JPH10194152A

JPH10194152A - 自動車の舵取装置

Info

Publication number: JPH10194152A
Application number: JP586097A
Authority: JP
Inventors: Susumu Imagaki; 進今垣; Yoshitaka Yamamoto; 義隆山本; Ryuichi Komine; 龍一小峯
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ステアリングホィールを中立位置に対し左右
へ回転操作する場合、該ステアリングホィールが所定の
回転許容量以上に回転操作されるのを防止することがで
きるようにする。【解決手段】舵取機構１に機械的に連結されていない
ステアリングホィール２の回転に連動するコラム２０の
回転に追従して移動可能な移動体４０と、該移動体４０
に当接して移動体４０の移動許容量を設定する二つの阻
止部４１，４２を設けて、ステアリングホィール２の中
立位置に対する左右への回転許容量を設定するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は運転者の操作に応じ
て舵取用の車輪を操向させるための自動車の舵取装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の舵取りは、車室の内部に配され
たステアリングホィールの回転操作を、舵取り用の車輪
（一般的には前輪）の操向のために車室の外部に配され
た舵取機構に伝えて行われる。

【０００３】自動車用の舵取機構としては、ボールねじ
式、ラック・ピニオン式等の種々の形式のものが実用化
されており、例えば、車体の前部に左右方向に延設され
たラック軸の軸長方向の摺動を、左右の前輪に付設され
たナックルアームにタイロッドを介して伝える構成とし
たラック・ピニオン式の舵取機構は、車室のステアリン
グホィールから車室外に延びるコラムの先端部に嵌着さ
れたピニオンを前記ラック軸の中途に形成されたラック
歯に噛合させ、ステアリングホィールの回転をラック軸
の軸長方向の摺動に変換して、ステアリングホィールの
回転操作に応じた舵取りを行わせ、また、舵取機構に設
けられた一対のストッパーにより前記ステアリングホィ
ールの回転量を設定する構成となっている。

【０００４】また近年においては、舵取機構の中途に、
油圧シリンダ、電動モータ等の操舵補助用のアクチュエ
ータを配し、このアクチュエータを、舵取りのためにス
テアリングホィールに加えられる操舵力の検出結果に基
づいて駆動して、ステアリングホィールの回転に応じた
舵取機構の動作を前記アクチュエータの出力により補助
し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減する構成と
した動力舵取装置（パワーステアリング装置）が広く普
及している。

【０００５】ところが、以上の如き従来の舵取装置にお
いては、動力舵取装置としての構成を有するか否かに拘
わらず、ステアリングホィールと舵取機構とが機械的に
連結されていることから、車室内でのステアリングホィ
ールの配設位置が限定され、車室内部のレイアウトの自
由度が制限されるという問題があり、また、前記連結の
実現のために大嵩の連結部材を必要とし、車両の軽量化
の実現を阻害するという問題がある。

【０００６】このような問題を解消するため、従来か
ら、ステアリングホィールを舵取機構と機械的に連結せ
ずに配する一方、舵取機構に操舵用のアクチュエータを
配し、このアクチュエータを、前記ステアリングホィー
ルの操作方向及び操舵角の検出結果に基づいて動作さ
せ、舵取機構にステアリングホィールの操舵角に見合う
舵取角を加えて、前記ステアリングホィールの操作に応
じた舵取りを行わせる構成とした分離型の舵取装置が提
案されている。

【０００７】以上の如き分離型の舵取装置は、前述した
問題を解消し得るという利点に加えて、ステアリングホ
ィールの操舵角と舵取アクチュエータの動作量との対応
関係が機械的な制約を受けずに設定できることから、車
速の高低、旋回程度、加減速の有無等、自動車の走行状
態に応じた操舵特性の変更に柔軟に対応でき、設計自由
度が向上するという利点を有している。

【０００８】更には、自動車の前面衝突に伴うステアリ
ングホィールの突き上げを略防止でき、衝突安全性の向
上を図り得る上、ＩＴＳ（Interigent Transport Syste
ms）、ＡＨＳ（Automated Highway Systems ）等、近年
その開発が進められている自動運転システムへの対応が
容易であるという利点を有する等、従来の舵取装置では
実現不可能な多くの利点を有しており、自動車技術の発
展のために有用なものとして注目されている。しかし、
ステアリングホィールは舵取機構に機械的に連結されて
いないし、また、ステアリングホィールの回転許容量を
設定するものが設けられていないため、ステアリングホ
ィールの回転を所定の回転許容量位置に止めることがで
きなかったのである。

【０００９】なお、舵取機構に舵取力を加える舵取アク
チュエータとしては、走行状態に応じた舵取特性の変更
制御の容易性を考慮して、一般的に、電動モータが用い
られており、また、舵取機構から切り離されたステアリ
ングホィール側には、電動モータを付設し、ステアリン
グホィールに適度の反力を加えることにより、該ステア
リングホィールと舵取機構とが機械的に連結されたかの
如き感覚での舵取操作を行わせ得るようにしてある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】さて、以上の如く構成
された分離型の舵取装置は、ステアリングホィールが舵
取機構に機械的に連結されていないため、ステアリング
ホィールの回転許容量を設定することができなかった。
このため、ステアリングホィールを中立位置に対し左右
へ回転操作する場合、該ステアリングホィールが所定の
回転許容量以上に回転操作されることがあった。このよ
うに、分離型の舵取装置においては、ステアリングホィ
ールが舵取機構と機械的に連結された従来の舵取装置に
対しステアリングホィールが回転許容量以上に回転操作
されることがあり違和感が生じるという不具合があっ
た。

