JP6596612B1 - 車両用電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

車両用電動パワーステアリング装置(10)は、中空状の支持部材(70)と、前記支持部材(70)の内周面(73a)にスライド可能に組み付けられた第１部材(80)と、前記第１部材(80)の先端部(82)にスイング可能に連結された第２部材(90)と、前記第２部材(90)に配置されたステアリングホイール(11)と、前記第１部材(80)に設けられた第１モータ(20)と、前記支持部材(70)に設けられた第２モータ(100)とを含む。前記第１モータ(20)は、操舵反力を前記ステアリングホイール(11)に付加する。前記第２モータ(100)は、駆動力伝達部(112)と第１クラッチ機構(130)を介して前記第１部材(80)をスライド駆動するとともに、変換機構(121)と第２クラッチ機構(140)を介して前記第２部材(90)をスイング駆動する。前記第１クラッチ機構(130)と前記第２クラッチ機構(140)とは、制御装置１５によって、同時に接続状態に、又は同時に遮断状態に、切り替えるように制御される。

Description

本発明は車両用電動パワーステアリング装置の改良に関する。

近年、車両の自動運転技術の開発が加速している。自動運転車両においては、運転者が自動運転と手動運転とに適宜切り替えつつ走行させることが想定され、自動運転中における運転者の快適性を向上することが求められる。快適性を向上するための技術は、例えば次の技術が知られている。
（１）自動運転時における、運転者のドライビングポジションの調整、リクライニング動作の拡大、格納可能なペダル類を一体とした、機能を集約した運転席の技術。
（２）自動運転時における、車室内での広い居住空間を創出するために、ステアリングホイールを格納する技術。

自動運転による走行の一例としては、市街地での走行のように、転舵用車輪の転舵頻度が多く、転舵角が大きく変化することが多い地域で走行することが想定される。その場合に、ステアリングホイールの回転は、転舵用車輪の転舵に連動して激しく変化し得る。運転者は、目の前で起こる、ステアリングホイールの回転の激しい変化を、不快に感じる可能性がある。このような状況に対処するためにも、ステアリングホイールと転舵部との間が機械的に分離されることによって、自動運転中のステアリングホイールの挙動を抑止できるシステムの、ニーズが増加するものと考えられる。

このようなニーズを踏まえ、車両の高度な自動運転技術に対応するためのステアリング装置としては、ステアリングホイールのテレスコピック運動とチルト運動とが可能な、ステアバイワイヤ（steer-by-wire）式電動パワーステアリング装置の開発が必要となる。ステアバイワイヤ式電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールと転舵部との間を、機械的に分離した構成である。

さらに、自動運転中においては、運転者が自身の都合によって自分で運転したくなった場合や、自動運転車両の自動運転機能に異常が発生した場合が、あり得る。この場合には、自動運転から手動運転へ速やかに切り替え可能であることが好ましい。ステアバイワイヤ式電動パワーステアリング装置においても同様であり、自動操舵から手動操舵に速やかに切り替え可能であることが好ましい。

これに対し、ステアバイワイヤ式ではないものの、一般的な車両用電動パワーステアリング装置において、ステアリングホイールのテレスコピック運動とチルト運動とを、単一のモータによって行う技術は、例えば特許文献１によって知られている。

特許文献１で知られている車両用電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの操舵トルクにアシスト用モータが発生した補助トルクを付加するとともに、ステアリング軸のチルト運動とテレスコピック運動とを、単一の統合モータ（チルト／テレスコピック用モータ）によって行うものである。

ステアリングホイールを連結可能なステアリング軸は、コラムチューブの中に挿通されている。このコラムチューブの一端（ステアリングホイールとは反対側の端）は、車体に取り付けられるマウンティングブラケットに対して、チルト動作可能に結合されている。また、コラムチューブは、テレスコーピングチューブによって囲まれている。コラムチューブには、前記アシスト用モータと前記統合モータとが取り付けられている。

統合モータは、ムービングロッドを回転且つ直線移動させる。このムービングロッドは、コラムチューブの軸線に沿っている。ムービングロッドには、チルト機構とテレスコピック機構とが連結されている。チルト機構とテレスコピック機構とは、それぞれ独立したクラッチを備える。

チルトクラッチを係合状態にすると、チルト機構は、ムービングロッドの直線移動を、リンクアームを介してコラムチューブのチルト運動に変換する。テレスコーピングクラッチを係合状態にすると、テレスコピック機構は、ムービングロッドの直線移動を、テレスコーピングチューブを介してコラムチューブのテレスコ運動に変換する。このように、２つのクラッチを切り替えて、チルト動作とテレスコピック動作とを、個別に調整ことができる。

米国特許第８９０４９０２号明細書

上述のように、特許文献１で知られている車両用電動パワーステアリング装置は、ステアバイワイヤ式の構成を想定したものではない。このため、この車両用電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに付加する操舵反力を発生するための、反力モータを備えていない。

自動運転車両に搭載するステアリング装置は、ステアリングホイールのテレスコピック運動とチルト運動とが可能な、ステアバイワイヤ式電動パワーステアリング装置であることが求められる。

本発明は、ステアリングホイールのテレスコピック運動とチルト運動とが可能な機能を有した、自動操舵の状態から手動操舵をすることが可能な状態に、速やかに切り替え可能なステアバイワイヤ式電動パワーステアリング装置を提供することを課題とする。

本発明によれば、
車体に取り付け可能な中空状の支持部材と、
前記支持部材の内周面にスライド可能に組み付けられた第１部材と、
前記第１部材の先端部にスイング可能に連結された第２部材と、
前記第２部材に回転可能に設けられたステアリングホイールと、
前記第１部材の内部に設けられるとともに、前記第１部材の軸線に対して同心にモータ軸が位置しており、前記ステアリングホイールの操舵力に抵抗する操舵反力を発生して前記ステアリングホイールに付加する第１モータと、
前記第１部材の前記軸線に対して平行に位置するとともに、前記支持部材の外周面に沿って延びており、前記支持部材に対して相対回転が許容された単一の軸と、
前記支持部材に設けられた第２モータと、
前記第２モータの駆動力を前記軸に伝達して回転運動をさせる駆動力伝達部と、
前記駆動力伝達部と前記軸との間に介在している第１クラッチ機構と、
前記軸の回転運動を前記第１部材のスライド運動に変換する第１変換機構と、
前記軸の回転運動を前記第２部材のスイング運動に変換する第２変換機構と、
前記軸と前記第２変換機構との間に介在している第２クラッチ機構と、
前記第１クラッチ機構と前記第２クラッチ機構との両方を、同時に接続状態に、又は同時に遮断状態に、切り替えるように制御する制御装置と、
を含む車両用電動パワーステアリング装置が提供される。

本発明では、車体に取り付けられる支持部材の内周面に、第１部材がスライド可能に組み付けられている。この第１部材の先端部には、第２部材がスイング可能に連結されている。この第２部材には、ステアリングホイールが配置されている。第１部材又は第２部材は、操舵反力を発生する第１モータを有している。このため、ステアバイワイヤ式の電動パワーステアリング装置に必須である第１モータを、支持部材から外方へ張り出すことなく、第１部材に組み込むことができる。しかも、第１モータのモータ軸を、第１部材の軸線に対して同心に位置している。ステアリングホイールは、非格納位置に位置しているときには、第１部材の軸線上にある。従って、ステアリングホイールのテレスコピック運動とチルト運動とが可能な機能を有した、ステアバイワイヤ式電動パワーステアリング装置を提供することができる。

さらに本発明では、自動運転中において、第１クラッチ機構と第２クラッチ機構との両方を、同時に遮断状態に切り替えることによって、自動操舵の状態から手動操舵をすることが可能な状態に、速やかに切り替えることが可能である。

本発明の実施例１による車両用電動パワーステアリング装置の模式図である。 図１に示される車両用電動パワーステアリング装置を搭載した自動運転車両の模式的な説明図である。 図１に示されるステアリングホイール調節装置の斜視図である。 図３に示されるステアリングホイール調節装置の断面図である。 図４の５矢視図である。 図４に示される第１クラッチ機構の拡大図である。 図６に示される第１クラッチ機構を軸の軸方向から見た構成図兼作用図である。 図４に示される第２クラッチ機構を軸の軸方向から見た構成図兼作用図である。 図４に示されるステアリングホイール調節装置の作用図である。 本発明による実施例２の車両用電動パワーステアリング装置の模式図である。 図１０に示される制御装置の制御フローチャートである。 本発明による実施例３の車両用電動パワーステアリング装置の模式図である。 本発明による実施例４の車両用電動パワーステアリング装置の模式図である。 本発明による実施例５の車両用電動パワーステアリング装置の模式図である。 図１４に示される制御装置の制御フローチャートの前半部分である。 図１４に示される制御装置の制御フローチャートの後半部分である。

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。添付図に示した形態は本発明の一例であり、本発明は当該形態に限定されない。

