(57)【要約】【課題】  電動モータ３０及び減速機４０を持つ車両の操舵装置において、減速機４０の異常を検知することができる車両の操舵装置を提供すること。【解決手段】  入力軸４２に一対のプーリ・ベルト機構４３，４４を設け、それぞれのプーリ・ベルト機構のはす歯の傾斜方向を逆向きとした。両方のプーリ・ベルト機構が正常であれば、各プーリ・ベルト機構で発生するスラスト力が相殺されるが、どちらかのプーリ・ベルト機構が異常となって作動しないと、正常な側のプーリ・ベルト機構で発生するスラスト力のみが入力軸４２に作用し、入力軸４２が軸方向移動する。この軸方向移動に基づいて、プーリ・ベルト機構の異常を検知する。【選択図】  図２
2007131034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルの操舵操作に基づいて操舵力を発生する電動モータと、
前記電動モータから出力される回転駆動力が入力される入力軸に同軸的に且つ一体回転可能に配設された小径プーリと、前記小径プーリの外径よりも大きな外径を持つ大径プーリと、前記小径プーリの回転駆動力を前記大径プーリに伝達するベルトとを有するプーリ・ベルト機構を備え、前記大径プーリに接続される出力軸に減速された回転駆動力を出力するプーリ・ベルト式減速機とを備えた車両の操舵装置において、
前記ベルトによる回転駆動力の伝達状態に応じて変化する情報を検出する情報検出手段と、
前記情報検出手段で検出された情報に基づいて前記プーリ・ベルト式減速機の異常を検知する異常検知手段と、を備えることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の操舵装置において、前記小径プーリおよび前記大径プーリははす歯歯車であるとともに前記ベルトははす歯付ベルトであり、前記情報検出手段により検出される情報は前記入力軸の軸方向位置であることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の操舵装置において、前記プーリ・ベルト式減速機は、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられた第一プーリ・ベルト機構および第二プーリ・ベルト機構を備え、前記第一プーリ・ベルト機構を構成する前記小径プーリ、前記大径プーリおよび前記ベルトに形成されるはす歯の傾斜方向は、前記第二プーリ・ベルト機構を構成する前記小径プーリ、前記大径プーリおよび前記ベルトに形成されるはす歯の傾斜方向とは逆方向に形成されていることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両の操舵装置において、前記入力軸の回転方向と、前記情報検出手段によって検出された前記入力軸の軸方向位置の情報とに基づいて、前記第一プーリ・ベルト機構および前記第二プーリ・ベルト機構のうちのどちらのプーリ・ベルト機構に異常が発生したかを特定する異常特定手段を備えることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車両の操舵装置において、前記情報検出手段は、前記小径プーリと前記大径プーリとの間に巻き回された前記ベルトに対面して配置され、前記ベルトとの間の距離を検出する距離センサであり、前記情報は、前記距離センサで測定される距離であることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項６】
請求項１に記載の車両の操舵装置において、前記ベルトは導体で構成されるとともに、前記情報検出手段により検出される情報は、前記ベルトに通電した際に得られるベルトの抵抗値であることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項７】
操舵ハンドルの操舵操作に基づいて操舵力を発生する電動モータと、
前記電動モータからの出力回転が入力される入力軸に同軸的に且つ一体回転可能に配設された小径プーリと、前記小径プーリの外径よりも大きな外径を持つ大径プーリと、前記小径プーリの回転駆動力を前記大径プーリに伝達するベルトとを有するプーリ・ベルト機構を備え、前記大径プーリから減速された回転を出力するプーリ・ベルト式減速機とを備えた車両の操舵装置において、
前記ベルトによる回転駆動力の伝達状態に応じて変化する情報を発生する情報発生手段を備えたことを特徴とする車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵装置に係り、特に、操作ハンドルの操舵操作に基づいて操舵力を発生する電動モータと、この電動モータの出力回転速度を減速して出力する減速機とを備えた車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、操舵ハンドルの操舵操作をアシストするためのアクチュエータを備え、操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵をアシストする装置、いわゆるパワーステアリング装置を有する車両の操舵装置が知られている。パワーステアリング装置としては、油圧アクチュエータによりアシストトルクを発生する油圧パワーステアリング装置や、電動モータによりアシストトルクを発生する電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置が知られている。特に近年は、車両搭載性や燃費向上の観点から、電動パワーステアリング装置が注目されてきている。
【０００３】
また、操舵ハンドルと転舵輪とが機械的に切り離され、転舵輪に機械的に連結した転舵用モータと、操舵ハンドルに機械的に連結したハンドル用モータとを駆動制御回路により駆動制御することで、操舵ハンドルの操作に応じて転舵輪を転舵可能とするシステム、いわゆるステアバイワイヤシステムも開発されてきている。このステアバイワイヤシステムにおいても、操舵アクチュエータとして電動モータが使用される。
【０００４】
電動パワーステアリング装置またはステアバイワイヤシステムにおいては、電動モータの出力軸の回転速度を減速機で減速した上で、出力対象であるステアリングシャフトやラックバー、または転舵輪などに駆動力を伝達している。減速機としては、様々なタイプの減速機が用いられるが、特許文献１に記載のものは、入力軸に同軸的に且つ一体回転可能に取り付けられた小径プーリと、出力軸に同軸的に且つ一体回転可能に取り付けられるとともに、小径プーリの外径よりも大きな外径を持つ大径プーリと、小径プーリと大径プーリとの外周に巻き回されて、小径プーリの回転を大径プーリに伝達するベルトとを備えたプーリ・ベルト機構を用いたプーリ・ベルト式減速機が記載されている。
【０００５】
特許文献１には、入力軸と出力軸との間に一対のプーリ・ベルト機構を設けるとともにこれらのプーリ・ベルト機構に用いるプーリ及びベルトをはす歯付きのものとしたプーリ・ベルト式減速機が提案されている。そして、それぞれのプーリ・ベルト機構におけるはす歯の位相をずらすことによって各プーリ・ベルト機構の駆動時に発生する振動を相殺し、全体としてトルク変動を少なくして振動や騒音を低減することができるといったことが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２３７５９６号公報
【０００６】
