(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルと、
該操舵ハンドルと一体に回転する操舵軸を車室内において回転自在に支持するステアリングコラムと、
前記操舵ハンドル及び前記ステアリングコラムの一方に設けられたステータと、前記操舵ハンドル及び前記ステアリングコラムの他方に前記ステータと対向するように設けられたロータとよりなり、前記ロータ及び前記ステータの何れもが、前記操舵軸を中心とする円周上の全周でない角度範囲に亘って設けられている、駆動手段とを備え、
前記ロータが該ロータの全角度範囲に満たない角度範囲で前記ステータに対向する場合、前記ロータが該ロータの全角度範囲で前記ステータに対向する場合に比して、前記ステータに供給する駆動電流を増加させることを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用操舵装置に係り、特に、アクチュエータにより操舵ハンドルに操舵トルクを付与する車両用操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば実開昭６２−１４４７７３号に開示される如く、車両用操舵装置が公知である。上記従来の車両用操舵装置は、操舵ハンドルと、操舵ハンドルにトーションバーを介して連結された操舵軸と、操舵軸にトルクを付与する電動モータとを備えている。トーションバーには、操舵ハンドルに付与された操舵トルクに応じた大きさの捻れ角が生ずる。電動モータは、このトーションバーの捻れ角が生じた場合に、操舵トルクをアシストする方向のトルクを操舵軸に付与するように構成されている。すなわち、上記従来の車両用操舵装置によれば、操舵アシストトルクが発生されることで、運転者が操舵ハンドルに付与すべき操舵トルクが低減される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、操舵軸は、運転室内の操舵ハンドルと、エンジンルーム内のステアリングギヤを連結するため、運転室とエンジンルームを隔てるダッシュボードを貫通するように設けられる。上記従来の車両操舵装置においては、電動モータは、操舵軸の運転室側の部位に設けられている。しかしながら、操舵軸の運転室側の部位の周辺部には、メータなどの部品が配置されるため、電動モータを設置するための十分なスペースを確保することが困難である。この点、上記従来の車両用操舵装置は、車両への搭載性の点で十分なものではなかったことになる。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、車両への搭載性が良好な車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、
操舵ハンドルと、
該操舵ハンドルと一体に回転する操舵軸を車室内において回転自在に支持するステアリングコラムと、
前記操舵ハンドル及び前記ステアリングコラムの一方に設けられたステータと、前記操舵ハンドル及び前記ステアリングコラムの他方に前記ステータと対向するように設けられたロータとよりなり、前記ロータ及び前記ステータの何れもが、前記操舵軸を中心とする円周上の全周でない角度範囲に亘って設けられている、駆動手段とを備え、
前記ロータが該ロータの全角度範囲に満たない角度範囲で前記ステータに対向する場合、前記ロータが該ロータの全角度範囲で前記ステータに対向する場合に比して、前記ステータに供給する駆動電流を増加させることを特徴とする車両用操舵装置により達成される。
【０００６】
