JP2007083848A - Steering system for vehicle - Google Patents
Steering system for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007083848A JP2007083848A JP2005274337A JP2005274337A JP2007083848A JP 2007083848 A JP2007083848 A JP 2007083848A JP 2005274337 A JP2005274337 A JP 2005274337A JP 2005274337 A JP2005274337 A JP 2005274337A JP 2007083848 A JP2007083848 A JP 2007083848A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- ratio
- amount
- steering system
- intermittent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering Controls (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
Description
本発明は、車両に配備されるステアリングシステムに関し、詳しくは、ステアリング操作部材の操作量に対する転舵装置の転舵量の比を変更可能な機能を有するステアリングシステムに関する。 The present invention relates to a steering system provided in a vehicle, and more particularly to a steering system having a function capable of changing a ratio of a turning amount of a steering device to an operation amount of a steering operation member.
今日では、車両が備えるステアリングシステムとして、いわゆるVGRS(Variable Gear Ratio Steering)機能、すなわち、ステアリングホイール等のステアリング操作部材(以下、単に「操作部材」と略す場合がある)の操作量に対する転舵装置の転舵量の比である操作転舵比が変更可能な装置を有するステアリングシステムが検討されている。このVGRS機能を有する装置は、一般に、差動機構と駆動源とを有しており、例えば、その駆動源等が失陥した場合のように、駆動源によって駆動される差動機構の一要素の概して自由な動作が許容される状況においては、操作部材の操作が転舵装置に伝達されない状況となり得る。そのことを考慮して、下記特許文献1,2に記載されているVGRS機能を有する装置は、駆動源によって駆動される差動機構の一要素の動作をロック機構によって禁止することで、操作転舵比が固定的な値とされた状態で操作部材の操作が転舵装置に伝達されるような構造とされている。
上記特許文献1に記載のシステムは、ロック機構を作動させる前の操作転舵比とロック機構を作動させた後の操作転舵比である固定比との差分に応じて、転舵力をアシストする力をパワーステアリング機能のための駆動源によって変化させることで、ロック機構の作動前後の操作転舵比の変化によって生じる操作違和感を低減可能とされており、一歩進んだステアリングシステムが実現されている。しかし、上記特許文献1に記載のシステムは、特許文献2に記載のシステムも含め、ロック機構によって操作転舵比が固定された値となるため、適切な操舵ができないという問題を抱えている。この問題は、操作転舵比を変更可能な機能を有するステアリングシステムが抱える1つの問題であるが、このVGRS機能を有するシステムは、そのような問題への対処を始めとして、実用性を向上させる余地が十分に残されたものとなっている。本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いステアリングシステムを提供することを課題とする。 The system described in Patent Document 1 assists the steering force according to the difference between the operation steering ratio before operating the lock mechanism and the fixed ratio that is the operation steering ratio after operating the lock mechanism. By changing the driving force for the power steering function, it is possible to reduce the uncomfortable feeling caused by the change in the operation steering ratio before and after the operation of the lock mechanism. Yes. However, the system described in Patent Document 1, including the system described in Patent Document 2, has a problem that proper steering cannot be performed because the operation turning ratio is fixed by a lock mechanism. This problem is one of the problems of a steering system having a function capable of changing the operation-turning ratio. However, the system having the VGRS function improves the practicality by addressing such a problem. There is plenty of room left. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a highly practical steering system.
上記課題を解決するため、本発明の車両用ステアリングシステムは、ステアリング操作部材と連結された第1要素と転舵装置に連結された第2要素との相対動作量をそれらに係合する第3要素の駆動量に応じて変更可能な可変動作伝達装置を備えるステアリングシステムであって、第3要素の動作が許容される状況において、ステアリング操作部材から転舵装置への間欠的な動作伝達を実現する間欠動作伝達装置を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a vehicle steering system according to the present invention is a third system in which a relative operation amount between a first element coupled to a steering operation member and a second element coupled to a steering device is engaged with them. A steering system including a variable motion transmission device that can be changed according to the driving amount of an element, and realizes intermittent motion transmission from the steering operation member to the steering device in a situation where the operation of the third element is allowed An intermittent motion transmission device is provided.
本発明の車両用ステアリングシステムによれば、第3要素の動作が許容される状況、例えば、可変動作伝達装置の駆動源が失陥した場合であっても、間欠動作伝達装置によって操作部材から転舵装置へ間欠的に動作を伝達することで、操作部材の操作量に対する転舵量の比を変更可能であるため、適切な操舵が可能となる。そのような利点を有することで、本発明の車両用ステアリングシステムは、実用性の高いシステムとなる。 According to the vehicle steering system of the present invention, even when the operation of the third element is allowed, for example, when the drive source of the variable motion transmission device is lost, the intermittent motion transmission device is used to switch from the operation member. Since the ratio of the steering amount to the operation amount of the operation member can be changed by intermittently transmitting the operation to the rudder device, appropriate steering is possible. By having such advantages, the vehicle steering system of the present invention is a highly practical system.
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。 In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is merely for the purpose of facilitating the understanding of the claimable inventions, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting those inventions to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which some constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention.
なお、以下の各項において、(1)項は、請求可能発明の車両用ステアリングシステムの前提となる態様を示した項であり、(1)項に(11)項の技術的特徴を付加したものが請求項1に相当し、請求項1に(12)項の技術的特徴を付加したものが請求項2に、請求項2に(3)項の技術的特徴を付加したものが請求項3に、請求項1に(13)項の技術的特徴を付加したものが請求項4に、請求項1ないし請求項4のいずれかに(6)項の技術的特徴を付加したものが請求項5に、請求項5に(7)項の技術的特徴を付加したものが請求項6に、それぞれ相当する In each of the following items, item (1) is a term indicating a precondition of the vehicle steering system of the claimable invention, and the technical feature of item (11) is added to item (1). Is equivalent to claim 1, the technical feature of (12) is added to claim 1, the claim 2 is added with the technical feature of (3), and claim 2 is added to the technical feature of (3). 3, the technical feature of (13) is added to claim 1, and the technical feature of (6) is added to any of claims 1 to 4 in claim 4. The technical feature of item (7) added to item 5 corresponds to item 5 and corresponds to item 6 respectively.
(1)運転者によって操作されるステアリング操作部材と、
(a)そのステアリング操作部材に連結されてそれの操作量に応じた動作量の動作が可能に設けられた第1要素と、(b)その第1要素と相対動作可能に設けられた第2要素と、(c)それら第1要素と第2要素と係合する第3要素とを含んで構成される差動機構と、前記第3要素を駆動する駆動源を有し、前記第1要素から前記第2要素へ動作を伝達するとともに、前記第1要素と前記第2要素との相対動作量を前記第3要素の駆動量に応じて変更可能とされた可変動作伝達装置と、
前記第2要素と連結され、その第2要素の動作量に応じた転舵量となる車輪の転舵を実現する転舵装置と
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記可変動作伝達装置が、前記第3要素の動作を禁止可能な第3要素動作禁止装置を有する車両用ステアリングシステム。
(1) a steering operation member operated by a driver;
(a) a first element connected to the steering operation member and provided with an operation amount corresponding to the operation amount; and (b) a second element provided relative to the first element. A differential mechanism including an element; and (c) a third element that engages with the first element and the second element; and a drive source that drives the third element. A variable motion transmission device capable of transmitting a motion from the first element to the second element and changing a relative motion amount between the first element and the second element according to a driving amount of the third element;
A vehicle steering system comprising: a steering device that is connected to the second element and realizes steering of a wheel having a steering amount according to an operation amount of the second element;
The vehicle steering system, wherein the variable motion transmission device includes a third element operation prohibiting device capable of prohibiting the operation of the third element.
本項に記載の態様は、先に説明したように、種々の請求可能発明に共通の構成要素を列挙した態様であり、本項は、請求可能発明の前提項としての意義を有する。本項の態様のステアリングシステムは、平たく言えば、いわゆるVGRSアクチュエータを有するステアリングシステムであって、そのVGRSアクチュエータが、先に述べたロック機構を備えたステアリングシステムである。 As described above, the aspect described in this section is an aspect in which components common to various claimable inventions are listed, and this section has significance as a premise of the claimable invention. In short, the steering system of the aspect of this section is a steering system having a so-called VGRS actuator, and the VGRS actuator is a steering system provided with the lock mechanism described above.
本項に記載の「転舵装置」は、その構成が特に限定されるものではなく、例えば、車輪を繋ぐ転舵ロッドと、その転舵ロッドを軸線方向に移動させる機構とを含んで構成されるような、既に公知の種々の構成のものを採用することが可能である。そのような転舵ロッドを移動させる機構としては、例えば、ラックピニオン機構,ボールねじ機構等を採用することが可能である。 The configuration of the “steering device” described in this section is not particularly limited, and includes, for example, a steering rod that connects wheels and a mechanism that moves the steering rod in the axial direction. It is possible to employ various configurations already known. As a mechanism for moving such a steered rod, for example, a rack and pinion mechanism, a ball screw mechanism, or the like can be employed.
本項に記載の「可変動作伝達装置」は、第1要素と第2要素との相対動作量が車両の走行速度等のパラメータに依拠して変更可能とされた、いわゆるVGRSアクチュエータである。可変動作伝達装置を構成する「差動機構」は、その構成が特に限定されるものではなく、例えば、第1要素,第2要素が相対回転するものとされ、第3要素がそれらと係合して回転動作する機構とすることが可能である。具体的には、傘状歯車が噛合してなる機構,プラネタリギヤ機構,ハーモニックギヤ機構(2リングギヤ型であっても,カップ型であってもよい),サイクロイド減速機構といった種々のものを採用することが可能である。また、「駆動源」は、種々の駆動源装置を採用することが可能であり、例えば、電動モータを採用することが可能である。なお、それら差動機構および駆動源等を収容するハウジングは、車体に対して固定的に設けられるものであってもよく、車体に対して回転可能に設けられるものであってもよい。前者は、例えば、システムが上記の転舵ロッドを軸線方向に移動させる構造の転舵装置を備える場合にはその転舵装置のハウジングに固定されるもの、あるいは、システムがシャフトとそれを回転可能に保持するチューブとを含んで構成されるステアリングコラムを備える場合にはそのステアリングコラムに固定されるもの等を採用することが可能である。また、後者は、例えば、ステアリングシャフトや転舵装置の入力軸にハウジングが固定され、そのステアリングシャフトや転舵装置の入力軸の回転に伴って回転するような構造のものを採用することが可能である。 The “variable motion transmission device” described in this section is a so-called VGRS actuator in which the relative motion amount between the first element and the second element can be changed depending on a parameter such as a traveling speed of the vehicle. The “differential mechanism” constituting the variable motion transmission device is not particularly limited in its configuration, for example, the first element and the second element are relatively rotated, and the third element is engaged with them. Thus, the mechanism can rotate. Specifically, various mechanisms such as a mechanism in which a bevel gear meshes, a planetary gear mechanism, a harmonic gear mechanism (which may be a two-ring gear type or a cup type), and a cycloid reduction mechanism are adopted. Is possible. Also, as the “drive source”, various drive source devices can be adopted, and for example, an electric motor can be adopted. The housing that accommodates the differential mechanism, the drive source, and the like may be provided fixed to the vehicle body or may be provided so as to be rotatable with respect to the vehicle body. For example, when the system includes a steering device structured to move the steering rod in the axial direction, the former is fixed to the housing of the steering device, or the system can rotate the shaft and the shaft. In the case of including a steering column configured to include a tube to be held in the column, it is possible to employ a column fixed to the steering column. In the latter case, for example, it is possible to adopt a structure in which the housing is fixed to the input shaft of the steering shaft or the steering device, and rotates with the rotation of the input shaft of the steering shaft or the steering device. It is.
