JP2010167828A - 舵角比可変システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が舵角比の変化を認識可能な舵角比可変システム５を提供する。
【解決手段】操舵角に対する転舵角の比である舵角比を可変とする舵角比可変システム５において、転舵角に応じて変化する通知を運転者に行う通知手段５ｃを設けた。通知手段５ｃによって、運転者には、転舵角に応じて変化する通知が行われるので運転者は転舵角の変化を認識することができる。運転者はステアリングホイル２を回して操舵角を調整しているので操舵角を良く把握しており、かつ、運転者は転舵角の変化を認識しているので、運転者は操舵角と転舵角の比である舵角比の変化を認識することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、操舵角に対する転舵角の比である舵角比を可変とする舵角比可変システムに関する。

従来、運転者によるステアリングホイルの操舵角に対する、車両の転舵輪の転舵角の比である舵角比を変更できるアクティブ前輪操舵（ＡＦＳ：Active front steering）等の舵角比可変システムが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

特開２００７−３２６５７６号公報

従来の舵角比可変システムでは、舵角比が変わることによって、ステアリングのフィーリングに差が生じるため、ステアリングを切る際にラック軸をラックエンドに勢いよく当ててしまう場合があった。これは、運転者が、変化している舵角比を認識することができていないために、現在の転舵角がわからなくなっているからである。

そこで、本発明は、運転者が舵角比の変化を認識可能な舵角比可変システムを提供することを目的とする。

本発明は、操舵角に対する転舵角の比である舵角比を可変とする舵角比可変システムにおいて、前記転舵角に応じて変化する通知を運転者に行う通知手段を設けたことを特徴としている。

本発明によれば、通知手段によって、運転者には、転舵角に応じて変化する通知が行われるので、運転者は、転舵角の変化を認識することができる。運転者は、ステアリングホイルを回して操舵角を調整しているので操舵角を良く把握しており、かつ、前記の通知により運転者は転舵角の変化を認識している。このため、運転者は操舵角と転舵角の比である舵角比の変化を認識することができる。例えば、運転者がゆっくりとステアリングホイルを回している（操舵角が小さい）ときに、運転者に通知手段から、転舵角が大きいことを示す通知を受け取れば、運転者は、現在、舵角比が大きくなっていると認識することができる。

本発明によれば、運転者が舵角比の変化を認識可能な舵角比可変システムを提供できる。

本発明の実施形態に係る舵角比可変システムを搭載した車両用操舵装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る舵角比可変システムを構成する通知手段の断面図であり、図１のＡ−Ａ方向の矢視断面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。

図１に示すように、車両用操舵装置１は、運転者が操舵可能なステアリングホイル２と、その操舵による操舵角を検出する操舵角センサ３と、その操舵による操舵トルクを検出するトルクセンサ４と、操舵角に対する車両の転舵輪１１の転舵角の比である舵角比の大きさを可変させる舵角比可変システム５と、ステアリングホイル２の操舵角（操舵力）を転舵輪１１の転舵角（転舵力）に変換するラック＆ピニオン型ギヤボックス６と、転舵角を検出する転舵角センサ７とを有している。

ステアリングホイル２は、ステアリング軸２ａに連結され、ステアリングホイル２に伴ってステアリング軸２ａが回転することによって、操舵角（操舵力）が舵角比可変システム５に伝達される。操舵角センサ３と、トルクセンサ４とは、ステアリング軸２ａの近傍に設けられている。検出された操舵角と操舵トルクとは、制御手段８へ送信される。

制御手段８では、受信した操舵角と操舵トルク、さらには、車両の車速等に基づいて、目標舵角比を算出する。算出された目標舵角比は、駆動手段５ｄへ送信され、舵角比可変システム５において、目標舵角比に一致するような舵角比が実現されることになる。また、制御手段８は、転舵角センサ７で計測される転舵角を受信し、受信した転舵角と操舵角とに基づいて舵角比を算出する。制御手段８は、算出した舵角比が前記目標舵角比に一致するようにフィードバック制御を行うことで、その一致の精度を高めることができる。

