JP2003118597A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 何らかの原因で何れか一方の転舵モータが出
力不能となってその出力軸が作動困難となった場合に
は、残りの転舵モータにて転舵機構の転舵軸を駆動可能
とすること。 【解決手段】 二つの転舵モータ３１，３２にて転舵機
構１０の転舵軸（リレーロッド１４）を左右方向に駆動
可能に構成して、転舵モータ３１，３２の駆動力にて操
舵輪４０を転舵可能に構成した車両用操舵装置におい
て、両転舵モータ３１，３２の出力軸３１ａ，３２ａを
転舵軸（１４）に、差動機構２０を介して接続した。差
動機構２０は、二つの転舵モータの出力軸に接続される
二つの入力要素（２１，２２）と、転舵機構の転舵軸に
接続される一つの出力要素（２３）を有するとともに、
二系統の動力伝達経路を有していて、何れか一方の動力
伝達経路が動力伝達不能なときにも残りの動力伝達経路
が動力伝達可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両において転舵
輪を転舵させるための車両用操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用操舵装置の一つとして、二つの転
舵モータにて転舵機構の転舵軸を駆動可能に構成したも
のがあり、例えば特開２００１−８０５３０号公報に示
されている。同公報に示されている車両用操舵装置で
は、各転舵モータのローターが共通の駆動軸（回転出力
軸）上に配置されていて、同駆動軸はボールねじ式転舵
機構の一構成部材であるボールナットに一体回転可能に
連結されており、両転舵モータの出力トルクにてボール
ナットを回転駆動することで、転舵機構の転舵軸である
ねじ軸を軸方向に駆動し、転舵輪を転舵させることが可
能となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の車両用
操舵装置においては、共通の駆動軸を二つの転舵モータ
のローターにて直接に回転駆動する構成が採用されてい
るため、何らかの原因で何れか一方の転舵モータが出力
不能でそのローター回転抵抗が増大した場合には、残り
の転舵モータにて共通の駆動軸を回転することが困難と
なって、転舵機構の転舵軸を駆動すること、すなわち転
舵輪を転舵させることが困難となる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
に対処すべく、二つの転舵モータにて転舵機構の転舵軸
を駆動可能に構成した車両用操舵装置において、前記両
転舵モータの出力軸を前記転舵軸に差動機構を介して接
続したこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。この
場合において、前記両転舵モータの何れか一方が出力不
能状態となったときに同転舵モータの出力軸の動きを禁
止する禁止手段を設けること（請求項２に係る発明）も
可能である。

【０００５】上記した差動機構は、二つの転舵モータの
出力軸に接続される二つの入力要素と、転舵機構の転舵
軸に接続される一つの出力要素を有するとともに、二系
統の動力伝達経路を有していて、何れか一方の動力伝達
経路が動力伝達不能なときにも残りの動力伝達経路が動
力伝達可能である。また、上記した禁止手段は、転舵モ
ータの出力軸が回転駆動されるものであるときには出力
軸の回転を禁止し、転舵モータの出力軸が軸方向に駆動
されるものであるときには出力軸の軸方向移動を禁止す
る。

【０００６】

【発明の作用・効果】本発明による車両用操舵装置（請
求項１に係る発明）においては、二つの転舵モータの出
力軸と転舵軸間に差動機構が介装されていて、差動機構
における何れか一方の動力伝達経路が動力伝達不能なと
きにも残りの動力伝達経路が動力伝達可能であるため、
何らかの原因で何れか一方の転舵モータが出力不能とな
ってその出力軸が作動不能となった場合には、残りの転
舵モータにて転舵機構の転舵軸を駆動することが可能で
転舵輪を転舵させることが可能である。

【０００７】また、本発明による車両用操舵装置（請求
項２に係る発明）においては、二つの転舵モータの出力
軸と転舵軸間に差動機構が介装されていて、差動機構に
おける何れか一方の動力伝達経路が動力伝達不能なとき
にも残りの動力伝達経路が動力伝達可能であり、かつ両
転舵モータの何れか一方が出力不能状態となったときに
同転舵モータの出力軸の動きを禁止する禁止手段を設け
たため、何らかの原因で何れか一方の転舵モータが出力
不能となった場合には、同転舵モータの出力軸の動きを
禁止した状態で、残りの転舵モータにて転舵機構の転舵
軸を駆動することが可能であり、これによって転舵輪を
転舵させることが可能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１および図２は本発明による
車両用操舵装置を概略的に示していて、この車両用操舵
装置では、ステアリングホイール(図示省略)等の操作手
段と機械的に連結されていない転舵機構１０としてボー
ルねじ式の転舵機構が採用されており、転舵機構１０は
遊星ギヤ式の差動機構２０を介して二つの転舵モータ３
１，３２（モータハウジングにて車体に組付けられてい
るモータ）に接続されている。

