JP2009078638A - 車両の操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な制御、構造で、適切な操舵角を応答性良く得る。
【解決手段】ステアリングホイール２から入力される操舵力は、ステアリングギヤボックス３内の操舵機構４に伝達され、左右の操舵輪５Ｌ、５Ｒを転舵する操舵力として左右のタイロッド６Ｌ、６Ｒに伝達される。操舵機構４は、ステアリングギヤボックス３の略中央に配設された差動機構１１と、この差動機構１１と左右のタイロッド６Ｌ、６Ｒとの間にそれぞれ介装された左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒと、差動機構１１による差動を制御することにより左右の操舵輪５Ｌ、５Ｒのトー角を制御するトーコントロールモータ１３と、操舵力をアシストする電動パワーステアリングモータ１４とを有して構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、左右の操舵輪を適切に制御する車両の操舵装置に関する。

近年、車両においては、効率の良い操舵を実現するために、様々な操舵装置の技術が提案され、実用化されている。

例えば、特開２００７−９９１４４号公報では、第１モータと、第１モータによって駆動される回転可能な第１ナットと、一対の車輪のうち一方の車輪を転舵する第１操舵軸と、第１ナットの回転運動を第１操舵軸の軸方向運動に変換する第１ねじ機構と、第２モータと、回転可能な第２ナットと、第２モータによって駆動される駆動対象部を有し、駆動対象部が第２モータによって駆動されることにより、第１ナットに与えられるトルクを第２ナットに伝達すると共に、第１ナットの回転角度に対する第２ナットの回転角度を変化させる駆動伝達手段と、第１操舵軸と分離され、一対の車輪のうち他方の車輪を転舵する第２操舵軸と、第２ナットの回転運動を第２操舵軸の軸方向運動に変換する第２ねじ機構とを備えた操舵装置が開示されている。
特開２００７−９９１４４号公報

しかしながら、上述の操舵装置の技術では、構造が極めて複雑であり、伝達比可変装置のモータに加え、第１モータ、第２モータと３つのモータが必要で、コストも高くなるという問題がある。そして、適切な操舵角を得るには、これらのモータを協調制御するため、制御性も難しく、応答性も悪化するという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な制御、構造で、適切な操舵角を応答性良く得ることができる車両の操舵装置を提供することを目的としている。

本発明は、操舵力を入力する操舵入力軸と、入力部から入力された力を一方の出力部と他方の出力部とから差動を許容して出力する差動機構とを備え、上記操舵入力軸を上記差動機構の入力部に接続すると共に、上記差動機構の一方の出力部を操舵輪の左輪側と接続し、上記他方の出力部を操舵輪の右輪側と接続したことを特徴としている。

本発明による車両の操舵装置によれば、簡単な制御、構造で、適切な操舵角を応答性良く得ることが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図６は本発明の実施の第１形態を示し、図１は前輪操舵系の要部断面図、図２は前輪操舵系の要部スケルトン図、図３は前輪操舵制御プログラムのフローチャート、図４はハンドル角と車速に応じて設定されるモータ回転角の特性図、図５は操舵時の操舵輪の様子を示す説明図、図６は図５における各操舵輪に作用する力の説明図である。

図１及び図２において、符号１は車両の操舵装置を示し、ステアリングホイール２から入力される操舵力は、ステアリングギヤボックス３内の操舵機構４に伝達され、左右の操舵輪５Ｌ、５Ｒを転舵する操舵力として左右のタイロッド６Ｌ、６Ｒから左右のナックルアーム７Ｌ、７Ｒに伝達される。

操舵機構４は、ステアリングギヤボックス３の略中央に配設された差動機構１１と、この差動機構１１と左右のタイロッド６Ｌ、６Ｒとの間にそれぞれ介装されて回転運動を幅方向の並進運動に変換する左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒと、差動機構１１による差動を制御することにより左右の操舵輪５Ｌ、５Ｒのトー角を制御するトーコントロールモータ１３と、操舵力をアシストする電動パワーステアリングモータ１４とを有して主要に構成されている。

差動機構１１は、デファレンシャルケース１５の右端部に、リングギヤ１６が形成されており、このリングギヤ１６に、ステアリングギヤボックス３から上方に突出されて、ステアリングホイール２からのステアリング軸１７と連結されるピニオン軸１８の下端に設けられたピニオンギヤ１９が噛合されている。

