(57)【要約】【課題】伝達比可変機構と油圧アクチュエータとを備えており、操舵部材の操作を舵取機構に伝えるステアリング軸に介在する低剛性のトーションバーの数を減らすことができ、操舵感を向上することができる車両用操舵装置を提供する。【解決手段】ステアリングホイール１から舵取機構３への伝達比を変更する伝達比可変機構４とステアリングホイール１の操作に応じて舵取機構３に操舵補助力を加える油圧シリンダ６とを備える車両用操舵装置において、ステアリングホイール１に反力トルクを付加する反力補償用モータ５を駆動制御するために設けたトルクセンサ２１により検出された操舵トルクを用いて油圧制御弁７を動作させるように構成している。この結果、ステアリングホイール１の操作を舵取機構３に伝えるステアリング軸２に介在する低剛性のトーションバーを１つに減らすことができ、操舵操作の剛性感を向上して操舵感を向上することができる。【選択図】図１
2008114759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材の操作を舵取機構に伝えるステアリング軸の中途に設けてあり、前記操舵部材から前記舵取機構への伝達比を変更する伝達比可変機構と、前記操舵部材の操作に応じて前記舵取機構に操舵補助力を加える油圧アクチュエータとを備える車両用操舵装置において、前記操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて動作し、前記操舵部材に反力トルクを付加する反力補償用モータと、前記トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて動作し、前記油圧アクチュエータに作動油を給排する油圧制御弁とを備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
前記油圧制御弁は、前記ステアリング軸とは別体である請求項１記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵部材から舵取機構への伝達比を変更する伝達比可変機構と、操舵部材の操作に応じて舵取機構に操舵補助力を加える油圧アクチュエータとを併せて備える車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵は、ステアリングホイール等の操舵部材の操作をステアリング軸を介して舵取機構に伝え、該舵取機構の動作により操舵用の車輪の転舵角を変えることにより行われる。近年、このような操舵を行わせる車両用操舵装置として、操舵部材から舵取機構への伝達比を、車速の高低、操舵角の大小等の走行状態に応じて変更する伝達比可変機構を備える車両用操舵装置が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用操舵装置においては、例えば、伝達比可変機構の伝達比を車速の遅速に応じて大小に変更することにより、低速走行時には操舵部材の操作に対する転舵角変化を大きくし、運転操作を容易に行わせることができる。また、高速走行時には操舵部材の操作に対する転舵角変化を小さくし、急激な操舵による車両の不安定な挙動を未然に防止して走行安定性を向上することができる。
【０００３】
特許文献１の車両用操舵装置が備える伝達比可変機構は、操舵部材の側の第１軸と一体的に回転する第１サンギヤと、舵取機構の側の第２軸と一体的に回転し、前記第１サンギヤと同軸をなす第２サンギヤと、第１，第２サンギヤに夫々噛合する複数の第１，第２遊星ギヤと、これらの遊星ギヤを共通の支軸を介して夫々支持し、第１，第２軸を中心として一体的に回転するキャリアと、該キャリアを軸回りに回転させる伝達比可変用モータとを備えている。
【０００４】
以上の構成において、伝達比可変用モータが非駆動状態にあり、キャリアが固定されている場合、第１サンギヤに入力される第１軸の回転は、第１，第２サンギヤ及び第１，第２遊星ギヤの歯数により定まる回転比にて第２軸に伝えられ、操舵部材から舵取機構への伝達比は一定値になる。
【０００５】
一方、伝達比可変用モータを駆動してキャリアを回転させた場合、第１軸の回転は、前記キャリアと共に第１，第２サンギヤの回りを回転する第１，第２遊星ギヤを介して第２サンギヤ及び第２軸に伝達されるから、キャリアの回転速度を変更することにより、第１，第２軸間の回転比、即ち操舵部材から舵取機構への伝達比を無段階に変更することができる。
【０００６】
