(57)【要約】【課題】ステアリングホイールの回転を操舵輪へ伝達する伝達比の変化に伴い発生するトルク変動を簡易な構成により抑制する。【解決手段】車両操舵装置は、ステアリングホイールの回転が入力される入力軸１４ａと、ピニオンへ回転を伝達する出力軸１４ｂと、入力軸１４ａから入力された回転を出力軸１４ｂの回転へ伝達する伝達比を車両の状態に応じて変化させることができるアクチュエータ７２とを備え、アクチュエータ７２は、入力軸１４ａと同軸に回転する第１ステータ２２ａと、出力軸１４ｂと同軸に回転するロータ２２ｂと、第１ステータ２２ａの回転軸と同軸で第１ステータ２２ａの外周側に配置されるとともに車体に固定された第２ステータ２２ｃとを有する。そして、車体に固定された第２ステータ２２ｃにより第１ステータ２２ａの回転を制御することで、第１ステータ２２ａに発生するトルクがステアリングホイールに伝達することを抑制できる。【選択図】図３
2007216731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの回転が入力される入力軸と、
ピニオンへ回転を伝達する出力軸と、
前記入力軸から入力された回転を前記出力軸の回転へ伝達する伝達比を車両の状態に応じて変化させることができる伝達比可変装置と、
を備えた車両操舵装置であって、
前記伝達比可変装置は、
前記入力軸と同軸に回転する第１ステータと、
前記出力軸と同軸に回転するロータと、
前記第１ステータの回転軸と同軸で該第１ステータの外周側に配置されるとともに車体に固定された第２ステータと、
前記ロータの回転を制御するために前記第１ステータに電流を供給する第１電流供給手段と、
前記第１ステータの回転を制御するために前記第２ステータに電流を供給する第２電流供給手段と、を有し、
前記第１ステータにより前記ロータを回転させることで伝達比を変化させることを特徴とする車両操舵装置。
【請求項２】
前記第１電流供給手段と前記第２電流供給手段とが供給する電流を制御する制御装置と、
前記ロータの回転角度の情報を検出する検出装置と、を備え、
前記制御装置は、前記ロータの回転角度の情報に基づいて前記第２電流供給手段が供給する電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両操舵装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記ロータの回転角度の情報に基づいて前記ロータにトルクが発生していると判定した場合、前記第１ステータに発生するトルクの変動が前記ステアリングホイールに伝達することを抑制するために、前記第２電流供給手段により前記第２ステータに電流を供給することを特徴とする請求項２に記載の車両操舵装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１ステータに供給する電流と前記第２ステータに供給する電流が実質的に逆位相となるように前記第１電流供給手段および前記第２電流供給手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の車両操舵装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記ロータに発生したトルクの反力により前記第１ステータが回転する方向と逆方向に前記第１ステータが回転するように前記第２電流供給手段が供給する電流を制御することを特徴とする請求項３に記載の車両操舵装置。
【請求項６】
前記第１電流供給手段と前記第２電流供給手段とが供給する電流を制御する制御装置と、
車両の操舵を行う操舵輪からの入力の情報を検出する検出装置と、を備え、
前記制御装置は、前記入力の情報に基づいて前記第２電流供給手段が供給する電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を操舵する車両操舵装置に関し、特に、車両の状態に応じて操舵ハンドルと操舵輪との間の操舵特性を調節するギヤ比可変装置を備えた車両操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の操舵を行う車両操舵装置には、操舵性能の向上のために、操舵時のステアリングホイールの操舵角に対する操舵輪の切れ角の制御を行う伝達比可変ステアリングシステムや操舵時の操作力のアシストを行う電動パワーステアリングシステム等が搭載されているものがある。
