JP4092481B2

JP4092481B2 - 車両用操舵装置

Info

Publication number: JP4092481B2
Application number: JP2003022613A
Authority: JP
Inventors: 正博久保田; 宏毛利; 忠嗣玉正; 良太白土; 恭幸園田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP2004231063A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングホイールを有するステアリング操作系と、転舵アクチュエータを有する転舵系と、が機械的に分離されている車両用操舵装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ばね力によりステアリング操作反力を発生するばね反力発生機構は、ステアリングホイールのシャフトにボールネジが設けられており、このボールネジに螺合するボールナットが非回転で且つ軸方向へ移動自在に設けてあり、このボールナットが移動した際に、圧縮ばねによりボールナットを中立位置へ復帰するように付勢している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ステアリングホイールにピニオンギアが設けられており、ピニオンギアの回転に応じてラックが摺動可能なように設けてあり、このラックが移動した際に、圧縮ばねにより、ラックを中立位置へ復帰させるように付勢している（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１３０４２６号公報（図１）
【特許文献２】
特開平１０−７１９５７号公報（図２）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載のばね反力発生機構にあっては、一つの圧縮ばねにより、ステアリングの右回転の時は圧縮ばねを圧縮、左回転の時は引っ張りとすることで反力を生成しているため、ばねの劣化等によりばねの圧縮剛性と引っ張り剛性が変化し一致しなくなった場合に、ステアリング回転方向により反力特性が変化してしまう問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載のばね反力発生機構にあっては、右回転用と左回転用にそれぞれ一つづつ計二つの圧縮ばねを使用しているため、例えば、日本のように車両左側通行の場合、左回転量が右回転量より多くなり、ばねの劣化による特性変化がことなり、やはりステアリング回転方向により反力特性が変化してしまう問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、弾性部材の劣化により左右回転方向の反力特性が変わることなく、運転者は自然な操作フィーリングを長期にわたって得ることができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、
ステアリングホイールを有するステアリング操作系と、転舵アクチュエータを有する転舵系と、が機械的に分離されている車両用操舵装置において、
前記ステアリング操作系に、反力特性が１つの弾性部材を有し、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトが中立位置のときの前記弾性部材の支持間隔に対し、ステアリングシャフトを中立位置から右方向に回転させたときの前記弾性部材の支持間隔変化動作と、ステアリングシャフトを中立位置から左方向に回転させたときの前記弾性部材の支持間隔変化動作と、が同じ支持間隔変化動作となるばね反力発生機構を設け、
このばね反力発生機構は、
ステアリングシャフトの回転に対応して回転する１条のボールネジと、
前記ボールネジに螺合し、非回転で且つ軸方向に移動自在なボールナットと、
ハウジングに固定された固定部材と、
前記ボールナットと固定部材に挟まれ、ボールナットと固定部材の間隔を所定間隔に保持する弾性部材とを有し、
前記弾性部材の一端部を支持する第１ばね支持面と、支持部材を介して弾性部材の他端部を支持する第２ばね支持面とを、前記ボールナットと固定部材とのそれぞれに設けた。
【０００９】
ここで、「反力特性が１つの弾性部材」とは、変形により得られる反力特性が単一の特性を持つ弾性部材をいい、例えば、反力特性が線形特性となる単一のばね部材を用いたものも、反力特性が非線形特性となる複数の組み合わせばね部材を用いたものも含まれる。