【００１１】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、分離型の舵取装置においてステアリングホィー
ルの中立位置に対する左右への回転許容量を設定する回
転許容量設定手段を設けることにより、ステアリングホ
ィールを中立位置に対し左右へ回転操作する場合、該ス
テアリングホィールが所定の回転許容量以上に回転操作
されるのを防止することができる舵取装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る自動車の舵
取装置は、舵取機構に機械的に連結されていないステア
リングホィール及び前記舵取機構にその出力を加える舵
取モータを備え、前記ステアリングホィールの操舵角と
前記舵取機構の舵取角との偏差に基づいて求めた必要舵
取角を得るべく前記舵取モータを駆動し、前記ステアリ
ングホィールの操作に応じた舵取を行うようにした自動
車の舵取装置において、前記ステアリングホィールの中
立位置に対する左右の回転許容量を設定する回転許容量
設定手段を備えていることを特徴とする。この発明にお
いては、ステアリングホィールを中立位置から左右に回
転操作する場合、該ステアリングホィールが所定角度回
転操作されると、その回転が回転許容量設定手段により
阻止される。これにより、ステアリングホィールを中立
位置に対し左右へ回転操作する場合、該ステアリングホ
ィールが所定の回転許容量以上に回転操作されるのを防
止することができる。

【００１３】更に加えて、前記回転許容量設定手段は、
ステアリングホィールの回転に連動するコラムの回転に
追従して移動する移動体と、該移動体に当接して移動体
の移動許容量を設定する二つの阻止部を備えていること
を特徴とする。この発明においては、ステアリングホィ
ールの回転に連動するコラムが移動体に対し回転し、こ
の回転により移動体がコラムの回転に追従して移動し、
さらにこの追従移動する移動体が二つの阻止部の一方に
当接してコラムの回転が阻止される。これにより、コラ
ムの回転を軸長方向の移動に変換して移動体を軸長方向
に移動させたり、又はコラムを移動体と相対回転させた
後、該移動体をコラムとともに回転させたりすることに
より、左右へ回転操作するステアリングホィールを、中
立位置から１８０度以上に回転操作することができ、し
かも、１８０度以上の回転域でステアリングホィールの
回転を止めることができるのである。

【００１４】また、前記移動体は、コラムの外周に、軸
長方向移動可能であり回転不能に螺着されたナット体で
あり、該ナット体の移動量を検出する検出手段を具備し
ていることを特徴とする。この発明においては、コラム
の回転許容量を、ナット体の軸方向への移動量に変換し
てステアリングホィールの回転許容量を設定できるか
ら、ステアリングホィールの中立位置からの回転許容量
を１８０度以上に設定できる構成を簡単にできて、しか
も、小形にできるのであり、さらに、ナット体の移動量
を検出する検出手段として、直線変位を検出する簡易構
造のセンサを用いることができる。

【００１５】また、前記阻止部の少なくとも一方は、位
置変更可能にしていることを特徴とする。この発明にお
いては、各阻止部の少なくとも一方の配設位置を変更す
ることにより、移動体の移動許容量を簡易に変更するこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る自動
車の舵取装置のコラム部分の断面図、図３は同舵取装置
の全体構成を示すブロック図である。

【００１７】この舵取装置は、車体の左右に配された一
対の舵取用の車輪１０，１０に舵取動作を行わせるため
の舵取機構１と、舵取機構１から切り離して配されたス
テアリングホィール２と、該ステアリングホィール２の
操作に応じて前記舵取機構１を動作させるべく、後述す
る制御動作を行う舵取制御部３と、ステアリングホィー
ル２の中立位置に対する左右への回転許容量を設定する
回転許容量設定手段４とを備えてなる。

【００１８】前記舵取機構１は、図３に示すように、車
体の左右方向に延設されて軸長方向に摺動する操舵軸１
１の両端部を、舵取用の車輪１０，１０のナックルアー
ム１２，１２に各別のタイロッド１３，１３を介して連
結し、操舵軸１１の両方向への摺動によりタイロッド１
３，１３を介してナックルアーム１２，１２を押し引き
し、前記車輪１０，１０を左右に操向させる構成となっ
ている。

【００１９】この操向を行わせるため、本発明舵取装置
は、操舵軸１１を軸長方向への摺動自在に支承するラッ
クハウジング１４の中途に一体的に構成された舵取モー
タＭ１を備えており、車輪１０，１０の操向は、舵取モ
ータＭ１の回転を、運動変換機構により操舵軸１１の摺
動に変換して行われる。

