JP2002249057A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手動操作手段を設けることにより、電気制御
による操舵システムに異常が生じた場合には手動操作に
より転舵機構を作動可能にできる車両用操舵装置を提供
すること。 【解決手段】 ジョイスティック（操舵操作手段）の操
作に基づいて電気制御される操舵用アクチュエータ１９
によってラックバー１８（転舵機構の一構成部材）を作
動させるようにした車両用操舵装置において、転舵機構
を手動で操作可能な手動操作手段（ステアリングホイー
ル１２、連結シャフト２３、ナット２６）を、転舵機構
（ラックバー１８を駆動可能なピニオンシャフト２４）
に対して機械的に連結・離脱可能とした。また、ステア
リングホイール１２、連結シャフト２３、ナット２６を
転舵機構から離脱させて車両に格納可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵操作手段の操
作に基づく電気制御により転舵機構が作動するようにし
た自動車等車両の操舵装置に関するものであり、詳しく
は、転舵機構を手動で操作可能な手動操作手段を備えた
車両用操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等車両の操舵装置におけ
る操舵操作手段としては、転舵機構（ステアリングリン
ク機構）に機械的に連結されているステアリングホイー
ルが多く用いられているが、近年、転舵機構に機械的に
連結されていないジョイスティックおよびステアリング
ホイールを操舵操作手段とする車両用操舵装置が開発さ
れ、例えば、特開平８−３４３５３号公報に開示されて
いる。

【０００３】この公報に開示されている車両用操舵装置
は、いわゆるステアバイワイヤシステムと呼ばれる機械
的な結合でなく配線による操舵システムを使用したもの
で、運転者によるジョイスティックまたはステアリング
ホイールの操作量に応じて電子制御装置により操舵用ア
クチュエータ（操舵用電気モータ）が作動を制御される
ようになっていて、この操舵用アクチュエータによって
転舵機構（例えば、ラックピニオン式ステアリングリン
ク機構）が駆動されるようになっている。したがって、
ジョイスティックまたはステアリングホイールを操作す
ることにより、転舵機構を電気的に駆動することがで
き、この転舵機構の一構成部材（ラックバー）を車両の
左右方向に移動させて、車両を転舵することができるよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電子制御装置により操舵用アクチュエータの作動
が制御される操舵システムを用いた車両用操舵装置で
は、電子制御装置等、電気制御操舵システムに異常が生
じた場合には、操舵操作手段により転舵機構を的確に駆
動することが困難となる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
に対処すべく、操舵操作手段の操作に基づいて電気制御
される操舵用アクチュエータによって転舵機構を作動さ
せるようにした車両用操舵装置において、前記転舵機構
を手動で操作可能な手動操作手段を、前記転舵機構に対
して機械的に連結・離脱可能としたことに特徴がある。
この場合において、前記操舵操作手段として、ジョイス
ティックを採用することが可能であり、また、前記手動
操作手段は前記転舵機構から離脱させて当該車両に格納
可能とすることも可能である。

【０００６】

【発明の作用・効果】本発明による車両用操舵装置は、
ジョイスティックやステアリングホイール等の操舵操作
手段の操作に基づいて操舵用アクチュエータを電気制御
して転舵機構を作動させるようにした車両用操舵装置に
使用されるもので、前記転舵機構を手動で操作できる手
動操作手段を、前記転舵機構に対して機械的に連結・離
脱可能としたものである。

【０００７】したがって、通常時には、手動操作手段を
転舵機構に対して機械的に離脱させた状態にて、操舵操
作手段の操作に基づいた電気制御で車両の操舵を行い、
電気制御による操舵システムに異常が生じた場合には、
手動操作手段を転舵機構に対して機械的に連結させた状
態にて、手動操作手段を用いた操舵を行うことができ
る。このため、電気制御による操舵システムに異常が生
じても、手動操作で通常通りの操舵を行うことができ
る。