本発明において、駆動手段は、操舵ハンドル及びステアリングコラムの一方に設けられたステータと、操舵ハンドル及びステアリングコラムの他方にステータと対向するように設けられたロータとにより構成される。従って、ステータからロータに作用する回転トルクは、操舵トルクとして操舵ハンドルに付与される。また、駆動手段のロータ及びステータが操舵ハンドル側とステアリングコラム側とに分離して設けられることで、駆動手段の配置の自由度が増すと共に、その配置スペースが低減される。従って、本発明によれば、車両用操舵装置の搭載性が向上される。また、本発明において、ロータ及びステータの何れもが、操舵軸を中心とする円周上の全周でない角度範囲に亘って設けられる。従って、操舵ハンドル側又はステアリングコラム側にスペース上の制約がある場合にも、その制約を受けない範囲でロータ及びステータを適宜配置することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例である車両用操舵装置（以下、単に操舵装置と称す）の構成図である。図１に示す如く、本実施例の操舵装置は、操舵ハンドル１０を備えている。操舵ハンドル１０は、メインシャフト１２の上端に固定されている。メインシャフト１２は、運転室内に固定されたステアリングコラム１４によって軸周りに回転可能に支持されている。メインシャフト１２は、ダッシュパネル１６を貫通してエンジンルーム内に延び、ジョイント１８，２０を介して、ステアリングギア２２に連結されている。ステアリングコラム１４は、コラムチューブ２４を備えている。コラムチューブ２４は、ステアリングコラム１４の下方へメインシャフト１２の周囲を覆うように延び、その下端部において、ゴムブーツ２６を介してダッシュパネル１６に連結されている。
【００１１】
コラムチューブ２４は、アウタチューブ２８と、インナチューブ３０とを備えている。アウタチューブ２８はインナチューブ３０の上部を覆うように配設されている。アウタチューブ２８の内周面とインナチューブ３０の外周面との間には複数のボール３２が円周状に配設されている。また、メインシャフト１２は、アッパシャフト３４とロアチューブ３６とを備えている。アッパシャフト３４は、ロアチューブ３６の内部に上方より挿入され、プラスティックピン３８により、ロアチューブ３６に固定されている。操舵ハンドル１０にメインシャフト１２の軸方向の衝撃力が作用すると、コラムチューブ２４は軸方向に収縮し、これと同時に、アッパシャフト３４とロアチューブ３６とを固定するプラスィテックピン３８が折れてメインシャフト１２も軸方向に収縮する。コラムチューブ２４が収縮する過程で、ボール３２がアウタチューブ３０及びインナチューブ３２に圧痕を付けながら摺動することにより、操舵ハンドル１０に入力された衝撃エネルギーが吸収される。このように、メインシャフト１２及びコラムチューブ２４は衝撃吸収機構を構成している。
【００１２】
操舵ハンドル１０が回転操作されると、その回転はメインシャフト１２を介してステアリングギヤ２２に伝達される。ステアリングギヤ２２は、伝達された回転運動を、図示しないラックバーへ車両幅方向の運動として伝達する。かかるラックバーの運動に応じて車輪の向きが変化される。
本実施例の操舵装置は、また、操舵ハンドル１０を回転駆動するためのアクチュエータ（図１には示さず）を備えている。本実施例の操舵装置は、このアクチュエータを、ステアリングコラム１４の近傍の部品（例えば、メータ等）との干渉を招くことなく、かつ、上記した衝撃吸収機構の動作を妨害することなく搭載した点に特徴を有している。
【００１３】
すなわち、ステアリングコラム１４あるいはコラムチューブ２４の周辺には、メータ等の各種部品が設置されるため、上記従来の車両用操舵装置の如く、電動モータによってメインシャフト１２を車室側の部位において駆動することとすると、電動モータを搭載するための十分なスペースを確保することができない。また、コラムチューブ２４及びメインシャフト１２が収縮変形する際に、電動モータとの干渉によって、衝撃エネルギーの吸収が十分に行われなくなる可能性もある。
【００１４】
一方、周辺部品や、衝撃吸収機構の動作との干渉を回避するために、電動モータを小型化した場合には、電動モータの出力を確保するために減速機を設けることが必要となる。この場合、減速機のバックラッシュに伴う歯打ち音の発生や、摩擦及びイナーシャの増大に伴う操舵フィーリングの低下等の問題を招く。
