JPH0958499A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の走行状態等に応じてステアリングギヤ
比を変え、且つ装置のコストを低減する。 【解決手段】 ステアリングホイール１２に連動する回
転軸１４にプーリー１８が連結されており、出力軸２２
にはプーリー１８にワイヤ２８で連結されたプーリー２
６が設けられている。ワイヤ２８の途中にはモータ３２
の回転軸３２Ａに固定されたプーリー３０が設けられて
いる。モータ３２は制御回路３４に接続されている。プ
ーリー３０、１８には小径プーリー３８、４６、５４が
接離可能に設けられており、各プーリー１８、３０の各
部位の表面摩擦水準及び、各プーリー３８、４６、５４
の各部位の表面摩擦水準は、各プーリー毎に設定されて
おり、それらプーリーの接離により、ワイヤとプーリー
間、または接触しているプーリー間での力の伝達が制御
されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用操舵装置に係
り、特に、車速等に応じてステアリングギヤ比を変える
ことができる車両用操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両においては、車速
に応じてステアリングギヤ比を変えることができる車両
用操舵装置が知られており、その一例が、特開平２−２
９０７８０号公報に示されている。

【０００３】図４に示される如く、この車両用操舵装置
７０は、舵角速度を検出する操舵速度センサ７２と、車
速センサ７４と、これらのセンサからの信号により、油
圧ポンプ７６を駆動するモータ７８の供給電力を制御す
るコントロール手段８０を備えており、高低複数段に区
分けした操舵速度域を設定して、車速とモータ７８の供
給電力との関係を規定する制御マップを各操舵速度域ご
とに異なった設定とし、操舵速度域の判別結果に対応す
る制御マップに従ってモータ７８の供給電力を制御する
と共に、各操舵速度域の区分けに車速を関与させ、高車
速領域では各操舵速度域の境界値を低車速領域に比較し
て小さく設定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この車
両用操舵装置では、モータ７８により駆動される油圧ポ
ンプ７６の吐出油を、操舵力により切換えられるロータ
リ式ＰＳバルブからなる四方切換弁８２を介して、ラッ
ク８４に取付けたピストン８６を摺動自在に収納するパ
ワーシリンダ８８に供給しており、装置を構成するにあ
たって、操舵速度センサ７２、ロータリ式ＰＳバルブ等
を必要とするため、コストが高くなるという不具合があ
る。

【０００５】本発明は上記事実を考慮し、車両の走行状
態等に応じてステアリングギヤ比を変えることができ、
且つ装置のコストを低減できる車両用操舵装置を得るこ
とが目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
車両用操舵装置は、ステアリング操作により回動する回
転軸と、該回転軸に設けられた第１回転伝達部材と、操
舵輪に連結された出力軸と、該出力軸に設けられた第２
回転伝達部材と、前記第１回転伝達部材と前記第２回転
伝達部材とを連結する伝達手段と、該伝達手段の途中に
設けられ前記第１回転伝達部材及び第２回転伝達部材を
駆動するための駆動手段と、前記伝達手段と前記第１回
転伝達部材及び第２回転伝達部材との回転力の伝達を切
り換える切換手段と、を備えたことを特徴としている。

【０００７】従って、請求項１記載の本発明の車両用操
舵装置では、ステアリング操作に応じて回転軸が回転
し、これにより第１回転伝達部材の回転が伝達手段を介
して出力軸に設けられた第２回転伝達部材に伝達され、
出力軸が移動し操舵輪が操舵される。

【０００８】ここで、切換手段により、伝達手段と第１
回転伝達部材及び第２回転伝達部材との回転力の伝達を
切り換えると、第１回転伝達部材の回転量に対する第２
回転伝達部材の回転量が変化する。このため、ステアリ
ング操作量に対する出力軸の移動量が変化し、ステアリ
ングギヤ比が変化する。

【０００９】従って、例えば、車庫入れ等の車速が低い
場合には、切換手段より伝達手段と第１回転伝達部材及
び第２回転伝達部材との回転力の伝達を切り換えてステ
アリングギヤ比を小さくすれば、ステアリングホイール
の操舵量に対して操舵輪の切れ角が大きくなるように設
定できる。一方、車両の高速走行時には、切換手段より
伝達手段と第１回転伝達部材及び第２回転伝達部材との
回転力の伝達を切り換えてステアリングギヤ比を大きく
すれば、ステアリングホイールの操舵量に対する操舵輪
の切れ角が小さくなるように設定できる。

