JP5120603B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Description
特許文献1では、ケーブルを摺動自在に案内するケーブルガイドを設けている。このケーブルガイドを伸びたケーブルに押し付けることでケーブルに張りを与え、伸びの影響を抑制している。しかしながら、ケーブルがケーブルガイドに擦れるので、ケーブルにかかる負担が大きい。
本発明によれば、操舵側ケーブル巻き取り部材からのケーブルの繰り出しに抵抗を与えることができる。これにより、転舵側ケーブル巻き取り部材がケーブルを巻き取るときに、ケーブルに十分な引張力を作用させた状態でケーブルを巻き取ることができる。その結果、ケーブルを弛みなく巻き取ることができる。また、操舵側ケーブル巻き取り部材からケーブルが繰り出されるときには、操舵部材と操舵側ケーブル巻き取り部材との間の回転規制が解除される。これにより、操舵側ケーブル巻き取り部材の回転方向の位相と操舵部材の回転方向の位相とをずらすことができる。例えば、ケーブルに生じた伸びに対応する値だけ両者の位相をずらすことができる。その結果、伸びを生じたケーブルが転舵側ケーブル巻き取り部材によって弛みなく巻き取られた状態を維持しつつ、操舵部材の操舵に伴い、操舵側ケーブル巻き取り部材がケーブルを巻き取ることができる。このように、ケーブルの弛みがない状態で操舵側ケーブル巻き取り部材がケーブルを巻き取ることができることから、転舵側ケーブル巻き取り部材からのケーブルの繰り出しに遅れが生じないようにできる。これにより、操舵部材から転舵機構への動力の伝達遅れが生じることを防止できる。また、ケーブルの弛みをなくすために、ケーブルを摺接しながら押圧する部材を用いる必要がないことから、ケーブルにかかる負担が少ない。
図1は、本発明の一実施の形態に係る車両用操舵装置1の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、本実施の形態に係る車両用操舵装置1は、操舵部材と転舵機構との機械的な連結を解除可能なステアバイワイヤ式の車両用操舵装置であり、ステアリングホイール等の操舵部材2と、ラックアンドピニオン機構を含む転舵機構3とを備える。
転舵機構3は、車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸6と、ラック軸6に形成されたラック6aに噛み合うピニオン7aが一端に連結されたピニオン軸7と、ラック軸6に転舵力を付与するための電動モータからなる転舵用アクチュエータ8とを含む。
転舵角θtは、ピニオン軸7の操舵中立位置からの回転角を用いて表される。この転舵角θtは、例えば、ピニオン軸7が操舵中立位置から右回転したときには正の値をとり、ピニオン軸7が操舵中立位置から左回転したときには負の値をとる。
反力制御部18は、反力用アクチュエータ5に接続されている。反力制御部18は、検出された操舵角θwおよび操舵トルクTw等に基づいて、図示しない駆動回路を介して反力用アクチュエータ5の駆動を制御する。
転舵制御部19は、CPU、RAMおよびROMを含む電子制御ユニット(Electronic Control Unit)であり、転舵用アクチュエータ8から転舵機構3に付与される転舵力を制御するために設けられている。転舵制御部19は転舵用アクチュエータ8に接続されている。
同様に、転舵用アクチュエータ8の電流I2は、第2の電流センサ22によって検出されるようになっている。検出された電流I2に関する信号は、転舵制御部19に入力される。
連結機構23は、操舵部材2と伝達機構24とを解除可能に連結する。具体的には、連結機構23は、互いに対向する第1の部材23aと第2の部材23bとを有している。
伝達機構24は、操舵部材2と転舵機構3とを機械的に連結するためのものであり、回転軸25と、操舵側ケーブル巻き取り部材としての操舵側プーリ26と、転舵側ケーブル巻き取り部材としての転舵側プーリ27と、操舵側プーリ26および転舵側プーリ27を動力伝達可能に連結する第1および第2の伝達ケーブル28,29とを含んでいる。
操舵側プーリ26は、第1のケーブル巻き取り部材としての第1のプーリ33と、第2のケーブル巻き取り部材としての第2のプーリ34とを含んでいる。第1および第2のプーリ33,34は、同軸上に相対回転可能に配置されている。
ピニオン軸7は、軸受37,38を介して転舵側ケーシング39に回転自在に支持されている。転舵側ケーシング39は、車体側部材(図示せず)等に固定されており、転舵側プーリ27を収容している。転舵側プーリ27は、ピニオン軸7と同行回転可能に連結されており、転舵輪と連動して回転する。
第1のインナーケーブル41は、一端が操舵側プーリ26の第1のプーリ33に固定されており、他端が転舵側プーリ27に固定されている。
第2のインナーケーブル43は、一端が操舵側プーリ26の第2のプーリ34に固定されており、他端が転舵側プーリ27に固定されている。
伝達機構24は、第1のプーリ33の回転に摩擦抵抗を与える第1の摩擦部材44と、第2のプーリ34の回転に摩擦抵抗を与える第2の摩擦部材45とを含んでいる。
なお、第1および第2のプーリ33,34の回転に抵抗を与える抵抗付与部材として、粘性抵抗等の他の抵抗を与える抵抗付与部材を設けてもよい。
