(57)【要約】【課題】  本発明は、ステアリング装置に関し、ステアリングホイールの操作量に対する操舵輪の転舵量を可変にする機能を簡素な構成で実現しつつ、フェール時にステアリングホイールと操舵輪との間の機械的な接続を確保することを目的とする。【解決手段】  車両運転者によるステア操作に伴って回転する第１のステアリングシャフト１４と、操舵輪に機械的に連結し、回転により操舵輪に転舵する力を伝達する第２のステアリングシャフト１８と、第２のステアリングシャフト１８に回転トルクを付与する操舵モータ５８と、を設け、ステアリングホイール１２が操作された際に第２のステアリングシャフト１８の回転により操舵輪２２，２４を転舵させる。第１のステアリングシャフト１４と第２のステアリングシャフト１８との間に、順方向へのトルクの伝達を許容する一方で逆方向へのトルクの伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ１６を介在させる。【選択図】  図１
2006035982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両運転者によるステアリングホイールの操作に伴って回転する第１のシャフトと、操舵輪側に機械的に連結し、回転により該操舵輪に転舵する力を伝達する第２のシャフトと、前記第２のシャフトに回転トルクを付与する操舵モータと、を備え、前記ステアリングホイールが操作された際に前記第２のシャフトの回転により前記操舵輪を転舵させるステアリング装置であって、
前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとの間に介在された、該第１のシャフトから該第２のシャフトへのトルクの伝達を許容する一方で該第２のシャフトから該第１のシャフトへのトルクの伝達を遮断する逆入力遮断クラッチを備えることを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記ステアリングホイールの操舵角と前記操舵輪の転舵角との目標比率を設定する目標比率設定手段と、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記目標比率設定手段により設定される前記目標比率と前記操舵角検出手段により検出される前記操舵角とから求まる前記操舵輪の目標転舵角が実現されるように、前記操舵モータを駆動する操舵モータ駆動手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記逆入力遮断クラッチのハウジングは、車体側に固定されていると共に、
前記第１のシャフトに機械的に接続し、該第１のシャフトを介して前記ステアリングホイールに操舵反力トルクを付与する操舵反力モータを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記ステアリングホイールに加わる操舵トルク及び操舵角、前記ステアリングホイールの操舵角と前記操舵輪の転舵角との目標比率、並びに前記操舵輪の転舵角に応じた操舵反力トルクが前記ステアリングホイールに付与されるように、前記操舵反力モータを駆動する反力モータ駆動手段を備えることを特徴とする請求項３記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記逆入力遮断クラッチのハウジングを車体側への固定状態と非固定状態とに切り替えるハウジング固定切替手段と、
前記逆入力遮断クラッチのハウジングに機械的に接続し、該逆入力遮断クラッチの入力側から前記第１のシャフトを介して前記ステアリングホイールに操舵反力トルクを付与する操舵反力モータと、
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のステアリング装置。
【請求項６】
前記逆入力遮断クラッチのハウジングを車体側への固定状態と非固定状態とに切り替えるハウジング固定切替手段と、
前記第１のシャフトに機械的に接続し、該第１のシャフトを介して前記ステアリングホイールに操舵反力トルクを付与する操舵反力モータと、
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のステアリング装置。
【請求項７】
システム正常時は、前記ハウジングが車体側に固定されないように前記ハウジング固定切替手段を作動させると共に、前記ステアリングホイールに入力される操舵トルクが前記逆入力遮断クラッチの有する所定の摺動トルク以下に抑えられるように前記操舵反力モータを駆動し、一方、システムフェール時は、前記ハウジングが車体側に固定されるように前記ハウジング固定切替手段を作動させる駆動制御手段を備えることを特徴とする請求項５又は６記載のステアリング装置。
【請求項８】
前記駆動制御手段は、システム正常時、前記ステアリングホイールに加わる操舵トルク及び操舵角、前記ステアリングホイールの操舵角と前記操舵輪の転舵角との目標比率、並びに前記操舵輪の転舵角に応じた操舵反力トルクが前記ステアリングホイールに付与されるように前記操舵反力モータを駆動することを特徴とする請求項７記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置に係り、特に、車両運転者によるステアリングホイールの操作量に対する操舵輪の転舵量を可変にすることが可能なステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両運転者により操作されるステアリングホイールの操作量と操舵輪の転舵量との対応関係（ギヤ比）を可変にするようにしたステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このステアリング装置において、ステアリングホイール側と操舵輪側との間には、両者の連結・切離しを行うための電磁クラッチが設けられている。この電磁クラッチは、電気的な指令が供給された場合に、ステアリングホイール側と操舵輪側との切離しを行う。かかる切離しが行われると、機械的な制約を受けることなくステアリングホイールの操作量と操舵輪の転舵量との対応関係を可変にすることが可能となるので、従って、ステアリング装置としての操舵特性を車速等の車両の走行状態に応じたものとすることができる。
【特許文献１】特開２００１−３０１６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のステアリング装置では、ステアリングホイールの操作量と操舵輪の転舵量との対応関係を可変にする機能を実現するうえでステアリングホイール側と操舵輪側との間に電気的に作動する電磁クラッチを設けることが必要となるため、構成が複雑になると共に、ステアリングホイール側と操舵輪側との機械的な連結のないタイミングでの異常・故障時においてステアリングホイールの操作に伴う操舵輪の転舵を確保することが困難になるという不都合が生じ得る。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ステアリングホイールの操作量に対する操舵輪の転舵量を可変にする機能を簡素な構成で実現しつつ、フェール時にステアリングホイールと操舵輪との間の機械的な接続を確保することが可能なステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、車両運転者によるステアリングホイールの操作に伴って回転する第１のシャフトと、操舵輪側に機械的に連結し、回転により該操舵輪に転舵する力を伝達する第２のシャフトと、前記第２のシャフトに回転トルクを付与する操舵モータと、を備え、前記ステアリングホイールが操作された際に前記第２のシャフトの回転により前記操舵輪を転舵させるステアリング装置であって、前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとの間に介在された、該第１のシャフトから該第２のシャフトへのトルクの伝達を許容する一方で該第２のシャフトから該第１のシャフトへのトルクの伝達を遮断する逆入力遮断クラッチを備えるステアリング装置により達成される。