＜実施例１＞
図１〜図９を参照しつつ、実施例１の車両用電動パワーステアリング装置１０を説明する。図１に示されるように、車両用電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイール１１の操舵入力が生じる操舵部１２と、左右の転舵車輪１３，１３（タイヤを含む）を転舵する転舵部１４と、制御装置１５とを含む。左右の転舵車輪１３，１３は、転舵部１４によって転舵されるものであればよく、前輪、後輪、又は両方を含む。以下、車両用電動パワーステアリング装置１０のことを、単に「ステアリング装置１０」と略称する。

操舵部１２と転舵部１４との間は、機械的に分離されている。このため、ステアリング装置１０は、ステアリングホイール１１の操舵量に応じて転舵用アクチュエータ３４を作動させることにより、左右の転舵車輪１３，１３を転舵する方式、いわゆるステアバイワイヤ式（steer-by-wire）を採用している。

操舵部１２は、運転者が操舵するステアリングホイール１１と、このステアリングホイール１１に一端を連結されているステアリング軸１７と、ステアリングホイール１１に対しステアリング軸１７を介して操舵反力（反力トルク）を付加する反力モータ２０と、を含む。

この反力モータ２０は、運転者が操舵するステアリングホイール１１の操舵力に抵抗する操舵反力を発生するとともに、この操舵反力をステアリングホイール１１に付加することによって、運転者に操舵感を与える。この反力モータ２０は、電動モータによって構成される。以下、この反力モータ２０のことを、適宜「第１モータ２０」と言い換える。この第１モータ２０の詳細については、後述する。

転舵部１４は、車幅方向へ延びている転舵軸３１と、この転舵軸３１の両端にタイロッド３２，３２及びナックル３３，３３を介して連結されている左右の転舵車輪１３，１３と、転舵軸３１に転舵用動力を付加する転舵用アクチュエータ３４と、を含む。

転舵用アクチュエータ３４は、転舵用動力を発生する転舵モータ３５と、転舵用動力を転舵軸３１に伝達する転舵動力伝達機構３６とからなる。転舵モータ３５は、例えば電動モータによって構成される。転舵動力伝達機構３６は、例えば第１伝達機構３７と第２伝達機構３８とからなる。以下、この転舵モータ３５のことを、適宜「第３モータ３５」と言い換える。

第１伝達機構３７は、例えばウォームギア機構によって構成される。このウォームギア機構３７（第１伝達機構３７）は、転舵モータ３５のモータ軸３５ａ（出力軸３５ａ）に設けられたウォーム３７ａと、伝動軸３７ｂに設けられたウォームホイール３７ｃとからなる。

第２伝達機構３８は、例えばラックアンドピニオン機構によって構成される。このラックアンドピニオン機構３８（第２伝達機構３８）は、伝動軸３７ｂに設けられたピニオン３８ａと、転舵軸３１に設けられたラック３８ｂとからなる。転舵モータ３５が発生した転舵用動力は、ウォームギア機構３７及びラックアンドピニオン機構３８によって転舵軸３１に付加される。

車両用ステアリング装置１０は操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２、その他の各種センサ４３を備えている。操舵角センサ４１は、ステアリングホイール１１の操舵角を検出する。操舵トルクセンサ４２は、ステアリング軸１７に発生する操舵トルクを検出する。

このステアバイワイヤ式の車両用電動パワーステアリング装置１０は、自動運転車両５０（図２参照）に搭載することが可能であって、ステアリングホイール１１のテレスコピック運動とチルト運動とを行うための、ステアリングホイール調節装置６０を備えている。このステアリングホイール調節装置６０は、自動運転車両５０に搭載されているドライビングポジション装置５１の指令を受けた制御装置１５によって、制御される。

このステアリングホイール調節装置６０によれば、ステアリングホイール１１のテレスコピック運動とチルト運動とを、単一のモータ１００（第２モータ１００）によって行うことができる。この単一のモータ１００のことを、以下、適宜「第２モータ１００」と言い換える。この第２モータ１００は、例えば電動モータによって構成される。

上記制御装置１５は、操舵角センサ４１と操舵トルクセンサ４２とその他の各種センサ４３との各信号、及びドライビングポジション装置５１の指令に従って、第１モータ２０と転舵モータ３５と第２モータ１００とを制御している。その他の各種センサ４３には、各モータ２０，３５，１００の回転角や駆動電流を検出する各センサ、車速センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサを含む。

ドライビングポジション装置５１は、自動運転車両５０による運転状況を判断して、各種の装置を、図２（ａ）に示される運転者Ｄｒが手動運転をする第１ドライビングポジションと、図２（ｂ）に示される運転者Ｄｒが自動運転をする第２ドライビングポジションとに、制御する。

図２（ａ）は、運転者Ｄｒが手動運転をする一例の第１ドライビングポジションを示している。この第１ドライビングポジションでは、ステアリングホイール１１、シート５３及びペダル５４は、運転者Ｄｒが手動運転をするのに適している、予め設定された各位置に、自動的に制御される。ステアリングホイール１１は、非格納位置Ｐ１（第１位置Ｐ１）に位置している。この非格納位置Ｐ１は、運転者Ｄｒがステアリングホイール１１を操舵し易い位置である。

図２（ｂ）は、運転者Ｄｒが自動運転をする一例の第２ドライビングポジションを示している。この第２ドライビングポジションでは、ステアリングホイール１１、シート５３及びペダル５４は、運転者Ｄｒがリラックスすることができる、予め設定された各位置に、自動的に制御される。この自動運転時における、車室５５内での広い居住空間を創出するために、ステアリングホイール１１は格納位置Ｐ２（第２位置Ｐ２）に位置している。この格納位置Ｐ２は、図２（ａ）に示される非格納位置Ｐ１に比べて、前進位置に且つ上に傾いている。

以下、このステアリングホイール調節装置６０について、詳しく説明する。図３〜図５に示されるように、このステアリングホイール調節装置６０は、支持部材７０と第１部材８０と第２部材９０と第２モータ１００と第１伝動機構１１０と第２伝動機構１２０と、を含む。

支持部材７０は、自動運転車両５０の前後方向に延びた状態で位置することが可能な中空状（例えば筒状。好ましくは円筒状）の部材であって、この自動運転車両５０の車体５６に取り付け可能なブラケット７１を有している。この支持部材７０の両端は、開放されている。さらに、この支持部材７０は、この支持部材７０の軸線ＣＬ１（中心線ＣＬ１）に対して平行なスリット７２（長孔を含む）を有する。このスリット７２は、支持部材７０の周壁７３を内外に貫通している。

第１部材８０は、支持部材７０の周壁７３の内周面７３ａに、この支持部材７０の軸線ＣＬ１に沿ってスライド可能に組み付けられた中空状（例えば筒状。好ましくは円筒状）の部材である。つまり、第１部材８０は、支持部材７０の周壁７３に軸線ＣＬ１に沿ってスライド可能、つまりテレスコピック運動が可能に嵌合している。この第１部材８０の両端は、開放されている。第１部材８０の軸線ＣＬ２（中心線ＣＬ２）は、支持部材７０の軸線ＣＬ１に合致している。この第１部材８０は、前記第１モータ２０を収納している。この第１モータ２０は、第１部材８０に対して、軸方向と周方向との両方に相対変位を規制されている。例えば、モータハウジング２１が第１部材８０に圧入や焼き嵌めされることによって、第１モータ２０は第１部材８０に対する相対変位を規制される。

第１部材８０の長さは、支持部材７０に対する第１部材８０のスライド可能な範囲（ストローク）、つまり、ステアリングホイール１１のテレスコピック運動量を、十分に確保できる長さに設定されている。これに対し、支持部材７０に第１モータ２０を直接に収納した構成では、十分なストロークを確保するために、第１モータ２０が軸方向に大型化してしまうので、得策ではない。第１部材８０を設けたので、第１モータ２０を大型化することなく、支持部材７０に対する第１モータ２０のスライド量を、十分に確保することができる。

図４に示されるように、この第１モータ２０は、第１部材８０の軸線ＣＬ２に対して同心に位置している。詳しく述べると、この第１モータ２０は、第１部材８０の周壁８１の内周面８１ａに固定された有底の中空状（例えば有底筒状。好ましくは有底の円筒状）のモータハウジング２１と、このモータハウジング２１の開放端を塞いでいるリッド２２と、このモータハウジング２１の内部に軸受２３，２３によって回転可能に収納されたモータ軸２４（出力軸２４）と、このモータ軸２４に有しているロータ２５と、このロータ２５の外周囲に位置してモータハウジング２１の内部に設けられたステータ２６と、を含む。

この第１モータ２０は、例えばブラシレスモータによって構成されており、モータ回転角センサ２７（例えばレゾルバ２７）と制御ユニット２８とを有する。モータ回転角センサ２７は、第１モータ２０の回転角を検出する。制御ユニット２８は、第１モータ２０（例えばリッド２２）に組み付けられるとともに、第１部材８０に収納されされており、制御装置１５（図１参照）の制御指令に基づいて第１モータ２０を制御する。この第１モータ２０のモータ軸２４は、第１部材８０の軸線ＣＬ２に対して同心に位置している。

