JP2005067386A - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 減速比可変機構の各構成部材の摩擦抵抗を低減して操舵力の伝達効率の向上と装置のコンパクト化を図ることのできる車両の操舵制御装置を提供する。
【解決手段】 減速比可変機構７を介して入力軸３と出力軸５との回転位相差を調整する位相差調整機構８とを備えた操舵制御装置であって、減速比可変機構を、ステアリングホイール２の回転運動を軸方向への直線運動に変換するボール螺子式の第１変換機構１５と、第１変換機構の直線運動を前記出力軸の回転運動に変換するボール螺子式の第２変換機構１６とから構成した。位相差調整機構を、第１変換機構を回転駆動する電動モータ３４と、電動モータの回転力を第１変換機構または第２変換機構に伝達する伝達機構３５とから構成し、第１変換機構と第２変換機構を同一軸線上に配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の操舵制御装置に関し、例えば、ステアリングホイールと前輪操舵用駆動機構とを分離して減速比を可変とする車両の操舵制御装置に関する。

従来の車両の操舵制御装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

この車両の操舵制御装置は、ステアリングホイールからの操舵入力によって回転する入力軸と、該入力軸にほぼ同軸上に設けられて、転舵輪を転舵させる出力軸と、該出力軸の外周に軸方向へ直線状に摺動自在に設けられたスライダーと、該スライダーの直線運動を回転運動に変換して出力軸に伝達する変換機構と、前記スライダーを軸方向にストローク移動させる駆動機構と、該駆動機構を少なくとも車速に応じて駆動制御するコントローラとを備えている。

前記駆動機構は、ケーシングの外壁に取り付けられた直流の電動モータと、該電動モータの回転速度を減速する減速機と、前記出力軸にほぼ平行に設けられて、前記減速機によって回転すうリードスクリュー軸と、該リードスクリュー軸と前記スライダーとの間に介装されて、リードスクリュー軸の回転力をスライダーに直線運動として伝達するスライダーアームとを備えている。

そして、例えば、車両の低中速域においてステアリングホイールを一方向へ最大に旋回操作する場合などにおいて、この車速と操舵角等を検知した前記コントローラからの制御電流によって前記電動モータを一方向へ回転させることにより、減速機によってリードスクリュー軸が回転する。これにより、雌雄ねじを介して前記スライダーアームを一方向へ移動させ、これによって該スライダーアームの他端部側したがって、スライダーが同じ方向へ直線状にストローク移動することにより、各ボール螺子機構を介して出力軸に所定速度の回転運動トルクを付与する。

これにより、出力軸は、ステアリングホイールの操舵角変化よりも大きな変化量で一方向に回転して、かかる回転位相差により転舵輪を大きな転舵角で転舵制御するようになっている。
特開２００２−２５５０４６号公報

しかしながら、前記従来の車両の操舵制御装置にあっては、前述のように、出力軸とリードスクリュー軸が平行に配置されて、この両者間にスライダーアームが跨った状態で設けられていることから、電動モータの回転力によりリードスクリュー軸が回転して、スライダーアームの一端側が直線移動させると同時に、該スライダーアームの他端側でスライダーを同方向へ押圧してストローク移動させるようになっている。

このため、前記スライダーアームの一端部側に軸方向への移動力が作用するのに対して、他端部側ではこれと反対方向の荷重が作用することから、該スライダーアームに軸方向の倒れが発生して、両端部とリードスクリュウー軸及び出力軸との間に大きな摩擦抵抗が発生し易くなる。この結果、スライダーへの駆動力の伝達性が低下する虞がある。

本発明は、前記従来の車両の操舵制御装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、とりわけ、減速比可変機構は、ステアリングホイールの回転運動を軸方向への直線運動に変換する第１変換機構と、前記第１変換機構の直線運動を前記出力軸の回転運動に変換する第２変換機構とを備える一方、位相差調整機構は、前記第１変換機構または第２変換機構を回転駆動する電動機を有し、前記第１変換機構と第２変換機構、同一軸線上に配置したことを特徴としている。

この発明によれば、ステアリングホイールを回転操作すると、第１変換機構が回転すると同時に軸方向の直線移動に変換されて、この軸方向の直線移動力により第２変換機構を同一の軸方向へ直線移動させる。この第２変換機構は、かかる直線移動に伴って回転運動に変換されて、この回転力を出力軸に伝達される。

