(57)【要約】【課題】  商品性の低下を抑えつつ、大きなチルト作動が可能な操舵装置を提供すること。【解決手段】  制御ユニット５０は、回転角センサ１５により検出された回転角が所定の角度範囲φ0±α外（Ｓ１８：Ｎｏ）であって第１電磁クラッチ１３が遮断状態（Ｓ２０）であるときに、転舵用電動モータ３２を駆動してユニバーサルジョイント１４の回転角が上記所定の角度範囲φ0±αとなるように制御する。この回転角制御によってユニバーサルジョイント１４の回転角が制御されて第１操舵軸１２１および第２操舵軸１２２を大きな角度でチルト作動させることができる。また、回転角制御は第１電磁クラッチ１３が遮断状態であるときに行われるので、回転角制御中に操舵ハンドル１１が回転しない。よって、商品性の低下を抑えつつ、操舵軸を大きくチルト作動することが可能な操舵装置を提供することができる。【選択図】  図１
2008195157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルに連結し、操舵ハンドルの操舵操作により回転する第１操舵軸と、
前記第１操舵軸に連結可能に配置された第２操舵軸と、
前記第１操舵軸と前記第２操舵軸との間に介挿され、前記第１操舵軸と前記第２操舵軸とが連結された連結状態と前記第１操舵軸と前記第２操舵軸との連結が遮断された遮断状態とを切り換え可能な第１連結遮断装置と、
転舵輪を転舵するための駆動力を発生する転舵アクチュエータと、
前記転舵アクチュエータに連結可能に配置され、前記転舵アクチュエータの駆動力が伝達されることにより回転する第３操舵軸と、
前記第２操舵軸と前記第３操舵軸との間に設けられ、前記第２操舵軸が前記第３操舵軸に対して揺動可能且つ前記第２操舵軸と前記第３操舵軸との間のトルク伝達が可能となるように前記第２操舵軸を前記第３操舵軸に連結する連結部材と、
前記連結部材の回転角を検出する回転角検出手段と、
前記回転角検出手段により検出された回転角が所定の角度範囲外であって前記第１連結遮断装置が遮断状態であるときに、前記転舵アクチュエータを駆動することにより前記連結部材の回転角が前記所定の角度範囲内の回転角となるように前記連結部材の回転角を制御する制御手段と、
を備える車両の操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転舵装置において、
転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、
前記第３操舵軸と前記転舵アクチュエータとの間に介挿され、前記第３操舵軸と前記転舵アクチュエータとが連結された連結状態と前記第３操舵軸と前記転舵アクチュエータとの連結が遮断された遮断状態とを切り換え可能な第２連結遮断装置とを更に備え、
前記制御手段は、前記連結部材の回転角を制御する直前に前記転舵角検出手段により検出された転舵角を記憶し、前記連結部材の回転角を制御した後に、前記第２連結遮断装置を遮断状態とするとともに、前記転舵アクチュエータを駆動して転舵輪が記憶された転舵角になるように転舵輪の転舵角を制御することを特徴とする、車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵装置に係り、特に、操舵ハンドルに連結した操舵軸を大きくチルト作動させることが可能な操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗降性の向上や盗難防止を目的として、操舵ハンドルおよびこの操舵ハンドルに連結した操舵軸を大きくチルト作動（チルトアゥエイ）させる操舵装置が提案されている。また、このような大きなチルト作動を実現するために、ユニバーサルジョイント等の自在継手に操舵軸を連結し、このユニバーサルジョイントを揺動中心としてチルト作動させる構造も提案されている。
【０００３】
特許文献１には、操舵軸をユニバーサルジョイント（カルダンジョイント）に連結し、このユニバーサルジョイントを揺動中心として操舵軸を通常（運転時用）のチルト調整範囲を超えた角度までチルト作動させ得る構造とした操舵装置が記載されている。この特許文献１に記載の発明は、電動モータ（例えば電動パワーステアリング装置に用いられる電動モータ）などによってユニバーサルジョイントを強制的に回転させることによりユニバーサルジョイントが最大の折り曲げ角度で屈曲できる向きにして、確実に操舵軸を大きくチルト作動させることができる操舵装置を提案している。
【特許文献１】特開２００５−２５４８８４号公報
【発明の開示】
【０００４】
特許文献１に記載の操舵装置は、電動モータによってユニバーサルジョイントを最大の折り曲げ角度で屈曲できる向きに回転させることによって、操舵軸の大幅なチルト作動を可能とさせているが、このとき電動モータの駆動によりユニバーサルジョイントとともに操舵軸に連結した操舵ハンドルも回転してしまう。このため意図せぬ操舵ハンドルの挙動に対してドライバーが不快感を覚えるなどの商品性の低下につながるという問題がある。したがって、本発明は、このような商品性の低下を抑えつつ、大きなチルト作動が可能な操舵装置を提供することを技術的課題とする。