本項における「操作量」としては、例えば、ステアリングホイールの回転角、あるいはそれと対応する何らかの指標を採用することが可能であり、極端な例として、第1要素の動作量とすることも可能である。また、「転舵量」としては、例えば、車輪の転舵角,転舵ロッドの変位量,転舵装置の入力軸の回転角、あるいはそれらのいずれかと対応する何らかの指標を採用することが可能であり、極端な例として、第2要素の動作量を採用することも可能である。 As the “operation amount” in this section, for example, the rotation angle of the steering wheel or some index corresponding thereto can be adopted. As an extreme example, the operation amount of the first element can also be used. is there. In addition, as the “steering amount”, for example, it is possible to adopt a wheel turning angle, a displacement amount of the turning rod, a rotation angle of the input shaft of the turning device, or any index corresponding to any of them. As an extreme example, the operation amount of the second element can be adopted.
上記可変動作伝達装置は、例えば、システムに制御装置を設け、その制御装置によって制御することが可能である。詳しくは、可変動作伝達装置の駆動源を制御することにより第1要素と第2要素との相対動作量を変更することで、ステアリング操作部材の操作量に対する転舵装置の転舵量の比である「操作転舵比」を変更するような制御を行うことが可能である。その操作転舵比は、車両の走行速度等のパラメータに依拠して変更されるように設定することができ、制御装置は、操作転舵比がそのパラメータに依拠した設定比となるように制御を行うことが可能である。具体的には、例えば、車両の速度が速い場合は、車両の走行安定性等に鑑み、操作転舵比を小さくするような制御や、逆に、車両の速度が遅い場合は、車両の操縦容易性等に鑑み、操作転舵比を大きくするような制御を行うことが可能である。 The variable motion transmission device can be controlled by, for example, a control device provided in the system. Specifically, the ratio of the turning amount of the steering device to the operation amount of the steering operation member is changed by changing the relative operation amount of the first element and the second element by controlling the drive source of the variable motion transmission device. It is possible to perform control to change a certain “operation steering ratio”. The operation turning ratio can be set so as to be changed depending on parameters such as the traveling speed of the vehicle, and the control device controls so that the operation turning ratio becomes a setting ratio depending on the parameters. Can be done. Specifically, for example, when the speed of the vehicle is high, in consideration of the running stability of the vehicle, control for reducing the operation turning ratio, or conversely, when the speed of the vehicle is slow, In view of ease and the like, it is possible to perform control to increase the operation steering ratio.
上記可変動作伝達装置は、第3要素の動作を禁止可能な「第3要素動作禁止装置(ロック機構)」を備えるものとされている。その第3要素動作禁止装置は、その構成が特に限定されるものではなく、例えば、第3要素に設けられた被係止部と、車体の一部に設けられてその被係止部を係止可能な係止部とを有し、その係止部によって前記被係止部が係止された係止状態において第3要素の動作を禁止するようなストッパ機構を採用することが可能である。また、例えば、後に説明するような、第3要素と接触する状態においてその第3要素の動作の抵抗となる摩擦力を発生させる接触部材を有し、その接触部材を第3要素に接触させることで第3要素の動作を抑制・禁止することが可能なブレーキ機構を採用することも可能である。 The variable motion transmission device includes a “third element operation prohibiting device (lock mechanism)” capable of prohibiting the operation of the third element. The configuration of the third element operation prohibiting device is not particularly limited. For example, the third element operation prohibiting device is provided with a locked portion provided in the third element and a locked portion provided in a part of the vehicle body. It is possible to employ a stopper mechanism that has a locking portion that can be stopped and prohibits the operation of the third element in the locked state in which the locked portion is locked by the locking portion. . In addition, for example, a contact member that generates a frictional force that acts as a resistance to the operation of the third element in a state of contact with the third element as described later is provided, and the contact member is brought into contact with the third element. It is also possible to employ a brake mechanism that can suppress and prohibit the operation of the third element.
可変動作伝達装置は、第3要素の動作を禁止した状態において、第1要素と第2要素との相対動作量を固定できる構造とされており、本態様のステアリングシステムは、その状態において、前記操作転舵比を固定的に定まる固定比とできる構造とされている。本項の態様においては、例えば、可変動作伝達装置の駆動源の失陥やその駆動源に電流が流れないような制御系の失陥等により、第3要素の概して自由な動作が許容される場合に、操作部材の操作が転舵装置に伝達されない状況となる。その状況において、第3要素動作禁止装置によって第3要素の動作を禁止することで、固定比に従って、操作部材の操作を転舵装置に伝達することが可能とされる。 The variable motion transmission device has a structure capable of fixing the relative motion amount between the first element and the second element in a state in which the operation of the third element is prohibited. The operation steering ratio is set to a fixed ratio that is fixedly determined. In the aspect of this section, for example, a generally free operation of the third element is allowed due to a failure of the drive source of the variable motion transmission device, a failure of the control system in which no current flows through the drive source, or the like. In this case, the operation of the operation member is not transmitted to the steering device. In that situation, by prohibiting the operation of the third element by the third element operation prohibiting device, it is possible to transmit the operation of the operating member to the steering device according to the fixed ratio.
ところが、固定比に従って操作部材の操作を転舵装置に伝達するだけでは、可変動作伝達装置によって実現されていたような適切な転舵ができないこととなる。そこで、可変動作伝達装置に代えて適切な転舵を可能とするために、以下に示す各項の態様は、操作部材から転舵装置への間欠的な動作伝達を実現すること、言い換えれば、操作部材から転舵装置への動作伝達が可能な伝達可能状態と、操作部材から転舵装置への動作伝達が実質的に不可能な伝達不能状態とを交互に実現させることが可能な構成となっている。詳しく言えば、伝達可能状態は、操作部材の操作を固定比に従って転舵装置に伝達する状態を意味し、伝達不能状態は、操作部材を操作してもその操作が転舵装置に伝達されず車輪が転舵されない状態を意味する。このような構成とすることで、操作転舵比を固定比から任意に変更することが可能であり、可変動作伝達装置に代わえて適切な転舵を実現することが可能となる。なお、その間欠的な動作伝達を実現する構成は、例えば、第3要素の動作を間欠的に禁止するような構成や、第3要素の動作を禁止した状態において操作部材から転舵装置の間の連結を間欠的に解除するような構成を採用することが可能である。 However, only by transmitting the operation of the operation member to the steering device according to the fixed ratio, appropriate steering as realized by the variable motion transmission device cannot be performed. Therefore, in order to enable appropriate steering instead of the variable motion transmission device, the aspect of each item shown below realizes intermittent motion transmission from the operation member to the steering device, in other words, A configuration capable of alternately realizing a transmittable state in which motion transmission from the operation member to the steering device is possible and a non-transmittable state in which motion transmission from the operation member to the steering device is substantially impossible; It has become. More specifically, the transmittable state means a state in which the operation of the operation member is transmitted to the steering device according to a fixed ratio, and the non-transmittable state means that the operation is not transmitted to the steering device even if the operation member is operated. This means that the wheels are not steered. By setting it as such a structure, it is possible to change an operation steering ratio arbitrarily from a fixed ratio, and it becomes possible to implement | achieve appropriate steering instead of a variable motion transmission apparatus. In addition, the structure which implement | achieves the intermittent operation | movement transmission is a structure which prohibits the operation | movement of a 3rd element intermittently, for example, between operation members and a steering apparatus in the state which prohibited the operation | movement of the 3rd element. It is possible to adopt a configuration that intermittently releases the connection.
上記間欠的な動作伝達を実現する構成とされた態様においては、例えば、後に詳しく説明する、上記伝達可能状態におけるステアリング操作部材の操作量と操作時間との一方と、上記伝達不能状態におけるそのステアリング操作部材の操作量と操作時間との一方との比である間欠作動比を変更することによって、操作転舵比を変更することが可能である。間欠作動比は、具体的には、例えば、規定された操作部材の操作量,操作時間内に対する伝達不能状態である操作部材の操作量,操作時間の割合である、いわゆるデューティ比的な値を採用することが可能である。そのデューティ比が0であれば操作転舵比は固定比となり、デューティ比を0から大きくするほど操作転舵比は固定比より小さくなる。このように、間欠作動比を変更することによって操作転舵比を固定比より小さい値に変更できるため、その固定比は、あるパラメータに依拠した設定比の範囲内のうちで、比較的大きい値とされることが望ましい。 In the aspect configured to realize the intermittent motion transmission, for example, one of the operation amount and the operation time of the steering operation member in the transmission enabled state and the steering in the transmission disabled state, which will be described in detail later, It is possible to change the operation turning ratio by changing the intermittent operation ratio that is the ratio of the operation amount of the operation member to one of the operation times. Specifically, the intermittent operation ratio is, for example, a so-called duty ratio value that is the ratio of the operation amount of the specified operation member, the operation amount of the operation member that is incapable of transmission within the operation time, and the operation time. It is possible to adopt. If the duty ratio is 0, the operation turning ratio becomes a fixed ratio, and the operation turning ratio becomes smaller than the fixed ratio as the duty ratio is increased from 0. Thus, since the operation steering ratio can be changed to a value smaller than the fixed ratio by changing the intermittent operation ratio, the fixed ratio is a relatively large value within the range of the set ratio depending on a certain parameter. It is desirable that
また、一般的に、操作部材を操作してもその操作が転舵装置に伝達されず車輪が転舵されない状態、つまり、伝達不能状態となる操作部材の操作量が大きい場合や、その状態となる操作時間が長い場合には、運転者は操作感が得られないため違和感を受けることになる。つまり、1回の伝達可能状態と伝達不能状態とを合わせた操作部材の操作量,操作時間は、できる限り小さい方が望ましい。言い換えれば、操作部材の操作量に対して決定される目標転舵量とするまでに、伝達可能状態と伝達不能状態との切り換えの回数を多くすることが望ましいのである。 In general, even if the operation member is operated, the operation is not transmitted to the steering device and the wheel is not steered, that is, when the operation amount of the operation member that becomes incapable of transmission is large, When the operation time is long, the driver feels uncomfortable because the operation feeling is not obtained. That is, it is desirable that the operation amount and the operation time of the operation member in which the transmission possible state and the transmission impossible state are combined are as small as possible. In other words, it is desirable to increase the number of times of switching between the transmittable state and the untransmittable state before the target turning amount determined with respect to the operation amount of the operation member.