【０００６】
本発明において、車両運転者によるステアリングホイールの操作に伴って回転する第１のシャフトと、回転により機械的に連結する操舵輪側に転舵する力を伝達する第２のシャフトとの間には、第１のシャフトから第２のシャフトへのトルク伝達を許容する一方で第２のシャフトから第１のシャフトへのトルク伝達を遮断する逆入力遮断クラッチが介在されている。この場合、ステアリングホイール側から操舵輪側への操舵トルクの伝達に関しステアリングホイールと操舵輪との間の機械的な接続は確保される。また、操舵輪側からステアリングホイール側へのトルクの伝達は行われないので、第２のシャフトに操舵モータから回転トルクが付与されても、そのトルクはステアリングホイールに伝達されない。このため、操舵モータの自由な位置制御が可能となり、操舵モータが第２のシャフトに付与する回転トルクを駆動制御することで、ステアリングホイールの操作量に対する操舵輪の転舵量は可変となる。かかる構成においては、ステアリングホイールの操作量に対する操舵輪の転舵量を可変にする機構が逆入力遮断クラッチにより実現されるので、従って、かかる可変機構は簡素な構成で実現される。
【０００７】
この場合、請求項２に記載する如く、請求項１記載のステアリング装置において、前記ステアリングホイールの操舵角と前記操舵輪の転舵角との目標比率を設定する目標比率設定手段と、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記目標比率設定手段により設定される前記目標比率と前記操舵角検出手段により検出される前記操舵角とから求まる前記操舵輪の目標転舵角が実現されるように、前記操舵モータを駆動する操舵モータ駆動手段と、を備えることとすれば、ステアリングホイールの操作量に対する操舵輪の転舵量を目標比率に合わせて可変にすることができる。
【０００８】
尚、請求項３に記載する如く、請求項１又は２記載のステアリング装置において、前記逆入力遮断クラッチのハウジングは、車体側に固定されていると共に、前記第１のシャフトに機械的に接続し、該第１のシャフトを介して前記ステアリングホイールに操舵反力トルクを付与する操舵反力モータを備えることとすれば、ステアリングホイールの操作量に対する操舵輪の転舵量を可変にする機能に対応した適切な操舵フィーリングを、ステアリングホイールを操作する車両運転者に与えることができる。
【０００９】
この場合、請求項４に記載する如く、請求項３記載のステアリング装置において、前記ステアリングホイールに加わる操舵トルク及び操舵角、前記ステアリングホイールの操舵角と前記操舵輪の転舵角との目標比率、並びに前記操舵輪の転舵角に応じた操舵反力トルクが前記ステアリングホイールに付与されるように、前記操舵反力モータを駆動する反力モータ駆動手段を備えることとすればよい。
【００１０】
また、請求項５に記載する如く、請求項１又は２記載のステアリング装置において、前記逆入力遮断クラッチのハウジングを車体側への固定状態と非固定状態とに切り替えるハウジング固定切替手段と、前記逆入力遮断クラッチのハウジングに機械的に接続し、該逆入力遮断クラッチの入力側から前記第１のシャフトを介して前記ステアリングホイールに操舵反力トルクを付与する操舵反力モータと、を備えることとすれば、ステアリングホイールの操作量に対する操舵輪の転舵量を可変にする機能に対応した適切な操舵フィーリングを、ステアリングホイールを操作する車両運転者に与えることができる。
【００１１】
また、請求項６に記載する如く、請求項１又は２記載のステアリング装置において、前記逆入力遮断クラッチのハウジングを車体側への固定状態と非固定状態とに切り替えるハウジング固定切替手段と、前記第１のシャフトに機械的に接続し、該第１のシャフトを介して前記ステアリングホイールに操舵反力トルクを付与する操舵反力モータと、を備えることとすれば、ステアリングホイールの操作量に対する操舵輪の転舵量を可変にする機能に対応した適切な操舵フィーリングを、ステアリングホイールを操作する車両運転者に与えることができる。
【００１２】
これらの場合、請求項７に記載する如く、請求項５又は６記載のステアリング装置において、システム正常時は、前記ハウジングが車体側に固定されないように前記ハウジング固定切替手段を作動させると共に、前記ステアリングホイールに入力される操舵トルクが前記逆入力遮断クラッチの有する所定の摺動トルク以下に抑えられるように前記操舵反力モータを駆動し、一方、システムフェール時は、前記ハウジングが車体側に固定されるように前記ハウジング固定切替手段を作動させる駆動制御手段を備えることとすればよい。
【００１３】
また、請求項８に記載する如く、請求項７記載のステアリング装置において、前記駆動制御手段は、システム正常時、前記ステアリングホイールに加わる操舵トルク及び操舵角、前記ステアリングホイールの操舵角と前記操舵輪の転舵角との目標比率、並びに前記操舵輪の転舵角に応じた操舵反力トルクが前記ステアリングホイールに付与されるように前記操舵反力モータを駆動することとすればよい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１乃至８記載の発明によれば、ステアリングホイールの操作量に対する操舵輪の転舵量を可変にする機能を簡素な構成で実現しつつ、フェール時にステアリングホイールと操舵輪との間の機械的な接続を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の第１実施例である車両に搭載されるステアリング装置１０の構成図を示す。図１に示す如く、本実施例のステアリング装置１０は、車両運転者によって回転操作されるステアリングホイール１２を有している。ステアリングホイール１２は、第１のステアリングシャフト１４に連結されている。第１のステアリングシャフト１４は、車両運転者がステアリングホイール１２を回転操作した際にその回転に伴って一体的に回転する。
【００１７】
また、ステアリング装置１０は、第１のステアリングシャフト１４に後に詳述する逆入力遮断クラッチ１６（例えば特開２００３−１２０７１５公報を参照）を介して連結する第２のステアリングシャフト１８を有している。第２のステアリングシャフト１８の他端には、ラック＆ピニオン式のステアリング装置１０のピニオン軸が形成されている。ステアリング装置１０のラックには、操舵リンク２０を介して操舵輪２２，２４が連結されている。操舵輪２２，２４はそれぞれ、ステアリング装置１０のピニオン軸の回転運動がラックの直線運動に変換されることにより転舵される。