【００１０】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
車両用操舵装置において、前記第１回転伝達部材と前記
第２回転伝達部材との間に、操舵反力を付与するための
差動反力発生手段を介在したことを特徴としている。

【００１１】従って、請求項２記載の本発明の車両用操
舵装置では、可変ギア比モードにおいて、差動反力発生
手段により、ステアリングホイールに疑似的な操舵反力
が付与される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の車両用操舵装置の一実施
形態を図１〜図３に従って説明する。

【００１３】図１に示される如く、本実施形態の車両用
操舵装置１０では、ステアリングホイール１２に連動す
る回転軸１４に、操舵トルクセンサ１６及び操舵角セン
サ１７を介して第１回転伝達部材としてのプーリー１８
が連結されており、ステアリングホイール１２を回転す
ると、プーリー１８が回転するようになっている。

【００１４】また、図示を省略した操舵輪に連結された
ラック軸２０には、出力軸２２に固定されたピニオン２
４が噛合しており、出力軸２２には第２回転伝達部材と
してのプーリー２６が設けられている。

【００１５】プーリー１８とプーリー２６とは、伝達手
段としてのワイヤ２８で連結されており、ワイヤ２８の
途中には、プーリー１８及びプーリー２６を駆動するた
めの駆動手段の一部を構成するプーリー３０が配設され
ている。プーリー３０は駆動手段の一部を構成するモー
タ３２の回転軸３２Ａに固定されており、モータ３２は
制御回路３４に接続されている。

【００１６】この制御回路３４には、操舵トルクセンサ
１６、操舵角センサ１７等が接続されており、トルク検
出値、操舵角検出値、自動運転制御回路からの出力信
号、車両運動状態設定スイッチからの信号、運転環境を
示す信号、運転状態を示す信号等が入力されるようにな
っている。

【００１７】また、ラック軸２０には、変位検出センサ
３６が設けられている。この変位検出センサ３６は制御
回路３４に接続されており、変位検出センサ３６により
ラック軸２０の変位量を検出し、この変位量が制御回路
３４に入力されるようになっている。

【００１８】プーリー３０の近傍には、切換手段の一部
としての小径プーリー３８が、プーリー３０に接離可能
に設けられている。プーリー３８は切換手段の一部とし
てのアーム４０を介してモータ等からなるアクチュエー
タ４２に連結されており、アクチュエータ４２の作動に
よりプーリー３０と当接する位置（図１の位置α）へ移
動するようになっている。また、アクチュエータ４２は
制御回路３４に接続されており、制御回路３４により制
御されるようになっている。なお、アーム４０は、スプ
リング等を有する切換手段の一部としての付勢手段４４
により、プーリー３８がプーリー３０から離間方向へ付
勢されており、アクチュエータ４２の作動が停止する
と、アーム４０が揺動し、プーリー３８はプーリー３０
から離間した位置（図１の位置β）となる。

【００１９】プーリー１８の近傍には、切換手段の一部
としての小径プーリー４６が、プーリー１８に接離可能
に設けられている。プーリー４６は切換手段の一部とし
てのアーム４８を介してモータ等からなるアクチュエー
タ５０に連結されており、アクチュエータ５０の作動に
よりプーリー１８から離間する位置（図１の位置β）へ
移動するようになっている。また、アクチュエータ５０
は制御回路３４に接続されており、制御回路３４により
制御されるようになっている。なお、アーム４８は、ス
プリングを有する切換手段の一部としての付勢手段５２
により、プーリー４６がプーリー１８に当接する方向へ
付勢されており、アクチュエータ５０の作動が停止する
と、アーム４８が揺動し、プーリー４６はプーリー１８
と当接する位置（図１の位置α）となる。

【００２０】さらに、プーリー１８の近傍には、切換手
段の一部としての小径プーリー５４が、プーリー１８に
接離可能に設けられている。プーリー５４は切換手段の
一部としてのアーム５６を介してモータ等からなるアク
チュエータ５８に連結されており、アクチュエータ５８
の作動によりプーリー１８と当接する位置（図１の位置
α）へ移動するようになっている。また、アクチュエー
タ５８は制御回路３４に接続されており、制御回路３４
により制御されるようになっている。なお、アーム５６
は、スプリングを有する切換手段の一部としての付勢手
段６０により、プーリー５４がプーリー１８から離間方
向へ付勢されており、アクチュエータ５８の作動が停止
すると、アーム５６が揺動し、プーリー５４はプーリー
１８から離間した位置（図１の位置β）となる。

【００２１】プーリー５４は、フレキシブルシャフト６
２、トーションスプリング６４、フレキシブルシャフト
６５から成る差動反力発生手段を介してプーリー２６に
連結されている。

【００２２】図２に示される如く、各プーリー１８、３
０の各部位Ａ１、Ａ２、Ａ３の表面摩擦水準及び、各プ
ーリー３８、４６、５４の各部位Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の表
面摩擦水準は、各プーリー毎に図３及び表１に示すよう
に設定されており、それらプーリーの接離により、ワイ
ヤとプーリー間、または接触しているプーリー間での力
の伝達が制御されるようになっている。

【００２３】

【表１】 次に本実施形態の作用を説明する。

【００２４】通常のパワーステアリング（ＰＳ）モード
においては、制御回路３４の制御により、アクチュエー
タ４２が作動し、小径プーリー３８がプーリー３０に当
接した図１のαの位置にある。また、小径プーリー４６
はプーリー３０に当接した図１のαの位置にあり、小径
プーリー５４はプーリー１８から離間した図１のβの位
置にある。

【００２５】この状態で、ステアリングホイール１２の
操作に応じて、回転軸１４が回転し、回転軸１４に連結
されたプーリー１８が回転すると、プーリー１８にワイ
ヤ２８で連結されたプーリー２６が回転する。この回転
によって、出力軸２２が回転すると、ピニオン２４を介
してラック軸２０が軸方向（図１の矢印Ｗ方向）へ移動
し操舵輪が操舵される。

【００２６】この時、操舵トルクセンサ１６からのトル
ク検出値に基づいて、制御回路３４によりアシストトル
クが計算される。制御回路３４は、このアシストトルク
が作用するように、モータ３２を制御する。モータ３２
の回転力は、プーリー３０を介してワイヤ２８に伝達さ
れる。

【００２７】また、可変ギヤ比モードにおいては、制御
回路３４の制御により、アクチュエータ４２、５０、５
８が作動し、小径プーリー３８、５４がプーリー３０、
１８に当接した図１のαの位置にあり、小径プーリー４
６はプーリー１８から離間した図１のβの位置にある。

【００２８】この状態で、制御回路３４が、操舵角セン
サ１７からの操舵角検出値値と、他の入力信号に基づい
てラック軸２０の移動量を算出し、この算出した移動量
と、変位検出センサ３６により検出されるラック軸２０
の変位量とが等しくなるように、モータ３２を制御す
る。モータ３２の回転力は、プーリー３０を介してワイ
ヤ２８に伝達される。

【００２９】従って、車両の走行状態等に応じて、制御
回路３４の制御によりモータ３２の回転角を変えること
で、例えば、車両が高速走行状態にある場合には、ステ
アリングギヤ比大きくし、一方、車両が低速走行状態に
ある場合には、ステアリングギヤ比を小さくできる。

【００３０】これにより、低速域ではステアリングホイ
ールの少ない操舵量で操舵輪の最大舵角まで操舵でき
（ステアリングホイールの操舵量を低減でき）、車庫入
れ等が容易になる。一方、高速域ではステアリングホイ
ールの操舵量に対する操舵輪の舵角変化が小さくなるた
め、操縦安定性を確保することができる。このように、
ステアリングホイールを持ち替えることなく、少ない操
舵量（角）で低速域から高速域までをカバーすることが
できる。

【００３１】さらに、フレキシブルシャフト６２、トー
ションスプリング６４、フレキシブルシャフト６５から
成る差動反力発生手段によって、疑似的な操舵反力がス
テアリングホイール１２に伝達されるため、操舵操作の
違和感を低減することができる。

【００３２】自動運転モードにおいては、制御回路３４
の制御によりアクチュエータ４２が作動し、小径プーリ
ー３８がプーリー３０に当接した図１のαの位置にあ
る。

【００３３】この状態で、制御回路３４の計算結果に基
づいてモータ３２によりプーリー３０が回転し、ワイヤ
２８を介してプーリー２６が回転する。この回転によっ
て、出力軸２２が回転すると、ピニオン２４を介してラ
ック軸２０が軸方向（図１の矢印Ｗ方向）へ移動し操舵
輪が操舵される。

【００３４】この際、ステアリングホイール１２を操舵
輪に同期して回転させる場合には、小径プーリー４６が
プーリー１８に当接した図１のαの位置にある。また、
ステアリングホイール１２を同期して回転させない場合
には、制御回路３４の制御により、アクチュエータ５０
を作動して小径プーリー４６をプーリー１８から離間し
た図１のβの位置にする。なお、プーリー５４は図１の
α又はβの何方の位置にあっても良い。

