CN107380252B - 转向装置 - Google Patents

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Abstract

转向装置具备：齿条外壳(17)，其收纳齿条轴(12)；齿条端(14)，其分别安装并连结于齿条轴(12)的两端部；以及冲击吸收部件(70)，其设置在齿条外壳(17)与齿条端(14)之间。齿条轴(12)向齿条端(14)的端面(63)与齿条外壳(17)的限制面(17d)接近的方向移动，从而冲击吸收部件(70)被压缩压缩量D1而齿条轴(12)到达位置L2时，控制装置通过降低马达的辅助力的电子制动控制，生成正输入末端。由此，限制向端面(63)朝向限制面(17d)的方向的齿条轴(12)的移动。

Description

转向装置
技术领域
本发明涉及转向装置。
背景技术
以往，有通过将随着方向盘的转向操纵的转向轴的旋转传递到齿条小齿轮机构来变更转向轮的角度的转向装置。齿条小齿轮机构将转向轴的旋转运动转换为齿条轴的直线运动。在齿条轴的两端部分别经由齿条端以能够转动的方式连结有转向横拉杆。
然而，在具备齿条小齿轮机构的转向装置中，由于齿条端与收纳齿条轴的齿条外壳抵接，所以限制齿条轴的移动行程，也在机械上限制转向轮的转向范围。在齿条端与齿条外壳抵接时，有对转向装置施加较强的冲击负荷的担心。因此，例如在德国专利申请公开第10 2011 051 715号说明书记载的转向装置中，在齿条端与齿条外壳之间，配置有用于吸收它们抵接时的、所谓的端接时的冲击负荷的末端减振器。
根据德国专利申请公开第10 2011 051 715号说明书的转向装置，确实缓和端接时的冲击负荷。但是，在端接时，齿条端与齿条外壳经由设在它们之间的弹性部件抵接。因此，也有由于端接时的弹性部件所带来的弹性感，而对方向盘的转向操纵感觉到不协调感的驾驶员。即，若通过弹性部件确保冲击吸收性则不容易规定转向操纵时的行程的极限位置(行程末端)。
发明内容
本发明的目的之一在于提供具备了能够明确地规定转向操纵时的行程末端的冲击吸收部件的转向装置。
作为本发明的一方式的转向装置具备：
转向操纵机构，其包含通过向轴向的移动而使转向轮转向的转向轴、和与上述转向轴的向轴向的移动对应地旋转的转向操纵轴；
马达，其对上述转向操纵机构赋予使上述转向轮转向的转向辅助力；
外壳，其收纳上述转向轴；
端部件，其安装于上述转向轴的端部，并与上述转向轮连结；
冲击吸收部件，其在上述转向轴的轴向上，设置在上述外壳的端面与上述端部件的端面之间，并被压缩从而吸收冲击；以及
控制装置，其控制上述马达，以使上述冲击吸收部件与上述端部件在上述冲击吸收部件留有压缩余量的状态下接触时，向进一步压缩上述冲击吸收部件的方向的上述转向辅助力的产生停止或者降低。
根据该构成，通过在冲击吸收部件与端部件的端面在冲击吸收部件留有压缩余量的状态下抵接时的转向轴的位置，停止或者降低转向辅助力的产生，能够在该位置明确地设定行程末端。这是因为例如驾驶员进行转向操作所需要的力增大，从而能够使驾驶员感受到停滞感。另外，在转向轴超过行程末端，并进一步向压缩冲击吸收部件的方向移动的情况下，通过冲击吸收部件以压缩余量进行压缩来吸收冲击。
在上述的转向装置中，也可以构成为上述冲击吸收部件与上述端部件在上述冲击吸收部件留有上述压缩余量的状态下接触时的上述转向轴的位置是上述转向轴的转向操纵时的移动极限，上述移动极限在上述转向轴的轴向上，设定在从上述端部件的端面与上述冲击吸收部件抵接的位置到上述冲击吸收部件被压缩到极限为止的位置之间。
根据该构成，在转向轴超过转向操纵时的移动极限(行程末端)，进一步向压缩冲击吸收部件的方向移动的情况下，通过冲击吸收部件被压缩从冲击吸收部件被压缩到转向操纵时的移动极限的位置到冲击吸收部件被压缩到极限的位置之间的压缩余量来吸收冲击。
在上述的转向装置中，也可以构成为上述冲击吸收部件与上述端部件在上述冲击吸收部件留有上述压缩余量的状态下接触时的上述转向轴的位置是上述转向轴的转向操纵时的移动极限，上述移动极限设定在与上述端部件的端面和上述冲击吸收部件抵接的位置之间的距离比与上述外壳的端面之间的距离短的位置。
根据该构成，将移动极限设置在冲击吸收部件上的更接近端部件的位置，相应地抑制车辆的最小旋转半径的增大，并且抑制冲击吸收部件的耐用次数(寿命)降低。