更に、デファレンシャルケース１５のリングギヤ１６には、電動パワーステアリングモータ１４の出力軸１４ａに設けられたピニオンギヤ２０が噛合されており、電動パワーステアリングモータ１４による操舵アシスト力が伝達されるようになっている。この操舵アシスト力は、例えば、予め設定された、ドライバによる操舵トルクと車速に応じた特性マップにより設定される。

また、差動機構１１は、デファレンシャルケース１５内に、左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒとそれぞれ連結される左右のサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと、これらサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと噛合されるベベルギヤ２２とが回転自在に格納されており、ベベルギヤ２２の一つには、何らかの異常時（フェール時）にベベルギヤ２２の回転を禁止させる禁止手段としてのクラッチ２３が設けられている。これにより、フェール時においては、ベベルギヤ２２の回転が禁止されるため、ドライバによりステアリングホイール２が回転されるとピニオンギヤ１９、リングギヤ１６を介してデファレンシャルケース１５が回転され、このデファレンシャルケース１５と一体的に左右のサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒが回転される。

左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒは、ステアリングギヤボックス３に回転自在に配設された外筒部２４Ｌ、２４Ｒと、左右逆のねじ溝が刻設された軸部２５Ｌ、２５Ｒとを有して構成されており、外筒部２４Ｌ、２４Ｒの中央側端部がサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと接続されると共に、軸部２５Ｌ、２５Ｒの外側端部がタイロッド６Ｌ、６Ｒと接続されている。これにより、サイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒが回転されると外筒部２４Ｌ、２４Ｒが回転され、軸部２５Ｌ、２５Ｒが並進方向に移動されて、タイロッド６Ｌ、６Ｒを並進方向に移動させる。

一方、左のボールねじ機構１２Ｌと差動機構１１との間、すなわち、サイドギヤ２１Ｌと外筒部２４Ｌとの間には、トーコントロールモータ１３の出力軸１３ａに設けられたドライブギヤ２６と噛合されるドリブンギヤ２７が設けられており、トーコントロールモータ１３により後述するように操舵角が制御自在になっている。

そして、車両の操舵装置１に対する操舵制御は、操舵制御部３０により後述する前輪操舵制御プログラムを実行することにより行われ、通常時においては、車速センサ４１からの車速Ｖ、ハンドル角センサ４２からのハンドル角θＨに応じ、トーコントロールモータ１３のモータ回転角θＭをモータ角センサ４３からの信号を参照してトーコントロールモータ駆動部３１に信号出力してトーコントロールモータ１３を制御する。また、フェール時においては、クラッチ駆動部３２に信号出力してクラッチ２３を作動させ、差動機構１１のベベルギヤ２２の回転を禁止させる。すなわち、操舵制御部３０は差動制御手段としての機能を有して構成されている。

次に、図３のフローチャートにより、上述の前輪操舵制御プログラムを説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、必要パラメータ、すなわち、車速Ｖ、ハンドル角θＨ、モータ回転角θＭを読み込む。

次いで、Ｓ１０２に進み、正常な制御状態（例えば、モータ回転角θＭが異常な値を示していない場合等）か否か判定し、正常な制御状態であれば、Ｓ１０３に進み、トーコントロールモータ１３のモータ回転角θＭを設定し、トーコントロールモータ駆動部３１に信号出力してプログラムを抜ける。このＳ１０３におけるトーコントロールモータ１３のモータ回転角θＭの設定は、例えば、図４に示すように、予め設定しておいた車速Ｖ−ハンドル角θＨの特性マップを参照することにより実行される。この車速Ｖ−ハンドル角θＨの特性マップは、左右輪の横力が等しくなるような左右輪の操舵角の特性を、予め実験、計算等により求めて設定したものである。

尚、左右の操舵輪５Ｌ、５Ｒの最終的な操舵角θfl、θfrは、それぞれ以下の（１）式、（２）式となる。
θfl＝（θＨ／ｎ）＋（θＭ／ｍ） …（１）
θfr＝（θＨ／ｎ）−（θＭ／ｍ） …（２）
ここで、ｎはステアリングホイール２からリングギヤ１６への減速比、ｍはドライブギヤ２６からサイドギヤ２１Ｌへの減速比である。