【００１８】
図２は、本実施例のステアリング装置１０に用いられる逆入力遮断クラッチ１６の具体的な構成図を示す。尚、図２（Ａ）には逆入力遮断クラッチ１６の要部断面図を、また、図２（Ｂ）には逆入力遮断クラッチ１６を図２（Ａ）に示す直線III−IIIで切断した際の断面図を、それぞれ示す。また、図３は、本実施例のステアリング装置１０に用いられる逆入力遮断クラッチ１６の機能を説明するための図を示す。尚、図３（Ａ）には入力側から出力側への回転トルクの伝達についての概念図を、また、図３（Ｂ）には出力側から入力側への回転トルクの伝達についての概念図を、それぞれ示す。
【００１９】
本実施例において、逆入力遮断クラッチ１６は、第１のステアリングシャフト１４と第２のステアリングシャフト１８との間に介在されている。逆入力遮断クラッチ１６は、第１のステアリングシャフト１４に連結する入力側回転部材３０と、第２のステアリングシャフト１８に連結する出力側回転部材３２と、入力側回転部材３０と出力側回転部材３２との間のトルク伝達部材としてのローラ３４と、ローラ３４を保持する保持器３６と、保持器３６の位置決めを行う弾性部材としてのセンタリングばね３８と、車体側に固定された、入力側回転部材３０及び出力側回転部材３２を回転可能に保持するハウジング４０と、保持器３６の回転に対して保持器３６にすべり摩擦抵抗を作用させる摺動ばね４２と、を備えている。
【００２０】
逆入力遮断クラッチ１６は、第１のステアリングシャフト１４から入力側回転部材３０に入力された回転トルクの出力側回転部材３２への伝達を許容する一方、第２のステアリングシャフト１８から出力側回転部材３２に入力された回転トルクの入力側回転部材３０への伝達を遮断する機能を有していると共に、入力側回転部材３０に回転トルクが付与されていない場合には出力側回転部材３２が空転するフリータイプの逆入力遮断クラッチである。
【００２１】
出力側回転部材３２は、入力側回転部材３０の内径側に配設されており、入力側回転部材３０の内周面に対向する円筒部３２ａと、円筒部３２ａの一端から回転中心に向けて延在したフランジ部３２ｂと、フランジ部３２ｂから回転軸に沿って延在した中空の軸部３２ｃと、備えている。フランジ部３２ｂの外周側端面には、ワッシャ装着部が形成されており、このワッシャ装着部に、フランジ部３２ｂ及び入力側回転部材３０を跨いでワッシャ４４が装着されていることにより、入力側回転部材３０の抜け止めがなされている。
【００２２】
入力側回転部材３０の内周面には、出力側回転部材３２の円筒部３２ａの外周面との間に正逆両回転方向に向けて対称に縮小したくさび隙間ｓ１を形成するカム面３０ａが複数（ローラ３４の数と同数）円周方向に等間隔で形成されている。このくさび隙間ｓ１は、円周方向中央ｃ１がローラ３４の直径よりも大きくなっており、円周方向中央ｃ１から正逆両回転方向に向けて対称に縮小した隙間となっている。ローラ３４がくさび隙間ｓ１の円周方向中央ｃ１に位置するときは、そのローラ３４はそのくさび隙間ｓ１内で自転できる。このとき、入力側回転部材３０と出力側回転部材３２とは回転方向で係合していないため、出力側回転部材３２に逆入力される回転トルクは入力側回転部材３０へ伝達されずに遮断される。一方、ローラ３４がくさび隙間ｓ１の円周方向中央ｃ１から正逆両回転方向のいずれかに移動してくさび隙間ｓ１の縮小した箇所に噛み込んだときは、そのローラ３４はそのくさび隙間ｓ１内で自転できない。このとき、入力側回転部材３０と出力側回転部材３２とはローラ３４を介して係合するため、入力側回転部材３０からの回転トルクがローラ３４を介して出力側回転部材３２に伝達される。また、入力側回転部材３０の内周面には、センタリングばね３８を装着するためのセンタリングばね装着部３０ｂが軸方向に形成されている。
【００２３】
保持器３６は、円周方向に等間隔に形成したポケット３６ａにローラ３４を保持した状態で、入力側回転部材３０の内周と出力側回転部材３２の円筒部３２ａとの間に配設される保持部３６ｂと、出力側回転部材３２のフランジ部３２ｂの軸方向反対側において保持部３６ｂから内径側に延在したフランジ部３６ｃと、出力側回転部材３２の円筒部３２ａの内側においてフランジ部３６ｃから軸方向に突出した突起部３６ｄと、を備えている。保持器３６の保持部３６ｂには、センタリングばね３８を装着するためのセンタリングばね装着部３６ｅが形成されている。
【００２４】
センタリングばね３８は、略Ｕ字形断面の弾性部材であって、保持器３６のセンタリングばね装着部３６ｅにＵ字形の底部に嵌合し、入力側回転部材３０のセンタリングばね装着部３０ｂにＵ字形の上端を係合させている。このセンタリングばね３８は、保持器３６と入力側回転部材３０とを弾性的に連結する作用と、保持器３６に収容されたローラ３４がくさび隙間ｓ１の円周方向中央ｃ１に位置するように保持器３６を入力側回転部材３０に対して位置決め（センタリング）する作用と、を有している。保持器３６がセンタリングばね３８によりセンタリングされた状態（図２（Ｂ）に示す状態）では、保持器３６のポケット３６ａの円周方向中心と入力側回転部材３０のカム面３０ａの円周方向中心とが一致して、ローラ３４がくさび隙間ｓ１の円周方向中央ｃ１に位置している。
【００２５】
ローラ３４及びセンタリングばね３８は、保持器３６のポケット３６ａ及びセンタリングばね装着部３６ｅに組み込んだアッセンブリ状態で、入力側回転部材３０と出力側回転部材３２との間に挿入される。このとき、ローラ３４は、入力側回転部材３０の内周面に形成されるカム面３０ａと出力側回転部材３２の円筒部３２ａの外周面との間に挿入され、また、センタリングばね３８は、入力側回転部材３０のセンタリングばね装着部３０ｂに挿入される。
【００２６】
ハウジング４０は、静止系に属する回転しない部材であって、逆入力遮断クラッチ１６の軸方向一方側に位置する半径方向部４０ａと、半径方向部４０ａの内周面から軸方向他方側に向けて延在したボス部４０ｃと、を備えている。ボス部４０ｃの内周面は、出力側回転部材３２の軸部３２ｃと嵌合する軸穴４０ｂになっている。ボス部４０ｃの外周面は、出力側回転部材３２の円筒部３２ａの内周面と半径方向隙間を介して対向しており、ボス部４０ｃの外周面と出力側回転部材３２の円筒部３２ａとの間に円周方向に連続した空間が形成されている。保持器３６の突起部３６ｄは、この円周方向に連続した空間に突出しており、保持器３６の回転に伴ってこの連続空間において回転する。
【００２７】
摺動ばね４２は、ハウジング４０のボス部４０ｃに嵌着可能な有端リング状の弾性部材であって、ボス部４０ｃに嵌着されてボス部４０ｃを摺動する摺動部４２ａと、摺動部４２ａの両端部を外径側に折曲した係合片４２ｂ，４２ｃと、を備えている。摺動ばね４２は、ハウジング４０のボス部４０ｃに嵌着させておき、その軸穴４０ｂに出力側回転部材３２の軸部３２ｃを挿入する際に、逆入力遮断クラッチ１６に組み込む。このとき、摺動ばね４２の係合片４２ｂ，４２ｃは、保持器３６の突起部３６ｄの円周方向両側に隙間をもって配設され、その突起部３６ｄとそれぞれ円周方向に係合するようになっている。
【００２８】