図３及び図４に示されるように、第２部材９０は、非格納位置Ｐ１に位置しているときには第１部材８０の軸線ＣＬ２上に位置するとともに、第１モータ２０に向かって開放した有底の中空状（例えば有底筒状。好ましくは有底の円筒状）の部材である。この第２部材９０は、第１部材８０の先端部８２に対して上下方向にスイング可能、つまりチルト運動が可能である。詳しく述べると、第１部材８０と第１モータ２０との、少なくともいずれか一方は、モータ軸２４に沿いつつ、第２部材９０まで延びた延長部９１を有している。この延長部９１は、例えば、モータハウジング２１からモータ軸２４を挟みつつ、第２部材９０の側面９０ａ（図３得参照）まで延びるとともに、この側面９０ａを挟んでいるフォーク状の構成である。つまり、延長部９１は、一対の先端部９１ａ，９１ａを有している。

第２部材９０は、延長部９１の一対の先端部９１ａ，９１ａ間に挟まれており、この一対の先端部９１ａ，９１ａに支持軸９２によってスイング可能に連結されている。この結果、第２部材９０は、第１部材８０の先端部８２にスイング可能（チルト可能）に連結されている。

この第２部材９０に対し、前記ステアリング軸１７は軸受９３により、相対回転が許容され且つ軸方向への相対移動が規制されて設けられている。このステアリング軸１７は、ステアリングホイール１１の非格納位置Ｐ１では、第１部材８０の軸線ＣＬ２に対して同心に位置しており、第２部材９０の内部において、第１モータ２０のモータ軸２４に自在軸継手９４（ユニバーサルジョイント９４）により連結されている。この結果、前記ステアリングホイール１１は、モータ軸２４に自在軸継手９４によって連結されている。この自在軸継手９４が屈曲する点Ｑ１（屈曲点Ｑ１）は、第１部材８０に対する第２部材９０のスイング基点Ｑ２（支持軸９２の中心Ｑ２）に合致している。

図３〜図５に示されるように、第２モータ１００は、ギアハウジング７４に取り付けられており、単一の軸１１１を駆動する。ギアハウジング７４は、支持部材７０の周壁７３に有しているベース７５に、取り付けられている。

第１伝動機構１１０は、第２モータ１００が発生した駆動力を、第１部材８０をスライド駆動するスライド駆動力に変換して、第１部材８０に伝達する。この第１伝動機構１１０は、単一の軸１１１と、この軸１１１に第２モータ１００の駆動力を伝達する駆動力伝達部１１２と、この駆動力伝達部１１２と軸１１１との間に介在している第１クラッチ機構１３０と、軸１１１の回転運動を第１部材８０のスライド運動に変換する第１変換機構１１６と、によって構成されている。

この単一の軸１１１は、第１部材８０の軸線ＣＬ２に対して平行に位置するとともに、支持部材７０の外周面７３ｂ（周壁７３の外周面７３ｂ）に沿って延びている。この軸１１１は、ギアハウジング７４に軸受７６，７６によって支持されるとともに、延長部９１から軸１１１へ向かって延びた支持アーム９５によって支持されている。この結果、この軸１１１は、支持部材７０に対して、相対回転が許容され且つ軸方向への相対移動が規制されて設けられている。さらに、この軸１１１は、第１の雄ねじ１１１ａと第２の雄ねじ１１１ｂと雄セレーション１１１ｃとを有している。

図４及び図６に示されるように、駆動力伝達部１１２は、例えばウォームギア機構によって構成されている。このウォームギア機構１１２（駆動力伝達部１１２）は、第２モータ１００のモータ軸１０１（出力軸１０１）に設けられたウォーム１１３（第１ギア１１３）と、このウォーム１１３に噛み合い可能なウォームホイール１１４（第２ギア１１４）とからなる。このウォームギア機構１１２は、ギアハウジング７４に収納されている。

前記第１クラッチ機構１３０は、ウォームホイール１１４のハブ１１５と、第１付勢部材１３１と、第１ソレノイド１３２と、によって構成されている。

図７（ａ）は、軸１１１の軸方向から見た接続状態の第１クラッチ機構１３０を示している。図７（ｂ）は、軸１１１の軸方向から見た遮断状態の第１クラッチ機構１３０を示している。

図６及び図７（ａ）に示されるように、ウォームホイール１１４のハブ１１５は、軸１１１の径方向に長い長孔状の嵌合部１１５ａを有している。つまり、この嵌合部１１５ａは、ウォーム１１３の外周面に接近、離反する方向に長い。この嵌合部１１５ａは、ウォームホイール１１４の中心ＣＬ３（軸１１１の中心ＣＬ３）に設けられており、軸１１１を貫通している。軸１１１と嵌合部１１５ａとの関係を詳しく述べると、次の通りである。嵌合部１１５ａの一部（長孔の内周面の一部）には、雄セレーション１１１ｃに噛み合い可能な雌セレーション１１５ｂが設けられている。

ウォームホイール１１４がウォーム１１３に噛み合っている状態では、ウォームホイール１１４の回転中心は軸１１１の中心ＣＬ３上に位置している。嵌合部１１５ａの回転中心も、軸１１１の中心ＣＬ３に合致する。この状態で、雌セレーション１１５ｂは、雄セレーション１１１ｃに噛み合い可能である。言い換えると、嵌合部１１５ａは、軸１１１に対して接続状態となる第１位置Ｐ１１に位置している。この第１位置Ｐ１１は、軸１１１の中心ＣＬ３に合致する。このため、第２モータ１００が発生した駆動力は、ウォームホイール１１４の回転角（長孔状の嵌合部１１５ａの向き）にかかわらず、ウォーム１１３からウォームホイール１１４を経て、軸１１１に伝わる。

一方、図７（ｂ）に示されるように、ウォーム１１３に対してウォームホイール１１４が噛み合っていない状態、つまり、ウォーム１１３の外周面から離反している状態では、嵌合部１１５ａの回転中心（第１位置Ｐ１１）は、軸１１１の中心ＣＬ３に対して、ウォーム１１３とは反対側にオフセットしている。このため、雌セレーション１１５ｂは、雄セレーション１１１ｃに噛み合っていない。言い換えると、嵌合部１１５ａは、軸１１１に対して遮断状態となる第２位置Ｐ１２に位置している。第２モータ１００が発生した駆動力は、ウォーム１１３からウォームホイール１１４へ伝わらないとともに、ウォームホイール１１４から軸１１１へも伝わらない。

以上の説明から明らかなように、嵌合部１１５ａは、軸１１１に対して接続状態となる第１位置Ｐ１１と、遮断状態となる第２位置Ｐ１２と、の間で変位可能である。

図６及び図７（ａ）に示されるように、第１付勢部材１３１は、ウォームホイール１１４を第１位置Ｐ１１方向（軸１１１に対して、嵌合部１１５ａが接続状態となる方向）へ付勢しており、例えば圧縮コイルばねによって構成されている。

図６及び図７（ａ），（ｂ）第１ソレノイド１３２は、第１付勢部材１３１の付勢力に抗してウォームホイール１１４を第２位置Ｐ１２方向（軸１１１に対して、嵌合部１１５ａが遮断状態となる方向）へ移動させる。この第１ソレノイド１３２は、ケース１３３と、このケース１３３に収納されている第１励磁用コイル１３４と第１プランジャロッド１３５と付勢部材１３６とを含む。この第１ソレノイド１３２は、第１プランジャロッド１３５を第１励磁用コイル１３４の励磁によって後退させる、いわゆるプル型ソレノイドによって構成されている。第１プランジャロッド１３５は、付勢部材１３６によって前進方向（ケース１３３から外方へ伸びる方向）へ常に付勢されており、第１励磁用コイル１３４の励磁により駆動されて第２ギア１１４を第２位置Ｐ１２方向へ移動させる。

図４に示されるように、第１変換機構１１６は、軸１１１に有している第１の雄ねじ１１１ａと、この第１の雄ねじ１１１ａに組み合っている第１の雌ねじ１１７と、この第１の雌ねじ１１７を有しているアーム１１８と、によって構成されている。このアーム１１８は、第１部材８０と第１モータ２０とのいずれか一方から軸１１１へ向かって延びている。例えば、このアーム１１８は、第１モータ２０から、スリット７２を貫通して軸１１１まで延びている。第１の雄ねじ１１１ａと第１の雌ねじ１１７とは、台形ねじによって構成することが好ましい。

図３及び図４に示されるように、第２伝動機構１２０は、第２モータ１００が発生した駆動力を、第２部材９０をスイング駆動するスイング駆動力に変換して、第２部材９０に伝達する。この第２伝動機構１２０は、軸１１１の回転運動を第２部材９０のスイング運動に変換する第２変換機構１２１と、軸１１１と第２変換機構１２１との間に介在している第２クラッチ機構１４０と、によって構成されている。

第２変換機構１２１は、軸１１１に有している第２の雄ねじ１１１ｂと、第２の雄ねじ１１１ｂに組み合っている第２の雌ねじ１２２と、軸１１１に沿って変位可能なスライダ１２３と、スライダ１２３と第２部材９０との間を連係可能に繋いでいるリンク１２４と、によって構成されている。

