JP2020001557A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転舵コントローラに対する配線レイアウトを簡素化する。【解決手段】パワーステアリング装置１００は、第１転舵モータ１４０Ａの回転力をラック軸８に伝達する第１減速機構１８０Ａと、第２転舵モータ１４０Ｂの回転力をラック軸８に伝達する第２減速機構１８０Ｂと、転舵モータ１４０の駆動を制御する転舵コントローラ１３１と、第１減速機構１８０Ａを収容する第１ギヤケース１８３Ａと、第２減速機構１８０Ｂを収容する第２ギヤケース１８３Ｂと、一端部が第１ギヤケース１８３Ａに固定され、他端部が第２ギヤケース１８３Ｂに固定されるハウジング１１０と、を備え、ハウジング１１０は、第１転舵モータ１４０Ａを収容する第１モータ収容室１２３Ａ、第２転舵モータ１４０Ｂを収容する第２モータ収容室１２３Ｂ、及び、転舵コントローラ１３１を収容するコントローラ収容室１３２を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、パワーステアリング装置に関する。

第１転舵モータ、第２転舵モータ、第１転舵モータを制御する第１転舵コントローラ及び第２転舵モータを制御する第２転舵コントローラを備え、２つのモータによって車輪を転舵するパワーステアリング装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１４−１５６１５１号公報

しかしながら、第１転舵コントローラを第１転舵モータに実装して第１ハウジングに収容し、第２転舵コントローラを第２転舵モータに実装して第２ハウジングに収容する場合、第１転舵コントローラと第２転舵コントローラとが分離して配置されることになる。このため、各コントローラに接続される配線レイアウトが煩雑になるおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、コントローラに対する配線レイアウトを簡素化することを目的とする。

本発明は、パワーステアリング装置であって、第１モータと、第１モータの回転力をラック軸に伝達する第１動力伝達機構と、第２モータと、第２モータの回転力をラック軸に伝達する第２動力伝達機構と、第１モータ及び第２モータの駆動を制御するコントローラと、第１動力伝達機構を収容する第１ケースと、第２動力伝達機構を収容する第２ケースと、一端部が第１ケースに固定され、他端部が第２ケースに固定されるハウジングと、を備え、ハウジングは、第１モータを収容する第１モータ収容室、第２モータを収容する第２モータ収容室、及び、コントローラを収容するコントローラ収容室を有することを特徴とする。

この発明では、第１モータ及び第２モータを制御するコントローラを、第１モータ及び第２モータとともにハウジングに収容するようにしたので、コントローラに対する配線をコントローラ収容室に集約することができる。

本発明は、第１動力伝達機構に連結される第１モータの出力軸と、第２動力伝達機構に連結される第２モータの出力軸と、が一体的に回転可能であることを特徴とする。

この発明では、第１モータ及び第２モータの一方に異常が生じた場合に、異常が生じていない他方のモータの回転力を第１動力伝達機構及び第２動力伝達機構の双方を介して、ラック軸に伝達することができる。

本発明は、第１モータの出力軸と第２モータの出力軸との連結を解除可能なクラッチをさらに備えることを特徴とする。

この発明では、クラッチによって、第１モータの出力軸と第２モータの出力軸とを連結して、第１モータの出力軸と第２モータの出力軸とを一体的に回転させることができる。また、第１モータの出力軸と第２モータの出力軸との連結を解除して、第１モータの出力軸及び第２モータの出力軸のそれぞれに対して異なるトルクを付与することができる。

本発明は、第１モータ及び第２モータの異常を検出する異常検出部と、異常検出部によって第１モータまたは第２モータの異常が検出されたとき、第１モータの出力軸と第２モータの出力軸とを連結するようにクラッチを制御するクラッチ制御部と、をさらに備えることを特徴とする。

この発明では、第１モータ及び第２モータのうちの一方に異常が生じた場合に、クラッチによって第１モータの出力軸と第２モータの出力軸とが連結されるので、異常が生じていない他方のモータの回転力を第１動力伝達機構及び第２動力伝達機構の双方を介して、ラック軸に伝達することができる。

本発明は、第１モータの出力軸及び第２モータの出力軸が、単一の軸状部材によって構成され、軸状部材が、第１モータ、コントローラ及び第２モータを貫通し、第１モータを貫通する軸状部材の一端部が、第１モータの出力軸として第１動力伝達機構に連結され、第２モータを貫通する軸状部材の他端部が、第２モータの出力軸として第２動力伝達機構に連結されることを特徴とする。

この発明では、第１モータの出力軸と第２モータの出力軸とを連結するための構造が不要であるので、パワーステアリング装置の構成を簡素化することができる。

本発明は、コントローラが、第１モータと第２モータとの間に配置されることを特徴とする。

この発明では、第１モータ及び第２モータのそれぞれからコントローラまでの配線レイアウトを略対称のレイアウトとすることができ、配線レイアウトの簡素化を図ることができる。

本発明は、コントローラが、第１モータに駆動制御信号を出力するとともに第２モータに上記駆動制御信号を出力することを特徴とする。

この発明では、第１モータの駆動を制御する第１コントローラと第２モータの駆動を制御する第２コントローラとを備える場合に比べて、コントローラに対する配線数の低減を図ることができる。

本発明によれば、コントローラに対する配線レイアウトを簡素化することができる。

本発明の第１実施形態に係るパワーステアリング装置の構成図である。 本発明の第１実施形態に係るパワーステアリング装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るパワーステアリング装置の断面模式図である。 パワーステアリング装置の組立方法について説明する図である。 本発明の第２実施形態に係るパワーステアリング装置の機能ブロック図である。