これに対して、本実施例においては、操舵ハンドル１０を駆動するアクチュエータのロータ及びステータを、それぞれ、操舵ハンドル１０側及びステアリングコラム１４側に分離して設けることにより、上述の如き問題を排除している。以下、本実施例の操舵装置が備えるアクチュエータの構成について説明する。
【００１５】
図２〜図４は、本実施例の操舵装置のアクチュエータ取り付け部位を、それぞれ、側面、上面、及び操舵ハンドル１０の正面から見た状態を模式的に示す図である。図２〜図４に示す如く、アクチュエータ４０は、ロータ４２とステータ４４とを備えている。ステータ４４は、ステアリングコラム１４の側部に固定されている。また、ロータ４２は、操舵ハンドル１０の側部に、操舵ハンドル１０が中立位置にある状態でステータ４４の正面に対向するように固定されている。
【００１６】
図５は、図２に示すアクチュエータ４０の拡大図である。なお、図５における左右方向が図２における上下方向に相当している。図５に示す如く、ステータ４４は、鉄心４６と、その周囲に巻設されたコイル４８とを備えている。鉄心４６は断面が略コの字型に形成された磁性部材である。コイル４８に励磁電流が供給されると、その電流の方向に応じて鉄心４６の両端面にそれぞれＮ極及びＳ極が発生する。すなわち、ステータ４４は電磁石を構成している。一方、ロータ４２は、鉄心４６の両端面間の距離の略２倍の長さを有する強磁性材料より構成された部材であり、長手方向中央部がＳ極、両端部がＮ極となるように着磁されている。ロータ４２は、操作ハンドル１０が中立位置にある状態で、Ｓ極が鉄心４６の両端面間の中央位置と対向するように配置されている。
【００１７】
かかるアクチュエータ４０の構成によれば、鉄心４６の図５中左側の端面にＮ極、右側の端面にＳ極がそれぞれ発生するようにコイル４８に駆動電流が供給されると、ロータ４２のＳ極と鉄心４６の図中左側の端面との間、及び、ロータ４２の図中右側のＮ極と鉄心４６の図中右側の端面との間にそれぞれ磁気吸引力が発生することで、ロータ４２には図中左向きの駆動力が作用する。一方、鉄心の図５中右側の端面にＮ極、左側の端面にＳ極がそれぞれ発生するようにコイル４８に駆動電流が供給されると、ロータ４２のＳ極と鉄心４６の図中右側の端面との間、及び、ロータ４２の図中左側のＮ極と鉄心４６の図中左側の端面との間にそれぞれ磁気吸引力が発生することで、ロータ４２には図中右向きの駆動力が作用する。ロータ４２に作用する駆動力の大きさは、コイル４８に供給される駆動電流に応じた値となる。従って、コイル４８に供給する駆動電流の向き及び大きさに応じて、ロータ４２に図５における左右両方向の駆動力を作用させることができる。このロータ４２に対する駆動力は、操作ハンドル１０を両方向に回転させる操舵トルクとして作用する。
【００１８】
このように、本実施例によれば、アクチュエータ４０のコイル４８に駆動電流を供給することにより、その電流の向き及び大きさに応じた操舵トルクを操作ハンドル１０に付与することができる。従って、運転者が操舵ハンドル１０を操舵した場合に、その操舵量に応じてコイル４８に供給する駆動電流を制御することで、操舵ハンドル１０に操舵アシストトルクを付与することができる。また、操舵ハンドル１０に付与するトルクを車両の走行状態に応じて制御することにより、自動操舵システムを構成することもできる。
【００１９】
図６は、本実施例の操舵装置が自動操舵システムに適用された場合のシステム構成図である。図６に示す如く、自動操舵システムは、システムＥＣＵ６０を備えている。システムＥＣＵ６０には、画像処理ＥＣＵ６２及び車両運動状態センサ６４が接続されている。画像処理ＥＣＵ６２には、ビデオカメラ６６が接続されている。ビデオカメラ６６は、走行中の路面画像を撮像し、その撮像信号を画像処理ＥＣＵ６２に供給する。画像処理ＥＣＵ６２は、ビデオカメラ６６から供給された撮像信号に基づいて、レーン認識、障害物認識、路面凹凸の認識等の処理を行い、システムＥＣＵ６０からの指令信号に応じて、これらの認識情報をシステムＥＣＵ６０に供給する。また、車両運転状態センサ６４は、車両の横方向加速度、前後方向加速度、ヨーレート、ピッチング、ロール角等の状態量を検出し、これらの検出信号をシステムＥＣＵ６０に供給する。