スライダ１２３は、第２の雄ねじ１１１ｂと第２の雌ねじ１２２との相互作用によって軸１１１に沿って変位可能な構成である。このスライダ１２３は、リンク１２４の一端をスイング可能に連結する第１リンク用連結ブラケット１２５を有している。一方、第２部材９０は、リンク１２４の他端をスイング可能に連結する第２リンク用連結ブラケット１２６を有している。

第２の雄ねじ１１１ｂと第２の雌ねじ１２２とは、台形ねじによって構成することが好ましい。また、第２の雄ねじ１１１ｂ及び第２の雌ねじ１２２は、ねじ方向とピッチとの少なくとも一方を、第１の雄ねじ１１１ａ及び第１の雌ねじ１１７に対して異なっていることが好ましい。例えば、ねじ方向が逆向きである。

図８（ａ）は、軸１１１の軸方向から見た接続状態の第２クラッチ機構１４０を示している。図８（ｂ）は、軸１１１の軸方向から見た遮断状態の第２クラッチ機構１４０を示している。

第２クラッチ機構１４０は、スライダ１２３に設けられている切り替え部１４１と、第２付勢部材１４２と、第２ソレノイド１５０と、によって構成されている。

図４及び図８（ａ）に示されるように、切り替え部１４１は、スライダ１２３に対して、軸１１１の径方向への相対スライドのみを許容されており、軸１１１の軸方向への相対移動は規制されている。この切り替え部１４１は、長孔状の組み合い孔１４１ａを有している。この組み合い孔１４１ａは、軸１１１の中心ＣＬ３に設けられており、軸１１１を貫通している。しかも、この組み合い孔１４１ａは、スライダ１２３に対する切り替え部１４１のスライド方向に長い、つまり軸１１１の径方向に長い。

軸１１１と組み合い孔１４１ａとの関係を詳しく述べると、次の通りである。組み合い孔１４１ａの一部（長孔の内周面の一部）には、第２の雄ねじ１１１ｂに噛み合い可能な第２の雌ねじ１２２が設けられている。第２の雄ねじ１１１ｂに対して、第２の雌ねじ１２２の一部が組み合っている状態では、組み合い孔１４１ａは、軸１１１に対して接続状態となる、第３位置Ｐ１３に位置している。このため、第２モータ１００が発生した駆動力は、軸１１１から切り替え部１４１を介してスライダ１２３に伝わる。

一方、図８（ｂ）に示されるように、第３位置Ｐ１３に位置している切り替え部１４１が、組み合い孔１４１ａの長手方向にスライドして、第４位置Ｐ１４に位置したときには、組み合い孔１４１ａは、軸１１１に対して遮断状態となる第４位置Ｐ１４に位置する。第４位置Ｐ１４では、第２の雌ねじ１２２は第２の雄ねじ１１１ｂに対して非組み合い状態となる。第２モータ１００が発生した駆動力は、軸１１１から切り替え部１４１へ伝わらない。この結果、駆動力が軸１１１からスライダ１２３へ伝わることはない。

以上の説明から明らかなように、切り替え部１４１は、軸１１１に対して接続状態となる第３位置Ｐ１３と、遮断状態となる第４位置Ｐ１４とに変位可能である。

図４及び図８（ａ），（ｂ）に示されるように、第２付勢部材１４２は、切り替え部１４１を第３位置Ｐ１３方向（軸１１１に対して、組み合い孔１４１ａが接続状態となる方向）へ付勢しており、例えば圧縮コイルばねによって構成されている。

第２ソレノイド１５０は、第２付勢部材１４２の付勢力に抗して、直接に又はスイング機構１４３を介して間接的に、切り替え部１４１を第４位置Ｐ１４方向（軸１１１に対して、組み合い孔１４１ａが遮断状態となる方向）へ移動させる。

この第２ソレノイド１５０は、ケース１５１と、このケース１５１に収納されている第２励磁用コイル１５２と第２プランジャロッド１５３と付勢部材１５４とを含む。この第２ソレノイド１５０は、第２プランジャロッド１５３を第２励磁用コイル１５２の励磁によって後退させる、いわゆるプル型ソレノイドによって構成されている。第２プランジャロッド１５３は、付勢部材１５４によって前進方向（ケース１５１から外方へ伸びる方向）へ常に付勢されており、第２励磁用コイル１５２の励磁により駆動されて切り替え部１４１を第４位置Ｐ１４方向へ移動させる。

次に、ステアリングホイール調節装置６０の作用について、図２、図４及び図９を参照しつつ説明する。
図２（ａ）に示されるステアリングホイール１１は、非格納位置Ｐ１（第１位置Ｐ１）に位置している。このときのステアリングホイール調節装置６０は、図４に示される状態にある。つまり、ステアリングホイール１１の位置は、第１部材８０の軸線ＣＬ２上にあるとともに、支持部材７０に対して最も自動運転車両５０（図２（ａ）参照）の後方へ離れた位置（前進位置）に位置している。

その後、第２モータ１００は制御装置１５（図１参照）から格納指令信号を受けることによって、正回転（第１の回転方向へ回転）する。第２モータ１００が発生した正回転の駆動力は、ウォームギア機構１１２を介して軸１１１に伝わる。この軸１１１の回転によって、アーム１１８と第１部材８０と第１モータ２０は、ステアリングホイール１１が支持部材７０に対して近づく方向（後退方向）に移動、つまりテレスコピック運動をする。この結果、第１モータ２０のモータ軸２４に連結されているステアリング軸１７と、延長部９１の一対の先端部９１ａ，９１ａに連結されている第２部材９０は、後退方向に移動する。

一方、第２の雄ねじ１１１ｂ及び第２の雌ねじ１２２のねじ方向が、第１の雄ねじ１１１ａ及び第１の雌ねじ１１７に対して逆向きである。このため、スライダ１２３はアーム１１８に対して逆方向（前進方向）に移動し、リンク１２４を介して第２部材９０を上方にスイング駆動する。この結果、第２部材９０及びステアリング軸１７は、上方にチルト運動をする。

つまり、ステアリングホイール１１は、後方にテレスコピック運動をしつつ上方にチルト運動をする。この結果を図９及び図２（ｂ）に示している。図９及び図２（ｂ）は、ステアリングホイール１１が格納位置Ｐ２（第２位置Ｐ２）に位置していることを示している。つまり、ステアリングホイール１１の位置は、第１部材８０の軸線ＣＬ２から予め設定されている角度だけ上方に傾いて後退した位置（後退位置）に位置している。

その後、第２モータ１００は制御装置１５（図１参照）から非格納指令信号を受けることによって、逆回転（第２の回転方向へ回転）する。第２モータ１００が発生した逆回転の駆動力は、ウォームギア機構１１２を介して軸１１１に伝わる。この軸１１１の回転によって、アーム１１８と第１部材８０と第１モータ２０は、ステアリングホイール１１が支持部材７０に対して離れる方向（前進方向）に移動、つまりテレスコピック運動をする。この結果、第１モータ２０のモータ軸２４に連結されているステアリング軸１７と、延長部９１の一対の先端部９１ａ，９１ａに連結されている第２部材９０は、前進方向に移動する。

一方、スライダ１２３はアーム１１８に対して逆方向（後退方向）に移動し、リンク１２４を介して第２部材９０を下方にスイング駆動する。この結果、第２部材９０及びステアリング軸１７は、下方にチルト運動をする。つまり、ステアリングホイール１１は、前方にテレスコピック運動をしつつ下方にチルト運動をする。この結果を図４及び図２（ａ）に示している。ステアリングホイール調節装置６０は、図４に示される状態に戻る。ステアリングホイール１１は、図２（ａ）に示される非格納位置Ｐ１（第１位置Ｐ１）に戻る。

図１に示されるように、ステアリングホイール１１は、手動操作切り替えスイッチ１６０を備えている。運転者Ｄｒ（図２（ｂ）参照）が自動運転をしている途中で、手動操作切り替えスイッチ１６０を操作すると、制御装置１５は、手動操作切り替えスイッチ１６０のスイッチ信号を受けて、第１ソレノイド１３２の第１励磁用コイル１３４と、第２ソレノイド１５０の第２励磁用コイル１５２とを、同時に励磁させる。この結果、第１クラッチ機構１３０と第２クラッチ機構１４０とは、同時に接続状態から遮断状態へ切り替わる。第１クラッチ機構１３０と第２クラッチ機構１４０との両方を、同時に接続状態から遮断状態に、切り替えることができる。自動操舵の状態から手動操舵をすることが可能な状態に、速やかに切り替えることができる。

