(57)【要約】【課題】 電動作動モータ２７を制御する複雑な制御ロジック及び高精度の車両挙動検出センサを用いることなく、車両挙動の急激な変化を十分に抑制する。【解決手段】  ステアリングシャフト１１と；両端部が転舵輪５にそれぞれ連結しかつラック部２５を有した作動シャフト２１と；ステアリングホイール３の操舵情報に基づいて作動シャフト２１を車幅方向へ移動させる電動作動モータ２７と；ラック部２５に噛合したピニオン部４３を有しかつキックバックによる転舵輪５からの逆転トルクを抽出する抽出シャフト４１と；抽出シャフト４１に連動連結した下部ギヤ機構４５と；ステアリングシャフト１１に連動連結した上部ギヤ機構５３と；下部ギヤ機構４５と上部ギヤ機構５３を連動連結する連結ケーブル６１と；を具備してあって、下部ギヤ機構４５は、逆転トルクを吸収できるように転舵輪５側からの伝達効率を低く構成していること。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール（３）を操舵することにより、一対の転舵輪（５）を転舵させる車両用電動パワーステアリング装置（１）において、
前記ステアリングホイール（３）の操舵によって回転するステアリングシャフト（１１）と；
前記ステアリングホイール（３）に対して操舵方向と逆方向の負荷を与える負荷付与手段（１３）と；
両端部が前記転舵輪（５）にそれぞれ連結し、車幅方向へ延びてあって、ラック部（２５）を有し、車幅方向の移動によって一対の前記転舵輪（５）に転舵力を与える作動シャフト（２１）と；
前記ステアリングホイール（３）の操舵情報に基づいて前記作動シャフト（２１）を車幅方向へ移動させる電動作動モータ（２７）と；
前記作動シャフト（２１）の軸方向と交差してあって、前記ラック部（２５）に噛合したピニオン部（４３）を有し、キックバックによる前記転舵輪（５）からの逆転トルクを抽出する抽出シャフト（４１）と；
前記作動シャフト（２１）の近傍に配設され、前記抽出シャフト（４１）に連動連結してあって、複数の下部ギヤ（４７，４９）からなる下部ギヤ機構（４５）と；
前記ステアリングホイール（３）の近傍に配設され、前記ステアリングシャフト（１１）に連動連結してあって、複数の上部ギヤ（５５，５７）からなる上部ギヤ機構（５３）と；
前記下部ギヤ機構（４５）と前記上部ギヤ機構（５３）を連動連結する連結ケーブル（６１）と；を具備してあって、
前記下部ギヤ機構（４５）と前記上部ギヤ機構（５３）のうち少なくともいずれかのギヤ機構は、前記逆転トルクを吸収できるように前記転舵輪（５）側からの伝達効率を低く構成していることを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
複数の前記上部ギヤ（５５，５７）は、前記ステアリングシャフトに同軸状に一体的に設けられた上部ウォームギヤ（５５）と、この上部ウォームギヤ（５５）に噛合しかつ前記連結ケーブル（６１）の一部が連結された上部ウォームホイール（５７）とからなることを特徴とする請求項１に記載の車両用電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
複数の前記下部ギヤ（４５，４７）は、前記抽出シャフト（４１）に同軸状に一体的に設けられた下部ウォームギヤ（４７）と、この下部ウォームギヤ（４７）に噛合しかつ前記連結ケーブル（６１）の一部が連結された下部ウォームホイール（４７）とからなることを特徴とする請求項２に記載の車両用電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に用いられる車両用電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールを操舵することにより、一対の転舵輪を転舵させる装置であって、従来の車両用電動パワーステアリング装置の構成は、次のようになる。
【０００３】
即ち、車両のインストメントパネル内部には、ステアリングコラムが設けられており、このステアリングコラム内には、前記ステアリングホイールの操舵によって回転するステアリングシャフトがベアリングを介して設けられている。また、ステアリングコラムの近傍には、前記ステアリングホイールに対して操舵方向と逆方向の負荷を与える電動負荷モータが配設されている。
【０００４】
前記ステアリングホイールの下方には、車幅方向（換言すれば左右方向）へ延びた作動シャフトが配設されており、この作動シャフトは、車幅方向の移動によって前記転舵輪に転舵力を与えるものであって、前記作動シャフトの両端部は、前記転舵輪のナックルアームにタイロッドを介してそれぞれ連結してある。そして、前記ステアリングホイールの下方には、前記ステアリングホイールの操舵情報に基づいて前記作動シャフトを車幅方向へ移動させる電動作動モータが設けられている。
