(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵操作がなされる操作部材と、それぞれが駆動力源を有してその駆動力源の駆動力によって車輪を転舵する複数の転舵系統を含んで構成された転舵装置と、操舵操作に対する反力である操舵反力を前記操作部材に付与する操舵反力付与装置とを備えたステアリング装置であって、
前記操舵反力付与装置が、
(A)操舵反力を発生させる１の反力発生装置と、(B)その１の反力発生装置とは別に、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが失陥した一部失陥時にのみ、操舵反力を発生させる失陥時反力発生装置とを備えることで、前記一部失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を正常時よりも大きくするように構成されており、
前記複数の転舵系統の各々が、
前記駆動力源に供給される電力を制御するとともに、自身が属する前記転舵系統が正常である場合に正常時電力を前記失陥時反力発生装置に継続して供給する一方、自身が属する転舵系統が失陥した場合に正常時電力を前記失陥時反力発生装置に供給しないように構成された駆動電力制御器を備え、
前記失陥時反力発生装置が、
それぞれが、操舵操作に応じて互いに相対動作させられるとともに、その相対動作する方向と交差する方向に相対変位可能に支持され、その交差する方向における相対変位量が設定範囲内となる場合にだけ、互いに係合して前記相対動作に対する抵抗力を発生させる２つの相対動作体と、
前記複数の駆動電力制御器のうちの正常時電力を供給しないものが１つ増加する毎に前記２つの相対動作体を前記交差する方向における設定された向きに設定量ずつ相対変位させ、(a)前記複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えない一部のものの正常時電力が
供給されない場合に、前記２つの相対動作体の相対変位量が設定範囲内になり、(b)前記
複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えるものの正常時電力が供給されない場合に、前記２つの相対動作体の相対変位量が設定範囲を超えるように構成された相対変位装置と を備えることによって、
前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが正常時電力を供給しない場合に操舵反力を発生させるように構成されたことを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記相対変位装置が、
それぞれが、前記複数の駆動電力制御器の各々に対応し、正常時電力の供給がある場合に作動状態となり、正常時電力の供給がない場合に非作動状態となる複数の電磁作動器を備え、
それら複数の電磁作動器の各々が、
前記２つの相対動作体を前記設定された向きに設定量だけ相対変位させるように付勢する弾性体と、正常時電力の供給がある場合に前記弾性体の付勢力に逆らって前記２つの相対動作体を設定された向きと逆向きに設定量だけ相対変位させる電磁石とを含んで構成されるとともに、
作動状態において電磁石の磁力によって前記２つの相対動作体を設定された向きと逆向きに設定量相対変位させた状態を保ち、非作動状態において前記弾性体の付勢力によって前記２つの相対動作体を設定された向きに設定量相対変位させるように構成された請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記失陥時反力発生装置が、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが失陥した多数失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を一部失陥時よりも小さくするように構成された請求項１または請求項２に記載のステアリング装置。
【請求項４】
当該ステアリング装置が、多数失陥時に操作力によって車輪を転舵するために、前記操作部材に入力された操作力を転舵装置に伝達する伝達機構を備えた請求項３に記載のステアリング装置。
【請求項５】
操舵操作がなされる操作部材と、
それぞれが駆動力源を有してその駆動力源の駆動力によって車輪を転舵する複数の転舵系統を含んで構成された転舵装置と、
操舵操作に対する反力である操舵反力を前記操作部材に付与する装置であって、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが失陥した一部失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を正常時よりも大きくする操舵反力付与装置と、
前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが失陥した多数失陥時に、操作力によって車輪を転舵するために、前記操作部材に入力された操作力を転舵装置に伝達する伝達機構と
を備えたステアリング装置であって、
前記操舵反力付与装置が、多数失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を一部失陥時よりも小さくするように構成されたステアリング装置。
【請求項６】
操舵操作がなされる操作部材と、
それぞれが駆動力源を有してその駆動力源の駆動力によって車輪を転舵する複数の転舵系統を含んで構成された転舵装置と、
操舵操作に対する反力である操舵反力を前記操作部材に付与する装置であって、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが失陥した一部失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を正常時よりも大きくする操舵反力付与装置と
を備えたステアリング装置であって、
前記操舵反力付与装置が、一部失陥時において、操舵操作の速さに基づいて操舵反力の増大量を変化させるように構成されたステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作力によらず、転舵装置の駆動力によって車輪を転舵する車両用ステアリング装置に関し、特に転舵装置の失陥に備えたステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両にステアバイワイヤ式のステアリング装置を採用することが検討されている。そのステアバイワイヤ式のステアリング装置は、ステアリングホイール等の操作部材に入力された操作力が転舵装置に伝達されず、操作部材になされた操作を検出し、その検出された操作に基づいて転舵装置を電気的に制御することによって車輪を転舵するステアリング装置である。そのようなステアバイワイヤ式のステアリング装置が、下記特許文献１〜４に記載されている。そのステアリング装置は、操舵操作を行うための操作装置や転舵装置の失陥に対処する手段が設けられる場合がある。例えば、下記特許文献１には、反力モータの失陥時に、ばね部材の弾性力によって操作部材に反力を付与する装置が記載されている。また、例えば、下記特許文献２には、転舵装置の駆動力源としての転舵モータや、その転舵モータを制御する制御装置等が２系統設けられたステアリング装置が記載されている。そのステアリング装置は、転舵モータ，制御装置等が１系統失陥しても、残りの転舵力発生源によって転舵を行うことができるようにされている。さらに、例えば、下記特許文献３には、転舵装置が駆動力を発生することができなくなった場合等に、操作力によって車輪の転舵を行うため、操作部材に入力された操作力を転舵装置に伝達する機構が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３５９００１号公報
【特許文献２】特開２００４−２９１８７７号公報
【特許文献３】特開２００４−１２２８２７号公報
【特許文献４】特開２００４−１８２００８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、上記特許文献１に記載された技術では、例えば、転舵装置の失陥時に操作力を転舵装置に伝達する場合に、操舵反力が過剰になるという問題がある。また、上記特許文献２に記載の記述では、２系統の制御装置が互いの状態を監視しなければならず制御が複雑になること、転舵装置等が２系統とも失陥した場合に対応できないこと等の問題がある。さらに、上記特許文献３に記載の技術では、転舵装置が失陥した場合に、いきなり操作力による転舵を行わねばならなくなり、運転者に大きな負担を強いることとなる虞がある。このような問題は、従来から検討されているステアバイワイヤ式のステアリング装置の問題の一例であり、そのステアリング装置には種々の問題がある。すなわち、従来から検討されているステアバイワイヤ式のステアリング装置には、転舵装置の失陥に、より適切に対応できるようにする等、実用性を向上させるための種々の観点からの改良の余地がある。本発明は、そういった実情を鑑みてなされたものであり、より実用的な車両用ステアリング操作装置を得ることを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１のステアリング装置は、それぞれが自身の駆動力によって車輪を転舵する複数の転舵系統を含んで構成された転舵装置と、操舵操作に対する反力である操舵反力を操作部材に付与する操舵反力付与装置とを備えたステアバイワイヤ式のステアリング装置とされ、その操舵反力付与装置が、１の反力発生装置と、その１の反力発生装置とは別に、複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが失陥した一部失陥時にのみ操舵反力を発生させる失陥時反力発生装置とを備えることで、一部失陥時において、操舵反力を正常時よりも大きくするように構成されたことを特徴とする。より具体的には、複数の転舵系統の各々が、駆動力源に供給される電力を制御するとともに、自身が属する転舵系統が正常である場合に正常時電力を失陥時反力発生装置に継続して供給する一方、自身が属する転舵系統が失陥した場合に正常時電力を失陥時反力発生装置に供給しないように構成された駆動電力制御器を備え、かつ、失陥時反力発生装置が、（１）それぞれが、操舵操作に応じて互いに相対動作させられるとともに、その相対動作する方向と交差する方向に相対変位可能に支持され、その交差する方向における相対変位量が設定範囲内となる場合にだけ、互いに係合して相対動作に対する抵抗力を発生させる２つの相対動作体と、（２）複数の駆動電力制御器のうちの正常時電力を供給しないものが１つ増加する毎に２つの相対動作体を設定された向きに設定量ずつ相対変位させ、(a)複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えない一部のものの正常時電力が供給されない場合に、２つの相対動作体の相対変位量が設定範囲内になり、(b)複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えるものの正常時電力が供給されない場合に、２つの相対動作体の相対変位量が設定範囲を超えるように構成された相対変位装置とを備えることによって、複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが正常時電力を供給しない場合に操舵反力を発生させるように構成されたことを特徴とする。
【０００５】
