(57)【要約】【課題】構成の簡易化が図れる車両操舵装置を提供すること。【解決手段】ハンドル側に連結される入力軸４と転舵輪側に連結される出力軸５とを有しモータ６の回転駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変機構３と、入力軸４と出力軸５の相対的な回転を制限するロック機構８とを備えて構成されている。モータ６のステータ６ａが車両のボディ３０側に取り付けられ、ロック機構８が出力軸５とモータ６の回転軸６ｃとの相対回転を制限することによって入力軸４と出力軸５の相対的な回転を制限する。【選択図】  図１
2005014680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドル側に連結される入力軸と転舵輪側に連結される出力軸とを有しモータの回転駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変手段と、前記入力軸と前記出力軸の相対的な回転を制限するロック機構とを備えた車両制御装置において、
前記モータは、ステータが車両のボディ側に取り付けられ、
前記ロック機構は、前記出力軸と前記モータの回転軸との相対回転を制限することによって前記入力軸と前記出力軸の相対的な回転を制限すること、
を特徴とする車両操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロック機構を備えた車両操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロック機構を備えた車両用の操舵装置としては、例えば特開２００１−４８０３２号公報に記載されるように、ハンドルに結合されるステアリングシャフトの途中に伝達比可変機構を設けてハンドル操舵量に対する車輪の転舵量を可変とし、その伝達比可変機構の入力軸と出力軸の相対的な回転を制限するロック機構を備えたものが知られている。このロック機構は、伝達比可変機構に内蔵されるモータのロータ側に設けられるロックホルダと、モータのステータ側に設けられるロックアームとを備えており、ロックホルダの周面に形成された凹部にロックアームを嵌合させることにより、ロックを行うものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−４８０３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置にあっては、装置の動作時にモータ自体が回転するため、モータに電源や駆動信号を伝送するケーブルにスパイラルケーブルなど専用の特殊ケーブルを用いる必要があり、配線構成が複雑なものとなっていた。
【０００５】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、構成の簡易化が図れる車両操舵装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る車両操舵装置は、ハンドル側に連結される入力軸と転舵輪側に連結される出力軸とを有しモータの回転駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変手段と、入力軸と出力軸の相対的な回転を制限するロック機構とを備えた車両制御装置において、モータのステータが車両のボディ側に取り付けられ、ロック機構が出力軸とモータの回転軸との相対回転を制限することによって入力軸と出力軸の相対的な回転を制限することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、モータのステータを車両のボディ側に取り付けることにより、装置の作動時にモータのステータが回転することがない。このため、モータの電源や駆動信号を伝送するためのケーブルとして長さ可変タイプのものを用いる必要がなく、装置を簡易な構成とすることができる。また、出力軸とモータの回転軸の相対回転を制限するロック機構を備えることにより、ロック機構がロック状態となっているときに伝達比可変手段の故障によってその入力軸と出力軸の相対回転が不能となってもハンドル操作が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００９】
図１は第一実施形態に係る車両操舵装置の構成概要図である。
【００１０】
本図に示すように、車両操舵装置１には、ハンドル２の操舵力を転舵輪に伝達させる操舵伝達系に伝達比可変機構３が設けられている。伝達比可変機構３は、
ハンドル側に連結される入力軸４と転舵輪側に連結される出力軸５とを有しており、その入力軸４−出力軸５間の伝達比を変化させる伝達比可変手段である。
【００１１】
伝達比可変機構３の入力軸４は、ハンドル２に接続されている。伝達比可変機構３の出力軸５は、ラックアンドピニオン式などで構成されるギヤ装置（図示なし）を介して転舵輪（図示なし）に接続されている。ギヤ装置は、出力軸５の回転入力によりタイロッド（図示なし）を移動させて転舵輪を転舵させる。
【００１２】
入力軸４には、操舵角センサ１０が設けられている。操舵角センサ１０は、入力軸４の回転状態に基づいて、ハンドル２の操舵角度を検出する操舵角検出手段として機能する。