【００２０】
システムＥＣＵ６０には、また、アクチュエータＥＣＵ６８が接続されている。アクチュエータＥＣＵ６８には、アクチュエータ４０、トルクセンサ７０、及びエンコーダ７２が接続されている。システムＥＣＵ６０は、上記したレーン認識情報、障害物情報、路面凹凸情報等に基づいて、車両が走行レーンに沿って走行し、かつ、障害物を回避するのに必要な操舵トルクを演算し、その演算結果を要求操舵トルクＴｄ  としてアクチュエータＥＣＵ６８に供給する。トルクセンサ７０は、ステアリング反力Ｔｃ  を検出し、その検出信号をアクチュエータＥＣＵ６８に供給する。また、エンコーダ７２は操舵ハンドル１０の回転角に応じたパルス信号をアクチュエータＥＣＵ６８に供給する。アクチュエータＥＣＵ６８は、このパルス信号に基づいて、操舵ハンドル１０の回転角（すなわち、アクチュエータ４０のロータ４２の回転角）θを検出する。そして、アクチュエータＥＣＵ６８は、要求操舵トルクＴｄ  、ステアリング反力Ｔｃ  、及び回転角θに基づいて、アクチュエータ４０のコイル４８に供給すべき駆動電流Ｉｄ  を演算し、その駆動電流Ｉｄ  をコイル４８に対して出力する。従って、図６に示す自動操舵システムによれば、アクチュエータ４０により操舵ハンドル１０に走行状態に応じた適切な操舵トルクが付与されることで、自動操舵が実現される。
【００２１】
なお、図６と同様の構成により操舵警報システムを実現することもできる。すなわち、レーン認識情報に基づいて車両がレーンから外れそうになったことが検知された場合に、アクチュエータ４０により操舵ハンドル１０に例えば振動的なトルクを付与することにより運転者に対して警報を発することができる。あるいは、車両をレーン内に戻すような向きの操舵トルクを発生させることにより、車両をレーン内に自動的に復帰させることも可能である。
【００２２】
上述の如く、本実施例では、アクチュエータ４０が、ステアリングコラム１４側に配置されたステータ４４と、操舵ハンドル１０側に配置されたロータ４２とにより構成されていることで、操舵ハンドル１０を駆動するためのモータの設置スペースを確保することが不要となっている。従って、本実施例によれば、アクチュエータ４０の設置に伴って装置周辺にスペースが占有されることのない、搭載性に優れた操舵装置を実現することができる。また、アクチュエータ４０がステアリングコラム１４と操作ハンドル１０との間に配置されることで、上記衝撃吸収機構の動作に影響は無く、アクチュエータ４０が設けられない場合と全く同様の衝突安全性が確保されている。
【００２３】
更に、上述の如く、ステアリングコラム１４及び操舵ハンドル１０の側部にそれぞれステータ４４及びロータ４２を固定することによりアクチュエータ４０が構成されているため、既存の操舵装置の構成に変更を加えることなく、ステータ４４及びロータ４２を外付けするのみで、本実施例の操舵装置を構成することができる。この意味で、本実施例においては、汎用性の点においても優れた性能を有する操舵装置が実現されていることになる。
【００２４】
また、上記図５において、ロータ４２が、そのＳ極が鉄心４６の何れかの端面と対向するまで変位すると、ロータ４２に駆動力が作用しない状態となる。すなわち、本実施例においては、操舵ハンドル１０の中立位置近傍の所定の角度範囲内でのみ、アクチュエータ４０により操舵ハンドル１０に操舵トルクを付与することができる。一般に、車両の高速走行時等においては、走行安定性を確保するために、操舵ハンドル１０に大きな操舵角を生じさせないことが望ましい。従って、本実施例の操舵装置は、操舵角が一定以上の場合に、操舵ハンドル１０に操舵トルクが付与されない構造とされている点で、フェールセーフ対策が講じられたものとなっている。
【００２５】
次に、本発明の第２実施例について説明する。図７は、本実施例の操舵装置のアクチュエータ取り付け部位を模式的に示す断面図である。なお、本実施例において、操舵装置にはエアバッグ装置が搭載されている。
