ステアバイワイヤ式操舵装置
【課題】 転舵モータ失陥時にも転舵可能なフェールセーフ機能を有し、かつトー角の調整が可能なステアバイワイヤ式操舵装置を提供する。
【解決手段】 操舵軸１０と機械的に連結されないステアリングホイール１と、その操舵角を検出する操舵角センサ２と、ステアリングホイール１に反力トルクを与える操舵反力モータ４と、２つの転舵モータ６Ａ，６Ｂと操舵反力モータ４を制御するステアリング制御部５ａとを備える。転舵モータ６Ａの出力を操舵軸１０に伝達する出力伝達機構１５と、他の転舵モータ６Ｂの出力を操舵軸１０に伝達する出力伝達機構１６とを設け、転舵を行う。両転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸を滑りねじ機構２４を介して結合する。両転舵操モータの一方が失陥したとき、他方の出力を滑りねじ機構２４を介して失陥した転舵モータに対応する出力伝達機構１５（１６）に伝達する。
【解決手段】 操舵軸１０と機械的に連結されないステアリングホイール１と、その操舵角を検出する操舵角センサ２と、ステアリングホイール１に反力トルクを与える操舵反力モータ４と、２つの転舵モータ６Ａ，６Ｂと操舵反力モータ４を制御するステアリング制御部５ａとを備える。転舵モータ６Ａの出力を操舵軸１０に伝達する出力伝達機構１５と、他の転舵モータ６Ｂの出力を操舵軸１０に伝達する出力伝達機構１６とを設け、転舵を行う。両転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸を滑りねじ機構２４を介して結合する。両転舵操モータの一方が失陥したとき、他方の出力を滑りねじ機構２４を介して失陥した転舵モータに対応する出力伝達機構１５（１６）に伝達する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転舵用の操舵軸と機械的に連結されていないステアリングホイールで操舵を行うようにしたステアバイワイヤ式操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のステアバイワイヤ式操舵装置において、操舵輪を転舵する転舵モータが失陥しても、補助モータによって操舵輪を転舵するように構成したものが提案されている（特許文献１）。
また、前輪系統または後輪系統における左右輪を独立に転舵するようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、異常時に前記左右輪のそれぞれをトーインあるいはトーアウト状態に制御して制動力を得る方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４９８４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２６３１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の技術は、転舵モータの失陥時に補助モータを作動させるフェールセーフ機能を持たせたものであるが、転舵モータが正常である場合、補助モータは一切機能しておらず不経済である。
また、特許文献２に開示の技術は、各輪を独立に転舵する方法であるが、異常が生じた車輪は制御不能になるため、正常に転舵して危険回避する動作が取れないという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、トー角の調整が可能で、かつ転舵モータの失陥時にも転舵可能なフェールセーフ機能を持つステアバイワイヤ式操舵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のステアバイワイヤ式操舵装置は、転舵用の操舵軸に機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、前記ステアリングホイールに反力トルクを付与する操舵反力モータと、前記操舵軸を駆動する転舵モータと、前記操舵反力モータおよび前記転舵モータを制御するステアリング制御部とを備え、前記操舵角センサの検出する操舵角の信号を含む運転状態検出信号に基づいて前記転舵モータを前記ステアリング制御部で制御するようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、次の構成としたことを特徴とする。
すなわち、前記操舵軸が左右の車輪の転舵用の２つの分割操舵軸に分割され、これら２つの分割操舵軸を、それぞれ左右の出力伝達機構を介し独立して駆動する２つの転舵モータを設け、両転舵モータの出力軸を、一対のねじ軸部と滑りねじナットとでなり各ねじ軸部の独立した回転を許容すると共にいずれか片方のねじ軸部のみを回転させたときはその回転をもう片方のねじ軸部に伝達する機能を有する滑りねじ機構により結合する。
この滑りねじ機構は、前記両転舵モータのうちのいずれか一方の転舵モータが失陥した状態で、他方の転舵モータを回転駆動させることにより、この回転駆動側の転舵モータの出力軸の回転を失陥側の転舵モータの出力軸に伝達可能とする。
【０００７】
この構成によると、左右の車輪用の２つの分割操舵軸を、それぞれ左右の出力伝達機構を介して独立して駆動する２つの転舵モータを設けたため、左右独立に転舵角を制御することができて、トー角の調整が可能となる。また、両転舵モータの出力軸を、両転舵モータの出力軸を、ねじ軸部と滑りねじナットとでなり各ねじ軸部の独立した回転を許容すると共にいずれか片方のねじ軸部のみを回転させたときはその回転をもう片方のねじ軸部に伝達する機能を有する滑りねじ機構により結合し、両転舵モータのうちのいずれか一方の転舵モータが失陥した状態で、他方の転舵モータを回転駆動させることにより、この回転駆動側の転舵モータの出力軸の回転を失陥側の転舵モータの出力軸に伝達可能としたため、一方の転舵モータが失陥した際に、他方の転舵モータのみで転舵可能となるフェイルセーフ機能が得られる。なお、前記滑りねじ機構は、各ねじ軸部の独立した回転を許容する機能を有するため、左右独立に転舵角を制御してトー角を調整する動作の妨げとならない。
【０００８】
前記機能を持つ滑りねじ機構は、例えば、次の逆ねじを有する滑りねじ機構で実現できる。具体的には、前記滑りねじ機構は、両出力軸に設けられた互いに逆ねじの一対のねじ軸部と、両ねじ軸部にそれぞれ螺合する互いに逆ねじの一対のねじ溝部を有する滑りねじナットとでなるものとするのが良い。前記各ねじ軸部は、前記出力軸の一部として設けられたものであっても、出力軸に対して結合された軸であっても良い。
このような互いに逆ねじとなるねじ溝を有する滑りねじナットを設けることで、ねじ軸部に対する滑りねじナットの軸方向移動が許容され、そのため両ねじ軸部の独立した回転が可能となる。また、滑りねじナットの逆伝達効率の低い特性、つまり滑りねじナットの軸方向移動をねじ軸部の回転に変換して伝える効率の低い特性のために、片方のねじ軸部のみを回転させたときは、滑りねじナットが移動せずにもう片方のねじ軸部に回転を伝達することになる。そのため、両転舵モータのうちのいずれか一方の転舵モータが失陥した状態で、他方の転舵モータを回転駆動させることにより、この回転駆動側の転舵モータの出力軸の回転を失陥側の転舵モータの出力軸に伝達可能となる。
【０００９】
この発明において、前記各分割操舵軸はそれぞれ一部にボールねじ軸部を有し、前記両出力伝達機構は、それぞれ、前記各分割操舵軸のボールねじ軸部に螺合するボールナットを有していて、前記転舵モータの回転により前記ボールナットを回転させて前記分割操舵軸を軸方向に進退させるものであり、前記両転舵モータの回転より、両分割操舵軸を軸方向に移動させて転舵およびトー角調整を可能としても良い。
