CN110997454B - 转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供使电机小型化的转向装置。搭载于车辆的转向装置(1)具有：动力转向单元(12)，配置于比车厢(2)的地板部(7)更靠下方的位置；以及同轴电机(20)，紧邻地设置于动力转向单元(12)的上方，其输出轴设置为与动力转向单元(12)的输入轴同轴。

Description

转向装置
技术领域
本发明涉及搭载于车辆的转向装置。
背景技术
例如在专利文献1中公开了，在具备使转向轴的旋转力增幅的动力转向单元的转向装置中，设置有对转向轴赋予旋转力的电机的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2007-522019号公报。
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1的结构中，电机是也在动力转向单元发生故障时代替动力转向单元进行驱动的设备，另外，为了转换旋转力而使用了蜗轮机构，因此需要具备高输出且大型的电机。
本发明的目的在于，提供能够使电机小型化的转向装置。
解决问题的方案
本发明的一个形态的转向装置搭载于车辆，该转向装置具有：动力转向单元，配置于比车厢的地板部更靠下方的位置；以及同轴电机，紧邻地设置于所述动力转向单元的上方，其输出轴设置为与所述动力转向单元的输入轴同轴。
发明效果
根据本发明，能够使电机小型化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的转向装置的一例的示意图。
图2是表示本发明的变形例的转向装置的一例的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
使用图1对本实施方式的转向装置1进行说明。图1是表示本实施方式的转向装置1的示意图。图1中，FR表示车辆的前方，UP表示车辆的上方。
转向装置1搭载于具备车厢2的车辆。车辆是在内燃机(省略图示)的上方具备车厢2的平头(cab-over-engine)型车辆(例如，卡车、巴士、货车等)。
转向装置1具备：方向盘3、第一转向轴4、第一接合部5、第二转向轴6、第二接合部10、第三转向轴11、动力转向单元12、转向摇臂(pitman arm)13、转向直拉杆(drag link)14、以及同轴电机20。
方向盘3是在使车辆转向时驾驶员进行旋转操作的装置。
第一转向轴4是转动自如的棒状部件，其一端与方向盘3连接，另一端与第一接合部5连接。
第一接合部5以规定的角度将第一转向轴4与第二转向轴6连结。
第一转向轴4的周围被筒状的上部罩(也称作转向罩(steering cowl))8覆盖。另一方面，第一接合部5的周围被筒状的下部罩(也称作管柱罩(column cover)或管柱护套(column boots))9覆盖。下部罩9的上端与上部罩8的下端连接，下部罩9的下端固定于车厢2的地板部(底部)7。
第二转向轴6是转动自如的棒状部件，例如构成为，轴体(省略图示)与围绕该轴体的筒状部件(省略图示)以能够在轴向上相对滑动的方式连结，从而伸缩自如的轴。
第二转向轴6的一端与第一接合部5连接，另一端与设置于地板部7的下方(车厢2的外部)的第二接合部10连接。具体而言，第二转向轴6的另一端插通到在地板部7形成的开口部(省略图示)中，与第二接合部10连接。
第二接合部10以规定的角度将第二转向轴6与第三转向轴11连结。
第二转向轴6的位于比地板部7更靠上方的位置的部分(位于车厢2内的部分)的周围被下部罩9覆盖。
第三转向轴11是转动自如的棒状部件，其一端与第二接合部10连接，另一端与动力转向单元(也称作转向齿轮箱)12的输入轴(省略图示)连接。动力转向单元12的输入轴设置为与第三转向轴11同轴。
方向盘3的旋转力经由第一转向轴4、第二转向轴6、以及第三转向轴11传递至动力转向单元12。
动力转向单元12配置于比地板部7更靠下方(换言之是车厢2的外部)的位置。该动力转向单元12将上述那样传递的旋转力转换为使转向摇臂13摆动的较大的力。由此，转向摇臂13摆动而对转向直拉杆14进行推拉，通过转向节臂(knuckle arm)和转向横拉杆(tierod)(两者都省略图示)，使车轮(省略图示)转向。
动力转向单元12例如为油压式，主副两个系统的油泵(省略图示)通过一个以上的油路连接。由此，即使主油泵故障，也能够由副油泵应对，从而动力转向单元12的动作继续。此外，与动力转向单元12连接的油泵也可以是一个系统。另外，动力转向单元12不限于油压式，也可以是电动式。
在此，对本实施方式的特征性结构进行说明。
在本实施方式中，如图1所示，在动力转向单元12的上方的紧邻该动力转向单元12的位置具备同轴电机20。
同轴电机20安装于第三转向轴11。同轴电机20的输出轴(省略图示)设置为与第三转向轴11同轴。另外，如上所述，动力转向单元12的输入轴设置为与第三转向轴11同轴，因此，同轴电机20的输出轴是与动力转向单元12的输入轴同轴设置的。
同轴电机20通过ECU(省略图示)的控制而驱动，从而对第三转向轴11赋予旋转力。例如，ECU在执行驾驶辅助功能时，以在规定的时机将规定的旋转力赋予到第三转向轴11的方式，使同轴电机20驱动。驾驶辅助功能例如包括自动泊停车、巡航控制时的车道保持辅助(Lane Keeping Assist)等。
