WO2007010791A1

WO2007010791A1 - 車両用操舵装置

Info

Publication number: WO2007010791A1
Application number: PCT/JP2006/313841
Authority: WO
Inventors: Tadao Ito; Akira Osanai; Kenji Higashi
Original assignee: Fuji Kiko Co., Ltd.; Jtekt Corporation
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2007-01-25
Also published as: JP4571550B2; EP1905667B8; US20090152044A1; EP1905667B1; EP1905667A1; CN101223072A; CN100581898C; US7946195B2; EP1905667A4; JP2007022460A

Abstract

　操舵デバイスとの機械的連結を切り離して設けられた転舵機構によって車輪を転舵するステアバイワイヤ（ＳＢＷ）モードを実行可能な車両用操舵装置である。車両用操舵装置は、操舵デバイスと共に回転するシャフトと、シャフトと回転中心を一致させ、転舵機構に回転を伝達する内周歯車リングと、内周歯車リングと部分的に噛み合う外周歯車リングと、シャフトの回転を外周歯車に伝達／切断するロック部材と、ロック部材ロック／アンロック位置に変位させるロック作動部材とから構成されたクラッチを備える。

Description

明細書

車両用操舵装置

技術分野

[0001] 本発明は、ステアリングホイール (操舵デバイス）と転舵機構との機械的連結を切り離し、ステアリングホイールの操作量を変換した電気信号に基づヽて転舵機構を駆動して車輪を転舵する、 V、わゆるステアバイワイヤ（SBW)方式を採用した車両用操舵装置に関する。

背景技術

[0002] ステアバイワイヤ（SBW)方式を採用した従来の車両用操舵装置として、下記特許文献 1に開示されたものがある。この車両用操舵装置 100は、図 1に示すように、ドラィバにより操作されるステアリングホイール 101と、このステアリングホイール 101の操作量を電気信号として検出する舵角センサ 102と、車輪の舵角を変更できる転舵機構 103と、舵角センサ 102の検出電気信号に基づいて転舵機構 103の転舵モータ 1 03aを制御する SBW制御部 104と、ステアリングホイール 101と転舵機構 103との間を機械的に接続できる電磁クラッチ 105とを備えている。

[0003] 電磁クラッチ 105は、図 2に示すように、ステアリングホイール 101の操作力に連動して回転される第 1クラッチ板 106と、転舵機構 103の入力軸に連結され、第 1クラッチ板 106に対向配置される第 2クラッチ板 107と、第 1クラッチ板 106をクラッチ切断方向に付勢する電磁力を出力する電磁クラッチ部 108と、前記第 1クラッチ板 106をクラッチ接続方向に付勢するパネ 109とを備えている。第 1クラッチ板 106と第 2クラッチ板 107の互いに対向する面には、放射状にクラッチ溝 106a, 107aが形成されている。

[0004] 上記構成において、通常時には、 SBW制御部 104は、電磁コイル 108aに通電して電磁クラッチ 105を切断状態とし、ステアリングホイール 101と転舵機構 103との機械的接続を絶った状態とする。そして、 SBW制御部 104は、ステアリングホイール 10 1が操作されると、舵角センサ 102が検出した電気量に応じて転舵機構 103を駆動して車輪 (図示せず)を転舵させる。 [0005] 操舵モータ 103aが故障したと判断された場合には、 SBW制御部 104は、電磁コィル 108aへの通電を止めて電磁クラッチ 105を切断状態力も連結状態とし、舵角センサ 102が検出した電気量による転舵機構 103の制御を止める。そして、ステアリングホイール 101の操作力が電磁クラッチ 105を介して転舵機構 103に伝達され、転舵機構 103によって車輪 (図示せず)を転舵させる。

[0006] このように前記従来例の SBW方式の車両用操舵装置では、システム故障時にも、電磁クラッチ 105を利用して車輪の転舵ができるようになつている。そして、第 1クラッチ板 106と第 2クラッチ板 107の互いの対向面にはクラッチ溝 106a, 107aが形成してあるため、大きな伝達トルクを発生させることができる。