図面を参照して、本発明の実施形態に係るパワーステアリング装置について説明する。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、パワーステアリング装置１００は、運転者によるステアリングホイール１の操作状態に応じて車輪２を転舵するステアバイワイヤ制御と、運転者によるステアリングホイール１の操作（以下、「ステアリング操作」と称する。）を補助するアシスト制御と、の双方が可能である。

パワーステアリング装置１００は、運転者によるステアリング操作に伴って回転する第１ステアリングシャフト３と、車輪２を転舵するラック軸８に連結された第２ステアリングシャフト４と、第１ステアリングシャフト３と第２ステアリングシャフト４との接続と切断を切り換える接続切換部としてのクラッチ７と、を備える。

クラッチ７は電磁クラッチであり、電磁コイルが励磁状態で第１ステアリングシャフト３と第２ステアリングシャフト４を切断し、電磁コイルが非励磁状態で第１ステアリングシャフト３と第２ステアリングシャフト４を機械的に接続する。クラッチ７が切断された状態ではステアバイワイヤ制御が行われ、クラッチ７が接続された状態ではアシスト制御が行われる。

第２ステアリングシャフト４は、クラッチ７に接続された入力シャフト５と、ラック軸８に形成されたラックギヤ８ａと噛み合う第１ピニオンギヤ１１ａが形成された出力シャフトとしての第１ピニオンシャフト１１と、入力シャフト５と第１ピニオンシャフト１１を連結するトーションバー６と、を有する。

クラッチ７が接続された状態で、ステアリングホイール１が操作されると、第１ステアリングシャフト３及び第２ステアリングシャフト４が回転し、その回転が第１ピニオンギヤ１１ａ及びラックギヤ８ａによって直線運動に変換され、ナックルアーム９を介して車輪２が転舵される。

パワーステアリング装置１００は、第１ピニオンシャフト１１に加えて、第２ピニオンシャフト１２も備える。第２ピニオンシャフト１２は、ラック軸８に形成されたラックギヤ８ａと噛み合う第２ピニオンギヤ１２ａを有する。このように、パワーステアリング装置１００は、ピニオンシャフトを２つ有するデュアルピニオン式である。

第１ステアリングシャフト３には、ステアリングホイール１の回転角度である操舵角度を検出する舵角センサ２１が設けられる。舵角センサ２１は、図示しないが、第１ステアリングシャフト３と一体に回転するセンターギアと、センターギアに噛み合う２つのアウターギアと、を備え、２つのアウターギアの回転に伴う磁束の変化に基づいて、センターギアの回転角度、すなわち第１ステアリングシャフト３の回転角度を演算する。

第２ステアリングシャフト４には、クラッチ７が接続された際に、運転者によるステアリング操作によって入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ２２が設けられる。トルクセンサ２２は、入力シャフト５と第１ピニオンシャフト１１との相対回転に伴うトーションバー６のねじれ変形に基づいて操舵トルクを検出する。

パワーステアリング装置１００は、クラッチ７が切断された状態でラック軸８に転舵力を付与する第１モータである第１転舵モータ１４０Ａ及び第２モータである第２転舵モータ１４０Ｂと、クラッチ７が切断された状態で第１ステアリングシャフト３に操舵反力を付与する反力モータ１３と、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの駆動を制御するコントローラである転舵コントローラ１３１と、反力モータ１３の駆動を制御するコントローラである反力コントローラ１３ｃと、をさらに備える。

転舵コントローラ１３１及び反力コントローラ１３ｃは、通信線５０によって相互通信可能に接続される。転舵コントローラ１３１には、舵角センサ２１及びトルクセンサ２２の検出信号の他、車両コントローラ１０から車速等の車両の状態情報が入力される。反力コントローラ１３ｃには、舵角センサ２１の検出信号の他、車両コントローラ１０から車速等の車両の状態情報が入力される。

第１転舵モータ１４０Ａには、第１転舵モータ１４０Ａの回転角度を検出する角度検出器としてのレゾルバ１４１ａが設けられる。第２転舵モータ１４０Ｂには、第２転舵モータ１４０Ｂの回転角度を検出する角度検出器としてのレゾルバ１４１ｂが設けられる。レゾルバ１４１ａ，１４１ｂの検出結果は、転舵コントローラ１３１に出力される。転舵コントローラ１３１は、レゾルバ１４１ａの検出結果に基づいて第１転舵モータ１４０Ａの回転速度を演算し、レゾルバ１４１ｂの検出結果に基づいて第２転舵モータ１４０Ｂの回転速度を演算する。なお、角度検出器は、レゾルバ１４１ａ，１４１ｂに限らず、ホールセンサなどであってもよい。

パワーステアリング装置１００は、第１転舵モータ１４０Ａの回転力をラック軸８に伝達する第１動力伝達機構としての第１減速機構１８０Ａと、第２転舵モータ１４０Ｂの回転力をラック軸８に伝達する第２動力伝達機構としての第２減速機構１８０Ｂと、を備える。

第１転舵モータ１４０Ａの回転力は、第１減速機構１８０Ａによって回転速度が減じられて第１ピニオンシャフト１１に出力される。したがって、クラッチ７が切断された状態で第１転舵モータ１４０Ａが駆動すると、車輪２を転舵する転舵力が第１ピニオンシャフト１１を介してラック軸８に付与される。また、クラッチ７が接続された状態で第１転舵モータ１４０Ａが駆動すると、運転者によるステアリング操作を補助するアシスト力が第１ピニオンシャフト１１を介してラック軸８に付与される。

