(57)【要約】      （修正有）【課題】操作部材の操作量に対する転舵装置の転舵量の比である操作転舵比を変更可能な機能を有するステアリングシステムの実用性を向上させる。【解決手段】操作装置１０と転舵装置１２との間に、自身の入力動作の量とその入力動作に応じた出力動作の量の比である伝達比を変更可能な可変動作伝達装置１４，１６を２つ直列に配設し、それら２つの可変動作伝達装置１４，１６を制御装置１８によって制御することで、それらの各々の伝達比を変更して操作転舵比を変更することを特徴とする。２つの可変動作伝達装置１４，１６で分担してある操作転舵比を実現させるため、それら各装置１４，１６の有する駆動源への負担を軽減することが可能である。また、２つの可変動作伝達装置のうち一方が失陥した場合であっても、正常な方の可変動作伝達装置を制御することでそれの伝達比を変更して操作転舵比を変更することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によって操作される操作部材と、
その操作部材の操作量に応じた動作が自身の入力動作として入力され、その入力動作に応じた出力動作を出力するとともに、その入力動作の量に対する出力動作の量の比である伝達比を変更可能な第１可変動作伝達装置と、
その第１可変動作伝達装置の出力動作が自身の入力動作として入力され、その入力動作に応じた出力動作を出力するとともに、その入力動作の量に対する出力動作の量の比である伝達比を変更可能な第２可変動作伝達装置と、
その第２可変動作伝達装置の出力動作が入力され、その出力動作の量に応じた転舵量の車輪の転舵を実現する転舵装置と、
前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置とを制御することで、それらの各々の伝達比を変更して前記操作部材の操作量に対する車輪の転舵量の比である操作転舵比を変更する制御装置と
を備えた車両用ステアリングシステム。
【請求項２】
前記制御装置が、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との一方が失陥した場合に、それらの他方を制御することによって操作転舵比を変更する失陥時制御部を有する請求項１に記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項３】
前記失陥時制御部が、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置とのいずれもが失陥していない場合における操作転舵比とおなじ操作転舵比となるように、前記第１可変動作伝達装置と第２可変動作伝達装置との他方を制御するものである請求項２に記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項４】
前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、作動することによって伝達比を固定する伝達比固定装置を有し、前記失陥時制御部が、前記第１可変動作伝達装置と第２可変動作伝達装置との一方が失陥した場合にそれが有する前記伝達比固定装置を作動させるとともに、それを作動させた状態において前記第１可変動作伝達装置と第２可変動作伝達装置との他方を制御するものである請求項２または請求項３に記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項５】
前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、
(a)入力動作に応じて回転可能に設けられた第１要素と、その第１要素と相対回転可能に設けられた第２要素と、それら第１要素と第２要素と係合する第３要素とを含んで構成される差動機構と、(b)前記第３要素を回転駆動するモータとを有し、前記第２要素の回転に応じた出力動作が出力されるとともに、そのモータの作動が制御されることで、伝達比を変更するものである請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項６】
前記制御装置が、前記第１可変動作伝達装置が有する前記モータと前記第２可変動作伝達装置が有する前記モータとを、操作転舵比によらず、互いに同じ回転速度となるように制御するものである請求項５に記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項７】
前記制御装置が、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置の各々の前記モータの作動を、それらのモータが操作転舵比によらず互いに逆方向に回転するように制御するものである請求項５または請求項６に記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項８】
前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、作動することによって前記第３要素の回転を禁止する第３要素回転禁止装置を備えた請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項９】
前記第３要素回転禁止装置が、前記モータを回転させた状態において作動することで、前記第３要素の回転を、設定された１以上の回転位置のいずれかにおいて禁止可能なものとされ、
前記制御装置が、
前記第１可変動作伝達装置および前記第２可変動作伝達装置の両者の前記第３要素の回転を一時期に禁止する場合に、それら両者が有する前記モータの各々を、前記第２可変動作伝達装置の前記第２要素の回転が制限されかつ前記第１可変動作伝達装置の前記第１要素の回転が許容された状態においてその第１要素が回転しない方向および速度で回転させ、その状態において、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との両者が有する前記第３要素回転禁止装置の各々を作動させる第３要素回転禁止制御部を有する請求項８に記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項１０】
前記第１要素が、第１サーキュラスプラインを、前記第２要素が、その第１サーキュラスプラインと歯数の異なる第２スプラインをそれぞれ含んで構成され、前記第３要素が、それらサーキュラスプラインの両者に噛合するフレクスプラインとそれが外嵌されたウェーブジェネレータとを含んで構成されることで、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置の各々の前記差動機構がハーモニックギヤ機構とされた請求項５ないし請求項９のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項１１】
前記第１可変動作伝達装置が有する前記第１サーキュラスプラインと前記第２可変動作伝達装置が有する第２サーキュラスプラインとが互いに同じ歯数とされ、かつ、前記第１可変動作伝達装置が有する前記第２サーキュラスプラインと前記第２可変動作伝達装置が有する第１サーキュラスプラインとが互いに同じ歯数とされた請求項１０に記載の車両用ステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に配備されるステアリングシステムに関し、詳しくは、ステアリング操作部材の操作量に対する転舵装置の転舵量の比を変更可能な機能を有するステアリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、ステアリング操作部材の操作量に対する車輪の転舵量の比を変更可能とするために、可変伝達機能、いわゆる操作転舵比可変ステアリング（ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering））と呼ばれる機能を設けたステアリングシステムが存在する。このステアリングシステムは、下記特許文献に記載されたようなものである。
【特許文献１】特開平１１−５５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＶＧＲＳ機能を設けたシステムは、運転者の操舵に対する負荷軽減，車両の安定性の担保等、種々の利点を有し、既に一部の車両において採用されているが、採用され始めた段階であるため、実用性を向上させるための余地を多分に残すものとなっている。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、そのＶＧＲＳ機能を設けたステアリングシステムの実用性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明のステアリングシステムは、操作部材と転舵装置との間に、自身の入力動作の量とその入力動作に応じた出力動作の量の比である伝達比を変更可能な可変動作伝達装置を２つ直列に配設し、それら２つの可変動作伝達装置を制御装置によって制御することで、それらの各々の伝達比を変更して前記操作部材の操作量に対する車輪の転舵量の比である操作転舵比を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の車両用ステアリングシステムによれば、例えば、２つの可変動作伝達装置で分担してある操作転舵比を実現させるため、それら各装置への負担を軽減することが可能である。また、２つの可変動作伝達装置のうち一方が失陥した場合であっても、失陥していない可変動作伝達装置を制御することでそれの伝達比を変更して操作転舵比を変更することが可能である。そのような利点を有することで、本発明の車両用ステアリングシステムは、実用性の高いシステムとなる。
【発明の態様】
【０００６】
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、それらの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、各項の態様から何某か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。
【０００７】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、請求項１に（３）項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項２に、請求項２に（４）項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項３に、請求項２または請求項３に（５）項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項４に、請求項１ないし請求項４のいずれかに（７）項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項５に、請求項５に（９）項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項６に、請求項５または請求項６に（１３）項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項７に、請求項５ないし請求項７のいずれかに（１５）項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項８に、請求項８に（１８）項および（１９）項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項９に、請求項５ないし請求項９のいずれかに（２０）項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項１０に、請求項１０に（２１）項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項１１に、それぞれ相当する。