特許文献１の車両用操舵装置は、更に反力補償用モータを備えている。この反力補償用モータは、操舵部材に加わる操舵トルクの検出結果に基づいて、例えば、伝達比可変機構による伝達比の変更の如何に拘わらず操舵部材に作用する反力トルクを一定に維持するように駆動制御されている。この結果、前記伝達比を変更した場合にも操舵部材に作用する反力トルクが殆ど変化せず、運転者に与える違和感を軽減することができる。
【０００７】
操舵部材に加わる操舵トルクは、操舵部材と舵取機構とを連結するステアリング軸の中途に設けられたトルクセンサを用いて、該ステアリング軸の捩れを媒介として検出されている。
【０００８】
一方、操舵部材を操作する運転者の負担を軽減すべく、操舵部材の操作に応じて舵取機構に操舵補助力を加えるようにしたパワーステアリング装置が広く普及している。このパワーステアリング装置の一例として、舵取機構に油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）を設け、該油圧シリンダを操舵部材の操作に応じて動作させて、操舵を補助する油圧パワーステアリング装置がある。
【０００９】
油圧パワーステアリング装置においては、一般的に、操舵部材と舵取機構とを連結するステアリング軸の中途に、該ステアリング軸の捩れを利用して作動油の給排動作をなす油圧制御弁が設けられており、該油圧制御弁と各別の油路を介して接続された油圧シリンダの２つの油室に作動油を給排し、両油室間の油圧差により舵取機構に操舵補助力を加える構成になっている。
【００１０】
このような油圧パワーステアリング装置に前述した伝達比可変機構を備える車両用操舵装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この車両用操舵装置においては、伝達比可変機構による運転操作の容易化及び走行安定性の向上効果と、油圧パワーステアリング装置による運転者の労力負担の軽減効果とを併せて実現することができる。
【特許文献１】特開２００５−３４３２０５号公報
【特許文献２】特開２００５−３０６１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２に開示された車両用操舵装置において、伝達比可変機構の動作に伴って生じる操舵部材に作用する反力トルクの変化を補償するために、特許文献１に開示された反力補償用モータを設ける場合、反力補償用モータの駆動制御のためのトルクセンサが必要である。このトルクセンサは、前述のようにステアリング軸の捩れを媒介として操舵トルクを検出する構成となっており、捩れ量を大きくして検出精度を高めることを目的としてトーションバーが用いられている。
【００１２】
一方、特許文献２に開示された車両用操舵装置は、操舵補助用の油圧シリンダに作動油を給排するための油圧制御弁を備えている。この油圧制御弁も、前述のようにステアリング軸の捩れを利用して給排動作を行う構成となっており、捩れ量を大きくして給排動作を安定化することを目的としてトーションバーが用いられている。
【００１３】
従って、特許文献２に記載の車両用操舵装置に、特許文献１に記載の反力補償用モータを設けた場合、操舵部材と舵取機構とを連結するステアリング軸の中途に２つの低剛性のトーションバーが必要であり、これら２つのトーションバーがダンパーの働きをするため、路面状態が操舵部材に伝わりにくく、操舵部材を操作するときに時間遅れを伴って舵取機構が反応し、操舵感が悪化するという問題が生じる。
【００１４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操舵部材と舵取機構との間に設けたトルクセンサにより検出された操舵トルクを反力補償用モータ及び油圧制御弁の両方の制御に用いることにより、操舵部材の操作を舵取機構に伝えるステアリング軸に介在する低剛性のトーションバーの数を減らすことができ、操舵感を向上す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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１発明に係る車両用操舵装置は、操舵部材の操作を舵取機構に伝えるステアリング軸の中途に設けてあり、前記操舵部材から前記舵取機構への伝達比を変更する伝達比可変機構と、前記操舵部材の操作に応じて前記舵取機構に操舵補助力を加える油圧アクチュエータとを備える車両用操舵装置において、前記操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて動作し、前記操舵部材に反力トルクを付加する反力補償用モータと、前記トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて動作し、前記油圧アクチュエータに作動油を給排する油圧制御弁とを備えることを特徴とする。