第２転舵モータ１４０Ｂの回転力は、第２減速機構１８０Ｂによって回転速度が減じられて第２ピニオンシャフト１２に出力される。したがって、クラッチ７が切断された状態で第２転舵モータ１４０Ｂが駆動すると、車輪２を転舵する転舵力が第２ピニオンシャフト１２を介してラック軸８に付与される。また、クラッチ７が接続された状態で第２転舵モータ１４０Ｂが駆動すると、運転者によるステアリング操作を補助するアシスト力が第２ピニオンシャフト１２を介してラック軸８に付与される。

反力モータ１３は、ロータが第１ステアリングシャフト３とともに回転するように設けられる。したがって、クラッチ７が切断された状態で反力モータ１３が駆動すると、運転者のステアリング操作に対して第１ステアリングシャフト３に操舵反力が付与される。これにより、運転者のステアリング操作に対して擬似的なハンドルの重さを与えることができる。また、クラッチ７が接続された状態では、反力モータ１３は、ステアリング操作の負荷とならないように反力コントローラ１３ｃとは切断されて無負荷状態となる。

図２及び図３を参照して、パワーステアリング装置１００の構造について詳しく説明する。図２及び図３に示すように、第１減速機構１８０Ａは第１ケースとしての第１ギヤケース１８３Ａに収容され、第２減速機構１８０Ｂは第２ケースとしての第２ギヤケース１８３Ｂに収容される。第１減速機構１８０Ａと第２減速機構１８０Ｂの構成は同様であるので、以下では両者を総称して減速機構１８０と記し、その構成について説明する。また、第１ギヤケース１８３Ａと第２ギヤケース１８３Ｂの構成も同様であるので、以下では両者を総称してギヤケース１８３と記す。

図３に示すように、減速機構１８０は、ウォームシャフト１８１と、ウォームシャフト１８１に噛み合うウォームホイール１８２と、を備える。第１減速機構１８０Ａのウォームシャフト１８１は、軸連結器１１８を介して、第１転舵モータ１４０Ａの出力軸である第１出力軸１７１ａに連結され、第１減速機構１８０Ａのウォームホイール１８２は、第１ピニオンシャフト１１に連結される。第２減速機構１８０Ｂのウォームシャフト１８１は、軸連結器１１８を介して、第２転舵モータ１４０Ｂの出力軸である第２出力軸１７１ｂに連結され、第２減速機構１８０Ｂのウォームホイール１８２は、第２ピニオンシャフト１２に連結される。

ウォームホイール１８２及びウォームシャフト１８１は金属製のギヤケース１８３に収容される。第１ギヤケース１８３Ａには、第１ピニオンシャフト１１が貫通した状態で配置され、第２ギヤケース１８３Ｂには、第２ピニオンシャフト１２が貫通した状態で配置される。ウォームシャフト１８１の一部には、ウォームホイール１８２の歯部１８２ａと噛み合う歯部１８１ａが形成される。ギヤケース１８３の内周面には歯部１８１ａに対応する位置に開口部１８３ｃが形成され、その開口部１８３ｃを通じてウォームシャフト１８１の歯部１８１ａとウォームホイール１８２の歯部１８２ａとが噛み合う。なお、ギヤケース１８３は樹脂製であってもよい。

ウォームシャフト１８１の転舵モータ１４０側である基端側は、第１軸受１１１によって回転自在に支持される。第１軸受１１１は、環状の内輪と外輪の間にボールが介在されている。第１軸受１１１の外輪は、ギヤケース１８３に形成された段部１８３ｅとロックナット１１５との間で挟持される。第１軸受１１１の内輪は、ウォームシャフト１８１の段部１８１ｂとウォームシャフト１８１に接続された軸連結器１１８のウォーム側ジョイント１１８ａとの間で挟持される。これにより、ウォームシャフト１８１の軸方向への移動が規制される。

ギヤケース１８３の底部には、断面がＬ字状の環状の弾性部材としてのＬ字リング１１６を介して第２軸受１１２が収装される。ウォームシャフト１８１の先端側は第２軸受１１２によって回転自在に支持される。第２軸受１１２は、環状の内輪と外輪の間にボールが介在されている。第２軸受１１２の内輪にはウォームシャフト１８１の先端部付近に形成された段部１８１ｃが係止される。

第２軸受１１２はＬ字リング１１６の付勢力によってウォームシャフト１８１の段部１８１ｃに押し付けられるため、第２軸受１１２の軸方向のガタつきが低減される。つまり、Ｌ字リング１１６は、ギヤケース１８３の底部と第２軸受１１２の底部との間にて圧縮され、第２軸受１１２を軸方向に与圧している。

ギヤケース１８３の端部側の外周面には、端面１１７ａが平面状のフランジ部１１７が突出して形成される。フランジ部１１７には、第２軸受１１２の外周面に臨んで開口する貫通孔１８３ｄが形成される。フランジ部１１７の端面１１７ａに開口する貫通孔１８３ｄの開口部はプラグ１１４によって閉塞される。

貫通孔１８３ｄには、プラグ１１４の先端面と第２軸受１１２の外周面との間で圧縮された付勢部材としてのコイルスプリング１１３が収装される。コイルスプリング１１３は、ウォームシャフト１８１の歯部１８１ａとウォームホイール１８２の歯部１８２ａとの隙間が小さくなる方向に第２軸受１１２を付勢する。つまり、コイルスプリング１１３は、第２軸受１１２を介してウォームシャフト１８１をウォームホイール１８２に向けて付勢する。