【００１０】
この発明において、前記左右の出力伝達機構は、前記両転舵モータを互いに同方向に回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに同方向に移動させるものとしても良い。また、両転舵モータを互いに同方向に同回転角度だけ回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに同方向に同量だけ移動させるものとしても良い。これにより、トー角を維持したままでの転舵が可能になる。
【００１１】
この発明において、前記左右の出力伝達機構は、前記両転舵モータを互いに逆方向に回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに逆方向に移動させるものとしても良い。また両転舵モータを互いに逆方向に同回転角度だけ回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに逆方向に同量だけ移動させるものとしても良い。これによりトー角調整が可能となる。
【００１２】
この発明において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータを互いに同方向に同じ角速度で回転させると、前記滑りねじナットが転舵モータの出力軸と一体となって同じ角速度で回転するものとしても良い。これによりトー角を維持したままでの転舵が可能になる。前記滑りねじ機構が、前記一対の逆ねじを有する構成のものである場合は、このような、両転舵モータを互いに同方向に同じ角速度で回転させると、前記滑りねじナットが転舵モータの出力軸と一体となって同じ角速度で回転する作用が生じる。
【００１３】
この発明において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータを互いに逆方向に同じ角速度で回転させると前記滑りねじナットが左右に移動するものとしても良い。これによりトー角調整が可能となる。前記滑りねじ機構が、前記一対の逆ねじを有する構成のものである場合は、このような、両転舵モータを互いに逆方向に同じ角速度で回転させると前記滑りねじナットが左右に移動する作用が生じる。
【００１４】
この発明において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータのうちの片方のみを回転させると、滑りねじナットの逆伝達効率が低いことで、前記片方の回転をもう片方の転舵モータの出力軸に伝達するものとしても良い。上記逆伝達効率は、滑りねじナットの軸方向移動をねじ軸部の回転に変換して伝える効率を言う。
【００１５】
この発明において、前記両転舵モータは、モータロータと前記出力軸との間に、出力軸からモータロータへの回転伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ機構を有するものとしても良い。前記逆入力遮断クラッチ機構が設けられていると、失陥した転舵モータのロータが固着する故障が生じた際にも、もう片方の転舵モータから前記滑りねじ機構で伝達される回転による出力軸の回転が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のステアバイワイヤ式操舵装置は、転舵用の操舵軸に機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、前記ステアリングホイールに反力トルクを付与する操舵反力モータと、前記操舵軸を駆動する転舵モータと、前記操舵反力モータおよび前記転舵モータを制御するステアリング制御部とを備え、前記操舵角センサの検出する操舵角の信号を含む運転状態検出信号に基づいて前記転舵モータを前記ステアリング制御部で制御するようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、前記操舵軸が左右の車輪の転舵用の２つの分割操舵軸に分割され、これら２つの分割操舵軸を、それぞれ左右の出力伝達機構を介し独立して駆動する２つの転舵モータを設け、両転舵モータの出力軸を、ねじ軸と滑りねじナットとでなり各ねじ軸の独立した回転を許容すると共にいずれか片方のねじ軸のみを回転させたときはその回転をもう片方のねじ軸に伝達する機能を有する滑りねじ機構により結合し、この滑りねじ機構は、前記両転舵モータのうちのいずれか一方の転舵モータが失陥した状態で、他方の転舵モータを回転駆動させることにより、この回転駆動側の転舵モータの出力軸の回転を失陥側の転舵モータの出力軸に伝達可能としたため、トー角の調整が可能で、かつ転舵モータの失陥時にも他方の転舵モータのみで転舵可能なフェールセーフ機能を備えるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施形態にかかるステアバイワイヤ式操舵装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同ステアバイワイヤ式操舵装置における操舵軸駆動部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。このステアバイワイヤ式操舵装置は、図１に概略図で示すように、運転者が操舵するステアリングホイール１と、操舵角センサ２と、操舵トルクセンサ３と、操舵反力モータ４と、左右の車輪１３にナックルアーム１２およびタイロッド１１を介して連結された転舵用の軸方向移動自在な操舵軸１０と、この操舵軸１０を駆動する操舵軸駆動部１４と、転舵角センサ８と、ステアリング制御部５ａを含むＥＣＵ（電気制御ユニット）５とを備える。ＥＣＵ５およびそのステアリング制御部５ａは、マイクロコンピュータおよびその制御プログラムを含む電子回路等により構成される。
【００１９】
ステアリングホイール１は、転舵用の操舵軸１０と機械的に連結されていない。ステアリングホイール１に対して、操舵角センサ２および操舵トルクセンサ３が設けられ、操舵反力モータ４が接続されている。操舵角センサ２は、ステアリングホイール１の操舵角を検出するセンサである。操舵トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に作用する操舵トルクを検出するセンサである。操舵反力モータ４は、ステアリングホイール１に反力トルクを付与するモータである。
【００２０】
ＥＣＵ５のステアリング制御部５ａは、操舵反力モータ４および転舵モータ６Ａ，６Ｂを制御する。すなわち、ステアリング制御部５ａは、操舵角センサ２の検出する操舵角の信号、図示しない車速センサの検出する車輪回転速度の信号、および運転状態を検出する各種センサの信号に基づいて目標操舵反力を設定し、実際の操舵反力トルクが目標操舵反力に一致するように操舵トルクセンサ３の検出する操舵トルクの信号をフィードバックして、操舵反力モータ４を制御する。また、ステアリング制御部５ａは、上記したように、両転舵モータ６Ａ，６Ｂの回転方向を選択設定して車輪１３の転舵とトー角調整を選択的に行なわせる。
【００２１】
