JP2009190632A - Vehicle steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の操舵を行う車両操舵装置に関し、特にステアバイワイヤ型の車両操舵装置に好適な技術に関する。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus for steering a vehicle, and more particularly to a technique suitable for a steer-by-wire type vehicle steering apparatus.
従来、車両が備える操舵装置として、いわゆるステアバイワイヤ型車両操舵装置、すなわち、操舵部に設けられたステアリングホイール等の操作部材に加えられる操舵力によらず、電気的な制御下、システムが転舵部において備える動力源の動力によって、操作部材の操作に応じた車輪の転舵が行われる車両操舵装置が検討されている。 Conventionally, as a steering device provided in a vehicle, a so-called steer-by-wire type vehicle steering device, that is, a system is steered under electrical control regardless of a steering force applied to an operation member such as a steering wheel provided in a steering unit. A vehicle steering apparatus in which the wheels are steered according to the operation of the operation member by the power of the power source provided in the section has been studied.
このような車両操舵装置では、通常、操作部材と転舵部とが回転伝達可能に連結されていないことから、ステアリング操作の便宜上、操作部材の操作範囲を操舵部において規定する必要がある。 In such a vehicle steering apparatus, since the operation member and the steered portion are not normally connected so as to be able to transmit rotation, it is necessary to define the operation range of the operation member in the steering portion for convenience of steering operation.
例えば、特許文献1には、ステアリングホイールの回転に連動して移動する移動部材と、移動部材の移動を阻止する阻止部材と、を有し、阻止部材は、移動部材の動きに伴って位置を移動可能とするとともに、移動部材の移動を阻止する場合は阻止部材の位置を固定する車両用操舵装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 includes a moving member that moves in conjunction with the rotation of the steering wheel, and a blocking member that blocks the movement of the moving member, and the blocking member is positioned with the movement of the moving member. A vehicle steering apparatus is disclosed that is movable and that fixes the position of the blocking member when blocking the movement of the moving member.
また、特許文献2には、操作部材と、その操作部材に連係して操作部材の操作量に応じた移動量だけ移動する変位体と、操作部材の操作範囲を規制すべく変位体を係止する係止手段とを備えたステアリング操作装置が開示されている。 Patent Document 2 discloses an operation member, a displacement body that moves in accordance with the operation amount of the operation member in association with the operation member, and a displacement body that locks the displacement body so as to restrict the operation range of the operation member. There is disclosed a steering operation device including a locking means.
また、特許文献3には、操作部材の回転に連動して回転するように車体側に対する前記シャフトの軸方向に沿う移動を許容するとともに、その軸中心の相対回転を阻止する手段と、を備える車両用操舵装置が開示されている。
しかしながら、上述の各装置においては、ステアリングホイールの回転軸に連結されている移動部材がステアリングホイールの回転操作に応じて軸方向に移動した場合に何らかの固定部材と当接することで、ステアリングホイールの操作量が所定の範囲に規制されている。そのため、移動部材がステアリングホイールの軸方向に所定の範囲で移動できるような空間や機構が必要となり、装置の大型化や複雑化の一因となっている。 However, in each of the above-described apparatuses, when the moving member connected to the rotating shaft of the steering wheel moves in the axial direction in response to the rotating operation of the steering wheel, the steering wheel operates by contacting with a certain fixed member. The amount is regulated to a predetermined range. For this reason, a space or mechanism is required so that the moving member can move in a predetermined range in the axial direction of the steering wheel, which contributes to an increase in size and complexity of the apparatus.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、操作部材の操作範囲を簡易な構成で規制する技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, The place made into the objective is to provide the technique which regulates the operation range of an operation member with a simple structure.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両操舵装置は、車両を操舵するために回転される操作部材と、前記操作部材に連結された回転軸と、前記回転軸の回転範囲を1回転より大きい所定の範囲に規制する回転規制機構と、を備える。前記回転規制機構は、回転軸の軸方向の動きを伴わずに、回転範囲を規制する規制部に対してn−1(nは2以上の整数)回転目では係合せずにn回転目で係合するよう構成されている。 In order to solve the above problems, a vehicle steering apparatus according to an aspect of the present invention includes an operation member that is rotated to steer a vehicle, a rotation shaft that is coupled to the operation member, and a rotation range of the rotation shaft. A rotation restricting mechanism for restricting to a predetermined range larger than one rotation. The rotation restricting mechanism does not engage with the restricting portion that restricts the rotation range at the n-th rotation without engaging with the restricting portion that restricts the rotation range without involving the axial movement of the rotation shaft. It is configured to engage.
この態様によると、回転規制機構は、操作部材の操作範囲を回転軸の回転範囲が1回転より大きい所定の範囲で規制することができる。また、回転規制機構は、回転軸の軸方向の動きを伴わないため、簡易な構成を実現することができる。 According to this aspect, the rotation restricting mechanism can restrict the operation range of the operation member within a predetermined range in which the rotation range of the rotation shaft is greater than one rotation. Further, since the rotation restricting mechanism does not involve the movement of the rotating shaft in the axial direction, a simple configuration can be realized.
