(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルから操舵輪に至るステアリング系に前記ハンドルに対する前記操舵輪の転舵角の比を変更可能な可変舵角比装置を設けるとともに、この可変舵角比装置を制御する制御装置を設けてなる可変舵角比操舵装置において、
前記可変舵角比装置は、前記ハンドルに対する前記操舵輪の転舵角の比を可変するための電動機と、この電動機に駆動されて変位する舵角比変更部材と、前記舵角比変更部材の変位量を前記ハンドルに対する前記操舵輪の転舵角の比として検出する舵角比センサとを備えており、
前記制御装置は、前記電動機から出力された電流信号から検知した電流リップル信号によって前記電動機の回転数を検出して、この回転数によって求められる前記舵角比変更部材の推定変位量と、前記舵角比センサから出力された前記舵角比変更部材の実変位量とを比較することによって、前記舵角比センサが故障しているか否かを判断することを特徴とする可変舵角比操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者による車両の運転操作状況に応じて、好適なハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比（以下「舵角比」という）を自動的に設定できるようにした可変舵角比操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ドライバの運転を補助する車両用ステアリング装置としては、車両の周辺環境に対応して舵角比を自動的に設定するものが知られている。しかし、この車両用ステアリング装置では、ドライバの意思に応じて舵角比を設定することはできなかった。
【０００３】
そこで、本出願人は、特開平１１−７８９４４号公報において、車両の可変舵角比操舵装置を開示している。この車両の可変舵角比操舵装置は、ハンドルに対する操舵輪の回転量を変更可能な可変舵角比装置を有するとともに、この可変舵角比装置を制御するための制御装置を有するものである。また、可変舵角比装置は、舵角比を可変するための電動機を備えている。
【０００４】
そして、車速などに応じて、ハンドルに対する操舵輪の転舵量を変更して、ドライバの意思に応じて舵角比を自動的に設定するものである。たとえば、カーブが連続する山道などを軽快に走行する際には、舵角比が大きくなるようにする。逆に、高速道路などをほぼ定速で走行する際には、舵角比が小さくなるようにして、それぞれの場合に適した舵角比を設定するようにしている。
【０００５】
また、前記従来の可変舵角比操舵装置は、舵角比を変えるための電動機を備えている。この電動機で出力軸を変位させることによって、可変舵角比装置の舵角比が変更される。さらに、前記従来の可変舵角比操舵装置は、出力軸の変位量を検出する舵角比センサを備えており、この舵角比センサによって舵角比が適正となっているか否かを検出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の可変舵角比操舵装置において、舵角比センサに故障が生じると、舵角比が適正に変更されていることの検出を行うことができない。舵角比が適正に変更されない場合には、ドライバが運転する際のフィーリングに違和感を覚えることがあった。さらには、可変舵角比操舵装置には、操舵輪の転舵角を規制するためにラック軸などにストッパーが設けられているが、舵角比が適正に検出されないと、このストッパーが破損する心配があった。
【０００７】
この問題に対して、舵角比センサの故障を検出するために、たとえば２つの舵角比センサを設けて、相互に故障検出を行うことが考えられる。ところが、２つの舵角比センサを設けるとすると、その分のスペースを必要とするとともに、コスト面から見ても不利となるものであった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、可変舵角比操舵装置において可変舵角比装置の舵角比を検出する舵角比センサに故障が生じた場合に、簡易な装置によって舵角比センサの故障を検出できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明は、ハンドルから操舵輪に至るステアリング系に前記ハンドルに対する前記操舵輪の転舵角の比を変更可能な可変舵角比装置を設けるとともに、この可変舵角比装置を制御する制御装置を設けてなる可変舵角比操舵装置において、
