ステアリングギヤ比Ｒgtにするための電動モータ２６の目標回転角度変化量Δθｍtが演算される。更にステップ４６０に於いて電動モータ２６の回転角度変化量が目標回転角度変化量Δθｍtになるよう電動モータ２６が制御され、イグニッションスイッチが開成されるまでステップ４５０及び４６０の制御が繰り返し実行される。

以上の説明より解る如く、第一の実施例によれば、ロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２がその最大回転可能範囲に亘り回転操作されても、ステータ２８に対するロータ３０の相対回転角度は９０°未満であり、回転角度センサ７２の出力パターンの変化が１サイクルを越えて変化することはない。尚このことは後述の他の実施例についても同様である。

またロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２が回転操作されることにより変化可能な電動モータ２６の回転角度θｍの範囲が、左旋回方向への操舵角θsの変化可能量Δθsl及び右旋回方向への操舵角θsの変化可能量Δθsrに基づいて回転角度θｍの変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmaxとして演算される。

従って第一の実施例によれば、制御開始時の回転角度センサ７２の出力信号の信号パターン及び電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmaxに基づいて、制御開始時の電動モータ２６の回転角度θｍを確実に且つ正確に判定することができる。またこのことによりイグニッションスイッチが開成されロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２が回転操作された場合にも、その後操舵制御装置１０の制御が再開された際の伝達比可変装置２０の制御を再開直後より正確に行うことができる。

例えば図１０に示されている如く、前回の制御終了時及び制御開始時に於ける回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンがそれぞれ「４」、「６」であり、電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmaxが図示の通りであるとする。変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmaxに於いては回転角度センサ７２の出力信号の信号パターン１〜６は１回ずつしか出現しないので、制御開始時の電動モータ２６の回転角度θｍは変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmax内の信号パターン「６」に対応する値であると判定することができる。

また第一の実施例によれば、制御開始時の電動モータ２６の回転角度θｍを判定するための要件として制御開始時に運転者によってステアリングホイール１２や電動モータ２６が特定の位置へ回転操作されることが必要とされる訳ではないので、後述の第二及び第三の実施例の場合に比して早期に制御開始時の電動モータ２６の回転角度θｍを判定することができ、またロック装置５６のロックを早期に解除して伝達比可変装置２０による伝達比の制御を早期に開始することができる。

特に第一の実施例によれば、操舵角θs及び回転角度θｍについては前回の制御終了時及び今回の制御開始時の値が解ればよく、前回の制御終了時より今回の制御開始時までの一連の値や変化が必要とされる訳ではないので、例えば前回の制御終了時より今回の制御開始時までの間に車載バッテリが一旦取り外されるような場合にも、制御開始時の電動モータ２６の回転角度θｍを確実に且つ正確に判定することができる。
［第二の実施例］

この第二の実施例に於いては、操舵制御装置のハード構成は上述の第一の実施例のハード構成と同一であるので、操舵制御装置のハード構成の図示を省略するが、伝達比可変装置２０及びロック装置５６は図４に示されたフローチャートに従って制御されるのではなく、図５に示されたフローチャートに従って制御される。

図５に示されたフローチャートのステップ５１０は上述の第一の実施例のステップ４１０と同様に行われ、否定判別が行われたときにはステップ５５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ５１５へ進む。

ステップ５１５に於いてはラックバー４４が左旋回方向又は右旋回方向のステアリングエンド位置にあるか否かの判別、即ちラックバー４４がラックエンドストッパに当接しているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ５１５が繰り返し実行され、肯定判別が行われたときにはステップ５２５へ進む。

尚ラックバー４４がステアリングエンド位置にあるか否かの判別自体は本発明の要旨をなすものではなく、ラックバー４４がラックエンドストッパに当接している状況を判別し得る限り、例えば操舵角センサ６８により検出される操舵角θs又はトルクセンサ８０により検出される操舵トルクＴsに基づいて判定されてよい。

ステップ５２５に於いては回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンに基づき、ラックバー４４がステアリングエンド位置にある時の電動モータ２６の回転角度θｍe1が判定され、回転角度θｍe1に基づき旋回方向が反対側についてラックバー４４がステアリングエンド位置にある時の電動モータ２６の回転角度θｍe2が決定され、非制御時に於ける電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲がθｍe1〜θｍe2に演算される。

ステップ５３０〜５８０は第一の実施例のステップ４３０〜４８０と同様に実行され、ステップ５９０に於いては操舵制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍが次回の制御に備えて前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍfとして非揮発性の記憶手段に記憶され、しかる後図５に示されたフローチャートによる制御が一旦終了する。

この第二の実施例によれば、ラックバー４４がステアリングエンド位置にあるときの電動モータ２６の回転角度θｍe1に基づいて非制御時に於ける電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲がθｍe1〜θｍe2に演算される。

