(57)【要約】【課題】走行状態に応じて変化させたステアリングホイールの操舵角と転舵アクチュエータの動作量との対応関係に応じて違和感のないロック位置を設定することができる車両用操舵装置を提供すること。【解決手段】運転者が操作する操作部と、車輪を転舵させる転舵部と、が機械的な結合がない状態で動作させることができ、前記操作部のステアリングホイール１の回転に追従して移動・運動する移動体と、それに当接あるいは係合してステアリングホイール１を回転を阻止する阻止体と、を備えた車両用操舵装置において、前記阻止体に、阻止体の位置を移動可能とすることによりステアリングホイール１のロック位置を可変にするアクチュエータを設けた。【選択図】        図２
2004249934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操作する操作部と、車輪を転舵させる転舵部と、が機械的な結合がない状態で動作させることができ、前記操作部のステアリングホイールの回転に追従して移動・運動する移動体と、それに当接あるいは係合してステアリングホイールの回転を阻止する阻止体と、を備えた車両用操舵装置において、
前記阻止体に、阻止体の位置を移動可能とすることによりステアリングホイールのロック位置を可変にするアクチュエータを設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両用操舵装置において、
前記移動体は、ステアリングホイールから見て、運転者の操舵トルク検出部より下流に設置したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記移動体は、ステアリングホイールの回転を並進運動とし、阻止体は移動体の並進方向運動を制限することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸に対しねじ螺合により設けた移動部材であり、
前記阻止体は、１つのアクチュエータにより回転されるピッチ方向が互いに逆の第１ねじ部と第２ねじ部が形成された逆ピッチねじ部材を、前記移動部材の外周位置にステアリングコラム軸と平行に配置し、前記第１ねじ部に螺合された第１ストッパ部材と、前記第２ねじ部に螺合された第２ストッパ部材と、によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸に対しねじ螺合により設けた移動部材であり、
前記阻止体は、２つのアクチュエータによりそれぞれ回転される第１ねじ部材と第２ねじ部材を、前記移動部材の外周位置にステアリングコラム軸と平行に配置し、前記第１ねじ部材に螺合された第１ストッパ部材と、前記第２ねじ部材に螺合された第２ストッパ部材と、によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸に対しねじ螺合により設けた移動部材であり、
前記阻止体は、１つのアクチュエータにより回転されるねじ部材を、前記移動部材の外周位置にステアリングコラム軸と平行に配置し、前記ねじ部材に螺合すると共に、第１ストッパ面と第２ストッパ面とを有する１つのストッパ部材によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸とは直交する方向に回転伝達機構を介して配置されたステアリングロック軸に対しねじ螺合により設けた移動部材であり、
前記阻止体は、１つのアクチュエータにより回転されるピッチ方向が互いに逆の第１ねじ部と第２ねじ部が形成された逆ピッチねじ部材を、前記移動部材の外周位置にステアリングロック軸と平行に配置し、前記第１ねじ部に螺合された第１ストッパ部材と、前記第２ねじ部に螺合された第２ストッパ部材と、によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸とは直交する方向に回転伝達機構を介して配置されたステアリングロック軸に対しねじ螺合により設けた移動部材であり、
前記阻止体は、１つのアクチュエータにより回転されるねじ部材を、前記移動部材の外周位置にステアリングコラム軸と平行に配置し、前記ねじ部材に螺合すると共に、第１ストッパ面と第２ストッパ面とを有する１つのストッパ部材によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項９】
請求項１または請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記移動体は、ステアリングホイールの回転とともに回転し、阻止体は移動体の回転運動を制限することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１０】
請求項９に記載された車両用操舵装置において、
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸上に設けた突起部であり、
前記阻止体は、前記突起部を有するステアリングコラム軸の外周位置に前記アクチュエータにより回転可能に配置し、前記突起部とは周方向間隔を介して第１ストッパ面と第２ストッパ面とが形成された凹部を有する円筒状ストッパ部材によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者が操作する操作部と、車輪を転舵させる転舵部と、が機械的な結合がない状態で動作させることができる車両用操舵装置に関し、特に、操作部を所定値以上に操作されるのを防止する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のステア・バイ・ワイヤ方式の車両用操舵装置は、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イール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、ステアリングホイール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ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１９４１５２号公報（図１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用操舵装置にあっては、移動体が阻止部に当接するまでの移動量は固定であったため、走行中に変化させることができず、例えば、操舵角と転舵角の関係を変化させているにもかかわらず、ステアリングホイールのロック位置がいつでも同じであることにより違和感が生じるという問題があった。