上記した特許文献１に記載のプーリ・ベルト機構を用いた減速機は、ベルトによって駆動力が伝達される方式であるため、ベルトの切断などが起こる場合がある。このような減速機の異常を検知するためのフェールセーフ機構が設けられていないと、駆動力が伝達されているか否かの判断ができないという問題がある。
【発明の開示】
【０００７】
したがって、本発明は、電動モータ及び減速機を持つ車両の操舵装置において、減速機の異常を検知することができる車両の操舵装置を提供することを技術的課題とする。
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルの操舵操作に基づいて操舵力を発生する電動モータと、この電動モータから出力される回転駆動力が入力される入力軸に同軸的に且つ一体回転可能に配設された小径プーリ、前記小径プーリの外径よりも大きな外径を持つ大径プーリ、および、前記小径プーリの回転駆動力を前記大径プーリに伝達するベルトとを有するプーリ・ベルト機構を備え、前記大径プーリに接続される出力軸に減速された回転駆動力を出力するプーリ・ベルト式減速機とを備えた車両の操舵装置において、前記ベルトによる回転駆動力の伝達状態に応じて変化する情報を検出する情報検出手段と、前記情報検出手段で検出された情報に基づいて前記減速機の異常を検知する異常検知手段とを備えるものとしたことである。
【０００９】
上記のように構成した本発明においては、操舵装置は、電動モータの出力回転を減速する減速機としてプーリ・ベルト式減速機を用い、さらに、プーリ・ベルト式減速機のベルトによって小径プーリの回転駆動力が大径プーリへ伝達される際の伝達状態に応じて変化する情報を検出する情報検出手段と、この情報検出手段で検出された情報に基づいて、プーリ・ベルト式減速機の異常を検知する異常検知手段とを設けている。よって、情報検出手段で検出される情報によって、ベルトによる回転駆動力の伝達状態が判断できるので、この情報に基づき、異常検知手段によりベルトの切断などの異常を検知することができる。
【００１０】
また、この場合、前記小径プーリおよび前記大径プーリははす歯歯車であるとともに前記ベルトははす歯付ベルトであり、前記情報検出手段により検出される情報は前記入力軸の軸方向位置の情報であるとよい。プーリをはす歯歯車とするとともに、ベルトにプーリと噛み合うはす歯が形成された歯付ベルトとすると、はす歯の噛み合いによりベルトを介して小径プーリから大径プーリへと回転駆動力が伝達されるとともに、はす歯の傾斜によって、小径プーリと一体回転する入力軸にスラスト力が作用する。このとき、入力軸を軸方向に所定範囲で移動可能な構成にしておけば、上記スラスト力によって入力軸が移動し、軸方向に位置変化する。
【００１１】
一方、ベルトが切断されたりして小径プーリと大径プーリとの間にベルトが巻き回されていない状況では、ベルトは小径プーリの回転駆動力を大径プーリに伝達することはできず、その結果、上記スラスト力も発生しない。よって、入力軸がスラスト力によって移動することはない。このように、ベルトによる駆動力の伝達状態、特にベルトによって小径プーリの回転駆動力が伝達されているか、伝達されていないかによって、入力軸にスラスト力が作用するか否かが変化し、このスラスト力の有無によって入力軸の軸方向位置が変化する。したがって、入力軸の軸方向位置を情報検出手段で検出し、検出された入力軸の軸方向位置の情報によって、ベルトの切断などの異常を検知することができる。
【００１２】
なお、一つのプーリ・ベルト機構のみを有するプーリ・ベルト式減速機で入力軸の軸方向位置を検出しようとする場合には、プーリ・ベルト機構の駆動により発生するスラスト力に対向する付勢力を、入力軸に付与しておくとよい。例えば、スプリングやゴム、空気圧、油圧などによって、プーリ・ベルト機構の駆動により発生するスラスト力よりも小さい付勢力を、入力軸に付与させておく。ここで、上記付勢力は、スラスト力が作用する方向とは反対方向となる方向に作用させる。すると、プーリ・ベルト式減速機が正常に駆動している場合には、スラスト力によって、入力軸がスラスト力の作用方向に移動する。
【００１３】
一方、ベルトが切断などされて、小径プーリと大径プーリとの間に巻き回されておらず、ベルトによる回転駆動力の伝達がなされていない状況になると、入力軸にスラスト力は作用せず、上記付勢力によって、入力軸は付勢力の作用方向、つまりスラスト力の作用方向とは逆の方向に移動する。このようにしておけば、ベルトによる駆動力の伝達状態によって入力軸の軸方向位置が変化し、この変化を入力軸の軸方向位置の情報から察知することで、ベルトの切断などの異常を検知することができる。
【００１４】
また、前記プーリ・ベルト式減速機は、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられた第一プーリ・ベルト機構および第二プーリ・ベルト機構を備え、両プーリ・ベルト機構にはす歯を形成するとともに、前記第一プーリ・ベルト機構を構成する前記小径プーリ、前記大径プーリおよび前記ベルトに形成されるはす歯の傾斜方向は、前記第二プーリ・ベルト機構を構成する前記小径プーリ、前記大径プーリおよび前記ベルトに形成されるはす歯の傾斜方向とは逆方向に形成されているとよい。
【００１５】
上記のように構成すれば、第一プーリ・ベルト機構により発生するスラスト力と、第二プーリ・ベルト機構により発生するスラスト力とが相殺され、両方のプーリ・ベルト機構が正常に駆動しているときには、入力軸に正味のスラスト力は作用しない。このため、正常駆動時におけるスラスト力の発生を防止でき、スラスト力が常時発生することによって操舵装置の信頼性が低下することを防止することができる。一方、どちらかのプーリ・ベルト機構が異常をきたしてベルトによる回転駆動力の伝達がなされていない場合には、正常に作動しているプーリ・ベルト機構のみから入力軸へスラスト力が作用するため、このスラスト力によって入力軸が軸方向位置を変える。この軸方向位置の変化によって、どちらかのプーリ・ベルト機構に異常が発生したことを検知することができる。
【００１６】
この場合、入力軸の回転方向と、前記情報検出手段によって検出された前記入力軸の軸方向位置の情報とに基づいて、前記第一プーリ・ベルト機構および前記第二プーリ・ベルト機構のうちのどちらのプーリ・ベルト機構に異常が発生したかを特定する異常特定手段を備えるものとするのがよい。第一プーリ・ベルト機構におけるはす歯の傾斜方向は、第二プーリ・ベルト機構におけるはす歯の傾斜方向とは逆方向であるので、どちらのプーリ・ベルト機構に異常が生じたかによって、入力軸に作用するスラスト力の方向が異なる。また、入力軸の回転方向によっても入力軸に作用するスラスト力の方向が異なる。したがって、入力軸の回転方向と、入力軸の軸方向位置の情報から、どちらのプーリ・ベルト機構に異常が生じたかを特定することができる。
【００１７】
また、前記情報検出手段は、前記小径プーリと前記大径プーリとの間に巻き回された前記ベルトに対向して配置され、前記ベルトとの間の距離を検出する距離センサであり、前記情報は、前記距離センサで測定される距離としてもよい。ベルトが切断されると、上記距離センサでベルトまでの距離が検出されず、検出結果が大きく変化するため、この変化を基に、減速機の異常を検知することができる。
【００１８】
