JP5359520B2 - 舵取装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイールの操舵に応じて操舵輪を転舵する舵取装置に関するものである。

従来より、ステアリングホイールの操舵に応じて操舵輪を転舵する舵取装置として、例えば、下記特許文献１に示す、ステアリング装置が知られている。このステアリング装置では、ステアリングホイールが取付けられた操舵軸は伝達比可変機構の入力軸に自在継手および弾性継手等を介して接続されている。伝達比可変機構は、入力軸から入力された操舵角をモータの回転を制御して所定の伝達比で出力軸に伝達する機構であって、この出力軸はラックアンドピニオン機構のピニオン軸およびラック軸等を介して操舵輪に接続されている。

上記弾性継手は、自在継手に結合される内周軸および入力軸に結合される外周軸を備え、内周軸の外周と外周軸の内周に弾性部材を介在させるように構成されている。これにより、伝達比可変機構やラックアンドピニオン機構等の操舵輪側で発生する振動や音は弾性部材の弾性力により、ステアリングホイールに伝達されることが防止される。

また、上記弾性継手の内周軸に形成されるストッパフランジ部の先端が外周軸の切欠溝に回転方向に所定隙間を空けて係合されている。これにより、内周軸と外周軸との間に所定角度以上の相対回転が作用した場合に、ストッパフランジ部が切欠溝の側壁に当接する。この場合には、内周軸と外周軸では弾性部材を介さずに回転の伝達が行われるので、内周軸と外周軸との間に過大なトルクが加わることで所定角度以上の相対回転が発生して弾性部材が損傷することを防止している。

特開２００６−２４０４６８号公報

ところで、ステアリングホイールの回転を単に弾性部材を介して弾性的に操舵輪側に伝達させるだけでは、運転状況によってはステアリングホイールの操舵時におけるステアリングの剛性感が不足して操舵フィーリングが悪化してしまうという問題がある。一方、ステアリングの剛性感を優先するために、例えば、上記特許文献に開示される弾性継手においてそのストッパフランジ部および切欠溝が常時係合するように構成すると、操舵輪側で発生する振動のステアリングホイールへの伝達を防止することができないという問題が発生する。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ステアリングホイールへの振動伝達を防止するとともに操舵フィーリングを向上させ得る舵取装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の舵取装置では、ステアリングホイール（１２）と操舵輪（ＦＲ，ＦＬ）とを連結する車両の操舵系の途中にて前記ステアリングホイールに連結する入力軸（１４）と前記操舵輪に連結する出力軸（３１）との間で回転を伝達する伝達機構（４０）と、この伝達機構を制御する制御手段（５０）とを備える舵取装置（１０，１０ａ）であって、前記伝達機構は、前記入力軸および前記出力軸のいずれか一方に同軸的に連結される第１回転部材（４２）および他方に同軸的に連結されて前記第１回転部材の外周側に配置される第２回転部材（４４）と、前記第１回転部材の外周面と前記第２回転部材の内周面との双方に固着されて前記第１回転部材と前記第２回転部材との間で回転を弾性的に伝達する弾性部材（４３）と、前記弾性部材が弾性変形していない場合において前記第１回転部材の軸方向一端側に形成される第１連結部（４２ｄ）と前記第２回転部材の軸方向一端側に形成される第２連結部（４４ａ）との双方に同時に連結可能な連結部材（４５ｃ，４９ａ）と、前記連結部材と前記第１連結部および前記第２連結部との連結状態および非連結状態を切り替えるために当該連結部材が支持される支持部材（４５ａ，４５ｂ）を軸方向に可動させる可動手段（４６，４７）と、を備え、前記制御手段は、前記可動手段による前記連結部材の可動を制御し、前記車両の車速を検出する車速検出手段を備え、前記連結部材は、前記可動手段による軸方向の可動により、前記第１連結部および前記第２連結部に対して双方に同時に面接触可能に形成されており、前記制御手段は、前記車速検出手段により検出される前記車速に応じて前記連結部材と前記第１連結部および前記第２連結部とが接触する接触面に発生する摩擦力を調整するように前記可動手段により前記支持部材を軸方向に可動させることを技術的特徴とする。

請求項１の発明では、操舵系の途中に設けられる伝達機構は、ステアリングホイールに連結する入力軸および操舵輪に連結する出力軸のいずれか一方に同軸的に連結される第１回転部材および他方に同軸的に連結されて第１回転部材の外周側に配置される第２回転部材と、第１回転部材および第２回転部材に固着されて両部材間で回転を弾性的に伝達する弾性部材とを備えている。また、伝達機構は、弾性部材が弾性変形していない場合において第１回転部材の軸方向一端側に形成される第１連結部と第２回転部材の軸方向一端側に形成される第２連結部との双方に同時に連結可能な連結部材と、この連結部材と第１連結部および第２連結部との連結状態および非連結状態を切り替えるために当該連結部材が支持される支持部材を軸方向に可動させる可動手段とを備えている。そして、制御手段は、可動手段による連結部材の可動を制御する。

これにより、伝達機構において連結部材と第１連結部および第２連結部とが連結されない非連結状態では、弾性部材を介して第１回転部材と第２回転部材との間で回転が伝達されるので、ラックアンドピニオン機構などの操舵輪側で発生する振動がステアリングホイールへ伝達されることを防止することができる。また、伝達機構において連結部材と第１連結部および第２連結部とが連結される連結状態では、弾性部材を介することなく第１連結部および第２連結部が連結部材を介して一体に回転するので、ステアリングの剛性感が確保されて操舵フィーリングを向上させることができる。