このとき、位相差調整機構の電動機によって例えば第１変換機構を回転制御すると、該第１変換機構の第１スライダーが回転しつつ直線移動して、第２変換機構の第２スライダーを一緒に軸方向へ直線移動させる。この第２スライダーは、かかる直線移動に伴って該回転力を出力軸に伝達するが、この回転位相が入力軸の回転位相とずれを生じさせている。つまり、例えば各変換機構の各軸の外周面に形成された螺旋溝などのリード角を互いに異ならせることによって、両変換機構の回転位相を、それぞれ異ならせることにより、入力軸と出力軸との回転位相差（減速比）を変化させることができるのである。これによって、入力軸と出力軸との回転位相差を調整させることにより、両転舵輪を所望の転舵角に制御することができる。

また、第１変換機構と第２変換機構とを、同一軸線上に配置したことから、第１変換機構と第２変換機構との間に発生する軸方向の伝達力は、両変換機構の同一直線上に生じることになる。したがって、従来のようなスライダーアームの倒れなどによる大きな摩擦抵抗の発生が抑制されて、前記第１変換機構と第２変換機構との間の力の伝達効率が向上する。

請求項２に記載の発明は、前記第１変換機構と第２変換機構を、ボール螺子機構によって構成したことを特徴としている。

両変換機構をボール螺子機構によって構成したことから、回転運動から直線運動へ、あるいは直線運動から回転運動への滑らかな変換を行うことができる。

以下、本発明にかかる車両の操舵制御装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。

図１は第１の実施形態における操舵制御装置の概略を示し、車体に固定されたステアリングコラム１と、一端部がステアリングホィール２に連結され、他端部が前記ステアリングコラム１内に挿通された操舵軸である入力軸３と、該入力軸３と軸方向から連係されて、先端部が左右前輪ＦＬ、ＦＲの操舵用の作動機構であるラック・ピニオン機構４に連係した出力軸５と、前記入力軸３の操舵角に応じて前記ラック・ピニオン機構４を駆動させる操舵手段６と、前記入力軸３から出力軸５に伝達される回転を所定の減速比に変換する減速比可変機構７と、入力軸３と出力軸５との間の回転位相差を前記減速比可変機構７を介して調整する位相差調整機構８と、前記入力軸３の操舵角に応じて前記操舵手段６と前記位相差調整機構８とを制御する電子コントローラ９とから構成されている。

前記ステアリングコラム１は、ほぼ円筒状に形成されて、ステアリングホイール２側のリアコラム部１ａと、ラック・ピニオン機構４側のフロントコラム部１ｂと、該両コラム部１ａ、１ｂ間に配置されて、比較的大径なセンターコラム部１ｃとから構成されており、前記センターコラム部１ｃの外側部に前記位相差調整機構８の一部である電動モータ３４を内部に保持するモータハウジング１ｄが設けられている。

前記入力軸３は、リアコラム部１ａに位置する先端部がボールベアリング１０によって回転自在に支持されており、また、ステアリングホイール２の操舵角であるこの入力軸３の回転角が操舵角センサ１１によって検出されるようになっている。

前記出力軸５は、フロントコラム部１ｂに位置する後端部がボールベアリング１２によって回転自在に支持されており、また、この出力軸５の回転角が実転舵角センサ１３によって検出されるようになっている。

前記ラック・ピニオン機構４は、図１に示すように、左右に前輪ＦＬ、ＦＲにタイロッドＴ、Ｔと図外のナックルアームを介して連係した図外のラックバーと、該ラックバーに係合するピニオンギアとから構成されている。

前記操舵手段６は、前記ラック・ピニオン機構４のピニオンギアに正逆回転力を付与する図外のウォーム歯車と、該ウォーム歯車に正逆回転力を付与するいわゆる可逆式の駆動モータ１４とから構成されている。この駆動モータ１４は、前記電子コントローラ９からの制御信号に基づいて正逆回転制御されている。

前記減速比可変機構７は、ステアリングホイールの回転操作力を軸方向への直線運動に変換する第１変換機構１５と、第１変換機構１５の直線運動を前記出力軸５の回転運動に変換する第２変換機構１６とから構成され、この第１変換機構１５と第２変換機構１６は、ステアリングコラム１内に収容配置されたそれぞれボール螺子機構によって構成され、ステアリングコラム１の内部において軸方向へほぼ同一軸線上に配置されている。