また、前記ベルトは導体で構成されるとともに、前記情報検出手段により検出される情報を、前記ベルトに通電した際に得られるベルトの抵抗値としてもよい。ベルトが切断されると、ベルトに通電しても電気が流れないので、抵抗値が大きく変化する。したがって、この変化を基に、減速機の異常を検知することができる。
【００１９】
また、本発明の他の特徴は、操舵ハンドルの操舵操作に基づいて操舵力を発生する電動モータと、前記電動モータからの出力回転が入力される入力軸に同軸的に且つ一体回転可能に配設された小径プーリ、前記小径プーリの外径よりも大きな外径を持つ大径プーリ、および前記小径プーリの回転駆動力を前記大径プーリに伝達するベルトとを有するプーリ・ベルト機構を備え、前記大径プーリから減速された回転を出力するプーリ・ベルト式減速機とを備えた車両の操舵装置において、前記ベルトによる回転駆動力の伝達状態に応じて変化する情報を発生する情報発生手段を備えたものとしたことである。
【００２０】
上記のように構成した本発明においては、操舵装置は、電動モータの出力回転を減速する減速機としてプーリ・ベルト式減速機を用い、さらに、プーリ・ベルト式減速機のベルトによって小径プーリの回転駆動力を大径プーリへ伝達する際の伝達状態に応じて変化する情報を発生する情報発生手段を設けている。よって、ベルトによる回転駆動力の伝達が正常に行われている場合と、ベルトの切断などで回転駆動力の伝達が正常に行われていない場合とで、上記情報発生手段で発生する情報に変化が起きる。操舵者は、この情報発生手段で発生する情報の変化に基づいて、ベルトの切断などの異常を検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について図１〜図６を用いて説明する。図1は、本実施形態および以下の全ての実施形態に係り、運転者による操舵操作に対してアシスト機能を有する車両の操舵装置の全体概略図である。
【００２２】
この車両の操舵装置は、操舵ハンドル１１に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備え、同シャフト１２の下端にはピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に接続されており、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。ステアリングシャフト１２には、操舵をアシストするためのアシスト機構２０が接続されている。このアシスト機構２０は、電動モータ３０及びプーリ・ベルト式減速機４０を備えて構成される。電動モータ３０には、駆動回路２１が電気的に接続されている。この駆動回路２１は、電子制御ユニット２２の指令に基づいて電動モータ３０に駆動電流を出力する。
【００２３】
なお、本実施形態では、ステアリングシャフト１２にアシスト機構２０を取り付けて、ステアリングシャフト１２に操舵アシストのためのトルクを付与するコラムアシスト方式の電動パワーステアリング装置について説明するが、本発明は、この方式に限らず、ラックバー１４にトルクを付与するラックアシスト方式、ピニオンギヤ１３にトルクを付与するピニオンアシスト方式など、その他の電動パワーステアリング装置においても適用可能である。また、本発明は、電動パワーステアリング装置に限らず、電動モータを使用するステアバイワイヤ装置においても適用可能である。
【００２４】
電子制御ユニット２２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とする。また、電子制御ユニット２２には、図示省略の操舵トルクセンサ、操舵角センサおよび車速センサからの操舵トルク、操舵角および車速が入力される。そして、電子制御ユニット２２は、これらの入力情報を基に、操舵ハンドル１１をアシストするためのアシスト制御プログラムを実行し、駆動回路２１を介して電動モータ３０を駆動制御する。
【００２５】
図２は、本実施形態に用いるアシスト機構２０である電動モータ３０およびプーリ・ベルト式減速機４０の部分断面概略図である。図２において、電動モータ３０は、本体部３１およびモータ出力軸３２を備える。そして、本体部３１で発生する出力がモータ出力軸３２に伝達されて、このモータ出力軸３２から外部に出力が回転トルクとして取り出される。
【００２６】
また、プーリ・ベルト式減速機４０は、ハウジング４１と、入力軸４２と、第一プーリ・ベルト機構４３と、第二プーリ・ベルト機構４４とを備えて構成されている。ハウジング４１は、内部に中空空間を備えて形成されており、中空空間を囲う壁部には、入力軸用第一孔部４１ａ、入力軸用第二孔部４１ｂ、出力軸用第一孔部４１ｃ、および、出力軸用第二孔部４１ｄが形成されている。
【００２７】
入力軸４２は、ハウジング４１に形成された入力軸用第二孔部４１ｂに挿通され、ハウジング４１内に延びているとともに、その先端部分が入力軸用第一孔部４１ａに挿入された状態とされている。そして、入力軸４２は、これらの孔部４１ａ，４１ｂに取り付けられたベアリング４５１，４５２によって回転自在にハウジング４１に軸支されている。また、入力軸４２は、電動モータ３０のモータ出力軸３２に同軸的に且つ一体回転可能に連結しており、電動モータ３０からの出力回転が入力される。入力軸４２とモータ出力軸３２とを一体回転可能に連結する例としては、モータ出力軸３２を図に示すように先端が開口した中空円筒状の筒状軸とし、入力軸４２をモータ出力軸３２に挿入するとともに、キー溝や二面幅などの係合部分７１を設けることによって両軸３２，４２を係合させる方法などが挙げられる。
【００２８】
また、入力軸４２は、モータ出力軸３２に対して軸方向へ所定のガタをもって連結される。軸方向へ所定のガタをもって連結する例としては、図に示すように入力軸４２をモータ出力軸３２に挿入した状態で、軸方向に所定長さを持ち且つ軸直角方向に貫通する長孔７２を入力軸４２とモータ出力軸３２にともに形成し、その長孔７２にピン部材７３を挿通させて、両軸を連結させる例が挙げられる。このように連結すれば、長孔７２の軸方向長さ分だけ入力軸４２がモータ出力軸３２に対して軸方向移動可能とされるが、それ以上の入力軸４２の移動は、ピン部材７３が長孔７２の軸方向端面に干渉するために移動規制される。
【００２９】
出力軸用第一孔部４１ｃと出力軸用第二孔部４１ｄには、出力軸としてのステアリングシャフト１２が挿通している。図からわかるように、ステアリングシャフト１２はこれらの出力軸用第一孔部４１ｃと出力軸用第二孔部４１ｄとを同時に挿通し、両孔を通じてステアリングシャフト１２がハウジング４１を突き抜けるようにされている。また、両孔４１ｃ、４１ｄにはそれぞれベアリング４５３，４５４が取り付けられており、ステアリングシャフト１２はこのベアリング４５３，４５４を介してハウジング４１に回転自在に軸支されている状態とされる。
【００３０】
入力軸４２とステアリングシャフト１２との間には、一対のプーリ・ベルト機構である第一プーリ・ベルト機構４３と第二プーリ・ベルト機構４４とが取り付けられている。第一プーリ・ベルト機構４３は、第一小径プーリ４３１、第一大径プーリ４３２および第一ベルト４３３を備えて構成される。第二プーリ・ベルト機構４４は、第二小径プーリ４４１、第二大径プーリ４４２および第二ベルト４４３を備えて構成される。第一小径プーリ４３１および第二小径プーリ４４１は、ともに並んで入力軸４２に同軸的に且つ一体回転可能に取り付けられている。第一大径プーリ４３２および第二大径プーリ４４２は、ともに並んでステアリングシャフト１２に同軸的に且つ一体回転可能に取り付けられている。