【０００５】
ちなみに、従来出典に記載されているような分離型の操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角と転舵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という利点を生かすため、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て、ステアリングホイールの操作角と車輪の転舵角の関係を変えて使用したいという要求がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、走行状態に応じて変化させたステアリングホイールの操舵角と転舵アクチュエータの動作量との対応関係に応じて違和感のないロック位置を設定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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、
運転者が操作する操作部と、車輪を転舵させる転舵部と、が機械的な結合がない状態で動作させることができ、前記操作部のステアリングホイールの回転に追従して移動・運動する移動体と、それに当接あるいは係合してステアリングホイールの回転を阻止する阻止体と、を備えた車両用操舵装置において、
前記阻止体に、阻止体の位置を移動可能とすることによりステアリングホイールのロック位置を可変にするアクチュエータを設けた。
【０００８】
【発明の効果】
よって、本発明の車両用操舵装置にあっては、ステアリングホイールの回転に追従して移動・運動する移動体に対し、当接あるいは係合してステアリングホイールの回転を阻止する阻止体に、阻止体の位置を移動可能とすることによりステアリングホイールのロック位置を可変にするアクチュエータを設けたため、走行状態に応じて変化させたステアリングホイールの操舵角と転舵アクチュエータの動作量との対応関係に応じて違和感のないロック位置を設定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用操舵装置を実現する実施の形態を、図面に示す第１実施例〜第６実施例に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の車両用操舵装置を示す全体システム図である。図１において、１はステアリングホイール、２は反力アクチュエータ、３はトルクセンサ（操舵トルク検出部）、４は操作角センサ、５は操向輪、６は伝達部、７はステアリングギア、８は転舵アクチュエータ、９は転舵角センサ、１０は操舵コントローラ、１１は車速センサ、１２はロードセル、１３は回転阻止手段、１４はステアリングコラム軸である。
【００１１】
前記ステアリングホイール１を備えた操舵系ユニット（操作部）と、前記ステアリングギア７を備えた転舵系ユニット（転舵部）とは、機械的に連結されていない独立ユニットによる構成とされている。そして、操舵制御系により、前記操舵系ユニットの反力アクチュエータ２及び回転阻止手段１３と、前記転舵系ユニットの転舵アクチュエータ８と、が駆動制御される。
【００１２】
前記操舵系ユニットの構成を説明すると、ドライバによる操作手段であるステアリングホイール１には、ステアリングホイール１と一体回転する軸長の短いステアリングコラム軸１４が連結されている。前記ステアリングコラム軸１４上には、ステアリングホイール１に近い側から順に、ステアリングホイール１が操作された操作量を検出する操作角センサ４と、操舵トルクを検出するトルクセンサ３と、ステアリングホイール１の回転を阻止してステアリングホイール１の回転許容範囲を設定する回転阻止手段１３と、ステアリングホイール１に操作反力を与えるモータによる反力アクチュエータ２と、が設けられている。
【００１３】
前記転舵系ユニットの構成を説明すると、操向輪５，５を転舵するステアリングギア７には、ステアリングギア７を操作するための出力を加える転舵アクチュエータ８が連結されている。前記ステアリングギア７の左右位置には、ステアリングギア７からの力を伝達する伝達部６，６と、該伝達部６，６を介して入力される力により転舵される操向輪５，５と、が設けられている。
【００１４】
前記操舵制御系の構成を説明すると、操舵コントローラ１０は、ステアリングホイール１の操舵角および車両の走行状態（例えば、車速等）に基づいて算出された目標転舵角となるように、転舵アクチュエータ８を駆動制御する転舵制御部と、操舵時に適切な操作反力を発生させるための制御量を算出し、反力アクチュエータ２に駆動指令を出力する操舵反力制御部と、ステアリングホイール１の回転許容範囲の設定制御（ロック位置可変制御）を行う駆動指令を回転阻止手段１３に出力する回転阻止制御部と、を有する。
【００１５】
前記操舵コントローラ１０には、トルクセンサ３と、操作角センサ４と、転舵角センサ９と、車速センサ１１と、ロードセル１２と、後述するストッパ部材位置センサ２６からの信号が入力される。操舵コントローラ１０からは、操舵系ユニットの反力アクチュエータ２及び回転阻止手段１３と、転舵系ユニットの転舵アクチュエータ８に対し、操舵時に所定の駆動制御指令が出力される。
【００１６】
図２は第１実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段１３の詳細な構成を示す断面図である。図２において、１はステアリングホイール、２は反力アクチュエータ、３はトルクセンサ、１３は回転阻止手段、１４はステアリングコラム軸である。
【００１７】
