JP2009226990A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適な操舵装置に関する。 The present invention relates to a steering apparatus suitable for being applied to vehicles such as passenger cars, trucks, and buses.
車両に適用される操舵装置は、例えばステアリングホイールとコラムシャフトとトルクセンサインプットシャフトとインタミシャフトとラックアンドピニオン機構とアシスト力発生部を有して構成され、コラムシャフトのいずれかの位置にトーションバーが設けられてトーションバーに作用する操舵力をトルクセンサにより検出して、操舵力に対応する転舵力をアシスト力発生部が発生させて、例えばラックアンドピニオン機構のラックバーに伝達することが行われている。 A steering device applied to a vehicle includes, for example, a steering wheel, a column shaft, a torque sensor input shaft, an intermediate shaft, a rack and pinion mechanism, and an assist force generation unit, and a torsion bar at any position of the column shaft. The steering force acting on the torsion bar is detected by a torque sensor, and the turning force corresponding to the steering force is generated by the assist force generator and transmitted to the rack bar of the rack and pinion mechanism, for example. Has been done.
近年においてはさらに、いわゆるステアバイワイヤ式の操舵装置が提案されており、ステアリングホイールにより入力された操舵角を検出して、機械的な動力伝達機構を介することなく、操舵角に対応する転舵角を車輪に発生させることが行われている。このような操舵装置においては、操舵角を検出する部分と、転舵角を発生する部分とが機械的に接続がなされていないため、操舵角を検出する部分において、操舵角を規制する必要が生じる。 In recent years, a so-called steer-by-wire type steering device has been proposed, and a steering angle corresponding to the steering angle is detected without detecting a steering angle input by a steering wheel and via a mechanical power transmission mechanism. Is generated on the wheels. In such a steering device, the portion that detects the steering angle and the portion that generates the turning angle are not mechanically connected. Therefore, it is necessary to regulate the steering angle in the portion that detects the steering angle. Arise.
このように操舵角を規制する手段として、特許文献1に記載されているようなものがあり、ステアリングホイールに連結されたシャフトの回転を、シャフトの外周面に設けた雄ネジと雄ネジに螺合する雌ネジを備える移動部材により、移動部材の軸方向の変位に変換して、この移動部材の軸方向の変位を移動部材の軸方向端面に対向して位置するストッパにより規制して、操舵角を規制することが行われている。
ところが、このような操舵装置においては、ステアリングホイールに操舵力が入力されて、シャフトが回転され、ネジ機構により移動部材が軸方向に移動するにあたって、移動部材の軸方向端面がストッパに当接して、ストッパにより移動部材が軸方向に固定された状態において、さらに操舵力が入力されると、移動部材の雌ネジに対して雄ネジが過大な力により噛み込むことが発生し、操舵フィーリングに悪影響を及ぼすとともに、ステアリングホイールを逆方向に操舵して、一旦噛み込んだ状態から通常の状態に復帰させるにあたっても、振動が発生して、これも操舵フィーリングに悪影響を及ぼすという問題があった。 However, in such a steering apparatus, when the steering force is input to the steering wheel, the shaft is rotated, and the moving member moves in the axial direction by the screw mechanism, the axial end surface of the moving member comes into contact with the stopper. In the state where the moving member is fixed in the axial direction by the stopper, if a further steering force is input, the male screw may be bitten by an excessive force with respect to the female screw of the moving member. In addition to adverse effects, the steering wheel is steered in the opposite direction, and when returning from the normal state to the normal state, vibration is generated, which also has a problem of adversely affecting the steering feeling. .
本発明は、上記問題に鑑み、良好な操舵フィーリングを確保することができる操舵装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a steering device that can ensure a good steering feeling.
上記の問題を解決するため、
本発明による操舵装置は、
操舵輪に入力される操舵角を伝達する入力軸と、前記入力軸の操舵角を前記入力軸の軸方向の変位に変換する変換手段と、前記変換手段により前記軸方向に移動される移動部材と、前記移動部材の軸方向端面に対向して位置する規制部材と、前記規制部材の前記移動部材の軸方向端面に対向する面に設けられた規制部材側磁石と、前記移動部材の軸方向端面の前記規制部材側磁石に対向する位置に設けられた、前記規制部材側磁石と極性が異なる移動部材側磁石とを備えることを特徴とする。
To solve the above problem,
The steering device according to the present invention is:
An input shaft for transmitting a steering angle input to the steered wheels, conversion means for converting the steering angle of the input shaft into axial displacement of the input shaft, and a moving member moved in the axial direction by the conversion means A regulating member positioned opposite to the axial end surface of the moving member, a regulating member-side magnet provided on a surface of the regulating member facing the axial end surface of the moving member, and the axial direction of the moving member It is provided with the moving member side magnet in which the polarity differs from the said regulating member side magnet provided in the position facing the said regulating member side magnet of an end surface.