従って第二の実施例によれば、制御開始時の回転角度センサ７２の出力信号の信号パターン及び電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲θｍe1〜θｍe2に基づいて、電動モータ２６の現在の回転角度θｍを確実に且つ正確に判定することができる。またこのことによりイグニッションスイッチが開成されロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２が回転操作された場合にも、その後操舵制御装置１０の制御が再開されロック装置５６のロックが解除された後の伝達比可変装置２０の制御を正確に行うことができる。

例えば図１１に示されている如く、前回の制御終了時及び制御開始時に於ける回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンがそれぞれ「４」、「６」であり、電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲θｍe1〜θｍe2が図示の通りであるとする。変化可能範囲θｍe1〜θｍe2に於いても回転角度センサ７２の出力信号の信号パターン１〜６は１回ずつしか出現しないので、制御開始時の電動モータ２６の回転角度θｍは変化可能範囲θｍe1〜θｍe2内の信号パターン「６」に対応する値であると判定することができる。

また第二の実施例によれば、ラックバー４４がステアリングエンド位置にあるか否かの判別に操舵角θsが使用されない場合には、操舵角θsの検出や記憶を要することなく電動モータ２６の現在の回転角度θｍを確実に且つ正確に判定することができる。
［第三の実施例］

この第三の実施例に於いても、操舵制御装置のハード構成は上述の第一の実施例のハード構成と同一であるので、操舵制御装置のハード構成の図示を省略するが、伝達比可変装置２０及びロック装置５６は図４に示されたフローチャートに従って制御されるのではなく、図６に示されたフローチャートに従って制御される。

図６に示されたフローチャートのステップ６１０は上述の第一の実施例のステップ４１０と同様に行われ、否定判別が行われたときにはステップ６５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ６２０へ進む。

ステップ６２０に於いては回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンが非揮発性の記憶手段に記憶されている前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍfの信号パターンと一致するか否かの判別により、回転角度センサ７２により検出される回転角度θｍが非揮発性の記憶手段に記憶されている前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍfと一致したか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ６２０が繰り返し実行され、肯定判別が行われたときにはステップ６３０に於いて前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍfの値が現在の電動モータ２６の回転角度θｍに決定される。

ステップ６４０〜６８０は第一の実施例のステップ４４０〜４８０と同様に実行され、ステップ６９０に於いては操舵制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍが次回の制御に備えて前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍfとして非揮発性の記憶手段に記憶され、しかる後図５に示されたフローチャートによる制御が一旦終了する。

以上の説明より解る如く、回転角度センサ７２により検出される回転角度θｍが非揮発性の記憶手段に記憶されている前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍfと一致したときに、前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍfの値が現在の電動モータ２６の回転角度θｍに決定される。

従って第三の実施例によれば、上述の第一及び第二の実施例の場合と同様に電動モータ２６の現在の回転角度θｍを確実に且つ正確に判定することができるだけでなく、非制御時に於ける電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲を演算する必要がないので、上述の第一及び第二の実施例の場合に比して、電動モータ２６の現在の回転角度θｍを容易に判定することができる。

例えば図１２に示されている如く、前回の制御終了時に於ける回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンが「４」であり、電動モータ２６の回転角度θｍの変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmaxが図示の通りであるとする。変化可能範囲θｍlmax〜θｍrmaxに於いては、「４」以外の回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンは２回ずつ出現する可能性があるが、回転角度センサ７２の出力信号の信号パターン「４」は１回ずつしか出現しない。よって回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンが「４」の信号パターンであることを判定することにより、制電動モータ２６の現在の回転角度θｍを容易に且つ確実に判定することができる。

また第三の実施例によれば、回転角度θｍの判定に操舵角θsは使用されないので、操舵角θsの検出や記憶を要することなく電動モータ２６の現在の回転角度θｍを確実に且つ正確に判定することができる。

この第三の実施例によれば、前回の制御終了後にステアリングホイール１２が運転者によって全く回転操作されない場合には、ステップ６１０に於いて肯定判別が行われた直後にステップ６２０に於いて肯定判別が行われる。また前回の制御終了後にステアリングホイール１２が運転者によって一旦回転操作されても、電動モータ２６の現在の回転角度θｍを判定するに当りステアリングホイール１２がステアリングエンド位置まで回転操作される必要はない。従って上述の第二の実施例の場合に比して早期に制御開始時の電動モータ２６の回転角度θｍを判定することができ、またロック装置５６のロックを早期に解除して伝達比可変装置２０による伝達比の制御を早期に開始することができる。