【０００９】転舵機構１０は、車体の一部にブラケット
１９を介して回転可能かつ軸方向移動不能に組付けたね
じ軸１１と、このねじ軸１１に組付けたボールナット１
２と、このボールナット１２を回転不能に支持する支持
アーム１３と、この支持アーム１３を一体的に支持して
車体の一部にブラケット１９を介して左右動可能に組付
けた転舵軸としてのリレーロッド１４と、このリレーロ
ッド１４の左右両端部にそれぞれ連結したタイロッド１
５およびナックルアーム１６等によって構成されてい
る。この転舵機構１０においては、リレーロッド１４が
左右動されることによって、タイロッド１５およびナッ
クルアーム１６を介して転舵輪４０が転舵される。

【００１０】差動機構２０は、図２に示したように、サ
ンギヤ２１とリングギヤ２２を入力要素とし、キャリア
２３を出力要素とするものであり、サンギヤ２１からキ
ャリア２３に至る動力伝達経路と、リングギヤ２２から
キャリア２３に至る動力伝達経路を有していて、何れか
一方の動力伝達経路が動力伝達不能なとき（すなわちサ
ンギヤ２１またはリングギヤ２２が回転不能なとき）に
も残りの動力伝達経路が動力伝達可能である。サンギヤ
２１は、転舵モータ３１の出力軸３１ａ上に一体回転可
能に接続されている。リングギヤ２２は、転舵モータ３
２の出力軸３２ａ上に一体回転可能に組付けたピニオン
３３と噛合している。キャリア２３は、転舵機構１０の
ねじ軸１１に一体回転可能に接続されている。

【００１１】各転舵モータ３１，３２は、非通電時に出
力軸３１ａ，３２ａが回転困難となる回転駆動モータ
（例えば、減速機付モータまたは超音波モータ）であっ
て、ステアリングホイール(図示省略)等の操作手段への
操舵量に応じて制御装置(図示省略)にて作動を制御され
るようになっており、それぞれの出力トルクは車両停止
時のステアに必要な値（据え切りを可能とする値）に設
定されている。また、各転舵モータ３１，３２は、単独
では正常時に必要なステア速度を得ることができないも
のの、同時に作動させることで正常時に必要なステア速
度を得ることができるように、出力速度が設定されてい
る。

【００１２】また、この実施形態においては、各転舵モ
ータ３１，３２に出力軸３１ａ，３２ａの回転量（回転
速度でも実施可能）を検出可能なセンサＳ１，Ｓ２が設
けられていて、センサＳ１，Ｓ２の検出値から算出され
るキャリア２３の回転量と、転舵機構１０のねじ軸１１
の回転量（ねじ軸１１に対応して設けたセンサＳ３の検
出値から算出される回転量）とを比較することで、各転
舵モータ３１，３２、各センサＳ１，Ｓ２等の異常を検
出可能とされており、異常検出時には異常を検出した側
の転舵モータを回転禁止にするとともに、異常報知手段
（図示省略のランプ、ブザー等）が作動するように構成
されている。

【００１３】上記のように構成したこの実施形態におい
ては、ステアリングホイール(図示省略)等の操作手段が
操作されると、操作手段への操舵入力に応じて制御装置
(図示省略)が転舵モータ３１，３２の作動を制御する。
このため、当該操舵装置が正常であるときには、両転舵
モータ３１，３２の駆動力により差動機構２０を介して
転舵機構１０のねじ軸１１が回転駆動されて、操舵入力
に応じて転舵機構１０のリレーロッド１４が左右動さ
れ、左右の転舵輪４０が操舵入力に応じ所期のステア速
度にて転舵される。

【００１４】ところで、この実施形態においては、二つ
の転舵モータ３１，３２の出力軸３１ａ，３２ａと転舵
機構１０のねじ軸１１間に差動機構２０が介装されてい
て、差動機構２０における何れか一方の動力伝達経路が
動力伝達不能なときにも残りの動力伝達経路が動力伝達
可能である。このため、何らかの原因で何れか一方の転
舵モータ３１または３２が出力不能となってその出力軸
３１ａまたは３２ａが回転作動不能となった場合（異常
時）には、残りの転舵モータ３２または３１にて転舵機
構１０のねじ軸１１を回転駆動することが可能で、左右
の転舵輪４０を転舵させることが可能である。

