(57)【要約】【課題】  モータに駆動電流を流す回路又はハンドルの操舵位置を検出する位置センサが失陥してもハンドル操作に応じて転舵輪を転舵することが可能でありかつ車両への搭載性にも優れたステアバイワイヤシステムを提供する。【解決手段】  本発明のステアバイワイヤシステム１０では、通常は、ハンドル１１の操作に応じてブラシ付ＤＣモータ５０への駆動電流が制御されてロータ６０の回転量、回転方向が変更され、これによりハンドル１１の操作に応じて転舵輪３０を転舵することができる。また、異常時には、ハンドル１１の操作に伴ってブラシ付ＤＣモータ５０に備えたブラシ保持ハウジング５３が界磁保持ハウジング５２に対して回動し、界磁５４とブラシ５５，５６との相対位置が変更されることでロータ６０の回転量、回転方向が変更され、これによりハンドル１１の操作に応じて転舵輪３０を転舵することができる。【選択図】  図１
2006027494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備えたハンドルと転舵輪とを機械的に切り離すと共に、前記転舵輪を転舵する駆動源としてブラシ付ＤＣモータを設け、ハンドル操作に応じて前記ブラシ付ＤＣモータを駆動して前記転舵輪を転舵するステアバイワイヤシステムにおいて、
前記ブラシ付ＤＣモータは、ステータに備えたブラシと、ロータに備えたコンミテータとを摺接させて前記ロータの巻線に通電する構造をなし、
前記ステータは、界磁を保持した界磁保持ハウジングと、前記ブラシを保持したブラシ保持ハウジングとを回動可能に連結してなり、
前記ブラシ保持ハウジングと前記界磁保持ハウジングとを回動不能にロックした固定状態と、そのロックを解除した可動状態とに切り替え可能なハウジングロック手段と、
前記ブラシ保持ハウジングと前記ハンドルとを機械的に連結した連結状態と、機械的に切り離した非連結状態とに切り替え可能なクラッチ手段とを備え、
通常時には、前記ブラシ保持ハウジングと前記界磁保持ハウジングとを前記固定状態にすると共に前記ブラシ保持ハウジングと前記ハンドルとを前記非連結状態とし、前記ハンドル操作に応じた直流電流を前記ブラシ付ＤＣモータに流すことで、前記ハンドル操作に応じて前記ロータが回転する一方、
異常時には、前記ブラシ保持ハウジングと前記界磁保持ハウジングとを前記可動状態にすると共に前記ブラシ保持ハウジングと前記ハンドルとを前記連結状態とし、前記ハンドル操作に連動して前記ブラシ保持ハウジングを回転させて界磁束と巻線磁束との交差角度を変化させることで、前記ハンドル操作に応じて前記ロータが回転するように構成したことを特徴とするステアバイワイヤシステム。
【請求項２】
前記界磁保持ハウジングに対する前記ブラシ保持ハウジングの回動可能範囲には、界磁束と直交する巻線磁束が前記巻線の励磁により生成されるように前記ブラシと前記コンミテータとが接触する磁束直交位置が含められ、前記ハウジングロック手段は、前記ブラシ保持ハウジングを前記磁束直交位置にロックするように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のステアバイワイヤシステム。
【請求項３】
前記ブラシ保持ハウジングが前記ブラシ保持ハウジングに対して回動して前記磁束直交位置に至ったときに当接するストッパを設けたことを特徴とする請求項２に記載のステアバイワイヤシステム。
【請求項４】
前記界磁保持ハウジングに対する前記ブラシ保持ハウジングの回動可能範囲には、界磁束と平行な巻線磁束が前記巻線の励磁により生成されるように前記ブラシと前記コンミテータとが接触する中立位置が含められたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のステアバイワイヤシステム。
【請求項５】
前記ブラシ保持ハウジングを前記中立位置に向けて付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載のステアバイワイヤシステム。
【請求項６】
