(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵するための操作部材を含む操作機構と、前記操作機構とは機械的に非連結であって、前記操作部材の操舵に基づいて車輪を転舵させる転舵機構とを有する操舵装置であって、
前記操作機構は、前記操作部材の操舵角度を検出する操舵角センサと、前記操作部材の操舵方向を検出する操舵方向検出手段とを含み、
前記操舵方向検出手段は、
前記操作部材の操舵方向に回転可能なねじシャフトと、
前記ねじシャフトに螺合するナットと、
前記ねじシャフトと平行に配置され、前記ナットを貫通する軸状体であって、前記ねじシャフトの回転に伴って前記ナットをねじシャフトの軸方向に沿って移動させるナットガイドと、
前記ナットガイドが前記ナットから受ける力を検出する力検出手段とを含むことを特徴とする、操舵装置。
【請求項２】
前記ナットガイドの長手方向の少なくとも一端側に設けられ、前記ナットが前記軸方向に所定位置以上移動することを規制するストッパを含み、
前記力検出手段は、前記ナットガイドが前記ストッパに与える力の方向を検出するための１対の歪センサを含むことを特徴とする、請求項１記載の操舵装置。
【請求項３】
前記ストッパは、前記ナットガイドの長手方向の両端に設けられ、前記ナットガイドの一端側および他端側を保持する保持部材を兼ねており、
各保持部材には、前記ナットガイドが挿通される保持孔が備えられ、
前記１対の歪センサは、前記保持孔の内周面に関連して設けられていることを特徴とする、請求項２記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステアバイワイヤ式の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアバイワイヤ式の操舵装置として特許文献１で開示された車両用操舵装置では、回転操作部材と車輪とが機械的に連結されておらず、回転操作部材の回転操作量に応じて制御される操舵用アクチュエータが車輪を転舵させる。
このようなステアバイワイヤ式の操舵装置では、回転操作部材の回転を検出する構成が重要であり、この構成に異常が生じてしまうと、操舵用アクチュエータが正常であっても、操舵不能になってしまう。回転操作部材の回転を検出する構成として、特許文献１では角度センサが１つしか設けられていないのだが、特許文献２の舵取装置では、当該構成の冗長化を図るために、メインの操舵角センサとバックアップ用の操舵角センサとが設けられている。そのため、特許文献２の舵取装置では、メインの操舵角センサの異常時においても、バックアップ用の操舵角センサによって操舵を継続できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１４１２３号公報
【特許文献２】特開平１０−２７８８２６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２の舵取装置では、操舵角センサの異常時においても操舵を継続できるようにするために同じ操舵角センサを２つ設けているので、不必要な部品点数増加やコスト上昇が不可避となる。
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、操舵角センサの異常時においても操舵を継続できる構成を、部品点数増加やコスト上昇を回避しつつ実現できるステアバイワイヤ式の操舵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】
請求項１記載の発明は、操舵するための操作部材（２）を含む操作機構（３）と、前記操作機構とは機械的に非連結であって、前記操作部材の操舵に基づいて車輪（４）を転舵させる転舵機構（５）とを有する操舵装置（１）であって、前記操作機構は、前記操作部材の操舵角度（θ）を検出する操舵角センサ（８）と、前記操作部材の操舵方向を検出する操舵方向検出手段（１１）とを含み、前記操舵方向検出手段は、前記操作部材の操舵方向に回転可能なねじシャフト（４０）と、前記ねじシャフトに螺合するナット（４１）と、前記ねじシャフトと平行に配置され、前記ナットを貫通する軸状体であって、前記ねじシャフトの回転に伴って前記ナットをねじシャフトの軸方向（Ｊ）に沿って移動させるナットガイド（４２）と、前記ナットガイドが前記ナットから受ける力を検出する力検出手段（４４）とを含むことを特徴とする、操舵装置である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、前記ナットガイドの長手方向の少なくとも一端側に設けられ、前記ナットが前記軸方向に所定位置以上移動することを規制するストッパ（４３）を含み、前記力検出手段は、前記ナットガイドが前記ストッパに与える力の方向を検出するための１対の歪センサ（５９）を含むことを特徴とする、請求項１記載の操舵装置である。