【０００３】
伝達比可変ステアリングシステムは、ステアリングホイールに連なるステアリングシャフトに配置されたモータの駆動により、ステアリングシャフトのステアリングホイール側から操舵輪側への操舵角の伝達比を変化させて、ステアリングホイールの操舵角に対する操舵輪の切れ角を変化させるものである。つまり、微低速時には、ステアリングホイールの少ない操舵角で操舵輪の大きな切れ角を実現し、操舵操作量の低減を行い操作性の向上を図っている。また、低速から中速時には、車速に応じてステアリングギヤの伝達比を随時変更し、高速走行時には、ステアリングの操舵角に対して操舵輪の切れ角を小さくして、穏やかで安定感のあるステアリングフィーリングを実現している。
【０００４】
ところで、上述の伝達比可変ステアリングシステムを備えた操舵装置においては、ドライバが操舵しなくてもタイヤを外部入力によりアクティブ操舵することで車両安定性の向上を図ることができるものがある。このような場合、アクティブ操舵による反力がステアリングホイールに伝わりドライバの意志とは異なる操舵トルクが発生し、ドライバに違和感を与えてしまうことがある。
【０００５】
そこで、特許文献１には、トルク、舵角変化等にて表されるステアリングホイールへの操舵反力の影響をなくすために、外乱による車両挙動の変化を打ち消すのに必要な補正舵角に基づき伝達比可変制御装置を駆動する第１の電動モータと、第１の電動モータを回転させたときに発生する操舵反力を打ち消すのに必要な操舵補助力の補正量に基づき電動パワーステアリング装置を駆動する第２の電動モータと、を備える車両用ステアリング制御装置が開示されている。
【０００６】
また、前述の伝達比可変制御装置に用いる第１の電動モータとは目的や用途が異なるが、電動パワーステアリングシステムを駆動するモータとして、特許文献２には、体積の増加を抑えつつ高出力を可能とするために、回転軸に同軸に固着された有底円筒形状のロータと、該ロータの内周面および外周面にそれぞれ対向すべく設けられ、ハウジングに固定された２つのステータとを備えたモータが開示されている。
【特許文献１】特開平５−７７７５１号公報
【特許文献２】特開２００３−３０９９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の車両用ステアリング制御装置では、ステアリングホイールから操舵輪への伝達比の変化に伴い発生するトルク変動の影響をなくすためには、伝達比可変制御装置を駆動する電動モータおよび電動パワーステアリング装置を駆動する電動モータの二つのモータが必要である。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステアリングホイールの回転を操舵輪へ伝達する伝達比の変化に伴い発生するトルク変動を簡易な構成により抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両操舵装置は、ステアリングホイールの回転が入力される入力軸と、ピニオンへ回転を伝達する出力軸と、前記入力軸から入力された回転を前記出力軸の回転へ伝達する伝達比を車両の状態に応じて変化させることができる伝達比可変装置と、を備えた車両操舵装置であって、前記伝達比可変装置は、前記入力軸と同軸に回転する第１ステータと、前記出力軸と同軸に回転するロータと、前記第１ステータの回転軸と同軸で該第１ステータの外周側に配置されるとともに車体に固定された第２ステータと、前記ロータの回転を制御するために前記第１ステータに電流を供給する第１電流供給手段と、前記第１ステータの回転を制御するために前記第２ステータに電流を供給する第２電流供給手段と、を有する。
【００１０】