【００１５】上記実施形態においては、転舵モータ３
１，３２として非通電時に出力軸３１ａ，３２ａが回転
不能となる回転駆動モータ（例えば、減速機付モータま
たは超音波モータ）を採用して実施したが、図３にて概
略的に示したように、転舵モータ３１，３２として非通
電時に出力軸３１ａ，３２ａが回転可能となる回転駆動
モータ（例えば、ブラシレスモータ）を採用した上で、
各出力軸３１ａ，３２ａを回転不能に固定し得る電磁ブ
レーキ５１，５２を設けて実施することも可能である。
各電磁ブレーキ５１，５２は、該当する転舵モータ３
１，３２が通電異常等で出力不能状態となったときに同
転舵モータ３１，３２の出力軸３１ａ，３２ａの回転を
禁止する禁止手段であり、制御装置(図示省略)にて作動
を制御されるようになっている。

【００１６】図３に示した実施形態では、両転舵モータ
３１，３２の何れか一方が出力不能状態となったとき、
該当する転舵モータ３１または３２の出力軸３１ａまた
は３２ａの回転を電磁ブレーキ５１または５２が禁止す
る。このため、何らかの原因で何れか一方の転舵モータ
３１または３２が出力不能となった場合には、同転舵モ
ータ３１または３２の出力軸３１ａまたは３２ａの回転
を電磁ブレーキ５１または５２にて禁止した状態で、残
りの転舵モータ３２または３１にて転舵機構１０のねじ
軸１１を回転駆動することが可能であり、これによって
左右の転舵輪４０を転舵させることが可能である。

【００１７】また、上記各実施形態においては、二つの
転舵モータの出力軸（３１ａ，３２ａ）に接続される二
つの入力要素と、転舵機構の転舵軸（リレーロッド１
４）に接続される一つの出力要素を有するとともに、二
系統の動力伝達経路を有していて、何れか一方の動力伝
達経路が動力伝達不能なときにも残りの動力伝達経路が
動力伝達可能な差動機構して、遊星ギヤ式の差動機構２
０を採用して実施したが、同差動機構として図４、図５
または図６にて概略的に示した各差動機構１２０，２２
０，３２０を採用して実施することも可能である。な
お、図４、図５または図６に示した各差動機構１２０，
２２０，３２０を採用した実施形態でも、上記実施形態
と同様の作用効果を得ることが可能である。

【００１８】図４に示した差動機構１２０は、ハーモニ
ックドライブ式の差動機構であって、ウェーブジェネレ
ータ１２１とウォームギヤ１２２を入力要素とし、フレ
クスプライン１２３を出力要素とし、ウォームギヤ１２
２とフレクスプライン１２３間にサーキュラスプライン
を有するウォームホイール１２４を介在させたものであ
り、ウェーブジェネレータ１２１からフレクスプライン
１２３に至る動力伝達経路と、ウォームギヤ１２２から
フレクスプライン１２３に至る動力伝達経路を有してい
て、何れか一方の動力伝達経路が動力伝達不能なとき
（すなわちウェーブジェネレータ１２１とウォームギヤ
１２２が回転不能なとき）にも残りの動力伝達経路が動
力伝達可能である。

【００１９】ウェーブジェネレータ１２１は、転舵モー
タ３１の出力軸３１ａ上に一体回転可能に接続されてい
る。ウォームギヤ１２２は、転舵モータ３２の出力軸３
２ａ上に一体回転可能に接続されている。フレクスプラ
イン１２３は、転舵機構のねじ軸（図１にねじ軸１１）
に一体回転可能に接続されている。ウォームホイール１
２４は、車体に対して回転可能かつ軸方向へ移動不能に
支持されている。

【００２０】図５に示した差動機構２２０は、ねじ送り
機構とスライド機構を組み合わせた差動機構であって、
ウォームギヤ２２１と２２２を入力要素とし、ねじスプ
ライン軸２２３を出力要素とし、各ウォームギヤ２２
１，２２２とねじスプライン軸２２３間にウォームホイ
ール２２４，２２５をそれぞれ介在させたものであり、
ウォームギヤ２２１からねじスプライン軸２２３に至る
動力伝達経路と、ウォームギヤ２２２からねじスプライ
ン軸２２３に至る動力伝達経路を有していて、何れか一
方の動力伝達経路が動力伝達不能なとき（すなわちウォ
ームギヤ２２１または２２２が回転不能なとき）にも残
りの動力伝達経路が動力伝達可能である。

【００２１】ウォームギヤ２２１は、転舵モータ３１の
出力軸３１ａ上に一体回転可能に接続されている。ウォ
ームギヤ２２２は、転舵モータ３２の出力軸３２ａ上に
一体回転可能に接続されている。ねじスプライン軸２２
３は、転舵機構１０の支持アーム１３にサポート１８を
介して回転可能かつ軸方向へ移動不能に支持されてい
て、転舵機構１０の支持アーム１３を介してリレーロッ
ド１４に接続されており、転舵機構１０のリレーロッド
１４と一体的に左右動可能である。