【００１６】
第２発明に係る車両用操舵装置は、第１発明において、前記油圧制御弁が、前記ステアリング軸とは別体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明によれば、反力補償用モータを駆動制御するために設けたトルクセンサにより検出された操舵トルクを用いて油圧制御弁を動作させるように構成しているから、ステアリング軸に介在する低剛性のトーションバーを１つに減らすことができ、操舵操作の剛性感を向上して操舵感を向上することができる。
【００１８】
第２発明によれば、前記油圧制御弁はステアリング軸とは別体であるから、該油圧制御弁の設置場所が限定されず、作動油の送油先である油圧アクチュエータ及び給油源である油圧ポンプと油圧制御弁とを接続する油路の設計自由度が増す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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、本発明に係る車両用操舵装置の構成を示す模式図であり、操舵部材としてのステアリングホイール１の回転操作をステアリング軸２を介して舵取機構３に伝え、この舵取機構３の動作により、車体の左右に配した操舵用の車輪３０，３０を転舵する構成となっている。
【００２０】
舵取機構３は、図示しない車体の左右方向に延設された円筒形をなすラックハウジング３１の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸３２と、ラックハウジング３１の中途に交叉するピニオンハウジング３３の内部に回転自在に支持されたピニオン軸３４とを備える公知のラックピニオン式の舵取機構である。
【００２１】
ラックハウジング３１の両側から外部に突出するラック軸３２の両端は、各別のタイロッド３５，３５を介して操舵輪としての左右の操舵用の車輪３０，３０に連結され、またピニオンハウジング３３の一側から外部に突出するピニオン軸３４の上端は、ステアリング軸２を介して操舵部材としてのステアリングホイール１に連結されている。またピニオンハウジング３３の内部に延びるピニオン軸３４の下部には、図示しないピニオンが形成されており、該ピニオンは、ラックハウジング３１との交叉部において、ラック軸３２の外面に適長に亘って形成されたラックに噛合させてある。
【００２２】
ステアリング軸２は、筒形をなすコラムハウジング２０の内部に回転自在に支持され、該コラムハウジング２０を介して、図示しない車室の内部に前方を下とした傾斜姿勢を保って取り付けてある。コラムハウジング２０の上方へ突出するステアリング軸２の突出端には、ステアリングホイール１が固設されており、同じくコラムハウジング２０の下方へ突出するステアリング軸２の突出端には、ピニオン軸３４が連結されている。
【００２３】
以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール１が回転操作された場合、この回転がステアリング軸２を介してピニオン軸３４に伝達され、該ピニオン軸３４の回転が、ピニオンとラックとの噛合部においてラック軸３２の軸長方向の移動に変換されることとなり、このようなラック軸３２の移動により、各別のタイロッド３５，３５を介して左右の操舵用の車輪３０，３０が押し引きされ、これらの車輪３０，３０が転舵される。
【００２４】
図示の車両用操舵装置は、ステアリング軸２を支持するコラムハウジング２０の中途部に、ステアリングホイール１から車輪３０，３０への伝達比を無段階に変更することができる伝達比可変機構４を備えている。図２は、伝達比可変機構４の構成を略示する縦断面図である。
【００２５】