ギヤケース１８３における第２軸受１１２の外周面を囲う内周面１８３ｆは、第２軸受１１２がコイルスプリング１１３の付勢力によってウォームホイール１８２に向けて移動できるように、互いに平行な一対の平面部を有する長穴形状に形成される。なお、内周面１８３ｆは、第２軸受１１２が内周面１８３ｆの内側で移動できる限り、どのような形状であってもよい。例えば、内周面１８３ｆは、その内径が第２軸受１１２の外径よりも大きい丸穴形状であってもよく、互いに平行な一対の平面部が形成されている必要はない。

ギヤケース１８３内へのウォームシャフト１８１の組み付けが完了した初期時点では、第２軸受１１２は、コイルスプリング１１３の付勢力によってウォームホイール１８２側に付勢され、バックラッシがない状態となる。

パワーステアリング装置１００の駆動に伴ってウォームシャフト１８１の歯部１８１ａとウォームホイール１８２の歯部１８２ａの摩耗が進むと、コイルスプリング１１３の付勢力によって第２軸受１１２がギヤケース１８３の長穴内を移動し、ウォームシャフト１８１とウォームホイール１８２との歯部１８１ａ，１８２ａのバックラッシが低減される。

第１転舵モータ１４０Ａは、第１モータハウジング１２０Ａの内部に形成される第１モータ収容室１２３Ａに収容され、第２転舵モータ１４０Ｂは、第２モータハウジング１２０Ｂの内部に形成される第２モータ収容室１２３Ｂに収容される。第１モータハウジング１２０Ａは第１ギヤケース１８３Ａに固定され、第２モータハウジング１２０Ｂは第２ギヤケース１８３Ｂに固定される。

第１転舵モータ１４０Ａを収容する第１モータハウジング１２０Ａと、第２転舵モータ１４０Ｂを収容する第２モータハウジング１２０Ｂとの間には、転舵コントローラ１３１を収容するコントローラハウジング１３０が配置される。コントローラハウジング１３０は、内部に転舵コントローラ１３１を収容するコントローラ収容室１３２を有する。図示するように、本実施形態では、第１転舵モータ１４０Ａ、コントローラ収容室１３２、及び第２転舵モータ１４０Ｂが、一直線上に並んで配置される。第１モータハウジング１２０Ａ、コントローラハウジング１３０及び第２モータハウジング１２０Ｂは、ボルト等の締結部材によって一体化され、ハウジング１１０を構成する。ハウジング１１０は、一端部が第１ギヤケース１８３Ａに固定され、他端部が第２ギヤケース１８３Ｂに固定される。

第１モータハウジング１２０Ａと第２モータハウジング１２０Ｂの構成は同様であるので、以下では両者を総称してモータハウジング１２０と記す。また、第１転舵モータ１４０Ａと第２転舵モータ１４０Ｂの構成は同様であるので、以下では両者を総称して転舵モータ１４０と記す。

転舵モータ１４０は、例えば、永久磁石内蔵型の三相同期モータである。転舵モータ１４０は、出力軸１７１に圧入固定され出力軸１７１と一体的に回転するロータ１６０と、ロータ１６０の外周に隙間をあけて配置されるステータ１５０と、を有する。

ステータ１５０は、円筒形状のステータコア１５１と、ステータコア１５１に形成された複数のティースに巻回されたステータコイル１５２と、を有する。ロータ１６０は、円筒形状のロータコア１６１と、ロータコア１６１に保持されている永久磁石１６２と、を有する。転舵モータ１４０は、ステータコア１５１に巻回されるステータコイル１５２に三相交流電流が供給されることで、ロータ１６０を回転させる。

モータハウジング１２０は有底円筒状に形成されたハウジング本体１２１と、ハウジング本体１２１の開口部を閉塞するモータカバー１２２と、を有する。モータハウジング１２０は、ハウジング本体１２１の底部側がギヤケース１８３の開口部に圧入固定される。転舵モータ１４０の出力軸１７１は、モータハウジング１２０に設けられる軸受１７３により支承される。

コントローラハウジング１３０は円筒形状であり、一端側の開口部が第１モータハウジング１２０Ａのモータカバー１２２によって閉塞され、他端側の開口部が第２モータハウジング１２０Ｂのモータカバー１２２によって閉塞される。

図２に示すように、コントローラハウジング１３０には、コネクタ１３９が設けられ、車両コントローラ１０からの通信線５０（図１参照）及び電力供給線等が接続される。

図３に示すように、転舵コントローラ１３１は、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの動作を制御する制御回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）、その他の周辺回路を備えたマイクロコンピュータが制御基板１３３に実装されてなる。なお、制御回路としては、ＣＰＵに代えてまたはＣＰＵとともに、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いることができる。

転舵コントローラ１３１は、コントローラハウジング１３０にねじ等により固定される。本実施形態に係る転舵コントローラ１３１は、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂのそれぞれに同一の駆動制御信号を出力する。つまり、転舵コントローラ１３１は、第１転舵モータ１４０Ａに対して駆動制御信号を出力するとともに、第２転舵モータ１４０Ｂに対して第１転舵モータ１４０Ａに出力する駆動制御信号と同じ駆動制御信号を出力する。

なお、一対の転舵モータ１４０は、コントローラハウジング１３０に設けられた単一の転舵コントローラ１３１によって駆動制御する場合に限定されない。例えば、本実施形態の変形例として、コントローラハウジング１３０において、第１転舵モータ１４０Ａの駆動を制御する駆動制御信号を生成する第１コントローラと、第２転舵モータ１４０Ｂの駆動を制御する駆動制御信号を生成する第２コントローラと、を設けてもよい。この場合、第１転舵コントローラと第２転舵コントローラとを通信によって同期させる。また、第１転舵コントローラ及び第２転舵コントローラに対して、それぞれ電力供給線及び通信線等を接続する。

