JP2007245819A

JP2007245819A - Input device of steer-by-wire system

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Publication number: JP2007245819A
Application number: JP2006069289A
Authority: JP
Inventors: Sumio Sugita; 澄雄杉田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-09-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input device of a steer-by-wire system capable of restraining noise and torque fluctuation. <P>SOLUTION: This input device of the steer-by-wire system is furnished with an operation input shaft 12 to input operating force, a torsion bar 14 connected to the operation input shaft 12, a speed reducer 16 on which an input shaft 38 and an output shaft 34 are connected to a speed reducing mechanism and the output shaft 34 is connected to the torsion bar 14, a reaction force motor 18 connected to the input shaft 38 of the speed reducer 16 and to give reaction force in correspondence with operation force of a handle 32 to the operation input shaft 12, an angle sensor 54 to detect an axial angle of the output shaft 34 of the speed reducer 16 and a reaction force motor driving circuit 24 to control driving of the reaction force motor 18 in accordance with detected output of the angle sensor 54, and the speed reducer 16 smoothly rotates in a process in which the reaction force in correspondence with the operating force of the handle 32 is given to the operation input shaft 12 in accordance with the angle detected by the angle sensor 54. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ステアバイワイヤシステムの入力装置に関し、特に、ステアバイワイヤの技術を利用し、ステアリング装置の他、ロボット、産業機械、工作機械などの減速機に利用することができるステアバイワイヤシステムの入力装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input device for a steer-by-wire system, and more particularly to an input device for a steer-by-wire system that uses steer-by-wire technology and can be used for a reduction device such as a robot, an industrial machine, or a machine tool. About.

従来、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）の技術を利用したものとして、例えば、ステアリングホイールと、操舵輪に連結する舵取り機構とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置が知られている。車両用操舵装置は、ハンドル入力装置として、ステアリングホイールの操作力を入力する操作入力軸（操舵軸）と、操作入力軸に連結されたトーションバーと、減速機と、減速機に連結されて操作力に応じた反力を操作入力軸に付与する反力モータと、反力モータの駆動を制御する制御回路などを備えて構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a steer-by-wire type vehicle steering apparatus in which a steering wheel and a steering mechanism coupled to a steered wheel are mechanically separated is known as a technique that utilizes a steer-by-wire (SBW) technique. The vehicle steering device is operated as a steering wheel input device by being connected to an operation input shaft (steering shaft) for inputting an operation force of the steering wheel, a torsion bar connected to the operation input shaft, a speed reducer, and the speed reducer. A reaction force motor for applying a reaction force corresponding to the force to the operation input shaft, a control circuit for controlling the drive of the reaction force motor, and the like are provided.

この種の車両用操舵装置としては、減速機にギヤ付のものを用いたもの（特許文献１参照）、反力モータとして、スロット付モータを用いたもの（特許文献２参照）、舵角センサを３個設け、フェールセーフな構成としたもの（特許文献３参照）、さらに、操舵ハンドルの操舵位置を検出する操舵位置検出手段を反力アクチュエータ側に設けたもの（特許文献４参照）が提案されている。
特許第２８１４３７５号公報特開２００４−１８２０６１号公報特許第３５７７１９０号公報特開２００４−３１４８９１号公報 As this type of vehicle steering device, a gear reducer with a gear (see Patent Document 1), a reaction motor using a slot motor (see Patent Document 2), a steering angle sensor Are provided with a fail-safe configuration (see Patent Document 3), and further provided with a steering position detection means on the reaction force actuator side for detecting the steering position of the steering wheel (see Patent Document 4). Has been.
Japanese Patent No. 2814375 JP 2004-182061 A Japanese Patent No. 3577190 JP 2004-314891 A

車両用操舵装置を構成するに際して、特許文献１に開示されているように、ギヤ付減速機と反力モータを用いた構成では、ギヤの騒音やギヤのトルク変動が課題となる。また、特許文献２に開示されているものは、ギヤを用いていないが、永久磁石によるロータとスロット（歯）付の鉄心ステータで反力モータを構成しているため、ロータやステータの円周方向の磁気的なむらにより、トルク変動（コギングトルク）が発生する恐れがある。すなわち、特許文献１と特許文献２に開示されているものでは、トルク変動による操作感の低下や騒音が課題となる。 When a vehicle steering apparatus is configured, as disclosed in Patent Document 1, in a configuration using a geared reduction gear and a reaction force motor, gear noise and gear torque fluctuation are problems. Moreover, although what is disclosed by patent document 2 does not use the gear, since the reaction force motor is comprised with the rotor by a permanent magnet and the iron core stator with a slot (tooth), the circumference | surroundings of a rotor and a stator There is a possibility that torque fluctuation (cogging torque) may occur due to magnetic unevenness in the direction. That is, in what is disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, a reduction in operational feeling and noise due to torque fluctuations are problems.

一方、特許文献３に開示されているものは、３つの角度（舵角）センサを用いているので、フェールセーフを実現することはできるが、トルクセンサを別に用いなければならず、コストアップとなる。また特許文献４に開示されているものでも、騒音やトルク変動を抑制するには十分ではない。 On the other hand, since the one disclosed in Patent Document 3 uses three angle (steering angle) sensors, a fail safe can be realized, but a torque sensor must be used separately, which increases costs. Become. Even the one disclosed in Patent Document 4 is not sufficient for suppressing noise and torque fluctuation.

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、騒音とトルク変動を抑制することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object thereof is to suppress noise and torque fluctuation.

前記課題を解決するために、本発明は、入力装置の電気信号によって、転舵装置を駆動する車両のステアバイワイヤシステムにおいて、操作力を入力する操作入力軸と、出力軸が前記操作入力軸に連結されたトラクション減速機と、前記トラクション減速機の入力軸に連結されて前記操作入力軸に前記操作力に応じた反力を付与する反力モータとを備えてなるステアバイワイヤシステムの入力装置を構成したものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a steer-by-wire system for a vehicle that drives a steered device by an electric signal from an input device. An input device of a steer-by-wire system comprising: a connected traction reducer; and a reaction force motor that is connected to an input shaft of the traction reducer and applies a reaction force corresponding to the operation force to the operation input shaft. It is composed.

前記した手段によれば、操作力に応じた反力が操作入力軸に付与される過程でトラクション減速機が滑らかに回転するので、騒音とトルク変動を抑制することができる。 According to the above-described means, since the traction speed reducer smoothly rotates in the process in which the reaction force according to the operation force is applied to the operation input shaft, noise and torque fluctuation can be suppressed.