本発明の別の態様もまた、車両操舵装置である。この装置は、車両を操舵するために回転される操作部材と、前記操作部材に連結された回転軸と、前記回転軸の回転範囲を1回転より大きい所定の範囲に規制する回転規制機構と、を備える。前記回転規制機構は、前記回転軸と連結されており、前記回転軸の径方向に突出している突部と、前記回転軸の周囲に回転可能に設けられ、回転する前記突部と係合することで共に回転する回転部材と、前記突部と係合せずに前記回転部材と係合し回転を規制する係合部と、を有する。 Another aspect of the present invention is also a vehicle steering apparatus. The apparatus includes an operation member that is rotated to steer a vehicle, a rotation shaft that is coupled to the operation member, a rotation restriction mechanism that restricts a rotation range of the rotation shaft to a predetermined range greater than one rotation, Is provided. The rotation restricting mechanism is connected to the rotating shaft, and is engaged with the protruding portion that protrudes in the radial direction of the rotating shaft and the protruding portion that is rotatably provided around the rotating shaft. And a rotating member that rotates together, and an engaging portion that engages with the rotating member without engaging with the protrusion and restricts rotation.
この態様によると、操作部材を一方の回転方向へ操作した場合、回転軸と連結されている突部が最大1回転する間に回転部材と係合し、更に突部が回転部材を周方向に押しながら共に1回転した後に回転部材が係合部と係合し回転が規制される。そのため、回転規制機構は、突部および回転部材が回転軸を中心に回転するという簡易な構成によって、回転軸の多回転を許容しつつ回転軸の回転範囲を所定の範囲に規制することができる。 According to this aspect, when the operation member is operated in one rotation direction, the protrusion connected to the rotation shaft engages with the rotation member during one maximum rotation, and the protrusion further rotates the rotation member in the circumferential direction. The rotation member engages with the engaging portion after both rotations while pushing, and the rotation is restricted. Therefore, the rotation restricting mechanism can restrict the rotation range of the rotating shaft to a predetermined range while allowing multiple rotations of the rotating shaft with a simple configuration in which the protrusion and the rotating member rotate around the rotating shaft. .
前記突部は、回転した場合に前記係合部と直接当接しないように回転軸の軸方向の位置が前記係合部と重ならないように設けられており、前記回転部材は、前記突部および前記係合部と係合するように回転軸の軸方向の位置が前記突部および前記係合部と重なるように設けられている。これにより、回転規制機構は、回転軸の多回転を許容しつつ回転軸の回転範囲を所定の範囲に規制する構成を、突部や回転部材を回転軸の軸方向に動かすための空間を必要とせずに実現できる。その結果、回転規制機構の回転軸方向の小型化が可能となる。 The protrusion is provided so that an axial position of a rotation shaft does not overlap the engagement part so that the protrusion does not directly contact the engagement part when rotated, and the rotation member includes the protrusion And the position of the axial direction of a rotating shaft is provided so that it may overlap with the said protrusion and the said engaging part so that it may engage with the said engaging part. As a result, the rotation restricting mechanism requires a space for moving the protrusion and the rotating member in the axial direction of the rotating shaft in a configuration that restricts the rotating range of the rotating shaft to a predetermined range while allowing multiple rotations of the rotating shaft. Can be realized without. As a result, it is possible to reduce the size of the rotation restricting mechanism in the rotation axis direction.
本発明のさらに別の態様もまた、車両操舵装置である。この装置は、車両を操舵するために回転される操作部材と、前記操作部材に連結された回転軸と、前記回転軸の回転範囲を1回転より大きい所定の範囲に規制する回転規制機構と、を備える。前記回転規制機構は、前記回転軸と連結されており、前記回転軸の径方向に突出している突部と、前記回転軸の周囲に回転可能に設けられ、回転する前記突部と係合することで共に回転する第1回転部材と、前記回転軸の周囲に回転可能に設けられ、回転する前記第1回転部材と係合することで共に回転する第2回転部材と、前記突部および前記第1回転部材と係合せずに前記第2回転部材と係合し回転を規制する係合部と、を有する。 Yet another embodiment of the present invention is also a vehicle steering apparatus. The apparatus includes an operation member that is rotated to steer a vehicle, a rotation shaft that is coupled to the operation member, a rotation restriction mechanism that restricts a rotation range of the rotation shaft to a predetermined range greater than one rotation, Is provided. The rotation restricting mechanism is connected to the rotating shaft, and is engaged with the protruding portion that protrudes in the radial direction of the rotating shaft and the protruding portion that is rotatably provided around the rotating shaft. A first rotating member that rotates together, a second rotating member that is rotatably provided around the rotating shaft and rotates together by engaging the rotating first rotating member, the protrusion, and the protrusion An engaging portion that engages with the second rotating member and restricts rotation without engaging with the first rotating member.