【０００８】
（１）運転者によって操作される操作部材と、
その操作部材の操作量に応じた動作が自身の入力動作として入力され、その入力動作に応じた出力動作を出力するとともに、その入力動作の量に対する出力動作の量の比である伝達比を変更可能な第１可変動作伝達装置と、
その第１可変動作伝達装置の出力動作が自身の入力動作として入力され、その入力動作に応じた出力動作を出力するとともに、その入力動作の量に対する出力動作の量の比である伝達比を変更可能な第２可変動作伝達装置と、
その第２可変動作伝達装置の出力動作が入力され、その出力動作の量に応じた転舵量の車輪の転舵を実現する転舵装置と、
前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置とを制御することで、それらの各々の伝達比を変更して前記操作部材の操作量に対する車輪の転舵量の比である操作転舵比を変更する制御装置と
を備えた車両用ステアリングシステム。
【０００９】
本項に記載の態様のステアリングシステムは、平たく言えば、上記「可変動作伝達装置」、つまり、いわゆるＶＧＲＳ機能を実現する主体となるＶＧＲＳアクチュエータを２つ直列に配設したステアリングシステムである。本項の態様によれば、例えば、ある操作転舵比を実現するための仕事量を２つのＶＧＲＳアクチュエータに分担させることで、ステアリングシステムが備えるＶＧＲＳアクチュエータが１つである場合に比較して、２つのＶＧＲＳアクチュエータの各々への負担を軽減することが可能であり、ＶＧＲＳアクチュエータが駆動源を有するような場合には、その駆動源を小型化することも可能である。また、２つのＶＧＲＳアクチュエータのうち一方が失陥した場合であっても、失陥していないＶＧＲＳアクチュエータを制御することで操作転舵比を変更することが可能であり、適切な転舵が可能となる。
【００１０】
本項の態様における「制御装置」は、例えば、コンピュータを主体とし、必要に応じて駆動源の駆動回路等を含んで構成される電子制御ユニットを採用することが可能である。この制御装置によって変更される「操作転舵比」は、車両の走行速度等のパラメータに依拠して変更されるように設定することができ、制御装置は、２つの可変動作伝達装置の各々の伝達比を変更して操作転舵比がそのパラメータに依拠した設定比となるように制御を行うように構成することが可能である。具体的には、例えば、車両の速度が速い場合は、車両操作の安定性等に鑑みて操作転舵比を小さくするような制御や、逆に、車両の速度が遅い場合は、車両の操縦容易性等に鑑みて操作転舵比を大きくするような制御を行うように構成することが可能である。
【００１１】
（２）前記制御装置が、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置とを、操作転舵比によらずそれらの伝達比の差がそれらの大きい方の１０％以下となるように制御するものである(1)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００１２】
２つの可変動作伝達装置を直列に配置したステアリングシステムにおいて、操作転舵比は、２つの可変動作伝達装置の伝達比の各々を掛け合わせた値に応じた大きさとなる。つまり、本項に記載の態様によれば、２つの可変動作伝達装置の伝達比の各々が同程度の値となるようにすれば、それら両者の伝達比を１に近い値とすることができる。例えば、可変動作伝達装置が、駆動源を有するものとされて、駆動量が０である場合に伝達比を略１で伝達するとともにその駆動源の駆動量に応じて伝達比を変更させるような構成のものである場合には、その駆動源への負荷を充分に軽減することが可能となる。なお、上記駆動源への負荷を軽減することに重点を置く場合、上記伝達比の差は、可及的に小さくすることが望ましい。
【００１３】
（３）前記制御装置が、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との一方が失陥した場合に、それらの他方を制御することによって操作転舵比を変更する失陥時制御部を有する(1)項または(2)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００１４】
（４）前記失陥時制御部が、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置とのいずれもが失陥していない場合における操作転舵比とおなじ操作転舵比となるように、前記第１可変動作伝達装置と第２可変動作伝達装置との他方を制御するものである(3)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００１５】
上記２つの項に記載の態様によれば、可変動作伝達装置の一方が失陥した場合であっても、失陥していない可変動作伝達装置を制御して操作転舵比を変更することが可能であり、適切な転舵が可能となる。また、上記２つの項のうちの後者の態様は、失陥前後で同じ操作転舵比となるように制御することができるため、運転者が操作量を基準とした転舵量の違いによる違和感を受けないようにすることが可能である。
【００１６】
（５）前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、作動することによって伝達比を固定する伝達比固定装置を有し、前記失陥時制御部が、前記第１可変動作伝達装置と第２可変動作伝達装置との一方が失陥した場合にそれが有する前記伝達比固定装置を作動させるとともに、それを作動させた状態において前記第１可変動作伝達装置と第２可変動作伝達装置との他方を制御するものである(3)項または(4)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００１７】
本項の態様における「伝達比固定装置」は、伝達比をある固定的な値とするものであればよく、その具体的な構成が特に限定されるものではない。例えば、可変動作伝達装置が、後に説明するように、第１要素と第２要素とそれらと係合する第３要素とを含んで構成される差動機構を有する場合には、それら３つの要素のうちの２つの要素の相対回転を禁止する構成のものや、第３要素の回転を禁止する構成のものを採用することが可能である。本項の態様によれば、失陥した可変動作伝達装置の伝達比が伝達比固定装置によって固定されるため、その固定された伝達比を考慮して、正常な方の可変動作伝達装置の伝達比を変更すれば、適切な操作転舵比とすることが可能であり、適切な転舵が可能となる。
【００１８】
（６）前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、
(a)入力動作に応じて回転可能に設けられた第１要素と、その第１要素と相対回転可能に設けられた第２要素と、それら第１要素と第２要素と係合する第３要素とを含んで構成される差動機構と、(b)前記第３要素を回転駆動するモータとを有し、前記第２要素の回転に応じた出力動作が出力されるともに、そのモータの作動が制御されることで、伝達比を変更するものであり、
前記制御装置が、転舵基準位置に対応して設定された操作基準位置からの前記操作部材の操作量に基づいて、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が有する前記モータの、前記操作基準位置に対応して設定された回転基準位置からの回転量を制御することによって、操作転舵比を変更するとともにその操作転舵比に応じた車輪の転舵を実現させるものとされ、
前記失陥時制御部が、前記第１可変動作伝達装置と第２可変動作伝達装置との一方の失陥時においてそれの伝達比が固定されることによって生じるところの、前記転舵基準位置と前記操作基準位置とのずれを解消するように、前記第１可変動作伝達装置と第２可変動作伝達装置との他方が有する前記モータの回転量を制御するものである(5)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００１９】
本項に記載の態様は、可変動作伝達装置の構成に限定を加えるとともに、その可変動作伝達装置の制御をも限定したシステムにおいて、２つの可変動作伝達装置の一方が失陥した場合に適切な転舵を行うことが可能な態様である。上記のような限定を加えたシステムにおいて、例えば、操作部材の操作がなされた状態で２つの可変動作伝達装置の一方が失陥し、それの伝達比が固定された場合を考える。その失陥した可変動作伝達装置において、操作部材を切り戻す際には、切り増し時の伝達比ではなく固定された伝達比で車輪が転舵基準位置に向かって戻されるため、操作部材および正常な方の可変動作伝達装置のモータが基準位置に戻されても、車輪は転舵基準位置とは一致せず、転舵基準位置と操作基準位置とにずれが生じることとなる。しかし、本項の態様によれば、正常な可変動作伝達装置のモータの回転量を制御することによってそのずれを解消するように制御されるため、運転者にそのずれによる違和感を与えることはなく、適切な転舵が可能となる。なお、本項にいう「転舵基準位置」は、例えば、車両が直進する場合の転舵位置である転舵の中立位置とすることが可能であり、その場合、操作部材の「操作基準位置」は、その転舵の中立位置に対応する操作部材の中立位置とすることが可能でる。
【００２０】
可変動作伝達装置を構成する「差動機構」は、その構成が特に限定されるものではなく、例えば、傘状歯車が噛合してなる機構，プラネタリギヤ機構，ハーモニックギヤ機構（ハーモニックドライブ機構（登録商標）、ストレインウェーブギヤリング機構と呼ばれることもある，２リングギヤ型であっても、カップ型であってもよい），サイクロイド減速機構といった種々のものを採用することが可能である。一般的に、その差動機構およびモータ等はハウジングに収容されるが、そのハウジングは、２つの可変動作伝達装置の各々が有する差動機構およびモータ等をすべて収容するようなものとすることが可能である。また、２つの可変動作伝達装置の各々がハウジングを有して、各々の有する差動機構およびモータ等を収容するようなものとすることも可能である。なお、２つの可変伝達装置は、それらが個々にハウジングを有する場合、そのハウジングが車体に対して固定的に設けられた固定型のＶＧＲＳアクチュエータとされてもよく、車体に対して回転可能に設けられた回転型のＶＧＲＳアクチュエータとされてもよい。前者の固定型のものには、例えば、システムが転舵ロッドを軸線方向に移動させる構造の転舵装置を備える場合にはその転舵装置のハウジングに固定されるもの、あるいは、システムがシャフトとそれを回転可能に保持するチューブとを含んで構成されるステアリングコラムを備える場合にはそのステアリングコラムに固定されるもの等を採用することが可能である。また、後者の回転型のものには、例えば、ステアリングシャフトや転舵装置の入力軸にハウジングが固定され、そのステアリングシャフトや転舵装置の入力軸の回転に伴って回転するような構造のものを採用することが可能である。
【００２１】
（７）前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、