上記実施例１の説明をまとめると、次の通りである。
図１、図３〜図９に示されるように、車両用電動パワーステアリング装置１０は、
車体５６に取り付け可能な中空状の支持部材７０と、
前記支持部材７０の内周面７３ａにスライド可能に組み付けられた第１部材８０と、
前記第１部材８０の先端部８２にスイング可能に連結された第２部材９０と、
前記第２部材９０に回転可能に設けられたステアリングホイール１１と、
前記第１部材８０の内部に設けられるとともに、前記第１部材８０の軸線ＣＬ２に対して同心にモータ軸２４が位置しており、前記ステアリングホイール１１の操舵力に抵抗する操舵反力を発生して前記ステアリングホイール１１に付加する第１モータ２０（反力モータ２０）と、
前記第１部材８０の前記軸線ＣＬ２に対して平行に位置するとともに、前記支持部材７０の外周面７３ｂに沿って延びており、前記支持部材７０に対して相対回転が許容された単一の軸１１１と、
前記支持部材７０に設けられた第２モータ１００と、
前記第２モータ１００の駆動力を前記軸１１１に伝達して回転運動をさせる駆動力伝達部１１２と、
前記駆動力伝達部１１２と前記軸１１１との間に介在している第１クラッチ機構１３０と、
前記軸１１１の回転運動を前記第１部材８０のスライド運動に変換する第１変換機構１１６と、
前記軸１１１の回転運動を前記第２部材９０のスイング運動に変換する第２変換機構１２１と、
前記軸１１１と前記第２変換機構１２１との間に介在している第２クラッチ機構１４０と、
前記第１クラッチ機構１３０と前記第２クラッチ機構１４０との両方を、同時に接続状態に、又は同時に遮断状態に、切り替えるように制御する制御装置１５と、
を含む車両用電動パワーステアリング装置が提供される。

このように、実施例１では、車体５６に取り付けられる筒状の支持部材７０の内周面７３ａに、第１部材８０がスライド可能に組み付けられている。このため、支持部材７０によって、第１部材８０をスライド可能に支持する剛性を十分に高めることができる。この第１部材８０の先端部８２には、第２部材９０がスイング可能に連結されている。この第２部材９０には、ステアリングホイール１１が配置されている。第１部材８０は、操舵反力を発生する第１モータ２０を有している。このため、ステアバイワイヤ式の電動パワーステアリング装置１０に必須である第１モータ２０を、支持部材７０から外方へ張り出すことなく、第１部材８０に組み込むことができる。しかも、第１モータ２０のモータ軸２４を、第１部材８０の軸線ＣＬ２に対して同心に位置している。ステアリングホイール１１は、非格納位置Ｐ１に位置しているときには、第１部材８０の軸線ＣＬ２上にある。従って、ステアリングホイール１１のテレスコピック運動とチルト運動とが可能な機能を有した、より小型のステアバイワイヤ式の電動パワーステアリング装置１０を提供することができる。この結果、自動運転車両５０に対する電動パワーステアリング装置１０の搭載性を、高めることができる。

加えて、重量物である第１モータ２０を、チルト運動をする第２部材９０ではなく、この第２部材９０を支持する第１部材８０に収納した。この第１部材８０を組み付けた支持部材７０は、車体５６に取り付け可能である。車体５６に取り付けられる基端側の支持部材７０及び第１部材８０に重量物を集約するとともに、チルト運動をする先端側の第２部材９０を軽量化することができる。つまり、支持部材７０及び第１部材８０の剛性と、第２部材９０の剛性とを、合理的に高めることができる。このため、ステアリングホイール１１のテレスコピック運動とチルト運動とが可能な機能を有している装置６０、つまりステアリングホイール調節装置６０の全体の剛性をバランス良く高めることができる。

さらに加えて、自動運転中において、第１クラッチ機構１３０と第２クラッチ機構１４０との両方を、同時に遮断状態に切り替えることによって、自動操舵の状態から手動操舵をすることが可能な状態に、速やかに切り替えることが可能である。

さらには、前記駆動力伝達部１１２は、前記第２モータ１００のモータ軸１０１に設けられた第１ギア１１３（ウォーム１１３）と、前記第１ギア１１３に噛み合い可能な第２ギア１１４（ウォームホイール１１４）と、によって構成され、
前記第１クラッチ機構１３０は、
前記第２ギア１１４の中心ＣＬ３に設けられており、前記軸１１１に対して接続状態となる第１位置Ｐ１１と遮断状態となる第２位置Ｐ１２とに変位可能な、前記軸１１１の径方向に長い長孔状の嵌合部１１５ａを有している、前記第２ギア１１４のハブ１１５と、
前記第２ギア１１４を前記第１位置Ｐ１１方向へ付勢する第１付勢部材１３１と、
前記第１付勢部材１３１の付勢力に抗して前記第２ギア１１４を前記第２位置Ｐ１２方向へ移動させる第１ソレノイド１３２と、
によって構成されており、
前記第２変換機構１２１は、
回転運動をする前記軸１１１に有している雄ねじ１１１ｂ（第２の雄ねじ１１１ｂ）と、前記雄ねじ１１１ｂに組みう雌ねじ１２２（第２の雌ねじ１２２）と、の相互作用によって前記軸１１１に沿って変位可能なスライダ１２３と、
前記スライダ１２３と前記第２部材９０との間を連係可能に繋いでいるリンク１２４と、によって構成され、
前記第２クラッチ機構１４０は、
前記雄ねじ１１１ｂを貫通するとともに前記雌ねじ１２２を有している前記軸１１１の径方向に長い長孔状の組み合い孔１４１ａを備えており、前記雄ねじ１１１ｂに対し、前記雌ねじ１２２の一部が組み合い状態となる第３位置Ｐ１３と、前記雌ねじ１２２が非組み合い状態となる第４位置Ｐ１４と、に変位可能に前記スライダ１２３に設けられている切り替え部１４１と、
前記切り替え部１４１を前記第３位置Ｐ１３方向へ付勢する第２付勢部材１４２と、
前記第２付勢部材１４２の付勢力に抗して前記切り替え部１４１を前記第４位置Ｐ１４方向へ移動させる第２ソレノイド１５０と、によって構成されている。

さらには、前記雄ねじ１１１ｂ（第２の雄ねじ１１１ｂ）と前記雌ねじ１２２（第２の雌ねじ１２２）とは、台形ねじによって構成されている。
このため、簡単な構成によって、セルフロック機能を高めることができる。
しかも、第２クラッチ機構１４０を遮断状態に切り替えることによって、セルフロック機能を容易に解除することができる。

さらには、前記第１ソレノイド１３２は、第１励磁用コイル１３４と、前記第１励磁用コイル１３４の励磁により駆動されて前記第２ギア１１４を前記第２位置Ｐ１２方向へ移動させる第１プランジャロッド１３５と、によって構成されており、
前記第２ソレノイド１５０は、第２励磁用コイル１５２と、前記第２励磁用コイル１５２の励磁により駆動されて前記切り替え部１４１を前記第４位置Ｐ１４方向へ移動させる第２プランジャロッド１５３と、によって構成されている。

実施例１を、より詳しくまとめると、図１、図３〜図９に示されるように、車両用電動パワーステアリング装置１０は、
車体５６に取り付け可能な筒状の支持部材７０と、
前記支持部材７０の内周面７３ａ（周壁７３の内周面７３ａ）にスライド可能に組み付けられた第１部材８０と、
前記第１部材８０の先端部８２にスイング可能に連結された第２部材９０と、
前記第２部材９０に配置されるとともに、非格納位置Ｐ１に位置しているときには前記第１部材８０の軸線ＣＬ２上にあるステアリングホイール１１と、
前記第１部材８０の内部に設けられるとともに、前記第１部材８０の前記軸線ＣＬ２に対して同心にモータ軸２４が位置しており、前記ステアリングホイール１１の操舵力に抵抗する操舵反力を発生して前記ステアリングホイール１１に付加する第１モータ２０と、
前記第１部材８０の前記軸線ＣＬ２に対して平行に位置するとともに、前記支持部材７０の外周面７３ｂに沿って延び、前記支持部材７０に対して相対回転が許容されて設けられており、台形ねじから成る第１の雄ねじ１１１ａ及び第２の雄ねじ１１１ｂを有している単一の軸と、
前記支持部材７０に設けられた第２モータ１００と、
前記第２モータ１００の駆動力を前記軸１１１に伝達して回転運動をさせる駆動力伝達部１１２と、
前記駆動力伝達部１１２と前記軸１１１との間に介在している第１クラッチ機構１３０と、
前記軸１１１の回転運動を前記第１部材８０のスライド運動に変換する第１変換機構１１６と、
前記軸１１１の回転運動を前記第２部材９０のスイング運動に変換する第２変換機構１２１と、
前記軸１１１と前記第２変換機構１２１との間に介在している第２クラッチ機構１４０と、
前記第１クラッチ機構１３０と前記第２クラッチ機構１４０との両方を、同時に接続状態に、又は同時に遮断状態に、切り替えるように制御する制御装置１５と、
を含み、
前記駆動力伝達部１１２は、
前記第２モータ１００のモータ軸１０１に設けられたウォーム１１３と、前記ウォーム１１３に噛み合い可能なウォームホイール１１４と、によって構成されており、
前記第１クラッチ機構１３０は、
前記ウォームホイール１１４の中心ＣＬ３に設けられており、前記軸１１１に対して接続状態となる第１位置Ｐ１１と遮断状態となる第２位置Ｐ１２とに変位可能な、前記軸１１１の径方向に長い長孔状の嵌合部１１５ａを有している、前記ウォームホイール１１４のハブ１１５と、
前記ウォームホイール１１４を前記第１位置Ｐ１１方向へ付勢する第１付勢部材１３１と、
前記第１付勢部材１３１の付勢力に抗して前記ウォームホイール１１４を前記第２位置Ｐ１２方向へ移動させる第１ソレノイド１３２と、によって構成されており、
前記第１ソレノイドは、第１励磁用コイル１３４と、前記第１励磁用コイル１３４の励磁により駆動されて前記ウォームホイール１１４を前記第２位置Ｐ１２方向へ移動させる第１プランジャロッド１３５と、によって構成されており、
前記第１変換機構１１６は、
回転運動をする前記軸１１１に有している前記第１の雄ねじ１１１ａと、
前記第１の雄ねじ１１１ａに組み合う台形ねじから成る第１の雌ねじ１１７を有しているアーム１１８と、
によって構成され、
前記第２変換機構１２１は、
回転運動をする前記軸１１１に有している前記第２の雄ねじ１１１ｂと、前記第２の雄ねじ１１１ｂに組み合う台形ねじから成る第２の雌ねじ１２２と、の相互作用によって前記軸１１１に沿って変位可能なスライダ１２３と、
前記スライダ１２３と前記第２部材９０との間を連係可能に繋いでいるリンク１２４と、によって構成され、
前記第２クラッチ機構１４０は、
前記第２の雄ねじ１１１ｂを貫通するとともに前記第２の雌ねじ１２２を有している前記軸１１１の径方向に長い長孔状の組み合い孔１４１ａを備えており、前記第２の雄ねじ１１１ｂに対し、前記第２の雌ねじ１２２の一部が組み合い状態となる第３位置Ｐ１３と、前記第２の雌ねじ１２２が非組み合い状態となる第４位置Ｐ１４と、に変位可能に前記スライダ１２３に設けられている切り替え部１４１と、
前記切り替え部１４１を前記第３位置Ｐ１３方向へ付勢する第２付勢部材１４２と、
前記第２付勢部材１４２の付勢力に抗して前記切り替え部１４１を前記第４位置Ｐ１４方向へ移動させる第２ソレノイド１５０と、によって構成されており、
前記第２ソレノイド１５０は、第２励磁用コイル１５２と、前記第２励磁用コイル１５２の励磁により駆動されて前記切り替え部１４１を前記第４位置Ｐ１４方向へ移動させる第２プランジャロッド１５３と、によって構成されている。

