(57)【要約】【課題】  操作性を向上させた舵取装置を提供すること。【解決手段】  舵取装置は第１ギアと、第１ギアに係合する第２ギアと、第１ギアを第２ギア側に付勢する付勢手段と、車速を検出する車速センサと、車速センサからの車速に基づいて、付勢手段の付勢力を下げるように制御する制御手段と、を備えている。【選択図】  図２
2006027309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ギアと、
前記第１ギアに係合する第２ギアと、
前記第１ギアを前記第２ギア側に付勢する付勢手段と、
車速を検出する車速センサと、
前記車速センサからの車速に基づいて、前記付勢手段の付勢力を下げるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする舵取装置。
【請求項２】
請求項１記載の舵取装置であって、
前記制御手段は前記車速センサからの車速が０であると判断したとき、前記付勢手段の付勢力を下げるように制御することを特徴とする舵取装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の舵取装置であって、
前記制御手段は前記車速センサからの車速が所定値以上であると判断したとき、前記付勢手段の付勢力を下げるように制御することを特徴とする舵取装置。
【請求項４】
第１ギアと、
前記第１ギアに係合する第２ギアと、
前記第１ギアを前記第２ギア側に付勢する付勢手段と、
車輪の操舵速度を検出する操舵センサと、
前記操舵センサからの前記操舵速度に基づいて、前記付勢手段の付勢力を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は前記操舵センサからの操舵速度が所定値以上であると判断したとき、前記付勢力を下げるように前記付勢手段を制御することを特徴とする舵取装置。
【請求項５】
ウォームと、
前記ウォームを駆動する電動式モータと、
前記ウォームに係合し、ステアリングシャフトと同軸に配置されたウォームホイールと、
前記ウォームを前記ウォームホイール側に付勢するアクチュエータと、
車速を検出する車速センサと、
前記車速センサからの車速に基づいて、前記アクチュエータの付勢力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は前記車速センサからの車速が０又は所定値以上であると判断したとき、前記付勢力を下げるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の舵取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイポイドギアとピニオンギアとの間の噛合い度合いを制御する制御手段を備える電動式パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、この制御手段はギアハウジング内の温度、ピニオントルク及びモータトルクに基づいて、上記噛合い度合いの変化量を算出し、この変化量を補償するように噛合い度合いを制御している。
【特許文献１】特開平１１−５５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の電動式パワーステアリング装置においては、ギアハウジング内の温度、ピニオントルク及びモータトルクに基づいて、上記噛合い度合いの変化量を補償するように制御している。したがって、車速が０、高速走行中又は急操舵時のステアリングの操作性を向上させることに重点をおいて、上記噛合い度合が調整されないことがあり得る。この場合、ハイポイドギアとピニオンギアとの間の摩擦抵抗で操作性が低下するおそれがある。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、操作性を向上させた舵取装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、第１ギアと、上記第１ギアに係合する第２ギアと、上記第１ギアを上記第２ギア側に付勢する付勢手段と、車速を検出する車速センサと、上記車速センサからの車速に基づいて、上記付勢手段の付勢力を下げるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする舵取装置である。
【０００６】
なお、この一態様において、例えば上記制御手段は上記車速センサからの車速が０であると判断したとき、上記付勢手段の付勢力を下げるように制御するのが好ましい。
【０００７】
また、この一態様において、例えば上記制御手段は上記車速センサからの車速が所定値以上であると判断したとき、上記付勢手段の付勢力を下げるように制御するのが好ましい。
【０００８】
この一態様によれば、上記制御手段は上記車速センサからの車速に基づいて、上記付勢手段の付勢力を下げるように制御する。これにより、例えば車速が０又は車速が所定値以上と判断されたとき上記第１ギアと上記第２ギアとの間の噛合い摩擦抵抗が小さくなる。したがって、操舵軸が回り易くなることから操作性が向上する。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、第１ギアと、上記第１ギアに係合する第２ギアと、上記第１ギアを上記第２ギア側に付勢する付勢手段と、車輪の操舵速度を検出する操舵センサと、上記操舵センサからの上記操舵速度に基づいて、上記付勢手段の付勢力を制御する制御手段と、を備え、上記制御手段は上記操舵センサからの操舵速度が所定値以上であると判断したとき、上記付勢力を下げるように上記付勢手段を制御することを特徴とする舵取装置である。