(a)入力動作に応じて回転可能に設けられた第１要素と、その第１要素と相対回転可能に設けられた第２要素と、それら第１要素と第２要素と係合する第３要素とを含んで構成される差動機構と、(b)前記第３要素を回転駆動するモータとを有し、前記第２要素の回転に応じた出力動作が出力されるとともに、そのモータの作動が制御されることで、伝達比を変更するものである(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【００２２】
本項に記載の態様は、可変動作伝達装置の構成を、先に述べたような、回転動作する第１要素と第２要素とそれらと係合する第３要素とを含んで構成される差動機構と第３要素を回転駆動するモータとを有するものに限定した態様である。この内容については、先の項において述べたため省略する。
【００２３】
（８）前記制御装置が、前記第１可変動作伝達装置が有する前記モータと前記第２可変動作伝達装置が有する前記モータとを、操作転舵比によらず、それらの回転速度の差がそれらの回転速度の大きい方の１０％以内となるように制御するものである(7)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００２４】
（９）前記制御装置が、前記第１可変動作伝達装置が有する前記モータと前記第２可変動作伝達装置が有する前記モータとを、操作転舵比によらず、互いに同じ回転速度となるように制御するものである(8)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００２５】
上記２つの項に記載の態様は、平たく言えば、ある操作転舵比を実現するために、２つの可変動作伝達装置の各々を概ね同じ程度にあるいは均等に働かせる態様である。上記２つの項の態様によれば、２つの可変動作伝達装置の有するモータの両者への負荷を、常時同程度の大きさとすることができ、そのことから、それら装置の各々に同一のモータを採用して可変動作伝達装置の構成の統一化を図ることも可能となる。また、同一のモータを採用して略同程度の回転速度となるような制御を行うように構成すれば、制御装置による制御を簡便化することが可能である。なお、上記の利点に重点を置く場合、上記回転速度の差は、可及的に小さくすることが望ましい。つまり、回転速度の差が０とされる上記２つの項のうちの後者の態様とされることが望ましいのである。
【００２６】
（１０）前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、
前記第１要素と前記第２要素との一方を固定的に他方を回転可能に支持するとともに、第３要素を回転可能に前記モータを固定的に支持するハウジングを有し、そのハウジングが、自身への入力動作と自身の出力動作に応じて回転する構造とされた(7)項ないし(9)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【００２７】
（１１）前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、
前記第１要素と前記第２要素とが同軸的に配置されるとともに、それらの軸線と前記モータの軸線とが互いに一致する構造とされた(7)項ないし(10)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【００２８】
（１２）前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、前記第１要素および前記第２要素の軸線が概ね前記操作部材と前記転舵装置とを結ぶ一線上に位置するように配置された(7)項ないし(11)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【００２９】
上記３つの項に記載の態様は、先に述べた差動機構とモータとを有するものとした可変動作伝達装置の構成をさらに限定する態様である。１つ目の項の態様は、２つの可変動作伝達装置の両者が、先に述べた回転型のＶＧＲＳアクチュエータとされた態様である。また、２つ目の項の態様は、第１要素および第２要素の軸線、つまり、可変動作伝達装置の軸線と、モータの軸線とが同軸的に配置された態様である。さらに、３つ目の項の態様は、２つの可変動作伝達装置が概ね同軸的に配置された態様である。なお、この態様には、一方の装置に対して他方が僅かに傾斜した状態で接続されるような態様も含まれるが、２つの可変動作伝達装置の軸線の各々を一致させれば、フレキシブルジョイント等を必要とせず、また、伝達効率がよいことを考慮すれば、２つの可変動作伝達装置を同軸的に配置することが望ましい。
【００３０】
（１３）前記制御装置が、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々の前記モータの作動を、それらのモータが操作転舵比によらず互いに逆方向に回転するように制御するものである(7)項ないし(12)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【００３１】
（１４）前記第３要素の回転を禁止した場合における前記第１要素の回転量に対する前記第２要素の回転量の比を基準伝達比とした場合において、
前記第１可変動作伝達装置および前記第２可変動作伝達装置が、それらの両者の伝達比が共に基準伝達比より大きくされる場合と小さくされる場合との両方において、それら両者の各々が有するモータが互いに逆方向に回転する構造とされた(7)項ないし(13)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【００３２】
一般的に、モータは、ロータとステータとを主体として構成され、ステータに対してロータを回転させるため、そのロータの急な加減速時には、ステータが比較的大きな反力を受けることとなる。その反力は、固定型のＶＧＲＳアクチュエータである場合には、モータが固定されたハウジングを支持する部分に伝わり、回転型のＶＧＲＳアクチュエータである場合には、ハウジングを介して操作部材に伝わることになる。上記２つの項に記載の態様は、先に述べた可変動作伝達装置の軸線とモータ軸線とが同軸的に配置された態様で、２つの可変動作伝達装置が概ね同軸的に配置された態様において、特に効果的な態様であり、上記２つの項の態様によれば、２つの可変動作伝達装置の各々のモータを逆方向に回転させることで、ハウジングを支持する部分や操作部材に伝達される反力を減少させることが可能となる。特に、操作部材に伝達される反力を減少させることによって、運転者の操舵感の悪化を防止することが可能となる。さらに、先に述べたモータの各々の回転速度の差を１０％以内とする態様であれば、操作部材等に伝達される反力を比較的小さくすることができ、互いに同じ回転速度とする態様であれば、略伝達されないようにすることが可能となる。
【００３３】
（１５）前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、作動することによって前記第３要素の回転を禁止する第３要素回転禁止装置を備えた(7)項ないし(14)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【００３４】
可変動作伝達装置が失陥して、例えば、第３要素の概して自由な動作が許容される場合には、第１要素の回転が第２要素の回転に伝達されない状態となる。しかし、本項に記載の態様によれば、第３要素の回転を禁止することで、第１要素から第３要素を介して第２要素へと回転を伝達することが可能である。なお、本項における「第３要素動作禁止装置」は、その構成が特に限定されるものではなく、例えば、後に説明するような、係止部と被係止部との相互作用によって第３要素の回転を禁止させるようなストッパ機構を採用することが可能である。
【００３５】
（１６）前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々が、作動することによって伝達比を固定する伝達比固定装置を有し、その伝達比固定装置が前記第３要素回転禁止装置を含んで構成された(15)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００３６】
先に述べた第３要素回転禁止装置は、作動することによって第１要素の回転量に対する第２要素の回転量の比である伝達比を固定的な値とすることが可能である。つまり、第３要素回転禁止装置は、伝達比を固定する伝達比固定装置の一態様と考えることもできる。本項に記載の態様によれば、第３要素の回転を禁止するという比較的簡便な構造によって、伝達比を固定することが可能となる。
【００３７】
（１７）前記第３要素回転禁止装置が、前記第３要素と前記モータのモータ軸との一方の外周部にそれの周方向に設けられた１以上の被係止部と、その１以上の被係止部のいずれかと係合することによって前記第３要素の回転を禁止する係止体と、その係止体を前記外周部に対して接近離間する方向における前記１以上の被係止部と係合可能な位置と係合不能な位置との間で変位させる係止体変位機構とを有する(15)項または(16)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００３８】
（１８）前記第３要素回転禁止装置が、前記モータを回転させた状態において作動することで、前記第３要素の回転を、設定された１以上の回転位置のいずれかにおいて禁止可能なものとされた(15)項ないし(17)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【００３９】
上記２つの項に記載の態様は、第３要素回転禁止装置について限定を加えた態様である。前者の態様は、第３要素回転禁止装置の構造を特定のストッパ機構に限定した態様であり、後者の態様は、第３要素回転禁止装置の作動形態を限定した態様である。なお、前者の態様は、係止体を被係止部と係合可能な位置に位置させた状態において、モータを回転させることで係止体と被係止部とが係合して第３要素の回転が禁止される構造であることから、後者の態様は、前者の態様に好適な態様である。
【００４０】
（１９）前記制御装置が、
前記第１可変動作伝達装置および前記第２可変動作伝達装置の両者の前記第３要素の回転を一時期に禁止する場合に、それら両者が有する前記モータの各々を、前記第２可変動作伝達装置の前記第２要素の回転が制限されかつ前記第１可変動作伝達装置の前記第１要素の回転が許容された状態においてその第１要素が回転しない方向および速度で回転させ、その状態において、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との両者が有する前記第３要素回転禁止装置の各々を作動させる第３要素回転禁止制御部を有する(18)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００４１】
例えば、従来の可変動作伝達装置を備えるステアリングシステムにおいては、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態とされた場合に、操作部材の自由な回転を防止するために、第３要素の回転を禁止する装置が設けられる。その第３要素回転禁止装置が、先に述べたモータを回転させた状態で作動させて第３要素の回転を禁止するような構造である場合、そのモータの回転によって、操作部材が回転してしまうことになる。しかし、本項に記載の態様によれば、２つの可変動作伝達装置の両者が有するモータと第３要素回転禁止装置とを制御することで、第１可変動作伝達装置の第１要素を回転させないため、操作部材の回転を防止することができる。第２可変動作伝達装置の第２要素の回転が制限された状態で第１可変動作伝達装置の第１要素を回転させないためには、例えば、第２可変動作伝達装置における第３要素回転禁止装置を作動させる場合のモータの回転に伴う第１要素の回転方向と、第１可変動作伝達装置における第３要素回転禁止装置を作動させる場合のモータの回転に伴う第２要素の回転方向とが互いに逆方向となるようにし、互いに回転を打ち消し合うような構成とすることが可能である。なお、その場合の、モータの各々の回転方向は、同じ方向であってもよく、互いに逆方向であってもよい。