【００３１】
第一大径プーリ４３２の外径は第一小径プーリ４３１よりも大きくされている。第二大径プーリ４４２の外径は第二小径プーリ４４１の外径よりも大きくされている。本実施形態においては、第一小径プーリ４３１の外径と第二小径プーリ４４１の外径とは等しく、また、第一大径プーリ４３２の外径と第二大径プーリ４４２の外径とは等しくされている。
【００３２】
第一ベルト４３３は、第一小径プーリ４３１の外周と第一大径プーリ４３２の間に巻き回されて配置され、この第一ベルト４３３によって第一小径プーリ４３１の回転駆動力が第一大径プーリ４３２に伝達されるようにされている。第二ベルト４４３は、第一ベルトに並行となるように第二小径プーリ４４１と第二大径プーリ４４２との間に巻き回されており、第二小径プーリ４４１の回転駆動力が第二大径プーリ４４２に伝達されるようにされている。
【００３３】
第一小径プーリ４３１の外周にははす歯４３１ａが、第一大径プーリ４３２の外周にははす歯４３２ａが、それぞれ形成されている。また、第一ベルト４３３は、第一小径プーリ４３１のはす歯４３１ａおよび第一大径プーリ４３２のはす歯４３２ａに噛み合うはす歯４３３ａが形成された歯付ベルトとされている。同様に、第二小径プーリ４４１の外周にははす歯４４１ａが、第二大径プーリ４４２の外周にははす歯４４２ａが、それぞれ形成されている。また、第二ベルト４４３には、第二小径プーリ４４１のはす歯４４１ａおよび第二大径プーリ４４２のはす歯４４２ａに噛み合うはす歯４４３ａが形成された歯付ベルトとされている。
【００３４】
ここで、図に示すように、第一小径プーリ４３１、第一大径プーリ４３２および第一ベルト４３３に形成されたはす歯の向き（傾斜方向）は、第二小径プーリ４４１、第二大径プーリ４４２および第二ベルト４４３に形成されたはす歯の向き（傾斜方向）とは逆にされている。
【００３５】
具体的には、図に示すように、第一プーリ・ベルト機構４３の第一小径プーリ４３１、第一大径プーリ４３２および第一ベルト４３３は、紙面から見て右下がりに傾斜してはす歯が形成されている。これに対し、第二プーリ・ベルト機構４４の第二小径プーリ４４１、第二大径プーリ４４２および第二ベルト４４３は、紙面から見て左下がりに傾斜してはす歯が形成されており、両プーリ・ベルト機構４３，４４におけるはす歯の傾斜方向が逆となっている。なお、図において、第一ベルト４３３および第二ベルト４４３に点線で示されたはす歯４３３ａ，４４３ａは、紙面から見て外周側となるベルト部分の裏側（内周側）に形成されたはす歯を示している。また、第一、第二小径プーリ４３１，４３２および第一、第二大径プーリ４３２，４４２に実線で省略して示されたはす歯４３１ａ，４３２ａ，４４１ａ，４４２ａは、紙面から見て外周側となる部分に形成されたはす歯を示している。
【００３６】
図に示すように、ハウジング４１に形成された入力軸用第一孔部４１ａには、距離センサ４６が埋め込まれた状態で取り付けられている。この距離センサ４６は、本体部４６ａと測定部４６ｂとを備えて構成され、測定部４６ｂと測定対象との間の直線距離を計測するものである。本実施形態においては、測定部４６ｂは、入力軸用第一孔部４１ａ内に差し込まれ、入力軸４２の先端面に対面して設けられている。したがって、距離センサ４６は、測定部４６ｂと入力軸４２の先端面との間の距離を測定する。
【００３７】
この距離センサ４６は、異常検出ユニット４７と電気的に接続されている。異常検出ユニット４７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とする。また、異常検出ユニット４７には、距離センサ４６で検出された距離の情報が入力される。また、電動モータ３０には、そのモータ出力軸３２の回転方向を検出する回転方向検出センサ３３が設けられており、この回転方向検出センサ３３で検出された情報も、異常検出ユニット４７に入力される。
【００３８】
次に、上記のように構成した本実施形態の動作について説明する。電子制御ユニット２２は、イグニッションスイッチの投入により、アシスト制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。そして、アシスト制御プログラムの実行により定められた指令値を駆動回路２１に出力する。駆動回路２１は、上記定められた指令値にしたがって、駆動電流を電動モータ３０に出力する。
【００３９】
電動モータ３０は、駆動電流にしたがって回転し、この回転駆動力がモータ出力軸３２を介して入力軸４２に入力され、入力軸４２が回転する。そして、入力軸４２に同軸的に且つ一体回転可能に連結された第一小径プーリ４３１および第二小径プーリ４４１が回転する。第一小径プーリ４３１の回転駆動力は、第一ベルト４３３を介して第一大径プーリ４３２に伝達される。また、第二小径プーリ４４１の回転駆動力は、第二ベルト４４３を介して第二大径プーリ４４２に伝達される。このとき、第一、第二小径プーリ４３１，４４１に形成されたはす歯の歯数と、第一、第二大径プーリ４３２，４４２に形成されたはす歯の歯数の比にしたがって、回転速度が減速される。
【００４０】
第一大径プーリ４３２および第二大径プーリ４４２は、ステアリングシャフト１２に同軸的に且つ一体回転可能に連結されているので、両大径プーリからの回転駆動力がステアリングシャフト１２に減速されて伝達される。これにより、ステアリングシャフト１２が電動モータ３０から回転トルクを得て、操舵操作をアシストする。
【００４１】
上記のように動作する本実施形態において、入力軸４２が図示実線矢印Ａで示す方向（以下、Ａ方向）に回転すると、入力軸４２と一体回転する第一、第二小径プーリ４３１，４４１もＡ方向に回転する。このとき、第一プーリ・ベルト機構４３においては、第一小径プーリ４３１と第一ベルト４３３とのはす歯の噛み合い部分で駆動力の伝達がなされるときに、第一小径プーリ４３１のはす歯４３１ａは、第一ベルト４３３のはす歯４３３ａから反力を受ける。この反力は、第一小径プーリ４３１のはす歯４３１ａの傾斜によって、第一小径プーリ４３１の回転方向への成分と、軸方向への成分とに分けられる。このうち、軸方向への成分がスラスト力となって、入力軸４２に作用する。
【００４２】
また、第二プーリ・ベルト機構４４においては、第二小径プーリ４４１と第二ベルト４４３とのはす歯の噛み合い部分で駆動力の伝達がなされるときに、第二小径プーリ４４１のはす歯４４１ａは、第二ベルト４４３のはす歯４４３ａから反力を受ける。この反力は、第二小径プーリ４４１のはす歯４４１ａの傾斜によって、第二小径プーリ４４１の回転方向への成分と、軸方向への成分とに分けられる。このうち、軸方向への成分がスラスト力となって、入力軸４２に作用する。
【００４３】
上記のようにしてプーリとベルトとのはす歯の噛み合いによって発生するスラスト力が入力軸４２に作用するときの作用方向は、はす歯の傾斜方向によって異なる。入力軸４２がＡ方向に回転している場合、第一プーリ・ベルト機構４３で発生するスラスト力は、図において右方向である実線矢印Ｓ１方向に作用する。一方、第二プーリ・ベルト機構４４で発生するスラスト力は、図において左方向である実線矢印Ｓ２方向に作用する。第一小径プーリ４３１と第二小径プーリ４４１とに形成されるはす歯４３１ａ，４４１ａの傾斜方向は、逆方向であるから、第一プーリ・ベルト機構で発生するスラスト力の方向Ｓ１と、第二プーリ・ベルト機構４４で発生するスラスト力の方向Ｓ２は、互いに逆向きとなる。