また、出力側回転部材３２の軸部３２ｃの外周面に形成した溝には、止め輪４６が嵌着されている。この止め輪４６は、出力側回転部材３２の軸部３２ｃがハウジング４０の軸穴４０ｂから脱落するのを防止する機能を有している。
【００２９】
かかる逆入力遮断クラッチ１６において、第１のステアリングシャフト１４から入力側回転部材３０に回転トルクが入力されると、摺動ばね４２がすべり摩擦抵抗に基づく回転抵抗を保持器３６に付与し、センタリングばね３８が弾性変形して保持器３６に回転位相差（遅れ）が生ずる。保持器３６に回転遅れが生じている状態では、くさび隙間ｓ１にローラ３４が係合することにより、入力側回転部材３０に入力された回転トルクがローラ３４を介して出力側回転部材３２に伝達される（図３（Ａ））。一方、第２のステアリングシャフト１８から出力側回転部材３２へ入力される回転トルクに対しては摺動ばね４２のすべり摩擦抵抗が生じないので、センタリングばね３８の作用により保持器３６がセンタリングされ、保持器３６と入力側回転部材３０との回転位相差が解消される。保持器３６がセンタリングされている状態では、ローラ３４が自転可能であるので、第２のステアリングシャフト１８から入力された回転トルクに対しては出力側回転部材３２が空転し、かかる回転トルクは入力側回転部材３０に対して遮断される（図３（Ｂ））。
【００３０】
以下、図４を参照して、入力側回転部材３０に回転トルクが入力された際に保持器３６に回転抵抗を付与する摺動ばね４２の作用について詳細に説明する。図４は、本実施例の逆入力遮断クラッチ１６の要部拡大図を示す。尚、図４（Ａ）には入力側回転部材３０に回転トルクが入力される前の初期状態を、また、図４（Ｂ）には保持器３６が摺動ばね４２に接触した状態を、それぞれ示す。
【００３１】
まず、入力側回転部材３０に回転トルクが入力される前の初期状態では、図４（Ａ）に示す如く、保持器３６はセンタリングばね３８によりセンタリングされており、そのポケット３６ａに収容されているローラ３４は、入力側回転部材３０のカム面３０ａと出力側回転部材３２の円筒部３２ａとの間のくさび隙間ｓ１の円周方向中央ｃ１に位置している。
【００３２】
かかる状態から入力側回転部材３０に例えば図４中時計方向への回転トルクが入力されると、保持器３６はセンタリングばね３８によって入力側回転部材３０に連結されているので、入力側回転部材３０と共に回転を始める。そして、保持器３６が所定角度回転すると、保持器３６の突起部３６ｄが摺動ばね４２の係合片４２ｃに接触した状態となる。入力側回転部材３０が更に回転すると、図４（Ｂ）に示す如く、保持器３６の突起部３６ｄが摺動ばね４２の係合片４２ｃに接触した状態で、摺動ばね４２が連れ回るようになる。このとき、摺動ばね４２はハウジング４０のボス部４０ｃ周りを摺動回転することによりすべり摩擦抵抗を受ける。このすべり摩擦抵抗は係合片４２ｃから保持器３６の突起部３６ｄに伝わり、保持器３６の回転抵抗となる。一方、摺動ばね４２のすべり摩擦抵抗に起因する保持器３６の回転抵抗（トルク）がセンタリングばね３８の弾性力（バネトルク）よりも大きいため、センタリングばね３８に弾性変形が生じ、その分だけ、保持器３６は入力側回転部材３０に対して回転遅れを生じる。
【００３３】
このセンタリングばね３８の弾性変形に伴う保持器３６の回転遅れによって、ポケット３６ａに保持されたローラ３４は、入力側回転部材３０のカム面３０ａと出力側回転部材３２の円筒部３２ａの外周面との間のくさび隙間ｓ１に噛み込んだ状態となる。これにより、入力側回転部材３０に入力された回転トルクはローラ３４を介して出力側回転部材３２に伝達される。尚、入力側回転部材３０の回転が停止すると、センタリングばね３８の復元力によりローラ３４がくさび隙間ｓ１から離脱して、くさび隙間ｓ１の円周方向中央ｃ１にセンタリングされる。
【００３４】
図１に示す如く、第１のステアリングシャフト１４には、舵角センサ５０及びトルクセンサ５２が配設されている。舵角センサ５０は、ステアリングホイール１２の基準位置からの正転方向及び逆転方向の舵角θに応じた信号を出力する。また、トルクセンサ５２は、ステアリングホイール１２に加わる操舵トルクＴに応じた信号を出力する。舵角センサ５０の出力信号及びトルクセンサ５２の出力信号はそれぞれ、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）５４に供給されている。ＥＣＵ５４は、舵角センサ５０の出力信号に基づいてステアリングホイール１２の舵角θを検出し、また、トルクセンサ５２の出力信号に基づいてステアリングホイール１２に加わる操舵トルクＴを検出する。
【００３５】
また、ステアリングホイール１２と逆入力遮断クラッチ１６の入力とを連結する第１のステアリングシャフト１４には、操舵反力モータ５６が機械的に接続されている。操舵反力モータ５６は、第１のステアリングシャフト１４を介してステアリングホイール１２に操舵反力トルクを付与すべく、第１のステアリングシャフト１４に回転トルクを付与する機能を有している。操舵反力モータ５６は、ＥＣＵ５４に電気的に接続されている。ＥＣＵ５４は、後に詳述する如くステアリングホイール１２に付与すべき操舵反力トルクを演算し、その操舵反力トルクが発生するように操舵反力モータ５６を回転駆動させる。
【００３６】
第２のステアリングシャフト１８には、操舵モータ５８が機械的に接続されている。操舵モータ５８は、第２のステアリングシャフト１８及び操舵リンク２０を介して操舵輪２２，２４に操舵トルクを付与すべく、第２のステアリングシャフト１８に回転トルクを付与する機能を有している。操舵モータ５８は、ＥＣＵ５４に電気的に接続されている。ＥＣＵ５４は、後に詳述する如く操舵輪２２，２４に付与すべき操舵トルクを演算し、その操舵トルクが発生するように操舵モータ５８を回転駆動させる。尚、操舵モータ５８は、第２のステアリングシャフト１８上ではなく、ステアリング装置１０のラック軸上に設けられていてもよい。
【００３７】
ＥＣＵ５４には、車速センサ６０が電気的に接続されている。車速センサ６０は、車両の速度に応じた信号を出力する。車速センサ６０の出力信号は、ＥＣＵ５４に供給される。ＥＣＵ５４は、車速センサ６０の出力信号に基づいて、車速ＳＰＤを検出する。
【００３８】
次に、本実施例のステアリング装置１０の動作について説明する。
【００３９】
本実施例のステアリング装置１０において、操舵モータ５８が回転駆動されない状況下、ステアリングホイール１２に運転者からの回転トルクが加わると、その回転トルクは第１のステアリングシャフト１４に伝達されて逆入力遮断クラッチ１６の入力側回転部材３０に入力される。上述の如く、逆入力遮断クラッチ１６は、入力側回転部材３０に入力された回転トルクを出力側回転部材３２に伝達することが可能である。このため、逆入力遮断クラッチ１６の入力側回転部材３０に回転トルクが入力されると、その出力側回転部材３２が入力側回転部材３０からのトルクの伝達によって入力側回転部材３０及びステアリングホイール１２の回転方向と同方向に回転する。この場合には、出力側回転部材３２の回転に伴って第２のステアリングシャフト１８が回転することにより操舵輪２２，２４が転舵される。尚、この際、ステアリングホイール１２の舵角に対する操舵輪２２，２４の転舵角は、予め定められたギヤ比（初期値）となる。
【００４０】