請求項３記載の発明は、前記ストッパは、前記ナットガイドの長手方向の両端に設けられ、前記ナットガイドの一端側および他端側を保持する保持部材を兼ねており、各保持部材には、前記ナットガイドが挿通される保持孔（５８）が備えられ、前記１対の歪センサは、前記保持孔の内周面（４３Ａ）に関連して設けられていることを特徴とする、請求項２記載の操舵装置である。
【０００７】
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、操作機構と転舵機構とが機械的に非連結なステアバイワイヤ式の操舵装置では、操舵角センサによって操作部材の操舵角度を検出するだけでなく、操舵方向検出手段によって操作部材の操舵方向を検出することもできる。よって、操舵角センサに異常が発生しても、転舵機構は、操舵方向検出手段が検出した操舵方向に基づいて車輪を転舵させることができる。つまり、操舵装置は、操舵角センサの異常時においても操舵を維持できる。
【０００９】
ここで、操舵方向を検出する操舵方向検出手段は、ねじシャフト、ナット、ナットガイドおよび力検出手段を含む安価かつ簡素な構成であり、操作部材の操舵（ねじシャフトの回転）に伴ってナットがねじシャフトの軸方向に沿って移動する際にナットガイドがナットから受ける力に基づいて、操作部材の操舵方向を検出できる。このような操舵方向検出手段を用いれば、操作部材の操舵角度（操舵方向および操舵量の両方）を検出する操舵角センサを操舵方向検出手段の代わりに別途設ける場合に比べて、部品点数増加やコスト上昇を回避できる。
【００１０】
つまり、操舵角センサの異常時においても操舵を継続できる構成を、部品点数増加やコスト上昇を回避しつつ実現できる。
請求項２記載の発明によれば、力検出手段は、１対の歪センサが検出した力（ナットガイドがストッパに与える力）の方向に基づいて、ナットガイドがナットから受ける力を間接的に検出することができる。また、力検出手段を、１対の歪センサによって簡素に構成できる。よって、操舵角センサの異常時においても操舵を継続できる構成を、部品点数増加やコスト上昇を一層回避しつつ実現できる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、１対の歪センサが関連して設けられた保持孔にナットガイドが挿通されていることから、保持孔が備えられた保持部材（ストッパ）に対してナットガイドが与える力の方向を、１対の歪センサによって高精度に検出することができる。また、１対の歪センサを保持孔の内周面に関連して設けることで、力検出手段を簡素に構成できる。よって、操舵角センサの異常時においても操舵を継続できる構成を、部品点数増加やコスト上昇を一層回避しつつ実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における操舵装置１の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、操舵装置１から操作機構３を抜き出して示した模式的な断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】図４は、歪センサ５９の出力結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態における操舵装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、操舵装置１は、車両に適用される。操舵装置１は、ステアリングホイール等の回転可能な操作部材２を含む操作機構３と、操作部材２の操舵に基づいて車輪４を転舵させる転舵機構５とを有している。操舵装置１は、いわゆるステアバイワイヤ式の操舵装置であって、操作機構３と転舵機構５とが機械的に非連結となっている。
【００１４】
操作機構３は、操作部材２の他に、操作部材２の回転中心から延びる回転軸６と、回転軸６を回転可能に支持するハウジング７と、操舵角センサ８と、反力発生ユニット１０と、操舵方向検出手段としての操舵方向検出ユニット１１とを主に含んでいる。
回転軸６は、操作部材２に固定されている。これにより、操作部材２および回転軸６は、回転軸６の軸中心周りに一体回転可能である。そのため、操作部材２を回転操作したときの角度（「操舵角度」ということにする）は、回転軸６の回転角度と等しい。