図７に示す如く、本実施例の操舵装置は、操舵ハンドル１００を備えている。操舵ハンドル１００はメインシャフト１０２の先端に固定されている。メインシャフト１０２は、ステアリングコラム１０４により回転可能に支持されている。アクチュエータ１０６は、操舵ハンドル１００及びステアリングコラム１０４の互いに対向する面に取り付けられている。
【００２６】
操舵ハンドル１００には、エアバッグ１０７が取り付けられている。一方、ステアリングコラム１０４には、メインシャフト１０２を中心とする円筒状のスパイラルケーブル取付穴１０８が設けられている。スパイラルケーブル取付穴１０８の内部には、スパイラルケーブル装置１１０が設置されている。スパイラルケーブル装置１１０は、円筒状ケースの内部に、操舵ハンドル１００側に設けられたエアバッグ装置の点火装置に通電するためのケーブルが、操舵ハンドル１００の回転を吸収すべく螺旋状に巻回されて構成されている。
【００２７】
図８及び図９は、それぞれ、ステアリングコラム１０４及び操舵ハンドル１００の互いに対向する面（以下、ステアリングコラム１０４又は操舵ハンドル１００の対向面と称す）を示す正面図である。図８に示す如く、ステアリングコラム１０４の対向面には、アクチュエータ１０６のステータ１１２が、スパイラルケーブル取付穴１０８を取り囲むように、メインシャフト１０２を中心とする円周上に配設されている。本実施例において、スパイラルケーブル取付穴１０８はステアリングコラム１０４の中心より上方寄りに配置されている。このため、ケーブル取付穴１０８の上部の領域にはステータ１１２を配置するためのスペースが存在せず、この領域にステータ１１２は設けられていない。一方、図９に示す如く、操舵ハンドル１００のステアリングコラム１０４に対向する面には、アクチュエータ１０６のロータ１１４が、操舵ハンドル１００の中立位置においてステータ１１２と対向するように円周状に配設されている。
【００２８】
図１０は、アクチュエータ１０６のロータ１１２及びステータ１１４の構成、及びこれらの相対的な位置関係を模式的に示す図である。なお、図１０には、ステータ１１４を、ロータ１１２の外周側へ９０゜展開して示している。図１０に示す如く、ロータ１１２は、Ｎ極とＳ極とに周方向に交互に着磁された略環状の強磁性部材である。一方、ステータ１１４は、鉄心１１６の周囲にコイル１１８が巻設されてなる複数の電磁石１２０が、ロータ１１２と対向するように円周状に配置されて構成されている。電磁石１２０の鉄心１１６は、上記図５に示す鉄心４６と同様に略コの字型の断面形状を有する磁性部材である。
【００２９】
電磁石１２０は第１及び第２の組に分類されている。第１の組の電磁石１２０−１及び第２の組の電磁石１２０−２は周方向に交互に配設されている。第１の組の電磁石１２０−１は、操舵ハンドル１００が中立位置にある場合に、鉄心１１６の両端面がロータ１１２のＮ極とＳ極の間の中央位置に対向するように配置されている。また、第２の組の電磁石１２０−２は、操舵ハンドル１００が中立位置にある場合に、鉄心１１６の両端面がそれぞれロータ１１２のＮ極及びＳ極と対向するように配置されている。
【００３０】
かかるアクチュエータ１０６の構成によれば、図５を参照して説明した場合と同様に、操舵ハンドル１００が中立位置にある状態で第１の組の電磁石１２０に駆動電流が供給されると、ロータ１１２には、駆動電流に応じた方向及び大きさの回転トルクが作用する。かかるトルクにより、ロータ１１２が、そのＮ極及びＳ極が第１の組の電磁石１２０−１の鉄心の両端面と対向するまで回転すると、第１の組の電磁石１２０−１によっては、ロータ１１２にトルクを作用させることができなくなる。この状態では、第２の組の電磁石１２０−２の鉄心１１６の両端面が、ロータ１１２のＮ極とＳ極との間に対向する。そこで、今度は、第２の組の電磁石１２０−２に駆動電流を供給することにより、ロータ１１２に回転トルクを作用させることができる。従って、本実施例においては、ロータ１１２の回転位置、すなわち、操舵ハンドル１００の回転位置に応じて第１の組又は第２の組の電磁石１２０に通電することで、操舵ハンドル１００に操舵トルクを付与することができる。