【００１１】
【発明の効果】
よって、本発明の車両用操舵装置にあっては、反力特性が１つの弾性部材を有し、ステアリングシャフトを中立位置から右方向に回転させたときも左方向に回転させたときも同じ支持間隔変化動作となる反力発生機構を設けたため、弾性部材の劣化により左右回転方向の反力特性が変わることなく、運転者は自然な操作フィーリングを長期にわたって得ることができる。
また、可動部材として１つのボールナットを設けた簡単で低コストの反力発生機構とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用操舵装置を実現する実施の形態を、図面に示す第１実施例〜第６実施例に基づいて説明する。
【００１３】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の車両用操舵装置を示す全体システム図である。本発明の車両用操舵装置では、ステアリングホイール２の操舵側と、車輪１０の転舵側とが機械的には分離されており、両者間はコントローラ１が設けられ、電気的に接続されている。
【００１４】
操舵側にはステアリングホイール２と、このステアリングホイール２の操作量を検出する舵角センサ３と、ステアリングホイール２の操作量に応じて反力を発生する反力発生装置４とが設けられている。
【００１５】
転舵側には、コントローラ１からの制御信号に基づき制御駆動される電動モータ５（転舵アクチュエータ）が設けられ、電動モータ５は減速機６を介して電動モータ５の回転力を操舵軸７，７の直線力へと変更する直線変換機８に連結してある。操舵軸７，７は、タイロッド９，９及びナックルアーム（図示せず）を介して車輪１０，１０に連結してある。電動モータ５には、車輪１０，１０の操舵角を検出したり電動モータを制御するためのモータ角度を検出する変位センサ１１が設けられている。
【００１６】
前記コントローラ１には、舵角センサ３と変位センサ１１と車速やヨーレートといった車両状態量センサ３６からの信号が入力されている。そして、コントローラ１は、入力された信号に応じて車輪の目標転舵角や反力発生装置４の目標反力を決定し、バッテリ３７から供給される電力を、電動モータ５と反力発生装置４へ伝達し制御駆動する。
【００１７】
続いて、図２に示す反力発生装置４について説明する。反力発生装置４は、ばね反力発生機構４ａとモータ反力発生機構４ｂとを有して構成され、ばね反力発生装置４には、ステアリングホイール２に連結したステアリングシャフト１２がハウジング１３を貫通して、それぞれ軸受１４，１５により回転自在に支持されている。なお、ステアリングシャフト１２の端部には、舵角センサ３が取り付けられている。
【００１８】
前記ばね反力発生機構４ａの構成を説明すると、ステアリングシャフト１２には、螺旋状に形成したボールネジ溝からなるボールネジ１６が設けてある。
【００１９】
このボールネジ１６には、転動体としてのボールを内蔵したボールナット１８が非回転で且つ軸方向へ移動自在に設けられている。このボールナット１８を非回転に且つ軸方向へ移動可能に支持する機構は、ハウジング１３に長溝２０が形成され、ボルト２２が長溝２０を貫通してボールナット１８に固定することで構成されている。
【００２０】
また、ステアリングシャフト１２を貫通するシャフト穴１９-Aを有するブラケット１９-1（固定部材）が、前記ハウジング１３にボルト固定されている。
【００２１】
前記ボールナット１８と前記ブラケット１９-1を所定間隔に保持する弾性部材として、ボールナット１８とブラケット１９-1間に圧縮ばね２４が配置されている。
【００２２】
そして、圧縮ばね２４を支持するボールナット１８の端面は、図２のＡ−Ａ断面に示すように、対称に円弧を切り欠いた第１ばね支持面２５-A，２５-Bとなっている。また、圧縮ばね２４のボールナット１８の第１ばね支持面２５-A，２５-Bとは反対の端部を支持する構造は、ボールナット１８に固定された支持部材２７-A，２７-Bを介し、圧縮ばね２４のボールナット１８側の反対の端部を押さえるようにしている。前記支持部材２７-A，２７-Bに形成された第２ばね支持面２９-A，２９-Bは、図２のＢ-Ｂ断面に示すように、円弧状の面となっている。
【００２３】