したがって、制御手段による可動手段の制御により、ステアリングホイールへの振動伝達の抑制を優先する場合やステアリングの剛性感を優先する場合など、運転状況に応じて連結部材と第１連結部および第２連結部との連結状態および非連結状態を切り替えることができるので、ステアリングホイールへの振動伝達を防止するとともに操舵フィーリングを向上させることができる。

特に、連結部材は、可動手段による軸方向の可動により、第１連結部および第２連結部に対して双方に同時に面接触可能に形成されている。そして、制御手段は、車速検出手段により検出される車速に応じて連結部材と第１連結部および第２連結部とが接触する接触面に発生する摩擦力を調整するように可動手段により支持部材を軸方向に可動させる。

これにより、例えば、車速が増加するほど上記接触面に発生する摩擦力を増加させるように支持部材を軸方向に可動させることにより、その車速に応じたステアリングホイールへの振動伝達の抑制とステアリングの剛性感の確保との双方を実現することができる。

請求項２の発明では、可動手段は、弾性連結部材を介して支持部材を軸方向に可動させるため、可動手段による力を支持部材に均等に伝達することができる。

請求項３の発明では、支持部材の外縁部を軸方向に付勢する付勢部材が設けられているので、上記摩擦力が小さい場合であっても当該摩擦力を安定して上記接触面に発生させることができる。

本第１参考例に係る舵取装置の構成概要を示す説明図である。 図１の伝達比可変装置および伝達機構を示す側面図である。 図３（Ａ）は、伝達機構の一部断面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す３Ｂ−３Ｂ線相当の切断面による断面図である。 図４（Ａ）は、各ボールと対応する連結穴とが離間する非連結状態を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、各ボールと対応する連結穴とが連結する連結状態を示す断面図である。 本第２参考例に係る舵取装置の構成概要を示す説明図である。 本第２参考例に係るＥＣＵによるソレノイドの駆動制御処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る伝達機構を示す一部断面図である。 本第２実施形態に係る伝達機構の構成概要を示す一部断面図であり、図８（Ａ）は励磁前状態を示し、図８（Ｂ）は、励磁後状態を示す。 本第２実施形態に係るＥＣＵによる摩擦力制御処理の流れを示すフローチャートである。 摩擦力制御処理に用いられる車速−励磁電流マップの一例を示す説明図である。

［第１参考例］
以下、本発明の第１参考例に係る舵取装置について図を参照して説明する。図１は、本第１参考例に係る舵取装置１０の構成概要を示す説明図である。図２は、図１の伝達比可変装置３０および伝達機構４０を示す側面図である。図３（Ａ）は、伝達機構４０の一部断面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す３Ｂ−３Ｂ線相当の切断面による断面図である。

図１に示すように、舵取装置１０は、主に、ステアリングホイール１２、第１ステアリングシャフト１４、第２ステアリングシャフト１６、ステアリングセンサ１８、ピニオンギヤ２０、ラック軸２２、ロッド２４、伝達比可変装置３０、伝達機構４０と、伝達比可変装置３０および伝達機構４０を制御するＥＣＵ５０等から構成されている。

ステアリングホイール１２は、第１ステアリングシャフト１４に固定され、第１ステアリングシャフト１４は伝達機構４０を介して伝達比可変装置３０の入力側に接続されており、第２ステアリングシャフト１６は伝達比可変装置３０の出力側に接続されている。

ステアリングセンサ１８は、光センサと回転体スリットにより、回転位置を検出したり、磁気センサと磁石とにより回転位置を検出して、舵角信号を生成してＥＣＵ５０へ出力する。また、トルクセンサ（図略）は、第１ステアリングシャフト１４から第２ステアリングシャフト１６の途中に設けられるトーションバーとこのトーションバーを挟むようにトーションバーの両端に取り付けられた２つのレゾルバとを備えている。このトルクセンサは、トーションバーの一端側を入力、他端側を出力とする入出力間で生じるトーションバーの捻れ量等を当該２つのレゾルバにより検出することで、ステアリングホイール１２による操舵角や操舵トルクを検出する。そして、トルクセンサは、これら操舵角や操舵トルクに対応した検出信号を生成してＥＣＵ５０へ出力する。

第２ステアリングシャフト１６の先端のピニオンギヤ２０は、ラック軸２２に噛合しており、第２ステアリングシャフト１６の回転運動がラック軸２２の直線運動に変換されるようにラックアンドピニオン機構が構成されている。このラック軸２２の両端にはロッド２４が連結され、さらにこのロッド２４の端部には図略のナックル等を介して操舵輪ＦＲ、ＦＬが連結されている。これにより、第２ステアリングシャフト１６が回転すると、ラック軸２２、ロッド２４等を介して操舵輪ＦＲ，ＦＬの転舵角を変化させることができるので、第２ステアリングシャフト１６の回転量および回転方向に従った操舵輪ＦＲ，ＦＬの操舵を可能にしている。

図２に示すように、伝達比可変装置３０は、入力軸３１と、ハウジング３２と、このハウジング３２内に収納されるモータ３３および減速機構３４と、出力軸３５と、スパイラルケーブルユニット３６とを備えている。入力軸３１は、一端が伝達機構４０のハウジング４１のフランジ部４１ｂに同軸的にセレーション結合され、他端がハウジング３２に一体回転可能に結合されている。モータ３３は、ハウジング３２の内周面に固定されており、ＥＣＵ５０により駆動制御されてモータ軸３３ａを回転させる。減速機構３４はモータ軸３３ａの回転角を減速して出力軸３５に伝達している。出力軸３５は、ハウジング３２に回転可能に軸支され、第２ステアリングシャフト１６に結合されている。スパイラルケーブルユニット３６は、フレキシブルフラットケーブル３６ａを介する図略のバッテリからの電力をモータ３３や後述するソレノイド４６等に供給可能に構成されている。

