(57)【要約】【課題】転舵比を可変する転舵比可変システム（ＶＧＲＳ）や操舵部材と転舵輪との間の機械的なリンクを断つステア・バイ・ワイヤ・システム（ＳＢＷＳ）では、アクチュエータに異常が生じたときに対するフェールセーフ対策が重要である。【解決手段】反力付与機構２１、伝達力調整機構６及び転舵機構４の何れか、例えば反力用アクチュエータ２２及び伝達力調整用アクチュエータ２０が故障すると、反力制御部３１による反力制御及び伝達力調整部３２による伝達力調整制御を中止する。遊星ギヤ機構１４のうちのリングギヤ１８をプランジャ２５によって回転不能に拘束することで、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）を達成する。転舵制御部３３が通常の電動パワーステアリング装置における操舵補助制御と同様にして転舵用アクチュエータ１２を制御する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪を転舵させるためのアクチュエータを含む転舵機構と、
操舵部材に操舵反力を与えるためのアクチュエータを含む反力付与機構と、
操舵部材又は転舵輪の少なくとも一方へ付与する伝達力を調整するためのアクチュエータを含み、転舵機構と反力付与機構の間に配置される伝達力調整機構と、
転舵機構のアクチュエータを制御するための転舵制御部と、
反力付与機構のアクチュエータを制御するための反力制御部と、
伝達力調整機構のアクチュエータを制御するための伝達力制御部と、
転舵制御部、反力制御部及び伝達力制御部を統括制御する主制御部と、
車両の操向の制御に関連する情報を検出する車両状態検出手段と、
転舵機構、反力付与機構及び伝達力調整機構の少なくとも一つの異常を検出するための異常検出手段と、
車両状態検出手段及び異常検出手段の出力信号を主制御部、転舵制御部、反力制御部及び伝達力制御部のそれぞれに入力するための互いに独立した複数の信号入力手段とを備え、
異常検出手段によって何れかの機構の異常が検出されると、転舵制御部、反力制御部及び伝達力制御部のうち、異常検出手段によって異常が検出された機構のアクチュエータに対応する制御部による制御が中止され、残りの制御部が対応する機構の制御を実施することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、上記残りの制御部を用いて実施される対応する機構に対する制御は、上記残りの制御部が対応する機構に対して通常実施している制御とは異なる制御を含むことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項２において、上記異常検出手段によって反力付与機構の異常が検出されたときに、転舵制御部が転舵機構のアクチュエータを操舵補助のために駆動制御し、伝達力制御部が伝達力調整機構のアクチュエータを伝達比可変のために駆動制御することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項２において、上記異常検出手段によって反力付与機構及び転舵機構の異常が検出されたときに、伝達力制御部が伝達力調整機構のアクチュエータを伝達比可変のために駆動制御することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項２において、上記伝達力調整機構は、操舵部材に連なる第１要素、転舵輪に連なる第２要素、並びに、上記第１要素及び第２要素を関連付けると共に伝達力を調整するためのアクチュエータに駆動連結される第３要素を有する差動伝達機構を含み、
さらに、上記第３要素を回転不能に拘束する回転不能拘束手段、及び上記差動伝達機構の何れか２つの要素の相対回転を拘束する相対回転拘束手段のうちの何れか一方を備え、
上記異常検出手段によって反力付与機構の異常が検出されたときに、上記残りの制御部が、上記回転不能拘束手段及び相対回転拘束手段の何れか一方を用いて操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結を達成すると共に、上記残りの制御部に対応する機構のアクチュエータを操舵補助のために駆動制御す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、操舵部材の操作に基づいて転舵輪を転舵させる車両用操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリングホイール等の操舵部材の操舵量に応じて転舵輪の転舵量の比（転舵比）を可変とする転舵比可変システム（ＶＧＲＳ：　Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｇｅａｒ　Ｒａｔｉｏ　Ｓｙｓｔｅｍ　）として、遊星ギヤ機構と、遊星ギヤ機構の例えばリングギヤを駆動する転舵比可変用の電動モータとを備える車両用操舵装置が種々提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、近年、ステアリングホイール等の操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結を解き、操舵伝達系の一部を電気的な経路で構成する、いわゆるステア・バイ・ワイヤ・システム（単にＳＢＷＳとも称する）の車両用操舵装置が提供されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−７７７５１号公報