この態様によると、操作部材を一方の回転方向へ操作した場合、回転軸と連結されている突部が最大1回転する間に第1回転部材と係合し、次に突部が第1回転部材を周方向に押しながら共に1回転した後に第2回転部材と係合し、更に突部が第1回転部材および第2回転部材を周方向に押しながら共に1回転した後に第2回転部材が係合部と係合し回転が規制される。そのため、回転規制機構は、突部、第1回転部材および第2回転部材が回転軸を中心に回転するという簡易な構成によって、回転軸の多回転を許容しつつ回転軸の回転範囲を所定の範囲に規制することができる。 According to this aspect, when the operation member is operated in one rotation direction, the protrusion connected to the rotation shaft engages with the first rotation member during one maximum rotation, and then the protrusion rotates the first time. The first rotating member engages with the second rotating member after rotating one time while pushing the member in the circumferential direction, and the second rotating member moves after one rotation while pushing the first rotating member and the second rotating member in the circumferential direction. Engagement with the engaging portion restricts rotation. For this reason, the rotation restricting mechanism allows the rotation range of the rotation shaft to be set within a predetermined range while allowing multiple rotations of the rotation shaft with a simple configuration in which the protrusion, the first rotation member, and the second rotation member rotate about the rotation shaft. The range can be regulated.
前記突部は、回転した場合に前記係合部および前記第2回転部材と直接当接しないように回転軸の軸方向の位置が前記係合部および前記第2回転部材と重ならないように設けられており、前記第1回転部材は、前記突部および前記第2回転部材と係合するように回転軸の軸方向の位置が前記突部および前記第2回転部材と重なるように、かつ、回転した場合に前記係合部と直接当接しないように回転軸の軸方向の位置が前記係合部と重ならないように設けられており、前記第2回転部材は、前記第1回転部材および前記係合部と係合するように回転軸の軸方向の位置が前記第1回転部材および前記係合部と重なるように設けられている。これにより、回転規制機構は、回転軸の多回転を許容しつつ回転軸の回転範囲を所定の範囲に規制する構成を、突部や回転部材を回転軸の軸方向に動かすための空間を必要とせずに実現できる。その結果、回転規制機構の回転軸方向の小型化が可能となる。 The protrusion is provided so that the axial position of the rotation shaft does not overlap the engagement portion and the second rotation member so that the protrusion does not directly contact the engagement portion and the second rotation member when rotated. The first rotating member is arranged such that the axial position of the rotating shaft overlaps with the protruding portion and the second rotating member so as to engage with the protruding portion and the second rotating member, and The rotation shaft is provided so that the axial position of the rotation shaft does not overlap the engagement portion so that the rotation shaft does not directly contact the engagement portion, and the second rotation member includes the first rotation member and An axial position of the rotation shaft is provided so as to overlap with the first rotation member and the engagement portion so as to engage with the engagement portion. As a result, the rotation restricting mechanism requires a space for moving the protrusion and the rotating member in the axial direction of the rotating shaft in a configuration that restricts the rotating range of the rotating shaft to a predetermined range while allowing multiple rotations of the rotating shaft. Can be realized without. As a result, it is possible to reduce the size of the rotation restricting mechanism in the rotation axis direction.
前記操作部材の操作量に応じた情報を検出する検出手段と、車輪を転舵する転舵機構と、前記回転軸と前記転舵機構とが連結されていない状態で前記操作部材の操作とは独立して前記転舵機構を駆動する動力源と、前記動力源を駆動し、前記操作量に応じた情報に基づいて転舵量を制御する制御手段と、を更に備えてもよい。これにより、操舵部材の回転軸と転舵機構とが連結されていない状態であっても、操作部材の操舵範囲を適切に規制することができる。 What is the operation of the operation member in a state where the detection means for detecting information according to the operation amount of the operation member, the turning mechanism for turning the wheel, and the rotating shaft and the turning mechanism are not connected? You may further provide the power source which drives the said steering mechanism independently, and the control means which drives the said power source and controls the amount of steering based on the information according to the said operation amount. Thereby, even if it is in the state where the rotating shaft of a steering member and a steering mechanism are not connected, the steering range of an operation member can be controlled appropriately.
本発明によれば、操作部材の操作範囲を簡易な構成で規制することができる。 According to the present invention, the operation range of the operation member can be regulated with a simple configuration.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate.