【００２２】ウォームホイール２２４は、車体に対して
回転可能かつ軸方向へ移動不能に支持されていて、外周
にてウォームギヤ２２１に噛合し、内周にてねじスプラ
イン軸２２３のねじ部２２３ａに螺合している。ウォー
ムホイール２２５は、車体に対して回転可能かつ軸方向
へ移動不能に支持されていて、外周にてウォームギヤ２
２２に噛合し、内周にてねじスプライン軸２２３のスプ
ライン部２２３ｂにスプライン嵌合している。

【００２３】図６に示した差動機構３２０は、二つのね
じ送り機構を備えた差動機構であって、ウォームギヤ３
２１と３２２を入力要素とし、ホルダ３２３を出力要素
とし、ウォームギヤ３２１とホルダ３２３間にウォーム
ホイール３２４とねじ軸３２５を介在させ、ウォームギ
ヤ３２２とホルダ３２３間にウォームホイール３２６を
介在させたものであり、ウォームギヤ３２１からホルダ
３２３に至る動力伝達経路と、ウォームギヤ３２２から
ホルダ３２３に至る動力伝達経路を有していて、何れか
一方の動力伝達経路が動力伝達不能なとき（すなわちウ
ォームギヤ３２１または３２２が回転不能なとき）にも
残りの動力伝達経路が動力伝達可能である。

【００２４】ウォームギヤ３２１は、転舵モータ３１の
出力軸３１ａ上に一体回転可能に接続されている。ウォ
ームギヤ３２２は、転舵モータ３２の出力軸３２ａ上に
一体回転可能に接続されている。ホルダ３２３は、転舵
機構１０の支持アーム１３に一体的に支持されている。
なお、この実施形態では、転舵モータ３２がホルダ３２
３と一体的に移動する可動支持体３２７に組付けられて
いて左右動可能とされている。

【００２５】ウォームホイール３２４は、車体に対して
回転可能かつ軸方向へ移動不能に支持されていて、外周
にてウォームギヤ３２１に噛合し、内周にてねじ軸３２
５に螺合している。ねじ軸３２５は、両ウォームホイー
ル３２４，３２６の内周（中心部）にねじ込まれてい
て、各ウォームホイール３２４，３２６の回転によって
軸方向へ移動可能に支持されている。ウォームホイール
３２６は、ホルダ３２３に対して回転可能かつ軸方向へ
移動不能に支持されていて、外周にてウォームギヤ３２
２に噛合し、内周にてねじ軸３２５に螺合している。

【００２６】図６に示した差動機構３２０では、転舵モ
ータ３１の出力軸３１ａを回転駆動することによって可
動支持体３２７を移動させるためのねじ軸と、転舵モー
タ３２の出力軸３２ａを回転駆動することによってホル
ダ３２３を移動させるためのねじ軸を、ねじ軸３２５で
兼用する構成を採用したが、各ねじ軸を別個に構成して
実施することも可能である。

【００２７】また、上記各実施形態においては、両転舵
モータの出力軸が回転駆動される構成である実施形態に
ついて説明したが、少なくとも一方の転舵モータの出力
軸が軸方向に駆動される構成である実施形態にも、本発
明は実施可能であり、この場合には、各転舵モータの出
力軸の動きに合わせた差動機構を採用して実施する必要
がある。また、上記した各転舵モータは電気モータに限
定されるものではなく、他の種々な駆動モータ（例え
ば、油圧モータ、空気圧モータ等）を採用することも可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による車両用操舵装置の一実施形態を
概略的に示す図である。

【図２】 図１に示した差動機構の構成を概略的に示す
図である。

【図３】 本発明による車両用操舵装置の他の実施形態
を部分的に示す図２相当の図である。

【図４】 本発明の実施に際して採用可能な差動機構の
第１変形実施形態を概略的に示す図である。

【図５】 本発明の実施に際して採用可能な差動機構の
第２変形実施形態を概略的に示す図である。

【図６】 本発明の実施に際して採用可能な差動機構の
第３変形実施形態を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１０…転舵機構、１１…ねじ軸、１２…ボールナット、
１３…支持アーム、１４…リレーロッド、１５…タイロ
ッド、１６…ナックルアーム、２０…差動機構、２１…
サンギヤ、２２…リングギヤ、２３…キャリア、３１，
３２…転舵モータ、３１ａ，３２ａ…出力軸、４０…転
舵輪。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二つの転舵モータにて転舵機構の転舵軸
   を駆動可能に構成した車両用操舵装置において、前記両
   転舵モータの出力軸を前記転舵軸に差動機構を介して接
   続したことを特徴とする車両用操舵装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した車両用操舵装置にお
   いて、前記両転舵モータの何れか一方が出力不能状態と
   なったときに同転舵モータの出力軸の動きを禁止する禁
   止手段を設けたことを特徴とする車両用操舵装置。