JP5491930B2 - 車両のパワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ドライバによる操舵力をアシストする操舵アシスト機構を備えた車両のパワーステアリング装置に関する。
近年、自動車の多くにはパワーステアリング装置が採用されており、その機構は、油圧式と電動式の２種類に大別される。特に、最近では、常時オイルポンプを駆動することによるエンジンパワーロスを抑え燃費向上を図れること等の理由により、電動式のパワーステアリング装置の採用が多くなっている。
この種のパワーステアリング装置として、例えば、特許文献１には、位相補償部からの操舵トルク信号及び車速センサからの車速信号に基づいたアシスト制御（操舵補助制御）のための目標電流値を出力し、この目標電流値とモータの駆動電流のフィードバック値との偏差を求め、この偏差に基づきモータ電流を決定し、モータを回転駆動させる技術が開示されている。
ところで、パワーステアリング装置では、車両の直進性等を確保するため、例えば、ステアリングの中立位置に対して数度程度の所定操舵領域が、アシスト力（アシストトルク）を発生させない不感帯として設定されることが一般的である。
従って、パワーステアリング装置を搭載した車両においては、操舵を開始した直後のアシスト力が発生していない領域での車両応答と、所定以上の操舵入力が行われてアシスト力が発生している領域での車両応答とが非線形となり、ドライバに違和感を与えてしまう虞がある。すなわち、パワーステアリング装置によるアシスト力が発生する領域では、ドライバの操舵力に対して車輪を転舵する力が増大する。これにより、アシスト力が付与される領域では、ドライバの操舵に対して車両のヨーレートゲインが増大したのと同様の効果が生じ、アシスト力発生前とアシスト力発生以後とでは車両の応答性が非線形となってドライバに違和感を与えてしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、操舵に対するアシスト力による車両応答の非線形性を低減することができる車両のパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様による車両のパワーステアリング装置は、操舵の中立位置を含む所定領域に不感帯が設定され、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じたアシスト力を発生させる操舵アシスト機構を備えた車両のパワーステアリング装置において、ステアリングホイールから入力されたドライバの操舵力をステアリングギヤ機構に伝達する機構的な操舵力伝達系のねじり剛性を変化させる剛性可変機構を有し、前記剛性可変機構は、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱する過渡時におけるねじり剛性を、前記操舵力伝達系に介装される細径部の有効長さが可変に制御されることによって剛性を変化させるものであり、前記操舵アシスト機構で発生するアシスト力の増加に伴って前記細径部の有効長さが長くなるよう制御されることにより、前記中立位置におけるねじり剛性よりも相対的に低くなるよう変化させるものである。
また、本発明の他の態様による車両のパワーステアリング装置は、操舵の中立位置を含む所定領域に不感帯が設定され、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じたアシスト力を発生させる操舵アシスト機構を備えた車両のパワーステアリング装置において、ステアリングホイールから入力されたドライバの操舵力をステアリングギヤ機構に伝達する機構的な操舵力伝達系のねじり剛性を変化させる剛性可変機構を有し、前記剛性可変機構は、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱する過渡時におけるねじり剛性を、前記中立位置におけるねじり剛性よりも相対的に低くなるよう変化させるために、前記操舵力伝達系上の軸間に配設され、軸穴を中心とした扇状をなす切欠部の端部に拡開方向に延在する一対の弾性体を備えたカップリング機構であって、一対の前記弾性体の付勢力は、前記操舵力伝達系上の軸から延出するアーム部に対して両側から伝達されることで前記アーム部を前記切欠部の中央位置に保持してドライバの操舵入力が前記不感帯内にあるとき前記軸間のねじれを禁止し、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じて前記軸間のねじれを許容するよう設定されているものである。