一方、上述のＳ１０２で正常ではないと判定した場合は、Ｓ１０４に進み、クラッチ駆動部３２に信号出力してクラッチ２３を作動させ、差動機構１１のベベルギヤ２２の回転を禁止させてプログラムを抜ける。

このように、本実施の第１形態によれば、ステアリングホイール２から入力される操舵力を差動機構１１のリングギヤ１６、ベベルギヤ２２を介して、左右のサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒに伝達し、これら左右のサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒから左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒを経て左右のタイロッド６Ｌ、６Ｒに伝達するように構成されている。このため、左右の操舵輪５Ｌ、５Ｒの横力が、差動機構１１により機構的に略同じ値に維持されて、応答性良く左右の操舵角を適切に保つことが可能となる。

すなわち、図５（ａ）に示すように、操舵輪の左右の横力が異なる場合の一例として、左輪側のみで横力を発生して旋回するような場合と、図５（ｂ）に示すように、操舵輪の左右の横力が等しい場合を考える。

図５（ａ）の左輪の横力Ｆfl1に対し、コーナリングフォースはＹfl1となりコーナリングドラッグはＤfl1となる。右輪では、横力、コーナリングフォース、コーナリングドラッグは０となっている。

図５（ｂ）では、左輪の横力Ｆfl2に対し、コーナリングフォースはＹfl2となりコーナリングドラッグはＤfl2となり、右輪の横力Ｆfr2に対し、コーナリングフォースはＹfr2となりコーナリングドラッグはＤfr2となっている。

そして、これら図５（ａ）の場合と図５（ｂ）の場合とを横力が等しい（Ｆfl1＝Ｆfl2＋Ｆfr2）として、重ねて比較すると、図６に示すように、コーナリングフォースは図５（ｂ）の方がΔＹ（＝Ｙfl2＋Ｙfr2−Ｙfl1）大きくなるが、コーナリングドラッグは図５（ａ）の方がΔＤ（＝Ｄfl1−Ｄfl2−Ｄfr2）大きくなる。

すなわち、左右輪の横力を等しくして旋回する方が、コーナリングドラッグを小さくすることができ、効率の良い旋回特性が得られ、操舵ゲインを向上することが可能となるのである。そして、コーナリングドラッグを小さくすることにより、走行抵抗を減少させることができ、トラクション性能の向上、及び、燃費の向上を図ることができる。また、タイヤにかかる負荷も小さくなるため、偏摩耗も有効に防止することができる。

また、本実施の第１形態によれば、トーコントロールモータ１３により差動機構１１の左右輪間の差回転が適切な値に制御できるようになっているので、制動時や路面状態により差動機構１１による差動機能を適切に作用させることが困難な場合であっても適切な操舵角に制御することができ、安定した操舵機構を実現することが可能である。

更に、本実施の第１形態によれば、採用するモータもトーコントロールモータ１３のみで左右輪間の操舵角を適切に制御できるので、構造も簡単で部品点数も少なく小型軽量に実現することができる。そして、制御もトーコントロールモータ１３のみに対する制御であるため、簡単な制御で実現でき、応答性も良い。

また、フェール時においては、クラッチ２３によりベベルギヤ２２の回転を禁止させてステアリングホイール２の回転と一体的に左右のサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒが回転されて確実に操舵が行われるようになっている。

次に、図７は本発明の実施の第２形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図である。尚、本実施の第２形態は、電動パワーステアリングモータによる操舵アシスト力が、直接、ステアリング軸に付加されるようにした点が前記第１形態と異なり、他の構成、作用は第１形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図７に示すように、符号５０は、第２形態による車両の操舵装置を示し、ステアリング軸１７と連結されるピニオン軸５１は、さらに前方まで突出されて、中途部にデファレンシャルケース１５のリングギヤ１６と噛合するピニオンギヤ１９が設けられ、前端には電動パワーステアリングモータ１４の出力軸１４ａに設けられたピニオンギヤ２０と噛合するピニオンギヤ５２が設けられている。

このような構成とすることにより、電動パワーステアリングモータ１４による操舵アシスト力は、ピニオンギヤ５２、ピニオン軸５１を介してステアリング軸１７に付加されるため、前述の第１形態と同様の効果を得ると共に、デファレンシャルケース１５のリングギヤ１６の設計の自由度をより向上させることができる。