特許文献 1 :日本国特開 2004— 237785号公報

発明の開示

[0007] しかしながら、前記従来の車両用操舵装置 100では、電磁クラッチ 105が切断状態力も連結状態に切り換えられる際には、第 2クラッチ板 107は停止状態であるが、第 1 クラッチ板 106はステアリングホイール 101の操作に連動しているために回転している場合がある。このように、第 1クラッチ板 106と第 2クラッチ板 107に相対的回転差があると、双方のクラッチ溝 106a, 107aが直ちに嚙み合わない恐れがあるため、瞬時に電磁クラッチ 105を連結状態にできないことがある。ここで、第 1及び第 2クラッチ板 106, 107のクラッチ溝 106a, 107aを無くすと瞬時に電磁クラッチ機構 105を連結状態にできる力大きなトルクを伝達させることができな、。

[0008] そこで、本発明は、ステアバイワイヤモードを正常に実行できないと判断した場合に、瞬時に電磁クラッチを連結状態にでき、し力も、大きなトルクを伝達させ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。

[0009] 本発明は、操舵デバイスとの機械的連結を切り離して設けられた転舵機構によって車輪を転舵し得る車両用操舵装置である。本発明の車両用操舵装置は、操舵デバイスと転舵機構とを機械的に連結可能なクラッチを備えている。クラッチは、操舵デバイスの操作力によって回転され、一体的に回転する回転突起を有するシャフトと、シャフトの中心軸を回転中心として回転可能で、内周に内周歯を有し、転舵機構と機械的に接続された内周歯車リングと、シャフトの中心軸と偏心する軸を回転中心として回転可能で、シャフトと前記内周歯車リングとの間に配置され、内周歯と部分的に嚙み合う外周歯を有する外周歯車リングと、シャフトの回転時には回転突起に押圧されつつ回転し、外周歯車リングを内周歯部に嚙み合わせるロック部材と、ロック部材をロック位置に変位させるロック作動部材とを有して、る。ロック作動部材でロック部材をロック位置に位置させない場合には、ロック部材を外周歯車リングとシャフトとの間に嵌り込ませないで、ロック部材を回転突起によって回転させる。ロック作動部材でロック部材をロック位置に位置させた場合には、ロック部材を外周歯車リングとシャフトとの間に嵌り込ませて、シャフト、ロック部材及び外周歯車リングを一体的に回転させる

[0010] 本発明によれば、クラッチの切断状態では、操舵デバイスの操作に連動してシャフトが回転するが、外周歯車リングとロック部材との間は滑るため、シャフトの回転力は内周歯車リングには伝わらない。しかし、操舵デバイスの操作に応じた操舵ァクチュエータによる車輪の転舵が正常に実行できない場合には、ソレノイドのロック作動部材を移動させることによってロック部材をロック位置に変位させる。すると、シャフト、口ック部材及び外周歯車リングが一体的に回転する。外周歯車体が内周歯車体に既に部分的に嚙み合っているため、瞬時にシャフトと一体となって外周歯車体と内周歯車体とがー緒に回転し、ステアリングホイールの操作力がクラッチを介して転舵機構に伝達される。以上より、操舵デバイスの操作に応じた操舵ァクチユエータによる車輪の転舵が正常に実行できないと判断した場合には、瞬時にクラッチを連結状態にできる。し力も、外周歯と内周歯の嚙み合いによって大きな伝達トルクを発生させることがでさる。

[0011] ここで、ロック作動部材が、ロック部材の回転軌跡上に設けられ、前記ロック部材が

、一対のロック片から構成され、回転突起がいずれか一方のロック片を他方のロック片に押しつけて、一対のロック片を互いに当接させることでアンロック位置とし、ロック作動部材がー対のロック片の間に入り込み、一対のロック片が互いに離間させることでロック位置とすることが好ましい。このようにすれば、ロック作動部材がロック部材（一対のロック片）の回転軌跡上に設けられているため、シャフトと一対のロック片は相対的回転差がなく同位相で回転しており、ロック作動部材を確実に一対のロック片の間に入り込ませることができる。従って、ロック部材を確実にロック位置に変位させることがでさる。

[0012] ここで、ロック作動部材をロック方向に付勢する付勢部材と、電磁コイルへの通電によって発生させた電磁力によってロック作動部材をアンロック位置に移動させる電磁石とを有する電磁ソレノイド機構をさらに備えることが好ましい。このようにすれば、電源が供給されない時には、電磁クラッチが連結状態となるため、電源オフ状態にあつてもステアリングホイールによって車輪の転舵が可能である。