【０００５】
従って、前記電動負荷モータによって前記ステアリングホイールに対して操舵方向と逆方向の負荷を与えつつ、前記ステアリングホイールを時計回り方向（或いは反時計回り方向）へ操舵すると、前記電動作動モータによって前記ステアリングホイールの操舵情報に基づいて前記作動シャフトを右方向（或いは左方向）へ移動させる。これにより、前記作動シャフトによって一対の前記転舵輪に転舵力を与えて、左方向（或いは右方向）へ転舵させることができる。
【０００６】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１に示すものがある。
【特許文献１】特開２０００−３３８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、車両が轍路を走行したり又は縁石に乗り上げたりすること等によって、前記転舵輪がキックバックを受けると、キックバックによる逆転トルクが前記転舵輪から前記車両用電動パワーステアリング装置に入力され、ヨーレイト，横加速度等の車両挙動が変化して、車両の走行が不安定になる。そのため、車両挙動検出センサによって車両挙動を検出し、車両挙動情報に基づいて車両挙動の変化を抑制するように前記電動作動モータを制御する必要がある。
【０００８】
一方、車両挙動の急激な変化を十分に抑制するためには、前記電動作動モータを制御する複雑な制御ロジック、及び高精度の前記車両挙動検出センサが必要になって、前記車両用電動パワーステアリング装置の構成が複雑化すると共に、前記車両用電動パワーステアリング装置の生産コストが高くなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明にあっては、ステアリングホイールを操舵することにより、一対の転舵輪を転舵させる車両用電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングホイールの操舵によって回転するステアリングシャフトと；
前記ステアリングホイールに対して操舵方向と逆方向の負荷を与える負荷付与手段と；
両端部が前記転舵輪にそれぞれ連結し、車幅方向（左右方向）へ延びてあって、ラック部を有し、車幅方向の移動によって一対の前記転舵輪に転舵力を与える作動シャフトと；
前記ステアリングホイールの操舵情報に基づいて前記作動シャフトを車幅方向へ移動させる電動作動モータと；
前記作動シャフトの軸方向と交差してあって、前記ラック部に噛合したピニオン部を有し、キックバックによる前記転舵輪からの逆転トルクを抽出する抽出シャフトと；
前記作動シャフトの近傍に配設され、前記抽出シャフトに連動連結してあって、複数の下部ギヤからなる下部ギヤ機構と；
前記ステアリングホイールの近傍に配設され、前記ステアリングシャフトに連動連結してあって、複数の上部ギヤからなる上部ギヤ機構と；
前記下部ギヤ機構と前記上部ギヤ機構を連動連結する連結ケーブルと；を具備してあって、
前記下部ギヤ機構と前記上部ギヤ機構のうち少なくともいずれかのギヤ機構は、前記逆転トルクを吸収できるように前記転舵輪側からの伝達効率を低く構成していることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明特定事項によると、前記負荷付与手段によって前記ステアリングホイールに対して操舵方向と逆方向の負荷を与えつつ、前記ステアリングホイールを時計回り方向（或いは反時計回り方向）へ操舵すると、前記電動作動モータによって前記ステアリングホイールの操舵情報に基づいて前記作動シャフトを左方向（或いは右方向）へ移動させる。これにより、前記作動シャフトによって一対の前記転舵輪に転舵力を与えて、右方向（或いは左方向）へ転舵させることができる。（前記車両用電動パワーステアリング装置の一般的な作用）。
【００１１】
ここで、前記ステアリングホイールの操舵トルクが前記下部ギヤ機構に伝達される傾向にあるが、前記電動作動モータによって前記抽出シャフトが回転するため、前記抽出シャフトの回転トルクが前記操舵トルクよりも先回りして前記下部ギヤ機構に伝達され、前記操舵トルクの下部ギヤ機構への伝達による影響を受けない。
【００１２】
前記車両用電動パワーステアリング装置の一般的な作用の他に、車両が轍路を走行したり又は縁石に乗り上げたりすること等によって、前記転舵輪がキックバックを受けると、前記抽出シャフトによってキックバックによる前記転舵輪からの逆転トルクが抽出される。そして、前記逆転トルクは前記抽出シャフトから下部ギヤ機構へ伝達され、更に、前記連結ケーブル、前記上部ギヤ機構に伝達される傾向にある。