前記可変舵角比装置は、前記ハンドルに対する前記操舵輪の転舵角の比を可変するための電動機と、この電動機に駆動されて変位する舵角比変更部材と、前記舵角比変更部材の変位量を前記ハンドルに対する前記操舵輪の転舵角の比として検出する舵角比センサとを備えており、
前記制御装置は、前記電動機から出力された電流信号から検知した電流リップル信号によって前記電動機の回転数を検出して、この回転数によって求められる前記舵角比変更部材の推定変位量と、前記舵角比センサから出力された前記舵角比変更部材の実変位量とを比較することによって、前記舵角比センサが故障しているか否かを判断することを特徴とする。
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、電動機電流からの電流信号に基づいて舵角比センサが故障しているか否かを検出している。このため、別途舵角比センサを設けて相互に故障検知を行うなどの必要はなく、簡易な装置によって舵角比センサの故障を検出することができる。
【００１２】
また、請求項１に係る発明では、電流リップル信号によって電動機に生じる電流リップルに基づいて電動機の回転数を検出し、この電動機の回転数から舵角比変更部材の推定変位量を求める。そして、電動機の回転数から求められた舵角比変更部材の推定変位量と、舵角比センサが検出した前記舵角比変更部材の実変位量とを比較し、これらが一致しているか否かによって舵角比センサの故障を検出している。このため、高い精度で舵角比センサの故障を検出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら、具体的に説明する。
まず、本発明に係る可変舵角比操舵装置の全体構成を説明する。
図１は本発明に係る可変舵角比操舵装置の全体構成図である。可変舵角比操舵装置１は、ステアリングホイール２から操舵輪９，９に至るステアリング系Ｓ、このステアリング系Ｓに設けられた可変舵角比装置１０および車速センサＶＳからの車速信号Ｖａに基づいて可変舵角比装置１０を制御する制御装置４０を備える。
【００１４】
ステアリング系Ｓは、ステアリングホイール２に一体的に設けられたステアリング軸３が自在継ぎ手４ａ，４ｂを有する連結軸４を介して可変舵角比装置１０の入力軸に連結されている。なお、可変舵角比装置１０は、入力軸の回転角αに対する出力軸の回転角βの入出力角比β／αを連続的に可変できるものを用いている。さらに、ステアリング系Ｓは、可変舵角比装置１０の出力軸に設けられたピニオン５とラック軸６のラック歯６ａとを噛み合わせることによって、出力軸の回転運動をラック軸６の直線運動へ変換する。そして、ステアリング系Ｓは、ラック軸６の直線運動をタイロッド７，７およびナックルアーム８を介して操舵輪９，９の転舵運動へ変換する。つまり、出力軸の回転角βが変化すると、ステアリング系Ｓは、ラック軸６のストロークＬが変化し、操舵輪９，９を転舵させる。なお、可変舵角比操舵装置１の舵角比は、入力軸の回転角αに対する出力軸の回転角βの入出力角比β／α（可変）およびピニオン５とラック歯６ａのギア比（固定）によって決まり、入出力角比β／αによって可変する。
【００１５】
次に、図２ないし図４を参照して、本実施形態に係る可変舵角比装置１０の一具体例の構造について説明する。
図２に示すように、入力軸１１は、玉軸受け１２を介して上部ケーシング１３ａに回動自在に支持された支持部材（舵角比変更部材）１４の偏心位置に、玉軸受け１５を介して回転自在に支持されている。入力軸１１の下部ケーシング１３ｂ内に突入した端部には、出力軸１７に回転力を伝達するカップリング１６が一体形成されている。また、入力軸１１は、連結軸４（図１参照）に接続されており、ドライバがステアリングホイール２を操舵することによって、連結軸４を介して回転するようになっている。
【００１６】
また、出力軸１７は、一対の玉軸受け１８ａ，１８ｂを介して下部ケーシング１３ｂに回動自在に支持されている。この出力軸１７の下部には、ラック軸６のラック歯６ａに噛み合ったピニオン５が一体形成されている。出力軸１７の端部は下部ケーシング１３ｂ内に突入しており、出力軸１７の端部における出力軸１７の中心から偏心した位置には中間軸１９が突設されている。この中間軸１９と入力軸１１に一体形成されたカップリング１６との間は、平型ニードル軸受け２０を介在させたスライダ２１と円錐ころ軸受け２２とを介して互いに連結されている。さらに、入力軸１１と上部ケーシング１３ａとの間には、可撓性の筒状部を有するシール部材３５が設けられている。このシール部材３５によって可変舵角比装置１０内の気密が保持されている。