【００４４】
したがって、第一プーリ・ベルト機構４３と第二プーリ・ベルト機構４４とが両方とも正常に作動し、第一ベルト４３３も第二ベルト４４３もともに回転駆動力を伝達している場合には、各プーリ・ベルト機構４３，４４で発生するスラスト力が相殺されて、入力軸４２に作用する正味のスラスト力は０となる。よって、入力軸４２にスラスト力は作用せず、入力軸４２は軸方向に動くことはない。
【００４５】
図３は、入力軸４２がＡ方向に回転している場合において、第一プーリ・ベルト機構４３の第一ベルト４３３が切断された場合を示す図である。このような場合には、第一ベルト４３３は第一小径プーリ４３１および第一大径プーリ４３２から外れ、第一小径プーリの回転駆動力を第一大径プーリ４３２に伝達できなくなる。よって、第一小径プーリ４３１と第一ベルト４３３との噛み合いが起こらず、第一プーリ・ベルト機構４３からスラスト力は発生しなくなる。そのため、第二プーリ・ベルト機構４４からのスラスト力のみが入力軸４２に作用することになり、入力軸４２はこのスラスト力が作用する矢印Ｓ２方向に移動する。
【００４６】
図４は、入力軸がＡ方向に回転している場合において、第二プーリ・ベルト機構４４の第二ベルト４４３が切断された場合を示す図である。このような場合には、上記とは反対に、入力軸４２には第一プーリ・ベルト機構４３からのスラスト力のみが作用する。したがって、入力軸４２は、第一プーリ・ベルト機構４３からのスラスト力が作用する矢印Ｓ１方向に移動する。
【００４７】
一方、図２において、入力軸４２が図示矢印Ｂで示す方向（以下、Ｂ方向）に回転した場合には、入力軸４２に作用する各プーリ・ベルト機構からのスラスト力は、入力軸４２がＡ方向に回転している場合とは逆の方向に作用する。すなわち、第一プーリ・ベルト機構４３で発生するスラスト力は、図において左方向である点線矢印Ｓ１’方向に作用する。一方、第二プーリ・ベルト機構４４で発生するスラスト力は、図において右方向である点線矢印Ｓ２’方向に作用する。第一小径プーリ４３１と第二小径プーリ４４１とに形成されるはす歯４３１ａ，４４１ａの傾斜方向は、逆方向であるから、第一プーリ・ベルト機構４３で発生するスラスト力の方向Ｓ１’と、第二プーリ・ベルト機構４４で発生するスラスト力の方向Ｓ２’は、互いに逆向きとなる。
【００４８】
したがって、第一プーリ・ベルト機構４３と第二プーリ・ベルト機構４４とが両方とも正常に作動し、第一ベルト４３３も第二ベルト４４３もともに回転駆動力を伝達している場合には、各プーリ・ベルト機構４３，４４で発生するスラスト力が相殺されて、入力軸４２に作用する正味のスラスト力は０となる。したがって、入力軸４２にスラスト力は作用せず、入力軸４２は軸方向に動くことはない。
【００４９】
図５は、入力軸４２がＢ方向に回転している場合において、第一プーリ・ベルト機構４３の第一ベルト４３３が切断され、第二プーリ・ベルト機構４４のみが正常に作動している場合を示す図である。この場合には、第二プーリ・ベルト機構４４のみからスラスト力が発生するが、このスラスト力は、図３に示す場合とは逆となり、図５に示すように矢印Ｓ２’方向に作用する。したがって、入力軸４２は、スラスト力を受けてＳ２’方向に移動する。
【００５０】
図６は、入力軸４２がＢ方向に回転している場合において、第二プーリ・ベルト機構４４の第二ベルト４４３が切断され、第一プーリ・ベルト機構４３のみが正常に作動している場合を示す図である。この場合には、第一プーリ・ベルト機構４３のみからスラスト力が発生するが、このスラスト力は、図４に示す場合とは逆となり、図６に示すように矢印Ｓ１’方向に作用する。したがって、入力軸４２は、スラスト力を受けてＳ１’方向に移動する。
【００５１】
ここで、上述したように、入力軸４２の先端面には対面して距離センサ４６の測定部４６ｂが配置している。したがって、入力軸４２が軸方向に移動すると、距離センサ４６で検出される距離Ｌが変化する。
【００５２】
図２に示すように、両方のプーリ・ベルト機構４３，４４が正常に作動している場合に距離センサ４６が検出する測定距離ＬをΔｘとすると、図３に示すように入力軸４２がＳ２方向にスラスト力を受けて、Ｓ２方向に移動した場合には、距離センサ４６による測定距離を短くするので、距離センサ４６が検出する測定距離Ｌは、Δｘよりも小さい値Δｘｓとなる。また、図４に示すように入力軸４２がＳ１方向にスラスト力を受けて、Ｓ１方向に移動した場合には、距離センサ４６による測定距離を長くするので、距離センサ４６が検出する測定距離Ｌは、Δｘよりも大きい値Δｘｌとなる。
【００５３】
また、図５に示すように入力軸４２がＳ２’方向にスラスト力を受けて、Ｓ２’方向に移動した場合には、距離センサ４６による測定距離を長くするので、距離センサ４６が検出する測定距離Ｌは、Δｘよりも長いΔｘｌとなる。また、図６に示すように入力軸４２がＳ１’方向にスラスト力を受けて、Ｓ１’方向に移動した場合には、距離センサ４６による測定距離を短くするので、距離センサ４６が検出する測定距離Ｌは、Δｘよりも短いΔｘｓとなる。このように、距離センサ４６によって検出される距離Ｌは、第一ベルト４３３および第二ベルト４４３が回転駆動力を伝達しているか、いないかによって変化する情報である。
【００５４】
本実施形態では、異常検出ユニット４７は、距離センサ４６で検出される距離Ｌに対し、第１の設定距離Ｌ１と第２の設定距離Ｌ２とが設定されている。Ｌ１は、距離Δｘｓと距離Δｘの間の値であり、Ｌ２は、距離Δｘと距離Δｘｌとの間の値である。そして、距離センサ４６で検出された距離Ｌが、第１の設定距離Ｌ１よりも大きく、第２の設定距離Ｌ２よりも小さい範囲（Ｌ１＜Ｌ＜Ｌ２）にある場合には、入力軸４２には正味のスラスト力は作用しておらず、異常検出ユニット４７は第一プーリ・ベルト機構４３と第二プーリ・ベルト機構４４との双方が正常に作動しているものと判断する。一方、距離Ｌが所定の範囲外（Ｌ＜Ｌ１，Ｌ２＜Ｌ）である場合には、入力軸４２にはスラスト力が作用しており、異常検出ユニット４７は第一プーリ・ベルト機構４３または第二プーリ・ベルト機構４４のどちらかが異常であると判断する。
【００５５】
また、入力軸４２の回転方向がＡ方向であって、且つ距離センサ４６が検出する距離ＬがＬ１よりも短い場合、すなわち入力軸４２がＳ２方向にスラスト力を受け、Ｓ２方向に移動して距離センサ４６で検出する距離Ｌが短くなった場合には、第一プーリ・ベルト機構４３の第一ベルト４３３が切断されるなどの異常となり、第二プーリ・ベルト機構４４のみが正常に作動している場合（図３に示す場合）である。よって、この場合は、第一プーリ・ベルト機構４３が異常であると特定できる。
【００５６】
また、入力軸４２の回転方向がＡ方向であって、且つ距離センサ４６が検出する距離ＬがＬ２よりも長い場合、すなわち入力軸４２がＳ１方向にスラスト力を受け、Ｓ１方向に移動して距離センサ４６で検出する距離Ｌが長くなった場合には、第二プーリ・ベルト機構４４の第二ベルト４４３が切断されるなどの異常となり、第一プーリ・ベルト機構４３のみが正常に作動している場合（図４の場合）である。よって、この場合は第二プーリ・ベルト機構４４が異常であると特定できる。
【００５７】