尚上述の第三の実施例に於いては、前回の制御終了後にステアリングホイール１２が運転者によって一旦回転操作された場合には、回転角度センサ７２により検出される回転角度θｍが前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍfと一致するよう運転者によって回転操作されない限り、電動モータ２６の現在の回転角度θｍを判定することができない。よって例えばステップ６１０に於いて肯定判別が行われたときには、電動モータ２６が回転駆動され、これにより運転者によるステアリングホイール１２の回転操作に依存せずに電動モータ２６の現在の回転角度θｍを判定することができるよう修正されてもよい。
［第四の実施例］

この第四の実施例に於いても、操舵制御装置のハード構成は上述の第一の実施例のハード構成と同一であるので、操舵制御装置のハード構成の図示を省略するが、伝達比可変装置２０及びロック装置５６は図４に示されたフローチャートに従って制御されるのではなく、図７に示されたフローチャートに従って制御される。

図７に示されたフローチャートのステップ７１０は上述の第一の実施例のステップ４１０と同様に行われ、否定判別が行われたときにはステップ７５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ７２０へ進む。

ステップ７２０に於いては操舵角センサ６８により検出された操舵角θsと前回の制御終了時の操舵角θsfとの偏差として、前回の制御終了時より現在までの操舵角θsの変化量Δθsが演算される。

ステップ７２５に於いては係数Ｋrと操舵角θsの変化量Δθsとの積として前回の制御終了時より現在までの電動モータ２６の回転角度θｍの変化量Δθｍが演算され、ステップ７３０５に於いては前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍfと回転角度θｍの変化量Δθｍとの和として現在の電動モータ２６の回転角度θｍが演算される。

ステップ７４０〜７９０は第一の実施例のステップ４４０〜４９０と同様に実行され、ステップ７９０に於ける制御終了時の操舵角θs及び回転角度θｍの記憶が完了すると、図５に示されたフローチャートによる制御が一旦終了する。

以上の説明より解る如く、前回の制御終了時と今回の制御開始時との間の操舵角θsの変化量Δθsに基づいて前回の制御終了時より現在までの電動モータ２６の回転角度θｍの変化量Δθｍが演算され、前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍfと回転角度θｍの変化量Δθｍとの和として現在の電動モータ２６の回転角度θｍが演算される。

従って第四の実施例によれば、操舵角θsの変化量Δθsと回転角度θｍの変化量Δθｍとの関係が一定であることを利用して、前回の制御終了時の電動モータ２６の回転角度θｍf及び回転角度θｍの変化量Δθｍに基づいて、電動モータ２６の現在の回転角度θｍを確実に且つ正確に判定することができる。

また第四の実施例によれば、非制御時に於ける電動モータ２６の回転角度θｍの変化範囲の制約を受けないので、非制御時に於ける電動モータ２６の回転角度θｍの変化範囲が電動モータ２６の電気角で見て３６０°よりも大きい値であってもよい。

例えば図１３に示されている如く、前回の制御終了時に於ける回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンが「４」であるとすると、前回の制御終了時に於ける回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンは電動モータ２６の電気角で見て３６０°を越える範囲にある任意の信号パターン、例えば図示の「５」であつてもよい。よって回転角度センサ７２の出力信号の信号パターンが「４」の信号パターンであることを判定することにより、制電動モータ２６の現在の回転角度θｍを容易に且つ確実に判定することができる。

また第四の実施例によれば、制御開始時の電動モータ２６の回転角度θｍを判定するための要件として制御開始時に運転者によってステアリングホイール１２や電動モータ２６が特定の位置へ回転操作されることが必要とされる訳ではないので、上述の第一の実施例の場合と同様、後述の第二及び第三の実施例の場合に比して早期に制御開始時の電動モータ２６の回転角度θｍを判定することができ、またロック装置５６のロックを早期に解除して伝達比可変装置２０による伝達比の制御を早期に開始することができる。

また第四の実施例によれば、操舵角θsについては前回の制御終了時及び今回の制御開始時の値が解ればよく、回転角度θｍについては前回の制御終了時の値が解ればよく、前回の制御終了時より今回の制御開始時までの一連の値や変化が必要とされる訳ではないので、上述の第一の実施例の場合と同様、例えば前回の制御終了時より今回の制御開始時までの間に車載バッテリが一旦取り外されるような場合にも、制御開始時の電動モータ２６の回転角度θｍを確実に且つ正確に判定することができる。

また第四の実施例によれば、回転伝達制限機構３３の減速比は、ロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２がその最大回転可能範囲に亘り回転操作された場合に、ステータ２８に対するロータ３０の相対回転角度が基準相対回転角度範囲（９０°）よりも大きさが大きい値になるよう設定されていてもよい。従って上述の第一乃至第三の実施例の場合に比して、回転伝達制限機構３３の減速比の制約を受けることを回避することができる。
［第五の実施例］

図８は本発明による車両の操舵制御装置の第五の実施例を示す概略構成図である。尚図８に於いて図１に示された部材と同一の部材には図１に於いて付された符号と同一の符号が付されている。このことは後述の第六乃至第九の実施例についても同様である。