在上述的转向装置中，也可以是上述控制装置通过控制上述马达，对上述转向操纵机构赋予限制上述转向轴超过上述移动极限并进一步向压缩上述冲击吸收部件的方向移动的限制力，从而停止或者降低上述转向辅助力的产生。
根据该构成，通过在转向轴超过移动极限向压缩冲击吸收部件的方向移动时，赋予转向操纵机构限制转向轴向压缩冲击吸收部件的方向移动的限制力，能够更明确地在移动极限设定行程末端。
上述的转向装置也可以构成为还具有检测上述转向轴的轴向上的位置的传感器，上述控制装置基于上述位置，停止或者降低上述转向辅助力的产生。
根据该构成，控制装置能够通过传感器，检测转向轴的轴向上的位置到达冲击吸收部件与端部件在冲击吸收部件留有压缩余量的状态下接触时的位置。
在上述的转向装置中，也可以构成为上述冲击吸收部件的压缩量和反复以一定量压缩上述冲击吸收部件时的耐用次数具有随着上述冲击吸收部件的压缩量增加，而上述冲击吸收部件的耐用次数减少的关系，基于与设计上要求的耐用次数对应的上述冲击吸收部件的压缩量来决定上述冲击吸收部件与上述端部件在上述冲击吸收部件留有上述压缩余量的状态下接触时的上述转向轴的位置。
根据该构成，通过基于与设计上要求的冲击吸收部件的耐用次数对应的冲击吸收部件的压缩量，来决定冲击吸收部件在留有压缩余量的状态下与端部件接触时的转向轴的位置，能够确保冲击吸收部件的耐用次数。
在上述的转向装置中，也可以是上述控制装置控制上述马达，以使随着接近上述冲击吸收部件与上述端部件在上述冲击吸收部件留有上述压缩余量的状态下接触时的上述转向轴的位置，上述转向辅助力进一步降低。
根据该构成，通过随着接近冲击吸收部件与端部件在冲击吸收部件留有压缩余量的状态下接触时的转向轴的位置，降低转向辅助力，能够抑制冲击吸收部件与端部件接触时的敲击声。
上述的转向装置也可以是还具备减速机，该减速机具有：驱动带轮，其安装于上述马达的旋转轴；从动带轮，其将由上述马达产生的转向辅助力传递到上述转向轴；以及传动带，其缠绕在上述驱动带轮与上述从动带轮之间。
根据该构成，能够通过冲击吸收部件以及控制装置带来的辅助力的产生的停止或者降低来降低本来直接作用于减速机的冲击负荷。因此，例如抑制减速机的传动带的磨损，所以提高减速机的耐久性。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚，其中，附图标记表示本发明的要素，其中，
图1是表示一实施方式的转向装置的概略结构的构成图。
图2是对于一实施方式的转向装置，表示辅助机构的概略结构的剖视图。
图3是对于一实施方式的转向装置，表示齿条端附近的概略结构的剖视图。
图4是表示齿条轴的移动量与负荷的关系的图表。
图5是表示齿条轴的移动量与冲击吸收部件的状态的关系的示意图。
图6A是表示负荷作用时的齿条端附近的概略结构的剖视图。
图6B是表示负荷作用时的齿条端附近的概略结构的剖视图。
图6C是表示负荷作用时的齿条端附近的概略结构的剖视图。
图6D是表示负荷作用时的齿条端附近的概略结构的剖视图。
图7是表示冲击吸收部件的压缩量与冲击吸收部件的耐用次数的关系的图表。
图8是表示冲击吸收部件的压缩量与车辆的最小旋转半径的关系的图表。
具体实施方式
以下，对转向装置的一实施方式所涉及的电动助力转向装置(EPS)进行说明。
如图1所示，EPS1具备基于驾驶员的方向盘10的操作使转向轮16转向的转向操纵机构2、辅助驾驶员的转向操作的辅助机构3、以及作为控制辅助机构3的控制装置的电子控制单元(ECU)4。
转向操纵机构2具备方向盘10以及与方向盘10一体旋转的转向轴11。转向轴11具有与方向盘10连结的柱轴11a、与柱轴11a的下端部连结的中间轴11b、以及与中间轴11b的下端部连结的小齿轮轴11c。小齿轮轴11c的下端部经由齿条小齿轮机构13与作为转向轴的齿条轴12连结。小齿轮轴11c的下端部(小齿轮齿)与齿条轴12(齿条齿12b)啮合。因此，转向轴11的旋转运动经由由设于小齿轮轴11c的前端的小齿轮齿和设于齿条轴12的齿条齿12b构成的齿条小齿轮机构13，转换为齿条轴12的轴向X(图1的左右方向)的往复直线运动。该往复直线运动经由分别与齿条轴12的两端连结的齿条端14(端部件)传递到转向横拉杆15。这些转向横拉杆15的运动分别传递到左右的转向轮16，从而变更转向轮16的转向角。