【特許文献２】
特開平１−２３３１７０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のＶＧＲＳやＳＢＷＳの車両用操舵装置では、例えば転舵比可変用の電動モータや転舵用の電動モータに断線等を生じたとき等に対するフェールセーフ対策が重要である。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ＶＧＲＳやＳＢＷＳにおいて、アクチュエータの故障発生時にも良好な操舵を達成することができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、転舵輪を転舵させるためのアクチュエータを含む転舵機構と、操舵部材に操舵反力を与えるためのアクチュエータを含む反力付与機構と、操舵部材又は転舵輪の少なくとも一方へ付与する伝達力を調整するためのアクチュエータを含み、転舵機構と反力付与機構の間に配置される伝達力調整機構と、転舵機構のアクチュエータを制御するための転舵制御部と、反力付与機構のアクチュエータを制御するための反力制御部と、伝達力調整機構のアクチュエータを制御するための伝達力制御部と、転舵制御部、反力制御部及び伝達力制御部を統括制御する主制御部と、車両の操向の制御に関連する情報を検出する車両状態検出手段と、転舵機構、反力付与機構及び伝達力調整機構の少なくとも一つの異常を検出するための異常検出手段と、車両状態検出手段及び異常検出手段の出力信号を主制御部、転舵制御部、反力制御部及び伝達力制御部のそれぞれに入力するための互いに独立した複数の信号入力手段とを備え、異常検出手段によって何れかの機構の異常が検出されると、転舵制御部、反力制御部及び伝達力制御部のうち、異常検出手段によって異常が検出された機構のアクチュエータに対応する制御部による制御が中止され、残りの制御部が対応する機構の制御を実施することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明では、何れかの機構に異常が発生したときに、該機構の制御を中止する一方、残りの制御部により対応する機構の制御を実施する。このとき、残りの制御部は、当該制御部に対応する個別の信号入力手段を介して車両状態検出手段及び異常検出手段の検出信号を得ることができる。また、残りの制御部が実施する制御は、当該制御部が対応する機構に対して通常実施している制御であっても良いし、通常実施している制御と異なる制御であっても良い。
【０００８】
すなわち、請求項２記載の発明のように、請求項１において、上記残りの制御部を用いて実施される対応する機構に対する制御は、上記残りの制御部が対応する機構に対して通常実施している制御とは異なる制御を含んでいても良い。例えば、異常を発生していない何れかの機構のアクチュエータに対して操舵補助制御を実施し、該アクチュエータを操舵補助用として用いて、本車両用操舵装置を電動パワーステアリング装置として機能させることが可能である。
【０００９】
具体的には、請求項３記載の発明のように、請求項２において、上記異常検出手段によって反力付与機構の異常が検出されたときに、転舵制御部が転舵機構のアクチュエータを操舵補助のために駆動制御し、伝達力制御部が伝達力調整機構のアクチュエータを伝達比可変のために駆動制御する場合がある。この場合、本車両用操舵装置をＶＧＲ機能を有する電動パワーステアリング装置として機能させることができ、異常発生時にも良好な操舵を達成できる。
【００１０】
また、請求項４記載の発明のように、請求項２において、上記異常検出手段によって反力付与機構及び転舵機構の異常が検出されたときに、伝達力制御部が伝達力調整機構のアクチュエータを伝達比可変のために駆動制御する場合がある。
この場合、本車両用操舵装置をＶＧＲＳとして機能させることができ、異常発生時にも良好な操舵を達成できる。
また、請求項５記載の発明のように、請求項２において、上記伝達力調整機構は、操舵部材に連なる第１要素、転舵輪に連なる第２要素、並びに、上記第１要素及び第２要素を関連付けると共に伝達力を調整するためのアクチュエータに駆動連結される第３要素を有する差動伝達機構を含み、さらに、上記第３要素を回転不能に拘束する回転不能拘束手段、及び上記差動伝達機構の何れか２つの要素の相対回転を拘束する相対回転拘束手段のうちの何れか一方を備え、上記異常検出手段によって反力付与機構の異常が検出されたときに、上記残りの制御部が、上記回転不能拘束手段及び相対回転拘束手段の何れか一方を用いて操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結を達成すると共に、上記残りの制御部に対応する機構のアクチュエータを操舵補助のために駆動制御する場合がある。