(2)当該ステアリングシステムが、前記第3要素の動作が許容される状況において、その第3要素の動作を間欠的に禁止するように前記第3要素動作禁止装置を制御する間欠作動制御を実行可能な制御装置を備えた(1)項に記載の車両用ステアリングシステム。 (2) The steering system performs intermittent operation control for controlling the third element operation prohibiting device so as to intermittently prohibit the operation of the third element in a situation where the operation of the third element is allowed. The vehicle steering system according to item (1), comprising a control device capable of performing the above-described operation.
本項に記載の態様は、間欠的な動作伝達を実現するための一態様である。本項の態様は、第3要素動作禁止装置を制御することによって、第3要素の動作を禁止して第1要素から第2要素へ固定的な相対動作量に従って動作を伝達する伝達可能状態と、第3要素の動作の禁止を解除して第1要素と第2要素とが空転する伝達不能状態とを交互に実現する態様である。上述したように、本項の態様によれば、操作転舵比を変更することが可能であり、適切な操舵が可能となる。本項にいう「第3要素の動作が許容される状況」とは、主に、可変動作伝達装置の駆動源の失陥,その駆動源に電流を供給できない制御系の失陥等によって第3要素の概して自由な動作が許容される状態や、可変動作伝達装置によって正常な伝達が不可能な場合に電流供給を遮断して第3要素の動作が許容される状態を想定している。 The aspect described in this section is an aspect for realizing intermittent motion transmission. In the aspect of this section, the third element operation prohibiting device is controlled to prohibit the operation of the third element and transmit the operation according to the fixed relative operation amount from the first element to the second element. This is a mode in which the prohibition of the operation of the third element is canceled and the non-transmittable state in which the first element and the second element idle are alternately realized. As described above, according to the aspect of this section, the operation turning ratio can be changed, and appropriate steering can be performed. The “situation in which the operation of the third element is allowed” referred to in this section is mainly the third due to the failure of the drive source of the variable motion transmission device, the failure of the control system that cannot supply current to the drive source, or the like. A state is assumed in which the element is allowed to freely move, or a state where the third element is allowed to operate by interrupting the current supply when normal transmission is impossible by the variable motion transmission device.
(3)前記第3要素動作禁止装置が、前記第3要素と接触する状態においてその第3要素の動作の抵抗となる摩擦力を発生させる接触部材と、その接触部材が前記第3要素に接触する状態と接触しない状態とを選択的に実現するアクチュエータとを含んで構成された(2)項に記載の車両用ステアリングシステム。 (3) A contact member that generates a frictional force that acts as a resistance to the operation of the third element when the third element operation prohibiting device is in contact with the third element, and the contact member contacts the third element The vehicle steering system according to item (2), including an actuator that selectively realizes a state of being in contact and a state of not being in contact.
本項に記載の態様は、第3要素動作禁止装置をブレーキ機構を有するものに限定した態様である。本項に記載の態様は、例えば、接触部材を第3要素に接触させる力,接触させる面積を変化させることや、第3要素に対する接触部材の動作を減衰させるダンパを設けることで、接触部材を第3要素に接触させる際に摩擦力を徐々に大きくすることや、接触部材を第3要素から離す際に徐々に小さくすることが可能であり、そのような構成とすることで、接触する状態と接触しない状態とを切り換える際に、運転者への違和感を低減することが可能である。なお、本項における「接触部材」は、特に限定されるものではないが、例えば、弾性特性を有するものとすれば、本項の態様は、接触部材を保持する部材と第3要素との距離を調整することで、摩擦力の大きさを変更することが可能である。また、その摩擦力を変更することによって、上記切り換え時の違和感を低減することも可能である。また、「アクチュエータ」も、特に限定されるものではなく、電磁式ソレノイド等の種々のものを採用可能である。 The aspect described in this section is an aspect in which the third element operation prohibiting device is limited to the one having a brake mechanism. In the aspect described in this section, for example, the contact member is made to contact the third element by changing the contact area and the contact area, or by providing a damper that attenuates the operation of the contact member with respect to the third element. The frictional force can be gradually increased when contacting the third element, and the contact force can be gradually decreased when separating the contact member from the third element. It is possible to reduce a sense of discomfort to the driver when switching between a state in which the vehicle is not in contact with the vehicle. The “contact member” in this section is not particularly limited. For example, if the contact member has an elastic characteristic, the aspect of this section indicates the distance between the member holding the contact member and the third element. It is possible to change the magnitude of the frictional force by adjusting. Further, by changing the frictional force, it is possible to reduce the uncomfortable feeling at the time of switching. Also, the “actuator” is not particularly limited, and various types such as an electromagnetic solenoid can be adopted.
先に述べた第3要素の動作を間欠的に禁止する態様においては、第3要素動作禁止装置によって第3要素の動作を禁止する状態とその禁止を解除した状態とを切り換えることから、その切り換え時に運転者に与える違和感を低減するという観点からすれば、第3要素動作禁止装置は、第3要素の急激な動作の禁止やその動作の禁止の解除が急激に行われるストッパ機構を有するものに比較して、第3要素の動作の抵抗となる摩擦力の大きさを変更可能なブレーキ機構を有するものの方が望ましい。つまり、本項に記載の態様は、第3要素の動作を間欠的に禁止する態様に好適な態様である。 In the aspect of intermittently prohibiting the operation of the third element described above, the third element operation prohibiting device switches between the state in which the operation of the third element is prohibited and the state in which the prohibition is released. From the viewpoint of reducing the uncomfortable feeling sometimes given to the driver, the third element operation prohibiting device has a stopper mechanism in which the rapid operation of the third element is prohibited and the prohibition of the operation is suddenly performed. In comparison, it is desirable to have a brake mechanism that can change the magnitude of the frictional force that acts as a resistance to the operation of the third element. That is, the mode described in this section is a mode suitable for a mode in which the operation of the third element is intermittently prohibited.
(4)当該ステアリングシステムが、
前記ステアリング操作部材と前記転舵装置との一方と、それが連結される前記第1要素と前記第2要素との一方との間に設けられ、それらの間の連結を解除可能な連結解除装置と、
前記第3要素の動作を禁止するように前記第3要素動作禁止装置を制御するとともに、前記ステアリング操作部材と転舵装置との一方と、前記第1要素と第2要素との一方との間の連結を間欠的に解除するように前記連結解除装置を制御する間欠作動制御を実行可能な制御装置と
を備えた(1)項に記載の車両用ステアリングシステム。
(4) The steering system is
A connection release device provided between one of the steering operation member and the steering device and one of the first element and the second element to which the steering operation member and the steering device are connected, and capable of releasing the connection therebetween. When,
The third element operation prohibiting device is controlled so as to prohibit the operation of the third element, and between one of the steering operation member and the steering device and one of the first element and the second element. The vehicle steering system according to item (1), further comprising: a control device capable of performing intermittent operation control for controlling the connection release device so as to intermittently release the connection.
本項に記載の態様は、間欠的な動作伝達を実現するための一態様である。本項の態様は、第3要素の動作を禁止することで第1要素から第2要素へ固定的な相対動作量に従って動作を伝達する状態とするとともに、ステアリング操作部材と第1要素との間,転舵装置と第2要素との間のいずれかに設けられた連結解除装置を、連結した伝達可能状態と連結を解除した伝達不能状態とを交互に実現する態様である。前述したように、本項の態様によれば、操作転舵比を変更することが可能であり、適切な転舵が可能となる。本項における「連結解除装置」は、その構成が特に限定されるものではなく、例えば、係止部と被係止部との相互作用によって連結しているものを被係止状態とする構造のものや、クラッチ機構等を採用することが可能である。ちなみに、本項の態様においては、第3要素の動作を禁止した後に、連結解除装置を制御することから、第3要素動作禁止装置は、第3要素と接触部材との間で摩擦力が小さい場合に生じる滑りのない、早急に第3要素の動作を禁止できるストッパ機構を有するものの方が望ましい。 The aspect described in this section is an aspect for realizing intermittent motion transmission. In this mode, the operation of the third element is prohibited, so that the operation is transmitted from the first element to the second element according to a fixed relative movement amount, and between the steering operation member and the first element. , It is an aspect which implement | achieves alternately the transmission possible state which connected the connection cancellation | release apparatus provided in either between the steering apparatus and the 2nd element, and the transmission impossible state which cancel | released connection. As described above, according to the aspect of this section, the operation turning ratio can be changed, and appropriate turning can be performed. The configuration of the “connection release device” in this section is not particularly limited. For example, the “connection release device” has a structure in which a device connected by the interaction between the locking portion and the locked portion is in a locked state. A thing, a clutch mechanism, etc. are employable. By the way, in the aspect of this section, since the connection release device is controlled after the operation of the third element is prohibited, the third element operation prohibition device has a small frictional force between the third element and the contact member. It is desirable to have a stopper mechanism that can prevent the movement of the third element as soon as possible without causing slippage.
(5)前記ステアリング操作部材と転舵装置との一方と、前記第1要素と第2要素との一方とが、それらの各々に設けられた係合部どうしが摩擦係合することによって連結される構造とされ、前記連結解除装置が、それら係合部どうしを被係合状態とすることで、前記ステアリング操作部材と転舵装置との一方と、前記第1要素と第2要素との一方との連結を解除する構造とされた(4)項に記載の車両用ステアリングシステム。 (5) One of the steering operation member and the steering device and one of the first element and the second element are coupled by frictional engagement between engaging portions provided in each of the first element and the second element. And the connection release device places the engagement portions in an engaged state, whereby one of the steering operation member and the steering device, and one of the first element and the second element. The vehicle steering system according to item (4), which is configured to release connection with the vehicle.
本項に記載の態様は、上述したステアリングシステムが連結解除装置と制御装置とを備えた態様において、ステアリング操作部材と第1要素との間,転舵装置と第2要素との間のいずれかの連結構造と、その連結を解除する連結解除装置の構造とを限定した態様である。本項における連結解除装置は、例えば、クラッチ的な構造を有するものを採用することが可能である。なお、本項の態様は、例えば、係合部どうしを接触させる力,それらの接触させる面積を変化させることで、連結する部分の連結を解除する際に摩擦力を徐々に小さくなるようにすることや、連結する際に摩擦力を徐々に大きくなるようにすることが可能であり、そのような構成とすることで、連結状態を切り換える際に、運転者への違和感を低減することが可能である。 In the aspect described in this section, in the aspect in which the above-described steering system includes the connection release device and the control device, either the steering operation member and the first element, or between the steering device and the second element. It is the aspect which limited the structure of this and the structure of the connection release apparatus which cancels | releases the connection. As the connection release device in this section, for example, a device having a clutch-like structure can be adopted. In this aspect, for example, the frictional force is gradually reduced when the connection of the connected parts is released by changing the force of bringing the engaging parts into contact with each other and the area of contact between them. In addition, it is possible to gradually increase the frictional force at the time of connection, and by adopting such a configuration, it is possible to reduce the uncomfortable feeling to the driver when switching the connection state It is.