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る車両操舵装置を含むステアバイワイヤ型ステアリングシステムの概略構成を示す斜視図である。ステアリングシステム100は、操舵部10と、転舵部12とが機械的に分離され、車両を操舵するために回転される操作部材としてのステアリングホイール14に加えられる操作力によらずに、転舵部12に設けられた動力源の動力によって車輪16を転舵するステアリングシステムである。なお、ステアリングシステム100は、フェール時等にステアリングホイール14に加えられる操作力による車輪16の転舵を可能とすべく、操作力を伝達する機構を含んで操舵部10と転舵部12とを連結する連結機構18をも備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a steer-by-wire type steering system including a vehicle steering apparatus according to a first embodiment. In the
操舵部10は、車両操舵装置20を主体として構成されている。車両操舵装置20は、運転者によって回転操作されるステアリングホイール14を備え、車体に固定されている。後に詳しく説明するが、車両操舵装置20は、ステアリングホイール14の操作量(操舵角)を検出するためのセンサとしての機能、ステアリング操作の範囲を規制する機能、ステアリングホイール14の回転操作に対する反力、つまり、操作反力を付与する機能等を有している。なお、後に詳しく説明するが、操作反力を付与する機構として、反力付与モータの回転力に依拠する機構を備えている。
The
転舵部12は、車体に固定されて転舵ロッド22を軸方向に往復移動させる車輪転舵装置24(以下、単に「転舵装置24」という場合がある)を主体として構成されている。内部の図示は省略するが、転舵装置24は、動力源としての転舵モータを備えており、転舵ロッド22に形成されたボールねじに噛合するボールナットをその転舵モータによって回転駆動することにより、転舵ロッド22が軸方向に移動させられる構造とされている。転舵ロッド22の両端の各々は、ボールジョイント26を介して、タイロッド28に連結され、タイロッド28の他端部は、もう一種のボールジョイント30を介して、車輪16を回転可能に保持するステアリングナックル32の一部分であるナックルアーム34に連結されている。このような連結構造により、転舵ロッド22が軸方向に移動させられることで、車輪16が転舵される。なお、転舵装置24は、転舵ロッド22の移動量(転舵量の一種である)を検出するセンサとしての機能を有している。
The steered
ステアリングシステム100は、自身が備えるステアリング電子制御ユニット40(ステアリングECU、以下、単に「ECU40」という場合がある)によって制御される。ECU40は、コンピュータ、各種モータ,各種アクチュエータ等のドライバ等を含んで構成されている。ECU40は、車両操舵装置20によって検出されたステアリングホイール14の操作量に関する信号θ、および、転舵装置24によって検出された転舵ロッド22の移動量に関する信号δを入手し、それらに基づいて、車輪16の転舵量がステアリングホイール14の操作量に応じた量となるように、転舵装置24が備える転舵モータを制御駆動する。
The
ステアリングシステム100は、車速感応式ステアリングシステムであり、車体速度が速い場合には、ステアリング操作を重くするために、車体速度に応じて操作反力を増加させる機能を有しており、ECU40は、そのための制御をも行う。車両には、各車輪16に対して、車輪回転速度を検出する車輪速センサ42が設けられており(図1では、1つの車輪に対するもののみを示しており、他の車輪に対するものは省略されている)、ECU40は、各車輪速センサ42によって検出された各車輪の車輪回転速度に関する信号vを入手し、それらから車体速度を求めることができるようになっている。ECU40は、求められた車体速度に基づいて、車両操舵装置20が備える反力付与モータを制御駆動する。それにより、ステアリングホイール14には、車体速度に依拠した操作反力の増加分が付与されることになる。
The
図2は、第1の実施の形態に係る車両操舵装置20の要部を示す断面図である。なお、図2は、ステアリングホイール14を取り外した状態を示している。車両操舵装置20は、ハウジング50を有し、シャフト52がハウジング50に回転可能に保持され、シャフト52の一端部にステアリングホイール14が取り付けられた構造をなしている。詳述すると、ハウジング50は、概ね円筒形状をなすチューブ54と、チューブ54の側部に後述する解除機構を収容する収容部56と、チューブ54の両開口端の各々に固定して設けられた前端キャップ58(図1参照)および後端キャップ(不図示)と、前端キャップ58の前方側においてギヤ機構等を収容する前部ケーシング60(図1参照)とを含んで構成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of the
シャフト52は、前端キャップ58、後端キャップの各々に、それらに設けられたシャフト穴(不図示)に挿通する状態で、軸受64を介して回転可能に保持されている。シャフト52は、後端部66を除いて中空形状とされたものであり、後端部66にはセレーションが形成され、その後端部66が、ステアリングホイール14のボス部68にセレーション嵌合されることで、シャフト52とステアリングホイール14とが相対回転不能に連結されている。すなわち、車両操舵装置20では、シャフト52がステアリングホイール14に連結された回転軸として機能する。
The
車両操舵装置20では、前端キャップ58と前部ケーシング60とによって区画される空間内において、その空間内に突出しているシャフト52の前端部に、不図示の出力プーリおよび大径ギヤが相対回転可能に設けられている。出力プーリには、後述する連結機構18に存在する後述する操作力伝達装置が有する入力プーリと自身とを繋ぐベルト134が捲き掛けられている。また、前部ケーシング60の前端には、反力付与モータ57が取り付けられている。本実施の形態に係る車両操舵装置20は、反力付与モータ57の回転によってシャフト52が回転させられる構造となっており、ステアリングホイール14の操作に抗うような回転力を発生させることにより、ステアリングホイール14に対して操作反力が付与される。
In the
また、反力付与モータ57の後方(図2の右方)には、モータ軸の回転角度を検出する回転角センサ59が設けられている。この回転角センサの出力信号は、モータ軸の回転角度、すなわち、ステアリングホイール14の操作量を示す信号となり、回転角センサ59は、ステアリングホイール14の操作量に応じた情報を検出する検出手段として機能する。
A