前記回転阻止手段１３の構成を説明する。前記ステアリングコラム軸１４を中心軸位置に配置した円筒ケース１５には、その上部開口位置に上部エンドプレート１６が固定され、その下部開口位置に下部フランジ１７が固定されている。ステアリングコラム軸１４は、その上部位置及び下部位置にて２つのベアリング１８，１９を介して回転可能に支持されている。
【００１８】
前記ステアリングコラム軸１４には、必要範囲だけボールねじ溝１４ａが形成され、このボールねじ溝１４ａに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット２１が螺合している。そして、該ボールねじナット２１には、ステアリングホイール１の回転に追従して移動する移動部材２２（移動体）が固定されている。さらに、前記移動部材２２には、前記円筒ケース１５に対し軸方向に開孔されたスライドガイド孔１５ａを貫通して突出する１つのストッパ部２２ａが形成されている。
【００１９】
前記移動部材２２のストッパ部２２ａと当接することでステアリングホイール１の回転を阻止する阻止体は、１つのストッパ部材駆動モータ２３（アクチュエータ）により回転されるピッチ方向が互いに逆の第１ねじ部２４ａと第２ねじ部２４ｂが形成された逆ピッチねじ部材２４を、前記移動部材２２の外周位置にステアリングコラム軸１４と平行に配置し、前記第１ねじ部２４ａに螺合された第１ストッパ部材２５Ｒと、前記第２ねじ部２４ｂに螺合された第２ストッパ部材２５Ｌと、によって構成されている。
【００２０】
すなわち、前記ストッパ部材駆動モータ２３により逆ピッチねじ部材２４を回転させると、第１ストッパ部材２５Ｒと第２ストッパ部材２５Ｌとは、中立位置を中心として互いの間隔が同じ量だけ大きくなるか小さくなるように移動する。
【００２１】
さらに、１つのストッパ部材駆動モータ２３により、第１ストッパ部材２５Ｒと第２ストッパ部材２５Ｌとを目標位置に設定するには、両ストッパ部材２５Ｒ，２５Ｌの位置を把握しておく必要があることから、逆ピッチねじ部材２４の上端部位置には、ストッパ部材位置センサ２６が設けられている。
【００２２】
次に、作用を説明する。
【００２３】
［分離型の操舵装置における課題］
従来から、運転者が操作する操作部としてのステアリングホイールを車輪を操向させる転舵機構と機械的に連結せずに配する一方、転舵機構に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イールの操作方向及び操舵角に基づいて動作させ、転舵機構にステアリングホイールの操舵角に見合う転舵角を加えて、前記ステアリングホイールの操作に応じた転舵を行わせる構成とした分離型の操舵装置が提案されている。
【００２４】
このような分離型の操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角と転舵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、操舵特性の設計自由度が向上するという利点を有している。
【００２５】
しかし、操作部と転舵機構に機械的な結合がある現状の車両において転舵機構が末端の状態にあり転舵できないといった状態になった時に体感していた、いわゆるロック感を、ステアリングホイールが転舵機構に機械的に連結されていない機構において表現するには、何らかの手段が必要となる。
【００２６】
分離型の操舵装置においては、ステアリングホイールに適度な反力を与えるために電動モータを配置することが提案されており、電動モータにより発生させる反力を急激に増大させることによりロック感を創出することも可能である。
【００２７】
しかしながら、現行の機械的連結のある操舵装置と同等のロック感を出すためには、通常走行時に操舵反力として発生させる反力の数倍は必要であり、ロック感を作るために大きなトルクを発生させうるモータを搭載する必要がでてくる。
【００２８】
そこで、例えば、特開平１０−１９４１５２号公報に記載されているように、ステアリングホイールの回転に連動するコラムの回転に追従して移動可能な移動体を、移動体の移動許容量を設定する阻止体に当接させることにより制限する装置が提案されている。
【００２９】
前述のように、このような分離型の操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角と転舵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という利点を生かすため、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て、ステアリングホイールの操作角と車輪の転舵角の関係を変えて使用することがある。
【００３０】
しかしながら、この特開平１０−１９４１５２号公報に記載されている操舵装置では、移動体が阻止体に当接するまでの移動量は固定であったため、走行中に変化させることができず、例えば、操舵角と転舵角の関係を変化させているにもかかわらず、ステアリングホイールのロック位置がいつでも同じであることにより違和感が生じる。
【００３１】
［回転許容範囲設定作用］
例えば、車速に応じてステアリングホイール１の操作角度と操向輪５，５の転舵角度の関係であるステアリングギア比（＝ステアリングホイール１の操作角度／操向輪５，５の転舵角度）を変える場合を考える。
【００３２】
低速時は小回りが求められる状況が多いため、ステアリングホイール１に対する小さな操作量で操向輪５，５が大きく転舵するようにステアリングギア比を小さく、高速時はステアリング入力に対して車両の挙動変化が大きくなり過ぎないようにステアリングギア比を大きくすることがよく提案されている。
【００３３】
この場合、低速では小さなステアリングホイール操舵角で転舵機構側の機械的な転舵限界に至るため小さなステアリングホイール操舵角の状態でロック状態を発生させる必要があるし、高速では大きなステアリングホイール操舵角でロック状態が発生するようにする必要がある。
【００３４】
よって、車速に応じてステアリングホイール１のロック位置を決定し、そのロック位置を実現できる位置となるように、ストッパ部材駆動モータ２３により、第１ストッパ部材２５Ｒと第２ストッパ部材２５Ｌの位置制御をする。