また、本発明の他の態様による車両のパワーステアリング装置は、操舵の中立位置を含む所定領域に不感帯が設定され、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じたアシスト力を発生させる操舵アシスト機構を備えた車両のパワーステアリング装置において、ステアリングホイールから入力されたドライバの操舵力をステアリングギヤ機構に伝達する機構的な操舵力伝達系のねじり剛性を変化させる剛性可変機構を有し、前記剛性可変機構は、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱する過渡時におけるねじり剛性を、前記中立位置におけるねじり剛性よりも相対的に低くなるよう変化させるために、操舵時に前記操舵力伝達系上でねじり方向の力及びこじり方向の力が発生する部位の軸間に配設されたカップリング機構であって、前記カップリング機構は、前記軸間のねじり方向の力及びこじり方向の力に応じて前記軸間のねじり剛性が周期的に変化するよう構成され、前記操舵の中立位置で前記ねじり剛性が最大となるよう設定されているものである。
また、本発明の他の態様による車両のパワーステアリング装置は、操舵の中立位置を含む所定領域に不感帯が設定され、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じたアシスト力を発生させる操舵アシスト機構を備えた車両のパワーステアリング装置において、ステアリングホイールから入力されたドライバの操舵力をステアリングギヤ機構に伝達する機構的な操舵力伝達系のねじり剛性を変化させる剛性可変機構を有し、前記剛性可変機構は、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱する過渡時におけるねじり剛性を、前記中立位置におけるねじり剛性よりも相対的に低くなるよう変化させるために、前記操舵力伝達系上の軸間に配設され、軸穴を中心とした扇状をなす切欠部の端部に拡開方向に延在する一対の弾性体を備えたカップリング機構であって、一対の前記弾性体の付勢力は、前記操舵力伝達系上の軸から延出するアーム部に対して両側から伝達されることで前記アーム部を前記切欠部の中央位置に保持してドライバの操舵入力が前記不感帯内にあるとき前記軸間のねじれを禁止し、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じて前記軸間のねじれを許容するよう設定されているものである。
また、本発明の他の態様による車両のパワーステアリング装置は、操舵の中立位置を含む所定領域に不感帯が設定され、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じたアシスト力を発生させる操舵アシスト機構を備えた車両のパワーステアリング装置において、ステアリングホイールから入力されたドライバの操舵力をステアリングギヤ機構に伝達する機構的な操舵力伝達系のねじり剛性を変化させる剛性可変機構を有し、前記剛性可変機構は、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱する過渡時におけるねじり剛性を、前記中立位置におけるねじり剛性よりも相対的に低くなるよう変化させるために、操舵時に前記操舵力伝達系上でねじり方向の力及びこじり方向の力が発生する部位の軸間に配設されたカップリング機構であって、前記カップリング機構は、前記軸間のねじり方向の力及びこじり方向の力に応じて前記軸間のねじり剛性が周期的に変化するよう構成され、前記操舵の中立位置で前記ねじり剛性が最大となるよう設定されているものである。