この態様によると、第１ステータに電流を供給しロータを回転させることで伝達比を変化させることができるとともに、車体に固定された第２ステータにより第１ステータの回転を制御することで、ロータの回転により第１ステータに発生するトルクがステアリングホイールに伝達することを抑制することができる。
【００１１】
換言すると、出力軸と同軸に回転するロータを第１ステータで回転させるだけでなく、第１ステータをロータとして第２ステータで回転させることで、複数の異なるモータを必要とせずに、伝達比を変化させる機能と入力軸から入力された回転を出力軸の回転へ伝達する伝達比の変化に伴い発生するトルク変動がステアリングホイールに伝達することを抑制する機能とを得ることができる。
【００１２】
ここで、伝達比を変化させるとは、ステアリングホイールの回転に伴い車両状態に応じて入力軸から入力された回転を出力軸の回転へ伝達する際の伝達比を変化させる場合だけでなく、ステアリングホイールを操作していない状態で操舵輪の切れ角を変化させる、いわゆるアクティブ操舵時において入力軸が回転せずに出力軸を回転させるような場合も含み得る。
【００１３】
前記第１電流供給手段と前記第２電流供給手段とが供給する電流を制御する制御装置と、前記ロータの回転角度の情報を検出する検出装置と、を備えてもよい。前記制御装置は、前記ロータの回転角度の情報に基づいて前記第２電流供給手段が供給する電流を制御してもよい。これにより、制御装置が検出装置が検出する回転角度の情報に基づいてロータが回転する角速度を演算し発生しているトルクを求めることができる。
【００１４】
また、制御装置は発生しているトルクにより第１ステータが回転することを抑制するために、第２電流供給手段が第２ステータに供給する電流を制御することができる。その結果、伝達比の変化に伴いステアリングホイールに発生するトルク変動を抑制することができる。
【００１５】
前記制御装置は、前記ロータの回転角度の情報に基づいて前記ロータにトルクが発生していると判定した場合、前記第１ステータに発生するトルクの変動が前記ステアリングホイールに伝達することを抑制するために、前記第２電流供給手段により前記第２ステータに電流を供給してもよい。これにより、ロータにトルクが発生していると判定した場合に第２ステータにより第１ステータの回転を制御するので、ロータにトルクが発生していない場合または所定値より小さい場合に操舵輪から路面の状態を示す情報が伝わらないという状況を防止することができる。
【００１６】
前記制御装置は、前記第１ステータに供給する電流と前記第２ステータに供給する電流が実質的に逆位相となるように前記第１電流供給手段および前記第２電流供給手段を制御してもよい。これにより、第１ステータを第２ステータに対して固定させることができるため、伝達比の変化に伴いステアリングホイールに発生するトルク変動をより抑制することができる。
【００１７】
前記制御装置は、前記ロータに発生したトルクの反力により前記第１ステータが回転する方向と逆方向に前記第１ステータが回転するように前記第２電流供給手段が供給する電流を制御してもよい。これにより、ロータに発生したトルクの反力により第１ステータが回転することを打ち消すまたは回転する角度を少なくことができるので、伝達比の変化に伴いステアリングホイールに発生するトルク変動をより抑制することができる。
【００１８】
前記第１電流供給手段と前記第２電流供給手段とが供給する電流を制御する制御装置と、車両の操舵を行う操舵輪からの入力の情報を検出する検出装置と、を備えてもよい。前記制御装置は、前記入力の情報に基づいて前記第２電流供給手段が供給する電流を制御してもよい。これにより、操舵輪からの入力の情報により路面状態を推定し、推定した路面状態に基づいて第２ステータにより第１ステータの回転を制御する量を変化させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ステアリングホイールの回転を操舵輪へ伝達する伝達比の変化に伴い発生するトルク変動を簡易な構成により抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る車両操舵装置を含む車両の基本的な構成を示す概念図である。
【００２１】