なお、前記操舵輪とはステアリングホイールであり、前記入力軸とはステアリングホイールに連結されたシャフトであり、前記変換手段とは典型的には前記入力軸の外周面に設けられた雄ネジと、前記雄ネジに螺合される雌ネジを備える移動部材により構成されるネジ機構であってもよいし、前記入力軸の外周面に螺旋状に設けられた溝部と前記移動部材の内周面に同じく螺旋状に設けられた溝部と、これらの溝部に移動自在に嵌め込まれるボールとから構成されるボールネジ機構であっても良い。 The steering wheel is a steering wheel, the input shaft is a shaft connected to the steering wheel, and the conversion means is typically a male screw provided on the outer peripheral surface of the input shaft; It may be a screw mechanism constituted by a moving member provided with a female screw threadedly engaged with the male screw, or a groove portion spirally provided on the outer peripheral surface of the input shaft and an inner peripheral surface of the moving member. Similarly, it may be a ball screw mechanism composed of spirally provided grooves and balls that are movably fitted in these grooves.
ここで、前記操舵装置において、
前記規制部材により前記移動部材の軸方向変位が規制されることにより定まる前記操舵角の規制値を、車輪の最大転舵角により定まる最大操舵角よりも大とすることが好ましい。
Here, in the steering device,
It is preferable that the restriction value of the steering angle determined by restricting the axial displacement of the moving member by the restricting member is larger than the maximum steering angle determined by the maximum turning angle of the wheel.
これによれば、前記操舵角が前記最大操舵角である場合において、前記規制部材側磁石と前記移動部材側磁石との斥力により前記変換手段を介して前記入力軸及び前記操舵輪に発生する操舵反力が、運転者が前記操舵輪をこれ以上回転させることができないと判断する大きさすなわち臨界値となるように、前記斥力を設定しておけば、前記操舵反力が前記臨界値となった時点において、運転者に前記操舵輪をそれ以上回転させることを回避するように促すことができる。 According to this, when the steering angle is the maximum steering angle, the steering generated in the input shaft and the steered wheel via the conversion means by the repulsive force between the restriction member side magnet and the moving member side magnet. If the repulsive force is set so that the reaction force has a magnitude that determines that the driver cannot rotate the steering wheel any more, that is, a critical value, the steering reaction force becomes the critical value. At this point, the driver can be encouraged to avoid further rotation of the steered wheel.
また、前記操舵角が前記最大操舵角を超えて、前記操舵反力が前記臨界値以上となって、運転者に対して前記操舵輪をそれ以上回転させないように促した後において、前記規制部材が前記移動部材の軸方向端面に当接して、機械的に前記移動部材の軸方向変位が規制されることとすることができる。これにより、前記規制部材により前記移動部材の軸方向変位が規制された後に、運転者がさらに前記操舵輪を回転させて、前記変換手段に噛み込みが発生することを防止することができる。 In addition, after the steering angle exceeds the maximum steering angle, the steering reaction force becomes equal to or greater than the critical value, and prompts the driver not to further rotate the steering wheel, the restriction member Can abut against the axial end face of the moving member to mechanically restrict the axial displacement of the moving member. Thereby, after the axial displacement of the moving member is restricted by the restricting member, it is possible to prevent the driver from further rotating the steering wheel and causing the conversion means to bite.
すなわち、前記変換手段が前記ネジ機構である場合においては、前記移動部材の雌ネジに対して前記入力軸の雄ネジが過大な力により噛み込むことが発生することを防止するとともに、一旦噛み込んだ状態から通常の状態に復帰させる操作を回避することができるので、操舵にあたっての振動が発生することを防止して、良好な操舵フィーリングを確保することができる。 That is, when the converting means is the screw mechanism, the male screw of the input shaft is prevented from being bitten by an excessive force with respect to the female screw of the moving member, and is bitten once. Since it is possible to avoid the operation of returning from the normal state to the normal state, it is possible to prevent the occurrence of vibration during steering and to ensure a good steering feeling.