【００２０】図４は、舵取モータＭ１及び運動変換機構
の構成を示す縦断面図である。本図に示す如く舵取モー
タＭ１は、前記操舵軸１１を軸長方向へ摺動自在に支承
する操舵軸ハウジング１４の中途に一体的に構成された
モータハウジング５０の内部に、これの内面に周設され
たステータ５１と、該ステータ５１の内側にわずかな間
隙を隔てて対向するロータ５２とを備え、３相ブラシレ
スモータとして構成されている。

【００２１】前記ロータ５２は、操舵軸１１の外径より
も大なる内径を有する円筒形をなすロータ筒５３の外周
に固設してあり、該ロータ筒５３と共に、モータハウジ
ング５０の一側と、該モータハウジング５０の他側に連
続する操舵軸ハウジング１４とに夫々内嵌固定された玉
軸受５４，５５により両持ち支持され、前記ステータ５
１の内側にて同軸回転自在に支承されており、舵取制御
部３から後述する如く与えられる動作指令信号に応じて
前記ステータ５１への通電がなされることにより、ロー
タ筒５３と共に正逆両方向に回転するようになしてあ
る。

【００２２】ロータ筒５３の一側（玉軸受５５による支
持部側）外周にはギヤ５６が取り付けてあり、該ギヤ５
６は、操舵軸ハウジング１４の対応部位の外側に固設さ
れたロータリエンコーダを用いてなる回転角センサ１５
の入力ギヤ１５ａに噛合させてあり、該回転角センサ１
５の出力として、ロータ筒５３と一体回転するロータ５
２の回転位置が得られるようになしてある。なお、回転
角センサ１５の構成はこれに限るものではなく、例え
ば、前記ギヤ５６の外周に臨ませて磁電型のピックアッ
プを配し、このピックアップにより前記ギヤ５６の歯を
検出し、この歯数を計数して回転位置を知る構成とする
ことも可能である。

【００２３】ロータ筒５３の他側は、玉軸受５４による
支持部を超えて延長され、延長端に一体形成された玉軸
受５７により同側の操舵軸ハウジング１４内に支持させ
てあり、この延長部、即ち、玉軸受５４，５７による支
持部間は、その内面にボールねじの軌条が形成されたボ
ールナット５８となっている。一方操舵軸１１の中途部
には、その外周にボールねじの軌条を所定の長さに亘っ
て備えるボールねじ部５９が形成されており、このボー
ルねじ部５９と前記ボールナット５８とを多数のボール
を介して螺合させてボールねじ機構が構成されている。

【００２４】操舵軸１１は、操舵軸ハウジング１４との
間に介装された図示しない回転拘束手段により軸回りの
回転を拘束されており、舵取モータＭ１の回転、即ち、
ステータ５１への通電に伴うロータ５２の回転は、ロー
タ筒５３の一側に連設されたボールナット５８と、操舵
軸１１と一体形成されたボールねじ部５９との螺合によ
り、該操舵軸１１の軸長方向の摺動に直接的に変換され
るようになっている。このようにして、舵取モータＭ１
の回転に応じた舵取り（舵取用の車輪１０，１０の操
向）が行われる。

【００２５】舵取モータＭ１には、前記舵取制御部３か
らの動作指令が、図示しない駆動回路を介して与えられ
ており、この動作指令に従って舵取モータＭ１が駆動さ
れるようになしてある。この駆動に応じた舵取機構１の
動作量は、操舵軸１１と一側のタイロッド１３との連結
部の変位を検出するタイロッド変位センサ１６により検
出され、舵取用の車輪１０，１０の舵取角θ２を示す信
号として、舵取制御部３に与えられている。

【００２６】タイロッド変位センサ１６は、図３に略示
するように、前記連結部と操舵軸ハウジング１４の外側
との間に検出シリンダを介装し、該検出シリンダの進退
量を媒介として、所望の変位量を検出する構成とするこ
とができる。

【００２７】また、両側のタイロッド１３，１３には、
これらの軸方向に作用する軸力（引張力又は圧縮力）を
検出するタイロッド軸力センサ１７，１７が付設されて
おり、これらの検出結果は、舵取に伴って舵取用の車輪
１０，１０に加わる路面反力を示す信号として、舵取制
御部３に与えられている。タイロッド軸力センサ１７，
１７は、例えば、タイロッド１３，１３の表面に歪ゲー
ジを貼着し、前記路面反力を、これの作用により夫々の
タイロッド１３，１３に生じる歪みを媒介として検出す
る構成とすることができる。

【００２８】以上の如き舵取動作をなす舵取機構１と機
械的に切り離して配されたステアリングホィール２は、
図３中に模式的に示す如く、その回転軸となるコラム２
０を回転自在に保持するコラムハウジング２１を介し
て、図示しない車体の適宜部に支持されている。

【００２９】コラム２０は、一端部がステアリングホィ
ール２に直結される第１コラム２０ａと、該第１コラム
２０ａの他端部にピン結合される中実の第２コラム２０
ｂ（トーションバー）と、該第２コラム２０ｂの一端部
外周に套嵌され一端部が第２コラム２０ｂとともに第１
コラム２０ａにピン結合される筒状の第３コラム２０ｃ
と、該第３コラム２０ｃ及び第２コラム２０ｂの他端部
外周に夫々套嵌され第２コラム２０ｂにピン結合される
筒状の第４コラム２０ｄとを用いてなり、第４コラム２
０ｄの両端部外周及び第１コラム２０ａの一端部外周と
コラムハウジング２１との間に、夫々軸受を介してコラ
ム２０をコラムハウジング２１に対し回転自在としてい
る。