次に、図1を参照しつつ、連結機構18の構成について説明する。連結機構18は、ステアリングホイール14に加えられる操作力を回転軸であるシャフト52を介して転舵装置24に伝達する操作力伝達装置150を主体として構成されている。操作力伝達装置150は、概して言えば、操作力が入力される入力プーリ152、入力プーリ152の回転力を転舵装置24に出力するための出力ローラ154、出力ローラ154と転舵装置24が備える入力ローラ156とに捲き掛けられる伝達ケーブル158、伝達ケーブル158をガイドするガイドチューブ160、入力プーリ152と出力ローラ154との連結状態と連結解除状態とを選択的に切り換える電磁クラッチ162等を含んで構成されている。
Next, the configuration of the
電磁クラッチ162は、イグニッションOFFや車両の異常による電源OFF等の非通電時の消磁状態において入力プーリ152と出力ローラ154とを機械的に連結し、イグニッションONや車両が正常な場合の通電時の励磁状態においてその連結を解除する。なお、転舵ロッド22にラックが形成されるとともに、入力ローラ156にピニオンが設けられることによって、転舵装置24は、ラックアンドピニオン機構を有するものとされており、入力ローラ156が回転させられることによって、車輪16が転舵される。
The
ステアリングシステム100では、先に説明したように、通常時においては、車輪16は、ステアリングホイール14の操作力によらずに、ステアリングホイール14の操作量に応じた転舵量だけ転舵される。その場合、電磁クラッチ162は通電されて励磁状態とされていることから、ステアリングホイールの14に加わる操作力は、転舵装置24には伝達されない。そして、ECU40は、連結機構18による連結が解除された状態で転舵モータを駆動し、操作量に応じた情報に基づいて転舵量を制御する。また、この状態では、後述する回転規制機構によりステアリングホイール14の操作範囲が規制された状態とされている。
In the
それに対し、例えば、本システムがフェール状態となった場合等には、電磁クラッチ162への通電はなされずに消磁状態とされることで、ステアリングホイール14の操作力により、車輪16が転舵される。その場合、操作力伝達装置150の伝達比は、比較的小さな操作力で車輪16が転舵可能なような値とされているため、ステアリングホイール14の操作範囲を拡大しなければ、通常時と同じ転舵量を確保することができない。そのため、フェール時においては、後述する解除機構により、シャフト52と回転規制機構との連係が解除されることで、ステアリングホイール14の操作範囲が拡大される。
On the other hand, for example, when the system is in a fail state, the
次に、図2乃至図3を参照して第1実施の形態に係る回転規制機構、解除機構について説明する。図3は、図2の車両操舵装置20のA−A断面図である。
Next, the rotation restricting mechanism and the releasing mechanism according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 is a cross-sectional view of the
[回転規制機構]
本実施の形態に係る回転規制機構200は、シャフト52の回転範囲を1回転より大きい約2回転の範囲に規制する。回転規制機構200は、シャフト52のハウジング50の内部に位置する箇所に対してシャフト52の軸方向と垂直な方向に突出するように差し込まれ連結されている2本のピン202,204と、シャフト52と長手方向が平行な棒状の回転部材206と、チューブ54の側面に設けられた貫通孔54aからチューブの内部に突出可能に設けられているロックキー208と、を備える。
[Rotation restriction mechanism]
The
ピン202とピン204とはシャフト52の軸方向に間隔を有して設けられている。回転部材206は、軸受210に回転可能に支持されている環状部材212にその一端が固定されており、シャフト52の周囲を周方向に回転可能に設けられている。ロックキー208は、チューブ54の外周面であって貫通孔54aの縁部に配置されている弾性部材であるばね214により、ロックキー208が貫通孔54aから離間する方向に力が付勢されている。
The
ピン202,204は、回転した場合にロックキー208と直接当接しないようにシャフト52の軸方向の位置がロックキー208と重ならないように設けられており、回転部材206は、ピン202,204およびロックキー208と係合するようにシャフト52の軸方向の位置がピン202,204およびロックキー208と重なるように設けられている。つまり、ロックキー208は、ピン202,204と係合せずに回転部材206と係合することでシャフト52の回転を規制する。
The
回転規制機構200は、図3に示す状態においては、ピン202,204が回転部材206と係合し、更に回転部材206がロックキー208と係合しているため、シャフト52が矢印R1方向へこれ以上回転することを規制している。一方、この状態から運転者によりステアリングホイール14が操作されシャフト52がR2方向に回転すると、約一回転するまではピン202,204は他の部材と係合しないため、シャフト52は自在に回転する。ピン202,204は、シャフト52の軸方向に間隔を有して設けられており、シャフト52の軸方向の位置がロックキー208と重ならないため、更にシャフト52がR2方向に回転すると、ロックキー208と係合せずに通過し回転部材206と係合する。ピン202,204は、回転部材206と係合しながら矢印R2方向に回転する。ピン202,204は、回転部材206と係合している状態で共に約1回転すると、ロックキー208を通過することができず、回転部材206がロックキー208に突き当たる。その結果、シャフト52は、これ以上矢印R2方向へ回転できなくなり回転が規制される。
In the state shown in FIG. 3, the
このように、本実施の形態に係る回転規制機構200は、ピン202,204および回転部材206がシャフト52を中心に回転するという簡易な構成によって、シャフト52が多回転することを許容しつつシャフト52のロックトゥーロックを約2回転の範囲に規制することができる。また、回転規制機構200は、シャフト52の多回転を許容しつつシャフト52の回転範囲を約2回転に規制する構成を、ピン202,204や回転部材206をシャフト52の軸方向に動かすための空間を必要とせずに実現できる。その結果、回転規制機構200のシャフト52の軸方向の小型化が可能となる。
As described above, the
(解除機構)
本実施の形態に係る解除機構300は、回転規制機構200によるシャフト52の回転の規制を解除する。解除機構300は、ロックキー208の端部に取り付けられロックキー208と一体となって動くレバー216と、レバー216を回転可能に支持する回転支持部220と、レバー216の一端と接続されているソレノイド装置218と、を備える。
(Release mechanism)
レバー216は、回転支持部220の外径と同様な大きさの円形穴216bが形成されている。ソレノイド装置218は、カバー222と、カバー222の内部に組み込まれているプランジャー224、不図示の電磁コイルおよびスプリング等を備えている。
The