[0013] ここで、電磁コイルが、太!、ワイヤを用いたコイル（抵抗の小さ!/、コイル）と細、ワイャを用いたコイル (抵抗の大き、コイル)から構成されており、電磁コイルへの通電開始当初は該太いワイヤを用いたコイル (抵抗の小さいコイル）に通電し、通電開始より所定時間経過後は細ヽワイヤを用いたコイル (抵抗の大き!/ヽコイル）にも通電することが好ましい。このようにすれば、電磁コイルへの通電開始当初は大きな電磁力が作用するため、ロック作動部材を確実に移動できる。また、ロック作動部材の移動後は小さな電磁力が作用するため、電磁コイルを過剰に発熱させることなく小電力でロック作動部材の位置を保持できる。

[0014] ここで、電磁コイルへの通電終了後に逆相の電流を通電することが好まし、。このようにすれば、電磁コイルへの通電終了後に逆相の電流によって残留磁気が瞬時に消去されるため、ロック作動部材を付勢部材によって瞬時に、且つ、確実に移動できる。

[0015] また、別の本発明は、操舵デバイスと機械的連結を切り離して設けられた転舵機構によって車輪を転舵し得る車両用操舵装置である。本発明の車両用操舵装置は、操舵デバイスと転舵機構とを機械的に連結可能なクラッチを備えている。クラッチは、電磁力の有無によって接続 Z切断を行う電磁ソレノイドを有している電磁ソレノイドの電磁コイルは、抵抗の小さいコイルと抵抗の大きいコイルとから構成されている。電磁コィルへの通電開始当初は抵抗の小さいコイルのみに通電し、通電開始より所定時間経過後は抵抗の小さいコイルにも通電を行う。

[0016] 本発明によれば、電磁コイルへの通電開始当初は大きな電磁力が作用するため、ロック作動部材を確実に移動できる。また、ロック作動部材の移動後は小さな電磁力が作用するため、電磁コイルを過剰に発熱させることなく小電力でロック作動部材の位置を保持できる。

[0017] また、さらに別の本発明は、操舵デバイスと機械的連結を切り離して設けられた転舵機構によって車輪を転舵し得る車両用操舵装置である。本発明の車両用操舵装置は、操舵デバイスと転舵機構とを機械的に連結可能なクラッチを備えている。クラッチは、電磁力の有無によって接続 Z切断を行う電磁ソレノイドを有している。電磁ソレノイドは、電磁コイルへの通電によって発生させた電磁力によってクラッチの切断状態を実現する電磁石を有している。電磁コイルへの通電終了後には逆相の電流を通電する。

[0018] 本発明によれば、電源が供給されない時には、電磁クラッチが連結状態となるため、電源オフ状態にあってもステアリングホイールによって車輪の転舵が可能である。また、電磁コイルへの通電終了後に逆送の電流によって残留磁気が瞬時に消去されるため、ロック作動部材を瞬時に、且つ確実にロック位置に移動できる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]図 1は、従来例の車両用操舵装置の全体概略構成図である。

[図 2]図 2は、図 1の II部の詳細図である。

[図 3]図 3は、本発明の一実施形態を示し、車両用操舵装置の全体概略構成図である。

[図 4]図 4は、本発明の一実施形態を示し、電磁クラッチの要部断面図である。

[図 5]図 5は、本発明の一実施形態を示し、電磁クラッチの概略斜視図である。

[図 6]図 6は、本発明の一実施形態を示し、一対のロック片がロック位置に位置する状態の図 4の VI— VI線断面図である。

[図 7]図 7は、切断状態におけるスプールと一対のロック部材の（a)正面図、（b)平面図である。

[図 8]図 8は、連結状態におけるスプールと一対のロック部材の（a)正面図、（b)平面図である。

[図 9]図 9は、本発明の一実施形態を示し、電磁コイルの構成図である。

[図 10]図 10は、電磁コイルの（a)駆動側の回路図、（b)制御側の回路図である。 [図 11]図 11は、本発明の一実施形態における各部の出力状態等を示す図である。