【００４２】
（２０）前記第１要素が、第１サーキュラスプラインを、前記第２要素が、その第１サーキュラスプラインと歯数の異なる第２スプラインをそれぞれ含んで構成され、前記第３要素が、それらサーキュラスプラインの両者に噛合するフレクスプラインとそれが外嵌されたウェーブジェネレータとを含んで構成されることで、前記第１可変動作伝達装置と前記第２可変動作伝達装置との各々の前記差動機構がハーモニックギヤ機構とされた(7)項ないし(19)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
【００４３】
本項に記載の態様は、可変動作伝達装置の差動機構をハーモニックギヤ機構に限定した態様である。このハーモニックギヤ機構は、第３要素の回転量に対する第１要素と第２要素との相対回転量の比を小さくしたコンパクトな変速機構であることから、本項に記載の態様によれば、コンパクトな可変動作伝達装置が得られ、ひいては、コンパクトなステアリングシステムが実現する。
【００４４】
（２１）前記第１可変動作伝達装置が有する前記第１サーキュラスプラインと前記第２可変動作伝達装置が有する第２サーキュラスプラインとが互いに同じ歯数とされ、かつ、前記第１可変動作伝達装置が有する前記第２サーキュラスプラインと前記第２可変動作伝達装置が有する第１サーキュラスプラインとが互いに同じ歯数とされた(20)項に記載の車両用ステアリングシステム。
【００４５】
本項に記載の態様は、２つの可変動作伝達装置の両者の伝達比が共に前記基準伝達比より大きくされる場合と小さくされる場合との両方において、それら両者の各々が有するモータが互いに逆方向に回転する構造とされており、先に述べた操舵転舵比によらずモータを互いに逆回転させる制御を容易に実現可能な一態様である。また、本項の態様におい、第２可変動作伝達装置の第２要素の回転が制限された状態で、モータの各々を同じ方向に回転させて第１可変動作伝達装置の第１要素が回転しないようにするためには、２つの可変動作伝達装置の両者に、先に述べたところの、モータを回転させた状態で作動させて第３要素の回転を禁止するような構造の第３要素回転禁止装置を備えさせればよい。つまり、本項の態様は、制御装置が前述の第３要素回転禁止制御部を有する態様を容易に実現可能な一態様である。また、本項の態様によれば、２つの可変動作伝達装置の構成の統一化が図れることとなる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、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。
【００４７】
＜ステアリングシステムの構成＞
図１に、本発明の一実施例であるステアリングシステムの全体構成を模式的に示す。当該ステアリングシステムは、大きくは、操作装置１０と、転舵装置１２と、第１可変動作伝達装置としての第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４と、第２可変動作伝達装置としての第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６と、制御装置としての電子制御ユニット１８（以下、「ＥＣＵ１８」と略す場合がある）とに区分することができ、それらを構成要素として含んで構成されている。
【００４８】
操作装置１０は、ステアリング操作部材としてのステアリングホイール２０と、ステアリングコラム２２（以下、単に「コラム２２」と略する場合がある）とを含んで構成されている。コラム２２は、一端部にステアリングホイール２０が接続されたステアリングシャフト２４と、ステアリングシャフト２４を回転可能に保持するシャフトハウジングとしてのステアリングチューブ２６（以下、単に「チューブ２６」と略す場合がある）とを含んで構成されている。チューブ２６がインストゥルメンツパネルのリインフォースメントに固定されることで、コラム２２が車体に固定して設けられている。また、シャフト２４には、ステアリングホイール２０の接続部において、操作角センサ２８が設けられている。なお、本ステアリングシステムにおいては、ステアリングホイール２０の操作基準位置が、車両が直進する場合の転舵位置である転舵基準位置としての転舵装置１２の中立位置に対応して設定され、ステアリングホイール２０の中立位置とされている。操作角センサ２８は、ステアリングホイール２０の操作量として、ステアリングホイール２０の操作基準位置としての中立位置からの操作角δを検出するものとされている。
【００４９】
転舵装置１４は、車体（詳しくは、シャーシ）に固定されたハウジング３０と、操作装置１０側からの回転が入力される入力軸としてのピニオン軸３２と、そのピニオン軸３２のピニオンと噛合するラックが形成されるとともにハウジング３０に軸方向（車両の左右方向）に移動可能に設けられた転舵ロッド３４とを含んで構成されている。つまり、転舵装置１４は、ラックアンドピニオン式のものであり、ピニオン軸３２の回転によって転舵ロッド３４が軸方向に移動するようにされている。また、転舵ロッド３４の両端部の各々は、ボールジョイント３６を介して左右のタイロッド３８の各々の一端部に連結され、タイロッド３８の各々の他端部は、ボールジョイント４０を介して、左右の転舵車輪４２の各々を保持するステアリングナックル４４の各々が有するナックルアーム部４６に連結されている。さらに、転舵装置１４は、車輪４２の転舵に要する転舵力を助勢する助勢機構５０を備えており、転舵ロッド３４の軸方向の移動が助勢される構造とされている。図示は省略するが、転舵ロッド３４にはボールねじ（雄ねじ）が形成されており、転舵装置１４は、ハウジング３０内に、ベアリングボールを有してそのボールねじに螺合するボールナットと、そのボールナットを回転させるアシストモータを備えており、そのアシストモータの駆動力によって、転舵ロッド３４の移動が助勢される構造とされている。なお、図示は省略するが、ピニオン軸３２は、トーションバーを含んで構成されており、そのトーションバーの捻り量に基づいて操舵トルクＴが推定可能とされている。
【００５０】
２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６は、ステアリングホイール２０とともに回転するステアリングシャフト２４の回転を、転舵装置１４に伝達する機能を果たすものである。第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４は、自身のハウジング６０と入力軸６２とが一体的に設けられており、入力軸６２の回転に伴ってハウジング６０も回転する構造のものとされている。その入力軸６２は、ユニバーサルジョイント６４を介して、ステアリングシャフト２４のステアリングホイール２０とは反対側の端部に連結されている。また、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４は入力軸６２と同軸的に設けられた出力軸６６を備えており、その出力軸６６のハウジング６０から延び出す一端部には、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６の入力軸６８が相対回転不能に接続されている。第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６は、その入力軸６８と自身のハウジング７０とが一体的に設けられており、入力軸６８の回転に伴ってハウジング７０も回転する構造のものとされている。また、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６は、入力軸６８とと同軸的に設けられた出力軸７２を備えており、出力軸７２のハウジング７０から延び出す一端部は、インタミディエイトシャフト７４の一端部に連結されている。そのインタミディエイトシャフト７４の他端部は、ユニバーサルジョイント７６を介して、転舵装置１４の入力軸であるピニオン軸３２に連結されている。
【００５１】
図２に、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４を車両左側から眺めた側面断面図を示す。第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４は、先に述べたハウジング６０，ハウジング６０に対して回転不能に設けられた入力軸６２，ハウジング６０に対して回転可能に設けられた出力軸６６と、入力軸６２の回転を回転比が変更可能な状態で出力軸６６に伝達する差動機構としてのハーモニックギヤ機構８０と、そのハーモニックギヤ機構８０の駆動源としてのモータ８２とを含んで構成されている。ハウジング６０は、概して段付の筒状に形成されたものであり、車両後方側に突出する部分が角形の穴を有する突出部８４とされ、その突出部８４に角形に形成された入力軸６２が嵌入されることで、ハウジング６０と入力軸６２とは相対回転不能とされている。ハウジング６０の車両前方側には、出力軸６６がブシュ８６を介して回転可能に保持されており、その出力軸６６の車両後方側がフランジ部８８とされている。
【００５２】
モータ８２は、モータ軸１００を有しており、そのモータ軸１００は、軸受１０２，１０４によってハウジング６０に回転可能に保持されている。モータ８２は、いわゆるＤＣブラシレスモータであり、モータ軸１００の外周部に固定されたロータを構成する永久磁石１０６と、その永久磁石１０６に対向するようにハウジング６０の内面に固定されたステータを構成する複数の極体１０８（コアにコイルが巻回されたもの）とを含んで構成されるものである。また、詳細な説明は省略するが、モータ８２は、エンコーダを主体とするモータ回転角センサ１１０を備えており（図１参照）、ステアリングホイール２０の操作基準位置としての中立位置に対応して設定されたモータ軸１００の回転基準位置からの回転量である回転角θ1が検出可能とされている。その検出されたモータ回転角θ1は、モータ８２の通電相の切換に利用されるとともに、後に詳しく説明するように、ステアリングホイール２０の操作角δに対する車輪４２の転舵量ψの比である操作転舵比を変更する制御等に利用される。
【００５３】
ちなみに、ハウジング６０の突出部８４の外周には、モータ８２への給電ケーブル１１４を収容したケーブルケース１１６が固定されている。その給電ケーブル１１４は、スパイラルケーブルとされており、巻き入れられたり、巻き出されたりする構造とされ、ハウジング６０が回転しても給電に支障をきたさないようにされている。
【００５４】