舵角比可変システム５は、ステアリング軸２ａとピニオン軸６ｅのそれぞれに連結する差動ギヤ５ｂと、舵角比を変化させるために差動ギヤ５ｂを回動させる差動ギヤ用モータ５ａと、制御手段８から前記目標舵角比を受信し、受信した目標舵角比に舵角比がなるように差動ギヤ用モータ５ａを駆動するための駆動電流を流す駆動手段５ｄと、転舵角の変化量と変化速度に応じて変化する通知を運転者に行う通知手段５ｃとを有している。

通知手段５ｃは、車両等に固定されピニオン軸６ｅを貫通させる固定筒５１と、ピニオン軸６ｅの表面上に回転軸と平行な方向に沿って形成された複数の溝５５とを有している。転舵角に応じた回転をピニオン軸６ｅがすることによって、複数の溝５５も回転する。詳細は後記するが、この複数の溝５５の回転によって、複数の溝５５の回転角度と回転速度に応じた振動を発生させ、この振動を、転舵角の変化量と変化速度に応じて変化する通知として、運転者に伝達させる。この振動が、クリック音のような音であれば、この音は通知手段５ｃから発せられ、周辺の空気等を介して運転者の耳に達し、運転者はこの音を転舵角の変化量と変化速度に応じて変化する通知として認識することができる。また、前記振動が、ピニオン軸６ｅと差動ギヤ５ｂとステアリング軸２ａとステアリングホイル２を介して、ステアリングホイル２を握っている運転者の手に伝達されれば、運転者は、手の触覚によって、この振動を認識することができる。

ラック＆ピニオン型ギヤボックス６は、ピニオン軸６ｅの回転運動をラック軸６ｄの軸方向の直線運動に変換するラック＆ピニオン機構６ａと、軸方向に移動して転舵輪１１を転舵させる略棒状のラック軸６ｄと、ラック軸６ｄに転舵力の補助力を付与するＥＰＳモータ６ｂと、ＥＰＳモータ６ｂをＰＷＭ駆動し補助力を発生させるための駆動電流を供給する駆動手段６ｃとを有している。トルクセンサ４で計測された操舵トルクは、制御手段８に送信される。制御手段８では、操舵トルクに基づいて前記補助力の大きさが決定され、その補助力に見合った駆動電流をＥＰＳモータ６ｂへ出力するように、駆動手段６ｃに制御信号を送信する。

ラック軸６ｄの両端部には、それぞれ、ステアリングロッド１４、タイロッド１３、及びナックルアーム１２を介して、転舵輪１１が連結されている。ラック軸６ｄに伝達した転舵力によって、ステアリングロッド１４が直線運動し、タイロッド１３及びナックルアーム１２を介して、転舵輪１１は、その転舵角を変化させる。転舵角センサ７は、ラック軸６ｄの筐体に設けられている。転舵角センサ７は、ステアリングロッド１４の移動量を検出するポテンショメータを有し、この移動量に基づいて転舵角を算出している。なお、この算出は制御手段８で行ってもよい。

図２に、通知手段５ｃの断面図となる図１のＡ−Ａ方向の矢視断面図を示す。通知手段５ｃは、ピニオン軸６ｅを貫通させた状態で車両等に固定されている固定筒５１と、ピニオン軸６ｅの表面上に回転軸と平行な方向に沿って形成された複数の溝５５とを有している。固定筒５１の内周壁には、内溝５２が、前記回転軸と平行な方向に沿って形成されている。内溝５２の中には、板ばね５３と玉（ローラ）５４が入っており、板ばね５３は、玉（ローラ）５４を内溝５２から押出しピニオン軸６ｅの表面上に押し付けるような力を、玉（ローラ）５４に作用させている。ピニオン軸６ｅの表面上に複数の溝５５が形成されていることにより、ピニオン軸６ｅの表面上には、溝５５において凹部が生じ、隣り合う溝５５の間において凸部５６が生じている。