本発明の車両のパワーステアリング装置によれば、操舵に対するアシスト力による車両応答の非線形性を低減することができる。
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図１乃至図６は本発明の第１の実施形態に係わり、図１は車両の操舵系の概略構成図、図２はアシスト指示値設定マップの一例を示す説明図、図３は剛性可変機構の要部断面図、図４は車輪の転舵力と操舵力伝達系の見かけ上の剛性の変化との関係を示す説明図、図５は操舵力伝達系のねじり剛性制御マップの一例を示す説明図、図６は操舵伝達系のねじり剛性を機構的に変化させたときの車輪の転舵力と操舵力伝達系の見かけ上の剛性の変化との関係を示す説明図である。
図１において、符号１は電動パワーステアリング装置を示し、この電動パワーステアリング装置１のステアリング軸２は、図示しない車体フレームにステアリングコラム３を介して回動自在に支持されている。ステアリング軸２の一端側は運転席側に延出され、このステアリング軸２の一端部には、ステアリングホイール４が固設されている。一方、ステアリング軸２の他端側はエンジンルーム側に延出され、このステアリング軸２の他端部には、ユニバーサルジョイント６を介してピニオン軸５が連設されている。
また、エンジンルームには、車幅方向に延在するステアリングギヤボックス７が配設され、このステアリングギヤボックス７にはラック軸８が往復移動自在に挿通支持されている。さらに、ラック軸８に形成されたラック（図示せず）にはピニオン軸５に形成された図示しないピニオンが噛合されている。これらにより、エンジンルーム内にはラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が構成され、このステアリングギヤ機構には、ステアリング軸２及びピニオン軸５等からなる機構的な操舵力伝達系を通じて、ドライバがステアリングホイール４に加える操舵力が入力される。
また、ラック軸８の左右両端はステアリングギヤボックス７の端部から各々突出されており、これら各端部には、タイロッド９を介してフロントナックル１０が連設されている。これらのフロントナックル１０は、操舵輪としての左右輪１１Ｌ，１１Ｒを回動自在に支持すると共に、キングピン（図示せず）を介して車体フレームに転舵自在に支持されている。
従って、ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸８が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル１０がキングピン（図示せず）を中心に回動して、左右輪１１Ｌ，１１Ｒが左右方向へ転舵される。
また、ピニオン軸５にはアシスト伝達機構１２を介して電動モータ１３が連設されている。これらアシスト伝達機構１２及び電動モータ１３は、電動式の操舵アシスト機構を構成し、電動モータ１３で発生する駆動力を、ドライバがステアリングホイール４に入力する操舵力に対するアシスト力としてピニオン軸５に伝達する。ここで、電動モータ１３は、後述する操舵制御部２０で設定される制御量（アシスト指示値Ｔｐｓ（トルク値、或いは、このトルク値を電流に換算した値））に基づき、モータ駆動部２１を介して駆動制御される。
操舵制御部２０には、車両の車速Ｖを検出する車速センサ３１、ステアリングホイール４に加えられた操舵トルク（操舵力）Ｔｄを検出する操舵トルクセンサ３３等が接続されている。
操舵制御部２０は、例えば、車速Ｖと操舵トルクＴｄとに基づき、アシストトルク（アシスト力）Ｔｐｓを可変設定する。そして、操舵制御部２０は、設定したアシストトルクＴｐｓをモータ駆動部２１に出力して電動モータ１３を駆動させることにより、ドライバの操舵トルクＴｄをアシストする。