【００３０】第４コラム２０ｄの他端部外周とコラムハ
ウジング２１との間には、うず巻きばねを用いてなる二
つのセンタリングばね２３，２３及びステアリングホィ
ール２の回転許容量を設定する前記回転許容量設定手段
４を設けている。

【００３１】センタリングばね２３，２３は、コラム２
０を周方向に付勢して、運転者に中立感を与えるととも
に、ステアリングホィール２の回転操作が停止されたと
き、ばね力によりステアリングホィール２を中立位置に
復帰せしめられるようになしてある。この復帰は、舵取
機構１側において生じる車輪１０，１０の直進方向への
復帰に伴ってステアリングホィール２を中立位置に戻す
ために必要なものである。

【００３２】図１に示す回転許容量設定手段４は、ステ
アリングホィール２の回転許容量を中立位置から１８０
度を越えて設定できるようにしたもので、第４コラム２
０ｄの他端部外周にねじ部２０ｅを設けて、該ねじ部２
０ｅに、図２のようにねじ孔４０ａ及び該ねじ孔４０ａ
の径方向両側に貫通ガイド孔４０ｂを有するナット体を
用いてなる移動体４０を螺着し、コラムハウジング２１
には、前記移動体４０の軸長方向両側に板状の阻止部４
１，４２を設け、これら阻止部４１，４２間に前記移動
体４０の各ガイド孔４０ｂに挿通されるガイド杆４３が
架設されて、移動体４０の回転を阻止し、ステアリング
ホィール２が中立位置から左右へ回転するとき、移動体
４０がガイド杆４３に沿って非回転で軸長方向に移動
し、阻止部４１，４２の一方と当接してそれ以上の回転
が阻止されるようにしている。このように、ステアリン
グホィール２の回転を移動体４０の軸長方向の移動に変
換してステアリングホィール２の回転許容量を設定する
から、ステアリングホィール２が中立位置から１８０度
以上に回転した位置でその回転を容易に阻止することが
できる。

【００３３】また、前記阻止部４１，４２の少なくとも
一方は、取付ねじなどによりコラムハウジング２１に対
し着脱可能に取付けてその取付位置を変えるか、又は取
付位置を調節可能に取付けてその取付位置を調節するこ
とにより、阻止部４１，４２の内方間隔を変更して移動
体４０の移動量、ひいてはステアリングホィール２の回
転許容量を変更できるように構成するのが好ましい。な
お、前記阻止部４１，４２は、板状体を用いて構成する
他、前記ねじ部２０ｅの両終端を阻止部としてもよい。

【００３４】図１に示す移動体４０の一側面とコラムハ
ウジング２１との間には、すべり抵抗体６１及び該すべ
り抵抗体６１の上を摺動する可動すべり片６２を備えた
直線形ポテンショメータを用いてなる舵角センサ６を設
けて、ステアリングホィール２の回転位置に対応する移
動体４０の直線方向位置をポテンショメータの出力電圧
値により検出し、ステアリングホィール２の操舵角を示
す信号として前記舵取制御部３に与えられている。

【００３５】また、コラムハウジング２１の外側には、
図１のようにコラム２０と軸心を直交させた態様に反力
モータ（ＤＣモータ）Ｍ２が取付けてある。該反力モー
タＭ２は、コラムハウジング２１の内部において、その
出力端に連結されたウォーム２４を第４コラム２０ｄの
一端部外周に嵌着されたウォームホィール２５に噛合さ
せ、これらウォーム２４及びウォームホィール２５を介
してコラム２０に回転力を加え、第１コラム２０ａの一
端部に固定されたステアリングホィール２に、その操作
方向と逆向きの反力を付与するようになしてある。

【００３６】反力モータＭ２によるステアリングホィー
ル２への反力付与は、舵取に伴って舵取用の車輪１０，
１０に実際に加わる路面反力をステアリングホィール２
に模擬的に加え、運転者に体感せしめるべく行われるも
のであり、反力モータＭ２には、前記舵取制御部３から
の動作指令が、図示しない駆動回路を介して与えられて
おり、この動作指令に従って駆動される。

【００３７】従って、ステアリングホィール２の回転操
作には、反力モータＭ２が発生する反力に抗する操舵ト
ルクを加える必要があり、このようにしてステアリング
ホィール２に加えられる操舵トルクは、第３コラム２０
ｃの外周とコラムハウジング２１の内周との間に設けら
れたトルクセンサ７により検出され、またステアリング
ホィール２の回転位置は、前記舵角センサ６により、操
作方向を含めて検出される。