【００１７】
図３に示すように、カップリング１６の下面には、下方が拡開しかつ開放した台形断面の溝２３が形成されている。この溝２３に対して、一対の平型ニードル軸受け２０を介在させたスライダ２１が、この溝２３の互いに対向する斜面を摺動するように係合している。また、スライダ２１の下面の中心部には、円錐ころ軸受け２２を介して相対回動可能となるように、中間軸１９が係合している。
【００１８】
図２に示すように、下部ケーシング１３ｂには、出力軸１７の下端を支持する玉軸受１８ｂのアウタレースに当接するアジャストねじ２４が螺着されている。このアジャストねじ２４を適宜に締め込むことにより、ピニオン５が軸線方向に押圧され、カップリング１６を介した入力軸１１と出力軸１７との間に適度なプリロードが与えられる。このようにして、カップリング１６のがたを除去して連結剛性を向上させることができる。
【００１９】
図４に示すように、支持部材１４の外周部の一部には、扇型の部分的ウォームホイル２５が設けられている。この部分的ウォームホイル２５には、ウォーム減速機構２６を介して電動機である直流モータ２７によって駆動されるウォーム２８が噛み合っている。そして、直流モータ２７の回転駆動力によって、支持部材１４に対して所定の角度範囲にわたって回転運動を与えることができるようになっている。この直流モータ２７には、直流モータ２７の電流リップルを検知するための電流リップル検知手段５０（図７参照）が接続されている。
【００２０】
なお、ウォーム２８は、偏心カムを応用したバックラッシュ除去部材２９を介して上部ケーシング１３ａに支持されている。このバックラッシュ除去部材２９の端部に形成された六角孔３０に六角棒レンチを係合させて、この六角棒レンチを上部ケーシング１３ａに対して回動させることにより、その軸芯が移動して部分的ウォームホイル２５との噛み合いが変化するようになっている。また、ウォーム２８の軸芯の移動を許容するために、ウォーム２８とウォーム減速機構２６との間は、オルダム継ぎ手３１を介して連結されている。
【００２１】
さらに、上部ケーシング１３ａには、支持部材１４の上面に突設されたピン３２に係合する差動トランスなどからなる本発明の舵角比センサである変位センサ３３が取り付けられている。この変位センサ３３は、支持部材１４の実変位量を検出している。そして、変位センサ３３は、検出した支持部材１４の実変位量、すなわち、支持部材１４に支持された入力軸１１の出力軸１７に対する偏心量に対応する偏心量信号（本発明の「舵角比信号」に相当する）３３ａを制御装置４０に出力している。なお、本実施形態では、可変舵角比操舵装置１は、入力軸１１の偏心量に応じて舵角比特性が変わり、この舵角比特性に基づいてステアリングホイールの操舵角に応じて舵角比が連続的に最適な値に可変する。つまり、本実施形態では、入力軸１１の偏心量に応じて舵角比が変わる。そこで、本実施形態では、舵角比を直接検出するのではなく、実舵角比に相当する入力軸１１の実偏心量を変位センサ３３によって検出している。
【００２２】
制御装置４０は、車速センサＶＳからの車速信号Ｖａに基づいて決定した目標偏心量（目標舵角比に相当）と、変位センサ３３によって検出した入力軸１１の実偏心量（実舵角比に相当）とを一致させるように、フィードバック制御によって直流モータ２７の回転駆動を制御している（図７参照）。制御装置４０については、後で詳細に説明する。
【００２３】
車速センサＶＳは、図示しないスピードメータ内に配設され、車両の速度を検出する。そして、車速センサＶＳは、検出した車速に対応したアナログ電気信号の車速信号Ｖａを制御装置４０に送信する。なお、車速センサＶＳは、可変舵角比操舵装置１の専用のセンサでも、他のシステムと共用するセンサでもよい。
【００２４】
続いて、可変舵角比装置の作動原理について説明する。
図５は可変舵角比装置の作動原理を示す説明図、図６は可変舵角比装置の舵角比特性を示す入出力角特性図である。
【００２５】
図５に示すように、入力軸１１の回転中心をＡ、出力軸１７の回転中心をＢ、中間軸１９の作用点をＣとする。また、ＢＣ間寸法をｂ、入力軸１１と出力軸１７との間の偏心量（ＡＢ間寸法）をａとし、入力軸１１の回転角度（ハンドル操舵角）をα、出力軸１７の回転角度（ピニオン回転角）をβとする。このとき、
