WO2020240764A1 - 車両用電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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WO2020240764A1
WO2020240764A1 PCT/JP2019/021472 JP2019021472W WO2020240764A1 WO 2020240764 A1 WO2020240764 A1 WO 2020240764A1 JP 2019021472 W JP2019021472 W JP 2019021472W WO 2020240764 A1 WO2020240764 A1 WO 2020240764A1
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WO
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shaft
steering
motor
steering wheel
clutch mechanism
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/021472
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English (en)
French (fr)
Inventor
章浩 小暮
幸夫 田島
Original Assignee
株式会社ショーワ
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Publication date
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Priority to JP2019529266A priority patent/JP6596612B1/ja
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/181—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable with power actuated adjustment, e.g. with position memory
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
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    • B62D1/183—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable adjustable between in-use and out-of-use positions, e.g. to improve access
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear

Definitions

  • the present invention relates to an improvement of an electric power steering device for a vehicle.
  • a steer-by-wire type electric power steering capable of telescopic movement and tilt movement of the steering wheel is possible.
  • Equipment development is required.
  • the steer-by-wire electric power steering device has a configuration in which the steering wheel and the steering portion are mechanically separated.
  • the driver wants to drive by himself / herself for his / her own convenience, or that an abnormality occurs in the automatic driving function of the automatic driving vehicle.
  • the automatic operation can be quickly switched to the manual operation.
  • the steer-by-wire electric power steering device and it is preferable that automatic steering can be quickly switched to manual steering.
  • Patent Document 1 a technique of performing a telescopic movement and a tilt movement of a steering wheel by a single motor is known, for example, in Patent Document 1. There is.
  • the electric power steering device for vehicles known in Patent Document 1 adds an auxiliary torque generated by an assist motor to the steering torque of the steering wheel, and integrates the tilt motion and the telescopic motion of the steering shaft into a single unit. It is performed by a motor (tilt / telescopic motor).
  • the steering shaft to which the steering wheel can be connected is inserted in the column tube.
  • One end of this column tube (the end opposite to the steering wheel) is coupled to a mounting bracket attached to the vehicle body so that it can be tilted.
  • the column tube is also surrounded by a telescoping tube.
  • the assist motor and the integrated motor are attached to the column tube.
  • the integrated motor rotates and linearly moves the moving rod.
  • This moving rod is along the axis of the column tube.
  • a tilt mechanism and a telescopic mechanism are connected to the moving rod.
  • the tilt mechanism and the telescopic mechanism are provided with independent clutches.
  • the tilt mechanism converts the linear movement of the moving rod into the tilt movement of the column tube via the link arm.
  • the telescopic clutch When the telescopic clutch is engaged, the telescopic mechanism converts the linear movement of the moving rod into a telescopic movement of the column tube via the telescoping tube. In this way, the tilt operation and the telescopic operation can be individually adjusted by switching the two clutches.
  • the electric power steering device for vehicles known in Patent Document 1 is not intended to have a steer-by-wire configuration. Therefore, this vehicle electric power steering device does not include a reaction force motor for generating a steering reaction force applied to the steering wheel.
  • the steering device mounted on the autonomous driving vehicle is required to be a steer-by-wire electric power steering device capable of telescopic movement and tilt movement of the steering wheel.
  • the present invention provides a steer-by-wire electric power steering device that has a function capable of telescopic movement and tilt movement of the steering wheel and can quickly switch from an automatic steering state to a state capable of manual steering.
  • the challenge is to provide.
  • Hollow support member that can be attached to the car body, A first member slidably assembled on the inner peripheral surface of the support member and A second member swingably connected to the tip of the first member, A steering wheel rotatably provided on the second member and
  • the motor shaft is provided inside the first member and is located concentrically with respect to the axis of the first member, and generates a steering reaction force that resists the steering force of the steering wheel to generate the steering wheel.
  • the first motor to be added to A single shaft that is located parallel to the axis of the first member and extends along the outer peripheral surface of the support member and is allowed to rotate relative to the support member.
  • a second motor provided on the support member and A driving force transmitting unit that transmits the driving force of the second motor to the shaft to cause a rotary motion
  • a first clutch mechanism interposed between the driving force transmission unit and the shaft
  • a first conversion mechanism that converts the rotational movement of the shaft into the sliding movement of the first member
  • a second conversion mechanism that converts the rotational motion of the shaft into the swing motion of the second member
  • a second clutch mechanism interposed between the shaft and the second conversion mechanism
  • a control device that controls both the first clutch mechanism and the second clutch mechanism to be switched to a connected state at the same time or a disengaged state at the same time.
  • the first member is slidably assembled on the inner peripheral surface of the support member attached to the vehicle body.
  • a second member is swingably connected to the tip of the first member.
  • a steering wheel is arranged on the second member.
  • the first member or the second member has a first motor that generates a steering reaction force. Therefore, the first motor, which is indispensable for the steer-by-wire type electric power steering device, can be incorporated into the first member without protruding outward from the support member.
  • both the motor shaft of the first motor and the steering wheel are located concentrically with respect to the axis of the first member. Therefore, it is possible to provide a steer-by-wire electric power steering device having a function capable of telescopic movement and tilt movement of the steering wheel.
  • the state of the automatic steering can be quickly changed to the state where the manual steering can be performed. It is possible to switch.
  • FIG. 6 is a configuration diagram and an action diagram of the first clutch mechanism shown in FIG. 6 as viewed from the axial direction of the shaft.
  • FIG. 5 is a configuration diagram and an action diagram of the second clutch mechanism shown in FIG. 4 as viewed from the axial direction of the shaft.
  • FIG. It is an operation diagram of the steering wheel adjustment device shown in FIG. It is a schematic diagram of the electric power steering apparatus for a vehicle of Example 2 by this invention. It is a control flowchart of the control device shown in FIG. It is a schematic diagram of the electric power steering apparatus for a vehicle of Example 3 by this invention. It is a schematic diagram of the electric power steering apparatus for a vehicle of Example 4 by this invention. It is a schematic diagram of the electric power steering apparatus for a vehicle of Example 5 by this invention. This is the first half of the control flowchart of the control device shown in FIG. This is the latter half of the control flowchart of the control device shown in FIG.