齿条轴12收纳于齿条外壳17。在齿条外壳17的两端与转向横拉杆15之间分别配置有波纹筒状体的齿条套18。另外，齿条轴12以通过设在齿条外壳17的齿条导轨20，而朝向小齿轮轴11c侧被施压的状态下，能够沿其轴向X往复移动的方式被支承在齿条外壳17的内部。
辅助机构3设在齿条轴12的周围。辅助机构3由作为辅助力的产生源的马达30、在齿条轴12的周围一体地安装的滚珠丝杠机构40、以及将马达30的旋转轴31的旋转力传递到滚珠丝杠机构40的减速机50构成。辅助机构3通过将马达30的旋转轴31的旋转力经由减速机50以及滚珠丝杠机构40转换为齿条轴12的轴向X的力，从而辅助驾驶员的转向操作。
滚珠丝杠机构40、减速机50、小齿轮轴11c、以及齿条轴12被齿条外壳17覆盖。在齿条外壳17在轴向X贯通地设有将齿条轴12插入的插通部17a。另外，齿条外壳17具有作为向与齿条轴12的延伸方向相交的方向(图1中的下方)突出的部分的减速机外壳17b。在减速机外壳17b的内部收纳有减速机50的一部分。在减速机外壳17b的壁面(图2中的减速机外壳17b的右侧壁)设有贯通孔33。马达30的旋转轴31通过设于减速机外壳17b的贯通孔33延伸到减速机外壳17b的内部。马达30以旋转轴31与齿条轴12平行、并且马达30与齿条轴12平行的方式，通过螺栓32固定于减速机外壳17b。在插通部17a与齿条轴12的径向之间稍微设有缝隙。
ECU4基于包含设于车辆的传感器5的各种传感器的检测结果来控制马达30。ECU4与马达30一体地设置。传感器5例如是设于小齿轮轴11c，检测小齿轮轴11c的旋转角的旋转角传感器。此外，传感器5并不限定于旋转角传感器，也可以是检测作用于小齿轮轴11c的转矩的转矩传感器。
接下来，对辅助机构3进行详细说明。
如图2所示，滚珠丝杠机构40具备经由多个滚珠42与齿条轴12螺合的圆筒状的螺母41。螺母41经由轴承44以能够旋转的方式支承于齿条外壳17的内周面。在齿条轴12的外周面设有螺旋状的螺纹槽12a。在螺母41的内周面设有与齿条轴12的螺纹槽12a对应的螺旋状的螺纹槽43。被螺母41的螺纹槽43与齿条轴12的螺纹槽12a包围的螺旋状的空间作为滚珠42转动的转动路R发挥作用。另外，虽然未图示，但在螺母41设有在转动路R的两个位置开口，并将这两个位置的开口短路的循环路。因此，滚珠42能够经由螺母41内的循环路在转动路R内无限循环。
此外，轴承44以能够向轴向摆动的方式支承于齿条外壳17。在轴承44的外轮44a的轴向两侧设有剖面L形的环状的板45，在该板45与外轮44a之间设有碟形弹簧46。外轮44a的轴向上的两侧面部经由碟形弹簧46与板45弹性地抵接。另外，轴承44的内轮44b的轴向两侧被夹在从动带轮52与固定部件47之间。固定部件47通过安装于螺母41的固定部件48，被限制远离螺母41。另外，螺母41的端部(图2中的右端部)通过轴承49以能够旋转的方式支承于齿条外壳17的内周面。
在由这样的结构构成的辅助机构3中，若马达30的旋转轴31旋转，则驱动带轮51与旋转轴31一体地旋转。驱动带轮51的旋转经由传动带53传递到从动带轮52，由此从动带轮52旋转。因此，与从动带轮52一体地安装的螺母41也一体旋转。由于螺母41相对于齿条轴12相对旋转，所以夹在螺母41与齿条轴12之间的多个滚珠42从双方受到负荷而在转动路R内无限循环。由于滚珠42在转动路R内转动，从而给予螺母41的旋转转矩转换为给予齿条轴12的轴向X的辅助力(转向操纵辅助力)。因此，齿条轴12相对于螺母41向轴向X移动。即，ECU4通过基于驾驶员的转向操作来控制马达30，从而给予齿条轴12使其向轴向X移动的辅助力(参照图1)。
如图3所示，齿条端14是所谓的球窝接头，具有在前端设置球部61a的球头销61、和以能够转动、弯曲的方式收纳该球部61a的插口62。在插口62的内部安装有与球部61a的球面形状对应的球面座62a。球头销61通过其球部61a嵌合到球面座62a，而以能够弯曲的方式与插口62连结。转向横拉杆15连接固定于该球头销61中的球部61a，从而转向横拉杆15以能够弯曲的方式与齿条轴12连结。
齿条端14通过插口62与齿条轴12的端部螺合，从而固定于齿条轴12。在插口62中的齿条轴12侧的端面63设有向齿条轴12侧突出的圆柱部64。在圆柱部64的外周面设有外螺纹部65。另一方面，在齿条轴12的端部设有与齿条轴12同心的圆形孔66。在圆形孔66的内周面设有与外螺纹部65对应的内螺纹部67。通过外螺纹部65与内螺纹部67螺合，而插口62固定于齿条轴12的端部。此外，插口62的端面63与齿条轴12的端面抵接。