ｂ・ｓｉｎβ＝（ｂ・ｃｏｓβ−ａ）ｔａｎα
であるから、
α＝ｔａｎ-1（ｂ・ｓｉｎβ／（ｂ・ｃｏｓβ−ａ））
で表わされる。
【００２６】
ドライバがステアリングホイール２を操作することによって入力軸１１を回転させると、中間軸１９は、入力軸１１のカップリング１６のスライダ２１との係合により、出力軸１７の軸心回りでクランク回転する。たとえば、図５に示すように、入力軸１１の回転角度α１を９０度とした場合には、出力軸１７の回転角度β１は、図５に示すようになる。
【００２７】
ここで、支持部材１４を回動させると、支持部材１４の偏心カム作用により、図３および図４で符号Ａ０〜Ａ２で示した範囲で入力軸１１の軸心が変化する。入力軸１１の軸心の変化によって、入出力軸間の偏心量ａを適宜に定めて入力軸１１と出力軸１７との軸心同士を互いに偏心させると、入力軸１１と出力軸１７との回転角が不一致となる。しかも、入力軸１１を等角度ずつ回転させた際の出力軸１７の角度変化が漸進的に増大することになる（図６の実線ａ１，ａ２参照）。
【００２８】
そして、入力軸１１と出力軸１７との軸心の偏心量ａを、ａ２〜ａ０（ａ２＞ａ１＞ａ０＝０）の範囲で連続的に変化させると、入力軸１１の回転角度に対する出力軸１７の回転角度の割合β／α、すなわち実用上の舵角比を連続的に変化させることができる。いま、入出力軸間の偏心量ａを大きくすると、入力角αに対する出力角βの変化率漸進性が高まり、入出力軸間の偏心量ａを０にすれば、図６に一点鎖線（ａ０）で示すように、入力角αと出力角βとは等しくなる。
【００２９】
この舵角比の変化を、たとえば低速走行域ではａ０側に、高速走行域ではａ２側になるように制御すると、低速走行域ではハンドルの操舵角度αに対するラックストロークを在来の操舵装置に比して大きく設定して、より一層敏感（クイック）な特性を実現できる。また、高速走行域ではハンドルの操舵角度αに対するラックストロークを在来の操舵装置に比して小さく設定して、より一層鈍感（ダル）な特性を実現できる。したがって、実用上のハンドル操舵角と走行速度との関係を、フラットな特性とすることができる。
【００３０】
続いて、図７を参照して、制御装置４０について説明する。
制御装置４０は、目標偏心量決定部４１、偏差演算部４２、ＰＩＤ制御部４３、ＰＷＭ制御信号生成部４４、ゲート駆動回路部４５、電動機駆動回路４６、および変位センサ故障検出部４７を備える。
【００３１】
目標偏心量決定部４１は、ＲＯＭ等の記憶手段を備え、あらかじめ実験値または設計値に基づいて設定した車速信号Ｖａと目標偏心量の対応するデータ（変換テーブル）を記憶している。そして、目標偏心量決定部４１は、車速信号Ｖａをアドレスとして対応する目標偏心量を読み出し、目標偏心量信号４１ａを偏差演算部４２に出力する。ここで、目標偏心量は、車速信号Ｖａに対して、路面反力の大きい低速の場合には小さい値が対応づけられ、走行時の安定性を確保するために高速の場合には大きい値が対応づけられている。また、目標偏心量決定部４１に入力される車速信号Ｖａは、図示しないＦ−Ｖコンバータを介して車速センサＶＳから入力された車速信号Ｖａをアナログ信号からディジタル信号に変換されたものである。
【００３２】
偏差演算部４２は、目標偏心量信号４１ａと変位センサ３３からの偏心量信号３３ａに基づき得られた入力軸１１の実偏心量（実舵角比に相当）との偏差を求め、偏差信号４２ａを出力する。ＰＩＤ制御部４３は、偏差信号４２ａに対して比例、積分、微分等の処理を施し、偏差をゼロに近づけるために直流モータ２７に供給する電流の向きと電流値とを示す駆動制御信号４３ａを生成して出力する。
【００３３】
ＰＷＭ信号生成部４４は、駆動制御信号４３ａに基づいて直流モータ２７をＰＷＭ運転するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号４４ａをゲート駆動回路部４５に出力する。ゲート駆動回路部４５は、ＰＷＭ信号４４ａに基づいて電動機駆動回路４６の各ＦＥＴのゲートを駆動して各ＦＥＴをスイッチング駆動するための電動機駆動信号４５ａを電動機駆動回路４６に出力する。電動機駆動回路４６は、４個のＦＥＴのスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成され、バッテリ電源ＢＡＴに接続されており、直流モータ２７に電流を供給して直流モータ２７を駆動するものである。
【００３４】