(6)前記制御装置が、前記間欠作動制御を実行する際、前記ステアリング操作部材から前記転舵装置への動作伝達が可能な状態におけるそのステアリング操作部材の操作量と操作時間との一方と、前記ステアリング操作部材から転舵装置への動作伝達が不可能な状態におけるそのステアリング操作部材の操作量と操作時間との一方との比である間欠作動比を変更可能とされた(2)項ないし(5)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。 (6) When the control device performs the intermittent operation control, one of an operation amount and an operation time of the steering operation member in a state in which operation transmission from the steering operation member to the steering device is possible; The intermittent operation ratio that is a ratio of the operation amount of the steering operation member to one of the operation times in a state in which the operation transmission from the steering operation member to the steering device is impossible can be changed (Item (2) to) The vehicle steering system according to any one of (5).
本項に記載の態様は、間欠作動比を変更することによって、操作転舵比を変更することが可能であるため、本項に記載の態様によれば、任意の操作転舵比を実現することが可能となる。本項に記載の「間欠作動比」は、例えば、伝達可能状態と伝達不能状態との一方における操作部材の操作量,操作時間に対するそれらの他方における操作部材の操作量,操作時間の割合であってもよく、また、伝達可能状態における操作量,操作時間と伝達不能状態における操作量,操作時間とを合わせたものに対する伝達可能状態と伝達不能状態との一方における操作量,操作時間の割合である、いわゆるデューティ比的な値であってもよい。なお、本項にいう「ステアリング操作部材から転舵装置への動作伝達が不可能な状態」とは、先にも述べたように、操作部材を操作してもその操作が転舵装置に伝達されず車輪が転舵されない状態を意味する。 Since the aspect described in this section can change the operation turning ratio by changing the intermittent operation ratio, according to the aspect described in this section, an arbitrary operation turning ratio is realized. It becomes possible. The “intermittent operation ratio” described in this section is, for example, the ratio of the operation amount of the operation member in one of the transmittable state and the non-transmittable state, the operation amount of the other operation member, and the operation time to the operation time. The ratio of the operation amount and the operation time in one of the transmittable state and the non-transmittable state to the total of the operation amount in the transmittable state, the operation amount in the non-transmittable state, and the operation time. It may be a so-called duty ratio value. Note that, as described above, “the state in which the operation cannot be transmitted from the steering operation member to the steering device” means that the operation is transmitted to the steering device even if the operation member is operated. This means that the wheels are not steered.
(7)前記制御装置が、あるパラメータに基づいて前記駆動源を制御することによって、前記ステアリング操作部材の操作量に対する前記転舵装置の転舵量の比である操作転舵比が前記パラメータに依拠した設定比となる設定比制御を実行可能とされ、前記間欠作動制御を実行する際、前記操作転舵比が前記設定比制御における設定比に応じた比となるように前記間欠作動比を変更可能に構成された(6)項に記載の車両用ステアリングシステム。 (7) When the control device controls the drive source based on a certain parameter, an operation turning ratio that is a ratio of a turning amount of the turning device to an operation amount of the steering operation member is set as the parameter. It is possible to execute the setting ratio control to be the set ratio on which the relied on, and when executing the intermittent operation control, the intermittent operation ratio is set so that the operation turning ratio becomes a ratio corresponding to the setting ratio in the setting ratio control. The vehicle steering system according to item (6), which is configured to be changeable.
本項にいう「設定比制御」とは、操作転舵比が先に述べた設定比となるように、VGRSアクチュエータの駆動源によって第1要素と第2要素との相対動作量を変更する制御をいう。本項に記載の態様によれば、その設定比制御から前記間欠作動制御への切り換えた後においても、操作転舵比を設定比となるように制御することができるため、運転者に操作量を基準とした転舵量の違いによる違和感を与えることがなく、適切な転舵が可能となる。なお、本項にいう「パラメータ」は、例えば、車両走行状態,車両操作状態等を指標する値とすることが可能である。ちなみに、切り増し操作の際の間欠作動比と切り戻し操作の際の間欠作動比とが異なる場合、伝達可能状態と伝達不能状態との切り換えの指令から実現までの制御の遅れ、前述した摩擦力によって伝達可能状態と伝達不能状態との切り換えを実現するまでの機械的な遅れ等によって、操作部材の中立位置と転舵装置の中立位置とにずれが生じることがある。その場合には、例えば、間欠作動比を調整することによって、そのずれを防止することが可能である。また、ずれが生じてしまった場合に、間欠作動比を調整することによって、その生じたずれを補正することも可能である。 The “setting ratio control” referred to in this section is a control in which the relative operation amount between the first element and the second element is changed by the drive source of the VGRS actuator so that the operation turning ratio becomes the setting ratio described above. Say. According to the aspect described in this section, even after switching from the setting ratio control to the intermittent operation control, the operation turning ratio can be controlled to become the setting ratio. Appropriate turning is possible without giving a sense of incongruity due to the difference in the amount of turning with reference to. The “parameter” referred to in this section can be a value that indicates, for example, a vehicle running state, a vehicle operation state, or the like. By the way, if the intermittent operation ratio at the time of the increase operation and the intermittent operation ratio at the time of the return operation are different, the control delay from the command of switching between the transmission possible state and the non-transmission state to the realization, the aforementioned friction force Due to the mechanical delay until switching between the transmission possible state and the transmission impossible state is caused, there may be a deviation between the neutral position of the operation member and the neutral position of the steering device. In that case, for example, the deviation can be prevented by adjusting the intermittent operation ratio. In addition, when a deviation occurs, the produced deviation can be corrected by adjusting the intermittent operation ratio.
(8)前記第1要素および前記第2要素が、それぞれ、互いに歯数の異なるサーキュラスプラインを含んで構成されて回転動作するものとされ、前記第3要素が、それらサーキュラスプラインの両者に噛合するフレクスプラインとそのフレクスプラインが外嵌されたウェーブジェネレータを含んで構成され、かつ、前記駆動源がそのウェーブジェネレータを回転させるモータとされたことで、前記可変動作伝達装置が、ハーモニックギヤ機構を含んで構成された(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。 (8) Each of the first element and the second element includes a circular spline having a different number of teeth and rotates. The third element meshes with both the circular splines. The variable motion transmission device includes a harmonic gear mechanism by including a flex spline and a wave generator on which the flex spline is fitted, and the drive source is a motor that rotates the wave generator. A vehicle steering system according to any one of (1) to (7), comprising:
本項に記載の態様は、可変動作伝達装置をハーモニックギヤ機構(ハーモニックドライブ機構(登録商標),ストレイン・ウェーブ・ギヤリング機構と呼ばれることもある。)に限定した態様である。このハーモニックギヤ機構は、大きな減速比が得られる差動機構を含むコンパクトな変速機構であることから、本項に記載の態様によれば、コンパクトなステアリングシステムが実現する。 The mode described in this section is a mode in which the variable motion transmission device is limited to a harmonic gear mechanism (sometimes referred to as a harmonic drive mechanism (registered trademark) or a strain wave gearing mechanism). Since the harmonic gear mechanism is a compact speed change mechanism including a differential mechanism that can obtain a large reduction ratio, the aspect described in this section realizes a compact steering system.
(11)当該ステアリングシステムが、前記第3要素の動作が許容される状況において、前記第3要素動作禁止装置を利用して、前記ステアリング操作部材から前記転舵装置への間欠的な動作伝達を実現する間欠動作伝達実現装置を備えた(1)項に記載の車両用ステアリングシステム。 (11) In the situation where the operation of the third element is permitted, the steering system transmits the intermittent operation from the steering operation member to the steering device by using the third element operation prohibiting device. The vehicle steering system according to item (1), which includes an intermittent motion transmission realizing device.
本項に記載の態様は、請求可能発明の総括的な概念である。本項にいう「間欠動作伝達実現装置」は、間欠的な動作伝達を実現する手段の総称であり、先に述べた間欠的な動作伝達を実現する態様すべての上位概念である。つまり、その間欠動作伝達実現装置は、先に述べたような、第3要素の動作を間欠的に禁止するものであってもよく、連結解除装置を備えてその装置による連結を間欠的に解除するものであってもよい。 The aspects described in this section are a general concept of the claimable invention. The “intermittent motion transmission realization device” referred to in this section is a general term for means for realizing intermittent motion transmission, and is a general concept of all the modes for realizing intermittent motion transmission described above. In other words, the intermittent motion transmission realization device may be a device that intermittently prohibits the operation of the third element as described above, and includes a connection release device and intermittently releases the connection by the device. You may do.
(12)当該ステアリングシステムが、前記第3要素の動作を間欠的に禁止するように前記第3要素動作禁止装置を制御する間欠作動制御を実行可能な制御装置を備え、前記間欠動作伝達実現装置が、前記制御装置を含んで構成された(11)項に記載の車両用ステアリングシステム。 (12) The steering system includes a control device capable of executing intermittent operation control for controlling the third element operation prohibiting device so as to intermittently prohibit the operation of the third element, and the intermittent operation transmission realizing device The vehicle steering system according to item (11), including the control device.
本項に記載の態様は、先に述べた第3要素の動作を間欠的に禁止する態様と同様の効果が得られる。また、その態様に従属する態様の各々の技術的特徴を採用することも可能である。 The aspect described in this section can obtain the same effect as the aspect in which the operation of the third element described above is intermittently prohibited. Moreover, it is also possible to employ | adopt the technical feature of each aspect dependent on the aspect.
(13)当該ステアリングシステムが、(A)前記ステアリング操作部材と前記転舵装置との一方と、それが連結される前記第1要素と前記第2要素との一方との間に設けられ、それらの間の連結を解除可能な連結解除装置と、(B)前記第3要素の動作を禁止するように前記第3要素動作禁止装置を制御するとともに、前記ステアリング操作部材と転舵装置との一方と、前記第1要素と第2要素との一方との間の連結を間欠的に解除するように前記連結解除装置を制御する間欠作動制御を実行可能な制御装置とを備え、前記間欠動作伝達実現装置が、前記連結解除装置と前記制御装置とを含んで構成された(11)項に記載の車両用ステアリングシステム。 (13) The steering system is provided between (A) one of the steering operation member and the steered device, and one of the first element and the second element to which the steering system is connected, and (B) controlling the third element operation prohibiting device so as to prohibit the operation of the third element, and one of the steering operation member and the steering device. And a control device capable of executing intermittent operation control for controlling the connection release device so as to intermittently release the connection between the first element and the second element, and transmitting the intermittent operation. The vehicle steering system according to item (11), wherein the realization device includes the connection release device and the control device.
本項に記載の態様は、先に述べた連結解除装置を備えてその装置による連結を間欠的に解除する態様と同様の効果が得られる。また、その態様に従属する態様の各々の技術的特徴を採用することも可能である。 The aspect described in this section has the same effect as the aspect in which the connection releasing device described above is provided and the connection by the device is intermittently released. Moreover, it is also possible to employ | adopt the technical feature of each aspect dependent on the aspect.
以下、本発明のいくつかの実施例およびその変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。 Hereinafter, some embodiments of the present invention and modifications thereof will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following examples, the present invention is implemented in various modes including various modes modified and improved based on the knowledge of those skilled in the art, including the mode described in the above [Mode of Invention]. be able to.