具体的に説明すれば、前記第１変換機構１５は、前記入力軸３に軸方向から同軸に一体に連結された第１軸１７と、自身の内周面及び第１軸１７の外周面との間に形成された摺動用の第１セレーション部１８を介して軸方向へ摺動可能な第１スライダー１９と、第１スライダー１９の外周面に嵌合された第１ボールナット２０とを備え、第１スライダー１０の外周面と第１ボールナット２０の内周面に対向して形成された第１螺旋溝２１内に配置された複数のボール２２を介して第１スライダー１９を直線運動に変換させるようになっている。

前記第１軸１７は、前記セレーション部１８のセレーション溝が外周面のほぼ全域に形成されていると共に、入力軸３側の一端部の外周に前記ボールベアリング１０の内輪に係止して抜け出しを規制する円環状の規制部１７ａが一体に形成されている一方、小径状に形成された他端部の内部軸方向に円柱穴１７ｂが形成されている。

前記第１スライダー１９は、円筒状に形成されて内周面に前記第１セレーション部１８を構成するセレーション突起が形成されていると共に、先端部に連結用の大径なフランジ部１９ａが一体に設けられており、このフランジ部１９ａの外周面には雌ねじ１９ｂが形成されている。また、外周面には、前記第１螺旋溝２１を構成する横断面半割状の螺旋溝部が形成されている。

前記第１ボールナット２２は、モータハウジング１ｄ付近のセンターコラム部１ｃの内周面に固定された左右一対のボールベアリング２３ａ、２３ｂによって回転自在に支持されていると共に、内周面に前記螺旋溝部と共同して前記第１螺旋溝２１を構成する螺旋溝部が対向して形成されている。

前記第２変換機構１６は、前記出力軸５の軸方向から同軸に一体に結合されて、前記第１軸１７に同軸上に相対回転自在に設けられた第２軸２４と、自身の内周面と第２軸２４の外周面との間に軸方向に沿って形成された第２セレーション部２５を介して軸方向へ摺動可能な円筒状の第２スライダー２６と、該第２スライダー２６の外周面に嵌合された第２ボールナット２７とを備え、第２スライダー２６の外周面と第２ボールナット２７の内周面に対向して形成された第２螺旋溝２８内に配置された複数のボール２９を介して第２スライダー２６を直線運動に変換させるようになっている。

前記第２軸２４は、前記第２セレーション部２５を構成するセレーション溝が外周面のほぼ全域に形成されていると共に、出力軸５側の一端部に同じくボールベアリング１２の内輪に係止して抜け出しを規制する円環状の第２規制部２４ａが一体に設けられている一方、他端部の内部軸方向に前記円柱穴１７ｂに嵌合してブッシュ３０により回転自在に支持された円柱状突起２４ｂが一体に設けられている。

前記第２スライダー２６は、円筒状に形成されて、前記第２螺旋溝２８が外周面の全域に所定リード角度θ５をもって形成されていると共に、先端部に前記第１フランジ部１９ａと対峙する連結用の大径な第２フランジ部２６ａが一体に設けられており、この第２フランジ部２６ａはその外径が第１フランジ部１９ａよりも小さく形成されている。また、前記第２螺旋溝２８のリード角度θ５は、前記第１螺旋溝２１の各隣接するリード角度θ６よりも僅かに大きく設定されている。

前記第２ボールナット２７は、前後外周面が前記フロントコラム部１ｂの内周面に圧入固定されて非回転状態になっている。

さらに、前記第１フランジ部１９ａと第２フランジ部２６ａとは、袋ナット状の連結部材３１によって連結されていると共に、対向面間に設けられたローラ３２及び第２フランジ部２６ａの背面と連結部材３１の底部内面との間に設けられたローラ３３によって互いに相対回転自在に連結されている。すなわち、前記連結部材３１は、底部の中央に第２スライダー２６が挿通する挿通孔３１ａを有していると共に、環状周壁の内周面に前記第１フランジ部１９ａの雌ねじ１９ｂに螺着する雄ねじ３１ｂが切られている。そして、両フランジ部１９ａ、２６ａの間と、第２フランジ部２６ａと前記底部との間に、それぞれローラ３２，３３を挟み込んだ状態で、連結部材３１を第１フランジ部１９ａに雌雄ねじ１９ｂ、３１ｂを介してねじ込み連結することによって、第１、第２スライダー１９，２６が互いに相対的に回転自在に連結されるようになっている。