このように、一対の転舵モータ１４０のそれぞれを一対の転舵コントローラによって個別に制御することもできる。しかしながら、この場合、一対の転舵モータ１４０の制御を同期して行う必要が生じる。これに対して、本実施形態では、単一の転舵コントローラ１３１によって、第１転舵モータ１４０Ａに駆動制御信号を出力するとともに第２転舵モータ１４０Ｂに上記駆動制御信号（第１転舵モータ１４０Ａへの駆動制御信号と同じ制御信号）を出力するようにした。したがって、一対の転舵コントローラを設けた場合の同期制御が不要になるとともに、転舵コントローラ１３１に対する配線数の低減を図ることができる。さらに、転舵コントローラ１３１の数を一つにできるので、複数のコントローラを設ける場合に比べて部品コストを低減することもできる。

図３に示すように、本実施形態では、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸１７１ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸１７１ｂは、単一の軸状部材からなる出力軸１７１によって構成される。軸状部材である出力軸１７１は、第１転舵モータ１４０Ａ、転舵コントローラ１３１及び第２転舵モータ１４０Ｂを貫通する。転舵コントローラ１３１の制御基板１３３には、出力軸１７１が貫通する貫通孔１３４が形成される。

第１転舵モータ１４０Ａを貫通する出力軸１７１の一端部は、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸１７１ａとして第１減速機構１８０Ａのウォームシャフト１８１に連結される。第２転舵モータ１４０Ｂを貫通する出力軸１７１の他端部は、第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸１７１ｂとして第２減速機構１８０Ｂのウォームシャフト１８１に連結される。

つまり、本実施形態では、単一の出力軸１７１が第１転舵モータ１４０Ａのロータ１６０及び第２転舵モータ１４０Ｂのロータ１６０に固着されている。これにより、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸１７１ａと第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸１７１ｂとが一体的に回転可能である。このため、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂのうちの一方に異常が生じた場合に、他方の回転力を第１減速機構１８０Ａ及び第２減速機構１８０Ｂの双方を介して、ラック軸８に伝達することができる。また、本実施形態によれば、第１転舵モータ１４０Ａの出力軸と第２転舵モータ１４０Ｂの出力軸とを連結するための構造が不要であるので、パワーステアリング装置１００の構成を簡素化することができる。

図１を参照して、パワーステアリング装置１００によるステアリング制御について説明する。

通常時には、クラッチ７が切断されてステアバイワイヤ制御が行われる。ステアバイワイヤ制御では、ステアリングホイール１の操作状態に応じて、転舵コントローラ１３１が第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂを制御する。これにより、車輪２が転舵される。第１転舵モータ１４０Ａと第２転舵モータ１４０Ｂは、必要とされる転舵力を分担して出力する。これにより、単一の転舵モータを設ける場合に比べて、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの小型化を図ることができる。また、単一の転舵モータの回転力を単一の減速機構を介してラック軸８に伝達する場合に比べて、第１減速機構１８０Ａ及び第２減速機構１８０Ｂにかかる負荷を小さくすることができる。反力モータ１３は、第１ステアリングシャフト３に操舵反力を付与する。

図４を参照して、パワーステアリング装置１００の組立方法の一例について説明する。

まず、第１モータハウジング１２０Ａ、コントローラハウジング１３０、第２モータハウジング１２０Ｂを接続し、ハウジング１１０を形成する。ハウジング１１０の一端部に第１ギヤケース１８３Ａを接続し、ハウジング１１０の他端部に第２ギヤケース１８３Ｂを接続する。これにより、モータ・ギヤ組立体１１９が形成される。モータ・ギヤ組立体１１９において、第１ギヤケース１８３Ａの開口端部からは第１ピニオンギヤ１１ａが突出し、第２ギヤケース１８３Ｂの開口端部からは第２ピニオンギヤ１２ａが突出している。

次にラックハウジング１９０とモータ・ギヤ組立体１１９とをボルト等の締結部材によって連結する。ラックハウジング１９０には、第１ギヤケース１８３Ａの開口端部に接続される第１支持台１９２Ａと、第２ギヤケース１８３Ｂの開口端部に接続される第２支持台１９２Ｂと、が設けられる。第１支持台１９２Ａには、第１ピニオンギヤ１１ａが挿通される開口部が設けられ、この開口部はラックハウジング１９０において第１ピニオンギヤ１１ａが収容される第１ピニオン収容室１９１Ａに連通する。第２支持台１９２Ｂには、第２ピニオンギヤ１２ａが挿通される開口部が設けられ、この開口部は、ラックハウジング１９０において第２ピニオンギヤ１２ａが収容される第２ピニオン収容室１９１Ｂに連通する。

本実施形態では、第１ピニオンギヤ１１ａとラック軸８との交差角（軸交角）と、第２ピニオンギヤ１２ａとラック軸８との交差角（軸交角）と、が同一である。また、第１ピニオンギヤ１１ａ及び第２ピニオンギヤ１２ａは、ラック軸８に平行な仮想平面内に、第１ピニオンギヤ１１ａの中心軸と第２ピニオンギヤ１２ａの中心軸の双方が含まれるように配置される。このため、第１ピニオンシャフト１１及び第２ピニオンシャフト１２の軸方向（中心軸方向）にモータ・ギヤ組立体１１９を移動させることで、第１ピニオンギヤ１１ａ及び第２ピニオンギヤ１２ａをラック軸８に容易に噛み合わせることができる。