  • the electric power steering device 10 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
  • the electric power steering device 10 for a vehicle has a steering unit 12 in which a steering input of the steering wheel 11 is generated, and a steering unit that steers the left and right steering wheels 13 and 13 (including tires). 14 and a control device 15.
  • the left and right steering wheels 13 and 13 may be those that are steered by the steering portion 14, and include front wheels, rear wheels, or both.
  • the electric power steering device 10 for a vehicle is simply abbreviated as "steering device 10".
  • the steering unit 12 and the steering unit 14 are mechanically separated. Therefore, the steering device 10 steers the left and right steering wheels 13 and 13 by operating the steering actuator 34 according to the steering amount of the steering wheel 11, so-called steer-by. -wire) is adopted.
  • the steering unit 12 has a steering wheel 11 steered by the driver, a steering shaft 17 having one end connected to the steering wheel 11, and a steering reaction force (reaction torque) with respect to the steering wheel 11 via the steering shaft 17. 20 and the reaction force motor 20 for adding the above.
  • the reaction force motor 20 generates a steering reaction force that resists the steering force of the steering wheel 11 steered by the driver, and applies this steering reaction force to the steering wheel 11 to give the driver a feeling of steering. ..
  • the reaction force motor 20 is composed of an electric motor.
  • the reaction force motor 20 will be appropriately referred to as a “first motor 20”. Details of the first motor 20 will be described later.
  • the steering portion 14 includes a steering shaft 31 extending in the vehicle width direction, and left and right steering wheels 13 connected to both ends of the steering shaft 31 via tie rods 32, 32 and knuckles 33, 33. 13 and a steering actuator 34 that applies steering power to the steering shaft 31 are included.
  • the steering actuator 34 includes a steering motor 35 that generates steering power and a steering power transmission mechanism 36 that transmits steering power to the steering shaft 31.
  • the steering motor 35 is composed of, for example, an electric motor.
  • the steering power transmission mechanism 36 includes, for example, a first transmission mechanism 37 and a second transmission mechanism 38.
  • the steering motor 35 will be appropriately referred to as a “third motor 35”.
  • the first transmission mechanism 37 is composed of, for example, a worm gear mechanism.
  • the worm gear mechanism 37 (first transmission mechanism 37) includes a worm 37a provided on the motor shaft 35a (output shaft 35a) of the steering motor 35 and a worm wheel 37c provided on the transmission shaft 37b.
  • the second transmission mechanism 38 is composed of, for example, a rack and pinion mechanism.
  • the rack and pinion mechanism 38 (second transmission mechanism 38) includes a pinion 38a provided on the transmission shaft 37b and a rack 38b provided on the steering shaft 31.
  • the steering power generated by the steering motor 35 is applied to the steering shaft 31 by the worm gear mechanism 37 and the rack and pinion mechanism 38.
  • the vehicle steering device 10 includes a steering angle sensor 41, a steering torque sensor 42, and various other sensors 43.
  • the steering angle sensor 41 detects the steering angle of the steering wheel 11.
  • the steering torque sensor 42 detects the steering torque generated on the steering shaft 17.
  • This steer-by-wire type electric power steering device 10 for a vehicle can be mounted on an automatic driving vehicle 50 (see FIG. 2), and is a steering wheel for performing a telescopic motion and a tilt motion of the steering wheel 11.
  • the adjusting device 60 is provided.
  • the steering wheel adjusting device 60 is controlled by a control device 15 that receives a command from the driving position device 51 mounted on the autonomous driving vehicle 50.
  • the telescopic motion and the tilt motion of the steering wheel 11 can be performed by a single motor 100 (second motor 100).
  • the single motor 100 is hereinafter appropriately referred to as a "second motor 100".
  • the second motor 100 is composed of, for example, an electric motor.
  • the control device 15 includes the first motor 20, the steering motor 35, and the second motor 100 in accordance with the signals of the steering angle sensor 41, the steering torque sensor 42, and various other sensors 43, and the command of the driving position device 51. Is in control.
  • the other various sensors 43 include sensors for detecting the rotation angles and drive currents of the motors 20, 35, 100, vehicle speed sensors, yaw rate sensors, and acceleration sensors.
  • the driving position device 51 determines the driving situation of the self-driving vehicle 50, and drives the various devices manually by the driver Dr shown in FIG. 2A and the first driving position shown in FIG. 2B. It is controlled to the second driving position in which the driver Dr shown in the above automatically operates.
  • FIG. 2A shows an example of the first driving position in which the driver Dr manually drives.
  • the steering wheel 11, seat 53 and pedal 54 are automatically controlled to preset positions suitable for manual driving by the driver Dr.
  • the steering wheel 11 is located at the non-retracted position P1 (first position P1).
  • This non-retracted position P1 is a position where the driver Dr can easily steer the steering wheel 11.
  • FIG. 2B shows an example of the second driving position in which the driver Dr automatically drives.
  • the steering wheel 11, seat 53 and pedals 54 are automatically controlled to preset positions where the driver Dr can relax.
  • the steering wheel 11 is located at the retracted position P2 (second position P2) in order to create a large living space in the vehicle interior 55 during this automatic driving.
  • the storage position P2 is tilted forward and upward as compared with the non-storage position P1 shown in FIG. 2A.
  • the steering wheel adjusting device 60 includes a support member 70, a first member 80, a second member 90, a second motor 100, a first transmission mechanism 110, and a second transmission mechanism 120. ,including.
  • the support member 70 is a hollow (for example, cylindrical, preferably cylindrical) member that can be positioned so as to extend in the front-rear direction of the autonomous driving vehicle 50, and is formed on the vehicle body 56 of the autonomous driving vehicle 50. It has a bracket 71 that can be attached. Both ends of the support member 70 are open. Further, the support member 70 has a slit 72 (including an elongated hole) parallel to the axis CL1 (center line CL1) of the support member 70. The slit 72 penetrates the peripheral wall 73 of the support member 70 in and out.
  • a slit 72 including an elongated hole
  • the first member 80 is a hollow (for example, cylindrical, preferably cylindrical) member slidably assembled along the axis CL1 of the support member 70 on the inner peripheral surface 73a of the peripheral wall 73 of the support member 70. is there. That is, the first member 80 is slidably fitted to the peripheral wall 73 of the support member 70 along the axis CL1, that is, can be telescopically moved. Both ends of the first member 80 are open.