前記位相差調整機構８は、前記電動モータ３４と、伝達機構であるウォーム歯車機構３５とから構成され、前記電動モータ３４は、直流型の正逆回転可能な可逆式であって、前記第１スライダー１９に対して直交する方向に配置され、伝達機構であるウォーム歯車機構３５を介してモータ軸３４ａの回転力を前記第１ボールナット２０に伝達するようになっていると共に、前記電子コントローラ９によって回転制御されるようになっている。

前記ウォーム歯車機構３５は、電動モータ３４のモータ軸３４ａに固定されたウォームホイール３５ａと、前記第１スライダー２０の外周面に一体に固定されて、前記ウォームホイール３５ａに噛合するウォームギア３５ｂとから構成されており、このウォームギア３５ｂは、前記一対のボールベアリング２３ａ、２３ｂの間に回転自在に挟持されている。

なお、前記出力軸５とラック・ピニオン機構４との間には、トーションバー３６が設けられていると共に、該トーションバー３６の捻りトルクを検出するトルクセンサ３７が設けられている。

前記電子コントローラ９は、マイクロコンピュータが内蔵され、基本的な制御としては、図２に示すように、図外の車速センサから出力された現在の車速信号Ｖと、前記操舵角センサ１１からの操舵角θとを入力して、実転舵角目標値δ１及び操舵反力目標値Ｔ１を演算あるいは予め設定されたマップによって決定する目標値決定回路４０と、該目標値決定回路４０から出力された目標実舵角信号δ１と、実転舵角センサ１３からの実舵角信号δ（フィードバック）及びトルクセンサ３７からの捻りトルク信号Ｔ及び転舵輪ＦＬ、ＦＲからの転舵反力などに基づいてラック・ピニオン機構４を介して転舵輪ＦＬ、ＦＲの転舵角（転舵位置）を変更する転舵角変更回路４１とを備えている。

そして、転舵角変更回路４１から出力された変更信号（実舵角制御量信号δ２）によって前記操舵手段６の駆動モータ１４にフィードバック制御信号を出力して、図外のギア機構を介してラック・ピニオン機構３により前記転舵輪ＦＬ、ＦＲの転舵角を制御するようになっている。

また、電子コントローラ９は、前記目標値決定回路４０からの操舵反力目標値信号Ｔ１と、前記操舵角センサ７からの操舵角信号θと、トルクセンサ３７からの捻りトルク信号Ｔに基づいて前記電動モータ３４の回転角目標値ω３を演算する回転角目標決定回路４２と、この回転角目標決定回路４２から出力された回転角目標値ω３と、操舵角センサ１１からの現在の操舵角信号θとによって出力軸５の回転角度θ２を演算して、この回転角度信号θ２を電動モータ３４にフィードバック制御信号を出力するモータ制御回路４３とを備えている。

そして、前記モータ制御回路４３は、前記出力軸５の回転角度信号θ２を前記実舵角制御信号δに追従させながら操舵反力の制御を行うようになっている。

したがって、この実施形態によれば、例えば、車両の低速走行中に、ステアリングホイール２を一方向に回転操作すると、入力軸３が所定量回転するが、このとき、電子コントローラ９は、前記転舵角変更回路４１からの制御信号によって前記駆動モータ１４を回転制御すると共に、操舵角センサ１１やモータ制御回路４３からの制御信号によって電動モータ３４を回転制御する。このため、ラック・ピニオン機構４は、基本的に駆動モータ１４の回転力によってラック・ピニオン機構４を作動させて転舵輪ＦＬ、ＦＲを所望の転舵角に制御する。

一方、電動モータ３４の回転に伴いウォーム歯車機構３５を介して第１ボールナット２０が回転する。これによって、第１スライダー１９は、第１ボールナット２０との間の各ボール２２が転動することにより、回転しながら第１軸１７上を第１セレーション部１８を介して図１中、左軸方向へ直線移動する。

この第１スライダー１９が、軸方向へ移動すると連結部材３１を介して第２スライダー２６が第２軸２４上を第２セレーション部２５を介して同方向へ直線移動すると、この直線移動に伴って、今度は第２スライダー２６が第２螺旋溝２８内の各ボール２９の転動作用を得て、直線運動から第１スライダー１９とは独立した回転運動に変換される。すなわち、第２スライダー２６は、各ローラ３２，３３を介して第１スライダー１９とは互いに自由に相対回転可能になっていることから、独立した回転を行う。