次に、図８は本発明の実施の第３形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図である。尚、本実施の第３形態は、電動パワーステアリングモータをピニオン軸側に設け、電動パワーステアリングモータによる操舵アシスト力が、直接、ステアリング軸に付加されるようにした点が前記第１形態と異なり、他の構成、作用は第１形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図８に示すように、符号６０は、第３形態による車両の操舵装置を示し、ステアリング軸１７と連結されるピニオン軸６１の前端にはデファレンシャルケース１５のリングギヤ１６と噛合するピニオンギヤ１９が設けられ、ピニオン軸６１の中途部にはピニオン軸６１側に設けた電動パワーステアリングモータ１４の出力軸１４ａに設けられたピニオンギヤ２０と噛合するピニオンギヤ６２が設けられている。

このような構成とすることにより、電動パワーステアリングモータ１４による操舵アシスト力は、ピニオンギヤ６２、ピニオン軸６１を介してステアリング軸１７に付加されるため、前述の第１形態と同様の効果を得ると共に、デファレンシャルケース１５のリングギヤ１６の設計の自由度をより向上させることができる。また、電動パワーステアリングモータ１４をステアリングギヤボックス３から分離して設けるため、ステアリングギヤボックス３を簡素化し小型化することができる。

次に、図９は本発明の実施の第４形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図である。尚、本実施の第４形態は、トーコントロールモータ、電動パワーステアリングモータ、及び、クラッチを省略し、最も最小の構成である差動機構のみにより操舵角を適切に保つようにした点が前記第１形態と異なり、他の構成、作用は第１形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図９に示すように、符号７０は、第４形態による車両の操舵装置を示し、ステアリング軸１７と連結されるピニオン軸１８の前端に設けられたピニオンギヤ１９は、差動機構１１のデファレンシャルケース１５の右端部に形成されたリングギヤ１６と噛合されている。

差動機構１１は、デファレンシャルケース１５内に、左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒとそれぞれ連結される左右のサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと、これらサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと噛合されるベベルギヤ２２とが回転自在に格納されている。

このように、車両のスペックによっては、より簡素な操舵装置７０とすることにより、左右の操舵輪の横力が略同じとなる適切な操舵角を優れた応答性を確保しつつ実現し、より簡素で、小型軽量化して安価な操舵装置を提供するものである。尚、電動パワーステアリングモータのみを本実施の第４形態に適用する場合は、前述の第１、第２、第３の何れかの形態で説明したように配設して実現することが可能である。また、フェール時を考慮して、ベベルギヤ２２の回転を禁止させるクラッチを設ける場合も同様に、前述の第１、第２、第３の何れかの形態で説明したように配設して実現することが可能である。

次に、図１０は本発明の実施の第５形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図である。尚、本実施の第５形態は、トーコントロールモータを差動機構と一体的に設けた点が前記第４形態とは異なり、他の構成、作用は第４形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図１０に示すように、符号８０は、第５形態による車両の操舵装置を示し、ステアリング軸１７と連結されるピニオン軸１８の前端に設けられたピニオンギヤ１９は、差動機構８１のデファレンシャルケース８２の右端部に形成されたリングギヤ１６と噛合されている。

差動機構８１は、デファレンシャルケース８２内に、左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒとそれぞれ連結される左右のサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと、これらサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと噛合されるベベルギヤ２２とが回転自在に格納されている。

また、差動機構８１のデファレンシャルケース８２には、ベベルギヤ２２の回転を制御するトーコントロールモータ１３と、何らかの異常時（フェール時）にベベルギヤ２２の回転を禁止させるクラッチ２３が、デファレンシャルケース８２と一体的に設けられている。

このような構成とすることにより、前述の第４形態で説明した効果に加え、更に、トーコントロールモータ１３を設けることにより、前述の第１形態で説明したように、制動時や路面状態により差動機構８１による差動機能を適切に作用させることが困難な場合であっても適切な操舵角に制御することができ、安定した操舵機構を実現することが可能となる。尚、電動パワーステアリングモータを本実施の第５形態に適用する場合は、前述の第１、第２、第３の何れかの形態で説明したように配設して実現することが可能である。