具体的には、低速側では、第１ストッパ部材２５Ｒと第２ストッパ部材２５Ｌとの間隔によるステアリングホイール１の回転許容範囲を狭く設定し、また、高速側では、第１ストッパ部材２５Ｒと第２ストッパ部材２５Ｌとの間隔によるステアリングホイール１の回転許容範囲を広く設定する。
【００３５】
この結果、車速に応じて変化させたステアリングホイール１の操舵角と転舵アクチュエータ８の動作量との対応関係に応じて違和感のないロック位置を設定することができる。
【００３６】
次に、効果を説明する。
第１実施例の車両用操舵装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３７】
（１）  運転者が操作する操作部と、車輪を転舵させる転舵部と、が機械的な結合がない状態で動作させることができ、前記操作部のステアリングホイール１の回転に追従して移動・運動する移動体と、それに当接あるいは係合してステアリングホイール１を回転を阻止する阻止体と、を備えた車両用操舵装置において、前記阻止体に、阻止体の位置を移動可能とすることによりステアリングホイール１のロック位置を可変にするアクチュエータを設けたため、走行状態に応じて変化させたステアリングホイール１の操舵角と転舵アクチュエータ８の動作量との対応関係に応じて違和感のないロック位置を設定することができる。
【００３８】
（２）  前記移動体は、ステアリングホイール１から見て、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ３より下流に設置したため、仮に阻止体の位置を変化させることができなくなり、ステアリングホイール１の操作角が小さい範囲に限定されたり、場合によっては操作角が零になったとしても、操舵トルクを入力信号とすることにより、操向輪５，５の転舵角制御を行うことができる。
【００３９】
（３）  前記移動体は、ステアリングホイール１の回転を並進運動とし、阻止体は移動体の並進方向運動を制限するようにしたため、運転者が操作する操作部に僅かの軸方向スペースがあれば、ステアリングホイール１の回転許容範囲を自由に設定できる移動体と阻止体とを設置することができる。
【００４０】
（４）  前記移動体は、ステアリングホイール１に連結されたステアリングコラム軸１４に対しねじ螺合により設けた移動部材２２であり、前記阻止体は、１つのストッパ部材駆動モータ２３により回転されるピッチ方向が互いに逆の第１ねじ部２４ａと第２ねじ部２４ｂが形成された逆ピッチねじ部材２４を、前記移動部材２２の外周位置にステアリングコラム軸１４と平行に配置し、前記第１ねじ部２４ａに螺合された第１ストッパ部材２５Ｒと、前記第２ねじ部２４ｂに螺合された第２ストッパ部材２５Ｌと、によって構成したため、１つのストッパ部材駆動モータ２３のみを設けるコスト的にもスペース的にも有利な構成にて、ステアリングホイール１の回転許容範囲を自由に設定できる移動体と阻止体とを設置することができる。
【００４１】
（第２実施例）
第２実施例は、右操舵でのロック位置と左操舵でのロック位置を独立に設定できるようにした例である。なお、全体構成は第１実施例の図１と同様であるので図示並びに説明を省略する。
【００４２】
図３は第２実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段１３の詳細な構成を示す断面図である。図３において、２は反力アクチュエータ、３はトルクセンサ、１３は回転阻止手段、１４はステアリングコラム軸である。
【００４３】
前記回転阻止手段１３の構成を説明する。前記ステアリングコラム軸１４を中心軸位置に配置した円筒ケース１５には、その上部開口位置に上部エンドプレート１６が固定され、その下部開口位置に下部フランジ１７が固定されている。ステアリングコラム軸１４は、その上部位置及び下部位置にて２つのベアリング１８，１９を介して回転可能に支持されている。
【００４４】
前記ステアリングコラム軸１４には、必要範囲だけボールねじ溝１４ａが形成され、このボールねじ溝１４ａに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット２１が螺合している。そして、該ボールねじナット２１には、ステアリングホイール１の回転に追従して移動する移動部材２２（移動体）が固定されている。さらに、前記移動部材２２には、前記円筒ケース１５に対し軸方向に開孔された第１スライドガイド孔１５Ｌと第２スライドガイド孔１５Ｒを貫通して突出する２つの第１ストッパ部２２Ｌと第２ストッパ部２２Ｒが形成されている。
【００４５】
前記移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと当接することでステアリングホイール１の回転を阻止する阻止体は、２つの第１ストッパ部材駆動モータ２３Ｌ（アクチュエータ）と第２ストッパ部材駆動モータ２３Ｒ（アクチュエータ）によりそれぞれ回転される第１ねじ部材２４Ｌと第２ねじ部材２４Ｒを、前記移動部材２２の外周位置にステアリングコラム軸１４と平行に配置し、前記第１ねじ部材２４Ｌに螺合された第１ストッパ部材２５Ｌと、前記第２ねじ部２４Ｒに螺合された第２ストッパ部材２５Ｒと、によって構成されている。
【００４６】
すなわち、前記第１ストッパ部材駆動モータ２３Ｌにより第１ねじ部材２４Ｌを回転させると第１ストッパ部材２５Ｌが移動し、前記第２ストッパ部材駆動モータ２３Ｒにより第２ねじ部材２４Ｒを回転させると第２ストッパ部材２５Ｒが移動する。
【００４７】
さらに、２つのストッパ部材駆動モータ２３Ｌ，２３Ｒにより、第１ストッパ部材２５Ｌと第２ストッパ部材２５Ｒとをそれぞれ目標位置に設定するには、各ストッパ部材２５Ｌ，２５Ｒの位置を把握しておく必要があることから、第１ねじ部材２４Ｌの上端部位置には、第１ストッパ部材位置センサ２６Ｌが設けられ、第２ねじ部材２４Ｒの上端部位置には、第２ストッパ部材位置センサ２６Ｒが設けられている。
【００４８】
次に、作用を説明する。
【００４９】
［回転許容範囲設定作用］