前記ステアバイワイヤシステムの入力装置を構成するに際しては、入力装置の電気信号によって、転舵装置を駆動する車両のステアバイワイヤシステムにおいて、操作力を入力する操作入力軸と、前記操作入力軸に連結されたトーションバーと、入力軸と出力軸が減速機構に連結されて前記出力軸が前記トーションバーに連結されたトラクション減速機と、前記トラクション減速機の入力軸に連結されて前記操作入力軸に前記操作力に応じた反力を付与する反力モータと、前記トラクション減速機の出力軸の軸角度を検出する角度センサと、前記角度センサの検出出力に基づいて前記反力モータの駆動を制御する反力モータ駆動回路とを備えたものを用いることができる。この場合、角度センサの検出角度を基に操作力に応じた反力が操作入力軸に付与される過程でトラクション減速機が滑らかに回転するので、騒音とトルク変動を抑制することができる。また、角度センサは、トラクション減速機の出力軸の回転角度を検出しているので、この角度センサの検出角度を基に減速比のずれやすべりを補正することができる。 When configuring the input device of the steer-by-wire system, the steer-by-wire system of the vehicle that drives the steering device is connected to the operation input shaft for inputting the operation force and the operation input shaft by an electric signal of the input device. A torsion bar, a traction reducer in which an input shaft and an output shaft are connected to a reduction mechanism and the output shaft is connected to the torsion bar, and an input shaft of the traction reducer to connect the operation input shaft to the operation input shaft. A reaction force motor that applies a reaction force according to an operating force, an angle sensor that detects the shaft angle of the output shaft of the traction reducer, and the drive of the reaction force motor is controlled based on the detection output of the angle sensor. A device provided with a reaction force motor drive circuit can be used. In this case, since the traction reducer rotates smoothly in the process in which the reaction force corresponding to the operation force is applied to the operation input shaft based on the detection angle of the angle sensor, noise and torque fluctuation can be suppressed. Further, since the angle sensor detects the rotation angle of the output shaft of the traction reducer, it is possible to correct the shift and slip of the reduction ratio based on the detected angle of the angle sensor.

角度センサとして、トラクション減速機の出力軸の軸角度を検出する第１の角度センサと、操作入力軸の軸角度を検出する第２の角度センサと、反力モータの軸角度を検出する第３の角度センサを設け、前記いずれかの角度センサの検出出力に基づいて反力モータの駆動を制御する構成を採用することで、３つの角度センサのいずれかが故障しても、健全な２つの角度センサの検出角度を基に反力モータの駆動を制御することができる。 As the angle sensor, a first angle sensor that detects the shaft angle of the output shaft of the traction reducer, a second angle sensor that detects the shaft angle of the operation input shaft, and a third angle that detects the shaft angle of the reaction force motor. By adopting a configuration that controls the driving of the reaction force motor based on the detection output of one of the angle sensors, even if any of the three angle sensors fails, The driving of the reaction force motor can be controlled based on the detection angle of the angle sensor.

また、反力モータとしては、コギングが発生しないコアレスモータまたはスロットレスモータを採用することで、滑らかな操作感を得ることができる。コアレスモータまたはスロットレスモータとは、ロータを回転させたときに磁気的な回転ムラ（トルク）を発生しないモータである。一般に、スロットレスモータは、ステータに磁性体からなる突極を設けていないモータであり、コアレスモータは、ロータに特別に鉄心を設けていないモータである。 In addition, a smooth operation feeling can be obtained by adopting a coreless motor or a slotless motor that does not generate cogging as the reaction force motor. A coreless motor or a slotless motor is a motor that does not generate magnetic rotation unevenness (torque) when the rotor is rotated. In general, a slotless motor is a motor in which no salient pole made of a magnetic material is provided on a stator, and a coreless motor is a motor in which no special iron core is provided in a rotor.

また、コアレスモータは、ロータに鉄心を用いないため、ロータのイナーシャが小さい。そのため制御性が良く、ＳＢＷでは操作者に慣性感を与えずフィーリングもよくなる。ロータの慣性は装置入力軸から見ると、減速比の２乗に比例して増大する。そのため、減速比の大きい本願のトラクションドライブとコアレスモータの組合せは慣性特性の面からも効果がある。 Further, since the coreless motor does not use an iron core for the rotor, the rotor inertia is small. Therefore, the controllability is good, and the SBW does not give the operator a sense of inertia and feels good. When viewed from the device input shaft, the inertia of the rotor increases in proportion to the square of the reduction ratio. Therefore, the combination of the traction drive and the coreless motor of the present application having a large reduction ratio is also effective in terms of inertial characteristics.

本発明によれば、騒音とトルク変動を抑制することができる。 According to the present invention, noise and torque fluctuation can be suppressed.

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例を示すステアバイワイヤシステムの入力装置の構成図である。図１において、ステアバイワイヤシステムの入力装置１０は、転舵装置を駆動する車両のステアバイワイヤシステム（操舵装置）の一要素として、操作入力軸１２、トーションバー１４、トラクション減速機１６、反力モータ１８、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０を備えており、電子制御ユニット２０は、演算回路２２、反力モータ駆動回路２４、転舵モータ駆動回路２６から構成され、転舵モータ駆動回路２６は転舵装置２８に接続されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an input device of a steer-by-wire system showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an input device 10 of a steer-by-wire system includes an operation input shaft 12, a torsion bar 14, a traction reducer 16, a reaction force motor as elements of a steer-by-wire system (steering device) of a vehicle that drives a steering device. 18. An electronic control unit (ECU) 20 is provided. The electronic control unit 20 includes an arithmetic circuit 22, a reaction force motor drive circuit 24, and a steered motor drive circuit 26. The steered motor drive circuit 26 is steered. It is connected to the device 28.

操作入力軸１２は、軸状部材として、ハウジング３０内にその一部が挿入されてハウジング３０に回動自在に支持されているとともに、軸方向一端側がステアリングホイール（ハンドル）３２に連結され、ステアリングホイール３２の操作力を入力するようになっている。この操作入力軸１２の軸心側には、トーションバー１４が挿入されており、トーションバー１４は、その軸方向一端側が操作入力軸１２に連結され、軸方向他端側がトラクション減速機１６の出力軸（減速機出力軸）３４に連結されている。出力軸３４は、ハウジング３０に同軸状に連結された固定リング３６に回転自在に支持されており、出力軸３４の軸方向一端側は、トーションバー１４に連結され、出力軸３４の軸方向他端側は、固定リング３６内に収納されたローラー保持器４０、ケージアンドローラー４２、段付ローラー４４を介して、反力モータ１８のモータ軸を兼用する入力軸（減速機入力軸）３８に連結されている。 A part of the operation input shaft 12 is inserted into the housing 30 as a shaft-like member and is rotatably supported by the housing 30, and one end in the axial direction is coupled to a steering wheel (handle) 32, and the steering The operation force of the wheel 32 is input. A torsion bar 14 is inserted on the axial center side of the operation input shaft 12. One end of the torsion bar 14 in the axial direction is connected to the operation input shaft 12, and the other end in the axial direction is the output of the traction reducer 16. It is connected to a shaft (reduction gear output shaft) 34. The output shaft 34 is rotatably supported by a fixing ring 36 that is coaxially connected to the housing 30, and one end side in the axial direction of the output shaft 34 is connected to the torsion bar 14, and the axial direction of the output shaft 34 and the like. The end side is connected to an input shaft (reduction gear input shaft) 38 that also serves as a motor shaft of the reaction force motor 18 via a roller holder 40, a cage and roller 42, and a stepped roller 44 housed in the fixing ring 36. It is connected.