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

（１）ハウジング１１０は、第１転舵モータ１４０Ａを収容する第１モータ収容室１２３Ａ、第２転舵モータ１４０Ｂを収容する第２モータ収容室１２３Ｂ、及び、転舵コントローラ１３１を収容するコントローラ収容室１３２を有する。ハウジング１１０は、一端部が第１ギヤケース１８３Ａに固定され、他端部が第２ギヤケース１８３Ｂに固定される。

このように、本実施形態では、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂを制御する転舵コントローラ１３１を、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂとともにハウジング１１０内に並べて収容するようにした。これにより、転舵コントローラ１３１に対する外部からの配線（通信線、電力供給線等）を、コントローラ収容室１３２に集約することができる。その結果、転舵コントローラ１３１に対する配線レイアウトを簡素化することができる。

（２）転舵コントローラ１３１は、第１転舵モータ１４０Ａと第２転舵モータ１４０Ｂとの間に配置される。これにより、第１転舵モータ１４０Ａを収容する第１モータハウジング１２０Ａと、第２転舵モータ１４０Ｂを収容する第２モータハウジング１２０Ｂと、を同じ形状にすることができる。モータハウジングを第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの共通部品として製造することができるので、パワーステアリング装置１００の製造コストを低減することができる。

また、転舵コントローラ１３１を第１転舵モータ１４０Ａと第２転舵モータ１４０Ｂとの間に配置することにより、各転舵モータ１４０から転舵コントローラ１３１までの配線レイアウトを略対称のレイアウトとすることができ、配線レイアウトの簡素化を図ることができる。

＜第２実施形態＞
図５を参照して、本発明の第２実施形態に係るパワーステアリング装置２００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第１実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施形態では、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸１７１ａと、第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸１７１ｂと、が単一の軸状部材である出力軸１７１に設けられる例について説明した。これに対して、第２実施形態では、第１転舵モータ１４０Ａの出力軸である第１出力軸２７１Ａと、第２転舵モータ１４０Ｂの出力軸である第２出力軸２７１Ｂと、が分離して設けられている。

また、第２実施形態では、第１出力軸２７１Ａと第２出力軸２７１Ｂとの間には、第１出力軸２７１Ａと第２出力軸２７１Ｂとの連結を解除可能なクラッチ２７５が設けられる。クラッチ２７５は電磁クラッチであり、電磁コイルが励磁状態で第１出力軸２７１Ａと第２出力軸２７１Ｂを切断し、電磁コイルが非励磁状態で第１出力軸２７１Ａと第２出力軸２７１Ｂを機械的に接続する。

つまり、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａと、第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂと、はクラッチ２７５によって連結され、一体的に回転可能である。また、クラッチ２７５によって、第１出力軸２７１Ａと第２出力軸２７１Ｂとの連結を解除することができる。このため、転舵コントローラ２３１から第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂに個別に駆動制御信号を出力することで、第１出力軸２７１Ａ及び第２出力軸２７１Ｂのそれぞれに対して異なるトルクを付与することができる。

さらに、第２実施形態では、転舵コントローラ２３１が、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの異常を検出する異常検出部２３５と、異常検出部２３５によって第１転舵モータ１４０Ａまたは第２転舵モータ１４０Ｂの異常が検出されたとき、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａと第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂとを連結するようにクラッチ２７５を制御するクラッチ制御部２３６と、を備える。

転舵コントローラ２３１には、モータ情報センサ２４５からの検出情報が入力される。モータ情報センサ２４５としては、転舵モータ１４０の温度を検出する温度センサ、転舵モータ１４０への出力電流を検出する電流センサ及び転舵モータ１４０への出力電圧を検出する電圧センサ等がある。

異常検出部２３５は、モータ情報センサ２４５から入力された検出情報（検出値）が、予め転舵コントローラ２３１の記憶部２３７に記憶された所定の数値範囲内にあるか否かを判定する。異常検出部２３５は、モータ情報センサ２４５から入力された検出情報（検出値）が、所定の数値範囲外にある場合、その状態が予め転舵コントローラ２３１の記憶部２３７に記憶された所定時間以上維持されるか否かを判定する。所定の数値範囲は、転舵モータ１４０が正常に稼動していることを表す正常範囲である。

モータ情報センサ２４５で検出された検出情報（検出値）が、所定の数値範囲内にある場合、異常検出部２３５は、転舵モータ１４０が正常に稼動している正常状態であると判定する。また、異常検出部２３５は、モータ情報センサ２４５で検出された検出情報（検出値）が、所定の数値範囲外にある状態が所定時間未満維持されている間は、正常状態であると判定する。モータ情報センサ２４５で検出された検出情報（検出値）が、所定の数値範囲外にある状態が所定時間以上維持された場合、異常検出部２３５は、転舵モータ１４０が正常に稼動していない異常状態であると判定する。異常状態には、例えば、転舵モータ１４０を駆動するための駆動制御信号を出力している状態において、転舵モータ１４０が回転していない停止状態が所定時間以上維持されている状態が含まれる。

クラッチ制御部２３６は、異常検出部２３５での判定結果に基づいて、クラッチ２７５の接続及び切断を制御する。異常検出部２３５で第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの双方が正常状態であると判定された場合、クラッチ制御部２３６は、クラッチ２７５に切断信号を出力し、クラッチ２７５を切断状態にする。切断状態とは、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａと、第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂとの連結が解除された状態である。

異常検出部２３５で第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの少なくとも一方が異常状態であると判定された場合、すなわち異常検出部２３５で第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの一方の異常が検出された場合、クラッチ制御部２３６は、クラッチ２７５に接続信号を出力し、クラッチ２７５を接続状態にする。接続状態とは、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａと、第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂとが連結された状態、すなわち第１出力軸２７１Ａと第２出力軸２７１Ｂとが一体的に回転可能な状態である。