ここで、操舵制御部２０には、例えば、アシスト指示値設定マップが予め設定されて格納されており、操舵制御部２０は、車速Ｖと操舵トルクＴｄとに基づき、アシスト指示値設定マップを参照してアシストトルクＴｐｓを設定する。図２に示すように、本実施形態において、アシスト指示値設定マップには、操舵の中立位置を含む所定領域（操舵トルクＴｄ＝０を含む所定領域）が不感帯として設定されており、ドライバの操舵トルクＴｄが不感帯を脱したとき、車速Ｖと操舵トルクＴｄとに応じたアシストトルクＴｐｓを可変設定する。この場合のアシストトルクＴｐｓの絶対値は、図２からも明らかなように、操舵トルクＴｄの絶対値が大きいほど大きな値に設定され、且つ、車速Ｖが低速であるほど大きな値に設定される。
このような基本構成をなす本実施形態のパワーステアリング装置１において、ステアリング軸２の中途には、当該ステアリング軸２のねじり剛性を可変に変更する剛性可変機構５０が介装されている。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の剛性可変機構５０は、ステアリング軸２の中途に介装された可動軸部５１と、この可動軸部５１の外周に複数のボール５７を介して連結された円筒部材５６とを備えた所謂ボールネジ機構を中心として構成されている。
可動軸部５１は、ステアリング軸２の一方の軸部２ａと他方の軸部２ｂとの間で、軸心方向に沿って変位可能（進退移動可能）に連結されている。
具体的に説明すると、軸部２ａの端部には、可動軸部５１の一端部を挿入可能な穴部４０が設けられ、この穴部４０の内周面にはスプライン溝４１が刻設されている。また、可動軸部５１の一端部外周面には、穴部４０のスプライン溝４１に対応するスプライン溝５２が刻設されている。そして、これらスプライン溝４１，５２の嵌合により、可動軸部５１は、軸部２ａと同軸上で、当該軸部２ａに対して進退移動可能に連結されている。
一方、軸部２ｂの端部には、細径部４２が設けられ、この細径部４２の外周面にはスプライン溝４３が刻設されている。また、可動軸部５１の他端部には、軸部２ｂの細径部４２を挿入可能な穴部５３が設けられ、この穴部５３の内周面には、細径部４２のスプライン溝４３に対応するスプライン溝５４が刻設されている。そして、これらスプライン溝４２，５４の嵌合により、可動軸部５１は、軸部２ｂと同軸上で、当該軸部２ｂに対して進退移動可能に連結されている。
また、可動軸部５１の外周面には断面略半円形状をなすネジ溝５５が刻設され、このネジ溝５５には、円筒部材５６の内周面に保持された複数のボール５７が係合されている。さらに、円筒部材５６の他端部には、リング状の電動モータ５８を介して軸部２ｂが連結されている。
電動モータ５８は、操舵制御部２０で設定される制御量に基づき、モータ駆動部２２を介して駆動制御される。そして、電動モータ５８の駆動によって円筒部材５６が回転動作すると、この回転力はボール５７を介してネジ溝５５に伝達され、可動軸部５１を進退移動させる推進力へと変換される。そして、このように電動モータ５８の駆動量に応じて可動軸部５１が進退移動すると、当該可動軸部５１の移動位置に応じて、軸部２ｂの細径部４２が可動軸部５１の穴部５３から露出する長さｌが変更される。これにより、ステアリング軸２のねじり剛性が変更される。
すなわち、本実施形態の剛性可変機構５０では、細径部４２が可動軸部５１から露出してステアリング軸２の剛性に寄与する有効長さｌを可変に調整することにより、ステアリング軸２のねじり剛性が変更される。
ところで、この種のパワーステアリング装置１において、操舵アシスト機構から加えられるアシストトルクＴｐｓの効果は、操舵伝達系の剛性変化として捉えることができる。すなわち、ドライバによる操舵時において、操舵アシスト機構の電動モータ１３が駆動されてアシストトルクＴｐｓが操舵力伝達系に付加されると、当該アシストトルクＴｐｓが付加された分だけ、操舵に対する車輪１１Ｌ，１１Ｒの転舵力が増加する。これにより、不感帯外での操舵に対する車両の応答性は、不感帯での応答性に比べて相対的に高くなる。一方、操舵に対する車両の応答性は操舵力伝達系のねじり剛性に依存し、操舵力伝達系のねじり剛性が高くなるほど、操舵に対する車両の応答性が高くなることが知られている。