また、前記変換手段が前記ボールネジ機構である場合においても、前記移動部材及び前記入力軸の溝部から前記ボールが外れて噛み込みが発生することを防止するとともに、一旦噛み込んだ状態から通常の状態に復帰させる操作を回避することができるので、操舵にあたっての振動が発生することを防止して、良好な操舵フィーリングを確保することができる。 Further, even when the converting means is the ball screw mechanism, the ball is prevented from being released from the moving member and the groove portion of the input shaft, and the biting is prevented, and the normal state is changed from the once bited state. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of vibration during steering and to ensure a good steering feeling.
これとともに、前記操舵角が前記最大操舵角である場合には、前記移動部材を前記規制部材に当接させないこととすることができるので、転舵において必要な前記最大操舵角を確保した上で、前記規制部材側磁石と前記移動部材側磁石を用いた本発明の操舵装置を構成することができる。 At the same time, when the steering angle is the maximum steering angle, the moving member can be prevented from coming into contact with the restricting member. Therefore, after securing the maximum steering angle necessary for turning, The steering device of the present invention using the restricting member side magnet and the moving member side magnet can be configured.
さらに、前記操舵装置において、
前記操舵角を検出する操舵角検出手段を備えるとともに、前記操舵角が前記最大操舵角以上である場合には、前記操舵角検出手段が前記操舵角の検出値を前記最大操舵角に固定することが好ましい。
Furthermore, in the steering device,
Steering angle detection means for detecting the steering angle is provided, and when the steering angle is equal to or greater than the maximum steering angle, the steering angle detection means fixes the detected value of the steering angle to the maximum steering angle. Is preferred.
これによれば、前記操舵角が前記最大操舵角であるにも係わらずに、前記移動部材側磁石と前記規制部材側磁石との斥力に対抗して、運転者がさらに大きな操舵角を前記操舵輪に入力した場合においては、前記操舵角検出手段が前記操舵角の検出値を前記最大操舵角に固定するので、運転者が前記操舵輪をこれ以上回転できないと判断するタイミングが遅れる、あるいは、判断を誤った場合でも、前記操舵角の検出値が前記最大操舵角を超えることを防止することができる。これにより前記操舵装置の制御を安定させることができる。 According to this, even though the steering angle is the maximum steering angle, the driver steers a larger steering angle against the repulsive force between the moving member side magnet and the restriction member side magnet. In the case of input to a wheel, the steering angle detection means fixes the detected value of the steering angle to the maximum steering angle, so that the timing at which the driver determines that the steering wheel cannot be rotated any more is delayed, or Even when the determination is incorrect, the detected value of the steering angle can be prevented from exceeding the maximum steering angle. Thereby, the control of the steering device can be stabilized.
さらに、前記操舵装置において、
前記操舵角に応じた操舵反力を発生する操舵反力制御手段を備えるとともに、前記最大操舵角において前記操舵反力制御手段が発生する操舵反力を、前記最大操舵角において前記規制部材側磁石と前記移動部材側磁石との斥力により発生する操舵反力と同一とすることが好ましい。
Furthermore, in the steering device,
Steering reaction force control means for generating a steering reaction force corresponding to the steering angle is provided, and the steering reaction force generated by the steering reaction force control means at the maximum steering angle is reduced to the restriction member side magnet at the maximum steering angle. And the steering reaction force generated by the repulsive force of the moving member side magnet.
加えて、前記操舵装置において、
前記操舵角が前記最大操舵角より大きい場合に、前記操舵反力制御手段が前記操舵反力を発生しないことが好ましい。
In addition, in the steering device,
It is preferable that the steering reaction force control means does not generate the steering reaction force when the steering angle is larger than the maximum steering angle.
これによれば、前記操舵装置が特には車輪を転舵する部分と、前記操舵輪及び入力軸とが機械的に接続されていないいわゆるステアバイワイヤ式のものであって、前記車輪からの操舵反力を模擬的に発生する前記操舵反力制御手段を備えている場合に、前記操舵反力制御手段により発生する操舵反力と、前記規制部材側磁石と前記移動部材側磁石との斥力により前記変換手段を介して発生する操舵反力との連続性を確保して、良好な操舵フィーリングを確保することができる。 According to this, the steering device in particular is a so-called steer-by-wire type in which a portion for turning a wheel and the steering wheel and the input shaft are not mechanically connected to each other, In the case where the steering reaction force control means for simulating the force is provided, the steering reaction force generated by the steering reaction force control means and the repulsive force between the restriction member side magnet and the moving member side magnet It is possible to ensure continuity with the steering reaction force generated via the conversion means and to ensure a good steering feeling.