本発明の第２のステアリング装置は、複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが失陥した多数失陥時に、操作力によって車輪を転舵するために、操作部材に入力された操作力を転舵装置に伝達する伝達機構とを備えた上記ステアバイワイヤ式のステアリング装置とされ、操舵反力付与装置が、上記一部失陥時に、操作部材に付与する操舵反力を正常時の操舵反力よりも大きくする一方、上記多数失陥時に、一部失陥時よりも操舵反力を小さくするように構成されたことを特徴とする。本発明の第３のステアリング装置は、上記ステアバイワイヤ式のステアリング装置とされ、操舵反力付与装置が、上記一部失陥時において、操作部材に付与する操舵反力を、操舵操作の速さに基づいて正常時の操舵反力よりも大きくするように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の第１のステアリング装置によれば、失陥時反力発生装置によって、一部失陥時に操舵反力を増大させて、素速い操舵操作を抑制することで転舵部の負担を軽減することができる。本発明の第２のステアリング装置によれば、一部失陥時において、操舵反力を増大させて、素速い操舵操作を抑制するとともに、多数失陥時において、一部失陥時より操舵反力を小さくすることで、操作力によって車輪を転舵する際の運転者の負担を軽減することができる。本発明の第３のステアリング装置によれば、操舵操作の速さに基づいて操舵反力を増大させることで、より効果的に素速い操舵操作を抑制することができる。すなわち、本発明によれば実用的なステアリング装置が得られるのである。なお、本発明のステアリング装置の各種態様およびそれらの作用および効果については、以下の、〔発明の態様〕の項において詳しく説明する。
【発明の態様】
【０００７】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から一部の構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００８】
なお、以下の各項において、(1)項，(7)項，(8)項，(9)項，(13)項を合わせたものが請求項１に相当し、請求項１に(14)項の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項１または請求項２に(4)項の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項３に(3)項の技術的特徴を付加したものが請求項４に、それぞれ相当する。また、(1)項と(3)項と(4)項とを合わせたものが請求項５に、(1)項と(2)項とを合わせたものが請求項６に、それぞれ相当する。
【０００９】
（１）操舵操作がなされる操作部材と、
それぞれが駆動力源を有してその駆動力源の駆動力によって車輪を転舵する複数の転舵系統を含んで構成された転舵装置と、
操舵操作に対する反力である操舵反力を前記操作部材に付与する装置であって、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが失陥した一部失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を正常時よりも大きくする操舵反力付与装置と
を備えたステアリング装置。
【００１０】
本項に記載の転舵装置は、複数の転舵系統を備えており、設定数を超えない一部の転舵系統が失陥した一部失陥時に、失陥していない転舵系統によって車輪を転舵する力である転舵力を発生させることができる。具体的には、例えば、２つの転舵系統のうちの１つが失陥した場合には残る１つの転舵系統によって転舵力を発生させることができる。また、例えば、３以上の転舵系統のうちの１以上のものが失陥した場合には残る１以上の転舵系統によって転舵力を発生させることができる。
【００１１】
しかし、一部失陥時には正常時よりも少ない転舵系統で車輪を転舵するため、操作部材が素速く操作されると「転舵の遅れ」が生じる場合がある。つまり、正常時には、ステアリングホイール等の操作部材の操舵量（中立位置から操作された量）に基づいて決定される転舵量（直進位置から転舵された量）の目標値に対する実際の転舵量の「偏差」は小さいが、一部失陥時には、素速い操舵操作によって上記偏差が大きくなってしまう虞がある。すなわち、転舵の遅れが生じる虞があるのである。また、転舵の遅れが生じない場合であっても、一部失陥時に車輪を素速く転舵すると、残りの失陥していない正常な転舵系統（例えば、駆動力源）が大きな負荷を受けて失陥しやすくなる場合がある。
【００１２】
そこで、本項に記載の態様によれば、一部失陥時に操舵反力を増大させて操作部材が素速く操作されないようにすることができ、転舵の遅れが大きくなること、あるいは、失陥していない転舵系統の負荷が大きくなることを抑制することができる。すなわち、本項に記載の態様によれば、一部失陥時において、より適切に車輪が転舵されるようにする等、実用性の高いステアリング装置が得られるのである。なお、運転者に転舵装置の失陥を知得させるだけであれば、操舵反力の増大量を比較的小さくすることができる。それに対して、本項に記載の態様では、正常時と比較して、一部失陥時に相当程度操舵速度が小さくなるまで操舵反力を増大させることが望ましい。例えば、一部失陥時において、運転者が、正常時であれば操作部材が素速く動く程度の操舵操作をしようとした際に、操作部材が素速く動かない程度にまで操舵反力を増大させることにより、転舵の遅れが大きくなることを効果的に抑制することができる。
【００１３】
なお、本項に記載の態様において、一部失陥時の操舵反力が、あらゆる操舵状態（操舵量，操舵速度等）において常に正常時の操舵反力より大きくなる必要はない。操作部材が素速く操作されないようにすることができれば、例えば、限られた操舵状態において操舵反力が増大していれば足りる。具体的には、例えば、緩やかに操舵操作されている状態では正常時と同等以下の大きさの操舵反力を付与し、操舵速度が設定値を超えた場合に操舵反力を増大させることや、操舵量が最大付近となる状態では正常時と同等以下の大きさの操舵反力を付与し、操舵量が設定操舵量以下の状態で操舵反力を増大させること等によっても、操作部材が素速く操作されないようにすることができる。
【００１４】
本項に記載の転舵系統は、駆動力源の他に、例えば、駆動力源に電力を供給するためのインバータ等の駆動回路、その駆動回路に指令を行う制御器等を含むものとすることができる。そして、例えば、いずれか１つの転舵系統に属する駆動力源、駆動回路、制御器等の少なくとも１つの異常によって充分な駆動力を発揮できない、あるいは全く駆動力を発揮できない状態を、その転舵系統が失陥した状態とみなすことができる。本項に記載のステアリング装置は、一部失陥時に操舵反力を増大させる操舵反力増大手段を備えるものと考えることができる。その操舵反力増大手段は、操舵反力付与装置を制御して操舵反力を増大させる反力制御装置とすること、一部失陥時にのみ操舵反力を発生させる失陥時反力発生装置を作動させる手段とすること等ができる。
【００１５】
本項に記載の態様において、基本的には、複数の転舵系統の全てが正常である場合に正常時であるとみなすことができる。しかしながら、複数の転舵系統のうちの少数の一部（例えば、３以上の転舵系統のうちの１つ）が失陥しても転舵系統に大きな負荷をかけずに車輪を素速く転舵できるようにステアリング装置が設計されているような場合には、操舵反力を増大させる必要性は低いため、複数の転舵系統のうちの少数の一部が失陥した状態であっても正常時であるとみなすことができる。
【００１６】
（２）前記操舵反力付与装置が、一部失陥時において、操舵操作の速さに基づいて操舵反力の増大量を変化させるように構成された(1)項に記載のステアリング装置。
【００１７】
上述のように、一部失陥時において、転舵の遅れ、あるいは残りの転舵系統の負荷は、素速い操舵操作がなされた場合に大きくなりやすい。そこで、本項に記載の態様によれば、例えば、操作速度が設定速度を超えた場合にのみ操舵反力を増加させることや、操作速度の増加に応じて操舵反力を増大させること等ができる。したがって、本項に記載の態様は、操舵操作の速さに基づいて操舵反力を増大させることで、より効果的に素速い操舵操作を抑制することができる。すなわち、実用的なステアリング装置が得られるのである。また、操舵操作が速いか否かは、転舵の遅れの大きさから推測することができる。具体的には、一部失陥時において、転舵の遅れが大きい場合は、素速い操舵操作がなされたと判定することができ、小さい場合は緩やかな操作がなされていると判定することができる。したがって、操作速度と同様に、転舵の遅れ（例えば、実際の転舵量の目標値に対する偏差）が設定値を超えた場合にのみ操舵反力を増加させることや、転舵の遅れの増加に応じて操舵反力を増大させること等ができる。
【００１８】
（３）当該ステアリング装置が、
前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが失陥した多数失陥時に、操作力によって車輪を転舵するために、前記操作部材に入力された操作力を前記転舵装置に伝達する伝達機構を備えた(1)項または(2)項に記載のステアリング装置。
【００１９】
（４）前記操舵反力付与装置が、
多数失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を一部失陥時よりも小さくするように構成された(1)項ないし(3)項のいずれかに記載のステアリング装置。
【００２０】
上記２つの態様のうちの前者では、例えば、転舵系統が多数あるいは全て失陥した場合に、転舵系統の負荷が過大となる事態や転舵系統の転舵力によって車輪を転舵できないような事態を回避するために、転舵装置に伝達される操作力によって車輪を転舵することができる。また、多数失陥時に、転舵装置からの反力が伝達機構によって操作部材に伝達される場合には操舵操作が重くなるが、上記２つの態様のうちの後者では、操舵反力を小さくすることにより、小さくしない場合よりも操舵操作を軽くすることができる。したがって、上記後者の態様によれば、一部失陥時において、操舵反力を増大させて、素速い操舵操作を抑制するとともに、多数失陥時において、一部失陥時より操舵反力を小さくすることで、操作力によって車輪を転舵する際の運転者の負担を軽減することができる。なお、多数失陥時の操舵反力の大きさを、例えば、正常時と同じにすることや、正常時よりも小さくすることができる。
【００２１】
（５）前記操舵反力付与装置が、
一部失陥時において、前記操作部材に入力された操作力によって作動させられて、操舵反力を発生させる発電機を含んで構成される発電型反力発生装置を備えた(1)項ないし(4)項のいずれかに記載のステアリング装置。
【００２２】
発電機は、例えば、それの出力端子間を電気的に導通させた場合に、コイルの銅損，インダクタンス等に起因する抵抗力、すなわち、「発電制動力」を発生させる。したがって、出力端子間が導通させられた状態で作動（例えば、回転）させられると、作動速度（例えば、回転速度）に応じた発電制動力を発生させることができ、また、急激な作動速度の増加時には比較的大きな発電制動力を発生させることができる。その発電制動力に依拠する操舵反力を操作部材に付与することにより、容易に素速い操舵操作を抑制することができる。発電機は、例えば、電磁モータを含んで構成することができる。なお、本項の発電型反力発生装置は、後述する失陥時反力発生装置として機能させることができる。また、本項に記載の態様は、一部失陥時において、操舵操作の速さに基づいて操舵反力の増大量を変化させるように構成された態様となり得る。
【００２３】
（６）前記発電型反力発生装置が、
一部失陥時において、前記発電機の出力端子間の電気抵抗を正常時よりも小さくすることによって、操舵反力を増大させるように構成された(5)項に記載のステアリング装置。
【００２４】
発電機によって操舵反力を発生させる場合、それの出力端子間の抵抗が小さいほど発生する発電制動力が大きくなる。よって、一部失陥時に電気抵抗を小さくすることにより発電制動力を増大させることができる。なお、発電機の出力端子間に抵抗を介在させず、出力端子間を短絡させて発電制動力を発生させることもできる。また、本項に記載の操舵反力付与装置は、例えば、出力端子間の電気抵抗の大きさを変化させる可変抵抗器や、出力端子間の電気的な導通の有無をリレー等の電磁作動器（後述する）によって切り換える導通切換器等の操舵反力増大装置を備えるものとすることができる。その操舵反力増大装置は、前述の操舵反力増大手段の一態様となり得る。