従って、操舵力伝達系に付加されるアシストトルクＴｐｓの変化は、見かけ上、操舵力伝達系のねじり剛性の変化として表すことができる。そこで、例えば、車速Ｖが一定であると仮定し、横軸を車両の応答性に寄与するパラメータである車輪の転舵力（或いは、横加速度等）とした場合、操舵力伝達系のねじり剛性（アシストトルクＴｐｓによる影響を含む見かけ上の操舵力伝達系のねじり剛性の変化）は、例えば、図４に示すように推移する。以上を踏まえ、本実施形態では、剛性可変機構５０の電動モータ５８に対する制御を通じて、操舵力伝達系の実際の機構的なねじり剛性を変化させることにより、アシストトルクＴｐｓが付加されたときの操舵に対する車両の応答性の非線形性を緩和する。
ここで、ステアリングホイール４に付与された操舵トルクＴｄがステアリングギヤボックス７に伝達されるまでの操舵力伝達系のねじり剛性（制御対象である機構的な（実際の）ねじり剛性）をＫｃとし、アシストトルクＴｐｓと操舵トルクＴｄとの比から略求まる係数をＣ（≡Ｔｐｓ／Ｔｄ）とすると、操舵力伝達系の見かけ上の剛性変化は、（１＋Ｃ）×Ｋｃが一定に保たれる場合にゼロとなる。但し、操舵伝達系の見かけ上の剛性を常に一定に保ってしまうと、高負荷領域でのアンダーステアが強くなりすぎてしまう。そこで、低負荷領域（アシストトルクＴｐｓが小さい領域）では操舵力伝達系の見かけ上のねじり剛性の変化を抑制し、高負荷領域（アシストトルクＴｐｓが大きい領域）ではアシストトルクＴｐｓによる見かけ上のねじり剛性の増大を所定に許容するよう、機構的なねじり剛性Ｋｃを制御することが望ましい。
これらの要求を考慮し、操舵制御部２０には、例えば、図５に示すように、係数Ｃをパラメータとして機構的なねじり剛性Ｋｃを設定するためのマップが予め設定されて格納されている。そして、操舵制御部２０は、このマップを参照して機構的なねじり剛性Ｋｃの目標値を設定し、当該ねじり剛性Ｋｃを得るために必要な細径部４２の有効長さｌを制御量として演算する。そして、操舵制御部２０は、演算した制御量に基づき、モータ駆動部２２を通じて電動モータ５８を駆動する。これにより、操舵力伝達系の機構的なねじり剛性が変化し、例えば、図６に示すように、不感帯内外での操舵に対する車両応答性の非線形性が緩和される。
このような実施形態によれば、ステアリングホイール４から入力されたドライバの操舵力をステアリングギヤ機構に伝達する機構的な操舵力伝達系のねじり剛性を剛性可変機構５０を通じて変化させ、ドライバの操舵入力が不感帯を脱する過渡時におけるねじり剛性を、操舵の中立位置におけるねじり剛性よりも相対的に低くなるよう変化させることにより、操舵に対するアシスト力による車両応答の非線形性を低減することができる。
この場合において、操舵力伝達系に介装される細径部４２の有効長さｌを可変に制御することによって操舵力伝達系のねじり剛性を変化させるよう剛性可変機構５０を構成し、操舵アシスト機構で発生するアシスト力の増加に伴って細径部４２の有効長さｌが長くなるよう制御することにより、アシスト力による車両応答への影響を好適に抑制することができる。
次に、図７乃至図９は本発明の第２の実施形態に係わり、図７は車両の操舵系の概略構成図、図８は剛性可変機構の要部断面図、図９は図８のIX−IX線に沿う要部断面図である。なお、本実施形態では、上述の第１の実施形態に対し、操舵力伝達系に設けた剛性可変機構の構成が主として異なる。従って、その他、上述の第１の実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態の剛性可変機構７０は、例えば、弾性体としてのスプリング７７を用いたカップリング機構で構成され、この剛性可変機構７０は、ステアリングホイール４とステアリング軸２との連結部に介装されている。
図８，９に示すように、剛性可変機構７０は、ステアリング軸２の上端部が底部に固設するカップリング本体７１を有する。カップリング本体７１にはステアリング軸２と同軸の軸穴７２が設けられ、この軸穴７２内には、ステアリングホイール４から延出する軸部４ａが一対のベアリング７３を介して回動自在に支持されている。