【００３８】舵角センサ６の検出値として与えられるス
テアリングホィール２の操舵角θ１は、舵取制御部３に
おいて、後述の如く、前記タイロッド変位センサ１６に
より検出される舵取角θ２との偏差に基づいて舵取モー
タＭ１を制御するために用いられる重要な検出値であ
る。なお、トルクセンサ７により検出される操舵トルク
は、反力モータＭ２が発生する反力のフィードバック信
号として、反力モータＭ２の故障判定に用いられる。

【００３９】以上の如く舵取制御部３には、舵取機構１
の側にて実際に生じている舵取の状態が、回転角センサ
１５、タイロッド変位センサ１６及びタイロッド軸力セ
ンサ１７，１７からの入力としてえられ、またステアリ
ングホィール２の操作の状態が、トルクセンサ７及び舵
角センサ４からの入力として与えられており、これらに
加えて舵取制御部３の入力側には、車両の走行速度を検
出する車速センサ７０の出力、車両のヨーレートを検出
するヨーレートセンサ７１の出力、車両の横加速度を検
出する横加速度センサ７２の出力、及び車両の前後加速
度を検出する前後加速度センサ７３の出力が夫々与えら
れている。

【００４０】車速センサ７０は、例えば、車速に対応す
る前輪又は後輪の回転速度を検出する回転速度センサで
あればよい。また、ヨーレートセンサ７１及び横加速度
センサ７２は、共に車両の旋回状態を知るためのもので
あり、これらは、一方の故障時に他方をフェイルセーフ
用として用いるようにしてある。通常時には、ヨーレー
トセンサ７１の出力を旋回状態を示す信号として用い
る。

【００４１】一方、舵取制御部３の出力は、前述した如
く、舵取機構１に舵取動作を行わせるための舵取モータ
Ｍ１及びステアリングホィール２に反力を付与する反力
モータＭ２に各別の駆動回路を介して与えられており、
舵取モータＭ１及び反力モータＭ２は、舵取制御部３か
らの動作指令に応じて各別に駆動されるようになしてあ
る。

【００４２】舵取制御部３による舵取モータＭ１の制御
は、図６に示すフローチャートに従って行われる。舵取
制御部３は、エンジン始動のためのキースイッチのオン
操作に応じてその動作を開始し、入力側に接続された舵
角センサ６及びタイロッド変位センサ１６の出力を所定
のサンプリング周期にて取り込み（ステップ１）、同じ
く車速センサ７０、及びヨーレートセンサ７１（又は横
加速度センサ７２）の出力を取り込む（ステップ２）。

【００４３】次いで舵取制御部３は、舵角センサ６から
の入力によりステアリングホィール２の回転位置を示す
操舵角θ１を求め（ステップ３）、得られた操舵角θ１
を次式に適用して目標舵角Θを演算する（ステップ
４）。

【００４４】 Θ＝Ｋ０・Ｋ１・Ｋ２・θ１ …（１）（１）式中のＫ０は、操舵角θ１と目標舵角Θとを対応
づけるための比例定数であり、Ｋ１，Ｋ２は、夫々補正
係数である。Ｋ１は、車速の高低に応じて操舵特性を変
えるための補正係数であり、車速が所定速度を超えてい
る高速走行中には小さく、車速が前記所定速度以下とな
る低速走行中には、例えば、車速の低下に応じて比例的
に増大するように、前記車速センサ７０による検出車速
の高低に応じて設定される。またＫ２は、車両の旋回の
状態に応じて操舵特性を変えるための補正係数であり、
旋回程度が大となるに従って小さくなるように、前記ヨ
ーレートセンサ７１により検出される実ヨーレートの大
小に応じて設定される。

【００４５】即ち、ステップ４において得られる目標舵
角Θは、ステアリングホィール２の操作量を示す操舵角
θ１に対し、高速走行中には小さく、低速走行中には大
きくなり、また旋回中には、急旋回になるに従って小さ
くなる。

【００４６】次いで舵取制御部３は、タイロッド変位セ
ンサ１６からの入力により舵取機構１において実際に生
じている舵取角θ２を求め（ステップ５）、前記目標舵
角Θとの偏差（舵角偏差Δθ＝Θ−θ２）を算出し（ス
テップ６）、この舵角偏差Δθに基づくＰＩＤ演算によ
り、前記目標舵角Θを実現するために必要となる必要舵
取力Ｆを求める（ステップ７）。

【００４７】その後、舵取制御部３は、前記必要舵取力
Ｆを得るために必要な舵取モータＭ１の駆動電流を求め
（ステップ８）、これを出力して、舵取モータＭ１を駆
動する動作をなす（ステップ９）。この動作は、キース
イッチがオフ操作されるまで繰り返し行われる。

【００４８】なお、舵取モータＭ１に付設された回転角
センサ１５からの舵取制御部３への入力は、駆動電流の
出力に際して舵取モータＭ１の回転位置を認識し、駆動
電流の位相調整を行うために用いられる。