在齿条外壳17的端部设有将插口62插入的扩径部17c。扩径部17c的内径设定为比插通部17a的内径大。在插通部17a与扩径部17c的边界部分设有与轴向X正交的限制面17d。插口62的外径设定为比齿条外壳17的插通部17a的内径大，且比扩径部17c的内径小。因此，随着齿条轴12的移动产生端面63与限制面17d抵接，在本实施方式中端面63经由冲击吸收部件70与限制面17d抵接的、所谓的端接。因此，为了缓和端接时的冲击负荷，在齿条外壳17的限制面17d与齿条端14的端面63之间设有冲击吸收部件70。
冲击吸收部件70具有圆筒状的弹性部71、分别设在弹性部71的轴向两侧的侧面的圆环状的端板72、73。
弹性部71由包含橡胶、合成树脂等的弹性体构成。在弹性部71中的限制面17d侧的端部(图3中的左端部)，在其外周设有凸缘部71a。通过凸缘部71a与设于扩径部17c的凹部17e嵌合，而弹性部71安装于齿条外壳17。另外，弹性部71的内径设定为比齿条轴12的外径大。
端板72、73与弹性部71相比具有较高的弹性模量。端板72的外径设定为比齿条外壳17中的扩径部17c的内径稍微小。端板73的外径设定为比扩径部17c的凹部17e的内径稍微小。端板72以与弹性部71中的与限制面17d相反的一侧的端面亦即第一端面(图3中的右端面)接触的状态配置。另外，端板73维持与弹性部71中的限制面17d侧的端面亦即第二端面(图3中的左端面)接触的状态。弹性部71的第二端面维持为经由端板73与限制面17d接触的状态。通过设置端板72、73，端面63经由冲击吸收部件70与限制面17d抵接时的冲击负荷以被分散的状态作用于弹性部71。此外，端板72的齿条端14侧的端面在端接时作为与齿条端14的端面63抵接的抵接面72a发挥作用。
此外，端面63经由冲击吸收部件70与限制面17d抵接的端接有随着驾驶员的转向操作而齿条轴12向轴向移动的正输入、和随着转向轮16的骑上路缘石等所引起的冲击负荷而齿条轴12向轴向移动的逆输入。这里的逆输入(逆输入负荷)假定为比正输入(正输入负荷)大的负荷。
齿条导轨20具有安装在设于齿条外壳17的外周面的筒状的导轨安装部17f的开口部的插头(plug)21、具有弹力的施压部件22、以及以能够进退移动的方式设于插头21，并通过施压部件22的弹力被按压到齿条轴12中的与齿条齿12b相反的一侧的背面12c的支撑轭23。支撑轭23具有与齿条轴12的背面12c的半圆筒形状(剖面半圆弧形状)对应的导轨面23a。通过施压部件22而支撑轭23被按压到齿条轴12，从而确保齿条轴12的齿条齿12b与小齿轮轴11c的小齿轮齿11d的啮合。
另外，齿条轴12在齿条外壳17的插通部17a内，通过齿条导轨20，以被按压而与小齿轮轴11c啮合的状态被支承。
然而，如图1所示，ECU4基于传感器5的检测结果，检测齿条轴12的轴向X上的位置(也可以是齿条端14等的位置)。具体而言，ECU4基于通过传感器5检测到的小齿轮轴11c的旋转角，检测从齿条轴12的中立位置的齿条轴12的轴向X的移动量(行程量)，从而检测出齿条轴12的轴向X上的位置。即，在小齿轮轴11c的旋转角与齿条轴12的轴向X上的移动量之间存在一定的关系，小齿轮轴11c能够旋转的范围与齿条轴12能够移动的范围对应。
ECU4基于齿条轴12的轴向X上的位置，变更马达30的控制方式。即，ECU4在齿条轴12的轴向X上的移动位置到达转向操纵时的行程末端附近的规定位置时(齿条端14接近冲击吸收部件70时)，为了抑制朝向接近该行程末端的方向的齿条轴12的移动，而执行使从马达30给予齿条轴12的辅助力减少或者停止的电子制动控制。此外，ECU4通过执行电子制动控制，以电子的方式生成作为转向操纵时的行程末端的正输入末端。
图4示意地图示了齿条轴12的轴向X上的移动量(行程量)与作用于弹性部71的负荷(应力)之间的关系。此外，为了方便，坐标的刻度并未完全统一。
如图4以点划线示出的那样，在未生成正输入末端的情况下，随着齿条轴12的移动量的增加负荷缓慢地增加。这是因为在齿条端14与齿条外壳17之间，经由弹性部71传递负荷。即，通过弹性部71吸收冲击负荷，而抑制负荷的急剧的增加。此外，若弹性部71超过某一定的负荷，则相对于齿条轴12的移动量的负荷的上升(倾斜)进一步增加。