通过同轴电机20的驱动而赋予到第三转向轴11的旋转力传递至动力转向单元12。
如以上所说明的那样，本实施方式的转向装置1的特征在于，在动力转向单元12的上方的紧邻该动力转向单元12的位置(例如，在第三转向轴11上)具备同轴电机20。
本实施方式的转向装置1中，动力转向单元12连接着两个系统的油泵，对于故障的应变性较高，因此可以采用输出较小的小型的电机作为同轴电机20。其结果，例如，能够提高方向盘3的操作性。相对于此，在上述的专利文献1的结构中，电机在动力转向单元发生故障时代替动力转向单元发挥功能，因此不得不采用高输出且大型的电机。其结果，存在方向盘3的操作性下降的问题。
本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的要点的范围内适当变形来实施。下面，对各变形例进行说明。
[变形例1]
本发明的转向装置也可以是线控转向(steering-by-wire)式的装置。使用图2对该装置的例子进行说明。图2是表示本变形例的转向装置100的结构的一例的示意图。
应予说明，图2中，对于与图1相同的构成要素标以相同的附图标记。另外，图2中省略了车厢2的地板部7、转向摇臂13和转向直拉杆14的图示。此外，图2中，虚线的箭头表示控制信号的流动路径。
除实施方式中所说明的动力转向单元12和同轴电机20以外，转向装置100还具备反作用力电机30。动力转向单元12、同轴电机20和反作用力电机30分别与控制装置31电连接，并基于来自控制装置31的控制信号而被控制。
在图2中，方向盘3、第一转向轴4、反作用力电机30和控制装置31设置于车厢2(参见图1)的内部。另一方面，动力转向单元12和同轴电机20设置于车厢2(参见图1)的外部。另外，也可以将控制装置31设置于车厢2的外部。
同轴电机20的输出轴设置为与动力转向单元12的输入轴同轴。此外，同轴电机20以与第一转向轴4及反作用力电机30机械性地分离的方式设置。
第一转向轴4一端与方向盘3连接，另一端与反作用力电机30连接。
控制装置31基于通过各种传感器(省略图示)检测出的方向盘3的扭矩及转角，来计算出旋转方向及旋转量。而且，控制装置31控制同轴电机20和动力转向单元12的驱动，以实现计算出的旋转方向及旋转量。
此外，控制装置31以使第一转向轴4被赋予对应于计算出的旋转方向及旋转量的反作用力的方式，控制反作用力电机30的驱动。
[变形例2]
作为最低限度的结构，本发明的转向装置只要包括动力转向单元12和同轴电机20即可，该动力转向单元12配置于比车厢2的地板部7更靠下方的位置，该同轴电机20紧邻地设置于该动力转向单元12的上方，其输出轴设置为与动力转向单元12的输入轴同轴。
[变形例3]
在实施方式中，列举搭载转向装置1的车辆是平头型车辆的情况为例进行了说明，但不限于此。转向装置1也可以搭载于在车厢2的前方或后方设置内燃机的车辆。
<本发明的概括>
本发明的转向装置搭载于车辆，该转向装置具备：动力转向单元，配置于比车厢的地板部更靠下方的位置；以及同轴电机，紧邻地设置于所述动力转向单元的上方，其输出轴设置为与所述动力转向单元的输入轴同轴。
此外，上述转向装置中，也可以是，还具备转向轴，其一端与配置于比所述车厢的地板部更靠上方的位置的方向盘连接，另一端与所述动力转向单元的输入轴连接，所述同轴电机的输出轴设置为与所述转向轴同轴。
另外，上述转向装置中，也可以是，所述同轴电机设置于轴支架的下方，该轴支架以使所述转向轴可转动的方式支撑所述转向轴。
另外，上述转向装置中，也可以是，所述同轴电机与所述动力转向单元一起由控制装置来控制，以实现基于方向盘的扭矩及转角计算出的旋转方向及旋转量。
另外，上述转向装置中，也可以是，所述动力转向单元为油压式，所述动力转向单元连接着多个油泵。
本申请基于在2017年8月30日提交的日本专利申请(特愿2017-165769)，其内容在此作为参照而引入。
工业实用性
本发明的转向装置作为车辆的转向装置是有用的。
附图标记说明
1、100 转向装置
2 车厢
3 方向盘
4 第一转向轴
5 第一接合部
6 第二转向轴
7 地板部
8 上部罩
9 下部罩
10 第二接合部
11 第三转向轴
12 动力转向单元
13 转向摇臂
14 转向直拉杆
20 同轴电机
30 反作用力电机
31 控制装置

Claims (2)

1.一种转向装置，其搭载于车辆，该转向装置具有：
动力转向单元，配置于比车厢的地板部更靠下方的位置；
同轴电机，在比所述车厢的地板部更靠下方的位置，紧邻地设置于所述动力转向单元的上方，该同轴电机的输出轴设置为与所述动力转向单元的输入轴同轴；
反作用力电机，以与所述同轴电机机械性地分离的方式设置于比所述车厢的地板部更靠上方的位置；
转向轴，其一端与配置于比所述车厢的地板部更靠上方的位置的方向盘连接，另一端与所述反作用力电机连接；以及
控制装置，基于所述方向盘的扭矩及转角来计算旋转方向及旋转量，并且，控制所述同轴电机和所述动力转向单元以实现所述旋转方向及所述旋转量，并以使所述转向轴被赋予对应于所述旋转方向及所述旋转量的反作用力的方式控制所述反作用力电机。
2.如权利要求1所述的转向装置，其中，
所述动力转向单元为油压式，
所述动力转向单元连接着多个油泵。
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