【００４９】以上の動作により、舵取機構１には、必要
舵取力Ｆが加えられて舵取りが行われる。

【００５０】舵取制御部３は、以上の如き舵取モータＭ
１の制御に加えて、反力モータＭ２の制御動作を行う。
この制御は、車輪１０，１０に実際に作用する路面反力
をタイロッド軸力センサ１７，１７からの入力として認
識し、基本的には、これに所定の係数を乗じて得られる
疑似反力をステアリングホィール２に付与すべく反力モ
ータＭ２の駆動トルクの目標値を定め、この目標値を得
るべく反力モータＭ２に動作指令を発する手順にて行わ
れる。

【００５１】このとき、車速センサ７０による車速の検
出値、ヨーレートセンサ７１によるヨーレートの検出
値、及び前後加速度センサ７３による前後加速度の検出
値は、前記係数の補正に用いられる。例えば、車速及び
ヨーレートの検出値は、これらの増大に応じて前記係数
を増量補正すべく用いられ、前後加速度の検出値は、減
速状態の検出時に、その程度に応じて前記係数を増量補
正すべく用いられて、このように補正された係数を用い
て決定された疑似反力がステアリングホィール２に加え
られる。

【００５２】この結果、ステアリングホィール２は、車
速の上昇に応じて重く、車速の低下に応じて軽くなり、
高速走行時における直進安定性の向上と、低速走行時又
は停車時における操作力の軽減とが合わせて達成され
る。またステアリングホィール２は、旋回程度が大とな
るに従って重くなり、旋回限界を超えた危険な操作を防
止することができる。更にステアリングホィール２は、
減速時には重くなり、減速に伴う前輪荷重の増大を運転
者に体感させることができる。

【００５３】また、図１のように、前記センタリングば
ね２３，２３を設けることにより、例えば反力モータＭ
２のコラム２０への動力伝達系にクラッチを設け、反力
モータＭ２に異常が生じた場合に前記クラッチを切るフ
ェイルが付与されるように構成されたものにおいて、前
記反力モータＭ２に異常が生じた場合、前記センタリン
グばね２３，２３によりステアリングホィール２を中立
位置に復帰させることができ、フイーリングを良好にで
きる。

【００５４】また、図１のように、前記センタリングば
ね２３，２３を、トルクセンサ７に対しステアリングホ
ィール２と反対側に配設することにより、トルクセンサ
７は、センタリングばね２３，２３によるフリクション
を感知した真のトルク値を検出することができるし、ま
た、この検出結果が舵取制御部３に入力されて、該舵取
制御部３により制御される反力モータＭ２からステアリ
ングホィール２に反力が付与されるから、運転者にフリ
クション感を与えることなく中立感を出すことができ
る。

【００５５】次に前記回転許容量設定手段４の別の実施
の形態を説明する。図７〜図９に示す回転許容量設定手
段４は、図１のものと同様、ステアリングホィール２の
回転許容量を中立位置から１８０度を越えて設定できる
ようにしたもので、図１におけるガイド孔４０ｂ及びガ
イド杆４３に代えて第４コラム２０ｄのねじ部２０ｅに
螺合するねじ体を用いてなる移動体４０Ａの径方向両側
面に、軸長方向に延びるスライド片を用いてなるスライ
ド軸受４４，４４を保持し、コラムハウジング２１の内
周面に、前記各スライド軸受４４，４４が係合するガイ
ド溝４５，４５を設けて移動体４０Ａの回転を阻止し、
ステアリングホィール２の中立位置から左右への回転
時、移動体４０Ａが各ガイド溝４５に沿って非回転で軸
長方向に移動し、図１のものと同様に設けられた阻止部
４１ａ，４２ａの一方と当接してそれ以上の回転が阻止
されるようにしている。このように、ステアリングホィ
ール２の回転を移動体４０Ａの軸長方向の移動に変換し
てステアリングホィール２の回転許容量を設定するか
ら、ステアリングホィール２が中立位置から１８０度以
上に回転した位置でその回転を容易に阻止することがで
きる。

【００５６】また、図７〜図９においては、移動体４０
Ａの一側面とコラムハウジング２１との間に、互いに対
向する凹凸部を有する永久磁石６３及び磁性体６４を用
いてなる非接触形の舵角センサ６ａを設けて、移動体４
０Ａが軸長方向に移動するときのパルス状磁束を検出
し、検出結果を、ステアリングホィール２の回転位置を
示す信号として前記舵取制御部３に与えるようにしてい
る。尚、前記永久磁石６３及び磁性体６４の一方は、凹
凸部のピッチを中途から変えて、磁気特性が変わるよう
に構成し、ステアリングホィール２の回転許容量及び回
転方向を検出できるようにしている。

【００５７】図１０，図１１に示す回転許容量設定手段
４は、図１及び図７〜図９のものと同様、ステアリング
ホィール２の回転許容量を中立位置から１８０度を越え
て設定できるようにしたもので、第４コラム２０ｄに設
けられて径方向外方に突出する係合ピン４６と、第４コ
ラム２０ｄの外周に回転自在に嵌合支持され前記係合ピ
ン４６と当接可能な一対の当接部４０ｃ，４０ｃ及びこ
れら当接部４０ｃ，４０ｃよりも径方向外方に突出する
中継片４０ｄを有する移動体４０Ｂと、コラムハウジン
グ２１に取付けられ前記中継片４０ｄと当接可能な阻止
部４１ｂ，４２ｂを有する阻止体４１０とを具備してな
り、ステアリングホィール２が中立位置から左右へ回転
するとき、中立位置のコラム２０は、係合ピン４６が移
動体４０Ｂの当接部４０ｃに当接するまでの間移動体４
０Ｂに対し回転し、係合ピン４６が移動体４０Ｂの当接
部４０ｃに当接すると、移動体４０Ｂがコラム２０と一
体化して周方向に移動し、該移動体４０Ｂの中継片４０
ｄが阻止体４１０の阻止部４１ｂ，４２ｂの一方に当接
し、それ以上の回転が阻止されるようにしている。