図２に示すように、ステアリング軸２は、ステアリングホイール１の側の第１軸２ａと、舵取機構３の側の第２軸２ｂとの２軸に分割構成されており、夫々の先端を相対向させて同軸上での回転自在に支持されている。伝達比可変機構４は、第１サンギヤ４０ａ及び第２サンギヤ４０ｂと、両ギヤ４０ａ，４０ｂに夫々噛合する複数の第１遊星ギヤ４１ａ，４１ａ…及び第２遊星ギヤ４１ｂ，４１ｂ…と、これらの第１遊星ギヤ４１ａ，４１ａ…及び第２遊星ギヤ４１ｂ，４１ｂ…を支軸４２，４２…を介して一体回転可能に支持しているキャリア４３と、このキャリア４３を軸回りに回転させる伝達比可変用モータ４５とを備えている。
【００２６】
第１，第２サンギヤ４０ａ，４０ｂは、第１軸２ａ及び第２軸２ｂの相対向する端部に夫々設けてあり、第１，第２軸２ａ，２ｂと一体的に回転する。図示の如く第１サンギヤ４０ａと第２サンギヤ４０ｂとは、適宜の外径差を有しており、互いに異なる数の歯が外周に形成してある。
【００２７】
第１サンギヤ４０ａには、複数の第１遊星ギヤ４１ａ，４１ａ…が夫々噛合させてあり、第２サンギヤ４０ｂには、複数の第２遊星ギヤ４１ｂ，４１ｂ…が夫々噛合させてある。第１遊星ギヤ４１ａ，４１ａ…と第２遊星ギヤ４１ｂ，４１ｂ…とは、共通の支軸４２，４２…を有し、これら支軸４２，４２…により、第１，第２サンギヤ４０ａ，４０ｂを囲繞する中空円筒形のキャリア４３の内部に支持されている。
【００２８】
キャリア４３は、両側の端壁の軸心を貫通する支持孔を、各別の軸受を介して第１，第２軸２ａ，２ｂに夫々外嵌させ、両軸２ａ，２ｂと同軸上での相対回転自在に支持されている。キャリア４３の外周には、伝動ギヤ４４が全周に亘って形成されており、この伝動ギヤ４４には、伝達比可変用モータ４５の出力ギヤ４６が噛合させてある。
【００２９】
このように構成された車両用操舵装置において、操舵のためにステアリングホイール１が回転操作された場合、このステアリングホイール１に連結された第１軸２ａが回転し、伝達比可変機構４の第１サンギヤ４０ａが回転する。伝達比可変用モータ４５が非駆動状態にある場合、第１サンギヤ４０ａの回転により、これに噛合する第１遊星ギヤ４１ａ，４１ａ…が、支軸４２，４２…を共通とする第２遊星ギヤ４１ｂ，４１ｂ…と共に支軸４２，４２…回りに回転し、この回転により、第２遊星ギヤ４１ｂ，４１ｂ…に噛合する第２サンギヤ４０ｂに回転力が加わり、この第２サンギヤ４０ｂが設けてある第２軸２ｂが回転することとなり、この回転に応じて前述した操舵がなされる。
【００３０】
このとき、第１軸２ａから第２軸２ｂへの回転伝達は、第１サンギヤ４０ａ、第１，第２遊星ギヤ４１ａ，４１ｂ及び第２サンギヤ４０ｂの歯数によって定まる固有の回転比にてなされる。この結果、操舵用の車輪３０，３０は、ステアリングホイール１の操作方向に、このステアリングホイール１の操舵角に前記回転比を乗じた角度相当分だけ転舵されることになり、ステアリングホイール１から操舵用の車輪３０，３０への伝達比は一定値となる。
【００３１】
一方、伝達比可変用モータ４５を駆動してキャリア４３を回転させた場合、第１軸２ａの回転は、キャリア４３と共に第１，第２サンギヤ４０ａ，４０ｂの回りを回転しつつ夫々の支軸４２，４２…回りに回転する第１遊星ギヤ４１ａ，４１ａ…及び第２遊星ギヤ４１ｂ，４１ｂ…を介して第２サンギヤ４０ｂ及び第２軸２ｂに伝達される。
【００３２】
このとき、第１軸２ａから第２軸２ｂへの回転伝達は、前述した固有の回転比からキャリア４３の回転分だけ増減された回転比にてなされ、第１，第２軸２ａ，２ｂ間の回転比、即ちステアリングホイール１から操舵用の車輪３０，３０への伝達比を無段階に変更することができる。
【００３３】
一方、車両走行中、ステアリングホイール１には、操舵用の車輪３０，３０のセルフアライメントトルク及び外乱入力が伝達比可変機構４を経て伝達されており、これらの力が運転者が操舵を行う際の反力トルクとして作用している。そして前述したように伝達比可変機構４の伝達比を変更した場合、ステアリングホイール１に作用する反力トルクは、この伝達比の変更に応じて変化する。例えば、伝達比可変用モータ４５を駆動して伝達比を大に変更すると、ステアリングホイール１に作用する反力トルクは大きくなるため、急にステアリングホイール１が重くなり、運転者に違和感を与える虞がある。
【００３４】
このような運転者への違和感を軽減するために、ステアリングホイール１に反力トルクを付加する反力補償用モータ５が付設されている。第１軸２ａの中途には、図２に示すように、反力ギヤ４７が嵌着固定されており、この反力ギヤ４７には、反力補償用モータ５の出力ギヤ５０が噛合させてある。反力補償用モータ５は、伝達比可変用モータ４５の駆動に応じて駆動され、ステアリングホイール１に作用する反力トルクの増減に応じて、この増減分を打ち消すように反力ギヤ４７を介して第１軸２ａに反力トルクを付加するように構成してある。