図２は、操舵軸１０を駆動する操舵軸駆動部１４の詳細を断面図で示す。この操舵軸駆動部１４は、左右２つの転舵モータ６Ａ，６Ｂと、左右２つの出力伝達機構１５，１６と、１つの滑りねじ機構２４とを備える。各出力伝達機構１５，１６は減速機を構成する。前記操舵軸１０は左右の分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂに２分割されている。これら各分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂの一部には、各ボールねじ２５Ａ，２５Ｂのボールねじ軸部１０Ａａ，１０Ｂａがそれぞれ形成されている。２つの転舵モータ６Ａ，６Ｂは、それらの出力軸６Ａａ，６Ｂａが前記操舵軸１０と平行となり同軸上で互いに対向する姿勢で、操舵軸駆動部１４のハウジング３０に設置される。
【００２２】
２つの出力伝達機構１５，１６のうち第１の出力伝達機構１５は、前記両転舵モータ６Ａ，６Ｂのうち一方の転舵モータ６Ａの出力を、前記両分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂのうち一方の分割操舵軸１０Ａに伝達する機構である。２つの出力伝達機構１５，１６のうち第２の出力伝達機構１６は、前記両転舵モータ６Ａ，６Ｂのうち他方の転舵モータ６Ｂの出力を、前記両分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂのうち他方の分割操舵軸１０Ｂに伝達する機構である。
【００２３】
第１の出力伝達機構１５は、一方の分割操舵軸１０Ａのボールねじ軸部１０Ａａと、このボールねじ軸部１０Ａａにボール（図示せず）を介して螺合するボールナット１８Ａと、一方の転舵モータ６Ａの出力軸６Ａａに設けられた出力ギヤ１９Ａと、前記ボールナット１８Ａの外径面に固定され前記出力ギヤ１９Ａに噛み合う入力ギヤ２０Ａとでなる。第２の出力伝達機構１６は、他方の分割操舵軸１０Ｂのボールねじ軸部１０Ｂａと、このボールねじ軸部１０Ｂａにボール（図示せず）を介して螺合するボールナット１８Ｂと、他方の転舵モータ６Ｂの出力軸６Ｂａに設けられた出力ギヤ１９Ｂと、前記ボールナット１８Ｂの外径面に固定され前記出力ギヤ１９Ｂに噛み合う入力ギヤ２０Ｂとでなる。前記両ボールナット１８Ａ，１８Ｂは、それぞれ軸受２１Ａ，２１Ｂを介して前記ハウジング３０に支持されている。
【００２４】
一方の転舵モータ６Ａの出力軸６Ａａの回転は、第１の出力伝達機構１５の出力ギヤ１９Ａおよび入力ギヤ２０Ａを経てボールナット１８Ａに伝達され、これにより一方の分割操舵軸１０Ａが軸方向に移動する。他方の転舵モータ６Ｂの出力軸６Ｂａの回転は、第２の出力伝達機構１６の出力ギヤ１９Ｂおよび入力ギヤ２０Ｂを経てボールナット１８Ｂに伝達され、これにより他方の分割操舵軸１０Ｂが軸方向に移動する。両転舵モータ６Ａ，６Ｂを同方向に回転させた場合、両分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂは互いに同方向に同量移動して、車輪１３の転舵が行なわれる。また、両転舵モータ６Ａ，６Ｂを互いに逆方向に回転させた場合、両分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂは互いに逆方向に同量移動して、車輪１３のトー角調整が行なわれる。両転舵モータ６Ａ，６Ｂの回転方向を含めた駆動制御は、前記ＥＣＵ５のステアリング制御部５ａで行なわれる。ステアリング制御部５ａは、両転舵モータ６Ａ，６Ｂを独立制御可能なものである。
【００２５】
前記両転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａは、滑りねじ機構２４を介して互いに結合されている。滑りねじ機構２４は、一方の転舵モータ６Ａの出力軸６Ａａに形成されたねじ軸部２２Ａと、他方の転舵モータ６Ｂの出力軸６Ｂａに形成されたねじ軸部２２Ｂと、両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂが滑り接触して螺合する滑りねじナット１７とで構成される。前記両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂはそのねじ溝が互いに逆ねじとされ、これらねじ軸部２２Ａ，２２Ｂが螺合する滑りねじナット１７の左右一対のねじ孔１７ａ，１７ｂは、各ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂに対応して互いにねじ溝が逆溝とされている。両ねじ孔１７ａ，１７ｂは、同一軸心上にあり、そのねじ溝のリードは互いに同じとされている。
【００２６】
前記両転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａには、それぞれ出力軸６Ａａ，６Ｂａからモータロータ（図示せず）への回転伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ機構２３Ａ，２３Ｂが設けられている。
【００２７】
上記構成の作用を説明する。滑りねじ機構２４は、互いに逆ねじが切られた左右一対のねじ孔１７ａ，１７ｂに、左右の出力軸６Ａａ，６Ｂａのねじ軸部２２Ａ，２２Ｂが滑り接触により螺合しているため、次の動作を行う。両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂを互いに同方向に同じ角速度で回転させると、両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂは滑りねじナット１７と一体となって同じ角速度で回転する。両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂを逆方向に同じ角速度で回転させると、滑りねじナット１７は左右に移動する。
いずれか片方のねじ軸部２２Ａ，２２Ｂのみを回転させると、滑りねじ機構２４は逆伝達効率が低いため、すなわち滑りねじナット１７の軸方向移動をねじ軸部２２Ａ，２２Ｂの回転に変換して伝える効率が低いため、滑りねじナット１７がモータ停止側のねじ軸部２２Ａ，２２Ｂに対して軸方向移動できずに、回転側のねじ軸部２２Ａ，２２Ｂと一体に回転し、滑りねじナット１７を介してモータ低下側のねじ軸部２２Ａ，２２Ｂに回転を伝達する。
【００２８】
このような作用を奏する滑りねじ機構２４を用いて両転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａを結合し、また各転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａの回転を独立して各分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂに伝達する左右の出力伝達機構１５，１６を設けたため、転舵モータ６Ａ，６Ｂの動作によって次の作用が得られる。
【００２９】
左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂは独立して制御可能であり、左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂを同方向に同角速度で回転させた場合は、出力伝達機構１５，１６を介して分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂは互いに同方向に同量だけ移動する。これにより、操舵軸１０の全体が左右に移動することになって、転舵が行われる。このとき、左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａは、滑りねじ機構２４で結合されているが、滑りねじ機構２４は、上記のように、両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂが滑りねじナット１７と一体となって同じ角速度で回転する。そのため、滑りねじ機構２４が両出力軸６Ａａ，６Ｂａの回転の障害とならず、転舵の障害とならない。