【００１０】
この一態様によれば、上記制御手段は上記操舵センサからの操舵速度が所定値以上であると判断したとき、上記付勢力を下げるように上記付勢手段を制御する。これにより、例えば急操舵時の上記第１ギアと上記第２ギアとの間の噛合い摩擦抵抗が小さくなる。したがって、操舵軸が回り易くなることから、操作性が向上する。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、ウォームと、上記ウォームを駆動する電動式モータと、上記ウォームに係合し、ステアリングシャフトと同軸に配置されたウォームホールと、上記ウォームを上記ウォームホイール側に付勢するアクチュエータと、車速を検出する車速センサと、上記車速センサからの車速に基づいて、上記アクチュエータの付勢力を制御する制御部と、を備え、上記制御部は上記車速センサからの車速が０又は所定値以上であると判断したとき、上記付勢力を下げるように上記アクチュエータを制御することを特徴とする舵取装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、操作性を向上させた舵取装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、車両用の舵取装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【００１４】
（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１に係る舵取装置を示す図である。また、図２は図１に示す舵取装置２の直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図である。図１及び図２において、本実施例に係る車両用の舵取装置２は操舵軸４を備えている。また操舵軸４はトーションバーと、トーションバーを介して連結された入力軸６及び出力軸８とを有しており、入力軸６及び出力軸８は軸受けによって回転自在に支持されている。また操舵軸４の入力軸６には運転者により操作されるステアリングホイールが連結され、操舵軸４の出力軸８には、ラックを介して転舵する転舵輪が接続されている。従って、運転者によりステアリングホイールが操舵されることによって発生した操舵トルクは、入力軸６、トーションバー、出力軸８及びラックを介して、転舵輪に伝達される。これにより、車両の転舵輪は転舵される。
【００１５】
さらに、操舵軸４には、外周部に樹脂製の歯を有するウォームホイール１０が連結され、ウォームホイール１０は、螺旋状の歯を有するウォーム１２と噛合っている。ここで、ウォームホイール１０の歯は樹脂製であるが、耐磨耗性を有する金属製であってもよい。ウォームホイール１０及びウォーム１２はハウジング１３内に収納されている。ウォーム１２の両端は軸受けにより回転自在に支持され、一方の軸受けには、この軸受けを介してウォーム１２をウォームホイール１０側に付勢するアクチュエータ等の付勢手段１４が設けられている。アクチュエータ１４には、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）等の制御手段１６が接続され、ＥＣＵ１６からの制御信号に基づいて、アクチュエータ１４はウォーム１２に対する付勢力を可変させる。また、ＥＣＵ１６はウォーム１２とウォームホイール１０との間で歯打ち音が発生しないような所定の付勢力でウォーム１２が付勢されるように、アクチュエータ１４を制御する。例えば、ウォーム１２又はウォームホイール１０が磨耗等により寸法変化した場合でも、所定の付勢力でウォーム１２が付勢されるように、ＥＣＵ１６はアクチュエータ１４を制御する。
【００１６】
ウォーム１２の一端には、電動式モータ等の駆動手段２２が接続されている。電動式モータ２２の駆動力は、ウォーム１２及びウォームホイール１０により減速され、操舵軸４に伝達される。電動式モータ２２は、操舵軸４の回転を補助する力を発生し、ステアリングホイールに入力された力と、電動式モータ２２が発生させる補助力とを加えた力で操舵軸４は回転する。また、電動式モータ２２はＥＣＵ１６に接続され、ＥＣＵ１６には操舵軸４に配設されたトルクセンサが接続されている。トルクセンサはトーションバーを介した入力軸６と出力軸８との間の相対回転の方向及び量に応じた信号を、ＥＣＵ１６に出力する。ＥＣＵ１６はトルクセンサから供給された信号に基づいて、相対回転を検出し、操舵トルクを算出する。そしてＥＣＵ１６は、この算出された操舵トルクに基づいて、制御信号を電動式モータ２２に送信し、電動式モータ２２を制御する。
【００１７】
ＥＣＵ１６には、車速を検出する車速センサ１８、操舵軸４の回転速度である操舵速度を検出する操舵センサ２０及びハウジング１３内の温度を検出する温度センサ２１が接続されている。ＥＣＵ１６は車速センサ１８からの車速、操舵センサ２０からの操舵速度及び温度センサ２１からの温度に基づいて、アクチュエータ１４のウォーム１２に対する付勢力を算出する。なお、車速と付勢力との関係、操舵速度と付勢力との関係、及びハウジング１３内の温度と付勢力との関係は、予め算出されＥＣＵ１６に記憶されている。すなわちＥＣＵ１６は、これら予め算出された車速と付勢力との関係、操舵速度と付勢力との関係、及びハウジング１３内の温度と付勢力との関係に基づいて、アクチュエータ１４の付勢力をどれだけ増加させ、又は低下させるかを算出する。