【０００８】また、本発明の実施に際して、操舵操作手
段として、ジョイスティックを用いた場合には、操舵入
力量が小さくてすみ、運転者の操舵操作の負担が軽減す
るようになるとともに、片手での運転も可能になる。ま
た、手動操作手段を転舵機構から離脱させて車両に格納
可能とした場合には、手動操作手段を使用しないとき
（通常時）には、車両の例えばトランクの中等に格納す
ることができる。この結果、運転席の前のスペースが広
くなり快適なドライブが可能となる。

【０００９】

【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は、本発明による車両用操
舵装置を備えた車両を概略的に示していて、この車両で
は、運転者が操作する操舵操作手段として、運転席と助
手席の間のセンタコンソール１０の側部に設けられたジ
ョイスティック１１と、運転席の前方位置に設けられた
ステアリングホイール１２の２種類が備わっている。ま
た、一般的な車両と同様に、インストルメントパネル１
３には、車速メータ１４やエンジン回転数メータ１５が
設けられ、センタコンソール１０には、ギア切り換え用
の操作レバー１６が設けられている。

【００１０】上記操舵装置においては、転舵機構として
公知のラックピニオン式のステアリングリンク機構（ラ
ックバー１８、ピニオン２５等を備えた機構）が用いら
れており、上記ジョイスティック１１とステアリングホ
イール１２を操舵操作手段とする操舵システムでは、一
般に、ステアバイワイヤシステムと呼ばれる機械的連結
をなくした配線による操舵システムが用いられている。
この操舵システムは、図１に示すように、電子制御装置
１７によって制御されるようになっており、運転者によ
るジョイスティック１１またはステアリングホイール１
２の操作量に応じてラックバー１８の軸上に同軸的に設
けられた操舵用アクチュエータ（電気モータ）１９が作
動するようになっている。

【００１１】そして、この操舵用アクチュエータ１９の
作動力（回転力）は変換機構(図示省略)を介してラック
バー１８に左右方向の軸力として伝達される。上記ラッ
クバー１８の両端にはそれぞれボールジョイント２０
Ｌ、２０Ｒによってタイロッド２１Ｌ、２１Ｒの内端が
枢着され、そのタイロッド２１Ｌ、２１Ｒの外端にそれ
ぞれ車両の前輪２２Ｌ、２２Ｒのナックルアーム（図示
省略）が連結されている。したがって、ラックバー１８
の左右動が前輪２２Ｌ、２２Ｒに伝達され、これによっ
て車両の操舵が可能となっている。

【００１２】すなわち、左方向に曲がるときにはジョイ
スティック１１またはステアリングホイール１２を左側
に操作することにより左折でき、右方向に曲がるときに
はジョイスティック１１またはステアリングホイール１
２を右側に操作することにより右折することができる。
さらに、そのジョイスティック１１またはステアリング
ホイール１２の操作量に応じて操舵する際の角度を大き
く又は小さく変えることができるようになっている。

【００１３】上記ステアリングホイール１２は、転舵機
構の一構成部品であるピニオンシャフト２４に対して機
械的に連結・離脱可能（装着・離脱可能）な連結シャフ
ト２３を介してピニオン２５を回転可能であり、図２に
示したように、ステアリングホイール１２とピニオン２
５を連結シャフト２３で機械的に連結した状態では、運
転者がステアリングホイール１２を回転させることによ
り、ステアリングホイール１２に連結された連結シャフ
ト２３が回転し、この連結シャフト２３にシャフト結合
部２４ａとピニオンシャフト２４を介して連結されたピ
ニオン２５がラックバー１８を左右動させるようになっ
ている。したがって、ステアリングホイール１２の回転
量に応じて前輪２２Ｌ，２２Ｒの転舵角を変えることが
できる。