また、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６は、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４と略同様の構成であるため、図２を用いて、それの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。また、その第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６の構成要素については、図２において括弧内に符号を記す。第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６は、先に述べたハウジング７０，ハウジング７０に対して回転可能に設けられた出力軸７２と、入力軸として機能する第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４の出力軸６６の回転を回転比が変更可能な状態で出力軸７２に伝達するハーモニックギヤ機構１２０と、そのハーモニックギヤ機構１２０の駆動源としてのモータ１２２とを含んで構成されている。出力軸７２は、車両前方側のハウジング７０から延出する部分の外周にセレーションが形成されており、このセレーションが形成された部分において、インタミディエイトシャフト７４に連結され、転舵装置１４に回転が出力される。
【００５５】
上記モータ１２２は、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のモータ８２と同様の構造のＤＣブラシレスモータとされている。また、モータ１２２は、ステアリングホイール２０の中立位置に対応して設定された自身が有するモータ軸１４０の回転基準位置からの回転角θ2を検出可能なモータ回転角センサ１５０を備えており、その検出されたモータ回転角θ2は、モータ１２２の通電相の切換に利用されるとともに、操作転舵比を変更する制御等に利用される。
【００５６】
図３に、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のハーモニックギヤ機構８０および第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のハーモニックギヤ機構１２０の分解図を示し、この図をも参照しつつ、ハーモニックギヤ機構８０，１２０の構成および機能を説明する。第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のハーモニックギヤ機構８０は、第１サーキュラスプラインとしてのステータギヤ１６０と、第２サーキュラスプラインとしてのドリブンギヤ１６２と、それらに噛合するフレクスプラインとしてのフレキシブルギヤ１６４と、フレキシブルギヤ１６４を周回可能に支持するウェーブジェネレータ１６６とを含んで構成されている。ステータギヤ１６０は、内歯が形成されたリングギヤであり、ハウジング６０の内周面の車両前方側に固定されて設けられ、ハウジング６０と相対回転不能とされている。ドリブンギヤ１６２は、内歯が形成されたリングギヤであり、出力軸６６のフランジ部８８の外周部に固定されて設けられ、出力軸６６と相対回転不能とされている。ステータギヤ１６０の歯数とドリブンギヤ１６２の歯数とは、互いに異なり、ステータギヤ１６０が１００歯とされているのに対し、ドリブンギヤ１６２が１０２歯とされている。フレキシブルギヤ１６４は、外歯が形成されたリングギヤであり、比較的薄いものとされることで、可撓性を有するものとされている。フレキシブルギヤ１６４の歯数は、ステータギヤ１６０と同じ１００歯とされている。
【００５７】
ウェーブジェネレータ１６６は、楕円カム板１６８と、楕円カム板１６８の外周に嵌められたベアリング１７０とを含んで構成される。楕円カム板１６８は、自身の中心に軸穴が設けられており、その軸穴にモータ軸１００の車両前方側の部分を嵌入させた状態で、モータ軸１００に相対回転不能に接続されている。ベアリング１７０の外周には、フレキシブルギヤ１６４が装着されている。そのフレキシブルギヤ１６４は、ウェーブジェネレータ１６６によって楕円状に変形させられており、楕円の長軸部分における２箇所で、ステータギヤ１６０，ドリブンギヤ１６２と噛合し、他の部分では噛合しない状態とされている。
【００５８】
モータ軸１００のステータギヤ１６０に対する回転を禁止した状態で、ステータギヤ１６０を回転させた場合、ステータギヤ１６０とともにウェーブジェネレータ１６６も回転し、それらの間に位置するフレキシブルギヤ１６４もそれらと一体的に回転する。それにより、フレキシブルギヤ１６４と噛合するドリブンギヤ１６２も、ステータギヤ１６０と同方向に回転するのであり、ドリブンギヤ１６２は、ステータギヤ１６０の回転に対して１：１の比で回転するのである。つまり、この比が、差動機構における第３要素としてのウェーブジェネレータ１６６の回転を禁止した場合における第１要素としてのステータギヤ１６０の回転量に対する第２要素としてのドリブンギヤ１６２の回転量の比、すなわち、基準伝達比（＝１）である。
【００５９】
次いで、モータ軸１００を回転させてウェーブジェネレータ１６６を回転させる場合を考える。まず、説明を単純化するために、ステータギヤ１６０を固定させて考えれば、ウェーブジェネレータ１６６を回転させた場合、フレキシブルギヤ１６４は弾性変形し、噛合位置を移動させつつ回転する。ステータギヤ１６０とドリブンギヤ１６２との歯数が異なるため、ステータギヤ１６０とドリブンギヤ１６２との間には、ウェーブジェネレータ１６６の１回転あたり２歯分の回転位相差が生じることになる。詳しく言えば、ウェーブジェネレータ１６６をステアリングホイール２０側からみて時計回り（白抜き矢印の方向）に１回転させれば、ドリブンギヤ１６２は、ステータギヤ１６０に対して、２歯分時計回りに回転することになる。実際は、ステータギヤ１６０は、入力軸６２の回転に伴って回転するため、ステータギヤ１６０とウェーブジェネレータ１６６との相対回転量により、ステータギヤ１６０の回転量に対するドリブンギヤ１６２の回転量の比である伝達比が決まる。つまり、ステータギヤ１６０の回転方向とウェーブジェネレータ１６６との回転方向が同じであれば、伝達比が、上記基準伝達比より大きくされる。逆に、ステータギヤ１６０の回転方向とウェーブジェネレータ１６６との回転方向が反対であれば、伝達比が、上記基準伝達比より小さくされる。なお、伝達比の大きさは、ウェーブジェネレータ１６６の回転速度に依存するため、モータ８２の回転速度を変更することによって、上記伝達比を任意に変更することが可能である。このようにして、ハーモニックギヤ機構８０は、入力軸６２の回転を、伝達比を変更可能に出力軸６６に伝達するのである。
【００６０】
また、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のハーモニックギヤ機構１２０は、上記ハーモニックギヤ機構８０と同様の構成であり、ステータギヤ１８０、ドリブンギヤ１８２、フレキシブルギヤ１８４、およびウェーブジェネレータ１８６を含んで構成され、入力軸６８の回転を、伝達比を変更可能に出力軸７２に伝達するのである。ただし、ステータギヤ１８０の歯数およびドリブンギヤ１８２の歯数は、上記ハーモニックギヤ機構８０のギヤの歯数を入れ換えた歯数、つまり、ステータギヤ１８０が１０２歯とされ、ドリブンギヤ１８２が１００歯とされている。そのような構成とされていることから、モータ１２２のモータ軸１４０のステータギヤ１８０に対する回転を禁止した状態でステータギヤ１８０を回転させた場合、そのステータギヤ１８０の回転が、基準伝達比（＝１）でドリブンギヤ１８２に伝達される。また、ステータギヤ１８０を固定させた状態でウェーブジェネレータ１８６を回転させた場合を考えれば、ウェーブジェネレータ１８６をステアリングホイール２０側からみて時計回りに１回転させれば、ドリブンギヤ１８２は、ステータギヤ１８０に対して、２歯分反時計回りに回転することになる。つまり、ステータギヤ１８０の回転方向とウェーブジェネレータ１８６との回転方向が同じであれば、伝達比が上記基準伝達比より小さくされるのであり、逆に、ステータギヤ１８０の回転方向とウェーブジェネレータ１８６との回転方向が反対であれば、伝達比が上記基準伝達比より大きくされるのである。
【００６１】
以上のような構成から、本ステアリングシステムは、２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６が、操作装置１０と転舵装置１２とを結ぶ一線上に配置されるとともに、それらの両者の伝達比が共に基準伝達比より大きくされる場合と小さくされる場合との両方において、モータ８２とモータ１１２とが互いに逆方向に回転する構造となっているのである。
【００６２】
図２に示すように、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４は、モータ軸１００の回転を禁止するモータ軸回転ロック装置２００（以下、単に「ロック装置２００」と略す場合がある）を備えている。このロック装置２００は、モータ軸１００の回転を禁止することで第３要素としてのウェーブジェネレータ１６６の回転を禁止する第３要素回転禁止装置として機能するものである。そのロック装置２００について、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４の断面図（図２におけるＡ−Ａ断面）である図４（ハウジング６０内部に収容されたロック装置２００に関係する構成要素のみを描いてある）をも参照しつつ説明する。ロック装置２００は、電磁式ソレノイド２０２を駆動源とするものであり、そのソレノイド２０２と、ハウジング６０に固定して設けられた固定ピン２０４周りに回動可能なロックレバー２０６と、モータ軸１５２の外周に固定して設けられたロックホルダ２０８とを含んで構成されている。ロックレバー２０６は、自身の一端部側の先端部２１０が、ロックホルダ２０８に向かう向き（図において時計回り）に回動するように、固定ピン２０４の周りに設けられたスプリング２１２によって付勢されている。また、ロックレバー２０６は、他端部がソレノイド２０２に接続されており、ソレノイド２０２は、励磁されることによって、ロックレバー２０６を、それの先端部２１０がロックホルダ２０８から引き離される向き（図において反時計回り）に回動させる構造とされている。ロックホルダ２０８の外周部には、周方向に４等配した位置に、凹部２１４と凸部２１６とが隣接して設けられており、その被係止部としての凹部２１４に、係止体としてのロックレバー２０６が、詳しくは、それの先端部２１０が係合可能とされている。
【００６３】
ソレノイド２０２が励磁されている場合には、ロックレバー２０６の先端部２１０はロックホルダ２０８から引き離されており、その先端部２１０とロックホルダ２０８の凹部２１４とは係合しておらず、モータ軸１００の回転は許容される（４(a)参照）。そして、モータ軸１００の回転を禁止する場合、まず、モータ８２を回転させてロックホルダ２０８を図において反時計回りに回転させる。ロックホルダ２０８の２つの凸部２１６の間にロックレバー２０６の先端部２１０が位置した時に、ソレノイド２０２を消磁させ、先端部２１０を、ロックホルダ２０８に当接させる（図４(b)参照）。その当接した状態で、さらにモータ軸１００が反時計回りに回転させられ、先端部２１０がロックホルダ２０８の凹部２１４に係合して、モータ軸１００の回転が禁止されることになる（図４(c)参照）。ちなみに、その状態において、モータ軸１００を時計回りに回転させ、確実にロックされたか否かが確認される。なお、モータ軸１００の回転が禁止された場合には、先に説明したように、ステータギヤ１６０とドリブンギヤ１６２との間の伝達比が前記基準伝達比に固定されることから、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４は、第３要素回転禁止装置としてのロック装置２００を含んで構成された伝達比固定装置を有するものとされている。