【００３５】システムフェイルモードにおいては、制御
回路３４を含む制御系の全ての電源が遮断されるように
なっている。これによって、小径プーリー４６が付勢手
段５２により、プーリー１８に当接した図１のαの位置
となり、小径プーリー３８、５４がそれぞれ付勢手段４
４、６０により、プーリー３０、１８から離間した図１
のβの位置となる。これによって、制御系統が全て切り
放されて、マニュアルステアリングとなる。

【００３６】従って、本施形態の車両用操舵装置１０で
は、プーリー１８とプーリー２６をワイヤ２８で連結
し、その途中に設けたプーリー３０をモータ３２によっ
て、通常時には、アシスト力が得られる構成のため、簡
単にＰＳを構成でき装置のコストを低減できるととも
に、小径プーリー３８、４６、５４により、各プーリー
２６、１８とワイヤ２８との伝達状態を切り換えること
ができるため、自動操縦等の幅広い操舵を行うことが可
能である。

【００３７】なお、本実施の形態では、プーリー５４と
プーリー２６とを、フレキシブルシャフト６２、トーシ
ョンスプリング６４、フレキシブルシャフト６５から成
る差動反力発生手段で互いに連結したが、これに代え
て、図１に想像線で示す如く、プーリー１８とプーリー
２６とを、フレキシブルシャフト６２、トーションスプ
リング６４、フレキシブルシャフト６５から成る差動反
力発生手段で互いに連結しても良い。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の本発明の車両用操舵装置
は、ステアリング操作により回動する回転軸と、回転軸
に設けられた第１回転伝達部材と、操舵輪に連結された
出力軸と、出力軸に設けられた第２回転伝達部材と、第
１回転伝達部材と第２回転伝達部材とを連結する伝達手
段と、伝達手段の途中に設けられ第１回転伝達部材及び
第２回転伝達部材を駆動するための駆動手段と、伝達手
段と第１回転伝達部材及び第２回転伝達部材との回転力
の伝達を切り換える切換手段と、を備えた構成としたの
で、車両の走行状態等に応じてステアリングギヤ比を変
えることができ、且つ装置のコストを低減できるという
優れた効果を有する。

【００３９】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
車両用操舵装置において、第１回転伝達部材と第２回転
伝達部材との間に、操舵反力を付与するための差動反力
発生手段を介在したので、請求項１記載の効果に加え
て、可変ギヤ比モード時の操舵操作の和感を低減するこ
とがきるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置を示
す概略構成図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置のプ
ーリーとワイヤとの接触面を示す拡大断面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置のプ
ーリーの接触面摩擦水準と静止最大摩擦力との関係を示
すグラフである。

【図４】従来の実施形態に係る車両用操舵装置を示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１０ 車両用操舵装置 １２ ステアリングホイール １４ 回転軸 １６ 操舵トルクセンサ １８ プーリー（第１回転伝達部材） ２２ 出力軸 ２６ プーリー（第２回転伝達部材） ２８ ワイヤ（伝達手段） ３０ プーリー（駆動手段） ３２ モータ（駆動手段） ３８ プーリー（切換手段） ４０ アーム（切換手段） ４２ アクチュエータ（切換手段） ４４ 付勢手段（切換手段） ４６ プーリー（切換手段） ４８ アーム（切換手段） ５０ アクチュエータ（切換手段） ５２ 付勢手段（切換手段） ５４ プーリー（切換手段） ５６ アーム（切換手段） ５８ アクチュエータ（切換手段） ６０ 付勢手段（切換手段） ６２ フレキシブルシャフト（差動反力発生手段） ６４ トーションスプリング（差動反力発生手段） ６５ フレキシブルシャフト（差動反力発生手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング操作により回動する回転軸
   と、 該回転軸に設けられた第１回転伝達部材と、 操舵輪に連結された出力軸と、 該出力軸に設けられた第２回転伝達部材と、 前記第１回転伝達部材と前記第２回転伝達部材とを連結
   する伝達手段と、 該伝達手段の途中に設けられ前記第１回転伝達部材及び
   第２回転伝達部材を駆動するための駆動手段と、 前記伝達手段と前記第１回転伝達部材及び第２回転伝達
   部材との回転力の伝達を切り換える切換手段と、 を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
2. 【請求項２】 前記第１回転伝達部材と前記第２回転伝
   達部材との間に、操舵反力を付与するための差動反力発
   生手段を介在したことを特徴とする請求項１記載の車両
   用操舵装置。