第２実施例は右操舵でのロック位置と左操舵でのロック位置を独立して設定できるように、ストッパ部材駆動モータ２３Ｌ，２３Ｒ、ねじ部材２４Ｌ，２４Ｒ、ストッパ部材２５Ｌ，２５Ｒ、ストッパ部材位置センサ２６Ｌ，２６Ｒを２系統設定してある。すなわち、第１実施例との違いは、右操舵でのロック位置と左操舵でのロック位置を中立位置に対して非対象に設定できることにある。
【００５０】
例えば、路肩に駐車しようとして少し舵を切った状態で縁石に接触したような状態では、現状の機械的結合のある操舵装置では、右にも左にも切れない状態となりうる。その状態を機械的結合のない操舵装置で再現するには、中立位置からずれている状態で右にも左にもステアリングホイール１を操舵できない状態を作り出す必要が出てくる。こういった場合に、右操舵でのロック位置と左操舵でのロック位置を中立位置に対して非対象に設定できる第２実施例が有効となる。
【００５１】
次に、効果を説明する。
この第２実施例の車両用操舵装置にあっては、第１実施例の（１），（２），（３）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５２】
（５）  前記移動体は、ステアリングホイール１に連結されたステアリングコラム軸１４に対しねじ螺合により設けた移動部材２２であり、前記阻止体は、２つの第１ストッパ部材駆動モータ２３Ｌと第２ストッパ部材駆動モータ２３Ｒによりそれぞれ回転される第１ねじ部材２４Ｌと第２ねじ部材２４Ｒを、前記移動部材２２の外周位置にステアリングコラム軸１４と平行に配置し、前記第１ねじ部材２４Ｌに螺合された第１ストッパ部材２５Ｌと、前記第２ねじ部２４Ｒに螺合された第２ストッパ部材２５Ｒと、によって構成したため、右操舵でのロック位置と左操舵でのロック位置を中立位置に対して非対象に設定でき、例えば、少し舵を切った状態で縁石に接触したとき等、中立位置からずれている状態で右にも左にもステアリングホイール１を操舵できない状態を作り出す必要が出てくるような場合に有効である。
【００５３】
（第３実施例）
第３実施例は、１つのストッパ部材２５で右側ロックと左側ロックの両方に対応できるようにした例である。なお、全体構成は第１実施例の図１と同様であるので図示並びに説明を省略する。
【００５４】
図４は第３実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段１３の詳細な構成を示す断面図である。図４において、２は反力アクチュエータ、３はトルクセンサ、１３は回転阻止手段、１４はステアリングコラム軸である。
【００５５】
前記回転阻止手段１３の構成を説明する。前記ステアリングコラム軸１４を中心軸位置に配置した円筒ケース１５には、その上部開口位置に上部エンドプレート１６が固定され、その下部開口位置に下部フランジ１７が固定されている。ステアリングコラム軸１４は、その上部位置及び下部位置にて２つのベアリング１８，１９を介して回転可能に支持されている。
【００５６】
前記ステアリングコラム軸１４には、必要範囲だけボールねじ溝１４ａが形成され、このボールねじ溝１４ａに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット２１が螺合している。そして、該ボールねじナット２１には、ステアリングホイール１の回転に追従して移動する移動部材２２（移動体）が固定されている。さらに、前記移動部材２２には、前記円筒ケース１５に対し軸方向に開孔されたスライドガイド孔１５ａを貫通して突出する１つのストッパ部２２ａが形成されている。
【００５７】
前記移動部材２２のストッパ部２２ａと当接することでステアリングホイール１の回転を阻止する阻止体は、１つのストッパ部材駆動モータ２３（アクチュエータ）により回転されるねじ部材２４を、前記移動部材２２の外周位置にステアリングコラム軸１４と平行に配置し、前記ねじ部材２４に螺合すると共に、第１ストッパ面２５ａと第２ストッパ面２５ｂとを有する１つのストッパ部材２５によって構成されている。
【００５８】
例えば、操舵により移動部材２２を移動させるのに同期して前記ストッパ部材駆動モータ２３によりねじ部材２４を回転させると、第１ストッパ面２５ａ及び第２ストッパ面２５ｂと、ストッパ部２２ａの両面との間のクリアランスを保ちながら、１つのストッパ部材２５が移動する。
【００５９】
さらに、１つのストッパ部材駆動モータ２３により、ストッパ部材２５を目標位置に設定するには、ストッパ部材２５の位置を把握しておく必要があることから、ねじ部材２４の上端部位置には、ストッパ部材位置センサ２６が設けられている。
【００６０】
次に、作用を説明する。
【００６１】
［回転許容範囲設定作用］
第３実施例は、１つのストッパ部材２５で右側ロックと左側ロックの両方に対応できる構造のものであり、第２実施例より構成部品が少なくて済むという利点がある。これはステアリングホイール操作角度を操作角センサ４より検出し、その情報から移動部材２２の位置を算出し、ロック状態にしない場合には移動部材２２とストッパ部材２５とが接触しないようにストッパ部材駆動モータ２３を制御し、ロック状態にする場合には移動部材２２とストッパ部材２５を当接させるようにストッパ部材駆動モータ２３を制御する。
【００６２】
この構成では、ストッパ部材２５の位置を常に移動部材２２の近傍にあるように制御するため、例えば、縁石との接触など、転舵機構部の転舵限界以外の位置でロック感を発生させる場合には、短い時間で実現することが可能となる。
【００６３】
移動部材２２のストッパ部２２ａの両面と、第１ストッパ面２５ａ及び第２ストッパ面２５ｂと、の間のクリアランスは、不必要に接触しないようにして小さくするのに、ストッパ駆動系の応答性（制御無駄時間と動特性イナーシャ）とギヤ比を含めたハンドル操作速度、すなわち移動部材２２の移動速度から検討するのが良い。
【００６４】
ストッパ部材２５は軽量に作成できるので、ストッパ部材２５の移動慣性の影響は無視できる。ステアリングホイール１の切り返し操作時の移動部材２２への追従が最も厳しく、次いで、ステアリングホイール１の一方向への早い操作時であり、ハンドル操作開始時に対しては問題ない。なお、最終的には、実験値からストッパ駆動系の応答性を決める。