図５は、本実施例のステアリング装置１０におけるステアリングホイール１２の舵角θと操舵輪２２，２４の転舵角Θとの関係を表した図を示す。本実施例において、ＥＣＵ５４は、ステアリングホイール１２が回転操作される場合、その操作時点における車速ＳＰＤに基づいて、その回転操作中に実現すべきステアリングホイール１２の舵角θと操舵輪２２，２４の転舵角Θとの対応関係（目標ギヤ比）を設定する。この目標ギヤ比（ステアリングホイール１２の舵角に対する操舵輪２２，２４の転舵角）は、図５に示す如く、車速ＳＰＤが小さいほど大きくなり、車速ＳＰＤが大きいほど小さくなるように設定される。
【００４１】
ＥＣＵ５４は、車両運転者によってステアリングホイール１２の回転操作が開始された後、上記の如く設定された目標ギヤ比とステアリングホイール１２の実舵角θとに従って、操舵輪２２，２４の実現すべき目標の転舵角Θを算出する。尚、この目標転舵角Θは、ステアリングホイール１２の実舵角θよりも増速側に設定される。そして、その算出された目標転舵角Θを実現するうえで必要な第２のステアリングシャフト１８に付与すべき回転トルクを求め、その回転トルクが第２のステアリングシャフト１８に付与されるように操舵モータ５８を回転駆動させる。
【００４２】
このように操舵モータ５８が回転駆動されると、その操舵モータ５８から第２のステアリングシャフト１８へ操舵輪２２，２４の目標転舵角Θを実現するうえで必要な回転トルクが伝達される。上記の如く、目標転舵角Θは、ステアリングホイール１２の実舵角θよりも増速側の値である。従って、かかる回転トルクが第２のステアリングシャフト１８に伝達されると、第２のステアリングシャフト１８は、第１のステアリングシャフト１４の回転方向と同方向にその第１のステアリングシャフト１４の回転角（実舵角θ）よりも大きな回転角まで回転することとなる。
【００４３】
この際、逆入力遮断クラッチ１６においては、第２のステアリングシャフト１８から出力側回転部材３２へ伝わる回転トルクによって、ローラ３４が入力側回転部材３０のカム面３０ａと出力側回転部材３２の円筒部３２ａの外周面との間のくさび隙間ｓ１に噛み込んだ状態から開放され、くさび隙間ｓ１の円周方向中央ｃ１に位置することとなる。この場合には、入力側回転部材３０と出力側回転部材３２との係合が切れ、また、第２のステアリングシャフト１８に入力される回転トルクは逆入力遮断クラッチ１６を介して第１のステアリングシャフト１４側へ伝達されないので、その結果として、操舵モータ５８をステアリングホイール１２の舵角θを更に切り増す方向（増速方向）に対しては自由に位置制御することが可能となる。
【００４４】
操舵モータ５８の回転駆動によってその操舵モータ５８から第２のステアリングシャフト１８へ加わった回転トルクは、操舵リンク２０を介して操舵輪２２，２４には伝達される一方、逆入力遮断クラッチ１６の機能によりその逆入力遮断クラッチ１６を介して第１のステアリングシャフト１４を含むステアリングホイール１２側へは伝達されない。従って、本実施例のステアリング装置１０によれば、システム正常時、ステアリングホイール１２の舵角θに対する操舵輪２２，２４の転舵角Θ（すなわちギヤ比）を車両の走行状態（具体的には、車速ＳＰＤ）に応じて増速側へ可変にすることが可能であり、操舵輪２２，２４を車両運転者によるステアリングホイール１２の操作に対して増速側へ車速ＳＰＤに応じた転舵角だけ転舵させる操舵特性（ギヤ比可変機構）を実現することが可能となっている。
【００４５】
尚、本実施例のステアリング装置１０において、上記のギヤ比可変機構は、第１のステアリングシャフト１４側に入力された回転トルクを出力側回転部材３２に伝達し得る一方、第２のステアリングシャフト１８側から入力された回転トルクの入力側回転部材３０への伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ１６を、第１のステアリングシャフト１４と第２のステアリングシャフト１８との間に介在することにより実現されるので、ギヤ比可変機構の操舵特性を確保するためにステアリングメインシャフトに減速機やモータ等を連結させる複雑な機構を設けることは不要であり、かかる機能を簡素な構成で実現することが可能となっている。
【００４６】
また、本実施例の構成において、モータ５６，５８等に故障が発生するシステムフェール時、ＥＣＵ５４は、第２のステアリングシャフト１８への操舵トルクの付与を停止すべく操舵モータ５８の回転駆動制御を中止する。この場合には、第２のステアリングシャフト１８が操舵モータ５８の回転駆動によって回転することはない。一方、かかる状態においては、ステアリングホイール１２に運転者からの回転トルクが加わると、そのトルクは第１のステアリングシャフト１４及び逆入力遮断クラッチ１６を介して第２のステアリングシャフト１８に伝達されるので、第２のステアリングシャフト１８は、ステアリングホイール１２側からの運転者による操舵トルクによっては回転する。このため、モータ５６，５８や各種センサ４０，４２等に故障が発生するシステムフェール時において、ステアリングホイール１２と操舵輪２２，２４との間の機械的な接続を確保することができ、ステアリングホイール１２の操作に伴う操舵輪２２，２４の転舵を常に確保することが可能となっている。
【００４７】
従って、本実施例のステアリング装置１０によれば、ステアリングメインシャフト上の第１のステアリングシャフト１４と第２のステアリングシャフト１８との間にフリータイプの逆入力遮断クラッチ１６を介在させることで、ステアリングホイール１２の操作量に対する操舵輪２２，２４の転舵量を車両の走行状態に応じて可変にするギヤ比可変機能を簡素な構成で実現しつつ、かかるシステムのフェール時において常にステアリングホイール１２と操舵輪２２，２４との間の機械的な接続が確保されることでステアリングホイール１２の操作に伴う操舵輪２２，２４の転舵を確保することが可能となっている。
【００４８】
また、本実施例のステアリング装置１０において、ＥＣＵ５４は、システム正常時、ステアリングホイール１２の回転操作が開始された後、ステアリングホイール１２に加わる実操舵トルクＴ及びステアリングホイール１２の実舵角θ、ステアリングホイール１２の舵角と操舵輪２２，２４の転舵角との目標ギヤ比、並びに操舵輪２２，２４の実転舵角Θに基づいて、ステアリングホイール１２に付与すべき操舵反力トルクを算出する。具体的には、ステアリングホイール１２に加わる操舵トルクＴが大きいほど大きくなるように、実舵角θが大きいほど大きくなるように、目標ギヤ比が大きいほど大きくなるように、転舵角Θが大きいほど大きくなるように、操舵反力トルクを算出する。尚、この操舵反力トルクは、更に、ステアリングホイール１２の操舵速度や車速等を考慮して算出することとしてもよい。そして、その算出された操舵反力トルクが第１のステアリングシャフト１４を介してステアリングホイール１２に付与されるように、操舵反力モータ５６を回転駆動させる。
【００４９】
かかる構成においては、車両運転者がステアリングホイール１２を操作する際、ステアリングホイール１２に付与される操舵反力トルクによってその運転者に操舵フィーリングが与えられる。この際、ステアリングホイール１２に付与される操舵反力トルクは、ステアリングホイール１２の操作量に対する操舵輪２２，２４の転舵量を車両の走行状態に応じて可変にするギヤ比可変機構の機能に対応したものである。従って、本実施例のステアリング装置１０によれば、システム正常時における車両操舵時、ギヤ比可変機構の機能に対応した適切な操舵フィーリングを車両運転者に与えることが可能となっている。