【０００５】
上記課題を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルに連結し、操舵ハンドルの操舵操作により回転する第１操舵軸と、前記第１操舵軸に連結可能に配置された第２操舵軸と、前記第１操舵軸と前記第２操舵軸との間に介挿され、前記第１操舵軸と前記第２操舵軸とが連結された連結状態と前記第１操舵軸と前記第２操舵軸との連結が遮断された遮断状態とを切り換え可能な第１連結遮断装置と、転舵輪を転舵するための駆動力を発生する転舵アクチュエータと、前記転舵アクチュエータに連結可能に配置され、前記転舵アクチュエータの駆動力が伝達されることにより回転する第３操舵軸と、前記第２操舵軸と前記第３操舵軸との間に設けられ、前記第２操舵軸が前記第３操舵軸に対して揺動可能且つ前記第２操舵軸と前記第３操舵軸との間のトルク伝達が可能となるように前記第２操舵軸を前記第３操舵軸に連結する連結部材と、前記連結部材の回転角を検出する回転角検出手段と、前記回転角検出手段により検出された回転角が所定の角度範囲外であって前記第１連結遮断装置が遮断状態であるときに、前記転舵アクチュエータを駆動することにより前記連結部材の回転角が前記所定の角度範囲内の回転角となるように前記連結部材の回転角を制御する制御手段と、を備える車両の操舵装置としたことにある。この場合、上記所定の角度範囲は、連結部材により第２操舵軸が第３操舵軸に対して揺動可能となる角度範囲であるのがよい。さらに、上記所定の角度範囲は、連結部材により上記第２操舵軸が第３操舵軸に対して所定角度以上の大きな角度まで揺動可能となる角度範囲、すなわち上記第１操舵軸および第２操舵軸が連結部材を揺動中心として所定の大きな角度までチルト作動可能となるような角度範囲であるのがよい。
【０００６】
上記発明によれば、連結部材の回転角が上記所定の角度範囲外である場合には、制御手段によって転舵アクチュエータが駆動され、この転舵アクチュエータの駆動により第３操舵軸が回転する。第３操作軸の回転は第３操舵軸と第２操舵軸とを連結する連結部材に伝わり、連結部材も回転する。このため連結部材の回転角が調整されて、所定の角度範囲内となるようにされる。
【０００７】
このように制御手段によって連結部材の回転角が所定の角度範囲となるように制御することができるので、この所定の角度範囲を、連結部材によって第２操舵軸が第３操舵軸に対して揺動可能となる角度範囲とすることにより、より好ましくは連結部材によって第２操舵軸が第３操舵軸に所定角度以上の大きな角度まで揺動可能となる角度範囲とすることにより、第２操舵軸およびこの第２操舵軸に連結した第１操舵軸を上記所定方向に大きくチルト作動することができる。そして、このような制御手段による連結部材の回転角制御は第１連結遮断装置が遮断状態であるときに行われるので、転舵アクチュエータの駆動による連結部材の回転によって第２操舵軸は回転するものの、遮断状態にある第１連結遮断装置を介して第２操舵軸に連結する第１操舵軸およびこの第１操舵軸に連結する操舵ハンドルは回転しない。したがって、連結部材の回転角制御中は操舵ハンドルが回転しないために不意に操舵ハンドルが動くこともない。よって、商品性の低下を抑えつつも、大きくチルト作動することが可能な操舵装置を提供することができる。
【０００８】
上記連結部材は、第２操舵軸または第３操舵軸からの回転を受けて回転して相手側の軸部材にトルクを伝達するトルク伝達部材である。また、上記連結部材は、所定の回転角のときに第２操舵軸が第３操舵軸に対して所定方向に揺動可能となるように第２操舵軸と第３操舵軸とを連結するものであってもよいし、いわゆるユニバーサルジョイントと呼ばれる自在継手のように連結部材の回転角にかかわらず第２操舵軸が第３操舵軸に対して所定方向に揺動可能となるように第２操舵軸と第３操舵軸とを連結するものであってもよい。第２操舵軸は連結部材を揺動中心として揺動可能であればよい。また、上記回転角とは、所定の基準となる回転方向位置（回転位置）から連結部材が回転したときの軸回り方向の角度変位をいう。
【０００９】
連結部材として適用可能であるユニバーサルジョイントは、２つの軸間に動力を伝達するために用いられるカップリング装置である。具体的構成の一例としては、一対のヨークアームを持つ２つのヨークと十字状に直交する４本のスパイダーアームを持つ十字ピンを備え、対向するスパイダーアームにそれぞれのヨークを連結して、十字ピンを介して２つのヨークを交差状に連結した構成とされる。このような構造のユニバーサルジョイントを採用した場合には、ユニバーサルジョイントの回転角にかかわらず一方のヨークが他方のヨークに対して十字ピンを揺動中心として揺動可能であるが、回転角によってはヨークの干渉などによって揺動角度が小さくなる場合がある。このような場合に本発明の回転角制御によって、揺動角度が小さくならない角度範囲、言い換えれば揺動角度が大きくなる角度範囲となるようにユニバーサルジョイントを回転制御することにより、第１操舵軸および第２操舵軸を大きくチルト作動することができる。
【００１０】