前記巻線は、複数のコイルで構成され、前記巻線磁束は、前記複数のコイルの磁束を合成してなることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のステアバイワイヤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転舵輪とハンドルとを機械的に切り離し、ハンドル操作に応じてモータにより転舵輪を転舵するステアバイワイヤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種のステアバイワイヤシステムは、ハンドルの操舵位置を位置センサで検出し、その検出結果に基づきモータ駆動制御回路にてモータを駆動して転舵輪を転舵する構成になっている。このため、モータ駆動制御回路及び位置センサが失陥するとハンドル操作に応じて転舵輪を転舵することができなくなる。これに対し、モータ駆動制御回路及び位置センサに３重の冗長性を持たせたステアバイワイヤシステムが従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２００８４０号公報（請求項１、請求項４、図１）
【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、上記した従来のステアバイワイヤシステムでは、単に同じ構成のものを３重に設けて冗長性を持たせたので、同じ原因で３重の構成の全てが失陥する可能性があり、信頼性が低い。また、３重の冗長性を持たせたために、搭載スペースが概ね３倍に増加するという問題が生じる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、モータに駆動電流を流す回路又はハンドルの操舵位置を検出する位置センサが失陥してもハンドル操作に応じて転舵輪を転舵することが可能でありかつ車両への搭載性にも優れたステアバイワイヤシステムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るステアバイワイヤシステムは、車両に備えたハンドルと転舵輪とを機械的に切り離すと共に、転舵輪を転舵する駆動源としてブラシ付ＤＣモータを設け、ハンドル操作に応じてブラシ付ＤＣモータを駆動して転舵輪を転舵するステアバイワイヤシステムにおいて、ブラシ付ＤＣモータは、ステータに備えたブラシと、ロータに備えたコンミテータとを摺接させてロータの巻線に通電する構造をなし、ステータは、界磁を保持した界磁保持ハウジングと、ブラシを保持したブラシ保持ハウジングとを回動可能に連結してなり、ブラシ保持ハウジングと界磁保持ハウジングとを回動不能にロックした固定状態と、そのロックを解除した可動状態とに切り替え可能なハウジングロック手段と、ブラシ保持ハウジングとハンドルとを機械的に連結した連結状態と、機械的に切り離した非連結状態とに切り替え可能なクラッチ手段とを備え、通常時には、ブラシ保持ハウジングと界磁保持ハウジングとを固定状態にすると共にブラシ保持ハウジングとハンドルとを非連結状態とし、ハンドル操作に応じた直流電流をブラシ付ＤＣモータに流すことで、ハンドル操作に応じてロータが回転する一方、異常時には、ブラシ保持ハウジングと界磁保持ハウジングとを可動状態にすると共にブラシ保持ハウジングとハンドルとを連結状態とし、ハンドル操作に連動してブラシ保持ハウジングを回転させて界磁束と巻線磁束との交差角度を変化させることで、ハンドル操作に応じてロータが回転するように構成したところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のステアバイワイヤシステムにおいて、界磁保持ハウジングに対するブラシ保持ハウジングの回動可能範囲には、界磁束と直交する巻線磁束が巻線の励磁により生成されるようにブラシとコンミテータとが接触する磁束直交位置が含められ、ハウジングロック手段は、ブラシ保持ハウジングを磁束直交位置にロックするように構成されたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２に記載のステアバイワイヤシステムにおいて、ブラシ保持ハウジングがブラシ保持ハウジングに対して回動して磁束直交位置に至ったときに当接するストッパを設けたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載のステアバイワイヤシステムにおいて、界磁保持ハウジングに対するブラシ保持ハウジングの回動可能範囲には、界磁束と平行な巻線磁束が巻線の励磁により生成されるようにブラシとコンミテータとが接触する中立位置が含められたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４に記載のステアバイワイヤシステムにおいて、ブラシ保持ハウジングを中立位置に向けて付勢する付勢手段を備えたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載のステアバイワイヤシステムにおいて、巻線は、複数のコイルで構成され、巻線磁束は、複数のコイルの磁束を合成してなるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