【００１５】
ハウジング７は、車体１２に固定された中空円筒体であって、ハウジング７の中空部分に、回転軸６の一部（操作部材２側とは反対側の部分）が収容されている。
操舵角センサ８は、たとえばレゾルバやロータリーエンコーダー等であって、回転軸６の回転角度（つまり、操作部材２の操舵角度θ）を検出する。ここでの回転角度（操舵角度）は、回転軸６および操作部材２の回転量（操作部材２の操舵量）と、回転方向（操作部材２の操舵方向）とを含むベクトルである。操舵角センサ８は、ハウジング７に収容されている。
【００１６】
反力発生ユニット１０は、回転軸６に摺擦することによって回転軸６の回転に抵抗を与える。この抵抗が、操舵反力として操作部材２に与えられる。操作部材２を操作するユーザは、操作部材２に与えられた操舵反力によって、車輪４が路面から受ける反力を擬似的に体感できる。反力発生ユニット１０は、ハウジング７に収容されている。
操舵方向検出ユニット１１は、操作部材２の操舵方向を検出するものであり、以降で詳説する。
【００１７】
転舵機構５は、転舵軸１３と、ハウジング１４と、タイロッド１５と、ナックルアーム１６と、転舵アクチュエータ１７とを主に含んでいる。
転舵軸１３は、車体１２の幅方向（車幅方向であり、図１では左右方向）に延びる軸状体である。
ハウジング１４は、車幅方向に延びる中空体であり、その中空部分に転舵軸１３が挿通されている。この状態で、転舵軸１３の軸方向（車幅方向と同じ）における両端部は、ハウジング１４からはみ出している。そして、転舵軸１３は、車幅方向にスライド可能である。
【００１８】
タイロッド１５は、転舵軸１３の軸方向両端部に対して１本ずつ連結されている。
ナックルアーム１６は、各タイロッド１５において転舵軸１３に連結された側とは反対側の端部に連結されている。ナックルアーム１６に対して車輪４が連結されている。
転舵アクチュエータ１７は、一例として、電動モータ（図示せず）と、この電動モータの駆動力（電動モータの出力軸の回転力）を転舵軸１３の軸方向のスライドに変換するボールねじ装置（図示せず）とを含む。転舵アクチュエータ１７の電動モータ（図示せず）が駆動力を発生すると、転舵軸１３が車幅方向にスライドし、このスライドが転舵軸１３の軸方向両端部のタイロッド１５に伝達されることで、ナックルアーム１６が回動し、車輪４の転舵が達成される。
【００１９】
なお、図１では、各車輪４が右側へ少し転舵した状態を示しているが、車両が直進しているときの車輪４の位置に対応する操作部材２の位置（回転方向における位置）が、操舵中立位置である。
また、操舵装置１は、車速Ｖを検出する車速センサ１８と、操舵角センサ８や操舵方向検出ユニット１１や車速センサ１８の検出信号が入力される制御装置１９とをさらに含んでいる。制御装置１９は、ＥＣＵ(Electronic Control Unit）とも呼ばれ、マイクロコンピュータで構成されている。
【００２０】
車両の通常発進時や通常走行時において、制御装置１９は、操舵角センサ８によって検出された操舵角度θや、車速センサ１８によって検出された車速Ｖに基づいて目標転舵角を設定し、この目標転舵角まで車輪４が転舵するように、転舵アクチュエータ１７を駆動制御する。
図２は、操舵装置１から操作機構３を抜き出して示した模式的な断面図である。図３Ａは、図２のＡ−Ａ線における断面図である。図３Ｂは、図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００２１】
次に、図２〜図３Ｂを参照して操作機構３、特に、操舵方向検出ユニット１１について詳しく説明する。なお、図２では、操舵角センサ８の図示を省略している。また、図２に図示された操作部材２を時計回り（時計方向）に回転させると車輪４（図１参照）が右向きに転舵し、操作部材２を反時計回り（反時計方向）に回転させると車輪４が左向きに転舵するものとする。
【００２２】
操作機構３において、前述したハウジング７は、図２では、横方向に延びており、ハウジング７において、横方向一端面（図２における右端面）には、丸い一端開口２０が形成されていて、横方向他端面（図２における左端面）には、丸い他端開口２１が形成されている。ハウジング７の中空部分は、一端開口２０および他端開口２１を介して外部に連通している。
【００２３】