【００１１】
この場合、通常時はＳＢＷＳとして機能している本車両用操舵装置が、何れかの機構の異常発生時に、回転不能拘束手段又は相対回転拘束手段を差動伝達機構に作用させて、操舵部材の回転が転舵輪に機械的に伝わるように操舵部材と転舵輪とを機械的に連結（リンク）させ、異常を発生していない機構のアクチュエータを操舵補助用に用いて、本車両用操舵装置を電動パワーステアリング装置として機能させることができる。
【００１２】
ただし、回転不能拘束手段によって差動伝達機構の上記第３要素を回転不能に拘束する場合は、差動伝達機構の第１及び第２要素による伝達比となり、また、相対回転拘束手段によって差動伝達機構の２つの要素の相対回転を拘束する場合は、差動伝達機構全体が一体回転可能となり１：１の伝達比となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、本車両用操舵装置１は、例えばステアリングホイール等の操舵部材２に一体回転可能に連結される第１操舵軸３と、この第１操舵軸３と同軸上に設けられ転舵機構４に連結される第２操舵軸５と、第１及び第２操舵軸３，５間の差動回転を許容し操舵部材２及び転舵輪９の少なくとも一方への伝達力を調整するための伝達力調整機構６と、この伝達力調整機構６と操舵部材２の間の第１の操舵軸３に設けられ操舵部材２に操作反力を与えるための反力付与機構３０とを備える。
【００１４】
転舵機構４は、車両の左右方向に延びて配置された転舵軸７と、この転舵軸７の両端にタイロッド８を介して結合され、転舵輪９を支持するナックルアーム１０と、例えば電動モータからなる転舵用アクチュエータ１２とを備える。転舵軸７はハウジング１１により支承されて軸方向に摺動可能とされており、その途中部に、上記の転舵用アクチュエータ１２が同軸的に組み込まれている。転舵用アクチュエータ１２の駆動回転は、ボールねじ機構等の運動変換機構等によって転舵軸７の摺動に変換され、この転舵軸７の摺動により転舵輪９の転舵が達成される。
【００１５】
転舵軸７の一部には、ラック７ａが形成されており、このラック７ａには、第２操舵軸５の端部に設けられて第２操舵軸５と一体回転するピニオン１３が噛み合わされている。
伝達力調整機構６は、差動伝達機構としての遊星ギヤ機構１４と、遊星ギヤ機構１４を介して操舵部材２及び転舵輪９の少なくとも一方への伝達力を調整するための伝達力調整用アクチュエータ２０とを備える。遊星ギヤ機構１４は、第１操舵軸３の端部に一体回転可能に連結された入力側となる第１要素（太陽部材）としての太陽ギヤ１５と、出力側となる第２要素としてのキャリア１６により回転自在に保持されて太陽ギヤ１５と噛み合う遊星部材としての複数の遊星ギヤ１７と、各遊星ギヤ１７に噛み合う内歯１８ａを内周に持つ第３要素（リング部材）としてのリングギヤ１８とを含む。
【００１６】
リングギヤ１８は外歯１８ｂを形成することで例えばウォームホイールを構成している。この外歯１８ｂは例えばウォームからなる駆動伝達ギヤ１９を介して、伝達力調整用アクチュエータ２０に駆動連結されている。この伝達力調整用アクチュエータ２０は例えば電動モータからなり、そのケーシングは車体の適所に固定されている。
反力付与機構２１は、例えば電動モータからなる反力用アクチュエータ２２と、この反力用アクチュエータ２２の構成する電動モータの回転軸に一体回転可能に連結されるウォーム等の駆動ギヤ２３と、この駆動ギヤ２３に噛み合い、第１操舵軸３に一体回転可能に連結されるウォームホイール等の被動ギヤ２４とを備える。反力用アクチュエータ２２が第１操舵軸３を介して操舵部材２に反力トルクを与える。
【００１７】
本実施の形態の特徴とするところは、車両用操舵装置１が、通常時は、操舵部材２と転舵輪９との間の機械的な連結（リンク）が断たれたＳＢＷＳとして機能するが、反力付与機構２１、伝達力調整機構６又は転舵機構４に異常が発生したときに、異常発生のパターンに応じて、操舵部材２と転舵輪９との間の機械的な連結（リンク）を達成し、正常に作動している機構のアクチュエータを用いて操舵補助力を発生させて電動パワーステアリング装置として機能させる場合がある点にある。
【００１８】
具体的には、回転不能拘束手段としてのプランジャ２５によって、遊星ギヤ機構１４の第３要素であるリングギヤ１８を回転不能に拘束することにより、操舵部材２と転舵輪９との間を機械的に連結して、残りの２要素である例えば太陽ギヤ１５と遊星ギヤ１７との伝達比とする。
プランジャ２５としては、ソレノイドその他の電磁式のプランジャや油圧式のプランジャを用いることができる。また、プランジャ２５に代えて、パウダーブレーキ、ヒステリシスブレーキ、その他公知の電磁ブレーキを用いることができる。ただし、本実施の形態では、電磁式のプランジャ２５を用いる場合に則して説明する。
【００１９】