このように、伝達比可変装置３０は、伝達機構４０を介して入力軸３１に入力されたステアリング操作に伴う第１ステアリングシャフト１４の回転に対して、ＥＣＵ５０によりモータ３３におけるモータ軸３３ａの回転を制御することで、所定の伝達比にて出力軸３５を回転させる。

次に、伝達機構４０の構成について図３（Ａ），（Ｂ）を用いて詳細に説明する。
伝達機構４０は、第１ステアリングシャフト１４、伝達比可変装置３０およびラックアンドピニオン機構等の操舵系の途中に設けられている。伝達機構４０は、図３（Ａ）に示すように、主にハウジング４１、入力軸４２、弾性部材４３、円筒部材４４、可動部材４５、ソレノイド４６およびばね４７を備えている。

ハウジング４１は、入力軸４２の大径部４２ａと、弾性部材４３、円筒部材４４、可動部材４５、ソレノイド４６およびばね４７とを収容している。入力軸４２の小径部４２ｂは、ハウジング４１の開口部４１ａから同軸的に突出している。ハウジング４１の反開口部側にはフランジ部４１ｂが設けられており、ハウジング４１は、フランジ部４１ｂにて伝達比可変装置３０の入力軸３１に同軸的にセレーション結合されている（図２参照）。

入力軸４２の大径部４２ａは、その内周がソレノイド４６およびばね４７を収容可能に中空状に形成されている。この大径部４２ａの内周面には軸方向に延設される凹状溝４２ｃが周方向等間隔に２つ形成されている。また、入力軸４２の小径部４２ｂは、第１ステアリングシャフト１４に連結可能に形成されている。

弾性部材４３は、例えば、加硫ゴムなどによって円筒状に形成されており、入力軸４２および円筒部材４４と同軸的に配置されている。当該弾性部材４３は、その内周面および外周面が入力軸４２の外周面および円筒部材４４の内周面の双方に加硫接着されることで、入力軸４２と円筒部材４４との間で回転を弾性的に伝達する役割を果たす。

図３（Ｂ）に示すように、入力軸４２、弾性部材４３および円筒部材４４の軸方向一端側４８ａには、周方向等間隔に４つの連結穴４８がそれぞれ形成されている。各連結穴４８は、断面円弧状に形成される入力軸４２の連結部４２ｄおよび円筒部材４４の連結部４４ａと弾性部材４３の切り欠き部４３ａによりそれぞれ構成されている。ここで、入力軸４２および円筒部材４４は、特許請求の範囲に記載の「第１回転部材」および「第２回転部材」の一例に相当し、連結部４２ｄおよび連結部４４ａは、特許請求の範囲に記載の「第１連結部」および「第２連結部」の一例に相当する。なお、連結穴４８は、弾性部材４３（切り欠き部４３ａ）を除いて、入力軸４２の連結部４２ｄおよび円筒部材４４の連結部４４ａのみで構成されてもよい。

円筒部材４４は、その外周面がハウジング４１の内周面に固定されることにより、伝達比可変装置３０の入力軸３１にハウジング４１を介して同軸的に連結するように構成されている。

可動部材４５は、ハウジング４１の内径より僅かに小さい円板部４５ａと、この円板部４５ａの中央から同軸的に突出する円柱部４５ｂと、連結穴４８にそれぞれ係合可能な４つのボール４５ｃと、各ボール４５ｃを円柱部４５ｂの外方であって円板部４５ａの側面に保持する保持器４５ｄとを備えている。

円柱部４５ｂの外周面には軸方向に延設される凸状突起４５ｅが周方向等間隔に２つ形成されており、両凸状突起４５ｅは、入力軸４２の対応する凹状溝４２ｃに対して軸方向にのみ移動可能にガイドされている。

また、各ボール４５ｃは、円板部４５ａ側の半球面が保持器４５ｄによりそれぞれ保持されることで、弾性部材４３が弾性変形していない場合、例えば、操舵系が中立位置にある場合において、対応する連結穴４８に対して係合可能に周方向等間隔に配置されている。また、各ボール４５ｃは、後述するように対応する連結穴４８に係合する場合に衝突音等の作動音を低減するように保持器４５ｄに弾性的に保持されている。ここで、各ボール４５ｃは、特許請求の範囲に記載の「連結部材」の一例に相当する。

ソレノイド４６は、入力軸４２の大径部４２ａの中空部内に収容されており、そのロッド４６ａの先端は、可動部材４５の円柱部４５ｂに同軸的に固定されている。当該ソレノイド４６は、ＥＣＵ５０により駆動制御される励磁状態では、可動部材４５を、ばね４７の付勢力に抗して各ボール４５ｃが軸方向一端側４８ａに近接する方向（以下、連結方向ともいう）に移動させるように、構成されている。ここで、ソレノイド４６およびばね４７は、特許請求の範囲に記載の「可動手段」の一例に相当し、ＥＣＵ５０は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」の一例に相当する。

ばね４７は、コイル状に形成されており、可動部材４５を、各ボール４５ｃが軸方向一端側４８ａから離間する方向（以下、反連結方向ともいう）に付勢するように、軸方向に圧縮された状態でソレノイド４６の外周側に配置されている。

次に、上述のように構成される伝達機構４０の作用について、図４（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。図４（Ａ）は、各ボール４５ｃと対応する連結穴４８とが離間する非連結状態を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、各ボール４５ｃと対応する連結穴４８とが連結する連結状態を示す断面図である。

ソレノイド４６が励磁されない場合には、図４（Ａ）に示すように、ばね４７により可動部材４５が反連結方向に付勢されているため、各ボール４５ｃと連結穴４８とが離間して非連結状態となる。