また、入力軸４２の回転方向がＢ方向であって、且つ距離センサ４６が検出する距離ＬがＬ２よりも長い場合、すなわち入力軸４２がＳ２’方向にスラスト力を受け、Ｓ２’方向に移動して距離センサ４６で検出する距離Ｌが長くなった場合には、第一プーリ・ベルト機構４３の第一ベルト４３３が切断されるなどの異常となり、第二プーリ・ベルト機構４４のみが正常に作動している場合（図５に示す場合）である。よって、この場合は、第一プーリ・ベルト機構４３が異常であると特定できる。
【００５８】
また、入力軸４２の回転方向がＢ方向であって、且つ距離センサ４６が検出する距離ＬがＬ１よりも短い場合、すなわち入力軸４２がＳ１’方向にスラスト力を受け、Ｓ１’方向に移動して距離センサ４６で検出する距離Ｌが短くなった場合には、第二プーリ・ベルト機構４４の第二ベルト４４３が切断されるなどの異常となり、第一プーリ・ベルト機構４３のみが正常に作動している場合（図６の場合）である。よって、この場合は第二プーリ・ベルト機構４４が異常であると特定できる。
【００５９】
以上の判断を表にまとめると、以下のようになる。
【表１】
2007131034.tif 000003
【００６０】
異常検出ユニット４７は、回転方向検出センサ３３からモータ出力軸３２の回転方向が入力されるが、モータ出力軸３２の回転方向は、入力軸４２の回転方向と一致する。したがって、異常検出ユニット４７は、回転方向検出センサ３３からの回転方向の情報と、距離センサ４６から入力される距離Ｌの情報を基に、各ベルト４３３，４４３による回転駆動力の伝達状態（表１における状態１〜状態６）を判断し、判断された状態から、どちらのプーリ・ベルト機構が異常であるかを特定することができる。
【００６１】
異常検出ユニット４７が異常を検知し、異常であるプーリ・ベルト機構を特定した後は、異常を車両の操舵者に告知する。告知する方法としては、種々の方法が考えられるが、例えば、警告灯を点灯（または点滅）させたり、警告音を発生させたりすることができる。また、電動モータ３０への駆動電流を減少させてアシスト量を少なし、残りのベルトにかかる負担を軽くするといった方法を採ることもできる。または、徐々に電動モータ３０へ通電する駆動電流を減少させて、最終的に操舵アシストを停止するといった方法を採ることもできる。
【００６２】
以上のように、本実施形態では、第一、第二ベルト４３３，４４３によって回転駆動力が伝達されているか、いないか、によって、入力軸４２の軸方向位置が変化するように構成している。そして、この入力軸４２の軸方向位置を、距離センサ４６による測定距離Ｌ（測定部４６ｂと入力軸４２の先端面との間の距離）として検出している。よって、この測定距離Ｌの情報に基づいて、プーリ・ベルト式減速機４０の異常を検知することができる。
【００６３】
また、一対のプーリ・ベルト機構である第一プーリ・ベルト機構４３および第二プーリ・ベルト機構４４を入力軸４２とステアリングシャフト１２との間に併設し、両プーリ・ベルト機構をはす歯による駆動伝達方式とし、さらに両プーリ・ベルト機構に形成するはす歯の傾斜方向が互いに逆方向となるようにしている。このため、両プーリ・ベルト機構が正常に作動している場合には、入力軸４２にスラスト力が作用しないため、プーリ・ベルト式減速機４０の信頼性を向上させることができる。さらに、上記のように構成したため、入力軸の回転方向と、測定距離Ｌとの関係から、異常であるプーリ・ベルト機構を特定することもできる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、距離センサ４６を用いて入力軸４２の軸方向位置を検出するようにしたが、入力軸４２の軸方向位置の変化がわかるものであれば、どのようなものでもよい。例えば、軸方向位置の変化を直接測定する変位センサなども、適用可能である。
【００６５】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態につき説明するが、本実施形態は、ベルトを導体で形成するとともに、ベルトに通電してその抵抗値を測定し、抵抗値の変化に基づいて、プーリ・ベルト機構の異常を判断する点に特徴を有する。なお、以下の実施形態においては、既に説明した実施形態と同様の点に関しては同一符号を付してその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００６６】
図７は、本実施形態におけるアシスト機構２０である電動モータ３０およびプーリ・ベルト式減速機４０の部分断面概略図である。本実施形態においては、入力軸４２、第一プーリ・ベルト機構４３、第二プーリ・ベルト機構４４、出力軸であるステアリングシャフト１２が全て導体で形成されている。このうち、第一ベルト４３３は、樹脂性のベルトの縁部に所定の抵抗値Ｒ１を持つ金属性のワイヤ４３３ｂを取り付け、このワイヤ４３３ｂを常時第一小径プーリ４３１および第一大径プーリ４３２に接触するようにしておくことで、第一小径プーリ４３１および第一大径プーリ４３２との電気的接続をなしている。同様に、第二ベルト４４３は、樹脂製ベルトの縁部に所定の抵抗値Ｒ２を持つ金属製のワイヤ４４３ｂを取り付け、このワイヤを常時第二小径プーリ４４１および第二大径プーリ４４２に接触するようにしておくことで、第二小径プーリ４４１および第二大径プーリ４４２との電気的接続をなしている。
【００６７】
なお、本実施形態では、入力軸４２にスラスト力を作用させて、入力軸４２の移動によりプーリ・ベルト機構の異常を検知する方式ではないので、プーリ・ベルト機構ははす歯を持っている必要はない。また、上記第１実施形態で説明した距離センサ、および、出力軸の回転方向検出センサも、本実施形態では設けられていない。
【００６８】
入力軸４２とステアリングシャフト１２との間には、抵抗測定器５１が電気的に接続されている。この抵抗測定器５１は、測定対象物に通電してその抵抗を測定するものである。ここで、入力軸４２とステアリングシャフト１２は、導電性の材質で形成された第一プーリ・ベルト機構４３および第２プーリ・ベルト機構４４で接続されているため、抵抗測定器５１から通電される電流は、入力軸４２から第一、第二プーリ・ベルト機構４３，４４を通ってステアリングシャフト１２に達し、さらにステアリングシャフト１２から抵抗測定器５１に戻る。したがって、これらの構成で閉回路が作られる。
【００６９】
また、第一、第二プーリ・ベルト機構４３，４４は、入力軸４２とステアリングシャフト１２との間に並列的に設けられ、且つ、第一プーリ・ベルト機構４３の抵抗値はＲ１、第二プーリ・ベルト機構４４の抵抗値はＲ２であるので、上記閉回路は、抵抗Ｒ１とＲ２が並列に接続された閉回路となる。なお、その他の構成は、上記第一実施形態と同様であるので、その具体的説明は省略する。
【００７０】
上記構成において、アシスト機構２０の作動中、第一プーリ・ベルト機構４３と第二プーリ・ベルト機構４４とがともに正常作動している場合には、抵抗測定器５１により検出される抵抗値Ｒは、第一プーリ・ベルト機構４３での抵抗値Ｒ１と、第二プーリ・ベルト機構４４での抵抗値Ｒ２が並列接続された場合の合成抵抗値Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。
【００７１】