また、カップリング本体７１には、軸穴７２を中心とした略扇状をなす一対の切欠部７４が設けられ、これらの切欠部７４には軸部４ａから延出するアーム部７５が揺動自在に収容されている。
さらに、各切欠部７４の端部には、当該切欠部７４の拡開方向に延在する一対のシリンダ部７６がそれぞれ連通されている。各シリンダ部７６内にはスプリング７７がそれぞれ収容され、各スプリング７７の端部にはピストン７８がそれぞれ固設されている。そして、各アーム部７５は、各対をなすピストン７８を介して各スプリング７７の付勢力が両側から伝達されることにより、切欠部７４内の中立位置に保持されている。
ここで、各スプリング７７の付勢力は、例えば、ステアリングホイール４に入力されたドライバの操舵トルクＴｄが不感帯内にあるとき各アーム部７５を中立位置に保持して軸部４ａとステアリング軸２との間のねじれを禁止する一方、操舵トルクＴｄが不感帯を脱したとき弾性的に変形しながら軸部４ａとステアリング軸２との間にねじれを許容することが可能な付勢力に設定されている。
このような実施形態によれば、ドライバの操舵トルクＴｄが不感帯外となったとき、剛性可変機構７０のスプリング７７の作用によって操舵力伝達系の機構的なねじり剛性を低下させることにより、制御等の介在しない簡単な構成で、アシスト力による車両応答への影響を好適に抑制することができる。
次に、図１０乃至図１２は本発明の第３の実施形態に係わり、図１０は車両の操舵系の概略構成図、図１１はラバーカップリングの分解斜視図、図１２は操舵角とラバーカップリングのねじり剛性との関係を示す説明図である。なお、本実施形態では、上述の第１の実施形態に対し、操舵力伝達系に設けた剛性可変機構の構成が主として異なる。その他、上述の第１の実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。
図１０に示すように、本実施形態の剛性可変機構８０は、例えば、ねじり止め機構を備えたラバー式のカップリング機構で構成され、この剛性可変機構８０は、ピニオン軸５の中途に配設されている。
剛性可変機構８０は、例えば、略円盤上をなす弾性体としてのゴム部材８１を有し、このゴム部材８１に、ピニオン軸５を構成する軸部５ａ，５ｂが連結されて要部が構成されている。
具体的に説明すると、ゴム部材８１には、２対の貫通孔８２，８３が回転対称位置に設けられている。
また、ピニオン軸５の軸部５ａの端部には、ゴム部材８１の一方の面に対向する二股状の連結部材８５が固設され、この連結部材８５には、一方の対をなす貫通孔８２に対応する貫通孔８６が穿設されている。また、ゴム部材８１の他方の面には、連結部材８５に対応する板状の補助金具８７が配設され、この補助金具８７には貫通孔８２，８６に対応する貫通孔８８が穿設されている。そして、貫通孔８６，８２，８８に挿通されたボルト８９がナット９０と締結されることにより、軸部５ａはゴム部材８１に対して所定の弾性を有して連結されている。
同様に、ピニオン軸５の軸部５ｂの端部には、ゴム部材８１の他方の面に対向する二股状の連結部材９１が固設され、この連結部材９１には、他方の対をなす貫通孔８３に対応する貫通孔９２が穿設されている。また、ゴム部材８１の一方の面には、連結部材９１に対応する板状の補助金具９３が配設され、この補助金具９３には貫通孔８３，８８に対応する貫通孔９４が穿設されている、そして、貫通孔８８，８２，９４に挿通されたボルト９５がナット９６と締結されることにより、軸部５ｂはゴム部材８１に対して所定の弾性を有して連結されている。
ここで、ピニオン軸５は、ステアリング軸２に対し、ユニバーサルジョイント６を介して所定の角度を有して連結されているため、操舵トルクＴｄが伝達された際に、軸部５ａ，５ｂ間には、ねじり方向の力に加え、こじり方向の力（軸を撓ます方向の力）が作用する。そして、これら、ねじり方向及びこじり方向の力によってゴム部材８１が弾性変形されると、連結部材８５，９１、補助金具８７，９３、及び、貫通孔８６，８８，９２，９４等に対するボルト８９，９５及びナット９０，９６等の係合状態が変化するため、例えば、図１２に示すように、剛性可変機構８０のねじり剛性が舵角θに応じて９０ｄｅｇ周期で周期的に変化する。なお、このねじり剛性の変化の周期は、９０ｄｅｇ以上に設定されていることが望ましい。