  • the axis CL2 (center line CL2) of the first member 80 coincides with the axis CL1 of the support member 70.
  • the first member 80 houses the first motor 20.
  • the first motor 20 is restricted from relative displacement to the first member 80 in both the axial direction and the circumferential direction.
  • the motor housing 21 is press-fitted or shrink-fitted into the first member 80 to regulate the relative displacement of the first motor 20 with respect to the first member 80.
  • the length of the first member 80 is set to a length that can sufficiently secure the slidable range (stroke) of the first member 80 with respect to the support member 70, that is, the telescopic momentum of the steering wheel 11.
  • the first motor 20 becomes large in the axial direction in order to secure a sufficient stroke, which is not a good idea. Since the first member 80 is provided, the slide amount of the first motor 20 with respect to the support member 70 can be sufficiently secured without increasing the size of the first motor 20.
  • the first motor 20 is located concentrically with respect to the axis CL2 of the first member 80. More specifically, the first motor 20 is a bottomed hollow (for example, bottomed tubular shape, preferably bottomed cylindrical shape) motor housing fixed to the inner peripheral surface 81a of the peripheral wall 81 of the first member 80. 21, a lid 22 that closes the open end of the motor housing 21, a motor shaft 24 (output shaft 24) that is rotatably housed inside the motor housing 21 by bearings 23 and 23, and the motor shaft 24. Includes a rotor 25 provided in the motor housing 21 and a stator 26 located inside the motor housing 21 located on the outer periphery of the rotor 25.
  • a rotor 25 provided in the motor housing 21 and a stator 26 located inside the motor housing 21 located on the outer periphery of the rotor 25.
  • the first motor 20 is composed of, for example, a brushless motor, and has a motor rotation angle sensor 27 (for example, a resolver 27) and a control unit 28.
  • the motor rotation angle sensor 27 detects the rotation angle of the first motor 20.
  • the control unit 28 is assembled to the first motor 20 (for example, the lid 22) and housed in the first member 80, and controls the first motor 20 based on the control command of the control device 15 (see FIG. 1). To do.
  • the motor shaft 24 of the first motor 20 is located concentrically with respect to the axis CL2 of the first member 80.
  • the second member 90 is located concentrically with respect to the axis CL2 of the first member 80, and has a bottomed hollow shape (for example, having) that opens toward the first motor 20. It is a member having a bottom tubular shape, preferably a bottomed cylindrical shape).
  • the second member 90 can swing in the vertical direction with respect to the tip 82 of the first member 80, that is, can tilt. More specifically, at least one of the first member 80 and the first motor 20 has an extension portion 91 extending to the second member 90 along the motor shaft 24.
  • the extension portion 91 has a fork-like structure that extends from the motor housing 21 to the side surface 90a of the second member 90 (see FIG. 3) while sandwiching the motor shaft 24, and sandwiches the side surface 90a. That is, the extension portion 91 has a pair of tip portions 91a, 91a.
  • the second member 90 is sandwiched between a pair of tip portions 91a, 91a of the extension portion 91, and is swingably connected to the pair of tip portions 91a, 91a by a support shaft 92. As a result, the second member 90 is swingably (tiltable) connected to the tip 82 of the first member 80.
  • the steering shaft 17 is provided with a bearing 93 that allows relative rotation and restricts relative movement in the axial direction.
  • the steering shaft 17 is located concentrically with respect to the axis CL2 of the first member 80, and inside the second member 90, a universal joint 94 (universal joint 94) is attached to the motor shaft 24 of the first motor 20. It is connected.
  • the steering wheel 11 is connected to the motor shaft 24 by a universal shaft joint 94.
  • the bending point Q1 (bending point Q1) of the universal shaft joint 94 coincides with the swing base point Q2 (center Q2 of the support shaft 92) of the second member 90 with respect to the first member 80.
  • the second motor 100 is attached to the gear housing 74 and drives a single shaft 111.
  • the gear housing 74 is attached to a base 75 provided on the peripheral wall 73 of the support member 70.
  • the first transmission mechanism 110 converts the driving force generated by the second motor 100 into a slide driving force that slides the first member 80 and transmits the driving force to the first member 80.
  • the first transmission mechanism 110 is interposed between a single shaft 111, a driving force transmission unit 112 that transmits the driving force of the second motor 100 to the shaft 111, and the driving force transmission unit 112 and the shaft 111. It is composed of a first clutch mechanism 130, and a first conversion mechanism 116 that converts the rotational movement of the shaft 111 into the sliding movement of the first member 80.
  • the single shaft 111 is located parallel to the axis CL2 of the first member 80 and extends along the outer peripheral surface 73b of the support member 70 (the outer peripheral surface 73b of the peripheral wall 73).
  • the shaft 111 is supported by bearings 76 and 76 in the gear housing 74, and is also supported by a support arm 95 extending from the extension portion 91 toward the shaft 111.
  • the shaft 111 is provided with respect to the support member 70 so that relative rotation is permitted and relative movement in the axial direction is restricted.
  • the shaft 111 has a first male screw 111a, a second male screw 111b, and a male serration 111c.
  • the driving force transmission unit 112 is composed of, for example, a worm gear mechanism.
  • the worm gear mechanism 112 (driving force transmission unit 112) has a worm 113 (first gear 113) provided on the motor shaft 101 (output shaft 101) of the second motor 100 and a worm wheel 114 capable of meshing with the worm 113. (Second gear 114).
  • the worm gear mechanism 112 is housed in a gear housing 74.
  • the first clutch mechanism 130 is composed of a hub 115 of a worm wheel 114, a first urging member 131, and a first solenoid 132.
  • FIG. 7A shows the first clutch mechanism 130 in the connected state as viewed from the axial direction of the shaft 111.
  • FIG. 7B shows the first clutch mechanism 130 in the disconnected state when viewed from the axial direction of the shaft 111.
  • the hub 115 of the worm wheel 114 has an elongated hole-shaped fitting portion 115a that is long in the radial direction of the shaft 111. That is, the fitting portion 115a is long in the direction of approaching and separating from the outer peripheral surface of the worm 113.