【００６５】
次に、効果を説明する。
この第３実施例の車両用操舵装置にあっては、第１実施例の（１），（２），（３）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００６６】
（６）  前記移動体は、ステアリングホイール１に連結されたステアリングコラム軸１４に対しねじ螺合により設けた移動部材２２であり、前記阻止体は、１つのストッパ部材駆動モータ２３により回転されるねじ部材２４を、前記移動部材２２の外周位置にステアリングコラム軸１４と平行に配置し、前記ねじ部材２４に螺合すると共に、第１ストッパ面２５ａと第２ストッパ面２５ｂとを有する１つのストッパ部材２５によって構成したため、第２実施例よりも構成部品が少なくて済むと共に、ストッパ部材２５を停止固定すれば適宜の位置で右操舵と左操舵をロックでき、例えば、縁石との接触等、転舵機構部の転舵限界以外の位置でロック感を発生させる場合には、短い時間で実現することができる。
【００６７】
（第４実施例）
第４実施例は、ステアリング軸方向長さを短くした場合等に有効な例である。なお、全体構成は第１実施例の図１のうち回転阻止手段１３がステアリングシャフト１４に対し直交配置である点を除いて同様であるので図示並びに説明を省略する。
【００６８】
図５は第４実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段１３の詳細な構成を示す断面図である。図５において、２７はウォームギヤ、２８はウォームホイール、２９はステアリングロック軸、３０はステアリングコラム軸ケース、３１はステアリングロック軸ケースである。なお、前記ウォームギヤ２７は、ステアリングコラム軸１４の端部に設けられている。また、ウォームギヤ２７とウォームホイール２８により、ステアリングコラム軸１４の回転を直交するステアリングロック軸２９に伝達する回転伝達機構が構成される。
【００６９】
前記回転阻止手段１３の構成を説明する。前記ステアリングロック軸３１を中心軸位置に配置したステアリングロック軸ケース３１には、その一端部開口位置にステアリングコラム軸ケース３０が固定され、その他端部開口位置にエンドプレート３２が固定されている。ステアリングロック軸２９は、ウォームホイール２８の両端部位置及びエンドプレート３２の位置にて３つのベアリング３３，３４，３５を介して回転可能に支持されている。
【００７０】
前記ステアリングロック軸２９には、必要範囲だけボールねじ溝２９ａが形成され、このボールねじ溝２９ａに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット２１が螺合している。そして、該ボールねじナット２１には、ステアリングホイール１の回転に追従して移動する移動部材２２（移動体）が固定されている。さらに、前記移動部材２２には、前記ステアリングロック軸ケース３１に対し軸方向に開孔されたスライドガイド孔３１ａを貫通して突出する１つのストッパ部２２ａが形成されている。
【００７１】
前記移動部材２２のストッパ部２２ａと当接することでステアリングホイール１の回転を阻止する阻止体は、１つのストッパ部材駆動モータ２３（アクチュエータ）により回転されるピッチ方向が互いに逆の第１ねじ部２４ａと第２ねじ部２４ｂが形成された逆ピッチねじ部材２４を、前記移動部材２２の外周位置にステアリングロック軸２９と平行に配置し、前記第１ねじ部２４ａに螺合された第１ストッパ部材２５Ｒと、前記第２ねじ部２４ｂに螺合された第２ストッパ部材２５Ｌと、によって構成されている。
【００７２】
すなわち、前記ストッパ部材駆動モータ２３により逆ピッチねじ部材２４を回転させると、第１ストッパ部材２５Ｒと第２ストッパ部材２５Ｌとは、中立位置を中心として互いの間隔が同じ量だけ大きくなるか小さくなるように移動する。
【００７３】
さらに、１つのストッパ部材駆動モータ２３により、第１ストッパ部材２５Ｒと第２ストッパ部材２５Ｌとを目標位置に設定するには、両ストッパ部材２５Ｒ，２５Ｌの位置を把握しておく必要があることから、逆ピッチねじ部材２４のエンドプレート３２側の位置には、ストッパ部材位置センサ２６が設けられている。
【００７４】
次に、作用を説明する。
【００７５】
第１実施例〜第３実施例では、ステアリングコラム軸１４上にステアリングコラム軸方向に移動する移動部材２２を設置していたため、ステアリング軸方向長さが長くなる構造であったが、この第４実施例では、ステアリングコラム軸１４と垂直な方向に移動する移動部材２２を配置したものである。
【００７６】
すなわち、ステアリングコラム軸１４の回転は、ステアリングコラム軸１４と同軸に配置されているウォームギア２７からウォームホイール２８に伝達されることによりステアリングロック軸２９が回転する構造となっている。なお、回転阻止手段１３の基本的な構成は、第１実施例と同様であるため、回転許容範囲設定作用については、第１実施例と同様な作用を示す。
【００７７】
よって、この第４実施例では、ステアリングコラム軸１４とは直交配置したステアリングロック軸２９上に移動部材２２を設け、移動部材２２の外周位置に第１ストッパ部材２５Ｒと第２ストッパ部材２５Ｌとを設けたため、運転席周りの造形、レイアウト等でステアリング軸方向長さを短くしたい場合などに有効である。
【００７８】
次に、効果を説明する。
この第４実施例の車両用操舵装置にあっては、第１実施例の（１），（２），（３）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００７９】