【００１３】
一方、前記いずれかのギヤ機構は、前記逆転トルクを吸収できるように前記転舵輪側からの伝達効率を低く構成しているため、前記逆転トルクが前記いずれかのギヤ機構に伝達されると、前記いずれかのギヤ機構によって前記逆転トルクは吸収される。
【００１４】
これにより、車両挙動情報に基づいて車両挙動の変化を抑制するように前記電動作動モータを制御することなく、換言すれば、前記電動作動モータを制御する複雑な制御ロジック及び高精度の車両挙動検出センサを用いることなく、車両挙動の急激な変化を十分に抑制して、車両の走行を安定に保つことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、複数の前記上部ギヤは、前記ステアリングシャフトに同軸状に一体的に設けられた上部ウォームギヤと、この上部ウォームギヤに噛合しかつ前記連結ケーブルの一部が連結された上部ウォームホイールとからなることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、前記上部ウォームホイールから前記上部ウォームギヤへの伝達効率（前記転舵輪側からの伝達効率）は極めて低いため、前記上部ギヤ機構によって前記逆転トルクの大部分を吸収することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、複数の前記下部ギヤは、前記抽出シャフトに同軸状に一体的に設けられた下部ウォームギヤと、この下部ウォームギヤに噛合しかつ前記連結ケーブルの一部が連結された下部ウォームホイールとからなることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項２に記載の発明特定事項による作用と同様の作用の他に、前記下部ウォームギヤから前記上部ウォームホイールへの伝達効率（換言すれば、前記転舵輪側からの伝達効率）は低いため、前記下部ギヤ機構によって前記逆転トルクの一部を吸収することができ、前記上部ギヤ機構及び前記下部ギヤ機構によって前記逆転トルクを略全て吸収することができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、前記電動作動モータを制御する複雑な前記制御ロジック及び高精度の前記車両挙動検出センサを用いることなく、車両挙動の急激な変化を十分に抑制して、車両の走行を安定に保つことができるため、前記車両用電動パワーステアリング装置の構成の簡略化、及び前記車両用電動パワーステアリング装置の生産コストの低下を図ることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果を奏する他に、前記上部ギヤ機構によって前記逆転トルクの大部分を吸収できるため、車両挙動の急激な変化を十分かつ確実に抑制して、車両の走行の安定性を向上させることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果を奏する他に、前記上部ギヤ機構及び前記下部ギヤ機構によって前記逆転トルクを略全て吸収できるため、車両挙動の急激な変化をより十分かつ確実に抑制して、車両の走行の安定性を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の最良の形態について図１、図２、及び図３を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の最良の形態に係わる車両用電動パワーステアリング装置の斜視図であって、図２は、本発明の最良の形態に係わる車両用電動パワーステアリング装置の要部を示す図であって、図３は、本発明の最良の形態に係わる制御ブロック図である。なお、「左右」とは、図１及び図２において右左のことをいい、「上下」とは、図１及び図２において上下のことをいう。
【００２４】
図１及び図２に示すように、本発明の最良の形態に係わる車両用電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール３を操舵することにより、一対の転舵輪５を転舵させる装置であって、この車両用電動パワーステアリング装置１の構成の詳細は、以下のようになる。
【００２５】