【００３５】
反力ギヤ４７よりも上位置の第１軸２ａには、図１に示すように、第１軸２ａに加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ２１が設けてある。このトルクセンサ２１としては、軸倍角（極数の１／２）が異なる２つのレゾルバを備える公知のツインレゾルバを用いることができる。ツインレゾルバは、第１軸２ａをトーションバーにより連結された上下の２軸に分割し、両軸の夫々にレゾルバを取付けて構成されており、これら２つのレゾルバにより前記２軸の回転角度を夫々検出して、トーションバーの捩れに応じて前記２軸間に生じる相対角変位を算出し、操舵トルクを算出する構成となっている。なお、これら２つのレゾルバによる検出信号は、１回転内に軸倍角と同数の波形が夫々現れる信号として得られ、この２つの信号を組み合わせることにより、前述の操舵トルクが求められると共に、第１軸２ａの回転角度が得られる。
【００３６】
このようにトルクセンサ２１により検出される操舵トルク及び第１軸２ａの回転角度は、図１に示すように制御部９に与えられている。また、伝達比可変機構４よりも下位置の第２軸２ｂには回転角センサ２２が取付けてあり、この回転角センサ２２により検出される第２軸２ｂの回転角度も制御部９に与えられている。また、制御部９には、走行状態センサ１０により検出された車速、転舵角等、操舵に影響を及ぼす種々の走行状態の検出結果も与えられている。
【００３７】
伝達比可変用モータ４５は、走行状態センサ１０による検出結果に基づき制御部９から図示しないモータ駆動回路を介して与えられる制御指令に従って駆動され、前述したように伝達比可変機構４に作用して、ステアリングホイール１から車輪３０，３０への伝達比を無段階に変更する動作をなす。
【００３８】
反力補償用モータ５は、トルクセンサ２１による検出結果に基づき制御部９から図示しないモータ駆動回路を介して与えられる制御指令に従って駆動され、前述したように第１軸２ａに作用し、ステアリングホイール１に回転力を加えて、前記伝達比の変更に応じてステアリングホイール１に作用する反力トルクの変化を補償する動作をなす。
【００３９】
伝達比可変用モータ４５は、例えば、走行状態センサ１０による検出結果の１つである車速の遅速に応じて、回転速度が高低になるように制御部９により速度制御されている。前述したように、ステアリングホイール１から車輪３０，３０への伝達比は、伝達比可変用モータ４５の回転速度の高低に応じて大小になるから、低速走行時にはステアリングホイール１の操舵角に対する転舵角変化を大きくし、運転操作を容易に行わせることができ、高速走行時にはステアリングホイール１の操作に対する転舵角変化を小さくし、急激な操舵による車両の不安定な挙動を未然に防止して走行安定性を向上させることができる。なお、トルクセンサ２１により検出された第１軸２ａの回転角度及び回転角センサ２２により検出された第２軸２ｂの回転角度は、伝達比可変用モータ４５の制御のためのフィードバック情報として用いられる。
【００４０】
反力補償用モータ５は、伝達比可変用モータ４５の回転速度の遅速に応じて、第１軸２ａに付加する反力トルクを増減するように制御部９により駆動制御されている。この結果、低速走行時に伝達比を大きくした時には、第１軸２ａに作用する反力トルクを小さくし、高速走行時に伝達比を小さくした時には、ステアリングホイールに付加する反力トルクを大きくすることにより、ステアリングホイール１に作用する反力トルクを伝達比の変更の如何に拘わらず一定に維持することができ、これにより伝達比を変更した場合にも運転者に違和感を与えずに済む。なお、トルクセンサ２１により検出された操舵トルクは、ステアリングホイール１を操作する運転者が体感する反力トルクを示す情報として、反力補償用モータ５の制御のためのフィードバック情報として用いられる。
【００４１】
以上のように構成された車両用操舵装置は、図１に示すように、ラック軸３２を支持するラックハウジング３１の他側半部に所定の長さ範囲に亘って設けられた操舵補助用の油圧シリンダ６と、この油圧シリンダ６に作動油を給排する油圧制御弁７とを備えている。
【００４２】
油圧シリンダ６は、ラックハウジング３１に設けられたシリンダチューブ６０と、ラック軸３２に一体化されているピストン６１とを備え、ピストン６１によりシリンダチューブ６０内を２つの油室６２，６３に分離するように構成されている。これら両油室６２，６３には、油圧制御弁７から延びる油路６４，６５が夫々接続されている。