【００３１】
なお、上述の如く、ロータ１１２及びステータ１１４は、スパイラルケーブル取付穴１０８の上部には設けられていない。しかしながら、ロータ１１２の回転位置にかかわらず、ロータ１１２とステータ１１４とは、それらの少なくとも一部において互いに対向しており、この対向部分において、ロータ１１２に回転トルクを付与することができる。従って、本実施例においては、操舵ハンドル１００の全回転位置において、操舵ハンドル１００に操舵トルクを付与することが可能とされている。
【００３２】
また、本実施例においては、操舵ハンドル１００及びステアリングコラム１０４の対向面に、それぞれ、アクチュエータ１０６のロータ１１２及びステータ１１４が配設されているため、アクチュエータ１０６が運転室内の空間を占有することがない。この意味で、本実施例によれば、搭載性が更に向上した操舵装置を実現することが可能となっている。
【００３３】
ところで、上記第２実施例においては、スパイラルケーブル取付穴１０８の上側においてのみ、スペースの制約上、ロータ１１２及びステータ１１４が設けられないものとした。しかしながら、ステアリングコラム１０４あるいは操舵ハンドル１００の対向面には、オートクルーザ装置のスイッチやハンドフリーテレフォンの操作部等の部材が取り付けられる場合がある。かかる場合には、上記部材が干渉物となって、その取付位置近傍に、ステータ１１４あるいはロータ１１２を設けることが不可能となる。また、スパイラルケーブル取付穴１０８上下両側にスペース上の余裕が無く、上下両側にロータ１１２を設けることができない場合もある。
【００３４】
図１１〜図１３は、上述の如き種々の制約がある場合の、ステータ１１４の配置パターンの変形例を例示している。なお、図１１〜図１３において、ステータ１１４の配設位置に網線を付して示している。
図１１は、干渉物１３０がステアリングコラム１０４の図中右側の部位に取り付けられている場合を示している。この場合、ステータ１１４は干渉物１３０を避けるために図中左側の領域にのみ配置されている。
【００３５】
図１２は、干渉物１３２、１３４がステアリングコラム１０４の図中右側及び左下の部位に設けられた場合を示している。この場合、ステータ１１４は、干渉物１３２、１３４を避けるように２つの領域に分割して配置されている。
図１３は、スパイラルケーブル取付穴１０８の上下両側においてスペースの余裕がない場合を示している。この場合、ステータ１１４は、スパイラルケーブル取付穴１０８の左右に２分割されて配置されている。
【００３６】
図１１〜図１３に示すステータ１１４の配置に対して、ロータ１１２の種々の配置パターンを用いることができる。例えば、図１１に示すステータ１１４の配置パターンに対して、ロータ１１２をステータ１１４と同一のパターンで（すなわち、同一の角度範囲にわたって）配置する場合には、上記第１実施例の場合と同様に、ロータ１１２とステータ１１４とが、それらの少なくとも一部が対向する範囲においてのみ、ロータ１１２にトルクが作用する。従って、この配置は、操舵ハンドル１００の中立位置近傍の所定の角度範囲においてのみ操舵ハンドル１００に操舵トルクを付与すべき場合に好適である。
【００３７】
また、操舵ハンドル１００側にスペース上の大きな制約がない場合には、ロータ１１２を、図１１〜図１３に示すステータ１１４の配置パターンよりも広い角度範囲にわたって配置することができる。この場合、ステータ１１４が広範囲に配置されるほど、操舵角のより広い範囲で、ロータ１１２とステータ１１４とがそれらの少なくとも一部において対向する状態、すなわち、ロータ１１２にトルクが作用する状態が実現される。すなわち、ステアリングコラム１０４側にスペース上の制約が大きい場合であっても、操舵ハンドル１００側の制約が小さければ、ロータ１１２を広範囲にわたり設けることで、操舵ハンドル１００に操舵トルクを付与することが可能な操舵角の範囲を広げることができる。従って、この配置は、操舵角の広い範囲で操舵ハンドル１００にトルクを付与すべき場合に好適である。
【００３８】
例えば、ステータ１１４及びロータ１１２が配設された範囲の中心角の和が３６０゜以上であれば、ロータ１１２の回転角にかかわらずステータ１１４及びロータ１１２の少なくとも一部が対向することで、全操舵角において操舵ハンドル１００に操舵トルクを付与することができる。更に、操舵ハンドル１００側にスペース上の制約がない場合には、ロータ１１２を全周にわたって設けることにより、常に、ステータ１１４の全領域をロータ１１２に対向させることができる。操舵ハンドル１００に付与される操舵トルクは、ステータ１１４の電磁石に供給される駆動電流が一定の場合、ロータ１１２とステータ１１４とが対向する領域の面積（以下、対向面積と称す）にほぼ比例した値となる。従って、ステータ１１４の全領域が常にロータ１１２と対向することで対向面積は一定となり、操舵角にかかわらず常に一定の操舵トルクを発生させることができる。
【００３９】
また、ステアリングコラム１０４側のスペース上の制約が操舵ハンドル１００側に比して小さい場合は、ステータ１１４をロータ１１２よりも広範囲に設け、更には、ステータ１１４を全周にわたって設けてもよい。また、ステアリングコラム１０４及び操舵ハンドル１００の双方にスペース上の制約がない場合には、ステータ１１４及びロータ１１２を共に全周にわたって設けることで、両者の対向面積を最大化して、大きな操舵トルクを得ることができる。
【００４０】
このように、ステアリングコラム１０４側及び操舵ハンドル１００側のスペース上の制約、及び、操舵装置に要求される特性（操舵ハンドル１００の中立位置近傍においてのみ操舵トルクを付与すべきか、又は、より広い操舵角の範囲で操舵トルクを付与すべきか）に応じて、ステータ１１４及びロータ１１２を配設する範囲を適宜決定することができる。
【００４１】
ところで、上記第１実施例、上記第２実施例、及び、上記第２実施例の変形例において操舵ハンドル１００及びステアリングコラム１０４の双方にスペース上の制約がある場合の如く、ロータ４２、１１２及びステータ４４，１１４の何れもが全周にわたって設けられない場合には、ロータ４２、１１２の回転角に依存して、両者の対向面積が変化する。ステータ４４、１１４に供給される駆動電流が一定の場合、ロータ４２、１１２に作用するトルクは、対向面積にほぼ比例して変化する。このため、ロータ４２、１１２の回転角に応じて対向面積が変化すると、操舵ハンドル１００に付与される操舵トルクも変化することになる。従って、操舵角の大きさにかかわらず、操舵ハンドル１００に付与される操舵トルクを一定に維持するには、ステータ４４、１１４に供給する駆動電流をロータ４２、１１２の回転角に応じて変化させることが必要である。
【００４２】
図１４は、操舵ハンドル１００に付与する駆動トルクを一定に維持すべくステータ１１４に供給する駆動電流を制御するための制御システムの構成図である。本システムは、図６に示すシステムのシステムＥＣＵ６０、アクチュエータＥＣＵ６８及びエンコーダ７２を用いて実現される。アクチュエータＥＣＵ６８は、システムＥＣＵ６０から供給された駆動トルク指令値Ｔｄ  、及びエンコーダ７２の出力信号に基づいて検出したロータ１１２の回転角θに基づいて、駆動電流を供給すべき電磁石（第１の組の電磁石か第２の組の電磁石か）を決定すると共に、その電磁石に供給すべき駆動電流Ｉｄ  を次式に従って演算する。ただし、Ｋ（θ）は、ロータ１１２の回転角に応じて決定される係数である。
【００４３】
Ｉｄ  ＝Ｋ（θ）・Ｔｄ  
図１５は、ステータ１１４の配設角が２θ１  、ロータ１１２の配設角が２θ２  （ただし、θ２  ＞θ１  とする）である場合の、回転角θと係数Ｋ（θ）との関係の一例を示す図である。なお、操舵ハンドル１００の中立位置（すなわち、ロータ１１２の回転角θがゼロの位置）で、ステータ１１４の配設範囲の中央位置と、ロータ１１２の配設範囲の中央位置とが一致しているものとする。