［請求項１及び６の発明］
請求項１のステアバイワイヤシステムでは、通常は、ハンドル操作に応じてブラシ付ＤＣモータへの駆動電流が制御されてロータの回転量、回転方向が変更され、これによりハンドル操作に応じて転舵輪を転舵することができる。この通常の駆動方式では、ブラシ付ＤＣモータへの駆動電流を制御する回路（以下、「モータ駆動制御回路」という）又はハンドルの操舵位置を検出する位置センサが失陥した場合（つまり異常時）には、ブラシ付ＤＣモータへの駆動電流が制御不能となり、転舵輪を転舵することができない。
【００１２】
しかしながら、本発明の構成によれば、異常時には、ハンドル操作に伴ってブラシ保持ハウジングが界磁保持ハウジングに対して回動し、界磁とブラシとの相対位置が変更されることでロータの回転量、回転方向が変更され、これによりハンドル操作に応じて転舵輪を転舵することができる。
【００１３】
具体的には、界磁とブラシとの相対位置が変わると、界磁束と巻線磁束とがなす角度も変わる。ここで、巻線磁束と界磁束とが平行になる位置では巻線は界磁束による電磁力を受けず、ロータは回転しない。この位置からブラシ保持ハウジングが回動して巻線磁束と界磁束とが交差した状態になると、巻線が界磁束による電磁力を受け、ロータが回転すると共にそれら巻線磁束と界磁束との交差角度に応じてロータ回転トルクが変わる。このように、本発明のステアバイワイヤシステムによれば、モータ駆動制御回路又は位置センサが失陥しても、ハンドル操作に応じて転舵輪を転舵することができる。また、本発明では、通常時と異常時とで、ブラシ付ＤＣモータの駆動方式が異なるので、これら異なる駆動方式の両方が使用不能になる可能性は低く、信頼性が向上する。さらに、異常時の駆動方式では位置センサが不要であるので位置センサに冗長性を持たせる必要がなく、設置スペースを削減することができる（即ち、搭載性にも優れる）。
【００１４】
なお、巻線磁束は、巻線を構成する複数のコイルの磁束を合成したものであってもよい（請求項６の発明）。
【００１５】
［請求項２の発明］
請求項２のステアバイワイヤシステムでは、ハウジングロック手段によりブラシ保持ハウジングが磁束直交位置に固定されて巻線磁束と界磁束とが直交した状態になるので、他の位置にブラシ保持ハウジングが固定された場合に比べ、ロータ回転トルクを大きくすることができる。
【００１６】
［請求項３の発明］
請求項３のステアバイワイヤシステムでは、ブラシ保持ハウジングを限界まで回動したときに、ブラシ保持ハウジングがストッパに当接して磁束直交位置に位置決めされ、ロータを高トルク回転させて転舵輪を転舵することができる。
【００１７】
［請求項４の発明］
請求項４のステアバイワイヤシステムでは、ハンドル操作によってブラシ保持ハウジングを中立位置に保持すると、界磁束と巻線磁束とが平行になり、ロータが停止して、転舵輪の転舵角を同じ角度に保持することが可能になる。
【００１８】
［請求項５の発明］
請求項５のステアバイワイヤシステムでは、ブラシ保持ハウジングに外部トルクが付与されない限り、付勢手段によりブラシ保持ハウジングが中立位置に保持され、ロータを停止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。
図１には、本発明に係るステアバイワイヤシステム１０の全体構成が示されている。同図において符号１１は、ハンドルであって、ステアリングシャフト１２の一端に固定されている。ステアリングシャフト１２は、車両本体に回転可能に軸支され、ステアリングシャフト１２の他端には反力発生装置１３が連結されている。
【００２０】
反力発生装置１３は、例えば図２に示すように、反力モータ１４の出力回転軸に固定されたウォームギヤ１９をステアリングシャフト１２の他端に固定されたウォームホイール２０に噛合した構成になっている。そして、反力モータ１４の出力トルクを、ハンドル操作に対する反力としてステアリングシャフト１２に付与する。
【００２１】
また、反力発生装置１３には、反力モータ１４が失陥した場合に備えて機械的な反力生成バネ２１が備えられている。具体的には、反力生成バネ２１は渦巻き構造をなし、その一端がステアリングシャフト１２の先端に固定され、他端がクラッチ２２の一端に固定されている。また、クラッチ２２の他端は車両のボディに固定されており、反力モータ１４が失陥したときにクラッチ２２が連結状態になり、ステアリングシャフト１２が反力生成バネ２１を介してボディに固定される。