<第1実施例>
1.ステアリングシステムの構成
図1に、本発明の第1実施例であるステアリングシステムの全体構成を模式的に示す。当該ステアリングシステムは、パワーステアリングシステムであり、大きくは、操作装置10と、転舵装置12と、可変動作伝達装置としてのVGRSアクチュエータ14と、制御装置としての電子制御ユニット16(以下、「ECU16」略す場合がある)とに区分することができ、それらを構成要素として含んで構成されている。
<First embodiment>
1. Configuration of Steering System FIG. 1 schematically shows the overall configuration of a steering system that is a first embodiment of the present invention. The steering system is a power steering system, and mainly includes an operating
操作装置10は、ステアリング操作部材としてのステアリングホイール20と、ステアリングコラム22(以下、単に「コラム」22と略する場合がある)とを含んで構成されている。コラム22は、一端部にステアリングホイール20が接続されたステアリングシャフト24と、ステアリングシャフト24を回転可能に保持するシャフトハウジングとしてのステアリングチューブ26(以下、単に「チューブ26」と略す場合がある)とを含んで構成されている。チューブ26がインストゥルメンツパネルのリインフォースメントに固定されることで、コラム22が車体に固定して設けられている。また、シャフト24には、ステアリングホイール20の接続部において、操作部材の操作量としてのステアリングホイール20の操作角を検出する操作角センサ28が設けられている。
The
転舵装置12は、車体(詳しくは、シャーシ)に固定されたハウジング30と、ハウジング30に軸方向(車両の左右方向)に移動可能に設けられた転舵ロッド32を主体として構成されている。転舵装置12は、操作装置10側からの操舵力が入力される入力軸としてのピニオン軸34を有している。転舵ロッド32には、ピニオン軸34に形成されたピニオン36と噛合するラック38が形成され、ピニオン軸34と転舵ロッド32とは、ラックアンドピニオン機構によって連結されている(図2参照)。そのような構造により、ピニオン軸34の回転によって転舵ロッド32が軸方向に移動するようにされている。また、転舵ロッド32の両端部の各々は、ボールジョイント40を介して左右のタイロッド42の各々の一端部に連結され、タイロッド42の各々の他端部は、ボールジョイント44を介して、左右の転舵車輪46の各々を保持するステアリングナックル48の各々が有するナックルアーム部50に連結されている。さらに、転舵装置12は、車輪46の転舵に要する転舵力を助勢する助勢機構52を備えており、転舵ロッド32の軸方向の移動が助勢される構造とされている。図示は省略するが、転舵ロッド32にはボールねじ(雄ねじ)が形成されており、転舵装置12は、ハウジング30内に、ベアリングボールを有してそのボールねじに螺合するボールナットと、そのボールナットを回転させる電動モータを備えており、そのモータの駆動力によって、転舵ロッド32の移動が助勢される構造とされているのである。なお、転舵装置12には、転舵ロッド32の移動量を検出する転舵量センサ54が設けられている。
The steered
VGRSアクチュエータ14は、ステアリングホイール20の回転に応じて回転するステアリングシャフト24の回転を、転舵装置12に伝達する機能を果たす装置である。図1に示すように、VGRSアクチュエータ14は、自身のハウジング80が、転舵装置12のハウジング30に締結されることで、転舵装置12に固定して設けられる。VGRSアクチュエータ14は入力軸82を備えており、入力軸82のハウジング80から延び出す一端部が、ユニバーサルジョイント84を介してインタミディエイトシャフト86の一端部に連結される。インタミディエイトシャフト86の他端部は、ユニバーサルジョイント88を介して、ステアリングシャフト24のステアリングホイール20とは反対側の端部に連結されている。
The
図2に、VGRSアクチュエータ14の断面図を示す。VGRSアクチュエータ14は、ハウジング80と、ハウジング80に対して回転可能に設けられた入力軸82と、ハウジング80に対して回転可能に設けられた出力軸90と、入力軸82の回転を回転比が変更可能な状態で出力軸90に伝達する可変伝達機構92とを含んで構成されている。ハウジング80は、3つのサブハウジング(上部ハウジング94,下部ハウジング96,ロック機構部ハウジング98)が組立てられて構成されている。下部ハウジング96にはフランジ部100が設けられ、フランジ部100には、一円周上の4等配の位置に締結穴102が穿設されている。フランジ部100は、そのフランジ面が転舵装置12のハウジング30に設けられた台座部104の台座面に接する状態で、台座部104に取付られる。台座部104には、締結穴102に相応する位置に4つの雌ねじ穴106が設けられており、締結穴102と雌ねじ穴106との位置を合わせた状態で、締結材としてのボルト108により、フランジ部100と台座部104とが締結される。このようにして、VGRSアクチュエータ14のハウジング80が転舵装置12のハウジング30に固定されることで、VGRSアクチュエータ14は転舵装置12に固定され、ハウジング80は、車体に対して相対回転不能に設けられた状態とされるのである。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the
入力軸82は、上部軸110,下部軸112,トーションバー114の3つが一体化されたものとして構成されている。上部軸110は、ハウジング80の上部から延出しており、その延出する部分の外周にはセレーションが形成されている。このセレーションが形成された部分において、ユニバーサルジョイント84が接続され、操作装置10からの回転が入力される。上部軸110は、段付の中空とされており、大径部とされた下部に下部軸112を挿通させている。上部軸110の大径部の内周面と下部軸112の外周面との間には、軸受116が介在させられており、上部軸110と下部軸112とは相対回転可能とされている。下部軸112は、下部がフランジ部118とされ、また、上端部から軸方向に延びる有底穴が形成されている。その有底穴の底部に、トーションバー114の一端部がセレーション嵌合されている。トーションバー114のもう一方の端部は、上部軸110の上端部にセレーション嵌合されている。このような構成により、入力軸82は、トーションバー114の捻りを許容し、その分だけ自身も捻られるものとされているのである。
The
出力軸90は、それの下部が軸部120とされ、それの上部に、軸部120と一体的に形成されて軸部120より大きな径を有する円環部122が設けられている。入力軸82を構成する下部軸112のフランジ部118は、出力軸90の円環部122と軸部120とを繋ぐ鍔部に沿って位置しており、そのフランジ部118が円環部122に内包される状態とされている。軸部120は、中空とされており、上部に、入力軸82を構成する下部軸112の下端部を嵌入させている。下部軸112の下端部の外周面と軸部120の中空穴の内周面との間には、ブシュ124が介在させられており、下部軸112と軸部120とが相対回転可能とされている。入力軸82を構成する上部軸110は、その外周において軸受126を介して上部ハウジング94に回転可能に保持され、また、出力軸90の軸部120が、その外周において軸受128を介して下部ハウジング96に回転可能に保持されている。
The lower portion of the
転舵装置12の入力軸であるピニオン軸34は、ピニオン36の下部においてブシュ130を介し、また、ピニオン36の上方において軸受132を介して、ハウジング30に回転可能に設けられている。ピニオン軸34の上部には、セレーション外歯134が形成され、一方、上記出力軸90の軸部120の下部には、セレーション内歯136が形成されており、VGRSアクチュエータ14が転舵装置12に取付られた状態においては、出力軸90とピニオン軸34とはセレーション嵌合するようにされている。このような構造とされることで、出力軸90の回転がピニオン軸34に伝達されるのである。
A
先に説明したように、転舵ロッド32は、ハウジング30に軸方向に移動可能に保持され、転舵ロッド32に形成されたラック38が、ピニオン軸34のピニオン36と噛合するようにされている。この転舵ロッド32のラック38の背中側には、転舵ロッド32をバックアップするための機構が設けられている。詳しく言えば、ハウジング30に設けられた穴に転舵ロッド32を背後から支持する支持部材140が配設され、穴の端部にキャップ142が螺合されており、支持部材140とキャップ142との間には圧縮コイルスプリング144が設けられることで、ラック38とピニオン36との適切な噛合を担保すべく、転舵ロッド32がバックアップされているのである。
As described above, the steered
可変伝達機構92は、ハーモニックギヤ機構を採用する。このハーモニックギヤ機構の動力源として、VGRSアクチュエータ14には、モータ150が設けられている。モータ150の出力軸であるモータ軸152は、中空とされており、入力軸82、詳しくは下部軸112を自身に挿通させた状態で配設されている。モータ軸152の内周面と下部軸112の外周面との間には、軸受154,156が介在させられており、モータ軸152は、下部軸112に相対回転可能に保持されることで、ハウジング80に対して回転可能とされている。モータ軸152の外周部には、周方向に複数の永久磁石158が固定されて配設されており、それらは、モータ150のロータを構成している。永久磁石158に対向するように、複数の極体160(コアにコイルが巻回されたもの)が、ハウジング80の内面に固定されて配設され、それらの極体160の各々がステータ極とされることで、それらはステータを構成している。このような構造とされることで、モータ150は、いわゆるブラシレスモータとされているのである。なお、モータ軸152の回転位置(回転角度,回転位相と呼ぶこともできる)、つまり、ロータの回転角度位置は、モータ軸152の上端部に付設された付設リング162とハウジング80の内面との間に設けられたレゾルバ164によって検出されるようになっており、図示を省略するモータ制御回路によって、ロータの回転角度位置に応じて極体160への通電を切替えるように制御される。また、モータ150の回転速度の制御等も、このレゾルバ164の検出信号を利用して行われる。
The
可変伝達機構92は、第1サーキュラスプライン(第1リングギヤ)としてのステータギヤ180と、第2サーキュラスプライン(第2リングギヤ)としてのドリブンギヤ182と、それらに噛合するフレクスプラインとしてのフレキシブルギヤ184と、フレキシブルギヤ184を支持して波動を発生させるウェーブジェネレータとしての波動発生器186とを含んで構成されている。
The
図3に、軸方向からみた可変伝達機構92の模式図を示す。この図をも参照しつつ、可変伝達機構92の構成および機能を説明すれば、以下のようである。ステータギヤ180は、内歯が形成されたリングギヤであり、入力軸82に、詳しくは、下部軸112のフランジ部118の外周部に固定されて設けられ、入力軸82と相対回転不能とされている。ドリブンギヤ182は、内歯が形成されたリングギヤであり、出力軸90の円環部122の内周部の上方端部に固定されて設けられ、出力軸90と相対回転不能とされている。さらに言えば、ステータギヤ180とドリブンギヤ182とは、同軸的に設けられており、入力側のギヤであるステータギヤ180が出力側の方向である下方に位置し、出力側のギヤであるドリブンギヤ182が入力側の方向である上方に位置することで、あたかも互いの位置を入れ替えるようにして軸方向に並んで配置されている。ステータギヤ180の歯数とドリブンギヤ182の歯数とは、互いに異なり、ステータギヤ180が102歯とされているのに対し、ドリブンギヤ182が100歯とされている。フレキシブルギヤ184は、外歯が形成されたリングギヤであり、比較的薄いものとされることで、可撓性を有するものとされている。フレキシブルギヤ184の歯数は、ドリブンギヤと同じ100歯とされている。なお、ステータギヤ180を100歯とし、ドリブンギヤ182を102歯とするようにギヤの歯数を入れ換えてもよい。
FIG. 3 is a schematic diagram of the
波動発生器186は、概して楕円状のカムとして機能するものであり、概して楕円盤状をなす支持盤188と、支持盤188の外周に嵌められたベアリング190とを含んで構成されている。支持盤188は、自身の中心に軸穴が設けられており、その軸穴にモータ軸152を嵌入させた状態で、モータ軸152に相対回転不能に接続されている。ベアリング190は、自身のインナレース192に支持盤188の外周を嵌入させた状態で、支持盤188に装着されている。ベアリング190のアウタレース194も比較的薄いものとされることで、可撓性を有するものとされている。フレキシブルギヤ184は、ベアリング190の外周に、ベアリング190のアウタレース194と相対回転不能な状態で装着されている。フレキシブルギヤ184は、波動発生器186によって楕円状に変形させられており、楕円の長軸部分における2箇所で、ステータギヤ180,ドリブンギヤ182と噛合し、短軸部分においてはそれらと完全に離れた状態とされている。
The
モータ軸152の回転を禁止した状態で、ステータギヤ180を回転させた場合、フレキシブルギヤ184は、ベアリング190のアウタレース194と共に、弾性変形を伴って噛合位置を移動させつつ楕円に沿って周回する。それにより、フレキシブルギヤ184と噛合するドリブンギヤ182も、ステータギヤ180と同方向に回転する。詳しく言えば、ステータギヤ180とドリブンギヤ182とのギヤ比(ギヤ比100/102)に応じた回転比で回転する。