如图4以实线示出的那样，在生成正输入末端(电子控制端)的情况下，到某一定的齿条轴12的移动量为止，与未生成正输入末端的情况相同，弹性部71吸收负荷，所以负荷与齿条轴12的移动量对应地缓慢地增加。然后，在齿条轴12(正确地说是齿条端14的端面63)达到正输入末端时，抑制或者限制齿条轴12的轴向X上的移动，所以在作用比正输入负荷(驾驶员进行转向操纵时的最大负荷)大的逆输入负荷之前，齿条轴12的移动量不变化。而且，若作用逆输入负荷，则弹性部71进一步被压缩，从而超过正输入末端，齿条轴12的移动量增加。此外，弹性部71以补偿利用电子制动控制受到的负荷的量的方式，吸收更大的冲击负荷。
根据以上，为了使正输入末端(停滞感)变得明确，优选通过ECU4进行电子制动控制。与此相对，在不进行电子制动控制的情况下，驾驶员难以根据弹性部71的弹性感来把握齿条轴12的行程的极限位置(正输入末端)。
接下来，对齿条轴12的移动量与冲击吸收部件70的状态的关系的概略进行说明。
如图5所示，由于齿条轴12从齿条端14与冲击吸收部件70(端板72)未接触的非接触状态(图6A)进一步向轴向X移动，从而齿条端14与端板72接触(图6B)。若齿条轴12进一步向轴向X移动，则通过作为齿条轴12的转向操纵时的行程末端的通过电子制动控制生成的正输入末端，限制齿条轴12的轴向X的移动(图6C)。若比正输入负荷大的逆输入负荷作用于齿条轴12，则齿条轴12超过正输入末端而移动到作为冲击吸收部件70的弹性部71挤压到极限的位置(物理上的行程末端)的逆输入末端(图6D)。
接下来，对齿条轴12的移动量与冲击吸收部件70的状态的关系进行详细说明，并对基于电子制动控制的正输入末端进行说明。
图6A示出非端接时的状态。该情况下，处于齿条端14(插口62)的端面63与端板72的抵接面72a相互分离的状态。若从该非端接时的状态，对齿条轴12施加伴随转向操纵的正输入、来自转向轮16侧的逆输入，则齿条轴12与正输入以及逆输入的方向对应地，向齿条端14的端面63接近或者远离齿条外壳17的限制面17d的方向(轴向X)移动。
如图6B所示，若齿条轴12进一步接近正输入末端(行程末端)(若朝向操作极限对方向盘10进行转向操纵)，则齿条端14的端面63与端板72的抵接面72a抵接。在该状态下，在冲击吸收部件70的弹性部71未作用较大的负荷，所以弹性部71的轴向X上的长度与图6A所示的非端接时的弹性部71相同。此外，将此时的轴向X上的冲击吸收部件70的齿条端14侧的抵接面72a的位置设为位置L1。然后，若齿条轴12以齿条端14的端面63接近齿条外壳17的限制面17d的方式进一步移动，则随着该移动而弹性部71开始被压缩。即，若端面63超过位置L1接近限制面17d，则冲击吸收部件70的弹性部71被端面63和限制面17d夹持并被压缩。
如图6C所示，若齿条轴12超过位置L1进一步接近正输入末端(方向盘10被转向操纵至操作极限)，则弹性部71进一步被压缩，从而冲击吸收部件70(弹性部71)的轴向X上的长度进一步变小。而且，在齿条轴12到达位置L2的时刻，通过电子制动控制生成正输入末端，从而限制向端面63接近限制面17d的方向上的齿条轴12的移动。该情况下，正输入末端被设定在弹性部71被压缩作为位置L1与位置L2的距离之差的压缩量(弯曲)D1(＝L1－L2)的程度的位置。此外，压缩量D1，即正输入末端的位置基于弹性部71的耐用次数(寿命)、正输入末端时的车辆的最小旋转半径与逆输入末端时的最小旋转半径之差、转向操纵感觉(弹性部71所带来的弹性感)、以及以冲击吸收部件70(弹性部71)的冲击吸收性能为首的各种要因来设定。
此外，如图7所示，压缩量(负荷)与弹性部71的耐用次数(寿命)具有折衷(Trade-off)的关系。即，压缩量越大，耐用次数越小。该耐用次数是即使弹性部71以某一压缩量被压缩，也几乎不失去弹性的程度的次数。耐用次数与EPS1的端接次数对应，耐用次数越多能够使用冲击吸收部件70的期间(耐用次数)也越长。
正输入末端的位置，即压缩量D1基于设计时假定的冲击吸收部件70(弹性部71)的耐用次数决定。换句话说，考虑冲击吸收部件70所要求的使用期间，估计冲击吸收部件70的耐用次数。然后，决定能够满足弹性部71的耐用次数的程度的压缩量D1。另外，优选满足弹性部71的耐用次数，而且为了确保吸收冲击的性能也尽量确保压缩量D1。
例如，正输入末端(压缩量D1)只要是在弹性部71被压缩不超过达到弹性极限时的压缩量D3的程度的压缩量(压缩量Da、比压缩量Da大的压缩量Db)时，超过设计时所要求的耐用次数的压缩量则可以任意地设定。另外，若在将压缩量D1设定为压缩量Da时的耐用次数、和在将压缩量D1设定为压缩量Db时的耐用次数几乎是不变的程度，则优选将压缩量D1设定为能够确保更能够吸收冲击的性能的压缩量Db。此外，在将正输入末端(压缩量D1)设定为超过弹性部71达到弹性极限时的压缩量D3的程度的压缩量Dc的情况下，估计不满足设计时的耐用次数。这是因为若弹性部71超过弹性极限，则塑性变形而不能够完全返回到压缩前的状态。因此，弹性部71的能够吸收冲击的性能、进而耐用次数急剧减少。因此，由于即使能够确保比压缩量Db大的压缩量Dc，耐用次数也大幅度地减少，所以只要不判断为更少的耐用次数就足够，则不优选将正输入末端设定为压缩量Dc左右。此外，在即使在将正输入末端设定为压缩量Dc左右的情况下，满足可以估计的设计时的耐用次数的情况下，也可以将正输入末端设定为压缩量Dc。
考虑以上的事项，将正输入末端设定在冲击吸收部件70被压缩了压缩量D1的位置L2。在本例中，正输入末端的位置L2设定在弹性部71未达到弹性极限的程度的位置。此外，弹性部71的端板73侧的端面与位置L2之间的距离比弹性部71的端板72侧的端面与位置L2之间的距离短。
若从图6C那样弹性部71被压缩了压缩量D1的状态，由驾驶员将方向盘10向反方向转向操纵，则端面63与限制面17d远离。随着端面63与限制面17d远离，弹性部71在轴向X膨胀，经由图6B所示的状态，返回到图6A所示的非端接时的状态。
如图6D所示，若由于对齿条轴12作用比正输入负荷大的逆输入负荷，而齿条轴12超过正输入末端的位置L2移动，则弹性部71进一步被压缩。而且，若由于该逆输入负荷而弹性部71被压缩到极限，则弹性部71在物理上不能够进一步压缩，在位置L3，在机械上限制向端面63接近限制面17d的方向上的齿条轴12的移动。只要不产生齿条外壳17的变形等，则齿条轴12不能够进一步移动。此外，位置L3根据作用的逆输入负荷的大小而位置变化。
然而，从图6C中的正输入末端的位置L2，到图6D中的弹性部71被压缩到极限的位置L3，弹性部71具有压缩余量D2(＝L2－L3)。压缩余量D2是弹性部71能够压缩的压缩量。由于即使在到达正输入末端的情况下，也留有弹性部71能够压缩压缩余量D2的部分，所以即使在逆输入负荷作用的情况下，也能够通过弹性部71压缩来吸收逆输入所带来的冲击负荷。此外，弹性部71压缩到逆输入末端的位置L3的情况极其稀少。因此，相对于弹性部71压缩到逆输入末端的弹性部71的耐用次数既可以是数次，也可以是一次。
接下来，对压缩量与车辆的最小旋转半径的关系进行说明。
如图8所示，压缩量与车辆的最小旋转半径具有随着压缩量增大而车辆的最小旋转半径变小的关系。即，随着压缩量以压缩量Da、压缩量Db、压缩量Dc的顺序增大，车辆的最小旋转半径变小。这是因为弹性部71的压缩量越大，齿条轴12越能够向轴向X移动，而越能够增大转向轮16的转向角(转向角)。最小旋转半径越小，车辆的转小弯性能越好，所以从最小旋转半径的观点来看优选弹性部71的压缩量更大。但是，如上述那样若将弹性部71的压缩量取为过大的值，则弹性部71的耐用次数减小。
对于这一点，在本实施方式中，通过将正输入末端设定在位置L2，在确保了弹性部71的耐用次数的状态下，也以最小旋转半径尽量小的方式确保压缩量。另外，与在压缩冲击吸收部件70(弹性部71)之前通过电子制动控制生成正输入末端的情况相比，能够进一步减小最小旋转半径。因此，能够使在正输入末端的最小旋转半径(转向角)接近在逆输入末端的最小旋转半径(转向角)。即，与电子制动控制的正输入末端进一步接近逆输入末端相对应地，在正输入末端的最小旋转半径与在逆输入末端的最小旋转半径之差减小。因此，逆输入末端时的转向操纵性能与正输入末端时的转向操纵性能相比不会较大地变化。因此，驾驶员能够以与通常时相同的感觉进行转向操纵。
对本实施方式的效果进行说明。
即使在使用具有弹性部71的冲击吸收部件70的情况下，也能够通过电子制动控制，明确地规定正输入末端。驾驶员进行转向操作所需要的力(转向操纵转矩)增大，相对应地使方向盘10朝向进一步压缩冲击吸收部件70的方向旋转变得困难了，驾驶员感受到停滞感。因此，驾驶员在进行转向操作时能够明确地识别正输入末端。