変位センサ故障検出部４７は、変位センサ３３から出力される偏心量信号３３ａによって算出される支持部材１４の実変位量と、電流リップル検知手段５０から出力される電流リップル信号５０ａに基づいて求められる支持部材１４の推定変位量とを比較する図示しない比較手段を備えている。そして、支持部材１４の実変位量と支持部材１４の推定変位量とを比較し、後に説明する所定の条件が満たされたときに、ゲート駆動回路部４５から出力される電動機駆動信号４５ａの出力を禁止するための禁止信号４７ａを出力する。
【００３５】
また、直流モータ２７に接続されている電流リップル検知手段５０は、図８に示すように、電流センサ５１と、第１フィルタ５３と、第２フィルタ５４と、コンパレータ５５とを有している。電流センサ５１は、直流モータ２７内に配設され、直流モータ２７における電流リップルを検知している。電流センサ５１によって検知された電流リップルは、第１フィルタ５３および第２フィルタ５４に供給される。第１フィルタ５３および第２フィルタ５４は、それぞれ周波数遮断特性が異なるフィルタである。そして、第１フィルタ５３を通過させることによって、たとえば図９に示す波形Ｈ１を得ることができ、第２フィルタ５４を通過させることによって、たとえば図９に示す波形Ｈ２を得ることができる。第１フィルタ５３および第２フィルタ５４を通過して得られた波形をそれぞれコンパレータ５５に出力し、コンパレータ５５において、それぞれの波形Ｈ１，Ｈ２を比較する。その結果として、図９に示す波形Ｈ３となるパルス波を得ることができる。このパルス波である波形Ｈ３の山となっている部分が電流リップルである。コンパレータ５５によって得られた波形Ｈ３は、電流リップル信号５０ａとして制御装置４０における変位センサ故障検出部４７に出力される。
【００３６】
続いて、本実施形態に係る可変舵角比操舵装置１における可変舵角比装置１０の制御について、図７および図８を参照して説明する。
制御装置４０では、車速センサＶＳからの車速信号Ｖａに基づいて、可変舵角比装置１０の目標舵角比が設定される。
【００３７】
制御装置４０における目標偏心量決定部４１は、車速センサＶＳからの車速信号Ｖａをアドレスとして対応する目標偏心量を読み出し、目標偏心量信号４１ａとする。目標偏心量決定部４１からは目標偏心量信号４１ａが偏差演算部４２に出力されている。また、支持部材１４の実変位量は変位センサ３３によって検出されており、変位センサ３３からは偏心量信号３３ａが偏差演算部４２に出力される。
【００３８】
偏差演算部４２は、目標偏心量信号４１ａと変位センサ３３から出力された偏心量信号（実舵角比に相当）３３ａとの偏差を求め偏差信号４２ａをＰＩＤ制御部４３に出力する。ＰＩＤ制御部４３は、偏差信号４２ａに対して比例，積分，微分等の処理を施し、偏差をゼロに近づけるために直流モータ２７に供給する電流の向きと電流値とを示す駆動制御信号４３ａを生成してＰＷＭ信号生成部４４に出力する。ＰＷＭ信号生成部４４は、駆動制御信号４３ａに基づいて直流モータ２７をＰＷＭ運転するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号４４ａを生成してゲート駆動回路部４５に出力する。
【００３９】
ゲート駆動回路部４５は、ＰＷＭ信号生成部４４から出力されたＰＷＭ信号４４ａに基づいて、電動機駆動回路４６の各ＦＥＴのゲートをスイッチング駆動するための電動機駆動信号４５ａを生成する。このとき、変位センサ故障検出部４７から禁止信号４７ａが出力されていない場合には電動機駆動信号４５ａを電動機駆動回路４６に出力する。一方、変位センサ故障検出部４７から禁止信号４７ａが出力されている場合には電動機駆動信号４５ａの出力が停止される。
【００４０】
電動機駆動回路４６から電流を供給された可変舵角比装置１０における直流モータ２７は、電流の向きおよび大きさに応じて駆動制御がなされる。ここで、直流モータ２７が駆動すると、支持部材１４が回動し、支持部材１４の上面に突設されたピン３２に設けられた変位センサ３３（図４）により支持部材１４の実変位量（実舵角比に相当）が検出される。そして、変位センサ３３においてこの実変位量が、偏心量信号３３ａとして制御装置４０における偏差演算部４２および変位センサ故障検出部４７に出力される。偏差演算部４２では、前記のように、目標偏心量信号４１ａと偏心量信号３３ａとの偏差が求められ、いわゆるフィードバック制御が行われる。
【００４１】