一方、反力モータ１８は、固定リング３６の軸方向端部に連結された筒状のケース４６内に収納されている。この反力モータ１８は、スロットレスのＤＣブラシレスモータとして、永久磁石４８、コイル５０、平滑鉄心５２を備えて構成されており、永久磁石４８が入力軸４８の外周面に固定され、永久磁石４８の外周側にコイル５０が装着されている。平滑鉄心５２は、ステータとして、ケース４６に固定されている。さらに、ケース４６内には、モータの軸角度を検出する角度センサ５４が設けられている。角度センサ５４は、例えば、ホールＩＣを用いて構成されており、角度センサ５４の検出出力は演算回路２２に入力されるようになっている。 On the other hand, the reaction force motor 18 is housed in a cylindrical case 46 connected to the axial end of the fixing ring 36. The reaction force motor 18 is configured as a slotless DC brushless motor and includes a permanent magnet 48, a coil 50, and a smooth iron core 52. The permanent magnet 48 is fixed to the outer peripheral surface of the input shaft 48, and the permanent magnet 48. A coil 50 is mounted on the outer peripheral side of the. The smooth iron core 52 is fixed to the case 46 as a stator. Further, an angle sensor 54 for detecting the shaft angle of the motor is provided in the case 46. The angle sensor 54 is configured using, for example, a Hall IC, and the detection output of the angle sensor 54 is input to the arithmetic circuit 22.

また、センサとしては、出力軸３４の軸角度を検出する角度センサ５６が設けられているとともに、操作入力軸１２の軸角度を検出する角度センサ５８が設けられている。角度センサ５６、５８は、例えば、レゾルバを用いて構成されており、各角度センサ５６、５８の検出出力は演算回路２２に入力されるようになっている。 Further, as the sensor, an angle sensor 56 for detecting the shaft angle of the output shaft 34 and an angle sensor 58 for detecting the shaft angle of the operation input shaft 12 are provided. The angle sensors 56 and 58 are configured using, for example, a resolver, and the detection outputs of the angle sensors 56 and 58 are input to the arithmetic circuit 22.

なお、出力軸３４には、トーションバー１４が折れたときあるいはトーションバー１４に過大入力が付与されてもトーションバー１４が折れないように角度差を規制するためのスプライン６０が出力軸３４とトーションバー１４との間に形成されているとともにセレーション６２が形成されている。 The output shaft 34 is provided with a spline 60 for regulating the angle difference so that the torsion bar 14 does not bend even when the torsion bar 14 is broken or an excessive input is applied to the torsion bar 14. A serration 62 is formed along with the bar 14.

演算回路２２は、角度センサ５４、５６、５８の検出出力に基づいて反力モータ１８の駆動を制御するための演算を行うとともに、転舵装置２８からの転舵情報を基に転舵装置２８の駆動を制御するための演算を行い、演算結果を反力モータ駆動回路２４と転舵モータ駆動回路２６に出力するようになっている。反力モータ駆動回路２４は演算回路２２の演算結果を基に反力モータ１８の角度とトルクを制御し、操作入力軸１２の操作力に応じた反力を操作入力軸１２に付与するようになっている。一方、転舵モータ駆動回路２６は、演算回路２２の演算結果に基づいて転舵装置２８の駆動を制御するようになっている。転舵装置２８は転舵輪の転舵角を制御するようになっている。 The arithmetic circuit 22 performs a calculation for controlling the driving of the reaction force motor 18 based on the detection outputs of the angle sensors 54, 56, and 58, and the turning device 28 based on the turning information from the turning device 28. The calculation for controlling the driving of the motor is performed, and the calculation result is output to the reaction force motor drive circuit 24 and the steered motor drive circuit 26. The reaction force motor drive circuit 24 controls the angle and torque of the reaction force motor 18 based on the calculation result of the calculation circuit 22, and applies a reaction force corresponding to the operation force of the operation input shaft 12 to the operation input shaft 12. It has become. On the other hand, the steered motor drive circuit 26 controls the drive of the steered device 28 based on the computation result of the computation circuit 22. The steering device 28 controls the turning angle of the steered wheels.

このように、本実施例においては、減速機として、トラクション減速機１６を用いるとともに、反力モータ１８としてスロットレスＤＣブラシレスモータを用いているため、操作入力軸１２に操作力が入力され、操作力に応じてトラクション減速機１６が回転するとともに、反力モータ１８が回転する過程で、トラクション減速機１６が滑らかに回転し、滑らかな操作感を運転者に与えることができるとともに、ギヤやモータのブラシの音が発生することはなく、すなわち、コギングが発生するのを抑制することができる。 As described above, in this embodiment, the traction speed reducer 16 is used as the speed reducer, and the slotless DC brushless motor is used as the reaction force motor 18. While the traction speed reducer 16 rotates according to the force and the reaction force motor 18 rotates, the traction speed reducer 16 rotates smoothly, and a smooth operation feeling can be given to the driver. No brush sound is generated, that is, the occurrence of cogging can be suppressed.

また、トラクション減速機１６は、高減速比を得ることができるようになっており、理論的には、無限大の減速比を作り出すことができ、実用的には、減速比２００程度までの大減速比で構成されている。この際、反力モータ１８のコギングトルクを無くすために、反力モータ１８としてスロットレスＤＣブラシレスモータを用いているため、モータ自身は大きなトルクを出すことは困難であっても、高減速比のトラクション減速機１６を用いることで、大きなトルクを得ることが可能になる。また操作入力軸１２の回転角度を検出する角度センサ５８の検出信号を利用することで、大減速した反力モータ１８のロータの慣性を補償することも可能である。 The traction reducer 16 can obtain a high reduction ratio. Theoretically, an infinite reduction ratio can be created. In practice, the reduction ratio is as large as about 200. It consists of a reduction ratio. At this time, since a slotless DC brushless motor is used as the reaction force motor 18 in order to eliminate the cogging torque of the reaction force motor 18, even if it is difficult for the motor itself to produce a large torque, a high reduction ratio can be obtained. By using the traction speed reducer 16, a large torque can be obtained. Further, by using the detection signal of the angle sensor 58 that detects the rotation angle of the operation input shaft 12, it is possible to compensate the inertia of the rotor of the reaction force motor 18 that has been greatly decelerated.