【００５８】このように、コラム２０とコラムハウジン
グ側阻止部４１ｂ，４２ｂとの間に、回転自在の移動体
４０Ｂを設けることにより、ステアリングホィール２が
中立位置から１８０度以上に回転した位置でその回転を
阻止することができる。尚、前記阻止体４１０は、締付
ねじによりコラムハウジング２１に対し着脱可能に取付
け、阻止部４１ｂ，４２ｂ間の間隔が異なるものと交換
することにより、コラム２０の回転許容量、ひいてはス
テアリングホィール２の回転許容量を変更できるように
している。なお、阻止体４１０は、阻止部４１ｂ，４２
ｂのみを交換するようにしてもよい。

【００５９】また、図１０及び図１１においては、前記
第４コラム２０ｄの他端部に、図示していないが、コラ
ム２０の回転位置を検出する舵角センサを設けて、検出
結果を、ステアリングホィール２の回転位置を示す信号
として前記舵取制御部３に与えるように構成する。

【００６０】図１２及び図１３に示す回転許容量設定手
段４は、ステアリングホィール２の回転許容量を一回転
未満としたもので、割溝を有する筒状のボス部４７ａ及
び該ボス部４７ａの一側外面から半径方向に突出する係
合片４７ｂを備え第４コラム２０ｄの他端部外周に着脱
可能に取付けられる係合体４７と、該係合体４７の回転
時前記係合片４７ｂに当接可能な阻止部４１ｃ，４２ｃ
を有し、コラムハウジング２１に取付ねじ５０により固
定されるリング状の阻止体４１０ａとを用いてなり、ス
テアリングホィール２が中立位置から左右へ回転すると
き、係合体４７の係合片４７ｂが阻止体４１０ａの阻止
部４１ｃ，４２ｃの一方に当接し、それ以上の回転が阻
止されるようにしている。前記係合体４７は、取付ねじ
５０の緊締により第４コラム２０ｄに対し着脱可能に取
付け、係合片４７ｂの周方向幅の異なるものと取り替え
ることにより、コラム２０の回転許容量、ひいてはステ
アリングホィール２の回転許容量を変更できるようにし
ている。

【００６１】この実施の形態においては、係合体４７及
び阻止体４１０ａを必要に応じて取付けることができる
から、特別な設計をすることなく、従来の構造を利用し
てステアリングホィール２の回転許容量を設定すること
ができる。また、係合体４７は、コラム２０に挿嵌して
取付ねじ５０により取付けるから、該係合体４７をステ
アリングホィール２の中立位置に取付け易いのである。
また、係合体４７又は阻止体４１０ａを取り替えること
により、ステアリングホィール２の回転許容量を変更で
きる。

【００６２】図１，図７〜図１３に示す回転許容量設定
手段４は、コラム２０とともに移動体４０，４０Ａ，４
０Ｂ又は係合体４７をコラムハウジング側の阻止部４
１，４２，４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂ，４１ｃ，
４２ｃに当接させてステアリングホィール２の回転許容
量を設定するように構成したが、その他、図１４及び図
１５に示すように、第４コラム２０ｄの他端部に基端部
が連結される揺動アーム４８と、該揺動アーム４８の先
端部とコラムハウジング２１との間に両端部が夫々枢支
される片ロッド形のアクチュエータ４９とを備え、該ア
クチュエータ４９は、図１５のようにガスなどの流体が
充填されたシリンダ４９ａと、軸方向に貫通する流通孔
４９ｂを有するピストン４９ｃと、該ピストン４９ｃを
一方側に付勢するコイルばねを用いてなるセンタリング
ばね２３ａとを内蔵し、ステアリングホィール２が中立
位置にあるとき、図１４（ｂ）に示すようにアクチュエ
ータ４９の軸線上に揺動アーム４８の第４コラム２０ｄ
への連結中心が位置し、ステアリングホィール２の中立
位置から左右への回転時、揺動アーム４８が図１４
（ａ）又は図１４（ｂ）のようにセンタリングばね２３
ａの力に抗して揺動するようにしている。

【００６３】この場合、ピストン４９ｃの移動に伴い一
方側室の流体がピストン４９ｃの流通孔４９ｂを経て他
方側室に移動し、またはその反対に他方側室から一方側
室に移動することになるから、図１６のａ線及びｂ線の
ように操舵角に対する操舵トルクを操舵速度が大となる
に従い大となるように可変にすることができる。また、
図１４及び図１５に示す如く構成することにより、ステ
アリングホィール２の中立位置からの回転許容量を設定
できて、しかも、ステアリングホィール２の操作が停止
されたとき、コラム２０に作用するセンタリングばね２
３ａの力によりステアリングホィール２を中立位置に復
帰させることができる。