（７）  移動体は、ステアリングホイール１に連結されたステアリングコラム軸１４とは直交する方向にウォームギヤ２７及びウォームホイール２８を介して配置されたステアリングロック軸２９に対しねじ螺合により設けた移動部材２２であり、阻止体は、１つのストッパ部材駆動モータ２３により回転されるピッチ方向が互いに逆の第１ねじ部２４ａと第２ねじ部２４ｂが形成された逆ピッチねじ部材２４を、前記移動部材２２の外周位置にステアリングロック軸２９と平行に配置し、前記第１ねじ部２４ａに螺合された第１ストッパ部材２５Ｒと、前記第２ねじ部２４ｂに螺合された第２ストッパ部材２５Ｌと、によって構成したため、１つのストッパ部材駆動モータ２３のみを設けるコスト的にもスペース的にも有利な構成にて、ステアリングホイール１の回転許容範囲を自由に設定できる移動体と阻止体とを設置することができると共に、運転席周りの造形、レイアウト等でステアリング軸方向長さを短くしたい場合などにおいて、ステアリングホイール１を備えた操作部のステアリング軸方向長さ短縮化を達成することができる。
【００８０】
（第５実施例）
この第５実施例は、第４実施例の阻止体を右側ロックと左側ロックの両方に対応できる第３実施例構造とした例である。なお、全体構成は第１実施例の図１のうち回転阻止手段１３がステアリングシャフト１４に対し直交配置である点を除いて同様であるので図示並びに説明を省略する。
【００８１】
図６は第５実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段１３の詳細な構成を示す断面図である。図６において、２７はウォームギヤ、２８はウォームホイール、２９はステアリングロック軸、３０はステアリングコラム軸ケース、３１はステアリングロック軸ケースである。なお、前記ウォームギヤ２７は、ステアリングコラム軸１４の端部に設けられている。また、ウォームギヤ２７とウォームホイール２８により、ステアリングコラム軸１４の回転を直交するステアリングロック軸２９に伝達する回転伝達機構が構成される。
【００８２】
前記回転阻止手段１３の構成を説明する。前記ステアリングロック軸３１を中心軸位置に配置したステアリングロック軸ケース３１には、その一端部開口位置にステアリングコラム軸ケース３０が固定され、その他端部開口位置にエンドプレート３２が固定されている。ステアリングロック軸２９は、ウォームホイール２８の両端部位置及びエンドプレート３２の位置にて３つのベアリング３３，３４，３５を介して回転可能に支持されている。
【００８３】
前記ステアリングロック軸２９には、必要範囲だけボールねじ溝２９ａが形成され、このボールねじ溝２９ａに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット２１が螺合している。そして、該ボールねじナット２１には、ステアリングホイール１の回転に追従して移動する移動部材２２（移動体）が固定されている。さらに、前記移動部材２２には、前記ステアリングロック軸ケース３１に対し軸方向に開孔されたスライドガイド孔３１ａを貫通して突出する１つのストッパ部２２ａが形成されている。
【００８４】
前記移動部材２２のストッパ部２２ａと当接することでステアリングホイール１の回転を阻止する阻止体は、１つのストッパ部材駆動モータ２３（アクチュエータ）により回転されるねじ部材２４を、前記移動部材２２の外周位置にステアリングロック軸２９と平行に配置し、前記ねじ部材２４に螺合すると共に、第１ストッパ面２５ａと第２ストッパ面２５ｂとを有する１つのストッパ部材２５によって構成されている。
【００８５】
例えば、操舵により移動部材２２を移動させるのに同期して前記ストッパ部材駆動モータ２３によりねじ部材２４を回転させると、第１ストッパ面２５ａ及び第２ストッパ面２５ｂと、ストッパ部２２ａの両面との間のクリアランスを保ちながら、１つのストッパ部材２５が移動する。
【００８６】
さらに、１つのストッパ部材駆動モータ２３により、ストッパ部材２５を目標位置に設定するには、ストッパ部材２５の位置を把握しておく必要があることから、ねじ部材２４のエンドプレート３２側の位置には、ストッパ部材位置センサ２６が設けられている。
【００８７】
ここで、回転阻止手段１３の基本的な構成は、第３実施例と同様であるため、回転許容範囲設定作用については、第３実施例と同様な作用を示す。
【００８８】
次に、効果を説明する。
この第５実施例の車両用操舵装置にあっては、第１実施例の（１），（２），（３）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００８９】
（８）  移動体は、ステアリングホイール１に連結されたステアリングコラム軸１４とは直交する方向にウォームギヤ２７及びウォームホイール２８を介して配置されたステアリングロック軸２９に対しねじ螺合により設けた移動部材２２であり、阻止体は、１つのストッパ部材駆動モータ２３により回転されるねじ部材２４を、前記移動部材２２の外周位置にステアリングロック軸２９と平行に配置し、前記ねじ部材２４に螺合すると共に、第１ストッパ面２５ａと第２ストッパ面２５ｂとを有する１つのストッパ部材２５によって構成したため、ストッパ部材２５を停止固定すれば適宜の位置で右操舵と左操舵をロックでき、例えば、縁石との接触等、転舵機構部の転舵限界以外の位置でロック感を発生させる場合には、短い時間で実現することができると共に、運転席周りの造形、レイアウト等でステアリング軸方向長さを短くしたい場合などにおいて、ステアリングホイール１を備えた操作部のステアリング軸方向長さ短縮化を達成することができる。
【００９０】
（第６実施例）
この第６実施例は、阻止体によって移動体の回転運動を制限することによりステアリングホイール１のロック位置を自由に設定するようにした例である。なお、全体構成は第１実施例の図１のうち回転阻止手段１３及び反力アクチュエータ２の位置関係が異なる点を除いて同様であるので図示並びに説明を省略する。
【００９１】
図７は第６実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段１３の詳細な構成を示す断面図である。図７において、２は反力アクチュエータ、３はトルクセンサ、１３は回転阻止手段、１４はステアリングコラム軸、３６はステアリングコラム軸ケース、３７はウォームギヤ、３８はウォームホイールである。なお、前記反力アクチュエータ２の出力は、ウォームホイール３８及びウォームギヤ３７を介してステアリングコラム軸１４に伝達される。
【００９２】