したがって、クラッチ２７５は、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂのいずれかに異常が発生した場合（例えば故障により停止した場合）に切断状態から接続状態へ切り換わる。第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂのうちの一方に異常が生じた場合に、クラッチ２７５によって第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａと第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂとが連結される。したがって、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂのうち、異常が生じていない他方の転舵モータ１４０の回転力を第１減速機構１８０Ａ及び第２減速機構１８０Ｂの双方を介して、ラック軸８に伝達することができる。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。

＜変形例１＞
上記実施形態では、転舵コントローラ１３１，２３１が、第１転舵モータ１４０Ａと第２転舵モータ１４０Ｂとの間に配置される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１転舵モータ１４０Ａが、転舵コントローラ１３１，２３１と第２転舵モータ１４０Ｂとの間に配置されていてもよいし、第２転舵モータ１４０Ｂが、転舵コントローラ１３１，２３１と第１転舵モータ１４０Ａとの間に配置されていてもよい。

＜変形例２＞
上記実施形態では、第１動力伝達機構及び第２動力伝達機構をウォームシャフト１８１及びウォームホイール１８２を有するウォームギヤからなる減速機で構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図示しないが、第１動力伝達機構及び第２動力伝達機構として、転舵モータ１４０の出力軸１７１に取り付けられる駆動プーリと、ラック軸８に複数のボールを介して螺合されたボールナットと、ボールナットの外周に取り付けられる従動プーリと、駆動プーリと従動プーリとの間に巻き掛けられたベルトと、を有する減速機構を採用してもよい。

＜変形例３＞
第２実施形態では、転舵コントローラ２３１が異常検出部２３５及びクラッチ制御部２３６を備える例について説明したが、本発明はこれに限定されない。異常検出部２３５及びクラッチ制御部２３６としての機能は、転舵コントローラ２３１とは別のコントローラが有していてもよい。

＜変形例４＞
第２実施形態において、クラッチ２７５の接続と切断を切り換える手動スイッチをさらに設けてもよい。この場合、手動スイッチは、異常検出部２３５により第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの双方が正常状態であると判定されている間のみ機能する。クラッチ制御部２３６は、異常検出部２３５により第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの双方が正常状態であると判定されている場合において、手動スイッチによりクラッチ２７５を接続する操作が行われたときには、手動スイッチの操作を優先してクラッチ２７５を接続状態にする。一方、クラッチ制御部２３６は、手動スイッチによりクラッチ２７５を切断する操作が行われている場合において、異常検出部２３５により第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの少なくとも一方が異常状態であると判定されたときには、異常検出部２３５の判定結果を優先して、クラッチ２７５を接続状態にする。

なお、手動スイッチに代えて、所定の条件に応じて、クラッチ２７５を接続状態とする接続モードと、クラッチ２７５を切断状態とする切断モードと、を切り換えるモード設定部を設けてもよい。この場合、モード設定部は、異常検出部２３５により第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの双方が正常状態であると判定されている間のみ機能する。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、および効果をまとめて説明する。

パワーステアリング装置１００，２００は、車輪２を転舵するラック軸８を備えたパワーステアリング装置であって、第１モータとしての第１転舵モータ１４０Ａと、第１転舵モータ１４０Ａの回転力をラック軸８に伝達する第１動力伝達機構としての第１減速機構１８０Ａと、第２モータとしての第２転舵モータ１４０Ｂと、第２転舵モータ１４０Ｂの回転力をラック軸８に伝達する第２動力伝達機構としての第２減速機構１８０Ｂと、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの駆動を制御するコントローラである転舵コントローラ１３１，２３１と、第１減速機構１８０Ａを収容する第１ケースとしての第１ギヤケース１８３Ａと、第２減速機構１８０Ｂを収容する第２ケースとしての第２ギヤケース１８３Ｂと、一端部が第１ギヤケース１８３Ａに固定され、他端部が第２ギヤケース１８３Ｂに固定されるハウジング１１０と、を備え、ハウジング１１０は、第１転舵モータ１４０Ａを収容する第１モータ収容室１２３Ａ、第２転舵モータ１４０Ｂを収容する第２モータ収容室１２３Ｂ、及び、転舵コントローラ１３１，２３１を収容するコントローラ収容室１３２を有する。

この構成では、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂを制御する転舵コントローラ１３１，２３１を、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂとともにハウジング１１０に収容するようにしたので、転舵コントローラ１３１，２３１に対する配線をコントローラ収容室１３２に集約することができる。その結果、転舵コントローラ１３１，２３１に対する配線レイアウトを簡素化することができる。

パワーステアリング装置１００，２００は、第１減速機構１８０Ａに連結される第１転舵モータ１４０Ａの出力軸である第１出力軸１７１ａ，２７１Ａと、第２減速機構１８０Ｂに連結される第２転舵モータ１４０Ｂの出力軸である第２出力軸１７１ｂ，２７１Ｂと、が一体的に回転可能である。

この構成では、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの一方に異常が生じた場合に、異常が生じていない他方のモータの回転力を第１減速機構１８０Ａ及び第２減速機構１８０Ｂの双方を介して、ラック軸８に伝達することができる。

パワーステアリング装置２００は、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１と第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂとの連結を解除可能なクラッチ２７５をさらに備える。

この構成では、クラッチ２７５によって、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａと第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂとを連結して、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａと第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂとを一体的に回転させることができる。また、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａと第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂとの連結を解除して、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂのそれぞれに対して異なるトルクを付与することができる。