【００１３】
また、伝達比可変機構３は、モータ６と減速機７を備えている。モータ６は、操舵制御器２０の駆動制御信号を受けて駆動する電動機である。モータ６のステータ６ａは、車両のボディ３０側に取り付けられている。このため、モータ６のステータ６ａは、車両操舵装置１が作動しても、回転しない。モータ６のロータ６ｂは、減速機７に接続されている。
【００１４】
減速機７は、モータ６の回転出力を減速して出力する減速手段である。この減速機７は、ハンドル操舵角θ１に対しモータ回転角θ２の減速分を加減して出力軸５を回転させる。減速機７としては、例えば波動歯車機構が用いられる。
【００１５】
また、伝達比可変機構３には、回転センサ１２が設けられている。回転センサ１２は、モータ６の回転軸６ｃの回転角などの回転状態を検出するセンサである。
【００１６】
操舵角センサ１０及び回転センサ１２の検出信号は、操舵制御器２０に入力される。操舵制御器２０は、車両操舵装置１の装置全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成される。また、操舵制御器２０には、車両に設置される車速センサ（図示なし）の検出信号が入力される。操舵制御器２０は、操舵角センサ１０、車速センサなどの検出信号に基づいてモータ６に駆動信号を出力して伝達比を調整し操舵制御を行う。
【００１７】
モータ６と操舵制御器２０を電気的に接続するケーブル４０ａ、４０ｂは、モータ６のステータ６ａがボディ側に取り付けられているため、スパイラルケーブルなどの長さ可変タイプのものを用いる必要がなく、普通のケーブルを用いることができる。従って、車両操舵装置１を簡易な構成とすることができる。
【００１８】
車両操舵装置１には、ロック機構８が設けられている。ロック機構８は、入力軸４と出力軸５の相対的な回転を制限するものである。このロック機構８は、出力軸５とモータ６の回転軸６ｃの相対回転を制限することによって入力軸４と出力軸５の相対的な回転を制限するものである。ロック機構８は、モータ６の回転軸６ｃに取り付けられるロックホルダ８１と、出力軸５と一体に設けられロックホルダ８１に係合してその回転を制限するロックレバー８２とを備えている。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る車両操舵装置１における減速機７の説明図である。
【００２０】
図２に示すように、減速機７は、波動歯車機構を用いて構成されるものであり、第一サーキュラスプライン７３、第二サーキュラスプライン７４、ウエーブジェネレータ７５及びフレクスプライン７６を備えている。これらの第一サーキュラスプライン７３、第二サーキュラスプライン７４、ウエーブジェネレータ７５及びフレクスプライン７６は、モータ６の回転軸６を中心とする同軸上に配設されている。
【００２１】
第一サーキュラスプライン７３は、内周面に複数の歯７３ａを形成してなるリング状の部材であり、ハウジング７１と一体に設けられ入力軸４（図１参照）と共に回転する。第二サーキュラスプライン７４は、内周面に複数の歯７４ａを形成してなるリング状の部材であり、出力軸５と一体に設けられ出力軸５と共に回転する。
【００２２】
ウエーブジェネレータ７５は、楕円形の部材であって、第一サーキュラスプライン７３及び第二サーキュラスプライン７４の内側に配置できる大きさに形成されている。ウエーブジェネレータ７５は、モータ６の回転軸６ｃに取り付けられており、その回転軸６ｃと共に回転する。
【００２３】
フレクスプライン７６は、環状のベルト部材であり、外周面に歯７６ａが形成されている。フレクスプライン７６は、弾性変形可能な材料により形成され、ウエーブジェネレータ７５の外周に装着される。そして、フレクスプライン７６は、ウエーブジェネレータ７５に装着された状態で、歯７６ａを歯７３ａ及び歯７４ａに噛合させて第一サーキュラスプライン７３及び第二サーキュラスプライン７４の内側に配置される。
【００２４】
第二サーキュラスプライン７４の歯７４ａとフレクスプライン７６の歯７６ａは同数形成され、第一サーキュラスプライン７３の歯７３ａは歯７４ａ及び歯７６ａより所定数多く形成されている。例えば、歯７４ａ及び歯７６ａは、１００歯とされ、歯７３ａは１０２歯とされる。
【００２５】
フレクスプライン７６は、ウエーブジェネレータ７５の長軸部分でのみ第一サーキュラスプライン７３の歯７３ａと噛み合っており、短軸部分では離れた状態となっている。この状態で、モータ６の回転軸６ｃが回転すると、それに伴ってウエーブジェネレータ７５が回転する。このとき、ウエーブジェネレータ７５の回転により歯７３ａと歯７６ａの噛合位置が移動していくが、歯７６ａが歯７３ａより少ない分だけ、ウエーブジェネレータ７５の回転方向と逆の方向にフレクスプライン７６が回転することとなる。すなわち、ウエーブジェネレータ７５が一回転すると、フレクスプライン７６及び第二サーキュラスプライン７４がその反対方向に二歯分だけ回転することとなる。
【００２６】
図３に本実施形態に係る車両操舵装置のロック機構の説明図を示す。
【００２７】