【００２２】
ステアリングシャフト１２の途中部分にはトーションバー１６が備えられ、そのトーションバー１６の両端には、位置センサ１７，１７が備えられている。そして、一方の位置センサ１７によりハンドル１１の舵角を検出すると共に、両位置センサ１７，１７の検出結果の差分に基づいたトーションバー１６の捩れ角とトーションバー１６のバネ剛性とからハンドル１１に実際に係る負荷トルクを検出している。
【００２３】
ステアリングシャフト１２には、傘歯車２３，２４、平歯車２５，２６を介して連動軸２７が連結されている。そして、この連動軸２７が操舵力伝達クラッチ２８（本発明に係る「クラッチ手段」に相当する）の一端に連結され、操舵力伝達クラッチ２８の他端にはフレキシブルケーブル２９が連結されている。この操舵力伝達クラッチ２８は通常は断絶状態になっている。
【００２４】
図１に示すように、車両に備えた１対の転舵輪３０，３０の間には転舵ラック３１が差し渡され、その転舵ラック３１の両端に連結されたタイロッド３２，３２が各転舵輪３０，３０に連結されている。転舵ラック３１は、筒形ハウジング８０の内部に挿通され、その筒形ハウジング８０は、車両の本体に固定されている。そして、ハンドル１１は、これら転舵輪３０，３０に連結された部分から機械的に切り離されており、ハンドル１１に応じて転舵輪３０を転舵させるために、本発明に係るブラシ付ＤＣモータ５０が設けられている。
【００２５】
図５に示すように、本実施形態のブラシ付ＤＣモータ５０は、ステータ５１に１対のブラシ５５，５６を備えている。両ブラシ５５，５６は、図８（Ａ）に示すように、一直線上に並んで互いに対向している。これらブラシ５５，５６には、通常時は、ＥＣＵ３５（ＥＣＵは、「Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ」の略である）に備えた図示しないモータ駆動制御回路が接続されている。そして、異常時には、図示しないスイッチが作動し、ＥＣＵ３５に代わって車両に備えたバッテリ（図示せず）がブラシ５５，５６に接続される。
【００２６】
ステータ５１に設けられた界磁５４は、図８（Ｂ）に示すように、例えば、１対の永久磁石７３，７４を対向配置してなり、これにより界磁束Ｂ１が一方の永久磁石７３から他方の永久磁石７４に向かっている。
【００２７】
図５に示すようにロータ６０にはブラシ５５，５６に対応させてコンミテータ６３（所謂、整流子）が備えられている。そのコンミテータ６３の周面には、図８（Ａ）に示すように、例えば、４つの円弧状のセグメント７１が敷設されている。また、ロータ６０に設けられた巻線６２は、例えば２つのコイル７０，７０で構成されている。これらコイル７０，７０は、図６に概念的に示すように、巻回軸が互いに直交するように配置されている。さらに、一方のコイル７０の両端末は、互いに対向配置された１対のセグメント７１，７１に接続され、他方のコイル７０の両端末は、互いに対向した残りの１対のセグメント７１，７１に接続されている。そして、ロータ６０の回転位置に応じて各ブラシ５５，５６が、４つのセグメント７１のうち対向した１対のセグメント７１，７１に選択的に接触する。このときブラシ５５，５６の間に直流電圧が印可されていると、ブラシ５５，５６と接触しているコイル７０が励磁され、巻線６２による巻線磁束Ｂ２が生成される。
【００２８】
さて、ステータハウジング５１Ｈは、図５に示すように、界磁５４（永久磁石７３，７４）を保持した界磁保持ハウジング５２と、ブラシ５５，５６を保持したブラシ保持ハウジング５３とから構成されている。また、そのブラシ保持ハウジング５３が、界磁保持ハウジング５２との間にベアリング５１Ｂを介して回動可能に連結されている。
【００２９】
そして、界磁保持ハウジング５２は、前記した転舵ラック３１を覆う筒形ハウジング８０に固定されている。また、図２に示すようにブラシ付ＤＣモータ５０における出力回転軸にはピニオン３３が固定されおり、このピニオン３３が転舵ラック３１に噛合している。これにより、ブラシ付ＤＣモータ５０が駆動されてピニオン３３が回転すると転舵ラック３１が直動し、これにより転舵輪３０，３０が転舵する。
【００３０】
なお、筒形ハウジング８０のうちブラシ付ＤＣモータ５０から離れた部分には、直動位置センサ３７（図１参照）が取り付けられている。この直動位置センサ３７は、例えば、転舵ラック３１に噛合して連動回転する検出軸を、例えばアブソリュートエンコーダを連結してなる。これにより、転舵ラック３１の実際の直動位置を検出することができる。