車両操舵装置１０は、運転者によって操作されるステアリングホイール１２と、このステアリングホイール１２に連結されたステアリングシャフト１４と、ステアリングシャフト１４の下端に設けられたステアリングギヤを含むギヤボックス５０を備える。ステアリングシャフト１４の下端には、図示しないピニオンが設けられ、このピニオンがギヤボックス５０内において車両の左右方向、すなわち車幅方向に延びるラックバー５２に噛合されている。
【００２２】
ラックバー５２の両端には、それぞれタイロッド５４の一端が接続される。それぞれのタイロッド５４の他端は、左右の操舵輪５８を支持するナックルアーム５６に連結されている。ナックルアーム５６はキングピン６０を支点として回転する。ステアリングホイール１２が操作されてステアリングシャフト１４が回転されると、この回転がギヤボックス５０によって車両の左右方向の直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム５６のキングピン６０回りの回動に変換され、操舵輪５８の転舵が行われる。
【００２３】
ステアリングシャフト１４は、ステアリングホイール１２に連結され、ステアリングホイールの回転が入力される入力軸１４ａと、ギヤボックス５０内に設けられたピニオンに連結され、ピニオンへ回転を伝達する出力軸１４ｂとに分割されている。出力軸１４ｂと入力軸１４ａとは、伝達比可変ステアリングシステム２０を介して接続されている。伝達比可変ステアリングシステム２０は、車両速度および操舵角などの情報に基づいて、ステアリングホイール１２と操舵輪５８の間の伝達特性を制御して、微低速走行時から高速走行時を通じてステアリング操作性を向上させる機能を持つ装置である。伝達比可変ステアリングシステム２０の構成については後述する。
【００２４】
入力軸１４ａには、入力軸１４ａの回転角を検出することによりステアリングホイール１２の操舵角と操舵方向を検出する舵角センサ１６が設けられている。舵角センサ１６は、エンコーダやレゾルバ、ホール素子のような回転を検知できるセンサを使用することができる。舵角センサ１６により検出されたステアリングホイール１２の操舵角と操舵方向は、電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と表記する）４０に入力される。
【００２５】
図２は、車両操舵装置１０の伝達比可変ステアリングシステム２０の機能ブロック図である。ＥＣＵ４０には、舵角センサ１６、回転角センサ３４、軸力センサ３６、車輪速センサ４２、車速センサ４４、などからそれぞれ検出値が入力される。ＥＣＵ４０は、車両速度および操舵角に基づいて目標操舵角の演算を行い、伝達比可変ステアリングシステム２０に備えられているモータ２２に対し、目標操舵角に対応した操舵角を与える制御信号を伝達する。ここで、伝達比可変ステアリングシステム２０は、入力軸１４ａから入力された回転を出力軸１４ｂの回転へ伝達する伝達比を車両の状態に応じて変化させることができる伝達比可変装置として機能する。
【００２６】
また、伝達比可変ステアリングシステム２０に異常が発生したときは、ＥＣＵ４０はモータ２２を停止させるとともに、伝達比可変ステアリングシステム２０に設けられたロック機構２４に対し、入力軸１４ａと出力軸１４ｂとを直結状態にするよう信号を送る。これによって、異常発生時にも車両操舵装置１０の操舵機能を確保するようにしている。
【００２７】
図３は、伝達比可変ステアリングシステム２０の構成を示す外観図である。伝達比可変ステアリングシステム２０は、減速機構６４と、モータ２２と、入力軸１４ａと出力軸１４ｂとを直結するロック機構２４などから構成される。ステアリングホイール１２の回転は、ゴムカップリング４８を介してステアリングシャフト１４を含む伝達比可変ステアリングシステム２０のハウジング７２ａに伝達される。
【００２８】