【００５０】
尚、ＥＣＵ５４は、システムフェール時、ステアリングホイール１２への操舵反力トルクの付与を停止すべく操舵反力モータ５６の回転駆動制御を中止する。この場合には、操舵反力モータ５６が操舵反力を発生することはなく、その操舵反力がステアリングホイール１２に付与されることはないが、ステアリングホイール１２の操舵時は、逆入力遮断クラッチ１６によってステアリングホイール１２と操舵輪２２，２４との機械的な接続が確保されるため、操舵輪２２、２４側からの操舵反力はステアリングホイール１２に付与されることとなり、車両運転者に操舵フィーリングが与えられる。
【００５１】
但し、ＥＣＵ５４は、システムフェール時、操舵反力モータ５６の回転駆動制御を中止せず、ステアリングホイール１２へ操舵反力トルクを付与する代わりに、車両運転者のステアリング操作を補助する操舵アシストトルクを発生させるため、或いは、路面反力をステアリングホイール１２へ付与するために、操舵反力モータ５６を回転駆動制御することとしてもよい。
【００５２】
逆入力遮断クラッチ１６によってステアリングホイール１２と操舵輪２２，２４との機械的な接続が確保される状態で操舵反力モータ５６の回転駆動によって第１のステアリングシャフト１４が車両運転者の操舵方向と同一の方向に回転されると、運転者がステアリングホイール１２を操作するうえで必要なトルクが減少し、ステアリング操作がアシストされる。従って、上記の構成によれば、システムフェール時において操舵反力モータ５６を適当に回転駆動することで運転者のステアリング操作の負担を軽減することが可能となる。
【００５３】
また、ステアリングホイール１２の不操舵時は、操舵輪２２，２４側からステアリングホイール１２側へのトルク伝達は遮断されるので、車両走行時における路面反力がステアリングホイール１２に伝わらないが、操舵反力モータ５６は第１のステアリングシャフト１４に機械接続されているので、その操舵反力モータ５６の回転駆動によって生成した反力を第１のステアリングシャフト１４に付与することとすれば、擬似的な路面反力をステアリングホイール１２に付与することが可能となる。
【００５４】
尚、上記の第１実施例においては、第１のステアリングシャフト１４が特許請求の範囲に記載した「第１のシャフト」に、第２のステアリングシャフト１８が特許請求の範囲に記載した「第２のシャフト」に、目標ギヤ比が特許請求の範囲に記載した「目標比率」に、それぞれ相当している。
【００５５】
また、上記の第１実施例においては、ＥＣＵ５４が、ステアリングホイール１２の回転操作中に、図５に示す対応関係を参照して車速ＳＰＤに基づいてステアリングホイール１２の舵角θと操舵輪２２，２４の転舵角Θとの目標ギヤ比を設定することにより特許請求の範囲に記載した「目標比率設定手段」が、舵角センサ５０を用いてステアリングホイール１２の舵角θを検出することにより特許請求の範囲に記載した「操舵角検出手段」が、目標ギヤ比とステアリングホイール１２の実舵角とから算出される操舵輪２２，２４の目標転舵角Θが実現されるように操舵モータ５８を回転駆動させることにより特許請求の範囲に記載した「操舵モータ駆動手段」が、ステアリングホイール１２に加わる実操舵トルクＴ及びステアリングホイール１２の実舵角θ、ステアリングホイール１２の舵角と操舵輪２２，２４の転舵角との目標ギヤ比、並びに操舵輪２２，２４の実転舵角Θに基づいて算出される目標の操舵反力トルクがステアリングホイール１２に付与されるように操舵反力モータ５６を回転駆動させることにより特許請求の範囲に記載した「反力モータ駆動手段」が、それぞれ実現されている。
【実施例２】
【００５６】
図６は、本発明の第２実施例である車両に搭載されるステアリング装置１００の構成図を示す。尚、図６において、図１に示すステアリング装置１０の構成部分と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。本実施例のステアリング装置１００は、上記第１実施例のステアリング装置１０においては車体側に常に固定されていた逆入力遮断クラッチのハウジングについて車体側への非固定と固定とを切り替え可能とした構成とされている。
【００５７】
すなわち、図６に示す如く、本実施例のステアリング装置１００において、第１のステアリングシャフト１４と第２のステアリングシャフト１８との間には、逆入力遮断クラッチ１０２が介在されている。逆入力遮断クラッチ１０２は、第１実施例の逆入力遮断クラッチ１６の有する各構成と同一の機能を有する、第１のステアリングシャフト１４に連結する入力側回転部材１０４と、第２のステアリングシャフト１８に連結する出力側回転部材１０６と、入力側回転部材１０４と出力側回転部材１０６との間のトルク伝達部材としてのローラと、ローラを保持する保持器と、保持器の位置決めを行う弾性部材としてのセンタリングばねと、車体側への固定状態と非固定状態とに切り替え可能な、入力側回転部材１０４及び出力側回転部材１０６を回転可能に保持するハウジング１０８と、保持器の回転に対してすべり摩擦抵抗を作用させる摺動ばねと、を備えている。
【００５８】
逆入力遮断クラッチ１０２は、第１のステアリングシャフト１４から入力側回転部材１０４に入力された回転トルクの出力側回転部材１０６への伝達を許容する一方、第２のステアリングシャフト１８から出力側回転部材１０６に入力された回転トルクの入力側回転部材１０４への伝達を遮断する機能を有していると共に、入力側回転部材１０４に回転トルクが付与されていない場合には出力側回転部材１０６が空転するフリータイプの逆入力遮断クラッチである。
【００５９】
逆入力遮断クラッチ１０２は、入力側回転部材３０から出力側回転部材３２へのトルク伝達に関しその構造上予め定められた所定の摩擦トルク（摺動トルク）Ｔ０を有しており、かかる摺動トルクＴ０を超える操舵トルクを入力側回転部材３０に入力しない限り、入力側回転部材３０に入力される操舵トルクを出力側回転部材３２へ伝達することができない。すなわち、入力側回転部材３０から出力側回転部材３２へトルクを伝達するうえではそのトルクが所定の摺動トルクＴ０を超えていることが必要である。
【００６０】
かかる逆入力遮断クラッチ１０２において、ハウジング１０８が車体側に固定されている状況下、第１のステアリングシャフト１４から入力側回転部材１０４へ所定の摺動トルクＴ０を超える回転トルクが付与されると、摺動ばねがすべり摩擦抵抗である回転抵抗を保持器に付与し、センタリングばねが弾性変形して保持器に回転位相差（遅れ）が生ずる。保持器に回転遅れが生じている状態では、入力側回転部材１０４に入力された回転トルクがローラを介して出力側回転部材１０６に伝達される（図３（Ａ））。一方、第２のステアリングシャフト１８から出力側回転部材１０６へ入力される回転トルクに対しては摺動ばねのすべり摩擦抵抗が生じないので、センタリングばねの作用により保持器がセンタリングされ、保持器と入力側回転部材１０４との回転位相差が解消される。保持器がセンタリングされている状態では、ローラが自転可能であるので、第２のステアリングシャフト１８から入力された回転トルクに対しては出力側回転部材１０６が空転し、かかる回転トルクは入力側回転部材１０４に対して遮断される（図３（Ｂ））。