一方、圧縮ばね２４を支持するブラケット１９-1の端面は、図２のＢ−Ｂ断面に示すように、対称に円弧を切り欠いた第１ばね支持面２６-A，２６-Bとなっている。また、圧縮ばね２４のブラケット１９-1の第１ばね支持面２６-A，２６-Bとは反対の端部を支持する構造は、ブラケット１９-1に固定された支持部材２８-A，２８-Bを介し、圧縮ばね２４のブラケット１９-1側の反対の端部を押さえるようにしている。前記支持部材２８-A，２８-Bに形成された第２ばね支持面３０-A，３０-Bは、図２のＡ-Ａ断面に示すように、円弧状の面となっている。
【００２４】
そして、ブラケット１９-1は、ボールナット１８と同一の構造をしており、それぞれの支持部材２７-A，２７-Bと支持部材２８-A，２８-Bとが円周方向に交互に配置されるように、角度がずらされている。
【００２５】
前記モータ反力発生機構４ｂの構成を説明すると、ステアリングシャフト１２の後端部には、ウォームホイール３１が設けてあり、このウォームホイール３１にウォーム３２が噛合している。このウォーム３２には電動モータ３３が連結してある。
【００２６】
次に、作用を説明する。
【００２７】
まず、ステアリングホイール２を右側に回転すると、図３(a)に示すように、ステアリングシャフト１２とボールネジ１６が右回転し、ボールナット１８は図中右へ移動する。また、ブラケット１９-1は移動することなく固定位置である。このボールナット１８の動きに追随して圧縮ばね２４は、一対の第１ばね支持面２５-A，２５-Bと第１ばね支持面２６-A，２６-Bにより収縮されて、その付勢力（反力）が大きくなる。
その結果、その付勢力がボールナット１８を所定間隔に戻そうとする反力として作用し、ステアリングホイール２を中立位置へ復帰させることができる。
【００２８】
一方、ステアリングホイール２を左側に回転すると、図３(b)に示すように、ステアリングシャフト１２とボールネジ１６が左回転し、ボールナット１８は図中左へ移動する。また、ブラケット１９-1は移動することなく固定位置である。このボールナット１８の動きに追随して圧縮ばね２４は、一対の第２ばね支持面２９-A，２９-Bと第２ばね支持面３０-A，３０-Bにより収縮されて、その付勢力（反力）が大きくなる。
その結果、その付勢力がボールナット１８を所定間隔に戻そうとする反力として作用し、ステアリングホイール２を中立位置へ復帰させることができる。
【００２９】
以上のように、右回転と左回転共に、圧縮ばね２４を圧縮することで反力を発生しているので、左右回転時の反力特性を同一にすることができる。
【００３０】
また、コントローラ１は、舵角センサ３や変位センサ１１や車両状態センサ３６等からの信号から必要な反力を計算し、電動モータ３３を制御駆動する。運転者の感じる反力は、この電動モータ３３による反力に加え、機械的な反力発生機構による反力との和となり、電動モータ３３の能力内で任意の操舵特性を実現することができる。
【００３１】
次に、効果を説明する。
第１実施例の車両用操舵装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３２】
(1)ステアリングホイール２を有するステアリング操作系と、電動モータ５を有する転舵系と、が機械的に分離されている車両用操舵装置において、前記ステアリング操作系に、反力特性が１つの圧縮ばね２４を有し、ステアリングホイール２に連結されたステアリングシャフト１２が中立位置のときの前記圧縮ばね２４の支持間隔に対し、ステアリングシャフト１２を中立位置から右方向に回転させたときの前記圧縮ばね２４の支持間隔変化動作と、ステアリングシャフト１２を中立位置から左方向に回転させたときの前記圧縮ばね２４の支持間隔変化動作と、が同じ支持間隔変化動作となるばね反力発生機構４ａを設けたため、圧縮ばね２４の劣化により左右回転方向の反力特性が変わることなく、運転者は自然な操作フィーリングを長期にわたって得ることができる。
【００３３】
(2)ばね反力発生機構４ａは、ステアリングシャフト１２の回転に対応して回転する１条のボールネジ１６と、前記ボールネジ１６に螺合し、非回転で且つ軸方向に移動自在なボールナット１８と、ハウジング１３に固定されたブラケット１９-1と、前記ボールナット１８とブラケット１９-1に挟まれ、ボールナット１８とブラケット１９-1の間隔を所定間隔に保持する圧縮ばね２４とを有し、前記圧縮ばね２４の一端部を支持する第１ばね支持面２５-A，２５-Bと、支持部材２７-A，２７-Bを介して圧縮ばね２４の他端部を支持する第２ばね支持面２９-A，２９-Bとをボールナット１８に設け、前記圧縮ばね２４の一端部を支持する第１ばね支持面２６-A，２６-Bと、支持部材２８-A，２８-Bを介して圧縮ばね２４の他端部を支持する第２ばね支持面３０-A，３０-Bとをブラケット１９-1に設けたため、可動部材として１つのボールナット１８を設けた簡単で低コストの反力発生機構としながら、左右回転方向の反力特性が変わらない操作フィーリングを長期にわたって得ることができる。