【００１８】
ＥＣＵ１６は車速センサ１８からの車速に基づいて、車両の速度が０であると判断したとき、アクチュエータ１４に制御信号を送信し、この制御信号を受信したアクチュエータ１４は、ウォーム１２への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させる。
【００１９】
また、ＥＣＵ１６は、車速センサ１８からの車速に基づいて、車両の速度が所定値以上、例えば時速８０ｋｍ以上の高速走行状態であると判断したとき、アクチュエータ１４に制御信号を送信し、この制御信号を受信したアクチュエータ１４は、ウォーム１２への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させる。
【００２０】
さらに、ＥＣＵ１６は操舵センサ２０からの操舵速度が所定値以上、例えば急操舵されたと判断したとき、アクチュエータ１４に制御信号を送信し、この制御信号を受信したアクチュエータ１４は、ウォーム１２への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させる。
【００２１】
なお、ＥＣＵ１６は温度センサ２１からの温度に基づいて、ハウジング１３内の温度が所定値以下、例えば１０℃以下の低温であると判断したとき、アクチュエータ１４に制御信号を送信し、この制御信号を受信したアクチュエータ１４は、ウォーム１２への付勢力を所定の付勢力となるように増加させる。ハウジング１３内が低温である場合、ウォームホイール１０の樹脂製の歯は収縮し、ウォーム１２からウォームホイール１０への付勢力が低下する。したがって、ウォーム１２とウォームホイール１０との間で歯打ち音が発生しないような所定の付勢力でウォーム１２が付勢されるように、ＥＣＵ１６はアクチュエータ１４が付勢力を増加させるように制御する。一方、ＥＣＵ１６は温度センサ２１からの温度に基づいて、ハウジング１３内の温度が所定値以上、例えば５０℃以上の高温であると判断したとき、アクチュエータ１４に制御信号を送信し、この制御信号を受信したアクチュエータ１４は、ウォーム１２への付勢力を所定の付勢力となるように低下させる。ハウジング１３内が高温である場合、ウォームホイール１０の樹脂製の歯は膨張し、ウォーム１２からウォームホイール１０への付勢力が増加する。したがって、ウォーム１２とウォームホイール１０との間で歯打ち音が発生しないような所定の付勢力でウォーム１２が付勢されるように、ＥＣＵ１６はアクチュエータ１４が付勢力を低下させるように制御する。
【００２２】
以上により、車速が０のとき、急操舵されたとき、及び高速走行時において、アクチュエータ１４は、ウォーム１２への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させる。これにより、ウォーム１２とウォームホイール１０との間の噛合い摩擦抵抗が低下する。したがって、操舵軸４が回り易くなり操作性が向上する。
【００２３】
また、ウォーム１２の歯又はウォームホイール１０の歯が磨耗、熱膨張、収縮等した場合でも、ＥＣＵ１６はアクチュエータ１４がウォーム１２に対し所定の付勢力を与えるように制御していることから、ウォーム１２の歯とウォームホイール１０の歯との間で最適な間隔が保たれ、歯打ち音を効果的に防止できる。すなわち、ウォーム１２とウォームホイール１０との間で生じる騒音を低下させることができる。
【００２４】
（実施の形態２）図３（ａ）は本発明の実施の形態２に係る舵取装置３０を示す図である。また、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す舵取装置３０の直線Ｂ−Ｂ′で切断した際の断面図である。なお、図３において、図１及び図２の構成要素と同一機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００２５】
図３において、実施の形態２に係る舵取装置３０は、操舵軸４の出力軸８にピニオン２７を備える。ピニオン２７にはラック２８が噛み合い、ラック２８にはアシストピニオン２９が噛み合っている。また、アシストピニオン２９はウォームホイール１０と連結され、ウォームホイール１０にはウォーム１２が噛み合っている。ウォーム１２の両端は軸受けにより回転自在に支持され、ウォーム１２の一端には、ウォーム１２をウォームホイール１０側に付勢するアクチュエータ等の付勢手段１４が設けられている。また、ラック２８には、ラック２８の移動を案内するラックガイド２６が設けられ、ラックガイド２６にはラック２８をピニオン２７及びアシストピニオン２９側に付勢するバネ、アクチュエータ等の付勢手段２４が設けられている。アクチュエータ２４はＥＣＵ１６に接続され、アクチュエータ２４はＥＣＵ１６からの制御信号に基づいて、ラックガイド２６に対する付勢力を可変させる。また、ＥＣＵ１６はピニオン２７及びアシストピニオン２９とラック２８との間で歯打ち音が発生しないような所定の付勢力でラック２８が付勢されるように、アクチュエータ２４を制御する。
【００２６】
ＥＣＵ１６は車速センサ１８からの車速に基づいて、車両の速度が０であると判断したとき、アクチュエータ２４へ制御信号を送信し、この制御信号を受信したアクチュエータ２４は、ラックガイド２６への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させる。また、ＥＣＵ１６は車速センサ１８からの車速に基づいて、車両の速度が所定値以上、例えば時速８０ｋｍ以上の高速走行状態であると判断したとき、アクチュエータ２４に制御信号を送信し、この制御信号を受信したアクチュエータ２４はラックガイド２６への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させる。