特には、前記規制部材側磁石と前記移動部材側磁石との斥力が十分に大きく確保できる場合において、前記操舵角が前記最大操舵角を超えた場合に、前記操舵輪及び前記入力軸に作用する操舵反力が、前記斥力による操舵反力と前記操舵反力制御手段による操舵反力を合わせたものとなって、過大となることを防止することができる。 In particular, when the repulsive force between the restriction member-side magnet and the moving member-side magnet can be sufficiently large, when the steering angle exceeds the maximum steering angle, it acts on the steering wheel and the input shaft. The steering reaction force is a combination of the steering reaction force due to the repulsive force and the steering reaction force due to the steering reaction force control means, and can be prevented from becoming excessive.
本発明によれば、良好な操舵フィーリングを確保することができる操舵装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steering apparatus which can ensure a favorable steering feeling can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る操舵装置を示す模式図であり、図2は、本発明に係る操舵装置を中心軸線を含んで示す模式断面図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a steering apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing the steering apparatus according to the present invention including a central axis.
図1に示すように、本実施例の操舵装置1は、ステアリングホイール2と、シャフト3と、操舵部4と、転舵部5と、機械的連結部6と、EPSECU7(Electronic Power Steering Electronic Control Unit)とを備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the
さらに図2に示すように、操舵部4は、シャフト3と、台形ネジナット8と、ロックプレート9と、ガイドシャフト10と、ハウジング11と、ウォームギヤ12と、モータ13と、プーリ14と、操舵角センサ15とを備えて構成される。
Further, as shown in FIG. 2, the steering unit 4 includes a
シャフト3の入力側はステアリングホイール2に連結され、シャフト3の外周面には雄ネジ3aが形成されており、雄ネジ3aには台形ネジナット8の雌ネジ8aが螺合されており、シャフト3の出力側はウォームギヤ12にセレーションにより嵌合されており、さらにウォームギヤ12の出力側はプーリ14がセレーションにより嵌合されている。
The input side of the
シャフト3とウォームギヤ12及びプーリ14は一体的に回転され、ハウジング11に対して適宜設けた軸受により回転自在に支持される。シャフト3はステアリングホイール2から入力される運転者の操舵角θをウォームギヤ12及びプーリ14に伝達する入力軸を構成する。ハウジング11は、車体側のインストルメンタルパネルのリインフォースメントに固定される。
The
台形ネジナット8は軸方向右側に大径部が、シャフト3の軸方向左側に小径部が形成されており、軸方向左側の小径部には、中空円板状のロックプレート9がこれもセレーションにより嵌合されており、台形ネジナット8とロックプレート9は、これらをシャフト3の中心軸線から半径方向に離隔した位置において、シャフト3の軸方向に貫通してその両端部がハウジング11に支持されるガイドシャフト10によりハウジング11に対して周方向に回転しないように構成されており、シャフト3の回転に伴い、雄ネジ3aと雌ネジ8aにより構成されるネジ機構の方向変換作用に基づいて、シャフト3の軸方向に一体となって変位される。
The
つまり、雄ネジ3aと雌ネジ8aにより構成されるネジ機構は、入力軸であるシャフト3の操舵角θを軸方向の変位に変換する変換手段を構成する。これとともに、ネジ機構は、台形ネジナット8及びロックプレート9の軸方向変位を、シャフト3の周方向変位すなわち操舵角θに変換する機能も有する。
That is, the screw mechanism constituted by the male screw 3a and the
ここで、シャフト3は入力軸を、台形ネジナット8及びロックプレート9は移動部材を構成する。なお、ここでは、雄ネジ3a及び雌ネジ8aは右ネジであって、ステアリングホイール2を右方向に回転すれば台形ネジナット8及びロックプレート9は軸方向右側に変位し、左方向に回転すれば台形ネジナット8及びロックプレート9は軸方向左側に変位する。
Here, the
プーリ14はシャフト3の回転に伴い回転され、操舵角センサ15はプーリ14ひいてはシャフト3の回転角すなわち操舵角θを検出して、検出結果をEPSECU7に出力する。
The