【００３１】
界磁保持ハウジング５２からはブラシ保持ハウジング５３の側方に隣接する固定壁６５が延設されている。固定壁６５にはストッパ６８が形成され、このストッパ６８と、ブラシ保持ハウジング５３に備えられた突出部６９との干渉により、ブラシ保持ハウジング５３の界磁保持ハウジング５２に対する回動範囲が１８０度に規制されている。ブラシ保持ハウジング５３が回動可能な範囲における両端は、本発明に係る「磁束直交位置」に相当し、回動可能な範囲における中点は、本発明に係る「中立位置」に相当する。
【００３２】
固定壁６５にはブラシ保持ハウジング５３を回転不能に保持するためのロック装置６６（本発明に係る「ハウジングロック手段」に相当する）が設けられている。ロック装置６６は、ソレノイド駆動によって係止ピン６７を直動する構造をなし、通常時はＥＣＵ３５によってソレノイドが励磁され、ブラシ保持ハウジング５３に形成された係止孔５９に係止ピン６７を突入させてブラシ保持ハウジング５３を一方の磁束直交位置にロックする。
【００３３】
ブラシ保持ハウジング５３が磁束直交位置にロックされると、図６の概念図に示すように、界磁束Ｂ１と直交した巻回軸を有するコイル７０のセグメント７１，７１にブラシ５５，５６が接触する。これにより、そのコイル７０に所定方向の励磁電流が流れて、界磁束Ｂ１と直交した巻線磁束Ｂ２が生成される。そして、巻線６２が界磁束Ｂ１による電磁力を受けてロータ回転トルクが発生する。また、このとき、モータ駆動制御回路が両ブラシ５５，５６の間に印加する電圧の向き、大きさを変えることで、ロータ６０の回転方向、回転トルクが変更される。なお、図６には、通電状態のコイル７０とセグメント７１とが灰色にして示されている。
【００３４】
さらに、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を参照しつつ詳細に説明すると、以下の通りである。即ち、図８（Ａ）と図８（Ｂ）とには、ブラシ保持ハウジング５３が磁束直交位置にロックされた状態において、ブラシ付ＤＣモータ５０を同一の軸方向から見た断面図が対比して示されている。また、図８（Ｂ）には、励磁された一方のコイル７０のみが示されている。さらに、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）では、一方のブラシ５５が正極、他方のブラシ５６が負極となった状態に保持されている。ここで、図８（Ｂ）に示した状態から前記ロータ回転トルクによりロータ６０が反時計回り方向に回転すると、これに伴って巻線磁束Ｂ２も界磁束Ｂ１と直行した状態から反時計回り方向に回転する。そして、ロータ６０が機械角で約９０度回転したときに、ブラシ５５，５６が接触するセグメント７１，７１が切り替わり、今度は他方のコイル７０が励磁される。このとき、励磁された他方のコイル７０による巻線磁束Ｂ２は、界磁束Ｂ１から約９０度ずれており、ロータ６０の回転と共にその巻線磁束Ｂ２の方向が界磁束Ｂ１と直交する側に移動していく。つまり、巻線磁束Ｂ２は、常に、界磁束Ｂ１に対して直行した位置を中心として約９０度の範囲で変化し、界磁束Ｂ１と巻線磁束Ｂ２とが常に交差した状態に保持され、ロータ６０が回転し続ける。即ち、ブラシ保持ハウジング５３がロック装置６６により磁束直交位置にロックされた状態では、ブラシ付ＤＣモータ５０が通常のブラシ付ＤＣモータとして機能する。
【００３５】
図５に示すようにブラシ保持ハウジング５３の外面中心部には、外力付与軸５７が突出しており、この外力付与軸５７に前記したフレキシブルケーブル２９の一端が連結されている。これにより、ロック装置６６が解除されかつ操舵力伝達クラッチ２８が連結状態になったときには、ハンドル１１の操作に応じてブラシ保持ハウジング５３が界磁保持ハウジング５２に対して回動する。
【００３６】
また、ブラシ保持ハウジング５３と固定壁６５との間には、中立点復帰バネ５８（本発明の「付勢手段」に相当する）が設けられている。中立点復帰バネ５８は、板バネ材を渦巻き状に巻回してなり（図２参照）、その渦巻きの中心側の端部がブラシ保持ハウジング５３の中心付近に固定される一方、渦巻きの外側の端部が固定壁６５に固定されている。そして、中立点復帰バネ５８は、ブラシ保持ハウジング５３を回動可能な範囲における中点に付勢している。従って、異常時にロック装置６６のロックが解除されると、ブラシ保持ハウジング５３は、外力付与軸５７にトルクを受けない限り中立位置に保持される。