また、ステアバイワイヤシステムの入力装置１０としては、操作力を入力する操作入力軸１２と、出力軸３４が操作入力軸１２に連結されたトラクション減速機１６と、トラクション減速機１６の入力軸３８に連結されて操作入力軸１２に操作力に応じた反力を付与する反力モータ１８とを備えたもので構成することもできる。この場合、操作力に応じた反力が操作入力軸１２に付与される過程でトラクション減速機１６が滑らかに回転するので、騒音とトルク変動を抑制することができる。 The steer-by-wire system input device 10 includes an operation input shaft 12 for inputting operation force, a traction reducer 16 having an output shaft 34 coupled to the operation input shaft 12, and an input shaft 38 of the traction reducer 16. It can also be comprised with the reaction force motor 18 which is connected and provides the reaction force according to the operation force to the operation input shaft 12. In this case, since the traction speed reducer 16 rotates smoothly in the process in which the reaction force according to the operation force is applied to the operation input shaft 12, noise and torque fluctuation can be suppressed.

次に、３つの角度センサ５４、５６、５８の検出出力に基づいて角度演算を行う演算回路２２の具体的構成を図２にしたがって説明する。 Next, a specific configuration of the arithmetic circuit 22 that performs an angle calculation based on the detection outputs of the three angle sensors 54, 56, and 58 will be described with reference to FIG.

演算回路２２は、Ｒ／Ｄ変換部６４、６６、絶対角演算部６８、パルスカウンタ７０、トルク演算部７２、角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４、スリップメモリ７６を備えて構成されており、Ｒ／Ｄ変換部６４は角度センサ５８に接続され、Ｒ／Ｄ変換部６６は角度センサ５６に接続され、絶対角演算部６８、パルスカウンタ７０はそれぞれ角度センサ５４に接続され、トルク演算部７２は転舵モータ駆動回路２６に接続され、角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４は転舵モータ駆動回路２６と反力モータ駆動回路２４に接続されている。 The arithmetic circuit 22 includes R / D conversion units 64 and 66, an absolute angle calculation unit 68, a pulse counter 70, a torque calculation unit 72, an angle calculation / slip / sensor abnormality detection unit 74, and a slip memory 76. The R / D converter 64 is connected to the angle sensor 58, the R / D converter 66 is connected to the angle sensor 56, the absolute angle calculator 68 and the pulse counter 70 are each connected to the angle sensor 54, and the torque calculator 72 is connected to the steered motor drive circuit 26, and the angle calculation / slip / sensor abnormality detection unit 74 is connected to the steered motor drive circuit 26 and the reaction force motor drive circuit 24.

角度センサ５４の検出出力は、振動数Ｎ１を示すＵＶＷパルス信号として、絶対角演算部６８とパルスカウンタ７０に入力されるようになっている。パルスカウンタ７０は角度センサ５４の検出によるＵＶＷパルスをカウントし、カウント数に応じてモータ軸角度を示す信号を角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４に出力するようになっている。 The detection output of the angle sensor 54 is input to the absolute angle calculation unit 68 and the pulse counter 70 as a UVW pulse signal indicating the vibration frequency N1. The pulse counter 70 counts UVW pulses detected by the angle sensor 54, and outputs a signal indicating the motor shaft angle to the angle calculation / slip / sensor abnormality detection unit 74 in accordance with the counted number.

角度センサ５６の検出出力はレゾルバ信号としてＲ／Ｄ変換部６６に出力され、Ｒ／Ｄ変換部６６は、レゾルバ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を出力軸３４の軸角度軸倍角Ｎ２を示す信号として絶対角演算部６８、トルク演算部７２、角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４に出力するようになっている。絶対角演算部６８は、Ｒ／Ｄ変換部６６からの信号と角度センサ５４からの信号およびスリップメモリ７６に格納されたスリップ情報を基に入力軸３８の絶対角情報を生成し、生々した絶対角情報を角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４に出力するようになっている。 The detection output of the angle sensor 56 is output as a resolver signal to the R / D converter 66. The R / D converter 66 converts the resolver signal into a digital signal, and this digital signal is converted into the shaft angle axis multiple angle N2 of the output shaft 34. Are output to the absolute angle calculation unit 68, the torque calculation unit 72, and the angle calculation / slip / sensor abnormality detection unit 74. The absolute angle calculation unit 68 generates absolute angle information of the input shaft 38 based on the signal from the R / D conversion unit 66, the signal from the angle sensor 54, and the slip information stored in the slip memory 76, and the absolute absolute The angle information is output to the angle calculation / slip / sensor abnormality detection unit 74.

角度センサ５８の検出出力はレゾルバ信号としてＲ／Ｄ変換部６４に入力されるようになっており、Ｒ／Ｄ変換部６４は、角度センサ５８の検出によるレゾルバ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を操作入力軸の軸角度軸倍角Ｎ３を示す信号としてトルク演算部７２と角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４に出力するようになっている。 The detection output of the angle sensor 58 is input to the R / D conversion unit 64 as a resolver signal. The R / D conversion unit 64 converts the resolver signal detected by the angle sensor 58 into a digital signal. The digital signal is output to the torque calculation unit 72 and the angle calculation / slip / sensor abnormality detection unit 74 as a signal indicating the shaft angle axis multiple angle N3 of the operation input shaft.

トルク演算部７２は、角度センサ５６、５８の検出による角度差、すなわちトーションバー１４の捩れ量に応じてトルクを演算し、この演算結果にしたがって操作入力トルク信号を操舵モータ駆動回路２６に出力するようになっている。なお、角度センサ５６、５８のいずれかが異常の場合には、トルク演算部７２は反力モータ駆動回路２４から反力モータ１８の電流を取り込んで入力トルクを推定し、この推定結果にしたがった操作入力トルク信号を生成し、生成した操作入力トルク信号を転舵モータ駆動回路２６に出力することで、センサの異常によっても制御に異常を来たさないようになっている。また角度センサ５６、５８の検出角度の角度差が大きく、スプライン６０により操作入力軸１２が規制されていると判断されたときでも、反力モータ１８の電流値に基づいてトルクを推定し、推定したトルクを基に操作入力トルク信号を生成することで、操作入力トルク信号を確実に転舵モータ駆動回路２６に出力することができる。 The torque calculation unit 72 calculates a torque according to an angle difference detected by the angle sensors 56 and 58, that is, a twist amount of the torsion bar 14, and outputs an operation input torque signal to the steering motor drive circuit 26 according to the calculation result. It is like that. When either of the angle sensors 56 and 58 is abnormal, the torque calculation unit 72 takes in the current of the reaction force motor 18 from the reaction force motor drive circuit 24, estimates the input torque, and follows this estimation result. By generating the operation input torque signal and outputting the generated operation input torque signal to the steered motor drive circuit 26, the control is prevented from being abnormal even if the sensor is abnormal. Further, even when it is determined that the angle difference between the detection angles of the angle sensors 56 and 58 is large and the operation input shaft 12 is restricted by the spline 60, the torque is estimated based on the current value of the reaction force motor 18, and estimated. By generating the operation input torque signal based on the torque that has been generated, the operation input torque signal can be reliably output to the steered motor drive circuit 26.