  • the fitting portion 115a is provided at the center CL3 of the worm wheel 114 (the center CL3 of the shaft 111) and penetrates the shaft 111.
  • a female serration 115b that can mesh with the male serration 111c is provided on a part of the fitting portion 115a (a part of the inner peripheral surface of the elongated hole).
  • the center of rotation of the worm wheel 114 is located on the center CL3 of the shaft 111.
  • the center of rotation of the fitting portion 115a also coincides with the center CL3 of the shaft 111.
  • the female serration 115b can mesh with the male serration 111c.
  • the fitting portion 115a is located at the first position P11 which is connected to the shaft 111. This first position P11 coincides with the center CL3 of the axis 111. Therefore, the driving force generated by the second motor 100 is transmitted from the worm 113 to the shaft 111 via the worm wheel 114 regardless of the rotation angle of the worm wheel 114 (the direction of the elongated fitting portion 115a).
  • the rotation center of the fitting portion 115a ( The first position P11) is offset from the center CL3 of the shaft 111 to the side opposite to the worm 113. Therefore, the female serration 115b does not mesh with the male serration 111c. In other words, the fitting portion 115a is located at the second position P12 that is cut off from the shaft 111. The driving force generated by the second motor 100 is not transmitted from the worm 113 to the worm wheel 114, nor is it transmitted from the worm wheel 114 to the shaft 111.
  • the fitting portion 115a can be displaced between the first position P11 in the connected state with respect to the shaft 111 and the second position P12 in the cutoff state.
  • the first urging member 131 directs the worm wheel 114 toward the first position P11 (the direction in which the fitting portion 115a is connected to the shaft 111). It is urged and is composed of, for example, a compression coil spring.
  • the first solenoid 132 puts the worm wheel 114 in the second position P12 direction (fitting portion with respect to the shaft 111) against the urging force of the first urging member 131. Move in the direction in which 115a is in the cutoff state).
  • the first solenoid 132 includes a case 133, a first exciting coil 134 housed in the case 133, a first plunger rod 135, and an urging member 136.
  • the first solenoid 132 is composed of a so-called pull-type solenoid that retracts the first plunger rod 135 by the excitation of the first excitation coil 134.
  • the first plunger rod 135 is always urged in the forward direction (direction extending outward from the case 133) by the urging member 136, and is driven by the excitation of the first excitation coil 134 to move the second gear 114 to the second gear 114. 2 Move in the P12 direction.
  • the first conversion mechanism 116 includes a first male screw 111a provided on the shaft 111, a first female screw 117 assembled with the first male screw 111a, and the first female screw 111a. It is composed of an arm 118 having a female screw 117.
  • the arm 118 extends from either the first member 80 or the first motor 20 toward the shaft 111.
  • the arm 118 extends from the first motor 20 through the slit 72 to the shaft 111.
  • the first male screw 111a and the first female screw 117 are preferably formed of trapezoidal screws.
  • the second transmission mechanism 120 converts the driving force generated by the second motor 100 into a swing driving force for swing-driving the second member 90, and converts the driving force into the second member 90. introduce.
  • the second transmission mechanism 120 has a second conversion mechanism 121 that converts the rotational motion of the shaft 111 into a swing motion of the second member 90, and a second clutch that is interposed between the shaft 111 and the second conversion mechanism 121. It is composed of a mechanism 140 and.
  • the second conversion mechanism 121 includes a second male screw 111b provided on the shaft 111, a second female screw 122 engaged with the second male screw 111b, a slider 123 displaceable along the shaft 111, and a slider. It is composed of a link 124 that connects 123 and the second member 90 in a linkable manner.
  • the slider 123 has a configuration that can be displaced along the axis 111 by the interaction between the second male screw 111b and the second female screw 122.
  • the slider 123 has a first link connecting bracket 125 for swingably connecting one end of the link 124.
  • the second member 90 has a second link connecting bracket 126 that swingably connects the other end of the link 124.
  • the second male screw 111b and the second female screw 122 are preferably formed of trapezoidal screws. Further, it is preferable that at least one of the screw direction and the pitch of the second male screw 111b and the second female screw 122 is different from that of the first male screw 111a and the first female screw 117. For example, the screw direction is opposite.
  • FIG. 8A shows the second clutch mechanism 140 in the connected state as viewed from the axial direction of the shaft 111.
  • FIG. 8B shows the second clutch mechanism 140 in the disconnected state when viewed from the axial direction of the shaft 111.
  • the second clutch mechanism 140 is composed of a switching portion 141 provided on the slider 123, a second urging member 142, and a second solenoid 150.
  • the switching unit 141 is only allowed to slide relative to the slider 123 in the radial direction of the shaft 111, and the relative movement of the shaft 111 in the axial direction is allowed. Is regulated.
  • the switching portion 141 has an elongated hole-shaped assembling hole 141a.
  • the combination hole 141a is provided in the center CL3 of the shaft 111 and penetrates the shaft 111.
  • the combination hole 141a is long in the sliding direction of the switching portion 141 with respect to the slider 123, that is, long in the radial direction of the shaft 111.
  • a second female screw 122 that can mesh with the second male screw 111b is provided on a part of the mating hole 141a (a part of the inner peripheral surface of the elongated hole).
  • the assembling hole 141a is located at the third position P13 which is connected to the shaft 111. Therefore, the driving force generated by the second motor 100 is transmitted from the shaft 111 to the slider 123 via the switching unit 141.
  • the switching unit 141 can be displaced to the third position P13 which is in the connected state with respect to the shaft 111 and the fourth position P14 which is in the cutoff state.
  • the switching portion 141 is connected to the third position P13 direction (the engagement hole 141a is connected to the shaft 111). It is urged in the direction) and is composed of, for example, a compression coil spring.
  • the second solenoid 150 engages the switching portion 141 in the fourth position P14 direction (with respect to the axis 111) directly or indirectly via the swing mechanism 143 against the urging force of the second urging member 142. Move in the direction in which the hole 141a is in the blocking state).
  • the second solenoid 150 includes a case 151, a second exciting coil 152 housed in the case 151, a second plunger rod 153, and an urging member 154.
  • the second solenoid 150 is composed of a so-called pull-type solenoid that retracts the second plunger rod 153 by the excitation of the second excitation coil 152.
