JP4817018B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Description
特許文献1では、操舵部材側に配置された第1のプーリと、転舵機構側に配置された第2のプーリと、第1および第2のプーリを動力伝達可能に連結する一対のケーブルとを含む車両用操舵装置が開示されている。
操舵部材が操舵されると第1のプーリが回転し、この回転によって、一方のインナーケーブルの一端部が第1のプーリにさらに巻き付けられる。これにより、上記一方のインナーケーブルに張力が付与される。そして、この張力によって、上記一方のインナーケーブルの他端部が第2のプーリから巻き出されて第2のプーリが回転する。このとき、インナーケーブルは、アウターケーブル内を移動する。アウターケーブルは、インナーケーブルの移動経路を区画している。
一方、インナーケーブルがアウターケーブル内を移動する際、インナーケーブルによってアウターケーブルが押されて上記湾曲部が変形する場合がある。湾曲部が変形するとインナーケーブルの移動経路が変わるので、第1および第2のプーリ間での回転の伝達に、伝達遅れが生じる場合がある。すなわち、操舵部材の操舵に対する転舵機構の応答性が悪化する場合がある。
この場合、転舵輪(5)の転舵に伴って油圧シリンダ内で油圧が発生し、この油圧が油圧プランジャに伝達されることで、当該油圧プランジャが駆動される。これにより、油圧プランジャから上記湾曲部に、当該湾曲部が変形させられる方向と反対向きの力を加えることができる。
この場合、転舵軸とともにピストンが軸方向に移動することで、一方の油室内で作動油が圧縮されて油圧が発生し、この油圧によって油圧プランジャが駆動される。これにより、上記湾曲部の変形が抑制される。ピストンを転舵軸と軸方向に同行移動させることで、転舵軸の軸方向移動量に応じた大きさの油圧を発生させることができる。
この場合、上記通常のときに、油圧プランジャと油圧シリンダとの間の油路が弁によって遮断されるので、油圧シリンダから油圧プランジャへの油圧の伝達が停止される。すなわち、上記通常のときは、伝達機構による動力の伝達が行われないので、抑制部材による上記湾曲部の変形の抑制を停止してもよい。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
図1は、本発明の一実施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、本実施形態に係る車両用操舵装置1は、操舵部材と転舵機構とが機械的に連結されていない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等の転舵機構3とを備えている。
また、ステアリングシャフト4に沿う電動モータ6と操舵部材2との間には、操舵角センサ7と、トルクセンサ8とが配置されている。操舵角センサ7によって、操舵部材2の操舵角および操舵方向を検出することができる。また、トルクセンサ8によって、操舵部材2に加えられた操舵トルクを検出することができる。操舵角センサ7およびトルクセンサ8によって検出された検出値は、ECU9(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)に入力されるようになっている。
操舵部材2が操舵(回転)されると、操舵部材2の操舵角および操舵トルクがそれぞれ操舵角センサ7およびトルクセンサ8によって検出される。また、車速センサ17によって車速が検出される。そして、これらのセンサ7,8,17によって検出された検出値は、ECU9に入力される。ECU9は、入力された検出値に基づいて電動モータ16を制御する。これにより、操舵角等に応じた大きさの転舵力が転舵アクチュエータ12からラック軸10に付与される。これにより、転舵輪5の転舵が達成される。
油圧シリンダ32から一対の油圧プランジャ33への作動油の供給は、上記異常のときに行われる。すなわち、抑制機構31による一対のケーブル21,22の湾曲部26の変形量の抑制は、操舵部材2と転舵機構3とが機械的に連結される上記異常のときに行われる。各バルブ35,35aの開閉は、ECU9によって制御される。
図2は、第1のプーリ19、第2のプーリ20、一対のケーブル21,22およびこれらに関連する構成の模式的な断面図である。
図1および図2を参照して、第1のプーリ19には、連結機構23の第2の軸28が同軸的に連結されている。第1のプーリ19とステアリングシャフト4とが機械的に連結された状態で、操舵部材2が操舵されると、第1のプーリ19は、その中心軸線まわりに回転する。また、第2のプーリ20には、ピニオン軸11が同軸的に連結されている。一対のケーブル21,22(第1のケーブル21および第2のケーブル22)を介して第1のプーリ19から第2のプーリ20に回転が伝達されると、第2のプーリ20は、その中心軸線まわりに回転する。第1のプーリ19および第2のプーリ20の外周には、それぞれ螺旋状の巻き溝が形成されている。