角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４は、３つの角度センサ５４、５６、５８の検出出力に基づく信号と絶対角情報を基に出力軸３４の角度を演算し、この演算結果にしたがって出力軸角度を示す出力角度信号とモータ軸角度を示すモータ角度信号をそれぞれ反力モータ駆動回路２４に出力するようになっている。この際、角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４は、３つの角度センサ５４、５６、５８の検出出力に相関関係があるか否かを判定し、各角度センサの出力の相関関係があるしきい値を超えて崩れた場合、多数決によりセンサが異常と判定し、角度異常情報をトルク演算部７２に出力するとともに、いずれかの角度センサに異常がある場合には、正常な角度センサの検出出力とトルク演算部７２から出力されるトルク情報を基に、出力軸３４の軸角度を演算するようになっている。さらに角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４は、角度センサ５４の検出出力を、角度センサ５６の検出出力の値と減速比の値を利用して細分化し、この細分化されたモータ軸角度をモータ角度信号として反力モータ駆動回路２４に出力するとともに、角度センサ５６の検出出力に絶対角演算部６８の演算によって得られた絶対角情報を重畳して、出力軸３４の角度を示す出力角度信号を反力モータ駆動回路２４に出力するようになっている。これにより、反力モータ駆動回路２４は、モータ角度信号と出力角度信号を利用して反力モータ１８の角度とトルクを制御することができる。また、反力モータ駆動回路２４は、出力角度信号を利用することで、トラクション減速機１６のスリップを補償する反力モータ１８の角度制御を行うことも可能である。 The angle calculation / slip / sensor abnormality detection unit 74 calculates the angle of the output shaft 34 based on the signals based on the detection outputs of the three angle sensors 54, 56, and 58 and the absolute angle information, and outputs the output shaft according to the calculation result. An output angle signal indicating the angle and a motor angle signal indicating the motor shaft angle are output to the reaction force motor drive circuit 24, respectively. At this time, the angle calculation / slip / sensor abnormality detection unit 74 determines whether or not the detection outputs of the three angle sensors 54, 56, and 58 are correlated, and there is a correlation between the outputs of the angle sensors. If the threshold value is exceeded, the sensor is determined to be abnormal by majority vote, and the angle abnormality information is output to the torque calculation unit 72. If any of the angle sensors is abnormal, the normal angle sensor is detected. Based on the output and torque information output from the torque calculator 72, the shaft angle of the output shaft 34 is calculated. Further, the angle calculation / slip / sensor abnormality detection unit 74 subdivides the detection output of the angle sensor 54 using the detection output value of the angle sensor 56 and the value of the reduction ratio, and calculates the subdivided motor shaft angle. Output to the reaction force motor drive circuit 24 as a motor angle signal and output angle indicating the angle of the output shaft 34 by superimposing the absolute angle information obtained by the calculation of the absolute angle calculation unit 68 on the detection output of the angle sensor 56 A signal is output to the reaction force motor drive circuit 24. Thereby, the reaction force motor drive circuit 24 can control the angle and torque of the reaction force motor 18 using the motor angle signal and the output angle signal. The reaction force motor drive circuit 24 can also perform angle control of the reaction force motor 18 that compensates for the slip of the traction reducer 16 by using the output angle signal.

ここで、絶対角演算部６８は、数回転に渡る操作入力軸１２の角度を検出するように構成されており、一般的な車両のハンドルの操作力を入力することを想定すると、約３回転に渡って絶対角度を検出する必要がある。この場合、多回転のポテンショメータなど、別途のセンサを用いても絶対角度を検出することは可能であるが、以下の条件の下では、多回転の絶対角を演算により検出することが可能である。 Here, the absolute angle calculation unit 68 is configured to detect the angle of the operation input shaft 12 over several rotations, and is assumed to input about 3 rotations of a general vehicle steering wheel. It is necessary to detect the absolute angle over the range. In this case, the absolute angle can be detected by using a separate sensor such as a multi-rotation potentiometer, but the multi-rotation absolute angle can be detected by calculation under the following conditions. .

絶対角検出のための条件
まず、前提として、
入力軸必要回転数をＲｉｎ、
角度センサ５６の１周期当たりの有効角度分割可能数をＦ２、
角度センサ５６の入力軸１回転当たりの信号振動数（軸倍角数）をＮ２、
減速機出力軸３４のバックラッシ、ロストモーション（°）÷３６０°をＦｂｋ、
角度センサ５４のモータ軸１回転当たりの信号振動数をＮ１（通常、Ｎ１=モータの極数÷２）
としたとき、トラクション減速機１６の減速比＝Ｐ／Ｑ（Ｐ、Ｑは互いに素）が以下の条件を満たすことである。 Conditions for absolute angle detection
Rin, the required rotation speed of the input shaft
The effective angle division possible number per cycle of the angle sensor 56 is F2,
The signal frequency (axis multiple angle) per rotation of the input shaft of the angle sensor 56 is N2,
Reducer output shaft 34 backlash, lost motion (°) ÷ 360 ° is Fbk,
The signal frequency per rotation of the motor shaft of the angle sensor 54 is N1 (normally, N1 = number of motor poles / 2)
In this case, the reduction ratio of the traction reducer 16 = P / Q (P and Q are relatively prime) satisfies the following condition.

（１）Ｑ≧Ｎ１×Ｒｉｎ
（２）ＰとＮ２が互いに素である、もしくは（Ｎ２／Ｎ１）が整数なら、Ｐと（Ｎ２／Ｎ１）が互いに素
（３）Ｐ／Ｑ＜（Ｆ２＋Ｆｂｋ）÷（Ｒｉｎ・Ｎ１）
より好ましくは、Ｐ／Ｑ＜（３・Ｆ２＋Ｆｂｋ）／（Ｒｉｎ・Ｎ１）
このような条件の下で、反力モータ１８を微小回転させて、角度センサ５４の検出出力の立ち上がり、もしくは立ち下がりエッジを検出したときに、角度センサ５６の検出出力の値を読み込むと、入力軸３８のＲｉｎ回転内の複数回転内における絶対角度を把握することができる。 (1) Q ≧ N1 × Rin
(2) If P and N2 are relatively prime, or if (N2 / N1) is an integer, P and (N2 / N1) are mutually prime (3) P / Q <(F2 + Fbk) / (Rin · N1)
More preferably, P / Q <(3 · F2 + Fbk) / (Rin · N1)
Under such conditions, when the reaction force motor 18 is rotated slightly to detect the rising or falling edge of the detection output of the angle sensor 54, the value of the detection output of the angle sensor 56 is read. The absolute angle in a plurality of rotations within the Rin rotation of the shaft 38 can be grasped.