このような非連結状態では、弾性部材４３を介して入力軸４２と円筒部材４４との間で回転が伝達されるので、ラックアンドピニオン機構などの操舵輪側で発生する振動がステアリングホイール１２へ伝達されることを防止することができる。

一方、弾性部材４３が弾性変形していない場合において、ステアリングの剛性感を確保する要求に応じてソレノイド４６が励磁されると、図４（Ｂ）に示すように、可動部材４５がばね４７の付勢力に抗して連結方向に移動し、各ボール４５ｃと対応する連結穴４８の連結部４２ｄおよび連結部４４ａとがそれぞれ係合して連結状態となる。

このとき、可動部材４５の両凸状突起４５ｅは、入力軸４２の対応する凹状溝４２ｃに沿って連結方向に移動するので、各ボール４５ｃが回転方向にずれることなく対応する連結穴４８に確実に連結することとなる。

なお、弾性部材４３が弾性変形するように入力軸４２の連結部４２ｄと円筒部材４４の連結部４４ａとが回転方向にずれている場合には、各ボール４５ｃが連結方向に移動して対応する連結部４４ａに接触することで当該連結部４４ａがボール４５ｃにガイドされて、連結部４４ａと連結部４２ｄとの回転方向のずれがなくなり連結状態となる。

このような連結状態では、弾性部材４３を介すことなく入力軸４２と円筒部材４４とが一体に回転するので、ステアリングの剛性感が確保されて操舵フィーリングを向上させることができる。

以上説明したように、本第１参考例に係る舵取装置１０では、操舵系の途中に設けられる伝達機構４０は、ステアリングホイール１２に連結する第１ステアリングシャフト１４に同軸的に連結される入力軸４２と、操舵輪ＦＲ，ＦＬに連結する伝達比可変装置３０の入力軸３１にハウジング４１を介して同軸的に連結される円筒部材４４と、入力軸４２および円筒部材４４に固着されて両部材４２，４４間で回転を弾性的に伝達する弾性部材４３とを備えている。また、伝達機構４０は、弾性部材４３が弾性変形していない場合において入力軸４２の各連結部４２ｄと円筒部材４４の各連結部４４ａとの双方に同時に連結可能な可動部材４５の各ボール４５ｃと、各ボール４５ｃと各連結部４２ｄおよび各連結部４４ａとの連結状態および非連結状態を切り替えるために可動部材４５を軸方向に可動させるソレノイド４６およびばね４７とを備えている。そして、ＥＣＵ５０は、ソレノイド４６による可動部材４５の可動を制御する。

これにより、伝達機構４０において各ボール４５ｃと入力軸４２の各連結部４２ｄおよび円筒部材４４の各連結部４４ａとが連結されない非連結状態では、弾性部材４３を介して入力軸４２と円筒部材４４との間で回転が伝達されるので、ラックアンドピニオン機構などの操舵輪側で発生する振動がステアリングホイール１２へ伝達されることを防止することができる。また、伝達機構４０において各ボール４５ｃと入力軸４２の各連結部４２ｄおよび円筒部材４４の各連結部４４ａとが連結される連結状態では、弾性部材４３を介すことなく入力軸４２と円筒部材４４が各ボール４５ｃを介して一体に回転するので、ステアリングの剛性感が確保されて操舵フィーリングを向上させることができる。

したがって、ＥＣＵ５０によるソレノイド４６の制御により、ステアリングホイール１２への振動伝達の抑制を優先する場合やステアリングの剛性感を優先する場合など、運転状況に応じて各ボール４５ｃと入力軸４２の各連結部４２ｄおよび円筒部材４４の各連結部４４ａとの連結状態および非連結状態を切り替えることができるので、ステアリングホイール１２への振動伝達を防止するとともに操舵フィーリングを向上させることができる。

特に、ソレノイド４６を励磁または非励磁にすることより入力軸４２および円筒部材４４の間の回転を制御するので、構成が簡素化されて伝達機構の小型化や低コスト化を図ることができる。

また、本第１参考例に係る舵取装置１０では、各ボール４５ｃは入力軸４２の各連結部４２ｄおよび円筒部材４４の各連結部４４ａに接触する接触部位が球状であり、各連結部４２ｄおよび各連結部４４ａは軸方向に移動する各ボール４５ｃの接触部位に係合可能に断面円弧状にそれぞれ形成される。

これにより、各ボール４５ｃと各連結部４２ｄおよび各連結部４４ａとが接触する部位をそれぞれ高精度に形成することができるので、各ボール４５ｃと各連結部４２ｄおよび各連結部４４ａとが連結する場合でも、操舵系の中心位置のずれを防止することができる。

さらに、本第１参考例に係る舵取装置１０では、入力軸４２の大径部４２ａの内周面には２つの凹状溝４２ｃが軸方向に延設され、可動部材４５の円柱部４５ｂの外周面には弾性部材４３が弾性変形していない場合に両凹状溝４２ｃに対して軸方向にのみ移動可能にガイドされる２つの凸状突起４５ｅが形成されている。

これにより、ソレノイド４６およびばね４７によって可動部材４５を可動させるとき、この可動部材４５は入力軸４２の両凹状溝４２ｃに沿って軸方向に移動するので、各ボール４５ｃを回転方向にずらすことなく各連結部４２ｄおよび各連結部４４ａに確実に連結させることができる。

［第２参考例］
次に、本発明の第２参考例について図５および図６を参照して説明する。図５は、本第２参考例に係る舵取装置１０ａの構成概要を示す説明図である。図６は、本第２参考例に係るＥＣＵ５０によるソレノイド４６の駆動制御処理の流れを示すフローチャートである。