これに対し、例えば第一プーリ・ベルト機構４３の第一ベルト４３３が切断されると、抵抗測定器５１により測定される抵抗値Ｒは、第二プーリ・ベルト機構４４の抵抗値Ｒ２となる。また、第二プーリ・ベルト機構４４の第二ベルト４４３が切断されると、抵抗測定器５１により測定される抵抗値Ｒは、第一プーリ・ベルト機構４３の抵抗値Ｒ１となる。さらに、両方のベルト４３３，４４３が切断された場合、抵抗測定器５１により測定される抵抗値Ｒは、無限大となる。このように抵抗測定器５１により測定される抵抗値Ｒは、第一ベルト４３３および第二ベルト４４３によって回転駆動力が伝達されているか、いないかによって変化する。
【００７２】
抵抗測定器５１で検出される抵抗値Ｒとプーリ・ベルト式減速機４０の異常の関係をまとめると、表２のようになる。
【表２】
2007131034.tif 000004
【００７３】
したがって、異常検出ユニット４７は、抵抗測定器５１から入力される抵抗値によってプーリ・ベルト式減速機４０の異常を検知し、また、どのプーリ・ベルト機構が異常であるかを特定することができる。異常を検知、特定した後の措置は、上記第一実施形態例と同様の措置が考えられる。
【００７４】
（変形例）
図８は、本実施形態の変形例である。本例においては、第一ベルト４３３および第二ベルト４４３のみを導体とし、その他の第一、第二小径プーリ４３１，４４１、第一、第二大径プーリ４３２，４４２、入力軸４２、ステアリングシャフト１２を絶縁体で構成するものである。また、本例では、第一ベルト４３３に抵抗測定器５１ａを、第二ベルト４４３に抵抗測定器５１ｂを取り付け、ベルトごとに抵抗を測定し、その測定結果を異常検出ユニット４７に入力するようにしている。このようにしても、各プーリ・ベルト機構の異常を検出することができる。
【００７５】
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態につき説明する。本実施形態は、距離センサをベルトに対向して配置し、ベルトとの間の距離を検出する点に特徴を有する。
【００７６】
図９は、本実施形態におけるアシスト機構２０である電動モータ３０およびプーリ・ベルト式減速機４０の部分断面概略図である。本実施形態においては、図に示すように距離センサとして第１距離センサ４６１と第２距離センサ４６２との２つの距離センサを備えている。第１距離センサ４６１は、第一小径プーリ４３１の外周部分に対向して取り付けられている。第２距離センサ４６２は、第二小径プーリ４４１の外周部分に対向して取り付けられている。
【００７７】
第一小径プーリ４３１の外周には、第一ベルト４３３が巻き回されている。したがって、第１距離センサ４６１は、第一小径プーリ４３１の外周に巻き回された第一ベルト４３３までの距離を検出する。同様に、第二小径プーリ４４１の外周には、第二ベルト４４３が巻き回されている。したがって、第２距離センサ４６２は、第二小径プーリ４４１の外周に巻き回された第二ベルト４４３までの距離を検出する。第１距離センサ４６１および第２距離センサ４６２は、ともに異常検出ユニット４７に接続されており、検出した距離の情報を異常検出ユニット４７に出力する。
【００７８】
また、本実施形態におけるアシスト機構２０も、上記第二実施形態と同様に、プーリ・ベルト機構がはす歯を持っている必要はない。また、上記第１実施形態で説明した入力軸の先端面に対面する位置には距離センサはなく、また出力軸の回転方向検出センサも、本実施形態では設けられていない。その他の構成については、上記第一実施形態と同様であるので、その具体的説明は省略する。
【００７９】
上記構成のアシスト機構２０において、双方のプーリ・ベルト機構４３，４４が正常に作動している場合には、第１距離センサ４６１は、第一ベルト４３３までの距離Ｌ１を、第２距離センサ４６２は、第二ベルト４４３までの距離Ｌ２をそれぞれ検出する。これに対し、第一プーリ・ベルト機構４３の第一ベルト４３３が切断されて、回転駆動力の伝達がなされなくなると、第一ベルト４３３が第一小径プーリ４３１から外れるために、第１距離センサ４６１は、第一小径プーリ４３１の外周までの距離を検出することになる。そのため、第１距離センサ４６１で検出される距離Ｌは、上記距離Ｌ１よりも長い距離Ｌ１’となる。
【００８０】
また、第二プーリ・ベルト機構４４の第二ベルト４４３が切断されて、第二小径プーリ４４１からの回転駆動力の伝達がなされなくなると、第二ベルト４４３は第二小径プーリ４４１から外れる。このため、第２距離センサ４６２は、第二小径プーリ４４１の外周までの距離を検出することになる。よって、第２距離センサ４６２で検出される距離Ｌは、上記距離Ｌ２よりも長い距離Ｌ２’となる。
【００８１】
したがって、異常検出ユニット４７は、第１距離センサ４６１から入力される検出距離がＬ１であれば、第一プーリ・ベルト機構４３が正常作動していると判断する。一方、第１距離センサ４６１から入力される検出距離がＬ１’であれば、第一プーリ・ベルト機構４３が異常であると判断する。同様に、第２距離センサ４６２から入力される検出距離がＬ２であれば、第二プーリ・ベルト機構４４が正常作動していると判断し、検出距離がＬ２’であれば、第二プーリ・ベルト機構４４が異常であると判断する。なお、本実施形態は、第一プーリ・ベルト機構４３の異常検出と、第二プーリ・ベルト機構４４の異常検出を、別個の距離センサ４６１，４６２で行っているため、どちらのプーリ・ベルト機構が異常であるかは、それぞれのセンサの検出結果から容易に特定できる。なお、異常を検知、特定した後の措置は、上記第一実施形態例と同様の措置が考えられる。
【００８２】
（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態につき説明するが、本実施形態は、上記第一実施形態の距離センサに変えて、入力軸の先端面に対向して接触部材を近接した点に特徴を有する。
【００８３】
図１０は、本実施形態におけるアシスト機構２０である電動モータ３０およびプーリ・ベルト式減速機４０の部分断面概略図である。図からわかるように、プーリ・ベルト式減速機４０のハウジング４１には、接触部材６１が取り付けられている。この接触部材６１は、ハウジング４１の入力軸用第一孔部４１ａに取り付けられている。この入力軸用第一孔部４１ａには、入力軸４２の先端部分が挿入されており、接触部材６１は、入力軸４２の先端面と所定のクリアランスを隔てて対面している。
【００８４】
また、図１０に示すアシスト機構２０は、上記第一実施形態で説明したアシスト機構２０で説明した距離センサ４６および異常検出ユニット４７を設けていない点が異なる。その他の構成は、第一実施形態と同様であるので、その具体的説明は省略する。なお、第二実施形態および第三実施形態では、第一プーリ・ベルト機構４３および第二プーリ・ベルト機構４４がはす歯を持っていなくてもよいが、本例の第一プーリ・ベルト機構４３および第二プーリ・ベルト機構４４は、はす歯を持っているものとされる。
【００８５】
上記構成において、第一プーリ・ベルト機構４３および第二プーリ・ベルト機構４４がともに正常に作動している場合は、第一プーリ・ベルト機構４３から発生するスラスト力と、第二プーリ・ベルト機構４４から発生するスラスト力とが相殺する。このため、入力軸４２にはスラスト力は作用せず、入力軸４２は軸方向へ移動しない。
【００８６】