電磁式のプランジャ２５は、例えばステアリングコラム等の固定部材に固定される固定部２６と、固定部２６から伸縮してリングギヤ１８の外周面に押圧可能な可動部２７とを備える。固定部２６は第１操舵軸３の回りに回動できないようになっている。プランジャ２５は単一でも良いし、リングギヤ１８と同心の円周上に並べて複数設けても良い。プランジャ２５の可動部２７は通常時は図１に示すように縮小され、リングギヤ１８から離反している。
【００２０】
また、プランジャ２５は、例えば内蔵するソレノイドが励磁されることにより、可動部２７を伸長させ、リングギヤ１８に押圧して、リングギヤ１８の回転を拘束する。その結果、操舵部材２の回転がピニオン１３に太陽ギヤ１５とキャリア１６とのギヤ比で伝達されることになる。
本車両用操舵装置１の制御系としては、主制御部３０と、反力付与機構２１の反力用アクチュエータ２２を駆動制御するための反力制御部３１と、伝達力調整機構６の伝達力調整用アクチュエータ２０を駆動制御するための伝達力制御部３２と、転舵機構４の転舵用アクチュエータ１２を駆動制御するための転舵制御部３３を備える。
【００２１】
主制御部３０、反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３はそれぞれ電子制御ユニットにより構成され、各電子制御ユニットは、ＣＰＵ（中央処理装置）、制御プログラムを記憶したＲＯＭ、制御プログラムの実行エリアとして用いられるＲＡＭ等を含む。
反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３は制御信号線Ｆを介して接続されていて互いの間で制御信号をやりとりできるようになっている。
【００２２】
第１操舵軸３には操舵部材２による操舵角を検出するための操舵角検出手段としての操舵角センサ３４が設けられている。また、第２操舵軸５には、当該第２操舵軸５の回転位置に関連して転舵角を検出するための転舵角検出手段としての転舵角センサ３５が設けられている。また、車両の走行速度を検出するための車速検出手段としての車速センサ３６が車両の適所に設けられている。これら操舵角センサ３４、転舵角センサ３５及び車速センサ３６がそれぞれ車両の操向の制御に関連する情報を検出するための車両状態検出手段として機能する。
【００２３】
また、反力付与機構２１の例えば反力用アクチュエータ２２、伝達力調整機構６の例えば伝達力調整用アクチュエータ２０、及び転舵機構４の例えば転舵用アクチュエータ１２の異常発生をそれぞれ検出するための異常検出手段としての異常検出センサ３７，３８，３９が設けられている。
車両センサ３６からの車速信号Ｖ、操舵角センサ３４からの操舵角検出信号Ａ、転舵角センサ３５からの転舵角検出信号Ｂ、及び各異常検出センサ３７，３８，３９からの異常検出信号Ｃ，Ｄ，Ｅが信号入力手段としての信号線Ｌを介して主制御部３０に入力される。
【００２４】
主制御部３０は、各センサ３４〜３９からの検出信号Ｖ，Ａ〜Ｅに基づいて、反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３を制御する。すなわち、主制御部３０は、各センサ３４〜３９の検出信号Ｖ，Ａ〜Ｅのうち、反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３においてそれぞれ必要とされるものを、反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３にそれぞれ伝達したり、反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３を制御するための制御指令を発生したりする。
【００２５】
一方、各センサ３４〜３９からの各検出信号Ｖ，Ａ〜Ｅは、主制御部３０を介さずに、上記の信号線Ｌから独立した信号入力手段としての信号線Ｌ１を介して反力制御部３１に入力されるようになっている。
また、各センサ３４〜３９からの各検出信号Ｖ，Ａ〜Ｅは、主制御部３０を介さずに、上記の各信号線Ｌ，Ｌ１から独立した信号入力手段としての信号線Ｌ２を介して伝達力制御部３２に入力されるようになっている。
【００２６】
また、各センサ３４〜３９からの各検出信号Ｖ，Ａ〜Ｅは、主制御部３０を介さずに、上記の各信号線Ｌ，Ｌ１，Ｌ２から独立した信号入力手段としての信号線Ｌ３を介して転舵制御部３３に入力されるようになっている。
一方、反力用アクチュエータ２２、伝達力調整用アクチュエータ２０及びび転舵用アクチュエータ１２には、対応するドライバ４０，４１及び４２をそれぞれ介して駆動電流が与えられる。
【００２７】
すなわち、反力制御部３１は反力用アクチュエータ２２をドライバ４０を介して駆動制御（電流フィードバック制御）する。伝達力制御部３２は伝達力調整用アクチュエータ２０をドライバ４１を介して駆動制御（電流フィードバック制御）する。転舵制御部３２は転舵用アクチュエータ１２をドライバ４２を介して駆動制御（電流フィードバック制御）する。
また、反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３はそれぞれ対応するドライバ４３，４４及び４５を介して、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）を達成するための電磁式のプランジャ２５に内蔵のソレノイドを励磁するための駆動電流を与えることができるようになっている。
【００２８】
次いで、図２は各制御部３１，３２，３３により実行される舵取り制御の処理について説明するためのフローチャートである。図２を参照して、反力付与機構２１、伝達力調整機構６及び転舵機構４がそれぞれ正常に動作しているか否かが監視されている（ステップＳ１）。
反力付与機構２１、伝達力調整機構６及び転舵機構４に異常が発生していない場合には（ステップＳ１でＮＯ）、反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３の何れかが、電磁式のプランジャ１３の励磁を解除して操舵部材２と転舵輪９との間の機械的な連結（リンク）を解除おくことで（ステップＳ２）、本車両用操舵装置１をＳＢＷＳとして機能させる。
【００２９】
また、反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３が通常の制御を実施する（ステップＳ３）。
すなわち、操舵角検出信号Ａ及び車速検出信号Ｖを主制御部３０を介して入力した反力制御部３１が、反力用アクチュエータ２２によって例えば路面反力に応じた操舵反力を操舵部材２に与えるためのトルクを発生させるべく、検出操舵角及び検出車速に基づいて反力制御を実施する。
【００３０】
また、操舵角検出信号Ａ、転舵角検出信号Ｂ及び車速信号Ｖを主制御部３０を介して入力した転舵制御部３３が、検出操舵角、検出転舵角及び検出車速に基づいて転舵用アクチュエータ１２に対してＳＢＷＳ状態での転舵制御を実施する。これにより、転舵用アクチュエータ１２から、操舵部材２の操作方向に応じた方向に転舵軸７を摺動させるためのトルクが出力され、車両の走行状況や操舵部材２の操作態様に応じた良好な操舵が達成される。
【００３１】
また、操舵角検出信号Ａ、転舵角検出信号Ｂ及び車速信号Ｖを主制御部３０を介して入力した伝達力調整部３２が、伝達力調整用アクチュエータ２０によって遊星ギヤ機構１４の差動回転させることにより、第１操舵軸３に反力用アクチュエータ２２からの駆動力と第２操舵軸５に伝わる転舵用アクチュエータ１２からの駆動力とが干渉し合わないように伝達力を調整する伝達力調整制御（干渉補償制御）を実施する。
【００３２】
こうして、転舵用アクチュエータ１２をＳＢＷＳ状態で駆動制御している間に、反力付与機構２１、伝達力調整機構６又は転舵機構４の何れかの機構に異常が発生すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、異常が発生した機構２１，６又は４のアクチュエータ２２，２０，１２に対する、対応する制御部３１，３２又は３３による制御を中止する（ステップＳ４）。
次いで、ステップＳ５において、反力付与機構２１、伝達力調整機構６又は転舵機構４の何れに異常が発生しているかの、後述する異常発生パターン１〜６に応じて、操舵部材２と転舵機構４との間の機械的な連結（リンク）が必要か否かが判断される。
【００３３】
上記リンクが必要であると判断された場合には（ステップＳ５においてＹＥＳ）、反力付与機構２１、伝達力調整機構６又は転舵機構４のうち正常に動作している機構に対応する制御部３１，３２，３３から対応するドライバ４３，４４又は４５を介して制御信号を出力し、電磁式のプランジャ２５を励磁して操舵部材２と転舵輪９との間の機械的な連結（リンク）を達成する（ステップＳ６）。
一方、上記リンクが必要ないと判断された場合には（ステップＳ５においてＮＯ）、プランジャ２５の励磁を解除して操舵部材２と転舵輪９との間の機械的な連結（リンク）を解除しておく（ステップＳ７）。
【００３４】
次いで、ステップＳ８において、反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３の中で正常な機構が有るか否かが判断される。
反力付与機構２１、伝達力調整機構６及び転舵機構４の中で正常な機構が有るある場合には（ステップＳ８においてＹＥＳ）、何れの機構に異常が生じているかの異常発生パターンに応じた制御を、正常な（異常を発生していない）機構に対して、対応する制御部３１，３２又は３３が実施する（ステップＳ９）。このとき、上記正常な機構２１，６又は４に対応する制御部３１，３２又は３３には、対応する独立した信号線Ｌ１，Ｌ２又はＬ３を介して各センサ３４〜３９の中から必要なセンサからの信号が主制御部３０を介さずに入力される。
【００３５】
一方、反力付与機構２１、伝達力調整機構６及び転舵機構４の全ての機構に異常が発生ている場合には（ステップＳ８にてＮＯ）、ステップＳ９をスキップし、反力制御部３１による反力制御、伝達力制御部３２による伝達力調整制御、転舵制御部３３による転舵制御は実施せず、マニュアルステアリングとして機能させることになる。
表１は通常時及び異常発生時の各パターンにおける、各制御部３１〜３３の制御内容を示している。表１を参照して、各異常発生パターンとこれに対応する制御の組み合わせについて説明する。表１ないし後述の表１において、ＥＰＳ制御は、操舵補助制御を表す。
【００３６】
【表１】
2004122827.tif 000003
【００３７】
１）異常発生パターン１での制御
異常発生パターン１は、反力付与機構２１の例えば反力用アクチュエータ２２に異常が発生し、残りの伝達力調整機構６及び転舵機構４は正常である場合である。この場合、反力制御部３１による反力用アクチュエータ２２に対する反力制御が中止される。
また、この異常発生パターン１では、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）が達成される。このリンク状態で、伝達力制御部３２がドライバ４１を介して伝達力調整用アクチュエータ２０を操舵補助のために駆動制御（操舵補助制御）すると共に、転舵制御部３３がドライバ４２を介して転舵用アクチュエータ１２を操舵補助のために駆動制御（操舵補助制御）する。これにより、本車両用操舵装置１を通常の電動パワーステアリング装置（以下では、単にＥＰＳとも言う）として機能させ、良好な操舵を達成することができる。
２）異常発生パターン２での制御
異常発生パターン２は、反力付与機構２１の例えば反力用アクチュエータ２２及び伝達力調整機構６の例えばアクチュエータ２０に異常が発生し、残りの転舵機構４は正常である場合である。この場合、反力制御部３１による反力用アクチュエータ２２に対する反力制御が中止され、伝達力制御部３２による伝達力調整用アクチュエータ２０に対する伝達力調整制御が中止される。
【００３８】
また、この異常発生パターン２では、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）が達成される。このリンク状態で、転舵制御部３３がドライバ４２を介して転舵用アクチュエータ１２を操舵補助のために駆動制御（操舵補助制御）する。これにより、本車両用操舵装置１を通常のＥＰＳとして機能させ、良好な操舵を達成することができる。
３）異常発生パターン３での制御
異常発生パターン３は、反力付与機構２１の例えば反力用アクチュエータ２２及び転舵機構４の例えば転舵用アクチュエータ１２が異常を発生しており、残りの伝達力調整機構６が正常である場合である。この場合、反力制御部３１による反力用アクチュエータ２２に対する反力制御が中止されると共に、転舵制御部３３による転舵用アクチュエータ１２に対する転舵制御が中止される。
【００３９】
また、この異常発生パターン３では、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）が達成される。このリンク状態で、伝達力制御部３２が、ドライバ４１を介して伝達力調整用アクチュエータ２０を操舵補助のために駆動制御（操舵補助制御）する。これにより、本車両用操舵装置１を通常のＥＰＳ装置として機能させ、良好な操舵を達成することができる。
４）異常発生パターン４での制御
異常発生パターン４は、伝達力調整機構６の例えば伝達力調整用アクチュエータ２０及び転舵機構４の例えば転舵用アクチュエータ１２が異常を発生しており、残りの反力付与機構２１が正常である場合である。この場合、伝達力制御部３２による伝達力調整用アクチュエータ２０に対する伝達力調整制御が中止されると共に、転舵制御部３３による転舵用アクチュエータ１２に対する転舵制御が中止される。
【００４０】
また、この異常発生パターン４では、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）が達成される。このリンク状態で、反力制御部３１がドライバ４０を介して反力用アクチュエータ２２を操舵補助のために駆動制御（操舵補助制御）する。これにより、本車両用操舵装置１を通常のＥＰＳとして機能させ、良好な操舵を達成することができる。
５）異常発生パターン５での制御
異常発生パターン５は、伝達力調整機構６の例えば伝達力調整用アクチュエータ２０に異常が発生しており、残りの反力付与機構２１及び転舵機構４が正常である場合である。この場合、伝達力制御部３２による伝達力調整用アクチュエータ２０に対する伝達力調整制御が中止される。
【００４１】
また、この異常発生パターン５では、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）が断たれ、ＳＢＷＳ状態において、残りの反力制御部３１及び転舵制御部３３は通常と同様の制御を実施する。すわなち、反力制御部３１は反力用アクチュエータ３３に対して反力制御を実施し、転舵制御部３３は転舵用アクチュエータ１２に対してＳＢＷＳ状態での転舵制御を実施し、良好な操舵を達成することができる。
６）異常発生パターン６での制御
異常発生パターン６は、反力付与機構２１、伝達力調整機構６及び転舵機構４の例えばアクチュエータ２２，２０及び１２に異常が発生している場合である。この場合、反力制御部３１による反力制御、伝達力制御部３２による伝達力調整制御、及び転舵制御部３３による転舵制御が中止される。
【００４２】
また、異常発生パターン６では、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）が達成され、このリンク状態において、本車両用操舵装置１を太陽ギヤ１５とキャリア１６との伝達比によるマニュアルステアリングとして機能させ、良好な操舵を達成することができる。
７）異常発生パターン７での制御
異常発生パターン７は、転舵機構４の例えば転舵用アクチュエータ１２に異常が発生している場合である。この場合、転舵制御部３３による転舵制御が中止される。
【００４３】
また、異常発生パターン７では、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）が達成され、このリンク状態において、反力制御部３１が反力用アクチュエータ２２に対して反力制御又は操舵補助制御を実施し、伝達力制御部３２が伝達力調整用アクチュエータ２０に対して操舵補助制御を実施する。これにより、本車両用操舵装置１をＥＰＳとして機能させ、良好な操舵を達成することができる。
【００４４】
なお、上記の１），２），３），５），７）にそれぞれ示された異常発生パターン１，２，３，５，７にそれぞれ対応する制御を、以下の表２乃至下記の８），９），１０），１１），１２）に示すような態様に変更して実施することができる。これらの中で、１１）を除いては、リンクを解かれる態様である。
【００４５】
【表２】
2004122827.tif 000004
【００４６】
８）異常発生パターン１での制御の変更例
反力制御部３１による反力用アクチュエータ２２に対する反力制御が中止される。また、操舵部材２と転舵輪９との間の機械的な連結（リンク）を断つようにされ、このリンクレス状態で、伝達力制御部３２が例えば車両の走行状況等に応じて操舵部材２の回転量と転舵輪９の転舵量との比（伝達比）を設定し、設定した伝達比になるようにドライバ４１を介して伝達力調整用アクチュエータ２０を伝達比調整のために駆動制御（伝達比調整制御）すると共に、転舵制御部３３がドライバ４２を介して転舵用アクチュエータ１２を操舵補助のために駆動制御（操舵補助制御）する。これにより、本車両用操舵装置１をＶＧＲＳと組み合わされたＥＰＳとして機能させ、良好な操舵を達成することができる。
【００４７】
若しくは、リンクレス状態で、伝達力制御部３２が伝達力調整用アクチュエータ２０に対して、伝達比調整制御を実施しつつ且つ反力制御を実施することも可能である。
９）異常発生パターン２での制御の変更例
反力制御部３１による反力用アクチュエータ２２に対する反力制御が中止されると共に、伝達力制御部３２による伝達力調整用アクチュエータ２０に対する伝達力調整制御が中止される。
【００４８】
また、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）を断つようにし、ＳＢＷＳ状態で、転舵制御部３３がドライバ４２を介して転舵用アクチュエータ１２を転舵制御する。これにより、本車両用操舵装置１を操舵部材に対する反力付与のないＳＢＷＳとして機能させ、良好な操舵を達成することができる。
１０）異常発生パターン３での制御の変更例
反力制御部３１による反力用アクチュエータ２２に対する反力制御が中止されると共に、転舵制御部３３による転舵用アクチュエータ１２に対する転舵制御が中止される。
【００４９】
また、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）が断たれ、このリンクレス状態で、伝達力制御部３２が、ドライバ４１を介して伝達力調整用アクチュエータ２０を伝達比調整のために駆動制御（伝達比調整制御）する。これにより、本車両用操舵装置１をＶＧＲＳとして機能させ、良好な操舵を達成することができる。
１１）異常発生パターン５での制御の変更例
伝達力制御部３２による伝達力調整用アクチュエータ２０に対する伝達力調整制御が中止される。また、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）が達成され、このリンク状態において、反力制御部３１が操舵補助制御又は反力制御を実施すると共に、転舵制御部３３が操舵補助制御を実施し、良好な操舵を達成することができる。
１２）異常発生パターン７での制御の変更例
転舵制御部３３による転舵用アクチュエータ１２に対する転舵制御が中止される。また、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）が解かれたリンクレス状態において、反力制御部３１が反力用アクチュエータ２２に対して操舵補助制御又は反力制御を実施し、伝達力制御部３２が伝達力調整用アクチュエータ２０に対して伝達比調整制御を実施する。これにより、本車両用操舵装置１をＥＰＳとして機能させ、良好な操舵を達成することができる。
【００５０】
なお、上記の実施の形態では、操舵部材２と転舵輪９との機械的な連結（リンク）を達成する場合に、遊星ギヤ機構１４の第３要素であるリングギヤ１８を回転不能に拘束するようにしたが、これに代えて、遊星ギヤ機構１４の何れか２つの要素の相対回転を拘束することで、遊星ギヤ機構１４全体を一体回転可能としてリンクを達成するようにしても良い。
その例を、図３を参照しつつ説明する。図３では、図１と異なる構成の部分のみを示してある。すなわち、第１の操舵軸３がアッパ軸３ａとロア軸３ｂに分割され、これらのアッパ軸３ａとロア軸３ｂが、例えばスプライン等を有する継手５０を介して一体回転可能で且つ軸方向に相対移動可能に連結される。
【００５１】
第１の操舵軸３のロア軸３ｂに、太陽ギヤ１５に隣接するテーパ部４６を設けて、これを相対回転拘束手段とする。テーパ部４６は操舵部材２側にいくにしたがってその径が次第に大きくなっている。
また、ロア軸３ｂにラック４７を設け、これにピニオン４８を噛み合わせている。ピニオン４８は駆動手段としての電動モータ４９により回転駆動され、ピニオン４８の回転がラック４７の軸方向移動に変換される。
【００５２】
なお、図示していないが、ピニオン４８及び電動モータ４９は、第１の操舵軸３と一体回転し且つアッパ軸３ａに対する軸方向移動を止められる、すわなち、ロア軸３ｂに対して軸方向移動可能な部材に支持される。
電動モータ４９は、反力制御部３１、伝達力制御部３２及び転舵制御部３３により対応するドライバ５１，５２，５３をそれぞれ介して駆動制御が可能となっている。電動モータ４９がロア軸３ｂを昇降させるのに伴って、テーパ部４６が遊星ギヤ１７から軸方向に離間する拘束解除位置と、遊星ギヤ１７へ噛み込む拘束位置とに変位される。
【００５３】
テーパ部４６が拘束位置にある状態で、太陽ギヤ１５と遊星ギヤ１７（及びキャリア１６）の相対回転が不能となり、遊星ギヤ機構１４全体が一体回転可能となって伝達比１：１として操舵部材２と転舵輪９との間の機械的な連結（リンク）が達成される。逆にテーパ部４６が拘束解除位置にある状態では、リンクが断たれる。
また、上記各実施の形態において、操舵部材２に第１要素としての太陽ギヤ１５が連なり、転舵輪９に第２要素としての遊星ギヤ１７を支持するキャリア１６が連なるようにしたが、これに限らず、操舵部材２に連なる第１要素、及び転舵輪９に連なる第２要素を、太陽ギヤ１５、キャリア１６及びリングギヤ１８の中から何れか２つを選び、残りのギヤを第３要素として、該第３要素に伝達力調整用アクチュエータ２０を駆動伝達可能に連結するようにすれば良い。
【００５４】
また、操舵部材２に付与される操舵トルクを検出するための操舵トルク検出手段としてのトルクセンサを設け、このトルクセンサの検出信号を、他のセンサ３４〜３９の検出信号Ｖ，Ａ〜Ｅと同様に各信号線Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を介して対応する制御部３０〜３３に入力して各制御部３１〜３３による制御に用いるようにしても良い。
また、例えば、遊星ギヤ機構１４に代えて、遊星ローラ機構その他の差動伝達機構を用いることが可能であり、その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１の車両用操舵装置の舵取り制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置の要部の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　車両用操舵装置
２　　操舵部材
３　　第１操舵軸
３ａ　アッパ軸
３ｂ　ロア軸
４　　転舵機構
５　　第２操舵軸
６　　伝達力調整機構
７　　転舵軸
７ａ　ラック
９　　転舵輪
１２　転舵用アクチュエータ
１３　ピニオン
１４　遊星ギヤ機構（差動伝達機構）
１５　太陽ギヤ（第１要素）
１６　キャリア（第２要素）
１７　遊星ギヤ（第２要素）
１８　リングギヤ（第３要素）
１８ａ　内歯
１８ｂ　外歯
１９　駆動伝達ギヤ
２０　伝達力調整用アクチュエータ
２１　反力付与機構
２２　反力用アクチュエータ
２３　駆動ギヤ
２４　被動ギヤ
２５　プランジャ（回転不能拘束手段）
３０　主制御部
３１　反力制御部
３２　伝達力制御部
３３　転舵制御部
３４　操舵角センサ（車両状態検出手段）
３５　転舵角センサ（車両状態検出手段）
３６　車速センサ（車両状態検出手段）
３７〜３９　異常検出センサ（異常検出手段）
４０〜４５　ドライバ
４６　テーパ部（相対回転拘束手段）
４９　電動モータ
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３　信号線（信号入力手段）
Ｖ　　車速検出信号
Ａ　　操舵角検出信号
Ｂ　　転舵角検出信号
Ｃ，Ｄ，Ｅ　異常検出信号
Ｆ　　制御信号線
【図１】
2004122827.tif 000005
【図２】
2004122827.tif 000006
【図３】
2004122827.tif 000007