通过将正输入末端设定在相对于冲击吸收部件70(弹性部71)被压缩到极限的位置L3留有压缩余量D2的位置，即使在逆输入负荷作用的情况下，也能够通过冲击吸收部件70进行压缩，来吸收逆输入负荷。
基于与弹性部71在设计上被要求的耐用次数对应的压缩量来设定正输入末端，从而能够抑制车辆的最小旋转半径的增大，并且确保弹性部71的耐用次数(寿命)。这是因为，例如，通过将正输入末端设定在弹性部71被压缩未达到弹性极限的程度的压缩量的位置，从而抑制在通常的转向操纵时弹性部71塑性变形。
通过将正输入末端设定在冲击吸收部件70被压缩某种程度的位置(位置L2)，在齿条轴12到达正输入末端为止能够通过冲击吸收部件70吸收冲击。即，在齿条轴12到达正输入末端时，其正输入负荷所带来的齿条轴12的移动不仅被电子制动控制限制，还由于冲击吸收部件70被压缩压缩量D1而被抑制。
通过在冲击吸收部件70压缩了某种程度之后，设定基于电子制动控制的正输入末端，即使在位置L2进行了电子制动控制的情况下，也通过冲击吸收部件70被压缩而缓和冲击。因此，能够减小或者消除通过电子制动控制使辅助力减少或者停止时的力量。另外，也能够使齿条轴12从在正输入末端被限制移动的状态，朝向释放冲击吸收部件70的压缩的方向移动时的力量进一步缓和。
此外，本实施方式也可以如以下那样变更。以下的其它的实施方式在技术上不矛盾的范围内，能够相互组合。
在本实施方式中，ECU4基于传感器5的检测结果，检测齿条轴12的轴向X上的位置，但并不限定于此。例如，也可以是ECU4基于传感器5的检测结果，检测齿条轴12的轴向X上的移动速度。该情况下，ECU4基于齿条轴12的移动速度，推测是否齿条端14经由冲击吸收部件70与齿条外壳17抵接，即是否对冲击吸收部件70施加冲击负荷。另外，ECU4也可以与齿条轴12的移动速度对应地变更电子制动控制的控制方式。例如，也可以是齿条轴12的移动速度越大，越急剧地进行通过电子制动控制的齿条轴12的移动的抑制。
在本实施方式中，ECU4与马达30一体地设置，但也可以独立地设置ECU4和马达30。
在本实施方式中，通过弹性部71的凸缘部71a与凹部17e嵌合，而冲击吸收部件70安装于齿条外壳17，但并不限定于此。例如，也可以将冲击吸收部件70安装于齿条端14的端面63。
在本实施方式中，弹性部71被端板72、73夹持，但并不限定于此。即，也可以设置端板72以及端板73中一方，也可以是弹性部71直接夹在端面63与限制面17d之间。
在本实施方式中，ECU4在齿条轴12达到转向操纵时的行程末端(正输入末端)时，通过执行电子制动控制降低或者停止产生向与驾驶员的转向操作同方向的辅助力，来限制齿条轴12的轴向X的移动，但并不限定于此。例如，也可以是ECU4以产生限制齿条轴12超过正输入末端进一步向使冲击吸收部件70压缩的方向移动的限制力(向与驾驶员的转向操作相反的一侧的辅助力等)的方式控制马达30。即，ECU4通过在齿条轴12到达正输入末端附近时，降低向与驾驶员的转向操作同方向的辅助力，来限制(抑制)齿条轴12超过正输入末端向轴向X移动。此外，从通常时的辅助力减少或者停止辅助力在表面上，可以说是产生限制向使冲击吸收部件70压缩的方向的齿条轴12的移动的力亦即限制力。
在本实施方式中，ECU4也可以以随着齿条轴12接近正输入末端，缓慢地降低辅助力的方式控制马达30。由此，缓和由于在齿条轴12到达正输入末端时，齿条轴12急剧地停止所产生的冲击负荷。因此，抑制齿条端14与冲击吸收部件70抵接时的敲击声。此外，在该情况下也优选加上正输入末端的末端感，缓慢地降低辅助力。
在本实施方式中，ECU4基于齿条轴12的轴向X的移动量，进行电子制动控制，但并不限定于此。例如，ECU4也可以代替齿条轴12的轴向X的移动量，而使用能够换算为齿条轴12的轴向X上的移动量的信息来进行电子制动控制。此外，作为能够换算为齿条轴12的轴向X上的移动量的信息，能够列举小齿轮轴11c的旋转角等。
在本实施方式中，将正输入末端设定在冲击吸收部件70被压缩了压缩量D1的位置，但并不限定于此。例如，也可以将正输入末端设定在齿条端14的端面63与冲击吸收部件70的抵接面72a抵接的位置。在该情况下，也留有相对于冲击吸收部件70(弹性部71)被压缩到极限的位置L3的压缩余量，所以即使在作用了逆输入负荷的情况下，也能够通过弹性部71压缩来吸收逆输入所带来的冲击负荷。