本実施形態の剛性可変機構８０は、このようなねじり剛性の周期的変化を利用して操舵力伝達系の機構的なねじり剛性を低下させるものであり、剛性可変機構８０は、操舵の中立位置でねじり剛性が最大となるようなレイアウトで軸部５ａ，５ｂ間に配置されている。本実施形態の剛性可変機構８０の場合、操舵の中立位置において軸部５ａ側の連結部材８５が上下方向を向くように配置される。
すなわち、舵角θに応じた剛性可変機構８０のねじり剛性をＫｃ（θ）とすると、
（１＋Ｃ）×Ｋｃ（θ）≧Ｋｃ（０）
の関係を満たすよう、剛性可変機構８０は配置されている。
（１＋Ｃ）×Ｋｃ（θ）≧Ｋｃ（０）
の関係を満たすよう、剛性可変機構８０は配置されている。
これにより、例えば、図１２に示すように、ドライバによる操舵トルクＴｄが不感帯を脱する過渡時における剛性可変機構８０によるねじり剛性を、中立位置におけるねじり剛性よりも相対的に低くなるよう変化させることができ、アシスト力による車両覆う等への影響を好適に抑制することができる。
なお、上述の各実施形態においては、本発明を電動式のパワーステアリング装置に対して適用した一例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、油圧式のパワーステアリング装置に対しても適用が可能であることは勿論である。
１ … 電動パワーステアリング装置
２ … ステアリング軸
２ａ … 軸部
２ｂ … 軸部
３ … ステアリングコラム
４ … ステアリングホイール
４ａ … 軸部
５ … ピニオン軸
５ａ … 軸部
５ａ … 軸部
６ … ニバーサルジョイント
７ … ステアリングギヤボックス
８ … ラック軸
９ … タイロッド
１０ … フロントナックル
１１Ｌ，１１Ｒ … 車輪
１２ … アシスト伝達機構
１３ … 電動モータ
２０ … 操舵制御部
２１ … モータ駆動部
２２ … モータ駆動部
３１ … 車速センサ
３３ … 操舵トルクセンサ
４０ … 穴部
４１ … スプライン溝
４２ … 細径部
４３ … スプライン溝
５０ … 剛性可変機構
５１ … 可動軸部
５２ … スプライン溝
５３ … 穴部
５４ … スプライン溝
５５ … ネジ溝
５６ … 円筒部材
５７ … ボール
５８ … 電動モータ
７０ … 剛性可変機構
７１ … カップリング本体
７２ … 軸穴
７３ … ベアリング
７４ … 切欠部
７５ … アーム部
７６ … シリンダ部
７７ … スプリング
７８ … ピストン
８０ … 剛性可変機構
８１ … ゴム部材
８２ … 貫通孔
８３ … 貫通孔
８５ … 連結部材
８６ … 貫通孔
８７ … 補助金具
８８ … 貫通孔
８９ … ボルト
９０ … ナット
９１ … 連結部材
９２ … 貫通孔
９３ … 補助金具
９４ … 貫通孔
９５ … ボルト
９６ … ナット
２ … ステアリング軸
２ａ … 軸部
２ｂ … 軸部
３ … ステアリングコラム
４ … ステアリングホイール
４ａ … 軸部
５ … ピニオン軸
５ａ … 軸部
５ａ … 軸部
６ … ニバーサルジョイント
７ … ステアリングギヤボックス
８ … ラック軸
９ … タイロッド
１０ … フロントナックル
１１Ｌ，１１Ｒ … 車輪
１２ … アシスト伝達機構
１３ … 電動モータ
２０ … 操舵制御部
２１ … モータ駆動部
２２ … モータ駆動部
３１ … 車速センサ
３３ … 操舵トルクセンサ
４０ … 穴部
４１ … スプライン溝
４２ … 細径部
４３ … スプライン溝
５０ … 剛性可変機構
５１ … 可動軸部
５２ … スプライン溝
５３ … 穴部
５４ … スプライン溝
５５ … ネジ溝
５６ … 円筒部材
５７ … ボール
５８ … 電動モータ
７０ … 剛性可変機構
７１ … カップリング本体
７２ … 軸穴