【００６４】
また、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６は、上記ロック装置２００と同様の構造とされたモータ軸回転ロック装置２２０を備えており、それが有する駆動源としてのソレノイド２２２の制御によって、モータ１２０のモータ軸１２２の回転を禁止することが可能とされている。なお、モータ軸１２２の回転が禁止された場合には、ステータギヤ１８０とドリブンギヤ１８２との間の伝達比が前記基準伝達比に固定されることから、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６も、第３要素回転禁止装置としてのロック装置２２０を含んで構成された伝達比固定装置を有するものとされている。
【００６５】
＜ＥＣＵによる転舵制御＞
以上のように説明した構造の本ステアリングシステムは、ＥＣＵ１８によって制御される。ＥＣＵ１８は、コンピュータを主体とするものであり、先に述べた操作角センサ２８，モータ回転角センサ１１０，１５０、および車両走行速度ｖ（以下、「車速ｖ」と略す場合がある）を検出するための車速センサ２５０等の各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ１８は、助勢機構５０のアシストモータ，第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４が備えるモータ８２およびロック装置２００のソレノイド２０２，第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６が備えるモータ１２２およびロック装置２２０のソレノイド２２２が、自身の有する駆動回路（ドライバ）に接続されており、それらの動作の制御を行うものとされている。ＥＣＵ１８のコンピュータには、後に説明する転舵制御プログラム、ステアリングシステムの制御に関する各種のデータ等が記憶されている。
【００６６】
１．通常状態における制御
ＥＣＵ１８は、通常状態においては、ステアリングホイール２０の操作角に応じた転舵量（例えば、ピニオン軸３２の回転角）となる車輪４２の転舵を実現すべく、２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６のモータ８２，１２２を制御するとともに、ピニオン軸３２の有するトーションバーの捻り量に基づいて推定された操舵トルクＴに応じた助勢力を発揮するように、助勢機構５０のアシストモータを制御する。２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６の制御について詳しく言えば、ステアリングホイール２０の操作角に基づいて目標となる車輪４２の転舵量が決定され、実際の転舵量が目標転舵量となるようにＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６が制御される。本ステアリングシステムは、ＶＧＲＳアクチュエータを２つ備えることから、ＥＣＵ１８は、モータ８２，１２２の各々を略均等に働かせて常時同程度の負担となるように、互いに同じ回転速度となるように制御するようになっている。
【００６７】
この通常状態における制御は、上述したように、操作角センサ２８の検出信号に基づいて取得されたステアリングホイール２０の操作角δに基づいて目標転舵量ψ*が決定され、その目標転舵量ψ*となるように車輪４２を転舵させるものである。その目標転舵量ψ*は、車速ｖに応じて変更されるものであり、操作角に対する転舵量の比である操作転舵比ｆ(ｖ)が、図５の実線に示すように車速ｖに応じて変更可能に定められている。ちなみに、図に示す破線は、先に述べた第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４の基準伝達比（＝１）と第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６の基準伝達比（＝１）とに応じた操作転舵比である基準操作転舵比ｆB（＝１）である。この図５の関係より、車速センサ２５０の検出信号に基づいて取得された車速ｖに対する操舵転舵比ｆ(ｖ)が決定され、その操舵転舵比ｆ(ｖ)に基づいて目標転舵量ψ*が決定される。つまり、目標転舵量ψ*は、操作角δと操作転舵比ｆ(ｖ)とに基づいて決定されるのであり、次式によって求めることができる。
ψ*＝δ・ｆ(ｖ)
【００６８】
なお、上記目標転舵量は、図５から解るように、車両の走行速度が高くなるにつれて回転比が小さくなるように設定されている。つまり、車両の走行速度が高速である場合には、ステアリングホイール２０の操作角に対する車輪４２の転舵量が小さくされ、車両が速く走行している場合において、車両操作の安定性を向上させることができる。逆に、車両の走行速度が比較的低速である場合は、ステアリングホイール２０の操作角に対する転舵車輪４２の転舵量が大きくされ、ステアリング操作の容易性を向上させることが可能となる。
【００６９】
また、本ステアリングシステムにおいて、転舵量は、(i)ステアリングホイール２０の操作角に対応し、２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６のモータ軸１００，１４０が固定された状態で転舵装置１２に伝達される操作角依拠転舵量成分と、(ii)第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４におけるステータギヤ１６０とウェーブジェネレータ１６６との相対回転量、つまり、モータ８２の回転角に対応し、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のモータ軸１４０が固定された状態で転舵装置１２に伝達される第１ＶＧＲＳ依拠転舵量成分ψ1*と、(iii)第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６におけるステータギヤ１８０とウェーブジェネレータ１８６との相対回転量、つまり、モータ１２２の回転角に対応し、転舵装置１２に出力される第２ＶＧＲＳ依拠転舵量成分ψ2*との和とみなすことができる。つまり、転舵量は、ステアリングホイール２０の操作角とモータ８２，１２２の回転角とによって決まるのであり、本ステアリングシステムでは、入力されたステアリングホイール２０の操作角δに対して、モータ８２，１２２の回転角を制御することで、転舵量を制御するようにされている。このことから、この制御では、上記目標転舵量ψ*に対応した第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のモータ８２の目標モータ回転角θ1*と、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のモータ１２２の目標モータ回転角θ2*とが決定されるのである。ちなみに、ステアリングホール２０，ＶＧＲＳアクチュエータのギヤおよびモータ等の回転量は、ステアリングホイール２０側から転舵装置１２側をみて反時計回りが正とされている。
【００７０】
まず、上記第１ＶＧＲＳ依拠転舵量成分ψ1*（以下、単に「転舵量成分ψ1*」と略す場合がある）は、以下のように求めることができる。先に述べたハーモニックギヤ機構８０の構成から、ステータギヤ１６０を固定した状態でのモータ８２の回転量、つまり、ウェーブジェネレータ１６６の回転量に対するドリブンギヤ１６２の回転量の比ｒ1（＝２／１０２）に応じた回転が第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６に出力され、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６の基準伝達比（＝１）に応じた回転が転舵装置１２に出力される。つまり、転舵量成分ψ1*は、次式によって求めることができる。
ψ1*＝ｒ1・θ1*
また、第２ＶＧＲＳ依拠転舵量成分ψ2*（以下、単に「転舵量成分ψ2*」と略す場合がある）は、ウェーブジェネレータ１８６の回転量に対するドリブンギヤ１８２の回転量の比をｒ2（＝−２／１００）とすれば、次式によって求めることができる。
ψ2*＝ｒ2・θ2*
【００７１】
２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６のモータ８２，１２２の回転に応じた転舵量、つまり、上記(ii)モータ８２の回転角に対応した転舵量成分ψ1*と(iii)モータ１２２の回転角に対応した転舵量成分ψ2*とを合わせた転舵量であるモータ依拠目標転舵量ψM*は、次式によって表すことができる。
ψM*＝ｒ1・θ1*＋ｒ2・θ2*
また、そのモータ依拠目標転舵量ψM*は、目標転舵量ψ*から上記(i)操作角に対応した量を差し引いたものであり、操作転舵比ｆ(ｖ)に応じた転舵量から基準操作転舵比ｆBに応じた転舵量を差し引いた量である。つまり、モータ依拠目標転舵量ψM*は、次式によっても表すことができる。
ψM*＝δ・｛ｆ(ｖ)−ｆB｝
さらに、本ステアリングシステムは、２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６の両者の伝達比が共に基準伝達比より大きくされる場合と小さくされる場合との両方において、モータ８２とモータ１１２とが互いに逆方向に回転する構造とされるとともに、先に述べたように２つのモータ８２，１２２の回転速度が、互いに同じ速度となるような制御が行われる。つまり、目標モータ回転角θ1*，θ2*の間の関係は、次式のように設定される。
θ1*＝−θ2*
そして、これら３つの式から目標モータ回転角θ1*，θ2*の各々が、次式のように求められるのである。
θ1*＝δ・｛ｆ(ｖ)−ｆB｝／（ｒ1−ｒ2）
θ2*＝δ・｛ｆ(ｖ)−ｆB｝／（ｒ2−ｒ1）
【００７２】
本実施例の制御では、上記の式を用いて、目標転舵量ψ*に対応した目標モータ回転角θ1*，θ2*が、操作角センサ２８によって取得されたステアリングホイール２０の操作角δに基づいて決定されるのである。
【００７３】
次いで、モータ回転角センサ１１０，１５０の検出信号に基づいて実際のモータ回転角θ1，θ2が取得され、目標モータ回転角θ1*に対する実モータ回転角θ1の偏差であるモータ回転角偏差Δθ1（＝θ1*−θ1）、および目標モータ回転角θ2*に対する実モータ回転角θ2の偏差であるモータ回転角偏差Δθ2（＝θ2*−θ2）が認定され、それらのモータ回転角偏差Δθ1，Δθ2が０となるように、モータ８２への供給電流Ｉ1およびモータ１２２への供給電流Ｉ2が決定されるのである。それらモータ８２，１２２への供給電流Ｉ1，Ｉ2は、ＥＣＵ１８において、モータ転舵角偏差Δθ1，Δθ2に基づき、次式のＰＤ制御則に従って決定される。
Ｉ1＝ＫP・Δθ1＋ＫD・Δθ1’
Ｉ2＝ＫP・Δθ2＋ＫD・Δθ2’
ここで、第１項，第２項は、それぞれ、供給電流Ｉにおける比例項成分，微分項成分を、ＫP，ＫDは、それぞれ、比例ゲイン，微分ゲインを意味する。そして、その決定された供給電流Ｉ1，Ｉ2に関する指令が駆動回路であるインバータに送信され、そのインバータによってその電流Ｉ1，Ｉ2が、モータ８２，１２２に供給される。
【００７４】
ちなみに、先に述べたように、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４においては、ステアリングホイール２０の操作角δに対して、出力される回転量は、δ＋ｒ1・θ1*であるから、伝達比α1は、次式によって表すことができる。
α1＝１＋ｒ1・θ1*／δ