【００３０】
左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂを逆方向に回転させた場合は、出力伝達機構１５，１６を介して分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂは互いに逆方向に移動する。そのため、操舵軸１０の全長が変化することになって、トー角を調整することができる。このとき、左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａは、滑りねじ機構２４で結合されているが、滑りねじ機構２４は、上記のように、両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂを逆方向に回転させることで、滑りねじナット１７が左右に移動する。そのため、滑りねじ機構２４が両出力軸６Ａａ，６Ｂａの逆方向回転の障害とならず、トー角調整の障害とならない。
【００３１】
左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂのうちのいずれか片方の転舵モータ６Ａ，６Ｂの失陥した際には、もう片方の転舵モータ６Ａ，６Ｂのみが回転する。このとき、上記作用を奏する滑りねじ機構２４で結合されているため、回転側の転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａの回転が、失陥側の転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａに回転を伝達し、両輪とも転舵を行うことができる。また、逆入力遮断クラッチ機構２３Ａ，２３Ｂの作用により、失陥した転舵モータ６Ａ，６Ｂのロータが固着した際にも、その出力軸６Ａａ，６Ｂａの回転が可能で、滑りねじ機構２４を介して伝達される出力軸６Ａａ，６Ｂａの回転を出力伝達機構１５，１６へ行えて転舵することが可能となる。
【００３２】
なお、いずれか片方の転舵モータ６Ａ，６Ｂが失陥したとき、１つの転舵モータ６Ａ，６Ｂのみで転舵を行うが、モータ失陥時の一方の転舵モータ６Ａ，６Ｂの他方の転舵モータ６Ａ，６Ｂへの代替は、車両走行時に行う動作である。そのため、その最大発生トルクは、据え切り動作時に必要なトルクよりもはるかに小さなものである。したがって、２つの転舵モータ６Ａ，６Ｂのそれぞれは、１つの転舵モータで転舵を行う構成とした場合の転舵モータよりも小型のもので良い。
【００３３】
この構成のステアバイワイヤ式操舵装置によると、上記のように、逆伝達効率の低い滑りねじ機構２４を用いたフェールセーフ機構により、いずれか片方の転舵モータ６Ａ，６Ｂが失陥際にも、機械体または電気的切替えを必要とせずに、転舵が可能となる。また、トー角の調整も可能となる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、滑りねじ機構２４として、図２の一対の逆ねじを有する構成のものを用いたが、滑りねじ機構２４は、図２の構成のものに限らず、ねじ軸部と滑りねじナットとでなり各ねじ軸部の独立した回転を許容すると共にいずれか片方のねじ軸部のみを回転させたときはその回転をもう片方のねじ軸部に伝達する機能を有するものであれば良い。
【符号の説明】
【００３５】
１…ステアリングホイール
２…操舵角センサ
４…操舵反力モータ
５…ＥＣＵ
５ａ…ステアリング制御部
６Ａ，６Ｂ…転舵モータ
６Ａａ，６Ｂａ…転舵モータの出力軸
１０…操舵軸
１０Ａ，１０Ｂ…分割操舵軸
１０Ａａ，１０Ｂａ…ボールねじ軸部
１５…第１の出力伝達機構
１６…第２の出力伝達機構
１７…滑りねじナット
１８Ａ，１８Ｂ…ボールナット
２２Ａ，２２Ｂ…ねじ軸部
２３Ａ，２３Ｂ…逆入力遮断クラッチ機構
２４…滑りねじ機構
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転舵用の操舵軸と機械的に連結されていないステアリングホイールで操舵を行うようにしたステアバイワイヤ式操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のステアバイワイヤ式操舵装置において、操舵輪を転舵する転舵モータが失陥しても、補助モータによって操舵輪を転舵するように構成したものが提案されている（特許文献１）。
また、前輪系統または後輪系統における左右輪を独立に転舵するようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、異常時に前記左右輪のそれぞれをトーインあるいはトーアウト状態に制御して制動力を得る方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４９８４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２６３１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の技術は、転舵モータの失陥時に補助モータを作動させるフェールセーフ機能を持たせたものであるが、転舵モータが正常である場合、補助モータは一切機能しておらず不経済である。
また、特許文献２に開示の技術は、各輪を独立に転舵する方法であるが、異常が生じた車輪は制御不能になるため、正常に転舵して危険回避する動作が取れないという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、トー角の調整が可能で、かつ転舵モータの失陥時にも転舵可能なフェールセーフ機能を持つステアバイワイヤ式操舵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のステアバイワイヤ式操舵装置は、転舵用の操舵軸に機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、前記ステアリングホイールに反力トルクを付与する操舵反力モータと、前記操舵軸を駆動する転舵モータと、前記操舵反力モータおよび前記転舵モータを制御するステアリング制御部とを備え、前記操舵角センサの検出する操舵角の信号を含む運転状態検出信号に基づいて前記転舵モータを前記ステアリング制御部で制御するようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、次の構成としたことを特徴とする。
すなわち、前記操舵軸が左右の車輪の転舵用の２つの分割操舵軸に分割され、これら２つの分割操舵軸を、それぞれ左右の出力伝達機構を介し独立して駆動する２つの転舵モータを設け、両転舵モータの出力軸を、一対のねじ軸部と滑りねじナットとでなり各ねじ軸部の独立した回転を許容すると共にいずれか片方のねじ軸部のみを回転させたときはその回転をもう片方のねじ軸部に伝達する機能を有する滑りねじ機構により結合する。
この滑りねじ機構は、前記両転舵モータのうちのいずれか一方の転舵モータが失陥した状態で、他方の転舵モータを回転駆動させることにより、この回転駆動側の転舵モータの出力軸の回転を失陥側の転舵モータの出力軸に伝達可能とする。