これに対し、第一プーリ・ベルト機構４３の第一ベルト４３３が切断されたりして異常となると、第一プーリ・ベルト機構４３からのスラスト力の発生がなくなる。このため、入力軸４２には、第二プーリ・ベルト機構４４からのスラスト力のみが発生することになる。この場合において、入力軸４２が図示矢印Ａ方向に回転している場合には、第二プーリ・ベルト機構４４で生じるスラスト力は図示実線矢印Ｓ２方向に働き、入力軸４２はＳ２方向に移動する。
【００８７】
入力軸４２がＳ２方向へ移動すると、接触部材６１と入力軸４２の先端面との間の距離が狭まり、やがて、接触部材６１が入力軸４２の先端面に接触する。この接触によって、音、および／または、振動が発生する。一方、第二プーリ・ベルト機構４４が異常となって、第一プーリ・ベルト機構４３のみからスラスト力が発生した場合には、入力軸４２は図示実線矢印Ｓ１方向にスラスト力を受け、この方向に移動する。しかし、矢印Ｓ１方向は、接触部材６１と入力軸４２の先端面との距離を広める方向であるので、接触部材６１が入力軸４２に接触することはなく、したがって、接触による音または振動の発生は起こらない。
【００８８】
また、入力軸４２が図示点線矢印Ｂ方向に回転している場合であって、第一プーリ・ベルト機構４３の第一ベルト４３３が切断されたりして異常となると、入力軸４２には、第二プーリ・ベルト機構４４で生じるスラスト力が図示点線矢印Ｓ２’方向に働く。しかし、Ｓ２’方向は、接触部材６１と入力軸４２の先端面との距離を広める方向であるので、接触部材６１が入力軸４２に接触することはなく、したがって、接触による音または振動の発生は起こらない。
【００８９】
一方、第二プーリ・ベルト機構４４の第二ベルト４４３が切断されたりして異常となると、入力軸４２には、第一プーリ・ベルト機構４３からのスラスト力のみが、点線矢印Ｓ１’方向に作用し、入力軸４２はＳ１’方向に移動する。入力軸４２がＳ１’方向へ移動すると、接触部材６１と入力軸４２の先端面との間の距離が狭まり、やがて、接触部材６１が入力軸４２の先端面に接触する。この接触によって、音、および／または、振動が発生する。
【００９０】
このように、入力軸４２の回転方向がＡ方向である場合に音や振動の発生があれば、第一プーリ・ベルト機構４３が異常であることがわかる。また、入力軸４２の回転方向がＢ方向である場合に音や振動の発生があれば、第二プーリ・ベルト機構４４が異常であることがわかる。また、入力軸４２の回転方向は、操舵ハンドルの操舵方向に対応する。たとえば、操舵者が操舵ハンドルを右旋回方向に回動させると、入力軸４２が図においてＡ方向に回転し、操舵者が操舵ハンドルを左旋回方向に回動させると入力軸４２が図においてＢ方向に回転する。
【００９１】
したがって、操舵者は、操舵ハンドルを回動させた際に音もしくは振動の発生があれば、プーリ・ベルト式減速機４０に異常が発生していることを認識できる。また、操舵ハンドルの回動方向と音もしくは振動の発生との関係から、どちらのプーリ・ベルト機構に異常が発生していのかを判断できる。例えば、操舵ハンドルの回動方向と入力軸４２の回転方向の関係を上述の例の通りとすると、操舵ハンドルを右旋回方向に回動させたときに音の発生があれば、第一プーリ・ベルト機構４３に異常が発生しており、操舵ハンドルを左旋回方向に回動させたときに音の発生があれば、第二プーリ・ベルト機構４４に異常が発生していると、認識できる。
【００９２】
以上のように、本実施形態によれば、第一ベルト４３３および第二ベルト４４３によって、第一小径プーリ４３１および第二小径プーリ４４１の回転駆動力が第一大径プーリ４３２および第二大径プーリ４４２へ伝達されている状態か、されていない状態かで変化する情報を発生する情報発生手段として、接触部材６１を設け、この接触部材６１と入力軸４２の先端面が接触することによって、音または振動を発生させている。よって、操舵者は、この情報発生手段で発生する情報の変化に基づいて、ベルトの切断などの異常を検知することができる。さらに、操舵者は、操舵ハンドルの回動方向と音もしくは振動の発生の有無から、どちらのプーリ・ベルト機構に異常が発生しているかを認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施形態に係り、運転者による操舵操作に対してアシスト機能を有する車両の操舵装置の全体概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係り、アシスト機構を示す部分断面概略図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係り、入力軸の回転方向が一方向であり、且つ第一プーリ・ベルト機構に異常が生じたときの入力軸の移動方向を示したアシスト機構の部分断面概略図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係り、入力軸の回転方向が一方向であり、且つ第二プーリ・ベルト機構に異常が生じたときの入力軸の移動方向を示したアシスト機構の部分断面概略図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係り、入力軸の回転方向が他方向であり、且つ第一プーリ・ベルト機構に異常が生じたときの入力軸の移動方向を示したアシスト機構の部分断面概略図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係り、入力軸の回転方向が他方向であり、且つ第二プーリ・ベルト機構に異常が生じたときの入力軸の移動方向を示したアシスト機構の部分断面概略図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係り、アシスト機構を示す部分断面概略図である。
【図８】第二実施形態の変形例に係り、アシスト機構を示す部分断面概略図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係り、アシスト機構を示す部分断面概略図である。
【図１０】本発明の第四実施形態に係り、アシスト機構を示す部分断面概略図である。
【符号の説明】
【００９４】
１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、１３…ピニオンギヤ、１４…ラックバー、２０…アシスト機構、２１…駆動回路、２２…電子制御ユニット、３０…電動モータ、３１…本体部、３２…モータ出力軸、３３…回転方向検出センサ、４０…プーリ・ベルト式減速機、４１…ハウジング、４１ａ…入力軸用第一孔部、４１ｂ…入力軸用第二孔部、４１ｃ…出力軸用第一孔部、４１ｄ…出力軸用第二孔部、４２…入力軸、４３…第一プーリ・ベルト機構、４３１…第一小径プーリ、４３１ａ…歯、４３２…第一大径プーリ、４３２ａ…歯、４３３…第一ベルト、４３３ａ…歯、４３３ｂ…ワイヤ、４４…第二プーリ・ベルト機構、４４１…第二小径プーリ、４４１ａ…歯、４４２…第二大径プーリ、４４２ａ…歯、４４３…第二ベルト、４４３ａ…歯、４４３ｂ…ワイヤ、４５１，４５２，４５３，４５４…ベアリング、４６…距離センサ、４６ａ…本体部、４６ｂ…測定部、４６１，４６２…距離センサ、４７…異常検出ユニット、５１，５１ａ，５１ｂ…抵抗測定器、６１…接触部材、７１…係合部分、７２…長孔、７３…ピン部材
【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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