JP2000344116A

JP2000344116A - 車両用操舵装置

Info

Publication number: JP2000344116A
Application number: JP15383099A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Makita; 匡史牧田; Mitsuhiro Makita; 光弘牧田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】設計自由度を高めてエンジンルームへの収納を
容易とした車両用操舵装置を提供する。【解決手段】ステアリングホイール４の操舵量を軸回り
の回転に変換して伝達するフレキシブルシャフト１０の
一端が回転自在に連結し、フレキシブルシャフトの他端
が舵角比可変機構１２に連結している。フレキシブルシ
ャフトは、可撓性を有するインナーシャフトと、可撓性
を有してインナーシャフトの外周を摺動自在に被覆して
いるアウタチューブとを備えた部材である。舵角比可変
機構は、サンギアと、プラネタリギアと、内周に形成し
た環状歯に前記プラネタリギアの歯が噛み合っているリ
ングギアとからなる遊星歯車機構を採用し、サンギアに
モータの軸が同軸に固着され、プラネタリギアにフレキ
シブルシャフトが同軸に固着されている。そして、モー
タは制御回路に接続しており、その制御回路によりモー
タの回転制御が行われるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両用操舵装置に係
わり、特に、車両の走行状態に応じて舵角比を変えるこ
とができる車両用操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の走行状態に応じて舵角比を変える
ことができる車両用操舵装置として、特開平９−５８４
９９号公報（以下、先行技術１と称する。）、特開平１
０−１９４１４４号公報（以下、先行技術２と称す
る。）、特開平１０−２１８００（以下、先行技術３と
称する。）に記載された技術が知られている。

【０００３】先行技術１は、ステアリング操作により回
動する回転軸と、この回転軸に設けられた第１のプーリ
と、操舵輪に連結した出力軸と、この出力軸に設けられ
た第２のプーリと、第１及び第２のプーリ間を連結する
ワイヤと、ワイヤの途中に設けられて第１及び第２のプ
ーリを駆動させるプーリを構成部材とした駆動手段と、
ワイヤと第１及び第２のプーリとの回転力の伝達を切り
換えるプーリを構成部材とした切替手段と、第１及び第
２のプーリ間に介在されて操舵反力する作動反力発生手
段とを備えた装置であり、車両の走行状態に応じてステ
アリングギア比を自由に変えることができるとともに、
差動反力発生手段によってステアリングホイールに擬似
的な操舵反力を付与することができるようになってい
る。

【０００４】また、先行技術２は、ハンドルに連結され
て回転する駆動プーリと、車輪を操舵するギアボックス
とに連結されて回転する従動プーリとをケーブルで接続
し、ハンドルに入力される操舵トルクをケーブルを介し
てギアボックスに伝達するとともに、操舵トルク検出手
段により操舵トルクを検出し、この操舵トルクに基づい
てパワーアシスト手段を作動させる装置であって、パワ
ーアシスト手段を、従動プーリを収納する従動プーリハ
ウジングに設け、例えばパワーステアリング用モータよ
り構成し、このパワーステアリング用モータの出力軸に
設けたウオームを従動プーリ又は従動プーリの回転軸に
設けたウオームホイールにかみ合わせた構成としてい
る。

【０００５】また、先行技術３は、舵取機構と機械的に
連結されていない操舵手段と、舵取機構の異なる位置に
配置されて舵取機構に出力を加える一対の操舵モータと
を備え、前記操舵手段の操作位置と前記舵取機構の実動
作位置との偏差に基づいて求めた必要操舵力を得るべく
前記操舵モータを駆動し、前記操舵手段の操作に応じた
舵取りを行わせるようにした自動車の舵取り装置であ
り、一対の操舵モータの夫々の出力の目標値を、前記必
要操舵力を所定の比率にて配分して決定する舵取制御部
を備え、この舵取制御部は、一対の操舵モータの故障の
有無を判定する手段と、この判定に応じて故障側の操舵
モータの出力を禁じ、非故障側の操舵モータの出力を増
すべく、前記配分の比率を変更するフェイルセ−フ手段
とを備えているとともに、一対の操舵モータの夫々に対
し、前記配分の比率に応じた通常出力と共に、前記必要
操舵力の全量に相当するフェイル出力を求めており、前
記フェイルセ−フ手段が、非故障側の操舵モータに対し
前記通常出力から前記フェイル出力への切り換え動作を
行うようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、先行技術１
は、ワイヤを巻き込むプーリが多数必要であり、これら
プーリの配置とステアリングホイールとの相対位置を自
由に選択することが難しいので設計自由度が大幅に制限
され、エンジンルーム内に容易に収納することが難し
い。

【０００７】また、先行技術２も、ケーブルを巻き込む
プーリが多数必要となるのでステアリングホイールとの
相対位置を自由に選択することが難しいとともに、従動
プーリを収納する従動プーリハウジングが大型の装置と
なるので、先行技術１と同様に設計自由度が大幅に制限
されるという不都合が発生する。また、先行技術１、先
行技術２は、多数の部品により構成されて複雑な機構と
なっているので、組み立てに多くの工程が必要となり、
装置コストの面で問題がある。また、多数の部品により
構成されて複雑な機構となっていることから、先行技術
１、先行技術２に可変ギア機構を持たせることは、非常
に困難である。

【０００８】さらに、先行技術１、先行技術２はその構
造上、近年開発が進められているＩＴＳ（Interigent T
ransport Systems) 、ＡＨＳ(Automated Highway Syste
m)等の自動操舵システムへの対応が難しい。一方、先行
技術３は、操舵手段としてのステアリングホイールを舵
取機構と機械的に連結せずに配置し、一対の操舵モータ
を共に小型化が可能となるので、舵取機構の周辺の限ら
れた空間内への配置が容易となって設計自由度が向上
し、しかも、自動運転システムへの対応も容易である。
また、一方の操舵モータが故障しても、他方の操舵モー
タの出力の目標値をフェイル出力に切り換えて対応する
ことができるので、故障前後の操舵力の急変を防ぐこと
ができる。

【０００９】しかしながら、この先行技術３は、若し、
一対の操舵モータの両者が同時に故障した場合には何ら
対策がなされておらず、操舵が不能となるおそれがあ
る。本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであっ
て、設計自由度を高めてエンジンルームへの収納を容易
とし、組み立てが簡単な構造として装置コストの低減化
を図るとともに、自動操舵システムへの対応が容易であ
り、しかも操舵の不能状態を確実に防止するフェイルセ
−フ機構を備えた車両用操舵装置を提供することを目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、ステアリングホイールの
操舵量を、操舵量伝達部材を介して舵角比可変機構に伝
達し、この舵角比可変機構からピニオンを介してラック
に直線動として伝達することにより操舵輪を操舵する車
両用操舵装置において、前記操舵量伝達部材をフレキシ
ブルシャフトにより構成し、前記ステアリングホイール
の操舵量を該フレキシブルシャフトに軸回りの回転力と
して伝達してから前記舵角比可変機構に伝達するように
した。

【００１１】この請求項１記載の発明によると、従来装
置のような軸方向のテンションを利用したワイヤ、ケー
ブルやこれらを巻き込むプーリを使用せずに、フレキシ
ブルシャフトを自由に曲げてエンジンルーム内の余裕の
ある空間を通過させた状態でステアリングホイールと舵
角比可変機構との間に接続することができ、設計自由度
が大幅に向上する。

【００１２】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
車両用操舵装置において、前記フレキシブルシャフト
を、可撓性を有するインナーシャフトと、当該インナー
シャフトの外周を摺動自在に被覆している可撓性を有し
たアウタチューブとで構成し、前記インナーシャフト
に、前記ステアリングホイールの操舵量が軸回りの回転
力として伝達されるようにした。

【００１３】この請求項２記載の発明によると、はアウ
タチューブに被覆されているので、エンジンルーム内の
他の部品に干渉しないインナーシャフトに伝達された回
転力が確実に舵角比可変機構に伝達される。また、請求
項３記載の発明は、請求項２記載の車両用操舵装置にお
いて、前記インナーシャフトは、細い金属線をコイル状
に幾重にも撚り合わせて形成した線状部材である。

【００１４】この請求項３記載の発明によると、舵角比
可変機構の作動時にはピニオン側から差動反力が発生す
るが、フレキシブルシャフトは請求項２記載の構造をと
っているため、インナーシャフトで操舵トルクを伝達し
つつ、アウタチューブで作動反力を吸収する。つまり、
アウタチューブとインナーシャフトが相対回転を可能と
するため、ステアリングギアボックスからステアリング
への入力に対しては、アウタチューブ（インナーシャフ
トを除くフレキシブルシャフト全体）が捩じれることに
よって差動反力を吸収することができる。

【００１５】また、請求項４記載の発明は、請求項１乃
至３の何れかに記載の車両用操舵装置において、前記舵
角比可変機構は、サンギアと、内周に形成した環状歯が
前記サンギアの外周歯に対向するように配置されて前記
ピニオンが回転軸を一致させて固着しているリングギア
と、当該リングギアと前記サンギアとの間で噛み合って
自転しながら前記サンギアの回りを公転するように配置
され、前記フレキシブルシャフトから回転力が伝達され
るプラネタリギアと、前記サンギアに正逆方向の回転力
を付与する舵角比用サンギア回転手段と、前記ステアリ
ングホイールの操舵量及び車両の走行状態に応じて前記
舵角比用サンギア回転手段の回転制御を行う回転制御手
段とを備えた構造とした。

【００１６】この請求項４記載の発明によると、舵角比
可変機構として遊星歯車機構を採用したコンパクトな機
構となるので、エンジンルーム内への収納が容易であ
り、部品点数が少なく組み立てが簡単となる。また、請
求項５記載の発明は、請求項４記載の車両用操舵装置に
おいて、前記舵角比用サンギア回転手段を、前記サンギ
アと同軸に連結した操舵モータとしたことを特徴とす
る。

【００１７】この請求項５記載の発明によると、操舵モ
ータの回転力及び回転方向を制御すると、サンギアの回
転によりプラネタリギアの回転量を増大させ、リングギ
アを介してピニオンに大きな回転量を伝達することが可
能となる一方、プラネタリギアの回転量を減少させ、リ
ングギアを介してピニオンに小さな回転量を伝達するこ
とができる。

【００１８】また、請求項６記載の発明は、請求項４又
は５記載の車両用操舵装置において、前記回転制御手段
は、前記ステアリングホイールの操舵量及び車両の速度
変化に応じて前記舵角比用サンギア回転手段の回転力を
増減させ、或いは回転力の正逆方向を決定するようにし
た。この請求項６記載の発明によると、車両が低速で走
行するときには、ステアリングホイールの少ない操舵量
で操舵輪の最大切れ角まで操舵するように制御すること
ができ、車庫入れ等が容易となる。また、車両が高速で
走行するときには、ステアリングホイールの操舵量に対
して操舵輪の切れ角が小さくなるように制御することが
でき、車両の操縦安定性を確保することができる。

【００１９】また、請求項７記載の発明は、請求項１乃
至３の何れかに記載の車両用操舵装置において、前記舵
角比可変機構は、前記ピニオンが回転軸を一致させて固
着しているサンギアと、内周に形成した環状歯が前記サ
ンギアの外周歯に対向するように配置されているリング
ギアと、当該リングギアと前記サンギアとの間で噛み合
って自転しながら前記サンギアの回りを公転するように
配置され、前記フレキシブルシャフトから回転力が伝達
されるプラネタリギアと、前記リングギアに正逆方向の
回転力を付与する舵角比用リングギア回転手段と、前記
ステアリングホイールの操舵量及び車両の走行状態に応
じて前記舵角比用リングギア回転手段の回転制御を行う
回転制御手段とを備えている。

【００２０】この請求項７記載の発明によると、請求項
４記載の発明と同様に、舵角比可変機構として遊星歯車
機構を採用したコンパクトな機構となるので、エンジン
ルーム内への収納が容易であり、部品点数が少なく組み
立てが簡単となる。また、請求項８記載の発明は、請求
項７記載の車両用操舵装置において、前記舵角比用リン
グギア回転手段を、前記リングギアの外周に形成した環
状歯と、この環状歯に回転軸に設けた歯が噛み合ってい
る操舵モータとで構成した。する。

【００２１】この請求項８記載の発明によると、操舵モ
ータの回転力及び回転方向を制御すると、リングギアの
回転によりプラネタリギアの回転量を増大させ、サンギ
アを介してピニオンに大きな回転量を伝達することが可
能となる一方、プラネタリギアの回転量を減少させ、サ
ンギアを介してピニオンに小さな回転量を伝達すること
ができる。

【００２２】また、請求項９記載の発明は、請求項７又
は８記載の車両用操舵装置において、前記回転制御手段
は、前記ステアリングホイールの操舵量及び車両の速度
変化に応じて前記舵角比用リングギア回転手段の回転力
を増減させ、或いは回転力の正逆方向を決定する。この
請求項９記載の発明によると、請求項６記載の発明と同
様に、車両が低速で走行するときには車庫入れ等が容易
となり、車両が高速で走行するときには車両の操縦安定
性を確保することができる。

【００２３】また、請求項１０記載の発明は、請求項１
乃至９の何れかに記載の車両用操舵装置において、車両
の速度変化に応じた疑似反力を前記ステアリングホイー
ルに付与する操舵反力付与機構を備えている。この請求
項１０記載の発明によると、操舵量伝達部材がフレキシ
ブルシャフトであっても、機械的に連結した機構と同様
に運転者に疑似反力を付与することができる。

【００２４】また、請求項１１記載の発明は、請求項１
０記載の車両用操舵装置において、前記操舵反力付与機
構は、ステアリングホイールの回転軸に同軸に固定した
サンギアと、内周に形成した環状歯が前記サンギアの外
周歯に対向するように配置されているリングギアと、当
該リングギアと前記サンギアとの間で噛み合って配置さ
れ、自転により前記フレキシブルシャフトに回転力を伝
達するプラネタリギアと、前記リングギアに正逆方向の
回転力を付与する操舵反力用リングギア回転手段と、前
記ステアリングホイールの操舵量及び車両の走行状態に
応じて前記操舵反力用リングギア回転手段の回転制御を
行う回転制御手段とを備えている。

【００２５】この請求項１１記載の発明によると、操舵
反力付与機構として遊星歯車機構を採用したコンパクト
な機構となるので、エンジンルーム内への収納が容易で
あり、部品点数が少なく組み立てが簡単となる。また、
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の車両用操舵
装置において、前記操舵反力用リングギア回転手段は、
前記リングギアの外周に形成した環状歯と、この環状歯
に回転軸に設けた歯が噛み合っている反力付与モータと
で構成した。この請求項１２記載の発明によると、簡便
な構造の操舵反力用リングギア回転手段となる。

【００２６】また、請求項１３記載の発明は、請求項１
０記載の車両用操舵装置において、前記操舵反力付与機
構は、ステアリングホイールの回転軸に同軸に固定した
サンギアと、内周に形成した環状歯が前記サンギアの外
周歯に対向するように配置されているリングギアと、当
該リングギアと前記サンギアとの間で噛み合って配置さ
れ、自転により前記フレキシブルシャフトに回転力を伝
達するプラネタリギアと、前記サンギアに正逆方向の回
転力を付与する操舵反力用サンギア回転手段と、前記ス
テアリングホイールの操舵量及び車両の走行状態に応じ
て前記操舵反力用サンギア回転手段の回転制御を行う回
転制御手段とを備えている。

【００２７】この請求項１３記載の発明によると、請求
項１１記載と同様に、エンジンルーム内への収納が容易
であり、部品点数が少なく組み立てが簡単となる。ま
た、請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の車両用
操舵装置において、前記操舵反力用サンギア回転手段
を、サンギアと同軸に連結した反力付与モータとした。
この請求項１４記載の発明によると、簡便な構造の操舵
反力用リングギア回転手段となる。

【００２８】また、請求項１５記載の発明は、請求項
５、６、８乃至１４の何れかに記載の車両用操舵装置に
おいて、前記回転制御手段は、自動操舵を選択したとき
に、操舵に必要な操舵力の全量に相当する力を前記操舵
モータに出力させる自動操舵手段を備えている。この請
求項１５記載の発明によると、操舵モータに対する出力
制御を行うことにより、自動操縦システムへの対応が容
易となる。

【００２９】さらに、請求項１６記載の発明によると、
請求項５、６、８乃至１５の何れかに記載の車両用操舵
装置において、前記回転制御手段は、前記操舵モータの
故障の有無を判定する手段と、この判定に応じて故障し
た前記操舵モータの出力を禁じるフェイルセ−フ手段と
を備えている。この発請求項１６記載の発明によると、
操舵モータがフェイル状態となっても、ステアリングホ
イールの操舵量をフレキシブルシャフトが操舵輪に舵角
比１：１で確実に伝達する。

【００３０】さらにまた、請求項１７記載の発明による
と、請求項５、６、８乃至１６の何れかに記載の車両用
操舵装置において、前記回転制御手段は、急激なステア
リング操作の有無を判定する手段と、この判定に応じて
前記操舵モータの出力を禁じる急操舵禁止手段とを備え
ている。この請求項１７の記載の発明によると、運転者
が急激なステアリング操作を行っても、操舵モータの駆
動が停止するので操舵の切り過ぎや切り不足が無くな
り、操縦性が安定する。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の車両用操舵装置による
と、フレキシブルシャフトを自由に曲げてエンジンルー
ム内の余裕のある空間を通過させた状態でステアリング
ホイールと舵角比可変機構との間に接続することができ
るので、設計自由度を大幅に向上させてエンジンルーム
内に容易に収納することができる。

【００３２】また、請求項２記載の発明によると、イン
ナーシャフトがエンジンルーム内の他の部品に干渉せ
ず、インナーシャフトに伝達された回転力が確実に舵角
比可変機構に伝達されるので、高精度の操舵装置を提供
することができる。また、請求項３記載の発明による
と、舵角比可変機構の作動時にピニオン側から差動反力
が発生しても、インナーシャフトで操舵トルクを伝達し
つつ、アウタチューブで作動反力を吸収するので、ステ
アリングホイールに差動反力が伝達されず操舵フィーリ
ングを良好とすることができる。

【００３３】また、請求項４、請求項７、請求項１１、
請求項１３記載の発明によると、遊星歯車機構を採用し
たコンパクトな機構としているので、部品点数が少なく
組み立てが簡単となって装置コストの低減化を図ること
ができる。また、請求項５及び請求項８記載の発明によ
ると、操舵モータを制御することで簡単にピニオンに伝
達すべき回転量を変えることができるので、装置の簡便
化を図ることができる。

【００３４】また、請求項６及び請求項９記載の発明に
よると、少ないステアリングホイールの操舵量で車両の
低速から高速までカバーすることができる。また、請求
項１０記載の発明によると、運転者に疑似反力を付与す
ることができるので、快適な操縦性を提供することがで
きる。また、請求項１２及び請求項１４記載の発明によ
ると、さらに簡便な装置を提供することができる。

【００３５】また、請求項１５記載の発明によると、操
舵モータに対する出力制御が可能となるので、自動操縦
システムへの対応を容易とすることができる。また、請
求項１６記載の発明によると、操舵モータがフェイル状
態となっても、ステアリングホイールの操舵量をフレキ
シブルシャフトが操舵輪に確実に伝達することができ
る。

【００３６】さらに、請求項１７記載の発明によると、
運転者が急激なステアリング操作を行っても、操舵の切
り過ぎや切り不足が無くなり、操縦性を安定させること
ができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る車両用操舵
装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第
１実施形態の車両用操舵装置を示すものであり、本実施
形態の車両用操舵装置２は、ステアリングホイール４に
連動する回転軸６に、増速ギア部８を介して２本のフレ
キシブルシャフト１０の一端が回転自在に連結してお
り、これらフレキシブルシャフト１０の他端が舵角比可
変機構１２に連結しているとともに、前記舵角比可変機
構１２がステアリングピニオン部１４と一体に連結し、
このステアリングピニオン部１４に、両端に操舵輪（図
示せず）を配設したステアリングシャフト１６が連結し
た構造となっている。なお、図中符号１３は、エンジン
ルーム（図示せず）の一部に固着されて前記フレキシブ
ルシャフト１０を支持しているステーである。

【００３８】前記フレキシブルシャフト１０は、図２に
示すように、可撓性を有するインナーシャフト１０ａ
と、可撓性を有しながら前記インナーシャフト１０ａの
外周を摺動自在に被覆しているアウタチューブ１０ｂと
を備えた長尺な部材であり、この部材の両端部には、イ
ンナーシャフト１０ａと同軸に回転伝達軸１０ｃが固着
されているとともに、アウタチューブ１０ｂの端部に軸
受部１０ｄが固着されており、この軸受部１０ｄによっ
て前記回転伝達軸１０が軸回りの回転が可能となるよう
に支持されている。前記ステー１３は、アウタチューブ
１０ｂに連結している。ここで、前記インナーシャフト
１０ａは、細い金属線をコイル状に幾重にも撚り合わせ
て形成した線状部材であり、撚り方向としてＳ撚り、Ｚ
撚りがある。

【００３９】前記増速ギア部８は、回転軸６と同軸に固
着されている第１増速ギア８ａと、この第１増速ギア８
ａより歯数が少ない小径のギアであり、第１増速ギア８
ａに噛み合いながら軸回りに回転する２個の第２増速ギ
ア８ｂとを備えており、これら第２増速ギア８ｂに、前
述したフレキシブルシャフト１０の一端部から突出して
いる回転伝達軸１０ｃが同軸に固着されている。

【００４０】前記舵角比可変機構１２は、サンギア１２
ａと、互いに等間隔をあけて前記サンギア１２ａに噛み
合っている複数のプラネタリギア１２ｂと、内周に形成
した環状歯に前記プラネタリギア１２ｂの歯が噛み合っ
ているリングギア１２ｃとからなる遊星歯車機構を採用
し、サンギア１２ａに操舵モータ１８のモータ軸１８ａ
が同軸に固着され、２個のプラネタリギア１２ｂに、２
本のフレキシブルシャフト１０の他端部から突出してい
る回転伝達軸１０ｃが同軸に固着されている。ここで、
サンギア１２ａはプラネタリギア１２ｂに対して非可逆
性を持ったギアであり、プラネタリギア１２ｂからの回
転力でサンギア１２ａが回転することはない。なお、前
記操舵モータ１８は後述する回転制御手段としての制御
回路２０に接続しており、その制御回路２０により操舵
モータ１８の制御が行われるようになっている。ここ
で、本発明の舵角比用サンギア回転手段が操舵モータ１
８に相当する。

【００４１】また、前記舵角比可変機構１２のリングギ
ア１２ｃとステアリングピニオン部１４のピニオン１４
ａとが、キャリア２２により固着されている。そして、
前記ピニオン１４ａは、ステアリングシャフト１６のラ
ック１６ａと噛み合っており、ピニオン１４ａに伝達さ
れてきた回転動がラック１６ａにおいて直線動に変えら
れ、ステアリングシャフト１６が矢印方向に移動して操
舵輪が所定の舵角に操舵されるようになっている。

【００４２】ここで、例えば回転軸６には操舵角センサ
（図示せず）が配設され、トランスミッション（図示せ
ず）の回転軸には車速センサ（図示せず）が配設されて
おり、操舵角センサは、運転者がステアリングホイール
を操舵したときの操舵角αを検出し、車速センサは、現
在の車両の車速Ｖを検出する。そして、検出された操舵
角α及び車速Ｖは前記制御回路２０に入力し、制御回路
２０は、図４に示す制御線図に基づいて操舵モータ１８
の駆動制御を行う。

【００４３】図４の制御線図は、ステアリングホイール
４の操舵角を入力角αと称し、ステアリングピニオン部
１４のピニオン１４ａが回転する角度を出力角βと称す
ると、所定の入力角αに対して、車速Ｖの変化に応じて
最適な出力角βを設定する線図である。すなわち、この
制御線図は、車速Ｖが低速値のとき（車両の低速走行
時）には入力角αの変化に対して出力角βが大きな値で
リニアに変化し、車速Ｖが高速値のとき（車両の高速走
行時）には入力角αの変化に対して出力角βが小さな値
でリニアに変化するようにしている。そして、制御回路
２０は、設定した出力角βが得られるように、その出力
角βに対応した所定の駆動信号ｉ_Sを操舵モータ１８に
出力する。

【００４４】これにより、舵角比可変機構１２のサンギ
ア１２ａは、所定の駆動電流値ｉ_Sが入力した操舵モー
タ１８から所定の回転力が伝達され、このサンギア１２
ａの回転力がプラネタリギア１２ｂに伝達され、さらに
プラネタリギア１２ｂからリングギア１２ｃ、キャリア
２２を介してステアリングピニオン部１４のピニオン１
４ａに伝達されていく。

【００４５】次に、本実施形態の車両用操舵装置２の動
作について、図１から図５を参照しながら説明する。図
１に示すように、運転者がステアリングホイール４を矢
印Ａ方向に操舵すると、ステアリングホイール４の回転
力が回転軸６を介して増速ギア部８に伝達される。この
増速ギア部８で増速された回転力は、図５に示すよう
に、フレキシブルシャフト１０のインナーシャフト１０
ａが矢印ａ方向に軸回り回転する回転力として伝達され
る。このインナーシャフト１０ａの回転力は、回転伝達
軸１０ｃを介して舵角比可変機構１２のプラネタリギア
１２ｂに伝達され、プラネタリギア１２ｂがサンギア１
２ａの外周を自転しながら公転することで、リングギア
１２ｃ、キャリア２２を介してステアリングピニオン部
１４のピニオン１４ａに伝達し、その回転力をステアリ
ングシャフト１６のラック１６ａに直線動として伝達す
ることで舵角比（ステアリングホイールの舵角：操舵輪
の切れ角）１：１で操舵輪を操舵しようとする。

【００４６】ここで、車両が低速状態で走行している場
合には、ステアリングホイール４の操舵角α₁及び低速
の車速Ｖ_Lが制御回路２０に入力する。この際、制御回
路２０は、図４の低速の車速Ｖ_Lの制御線を参照して大
きな値の出力角β₁を設定し、この大きな値の出力角β
₁に対応した駆動信号ｉ_Sを操舵モータ１８に出力す
る。これにより、図５に示すように、舵角比可変機構１
２のサンギア１２ａが操舵モータ１８から回転力（図５
のｂ方向が回転方向）が伝達されるので、サンギア１２
ａの外周を自転しながら公転しているプラネタリギア１
２ｂには、サンギア１２ａの回転力が付加されて大きな
回転量が伝達される。そして、これらプラネタリギア１
２ｂからリングギア１２ｃ及びキャリア２２を介してス
テアリングピニオン部１４のピニオン１４ａに大きな回
転量が伝達され、このピニオン１４ａに噛合しているス
テアリングシャフト１６のラック１６ａが矢印方向に向
けて大きく直線動を行うので、前述した舵角比１：１よ
り大きな舵角比で操舵輪が操舵される。

【００４７】一方、車両が高速状態で走行している場合
には、ステアリングホイール４の操舵角α₁及び高速の
車速Ｖ_Hが制御回路２０に入力する。この際、制御回路
２０は、図４の高速の車速Ｖ_Hの制御線を参照して小さ
な値の出力角β₂を設定する。ここで、操舵モータ１８
は、その小さな値の出力角β₂に対応した駆動信号ｉ _S
によって、サンギア１２ａを図５のｂ方向に対して逆方
向に回転させる。これにより、サンギア１２ａに噛み合
っているプラネタリギア１２ｂの回転量が小さくなる。
そして、プラネタリギア１２ｂからリングギア１２ｃ及
びキャリア２２を介してステアリングピニオン部１４の
ピニオン１４ａに小さな回転量が伝達され、このピニオ
ン１４ａに噛合しているステアリングシャフト１６のラ
ック１６ａが矢印方向に向けて小さく直線動を行うの
で、前述した舵角比１：１より小さな舵角比で操舵輪が
操舵される。

【００４８】なお、図１のステアリングホイール４のＡ
方向の操舵について説明したが、Ｂ方向のステアリング
ホイール４の操舵も、各部材の回転方向が逆となるだけ
で同様の動作となる。したがって、車両の走行状態に応
じて制御回路２０により操舵モータ１８の回転制御を行
うことで、舵角比を最適に変更することができる。つま
り、車両が低速で走行するときには、ステアリングホイ
ール４の少ない操舵量で操舵輪の最大切れ角まで操舵す
ることができるので、車庫入れ等を容易に行うとができ
るとともに、車両が高速で走行するときには、ステアリ
ングホイール４の操舵量に対して操舵輪の切れ角が小さ
くなるので、車両の操縦安定性を確保することができ
る。このように、ステアリングホイール４を持ち替える
ことなく、少ないステアリングホイール４の操舵量で車
両の低速から高速までカバーすることができる。

【００４９】また、本実施形態の車両操舵装置２は、従
来装置のような軸方向のテンションを利用したワイヤ、
ケーブルやこれらを巻き込むプーリを使用せずに、フレ
キシブルシャフト１０を自由に曲げてエンジンルーム内
の余裕のある空間を通過させてステアリングホイール４
に連結している回転軸６と舵角比可変機構１２との間に
接続し、フレキシブルシャフト１０の軸回りの回転力で
ステアリングホイール４の操舵量を舵角比可変機構１２
に伝達するようにしているので、設計自由度が大幅に向
上してエンジンルーム内に容易に収納することができ
る。

【００５０】また、フレキシブルシャフト１０のインナ
ーシャフト１０ａはアウタチューブ１０ｂに被覆されて
いるので、インナーシャフト１０ａに伝達された回転力
を、エンジンルーム内の他の部品に干渉せずに確実に舵
角比可変機構１２に伝達することができる。また、舵角
比可変機構１２の作動時にはステアリングピニオン部１
４側から差動反力が発生するが、舵角比可変機構１２の
プラネタリギア１２ｂに連結しているフレキシブルシャ
フト１０は、インナーシャフト１０ａとアウタチューブ
１０ｂとが相対回転可能な構造になっており、ステアリ
ング４からの必要な操舵トルクをインナーシャフト１０
ａを介して舵角比可変機構１２に伝達しつつ、アウタチ
ューブ１０ｂが捩じれることにより前記差動反力が吸収
されるので、ステアリングホイール４に差動反力が伝達
されず、操舵フィーリングを良好とすることができる。

【００５１】また、舵角比可変機構１２は、サンギア１
２ａと、互いに等間隔をあけて前記サンギア１２ａに噛
み合っている複数のプラネタリギア１２ｂと、内周に形
成した環状歯に前記プラネタリギア１２ｂの歯が噛み合
っているリングギア１２ｃとからなる遊星歯車機構を採
用しているとともに、サンギア１２ａに同軸に操舵モー
タ１８が連結したコンパクトな機構となっているので、
エンジンルーム内への収納をさらに容易にすることがで
きるとともに、部品点数が少なく組み立てが簡単なので
装置コストの低減化を図ることができる。

【００５２】次に、図６に示すものは、本発明に係る舵
角比可変機構の他の実施形態を示す概略構成図である。
なお、図１から図５に示す構成と同一構成部分には、同
一符号を付してその説明を省略する。本実施形態の舵角
比可変機構３０は、サンギア１２ａと、互いに等間隔を
あけて前記サンギア１２ａに噛み合っている複数のプラ
ネタリギア１２ｂと、内周に形成した環状歯に前記プラ
ネタリギア１２ｂの歯が噛み合っており、外周に環状の
ウォームギア１２ｃ₁を形成したリングギア１２ｃとか
らなる遊星歯車機構を採用し、プラネタリギア１２ｂに
フレキシブルシャフト１０の他端部から突出している回
転伝達軸１０ｃが同軸に固着されており、操舵モータ３
２のモータ軸３２ａに設けたギアが前記ウォームギア１
２ｃ₁に噛み合っており、ステアリングピニオン部１４
のピニオン１４ａとサンギア１２ａとが回転軸３４を介
して同軸に連結した構造となっている。

【００５３】そして、操舵角センサ及び車速センサで検
出した操舵角α及び車速Ｖは制御回路３６に出力され、
制御回路３６は、図４に示す制御線図に基づいて設定し
た出力角βに対応する所定の駆動信号ｉ_Sを操舵モータ
３２に出力する。なお、本発明の舵角比用リングギア回
転手段が、リングギア１２ｃの外周に形成したウォーム
ギア１２ｃ₁と、操舵モータ３２とに相当している。

【００５４】上記構成の舵角比可変機構３０を備えた装
置によると、図１に示すように、運転者がステアリング
ホイール４を操舵すると、ステアリングホイール４の回
転力が回転軸６を介して増速ギア部８に伝達される。こ
の増速ギア部８で増速された回転力は、フレキシブルシ
ャフト１０のインナーシャフト１０ａが軸回り回転する
ことで舵角比可変機構１２のプラネタリギア１２ｂに伝
達される。そして、プラネタリギア１２ｂがサンギア１
２ａの外周を自転しながら公転することでサンギア１２
ａも回転し、サンギア１２ａの回転力が、回転軸３４を
介してステアリングピニオン部１４のピニオン１４ａに
伝達し、その回転力をステアリングシャフト１６のラッ
ク１６ａに直線動として伝達することで舵角比（ステア
リングホイールの舵角：操舵輪の切れ角）１：１で操舵
輪を操舵しようとする。

【００５５】ここで、車両が低速状態で走行している場
合には、ステアリングホイール４の操舵角α₁及び低速
の車速Ｖ_Lが制御回路３６に入力する。この際、制御回
路３６は、図４の低速の車速Ｖ_Lの制御線を参照して大
きな値の出力角β₁を設定し、この大きな値の出力角β
₁に対応した駆動信号ｉ_Sを操舵モータ１８に出力す
る。これにより、リングギア１２ｃには、操舵モータ１
８からモータ軸３２ａ及びウォームギア１２ｃ₁を介し
てプラネタリギア１２ｂが回転している方向に回転力が
伝達され、プラネタリギア１２ｂには大きな回転量が伝
達される。これにより、プラネタリギア１２ｂからサン
ギア１２ａ及び回転軸３４を介してステアリングピニオ
ン部１４のピニオン１４ａに大きな回転量が伝達され、
このピニオン１４ａに噛合しているステアリングシャフ
ト１６のラック１６ａが大きく直線動を行うので、前述
した舵角比１：１より大きな舵角比で操舵輪が操舵され
る。

【００５６】一方、車両が高速状態で走行している場合
には、ステアリングホイール４の操舵角α₁及び高速の
車速Ｖ_Hが制御回路３６に入力する。この際、制御回路
３６は、図４の高速の車速Ｖ_Hの制御線を参照して小さ
な値の出力角β₂を設定する。ここで、操舵モータ３２
は、その小さな値の出力角β₂に対応した駆動信号ｉ _S
によって、モータ軸３２ａ及びウォームギア１２ｃ₁を
介して、プラネタリギア１２ｂの回転方向に対して逆方
向にリングギア１２ｃを回転させる。これにより、プラ
ネタリギア１２ｂの回転量が小さくなるので、プラネタ
リギア１２ｂからサンギア１２ａ及び回転軸３４を介し
てステアリングピニオン部１４のピニオン１４ａに小さ
な回転量が伝達され、このピニオン１４ａに噛合してい
るステアリングシャフト１６のラック１６ａが小さく直
線動を行うので、前述した舵角比１：１より小さな舵角
比で操舵輪が操舵される。

【００５７】したがって、車両の走行状態に応じて制御
回路３６により操舵モータ１８の回転制御を行うこと
で、車両が低速で走行するときには、ステアリングホイ
ール４の少ない操舵量で操舵輪の最大切れ角まで操舵す
ることができるので、車庫入れ等を容易に行うとができ
るとともに、車両が高速で走行するときには、ステアリ
ングホイール４の操舵量に対して操舵輪の切れ角が小さ
くなるので、車両の操縦安定性を確保することができ
る。このように、ステアリングホイール４を持ち替える
ことなく、少ないステアリングホイール４の操舵量で車
両の低速から高速までカバーすることができる。

【００５８】また、舵角比可変機構３０は、サンギア１
２ａと、互いに等間隔をあけて前記サンギア１２ａに噛
み合っている複数のプラネタリギア１２ｂと、内周に形
成した環状歯に前記プラネタリギア１２ｂの歯が噛み合
っているリングギア１２ｃとからなる遊星歯車機構を採
用しているとともに、リングギア１２ｃの外周に設けた
ウォームギア１２ｃ₁に、モータ３６のモータ軸３２ａ
に形成したギアが噛み合ったコンパクトな機構となって
いるので、エンジンルーム内への収納を容易にすること
ができるとともに、部品点数が少なく組み立てが簡単な
ので装置コストの低減化を図ることができる。

【００５９】次に、図７から図１１は、第２実施形態の
車両用操舵装置４０を示すものである。なお、本実施形
態も、図１から図５に示した第１実施形態の構成と同一
構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態の車両用操舵装置４０
は、ステアリングホイール４の回転軸６に操舵反力付与
機構４２が連結され、この操舵反力付与機構４２に２本
のフレキシブルシャフト１０の一端が連結され、これら
フレキシブルシャフト１０の他端が舵角比可変機構５０
に連結されているとともに、後述する舵角比可変機構５
０の操舵モータ５２及び操舵反力付与機構４２の反力付
与モータ４８に制御回路４４が接続しており、その制御
回路４４によって操舵モータ５２及び反力付与モータ４
８の回転制御が行われるようになっている。

【００６０】操舵反力付与機構４２は、図８に示すよう
に、回転軸６に連結した操舵角センサ４４、トルクセン
サ４６と、回転軸６に同軸に固定されているサンギア４
２ａと、ベアリングやブッシュ等を介してステー４２ｄ
により車体に回転自在に固定され、互いに等間隔をあけ
てサンギア４２ａに噛み合っている複数のプラネタリギ
ア４２ｂと、外周に環状のウォームギアを形成し、内周
に形成した環状歯に前記プラネタリギア４２ｂの歯が噛
み合っているリングギア４２ｃとからなる遊星歯車機構
を採用し、リングギア４２ｃのウォームギアにモータギ
ア４８ａが噛み合っている反力付与モータ４８を備えた
構造となっている。そして、制御回路４４には、操舵角
センサ４４から操舵角信号Ｓｉ₁、トルクセンサ４６か
らトルク信号Ｓｉ₂が入力されるとともに、制御回路４
４から反力付与モータ４８に所定の駆動電流Ａ₁が出力
されるようになっている。なお、本発明の操舵反力用リ
ングギア回転手段が、リングギア４２ｃ及び反力付与モ
ータ４８に相当する。

【００６１】舵角比可変機構５０は、図９に示すよう
に、サンギア１２ａと、互いに等間隔をあけて前記サン
ギア１２ａに噛み合っている複数のプラネタリギア１２
ｂと、内周に形成した環状歯に前記プラネタリギア１２
ｂの歯が噛み合っているリングギア１２ｃと、サンギア
１２ａにモータ軸が同軸に固着している操舵モータ５２
とを備え、２個のプラネタリギア１２ｂに、２本のフレ
キシブルシャフト１０の他端部から突出している回転伝
達軸１０ｃが同軸に固着されている。また、操舵モー５
２は制御回路４４に接続しており、制御回路４４から操
舵モータ５２に対して所定の駆動電流Ａ₂が出力される
ようになっている。

【００６２】そして、舵角比可変機構５０のリングギア
１２ｃとステアリングピニオン部１４のピニオン１４ａ
とがキャリア２２により固着され、前記ピニオン１４ａ
は、ステアリングシャフト１６のラック１６ａと噛み合
っており、ピニオン１４ａに伝達されてきた回転動がラ
ック１６ａにおいて直線動に変えられ、ステアリングシ
ャフト１６が矢印方向に移動して操舵輪が所定の舵角に
操舵されるようになっている。

【００６３】ここで、制御回路４４には、ステアリング
ホイール４の操作状態を得るために操舵角センサ４４、
トルクセンサ４６から信号Ｓｉ₁、Ｓｉ₂が入力してい
るとともに、車両の走行状態を検出する車速センサ５
６、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ５８
及び車両の加速度を検出する加速度センサ６０から夫々
信号Ｓｉ₃、Ｓｉ₄、Ｓｉ₅が入力する。また、車内に
設けた警報手段６２に警報電流Ａ₃が出力可能となって
いる。

【００６４】そして、制御回路４４は、図１１に示すフ
ローチャートに従って反力付与モータ４８及び操舵モー
タ５２の駆動制御を行う。なお、本実施形態の車両は、
手動操舵モード、自動操舵モードの切替選択が可能とな
っている。そして、正常時に手動操舵モードを選択した
ときには、図４に示した制御線図の情報と、所定の車速
時の最適な反力に対応した駆動電流Ａ₁を設定する反力
制御線マップ（図示せず）に基づいて駆動制御が行わ
れ、自動操舵モードを選択したときには、車速Ｖの変化
に応じた最適な出力角βに対応する所定の駆動電流Ａ₂
を設定する自動制御マップ（図示せず）に基づいて駆動
制御が行われるものとする。

【００６５】図１１のフローチャートを参照して本実施
形態の駆動制御を説明する。エンジン始動のためにキー
スイッチのオン操作を行うと駆動制御が開始され、先
ず、ステップＳ２において操舵角センサ４４及びトルク
センサ４６の操舵角信号Ｓｉ₁、トルク信号Ｓｉ₂を読
み込み、次いで、ステップＳ４において車速センサ５
６、ヨーレートセンサ５８、加速度センサ６０の信号Ｓ
ｉ₃、Ｓｉ₄、Ｓｉ₅を読み込む。

【００６６】次いで、ステップＳ６において、操舵モー
タ５２のフェイルの有無を判定する。この判定は、駆動
電流Ａ₂の時間的な変化を監視する等、各種のモータに
おいて通常行われているフェイル判定の手法を用いれば
よい。このステップＳ６の判定の結果、操舵モータ５２
がフェイル状態であると判定するとステップＳ７に移行
し、操舵モータ５２がフェイル状態で無いと判定すると
ステップＳ１０に移行する。

【００６７】前記ステップＳ７では警報手段６２に警報
信号Ａ₃を出力し、ステップＳ８に移行して駆動電流Ａ
₁、Ａ₂の値を“０”（ゼロ）に設定してから後述する
ステップＳ２２に移行する。一方、前記ステップＳ１０
では、急激なステアリング操作の有無を判定する。この
判定は、操舵角センサ４４の操舵角信号Ｓｉ₁、トルク
センサ４６のトルク信号Ｓｉ₂に基づいて単位時間当た
りの所定の操舵の速さ以上、或いは所定の操舵力以上で
あることを監視する方法等によって行われる。このステ
ップＳ１０の判定の結果、急激なステアリング操作が行
われているものと判定すると、前記ステップＳ８に移行
し、急激なステアリング操作が行われていないと判定す
ると、ステップＳ１２に移行する。

【００６８】このステップＳ１２では、自動操舵モード
の有無を判定する。このステップＳ１２の判定の結果、
自動操舵モードであると判定するとステップＳ１４に移
行し、自動操舵モードで無いと判定すると（正常時の手
動操舵モードの場合には）、ステップＳ１８に移行す
る。前記ステップＳ１４では、自動制御マップの自動制
御情報に基づいて所定の駆動電流Ａ₂を算出する。次い
で、ステップＳ１６では、駆動電流Ａ₁の値を“０”
（ゼロ）に設定してからステップＳ２２に移行する。一
方、前記ステップＳ１８では、反力制御マップに基づい
て所定の駆動電流Ａ₁を算出し、ステップＳ２０に移行
して、図４に示す制御線図に基づいて所定の駆動電流Ａ
₂を算出する。

【００６９】そして、ステップＳ２２では、設定した駆
動電流Ａ₁を反力付与モータ４８に出力し、次いで、ス
テップＳ２４では、設定した駆動電流Ａ₂を操舵モータ
５２に出力してから特定のメインプログラムに復帰す
る。なお、本発明の自動操舵手段がステップＳ１２、ス
テップＳ１４、ステップＳ１６に相当し、本発明のフェ
イルセーフ手段がステップＳ８に相当し、本発明の急操
舵禁止手段もステップＳ８に相当する。

【００７０】次に、本実施形態の車両用操舵装置４０の
動作について、図７から図１１を参照しながら説明す
る。手動操舵モードを選択しており、操舵モータ５２が
正常に駆動し、しかも急激なステアリング操作を行って
いない状態で、運転者がステアリングホイール４を図８
の矢印Ｒ₁方向に操舵すると、ステアリングホイール４
の回転力が回転軸６を介して同一方向の回転として操舵
反力付与機構４２のサンギア４２ａに伝達される。この
サンギア４２ａの回転力は、プラネタリギア４２ｂを介
してフレキシブルシャフト１０を軸周りに回転させる。
フレキシブルシャフト１０のインナーシャフト１０ａ
は、図１０に示すように矢印ｒ₁方向に回転し、このイ
ンナーシャフト１０ａの回転力が舵角比可変機構５０の
プラネタリギア１２ｂに伝達され、プラネタリギア１２
ｂがサンギア１２ａの外周を自転しながら公転すること
で、リングギア１２ｃ、キャリア２２を介してステアリ
ングピニオン部１４のピニオン１４ａに伝達し、その回
転力をステアリングシャフト１６のラック１６ａに矢印
方向の直線動として伝達することで舵角比１：１で操舵
輪を操舵しようとする。なお、ステアリングホイール４
を図８の矢印Ｒ₂方向に操舵すると、ステアリングシャ
フト１６のラック１６ａは矢印方向と逆方向に直線動を
行う。

【００７１】ここで、制御回路４４は、図４に示す制御
線図に基づいて算出した所定の駆動電流Ａ₂を操舵モー
タ５２に出力しており（ステップＳ２４）、車両が低速
状態で走行している場合には、操舵モータ５２からサン
ギア１２ａに大きな回転力（図１０のサンギア１２ａの
矢印回転）が伝達され、車両が高速状態で走行している
場合には、操舵モータ５２からサンギア１２ａに小さな
回転力が伝達されるので、第１実施形態と同様に、低速
状態では舵角比１：１より大きな舵角比で操舵輪が操舵
され、高速状態では舵角比１：１より小さな舵角比で操
舵輪が操舵される。

【００７２】また、制御回路４４は、反力制御マップに
基づいて算出した所定の駆動電流Ａ ₁を反力付与モータ
４８に出力しており（ステップＳ２２）、反力付与モー
タ４８のモータギア４８ａは、運転者がステアリングホ
イール４を矢印Ｒ₁方向に操舵したときに操舵反力付与
機構４２のリングギア４２ｃが回転した方向と逆側の回
転をリングギア４２ｃに伝達する。これにより、リング
ギア４２ｃの回転力が、プラネタリギア４２ｂ、サンギ
ア４２ａを介して回転軸６に伝達されるので、ステアリ
ングホイール４に疑似反力が入力する。

【００７３】また、操舵モータ５２がフェイル状態とな
った場合には、制御回路４４は、警報手段６２に警報信
号Ａ₃を出力し（ステップＳ７）、反力付与モータ４
８、操舵モータ５２への駆動電流Ａ₁、Ａ₂を停止する
（ステップＳ８）。これにより、操舵モータ５２が異常
であってもステアリングホイール４の操作を行うことに
より、舵角比１：１で操舵輪を操舵するとができるとと
もに、車内で警報手段６２が警報を発するので、運転者
が車両用操舵装置４０の異常を早期に確認できる。

【００７４】また、走行中の危険物回避時などのように
運転者が急激なステアリング操作を行う場合にも、制御
回路４４は、反力付与モータ４８、操舵モータ５２への
駆動電流Ａ₁、Ａ₂を停止し（ステップＳ８）、ステア
リングホイール４の操作量に応じて操舵輪が舵角比１：
１で操舵され、操舵の切り過ぎや切り不足が無く、運転
者の意志どおりに速やかに操舵を行うことができる。

【００７５】さらに、自動操舵モードを選択したときに
は、制御回路４４は、自動制御マップの自動制御情報に
基づいて所定の駆動電流Ａ₂を操舵モータ５２に出力し
（ステップＳ１４、ステップＳ２４）、反力付与モータ
４８への駆動電流Ａ₁の出力を停止する（ステップＳ２
２）。これにより、操舵モータ５２からサンギア１２ａ
に車速に応じた所定の回転力が伝達され、サンギア１２
ａからプラネタリギア１２ｂを介してリングギア１２ｃ
に伝達された回転力が、キャリア２２を介してステアリ
ングピニオン部１４のピニオン１４ａに伝達し、ステア
リングシャフト１６のラック１６ａに直線動として伝達
することで操舵輪が所定の量だけ自動操舵される。

【００７６】したがって、本実施形態の車両用操舵装置
４０によると、ステアリングホイール４と舵角比可変機
構５０との間がフレキシブルシャフト１０で連結した構
造となっていても、ステアリングホイール４に連結した
操舵反力付与機構４２がステアリングホイール４に疑似
反力を付与するので、快適なステアリング操作を行うこ
とができる。

【００７７】また、操舵モータ５２がフェイル状態とな
った場合には、ステアリングホイール４の操作を行う
と、フレキシブルシャフト１０の操舵量の伝達により舵
角比１：１で操舵輪を確実に操舵するとができる。ま
た、運転者が急激なステアリング操作を行っても、操舵
モータ５２の駆動が停止するので操舵の切り過ぎや切り
不足が無くなり、操縦性が安定する。

【００７８】さらに、自動制御情報に基づいた操舵モー
タ５２の駆動制御により、運転者の意志とは無関係に舵
角比可変機構５０全体を駆動して操舵輪の自動操舵を行
うことができるので、自動操舵システムに容易に対応す
ることができる。そして、操舵反力付与機構４２及び舵
角比可変機構５０は、遊星歯車機構を採用してコンパク
トな機構となっているので、第１実施形態と同様に、エ
ンジンルーム内への収納を容易にすることができるとと
もに、部品点数が少なく組み立てが簡単なので装置コス
トの低減化を図ることができる。

【００７９】なお、第２実施形態の操舵反力付与機構４
２は、反力付与モータ４８の回転力をリングギア４２ｃ
に伝達する構造としたが、図示しないが、例えばサンギ
ア４２ａに直接回転力を伝達するように反力付与モータ
４８を組み込んでも、同様の効果を得ることができる。
また、第２実施形態の舵角比可変機構５０も、操舵モー
タ５２の回転力を直接サンギア１２ａに伝達する構造と
したが、第１実施形態の図６で示した構造のように、リ
ングギア１２ｃの外周にウォームギアを形成し、このウ
ォームギアに外側に配設した操舵モータ５２のモータギ
アを噛み合わせても、同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の車両用操舵装置の
概略を示す図である。

【図２】本発明に係るフレキシブルシャフトの構造を示
す図である。

【図３】本発明に係る第１実施形態の舵角比可変機構
と、ピニオン及びラックを示す図である。

【図４】本発明に係る回転制御手段で記憶されている制
御情報を示す図である。

【図５】ステアリングホイールを操舵したときの第１実
施形態の舵角比可変機構と、ピニオン及びラックの動作
を示す図である。

【図６】本発明に係る舵角比可変機構の変形例をを示す
図である。

【図７】本発明に係る第２実施形態の車両用操舵装置の
概略を示す図である。

【図８】第２実施形態の操舵反力付与機構を示す図であ
る。

【図９】第２実施形態の舵角比可変機構を示す図であ
る。

【図１０】第２実施形態の舵角比可変機構と、ピニオン
及びラックの動作を示す図である。

【図１１】第２実施形態に係る反力付与モータ及び操舵
モータの駆動制御を説明したフローチャートである。

【符号の説明】

２、４０車両用操舵装置４ステアリングホイール８増速ギア部１０フレキシブルシャフト１０ａインナーシャフト１０ｂアウタチューブ１０ｃ回転伝達軸１０ｄ軸受部１２、３０、５０舵角比可変機構１４ステアリングピニオン部１４ａピニオン１６ステアリングシャフト１６ａラック１２ａ、４２ａサンギア１２ｂ、４２ｂプラネタリギア１２ｃ、４２ｃリングギア１２ｃ₁ ウォームギア１８、３２、５２操舵モータ１８ａ、３２ａモータ軸２０、３６、４４制御回路（回転制御手段）６、３４回転軸４２操舵反力付与機構４８反力付与モータＡ₁、Ａ₂ 駆動電流 α、α₁、α₂ 入力角（操舵角） β、β₁、β₂ 出力角Ｖ、Ｖ₁、Ｖ₂ 車速

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングホイールの操舵量を、操舵
量伝達部材を介して舵角比可変機構に伝達し、この舵角
比可変機構からピニオンを介してラックに直線動として
伝達することにより操舵輪を操舵する車両用操舵装置に
おいて、前記操舵量伝達部材をフレキシブルシャフトにより構成
し、前記ステアリングホイールの操舵量を該フレキシブ
ルシャフトに軸回りの回転力として伝達してから前記舵
角比可変機構に伝達するようにしたことを特徴とする車
両用操舵装置。
【請求項２】前記フレキシブルシャフトを、可撓性を
有するインナーシャフトと、当該インナーシャフトの外
周を摺動自在に被覆している可撓性を有したアウタチュ
ーブとで構成し、前記インナーシャフトに、前記ステア
リングホイールの操舵量が軸回りの回転力として伝達さ
れることを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。
【請求項３】前記インナーシャフトは、細い金属線を
コイル状に幾重にも撚り合わせて形成した線状部材であ
ることを特徴とする請求項２記載の車両用操舵装置。
【請求項４】前記舵角比可変機構は、サンギアと、内
周に形成した環状歯が前記サンギアの外周歯に対向する
ように配置されて前記ピニオンが回転軸を一致させて固
着しているリングギアと、当該リングギアと前記サンギ
アとの間で噛み合って自転しながら前記サンギアの回り
を公転するように配置され、前記フレキシブルシャフト
から回転力が伝達されるプラネタリギアと、前記サンギ
アに正逆方向の回転力を付与する舵角比用サンギア回転
手段と、前記ステアリングホイールの操舵量及び車両の
走行状態に応じて前記舵角比用サンギア回転手段の回転
制御を行う回転制御手段とを備えたことを特徴とする請
求項１乃至３の何れかに記載の車両用操舵装置。
【請求項５】前記舵角比用サンギア回転手段を、前記
サンギアと同軸に連結した操舵モータとしたことを特徴
とする請求項４記載の車両用操舵装置。
【請求項６】前記回転制御手段は、前記ステアリング
ホイールの操舵量及び車両の速度変化に応じて前記舵角
比用サンギア回転手段の回転力を増減させ、或いは回転
力の正逆方向を決定することを特徴とする請求項４又は
５記載の車両用操舵装置。
【請求項７】前記舵角比可変機構は、前記ピニオンが
回転軸を一致させて固着しているサンギアと、内周に形
成した環状歯が前記サンギアの外周歯に対向するように
配置されているリングギアと、当該リングギアと前記サ
ンギアとの間で噛み合って自転しながら前記サンギアの
回りを公転するように配置され、前記フレキシブルシャ
フトから回転力が伝達されるプラネタリギアと、前記リ
ングギアに正逆方向の回転力を付与する舵角比用リング
ギア回転手段と、前記ステアリングホイールの操舵量及
び車両の走行状態に応じて前記舵角比用リングギア回転
手段の回転制御を行う回転制御手段とを備えたことを特
徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車両用操舵装
置。
【請求項８】前記舵角比用リングギア回転手段は、前
記リングギアの外周に形成した環状歯と、この環状歯に
回転軸に設けた歯が噛み合っている操舵モータとで構成
したことを特徴とする請求項７記載の車両用操舵装置。
【請求項９】前記回転制御手段は、前記ステアリング
ホイールの操舵量及び車両の速度変化に応じて前記舵角
比用リングギア回転手段の回転力を増減させ、或いは回
転力の正逆方向を決定することを特徴とする請求項７又
は８記載の車両用操舵装置。
【請求項１０】車両の速度変化に応じた疑似反力を前
記ステアリングホイールに付与する操舵反力付与機構を
備えたことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載
の車両用操舵装置。
【請求項１１】前記操舵反力付与機構は、ステアリン
グホイールの回転軸に同軸に固定したサンギアと、内周
に形成した環状歯が前記サンギアの外周歯に対向するよ
うに配置されているリングギアと、当該リングギアと前
記サンギアとの間で噛み合って配置され、自転により前
記フレキシブルシャフトに回転力を伝達するプラネタリ
ギアと、前記リングギアに正逆方向の回転力を付与する
操舵反力用リングギア回転手段と、前記ステアリングホ
イールの操舵量及び車両の走行状態に応じて前記操舵反
力用リングギア回転手段の回転制御を行う回転制御手段
とを備えたことを特徴とする請求項１０記載の車両用操
舵装置。
【請求項１２】前記操舵反力用リングギア回転手段
は、前記リングギアの外周に形成した環状歯と、この環
状歯に回転軸に設けた歯が噛み合っている反力付与モー
タとで構成したことを特徴とする請求項１１記載の車両
用操舵装置。
【請求項１３】前記操舵反力付与機構は、ステアリン
グホイールの回転軸に同軸に固定したサンギアと、内周
に形成した環状歯が前記サンギアの外周歯に対向するよ
うに配置されているリングギアと、当該リングギアと前
記サンギアとの間で噛み合って配置され、自転により前
記フレキシブルシャフトに回転力を伝達するプラネタリ
ギアと、前記サンギアに正逆方向の回転力を付与する操
舵反力用サンギア回転手段と、前記ステアリングホイー
ルの操舵量及び車両の走行状態に応じて前記操舵反力用
サンギア回転手段の回転制御を行う回転制御手段とを備
えたことを特徴とする請求項１０記載の車両用操舵装
置。
【請求項１４】前記操舵反力用サンギア回転手段を、
サンギアと同軸に連結した反力付与モータとしたことを
特徴とする請求項１３記載の車両用操舵装置。
【請求項１５】前記回転制御手段は、自動操舵を選択
したときに、操舵に必要な操舵力の全量に相当する力を
前記操舵モータに出力させる自動操舵手段を備えている
ことを特徴とする請求項５、６、８乃至１４の何れかに
記載の車両用操舵装置。
【請求項１６】前記回転制御手段は、前記操舵モータ
の故障の有無を判定する手段と、この判定に応じて故障
した前記操舵モータの出力を禁じるフェイルセ−フ手段
とを備えていることを特徴とする請求項５、６、８乃至
１５の何れかに記載の車両用操舵装置。
【請求項１７】前記回転制御手段は、急激なステアリ
ング操作の有無を判定する手段と、この判定に応じて前
記操舵モータの出力を禁じる急操舵禁止手段とを備えて
いることを特徴とする請求項５、６、８乃至１６の何れ
かに記載の車両用操舵装置。