【００３７】
ブラシ保持ハウジング５３が中立位置に保持されると、図７の概念図に示すように、界磁束Ｂ１と平行な巻回軸を有するコイル７０が接続されたセグメント７１，７１にブラシ５５，５６が接触する。そして、そのコイル７０に所定方向の励磁電流が流れることで、界磁束Ｂ１と略平行な巻線磁束Ｂ２が生成され、巻線６２が界磁束Ｂ１による電磁力を受けず、ロータ６０がステータ５１に対して回転不能な状態に保持される。なお、図７には、通電状態のコイル７０とセグメント７１とが灰色にして示されている。また、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）には、ブラシ保持ハウジング５３が中立位置に保持された状態において、ブラシ付ＤＣモータ５０を同一の軸方向から見た断面図が対比して示されている。
【００３８】
ブラシ保持ハウジング５３は、ハンドル１１の操作による外部トルクを受けると、例えば、図１０（Ａ）に示したように中立位置から反時計回り方向にθ度ずれて、中立位置と磁束直交位置との間に配置された状態になる。すると、図１０（Ｂ）に示すように界磁束Ｂ１とθ度で交差する方向を向いた巻線磁束Ｂ２が生成される。これにより、巻線６２が界磁束Ｂ１による電磁力を受け、ロータ６０を図１０（Ｂ）における時計回り方向に回転させるロータ回転トルクが発生する。
【００３９】
ここで、界磁束Ｂ１のスカラ値をΦＭ、巻線磁束Ｂ２のスカラ値をΦＩ、界磁束Ｂ１と巻線磁束Ｂ２との交差角度をθ（図１０（Ｂ）参照）、定数をＫとすると、ロータ回転トルクＴは、次式（１）によって求めることができる。
【００４０】
Ｔ＝Ｋ・ΦＭ・ΦＩ・ＳＩＮθ    ・・・・（１）
【００４１】
従って、ブラシ保持ハウジング５３が中点位置からずれた角度θが９０度に近づくに従ってロータ回転トルクＴは増加し、ブラシ保持ハウジング５３がストッパ６８に当接して磁束直交位置になると（図１１参照）、ロータ回転トルクＴが最大になる。
【００４２】
なお、ブラシ保持ハウジング５３が外部トルクを受けて、図１０（Ａ）及び図１１（Ａ）に示した上記の場合とは逆方向に回動した場合には、上記場合とはロータ回転トルクの方向が逆向きになる。
【００４３】
ブラシ付ＤＣモータ５０の説明は以上である。ステアバイワイヤシステム１０全体は、ＥＣＵ３５によって制御されている。ＥＣＵ３５は、図３に示した制御プログラムＰＧ１を所定周期で実行することで、反力モータ１４、クラッチ２２、操舵力伝達クラッチ２８、ブラシ付ＤＣモータ５０及びロック装置６６を駆動制御する。具体的には、制御プログラムＰＧ１を実行すると、ＥＣＵ３５は、位置センサ１７、車速センサ３６、直動位置センサ３７（図１参照）等の各センサの検出結果を取り込む（Ｓ１）。
【００４４】
次いで、何れかのセンサの値が異常値（即ち、何れかのセンサが失陥した状態）となっているか否かをチェックする（Ｓ２）。そして、何れのセンサの値も正常値であった場合には（Ｓ２：ＮＯ）、ハンドル１１と転舵輪３０との間の伝達比Ｒを車速に応じて決定する（Ｓ３）。ここで、ハンドル１１の操舵角をθ１、転舵輪３０の転舵角をθ２とすると、上記した伝達比Ｒは、次式（２）より求められる。
【００４５】
Ｒ＝θ２／θ１    ・・・・・・・・・・・・・（２）
【００４６】
そして、ＥＣＵ３５は、車速に応じて図４に示したマップ４２から所定の伝達比Ｒを取得する。そのマップ４２は、車速が大きくなるに従って伝達比Ｒが小さくなるように設定されている。即ち、車速が比較的低い場合（低速走行時）には、比較的大きな伝達比Ｒが採用される。これにより、僅かなハンドル１１の操作によって車両の旋回をさせることができるようになり、車庫入れ等が容易になる。一方、車速が比較的高い場合（高速走行時）には、比較的小さな伝達比Ｒが採用され、これにより急ハンドル（急旋回）が防がれ、安定した走行が可能になる。
【００４７】
ＥＣＵ３５は、決定した伝達比Ｒとハンドル１１の操舵角θ１とから転舵輪３０の目標転舵角を求め、その目標転舵角に転舵輪３０の舵角を一致させるためのブラシ付ＤＣモータ５０の目標回転位置を決定する（Ｓ４）。そして、直動位置センサ３７の検出結果から演算されるブラシ付ＤＣモータ５０の実際の回転位置と目標回転位置との偏差に応じた駆動電流を、モータ駆動制御回路からブラシ付ＤＣモータ５０に流す（Ｓ５）。このとき、ブラシ付ＤＣモータ５０は、ブラシ保持ハウジング５３がロック装置６６によりロックされているので、前述の如く通常のブラシ付ＤＣモータとして動作する。
【００４８】
次いで、ＥＣＵ３５は、ブラシ付ＤＣモータ５０を転舵させるために必要な駆動電流に基づいて、転舵輪３０と路面との間の摩擦による転舵輪３０の転舵抵抗を推定する（Ｓ６）。また、この推定した転舵抵抗に対してハンドル１１の目標操舵反力を決定する（Ｓ７）。このとき、高速走行時にはその目標操舵反力を比較的大きな値に決定する一方、低速走行時には目標操舵反力を比較的小さな値に決定する。そして、ハンドル１１に実際にかかる操舵反力を舵角兼トルクセンサ１５にて検出し、その実際の操舵反力が目標操舵反力と一致するように反力発生装置１３の反力モータ１４に駆動電流を流し（Ｓ８）、この制御プログラムＰＧ１を抜け、所定周期後に再び制御プログラムＰＧ１を実行する。
【００４９】
さて、モータ駆動制御回路又は何れかのセンサの値が異常値となっていた場合（センサが失陥していた場合）には（Ｓ２：ＹＥＳ）、ロック装置６６によるロックを解除すると共に（Ｓ９）、クラッチ２２及び操舵力伝達クラッチ２８を連結状態にする（Ｓ１０）。詳細には、ロック装置６６によるロックを解除し、ブラシ付ＤＣモータ５０のブラシ保持ハウジング５３を中立点復帰バネ５８の弾発力により中立位置に移動させてから、操舵力伝達クラッチ２８を連結状態にする。そして、制御プログラムＰＧ１を抜け、制御プログラムＰＧ１の再実行は行わないように処理する。
【００５０】
これにより、異常時には、反力モータ１４に代わって反力生成バネ２１によりハンドル１１に操舵反力を付与することができると共に、ハンドル１１がフレキシブルケーブル２９等を介してブラシ付ＤＣモータ５０の外力付与軸５７に連結される。
【００５１】
この状態でハンドル１１を同一位置に保持すると、ブラシ保持ハウジング５３が中立位置に保持され、ロータ６０が回転せず、転舵輪３０，３０の転舵角が一定の状態に保持される。従って、例えば、車両が直進中であれば直進し続けることができる。
【００５２】
そして、ハンドル１１を一方に切った場合には、ブラシ保持ハウジング５３が中立位置から一方に回動し、ロータ６０が一方向に回転して転舵輪３０が転舵する一方、ハンドル１１を他方に切った場合には、ブラシ保持ハウジング５３が中立位置から他方向に回動し、ロータ６０が他方に回転して転舵輪３０が逆側に転舵する。このとき、ハンドル１１を切った角度が大きいほど、ブラシ保持ハウジング５３の回動角度も大きくなり、セルフアライニングトルクに抗して転舵輪３０が確実に転舵する。これらにより、例えば、直進中の車両を旋回させて路肩に寄せ、緊急退避することができる。
【００５３】
このように本実施形態のステアバイワイヤシステム１０によれば、モータ駆動制御回路又はセンサが失陥しても、ハンドル１１操作に応じて転舵輪３０を転舵することができる。また、通常時と異常時とで、ブラシ付ＤＣモータ５０の駆動方式が異なるので、これら異なる駆動方式の両方が使用不能になる可能性は低く、信頼性が向上する。さらに、異常時の駆動方式では位置センサ１７が不要であるので位置センサ１７に冗長性を持たせる必要がなく、設置スペースを削減することができる（即ち、搭載性にも優れる）。
【００５４】
［第２実施形態］
本実施形態は、図１２及び図１３に示されており、主としてブラシ付ＤＣモータにおけるロータ６０’の構造が前記第１実施形態のロータ６０と異なる。以下、第１実施形態と異なる構成に関してのみ説明し、第１実施形態と同一部位は同一符号を付して重複説明は省略する。
【００５５】
本実施形態のブラシ付ＤＣモータにおけるロータ６０’には、図１２に示すように、３つのティース７２Ｔを有するロータコア７２が備えられている。これらティース７２Ｔは、１２０度の間隔を空けて配置され、３つのティース７２Ｔにコイル７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗが巻回されている。そして、図１３に示すように、コイル７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗがスター結線されて巻線６２が構成されている。
【００５６】
また、ロータ６０’に備えたコンミテータ６３には、例えば、図１３に示すように、６つのセグメント７１が備えられ、それら対向したセグメント７１同士が導通接続されている。そして、これら３対のセグメントに各コイル７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗの端末が接続されている。
【００５７】
図１３には、前記第１実施形態で説明したブラシ保持ハウジング５３が、磁束直交位置に配置された状態が示されている。この状態では、３つのコイル７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗが共に励磁され、コイル７０Ｕによる磁束Ｂ１０が界磁束Ｂ１と直交してロータ６０（図１２参照）の中心から遠ざかる方向を向き、コイル７０Ｖによる磁束Ｂ１１が界磁束Ｂ１と３０度の角度で交差してロータ６０の中心に向かい、コイル７０Ｗによる磁束Ｂ１２が界磁束Ｂ１と１２０度の角度で交差してロータ６０の中心に向かう。そして、巻線６２全体の巻線磁束Ｂ２は、各コイル７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗによる磁束Ｂ１０，Ｂ１１，Ｂ１２を合成してなり、界磁束Ｂ１と直交した状態になる。これにより、ロータ回転トルクが発生してロータ６０が回転する。
【００５８】
また、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様にブラシ保持ハウジング５３を回動することで、巻線６２全体の巻線磁束Ｂ２の向きが変わり、ブラシ保持ハウジング５３が中立位置に配置されたときには、巻線磁束Ｂ２が界磁束Ｂ１と平行になってロータ回転トルクが０になる。
【００５９】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６０】
（１）前記第１実施形態では、巻線６２が２つのコイル７０で構成されていたが、巻線を構成するコイルは３つ以上であってもよい。また、コンミテータ６３は４つのセグメント７１で構成されていたが、セグメント７１は４つより多くてもよい。前記第１実施形態では、２つのコイル７０で巻線６２を構成したので、ブラシ保持ハウジング５３を固定した状態で、巻線磁束Ｂ２が界磁束Ｂ１に対して４５度の範囲でばらつくが、巻線を構成するコイル数を増やすことで、界磁束に対する巻線磁束のばらつき範囲を狭くすることができる。
【００６１】
（２）前記第１実施形態では、中立点復帰バネ５８により、ブラシ保持ハウジング５３を中立位置に付勢する構成であったが中立点復帰バネ５８を有しない構成としてもよい。
【００６２】
（３）モータ５０とピニオン３３との間に減速機を有してもよい。具体的には、モータ５０の出力回転軸にウォームギアを固定して設け、ピニオン３３に固定して設けたウォームホイールと噛合する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る第１実施形態のステアバイワイヤシステムの構成図
【図２】ステアバイワイヤシステムの概念図
【図３】制御プログラムのフローチャート
【図４】伝達比を検定するためのデータマップ
【図５】ブラシ付ＤＣモータの断面図
【図６】ブラシ保持ハウジングを磁束直交位置に配置した状態の概念図
【図７】ブラシ保持ハウジングを中立位置に配置した状態の概念図
【図８】ブラシ保持ハウジングを磁束直交位置に配置した状態のブラシ付ＤＣモータの断面図
【図９】ブラシ保持ハウジングを中立位置に配置した状態のブラシ付ＤＣモータの断面図
【図１０】ブラシ保持ハウジングが中立位置からずれた状態のブラシ付ＤＣモータの断面図
【図１１】ブラシ保持ハウジングが磁束直交位置まで回動した状態のブラシ付ＤＣモータの断面図
【図１２】第２実施形態のブラシ付ＤＣモータの断面図
【図１３】ブラシ付ＤＣモータの概念図
【符号の説明】
【００６４】
１０    ステアバイワイヤシステム
１１    ハンドル
１７    位置センサ
２２    クラッチ
２８    操舵力伝達クラッチ（クラッチ手段）
２９    フレキシブルケーブル
３０    転舵輪
５０    ブラシ付ＤＣモータ
５１    ステータ
５２    界磁保持ハウジング
５３    ブラシ保持ハウジング
５４    界磁
５５    ブラシ
５８    中立点復帰バネ（付勢手段）
６０，６０’    ロータ
６２    巻線
６３    コンミテータ
６６    ロック装置（ハウジングロック手段）
６７    係止ピン
６８    ストッパ
６９    突出部
７０    コイル
７１    セグメント
【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６】
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【図７】
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