この第五の実施例に於いては、ロック装置５６は減速歯車機構２７と回転伝達制限機構３３との間に設けられており、ロックアクチュエータ６２は伝達比可変装置２０の円筒部１８ｂの上端に固定されている。従ってこの実施例のロック装置５６はロックオン状態に於いてはロアステアリングシャフト１８及びウェーブジェネレータシャフト３１の互いに他に対する相対回転を阻止する。尚この実施例のロック装置５６のソレノイドに対する制御電流は例えば減速歯車機構２７の円筒部１８ｂに設けられたスパイラルケーブル装置を経て供給されるようになっていてよい。

この第五の実施例の他の点は上述の第一の実施例の場合と同様に構成されている。従ってウェーブジェネレータシャフト３１よりロータ３０への回転伝達について見た回転伝達制限機構３３の減速比は、ロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２がその最大回転可能範囲に亘り回転操作されても、ステータ２８に対するロータ３０の相対回転角度が上記予め設定された制限相対回転角度範囲内になるよう設定されている。
［第六の実施例］

図９は本発明による車両の操舵制御装置の第六の実施例を示す概略構成図である。

この第六の実施例に於いては、減速歯車機構２７のアッパステアリングシャフト１６の側のリング歯車部材３４はロアステアリングシャフト１８の側のリング歯車部材３６よりも上方、即ちステアリングホイール１２の側に位置している。リング歯車部材３４及び外歯歯車部材４０は互いに同一の例えば１００の如き歯数を有するのに対し、リング歯車部材３６はリング歯車部材３４及び外歯歯車部材４０の歯数とは異なる例えば１０２の如き歯数を有している。

また減速歯車機構２７のディスク部３０ａは回転軸線１４に沿って延在するウェーブジェネレータシャフト９０の上端に一体に設けられており、ウェーブジェネレータシャフト９０は出力軸としての中空のロアステアリングシャフト１８を遊嵌状態にて貫通して下方へ延在している。ロアステアリングシャフト１８の上方部の外周にはウォームギヤが設けられており、該ウォームギヤにはアクチュエータ４８の回転軸に固定されたピニオンギヤ９２が噛合している。従ってこの実施例に於ける電動式パワーステアリング装置４２はロアステアリングシャフト１８に対し回転付勢力を付与することによりアシストトルクを発生する。ロアステアリングシャフト１８の下方部の外周にはピニオンギヤ９４が設けられており、ピニオンギヤ９４は電動式パワーステアリング装置４２のラックバー４４のラック歯に係合している。

この第六の実施例のロック装置５６は必要に応じてロアステアリングシャフト１８及びウェーブジェネレータシャフト９０の互いに他に対する相対回転を阻止するようになっている。ロック装置５６はウェーブジェネレータシャフト９０に例えば圧入により固定された被係合部材としてのロックホルダ５８と、ディスク部１８ａに固定されたマウント６０に取り付けられた電磁式のロックアクチュエータ６２と、ロックアクチュエータ６２により駆動される係合部材としてのロックレバー６４とを有している。尚この実施例のロック装置５６のソレノイドに対する制御電流も例えば減速歯車機構２７の円筒部１８ｂに設けられたスパイラルケーブル装置を経て供給されるようになっていてよい。

ロック装置５６は、ロックアクチュエータ６２のソレノイドに対する制御電流が制御されることにより、ロアステアリングシャフト１８及びウェーブジェネレータシャフト９０の互いに他に対する相対回転を阻止するロックオン状態と、ロアステアリングシャフト１８及びウェーブジェネレータシャフト９０の互いに他に対する相対回転を許容するロックオフ状態とに切り替わるようになっている。ロック装置５６がロックオン状態にあるときには、ロアステアリングシャフト１８及びウェーブジェネレータシャフト９０は互いに他に対し相対回転することができないので、リング歯車部材３６及び外歯歯車部材４０は一体的に回転する。リング歯車部材３４及び外歯歯車部材４０の歯数は互いに同一であるので、これらの歯車部材は互いに他に対し同一の方向へ同一の角度回転し、従ってアッパステアリングシャフト１６及びロアステアリングシャフト１８は相対回転することなく、あたかも一つのシャフトの如く回転する。

ウェーブジェネレータシャフト９０の下端部は回転伝達制限機構３３を介して電動モータ２６に駆動接続されている。回転伝達制限機構３３は電動モータ２６のロータ３０の下端部に固定された歯車部材３３aと、ウェーブジェネレータシャフト９０の下端部に固定され歯車部材３３aと噛合する歯車部材３３bとを有している。