パワーステアリング装置２００は、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの異常を検出する異常検出部２３５と、異常検出部２３５によって第１転舵モータ１４０Ａまたは第２転舵モータ１４０Ｂの異常が検出されたとき、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａと第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂとを連結するようにクラッチ２７５を制御するクラッチ制御部２３６と、をさらに備える。

この構成では、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂのうちの一方に異常が生じた場合に、クラッチ２７５によって第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸２７１Ａと第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸２７１Ｂとが連結されるので、異常が生じていない他方のモータの回転力を第１減速機構１８０Ａ及び第２減速機構１８０Ｂの双方を介して、ラック軸８に伝達することができる。

パワーステアリング装置１００は、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸１７１ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸１７１ｂが、単一の軸状部材である出力軸１７１によって構成され、出力軸１７１が、第１転舵モータ１４０Ａ、転舵コントローラ１３１及び第２転舵モータ１４０Ｂを貫通し、第１転舵モータ１４０Ａを貫通する出力軸１７１の一端部が、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸１７１ａとして第１減速機構１８０Ａに連結され、第２転舵モータ１４０Ｂを貫通する出力軸１７１の他端部が、第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸１７１ｂとして第２減速機構１８０Ｂに連結される。

この構成では、第１転舵モータ１４０Ａの第１出力軸１７１ａと第２転舵モータ１４０Ｂの第２出力軸１７１ｂとを連結するための構造が不要であるので、パワーステアリング装置１００の構成を簡素化することができる。

パワーステアリング装置１００，２００は、転舵コントローラ１３１，２３１が、第１転舵モータ１４０Ａと第２転舵モータ１４０Ｂとの間に配置される。

この構成では、第１転舵モータ１４０Ａ及び第２転舵モータ１４０Ｂのそれぞれから転舵コントローラ１３１，２３１までの配線レイアウトを略対称のレイアウトとすることができ、配線レイアウトの簡素化を図ることができる。

パワーステアリング装置１００は、転舵コントローラ１３１が、第１転舵モータ１４０Ａに駆動制御信号を出力するとともに第２転舵モータ１４０Ｂに上記駆動制御信号を出力する。

この構成では、第１転舵モータ１４０Ａの駆動を制御する第１転舵コントローラと第２転舵モータ１４０Ｂの駆動を制御する第２転舵コントローラとを備える場合に比べて、転舵コントローラ１３１に対する配線数の低減を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

２・・・車輪、８・・・ラック軸、１００，２００・・・パワーステアリング装置、１１０・・・ハウジング、１２３Ａ・・・第１モータ収容室、１２３Ｂ・・・第２モータ収容室、１３１，２３１・・・転舵コントローラ（コントローラ）、１３２・・・コントローラ収容室、１４０Ａ・・・第１転舵モータ（第１モータ）、１４０Ｂ・・・第２転舵モータ（第２モータ）、１７１・・・出力軸（軸状部材）、１７１ａ，２７１Ａ・・・第１出力軸、１７１ｂ，２７１Ｂ・・・第２出力軸、１８０Ａ・・・第１減速機構、１８０Ｂ・・・第２減速機構、１８３Ａ・・・第１ギヤケース（第１ケース）、１８３Ｂ・・・第２ギヤケース（第２ケース）、２３５・・・異常検出部、２３６・・・クラッチ制御部、２７５・・・クラッチ

Claims (7)

1. 車輪を転舵するラック軸を備えたパワーステアリング装置であって、
   第１モータと、
   前記第１モータの回転力を前記ラック軸に伝達する第１動力伝達機構と、
   第２モータと、
   前記第２モータの回転力を前記ラック軸に伝達する第２動力伝達機構と、
   前記第１モータ及び前記第２モータの駆動を制御するコントローラと、
   前記第１動力伝達機構を収容する第１ケースと、
   前記第２動力伝達機構を収容する第２ケースと、
   一端部が前記第１ケースに固定され、他端部が前記第２ケースに固定されるハウジングと、を備え、
   前記ハウジングは、前記第１モータを収容する第１モータ収容室、前記第２モータを収容する第２モータ収容室、及び、前記コントローラを収容するコントローラ収容室を有する
   ことを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
   前記第１動力伝達機構に連結される前記第１モータの出力軸と、前記第２動力伝達機構に連結される前記第２モータの出力軸と、が一体的に回転可能である
   ことを特徴とするパワーステアリング装置。
3. 請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
   前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸との連結を解除可能なクラッチをさらに備える
   ことを特徴とするパワーステアリング装置。
4. 請求項３に記載のパワーステアリング装置において、
   前記第１モータ及び前記第２モータの異常を検出する異常検出部と、
   前記異常検出部によって前記第１モータまたは前記第２モータの異常が検出されたとき、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸とを連結するように前記クラッチを制御するクラッチ制御部と、をさらに備える
   ことを特徴とするパワーステアリング装置。
5. 請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
   前記第１モータの出力軸及び前記第２モータの出力軸は、単一の軸状部材によって構成され、
   前記軸状部材は、前記第１モータ、前記コントローラ及び前記第２モータを貫通し、
   前記第１モータを貫通する前記軸状部材の一端部が、前記第１モータの出力軸として前記第１動力伝達機構に連結され、
   前記第２モータを貫通する前記軸状部材の他端部が、前記第２モータの出力軸として前記第２動力伝達機構に連結される
   ことを特徴とするパワーステアリング装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のパワーステアリング装置において、
   前記コントローラは、前記第１モータと前記第２モータとの間に配置される
   ことを特徴とするパワーステアリング装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のパワーステアリング装置において、
   前記コントローラは、前記第１モータに駆動制御信号を出力するとともに前記第２モータに前記駆動制御信号を出力する
   ことを特徴とするパワーステアリング装置。

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