そして、転舵角に応じた回転をピニオン軸６ｅがすると、複数の溝５５すなわち凹部、凸部５６も回動する。この回動によって、玉（ローラ）５４に圧接する凹部（溝）５５と凸部５６が入れ替わり、玉（ローラ）５４はピニオン軸６ｅの径方向に往復運動する。１往復の往復運動の間には、玉（ローラ）５４が急に溝５５の底に押し当てられたり、板ばね５３が、玉（ローラ）５４を内溝５２内から急に押出して、撓んでいた状態から弛緩した状態になったりして、板ばね５３や玉（ローラ）５４やピニオン軸６ｅや固定筒５１が、振動し、「カチッ」というクリック音とクリック感を発生させる。クリック感とは、前記振動が、ピニオン軸６ｅと差動ギヤ５ｂとステアリング軸２ａとステアリングホイル２を介して、ステアリングホイル２を握っている運転者の手に伝達された際の、運転者の手の感触のことである。

クリック音とクリック感は、玉（ローラ）５４の往復運動の１往復毎、すなわち、玉（ローラ）５４の前を溝５５が通過する度に発生するので、転舵角が大きくなれば、クリック音とクリック感は多く発生し、転舵角が小さくなれば、クリック音とクリック感の発生回数は少なくなる。クリック音とクリック感の発生回数の多寡によって、転舵角の変化量を、運転者は知ることができる。また、転舵角が急に変化すると、クリック音とクリック感の時間当たりの発生回数は多くなり、転舵角が緩慢に変化すると、クリック音とクリック感の時間当たりの発生回数は少なくなる。クリック音とクリック感の時間当たりの発生回数の多寡によって、転舵角の変化速度を、運転者は知ることができる。通知手段５ｃは、クリック音とクリック感（振動）によって、転舵角の変化量と変化速度とに応じて変化する通知を、運転者にしていることになる。このとき運転者は、ステアリングホイル２を回して操舵角を調整しているので、操舵角の変化量と変化速度を良く把握していることになる。運転者は、それぞれ把握した転舵角と操舵角の変化量と変化速度によって、舵角比を認識することができる。例えば、運転者は、転舵角の変化量と変化速度の少なくともどちらか一方でも操舵角に対して大きくなっていると認識した場合は、舵角比が大きくなっていると判断し、ラック軸６ｄがラックエンドに近接していることを予測し、ステアリングを切る力（操舵トルク）を弱めることで、ラック軸６ｄをラックエンドに緩やかに当てることができ、ラックエンドに過大な負荷をかけなくてすむ。

１ 車両用操舵装置
２ ステアリングホイル
２ａ ステアリングシャフト
３ 操舵角センサ（操舵角検出手段）
４ トルクセンサ
５ 舵角比可変システム
５ａ 差動ギヤ用モータ
５ｂ 差動ギヤ（遊星ギヤ）
５ｃ 通知手段
５ｄ 駆動手段
６ ラック＆ピニオン型ギヤボックス
６ａ ラック＆ピニオン機構
６ｂ ＥＰＳモータ
６ｃ 駆動手段
６ｄ ラック軸
６ｅ ピニオン軸
７ 転舵角センサ
８ 制御手段
１１ 転舵輪
１２ ナックルアーム
１３ タイロッド
１４ ステアリングロッド
５１ 固定筒
５２ 内溝
５３ 板ばね
５４ 玉（ローラ）
５５ 溝（凹部）
５６ 凸部

Claims (1)

1. 操舵角に対する転舵角の比である舵角比を可変とする舵角比可変システムにおいて、
   前記転舵角に応じて変化する通知を運転者に行う通知手段を設けたことを特徴とする舵角比可変システム。

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