【００２５】
なお、本項の発電型反力発生装置は、上記失陥時反力発生装置として機能させる場合には、例えば、操舵反力増大装置によって、正常時に出力端子間の導通を遮断して（開状態）、上記「発電制動力」が発生しないようにし、一部失陥時に出力端子間を導通させて（閉状態）、「発電制動力」が発生するようにすることができる。また、本項の発電型反力発生装置を上記失陥時反力発生装置として機能させる場合に、正常時において発電機が出力端子間の導通が遮断された状態で操舵操作に応じて作動させられるように構成することができる。その場合には、発電機が、導通が遮断された状態で作動させられた場合の作動抵抗が、発電制動力に比較して可及的に小さいものが望ましい。
【００２６】
（７）前記操舵反力付与装置が、
一部失陥時にのみ操舵反力を発生させる失陥時反力発生装置を備えた(1)項ないし(6)項のいずれかに記載のステアリング装置。
【００２７】
本項に記載の態様とは異なるが、操舵反力付与装置が、正常時に操舵反力を発生させる正常時反力発生装置を備えて、一部失陥時に、正常時反力発生装置のみによって、正常時よりも大きな操舵反力を発生させることもできる。それに対して、本項に記載の態様では、例えば、本項の操舵反力付与装置が正常時反力発生装置を備えている場合には、一部失陥時に、正常時反力発生装置および失陥時反力発生装置によって、正常時よりも大きな操舵反力を発生させることができる。また、例えば、一部失陥時に、正常時反力発生装置が反力を発生しないようにされている場合であっても、失陥時反力発生装置によって正常時よりも大きな操舵反力を発生させることができる。すなわち、本項に記載の態様によれば、失陥時反力発生装置によって、一部失陥時に操舵反力を増大させて素速い操舵操作を抑制し、転舵部の負担を軽減することができるのである。
【００２８】
本項の失陥時反力発生装置の態様は、一部失陥時に操舵反力を発生させることができれば特に制限されず、例えば、電力の供給によって駆動力を発生させる電磁モータ、上述の発電機、抵抗力発生機構（例えば、粘性流体によって粘性抵抗力を発生させる機構や、後述する２つの相対動作体の係合によって摩擦抵抗力を発生させる機構等）等を備えるものとすることができる。なお、本項に記載の操舵反力付与装置は、多数失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を一部失陥時よりも小さくするように構成することができる。その場合には、例えば、本項に記載の失陥時反力発生装置を、多数失陥時に発生させる操舵反力を小さくするもの、あるいは多数失陥時に操舵反力を発生させないものとすることができる。また、失陥時反力発生装置が、操舵反力増大装置を備えるものとすることもできる。その場合には、例えば、失陥時反力発生装置の操舵反力増大装置に、後述する正常時電力の供給の有無を変化させることによって操舵反力を発生させる状態と発生させない状態とを切り換えることができる。
【００２９】
（８）前記複数の転舵系統の各々が、前記駆動力源に供給される電力を制御する駆動電力制御器を備え、
その駆動電力制御器が、それが属する前記転舵系統が正常である場合に正常時電力を前記操舵反力付与装置に継続して供給する一方、それが属する前記転舵系統が失陥した場合に正常時電力を前記操舵反力付与装置に供給しないように構成された(1)項ないし(7)項のいずれかに記載のステアリング装置。
【００３０】
ステアリング装置が複数の転舵系統を備えている場合には、例えば、複数の駆動電力制御器間で互いに正常か否かを確認するとともに、正常な駆動電力制御器が操舵反力を増大すべきか否かを決定する必要がある場合がある。それに対して、本項に記載の駆動電力制御器は、正常時電力を操舵反力付与装置に供給するようにされている。したがって、例えば、操舵反力付与装置は正常時電力の供給の有無によって転舵系統が正常であるか否かを判断して操舵反力を増大させることができ、制御器間で互いに正常か否かを確認することを要しない。また、本項に記載の駆動電力制御器は、例えば、正常時電力を操舵反力付与装置に直接的、あるいは間接的に供給するものとすることができる。正常時電力を間接的に供給する場合には、例えば、操舵反力付与装置の操舵反力を変化させるための駆動回路、例えば、操舵反力増大手段を作動させる駆動回路等に指令することによって正常時電力を供給することができる。なお、正常時電力を供給しない場合には、例えば、全く電力が供給されない状態、あるいは正常時電力と異なる大きさの電力が供給される状態となる。また、本項に記載の駆動電力制御器は、例えば、操舵反力付与装置に正常時電力を供給する正常時電力供給部を備えるものとすることができる。
【００３１】
なお、例えば、操舵反力付与装置が失陥時反力発生装置を備えている場合には、正常時電力を失陥時反力発生装置に供給することができる。また、例えば、操舵反力付与装置，失陥時反力発生装置等が操舵反力増大手段を備えている場合には、正常時電力を操舵反力増大手段に供給することができる。
【００３２】
（９）前記操舵反力付与装置が、
前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが正常時電力を供給しない場合に、前記操作部材に付与する操舵反力を、前記複数の転舵系統のうちの全てのものが正常時電力を供給する場合よりも大きくするように構成された(8)項に記載のステアリング装置。
【００３３】
（１０）前記操舵反力付与装置が、
前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが正常時電力を供給しない場合に、前記操作部材に付与する操舵反力を、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが正常時電力を供給しない場合よりも小さくするように構成された(9)項に記載のステアリング装置。
【００３４】
上記２つの態様によれば、複数の駆動電力制御器が他の転舵系統が正常か否かを確認しなくとも、正常時電力の有無によって各転舵系統が失陥したかどうかを容易に判定することができる。また、上記２つの態様のうちの後者は、例えば、転舵系統が多数あるいは全て失陥した場合に、操舵反力を小さくするようにされており、上記伝達機構を備えた態様を採用することが好適である。また、本項に記載の操舵反力付与装置は操舵反力増大装置を備えるものとすることができ、その場合には、操舵反力増大装置を、いくつの転舵系統から正常時電力が供給がされているかによって操舵反力を増大させ、または減少させるものとすることができる。
【００３５】
なお、操舵反力付与装置が失陥時反力発生装置を備えている場合には、例えば、失陥時反力発生装置が、複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが正常時電力を供給しない場合に、操舵反力を発生させるように構成することができる。さらに、例えば、失陥時反力発生装置が、複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが正常時電力を供給しない場合に、操舵反力を発生させないように構成することができる。
【００３６】
（１１）前記操舵反力付与装置が、
それぞれが、前記複数の駆動電力制御器の各々に対応し、正常時電力の供給がある場合に作動状態となり、正常時電力の供給がない場合に非作動状態となる複数の電磁作動器を備え、
前記複数の電磁作動器のうちの設定数を超えない一部のものが非作動状態である場合に、前記操作部材に付与する操舵反力を、全てが作動状態である場合よりも大きくするように構成された(8)項ないし(10)項に記載のステアリング装置。
【００３７】
（１２）前記操舵反力付与装置が、
前記複数の電磁作動器のうちの非作動状態であるものが設定数を超えた場合に、操舵反力を、前記複数の電磁作動器のうちの設定数を超えない一部のものが非作動状態である場合よりも小さくするように構成された(11)項に記載のステアリング装置。
【００３８】
上記２つの態様では、例えば、リレー、ソレノイド、電磁クラッチ等の電磁作動器を、正常時電力で作動させるようにされている。失陥した転舵系統からは正常時電力が供給されないため、失陥した転舵系統に対応する電磁作動器は非作動状態になる。したがって、例えば、一部失陥時に、操舵反力付与装置を作動させる電力の導電路をリレーによって切り換えたり、操舵反力付与装置と操作部材との間の操作力の伝達の有無を切り換える機構をソレノイドによって作動させることができ、操舵反力を増大させることができる。すなわち、操舵反力増大装置は、複数の電磁作動器を含んで構成することができるのである。上記２つの態様のうちの後者は、例えば、転舵系統が多数あるいは全て失陥した場合等、車輪を転舵する力が不足する場合に、操舵反力を増大させないようにされており、上記伝達機構を備えた態様を採用することが好適である。
【００３９】
なお、本項に記載の操舵反力付与装置が失陥時反力発生装置を備えている場合には、例えば、失陥時反力発生装置を、上記複数の電磁作動器を備え、複数の電磁作動器のうちの設定数を超えない一部のものが非作動状態である場合に、操舵反力を発生させるように構成することができる。さらに、例えば、失陥時反力発生装置を、複数の電磁作動器のうちの非作動状態であるものが設定数を超えた場合に操舵反力を発生させないように構成することができる。
【００４０】
（１３）前記操舵反力付与装置が、
それぞれが、操舵操作に応じて互いに相対動作させられるとともに、その相対動作する方向と交差する方向に相対変位可能に支持され、その交差する方向における相対変位量が設定範囲内となる場合にだけ、互いに係合して前記相対動作に対する抵抗力を発生させる２つの相対動作体と、
前記複数の駆動電力制御器のうちの正常時電力を供給しないものが１つ増加する毎に前記２つの相対動作体を前記交差する方向における設定された向きに設定量ずつ相対変位させ、(a)前記複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えない一部のものの正常時電力が供給されない場合に、前記２つの相対動作体の相対変位量が設定範囲内になり、(b)前記複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えるものの正常時電力が供給されない場合に、前記２つの相対動作体の相対変位量が設定範囲を超えるように構成された相対変位装置とを備えた(8)項ないし(12)項に記載のステアリング装置。
【００４１】
本項に記載の態様は、正常時電力の供給が１つ無くなる毎に、つまり、転舵系統が１つ失陥する毎に２つの相対動作体を相対変位させるとともに、それらの相対変位量が設定範囲内になる場合に、２つの相対動作体が互いに係合して抵抗力を発生させるものである。抵抗力の大きさは、例えば、操作力によって２つの相対動作体を相対動作させ得る程度の大きさにすることや、操作力では相対動作不能になるほど大きくすること等ができる。なお、失陥した転舵系統が設定数を超えた場合には、抵抗力を発生させず、上記伝達機構を備えた態様を採用することが好適である。また、本項に記載の態様では、２つの相対動作体の一方のみを変位させることによって相対変位させること、２つの相対動作体の両者を同時あるいは交互に変位させることによって相対変位させること等ができる。
【００４２】