【００３４】
(3)ステアリングシャフト１２には、減速機であるウォームホイール３１とウォーム３２を介して電動モータ３３を接続されているため、走行中に反力特性を任意に変更ができ、例えば、ステアリング操作量に対する車輪転舵量の特性を走行中に変更するような制御を行っている場合に、特性が変わったことを反力を介して運転者へ知らせることができる。
【００３５】
（第２実施例）
この第２実施例は、第１実施例のブラケット１９-1に代え、ボールナット１９-2を設けた例である。
【００３６】
すなわち、図４に示すように、ステアリングシャフト１２には、螺旋状に形成したボールネジ溝からなるボールネジ１６，１７がそれぞれ逆方向に設けてある。
【００３７】
これらのボールネジ１６，１７には、転動体としてのボールを内蔵したボールナット１８，１９-2が非回転で且つ軸方向へ移動自在に設けられている。
【００３８】
前記ボールナット１８，１９-2を非回転に且つ軸方向へ移動可能に支持する機構は、ハウジング１３に長溝２０，２１が形成され、ボルト２２，２３が長溝２０，２１を貫通してボールナット１８，１９-2に固定されている。
【００３９】
これらのボールナット１８，１９-2を所定間隔に保持する弾性部材として、ボールナット１８，１９-2間に圧縮ばね２４が配置されている。
【００４０】
そして、圧縮ばね２４を支持するボールナット１８の端面は、図４のＡ−Ａ断面に示すように、対称に円弧を切り欠いた第１ばね支持面２５-A，２５-Bとなっている。また、圧縮ばね２４のボールナット１８の第１ばね支持面２５-A，２５-Bとは反対の端部を支持する構造は、ボールナット１８に固定された支持部材２７-A，２７-Bを介し、圧縮ばね２４のボールナット１８側の反対の端部を押さえるようにしている。前記支持部材２７-A，２７-Bに形成された第２ばね支持面２９-A，２９-Bは、図４のＢ-Ｂ断面に示すように、円弧状の面となっている。
【００４１】
一方、圧縮ばね２４を支持するボールナット１９-2の端面は、図４のＢ−Ｂ断面に示すように、対称に円弧を切り欠いた第１ばね支持面２６-A，２６-Bとなっている。また、圧縮ばね２４のボールナット１９-2の第１ばね支持面２６-A，２６-Bとは反対の端部を支持する構造は、ボールナット１９-2に固定された支持部材２８-A，２８-Bを介し、圧縮ばね２４のボールナット１９-2側の反対の端部を押さえるようにしている。前記支持部材２８-A，２８-Bに形成された第２ばね支持面３０-A，３０-Bは、図４のＡ-Ａ断面に示すように、円弧状の面となっている。
【００４２】
そして、ボールナット１９-2は、ボールナット１８と同一の構造をしており、それぞれの支持部材２７-A，２７-Bと支持部材２８-A，２８-Bとが円周方向に交互に配置されるように、角度がずらされている。
【００４３】
なお、他の構成は第１実施例と同様であるので、図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
次に、作用を説明する。
【００４５】
まず、ステアリングホイール２を右側に回転すると、図５(a)に示すように、ステアリングシャフト１２とボールネジ１６，１７が右回転し、ボールナット１８は図中右へ移動する。また、ボールナット１９-2は図中左へ移動する。このボールナット１８，１９-2の動きに追随して圧縮ばね２４は、一対の第１ばね支持面２５-A，２５-Bと第１ばね支持面２６-A，２６-Bにより収縮されて、その付勢力（反力）が大きくなる。その結果、その付勢力が、ボールナット１８，１９-2を所定間隔に戻そうとする反力として作用し、ステアリングホイール２を中立位置へ復帰させることができる。
【００４６】
一方、ステアリングホイール２を左側に回転すると、図５(b)に示すように、ステアリングシャフト１２とボールネジ１６，１７が左回転し、ボールナット１８は図中左へ移動する。また、ボールナット１９-2は図中右へ移動する。このボールナット１８，１９-2の動きに追随して圧縮ばね２４は、一対の第２ばね支持面２９-A，２９-Bと第２ばね支持面３０-A，３０-Bにより収縮されて、その付勢力（反力）が大きくなる。