前記回転阻止手段１３の構成を説明する。前記ステアリングコラム軸１４は、ステアリングコラム軸ケース３６に対し、４つのベアリング３９，４０，４１，４２を介して回転可能に支持されている。
【００９３】
前記ステアリングホイール１の回転に追従して回転運動する移動体は、ステアリングコラム軸１４の下部に径方向に突出させた突起部４３により構成されている。
【００９４】
前記突起部４３と当接することでステアリングホイール１の回転を阻止する阻止体は、図７及び図８に示すように、突起部４３を有するステアリングコラム軸１４の外周位置にストッパ部材駆動モータ２３（アクチュエータ）により回転可能に配置し、前記突起部４３とは周方向間隔を介して第１ストッパ面と第２ストッパ面とが形成された凹部４４ａを有する円筒状ストッパ部材４４によって構成されている。
【００９５】
なお、ストッパ部材駆動モータ２３のモータ軸には、ウォームギヤ４５が設けられ、前記円筒状ストッパ部材４４には、一体にウォームホイール４６が形成される。すなわち、円筒状ストッパ部材４４は、ウォームギヤ４５及びウォームホイール４６を介して、ストッパ部材駆動モータ２３により回転方向の位置が制御される。なお、図示していなが円筒状ストッパ部材４４の位置を検出するストッパ部材位置センサが、例えば、ストッパ部材駆動モータ２３のモータ軸上に設けられている。
【００９６】
ここで、回転阻止手段１３の基本的な構成は、第３実施例における移動部材２２の並進運動を突起部４３の回転運動に置き換えた場合と同様であるため、回転許容範囲設定作用については、第３実施例と同様な作用を示す。
【００９７】
次に、効果を説明する。
この第６実施例の車両用操舵装置にあっては、第１実施例の（１），（２），（３）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００９８】
（９）  移動体は、ステアリングホイール１の回転とともに回転し、阻止体は移動体の回転運動を制限するため、運転者が操作する操作部に僅かに軸方向及び径方向のスペースがあれば、ステアリングホイール１の回転許容範囲を自由に設定できる移動体と阻止体とを設置することができる。
【００９９】
（１０）  移動体は、ステアリングホイール１に連結されたステアリングコラム軸１４上に設けた突起部４３であり、阻止体は、前記突起部４３を有するステアリングコラム軸１４の外周位置にストッパ部材駆動モータ２３により回転可能に配置し、前記突起部４３とは周方向間隔を介して第１ストッパ面と第２ストッパ面とが形成された凹部４４ａを有する円筒状ストッパ部材４４によって構成したため、円筒状ストッパ部材４４を停止固定すれば適宜の位置で右操舵と左操舵をロックでき、例えば、縁石との接触等、転舵機構部の転舵限界以外の位置でロック感を発生させる場合には、短い時間で実現することができると共に、運転席周りの造形、レイアウト等でステアリングホイール１を備えた操作部を軸方向にも径方向にもコンパクトに配置したい場合に有効である。
【０１００】
以上、本発明の車両用操舵装置を第１実施例〜第６実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０１０１】
第１実施例、第２実施例、第３実施例、第６実施例ではトルクセンサ３を明示し、第４実施例と第５実施例ではトルクセンサ３を明示していないが、第４実施例及び第５実施例においてもステアリングコラム軸上にトルクセンサ３を配置することができる。これによって、移動体が拘束された状態になりステアリングホイールの角度変化が拘束されたとしても、運転者の操舵トルクの情報がトルクセンサ３から出力されるため、それに基づいて操向輪の転舵角の制御を継続することも可能である。
【０１０２】
また、移動体と阻止体に打音が発生する場合に、移動体とストッパの間に緩衝材を設けると良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図３】第２実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図４】第３実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図５】第４実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図６】第５実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図７】第６実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図８】第６実施例装置の回転阻止手段における円筒状ストッパ部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ステアリングホイール
２  反力アクチュエータ
３  トルクセンサ
４  操作角センサ
５  操向輪
６  伝達部
７  ステアリングギア
８  転舵アクチュエータ
９  転舵角センサ
１０  操舵コントローラ
１１  車速センサ
１２  ロードセル
１３  回転阻止手段
１４  ステアリングコラム軸
１４ａ  ボールねじ溝
１５  円筒ケース
１５ａ  １スライドガイド孔
１６  上部エンドプレート
１７  下部フランジ
１８，１９  ベアリング
２１  ボールねじナット
２２  移動部材（移動体）
２２ａ  ストッパ部
２３  ストッパ部材駆動モータ（アクチュエータ）
２４  逆ピッチねじ部材
２４ａ  第１ねじ部
２４ｂ  第２ねじ部
２５Ｒ  第１ストッパ部材（阻止体）
２５Ｌ  第２ストッパ部材（阻止体）
２６  ストッパ部材位置センサ
【図１】
2004249934.tif 000003
【図２】
2004249934.tif 000004
【図３】
2004249934.tif 000005
【図４】
2004249934.tif 000006
【図５】
2004249934.tif 000007
【図６】
2004249934.tif 000008
【図７】
2004249934.tif 000009
【図８】
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