【００１４】連結シャフト２３は、その上端部に設けら
れたねじ２３ａ（図５参照）とナット２６の螺合によっ
てステアリングホイール１２にトルク伝達可能に固定さ
れるようになっており、図３（ａ）に示すように、下端
部に設けた横断面形状が四角形のトルク連結部２３ｂに
てシャフト結合部２４ａにおける横断面形状が四角形の
角穴２４ｂにトルク伝達可能かつ着脱自在（抜き差し可
能）に連結されるようになっている。なお、連結シャフ
ト２３は、図２に示すように、ダッシュパネル３４の支
持孔３４ａを貫通した状態では、支持孔３４ａにて支持
されるようになっている。

【００１５】シャフト結合部２４ａは、図３に示したよ
うに、有底筒状に形成されていて、ピニオンシャフト２
４の上端に一体的に設けられており、その側部には円筒
状の突出部２４ｃが突設されている。そして、この突出
部２４ｃにはねじ栓２８が組付けられており、このねじ
栓２８の内面にはシャフト結合部２４ａの内部に延びる
コイルばね２９が取り付けられ、このコイルばね２９の
先端には球体３０が固定されている。球体３０は、連結
シャフト２３の下端部に形成した環状の係合溝２３ｃに
弾撥的に係合するようになっていて、連結シャフト２３
を抜け止めしている。

【００１６】このため、連結シャフト２３をシャフト結
合部２４ａ内に押し込んでその係合溝２３ｃが球体３０
の位置に届くと、コイルばね２９の付勢によって係合溝
２３ｃと球体３０が係合して連結シャフト２３及び連結
シャフト２３に連結されているステアリングホイール１
２がピニオン２５と一体のピニオンシャフト２４に機械
的に連結固定されるようになる。この場合、上記係合溝
２３ｃと球体３０の係合力は、ステアリングホイール１
２の操舵に支障が生じない程度に確実なものにしておけ
ばよく、ステアリングホイール１２を強く上方に引く
と、その係合は解除されてステアリングホイール１２は
連結シャフト２３とともに取り外せるようになってい
る。

【００１７】また、上記ステアリングホイール１２は、
操舵操作手段として使用しない場合等のとき、ダッシュ
パネル３４から取り外すことが可能であり（図４にステ
アリングホイール１２を取り外した状態を示した）、こ
のときには、図５に示すように、連結シャフト２３およ
びナット２６とともに格納部品としてトランク等に格納
しておくことも可能である。

【００１８】上記のように構成した本実施形態において
は、通常の状態で運転を行う場合、連結シャフト２３は
取り外されていて、ステアリングホイール１２とピニオ
ン２５は機械的に連結されておらず、運転者は、操舵操
作手段としてジョイスティック１１を用いる操舵システ
ムを使用して、左側に曲がるときにはジョイスティック
１１を左側に移動させる。その結果、ジョイスティック
１１の操作量に応じて操舵用アクチュエータ１９が作動
してラックバー１８を軸方向に移動させ車両は左側に曲
がるようになる。そして、右側に曲がるときには、ジョ
イスティック１１を右側に移動させ、車両が右側に曲が
るようにする。

【００１９】この場合の車両の転舵角は、ジョイスティ
ック１１の操作量によって決定され、小回りする場合に
はジョイスティック１１の操作量を大きくし、大回りす
る場合にはジョイスティック１１の操作量を小さくす
る。このジョイスティック１１を用いて運転を行った場
合、操作量が少なくてすみ、かつ、片手でも操作できる
ため、運転者の負担が大幅に軽減されるようになる。な
お、操舵操作手段をジョイスティック１１からステアリ
ングホイール１２に切り換えておけば、ステアリングホ
イール１２の回転操作によって、上述したジョイスティ
ック１１の操作と同様に車両を操舵することが可能であ
る。