【００２７】
さらに、ＥＣＵ１６は操舵センサ２０からの操舵速度が所定値以上、例えば急操舵されたと判断したとき、アクチュエータ２４に制御信号を送信し、この制御信号を受信したアクチュエータ２４は、ラックガイド２６への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させる。
【００２８】
ＥＣＵ１６は、ラック２８近傍に設けられた温度センサからの温度に基づいて、ラック２８近傍の温度が所定値以下、例えば１０℃以下の低温であると判断したとき、アクチュエータ２４に制御信号を送信し、この制御信号を受信したアクチュエータ２４は、ラックガイド２６への付勢力を所定の付勢力となるように増加させる。一方、ＥＣＵ１６は温度センサからの温度に基づいて、ラック２８近傍の温度が所定値以上、例えば５０℃以上の高温であると判断したとき、アクチュエータ２４に制御信号を送信し、この制御信号を受信したアクチュエータ２４は、ラックガイド２６への付勢力を所定の付勢力となるように低下させる。
【００２９】
以上により、車速が０のとき、急操舵されたとき、及び高速走行時において、アクチュエータ２４は、ラックガイド２６への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させる。これにより、ラック２８とピニオン２７及びアシストピニオン２９との間の噛合い摩擦抵抗が低下する。したがって、操舵軸４が回り易くなり操作性が向上する。
【００３０】
また、ピニオン２７、アシストピニオン２９又はラック２８の歯が磨耗、熱膨張、収縮した場合でも、ＥＣＵ１６はアクチュエータ２４がラックガイド２６に対し所定の付勢力を与えるように制御していることから、ピニオン２７及びアシストピニオン２９とラック２８との間で最適な間隔が保たれ、歯打ち音を効果的に防止できる。すなわち、ピニオン２７及びアシストピニオン２９とラック２８との間で生じる騒音を低下させることができる。
【００３１】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上述した実施例に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３２】
例えば、上記実施例において、ＥＣＵ１６は車速センサ１８からの車速に基づいて、車両の速度が０であると判断したとき、アクチュエータ１４はウォーム１２への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させているが、ＥＣＵ１６は車速センサ１８からの車速に基づいて、車両の速度が時速５ｋｍ以下の低速走行状態であると判断したとき、アクチュエータ１４はウォーム１２への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させてもよい。これにより、低速走行時のウォーム１２とウォームホイール１０との間の噛合い摩擦抵抗が低下する。したがって、操舵軸４が回り易くなり操作性が向上する。
【００３３】
また、上記実施例において、ＥＣＵ１６は車速センサ１８からの車速に基づいて、車両の速度が０であると判断したとき、アクチュエータ２４はラックガイド２６への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させているが、ＥＣＵ１６は車速センサ１８からの車速に基づいて、車両の速度が時速５ｋｍ以下の低速走行状態であると判断したとき、アクチュエータ２４はラックガイド２６への付勢力を所定の付勢力の状態から低下させてもよい。これにより、低速走行時においてラック２８とピニオン２７及びアシストピニオン２９との間の噛合い摩擦抵抗が低下する。したがって、操舵軸４が回り易くなり操作性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、車両用の舵取装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る舵取装置を示す図である。
【図２】図１に示す舵取装置を直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図である。
【図３】（ａ）本発明の実施の形態２に係る舵取装置を示す図である。（ｂ）（ａ）に示す舵取装置を直線Ｂ−Ｂ′で切断した際の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
２、３０    舵取装置
４    操舵軸
６    入力軸
８    出力軸
１０    ウォームホイール（第２ギア）
１２    ウォーム（第１ギア）
１３    ハウジング
１４、２４    アクチュエータ（付勢手段）
１６    ＥＣＵ（制御手段）
１８    車速センサ
２０    操舵センサ
２１    温度センサ
２６    ラックガイド
２７    ピニオン（第２ギア）
２８    ラック（第１ギア）
２９    アシストピニオン（第２ギア）
【図１】
2006027309.tif 000003
【図２】
2006027309.tif 000004
【図３】
2006027309.tif 000005