次に、図１１は本発明の実施の第６形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図である。尚、本実施の第６形態は、トーコントロールモータを差動機構ではなくステアリングギヤボックス側に設けた点が前記第５形態とは異なり、他の構成、作用は第５形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図１１に示すように、符号９０は、第６形態による車両の操舵装置を示し、ステアリング軸１７と連結されるピニオン軸１８の前端に設けられたピニオンギヤ１９は、差動機構９１のデファレンシャルケース９２の右端部に形成されたリングギヤ１６と噛合されている。

差動機構９１は、デファレンシャルケース９２内に、左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒとそれぞれ連結される左右のサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと、これらサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと噛合されるベベルギヤ２２、９３とが回転自在に格納されている。

また、差動機構９１のデファレンシャルケース９２内には、左サイドギヤ２１Ｌの回転軸外周に沿って、第１のピニオン軸９４が回転自在に挿通されており、この第１のピニオン軸９４のデファレンシャルケース９２内の左サイドギヤ２１Ｌ側端部には、第１のピニオンギヤ９５が設けられると共に、デファレンシャルケース９２外側の左ボールねじ機構１２Ｌ側端部には、トーコントロールモータ１３の出力軸１３ａに設けられたドライブギヤ２６と噛合されるドリブンギヤ９６が設けられている。

上述のサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと噛合されるベベルギヤ９３は、第２のピニオン軸９７の内側端部に設けられており、この第２のピニオン軸９７の外側端部には、上述の第１のピニオンギヤ９５と噛合する第２のピニオンギヤ９８が設けられている。

このような構成とすることにより、トーコントロールモータ１３による駆動力は、ドリブンギヤ９６、第１のピニオン軸９４、第１のピニオンギヤ９５、第２のピニオンギヤ９８、第２のピニオン軸９７、ベベルギヤ９３へと伝達され、ベベルギヤ９３の回転を制御することができるようになっている。このため、トーコントロールモータ１３を差動機構９１とは別の、ステアリングギヤボックス側に固定することが可能となり、トーコントロールモータ１３の配設をより簡単に行うことが可能となる。尚、電動パワーステアリングモータを本実施の第６形態に適用する場合は、前述の第１、第２、第３の何れかの形態で説明したように配設して実現することが可能である。

次に、図１２は本発明の実施の第７形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図である。尚、本実施の第７形態は、左右のボールねじ機構の間に介装される差動機構に加え、左右操舵輪制御用の差動機構を更に併設し、該左右操舵輪制御用差動機構をトーコントロールモータで制御するようにした点が前記第４形態とは異なり、他の構成、作用は第４形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図１２に示すように、符号１００は、第７形態による車両の操舵装置を示し、ステアリング軸１７と連結されるピニオン軸１８の前端に設けられたピニオンギヤ１９は、第１の差動機構１０１の第１のデファレンシャルケース１０２の右端部に形成されたリングギヤ１６と噛合されている。

第１の差動機構１０１は、第１のデファレンシャルケース１０２内に、左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒとそれぞれ連結される第１の左右サイドギヤ１０３Ｌ、１０３Ｒと、これらサイドギヤ１０３Ｌ、１０３Ｒと噛合されるベベルギヤ１０４とが回転自在に格納されている。

また、第１の差動機構１０１には、何らかの異常時（フェール時）にベベルギヤ１０４の回転を禁止させるクラッチ２３が、デファレンシャルケース１０２と一体的に設けられている。

そして、操舵装置１００には、上述の第１の差動機構１０１に加え、左右操舵輪制御用の第２の差動機構１０５が併設されており、トーコントロールモータ１３の出力軸１３ａに設けられたドライブギヤ２６は、第２の差動機構１０５の第２のデファレンシャルケース１０６の右端部に形成されたドリブンギヤ１０７と噛合されている。

第２の差動機構１０５は、第２のデファレンシャルケース１０６内に、第２の左右サイドギヤ１０８Ｌ、１０８Ｒと、これらサイドギヤ１０８Ｌ、１０８Ｒと噛合されるベベルギヤ１０９とが回転自在に格納されている。

そして、第１の差動機構１０１の第１の左サイドギヤ１０３Ｌと左ボールねじ機構１２Ｌとの間には第１のギヤ１１０が設けられており、この第１のギヤ１１０は第２の差動機構１０５の第２の左サイドギヤ１０８Ｌと連結された第２のギヤ１１１と噛合されている。