  • the second plunger rod 153 is always urged in the forward direction (the direction extending outward from the case 151) by the urging member 154, and is driven by the excitation of the second excitation coil 152 to move the switching portion 141 to the fourth. Move in the position P14 direction.
  • the steering wheel 11 shown in FIG. 2A is located at the non-retracted position P1 (first position P1).
  • the steering wheel adjusting device 60 at this time is in the state shown in FIG. That is, the position of the steering wheel 11 is on the axis CL2 of the first member 80 and is the position farthest behind the autonomous driving vehicle 50 (see FIG. 2A) with respect to the support member 70 (advance position). Is located in.
  • the second motor 100 rotates forward (rotates in the first rotation direction) by receiving a storage command signal from the control device 15 (see FIG. 1).
  • the driving force of the forward rotation generated by the second motor 100 is transmitted to the shaft 111 via the worm gear mechanism 112. Due to the rotation of the shaft 111, the arm 118, the first member 80, and the first motor 20 move in the direction in which the steering wheel 11 approaches the support member 70 (backward direction), that is, telescopically.
  • the steering shaft 17 connected to the motor shaft 24 of the first motor 20 and the second member 90 connected to the pair of tip portions 91a, 91a of the extension portion 91 move in the backward direction.
  • the screw directions of the second male screw 111b and the second female screw 122 are opposite to those of the first male screw 111a and the first female screw 117. Therefore, the slider 123 moves in the opposite direction (forward direction) with respect to the arm 118, and swings the second member 90 upward via the link 124. As a result, the second member 90 and the steering shaft 17 tilt upward.
  • FIGS. 9 and 2 (b) show that the steering wheel 11 is located at the retracted position P2 (second position P2). That is, the position of the steering wheel 11 is located at a position (retracted position) in which the steering wheel 11 is tilted upward by a preset angle from the axis CL2 of the first member 80 and retracted.
  • the second motor 100 rotates in the reverse direction (rotates in the second rotation direction) by receiving a non-storing command signal from the control device 15 (see FIG. 1).
  • the driving force of the reverse rotation generated by the second motor 100 is transmitted to the shaft 111 via the worm gear mechanism 112. Due to the rotation of the shaft 111, the arm 118, the first member 80, and the first motor 20 move in the direction in which the steering wheel 11 separates from the support member 70 (forward direction), that is, telescopic movement is performed.
  • the steering shaft 17 connected to the motor shaft 24 of the first motor 20 and the second member 90 connected to the pair of tip portions 91a, 91a of the extension portion 91 move in the forward direction.
  • the slider 123 moves in the opposite direction (backward direction) with respect to the arm 118, and swings the second member 90 downward via the link 124.
  • the second member 90 and the steering shaft 17 tilt downward. That is, the steering wheel 11 tilts downward while telescopically moving forward.
  • the results are shown in FIGS. 4 and 2 (a).
  • the steering wheel adjusting device 60 returns to the state shown in FIG.
  • the steering wheel 11 returns to the non-retracted position P1 (first position P1) shown in FIG. 2A.
  • the steering wheel 11 includes a manual operation changeover switch 160.
  • the control device 15 receives the switch signal of the manual operation changeover switch 160 and receives the switch signal of the manual operation changeover switch 160, and the first solenoid
  • the first exciting coil 134 of 132 and the second exciting coil 152 of the second solenoid 150 are excited at the same time.
  • the first clutch mechanism 130 and the second clutch mechanism 140 are simultaneously switched from the connected state to the disconnected state. Both the first clutch mechanism 130 and the second clutch mechanism 140 can be switched from the connected state to the disconnected state at the same time. It is possible to quickly switch from the state of automatic steering to the state where manual steering is possible.
  • the electric power steering device 10 for a vehicle is A hollow support member 70 that can be attached to the vehicle body 56, A first member 80 slidably assembled to the inner peripheral surface 73a of the support member 70, A second member 90 that is swingably connected to the tip 82 of the first member 80, A steering wheel 11 rotatably provided on the second member 90,
  • the motor shaft 24 is provided inside the first member 80 and is located concentrically with respect to the axis CL2 of the first member 80, and generates a steering reaction force that resists the steering force of the steering wheel 11.
  • the first motor 20 (reaction motor 20) added to the steering wheel 11 and A single shaft that is located parallel to the axis CL2 of the first member 80 and extends along the outer peripheral surface 73b of the support member 70, and is allowed to rotate relative to the support member 70.
  • the first member 80 is slidably assembled to the inner peripheral surface 73a of the tubular support member 70 attached to the vehicle body 56. Therefore, the support member 70 can sufficiently increase the rigidity for slidably supporting the first member 80.
  • a second member 90 is swingably connected to the tip 82 of the first member 80.
  • a steering wheel 11 is arranged on the second member 90.
  • the first member 80 has a first motor 20 that generates a steering reaction force. Therefore, the first motor 20, which is indispensable for the steer-by-wire type electric power steering device 10, can be incorporated into the first member 80 without protruding outward from the support member 70.
  • both the motor shaft 24 of the first motor 20 and the steering wheel 11 are located concentrically with respect to the axis CL2 of the first member 80. Therefore, it is possible to provide a smaller steer-by-wire type electric power steering device 10 having a function capable of telescopic movement and tilt movement of the steering wheel 11. As a result, the mountability of the electric power steering device 10 on the autonomous driving vehicle 50 can be improved.
  • the heavy first motor 20 is housed in the first member 80 that supports the second member 90, instead of the second member 90 that tilts.
  • the support member 70 to which the first member 80 is assembled can be attached to the vehicle body 56. It is possible to concentrate heavy objects on the support member 70 and the first member 80 on the proximal end side attached to the vehicle body 56, and to reduce the weight of the second member 90 on the distal end side that performs the tilting motion. That is, the rigidity of the support member 70 and the first member 80 and the rigidity of the second member 90 can be reasonably increased. Therefore, the overall rigidity of the device 60 having the function of enabling the telescopic movement and the tilt movement of the steering wheel 11, that is, the steering wheel adjusting device 60 can be increased in a well-balanced manner.
  • the state of automatic steering can be quickly changed to a state in which manual steering can be performed. It is possible to switch to.