【０００７】
この構成によると、左右の車輪用の２つの分割操舵軸を、それぞれ左右の出力伝達機構を介して独立して駆動する２つの転舵モータを設けたため、左右独立に転舵角を制御することができて、トー角の調整が可能となる。また、両転舵モータの出力軸を、両転舵モータの出力軸を、ねじ軸部と滑りねじナットとでなり各ねじ軸部の独立した回転を許容すると共にいずれか片方のねじ軸部のみを回転させたときはその回転をもう片方のねじ軸部に伝達する機能を有する滑りねじ機構により結合し、両転舵モータのうちのいずれか一方の転舵モータが失陥した状態で、他方の転舵モータを回転駆動させることにより、この回転駆動側の転舵モータの出力軸の回転を失陥側の転舵モータの出力軸に伝達可能としたため、一方の転舵モータが失陥した際に、他方の転舵モータのみで転舵可能となるフェイルセーフ機能が得られる。なお、前記滑りねじ機構は、各ねじ軸部の独立した回転を許容する機能を有するため、左右独立に転舵角を制御してトー角を調整する動作の妨げとならない。
【０００８】
前記機能を持つ滑りねじ機構は、例えば、次の逆ねじを有する滑りねじ機構で実現できる。具体的には、前記滑りねじ機構は、両出力軸に設けられた互いに逆ねじの一対のねじ軸部と、両ねじ軸部にそれぞれ螺合する互いに逆ねじの一対のねじ溝部を有する滑りねじナットとでなるものとするのが良い。前記各ねじ軸部は、前記出力軸の一部として設けられたものであっても、出力軸に対して結合された軸であっても良い。
このような互いに逆ねじとなるねじ溝を有する滑りねじナットを設けることで、ねじ軸部に対する滑りねじナットの軸方向移動が許容され、そのため両ねじ軸部の独立した回転が可能となる。また、滑りねじナットの逆伝達効率の低い特性、つまり滑りねじナットの軸方向移動をねじ軸部の回転に変換して伝える効率の低い特性のために、片方のねじ軸部のみを回転させたときは、滑りねじナットが移動せずにもう片方のねじ軸部に回転を伝達することになる。そのため、両転舵モータのうちのいずれか一方の転舵モータが失陥した状態で、他方の転舵モータを回転駆動させることにより、この回転駆動側の転舵モータの出力軸の回転を失陥側の転舵モータの出力軸に伝達可能となる。
【０００９】
この発明において、前記各分割操舵軸はそれぞれ一部にボールねじ軸部を有し、前記両出力伝達機構は、それぞれ、前記各分割操舵軸のボールねじ軸部に螺合するボールナットを有していて、前記転舵モータの回転により前記ボールナットを回転させて前記分割操舵軸を軸方向に進退させるものであり、前記両転舵モータの回転より、両分割操舵軸を軸方向に移動させて転舵およびトー角調整を可能としても良い。
【００１０】
この発明において、前記左右の出力伝達機構は、前記両転舵モータを互いに同方向に回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに同方向に移動させるものとしても良い。また、両転舵モータを互いに同方向に同回転角度だけ回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに同方向に同量だけ移動させるものとしても良い。これにより、トー角を維持したままでの転舵が可能になる。
【００１１】
この発明において、前記左右の出力伝達機構は、前記両転舵モータを互いに逆方向に回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに逆方向に移動させるものとしても良い。また両転舵モータを互いに逆方向に同回転角度だけ回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに逆方向に同量だけ移動させるものとしても良い。これによりトー角調整が可能となる。
【００１２】
この発明において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータを互いに同方向に同じ角速度で回転させると、前記滑りねじナットが転舵モータの出力軸と一体となって同じ角速度で回転するものとしても良い。これによりトー角を維持したままでの転舵が可能になる。前記滑りねじ機構が、前記一対の逆ねじを有する構成のものである場合は、このような、両転舵モータを互いに同方向に同じ角速度で回転させると、前記滑りねじナットが転舵モータの出力軸と一体となって同じ角速度で回転する作用が生じる。
【００１３】
この発明において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータを互いに逆方向に同じ角速度で回転させると前記滑りねじナットが左右に移動するものとしても良い。これによりトー角調整が可能となる。前記滑りねじ機構が、前記一対の逆ねじを有する構成のものである場合は、このような、両転舵モータを互いに逆方向に同じ角速度で回転させると前記滑りねじナットが左右に移動する作用が生じる。
【００１４】
この発明において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータのうちの片方のみを回転させると、滑りねじナットの逆伝達効率が低いことで、前記片方の回転をもう片方の転舵モータの出力軸に伝達するものとしても良い。上記逆伝達効率は、滑りねじナットの軸方向移動をねじ軸部の回転に変換して伝える効率を言う。
【００１５】
この発明において、前記両転舵モータは、モータロータと前記出力軸との間に、出力軸からモータロータへの回転伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ機構を有するものとしても良い。前記逆入力遮断クラッチ機構が設けられていると、失陥した転舵モータのロータが固着する故障が生じた際にも、もう片方の転舵モータから前記滑りねじ機構で伝達される回転による出力軸の回転が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のステアバイワイヤ式操舵装置は、転舵用の操舵軸に機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、前記ステアリングホイールに反力トルクを付与する操舵反力モータと、前記操舵軸を駆動する転舵モータと、前記操舵反力モータおよび前記転舵モータを制御するステアリング制御部とを備え、前記操舵角センサの検出する操舵角の信号を含む運転状態検出信号に基づいて前記転舵モータを前記ステアリング制御部で制御するようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、前記操舵軸が左右の車輪の転舵用の２つの分割操舵軸に分割され、これら２つの分割操舵軸を、それぞれ左右の出力伝達機構を介し独立して駆動する２つの転舵モータを設け、両転舵モータの出力軸を、ねじ軸と滑りねじナットとでなり各ねじ軸の独立した回転を許容すると共にいずれか片方のねじ軸のみを回転させたときはその回転をもう片方のねじ軸に伝達する機能を有する滑りねじ機構により結合し、この滑りねじ機構は、前記両転舵モータのうちのいずれか一方の転舵モータが失陥した状態で、他方の転舵モータを回転駆動させることにより、この回転駆動側の転舵モータの出力軸の回転を失陥側の転舵モータの出力軸に伝達可能としたため、トー角の調整が可能で、かつ転舵モータの失陥時にも他方の転舵モータのみで転舵可能なフェールセーフ機能を備えるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施形態にかかるステアバイワイヤ式操舵装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同ステアバイワイヤ式操舵装置における操舵軸駆動部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。このステアバイワイヤ式操舵装置は、図１に概略図で示すように、運転者が操舵するステアリングホイール１と、操舵角センサ２と、操舵トルクセンサ３と、操舵反力モータ４と、左右の車輪１３にナックルアーム１２およびタイロッド１１を介して連結された転舵用の軸方向移動自在な操舵軸１０と、この操舵軸１０を駆動する操舵軸駆動部１４と、転舵角センサ８と、ステアリング制御部５ａを含むＥＣＵ（電気制御ユニット）５とを備える。ＥＣＵ５およびそのステアリング制御部５ａは、マイクロコンピュータおよびその制御プログラムを含む電子回路等により構成される。