When the
ここでモータ軸152を回転させて波動発生器186を回転させる場合を考える。まず、説明を単純化するために、ステータギヤ180を固定させて考えれば、波動発生器186を回転させた場合、フレキシブルギヤ184は弾性変形し、噛合位置を移動させつつ回転する。ステータギヤ180とドリブンギヤ182との歯数が異なるため、ステータギヤ180とドリブンギヤ182との間には、その歯数の差分に応じた量の回転位相差が生じることになる。具体的には、波動発生器186の1回転あたり2歯分の回転位相差が生じる。より詳しく言えば、図3において、波動発生器186を時計回りに1回転させれば、ドリブンギヤ182は、ステータギヤ180に対して、2歯分反時計回りに回転することになる。実際は、ステータギヤ180は、入力軸82の回転に伴って回転するため、ステータギヤ180と波動発生器186との相対回転量により、ステータギヤ180に対するドリブンギヤ182の回転比が決まる。つまり、ステータギヤ180の回転方向と波動発生器186との回転方向が同じであれば、ドリブンギヤ182は、上記ギヤ比以下に減速され、つまり、そのギヤ比に応じた回転比より小さな値の回転比でもって回転させられることになる。逆に、ステータギヤ180の回転方向と波動発生器186との回転方向が反対であれば、ドリブンギヤ182は、上記ギヤ比以上に増速され、つまり、そのギヤ比に応じた回転比より大きな値の回転比でもって回転させられることになる。なお、増速,減速の程度は、波動発生器186の回転速度に依存するため、モータ150の回転速度を変更することによって、回転比を任意に変更することが可能である。このようにして、可変伝達機構92は、入力軸82の回転を、回転比を変更可能に出力軸90に伝達するのである。
Consider a case where the
以上のような構造から、ハウジング80に回転可能に設けられた入力軸82とその入力軸82に連結されたステータギヤ180とが第1要素として機能し、ハウジング80に回転可能に設けられた出力軸90とその出力軸90に連結されたドリブンギヤ182が第2要素として機能し、また、ステータギヤ180およびドリブンギヤ182と噛合するフレキシブルギヤ184,そのフレキシブルギヤ184に装着された波動発生器186,その波動発生器186が接続されたモータ軸152等が第3要素として機能するのであり、それら3つの要素を含んで差動機構が構成されているのである。なお、モータ軸152の回転を禁止した状態においては、ステアリングホイール20の操作角に対する転舵装置12の転舵ロッド32の移動量の比である操作転舵比も、ステータギヤ180とドリブンギヤ182との上記ギヤ比100/102に応じた固定的な値である固定比となる。
From the structure as described above, the
また、可変動作伝達装置としてのVGRSアクチュエータ14は、第3要素を構成するモータ軸152の回転を禁止可能な第3要素動作禁止装置としてのモータ軸回転ロック機構200(以下、単に「ロック機構200」と略す場合がある)を備えている。そのロック機構200について、ロック機構200の断面図(図2におけるA−A断面)である図4をも参照しつつ説明する。ロック機構200は、アクチュエータとしての電磁式ソレノイド202と、ロック機構部ハウジング98の内面に固定して設けられた固定ピン204周りに回動可能なレバー206と、モータ軸152の外周に巻かれるとともに両端部の各々がレバー206に固定されたベルト208と、そのベルト208のモータ軸152側の面に設けられた摩擦係数が比較的高い値に設定された摩擦材210とを含んで構成されている。摩擦材210は、モータ軸152に接触させられた状態において、モータ軸152の回転に対する抵抗となる摩擦力を発生させるものであり、接触部材として機能するものである。
Further, the
レバー206は、自身の一端部側の先端部212が、モータ軸152から引き離される向きに回動するように、固定ピン204の周りに設けられたスプリング214によって付勢されている。また、レバー206は、他端部がソレノイド202に接続されており、ソレノイド202は、励磁されることによって、レバー206を、それの先端部212がモータ軸152に向かう向きに回動させる構造とされている。
The
ソレノイド202が消磁されている場合には、レバー206が、スプリング214によって、モータ軸152から引き離される向きに回動するように付勢されている。ベルト208は、両端部の各々がレバー206の先端部212とレバー206の回動軸との各々に固定されているため、レバー206の回動によって、レバー206の先端部212に固定されたベルト208の端部が引っ張られ、モータ軸152を締め付けることになる。そのことにより、モータ軸152は、摩擦材210が接触させられ、摩擦力によって回転が禁止されることになるのである。モータ軸152の回転が禁止された場合には、先に説明したように、ステータギヤ180とドリブンギヤ182との間の前記ギヤ比(100/102)に応じた回転伝達が行われるようになるのであり、ステアリングホイール20の操作が前記固定比に従った転舵装置12転舵量となるように伝達されるようになる。また、ソレノイド202が励磁された場合には、レバー206がスプリング214の付勢力に抗して回動させられる。そして、モータ軸152に対してベルト208が緩められ、摩擦材210がモータ軸152に接触しない状態、あるいは、接触している状態であっても僅かな摩擦力しか発生しない状態とされて、モータ軸152の回転は許容される。
When the
なお、レバー206とロック機構200を収容するロック機構部ハウジング98との間には、液圧式のダンパ220が配置されている。詳しくは、ダンパ220は、作動液を収容するハウジング222と、そのハウジング222にそれの内部において液密かつ摺動可能に嵌合されたピストン224と、そのピストン224を貫通するとともに両端部がハウジング222から延び出すピストンロッド226とを含んで構成されており、そのハウジング222がロック機構部ハウジング98に固定され、ピストンロッド226の一端部がレバー206に連結されるように配置されている。また、ピストン224には、そのピストン224とハウジング222とにより形成された2つの液室を接続させる接続通路228が設けられている。このような構造により、レバー206が回動する場合には、それに伴ってピストン224がハウジング222内を移動させられ、作動液が接続通路228を通過することで、ピストン224の移動に抵抗力が付与され、その抵抗力によってレバー206の回動に対する減衰力が発生させられる。つまり、モータ軸152と摩擦材210との間においては、それらが徐々に接触させられて摩擦力が徐々に大きくされるとともに、それらが徐々に離されて摩擦力が徐々に小さくされるのであり、モータ軸152の回転開始と回転禁止とがなめらかに行われることとなる。
A
さらに、VGRSアクチュエータ14は、先に説明したレゾルバ164とは別に、2つのレゾルバ230,232を備えている。レゾルバ230は、トーションバー114の上端部を嵌合する上部軸110と、ハウジング80の内面との間に設けられており、上部軸110の回転角度位置を検出するためのデバイスとされている。また、レゾルバ232は、トーションバー114の下端部を嵌合する下部軸112の外周部に固定して設けられた付設リング224と、ハウジング80の内面との間に設けられており、下部軸112の回転角度位置を検出するためのデバイスとされている。2つのレゾルバ230,232の検出信号から、上部軸110と下部軸112との相対回転変位量を、上端部と下端部との相対変位量として検出することが可能であり、その相対回転変位量に基づいてステアリングホイール20の操作力(詳しくは操作トルク)が推定されるのである。なお、ステアリングホイール20の操作方向も、これらレゾルバ230,232の検出信号により推定することが可能である。
Further, the
2.ECUによる制御
以上のような構造とされた本ステアリングシステムは、ECU16によって制御される。ECU16は、コンピュータを主体とするものであり、先に述べた操作角センサ28、転舵量センサ54、レゾルバ164,230,232、および、各車輪に設けられた車輪速センサ240(図1では、一方の車輪46に対して設けられたもののみが示されている)等の各種センサが接続されている。また、ECU16は、転舵装置12の助勢機構52のモータ,VGRSアクチュエータ14のモータ150,ロック機構200のソレノイド202が、ぞれぞれの駆動回路(ドライバ)を介して接続されており、それらの動作の制御を行うものとされている。
2. Control by ECU The present steering system configured as described above is controlled by the
i)通常状態における制御
ECU16は、通常状態においては、主に、2つの制御を行う。その1つの制御は、前述したVGRSアクチュエータ14が有する可変伝達機構92に関する制御である。先に述べたように、VGRSアクチュエータ14は、入力軸82の回転に対する出力軸90の回転の比を変更する可変伝達機構92を有しており、その回転比を変更することで、ステアリングホイール20の操作角に対する転舵ロッド32の移動量の比である操作転舵比の変更するような制御を行うのである。具体的に言えば、ECU16は、各車輪に設けられた車輪速センサ240によって検出された車輪速に基づいて車両の走行速度を推定し、操作転舵比がその推定された速度に依拠した設定比となるように、可変伝達機構92(詳しくは、モータ150の回転方向および回転速度)を制御する設定比制御を行うのである。詳しくは、その設定比は、車速vに応じた操作転舵比が、図5の実線に示すように変更可能に定められている。ちなみに、図に示す一点鎖線は、先に述べたステータギヤ180とドリブンギヤ182との固定的なギヤ比(100/102)に応じた操作転舵比の固定比である。この図から解るように、車両の走行速度が低くなるにつれて操作転舵比が大きくなるように設定されることで、ステアリングホイール20の操作角に対する転舵車輪46の転舵量が大きくされ、ステアリング操作の容易性を向上させることができる。逆に、車両の走行速度がが高くなるにつれて操作転舵比が小さくなるように設定されることで、ステアリグホイール20の操作角に対する車輪46の転舵量が小さくされ、車両が速く走行している場合において、車両の走行安定性を向上させることが可能となる。
i) Control in the normal state The
ECU16におけるもう1つの制御は、前述した転舵装置12の助勢機構52に関する制御である。ECU16は、レゾルバ230,232によって検出されるトーションバー114の上端部と下端部との相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール20に加えられた操作力としての操作トルクを推定し、その推定した操作トルクに応じた助勢力を発揮するように助勢機構52(詳しくは、電動モータに与えられるエネルギ)を制御するのである。
Another control in the
ii)間欠作動制御
次に、VGRSアクチュエータ14のモータ150の機能が失陥した場合を考える。断線等が原因する場合は、モータ軸152の比較的自由な回転が許容されることになる。その場合、上記可変伝達機構92においては、波動発生器186の自由な回転が許容されるため、ステータギヤ180とドリブンギヤ182との間の適切な回転伝達が行われなくなる。この場合には、ECU16は、上記設定比制御に代えて、間欠作動制御によって操作転舵比の変更を行う。この間欠作動制御は、前記第3要素動作禁止装置であるロック機構200によって、第3要素の回転を間欠的に禁止する制御であり、詳しく言えば、ソレノイド202を消磁してモータ軸152の回転を禁止した状態である伝達可能状態と、ソレノイド202を励磁してモータ軸152の回転を許容した状態である伝達不能状態とを交互に実現させる制御である。また、この間欠作動制御は、伝達可能状態におけるステアリングホイール20の操作角δ1と伝達不能状態におけるステアリングホイール20の操作角δ2との比である間欠作動比を変更することで、操作転舵比を変更する制御である。本実施例においては、その間欠作動比は、伝達可能状態における操作角δ1と伝達不能状態における操作角δ2との和に対する伝達不能状態における操作角δ2の割合であるデューティ比(δ2/(δ1+δ2))とされており、ECU16は、その割合となるようにソレノイド202への供給電流をデューティ制御するのである。
ii) Intermittent operation control Next, consider a case where the function of the
上記デューティ比は、失陥前後の制御の変更によって操作部材の操作角を基準とする転舵量が急変して運転者の操作に違和感を与えないために、操作転舵比が前記設定比となるように変更される。図6に、間欠作動制御におけるステアリングホイール20の操作角と転舵装置の転舵量との関係を概略的に示す。図に示す一点鎖線は、固定比に従ってステアリングホイール20の操作が転舵装置に伝達される場合のものであり、破線は、ある車速に対して設定された設定比に従って伝達される場合のものである。そのある車速に対する設定比となるように間欠作動制御が実行された場合には、操作量に対する転舵量は、図に示す実線のようになる。ちなみに、この図においては、伝達可能状態と伝達不能状態との切り換えが瞬時に行われたものとして示されており、この実線において、一点鎖線と同じ勾配である部分が伝達可能状態であり、勾配が0の部分が伝達不能状態である。実際には、伝達可能状態と伝達不能状態との切り換えは、ダンパ220によって徐々に行われるのであり、ECU16によって実際に制御された場合の操作角と転舵量との関係を図7に示す。この図7に示すように制御されることで、モータ軸152の回転開始と回転禁止とがなめらかに行われるため、切り換え時に運転者が受ける違和感を低減することが可能となる。