【００４４】
ロータ１１２の回転角θが±（θ２  −θ１  ）の範囲内にある場合には、ステータ１１４の全体がロータ１１２と対向する。従って、この範囲では、回転角θの大きさにかかわらず、一定の駆動電流に対してロータ１１２に作用するトルクは一定となるため、係数Ｋ（θ）も一定としている。
一方、ロータ１１２の回転角θが±（θ２  −θ１  ）の範囲を外れると、ステータ１１４の一部がロータ１１２と対向しなくなる。このため、駆動電流が一定の場合、ロータ１１２に作用するトルクは、θの絶対値の増加に対してほぼ直線的に減少する。これに対応して、θが±（θ２  −θ１  ）の範囲を越えた領域では、θの絶対値の増加に対して、Ｋ（θ）を直線的に増加させている。
【００４５】
このように、θに応じて係数Ｋ（θ）を決定し、このＫ（θ）を駆動トルク指令値Ｔｄ  に乗じた値を駆動電流Ｉｄ  としてステータ１１４に供給することで、ロータ１１２の回転角θにかかわらず一定のトルクをロータ１１２に作用させることができる。従って、図１４に示すシステムによれば、操舵角が変化した場合にも、操舵ハンドル１００に付与される操舵トルクを一定に維持することができる。
【００４６】
なお、上記第１及び第２実施例においては、コイルへの配線が必要となる関係上ステアリングコラム側にステータを配置するものとしたが、コイルへの配線が確保できれば、操舵ハンドル側にステータを配置することとしてもよい。
なお、上記第１及び第２実施例においては、メインシャフト１２、１０２が請求項に記載した操舵軸に、アクチュエータ４０、１０６が請求項に記載した駆動手段に、それぞれ相当している。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ロータ及びステータの少なくとも一方を操舵軸を中心とする円周上に部分的に設けることで、操舵ハンドル側又はステアリングコラム側にスペース上の制約がある場合にも、駆動手段を設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である車両用操舵装置の構成図である。
【図２】本実施例の車両用操舵装置のアクチュエータ取り付け部位を示す側面図である。
【図３】本実施例の車両用操舵装置のアクチュエータ取り付け部位を示す平面図である。
【図４】本実施例の車両用操舵装置のアクチュエータ取り付け部位を示す正面図である。
【図５】アクチュエータの拡大図である。
【図６】本実施例の車両用操舵装置を用いて構成された自動操舵システムのシステム構成図である。
【図７】本発明の第２実施例の車両用操舵装置のアクチュエータ取り付け部位を示す側面図である。
【図８】ステアリングコラムの操舵ハンドルとの対向面を示す図である。
【図９】操舵ハンドルのステアリングコラムとの対向面を示す図である。
【図１０】本実施例のロータ及びステータの構成及び両者の位置関係を示す図である。
【図１１】ステータの配置パターンの変形例（その１）を示す図である。
【図１２】ステータの配置パターンの変形例（その２）を示す図である。
【図１３】ステータの配置パターンの変形例（その３）を示す図である。
【図１４】操舵ハンドルに付与される操舵トルクを一定に維持すべくアクチュエータに供給する駆動電流を制御するシステムのシステム構成図である。
【図１５】ロータの回転角θと係数Ｋ（θ）の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０、１００  操舵ハンドル
１２、１０２  メインシャフト
１４、１０４  ステアリングコラム
４０、１０６  アクチュエータ
４２、１１２  ロータ
４４、１１４  ステータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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