すなわち、回転軸25が回転方向Aの他方A2に回転することにより、第2の一方向クラッチ36によって、回転軸25と第2のプーリ34との相対回転が規制される。
転舵側プーリ27が回転方向Aの他方A2に回転することにより、第1のインナーケーブル41が巻き取られる。このとき、第1の一方向クラッチ35は、回転軸25と第1のプーリ33との連結を解除しており、第1のプーリ33と回転軸25とは、相対回転可能である。第1のインナーケーブル41の弛みが解消されるまでの間、第1のプーリ33は、第1の摩擦部材44の抵抗トルクを受けていることにより回転しない。
転舵側プーリ27が回転方向Aの他方A2に回転量θ1だけ回転することにより、弛んだ第1のインナーケーブル41を巻き取ると、第1のインナーケーブル41の弛みが解消される。これにより、回転方向Aの他方A2に関して、第1のプーリ33が、転舵側プーリ27に従動して回転するようになる。
この状態で、図4(E)に示すように、回転軸25および第1のプーリ33が回転方向Aの一方A1に回転量θ3だけ回転すると、この回転力が第1のインナーケーブル41を介して転舵側プーリ27に伝わる。これにより、第1のプーリ33によって第1のインナーケーブル41が巻き取られ、転舵側プーリ27が回転方向Aの一方A1に回転量θ3だけ回転する。
一方、操舵部材2と回転軸25とが同行回転可能に連結されている状態において、第2のインナーケーブル43が弛んでいるとき、この弛みの解消は、図4で示したのと同様に行われる。
これにより、図5(B)に示すように、回転軸25と第1のプーリ33とが回転方向Aの一方A1に同行回転する。第1のプーリ33の回転力が、第1のインナーケーブル41を介して転舵側プーリ27に伝わり、転舵側プーリ27が回転方向Aの一方A1に回転する。
転舵側プーリ27が回転方向Aの一方A1に回転量θ4だけ回転することにより、弛んだ第2のインナーケーブル43を巻き取ると、第2のインナーケーブル43の弛みが解消される。これにより、回転方向Aの一方A1に関して、第2のプーリ34が、転舵側プーリ27に連動して回転するようになる。
この状態で、図5(E)に示すように、回転軸25および第2のプーリ34が回転方向Aの他方A2に回転量θ6だけ回転すると、この回転力が第2のインナーケーブル43を介して転舵側プーリ27に伝わる。これにより、第2のプーリ34によって第2のインナーケーブル43が巻き取られ、転舵側プーリ27が回転方向Aの他方A2に回転量θ6だけ回転する。
本実施の形態によれば、第1および第2のプーリ33,34からの、対応するインナーケーブル41,43の繰り出しに抵抗トルクを与えることができる。これにより、転舵側プーリ27が、対応するインナーケーブル41,43を巻き取るときに、対応するインナーケーブル41,43に十分な引張力を作用させた状態で、当該インナーケーブル41,43を巻き取ることができる。その結果、各インナーケーブル41,43を弛みなく巻き取ることができる。
例えば、各インナーケーブル41,43に生じた伸びに対応する値だけ、上記対応するプーリ33,34と操舵部材2の位相をずらすことができる。その結果、伸びを生じたインナーケーブル41,43が転舵側プーリ27によって弛みなく巻き取られた状態を維持しつつ、操舵部材2の操舵に伴い、操舵側プーリ26が対応するインナーケーブル41,43を巻き取ることができる。
また、操舵部材2が左回転したときに、第2のプーリ34で第2のインナーケーブル43を巻き取ることにより、第2のインナーケーブル43および転舵側プーリ27を介して転舵機構3に操舵トルクを伝達できる。
例えば、本発明を、操舵部材と転舵機構とが伝達機構によって機械的に常時連結されたケーブル式ステアリング装置に適用することができる。
Claims (3)
- ケーブルを介して動力伝達可能に連結された操舵側ケーブル巻き取り部材および転舵側ケーブル巻き取り部材を含み、操舵部材と転舵機構とを機械的に連結可能な伝達機構と、
操舵側ケーブル巻き取り部材とは別に設けられ、操舵側ケーブル巻き取り部材の回転に抵抗を与える抵抗付与部材と、を備え、
操舵側ケーブル巻き取り部材は、一方向クラッチを介して操舵部材に連動回転可能に連結され、上記一方向クラッチの回転規制に伴ってケーブルを巻き取り可能であり、
一方向クラッチの状態にかかわらず、抵抗付与部材は、常に、操舵側ケーブル巻き取り部材に抵抗を与え、
転舵側ケーブル巻き取り部材は、転舵輪と連動して回転可能に連結されていることを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1において、上記操舵側ケーブル巻き取り部材は、同軸上に相対回転可能に配置された第1および第2のケーブル巻き取り部材を含み、
上記一方向クラッチは、第1のケーブル巻き取り部材を操舵部材と連動回転可能に連結する第1の一方向クラッチと、第2のケーブル巻き取り部材を操舵部材と連動回転可能に連結する第2の一方向クラッチとを含み、
上記第1および第2の一方向クラッチは、互いに逆向きの回転を規制するようにしてある車両用操舵装置。 - 請求項1または2において、上記抵抗付与部材は、操舵側ケーブル巻き取り部材の回転に摩擦抵抗を与える摩擦部材を含む車両用操舵装置。
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