The duty ratio does not give a sense of incongruity to the driver's operation due to a sudden change in the steering amount based on the operation angle of the operation member due to a change in control before and after the failure. To be changed. FIG. 6 schematically shows the relationship between the operation angle of the
これら図6,7から解るように、上記デューティ比を0に近い値とするほど、例えば、伝達不能状態における操作角δ2に対して伝達可能状態における操作角δ1を大きくするほど、操作転舵比が固定比に近い値とすることができる。逆に、デューティー比を1に近い値とするほど、例えば、伝達不能状態における操作角δ2に対して伝達可能状態における操作角δ1を小さくするほど、操作転舵比を小さな値とすることができる。また、1回分の伝達可能状態における操作角δ1と伝達不能状態における操作角δ2とを合わせた操作角(δ1+δ2)を小さくすればするほど、実転舵量の設定比に従った転舵量からのずれが小さくなるのであり、運転者に与える操作フィーリングをより適切なものとできる。 As can be seen from FIGS. 6 and 7, as the duty ratio is set to a value close to 0, for example, the operation angle δ 1 in the transmittable state is increased with respect to the operation angle δ 2 in the transmittable state, the operation shift is increased. The rudder ratio can be a value close to a fixed ratio. Conversely, the closer the duty ratio is to 1, for example, the smaller the operation angle δ 1 in the transmittable state relative to the operation angle δ 2 in the untransmittable state, the smaller the operation turning ratio is. Can do. In addition, the smaller the operation angle (δ 1 + δ 2 ), which is the sum of the operation angle δ 1 in the transmission possible state and the operation angle δ 2 in the non-transmission state, the smaller the actual turning amount setting ratio. The deviation from the steered amount becomes smaller, and the operation feeling given to the driver can be made more appropriate.
以上のことから、本実施例のステアリングシステムは、第3要素の動作を間欠的に禁止するように第3要素動作禁止装置を制御する間欠作動制御を実行可能な制御装置を含んで構成された間欠動作伝達実現装置を備えるものとされているのである。つまり、本実施例においては、その間欠動作伝達実現装置によって、操作転舵比が変更可能であり、適切な操舵が可能となるのである。なお、間欠作動比は、伝達可能状態におけるステアリングホイール20の操作時間と伝達不能状態におけるステアリングホイール20の操作時間との比とすることも可能である。
From the above, the steering system of the present embodiment is configured to include a control device capable of performing intermittent operation control for controlling the third element operation prohibiting device so as to intermittently prohibit the operation of the third element. It is supposed to be equipped with an intermittent motion transmission realization device. That is, in this embodiment, the operation turning ratio can be changed by the intermittent motion transmission realization device, and appropriate steering becomes possible. Note that the intermittent operation ratio may be a ratio between the operation time of the
3.第1変形例
なお、上記第3要素動作禁止装置としてのロック機構200に代えて、図8に示す変形例としてのステアリングシステムが備えるロック機構250を採用することが可能である。図に示すロック機構250は、接触部材としての摩擦材252が、レバー206の先端部212に固定されている。レバー206は、先端部212が、モータ軸152に向かう向きに回動するように、固定ピン204の周りに設けられたスプリング214によって付勢されている。また、レバー206は、他端部がソレノイド202に接続されており、ソレノイド202は、励磁されることによって、レバー206を、それの先端部212がモータ軸152から離される向きに回動させる構造とされている。
3. First Modification Note that, instead of the
ソレノイド202が消磁されている場合には、レバー206が、スプリング214によって、モータ軸152に向かう向きに回動するように付勢されている。そのことにより、モータ軸152は、摩擦材252が接触させられ、摩擦力によって回転が禁止されることになるのである。モータ軸152の回転が禁止された場合には、先に説明したように、ステータギヤ180とドリブンギヤ182との間の前記ギヤ比に応じた回転伝達が行われるのであり、ステアリングホイール20の操作が前記固定比に従った転舵量となるように伝達されるようになる。また、ソレノイド202が励磁された場合には、レバー206がスプリング214の付勢力に抗して回動させられ、摩擦材252がモータ軸152に接触しない状態とされて、モータ軸152の回転は許容される。レバー206とロック機構部ハウジング98との間には、第1実施例と同様に、液圧式のダンパ220が配置されており、モータ軸152と摩擦材252とが徐々に接触させられて摩擦力が徐々に大きくされるとともに、それらが徐々に離されて摩擦力が徐々に小さくされるのであり、モータ軸152の回転開始と回転禁止とがなめらかに行われる。なお、本変形例のステアリングシステムにおいても、上記実施例のものと同様の制御が行われる。
When the
4.第2変形例
さらに、上記VGRSアクチュエータ14に代えて、図9に示す変形例としてのステアリングシステムが備えるVGRSアクチュエータ260を採用することが可能である。図9は、可変動作伝達装置としてのVGRSアクチュエータ260の構成の一部を示す断面図である。図に示すVGRSアクチュエータ260は、差動機構として、ハーモニックギヤ機構に代えて、プラネタリギヤ機構を採用したものである。プラネタリギヤ機構262は、サンギヤ264と、そのサンギヤ264に周方向に3等配した位置の各々において噛合してキャリア266によって支持される3つのプラネタリギヤ268と、その3つのプラネタリギヤ268に内周部に形成された内歯が噛合するリングギヤ270とを含んで構成されている。サンギヤ264は、それの回転軸272が、入力軸82に連結され、第1要素を構成するものとなっており、3つのプラネタリギヤ268は、キャリア266に出力軸90が連結され、第2要素を構成するものとなっている。また、リングギヤ270は、外周部に外歯が形成されている。一方、VGRSアクチュエータ260には、駆動源としてのモータ280が、VGRSアクチュエータ260のハウジング80に固定して設けられている。そのモータ280のモータ軸282には、ピニオン284が連結され、上記リングギヤ270の外歯に噛合させられている。そのような構造により、モータ280の回転によって、リングギヤ270が回転させられるようになっており、リングギヤ270,モータ軸282,ピニオン284は、第3要素を構成するものとなっている。
4). Second Modification Furthermore, instead of the
本変形例におけるVGRSアクチュエータ260は、第1実施例と同様に、モータ280の回転方向および回転速度が制御されることによって、入力軸82の回転が回転比を変更可能に出力軸90に伝達されるのであり、ステアリングホイール20の操作が操作転舵比を変更可能に転舵装置に伝達されるのである。また、モータ軸282の回転を禁止した場合には、ステアリングホイール20の操作が、操作転舵比の固定比に従って、転舵装置12に伝達されるのである。
As in the first embodiment, the
また、VGRSアクチュエータ260は、第3要素を構成するモータ軸282の回転を禁止可能な第3要素動作禁止装置としてのロック機構290を備えている。そのロック機構290は、いわゆる電磁クラッチのような構造とされており、2枚の金属製の円盤292,294と、円盤292に設けられた複数の電磁石296と、円盤292の円盤294に対抗する面に固定された摩擦材298とを含んで構成される。円盤292は、モータ280から上方に延び出したモータ軸282の端部に固定されている。一方、VGRSアクチュエータ260のハウジング80には、第1実施例と同様の構成の液圧式ダンパ220が固定されており、そのダンパ220のピストンロッド226の一端部に、もう1枚の円盤294が固定されている。なお、円盤294は、その円盤294の上面とダンパ220のハウジング222との間に設けられたスプリング300によって、円盤292に向かう向きに付勢されている。
Further, the
電磁石296が通電されていない場合には、円盤294が、スプリング300によって、円盤292に向かう向きに付勢されている。そのことにより、円盤292と円盤294とが、摩擦材298を介して接触させられ、その摩擦力によってモータ軸282に固定された円盤292の回転が禁止されることになるのである。モータ軸282の回転が禁止された場合には、先に説明したようにステアリングホイール20の操作が前記固定比に従った転舵量となるように伝達されるようになる。また、電磁石202が通電されている場合には、円盤294がスプリング300の付勢力に抗して移動させられ、円盤292と円盤294とが接触しない状態とされて、モータ軸282の回転は許容される。そして、第1実施例と同様に、ダンパ220によって、円盤292と円盤294とが徐々に接触させられて摩擦力が徐々に大きくされるとともに、それらが徐々に離されて摩擦力が徐々に小さくされるのであり、モータ軸282の回転開始と回転禁止とがなめらかに行われる。なお、本変形例のステアリングシステムにおいても、上記実施例のものと同様の制御が行われる。
When the
<第2実施例>
図10に、第2実施例のステアリングシステムの全体構成を模式的に示す。なお、本実施例のステアリングシステムは、第1実施例のシステムと略同様の構成である箇所が多いため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
<Second embodiment>
FIG. 10 schematically shows the overall configuration of the steering system of the second embodiment. Since the steering system of the present embodiment has many parts that have substantially the same configuration as the system of the first embodiment, in the description of the present embodiment, the same components as those of the system of the first embodiment are the same. The reference numerals are used to indicate that they correspond, and the description thereof will be omitted or simplified.