また、第１の差動機構１０１の第１の右サイドギヤ１０３Ｒと右ボールねじ機構１２Ｒとの間には第３のギヤ１１２が設けられており、この第３のギヤ１１２は第２の差動機構１０５の第２の右サイドギヤ１０８Ｒと連結された第４のギヤ１１３と噛合されている。

このような構成とすることにより、トーコントロールモータ１３は、第２の差動機構１０５を介して左右の操舵輪を制御することができるので、モータ出力のより小さいモータを採用することが可能となる。

尚、第２の差動機構は、本実施の第７形態では、ベベルギヤを用いた構成の差動機構で実現しているが、他の構成、例えば、周知のプラネタリギヤを用いた構成の差動機構で実現するものであっても良い。また、電動パワーステアリングモータを本実施の第７形態に適用する場合は、前述の第１、第２、第３の何れかの形態で説明したように配設して実現することが可能である。

次に、図１３は本発明の実施の第８形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図である。尚、本実施の第８形態は、差動機構をプラネタリギヤを用いて構成した点が前記第４形態とは異なり、他の構成、作用は第４形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図１３に示すように、符号１２０は、第８形態による車両の操舵装置を示し、ステアリング軸１７と連結されるピニオン軸１８の前端に設けられたピニオンギヤ１９は、左デファレンシャル部１２２と右デファレンシャル部１２３とを連結軸１２４で連結して構成した差動機構１２１のリングギヤ１６と噛合されている。

左デファレンシャル部１２２は、リングギヤ１６が固定された左デファレンシャルケース１２５内に、連結軸１２４の左端部と接続された左サンギヤ１２６と、この左サンギヤ１２６と噛合する左プラネタリギヤ１２７と、この左プラネタリギヤ１２７と噛合する左リングギヤ１２８を有し、左プラネタリギヤ１２７を回転自在に軸支するキャリア１２９が左ボールねじ機構１２Ｌと連結されている。

右デファレンシャル部１２３は、右デファレンシャルケース１３０内に、連結軸１２４の右端部と接続された右サンギヤ１３１と、この右サンギヤ１３１と噛合する右プラネタリギヤ１３２と、この右プラネタリギヤ１３２と噛合する右リングギヤ１３３を有し、右プラネタリギヤ１３２を回転自在に軸支するキャリア１３４が右ボールねじ機構１２Ｒと連結されている。

このように、左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒの間に介装される差動機構は、ベベルギヤにより構成される前述の各実施形態のものに限ることなく、プラネタリギヤを用いて構成する差動機構であっても、前述の各形態と同様の効果を得ることが可能である。そして、本実施の第８形態に示すようなプラネタリギヤを用いた差動機構を採用する場合であっても、前述の各形態で説明したような、電動パワーステアリングモータ、トーコントロールモータ等を適宜設けることができることは言うまでもない。

次に、図１４及び図１５は本発明の実施の第９形態を示し、図１４は前輪操舵系の要部スケルトン図、図１５は差動制御部の上方向（図１４のＡ方向）からの拡大説明図である。尚、本実施の第９形態は、差動機構の差動制御を電動モータではなく弾性体により行うようにした点が前記第５形態とは異なり、他の構成、作用は第５形態と同様であるので同じ構成に対しては同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図１４に示すように、符号１４０は、第９形態による車両の操舵装置を示し、ステアリング軸１７と連結されるピニオン軸１８の前端に設けられたピニオンギヤ１９は、差動機構１４１のデファレンシャルケース１４２の右端部に形成されたリングギヤ１６と噛合されている。

差動機構１４１は、デファレンシャルケース１４２内に、左右のボールねじ機構１２Ｌ、１２Ｒとそれぞれ連結される左右のサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと、これらサイドギヤ２１Ｌ、２１Ｒと噛合されるベベルギヤ２２、１４３とが回転自在に格納されている。