本項に記載の態様によれば、２つの相対動作体が発生させる抵抗力によって操舵反力を発生させることができる。例えば、２つの相対動作体の一方を操作部材に連結し、他方を本項の操舵反力付与装置の本体に固定した場合には、操舵操作に対する抵抗力を操舵反力として操作部材に付与することができる。一方、本項の操舵反力付与装置が、例えば、流体ダンパ等の操舵反力発生装置を備えている場合には、２つの相対動作体が発生させる抵抗力の有無によって、操舵反力発生装置が発生させる操舵反力を操作部材に伝達するか否かを切り換えることができる。具体的には、例えば、２つの相対動作体の一方を操作部材と連結し、他方を操舵反力発生装置の作動部分（例えば、ロータ等）と連結することができ、２つの相対動作体の間に抵抗力が発生した場合にだけ操舵反力発生装置の操舵反力を操作部材に伝達するように構成することができる。
【００４３】
なお、本項に記載の相対変位装置は、操舵反力増大装置の一態様となり得る。また、本項に記載の操舵反力付与装置が失陥時反力発生装置を備えている場合には、その失陥時反力発生装置を、２つの相対動作体と相対変位装置とを備えるものとすることができる。
【００４４】
本項のステアリング装置が、複数の転舵系統として、２つの転舵系統を有している場合には、例えば、相対変位装置が、(a)２つの転舵系統の駆動電力制御器のうちの一方の、正常時電力が供給された場合に、２つの相対動作体の一方を相対動作する方向と交差する方向の設定された位置である第１位置に位置させるとともに、正常時電力が供給されない場合に、２つの相対動作体の一方を第１位置とは異なる位置である第２位置に位置させる第１変位機構と、(b)２つの転舵系統の駆動電力制御器のうちの他方の、正常時電力が供給された場合に、２つの相対動作体の他方を、第２位置に位置する場合の２つの相対動作体の一方と接触し得る位置に位置させ、正常時電力が供給されない場合に、２つの相対動作体の他方を、第１位置に位置する場合の２つの相対動作体の一方と接触し得る位置に位置させる第２変位機構とを備えるものとすることができる。
【００４５】
本項に記載の態様が、上記(11)項に掛かる場合には、相対変位装置を、複数の電磁作動器を備えるものにするとともに、それらのうちの非作動状態になったものが１つ増加する毎に２つの相対動作体を前記交差する方向における設定された向きに設定量ずつ相対変位させ、(a)複数の電磁作動器のうちの設定数を超えない一部のものが非作動状態になった一部失陥時に、２つの相対動作体の相対変位量が設定範囲内になり、(b)複数の電磁作動器のうちの設定数を超えるものが非作動状態になった多数失陥時に、２つの相対動作体の相対変位量が設定範囲を超えるように構成することができる。
【００４６】
（１４）前記相対変位装置が、
それぞれが、前記複数の駆動電力制御器の各々に対応し、正常時電力の供給がある場合に作動状態となり、正常時電力の供給がない場合に非作動状態となる複数の電磁作動器を備え、
それら複数の電磁作動器の各々が、
前記２つの相対動作体を前記設定された向きに設定量だけ相対変位させるように付勢する弾性体と、正常時電力の供給がある場合に前記弾性体の付勢力に逆らって前記２つの相対動作体を設定された向きと逆向きに設定量だけ相対変位させる電磁石とを含んで構成されるとともに、
作動状態において電磁石の磁力によって前記２つの相対動作体を設定された向きと逆向きに設定量相対変位させた状態を保ち、非作動状態において前記弾性体の付勢力によって前記２つの相対動作体を設定された向きに設定量相対変位させるように構成された(13)項に記載のステアリング装置。
【００４７】
本項に記載の態様によれば、正常時において、複数の電磁作動器の全てに正常時電力を供給することによって、２つの相対動作体を設定された向きと逆向きに最大限（設定量の複数倍）相対変位させておき、正常時電力の供給が無くなる毎に、弾性体の付勢力によって２つの相対動作体を設定された向きに設定量ずつ変位させることができる。また、本項のステアリング装置が、複数の転舵系統として、２つの転舵系統を有している場合には、例えば、複数の電磁作動器としての２つの電磁作動器を、それぞれ上記第１，第２変位機構として機能させることができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明のいくつかの実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、決して下記の実施例に限定されるものではなく、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【００４９】
１.  第１実施例．
1.1.  ステアリング装置の概要．
図１に、請求可能発明の一実施例であるステアリング装置を概略的に示す。本ステアリング装置は、操作部１０と、転舵部１２とが機械的に分離されており、操作部材たるステアリングホイール１４になされた操作を検出し、その検出された操作に基づいて転舵部１２を電気的に制御することによって、ステアリングホイール１４に加えられる操作力によらずに、転舵車輪１６（以下、単に「車輪１６」という場合がある）を転舵部１２の駆動力によって転舵するステアリング装置である。また、本システムは、必要に応じて操作部１０と転舵部１２とを機械的に連結して操作力を伝達する連結部１８を備えている。
【００５０】
1.2.  操作部．
操作部１０には、ステアリングホイール１４と、そのステアリングホイール１４を支持するとともに、操舵操作に対する反力である操舵反力をステアリングホイール１４に付与する操舵反力付与装置２０が設けられている。図２に、操舵反力付与装置２０の断面を模式的に示す。操舵反力付与装置２０は、一端部にステアリングホイール１４が取り付けられたシャフト２４と、シャフト２４に回転駆動力を与えて操舵反力を発生させる反力モータ２６と、転舵部１２の転舵力が低下した場合に摩擦抵抗によってステアリングホイール１４を制動する向きの抵抗力である制動抵抗力を発生させる抵抗力発生装置３０とを備えている。なお、この図において、図の右側が車両後方側、つまり運転者側である。また、以下の説明において、車両前方側を「前方側」，車両後方側を「後方側」と呼び分けることとする。
【００５１】
反力モータ２６は、操舵反力付与装置２０の後方側（図において右側）の部分に設けられている。その反力モータ２６は、いわゆるプリントモータであり、抵抗力発生装置３０に固定されたモータハウジング４０と、そのモータハウジング４０内に周上に配設されたステータ４２と、シャフト２４の外周に相対回転不能に固定された２つの円板状のロータ４４とを備えている。そのロータ４４の表面には多数のコイルが形成されており、そのコイルにブラシ４６を介して供給される電力に応じた回転駆動力が発生するようにされている。
【００５２】
抵抗力発生装置３０は、概して円筒状のハウジング５０を有し、そのハウジング５０は、図示を省略する取付部において車体の一部分に固定されている。また、ハウジング５０内部の後方側には、ステアリングホイール１４の操作位置を取得するための操作位置センサ５２が配設されている。その操作位置センサ５２は、回転位置を表すコードが周上に設けられた円板状の回転コード板５４と、その回転コード板５４のコードを検出する光センサ５６とを備えている。その操作位置センサ５２は、光センサ５６の検出結果に基づいてシャフト２４の回転位置を検出することによって、ステアリングホイール１４の操作位置を検出する。
【００５３】
ハウジング５０内部の後方側には仕切壁６０が設けられており、その仕切壁６０およびハウジング５０の後方側端部壁により、それぞれ軸受６４，６６を介して、シャフト２４が回転可能に支持されている。そのシャフト２４の前方側は径が大きくされており、その径が大きくされた部分の先端部には、断面が半円状のボール溝７０が軸方向に形成されたスプライン軸７２が相対回転不能に固定されている。また、そのスプライン軸７２の前方側の端部には操作力を出力する出力軸７４が相対回転不能に固定されている。その出力軸７４は、ハウジング５０の前方側端部壁および仕切壁７６において、軸受７８を介して回転可能に支持されている。そして、シャフト２４，スプライン軸７２，および出力軸７４は、同一軸線回りに一体的に回転するようにされている。また、出力軸７４の前方側端部には、操作力を出力するための出力プーリ７９が相対回転不能に取り付けられている。
【００５４】
スプライン軸７２の外周には、スライド体８０が相対回転不能かつ軸方向に移動可能に嵌められている。そのスライド体８０は、多数のベアリングボール８２を保持するボール保持体８４を備えている。そして、ベアリングボール８２がスプライン軸７２のボール溝７０に嵌ることで、ボール保持体８４が、スプライン軸７２に対して回転不能かつ軸方向に滑らかに移動することが可能にされている。ボール保持体８４の前方側端部には、鋼等の強磁性体を含んで構成された円板状の強磁性部材８６が固定され、後方側端部には、外径の大きくされた円板状の大径部材８８が固定され、それら強磁性部材８６および大径部材８８がボール保持体８４と一体的に移動するようにされている（図３参照）。
【００５５】
大径部材８８の後方側の端面には、弾性体たるばね部材の一種である引張りコイルスプリング９０（以後、「スプリング」と略記する場合がある）の一端部が固定されている。そのスプリング９０の他端部は、シャフト２４に固定され、スライド体８０がスプリング９０によって後方側に向かって付勢されている。一方、出力軸７４の後方側端部には電磁石９２が取り付けられている。その電磁石９２に電力が供給されると、つまり、電磁石９２が作動状態になると、磁力が発生し、その磁力によって強磁性部材８６が引きつけられ、スライド体８０がスプリング９０の付勢力に逆らって前方側へ変位させられるようにされている。また、出力軸７４の外周部には、電磁石９２に電力を供給するための環状電極９４が配設されており、ハウジング５０の内周部には、環状電極９４に電力を供給するブラシ９６が配設されている。そのような構成によって、出力軸７４とともに回転する電磁石９２に電力を供給することができるようにされている。
【００５６】
ハウジング５０の内周部には、鋼等の強磁性体を含んで構成された筒状スライド部材１００が軸方向に移動可能に配設されている。ハウジング５０の内周部には、軸方向に延びる複数のガイド溝１０２が形成されており、筒状スライド部材１００の外周部には、ガイド溝１０２と係合するキー１０４が複数取り付けられている。そのため、筒状スライド部材１００は、ハウジング５０と相対回転不能かつ軸方向に移動可能にされている。その筒状スライド部材１００は、スライド体８０を取り巻くように配置されており、中心に向かって突出する複数の突部１０６を有している。それら複数の突部１０６の各々の内周側の面には、弾性を有する樹脂によって形成された摩擦部材１１０が取り付けられている。その摩擦部材１１０は、大径部材８８と接触した状態では、筒状スライド部材１００とスライド体８０との相対回転に対する抵抗力を発生させる（図３，図４参照）。
【００５７】
筒状スライド部材１００には、それを前方側へ付勢する複数の引張りコイルスプリング１１２（以後、「スプリング」と略記する場合がある）の一端部が固定されている。そのスプリング１１２の他端部は、ハウジング５０の筒状スライド部材１００の前方に位置する部分に固定され、そのスプリング１１２によって筒状スライド部材１００が前方側に変位する向きに付勢されている。一方、ハウジング５０の内周部の、筒状スライド部材１００の後方側の部分には、電磁石１１４が配設されている。その電磁石１１４に電力が供給されると、その電磁石１１４の磁力によって筒状スライド部材１００がスプリング１１２の付勢力に逆らって後方側に引きつけられて変位させられる（図４）。なお、電磁石９２，１１４の各々は、複数のコア（鉄心）およびそのコアの外周に巻き付けられたコイルを有し、それらが一円周上に等角度間隔で配置されたものとすることができる。
【００５８】