実施例１を、更にまとめると、図１、図３〜図９に示されるように、車両用電動パワーステアリング装置１０は、
ステアリング軸１７に設けられたステアリングホイール１１と、
前記ステアリングホイール１１を前方及び後方に移動させるテレスコピック動作と、前記ステアリングホイール１１の昇降を行うチルト動作と、を制御するモータ１００（第２モータ１００）と、
前記ステアリングホイール１１が格納位置Ｐ２に位置している自動運転中に、前記ステアリングホイール１１を引き抜く運転者の意志を確認した場合に、前記ステアリングホイール１１の前記テレスコピック動作及び前記チルト動作を手動で行うことを可能とする制御装置１５と、を含む。

このため、ステアリングホイール１１のテレスコピック運動とチルト運動とが可能な機能を有した、自動操舵の状態から手動操舵をすることが可能な状態に、速やかに切り替え可能なステアバイワイヤ式の電動パワーステアリング装置１０を提供することができる。この結果、自動運転車両５０に対する電動パワーステアリング装置１０の搭載性を、高めることができる。

＜実施例２＞
図１０及び図１１を参照しつつ、実施例２の車両用電動パワーステアリング装置２００を説明する。図１０は、上記図１に対応して表してある。

実施例２の車両用電動パワーステアリング装置２００は、上記図１〜図９に示される実施例１の車両用電動パワーステアリング装置１０に有している制御装置１５を変更した（図１０参照）ことと、手動操舵意志検出部２１０を追加したことを特徴とし、他の構成は実施例１と同じなので、説明を省略する。

図２及び図１０に示されるように、手動操舵意志検出部２１０は、自動運転中に運転者Ｄｒが手動操舵をする意志があることを検出するものである。この手動操舵意志検出部２１０は、自動運転中のステアリングホイール１１を、格納位置Ｐ２から非格納位置Ｐ１へ、運転者Ｄｒが引き出すときの引き出し力を検出する荷重センサによって構成される。この荷重センサは、ステアリングホイール１１に設けられている。

実施例２の制御装置１５は、手動操舵意志検出部２１０の検出信号を受けたと判断した場合に、第１クラッチ機構１３０と第２クラッチ機構１４０とを同時に、接続状態から遮断状態へ切り替え制御する構成である。例えば、制御装置１５は、荷重センサによって検出した引き出し力の値（検出値）が、予め設定されている基準引き出し力を超えたと判断した場合に、手動操舵意志検出部２１０から検出信号を受けたと判断することになる。

この制御装置１５は、例えばマイクロコンピュータによって構成される。マイクロコンピュータによって構成した制御装置１５の、具体的な制御の一例を説明すると、次の通りである。図２〜図１０を参照しつつ、図１１に基づいて制御装置１５の制御について説明する。

図１１は、制御装置１５の制御フローチャートであって、制御装置１５の一連の制御のなかの、第１クラッチ機構１３０と第２クラッチ機構１４０とを同時に、接続状態から遮断状態へ切り替え処理を実行するサブルーチンを示している。このサブルーチンは、例えば所定の条件による割込処理や、時分割処置によって実行する。

制御装置１５は制御を開始すると、先ずステップＳ０１では、第１ソレノイド１３２の第１励磁用コイル１３４と、第２ソレノイド１５０の第２励磁用コイル１５２とを、非励磁状態にする。つまり第１ソレノイド１３２と第２ソレノイド１５０とをオフにする。

次に、ステップＳ０２では、図２（ａ）に示されるようにステアリングホイール１１を手動運転用ポジション（第１ドライビングポジション）に設定する。つまり第２モータ１００を制御する。

次に、ステップＳ０３では、ドライビングポジション装置５１から、自動運転モードへの切換え指令があるか否かを判断する。ここで、自動運転モードへの切換え指令が無いと判断した場合には、ステップＳ０４に進む。ステップＳ０４では、このサブルーチンを終了するか否かを判断する。ここで、終了すると判断した場合にはこのサブルーチンを終了し、続行すると判断した場合にはステップＳ０３に戻る。このように、ステップＳ０３では、自動運転モードへの切換え指令が有ると判断するまで、このステップＳ０３を繰り返す。

ステップＳ０３において、自動運転モードへの切換え指令が有ると判断と判断した場合には、ステップＳ０５に進む。ステップＳ０５では、図２（ｂ）に示されるようにステアリングホイール１１を自動運転用ポジション（第２ドライビングポジション）に設定する。つまり第２モータ１００を制御する。

次に、ステップＳ０６では、ドライビングポジション装置５１から、手動運転モードへの切換え指令があるか否かを判断する。ここで、手動運転モードへの切換え指令が有ると判断した場合には、ステップＳ０７に進む。ステップＳ０７では、このサブルーチンを終了するか否かを判断する。ここで、終了すると判断した場合にはこのサブルーチンを終了し、続行すると判断した場合にはステップＳ０２に戻って、ステアリングホイール１１を手動運転用ポジションに設定する。

一方、ステップＳ０６において、手動運転モードへの切換え指令が無いと判断した場合には、ステップＳ０８に進む。ステップＳ０８では、手動操舵意志検出部２１０の検出信号を受けたか否かを判断する。ここで、手動操舵意志検出部２１０の検出信号を受けたということは、「引き抜き意志あり」「自動運転中に運転者Ｄｒが手動操舵をする意志がある」と判断することになる。

ステップＳ０８において、検出信号を受けない、つまり手動操舵をする意志がないと判断した場合には、ステップＳ０９に進む。ステップＳ０９では、このサブルーチンを終了するか否かを判断する。ここで、終了すると判断した場合にはこのサブルーチンを終了し、続行すると判断した場合にはステップＳ０５に戻る。

一方、ステップＳ０８において、検出信号を受た、つまり手動操舵をする意志があると判断した場合には、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、第１ソレノイド１３２の第１励磁用コイル１３４と、第２ソレノイド１５０の第２励磁用コイル１５２とを、励磁状態にする。つまり第１ソレノイド１３２と第２ソレノイド１５０とをオンにする。この結果、図２（ａ）に示すように、運転者Ｄｒは手動操舵をするためにステアリングホイール１１を非格納位置Ｐ１に引き出すことができる。

次に、ステップＳ１１では、このサブルーチンを終了するか否かを判断する。ここで、終了すると判断した場合にはこのサブルーチンを終了し、続行すると判断した場合には、終了するまでこのステップを繰り返す。

実施例２をまとめると、次の通りである。
前記ステアリングホイール１１を自動運転中の格納位置Ｐ２から手動運転をする非格納位置Ｐ１へ引き出して手動操舵をする意志があることを検出する手動操舵意志検出部２１０を、更に有し、
前記制御装置１５は、前記手動操舵意志検出部２１０の検出信号を受けたと判断した場合に、前記第１クラッチ機構１３０と前記第２クラッチ機構１４０とを同時に、前記接続状態から前記遮断状態へ切り替え制御する構成である。