変位センサ故障検出部４７においては、出力された偏心量信号３３ａと、その検出時間としての単位時間、たとえば５００ｍｓ前に出力された偏心量信号３３ａとの偏差を求めることによって、支持部材１４の実変位量を算出する。
【００４２】
一方、変位センサ故障検出部４７には、偏心量信号３３ａの他に、電流リップル検知手段５０からの電流リップル信号５０ａが出力される。変位センサ故障検出部４７では、電流リップル検知手段５０から出力される電流リップル信号５０ａに基づいて、電流リップルの数を測定し、電流リップルの数から支持部材１４の推定変位量を求めている。
【００４３】
電流リップルの数から支持部材１４の推定変位量を求める手順について説明する。まず、電流リップルの数を計数するため、電流リップル検知手段５０によって電流リップル信号５０ａを生成する。電流リップル信号５０ａは次のように生成される。図８に示すように、直流モータ２７に流れる電流値を電流センサ５１で検出する。電流センサ５１によって検出された電流値は、周波数遮断特性の異なる第１フィルタ５３および第２フィルタ５４に出力される。第１フィルタ５３および第２フィルタ５４ではそれぞれオペアンプから出力された電流値を通過させることによって、それぞれたとえば図９に示す波形Ｈ１，Ｈ２のように整形する。第１フィルタ５３および第２フィルタ５４は、整形されて得られた波形Ｈ１，Ｈ２をコンパレータ５５に出力する。コンパレータ５５では、これらの波形Ｈ１，Ｈ２を比較演算して整形し、たとえば図９に示すパルス波の波形Ｈ３を得る。この波形Ｈ３における山の部分が電流リップルを生じている部分となる。そして、波形Ｈ３を電流リップル信号５０ａとして制御装置４０における変位センサ故障検出部４７に出力する。
【００４４】
ところで、可変舵角比装置１０における直流モータ２７は、たとえば図１０（ａ）に模式的に示すように、２個のブラシ２７Ａ，２７Ａと８個のコンミテータ２７Ｂ，２７Ｂ…を有している。直流モータ２７においては、図１０（ａ）に示すように、ブラシ２７Ａが単一のコンミテータ２７Ｂと完全に接触しているときには電流リップルが生じない。これに対して図１０（ｂ）に示すように、ブラシ２７Ａがコンミテータ２７Ｂと離れ、次のコンミテータ２７Ｂと接触し始めるときに電機子抵抗が変化して電流リップルが生じる。したがって、直流モータ２７が１回転すると、コンミテータの数と同数、本実施形態では８回の電流リップルが発生する。
【００４５】
そこで、変位センサ故障検出部４７においては、前記した検出時間としての単位時間、たとえば５００ｍｓ当たりの電流リップル信号５０ａにおける波形Ｈ３のうちの山の数、換言すれば電流リップルの数を計数する。５００ｍｓ当たりの波形Ｈ３の山（電流リップル）の数を計数し、コンミテータ２７Ｂ，２７Ｂ・・・の数である８で除算することによって、直流モータ２７の回転数が算出される。
【００４６】
こうして求められた直流モータ２７の回転数から支持部材１４の推定変位量を求める。いま、直流モータ２７が回転するとウォーム２８と部分的ウォームホイル２５を介して支持部材１４が回動してピン３２が偏心する。このため、変位センサ故障検出部４７では、ウォーム２８と部分的ウォームホイル２５の歯数などによって決められる直流モータ２７の回転数と支持部材１４の推定変位量を対応させたテーブルが備えられている。そして、電流リップル信号５０ａから算出された直流モータ２７の回転数を図示しないテーブルに参照することによって支持部材１４の推定変位量が求められる。
【００４７】
変位センサ故障検出部４７においては、変位センサ３３から出力された偏心量信号３３ａから求められる支持部材１４の実変位量と、電流リップル検知手段５０から出力された電流リップル信号５０ａから求められる支持部材１４の推定変位量とを図示しない比較手段によって比較する。その結果、支持部材１４の実変位量と推定変位量とが一致していれば、変位センサ３３は故障しておらず、正常に働いていることになる。したがって、変位センサ故障検出部４７から禁止信号４７ａを出力することなく、ゲート駆動回路部４５から電動機駆動回路４６に対して、通常どおり電動機駆動信号４５ａが出力される。なお、支持部材１４の実変位量と推定変位量とが一致する場合には、完全に一致する場合のほかに、適宜設定した誤差の範囲内のずれを含むものである。
【００４８】