以上の説明から分かるように、本実施例において、相対回転（「相対動作」の一態様である）するスライド体８０と筒状スライド部材１００とが、前記「２つの相対動作体」として機能している。また、スライド体８０と筒状スライド部材１００とを、回転軸線方向に相対変位させる、つまり、相対回転する方向と直角に交差する方向に相対変位させる「相対変位装置」が、電磁石９２，１１４、スプリング９０，１１２を含んで構成されている。なお、電磁石９２とスプリング９０とを含んで、１の「電磁作動器」が構成され、電磁石１１４とスプリング１１２とを含んで、別の「電磁作動器」が構成されており、本実施例の「相対変位装置」は、２つの電磁作動器を備えた態様である。また、２つの電磁作動器の各々は、それが含む電磁石に正常時作動電力が供給されている場合に「作動状態」となり、供給されていない場合に「非作動状態」となる。なお、本実施例において、電磁作動器が作動状態・非作動状態であることを、電磁石９２，１１４が作動状態・非作動状態であると表現する場合がある。
【００５９】
本抵抗力発生装置３０は、電磁石９２，１１４の各々が作動状態か非作動状態かによって、スライド体８０と筒状スライド部材１００との相対変位量が変化させられ、抵抗力が発生するか否かが切り換わるようにされている。図３〜図５には、電磁石９２，１１４の少なくとも一方が作動状態にされた場合の抵抗力発生装置３０の断面が示されている。それらの図において、黒い太矢印は、スライド体８０等が電磁石９２等の磁力によって変位させられていることを表し、白抜きの太矢印は、スライド体８０等がスプリング９０等の付勢力によって変位させられていることを表している。
【００６０】
本実施例において、転舵部１２が正常である場合には、図５に示すように、電磁石９２および電磁石１１４の両者が作動状態にされる。本実施例において、スライド体８０と筒状スライド部材１００との相対変位量は正常時を基準とされるため、この図の状態において相対変位量が０になるものとする。正常時において、相対変位量が０であるため設定範囲に達しておらず、摩擦部材１１０と大径部材８８とが接触せず、抵抗力が発生しないようにされている。また、図３，図４に示すように、電磁石９２および電磁石１１４のいずれか一方のみが作動状態である場合に、相対変位量が設定範囲内となるため、摩擦部材１１０と大径部材８８とが接触し、抵抗力が発生するようにされている。さらに、車両の動力停止時等には、図２に示すように、電磁石９２および電磁石１１４の両者が非作動状態にされ、相対変位量が設定範囲を超えるため、摩擦部材１１０と大径部材８８とが接触せず、抵抗力が発生しないようにされている。
【００６１】
1.3.  転舵部．
転舵部１２には、車輪１６を転舵させる転舵装置１４０が設けられている。その転舵装置１４０は、ハウジング１４２と、そのハウジング１４２を車幅方向に貫通した状態で回転不能に支持された転舵ロッド１４４とを備えている。その転舵ロッド１４４は両端部の各々において、ボールジョイント１４６を介してタイロッド１４８と連結されている。そのタイロッド１４８は、車輪１６を回転可能に保持するステアリングナックル１５０に固定されたナックルアーム１５２に連結されている。すなわち、転舵装置１４０は、転舵ロッド１４４を左右に駆動することによって、ステアリングナックル１５０を回転させ、車輪１６の転舵を行うのである。
【００６２】
図６に転舵装置１４０の断面を模式的に示す。転舵装置１４０は、転舵ロッド１４４に形成されたボールねじ部１５４と螺合するボールナット１５６を駆動力源たる転舵モータ１６０（電磁モータ）によって回転駆動することにより、転舵ロッド１４４を左右に駆動する第１駆動部１６２を備えている。２つの転舵モータ１６０の各々は、ハウジング１４２に固定された電磁石を含んで構成されたステータ１６４と、ハウジング１４２に回転可能に支持された円筒状のモータ軸１６６と、そのモータ軸の外周部に固定された永久磁石１６８とを備えている。また、転舵装置１４０は、転舵ロッド１４４に形成されたラックギヤ１７０と噛み合うピニオンギヤ１７１を、操作力によって回転させることによって転舵ロッド１４４を左右に駆動する第２駆動部１７２を備えている。ピニオンギヤ１７１には操作力が入力される入力ローラ１７４（図１参照）が取り付けられている。
【００６３】
なお、ハウジング１４２には、転舵ロッド１４４の転舵位置を検出する転舵位置センサ１７６が配設されている。その転舵位置センサ１７６は、転舵位置を表すコードが軸方向に設けられたコードテープ１７７と、そのコードテープ１７７のコードを検出する光センサ１７８とを含んで構成されている。その転舵位置センサ１７６は、ハウジング１４２に固定された光センサ１７８によって、転舵ロッド１４４に貼付されたコードテープ１７７のコードを検出することにより、転舵位置を検出することができる。
【００６４】
1.4.  連結部．
連結部１８（図１）は、操作力が入力される入力プーリ１８０，操作力が出力される出力ローラ１８２，および，入力プーリ１８０と出力ローラ１８２との間の操作力の伝達の有無を切り換え可能にそれらを連結する電磁クラッチ１８４を備えている。入力プーリ１８０は、シャフト２４と一体的に回転させられる出力プーリ７９とベルト１８６によって接続されており、ステアリングホイール１４になされた操舵操作に応じて回転させられるようにされている。一方、出力ローラ１８２は、伝達ケーブル１９０を介して転舵部１２の入力ローラ１７２と接続されており、操作力を転舵部１２に出力するようにされている。なお、伝達ケーブル１９０は、ガイドチューブ１９２にガイドされており、そのガイドチューブ１９２の中を滑らかに摺動することができるようにされている。
【００６５】
電磁クラッチ１８４は、弾性部材たるばね部材と、入力プーリ１８０と一体的に回転可能に設けられた操作側部材と、出力ローラ１８２と一体的に回転可能に設けられた転舵側部材と、その転舵側部材に配設されてばね部材の付勢力によって操作側部材と係合させられて操作側部材と転舵側部材との相対回転を禁止する相対回転禁止部材と、電力が供給された場合に磁力によって相対回転禁止部材を変位させてそれと操作側部材との係合を解除する電磁石とを備えている。そして、電磁クラッチ１８４に電力が供給されない場合には、操作側部材と転舵側部材との相対回転が禁止されて、つまり、操作部１０と転舵部１２とが機械的に連結されて、ステアリングホイール１４に入力された操作力が転舵装置１４０に伝達される伝達可能状態にされる。また、転舵装置１４０からの反力がステアリングホイール１４に伝達される。一方、電磁クラッチ１８４に電力が供給された場合には、操作側部材と転舵側部材との相対回転が許容されて、つまり、操作部１０と転舵部１２とが機械的に分離されて、ステアリングホイール１４に入力された操作力が転舵装置１４０に伝達されない伝達不能状態にされる。本実施例において、操作力を転舵装置１４０に伝える「伝達機構」は、連結部１８を含んで構成されている。また、本実施例において伝達機構は、連結切換機構たる電磁クラッチ１８４を備えている。
【００６６】
1.5.  電子制御ユニット．
本ステアリング装置は、自身が備える２つの電子制御ユニット２００Ａ，Ｂ（以下、単に「ＥＣＵ」という場合がある）によって制御される（図１）。ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されている。それらＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々には、操作位置センサ５２（θ），転舵位置センサ１７６（δ），車速センサ２１０（Ｖ）等の各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂは、それぞれ駆動電力を変化させて供給可能なインバータ２２０，２２２Ａ，Ｂ、設定された駆動電力を供給するドライバ２２４，２３０Ａ，Ｂにも接続され、ＥＣＵ２００からインバータ２２０等，ドライバ２２４等に各種の制御指令が送信されると、インバータ２２０等からそれぞれ反力モータ２６，転舵モータ１６０に、ドライバ２２４等からそれぞれ電磁クラッチ１８４，抵抗力発生装置３０に電力が供給される。なお、インバータ２２０等，ドライバ２２４等には、車両に搭載されたバッテリ（図示省略）から電力が供給される。
【００６７】
本実施例において、それぞれＡ，Ｂの一方の、ＥＣＵ２００、インバータ２２２、および転舵モータ１６０を含んで１系統の転舵系統が構成されている。そして、本ステアリング装置は、２系統の転舵系統Ａ，Ｂを備える態様とされている。なお、図において、Ａ系統の接続を破線で、Ｂ系統の接続を点線で示した。それら２系統の転舵系統Ａ，Ｂは、互いに同じ構成とされ、互いに独立して同じ動作をするようにされている。したがって、転舵系統Ａ，Ｂのうちの一方が失陥しても、それらの他方によって車輪１６を転舵することができる。なお、以下の説明において、特に必要のない場合には、２つの転舵系統の一方を代表的に説明することとする。
【００６８】
1.6.  ステアリング装置の作動．
以下にステアリング装置の作動について説明する。まず、電磁クラッチ１８４の制御について説明する。電磁クラッチ１８４に電力を供給するドライバ２２４は、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの両者と接続されている。ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々は、それぞれが属する転舵系統が正常である場合には、正常信号をドライバ２２４に継続して供給するようにされている。そして、ドライバ２２４は、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの少なくとも一方から正常信号が供給されている場合に、電磁クラッチ１８４に電力を供給するようにされている。すなわち、２つの転舵系統Ａ，Ｂの少なくとも一方が正常であれば、電磁クラッチ１８４が作動させられて、伝達不能状態にされ、転舵装置１４０の駆動力によって車輪１６が転舵されるのである。また、２つの転舵系統の両者が失陥した場合には、電力の供給が停止されて電磁クラッチ１８４は伝達可能状態にされ、運転者の操作力によって車輪１６を転舵することが可能にされる。
【００６９】
上述のように、本実施例において、通常走行時には、電磁クラッチ１８４がＯＮ状態にされて上記伝達不能状態にされる。その状態では、転舵部１２が発生する操作に対する抵抗力等の反力がステアリングホイール１４に伝達されない。そのため、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々は、操作位置センサ５２，車速センサ２１０の検出結果に基づいて操舵角，車速等を取得するとともに、それら操舵角等に応じて反力モータ２６に供給する電力の目標値である供給電力目標値を決定し、インバータ２２０に目標値を送信する。インバータ２２０は、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの両者から供給電力目標値を受信し、その目標値と等しい大きさの電力を反力モータ２６に供給する。なお、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの供給電力目標値が異なる場合は、大きい方の値が採用される。また、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの一方からのみ電力目標値が送信された場合には、その電力目標値と等しい大きさの電力を反力モータ２６に供給する。そして、反力モータ２６は、供給された電力に応じた回転駆動力をシャフト２４に作用させることによって操舵反力を発生させて、操舵操作に対する手応えを生じさせ、また、ステアリングホイール１４の操作位置を中立位置に復帰させる。
【００７０】