この第六の実施例の他の点は上述の第一の実施例の場合と同様に構成されている。従ってウェーブジェネレータシャフト９０よりロータ３０への回転伝達について見た回転伝達制限機構３３の減速比は、ロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２がその最大回転可能範囲に亘り回転操作されても、ステータ２８に対するロータ３０の相対回転角度が上記予め設定された制限相対回転角度範囲内になるよう設定されている。
［第七乃至第九の実施例］

図１０乃至図１２はそれぞれ第一、第五、第六の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第七乃至第九の実施例を示す概略構成図である。

これらの実施例に於いては、アッパステアリングシャフトは第一のアッパステアリングシャフト１６aと入力軸として機能する第二のアッパステアリングシャフト１６bとよりなっている。ステアリングホイール１２は第一のアッパステアリングシャフト１６aの上端に連結されている。第一のアッパステアリングシャフト１６aは回転軸線１４に平行な回転軸線１４aの周りに回転可能に支持されており、第一のアッパステアリングシャフト１６aの下端及び第二のアッパステアリングシャフト１６bの上端は回転伝達制限機構３３を介して互いに回転伝達可能に係合している。回転伝達制限機構３３は第二のアッパステアリングシャフト１６bの上端に固定された歯車部材３３aと、第一のアッパステアリングシャフト１６aの下端に固定され歯車部材３３aと噛合する歯車部材３３bとを有している。

第七及び第八の実施例に於いては、電動モータ２６は減速歯車機構２７より上方にて第二のアッパステアリングシャフト１６bの周りに配設され、回転伝達制限機構を介することなくウェーブジェネレータシャフト３１を回転軸線１４の周りに直接回転駆動するようになっている。従ってウェーブジェネレータシャフト３１は電動モータ２６のロータ３０としても機能し、回転角度センサ７２は回転軸線１４の周りの車体３２に対するウェーブジェネレータシャフト３１（ロータ３０）の相対回転角度θｍの変化量を回転角度変化量Δθｍとして検出する。

これに対し第九の実施例に於いては、電動モータ２６は減速歯車機構２７よりも下方にてウェーブジェネレータシャフト９０の周りに配設され、回転伝達制限機構を介することなくウェーブジェネレータシャフト９０を回転軸線１４の周りに直接回転駆動するようになっている。従ってウェーブジェネレータシャフト９０は電動モータ２６のロータ３０としても機能し、回転角度センサ７２は回転軸線１４の周りの車体３２に対するウェーブジェネレータシャフト９０（ロータ３０）の相対回転角度θｍの変化量を回転角度変化量Δθｍとして検出する。

第八及び第九の実施例のロック装置５６はそれぞれ上述の第五及び第六の実施例のロック装置５６と同様に設けられ同様に機能するようになっているが、第七の実施例のロック装置５６はロックオン状態に於いては第二のアッパステアリングシャフト１６b及びウェーブジェネレータシャフト３１の互いに他に対する相対回転を阻止する。第七乃至第九の何れの実施例に於いても、ステアリングホイール１２に設けられたエアバッグや各種スイッチ等の電装部品に対する制御電流は第一のアッパステアリングシャフト１６aに設けられたスパイラルケーブル装置６６aを経て供給される。特に第七の実施例に於いては、ロック装置５６のロックアクチュエータ６２のソレノイドに対する制御電流は第二のアッパステアリングシャフト１６bに設けられたスパイラルケーブル装置６６bを経て供給される。

第七乃至第九の実施例の他の点はそれぞれ上述の第一、第五、第六の実施例の場合と同様に構成されている。従ってウェーブジェネレータシャフト３１又は９０よりロータ３０への回転伝達について見た回転伝達制限機構３３の減速比は、ロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２がその最大回転可能範囲に亘り回転操作されても、ステータ２８に対するロータ３０の相対回転角度が上記予め設定された制限相対回転角度範囲内になるよう設定されている。

尚上述の第五乃至第九の実施例に於ける伝達比可変装置２０及びロック装置５６の制御は、図４乃至図７の何れかに示されたフローチャートに従って制御されてよく、従って第五乃至第九の実施例によれば、伝達比可変装置２０及びロック装置５６の制御に応じて上述の第一乃至第四の実施例の何れかの場合と同一の作用効果を得ることができる。

また一般に、電動モータ２６や回転角度センサ７２の極数を少なくすれば、電動モータ２６の３６０°の電気角に対応する電動モータ２６の回転角度や回転角度センサ７２の予め設定された相対回転角度範囲を大きくすることができるが、その場合には電動モータ２６の回転角度の制御精度が低下し、これに起因して伝達比可変装置２０による伝達比の制御精度が低下する。

これに対し上述の各実施例によれば、上述の如くロック装置５６がロックオン状態にある状況に於いてステアリングホイール１２がその最大回転可能範囲に亘り回転操作されても、ステータ２８に対するロータ３０の相対回転角度は回転角度センサ７２の予め設定された相対回転角度範囲未満であるので、電動モータ２６や回転角度センサ７２の極数を少なくする必要がなく、これにより電動モータ２６の回転角度の制御精度を確保し、伝達比可変装置２０による伝達比の良好な制御精度を確保することができる。