本第２参考例に係る舵取装置１０ａは、車両の車速Ｖを検出する車速センサ６０を新たに採用するとともに、ソレノイド４６の駆動制御処理を図６に示すフローチャートに基づいて実施する点が、上記第１参考例に係る舵取装置と異なる。したがって、第１参考例の舵取装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

以下、本第２参考例に係るＥＣＵ５０によるソレノイド４６の駆動制御処理について、図６を用いて説明する。
まず、図６のステップＳ１０１において、車速センサ６０により検出される車速Ｖを取得すると、ステップＳ１０３において、車速Ｖが速度閾値Ｖｏ以上であるか否かについて判定される。ここで、速度閾値Ｖｏは、高速走行中であり、ステアリングホイール１２への振動伝達が比較的少ないため、ステアリングの剛性感が重視される車速に相当する値に設定されている。

ステップＳ１０１により取得される車速Ｖが速度閾値Ｖｏ以上である場合には（Ｓ１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１０５において励磁処理がなされる。この処理では、ソレノイド４６が駆動制御されて励磁状態となり、図４（Ｂ）に示すように、可動部材４５がばね４７の付勢力に抗して連結方向に移動し、各ボール４５ｃと対応する連結穴４８の連結部４２ｄおよび連結部４４ａとがそれぞれ係合して連結状態となる。これにより、ステアリングの剛性感が確保されて操舵フィーリングを向上させることができる。

一方、ステップＳ１０１により取得される車速Ｖが速度閾値Ｖｏ未満である場合には（Ｓ１０３でＮｏ）、ステップＳ１０５における励磁処理は実施されない。このため、図４（Ａ）に示すように、ばね４７により可動部材４５が反連結方向に付勢されて各ボール４５ｃと連結穴４８とが離間する非連結状態が維持される。これにより、ラックアンドピニオン機構などの操舵輪側で発生する振動がステアリングホイール１２へ伝達されることを防止することができる。

以上説明したように、本第２参考例に係る舵取装置１０ａでは、車両の車速Ｖを検出する車速センサ６０が設けられており、ＥＣＵ５０は、車速センサ６０により検出される車速Ｖが速度閾値Ｖｏ以上であるか否かの判定結果に応じてソレノイド４６を励磁状態または非励磁状態に駆動制御して可動部材４５を軸方向に可動させる。

これにより、車速Ｖが速度閾値Ｖｏ以上ではソレノイド４６により可動部材４５を連結方向に可動させて連結状態にすることでステアリングの剛性感が確保され、車速Ｖが速度閾値Ｖｏ未満ではばね４７により可動部材４５を反連結方向に可動させて非連結状態にすることでステアリングホイール１２への振動伝達が抑制される。このように、車速Ｖに応じて各ボール４５ｃと対応する連結穴４８の連結部４２ｄおよび連結部４４ａとを連結状態および非連結状態のいずれかに切り替えることにより、特別な操作をすることなく、ステアリングホイール１２への振動伝達を防止するとともに操舵フィーリングを向上させることができる。

なお、車速Ｖに応じてソレノイド４６を励磁状態または非励磁状態に駆動制御することに限らず、操舵トルクや操舵速度等の運転状況に応じて、ソレノイド４６を励磁状態または非励磁状態に駆動制御してもよい。

図７は、第１実施形態に係る伝達機構を示す一部断面図である。
上記第１参考例および第２参考例にて述べた伝達機構４０に代えて、図７に示す伝達機構４０ａを採用してもよい。この伝達機構４０ａは、可動部材４５に代えて可動部材４９を採用するとともに、４つの連結穴４８を廃止した点が伝達機構４０と異なる。

可動部材４９は、上述した円板部４５ａおよび円柱部４５ｂと、連結板４９ａとを備えており、連結板４９ａは、円柱部４５ｂの外方であって円板部４５ａの側面に固定されている。

上述のように構成される伝達機構４０ａは、ソレノイド４６の励磁により可動部材４９がばね４７の付勢力に抗して連結方向に移動すると、連結板４９ａの側面と入力軸４２および円筒部材４４の軸方向一端側４８ａとが面接触して連結状態となる。このように入力軸４２と円筒部材４４とを連結することにより、ステアリングの剛性感を確保して操舵フィーリングを向上させてもよい。

このように伝達機構４０ａを構成することにより、各ボール４５ｃや保持器４５ｄ、各連結穴４８を設ける必要がないので、当該伝達機構４０ａの製造コストを低減することができる。また、連結板４９ａの接触面の摩擦係数を調整することにより、入力軸４２と円筒部材４４との連結力を調整することができる。なお、連結板４９ａは、特許請求の範囲に記載の「連結部材」の一例に相当し、入力軸４２および円筒部材４４の軸方向一端側４８ａは、特許請求の範囲に記載の「第１連結部」および「第２連結部」の一例に相当する。

また、各ボール４５ｃを連結穴４８に係合することで入力軸４２と円筒部材４４とを連結して連結状態を維持することに限らず、可動部材の一部位を、入力軸４２に形成される第１連結部と円筒部材４４に形成される第２連結部との双方に同時に連結することで、入力軸４２と円筒部材４４とを連結して連結状態を維持してもよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図８〜図１０を参照して説明する。図８は、本第２実施形態に係る伝達機構７０の構成概要を示す一部断面図であり、図８（Ａ）は励磁前状態を示し、図８（Ｂ）は、励磁後状態を示す。図９は、本第２実施形態に係るＥＣＵ５０による摩擦力制御処理の流れを示すフローチャートである。図１０は、摩擦力制御処理に用いられる車速−励磁電流マップの一例を示す説明図である。