モータ２２は、入力軸１４ａと同軸に回転する第１ステータ２２ａと、出力軸１４ｂと同軸に回転するロータ２２ｂと、第１ステータ２２ａの回転軸と同軸で第１ステータ２２ａの外周側に配置されるとともに車体に固定部材を介して固定された第２ステータ２２ｃと、ロータ２２ｂを回転させるために第１ステータ２２ａに電流を供給する第１電流供給手段２２ｄ（図６（ａ）参照）と、第１ステータ２２ａの回転を制御するために第２ステータ２２ｃに電流を供給する第２電流供給手段２２ｅ（図６（ａ）参照）と、を有する。そして、第１ステータ２２ａによりロータ２２ｂを回転させることで伝達比を変化させることができる。ここで、第１電流供給手段２２ｄおよび前記第２電流供給手段２２ｅは、ＥＣＵ４０に接続されている。
【００２９】
第１ステータ２２ａと第２ステータ２２ｃとの間には環状の隙間が設けられており、その隙間の一部にベアリング２２ｆ、２２ｇが配置されている。そのため、第１ステータ２２ａと第２ステータ２２ｃとは互いに回動可能となっている。また、第１ステータ２２ａの外周部２２ｈは、車体に固定部材あるいはブーツ等の被覆部材を介して固定されている。
【００３０】
ハウジング７２ａは、モータ２２の第１ステータ２２ａを支持するとともに後述するステータギヤを固定している。伝達比可変ステアリングシステム２０は、モータ２２、ロック機構２４、減速機構６４等を含むアクチュエータ７２のハウジング７２ａがステアリングシャフト１４と共に回転するように構成されている。また、ハウジング７２ａは、ベアリング２２ｆ、２２ｇを介して車体に対して回動可能な構成となっている。
【００３１】
モータ２２は、例えばＤＣブラシレスモータなどでもよく、モータ２２の第２ステータ２２ｃとロータ２２ｂとの間に配設された第１ステータ２２ａは、アクチュエータ７２のハウジング７２ａに固定されている。また、モータ２２の径方向内側に配設されたロータ２２ｂは、減速機構６４の後述する波動発生器２６に固定されている。つまり、伝達比可変ステアリングシステム２０は、車体に対して回動可能に構成されている。
【００３２】
モータ２２のステアリングギヤ側には、減速機構６４が配設されている。減速機構６４は、モータ２２の回転を減速し、入力軸１４ａに対して差動を発生させて出力軸１４ｂに駆動を伝える。減速機構６４については後述する。
【００３３】
ロック機構２４は、モータ２２のステアリングホイール１２側に配設され、ソレノイドで作動するロックレバーがモータシャフトに固定されているロックホルダーに噛み込み、アクチュエータ７２をロックする。これにより、ステアリングホイール１２とステアリングピニオンが直結されて操舵角に対してアクチュエータ角が固定され、機械式ステアリング装置に戻すことができる。
【００３４】
ロック機構２４のステアリングホイール側には、スパイラルケーブル６２が配設されている。モータ２２に対する電力線やモータ回転角センサ等の信号線の配線がステアリングシャフト１４の回転の影響を受けないように配慮し、電力線や信号線は、ステアリングシャフト１４に巻回され、ステアリングシャフト１４の回転に応じて巻き緩み、巻き締まりするスパイラルケーブル６２を用いている。スパイラルケーブル６２は、電力線や信号線を含む薄板状のフレキシブルフラットケーブル６２ａがステアリングシャフト１４の周囲に巻回されている。
【００３５】
図４は、減速機構６４の構成を示す外観図である。減速機構６４は、ハーモニックドライブ減速機で構成されている。ハーモニックドライブ減速機は、ステータギヤ３２、波動発生器２６、フレキシブルギヤ２８、ドリブンギヤ３０などにより構成されている。
【００３６】
波動発生器２６はモータ２２の回転軸に固着された楕円状のカムとその外周に配置されたボールベアリングからなる。フレキシブルギヤ２８は、薄肉の金属弾性体により形成され、外周部にギヤ部が形成されている。ステータギヤの外周はアクチュエータ７２のハウジング７２ａに固定されており、内周部にフレキシブルギヤ２８と同ピッチで歯数のみが多いギヤ部が形成されている。ドリブンギヤ３０は、出力軸１４ｂに接続されフレキシブルギヤ２８と同じ歯数のギヤ部を内周部に有している。
【００３７】