EPSECU7は、例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを相互に接続するデータバス及び入出力インターフェースから構成され、ROMに格納されたプログラムに従い、CPUが以下に述べる処理を行い、操舵角検出手段7aと制御手段7bと操舵反力制御手段7cを構成するものである。モータ13は、EPCECU7の操舵反力制御手段7cの制御に基づいて、操舵角θに対応した操舵反力をステアリングホイール2に発生させるように、ウォームギヤ12を駆動する。
The
さらに、図1に示すように、転舵部5は、円筒状の図示しないモータとボールネジ機構とによりラックバー16を車幅方向に移動させる転舵力発生部17と、ラックバー16に噛み合うピニオンを備えるピニオン部18と、タイロッド19と、ナックルアーム20と、ナックル21と、タイヤ及びホイールにより構成される車輪22とを備えて構成される。
Further, as shown in FIG. 1, the steered portion 5 includes a turning
ラックバー16は、転舵力発生部17により車幅方向に移動自在に支持されており、ラックバー16の両端部には、車幅方向に延びるタイロッド19の車幅方向内側部がボールジョイントを介して連結され、タイロッド19の車幅方向外側部は、車両前後方向に延びるナックルアーム20の車両後方部にボールジョイントを介して連結される。さらに、ナックルアーム20の車両前方部はナックル21に剛に結合される。ナックル21は車輪22を回転自在に支持する。
The
EPSECU7の操舵角検出手段7aは操舵角センサ15の出力に基づいて操舵角θを検出し、EPSECU7の制御手段7bは、操舵角θに基づいて、転舵力発生部17のモータを駆動制御して、このモータの発生する駆動力はボールネジ機構を介してラックバー16に駆動伝達される。
The steering angle detection means 7a of the
つまり、ステアリングホイール2により運転者が操舵角θを入力すると、EPSECU7は操舵角θに対応する転舵角δを演算して、転舵角δを実現するように転舵力発生部17内部のモータを駆動して、このモータの駆動によりボールネジ機構を介してラックバー16が車幅方向に移動されて、これに伴い、転舵力がタイロッド19、ナックルアーム20、ナックル21に伝達されて、車輪22が転舵される。
That is, when the driver inputs the steering angle θ by the
さらに、図1に示すように、機械的連結部6は、シャフト3の軸方向に対して平行であって、下方に離隔した軸を中心に設けられるプーリ23と、前述したプーリ14とプーリ23に巻かけられたベルト24と、プーリ23と同軸に配置されたローラ25と、プーリ23からローラ25に対して回転力を遮断自在に伝達する電磁クラッチ26と、ピニオン部18の内蔵するピニオンに同軸に連結されるローラ27と、ローラ25とローラ27との間で回転力を伝達する二本のケーブル28と、ケーブル28をそれぞれガイドするガイドチューブ29を備えて構成される。
Further, as shown in FIG. 1, the mechanical connecting portion 6 includes a
電磁クラッチ26は、EPSECU7が正常時においてはEPSECU7の制御手段7bの制御に基づいて励磁されており、励磁された状態では電磁クラッチ26は開放状態であって、プーリ23とローラ25との間において回転力の伝達はなされない。EPSECU7が異常時又はイグニッションスイッチがオフの条件においては非励磁となり、非励磁状態において電磁クラッチ26は締結状態となり、プーリ23とローラ25との間において回転力の伝達がなされる。
The
すなわち、機械的連結部6は、EPSECU7が異常時又はイグニッションスイッチがオフの条件において、ステアリングホイール2から入力した操舵角θを、シャフト3、プーリ14、ベルト24、プーリ23、電磁クラッチ26、ローラ25、ケーブル28、ローラ27を介して、ピニオン部18に内蔵されたピニオンに伝達して、これにより、ラックバー16の車幅方向に移動がなされて、手動による転舵が実現される。
In other words, the mechanical connecting portion 6 is configured such that when the
さらに、図2のA部を拡大した図3に示すように、本実施例の操舵装置1は、移動部材である台形ネジナット8の軸方向右側端面に対向して周上複数箇所に位置する右エンドピン30と、右エンドピン30の台形ネジナット8の軸方向右側端面に対向する面に設けられたマグネット31と、台形ネジナット8の軸方向右側端面のマグネット31に対向する位置に円環状に設けられた、マグネット31と極性が異なるマグネット32とを備える。右エンドピン30は軸方向右側の規制部材を、マグネット31は軸方向右側の規制部材側磁石を、マグネット32は軸方向右側の移動部材側磁石を示す。
Further, as shown in FIG. 3 in which the portion A of FIG. 2 is enlarged, the
これに加えて、操舵角θが右側に回転されて最大操舵角+θmaxである場合において、マグネット31とマグネット32との斥力により雄ネジ3aと雌ネジ8aにより構成されるネジ機構を介して、シャフト3及びステアリングホイール2に発生する操舵反力が、運転者がステアリングホイール2をこれ以上右側に回転させることができないと判断する大きさすなわち臨界値Tuとなるように、マグネット31とマグネット32の斥力を設定する。
In addition to this, when the steering angle θ is rotated to the right side to be the maximum steering angle + θmax, the shaft is connected via a screw mechanism constituted by the male screw 3a and the