このように、自動運転中には、運転者Ｄｒがステアリングホイール１１を操舵をしないので、あえてステアリングホイール１１を引き出すことによって、明確に手動操舵をする意志があると、判断することができる。その他の作用、効果は実施例１と同様なので説明を省略する。

＜実施例３＞
図１２を参照しつつ、実施例３の車両用電動パワーステアリング装置３００を説明する。図１２は、上記図１０に対応して表してある。

実施例３の車両用電動パワーステアリング装置３００は、図１０に示される実施例２の車両用電動パワーステアリング装置２００の手動操舵意志検出部２１０を、図１２に示される手動操舵意志検出部３１０に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例２と同じなので、説明を省略する。

実施例３の手動操舵意志検出部３１０は、実施例２の手動操舵意志検出部２１０と同様に、自動運転中に運転者Ｄｒが手動操舵をする意志があることを検出するものである。実施例３の手動操舵意志検出部３１０は、第１モータ２０に備えているモータ回転角センサ２７（例えばレゾルバ２７）によって構成される。自動運転中において、格納位置Ｐ２に位置しているステアリングホイール１１を、運転者Ｄｒが握って回す（操舵の動作をする）ことにより、第１モータ２０のモータ軸２４が回る。このモータ軸２４の回転角を、モータ回転角センサ２７（手動操舵意志検出部３１０）によって、検出することができる。実施例３の制御装置１５は、検出された回転角の値が、予め設定されている基準回転角を超えたと判断した場合に、「引き抜き意志あり」「自動運転中に運転者Ｄｒが手動操舵をする意志がある」と判断する。

このように、自動運転中には、運転者Ｄｒがステアリングホイール１１を操舵しないので、あえて操舵することによって、明確に手動操舵をする意志があると、判断することができる。その他の作用、効果は実施例２と同様なので説明を省略する。

＜実施例４＞
図１３を参照しつつ、実施例３の車両用電動パワーステアリング装置４００を説明する。図１３は、上記図１０に対応して表してある。

実施例４の車両用電動パワーステアリング装置４００は、図１０に示される実施例２の車両用電動パワーステアリング装置２００の手動操舵意志検出部２１０を、図１３に示される手動操舵意志検出部４１０に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例２と同じなので、説明を省略する。

実施例４の手動操舵意志検出部４１０は、実施例２の手動操舵意志検出部２１０と同様に、自動運転中に運転者Ｄｒが手動操舵をする意志があることを検出するものである。実施例４の第１モータ２０は、ブラシ付きモータによって構成される。実施例４の手動操舵意志検出部４１０は、第１モータ２０に発生した逆起電流（逆起電力）を検出する電流検出センサによって構成される。

自動運転中において、格納位置Ｐ２に位置しているステアリングホイール１１を、運転者Ｄｒが握って回す（操舵の動作をする）ことにより、第１モータ２０のモータ軸２４及びロータ２５が回る。このときにステータ２６は逆起電流が発生する。この逆起電流を電流検出センサ４１０（手動操舵意志検出部４１０）によって、検出することができる。実施例４の制御装置１５は、検出された逆起電流の値が、予め設定されている基準逆起電流を超えたと判断した場合に、「引き抜き意志あり」「自動運転中に運転者Ｄｒが手動操舵をする意志がある」と判断する。

このように、自動運転中には、運転者Ｄｒがステアリングホイール１１を操舵しないので、あえて操舵することによって、明確に手動操舵をする意志があると、判断することができる。その他の作用、効果は実施例３と同様なので説明を省略する。

＜実施例５＞
図１４〜図１６を参照しつつ、実施例５の車両用電動パワーステアリング装置５００を説明する。図１４は、上記図１０に対応して表してある。図１５は、上記図１１に対応して表してある。

実施例５の車両用電動パワーステアリング装置５００は、上記図１０に示される実施例２の車両用電動パワーステアリング装置２００に有している制御装置１５を変更した（図１０参照）ことと、転舵角検出部５１０及び路面情報検出部５２０を備えたことを特徴とし、他の構成は実施例２と同じなので、説明を省略する。

転舵角検出部５１０は、転舵用車輪１３，１３の転舵角を直接に又は間接的に検出する。転舵角検出部５１０は、例えば転舵モータ３５の回転角を検出することによって、転舵角を検出する検出することができる。

路面情報検出部５２０は、転舵用車輪１３，１３から得られた路面情報を直接に又は間接的に検出する。この路面情報は、自動運転車両５０（図２参照）を走行させた場合や、車両用ステアリング装置５００を操舵した場合に、走行路面から転舵用車輪１３，１３に伝わる、路面の情報（状況）である。

ここで、路面の情報（路面情報）及び路面情報検出部５２０について詳しく説明する。走行路面から転舵用車輪１３，１３に伝わる「路面の状況」としては、例えば降雨、降雪、凍結、砂利道等による、走行路面と転舵用車輪１３，１３との間の摩擦係数の変化や、轍、うねり、石畳路等の凹凸変化が挙げられる。このような路面情報は、走行路面から転舵用車輪１３，１３へ、例えば振動の変化、荷重（圧力）の変化、歪み量の変化として伝わる。

図１５は及び図１６は、実施例５の制御装置１５の制御フローチャートでる。図１５に示されるステップＳ０１〜Ｓ１０は、図１１に示されるステップＳ０１〜Ｓ１０と同じなので、説明を省略する。

実施例５の制御装置１５は、ステップＳ１０において、第１ソレノイド１３２の第１励磁用コイル１３４と、第２ソレノイド１５０の第２励磁用コイル１５２とを、励磁状態にした後に、ステップＳ２１以降（図１６参照）に進む。

ステップＳ２１では、転舵角検出部５１０によって検出された転舵用車輪１３，１３の転舵角の値を得る。

次のステップＳ２２では、転舵角検出部５１０によって検出された転舵角を運転者Ｄｒに報知する。この結果、運転者Ｄｒは、手動操舵をするためにステアリングホイール１１を非格納位置Ｐ１に引き出したときの転舵角、つまり転舵状況を速やかに認識して手動操舵に移行することができる。

次のステップＳ２３では、路面情報検出部５２０によって検出された路面情報を得る。次のステップＳ２４では、転舵角検出部５１０によって検出された転舵角と、路面情報検出部５２０によって検出された路面情報と、に基づいて、第１モータ２０（反力モータ２０）が発生する操舵反力の初期値（初期反力）を設定する。

次のステップＳ２５では、第１モータ２０が初期反力を発生して、ステアリングホイール１１に付加する。この結果、運転者Ｄｒは、手動操舵をするためにステアリングホイール１１を非格納位置Ｐ１に引き出したときに、その時点における現実の転舵角及び路面情報に基づく操舵反力を、ステアリングホイール１１から受けることができる。このため、自動操舵から手動操舵へ移行したときに、瞬間的に操舵反力が無いという現象を回避することができる。従って、自動操舵状態から手動操舵状態へ速やかに且つ的確に移行することができる。

次のステップＳ２６では、通常の手動操舵条件に伴う第１モータ２０（反力モータ２０）と転舵モータ３５の制御をする。これによって、ステアバイワイヤ式電動パワーステアリング装置５００における手動運転を、的確に行うことができる。

次に、ステップＳ２７では、このサブルーチンを終了するか否かを判断する。ここで、終了すると判断した場合にはこのサブルーチンを終了し、続行すると判断した場合には、終了するまでステップＳ２６を繰り返す。

このように、自動運転中に、運転者Ｄｒが手動操舵をするためにステアリングホイール１１を非格納位置Ｐ１に引き出したときの、転舵状況や路面状況を速やかに且つ正確に把握して、的確に手動操舵状態に移行することができる。その他の作用、効果は実施例２と同様なので説明を省略する。

なお、本発明による車両用電動パワーステアリング装置１０，２００，３００，４００，５００は、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、実施例に限定されるものではない。例えば、実施例１〜５は適宜組み合わせることができる。

本発明の車両用電動パワーステアリング装置１０，２００，３００，４００，５００は、自動運転車両５０に搭載するのに好適である。

１０，２００，３００，４００，５００ 車両用電動パワーステアリング装置
１１ ステアリングホイール
１５ 制御装置
１７ ステアリング軸
２０ 第１モータ（反力モータ）
２４ モータ軸
２８ 制御ユニット
５０ 自動運転車両
５６ 車体
６０ ステアリングホイール調節装置
７０ 支持部材
７３ 支持部材の周壁
７３ａ 周壁の内周面
７３ｂ 周壁の外周面
８０ 第１部材
８１ 第１部材の周壁
８１ａ 周壁の内周面
８２ 第１部材の先端部
９０ 第２部材
９０ａ 第２部材の側面
９１ 延長部
９１ａ 延長部の先端部
９２ 支持軸
１００ 第２モータ
１０１ モータ軸
１１０ 第１伝動機構
１１１ 単一の軸
１１１ａ 第１の雄ねじ
１１１ｂ 第２の雄ねじ
１１２ 駆動力伝達部
１１５ ハブ
１１５ａ 嵌合部
１１６ 第１変換機構
１１７ 第１の雌ねじ
１１８ アーム
１２０ 第２伝動機構
１２１ 第２変換機構
１２２ 第２の雌ねじ
１２３ スライダ
１２４ リンク
ＣＬ２ 第１部材の軸線
Ｐ１１ 軸に対して接続状態となる嵌合部の第１位置
Ｐ１２ 軸に対して遮断状態となる嵌合部の第２位置
Ｐ１３ 軸に対して接続状態となる組み合い孔の第３位置
Ｐ１４ 軸に対して遮断状態となる組み合い孔の第４位置