【００４３】
図３は、油圧制御弁７の構成を略示する縦断面図である。油圧制御弁７は、円筒形のバルブボディ７ａと、これの内側に嵌合するバルブスプール７ｂとをハウジング７０の内部に備え、これらの相対角変位を利用して油圧シリンダ６の油室６２，６３への作動油の給排を制御するロータリバルブである。
【００４４】
図３に示すように、ハウジング７０の内部には、中空軸として構成されたスプール軸７１が同軸上での回転自在に支持されている。スプール軸７１の一側端部は、ハウジング７０の同側の開口部を液密に封止する閉止蓋７２の中央に突き合わせてあり、閉止蓋７２とスプール軸７１とは、スプール軸７１の中空部に内挿された細径のトーションバー７３により同軸上に連結されている。
【００４５】
スプール軸７１の中途部外周には、バルブスプール７ｂが一体的に構成されている。このバルブスプール７ｂには、軸長方向に整合するようにバルブボディ７ａが相対回転自在に外嵌されている。バルブボディ７ａは、ハウジング７０に内嵌保持されており、これの外周に打設されたダウエルピン７４を介して閉止蓋７２に連結されている。
【００４６】
以上の構成により、スプール軸７１に回転力が加えられた場合、スプール軸７１と閉止蓋７２とを連結するトーションバー７３に前記回転力の方向及び大きさに対応する捩れが生じ、これにより、油圧制御弁７のバルブボディ７ａとバルブスプール７ｂとの間に周方向の相対角変位が生じる。
【００４７】
このような油圧制御弁７を保持するハウジング７０には、外側に開口するポンプポート７５、タンクポート７６及びシリンダポート７７，７８の４つのポートが設けてある。ポンプポート７５は、油路６６を経て油圧源である油圧ポンプ６７（図１参照）に接続してある。ハウジング７０内側のバルブボディ７ａの上部には、スプール軸７１内側の中空部に連通する還流室７９が形成してあり、この還流室７９に連通するタンクポート７６は、油路６８を経て油タンク６９に接続してある。また、シリンダポート７７，７８は、各別の油路６４，６５を経て、油圧シリンダ６の２つの油室６２，６３に夫々接続してある。
【００４８】
この油圧制御弁７よりも上側のハウジング７０の内部には、還流室７９の他側をオイルシール８１により液密に封止してモータ室８０が形成されている。スプール軸７１は、モータ室８０の内部にまで延長されており、この延長部には、外周にマグネットを固設してロータ８２が一体形成されている。またモータ室８０には、ロータ８２と軸長方向に整合するように複数のコイルが内嵌保持されてステータ８３が構成されており、これらのロータ８２及びステータ８３により、スプール軸７１に回転力を加えるモータ８が構成されている。
【００４９】
以上の構成において、モータ８が回転駆動された場合、スプール軸７１に回転力が加えられ、この回転力により、前述したように、油圧制御弁７のバルブボディ７ａとバルブスプール７ｂとの間に周方向の相対角変位が生じる。油圧制御弁７には、油圧ポンプ６７により昇圧された作動油がポンプポート７５を経て導入されており、この導入された作動油は、前記相対角変位に応じて振り分けられて、シリンダポート７７，７８を経て、油圧シリンダ６の両油室６２，６３とを夫々接続する油路６４，６５のいずれかに供給される。例えば、シリンダポート７７及び油路６４を経て一方の油室６２に作動油が供給された場合、油圧シリンダ６は、他方の油室６３との間に生じる油圧差に応じた油圧力を発生し、この油圧力が操舵補助力としてラック軸３２に加えられて、前述の如く行われる舵取りが補助されることになる。なお、油圧シリンダ６が発生する操舵補助力の方向は、モータ８によりスプール軸７１に加えられる回転力の方向に対応し、また操舵補助力の大きさは、前記回転力の大きさに対応する。
【００５０】
油圧シリンダ６の前述した動作に伴って他方の油室６３の作動油は、油室６３から押し出され、他方の油路６５及びシリンダポート７８を経て油圧制御弁７に還流する。この還流油は、バルブスプール７ｂを径方向に貫通する貫通孔を経てスプール軸７１内側の中空部に導入されて、還流室７９及びタンクポート７６を経て油タンク６９に還流する。
【００５１】