また、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６においては、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４の出力される回転量Θ1（＝δ＋ｒ1・θ1*）が入力され、それに対してΘ1＋ｒ2・θ2*の回転量が出力されるから、伝達比α２は、次式によって表すことができる。
α2＝１＋ｒ2・θ2*／Θ1
これらの式から解るように、２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６の伝達比α1，α2は、それぞれモータ８２，１２２の回転量に応じて変更されるものとなっている。なお、本実施例のステアリングシステムにおいては、ｒ1（＝２／１０２），ｒ2（＝−２／１００）がかなり小さな比であり、また、目標モータ回転角θ1*，θ2*の間の関係がθ1*＝−θ2*であることから、２つのＶＧＲＳアクチュエータの伝達比α1とα2との差は、小さなものとなる。つまり、２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６の伝達比の差が大きい方の１０％以下、詳しくは、略同じ伝達比となるように制御されるのである。
【００７５】
なお、本システムの２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６は、車体に対してハウジングが回転させられる回転型のものとされているため、モータの加減速時には、ハウジングが反力を受けることとなる。その反力は、ハウジングを介してステアリングホイール２０に伝わることになるが、本ステアリングシステムは、先にも述べたように、モータ８２とモータ１１２とが、互いに逆方向に回転する構造とされるとともに、互いに同じ回転速度となるような制御が行われるため、２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６の間で反力が打ち消されることになる。つまり、本ステアリングシステムでは、それらの反力はステアリングホイール２０に伝達されず、運転者の操舵感の悪化が防止あるいは軽減されているのである。
【００７６】
２．失陥時における制御
次に、モータの機能が失陥した場合を考える。断線等が原因する場合は、モータ軸の比較的自由な回転が許容されることになる。その場合、ハーモニックギヤ機構においては、ウェーブジェネレータの自由な回転が許容されるため、ステータギヤとドリブンギヤとの間の適切な回転伝達が行われなくなる。本システムにおいて、２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６のモータ８２，１２２の一方に上記のような失陥が発生した場合には、ＥＣＵ１８は、車輪４２の転舵を失陥時制御によって実現させる。この失陥時制御は、失陥した方のＶＧＲＳアクチュエータの有するモータ軸回転ロック装置を作動させるとともに、それを作動させた状態において正常な方のＶＧＲＳアクチュエータを制御することによって、操作転舵比を変更するものである。この制御について、以下に詳しく説明する。
【００７７】
例えば、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のモータ８２が失陥した場合、この制御では、まず、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４が有するロック装置２００の作動、詳しくは、ソレノイド２０２の消磁が実行される。そのことにより、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４は、ステータギヤ１６０とドリブンギヤ１６２との間において基準伝達比（＝１）に応じた回転伝達が行われるようにされる。そして、正常な第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６の制御、詳しくは、それの有するモータ１２２の回転角が制御され、ＶＧＲＳアクチュエータの一方が失陥する前に実現していた操作転舵比ｆ(ｖ)、つまり、図５の実線で示した操作転舵比ｆ(ｖ)が実現される。
【００７８】
第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のモータ８２が失陥した場合における第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のモータ１２２の制御について説明する。この失陥時制御でも、通常状態の制御と同様に、上記目標転舵量ψ*に対応した第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のモータ８２の目標モータ回転角θ1*と、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のモータ１２２の目標モータ回転角θ2*とを決定するのであるが、この場合には、モータ８２の目標モータ回転角θ1*＝０である。そのθ1*＝０と、先に述べたモータ依拠目標転舵量ψM*を表した２つ式とによって、モータ１２２の目標モータ回転角θ2*が、次式のように求めらることができる。本実施例の制御では、この式を用いて、目標転舵量ψ*に対応した目標モータ回転角θ2*が決定される。
θ2*＝δ・｛ｆ(ｖ)−ｆB｝／ｒ2
【００７９】
また、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６モータ１２２が失陥した場合には、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６が有するロック装置２２０が作動させられ、ステータギヤ１８０とドリブンギヤ１８２との間において基準伝達比（＝１）に応じた回転伝達が行われるようにされる。そして、正常な第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４によって、操作転舵比の変更が行われる。この場合には、モータ１２２の目標モータ回転角θ2*＝０であり、モータ８２の目標モータ回転角θ1*が、次式のように求めらることができる。本実施例の制御では、この式を用いて、目標転舵量ψ*に対応した目標モータ回転角θ1*が決定される。
θ1*＝δ・｛ｆ(ｖ)−ｆB｝／ｒ1
【００８０】
ステアリング操作がなされた状態でＶＧＲＳアクチュエータの一方が失陥した場合、その失陥したＶＧＲＳアクチュエータにおいて、ステアリングホイール２０を切り戻す際には、切り増し時の伝達比ではなく基準伝達比で車輪４２が中立位置に向かって戻されるため、ステアリングホイール２０および正常な方のＶＧＲＳアクチュエータのモータが回転基準位置に戻されても、転舵装置１２には中立位置からのずれが生じることとなる。本ステアリングシステムでは、失陥時制御によって、正常な方のＶＧＲＳアクチュエータのモータの回転量を制御することで、このずれを解消するようにされている。
【００８１】
具体的には、本システムにおいて、例えば、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のモータ８２が失陥した場合には、先に説明したモータ８２の回転角に対応した転舵量ψ1*が、転舵装置１２の中立位置からのずれとなる。失陥時制御では、先に述べた目標モータ回転角θ1*あるいは目標モータ回転角θ2*が決定された後、ずれの量である転舵量ψ1*に相当する分も、正常な方の第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のモータ１２２が回転させたものとして、モータ１２２の実モータ回転角θ2が補正されるようになっている。その実モータ回転角θ2を補正するための補正値γ2は、次式によって決定される。
γ2＝ｒ1／ｒ2・θ1
また、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のモータ１２２が失陥した場合も同様に、モータ８２の実モータ回転角θ1が補正されるのであり、その実モータ回転角θ1を補正するための補正値γ1が、次式によって決定される。
γ1＝ｒ2／ｒ1・θ2
つまり、実モータ回転角θ1，θ2は、次式のように補正される。
θ1＝θ1＋ｒ2／ｒ1・θ2
θ2＝θ2＋ｒ1／ｒ2・θ1
【００８２】
そして、その補正された実モータ回転角θ1あるいはθ2と、先に決定された目標モータ回転角θ1*あるいはθ2*とを用いて、モータ回転角偏差Δθ1あるいはΔθ2が認定される。このことにより、モータ８２あるいはモータ１２２の回転基準位置が変更されたようにされてモータの回転量が制御され、ステアリングホイール２０の中立位置と転舵装置１２の中立位置とのずれが解消されるのである。転舵量偏差Δθ1あるいはΔθ2が認定された後は、通常状態の制御と同様に、その転舵量偏差Δθ1あるいはΔθ2に基づき先に示したＰＤ制御則に従って、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のモータ８２への供給電流Ｉ1あるいは第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のモータ１２２への供給電流Ｉ2が決定される。
【００８３】
なお、本システムにおいて、２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６のモータ８２，１２２の両方に失陥が発生した場合には、ＥＣＵ１８は、ＶＧＲＳアクチュエータ両者の有するモータ軸回転ロック装置２００，２２０を、ソレノイド２０２，２２２を消磁して作動させる。そのことにより、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４は基準伝達比に応じた回転伝達が行われ、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６は基準伝達比に応じた回転伝達が行われる。つまり、基準操作転舵比ｆB（＝１）に応じて、ステアリングホイール２０の操作が転舵装置１２に伝達されるのである。
【００８４】
＜転舵制御プログラム＞
上述した制御は、図６にフローチャートを示す転舵制御プログラムが実行されることによって行われる。その制御プログラムは、ＥＣＵ１８が有するコンピュータに格納されており、イグニッションスイッチがＯＮ状態とされた後、短い時間間隔（例えば、数msec）をおいて繰り返し実行される。以下に、その転舵制御の流れを、図６に示すフローチャートを参照しつつ、詳しく説明する。
【００８５】
転舵制御では、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す、他のステップも同様である）において、車速ｖとステアリングホイール２０の操作角δとが取得される。次いで、Ｓ２において、Ｓ１において取得された車速ｖに基づいて、操作転舵比ｆ(ｖ)が決定され、その操作転舵比ｆ(ｖ)と、Ｓ１において取得された操作角δとに基づき、モータ依拠目標転舵量ψM*が決定される。詳しくは、ＥＣＵ１８のコンピュータ内には、車速ｖをパラメータとする操作転舵比ｆ(ｖ)の図５に示したマップデータが格納されており、そのマップデータを参照して、操作転舵比ｆ(ｖ)が決定され、また、操作角δと操作転舵比ｆ(ｖ)とに基づき、先に示した式ψM*＝δ・｛ｆ(ｖ)−ｆB｝により、モータ依拠目標転舵量ψM*が決定される。
【００８６】