これにより、かかる回転力が出力軸５に伝達されて、該出力軸５が所定量回転し、この回転力と前記駆動モータ１４による回転力と相俟ってラック・ピニオン機構４を作動させる。

そして、前記出力軸５の回転量は、前記第１、第２螺旋溝２１，２８のリード角度θ５，θ６の相違によって、入力軸３の回転量に対して大きくすることが可能になる。この結果、ステアリングホイール２の少ない回転操作量で、各転舵輪ＦＬ、ＦＲの転舵角度を大きく制御することが可能になる。

換言すれば、各螺旋溝２１，２８のリード角度θ５，θ６を互いに異ならせることによって、入力軸３と出力軸５との減速比を可変にすることができると共に、電動モータ３４の回転によって両軸３，５の回転位相差を変化（調整）することができるのである。これによって、両転舵輪ＦＬ、ＦＲを所望の転舵角に制御することができる。

しかも、この実施形態では、第１変換機構１５と第２変換機構１６とを、同一軸線上に配置したことから、第１変換機構１５と第２変換機構１６との間に発生する軸方向の伝達力は、両変換機構の同一直線上に生じることになる。

したがって、従来のようなスライダーアームの倒れなどによる大きな摩擦抵抗の発生が抑制されて、前記第１変換機構１５と第２変換機構１６との間の力の伝達効率が向上する。

また、第１、第２変換機構１５、１６は、円筒状のステアリングコラム１内にコンパクトに収容されていることから、径方向への拡大化を抑制することができ、運転者の足下のスペースを大きく取ることができる。

また、前記第１、第２変換機構１５，１６を、ボール螺子機構によって構成したことから、回転運動から直線運動へ、あるいは直線運動から回転運動への滑らかかつ効率の良い変換を行うことができる。

さらに、減速比可変機構７内で生じる軸方向の圧縮力や引っ張り力は第１スライダー１９と第２スライダー２６との間にのみ発生して、第１軸１７や第２軸２４との間には殆ど発生しないため、入、出力軸３，５を支持する各ボールベアリング１０，１２などに圧縮、引っ張り力の影響を及ぼさない。この結果、これらボールベアリング１０，１２の耐久性の向上が図れる。

なお、ステアリングホイール２を反対に回転操作すると、今度は第１スライダー１９と第２スライダー２６が連結部材３１を介して図中右方向へストローク移動しながら互いに独自に相対回転して、出力軸５に掛かる回転力を伝達するようになっている。

図３は本発明の第２の実施形態を示し、各第１軸１７と第２軸２４の外周面及び第１、第２スライダー１９，２６の内周面との間に、ボール２２、２９を転動自在に保持する第１螺旋溝２１と第２螺旋溝２８が形成されて、各スライダー１９，２６がボールナットとして機能するように形成されている。また、前記各第１，第２スライダー１９，２６の各外周面及び各ボールナット２０，２７に、軸方向に沿った第１、第２セレーション部１８，２５が形成されている。

また、前記第１スライダー１９の先端壁１９ｃに形成された挿通孔１９ｄ内に、前記第２スライダー２６の一端部に形成された突部２６ｂが挿通されていると共に、該突部２６ｂの外周面に形成された雄ねじにナット３８が螺着されて、両スライダー１９，２６が連結されている。また、前記ナット３８と第１スライダー１９の先端壁１９ｃの内面との間、及び該先端壁１９ｃの外面と第２スライダー２６の一端部段差面との間にそれぞれ挟持状態に保持されたローラ３２、３３によって両スライダー１９，２６が互いに相対回転自在に連結されている。

また、前記第１ボールナット２０は、ウォーム歯車機構３５を介して電動モータ３４によって回転駆動されるようになっている。なお、入力軸３側の端部及び出力軸５側の端部がそれぞれナット５０，５１と等に保持されたローラベアリング５２，５３によって回転自在に支持されていると共に、該各端部に一体に形成されたフランジ部５４，５５によって抜け止めされている。また、前記第１、第２螺旋溝２１、２８のリード角度θ５，θ６は、互いに相違するように形成されている。

したがって、この実施形態では、第１の実施形態とほぼ同様な動作を行い、ステアリングホイール２の回転操作により入力軸３が回転すると、電動モータ３４によって第１ボールナット２０が回転し、第１スライダー１９がボール２２の転動作用によって回転しながら第１セレーション部１８を介して直線移動する。