上記条件（１）、（２）により、モータ軸と減速機１６の出力軸３４は、絶対角度が一致しなければ、角度センサが同じ出力を出す関係にならないように設定されているため、２つの角度センサ５４、５６の位相情報から絶対角度を逆算することが可能である。 According to the above conditions (1) and (2), the motor shaft and the output shaft 34 of the speed reducer 16 are set so that the angle sensors do not have the same output unless the absolute angles match. The absolute angle can be calculated backward from the phase information of the two angle sensors 54 and 56.

上記条件（３）は、それを有効角度精度以内に検出するために必要な条件である。 The condition (3) is a condition necessary for detecting it within the effective angle accuracy.

（３）式における後者の条件は、角度センサ５６の検出位置が１有効分割角度ずれても確実に絶対角度を検出するための条件であり、この条件を用いることで、信頼性が大幅に向上する。 The latter condition in the expression (3) is a condition for reliably detecting the absolute angle even if the detection position of the angle sensor 56 is shifted by one effective division angle. By using this condition, the reliability is greatly improved. To do.

また、本実施例では、トラクション減速機１６がトラクションドライブのため、スリップによってモータ軸と出力軸３４の位相関係がずれることがあるが、操作中のスリップを検出する検出部と、検出部の検出結果をスリップ情報としてスリップメモリ７６に格納し、スリップ情報を基に絶対角度を補正することで、モータ軸と減速機出力軸３４との間の位相関係にずれが生じるのを抑制することができる。 Further, in this embodiment, since the traction speed reducer 16 is a traction drive, the phase relationship between the motor shaft and the output shaft 34 may be shifted due to slipping. However, a detection unit that detects slip during operation, and detection by the detection unit By storing the result as slip information in the slip memory 76 and correcting the absolute angle based on the slip information, it is possible to prevent the phase relationship between the motor shaft and the reduction gear output shaft 34 from being shifted. .

次に、トラクション減速機１６の具体的構成を図３に基づいて説明する。トラクション減速機１６は、入力軸３８と出力軸３４を備え、入力軸３８と出力軸３４は、固定リング３６に回転自在に支持されており、入力軸３８と固定リング３６との間には、段付ローラー４４が回転自在に装着されている。段付ローラー４４は大径ＤφＤ１と小径φＤ２を持つローラーであり、Ｘ、Ｙ、Ｚ部でそれぞれ固定リング３６、入力軸３８、出力軸３４に対して線接触している。また、段付ローラー４４は、ローラー保持器４２のピン４２ａに対してケージアンドローラー４２ｃを介して回転自在に支持されている。この段付ローラー４４は、固定リング３６、入力軸３８、出力軸３４との間にラジアル予圧（締め代）を設定しておくことで、各転動部Ｘ、Ｙ、Ｚを滑ることなく転がることができるようになっている。 Next, a specific configuration of the traction reducer 16 will be described with reference to FIG. The traction speed reducer 16 includes an input shaft 38 and an output shaft 34. The input shaft 38 and the output shaft 34 are rotatably supported by a fixed ring 36, and between the input shaft 38 and the fixed ring 36, A stepped roller 44 is rotatably mounted. The step roller 44 is a roller having a large diameter DφD1 and a small diameter φD2, and is in line contact with the fixing ring 36, the input shaft 38, and the output shaft 34 in the X, Y, and Z portions, respectively. Further, the stepped roller 44 is rotatably supported by a pin 42a of the roller holder 42 via a cage and roller 42c. This stepped roller 44 rolls without slipping each rolling part X, Y, Z by setting a radial preload (tightening allowance) between the fixed ring 36, the input shaft 38, and the output shaft 34. Be able to.

このような状態において、段付ローラー４４は、すべりなく転がるので段付ローラー４４の転動部Ｘでの速度は０である。さらに、段付ローラー４４の転動部Ｙにおける速度Ｖｉｎは、Ｖｉｎ=入力回転速度Ｎｉｎ×入力軸転動径Ｄ₀である。 In such a state, since the stepped roller 44 rolls without slipping, the speed at the rolling portion X of the stepped roller 44 is zero. Furthermore, the speed Vin in the rolling part Y of the stepped roller 44 is Vin = input rotational speed Nin × input shaft rolling diameter D ₀ .

上記構成において、段付ローラー４４の転動部Ｚにおける速度、すなわち出力軸転動面周速度Ｖｏｕｔは、段付ローラー４４の大径側のローラー４４ａの直径Ｄ₁と小径側のローラー４４ｂの直径Ｄ₂との差および比率によって定まり、Ｖｉｎよりも小さくなる。図３（ｂ）は、この関係を示したものである。Ｚ部の連続ＶｏｕｔはＶｉｎに対して図のように定まる。 In the above structure, the speed of the rolling portion Z of the stepped roller 44, that is, the output shaft raceways peripheral speed Vout, the diameter of the large-diameter side diameter D ₁ and the small diameter side of the roller 44b of the roller 44a of the stepped roller 44 It is determined by the difference and ratio from D ₂ and is smaller than Vin. FIG. 3B shows this relationship. The continuous Vout of the Z portion is determined with respect to Vin as shown in the figure.

本実施例におけるトラクション減速機１６では、直径Ｄ₁と直径Ｄ₂の差を小さくすることで、出力軸転動面周速度Ｖｏｕｔを非常に小さくすることができるため、大きな減速比を得ることができる。 In the traction speed reducer 16 in the present embodiment, the output shaft rolling surface circumferential speed Vout can be made very small by reducing the difference between the diameter D ₁ and the diameter D ₂ , so that a large reduction ratio can be obtained. it can.

本実施例における減速比は、上述の幾何学的関係から次式で表わせる。 The reduction ratio in the present embodiment can be expressed by the following equation from the above geometric relationship.

（２・Ｄ₁・Ｄ₀＋Ｄ₁＋Ｄ₂）÷（Ｄ₀（Ｄ₁−Ｄ₂））
Ｄ₁−Ｄ₂は自由に選ぶことが可能である設計パラメータであり、Ｄ₁−Ｄ₂を小さく取れば、従来、減速機を２段で構成した場合よりも、大きな減速比を得ることが可能である。また２段の減速機よりも部品点数も少なく、コンパクト化が可能である。 (2 · D ₁ · D ₀ + D ₁ + D ₂ ) ÷ (D ₀ (D ₁ −D ₂ ))
D ₁ -D ₂ is a design parameter that can be freely selected, and if D ₁ -D ₂ is made small, it is possible to obtain a larger reduction ratio than when a conventional reduction gear is configured in two stages. Is possible. In addition, the number of parts is smaller than that of a two-stage reducer, and the size can be reduced.