【００２０】ところで、電子制御装置１７に異常が生じ
る等、ジョイスティック１１またはステアリングホイー
ル１２を含む操舵システムに異常が生じた場合には、車
両を停止させた状態で、ステアリングホイール１２を一
旦取り外して連結シャフト２３と連結し、この連結シャ
フト２３をダッシュパネル３４の支持孔３４ａを通して
挿入して連結シャフト２３の下端部を図３に示したよう
にシャフト結合部２４ａに嵌合連結すれば、図２に示し
たように、ステアリングホイール１２とピニオン２５を
連結シャフト２３で機械的に連結することができて、ス
テアリングホイール１２の回転操作で車両を操舵するこ
とが可能である。

【００２１】また、操舵操作手段として、ステアリング
ホイール１２を使用しない場合には、ステアリングホイ
ール１２を取り外して連結シャフト２３およびナット２
６とともに、邪魔にならない場所に格納しておくことが
可能である。この場合、格納場所としては、トランク内
のスペアタイヤ格納部の近傍や座席の下側等の邪魔にな
らない場所にすることが好ましい。また、ステアリング
ホイール１２を取り外すことによって、車両は図４に示
した状態になり、運転席の前はスペースが広くなってす
っきりした状態になる。なお、この場合には、ダッシュ
パネル３４の支持孔３４ａは栓等で閉じておくことが好
ましい。

【００２２】上記実施形態では、ジョイスティック１１
またはステアリングホイール１２を操舵操作手段とし、
これの操作に基づいて電子制御装置１７により制御され
る操舵用アクチュエータ１９によってラックバー１８を
作動させるようにした車両用操舵装置に本発明を実施し
たが、ジョイスティック１１のみを操舵操作手段とし、
これの操作に基づいて電子制御装置１７により制御され
る操舵用アクチュエータ１９によってラックバー１８を
作動させるようにした車両用操舵装置（図１からステア
リングホイール１２およびナット２６と、ステアリング
ホイール１２の回転操作量を電子制御装置１７に入力す
る電気回路を無くした操舵装置）にも本発明は同様に実
施することが可能である。

【００２３】この場合の手動操作手段としては、上記の
ようなリング状のステアリングホイール１２だけでな
く、中心部が連結シャフト２３の上端部に連結された棒
状のものや、端部が連結シャフト２３の上端部に連結さ
れた棒状のもの等を使用することも可能である。要は、
連結シャフト２３を軸周りに回転させることのできる構
造のものであれば、どのようなものでも使用することが
できる。なお、ジョイスティック１１は左右への操作に
て車両の操舵が可能となっているが、前後への操作にて
車両の加速・減速が可能となるようにして実施すること
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
概略的に示す全体構成図である。

【図２】 図１に示した車両用操舵装置の電気的な異常
時における使用態様を示す要部構成図である。

【図３】 （ａ）は図２の状態でのシャフト結合部を示
す一部破断図であり、（ｂ）はその横断平面図である。

【図４】 ステアリングホイールを取り外した状態の構
成図である。

【図５】 図２の状態から取り外されて分解されたステ
アリングホイール、シャフトおよびナットの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１１…ジョイスティック、１２…ステアリングホイー
ル、１７…電子制御装置、１８…ラックバー、１９…操
舵用アクチュエータ、２２Ｌ，２２Ｒ…前輪、２３…連
結シャフト、２６…ナット、２４…ピニオンシャフト、
２５…ピニオン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵操作手段の操作に基づいて電気制御
   される操舵用アクチュエータによって転舵機構を作動さ
   せるようにした車両用操舵装置において、前記転舵機構
   を手動で操作可能な手動操作手段を、前記転舵機構に対
   して機械的に連結・離脱可能としたことを特徴とする車
   両用操舵装置。
2. 【請求項２】 前記操舵操作手段として、ジョイスティ
   ックを採用した請求項１に記載の車両用操舵装置。
3. 【請求項３】 前記手動操作手段を前記転舵機構から離
   脱させて当該車両に格納可能とした請求項１または２に
   記載の車両用操舵装置。