当該ステアリングシステムは、第1実施例と同様に、大きくは、操作装置10と、転舵装置12と、可変動作伝達装置としてのVGRSアクチュエータ14と、制御装置としてのECU16とに区分することができ、それらを構成要素として含んで構成されている。ただし、VGRSアクチュエータ14は、それの有するハウジング80が、操作装置10が有するチューブ26の車両前方側の端部に固定され、入力軸82がステアリングシャフト24に連結され、出力軸90がユニバーサルジョイント88を介して、インタミディエイトシャフト86の一端部に連結されている。インタミディエイトシャフト86の他端部は、ユニバーサルジョイント84を介して、転舵装置12の入力軸であるピニオン軸34に連結されている。
As in the first embodiment, the steering system can be roughly divided into an
インタミディエイトシャフト86は、一端部がVGRSアクチュエータ14の出力軸90に連結される操作装置側部材350と、一端部が転舵装置12のピニオン軸34に連結される転舵装置側部材352とを含んで構成されており、それら操作装置側部材350の他端部と転舵装置側部材352の他端部とが、電磁式のクラッチ354によって連結された構造とされている。その電磁クラッチ354は、励磁されることによって、操作装置側部材350と転舵装置側部材352との連結が解除される構造とされている。つまり、本実施例のステアリングシステムは、転舵装置12とVGRSアクチュエータ14の有する第2要素との間に設けられて、その間の連結を解除可能な連結解除装置を備えるものとされているのである。
The
本実施例のステアリングシステムも、ECU16によって制御されるのであるが、通常状態における制御は、第1実施例と同様であるため説明を省略し、間欠作動制御について説明する。本実施例のシステムにおける間欠作動制御では、モータ軸152の比較的自由な回転が許容される場合には、第3要素動作禁止装置によって、第3要素の回転が禁止される。なお、第3要素動作禁止装置は、第1実施例およびその変形例に示したロック機構の各々を採用することが可能であり、また、モータ軸152の外周に固定して設けられた環状をなすロックホルダと、ハウジング80に設けられて係止爪が形成されたロックレバーとを有し、そのロックレバーの係止爪をロックホルダに設けられた凹部に係合させることによってモータ軸152の回転を禁止するようなストッパ機構を採用することも可能である。第3要素の回転が禁止されれば、それに次いで、ECU16は、電磁クラッチ354によって、転舵装置12とVGRSアクチュエータ14との間の連結を間欠的に解除するように制御を実行するのである。詳しく言えば、電磁クラッチ354を励磁して連結を解除した状態である伝達不能状態と、電磁クラッチ354を消磁して連結した状態である伝達可能状態とを交互に実現させるのである。以上のことから、本実施例のステアリングシステムは、(A)上述した連結解除装置と、(B)第3要素の動作を禁止するように第3要素動作禁止装置を制御するとともに、転舵装置と第2要素との間の連結を間欠的に解除するように連結解除装置を制御する間欠作動制御を実行可能な制御装置とを含んで構成された間欠動作伝達実現装置を備えるものとされているのである。つまり、本実施例においても、第1実施例と同様に、その間欠動作伝達実現装置によって、操作転舵比が変更可能であり、適切な操舵が可能となるのである。
Although the steering system of the present embodiment is also controlled by the
10:操作装置 12:転舵装置 14:VGRSアクチュエータ(可変動作伝達装置) 16:電子制御ユニット(制御装置) 20:ステアリングホイール(ステアリング操作部材) 82:入力軸(第1要素) 90:出力軸(第2要素) 92:可変伝達機構(ハーモニックギヤ機構) 150:モータ(駆動源) 152:モータ軸(第3要素) 180:ステータギヤ(第1要素) 182:ドリブンギヤ(第2要素) 184:フレキシブルギヤ(第3要素) 186:波動発生器(第3要素) 200:モータ軸回転ロック機構(第3要素動作禁止装置) 202:電磁式ソレノイド(アクチュエータ) 210:摩擦材(接触部材) 220:ダンパ 250:ロック機構(第3要素動作禁止装置) 252:摩擦材(接触部材) 260:VGRSアクチュエータ(可変動作伝達装置) 262:プラネタリギヤ機構(差動機構) 264:サンギヤ(第1要素) 268:プラネタリギヤ(第2要素) 270:リングギヤ(第3要素) 280:モータ(駆動源) 282:モータ軸(第3要素) 284:ピニオン(第3要素) 290:ロック機構(第3要素動作禁止装置) 294:円盤(接触部材) 354:電磁クラッチ
10: Operation device 12: Steering device 14: VGRS actuator (variable motion transmission device) 16: Electronic control unit (control device) 20: Steering wheel (steering operation member) 82: Input shaft (first element) 90: Output shaft (Second element) 92: Variable transmission mechanism (harmonic gear mechanism) 150: Motor (drive source) 152: Motor shaft (third element) 180: Stator gear (first element) 182: Driven gear (second element) 184: Flexible Gear (third element) 186: Wave generator (third element) 200: Motor shaft rotation lock mechanism (third element operation prohibiting device) 202: Electromagnetic solenoid (actuator) 210: Friction material (contact member) 220: Damper 250: Lock mechanism (third element operation prohibiting device) 252: Friction material (contact member) 260: VGRS Couture (variable motion transmission device) 262: Planetary gear mechanism (differential mechanism) 264: Sun gear (first element) 268: Planetary gear (second element) 270: Ring gear (third element) 280: Motor (drive source) 282: Motor Shaft (third element) 284: Pinion (third element) 290: Lock mechanism (third element operation prohibiting device) 294: Disk (contact member) 354: Electromagnetic clutch
Claims (6)
(a)そのステアリング操作部材に連結されてそれの操作量に応じた動作量の動作が可能に設けられた第1要素と、(b)その第1要素と相対動作可能に設けられた第2要素と、(c)それら第1要素と第2要素と係合する第3要素とを含んで構成される差動機構と、前記第3要素を駆動する駆動源を有し、前記第1要素から前記第2要素へ動作を伝達するとともに、前記第1要素と前記第2要素との相対動作量を前記第3要素の駆動量に応じて変更可能とされた可変動作伝達装置と、
前記第2要素と連結され、その第2要素の動作量に応じた転舵量となる車輪の転舵を実現する転舵装置と
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記可変動作伝達装置が、前記第3要素の動作を禁止可能な第3要素動作禁止装置を有するものとされ、
前記第3要素の動作が許容される状況において、前記第3要素動作禁止装置を利用して、前記ステアリング操作部材から前記転舵装置への間欠的な動作伝達を実現する間欠動作伝達実現装置を備えた車両用ステアリングシステム。 A steering operation member operated by the driver;
(a) a first element connected to the steering operation member and provided with an operation amount corresponding to the operation amount; and (b) a second element provided relative to the first element. A differential mechanism including an element; and (c) a third element that engages with the first element and the second element; and a drive source that drives the third element. A variable motion transmission device capable of transmitting a motion from the first element to the second element and changing a relative motion amount between the first element and the second element according to a driving amount of the third element;
A vehicle steering system comprising: a steering device that is connected to the second element and realizes steering of a wheel having a steering amount according to an operation amount of the second element;
The variable motion transmission device includes a third element operation prohibiting device capable of prohibiting the operation of the third element,
An intermittent motion transmission realization device that realizes intermittent motion transmission from the steering operation member to the steered device using the third element motion prohibition device in a situation where the operation of the third element is allowed. Vehicle steering system equipped with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005274337A JP2007083848A (en) | 2005-09-21 | 2005-09-21 | Steering system for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005274337A JP2007083848A (en) | 2005-09-21 | 2005-09-21 | Steering system for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007083848A true JP2007083848A (en) | 2007-04-05 |
Family
ID=37971294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005274337A Withdrawn JP2007083848A (en) | 2005-09-21 | 2005-09-21 | Steering system for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007083848A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101405630B1 (en) | 2008-04-02 | 2014-06-10 | 현대자동차주식회사 | a variable reducer of motor driven power steering system |
KR101546973B1 (en) | 2008-02-04 | 2015-08-24 | 로베르트 보쉬 오토모티브 스티어링 게엠베하 | superimposed steering system |
JP2017513753A (en) * | 2014-04-01 | 2017-06-01 | 深▲せん▼市智輪電動車駆動技術有限公司 | Electric vehicle chassis and electric vehicle |
-
2005
- 2005-09-21 JP JP2005274337A patent/JP2007083848A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101546973B1 (en) | 2008-02-04 | 2015-08-24 | 로베르트 보쉬 오토모티브 스티어링 게엠베하 | superimposed steering system |
KR101405630B1 (en) | 2008-04-02 | 2014-06-10 | 현대자동차주식회사 | a variable reducer of motor driven power steering system |
JP2017513753A (en) * | 2014-04-01 | 2017-06-01 | 深▲せん▼市智輪電動車駆動技術有限公司 | Electric vehicle chassis and electric vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7306535B2 (en) | Vehicle steering device and method | |
JP4958066B2 (en) | Stabilizer control device | |
US7878294B2 (en) | Variable gear ratio steering apparatus | |
EP1925532B1 (en) | Steering system for vehicle | |
JP5092403B2 (en) | Clutch and vehicle steering apparatus using the clutch | |
JP2007153003A (en) | Steering device for vehicle | |
JP4228899B2 (en) | Steering force transmission device for vehicle | |
JP2007083848A (en) | Steering system for vehicle | |
JP2007038893A (en) | Stabilizer control device | |
JP4193576B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP2010234947A (en) | Stabilizer control device | |
JP2007168640A (en) | Steering system for vehicle | |
JP2007190938A (en) | Steering system for vehicle | |
JP5123893B2 (en) | Differential unit with differential limiting mechanism | |
JP2004114857A (en) | Steering device for vehicle | |
JPH02220969A (en) | Electric power steering device | |
JP2007090947A (en) | Steering system for vehicle | |
JPH04310475A (en) | Motor driven power steering mechanism | |
JP2006188202A (en) | Steering device for vehicle | |
JP2007191099A (en) | Steering system for vehicle | |
JP2005271828A (en) | Stabilizer control device | |
JP2009286209A (en) | Stabilizer control device | |
JP2004224096A (en) | Electric power steering device | |
JP3503128B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP2004299476A (en) | Driving force switching mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |