(57)【要約】【課題】  クラッチ機構の解放時、操作入力手段の回転や操向輪の転舵に伴ってバックアップ機構が連れ回ることを確実に阻止する。【解決手段】  操舵系の途中位置にクラッチ機構とバックアップ機構を備えた車両用操舵装置において、クラッチ機構は、操作部２に設けられた第１クラッチ機構５と転舵部４に設けられた第２クラッチ機構６で構成され、バックアップ機構は、第１クラッチ機構５と第２クラッチ機構６に挟まれた位置に配置され、第１ケーブルリール１７ａと第２ケーブルリール１７ｂのそれぞれに、互いに逆方向に巻き付けられた状態で操作部２と転舵部４を連結する２本のケーブル１７ｃ，１７ｄで構成され、第１クラッチ機構５と第２クラッチ機構６とが解放状態であるとき、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄをケーブル巻き取り量が等しい中立位置付近に規定するケーブル中立位置補正手段を設けた。【選択図】        図１
2005022638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作入力手段を有する操作部と、
操向輪を転舵する転舵部と、
前記操作入力手段から操向輪に至る操舵系の途中位置に設けられ、機械的に切り離された前記操作入力手段と操向輪とを連結するクラッチ機構と、
前記操作部と転舵部との間に設けられ、前記クラッチ機構が前記操作入力手段と操向輪とを連結した時に、前記操作入力手段により入力される操舵トルクを前記操向輪に伝達するバックアップ機構とを備えた車両用操舵装置において、
前記クラッチ機構は、前記操作部に設けられた第１クラッチ機構と、前記転舵部に設けられた第２クラッチ機構で構成され、
前記バックアップ機構は、前記第１クラッチ機構と第２クラッチ機構に挟まれた位置に配置され、前記操作部に設けられた第１ケーブルリールと、前記転舵部に設けられた第２ケーブルリールと、両ケーブルリールのそれぞれに互いに逆方向に巻き付けられた状態で前記操作部と前記転舵部を連結する２本のケーブルで構成され、
前記第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とが解放状態であるとき、前記２本のケーブルをケーブル巻き取り量が等しい中立位置付近に規定するケーブル中立位置補正手段を設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両用操舵装置において、
前記操作部に設けられた反力アクチュエータ及び第１クラッチ機構と、前記転舵部に設けられた転舵アクチュエータ及び第２クラッチ機構と、これらのアクチュエータ及び両クラッチ機構を制御するステア・バイ・ワイヤコントローラと、を有してステア・バイ・ワイヤシステムを構成し、
前記両ケーブルリールの少なくとも一方に、２本のケーブルの巻き取り中立位置を検出する巻き取り中立位置検出手段を設け、
前記ケーブル中立位置補正手段は、前記ステア・バイ・ワイヤコントローラによるステア・バイ・ワイヤ制御中に、中立位置検出に基づいて２本のケーブルの巻き取り中立位置補正を行う手段であることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記巻き取り中立位置検出手段は、２本のケーブルが共に巻き付いていなくケーブルリールの表面が露出している位置と、ケーブルが巻き付いている位置と、の間にケーブルの直径分相当の段差を持つことを利用し、この段差位置の変位により巻き取り量の中立位置を検出する接触変位測定器であることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記巻き取り中立位置検出手段は、２本のケーブルが共に巻き付いていなくケーブルリールの表面が露出している位置と、ケーブルが巻き付いている位置と、の間にケーブルの直径分相当の段差を持つことを利用し、この段差位置の変位により巻き取り量の中立位置を検出する非接触変位測定器であることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記巻き取り中立位置検出手段は、ケーブルリールの回転角度を測定することにより巻き取り量の中立位置を検出する回転角測定器であることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記バックアップ機構は、前記第１ケーブルリールと前記第２ケーブルリールとを連結する２本の第１ケーブルアウターチューブ及び第２ケーブルアウターチューブを含んで構成され、前記２本のケーブルは、可撓性を有する前記２本のケーブルアウターチューブに内挿され、
前記巻き取り中立位置検出手段は、前記ケーブルの巻き取り量に応じて前記ケーブルリールに巻き付いている前記ケーブルの位置が変化し、前記ケーブルと前記ケーブルアウターチューブとの接点に加わる圧力が変化することを利用し、この圧力変化により巻き取り量の中立位置を検出する力測定器であることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記第１ケーブルリールと第２ケーブルリールとは互いに異なるリール径を有し、
前記巻き取り中立位置検出手段は、前記第１ケーブルリールの中立位置を検出する第１中立位置検出器と前記第２ケーブルリールの中立位置を検出する第２中立位置検出器とで構成され、回転する前記２つのケーブルリールの位置関係が所定の位置でのみ一致することを利用し、前記２つのケーブルリールの中立位置が同時に検出されたことで巻き取り量の中立位置を検出することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７に記載された車両用操舵装置において、
前記第２ケーブルリールのリール径を、前記第１ケーブルリールのリール径に対し、軸方向中央部から両端部方向へ向かって徐々に拡径するように設定したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項９】
請求項８に記載された車両用操舵装置において、
前記第１ケーブルリールの軸方向中央部のリール径を、前記第２ケーブルリールの軸方向中央部のリール径よりも大径に設定し、かつ、第１ケーブルリールの両端部のリール径を、第２ケーブルリールの両端部のリール径よりも小径に設定したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１０】
請求項２ないし請求項９の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
前記ケーブル中立位置補正手段は、システム電源が投入されるとステア・バイ・ワイヤ制御の開始を許可する制御開始許可部と、両クラッチ機構を解放するクラッチ機構解放制御部と、巻き取り中立位置検出値に基づいて２本のケーブルの巻き取り位置が中立位置か否かを判定するケーブル巻き取り量中立判定部と、２本のケーブルの巻き取り位置が中立位置に無い場合、前記第２クラッチ機構を接続し前記操作入力手段からの入力に応じて転舵アクチュエータを駆動する中立位置補正駆動部と、２本のケーブルの巻き取り位置がアクチュエータ駆動により中立位置補正されると第２クラッチ機構を解放するクラッチ解放処理部と、を有する手段であることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１１】
請求項７に記載された車両用操舵装置において、
前記第１中立位置検出器と第２中立位置検出器を、前記２本のケーブルが巻き取り中立位置であるとき、共にスイッチオンとなる第１中立位置検出非接触スイッチと第２中立位置検出非接触スイッチとし、
前記ケーブル中立位置補正手段は、電源投入後、前記第１中立位置検出非接触スイッチと前記第２中立位置検出非接触スイッチのうち少なくとも一方がオフである限りは両クラッチ機構を通電オフによる接続状態を保ち、前記第１中立位置検出非接触スイッチと前記第２中立位置検出非接触スイッチが共にオンとなることにより両クラッチ機構を通電オンによる解放状態とする第１中立位置検出スイッチ回路であることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１２】
請求項７に記載された車両用操舵装置において、
前記第１中立位置検出器と第２中立位置検出器を、前記２本のケーブルが巻き取り中立位置であるとき、共に通電となる第１中立位置検出接触スイッチと第２中立位置検出接触スイッチとし、
前記ケーブル中立位置補正手段は、電源投入後、前記第１中立位置検出接触スイッチと前記第２中立位置検出接触スイッチのうち少なくとも一方が通電オフである限りは両クラッチ機構を通電オフによる接続状態を保ち、前記第１中立位置検出接触スイッチと前記第２中立位置検出接触スイッチが共に通電となることにより両クラッチ機構を通電オンによる解放状態とする第２中立位置検出スイッチ回路であることを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作入力手段から操向輪に至る操舵系の途中位置に設けられ、機械的に切り離された操作入力手段と操向輪とを連結するクラッチ機構を備えた、いわゆる、ステア・バイ・ワイヤ方式による車両用操舵装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの反力トルクと操向輪の転舵角を自由に設定可能である従来のステア・バイ・ワイヤ方式による車両用操舵装置において、ステアリングホイールと操向輪を連結するコラムシャフトの間に、システム故障（異常）が発生した場合に安全性を確保するため、機械式のバックアップを設けることが一般的に知られている。しかし、機械式バックアップとしてコラムシャフトやコラムシャフトに類するシャフトを用いると、ステア・バイ・ワイヤシステムのメリットである、コックピット配置の自由度を確保できない。
【０００３】
そこで、コックピット配置の自由度を確保するために、機械的バックアップとして比較的配置の自由度を持たせることができるケーブル機構を用いたステア・バイ・ワイヤシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２５７３３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両用操舵装置にあっては、ステアリングホイールが設けられた操舵部と、操向輪が設けられた転舵部と、を一つのクラッチ機構により切り離す構成となっていたため、常にケーブル機構が、ステアリングホイール、若しくは、操向輪のどちらかと連れ回ってしまい、(1)連れ回り抵抗により操舵トルクや転舵トルクを高めたり、(2)ケーブルとリールとの間での巻き付きや巻き戻し接触によりケーブルやリールの摩耗を促進したり、(3)ケーブルとリールとの巻き付き開始時や巻き戻し開始時にケーブルの衝突や干渉による作動音が発生するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、クラッチ機構の解放時、操作入力手段の回転や操向輪の転舵に伴ってバックアップ機構が連れ回ることを確実に阻止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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、
操作入力手段を有する操作部と、
操向輪を転舵する転舵部と、
前記操作入力手段から操向輪に至る操舵系の途中位置に設けられ、機械的に切り離された前記操作入力手段と操向輪とを連結するクラッチ機構と、
前記操作部と転舵部との間に設けられ、前記クラッチ機構が前記操作入力手段と操向輪とを連結した時に、前記操作入力手段により入力される操舵トルクを前記操向輪に伝達するバックアップ機構とを備えた車両用操舵装置において、
前記クラッチ機構は、前記操作部に設けられた第１クラッチ機構と、前記転舵部に設けられた第２クラッチ機構で構成され、
前記バックアップ機構は、前記第１クラッチ機構と第２クラッチ機構に挟まれた位置に配置され、前記操作部に設けられた第１ケーブルリールと、前記転舵部に設けられた第２ケーブルリールと、両ケーブルリールのそれぞれに互いに逆方向に巻き付けられた状態で前記操作部と前記転舵部を連結する２本のケーブルで構成され、
前記第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とが解放状態であるとき、前記２本のケーブルをケーブル巻き取り量が等しい中立位置付近に規定するケーブル中立位置補正手段を設けた。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の車両用操舵装置にあっては、操作部と転舵部とを機械的に連結するバックアップ機構を挟んで操作部側位置と転舵部側位置との二箇所にそれぞれに第１クラッチ機構と第２クラッチ機構を設けたため、両クラッチ機構の解放時、操作入力手段の回転や操向輪の転舵に伴ってバックアップ機構が連れ回ることを確実に阻止することができる。加えて、第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とが解放状態であるとき、ケーブル中立位置補正手段において、２本のケーブルはケーブル巻き取り量が等しい中立位置付近に規定されるため、バックアップ機構を挟んで配置された解放状態の２つのクラッチ機構を接続するバックアップ作動時に最大操舵角の左右差を確実に解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の車両用操舵装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例８に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用操舵装置を示す全体システム図であり、この実施例１は、フェイルセーフのため転舵アクチュエータを２重系としたステア・バイ・ワイヤシステム（以下、ＳＢＷシステムという。）の例である。
【００１０】
図１において、１はステアリングホイール（操作入力手段）、２は操作部、３は操向輪、４は転舵部、５は第１クラッチ機構、６は第２クラッチ機構、７は操舵角センサ、８は反力アクチュエータ、９は第１コラムシャフト（操舵軸）、１０は第２コラムシャフト（操舵軸）、１１は第１転舵アクチュエータ（転舵アクチュエータ）、１２は第２転舵アクチュエータ（転舵アクチュエータ）、１３はピニオン角センサ、１４は第１ピニオンシャフト（転舵軸）、１５は第２ピニオンシャフト（転舵軸）、１６はステアリング機構、１７はケーブル機構（バックアップ機構）、１８は車速センサ、１９は接触変位測定器（巻き取り中立位置検出手段）、２０はステア・バイ・ワイヤコントローラ、２１は反力アクチュエータ駆動回路、２２は第１クラッチ駆動回路、２３は第２クラッチ駆動回路、２４は第１転舵アクチュエータ駆動回路、２５は第２転舵アクチュエータ駆動回路である。
【００１１】
実施例１の車両用操舵装置は、ステアリングホイール１と、操向輪３，３との間に、機械的に切り離されたステアリングホイール１と操向輪３，３とを連結するクラッチ機構を備えていて、このクラッチ機構を、前記ケーブル機構１７を挟んで操作部２と転舵部４との二箇所にそれぞれ設けた第１クラッチ機構５と第２クラッチ機構６により構成している。
【００１２】
前記操作部２の第１コラムシャフト９には、上端部から順にステアリングホイール１、操舵角センサ７、反力アクチュエータ８が設けられている。そして、操作部２の第１コラムシャフト９と第２コラムシャフト１０との間に、外部から接続及び解放の制御ができる電磁クラッチ等による第１クラッチ機構５が設けられている。
【００１３】
前記転舵部４の第２ピニオンシャフト１５には、上部から順に、第１転舵アクチュエータ１１、第２転舵アクチュエータ１２、ピニオン角センサ１３が設けられている。そして、転舵部４の第１ピニオンシャフト１４と第２ピニオンシャフト１５との間に、外部から接続及び解放の制御ができる電磁クラッチ等による第２クラッチ機構６が設けられている。
【００１４】
前記第２ピニオンシャフト１５の下端部には、ラック&ピニオン式によるステアリング機構１６が連結され、該ステアリング機構１６の両側には、ラックギヤ軸の移動により転舵角が変えられる操向輪３，３が設けられている。
【００１５】
前記ケーブル機構１７は、前記操作部２と転舵部４との間に設けられ、両クラッチ機構５，６の接続時に操作部２と転舵部４とを機械的に連結するバックアップ機構であり、第２コラムシャフト１０の端部に設けられた第１ケーブルリール１７ａと、第１ピニオンシャフト１４の端部に設けられた第２ケーブルリール１７ｂと、両ケーブルリール１７ａ，１７ｂのそれぞれに互いに逆方向に巻き付けられた状態で操作部２と転舵部４を連結する２本のケーブル１７ｃ，１７ｄと、を有する。
【００１６】
ここで、ケーブル機構１７の構成を、図２及び図３に基づいて、さらに詳しく説明する。
前記第２コラムシャフト１０の端部に設けられた第１ケーブルリール１７ａは、第１リールケース１７ｅ内に収納され、リール外周には２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの端部がそれぞれ固定されると共に、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄのうち、一方のケーブルを巻き込み案内し、他方のケーブルを巻き戻し案内するケーブル溝が形成されている。
【００１７】
前記第１ピニオンシャフト１４の端部に設けられた第２ケーブルリール１７ｂは、第２リールケース１７ｆ内に収納され、リール外周には２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの端部がそれぞれ固定されると共に、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄのうち、一方のケーブルを巻き込み案内し、他方のケーブルを巻き戻し案内するケーブル溝が形成されている。
【００１８】
前記２本のケーブル１７ｃ，１７ｄは、前記第１リールケース１７ｅと第２リールケース１７ｆとを連結する２本の可撓性を有するケーブルアウターチューブ１７ｇ，１７ｈに内挿されている。
【００１９】
すなわち、ケーブル機構１７は、第２コラムシャフト１０の端部と第１ピニオンシャフト１４の端部に設けられた２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂを、各ケーブルリール１７ａ，１７ｂに対し互いに逆方向に巻き付けられた２本のケーブル１７ｃ，１７ｄにより繋ぐ構成であり、ステアリングホイール１を一方向に回転させると、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄのうち、一方のケーブルがドライバーから入力される操舵トルクを伝達し、他方のケーブルが操向輪３，３から入力される反力トルクを伝達することで、コラムシャフトと同等の機能を発揮するようになっている。
【００２０】
前記ステア・バイ・ワイヤコントローラ２０は、操舵角センサ７とピニオン角センサ１３と車速センサ１８と接触変位測定器１９からのセンサ信号を入力し、前記操作部２に設けられた反力アクチュエータ８及び第１クラッチ機構５と、前記転舵部４に設けられた第１転舵アクチュエータ１１，第２転舵アクチュエータ１２及び第２クラッチ機構６と、これらのアクチュエータ８，１１，１２及び両クラッチ機構５，６を制御する。
【００２１】
前記接触変位測定器１９は、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置を検出する巻き取り中立位置検出手段であり、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄが共に巻き付いていなくケーブルリール１７ｂの表面が露出している位置と、ケーブル１７ｃまたはケーブル１７ｄが巻き付いている位置と、の間にケーブル１７ｃ，１７ｄの直径分相当の段差を持つことを利用し、この段差位置の変化により巻き取り量の中立位置を検出する。すなわち、図３に示すように、第２ケーブルリール１７ｂの２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置に接触変位測定器１９の接触変位部１９ａを配置する。これによって、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り量がほぼ同じで、接触変位部１９ａとケーブルリール１７ｂの表面とが接触している状態であれば、スイッチ信号（スイッチON）によりケーブル巻き取り位置が中立付近であると検出し、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り量が異なり、接触変位部１９ａとケーブル１７ｃまたはケーブル１７ｄの表面とが接触している状態であれば、スイッチ信号（スイッチOFF）によりケーブル巻き取り位置が中立付近から外れていると検出する。
【００２２】
前記ステア・バイ・ワイヤコントローラ２０には、ステア・バイ・ワイヤ制御の開始許可に基づくステア・バイ・ワイヤ制御中に、接触変位測定器１９からの中立位置検出値に基づいて２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置補正を行うケーブル中立位置補正部と、ステア・バイ・ワイヤ制御中において、ＳＢＷシステムが正常であると判断される限り両クラッチ機構５，６の解放を維持し、その後、ＳＢＷシステムに故障が発生したと判断されると解放されている両クラッチ機構５，６を接続する指令を出力するクラッチ制御部と、を有する。
【００２３】
次に、作用を説明する。
［ステア・バイ・ワイヤ制御処理］
図４は実施例１のステア・バイ・ワイヤコントローラ２０により実行されるステア・バイ・ワイヤ制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００２４】
ステップＳ１では、ＳＢＷシステム電源の投入に基づいて、ＳＢＷシステムが正常のときにＳＢＷ制御の開始を許可し、ステップＳ２へ移行する（制御開始許可部）。
【００２５】
ステップＳ２では、ステップＳ１でのＳＢＷ制御の開始許可により、接続されている両クラッチ機構５，６に対し、解放する指令（通電ON）が出力され、ステップＳ３へ移行する（クラッチ機構解放制御部）。ここで、両クラッチ機構５，６は、通電OFFで接続状態、通電ONで解放状態である。
【００２６】
ステップＳ３では、接触変位測定器１９からの中立位置検出値に基づいて、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近か否かが判定され、YESの場合はステップＳ７へ移行し、NOの場合はステップＳ４へ移行する（ケーブル巻き取り量中立判定部）。
【００２７】
ステップＳ４では、ステップＳ３での２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近でないという判断に基づき、第２クラッチ機構６を接続し、ステップＳ５へ移行する。
【００２８】
ステップＳ５では、第２クラッチ機構６を接続した状態で、ドライバーのステアリングホイール１に対する操作状態や車両状態に応じ、両転舵アクチュエータ１１，１２の少なくとも一方を駆動し、接触変位測定器１９からの中立位置検出値により、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近か否かを判断し、YESの場合はステップＳ６へ移行し、NOの場合は２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近となるまで第２クラッチ機構６の接続状態を継続する（中立位置補正駆動部）。
【００２９】
ステップＳ６では、ステップＳ５での２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近であるという判断に基づき、接続されていた第２クラッチ機構６を解放し、ステップＳ７へ移行する（クラッチ解放処理部）。なお、ステップＳ１〜ステップＳ６は、請求項１０のケーブル中立位置補正処理手段に相当する。
【００３０】
ステップＳ７では、ステップＳ３にて補正を要さず２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立位置状態で両クラッチ機構５，６が解放されているとき、もしくは、ステップＳ６を経過する中立位置補正処理により２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立位置状態で両クラッチ機構５，６が解放されているとき、各駆動回路２１〜２５の故障診断等により、ＳＢＷシステムに故障が発生したか否かが判断され、NOの場合（正常時）はステップＳ８へ移行し、YESの場合（故障発生時）はステップＳ１１へ移行する。
【００３１】
ステップＳ８では、操舵角や車両状態等に応じて目標転舵角を算出し、実転舵角を目標転舵角に一致させる指令を、第１転舵アクチュエータ１１及び第２転舵アクチュエータ１２に対して出力する転舵角制御が実行され、ステップＳ９へ移行する。
【００３２】
ステップＳ９では、操舵状況や車両状態に応じて最適な目標操舵反力トルクを算出し、算出された目標操舵反力トルクを得る指令を反力アクチュエータ８に対して出力する操舵反力制御が実行され、ステップＳ１０へ移行する。
【００３３】
ステップＳ１０では、ＳＢＷシステム電源OFFか否かが判断され、NOの場合（ＳＢＷシステム電源ON）の場合はステップＳ２へ戻り、YESの場合（ＳＢＷシステム電源OFF）の場合はENDへ移行する。
【００３４】
ステップＳ１１では、ステップＳ７においてＳＢＷシステムに故障が発生したと判断されたとき、ＳＢＷ制御を中止し、さらに、両クラッチ機構５，６を接続し、ステップＳ１２へ移行する。
【００３５】
ステップＳ１２では、例えば、操舵角検出値と転舵角検出値との角度偏差に基づいて、操舵トルクを推定し、この推定操舵トルクに応じた目標アシスト力を得るアシスト力指令を、第１転舵アクチュエータ１１と第２転舵アクチュエータ１２のうち正常である方に出力するアシスト力制御を行い、ステップＳ１３へ移行する。
【００３６】
ステップＳ１３では、ＳＢＷシステム電源OFFか否かが判断され、NOの場合（ＳＢＷシステム電源ON）の場合はステップＳ１２へ戻り、YESの場合（ＳＢＷシステム電源OFF）の場合はENDへ移行する。
【００３７】
［ＳＢＷシステムの正常時］
２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近であり、かつ、ＳＢＷシステムの正常時には、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０へと進み、システム正常でシステム電源ONが維持されている限り、ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０へと進む流れが繰り返される。
【００３８】
すなわち、ＳＢＷシステム電源が投入されると、ステップＳ１において、ＳＢＷ制御の開始が許可され、ステップＳ２において、両クラッチ機構５，６を解放するクラッチ制御が行われ、このクラッチ解放時に２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近であると判定されると、両クラッチ機構５，６の解放を維持したままでＳＢＷ制御が実行される。そして、ＳＢＷ制御では、ドライバーのステアリングホイール１に対する舵取り操作に応じて、転舵角制御と操舵反力制御とが実行される。
【００３９】
よって、ＳＢＷシステムの正常時には、ステアリングホイール１と操向輪３，３とが機械的に切り離されているステア・バイ・ワイヤ方式を生かし、例えば、ドライバーのステアリングホイール１に対する操作状態や車両状態等に応じ、最適な舵角比により操向輪３，３を転舵することができる（転舵角制御）。
【００４０】
また、機械的に連結されている操舵装置の場合、路面と操向輪３，３との間に発生する転舵抵抗による操舵反力がドライバーに与えられるのに対し、ステアリングホイール１と操向輪３，３とが機械的に切り離されているステア・バイ・ワイヤ方式では、操舵反力がステアホイール１に伝達されなく、操舵違和感をドライバーに与える。これに対し、本実施例の操舵装置では、機械的に連結されている操舵装置と同様の操舵反力が、反力アクチュエータ８によりステアリングホイール１を介してドライバーに与えられる（操舵反力制御）。
【００４１】
さらに、ステアリングホイールと操向輪とを一つのクラッチ機構により切り離す構成とした場合、ＳＢＷシステムが正常であると、常にケーブル機構が、ステアリングホイール、若しくは、操向輪のどちらかと連れ回ってしまう。このとき、連れ回り抵抗により操舵トルクや転舵トルクを高めたり、ケーブルとリールとの間での巻き付きや巻き戻し接触によりケーブルやリールの摩耗を促進したり、ケーブルとリールとの巻き付き開始時や巻き戻し開始時にケーブルの衝突や干渉による作動音が発生する。
【００４２】
これに対し、本実施例のＳＢＷシステムの正常時には、両クラッチ機構５，６の解放が維持され、ケーブル機構１７はステアリングホイール１に対しても操向輪３，３に対しても切り離されるため、ステアリングホイール１の回転や操向輪３，３の転舵に伴ってケーブル機構１７が連れ回ることを確実に阻止することができる。
【００４３】
［ＳＢＷシステムの故障時］
２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近であり、かつ、両クラッチ機構５，６の解放を維持したままで、ＳＢＷシステムが正常状態から故障発生状態に移行すると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ７→ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ１３へと進む流れとなり、ステップＳ１１では、両クラッチ機構５，６が接続され、ステップＳ１３では、アシスト力制御が実行される。
【００４４】
よって、ＳＢＷシステムの故障時には、両クラッチ機構５，６の接続により、バックアップ機構であるケーブル機構１７を介した機械的な連結により、ドライバーがステアリングホイール１に与えた操舵トルクを操向輪３，３に伝達することで、操向輪３，３の転舵が行われる。このとき、ケーブル機構１７は、伝達される操舵トルクにより捩られる低剛性部材としての機能を発揮し、操舵角センサ７とピニオン角センサ１３と両転舵アクチュエータ１１，１２のうち少なくとも一方のアクチュエータが正常である限り、捩り角（＝角度偏差）という操舵トルクの推定情報を用いて、ドライバーの操舵負担を軽減する適切なアシストトルクを付与することができる。
【００４５】
［ケーブル中立位置補正時］
システム電源投入後、両クラッチ機構５，６を解放したが２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近でない場合には、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れとなり、ステップＳ４において、第２クラッチ機構６を接続し、ステップＳ５において、ドライバーのステアリングホイール１に対する操作状態に応じて、両転舵アクチュエータ１１，１２のうち少なくとも一方を駆動しつつ、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近であるか否かを判定する処理が繰り返される。そして、ステップＳ５において、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近であると判定されると、ステップＳ６へ移行し、接続していた第２クラッチ機構６を解放する。
【００４６】
よって、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近でない場合には、ＳＢＷ制御中において、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立状態になったときに第２クラッチ機構６を解放するようにしたため、ＳＢＷシステムの故障発生による両クラッチ機構５，６を接続することによるバックアップ作動時に最大操舵角に大きな左右差が生じるのを確実に解消することができる。
【００４７】
［ケーブル中立位置補正の必要性］
従来のＳＢＷシステムの場合、コックピット配置の自由度を確保するために、機械的バックアップとして比較的配置の自由度を持たせることができるケーブル機構を用いている。
【００４８】
しかし、この従来のＳＢＷシステムにあっては、ステアリングホイールが設けられた操舵部と、操向輪が設けられた転舵部と、を一つのクラッチ機構により切り離す構成となっていたため、常にケーブル機構が、ステアリングホイール、若しくは、操向輪のどちらかと連れ回ってしまい、(1)連れ回り抵抗により操舵トルクや転舵トルクを高めたり、(2)ケーブルとリールとの間での巻き付きや巻き戻し接触によりケーブルやリールの摩耗を促進したり、(3)ケーブルとリールとの巻き付き開始時や巻き戻し開始時にケーブルの衝突や干渉による作動音が発生するという問題点があった。
【００４９】
そこで、上記のように、ケーブル機構１７を挟んだ位置に２つのクラッチ機構５，６を配置する構成を採用することで、両クラッチ機構５，６の解放時、ステアリングホイール１の回転や操向輪３，３の転舵に伴ってバックアップ機構であるケーブル機構１７が連れ回ることを確実に阻止することができる。
【００５０】
しかし、ケーブル機構１７を挟んだ位置に２つのクラッチ機構５，６を配置する構成を採用した場合、例えば、操向輪３，３を一方に大きく転舵させた状態で停車し、キースイッチにより電源をOFFとしてドライバーが車両から離れた場合、通電OFFにより両クラッチ機構５，６が接続される。
【００５１】
その後、ドライバーが車両へ戻り、ステアリングホイール１を中立位置に戻してキースイッチにより電源をONとした場合、通電ONにより直ちに両クラッチ機構５，６が解放されることで、両クラッチ機構５，６の解放状態では、ケーブル機構１７の２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立位置から大きく外れた状態となる。
【００５２】
この状態で車両を走行させている途中においてＳＢＷシステムに故障が発生し、上記のように、両クラッチ機構５，６を接続して機械的連結によるバックアップ作動を行うと、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立位置からズレているため、ステアリングホイール１を一方向に回転させる操舵では最大操舵角が十分に許容されるものの、ステアリングホイール１を他方向に回転させる操舵では最大操舵角が僅かの角度で制限される。つまり、ケーブル機構１７の中立補正を行わないと、ステアリングホイール１と操向輪３，３とを機械的に連結させたバックアップ作動時に最大操舵角に大きな左右差が生じることによる。
【００５３】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用操舵装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５４】
(1) ステアリングホイール１を有する操作部２と、操向輪３，３を転舵する転舵部４と、前記ステアリングホイール１から操向輪３，３に至る操舵系の途中位置に設けられ、前記ステアリングホイール１から操向輪３，３とを連結するクラッチ機構と、前記操作部２と転舵部４との間に設けられ、前記クラッチ機構がステアリングホイール１と操向輪３，３とを連結した時に、前記ステアリングホイール１により入力される操舵トルクを前記操向輪３，３に伝達するバックアップ機構とを備えた車両用操舵装置において、前記クラッチ機構は、前記操作部２に設けられた第１クラッチ機構５と、前記転舵部４に設けられた第２クラッチ機構６で構成され、前記バックアップ機構は、前記第１クラッチ機構５と第２クラッチ機構６に挟まれた位置に配置され、前記操作部２に設けられた第１ケーブルリール１７ａと、前記転舵部４に設けられた第２ケーブルリール１７ｂと、両ケーブルリール１７ａ，１７ｂのそれぞれに互いに逆方向に巻き付けられた状態で前記操作部２と前記転舵部４を連結する２本のケーブル１７ｃ，１７ｄで構成され、前記第１クラッチ機構５と第２クラッチ機構６とが解放状態であるとき、前記２本のケーブル１７ｃ，１７ｄをケーブル巻き取り量が等しい中立位置付近に規定するケーブル中立位置補正手段を設けたため、両クラッチ機構５，６の解放時、ステアリングホイール１の回転や操向輪３，３の転舵に伴ってケーブル機構１７が連れ回ることを確実に阻止することができると共に、ケーブル機構１７を挟んで配置された解放状態の２つのクラッチ機構５，６を接続することによるバックアップ作動時に最大操舵角の左右差を確実に解消することができる。
【００５５】
(2) 前記操作部２に設けられた反力アクチュエータ８及び第１クラッチ機構５と、前記転舵部４に設けられた第１転舵アクチュエータ１１，第２転舵アクチュエータ１２及び第２クラッチ機構６と、これらのアクチュエータ８，１１，１２及び両クラッチ機構５，６を制御するステア・バイ・ワイヤコントローラ２０と、を有してＳＢＷシステムを構成し、前記両ケーブルリール１７ａ，１７ｂの少なくとも一方に、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置を検出する巻き取り中立位置検出手段を設け、前記ケーブル中立位置補正手段は、前記ステア・バイ・ワイヤコントローラ２０によるＳＢＷ制御中に、中立位置検出に基づいて２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置補正を行う手段であるため、ＳＢＷ制御中の中立位置検出に基づく補正処理により、ＳＢＷ制御中に２本のケーブル１７ｃ，１７ｄが巻き取り中立位置から外れても、確実に２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置の補正を行うことができる。
【００５６】
(3) 前記巻き取り中立位置検出手段は、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄが共に巻き付いていなくケーブルリール１７ａ，１７ｂの表面が露出している位置と、ケーブル１７ｃまたはケーブル１７ｄが巻き付いている位置と、の間にケーブル１７ｃ，１７ｄの直径分相当の段差を持つことを利用し、この段差位置の変位により巻き取り量の中立位置を検出する接触変位測定器１９であるため、簡単な電気スイッチを用いることで、低コストにて２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近か否かを判定することができる。
【００５７】
(4) 前記ケーブル中立位置補正手段は、システム電源が投入されるとＳＢＷ制御の開始を許可する制御開始許可ステップＳ１と、両クラッチ機構５，６を解放するクラッチ機構解放制御ステップＳ２と、巻き取り中立位置検出値に基づいて２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立位置か否かを判定するケーブル巻き取り量中立判定ステップＳ３と、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立位置に無い場合、前記第２クラッチ機構６を接続し、ドライバーのステアリングホイール１の操作状態に応じて少なくとも１つの転舵アクチュエータ１１，１２を駆動する中立位置補正駆動ステップＳ４及びステップＳ５と、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置がアクチュエータ駆動により中立位置補正されると第２クラッチ機構６を解放するクラッチ解放処理ステップＳ５と、を有する手段であるため、転舵アクチュエータ１１，１２を中立位置補正アクチュエータとして利用した自動補正作動により、ドライバーによる負担を無くして２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの中立位置を補正することができる。
【実施例２】
【００５８】
この実施例２は、実施例１の接触変位測定器１９に代え、非接触変位測定器２９を用いた例である。
【００５９】
前記非接触変位測定器２９は、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置を検出する巻き取り中立位置検出手段であり、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄが共に巻き付いていなくケーブルリール１７ｂの表面が露出している位置と、ケーブル１７ｃまたはケーブル１７ｄが巻き付いている位置と、の間にケーブル１７ｃ，１７ｄの直径分相当の段差を持つことを利用し、この段差位置の変化により巻き取り量の中立位置を検出する。すなわち、図５に示すように、第２ケーブルリール１７ｂの２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置に非接触変位測定器２９を配置する。
【００６０】
これによって、光学式レーザー変位計等による非接触変位測定器２９によって検出された前方遮蔽体（リール表面）までの距離αが、予め設定したしきい値β以上の場合（α≧β）、ケーブル巻き取り位置が中立付近であると検出し、光学式の非接触変位測定器２９によって検出された前方遮蔽体（ケーブル）までの距離αが、予め設定したしきい値β未満の場合（α<β）、ケーブル巻き取り位置が中立付近から外れていると検出する。
【００６１】
なお、他の構成は実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。また、作用についても、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６２】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用操舵装置にあっては、実施例１装置の(1),(2),(4)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６３】
(5) 前記巻き取り中立位置検出手段は、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄが共に巻き付いていなくケーブルリール１７ａ，１７ｂの表面が露出している位置と、ケーブル１７ｃまたはケーブル１７ｄが巻き付いている位置と、の間にケーブル１７ｃ，１７ｄの直径分相当の段差を持つことを利用し、この段差位置の変位により巻き取り量の中立位置を検出する非接触変位測定器２９であるため、接触損傷等が無い高い信頼性により、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近か否かを判定することができる。
【実施例３】
【００６４】
この実施例３は、実施例１の接触変位測定器１９に代え、回転角測定器３９を用いた例である。
【００６５】
前記回転角測定器３９は、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置を検出する巻き取り中立位置検出手段であり、ケーブルリール１７ｂの回転角度を測定することにより巻き取り量の中立位置を検出する。すなわち、図６に示すように、第１ピニオンシャフト１４の外周位置にレゾルバ等による回転角測定器３９を配置する。
【００６６】
これによって、レゾルバ等による回転角測定器３９によって検出された回転角度測定値θが、予め設定した中立位置しきい値εの範囲内であることにより（ε≧θ≧−ε）、ケーブル巻き取り位置が中立付近であると検出し、レゾルバ等による回転角測定器３９によって検出された回転角度測定値θ（中立位置から１回転以上の場合は積算回転角度）が、予め設定した中立位置しきい値εの範囲外であることにより（ε<θまたはθ<−ε）、ケーブル巻き取り位置が中立付近から外れていると検出する。
【００６７】