一方、変位センサ３３により検出された支持部材１４の実変位量と、電流リップル検知手段５０により検出された支持部材１４の推定変位量とが異なる場合、さらにいえば、電流リップル検知手段５０からは電流リップル信号５０ａとしてパルス波の波形Ｈ３が入力されているのに変位センサ３３からの偏心量信号３３ａが変化しない場合には、変位センサ３３が故障したことが検出される。変位センサ３３が故障した場合には、ドライバが運転する際のフィーリングに違和感を覚える。さらには、フィードバック制御を行っているため、支持部材１４が不用意に一方向に回転させられ、図示しないストッパーが破損する心配がある。そこで、変位センサ故障検出部４７で変位センサ３３の故障が検出された場合には、ゲート駆動回路部４５に禁止信号４７ａを出力して、ゲート駆動回路部４５からの電動機駆動信号４５ａの出力を停止させる。ゲート駆動回路部４５からの電動機駆動信号４５ａの出力を停止させ、直流モータ２７の駆動を停止させることによって、可変舵角比装置１０は停止する。このため、ドライバが感じる違和感を軽減させることができるとともに、ストッパーの破損を防止することができる。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。たとえば、直流モータの電流リップルは、負荷電流、電源電圧、モータ速度といった諸条件によって変動する。このため、速度の検知性と信頼性を向上させるために、直流モータの回転数を検出する際に、モータ駆動電圧などの条件を速度判定条件に付加する態様とすることができる。
【００５０】
また、直流モータの電流を検出する際、パルスの平均処理を複数行い、直流モータの回転数の算出を高い信頼性をもって行うようにすることもできる。さらには、ストッパの破損を確実に防止するために、変位センサが故障してからストッパに当たるまでの時間を考慮して、たとえば検出時間に５０％の余裕時間を設定し、前記実施形態の例で言えば、検出時間を２５０ｍｓとすることもできる。
さらに、変位センサの故障が検出された場合には、たとえば図示しないインストルメントパネルに警告灯を設け、この警告灯を点灯させて、修理を促すようにすることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、可変舵角比操舵装置において可変舵角比装置の舵角比を検出する舵角比センサに故障が生じた場合に、簡易な装置によって、かつ高い検出精度で舵角比センサの故障を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の全体構成図である。
【図２】本実施の形態に係る可変舵角比装置の正断面図である。
【図３】本実施の形態に係る可変舵角比装置の軸部の分解斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の作動原理を示す説明図である。
【図６】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の舵角比特性を示す入出力角特性図である。
【図７】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の制御装置のブロック構成図である。
【図８】本実施の形態に係る電流リップル検知手段のブロック構成図である。
【図９】直流モータが発生する電流リップルおよびその電流リップルを整形した電流の一例を示す
グラフである。
【図１０】直流モータの摸式図であり、（ａ）は、１個のブラシに１個のコンミテータが接触している状態、（ｂ）は、１個のブラシに２個のコンミテータが接触している状態を示す。
【符号の説明】
１    可変舵角比操舵装置
２    ステアリングホイール（ハンドル）
９    操舵輪
１０  可変舵角比装置
２７  直流モータ（電動機）
３３  変位センサ（舵角比センサ）
３３ａ  偏心量信号（舵角比信号）
４０  制御装置
４７  変位センサ故障検出部
５０  電流リップル検知手段
５０ａ  電流リップル信号（電流信号）
【図１】
0003595979.tif 000002
【図２】
0003595979.tif 000003
【図３】
0003595979.tif 000004
【図４】
0003595979.tif 000005
【図５】
0003595979.tif 000006
【図６】
0003595979.tif 000007
【図７】
0003595979.tif 000008
【図８】
0003595979.tif 000009
【図９】
0003595979.tif 000010
【図１０】
0003595979.tif 000011