また、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々は、ステアリングホイール１４の操舵角に応じた転舵角である目標転舵角を決定するとともに、転舵位置センサ１７６の検出結果に基づいて取得された車輪１６の転舵角である測定転舵角を取得する。そして、目標転舵角と測定転舵角との偏差に応じた電力の目標値を決定し、それぞれインバータ２２２Ａ，Ｂに目標値を送信して転舵モータ１６０に電力を供給させることによって、転舵装置１４０に車輪１６を転舵させる。ＥＣＵ２００Ａ，Ｂは、目標転舵角の決定において互いに同様の処理を行っており、インバータ２２２Ａ，Ｂに送信される電力の目標値が概ね互いに等しくなり、転舵モータ１６０Ａ，Ｂが発生する駆動力も概ね互いに等しくなる。つまり、２つの転舵系統の両者が正常である場合には、一方の転舵系統によって、車輪１６を転舵する転舵力の約半分の力が発生するようにされている。本実施例において、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々が、駆動力源たる転舵モータ１６０に供給される電力を制御する「駆動電力制御器」としての機能を有している。
【００７１】
本ステアリング装置は、２つの転舵系統が正常である場合に、抵抗力発生装置３０によって操舵操作に対する抵抗力が発生しないようにされている。具体的に説明する。ＥＣＵ２００Ａ，Ｂは、それぞれが属する転舵系統が正常である場合に、転舵系統が正常であることを示す信号である正常信号を、それぞれと対応するドライバ２３０Ａ，Ｂに継続的に供給するようにされている。その正常信号を受信したドライバ２３０Ａ，Ｂの各々は、抵抗力発生装置３０に転舵系統が正常である場合に電磁石９２等を作動させるための電力である正常時作動電力（「正常時電力」の一種である）を供給するようにされている。すなわち、本実施例では、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂが、それぞれドライバ２３０Ａ，Ｂに正常信号を供給することにより、間接的に正常時作動電力が供給されている。本実施例において、ドライバ２３０Ａは、ブラシ９６と接続されており、その電磁石９２に電力が供給されるとスライド体８０が前方側に変位させられる。一方、ドライバ２３０Ｂは、電磁石１１４と接続されており、その電磁石１１４に電力が供給されるとスライド体８０が後方側に変位させられる。すなわち、２つの転舵系統が正常である場合には、電磁石９２，１１４の両者に電力が供給され、大径部材８８と摩擦部材１１０とが接触しない相対位置に位置させられており、操舵操作に対する抵抗力が発生しないのである。
【００７２】
1.7.  失陥時の作動．
２つの転舵系統の一方が失陥した転舵系統一部失陥時（以後、「一部失陥時」と略記する場合がある）の本ステアリング装置の作動について説明する。転舵系統Ａ，Ｂのいずれか１つが失陥した状態は、その転舵系統に属するＥＣＵ２００，インバータ２２２，転舵モータ１６０のいずれか少なくとも１つが異常となり、充分な駆動力を発揮できなくなった状態とされる。ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々は、それが属する転舵系統のインバータ２２２Ａ，Ｂから転舵モータ１６０Ａ，Ｂに供給される電力の大きさ、転舵速度等を監視しており、断線によって電力が流れない状態、充分な電力が供給されているのに転舵が行われない状態等を検知した場合に、転舵系統が異常であると判定する。また、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々は、メインとサブの２つのＣＰＵを備えており、それら２つのＣＰＵの演算値が異なる場合にも、それが属する転舵系統が異常であると判定するようにされている。
【００７３】
ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々は、それが属する転舵系統が異常であると判定した場合に、反力モータ２６，転舵モータ１６０等を制御する部分の機能を停止し、インバータ２２０等，ドライバ２３０等への指令，正常信号の供給を停止するようにされている。インバータ２２０は、上述のように、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの一方からの指令を受けて反力モータ２６に電力を供給する。一方、インバータ２２２Ａ，Ｂは、それぞれＥＣＵ２００Ａ，Ｂからの指令が途絶えると転舵モータ１６０Ａ，Ｂへの電力の供給を停止する。また、インバータ２２２Ａ，Ｂの各々と転舵モータ１６０Ａ，Ｂの各々との間には、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの正常時正常信号の供給を受けて閉状態となるリレー（図示省略）が配設されている。そのリレーは、それが属する転舵系統の異常時に正常信号の供給が停止され、開状態にされる。そのため、失陥した転舵系統に属する転舵モータ１６０は、可及的に小さい抵抗で空転可能な状態にされる。また、ドライバ２３０Ａ，Ｂの各々は、それぞれに対応するＥＣＵ２００Ａ，Ｂからの正常信号の供給が途絶えると、抵抗力発生装置３０に正常時作動電力を供給しなくなるようにされている。
【００７４】
以上に述べた一部失陥時には、転舵系統Ａ，Ｂの一方のみによって車輪１６を転舵する力を発生させるため、転舵速度が小さくなり、図７に示すように、素速い操舵操作がなされた場合に、車輪１６の転舵が遅れて目標転舵角と測定転舵角との偏差が大きくなる場合がある。しかし、本ステアリング装置は、一部失陥時に、失陥した転舵系統から抵抗力発生装置３０に正常時作動電力が供給されなくなることにより、転舵の遅れが抑制されるようにされている。具体的には、正常時作動電力が供給されなくなると、電磁石９２，１１４のいずれか一方の磁力が消失し、スライド体８０と筒状スライド部材１００とのいずれか一方がスプリング９０，１１２の付勢力によって変位させられて、摩擦部材１１０と大径部材８８とが接触し、操舵操作に対する抵抗力を発生させるようにされている（図３，図４）。その抵抗力は、２つの転舵系統が正常であった場合、つまり正常時よりも大きくなるように摩擦部材１１０と大径部材８８との摩擦抵抗が調節されている。
【００７５】
上述のように、抵抗力発生装置３０が操舵操作に対する抵抗力を一部失陥時にのみ発生させることにより、操舵反力付与装置２０がステアリングホイール１４に付与する操舵反力を正常時よりも大きくすることができる。そのことにより、運転者が素速い操舵操作を行うことが困難となり、つまり、緩やかな操作がなされることとなり、目標転舵角と測定転舵角との偏差が大きくなることが抑制される。また、素速い操舵操作に応じて車輪１６を素速く転舵できる場合であっても、上記摩擦抵抗によって操舵反力が増大させられていることにより、転舵系統の負荷が大きくなることを抑制することができる。すなわち、本実施例において、抵抗力発生装置３０が、一部失陥時にのみ操舵反力を発生させる「失陥時反力発生装置」として機能している。
【００７６】
次に、２つの転舵系統が両方とも失陥した転舵系統多数失陥時（以後、「多数失陥時」と略記する場合がある）の本ステアリング装置の作動について説明する。多数失陥時には、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの両者の、ドライバ２２４、ドライバ２３０Ａ，Ｂへの正常信号の供給が停止される。そのため、前述のように、ドライバ２２４から電磁クラッチ１８４への電力供給が停止されると、伝達可能状態になり、操作力によって車輪１６を転舵することが可能な状態となる。その状態では、転舵系統Ａ，Ｂの両者とも転舵力を発生しないため、車輪１６を転舵するには大きな操作力が必要になる。しかしながら、前述のように、抵抗力発生装置３０の電磁石９２，１１４のいずれもが非作動状態となると（図２）、抵抗力発生装置３０は操舵操作に対する抵抗力を発生しなくなり、抵抗力発生装置３０による操舵反力が一部失陥時よりも小さくなる。また、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの両者の一部分の機能が停止するため、インバータ２２０は反力モータ２６に電力を供給しなくなり、多数失陥時には、操舵反力付与装置２０による操舵反力が付与されなくなる。すなわち、本ステアリング装置は、一部失陥時において、操舵反力を増大させて素速い操舵操作がなされにくくするとともに、多数失陥時において、操舵反力が付与されないため、操作力によって車輪１６を転舵する際の操舵操作の重さを緩和することができるのである。
【００７７】
なお、本実施例において、２つの相対動作体たるスライド体８０と筒状スライド部材１００とが互いに逆の向きに変位させられたが、一方のみが変位するように構成することもできる。例えば、スライド体８０を１段階変位させた場合に摩擦部材１１０と大径部材８８とが接触し、２段階変位させると接触しないようにすることができる。ステアリング装置が複数の転舵系統を備える場合には、例えば、スライド体８０が第１設定段階変位させられると摩擦部材１１０と大径部材８８とが接触し、第１設定段階より多く設定された第２設定段階変位させられると接触しないようにすることができる。
【００７８】
２.  第２実施例．
上記実施例において、操舵反力付与装置２０は、失陥時反力発生装置として機能する抵抗力発生装置３０を備えるものとされていたが、失陥時反力発生装置として機能する発電型操舵反力発生装置を備えるものとすることができる。発電機は、例えば、それの出力端子間を電気的に導通させた場合に、コイルの銅損，インダクタンス等に起因する抵抗力、すなわち、「発電制動力」を発生させる。その発電制動力に依拠して一部失陥時にステアリングホイール１４に付与する操舵反力を増大させることができる。図８に、一部失陥時にのみ操舵反力を発生させるために発電機として機能する電磁モータを備えた操舵反力付与装置３００を備えたステアリング装置を模式的に示す。本ステアリング装置は、上記実施例のステアリング装置と多くの構成が同じであるため、同様の構成については上記実施例と同じ番号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【００７９】
図９に操舵反力付与装置３００の断面を模式的に示す。本操舵反力付与装置３００は、上記実施例と同様の反力モータ２６と、一部失陥時に発電制動力に依拠して操舵反力を発生させる発電用モータ３１０とを備えている。その発電用モータ３１０は、図示を省略する取付部において車体の一部に固定された円筒状のハウジング３２０を備え、そのハウジング３２０の後方側端部には反力モータ２６が固定されている。そのハウジング３２０は、両端部において軸受３２２を介してシャフト２４を回転可能に支持している。そのハウジング３２０内部の後方側には操作位置センサ５２が配設されている。操作位置センサ５２の前方側には、コイルを含んで構成されたロータ３３０がシャフト２４に相対回転不能に取り付けられている。そのロータ３３０の外周を取り巻くように、ハウジング３２０の内周部に永久磁石を含んで構成されたステータ３３２が配設されている。また、ハウジング３２０内部の前方側にはブラシ３４０Ｘ，Ｙが設けられており、ロータ３３０のコイルと接続された接続端子３３４が回転しながらブラシ３４０Ｘ，Ｙと接触するようにされている。
【００８０】
発電用モータ３１０のブラシ３４０Ｘ，Ｙは、図１０に模式的に示す導通切換器３５０に接続されている。その導通切換器３５０は、電磁スイッチたるリレー３６０Ａ，Ｂを備えている。リレー３６０Ａ，Ｂの各々は、電磁石３６４と、２つの導電路３６６の電気的な導通の有無を切り換える２つの導通切換スイッチ３６８（以後、「スイッチ」と略記する場合がある）とを有している。この図において、電力の供給によってリレー３６０Ａ，Ｂの両者が作動状態になっており、電磁石３６４の磁力によって、１つが開状態、１つが閉状態にされている。また、２つの導電路３６６の各々において、２つのスイッチ３６８の一方が開状態にされ、他方が閉状態にされており、この図において、発電用モータ３１０のブラシ３４０Ｘとブラシ３４０Ｙとの間（以後、「ブラシ３４０Ｘ，Ｙ間」と略記する）の導通は遮断されている。すなわち、リレー３６０Ａ，Ｂの両者が作動状態である場合には、発電用モータ３１０が発電制動力が発生しないようにされているのである。