なお、他の構成は実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。また、作用についても、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６８】
次に、効果を説明する。
実施例３の車両用操舵装置にあっては、実施例１装置の(1),(2),(4)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６９】
(6) 前記巻き取り中立位置検出手段は、ケーブルリール１７ｂの回転角度を測定することにより巻き取り量の中立位置を検出する回転角測定器３９であるため、回転角度を直接測定でき精度高く、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近か否かを判定することができる。
【実施例４】
【００７０】
この実施例４は、実施例１の接触変位測定器１９に代え、力測定器４９を用いた例である。
【００７１】
前記力測定器４９は、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置を検出する巻き取り中立位置検出手段であり、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り量に応じてケーブルリール１７に巻き付いている２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの位置が変化し、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄとケーブルアウターチューブ１７ｇ，１７ｈとの接点に加わる圧力が変化することを利用し、この圧力変化により巻き取り量の中立位置を検出する。すなわち、図７に示すように、ケーブルアウターチューブ１７ｇとケーブル１７ｃ、及び、ケーブルアウターチューブ１７ｈとケーブル１７ｄとの接触位置に加圧導電ゴム等による力測定器４９を配置する。
【００７２】
これによって、加圧導電ゴム等による力測定器４９によって検出された２つの力測定値F1,F2の差の絶対値が、予め設定したしきい値δ以下である場合（|F1-F2|≦δ）、ケーブル巻き取り位置が中立付近であると検出し、加圧導電ゴム等による力測定器４９によって検出された２つの力測定値F1,F2の差の絶対値が、予め設定したしきい値δを超えている場合（|F1-F2|>δ）、ケーブル巻き取り位置が中立付近から外れていると検出する。
【００７３】
なお、他の構成は実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。また、作用についても、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
次に、効果を説明する。
実施例４の車両用操舵装置にあっては、実施例１装置の(1),(2),(4)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７５】
(7) 前記巻き取り中立位置検出手段は、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り量に応じてケーブルリール１７に巻き付いている２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの位置が変化し、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄとケーブルアウターチューブ１７ｇ，１７ｈとの接点に加わる圧力が変化することを利用し、この圧力変化により巻き取り量の中立位置を検出する力測定器４９であるため、省スペースによる巻き取り中立位置検出手段の設定により、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り位置が中立付近か否かを判定することができる。
【実施例５】
【００７６】
この実施例５は、第１ケーブルリール１７ａのリール径L1と第２ケーブルリール１７ｂのリール径L2とを異ならせて設定すると共に、２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂのそれぞれに第１中立位置検出器５９ａと第２中立位置検出器５９ｂを設定した例である。
【００７７】
まず、構成を説明する。
図８は実施例５の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
図８において、１はステアリングホイール（操作入力手段）、２は操作部、３は操向輪、４は転舵部、５は第１クラッチ機構、６は第２クラッチ機構、７は操舵角センサ、８は反力アクチュエータ、９は第１コラムシャフト（操舵軸）、１０は第２コラムシャフト（操舵軸）、１１は第１転舵アクチュエータ（転舵アクチュエータ）、１２は第２転舵アクチュエータ（転舵アクチュエータ）、１３はピニオン角センサ、１４は第１ピニオンシャフト（転舵軸）、１５は第２ピニオンシャフト（転舵軸）、１６はステアリング機構、１７はケーブル機構（バックアップ機構）、１８は車速センサ、５９ａは第１中立位置検出器（巻き取り中立位置検出手段）、５９ｂは第２中立位置検出器（巻き取り中立位置検出手段）、２０はステア・バイ・ワイヤコントローラ、２１は反力アクチュエータ駆動回路、２２はクラッチ駆動回路、２３は第１転舵アクチュエータ駆動回路、２４は第２転舵アクチュエータ駆動回路である。
【００７８】
実施例１の構成との相違点について説明すると、前記第１ケーブルリール１７ａのリール径L1（小径）と第２ケーブルリール１７ｂのリール径L2（大径）とを異ならせて設定している。
【００７９】
前記２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂのそれぞれに第１中立位置検出器５９ａと第２中立位置検出器５９ｂを設定している。この第１中立位置検出器５９ａと第２中立位置検出器５９ｂは、異径による２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂの回転周波数の違いにより、２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂの回転位置関係がある一箇所でおいてのみ一致することを利用し、２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂの回転中立位置が同時に検出されることで巻き取り量の中立位置を検出する。すなわち、図９(a)に２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂが共に巻き取り量の中立位置を示す。この関係の回転位置をケーブル巻き取り中立位置と定義し、この状態の時にケーブル巻き取り位置が中立付近であると検出する。このケーブル巻き取り中立位置から上側のケーブルリール１７ａをステアリングホイール１により図９(b),(c),(d)に示すように回転させると、２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂがズレている状態となる。よって、図９の(b),(c),(d)に示すようなズレ方をしていればケーブル巻き取り位置が中立付近から外れていると検出する。さらに、図９(e)の状態では、上側のケーブルリール１７ａが図９(a)と同じ位置になるが、下側のケーブルリール１７ｂの位置が図９(a)とはズレているため、ケーブル巻き取り位置が中立付近から外れていると検出する。
【００８０】
なお、他の構成は実施例１と同様であり、作用についても実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００８１】
次に、効果を説明する。
実施例５の車両用操舵装置にあっては、実施例１装置の(1),(2),(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００８２】
(8) 前記第１ケーブルリール１７ａと第２ケーブルリール１７ｂとは互いに異なるリール径L1,L2を有し、前記巻き取り中立位置検出手段は、第１ケーブルリール１７ａの中立位置を検出する第１中立位置検出器５９ａと、第２ケーブルリール１７ｂの中立位置を検出する第２中立位置検出器５９ｂとで構成され、回転する前記２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂの回転位置関係が所定の位置でのみ一致することを利用し、前記２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂの回転中立位置が同時に検出されることで巻き取り量の中立位置を検出するため、径の異なる２つのケーブルリール１７ａ，１７ｂの回転位置関係により、精度良くケーブル巻き取り位置が中立付近であると検出することができる。
【００８３】