図３に示すように、ロックホルダ８１は、円盤状の部材であり、その外周に複数の溝８１ａが形成されている。このロックホルダ８１は、モータ６の回転軸６ｃに取り付けられており、回転軸６ｃと共に回転する。
【００２８】
ロックレバー８２は、出力軸５側に取り付けられている。ロックレバー８２は、ソレノイド８４の作動によりロックホルダ８２に対し接近及び離間する。このロックレバー８２がロックホルダ８１の溝８１ａに係合することにより、ロック機構８がロック状態となる。その際、ロックレバー８２が出力軸５側に取り付けられ、ロックホルダ８１が回転軸６ｃに取り付けられているため、出力軸５とモータ６の回転軸６ｃの相対回転が制限され、これによって入力軸４と出力軸５の相対的な回転が制限されることとなる。
【００２９】
次に本実施形態に係る車両操舵装置の動作について説明する。
【００３０】
図１において、車両の運転者によりハンドル２が操作されると、その操舵力が入力軸４を介して減速機７に伝達される。一方、ハンドル２の操舵角が操舵角センサ１０により検出され、その検出信号が操舵制御器２０に入力される。操舵制御器２０は、車両の速度などに応じて伝達比（ステアリングギヤ比）を演算する。
【００３１】
例えば、車速が小さいときには、ギヤ比を小さく設定し、ハンドル操作量に対して転舵輪の転舵量が大きくなるようにする。一方、車速が大きいときには、ギヤ比を大きく設定し、ハンドル操作量に対して転舵輪の転舵量が小さくなるようにする。
【００３２】
そして、そのようなステアリングギヤ比となるように、操舵制御器２０からモータ６に対して駆動制御信号が出力される。モータ６は、その駆動制御信号を受けて駆動する。モータ６の駆動により、回転軸６ｃが回転する。回転軸６ｃの回転は減速機７で減速される。
【００３３】
そして、ハンドル２の操舵入力に対し、モータ６の回転角の減速分が加減され、設定されたステアリングギヤ比となるように出力軸５が回転する。これにより、入力軸４−出力軸５間の伝達比を所望の伝達比として操舵制御することができる。
【００３４】
ところで、車両のイグニッションスイッチがオフされた時や車両操舵装置１がフェイル状態となった時などには、図３に示すように、ロックレバー８２がロックホルダ８１に係合し、ロックホルダ８１の回転が防止される。
【００３５】
これにより、出力軸５とモータ６の回転軸６ｃの相対回転が制限され、入力軸４と出力軸５の相対的な回転が制限される。この状態でハンドル２が操舵されると、その操舵力が入力軸４、ハウジング７１、第一サーキュラスプライン７３、フレクスプライン７６及び第二サーキュラスプライン７４を通じて出力軸５に伝達され、ハンドル操作が可能となる。
【００３６】
このとき、減速機７など伝達比可変機構３に故障が生じて、その入力軸４と出力軸５の相対的な回転が不能となっても、ハンドル操作が確保できる。
【００３７】
これに対し、図４に示すように、例えばロック機構８がモータ６のステータ６ａとロータ６ｂの回転を制限するようなものである場合、減速機７が故障して入力軸４と出力軸５の相対的な回転が不能となると、モータ６の回転軸６ｃも回転できない状態となっているため、ハンドル操作が確保できないという不都合がある。本実施形態に係る車両操舵装置１は、出力軸５とモータ６の回転軸６ｃの相対回転を制限することによって、入力軸４と出力軸５の相対的な回転を制限する構成を採ることにより、このような不都合が生じない。
【００３８】
以上のように、本実施形態に係る車両操舵装置１によれば、モータ６のステータ６ａを車両のボディ３０側に取り付けることにより、装置作動時にモータ６のステータ６ａが回転することがない。このため、モータ６の電源や駆動信号を伝送するためのケーブルとして長さ可変タイプのものを用いる必要がなく、装置を簡易な構成とすることができる。
【００３９】
また、出力軸５とモータ６の回転軸６ｃの相対回転を制限するロック機構８を備えることにより、ロック機構８がロック状態となっているときに伝達比可変機構３の故障によってその入力軸４と出力軸５の相対回転が不能となってもハンドル操作が可能である。
【００４０】
なお、本実施形態では、減速機として波動歯車機構を用いた場合について説明したが、本発明に係る車両操舵装置はそのようなものに限られるものではなく、減速機として遊星歯車機構などその他のものを用いたものであってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、構成の簡易化が図れる車両操舵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両操舵装置の構成概略図である。
【図２】図１の車両操舵装置における減速機の説明図である。
【図３】図１の車両操舵装置におけるロック機構の説明図である。
【図４】比較例の説明図である。
【符号の説明】
１…車両操舵装置、２…ハンドル、３…伝達比可変機構（伝達比可変手段）、４…入力軸、５…出力軸、６…モータ、６ａ…ステータ、６ｂ…ロータ、６ｃ…回転軸、７…減速機、８…ロック機構、１０…操舵角センサ、２０…操舵制御器。
【図１】
2005014680.tif 000003
【図２】
2005014680.tif 000004
【図３】
2005014680.tif 000005
【図４】
2005014680.tif 000006