【００６１】
また、逆入力遮断クラッチ１０２のハウジング１０８には、操舵反力モータ１１０が機械的に接続されている。ハウジング１０８は、操舵反力モータ１１０の回転駆動によって車体側に対して回転可能に構成されている。操舵反力モータ１１０は、逆入力遮断クラッチ１０２の入力側回転部材１０４から出力側回転部材１０６へのトルクの伝達を遮断すべく、かかるハウジング１０８に回転トルクを付与する機能を有している。操舵反力モータ１１０は、ＥＣＵ１１２に電気的に接続されている。ＥＣＵ１１２は、後に詳述する如くハウジング１０８に付与すべき操舵反力トルクを演算し、その操舵反力トルクが発生するように操舵反力モータ１１０を回転駆動させる。
【００６２】
操舵反力モータ１１０には、その操舵反力モータ１１０の軸回転を禁止するロック機構１１４が設けられている。ロック機構１１４は、ＥＣＵ１１２に電気的に接続されており、ＥＣＵ１１２からの指示に従って操舵反力モータ１１０の軸回転を禁止する。操舵反力モータ１１０の軸回転が禁止されていない場合は、逆入力遮断クラッチ１０２のハウジング１０８は車体側に対して自由に回転できるが、操舵反力モータ１１０の軸回転が禁止されると、ハウジング１０８は車体側に対して固定されることとなる。
【００６３】
ＥＣＵ１１２には、舵角センサ５０及びトルクセンサ５２が電気的に接続されていると共に、操舵モータ５８及び車速センサ６０が電気的に接続されている。ＥＣＵ１１２は、舵角センサ５０の出力信号に基づいてステアリングホイール１２の舵角θを検出し、また、トルクセンサ５２の出力信号に基づいてステアリングホイール１２に加わる操舵トルクＴを検出し、更に、車速センサ６０の出力信号に基づいて、車速ＳＰＤを検出する。また、ＥＣＵ１１２は、操舵輪２２，２４に付与すべき操舵トルクを演算し、その操舵トルクが発生するように操舵モータ５８を回転駆動させる。
【００６４】
次に、本実施例のステアリング装置１００の動作について説明する。
【００６５】
本実施例のステアリング装置１００において、ハウジング１０８が車体側に固定されている状況下、ステアリングホイール１２に運転者からの回転トルクが加わると、その回転トルクは第１のステアリングシャフト１４に伝達されて逆入力遮断クラッチ１０２の入力側回転部材１０４に入力される。上述の如く、逆入力遮断クラッチ１０２は、入力側回転部材１０４に入力された回転トルクを出力側回転部材１０６に伝達することが可能である。このため、逆入力遮断クラッチ１０２の入力側回転部材１０４に回転トルクが入力されると、ハウジング１０８が固定されているときに限っては、入力側回転部材１０４から出力側回転部材１０６へのトルク伝達は許容されるので、その出力側回転部材１０６がそのトルク伝達によって入力側回転部材１０４及びステアリングホイール１２の回転方向と同方向に回転する。この場合には、出力側回転部材１０６の回転に伴って第２のステアリングシャフト１８が回転することにより操舵輪２２，２４が転舵される。尚、この際、ステアリングホイール１２の舵角に対する操舵輪２２，２４の転舵角は、予め定められたギヤ比（初期値）となる。
【００６６】
ここで、モータ１１０，５８やセンサ４０，４２等に故障が発生するシステムフェール時、ＥＣＵ１１２は、ハウジング１０８への操舵反力トルクの付与を停止すべく操舵反力モータ１１０の回転駆動制御を中止し、かつ、ロック機構１１４の作動により操舵反力モータ１１０の軸回転をロックすると共に、第２のステアリングシャフト１８への操舵トルクの付与を停止すべく操舵モータ５８の回転駆動制御を中止する。この場合には、第２のステアリングシャフト１８が操舵モータ５８の回転駆動によって回転することはなく、また、逆入力遮断クラッチ１０２のハウジング１０８が操舵反力モータ１１０の回転駆動によって回転することもない。一方、かかる状態においては、上述の如く、第２のステアリングシャフトがステアリングホイール１２側からの運転者による操舵トルクによって回転する。このため、システムフェール時において、ステアリングホイール１２と操舵輪２２，２４との間の機械的な接続は確保され、ステアリングホイール１２の操作に伴う操舵輪２２，２４の転舵は確保されることとなる。
【００６７】
図７は、本実施例のステアリング装置１００における操舵反力モータ１１０の制御を説明するための図を示す。また、本実施例のステアリング装置１００において、ＥＣＵ１１２は、モータ１１０，５８等の故障が発生していないシステム正常時、操舵反力モータ１１０の軸回転を許容すべくロック機構１１４の作動を解除すると共に、ステアリングホイール１２の回転操作が開始された後、操舵反力モータ１１０の回転駆動制御を実行すべくハウジング１０８に付与すべき操舵反力トルクを算出する。この操舵反力トルクは、図７に示す如く、ステアリングホイール１２から入力側回転部材３０に入力される操舵トルクＴが逆入力遮断クラッチ１０２の所定の摺動トルクＴ０以下に維持されるように、ステアリングホイール１２に加わる実操舵トルクＴと略同一の大きさを有している。そして、ＥＣＵ１１２は、その算出された操舵反力トルクが運転者による操舵トルクＴを相殺するように、操舵反力モータ１１０を回転駆動させる。
【００６８】
かかる構成においては、車両運転者がステアリングホイール１２を操作した際、第１のステアリングシャフト１４に付与された操舵トルクが逆入力遮断クラッチ１０２の入力側回転部材１０４に入力されると同時に、その操舵トルクと同一の大きさでかつ逆向きの回転トルクが操舵反力モータ１１０によって逆入力遮断クラッチ１０２のハウジングに入力されることとなる。この場合には、両トルクが相殺されるため、逆入力遮断クラッチ１０２において摺動トルクＴ０を超える操舵トルクが入力されないこととなり、入力側回転部材１０４から出力側回転部材１０６へのトルクの伝達は行われず、出力側回転部材１０６は停止したまま保持されることとなる。従って、システム正常時において、車両運転者によりステア操作が行われた際、そのステア操作に伴って第２のステアリングシャフト１８が回転することはなく、ステアリングホイール１２側と操舵輪２２，２４側との機械的な接続は遮断される。
【００６９】
また、ＥＣＵ１１２は、モータ１１０，５８等の故障が発生していないシステム正常時、ステアリングホイール１２が回転操作される場合、その操作時点における車速ＳＰＤに基づいて、その回転操作中に実現すべきステアリングホイール１２の舵角θと操舵輪２２，２４の転舵角Θとの目標ギヤ比を設定する。この目標ギヤ比（ステアリングホイール１２の舵角に対する操舵輪２２，２４の転舵角）は、図５に示す如く、車速ＳＰＤが小さいほど大きくなり、車速ＳＰＤが大きいほど小さくなるように設定される。
【００７０】
ＥＣＵ１１２は、車両運転者によってステアリングホイール１２の回転操作が開始された後、上記の如く設定された目標ギヤ比とステアリングホイール１２の実舵角θとに従って、操舵輪２２，２４の実現すべき目標の転舵角Θを算出する。そして、その算出された目標転舵角Θを実現するうえで必要な第２のステアリングシャフト１８に付与すべき回転トルクを求め、その回転トルクが第２のステアリングシャフト１８に付与されるように操舵モータ５８を回転駆動させる。