車両のインストメントパネル（図示省略）には、ステアリングコラム７が設けられており、このステアリングコラム７には、上部ケーシング９が設けられている。また、ステアリングコラム７内には、ステアリングホイール３の操舵によって回転するステアリングシャフト１１がベアリング（図示省略）を介して設けられてあって、このステアリングシャフト１１の先端側は、上部ケーシング９内にまで延びている。
【００２６】
上部ケーシング９の側部には、ステアリングホイール３に対して操舵方向と逆方向の負荷を与える電動負荷モータ１３が設けられている。そして、電動負荷モータ１３の出力軸１３ａには、伝達ウォームギア１５が一体的に設けられており、ステアリングシャフト１１には、伝達ウォームギア１５に噛合した伝達ウォームホイール１７が一体的に設けられている。
【００２７】
ステアリングホイール３の下方には、筒状のハウジング１９が配設されており、このハウジング１９内には、車幅方向（換言すれば左右方向）へ延びた作動シャフト２１が設けられてあって、この作動シャフト２１の両端部は、ハウジング１９から突出してある。ここで、作動シャフト２１は、車幅方向の移動によって転舵輪に転舵力を与えるものであって、作動シャフト２１の両端部は、転舵輪５のナックルアームにタイロッド２３を介してそれぞれ連結してある。更に、作動シャフト２１は、車幅方向へ延びたラック部２５を有している。
【００２８】
ハウジング１９内には、作動シャフト２１を車幅方向へ移動させる環状の電動作動モータ２７が設けられている。そして、ハウジング１９内には、電動作動モータ２７の環状の回転子２７ａに一体的に連結したナット部材２９がベアリング（図示省略）を介して回転可能に設けられており、作動シャフト２１の中央部には、ナット部材２９が螺合するネジ溝３１が形成されている。
【００２９】
電動負荷モータ１３及び電動作動モータ２７は、次のような構成により制御している。
【００３０】
即ち、ステアリングコラム７内におけるステアリングホイールと伝達ウォームホイールの間には、ステアリングシャフト１１の回転動作から操舵情報を検出する操舵情報検出センサ３３が設けられており、ハウジング１９内には、作動シャフト２１の移動動作から転舵情報を検出する転舵情報検出センサ３５が設けられている。ここで、操舵情報の中には、ステアリングホイール３の操舵角速度、操舵トルク等が含まれ、転舵情報の中には、転舵輪５の転舵角速度、転舵トルク等が含まれる。
【００３１】
また、車両用電動パワーステアリング装置１は、図３に示すようなコントローラ３７を備えており、電動負荷モータ１３、電動作動モータ２７、操舵情報検出センサ３３、及び転舵情報検出センサ３５は、コントローラ３７に電気的に接続してある。ここで、コントローラ３７は、操舵情報と転舵情報に基づいて目標負荷情報及び目標作動情報を演算して、目標負荷情報を電動負荷モータ１３に出力すると共に、目標作動情報を電動作動モータ２７に出力するものである。
【００３２】
次に、本発明の最良の形態の要部について説明する。
【００３３】
作動シャフトの近傍には、下部ケーシング３９が設けられており、この下部ケーシング３９には、作動シャフト２１の軸方向に対して交差した抽出シャフト４１が設けられている。ここで、抽出シャフト４１は、キックバックによる転舵輪５からの逆転トルクを抽出するものであって、ラック部２５に噛合したピニオン部４３を有している。
【００３４】
また、下部ケーシング３９には、作動シャフト２１に連動連結した下部ギヤ機構４５が設けられている。そして、下部ギヤ機構４５は、抽出シャフト４１に同軸状に一体的に設けられた下部ウォームギヤ４７と、下部ケーシング３９に回転可能に設けられかつ下部ウォームギヤ４７に噛合した下部ウォームホイール４９とからなっている。なお、下部ウォームホイール４９には、下部プーリ５１が同軸状に一体的に設けられている。
【００３５】
同様に、上部ケーシング９には、ステアリングシャフト１１に連動連結した上部ギヤ機構５３が設けられている。そして、上部ギヤ機構５３は、ステアリングシャフト１１に同軸状に一体的に設けられた上部ウォームギヤ５５と、上部ケーシング９に回転可能に設けられかつ上部ウォームギヤ５５に噛合した上部ウォームホイール５７とからなっている。なお、上部ウォームホイール５７には、上部プーリ５９が同軸状に一体的に設けられている。
【００３６】
更に、下部プーリ５１には、下部ギヤ機構４５と上部ギヤ機構５３を連動連結する一対の連結ケーブル６１の一端側部分が巻回するように連結してあって、上部プーリ５９には、一対の連結ケーブル６１の他端側部分が巻回するように連結してある。
【００３７】