本第２実施形態に係る舵取装置１０ａは、伝達機構４０に代えて伝達機構７０を新たに採用するとともに、ＥＣＵ５０では図６に示すフローチャートに基づく駆動制御処理に代えて図９に示すフローチャートに基づく摩擦力制御処理を実施する点が、上記第２参考例に係る舵取装置と異なる。したがって、第２参考例の舵取装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

図８に示すように、伝達機構７０は、主にハウジング７１、入力軸７２、第１円筒部材７３、弾性部材７４、第２円筒部材７５、ソレノイド７６、可動子７７およびコイルばね７８等とを備えている。

ハウジング７１は、その外形形状が上記ハウジング４１の外形形状に等しく形成されており、その内壁部７１ａ中央には可動子７７の軸方向一端側が摺動可能に係合する開口部７１ｂが形成されている。このハウジング７１は、上記ハウジング４１のフランジ部４１ｂと同様に、伝達比可変装置３０の入力軸３１に同軸的にセレーション結合されている。

入力軸７２は、上述した小径部４２ｂと、この小径部４２ｂに同軸的かつ一体的に連結する円柱状の第１大径部７２ａおよび第２大径部７２ｂとを備えている。入力軸７２は、第２大径部７２ｂの外周面にてハウジング７１の内周面に対して接触するか僅かな隙間が設けられるように当該ハウジング７１内に同軸的に配置されている。また、第２大径部７２ｂの軸方向一端側の端面には、円板状のゴムシート等により形成される滑りシート７２ｃが固定されており、この滑りシート７２ｃは、後述するように可動子７７にて押圧されるときこの押圧力を分散して第２大径部７２ｂに均等に伝達するために設けられている。なお、滑りシート７２ｃは、特許請求の範囲に記載の「弾性連結部材」の一例に相当する。

第１円筒部材７３は、その内周面にて第１大径部７２ａの外周面に嵌合することで当該第１大径部７２ａに対して同軸的に固定されている。また、第２円筒部材７５は、その外周面にてハウジング７１の内周面に嵌合するとともにその軸方向他端側の端面にてハウジング７１の段部７１ｃに当接することで当該ハウジング７１に対して同軸的に固定されている。

そして、加硫ゴムなどによって円筒状に形成される弾性部材７４が第１円筒部材７３の外周面と第２円筒部材７５の内周面の双方に加硫接着されることで、入力軸７２とハウジング７１との間で回転が弾性的に伝達されることとなる。また、第１円筒部材７３、弾性部材７４および第２円筒部材７５は、それぞれの軸方向一端側が入力軸７２における第２大径部７２ｂの軸方向他端側の端面である環状面７２ｄに対して接触するか僅かな隙間が設けられるように配置されている。なお、第１円筒部材７３および第２円筒部材７５は、特許請求の範囲に記載の「第１回転部材」および「第２回転部材」の一例に相当し、第１円筒部材７３の軸方向一端側および第２円筒部材７５の軸方向一端側は、特許請求の範囲に記載の「第１連結部」および「第２連結部」の一例に相当する。また、第２大径部７２ｂは、特許請求の範囲に記載の「連結部材」および「支持部材」の一例に相当する。

可動子７７は、その一部がソレノイド７６の内方に配置されるとともに、軸方向他端側に設けられるフランジ部７７ａの端面にて入力軸７２の滑りシート７２ｃに対向し、その軸方向一端側がハウジング７１の開口部７１ｂに摺動可能に係合するように形成されている。この可動子７７は、図８（Ａ）に示すように、ソレノイド７６に励磁電流が供給されない非励磁状態ではコイルばね７８により付勢されて、フランジ部７７ａの端面にて所定の間隔Ｘを介して滑りシート７２ｃに対向するように位置する。ここで、本第２実施形態では、間隔Ｘは０（ゼロ）に設定されており、非励磁状態ではフランジ部７７ａの端面が滑りシート７２ｃに接触するように可動子７７および入力軸７２等が組み付けられている。これにより、間隔Ｘを０（ゼロ）よりも大きな値に設定してフランジ部７７ａの端面と滑りシート７２ｃとの間に所定の隙間を設けるように各部材を組み付ける場合と比較して、各部材を組み付けるための作業が容易になり、組付作業性を向上させることができる。なお、図３では、間隔Ｘを明示するためにフランジ部７７ａの端面と滑りシート７２ｃとの間に所定の隙間を設けて示している。

また、可動子７７は、図８（Ｂ）に示すように、ソレノイド７６に励磁電流が供給される励磁状態では、ソレノイド７６に発生する磁気吸引力に応じて入力軸７２方向（以下、連結方向という）に移動するとともに、フランジ部７７ａの端面にて磁気吸引力に応じた押圧力により滑りシート７２ｃを押圧する。このとき、フランジ部７７ａによる滑りシート７２ｃの押圧により、入力軸７２の環状面７２ｄが、第１円筒部材７３、弾性部材７４および第２円筒部材７５の軸方向一端側に押圧されることとなる。なお、ソレノイド７６は、特許請求の範囲に記載の「可動手段」の一例に相当する。

コイルばね７８は、可動子７７の外縁部を軸方向に付勢するための部材であって、フランジ部７７ａの軸方向一端側の外縁部とハウジング７１の内壁部７１ａの外縁部との間に配置されて、非励磁状態ではフランジ部７７ａの外縁部を連結方向に付勢し、励磁状態では当該外縁部を反連結方向に付勢するように構成されている。このコイルばね７８は、後述するようにフランジ部７７ａが滑りシート７２ｃを押圧する場合であってその押圧力が小さい場合に当該押圧力を安定して滑りシート７２ｃに伝達するために設けられている。なお、コイルばね７８は、特許請求の範囲に記載の「付勢部材」の一例に相当する。