  • the driving force transmission unit 112 includes a first gear 113 (worm 113) provided on the motor shaft 101 of the second motor 100 and a second gear 114 (worm wheel) capable of meshing with the first gear 113. 114) and The first clutch mechanism 130 In the radial direction of the shaft 111, which is provided at the center CL3 of the second gear 114 and can be displaced to the first position P11 which is connected to the shaft 111 and the second position P12 which is disconnected.
  • the hub 115 of the second gear 114 which has a long hole-shaped fitting portion 115a, A first urging member 131 that urges the second gear 114 in the direction of the first position P11, A first solenoid 132 that moves the second gear 114 in the direction of the second position P12 against the urging force of the first urging member 131.
  • Consists of The second conversion mechanism 121 Along the shaft 111 by the interaction between the male screw 111b (second male screw 111b) held on the shaft 111 that rotates and the female screw 122 (second female screw 122) assembled on the male screw 111b.
  • Displaceable slider 123 and It is composed of a link 124 that is linkably connected between the slider 123 and the second member 90.
  • the second clutch mechanism 140 A long hole-shaped assembling hole 141a that penetrates the male screw 111b and has the female screw 122 in the radial direction is provided, and a part of the female screw 122 is in a assembled state with respect to the male screw 111b.
  • a switching portion 141 provided on the slider 123 so as to be displaceable between the third position P13 and the fourth position P14 in which the female screw 122 is not assembled.
  • a second urging member 142 that urges the switching portion 141 toward the third position P13, and It is composed of a second solenoid 150 that moves the switching portion 141 in the direction of the fourth position P14 against the urging force of the second urging member 142.
  • the male screw 111b (second male screw 111b) and the female screw 122 (second female screw 122) are composed of trapezoidal screws. Therefore, the self-locking function can be enhanced by a simple configuration. Moreover, the self-locking function can be easily released by switching the second clutch mechanism 140 to the disengaged state.
  • first solenoid 132 is driven by the excitation of the first exciting coil 134 and the first exciting coil 134 to move the second gear 114 in the second position P12 direction. It is composed of 135 and The second solenoid 150 is driven by a second exciting coil 152 and a second plunger rod 153 driven by the excitation of the second exciting coil 152 to move the switching portion 141 in the direction of the fourth position P14. It is configured.
  • the electric power steering device 10 for a vehicle is A tubular support member 70 that can be attached to the vehicle body 56, A first member 80 slidably assembled to the inner peripheral surface 73a of the support member 70 (inner peripheral surface 73a of the peripheral wall 73), and A second member 90 swingably connected to the tip 82 of the first member 80, A steering wheel 11 arranged on the second member 90 and concentrically located with respect to the axis CL2 of the first member 80.
  • the motor shaft 24 is provided inside the first member 80 and is located concentrically with respect to the axis CL2 of the first member 80, and generates a steering reaction force that resists the steering force of the steering wheel 11.
  • the first motor 20 added to the steering wheel 11 and The first member 80 is located parallel to the axis CL2, extends along the outer peripheral surface 73b of the support member 70, and is provided so as to allow relative rotation with respect to the support member 70, and is trapezoidal.
  • the second motor 100 provided on the support member 70 and A driving force transmitting unit 112 that transmits the driving force of the second motor 100 to the shaft 111 to cause a rotational motion
  • a first clutch mechanism 130 interposed between the driving force transmitting unit 112 and the shaft 111
  • a first conversion mechanism 116 that converts the rotational movement of the shaft 111 into the sliding movement of the first member 80
  • a second conversion mechanism 121 that converts the rotational motion of the shaft 111 into a swing motion of the second member 90
  • a second clutch mechanism 140 interposed between the shaft 111 and the second conversion mechanism 121
  • a control device 15 that controls both the first clutch mechanism 130 and the second clutch mechanism 140 to be switched to a connected state at the same time or a disengaged state at the same time.
  • the driving force transmission unit 112 It is composed of a worm 113 provided on the motor shaft 101 of the second motor 100 and a worm wheel 114 capable of meshing with the worm 113.
  • the first clutch mechanism 130 Long in the radial direction of the shaft 111, which is provided at the center CL3 of the worm wheel 114 and can be displaced between the first position P11 in the connected state and the second position P12 in the cutoff state with respect to the shaft 111.
  • the hub 115 of the worm wheel 114 which has an elongated fitting portion 115a, A first urging member 131 that urges the worm wheel 114 in the direction of the first position P11, It is composed of a first solenoid 132 that moves the worm wheel 114 in the direction of the second position P12 against the urging force of the first urging member 131.
  • the first solenoid is composed of a first excitation coil 134 and a first plunger rod 135 driven by the excitation of the first excitation coil 134 to move the worm wheel 114 in the second position P12 direction.
  • the first conversion mechanism 116 The first male screw 111a provided on the shaft 111 that makes a rotary motion, and An arm 118 having a first female screw 117 made of a trapezoidal screw that engages with the first male screw 111a.
  • Consists of The second conversion mechanism 121 Displacement along the shaft 111 due to the interaction between the second male screw 111b possessed by the rotating shaft 111 and the second female screw 122 composed of a trapezoidal screw that engages with the second male screw 111b.
  • Possible slider 123 and It is composed of a link 124 that is linkably connected between the slider 123 and the second member 90.
  • the second clutch mechanism 140 The shaft 111 is provided with a long hole-shaped assembling hole 141a that penetrates the second male screw 111b and has the second female screw 122 in the radial direction, with respect to the second male screw 111b.
  • the slider 123 is displaceably provided at a third position P13 in which a part of the second female screw 122 is in the engaged state and a fourth position P14 in which the second female screw 122 is in the unassembled state.
  • Switching unit 141 and A second urging member 142 that urges the switching portion 141 toward the third position P13, and It is composed of a second solenoid 150 that moves the switching portion 141 in the direction of the fourth position P14 against the urging force of the second urging member 142.
  • the second solenoid 150 is driven by a second exciting coil 152 and a second plunger rod 153 driven by the excitation of the second exciting coil 152 to move the switching portion 141 in the direction of the fourth position P14. It is configured.