その結果、その付勢力がボールナット１８，１９-2を所定間隔に戻そうとする反力として作用し、ステアリングホイール２を中立位置へ復帰させることができる。
【００４７】
以上のように、右回転と左回転共に、圧縮ばね２４を圧縮することで反力を発生しているので、左右回転時の反力特性を同一にすることができる。
【００４８】
また、コントローラ１は、舵角センサ３や変位センサ１１や車両状態センサ３６等からの信号から必要な反力を計算し、電動モータ３３を制御駆動する。運転者の感じる反力は、この電動モータ３３による反力に加え、機械的な反力機構による反力との和となり、電動モータ３３の能力内で任意の操舵特性を実現ができる。
【００４９】
次に、効果を説明する。
第２実施例の車両用操舵装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５０】
(4)ばね反力発生機構４ａは、ステアリングシャフト２の回転に対応して回転する回転方向の異なる２条のボールネジ１６，１７と、それぞれのボールネジ１６，１７に螺合して、非回転で且つ軸方向に移動自在な２つのボールナット１８，１９−２と、２つのボールナット１８，１９−２に挟まれ、２つのボールナット１８，１９−２の間隔を所定間隔に保持する圧縮ばね２４とを有し、前記圧縮ばね２４の一端部を支持する第１ばね支持面２５−Ａ，２５−Ｂと、支持部材２７−Ａ，２７−Ｂを介して圧縮ばね２４の他端部を支持する第２ばね支持面２９−Ａ，２９−Ｂとをボールナット１８に設け、前記圧縮ばね２４の一端部を支持する第１ばね支持面２６−Ａ，２６−Ｂと、支持部材２８−Ａ，２８−Ｂを介して圧縮ばね２４の他端部を支持する第２ばね支持面３０−Ａ，３０−Ｂとをボールナット１９−２に設けたため、ステアリングシャフト２の回転によるボールナット１８，１９−２間の相対変位量（圧縮ばね４の変形量）を第１実施例装置に比べて大きくすることができる。
この結果、(1)設定調整がし易い。(2)設計自由度が増す。(3)ばね特性のばらつきの影響が小さい。等のメリットを得ることができる。
【００５１】
（第３実施例）
この第３実施例は、基本的は第２実施例と同じ構成であるが、支持部材を圧縮ばねの内側を貫通して配置した例である。
【００５２】
すなわち、図６に示すように、ボールナット１８から軸方向に延出する支持部材２７-A，２７-Bが圧縮ばね２４の内側を貫通し、ボールナット１９-2から軸方向に延出する支持部材２８-A，２８-Bが圧縮ばね２４の内側を貫通している構成であり、他構成は第２実施例と同一であるので詳細な説明は省略する。
【００５３】
なお、作用効果についても、第３実施例の場合には、支持部材２７-A，２７-B，２８-A，２８-Bを圧縮ばね２４の外側に配置した第２実施例に比べ、ばね反力発生機構４ａを径方向寸法を短くしてコンパクト化が可能であるという点を除いて第２実施例と同様である。
【００５４】
（第４実施例）
この第４実施例は、第１実施例〜第３実施例が弾性部材として圧縮ばね２４を用いたのに対し、弾性部材として皿ばねを用いた例である。
【００５５】
すなわち、図７に示すように、圧縮ばね２４に代えて適用された皿ばね３４は、高剛性皿ばね３４ａと低剛性皿ばね３４ｂとを直列に配置している。なお、他の構成は第２実施例と同様であるので説明を省略する。
【００５６】
作用については、ばね反力特性が、第１実施例〜第３実施例の場合、１つの圧縮ばね２４の場合、変形量に対して線形特性となるが、この第４実施例の場合、変形量が小さい領域では低剛性皿ばね３４ｂを主体として緩やかな勾配特性を示し、変形量が大きくなると高剛性皿ばね３４ａを主体として急な勾配特性を示すというように、非線形のばね反力特性を得ることができる点を除いては、第２実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００５７】
次に、効果を説明する。
第４実施例の車両用操舵装置にあっては、第２実施例の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５８】
(5)弾性部材である皿ばね３４を、直列に配置した高剛性皿ばね３４ａと低剛性皿ばね３４ｂにより構成したため、任意のばね反力特性を実現することができる。
【００５９】
(6)弾性部材を皿ばね３４としたため、剛性の異なる複数の種類の皿ばねを選択しても、コンパクトに介装しながら、所望する任意の操作反力を実現することができる。
【００６０】
（第５実施例）
この第５実施例は、弾性部材とは並列に、緩衝部材を配置した例である。
【００６１】
