JP5675207B2 - ステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ - Google Patents
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Description
操舵反力の発生源であるモータと、このモータの出力を反力トルクとして前記ステアリングホイールの操作軸に伝達する減速機構と、前記ステアリングホイールの操作軸の回転可能な回転角の範囲を制限する回転制限機構と、前記操作軸に伝達される反力トルクの変動を低減するトルクダンパとを備え、前記モータ、減速機構、回転制限機構、およびトルクダンパを、前記操作軸と同一軸心上にこの配列順序に並べて順に連結し、前記トルクダンパを最終出力段に設けたことを特徴とする。
この構成の反力トルクアクチュエータによると、モータの出力を減速機構を経て所定の減速比で反力トルクとしてステアリングホイールの操作軸に伝達することで、ステアリングホイールに、その操舵角に応じた操舵反力を発生させる。モータの出力は減速機構の減速比でステアリングホイールの操作軸に伝達されるので、モータとして小型のものを用いてもステアリングホイールに十分大きい操舵反力を発生させることができる。
特に、この反力トルクアクチュエータでは、モータ、減速機構およびトルクダンパを、ステアリングホイールの操作軸と同一軸心上に配置して連結しているので、モータの小型化と相まって、装置全体の小型化および軽量化が可能である。前記ステアリングホイールの回転制限機構についても、前記操作軸と同一軸心上に設けるため、より一層の小型化が図れる。また、トルクダンパを設けて、ステアリングホイールの操作軸に伝達される反力トルクの変動を低減するようにしたので、モータのコギングと減速機構のギヤノイズによる振動を低減して、ステアリングホイールでの操舵フィーリングの低下を防止でき、違和感のない操舵フィーリングを実現できる。
また、ここでは、回転制限機構4を減速機構3の出力側に配置しているが、これに限らず減速機構3の入力側に配置しても良い。
特に、この反力トルクアクチュエータでは、モータ2、減速機構3、回転制限機構4およびトルクダンパ5を、ステアリグホイール1の操作軸1bと同一軸心上に配置して連結しているので、モータ2の小型化と相まって、装置全体の小型化および軽量化が可能である。また、トルクダンパ5を反力トルクアクチュエータの最終出力段に設けて、ステアリングホイール1の操作軸1bに伝達される反力トルクの変動を低減するようにしているので、モータ2のコギングと減速機構3のギヤノイズによる振動を低減して、ステアリングホイール1での操舵フィーリングの低下を防止でき、違和感のない操舵フィーリングを実現できる。
1b…ステアリングホイールの操作軸
2…モータ
3…減速機構
4…回転制限機構
5…トルクダンパ
9…ハウジング
10,11…減速機構の遊星歯車減速機
12…回転制限機構の遊星歯車減速機
14…ストッパピン
15…ストッパ
17…粘性流体
18,19…操舵角センサ
Claims (10)
- 転舵用の操舵軸と機械的に連結されていないステアリングホイールで操舵を行うようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、前記ステアリングホイールに操舵反力を発生させる反力トルクアクチュエータであって、
操舵反力の発生源であるモータと、このモータの出力を反力トルクとして前記ステアリングホイールの操作軸に伝達する減速機構と、前記ステアリングホイールの操作軸の回転可能な回転角の範囲を制限する回転制限機構と、前記操作軸に伝達される反力トルクの変動を低減するトルクダンパとを備え、前記モータ、減速機構、回転制限機構、およびトルクダンパを、前記操作軸と同一軸心上にこの配列順序に並べて順に連結し、前記トルクダンパを最終出力段に設けたことを特徴とするステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ。 - 請求項1において、前記減速機構が、遊星歯車減速機、波動歯車減速機、および遊星ローラ減速機のうちのいずれかからなるステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ。
- 請求項1または請求項2において、前記回転制限機構が遊星歯車減速機からなり、前記操作軸から回転が入力される入力軸の回転に対して減速される回転部分で前記操作軸の回転制限を行うものとしたステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ。
- 請求項3において、前記回転制限機構は、前記入力軸の回転に対して減速した回転を前記操作軸の回転制限のみに用い、出力軸の回転数が入力軸の回転数と同一となる構造であるステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記トルクダンパは、オイルシールで密閉され前記ステアリングホイールの操作軸が貫通するハウジングの空間内に、粘性流体を封入したものであるステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ。
- 請求項5において、前記粘性流体が、シリコングリス、シリコンオイル、およびシリコンゲルのうちのいずれかであるステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ。
- 請求項5において、前記操作軸の前記ハウジング貫通部の外径部分、または前記ハウジングの内壁部を歯切り形状としたステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ。
- 請求項1ないし請求項7のいずれか1項において、前記ステアリングホイールの操作軸の回転角度を検出する操舵角センサを設けたステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ。
- 請求項8において、前記操舵角センサを2系統以上設け、各操舵角センサの検出値を相互に比較することで故障モードの検出を可能としたステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ。
- 請求項1ないし請求項9のいずれか1項において、前記モータ、減速機構、およびトルクダンパが、密閉されたハウジングで覆われているステアバイワイヤ式操舵装置の反力トルクアクチュエータ。
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