ここで、下部ギヤ機構４５は、前記逆転トルクの一部を吸収できるように下部ウォームギヤ４７から下部ウォームホイール４９への伝達効率（換言すれば、転舵輪５側からの伝達効率）を低く構成してある。また、上部ギヤ機構５３は、前記逆転トルクの大部分を吸収できるように上部ウォームホイール５７から上部ウォームギヤ５５への伝達効率（換言すれば、転舵輪５側からの伝達効率）を極めて低く構成している。
【００３８】
次に、本発明の最良の形態の作用について説明する。
【００３９】
電動負荷モータ１３によってステアリングホイール３に対して操舵方向と逆方向の負荷を与えつつ、ステアリングホイール３を時計回り方向（或いは反時計回り方向）へ操舵すると、電動作動モータ２７によってステアリングホイール３の操舵情報に基づいて作動シャフト２１を左方向（或いは右方向）へ移動させる。これにより、作動シャフト２１によって一対の転舵輪５に転舵力を与えて、右方向（或いは左方向）へ転舵させることができる（車両用電動パワーステアリング装置１の一般的な作用）。
【００４０】
ここで、ステアリングホイール３の操舵トルクが下部ギヤ機構４５に伝達される傾向にあるが、電動作動モータ２７によって抽出シャフト４１が回転するため、抽出シャフト４１の回転トルクが前記操舵トルクよりも先回りして下部ギヤ機構４５に伝達され、前記操舵トルクの下部ギヤ機構４５への伝達による影響を受けない。
【００４１】
車両用電動パワーステアリング装置１の一般的な作用の他に、車両が轍路を走行したり又は縁石に乗り上げたりすること等によって、転舵輪５がキックバックを受けると、抽出シャフト４１によってキックバックによる転舵輪５からの前記逆転トルクが抽出される。そして、前記逆転トルクは抽出シャフト４１から下部ギヤ機構３９、一対の連結ケーブル６１、上部ギヤ機構５３へ伝達される。
【００４２】
一方、下部ギヤ機構３９によって前記逆転トルクの一部を吸収することができ、上部ギヤ機構５３によって前記逆転トルクの大部分を吸収することができ、換言すれば、下部ギヤ機構３９及び上部ギヤ機構５３によって前記逆転トルクを略全て吸収することができる。
【００４３】
これにより、車両挙動情報に基づいて車両挙動の変化を抑制するように電動作動モータ２７を制御することなく、換言すれば、電動作動モータ２７を制御する複雑な制御ロジック及び高精度の車両挙動検出センサを用いることなく、車両挙動の急激な変化を十分に抑制して、車両の走行を安定に保つことができる。
【００４４】
以上の如き、本発明の最良の形態によれば、電動作動モータ２７を制御する複雑な制御ロジック及び高精度の前記車両挙動検出センサを用いることなく、車両挙動の急激な変化を十分に抑制して、車両の走行を安定に保つことができるため、車両用電動パワーステアリング装置１の構成の簡略化、及び車両用電動パワーステアリング装置１の生産コストの低下を図ることができる。
【００４５】
また、上部ギヤ機構５３及び下部ギヤ機構４５によって前記逆転トルクを略全て吸収できるため、車両挙動の急激な変化をより十分かつ確実に抑制して、車両の走行の安定性を更に向上させることができる。
【００４６】
更に、電動作動モータ２７の故障等により、多大なステアリングホイール操舵力が要求される場合においては、通常、操舵方向と逆方向へ負荷を与えていた電動負荷モータ１３を、操舵方向へのアシスト付与手段として利用することで、操舵者の負荷を軽減させることを可能にする。
【００４７】
なお、本発明は、前述の発明の最良の形態の説明に限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他種々の態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の最良の形態に係わる車両用電動パワーステアリング装置の斜視図である。
【図２】本発明の最良の形態に係わる車両用電動パワーステアリング装置の要部を示す図である。
【図３】本発明の最良の形態に係わる制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…車両用電動パワーステアリング装置
３…ステアリングホイール
５…転舵輪
１１…ステアリングシャフト
１３…電動負荷モータ
２１…作動シャフト
２５…ラック部
２７…電動作動モータ
３１…作動シャフト
３３…操舵情報検出センサ
３５…転舵情報検出センサ
３７…コントローラ
３９…下部ギヤ機構
４７…下部ウォームギヤ
４９…下部ウォームホイール
５３…上部ギヤ機構
５５…上部ウォームギヤ
５７…上部ウォームホイール
５９…上部プーリ
６１…連結ケーブル
【図１】
2005199823.tif 000003
【図２】
2005199823.tif 000004
【図３】
2005199823.tif 000005