【００８１】
リレー３６０Ａ，Ｂのいずれか一方に電力が供給されなくなった場合には、つまり、非作動状態にされた場合には、その非作動状態にされたリレー３６０の２つのスイッチ３６８によって２つの導電路３６６の導通の有無が切り換えられる。例えば、リレー３６０Ａに電力が供給されなくなった場合には、図１１に示すように、リレー３６０Ａのスイッチ３６８の一方が開状態から閉状態へ、他方が閉状態から開状態へ切り換わる。そのため、図において上側の導電路３６６によって、発電用モータ３１０のブラシ３４０Ｘ，Ｙ間に導通が生じ、発電用モータ３１０の発電制動力が発生する状態となる。リレー３６０Ａ，Ｂの両者が非作動状態にされた場合には、リレー３６０Ａ，Ｂの両者のスイッチ３６８が、図１０とは逆の状態になり、発電用モータ３１０のブラシ３４０Ｘ，Ｙ間の導通は遮断される。
【００８２】
それらリレー３６０Ａ，Ｂを作動させる電力は、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂから供給される。具体的には、リレー３６０Ａ，Ｂは、それぞれＥＣＵ２００Ａ，Ｂに接続され、その接続されたＥＣＵ２００から正常であることを示す信号用の比較的小さい電力である正常時信号電力（正常時電力の一種である）の供給を受けた場合に作動状態となる。すなわち、２つの転舵系統Ａ，Ｂの両者が正常である場合には、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの両者が正常時信号電力を供給するため、リレー３６０Ａ，Ｂの両者が作動状態となり、図１０に示すように発電用モータ３１０のブラシ３４０Ｘ，Ｙ間の導通が遮断された状態となる。そのため、正常時には、発電用モータ３１０は、発電制動力を発生させず、操舵操作に応じて回転させられ、その際の作動抵抗は比較的小さいものとされている。
【００８３】
一部失陥時には、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂのうちのいずれか一方の正常時信号電力が供給されなくなり、本実施例において、電力の供給が途絶えることとなる。例えば、ＥＣＵ２００Ａの正常時信号電力が途絶えた場合には、図１１に示すように、ブラシ３４０Ｘ，Ｙ間に導通が生じることとなる。したがって、発電用モータ３１０は操舵操作に応じて発電制動力を発生させることにより、操作速度に応じた大きさの操舵反力を発生させる。なお、ブラシ３４０Ｘ，Ｙ間には抵抗器３８０が接続されており、発電用モータ３１０の発電制動力に依拠する操舵反力が適度な大きさになるように予め調節されている。そして、一部失陥時には、反力モータ２６が発生させる操舵反力と、発電用モータ３１０の発電制動力に依拠する操舵反力とを合わせた操舵反力がステアリングホイール１４に付与されることにより、正常時よりもステアリングホイール１４に付与される操舵反力が大きくなる。そのため、運転者が素速い操舵操作を行うことが困難となり、転舵の遅れが抑制され、あるいは、正常な転舵系統の負荷が大きくなることが抑制される。また、発電用モータ３１０は、回転速度の増加に応じて起電力が大きくなるため、操作速度が大きいほど操舵反力も大きくなり、素速い操舵操作を効果的に抑制することができる。
【００８４】
多数失陥時には、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂの両方の正常時信号電力が途絶えることとなる。その場合には、ブラシ３４０Ｘ，Ｙ間は導通が遮断された状態となるため、発電制動力に依拠する操舵反力は発生しない。したがって、操作力によって車輪１６を転舵する際に、不要な操舵反力が付与されず、運転者の負担が軽減される。すなわち、転舵系統の失陥時に、より適切に対応することができる。
【００８５】
本実施例において、電磁スイッチたるリレー３６０を含んで「電磁作動器」が構成されている。また、導通切換器３５０が「操舵反力増大装置」として機能している。さらに、発電用モータ３１０を含んで「発電型反力発生装置」が構成されている。また、発電用モータ３１０および導通切換器３５０を含んで「失陥時反力発生装置」が構成されている。さらに、導通切換器３５０が、「操舵反力増大装置」として機能している。さらにまた、ブラシ３４０Ｘ，Ｙが、「発電機の出力端子」として機能している。なお、本実施例の操舵反力付与装置４５０は、一部失陥時において、操舵操作の速さに基づいて操舵反力の増大量を変化させるように構成された態様である。
【００８６】
なお、ステアリング装置が、３つの転舵系統Ａ，Ｂ，Ｃを備えている場合には、図１２に模式的に示すような導通切換器４００によって、一部失陥時（この図では、転舵系統が２つ失陥した場合）に発電用モータ３１０のブラシ３４０Ｘ，Ｙを導通させ、多数失陥時（この図では、転舵系統が全て失陥した場合）に導通を遮断することができる。この図において、全ての転舵系統は正常であり、３つのリレー４１０Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ電子制御ユニット４２０Ａ，Ｂ，Ｃ（以後「ＥＣＵ」と略記する。また、ＥＣＵ４２０はＥＣＵ２００と同様の構成である）から正常時信号電力の供給を受けて、全て作動状態にされている。リレー４１０は、電磁石３６４と、３つの導電路３６６の導通の有無を切り換える３つの導通切換スイッチ３６８（以後、「スイッチ」と略記する場合がある）とを有しており、作動状態において、電磁石３６４の磁力によって、２つが開状態、１つが閉状態にされている。
【００８７】
そして、ＥＣＵ４２０Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかの正常時信号電力が途絶えると、それに対応するリレー４１０Ａ，Ｂ，Ｃのうちの１つが非作動状態となり、３つのスイッチ３６８が切り換わり、２つが閉状態、１つが開状態にされる。しかしながら、この導通切換器４００では、１つのリレー４１０が非作動状態にされても発電用モータ３１０のブラシ３４０Ｘ，Ｙ間の導通は生じないようにされている。この導通切換器４００は、３つの転舵系統のうちの２つによって、転舵速度の低下の虞無く、また、転舵モータの負荷が過大になる虞無く、転舵が行えるようにされたステアリング装置に好適にされているのである。一方、３つの転舵系統のうちの２つが失陥した場合、つまり、２つのリレー４１０が非作動状態になった場合には、ブラシ３４０Ｘ，Ｙ間を結ぶ３つの導電路３７４のうちの１つが導通を生じさせ、発電用モータ３１０によって発電制動力を発生させ、その発電制動力に依拠して操舵反力を増大させることができる。さらに、全ての転舵系統が失陥した場合には、全てのリレー４１０が非作動状態になり、３つの導電路３７４のいずれも導通を生じさせないため、発電制動力が発生しないようにされている。
【００８８】
なお、図１３に模式的に示すように、導通切換器４００が、２つのスイッチ３６８を有するリレー４３０Ａ，Ｂ，Ｃを備えるものとすることができる。その場合には、転舵系統Ａ，Ｂ，Ｃのうちの１または２のものが失陥した場合に、導通を生じさせ、発電用モータ３１０によって発電制動力を発生させることができる。また、全てが失陥した場合に、導通を遮断して発電制動力が発生しないようにすることができる。以上のように、発電用モータ３１０のブラシ３４０Ｘ，Ｙ間に、複数の導通切換スイッチ３６８を有する電磁作動器たるリレーを配設することにより、複数の転舵系統のうちの失陥したものの数が設定範囲内である場合に、導通を生じさせて発電制動力を発生させることによって操舵反力を増大させることができる。また、失陥したものの数が設定範囲を超えた場合に、操舵反力を生じさせないようにすることができる。
【００８９】
本実施例のように、一部失陥時に、発電用モータ３１０の発電制動力に依拠して操舵反力を発生させることによって、発電用モータ３１０の発電特性を操舵反力特性とすることができる。すなわち、操舵速度が小さいときには小さな反力を、操舵速度が大きいときには大きな操舵反力をステアリングホイール１４に付与することができる。よって、転舵の遅れが生じる虞のある操舵速度が速いときにのみ大きな操舵反力を付与することができるため、操舵フィーリングが悪化しにくいのである。なお、本実施例において、通常時（正常時）の反力モータ２６と一部失陥時の発電用モータ３１０とを別個に設けているが、通常時の反力モータ２６を一部失陥時の発電用モータとして用いることができる。
【００９０】
３.  第３実施例．
上記実施例において、操舵反力付与装置は、一部失陥時にのみ操舵反力を発生させる「失陥時反力発生装置（例えば、抵抗力発生装置３０）」を備えていた。それに対して、操舵反力付与装置が失陥時反力発生装置を備えていなくとも、一部失陥時に操舵反力を増大させることができる。図１４に、失陥時反力発生装置を備えていない操舵反力付与装置４５０を備えたステアリング装置を模式的に示す。本ステアリング装置は、上記２つの実施例のステアリング装置と多くの構成が同じであるため、同様の構成については上記実施例と同じ番号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【００９１】
図１５に、操作反力付与装置４５０の断面を模式的に示す。操作反力付与装置４５０は、上記実施例と同様の反力モータ２６と、シャフトを回転可能に支持するシャフト支持機構４６０とを備えている。そのシャフト支持機構４６０は、円筒状のハウジング４６２を備えており、そのハウジング４６２は、図示を省略する取付部において車体の一部に固定されている。また、ハウジング４６２は、両端部において軸受４６４を介してシャフト２４を回転可能に支持している。シャフト支持機構４６０内部には、操作位置センサ５２と、出力プーリ７９とが配設されている。出力プーリ７９は、シャフト２４と一体的に回転するように固定され、ベルト１８６が巻掛けられている。ハウジング４６２の下部には、ベルト１８６が通過する通過口４６６が形成されている。
【００９２】
本ステアリング装置は、上記実施例と同様のＥＣＵ２００Ａ，Ｂを備えているが、本実施例においてＥＣＵ２００Ａ，Ｂは、転舵モータ１６０Ａ，Ｂの制御を行い、反力モータ２６の制御を行わないようにされている。そのため、本ステアリング装置は、適切な大きさの操舵反力を発生させるべく反力モータ２６を制御する操舵反力電子制御装置４８０（以後、「ＥＣＵ４８０」）を備えている。そのＥＣＵ４８０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されている。また、ＥＣＵ４８０には操作位置センサ５２（θ），転舵位置センサ１７６（δ），車速センサ２１０（Ｖ）等の各種センサが接続されている。さらに、ＥＣＵ４８０にはインバータ４８２が接続されており、ＥＣＵ４８０からインバータ４８２に各種の制御指令が送信されると、インバータ４８２から反力モータ２６に電力が供給される。さらにまた、ＥＣＵ４８０はＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々と接続され、それらＥＣＵ２００Ａ，Ｂの各々から正常信号Ａ，Ｂが供給される。ＥＣＵ４８０は、正常信号の有無に基づいて、正常時，一部失陥時，多数失陥時のいずれの状態であるかを判定し、反力モータ２６の制御を適切なものとすることができるようにされている。
【００９３】
本ＥＣＵ４８０による反力モータ２６の制御について説明する。なお、ＥＣＵ２００Ａ，Ｂによるそれぞれ転舵モータ１６０Ａ，Ｂの制御は第１実施例と同様である。ＥＣＵ４８０のＲＯＭには、転舵系統失陥時に対応できるようにされた失陥時対応反力制御プログラム（以後、「反力制御プログラム」と略記する場合がある）が記憶されている。その反力制御プログラムは、ＥＣＵ４８０のコンピュータによって極短時間毎に繰り返し実行される。その反力制御プログラムのフローチャートを図１６に示す。ステップ１１（以後、ステップ１１を「Ｓ１１」と略記し、他のステップについても同様とする）において、ＥＣＵ４８０にＥＣＵ２００Ａ，Ｂからそれぞれ正常信号Ａ，Ｂの両者が供給されているか否かが判定される。