モータ８は、ステアリング軸２の第１軸２ａの中途に取付けられたトルクセンサ２１により検出されたステアリングホイール１に加えられる操舵トルクに基づいて、制御部９から図示しないモータ駆動回路を介して与えられる制御指令に従って駆動される。制御部９は、操舵補助力と操舵トルクとの対応関係、より詳しくは、前記操舵補助力を発生するためにモータ８によりスプール軸７１に加える回転力の大きさ及び方向と操舵トルクとの対応関係を示す制御マップを有している。
【００５２】
制御部９は、トルクセンサ２１により検出される操舵トルクを前記制御マップに適用して、モータ８を回転駆動せしめる制御動作をなす。また、走行状態センサ１０により検出された車速、転舵角等、操舵に影響を及ぼす種々の走行状態の検出結果は、前述の如く求められる操舵補助力の補正に用いられており、例えば、車速の遅速に応じて操舵補助力が増減するように補正される。なお、モータ８が発生する回転力の大きさは、供給される駆動電流の増減により高精度に制御することができ、油圧シリンダ６が発生する操舵補助力を自在に制御することができる。
【００５３】
以上のように、本発明に係る車両用操舵装置においては、ステアリング軸２の第１軸２ａの中途に取付けられたトルクセンサ２１により検出された操舵トルクに基づいてモータ８を駆動して、油圧制御弁７のバルブボディ７ａとバルブスプール７ｂとの間に周方向の相対角変位を生じさせ、この相対角変位に応じて作動油を油圧シリンダ６の油室６２，６３に給排することにより、油圧力を発生し、この油圧力が操舵補助力としてラック軸３２に加えられるように構成してある。このように、操舵トルクに基づいてステアリングホイール１に反力トルクを付加する反力補償用モータ５を駆動制御するために設けたトルクセンサ２１を、油圧制御弁７の制御にも用いているから、ステアリングホイール１の回転操作を舵取機構３に伝えるステアリング軸２には、トルクセンサ２１が備える１つのトーションバーが介在するのみであり、トルクセンサ及び油圧制御弁に夫々トーションバーを備える従来技術と比べて、トーションバーを１つ減らすことができ、操舵操作の剛性感を向上して操舵感を向上することができる。
【００５４】
また、油圧制御弁７をステアリングホイール１の回転操作を舵取機構３に伝えるステアリング軸２とは別体に構成してあるから、油圧制御弁７の設置場所が限定されず、作動油の送油先である油圧シリンダ６及び給油源である油圧ポンプ６７と油圧制御弁７とを接続する油路６４，６５，６６，６８の配管引き回しが容易となる。
【００５５】
なお、本実施の形態においては、油圧制御弁７としてバルブボディ７ａとバルブスプール７ｂとの相対角変位に応じて給排動作をなすロータリバルブを用いているが、バルブボディとバルブスプールとの軸長方向への相対変位に応じて給排動作をなすスライディングバルブを用いてもよい。油圧制御弁の開度調節手段として、ソレノイド、ステッピングモータ等のアクチュエータを用いてもよい。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、トルクセンサ２１として回転角度の検出を併せて行うことができるツインレゾルバ型のトルクセンサを用いているが、他の形式のトルクセンサを用いてもよい。
【００５７】
また、伝達比可変機構として、第１，第２遊星ギヤの形状を同一として、これを転位係数及び歯数を互いに異ならせた第１，第２サンギヤに噛合させる構成としてもよい。
【００５８】
更に、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において種々変更した形態にて実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る車両用操舵装置の構成を示す模式図である。
【図２】伝達比可変機構の構成を略示する縦断面図である。
【図３】油圧制御弁の構成を略示する縦断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  ステアリングホイール（操舵部材）、２  ステアリング軸、３  舵取機構、４  伝達比可変機構、５  反力補償用モータ、６  油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）、７  油圧制御弁、２１  トルクセンサ
【図１】
2008114759.tif 000003
【図２】
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【図３】
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