また、中立位置以外では、第１ケーブルリール１７ａと第２ケーブルリール１７ｂが同じ角度にならないように、互いのリール径L1,L2を設定すれば、一方のケーブルリール１７ｂが中立位置から360度回転したような状態でも、他方のケーブルリール１７ａは他の回転角度となるため、ケーブル巻き取り中立位置であると誤検出することなく、ケーブル巻き取り位置が中立位置付近にないことを検出することができる。
【実施例６】
【００８４】
この実施例６は、中立位置検出器として中立位置検出非接触スイッチを採用し、かつ、この中立位置検出非接触スイッチを車両電源と両クラッチ機構５，６のソレノイドとの間に介装することで、簡易的にケーブル中立位置状態で両クラッチ機構５，６の解放を達成するようにした例である。
【００８５】
すなわち、図１０に示すように、中立位置検出器として、ケーブルリールに形成したスリットを介して対向配置されるフォトダイオードとフォトトランジスタにより構成される中立位置非接触検出スイッチを採用している。つまり、第１中立位置検出非接触スイッチ６９ａと第２中立位置検出非接触スイッチ６９ｂは、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄが共に巻き取り中立位置であるときに導通（スイッチオン）する。
【００８６】
そして、図１０に示すように、電源投入後、第１中立位置検出非接触スイッチ６９ａと第２中立位置検出非接触スイッチ６９ｂのうち少なくとも一方がオフである限りは両ソレノイド５ａ，６ａへの通電オフにより両クラッチ機構５，６の接続状態を保ち、第１中立位置検出非接触スイッチ６９ａと第２中立位置検出非接触スイッチ６９ｂが共にオンとなることによる両ソレノイド５ａ，６ａへの通電オンにより両クラッチ機構５，６を解放状態とし、同時に、システム電源投入によるＳＢＷ制御を開始する第１中立位置検出スイッチ回路を構成している。
【００８７】
よって、第１中立位置検出非接触スイッチ６９ａと第２中立位置検出非接触スイッチ６９ｂが共にオンとなると、第２ケーブルリール１７ｂ側に取り付けた第２中立位置検出非接触スイッチ６９ｂのフォトダイオードにより、フォトトランジスタが導通する。このフォトトランジスタの導通により、第１ケーブルリール１７ａ側に取り付けた第１中立位置検出非接触スイッチ６９ａのフォトダイオードに電流が流れ、フォトトランジスタが導通する。この第１中立位置検出非接触スイッチ６９ａのフォトトランジスタに電源が供給されており、導通することで、２つのクラッチ機構５，６を解放することができる。
【００８８】
なお、他の構成及び作用については、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００８９】
次に、効果を説明する。
実施例６の車両用操舵装置にあっては、実施例１装置の(1),(2)及び実施例５の(8)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００９０】
(9) 第１中立位置検出器と第２中立位置検出器を、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置であるときに共にスイッチオンとなる第１中立位置検出非接触スイッチ６９ａと第２中立位置検出非接触スイッチ６９ｂとし、前記ケーブル中立位置補正手段は、電源投入後、第１中立位置検出非接触スイッチ６９ａと第２中立位置検出非接触スイッチ６９ｂのうち少なくとも一方がオフである限りは両クラッチ機構５，６を通電オフによる接続状態を保ち、第１中立位置検出非接触スイッチ６９ａと第２中立位置検出非接触スイッチ６９ｂが共にオンとなることにより両クラッチ機構５，６を通電オンによる解放状態とし、同時に、システム電源投入によるＳＢＷ制御を開始する第１中立位置検出スイッチ回路であるため、簡易的なスイッチ回路としながら、ケーブル中立位置検知機能と両クラッチ機構５，６の解放機能を併せて達成することができる。
【実施例７】
【００９１】
この実施例７は、中立位置検出器として中立位置検出接触スイッチを採用し、かつ、この中立位置検出接触スイッチを車両電源と両クラッチ機構５，６のソレノイドとの間に介装することで、簡易的にケーブル中立位置状態で両クラッチ機構５，６の解放を達成するようにした例である。
【００９２】
すなわち、図１１に示すように、中立位置検出器として、ケーブルリール側に設けた導電端子とリールケース側に設けた導電端子により構成される中立位置接触検出スイッチを採用している。つまり、第１中立位置検出接触スイッチ７９ａと第２中立位置検出接触スイッチ７９ｂは、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄが共に巻き取り中立位置であるときに導通する。
【００９３】
そして、図１１に示すように、電源投入後、第１中立位置検出接触スイッチ７９ａと第２中立位置検出接触スイッチ７９ｂのうち少なくとも一方がオフである限りは両ソレノイド５ａ，６ａへの通電オフにより両クラッチ機構５，６の接続状態を保ち、第１中立位置検出接触スイッチ７９ａと第２中立位置検出接触スイッチ７９ｂが共にオンとなることによる両ソレノイド５ａ，６ａへの通電オンにより両クラッチ機構５，６を解放状態とし、同時に、システム電源投入によるＳＢＷ制御を開始する第２中立位置検出スイッチ回路を構成している。
【００９４】
よって、第１中立位置検出接触スイッチ７９ａと第２中立位置検出接触スイッチ７９ｂが共にオンとなると、電源からの電流が第１中立位置検出接触スイッチ７９ａ→ソレノイド５ａ→第２中立位置検出接触スイッチ７９ｂ→ソレノイド６ａ→グランドへと流れ、両ソレノイド５ａ，６ａへの通電駆動することにより両クラッチ機構５，６を解放することができる。
【００９５】
なお、他の構成及び作用については、実施例５と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００９６】
次に、効果を説明する。
実施例７の車両用操舵装置にあっては、実施例１装置の(1),(2)及び実施例５の(8)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００９７】
(10) 第１中立位置検出器と第２中立位置検出器を、２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き取り中立位置であるときに共に通電となる第１中立位置検出接触スイッチ７９ａと第２中立位置検出接触スイッチ７９ｂとし、前記ケーブル中立位置補正手段は、電源投入後、第１中立位置検出接触スイッチ７９ａと第２中立位置検出接触スイッチ７９ｂのうち少なくとも一方が通電オフである限りは両クラッチ機構５，６を通電オフによる接続状態を保ち、第１中立位置検出接触スイッチ７９ａと第２中立位置検出接触スイッチ７９ｂが共に通電となることにより両クラッチ機構５，６を通電オンによる解放状態とし、同時に、システム電源投入によるＳＢＷ制御を開始する第２中立位置検出スイッチ回路であるため、低コストの接触型スイッチを用いた簡易的なスイッチ回路としながら、ケーブル中立位置検知機能と両クラッチ機構５，６の解放機能を併せて達成することができる。
【実施例８】
【００９８】
まず、構成を説明する。
実施例８では、第２ケーブルリール１７ｂのリール径を、第１ケーブルリール１７ａのリール径に対し、軸方向中央部から両端部方向へ向かって徐々に拡径するように設定した例である。
【００９９】
図１２は実施例８の車両用操舵装置を示す全体システム図、図１３は実施例８の第２ケーブルリール１７ｂの側面図である。第２ケーブルリール１７ｂは、軸方向中央部から両端部方向へ向かって徐々に拡径し、軸方向中央部のリール径L2が最小、両端部のリール径L3が最大となるように設定されている。
【０１００】
図１４は、実施例８の第１ケーブルリール１７ａの側面図であり、第１ケーブルリール１７ａは、一定のリール径L1を有する円筒状に形成されている。
【０１０１】
また、第１ケーブルリール１７ａのリール径L1と、第２ケーブルリール１７ｂの軸方向中央部のリール径L2とは、互いに異なるように設定されており、
L3>L1>L2
の関係が成立している。
【０１０２】
なお、他の構成は図８に示した実施例５の構成と同様であるので、説明を省略する。
【０１０３】
次に、作用を説明する。
［小操舵時］
ステアリングホイール１の操作量が小さいとき、第２ケーブルリール１７ｂでは、軸方向中央部付近で２本のケーブル１７ｃ，１７ｄの巻き込み・巻き戻しが行われる。このとき、図１５(a)に示すように、第２ケーブルリール１７ｂの軸方向中央部のリール径L2は、第１ケーブルリール１７ａのリール径L1よりも小径であるため、ステアリング操舵に対するラックギヤ軸転舵応答性は向上し、必要ステアリング操舵量が少なくなる。これにより、ケーブルストローク量は減少し、ケーブルストローク時のフリクションに起因するケーブル摩耗が低減でき、ケーブル耐久性が向上する。
【０１０４】