また一般に、回転角度センサ７２の磁気センサの数を多くすれば、電動モータ２６や回転角度センサ７２の極数を少なくしても、電動モータ２６の回転角度の制御精度が低下したり伝達比可変装置２０による伝達比の制御精度が低下したりすることを抑制することができる。しかしその場合には電動モータ２６の円滑な回転動作を確保することが困難になると共に、磁気センサの数が多くなることに起因して高コスト化が避けられず、また回転角度センサの信号パターンの数が多くなるので回転角度の判定が煩雑になる。

これに対し上述の各実施例によれば、回転角度センサ７２の磁気センサの数を多くする必要がなく、また電動モータ２６や回転角度センサ７２の極数を少なくする必要がないので、電動モータ２６の円滑な回転動作を確保することができ、また磁気センサの数が多くなること及びこれに起因する高コスト化を確実に回避することができ、更には回転角度センサの信号パターンの数が多くなることを確実に回避することができる。

特に第一乃至第六の実施例によれば、回転伝達制限機構３３は電動モータ２６のロータ３０と減速歯車機構２７のウェーブジェネレータシャフト３１との間に設けられ、これらの間にて回転伝達を行うので、ロック装置５６がロックオフ状態にあるときにも、アッパステアリングシャフト１６の回転運動量はステアリングホイール１２の回転運動量と同一である。よってロック装置５６がロックオフ状態にある状況に於いて回転伝達制限機構３３がステアリングギヤ比に影響することを確実に回避することができる。

また第七乃至第九の実施例によれば、回転伝達制限機構３３は上端にてステアリングホイール１２に連結された第一のアッパステアリングシャフト１６aと下端にて減速歯車機構２７に連結された第二のアッパステアリングシャフト１６bとの間に設けられ、これらの間にて回転伝達を行い、電動モータ２６はロータ３０として機能するウェーブジェネレータシャフト３１又は９０を直接回転駆動するので、ロータ３０の回転が増速されてウェーブジェネレータシャフト３１又は９０へ伝達されること、換言すれば伝達比可変装置２０による伝達比の制御精度の低下を確実に回避することができる。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の各実施例に於いては、ステータ２８に対するロータ３０の相対回転角度を検出する回転角度検出手段としての回転角度センサ７２は回転軸線３０a又は１４aの周りの４５°の角度範囲毎に交互に配列されたＮ極及びＳ極の永久磁石７１と、４５°の角度範囲に於いて均等な角度互いに隔置された三つの磁気センサ７３a〜７３cとを有し、ロータ３０の回転に伴って出力パターン１〜６の信号を出力するようになっているが、ステータ２８に対するロータ３０の相対回転角度を示す出力信号であって、予め設定された基準相対回転角度範囲を１サイクルの範囲として一定の繰り返しサイクルにて出力信号を発生するものである限り、回転角度検出手段はホールＩＣ型の回転角度検出手段に限らず、例えばアナログ式のロータリエンコーダの如く当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

例えば永久磁石７１の極数が８以外に設定されてもよく、また磁気センサの数が３以外に設定されてもよい。また上述の各実施例に於いては、回転角度センサ７２の永久磁石７１の極数は電動モータ２６の極数と同一であるが、電動モータ２６の極数と異なっていてもよい。

また上述の各実施例に於いては、伝達比可変装置２０は回転アクチュエータとしての電動モータ２６及び減速歯車機構２７を有し、減速歯車機構２７は特定の波動歯車機構を有するものであるが、減速歯車機構は当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

また上述の各実施例に於いては、ロック装置５６はロックレバー６４がロックアクチュエータ６２によって駆動されることにより、ロックホルダ５８との係合が制御されるようになっているが、ロック装置５６はアッパステアリングシャフト１６及びロアステアリングシャフト１８の相対回転を阻止し得ると共に、ロックオン状態にあるときにも電動モータ２６のロータ３０がステータ２８に対し相対的に回転可能なものである限り、当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