なお、本実施例におけるトラクション減速機１６では、段付ローラー４４は、図３（ｃ）に示すように、接線力（トラクション力）Ｆを受けるため、段付ローラー４４にモーメントが発生し、ローラー４４全体が傾くことがある。Ｆｐ、Ｆｉｎ、Ｆｏｕｔはそれぞれ段付ローラー４４が固定リング３６、入力軸３８、出力軸３４から受ける外力であり、偶力のつり合いは保たれない。これをキャンセルするために、図４に示すように、図１に示すトラクション減速機１６では、ローラー保持器４２が採用されている。このローラー保持器４２は、ピンと段付ローラー４４内径間の摩擦を減らすために、ニードル軸受またはケージアンドローラー４２ｃが用いられている。 In the traction speed reducer 16 in this embodiment, the stepped roller 44 receives a tangential force (traction force) F as shown in FIG. 44 as a whole may tilt. Fp, Fin, and Fout are external forces that the stepped roller 44 receives from the fixing ring 36, the input shaft 38, and the output shaft 34, respectively, and the balance of the couple is not maintained. In order to cancel this, as shown in FIG. 4, in the traction reduction gear 16 shown in FIG. 1, a roller holder 42 is employed. The roller holder 42 uses a needle bearing or a cage and roller 42c in order to reduce friction between the pin and the inner diameter of the stepped roller 44.

段付ローラー４４で発生するラジアル方向の転動体荷重は、転動面Ｘ、Ｙ、Ｚにおいてそれぞれ発生するが、これらによる偶力が発生しないように、軸方向位置が調整されている。また入力軸転動面の接触面圧が上がりすぎないように、入力軸転動面の接触長さを長くしている。 The radial rolling element load generated by the stepped roller 44 is generated on each of the rolling surfaces X, Y, and Z, but the axial position is adjusted so that no couple is generated by these. Further, the contact length of the input shaft rolling surface is increased so that the contact surface pressure of the input shaft rolling surface does not increase too much.

本実施例におけるトラクション減速機１６によれば、音が静かで、滑らかな操作感を運転者に与えることができるとともに、フェールセーフな構成とすることができる。 According to the traction speed reducer 16 in the present embodiment, the sound is quiet and a smooth operation feeling can be given to the driver, and a fail-safe configuration can be achieved.

次に、トラクション減速機の第２実施例を図５にしたがって説明する。 Next, a second embodiment of the traction reducer will be described with reference to FIG.

本実施例におけるトラクション減速機１６は、段付ローラー４４の代わりに、径の相異なるローラー８０、８２を用い、ローラー保持器４０、ケージアンドローラー４２の代わりに、ニードル軸受８４、８６を有する遊星キャリア（軸状部材）８８を設け、入力軸３８の外周面に径の相異なる転動面Ａ（直径Ｄ₂）、転動面Ｂ（直径Ｄ₁）を形成し、固定リング３６のローラー８２との接触面に転動面ａを形成し、出力軸３４にローラー８０との接触面となる転動面ｂを形成したものである。直径ＤＡ₂のローラー８０は直径ＤＡ₁のローラー８２よりも小径に形成されており、ローラー８０、８２は遊星キャリア８８のピン８８ａにそれぞれニードル軸受８４、８６を介して回転自在に支持されている。ローラー８０は転動面Ａと転動面ｂの間に配置されて自転するとともに公転し、ローラー８２は、転動面Ｂと転動面ａとの間に配置されて自転するとともに公転するようになっている。すなわち、ローラー８０、８２は、軸部材を構成する遊星キャリア８８によって、同一の公転速度で入力軸３８の回りを公転するようになっている。この際、適当に予圧をかけることにより、ローラー８０、８２は滑ることなく転がるようになっている。 The traction speed reducer 16 in this embodiment uses rollers 80 and 82 having different diameters instead of the stepped roller 44, and planets having needle bearings 84 and 86 instead of the roller holder 40 and the cage and roller 42. A carrier (shaft-shaped member) 88 is provided, and a rolling surface A (diameter D ₂ ) and a rolling surface B (diameter D ₁ ) having different diameters are formed on the outer peripheral surface of the input shaft 38. Rolling surface a is formed on the contact surface, and rolling surface b that is the contact surface with the roller 80 is formed on the output shaft 34. The roller 80 having a diameter DA ₂ is formed to have a smaller diameter than the roller 82 having a diameter DA ₁ . . The roller 80 is disposed between the rolling surface A and the rolling surface b and rotates and revolves, and the roller 82 is disposed between the rolling surface B and the rolling surface a and rotates and revolves. It has become. In other words, the rollers 80 and 82 revolve around the input shaft 38 at the same revolution speed by the planetary carrier 88 constituting the shaft member. At this time, the rollers 80 and 82 can roll without slipping by appropriately applying a preload.

この際、転がり条件の下では、ローラー８０、８２の各転動面Ａ、Ｂ、ａ、ｂにおける速度は、Ｖｃを遊星キャリア８８の公転速度とすると、転動面ａにおける速度Ｖ₀はＶ₀＝０、転動面Ｂにおける速度Ｖ₁＝ＤＡ₁（ローラー８２の直径）×Ｎｉｎ、転動面Ａにおける速度Ｖ₂＝ＤＡ₂（ローラー８０の直径）×Ｎｉｎ、転動面ｂにおける速度Ｖ₄＝Ｖｃ−Ｖ₂となり、減速比は、減速比＝（Ｄ₂＋ＤＡ₂・２）÷（Ｄ₁−Ｄ₂）
となる。 At this time, under the rolling conditions, the speed V _{0 on the} rolling surface a is V when the speeds on the rolling surfaces A, B, a and b of the rollers 80 and 82 are Vc. ₀ = 0, speed V _{1 on the} rolling surface B = DA ₁ (diameter of the roller 82) × Nin, speed V _{2 on the} rolling surface A = DA ₂ (diameter of the roller 80) × Nin, speed on the rolling surface b V ₄ = Vc−V ₂ and the reduction ratio is the reduction ratio = (D ₂ + DA ₂ · 2) ÷ (D ₁ −D ₂ )
It becomes.

この際、Ｄ₁-Ｄ₂を小さくすると、非常に大きな減速比が得られる。 At this time, if D ₁ -D ₂ is reduced, a very large reduction ratio can be obtained.

本実施例におけるトラクション減速機１６では、前記実施例のものよりも、若干転がり部分が多く、遊星キャリア８８で発生する力が大きいため、効率が若干劣るが、ローラー８０、８２の製造が容易であり、予圧量の調整が容易になる。 The traction speed reducer 16 in the present embodiment has a slightly larger number of rolling parts and a greater force generated by the planet carrier 88 than in the previous embodiment, so the efficiency is slightly inferior, but the rollers 80 and 82 are easy to manufacture. Yes, the preload amount can be easily adjusted.