【００７１】
このように操舵モータ５８が回転駆動されると、その操舵モータ５８から第２のステアリングシャフト１８へ操舵輪２２，２４の目標転舵角Θを実現するうえで必要な回転トルクが付与される。操舵モータ５８の回転駆動によってその操舵モータ５８から第２のステアリングシャフト１８に加わる回転トルクは、操舵リンク２０を介して操舵輪２２，２４には伝達される一方、逆入力遮断クラッチ１０２の機能によりその逆入力遮断クラッチ１０２を介して第１のステアリングシャフト１４及びステアリングホイール１２へは伝達されない。また、上記の如く、システム正常時においては、操舵反力モータ１１０の回転制御によってステアリングホイール１２側と操舵輪２２，２４側との機械的な接続は遮断されている。
【００７２】
従って、本実施例のステアリング装置１００においては、システム正常時、第２のステアリングシャフト１８をステアリングホイール１２の操作とは無関係に操舵モータ５８の回転駆動によって自由に回転させることが可能であって、操舵モータ５８をステアリングホイール１２の操作に関係なく右旋回方向及び左旋回方向の何れにも自由に位置制御することが可能であるので、ステアリングホイール１２の舵角θに対する操舵輪２２，２４の転舵角Θ（すなわち、ギヤ比）を車両の走行状態（具体的には、車速ＳＰＤ）に応じて増速側及び減速側の何れにも可変にすることが可能である。
【００７３】
尚、本実施例のステアリング装置１００において、ギヤ比可変機構は、第１のステアリングシャフト１４側から入力された回転トルクを出力側回転部材１０６に伝達し得る一方、第２のステアリングシャフト１８側から入力された回転トルクの入力側回転部材１０４への伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ１０２を、第１のステアリングシャフト１４と第２のステアリングシャフト１８との間に介在することにより実現されるので、ギヤ比可変機構の操舵特性を確保するためにステアリングメインシャフトに減速機やモータ等を連結させる複雑な機構を設けることは不要である。従って、操舵輪２２，２４をステアリングホイール１２の操作に対して車速ＳＰＤに応じた転舵角だけ転舵させる機能・操舵特性を簡素な構成で実現することが可能となっている。
【００７４】
このように、本実施例のステアリング装置１００によれば、ステアリングメインシャフト上の第１のステアリングシャフト１４と第２のステアリングシャフト１８との間にフリータイプの逆入力遮断クラッチ１０２を介在させることで、ステアリングホイール１２の操作量に対する操舵輪２２，２４の転舵量を車両の走行状態に応じて可変にするギヤ比可変機能を簡素な構成で実現しつつ、システムフェール時においてステアリングホイール１２と操舵輪２２，２４との間の機械的な接続が確保されることでステアリングホイール１２の操作に伴う操舵輪２２，２４の転舵を確保することが可能となっている。
【００７５】
尚、上記の第２実施例においては、ロック機構１１４が特許請求の範囲に記載した「ハウジング固定切替手段」に相当していると共に、ＥＣＵ１１２が、目標ギヤ比とステアリングホイール１２の実舵角とから算出される操舵輪２２，２４の目標転舵角Θが実現されるように操舵モータ５８を回転駆動させることにより特許請求の範囲に記載した「操舵モータ駆動手段」が、システム正常時は、ロック機構１１４の作動によりハウジング１０８を車体側から切り離し、かつ、ステアリングホイール１２に入力される操舵トルクが逆入力遮断クラッチ１０２の有する所定の摺動トルクＴ０以下に抑えられるように操舵反力モータ１１０を回転駆動させ、一方、システムフェール時は、ロック機構１１４の作動によりハウジング１０８を車体側に固定させることにより特許請求の範囲に記載した「駆動制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００７６】
ところで、上記の第２実施例においては、システム正常時、操舵反力モータ１１０を、ステアリングホイールに入力される操舵トルクが逆入力遮断クラッチ１０２の有する所定の摺動トルクＴ０以下に抑えられるように回転駆動することとしているが、かかる要件が満たされる範囲内で更に、ステアリングホイール１２に加わる実操舵トルクＴ及びステアリングホイール１２の実舵角θ、ステアリングホイール１２の舵角と操舵輪２２，２４の転舵角との目標ギヤ比、並びに操舵輪２２，２４の実転舵角Θに基づいて、ステアリングホイール１２に付与すべき操舵反力トルクを算出し、その算出された操舵反力トルクが第１のステアリングシャフト１４を介してステアリングホイール１２に付与されるように操舵反力モータ１１０を回転駆動することとしてもよい。尚、この際、操舵反力トルクは、更に、ステアリングホイール１２の操舵速度や車速等を考慮して算出することとしてもよい。
【００７７】
また、上記の第２実施例においては、ステアリングホイール１２に操舵反力トルクを付与する操舵反力モータ１１０を、逆入力遮断クラッチ１０２のハウジング１０８に機械的に接続すると共に、その操舵反力モータ１１０にその軸回転を禁止してハウジング１０８を車体側に固定するロック機構１１４を設けることとしているが、かかる操舵反力モータを第１のステアリングシャフト１４に機械的に接続すると共に、ハウジング１０８に直接にそのハウジング１０８を車体側に固定するロック機構を設けることとしてもよい。かかる構成においても、上記第２実施例の場合と同様の効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施例である車両に搭載されるステアリング装置の構成図である。
【図２】本実施例のステアリング装置に用いられる逆入力遮断クラッチの具体的な構成図である。
【図３】本実施例のステアリング装置に用いられる逆入力遮断クラッチの機能を説明するための図である。
【図４】本実施例の逆入力遮断クラッチの要部拡大図である。
【図５】本実施例のステアリング装置におけるステアリングホイールの舵角θと操舵輪の操舵角Θとの関係を表した図である。
【図６】本発明の第２実施例である車両に搭載されるステアリング装置の構成図である。
【図７】本実施例のステアリング装置における操舵反力モータの制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０，１００  ステアリング装置
１２  ステアリングホイール
１４  第１のステアリングシャフト
１６，１０２  逆入力遮断クラッチ
１８  第２のステアリングシャフト
５０  舵角センサ
５２  トルクセンサ
５４，１１２  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５６，１１０  操舵反力モータ
５８  操舵モータ
１１４  ロック機構
【図１】
2006035982.tif 000003
【図２】
2006035982.tif 000004
【図３】
2006035982.tif 000005
【図４】
2006035982.tif 000006
【図５】
2006035982.tif 000007
【図６】
2006035982.tif 000008
【図７】
2006035982.tif 000009