[図 12]図 12は、電磁コイルの通電回路の変形例を示し、電磁コイルの通電回路の（a )駆動側の回路図、（b)制御側の回路図である。

[図 13]図 13は、電磁ソレノイド機構の第 1変形例を示し、（a)電磁コイルが非通電状態でスプールが作動位置に位置する図、（b)電磁コイルが通電状態でスプールが待機位置に位置する図である。

[図 14]図 14は、電磁ソレノイド機構の第 2変形例を示し、電磁コイルが通電状態で、スプールが待機位置に位置する図である。

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

[0021] 車両用操舵装置 1は、図 3に示すように、 [a]ドライバにより操作されるステアリングホイール (操舵デバイス） 2と、 [b]このステアリングホイール 2の操作量を電気信号として検出する舵角センサ 3と、 [c]ステアリングホイール 2のトルクを検出するトルクセンサ 4と、 [d]ステアリングホイール 2に反力を付与する操舵反力付与機構 5と、 [e]車輪 10の舵角を変更する転舵機構 6と、 [f]ステアリングホイール 2と転舵機構 6との間をケーブル 7を介して機械的に接続する電磁クラッチ 8と、 [g]上記したトルク信号、舵角信号の他に、車速 (V)信号、ョーレート（ω )信号、横加速度 (G)信号等が車内 LAN信号として入力される SBW制御部 9と、 [h]これらの電力を供給するバッテリ 33 とを備えている。

[0022] 電磁クラッチ 8は、その連結状態ではステアリングホイール 2の操作量をケーブル 7 に伝達し、その機械的な入力量に基づヽて転舵機構 6が車輪 10の転舵を行う。

[0023] SBW制御部 9は、 SBWモード時には、舵角センサ 3の舵角信号に基づいて転舵機構 6を制御し、ステアリングホイール 2の操作量に応じて転舵機構 6に設けられている転舵ァクチユエータ（図示せず）により車輪 10の転舵を行う。また、 SBW制御部 9 は、トルクセンサ 4のトルク信号等に基づいて操舵反力付与機構 5を制御し、ステアリングホイール 2を適切なトルクで操作できるようにする。又、 SBW制御部 9は、車両電装系異常、 SBWシステム異常等によって SBWモードを正常に実行できないと判断した場合には、電磁クラッチ 8を切断状態力も連結状態に切り換える。 [0024] 次に、電磁クラッチ 8の構成を詳しく説明する。電磁クラッチ 8は、図 4及び図 5に示すように、ハウジング 11に軸受け 12を介して回転自在に支持され、ステアリングホイール 2側の出力軸 2a (図 3に示す）に連結されたシャフト 13と、ハウジング 11に軸受け 14を介してシャフト 13の同軸上で回転自在に支持された出力プーリ 15とを備えている。出力プーリ 15には、転舵機構 6に連結されたケーブル 7のインナーケーブル 7a が巻き付けられており、後述する内周歯車リング 17の回転を転舵機構 6に伝達する。シャフト 13の一端には突出部 13aが設けられ、この突出部 13aの外周に円弧状の回転突起 16が突設されている。

[0025] 内周歯車リング 17は、シャフト 13に対向する位置で出力プーリ 15に固定され、シャフト 13の中心軸を回転中心として回転自在に支持されて、る。内周歯車リング 17の内周には内周歯 17aが設けられている。外周歯車リング 18は、シャフト 13の突出部 1 3aが貫通される中心孔 19を有し、シャフト 13と内周歯車リング 17の内周歯 17aとの間に配置されている。外周歯車リング 18の外周面には、外周歯 18aが設けられている。中心孔 19は、シャフト 13の突出部 13aの外径より大きく形成され、外周歯車リング 18は内周歯車リング 17に対して偏芯した位置で外周歯 18aが内周歯 17aに嚙み合うように設定されている。

[0026] ロック部材 20は、図 6及び図 7 (a) ,図 7 (b)に詳しく示すように、シャフト 13の外周と外周歯車リング 18との間の隙間に配置されており、このロック部材 20によって外周歯車リング 18の外周歯 18aが内周歯 17aに嚙み合うべく偏芯位置に位置されている。ロック部材 20は、一対のロック片 20a, 20aから構成され、各ロック片 20a, 20aの一端は回転突起 16に近接配置されている。図 7 (a) ,図 7 (b)に示すように、一対のロック片 20a, 20aの間にスプール（ロック作動部材） 23が進入せず、一対のロック片 20a , 20a同士が当接している状態がアンロック位置である。一方、図 8 (a) ,図 8 (b)に示すように、一対のロック片 20a, 20aの間にスプール 23が進入し、一対のロック片 20a , 20a同士が互いに離間して、る状態がロック位置である。

[0027] アンロック位置では、各ロック片 20aが外周歯車リング 18と突出部 13aとの間に嵌り込んでおらず、シャフト 13が回転しても回転突起 16に押されて一対のロック片 20a, 20aが外周歯車リング 18に対して滑りながら回転する。このとき、外周歯リング 18は口ック片 20a, 20aにより内周歯リング 17と嚙み合いながら回転する。ロック位置では、各ロック片 20aが外周歯車リング 18と突出部 13aとの間に嵌り込んでいる。さらに、外周歯 18aが内周歯 17aと嚙合っているため、ロック片 20a, 20aが外周歯リング 18の径方向の動きを規制し、シャフト 13の突出部 13aの外周力も外周歯車リング 18の歯部 18aまでの距離を一定にする。この結果、シャフト 13が回転すると、一対のロック片 20a, 20aおよび外周歯車リング 18がー体的に回転し、歯車の嚙み合いによって内周歯車リング 17を介して出力プーリ 15が回転される。

[0028] なお、一対のロック片 20a, 20aには、リングパネ 21が掛けられている。このリングバネ 21のパネ力によって一対のロック片 20a, 20aは、互いに離間するロック方向に付勢されている。しかし、そのパネ力は解除突起 16からの押圧力によってロック片 20a がアンロック方向に移動されてしまう程度の小さなものである。つまり、リングパネ 21は一対のロック片 20a, 20aのガタツキ防止用である。また、各ロック片 20aの互いに対向する端面には、ガイド溝 22, 22がそれぞれ形成されている。

[0029] スプール (ロック作動部材） 23の先端は、図 6,図 7 (a) ,図 7 (b) ,図 8 (a) ,図 8 (b) に示すように、シャフト 13に設けられ、一対のロック片 20a, 20aの回転軌跡上で、且つ、ガイド溝 22内に配置されている。シャフト 13と一対のロック片 20a, 20aとは常に同期して回転するため、スプール 23と一対のロック片 20a, 20aとの相対的位置が変化することはない。そして、スプール 23は、電磁ソレノイド 24の電磁力の変化によつて一対のロック片 20a, 20aの間を進退自在に設けられている。スプール 23の先端は、先端に向かうに従って先細りに形成され、一対のガイド溝 22, 22の内部にスムーズに、且つ、確実に進入できるようになつている。

[0030] 電磁ソレノイド 24は、スプール 23をロック方向に付勢するパネ 25と、電磁力によつてスプール 23をアンロック位置側に付勢する電磁石 26とを備えて、る。電磁石 26の電磁コイル 27は、図 9に示すように、太いワイヤを用いた (抵抗の小さい）コイル 27aとこれに直列接続された細ヽワイヤを用いた (抵抗が大き!/ヽ）コイル 27bとから構成されている。電磁コイル 27の通電回路は、図 10 (a) ,図 10 (b)に示すように、第 1リレー 2 8がスィッチオンで、第 2リレー 29がスィッチオンの場合には太いワイヤを用いたコィル 27aにのみ通電され、第 1タイマー 30によって第 2リレー 29がスィッチオフに切り換えられると、太、ワイヤを用いたコイル 27aと細、ワイヤを用いたコイル 27bの両方に通電されるよう構成されて、る。

[0031] 第 1タイマー 30は、始動スィッチ 31のオンより所定時間経過すると、第 2リレー 29のスィッチをオフに切り換えるよう設定されている。これにより、図 11に示すように、電磁コイル 27には電磁クラッチ 8の始動開始力所定時間の間は大電流が通電され、所定時間経過後は小電流が通電されるようになつている。なお、電磁コイル 27に流れる電流の切替えを行なうには、タイマーに限定されることなぐスプール 23の先端がロック片 20a, 20aに進入した量や、ケーブル 7の張力や出力プーリ 15の軸トルク等に基づ、て切替えを行なうようにしても良、。