第1のアウターケーブル36および第2のアウターケーブル38は、それぞれ例えば合成樹脂等の可撓性のある材料で形成されている。第1のインナーケーブル37および第2のインナーケーブル39は、それぞれ例えば金属製のワイヤーにより構成されている。第1のインナーケーブル37は、第1のアウターケーブル36内を移動可能である。第2のインナーケーブル39は、第2のアウターケーブル38内を移動可能である。
同様に、第2のインナーケーブル39の一端部は、第1のハウジング24に形成された筒状のガイド部41を通じて第1のハウジング24内に導入されている。また、第2のインナーケーブル39の他端部は、第2のハウジング25に形成された筒状のガイド部43を通じて第2のハウジング25内に導入されている。
第1のアウターケーブル36の一端は、第1のハウジング24に固定されており、他端は、第2のハウジング25に固定されている。また、第2のアウターケーブル38の一端は、第1のハウジング24に固定されており、他端は、第2のハウジング25に固定されている。
すなわち、第1のインナーケーブル37が引っ張られることで、第1のプーリ19から第2のプーリ20に回転が伝達される。一方、第2のインナーケーブル39は、第1のプーリ19および第2のプーリ20に従動する。第1のプーリ19の回転方向が変わると、第2のインナーケーブル39が引っ張られ、第1のインナーケーブル37が巻き出される。すなわち、第1のプーリ19の回転方向によって、引き側のケーブルと巻き出し側のケーブルが入れ替わるようになっている。
続いて、抑制機構31の構成および機能について詳しく説明する。
図3は、抑制機構31を含む車両用操舵装置1の一部の模式図である。図3を参照して、油圧シリンダ32は、ラック軸10を取り囲むシリンダチューブ44と、このシリンダチューブ44内でラック軸10に固定された環状のピストン45とを含む。ラック軸10は、油圧シリンダ32のピストンロッドとして機能する。
ピストンロッド48が所定量以上移動すると、ピストンロッド48の先端が第1のケーブル21の湾曲部26の湾曲内側に係合して、第1のケーブル21の湾曲部26が当該ピストンロッド48の先端によって押される。具体的には、第1のケーブル21の湾曲部26が、その湾曲内側への変形が抑制されるように押される。このとき、第1の油圧プランジャ33によって押されている第1のケーブル21は、引き側のケーブルとなっている。すなわち、抑制機構31は、引き側のケーブルの湾曲部26を押すようになっている。したがって、ラック軸10が軸方向X1の他方側に移動すると、第2のケーブル22の湾曲部26が押されるようになっている。
図4を参照して、この図4に示す実施形態が、図1に示す実施形態と主に相違するのは、抑制部材として一対の電磁プランジャ51が用いられていることにある。
また、上述の実施形態では、一対の油圧プランジャ33または一対の電磁プランジャ51によって、一対のケーブル21,22を押すことにより、アウターケーブル36,38の湾曲部26の変形量を抑制する例について説明したが、これ以外の方法によって当該湾曲部26の変形を抑制してもよい。例えば、上記プランジャ33,51によって、アウターケーブル36,38の湾曲部26が変形させられる方向と反対方向に一対のケーブル21,22を引くことで、当該湾曲部26の変形量を抑制してもよい。
Claims (6)
- 少なくとも1つの湾曲部を有するアウターケーブルおよびアウターケーブル内に収容された動力伝達用のインナーケーブルを有するケーブルを含み、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、
上記アウターケーブルの湾曲部に係合することにより上記湾曲部の変形量を抑制可能な抑制部材と、
この抑制部材を駆動するためのアクチュエータと、を備えた車両用操舵装置。 - 請求項1において、上記抑制部材は、インナーケーブルに張力が負荷されているときに、上記湾曲部の湾曲内側への変形量を抑制するようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
- 請求項1または2において、上記抑制部材は油圧プランジャを含み、
上記アクチュエータは転舵に伴って油圧プランジャに油圧を供給可能な油圧シリンダを含むことを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項3において、上記転舵機構は、転舵に伴って軸方向に移動する転舵軸を含み、
上記油圧シリンダは、転舵軸と軸方向に同行移動するピストンと、このピストンによって仕切られた一対の油室とを含むことを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項3または4において、上記伝達機構は、異常発生のときに、上記ケーブルを介して操舵部材と転舵機構とを機械的に連結するように機能し、通常のときに、操舵部材と転舵輪との機械的な連結を解除するように機能し、
上記通常のときに、上記油圧プランジャと油圧シリンダとの間の油路を遮断する弁が設けられていることを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1または2において、上記抑制部材は電磁プランジャを含むことを特徴とする車両用操舵装置。
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