【００６４】また、以上説明した各実施の形態では、反
力モータＭ２及びセンタリングばね２３，２３ａを設け
たが、その他、センタリングばね２３，２３ａを残し、
反力モータＭ２をなくしてもよいし、またその反対に、
反力モータＭ２を残し、センタリングばね２３，２３ａ
をなくしてもよい。これらの場合においても、ステアリ
ングホィール２の操作にフリクションを付与でき、操舵
時のフイーリングを良好にできる。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明装置において
は、ステアリングホィールを中立位置から左右に回転操
作する場合、該ステアリングホィールが所定角度回転操
作されると、その回転が回転許容量設定手段により阻止
されるから、ステアリングホィールを中立位置に対し左
右へ回転操作する場合、該ステアリングホィールが所定
の回転許容量以上に回転操作されるのを防止することが
できる。

【００６６】また、ステアリングホィールの回転に連動
するコラムが移動体に対し回転し、この回転により移動
体がコラムの回転に追従して移動し、さらにこの追従移
動する移動体が二つの阻止部の一方に当接してコラムの
回転が阻止される。これにより、コラムの回転を軸長方
向の移動に変換して移動体を軸長方向に移動させたり、
又はコラムを移動体と相対回転させた後、該移動体をコ
ラムとともに回転させたりすることにより、左右へ回転
操作するステアリングホィールを、中立位置から１８０
度以上に回転操作することができ、しかも、１８０度以
上の回転域でステアリングホィールの回転を止めること
ができるのである。

【００６７】さらに、コラムの回転許容量を、移動体の
軸長方向への移動量に変換してステアリングホィールの
回転許容量を設定できるから、ステアリングホィールの
中立位置からの回転許容量を１８０度以上に設定できる
構成を簡単にできて、しかも、小形にできるのであり、
さらに、ナット体の移動量を検出する検出手段として、
直線変位を検出する簡易構造のセンサを用いることがで
きる。

【００６８】また、二つの阻止部の少なくとも一方の配
設位置を変更することにより、移動体の移動許容量を簡
易に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車の舵取装置のコラム部分の
断面図である。

【図２】同舵取装置における回転許容量設定手段の移動
体の斜視図である。

【図３】同舵取装置の全体構成を示すブロック図であ
る。

【図４】同舵取装置における舵取モータ及び運動変換機
構の一例を示す要部の縦断面図である。

【図５】同舵取装置における反力モータ部分の断面図で
ある。

【図６】舵取モータの制御内容を示すフローチャートで
ある。

【図７】本発明に係る自動車の舵取装置における回転許
容量設定手段の別の実施形態を示す断面図である。

【図８】図７のＸーＸ線断面図である。

【図９】図８のＹーＹ線断面図である。

【図１０】本発明に係る自動車の舵取装置における回転
許容量設定手段のさらに別の実施形態を示す斜視図であ
る。

【図１１】図１０における実施形態の縦断面図である。

【図１２】本発明に係る自動車の舵取装置におけるコラ
ム部分のさらに別の実施形態を示す断面図である。

【図１３】図１２における実施形態の回転許容量設定手
段の分解斜視図である。

【図１４】本発明に係る自動車の舵取装置における回転
許容量設定手段のさらに別の実施形態を示す説明図であ
る。

【図１５】図１４における回転許容量設定手段のアクチ
ュエータの断面図である。

【図１６】図１４における回転許容量設定手段の場合の
操舵角に対する操舵トルク特性の説明図である。

【符号の説明】

１舵取機構２ステアリングホィール３舵取制御部４回転許容量設定手段４０，４０Ａ，４０Ｂ移動体２０コラム４１，４２阻止部６操舵角センサＭ１舵取モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】舵取機構に機械的に連結されていないス
テアリングホィール及び前記舵取機構にその出力を加え
る舵取モータを備え、前記ステアリングホィールの操舵
角と前記舵取機構の舵取角との偏差に基づいて求めた必
要舵取角を得るべく前記舵取モータを駆動し、前記ステ
アリングホィールの操作に応じた舵取を行うようにした
自動車の舵取装置において、前記ステアリングホィール
の中立位置に対する左右の回転許容量を設定する回転許
容量設定手段を備えていることを特徴とする自動車の舵
取装置。
【請求項２】前記回転許容量設定手段は、ステアリン
グホィールの回転に連動するコラムの回転に追従して移
動する移動体と、該移動体に当接して移動体の移動許容
量を設定する二つの阻止部を備えている請求項１記載の
自動車の舵取装置。
【請求項３】前記移動体は、コラムの外周に、軸長方
向移動可能であり回転不能に螺着されたナット体であ
り、該ナット体の移動量を検出する検出手段を具備して
いる請求項２記載の自動車の舵取装置。
【請求項４】前記阻止部の少なくとも一方は、位置変
更可能にしている請求項２記載の自動車の舵取装置。