【００１９】
ステアリングホイール１は、転舵用の操舵軸１０と機械的に連結されていない。ステアリングホイール１に対して、操舵角センサ２および操舵トルクセンサ３が設けられ、操舵反力モータ４が接続されている。操舵角センサ２は、ステアリングホイール１の操舵角を検出するセンサである。操舵トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に作用する操舵トルクを検出するセンサである。操舵反力モータ４は、ステアリングホイール１に反力トルクを付与するモータである。
【００２０】
ＥＣＵ５のステアリング制御部５ａは、操舵反力モータ４および転舵モータ６Ａ，６Ｂを制御する。すなわち、ステアリング制御部５ａは、操舵角センサ２の検出する操舵角の信号、図示しない車速センサの検出する車輪回転速度の信号、および運転状態を検出する各種センサの信号に基づいて目標操舵反力を設定し、実際の操舵反力トルクが目標操舵反力に一致するように操舵トルクセンサ３の検出する操舵トルクの信号をフィードバックして、操舵反力モータ４を制御する。また、ステアリング制御部５ａは、上記したように、両転舵モータ６Ａ，６Ｂの回転方向を選択設定して車輪１３の転舵とトー角調整を選択的に行なわせる。
【００２１】
図２は、操舵軸１０を駆動する操舵軸駆動部１４の詳細を断面図で示す。この操舵軸駆動部１４は、左右２つの転舵モータ６Ａ，６Ｂと、左右２つの出力伝達機構１５，１６と、１つの滑りねじ機構２４とを備える。各出力伝達機構１５，１６は減速機を構成する。前記操舵軸１０は左右の分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂに２分割されている。これら各分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂの一部には、各ボールねじ２５Ａ，２５Ｂのボールねじ軸部１０Ａａ，１０Ｂａがそれぞれ形成されている。２つの転舵モータ６Ａ，６Ｂは、それらの出力軸６Ａａ，６Ｂａが前記操舵軸１０と平行となり同軸上で互いに対向する姿勢で、操舵軸駆動部１４のハウジング３０に設置される。
【００２２】
２つの出力伝達機構１５，１６のうち第１の出力伝達機構１５は、前記両転舵モータ６Ａ，６Ｂのうち一方の転舵モータ６Ａの出力を、前記両分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂのうち一方の分割操舵軸１０Ａに伝達する機構である。２つの出力伝達機構１５，１６のうち第２の出力伝達機構１６は、前記両転舵モータ６Ａ，６Ｂのうち他方の転舵モータ６Ｂの出力を、前記両分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂのうち他方の分割操舵軸１０Ｂに伝達する機構である。
【００２３】
第１の出力伝達機構１５は、一方の分割操舵軸１０Ａのボールねじ軸部１０Ａａと、このボールねじ軸部１０Ａａにボール（図示せず）を介して螺合するボールナット１８Ａと、一方の転舵モータ６Ａの出力軸６Ａａに設けられた出力ギヤ１９Ａと、前記ボールナット１８Ａの外径面に固定され前記出力ギヤ１９Ａに噛み合う入力ギヤ２０Ａとでなる。第２の出力伝達機構１６は、他方の分割操舵軸１０Ｂのボールねじ軸部１０Ｂａと、このボールねじ軸部１０Ｂａにボール（図示せず）を介して螺合するボールナット１８Ｂと、他方の転舵モータ６Ｂの出力軸６Ｂａに設けられた出力ギヤ１９Ｂと、前記ボールナット１８Ｂの外径面に固定され前記出力ギヤ１９Ｂに噛み合う入力ギヤ２０Ｂとでなる。前記両ボールナット１８Ａ，１８Ｂは、それぞれ軸受２１Ａ，２１Ｂを介して前記ハウジング３０に支持されている。
【００２４】
一方の転舵モータ６Ａの出力軸６Ａａの回転は、第１の出力伝達機構１５の出力ギヤ１９Ａおよび入力ギヤ２０Ａを経てボールナット１８Ａに伝達され、これにより一方の分割操舵軸１０Ａが軸方向に移動する。他方の転舵モータ６Ｂの出力軸６Ｂａの回転は、第２の出力伝達機構１６の出力ギヤ１９Ｂおよび入力ギヤ２０Ｂを経てボールナット１８Ｂに伝達され、これにより他方の分割操舵軸１０Ｂが軸方向に移動する。両転舵モータ６Ａ，６Ｂを同方向に回転させた場合、両分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂは互いに同方向に同量移動して、車輪１３の転舵が行なわれる。また、両転舵モータ６Ａ，６Ｂを互いに逆方向に回転させた場合、両分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂは互いに逆方向に同量移動して、車輪１３のトー角調整が行なわれる。両転舵モータ６Ａ，６Ｂの回転方向を含めた駆動制御は、前記ＥＣＵ５のステアリング制御部５ａで行なわれる。ステアリング制御部５ａは、両転舵モータ６Ａ，６Ｂを独立制御可能なものである。
【００２５】
前記両転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａは、滑りねじ機構２４を介して互いに結合されている。滑りねじ機構２４は、一方の転舵モータ６Ａの出力軸６Ａａに形成されたねじ軸部２２Ａと、他方の転舵モータ６Ｂの出力軸６Ｂａに形成されたねじ軸部２２Ｂと、両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂが滑り接触して螺合する滑りねじナット１７とで構成される。前記両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂはそのねじ溝が互いに逆ねじとされ、これらねじ軸部２２Ａ，２２Ｂが螺合する滑りねじナット１７の左右一対のねじ孔１７ａ，１７ｂは、各ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂに対応して互いにねじ溝が逆溝とされている。両ねじ孔１７ａ，１７ｂは、同一軸心上にあり、そのねじ溝のリードは互いに同じとされている。
【００２６】
前記両転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａには、それぞれ出力軸６Ａａ，６Ｂａからモータロータ（図示せず）への回転伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ機構２３Ａ，２３Ｂが設けられている。
【００２７】