本発明による車両の操舵制御装置の第一の実施例を示す概略構成図である。 伝達比可変装置の波動歯車機構を回転軸線に垂直な切断面にて切断して示す断面図である。 第一の実施例に於ける回転角度センサを示す断面図である。 第一の実施例に於ける伝達比可変装置及びロック装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明による車両の操舵制御装置の第二の実施例に於ける伝達比可変装置及びロック装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明による車両の操舵制御装置の第三の実施例に於ける伝達比可変装置及びロック装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明による車両の操舵制御装置の第四の実施例に於ける伝達比可変装置及びロック装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明による車両の操舵制御装置の第五の実施例を示す概略構成図である。 本発明による車両の操舵制御装置の第六の実施例を示す概略構成図である。 第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第七の実施例を示す概略構成図である。 第五の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第八の実施例を示す概略構成図である。 第六の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第九の実施例を示す概略構成図である。 第一の実施例に於いて回転角度センサの出力信号の信号パターンに基づいて電動モータの現在の回転角度θｍを判定する要領を示す説明図である。 第二の実施例に於いて回転角度センサの出力信号の信号パターンに基づいて電動モータの現在の回転角度θｍを判定する要領を示す説明図である。 第三の実施例に於いて回転角度センサの出力信号の信号パターンに基づいて電動モータの現在の回転角度θｍを判定する要領を示す説明図である。 第四の実施例に於いて電動モータの現在の回転角度θｍを判定する要領を回転角度センサの出力信号の信号パターンについて示す説明図である。

符号の説明

１０…操舵制御装置、１２…ステアリングホイール、１６…アッパステアリングシャフト、１８…ロアステアリングシャフト、２０…伝達比可変装置、２４…運動変換機構、２６…電動モータ、２７…減速機構、２８…ステータ、３０…ロータ、３１…ウェーブジェネレータシャフト、３２…車体、３３…回転伝達制限機構、３４、３６…リング歯車部材、４０…外歯歯車部材、４２…パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、５６…ロック装置、５８…ロックホルダ、６２…ロックアクチュエータ、６４…ロックレバー、６６…スパイラルケーブル装置、６８…操舵角センサ、７０…電子制御装置、７２…回転角度センサ、７４…車速センサ、８０…トルクセンサ、９０…ウェーブジェネレータシャフト

Claims (9)