  • the electric power steering device 10 for a vehicle is The steering wheel 11 provided on the steering shaft 17 and A motor 100 (second motor 100) that controls a telescopic operation for moving the steering wheel 11 forward and backward and a tilt operation for raising and lowering the steering wheel 11.
  • a control device capable of manually performing the telescopic operation and the tilting operation of the steering wheel 11 when it is determined that the driver's intention to pull out the steering wheel 11 is confirmed while driving the motor 100. 15 and.
  • a steer-by-wire type electric power steering device that has a function of enabling telescopic movement and tilt movement of the steering wheel 11 and can quickly switch from an automatic steering state to a state in which manual steering can be performed. 10 can be provided. As a result, the mountability of the electric power steering device 10 on the autonomous driving vehicle 50 can be improved.
  • FIG. 10 is shown corresponding to FIG.
  • the vehicle electric power steering device 200 of the second embodiment is a modification of the control device 15 included in the vehicle electric power steering device 10 of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 9 above (see FIG. 10).
  • the manual steering intention detection unit 210 is added, and the other configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description thereof will be omitted.
  • the manual steering intention detection unit 210 detects that the driver Dr has an intention to perform manual steering during automatic driving.
  • the manual steering intention detection unit 210 is composed of a load sensor that detects a pulling force when the driver Dr pulls the steering wheel 11 during automatic driving from the retracted position P2 to the non-retracted position P1. This load sensor is provided on the steering wheel 11.
  • the control device 15 of the second embodiment determines that the detection signal of the manual steering intention detection unit 210 has been received, the control device 15 controls the first clutch mechanism 130 and the second clutch mechanism 140 at the same time by switching from the connected state to the disconnected state. It is a composition. For example, when the control device 15 determines that the pull-out force value (detection value) detected by the load sensor exceeds a preset reference pull-out force, the control device 15 receives a detection signal from the manual steering intention detection unit 210. It will be judged.
  • the control device 15 is configured by, for example, a microcomputer. An example of specific control of the control device 15 configured by the microcomputer will be described as follows. The control of the control device 15 will be described with reference to FIGS. 2 to 10.
  • FIG. 11 is a control flowchart of the control device 15, in which the first clutch mechanism 130 and the second clutch mechanism 140 are simultaneously switched from the connected state to the disconnected state in a series of controls of the control device 15. Indicates a subroutine to do. This subroutine is executed, for example, by interrupt processing under a predetermined condition or time division processing.
  • step S01 the first exciting coil 134 of the first solenoid 132 and the second exciting coil 152 of the second solenoid 150 are brought into a non-excited state. That is, the first solenoid 132 and the second solenoid 150 are turned off.
  • step S02 the steering wheel 11 is set to the manual driving position (first driving position) as shown in FIG. 2A. That is, the second motor 100 is controlled.
  • step S03 it is determined whether or not there is a command to switch to the automatic operation mode from the driving position device 51.
  • the process proceeds to step S04.
  • step S04 it is determined whether or not to terminate this subroutine.
  • this subroutine is terminated, and if it is determined to continue, the process returns to step S03.
  • this step S03 is repeated until it is determined that there is a command to switch to the automatic operation mode.
  • step S05 the steering wheel 11 is set to the automatic driving position (second driving position) as shown in FIG. 2B. That is, the second motor 100 is controlled.
  • step S06 it is determined whether or not there is a command to switch to the manual operation mode from the driving position device 51.
  • the process proceeds to step S07.
  • step S07 it is determined whether or not to terminate this subroutine.
  • this subroutine is terminated, and if it is determined to continue, the process returns to step S02, and the steering wheel 11 is set to the manual driving position.
  • step S06 determines whether or not the detection signal of the manual steering intention detection unit 210 has been received.
  • receiving the detection signal of the manual steering intention detection unit 210 means that it is determined that "the driver has the intention to pull out” and "the driver Dr has the intention to perform manual steering during automatic driving".
  • step S08 If it is determined in step S08 that the detection signal is not received, that is, there is no intention of manually steering, the process proceeds to step S09. In step S09, it is determined whether or not to terminate this subroutine. Here, if it is determined to end, this subroutine is terminated, and if it is determined to continue, the process returns to step S05.
  • step S08 if the detection signal is received, that is, it is determined that there is an intention to perform manual steering, the process proceeds to step S10.
  • step S10 the first exciting coil 134 of the first solenoid 132 and the second exciting coil 152 of the second solenoid 150 are brought into an excited state. That is, the first solenoid 132 and the second solenoid 150 are turned on. As a result, as shown in FIG. 2A, the driver Dr can pull out the steering wheel 11 to the non-retracted position P1 for manual steering.
  • step S11 it is determined whether or not to terminate this subroutine.
  • this subroutine is terminated, and if it is determined to continue, this step is repeated until it is terminated.
  • the steering wheel 11 has a manual steering intention detection unit 210 for detecting that the steering wheel 11 is pulled out from the retracted position P2 during automatic operation to the non-retracted position P1 for manual operation to perform manual steering.
  • the control device 15 determines that the detection signal of the manual steering intention detection unit 210 has been received, the control device 15 simultaneously switches the first clutch mechanism 130 and the second clutch mechanism 140 from the connection state to the disconnection state. It is a configuration to control.
  • Example 3> The vehicle electric power steering device 300 of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is shown corresponding to FIG. 10 above.
  • the vehicle electric power steering device 300 of the third embodiment uses the manual steering intention detection unit 210 of the vehicle electric power steering device 200 of the second embodiment shown in FIG. 10 as the manual steering intention detection unit 310 shown in FIG. Since it is characterized in that it has been changed and other configurations are the same as those in the second embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the manual steering intention detection unit 310 of the third embodiment detects that the driver Dr has an intention to perform manual steering during automatic driving, similarly to the manual steering intention detection unit 210 of the second embodiment.
  • the manual steering intention detection unit 310 of the third embodiment is composed of a motor rotation angle sensor 27 (for example, a resolver 27) provided in the first motor 20.
  • a motor rotation angle sensor 27 for example, a resolver 27
  • the driver Dr grips and rotates the steering wheel 11 located at the retracted position P2 (steering operation), so that the motor shaft 24 of the first motor 20 rotates.
  • the rotation angle of the motor shaft 24 can be detected by the motor rotation angle sensor 27 (manual steering intention detection unit 310).