ハウジング７において、一端開口２０を縁取る部分は、やや厚い環状板をなすフランジ２２になっている。フランジ２２の内周面において、ハウジング７の外部から最も遠い側（図２における左側）の端部には、径方向内側へ突出する位置決め凸部２３が一体的に設けられている。また、フランジ２２の内周面において、ハウジング７の外部から最も近い側（図２における右側）の端部には、周方向全域に亘って径方向外側へ窪む環状溝２４が形成されている。環状溝２４は、環状またはＣ字形状の位置決めリング２５が径方向内側から嵌め込まれている。一端開口２０には、環状の軸受２６が同軸状で嵌め込まれている。軸受２６は、位置決め凸部２３と位置決めリング２５とによって両側から挟持されることによって、ハウジング７に位置決めされている。
【００２４】
ハウジング７の中空部分においてフランジ２２側とは反対側の領域には、ホルダ２７が収容されている。ホルダ２７は、ハウジング７と同軸状をなす中空円筒状であり、軸方向一端が塞がれていて、軸方向他端が開放されている。ホルダ２７は、ハウジング７においてフランジ２２以外の部分の内径とほぼ同じ外径を有する円周壁２８と、円周壁２８の軸方向一端に連結される円板状の端壁２９とを一体的に備えている。
【００２５】
ホルダ２７は、ハウジング７に対して他端開口２１から嵌め込まれている。ホルダ２７では、端壁２９が、他の部分よりもハウジング７の一端開口２０側（図２における右側）に位置している。円周壁２８の外周面がハウジング７の内周面に接続されることによって、ホルダ２７は、ハウジング７に対して一体化されており、ハウジング７の一部になっている。円周壁２８において、端壁２９が連結された側とは反対側の軸方向他端縁によって区画された部分は、開口３０となっている。開口３０は、ハウジング７の他端開口２１と軸方向Ｊ（ハウジング７およびホルダ２７の軸方向）において同じ位置にある。開口３０および他端開口２１を介してホルダ２７の中空部分がハウジング７の外部に連通している。円周壁２８の内周面において開口３０の周囲の領域には、ねじ部３１が形成されている。
【００２６】
端壁２９の円中心位置には、端壁２９を厚さ方向（軸方向Ｊ）に貫通する丸い軸挿通孔３２が形成されている。端壁２９では、軸挿通孔３２を縁取る部分が、端壁２９の内周面となっている。端壁２９の内周面において開口３０側の端部（図２における左端部）には、径方向内側へ突出する位置決め凸部３３が一体的に設けられている。軸挿通孔３２には、環状の軸受３４が同軸状で嵌め込まれている。軸受３４は、位置決め凸部３３によって開口３０側（図２における左側）から当接されることによって、ハウジング７に位置決めされている。
【００２７】
操舵方向検出ユニット１１は、ねじシャフト４０と、ナット４１と、ナットガイド４２と、ストッパ４３と、力検出手段としての力検出センサ４４（図３Ｂ参照）とを含んでいる。
ねじシャフト４０は、軸状体であって、回転軸６に対して同軸状で連結されている。ねじシャフト４０と回転軸６とは一体形成されていてもよいし、分離可能であってもよい。ねじシャフト４０は、回転軸６に近い側から順に、第１ねじ形成部４５、第１支持部４６、第２ねじ形成部４７および第２支持部４８を一体的に有している。
【００２８】
第１ねじ形成部４５の外周面には、ねじ部４９が形成されている。
第１支持部４６の外周面は、凹凸のない円周面である。第１支持部４６は、第１ねじ形成部４５とほぼ同径である。
第２ねじ形成部４７は、第１支持部４６よりも少し大径である。そのため、第２ねじ形成部４７において第１支持部４６に隣接する端部には、段付き５１が形成されている。第２ねじ形成部４７の外周面には、ねじ部５２が形成されている。なお、ねじ部５２は、第２ねじ形成部４７の外周面の全域に形成されていなくてもよい。図２では、第２ねじ形成部４７の外周面において段付き５１周辺の領域には、ねじ部５２が形成されていない。
【００２９】
第２支持部４８の外周面は、凹凸のない円周面である。第２支持部４８は、第２ねじ形成部４７よりも少し小径である。そのため、第２ねじ形成部４７において第２支持部４８に隣接する端部には、段付き５３が形成されている。
ねじシャフト４０は、ハウジング７の一端開口２０および他端開口２１に挿通された状態でハウジング７に部分的に収容されている。また、ねじシャフト４０は、ハウジング７内のホルダ２７の開口３０および軸挿通孔３２に挿通された状態でホルダ２７に部分的に収容されている。このとき、ねじシャフト４０は、ハウジング７およびホルダ２７のそれぞれに対して同軸状になっている。そのため、ねじシャフト４０（回転軸６）の軸方向は、前述した軸方向Ｊと同じである。
【００３０】
ねじシャフト４０では、第１ねじ形成部４５における大部分（第１支持部４６側の端部を除く部分）が、一端開口２０からハウジング７の外にはみ出しており、回転軸６につながっている。第１支持部４６は、前述した軸受２６に対して内嵌されている。
ここで、第１ねじ形成部４５のねじ部４９に対して、環状の位置決めナット５４が径方向外側から螺合しており、位置決めナット５４は、軸受２６に対してハウジング７の外側から当接している。位置決めナット５４は、ねじシャフト４０の一部とみなすことができる。軸受２６は、位置決めナット５４および段付き５１によって軸方向Ｊにおける両側から挟持されることで、ねじシャフト４０に対して位置決めされている。
【００３１】
また、ねじシャフト４０では、第２ねじ形成部４７が、ハウジング７の中空部分においてフランジ２２とホルダ２７の端壁２９とに挟まれた領域（「検出領域」ということにする）Ｘに配置されている。
第２支持部４８は、ホルダ２７の中空部分に配置されている。第２支持部４８において第２ねじ形成部４７側の端部は、前述した軸受３４に対して内嵌されている。ここで、軸受３４は、第２ねじ形成部４７において第２支持部４８側の段付き５３とホルダ２７の端壁２９における位置決め凸部３３とによって軸方向Ｊにおける両側から挟持されることで、ねじシャフト４０に対して位置決めされている。
【００３２】
ねじシャフト４０は、軸受２６および軸受３４が位置決めされた軸方向Ｊにおける２箇所において、ハウジング７（ホルダ２７も含む）によって回転可能に支持されている。ねじシャフト４０は、回転軸６を介して操作部材２につながっているので、ねじシャフト４０の回転方向（図２における１点鎖線の矢印を参照）は、操作部材２の操舵方向と同じである。つまり、ねじシャフト４０は、操作部材２の操舵方向に回転可能である。また、操作部材２の操舵角度θ（図１参照）は、ねじシャフト４０の回転角度と等しい。
【００３３】
ここで、ナット４１、ナットガイド４２、ストッパ４３および力検出センサ４４よりも先に、前述した反力発生ユニット１０について説明する。反力発生ユニット１０は、ホルダ２７に収容されている。反力発生ユニット１０は、ねじシャフト４０の第２支持部４８を非接触で取り囲む環状のプラグ６１と、プラグ６１よりも端壁２９側において第２支持部４８に対して外嵌される環状の摺擦リング６２と、摺擦リング６２に対して外嵌される環状の押圧リング６３と、プラグ６１および押圧リング６３間に圧縮状態で介装されるばね６４とを含む。
【００３４】
プラグ６１の外周面には、ねじ部６５が形成されており、ねじ部６５は、ホルダ２７のねじ部３１に対して径方向内側から螺合している。摺擦リング６２の外周面６２Ａおよび押圧リング６３の内周面６３Ａは、いずれも、プラグ６１から離れる方向（図２における右側）に向かうに従って拡径する円錐面であり、互いに面接触している。押圧リング６３は、ばね６４によってプラグ６１から離れる方向へ付勢されつつ、内周面６３Ａによって摺擦リング６２を径方向内側へ押圧している。これにより、太線矢印で示すように、摺擦リング６２が縮径され、摺擦リング６２の内周面６２Ｂがねじシャフト４０の第２支持部４８に対して圧接している。操作部材２の操舵に伴ってねじシャフト４０を回転させると、第２支持部４８と摺擦リング６２の内周面６２Ｂとの間の摩擦が、前述した操舵反力として操作部材２に与えられる。プラグ６１を押圧リング６３側へねじ込むと、ばね６４の付勢力が強くなるので、その分、第２支持部４８と摺擦リング６２の内周面６２Ｂとの間の摩擦が大きくなり、操舵反力も大きくなる。このように、プラグ６１のねじ込み量によって、操舵反力を調整できる。
【００３５】
ナット４１は、環状体である。図２では、説明の便宜上、ナット４１の断面に相当する部分に、右上に延びるハッチングを付している。ナット４１の内周面には、ねじ部５５が形成されている。ナット４１には、ナット４１を軸方向（肉厚方向）に貫通する丸い挿通孔５６が形成されている。挿通孔５６は、単数または複数（この実施形態では２つ）形成されており、複数形成される場合には、周方向に等間隔で形成されている（図３Ａ参照）。ナット４１は、前述した検出領域Ｘに配置されていて、ねじシャフト４０の第２ねじ形成部４７に対して外嵌されている。このとき、ナット４１のねじ部５５が第２ねじ形成部４７のねじ部５２に対して螺合している。つまり、ナット４１は、ねじシャフト４０に螺合しているとともに、ねじシャフト４０と同軸状になっている。そのため、ナット４１の軸方向は、前述した軸方向Ｊと同じである。
【００３６】
ナットガイド４２は、軸状体であり、ナット４１の挿通孔５６と同じ数（ここでは２つ）だけ設けられている。ナットガイド４２では、その軸方向（ナットガイド４２の長手方向でもある）における両端部に、ナットガイド４２の径方向外側へ張り出す抜止フランジ５７が一体的に設けられている。ナットガイド４２は、検出領域Ｘにおいて、ねじシャフト４０の第２ねじ形成部４７と平行に配置されていて、ナット４１の挿通孔５６に対して１つずつ挿通されている。つまり、各ナットガイド４２（詳しくは両端の抜止フランジ５７の間の部分）は、対応する挿通孔５６においてナット４１を貫通している。
【００３７】
ストッパ４３は、ハウジング７の径方向に沿って延びる板状体であって、検出領域Ｘにおけるハウジング７の内周面に固定されており、当該内周面からねじシャフト４０の第２ねじ形成部４７側へ延びている。ストッパ４３は、ナット４１の軸方向両側に設けられている。各ストッパ４３において、軸方向Ｊから見て、ナット４１の各挿通孔５６と重なる位置には、ストッパ４３を軸方向Ｊに貫通する丸い保持孔５８が備えられている。なお、図２では、説明の便宜上、ストッパ４３の断面に相当する部分に、右下に延びるハッチングを付している。
【００３８】
なお、図２において、軸方向Ｊにおける同じ位置に２つ表われているストッパ４３（ナット４１に対して軸方向Ｊの両側における上下２つのストッパ４３）は、第２ねじ形成部４７を非接触で取り囲む環状体の一部として一体化されていてもよいし、分離した別部品であってもよい。この実施形態では、軸方向Ｊで同じ位置にある２つのストッパ４３を、それぞれに独立した別部品としている（図３Ｂ参照）。詳しくは、この実施形態では、ナット４１の２つの挿通孔５６に対して軸方向Ｊの両側のそれぞれに１つずつ細長板状のストッパ４３（図３Ｂ参照）を配置しており、ストッパ４３は全部で４つ設けられている。
【００３９】
そして、ナット４１の各挿通孔５６に挿通されたナットガイド４２は、軸方向Ｊにおける挿通孔５６の両側に位置する各ストッパ４３の保持孔５８にも挿通されている。つまり、ストッパ４３は、ナットガイド４２の長手方向（軸方向Ｊと同じ）の両端に１つずつ設けられていて、保持部材として、ナットガイド４２の長手方向における一端側および他端側を保持している。また、各ナットガイド４２の両端の抜止フランジ５７は、対応するストッパ４３においてナット４１側とは反対側の面からはみ出ている。そのため、各ナットガイド４２は、ストッパ４３の保持孔５８から外れることはなく、ナット４１の挿通孔５６およびナット４１の両側の各ストッパ４３の保持孔５８に挿通された状態で維持されている。
【００４０】
ここで、各ナットガイド４２は、挿通孔５６および保持孔５８のそれぞれに対して、若干の遊びを持って挿通されている。換言すれば、各ナットガイド４２は、挿通孔５６および保持孔５８のそれぞれに対して遊嵌されている。
図３Ｂを参照して、力検出センサ４４は、歪センサ（歪ゲージ）５９を含んでいる。歪センサ５９は、少なくともいずれか（この実施形態では１つ）のストッパ４３の保持孔５８に設けられている。詳しくは、歪センサ５９は、ストッパ４３において保持孔５８を区画する内周面４３Ａにおいて、ねじシャフト４０の回転方向（１点鎖線の矢印を参照）におけるナットガイド４２の両側の領域（ハッチングが付された部分を参照）に１つずつ設けられている。つまり、力検出センサ４４は、ねじシャフト４０の回転方向に沿って対向配置される１対の歪センサ５９を含んでいて、１対の歪センサ５９は、保持孔５８の内周面４３Ａに関連して設けられている。
【００４１】
１対の歪センサ５９のうち、ナットガイド４２を基準として、ねじシャフト４０（換言すれば操作部材２）の回転方向における一方側（図３Ｂにおける右側であり、操作部材２を時計方向に回転させる側）の歪センサ５９を「第１歪センサ５９Ａ」ということにする。そして、１対の歪センサ５９のうち、ねじシャフト４０の回転方向における他方側（図３Ｂにおける左側であり、操作部材２を反時計方向に回転させる側）の歪センサ５９を「第２歪センサ５９Ｂ」ということにする。
【００４２】
図４は、歪センサ５９の出力結果を示すグラフである。
第１歪センサ５９Ａは、内周面４３Ａにおいて第１歪センサ５９Ａの周囲の部分が、ナットガイド４２に当接されることで歪んだときに、当該部分の歪（歪の値）を検出する。第２歪センサ５９Ｂは、内周面４３Ａにおいて第２歪センサ５９Ｂの周囲の部分が、ナットガイド４２に当接されることで歪んだときに、当該部分の歪を検出する。第１歪センサ５９Ａが検出した歪から、第２歪センサ５９Ｂが検出した歪を差し引いた値を、「出力差」と定義すると、ナットガイド４２が内周面４３Ａにおいて第１歪センサ５９Ａ側に強く当接していれば、出力差は、正の値となり、ナットガイド４２が内周面４３Ａにおいて第２歪センサ５９Ｂ側に強く当接していれば、出力差は、負の値となる（図４参照）。１対の歪センサ５９を含む力検出センサ４４は、この出力差を検出する。
【００４３】
そして、図２を参照して、ユーザが操作部材２を操舵することによって時計方向または反時計方向に回転させると、回転軸６およびねじシャフト４０も操作部材２と共回りする。このとき、ねじシャフト４０に螺合したナット４１もねじシャフト４０と共回りしようとする。しかし、ナット４１の各挿通孔５６に対してナットガイド４２が挿通されていることによって、ナット４１は回転できず、代わりに、ナットガイド４２（換言すれば、ねじシャフト４０の軸方向Ｊ）に沿ってスライドする。つまり、ナットガイド４２は、ねじシャフト４０の回転に伴ってナット４１をねじシャフト４０の軸方向Ｊに沿って移動させる。
【００４４】
たとえば、ユーザが操作部材２（換言すれば、ねじシャフト４０）を図２における時計方向に回転させると、ナット４１は、ナットガイド４２に沿って操作部材２に近付く方向（図２における右側）へスライドする。このとき、ナット４１の回転を規制しているナットガイド４２には、ナット４１から時計方向の力を受けており、この時計方向の力は、ナットガイド４２が保持孔５８に挿通されたストッパ４３にも作用している。そのため、ナットガイド４２がストッパ４３の内周面４３Ａにおいて時計方向側の第１歪センサ５９Ａに強く当接しているので（図３Ｂ参照）、出力差は、正の値となる（図４参照）。
【００４５】
操作部材２を引き続き同じ方向へ回転させ、最終的に、操作部材２に最も近い側（図２における右側）のストッパ４３にナット４１が当接すると、ナット４１は、これ以上スライドできなくなり、操作部材２は、これ以上同じ方向（時計方向）に回転させることができなくなる。つまり、図２における右側のストッパ４３は、ナット４１がストッパ４３に当接する所定位置以上、軸方向Ｊ（右側）に移動することを規制することによって、時計方向に回転させた場合における操作部材２の端当てをユーザに報知している。
【００４６】
逆に、ユーザが操作部材２を図２における反時計方向に回転させると、ナット４１は、ナットガイド４２に沿って操作部材２から離れる方向（図２における左側）へスライドする。このとき、ナット４１の回転を規制しているナットガイド４２には、ナット４１から反時計方向の力を受けており、この反時計方向の力は、ナットガイド４２が保持孔５８に挿通されたストッパ４３にも作用している。そのため、ナットガイド４２がストッパ４３の内周面４３Ａにおいて反時計方向側の第２歪センサ５９Ｂに強く当接しているので（図３Ｂ参照）、出力差は、負の値となる（図４参照）。
【００４７】
操作部材２を引き続き同じ方向へ回転させ、最終的に、操作部材２から最も遠い側（図２における左側）のストッパ４３にナット４１が当接すると、ナット４１は、これ以上スライドできなくなり、操作部材２は、これ以上同じ方向（反時計方向）に回転させることができなくなる。つまり、図２における左側のストッパ４３は、ナット４１がストッパ４３に当接する所定位置以上、軸方向Ｊ（左側）に移動することを規制することによって、反時計方向に回転させた場合における操作部材２の端当てをユーザに報知している。
【００４８】
このように、第１歪センサ５９Ａおよび第２歪センサ５９Ｂを含む力検出センサ４４（図３Ｂ参照）は、前述した出力差を検出することによって、ナットガイド４２がナット４１から受ける力を間接的に検出しているとともに、ナットガイド４２がストッパ４３に与える力の方向（前述した時計方向または反時計方向）も検出している。
力検出センサ４４が検出した出力差は、制御装置１９（図１参照）に入力される。制御装置１９は、入力された出力差に応じて、出力差が正であれば、操作部材２の操舵方向が図２における時計方向であると判断し、出力差が負であれば、操作部材２の操舵方向が図２における反時計方向であると判断する。このように、制御装置１９には、操舵角センサ８が検出した操舵角度θ（図１参照）だけでなく、力検出センサ４４が検出した出力差（操作部材２の操舵方向）も入力されるようになっている。
【００４９】
図１を参照して、たとえば、操舵角センサ８に異常が発生した場合には、制御装置１９には、操舵角センサ８から検出結果（操舵角度θ）が入力されなくなる。この場合、制御装置１９は、操舵方向検出ユニット１１の力検出センサ４４（図３Ｂ参照）から入力された出力差によって、ユーザによる操作部材２の操舵方向を取得する。そして、出力差が正である場合（操作部材２の操舵方向が時計方向である場合）には、出力差が正である期間または出力差が正になってから所定の期間内において、車輪４が所定の速さで右向きに所定角度だけ転舵するように転舵アクチュエータ１７を駆動制御する。一方、出力差が負である場合（操作部材２の操舵方向が反時計方向である場合）には、出力差が負である期間または出力差が負になってから所定の期間内において、車輪４が所定の速さで左向きに所定角度だけ転舵するように転舵アクチュエータ１７を駆動制御する。