図3に示す状態は、車両が正常に動作中でイグニッションがONとなっている状態であり電源もONとなっているため、ソレノイド装置218の電磁コイルが励磁状態となっている。この場合、プランジャー224には、電磁コイルによる力によりソレノイド装置218の内部に引き込まれる向きに力が働いている。プランジャー224の先端部はレバー216の端部216cに接続されているため、レバー216は、回転支持部220を中心に矢印R3方向に移動する。その結果、ロックキー208が貫通孔54aに挿入され、回転規制機構200によるシャフト52の回転範囲の規制が実現される。
The state shown in FIG. 3 is a state in which the vehicle is operating normally and the ignition is ON, and the power supply is also ON, so that the electromagnetic coil of the
一方、図3に示す状態において、車両に何らかの異常が生じフェール状態となった場合、電源がOFFとなりソレノイド装置218への通電が停止されるため、ソレノイド装置218の電磁コイルも消磁状態となる。この場合、プランジャー224には、スプリングの付勢力によりソレノイド装置218の外部に突出する向きに力が働く。プランジャー224の先端部はレバー216の端部216cに接続されているため、レバー216は、回転支持部220を中心に矢印R4方向に移動する。その結果、図3に示す点線位置にレバー216が移動し、ロックキー208が貫通孔54aから後退し、回転規制機構200によるシャフト52の回転範囲の規制が解除される。
On the other hand, in the state shown in FIG. 3, when some abnormality occurs in the vehicle and a failure state occurs, the power is turned off and the energization to the
(第2の実施の形態)
本実施の形態に係る車両操舵装置は、シャフトのロックトゥーロックを約3回転の範囲に規制することができる点が第1の実施の形態に係る車両操舵装置20と異なる点である。図4は、第2の実施の形態に係る車両操舵装置の要部を示す断面図である。図5は、図4の車両操舵装置のB−B断面図である。なお、第1の実施の形態と同様の部材には同様の符号を付して説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
The vehicle steering apparatus according to the present embodiment is different from the
本実施の形態に係る回転規制機構400は、シャフト52の回転範囲を1回転より大きい約3回転の範囲に規制する。回転規制機構400は、シャフト52のハウジング50の内部に位置する箇所に対してシャフト52の軸方向と垂直な方向に突出するように差し込まれ連結されているピン402と、シャフト52と長手方向が平行な棒状の回転部材406および回転部材408と、チューブ54の側面に設けられた貫通孔54aからチューブの内部に突出可能に設けられているロックキー208と、を備える。
The
回転部材406は、軸受210に回転可能に支持されている環状部材212にその一端が固定されており、シャフト52の周囲を周方向に回転可能に設けられている。また、回転部材408は、軸受410に回転可能に支持されている環状部材412にその一端が固定されている。ロックキー208は、チューブ54の外周面であって貫通孔54aの縁部に配置されている弾性部材であるばね214により、ロックキー208が貫通孔54aから離間する方向に力が付勢されている。
One end of the rotating
ピン402は、回転した場合にロックキー208および回転部材406と直接当接しないようにシャフト52の軸方向の位置がロックキー208および回転部材406と重ならないように設けられている。回転部材408は、ピン402および回転部材406と係合するようにシャフト52の軸方向の位置がピン402および回転部材406と重なるように、かつ、回転した場合にロックキー208と直接当接しないようにシャフト52の軸方向の位置がロックキー208と重ならないように設けられている。回転部材406は、回転部材408およびロックキー208と係合するようにシャフト52の軸方向の位置が回転部材408およびロックキー208と重なるように設けられている。つまり、ロックキー208は、ピン402および回転部材408と係合せずに回転部材406と係合することでシャフト52の回転を規制する。
The
回転規制機構400は、図5に示す状態においては、ピン402が回転部材408と係合し、回転部材408が回転部材406と係合し、更に回転部材406がロックキー208と係合しているため、シャフト52が矢印R1方向へこれ以上回転することを規制している。一方、この状態から運転者によりステアリングホイール14が操作されシャフト52がR2方向に回転すると、約一回転するまではピン402は他の部材と係合しないため、シャフト52は自在に回転する。ピン402は、シャフト52の軸方向の位置がロックキー208および回転部材406と重ならないため、更にシャフト52がR2方向に回転すると、ロックキー208および回転部材406と係合せずに通過し回転部材408と係合する。ピン402は、回転部材408と係合している状態で共に約1回転すると、回転部材408が回転部材406と係合する。そして、更にシャフト52がR2方向に回転すると、ピン402、回転部材406および回転部材408が互いに係合しながら約1回転する。そして、回転部材406はロックキー208を通過することができないため、回転部材406がロックキー208に突き当たる。その結果、シャフト52は、これ以上矢印R2方向へ回転できなくなり回転が規制される。
In the state shown in FIG. 5, the
このように、本実施の形態に係る回転規制機構400は、ピン402、回転部材406および回転部材408がシャフト52を中心に回転するという簡易な構成によって、シャフト52が多回転することを許容しつつシャフト52のロックトゥーロックを約3回転の範囲に規制することができる。また、回転規制機構400は、シャフト52の多回転を許容しつつシャフト52の回転範囲を約3回転に規制する構成を、ピン402、回転部材406および回転部材408をシャフト52の軸方向に動かすための空間を必要とせずに実現できる。その結果、回転規制機構400のシャフト52の軸方向の小型化が可能となる。
As described above, the
以上述べたように、上述の各実施の形態に係る車両操舵装置は、車両が正常に動作している場合、ECUは、連結機構による連結が解除された状態で転舵モータを駆動し、操作量に応じた情報に基づいてステアリングホイール14の回転操作とは独立して転舵量を制御することができるので、車両の走行状態に応じて種々の操舵特性を実現することができる。また、車両操舵装置は、車両が正常に動作しており、連結機構においてシャフトと転舵部との連結が解除されている場合、回転規制機構によりシャフトの回転範囲を所定の範囲に規制することでステアリングホイールの操作範囲を規制することができ