次に、本第２実施形態に係るＥＣＵ５０による摩擦力制御処理について、図９を用いて説明する。
まず、図９のステップＳ２０１において、車速センサ６０により検出される車速Ｖを取得すると、ステップＳ２０３において、励磁電流設定処理がなされる。この処理では、図１０の車速−励磁電流マップに基づいて、車速Ｖに応じた励磁電流Ｉが設定される。

具体的には、図１０に示すように、車速Ｖが比較的低速に設定されるＶ_１以下であれば励磁電流Ｉは０（ゼロ）に設定され、車速ＶがＶ_１より大きくかつ比較的高速に設定されるＶ_２以下であれば、車速Ｖの増加に応じて励磁電流Ｉが単調増加するように設定され、車速ＶがＶ_２より大きくなると励磁電流Ｉがステアリングの剛性感を好適に維持するための電流値Ｉｓに等しくなるように設定される。

上述のように励磁電流Ｉが設定されると、ステップＳ２０５において励磁処理がなされる。ステップＳ２０３にて設定された励磁電流Ｉが０（ゼロ）でなければ設定された励磁電流Ｉがソレノイド７６に供給されることにより、この励磁電流Ｉに応じた磁気吸引力がソレノイド７６に発生する。この磁気吸引力およびコイルばね７８の付勢力に応じて可動子７７が連結方向に移動して滑りシート７２ｃを押圧すると、当該滑りシート７２ｃを介することで入力軸７２における第２大径部７２ｂの軸方向一端側の端面全体に均等な押圧力が作用し、環状面７２ｄが第１円筒部材７３、弾性部材７４および第２円筒部材７５の軸方向一端側に対して同時に面接触して連結するように押圧される。

このとき、環状面７２ｄと、第１円筒部材７３、弾性部材７４および第２円筒部材７５との間には上記押圧力に応じた摩擦力が作用するので、この摩擦力が大きくなるほど第１円筒部材７３と第２円筒部材７５との連結が強化されて弾性部材７４を介することによる第１円筒部材７３と第２円筒部材７５との回転のずれが小さくなる。すなわち、励磁電流Ｉが大きくなるほど入力軸７２とハウジング７１との回転のずれが小さくなるため、車速Ｖが比較的高速であることから励磁電流Ｉが大きく設定される場合には、当該伝達機構７０をステアリングホイール１２への振動伝達の抑制よりもステアリングの剛性感が重視された設定にすることができる。

また、車速Ｖが比較的低速であることから励磁電流Ｉが小さく設定される場合には、磁気吸引力が小さくなることから上記押圧力に応じた摩擦力が小さくなるため、弾性部材７４を介することによる第１円筒部材７３と第２円筒部材７５との回転のずれが比較的大きくなるので、当該伝達機構７０をステアリングの剛性感よりもステアリングホイール１２への振動伝達の抑制が重視された設定にすることができる。

以上説明したように、本第２実施形態に係る舵取装置１０ａでは、入力軸７２の第２大径部７２ｂは、ソレノイド７６の磁気吸引力による可動子７７の連結方向への可動により、第１円筒部材７３および第２円筒部材７５の軸方向一端側に対して双方に同時に面接触可能に形成されている。そして、ＥＣＵ５０は、車速センサ６０により検出される車速Ｖに応じて第２大径部７２ｂと第１円筒部材７３および第２円筒部材７５とが接触する接触面（環状面７２ｄ）に発生する摩擦力を調整するようにソレノイド７６を励磁して可動子７７および入力軸７２を連結方向に可動させる。

これにより、例えば、車速Ｖが増加するほど上記接触面に発生する摩擦力を増加させるように可動子７７および入力軸７２を連結方向に可動させることにより、その車速Ｖに応じたステアリングホイール１２への振動伝達の抑制とステアリングの剛性感の確保との双方を実現することができる。

また、本第２実施形態に係る舵取装置１０ａでは、ソレノイド７６が発生する磁気吸引力により移動する可動子７７により、入力軸７２の滑りシート７２ｃを介して第２大径部７２ｂを連結方向に可動させるため、上記押圧力が滑りシート７２ｃにより均等に分散されるので、当該押圧力を第２大径部７２ｂに均等に伝達することができる。

さらに、本第２実施形態に係る舵取装置１０ａでは、入力軸７２の第２大径部７２ｂの外縁部を軸方向に付勢するコイルばね７８が設けられているので、上記摩擦力が小さい場合であっても当該摩擦力を安定して上記接触面（環状面７２ｄ）に発生させることができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。

（１）ボール４５ｃおよび連結穴４８はそれぞれ４つでなく、３つ以下でもよいし、５つ以上でもよい。また、各ボール４５ｃと対応する連結穴４８が連結可能であれば、各ボール４５ｃおよび各連結穴４８は、周方向等間隔に配置されなくてもよい。

（２）弾性部材４３の弾性力がそれぞれ異なる複数の伝達機構４０を操舵系の途中に設けるとともに、ＥＣＵ５０は、運転状況に応じて、各伝達機構４０における連結状態および非連結状態のいずれかを切り替えるために対応するソレノイド４６を励磁して可動部材４５を軸方向に可動させてもよい。

これにより、運転状況に応じて非連結状態にする伝達機構を選択することで、ステアリングの剛性感を多段階に調整することができる。具体的には、ステアリングの剛性感を比較的優先する場合には弾性力の低い弾性部材４３を有する伝達機構４０を複数連結状態にし、ステアリングホイール１２への振動伝達の抑制を比較的優先する場合には弾性力の高い弾性部材４３を有する伝達機構４０を複数連結状態にすることで、ステアリングの剛性感の多段階調整が可能となる。