これにより、第２スライダー２６が同じく直線移動すると同時に、各ボール２９の転動作用によって回転し、入力軸３と回転位相が異なるこの回転力を出力軸５に伝達する。

したがって、第１実施形態と同様な作用効果が得られ、特に第１変換機構１５と第２変換機構１６がほぼ同軸上に配置されていることから、回転伝達効率が向上すると共に、径方向のコンパクト化が図れる。

図４は第３の実施形態を示し、第１変換機構１５側は第１実施形態とほぼ同一の構造であるが、スライダーを単一化すると共に、第２変換機構１６の構造を変えたものである。

すなわち、スライダー５６は、長尺な一本の円筒状に形成され、第１変換機構１５側では第１スライダー５６ａ等の構造が第１実施形態と同じに形成され、第２変換機構１６側では第２軸２４の外周面と、第１スライダー５６ａと一体に結合された第２スライダー５６ｂの内周面との間に、ボール５７を転動自在に保持する第２螺旋溝５８が形成されており、第２ボールナットが廃止されている。また、前記第１螺旋溝５９のリード角度θ５よりも第２螺旋溝５８のリード角度θ６が大きく設定されている。

したがって、この実施形態も、ステアリングホイール２の回転操作に伴い、電動モータ３４によって第１スライダー５６ａが回転しながら直線移動すると、同じく第２スライダー５６ｂも同一方向へ同一回転量で回転するが、各リード角度θ５，θ６が互いに異なっていることから、この異なる量の分だけ入力軸３と出力軸５との回転位相差を発生させることができ、第１実施形態と同様な動作制御が可能になる。

しかも、第２ボールナットの廃止などによって装置全体の構造が簡素化されるため、製造作業能率の向上とコストの低減化が図れる。

図５は第４の実施形態を示し、電動モータ６０が入力軸３の先端部に形成されたほぼ円筒状の保持部６１内に保持されていると共に、第１変換機構１５と第２変換機構１６と同軸上に配置されている。前記入力軸３及び保持部６１は、図外のステアリングコラムの内部に固定されたボールベアリング６２によって回転自在に支持されている。

前記第１変換機構１５は、前記保持部６１に軸方向から固定された円筒状のガイド部材６３内に配置され、電動モータ６０のモータ軸６０ａに軸方向から結合された第１軸６４と、該第１軸６４の外周面に嵌合した円筒状の長尺なスライダー６５とを備え、第１軸６４の外周面とスライダー６５の内周面との間に形成された第１螺旋溝６６に複数のボール６７が転動自在に保持されている。また、前記ガイド部材６３の内周面とスライダー６５の外周面との間にセレーション部６８が軸方向に沿って形成されている。
一方、第２変換機構１６は、前記スライダー６５の出力軸５側の端部内に挿入されて出力軸５と軸方向から一体に結合された第２軸６９と、該第２軸６９の外周面とスライダー６５の端部内周面との間に形成された第２螺旋溝７０とを備え、該第２螺旋溝７０内に複数のボール７１が転動自在に保持されている。

また、前記第１螺旋溝６６のリード角度θ５は、第２螺旋溝７０のリード角度θ６よりも小さく設定されている。

したがって、この実施形態では、入力軸３の回転によって電動モータ６０が回転駆動して、第１軸６４が回転すると、各ボール６７が第１螺旋溝６６内で転動することにより、スライダー６５がセレーション部６８を介して軸方向へ直線移動する。このスライダー６５の軸方向の移動に伴って各ボール７１が第２螺旋溝７０内を転動して第２軸６９に回転力を付与する。この際、前記各螺旋溝６６のリード角度θ５、θ６が異なっていることから、入力軸３と出力軸５の回転位相差を発生させることができる。

さらに、この実施形態では、電動モータ６０も第１、第２変換機構１５，１６と同軸上に配置したことから、装置全体の構造がさらにコンパクト化する。また、ボールナットが廃止されたことから、構造が簡素化されて、製造作業能率の向上とコストの低減化が図れる。

図６は第４の実施形態の変形例であって、出力軸５の端部に、ほぼ円筒状の保持部材７２が一体に結合されていると共に、一体型の前記スライダー６５の端部に拡径部６５ａが形成され、該拡径部６５ａの外周面と保持部材７１の内周面との間に、ボール７１を転動自在に保持する第２螺旋溝７３が形成されている。また、保持部材７１の先端部の内周面にセレーション部６８の一部が形成されている。