また本実施例におけるトラクション減速機においては、前記実施例と同様に、入力軸３８、出力軸３４、固定リング３６の３つの機能（固定、入力、出力）をいずれかに割り当てて、回転方向が逆の減速機や増速機として利用することもできるとともに、全てを回転させて、差動減速機として利用することも可能である。 In the traction reducer according to the present embodiment, the three functions (fixed, input, and output) of the input shaft 38, the output shaft 34, and the fixing ring 36 are assigned to any of the rotation shafts in the same manner as in the previous embodiment. It can be used as a reverse speed reducer or speed increaser, and can also be used as a differential speed reducer by rotating all of them.

また高減速比が得られるため、コンパクトな減速装置であるためのロボットの関節用としても利用することができる。 Moreover, since a high reduction ratio can be obtained, it can also be used as a joint for a robot that is a compact reduction gear.

次に、トラクション減速機の第３実施例を図６にしたがって説明する。 Next, a third embodiment of the traction reducer will be described with reference to FIG.

本実施例は、段付ローラー４４などの代わりに、楔ローラー９０、楔軸９２、ばね９４を用いたものであり、入力軸３８と出力軸３４との間に楔ローラー９０と大ローラー９６が挿入され、楔ローラー９０は、ばね９４を介して楔軸９２に回転自在に支持されており、楔軸９２は固定リング３６に固定されている。この楔ローラー９０は入力軸３８との接触面と出力軸３４との接触面を転動面として回転するようになっている。 In this embodiment, a wedge roller 90, a wedge shaft 92, and a spring 94 are used instead of the stepped roller 44, and the wedge roller 90 and the large roller 96 are provided between the input shaft 38 and the output shaft 34. The wedge roller 90 is inserted into a wedge shaft 92 through a spring 94 so as to be rotatable, and the wedge shaft 92 is fixed to the fixing ring 36. The wedge roller 90 rotates with the contact surface with the input shaft 38 and the contact surface with the output shaft 34 as rolling surfaces.

本実施例におけるトラクション減速機１６は、楔効果を利用したものであって、トルクに応じて楔ローラー９０の押付力が替わるので、効率よく、大きなトルクを付加しても、滑ることがない特徴を有している。 The traction speed reducer 16 in the present embodiment uses the wedge effect, and the pressing force of the wedge roller 90 is changed according to the torque. Therefore, even if a large torque is applied, the traction speed reducer 16 does not slip. have.

ステアバイワイヤの入力装置として使用するとより滑らかな操作感が得られる。 When used as a steer-by-wire input device, a smoother operational feeling can be obtained.

本発明の一実施例を示すステアバイワイヤシステムの入力装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the input device of the steer-by-wire system which shows one Example of this invention. 演算回路の具体的構成を説明するためのブロック構成図である。It is a block block diagram for demonstrating the specific structure of an arithmetic circuit. トラクション減速機の第１実施例を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は出力軸側から見たときの模式図、（ｃ）は段付ローラーの側面図である。It is a figure which shows 1st Example of a traction reduction gear, Comprising: (a) is a longitudinal cross-sectional view, (b) is a schematic diagram when it sees from an output-shaft side, (c) is a side view of a stepped roller. . ローラー保持器と段付ローラーの構成を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structure of a roller holder and a stepped roller. トラクション減速機の第２実施例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 2nd Example of a traction reduction gear. トラクション減速機の第３実施例を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。It is a figure which shows 3rd Example of a traction reducer, Comprising: (a) is a longitudinal cross-sectional view, (b) is sectional drawing which follows the bb line of (a).

Explanation of symbols

１０ステアバイワイヤシステムの入力装置
１２操作入力軸
１４トーションバー
１６トラクション減速機
１８反力モータ
２０電子制御ユニット
２２演算回路
２４反力モータ駆動回路
２６転舵モータ駆動回路
２８転舵装置
３４減速機出力軸
３８減速機入力軸
４０ローラー保持器
５４、５６、５８角度センサ
６４、６６Ｒ／Ｄ変換部
６８絶対角演算部
７０パルスカウンタ
７２トルク演算部
７４角度算出・スリップ・センサ異常検知部
７６スリップメモリ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Input device of steer-by-wire system 12 Operation input shaft 14 Torsion bar 16 Traction reduction gear 18 Reaction force motor 20 Electronic control unit 22 Arithmetic circuit 24 Reaction force motor drive circuit 26 Steering motor drive circuit 28 Steering device 34 Reduction gear output shaft 38 Speed reducer input shaft 40 Roller holder 54, 56, 58 Angle sensor 64, 66 R / D conversion unit 68 Absolute angle calculation unit 70 Pulse counter 72 Torque calculation unit 74 Angle calculation / slip / sensor abnormality detection unit 76 Slip memory

Claims

In a steer-by-wire system for a vehicle that drives a steering device by an electric signal from an input device, an operation input shaft for inputting an operation force, a traction speed reducer having an output shaft connected to the operation input shaft, and the traction speed reducer An input device of a steer-by-wire system comprising a reaction force motor coupled to the input shaft and applying a reaction force corresponding to the operation force to the operation input shaft.

The input device of the steer-by-wire system according to claim 1, wherein the reaction force motor is a slotless motor or a coreless motor.

In a vehicle steering apparatus that drives a steering apparatus by an electric signal from an input apparatus, an operation input shaft that inputs an operation force, a torsion bar that is coupled to the operation input shaft, and an input shaft and an output shaft that serve as a deceleration mechanism A traction speed reducer connected to the torsion bar and the output shaft connected to the input shaft of the traction speed reducer to apply a reaction force corresponding to the operation force to the operation input shaft; A first angle sensor for detecting the shaft angle of the output shaft of the traction reducer, a second angle sensor for detecting the shaft angle of the operation input shaft, and a third angle for detecting the shaft angle of the reaction force motor. An input device of a steer-by-wire system comprising: an angle sensor; and a reaction force motor drive circuit that controls driving of the reaction force motor based on a detection output of any one of the angle sensors.

An input shaft having a rolling surface on the outer peripheral surface, a fixing ring coaxial with the input shaft and having a rolling surface on the inner peripheral side, and a first rolling surface disposed between the fixing ring and the input shaft A plurality of stepped rollers having a second rolling surface having a diameter different from that of the first rolling surface and revolving while rotating around the input shaft, and a second rolling of each stepped roller A traction drive speed reducer comprising an output shaft having a rolling surface inscribed in the surface.

An input shaft having a plurality of rolling surfaces with different outer diameters, a plurality of first rollers that revolve while rotating one rolling surface of the input shaft, and the other rolling surface of the input shaft are rotated. And a plurality of second rollers that revolve, a fixing ring having a rolling surface that is inscribed in each first roller, and a shaft-like member that is rotatably fitted to each first roller and each second roller. A traction drive speed reducer comprising a planetary carrier and an output shaft inscribed in each of the second rollers.