Claims (7)

1. 車体に取り付け可能な中空状の支持部材と、
   前記支持部材の内周面にスライド可能に組み付けられた第１部材と、
   前記第１部材の先端部にスイング可能に連結された第２部材と、
   前記第２部材に回転可能に設けられたステアリングホイールと、
   前記第１部材の内部に設けられるとともに、前記第１部材の軸線に対して同心にモータ軸が位置しており、前記ステアリングホイールの操舵力に抵抗する操舵反力を発生して前記ステアリングホイールに付加する第１モータと、
   前記第１部材の前記軸線に対して平行に位置するとともに、前記支持部材の外周面に沿って延びており、前記支持部材に対して相対回転が許容された単一の軸と、
   前記支持部材に設けられた第２モータと、
   前記第２モータの駆動力を前記軸に伝達して回転運動をさせる駆動力伝達部と、
   前記駆動力伝達部と前記軸との間に介在している第１クラッチ機構と、
   前記軸の回転運動を前記第１部材のスライド運動に変換する第１変換機構と、
   前記軸の回転運動を前記第２部材のスイング運動に変換する第２変換機構と、
   前記軸と前記第２変換機構との間に介在している第２クラッチ機構と、
   前記第１クラッチ機構と前記第２クラッチ機構との両方を、同時に接続状態に、又は同時に遮断状態に、切り替えるように制御する制御装置と、
   を含む車両用電動パワーステアリング装置。
2. 前記駆動力伝達部は、前記第２モータのモータ軸に設けられた第１ギアと、前記第１ギアに噛み合い可能な第２ギアと、によって構成され、
   前記第１クラッチ機構は、
   前記第２ギアの中心に設けられており、前記軸に対して接続状態となる第１位置と遮断状態となる第２位置とに変位可能な、前記軸の径方向に長い長孔状の嵌合部を有している、前記第２ギアのハブと、
   前記第２ギアを前記第１位置方向へ付勢する第１付勢部材と、
   前記第１付勢部材の付勢力に抗して前記第２ギアを前記第２位置方向へ移動させる第１ソレノイドと、
   によって構成されており、
   前記第２変換機構は、
   回転運動をする前記軸に有している雄ねじと、前記雄ねじに組み合う雌ねじと、の相互作用によって前記軸に沿って変位可能なスライダと、
   前記スライダと前記第２部材との間を連係可能に繋いでいるリンクと、
   によって構成され、
   前記第２クラッチ機構は、
   前記雄ねじを貫通するとともに前記雌ねじを有している前記軸の径方向に長い長孔状の組み合い孔を備えており、前記雄ねじに対し、前記雌ねじの一部が組み合い状態となる第３位置と、前記雌ねじが非組み合い状態となる第４位置と、に変位可能に前記スライダに設けられている切り替え部と、
   前記切り替え部を前記第３位置方向へ付勢する第２付勢部材と、
   前記第２付勢部材の付勢力に抗して前記切り替え部を前記第４位置方向へ移動させる第２ソレノイドと、によって構成されている、
   請求項１に記載の車両用電動パワーステアリング装置。
3. 前記雄ねじと前記雌ねじとは、台形ねじによって構成されている、請求項２に記載の車両用電動パワーステアリング装置。
4. 前記第１ソレノイドは、第１励磁用コイルと、前記第１励磁用コイルの励磁により駆動されて前記第２ギアを前記第２位置方向へ移動させる第１プランジャと、によって構成されており、
   前記第２ソレノイドは、第２励磁用コイルと、前記第２励磁用コイルの励磁により駆動されて前記切り替え部を前記第４位置方向へ移動させる第２プランジャと、によって構成されている、
   請求項２又は請求項３に記載の車両用電動パワーステアリング装置。
5. 車体に取り付け可能な筒状の支持部材と、
   前記支持部材の内周面にスライド可能に組み付けられた第１部材と、
   前記第１部材の先端部にスイング可能に連結された第２部材と、
   前記第２部材に配置されるとともに、非格納位置に位置しているときには前記第１部材の軸線上にあるステアリングホイールと、
   前記第１部材に設けられるとともに、前記第１部材の前記軸線に対して同心にモータ軸が位置しており、前記ステアリングホイールの操舵力に抵抗する操舵反力を発生して前記ステアリングホイールに付加する第１モータと、
   前記第１部材の前記軸線に対して平行に位置するとともに、前記支持部材の外周面に沿って延びており、前記支持部材に対して相対回転が許容されて設けられており、台形ねじから成る第１の雄ねじ及び第２の雄ねじを有している単一の軸と、
   前記支持部材に設けられた第２モータと、
   前記第２モータの駆動力を前記軸に伝達して回転運動をさせる駆動力伝達部と、
   前記駆動力伝達部と前記軸との間に介在している第１クラッチ機構と、
   前記軸の回転運動を前記第１部材のスライド運動に変換する第１変換機構と、
   前記軸の回転運動を前記第２部材のスイング運動に変換する第２変換機構と、
   前記軸と第２変換機構との間に介在している第２クラッチ機構と、
   前記第１クラッチ機構と前記第２クラッチ機構との両方を、同時に接続状態に、又は同時に遮断状態に、切り替えるように制御する制御装置と、
   を含み、
   前記駆動力伝達部は、
   前記第２モータのモータ軸に設けられたウォームと、前記ウォームに噛み合い可能なウォームホイールと、によって構成されており、
   前記第１クラッチ機構は、
   前記ウォームホイールの中心に設けられており、前記軸に対して接続状態となる第１位置と遮断状態となる第２位置とに変位可能な、前記軸の径方向に長い長孔状の嵌合部を有している、前記ウォームホイールのハブと、
   前記ウォームホイールを前記第１位置方向へ付勢する第１付勢部材と、
   前記第１付勢部材の付勢力に抗して前記ウォームホイールを前記第２位置方向へ移動させる第１ソレノイドと、によって構成されており、
   前記第１ソレノイドは、第１励磁用コイルと、前記第１励磁用コイルの励磁により駆動されて前記ウォームホイールを前記第２位置方向へ移動させる第１プランジャと、によって構成されており、
   前記第１変換機構は、
   回転運動をする前記軸に有している前記第１の雄ねじと、
   前記第１の雄ねじに組み合う台形ねじから成る第１の雌ねじを有しているアームと、
   によって構成され、
   前記第２変換機構は、
   回転運動をする前記軸に有している前記第２の雄ねじと、前記第２の雄ねじに組みう台形ねじから成る第２の雌ねじと、の相互作用によって前記軸に沿って変位可能なスライダと、
   前記スライダと前記第２部材との間を連係可能に繋いでいるリンクと、
   によって構成され、
   前記第２クラッチ機構は、
   前記第２の雄ねじを貫通するとともに前記第２の雌ねじを有している前記軸の径方向に長い長孔状の組み合い孔を備えており、前記第２の雄ねじに対し、前記第２の雌ねじの一部が組み合い状態となる第３位置と、前記第２の雌ねじが非組み合い状態となる第４位置と、に変位可能に前記スライダに設けられている切り替え部と、
   前記切り替え部を前記第３位置方向へ付勢する第２付勢部材と、
   前記第２付勢部材の付勢力に抗して前記切り替え部を前記第４位置方向へ移動させる第２ソレノイドと、によって構成されており、
   前記第２ソレノイドは、第２励磁用コイルと、前記第２励磁用コイルの励磁により駆動されて前記切り替え部を前記第４位置方向へ移動させる第２プランジャと、によって構成されている、
   車両用電動パワーステアリング装置。
6. 前記ステアリングホイールを自動運転中の格納位置から手動運転をする非格納位置へ引き出して手動操舵をする意志があることを検出する手動操舵意志検出部を、更に有し、
   前記制御装置は、前記手動操舵意志検出部の検出信号を受けたと判断した場合に、前記第１クラッチ機構と前記第２クラッチ機構とを同時に、前記接続状態から前記遮断状態へ切り替え制御する構成である、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用電動パワーステアリング装置。
7. ステアリング軸に設けられたステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールを前方及び後方に移動させるテレスコピック動作と、前記ステアリングホイールの昇降を行うチルト動作と、を制御するモータと、
   自動運転中に、前記ステアリングホイールを引き抜く運転者の意志を確認した場合に、前記ステアリングホイールの前記テレスコピック動作及び前記チルト動作を手動で行うことを可能とする制御装置と、
   を含む車両用電動パワーステアリング装置。

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