ステータギヤ３２の内周部に設けられたギヤ部はフレキシブルギヤ２８の外周部に設けられたギヤ部に噛合し、フレキシブルギヤ２８の外周部に設けられたギヤ部はドリブンギヤ３０の内周部に設けられたギヤ部に噛合している。波動発生器２６は、フレキシブルギヤ２８を楕円状に変形させ、フレキシブルギヤ２８は、楕円の長軸部分でステータギヤ３２の内周部のギヤ部と噛合し、短軸部分では完全に噛合が離れた状態になるようになっている。これにより、モータ２２が駆動することにより、波動発生器２６のカムが１回転すると、ドリブンギヤ３０はステータギヤ３２に対して歯数の差の分だけ逆回転する。
【００３８】
例えば、ステータギヤ３２の内周部のギヤ部の歯数が１０２であり、フレキシブルギヤ２８の外周部のギヤ部の歯数が１００であり、ドリブンギヤ３０の内周部のギヤ部の歯数が１００である場合、ドリブンギヤ３０のギヤ部の歯数１００に対して２歯分の逆回転であるから、ドリブンギヤ３０はステータギヤ３２に対して０．０２逆回転する。この回転をステアリングホイール１２の回転に加えてステアリングピニオンに伝達する。
【００３９】
波動発生器２６のカムの回転速度は、車両に設けられたＥＣＵ４０がモータ２２に制御信号を入力することにより制御することができる。モータ２２を大きく回転させることにより、操舵角に対するアクチュエータ角を大きくすることができる。したがって、モータ２２の回転速度を制御することにより、ベースギヤ比（伝達比）を連続可変にすることができる。
【００４０】
したがって、上述の伝達比可変ステアリングシステム２０によって、ステアリングホイール１２と操舵輪５８の間の伝達比を、車両の走行速度に合わせて最適化することができる。具体的には、車両の微低速走行時には、ドライバのステアリングホイール１２の操作量を軽減するように、伝達比をクイックに設定し、ステアリングホイール１２の操舵角に対して操舵輪５８の切れ角を大きくする。
【００４１】
その結果、微低速時や据え切り時のステアリングホイール１２の操作量が大幅に軽減される。また、低速から中速時には、車速に応じてステアリングギヤ比を随時変更し、軽快で扱いやすいステアリングフィーリングを実現する。さらに、車両の高速走行時には、伝達比をスローに設定して、ステアリングホイール１２の操舵角に対して操舵輪５８の切れ角を小さくしてステアリングホイール１２の操作量に対して緩やかに車両が反応するようにする。このように、車両の走行速度に合わせたステアリング操作性をドライバに提供するので、車両の走行安定性が増加する。
【００４２】
（モータの概略構成）
次に、本実施形態に係る車両操舵装置における伝達比可変ステアリングシステム２０に含まれるモータの構成を説明する。図５は、本実施形態に係るモータの概略構成を示す模式図である。
【００４３】
図５に示すように、モータ２２は、三相（ＵＡ相，ＶＡ相，ＷＡ相およびＵＢ相，ＶＢ相，ＷＢ相）の巻き線を第１ステータ２２ａおよび第２ステータ２２ｃにそれぞれ配置し、その中心で４極の永久磁石からなるロータ２２ｂが回転する構成である。なお、ロータの極数は特に４極に限られるものではなく、それ以上でもそれ以下でもよい。また、第１ステータ２２ａおよび第２ステータ２２ｃの極数も特に３極に限られるものではないが、好ましくは第１ステータ２２ａおよび第２ステータ２２ｃの極数は同数であるとよい。極数が同じであれば、第１ステータ２２ａを第２ステータ２２ｃにより固定することが容易となるからである。
【００４４】
次に、図６および図７を参照して、モータ２２が備える第１ステータ２２ａおよび第２ステータ２２ｃを、第１電流供給手段２２ｄおよび第２電流供給手段２２ｅを用いて制御することでロータ２２ｂの回転に伴い発生するトルクの反力がステアリングホイールに伝達することを抑制する方法について説明する。本実施形態に係る車両操舵装置１０においては、ＥＣＵ４０が第１電流供給手段２２ｄと前記第２電流供給手段２２ｅとが供給する電流を制御する。
【００４５】
図６（ａ）は、第２ステータに電流を供給しない状態を示す模式図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態におけるモータ内の極配置を模式的に示したＡ−Ａ’断面図である。図７（ａ）は、第２ステータに電流を供給し、第１ステータの回転を規制した状態を示す模式図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態におけるモータ内の極配置を模式的に示したＢ−Ｂ’断面図である。