また、上記第１連結遮断装置の具体的構成の一例としては、入力側部材と、出力側部材と、クラッチ部材とを備え、クラッチ部材の作動によって入力側部材と出力側部材とが連結された連結状態とその連結が遮断された遮断状態とを切り換えるような構成が考えられる。また、クラッチ部材の作動を電磁力により行う電磁クラッチが好適に適用できる。なお、上記第１連結遮断装置は、第１操舵軸と第２操舵軸とのトルク伝達における連結状態と遮断状態を切り換えるものであり、トルク伝達以外の力が第１操舵軸または第２操舵軸に作用した場合には、その力を相手側の軸部材に伝達してもよい。したがって、チルト作動時に例えば第１操舵軸にチルト方向に揺動する力が作用した場合、第１連結遮断装置はこの力を第２操作軸に伝達してもよく、その結果、第１操舵軸、第１連結遮断装置および第２操舵軸が一体としてチルト作動する。
【００１１】
また、本発明の操舵装置の他の特徴は、転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、前記第３操舵軸と前記転舵アクチュエータとの間に介挿され、前記第３操舵軸と前記転舵アクチュエータとが連結された連結状態と前記第３操舵軸と前記転舵アクチュエータとの連結が遮断された遮断状態とを切り換え可能な第２連結遮断装置を更に備えるものとし、また前記制御手段は、前記連結部材の回転角を制御する直前に前記転舵角検出手段により検出された転舵角を記憶し、前記連結部材の回転角を制御した後に、前記第２連結遮断装置を遮断状態とするとともに、前記転舵アクチュエータを駆動して転舵輪が記憶された転舵角になるように転舵輪の転舵角を制御するものとしたことにある。
【００１２】
上記発明によれば、制御手段は、転舵アクチュエータの駆動による連結部材の回転角制御を行う前に転舵角検出手段にて検出された転舵輪の転舵角を記憶する。その後、転舵アクチュエータを駆動して連結部材の回転角が所定の角度範囲内となるように回転角制御を行う。この回転角制御によって連結部材が所定の角度範囲となるように回転角が調整される。このとき、回転角制御に伴って転舵アクチュエータに連結した転舵輪が転舵するために、回転角制御前後で転舵輪の転舵状態が変化する。そこで、本発明においては、制御手段が、回転角制御の後に第２連結遮断装置を遮断状態として転舵アクチュエータと第３操舵軸との連結を遮断し、転舵アクチュエータを駆動して転舵輪が連結部材の回転角制御前に記憶された転舵角になるように転舵輪の転舵角を制御する。このように連結部材の回転角制御後に転舵輪の転舵角制御を行うことにより、連結部材の回転角制御前後において転舵輪の転舵角を一致させることができる。よって、連結部材の回転角制御前後で転舵輪の転舵角が異なることによる違和感をドライバーに生じさせることはない。またこの転舵角制御中は第２連結遮断装置が遮断状態とされているので転舵アクチュエータの駆動力は第３操舵軸およびこの第３操舵軸に連結した連結部材には伝達されず、そのため転舵角制御中に連結部材が回転して回転角制御により調整された回転位置からずれることはない。
【００１３】
なお、上記発明の転舵角制御は、回転角制御によって角度変位を生じた転舵角を元の転舵角に戻す復帰処理ともいえる。したがって、制御手段により記憶される転舵角は、回転角制御開始時の転舵角と等しい角度であればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る車両の操舵装置の概略図である。
【００１５】
この車両の操舵装置１は、ドライバーによって操舵操作される操舵操作装置１０と、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２をドライバーによる操舵操作装置１０の操舵操作に応じて転舵する転舵装置３０とを備えており、操舵操作装置１０と転舵装置３０とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置１０は、ドライバーによって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１と、操舵入力軸１２を備えている。操舵入力軸１２は、第１操舵軸１２１と、第２操舵軸１２２と、第３操舵軸１２３とを備えて構成されている。第１操舵軸１２１は操舵ハンドル１１に連結し、操舵ハンドル１１の操舵操作（回動操作）により回転する。第１操舵軸１２１には、操舵角センサ４１、操舵反力用電動モータ４２および減速機構４３が組み付けられている。操舵角センサ４１は第１操舵軸１２１の基準位置からの回転角度を検出し、出力する。第１操舵軸１２１は操舵ハンドル１１の回動操作量に応じて回転するので、操舵角センサ４１は操舵ハンドル１１の基準位置（例えば操舵ハンドル１１の中立位置）からの操舵角θを検出していることになる。操舵反力用電動モータ４２は、減速機構４３を介して第１操舵軸１２１に軸線回りの回転トルクを与える。操舵反力用電動モータ４２から与えられる回転トルクは、ドライバーが操舵ハンドル１１を回動操作する際における操舵反力として作用し、この操舵反力によってドライバーは操舵ハンドル１１を操舵操作するときに適度な操舵感を得る。
【００１６】
第１操舵軸１２１の一端（操舵ハンドル１１が連結されている端とは反対側の端）は、第１電磁クラッチ１３に接続されている。第１電磁クラッチ１３は、入力軸１３１と、出力軸１３２と、入力軸１３１と出力軸１３２とを連結または遮断するためのクラッチ部１３３を備え、これらが一体としてハウジング１３４に収容された公知のクラッチ部材であり、電磁力によってクラッチ部１３３が作動することにより、入力軸１３１と出力軸１３２との連結状態と遮断状態を切り換えるものである。上記第１操舵軸１２１の一端はこの第１電磁クラッチ１３の入力軸１３１に接続されている。また、第１電磁クラッチ１３の出力軸１３２は第２操舵軸１２２に連結している。したがって、第１電磁クラッチ１３は、第１操舵軸１２１と第２操舵軸１２２とを連結して回転トルクが伝達可能となる連結状態と、第１操舵軸１２１と第２操舵軸１２２との連結を遮断して回転トルクの伝達が不能となる遮断状態とを切り換える連結遮断装置として機能する。
【００１７】
第２操舵軸１２２は上述のように一端が第１電磁クラッチ１３の出力軸１３２に連結していて、第１操舵軸１２１に連結可能に配置されている。また第２操舵軸１２２の他端はユニバーサルジョイント１４に連結している。ユニバーサルジョイント１４は、第１ヨーク１４１と、第２ヨーク１４２と、これら第１ヨーク１４１および第２ヨーク１４２を連結する十字ピン１４３を備える公知の自在継手であり、第１ヨーク１４１から入力される回転トルクは第２ヨーク１４２に伝達されるとともに、第１ヨーク１４１は十字ピン１４３を揺動中心として第２ヨーク１４２に対して自在方向に揺動可能とされる。第２操舵軸１２２の他端は、このユニバーサルジョイント１４の第１ヨーク１４１に接続している。また、ユニバーサルジョイント１４の第２ヨーク１４２は、第３操舵軸１２３の一端に連結している。したがって、ユニバーサルジョイント１４は、第２操舵軸１２２と第３操舵軸１２３との間に設けられ、第２操舵軸１２２が第３操舵軸１２３に対して揺動可能且つ第２操舵軸１２２と第３操舵軸１２３との間のトルク伝達が可能となるように第２操舵軸を第３操舵軸１２３に連結する連結部材として機能する。
【００１８】
図に示すように、第３操舵軸１２３には回転角センサ１５が取り付けられている。この回転角センサ１５は第３操舵軸１２３が所定の基準となる回転方向位置（回転位置）から回転したときの角度変位を回転角として検出し、出力する。なお、第３操舵軸１２３が回転すると、それに同期してユニバーサルジョイント１４も回転する。したがって、回転角センサ１５は、ユニバーサルジョイント１４の所定の基準となる回転方向位置からの回転角φを検出して出力するものといえる。また、第３操舵軸１２３の端部には図に示すようにケーブル４４の一端が接続されている。このケーブル４４は第３操舵軸１２３の回転を受けて回転する。ケーブル４４の他端は転舵装置３０に接続されている。
【００１９】
上記した第１操舵軸１２１、第２操舵軸１２２および第３操舵軸１２３は、図に示すように同軸上に連結されて操舵入力軸１２を形成しており、ドライバーによる操舵ハンドル１１の操舵操作によってこれらが軸回りに回転する。このとき第１電磁クラッチ１３が連結状態である場合には、操舵ハンドル１１の操舵操作によって第１操舵軸１２１、第２操舵軸１２２および第３操舵軸１２３が全て同軸回転し、一方第１電磁クラッチ１３が遮断状態である場合には、操舵ハンドル１１の操舵操作によって第１操舵軸１２１のみが回転する。
【００２０】
転舵装置３０は、ラックバー３１と、転舵用電動モータ３２と、ねじ送り機構３３を備えている。ラックバー３１は車両の左右方向に延びて配置されており、その両端には図示省略したタイロッドおよびナックルアームを介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２はラックバー３１の軸線方向の変位により左右に転舵される。転舵用電動モータ３２はラックバー３１の外周に図示しないハウジングに収容された状態で組み付けられている。転舵用電動モータ３２の回転は、ねじ送り機構３３により減速されるとともにラックバー３１の軸線方向の変位に変換される。このラックバー３１の軸線方向の変位により転舵輪である左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵される。したがって、転舵用電動モータ３２は、転舵輪を転舵するための駆動力を発生する転舵アクチュエータに相当する。
【００２１】
また、転舵装置３０は、軸線回りに回転可能な操舵出力軸３４も有している。操舵出力軸３４の下端にはピニオンギヤ３４ａが固定されており、同ピニオンギヤはラックバー３１に設けたラック歯３１ａに噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。したがって、操舵出力軸３４は、ラックバー３１およびねじ送り機構３３を介して転舵用電動モータ３２に連結されていることになり、転舵用電動モータ３２が回転するとその回転力によって操舵出力軸３４も回転する。さらに、転舵装置３０には、転舵角センサ３５が取り付けられている。この転舵角センサ３５はラックバー３１のハウジング（図示省略）に組み付けられて、ラックバー３１の基準位置からの軸線方向の変位量を検出して出力する。なお、この転舵角センサ３５は、操舵出力軸３４に組み付けられて、同出力軸３４の中立位置からの回転角を検出してもよい。ラックバー３１の基準位置からの軸線方向の変位量や、操舵出力軸３４の中立位置からの回転角は、転舵輪である左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の基準位置（例えば車輪の中立位置）からの転舵角に応じて変化するので、転舵角センサ３５は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δを検出し、出力していることになる。
【００２２】
図に示すように操舵出力軸３４の上端には第２電磁クラッチ１６が連結している。この第２電磁クラッチ１６も上述の第１電磁クラッチ１３と同様に、入力軸１６１と、出力軸１６２と、クラッチ部１６３を有しており、これらが一体的にハウジング１６４に収納されている。また、入力軸１６１がケーブル４４に接続され、出力軸１６２が操舵出力軸３４に接続されている。そして、クラッチ部１６３が作動して入力軸１６１と出力軸１６２とが連結されると、ケーブル４４と操舵出力軸３４が連結されて両者間のトルク伝達が可能な連結状態となり、入力軸１６１と出力軸１６２との連通が遮断されるとケーブル４４と操舵出力軸３４との連結が遮断されて両者間でのトルク伝達が不能な遮断状態となる。ケーブル４４は第３操舵軸１２３に連結し、また操舵出力軸３４はラックバー３１およびねじ送り機構３３を介して転舵用電動モータ３２に連結しているため、この第２電磁クラッチ１６は、第３操舵軸１２３と転舵用電動モータ３２との間に介挿され、第３操舵軸１２３と転舵用電動モータ３２とが連結されて転舵用電動モータ３２の回転トルクが第３操舵軸１２３に伝達可能となる連結状態と、第３操舵軸１２３と転舵用電動モータ３２との連結が遮断されて転舵用電動モータ３２の回転トルクが第３操舵軸１２３に伝達不能となる遮断状態とを切り換える連結遮断装置に相当する。
【００２３】
また、本実施形態の操舵装置１は制御ユニット５０を備えている。この制御ユニット５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とする。制御ユニット５０は、操舵角センサ４１、回転角センサ１５、転舵角センサ３５などの各種センサからの検出情報を入力する。制御ユニット５０には上記の他に車速センサからの車速や、操舵トルクセンサからの操舵トルクが入力されてもよい。そして、制御ユニット５０は、入力された情報を基に、操舵反力用電動モータ４２、転舵用電動モータ３２、第１電磁クラッチ１３、第２電磁クラッチ１６などの駆動部を、図示しない駆動回路を介して駆動制御する。
【００２４】
上記構成の操舵装置１において、通常の運転中は、第１電磁クラッチ１３および第２電磁クラッチ１６は共に遮断状態とされている。したがって、操舵ハンドル１１の操舵操作は第１操舵軸１２１に伝達されるが、第２操舵軸１２２や第３操舵軸１２３には伝達されない。通常の運転中、操舵角センサ４１にて検出される操舵角θなどが制御ユニット５０に入力され、これらの入力情報から制御ユニット５０は左右前輪ＦＷ１、ＦＷ２が操舵ハンドル１１の回動操作量に応じて転舵するように、転舵用電動モータ３２に適切な駆動制御指令を出力する。これにより転舵用電動モータ３２が駆動し、転舵用電動モータ３２の回転駆動力がねじ送り機構３３を介してラックバー３１の軸力に変換されてラックバー３１が軸方向移動し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵が実行される。またこれと同時に制御ユニット５０は操舵反力用電動モータ４２に駆動指令を出力する。これを受けて操舵反力用電動モータ４２は操舵トルクに対抗する反力を発生する。この反力によりドライバーは操舵ハンドル１１から適度な操舵感を得る。
【００２５】
上述のように通常運転中（正常時）は第１電磁クラッチ１３および第２電磁クラッチ１６はともに遮断状態であるので、ドライバーによる操舵ハンドル１１の操舵操作は第１電磁クラッチ１３と第２電磁クラッチ１６との間に配設されている第２操舵軸１２２、ユニバーサルジョイント１４、第３操舵軸１２３およびケーブル４４には伝達されない。したがって、操舵ハンドル１１の操舵操作は制御ユニット５０を介した電気的な処理により転舵装置３０に伝達されて、転舵装置３０が駆動する。一方、操舵操作装置１０に異常が生じたときは、上記の電気的な処理により転舵装置３０に操舵ハンドル１１の操舵操作量を伝えるのではなく、機械的連結により操舵ハンドル１１の操舵操作量を直接転舵装置３０に伝えるようにする。このため異常時には第１電磁クラッチ１３および第２電磁クラッチ１６を共に連結状態とする。これにより、第１電磁クラッチ１３を介して第１操舵軸１２１と第２操舵軸１２２が連結されるとともに、第２電磁クラッチ１６を介してケーブル４４および第３操舵軸１２３と操舵出力軸３４とが連結される。このため、操舵ハンドル１１の回転は第１操舵軸１２１、第１電磁クラッチ１３、第２操舵軸１２２、ユニバーサルジョイント１４、第３操舵軸１２３、ケーブル４４、第２電磁クラッチ１６を介して転舵装置３０（操舵出力軸３４）に機械的に伝達され、この機械的な伝達により転舵装置３０が作動して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵される。
【００２６】
本実施形態の操舵装置１は、ユニバーサルジョイント１４をチルト中心として、操舵ハンドル１１、第１操舵軸１２１、第１電磁クラッチ１３および第２操舵軸１２２が一体的にチルト作動する。このチルト作動は、運転時における操舵ハンドルの位置を調整するために行われる通常のチルト作動の他、乗降性や車両空間内の有効利用などを考慮して車両停止時に大きな角度でチルト作動するチルトアゥエイを行うこともできるようにされている。例えば、図１の実線で示す位置が実際の運転中の操舵ハンドル１１の位置とした場合、チルトアゥエイ時におけるチルト作動により図の点線で示すように操舵ハンドル１１がほぼ垂直になるようにされる。これにより乗降性が良好になるとともに、車両空間内を有効に利用することができる。
【００２７】
このようなチルトアゥエイにおけるチルト作動時には、ユニバーサルジョイント１４の第１ヨーク１４１が第２ヨーク１４２に対して十字ピン１４３を中心として大きく揺動するが、ユニバーサルジョイント１４はその軸回りの回転角度によって揺動角度が制限される状態が存在する。具体的には、十字ピン１４３を構成する十字状に伸びた４本のスパイダーアームの軸回りに第１ヨーク１４１が揺動する場合には第１ヨーク１４１は第２ヨーク１４２に対して大きく揺動することが可能であるが、スパイダーアームの軸回り方向から傾いた方向に第１ヨーク１４１が揺動する場合には、ヨーク同士の干渉によって揺動角度が制限される。ここで、操舵ハンドル１１、第１操舵軸１２１および第２操舵軸１２２がチルトする方向（チルト方向）は決められているから、この決められたチルト方向とユニバーサルジョイント１４が大きく揺動をすることが可能な方向とが一致していない場合には、大きな角度でチルト作動を行うことができないことになる。
【００２８】
このユニバーサルジョイント１４は、上記に述べた異常状態のときは操舵ハンドルの操舵操作に伴って回転する場合がある。また正常状態のときでも何らかの外力が付与されて回転する場合も考えられる。このような場合には、チルト方向とユニバーサルジョイント１４が大きく揺動可能である方向とがずれている場合も十分考えられる。よって、このような不具合を防止するために、本実施形態では、転舵用電動モータ３２を用いてユニバーサルジョイント１４を回転させることで、チルト方向とユニバーサルジョイント１４が大きく揺動可能である方向（以下、この方向を大揺動方向と呼ぶこともある）とを合わせている。以下、この制御について説明する。
【００２９】
制御ユニット５０は、図２に示すチルトアゥエイ制御プログラムを所定の時間間隔ごとに実行する。このチルトアゥエイ制御プログラムは図２のステップＳ１０にて開始され、制御ユニット５０は次のステップＳ１２にてチルトアゥエイ信号指示の入力が有るかを判定する。このチルトアゥエイ信号指示の入力は、ドライバーからチルトアゥエイを行うための指示が入力されたか、または、自動的にチルトアゥエイが実行される場合においてはイグニッションキーがＯＦＦ状態にされたかなどにより判断される。このステップＳ１２にてチルトアゥエイ信号指示入力が無い場合はステップＳ４２に進んでこのプログラムの実行を終了する。チルトアゥエイ信号指示入力が有る場合はステップＳ１４に進む。
【００３０】
ステップＳ１４では、制御ユニット５０は車両が停止状態であるかを判定する。この判定は、図示しない車速センサから入力される車速が０であるか、また、図示しないシフトポジションセンサから入力されるシフトノブ（変速機）のポジション位置がパーキング位置であるか、また、イギニッションキーが抜き取られたか、などにより判断される。車両が停止状態でない場合、つまり車両が動いている場合には、チルト作動する状況ではないと判断し、ステップＳ４２に進んでこのプログラムの実行を終了する。車両が停止状態である場合は、ステップＳ１６に進む。
【００３１】
ステップＳ１６では、制御ユニット５０は回転角センサ１５にて検出した回転角φを取り込む。次いで、制御ユニット５０はステップＳ１８に進み、取り込んだ回転角φが基準回転角φ0に対して±αの範囲内であるかを判定する。ここで、基準回転角φ0は、ユニバーサルジョイント１４の大揺動方向とチルト方向とが一致するときのユニバーサルジョイント１４の軸回りの回転角である。本実施形態のようにユニバーサルジョイント１４が十字ピンを持つ構造であれば、ユニバーサルジョイント１４が１回転するごとに９０°間隔で４つの回転角位置にて大きく揺動できるポイントが存在する。つまり、ユニバーサルジョイント１４は、１回転あたり、９０°ごとに、チルト方向と大揺動方向が一致する回転角を有する。この回転角を例えば０°、９０°、−９０°、１８０°（−１８０°）とした場合、上記基準回転角φ0が０°、９０°、−９０°、１８０°とされる。
【００３２】
また、ステップＳ１８におけるαはチルト方向と大揺動方向とがずれていても依然として大きくチルト作動することができる許容範囲の上限角度変位量であり、例えば５°とすることができる。したがって、φ0を０°、９０°、−９０°、１８０°とし、αを５°とすると、ステップＳ１８では、検出された回転角φが、−５°〜５°、または８５°〜９５°、または−８５°〜−９５°、または、１７５°〜１８５°（−１７５°）の範囲内であるかを判定することになる。φがφ0±αの範囲内である場合は、その状態で大きくチルト作動を行うことができるので、この場合はステップＳ４０に進み、チルト作動を行う。これにより、図示しないチルト用の電動モータが駆動して第１操舵軸１２１、第２操舵軸１２２が一体にチルト作動されて、図１の点線で示す位置まで大きくチルト作動がなされる。
【００３３】
一方、ステップＳ１８にてφがφ0±αの範囲外である場合はチルト方向と大揺動方向とがずれているために第１操舵軸１２１および第２操舵軸１２２を大きくチルト作動させることができない。よって、この場合は大きなチルト作動を可能とするための調整処理を行うためにステップＳ１９に進む。
【００３４】
ステップＳ１９では、制御ユニット５０は転舵角センサ３５から入力される現在の転舵角を転舵角δ0として記憶する。この転舵角δ0は、後述する回転角制御処理を実行する直前（言い換えれば回転角制御処理実行時）の転舵角である。次に、制御ユニット５０はステップＳ２０に進み、このステップＳ２０にて第１電磁クラッチ１３を遮断状態とする。これにより第１操舵軸１２１と第２操舵軸１２２との連結が遮断される。続いて制御ユニット５０はステップＳ２２に進み、第２電磁クラッチ１６を連結状態とする。これにより操舵出力軸３４およびこれに連結した転舵用電動モータ３２と第３操舵軸１２３とがケーブル４４を介して連結される。次いで、制御ユニット５０はステップＳ２４に進んで転舵用電動モータ３２を駆動する。これにより転舵用電動モータ３２が回転し、この回転がねじ送り機構３３を介して直線駆動力としてラックバー３１に伝達されて、ラックバー３１が軸方向に駆動する。これとともに、ラックバー３１にラックアンドピニオン機構により連結した操舵出力軸３４が回転する。操舵出力軸３４の回転は、上記ステップＳ２２にて連結状態とされた第２電磁クラッチ１６およびケーブル４４を介して第３操舵軸１２３に伝達されて、第３操舵軸１２３も回転する。このため第３操舵軸１２３に連結されたユニバーサルジョイント１４が回転する。
【００３５】
上記のようにしてユニバーサルジョイント１４が回転すると、回転角センサ１５により検出されるユニバーサルジョイント１４の回転角φが変化する。そして、制御ユニット５０は、次のステップＳ２６にて上記ステップＳ１８と同様の判定、すなわち現在の回転角φがφ0±αの範囲内であるかを判定する。この判定は、回転角φが上記範囲内になるまで転舵用電動モータ３２の駆動とともに繰り返され、回転角φが上記範囲内になった場合にステップＳ２８に進み、ステップＳ２８にて転舵用電動モータ３２の駆動が停止される。上記のステップＳ２０〜Ｓ２８の処理によって、回転角φがφ0±αの角度範囲内に調整される。これらのステップは、ユニバーサルジョイント１４の回転角を制御する回転角制御処理である。この回転角制御処理によって、操舵入力軸１２がユニバーサルジョイント１４を中心に大きく揺動して大きくチルト作動することができる状態とされる。
【００３６】
上記ステップＳ２０〜Ｓ２８の回転角制御処理により、転舵用電動モータ３２の回転駆動力がラックバー３１にも伝達されてラックバー３１が軸方向移動することによって転舵輪である左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２も転舵する。よって、回転角制御処理を行った後の左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角は、この回転角制御処理を行う直前にステップＳ１９にて記憶した転舵角からずれた角度となっている。したがって、回転角制御の後に、転舵角を元の転舵角に戻す転舵角制御処理を行う。
【００３７】
転舵角制御処理を行うにあたり、制御ユニット５０はステップＳ２８からステップＳ３０に進んで第２電磁クラッチ１６を遮断状態とする。これにより操舵出力軸３４およびこれに連結した転舵用電動モータ３２と第３操舵軸１２３との連結が遮断される。続いてステップＳ３２に進み、転舵角センサ３５から転舵角δを取り込む。次いで制御ユニット５０はステップＳ３４に進み、このステップＳ３４にて転舵用電動モータ３２を再度駆動する。このとき、制御ユニット５０は、上記回転角制御処理を行う際に転舵用電動モータ３２が駆動した駆動方向とは反対の方向に転舵用電動モータ３２を駆動する。これにより転舵用電動モータ３２の回転駆動がラックバー３１に伝達されてラックバー３１が軸方向駆動して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角が変化する。またステップＳ３０にて第２電磁クラッチ１６が遮断状態とされているので、転舵用電動モータ３２の回転駆動力は第３操舵軸１２３には伝達されない。したがって、ステップＳ３４にて転舵用電動モータ３２が駆動しても、この回転駆動は第３操舵軸１２３に連結したユニバーサルジョイント１４に伝達されず、ユニバーサルジョイント１４は上記ステップＳ２０〜Ｓ２８にて調整された角度を維持する。
【００３８】
続いて、制御ユニット５０はステップＳ３６に進み、このステップＳ３６にて現在の転舵角δが上記ステップＳ１９にて記憶した転舵角δ0に一致するかを判定する。このステップＳ３６の処理は、δがδ0に一致するまで、あるいはδがδ0から許容範囲（δ0±γ）内における転舵角となるまで転舵用電動モータ３２の駆動とともに繰り返し行われる。そして、δがδ0となった場合、あるいはδがδ0から許容範囲内の転舵角となった場合にはステップＳ３８に進み、このステップＳ３８にて転舵用電動モータ３２の駆動を停止する。上記ステップＳ３０〜Ｓ３８の転舵角制御処理によって、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角が、回転角制御を行う前の転舵角δ0と同じ転舵角とされる。そして、制御ユニット５０はステップＳ４０に進む。上記のステップＳ２０〜Ｓ２８の回転角制御処理により操舵入力軸１２が大きくチルト作動することができるようにユニバーサルジョイント１４の回転角が調整されているので、このステップＳ４０によりチルト用電動モータを駆動させてチルト作動を行うことにより、第１操舵軸１２１および第２操舵軸１２２を大きな角度でチルト作動することができる。その後ステップＳ４２に進んでこのプログラムの実行を終了する。
【００３９】
以上のように、本実施形態の操舵装置１は、チルトアゥエイを行う際に、制御ユニット５０は、回転角センサ１５により検出された回転角が所定の角度範囲φ0±α外（Ｓ１８：Ｎｏ）であって第１電磁クラッチ１３が遮断状態（Ｓ２０）であるときに、転舵用電動モータ３２を駆動してユニバーサルジョイント１４の回転角が上記所定の角度範囲φ0±αとなるように制御する。この回転角制御によってユニバーサルジョイント１４の回転角が基準回転角φ0±αの角度範囲となるように制御されるので、第１操舵軸１２１および第２操舵軸１２２を大きな角度でチルト作動させることができる。また、ユニバーサルジョイント１４の回転角制御は第１電磁クラッチ１３が遮断状態であるときに行われるので、回転角制御中に操舵ハンドル１１が回転しない。よって、商品性の低下を抑えつつ、操舵軸を大きくチルト作動することが可能な操舵装置を提供することができる。
【００４０】
また、本実施形態の操舵装置１は、制御ユニット５０が、ユニバーサルジョイント１４の回転角制御処理を行う直前に転舵角センサ３５により検出された転舵角δ0を記憶し（Ｓ１９）、回転角制御を行った後に第２電磁クラッチ１６を遮断状態として（Ｓ３０）転舵用電動モータ３２を駆動し（Ｓ３４）、転舵輪が記憶された転舵角になるように転舵角を制御している。このような転舵角制御を行うことにより、回転角制御前後において転舵輪の転舵角を一致させることができる。
【００４１】
以上、本実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、制御ユニット５０が回転角制御処理および転舵角制御処理を行う例を示したが、操舵ハンドル１１を回転させずにユニバーサルジョイント１４の回転角を制御するだけであれば、回転角制御処理のみを行えば足り、転舵角制御処理を行う必要はない。この場合は第２電磁クラッチ１６を省略するとともに、図２に示すプログラムにおいて、ステップＳ３０〜Ｓ３８を省略すればよい。また、本実施形態では連結部材としてユニバーサルジョイント１４を用いた例を説明したが、この連結部材は少なくとも一方向に揺動可能であって、トルク伝達可能な軸継手部材であれば適用可能である。この場合は、回転角制御において、軸継手が揺動可能となる方向とチルト方向とを一致するような制御を行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施形態の操舵装置を示す概略図である。
【図２】制御ユニットが実行するプログラムフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１…操舵装置、１０…操舵操作装置、１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１２１…第１操舵軸、１２２…第２操舵軸、１２３…第３操舵軸、１３…第１電磁クラッチ（第１連結遮断装置）、１３１…入力軸、１３２…出力軸、１３３…クラッチ部、１３４…ハウジング、１４…ユニバーサルジョイント（連結部材）、１４１…第１ヨーク、１４２…第２ヨーク、１４３…十字ピン、１５…回転角センサ（回転角検出手段）、１６…第２電磁クラッチ（第２連結遮断装置）、１６１…入力軸、１６２…出力軸、１６３…クラッチ部、１６４…ハウジング、３０…転舵装置、３２…転舵用電動モータ（転舵アクチュエータ）、３４…操舵出力軸、３５…転舵角センサ（転舵角検出手段）、５０…制御ユニット（制御手段）
【図１】
2008195157.tif 000003
【図２】
2008195157.tif 000004