上記構成の作用を説明する。滑りねじ機構２４は、互いに逆ねじが切られた左右一対のねじ孔１７ａ，１７ｂに、左右の出力軸６Ａａ，６Ｂａのねじ軸部２２Ａ，２２Ｂが滑り接触により螺合しているため、次の動作を行う。両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂを互いに同方向に同じ角速度で回転させると、両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂは滑りねじナット１７と一体となって同じ角速度で回転する。両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂを逆方向に同じ角速度で回転させると、滑りねじナット１７は左右に移動する。
いずれか片方のねじ軸部２２Ａ，２２Ｂのみを回転させると、滑りねじ機構２４は逆伝達効率が低いため、すなわち滑りねじナット１７の軸方向移動をねじ軸部２２Ａ，２２Ｂの回転に変換して伝える効率が低いため、滑りねじナット１７がモータ停止側のねじ軸部２２Ａ，２２Ｂに対して軸方向移動できずに、回転側のねじ軸部２２Ａ，２２Ｂと一体に回転し、滑りねじナット１７を介してモータ低下側のねじ軸部２２Ａ，２２Ｂに回転を伝達する。
【００２８】
このような作用を奏する滑りねじ機構２４を用いて両転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａを結合し、また各転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａの回転を独立して各分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂに伝達する左右の出力伝達機構１５，１６を設けたため、転舵モータ６Ａ，６Ｂの動作によって次の作用が得られる。
【００２９】
左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂは独立して制御可能であり、左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂを同方向に同角速度で回転させた場合は、出力伝達機構１５，１６を介して分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂは互いに同方向に同量だけ移動する。これにより、操舵軸１０の全体が左右に移動することになって、転舵が行われる。このとき、左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａは、滑りねじ機構２４で結合されているが、滑りねじ機構２４は、上記のように、両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂが滑りねじナット１７と一体となって同じ角速度で回転する。そのため、滑りねじ機構２４が両出力軸６Ａａ，６Ｂａの回転の障害とならず、転舵の障害とならない。
【００３０】
左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂを逆方向に回転させた場合は、出力伝達機構１５，１６を介して分割操舵軸１０Ａ，１０Ｂは互いに逆方向に移動する。そのため、操舵軸１０の全長が変化することになって、トー角を調整することができる。このとき、左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａは、滑りねじ機構２４で結合されているが、滑りねじ機構２４は、上記のように、両ねじ軸部２２Ａ，２２Ｂを逆方向に回転させることで、滑りねじナット１７が左右に移動する。そのため、滑りねじ機構２４が両出力軸６Ａａ，６Ｂａの逆方向回転の障害とならず、トー角調整の障害とならない。
【００３１】
左右の転舵モータ６Ａ，６Ｂのうちのいずれか片方の転舵モータ６Ａ，６Ｂの失陥した際には、もう片方の転舵モータ６Ａ，６Ｂのみが回転する。このとき、上記作用を奏する滑りねじ機構２４で結合されているため、回転側の転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａの回転が、失陥側の転舵モータ６Ａ，６Ｂの出力軸６Ａａ，６Ｂａに回転を伝達し、両輪とも転舵を行うことができる。また、逆入力遮断クラッチ機構２３Ａ，２３Ｂの作用により、失陥した転舵モータ６Ａ，６Ｂのロータが固着した際にも、その出力軸６Ａａ，６Ｂａの回転が可能で、滑りねじ機構２４を介して伝達される出力軸６Ａａ，６Ｂａの回転を出力伝達機構１５，１６へ行えて転舵することが可能となる。
【００３２】
なお、いずれか片方の転舵モータ６Ａ，６Ｂが失陥したとき、１つの転舵モータ６Ａ，６Ｂのみで転舵を行うが、モータ失陥時の一方の転舵モータ６Ａ，６Ｂの他方の転舵モータ６Ａ，６Ｂへの代替は、車両走行時に行う動作である。そのため、その最大発生トルクは、据え切り動作時に必要なトルクよりもはるかに小さなものである。したがって、２つの転舵モータ６Ａ，６Ｂのそれぞれは、１つの転舵モータで転舵を行う構成とした場合の転舵モータよりも小型のもので良い。
【００３３】
この構成のステアバイワイヤ式操舵装置によると、上記のように、逆伝達効率の低い滑りねじ機構２４を用いたフェールセーフ機構により、いずれか片方の転舵モータ６Ａ，６Ｂが失陥際にも、機械体または電気的切替えを必要とせずに、転舵が可能となる。また、トー角の調整も可能となる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、滑りねじ機構２４として、図２の一対の逆ねじを有する構成のものを用いたが、滑りねじ機構２４は、図２の構成のものに限らず、ねじ軸部と滑りねじナットとでなり各ねじ軸部の独立した回転を許容すると共にいずれか片方のねじ軸部のみを回転させたときはその回転をもう片方のねじ軸部に伝達する機能を有するものであれば良い。
【符号の説明】
【００３５】
１…ステアリングホイール
２…操舵角センサ
４…操舵反力モータ
５…ＥＣＵ
５ａ…ステアリング制御部
６Ａ，６Ｂ…転舵モータ
６Ａａ，６Ｂａ…転舵モータの出力軸
１０…操舵軸
１０Ａ，１０Ｂ…分割操舵軸
１０Ａａ，１０Ｂａ…ボールねじ軸部
１５…第１の出力伝達機構
１６…第２の出力伝達機構
１７…滑りねじナット
１８Ａ，１８Ｂ…ボールナット
２２Ａ，２２Ｂ…ねじ軸部
２３Ａ，２３Ｂ…逆入力遮断クラッチ機構
２４…滑りねじ機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵用の操舵軸に機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、前記ステアリングホイールに反力トルクを付与する操舵反力モータと、前記操舵軸を駆動する転舵モータと、前記操舵反力モータおよび前記転舵モータを制御するステアリング制御部とを備え、前記操舵角センサの検出する操舵角の信号を含む運転状態検出信号に基づいて前記転舵モータを前記ステアリング制御部で制御するようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、
前記操舵軸が左右の車輪の転舵用の２つの分割操舵軸に分割され、これら２つの分割操舵軸を、それぞれ左右の出力伝達機構を介し独立して駆動する２つの転舵モータを設け、 両転舵モータの出力軸を、一対のねじ軸部と滑りねじナットとでなり各ねじ軸部の独立した回転を許容すると共にいずれか片方のねじ軸部のみを回転させたときはその回転をもう片方のねじ軸部に伝達する機能を有する滑りねじ機構により結合し、