  • the control device 15 of the third embodiment determines that the detected rotation angle value exceeds the preset reference rotation angle, the control device 15 "willing to pull out" and "manual steering by the driver Dr during automatic driving”. I have the intention to do it.
  • Example 4 The vehicle electric power steering device 400 of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is shown corresponding to FIG. 10 above.
  • the vehicle electric power steering device 400 of the fourth embodiment uses the manual steering intention detection unit 210 of the vehicle electric power steering device 200 of the second embodiment shown in FIG. 10 as the manual steering intention detection unit 410 shown in FIG. Since the configuration is the same as that of the second embodiment, the description will be omitted.
  • the manual steering intention detection unit 410 of the fourth embodiment detects that the driver Dr has an intention to perform manual steering during automatic driving, similarly to the manual steering intention detection unit 210 of the second embodiment.
  • the first motor 20 of the fourth embodiment is configured by a brushed motor.
  • the manual steering intention detection unit 410 of the fourth embodiment is composed of a current detection sensor that detects a counter electromotive force (counter electromotive force) generated in the first motor 20.
  • the driver Dr grips and rotates the steering wheel 11 located at the retracted position P2 (steering operation is performed), so that the motor shaft 24 and the rotor 25 of the first motor 20 rotate.
  • a counter electromotive force is generated in the stator 26.
  • This counter electromotive current can be detected by the current detection sensor 410 (manual steering intention detection unit 410).
  • the control device 15 of the fourth embodiment determines that the value of the detected counter electromotive force exceeds the preset reference counter electromotive force, "there is an intention to pull out” and "the driver Dr. I have the intention of manually steering. "
  • Example 5> The vehicle electric power steering device 500 of the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 16.
  • FIG. 14 is shown corresponding to FIG. 10 above.
  • FIG. 15 is shown corresponding to FIG. 11 above.
  • the vehicle electric power steering device 500 of the fifth embodiment is a modification of the control device 15 included in the vehicle electric power steering device 200 of the second embodiment shown in FIG. 10 (see FIG. 10).
  • the steering angle detection unit 510 and the road surface information detection unit 520 are provided, and the other configurations are the same as those in the second embodiment, so the description thereof will be omitted.
  • the steering angle detection unit 510 directly or indirectly detects the steering angles of the steering wheels 13 and 13.
  • the steering angle detection unit 510 can detect and detect the steering angle, for example, by detecting the rotation angle of the steering motor 35.
  • the road surface information detection unit 520 directly or indirectly detects the road surface information obtained from the steering wheels 13 and 13.
  • This road surface information is the road surface information (situation) transmitted from the traveling road surface to the steering wheels 13 and 13 when the autonomous driving vehicle 50 (see FIG. 2) is driven or when the vehicle steering device 500 is steered. ).
  • the road surface information (road surface information) and the road surface information detection unit 520 will be described in detail.
  • the "road surface condition" transmitted from the traveling road surface to the steering wheels 13 and 13 is a change in the coefficient of friction between the traveling road surface and the steering wheels 13 and 13 due to, for example, rainfall, snowfall, freezing, gravel road, etc. There are also irregularities such as ruts, swells, and cobblestone roads.
  • Such road surface information is transmitted from the traveling road surface to the steering wheels 13 and 13, for example, as a change in vibration, a change in load (pressure), and a change in strain amount.
  • FIG. 15 and FIG. 16 are control flowcharts of the control device 15 of the fifth embodiment. Since steps S01 to S10 shown in FIG. 15 are the same as steps S01 to S10 shown in FIG. 11, description thereof will be omitted.
  • step S10 the control device 15 of the fifth embodiment puts the first exciting coil 134 of the first solenoid 132 and the second exciting coil 152 of the second solenoid 150 into an excited state, and then steps S21 or later ( (See FIG. 16).
  • step S21 the values of the steering angles of the steering wheels 13 and 13 detected by the steering angle detecting unit 510 are obtained.
  • the driver Dr is notified of the steering angle detected by the steering angle detection unit 510.
  • the driver Dr can quickly recognize the steering angle when the steering wheel 11 is pulled out to the non-retracted position P1 for manual steering, that is, the steering situation, and shift to manual steering.
  • the road surface information detected by the road surface information detection unit 520 is obtained.
  • the first motor 20 (reaction motor 20) is generated based on the steering angle detected by the steering angle detection unit 510 and the road surface information detected by the road surface information detection unit 520. Set the initial value (initial reaction force) of the steering reaction force to be applied.
  • the first motor 20 generates an initial reaction force and applies it to the steering wheel 11.
  • the driver Dr pulls out the steering wheel 11 to the non-retracted position P1 for manual steering
  • the driver Dr applies the steering reaction force based on the actual steering angle and road surface information at that time from the steering wheel 11. Can receive. Therefore, it is possible to avoid the phenomenon that there is no steering reaction force momentarily when shifting from automatic steering to manual steering. Therefore, it is possible to quickly and accurately shift from the automatic steering state to the manual steering state.
  • the first motor 20 reaction motor 20
  • the steering motor 35 are controlled according to the normal manual steering conditions. As a result, the manual operation of the steer-by-wire electric power steering device 500 can be accurately performed.
  • step S27 it is determined whether or not to terminate this subroutine.
  • this subroutine is terminated, and if it is determined to continue, step S26 is repeated until it is terminated.
  • the electric power steering device for vehicles 10, 200, 300, 400, 500 according to the present invention is not limited to the examples as long as the functions and effects of the present invention are exhibited.
  • Examples 1 to 5 can be combined as appropriate.
  • the electric power steering device 10, 200, 300, 400, 500 for a vehicle of the present invention is suitable for mounting on an autonomous driving vehicle 50.

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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

車両用電動パワーステアリング装置
　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モータのモータ軸とステアリングホイールとの両方を、第１部材の軸線に対して同心に位置している。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、第１部材８０の軸線ＣＬ２に対して同心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、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（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とステアリングホイール１１との両方を、第１部材８０の軸線ＣＬ２に対して同心に位置している。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、前記第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、
　前記モータ１００の駆動中に、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と判断した場合に、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、前記第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の雌ねじの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、
    　前記モータの駆動中に、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と判断した場合に、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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