As described above, in the vehicle steering device according to each of the above-described embodiments, when the vehicle is operating normally, the ECU drives the steering motor in a state where the connection by the connection mechanism is released, and the operation is performed. Since the turning amount can be controlled independently of the rotation operation of the
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。 As described above, the present invention has been described with reference to the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configurations of the embodiments are appropriately combined or replaced. Those are also included in the present invention. Various modifications such as design changes can be added to each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art, and the embodiments to which such modifications are added are also included in the scope of the present invention. sell.
例えば、上述の回転規制機構において、回転部材の数を適宜選択することで、シャフト52の軸方向の動きを伴わずに、回転範囲を規制するロックキーに対してn−1(nは2以上の整数)回転目では係合せずにn回転目で係合するよう構成することができる。
For example, in the above-described rotation restricting mechanism, by appropriately selecting the number of rotating members, n−1 (n is 2 or more) with respect to the lock key that restricts the rotation range without accompanying the movement of the
また、上述の各ステアリングシステムは、フェール時等にステアリングホイールに加えられる操作力による車輪の転舵を可能とすべく、操作力を伝達する機構を含んで操舵部と転舵部とを連結する連結機構を備えているが、このような連結機構を設けずに操舵部と転舵部とを完全に分離したステアリングシステムに本願発明を適用することも可能である。 In addition, each of the steering systems described above includes a mechanism that transmits the operation force to connect the steering unit and the steering unit so that the wheel can be steered by the operation force applied to the steering wheel during a failure or the like. Although the connecting mechanism is provided, the present invention can be applied to a steering system in which the steering unit and the steered unit are completely separated without providing such a connecting mechanism.
10 操舵部、 12 転舵部、 14 ステアリングホイール、 16 車輪、 18 連結機構、 20 車両操舵装置、 22 転舵ロッド、 24 車輪転舵装置、 40 ECU、 52 シャフト、 54a 貫通孔、 56 収容部、 64 軸受、 100 ステアリングシステム、 150 操作力伝達装置、 162 電磁クラッチ、 200 回転規制機構、 202 ピン、 204 ピン、 206 回転部材、 208 ロックキー、 220 回転支持部、 222 カバー、 224 プランジャー、 300 解除機構、 400 回転規制機構、 402 ピン、 406 回転部材、 408 回転部材。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記操作部材に連結された回転軸と、
前記回転軸の回転範囲を1回転より大きい所定の範囲に規制する回転規制機構と、
を備え、
前記回転規制機構は、回転軸の軸方向の動きを伴わずに、回転範囲を規制する規制部に対してn−1(nは2以上の整数)回転目では係合せずにn回転目で係合するよう構成されていることを特徴とする車両操舵装置。 An operating member that is rotated to steer the vehicle;
A rotating shaft coupled to the operating member;
A rotation restricting mechanism for restricting a rotation range of the rotating shaft to a predetermined range larger than one rotation;
With
The rotation restricting mechanism does not engage with the restricting portion that restricts the rotation range at the n-th rotation without engaging with the restricting portion that restricts the rotation range without involving the axial movement of the rotation shaft. A vehicle steering apparatus configured to be engaged.