（３）ソレノイド４６は、励磁状態で可動部材４５をばね４７の付勢力に抗して連結方向に移動させることに限らず、励磁状態で可動部材４５をばね４７の付勢力に抗して反連結方向に移動させてもよい。このとき、ばね４７は、可動部材４５を連結方向に付勢するように、伸張された状態でソレノイド４６の外周側に配置される。

（４）可動部材４５は、入力軸４２に対して、凸状突起４５ｅおよび凹状溝４２ｃにより軸方向にのみ移動可能にガイドされることに限らず、例えば、入力軸４２の内周面にて軸方向に延設して形成される凸状突起等のガイド部にガイド可能な凹状溝等の被ガイド部を設けることで、入力軸４２に対して、軸方向にのみ移動可能にガイドされてもよい。

（５）上述した伝達機構４０は、例えば、操舵系の１つである図略のインタミシャフトに搭載してもよいし、伝達比可変装置３０の操舵輪側に配置してもよい。また、伝達機構４０は、アシストモータから出力されるアシスト力を減速機を介してピニオン軸に伝達し得る、いわゆるコラム式の電動式動力舵取装置や、ラックアンドピニオンにアシストモータおよび減速機を内蔵しこのアシストモータから出力されるアシスト力を減速機を介してラック機構に伝達し得る、いわゆるラック式の舵取装置の操舵系の途中に設けられてもよい。このようにしても、ステアリングホイール１２への振動伝達を防止するとともに操舵フィーリングを向上させることができる。

（６）操舵トルク、操舵角および操舵角の変化による操舵角速度の少なくともいずれか１つが所定の閾値を超える場合に、伝達機構４０における連結状態と非連結状態とを切り替える制御をしてもよい。

（７）励磁状態において、ソレノイド７６は、可動子７７を反連結方向に付勢するコイルばね７８の付勢力に抗じて当該可動子７７を連結方向に移動させることに限らず、励磁状態時に可動子７７を連結方向に付勢するコイルばね等の付勢力に抗じて当該可動子７７を反連結方向に移動させることで、伝達機構７０の連結状態と非連結状態とを切り替えてもよい。

（８）非励磁状態ではフランジ部７７ａの端面が滑りシート７２ｃに接触することなく上記間隔Ｘが０（ゼロ）よりも大きな値になるように、可動子７７および入力軸７２等が組み付けられてもよい。

１０，１０ａ…舵取装置
１２…ステアリングホイール
１４…第１ステアリングシャフト（入力軸）
３０…伝達比可変装置
３１…入力軸（出力軸）
４０…伝達機構
４１…ハウジング
４２…入力軸（第１回転部材）
４２ｃ…凹状溝４２ｃ（ガイド部）
４２ｄ…連結部（第１連結部）
４３…弾性部材
４４…円筒部材（第２回転部材）
４４ａ…連結部（第２連結部）
４５…可動部材
４５ａ…円板部（支持部材）
４５ｂ…円柱部（支持部材）
４５ｃ…ボール（連結部材）
４５ｅ…凸状突起（被ガイド部）
４６…ソレノイド（可動手段）
４７…ばね（可動手段）
４８…連結穴
４９…可動部材
４９ａ…連結板（連結部材）
５０…ＥＣＵ（制御手段）
６０…車速センサ（車速検出手段）
７０…伝達機構
７１…ハウジング
７２…入力軸
７２ｂ…第２大径部（連結部材，支持部材）
７２ｃ…滑りシート（弾性連結部材）
７２ｄ…環状面（接触面）
７３…第１円筒部材（第１回転部材，第１連結部）
７４…弾性部材
７５…第２円筒部材（第２回転部材，第２連結部）
７６…ソレノイド（可動手段）
７７…可動子
７８…コイルばね（付勢部材）
ＦＲ，ＦＬ…操舵輪
Ｉ…励磁電流
Ｖ…車速
Ｖｏ…速度閾値

Claims (3)

1. ステアリングホイールと操舵輪とを連結する車両の操舵系の途中にて前記ステアリングホイールに連結する入力軸と前記操舵輪に連結する出力軸との間で回転を伝達する伝達機構と、この伝達機構を制御する制御手段とを備える舵取装置であって、
   前記伝達機構は、
   前記入力軸および前記出力軸のいずれか一方に同軸的に連結される第１回転部材および他方に同軸的に連結されて前記第１回転部材の外周側に配置される第２回転部材と、
   前記第１回転部材の外周面と前記第２回転部材の内周面との双方に固着されて前記第１回転部材と前記第２回転部材との間で回転を弾性的に伝達する弾性部材と、
   前記弾性部材が弾性変形していない場合において前記第１回転部材の軸方向一端側に形成される第１連結部と前記第２回転部材の軸方向一端側に形成される第２連結部との双方に同時に連結可能な連結部材と、
   前記連結部材と前記第１連結部および前記第２連結部との連結状態および非連結状態を切り替えるために当該連結部材が支持される支持部材を軸方向に可動させる可動手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記可動手段による前記連結部材の可動を制御し、
   前記車両の車速を検出する車速検出手段を備え、
   前記連結部材は、前記可動手段による軸方向の可動により、前記第１連結部および前記第２連結部に対して双方に同時に面接触可能に形成されており、
   前記制御手段は、前記車速検出手段により検出される前記車速に応じて前記連結部材と前記第１連結部および前記第２連結部とが接触する接触面に発生する摩擦力を調整するように前記可動手段により前記支持部材を軸方向に可動させることを特徴とする舵取装置。
2. 前記可動手段は、弾性連結部材を介して前記支持部材を軸方向に可動させることを特徴とする請求項１に記載の舵取装置。
3. 前記支持部材の外縁部を前記軸方向に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の舵取装置。

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