[0032] 次に、上記車両用操舵装置 1の作用を説明する。 SBW制御部 9は、通常時には S BWモードを選択し、電磁コイル 27に通電して電磁クラッチ 8を切断状態とし、ステアリングホイール 2と転舵機構 6との機械的接続を切り離す。そして、 SBW制御部 9は、ステアリングホイール 2が操作されると、舵角センサ 3が検出した電気量に応じて転舵機構 6を駆動して車輪 10を転舵させる。

[0033] SBW制御部 9は、車両電装系異常、 SBWシステム異常等によって SBWモードが正常に実行できないと判断した場合には、電磁コイル 27への通電を止めて電磁クラツチ 8を切断状態力連結状態とし、舵角センサ 3が検出した電気量による転舵機構 6の制御を止める。そして、電磁クラッチ 8を切断状態力も連結状態にすると、ステアリングホイール 2の操作力が電磁クラッチ 8を介して転舵機構 6に伝達され、転舵機構 6 によって車輪 10が転舵される。

[0034] 次に、電磁クラッチ 8が切断状態から連結状態に切り換えられる過程の動作を詳しく説明する。まず、電磁クラッチ 8の切断状態は、図 7 (a) ,図 7 (b)に示すように、電磁コイル 27に通電されてその電磁力によってスプール 23がアンロック位置に引き込まれている。シャフト 13が回転されると、一対のロック片 20a, 20aは回転突起 16によつて互いに当接されつつ回転する（リングパネ 21のパネ力は弱ぐ一対のロック片 20 a, 20aは回転突起 16によって容易に当接される）。シャフト 13と共に回転する一対のロック片 20a, 20aによって、外周歯車リング 18は内周歯車リング 17との嚙み合い位置を変えながら回転する。このとき、一対のロック片 20a, 20aと外周歯車リング 18 とは滑っている。

[0035] 一方、電磁クラッチ 8を連結状態とするために電磁コイル 27への通電が停止されると、図 6及び図 8 (a) ,図 8 (b)に示すように、スプール 23がパネ 25のパネ力によって押出されて一対のロック片 20a, 20aはロック位置となり、一対のロック片 20a, 20a力 S 突起部 13aと外周歯車リング 18との間に嵌り込む。即ち、外周歯リング 18は、シャフト 13と一体的に回転する。ここで、外周歯車リング 18は内周歯車リング 17に既に嚙み合っているため、瞬時にシャフト 13と一体となって外周歯車リング 18と内周歯車リング 17が回転する。これにより、ステアリングホイール 2の操作力が電磁クラッチ 8およびケーブル 7を介して転舵機構 6に伝達される。

[0036] 以上により、 SBWモードを正常に実行できないと判断した場合には、瞬時に電磁クラッチ 8を連結状態にでき、し力も、外周歯 18aと内周歯 17aの嚙み合いによって大きな伝達トルクを発生させることができる。

[0037] この実施形態では、スプール 23は、ロック部材 20の回転軌跡上に設けられ、ロック部材 20は、一対のロック片 20a, 20aから構成されている。回転突起 16がいずれか一方のロック片 20aを他方のロック片 20a側に押圧し、一対のロック片 20a, 20aが互いに当接してアンロック状態となる。スプール 23がー対のロック片 20a, 20aの間に入り込み、一対のロック片 20a, 20aが互いに離間されると、ロック片 20a, 20aは突起部 13aと外周歯車リング 18との間に嵌り込み、ロック状態となる。なお、シャフト 13と一対のロック片 20a, 20aは相対的回転差がなく同位相で回転しているため、スプール 23 は確実に一対のロック片 20a, 20aの間に押し込まれ得る。従って、ロック部材 20を確実にロックできる。なお、一対のロック片 20a, 20aはくさびとして機能するため、スプール 23の一対のロック片 20a, 20a間への押圧力は小さくて良い。

[0038] この実施形態では、電磁ソレノイド 24は、スプール 23をロック方向に付勢するパネ 2 5と、電磁コイル 27への通電によって電磁力を発生させ、この電磁力によってスプール 23をアンロック位置側に付勢する電磁石 26とを備える構成とした。このため、電源が供給されない時には、電磁クラッチ 8が連結状態となるため、電源オフであってもステアリングホイールによって車輪 10の転舵が可能である。