在本实施方式中，示出了具体化为通过具有与齿条轴12平行地配置的旋转轴31的马达30给予齿条轴12辅助力的EPS1，但并不限定于此。例如，也可以具体化为将马达30的辅助力给予转向轴11的EPS1。另外，也可以是将马达30的转矩经由涡轮减速机传递到小齿轮轴11c的转向装置。另外，虽然例举了利用马达30的旋转力辅助与转向操作联动的齿条轴12的直线运动的电动助力转向装置，但也可以应用于线控转向。此外，在具体化为线控转向的情况下，不仅能够具体化为前轮转向操纵装置，也能够具体化为后轮转向操纵装置或者四轮转向操纵装置。
接下来，在以下补记根据上述实施方式以及其它例能够掌握的技术思想。
优选上述冲击吸收部件具有由弹性体构成的弹性部、和分别安装于上述弹性部的上述转向轴的轴向上的两端面，并与上述外壳或者上述齿条端抵接的两个端板，考虑上述弹性部的寿命来决定在上述冲击吸收部件留有上述压缩余量的状态下上述冲击吸收部件与上述齿条端接触时的上述转向轴的位置。
根据该构成，通过考虑弹性部的寿命来决定在冲击吸收部件留有压缩余量的状态下冲击吸收部件与齿条端接触时的转向轴的位置，能够实现进一步延长弹性部的寿命的设计。

Claims (7)

1.一种转向装置，其特征在于，具备：
转向操纵机构，其包含通过向轴向的移动而使转向轮转向的转向轴、和与上述转向轴的向轴向的移动对应地旋转的转向操纵轴；
马达，其对上述转向操纵机构赋予使上述转向轮转向的转向辅助力；
外壳，其收纳上述转向轴；
端部件，其安装于上述转向轴的端部，并与上述转向轮连结；
冲击吸收部件，其在上述转向轴的轴向上，设置在上述外壳的端面与上述端部件的端面之间，并被压缩从而吸收冲击；
传感器，其检测上述转向轴的轴向上的位置；以及
控制装置，其控制上述马达，以使在上述冲击吸收部件留有压缩余量的状态下通过上述传感器检测到上述转向轴到达上述冲击吸收部件被压缩规定量的位置时，向进一步压缩上述冲击吸收部件的方向的上述转向辅助力的产生停止或者降低。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，
上述冲击吸收部件与上述端部件在上述冲击吸收部件留有上述压缩余量的状态下接触时的上述转向轴的位置是上述转向轴的转向操纵时的移动极限，
上述移动极限在上述转向轴的轴向上，设定在从上述端部件的端面与上述冲击吸收部件抵接的位置到上述冲击吸收部件被压缩到极限为止的位置之间。
3.根据权利要求1或者2所述的转向装置，其特征在于，
上述冲击吸收部件与上述端部件在上述冲击吸收部件留有上述压缩余量的状态下接触时的上述转向轴的位置是上述转向轴的转向操纵时的移动极限，
上述移动极限设定在与上述端部件的端面和上述冲击吸收部件抵接的位置之间的距离比与上述外壳的端面之间的距离短的位置。
4.根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于，
上述控制装置通过控制上述马达，对上述转向操纵机构赋予限制上述转向轴超过上述移动极限而进一步向压缩上述冲击吸收部件的方向移动的限制力，从而停止或者降低上述转向辅助力的产生。
5.根据权利要求1或者2所述的转向装置，其特征在于，
上述冲击吸收部件的压缩量和反复以一定量压缩上述冲击吸收部件时的耐用次数具有随着上述冲击吸收部件的压缩量增加，而上述冲击吸收部件的耐用次数减少的关系，
基于与设计上要求的耐用次数对应的上述冲击吸收部件的压缩量来决定上述冲击吸收部件与上述端部件在上述冲击吸收部件留有上述压缩余量的状态下接触时的上述转向轴的位置。
6.根据权利要求1或者2所述的转向装置，其特征在于，
上述控制装置控制上述马达，以使随着接近上述冲击吸收部件与上述端部件在上述冲击吸收部件留有上述压缩余量的状态下接触时的上述转向轴的位置，上述转向辅助力进一步降低。
7.根据权利要求1或者2所述的转向装置，其特征在于，还具备：
减速机，
上述减速机具有：驱动带轮，其安装于上述马达的旋转轴；从动带轮，其将由上述马达产生的转向辅助力传递到上述转向轴；以及传动带，其缠绕在上述驱动带轮与上述从动带轮之间。
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