【００５０】
以上のように、ステアバイワイヤ式の操舵装置１では、操舵角センサ８によって操作部材２の操舵角度θを検出するだけでなく、操舵方向検出ユニット１１によって操作部材２の操舵方向を検出することもできる。よって、操舵角センサ８に異常が発生しても、転舵機構５は、フェイルセーフ機構としての操舵方向検出ユニット１１が検出した操舵方向に基づいて車輪４を転舵させることができる。つまり、操舵装置１は、操舵角センサ８が正常な場合より精度が落ちるものの、操舵角センサ８の異常時においても操舵を最低限維持できる。
【００５１】
ここで、操舵方向のみを検出する操舵方向検出ユニット１１は、図２に示すように、ねじシャフト４０、ナット４１、ナットガイド４２および力検出センサ４４を含む安価かつ簡素な構成である。操舵方向検出ユニット１１は、操作部材２の操舵（ねじシャフト４０の回転）に伴ってナット４１がねじシャフト４０の軸方向Ｊに沿って移動する際にナットガイド４２がナット４１から受ける力に基づいて、操作部材２の操舵方向を検出できる。このような操舵方向検出ユニット１１を用いれば、操作部材２の操舵角度（操舵方向および操舵量の両方）を検出する操舵角センサ８（図１参照）を操舵方向検出ユニット１１の代わりに別途設ける場合に比べて、部品点数増加やコスト上昇を回避できる。
【００５２】
つまり、操舵角センサ８の異常時においても操舵を継続できる構成を、部品点数増加やコスト上昇を回避しつつ実現し、操舵装置１の冗長性を確保できる。特に、既存の操作機構３に、操舵方向検出ユニット１１を追加する場合にも、操作機構３における大幅な設計変更が省略できるので、部品点数増加やコスト上昇の回避を確実に達成できる。
また、図３Ｂに示す力検出センサ４４は、１対の歪センサ５９が検出した力（ナットガイド４２がストッパ４３に与える力）の方向に基づいて、ナットガイド４２がナット４１から受ける力を間接的に検出することができる。また、力検出センサ４４を、１対の歪センサ５９によって簡素に構成できる。よって、操舵角センサ８の異常時においても操舵を継続できる構成を、部品点数増加やコスト上昇を一層回避しつつ実現できる。
【００５３】
また、１対の歪センサ５９が関連して設けられた保持孔５８にナットガイド４２が挿通されていることから、保持孔５８が備えられた保持部材（ストッパ４３）に対してナットガイド４２が与える力の方向を、１対の歪センサ５９によって高精度に検出することができる。また、１対の歪センサ５９を保持孔５８の内周面４３Ａに関連して設けることで、力検出センサ４４を簡素に構成できる。よって、操舵角センサ８の異常時においても操舵を継続できる構成を、部品点数増加やコスト上昇を一層回避しつつ実現できる。
【００５４】
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の実施形態では、ストッパ４３が、ナットガイド４２の長手方向における両端側に設けられていたので、操舵方向検出ユニット１１は、操作部材２の時計方向および反時計方向の両方向の操舵方向を検出できる（図２参照）。しかし、当該両方向のうちいずれか一方の操舵方向が検出できればよいのであれば、ストッパ４３は、ナットガイド４２の長手方向における一端側または他端側だけに設けられていればよい。
【００５５】
また、力検出センサ４４として、歪センサ５９の代わりに、圧電素子などで構成された感圧センサを用いることもできる。
また、力検出センサ４４を、ストッパ４３でなく、ナットガイド４２においてナット４１の挿通孔５６に収容された部分に設けてもよい。この場合、力検出センサ４４は、ナットガイド４２がナット４１から受ける力を直接検出することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…操舵装置、２…操作部材、３…操作機構、４…車輪、５…転舵機構、８…操舵角センサ、１１…操舵方向検出ユニット、４０…ねじシャフト、４１…ナット、４２…ナットガイド、４３…ストッパ、４３Ａ…内周面、４４…力検出センサ、５８…保持孔、５９…歪センサ、Ｊ…軸方向、θ…操舵角度
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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