さらに、図2のB部を拡大した図4に示すように、本実施例の操舵装置1は、移動部材であるロックプレート9の軸方向左側端面に対向して周上複数箇所に位置する左エンドピン33と、左エンドピン33のロックプレート9の軸方向左側端面に対向する面に設けられたマグネット34と、ロックプレート9の軸方向左側端面のマグネット34に対向する位置に円環状に設けられた、マグネット34と極性が異なるマグネット35とを備える。左エンドピン33は軸方向左側の規制部材を、マグネット34は軸方向右側の規制部材側磁石を、マグネット35は軸方向右側の移動部材側磁石を示す。
Further, as shown in FIG. 4 in which the portion B of FIG. 2 is enlarged, the
これに加えて、操舵角θが左側に回転されて最大操舵角−θmaxである場合において、マグネット34とマグネット35との斥力により雄ネジ3aと雌ネジ8aにより構成されるネジ機構を介して、シャフト3及びステアリングホイール2に発生する操舵反力が、運転者がステアリングホイール2をこれ以上左側に回転させることができないと判断する大きさすなわち臨界値Tuとなるように、マグネット31とマグネット32の斥力を設定する。
In addition to this, when the steering angle θ is rotated to the left and is the maximum steering angle −θmax, a repulsive force between the
加えて、右エンドピン30に台形ネジナット8が当接すること、及びロックプレート9が左エンドピン33に当接することにより、移動部材を構成する台形ネジナット8及びロックプレート9の軸方向変位が規制されることにより定まる、ステアリングホイール2により入力される操舵角θの規制値θrを、車輪22の最大転舵角δmaxにより定まる最大操舵角θmaxよりも大とする。
In addition, when the
さらに、EPSECU7の操舵角検出手段7aは、操舵角θが最大操舵角θmax以上である場合には、操舵角検出手段7aが操舵角θの検出値を最大操舵角θmaxに固定する。加えて、EPSECU7の操舵反力制御手段7cは、最大操舵角θmaxにおいて発生する操舵反力を、最大操舵角θmaxにおいてマグネット31とマグネット32との斥力又はマグネット34とマグネット35により発生する操舵反力と同一とし、操舵角θが最大操舵角θmaxより大きい場合に、操舵反力を発生しないようにモータ13を制御する。
Further, when the steering angle θ is equal to or greater than the maximum steering angle θmax, the steering angle detection unit 7a of the
図5は、本実施例の操舵装置1における、操舵角θと操舵反力との関係を従来技術との比較に基づいて示す模式図である。図5に示すように、操舵角θの最大操舵角θmaxにより定められる従来技術の操舵角範囲に対して、本実施例の操舵角範囲は最大操舵角θmaxより大きい規制値θrにより定められているため、操舵角θすなわちステアリングホイール2の回転角度範囲はより広いものとなる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the steering angle θ and the steering reaction force in the
また、従来技術においても、本実施例の操舵装置1と同様のステアバイワイヤ式のものであれば、操舵角θが大きくなれば二次曲線的に操舵反力が大きくなるように、EPSECU7の操舵反力制御手段7cの制御に基づいてモータ13が制御されるが、本実施例の操舵装置1においてはこれに加えて、右操舵においてはマグネット31とマグネット32の斥力に基づく操舵反力が、左操舵においてはマグネット34とマグネット35の斥力に基づく操舵反力が発生するため、操舵角θが最大操舵角θmaxを超える範囲においては、操舵反力制御手段7cによる操舵反力は発生させずに、マグネット31とマグネット32との間の斥力又はマグネット34とマグネット35との間の斥力のみに基づく操舵反力を発生させている。
Also in the prior art, if the steer-by-wire type is the same as the
以上述べた本実施例の操舵装置1によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、操舵角θが最大操舵角θmaxである場合において、マグネット31とマグネット32又はマグネット34とマグネット35との斥力により雄ネジ3aと雌ネジ8aにより構成されるネジ機構を介して、シャフト3及びステアリングホイール2に発生する操舵反力が、運転者がステアリングホイール2をこれ以上回転させることができないと判断する大きさすなわち臨界値Tuとなるように、斥力を設定しておけば、操舵反力が臨界値Tuとなった時点において、運転者がそれに気づいてそれ以上の操舵を止めることが期待できるので、運転者にステアリングホイール2をそれ以上回転させることを回避するように促すことができる。
According to the
また、操舵角θが最大操舵角θmaxを超えて、操舵反力が臨界値Tu以上となった後において、右操舵であれば台形ネジナット8が右エンドピン30の軸方向左側端面に当接して、左操舵であればロックプレート9が左エンドピン33の軸方向右側端面に当接して、機械的に移動部材を構成する台形ネジナット8及びロックプレート9の軸方向変位を規制することができる。
Further, after the steering angle θ exceeds the maximum steering angle θmax and the steering reaction force becomes equal to or greater than the critical value Tu, the