【００４６】
図６（ａ）に示すように、第２電流供給手段２２ｅにより第２ステータ２２ｃに電流を供給していない状態では、第１ステータ２２ａは、第２ステータ２２ｃから何らの駆動力も受けていない。そのため、伝達比を変化させるために第１電流供給手段２２ｄにより第１ステータ２２ａに電流を供給し、ロータ２２ｂを回転させると、第１ステータ２２ａには、ロータ２２ｂの回転トルクの反力でロータ２２ｂと逆方向に回転しようとするトルクが発生する。このトルクは、入力軸１４ａを介してステアリングホイール１２に伝達比を変化させる際に発生するトルク変動として伝達され、ステアリングホイール１２の操作者に違和感を与える要因となる。
【００４７】
そこで、本実施形態に係る伝達比可変装置は、車体６６に固定された第２ステータ２２ｃにより第１ステータ２２ａの回転を制御することで、ロータ２２ｂの回転により第１ステータ２２ａに発生するトルクがステアリングホイール１２に伝達することを抑制することができる。詳述すると、出力軸１４ｂと同軸に回転するロータ２２ｂを第１ステータ２２ａで回転させるだけでなく、第１ステータ２２ａをロータとして第２ステータ２２ｃで回転させることで、複数の異なるモータを必要とせずに、伝達比の変化に伴い発生するトルク変動がステアリングホイール１２に伝達することを抑制することができる。
【００４８】
具体的には、図７（ａ）に示すように、伝達比を変化させるために第１電流供給手段２２ｄにより第１ステータ２２ａに電流を供給し、ロータ２２ｂを回転させると、ロータ２２ｂに回転トルクが発生する。車両操舵装置１０は、ロータ２２ｂの回転角度の情報を検出する検出装置として例えばレゾルバなどの回転角センサ３４を備えており、ＥＣＵ４０が回転角センサ３４が検出する回転角度の情報に基づいてロータ２２ｂが回転する角速度を演算し発生しているトルクを求めることができる。
【００４９】
そして、ＥＣＵ４０は、ロータ２２ｂの回転角度の情報に基づいて第２電流供給手段２２ｅが第２ステータ２２ｃに供給する電流を制御し、発生しているトルクにより第１ステータ２２ａが回転することを抑制する。
【００５０】
また、ＥＣＵ４０は、第１ステータ２２ａに供給する電流と第２ステータ２２ｃに供給する電流が実質的に逆位相となるように第１電流供給手段２２ｄおよび第２電流供給手段２２ｅを制御してもよい。これにより、第１ステータ２２ａを第２ステータ２２ｃに対して固定させることができるため、伝達比の変化に伴いステアリングホイール１２に発生するトルク変動をより抑制することができる。
【００５１】
なお、第２ステータ２２ｃにより第１ステータ２２ａを完全に固定してしまうと、操舵輪を介した路面の状態を示す情報がステアリングホイール１２の操作者に伝わらないことも考えられる。そのため、ＥＣＵ４０は、ロータ２２ｂの回転角度の情報に基づいてロータ２２ｂにトルクが発生していると判定した場合、第１ステータ２２ａに発生するトルクの変動がステアリングホイール１２に伝達することを抑制するために、第２電流供給手段２２ｅにより第２ステータ２２ｃに電流を供給してもよい。これにより、ロータ２２ｂにトルクが発生していると判定した場合に第２ステータにより第１ステータの回転を制御するので、ロータにトルクが発生していない場合または所定値より小さい場合に操舵輪から路面の状態を示す情報が伝わらないという状況を防止することができる。
【００５２】
あるいは、第２ステータ２２ｃにより第１ステータ２２ａを固定する代わりに、ＥＣＵ４０は、ロータ２２ｂに発生したトルクの反力により第１ステータ２２ａが回転する方向と逆方向に第１ステータ２２ａが回転するように第２ステータ２２ｃに電流を供給する第２電流供給手段２２ｅを制御してもよい。これにより、ロータ２２ｂに発生したトルクの反力により第１ステータ２２ａが回転することを打ち消すまたは回転する角度を少なくすることができるので、伝達比の変化に伴いステアリングホイール１２に発生するトルク変動を抑制することができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
車両が走行する路面は種々の状況が混在しており、路面がドライかウェットかによりロータ２２ｂの回転トルクの反力も異なる。これは、例えば、路面の摩擦係数μが低い場合、モータ２２が駆動しても、操舵輪の転舵に必要な力が少なくてすむためロータ２２ｂに発生するトルクは小さくなる。この場合、ロータ２２ｂの回転トルクの反力により第１ステータ２２ａに発生するトルク変動も小さくなり、ステアリングホイール１２を操作する操作者にそれほど違和感を与えない。
【００５４】
そこで、本実施形態に係る車両操舵装置１０は、車両の操舵を行う操舵輪からの入力の情報を検出する検出装置として軸力センサ３６をタイロッド５４に備える。軸力センサ３６は、左右の操舵輪にかかる入力を検出することができる。そしてＥＣＵ４０は、操舵輪からの入力の情報に基づいて第２電流供給手段２２ｅが第２ステータ２２ｃに供給する電流を制御する。これにより、操舵輪からの入力の情報により路面状態を推定し、推定した路面状態に基づいて第２ステータ２２ｃにより第１ステータ２２ａの回転を制御する量を変化させることができる。
【００５５】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素およびプロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例を実施形態として述べる。
【００５６】
ＥＣＵ４０に入力される各センサの情報に基づいて、必要に応じて第２ステータによりステアリングホイールの回転が入力される入力軸と同軸の第１ステータを回転させるトルクをアシストすることができる。つまり、上述の伝達比可変装置を、電動パワーステアリングに換えて、または電動パワーステアリングの補助として用いることができる。
【００５７】
また、ロータ２２ｂを回転させるために、第１ステータ２２ａだけでなく第２ステータ２２ｃに電流を供給して回転させることにより、一つのステータで回転させる場合と比較して大きな出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係る車両操舵装置を含む車両の基本的な構成を示す概念図である。
【図２】車両操舵装置の伝達比可変ステアリングシステムの機能ブロック図である。
【図３】伝達比可変ステアリングシステムの構成を示す外観図である。
【図４】減速機構の構成を示す外観図である。
【図５】本実施形態に係るモータの概略構成を示す模式図である。
【図６】図６（ａ）は、第２ステータに電流を供給しない状態を示す模式図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態におけるモータ内の極配置を模式的に示したＡ−Ａ’断面図である。
【図７】図７（ａ）は、第２ステータに電流を供給し、第１ステータの回転を規制した状態を示す模式図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態におけるモータ内の極配置を模式的に示したＢ−Ｂ’断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  車両操舵装置、  １２  ステアリングホイール、  １４  ステアリングシャフト、  １４ａ  入力軸、  １４ｂ  出力軸、  １６  舵角センサ、  ２０  伝達比可変ステアリングシステム、  ２２  モータ、  ２２ａ  第１ステータ、  ２２ｂ  ロータ、  ２２ｃ  第２ステータ、  ２２ｄ  第１電流供給手段、  ２２ｅ  第２電流供給手段、  ２４  ロック機構、  ３６  軸力センサ、  ４０  ＥＣＵ、  ４２  車輪速センサ、  ４４  車速センサ、  ５２  ラックバー、  ５４  タイロッド、  ５８  操舵輪、  ６４  減速機構、  ６６  車体、  ７２  アクチュエータ、  ７２ａ  ハウジング。
【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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