次いで、Ｓ３，Ｓ４において、２つのフェールフラグがセットされているか否かが判定される。まず、Ｓ３において判定される第１フェールフラグＦ1は、モータ８２が失陥していると判定された場合に０から１とされるものである。また、Ｓ４において判定される第２フェールフラグＦ2は、モータ１２２が失陥していると判定された場合に０から１とされるものである。モータ８２，１２２が失陥していない場合には、通常状態における制御であるＳ９の通常転舵制御サブルーチンが実行される。
【００８７】
通常状態において実行される通常転舵制御サブルーチンは、図７にフローチャートを示す制御を行うルーチンである。この制御は、先に詳しく説明した制御であるため、簡単に説明する。Ｓ２１において、Ｓ２において決定されたモータ依拠目標転舵量ψM*に基づいて、式θ1*＝−θ2*＝ψM*／（ｒ1−ｒ2）により、モータ８２，１２２の目標モータ回転角θ1*，θ2*が決定される。それら目標モータ回転角θ1*，θ2*とＳ２２において取得した実モータ回転角θ1，θ2との偏差であるモータ回転角偏差Δθ1，Δθ2が、Ｓ２３において認定される。そして、Ｓ２４において、それらモータ回転角偏差Δθ1，Δθ2がＥＣＵ１８に送られ、モータ８２への供給電流Ｉ1とモータ１２２への供給電流Ｉ2が決定されるのである。この決定された供給電流Ｉ1，Ｉ2に関する指令が駆動回路であるインバータに送信され、そのインバータによってその電流Ｉ1，Ｉ2が、モータ８２，１２２に供給され、転舵制御プログラムの１回の実行が終了する。
【００８８】
また、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のモータ８２が正常で、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のモータ１２２が失陥している場合には、失陥時制御であるＳ１０の第２失陥時制御サブルーチンが実行される。第２失陥時制御サブルーチンは、図８にフローチャートを示す制御を行うルーチンである。まず、Ｓ３１において、モータ１２２が失陥して最初にこの制御が行われる場合と判定された場合には、Ｓ３２において、第２フェールフラグＦ2が１とされるとともに、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のロック装置２２０を作動させる。さらに、ステアリングホイール２０の中立位置と転舵装置１２の中立位置とのずれを解消するために、実モータ回転角θ1を補正する補正値γ1＝ｒ2／ｒ1・θ2が算出される。次に、Ｓ３３において、ロック装置２２０によってモータ１２２のモータ軸１４０がロックされたと判定されて第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６が基準伝達比での回転伝達可能な状態とされれば、Ｓ３４以下の第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４の制御が行われ、図５に示した操作転舵比ｆ(ｖ)となるような車輪４２の転舵が実現される。
【００８９】
Ｓ３４以下については、先に詳しく説明した制御であるため、簡単に説明する。Ｓ３４において、失陥したモータ１２２の目標モータ回転角θ2*＝０とされるとともに、モータ８２の目標モータ回転角θ1*が、モータ依拠目標転舵量ψM*に基づいて先に示した式より決定される。次に、Ｓ３５において取得された実モータ回転角θ1が、Ｓ３２で算出されたγ1を用いて、θ1＝θ1＋γ1に補正される。そして、それら目標モータ回転角θ1*，補正された実モータ回転角θ1によりモータ回転角偏差Δθ1が認定される。その後は、通常転舵制御と同様に、モータ８２への供給電流Ｉ1が決定され、この決定された供給電流Ｉ1に関する指令が駆動回路であるインバータに送信される。以上で、第２失陥時制御サブルーチンの実行が終了して、転舵制御プログラムの１回の実行が終了する。
【００９０】
逆に、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のモータ８２が失陥し、第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のモータ１２２が正常である場合には、失陥時制御であるＳ１１の第１失陥時制御サブルーチンが実行される。第１失陥時制御サブルーチンは、図９にフローチャートを示す制御を行うルーチンである。この制御は、上述した第２失陥時制御において第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４と第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６とを入れ換えた第２失陥時制御と同様の制御であるため、説明は省略する。
【００９１】
さらに、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のモータ８２と第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のモータ１２２との両者が失陥した場合には、Ｓ１２あるいはＳ１３が実行されて、２つのフェールフラグＦ1，Ｆ2が１とされるとともに第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のロック装置２００と第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６のロック装置２２０との両者を作動させた状態、つまり、基準操作転舵比ｆBに応じてステアリングホイール２０から転舵装置１２に回転伝達される状態とされ、転舵制御プログラムの実行が終了する。
【００９２】
以上説明した転舵制御プログラムが、イグニッションスイッチがＯＦＦとされるまで、繰り返し実行されるのである。なお、本ステアリングシステムのＥＣＵ１８においては、Ｓ１０の第２失陥時制御サブルーチンおよびＳ１１の第１失陥時制御サブルーチンの処理を実行する部分を含んで失陥時制御部が構成されている。
【００９３】
＜ステアリングロック＞
また、ＥＣＵ１８は、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態とされた場合に、ステアリングホイール２０の自由な回転を防止するとともに、ステアリングホイール２０の中立位置と転舵装置１２の中立位置とのずれを防止するために、２つのＶＧＲＳアクチュエータ１４，１６のロック装置２００，２２０を同時に作動させる。一般的に、本実施例のように、ステアリングシステムが、モータを回転させた状態で作動させる構造とされたロック装置を備える場合には、イグニッションスイッチをＯＦＦ状態とする際、車輪が接地しており転舵が制限された状態にあるため、ロック装置を作動させる際のモータの回転によってステアリングホイール２０が回転させられてしまうことになる。本ステアリングシステムは、ＥＣＵ１８による制御によって、イグニッションスイッチをＯＦＦ状態とする際に、ステアリングホイール２０を回転させないようにすることが可能とされている。
【００９４】
第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６においては、ロック装置２２０を作動させる際のモータ１２２の回転によって、車両が停止状態にある転舵装置１２に連結されたドリブンギヤ１８２は回転が制限されており、ステータギヤ１８０が回転させられることになる。詳しく言えば、ロック装置２２０を作動させる際のモータ１２２の回転方向は、ステアリングホイール２０側から見て反時計回り（図３に示す白抜き矢印の方向）であり、そのモータ１２２の回転に伴って、ステータギヤ１８０も反時計回りに回転させられることになる。また、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４において、ロック装置２００を作動させる際のモータ８２の回転方向は、ロック装置２２０と同様に、ステアリングホイール２０側から見て反時計回りであり、そのモータ８２の回転に伴って、ドリブンギヤ１６２は時計回りに回転させられることになる。
【００９５】
上記のような構成から、ロック装置２００，２２０の両者を一時期に作動させる場合、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４の出力軸６６とそれと一体化された第２ＶＧＲＳアクチュエータ１６の入力軸６８とで構成されるアクチュエータ間軸には、互いに逆方向の回転が入力されることになる。ＥＣＵ１８は、モータ８２，１２２の回転速度を制御して、第１ＶＧＲＳアクチュエータ１４のステータギヤ１６０を回転させないようにするものとされている。つまり、本ステアリングシステムは、ＥＣＵ１８が第３要素回転禁止制御部を有するものされ、そのことにより、イグニッションスイッチをＯＦＦ状態とする際のステアリングホイール２０の不要な回転を防止することが可能となっているのである。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施例である車両用ステアリングシステムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す可変動作伝達装置としてのＶＧＲＳアクチュエータの側面断面図である。
【図３】図２に示すハーモニックギヤ機構の分解図である。
【図４】図２におけるモータ軸回転ロック装置を示す断面図（図２におけるＡ−Ａ断面）である。
【図５】車両の走行速度と操作転舵比との関係を示す概略図である。
【図６】図１に示す電子制御ユニットによって実行される転舵制御プログラムを表すフローチャートである。
【図７】転舵制御プログラムにおいて実行される通常転舵制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】転舵制御プログラムにおいて実行される第１失陥時制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】転舵制御プログラムにおいて実行される第２失陥時制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】転舵制御プログラムにおいて実行される完全失陥時制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１０：操作装置    １２：転舵装置    １４：第１ＶＧＲＳアクチュエータ（第１可変動作伝達装置）    １６：第２ＶＧＲＳアクチュエータ（第２可変動作伝達装置）    １８：電子制御ユニット（制御装置）    ２０：ステアリングホイール（操作部材）    ６０：ハウジング（第１ＶＧＲＳ）    ６２：入力軸（第１ＶＧＲＳ）    ６６：出力軸（第１ＶＧＲＳ）    ６８：入力軸（第２ＶＧＲＳ）    ７０：ハウジング（第２ＶＧＲＳ）    ７２：出力軸（第２ＶＧＲＳ）    ８０（１２０）：ハーモニックギヤ機構    ８２（１２２）：モータ    １００（１４０）：モータ軸    １６０（１８０）：ステータギヤ    １６２（１８２）：ドリブンギヤ    １６４（１８４）：フレキシブルギヤ    １６６（１８６）：ウェーブジェネレータ    ２００（２２０）：モータ軸回転ロック装置（第３要素回転禁止装置）    ２０２（２２２）：電磁式ソレノイド（係止体変位機構）    ２０６：ロックレバー（係止体）    ２１４：凹部（被係止部）
【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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