これにより、右エンドピン30により台形ネジナット8の軸方向右変位が規制された後に、運転者がさらにステアリングホイール2を右回転させて、図5に示すような、台形ネジナット8の雌ネジ8aにシャフト3の雄ネジ3aが噛み込む操舵力Tgを運転者がステアリングホイール2により入力して、雄ネジ3aが雌ネジ8aに噛み込むことを防止することができる。
Accordingly, after the
同様に、左エンドピン33によりロックプレート9の軸方向右変位が規制された後に、運転者がさらにステアリングホイール2を左回転させて、台形ネジナット8の雌ネジ8aにシャフト3の雄ネジ3aが噛み込むことを防止することができる。
Similarly, after the right end axial displacement of the
すなわち、台形ネジナット8の雌ネジ8aに対してシャフト3の雄ネジ3aが過大な力により噛み込むことが発生することを防止するとともに、一旦噛み込んだ状態から噛み込みを外して通常の状態に復帰させる操作を回避することができるので、操舵にあたって雌ネジ8aと雄ネジ3aの歯面の乗り越えや摺動に起因する振動が発生することを防止して、運転者にとってより良好な操舵フィーリングを確保することができる。
That is, it is possible to prevent the male screw 3a of the
これとともに、運転者がステアリングホイール2により入力した操舵角θが右側の最大操舵角+θmaxである場合には、台形ネジナット8を右エンドピン30に当接させないこととすることができるとともに、運転者がステアリングホイール2により入力した操舵角θが左側の最大操舵角−θmaxである場合には、ロックプレート9を左エンドピン33に当接させないこととすることができる。
At the same time, when the steering angle θ input by the driver through the
これにより、転舵において必要な最大操舵角θmaxを確保した上で、本実施例のマグネット31、マグネット32、マグネット34、マグネット35を用いた操舵装置1を構成することができる。
Thus, the
さらに、操舵装置1において、操舵角θを検出する操舵角検出手段7aをEPSECU7において備えるとともに、操舵角θが最大操舵角θmax以上である場合には、操舵角θの検出値を最大操舵角θmaxに固定することにより、以下のような作用効果が得られる。
Further, in the
つまり、操舵角θが最大操舵角θmaxであるにも係わらずに、マグネット31とマグネット32との斥力又はマグネット34とマグネット35との斥力に対抗して、運転者がさらに大きな操舵角θをステアリングホイール2に入力した場合においては、操舵角検出手段7aが操舵角θの検出値を最大操舵角θmaxに固定するので、運転者がステアリングホイール2をこれ以上回転できないと判断するタイミングが遅れる、あるいは、判断を誤った場合でも、操舵角θの検出値が最大操舵角θmaxを超えることを防止することができる。
That is, although the steering angle θ is the maximum steering angle θmax, the driver steers a larger steering angle θ against the repulsive force of the
これにより操舵装置1の特には転舵部5において最大転舵角δmaxを超えるような転舵力を転舵力発生部17が発生させてしまうことを回避して、制御を安定させることができる。
As a result, it is possible to avoid the steering
さらに、操舵装置1において、操舵角θに応じた操舵反力を発生する操舵反力制御手段7cをEPSECU7において備えるとともに、最大操舵角θmaxにおいて操舵反力制御手段7cが発生する操舵反力を、最大操舵角θmaxにおいてマグネット31とマグネット32との斥力又はマグネット34とマグネット35との斥力により発生する操舵反力と同一とし、操舵角θが最大操舵角θmaxより大きい場合に、操舵反力制御手段7cが操舵反力を発生しないように操舵部4のモータ13を制御することにより以下のような作用効果が得られる。
Furthermore, in the
つまり、本実施例の操舵装置1のように、特には車輪を転舵する転舵部5と、前シャフト3を含む操舵部4とがEPSECU7の正常時においては機械的に接続されていないいわゆるステアバイワイヤ式のものにおいて、車輪22からの操舵反力を模擬的に発生する操舵反力制御手段7c及び操舵反力制御手段7cにより制御されるモータ13を備えているので、操舵反力制御手段7cにより発生する操舵反力と、マグネット31とマグネット32又はマグネット34とマグネット35の斥力により雄ネジ3a及び雌ネジ8aにより構成されるネジ機構を介して発生する操舵反力との連続性を確保して、良好な操舵フィーリングを確保することができる。
That is, like the
さらに、マグネット31とマグネット32との斥力及びマグネット34とマグネット35との斥力が十分に大きく確保できる場合において、操舵角θが最大操舵角θmaxを超えた場合に、ステアリングホイール2及びシャフト3に作用する操舵反力が、マグネット31とマグネット32との斥力又はマグネット34とマグネット35との斥力による操舵反力と、操舵反力制御手段6aの制御に基づく操舵反力を合計した合力となって、過大となることを防止することができる。
Further, when the repulsive force between the
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to.