前記操作部材に連結された回転軸と、
前記回転軸の回転範囲を1回転より大きい所定の範囲に規制する回転規制機構と、
を備え、
前記回転規制機構は、
前記回転軸と連結されており、前記回転軸の径方向に突出している突部と、
前記回転軸の周囲に回転可能に設けられ、回転する前記突部と係合することで共に回転する回転部材と、
前記突部と係合せずに前記回転部材と係合し回転を規制する係合部と、
を有することを特徴とする車両操舵装置。 An operating member that is rotated to steer the vehicle;
A rotating shaft coupled to the operating member;
A rotation restricting mechanism for restricting a rotation range of the rotating shaft to a predetermined range larger than one rotation;
With
The rotation restricting mechanism is
A protrusion that is coupled to the rotating shaft and protrudes in a radial direction of the rotating shaft;
A rotating member that is rotatably provided around the rotating shaft and rotates together by engaging with the rotating protrusion;
An engaging portion that engages with the rotating member without engaging with the protrusion and restricts rotation;
A vehicle steering apparatus comprising:
前記回転部材は、前記突部および前記係合部と係合するように回転軸の軸方向の位置が前記突部および前記係合部と重なるように設けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載の車両操舵装置。 The protrusion is provided so that the axial position of the rotation shaft does not overlap the engagement portion so that the protrusion does not directly contact the engagement portion when rotated.
The rotating member is provided so that an axial position of a rotating shaft overlaps with the protruding portion and the engaging portion so as to engage with the protruding portion and the engaging portion.
The vehicle steering apparatus according to claim 2.
前記操作部材に連結された回転軸と、
前記回転軸の回転範囲を1回転より大きい所定の範囲に規制する回転規制機構と、
を備え、
前記回転規制機構は、
前記回転軸と連結されており、前記回転軸の径方向に突出している突部と、
前記回転軸の周囲に回転可能に設けられ、回転する前記突部と係合することで共に回転する第1回転部材と、
前記回転軸の周囲に回転可能に設けられ、回転する前記第1回転部材と係合することで共に回転する第2回転部材と、
前記突部および前記第1回転部材と係合せずに前記第2回転部材と係合し回転を規制する係合部と、
を有することを特徴とする車両操舵装置。 An operating member that is rotated to steer the vehicle;
A rotating shaft coupled to the operating member;
A rotation restricting mechanism for restricting a rotation range of the rotating shaft to a predetermined range larger than one rotation;
With
The rotation restricting mechanism is
A protrusion that is coupled to the rotating shaft and protrudes in a radial direction of the rotating shaft;
A first rotating member that is rotatably provided around the rotating shaft and rotates together by engaging the rotating protrusion;
A second rotating member that is rotatably provided around the rotating shaft and rotates together by engaging with the rotating first rotating member;
An engaging portion that engages with the second rotating member without engaging with the protrusion and the first rotating member and restricts rotation;
A vehicle steering apparatus comprising:
前記第1回転部材は、前記突部および前記第2回転部材と係合するように回転軸の軸方向の位置が前記突部および前記第2回転部材と重なるように、かつ、回転した場合に前記係合部と直接当接しないように回転軸の軸方向の位置が前記係合部と重ならないように設けられており、
前記第2回転部材は、前記第1回転部材および前記係合部と係合するように回転軸の軸方向の位置が前記第1回転部材および前記係合部と重なるように設けられている、
ことを特徴とする請求項4に記載の車両操舵装置。 The protrusion is provided so that the axial position of the rotation shaft does not overlap the engagement portion and the second rotation member so that the protrusion does not directly contact the engagement portion and the second rotation member when rotated. And
When the first rotating member rotates so that the axial position of the rotating shaft overlaps with the protruding portion and the second rotating member so as to engage with the protruding portion and the second rotating member. The axial position of the rotating shaft is provided so as not to overlap the engaging portion so as not to directly contact the engaging portion,
The second rotating member is provided so that an axial position of a rotating shaft overlaps the first rotating member and the engaging portion so as to engage with the first rotating member and the engaging portion.
The vehicle steering apparatus according to claim 4.
車輪を転舵する転舵機構と、
前記回転軸と前記転舵機構とが連結されていない状態で前記操作部材の操作とは独立して前記転舵機構を駆動する動力源と、
前記動力源を駆動し、前記操作量に応じた情報に基づいて転舵量を制御する制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の車両操舵装置。 Detecting means for detecting information according to an operation amount of the operation member;
A steering mechanism that steers the wheels;
A power source that drives the steering mechanism independently of the operation of the operation member in a state where the rotating shaft and the steering mechanism are not coupled;
Control means for driving the power source and controlling a turning amount based on information according to the operation amount;
The vehicle steering apparatus according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008034998A JP2009190632A (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Vehicle steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008034998A JP2009190632A (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Vehicle steering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009190632A true JP2009190632A (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41073029
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2008034998A Pending JP2009190632A (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Vehicle steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009190632A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014038134A1 (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | 日産自動車株式会社 | Vehicle steering control device and vehicle steering control method |
-
2008
- 2008-02-15 JP JP2008034998A patent/JP2009190632A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014038134A1 (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | 日産自動車株式会社 | Vehicle steering control device and vehicle steering control method |
JP5817934B2 (en) * | 2012-09-10 | 2015-11-18 | 日産自動車株式会社 | Vehicle steering control device and vehicle steering control method |
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