[0039] また、この実施形態では、電磁コイル 27は、太ヽワイヤを用いた (抵抗の小さヽ）コィル 27aと細、ワイヤを用いた (抵抗の大き!/、）コイル 27b力構成され、電磁コイル 2 7への通電開始当初は太いワイヤを用いたコイル 27aに通電し、通電開始より所定時間経過後は細いワイヤを用いたコイル 27bにも通電するよう構成した。従って、電磁コイル 27への通電開始当初は大きな電磁力によってスプール 23を確実に移動でき、スプール 23の移動後は小さな電磁力によって電磁コイル 27を過剰に発熱させることなく小電力でスプール 23の位置を保持できる。

[0040] 図 12 (a) ,図 12 (b)は電磁コイルの通電回路の変形例を示し、図 12 (a)は電磁コィル 27の通電回路の駆動側の回路図である。図 12 (b)は電磁コイル 27の通電回路の制御側の回路図である。図 12 (a) ,図 12 (b)に示すように、始動スィッチ 31を切り、電磁コイル 27への通電を終えると、電磁コイル 27に逆相の電流が通電されるようになり、一定時間が経つと第 2タイマー 32によって電流が切れるようになる。この変形例では、電磁コイル 27への通電終了後に逆相の電流を通電するので、電磁コイル 27 への通電を終えると、逆相の電流によってスプール 23の残留磁気が瞬時に消去されるため、スプール 23をパネ 25のパネ力によって瞬時に、且つ、確実に移動できる。

[0041] 図 13 (a) ,図 13 (b)は電磁ソレノイドの第 1変形例を示し、図 13 (a)は電磁コイル 2 7が非通電状態で、スプール 23がロック位置にある図である。図 13 (b)は電磁コイルが通電状態で、スプール 23がアンロック位置にある図である。この電磁ソレノイド 40 は、ロック部材であるスプール 23に別体に設けられたソレノイドロッド 41と、スプール 2 3とソレノイドロッド 41の双方の端部にそれぞれ配置された同極の永久磁石 42a, 42 bと、電磁コイル 27への通電によって発生させた電磁力によってスプール 23をアン口ック方向に移動させる電磁石 26とを備えている。つまり、スプール 23をロック位置に移動させるのに、前記実施形態のパネ 25のパネ力に替えて (カ卩えて）永久磁石 42a , 42bの磁力（反発力）を利用したものである。尚、永久磁石の配置を変えて、吸着力を利用する構成も実現し得る。

[0042] 図 14は電磁ソレノイドの第 2変形例を示し、電磁コイル 27が通電状態で、スプールがアンロック位置にある図である。この電磁ソレノイド機構 43は、ロック部材であるスプール 23に分離可能に接続されたソレノイドロッド 41と、ソレノイドロッド 41と分離することによってスプール 23をロック位置に移動させる火薬 44と、電磁コイル 27への通電によって発生させた電磁力によってスプール 23をアンロック方向に移動させる電磁石 26とを備えている。つまり、スプール 23をロック位置に移動させるのに、前記実施形態のパネ 25のパネ力に替えて (カ卩えて)火薬 44の爆発力を利用したものである。

[0043] 尚、上記実施形態では、電磁クラッチ 8は、電磁コイル 27への通電時に切断状態とし、電磁コイル 27への非通電時に連結状態とした。しかし、反対に、電磁コイル 27への通電時に連結状態とし、電磁コイル 27への非通電時に切断状態とするように構成しても良い。

産業上の利用可能性

[0044] 本発明の車両用操舵装置によれば、ステアバイワイヤモードを正常に実行できないと判断した場合に、瞬時に電磁クラッチを連結状態にでき、しかも、大きなトルクを伝達させることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 操舵デバイスとの機械的連結を切り離して設けられた転舵機構によって車輪を転舵し得る車両用操舵装置にぉ、て、