すなわち、小操舵ニュートラル付近は、概して車両の横加速度が少なく、ケーブル張力は低いため、ケーブルストローク量を少なくすることで、ケーブル摩耗が低減され、ケーブル耐久性は向上する。
【０１０５】
［大操舵時］
ステアリングホイール１の操作量が大きいとき、第２ケーブルリール１７ｂのケーブル巻き込み・巻き戻し位置は、徐々に軸方向端部付近に移行していく。このとき、図１５(b)に示すように、第２ケーブルリール１７ｂのリール径は、軸方向中央部から両端部方向に向かって徐々に拡大し、軸方向端部のリール径L3は第１ケーブルリール１７ａのリール径L1よりも大径となるため、ドライバーは小さなステアリング操舵力でラックギヤ軸を転舵でき、操舵フィーリングが向上する。
【０１０６】
すなわち、大操舵時は、概して車両の横加速度が大きく、ケーブル張力が大きくなるので、ケーブル張力を小さくすることで、ステアリング操舵力は低減でき、操舵フィーリングが向上する。
【０１０７】
［小操舵時と大操舵時のケーブルストローク可変作用］
例えば、第１ケーブルリール１７ａと第２ケーブルリール１７ｂを共に円筒状とした場合を考える。
【０１０８】
第２ケーブルリール１７ｂのリール径を、第１ケーブルリール１７ａのリール径よりも大径とした場合、小操舵時には、ステアリング操舵量に対するラックギヤ軸転舵量が少なく、応答性が鈍いため、よりステアリングホイール１を回転させる必要が生じる。従って、ケーブルストロークが増加するため、ケーブル摺動時のケーブルフリクションによる操作感の悪化、及びケーブル耐久性の低下が懸念される。
【０１０９】
一方、第２ケーブルリール１７ｂのリール径を、第１ケーブルリール１７ａのリール径よりも小径とした場合、大操舵時には、操舵に要するステアリング操舵力が過大となるため、ドライバーの運転負荷が高まり、操舵フィーリングの悪化を招く。
【０１１０】
これに対し、実施例８では、第２ケーブルリール１７ｂのリール径を、第１ケーブルリール１７ａのリール径に対し、軸方向中央部から軸方向両端部方向へ向かって徐々に拡径するように設定したことにより、上記問題を解決している。すなわち、小操舵時には、L1>L2の関係から、ケーブルストローク量の減少によりケーブル摩耗を小さくでき、大操舵時には、L1<L3の関係から、ケーブルストローク量の増加によりドライバーの必要操舵力を低く抑え、操舵フィーリングの悪化を防止できる。
【０１１１】
他の構成から導かれる作用については、実施例５と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【０１１２】
次に、効果を説明する。
実施例８の車両用操舵装置にあっては、実施例１装置の(1)，(2)，(4)の効果と、実施例５の(8)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【０１１３】
(11) 第２ケーブルリール１７ｂのリール径を、第１ケーブルリール１７ａのリール径に対し、軸方向中央部から両端部方向へ向かって徐々に拡径するように設定したため、小操舵時のケーブル摩耗抑制と、大操舵時の良好な操舵フィーリングの確保とを両立できる。
【０１１４】
(12) 第１ケーブルリール１７ａの軸方向中央部のリール径L1を、第２ケーブルリール１７ｂの軸方向中央部のリール径L2よりも大径に設定し、かつ、第１ケーブルリール１７ａの両端部のリール径L1を、第２ケーブルリール１７ｂの両端部のリール径L3よりも小径に設定したため、小操舵時のケーブル摩耗抑制と大操舵時の操舵フィーリング向上の効果をより高めることができる。
【０１１５】
（他の実施例）
以上、本発明の車両用操舵装置を実施例１〜実施例８に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０１１６】
例えば、実施例１〜実施例８では、転舵アクチュエータを２重系とするＳＢＷシステムの例を示したが、例えば、ＳＢＷシステム（反力アクチュエータ＋転舵アクチュエータ）と油圧パワーステアリングシステムとを組み合わせたシステムや、ＳＢＷシステム（反力アクチュエータ＋転舵アクチュエータ）と電動パワーステアリングシステムとを組み合わせたシステムとしても良い。この組み合わせシステム例では、ＳＢＷシステムの故障発生時には、クラッチ機構を接続するだけで、油圧ＰＳシステムや電動ＰＳシステムによりアシスト力を付与することができるため、転舵アクチュエータを第１〜実施例８のように２重系にする必要性が低下し、転舵アクチュエータの数を削減することができる。
【０１１７】
実施例１〜実施例８では、ケーブル中立位置補正手段は、ステア・バイ・ワイヤコントローラによりＳＢＷ制御での走行中や停車時等において中立位置検出に基づいて２本のケーブルの巻き取り中立位置補正を行う例を示したが、ステア・バイ・ワイヤコントローラによりＳＢＷ制御が開始されるまでのイニシャライズ時期にて、中立位置検出値に基づいて２本のケーブルの巻き取り中立位置補正を行うようにしても良い。
【０１１８】
実施例８では、第１ケーブルリールをリール径一定の円筒状とし、第２ケーブルリールを円筒の中央部側面が凹んだ形状とした例を示したが、第２ケーブルリールをリール径一定の円筒状とし、第１ケーブルリールを円筒の中央部側面が膨らんだ形状としても、実施例８と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】実施例１の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図２】実施例１装置のケーブル機構を示す斜視図である。
【図３】実施例１装置のケーブル機構及び接触変位測定器を示す横断面図及びＡ方向矢視による縦断面図である。
【図４】実施例１のステア・バイ・ワイヤコントローラにより実行されるステア・バイ・ワイヤ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施例２装置のケーブル機構及び非接触変位測定器を示す縦断面図である。
【図６】実施例３装置のケーブル機構及び回転角測定器を示す縦断面図である。
【図７】実施例４装置のケーブル機構及び力測定器を示す縦断面図である。
【図８】実施例５の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図９】実施例５の車両用操舵装置の第１中立位置検出器と第２中立位置検出器による中立位置判定説明図である。
【図１０】実施例６の車両用操舵装置を示す要部システム図である。
【図１１】実施例７の車両用操舵装置を示す要部システム図である。
【図１２】実施例８の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図１３】実施例８の第２ケーブルリールの側面図である。
【図１４】実施例８の第１ケーブルリールの側面図である。
【図１５】実施例８の小操舵時と大操舵時のケーブルストローク可変作用を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  ステアリングホイール（操作入力手段）
２  操作部
３  操向輪
４  転舵部
５  第１クラッチ機構
６  第２クラッチ機構
７  操舵角センサ
８  反力アクチュエータ
９  第１コラムシャフト（操舵軸）
１０  第２コラムシャフト（操舵軸）
１１  第１転舵アクチュエータ（転舵アクチュエータ）
１２  第２転舵アクチュエータ（転舵アクチュエータ）
１３  ピニオン角センサ
１４  第１ピニオンシャフト（転舵軸）
１５  第２ピニオンシャフト（転舵軸）
１６  ステアリング機構
１７  ケーブル機構（バックアップ機構）
１８  車速センサ
１９  接触変位測定器（中立位置検出手段）
２０  ステア・バイ・ワイヤコントローラ
２１  反力アクチュエータ駆動回路
２２  第１クラッチ駆動回路
２３  第２クラッチ駆動回路
２４  第１転舵アクチュエータ駆動回路
２５  第２転舵アクチュエータ駆動回路
【図１】
2005022638.tif 000003
【図２】
2005022638.tif 000004
【図３】
2005022638.tif 000005
【図４】
2005022638.tif 000006
【図５】
2005022638.tif 000007
【図６】
2005022638.tif 000008
【図７】
2005022638.tif 000009
【図８】
2005022638.tif 000010
【図９】
2005022638.tif 000011
【図１０】
2005022638.tif 000012
【図１１】
2005022638.tif 000013
【図１２】
2005022638.tif 000014
【図１３】
2005022638.tif 000015
【図１４】
2005022638.tif 000016
【図１５】
2005022638.tif 000017