ベベルギヤ１４３の回転軸１４３ａは、デファレンシャルケース１４２の外側に突出されている。図１５（ａ）に示すように、デファレンシャルケース１４２の外側の回転軸１４３ａの側面には、縦長の板部１４３ｂが設けられており、この板部１４３ｂの両脇にはストッパ１４４、１４５がデファレンシャルケース１４２から突設されている。そして、板部１４３ｂとストッパ１４４との間、及び、板部１４３ｂとストッパ１４５との間には、それぞれ硬質ゴム材等の弾性体１４６、１４７が介装されており、これらベベルギヤ１４３の回転軸１４３ａの板部１４３ｂ、ストッパ１４４、１４５、弾性体１４６、１４７により差動機構１４１の差動制御部１５０が構成されている。この差動制御部１５０の機能をより模式的に書いたものが図１５（ｂ）であり、弾性体１４６、１４７の有するバネ−ダンパ機能により差動機構１４１の差動制御が行われるようになっている。

このように、弾性体を用いて差動制御部を構成することにより、差動機構の差動制御をより安価で小型軽量に実現するものである。尚、電動パワーステアリングモータを本実施の第９形態に適用する場合は、前述の第１、第２、第３の何れかの形態で説明したように配設して実現することが可能である。また、前述の各実施の形態に対し、本実施の形態のようなストッパを設ければ、ベベルギヤによる差動領域を一定の領域内に規制する規制手段としての機能を備えることも可能となる。

本発明の実施の第１形態による、前輪操舵系の要部断面図 同上、前輪操舵系の要部スケルトン図 同上、前輪操舵制御プログラムのフローチャート 同上、ハンドル角と車速に応じて設定されるモータ回転角の特性図 同上、操舵時の操舵輪の様子を示す説明図 同上、図５における各操舵輪に作用する力の説明図 本発明の実施の第２形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図 本発明の実施の第３形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図 本発明の実施の第４形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図 本発明の実施の第５形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図 本発明の実施の第６形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図 本発明の実施の第７形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図 本発明の実施の第８形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図 本発明の実施の第９形態による、前輪操舵系の要部スケルトン図 同上、差動制御部の上方向（図１４のＡ方向）からの拡大説明図

符号の説明

１ 操舵装置
２ ステアリングホイール
３ ステアリングギヤボックス
４ 操舵機構
５Ｌ、５Ｒ 操舵輪
６Ｌ、６Ｒ タイロッド
７Ｌ、７Ｒ ナックルアーム
１１ 差動機構
１２Ｌ、１２Ｒ ボールねじ機構
１３ トーコントロールモータ
１４ 電動パワーステアリングモータ
１５ デファレンシャルケース
１６ リングギヤ
１７ ステアリング軸
１８ ピニオン軸
１９ ピニオンギヤ
２０ ピニオンギヤ
２１Ｌ、２１Ｒ サイドギヤ
２２ ベベルギヤ
２３ クラッチ（禁止手段）
２６ ドライブギヤ
２７ ドリブンギヤ
３０ 操舵制御部（差動制御手段）
３１ トーコントロールモータ駆動部
３２ クラッチ駆動部

Claims (8)

1. 操舵力を入力する操舵入力軸と、
   入力部から入力された力を一方の出力部と他方の出力部とから差動を許容して出力する差動機構とを備え、
   上記操舵入力軸を上記差動機構の入力部に接続すると共に、上記差動機構の一方の出力部を操舵輪の左輪側と接続し、上記他方の出力部を操舵輪の右輪側と接続したことを特徴とする車両の操舵装置。
2. 上記差動機構は、上記一方の出力部と上記他方の出力部とをベベルギヤを介して連結したものであることを特徴とする請求項１記載の車両の操舵装置。
3. 上記差動機構は、上記一方の出力部と上記他方の出力部とを少なくともプラネタリギヤを介して連結したものであることを特徴とする請求項１記載の車両の操舵装置。
4. 上記一方の出力部と上記他方の出力部との差動を制御する差動制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の操舵装置。
5. 上記差動制御手段は、電動モータを駆動して上記一方の出力部と上記他方の出力部との差動を制御することを特徴とする請求項４記載の車両の操舵装置。
6. 上記差動制御手段は、上記一方の出力部と上記他方の出力部との間に弾性体を設けて形成することを特徴とする請求項４記載の車両の操舵装置。
7. 上記差動機構は、上記一方の出力部と上記他方の出力部との差動を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載の車両の操舵装置。
8. 上記差動機構は、上記一方の出力部と上記他方の出力部との差動を予め設定した範囲内に規制する規制手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一つに記載の車両の操舵装置。

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