また、第１螺旋溝６６と第２螺旋溝７３のリード角度θ５，θ６は第４実施形態と同様に異なっている。

したがって、この実施形態によれば、入力軸３の回転に伴い電動モータ６０が回転駆動して、第１軸６４が回転すると、各ボール６７が第１螺旋溝６６内で転動することにより、スライダー６５がセレーション部６８を介して軸方向へ移動する。このスライダー６５の軸方向の移動に伴って各ボール７１が第２螺旋溝７０内を転動して保持部材７２を介して出力軸５に回転力を付与する。この際、前記各螺旋溝６６、７３のリード角度θ５、θ６が異なっていることから、入力軸３と出力軸５の回転位相差を発生させることができる、また装置のコンパクト化が図れるなど、第４の実施形態とほぼ同様な作用効果が得られる。

前記各実施形態から把握できる前記各請求項以外の技術的思想について以下に記載する。
（１）前記第１変換機構は、前記入力軸に軸方向から連結され、外周面に摺動用溝が軸方向に沿って形成された第１軸と、該第１軸の外周に前記摺動用溝を介して軸方向へ摺動可能な円筒状の第１スライダーと、該第１スライダーの外周面に形成された螺旋溝に配置された複数のボールを介して前記第１スライダーを回転自在に支持する第１ボールナットとを備えている一方、
前記第２変換機構は、前記第１軸に同軸上に相対回転自在の設けられて、外周面に摺動用溝が軸方向に沿って形成された第２軸と、該第２軸の外周に前記摺動用溝を介して軸方向へ摺動可能な円筒状の第２スライダーと、該第２スライダーの外周面に形成された螺旋溝に配置された複数のボールを介して前記第２スライダーを回転自在に支持する第２ボールナットとを備え、
前記電動機を伝達機構を介して前記第１ボールナットあるいは第２ボールナットに回転力を伝達することを特徴とする請求項１または２に記載の車両の操舵制御装置。
（２）前記伝達機構は、前記電動機と前記第１ボールナットあるいは第２ボールナットとの間に設けられたウォームギア機構によって構成したことを特徴とする請求項１、２（１）のいずれかに記載の車両の操舵制御装置。
（３）前記電動機を、第１、第２変換機構と同一軸線上に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の操舵制御装置。

本発明の第１実施形態における車両の操舵制御装置の要部縦断面図である。 本実施形態における電子コントローラの制御ブロック図である。 本発明の第２実施形態における車両の操舵制御装置の要部縦断面図である。 本発明の第３実施形態における車両の操舵制御装置の要部縦断面図である。 本発明の第４実施形態における車両の操舵制御装置の要部縦断面図である。 本発明の第５実施形態における車両の操舵制御装置の要部縦断面図である。

符号の説明

１…ステアリングコラム
２…ステアリングホイール
３…入力軸
４…ラック・ピニオン機構
５…出力軸
６…操舵手段
７…減速比可変機構
８…位相差調整機構
９…電子コントローラ
１１…操舵角センサ
１３…実転舵角センサ
１４…駆動モータ
１５…第１変換機構
１６…第２変換機構
１７…第１軸
３４…電動モータ（電動機）
３５…ウォーム歯車機構（伝達機構）
ＦＬ、ＦＲ…転舵輪

Claims (2)

1. ステアリングホイールに連結された入力軸と、
   該入力軸の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   転舵輪に連係されて、前記入力軸と連係される出力軸と、
   車両の運転状態に基づいて、前記転舵輪に転舵力を付与する操舵手段と、
   前記転舵輪の実転舵角を検出する実転舵角検出手段と、
   前記入力軸から出力軸に伝達される回転を所定の減速比に変換する減速比可変機構と、
   前記操舵角検出手段と実転舵角検出手段からのそれぞれの角度情報信号に基づいて、前記減速比可変機構を介して前記入力軸と出力軸との回転位相差を調整する位相差調整機構とを備えた車両の操舵制御装置において、
   前記減速比可変機構は、前記ステアリングホイールの回転運動を軸方向への直線運動に変換する第１変換機構と、該第１変換機構の直線運動を前記出力軸の回転運動に変換する第２変換機構とを備え、
   一方、前記位相差調整機構は、前記第１変換機構または第２変換機構を回転駆動する電動機を有し、
   前記第１変換機構と第２変換機構を、同一軸線上に配置したことを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 前記第１変換機構と第２変換機構を、ボール螺子機構によって構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
   

Images