例えば、マグネット32の設置形態については、上述した実施例に示したように移動部材の軸方向端面に合わせて設けることに限られず、図6に示すように、台形ネジナット8の軸方向端面に対して軸方向に凹ませて設けることも可能である。これによれば、マグネット31及びマグネット32を設けることにより、ハウジング11の軸方向長さが増大することを防止することができる。このことはマグネット35についても同様であり、ロックプレート9の軸方向端面に対して凹ませて設けることも可能である。
For example, the installation form of the
なお、シャフト3及びステアリングホイール2に発生する操舵反力が、運転者がステアリングホイール2をこれ以上右側に回転させることができないと判断する閾値として用いられる臨界値Tuについては、複数の運転者の感覚を調査して統計的に求めることもできるし、噛み込みが発生する操舵力Tgから所定の安全率を乗じて計算により求めることもできる。
The threshold value Tu used as a threshold by which the steering reaction force generated in the
また、上述した実施例においては、最大操舵角θmaxを境界として、操舵角θが最大操舵角θmax以下である場合にはモータ13をEPSECU7の操舵反力制御手段7cが制御して操舵反力を発生させ、操舵角θが最大操舵角θmaxを超える場合には、マグネット31とマグネット32及びマグネット34とマグネット35の斥力に基づいて操舵反力を発生させて、操舵反力と操舵角θとの関係を図5に示すようなものとしたが、この関係はあくまで例示的なものであり、操舵反力制御手段7cによる操舵反力と、マグネット31とマグネット32及びマグネット34とマグネット35の斥力に基づく操舵反力とを同時に発生させても良い。
In the above-described embodiment, when the steering angle θ is equal to or less than the maximum steering angle θmax with the maximum steering angle θmax as a boundary, the steering reaction force control means 7c of the
本発明は、車両の操舵装置に関するものであり、比較的簡易な構成と軽微な変更により、良好な操舵フィーリングを確保することができる操舵装置を提供することができるので、通常の乗用車、トラック、バス等の様々な車両の操舵装置に適用して有益なものである。 The present invention relates to a vehicle steering device, and can provide a steering device capable of ensuring a good steering feeling with a relatively simple configuration and minor changes. It is useful when applied to steering devices for various vehicles such as buses.
1 操舵装置
2 ステアリングホイール
3 シャフト
3a 雄ネジ
4 操舵部
5 転舵部
6 機械的連結部
7 EPSECU
7a 操舵角検出手段
7b 制御手段
7c 操舵反力制御手段
8 台形ネジナット
8a 雌ネジ
9 ロックプレート
10 ガイドシャフト
11 ハウジング
12 ウォームギヤ
13 モータ
14 プーリ
15 操舵角センサ
16 ラックバー
17 転舵力発生部
18 ピニオン部
19 タイロッド
20 ナックルアーム
21 ナックル
22 車輪
23 プーリ
24 ベルト
25 ローラ
26 電磁クラッチ
27 ローラ
28 ケーブル
29 ガイドチューブ
30 右エンドピン
31 マグネット
32 マグネット
33 左エンドピン
34 マグネット
35 マグネット
DESCRIPTION OF
7a Steering angle detection means 7b Control means 7c Steering reaction force control means 8
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008072086A JP2009226990A (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008072086A JP2009226990A (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Steering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009226990A true JP2009226990A (en) | 2009-10-08 |
Family
ID=41242932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008072086A Pending JP2009226990A (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Steering device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2009226990A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016104629A (en) * | 2016-02-10 | 2016-06-09 | 本田技研工業株式会社 | Steering device for vehicle |
US9764760B2 (en) | 2013-12-24 | 2017-09-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle steering device |
-
2008
- 2008-03-19 JP JP2008072086A patent/JP2009226990A/en active Pending
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US9764760B2 (en) | 2013-12-24 | 2017-09-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle steering device |
JP2016104629A (en) * | 2016-02-10 | 2016-06-09 | 本田技研工業株式会社 | Steering device for vehicle |
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