前記操舵デバイスと前記転舵機構とを機械的に連結可能なクラッチを備え、前記クラッチは、

前記操舵デバイスの操作力によって回転され、一体的に回転する回転突起を有するシャフトと、

前記シャフトの中心軸を回転中心として回転可能で、内周に内周歯を有し、前記転舵機構と機械的に接続された内周歯車リングと、

前記シャフトの中心軸と偏心する軸を回転中心として回転可能で、前記シャフトと前記内周歯車リングとの間に配置され、前記内周歯と部分的に嚙み合う外周歯を有する外周歯車リングと、

前記シャフトの回転時には前記回転突起に押圧されつつ回転し、前記外周歯車リングを前記内周歯部に嚙み合わせるロック部材と、

前記ロック部材をロック位置に変位させるロック作動部材とを有し、

前記ロック作動部材で前記ロック部材をロック位置に位置させな、場合には、前記ロック部材を前記外周歯車リングと前記シャフトの間に嵌り込ませないで、前記ロック部材を前記回転突起によって回転させ、

前記ロック作動部材で前記ロック部材をロック位置に位置させた場合には、前記口ック部材を前記外周歯車リングと前記シャフトとの間に嵌り込ませて、前記シャフト、前記ロック部材及び前記外周歯車リングを一体的に回転させることを特徴とする車両用操舵装置。

[2] 請求項 1の車両用操舵装置であって、

前記ロック作動部材が、前記ロック部材の回転軌跡上に設けられ、

前記ロック部材が、一対のロック片から構成され、

前記回転突起がいずれか一方のロック片を他方のロック片に押しつけて、一対の前記ロック片を互いに当接させることでアンロック位置とし、

前記ロック作動部材がー対の前記ロック片の間に入り込み、一対の前記ロック片を互いに離間させることでロック位置とすることを特徴とする車両用操舵装置。

[3] 請求項 1の車両用操舵装置であって、

前記ロック作動部材をロック方向に付勢する付勢部材と、電磁コイルへの通電によつて発生させた電磁力によって前記ロック作動部材をアンロック位置に移動させる電磁石とを有する電磁ソレノイドをさらに備えていることを特徴とする車両用操舵装置。

[4] 請求項 3の車両用操舵装置であって、

前記電磁コイルが、太、ワイヤを用いたコイルと細、ワイヤを用いたコイル力も構成されており、前記電磁コイルへの通電開始当初は前記太いワイヤを用いたコイルに通電し、通電開始より所定時間経過後は前記細いワイヤを用いたコイルにも通電することを特徴とする車両用操舵装置。

[5] 請求項 3の車両用操舵装置であって、

前記電磁コイルが、抵抗の小さヽコイルと抵抗の大きなコイルとを直列に接続して構成されており、前記電磁コイルへの通電開始当初は前記抵抗の小さいコイルのみに通電し、通電開始より所定時間経過後は直列接続された前記抵抗の小さ!、コイル及び前記抵抗の大きいコイルに通電することを特徴とする車両用操舵装置。

[6] 請求項 3の車両用操舵装置であって、

前記電磁コイルへの通電終了時に逆相の電流を通電することを特徴とする車両用操舵装置。

[7] 操舵デバイスと機械的連結を切り離して設けられた転舵機構によって車輪を転舵し得る車両用操舵装置において、

前記操舵デバイスと前記転舵機構とを機械的に連結可能なクラッチを備え、前記クラッチは、電磁力の有無によって接続 Z切断を行う電磁ソレノイドを有し、前記電磁ソレノイドの電磁コイル力抵抗の小さ、コイルと抵抗の大き、コイルと力ら構成され、前記電磁コイルへの通電開始当初は抵抗の小さいコイルのみに通電し、通電開始より所定時間経過後は抵抗の小さいコイルにも通電を行うことを特徴とする車両用操舵装置。

[8] 操舵デバイスと機械的連結を切り離して設けられた転舵機構によって車輪を転舵し得る車両用操舵装置において、前記操舵デバイスと前記転舵機構とを機械的に連結可能なクラッチを備え、前記クラッチは、電磁力の有無によって接続 Z切断を行う電磁ソレノイドを有し、前記電磁ソレノイドは、電磁コイルへの通電によって発生させた電磁力によって前記クラッチの切断状態を実現する電磁石を有し、前記電磁コイルへの通電終了後には逆相の電流を通電することを特徴とする車両用操舵装置。