７３ … ベアリング
７４ … 切欠部
７５ … アーム部
７６ … シリンダ部
７７ … スプリング
７８ … ピストン
８０ … 剛性可変機構
８１ … ゴム部材
８２ … 貫通孔
８３ … 貫通孔
８５ … 連結部材
８６ … 貫通孔
８７ … 補助金具
８８ … 貫通孔
８９ … ボルト
９０ … ナット
９１ … 連結部材
９２ … 貫通孔
９３ … 補助金具
９４ … 貫通孔
９５ … ボルト
９６ … ナット
Claims (3)
- 操舵の中立位置を含む所定領域に不感帯が設定され、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じたアシスト力を発生させる操舵アシスト機構を備えた車両のパワーステアリング装置において、
ステアリングホイールから入力されたドライバの操舵力をステアリングギヤ機構に伝達する機構的な操舵力伝達系のねじり剛性を変化させる剛性可変機構を有し、
前記剛性可変機構は、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱する過渡時におけるねじり剛性を、前記操舵力伝達系に介装される細径部の有効長さが可変に制御されることによって剛性を変化させるものであり、前記操舵アシスト機構で発生するアシスト力の増加に伴って前記細径部の有効長さが長くなるよう制御されることにより、前記中立位置におけるねじり剛性よりも相対的に低くなるよう変化させることを特徴とする車両のパワーステアリング装置。 - 操舵の中立位置を含む所定領域に不感帯が設定され、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じたアシスト力を発生させる操舵アシスト機構を備えた車両のパワーステアリング装置において、
ステアリングホイールから入力されたドライバの操舵力をステアリングギヤ機構に伝達する機構的な操舵力伝達系のねじり剛性を変化させる剛性可変機構を有し、
前記剛性可変機構は、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱する過渡時におけるねじり剛性を、前記中立位置におけるねじり剛性よりも相対的に低くなるよう変化させるために、前記操舵力伝達系上の軸間に配設され、軸穴を中心とした扇状をなす切欠部の端部に拡開方向に延在する一対の弾性体を備えたカップリング機構であって、
一対の前記弾性体の付勢力は、前記操舵力伝達系上の軸から延出するアーム部に対して両側から伝達されることで前記アーム部を前記切欠部の中央位置に保持してドライバの操舵入力が前記不感帯内にあるとき前記軸間のねじれを禁止し、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じて前記軸間のねじれを許容するよう設定されていることを特徴とする車両のパワーステアリング装置。 - 操舵の中立位置を含む所定領域に不感帯が設定され、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱したとき前記操舵入力に応じたアシスト力を発生させる操舵アシスト機構を備えた車両のパワーステアリング装置において、
ステアリングホイールから入力されたドライバの操舵力をステアリングギヤ機構に伝達する機構的な操舵力伝達系のねじり剛性を変化させる剛性可変機構を有し、
前記剛性可変機構は、ドライバの操舵入力が前記不感帯を脱する過渡時におけるねじり剛性を、前記中立位置におけるねじり剛性よりも相対的に低くなるよう変化させるために、操舵時に前記操舵力伝達系上でねじり方向の力及びこじり方向の力が発生する部位の軸間に配設されたカップリング機構であって、
前記カップリング機構は、前記軸間のねじり方向の力及びこじり方向の力に応じて前記軸間のねじり剛性が周期的に変化するよう構成され、前記操舵の中立位置で前記ねじり剛性が最大となるよう設定されていることを特徴とする車両のパワーステアリング装置。
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