この滑りねじ機構は、前記両転舵モータのうちのいずれか一方の転舵モータが失陥した状態で、他方の転舵モータを回転駆動させることにより、この回転駆動側の転舵モータの出力軸の回転を失陥側の転舵モータの出力軸に伝達可能としたことを特徴とするステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、前記滑りねじ機構が、両出力軸に設けられた互いに逆ねじの一対のねじ軸部と、両ねじ軸部にそれぞれ螺合する互いに逆ねじの一対のねじ溝部を有する滑りねじナットとでなるステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記各分割操舵軸はそれぞれ一部にボールねじ軸部を有し、前記両出力伝達機構は、それぞれ、前記各分割操舵軸のボールねじ軸部に螺合するボールナットを有していて、前記転舵モータの回転により前記ボールナットを回転させて前記分割操舵軸を軸方向に進退させるものであり、前記両転舵モータの回転より、両分割操舵軸を軸方向に移動させて転舵およびトー角調整を可能としたステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記左右の出力伝達機構は、前記両転舵モータを互いに同方向に回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに同方向に移動させるものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記左右の出力伝達機構は、前記両転舵モータを互いに逆方向に回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに逆方向に移動させるものとしたステアバイイヤ式操舵装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータを互いに同方向に同じ角速度で回転させると、前記滑りねじナットが転舵モータの出力軸と一体となって同じ角速度で回転するものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータを互いに逆方向に同じ角速度で回転させると前記滑りねじナットが左右に移動するものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータのうちの片方のみを回転させると、滑りねじナットの逆伝達効率が低いことで、前記片方の回転をもう片方の転舵モータの出力軸に伝達するものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記両転舵モータは、モータロータと前記出力軸との間に、出力軸からモータロータへの回転伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ機構を有するステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項１】
転舵用の操舵軸に機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、前記ステアリングホイールに反力トルクを付与する操舵反力モータと、前記操舵軸を駆動する転舵モータと、前記操舵反力モータおよび前記転舵モータを制御するステアリング制御部とを備え、前記操舵角センサの検出する操舵角の信号を含む運転状態検出信号に基づいて前記転舵モータを前記ステアリング制御部で制御するようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、
前記操舵軸が左右の車輪の転舵用の２つの分割操舵軸に分割され、これら２つの分割操舵軸を、それぞれ左右の出力伝達機構を介し独立して駆動する２つの転舵モータを設け、 両転舵モータの出力軸を、一対のねじ軸部と滑りねじナットとでなり各ねじ軸部の独立した回転を許容すると共にいずれか片方のねじ軸部のみを回転させたときはその回転をもう片方のねじ軸部に伝達する機能を有する滑りねじ機構により結合し、
この滑りねじ機構は、前記両転舵モータのうちのいずれか一方の転舵モータが失陥した状態で、他方の転舵モータを回転駆動させることにより、この回転駆動側の転舵モータの出力軸の回転を失陥側の転舵モータの出力軸に伝達可能としたことを特徴とするステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、前記滑りねじ機構が、両出力軸に設けられた互いに逆ねじの一対のねじ軸部と、両ねじ軸部にそれぞれ螺合する互いに逆ねじの一対のねじ溝部を有する滑りねじナットとでなるステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記各分割操舵軸はそれぞれ一部にボールねじ軸部を有し、前記両出力伝達機構は、それぞれ、前記各分割操舵軸のボールねじ軸部に螺合するボールナットを有していて、前記転舵モータの回転により前記ボールナットを回転させて前記分割操舵軸を軸方向に進退させるものであり、前記両転舵モータの回転より、両分割操舵軸を軸方向に移動させて転舵およびトー角調整を可能としたステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記左右の出力伝達機構は、前記両転舵モータを互いに同方向に回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに同方向に移動させるものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記左右の出力伝達機構は、前記両転舵モータを互いに逆方向に回転させることで、前記両分割操舵軸を互いに逆方向に移動させるものとしたステアバイイヤ式操舵装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータを互いに同方向に同じ角速度で回転させると、前記滑りねじナットが転舵モータの出力軸と一体となって同じ角速度で回転するものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータを互いに逆方向に同じ角速度で回転させると前記滑りねじナットが左右に移動するものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記滑りねじ機構は、前記両転舵モータのうちの片方のみを回転させると、滑りねじナットの逆伝達効率が低いことで、前記片方の回転をもう片方の転舵モータの出力軸に伝達するものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記両転舵モータは、モータロータと前記出力軸との間に、出力軸からモータロータへの回転伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ機構を有するステアバイワイヤ式操舵装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２１４９７８（Ｐ２０１０−２１４９７８Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６０４３０（Ｐ２００９−６０４３０）
【出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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