【００９４】
Ｓ１１の判定がＹＥＳの場合は、転舵系統Ａ，Ｂは両者とも正常であり、Ｓ１２の正常時反力制御が行われる。その正常時反力制御では、上記２つの実施例と同様の制御が行われ、操舵角，車速等に応じて反力モータ２６に供給する電力の目標値である供給電力目標値を決定する処理が行われる。なお、ＥＣＵ４８０のＲＯＭには、操舵角および車速に応じた電力値が、操舵角−電力値マップとして記憶されている。図１７に、操舵角および車速に応じた電力値のマップを模式的に示す。操舵角に応じた電力値は、右旋回操舵がなされている場合（操舵角θ＞０）には正の値となり、左旋回操舵がなされている場合（操舵角θ＜０）には、負の値にされている。電力値の正負によって反力モータ２６の回転の向きが逆になり、正の値の場合はステアリングホイール１４を左回転させる向きの操舵反力が発生し、負の値の場合は右回転させる操舵反力が発生するようにされている。また、操舵角に応じた電力値は、操舵角θの増加とともに増大させられ、旋回操舵に対する手応えを生じさせるとともに、ステアリングホイール１４を中立位置（操舵角θ＝０）に復帰させる力を生じさせる。さらに、車速Ｖが低い場合には電力値の変化勾配が小さく、操舵操作を比較的軽やかに行うことが可能にされ、車速Ｖが大きい場合には電力値の変化勾配が大きく、操舵操作が比較的安定するようにされている。
【００９５】
以上に述べたように、正常時反力制御において、操作位置センサ５２の検出値に基づいて取得された操舵角，車速に基づいて、操舵角および車速に応じた電力値がマップから読み出されて供給電力目標値とされるのである。その供給電力目標値に応じた制御指令がＥＣＵ４８０からインバータ４８２に送信されると、インバータ４８２から供給電力目標値に応じた電力が反力モータ２６に供給され、反力モータ２６によって適切な操舵反力が発生させられる。
【００９６】
Ｓ１１の判定がＮＯの場合は、Ｓ１３の判定が行われる。そのＳ１３において、正常信号Ａ，Ｂの両者が供給されていない場合にＹＥＳとなる。つまり、正常信号Ａ，Ｂのいずれか一方のみが供給され、他方が供給されていない状態、すなわち、一部失陥時である場合に判定がＮＯにされる。Ｓ１３の判定がＮＯの場合は、Ｓ１４において一部失陥時反力制御が行われる。一部失陥時反力制御では、供給電力目標値が、正常時の目標値に操舵速度に応じた電力値が加算された値とされる（式１）。
［式１］「一部失陥時の供給電力目標値」＝「正常時の供給電力目標値」＋「操舵速度に応じた電力値」
【００９７】
その操舵速度に応じた電力値は、図１８に模式的に示す操舵速度−電力値マップに基づいて取得される。なお、操舵速度−電力値マップは、ＥＣＵ４８０のＲＯＭに記憶されている。図から分かるように、本実施例において、操舵速度に応じた電力値は、操舵速度の増加に応じて大きくなるようにされている。また、右方向へ操作されている場合には正の値となり、ステアリングホイール１４を左回転させる向きの操舵反力を発生させ、左方向へ操作されている場合には負の値となってステアリングホイール１４を右回転させる向きの操舵反力を発生させる。すなわち、操舵速度に応じた電力値は、操作方向と逆向きの操舵反力を発生させるように設定されているのである。そのため、正常時の目標値が操作方向と逆向きの操舵反力を発生させるものであれば、一部失陥時の供給電力目標値の絶対値が増大し、操舵速度の増加を抑制する効果または操舵速度を減少させる効果が増大する。一方、正常時の目標値が操作方向と同じ向きの操舵反力を発生させるものであれば、一部失陥時の供給電力目標値の絶対値が減少し、操舵速度を増加させる操舵反力が減少させられる。
【００９８】
すなわち、本操舵反力付与装置４５０は、操舵速度の増加を抑制する向きの操舵反力を正常時よりも大きくするようにされているのである。そのため、素速い操舵操作を効果的に抑制することができる。また、本操舵反力付与装置４５０は、操作方向と同じ向きの操舵反力を減少させるようにされている。そのため、操作方向と同じ向きの操舵反力によって操舵速度が増加することを抑制することができる。なお、操舵反力が操作方向と逆向きの場合に正の値になると考えれば、操作方向と同じ向きの操舵反力は負の値となる。したがって、操作方向と同じ向きの操舵反力を減少させることは、負の操舵反力の値を０に近づけること、あるいは、正の値にすることであり、操作方向と逆向きの操舵反力を増加させていると捉えることができる。すなわち、本ステアリング装置は、一部失陥時の操舵反力が、正常時と比較して、操舵速度に応じた電力値だけ増大させられるのである。
【００９９】
上述のように、一部失陥時の供給電力目標値は、正常時の目標値を、より操舵速度の増加を抑制するように変化させられたものとされている。また、その目標値の変化の度合いは、操舵速度の増加に応じて大きくされ、操舵速度が大きいほど一部失陥時の操舵速度の増加を抑制する度合いが強くなるようにされている。このように、一部失陥時の操舵反力を、正常時よりも操舵速度の増加を抑制する度合いを大きくすることにより、一部失陥時に素速い操舵操作を効果的に抑制することができ、失陥していない残りの転舵系統の負担を軽減することができる。一方、緩やかな操舵操作がなされている場合には、操舵反力の増大量が小さく、運転者の負担が増加しにくくされている。
【０１００】
Ｓ１３の判定がＹＥＳの場合は、正常信号Ａ，Ｂのいずれも供給されていない状態、つまり、転舵系統Ａ，Ｂの両者が失陥した多数失陥時であるため、Ｓ１５において操舵反力の付与が停止される。すなわち、ＥＣＵ４８０は反力モータ２６を制御する機能を停止させ、正常信号の供給を停止する。そして、ＥＣＵ４８０からインバータ４８２に制御指令が送信されないため、インバータ４８２から反力モータ２６に電力が供給されず、反力モータ２６は操舵操作に応じて受動的に回転させられる状態にされる。なお、反力モータ２６の電源端子間の電気的な導通は遮断され、反力モータ２６が発電制動力に依拠する操舵反力を発生しないようにされる。以上のように、多数失陥時に操舵反力が付与されないようにすることにより、電磁クラッチ１８４が伝達可能状態になって、操作力で車輪１６を転舵する場合でも、不要な操舵反力がステアリングホイール１４に付与されることを回避して、運転者の負担を軽減することができる。すなわち、本ステアリング装置は、多数失陥時に、ステアリングホイール１４に操舵反力を付与しない態様とされている。
【０１０１】
本実施例において、ＥＣＵ４８０の失陥時対応反力制御プログラムを実行する部分（操舵反力制御部）が、「操舵反力増大手段」として機能している。また、本操舵反力付与装置４５０は、正常時と一部失陥時とにおいて操舵反力を発生する態様とされている。さらにまた、本操舵反力付与装置４５０は、反力モータ２６とＥＣＵ４８０の反力制御プログラムを実行する部分を含んで構成されている。
【０１０２】
本実施例において、一部失陥時に、「操舵速度に応じて」操舵反力が増大させられたが、「転舵の遅れに応じて」操舵反力を増大させることもできる。その場合には、目標転舵角に対する測定転舵角の偏差に応じた電力値の増大量を予め設定し、偏差−電力値増大量マップとしてＥＣＵ４８０のＲＯＭに記憶させておくことができる。そして、取得された偏差に応じた電力値の増大量を上記マップから読み出すことにより、供給電力目標値を増大させることができる。なお、供給電力目標値を増大させる際には、供給電力目標値に偏差に応じた係数を乗じることによって取得することや、供給電力目標値に偏差に応じた電力値を加算することによって取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】請求可能発明の実施例であるステアリング装置の概略を示す図である。
【図２】上記ステアリング装置の操舵反力付与装置を側方から見た断面図である。
【図３】上記操舵反力付与装置の抵抗力発生装置の別の状態を示す模式図である。
【図４】上記抵抗力発生装置のさらに別の状態を示す図である。
【図５】上記抵抗力発生装置のさらに別の状態を示す図である。
【図６】上記ステアリング装置の転舵装置の断面を示す図である。
【図７】上記ステアリング装置の転舵系統が１つ失陥した状態で素速い操舵操作がなされた場合の、操舵角と転舵角との変化を模式的に示す図である。
【図８】上記とは別の実施例のステアリング装置の概略を示す図である。
【図９】上記ステアリング装置の操舵反力付与装置を側方から見た断面図である。
【図１０】上記操舵反力付与装置の発電用モータのブラシ間の導通を切り換える導通切換器を模式的に示す図である。
【図１１】一部失陥時における上記導通切換器を模式的に示す図である。
【図１２】上記とは別の導通切換器を模式的に示す図である。
【図１３】上記別の導通切換器の変形例を模式的に示す図である。
【図１４】上記とはさらに別の実施例のステアリング装置の概略を示す図である。
【図１５】上記ステアリング装置の操舵反力付与装置を側方から見た断面図である。
【図１６】上記操舵反力付与装置の反力モータを制御する操舵反力制御プログラムのフローチャートを示す図である。
【図１７】上記操舵反力制御プログラムにおいて使用される操舵角−電力値マップを模式的に示す図である。
【図１８】上記操舵反力制御プログラムにおいて使用される操舵速度−電力値マップを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０：操作部    １２：転舵部    １４：ステアリングホイール（操作部材）    １６：転舵車輪    １８：連結部（伝達機構）    ２０：操作反力付与装置    ２６：反力モータ（正常時反力発生装置）    ３０：抵抗力発生装置（失陥時反力発生装置）    ５２：操作位置センサ    ８０：スライド体（相対動作体）    ９０：引張りコイルスプリング（弾性体）    ９２：電磁石    １００：筒状スライド部材（相対動作体）    １１０：摩擦材    １１２：引張りコイルスプリング（弾性体）    １１４：電磁石    １４０：転舵装置    １６０：転舵モータ（駆動力源）    １７６：転舵位置センサ    １８４：電磁クラッチ    ２００：電子制御ユニット［ＥＣＵ］（駆動電力制御器）    ２２０，２２２：インバータ（駆動回路）    ２２４，２３０：ドライバ（駆動回路）    ＜第２実施例＞  ３００：操舵反力付与装置（発電型反力発生装置）    ３１０：発電用モータ（発電機）    ３４０Ｘ，Ｙ：ブラシ（発電機の出力端子）    ３５０：導通切換器（操舵反力増大装置）    ３６０：リレー（電磁作動器）    ３６４：電磁石    ３６６：導電路    ３６８：導通切換スイッチ    ４００：導通切換器（操舵反力増大装置）    ４１０：リレー（電磁作動器）    ４２０：電子制御ユニット［ＥＣＵ］（駆動電力制御器）    ＜第３実施例＞  ４５０：操作反力付与装置    ４８０：操舵反力電子制御ユニット［ＥＣＵ］（駆動電力制御器）    ４８２：インバータ
【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６】
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【図７】
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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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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