すなわち、図８に示すように、圧縮ばね２４とは並列に、４個のダンパー３５（緩衝部材）が２つのボールナット１８，１９-2間に配置されている。なお、他の構成及び作用は、第２実施例と同様であるので説明を省略する。
【００６２】
次に、効果を説明する。
第５実施例の車両用操舵装置にあっては、第２実施例の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００６３】
(7)圧縮ばね２４とは並列に、４個のダンパー３５を２つのボールナット１８，１９-2間に配置したため、早いステアリング操作をしたときに反力が増加し、恰も現行の油圧パワーステアリングを操作しているかのような快適な操作フィーリングを得ることができる。
【００６４】
（第６実施例）
この第６実施例は、弾性部材による反力特性がステアリング中立位置付近で一定でない場合、ステアリング中立位置付近での反力特性がほぼ一定となるように、前記電動モータを駆動制御するようにした例である。
【００６５】
すなわち、図９はボールネジ１８，１９-2間に挿入された圧縮ばね２４の自然長よりボールネジ１８，１９-2間の間隔が広く設定されている場合の、電動モータ３３の制御方法を示す操舵反力特性図である。この図９に示すように、上記構成では、ボールネジ１８，１９-2が移動し圧縮ばね２４と接触するまでは反力を発生しないことになる。そこで、電動モータ３３を用いてその間の反力を発生するものである。
【００６６】
また、図１０はボールネジ１８，１９-2間に挿入された圧縮ばね２４の自然長よりボールネジ１８，１９-2間の間隔が狭く設定されている場合の、電動モータ３３の制御方法を示す操舵反力特性図である。この図１０のように、上記構成では、ボールネジ１８，１９-2を中立位置から動かすのにプリロード分の反力が必要になる。そこで、電動モータ３３を用いてその時の反力を打ち消すものである。なお、構成についていは第２実施例と同様であるので図示並びに説明を省略し、他の作用も第２実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００６７】
次に、効果を説明する。
第６実施例の車両用操舵装置にあっては、第２実施例の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００６８】
(8)圧縮ばね２４による反力特性がステアリング中立位置付近で一定でない場合、ステアリング中立位置付近での反力特性がほぼ一定となるように、電動モータ３３を駆動制御するようにしたため、ステアリング中立位置付近の反力変化を少なくし、より自然な操作フィーリングを得ることができる。
【００６９】
以上、本発明の車両用操舵装置を第１実施例〜第６実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７１】
例えば、第１実施例〜第６実施例では、弾性部材として、コイルばね（圧縮ばね）と皿ばねを用いる例を示したが、他の種類のばね部材や、ばね部材とゴム弾性体との組み合わせ等を用いても良い。
【００７２】
さらに、第４実施例では、剛性の異なる皿ばねを直列に配置する例を示したが、剛性の異なる皿ばね等のばね部材を並列に配置しても良いし、並列配置と直列配置とを組み合わせても良い。
【００７３】
第１実施例では、弾性部材として単独の弾性体を用いる例を示したが弾性部材は、直列もしくは並列に配置した剛性の異なる複数の弾性体により構成しても良いし、また、弾性部材とは並列に、緩衝部材を配置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例の車両用操舵装置における反力発生装置を示す断面図である。
【図３】第１実施例装置の反力発生装置での右回転時と左回転時のばね反力発生作用説明図である。
【図４】第２実施例の車両用操舵装置における反力発生装置を示す断面図である。
【図５】第２実施例装置の反力発生装置での右回転時と左回転時のばね反力発生作用説明図である。
【図６】第３実施例の車両用操舵装置における反力発生装置を示す断面図である。
【図７】第４実施例の車両用操舵装置における反力発生装置を示す断面図である。
【図８】第５実施例の車両用操舵装置における反力発生装置を示す断面図である。
【図９】第６実施例装置におけるボールネジ間に挿入された圧縮ばねの自然長よりボールネジ間の間隔が広く設定されている場合の電動モータの制御方法を示す操舵反力特性図である。
【図１０】第６実施例装置におけるボールネジ間に挿入された圧縮ばねの自然長よりボールネジ間の間隔が狭く設定されている場合の電動モータの制御方法を示す操舵反力特性図である。
【符号の説明】
１コントローラ
２ステアリングホイール
３舵角センサ
４反力発生装置
４ａばね反力発生機構
４ｂモータ反力発生機構
５電動モータ
６減速機
７操舵軸
８直線変換機
９タイロッド
１０車輪
１１変位センサ
１２ステアリングシャフト
１３ハウジング
１４，１５軸受
１６，１７ボールネジ
１９-1 ブラケット（固定部材）
１８，１９-2 ボールナット
２０，２１長溝
２２，２３ボルト
２４圧縮ばね（弾性部材）
２５，２６第１ばね支持面
２７，２８支持部材
２９，３０第２ばね支持面
３１ウォームホイール
３２ウォーム
３３電動モータ
３４皿ばね（弾性部材）
３５ダンパー（緩衝部材）

Claims

ステアリングホイールを有するステアリング操作系と、転舵アクチュエータを有する転舵系と、が機械的に分離されている車両用操舵装置において、
前記ステアリング操作系に、反力特性が１つの弾性部材を有し、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトが中立位置のときの前記弾性部材の支持間隔に対し、ステアリングシャフトを中立位置から右方向に回転させたときの前記弾性部材の支持間隔変化動作と、ステアリングシャフトを中立位置から左方向に回転させたときの前記弾性部材の支持間隔変化動作と、が同じ支持間隔変化動作となるばね反力発生機構を設け、
このばね反力発生機構は、
ステアリングシャフトの回転に対応して回転する１条のボールネジと、
前記ボールネジに螺合し、非回転で且つ軸方向に移動自在なボールナットと、
ハウジングに固定された固定部材と、
前記ボールナットと固定部材に挟まれ、ボールナットと固定部材の間隔を所定間隔に保持する弾性部材と、を有し、
前記弾性部材の一端部を支持する第１ばね支持面と、支持部材を介して弾性部材の他端部を支持する第２ばね支持面とを、前記ボールナットと固定部材とのそれぞれに設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
ステアリングホイールを有するステアリング操作系と、転舵アクチュエータを有する転舵系と、が機械的に分離されている車両用操舵装置において、
前記ステアリング操作系に、反力特性が１つの弾性部材を有し、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトが中立位置のときの前記弾性部材の支持間隔に対し、ステアリングシャフトを中立位置から右方向に回転させたときの前記弾性部材の支持間隔変化動作と、ステアリングシャフトを中立位置から左方向に回転させたときの前記弾性部材の支持間隔変化動作と、が同じ支持間隔変化動作となるばね反力発生機構を設け、
このばね反力発生機構は、
ステアリングシャフトの回転に対応して回転する回転方向の異なる２条のボールネジと、
それぞれのボールネジに螺合して、非回転で且つ軸方向に移動自在な２つのボールナットと、
２つのボールナットに挟まれ、２つのボールナットの間隔を所定間隔に保持する弾性部材と、を有し、
前記弾性部材の一端部を支持する第１ばね支持面と、支持部材を介して弾性部材の他端部を支持する第２ばね支持面とを、前記２つのボールナットのそれぞれに設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
請求項１または請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記弾性部材は、直列もしくは並列に配置した剛性の異なる複数の弾性体により構成されていることを特徴する車両用操舵装置。
請求項３に記載された車両用操舵装置において、
前記弾性体は、皿ばねであることを特徴とする車両用操舵装置。
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
前記弾性部材とは並列に、緩衝部材を配置したことを特徴とする車両用操舵装置。
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
前記ステアリングシャフトには、減速機を介して電動モータが接続されていることを特徴とする車両用操舵装置。
請求項６に記載された車両用操舵装置において、
ステアリング中立位置付近での反力特性がほぼ一定となるように、前記電動モータを駆動制御することを特徴とする車両用操舵装置。