1. ステアリングホイールと共に回転可能に支持された入力軸と、回転可能に支持された出力軸と、前記出力軸の回転運動を操舵輪の舵角変更運動に変換する運動変換機構と、前記入力軸に対し相対的に前記出力軸を回転させることにより前記入力軸の回転運動量に対する前記出力軸の回転運動量の比である伝達比を変更する伝達比可変装置と、前記伝達比の変化を阻止するロックオン状態と前記伝達比の変化を許容するロックオフ状態とに切り替わるロック装置と、前記伝達比可変装置を制御する制御手段とを有し、前記伝達比可変装置は前記車両の車体に固定されたステータと該ステータに対し相対的に回転駆動されるロータとを含む電動モータと、前記ロータの回転を減速して前記出力軸へ伝達する減速機構とを有し、前記制御手段は前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度を検出する回転角度検出手段を含み、前記回転角度検出手段により検出される前記相対回転角度に基づいて前記電動モータを制御し、前記ロック装置は前記制御手段が制御を終了する際に前記ロックオフ状態より前記ロックオン状態に切り替えられ、前記ロータは前記ロック装置が前記ロックオン状態にあるときにも前記ステータに対し相対的に回転可能である車両の操舵制御装置に於いて、
   前記回転角度検出手段は前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度を示す出力信号であって、予め設定された基準相対回転角度範囲を１サイクルの範囲として各基準相対回転角度範囲毎に一定の繰り返しサイクルにて出力信号を発生し、前記操舵制御装置は前記ロック装置が前記ロックオン状態にあるときに前記ステアリングホイールが最大回転可能範囲に亘り回転された場合の前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度が前記基準相対回転角度範囲よりも小さい制限相対回転角度範囲内になるよう、前記入力軸より前記ロータへの回転伝達を制限する回転伝達制限機構を有し、前記制御手段は前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける前記相対回転角度の変化可能範囲を推定し、前記回転角度検出手段の出力信号と推定された前記相対回転角度の変化可能範囲とに基づいて現在の前記相対回転角度を推定することを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 前記制御手段は前記入力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段を有し、少なくとも前回の制御を終了した際の前記入力軸の回転位置に基づいて、前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける前記相対回転角度の変化可能範囲を推定し、制御を開始する際に前記回転角度検出手段の出力信号と推定された前記相対回転角度の変化可能範囲とに基づいて前記相対回転角度を推定することを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
3. 前記制御手段は前回の制御を終了した際の前記入力軸の回転位置と前記入力軸の回転可能範囲とに基づいて前記入力軸の回転位置の変化可能範囲を推定し、前記入力軸の回転位置の変化可能範囲に基づいて前記相対回転角度の変化可能範囲を推定することを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
4. 前記ロック装置は制御が開始された後も前記ロックオン状態に維持され、前記制御手段は前記入力軸が回転限界位置へ回転されたときに前記相対回転角度の変動可能範囲を判定すると共に、前記回転角度検出手段の前記出力信号と前記相対回転角度の変動可能範囲とに基づいて現在の前記相対回転角度を推定し、前記ロック装置が前記ロックオフ状態に切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
5. ステアリングホイールと共に回転可能に支持された入力軸と、回転可能に支持された出力軸と、前記出力軸の回転運動を操舵輪の舵角変更運動に変換する運動変換機構と、前記入力軸に対し相対的に前記出力軸を回転させることにより前記入力軸の回転運動量に対する前記出力軸の回転運動量の比である伝達比を変更する伝達比可変装置と、前記伝達比の変化を阻止するロックオン状態と前記伝達比の変化を許容するロックオフ状態とに切り替わるロック装置と、前記伝達比可変装置を制御する制御手段とを有し、前記伝達比可変装置は前記車両の車体に固定されたステータと該ステータに対し相対的に回転駆動されるロータとを含む電動モータと、前記ロータの回転を減速して前記出力軸へ伝達する減速機構とを有し、前記制御手段は前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度を検出する回転角度検出手段を含み、前記回転角度検出手段により検出される前記相対回転角度に基づいて前記電動モータを制御し、前記ロック装置は前記制御手段が制御を終了する際に前記ロックオフ状態より前記ロックオン状態に切り替えられ、前記ロータは前記ロック装置が前記ロックオン状態にあるときにも前記ステータに対し相対的に回転可能である車両の操舵制御装置に於いて、
   前記回転角度検出手段は前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度を示す出力信号であって、予め設定された基準相対回転角度範囲を１サイクルの範囲として各基準相対回転角度範囲毎に一定の繰り返しサイクルにて出力信号を発生し、前記操舵制御装置は前記ロック装置が前記ロックオン状態にあるときに前記ステアリングホイールが最大回転可能範囲に亘り回転された場合の前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度が前記基準相対回転角度範囲よりも小さい制限相対回転角度範囲内になるよう、前記入力軸より前記ロータへの回転伝達を制限する回転伝達制限機構を有し、前記ロック装置は制御が開始された後も前記ロックオン状態に維持され、前記制御手段は前記相対回転角度が前回の制御を終了した際の値になったときに当該値を現在の前記相対回転角度と推定し、前記ロック装置が前記ロックオフ状態に切り替えられることを特徴とする車両の操舵制御装置。
6. ステアリングホイールと共に回転可能に支持された入力軸と、回転可能に支持された出力軸と、前記出力軸の回転運動を操舵輪の舵角変更運動に変換する運動変換機構と、前記入力軸に対し相対的に前記出力軸を回転させることにより前記入力軸の回転運動量に対する前記出力軸の回転運動量の比である伝達比を変更する伝達比可変装置と、前記伝達比の変化を阻止するロックオン状態と前記伝達比の変化を許容するロックオフ状態とに切り替わるロック装置と、前記伝達比可変装置を制御する制御手段とを有し、前記伝達比可変装置は前記車両の車体に固定されたステータと該ステータに対し相対的に回転駆動されるロータとを含む電動モータと、前記ロータの回転を減速して前記出力軸へ伝達する減速機構とを有し、前記制御手段は前記ステータに対する前記ロータの相対回転角度を検出する回転角度検出手段を含み、前記回転角度検出手段により検出される前記相対回転角度に基づいて前記電動モータを制御し、前記ロック装置は前記制御手段が制御を終了する際に前記ロックオフ状態より前記ロックオン状態に切り替えられ、前記ロータは前記ロック装置が前記ロックオン状態にあるときにも前記ステータに対し相対的に回転可能である車両の操舵制御装置に於いて、
   前記制御手段は前回の制御を終了した際の前記入力軸の回転位置と制御を開始する際の前記入力軸の回転位置とに基づいて前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける前記相対回転角度の変化量を推定し、前回の制御を終了した際の前記相対回転角度と前記相対回転角度の変化量とに基づいて制御を開始する際の前記相対回転角度を推定することを特徴とする車両の操舵制御装置。
7. 前記制御手段は前回の制御を終了した際の前記入力軸の回転位置と制御を開始する際の前記入力軸の回転位置とに基づいて前回の制御を終了した後制御を開始するまでに於ける前記入力軸の回転位置の変化量を推定し、前記入力軸の回転位置の変化量と前記入力軸の回転角度に対する前記ロータの回転角度の比とに基づいて前記相対回転角度の変化量を推定することを特徴とする請求項６に記載の車両の操舵制御装置。
8. 前記制限相対回転角度範囲は前記電動モータの電気角で見て３６０°未満の相対回転角度であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の車両の操舵制御装置。
9. 前記回転角度検出手段は各基準相対回転角度範囲に於いて複数の互いに異なる一定の信号パターンよりなる出力信号を発生し、各信号パターンは各基準相対回転角度範囲内に於ける前記ステータに対する前記ロータの単位相対回転角度範囲に対応していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の車両の操舵制御装置。

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